JP7421159B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element Download PDF

Info

Publication number
JP7421159B2
JP7421159B2 JP2019208202A JP2019208202A JP7421159B2 JP 7421159 B2 JP7421159 B2 JP 7421159B2 JP 2019208202 A JP2019208202 A JP 2019208202A JP 2019208202 A JP2019208202 A JP 2019208202A JP 7421159 B2 JP7421159 B2 JP 7421159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
group
formula
polymer
crystal aligning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019208202A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021081559A (en
Inventor
雄介 山本
直史 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Priority to JP2019208202A priority Critical patent/JP7421159B2/en
Publication of JP2021081559A publication Critical patent/JP2021081559A/en
Priority to JP2024001708A priority patent/JP2024050592A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7421159B2 publication Critical patent/JP7421159B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

本発明は、液晶配向剤、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、及び該液晶配向膜を有する液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent, and a liquid crystal display element having the liquid crystal aligning film.

現在、液晶表示素子はデジタルカメラ、パソコン、携帯型端末、テレビなど、多くの機器における画像表示部分に広く使用されている。この様な液晶表示素子は、流動性がある液晶組成物を二枚の支持基板で挟み封じ込めた構造をしており、前記基板の液晶に接する面には、液晶分子を配向させるための液晶配向膜が設けられている。液晶配向膜は一般的に前記基板上に液晶配向剤を塗布する工程を経て作製される。また、液晶分子を基板の面内方向に配向させる場合は、液晶配向剤から得られた塗膜に対して、ラビング処理や光配向処理などが行われる。 Currently, liquid crystal display elements are widely used in image display portions of many devices such as digital cameras, personal computers, portable terminals, and televisions. Such a liquid crystal display element has a structure in which a fluid liquid crystal composition is sandwiched and sealed between two support substrates, and the surface of the substrates in contact with the liquid crystal has a liquid crystal alignment layer for aligning liquid crystal molecules. A membrane is provided. A liquid crystal aligning film is generally produced through a process of applying a liquid crystal aligning agent onto the substrate. Moreover, when aligning liquid crystal molecules in the in-plane direction of the substrate, rubbing treatment, photo-alignment treatment, etc. are performed on the coating film obtained from the liquid crystal aligning agent.

液晶配向膜に求められる特性は、種々存在する。ラビング処理に対する耐性(ラビング耐性)はそのうちの重要な特性の一つである。ラビング処理は、液晶表示素子の製造過程において、基板上に形成された高分子膜から液晶配向膜を形成する方法として知られ、現在も工業的に広く用いられている。 There are various characteristics required for a liquid crystal alignment film. Resistance to rubbing treatment (rubbing resistance) is one of the important characteristics. Rubbing treatment is known as a method of forming a liquid crystal alignment film from a polymer film formed on a substrate in the manufacturing process of a liquid crystal display element, and is still widely used industrially.

このラビング処理では、液晶配向膜が削れることで発生する粉塵や傷が表示素子の表示品位を低下させる問題が知られている。そのため、液晶配向膜には、ラビング処理に伴って生じる粉塵や液晶配向膜への損傷が少ない、高いラビング耐性が求められている。例えば特許文献1、2には、ラビング処理による塗膜の削れや損傷が起こりにくい液晶配向膜を提供することを目的とした液晶配向剤が開示されている。また特許文献3には、液晶配向膜のラビング耐性に加えて、高温でも液晶表示素子の電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性の高い液晶配向膜の提供を目的とした液晶配向剤が開示されている。 It is known that this rubbing process has a problem in that dust and scratches generated by scraping the liquid crystal alignment film deteriorate the display quality of the display element. Therefore, the liquid crystal alignment film is required to have high rubbing resistance with less dust and damage to the liquid crystal alignment film caused by the rubbing treatment. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose liquid crystal aligning agents aimed at providing a liquid crystal aligning film in which the coating film is less likely to be scraped or damaged by rubbing treatment. Furthermore, Patent Document 3 describes a liquid crystal alignment agent that aims to provide a highly reliable liquid crystal alignment film with low ion density and high voltage retention of liquid crystal display elements even at high temperatures, in addition to the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film. Disclosed.

特開2008-203332号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-203332 国際公開公報2010/053128International Publication Publication 2010/053128 国際公開公報2010/050523International Publication Publication 2010/050523

近年の液晶表示素子の益々の高性能化に伴い、液晶配向膜には種々の特性を今までよりも高いレベルで実現することが求められている。例えば、液晶表示素子が高精細化したことにより、ラビング耐性に関しては従来よりも塗膜の削れや損傷が少ない液晶配向膜が必要とされるようになってきた。以上のことから、本発明は、ラビング耐性に優れる液晶配向膜及び液晶配向剤の提供を課題とする。 BACKGROUND OF THE INVENTION As liquid crystal display elements have become increasingly sophisticated in recent years, liquid crystal alignment films are required to exhibit various properties at higher levels than ever before. For example, as the definition of liquid crystal display elements has become higher, there has been a need for liquid crystal alignment films that have less scratching and damage to the coating film than before in terms of rubbing resistance. In light of the above, an object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning film and a liquid crystal aligning agent that have excellent rubbing resistance.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明に到達したものであり、本発明は、下記の態様を有する。
(1)下記式(1)で表される環状アセタール基を有する重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。

Figure 0007421159000001

(Rは水素又は一価の有機基を表し、nは0~2の整数であり、*は他の基に結合する部位を表す。)
(2)前記式(1)で表される環状アセタール基を有する重合体が、後述する式(2)で表されるジアミンに由来する重合体である、上記(1)に記載の液晶配向剤。 The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems, and the present invention has the following aspects.
(1) A liquid crystal aligning agent characterized by containing a polymer having a cyclic acetal group represented by the following formula (1).
Figure 0007421159000001

(R 1 represents hydrogen or a monovalent organic group, n is an integer from 0 to 2, and * represents a site bonded to another group.)
(2) The liquid crystal aligning agent according to (1) above, wherein the polymer having a cyclic acetal group represented by the formula (1) is a polymer derived from a diamine represented by the formula (2) described below. .

(3)前記環状アセタール基を有する重合体が、下記式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記(1)に記載の液晶配向剤。

Figure 0007421159000002

(Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を表す。Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基を表す。Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表す。) (3) The above polymer having a cyclic acetal group is at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (3) and a polyimide that is an imidized product thereof. The liquid crystal aligning agent according to (1).
Figure 0007421159000002

(X 1 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative. Y 1 represents a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of formula (1). R 2 represents a hydrogen atom or the number of carbon atoms. Represents an alkyl group of 1 to 5.)

(4)前記式(3)中、Xの構造が下記構造中から選ばれる少なくとも1種である、上記(3)に記載の液晶配向剤。

Figure 0007421159000003
(4) The liquid crystal aligning agent according to the above (3), wherein in the formula (3), the structure of X 1 is at least one selected from the following structures.
Figure 0007421159000003

Figure 0007421159000004

(5)前記式(3)で表される構造単位が、前記重合体の全構造単位に対して10モル%以上である、請求項4又は5に記載の液晶配向剤。
(6)上記(1)~(5)のいずれか1項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
(7)上記(6)に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
Figure 0007421159000004

(5) The liquid crystal aligning agent according to claim 4 or 5, wherein the structural unit represented by the formula (3) is 10 mol% or more with respect to the total structural units of the polymer.
(6) A liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent according to any one of (1) to (5) above.
(7) A liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to (6) above.

(8)下記式(2)で表される環状アセタール基を有するジアミン。

Figure 0007421159000005

(各記号の定義は、後記する通りである。)
(9)上記(8)に記載のジアミンを由来とする環状アセタール基を有する重合体。 (8) A diamine having a cyclic acetal group represented by the following formula (2).
Figure 0007421159000005

(The definition of each symbol is as shown below.)
(9) A polymer having a cyclic acetal group derived from the diamine described in (8) above.

(10)前記環状アセタール基を有する重合体が、下記式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドである、上記(9)に記載の重合体。

Figure 0007421159000006

(各記号の定義は、上記(4)における記載と同じである。) (10) The polymer according to (9) above, wherein the polymer having a cyclic acetal group is a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (3), and a polyimide that is an imidized product thereof.
Figure 0007421159000006

(The definition of each symbol is the same as described in (4) above.)

(11)前記式(3)中、Xの構造が下記構造中から選ばれる少なくとも1種である、上記(10)に記載の重合体。

Figure 0007421159000007
(11) The polymer according to (10) above, wherein in the formula (3), the structure of X 1 is at least one selected from the following structures.
Figure 0007421159000007

Figure 0007421159000008

(12)前記式(3)で表される構造単位が、前記重合体の全構造単位に対して10モル%以上である、上記(10)又は(11)に記載の重合体。
Figure 0007421159000008

(12) The polymer according to (10) or (11) above, wherein the structural unit represented by the formula (3) is 10 mol% or more based on the total structural units of the polymer.

本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜はラビング耐性に優れ、該液晶配向膜を具備する液晶表示素子は高性能な液晶表示素子を提供できる。 The liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention has excellent rubbing resistance, and a liquid crystal display element comprising the liquid crystal aligning film can provide a high-performance liquid crystal display element.

本発明において、上記式(1)で表される環状アセタール基を有する重合体を含有する液晶配向剤を用いることで、ラビング耐性に優れた液晶配向膜が得られるメカニズムについては必ずしも明らかではないが、次のように考えられる。 In the present invention, the mechanism by which a liquid crystal aligning film with excellent rubbing resistance is obtained by using a liquid crystal aligning agent containing a polymer having a cyclic acetal group represented by the above formula (1) is not necessarily clear. , it can be considered as follows.

環状アセタールは、アルデヒドの保護基として働く。環状アセタール部位は、配向膜の加熱焼成時に、アルデヒドとジオールに分解する。生成したアルデヒドは、液晶配向剤中のアミン部位等と縮合して、ポリマー間で結合を形成すると考えられる。この結合形成のため、ラビング耐性に優れた液晶配向膜が得られると考えられる。 Cyclic acetals act as protecting groups for aldehydes. The cyclic acetal moiety decomposes into aldehyde and diol when the alignment film is heated and baked. It is thought that the generated aldehyde condenses with the amine site in the liquid crystal aligning agent and forms a bond between the polymers. It is thought that due to this bond formation, a liquid crystal alignment film with excellent rubbing resistance can be obtained.

本発明の液晶配向剤は、下記式(1)で表される構造を有する重合体(以下、特定重合体とも言う)を含有する液晶配向剤である。
<特定構造>

Figure 0007421159000009

上記式(1)において、Rは水素又は一価の有機基を表し、nは0~2の整数であり、*は他の基に結合する部位を表す。本発明における特定重合体は、上記式(1)の構造を有するジアミンから得られる重合体であるのが好ましい。 The liquid crystal aligning agent of the present invention is a liquid crystal aligning agent containing a polymer (hereinafter also referred to as a specific polymer) having a structure represented by the following formula (1).
<Specific structure>
Figure 0007421159000009

In the above formula (1), R 1 represents hydrogen or a monovalent organic group, n is an integer of 0 to 2, and * represents a site bonded to another group. The specific polymer in the present invention is preferably a polymer obtained from a diamine having the structure of formula (1) above.

<特定ジアミン>
上記式(1)で表される環状アセタール基を有するジアミン(以下、特定ジアミンともいう。)は、下記式(2)で表されるジアミンが挙げられる。

Figure 0007421159000010

上記式(2)中、Rおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。Arはフェニレン、ナフチレン、ビフェニレンから選ばれる芳香族炭化水素基を示し、それらには有機基が置換していても良く、水素原子はハロゲン原子に置き換わっていても良い。T、Tはそれぞれ独立して、単結合又は-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CHO-、-N(CH)-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-の結合基であり、Wは単結合もしくは非置換もしくはフッ素原子によって置換されている炭素原子数1~20のアルキレン基(ただしアルキレン基の-CH-または-CF-は-CH=CH-で任意に置き換えられていてもよく、次に挙げるいずれかの基が互いに隣り合わない場合において、これらの基に置き換えられていてもよい;-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二価の炭素環、二価の複素環。)である。 <Specific diamine>
Examples of diamines having a cyclic acetal group represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as specific diamines) include diamines represented by the following formula (2).
Figure 0007421159000010

In the above formula (2), the definitions of R 1 and n are the same as in the above formula (1). Ar represents an aromatic hydrocarbon group selected from phenylene, naphthylene, and biphenylene, which may be substituted with an organic group, and the hydrogen atom may be replaced with a halogen atom. T 1 and T 2 are each independently a single bond or -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, -CH 2 O-, -N(CH 3 ) -, -CON(CH 3 )-, -N(CH 3 )CO- are bonding groups, and W is a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a fluorine atom (however, -CH 2 - or -CF 2 - of the alkylene group may be optionally substituted with -CH=CH-, and in cases where any of the following groups are not adjacent to each other, these groups are substituted. -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, divalent carbocycle, divalent heterocycle).

上記式(2)のジアミンの具体例としては以下が例示される。

Figure 0007421159000011

上記式中、Rの定義は、上記式(1)におけるものと同じであり、特に、水素原子、メチル基(Me)又はエチル基(Et)が好ましい。Rは水素、又は一価の有機基を表し、特に、水素原子、Me基又はEt基が好ましい。nの定義は、上記式(1)におけるものと同じであり、特に、0又は1が好ましい。mは1~20の整数を表す。 Specific examples of the diamine of the above formula (2) include the following.
Figure 0007421159000011

In the above formula, the definition of R 1 is the same as that in the above formula (1), and a hydrogen atom, a methyl group (Me), or an ethyl group (Et) is particularly preferred. R 3 represents hydrogen or a monovalent organic group, and particularly preferably a hydrogen atom, Me group or Et group. The definition of n is the same as in the above formula (1), and particularly preferably 0 or 1. m represents an integer from 1 to 20.

<特定ジアミンの合成方法>
本発明における特定ジアミンを合成する方法は例えば、下記式(4)で表されるジニトロ化合物を合成し、さらにニトロ基を還元してアミノ基に変換する方法を挙げることができる。

Figure 0007421159000012

上記式(4)中、R、n、Ar、T、T及びWの定義は上記式(2)におけるものと同じである。 <Method for synthesizing specific diamine>
Examples of the method for synthesizing the specific diamine in the present invention include a method of synthesizing a dinitro compound represented by the following formula (4), and further reducing the nitro group to convert it into an amino group.
Figure 0007421159000012

In the above formula (4), the definitions of R 1 , n, Ar, T 1 , T 2 and W are the same as in the above formula (2).

上記ニトロ基の還元反応に用いられる触媒は、市販品として入手できる活性炭担持金属が好ましく、例えば、パラジウム-活性炭、白金-活性炭、ロジウム-活性炭などが挙げられる。また、水酸化パラジウム、酸化白金、ラネーニッケルなど必ずしも活性炭担持型の金属触媒でなくてもよい。なかでも、パラジウム-活性炭が好ましい。 The catalyst used in the reduction reaction of the nitro group is preferably a commercially available metal supported on activated carbon, such as palladium-activated carbon, platinum-activated carbon, rhodium-activated carbon, and the like. Furthermore, the catalyst does not necessarily have to be an activated carbon-supported metal catalyst such as palladium hydroxide, platinum oxide, or Raney nickel. Among these, palladium-activated carbon is preferred.

