JPWO2020162508A5

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Publication number: JPWO2020162508A5
Application number: JP2020571242A
Authority: JP
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2040-02-05

Claims

下記ジアミン成分（１）及びジアミン成分（２）のいずれかとテトラカルボン酸成分とを重合反応させることにより得られるポリイミド前駆体、及び該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なる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。
ジアミン成分（１）：熱により水素原子に置き換わる保護基を有するジアミン及びシロキサン骨格を有するジアミンを含有するジアミン成分。
ジアミン成分（２）：熱により水素原子に置き換わる保護基及びシロキサン骨格を有するジアミンを含有するジアミン成分。
前記ジアミン成分（２）が、下記式［Ｓ１］～［Ｓ３］で表される特定側鎖構造を有するジアミンをさらに含有する、請求項１に記載の液晶配向剤。

（上記式［Ｓ１］中、Ｘ ^１及びＸ ^２は、それぞれ独立して、単結合、－（ＣＨ _２） _ａ－（ａは１～１５の整数を示す。）、－ＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＮ（ＣＨ _３）－、－ＮＨ－、－Ｏ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－又は－（（ＣＨ _２） _ａ１－Ａ _１） _ｍ１－を表す。このうち、複数のａ１はそれぞれ独立して１～１５の整数を示す。複数のＡ _１はそれぞれ独立して酸素原子又は－ＣＯＯ－を示す。ｍ１は１～２を示す。Ｇ ^１及びＧ ^２は、それぞれ独立して、炭素数６～１２の２価の芳香族基、及び炭素数３～８の２価の脂環式基からなる群から選ばれる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。Ｒ ^１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 ^１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。ｍ及びｎは、それぞれ独立して、０～３の整数を示し、ｍ及びｎの合計は１～４である。）

（上記式［Ｓ２］中、Ｘ ^３は単結合、－ＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＮ（ＣＨ _３）－、－ＮＨ－、－Ｏ－、－ＣＨ _２Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を表す。Ｒ ^２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 ^２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。）；

（上記式［Ｓ３］中、Ｘ ^４は－ＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯ－、－Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を表す。Ｒ ^３はステロイド骨格を有する構造を表す。）
ジアミン成分（１）における熱により水素原子に置き換わる保護基を有するジアミンが、下記式［１］で表されるジアミンである、請求項１又は２に記載の液晶配向剤。

（式［１］中、Ｘ^Ｄは下記式［１ａ］、式［１ｂ］及び式［１ｃ］からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を有する炭素数１～５０の有機基を示し、Ａ^１及びＡ^２はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～５のアルキル基を示す。）

（式［１ａ］～式［１ｃ］中、Ｘ^ａは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｘ^ｄは単結合又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｘ^ｅは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｄは熱により水素原子に置き換わる保護基を示す。＊は結合手を示す。）
ジアミン成分（１）におけるシロキサン骨格を有するジアミンが、下記式［２］で表されるジアミンである、請求項１～３のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

（式［２］中、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４は、それぞれ独立して、メチル基又はエチル基を示す。Ｘ_１及びＸ_２は、それぞれ独立して、単結合、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＮＨ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を示す。Ｐ_１及びＰ_２は、それぞれ独立して、－ＮＨ_２、又は以下の式［Ｐａ］～式［Ｐｂ］で示される構造を示す。ｎ１及びｎ２は、それぞれ独立して０～６の整数を示す。ｍは１～５の整数を示す。但し、式［Ｐａ］～式［Ｐｂ］のフェニルはハロゲンで置換されていてもよい。）

（式［Ｐａ］～式［Ｐｂ］中、Ｘ^Ｄ２は下記式［２ａ］、式［２ｂ］及び式［２ｃ］からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を有する炭素数１～５０の有機基を示す。ｐは、０～１の整数を示す。＊は、結合手を示す。）

（式［２ａ］～式［２ｃ］中、Ｘ^ａは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｘ^ｄは単結合又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｘ^ｅは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｄは熱により水素原子に置き換わる保護基を示す。＊は結合手を示す。）
前記式［１］で表されるジアミンが、下記の式［１ａ－１］～式［１ｃ－１］からなる群から選ばれる少なくとも１種のジアミンである、請求項３又は４に記載の液晶配向剤。

