WO2021005888A1 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal element - Google Patents

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

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liquid crystal
polymer
carbon atoms
crystal alignment
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嘉崇 村上
岡田 敬
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers

Definitions

  • the present inventors use the photoalignment method so that the long axis of the liquid crystal molecules is tilted at an angle lower than the vertical direction (for example, the pretilt angle is 89 degrees or less) in the initial state when no voltage is applied to the liquid crystal element.
  • the pretilt angle is 89 degrees or less
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide a liquid crystal alignment agent which can obtain good pre-tilt angle characteristics by a photoalignment method and has good coatability on a substrate.
  • the structural unit (M1) is a structural unit derived from a monomer having a spiro ring (hereinafter, also referred to as “monomer A”).
  • the spiro ring contained in the monomer A may have a skeleton formed by combining a plurality of monocycles, or may have a skeleton in which at least one of the constituents is a condensed ring or a crosslinked ring. Good.
  • the ring constituting the spiro ring may be either a hydrocarbon ring or a heterocycle. From the viewpoint of achieving both low pretilt angle and solubility of the polymer, the number of ring members of each component ring forming the spiro bond is preferably 4 to 20, preferably 4 to 13. More preferably.
  • the specific acid dianhydride is at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (4), a compound represented by the following formula (5), and a compound represented by the following formula (6). Is preferable.
  • W 1 to W 4 are independently single bonds or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • W 5 to W 8 are independently single bonds or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • X 1 is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom or an oxygen atom.
  • R 7 and R 8 are independently alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms and carbon atoms. 1 to 5 alkoxy groups, phenyl groups, monovalent groups having photoorientation groups, halogen atoms or hydroxyl groups. N3 and n4 are independently 0 or 1, respectively. T5 to t8 are independent, respectively. When there are a plurality of R 5 to R 8 in the equation, the plurality of groups are the same group or different groups.)
  • n is an integer from 1 to 20.
  • aromatic diamines hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3,5 -Diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, 3,5-diaminobenzoate Ranostanate acid, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholesterol, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholesterol, 2,4-diamino-N, N-diallylaniline, 4- (4'-tri) Fluo
  • .R I is .b
  • a is .a alkanediyl group .
  • R II is a single bond or a C 1-3 alkanediyl group of 1 to 3 carbon atoms is 0 or 1 0 It is an integer of ⁇ 2.
  • c is an integer of 1 to 20.
  • D is 0 or 1. However, a and b cannot be 0 at the same time.
  • Side chain diamines such as compounds represented by, diamines having a photo-oriented group in the side chain:
  • R 7 and R 8 are a monovalent group having a photo-oriented group (a compound represented by the following formula (7A)).
  • the ratio of the structural unit U contained in the polyamic acid (A) is preferably 5 mol% or more, preferably 10 mol% or more, based on the total amount of the structural units derived from the monomers used in the synthesis of the polyamic acid (A). More preferably, it is more preferably 20 mol% or more. Further, the ratio of the structural unit U contained in the polyamic acid (A) is preferably 90 mol% or less with respect to the total amount of the structural units derived from the monomers used in the synthesis of the polyamic acid (A). More preferably, it is 80 mol% or less.
  • a spiro ring is formed in the main chain of the polymer by polymerizing using at least one selected from the group consisting of an anhydride and an acid dianhydride represented by the above formula (5), dehydrating and closing the ring to imidize. Examples thereof include a method of forming (see Scheme A below). (In Scheme A, R 30 is a divalent organic group.)
  • the polyamide synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent.
  • organic solvent used in the reaction include aprotonic polar solvents (N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, etc.), phenolic solvents (phenol, cresol, etc.), alcohols, ketones, esters, ethers, etc. , Halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like.
  • the reaction temperature is preferably ⁇ 20 ° C. to 150 ° C.
  • the reaction time is preferably 0.1 to 24 hours.
  • the polymer (A) preferably has a solution viscosity of 10 to 800 mPa ⁇ s, more preferably 15 to 500 mPa ⁇ s, prepared and measured under the conditions described below.
  • the solution viscosity (mPa ⁇ s) is determined by using an E-type rotational viscometer for a polymer solution having a concentration of 10% by mass prepared using a good solvent for the polymer (for example, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). It is a value measured at 25 ° C. using.
  • the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A) measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 100,000. Is.
  • the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is preferably 7 or less, more preferably 5 or less.
  • the polymer (A) used for preparing the liquid crystal alignment agent may be only one type or a combination of two or more types.
  • the liquid crystal alignment agent of the present disclosure may contain other components other than the polymer (A), if necessary.
  • the liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains a polymer (A) and a polymer having no structural unit (M1) (hereinafter, also referred to as "other polymer”) as a polymer component. May be good.
  • the other polymer is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyurea from the viewpoint of liquid crystal orientation, electrical characteristics, and mechanical strength of the obtained liquid crystal alignment film. (Hereinafter, also referred to as “polymer (B)”) can be preferably used.
  • the polymer (B) is more preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acids, polyamic acid esters and polyimides.
  • the liquid crystal alignment agent of the present disclosure may contain a cross-linking agent.
  • a cross-linking agent By blending the cross-linking agent with the liquid crystal alignment agent, the effect of lowering the pre-tilt angle can be further enhanced, which is preferable.
  • the cross-linking agent is preferably a compound having a functional group capable of reacting with the functional group (for example, amino group, carboxyl group, etc.) of the polymer (A), and specifically, a cyclic ether group, a carboxyl group, etc.
  • the liquid crystal alignment agent of the present disclosure is prepared as a solution-like composition in which a polymer component and, if necessary, a component arbitrarily blended are preferably dissolved in an organic solvent.
  • organic solvent include aprotonic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like.
  • the solvent component may be one of these or a mixed solvent of two or more.
  • first solvent a solvent having high solubility and leveling property of the polymer
  • second solvent a solvent having good wettability and spreading property
  • solvent component examples thereof include these mixed solvents.
  • Specific examples of the solvent include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl as the first solvent.
  • liquid crystal alignment agent examples include, for example, functional silane compounds, antioxidants, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, fillers, dispersants, photosensitizers and the like. Can be mentioned.
  • the blending ratio of the other components can be appropriately selected according to each compound as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
  • the solid content concentration in the liquid crystal alignment agent (the ratio of the total mass of the components other than the solvent of the liquid crystal alignment agent to the total mass of the liquid crystal alignment agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc., but is preferable. It is in the range of 1 to 10% by mass. When the solid content concentration is 1% by mass or more, a coating film having a sufficient film thickness can be obtained, and a good liquid crystal alignment film can be easily obtained. On the other hand, when the solid content concentration is 10% by mass or less, the film thickness of the coating film does not become excessive, the viscosity of the liquid crystal alignment agent can be made appropriate, and the deterioration of coatability can be suppressed. It is suitable in that it can be used.
  • preheating is preferably performed for the purpose of preventing the applied liquid crystal alignment agent from dripping.
  • the pre-baking temperature is preferably 30 to 200 ° C., and the pre-baking time is preferably 0.25 to 10 minutes.
  • a firing (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent.
  • the firing temperature (post-baking temperature) at this time is preferably 80 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C.
  • the post-bake time is preferably 5 to 200 minutes.
  • the film thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 ⁇ m.
  • ⁇ Step 2 Orientation treatment>
  • a treatment (alignment treatment) for imparting a liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step 1 is performed.
  • the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film.
  • the coating film formed in the above step 1 can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but in order to further enhance the liquid crystal alignment ability, the coating film is oriented. It is good to apply.
  • the alignment treatment it is preferable to use a photo-alignment treatment in which the coating film formed on the substrate is irradiated with light to impart the liquid crystal alignment ability to the coating film.
  • the light irradiation for photo-orientation includes a method of irradiating the coating film after the post-baking process, a method of irradiating the coating film after the pre-baking process and before the post-baking process, a pre-baking process and a post-baking process. It can be carried out by a method of irradiating the coating film while heating the coating film in at least one of them.
  • the radiation to irradiate the coating film for example, ultraviolet rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm and visible light can be used. Preferably, it is ultraviolet light containing light having a wavelength of 200 to 400 nm.
  • the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized.
  • the sealing agent for example, an epoxy resin containing an aluminum oxide sphere as a curing agent and a spacer can be used.
  • the liquid crystal include a nematic liquid crystal and a smectic liquid crystal, and among them, the nematic liquid crystal is preferable.
  • the PSA mode after the liquid crystal cell is constructed, the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates.
  • a polarizing plate is attached to the outer surface of the liquid crystal cell to form a liquid crystal element.
  • the polarizing plate include a polarizing plate in which a polarizing film called "H film” in which polyvinyl alcohol is stretch-oriented and iodine is absorbed is sandwiched between a cellulose acetate protective film, or a polarizing plate made of the H film itself.
  • polarizing plates are placed on both outer surfaces of the substrate in the liquid crystal cell so that their polarization directions are orthogonal to each other and the optical axis of the ultraviolet rays irradiated at the time of forming the liquid crystal alignment film is projected at an angle of 45 ° to the substrate surface. I stuck them together.
  • the coating uniformity was evaluated as “good ( ⁇ )”, when it was larger than 5 nm and less than 10 nm, it was evaluated as “possible ( ⁇ )”, and when it was 10 nm or more, it was evaluated as “poor ( ⁇ )”. As a result, in this example, the evaluation was "good ( ⁇ )".
  • Examples 2 to 15, Comparative Examples 1 to 4 The liquid crystal alignment agents were prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 2 below. Further, using each of the prepared liquid crystal alignment agents, an optical vertical liquid crystal display element was manufactured in the same manner as in Example 1, and various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2 below. In Examples 2 and 5, an additive was added to the liquid crystal alignment agent by 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer components.
