WO2013161569A1 - 光配向用液晶配向膜を形成するための液晶配向剤、液晶配向膜およびこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

光配向用液晶配向膜を形成するための液晶配向剤、液晶配向膜およびこれを用いた液晶表示素子 Download PDF

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洋一郎 大木
裕子 片野
智幸 松田
啓介 伊澤
梨香 久田
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Jnc株式会社
Jnc石油化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal aligning agent for photo alignment used in a photo alignment method, a photo alignment film using the same, and a liquid crystal display element.
  • liquid crystal display elements are display elements using nematic liquid crystals.
  • a TN (Twisted Nematic) mode and an STN (Super Twisted Nematic) mode are well known.
  • a TN liquid crystal display device using an optical compensation film MVA (Multi -domain (Vertical Alignment) mode, lateral electric field type IPS (In-Plane Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching) mode, etc. have been proposed and put to practical use.
  • MVA Multi -domain (Vertical Alignment) mode
  • IPS In-Plane Switching
  • FFS Frringe Field Switching
  • the development of the technology of the liquid crystal display element is achieved not only by simply improving these driving methods and element structures but also by improving the components used in the elements.
  • the liquid crystal alignment film is one of important materials related to display quality, and the performance of the alignment film can be improved with the improvement in quality of the liquid crystal display element. It is becoming important.
  • the liquid crystal alignment film is formed from a liquid crystal aligning agent.
  • the liquid crystal aligning agent mainly used at present is a solution (varnish) obtained by dissolving polyamic acid or soluble polyimide in an organic solvent. After this solution is applied to the substrate, it is formed by means such as heating to form a polyimide-based liquid crystal alignment film.
  • the rubbing method is a process of rubbing the surface of the liquid crystal alignment film in one direction using a cloth in which fibers of nylon, rayon, polyester, or the like are planted, and this makes it possible to obtain uniform alignment of liquid crystal molecules.
  • problems such as dust generation due to the rubbing method and generation of static electricity have been pointed out, and the development of an orientation treatment method that replaces the rubbing method has become active.
  • a photo alignment treatment method in which alignment treatment is performed by irradiating light is attracting attention as an alignment treatment method replacing the rubbing method.
  • Many alignment mechanisms such as a photodecomposition method, a photoisomerization method, a photodimerization method, and a photocrosslinking method have been proposed for the photoalignment treatment method (see, for example, Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2).
  • the photo-alignment method has higher uniformity of alignment than the rubbing method, and it is a non-contact alignment method, so the film is not damaged and causes the display defects of liquid crystal display elements such as dust generation and static electricity. There are advantages such as reduction.
  • the liquid crystal display element adjusts the level of the common electrode potential (hereinafter referred to as Vcom) so that the voltage applied to the liquid crystal during the positive polarity and the negative polarity becomes equal. It has been adjusted.
  • Vcom common electrode potential
  • the volume resistance value is lowered, and accordingly the voltage holding ratio is lowered, thereby causing flicker.
  • the present invention is to form a liquid crystal alignment film that realizes a liquid crystal display device that maintains various characteristics such as liquid crystal alignment properties and voltage holding ratio, and has high transmittance and generation of flicker after long-time driving is suppressed.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent for photo-alignment.
  • the present inventors provide a polyamic acid having a photoreactive structure obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine or a derivative thereof, and at least one of tetracarboxylic dianhydride and diamine which are raw material monomers. Obtained by reacting polyamic acid or its derivative polymer [A], which is a compound having a photoreactive structure, and a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure and a diamine having no photoreactive structure
  • the liquid crystal display device satisfying the above required characteristics can be obtained by using a liquid crystal aligning agent for photo-alignment containing at least two polymers of polyamic acid or its derivative polymer [B], and the present invention has been completed. It was. In this specification, [Polymer A] is sometimes simply expressed as [A], and [Polymer B] is simply expressed as [B].
  • the present invention has the following configuration.
  • [1] A polyamic acid having a photoreactive structure obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine or a derivative thereof, wherein the tetracarboxylic dianhydride and diamine are represented by the following formula (I):
  • a polyamic acid or a derivative thereof comprising at least one of a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure and a diamine having a photoreactive structure selected from the group of compounds represented by (VII) and
  • a liquid crystal aligning agent for photo-alignment comprising a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure and a diamine not having a photoreactive structure:
  • R 2 and R 3 are each independently a monovalent organic group having —NH 2 or a monovalent organic group having —CO—O—CO—
  • R 4 is It
  • a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure and a diamine having a photoreactive structure are represented by the following formulas (I-1), (II-1), (III-1), At least one selected from the group of compounds represented by (IV-1), (IV-2), (V-1), (VI-1), and (VII-1) to (VII-3)
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment as described in said [1] term or [2] term.
  • a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure and a diamine having a photoreactive structure are represented by the following formulas (II-1-1), (VI-1-1), (VII -1-1) and the liquid crystal aligning agent for photo-alignment according to item [3], which is at least one selected from the group of compounds represented by (VII-3).
  • the tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure is selected from the group of compounds represented by the following formulas (AN-I) to (AN-VII)
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment according to any one of [1] to [4], which is at least one selected from the group consisting of:
  • X is independently a single bond or —CH 2 —;
  • G is a single bond, alkylene having 1 to 20 carbon atoms, —CO—, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, or —C (CF 3 ) 2- ;
  • Y is independently one selected from the following group of trivalent groups: At least one hydrogen of these groups may be replaced by methyl, ethyl or phen
  • At least one hydrogen in the ring may be replaced by methyl, ethyl or phenyl, and the bond on the ring is connected to any carbon constituting the ring, and the two bonds are on the same carbon. May be linked;
  • X 10 is alkylene having 2 to 6 carbon atoms, Me represents methyl, Ph represents phenyl;
  • G 10 is independently —O—, —COO— or —OCO—, and r is independently 0 or 1.
  • tetracarboxylic dianhydrides having no photoreactive structure are represented by the following formulas (AN-2-1), (AN-3-2) and (AN-4-17).
  • the diamine having no photoreactive structure is at least one selected from the group of compounds represented by the following formulas (DI-1) to (DI-17):
  • m is an integer of 1 to 12;
  • G 21 is independently a single bond, —NH—, —O—, —S—, —SS—, —SO 2 —.
  • G 22 is independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ).
  • At least one hydrogen of the cyclohexane ring and the benzene ring in the formulas (DI-2) to (DI-7) is —F, —CH 3 , —OH, —CF 3 , —CO 2 H, —CONH 2 , or
  • at least one hydrogen of the benzene ring may be replaced by the following formulas (DI-4-a) to (DI-4-c) Often,
  • R 20 is independently hydrogen or —CH 3 ;
  • a group in which the bonding position is not fixed to any carbon atom constituting the ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary,
  • the bonding position of —NH 2 to the cyclohexane ring or the benzene ring is any position except the bonding position of G 21
  • R 23 is independently alkyl having 1 to 5 carbons, alkoxy having 1 to 5 carbons or —Cl, p is independently an integer from 0 to 3, and q is An integer from 0 to 4;
  • R 24 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbons, phenyl, or benzyl;
  • G 24 is —CH 2 — or —NH—;
  • G 25 is a single bond, alkylene having 2 to 6 carbon atoms or 1,4-phenylene, and r is 0 or 1;
  • a group whose bonding position is not fixed to any carbon atom constituting the ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary;
  • the bonding position of —NH 2 bonded to the benzene ring is an integer from 1 to 10;
  • R 25 is an alkyl having 3 to 20 carbon atoms, phenyl, cyclohexyl, a group having a steroid skeleton, or a group represented by the following formula (DI-13-a).
  • At least one hydrogen is — F may be replaced, and at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, and the hydrogen of this phenyl is —F, —CH 3 , —OCH 3 , —OCH 2 F, — OCHF 2 , —OCF 3 , alkyl having 3 to 20 carbon atoms, or alkoxy having 3 to 20 carbon atoms may be substituted, and hydrogen of this cyclohexyl is alkyl having 3 to 20 carbon atoms or carbon having 3 to 20 carbon atoms.
  • G 27 , G 28 and G 29 each represent a bonding group, and these are each independently a single bond or alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more —CH 2 — may be replaced by —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —CH ⁇ CH—;
  • Ring B 21 , Ring B 22 , Ring B 23 , and Ring B 24 are independently 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2, 5-diyl, pyridine-2,5-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-2,6-d
  • At least one —CH 2 — of the alkyl having 1 to 30 carbon atoms may be replaced with a divalent group represented by the following formula (DI-13-b):
  • R 27 and R 28 are independently alkyl having 1 to 3 carbons;
  • v is an integer from 1 to 6;
  • G 30 is independently a single bond, —CO— or —CH 2 —,
  • R 29 is independently hydrogen or —CH 3 ,
  • R 30 30 is hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, or alkenyl having 2 to 20 carbons;
  • One hydrogen on the benzene ring in formula (DI-15) may be replaced by alkyl or phenyl having 1 to 20 carbon atoms;
  • a group whose bonding position is not fixed to any carbon atom constituting the ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary; —NH 2 bonded to a benzyl, or
  • R 31 is hydrogen or alkyl having 1 to 20 carbons, at least one —CH 2 — of the alkyl may be replaced by —O—
  • R 32 is alkyl having 6 to 22 carbons
  • R 33 is hydrogen or alkyl having 1 to 22 carbon atoms
  • ring B 25 is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene
  • r is 0 or 1 and is bonded to the benzene ring —NH 2 indicates that the bonding position in the ring is arbitrary.
  • the diamine having no photoreactive structure is at least one compound represented by the following formula (DI-5-1): Liquid crystal alignment agent: In the formula (DI-5-1), m is an integer of 1 to 12.
  • a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure is represented by the following formulas (AN-1-1), (AN-1-13), (AN-2-1), Represented by (AN-3-1), (AN-3-2), (AN-4-5), (AN-4-21), (AN-5-1), and (AN-16-1)
  • a diamine which is at least one selected from the group of compounds having no photoreactive structure is represented by the following formulas (DI-1-3), (DI-2-1), (DI-4-1) , (DI-5-1), (DI-5-5), (DI-5-9), (DI-5-12), (DI-5-27) to (DI-5-30), ( Any one of [1] to [8] above, which is at least one selected from the group of compounds represented by DI-7-3), (DI-8-1), and (DI-9-1)
  • DI-7-3 the group of compounds represented by DI-7-3
  • DI-8-1 DI-9-1
  • Liquid crystal aligning agent for alignment In the formulas (DI-5-1), (DI-5-12) and (DI-7-3), m is an integer of 1 to 12; In formula (DI-5-29), k is an integer from 1 to 5: and In the formula (DI-7-3), n is 1 or 2.
  • a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure is represented by the following formulas (AN-1-1), (AN-1-13), (AN-2-1), A diamine that is at least one selected from the group of compounds represented by (AN-3-1), (AN-3-2), and (AN-4-5) and does not have a photoreactive structure;
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment according to the item [9] which is at least one selected from the group of compounds represented by (DI-9-1).
  • m is an integer from 1 to 12
  • k is an integer of 1 to 5.
  • It further contains at least one selected from the group consisting of an alkenyl-substituted nadiimide compound, a compound having a radical polymerizable unsaturated double bond, an oxazine compound, an oxazoline compound, an epoxy compound, and a silane coupling agent.
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment according to any one of [1] to [10].
  • the alkenyl-substituted nadiimide compound is bis ⁇ 4- (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide) phenyl ⁇ methane, N, N′-m-xylylene- Bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), and N, N′-hexamethylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment according to the above [11] which is at least one selected from the group of compounds consisting of ene-2,3-dicarboximide).
  • Compounds having radically polymerizable unsaturated double bonds are N, N′-ethylenebisacrylamide, N, N ′-(1,2-dihydroxyethylene) bisacrylamide, ethylenebisacrylate, and 4,4 ′.
  • the epoxy compound is N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N '-Tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4-([2,3-epoxy Propoxy] phenyl)] ethyl] phenyl] propane, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate, N-phenylmaleimide-glycidyl methacrylate copolymer, 2- (3,4-epoxy (Cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, paraaminopheny
  • the silane coupling agent is at least one selected from the group consisting of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, paraaminophenyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane.
  • the liquid crystal aligning agent as described in the above item [11].
  • a step of applying the liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [15] to the substrate, a step of heating and drying the substrate coated with the aligning agent, and irradiating the film with polarized ultraviolet rays A liquid crystal alignment film for photo-alignment formed through the steps.
  • a liquid crystal alignment film for photo-alignment formed through a process and then a process of irradiating the film with polarized ultraviolet rays.
  • a liquid crystal display device comprising the photo-alignment liquid crystal alignment film according to any one of [16] to [19].
  • liquid crystal aligning agent for photo-alignment of the present invention By using the liquid crystal aligning agent for photo-alignment of the present invention, a liquid crystal display element having high transmittance and suppressing occurrence of flicker after long-time driving while maintaining various properties such as liquid crystal alignment and voltage holding ratio.
  • a liquid crystal alignment film for photo-alignment can be formed.
  • a group in which letters (for example, A or B 21 to B 24 ) are circled means a group having a ring structure (A or B 21 to B 24 ).
  • a group in which a letter (for example, A 11 or B 25 ) is surrounded by a hexagon means that the group has a six-membered ring structure (A 11 or B 25 ).
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment of this invention contains the polyamic acid which is a reaction product of tetracarboxylic dianhydride and diamine, or its derivative (s).
  • the polyamic acid derivative is a component that dissolves in a solvent when the liquid crystal aligning agent described later contains a solvent.
  • the main component is polyimide. It is a component that can form a liquid crystal alignment film. Examples of such polyamic acid derivatives include soluble polyimides, polyamic acid esters, and polyamic acid amides.
  • polyimide in which all amino acids and carboxyls of polyamic acid are subjected to a dehydration ring-closing reaction, 2) Partially dehydrated ring-closing partial polyimide, 3) Polyamic acid ester in which carboxyl of polyamic acid is converted to ester, 4) Part of acid dianhydride contained in tetracarboxylic dianhydride compound is organic dicarboxylic And polyamic acid-polyamide copolymer obtained by reacting with an acid, and 5) polyamideimide obtained by subjecting a part or all of the polyamic acid-polyamide copolymer to a dehydration ring-closing reaction.
  • One kind of compound may be sufficient as the said polyamic acid or its derivative (s), and 2 or more types may be sufficient as it.
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment of the present invention is a polyamic acid obtained by reacting [A] tetracarboxylic dianhydride and diamine, or a derivative thereof, wherein the tetracarboxylic dianhydride and diamine as monomers are
  • a polyamic acid comprising at least one of a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure and a diamine having a photoreactive structure selected from the group of compounds represented by the following formulas (I) to (VII)
  • a liquid crystal aligning agent for photo-alignment comprising a derivative
  • R 2 and R 3 are each independently a monovalent organic group having —NH 2 or a monovalent organic group having —CO—O—CO—, and R 4 is It is a divalent organic group having an aromatic ring.
  • a photoreactive structure is a structure capable of photoisomerization or photodimerization.
  • the liquid crystal aligning agent for photo-alignment of the present invention is a liquid crystal aligning agent containing at least two polymers [A] and [B].
  • a liquid crystal aligning agent containing a mixture of both polymers is applied to a substrate and formed in the process of preliminary drying. It is considered that [A] having a photoreactive structure in the upper layer of the polymer film and [B] having no photoreactive structure in the lower layer can be segregated.
  • the presence of the polymer [A] having a photoreactive structure is dominant on the surface of the alignment film, and the content of the polymer [A] having a photoreactive structure is small on the basis of the total amount of the polymer forming the alignment film.
  • the alignment film formed by the liquid crystal aligning agent for photo-alignment of the present invention exhibits high liquid crystal alignment.
  • the alignment film is layer-separated is, for example, the surface energy of the formed film is measured and is the same as the value of the surface energy of the film formed by the liquid crystal aligning agent containing only the polymer [A]. It can be confirmed by being close to it.
  • the content of [A] in the liquid crystal aligning agent for photoalignment of the present invention is 20% by weight or more when the total amount of the polymer contained is 100. It is necessary and is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more. Further, in order to keep the transmittance of the liquid crystal alignment film good, the content of [A] needs to be 90% by weight or less, preferably 70% by weight or less, and preferably 50% by weight or less. It is more preferable.
  • the preferable content of [A] described here is one guideline and may vary depending on the combination of tetracarboxylic dianhydride or diamine used as a raw material. In particular, when a raw material compound having an azobenzene structure is used, the content of [A] is set to be about 10 to 20% by weight less than the above ratio in order to keep good permeability.
  • the weight average molecular weight of the polymer is preferably adjusted so that the molecular weight (MW) of [A] is 10, by adjusting [A] to 8,000 to 40,000 and [B] to 50,000 to 200,000.
  • the layer separation as described above can be caused by adjusting the molecular weight (MW) of [B] to 80,000 to 160,000 to 000 to 30,000.
  • the weight average molecular weight of the polymer can be adjusted by, for example, the time for reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine.
  • a small amount of the reaction solution during the polymerization reaction is collected, the weight average molecular weight of the polymer contained therein is determined by measurement by gel permeation chromatography (GPC) method, and the end point of the reaction can be determined by the measured value.
  • GPC gel permeation chromatography
  • a method of controlling the weight average molecular weight by causing the termination of the polymerization reaction by replacing the corresponding amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine with monocarboxylic acid or monoamine at the start of the reaction is well known. .
  • [A] of the present invention is a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, or a derivative thereof, wherein the tetracarboxylic dianhydride and the diamine are represented by the above formulas (I) to (VII). It contains at least one of a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure and a diamine having a photoreactive structure selected from the group of compounds represented.
  • a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure selected from the group of compounds represented by the above formulas (I) to (VII) and a diamine having a photoreactive structure By using as a raw material, good photosensitivity can be exhibited.
  • Suitable compounds are those of the following formulas (I-1), (II-1), (III-1), (IV-1), (IV-2), (V-1), (VI-1), and Mention may be made of tetracarboxylic dianhydrides and diamines of (VII-1) to (VII-3).
  • a group in which the bonding position is not fixed to any carbon atom constituting the ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary, and in Formula (VII-1), R 4 is independently —CH 3. , —OCH 3 , —CF 3 , or —COOCH 3 , and b is independently an integer of 0-2.
  • the tetracarboxylic dianhydride or diamine represented by the above formulas (II-1), (VI-1), (VII-1), and (VII-3) is preferably used.
  • those in which the amino group is bonded to the para position can be particularly preferably used.
  • b A compound in which is 0 can be more preferably used.
  • [A] has a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure and a photoreactive structure together with a tetracarboxylic dianhydride having the photoreactive structure and a diamine having a photoreactive structure. Not any diamine can be used. However, in order to keep the photo-alignment good, the amount of use is limited. When a tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure and a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure are used in combination, the tetracarboxylic dianhydride having a photoreactive structure is a tetracarboxylic acid.
  • the diamine having a photoreactive structure must be 30 mol% or more based on the total amount of dianhydride, preferably 50 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more.
  • the diamine having a photoreactive structure must be 30 mol% or more based on the total amount of the diamine. 50 mol% or more is preferable, and 70 mol% or more is more preferable.
  • [B] of the present invention is a polyamic acid or a derivative thereof obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure and a diamine.
  • a tetracarboxylic dianhydride having no photoreactive structure and a diamine having no photoreactive structure can be used without limitation.
  • the aligning agent for photo-alignment of the present invention contains the polyamic acid of [A] and [B] or a derivative thereof. Tetracarboxylic dianhydrides other than those can be further used, and can be selected without limitation from known tetracarboxylic dianhydrides. Moreover, in manufacturing [B], it can select, without restrict
  • Such tetracarboxylic dianhydrides are aromatic systems (including heteroaromatic ring systems) in which dicarboxylic acid anhydrides are directly bonded to aromatic rings, and aliphatic groups in which dicarboxylic acid anhydrides are not directly bonded to aromatic rings. It may belong to any group of systems (including heterocyclic ring systems).
  • tetracarboxylic dianhydrides include those represented by the formulas (AN-I) to (AN-VII) from the viewpoint of easy availability of raw materials, ease of polymer production, and electrical characteristics of the film.
  • the tetracarboxylic dianhydride represented is mentioned.
  • X is independently a single bond or —CH 2 —
  • G is a single bond, the number of carbon atoms 1 to 20 alkylene, —CO—, —O—, —S—, —SO 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, or —C (CF 3 ) 2 —, which has the formula (AN-II)
  • Y is independently one selected from the group of the following trivalent groups, the bond is connected to any carbon, and at least one hydrogen of this group is methyl , Ethyl or phenyl
  • ring A is a monocyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms or a condensed polycyclic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms.
  • At least one hydrogen in the ring may be replaced by methyl, ethyl or phenyl, and the bond on the ring is connected to any carbon constituting the ring, and the two bonds are on the same carbon.
  • X 10 is alkylene having 2 to 6 carbon atoms, Me is methyl, and Ph is phenyl, and in formula (AN-VII), G 10 10 is independently —O—, —COO— or —OCO—, and r is independently 0 or 1.
  • tetracarboxylic dianhydrides represented by the following formulas (AN-1) to (AN-16-14) can be mentioned.
  • G 11 is a single bond, alkylene having 1 to 12 carbons, 1,4-phenylene, or 1,4-cyclohexylene.
  • X 11 is independently a single bond or —CH 2 —.
  • G 12 is independently> CH— or> N—.
  • the hydrogen of> CH— may be replaced with —CH 3 .
  • G 11 is not a single bond and —CH 2 —, and X 11 is not a single bond.
  • R 11 is hydrogen or —CH 3 .
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-1) include compounds represented by the following formula. In the formulas (AN-1-2) and (AN-1-14), m is an integer of 1 to 12.
  • R 12 is independently hydrogen, —CH 3 , —CH 2 CH 3 , or phenyl.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-2) include compounds represented by the following formula.
  • ring A 11 is a cyclohexane ring or a benzene ring.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-3) include compounds represented by the following formula.
  • G 13 is a single bond, — (CH 2 ) m —, —O—, —S—, —C (CH 3 ) 2 —, —SO 2 —, —CO— or —C (CF 3 ) 2 —, and m is an integer of 1 to 12.
  • Ring A 11 is each independently a cyclohexane ring or a benzene ring. G 13 may be bonded to any position of ring A 11 .
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-4) include compounds represented by the following formula. In the formula (AN-4-17), m is an integer of 1 to 12.
  • R 11 is hydrogen or —CH 3 .
  • R 11 whose bond position is not fixed to the carbon atom constituting the benzene ring indicates that the bond position in the benzene ring is arbitrary.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-5) include compounds represented by the following formula.
  • X 11 is independently a single bond or —CH 2 —.
  • X 12 is independently —CH 2 —, —CH 2 CH 2 — or —CH ⁇ CH—.
  • n is 1 or 2.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-6) include compounds represented by the following formula.
  • X 11 is a single bond or —CH 2 —.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-7) include compounds represented by the following formula.
  • X 11 each independently represents a single bond or —CH 2 —.
  • R 12 is hydrogen, —CH 3 , —CH 2 CH 3 , or phenyl, and ring A 12 is a cyclohexane ring or a cyclohexene ring.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-8) include compounds represented by the following formula.
  • each r is independently 0 or 1.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-9) include compounds represented by the following formula.
  • Formula (AN-10) is the following tetracarboxylic dianhydride.
  • ring A 11 is independently a cyclohexane ring or a benzene ring.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-11) include compounds represented by the following formula.
  • each ring A 11 is independently a cyclohexane ring or a benzene ring.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-12) include compounds represented by the following formula.
  • X 13 represents alkylene having 2 to 6 carbon atoms
  • Ph represents phenyl.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-13) include compounds represented by the following formula.
  • G 14 is independently —O—, —COO— or —OCO—, and r is independently 0 or 1.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-14) include compounds represented by the following formula.
  • w is an integer of 1 to 10.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-15) include compounds represented by the following formula.
  • Examples of tetracarboxylic dianhydrides other than the above include the following compounds.
  • the formulas (AN-1-1), (AN-2-1), (AN-3-1), (AN- 4-1), (AN-7-1), (AN-7-2), (AN-10), (AN-11-1), and (AN-16-1) are particularly preferable.
  • the formulas (AN-1-1), (AN-2-1), (AN-3-1), (AN- 4-1), (AN-7-1), (AN-7-2), (AN-10), (AN-11-1), and (AN-16-1) are particularly preferable.
  • ⁇ Diamine not having photoreactive structure> In producing the polyamic acid or derivative thereof of [A] and [B] of the present invention, in [A], a diamine compound other than the diamine compound having the above-described photoreactive structure can be further used. It can select from a well-known diamine compound, without being restrict
  • Diamine compounds having no photoreactive structure can be classified into two types depending on the structure. That is, when a skeleton connecting two amino groups is viewed as a main chain, a group branched from the main chain, that is, a diamine having a side chain group and a diamine having no side chain group.
  • This side chain group is a group having an effect of increasing the pretilt angle.
  • the side chain group having such an effect needs to be a group having 3 or more carbon atoms.
  • alkyl having 3 or more carbon atoms alkoxy having 3 or more carbon atoms, alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, and A group having a steroid skeleton can be exemplified.
  • a diamine having such a side chain group may be referred to as a side chain diamine.
  • Such a diamine having no side chain group may be referred to as a non-side chain diamine.
  • the side chain diamine is preferably used in combination so as not to impair the properties of the present invention.
  • the side chain diamine and the non-side chain diamine are preferably selected and used for the purpose of improving the vertical alignment with respect to the liquid crystal, the voltage holding ratio, the image sticking property, and the photo alignment.
  • Examples of diamines having no known side chain include diamines of the following formulas (DI-1) to (DI-12).
  • m is an integer of 1 to 12.
  • G 21 is independently a single bond, —NH—, —O—, —S—, —SS—, —SO 2 —.
  • —CO— —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, — (CH 2 ) m ′ —, —O— (CH 2 ) m ′ — O—, —N (CH 3 ) — (CH 2 ) k —N (CH 3 ) —, or —S— (CH 2 ) m ′ —S—, where m ′ is an integer of 1 to 12 independently And k is an integer of 1 to 5.
  • G 22 is independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2. -, Or alkylene having 1 to 10 carbon atoms.
  • At least one hydrogen of the cyclohexane ring and the benzene ring in the formulas (DI-3) to (DI-7) is —F, —CH 3 , —OH, —CF 3 , —CO 2 H, —CONH 2 , or In the formula (DI-4), they may be replaced by the following formulas (DI-4-a) to (DI-4-c).
  • a group in which the bonding position is not fixed to the carbon atom constituting the ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary.
  • the bonding position of —NH 2 to the cyclohexane ring or benzene ring is an arbitrary position excluding the bonding position of G 21 or G 22 .
  • R 20 is independently hydrogen or —CH 3 .
  • R 21 and R 22 are independently alkyl or phenyl having 1 to 3 carbon atoms
  • G 23 is independently alkylene, phenylene or alkyl-substituted phenylene having 1 to 6 carbon atoms.
  • w is an integer of 1 to 10.
  • R 23 is independently alkyl having 1 to 5 carbons, alkoxy having 1 to 5 carbons or —Cl
  • p is independently an integer from 0 to 3
  • q is It is an integer from 0 to 4.
  • R 24 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbons, phenyl, or benzyl.
  • G 24 represents —CH 2 — or —NH—.
  • G 25 is a single bond, alkylene having 2 to 6 carbon atoms or 1,4-phenylene, and r is 0 or 1.
  • a group whose bond position is not fixed to the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.
  • the bonding position of —NH 2 bonded to the benzene ring is an arbitrary position.
  • diamines represented by formulas (DI-1) to (DI-3) are shown below.
  • Examples of the diamine represented by the formula (DI-4) are shown below.
  • Examples of the diamine represented by the formula (DI-5) are shown below.
  • m is an integer of 1 to 12.
  • m is an integer of 1 to 12.
  • v is an integer of 1 to 6.
  • k is an integer of 1 to 5.
  • Examples of the diamine represented by the formula (DI-7) are shown below.
  • m is an integer of 1 to 12
  • n is independently 1 or 2.