上記還元反応をより効果的に進行させるため、活性炭の共存下で反応を実施することもある。この時、使用する活性炭の量は、ジニトロ化合物に対して1~30質量%が好ましく、10~20質量%がより好ましい。同様な理由により、加圧下で反応を実施する場合もある。この場合、ベンゼン核の還元を避けるため、好ましくは20気圧以下であり、より好ましくは10気圧までの範囲で反応を実施する。 In order to make the reduction reaction proceed more effectively, the reaction may be carried out in the presence of activated carbon. At this time, the amount of activated carbon used is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass, based on the dinitro compound. For similar reasons, the reaction may also be carried out under pressure. In this case, in order to avoid reduction of benzene nuclei, the reaction is preferably carried out at a pressure of 20 atm or less, more preferably up to 10 atm.

上記還元反応における溶媒は、各原料と反応しない溶媒であれば、制限なく使用することができる。例えば、非プロトン性極性有機溶媒(DMF、DMSO、DMAc、NMPなど);エーテル類(EtO、i-PrO、TBME、CPME、THF、ジオキサンなど);脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど);芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど);ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど);低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等);ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等);などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択でき、2種以上混合して用いることができる。必要に応じて、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて溶媒を乾燥し、非水溶媒として用いることもできる。溶媒の使用量(反応濃度)は、ジニトロ化合物に対し、0.1~100質量倍であり、好ましくは0.5~30質量倍であり、さらに好ましくは1~10質量倍である。 The solvent in the above reduction reaction can be used without any restriction as long as it does not react with each raw material. For example, aprotic polar organic solvents (DMF, DMSO, DMAc, NMP, etc.); ethers (Et 2 O, i-Pr 2 O, TBME, CPME, THF, dioxane, etc.); aliphatic hydrocarbons (pentane, Hexane, heptane, petroleum ether, etc.); Aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.); Halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane) etc.); lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.); nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.); and the like can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease with which the reaction occurs, and two or more of them can be used as a mixture. If necessary, the solvent can be dried using an appropriate dehydrating agent or drying agent and used as a non-aqueous solvent. The amount of the solvent used (reaction concentration) is 0.1 to 100 times the weight of the dinitro compound, preferably 0.5 to 30 times the weight, and more preferably 1 to 10 times the weight.

反応温度は、-100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲、好ましくは、-50~150℃である。反応時間は、通常0.05~350時間、好ましくは0.5~100時間である。 The reaction temperature ranges from -100°C to the boiling point of the solvent used, preferably -50 to 150°C. The reaction time is usually 0.05 to 350 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

[式(4)の製法]
式(4)を合成する方法に特に制限はない。例えば、文献(L. Fan et al., Organic & Biomolecular Chemistry, 17, 5121 (2019))を参考に下記反応式で表すように、アルデヒド化合物とジオール化合物を酸の存在下で反応させることで式(4)を得ることができる。

Figure 0007421159000013
[Production method of formula (4)]
There is no particular restriction on the method of synthesizing formula (4). For example, as shown in the reaction formula below based on the literature (L. Fan et al., Organic & Biomolecular Chemistry, 17, 5121 (2019)), by reacting an aldehyde compound and a diol compound in the presence of an acid, the formula (4) can be obtained.
Figure 0007421159000013

上記アルデヒド基の保護に用いる酸触媒としては、塩化水素(あるいは塩酸)、硫酸、p‐トルエンスルホン酸、リン酸、トリメチルシリルトリフラート、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、タングストリン酸、タングストケイ酸などを挙げることができる。これらのうち、好ましくはp‐トルエンスルホン酸である。
上記反応における溶媒は、各原料と反応しない溶媒であれば、制限なく使用することができる。例えば、エーテル類(EtO、i-PrO、TBME、CPME、THF、ジオキサンなど);脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテル、シクロヘキサンなど);芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど);ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど);ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等);などが使用できる。これらのうち、好ましくはトルエン、シクロヘキサンである。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択でき、2種以上混合して用いることができる。必要に応じて、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて溶媒を乾燥し、非水溶媒として用いることもできる。溶媒の使用量(反応濃度)は、アルデヒド化合物に対し、0.1~100質量倍であり、好ましくは0.5~30質量倍であり、さらに好ましくは1~10質量倍である。
反応温度は、-100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲、好ましくは、-50~150℃である。反応時間は、通常0.05~350時間、好ましくは0.5~100時間である。
Examples of acid catalysts used to protect the aldehyde group include hydrogen chloride (or hydrochloric acid), sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, phosphoric acid, trimethylsilyl triflate, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, tungstophosphoric acid, tungstosilicic acid, etc. can be mentioned. Among these, p-toluenesulfonic acid is preferred.
The solvent in the above reaction can be used without any restriction as long as it does not react with each raw material. For example, ethers (Et 2 O, i-Pr 2 O, TBME, CPME, THF, dioxane, etc.); aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, cyclohexane, etc.); aromatic hydrocarbons (Benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.); Halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.); Nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.) ; etc. can be used. Among these, toluene and cyclohexane are preferred. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease with which the reaction occurs, and two or more of them can be used as a mixture. If necessary, the solvent can be dried using an appropriate dehydrating agent or drying agent and used as a non-aqueous solvent. The amount of the solvent used (reaction concentration) is 0.1 to 100 times the amount of the aldehyde compound, preferably 0.5 to 30 times, and more preferably 1 to 10 times the amount by weight.
The reaction temperature ranges from -100°C to the boiling point of the solvent used, preferably -50 to 150°C. The reaction time is usually 0.05 to 350 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

<重合体>
本発明の環状アセタール基を有する重合体は、上記式(1)で表される構造を有する。具体例としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリウレア、ポリアミドなどが挙げられる。液晶配向剤としての観点から、下記式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種がより好ましい。

Figure 0007421159000014

上記式(3)中、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。Rは、加熱によるイミド化のしやすさの点から、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましい。 <Polymer>
The polymer having a cyclic acetal group of the present invention has a structure represented by the above formula (1). Specific examples include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyurea, polyamide, and the like. From the viewpoint of a liquid crystal aligning agent, at least one kind selected from a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (3) and a polyimide that is an imidized product thereof is more preferable.
Figure 0007421159000014

In the above formula (3), X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of formula (1), and R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 2 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group from the viewpoint of ease of imidization by heating.

<テトラカルボン酸二無水物>
上記式(3)のポリイミド前駆体中のXは、重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷など、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に1種類であってもよく、2種類以上が混在していても良い。
<Tetracarboxylic dianhydride>
X 1 in the polyimide precursor of the above formula (3) is determined by the solubility of the polymer in a solvent, the applicability of a liquid crystal alignment agent, the alignment of liquid crystal when used as a liquid crystal alignment film, voltage holding rate, accumulated charge, etc. are appropriately selected depending on the degree of required properties, and may be one type or two or more types mixed in the same polymer.

の具体例を示すならば、国際公開公報2015/119168の13項~14項に掲載される、式(X-1)~(X-46)の構造などが挙げられる。
以下に、好ましいXの構造を示す。

Figure 0007421159000015
Specific examples of X 1 include structures of formulas (X-1) to (X-46) listed in sections 13 to 14 of International Publication No. 2015/119168.
Preferred structures of X 1 are shown below.
Figure 0007421159000015

上記のうち、(A-1)、(A-2)はラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましく、(A-4)は蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましく、(A-15)~(A-17)などは、液晶配向性と蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましい。
また、上記のうち、(A-1)、(A-4)、(A-5)、(A-7)は電圧保持率の更なる向上という観点から好ましい。
Among the above, (A-1) and (A-2) are particularly preferred from the viewpoint of further improving the rubbing resistance, and (A-4) is particularly preferred from the viewpoint of further improving the relaxation rate of accumulated charges. A-15) to (A-17) are particularly preferred from the viewpoint of further improving the liquid crystal orientation and the relaxation rate of accumulated charges.
Further, among the above, (A-1), (A-4), (A-5), and (A-7) are preferable from the viewpoint of further improving the voltage holding ratio.

<ジアミン>
上記式(3)において、Yの具体例としては前記式(2)のジアミンから2つのアミノ基を除いた構造を挙げることができる。
<Diamine>
In the above formula (3), a specific example of Y 1 is a structure obtained by removing two amino groups from the diamine of the above formula (2).

<重合体(その他の構造単位)>
式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体は、本発明の効果を損なわない範囲において、下記式(5)で表される構造単位を含んでいても良い。

Figure 0007421159000016

式(5)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含まないジアミンに由来する2価の有機基であり、Rは、前記式(3)の定義と同じであり、Rは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。また、2つあるRの少なくとも一方は水素原子であることが好ましい。 <Polymer (other structural units)>
The polyimide precursor containing the structural unit represented by the formula (3) may contain the structural unit represented by the following formula (5) within a range that does not impair the effects of the present invention.
Figure 0007421159000016

In formula (5), X 2 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 2 is a divalent organic group derived from a diamine that does not contain the structure of formula (1), and R 2 is the same as the definition of formula (3) above, and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, it is preferable that at least one of the two R2 's is a hydrogen atom.

の具体例としては、好ましい例も含めて式(3)のXで例示したものと同じ構造を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体中のYは式(1)の構造を含まないジアミンに由来する二価の有機基であり、その構造は特に限定されない。また、Yは重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷など、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に2種類以上が混在していても良い。 Specific examples of X 2 include the same structures as those exemplified for X 1 in formula (3), including preferred examples. Further, Y2 in the polyimide precursor is a divalent organic group derived from a diamine that does not include the structure of formula (1), and its structure is not particularly limited. In addition, Y2 is determined depending on the degree of required properties, such as the solubility of the polymer in a solvent, the applicability of the liquid crystal alignment agent, the alignment of the liquid crystal when used as a liquid crystal alignment film, the voltage holding rate, and the accumulated charge. They are selected as appropriate, and two or more types may be mixed in the same polymer.

の具体例を示すならば、国際公開公報2015/119168の4項に掲載される式(2)の構造、及び、8項~12項に掲載される、式(Y-1)~(Y-97)、(Y-101)~(Y-118)の構造;国際公開公報2013/008906の6項に掲載される、式(2)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/122413の8項に掲載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/060360の8項に掲載される式(3)の構造;日本特開公報2012-173514の8項に記載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2010-050523の9項に掲載される式(A)~(F)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基、などが挙げられる。 To give specific examples of Y 2 , the structure of formula (2) published in section 4 of International Publication No. 2015/119168, and the structure of formula (Y-1) to ( Structures of Y-97), (Y-101) to (Y-118); divalent organic group obtained by removing two amino groups from formula (2), published in Section 6 of International Publication No. 2013/008906 ; A divalent organic group obtained by removing two amino groups from the formula (1) published in section 8 of International Publication No. 2015/122413; A divalent organic group of formula (3) published in section 8 of International Publication No. 2015/060360 Structure: Divalent organic group obtained by removing two amino groups from formula (1) described in section 8 of Japanese Patent Publication No. 2012-173514; Formula (A ) to (F) with two amino groups removed, and the like.

<その他ジアミン>
上記ジアミン成分に加え、その他ジアミンとして、下記に示すジアミン成分を使用することができる。
<その他ジアミン:式(0)の構造を有するジアミン>
その他ジアミンは、下記式(0)の構造を有する。

Figure 0007421159000017
<Other diamines>
In addition to the above diamine components, the following diamine components can be used as other diamines.
<Other diamine: diamine having the structure of formula (0)>
Other diamines have the structure of the following formula (0).
Figure 0007421159000017

上記式(0)中、A及びAは、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1~5のアルキレン基を表す。上下基板を張り合わせるシール材中の官能基との反応性の点から、単結合又はメチレン基が好ましい。 In the above formula (0), A 1 and A 5 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A single bond or a methylene group is preferable from the viewpoint of reactivity with a functional group in a sealing material used to bond the upper and lower substrates together.

上記式(0)中、A及びAは、それぞれ独立して、炭素数1~5のアルキレン基を表し、好ましくはメチレン基又はエチレン基である。Aは、炭素数1~6のアルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、シール材中の官能基との反応性の点から、メチレン基又はエチレン基が好ましい。 In the above formula (0), A 2 and A 4 each independently represent an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methylene group or an ethylene group. A 3 represents an alkylene group or a cycloalkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and is preferably a methylene group or an ethylene group from the viewpoint of reactivity with the functional group in the sealing material.

上記式(0)中、B及びBは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-NH-、-N(CH)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-又は-N(CH)COを表す。得られる液晶配向膜の配向性の点から、単結合又は-O-が好ましい。 In the above formula (0), B 1 and B 2 are each independently a single bond, -O-, -NH-, -N(CH 3 )-, -CO-, -COO-, -OCO-, Represents -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )- or -N(CH 3 )CO. From the viewpoint of orientation of the obtained liquid crystal alignment film, a single bond or -O- is preferable.

上記式(0)中、Dは、熱により水素原子に置き換わる保護基を表す。Dは、アミノ基の保護基として機能するものであり、熱により水素原子に置き換わる官能基である。液晶配向剤の保存安定性の点から、Dは室温において脱離しないことが好ましく、80℃以上の熱で脱離する保護基がより好ましく、100℃以上、特に120℃以上の熱で脱離する保護基が更に好ましい。脱離する温度は、250℃以下が好ましく、230℃以下がより好ましい。高すぎる脱離する温度は重合体の分解を招く可能性がある。このようなDの例としては、tert-ブトキシカルボニル(t-Boc)基、9-フルオレニルメトキシカルボニル基等が挙げられる。なかでも、温度による脱離性の点から、t-Boc基が好ましい。 In the above formula (0), D 1 represents a protective group that replaces a hydrogen atom by heat. D 1 functions as a protecting group for an amino group, and is a functional group that is replaced by a hydrogen atom by heat. From the viewpoint of storage stability of the liquid crystal aligning agent, D 1 is preferably a protecting group that does not desorb at room temperature, more preferably a protecting group that desorbs at a temperature of 80°C or higher, and a protecting group that desorbs at a temperature of 100°C or higher, particularly 120°C or higher. More preferred are protecting groups that release. The desorption temperature is preferably 250°C or lower, more preferably 230°C or lower. Desorption temperatures that are too high can lead to polymer decomposition. Examples of such D 1 include tert-butoxycarbonyl (t-Boc) group, 9-fluorenylmethoxycarbonyl group, and the like. Among these, t-Boc group is preferred from the viewpoint of temperature-dependent elimination.

上記式(0)中、aは0又は1である。A及びA(aが1の場合)、A及びA(aが1の場合)、又はA及びA(aが0の場合)は、互いに結合しない。つまり、aが1の場合、A及びA、A及びAにより環は形成されず、Dに結合するN原子が該環の一部を構成しない。同様に、aが0の場合、A及びAにより環は形成されず、Dに結合するN原子が該環の一部を構成しない。 In the above formula (0), a is 0 or 1. A 2 and A 3 (when a is 1), A 3 and A 4 (when a is 1), or A 2 and A 4 (when a is 0) do not bond to each other. That is, when a is 1, A 2 and A 3 , A 3 and A 4 do not form a ring, and the N atom bonded to D 1 does not constitute a part of the ring. Similarly, when a is 0, A 2 and A 4 do not form a ring, and the N atom bonded to D 1 does not form part of the ring.