  • Example 5 in which the cross-linking agent was blended and Examples 6 and 7 in which the polyimide (A) was used, the pretilt angle evaluation was “good ( ⁇ )” and the coatability of the liquid crystal alignment agent was also "good ( ⁇ ). ⁇ ) ”, which was particularly excellent.
  • Example 14 using the polymer (PA-13) and Example 15 using the polymer (PA-14) the pre-tilt angle evaluation was “good ( ⁇ )” and the liquid crystal alignment agent was easy to apply. It was "good ( ⁇ )” and was particularly excellent. From the above results, it was found that by preparing the liquid crystal alignment agent using the polymer (A), it is possible to form a liquid crystal alignment film having excellent pretilt angle characteristics while maintaining good coatability on the substrate.

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Abstract

A liquid crystal alignment agent that exhibits a good coatability on substrates, and with which good pretilt angle characteristics can be obtained using a photoalignment method, is provided by the incorporation in the liquid crystal alignment agent of a polymer (A) that has a photoalignment group and a structural unit (M1) derived from a spiro ring-containing monomer.

Description

液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element 関連出願の相互参照Cross-reference of related applications
 本出願は、2019年7月11日に出願された日本特許出願番号2019-129596号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2019-129596 filed on July 11, 2019, and the contents of the description are incorporated herein by reference.
 本開示は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子に関する。 The present disclosure relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal element.
 液晶素子は、液晶分子を一定の方向に配向させる液晶配向膜を具備している。液晶配向膜は一般に、重合体成分が有機溶媒に溶解されてなる液晶配向剤を基板に塗布し、好ましくは加熱することにより形成される。液晶配向剤の重合体成分としては、機械的強度や液晶配向性、液晶との親和性に優れていることから、ポリアミック酸や可溶性ポリイミドが古くから使用されている(例えば、特許文献1参照)。 The liquid crystal element includes a liquid crystal alignment film that orients liquid crystal molecules in a certain direction. The liquid crystal alignment film is generally formed by applying a liquid crystal alignment agent in which a polymer component is dissolved in an organic solvent to a substrate, and preferably heating the substrate. As the polymer component of the liquid crystal alignment agent, polyamic acid and soluble polyimide have been used for a long time because of their excellent mechanical strength, liquid crystal orientation, and affinity with liquid crystals (see, for example, Patent Document 1). ..
 液晶配向剤によって形成された高分子薄膜に液晶配向能を付与する方法として、ラビング法に代わる技術として光配向法が提案されている。光配向法は、基板上に形成した感放射線性の有機薄膜に対し、偏光又は非偏光の放射線を照射することによって膜に異方性を与え、これにより液晶の配向を制御する方法である。光配向法によって液晶配向膜を形成するべく、従来、種々の液晶配向剤が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 The photo-alignment method has been proposed as an alternative technique to the rubbing method as a method for imparting liquid crystal alignment ability to a polymer thin film formed by a liquid crystal alignment agent. The photoalignment method is a method of controlling the orientation of a liquid crystal by irradiating a radiation-sensitive organic thin film formed on a substrate with polarized or unpolarized radiation to give anisotropy to the film. Conventionally, various liquid crystal alignment agents have been proposed in order to form a liquid crystal alignment film by a photoalignment method (see, for example, Patent Document 2).
特開2011-257736号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-257736 特開2011-158835号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-158835
 液晶分子の長軸と基板面とのなす角度(プレチルト角)は、液晶素子の表示特性に大きく影響する。本発明者らは、光配向法により、液晶素子に電圧を印加していない初期状態において液晶分子の長軸が垂直方向よりも低い角度(例えば、プレチルト角が89度以下)で傾斜するように液晶の配向を制御し、これにより従来にも増して高精細な液晶素子を得ることを試みた。しかしながら、従来の配向膜材料を用いた場合、初期状態において液晶分子の長軸を垂直方向に対して十分に傾斜させることができず、低プレチルト化が困難であることが分かった。 The angle (pre-tilt angle) formed by the long axis of the liquid crystal molecule and the substrate surface greatly affects the display characteristics of the liquid crystal element. The present inventors use the photoalignment method so that the long axis of the liquid crystal molecules is tilted at an angle lower than the vertical direction (for example, the pretilt angle is 89 degrees or less) in the initial state when no voltage is applied to the liquid crystal element. By controlling the orientation of the liquid crystal, we tried to obtain a liquid crystal element with higher definition than before. However, when a conventional alignment film material is used, it has been found that the long axis of the liquid crystal molecules cannot be sufficiently inclined with respect to the vertical direction in the initial state, and it is difficult to reduce the pretilt.
 また、本発明者らは、光配向制御による低プレチルト化を図るために、液晶配向膜を構成する重合体成分の構造を剛直化することを検討した。しかしながら、重合体構造の剛直化と重合体の溶解性とはトレードオフの関係にあり、重合体構造を剛直化しようとすると、重合体の溶解性が低下する傾向がある。重合体成分が溶剤に均一に溶解されない場合、基板上に形成した液晶配向膜に塗布ムラが生じ、平坦な膜を形成できないおそれがある。この場合、製品歩留まりが低下したり、液晶配向性や電気特性等の表示性能に影響が及んだりすることが懸念される。 In addition, the present inventors have studied to make the structure of the polymer component constituting the liquid crystal alignment film rigid in order to reduce the pretilt by controlling the photoorientation. However, there is a trade-off relationship between the rigidity of the polymer structure and the solubility of the polymer, and when the polymer structure is attempted to be rigid, the solubility of the polymer tends to decrease. If the polymer component is not uniformly dissolved in the solvent, the liquid crystal alignment film formed on the substrate may have uneven coating, and a flat film may not be formed. In this case, there is a concern that the product yield may decrease and the display performance such as liquid crystal orientation and electrical characteristics may be affected.
 本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、光配向法によって良好なプレチルト角特性を得ることができ、かつ基板に対する塗布性が良好な液晶配向剤を提供することを主たる目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide a liquid crystal alignment agent which can obtain good pre-tilt angle characteristics by a photoalignment method and has good coatability on a substrate.
 本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意検討し、スピロ骨格を重合体に導入することに着目し、スピロ環を有する単量体を用いたところ、上記課題を解決できることを見出した。具体的には、本開示によれば以下の手段が提供される。
[1] スピロ環を有する単量体に由来する構造単位(M1)を有し、かつ光配向性基を有する重合体(A)を含有する、液晶配向剤。
[2] 上記[1]の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
[3] 上記[2]の液晶配向膜を具備する液晶素子。
[4] スピロ環を有する構造単位を有し、かつ光配向性基を有する重合体。
The present inventors have diligently studied to solve the above problems, focused on introducing a spiro skeleton into a polymer, and found that the above problems can be solved by using a monomer having a spiro ring. Specifically, according to the present disclosure, the following means are provided.
[1] A liquid crystal aligning agent containing a polymer (A) having a structural unit (M1) derived from a monomer having a spiro ring and having a photo-oriented group.
[2] A liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent of the above [1].
[3] A liquid crystal element provided with the liquid crystal alignment film of the above [2].
[4] A polymer having a structural unit having a spiro ring and having a photo-oriented group.
 上記重合体(A)を液晶配向剤に含有させることにより、液晶配向剤の基板に対する良好な塗布性を確保しつつ、光配向法によって良好なプレチルト角特性を得ることができる。 By incorporating the polymer (A) in the liquid crystal alignment agent, good pretilt angle characteristics can be obtained by the photoalignment method while ensuring good coatability of the liquid crystal alignment agent on the substrate.
 以下、本開示に関連する事項について詳細に説明する。
≪液晶配向剤≫
 本開示の液晶配向剤は、スピロ環を有する単量体に由来する構造単位(M1)を有し、かつ光配向性基を有する重合体(A)を含有する。
The matters related to the present disclosure will be described in detail below.
≪Liquid crystal alignment agent≫
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains a polymer (A) having a structural unit (M1) derived from a monomer having a spiro ring and having a photo-oriented group.
<重合体(A)>
・光配向性基
 重合体(A)が有する光配向性基は、光照射による光異性化反応、光二量化反応、光フリース転位反応、又は光分解反応によって膜に異方性を付与する官能基である。重合体(A)は、光配向性基を側鎖に有することが好ましい。光配向性基の具体例としては、アゾベンゼン又はその誘導体を基本骨格として含むアゾベンゼン含有基、桂皮酸又はその誘導体(桂皮酸構造)を基本骨格として含む桂皮酸構造含有基、カルコン又はその誘導体を基本骨格として含むカルコン含有基、ベンゾフェノン又はその誘導体を基本骨格として含むベンゾフェノン含有基、クマリン又はその誘導体を基本骨格として含むクマリン含有基、フェニルベンゾエート又はその誘導体を基本骨格として含むフェニルベンゾエート含有基、シクロブタン又はその誘導体を基本骨格として含むシクロブタン含有構造等が挙げられる。
<Polymer (A)>
-Photo-orientation group The photo-orientation group of the polymer (A) is a functional group that imparts anisotropy to the film by photoisomerization reaction, photodimerization reaction, photofries rearrangement reaction, or photodecomposition reaction by light irradiation. Is. The polymer (A) preferably has a photo-oriented group in the side chain. Specific examples of the photo-orientating group include an azobenzene-containing group containing azobenzene or a derivative thereof as a basic skeleton, a lauric acid structure-containing group containing katsura acid or a derivative thereof (katsura acid structure) as a basic skeleton, and a chalcone or a derivative thereof. A chalcone-containing group contained as a skeleton, a benzophenone-containing group containing benzophenone or a derivative thereof as a basic skeleton, a coumarin-containing group containing coumarin or a derivative thereof as a basic skeleton, a phenylbenzoate-containing group containing phenylbenzoate or a derivative thereof as a basic skeleton, cyclobutane or Examples thereof include a cyclobutane-containing structure containing the derivative as a basic skeleton.