（式［１ａ－１］中、Ｘ^１は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｎ（Ｒ^１）－、－ＣＯＮ（Ｒ^２）－、－Ｎ（Ｒ^３）ＣＯ－、－ＣＨ_２Ｏ－、－ＣＯＯ－及びＯＣＯ－からなる群から選ばれる少なくとも１種の有機基を示す。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基を示す。Ｘ^２は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基を示し、Ｘ^ａは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示す。Ｘ^ｂは下記の式［ａ－１］～式［ａ－６］からなる群から選ばれる構造を示す。ｍは１又は２の整数を示し、その際、ｍが２の場合はＸ^ａは水素原子を示す。ｐは１～４の整数を示し、ｑは１～４の整数を示す。
式［１ｂ－１］中、Ｘ^３及びＸ^７はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１～１０のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｎ（Ｒ^１）－、－ＣＯＮ（Ｒ^２）－、－Ｎ（Ｒ^３）ＣＯ－、－ＣＨ_２Ｏ－、－ＣＯＯ－及びＯＣＯ－からなる群から選ばれる少なくとも１種を示す。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基を示す。Ｘ^４及びＸ^６はそれぞれ独立して、単結合又は炭素数１～１０のアルキレン基を示し、Ｘ^５は単結合又は炭素数１～１０のアルキレン基を示し、Ｘ^ｃは下記の式［ａ－１］～式［ａ－６］からなる群から選ばれる構造を示す。ｒは１～４の整数を示す。
式［１ｃ－１］中、Ｘ^８は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｎ（Ｒ^１）－、－ＣＯＮ（Ｒ^２）－、－Ｎ（Ｒ^３）ＣＯ－、－ＣＨ_２Ｏ－、－ＣＯＯ－及びＯＣＯ－からなる群から選ばれる少なくとも１種を示す。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基を示す。Ｘ^９は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基を示し、Ｘ^ｄは単結合又は炭素数１～２０の有機基を示し、Ｘ^ｅは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示し、Ｘ^ｆは下記の式［ａ－１］～式［ａ－６］からなる群から選ばれる構造を示す。ｎは１～４の整数を示し、ｓは１～４の整数を示し、ｔは１～４の整数を示す。
式［１ａ－１］～式［１ｃ－１］中、Ａ^１～Ａ^６はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～５のアルキル基を示す。）

（Ｒ^１は炭素数１～５のアルキレン基を示す。）
前記式［１ａ－１］～式［１ｃ－１］で表されるジアミンが、下記の式［１ｄ－１］～式［１ｄ－５］からなる群から選ばれる少なくとも１種のジアミンである、請求項５に記載の液晶配向剤。

（式［１ｄ－１］～式［１ｄ－５］中、Ｒ^１～Ｒ^７はそれぞれ独立して、下記の式［ａ－１］～式［ａ－６］からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を示し、式［１ｄ－１］～式［１ｄ－５］中、Ａ^１～Ａ^１０はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～５のアルキル基を示す。）

（式［ａ－２］中、Ｒ^１は炭素数１～５のアルキレン基を示す。）
前記式［２］で表されるジアミンにおいて、ｍが１を示す、請求項４～６のいずれか１項に記載の液晶配向剤。
前記式［２］で表されるジアミンにおいて、Ｘ^Ｄ２が、下記式［２ａ－１］および［２ｂ－１］から選択される構造を示す、請求項４～７のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

（式［２ａ－１］中、Ｘ^１は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｎ（Ｒ^１）－、－ＣＯＮ（Ｒ^２）－、－Ｎ（Ｒ^３）ＣＯ－、－ＣＨ_２Ｏ－、－ＣＯＯ－及びＯＣＯ－からなる群から選ばれる少なくとも１種の有機基を示す。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基を示す。Ｘ^２は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基を示し、Ｘ^ａは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示し、Ｘ^ｂは上記の式［１ａ－１］で定義されたものである。ｍは１又は２の整数を示し、その際、ｍが２の場合はＸ^ａは水素原子を示す。ｐは１～４の整数を示し、ｑは１～４の整数を示す。
式［２ｂ－１］中、Ｘ^８は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｎ（Ｒ^１）－、－ＣＯＮ（Ｒ^２）－、－Ｎ（Ｒ^３）ＣＯ－、－ＣＨ_２Ｏ－、－ＣＯＯ－及びＯＣＯ－からなる群から選ばれる少なくとも１種を示す。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基を示す。Ｘ^９は単結合、炭素数１～１０のアルキレン基を示し、Ｘ^ｄは単結合又は炭素数１～２０の有機基を示し、Ｘ^ｅは水素原子又は炭素数１～２０の有機基を示し、Ｘ^ｆは上記の式［１ａ－３］で定義されたものである。ｎは１～４の整数を示し、ｓは１～４の整数を示し、ｔは１～４の整数を示す。）
前記式［２］で表されるジアミンが、下記式で表される、請求項４～８のいずれか１項に記載の液晶配向剤。
ジアミン成分（２）における、熱により水素原子に置き換わる保護基及びシロキサン骨格を有するジアミンが、下記式［３］で表されるジアミンである、請求項１に記載の液晶配向剤。