上記式(0)中、*は他の基に結合する部位を表す。*から見て、ベンゼン環に対するA及び/又はAの結合位置は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれでもよいが、液晶配向膜の液晶配向性の点から、パラ位が好ましい。すなわち、上記式(0)は、下記式(0’)又は下記式(0’’)であるのが好ましい。

Figure 0007421159000018

上記式(0’)及び上記式(0’’)中、A~A、B、B、D、a並びに*は、上記式(0)の場合と同様である。 In the above formula (0), * represents a site that is bonded to another group. Viewed from *, the bonding position of A 1 and/or A 5 to the benzene ring may be any of the ortho position, meta position, and para position, but the para position is preferable from the viewpoint of liquid crystal orientation of the liquid crystal alignment film. That is, the above formula (0) is preferably the following formula (0') or the following formula (0'').
Figure 0007421159000018

In the above formula (0') and the above formula (0''), A 1 to A 5 , B 1 , B 2 , D 1 , a, and * are the same as in the above formula (0).

このような特定ジアミンの具体例としては、例えば、下記式(0-1)~(0-21)で表されるジアミンが挙げられる。

Figure 0007421159000019
Specific examples of such specific diamines include diamines represented by the following formulas (0-1) to (0-21).
Figure 0007421159000019

<その他ジアミン:垂直配向性を発現する特定側鎖構造を有するジアミン>
VA方式の液晶表示素子における液晶配向剤として用いる場合、垂直配向能を発現する特定側鎖構造を有するジアミンを用いて特定重合体を調製することが好ましい。この特定側鎖構造を有するジアミンは、下記式[S1]~[S3]で表される群から選ばれる少なくとも1種の側鎖構造を有する。以下、かかる特定側鎖構造を有するジアミンの例である、式[S1]~[S3]で表されるジアミンについて順に説明する。
<Other diamines: diamines with specific side chain structures that exhibit vertical alignment>
When used as a liquid crystal alignment agent in a VA type liquid crystal display element, it is preferable to prepare a specific polymer using a diamine having a specific side chain structure that exhibits vertical alignment ability. This diamine having a specific side chain structure has at least one type of side chain structure selected from the group represented by the following formulas [S1] to [S3]. Below, diamines represented by formulas [S1] to [S3], which are examples of diamines having such specific side chain structures, will be explained in order.

[A]:下記式[S1]で表される特定側鎖構造を有するジアミン

Figure 0007421159000020

上記式[S1]中、X及びXは、それぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-((CHa1-Am1-を表す。このうち、複数のa1はそれぞれ独立して1~15の整数であり、複数のAはそれぞれ独立して酸素原子又は-COO-を表し、m1は1~2である。 [A]: Diamine having a specific side chain structure represented by the following formula [S1]
Figure 0007421159000020

In the above formula [S1], X 1 and X 2 each independently represent a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer from 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, - CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -((CH 2 ) a1 -A 1 ) m1 -. Among these, the plurality of a1's are each independently an integer of 1 to 15, the plurality of A1 's each independently represents an oxygen atom or -COO-, and m1 is 1 to 2.

なかでも、原料の入手性や合成の容易さの点から、X及びXは、それぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-O-、-CHO-又は-COO-が好ましく、単結合、-(CH-(aは1~10の整数である)、-O-、-CHO-又は-COO-がより好ましい。 Among them, from the viewpoint of availability of raw materials and ease of synthesis, X 1 and X 2 are each independently a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer from 1 to 15), -O-, -CH 2 O- or -COO- is preferred, and a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer from 1 to 10), -O-, -CH 2 O- or -COO - is more preferable.

上記式[S1]中、G及びGは、それぞれ独立して、炭素数6~12の2価の芳香族基又は炭素数3~8の2価の脂環式基から選ばれる2価の環状基を表す。該環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。m及びnは、それぞれ独立して、0~3の整数であって、m及びnの合計は1~4である。 In the above formula [S1], G 1 and G 2 are each independently a divalent aromatic group having 6 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms. represents a cyclic group. Any hydrogen atom on the cyclic group can be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. Alternatively, it may be substituted with a fluorine atom. m and n are each independently an integer of 0 to 3, and the total of m and n is 1 to 4.

上記式[S1]中、Rは、炭素数1~20のアルキル、炭素数1~20のアルコキシ又は炭素数2~20のアルコキシアルキルを表す。Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。このうち、炭素数6~12の2価の芳香族基の例としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフタレン等が挙げられる。また、炭素数3~8の2価の脂環式基の例としては、シクロプロピレン、シクロヘキシレン等が挙げられる。 In the above formula [S1], R 1 represents alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy having 1 to 20 carbon atoms, or alkoxyalkyl having 2 to 20 carbon atoms. Any hydrogen forming R 1 may be substituted with fluorine. Among these, examples of divalent aromatic groups having 6 to 12 carbon atoms include phenylene, biphenylene, naphthalene, and the like. Furthermore, examples of the divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms include cyclopropylene, cyclohexylene, and the like.

上記式[S1]の好ましい具体例として、下記式[S1-x1]~[S1-x7]があげられる。

Figure 0007421159000021
Preferred specific examples of the above formula [S1] include the following formulas [S1-x1] to [S1-x7].
Figure 0007421159000021

上記式[S1-x1]~[S1-x7]中、Rは、上記式[S1]の場合と同様である。Xは、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Aは、酸素原子又は-COO-*(「*」を付した結合手が(CHa2と結合する)を表す。Aは、酸素原子又は*-COO-(「*」を付した結合手が(CHa2と結合する)を表す。aは0又は1の整数であり、aは2~10の整数である。Cyは1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基を表す。 In the above formulas [S1-x1] to [S1-x7], R 1 is the same as in the above formula [S1]. X p is -(CH 2 ) a - (a is an integer from 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -CH 2 Represents O-, -COO- or -OCO-. A 1 represents an oxygen atom or -COO-* (the bond marked with "*" is bonded to (CH 2 ) a2 ). A 2 represents an oxygen atom or *-COO- (the bond marked with "*" is bonded to (CH 2 ) a2 ). a 1 is an integer of 0 or 1, and a 2 is an integer of 2 to 10. Cy represents a 1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group.

[B]:下記式[S2]で表される特定側鎖構造を有するジアミン

Figure 0007421159000022

上記式[S2]中、Xは単結合、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。なかでも、液晶配向剤の液晶配向性の点から、Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-が好ましい。 [B]: Diamine having a specific side chain structure represented by the following formula [S2]
Figure 0007421159000022

In the above formula [S2], X 3 is a single bond, -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -CH 2 O-, -COO- or -OCO- represents. Among these, from the viewpoint of liquid crystal alignment of the liquid crystal aligning agent, -CONH-, -NHCO-, -O-, -CH 2 O-, -COO- or -OCO- is preferable for X 3 .

上記式[S2]中、Rは、炭素数1~20のアルキル又は炭素数2~20のアルコキシアルキルを表す。Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。なかでも、液晶配向剤の液晶配向性の点から、Rは炭素数3~20のアルキル又は炭素数2~20のアルコキシアルキルが好ましい。 In the above formula [S2], R 2 represents alkyl having 1 to 20 carbon atoms or alkoxyalkyl having 2 to 20 carbon atoms. Any hydrogen forming R 2 may be substituted with fluorine. Among these, R 2 is preferably alkyl having 3 to 20 carbon atoms or alkoxyalkyl having 2 to 20 carbon atoms from the viewpoint of liquid crystal alignment of the liquid crystal aligning agent.

[C]:下記式[S3]で表される特定側鎖構造を有するジアミン

Figure 0007421159000023

上記式[S3]中、Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-COO-又は-OCO-を表す。Rはステロイド骨格を有する構造を表す。ここでのステロイド骨格は、3つの六員環及び1つの五員環が結合した下記式(st)で表される骨格を有する。
Figure 0007421159000024
[C]: Diamine having a specific side chain structure represented by the following formula [S3]
Figure 0007421159000023

In the above formula [S3], X 4 represents -CONH-, -NHCO-, -O-, -COO- or -OCO-. R 3 represents a structure having a steroid skeleton. The steroid skeleton here has a skeleton represented by the following formula (st) in which three six-membered rings and one five-membered ring are bonded.
Figure 0007421159000024

上記式[S3]の例として下記式[S3-x]が挙げられる。

Figure 0007421159000025

上記式[S3-x]中、Xは、上記式[X1]又は[X2]を表す。また、Colは、上記式[Col1]~[Col4]からなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、Gは、上記式[G1]又は[G2]を表す。*は他の基に結合する部位を表す。 An example of the above formula [S3] is the following formula [S3-x].
Figure 0007421159000025

In the above formula [S3-x], X represents the above formula [X1] or [X2]. Further, Col represents at least one type selected from the group consisting of the above formulas [Col1] to [Col4], and G represents the above formula [G1] or [G2]. * represents a site that binds to another group.

上記式[S3-x]における、X、Col及びGの好ましい組合せの例としては、例えば、下記の組合せが挙げられる。すなわち、[X1]と[Col1]と[G1]、[X1]と[Col1]と[G2]、[X1]と[Col2]と[G1]、[X1]と[Col2]と[G2]、[X1]と[Col3]と[G2]、[X1]と[Col4]と[G2]、[X1]と[Col3]と[G1]、[X1]と[Col4]と[G1]、[X2]と[Col1]と[G2]、[X2]と[Col2]と[G2]、[X2]と[Col2]と[G1]、[X2]と[Col3]と[G2]、[X2]と[Col4]と[G2]、[X2]と[Col1]と[G1]、[X2]と[Col4]と[G1]である。 Examples of preferable combinations of X, Col and G in the above formula [S3-x] include the following combinations. That is, [X1] and [Col1] and [G1], [X1] and [Col1] and [G2], [X1] and [Col2] and [G1], [X1] and [Col2] and [G2], [X1] and [Col3] and [G2], [X1] and [Col4] and [G2], [X1] and [Col3] and [G1], [X1] and [Col4] and [G1], [X2 ] and [Col1] and [G2], [X2] and [Col2] and [G2], [X2] and [Col2] and [G1], [X2] and [Col3] and [G2], [X2] and [Col4] and [G2], [X2], [Col1] and [G1], [X2], [Col4] and [G1].

上記式[S3]の具体的としては、日本特開平4-281427号公報の段落[0024]に記載のステロイド化合物から水酸基(ヒドロキシ基)を除いた構造、同公報の段落[0030]に記載のステロイド化合物から酸クロライド基を除いた構造、同公報の段落[0038]に記載のステロイド化合物からアミノ基を除いた構造、同公報の段落[0042]にステロイド化合物からハロゲン基を除いた構造、及び日本特開平8-146421の段落[0018]~[0022]に記載の構造等が挙げられる。 Specific examples of the above formula [S3] include the structure obtained by removing the hydroxyl group from the steroid compound described in paragraph [0024] of Japanese Patent Application Publication No. 4-281427, and the structure described in paragraph [0030] of the same publication. A structure obtained by removing an acid chloride group from a steroid compound, a structure obtained by removing an amino group from a steroid compound described in paragraph [0038] of the same publication, a structure obtained by removing a halogen group from a steroid compound described in paragraph [0042] of the same publication, and Examples include the structures described in paragraphs [0018] to [0022] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-146421.

ステロイド骨格の代表例としては、コレステロール(上記式[S3-x]における[Col1]及び[G2]の組み合わせ)が挙げられるが、該コレステロールを含まないステロイド骨格を利用することもできる。すなわち、ステロイド骨格を有するジアミンとして、例えば3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル等が挙げられるが、かかるコレステロール骨格を有するジアミンを含まないジアミン成分とすることも可能である。また、特定側鎖構造を有するジアミンとして、ジアミンと側鎖との連結位置にアミドを含まないものを利用することもできる。このようなジアミンを利用しても、本実施形態においては、コレステロール骨格を有するジアミンを含まないジアミン成分を利用しても、長期に渡って高い電圧保持率を確保できる液晶配向膜や液晶表示素子を得ることができる液晶配向剤を提供できる。 A typical example of a steroid skeleton is cholesterol (a combination of [Col1] and [G2] in the above formula [S3-x]), but a steroid skeleton that does not contain cholesterol can also be used. That is, examples of diamines having a steroid skeleton include cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, but it is also possible to use a diamine component that does not contain such diamines having a cholesterol skeleton. Moreover, as a diamine having a specific side chain structure, one that does not contain an amide at the linking position between the diamine and the side chain can also be used. Even if such a diamine is used, in this embodiment, even if a diamine component that does not include a diamine having a cholesterol skeleton is used, a liquid crystal alignment film and a liquid crystal display element that can ensure a high voltage holding rate over a long period of time can be produced. It is possible to provide a liquid crystal aligning agent that can obtain the following.

上記式[S1]~[S3]で表される側鎖構造を有するジアミンは、それぞれ、下記式[1-S1]-[1-S3]の構造で表される。

Figure 0007421159000026

上記式[1-S1]中、X、X、G、G、R、m及びnは、上記式[S1]における場合と同様である。上記式[1-S2]中、X及びRは、上記式[S2]における場合と同様である。上記式[1-S3]中、X及びRは、上記式[S3]における場合と同様である。 The diamines having side chain structures represented by the above formulas [S1] to [S3] are each represented by the structure of the following formula [1-S1]-[1-S3].
Figure 0007421159000026

In the above formula [1-S1], X 1 , X 2 , G 1 , G 2 , R 1 , m and n are the same as in the above formula [S1]. In the above formula [1-S2], X 3 and R 2 are the same as in the above formula [S2]. In the above formula [1-S3], X 4 and R 3 are the same as in the above formula [S3].

<その他のジアミン:垂直配向性を発現する二側鎖型の特性側鎖構造を有するジアミン>
VA方式の液晶表示素子における晶配向剤として用いる場合、垂直配向性の特定側鎖構造を2つ有する二側鎖型のジアミンを用いて特定重合体を調製することもできる。
かかるジアミン成分として含まれていてもよい二側鎖ジアミンは、例えば下記式[1]で表される。

Figure 0007421159000027

上記式[1]中、Xは、単結合、-O-、-C(CH-、-NH-、-CO-、-NHCO-、-COO-、-(CH-、-SO-又はそれらの任意の組み合わせからなる2価の有機基を表す。なかでも、Xは、単結合、-O-、-NH-、-O-(CH-O-であるのが好ましい。「それらの任意の組み合わせ」の例としては、-O-(CH-O-、-O-C(CH-、-CO-(CH-、-NH-(CH-、-SO-(CH-、-CONH-(CH-、-CONH-(CH-NHCO-、-COO-(CH-OCO-等が挙げられる。mは1~8の整数である。 <Other diamines: Diamines having a characteristic side chain structure of a two-side chain type that exhibits vertical alignment>
When used as a crystal aligning agent in a VA type liquid crystal display element, a specific polymer can also be prepared using a two-side chain type diamine having two specific vertically aligned side chain structures.
The two-side chain diamine that may be included as such a diamine component is represented by the following formula [1], for example.
Figure 0007421159000027

In the above formula [1], X is a single bond, -O-, -C(CH 3 ) 2 -, -NH-, -CO-, -NHCO-, -COO-, -(CH 2 ) m -, Represents a divalent organic group consisting of -SO 2 - or any combination thereof. Among these, X is preferably a single bond, -O-, -NH-, or -O-(CH 2 ) m -O-. Examples of "any combination thereof" include -O-(CH 2 ) m -O-, -OC(CH 3 ) 2 -, -CO-(CH 2 ) m -, -NH-(CH 2 ) m -, -SO 2 -(CH 2 ) m -, -CONH-(CH 2 ) m -, -CONH-(CH 2 ) m -NHCO-, -COO-(CH 2 ) m -OCO-, etc. can be mentioned. m is an integer from 1 to 8.