 重合体(A)が有する光配向性基は、光感度が高い点で、上記のうち桂皮酸構造含有基であることが好ましい。具体的には、下記式(2)で表される桂皮酸構造を基本骨格として含む基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式(2)中、R11及びR12は、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数1~3のアルキル基、又は炭素数1~3のフルオロアルキル基である。R13は、炭素数1~10のアルキル基、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子若しくはシアノ基で置換された炭素数1~10の置換アルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子若しくはシアノ基で置換された炭素数1~10の置換アルコキシ基、フッ素原子、又はシアノ基である。aは0~4の整数である。aが2以上の場合、複数のR13は同一の基又は異なる基である。「*」は結合手であることを表す。)
The photo-oriented group contained in the polymer (A) is preferably a cinnamic acid structure-containing group among the above in terms of high photosensitivity. Specifically, it is preferable that the group contains a cinnamic acid structure represented by the following formula (2) as a basic skeleton.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
In formula (2), R 11 and R 12 are independently hydrogen atoms, fluorine atoms, cyano groups, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, or fluoroalkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, respectively. Reference numeral 13 denotes an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom or a cyano group, and an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, at least one. The hydrogen atom is a substituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorine atom, or a cyano group substituted with a fluorine atom or a cyano group. A is an integer of 0 to 4. When a is 2 or more, a plurality of R 13 is the same group or a different group. “*” Indicates that it is a binder.)
 上記式(2)で表される構造において、R11及びR12は、光反応性をより高くできる点で、共に水素原子であるか、又は一方が水素原子であって、他方(好ましくはR12)が炭素数1~3のアルキル基であることが好ましい。
 R13は、好ましくは炭素数1~5のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1~3のアルキル基である。aは、0~2が好ましく、0又は1がより好ましい。
In the structure represented by the above formula (2), R 11 and R 12 are both hydrogen atoms in that the photoreactivity can be made higher, or one is a hydrogen atom and the other (preferably R). 12 ) is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
R 13 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The a is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
 得られる液晶素子のプレチルト角制御をより好適に行うことができる点で、上記式(2)中の2つの結合手「*」のうち一方は、環を有する基に結合していることが好ましい。具体的には、上記式(2)中の2つの結合手「*」の一方は、下記式(3)で表される基との結合手であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(3)中、X1Aは、式(2)中のフェニル基に結合している場合には、単結合、炭素数1~3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子、-CH=CH-、-NH-、-COO-又は-OCO-であり、式(2)中のカルボニル基に結合している場合には、単結合、炭素数1~3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子又は-NH-である。R14及びR15は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換のフェニレン基、又は置換若しくは無置換のシクロヘキシレン基である。X1Bは、単結合、炭素数1~3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子、-CH=CH-、-NH-、-COO-又は-OCO-である。R16は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子若しくはシアノ基で置換された炭素数1~20の置換アルキル基、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子若しくはシアノ基で置換された炭素数1~10の置換アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基、フェニル基又はシクロヘキシル基である。rは0~3の整数である。rが2以上の場合、複数のR15は、互いに同一の基又は異なる基であり、複数のX1Bは、互いに同一の基又は異なる基である。「*」は結合手であることを表す。)
One of the two bonding hands "*" in the above formula (2) is preferably bonded to a group having a ring in that the pretilt angle of the obtained liquid crystal element can be controlled more preferably. .. Specifically, one of the two bonds "*" in the above formula (2) is preferably a bond with a group represented by the following formula (3).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(In the formula (3), when X 1A is bonded to the phenyl group in the formula (2), it is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, -CH =. When it is CH-, -NH-, -COO- or -OCO- and is bonded to the carbonyl group in the formula (2), it is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom, It is a sulfur atom or -NH-. R 14 and R 15 are independently substituted or unsubstituted phenylene groups, or substituted or unsubstituted cyclohexylene groups. X 1B is a single bond and carbon number. 1 to 3 alkanediyl groups, oxygen atom, sulfur atom, -CH = CH-, -NH-, -COO- or -OCO-. R 16 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and 1 carbon atom. ~ 20 alkoxy groups, at least one hydrogen atom substituted with a fluorine atom or a cyano group, a substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, at least one hydrogen atom substituted with a fluorine atom or a cyano group. It is a substituted alkoxy group of 1 to 10, a fluorine atom, a cyano group, a phenyl group or a cyclohexyl group. R is an integer of 0 to 3. When r is 2 or more, a plurality of R 15s are the same group or groups of each other. It is a different group, and a plurality of X1Bs are the same group or different groups from each other. “*” Indicates that it is a binder.)
 上記式(3)において、フェニレン基及びシクロヘキシレン基の環に結合する置換基は、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子又はシアノ基が好ましい。rは、0~2が好ましい。R16が炭素数1~20のアルキル基又はアルコキシ基である場合、R16は、炭素数2以上であることが好ましく、炭素数3以上であることがより好ましい。 In the above formula (3), the substituent bonded to the ring of the phenylene group and the cyclohexylene group is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine atom or a cyano group. r is preferably 0 to 2. When R 16 is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, R 16 preferably has 2 or more carbon atoms, and more preferably 3 or more carbon atoms.
・構造単位(M1)
 構造単位(M1)は、スピロ環を有する単量体(以下、「単量体A」ともいう。)に由来する構造単位である。単量体Aが有するスピロ環は、複数の単環を組み合わせてなる骨格を有していてもよいし、構成成分の少なくとも1個が縮合環又は橋かけ環である骨格を有していてもよい。また、スピロ環を構成する環は、炭化水素環及び複素環のいずれであってもよい。プレチルト角の低角化と、重合体の溶解性との両立を図る観点から、スピロ結合を形成している成分環のそれぞれの環員数は、4~20であることが好ましく、4~13であることがより好ましい。
・ Structural unit (M1)
The structural unit (M1) is a structural unit derived from a monomer having a spiro ring (hereinafter, also referred to as “monomer A”). The spiro ring contained in the monomer A may have a skeleton formed by combining a plurality of monocycles, or may have a skeleton in which at least one of the constituents is a condensed ring or a crosslinked ring. Good. Further, the ring constituting the spiro ring may be either a hydrocarbon ring or a heterocycle. From the viewpoint of achieving both low pretilt angle and solubility of the polymer, the number of ring members of each component ring forming the spiro bond is preferably 4 to 20, preferably 4 to 13. More preferably.
 単量体Aが有するスピロ環は、環部分に置換基を有していてもよい。当該置換基としては、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、水酸基、オキソ基、ハロゲン原子等が挙げられる。単量体Aが有するスピロ原子の数は、低プレチルト化と重合体の溶解性とのバランスの観点から、好ましくは1又は2個、より好ましくは1個である。 The spiro ring contained in the monomer A may have a substituent at the ring portion. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an oxo group, a halogen atom and the like. The number of spiro atoms contained in the monomer A is preferably 1 or 2, and more preferably 1 from the viewpoint of the balance between low pretilt and solubility of the polymer.
・その他の構造単位
 重合体(A)は、構造単位(M1)のみからなる重合体であってもよいが、重合体(A)の溶解性をより良好にする観点から、構造単位(M1)とは異なる構造単位(以下、「その他の構造単位」ともいう。)を更に有していることが好ましい。重合体(A)が構造単位(M1)とその他の構造単位とを有する場合、構造単位(M1)が光配向性基を有していてもよいし、その他の構造単位が光配向性基を有していてもよい。単量体Aの選択の自由度を高くできる点、及び重合体における光配向性基の含有割合を調整しやすい点で、重合体(A)は、その他の構造単位として、スピロ環を有さず且つ光配向性基を有する構造単位(M2)を有していることが好ましい。
-Other structural unit The polymer (A) may be a polymer consisting of only the structural unit (M1), but from the viewpoint of improving the solubility of the polymer (A), the structural unit (M1) It is preferable to further have a structural unit different from the above (hereinafter, also referred to as “other structural unit”). When the polymer (A) has a structural unit (M1) and other structural units, the structural unit (M1) may have a photo-oriented group, and the other structural unit may have a photo-oriented group. You may have. The polymer (A) has a spiro ring as another structural unit because it can increase the degree of freedom in selecting the monomer A and the content ratio of the photo-oriented group in the polymer can be easily adjusted. It is preferable to have a structural unit (M2) having a photo-oriented group.
 重合体(A)において、構造単位(M1)の含有割合は、プレチルト角の低角化の効果を十分に得る観点から、重合体(A)を構成する単量体に由来する構造単位の全量に対して、5モル%以上であることが好ましく、10モル%以上であることがより好ましく、20モル%以上であることが更に好ましい。また、構造単位(M1)の含有割合は、重合体の溶解性を確保する観点から、重合体(A)を構成する単量体に由来する構造単位の全量に対して、95モル%以下であることが好ましく、90モル%以下であることがより好ましく、80モル%以下であることが更に好ましい。 In the polymer (A), the content ratio of the structural unit (M1) is the total amount of the structural units derived from the monomers constituting the polymer (A) from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of lowering the pretilt angle. On the other hand, it is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, and further preferably 20 mol% or more. The content ratio of the structural unit (M1) is 95 mol% or less with respect to the total amount of the structural units derived from the monomers constituting the polymer (A) from the viewpoint of ensuring the solubility of the polymer. It is preferably 90 mol% or less, more preferably 80 mol% or less.