  • Examples of the diamine represented by the formula (DI-12) are shown below.
  • Such a non-side chain diamine has an effect of improving electrical characteristics, such as reducing the ion density of the liquid crystal display element.
  • a non-side chain diamine as a raw material of [A] used in the liquid crystal aligning agent of the present invention, priority is given to the photo-alignment of the alignment film, so the content of the diamine having a photoreactive structure is preferred
  • the proportion of the total amount of diamine is 0 to 70 mol%, preferably 0 to 50 mol%, more preferably 0 to 30 mol%.
  • a non-side chain type diamine is used as a raw material for [B]
  • it there is no particular limitation, and it may be 100 mol%.
  • ⁇ Side-chain diamine examples include the following groups.
  • alkyl, alkyloxy, alkyloxyalkyl, alkylcarbonyl, alkylcarbonyloxy, alkyloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, alkenyl, alkenyloxy, alkenylcarbonyl, alkenylcarbonyloxy, alkenyloxycarbonyl, alkenylaminocarbonyl, Alkynyl, alkynyloxy, alkynylcarbonyl, alkynylcarbonyloxy, alkynyloxycarbonyl, alkynylaminocarbonyl and the like can be mentioned.
  • Alkyl, alkenyl and alkynyl in these groups are all groups having 3 or more carbon atoms. However, in alkyloxyalkyl, it is sufficient if the entire group has 3 or more carbon atoms. These groups may be linear or branched.
  • phenyl, phenylalkyl, phenylalkyloxy, phenyloxy provided that the terminal ring has alkyl having 1 or more carbon atoms, alkoxy having 1 or more carbon atoms or alkoxyalkyl having 2 or more carbon atoms as a substituent.
  • a ring assembly group having an alkoxy of several or more or an alkoxyalkyl having two or more carbons can be given.
  • a group having a steroid skeleton is also effective as a side chain group.
  • Examples of the diamine having a side chain include compounds represented by the following formulas (DI-13) to (DI-17).
  • G 26 represents a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CO—, —CONH—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2 O—. , —OCF 2 —, or — (CH 2 ) m ′ —, and m ′ is an integer of 1 to 12.
  • G 26 are a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, and alkylene having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferred examples are a single bond, —O—, — COO -, - OCO -, - CH 2 O -, - CH 2 - and -CH 2 CH 2 -.
  • R 25 is an alkyl having 3 to 30 carbon atoms, phenyl, a group having a steroid skeleton, or a group represented by the following formula (DI-13-a).
  • At least one hydrogen may be replaced with —F, and at least one —CH 2 — may be replaced with —O—, —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—.
  • the hydrogen of this phenyl is replaced by —F, —CH 3 , —OCH 3 , —OCH 2 F, —OCHF 2, —OCF 3, alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.
  • the hydrogen of the cyclohexyl may be replaced by alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons.
  • the bonding position of —NH 2 bonded to the benzene ring indicates an arbitrary position in the ring, but the bonding position is preferably meta or para. That is, when the bonding position of the group “R 25 —G 26 —” is the 1st position, the two bonding positions are preferably the 3rd and 5th positions, or the 2nd and 5th positions.
  • G 27 , G 28 and G 29 are bonding groups, and these are each independently a single bond or alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more of these alkylenes —CH 2 — may be replaced by —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —CH ⁇ CH—.
  • Ring B 21 , Ring B 22 , Ring B 23 and Ring B 24 are independently 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5 -Diyl, pyridine-2,5-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-2,7-diyl or anthracene-9,10-diyl, ring B 21 , ring B 22 , ring B 23 and ring in B 24, at least one hydrogen may be replaced by -F, or -CH 3, s, t and u is an integer of 0 to 2 independently, the total is 1 to 5, When s, t or u is 2, the two linking groups in each parenthesis may be the same or different, and the two rings may be the same or different.
  • R 26 represents —F, —OH, alkyl having 1 to 30 carbon atoms, fluorine-substituted alkyl having 1 to 30 carbon atoms, alkoxy having 1 to 30 carbon atoms, —CN, —OCH 2 F, —OCHF 2 , or —OCF. And at least one —CH 2 — of the alkyl having 1 to 30 carbon atoms may be replaced by a divalent group represented by the following formula (DI-13-b).
  • R 27 and R 28 are independently alkyl having 1 to 3 carbon atoms, and v is an integer of 1 to 6.
  • Preferred examples of R 26 are alkyl having 1 to 30 carbons and alkoxy having 1 to 30 carbons.
  • G 30 is independently a single bond, —CO— or —CH 2 —, R 29 is independently hydrogen or —CH 3 , R 30 30 is hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, or alkenyl having 2 to 20 carbons. At least one hydrogen of the benzene ring in formula (DI-15) may be replaced with alkyl having 1 to 20 carbons or phenyl. A group whose bonding position is not fixed to any carbon atom constituting the ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary.
  • One of the two groups “-phenylene-G 30 —O—” in formula (DI-14) is preferably bonded to the 3-position of the steroid nucleus and the other is bonded to the 6-position of the steroid nucleus.
  • the bonding position of the two groups “-phenylene-G 30 —O—” in formula (DI-15) to the benzene ring is preferably the meta position or the para position with respect to the bonding position of the steroid nucleus, respectively.
  • —NH 2 bonded to the benzene ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary.
  • G 31 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons, and G 32 is a single bond or alkylene having 1 to 3 carbons.
  • R 31 is hydrogen or alkyl having 1 to 20 carbon atoms, and at least one —CH 2 — of the alkyl may be replaced by —O—, —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—.
  • R 32 is alkyl having 6 to 22 carbon atoms, and R 33 is hydrogen or alkyl having 1 to 22 carbon atoms.
  • Ring B 25 is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene, and r is 0 or 1.
  • —NH 2 bonded to the benzene ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary, but it is preferably independently of the meta position or the para position with respect to the bonding position of G 29 .
  • Examples of the side chain diamine are illustrated below.
  • Examples of the diamine compounds having side chains of the above formulas (DI-13) to (DI-17) include compounds represented by the following formulas (DI-13-1) to (DI-17-3). .
  • R 34 is alkyl having 1 to 30 carbons or alkoxy having 1 to 30 carbons, preferably alkyl or carbon having 5 to 25 carbons. It is an alkoxy having a number of 5 to 25.
  • R 35 is alkyl having 1 to 30 carbons or alkoxy having 1 to 30 carbons, preferably alkyl having 3 to 25 carbons or alkoxy having 3 to 25 carbons.
  • R 36 is alkyl having 4 to 30 carbons, and preferably alkyl having 6 to 25 carbons.
  • R 37 is alkyl having 6 to 30 carbon atoms, preferably alkyl having 8 to 25 carbon atoms.
  • R 38 is alkyl having 1 to 20 carbons or alkoxy having 1 to 20 carbons, preferably alkyl or carbon having 3 to 20 carbons.
  • R 39 is hydrogen, —F, alkyl having 1 to 30 carbons, alkoxy having 1 to 30 carbons, —CN, —OCH 2 F, —OCHF 2 or —OCF 3 , preferably having 3 to 25 carbons.
  • G 33 is alkylene having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 40 is hydrogen or alkyl having 1 to 20 carbons, preferably hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons, and R 41 is hydrogen. Alternatively, it is alkyl having 1 to 12 carbons.
  • R 37 is alkyl having 6 to 30 carbons
  • R 41 is hydrogen or alkyl having 1 to 12 carbons.
  • diamines other than the diamines represented by the above formulas (DI-1-1) to (DI-17-3) can also be used.
  • examples of such diamines include diamines having a side chain structure other than formulas (DI-13-1) to (DI-17-3) and photosensitive diamines.
  • Examples of such diamines include compounds represented by the following formulas (DI-18-1) to (DI-18-8).
  • R 42 each independently represents an alkyl group having 3 to 22 carbon atoms.
  • diamines represented by the formulas (DI-18-9) to (DI-18-13) can also be mentioned.
  • e is an integer of 2 to 10
  • each R 43 independently represents hydrogen, —NHBoc or —N (Boc) 2
  • at least one of R 43 is —NHBoc or —N (Boc) 2
  • R 44 is —NHBoc or —N (Boc) 2
  • m is an integer from 1 to 12.
  • Boc is a t-butoxycarbonyl group.
  • the ratio of the monoamine to the diamine may be 40 mol% or less, and a part of the diamine may be replaced with the monoamine.
  • Such replacement can cause termination of the polymerization reaction when the polyamic acid is produced, and further progress of the polymerization reaction can be suppressed.
  • the molecular weight of the obtained polymer (polyamic acid and derivatives thereof) can be easily controlled by such replacement, and for example, the coating characteristics of the liquid crystal aligning agent are improved without impairing the effects of the present invention. be able to.
  • one or more diamines may be substituted for the monoamine.
  • Examples of monoamines include aniline, 4-hydroxyaniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, and n-un. Decylamine, n-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, and n-eicosylamine Can be mentioned.
  • aniline can be preferably used.
  • diamines In the case where emphasis is placed on further improving the transmittance, among the specific examples of the above diamines, they are represented by the formulas (DI-2-1), (DI-3-1) and (DI-8-1).
  • the diamines represented by the formulas (DI-2-1) and (DI-3-1) are more preferable.
  • diamines having the formulas (DI-1-3), (DI-2-1), (DI-4-1), (DI-5-1), (DI-5-2), ( Diamines represented by (DI-5-21), (DI-5-27) to (DI-5-30), (DI-7-3), and (DI-9-1) are more preferable.
  • diamines In the case where emphasis is placed on further improving the transmittance, among the specific examples of the above diamines, they are represented by the formulas (DI-2-1), (DI-3-1) and (DI-8-1).
  • the diamines represented by the formulas (DI-2-1) and (DI-3-1) are more preferable.
  • diamine compounds represented by the formulas (DI-1-3) and (DI-2-1) are particularly preferable when importance is placed on suppressing the decrease in volume resistance due to long-term driving. .
  • the polyamic acid used for the liquid crystal aligning agent of this invention is obtained by making said acid anhydride and diamine react in a solvent. In this synthesis reaction, no special conditions other than the selection of raw materials are required, and the conditions for normal polyamic acid synthesis can be applied as they are. The solvent to be used will be described later.
  • the liquid crystal aligning agent of this invention may further contain other components other than polyamic acid or its derivative (s).
  • the other component may be one type or two or more types.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain an alkenyl-substituted nadiimide compound for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element over a long period of time.
  • An alkenyl substituted nadiimide compound may be used by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the content of the alkenyl-substituted nadiimide compound is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 1 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamic acid or derivative thereof for the above purpose. More preferably, it is 50 parts by weight.
  • the alkenyl-substituted nadiimide compound is preferably a compound that can be dissolved in a solvent that dissolves the polyamic acid or derivative thereof used in the present invention.
  • alkenyl-substituted nadiimide compounds include compounds represented by the following formula (NA).
  • L 1 and L 2 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbons, alkenyl having 3 to 6 carbons, cycloalkyl having 5 to 8 carbons, aryl having 6 to 12 carbons, or Benzyl and n is 1 or 2.
  • W is alkyl having 1 to 8 carbons, alkenyl having 3 to 4 carbons, cyclohexyl, phenyl, benzyl, poly (ethyleneoxy) ethyl having 4 to 10 carbons, phenyloxyphenyl, phenylmethylphenyl, Phenylisopropylidenephenyl, and groups in which one or two hydrogens of these groups are replaced by —OH.
  • W is alkylene having 2 to 20 carbon atoms, cycloalkylene having 5 to 8 carbon atoms, arylene having 6 to 12 carbon atoms, —Z 1 —O— (Z 2 O) k -Z 3 - (wherein the meaning of Z 1 ⁇ Z 3, and k are as defined above.) groups represented by, -Z 4 -B-Z 5 - (where Z 4, Z meaning of 5 and B are as defined above.
  • W is alkylene having 2 to 12 carbon atoms, cyclohexylene, phenylene, tolylene, xylylene, —C 3 H 6 —O— (Z 2 —O) n —O—C 3 H 6 — (where, Z 2 is alkylene having 2 to 6 carbon atoms, and n is 1 or 2.) —B—T—B— (where B is phenylene, and T is — A group represented by CH 2 —, —O— or —SO 2 —), —B—O—B—C 3 H 6 —B—O—B—, wherein B is phenylene. And a group in which one or two hydrogens of these groups are replaced by —OH.
  • Such an alkenyl-substituted nadiimide compound holds an alkenyl-substituted nadic acid anhydride derivative and a diamine at a temperature of 80 to 220 ° C. for 0.5 to 20 hours.
  • a compound obtained by synthesis by the method or a commercially available compound can be used.
  • Specific examples of the alkenyl-substituted nadiimide compound include the following compounds.
  • N, N′-p-phenylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-p-phenylene-bis (allylmethylbicyclo [ 2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-m-phenylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximide), N, N′-m-phenylene-bis (allylmethylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N ′- ⁇ (1 -Methyl) -2,4-phenylene ⁇ -bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-p-xylylene-bis (allylbicyclo) [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dica Boxoxyimide),
  • alkenyl-substituted nadiimide compound used in the present invention may be a compound represented by the following formula containing an asymmetric alkylene / phenylene group.
  • alkenyl-substituted nadiimide compounds preferred compounds are shown below.
  • N, N′-p-phenylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-p-phenylene-bis (allylmethylbicyclo [ 2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-m-phenylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximide), N, N′-m-phenylene-bis (allylmethylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N ′- ⁇ (1 -Methyl) -2,4-phenylene ⁇ -bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-p-xylylene-bis (allylbicyclo) [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dica Boxoxyimide),
  • alkenyl-substituted nadiimide compounds are shown below.
  • N, N′-p-phenylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-p-phenylene-bis (allylmethylbicyclo [ 2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-m-phenylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboximide), N, N′-m-phenylene-bis (allylmethylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N ′- ⁇ (1 -Methyl) -2,4-phenylene ⁇ -bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide), N, N′-p-xylylene-bis (allylbicyclo) [2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dica Boxoxyimide),
  • a particularly preferred alkenyl-substituted nadiimide compound is bis ⁇ 4- (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide) represented by the following formula (NA-1): Phenyl ⁇ methane, N, N′-m-xylylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide) represented by the formula (NA-2), and And N, N′-hexamethylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide) represented by the formula (NA-3).
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain a compound having a radical polymerizable unsaturated double bond for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time.
  • the compound having a radical polymerizable unsaturated double bond may be one type of compound or two or more types of compounds.
  • the compound having a radically polymerizable unsaturated double bond does not include an alkenyl-substituted nadiimide compound.
  • the content of the compound having a radical polymerizable unsaturated double bond is preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamic acid or derivative thereof, and 1 to 70 parts by weight. More preferred is 1 to 50 parts by weight.
  • the ratio of the compound having a radical polymerizable unsaturated double bond to the alkenyl-substituted nadiimide compound reduces the ion density of the liquid crystal display element, suppresses the increase in ion density over time, and further suppresses the occurrence of afterimages. Therefore, the weight ratio of the compound having a radical polymerizable unsaturated double bond / alkenyl-substituted nadiimide compound is preferably from 0.1 to 10, more preferably from 0.5 to 5.
  • the compound having a radical polymerizable unsaturated double bond will be specifically described below.
  • Examples of the compound having a radically polymerizable unsaturated double bond include (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylic acid derivatives such as (meth) acrylic acid amide, and bismaleimide.
  • the compound having a radically polymerizable unsaturated double bond is more preferably a (meth) acrylic acid derivative having two or more radically polymerizable unsaturated double bonds.
  • (meth) acrylic acid esters include, for example, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-methylcyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate.
  • examples include oxyethyl, isobornyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate.
  • bifunctional (meth) acrylic acid ester examples include, for example, ethylene bisacrylate, Aronix M-210, Aronix M-240 and Aronix M-6200, which are products of Toa Gosei Chemical Co., Ltd., Nippon Kayaku Co., Ltd. ) Products KAYARAD HDDA, KAYARAD HX-220, KAYARAD R-604 and KAYARAD R-684, products of Osaka Organic Chemical Industries, Ltd., V260, V312 and V335HP, and products of Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd. And light acrylate BA-4EA, light acrylate BP-4PA, and light acrylate BP-2PA.
  • trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylic acid ester examples include, for example, 4,4′-methylenebis (N, N-dihydroxyethylene acrylate aniline), Aronix M-, a product of Toa Gosei Chemical Co., Ltd. 400, Aronix M-405, Aronix M-450, Aronix M-7100, Aronix M-8030, Aronix M-8060, Nippon Kayaku Co., Ltd. products KAYARAD TMPTA, KAYARAD DPCA-20, KAYARAD DPCA-30, Examples include KAYARAD DPCA-60, KAYARAD DPCA-120, and VGPT, a product of Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.
  • (meth) acrylic acid amide derivatives include N-isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, and N-cyclopropyl.
  • N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-dihydroxyethylene-bisacrylamide, ethylenebisacrylate, and 4,4′-methylenebis (N, N-dihydroxyethyleneacrylate) Aniline) is particularly preferred.
  • Examples of the bismaleimide include BMI-70 and BMI-80 manufactured by Kay Kasei Co., Ltd., and BMI-1000, BMI-3000, BMI-4000, BMI-5000 and BMI- manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd. 7000.
  • the liquid crystal aligning agent of this invention may further contain the oxazine compound from the objective of stabilizing the electrical property in a liquid crystal display element for a long period of time.
  • the oxazine compound may be one type of compound or two or more types of compounds.
  • the content of the oxazine compound is preferably from 0.1 to 50 parts by weight, more preferably from 1 to 40 parts by weight, more preferably from 1 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyamic acid or derivative thereof for the above purpose. More preferably, it is 20 parts by weight.
  • the oxazine compound will be specifically described below.
  • the oxazine compound is soluble in a solvent for dissolving the polyamic acid or its derivative, and in addition, an oxazine compound having ring-opening polymerizability is preferable.
  • the number of oxazine structures in the oxazine compound is not particularly limited.
  • the structure of oxazine is not particularly limited, but examples of the oxazine structure in the oxazine compound include an oxazine structure having an aromatic group containing a condensed polycyclic aromatic group such as benzoxazine and naphthoxazine.
  • Examples of the oxazine compound include compounds represented by the following formulas (OX-1) to (OX-6).
  • the bond displayed toward the center of the ring indicates that it is bonded to any carbon that forms the ring and that can be bonded to a substituent.
  • L 3 and L 4 are organic groups having 1 to 30 carbon atoms.
  • L 5 to L 8 Is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • Q 1 is a single bond, —O—, —S—.
  • —S—S— —SO 2 —, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, — (CH 2 ) v —, —O— (CH 2 ) v —O—, —S— (CH 2 ) v —S—, where v is an integer of 1 to 6, and is represented by formulas (OX-5) and (OX-6).
  • Q 2 is independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 — or alkylene having 1 to 3 carbon atoms.
  • the hydrogen bonded to the benzene ring and naphthalene ring may be independently replaced with —F, —CH 3 , —OH, —COOH, —SO 3 H, —PO 3 H 2 .
  • the oxazine compound includes an oligomer or polymer having an oxazine structure in the side chain, and an oligomer or polymer having an oxazine structure in the main chain.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-1) include the following oxazine compounds.
  • L 3 is preferably alkyl having 1 to 30 carbons, more preferably alkyl having 1 to 20 carbons.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-2) include the following oxazine compounds.
  • L 3 is preferably alkyl having 1 to 30 carbon atoms, more preferably alkyl having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-3) include an oxazine compound represented by the following formula (OX-3-I).
  • L 3 and L 4 are organic groups having 1 to 30 carbon atoms
  • L 5 to L 8 are hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • Q 1 is A single bond, —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —CO—, —O—, —SO 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, or —C (CF 3 ) 2 —.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-3-I) include the following oxazine compounds.
  • L 3 and L 4 are preferably alkyl having 1 to 30 carbon atoms, more preferably alkyl having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-4) include the following oxazine compounds.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-5) include the following oxazine compounds.
  • Examples of the oxazine compound represented by the formula (OX-6) include the following oxazine compounds.
  • the oxazine compound can be produced by a method similar to the method described in International Publication No. 2004/009708, JP-A-11-12258, and JP-A-2004-352670.
  • the oxazine compound represented by the formula (OX-1) can be obtained by reacting a phenol compound, a primary amine, and an aldehyde (see International Publication No. 2004/009708 pamphlet).
  • the oxazine compound represented by the formula (OX-2) is obtained by reacting by a method in which a primary amine is gradually added to formaldehyde, and then reacting by adding a compound having a naphthol-based hydroxyl group (International Publication 2004 / (Refer to 009708 pamphlet.)
  • the oxazine compound represented by the formula (OX-3) is a secondary aliphatic compound in which an organic solvent contains 1 mol of a phenol compound, at least 2 mol or more of an aldehyde per 1 phenolic hydroxyl group, and 1 mol of a primary amine. It can be obtained by reacting in the presence of an amine, a tertiary aliphatic amine or a basic nitrogen-containing heterocyclic compound (see International Publication No. 2004/009708 and JP-A-11-12258).
  • Oxazine compounds represented by the formulas (OX-4) to (OX-6) are aldehydes such as 4,4′-diaminodiphenylmethane, diamines having a plurality of benzene rings and organic groups that bind them, and aldehydes such as formalin. And phenol are subjected to a dehydration condensation reaction in n-butanol at a temperature of 90 ° C. or higher (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-352670).
  • the liquid crystal aligning agent of this invention may further contain the oxazoline compound from the objective of stabilizing the electrical property in a liquid crystal display element for a long period of time.
  • An oxazoline compound is a compound having an oxazoline structure.
  • the oxazoline compound may be one type of compound or two or more types of compounds.
  • the content of the oxazoline compound is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyamic acid or a derivative thereof for the above purpose. More preferably, it is 20 parts by weight.
  • the content of the oxazoline compound is preferably 0.1 to 40% by weight based on the polyamic acid or its derivative when the oxazoline structure in the oxazoline compound is converted to oxazoline.
  • the oxazoline compound will be specifically described below.
  • the oxazoline compound may have only one type of oxazoline structure in one compound, or may have two or more types. Moreover, the oxazoline compound should just have one oxazoline structure in one compound, but it is preferable to have 2 or more.
  • the oxazoline compound may be a polymer having an oxazoline ring structure in the side chain, or may be a copolymer.
  • the polymer having an oxazoline structure in the side chain may be a homopolymer of a monomer having an oxazoline structure in the side chain, or a copolymer of a monomer having an oxazoline structure in the side chain and a monomer having no oxazoline structure It may be.
  • the copolymer having an oxazoline structure in the side chain may be a copolymer of two or more monomers having an oxazoline structure in the side chain, or one or more monomers having an oxazoline structure in the side chain and an oxazoline structure. It may also be a copolymer with a monomer that does not have.
  • the oxazoline structure is preferably a structure present in the oxazoline compound so that one or both of oxygen and nitrogen in the oxazoline structure can react with the carbonyl group of the polyamic acid.
  • oxazoline compound examples include 2,2′-bis (2-oxazoline), 1,2,4-tris- (2-oxazolinyl-2) -benzene, 4-furan-2-ylmethylene-2-phenyl-4H— Oxazol-5-one, 1,4-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene, 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene, 2,3-bis (4- Isopropenyl-2-oxazolin-2-yl) butane, 2,2′-bis-4-benzyl-2-oxazoline, 2,6-bis (isopropyl-2-oxazolin-2-yl) pyridine, 2,2 ′ -Isopropylidenebis (4-tert-butyl-2-oxazoline), 2,2'-isopropylidenebis (4-phenyl-2-oxazoline), 2,2'-methylenebi (4-tert
  • polymers and oligomers having oxazolyl such as Epocross (trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) are also included.
  • Epocross trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene is more preferable.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain an epoxy compound for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time.
  • the epoxy compound may be one type of compound or two or more types of compounds.
  • the content of the epoxy compound is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyamic acid or a derivative thereof for the above purpose. More preferably, it is 20 parts by weight.
  • the epoxy compound will be specifically described below.
  • Examples of the epoxy compound include various compounds having one or more epoxy rings in the molecule.
  • Examples of the compound having one epoxy ring in the molecule include phenyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, 3,3,3-trifluoromethyl propylene oxide, styrene oxide, hexafluoropropylene oxide, cyclohexene oxide, 3-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-glycidylphthalimide, (nonafluoro-N-butyl) epoxide, perfluoroethylglycidyl ether, epichlorohydrin, epibromohydrin, N, N-diglycidylaniline, and 3- [2- (perfluorohexyl) ethoxy] -1,2-
  • Examples of the compound having two epoxy rings in the molecule include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl.
  • Examples of the compound having three epoxy rings in the molecule include 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4-([2,3- Epoxypropoxy] phenyl)] ethyl] phenyl] propane (trade name “Techmore VG3101L” (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)).
  • Examples of the compound having four epoxy rings in the molecule include 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, and 3- (N-allyl-N-glycidyl) Aminopropyltrimethoxysilane is mentioned.
  • examples of the compound having an epoxy ring in the molecule include oligomers and polymers having an epoxy ring.
  • examples of the monomer having an epoxy ring include glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate, and methyl glycidyl (meth) acrylate.
  • monomers that copolymerize with monomers having an epoxy ring include, for example, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, iso-butyl (Meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, styrene, methylstyrene, chloromethyl Styrene, (3-ethyl-3-oxetanyl) methyl (meth) acrylate, N-cyclohexylmaleimide and N-phenylmaleimide.
  • the monomer polymer having an epoxy ring include polyglycidyl methacrylate.
  • Preferred examples of the copolymer of the monomer having an epoxy ring and another monomer include N-phenylmaleimide-glycidyl methacrylate copolymer, N-cyclohexylmaleimide-glycidyl methacrylate copolymer, benzyl methacrylate-glycidyl methacrylate.
  • examples of the epoxy compound include glycidyl ether, glycidyl ester, glycidyl amine, epoxy group-containing acrylic resin, glycidyl amide, glycidyl isocyanurate, chain aliphatic epoxy compound, and cyclic aliphatic epoxy compound.
  • an epoxy compound means the compound which has an epoxy group
  • an epoxy resin means resin which has an epoxy group.
  • Examples of the glycidyl ether include bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, bisphenol type epoxy compound, hydrogenated bisphenol-A type epoxy compound, hydrogenated bisphenol-F type epoxy compound, hydrogenated bisphenol.
  • glycidyl ester examples include a diglycidyl ester compound and a glycidyl ester epoxy compound.
  • glycidylamine examples include polyglycidylamine compounds and glycidylamine type epoxy resins.
  • epoxy group-containing acrylic resin examples include homopolymers and copolymers of acrylic monomers having oxiranyl.
  • glycidyl amide examples include glycidyl amide type epoxy compounds.
  • Examples of the chain aliphatic epoxy compound include compounds containing an epoxy group obtained by oxidizing a carbon-carbon double bond of an alkene compound.
  • Examples of the cycloaliphatic epoxy compound include a compound containing an epoxy group obtained by oxidizing a carbon-carbon double bond of a cycloalkene compound.
  • Examples of the bisphenol A type epoxy compound include jER828, jER1001, jER1002, jER1003, jER1004, jER1007, jER1010 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epototo YD-128 (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), DER-331, DER-332, DER-324 (both manufactured by The Dow Chemical Company), Epicron 840, Epicron 850, Epicron 1050 (all manufactured by DIC Corporation), Epomic R-140, Epomic R-301, and Epomic R-304 (Both manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
  • Examples of the bisphenol F-type epoxy compound include jER806, jER807, jER4004P (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epototo YDF-170, Epototo YDF-175S, Epototo YDF-2001 (all manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), DER-354 (manufactured by Dow Chemical Company), Epicron 830, and Epicron 835 (all manufactured by DIC Corporation) can be mentioned.
  • Examples of the bisphenol type epoxy compound include an epoxidized product of 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane.
  • Examples of the hydrogenated bisphenol-A type epoxy compound include Santo Tote ST-3000 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), Jamaica Resin HBE-100 (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), and Denacol EX-252 (Nagase ChemteX Corporation) ))).
  • Examples of the hydrogenated bisphenol type epoxy compound include an epoxidized product of hydrogenated 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane.
  • brominated bisphenol-A type epoxy compound examples include jER5050, jER5051 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epototo YDB-360, Epototo YDB-400 (all manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), DER-530, DER-538 (all manufactured by The Dow Chemical Company), Epicron 152, and Epicron 153 (all manufactured by DIC Corporation) may be mentioned.
  • phenol novolac type epoxy compound examples include jER152, jER154 (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), YDPN-638 (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), DEN431, DEN438 (all manufactured by The Dow Chemical Company), Epicron N-770. (Manufactured by DIC Corporation), EPPN-201, and EPPN-202 (all from Nippon Kayaku Co., Ltd.).
  • cresol novolac type epoxy compound examples include jER180S75 (Mitsubishi Chemical Corporation), YDCN-701, YDCN-702 (all manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), Epicron N-665, Epicron N-695 (all DIC Corporation) )), EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1020, EOCN-1025, and EOCN-1027 (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
  • Examples of the bisphenol A novolak type epoxy compound include jER157S70 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and Epicron N-880 (manufactured by DIC Corporation).