上記式[1]中、2つのYは、それぞれ独立して、下記式[1-1]の構造を表す。

Figure 0007421159000028

上記式[1-1]中、Y及びYは、それぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Yは単結合又は-(CH-(bは1~15の整数である)を表す。ただし、Y又はYが単結合又は-(CH-である場合、Yは単結合である。また、Yが-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-であるか、及び/又はYが-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-である場合、Yは単結合又は-(CH-である。 In the above formula [1], the two Y's each independently represent the structure of the following formula [1-1].
Figure 0007421159000028

In the above formula [1-1], Y 1 and Y 3 each independently represent a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer from 1 to 15), -O-, -CH 2 Represents O-, -COO- or -OCO-. Y 2 represents a single bond or -(CH 2 ) b - (b is an integer from 1 to 15). However, when Y 1 or Y 3 is a single bond or -(CH 2 ) a -, Y 2 is a single bond. Furthermore, Y 1 is -O-, -CH 2 O-, -COO- or -OCO-, and/or Y 3 is -O-, -CH 2 O-, -COO- or -OCO-. In some cases, Y 2 is a single bond or -(CH 2 ) b -.

式[1-1]中、Yは、ベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の環状基又はステロイド骨格を有する炭素数17~51の2価の有機基を表す。該環状基を形成する任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。 In formula [1-1], Y 4 is at least one divalent cyclic group selected from the group consisting of a benzene ring, a cyclohexane ring, and a heterocycle, or a divalent organic compound having 17 to 51 carbon atoms and having a steroid skeleton. represents a group. Any hydrogen atom forming the cyclic group may be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. It may be substituted with a group or a fluorine atom.

上記式[1-1]中、Yは、ベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の環状基を表す。該環状基を形成する任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。 In the above formula [1-1], Y 5 represents at least one cyclic group selected from the group consisting of a benzene ring, a cyclohexane ring, and a heterocycle. Any hydrogen atom forming the cyclic group may be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. It may be substituted with a group or a fluorine atom.

上記式[1-1]中、Yは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、炭素数1~18のフッ素含有アルキル基、炭素数1~18のアルコキシ基及び炭素数1~18のフッ素含有アルコキシ基からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。nは0~4の整数である。 In the above formula [1-1], Y 6 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and Represents at least one member selected from the group consisting of fluorine-containing alkoxy groups having 1 to 18 carbon atoms. n is an integer from 0 to 4.

上記式[1]中、Yは、Xの位置からメタ位であってもオルト位であってもよいが、好ましくはオルト位がよい。すなわち、上記式[1]は、下記式[1’]であるのが好ましい。

Figure 0007421159000029
In the above formula [1], Y may be at the meta or ortho position from the position of X, but is preferably at the ortho position. That is, the above formula [1] is preferably the following formula [1'].
Figure 0007421159000029

上記式[1]中、2つのアミノ基(-NH)の位置は、ベンゼン環上のいずれの位置であってもよいが、下記式[1]-a1~[1]-a3で表される位置が好ましく、下記式[1]-a1であるのがより好ましい。下記式中、Xは、上記式[1]における場合と同様である。なお、下記式[1]-a1~[1]-a3は、2つのアミノ基の位置を説明するものであり、上記式[1]中で表されていたYの表記が省略されている。

Figure 0007421159000030
In the above formula [1], the two amino groups (-NH 2 ) may be located at any position on the benzene ring, but are represented by the following formulas [1]-a1 to [1]-a3. The position represented by the following formula [1]-a1 is preferable, and the position represented by the following formula [1]-a1 is more preferable. In the following formula, X is the same as in the above formula [1]. Note that the following formulas [1]-a1 to [1]-a3 explain the positions of two amino groups, and the notation of Y in the above formula [1] is omitted.
Figure 0007421159000030

従って、上記式[1’]及び[1]-a1~[1]-a3に基づけば、上記式[1]は、下記式[1]-a1-1~[1]-a3-2から選ばれるいずれかの構造であるのが好ましく、下記式[1]-a1-1で表される構造がより好ましい。下記式中、X及びYは、それぞれ式[1]における場合と同様である。

Figure 0007421159000031
Therefore, based on the above formulas [1'] and [1]-a1 to [1]-a3, the above formula [1] can be selected from the following formulas [1]-a1-1 to [1]-a3-2. It is preferable to have a structure represented by the following formula [1]-a1-1, and more preferably a structure represented by the following formula [1]-a1-1. In the following formula, X and Y are each the same as in formula [1].
Figure 0007421159000031

上記式[1-1]の例として、下記式[1-1]-1~[1-1]-22が挙げられる。このうち、上記式[1-1]の例としては、下記式[1-1]-1~[1-1]-4、[1-1]-8又は[1-1]-10が好ましい。なお、下記式中、*は、上記式[1]、[1’]及び[1]-a1~[1]-a3におけるフェニル基との結合位置を表す。

Figure 0007421159000032
Examples of the above formula [1-1] include the following formulas [1-1]-1 to [1-1]-22. Among these, as examples of the above formula [1-1], the following formulas [1-1]-1 to [1-1]-4, [1-1]-8, or [1-1]-10 are preferable. . In the following formula, * represents the bonding position with the phenyl group in the above formulas [1], [1'] and [1]-a1 to [1]-a3.
Figure 0007421159000032

Figure 0007421159000033
Figure 0007421159000033

ジアミン成分が、所定構造を有する二側鎖ジアミンを含有することで、過度の加熱にさらされた場合でも、液晶を垂直に配向させる能力が低下し難くなる液晶配向膜となる。また、ジアミン成分が該二側鎖ジアミンを含有することで、膜に何らかの異物が接触し、傷ついた際も、液晶を垂直に配向させる能力が低下し難くなる液晶配向膜となる。すなわち、ジアミン成分が該二側鎖ジアミンを含有することで、各種の上記特性に優れた液晶配向膜が得られる液晶配向剤を提供できるようになる。 Since the diamine component contains a two-side chain diamine having a predetermined structure, the liquid crystal alignment film becomes a liquid crystal alignment film in which the ability to vertically align liquid crystals is less likely to deteriorate even when exposed to excessive heating. Moreover, since the diamine component contains the two-side chain diamine, the liquid crystal alignment film becomes such that even when the film is damaged by some foreign matter coming into contact with it, the ability to vertically align the liquid crystal is less likely to deteriorate. That is, since the diamine component contains the two-side chain diamine, it is possible to provide a liquid crystal aligning agent that provides a liquid crystal aligning film excellent in various above-mentioned properties.

<その他のジアミン:光反応性側鎖を有するジアミン>
PSA方式の液晶表示素子における液晶配向剤として用いる場合、重合性化合物の反応性を高める目的で光反応性側鎖を有するジアミンを用いて特定重合体を調製することもできる。
かかるジアミン成分は、その他のジアミンとして、光反応性側鎖を有するジアミンを含有してもよい。ジアミン成分が、光反応性側鎖を有するジアミンを含有することで、特定重合体やそれ以外の重合体に、光反応性側鎖を導入できるようになる。
<Other diamines: diamines with photoreactive side chains>
When used as a liquid crystal aligning agent in a PSA type liquid crystal display element, a specific polymer can also be prepared using a diamine having a photoreactive side chain for the purpose of increasing the reactivity of the polymerizable compound.
Such a diamine component may contain a diamine having a photoreactive side chain as another diamine. When the diamine component contains a diamine having a photoreactive side chain, the photoreactive side chain can be introduced into the specific polymer or other polymers.

光反応性側鎖を有するジアミンとしては、例えば、下記式[VIII]又は[IX]で表されるものが挙げられる。

Figure 0007421159000034
Examples of the diamine having a photoreactive side chain include those represented by the following formula [VIII] or [IX].
Figure 0007421159000034

上記式[VIII]及び[IX]中、2つのアミノ基(-NH)の位置は、ベンゼン環上のいずれの位置であってもよく、例えば、側鎖の結合基に対し、ベンゼン環上の2,3の位置、2,4の位置、2,5の位置、2,6の位置、3,4の位置又は3,5の位置が挙げられる。ポリアミック酸を合成する際の反応性の点から、2,4の位置、2,5の位置又は3,5の位置が好ましい。ジアミンを合成する際の容易性の点も加味すると、2,4の位置又は3,5の位置がより好ましい。 In the above formulas [VIII] and [IX], the positions of the two amino groups (-NH 2 ) may be any position on the benzene ring, for example, with respect to the side chain binding group, on the benzene ring. Examples include the 2,3 position, the 2,4 position, the 2,5 position, the 2,6 position, the 3,4 position, or the 3,5 position. From the viewpoint of reactivity when synthesizing polyamic acid, the 2,4 position, the 2,5 position, or the 3,5 position is preferable. Considering the ease of synthesizing the diamine, the 2,4 positions or the 3,5 positions are more preferable.

上記式[VIII]中、Rは単結合、-CH-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CHO-、-N(CH)-、-CON(CH)-又は-N(CH)CO-を表す。特に、Rは単結合、-O-、-COO-、-NHCO-又は-CONH-であるのが好ましい。 In the above formula [VIII], R 8 is a single bond, -CH 2 -, -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, -CH 2 O-, -N Represents (CH 3 )-, -CON(CH 3 )- or -N(CH 3 )CO-. In particular, R 8 is preferably a single bond, -O-, -COO-, -NHCO-, or -CONH-.

上記式[VIII]中、Rは、単結合又はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~20のアルキレン基を表す。ここでのアルキレン基の-CH-は、-CF-又は-CH=CH-で任意に置換されていてもよく、次のいずれかの基が互いに隣り合わない場合、これらの基に置換されていてもよい;-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二価の炭素環又は複素環。なお、この二価の炭素環又は複素環は、具体的には下記式(1a)のものを例示することができる。

Figure 0007421159000035
In the above formula [VIII], R 9 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom. -CH 2 - of the alkylene group here may be optionally substituted with -CF 2 - or -CH=CH-, and if any of the following groups are not adjacent to each other, these groups may be substituted. -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, divalent carbocycle or heterocycle. In addition, this divalent carbocycle or heterocycle can be specifically exemplified by the one represented by the following formula (1a).
Figure 0007421159000035

上記式[VIII]中、Rは、通常の有機合成的手法で形成させることができるが、合成の容易性の点から、単結合又は炭素数1~12のアルキレン基が好ましい。 In the above formula [VIII], R 9 can be formed by a conventional organic synthesis method, but from the viewpoint of ease of synthesis, a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is preferable.

上記式[VIII]中、R10は、下記式(1b)からなる群から選択される光反応性基を表す。なかでも、R10は、光反応性の点から、メタクリル基、アクリル基又はビニル基が好ましい。

Figure 0007421159000036
In the above formula [VIII], R 10 represents a photoreactive group selected from the group consisting of the following formula (1b). Among these, R 10 is preferably a methacrylic group, an acrylic group, or a vinyl group from the viewpoint of photoreactivity.
Figure 0007421159000036

上記式[IX]中、Yは、-CH-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-又は-CO-を表す。Yは、炭素数1~30のアルキレン基、二価の炭素環又は複素環を表す。ここでのアルキレン基、二価の炭素環又は複素環における、1つ又は複数の水素原子は、フッ素原子又は有機基で置換されていてもよい。Yは、次の基が互いに隣り合わない場合、-CH-がこれらの基に置換されていてもよい;-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、-CO-。 In the above formula [IX], Y 1 represents -CH 2 -, -O-, -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -NH- or -CO-. Y 2 represents an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a divalent carbocycle or a heterocycle. One or more hydrogen atoms in the alkylene group, divalent carbocycle or heterocycle may be substituted with a fluorine atom or an organic group. In Y 2 , when the following groups are not adjacent to each other, -CH 2 - may be substituted with these groups; -O-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCONH-, -CO-.

上記式[IX]中、Yは、-CH-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-CO-又は単結合を表す。Yはシンナモイル基を表す。Yは単結合、炭素数1~30のアルキレン基、二価の炭素環又は複素環を表す。ここでのアルキレン基、二価の炭素環又は複素環における、1つ又は複数の水素原子は、フッ素原子又は有機基で置換されていてもよい。Yは、次の基が互いに隣り合わない場合、-CH-がこれらの基に置換されていてもよい;-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、-CO-。Yはアクリル基又はメタクリル基等の光重合性基を表す。 In the above formula [IX], Y 3 represents -CH 2 -, -O-, -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -NH-, -CO- or a single bond. Y 4 represents a cinnamoyl group. Y 5 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a divalent carbocycle or a heterocycle. One or more hydrogen atoms in the alkylene group, divalent carbocycle or heterocycle may be substituted with a fluorine atom or an organic group. In Y 5 , when the following groups are not adjacent to each other, -CH 2 - may be substituted with these groups; -O-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCONH-, -CO-. Y 6 represents a photopolymerizable group such as an acrylic group or a methacrylic group.

上記式[VIII]又は[IX]で表される光反応性側鎖を有するジアミンの具体例としては、下記式(1c)が挙げられる。

Figure 0007421159000037

上記式(1c)中、X及びX10は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-COO-、-NHCO-又は-NH-である結合基を表す。Yは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~20のアルキレン基を表す。 A specific example of the diamine having a photoreactive side chain represented by the above formula [VIII] or [IX] is the following formula (1c).
Figure 0007421159000037

In the above formula (1c), X 9 and X 10 each independently represent a single bond, a bonding group that is -O-, -COO-, -NHCO-, or -NH-. Y represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom.

光反応性側鎖を有するジアミンとしては、下記式[VII]のジアミンも挙げられる。式[VII]のジアミンは、ラジカル発生構造を有する部位を側鎖に有している。ラジカル発生構造においては、紫外線照射により分解しラジカルが発生する。

Figure 0007421159000038

Examples of the diamine having a photoreactive side chain include a diamine represented by the following formula [VII]. The diamine of formula [VII] has a site having a radical generating structure in its side chain. The radical-generating structure is decomposed by ultraviolet irradiation and radicals are generated.
Figure 0007421159000038

上記式[VII]中、Arはフェニレン、ナフチレン及びビフェニレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の芳香族炭化水素基を表し、それらの環の水素原子はハロゲン原子に置換されていてもよい。カルボニルが結合しているArは、紫外線の吸収波長に関与するため、長波長化する場合、ナフチレンやビフェニレンのような共役長の長い構造が好ましい。一方、Arがナフチレンやビフェニレンのような構造になると、溶解性が悪くなる場合があり、この場合、合成の難易度が高くなる。紫外線の波長が250nm~380nmの範囲であればフェニル基でも十分な特性が得られるため、Arはフェニル基が最も好ましい。 In the above formula [VII], Ar represents at least one aromatic hydrocarbon group selected from the group consisting of phenylene, naphthylene and biphenylene, and the hydrogen atoms in these rings may be substituted with halogen atoms. Since Ar to which carbonyl is bonded is involved in the absorption wavelength of ultraviolet rays, when the wavelength is increased, a structure with a long conjugation length such as naphthylene or biphenylene is preferable. On the other hand, when Ar has a structure like naphthylene or biphenylene, the solubility may deteriorate, and in this case, the difficulty of synthesis increases. If the wavelength of ultraviolet rays is in the range of 250 nm to 380 nm, sufficient characteristics can be obtained even with a phenyl group, so it is most preferable for Ar to be a phenyl group.