・主骨格について
 重合体(A)の主骨格は特に限定されない。プレチルト角の低角化の効果を十分に得ることができる点で、重合体(A)は、スピロ原子と2個の重合性基とを主鎖に有する単量体を用いた重合(例えば、重縮合、重付加又は求核置換重合)によって得られる重合体であることが好ましい。これらのうち、液晶分子との親和性や液晶配向性、機械的強度の観点から、重合体(A)は、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエナミン及びポリアミンよりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、ポリアミック酸、ポリイミド及びポリアミック酸エステルよりなる群から選択される少なくとも一種であることがより好ましい。
-Main skeleton The main skeleton of the polymer (A) is not particularly limited. The polymer (A) is polymerized using a monomer having a spiro atom and two polymerizable groups in the main chain (for example,) in that the effect of lowering the pretilt angle can be sufficiently obtained. It is preferably a polymer obtained by polycondensation, polyaddition or nucleophilic substitution polymerization). Among these, the polymer (A) is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyenamine and polyamine from the viewpoint of affinity with liquid crystal molecules, liquid crystal orientation, and mechanical strength. It is more preferable that it is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide and polyamic acid ester.
 重合体(A)は、その主骨格に応じて、有機化学の定法に従い合成することができる。重合体(A)がポリアミック酸である場合、当該ポリアミック酸(以下、「ポリアミック酸(A)」ともいう。)は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより得ることができる。具体的には、単量体Aとして、スピロ環を有するテトラカルボン酸二無水物(以下、「特定酸二無水物」ともいう。)及びスピロ環を有するジアミン化合物(以下、「特定ジアミン」ともいう。)のうち一方又は両方を用いることにより、スピロ環を有する構造単位及び光配向性基を有するポリアミック酸を得ることができる。 The polymer (A) can be synthesized according to the standard method of organic chemistry according to its main skeleton. When the polymer (A) is a polyamic acid, the polyamic acid (hereinafter, also referred to as "polyamic acid (A)") can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound. .. Specifically, as the monomer A, a tetracarboxylic dianhydride having a spiro ring (hereinafter, also referred to as “specific acid dianhydride”) and a diamine compound having a spiro ring (hereinafter, also referred to as “specific dimer”). By using one or both of the above), a polyamic acid having a structural unit having a spiro ring and a photoaligning group can be obtained.
・特定酸二無水物
 特定酸二無水物は、スピロ環と、2個の酸無水物基(*-CO-O-CO-*(ただし、2個の「*」はそれぞれ、同一の炭素原子又は異なる炭素原子に結合する結合手であることを表す。))とを有する限り、その分子構造は特に限定されない。なお、特定酸二無水物が有する2個の酸無水物基のうち少なくとも一方は、スピロ環内に含まれていてもよい。
-Specific acid dianhydride The specific acid dianhydride has a spiro ring and two acid anhydride groups (* 1 -CO-O-CO- * 1 (however, the two "* 1 " are the same, respectively). The molecular structure is not particularly limited as long as it has a carbon atom of the above or a bonder that binds to a different carbon atom.)). At least one of the two acid anhydride groups of the specific acid dianhydride may be contained in the spiro ring.
 特定酸二無水物は、下記式(4)で表される化合物、下記式(5)で表される化合物及び下記式(6)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式(4)中、W~Wは、それぞれ独立して単結合又は炭素数1~10のアルカンジイル基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(5)中、W~Wは、それぞれ独立して単結合又は炭素数1~10のアルカンジイル基である。Xは、炭素数1~3のアルカンジイル基、酸素原子又は-NH-である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(6)中、Y~Yは、それぞれ独立して、単結合、酸素原子又は炭素数1~10のアルカンジイル基である。ただし、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基であり、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基である。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子、-COO-、-OCO-、-NHCO-又は-CONH-である。R~Rは、それぞれ独立して、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、ハロゲン原子又は水酸基である。n1及びn2は、それぞれ独立して0又は1である。t1~t4は、それぞれ独立して0~2の整数である。R~Rは、式中に複数存在する場合、複数の基は同一の基又は異なる基である。)
The specific acid dianhydride is at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (4), a compound represented by the following formula (5), and a compound represented by the following formula (6). Is preferable.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(In the formula (4), W 1 to W 4 are independently single bonds or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms.)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(In the formula (5), W 5 to W 8 are independently single bonds or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms. X 1 is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom or an oxygen atom. -NH-.)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(In formula (6), Y 1 to Y 4 are independently single bonds, oxygen atoms, or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms. However, one of Y 1 and Y 2 is an oxygen atom. Or, in the case of a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and when one of Y 3 and Y 4 is an oxygen atom or a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. . X 2 and X 3 are independent oxygen atoms, sulfur atoms, -COO-, -OCO-, -NHCO- or -CONH-. R 1 to R 4 are independent carbon atoms, respectively. It is an alkyl group having the number 1 to 5, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, a halogen atom or a hydroxyl group. N1 and n2 are 0 or 1, respectively. T1 to t4 are independent, respectively. It is an integer of 0 to 2. When a plurality of R 1 to R 4 are present in the formula, the plurality of groups are the same group or different groups.)
 上記式(4)~式(6)において、W~W、W~W、Y~Yが炭素数1~10のアルカンジイル基である場合、当該アルカンジイル基は直鎖状でも分岐状でもよい。その具体例としては、例えばメチレン基、エチレン基、1,3-プロパンジイル基、2,2-プロパンジイル基、1,4-ブタンジイル基、1,2-ブタンジイル基、3,3-ペンタンジイル基等が挙げられる。W~W、W~Wは、好ましくは単結合又は炭素数1~3のアルカンジイル基である。
 Y~Yについて、Y、Y、及びYとYとが結合する3個の炭素原子によって形成される環、並びに、Y、Y、及びYとYとが結合する3個の炭素原子によって形成される環はそれぞれ、環員数5~7が好ましく、環員数5又は6がより好ましい。
 Xは、メチレン基又はエチレン基が好ましい。
 n1及びn2は、重合体の溶解性の観点から、n1及びn2の少なくとも一方が0であることが好ましく、n1及びn2が0であることがより好ましい。
In the above formulas (4) to (6), when W 1 to W 4 , W 5 to W 8 , and Y 1 to Y 4 are alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms, the alkanediyl groups are linear. It may be in the form of a branch or a branch. Specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propanediyl group, a 2,2-propanediyl group, a 1,4-butandyl group, a 1,2-butandyl group, a 3,3-pentanediyl group and the like. Can be mentioned. W 1 to W 4 and W 5 to W 8 are preferably single bonds or alkanediyl groups having 1 to 3 carbon atoms.
For Y 1 to Y 4 , the ring formed by Y 1 , Y 2 , and the three carbon atoms to which Y 1 and Y 2 are bonded, and Y 3 , Y 4 , and Y 3 and Y 4 are The ring formed by the three carbon atoms to be bonded preferably has a ring member number of 5 to 7, and more preferably a ring member number of 5 or 6.
X 1 is preferably a methylene group or an ethylene group.
Regarding n1 and n2, from the viewpoint of polymer solubility, at least one of n1 and n2 is preferably 0, and n1 and n2 are more preferably 0.
 特定酸二無水物の具体例としては、上記式(4)で表される化合物として、下記式(4-1)~式(4-5)のそれぞれで表される化合物等を;上記式(5)で表される化合物として、下記式(5-1)~式(5-3)のそれぞれで表される化合物等を;上記式(6)で表される化合物として、下記式(6-1)~式(6-6)のそれぞれで表される化合物等を、それぞれ挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Specific examples of the specific acid dianhydride include compounds represented by the following formulas (4-1) to (4-5) as compounds represented by the above formula (4); As the compound represented by 5), the compound represented by each of the following formulas (5-1) to (5-3) and the like; as the compound represented by the above formula (6), the following formula (6-- Compounds and the like represented by each of 1) to the formula (6-6) can be mentioned.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 ポリアミック酸(A)の合成に際しては、テトラカルボン酸二無水物として、スピロ環を有さないテトラカルボン酸二無水物(以下、「その他の酸二無水物」ともいう。)を使用してもよい。なお、ポリアミック酸(A)の合成に際し、単量体Aとして特定ジアミンを使用する場合、当該合成に際しては、テトラカルボン酸二無水物としてその他の酸二無水物のみを使用してもよい。その他の酸二無水物としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 In the synthesis of the polyamic acid (A), a tetracarboxylic dianhydride having no spiro ring (hereinafter, also referred to as "other acid dianhydride") may be used as the tetracarboxylic dianhydride. Good. When a specific diamine is used as the monomer A in the synthesis of the polyamic acid (A), only other acid dianhydrides may be used as the tetracarboxylic dianhydride in the synthesis. Examples of other acid dianhydrides include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, and aromatic tetracarboxylic dianhydrides.
 その他の酸二無水物の具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物等を;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-8-メチル-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物等を;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメート、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、4,4’-カルボニルジフタル酸無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、プロパン-1,3-ジイルビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-カルボキシレート)等を、それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。その他の酸二無水物としては、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
Specific examples of other acid dianhydrides include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, and the like. 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetraxtetra-3-yl) -3a,4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1 , 3-Dione, 5- (2,5-dioxotetrakitetra-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2: 4,6: 8-dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, etc. ;
Aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides include, for example, pyromellitic anhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, ethylene glycol bisanhydrotrimate, 4,4'-(hexafluoro). Isopropylidene) diphthalic anhydride, 4,4'-carbonyldiphthalic anhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, propane-1,3-diylbis (1,3-dioxo-1,3-dihydroiso) Benzofuran-5-carboxylate) and the like can be mentioned, respectively, and the tetracarboxylic acid dianhydride described in JP-A-2010-97188 can be used. As other acid dianhydrides, one type can be used alone or in combination of two or more types.