  • Examples of the naphthalene skeleton-containing epoxy compound include epiclone HP-4032, epiclone HP-4700, epiclone HP-4770 (all manufactured by DIC Corporation), and NC-7000 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
  • aromatic polyglycidyl ether compound examples include hydroquinone diglycidyl ether (following formula EP-1), catechol diglycidyl ether (following formula EP-2), resorcinol diglycidyl ether (following formula EP-3), 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4-([2,3-epoxypropoxy] phenyl)] ethyl] phenyl] propane (formula EP-4 below), Tris (4-glycidyloxyphenyl) methane (following formula EP-5), jER1031S, jER1032H60 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), TACTIX-742 (manufactured by The Dow Chemical Company), Denacol EX-201 (Nagase ChemteX) Manufactured by Co., Ltd.), DPPN-503, DPPN-502H, DPPN-501H, C6000 (both
  • dicyclopentadiene phenol type epoxy compound examples include TACTIX-556 (manufactured by The Dow Chemical Company) and Epicron HP-7200 (manufactured by DIC Corporation).
  • Examples of the alicyclic diglycidyl ether compound include cyclohexane dimethanol diglycidyl ether compound and licarresin DME-100 (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.).
  • Examples of the aliphatic polyglycidyl ether compound include ethylene glycol diglycidyl ether (following formula EP-8), diethylene glycol diglycidyl ether (following formula EP-9), polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether (following formula EP).
  • polysulfide-type diglycidyl ether compound examples include FLDP-50 and FLDP-60 (both manufactured by Toray Rethiocol Co., Ltd.).
  • biphenol type epoxy compound examples include YX-4000, YL-6121H (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), NC-3000P, and NC-3000S (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
  • diglycidyl ester compound examples include diglycidyl terephthalate (following formula EP-17), diglycidyl phthalate (following formula EP-18), bis (2-methyloxiranylmethyl) phthalate (following formula EP-19), di Examples thereof include glycidyl hexahydrophthalate (formula EP-20 below), a compound represented by formula EP-21 below, a compound represented by formula EP-22 below, and a compound represented by formula EP-23 below.
  • Examples of the glycidyl ester epoxy compound include jER871, jER872 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epicron 200, Epicron 400 (all manufactured by DIC Corporation), Denacol EX-711, and Denacol EX-721 (all Nagase ChemteX Corporation).
  • polyglycidylamine compound examples include N, N-diglycidylaniline (formula EP-24 below), N, N-diglycidyl-o-toluidine (formula EP-25 below), N, N-diglycidyl-m-toluidine (formula EP-25)
  • Examples of the homopolymer of the monomer having oxiranyl include polyglycidyl methacrylate.
  • Examples of the copolymer of monomers having oxiranyl include N-phenylmaleimide-glycidyl methacrylate copolymer, N-cyclohexylmaleimide-glycidyl methacrylate copolymer, benzyl methacrylate-glycidyl methacrylate copolymer, butyl methacrylate-glycidyl methacrylate copolymer.
  • Examples of the monomer having oxiranyl include glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate, and methyl glycidyl (meth) acrylate.
  • Examples of monomers other than the monomer having oxiranyl in the copolymer of monomers having oxiranyl include, for example, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and butyl (meth).
  • glycidyl isocyanurate examples include 1,3,5-triglycidyl-1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione (the following formula EP-50), 1,3 -Diglycidyl-5-allyl-1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione (formula EP-51 below) and glycidyl isocyanurate type epoxy resin.
  • chain aliphatic epoxy compound examples include epoxidized polybutadiene and epolide PB3600 (manufactured by Daicel Corporation).
  • cycloaliphatic epoxy compound examples include 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate (Celoxide 2021 (manufactured by Daicel Corporation), the following formula EP-52), 2-methyl -3,4-epoxycyclohexylmethyl-2'-methyl-3 ', 4'-epoxycyclohexylcarboxylate (formula EP-53 below), 2,3-epoxycyclopentane-2', 3'-epoxycyclopentane ether (Formula EP-54), ⁇ -caprolactone-modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, 1,2: 8,9-diepoxy limonene (Celoxide 3000 (Daicel Corporation) ), A compound represented by the following formula EP-56), a compound represented by the following formula EP-56
  • the epoxy compound is preferably one or more of a polyglycidylamine compound, a bisphenol A novolac type epoxy compound, a cresol novolac type epoxy compound, and a cyclic aliphatic type epoxy compound, and N, N, N ′, N′-tetraglycidyl -M-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, trade name “Techmore VG3101L” 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexene carboxylate, N-phenylmaleimide-glycidyl methacrylate copolymer, N, N, O-triglycidyl-p-aminophenol, bisphenol A novolak type Epoxy compounds, It is preferred and is
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain a polymer other than polyamic acid and derivatives thereof for the purpose of controlling the electrical characteristics and orientation of the liquid crystal display element.
  • the polymer include polymers that are soluble in organic solvents.
  • the polymer may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the polymer is preferably 0.01 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyamic acid or a derivative thereof for the above purpose. More preferably, it is 0.1 to 50 parts by weight.
  • polystyrene resin examples include polyamide, polyurethane, polyurea, polyester, polyepoxide, polyester polyol, silicone-modified polyurethane, silicone-modified polyester, polyacrylic acid alkyl ester, polymethacrylic acid alkyl ester, acrylic acid alkyl ester, and methacrylic acid alkyl ester.
  • examples include polymers, polyoxyethylene glycol diacrylate, polyoxyethylene glycol dimethacrylate, polyoxypropylene glycol diacrylate, and polyoxypropylene glycol dimethacrylate.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain a low molecular compound.
  • the low molecular weight compound include 1) a surfactant in accordance with this purpose when improvement in coating properties is desired, 2) an antistatic agent when improvement in antistatic properties is required, and 3) adhesion and resistance to substrates.
  • a silane coupling agent or a titanium-based coupling agent is desired when improving rubbing properties, and 4) an imidization catalyst when imidization proceeds at a low temperature.
  • the content of the low molecular weight compound is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamic acid or derivative thereof. More preferably, the content is 0.1 to 20 parts by weight.
  • the silane coupling agent includes silane compounds containing an epoxy group exemplified as the epoxy compound.
  • a silane coupling agent containing an epoxy group may be added to the liquid crystal aligning agent of the present invention for the purpose of stabilizing electrical characteristics over a long period of time.
  • silane coupling agents include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyltri Methoxysilane, paraaminophenyltrimethoxysilane, paraaminophenyltriethoxysilane, metaaminophenyltrimethoxysilane, metaaminophenyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-chloropropylmethyl Dimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, N- (1,3-dimethylbutylidene) -3
  • Preferred silane coupling agents include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, paraaminophenyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane.
  • imidization catalyst examples include aliphatic amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tributylamine; aromatic amines such as N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, methyl-substituted aniline, and hydroxy-substituted aniline.
  • Cyclic amines such as pyridine, methyl substituted pyridine, hydroxy substituted pyridine, quinoline, methyl substituted quinoline, hydroxy substituted quinoline, isoquinoline, methyl substituted isoquinoline, hydroxy substituted isoquinoline, imidazole, methyl substituted imidazole, hydroxy substituted imidazole .
  • the imidization catalyst is one or more selected from N, N-dimethylaniline, o-hydroxyaniline, m-hydroxyaniline, p-hydroxyaniline, o-hydroxypyridine, m-hydroxypyridine, p-hydroxypyridine, and isoquinoline. Two or more are preferable.
  • the aligning agent of the present invention is a solution in which polyamic acid or a derivative thereof is dissolved in a solvent.
  • This solvent can be appropriately selected from solvents used in the production and use of known polyamic acids according to the purpose of use. Examples of these solvents are as follows.
  • Examples of aprotic polar organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, N-methylpropionamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N,
  • Examples include lactones such as N-dimethylformamide (DMF), N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide (DMAc), and ⁇ -butyrolactone (GBL).
  • solvents other than those mentioned above for the purpose of improving coatability include alkyl lactate, 3-methyl-3-methoxybutanol, tetralin, isophorone, ethylene glycol monoalkyl ether (eg, ethylene glycol monoalkyl).
  • butyl ether (BC)), diethylene glycol monoalkyl ether (eg: diethylene glycol monoethyl ether), ethylene glycol monophenyl ether, triethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether (eg: propylene glycol monobutyl ether), dialkyl malonate ( Example: diethyl malonate), dipropylene glycol monoalkyl ether (eg, dipropylene glycol monomethyl ether), and these glycol monoethers Ester compound in Le acids and the like.
  • NMP dimethylimidazolidinone
  • GBL dimethylimidazolidinone
  • BCS diethylene glycol monoethyl ether
  • propylene glycol monobutyl ether dipropylene glycol monomethyl ether
  • the concentration of the polymer in the alignment agent of the present invention is preferably 0.1 to 40% by weight, and more preferably 1 to 10% by weight.
  • concentration of the contained polymer can be adjusted by diluting with a solvent in advance.
  • the preferred range of the viscosity of the liquid crystal aligning agent of the present invention varies depending on the coating method, the concentration of the polyamic acid or derivative thereof, the type of polyamic acid or derivative used, and the type and ratio of the solvent.
  • it is 5 to 100 mPa ⁇ s (more preferably 10 to 80 mPa ⁇ s). If it is less than 5 mPa ⁇ s, it is difficult to obtain a sufficient film thickness, and if it exceeds 100 mPa ⁇ s, printing unevenness may increase.
  • 5 to 200 mPa ⁇ s (more preferably 10 to 100 mPa ⁇ s) is suitable.
  • liquid crystal aligning agent In the case of coating using an inkjet coating apparatus, 5 to 50 mPa ⁇ s (more preferably 5 to 20 mPa ⁇ s) is suitable.
  • the viscosity of the liquid crystal aligning agent is measured by a rotational viscosity measurement method, for example, using a rotational viscometer (TVE-20L type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) (measurement temperature: 25 ° C.).
  • the liquid crystal alignment film of the present invention can be formed by applying the liquid crystal alignment agent of the present invention to a substrate in a liquid crystal display element, as in the case of producing a normal liquid crystal alignment film.
  • the substrate is a glass substrate on which electrodes such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (In 2 O 3 —ZnO), and IGZO (In—Ga—ZnO 4 ) electrodes and a color filter may be provided.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IZO In 2 O 3 —ZnO
  • IGZO In—Ga—ZnO 4
  • the heat drying step a method of heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of heat treatment on a hot plate, and the like are generally known.
  • the heat drying step is preferably performed at a temperature within a range where the solvent can be evaporated, and more preferably at a temperature relatively lower than the temperature in the heat baking step.
  • the heat drying temperature is preferably in the range of 30 ° C. to 150 ° C., and more preferably in the range of 50 ° C. to 120 ° C.
  • the heating and baking step can be performed under conditions necessary for the polyamic acid or its derivative to exhibit a dehydration / ring-closure reaction.
  • a method of heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of heat treatment on a hot plate, and the like are generally known. These methods are equally applicable in the present invention. In general, it is preferably performed at a temperature of about 100 to 300 ° C. for 1 minute to 3 hours, more preferably 120 to 280 ° C., and still more preferably 150 to 250 ° C.
  • the method for forming the liquid crystal alignment film of the present invention by the photo-alignment method will be described in detail.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention using the photo-alignment method gives the film anisotropy by irradiating with linearly polarized light or non-polarized light after the coating film is heated and dried, and the film is heated and fired. Can be formed. Or it can form by irradiating the linearly polarized light or non-polarized light of a radiation, after heating-drying and heating-baking a coating film. From the viewpoint of orientation, the radiation irradiation step is preferably performed before the heating and baking step.
  • a linearly polarized light or non-polarized light can be irradiated while heating a coating film. Irradiation may be performed in a step of heating and drying the coating film or a step of heating and baking, or may be performed between the heating and drying step and the heating and baking step.
  • the heating and drying temperature in this step is preferably in the range of 30 ° C. to 150 ° C., more preferably in the range of 50 ° C. to 120 ° C.
  • the heating and baking temperature in this step is preferably in the range of 30 ° C. to 300 ° C., more preferably in the range of 50 ° C. to 250 ° C.
  • ultraviolet rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm or visible light can be used, but ultraviolet rays including light having a wavelength of 300 to 400 nm are preferable.
  • linearly polarized light or non-polarized light can be used. These lights are not particularly limited as long as they can impart a liquid crystal alignment ability to the coating film, but linearly polarized light is preferable when it is desired to develop a strong alignment regulating force for liquid crystals.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention can exhibit high liquid crystal alignment ability even with low energy light irradiation.
  • the irradiation amount of linearly polarized light in the radiation irradiation step is preferably 0.05 to 20 J / cm 2, and more preferably 0.5 to 10 J / cm 2.
  • the wavelength of linearly polarized light is preferably 200 to 400 nm, and more preferably 300 to 400 nm.
  • the irradiation angle with respect to the film surface of linearly polarized light is not particularly limited, it is preferable from the viewpoint of shortening the alignment processing time that it is as perpendicular as possible to the film surface in order to develop a strong alignment regulating force for the liquid crystal.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention can align liquid crystal in a direction perpendicular to the polarization direction of linearly polarized light by irradiating linearly polarized light.
  • the light applied to the film may be linearly polarized light or non-polarized light as described above.
  • the amount of light irradiated to the film is preferably 0.05 to 20 J / cm 2, particularly preferably 0.5 to 10 J / cm 2, and its wavelength is 250 to 400 nm. It is preferable that the thickness is 300 to 380 nm.
  • the irradiation angle of the light applied to the film with respect to the film surface is not particularly limited, but is preferably 30 to 60 degrees from the viewpoint of shortening the alignment processing time.
  • the light source used in the process of irradiating linearly polarized light or non-polarized light is ultra-high pressure mercury lamp, high pressure mercury lamp, low pressure mercury lamp, deep UV lamp, halogen lamp, metal halide lamp, high power metal halide lamp, xenon lamp, mercury.
  • a xenon lamp, an excimer lamp, a KrF excimer laser, a fluorescent lamp, an LED lamp, a sodium lamp, a microwave excitation electrodeless lamp, and the like can be used without limitation.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention can be suitably obtained by a method that further includes steps other than the steps described above.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention does not require a process of cleaning the film after baking or radiation irradiation with a cleaning liquid, but a cleaning process can be provided for convenience of other processes.
  • the cleaning liquid is pure water, various alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, halogen solvents such as methylene chloride, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Although it can be used, it is not limited to these. Of course, these cleaning liquids are sufficiently purified and have few impurities. Such a cleaning method can also be applied to the cleaning step in the formation of the liquid crystal alignment film of the present invention.
  • annealing with heat or light can be used before or after the heating and baking step, before or after the rubbing step, or before or after irradiation with polarized or non-polarized radiation.
  • the annealing temperature is 30 to 180 ° C., preferably 50 to 150 ° C.
  • the time is preferably 1 minute to 2 hours.
  • examples of the annealing light used for the annealing treatment include a UV lamp, a fluorescent lamp, and an LED lamp.
  • the amount of light irradiation is preferably 0.3 to 10 J / cm 2.
  • the thickness of the liquid crystal alignment film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 150 nm.
  • the film thickness of the liquid crystal alignment film of the present invention can be measured by a known film thickness measuring device such as a step meter or an ellipsometer.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention is particularly characterized by having a large alignment anisotropy.
  • the magnitude of such anisotropy can be evaluated by a method using polarized IR described in JP-A-2005-275364. Further, as shown in the following examples, evaluation can also be made by a method using ellipsometry.
  • a material having a larger film anisotropy is considered to have a large alignment regulating force for the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention can be used for alignment control of an optical compensation material and all other liquid crystal materials in addition to the alignment use of a liquid crystal composition for a liquid crystal display. Further, since the alignment film of the present invention has large anisotropy, it can be used alone for an optical compensator application.
  • the liquid crystal display element of the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules and formed between the pair of substrates, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules in a predetermined direction. And a liquid crystal alignment film to be aligned.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention is used for the liquid crystal alignment film.
  • the substrate As the substrate, the glass substrate described above in the liquid crystal alignment film of the present invention can be used.
  • the electrode ITO or IZO formed on the glass substrate as described above in the liquid crystal alignment film of the present invention.
  • IGZO electrodes can be used.
  • the liquid crystal layer is formed of a liquid crystal composition that is sealed in a gap between a pair of substrates facing each other so that a surface on which a liquid crystal alignment film is formed on one substrate of the pair of substrates faces the other substrate.
  • the liquid crystal composition is not particularly limited, and various liquid crystal compositions having a positive or negative dielectric anisotropy can be used.
  • Preferred liquid crystal compositions having a positive dielectric anisotropy include Japanese Patent No. 3086228, Japanese Patent No. 2635435, Japanese Patent Laid-Open No. 5-501735, Japanese Patent Laid-Open No. 8-157826, Japanese Patent Laid-Open No.
  • Preferred liquid crystal compositions having a negative dielectric anisotropy include JP-A-57-114532, JP-A-2-4725, JP-A-4-224855, JP-A-8-40953, and JP-A-8-104869.
  • One or more optically active compounds may be added to a liquid crystal composition having a positive or negative dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal alignment film of the present invention is formed on at least one of a pair of substrates, and the obtained pair of substrates are opposed to each other with a liquid crystal alignment film facing inward through a spacer. It is obtained by enclosing a liquid crystal composition in the formed gap to form a liquid crystal layer.
  • the production of the liquid crystal display element of the present invention may include additional steps such as attaching a polarizing film to the substrate as necessary.
  • the liquid crystal display element of the present invention can form liquid crystal display elements for various electric field systems.
  • a liquid crystal display element for electric field mode a liquid crystal display element for horizontal electric field mode in which the electrode applies a voltage to the liquid crystal layer in a horizontal direction with respect to the surface of the substrate, or to the surface of the substrate.
  • a vertical electric field type liquid crystal display element in which the electrode applies a voltage to the liquid crystal layer in the vertical direction.
  • the liquid crystal alignment film produced using the liquid crystal aligning agent of the present invention as a raw material can be applied to liquid crystal display elements of various display drive systems by appropriately selecting the polymer as the raw material.
  • the liquid crystal display element of the present invention may further include elements other than the above-described components.
  • the liquid crystal display element of the present invention is mounted with components usually used for liquid crystal display elements such as a polarizing plate (polarizing film), a wave plate, a light scattering film, and a drive circuit. May be.
  • Transmittance The transmittance of a substrate on which a liquid crystal alignment film described later was formed was measured, and the average absorbance at 380 nm to 780 nm was calculated.
  • As the UV-visible spectrophotometer an UV-visible spectrophotometer V-660 (manufactured by JASCO Corporation) was used.
  • Volume resistance measurement The volume resistance value of the substrate on which the liquid crystal alignment film described later was formed was measured.
  • ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A product made from ADVANTEST Co., Ltd. was used for the measuring apparatus.
  • Acid dianhydride (A1): pyromellitic dianhydride (AN-3-2) Acid dianhydride (A2): 1,8-bis (3,4-dicarboxylic acid phenyl) octanoic acid dianhydride (AN-4-17 (m 8)) Acid dianhydride (A3): 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (AN-2-1) Acid dianhydride (A4): Azobenzene-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride (VII-3) Acid dianhydride (A5): butanetetracarboxylic dianhydride (AN-1-1) Acid dianhydride (A6): 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride (AN-3-1) Acid dianhydride (A7): 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dian
  • N-methyl-2-pyrrolidone NMP Butyl cellosolve (ethylene glycol monobutyl ether): BC
  • Additive (Ad1) 3-Aminopropyltriethoxysilane
  • Additive (Ad2) Bis [4- (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximido) phenyl] methane
  • Additive (Ad3) 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene
  • Additive (Ad4) 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane
  • the weight average molecular weight of the polyamic acid was measured by GPC method using a 2695 separation module / 2414 differential refractometer (manufactured by Waters) and calculated by polystyrene conversion.
  • the column was HSPgel RT MB-M (manufactured by Waters), and measurement was performed under the conditions of a column temperature of 50 ° C. and a flow rate of 0.40 mL / min using the mixed solution as a developing agent.
  • As the standard polystyrene TSK standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation was used.
  • the viscosity of the polyamic acid solution was measured at 25 ° C. using a viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TV-22).
  • Synthesis Examples 2 to 36 Except that the tetracarboxylic dianhydride and diamine were changed as shown in Tables 1 to 3, polyamic acid solutions (PA2) to (PA36) having a polymer solid content concentration of 6% by weight were prepared according to Synthesis Example 1. Prepared. Of these, Synthesis Examples 27, 29, 32, and 33 were prepared by adding Ad1 to Ad4, respectively, as shown in Table 1. Specifically, in accordance with Synthesis Example 1, a polyamic acid solution having a polymer solid concentration of 6% by weight prepared using the tetracarboxylic dianhydride and diamine shown in Table 1 was added to the additive Ad1 in Synthesis Example 27.
  • the liquid crystal aligning agent was applied to a glass substrate with a spinner (manufactured by Mikasa Co., Ltd., spin coater (1H-DX2)).
  • the rotation speed of the spinner was adjusted according to the viscosity of the liquid crystal aligning agent, including the following examples and comparative examples, so that the alignment film had the following film thickness.
  • After coating after heating and drying at 80 ° C. for 2 minutes on a hot plate (manufactured by AS ONE, EC hot plate (EC-1200N)), using Multilight ML-501C / B manufactured by USHIO INC.
  • the substrate was irradiated with linearly polarized ultraviolet light from a vertical direction through a polarizing plate.
  • the exposure energy at this time is 5.0 ⁇ 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using a UV integrated light meter UIT-150 (receiver UVD-S365) manufactured by USHIO INC.
  • the exposure time was adjusted.
  • the irradiation of ultraviolet rays was performed in air at room temperature by covering the entire apparatus with an ultraviolet ray preventing film. Subsequently, the film was heat-treated at 230 ° C. for 15 minutes in a clean oven (manufactured by ESPEC Corporation, clean oven (PVHC-231)) to form an alignment film having a thickness of 100 ⁇ 10 nm.
  • the transmittance of the alignment film was measured using a UV-Vis spectrum measuring device (V-660 manufactured by JASCO Corporation). A glass substrate on which no alignment film was formed was used as a reference. The measurement was performed in the wavelength range of 380 to 780 nm every 1 nm at a scanning speed of 400 nm / min. The average value of the transmittance in the wavelength region was defined as the transmittance of the alignment film. It can be said that the larger the value, the better the transmittance.
  • Examples 2 to 36 and [Comparative Examples 1 to 4] Except for changing the polyamic acid shown in Tables 4 and 5 and the ratio thereof as a polymer, a substrate for transmittance evaluation was prepared in accordance with Example 1, and the transmittance was measured. The measurement results are shown in Tables 4 and 5 together with Example 1.
  • Comparative Examples 1 to 4 When compared with films having the same thickness, Comparative Examples 1 to 4 have extremely low transmittance because the content of the azobenzene structure in the liquid crystal alignment film is large. It can be seen that the alignment films of Examples 1 to 36 of the present invention have good transmittance and little coloring.
  • the liquid crystal aligning agent was applied to the ITO vapor deposition substrate with a spinner (Mikasa Corporation, spin coater (1H-DX2)).
  • the rotation speed of the spinner was adjusted according to the viscosity of the liquid crystal aligning agent, including the following examples and comparative examples, so that the alignment film had the following film thickness.
  • After coating after heating and drying at 80 ° C. for 2 minutes on a hot plate (manufactured by AS ONE, EC hot plate (EC-1200N)), using Multilight ML-501C / B manufactured by USHIO INC.
  • the substrate was irradiated with linearly polarized ultraviolet light from a vertical direction through a polarizing plate.
  • the exposure energy at this time is 5.0 ⁇ 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using a UV integrated light meter UIT-150 (receiver UVD-S365) manufactured by USHIO INC.
  • the exposure time was adjusted.
  • the irradiation of ultraviolet rays was performed in air at room temperature by covering the entire apparatus with an ultraviolet ray preventing film. Subsequently, the film was heat-treated at 230 ° C.
  • the degree of change between the two measured values is DARK / LIGHT, which is used as a reference for whether or not flicker is likely to occur. It is determined that flicker is less likely to occur as DARK / LIGHT is smaller, and flicker is more likely to occur as DARK / LIGHT is greater.
  • the evaluation results are shown in Table 6-1.
  • Example 38 to 72 Except that the polyamic acid shown in Table 6-1 and the ratio thereof were changed as the polymer, a volume resistance evaluation substrate was prepared according to Example 37, and the volume resistance value was evaluated. The evaluation results are shown in Table 6-1 together with Example 37.
  • the liquid crystal aligning agent was applied to the ITO vapor deposition substrate with a spinner (Mikasa Corporation, spin coater (1H-DX2)).
  • the rotation speed of the spinner was adjusted according to the viscosity of the liquid crystal aligning agent, including the following examples and comparative examples, so that the alignment film had the following film thickness.
  • a hot plate manufactured by AS ONE, EC hot plate (EC-1200N)
  • a UV lamp UVL-1500M2-N1 manufactured by USHIO INC.
  • the substrate was irradiated with linearly polarized ultraviolet light from a vertical direction through a polarizing plate.
  • the exposure energy at this time is 5.0 ⁇ 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using a UV integrated light meter UIT-150 (receiver UVD-S365) manufactured by USHIO INC.
  • the exposure time was adjusted.
  • the irradiation of ultraviolet rays was performed in air at room temperature by covering the entire apparatus with an ultraviolet ray preventing film.
  • the film was heat-treated at 230 ° C. for 15 minutes in a clean oven (manufactured by ESPEC Corporation, clean oven (PVHC-231)) to form an alignment film having a thickness of 300 ⁇ 10 nm.
  • the heated substrate was annealed at 120 ° C.
  • Example 74 to 78 Except that the polyamic acid shown in Table 6-2 and the proportion thereof were changed as the polymer, a volume resistance evaluation substrate was prepared according to Example 73, and the volume resistance value was evaluated. The evaluation results are shown in Table 6-2 together with Example 73.
  • the liquid crystal aligning agent was applied to the ITO vapor deposition substrate with a spinner (Mikasa Corporation, spin coater (1H-DX2)).
  • the rotation speed of the spinner was adjusted according to the viscosity of the liquid crystal aligning agent, including the following examples and comparative examples, so that the alignment film had the following film thickness.
  • After coating after heating and drying at 80 ° C. for 2 minutes on a hot plate (manufactured by AS ONE, EC hot plate (EC-1200N)), using Multilight ML-501C / B manufactured by USHIO INC.
  • the substrate was irradiated with linearly polarized ultraviolet light from a vertical direction through a polarizing plate.
  • the exposure energy at this time is 5.0 ⁇ 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using a UV integrated light meter UIT-150 (receiver UVD-S365) manufactured by USHIO INC.
  • the exposure time was adjusted.
  • the temperature of the substrate was heated to 50 ° C.
  • the irradiation of ultraviolet rays was performed in air at room temperature by covering the entire apparatus with an ultraviolet ray preventing film.
  • the film was heat-treated at 230 ° C. for 15 minutes in a clean oven (manufactured by ESPEC Corporation, clean oven (PVHC-231)) to form an alignment film having a thickness of 300 ⁇ 10 nm.
  • Example 80 to 84 Except that the polyamic acid shown in Table 6-3 and the ratio thereof were changed as the polymer, a volume resistance evaluation substrate was prepared according to Example 80, and the volume resistance value was evaluated. The evaluation results are shown in Table 6-3 together with Example 80.
  • the transmittance of the alignment film is high, so that the transmittance of the liquid crystal display element can be increased and flicker is generated. Therefore, it has sufficient characteristics to withstand practical use.
  • liquid crystal aligning agent of the present invention By using the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display element having high transmittance and low occurrence of flicker even when driven for a long time while maintaining various characteristics such as liquid crystal alignment and voltage holding ratio.
  • a liquid crystal alignment film can be formed.
  • the liquid crystal display element excellent in the display characteristic which has this photo-alignment film can be provided.