上記Arにおいて、芳香族炭化水素基には置換基が設けられていてもよい。ここでの置換基の例としては、アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アミノ基等、電子供与性の有機基が好ましい。 In the above Ar, the aromatic hydrocarbon group may be provided with a substituent. As examples of the substituent here, electron-donating organic groups such as an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, and an amino group are preferable.

上記式[VII]中、R1及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数1~10のアルキル基、アルコキシ基、ベンジル基又はフェネチル基を表す。アルキル基やアルコキシ基の場合、R及びRにより環が形成されていてもよい。 In the above formula [VII], R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group, an alkoxy group, a benzyl group, or a phenethyl group having 1 to 10 carbon atoms. In the case of an alkyl group or an alkoxy group, R 1 and R 2 may form a ring.

上記式[VII]中、T及びTは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CHO-、-N(CH)-、-CON(CH)-又は-N(CH)CO-の結合基を表す。 In the above formula [VII], T 1 and T 2 are each independently a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, -CH 2 O -, -N(CH 3 )-, -CON(CH 3 )- or -N(CH 3 )CO- represents a bonding group.

式[VII]中、Sは単結合、非置換又はフッ素原子によって置換されている炭素原子数1~20のアルキレン基を表す。ここでのアルキレン基の-CH-又は-CF-は、-CH=CH-で任意に置換されていてもよく、次に挙げるいずれかの基が互いに隣り合わない場合、これらの基に置換されていてもよい;-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二価の炭素環、二価の複素環。 In formula [VII], S represents a single bond, an unsubstituted or a fluorine-substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. -CH 2 - or -CF 2 - of the alkylene group here may be optionally substituted with -CH=CH-, and when any of the following groups are not adjacent to each other, these groups May be substituted; -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, divalent carbocycle, divalent heterocycle.

式[VII]中、Qは、下記式(1d)から選ばれる構造を表す。

Figure 0007421159000039

上記式(1d)中、Rは水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表す。Rは、-CH-、-NR-、-O-、又は-S-を表す。 In formula [VII], Q represents a structure selected from the following formula (1d).
Figure 0007421159000039

In the above formula (1d), R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 3 represents -CH 2 -, -NR-, -O-, or -S-.

上記式[VII]中、Qは、電子供与性の有機基が好ましく、上記Arの例でも挙げたような、アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アミノ基等が好ましい。Qがアミノ誘導体の場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の重合の際に、発生するカルボン酸基とアミノ基が塩を形成するなどの不具合が生じる可能性があるため、ヒドロキシル基又はアルコキシ基がより好ましい。 In the above formula [VII], Q is preferably an electron-donating organic group, and preferably an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an amino group, etc. as mentioned in the example of Ar above. If Q is an amino derivative, problems such as formation of a salt between the carboxylic acid group and the amino group generated during polymerization of polyamic acid, which is a precursor of polyimide, may occur. is more preferable.

上記式[VII]中、2つのアミノ基(-NH)の位置は、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン又はp-フェニレンジアミンのいずれでもよいが、酸二無水物との反応性の点では、m-フェニレンジアミン又はp-フェニレンジアミンが好ましい。 In the above formula [VII], the positions of the two amino groups (-NH 2 ) may be o-phenylenediamine, m-phenylenediamine or p-phenylenediamine, but from the viewpoint of reactivity with acid dianhydride. In this case, m-phenylenediamine or p-phenylenediamine is preferred.

上記式[VII]の好ましい具体的としては、合成の容易さ、汎用性の高さ、特性等の点から、下記式が挙げられる。なお、下記式中、nは2~8の整数である。

Figure 0007421159000040
Preferred specific examples of the above formula [VII] include the following formula from the viewpoint of ease of synthesis, high versatility, properties, etc. In addition, in the following formula, n is an integer of 2 to 8.
Figure 0007421159000040

これらの上記式[VII]、[VIII]又は[IX]で表される光反応性側鎖を有するジアミンは、1種単独又は2種以上混合して用いることができる。液晶配向膜とした際の液晶配向性、プレチルト角、電圧保持特性、蓄積電荷等の特性、液晶表示素子とした際の液晶の応答速度等に応じて、1種単独か2種以上混合して用いるか、また、2種以上混合して用いる場合にはその割合等、適宜調整すればよい。 These diamines having a photoreactive side chain represented by the above formula [VII], [VIII] or [IX] can be used alone or in a mixture of two or more. Depending on the characteristics such as liquid crystal orientation, pretilt angle, voltage holding characteristics, and accumulated charge when used as a liquid crystal alignment film, and the response speed of liquid crystal when used as a liquid crystal display element, one type or a mixture of two or more types may be used. If they are used, or if two or more types are used as a mixture, the ratio thereof may be adjusted as appropriate.

<その他のジアミン:上記以外のジアミン>
特定重合体を得るためのジアミン成分に含まれていてもよい上記以外のジアミンは、上記特定構造を有するジアミン等に限定されない。これらの上記以外のジアミンの例としては、下記式[2]で表されるものが挙げられる。

Figure 0007421159000041
<Other diamines: diamines other than those listed above>
Diamines other than the above that may be included in the diamine component for obtaining the specific polymer are not limited to the diamines having the above specific structure. Examples of diamines other than those mentioned above include those represented by the following formula [2].
Figure 0007421159000041

上記式[2]中、A及びAは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、炭素数2~5のアルケニル基又は炭素数2~5のアルキニル基を表す。なかでも、モノマーの反応性の点から、A及びAは、水素原子又はメチル基が好ましい。また、Y11の構造を例示すると、下記式(Y-1)~(Y-178)が挙げられる。

Figure 0007421159000042
In the above formula [2], A 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 5 carbon atoms. . Among these, from the viewpoint of monomer reactivity, A 1 and A 2 are preferably a hydrogen atom or a methyl group. Further, examples of the structure of Y 11 include the following formulas (Y-1) to (Y-178).
Figure 0007421159000042

Figure 0007421159000043
Figure 0007421159000043

Figure 0007421159000044
Figure 0007421159000044

Figure 0007421159000045
Figure 0007421159000045

Figure 0007421159000046
Figure 0007421159000046

Figure 0007421159000047
Figure 0007421159000047

Figure 0007421159000048
Figure 0007421159000048

Figure 0007421159000050
Figure 0007421159000050

Figure 0007421159000051
Figure 0007421159000051

Figure 0007421159000052
Figure 0007421159000052

Figure 0007421159000053
Figure 0007421159000053

Figure 0007421159000054
Figure 0007421159000054

Figure 0007421159000055
Figure 0007421159000055

Figure 0007421159000056
Figure 0007421159000056

Figure 0007421159000057
Figure 0007421159000057


上記式中、特にnの範囲の記載が無いものについては、nは1~6の整数である。また、上記式中、Meはメチル基を表す。

In the above formula, n is an integer from 1 to 6 unless the range of n is specifically stated. Moreover, in the above formula, Me represents a methyl group.

Figure 0007421159000060
Figure 0007421159000060

Figure 0007421159000061

上記式中、Bocは、tert-ブトキシカルボニル基を表す。
Figure 0007421159000061

In the above formula, Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.

以上説明した上記以外のジアミンは、2種以上組み合わせて用いることができる。ジアミン成分が上記以外のジアミンを含有する場合、特定重合体における、その他のジアミンに対する特定ジアミンは、特定ジアミンが5~70mol%、好ましくは10~50mol%、より好ましくは10~40mol%となる量がよい。 Two or more diamines other than those described above can be used in combination. When the diamine component contains a diamine other than the above, the amount of the specific diamine relative to the other diamine in the specific polymer is 5 to 70 mol%, preferably 10 to 50 mol%, more preferably 10 to 40 mol%. Good.

本発明に用いるポリイミド前駆体は、ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体との反応から得られるものであり、ポリアミック酸やポリアミック酸エステル等が挙げられる。
式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体が、式(5)で表される構造単位を同時に含む場合、式(3)で表される構造単位は、式(3)と式(5)の合計に対して10モル%以上であることが好ましく、より好ましくは20モル%以上であり、特に好ましくは30モル%以上である。
本発明に用いるポリイミド前駆体の分子量は、重量平均分子量で2,000~500,000が好ましく、より好ましくは5,000~300,000であり、さらに好ましくは、10,000~100,000である。
The polyimide precursor used in the present invention is obtained from a reaction between a diamine component and a tetracarboxylic acid derivative, and examples thereof include polyamic acid and polyamic acid ester.
When a polyimide precursor containing a structural unit represented by formula (3) simultaneously contains a structural unit represented by formula (5), the structural unit represented by formula (3) is a combination of formula (3) and formula (5). It is preferably 10 mol % or more, more preferably 20 mol % or more, particularly preferably 30 mol % or more based on the total of (5).
The weight average molecular weight of the polyimide precursor used in the present invention is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 300,000, and even more preferably 10,000 to 100,000. be.

式(1)で表される1価の基を有するポリイミドとしては、前記のポリイミド前駆体を閉環させて得られるポリイミドが挙げられる。このポリイミドにおいては、アミド酸基の閉環率(イミド化率ともいう)は必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整できる。
ポリイミド前駆体をイミド化させる方法としては、ポリイミド前駆体の溶液をそのまま加熱する熱イミド化、又はポリイミド前駆体の溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。
Examples of the polyimide having a monovalent group represented by formula (1) include polyimides obtained by ring-closing the polyimide precursors described above. In this polyimide, the ring closure rate (also referred to as imidization rate) of the amic acid group does not necessarily have to be 100%, and can be arbitrarily adjusted depending on the use and purpose.
Examples of methods for imidizing the polyimide precursor include thermal imidization, in which a solution of the polyimide precursor is directly heated, and catalytic imidization, in which a catalyst is added to the solution of the polyimide precursor.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、上記の特定重合体を含有するが、異なる構造の特定重合体を2種以上含有していてもよい。また、特定重合体に加えて、その他の重合体、すなわち式(1)で表される1価の基を有さない重合体を含有していてもよい。重合体の形式としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリオルガノシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン又はその誘導体、ポリ(スチレン-フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。本発明の液晶配向剤がその他の重合体を含有する場合、全重合体成分に対する特定重合体の割合は5質量%以上が好ましく、例えば5~95質量%が挙げられる。
<Liquid crystal alignment agent>
Although the liquid crystal aligning agent of the present invention contains the above-mentioned specific polymer, it may contain two or more kinds of specific polymers having different structures. Moreover, in addition to the specific polymer, other polymers, ie, polymers not having a monovalent group represented by formula (1), may be contained. Polymer types include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polyurea, polyorganosiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene or its derivative, poly(styrene-phenylmaleimide) derivative, poly(meth)acrylate. etc. When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains other polymers, the ratio of the specific polymer to the total polymer components is preferably 5% by mass or more, for example, 5 to 95% by mass.

液晶配向剤は、均一な薄膜を形成させるという点から、一般的には塗布液の形態をとる。本発明の液晶配向剤も、上記重合体成分と、この重合体成分を溶解させる有機溶媒とを含有する塗布液であることが好ましい。その際、液晶配向剤中の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更できる。均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点から、1質量%以上が好ましく、溶液の保存安定性の点から、10質量%以下が好ましい。特に好ましい重合体の濃度は、2~8質量%である。 A liquid crystal aligning agent generally takes the form of a coating liquid in order to form a uniform thin film. The liquid crystal aligning agent of the present invention is also preferably a coating liquid containing the above polymer component and an organic solvent that dissolves this polymer component. At that time, the concentration of the polymer in the liquid crystal aligning agent can be changed as appropriate depending on the thickness of the coating film to be formed. From the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film, the content is preferably 1% by mass or more, and from the viewpoint of storage stability of the solution, the content is preferably 10% by mass or less. Particularly preferred polymer concentrations are 2 to 8% by weight.

液晶配向剤に含有される有機溶媒は、重合体成分が均一に溶解するものであれば特に限定されない。具体例を挙げるならば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等である。なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。 The organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent is not particularly limited as long as the polymer component is uniformly dissolved therein. Specific examples include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl- These include imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and cyclopentanone. Among them, it is preferable to use N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone.

本発明の液晶配向剤に含有される有機溶媒は、上記溶媒に加えて、液晶配向剤を塗布する際の塗布性や塗膜の表面平滑性を向上させる溶媒を用いることもできる。かかる有機溶媒の具体例を下記に挙げる。 In addition to the above-mentioned solvents, the organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a solvent that improves the applicability when applying the liquid crystal aligning agent and the surface smoothness of the coating film. Specific examples of such organic solvents are listed below.

例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、イソペンチルアルコール、tert-ペンチルアルコール、3-メチル-2-ブタノール、ネオペンチルアルコール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1-メチルシクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、3-メチルシクロヘキサノール、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、4,6-ジメチル-2-ヘプタノン、3-エトキシブチルアセタート、1-メチルペンチルアセタート、2-エチルブチルアセタート、2-エチルヘキシルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、2-(メトキシメトキシ)エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(ブトキシエトキシ)プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチルエチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n-プロピルエステル、乳酸n-ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル、上記式[D-1]~[D-3]で表される溶媒等を挙げることができる。 For example, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol , 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, cyclohexanol, 1-methylcyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, 3-methylcyclohexanol, 2,6- Dimethyl-4-heptanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2, 3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, diisopropyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, dioxane, ethylene Glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-butoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 2- Pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 4-heptanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, 4,6-dimethyl-2-heptanone, 3-ethoxybutylacetate, 1-methylpentylacetate tert, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, 2-(methoxymethoxy)ethanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl Ether, ethylene glycol monohexyl ether, 2-(hexyloxy)ethanol, furfuryl alcohol, diethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monobutyl ether, 1-(butoxyethoxy)propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol, diethylene glycol Monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Butyl ether acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate, diethylene glycol acetate, triethylene glycol, Ethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate , ethyl 3-ethoxypropionate, methylethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, lactic acid Examples include methyl ester, ethyl lactate, n-propyl ester, n-butyl ester, isoamyl lactate, and solvents represented by the above formulas [D-1] to [D-3].

なかでも、有機溶媒は、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、エチレングリコールモノブチルエーテル又はジプロピレングリコールジメチルエーテルを用いることが好ましい。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境等に応じて適宜選択される。 Among them, the organic solvents include 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and ethylene. Preference is given to using glycol monobutyl ether or dipropylene glycol dimethyl ether. The type and content of such a solvent are appropriately selected depending on the liquid crystal aligning agent coating device, coating conditions, coating environment, and the like.

本発明の液晶配向剤は、重合体成分及び有機溶媒以外の成分を追加的に含有してもよい。このような追加成分としては、液晶配向膜と基板との密着性や、液晶配向膜とシール材との密着性を高めるための密着助剤、液晶配向膜の強度を高めるための架橋剤、液晶配向膜の誘電率や電気抵抗を調整するための誘電体や導電物質等が挙げられる。これら追加成分の具体例としては、国際公開第2015/060357号の53頁段落[0104]~60頁段落[0116]に開示される貧溶媒や架橋性化合物が挙げられる。 The liquid crystal aligning agent of the present invention may additionally contain components other than the polymer component and the organic solvent. Such additional components include adhesion aids to improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate and the adhesion between the liquid crystal alignment film and the sealing material, crosslinking agents to increase the strength of the liquid crystal alignment film, and liquid crystal Examples include dielectric materials and conductive materials for adjusting the dielectric constant and electrical resistance of the alignment film. Specific examples of these additional components include poor solvents and crosslinkable compounds disclosed in paragraph [0104] on page 53 to paragraph [0116] on page 60 of International Publication No. 2015/060357.