 ポリアミック酸(A)の合成に際して特定酸二無水物を使用する場合、使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対する特定酸二無水物の使用割合は、特定酸二無水物によるプレチルト角の低角化を十分に図る観点から、合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対し10モル%以上とすることが好ましく、20モル%以上とすることがより好ましく、40モル%以上とすることがさらに好ましい。なお、特定酸二無水物としては、1種のみを使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 When a specific acid dianhydride is used in the synthesis of polyamic acid (A), the ratio of the specific acid dianhydride used to the total amount of the tetracarboxylic dianhydride used is the low angle of the pretilt angle due to the specific acid dianhydride. From the viewpoint of sufficient conversion, the content is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, and more preferably 40 mol% or more, based on the total amount of the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis. Is even more preferable. As the specific acid dianhydride, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
 特定酸二無水物は、Bulletin of the Chemical Society of Japan, 72, 5, 1075-1081 (1999)、Journal of the Chemical Society, 121, 1644 (1922)、Justus Liebigs Annalen der Chemie, 593, 1-17 (1955)、Journal of Materials Chemistry, 7, 4, 589-592 (1997)、特許第4035365号公報、米国特許第5216173号明細書、米国特許出願公開第2018/371168号明細書、台湾特許出願公開第2017/31851号明細書等の記載に従って合成することができる。また、上記式(6)中のn1及びn2が1である化合物(すなわち、下記式(6A)で表される化合物)は、例えば、スピロ環を有するビスフェノールと無水トリメリット酸ハライドとを3級アミンの存在下、必要に応じて有機溶媒中で反応させることにより得ることができる。なお、特定酸二無水物の合成方法は上記に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(上記式(6A)中、Y~Y、X、X、R~R及びt1~t4は、それぞれ上記式(6)と同義である。)
Specific acid dianhydrides are available in Bulletin of the Chemical Society of Japan, 72, 5, 1075-1081 (1999), Journal of the Chemical Society, 121, 1644 (1922), Justus Liebigs Annalen der Chemie, 593, 1-17. (1955), Journal of Materials Chemistry, 7, 4, 589-592 (1997), Japanese Patent No. 4035365, US Patent No. 5216173, US Patent Application Publication No. 2018/371168, Taiwan Patent Application Publication It can be synthesized according to the description of No. 2017/31851. Further, the compound in which n1 and n2 in the above formula (6) is 1 (that is, the compound represented by the following formula (6A)) is, for example, a bisphenol having a spiro ring and a trimellitic anhydride halide in the third grade. It can be obtained by reacting in an organic solvent in the presence of amine, if necessary. The method for synthesizing the specific acid dianhydride is not limited to the above.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(In the formula (6A), Y 1 ~ Y 4, X 2, X 3, R 5 ~ R 8 and t1 ~ t4 are each defined in the above formula (6).)
・特定ジアミン
 特定ジアミンは、スピロ環と、2個のアミノ基(1級アミノ基又は2級アミノ基)とを有する限り、その分子構造は特に限定されない。液晶素子の電気特性を良好にできる点、及び分子設計の自由度を高くできる点で、特定ジアミンは、好ましくは芳香族ジアミンであり、具体的には、下記式(7)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式(7)中、Y~Yは、それぞれ独立して、単結合、酸素原子又は炭素数1~10のアルカンジイル基である。ただし、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基であり、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基である。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子、-COO-、-OCO-、-NHCO-又は-CONH-である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、ハロゲン原子又は水酸基である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、光配向性基を有する1価の基、ハロゲン原子又は水酸基である。n3及びn4は、それぞれ独立して0又は1である。t5~t8は、それぞれ独立して0~2の整数である。R~Rは、式中に複数存在する場合、複数の基は同一の基又は異なる基である。)
-Specific diamine The molecular structure of the specific diamine is not particularly limited as long as it has a spiro ring and two amino groups (primary amino group or secondary amino group). The specific diamine is preferably an aromatic diamine in that the electrical characteristics of the liquid crystal element can be improved and the degree of freedom in molecular design can be increased. Specifically, the compound represented by the following formula (7). Is preferable.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(In formula (7), Y 5 to Y 8 are independently single bonds, oxygen atoms, or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms. However, one of Y 5 and Y 6 is an oxygen atom. Or, in the case of a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and when one of Y 7 and Y 8 is an oxygen atom or a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. . X 4 and X 5 are independently oxygen atoms, sulfur atoms, -COO-, -OCO-, -NHCO- or -CONH-. R 5 and R 6 are independent carbons, respectively. It is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, a halogen atom or a hydroxyl group. R 7 and R 8 are independently alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms and carbon atoms. 1 to 5 alkoxy groups, phenyl groups, monovalent groups having photoorientation groups, halogen atoms or hydroxyl groups. N3 and n4 are independently 0 or 1, respectively. T5 to t8 are independent, respectively. When there are a plurality of R 5 to R 8 in the equation, the plurality of groups are the same group or different groups.)
 上記式(7)において、Y~Yが炭素数1~10のアルカンジイル基である場合の説明は、上記式(6)中のY~Yの説明が適用される。
 Y~Yについて、Y、Y、及びYとYとが結合する3個の炭素原子によって形成される環、並びに、Y、Y、及びYとYとが結合する3個の炭素原子によって形成される環はそれぞれ、環員数5~7が好ましく、環員数5又は6がより好ましい。
 n3及びn4は、重合体の溶解性の観点から、少なくとも一方が0であることが好ましく、n3及びn4が共に0であることがより好ましい。
In the above formula (7), the description of Y 1 to Y 4 in the above formula (6) is applied to the explanation when Y 5 to Y 8 are alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
For Y 5 to Y 8 , the ring formed by Y 5 , Y 6 , and the three carbon atoms to which Y 5 and Y 6 are bonded, and Y 7 , Y 8 , and Y 7 and Y 8 are The ring formed by the three carbon atoms to be bonded preferably has a ring member number of 5 to 7, and more preferably a ring member number of 5 or 6.
From the viewpoint of polymer solubility, at least one of n3 and n4 is preferably 0, and more preferably both n3 and n4 are 0.
 R及びRが光配向性基を有する1価の基(以下、「基R」ともいう。)である場合について、基Rが有する光配向性基の説明は、重合体(A)が有する光配向性基に関する上記説明が適用される。プレチルト角の低角化をより十分に図る観点から、基Rは、下記式(8)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式(8)中、Xは、酸素原子又は-NH-である。R21及びR22は、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数1~3のアルキル基、又は炭素数1~3のフルオロアルキル基である。R23は置換基である。R24は炭素数1~30の1価の有機基である。a1は0~4の整数である。a1が2以上の場合、複数のR23は同一の基又は異なる基である。「*」は結合手であることを表す。)
Regarding the case where R 7 and R 8 are monovalent groups having a photo-oriented group (hereinafter, also referred to as “group R”), the description of the photo-oriented group contained in the group R is based on the polymer (A). The above description regarding the photooriented group having is applied. From the viewpoint of further reducing the pretilt angle, the group R is preferably a group represented by the following formula (8).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(In formula (8), X 6 is an oxygen atom or -NH-. R 21 and R 22 are independently hydrogen atoms, fluorine atoms, cyano groups, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms. It is a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 23 is a substituent. R 24 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. A1 is an integer of 0 to 4. A1 is 2. In the above case, the plurality of R 23s are the same group or different groups. “*” Indicates that the bond is a bond.)
 上記式(8)において、R24は、上記式(3)で表される基であることが好ましい。
 R23の置換基は、炭素数1~3のアルキル基、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子若しくはシアノ基で置換された炭素数1~3の置換アルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子若しくはシアノ基で置換された炭素数1~10の置換アルコキシ基、フッ素原子、又はシアノ基が好ましい。
 R21及びR22の説明は、上記式(2)中のR11及びR12の説明が適用される。
In the above formula (8), R 24 is preferably a group represented by the above formula (3).
The substituent of R 23 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a substituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom or a cyano group, and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. , A substituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorine atom, or a cyano group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom or a cyano group is preferable.
As for the description of R 21 and R 22, the description of R 11 and R 12 in the above formula (2) is applied.
 特定ジアミンの具体例としては、例えば下記式(7-1)~式(7-12)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式(7-9)~式(7-12)中、nは1~20の整数である。)
Specific examples of the specific diamine include compounds represented by the following formulas (7-1) to (7-12).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(In equations (7-9) to (7-12), n is an integer from 1 to 20.)
 ポリアミック酸(A)の合成に際しては、ジアミン化合物として、スピロ環を有さないジアミン化合物(以下、「その他のジアミン」ともいう。)を使用してもよい。なお、ポリアミック酸(A)の合成に際し、単量体Aとして特定酸二無水物を使用する場合、当該合成に際しては、ジアミン化合物としてその他のジアミンのみを使用してもよい。その他のジアミンとしては、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン等が挙げられる。 In synthesizing the polyamic acid (A), a diamine compound having no spiro ring (hereinafter, also referred to as "other diamines") may be used as the diamine compound. When a specific acid dianhydride is used as the monomer A in the synthesis of the polyamic acid (A), only other diamines may be used as the diamine compound in the synthesis. Examples of other diamines include aliphatic diamines, alicyclic diamines, and aromatic diamines.