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Abstract

 本発明の課題は、液晶配向性や電圧保持率などを維持しつつ、透過率が高く、長時間駆動してもフリッカの発生が小さい液晶表示素子を実現することができる、光配向用液晶配向膜を形成する液晶配向剤を提供することである。 〔A〕テトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体であって、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンの少なくとも1つが、式(I)~(VII)から選ばれる光反応性構造を有する化合物である、ポリアミック酸またはその誘導体、および 〔B〕光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有さないジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体 を含有する、光配向用液晶配向剤を用いることで、前記の課題は解決することができる。R、Rは-NH2を有する1価有機基または-CO-O-CO-を有する1価有機基、Rは芳香環を有する2価有機基。

Description

光配向用液晶配向膜を形成するための液晶配向剤、液晶配向膜およびこれを用いた液晶表示素子
本発明は、光配向法に用いる光配向用液晶配向剤、およびそれを用いた光配向膜、液晶表示素子に関する。
パソコンのモニター、液晶テレビ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型ディスプレイ等の様々な表示装置、さらには、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子等、今日製品化されて一般に流通している液晶表示素子は、ネマティック液晶を用いた表示素子が主流である。ネマティック液晶表示素子の表示方式は、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モードがよく知られている。近年、これらのモードの問題点の1つである視野角の狭さを改善するために、光学補償フィルムを用いたTN型液晶表示素子、垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi-domain Vertical Alignment)モード、あるいは横電界方式のIPS(In-Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等が提案され、実用化されている。
液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、素子に使用される構成部材の改良によっても達成されている。液晶表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は表示品位に係わる重要な材料の1つであり、液晶表示素子の高品質化に伴い、配向膜の性能を向上させる事が重要になってきている。
液晶配向膜は、液晶配向剤より形成される。現在、主として用いられている液晶配向剤は、ポリアミック酸または可溶性のポリイミドを有機溶剤に溶解させた溶液(ワニス)である。この溶液を基板に塗布した後、加熱等の手段により成膜してポリイミド系液晶配向膜を形成する。
工業的には、簡便で大面積の高速処理が可能なラビング法が、配向処理法として広く用いられている。ラビング法は、ナイロン、レイヨン、ポリエステル等の繊維を植毛した布を用いて液晶配向膜の表面を一方向に擦る処理であり、これによって液晶分子の一様な配向を得ることが可能になる。しかし、ラビング法による発塵、静電気の発生等の問題点が指摘されており、ラビング法に代わる配向処理法の開発が活発化している。
ラビング法に代わる配向処理法として注目されているのが、光を照射して配向処理を施す光配向処理法である。光配向処理法には光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法等多くの配向機構が提案されている(例えば、非特許文献1、特許文献1および2を参照。)。光配向法はラビング法に比べて配向の均一性が高く、また非接触の配向処理法であるため膜に傷が付かず、発塵や静電気等の液晶表示素子の表示不良を発生させる原因を低減できる等の利点がある。
配向処理法によらず、液晶配向膜には種々の特性が要求される。その1つにフリッカの低減が挙げられる。通常液晶表示素子はフリッカと呼ばれるチラつきを軽減するためには、共通電極電位(以下、Vcomと称す)のレベルを調整し、正極性時と負極性時の液晶への印加電圧が等しくなるように調節されている。しかしながら、長時間の駆動によりバックライトなどの光が長時間液晶配向膜に当たると、その体積抵抗値が下がり、それに伴って電圧保持率が下がることにより、フリッカが生じる事が問題となっている(例えば、特許文献3を参照。)。
我々はポリアミック酸構造中に光異性化または光二量化を起こす光反応性基を有する光配向膜の検討を行ってきた(例えば、特許文献4~6を参照。)。該光配向膜はアンカリングエネルギーが大きく、配向性が良好で、かつ電圧保持率など電気特性が良好であった。しかしながら、該光反応性基が光を吸収するため、透過率が低くなるという問題があり、改善の余地があった。また、前記フリッカが生じる問題について、評価・検討は十分ではなかった。
特開平9-297313公報 特開平10-251646公報 特開2011-053693公報 特開2005-275364公報 特開2007-248637公報 特開2009-069493公報
液晶、第3巻、第4号、262ページ、1999年
本発明は、液晶配向性や電圧保持率などの諸特性を維持しつつ、透過率が高く、長時間駆動後のフリッカ発生が抑制された液晶表示素子を実現する、液晶配向膜を形成するための光配向用液晶配向剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られる光反応性構造を有するポリアミック酸またはその誘導体であって、原料モノマーであるテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの少なくとも1つが光反応性構造を有する化合物であるポリアミック酸またはその誘導体ポリマー〔A〕、および光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有さないジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体ポリマー〔B〕の少なくとも2つのポリマーを含有する光配向用液晶配向剤を用いることにより、上記要求特性を満足できる液晶表示素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。本明細書中では、〔ポリマーA〕のことを単に〔A〕と、〔ポリマーB〕のことを単に〔B〕と表すことがある。
本発明は以下の構成からなる。
[1] 〔A〕テトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られる光反応性構造を有するポリアミック酸またはその誘導体であって、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンが、下記式(I)~(VII)で表される化合物の群から選ばれる、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンの少なくとも1つを含むポリアミック酸またはその誘導体、および
〔B〕光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有さないジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体
を含有する、光配向用液晶配向剤:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
式(I)~(VII)において、RおよびRは独立して-NH2を有する1価の有機基または-CO-O-CO-を有する1価の有機基であり、Rは芳香環を有する2価の有機基である。
[2] 〔A〕において、光反応性構造が、ポリアミック酸またはその誘導体の主鎖に存在する、前記[1]項に記載の光配向用液晶配向剤。
[3] 〔A〕において、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンが、下記式(I-1)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(IV-2)、(V-1)、(VI-1)、および(VII-1)~(VII-3)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[1]項または[2]項に記載の光配向用液晶配向剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
式(I-1)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(V-1)、(VI-1)、(VII-1)および(VII-2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(VII-1)において、Rは独立して-CH、-OCH、-CF、または-COOCHであり、そして、bは独立して0~2の整数である。
[4] 〔A〕において、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンが、下記式(II-1-1)、(VI-1-1)、(VII-1-1)、および(VII-3)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[3]項に記載の光配向用液晶配向剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
[5] 〔A〕および〔B〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN-I)~(AN-VII)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[1]~[4]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
式(AN-I)、(AN-IV)および(AN-V)において、Xは独立して単結合または-CH-であり;
式(AN-II)において、Gは単結合、炭素数1~20のアルキレン、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-C(CH-、または-C(CF-であり;
式(AN-II)~(AN-IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
これらの基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられてもよく;
式(AN-III)~(AN-V)において、環Aは炭素数3~10の単環式炭化水素の基または炭素数6~30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく;
式(AN-VI)において、X10は炭素数2~6のアルキレンであり、Meはメチルを表し、Phはフェニルを表し;
式(AN-VII)において、G10は独立して-O-、-COO-または-OCO-であり、そして、rは独立して0または1である。
[6] 〔A〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が下記式(AN-2-1)、(AN-3-2)および(AN-4-17)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[5]項に記載の光配向用液晶配向剤:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
式(AN-4-17)において、mは1~12の整数である。
[7] 〔A〕および〔B〕において、光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI-1)~(DI-17)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[1]~[6]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
式(DI-1)において、mは1~12の整数であり;
式(DI-3)および(DI-5)~(DI-7)においてG21は独立して単結合、-NH-、-O-、-S-、-S-S-、-SO-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH-、-C(CF-、-(CHm’-、-O-(CHm’-O-、-N(CH)-(CH-N(CH)-、または-S-(CHm’-S-であり、m’は独立して1~12の整数であり、kは1~5の整数であり;
式(DI-6)および(DI-7)において、G22は独立して単結合、-O-、-S-、-CO-、-C(CH-、-C(CF-、または炭素数1~10のアルキレンであり;
式(DI-2)~(DI-7)中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、-F、-CH、-OH、-CF、-COH、-CONH、またはベンジルで置き換えられていてもよく、加えて式(DI-4)においてベンゼン環の少なくとも1つの水素は、下記式(DI-4-a)~(DI-4-c)で置き換えられていてもよく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
式(DI-4-a)および(DI-4-b)において、R20は独立して水素または-CHであり;
式(DI-2)~(DI-7)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、
シクロヘキサン環またはベンゼン環への-NHの結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置であり;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
式(DI-8)において、R21およびR22は独立して炭素数1~3のアルキルまたはフェニルであり、G23は独立して炭素数1~6のアルキレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、wは1~10の整数であり;
式(DI-9)において、R23は独立して炭素数1~5のアルキル、炭素数1~5のアルコキシまたは-Clであり、pは独立して0~3の整数であり、qは0~4の整数であり;
式(DI-10)において、R24は水素、炭素数1~4のアルキル、フェニル、またはベンジルであり;
式(DI-11)において、G24は-CH-または-NH-であり;
式(DI-12)において、G25は単結合、炭素数2~6のアルキレンまたは1,4-フェニレンであり、rは0または1であり;
式(DI-12)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DI-9)、(DI-11)および(DI-12)において、ベンゼン環に結合する-NHの結合位置は任意の位置であり;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
式(DI-13)において、G26は単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、または-(CHm’-であり、m’は1~12の整数であり;
25は炭素数3~20のアルキル、フェニル、シクロヘキシル、ステロイド骨格を有する基、または下記の式(DI-13-a)で表される基であり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は-Fで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH2-は-O-で置き換えられていてもよく、このフェニルの水素は、-F、-CH、-OCH、-OCHF、-OCHF、-OCF、炭素数3~20のアルキル、または炭素数3~20のアルコキシで置き換えられていてもよく、このシクロヘキシルの水素は炭素数3~20のアルキルまたは炭素数3~20のアルコキシで置き換えられていてもよく、ベンゼン環に結合する-NHの結合位置はその環において任意の位置であることを示し;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
式(DI-13-a)において、G27、G28およびG29は結合基を表し、これらは独立して単結合、または炭素数1~12のアルキレンであり、このアルキレン中の1以上の-CH-は-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-で置き換えられていてもよく;
環B21、環B22、環B23、および環B24は独立して1,4-フェニレン、1,4-シクロへキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ナフタレン-1,4-ジイル、ナフタレン-1,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、ナフタレン-2,7-ジイル、またはアントラセン-9,10-ジイルであり;
環B21、環B22、環B23、および環B24において、少なくとも1つの水素は-Fまたは-CHで置き換えられてもよく;
s,tおよびuは独立して0~2の整数であり、これらの合計は1~5であり;
s,tまたはuが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なってもよく、2つの環は同じであっても異なっていてもよく;
26は-F、-OH、炭素数1~30のアルキル、炭素数1~30のフッ素置換アルキル、炭素数1~30のアルコキシ、-CN、-OCHF、-OCHF、または-OCFであり、この炭素数1~30のアルキルの少なくとも1つの-CH-は下記式(DI-13-b)で表される2価の基で置き換えられていてもよく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
式(DI-13-b)において、R27およびR28は独立して炭素数1~3のアルキルであり;
vは1~6の整数であり;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
式(DI-14)および式(DI-15)において、G30は独立して単結合、-CO-または-CH2-であり、R29は独立して水素または-CHであり、R30は水素、炭素数1~20のアルキル、または炭素数2~20のアルケニルであり;
式(DI-15)におけるベンゼン環の1つの水素は、炭素数1~20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよく;
式(DI-14)および式(DI-15)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
ベンゼン環に結合する-NHはその環における結合位置が任意であることを示し;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
式(DI-16)および式(DI-17)において、G31は独立して-O-または炭素数1~6のアルキレンであり、G32は単結合または炭素数1~3のアルキレンであり、R31は水素または炭素数1~20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの-CH2-は、-O-で置き換えられてもよく、R32は炭素数6~22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1~22のアルキルであり、環B25は1,4-フェニレンまたは1,4-シクロヘキシレンであり、rは0または1であり、そして、ベンゼン環に結合する-NHはその環における結合位置が任意であることを示す。
[8] 〔A〕において、光反応性構造を有さないジアミンが下記式(DI-5-1)で表される化合物の少なくとも1つである、前記[7]項に記載の光配向用液晶配向剤:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
式(DI-5-1)において、mは1~12の整数である。
[9] 〔B〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN-1-1)、(AN-1-13)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-3-2)、(AN-4-5)、(AN-4-21)、(AN-5-1)、および(AN-16-1)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つであり、光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-5)、(DI-5-9)、(DI-5-12)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-7-3)、(DI-8-1)、および(DI-9-1)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[1]~[8]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
式(DI-5-1)、(DI-5-12)および(DI-7-3)において、mは1~12の整数であり;
式(DI-5-29)において、kは1~5の整数であり:そして、
式(DI-7-3)において、nは1または2である。
[10] 〔B〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN-1-1)、(AN-1-13)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-3-2)、および(AN-4-5)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つであり、光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-5)、(DI-5-29)、および(DI-9-1)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[9]項に記載の光配向用液晶配向剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043