液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物としては、官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物が挙げられ、例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2-アミノプロピルトリメトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N-トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10-トリメトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、10-トリエトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、9-トリメトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、9-トリエトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン又はN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。 Compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds, such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane. Glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N-(2- (aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4 ,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N -Benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis(oxyethylene)-3-aminopropyltriethoxysilane, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5, 6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N,N,N',N',-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane or N, Examples include N,N',N',-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane.

本発明の液晶配向剤は、液晶配向膜の機械的強度を上げるために以下のような添加物を含有していてもよい。

Figure 0007421159000062
The liquid crystal alignment agent of the present invention may contain the following additives in order to increase the mechanical strength of the liquid crystal alignment film.
Figure 0007421159000062

上記の添加剤は、液晶配向剤に含有される重合体成分の100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましい。0.1質量部未満であると効果が期待できず、30質量部を超えると液晶の配向性を低下させるため、より好ましくは0.5~20質量部である。 The above-mentioned additive is preferably 0.1 to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal aligning agent. If the amount is less than 0.1 parts by mass, no effect can be expected, and if it exceeds 30 parts by mass, the alignment of liquid crystals will be deteriorated, so it is more preferably 0.5 to 20 parts by mass.

本発明の液晶配向剤には、上記の他、本発明に記載の特定重合体以外の重合体、液晶配向膜の誘電率や導電性等の電気特性を変化させる目的の誘電体、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる目的のシランカップリング剤、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的の架橋性化合物、更には塗膜を焼成する際にポリイミド前駆体の加熱によるイミド化を効率よく進行させる目的のイミド化促進剤等を含有せしめてもよい。 In addition to the above, the liquid crystal aligning agent of the present invention includes polymers other than the specific polymers described in the present invention, dielectrics for the purpose of changing electrical properties such as permittivity and conductivity of the liquid crystal aligning film, and liquid crystal aligning films. silane coupling agents for the purpose of improving the adhesion between the film and the substrate, crosslinking compounds for the purpose of increasing the hardness and density of the film when it is made into a liquid crystal alignment film, and even polyimide precursors used when baking the coating film. An imidization accelerator or the like may be included for the purpose of efficiently promoting imidization by heating.

<液晶配向膜>
本発明の液晶配向膜は、前記液晶配向剤から得られる。液晶配向剤から液晶配向膜を得る方法の一例を挙げるなら、塗布液形態の液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥し、焼成して得られた膜に対して、ラビング処理法又は光配向処理法で配向処理を施す方法が挙げられる。なお、VA方式においては、配向処理を施さずに、そのまま用いることもできる。
<Liquid crystal alignment film>
The liquid crystal aligning film of the present invention is obtained from the liquid crystal aligning agent. An example of a method for obtaining a liquid crystal alignment film from a liquid crystal alignment agent is to apply a liquid crystal alignment agent in the form of a coating liquid to a substrate, dry it, and bake it, then apply a rubbing treatment method or photo alignment treatment to the film obtained. An example of this method is to perform orientation treatment using a method. In addition, in the VA method, it can also be used as it is without performing alignment treatment.

液晶配向剤を塗布する基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板とともに、アクリル基板、ポリカーボネート基板などのプラスチック基板等を用いることもできる。その際、液晶を駆動させるためのITO電極などが形成された基板を用いると、プロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならば、シリコンウエハーなどの不透明な物でも使用でき、この場合の電極にはアルミニウムなどの光を反射する材料も使用できる。 The substrate to which the liquid crystal aligning agent is applied is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and in addition to glass substrates and silicon nitride substrates, plastic substrates such as acrylic substrates and polycarbonate substrates can also be used. In this case, it is preferable to use a substrate on which ITO electrodes and the like for driving the liquid crystal are formed, from the viewpoint of process simplification. Furthermore, in a reflective liquid crystal display element, an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as only one substrate is used, and a material that reflects light such as aluminum can also be used for the electrodes in this case.

液晶配向剤の塗布方法は、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット法などが一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナー法、スプレー法などがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。 Industrially, common methods for applying the liquid crystal aligning agent include screen printing, offset printing, flexo printing, and inkjet methods. Other coating methods include a dip method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method, and a spray method, and these may be used depending on the purpose.

液晶配向剤を基板上に塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブン、IR(赤外線)型オーブン等の加熱手段により、溶媒を蒸発させ、焼成する。液晶配向剤を塗布した後の乾燥、焼成工程は、任意の温度と時間を選択できる。乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後から焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合、又は塗布後ただちに焼成されない場合には、乾燥工程を行うことが好ましい。この乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が除去されていればよく、その乾燥手段については、例えば、温度40℃~150℃、好ましくは60℃~100℃のホットプレート上で、0.5分~30分、好ましくは1分~5分乾燥させる方法が挙げられる。 After applying the liquid crystal aligning agent onto the substrate, the solvent is evaporated and baked using a heating means such as a hot plate, a thermal circulation oven, an IR (infrared) oven, or the like. Any temperature and time can be selected for the drying and baking steps after applying the liquid crystal aligning agent. Although the drying step is not necessarily required, it is preferable to perform the drying step if the time from application to baking is not constant for each substrate or if baking is not performed immediately after coating. This drying may be carried out as long as the solvent is removed to the extent that the shape of the coating film is not deformed due to transportation of the substrate, etc., and the drying method may be, for example, hot drying at a temperature of 40°C to 150°C, preferably 60°C to 100°C. The method includes drying on a plate for 0.5 minutes to 30 minutes, preferably 1 minute to 5 minutes.

液晶配向剤を塗布することにより形成された塗膜の焼成温度は、例えば100~350℃、好ましくは120~300℃であり、さらに好ましくは150℃~250℃である。焼成時間は5分~240分、好ましくは10分~90分であり、より好ましくは20分~90分である。加熱は、通常公知の方法、例えば、ホットプレート、熱風循環炉、赤外線炉などで行うことができる。
焼成後の液晶配向膜の厚みは、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、5~300nmであることが好ましく、10~200nmがより好ましい。
The firing temperature of the coating film formed by applying the liquid crystal aligning agent is, for example, 100 to 350°C, preferably 120 to 300°C, and more preferably 150 to 250°C. The firing time is 5 minutes to 240 minutes, preferably 10 minutes to 90 minutes, and more preferably 20 minutes to 90 minutes. Heating can be performed by a commonly known method, such as a hot plate, hot air circulation oven, infrared oven, etc.
The thickness of the liquid crystal alignment film after firing is preferably 5 to 300 nm, more preferably 10 to 200 nm, since the reliability of the liquid crystal display element may decrease if it is too thin.

TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理を実施する。配向能付与処理としては、塗膜を例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用できるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。 When manufacturing a TN type, STN type, IPS type, or FFS type liquid crystal display element, a treatment is performed to impart liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above steps. Orientation ability imparting treatments include rubbing treatment, in which the coating film is rubbed in a certain direction with a roll wrapped with cloth made of fibers such as nylon, rayon, or cotton, and photo-alignment treatment, in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. Examples include processing. On the other hand, when manufacturing a VA type liquid crystal display element, the coating film formed in the above step can be used as a liquid crystal alignment film as it is, but the coating film may be subjected to an alignment ability imparting treatment.

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

使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、LEDランプなどを使用することができる。好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。放射線の照射量は、好ましくは100~50,000J/mであり、より好ましくは300~20,000J/mである。 Examples of light sources that can be used include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, deuterium lamps, metal halide lamps, argon resonance lamps, xenon lamps, excimer lasers, and LED lamps. Ultraviolet light in a preferred wavelength range can be obtained by using a light source in conjunction with, for example, a filter, a diffraction grating, or the like. The radiation dose is preferably 100 to 50,000 J/m 2 , more preferably 300 to 20,000 J/m 2 .

塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。加温の際の温度は、通常30~250℃であり、好ましくは40~200℃であり、より好ましくは50~150℃である。 The coating film may be irradiated with light while the coating film is being heated in order to increase the reactivity. The temperature during heating is usually 30 to 250°C, preferably 40 to 200°C, more preferably 50 to 150°C.

光配向処理は、光照射時に加熱処理を施してもよく、光配向処理後に加熱処理を行っても良い。このときの加熱温度は、好ましくは80~300℃であり、より好ましくは120~250℃である。加熱時間は、好ましくは5~200分であり、より好ましくは10~100分である。また、前記加熱処理の代わりに、有機溶媒や水による洗浄処理を行ってもよく、洗浄処理と加熱処理を組み合わせても良い。 In the photo-alignment treatment, heat treatment may be performed during light irradiation, or heat treatment may be performed after the photo-alignment treatment. The heating temperature at this time is preferably 80 to 300°C, more preferably 120 to 250°C. The heating time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. Furthermore, instead of the heat treatment, a cleaning treatment using an organic solvent or water may be performed, or the cleaning treatment and the heat treatment may be combined.

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

VA型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜は、PSA(Polymer Sustained Alignment)型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。 A liquid crystal alignment film suitable for a VA type liquid crystal display element can also be suitably used for a PSA (Polymer Sustained Alignment) type liquid crystal display element.

本発明の液晶配向膜は、IPS方式やFFS(Fringe Field Switching)方式などの横電界方式の液晶表示素子の液晶配向膜としても好適であり、VA方式、特にPSAモードの液晶表示素子の液晶配向膜としても有用である。 The liquid crystal alignment film of the present invention is also suitable as a liquid crystal alignment film for a liquid crystal display element of a transverse electric field method such as an IPS method or a FFS (Fringe Field Switching) method, and is suitable for liquid crystal alignment of a liquid crystal display element of a VA method, especially a PSA mode. It is also useful as a membrane.

<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、上記液晶配向剤から得られる液晶配向膜付きの基板を得た後、既知の方法で液晶セルを作製し、該液晶セルを使用して素子としたものである。作製可能な液晶表示素子の具体例としては、対向するように配置された2枚の基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板と液晶層との間に設けられ本発明の液晶配向剤により形成された上記液晶配向膜と、を有する液晶セルを具備する液晶表示素子である。より具体的には、本発明の液晶配向剤を2枚の基板上に塗布して焼成することにより液晶配向膜を形成し、この液晶配向膜が対向するように2枚の基板を配置し、この2枚の基板の間に液晶で構成された液晶層を挟持し、すなわち、液晶配向膜に接触させて液晶層を設けた液晶表示素子であり、PSAモードにおいては、さらに液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することで作製される液晶セルを具備する液晶表示素子である。
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal display element of the present invention is obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film obtained from the above-mentioned liquid crystal aligning agent, then producing a liquid crystal cell by a known method, and using the liquid crystal cell to form an element. Specific examples of liquid crystal display elements that can be manufactured include two substrates arranged to face each other, a liquid crystal layer provided between the substrates, and a liquid crystal display device provided between the substrates and the liquid crystal layer according to the present invention. This is a liquid crystal display element comprising a liquid crystal cell having the above liquid crystal alignment film formed of a liquid crystal agent. More specifically, a liquid crystal alignment film is formed by applying the liquid crystal alignment agent of the present invention onto two substrates and baking it, and the two substrates are arranged so that the liquid crystal alignment films face each other, It is a liquid crystal display element in which a liquid crystal layer made of liquid crystal is sandwiched between these two substrates, that is, a liquid crystal layer is provided in contact with a liquid crystal alignment film. This is a liquid crystal display element that includes a liquid crystal cell that is manufactured by irradiating ultraviolet rays while applying a voltage to the layers.

液晶セルの作製方法の一例として、パッシブマトリクス構造の液晶表示素子を例にとり説明する。具体的には、透明な基板を準備し、次に、前記のような条件で、各基板の上に液晶配向膜を形成する。基板は上記のとおり、通常は、基板上に液晶を駆動するための透明電極が形成された基板である。具体例としては、上記液晶配向膜で記載した基板と同様のものを挙げることができる。 As an example of a method for manufacturing a liquid crystal cell, a liquid crystal display element having a passive matrix structure will be described as an example. Specifically, transparent substrates are prepared, and then a liquid crystal alignment film is formed on each substrate under the conditions described above. As mentioned above, the substrate is usually a substrate on which a transparent electrode for driving liquid crystal is formed. Specific examples include the same substrates as those described for the liquid crystal alignment film above.

一方の基板の上にコモン電極を、他方の基板の上にセグメント電極を設ける。これらの電極は、例えばITO電極とすることができ、所望の画像表示ができるようパターニングされている。次いで、各基板の上に、コモン電極とセグメント電極を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル-ゲル法によって形成されたSiO-TiOからなる膜とすることができる。 A common electrode is provided on one substrate, and a segment electrode is provided on the other substrate. These electrodes can be, for example, ITO electrodes, and are patterned to display a desired image. Next, an insulating film is provided on each substrate so as to cover the common electrode and the segment electrode. The insulating film can be, for example, a film made of SiO 2 --TiO 2 formed by a sol-gel method.

PSAモードの液晶表示素子においては、片側基板に例えば1~10μmのライン/スリット電極パターンを形成し、対向基板にはスリットパターンや突起パターンを形成していない構造においても動作可能であり、この構造の液晶表示素子によって、製造時のプロセスを簡略化でき、高い透過率を得ることができる。
In a PSA mode liquid crystal display element, it is possible to operate even in a structure in which a line/slit electrode pattern of, for example, 1 to 10 μm is formed on one side substrate, and no slit pattern or protrusion pattern is formed on the opposite substrate. With this liquid crystal display element, the manufacturing process can be simplified and high transmittance can be obtained.

IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用できる。 When manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal display element, the electrode forming surface of the substrate is provided with electrodes made of a transparent conductive film or metal film patterned in a comb-tooth shape, and the counter substrate is not provided with electrodes. A coating film is formed by applying a liquid crystal aligning agent to one surface of the substrate, and then heating each coating surface. As the metal film, for example, a film made of metal such as chromium can be used.

TFT型の素子のような高機能素子においては、液晶駆動のための電極と基板の間にトランジスタの如き素子が形成されたものが用いられる。 In a high-performance element such as a TFT type element, an element such as a transistor is formed between an electrode for driving a liquid crystal and a substrate.

透過型の液晶表示素子の場合は、上記の如き基板を用いることが一般的であるが、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な基板も用いることが可能である。その際、基板に形成された電極には、光を反射するアルミニウムの如き材料を用いることもできる。 In the case of a transmissive type liquid crystal display element, it is common to use a substrate like the one described above, but in the case of a reflective type liquid crystal display element, an opaque substrate such as a silicon wafer can also be used if only one side of the substrate is used. It is possible. In this case, a material such as aluminum that reflects light can also be used for the electrodes formed on the substrate.