（式［３］中、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４は、それぞれ独立して、メチル基又はエチル基を示す。Ｘは、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＮＨ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を示す。Ｘ^Ｄ２は、上記の式［Ｐａ］及び［Ｐｂ］で定義されたものである。ｎは０～６の整数を示し、ｍは１～５の整数を示す。ｐは、０～１の整数を示し、ｑは０～１の整数を示す。但し、ｐおよびｑの少なくとも１つは１を示す。）
前記テトラカルボン酸成分が、下記の式［４］で示されるテトラカルボン酸化合物である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

（Ｚは下記の式［４ａ］～式［４ｑ］からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を示す。）

（式［４ａ］中、Ｚ^１～Ｚ^４はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はベンゼン環を示し、式［４ｇ］中、Ｚ^５及びＺ^６はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を示す。）
前記ジアミン成分（１）が、下記式［Ｓ１］～［Ｓ３］で表される特定側鎖構造を有するジアミンをさらに含有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

（上記式［Ｓ１］中、Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立して、単結合、－（ＣＨ_２）_ａ－（ａは１～１５の整数を示す。）、－ＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＮ（ＣＨ_３）－、－ＮＨ－、－Ｏ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－又は－（（ＣＨ_２）_ａ１－Ａ_１）_ｍ１－を表す。このうち、複数のａ１はそれぞれ独立して１～１５の整数を示す。複数のＡ_１はそれぞれ独立して酸素原子又は－ＣＯＯ－を示す。ｍ１は１～２を示す。Ｇ ^１及びＧ ^２は、それぞれ独立して、炭素数６～１２の２価の芳香族基、及び炭素数３～８の２価の脂環式基からなる群から選ばれる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。Ｒ ^１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 ^１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。ｍ及びｎは、それぞれ独立して、０～３の整数を示し、ｍ及びｎの合計は１～４である。）

（上記式［Ｓ２］中、Ｘ^３は単結合、－ＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＮ（ＣＨ_３）－、－ＮＨ－、－Ｏ－、－ＣＨ_２Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を表す。Ｒ ^２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 ^２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。）；

（上記式［Ｓ３］中、Ｘ^４は－ＣＯＮＨ－、－ＮＨＣＯ－、－Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を表す。Ｒ^３はステロイド骨格を有する構造を表す。）
前記ジアミン成分（１）およびジアミン成分（２）が、下記式［Ｎ１］で表される二側鎖ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも一種のジアミンをさらに含有する、請求項１～１２のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

（上記式［Ｎ１］中、Ｘは、単結合、－Ｏ－、－Ｃ（ＣＨ _３） _２－、－ＮＨ－、－ＣＯ－、－ＮＨＣＯ－、－ＣＯＯ－、－（ＣＨ _２） _ｍ－、－ＳＯ _２－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。ｍは１～８の整数を示す。Ｙは、それぞれ独立して、下記式［１－１］の構造を表す。）

（上記式［１－１］中、Ｙ ^１及びＹ ^３は、それぞれ独立して、単結合、－（ＣＨ _２） _ａ－（ａは１～１５の整数を示す。）、－Ｏ－、－ＣＨ _２Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を表す。Ｙ ^２は単結合又は－（ＣＨ _２） _ｂ－（ｂは１～１５の整数を示す。）を表す。ただし、Ｙ ^１又はＹ ^３が単結合又は－（ＣＨ _２） _ａ－を示す場合、Ｙ ^２は単結合を示す。また、Ｙ ^１が－Ｏ－、－ＣＨ _２Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を示すか、及び／又はＹ ^３が－Ｏ－、－ＣＨ _２Ｏ－、－ＣＯＯ－又は－ＯＣＯ－を示す場合、Ｙ ^２は単結合又は－（ＣＨ _２） _ｂ－を示す。
Ｙ ^４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。
Ｙ ^５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。
Ｙ ^６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の整数を示す。）
前記式［１］で表されるジアミンの含有量が、全ジアミン成分１００モル％中、５～７０モル％である、請求項３～１３のいずれか１項に記載の液晶配向剤。
前記式［２］で表されるジアミンの含有量が、全ジアミン成分１００モル％中、１～５０モル％である、請求項４～１４のいずれか１項に記載の液晶配向剤。
前記重合体に含有されるポリイミドのイミド化率が１～９５％である、請求項１～１５のいずれか１項に記載の液晶配向剤。
請求項１～１６のいずれか１項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
請求項１７に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。