式(DI-5-1)において、mは1~12の整数であり;そして、
式(DI-5-29)において、kは1~5の整数である。
[11] アルケニル置換ナジイミド化合物、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物、オキサジン化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、およびシランカップリング剤からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つをさらに含有する、前記[1]~[10]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
[12] アルケニル置換ナジイミド化合物が、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、およびN,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[11]項に記載の光配向用液晶配向剤。
[13] ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物が、N,N’-エチレンビスアクリルアミド、N,N’-(1,2-ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミド、エチレンビスアクリレート、および4,4’-メチレンビス(N,N-ジヒドロキシエチレンアクリレートアニリン)からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[11]項に記載の液晶配向剤。
[14] エポキシ化合物が、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、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、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパン、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、N-フェニルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、および3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[11]項に記載の液晶配向剤。
[15] シランカップリング剤が、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシランおよび3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、前記[11]項に記載の液晶配向剤。
[16] 前記[1]~[15]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤によって形成された光配向用液晶配向膜。
[17] 前記[1]~[15]のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、配向剤を塗布した基板を加熱乾燥する工程と、膜に偏向紫外線を照射する工程とを経て形成される光配向用液晶配向膜。
[18] 前記[1]~[15]のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、配向剤を塗布した基板を加熱乾燥する工程と、乾燥した膜に偏向紫外線を照射する工程と、次いでその膜を加熱焼成する工程を経て形成される光配向用液晶配向膜。
[19] 前記[1]~[15]のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、配向剤を塗布した基板を加熱乾燥する工程と、乾燥した膜を加熱焼成する工程と、次いでその膜に偏向紫外線を照射する工程とを経て形成される光配向用液晶配向膜。
[20] 前記[16]~[19]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向膜を有する液晶表示素子。
本発明の光配向用液晶配向剤を用いることにより、液晶配向性や電圧保持率などの諸特性を維持しつつ、透過率が高く、長時間駆動後のフリッカ発生が抑制された液晶表示素子を実現する光配向用液晶配向膜を形成することが出来る。
本発明で用いる用語について説明する。化学構造式を定義する際に用いる「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを示す。化学構造式において、文字(例えば、AまたはB21~B24)を円で囲った基は環構造の基(AまたはB21~B24)であることを意味する。文字(例えば、A11またはB25)を六角形で囲った基は6員環構造の基(A11またはB25)であることを意味する。
<光配向用液晶配向剤>
本発明の光配向用液晶配向剤は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応生成物であるポリアミック酸またはその誘導体を含有する。前記ポリアミック酸の誘導体とは、溶剤を含有する後述する液晶配向剤としたときに溶剤に溶解する成分であり、その液晶配向剤を後述する液晶配向膜としたときに、ポリイミドを主成分とする液晶配向膜を形成することができる成分である。このようなポリアミック酸の誘導体としては、例えば可溶性ポリイミド、ポリアミック酸エステル、およびポリアミック酸アミド等が挙げられ、より具体的には1)ポリアミック酸の全てのアミノとカルボキシルとが脱水閉環反応したポリイミド、2)部分的に脱水閉環反応した部分ポリイミド、3)ポリアミック酸のカルボキシルがエステルに変換されたポリアミック酸エステル、4)テトラカルボン酸二無水物化合物に含まれる酸二無水物の一部を有機ジカルボン酸に置き換えて反応させて得られたポリアミック酸-ポリアミド共重合体、さらに5)該ポリアミック酸-ポリアミド共重合体の一部もしくは全部を脱水閉環反応させたポリアミドイミドが挙げられる。前記ポリアミック酸またはその誘導体は、1種の化合物であってもよいし、2種以上であってもよい。
本発明の光配向用液晶配向剤は、〔A〕テトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体であって、モノマーであるテトラカルボン酸二無水物およびジアミンが、下記式(I)~(VII)で表される化合物の群から選ばれる、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンの少なくとも1つを含むポリアミック酸またはその誘導体、および〔B〕光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体を含有する、光配向用液晶配向剤である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
式(I)~(VII)において、RおよびRは独立して-NH2を有する1価の有機基または-CO-O-CO-を有する1価の有機基であり、Rは芳香環を有する2価の有機基である。
光反応性構造とは光異性化または光二量化が可能な構造である。
本発明の光配向用液晶配向剤は〔A〕および〔B〕の少なくとも2つのポリマーを含有する液晶配向剤である。ここで、〔A〕の重量平均分子量を〔B〕の重量平均分子量よりも小さく制御することによって、両ポリマーの混合物を含有する液晶配向剤を基板に塗布し、予備乾燥を行う過程で、形成されたポリマー膜の上層に光反応性構造を有する〔A〕を、下層に光反応性構造を有さない〔B〕を偏析させることができると考えられる。このため、配向膜表面は光反応性構造を有するポリマー〔A〕の存在が支配的となり、配向膜を形成するポリマーの総量を基準として光反応性構造を有するポリマー〔A〕の含有量が少なくても、本発明の光配向用液晶配向剤によって形成された配向膜は高い液晶配向性を示す。
上記のように2つのポリマーを含む液晶配向剤を用いて薄膜を形成する過程で、表面エネルギーが小さいポリマーは上層に、表面エネルギーの大きいポリマーは下層に分離する現象が知られている。上記の配向膜が層分離しているかの確認は、例えば、形成した膜の表面エネルギーを測定し、ポリマー〔A〕のみを含有する液晶配向剤によって形成された膜の表面エネルギーの値と同じか、それに近い値であることによって確認することができる。
上記のように良好な光配向性を示すために、本発明の光配向用液晶配向剤中の〔A〕の含有量は、含まれるポリマー全量を100としたとき20重量%以上であることが必要であり、30重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることがより好ましい。また、液晶配向膜の透過率を良好に保つために、〔A〕の含有量は90重量%以下であることが必要であり、70重量%以下であることが好ましく、50重量%以下であることがより好ましい。ただし、ここで述べる〔A〕の好ましい含有量は1つの指針であり、原料に用いるテトラカルボン酸二無水物またはジアミンの組み合わせによって変動することがある。特にアゾベンゼンの構造を有する原料化合物を使用する場合、透過性を良好に保つためには、〔A〕の含有量は上記の割合よりもおよそ10~20重量%少なく設定される。
ポリマーの重量平均分子量は、〔A〕を8,000~40,000に、〔B〕を50,000~200,000に調整することにより、好ましくは〔A〕の分子量(MW)を10,000~30,000に、〔B〕の分子量(MW)を80,000~160,000に調整することにより、前記のような層分離を引き起こすことができる。ポリマーの重量平均分子量は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる時間によって調整することができる。重合反応中の反応液を少量採取して、これに含まれるポリマーの重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による測定によって求め、その測定値によって反応の終点を決定することができる。また、反応開始時にテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの相当量を、モノカルボン酸またはモノアミンに置き換えることにより、重合反応のターミネーションを起こさせて、重量平均分子量を制御する方法もよく知られている。
<ポリマー〔A〕>
本発明の〔A〕はテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体であって、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンが、上記式(I)~(VII)で表される化合物の群から選ばれる、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンの少なくとも1つを含むことを特徴とする。
〔A〕において、前記の式(I)~(VII)で表される化合物の群から選択される光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンの少なくとも1つを原料に用いることで、良好な感光性を発揮することができる。好適な化合物として下記の式(I-1)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(IV-2)、(V-1)、(VI-1)、および(VII-1)~(VII-3)のテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
式(I-1)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(V-1)、(VI-1)、(VII-1)および(VII-2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、式(VII-1)において、Rは独立して-CH、-OCH、-CF、または-COOCHであり、そしてbは独立して0~2の整数である。
反応性および感光性の点から、上記式(II-1)、(VI-1)、(VII-1)、および(VII-3)で表されるテトラカルボン酸二無水物またはジアミンを好適に用いることができる。上記式(II-1)、(VI-1)および(VII-1)において、特にアミノ基の結合位置がパラ位のものを好適に用いることができ、中でも式(VII-1)において、bが0である化合物をより好適に用いることができる。
〔A〕において、前記光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンと共に、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有さないジアミンを使用することができる。ただし、前記の光配向性を良好に保つためには、その使用量は制限される。光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物と光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物を併用する際には、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物はテトラカルボン酸二無水物の全量を基準にして30モル%以上であることが必要であり、50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましい。光反応性構造を有するジアミンと光反応性構造を有さないジアミンを併用する際には、光反応性構造を有するジアミンはジアミンの全量を基準にして30モル%以上であることが必要であり、50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましい。
<ポリマー〔B〕>
本発明の〔B〕は光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体である。〔B〕においては、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有さないジアミンを制限なく使用することができる。
<光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物>
本発明の光配向用配向剤は前記〔A〕および〔B〕のポリアミック酸またはその誘導体を含有するが、〔A〕を製造するにあたっては、上述した光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物をさらに使用することができ、公知のテトラカルボン酸二無水物から制限されることなく選択することができる。また〔B〕を製造するにあたっては、公知のテトラカルボン酸二無水物から制限されることなく選択することができる。このようなテトラカルボン酸二無水物は、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合した芳香族系(複素芳香環系を含む)、および芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合していない脂肪族系(複素環系を含む)の何れの群に属するものであってもよい。
このようなテトラカルボン酸二無水物の好適な例としては、原料入手の容易さや、ポリマー製造時の容易さ、膜の電気特性の点から、式(AN-I)~(AN-VII)で表されるテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
式(AN-I)、(AN-IV)および(AN-V)において、Xは独立して単結合または-CH-であり、式(AN-II)において、Gは単結合、炭素数1~20のアルキレン、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-C(CH-、または-C(CF-であり、式(AN-II)~(AN-IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、結合手は任意の炭素に連結しており、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられてもよく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
式(AN-III)~(AN-V)において、環Aは炭素数3~10の単環式炭化水素の基または炭素数6~30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく、式(AN-VI)において、X10は炭素数2~6のアルキレンであり、Meはメチルであり、そして、Phはフェニルであり、式(AN-VII)において、G10は独立して-O-、-COO-または-OCO-であり、rは独立して0または1である。
さらに詳しくは以下の式(AN-1)~(AN-16-14)の式で表されるテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
式(AN-1)において、G11は単結合、炭素数1~12のアルキレン、1,4-フェニレン、または1,4-シクロヘキシレンである。X11は独立して単結合または-CH-である。G12は独立して>CH-または>N-である。G12が>CH-であるとき、>CH-の水素は-CHに置き換えられてもよい。G12が>N-であるとき、G11が単結合および-CH-であることはなく、X11は単結合であることはない。そしてR11は水素または-CHである。式(AN-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
式(AN-1-2)および(AN-1-14)において、mは1~12の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
式(AN-2)において、R12は独立して水素、-CH、-CHCH、またはフェニルである。式(AN-2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
式(AN-3)において、環A11はシクロヘキサン環もしくはベンゼン環である。式(AN-3)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
式(AN-4)において、G13は単結合、-(CH-、-O-、-S-、-C(CH-、-SO-、-CO-または-C(CF-であり、mは1~12の整数である。環A11はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。G13は環A11の任意の位置に結合してよい。式(AN-4)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
式(AN-4-17)において、mは1~12の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
式(AN-5)において、R11は水素、または-CHである。ベンゼン環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていないR11は、ベンゼン環における結合位置が任意であることを示す。式(AN-5)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
式(AN-6)において、X11は独立して単結合または-CH-である。X12は独立して-CH-、-CHCH-または-CH=CH-である。nは1または2である。式(AN-6)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
式(AN-7)において、X11は単結合または-CH-である。式(AN-7)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
式(AN-8)において、X11はそれぞれ独立して単結合または-CH-である。R12は水素、-CH、-CHCH、またはフェニルであり、環A12はシクロヘキサン環もしくはシクロヘキセン環である。式(AN-8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
式(AN-9)において、rはそれぞれ独立して0または1である。式(AN-9)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
式(AN-10)は下記のテトラカルボン酸二無水物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
式(AN-11)において、環A11は独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。式(AN-11)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
式(AN-12)において、環A11はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。式(AN-12)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
式(AN-13)において、X13は炭素数2~6のアルキレンであり、Phはフェニルを表す。式(AN-13)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
式(AN-14)において、G14は独立して-O-、-COO-または-OCO-であり、rは独立して0または1である。式(AN-14)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
式(AN-15)において、wは1~10の整数である。式(AN-15)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
上記以外のテトラカルボン酸二無水物として、下記の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
〔A〕において、各特性を向上させる好適な材料について述べる。
液晶配向膜の配向性をさらに向上させることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-1)、(AN-1-3)、(AN-2-1)、(AN-3-2)、(AN-4-5)、(AN-4-17)、(AN-11-3)、および(AN-16-14)で表される化合物がより好ましく、式(AN-2-1)、(AN-3-2)、(AN-4-5)、(AN-4-17)、(AN-11-3)、および(AN-16-14)で表される化合物が特に好ましい。式(AN-4-17)においては、m=8である化合物が特に好ましい。
液晶表示素子のVHRを向上させることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-1)、(AN-1-4)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-5-1)、(AN-6-3)、(AN-7-1)、(AN-7-2)、(AN-8-1)、(AN-8-2)、(AN-9-3)、(AN-10)、(AN-13-1)、(AN-16-1)、および(AN-16-4)で表される脂環式化合物がより好ましく、式(AN-1-4)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-7-2)、(AN-10)、(AN-13-1)、および(AN-16-1)、で表される化合物が特に好ましい。
透過率をさらに向上させることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-1)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-4-1)、(AN-7-1)、(AN-7-2)、(AN-10)、(AN-11-1)、および(AN-16-1)で表される化合物がより好ましく、式(AN-1-1)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、および(AN-16-1)で表される化合物が特に好ましい。
長期駆動による体積抵抗の低下を抑えることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-13)および(AN-3-2)で表される化合物が特に好ましい。
〔B〕において、各特性を向上させる好適な材料について述べる。
液晶の配向性をさらに向上させることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-1)、(AN-1-3)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-3-2)、(AN-4-5)、(AN-4-17)、(AN-4-21)、(AN-5-1)、(AN-7-2)、(AN-8-1)、(AN-11-3)、(AN-16-3)、および(AN-16-14)で表される化合物がより好ましく、式(AN-1-1)、(AN-3-2)、(AN-4-5)、(AN-11-3)、および(AN-16-14)で表される化合物が特に好ましい。式(AN-4-17)においては、m=8である化合物が特に好ましい。
液晶表示素子のVHRを向上させることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-1)、(AN-1-4)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-5-1)、(AN-6-3)、(AN-7-1)、(AN-7-2)、(AN-8-1)、(AN-8-2)、(AN-9-3)、(AN-10)、(AN-13-1)、(AN-16-1)、および(AN-16-3)で表される脂環式化合物がより好ましく、式(AN-1-1)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-7-2)、(AN-10)、および(AN-13-1)で表される化合物が特に好ましい。
透過率をさらに向上させることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-1)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-4-1)、(AN-7-1)、(AN-7-2)、(AN-10)、(AN-11-1)、および(AN-16-1)で表される化合物がより好ましく、式(AN-1-1)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、および(AN-16-1)で表される化合物が特に好ましい。
長期駆動による体積抵抗の低下を抑えることを重視する場合には、上記の酸無水物のうち、式(AN-1-13)および(AN-3-2)で表される化合物が特に好ましい。
<光反応性構造を有さないジアミン>
本発明の〔A〕および〔B〕のポリアミック酸またはその誘導体を製造するにあたっては、〔A〕においては、上述した光反応性構造を有するジアミン化合物以外のジアミン化合物をさらに使用することができ、公知のジアミン化合物から制限されることなく選択することができる。また〔B〕においては、公知のジアミン化合物から制限されることなく選択することができる。
ここで光反応性構造を有さないジアミン化合物の構造について説明する。光反応性構造を有さないジアミン化合物はその構造によって2種類に分けることができる。即ち、2つのアミノ基を結ぶ骨格を主鎖として見たときに、主鎖から分岐する基、即ち側鎖基を有するジアミンと側鎖基を持たないジアミンである。この側鎖基はプレチルト角を大きくする効果を有する基である。このような効果を有する側鎖基は炭素数3以上の基である必要があり、具体的な例として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシ、炭素数3以上のアルコキシアルキル、およびステロイド骨格を有する基を挙げることができる。1つ以上の環を有する基であって、その末端の環が置換基として炭素数1以上のアルキル、炭素数1以上のアルコキシおよび炭素数2以上のアルコキシアルキルのいずれか1つを有する基も側鎖基としての効果を有する。以下の説明では、このような側鎖基を有するジアミンを側鎖型ジアミンと称することがある。そして、このような側鎖基を持たないジアミンを非側鎖型ジアミンと称することがある。
非側鎖型ジアミンと側鎖型ジアミンを適切に使い分けることにより、それぞれに必要なプレチルト角に対応することができる。側鎖型ジアミンは、本発明の特性を損なわない程度に併用するのが好ましい。また側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンについて、液晶に対する垂直配向性、電圧保持率、焼き付き特性および光配向性を向上させる目的で取捨選択して使用することが好ましい。
<非側鎖型ジアミン>
既知の側鎖を有さないジアミンとしては、以下の式(DI-1)~(DI-12)のジアミンを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
上記の式(DI-1)において、mは1~12の整数である。(DI-3)および(DI-5)~(DI-7)において、G21は独立して単結合、-NH-、-O-、-S-、-S-S-、-SO-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH-、-C(CF-、-(CHm’-、-O-(CHm’-O-、-N(CH)-(CH-N(CH)-、または-S-(CHm’-S-であり、m’は独立して1~12の整数であり、kは1~5の整数である。(DI-6)および(DI-7)において、G22は独立して単結合、-O-、-S-、-CO-、-C(CH-、-C(CF-、または炭素数1~10のアルキレンである。式(DI-3)~(DI-7)中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、-F、-CH、-OH、-CF、-COH、-CONH、またはベンジルで置き換えられていてもよく、加えて式(DI-4)においては、下記式(DI-4-a)~(DI-4-c)で置き換えられていてもよい。環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。そして、シクロヘキサン環またはベンゼン環への-NHの結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
式(DI-4-a)および(DI-4-b)において、R20は独立して水素または-CHである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
式(DI-8)において、R21およびR22は独立して炭素数1~3のアルキルまたはフェニルであり、G23は独立して炭素数1~6のアルキレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、wは1~10の整数である。
式(DI-9)において、R23は独立して炭素数1~5のアルキル、炭素数1~5のアルコキシまたは-Clであり、pは独立して0~3の整数であり、qは0~4の整数である。
式(DI-10)において、R24は水素、炭素数1~4のアルキル、フェニル、またはベンジルである。
式(DI-11)において、G24は-CH-または-NH-である。
式(DI-12)において、G25は単結合、炭素数2~6のアルキレンまたは1,4-フェニレンであり、rは0または1である。そして、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
式(DI-9)、式(DI-11)および式(DI-12)において、ベンゼン環に結合する-NHの結合位置は、任意の位置である。
上記式(DI-1)~(DI-12)の側鎖を有さないジアミンとして、以下の式(DI-1-1)~(DI-12-1)の具体例を挙げることができる。
式(DI-1)~(DI-3)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
式(DI-4)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
式(DI-5)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
式(DI-5-1)において、mは1~12の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
式(DI-5-12)において、mは1~12の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
式(DI-5-15)において、vは1~6の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
式(DI-5-29)において、kは1~5の整数である。
式(DI-6)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
式(DI-7)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
式(DI-7-3)および(DI-7-4)において、mは1~12の整数であり、nは独立して1または2である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
式(DI-8)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
式(DI-9)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
式(DI-10)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
式(DI-11)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
式(DI-12)で表されるジアミンの例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
このような非側鎖型ジアミンは液晶表示素子のイオン密度を低下させる等、電気特性を改善する効果がある。本発明の液晶配向剤に用いられる〔A〕の原料として非側鎖型ジアミンを用いる場合、配向膜の光配向性を優先するため、光反応性構造を有するジアミンの含量が優先されるため、ジアミン総量に占めるその割合は0~70モル%であり、0~50モル%とすることが好ましく、0~30モル%とすることがより好ましい。〔B〕の原料として非側鎖型ジアミンを用いる場合には、特に制限は受けないので100モル%であってもよい。
<側鎖型ジアミン>
側鎖型ジアミンの側鎖基としては、以下の基をあげることができる。
側鎖基としてまず、アルキル、アルキルオキシ、アルキルオキシアルキル、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルカルボニル、アルケニルカルボニルオキシ、アルケニルオキシカルボニル、アルケニルアミノカルボニル、アルキニル、アルキニルオキシ、アルキニルカルボニル、アルキニルカルボニルオキシ、アルキニルオキシカルボニル、アルキニルアミノカルボニル等を挙げることができる。これらの基におけるアルキル、アルケニルおよびアルキニルは、いずれも炭素数3以上の基である。但し、アルキルオキシアルキルにおいては、基全体で炭素数3以上であればよい。これらの基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
次に、末端の環が置換基として炭素数1以上のアルキル、炭素数1以上のアルコキシまたは炭素数2以上のアルコキシアルキルを有することを条件に、フェニル、フェニルアルキル、フェニルアルキルオキシ、フェニルオキシ、フェニルカルボニル、フェニルカルボニルオキシ、フェニルオキシカルボニル、フェニルアミノカルボニル、フェニルシクロヘキシルオキシ、炭素数3以上のシクロアルキル、シクロヘキシルアルキル、シクロヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシカルボニル、シクロヘキシルフェニル、シクロヘキシルフェニルアルキル、シクロヘキシルフェニルオキシ、ビス(シクロヘキシル)オキシ、ビス(シクロヘキシル)アルキル、ビス(シクロヘキシル)フェニル、ビス(シクロヘキシル)フェニルアルキル、ビス(シクロヘキシル)オキシカルボニル、ビス(シクロヘキシル)フェニルオキシカルボニル、およびシクロヘキシルビス(フェニル)オキシカルボニル等の環構造の基を挙げることができる。
さらに、2個以上のベンゼン環を有する基、2個以上のシクロヘキサン環を有する基、またはベンゼン環およびシクロヘキサン環で構成される2環以上の基であって、結合基が独立して単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-もしくは炭素数1~3のアルキレンであり、末端の環が置換基として炭素数1以上のアルキル、炭素数1以上のフッ素置換アルキル、炭素数1以上のアルコキシ、または炭素数2以上のアルコキシアルキルを有する環集合基を挙げることができる。ステロイド骨格を有する基も側鎖基として有効である。
側鎖を有するジアミンとしては、以下の式(DI-13)~(DI-17)で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
式(DI-13)において、G26は単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、または-(CHm’-であり、m’は1~12の整数である。G26の好ましい例は単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-CHO-、および炭素数1~3のアルキレンであり、特に好ましい例は単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-CHO-、-CH-および-CHCH-である。R25は炭素数3~30のアルキル、フェニル、ステロイド骨格を有する基、または下記の式(DI-13-a)で表される基である。このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は-Fで置き換えられてもよく、そして少なくとも1つの-CH2-は-O-、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられていてもよい。このフェニルの水素は、-F、-CH、-OCH、-OCHF、-OCHF2、-OCF3、炭素数3~30のアルキルまたは炭素数3~30のアルコキシで置き換えられていてもよく、このシクロヘキシルの水素は炭素数3~30のアルキルまたは炭素数3~30のアルコキシで置き換えられていてもよい。ベンゼン環に結合する-NHの結合位置はその環において任意の位置であることを示すが、その結合位置はメタまたはパラであることが好ましい。即ち、基「R25-G26-」の結合位置を1位としたとき、2つの結合位置は3位と5位、または2位と5位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
式(DI-13-a)において、G27、G28およびG29は結合基であり、これらは独立して単結合、または炭素数1~12のアルキレンであり、このアルキレン中の1以上の-CH-は-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-で置き換えられていてもよい。環B21、環B22、環B23および環B24は独立して1,4-フェニレン、1,4-シクロへキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ナフタレン-1,5-ジイル、ナフタレン-2,7-ジイルまたはアントラセン-9,10-ジイルであり、環B21、環B22、環B23および環B24において、少なくとも1つの水素は-Fまたは-CHで置き換えられてもよく、s、tおよびuは独立して0~2の整数であって、これらの合計は1~5であり、s、tまたはuが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なってもよく、そして、2つの環は同じであっても異なっていてもよい。R26は-F、-OH、炭素数1~30のアルキル、炭素数1~30のフッ素置換アルキル、炭素数1~30のアルコキシ、-CN、-OCHF、-OCHF、または-OCFであり、この炭素数1~30のアルキルの少なくとも1つの-CH-は下記式(DI-13-b)で表される2価の基で置き換えられていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
式(DI-13-b)において、R27およびR28は独立して炭素数1~3のアルキルであり、vは1~6の整数である。R26の好ましい例は炭素数1~30のアルキルおよび炭素数1~30のアルコキシである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
式(DI-14)および式(DI-15)において、G30は独立して単結合、-CO-または-CH2-であり、R29は独立して水素または-CHであり、R30は水素、炭素数1~20のアルキル、または炭素数2~20のアルケニルである。式(DI-15)におけるベンゼン環の少なくとも1つの水素は、炭素数1~20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよい。そして、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。式(DI-14)における2つの基「-フェニレン-G30-O-」の一方はステロイド核の3位に結合し、もう一方はステロイド核の6位に結合していることが好ましい。式(DI-15)における2つの基「-フェニレン-G30-O-」のベンゼン環への結合位置は、ステロイド核の結合位置に対して、それぞれメタ位またはパラ位であることが好ましい。式(DI-14)および式(DI-15)において、ベンゼン環に結合する-NHはその環における結合位置が任意であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
式(DI-16)および式(DI-17)において、G31は独立して-O-または炭素数1~6のアルキレンであり、G32は単結合または炭素数1~3のアルキレンである。R31は水素または炭素数1~20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの-CH2-は、-O-、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよい。R32は炭素数6~22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1~22のアルキルである。環B25は1,4-フェニレンまたは1,4-シクロヘキシレンであり、rは0または1である。そしてベンゼン環に結合する-NHはその環における結合位置が任意であることを示すが、独立してG29の結合位置に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
側鎖型ジアミンの具体例を以下に例示する。
上記式(DI-13)~(DI-17)の側鎖を有するジアミン化合物として、下記の式(DI-13-1)~(DI-17-3)で表される化合物を挙げることができる。
式(DI-13)で表される化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
式(DI-13-1)~(DI-13-11)において、R34は炭素数1~30のアルキルまたは炭素数1~30のアルコキシであり、好ましくは炭素数5~25のアルキルまたは炭素数5~25のアルコキシである。R35は炭素数1~30のアルキルまたは炭素数1~30のアルコキシであり、好ましくは炭素数3~25のアルキルまたは炭素数3~25のアルコキシである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
式(DI-13-12)~(DI-13-17)において、R36は炭素数4~30のアルキルであり、好ましくは炭素数6~25のアルキルである。R37は炭素数6~30のアルキルであり、好ましくは炭素数8~25のアルキルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
式(DI-13-18)~(DI-13-43)において、R38は炭素数1~20のアルキルまたは炭素数1~20のアルコキシであり、好ましくは炭素数3~20のアルキルまたは炭素数3~20のアルコキシである。R39は水素、-F、炭素数1~30のアルキル、炭素数1~30のアルコキシ、-CN、-OCHF、-OCHFまたは-OCFであり、好ましくは炭素数3~25のアルキル、または炭素数3~25のアルコキシである。そしてG33は炭素数1~20のアルキレンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
式(DI-14)で表される化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
式(DI-15)で表される化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000121

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
式(DI-16)で表される化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000123