垂直配向方式の液晶表示素子の液晶層を構成する液晶材料は特に限定されず、従来の垂直配向方式で使用される液晶材料、例えば、メルク社製のMLC-6608やMLC-6609、MLC-3022などのネガ型の液晶を用いることができる。また、PSAモードでは、重合性化合物を含有する液晶であるMLC-3023を用いることが出来る。その他にも、例えば下記式で表されるような重合性化合物含有の液晶を使用することができる。

Figure 0007421159000063
The liquid crystal material constituting the liquid crystal layer of the vertical alignment liquid crystal display element is not particularly limited, and liquid crystal materials used in conventional vertical alignment systems, such as MLC-6608, MLC-6609, and MLC-3022 manufactured by Merck & Co., Ltd. Negative type liquid crystal such as can be used. Furthermore, in the PSA mode, MLC-3023, which is a liquid crystal containing a polymerizable compound, can be used. In addition, for example, a liquid crystal containing a polymerizable compound as represented by the following formula can be used.
Figure 0007421159000063

IPSやFFS等の水平配向方式の液晶表示素子の液晶層を構成する液晶材料は、従来水平配向方式で使用される液晶材料、例えば、メルク社製のMLC-2003やMLC-2041などのネガポジ型の液晶やMLC-6608などのネガ型の液晶も用いることができる。 The liquid crystal material constituting the liquid crystal layer of a horizontal alignment type liquid crystal display element such as IPS or FFS is a liquid crystal material conventionally used in a horizontal alignment type, such as negative-positive type liquid crystal materials such as MLC-2003 and MLC-2041 manufactured by Merck & Co., Ltd. It is also possible to use a negative type liquid crystal such as liquid crystal or MLC-6608.

液晶層を2枚の基板の間に挟持させる方法としては、公知の方法を挙げることができる。例えば、液晶配向膜が形成された1対の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜上にビーズ等のスペーサーを散布し、液晶配向膜が形成された側の面が内側になるようにしてもう一方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法が挙げられる。また、液晶配向膜が形成された1対の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜上にビーズ等のスペーサーを散布した後に液晶を滴下し、その後液晶配向膜が形成された側の面が内側になるようにしてもう一方の基板を貼り合わせて封止を行う方法でも液晶セルを作製できる。上記スペーサーの厚みは、好ましくは1~30μm、より好ましくは2~10μmである。 Known methods can be used to sandwich the liquid crystal layer between two substrates. For example, prepare a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed, and sprinkle spacers such as beads on the liquid crystal alignment film of one substrate so that the surface on which the liquid crystal alignment film is formed is on the inside. One method is to bond the other substrate and inject liquid crystal under reduced pressure for sealing. In addition, a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed is prepared, and after scattering spacers such as beads on the liquid crystal alignment film of one substrate, liquid crystal is dropped, and then the side on which the liquid crystal alignment film is formed is A liquid crystal cell can also be produced by bonding and sealing the other substrate so that the two substrates are on the inside. The thickness of the spacer is preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm.

PSAモード方式に於いては、液晶を挟持させた後、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することにより液晶セルを作製する。この工程としては、例えば基板上に設置されている電極間に電圧をかけることで液晶配向膜及び液晶層に電界を印加し、この電界を保持したまま紫外線を照射する方法が挙げられる。ここで、電極間にかける電圧としては、例えば5~30Vp-p又はDC2.5~15V、好ましくは10~30Vp-p又はDC5~15Vである。また、照射する光としては、300~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光の光源としては、前記のとおりである。紫外線の照射量は、例えば、1~60J、好ましくは40J以下であり、紫外線照射量が少ないほうが、液晶表示素子を構成する部材の破壊により生じる信頼性低下を抑制でき、かつ紫外線照射時間を減らせることで製造効率が上がるので好適である。 In the PSA mode method, after a liquid crystal is sandwiched, a liquid crystal cell is produced by irradiating ultraviolet rays while applying a voltage to a liquid crystal alignment film and a liquid crystal layer. This step includes, for example, a method in which an electric field is applied to the liquid crystal alignment film and the liquid crystal layer by applying a voltage between electrodes installed on the substrate, and ultraviolet rays are irradiated while this electric field is maintained. Here, the voltage applied between the electrodes is, for example, 5 to 30 Vp-p or 2.5 to 15V DC, preferably 10 to 30Vp-p or 5 to 15V DC. Further, as the light to be irradiated, ultraviolet rays containing light with a wavelength of 300 to 400 nm are preferable. The light source of the irradiation light is as described above. The amount of ultraviolet irradiation is, for example, 1 to 60 J, preferably 40 J or less, and the smaller the amount of ultraviolet irradiation, the more it is possible to suppress the decrease in reliability caused by the destruction of the members constituting the liquid crystal display element, and to reduce the time of ultraviolet irradiation. This is preferable because it increases manufacturing efficiency.

上記のように、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射すると、重合性化合物が反応して重合体を形成し、この重合体により液晶分子が傾く方向が記憶されることで、得られる液晶表示素子の応答速度を速くすることができる。また、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射すると、液晶を垂直に配向させる側鎖と、光反応性の側鎖とを有するポリイミド前駆体、及び、このポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドから選択される少なくとも一種の重合体が有する光反応性の側鎖同士や、重合体が有する光反応性の側鎖と重合性化合物が反応するため、得られる液晶表示素子の応答速度を速くすることができる。 As mentioned above, when the liquid crystal alignment film and the liquid crystal layer are irradiated with ultraviolet rays while applying a voltage, the polymerizable compounds react to form a polymer, and this polymer memorizes the direction in which the liquid crystal molecules are tilted. , the response speed of the obtained liquid crystal display element can be increased. In addition, when ultraviolet rays are irradiated while applying a voltage to the liquid crystal alignment film and the liquid crystal layer, a polyimide precursor having a side chain that vertically aligns the liquid crystal and a photoreactive side chain, and this polyimide precursor can be transformed into an imide. The photoreactive side chains of at least one kind of polymer selected from the polyimide obtained by the oxidation process and the photoreactive side chains of the polymer react with the polymerizable compound. Response speed can be increased.

以上の工程が終了した後、液晶セルに偏光板の設置を行う。具体的には、2枚の基板の液晶層とは反対側の面に一対の偏光板を貼り付けることが好ましい。 After the above steps are completed, a polarizing plate is installed in the liquid crystal cell. Specifically, it is preferable to attach a pair of polarizing plates to the surfaces of the two substrates opposite to the liquid crystal layer.

本発明の液晶配向膜及び液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤を用いている限り限定されるものでは無く、その他の公知の手法で作製されたものであっても良い。液晶配向剤から液晶表示素子を得るまでの工程は、例えば、日本特開公報2015-135393の17頁[0074]~19頁[0081]に開示されている。 The liquid crystal aligning film and liquid crystal display element of the present invention are not limited as long as the liquid crystal aligning agent of the present invention is used, and may be produced by other known methods. The process of obtaining a liquid crystal display element from a liquid crystal aligning agent is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 2015-135393, pages 17 [0074] to 19 pages [0081].

本発明の液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置に用いることができる。 The liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, It can be used in various display devices such as various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例において使用した化合物の略号の意味を以下に示す。
(酸二無水物)
BODA:ビシクロ[3,3,0]オクタン-2,4,6,8-テトラカルボン酸二無水物
CBDA:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
(ジアミン)
PDA:p-フェニレンジアミン
下記式DA-1~DA-4で表される側鎖型ジアミン
The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto. The meanings of the abbreviations of compounds used in the examples are shown below.
(acid dianhydride)
BODA: Bicyclo[3,3,0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride CBDA: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (diamine)
PDA: p-phenylenediamine Side chain diamine represented by the following formulas DA-1 to DA-4

Figure 0007421159000064

<溶媒>
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
<添加剤>
3AMP:3-ピコリルアミン
Figure 0007421159000064

<Solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: Butyl cellosolve <additive>
3AMP: 3-picolylamine

<ポリイミドの分子量測定>
測定装置:センシュー科学社製 常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)(SSC-7200)、
カラム:Shodex社製カラム(KD-803、KD-805)、カラム温度:50℃、溶離液:N,N’-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム-水和物(LiBr・HO)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)、
流速:1.0ml/分、
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量約9000,000、150,000、100,000、30,000)、および、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
<Molecular weight measurement of polyimide>
Measuring device: Room temperature gel permeation chromatography (GPC) (SSC-7200) manufactured by Senshu Kagaku Co., Ltd.
Column: Shodex column (KD-803, KD-805), column temperature: 50°C, eluent: N,N'-dimethylformamide (as an additive, lithium bromide hydrate (LiBr.H 2 O) ) is 30 mmol/L, phosphoric acid/anhydrous crystal (o-phosphoric acid) is 30 mmol/L, tetrahydrofuran (THF) is 10 ml/L),
Flow rate: 1.0ml/min,
Standard samples for creating a calibration curve: TSK standard polyethylene oxide manufactured by Tosoh Corporation (molecular weight approximately 9000,000, 150,000, 100,000, 30,000) and polyethylene glycol manufactured by Polymer Laboratory (molecular weight approximately 12,000, 4) ,000, 1,000).

<イミド化率の測定>
ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管(草野科学社製 NMRサンプリングチューブスタンダード φ5)に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d、0.05%TMS混合品)1.0mlを添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液を日本電子データム社製NMR測定器(JNW-ECA500)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。
(化学)イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5~10.0ppm付近に現れるアミック酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。なお、式中、xはアミック酸のNH基由来のプロトンピーク積算値であり、yは基準プロトンのピーク積算値であり、αはポリアミック酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミック酸のNH基のプロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
イミド化率(%)=(1-α・x/y)×100
<Measurement of imidization rate>
Put 20 mg of polyimide powder into an NMR sample tube (NMR sampling tube standard φ5, manufactured by Kusano Kagaku Co., Ltd.), add 1.0 ml of deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 , 0.05% TMS mixture), and apply ultrasonic waves. It was completely dissolved. This solution was subjected to proton NMR measurement at 500 MHz using an NMR measuring device (JNW-ECA500) manufactured by JEOL Datum.
(Chemistry) The imidization rate is determined by determining a proton derived from a structure that does not change before and after imidization as a reference proton, and by calculating the peak integrated value of this proton and the NH group of amic acid that appears around 9.5 to 10.0 ppm. It was calculated using the following formula using the proton peak integrated value. In the formula, x is the integrated value of the proton peak derived from the NH group of the amic acid, y is the integrated value of the reference proton peak, and α is the integrated value of the proton peak derived from the NH group of the amic acid, and α is the integrated value of the amic acid in the case of polyamic acid (imidization rate is 0%). This is the ratio of the number of standard protons to one proton of the NH group.
Imidization rate (%) = (1-α・x/y)×100

DA-1は文献等未公開の新規化合物であり、以下に合成法を詳述する。
下記合成例1に記載の生成物は1H-NMR分析により同定した(分析条件は下記の通り)。
装置:Varian NMR System 400 NB (400 MHz)
測定溶媒:DMSO-d
基準物質:テトラメチルシラン(TMS)(δ0.0 ppm for H)
DA-1 is a new compound that has not been published in literature, and the synthesis method will be described in detail below.
The product described in Synthesis Example 1 below was identified by 1 H-NMR analysis (analysis conditions are as follows).
Equipment: Varian NMR System 400 NB (400 MHz)
Measurement solvent: DMSO- d6
Reference substance: Tetramethylsilane (TMS) (δ0.0 ppm for 1 H)

<<合成例1 DA-1の合成>>

Figure 0007421159000065
<<Synthesis Example 1 Synthesis of DA-1>>
Figure 0007421159000065

<化合物[1]の合成>
4-(2-ヒドロキシエトキシ)ベンズアルデヒド(25.0g,0.150mol)に対し、テトラヒドロフラン(130g)、トリエチルアミン(19.8g,0.196mol)を仕込み、50 ℃で加熱撹拌した。滴下ロートに、2,4-ジニトロフルオロベンゼン(31.0g,0.167mol)、テトラヒドロフラン(25.0g)を仕込み、滴下し、50 ℃で終夜撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮し、得られたクルードにメタノール/水=1/1混合溶媒(110g)を加えてスラリー洗浄した。これを濾過し、メタノール(50g)でケーキ洗浄した。得られた結晶に対し、テトラヒドロフラン(200g)を加え55 ℃で加熱撹拌し、室温に冷却しながらメタノール(200g)を加えて晶析させた。これを濾過し、メタノール(100g)でケーキ洗浄し、得られた結晶を乾燥させ、化合物[1]を得た(収量:48.4g,0.146mol,収率97%)。
H-NMR(400MHz) in DMSO-d:9.89(s,1H),8.78(d,J=2.8Hz,1H),8.56-8.53(m,1H),7.89-7.87(m,2H),7.69(d,J=9.6Hz,1H),7.19-7.16(m,2H),4.75-4.74(m,2H),4.51-4.50(m,2H).
<Synthesis of compound [1]>
Tetrahydrofuran (130 g) and triethylamine (19.8 g, 0.196 mol) were added to 4-(2-hydroxyethoxy)benzaldehyde (25.0 g, 0.150 mol), and the mixture was heated and stirred at 50°C. A dropping funnel was charged with 2,4-dinitrofluorobenzene (31.0 g, 0.167 mol) and tetrahydrofuran (25.0 g), which were added dropwise and stirred at 50° C. overnight. After the reaction was completed, the reaction solution was concentrated, and a 1/1 methanol/water mixed solvent (110 g) was added to the obtained crude to wash the slurry. This was filtered and cake washed with methanol (50g). Tetrahydrofuran (200 g) was added to the obtained crystals, heated and stirred at 55° C., and methanol (200 g) was added while cooling to room temperature to cause crystallization. This was filtered, cake washed with methanol (100 g), and the obtained crystals were dried to obtain compound [1] (yield: 48.4 g, 0.146 mol, yield 97%).
1H -NMR (400MHz) in DMSO- d6 : 9.89 (s, 1H), 8.78 (d, J=2.8Hz, 1H), 8.56-8.53 (m, 1H), 7.89-7.87 (m, 2H), 7.69 (d, J=9.6Hz, 1H), 7.19-7.16 (m, 2H), 4.75-4.74 (m , 2H), 4.51-4.50 (m, 2H).

<化合物[2]の合成>
化合物[1](15.0g,0.0451mol)に対し、パラ-トルエンスルホン酸一水和物(0.088g,0.463mmol)、エチレングリコール(6.26g,0.101mol)、トルエン(91.5g)を仕込み、ディーン・スターク装置を用いて加熱還流条件で2時間撹拌した。反応終了後、反応液を室温に戻すと目的物が結晶化したため、得られた結晶にトルエン/水=1/1混合溶媒(180g)を加えてスラリー洗浄し、濾過し、得られた結晶をトルエン(180g)でケーキ洗浄した。得られた結晶を乾燥させ、化合物[2]を得た(収量:16.9g,0.0448mol,収率99%)。
H-NMR(400MHz) in DMSO-d:8.78(s,1H),8.55-8.52(m,1H),7.70-7.67(m,1H),7.36(d,J=8.8Hz,2H),6.97(d,J=8.8Hz,2H),5.66(s,1H),4.71-4.69(m,2H),4.39-4.37(m,2H),4.08-4.00(m,2H),3.96-3.88(m,2H).
<Synthesis of compound [2]>
Compound [1] (15.0 g, 0.0451 mol), para-toluenesulfonic acid monohydrate (0.088 g, 0.463 mmol), ethylene glycol (6.26 g, 0.101 mol), toluene (91 .5 g) and stirred for 2 hours under heating and reflux conditions using a Dean-Stark apparatus. After the reaction was completed, the target product crystallized when the reaction solution was returned to room temperature. Toluene/water = 1/1 mixed solvent (180 g) was added to the obtained crystals to wash the slurry, and the obtained crystals were filtered. The cake was washed with toluene (180 g). The obtained crystals were dried to obtain compound [2] (yield: 16.9 g, 0.0448 mol, yield 99%).
1 H-NMR (400 MHz) in DMSO-d 6 :8.78 (s, 1H), 8.55-8.52 (m, 1H), 7.70-7.67 (m, 1H), 7. 36 (d, J = 8.8Hz, 2H), 6.97 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.66 (s, 1H), 4.71-4.69 (m, 2H), 4.39-4.37 (m, 2H), 4.08-4.00 (m, 2H), 3.96-3.88 (m, 2H).