 その他のジアミンの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、メタキシリレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等を;
脂環式ジアミンとして、1,4-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等を;
芳香族ジアミンとして、ヘキサデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6-ビス(4-アミノフェノキシ)コレスタン、2,4-ジアミノ-N,N-ジアリルアニリン、4-(4’-トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート、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、3,5-ジアミノ安息香酸=5ξ-コレスタン-3-イル、下記式(E-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式(E-1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立に、単結合、-O-、*-COO-又は*-OCO-(ただし、「*」はXとの結合手を示す。)である。Rは炭素数1~3のアルカンジイル基である。RIIは単結合又は炭素数1~3のアルカンジイル基である。aは0又は1である。bは0~2の整数である。cは1~20の整数である。dは0又は1である。但し、a及びbが同時に0になることはない。)
で表される化合物、光配向性基を側鎖に有するジアミン等の側鎖型ジアミン:
Specific examples of other diamines include m-xylylenediamine, 1,3-propanediamine, hexamethylenediamine and the like as aliphatic diamines;
As an alicyclic diamine, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), etc. are used;
As aromatic diamines, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3,5 -Diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, 3,5-diaminobenzoate Ranostanate acid, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholesterol, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholesterol, 2,4-diamino-N, N-diallylaniline, 4- (4'-tri) Fluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 3,5-diaminobenzoic acid = 5ξ-cholestane- 3-Il, the following formula (E-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(In the formula (E-1), X I and X II are independently single-bonded, -O-, * -COO- or * -OCO- (where "*" is a bond with X I. shown.) is .R I is .b a is .a alkanediyl group .R II is a single bond or a C 1-3 alkanediyl group of 1 to 3 carbon atoms is 0 or 1 0 It is an integer of ~ 2. c is an integer of 1 to 20. D is 0 or 1. However, a and b cannot be 0 at the same time.)
Side chain diamines such as compounds represented by, diamines having a photo-oriented group in the side chain:
p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、1,2-ビス(4-アミノフェノキシ)エタン、ビス[2-(4-アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸、N,N-ビス(4-アミノフェニル)メチルアミン、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-(フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-[4,4’-プロパン-1,3-ジイルビス(ピペリジン-1,4-ジイル)]ジアニリン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、1,3-ビス(4-アミノフェネチル)ウレア、1,3-ビス(4-アミノベンジル)ウレア、1,4-ビス(4-アミノフェニル)-ピペラジン、N,N’-ビス-(4-アミノフェニルエチル)-N-メチルアミン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルベンジジン、N4,N4’-ビス-(4-アミノフェニル)-N4,N4’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン等の主鎖型ジアミン等を;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサン等を、それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のジアミンを用いることができる。なお、その他のジアミンとしては、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
p-Phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4-aminophenyl-4-aminobenzoate, 4,4'-diaminoazobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,5-bis (4-aminophenoxy) Pentan, 1,2-bis (4-aminophenoxy) ethane, bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid, N, N-bis (4-aminophenyl) methylamine, 1,4-bis -(4-Aminophenyl) -piperazin, N, N'-bis (4-aminophenyl) -benzidine, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis (trifluoromethyl) ) -4,4'-Diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane , 4,4'-(phenylenediisopropyridene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-[4,4 '-Propane-1,3-diylbis (piperidin-1,4-diyl)] dianiline, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-diaminodiphenylamine, 1,3-bis (4-aminophenethyl) urea , 1,3-bis (4-aminobenzyl) urea, 1,4-bis (4-aminophenyl) -piperazin, N, N'-bis- (4-aminophenylethyl) -N-methylamine, N, Mainly N'-bis (4-aminophenyl) -N, N'-dimethylbenzidine, N4, N4'-bis- (4-aminophenyl) -N4, N4'-dimethylbiphenyl-4,4'-diamine, etc. Chain type diamine etc .;
As the diaminoorganosiloxane, for example, 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane and the like can be mentioned, and the diamine described in JP-A-2010-97188 can be used. As the other diamines, one type can be used alone or two or more types can be used in combination.
 ポリアミック酸(A)の合成に際して特定ジアミンを使用する場合、使用するジアミン化合物の全量に対する特定ジアミンの使用割合は、特定ジアミンによるプレチルト角の低角化を十分に図る観点から、合成に使用するジアミン化合物の全量に対し10モル%以上とすることが好ましく、20モル%以上とすることがより好ましく、40モル%以上とすることがさらに好ましい。なお、特定ジアミンとしては、1種のみを使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 When a specific diamine is used in the synthesis of the polyamic acid (A), the ratio of the specific diamine to the total amount of the diamine compound used is the diamine used in the synthesis from the viewpoint of sufficiently reducing the pretilt angle by the specific diamine. It is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, and further preferably 40 mol% or more based on the total amount of the compound. As the specific diamine, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
 特定ジアミンは、Bulletin of the Chemical Society of Japan, 44, 496-505, 617-623, 2177-2181 (1971)、Journal of the American Chemical Society; vol.122; nb.9; (2000); p.2053-2061、Bulletin of the Korean Chemical Society; vol.34; nb.12; (2013); p.3888-3890等の記載に従って合成することができる。また、上記式(7)で表される化合物において、R及びRのうち少なくとも一方が光配向性基を有する1価の基であるジアミン化合物(下記式(7A)で表される化合物)は、例えば、光配向性基を有するカルボン酸を適当な塩素化剤で酸クロリド化した後に、スピロ環を有するビスフェノールと必要に応じて有機溶媒中で反応させることにより得ることができる。なお、特定ジアミンの合成方法は上記に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(7A)中、Y~Y、X、Xは、R、R、n3、n4、及びt5~t8は、上記式(7)と同義である。R17は、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、光配向性基を有する1価の基、ハロゲン原子又は水酸基である。R18は、光配向性基を有する1価の基である。)
Specific diamines are Bulletin of the Chemical Society of Japan, 44, 496-505, 617-623, 2177-2181 (1971), Journal of the American Chemical Society; vol.122; nb.9; (2000); p. It can be synthesized according to the description of 2053-2061, Bulletin of the Korean Chemical Society; vol.34; nb.12; (2013); p.3888-3890 and the like. Further, among the compounds represented by the above formula (7), at least one of R 7 and R 8 is a monovalent group having a photo-oriented group (a compound represented by the following formula (7A)). Can be obtained, for example, by acid-chloriding a carboxylic acid having a photo-oriented group with an appropriate chlorinating agent and then reacting it with a bisphenol having a spiro ring in an organic solvent, if necessary. The method for synthesizing the specific diamine is not limited to the above.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(In the formula (7A), Y 5 to Y 8 , X 4 , X 5 are R 5 , R 6 , n3, n4, and t5 to t 8 are synonymous with the above formula (7). R 17 is synonymous with the above formula (7). It is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, a monovalent group having a photo-oriented group, a halogen atom or a hydroxyl group. R 18 is 1 having a photo-oriented group. It is the basis of the value.)
 低プレチルト化の改善効果をより高くできる点で、重合体(A)は、主鎖中にスピロ環を有していることが好ましい。この観点から、液晶配向剤に配合するポリアミック酸(A)は、構造単位(M1)として、上記式(6)で表される化合物及び上記式(7)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも一種の化合物に由来する構造単位(以下、「構造単位U」ともいう。)を有していることが好ましい。ポリアミック酸(A)が有する構造単位Uの割合は、ポリアミック酸(A)の合成に際し使用される単量体に由来する構造単位の全量に対し、5モル%以上とすることが好ましく、10モル%以上とすることがより好ましく、20モル%以上とすることがさらに好ましい。また、ポリアミック酸(A)が有する構造単位Uの割合は、ポリアミック酸(A)の合成に際し使用される単量体に由来する構造単位の全量に対し、90モル%以下とすることが好ましく、80モル%以下とすることがより好ましい。 It is preferable that the polymer (A) has a spiro ring in the main chain in that the effect of improving the low pretilt can be further enhanced. From this point of view, the polyamic acid (A) to be blended in the liquid crystal alignment agent is selected from the group consisting of the compound represented by the above formula (6) and the compound represented by the above formula (7) as the structural unit (M1). It is preferable to have a structural unit derived from at least one compound (hereinafter, also referred to as “structural unit U”). The ratio of the structural unit U contained in the polyamic acid (A) is preferably 5 mol% or more, preferably 10 mol% or more, based on the total amount of the structural units derived from the monomers used in the synthesis of the polyamic acid (A). More preferably, it is more preferably 20 mol% or more. Further, the ratio of the structural unit U contained in the polyamic acid (A) is preferably 90 mol% or less with respect to the total amount of the structural units derived from the monomers used in the synthesis of the polyamic acid (A). More preferably, it is 80 mol% or less.
・ポリアミック酸の合成
 ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを、必要に応じて分子量調整剤(例えば、酸一無水物やモノアミン等)とともに反応させることにより得ることができる。ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の使用割合は、ジアミン化合物のアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2~2当量となる割合が好ましい。
-Synthesis of polyamic acid A polyamic acid can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound with a molecular weight regulator (for example, acid monoanhydride or monoamine), if necessary. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 to 0.2 to 1 equivalent of the amino group of the diamine compound for the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride. A ratio of 2 equivalents is preferable.
 ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は-20℃~150℃が好ましく、反応時間は0.1~24時間が好ましい。反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを挙げることができる。特に好ましい有機溶媒は、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m-クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と、他の有機溶媒(例えばブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテルなど)との混合物を使用することが好ましい。有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して、0.1~50質量%になる量とすることが好ましい。 The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably −20 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is preferably 0.1 to 24 hours. Examples of the organic solvent used in the reaction include aprotonic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, and hydrocarbons. Particularly preferred organic solvents are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol. And one or more selected from the group consisting of halogenated phenol can be used as a solvent, or a mixture of one or more of these with another organic solvent (for example, butyl cellosolve, diethylene glycol diethyl ether, etc.) can be used. preferable. The amount of the organic solvent used (a) shall be such that the total amount (b) of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is 0.1 to 50% by mass with respect to the total amount (a + b) of the reaction solution. Is preferable.
・ポリアミック酸エステル
 重合体(A)がポリアミック酸エステルである場合、当該ポリアミック酸エステル(以下、「ポリアミック酸エステル(A)」ともいう。)は、例えば、[I]上記合成反応により得られたポリアミック酸(A)とエステル化剤とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルと、特定ジアミンを含むジアミン化合物とを反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物と、特定ジアミンを含むジアミン化合物とを反応させる方法、などによって得ることができる。ポリアミック酸エステル(A)は、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。
-When the polyamic acid ester polymer (A) is a polyamic acid ester, the polyamic acid ester (hereinafter, also referred to as "polyamic acid ester (A)") was obtained by, for example, [I] the above synthetic reaction. A method of reacting a polyamic acid (A) with an esterifying agent, a method of reacting a [II] tetracarboxylic acid diester with a diamine compound containing a specific diamine, [III] a tetracarboxylic acid diester dihalide and a specific diamine. It can be obtained by a method of reacting with a containing diamine compound or the like. The polyamic acid ester (A) may have only an amic acid ester structure, or may be a partial esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist.
・ポリイミド
 重合体(A)がポリイミドである場合、当該ポリイミド(以下、「ポリイミド(A)」ともいう。)は、上記の如くして合成されたポリアミック酸(A)を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミドのイミド化率は、99%以下であることが好ましく、20~95%であることがより好ましい。なお、イミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。
-When the polyimide polymer (A) is a polyimide, the polyimide (hereinafter, also referred to as "polyimide (A)") dehydrates and closes the polyamic acid (A) synthesized as described above to imidize it. It can be obtained by doing. The imidization ratio of the polyimide is preferably 99% or less, and more preferably 20 to 95%. The imidization ratio is the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of amic acid structures and the number of imide ring structures of polyimide expressed as a percentage.
 ポリアミック酸(A)の脱水閉環は、好ましくは、ポリアミック酸(A)を有機溶媒に溶解し、その重合体溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し、必要に応じて加熱する方法により行われる。この方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物が挙げられる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸(A)のアミック酸構造の1モルに対して0.01~20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。合成に際しては、脱水閉環触媒の使用量を、使用する脱水剤1モルに対して0.01~10モルとすることが好ましい。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒が挙げられる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0~180℃である。反応時間は、好ましくは1.0~120時間である。 The dehydration ring closure of the polyamic acid (A) is preferably carried out by dissolving the polyamic acid (A) in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydration ring closure catalyst to the polymer solution, and heating as necessary. It is said. In this method, examples of the dehydrating agent include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 mol with respect to 1 mol of the amic acid structure of the polyamic acid (A). As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collagen, lutidine, and triethylamine can be used. In the synthesis, the amount of the dehydration ring closure catalyst used is preferably 0.01 to 10 mol with respect to 1 mol of the dehydrating agent used. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring closure reaction include organic solvents exemplified as those used in the synthesis of polyamic acids. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours.
 プレチルト角の低角化の改善効果をより高くできる点で、ポリイミド(A)は、主鎖中にスピロ環を有していることが好ましい。重合体の主鎖中にスピロ環を有するポリイミド(A)は、例えば、[1]上記式(6)で表される酸二無水物及び上記式(7)で表されるジアミン化合物よりなる群から選択される少なくとも一種を用いて重合することにより重合体の主鎖中にスピロ環を導入した後、脱水閉環してイミド化する方法;[2]上記式(4)で表される酸二無水物及び上記式(5)で表される酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を用いて重合し、脱水閉環してイミド化することに重合体の主鎖中にスピロ環を形成する方法(下記スキームA参照)、などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(スキームA中、R30は2価の有機基である。)
The polyimide (A) preferably has a spiro ring in the main chain in that the effect of improving the reduction of the pretilt angle can be further enhanced. The polyimide (A) having a spiro ring in the main chain of the polymer is, for example, a group consisting of [1] an acid dianhydride represented by the above formula (6) and a diamine compound represented by the above formula (7). A method of introducing a spiro ring into the main chain of a polymer by polymerizing using at least one selected from the above, and then dehydrating and imidizing the ring; [2] Acid diary represented by the above formula (4). A spiro ring is formed in the main chain of the polymer by polymerizing using at least one selected from the group consisting of an anhydride and an acid dianhydride represented by the above formula (5), dehydrating and closing the ring to imidize. Examples thereof include a method of forming (see Scheme A below).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(In Scheme A, R 30 is a divalent organic group.)
・ポリエナミン
 ポリエナミンは、ポリアミンのアミノ基の隣接位に炭素-炭素二重結合を有する重合体であり、例えばポリエナミノケトン、ポリエナミノエステル、ポリエナミノニトリル、ポリエナミノスルホニル等が挙げられる。重合体(A)がポリエナミンである場合、当該ポリエナミン(以下、「ポリエナミン(A)」ともいう。)は、α,β-不飽和化合物と、特定ジアミンを含むジアミン化合物との反応により得ることができる。ポリエナミン(A)の合成に使用するα,β-不飽和化合物としては、下記式(e-1)~式(e-8)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
-Polyenamine Polyenamine is a polymer having a carbon-carbon double bond at the position adjacent to the amino group of the polyamine, and examples thereof include polyenaminoketone, polyenaminoester, polyenaminonitrile, and polyenaminosulfonyl. When the polymer (A) is a polyenamine, the polyenamine (hereinafter, also referred to as "polyenamine (A)") can be obtained by reacting an α, β-unsaturated compound with a diamine compound containing a specific diamine. it can. Examples of the α, β-unsaturated compound used for the synthesis of polyenamine (A) include compounds represented by the following formulas (e-1) to (e-8).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 ポリエナミンの合成方法は特に限定されないが、例えば、ビニル求核置換重合により合成することができる。この合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。反応に使用する有機溶媒としては、非プロトン性極性溶媒(N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド等)、フェノール系溶媒(フェノール、クレゾール等)、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素等が挙げられる。合成に際し、反応温度は-20℃~150℃が好ましく、反応時間は0.1~24時間が好ましい。上記反応は、必要に応じて、トリフルオロ酢酸等の触媒の存在下で行ってもよい。 The method for synthesizing polyenamine is not particularly limited, but it can be synthesized, for example, by vinyl nucleophilic substitution polymerization. This synthetic reaction is preferably carried out in an organic solvent. Examples of the organic solvent used in the reaction include aprotonic polar solvents (N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, etc.), phenolic solvents (phenol, cresol, etc.), alcohols, ketones, esters, ethers, etc. Examples thereof include halogenated hydrocarbons and hydrocarbons. In the synthesis, the reaction temperature is preferably −20 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is preferably 0.1 to 24 hours. The above reaction may be carried out in the presence of a catalyst such as trifluoroacetic acid, if necessary.
・ポリアミド
 重合体(A)がポリアミドである場合、当該ポリアミド(以下、「ポリアミド(A)」ともいう。)は、ジカルボン酸又は無水ジカルボン酸と、特定ジアミンを含むジアミン化合物との反応により得ることができる。ポリアミド(A)の合成に使用するジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。これらのジカルボン酸は、塩化チオニル等の適当な塩素化剤を用いて酸クロリド化した後にジアミン化合物との反応に供することが好ましい。無水ジカルボン酸としては、下記式(f-1)~式(f-8)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
-When the polyamide polymer (A) is a polyamide, the polyamide (hereinafter, also referred to as "polyamide (A)") can be obtained by reacting a dicarboxylic acid or a dicarboxylic anhydride with a diamine compound containing a specific diamine. Can be done. Examples of the dicarboxylic acid used for the synthesis of the polyamide (A) include an aliphatic dicarboxylic acid, an alicyclic dicarboxylic acid, and an aromatic dicarboxylic acid. It is preferable that these dicarboxylic acids are acid chlorided with an appropriate chlorinating agent such as thionyl chloride and then subjected to a reaction with a diamine compound. Examples of the dicarboxylic acid anhydride include compounds represented by the following formulas (f-1) to (f-8).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 ポリアミドの合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒(N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド等)、フェノール系溶媒(フェノール、クレゾール等)、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素等が挙げられる。合成に際し、反応温度は-20℃~150℃が好ましく、反応時間は0.1~24時間が好ましい。 The polyamide synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. Examples of the organic solvent used in the reaction include aprotonic polar solvents (N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, etc.), phenolic solvents (phenol, cresol, etc.), alcohols, ketones, esters, ethers, etc. , Halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like. In the synthesis, the reaction temperature is preferably −20 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is preferably 0.1 to 24 hours.
 重合体(A)は、後述する条件で調製及び測定した溶液粘度が10~800mPa・sであることが好ましく、15~500mPa・sであることがより好ましい。なお、上記溶液粘度(mPa・s)は、重合体の良溶媒(例えば、N-メチル-2-ピロリドン等)を用いて調製した濃度10質量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。 The polymer (A) preferably has a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s, more preferably 15 to 500 mPa · s, prepared and measured under the conditions described below. The solution viscosity (mPa · s) is determined by using an E-type rotational viscometer for a polymer solution having a concentration of 10% by mass prepared using a good solvent for the polymer (for example, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). It is a value measured at 25 ° C. using.