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000124

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000125

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000126
式(DI-16-1)~(DI-16-12)において、R40は水素または炭素数1~20のアルキル、好ましくは水素または炭素数1~10のアルキルであり、そしてR41は水素または炭素数1~12のアルキルである。
式(DI-17)で表される化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000127
式(DI-17-1)~(DI-17-3)において、R37は炭素数6~30のアルキルであり、R41は水素または炭素数1~12のアルキルである。
本発明におけるジアミンとしては、前述した式(DI-1-1)~(DI-17-3)で表されるジアミン以外のジアミンも用いることができる。このようなジアミンとしては、例えば、式(DI-13-1)~(DI-17-3)以外の側鎖構造を有するジアミンや感光性ジアミンが挙げられる。
このようなジアミンとしては、例えば下記式(DI-18-1)~(DI-18-8)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
式(DI-18-1)~(DI-18-8)中、R42はそれぞれ独立して炭素数3~22のアルキル基を表す。
また、式(DI-18-9)~(DI-18-13)で表されるジアミンを挙げることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000129
式(DI-18-9)~(DI-18-11)において、eは2~10の整数であり、式(DI-18-12)中、R43はそれぞれ独立して水素、-NHBocまたは-N(Boc)であり、R43の少なくとも1つは-NHBocまたは-N(Boc)であり、式(DI-18-13)において、R44は-NHBocまたは-N(Boc)であり、そして、mは1~12の整数である。ここでBocはt-ブトキシカルボニル基である。
本発明の液晶配向剤を用いる液晶表示素子が大きなプレチルト角を必要とする場合、特に2度以上のプレチルト角を発現させるためには、本発明の液晶配向剤に用いる〔A〕のポリアミック酸およびその誘導体の製造に際して、上述の側鎖型ジアミンをジアミン総量の5~70モル%使用することが好ましく、10~50モル%使用することがより好ましい。
各ジアミンにおいて、ジアミンに対するモノアミンの比率が40モル%以下の範囲で、ジアミンの一部がモノアミンに置き換えられていてもよい。このような置き換えは、ポリアミック酸を生成する際の重合反応のターミネーションを起こすことができ、それ以上の重合反応の進行を抑えることができる。このため、このような置き換えによって、得られる重合体(ポリアミック酸およびその誘導体)の分子量を容易に制御することができ、例えば本発明の効果が損われることなく液晶配向剤の塗布特性を改善することができる。モノアミンに置き換えられるジアミンは、本発明の効果が損なわれなければ、1種でも2種以上でもよい。モノアミンとしては、例えばアニリン、4-ヒドロキシアニリン、シクロヘキシルアミン、n-ブチルアミン、n-ペンチルアミン、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルアミン、n-デシルアミン、n-ウンデシルアミン、n-ドデシルアミン、n-トリデシルアミン、n-テトラデシルアミン、n-ペンタデシルアミン、n-ヘキサデシルアミン、n-ヘプタデシルアミン、n-オクタデシルアミン、およびn-エイコシルアミンが挙げられる。特にアニリンを好適に用いることができる。
〔A〕において、各特性を向上させる好適な材料について述べる。
液晶の配向性をさらに向上させることを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-12)、(DI-5-14)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-6-1)~(DI-6-5)、(DI-6-7)、(DI-7-1)、(DI-7-3)、(DI-7-5)、(DI-7-9)、(DI-11-1)、(DI-12-1)、(DI-13-1)~(DI-13-11)、(DI-16-1)、(DI-16-2)、(DI-16-4)、(DI-16-5)、(DI-16-7)、(DI-16-8)、(DI-16-10)、および(DI-16-11)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-7-3)、および(DI-13-1)~(DI-13-11)で表されるジアミンがさらに好ましい。また式(DI-5-1)においては、m=2、3、4、6または8である化合物が特に好ましい。式(DI-5-29)においては、k=2である化合物が特に好ましい。式(DI-7-3)においては、m=3または6であり、n=1である化合物が特に好ましい。
高いVHRを液晶配向膜に付与することを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-2)、(DI-5-21)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-6-1)、(DI-7-1)、(DI-7-3)、(DI-7-5)、(DI-9-1)、(DI-11-1)、(DI-12-1)、(DI-13-1)~(DI-13-12)、(DI-16-1)、(DI-16-2)、(DI-16-4)、(DI-16-5)、(DI-16-7)、および式(DI-16-11)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-2)、(DI-5-21)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-7-3)、(DI-9-1)、式(DI-13-4)、(DI-13-5)、(DI-13-12)、(DI-16-1)、(DI-16-2)および(DI-16-4)で表されるジアミンがさらに好ましい。式(DI-5-1)においては、m=1である化合物が特に好ましい。式(DI-5-29)においては、k=2である化合物が特に好ましい。式(DI-7-3)においては、m=3であり、n=1である化合物が特に好ましい。式(DI-13-4)および(DI-13-5)においては、R35が炭素数3~25のアルキルである化合物が特に好ましい。式(DI-13-12)においては、R36が炭素数6~25のアルキルである化合物が特に好ましい。式(DI-16-1)および(DI-16-2)においては、R40が炭素数1~10である化合物が特に好ましい。式(DI-16-4)においては、R41が炭素数1~10である化合物が特に好ましい。
透過率をさらに向上させることを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-2-1)、(DI-3-1)および(DI-8-1)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI-2-1)および(DI-3-1)で表されるジアミンがさらに好ましい。
長期駆動による体積抵抗の低下を抑えることを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-1-3)、(DI-2-1)および(DI-4-12)~(DI-4-14)で表される化合物が特に好ましい。
〔B〕において、各特性を向上させる好適な材料について述べる。
液晶の配向性をさらに向上させることを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-12)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-6-7)、(DI-7-1)、(DI-7-3)、(DI-7-5)、(DI-7-9)、(DI-11-1)、および(DI-12-1)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、および(DI-7-3)で表されるジアミンがさらに好ましい。また式(DI-5-1)においては、m=2、3、4、6または8である化合物が特に好ましい。式(DI-5-29)においては、k=2である化合物が特に好ましい。式(DI-7-3)においては、m=3または6であり、n=1である化合物が特に好ましい。
高いVHRを液晶配向膜に付与することを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-2)、(DI-5-21)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-6-1)、(DI-7-1)、(DI-7-3)、(DI-7-5)、(DI-9-1)、(DI-11-1)、および(DI-12-1)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-2)、(DI-5-21)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-7-3)、および(DI-9-1)で表されるジアミンがさらに好ましい。式(DI-5-1)においては、m=1である化合物が特に好ましい。式(DI-5-29)においては、k=2である化合物が特に好ましい。式(DI-7-3)においては、m=3であり、n=1である化合物が特に好ましい。
透過率をさらに向上させることを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-2-1)、(DI-3-1)および(DI-8-1)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI-2-1)および(DI-3-1)で表されるジアミンがさらに好ましい。
長期駆動による体積抵抗の低下を抑えることを重視する場合には、上記のジアミンの具体例のうち、式(DI-1-3)および(DI-2-1)で表される化合物が特に好ましい。
<ポリアミック酸またはその誘導体>
本発明の液晶配向剤に用いるポリアミック酸は、上記の酸無水物とジアミンを溶剤中で反応させることによって得られる。この合成反応においては、原料の選択以外に特別な条件は必要でなく、通常のポリアミック酸合成における条件をそのまま適用することができる。使用する溶剤については後述する。
<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、ポリアミック酸またはその誘導体以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分は、1種であっても2種以上であってもよい。
<アルケニル置換ナジイミド化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、アルケニル置換ナジイミド化合物をさらに含有していてもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して1~100重量部であることが好ましく、1~70重量部であることがより好ましく、1~50重量部であることがさらに好ましい。
以下にナジイミド化合物について具体的に説明する。
アルケニル置換ナジイミド化合物は、本発明で用いられるポリアミック酸またはその誘導体を溶解する溶剤に溶解させることができる化合物であることが好ましい。このようなアルケニル置換ナジイミド化合物の例は、下記の式(NA)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000130
式(NA)において、LおよびLは独立して水素、炭素数1~12のアルキル、炭素数3~6のアルケニル、炭素数5~8のシクロアルキル、炭素数6~12のアリールまたはベンジルであり、nは1または2である。
式(NA)において、n=1のとき、Wは炭素数1~12のアルキル、炭素数2~6のアルケニル、炭素数5~8のシクロアルキル、炭素数6~12のアリール、ベンジル、-Z-(O)-(ZO)-Z-H(ここで、Z、ZおよびZは独立して炭素数2~6のアルキレンであり、rは0または1であり、そして、kは1~30の整数である。)で表される基、-(Z-B-Z-H(ここで、ZおよびZは独立して炭素数1~4のアルキレンまたは炭素数5~8のシクロアルキレンであり、Bはフェニレンであり、そして、rは0または1である。)で表される基、-B-T-B-H(ここで、Bはフェニレンであり、そして、Tは-CH-、-C(CH-、-O-、-CO-、-S-、または-SO-である。)で表される基、またはこれらの基の1~3個の水素が-OHで置換された基である。
このとき、好ましいWは、炭素数1~8のアルキル、炭素数3~4のアルケニル、シクロヘキシル、フェニル、ベンジル、炭素数4~10のポリ(エチレンオキシ)エチル、フェニルオキシフェニル、フェニルメチルフェニル、フェニルイソプロピリデンフェニル、およびこれらの基の1個または2個の水素が-OHで置き換えられた基である。
式(NA)において、n=2のとき、Wは炭素数2~20のアルキレン、炭素数5~8のシクロアルキレン、炭素数6~12のアリーレン、-Z-O-(ZO)-Z-(ここで、Z~Z、およびkの意味は前記の通りである。)で表される基、-Z-B-Z-(ここで、Z、ZおよびBの意味は前記の通りである。)で表される基、-B-(O-B)-T-(B-O)-B-(ここで、Bはフェニレンであり、Tは炭素数1~3のアルキレン、-O-または-SO-であり、rの意味は前記の通りである。)で表される基、またはこれらの基の1~3個の水素が-OHで置き換えられた基である。
このとき、好ましいWは炭素数2~12のアルキレン、シクロヘキシレン、フェニレン、トリレン、キシリレン、-C-O-(Z-O)-O-C-(ここで、Zは炭素数2~6のアルキレンであり、nは1または2である。)で表される基、-B-T-B-(ここで、Bはフェニレンであり、そして、Tは-CH-、-O-または-SO-である。)で表される基、-B-O-B-C-B-O-B-(ここで、Bはフェニレンである。)で表される基、およびこれらの基の1個または2個の水素が-OHで置き換えられた基である。
このようなアルケニル置換ナジイミド化合物は、例えば特許第2729565号公報に記載されているように、アルケニル置換ナジック酸無水物誘導体とジアミンとを80~220℃の温度で0.5~20時間保持することにより合成して得られる化合物や市販されている化合物を用いることができる。アルケニル置換ナジイミド化合物の具体例として、以下に示す化合物が挙げられる。
N-メチル-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-メチル-アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-メチル-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-メチル-メタリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-エチルヘキシル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、
N-(2-エチルヘキシル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-アリル-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-アリル-アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-アリル-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-イソプロペニル-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-イソプロペニル-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-イソプロペニル-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-シクロヘキシル-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-シクロヘキシル-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-シクロヘキシル-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-フェニル-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、
N-フェニル-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-ベンジル-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-ベンジル-アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-ベンジル-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-ヒドロキシエチル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-ヒドロキシエチル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-ヒドロキシエチル)-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、
N-(2,2-ジメチル-3-ヒドロキシプロピル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2,2-ジメチル-3-ヒドロキシプロピル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2,3-ジヒドロキシプロピル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2,3-ジヒドロキシプロピル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(3-ヒドロキシ-1-プロペニル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-ヒドロキシシクロヘキシル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、
N-(4-ヒドロキシフェニル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)-メタリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(3-ヒドロキシフェニル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(3-ヒドロキシフェニル)-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(p-ヒドロキシベンジル)-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチル}-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、
N-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチル}-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチル}-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチル}-メタリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-〔2-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル〕-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-〔2-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル〕-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-〔2-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル〕-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-{4-(4-ヒドロキシフェニルイソプロピリデン)フェニル}-アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-{4-(4-ヒドロキシフェニルイソプロピリデン)フェニル}-アリル(メチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-{4-(4-ヒドロキシフェニルイソプロピリデン)フェニル}-メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、およびこれらのオリゴマー、
N,N’-エチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-エチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-エチレン-ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-トリメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ドデカメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ドデカメチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-シクロヘキシレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-シクロヘキシレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、
1,2-ビス{3’-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}エタン、1,2-ビス{3’-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}エタン、1,2-ビス{3’-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}エタン、ビス〔2’-{3’-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}エチル〕エーテル、ビス〔2’-{3’-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}エチル〕エーテル、1,4-ビス{3’-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}ブタン、1,4-ビス{3’-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}ブタン、
N,N’-p-フェニレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-フェニレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-フェニレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-フェニレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-{(1-メチル)-2,4-フェニレン}-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-キシリレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、
2,2-ビス〔4-{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、
ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(メタリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン、
ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン、1,6-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-3-ヒドロキシ-ヘキサン、1,12-ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-3,6-ジヒドロキシ-ドデカン、1,3-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-5-ヒドロキシ-シクロヘキサン、1,5-ビス{3’-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)プロポキシ}-3-ヒドロキシ-ペンタン、1,4-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-2-ヒドロキシ-ベンゼン、
1,4-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-2,5-ジヒドロキシ-ベンゼン、N,N’-p-(2-ヒドロキシ)キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-(2-ヒドロキシ)キシリレン-ビス(アリルメチルシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-(2-ヒドロキシ)キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-(2-ヒドロキシ)キシリレン-ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-(2,3-ジヒドロキシ)キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、
2,2-ビス〔4-{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-2-ヒドロキシ-フェノキシ}フェニル〕プロパン、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-2-ヒドロキシ-フェニル}メタン、ビス{3-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-4-ヒドロキシ-フェニル}エーテル、ビス{3-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)-5-ヒドロキシ-フェニル}スルホン、1,1,1-トリ{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)}フェノキシメチルプロパン、N,N’,N”-トリ(エチレンメタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)イソシアヌレート、およびこれらのオリゴマー等。
さらに、本発明に用いられるアルケニル置換ナジイミド化合物は、非対称なアルキレン・フェニレン基を含む下記の式で表される化合物でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
アルケニル置換ナジイミド化合物のうち、好ましい化合物を以下に示す。
N,N’-エチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-エチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-エチレン-ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-トリメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ドデカメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ドデカメチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-シクロヘキシレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-シクロヘキシレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、
N,N’-p-フェニレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-フェニレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-フェニレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-フェニレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-{(1-メチル)-2,4-フェニレン}-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-キシリレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、2,2-ビス〔4-{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン。
ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(メタリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン、ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン。
更に好ましいアルケニル置換ナジイミド化合物を以下に示す。
N,N’-エチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-エチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-エチレン-ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-トリメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ドデカメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-ドデカメチレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-シクロヘキシレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-シクロヘキシレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)。
N,N’-p-フェニレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-フェニレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-フェニレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-フェニレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-{(1-メチル)-2,4-フェニレン}-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-p-キシリレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)。
2,2-ビス〔4-{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4-(メタリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン。
そして、特に好ましいアルケニル置換ナジイミド化合物としては、下記式(NA-1)で表されるビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、式(NA-2)で表されるN,N’-m-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、および式(NA-3)で表されるN,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
<ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物をさらに含有していてもよい。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。なお、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物にはアルケニル置換ナジイミド化合物は含まれない。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して1~100重量部であることが好ましく、1~70重量部であることがより好ましく、1~50重量部であることがさらに好ましい。
なお、アルケニル置換ナジイミド化合物に対するラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物の比率は、液晶表示素子のイオン密度を低減し、イオン密度の経時的な増加を抑制し、さらに残像の発生を抑制するために、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物/アルケニル置換ナジイミド化合物が重量比で0.1~10であることが好ましく、0.5~5であることがより好ましい。
以下にラジカル重合性不飽和二重結合有する化合物について具体的に説明する。
ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物としては、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド等の(メタ)アクリル酸誘導体、およびビスマレイミドが挙げられる。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物は、ラジカル重合性不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリル酸誘導体であることがより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸-2-メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボロニル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、および(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピルが挙げられる。
2官能(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えばエチレンビスアクリレート、東亜合成化学工業(株)の製品であるアロニックスM-210、アロニックスM-240およびアロニックスM-6200、日本化薬(株)の製品であるKAYARAD HDDA、KAYARAD HX-220、KAYARAD R-604およびKAYARAD R-684、大阪有機化学工業(株)の製品であるV260、V312およびV335HP、並びに共栄社油脂化学工業(株)の製品であるライトアクリレートBA-4EA、ライトアクリレートBP-4PAおよびライトアクリレートBP-2PAが挙げられる。
3官能以上の多官能(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えば4,4’-メチレンビス(N,N-ジヒドロキシエチレンアクリレートアニリン)、東亜合成化学工業(株)の製品であるアロニックスM-400、アロニックスM-405、アロニックスM-450、アロニックスM-7100、アロニックスM-8030、アロニックスM-8060、日本化薬(株)の製品であるKAYARAD TMPTA、KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120、および大阪有機化学工業(株)の製品であるVGPTが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アミド誘導体の具体例としては、例えばN-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-エトキシエチルメタクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-エチル-N-メチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-メチル-N-n-プロピルアクリルアミド、N-メチル-N-イソプロピルアクリルアミド、N-アクリロイルピペリジン、N-アクリロイルピロリディン、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、N,N’-エチレンビスアクリルアミド、N,N’-ジヒドロキシエチレンビスアクリルアミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-フェニルメタクリルアミド、N-ブチルメタクリルアミド、N-(iso-ブトキシメチル)メタクリルアミド、N-[2-(N,N-ジメチルアミノ)エチル]メタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、N-(メトキシメチル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシメチル)-2-メタクリルアミド、N-ベンジル-2-メタクリルアミド、およびN,N’-メチレンビスメタクリルアミドが挙げられる。
上記の(メタ)アクリル酸誘導体のうち、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、N,N’-ジヒドロキシエチレン-ビスアクリルアミド、エチレンビスアクリレート、および4,4’-メチレンビス(N,N-ジヒドロキシエチレンアクリレートアニリン)が特に好ましい。
ビスマレイミドとしては、例えばケイ・アイ化成(株)製のBMI-70およびBMI-80、並びに大和化成工業(株)製のBMI-1000、BMI-3000、BMI-4000、BMI-5000およびBMI-7000が挙げられる。
<オキサジン化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサジン化合物をさらに含有していてもよい。オキサジン化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。オキサジン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して0.1~50重量部であることが好ましく、1~40重量部であることがより好ましく、1~20重量部であることがさらに好ましい。
以下にオキサジン化合物について具体的に説明する。
オキサジン化合物は、ポリアミック酸またはその誘導体を溶解させる溶媒に可溶であり、加えて、開環重合性を有するオキサジン化合物が好ましい。
またオキサジン化合物におけるオキサジン構造の数は、特に限定されない。
オキサジンの構造には種々の構造が知られている。本発明では、オキサジンの構造は特に限定されないが、オキサジン化合物におけるオキサジン構造には、ベンゾオキサジンやナフトオキサジン等の、縮合多環芳香族基を含む芳香族基を有するオキサジンの構造が挙げられる。
オキサジン化合物としては、例えば下記式(OX-1)~(OX-6)に示す化合物が挙げられる。なお下記式において、環の中心に向けて表示されている結合は、環を構成しかつ置換基の結合が可能ないずれかの炭素に結合していることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
式(OX-1)~(OX-3)において、LおよびLは炭素数1~30の有機基であり、式(OX-1)~(OX-6)において、L~Lは水素または炭素数1~6の炭化水素基であり、式(OX-3)、式(OX-4)および式(OX-6)において、Qは単結合、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH-、-C(CF-、-(CH-、-O-(CH-O-、-S-(CH-S-であり、ここでvは1~6の整数であり、式(OX-5)および式(OX-6)において、Qは独立して単結合、-O-、-S-、-CO-、-C(CH32-、-C(CF32-または炭素数1~3のアルキレンであり、Qにおけるベンゼン環、ナフタレン環に結合している水素は独立して-F、-CH、-OH、-COOH、-SOH、-POと置き換えられていてもよい。
また、オキサジン化合物には、オキサジン構造を側鎖に有するオリゴマーやポリマー、オキサジン構造を主鎖中に有するオリゴマーやポリマーが含まれる。
式(OX-1)で表されるオキサジン化合物としては、例えば以下のオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
式(OX-1-2)において、Lは炭素数1~30のアルキルが好ましく、炭素数1~20のアルキルがさらに好ましい。
式(OX-2)で表されるオキサジン化合物としては、例えば以下のオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
式中、Lは炭素数1~30のアルキルが好ましく、炭素数1~20のアルキルがさらに好ましい。
式(OX-3)で表されるオキサジン化合物としては、下記式(OX-3-I)で表されるオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
式(OX-3-I)において、LおよびLは炭素数1~30の有機基であり、LからLは水素または炭素数1~6の炭化水素基であり、Qは単結合、-CH2-、-C(CH-、-CO-、-O-、-SO-、-C(CH-、または-C(CF-である。式(OX-3-I)で表されるオキサジン化合物としては、例えば以下のオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000139

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
式中、LおよびLは炭素数1~30のアルキルが好ましく、炭素数1~20のアルキルがさらに好ましい。
式(OX-4)で表されるオキサジン化合物しては、例えば以下のオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
式(OX-5)で表されるオキサジン化合物としては、例えば以下のオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000144
式(OX-6)で表されるオキサジン化合物としては、例えば以下のオキサジン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000145

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000146

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000147

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000148
これらのうち、より好ましくは、式(OX-2-1)、(OX-3-1)、(OX-3-3)、(OX-3-5)、(OX-3-7)、(OX-3-9)、(OX-4-1)~(OX-4-6)、(OX-5-3)、(OX-5-4)、および(OX-6-2)~(OX-6-4)で表されるオキサジン化合物が挙げられる。
オキサジン化合物は、国際公開2004/009708号パンフレット、特開平11-12258号公報、特開2004-352670号公報に記載の方法と同様の方法で製造することができる。
式(OX-1)で表されるオキサジン化合物は、フェノール化合物と1級アミンとアルデヒドとを反応させることによって得られる(国際公開2004/009708号パンフレット参照。)。
式(OX-2)で表されるオキサジン化合物は、1級アミンをホルムアルデヒドへ徐々に加える方法により反応させたのち、ナフトール系水酸基を有する化合物を加えて反応させることによって得られる(国際公開2004/009708号パンフレット参照。)。
式(OX-3)で表されるオキサジン化合物は、有機溶媒中でフェノール化合物1モル、そのフェノール性水酸基1個に対し少なくとも2モル以上のアルデヒド、および1モルの一級アミンを、2級脂肪族アミン、3級脂肪族アミンまたは塩基性含窒素複素環化合物の存在下で反応させることによって得られる(国際公開2004/009708号パンフレットおよび特開平11-12258号公報参照。)。
式(OX-4)~(OX-6)で表されるオキサジン化合物は、4,4’-ジアミノジフェニルメタン等の、複数のベンゼン環とそれらを結合する有機基とを有するジアミン、ホルマリン等のアルデヒド、およびフェノールを、n-ブタノール中、90℃以上の温度で脱水縮合反応させることにより得られる(特開2004-352670号公報参照。)。
<オキサゾリン化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサゾリン化合物をさらに含有していてもよい。オキサゾリン化合物はオキサゾリン構造を有する化合物である。オキサゾリン化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。オキサゾリン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して0.1~50重量部であることが好ましく、1~40重量部であることがより好ましく、1~20重量部であることがさらに好ましい。または、オキサゾリン化合物の含有量は、オキサゾリン化合物中のオキサゾリン構造をオキサゾリンに換算したときに、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1~40重量%であることが、上記の目的から好ましい。
以下にオキサゾリン化合物について具体的に説明する。
オキサゾリン化合物は、1つの化合物中にオキサゾリン構造を1種だけ有していてもよいし、2種以上有していてもよい。またオキサゾリン化合物は、1つの化合物中にオキサゾリン構造を1個有していればよいが、2個以上有することが好ましい。またオキサゾリン化合物は、オキサゾリン環構造を側鎖に有する重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。オキサゾリン構造を側鎖に有する重合体は、オキサゾリン構造を側鎖に有するモノマーの単独重合体であってもよいし、オキサゾリン構造を側鎖に有するモノマーとオキサゾリン構造を有しないモノマーとの共重合体であってもよい。オキサゾリン構造を側鎖に有する共重合体は、オキサゾリン構造を側鎖に有する2種以上のモノマーの共重合体であってもよいし、オキサゾリン構造を側鎖に有する1種以上のモノマーとオキサゾリン構造を有しないモノマーとの共重合体であってもよい。
オキサゾリン構造は、オキサゾリン構造中の酸素および窒素の一方または両方とポリアミック酸のカルボニル基とが反応し得るようにオキサゾリン化合物中に存在する構造であることが好ましい。
オキサゾリン化合物としては、例えば2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、1,2,4-トリス-(2-オキサゾリニル-2)-ベンゼン、4-フラン-2-イルメチレン-2-フェニル-4H-オキサゾール-5-オン、1,4-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、2,3-ビス(4-イソプロペニル-2-オキサゾリン-2-イル)ブタン、2,2’-ビス-4-ベンジル-2-オキサゾリン、2,6-ビス(イソプロピル-2-オキサゾリン-2-イル)ピリジン、2,2’-イソプロピリデンビス(4-tert-ブチル-2-オキサゾリン)、2,2’-イソプロピリデンビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、2,2’-メチレンビス(4-tert-ブチル-2-オキサゾリン)、および2,2’-メチレンビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)が挙げられる。これらの他、エポクロス(商品名、(株)日本触媒製)のようなオキサゾリルを有するポリマーやオリゴマーも挙げられる。これらのうち、より好ましくは、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼンが挙げられる。
<エポキシ化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、エポキシ化合物をさらに含有していてもよい。エポキシ化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。エポキシ化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して0.1~50重量部であることが好ましく、1~40重量部であることがより好ましく、1~20重量部であることがさらに好ましい。
以下にエポキシ化合物について具体的に説明する。
エポキシ化合物としては、分子内にエポキシ環を1つまたは2つ以上有する種々の化合物が挙げられる。分子内にエポキシ環を1つ有する化合物としては、例えばフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、3,3,3-トリフルオロメチルプロピレンオキシド、スチレンオキシド、ヘキサフルオロプロピレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N-グリシジルフタルイミド、(ノナフルオロ-N-ブチル)エポキシド、パーフルオロエチルグリシジルエーテル、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、N,N-ジグリシジルアニリン、および3-[2-(パーフルオロヘキシル)エトキシ]-1,2-エポキシプロパンが挙げられる。
分子内にエポキシ環を2つ有する化合物としては、例えば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、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレートおよび3-(N,N-ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
分子内にエポキシ環を3つ有する化合物としては、例えば2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパン(商品名「テクモアVG3101L」、(三井化学(株)製))が挙げられる。
分子内にエポキシ環を4つ有する化合物としては、例えば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、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、および3-(N-アリル-N-グリシジル)アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
上記の他、分子内にエポキシ環を有する化合物の例として、エポキシ環を有するオリゴマーや重合体も挙げられる。エポキシ環を有するモノマーとしては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびメチルグリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。
エポキシ環を有するモノマーと共重合を行う他のモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、iso-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、クロルメチルスチレン、(3-エチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、N-シクロヘキシルマレイミドおよびN-フェニルマレイミドが挙げられる。
エポキシ環を有するモノマーの重合体の好ましい具体例としては、ポリグリシジルメタクリレート等が挙げられる。また、エポキシ環を有するモノマーと他のモノマーとの共重合体の好ましい具体例としては、N-フェニルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、N-シクロヘキシルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、ベンジルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、ブチルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、(3-エチル-3-オキセタニル)メチルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体およびスチレン-グリシジルメタクリレート共重合体が挙げられる。
これら例の中でも、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、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、商品名「テクモアVG3101L」、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、N-フェニルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、および2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが特に好ましい。
体系的には、エポキシ化合物としては、例えばグリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、エポキシ基含有アクリル系樹脂、グリシジルアミド、グリシジルイソシアヌレート、鎖状脂肪族型エポキシ化合物、および環状脂肪族型エポキシ化合物が挙げられる。なお、エポキシ化合物はエポキシ基を有する化合物を意味し、エポキシ樹脂はエポキシ基を有する樹脂を意味する。
グリシジルエーテルとしては、例えばビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール-A型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール-F型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール-S型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール型エポキシ化合物、臭素化ビスフェノール-A型エポキシ化合物、臭素化ビスフェノール-F型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、臭素化フェノールノボラック型エポキシ化合物、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ナフタレン骨格含有エポキシ化合物、芳香族ポリグリシジルエーテル化合物、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ化合物、脂環式ジグリシジルエーテル化合物、脂肪族ポリグリシジルエーテル化合物、ポリサルファイド型ジグリシジルエーテル化合物、およびビフェノール型エポキシ化合物が挙げられる。
グリシジルエステルとしては、例えばジグリシジルエステル化合物およびグリシジルエステルエポキシ化合物が挙げられる。
グリシジルアミンとしては、例えばポリグリシジルアミン化合物およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ基含有アクリル系樹脂としては、例えばオキシラニルを有するアクリルモノマーの単独重合体および共重合体が挙げられる。
グリシジルアミドとしては、例えばグリシジルアミド型エポキシ化合物が挙げられる。
鎖状脂肪族型エポキシ化合物としては、例えばアルケン化合物の炭素-炭素二重結合を酸化して得られる、エポキシ基を含有する化合物が挙げられる。
環状脂肪族型エポキシ化合物としては、例えばシクロアルケン化合物の炭素-炭素二重結合を酸化して得られる、エポキシ基を含有する化合物が挙げられる。
ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、例えばjER828、jER1001、jER1002、jER1003、jER1004、jER1007、jER1010(いずれも三菱化学(株)製)、エポトートYD-128(東都化成(株)製)、DER-331、DER-332、DER-324(いずれもThe Dow Chemical Company製)、エピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050(いずれもDIC(株)製)、エポミックR-140、エポミックR-301、およびエポミックR-304(いずれも三井化学(社)製)が挙げられる。
ビスフェノールF型エポキシ化合物としては、例えばjER806、jER807、jER4004P(いずれも三菱化学(株)製)、エポトートYDF-170、エポトートYDF-175S、エポトートYDF-2001(いずれも東都化成(株)製)、DER-354(ダウ・ケミカル社製)、エピクロン830、およびエピクロン835(いずれもDIC(株)製)が挙げられる。
ビスフェノール型エポキシ化合物としては、例えば2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパンのエポキシ化物が挙げられる。
水素化ビスフェノール-A型エポキシ化合物としては、例えばサントートST-3000(東都化成(株)製)、リカレジンHBE-100(新日本理化(株)製)、およびデナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製)が挙げられる。
水素化ビスフェノール型エポキシ化合物としては、例えば水素化2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパンのエポキシ化物が挙げられる。
臭素化ビスフェノール-A型エポキシ化合物としては、例えばjER5050、jER5051(いずれも三菱化学(株)製)、エポトートYDB-360、エポトートYDB-400(いずれも東都化成(株)製)、DER-530、DER-538(いずれもThe Dow Chemical Company製)、エピクロン152、およびエピクロン153(いずれもDIC(株)製)が挙げられる。
フェノールノボラック型エポキシ化合物としては、例えばjER152、jER154(いずれも三菱化学(株)製)、YDPN-638(東都化成社製)、DEN431、DEN438(いずれもThe Dow Chemical Company製)、エピクロンN-770(DIC(株)製)、EPPN-201、およびEPPN-202(いずれも日本化薬(株)製)が挙げられる。
クレゾールノボラック型エポキシ化合物としては、例えばjER180S75(三菱化学(株)製)、YDCN-701、YDCN-702(いずれも東都化成社製)、エピクロンN-665、エピクロンN-695(いずれもDIC(株)製)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、およびEOCN-1027(いずれも日本化薬(株)製)が挙げられる。
ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物としては、例えばjER157S70(三菱化学(株)製)、およびエピクロンN-880(DIC(株)製)が挙げられる。
ナフタレン骨格含有エポキシ化合物としては、例えばエピクロンHP-4032、エピクロンHP-4700、エピクロンHP-4770(いずれもDIC(株)製)、およびNC-7000(日本化薬社製)が挙げられる。
芳香族ポリグリシジルエーテル化合物としては、例えばハイドロキノンジグリシジルエーテル(下記式EP-1)、カテコールジグリシジルエーテル(下記式EP-2)レゾルシノールジグリシジルエーテル(下記式EP-3)、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパン(下記式EP-4)、トリス(4-グリシジルオキシフェニル)メタン(下記式EP-5)、jER1031S、jER1032H60(いずれも三菱化学(株)製)、TACTIX-742(The Dow Chemical Company製)、デナコールEX-201(ナガセケムテックス(株)製)、DPPN-503、DPPN-502H、DPPN-501H、NC6000(いずれも日本化薬(株)製)、テクモアVG3101L(三井化学(株)製)、下記式EP-6で表される化合物、および下記式EP-7で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000149