<DA-1の合成>
化合物[2](15.9g,0.0423mol)に対し、テトラヒドロフラン(477g)を加え、窒素置換した後、5%パラジウムカーボン(含水品)(1.27g)を加え窒素置換し、水素テドラーバッグを取り付け40 ℃で加熱、終夜撹拌した。反応終了後、メンブレンフィルターに通しパラジウムカーボンを除去後、濾液を濃縮したところ結晶が析出した。得られた結晶に対し、ヘキサン(200g)を加えてスラリー洗浄し、濾過し、ヘキサン(100g)でケーキ洗浄した。得られた結晶を乾燥させ、DA-1を得た(収量:12.1g,0.0381mol,収率96%)。
H-NMR(400MHz) in DMSO-d:7.38-7.34(m,2H),7.00-6.96(m,2H),6.55(d,J=8.4Hz,1H),5.94(d,J=2.4Hz,1H),5.76-5.74(m,1H),5.66(s,1H),4.48(br,2H),4.42(br,2H),4.25-4.22(m,2H),4.09-4.07(m,2H),4.06-4.02(m,2H),3.93-3.90(m,2H).
<Synthesis of DA-1>
Tetrahydrofuran (477 g) was added to Compound [2] (15.9 g, 0.0423 mol), and the mixture was replaced with nitrogen. 5% Palladium Carbon (hydrous product) (1.27 g) was added and the mixture was replaced with nitrogen. After installation, the mixture was heated at 40°C and stirred overnight. After the reaction was completed, the filtrate was passed through a membrane filter to remove palladium carbon, and the filtrate was concentrated to precipitate crystals. The obtained crystals were slurry washed by adding hexane (200 g), filtered, and cake washed with hexane (100 g). The obtained crystals were dried to obtain DA-1 (yield: 12.1 g, 0.0381 mol, yield 96%).
1 H-NMR (400MHz) in DMSO-d 6 :7.38-7.34 (m, 2H), 7.00-6.96 (m, 2H), 6.55 (d, J = 8.4Hz , 1H), 5.94 (d, J = 2.4Hz, 1H), 5.76-5.74 (m, 1H), 5.66 (s, 1H), 4.48 (br, 2H), 4.42 (br, 2H), 4.25-4.22 (m, 2H), 4.09-4.07 (m, 2H), 4.06-4.02 (m, 2H), 3. 93-3.90 (m, 2H).

<実施例1>
BODA(3.75g、15.0mmol)、DA-1(4.75g、15.0mmol)、DA-3(5.71g、15.0mmol)をNMP(56.8g)中で溶解し、60℃で5時間反応させたのち、CBDA(2.88g、14.7mmol)とNMP(11.5g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸(PAA)溶液(10g)にNMP(10.0g)BCS(13.3g)を加え6重量%に希釈し、室温で3時間攪拌し、液晶配向剤(A-1)を調製した。
<Example 1>
BODA (3.75 g, 15.0 mmol), DA-1 (4.75 g, 15.0 mmol), and DA-3 (5.71 g, 15.0 mmol) were dissolved in NMP (56.8 g) and heated at 60°C. After reacting for 5 hours, CBDA (2.88 g, 14.7 mmol) and NMP (11.5 g) were added and reacted at 40° C. for 10 hours to obtain a polyamic acid solution.
NMP (10.0 g) and BCS (13.3 g) were added to this polyamic acid (PAA) solution (10 g), diluted to 6% by weight, and stirred at room temperature for 3 hours to prepare a liquid crystal alignment agent (A-1). .

<実施例2>
実施例1で得られたポリアミック酸溶液(50g)にNMPを加え8質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(8.9g)、およびピリジン(2.8g)を加え、70℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(550ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(P-1)を得た。このポリイミドのイミド化率は75%であり、数平均分子量は18000、重量平均分子量は38000であった。
得られたポリイミド粉末(P-1)(3.0g)にNMP(22.0g)を加え、70℃にて20時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1質量%NMP溶液)3.0g、NMP(2.0g)、BCS(20.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(S-1)を得た。
<Example 2>
After adding NMP to the polyamic acid solution (50 g) obtained in Example 1 and diluting it to 8% by mass, acetic anhydride (8.9 g) and pyridine (2.8 g) were added as imidization catalysts, and the mixture was heated at 70°C. The reaction was allowed to proceed for 3 hours. This reaction solution was poured into methanol (550 ml), and the resulting precipitate was filtered off. This precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100°C to obtain polyimide powder (P-1). The imidization rate of this polyimide was 75%, the number average molecular weight was 18,000, and the weight average molecular weight was 38,000.
NMP (22.0 g) was added to the obtained polyimide powder (P-1) (3.0 g) and dissolved by stirring at 70° C. for 20 hours. A liquid crystal aligning agent (S-1) was obtained by adding 3.0 g of 3AMP (1 mass% NMP solution), NMP (2.0 g), and BCS (20.0 g) to this solution and stirring at room temperature for 5 hours. .

<比較例1~4>
使用するモノマーの種類及び量を下記の表1に記載の通り変更した点以外は実施例1、実施例2と同様にして液晶配向剤(A-2、A-3)、(S-2、S-3)を調製した。

Figure 0007421159000066
<Comparative Examples 1 to 4>
Liquid crystal alignment agents (A-2, A-3), (S-2, S-3) was prepared.
Figure 0007421159000066

<比較例5>
BODA(3.75g、15.0mmol)、DA-4(4.78g、15.0mmol)、DA-3(5.71g、15.0mmol)をNMP(91.7g)中で溶解し、60℃で5時間反応させたのち、CBDA(2.88g、14.7mmol)とNMP(21.1g)を加え、40℃で10時間反応させたところ、反応溶液がゲル化した。
<Comparative example 5>
BODA (3.75 g, 15.0 mmol), DA-4 (4.78 g, 15.0 mmol), and DA-3 (5.71 g, 15.0 mmol) were dissolved in NMP (91.7 g) and heated at 60°C. After reacting for 5 hours, CBDA (2.88 g, 14.7 mmol) and NMP (21.1 g) were added and reacted at 40° C. for 10 hours, resulting in gelation of the reaction solution.

<ラビング耐性の評価>
液晶配向剤を、全面にITO電極が付いたガラス基板のITO面にスピンコートし、70℃のホットプレート上で90秒仮乾燥させた。その後、230℃のIR式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させて、液晶配向膜付き基板を得た。この液晶配向膜を、レーヨン布でラビング(ローラー直径:120mm、ローラー回転数:1000rpm、移動速度:20mm/sec、押し込み長:0.6mm)した。本基板を顕微鏡にて観察を行い、膜面にラビングによるスジや削れカスが全く見られなかったものを「優良」、わずかにカスが見えたものを「良好」、酷いスジや削れカスがみられたものを「不良」として評価した。
<Evaluation of rubbing resistance>
A liquid crystal aligning agent was spin-coated on the ITO surface of a glass substrate having ITO electrodes on the entire surface, and was temporarily dried on a hot plate at 70° C. for 90 seconds. Thereafter, baking was performed in an IR oven at 230° C. for 30 minutes to form a coating film with a thickness of 100 nm, thereby obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film. This liquid crystal alignment film was rubbed with a rayon cloth (roller diameter: 120 mm, roller rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm/sec, pushing length: 0.6 mm). This board was observed under a microscope, and if there were no streaks or scrapes on the film surface due to rubbing, it was rated "good", if there were only a few scraps visible, it was rated "good", and if there were no severe streaks or scrapes, it was rated "good". Those that failed were evaluated as "poor."

液晶配向剤A-1~S-3について、上記ラビング耐性の評価を実施した。結果を下記表2に示す。

Figure 0007421159000067
The above-mentioned rubbing resistance evaluation was carried out for liquid crystal alignment agents A-1 to S-3. The results are shown in Table 2 below.
Figure 0007421159000067

表2に示されるように、環状アセタール基を有するジアミンを用いた重合体では、ラビング処理によるスジはみられず非常に良好であった。一方、環状アセタール基を含まない比較例は、ラビングによるスジや削れカスが多くみられた。
これは配向膜の焼成時にアルデヒド基が発生し、ポリマー間で架橋反応が起こったためであると考えられる。
As shown in Table 2, in the polymer using a diamine having a cyclic acetal group, no streaks were observed due to the rubbing treatment, and the results were very good. On the other hand, in the comparative example that does not contain a cyclic acetal group, many streaks and scrapes due to rubbing were observed.
This is considered to be because aldehyde groups were generated during firing of the alignment film, and a crosslinking reaction occurred between the polymers.

また、比較例5で示されるように、アルデヒド保護基の部位が環状でない場合は、重合時の酸や熱によってアルデヒドが生じ、アミンと反応することで3次元架橋してゲル化してしまう。そのため、アルデヒド保護基の部位は環状である必要がある。
Further, as shown in Comparative Example 5, when the aldehyde protecting group site is not cyclic, aldehyde is generated by the acid or heat during polymerization, and reacts with the amine to cause three-dimensional crosslinking and gelation. Therefore, the moiety of the aldehyde protecting group needs to be cyclic.

Claims (7)

下記式(1)で表される環状アセタール基を有する重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。

(Rは水素又は一価の有機基を表し、nは0~2の整数であり、*は他の基に結合する部位を表す。)
A liquid crystal aligning agent characterized by containing a polymer having a cyclic acetal group represented by the following formula (1).

(R 1 represents hydrogen or a monovalent organic group, n is an integer from 0 to 2, and * represents a site bonded to another group.)
前記式(1)で表される環状アセタール基を有する重合体が、下記式(2)で表されるジアミンに由来する重合体である、請求項1に記載の液晶配向剤。

(Rおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。Arはフェニレン、ナフチレン、ビフェニレンから選ばれる芳香族炭化水素基を示し、それらには有機基が置換していても良く、水素原子はハロゲン原子に置き換わっていても良い。T、Tはそれぞれ独立して、単結合又は-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CHO-、-N(CH)-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-の結合基であり、Wは単結合もしくは非置換もしくはフッ素原子によって置換されている炭素原子数1~20のアルキレン基(ただしアルキレン基の-CH-または-CF-は-CH=CH-で任意に置き換えられていてもよく、次に挙げるいずれかの基が互いに隣り合わない場合において、これらの基に置き換えられていてもよい;-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二価の炭素環、二価の複素環。)である。)
The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein the polymer having a cyclic acetal group represented by the formula (1) is a polymer derived from a diamine represented by the following formula (2).

(The definitions of R 1 and n are the same as in the above formula (1). Ar represents an aromatic hydrocarbon group selected from phenylene, naphthylene, and biphenylene, which may be substituted with an organic group, The hydrogen atom may be replaced with a halogen atom.T 1 and T 2 are each independently a single bond or -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, -CH 2 O-, -N(CH 3 )-, -CON(CH 3 )-, -N(CH 3 )CO-, and W is a single bond or unsubstituted or substituted with a fluorine atom. an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (however, -CH 2 - or -CF 2 - in the alkylene group may be optionally replaced with -CH=CH-, and any of the following groups are adjacent to each other) In cases where they do not match, these groups may be substituted; -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, divalent carbocycle, divalent heterocycle ring.) is.).
前記環状アセタール基を有する重合体が、下記式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶配向剤。

(Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を表す。Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基を表す。Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表す。)
Claim 1, wherein the polymer having a cyclic acetal group is at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (3), and a polyimide that is an imidized product thereof. The liquid crystal alignment agent described.

(X 1 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative. Y 1 represents a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of formula (1). R 2 represents a hydrogen atom or the number of carbon atoms. Represents an alkyl group of 1 to 5.)
前記式(3)中、Xの構造が下記構造中から選ばれる少なくとも1種である、請求項に記載の液晶配向剤。

The liquid crystal aligning agent according to claim 3 , wherein in the formula (3), the structure of X1 is at least one selected from the following structures.

前記式(3)で表される構造単位が、前記重合体の全構造単位に対して10モル%以上である、請求項3又は4に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 3 or 4, wherein the structural unit represented by the formula (3) is 10 mol% or more based on the total structural units of the polymer. 請求項1~5のいずれか1項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。 A liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。 A liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to claim 6.
JP2019208202A 2019-11-18 2019-11-18 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element Active JP7421159B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019208202A JP7421159B2 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP2024001708A JP2024050592A (en) 2019-11-18 2024-01-10 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019208202A JP7421159B2 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024001708A Division JP2024050592A (en) 2019-11-18 2024-01-10 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021081559A JP2021081559A (en) 2021-05-27
JP7421159B2 true JP7421159B2 (en) 2024-01-24

Family

ID=75965016

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019208202A Active JP7421159B2 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP2024001708A Pending JP2024050592A (en) 2019-11-18 2024-01-10 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024001708A Pending JP2024050592A (en) 2019-11-18 2024-01-10 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7421159B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004245869A (en) 2003-02-10 2004-09-02 Hitachi Cable Ltd Liquid crystal alignment layer and liquid crystal display element
WO2011155576A1 (en) 2010-06-10 2011-12-15 日産化学工業株式会社 Liquid crystal alignment treatment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP2017200991A (en) 2016-04-28 2017-11-09 Jsr株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and method for producing the same, liquid crystal element, polymer and compound

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004245869A (en) 2003-02-10 2004-09-02 Hitachi Cable Ltd Liquid crystal alignment layer and liquid crystal display element
WO2011155576A1 (en) 2010-06-10 2011-12-15 日産化学工業株式会社 Liquid crystal alignment treatment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP2017200991A (en) 2016-04-28 2017-11-09 Jsr株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and method for producing the same, liquid crystal element, polymer and compound

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024050592A (en) 2024-04-10
JP2021081559A (en) 2021-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106635061B (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
WO2015060363A1 (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP7255486B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
WO2015046374A1 (en) Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element using same
JP7315907B2 (en) Diamine and polymer using same
TWI771347B (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element using the same
JPWO2014119682A1 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
US9260663B2 (en) Liquid crystal composition, liquid crystal display, and method for producing liquid crystal display
TWI772371B (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP7351295B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using the same
JP7243628B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element using the same
WO2017164181A1 (en) Liquid crystal alignment agent containing polymer obtained from novel diamine
JP7488516B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP7421159B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP7348597B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP7100297B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP7425537B2 (en) Diamine, polymer, liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
WO2020184373A1 (en) Coating solution for forming functional polymer film, and functional polymer film
JP7311047B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP7161147B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display element using the same, and method for producing the liquid crystal alignment film
WO2022014467A1 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
WO2021215280A1 (en) Novel diamine, polymer, liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230823

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231031

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231226

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7421159

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151