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000150
ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ化合物としては、例えばTACTIX-556(The Dow Chemical Company製)、およびエピクロンHP-7200(DIC(株)製)が挙げられる。
脂環式ジグリシジルエーテル化合物としては、例えばシクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル化合物、およびリカレジンDME-100(新日本理化(株)製)が挙げられる。
脂肪族ポリグリシジルエーテル化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル(下記式EP-8)、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル(下記式EP-9)、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(下記式EP-10)、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(下記式EP-11)、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(下記式EP-12)、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル(下記式EP-13)、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(下記式EP-14)、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(下記式EP-15)、デナコールEX-810、デナコールEX-851、デナコールEX-8301、デナコールEX-911、デナコールEX-920、デナコールEX-931、デナコールEX-211、デナコールEX-212、デナコールEX-313(いずれもナガセケムテックス(株)製)、DD-503((株)ADEKA製)、リカレジンW-100(新日本理化(株)製)、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール(下記式EP-16)、グリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、デナコールEX-313、デナコールEX-611、デナコールEX-321、およびデナコールEX-411(いずれもナガセケムテックス(株)製)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000151

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000152
ポリサルファイド型ジグリシジルエーテル化合物としては、例えばFLDP-50、およびFLDP-60(いずれも東レチオコール(株)製)が挙げられる。
ビフェノール型エポキシ化合物としては、例えばYX-4000、YL-6121H(いずれも三菱化学(株)製)、NC-3000P、およびNC-3000S(いずれも日本化薬(株)製)が挙げられる。
ジグリシジルエステル化合物としては、例えばジグリシジルテレフタレート(下記式EP-17)、ジグリシジルフタレート(下記式EP-18)、ビス(2-メチルオキシラニルメチル)フタレート(下記式EP-19)、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート(下記式EP-20)、下記式EP-21で表される化合物、下記式EP-22で表される化合物、および下記式EP-23で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000153
グリシジルエステルエポキシ化合物としては、例えばjER871、jER872(いずれも三菱化学(株)製)、エピクロン200、エピクロン400(いずれもDIC(株)製)、デナコールEX-711、およびデナコールEX-721(いずれもナガセケムテックス(株)製)が挙げられる。
ポリグリシジルアミン化合物としては、例えばN,N-ジグリシジルアニリン(下記式EP-24)、N,N-ジグリシジル-o-トルイジン(下記式EP-25)、N,N-ジグリシジル-m-トルイジン(下記式EP-26)、N,N-ジグリシジル-2,4,6-トリブロモアニリン(下記式EP-27)、3-(N,N-ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン(下記式EP-28)、N,N,O-トリグリシジル-p-アミノフェノール(下記式EP-29)、N,N,O-トリグリシジル-m-アミノフェノール(下記式EP-30)、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(下記式EP-31)、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン(TETRAD-X(三菱ガス化学(株)製)、下記式EP-32)、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(TETRAD-C(三菱ガス化学(株)製)、下記式EP-33)、1,4-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン(下記式EP-34)、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン(下記式EP-35)、1,4-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン(下記式EP-36)、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)ベンゼン(下記式EP-37)、1,4-ビス(N,N-ジグリシジルアミノ)ベンゼン(下記式EP-38)、2,6-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(下記式EP-39)、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン(下記式EP-40)、2,2’-ジメチル-(N,N,N’,N’-テトラグリシジル)-4,4’-ジアミノビフェニル(下記式EP-41)、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(下記式EP-42)、1,3,5-トリス(4-(N,N-ジグリシジル)アミノフェノキシ)ベンゼン(下記式EP-43)、2,4,4’-トリス(N,N-ジグリシジルアミノ)ジフェニルエーテル(下記式EP-44)、トリス(4-(N,N-ジグリシジル)アミノフェニル)メタン(下記式EP-45)、3,4,3’,4’-テトラキス(N,N-ジグリシジルアミノ)ビフェニル(下記式EP-46)、3,4,3’,4’-テトラキス(N,N-ジグリシジルアミノ)ジフェニルエーテル(下記式EP-47)、下記式EP-48で表される化合物、および下記式EP-49で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000154

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000155

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000156

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000157
オキシラニルを有するモノマーの単独重合体としては、例えばポリグリシジルメタクリレートが挙げられる。オキシラニルを有するモノマーの共重合体としては、例えばN-フェニルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、N-シクロヘキシルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、ベンジルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、ブチルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、(3-エチル-3-オキセタニル)メチルメタクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体、およびスチレン-グリシジルメタクリレート共重合体が挙げられる。
オキシラニルを有するモノマーとしては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびメチルグリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。
オキシラニルを有するモノマーの共重合体におけるオキシラニルを有するモノマー以外の他のモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、iso-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、クロルメチルスチレン、(3-エチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、N-シクロヘキシルマレイミド、およびN-フェニルマレイミドが挙げられる。
グリシジルイソシアヌレートとしては、例えば1,3,5-トリグリシジル-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン(下記式EP-50)、1,3-ジグリシジル-5-アリル-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン(下記式EP-51)、およびグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000158
鎖状脂肪族型エポキシ化合物としては、例えばエポキシ化ポリブタジエン、およびエポリードPB3600((株)ダイセル製)が挙げられる。
環状脂肪族型エポキシ化合物としては、例えば3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート(セロキサイド2021((株)ダイセル製)、下記式EP-52)、2-メチル-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-2’-メチル-3’,4’-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート(下記式EP-53)、2,3-エポキシシクロペンタン-2’,3’-エポキシシクロペンタンエーテル(下記式EP-54)、ε-カプロラクトン変性3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキレート、1,2:8,9-ジエポキシリモネン(セロキサイド3000((株)ダイセル製)、下記式EP-55)、下記式EP-56で表される化合物、CY-175、CY-177、CY-179(いずれもThe Ciba-Geigy Chemical Corp.製(ハンツマン・ジャパン(株)から入手できる。))、EHPD-3150((株)ダイセル製)、および環状脂肪族型エポキシ樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000159
エポキシ化合物は、ポリグリシジルアミン化合物、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、および環状脂肪族型エポキシ化合物の一以上であることが好ましく、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、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、商品名「テクモアVG3101L」、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、N-フェニルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、N,N,O-トリグリシジル-p-アミノフェノール、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、およびクレゾールノボラック型エポキシ化合物の一以上であることが好ましい。
<その他のポリマー>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性や配向性を制御する目的から、ポリアミック酸およびその誘導体以外のポリマーをさらに含有していてもよい。該ポリマーとしては、有機溶剤に可溶であるポリマーが挙げられる。該ポリマーは1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。該ポリマーの含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して0.01~100重量部であることが好ましく、0.1~70重量部であることがより好ましく、0.1~50重量部であることがさらに好ましい。該ポリマーとしては、例えばポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリエポキサイド、ポリエステルポリオール、シリコーン変性ポリウレタン、シリコーン変性ポリエステル、ポリアクリル酸アルキルエステル、ポリメタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリオキシエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシエチレングリコールジメタクリレート、ポリオキシプロピレングリコールジアクリレートおよびポリオキシプロピレングリコールジメタクリレートが挙げられる。
<低分子化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は低分子化合物をさらに含有していてもよい。低分子化合物としては、例えば1)塗布性の向上を望むときにはこの目的に沿った界面活性剤、2)帯電防止の向上を必要とするときは帯電防止剤、3)基板との密着性や耐ラビング性の向上を望むときにはシランカップリング剤やチタン系のカップリング剤、また、4)低温でイミド化を進行させる場合はイミド化触媒が挙げられる。低分子化合物の含有量は、上記の観点から、ポリアミック酸またはその誘導体100重量部に対して0.1~50重量部であることが好ましく、0.1~40重量部であることがより好ましく、0.1~20重量部であることがさらに好ましい。
シランカップリング剤には、エポキシ化合物の例として挙げたエポキシ基を含有するシラン化合物も含まれる。基板との密着性や耐ラビング性の向上に加え、電気特性を長期に安定させる目的で、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を本発明の液晶配向剤に添加してもよい。
シランカップリング剤としては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリエトキシシラン、メタアミノフェニルトリメトキシシラン、メタアミノフェニルトリエトキシシラン、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-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N-(1,3-ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロピルアミン、およびN,N’-ビス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミンが挙げられ、エポキシ基を含有するシランカップリング剤としては、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが挙げられる。
好ましいシランカップリング剤として、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、および3-アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
イミド化触媒としては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族アミン類;N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、メチル置換アニリン、ヒドロキシ置換アニリン等の芳香族アミン類;ピリジン、メチル置換ピリジン、ヒドロキシ置換ピリジン、キノリン、メチル置換キノリン、ヒドロキシ置換キノリン、イソキノリン、メチル置換イソキノリン、ヒドロキシ置換イソキノリン、イミダゾール、メチル置換イミダゾール、ヒドロキシ置換イミダゾール等の環式アミン類が挙げられる。イミド化触媒は、N,N-ジメチルアニリン、o-ヒドロキシアニリン、m-ヒドロキシアニリン、p-ヒドロキシアニリン、o-ヒドロキシピリジン,m-ヒドロキシピリジン、p-ヒドロキシピリジン、およびイソキノリンから選ばれる1種または2種以上であることが好ましい。
<溶剤>
本発明の配向剤は、ポリアミック酸またはその誘導体を溶剤に溶解した溶液である。この溶剤は公知のポリアミック酸の製造や使用において用いられている溶剤から、使用目的に応じて適宜選択することができる。これらの溶剤を例示すれば以下のとおりである。
非プロトン性極性有機溶剤の例としては、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルイミダゾリジノン、N-メチルカプロラクタム、N-メチルプロピオンアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド(DMAc)、およびγ-ブチロラクトン(GBL)等のラクトンが挙げられる。
上記以外の溶剤であって、塗布性改善等を目的とした溶剤の好ましい例としては、乳酸アルキル、3-メチル-3-メトキシブタノール、テトラリン、イソホロン、エチレングリコールモノアルキルエーテル(例:エチレングリコールモノブチルエーテル(BC))、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル(例:ジエチレングリコールモノエチルエーテル)、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル(例:プロピレングリコールモノブチルエーテル)、マロン酸ジアルキル(例:マロン酸ジエチル)、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル(例:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル)、およびこれらグリコールモノエーテル類のエステル化合物が挙げられる。これらの内、NMP、ジメチルイミダゾリジノン、GBL、BCS、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい。
本発明の配向剤中のポリマーの濃度は、0.1~40重量%であることが好ましく、1~10重量%であることがより好ましい。この配向剤を基板に塗布するに当たって膜厚の調整が必要とされる場合には、予め溶剤により希釈して含有ポリマーの濃度を調整することができる。
本発明の液晶配向剤の粘度は、塗布する方法、ポリアミック酸またはその誘導体の濃度、使用するポリアミック酸またはその誘導体の種類、溶剤の種類と割合によって好ましい範囲が異なる。例えば、印刷機による塗布の場合は5~100mPa・s(より好ましくは10~80mPa・s)である。5mPa・sより小さいと十分な膜厚を得ることが難しくなり、100mPa・sを超えると印刷ムラが大きくなることがある。スピンコートによる塗布の場合は5~200mPa・s(より好ましくは10~100mPa・s)が適している。インクジェット塗布装置を用いて塗布する場合は5~50mPa・s(より好ましくは5~20mPa・s)が適している。液晶配向剤の粘度は回転粘度測定法により測定され、例えば回転粘度計(東機産業製TVE-20L型)を用いて測定(測定温度:25℃)される。
<液晶配向膜>
本発明の液晶配向膜は、通常の液晶配向膜の作製と同様に、液晶表示素子における基板に本発明の液晶配向剤を塗布することによって形成することができる。前記基板には、ITO(Indium TinOxide)、IZO(In-ZnO)、IGZO(In-Ga-ZnO)電極等の電極やカラーフィルタ等が設けられていてもよいガラス製の基板が挙げられる。また、液晶配向剤を塗布する方法としては、スピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法等が一般に知られている。
<液晶配向膜の製造工程>
前記加熱乾燥工程は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。加熱乾燥工程は溶剤の蒸発が可能な範囲内の温度で実施することが好ましく、加熱焼成工程における温度に対して比較的低い温度で実施することがより好ましい。具体的には加熱乾燥温度は30℃~150℃の範囲であること、さらには50℃~120℃の範囲であることが好ましい。
前記加熱焼成工程は、前記ポリアミック酸またはその誘導体が脱水・閉環反応を呈するのに必要な条件で行うことができる。前記塗膜の焼成は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法も本発明において同様に適用可能である。一般に100~300℃程度の温度で1分間~3時間行うことが好ましく、120~280℃がより好ましく、150~250℃がさらに好ましい。
光配向法による本発明の液晶配向膜の形成方法について、詳細に説明する。光配向法を用いた本発明の液晶配向膜は、塗膜を加熱乾燥した後、放射線の直線偏光または無偏光を照射することにより、塗膜に異方性を付与し、その膜を加熱焼成することにより形成することができる。または、塗膜を加熱乾燥し、加熱焼成した後に、放射線の直線偏光または無偏光を照射することにより形成する事ができる。配向性の点から、放射線の照射工程は加熱焼成工程前に行うのが好ましい。
さらに、液晶配向膜の液晶配向能を上げるために、塗膜を加熱しながら放射線の直線偏光または無偏光を照射することもできる。放射線の照射は、塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で行ってもよく、加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に行ってもよい。該工程における加熱乾燥温度は、30℃~150℃の範囲であること、さらには50℃~120℃の範囲であることが好ましい。また該工程における加熱焼成温度は、30℃~300℃の範囲であること、さらには50℃~250℃の範囲であることが好ましい。
放射線としては、例えば150~800nmの波長の光を含む紫外線または可視光を用いることができるが、300~400nmの光を含む紫外線が好ましい。また、直線偏光または無偏光を用いることができる。これらの光は、前記塗膜に液晶配向能を付与することができる光であれば特に限定されないが、液晶に対して強い配向規制力を発現させたい場合、直線偏光が好ましい。
本発明の液晶配向膜は、低エネルギーの光照射でも高い液晶配向能を示すことができる。前記放射線照射工程における直線偏光の照射量は0.05~20J/cm2であることが好ましく、0.5~10J/cm2がより好ましい。また直線偏光の波長は200~400nmであることが好ましく、300~400nmであることがより好ましい。直線偏光の膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、液晶に対する強い配向規制力を発現させたい場合、膜表面に対してなるべく垂直であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。また、本発明の液晶配向膜は、直線偏光を照射することにより、直線偏光の偏光方向に対して垂直な方向に液晶を配向させることができる。
プレチルト角を発現させたい場合に前記膜に照射する光は、前述同様直線偏光であっても無偏光であってもよい。プレチルト角を発現させたい場合に前記膜に照射される光の照射量は0.05~20J/cm2であることが好ましく、0.5~10J/cm2が特に好ましく、その波長は250~400nmであることが好ましく、300~380nmが特に好ましい。プレチルト角を発現させたい場合に前記膜に照射する光の前記膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、30~60度であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。
放射線の直線偏光または無偏光を照射する工程に使用する光源には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Deep UVランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、エキシマランプ、KrFエキシマレーザー、蛍光ランプ、LEDランプ、ナトリウムランプ、マイクロウェーブ励起無電極ランプ、などを制限なく用いることができる。
本発明の液晶配向膜は、前述した工程以外の他の工程をさらに含む方法によって好適に得られる。例えば、本発明の液晶配向膜は焼成または放射線照射後の膜を洗浄液で洗浄する工程は必須としないが、他の工程の都合で洗浄工程を設けることができる。
洗浄液による洗浄方法としては、ブラッシング、ジェットスプレー、蒸気洗浄または超音波洗浄等が挙げられる。これらの方法は単独で行ってもよいし、併用してもよい。洗浄液としては純水または、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の各種アルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類を用いることができるが、これらに限定されるものではない。もちろん、これらの洗浄液は十分に精製された不純物の少ないものが用いられる。このような洗浄方法は、本発明の液晶配向膜の形成における前記洗浄工程にも適用することができる。
本発明の液晶配向膜の液晶配向能を高めるために、加熱焼成工程の前後、ラビング工程の前後、または、偏光または無偏光の放射線照射の前後に、熱や光によるアニール処理を用いることができる。該アニール処理において、アニール温度が30~180℃、好ましくは50~150℃であり、時間は1分~2時間が好ましい。また、アニール処理に使用するアニール光には、UVランプ、蛍光ランプ、LEDランプなどが挙げられる。光の照射量は0.3~10J/cm2であることが好ましい。
本発明の液晶配向膜の膜厚は、特に限定されないが、10~300nmであることが好ましく、30~150nmであることがより好ましい。本発明の液晶配向膜の膜厚は、段差計やエリプソメータ等の公知の膜厚測定装置によって測定することができる。
本発明の液晶配向膜は特に大きな配向の異方性を持つことを特徴とする。このような異方性の大きさは特開2005-275364等に記載の偏光IRを用いた方法で評価する事ができる。また以下の実施例に示すようにエリプソメトリーを用いた方法によっても評価することができる。本発明の配向膜を液晶組成物用配向膜として使用した場合、より大きな膜の異方性を持つ材料が液晶組成物に対し大きな配向規制力を持つと考えられる。
本発明の液晶配向膜は、液晶ディスプレイ用の液晶組成物の配向用途以外に、光学補償材やその他すべての液晶材料の配向制御に用いることができる。また本発明の配向膜は大きな異方性を有するので、単独で光学補償材用途に使用することができる。
<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、一対の基板と、液晶分子を含有し、前記一対の基板の間に形成される液晶層と、液晶層に電圧を印加する電極と、前記液晶分子を所定の方向に配向させる液晶配向膜とを有する。前記液晶配向膜には前述の本発明の液晶配向膜が用いられる。
基板には、本発明の液晶配向膜で前述したガラス製の基板を用いることができ、前記電極には、本発明の液晶配向膜で前述したようにガラス製の基板に形成されるITO、IZO、IGZO電極を用いることができる。
液晶層は、前記一対の基板の一方の基板における液晶配向膜が形成されている面が他方の基板に向かうように対向する一対の基板間の隙間に密封される液晶組成物によって形成される。
液晶組成物には、特に制限はなく、誘電率異方性が正または負の各種の液晶組成物を用いることができる。誘電率異方性が正の好ましい液晶組成物には、特許第3086228号公報、特許第2635435号公報、特表平5-501735公報、特開平8-157826公報、特開平8-231960公報、特開平9-241644公報(EP885272A1明細書)、特開平9-302346公報(EP806466A1明細書)、特開平8-199168公報(EP722998A1明細書)、特開平9-235552公報、特開平9-255956公報、特開平9-241643公報(EP885271A1明細書)、特開平10-204016公報(EP844229A1明細書)、特開平10-204436公報、特開平10-231482公報、特開2000-087040公報、特開2001-48822公報等に開示されている液晶組成物が挙げられる。
誘電率異方性が負の好ましい液晶組成物には、特開昭57-114532公報、特開平2-4725公報、特開平4-224885公報、特開平8-40953公報、特開平8-104869公報、特開平10-168076公報、特開平10-168453公報、特開平10-236989公報、特開平10-236990公報、特開平10-236992公報、特開平10-236993公報、特開平10-236994公報、特開平10-237000公報、特開平10-237004公報、特開平10-237024公報、特開平10-237035公報、特開平10-237075公報、特開平10-237076公報、特開平10-237448公報(EP967261A1明細書)、特開平10-287874公報、特開平10-287875公報、特開平10-291945公報、特開平11-029581公報、特開平11-080049公報、特開2000-256307公報、特開2001-019965公報、特開2001-072626公報、特開2001-192657公報等に開示されている液晶組成物が挙げられる。
誘電率異方性が正または負の液晶組成物に1種以上の光学活性化合物を添加して使用することも何ら差し支えない。
本発明の液晶表示素子は、一対の基板の少なくとも一方に本発明の液晶配向膜を形成し、得られた一対の基板を、液晶配向膜を内向きにスペーサーを介して対向させ、基板間に形成された隙間に液晶組成物を封入して液晶層を形成することによって得られる。本発明の液晶表示素子における製造には、必要に応じて基板に偏光フィルムを貼り付ける等のさらなる工程が含まれていてもよい。
本発明の液晶表示素子は、種々の電界方式用の液晶表示素子を形成することができる。このような電界方式用の液晶表示素子には、前記基板の表面に対して水平方向に前記電極が前記液晶層に電圧を印加する横電界方式用の液晶表示素子や、前記基板の表面に対して垂直方向に前記電極が前記液晶層に電圧を印加する縦電界方式用の液晶表示素子が挙げられる。
本発明の液晶配向剤を原料として作製される液晶配向膜は、その原料であるポリマーを適宜選択することにより、種々の表示駆動方式の液晶表示素子に適用させることができる。
本発明の液晶表示素子は、前述した構成要素以外の要素をさらに有していてもよい。このような他の構成要素として、本発明の液晶表示素子には、偏光板(偏光フィルム)、波長板、光散乱フィルム、駆動回路等の、液晶表示素子に通常使用される構成要素が実装されてもよい。
以下、本発明を実施例により説明する。なお、実施例において用いる評価法および化合物は次の通りである。
<液晶配向膜の評価法>
1.透過率
後述する液晶配向膜が形成された基板の透過率を測定し、380nm~780nmの吸光度の平均値を算出した。紫外可視分光光度計には紫外可視分光光度計V-660(日本分光株式会社製)を使用した。
2.体積抵抗測定
後述する液晶配向膜が形成された基板の体積抵抗値を測定した。測定装置には ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式会社ADVANTEST製)を使用した。
<テトラカルボン酸二無水物>
酸二無水物(A1):ピロメリット酸二無水物(AN-3-2)
酸二無水物(A2):1,8-ビス(3,4-ジカルボン酸フェニル)オクタン酸二無水物(AN-4-17(m=8))
酸二無水物(A3):1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(AN-2-1)
酸二無水物(A4):アゾベンゼン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(VII-3)
酸二無水物(A5):ブタンテトラカルボン酸二無水物(AN-1-1)
酸二無水物(A6):1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(AN-3-1)
酸二無水物(A7):3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(AN-c)
酸二無水物(A8):エチレンジアミン四酢酸二無水物(AN-1-13)
酸二無水物(A9):5,5’-p-フェニレンビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)(AN-16-14)
酸二無水物(A10):3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物 (AN-4-21)
<ジアミン>
ジアミン(D1):4,4’-ジアミノアゾベンゼン(VII-1-1)
ジアミン(D2):4,4’-ジアミノスチルベン(VI-1-1)
ジアミン(D3):4,4’-ジアミノジフェニル-1,4-ブタジイン(II-1-1)
ジアミン(D4):4,4’-ジアミノジフェニルエタン(DI-5-1(m=2))
ジアミン(D5):4,4’-ジアミノジフェニルブタン(DI-5-1(m=4))
ジアミン(D6):4,4’-ジアミノジフェニルヘキサン(DI-5-1(m=6))
ジアミン(D7):4,4’-ジアミノジフェニルオクタン(DI-5-1(m=8))
ジアミン(D8):4,4’-ジアミノジフェニルメタン(DI-5-1(m=1))
ジアミン(D9):2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(DI-5-5)
ジアミン(D10):N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエチレンジアミン(DI-5-29(k=2))
ジアミン(D11):4,4’-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)ピペラジン(DI-9-1)
ジアミン(D12):1,4-シクロヘキサンジアミン(DI-2-1)
ジアミン(D13):1,6-ジアミノへキサン(DI-1-3)
ジアミン(D14):1,4-フェニレンジアミン(DI-4-1)
ジアミン(D15):1,8-ジアミノオクタン(DI-1(m=8))
ジアミン(D16):3-アミノ-5-(4-ドデシルベンジル)フェニルアミン(DI-13-2(R34=-C1225))
ジアミン(D17):1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ブチルシクロヘキサン (DI-16-2(R40=-C))
ジアミン(D18):1,1-ビス((アミノフェノキシ)フェニル)-4-(n-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキサン (DI-16-4(R41が-C11))
ジアミン(D19):3,5-ジアミノ-N-((ジヒドロキシメチル)メチル)ベンズアミド(DI-4-12)
ジアミン(D20):3,5-ジアミノ-N-((トリヒドロキシメチル)メチル)ベンズアミド(DI-4-13)
モノアミン(M1):アニリン
<溶剤>
N-メチル-2-ピロリドン:NMP
ブチルセロソルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル):BC
<添加剤>
添加剤(Ad1):3-アミノプロピルトリエトキシシラン
添加剤(Ad2):ビス[4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル]メタン
添加剤(Ad3):1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン
添加剤(Ad4):2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
<1.ポリアミック酸の合成>
[合成例1]
温度計、攪拌機、原料投入口および窒素ガス導入口を備えた100mLの四つ口フラスコにジアミン(D1)1.61g、ジアミン(D5)1.14g、および脱水NMP50gを入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。次いで酸二無水物(A2)3.85gおよび脱水NMP24gを入れ、室温で24時間攪拌を続けた。この反応溶液にBC20gを加えて、ポリマー固形分濃度が6重量%のポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液をPA1とする。PA1に含まれるポリアミック酸の粘度は10mPa・s、重量平均分子量は22,000であった。
ポリアミック酸の重量平均分子量は、2695セパレーションモジュール・2414示差屈折計(Waters製)を用いてGPC法により測定し、ポリスチレン換算することにより求めた。得られたポリアミック酸をリン酸-DMF混合溶液(リン酸/DMF=0.6/100:重量比)で、ポリアミック酸濃度が約2重量%になるように希釈した。カラムはHSPgel RT MB-M(Waters製)を使用し、前記混合溶液を展開剤として、カラム温度50℃、流速0.40mL/minの条件で測定を行った。標準ポリスチレンは東ソー(株)製TSK標準ポリスチレンを用いた。
ポリアミック酸溶液の粘度は、粘度計(東機産業社製、TV-22)を用いて、25℃で測定した。
[合成例2~36]
表1~3に示したようにテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを変更した以外は、合成例1に準拠してポリマー固形分濃度が6重量%のポリアミック酸溶液(PA2)~(PA36)を調製した。この内合成例27、29、32、および33は表1に示したように、それぞれAd1~Ad4を添加し、調製した。詳しくは、合成例1に準拠して、表1に示したテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを用いて調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液に、合成例27においては添加剤Ad1をポリマー重量当たり10重量%の割合で、合成例29においては添加剤Ad2をポリマー重量当たり20重量%の割合で、合成例32においては添加剤Ad3をポリマー重量当たり5重量%の割合で、合成例33においては添加剤Ad4をポリマー重量当たり15重量%の割合で添加し、調製を行った。得られたポリアミック酸の粘度および重量平均分子量の測定結果を、合成例1の結果を含めて表1~3にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000160
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000161
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000162
<2.透過率評価用基板の作製>
[実施例1]
合成例1で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA1)および合成例18で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA18)をPA1:PA18=30:70(重量比)になるように混合し、NMP/BC=4/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリマー固形分濃度4重量%に希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて下記の通り透過率評価用基板を作製した。
<透過率評価用基板の作製方法>
液晶配向剤をガラス基板にスピンナー(ミカサ株式会社製、スピンコーター(1H-DX2))にて塗布した。なお、以降の実施例、比較例をも含めて、液晶配向剤の粘度に応じてスピンナーの回転速度を調整し、配向膜が下記の膜厚になるようにした。塗膜後、ホットプレート(アズワン株式会社製、ECホットプレート(EC-1200N))上で80℃にて2分間加熱乾燥した後、ウシオ電機(株)製マルチライトML-501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT-150(受光器UVD-S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで5.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整した。紫外線の照射は、装置全体を紫外線防止フィルムで覆い、室温、空気中で行った。次いで、クリーンオーブン(エスペック株式会社製、クリーンオーブン(PVHC-231))中で、230℃にて15分間加熱処理して、膜厚100±10nmの配向膜を形成した。
<透過率の評価>
配向膜の透過率をUV-Visスペクトル測定装置(日本分光(株)製V-660)を用いて測定した。配向膜を形成していないガラス基板をリファレンスとした。測定は波長380~780nmの範囲を、400nm/minの走査速度で1nm毎に行った。前記波長領域での透過率の平均値を配向膜の透過率とした。この値が大きいほど透過率は良好であると言える。
[実施例2~36]および[比較例1~4]
重合体として表4および5に示すポリアミック酸およびその割合を変更した以外は、実施例1に準拠して、透過率評価用基板を作製し、透過率の測定を行った。測定結果を実施例1と併せて表4および5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000163
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000164
同じ厚さの膜で比較したとき、比較例1~4は液晶配向膜中のアゾベンゼン構造の含有率が大きいために、透過率は著しく劣る。実施例1~36の本発明の配向膜の透過率は良好で、着色が少ないことが分かる。
<3.体積抵抗評価用基板の作製>
[実施例37]
合成例1で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA1)および合成例18で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA18)をPA1:PA18=30:70(重量比)になるように混合し、NMP/BC=4/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリマー固形分濃度4重量%に希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて下記の通り体積抵抗評価用基板を作製した。
<体積抵抗評価用基板の作製方法>
液晶配向剤をITO蒸着基板にスピンナー(ミカサ株式会社製、スピンコーター(1H-DX2))にて塗布した。なお、以降の実施例、比較例をも含めて、液晶配向剤の粘度に応じてスピンナーの回転速度を調整し、配向膜が下記の膜厚になるようにした。塗膜後、ホットプレート(アズワン株式会社製、ECホットプレート(EC-1200N))上で80℃にて2分間加熱乾燥した後、ウシオ電機(株)製マルチライトML-501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT-150(受光器UVD-S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで5.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整した。紫外線の照射は、装置全体を紫外線防止フィルムで覆い、室温、空気中で行った。次いで、クリーンオーブン(エスペック株式会社製、クリーンオーブン(PVHC-231))中で、230℃にて15分間加熱処理して、膜厚300±10nmの配向膜を形成した。次いで配向膜を形成したITO蒸着基板上に真空蒸着機でアルミを蒸着させ、上部電極を形成させた(電極面積0.2927cm)。このとき電極面積が一定になるようにマスクを施した。これによって、配向膜をITOとアルミではさんだ状態とし、体積抵抗評価用基板を作製した。
<体積抵抗値の評価>
ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式会社ADVANTEST製)を用いて、作製した体積抵抗評価用基板に3Vの電圧を印加し、5分後の電流値から体積抵抗値を算出した。長期駆動による光のストレスを基板に与えたときの体積抵抗値と光のストレスなしの体積抵抗値とを比較するために、測定時に光を照射しないDARK状態と、LEDによって測定基板に8,000cd/cmの光を照射しながら測定を行うLIGHT状態の2つの測定を行った。この2つの測定値の変化度をDARK/LIGHTとし、フリッカが発生しやすいか、発生しにくいかの基準とする。DARK/LIGHTが小さいほどフリッカは発生しにくく、DARK/LIGHTが大きいほどフリッカは発生しやすいと判断する。評価結果を表6-1に示す。
[実施例38~72]
重合体として表6-1に示すポリアミック酸およびその割合を変更した以外は、実施例37に準拠して体積抵抗評価用基板を作製し、体積抵抗値の評価を行った。評価結果を実施例37と併せて表6-1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000165
[実施例73]
合成例1で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA1)および合成例19で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA19)をPA1:PA12=30:70(重量比)になるように混合し、NMP/BC=4/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリマー固形分濃度4重量%に希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて下記の通り体積抵抗評価用基板を作製した。
液晶配向剤をITO蒸着基板にスピンナー(ミカサ株式会社製、スピンコーター(1H-DX2))にて塗布した。なお、以降の実施例、比較例をも含めて、液晶配向剤の粘度に応じてスピンナーの回転速度を調整し、配向膜が下記の膜厚になるようにした。塗膜後、ホットプレート(アズワン株式会社製、ECホットプレート(EC-1200N))上で80℃にて2分間加熱乾燥した後、ウシオ電機(株)製UVランプ(UVL-1500M2-N1)を用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT-150(受光器UVD-S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで5.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整した。紫外線の照射は、装置全体を紫外線防止フィルムで覆い、室温、空気中で行った。次いで、クリーンオーブン(エスペック株式会社製、クリーンオーブン(PVHC-231))中で、230℃にて15分間加熱処理して、膜厚300±10nmの配向膜を形成した。最後に、加熱後の基板をクリーンオーブン中で、120℃にて30分間の加熱アニールを行った。次いで配向膜を形成したITO蒸着基板上に真空蒸着機でアルミを蒸着させ、上部電極を形成させた(電極面積0.2927cm)。このとき電極面積が一定になるようにマスクを施した。これによって、配向膜をITOとアルミではさんだ状態とし、体積抵抗評価用基板を作製した。体積抵抗値の評価は実施例37に準拠して行った。
[実施例74~78]
重合体として表6-2に示すポリアミック酸およびその割合を変更した以外は、実施例73に準拠して、体積抵抗評価用基板を作製し、体積抵抗値の評価を行った。評価結果を実施例73と併せて表6-2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000166
[実施例79]
合成例1で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA1)および合成例19で調製したポリマー固形分濃度6重量%のポリアミック酸溶液(PA19)をPA1:PA12=30:70(重量比)になるように混合し、NMP/BC=4/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリマー固形分濃度4重量%に希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて下記の通り体積抵抗評価用基板を作製した。
液晶配向剤をITO蒸着基板にスピンナー(ミカサ株式会社製、スピンコーター(1H-DX2))にて塗布した。なお、以降の実施例、比較例をも含めて、液晶配向剤の粘度に応じてスピンナーの回転速度を調整し、配向膜が下記の膜厚になるようにした。塗膜後、ホットプレート(アズワン株式会社製、ECホットプレート(EC-1200N))上で80℃にて2分間加熱乾燥した後、ウシオ電機(株)製マルチライトML-501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT-150(受光器UVD-S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで5.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整した。紫外線露光中、基板の温度は50℃に加熱した。紫外線の照射は、装置全体を紫外線防止フィルムで覆い、室温、空気中で行った。次いで、クリーンオーブン(エスペック株式会社製、クリーンオーブン(PVHC-231))中で、230℃にて15分間加熱処理して、膜厚300±10nmの配向膜を形成した。次いで配向膜を形成したITO蒸着基板上に真空蒸着機でアルミを蒸着させ、上部電極を形成させた(電極面積0.2927cm)。このとき電極面積が一定になるようにマスクを施した。これによって、配向膜をITOとアルミではさんだ状態とし、体積抵抗評価用基板を作製した。体積抵抗値の評価は実施例37に準拠して行った。
[実施例80~84]
重合体として表6-3に示すポリアミック酸およびその割合を変更した以外は、実施例80に準拠して、体積抵抗評価用基板を作製し、体積抵抗値の評価を行った。評価結果を実施例80と併せて表6-3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000167
[比較例5~8]
重合体として表7に示すポリアミック酸およびその割合を変更した以外は、実施例37に準拠して、体積抵抗評価用基板を作製し、体積抵抗値の評価を行った。評価結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000168
実施例37~84と比較例5~8の結果から、本発明の液晶配向膜を液晶表示素子に使用することにより、長期駆動による光ストレスに強い、すなわちフリッカの発生を抑制できることが分った。
このように、本発明の配向膜を液晶表示素子用の配向膜に応用した場合、該配向膜の透過率が高いことから、液晶表示素子の透過率を上げることができ、かつ、フリッカの発生を抑えることができることから、実用に耐えうる十分な特性を有している。
本発明の液晶配向剤を使用すれば、液晶配向性や電圧保持率などの諸特性を維持しつつ、透過率が高く、長時間駆動してもフリッカの発生が小さい液晶表示素子を提供し得る液晶配向膜を形成することができる。そして、この光配向膜を有する表示特性に優れた液晶表示素子を提供することができる。

Claims (20)

  1. 〔A〕テトラカルボン酸二無水物およびジアミンを反応させて得られる光反応性構造を有するポリアミック酸またはその誘導体であって、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンが、下記式(I)~(VII)で表される化合物の群から選ばれる、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンの少なくとも1つを含む、ポリアミック酸またはその誘導体、および
    〔B〕光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有さないジアミンを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体
    を含有する、光配向用液晶配向剤:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    式(I)~(VII)において、RおよびRは独立して-NH2を有する1価の有機基または-CO-O-CO-を有する1価の有機基であり、Rは芳香環を有する2価の有機基である。
  2. 〔A〕において、光反応性構造が、ポリアミック酸またはその誘導体の主鎖に存在する、請求項1に記載の光配向用液晶配向剤。
  3. 〔A〕において、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンが、下記式(I-1)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(IV-2)、(V-1)、(VI-1)、および(VII-1)~(VII-3)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1または2に記載の光配向用液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    式(I-1)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(V-1)、(VI-1)、(VII-1)および(VII-2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
    式(VII-1)において、Rは独立して-CH、-OCH、-CF、または-COOCHであり、そして、bは独立して0~2の整数である。
  4. 〔A〕において、光反応性構造を有するテトラカルボン酸二無水物および光反応性構造を有するジアミンが、下記式(II-1-1)、(VI-1-1)、(VII-1-1)、および(VII-3)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項3に記載の光配向用液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  5. 〔A〕および〔B〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN-I)~(AN-VII)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1~4のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤:
    式(AN-I)、(AN-IV)および(AN-V)において、Xは独立して単結合または-CH-であり;
    式(AN-II)において、Gは単結合、炭素数1~20のアルキレン、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-C(CH-、または-C(CF-であり;
    式(AN-II)~(AN-IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    これらの基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられてもよく;
    式(AN-III)~(AN-V)において、環Aは炭素数3~10の単環式炭化水素の基または炭素数6~30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく;
    式(AN-VI)において、X10は炭素数2~6のアルキレンであり、Meはメチルを表し、Phはフェニルを表し;
    式(AN-VII)において、G10は独立して-O-、-COO-または-OCO-であり、そして、rは独立して0または1である。
  6. 〔A〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が下記式(AN-2-1)、(AN-3-2)および(AN-4-17)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項5に記載の光配向用液晶配向剤:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    式(AN-4-17)において、mは1~12の整数である。
  7. 〔A〕および〔B〕において、光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI-1)~(DI-17)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1~6のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    式(DI-1)において、mは1~12の整数であり;
    (DI-3)および(DI-5)~(DI-7)においてG21は独立して単結合、-NH-、-O-、-S-、-S-S-、-SO-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH-、-C(CF-、-(CHm’-、-O-(CHm’-O-、-N(CH)-(CH-N(CH)-、または-S-(CHm’-S-であり、m’は独立して1~12の整数であり、kは1~5の整数であり;
    (DI-6)および(DI-7)において、G22は独立して単結合、-O-、-S-、-CO-、-C(CH-、-C(CF-、または炭素数1~10のアルキレンであり;
    式(DI-2)~(DI-7)中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、-F、-CH、-OH、-CF、-COH、-CONH、またはベンジルで置き換えられていてもよく、加えて式(DI-4)においてベンゼン環の少なくとも1つの水素は、下記式(DI-4-a)~(DI-4-c)で置き換えられていてもよく、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    式(DI-4-a)および(DI-4-b)において、R20は独立して水素または-CHであり;
    式(DI-2)~(DI-7)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、
    シクロヘキサン環またはベンゼン環への-NHの結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置であり;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    式(DI-8)において、R21およびR22は独立して炭素数1~3のアルキルまたはフェニルであり、G23は独立して炭素数1~6のアルキレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、wは1~10の整数であり;
    式(DI-9)において、R23は独立して炭素数1~5のアルキル、炭素数1~5のアルコキシまたは-Clであり、pは独立して0~3の整数であり、qは0~4の整数であり;
    式(DI-10)において、R24は水素、炭素数1~4のアルキル、フェニル、またはベンジルであり;
    式(DI-11)において、G24は-CH-または-NH-であり;
    式(DI-12)において、G25は単結合、炭素数2~6のアルキレンまたは1,4-フェニレンであり、rは0または1であり;
    式(DI-12)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
    式(DI-9)、(DI-11)および(DI-12)において、ベンゼン環に結合する-NHの結合位置は任意の位置であり;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    式(DI-13)において、G26は単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CHO-、-OCH-、-CFO-、-OCF-、または-(CHm’-であり、m’は1~12の整数であり、
    25は炭素数3~20のアルキル、フェニル、シクロヘキシル、ステロイド骨格を有する基、または下記の式(DI-13-a)で表される基であり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は-Fで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH2-は-O-で置き換えられていてもよく、このフェニルの水素は、-F、-CH、-OCH、-OCHF、-OCHF、-OCF、炭素数3~20のアルキル、または炭素数3~20のアルコキシで置き換えられていてもよく、このシクロヘキシルの水素は炭素数3~20のアルキルまたは炭素数3~20のアルコキシで置き換えられていてもよく、ベンゼン環に結合する-NHの結合位置はその環において任意の位置であることを示し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    式(DI-13-a)において、G27、G28およびG29は結合基を表し、これらは独立して単結合、または炭素数1~12のアルキレンであり、このアルキレン中の1以上の-CH-は-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-で置き換えられていてもよく、
    環B21、環B22、環B23、および環B24は独立して1,4-フェニレン、1,4-シクロへキシレン、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ナフタレン-1,4-ジイル、ナフタレン-1,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、ナフタレン-2,7-ジイル、またはアントラセン-9,10-ジイルであり、
    環B21、環B22、環B23、および環B24において、少なくとも1つの水素は-Fまたは-CHで置き換えられてもよく、
    s,tおよびuは独立して0~2の整数であり、これらの合計は1~5であり、
    s,tまたはuが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なってもよく、2つの環は同じであっても異なっていてもよく、
    26は-F、-OH、炭素数1~30のアルキル、炭素数1~30のフッ素置換アルキル、炭素数1~30のアルコキシ、-CN、-OCHF、-OCHF、または-OCFであり、この炭素数1~30のアルキルの少なくとも1つの-CH-は下記式(DI-13-b)で表される2価の基で置き換えられていてもよく、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    式(DI-13-b)において、R27およびR28は独立して炭素数1~3のアルキルであり、vは1~6の整数であり;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    式(DI-14)および式(DI-15)において、G30は独立して単結合、-CO-または-CH2-であり、R29は独立して水素または-CHであり、R30は水素、炭素数1~20のアルキル、または炭素数2~20のアルケニルであり;
    式(DI-15)におけるベンゼン環の1つの水素は、炭素数1~20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよく;
    式(DI-14)および式(DI-15)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、ベンゼン環に結合する-NHはその環における結合位置が任意であることを示し;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
    式(DI-16)および式(DI-17)において、G31は独立して-O-または炭素数1~6のアルキレンであり、G32は単結合または炭素数1~3のアルキレンであり、R31は水素または炭素数1~20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの-CH2-は、-O-で置き換えられてもよく、R32は炭素数6~22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1~22のアルキルであり、環B25は1,4-フェニレンまたは1,4-シクロヘキシレンであり、rは0または1であり、そして、ベンゼン環に結合する-NHはその環における結合位置が任意であることを示す。
  8. 〔A〕において、光反応性構造を有さないジアミンが下記式(DI-5-1)で表される化合物の少なくとも1つである、請求項7に記載の光配向用液晶配向剤:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
    式(DI-5-1)において、mは1~12の整数である。
  9. 〔B〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN-1-1)、(AN-1-13)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-3-2)、(AN-4-5)、(AN-4-21)、(AN-5-1)、および(AN-16-1)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つであり、光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-5)、(DI-5-9)、(DI-5-12)、(DI-5-27)~(DI-5-30)、(DI-7-3)、(DI-8-1)、および(DI-9-1)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1~8のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
    式(DI-5-1)、(DI-5-12)および(DI-7-3)において、mは1~12の整数であり;
    式(DI-5-29)において、kは1~5の整数であり:そして、
    式(DI-7-3)において、nは1または2である。
  10. 〔B〕において、光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN-1-1)、(AN-1-13)、(AN-2-1)、(AN-3-1)、(AN-3-2)、および(AN-4-5)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つであり、光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI-1-3)、(DI-2-1)、(DI-4-1)、(DI-5-1)、(DI-5-5)、(DI-5-29)、および(DI-9-1)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項9に記載の光配向用液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
    式(DI-5-1)において、mは1~12の整数であり;そして、
    式(DI-5-29)において、kは1~5の整数である。
  11. アルケニル置換ナジイミド化合物、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物、オキサジン化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、およびシランカップリング剤からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つをさらに含有する、請求項1~10のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
  12. アルケニル置換ナジイミド化合物が、ビス{4-(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、N,N’-m-キシリレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)、およびN,N’-ヘキサメチレン-ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド)からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項11に記載の光配向用液晶配向剤。
  13. ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物が、N,N’-エチレンビスアクリルアミド、N,N’-(1,2-ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミド、エチレンビスアクリレート、および4,4’-メチレンビス(N,N―ジヒドロキシエチレンアクリレートアニリン)からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項11に記載の液晶配向剤。
  14. エポキシ化合物が、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、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、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-([2,3-エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパン、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、N-フェニルマレイミド-グリシジルメタクリレート共重合体、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、および3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項11に記載の液晶配向剤。
  15. シランカップリング剤が、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシランおよび3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つである、請求項11に記載の液晶配向剤。
  16. 請求項1~15のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤によって形成された光配向用液晶配向膜。
  17. 請求項1~15のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、配向剤を塗布した基板を加熱乾燥する工程と、膜に偏向紫外線を照射する工程とを経て形成される光配向用液晶配向膜。
  18. 請求項1~15のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、配向剤を塗布した基板を加熱乾燥する工程と、乾燥した膜に偏向紫外線を照射する工程と、次いでその膜を加熱焼成する工程を経て形成される光配向用液晶配向膜。
  19. 請求項1~15のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、配向剤を塗布した基板を加熱乾燥する工程と、乾燥した膜を加熱焼成する工程と、次いでその膜に偏向紫外線を照射する工程とを経て形成される光配向用液晶配向膜。
  20. 請求項16~19のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向膜を有する液晶表示素子。
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