 重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~300,000であり、より好ましくは2,000~100,000である。Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7以下であり、より好ましくは5以下である。なお、液晶配向剤の調製に使用する重合体(A)は、1種のみでもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A) measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 100,000. Is. The molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is preferably 7 or less, more preferably 5 or less. The polymer (A) used for preparing the liquid crystal alignment agent may be only one type or a combination of two or more types.
 液晶配向剤中における重合体(A)の含有割合は、低プレチルト化を十分に図る観点から、液晶配向剤に含まれる重合体の全量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることがさらに好ましい。また、液晶配向剤の基板に対する塗布性をより良好にする観点から、重合体(A)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる全重合体に対し、90質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましい。 The content ratio of the polymer (A) in the liquid crystal aligning agent is preferably 0.1% by mass or more with respect to the total amount of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent from the viewpoint of sufficiently reducing the pretilt. , 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more. Further, from the viewpoint of improving the coatability of the liquid crystal alignment agent on the substrate, the content ratio of the polymer (A) is preferably 90% by mass or less with respect to the total polymer contained in the liquid crystal alignment agent. It is more preferably 70% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less.
 なお、重合体(A)を配合することによって、液晶配向剤の塗布性を確保しつつ、液晶素子の低プレチルト化を図ることができた理由は明らかではないが、一つの仮説として、スピロ環を有する単量体単位によって重合体の溶解性が確保されたと共に、主鎖配座の捻れによって主鎖が十分に固定化され、低プレチルト角形成能を発現できたものと推定される。なお、この推定は本開示を何ら限定するものではない。 It is not clear why the polymer (A) was added to reduce the pretilt of the liquid crystal element while ensuring the coatability of the liquid crystal conformer, but one hypothesis is that the spiro ring It is presumed that the solubility of the polymer was ensured by the monomer unit having the above, and the main chain was sufficiently immobilized by the twist of the main chain conformation, and the ability to form a low pretilt angle could be exhibited. This presumption does not limit this disclosure in any way.
<その他の成分>
 本開示の液晶配向剤は、必要に応じて、重合体(A)以外のその他の成分を含有していてもよい。
<Other ingredients>
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may contain other components other than the polymer (A), if necessary.
(その他の重合体)
 本開示の液晶配向剤には、重合体成分として、重合体(A)と共に、構造単位(M1)を有さない重合体(以下、「その他の重合体」ともいう。)が含有されていてもよい。その他の重合体は、特に限定されないが、得られる液晶配向膜の液晶配向性や電気特性、機械的強度の観点から、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリウレアよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体(以下、「重合体(B)」ともいう。)を好ましく使用できる。重合体(B)は、より好ましくは、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種である。
(Other polymers)
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains a polymer (A) and a polymer having no structural unit (M1) (hereinafter, also referred to as "other polymer") as a polymer component. May be good. The other polymer is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyurea from the viewpoint of liquid crystal orientation, electrical characteristics, and mechanical strength of the obtained liquid crystal alignment film. (Hereinafter, also referred to as “polymer (B)”) can be preferably used. The polymer (B) is more preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acids, polyamic acid esters and polyimides.
 重合体(B)の配合割合は、重合体(A)の配合によるプレチルト角の低角化の改善効果を十分に得る観点から、液晶配向剤の調製に使用する重合体(A)100質量部に対して、好ましくは100~2000質量部であり、より好ましくは200~1500質量部である。なお、重合体(B)としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 重合体(B)につき、GPCにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~500,000であり、より好ましくは2,000~300,000である。また、分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7以下であり、より好ましくは5以下である。
The blending ratio of the polymer (B) is 100 parts by mass of the polymer (A) used for preparing the liquid crystal aligning agent from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving the reduction of the pretilt angle by blending the polymer (A). On the other hand, it is preferably 100 to 2000 parts by mass, and more preferably 200 to 1500 parts by mass. As the polymer (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer (B) measured by GPC is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000 to 300,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 7 or less, more preferably 5 or less.
(架橋剤)
 本開示の液晶配向剤は、架橋剤を含有していてもよい。架橋剤を液晶配向剤に配合することにより、プレチルト角の低角化の効果をより高めることができる点で好適である。架橋剤は、重合体(A)が有する官能基(例えば、アミノ基、カルボキシル基等)と反応可能な官能基を有する化合物であることが好ましく、具体的には、環状エーテル基、カルボキシル基、環状カーボネート基、アルコール性水酸基、アミノ基、保護アミノ基、保護イソシアネート基、トリアルコキシシリル基、及び重合性不飽和結合基よりなる群から選ばれる少なくとも一種を有する分子量1000以下の化合物であることが好ましい。これらのうち、エポキシ基を2個以上有する化合物を特に好ましく使用できる。架橋剤が有する架橋性基の数は、2個以上が好ましく、3個以上がより好ましい。
(Crosslinking agent)
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may contain a cross-linking agent. By blending the cross-linking agent with the liquid crystal alignment agent, the effect of lowering the pre-tilt angle can be further enhanced, which is preferable. The cross-linking agent is preferably a compound having a functional group capable of reacting with the functional group (for example, amino group, carboxyl group, etc.) of the polymer (A), and specifically, a cyclic ether group, a carboxyl group, etc. A compound having a molecular weight of 1000 or less and having at least one selected from the group consisting of a cyclic carbonate group, an alcoholic hydroxyl group, an amino group, a protected amino group, a protected isocyanate group, a trialkoxysilyl group, and a polymerizable unsaturated bond group. preferable. Of these, compounds having two or more epoxy groups can be particularly preferably used. The number of crosslinkable groups contained in the crosslinking agent is preferably 2 or more, and more preferably 3 or more.
 架橋剤を配合する場合、液晶配向剤中における架橋剤の含有割合は、液晶配向剤中の重合体成分の全体量100質量部に対し、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましい。また、架橋剤の含有割合は、過剰量の添加に起因する性能低下を抑制する観点から、液晶配向剤中の重合体成分の全体量100質量部に対し、30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましい。なお、架橋剤としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 When the cross-linking agent is blended, the content ratio of the cross-linking agent in the liquid crystal alignment agent is preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer component in the liquid crystal alignment agent, and 1 mass by mass. More preferably, it is more than one part. Further, the content ratio of the cross-linking agent is preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer component in the liquid crystal alignment agent from the viewpoint of suppressing the performance deterioration due to the addition of an excessive amount. , 20 parts by mass or less is more preferable. As the cross-linking agent, one type can be used alone or two or more types can be used in combination.
(溶剤)
 本開示の液晶配向剤は、重合体成分、及び必要に応じて任意に配合される成分が、好ましくは有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素等が挙げられる。溶剤成分は、これらの1種でもよく、2種以上の混合溶媒であってもよい。
(solvent)
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure is prepared as a solution-like composition in which a polymer component and, if necessary, a component arbitrarily blended are preferably dissolved in an organic solvent. Examples of the organic solvent used include aprotonic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like. The solvent component may be one of these or a mixed solvent of two or more.
 溶剤成分としては、重合体の溶解性及びレベリング性が高い溶剤(以下、「第1溶剤」ともいう。)、濡れ広がり性が良好な溶剤(以下、「第2溶剤」ともいう。)、及びこれらの混合溶剤が挙げられる。
 溶剤の具体例としては、第1溶剤として、例えばN-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、γ-ブチロラクタム、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、ジイソブチルケトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、N-エチル-2-ピロリドン、N-(n-ペンチル)-2-ピロリドン、N-(t-ブチル)-2-ピロリドン、N-メトキシプロピル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等を;
第2溶剤として、例えばエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、ダイアセトンアルコール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシ-1-ブタノール、シクロペンタノン、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ-ト、エチルエトキシプロピオネ-ト、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジイソペンチルエーテル等を、それぞれ挙げることができる。これらのうち、第1溶剤と第2溶剤との混合溶剤を用いることが好ましい。
As the solvent component, a solvent having high solubility and leveling property of the polymer (hereinafter, also referred to as “first solvent”), a solvent having good wettability and spreading property (hereinafter, also referred to as “second solvent”), and a solvent component. Examples thereof include these mixed solvents.
Specific examples of the solvent include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl as the first solvent. -2-Pentanone, diisobutylketone, ethylene carbonate, propylene carbonate, N-ethyl-2-pyrrolidone, N- (n-pentyl) -2-pyrrolidone, N- (t-butyl) -2-pyrrolidone, N-methoxypropyl -2-Pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, etc.;
As the second solvent, for example, ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, diacetone alcohol, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol monomethyl Ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-1-butanol, cyclopentanone, butyl lactate, butyl acetate, methylmethoxypropionate, ethylethoxypropionate, isoamylpropionate, isoamylisobutyrate, Examples thereof include propylene glycol diacetate, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diisopentyl ether and the like. Of these, it is preferable to use a mixed solvent of the first solvent and the second solvent.
 液晶配向剤に含有させるその他の成分としては、上記のほか、例えば官能性シラン化合物、酸化防止剤、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、充填剤、分散剤、光増感剤等が挙げられる。その他の成分の配合割合は、本開示の効果を損なわない範囲で、各化合物に応じて適宜選択することができる。 In addition to the above, other components contained in the liquid crystal alignment agent include, for example, functional silane compounds, antioxidants, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, fillers, dispersants, photosensitizers and the like. Can be mentioned. The blending ratio of the other components can be appropriately selected according to each compound as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
 液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1~10質量%の範囲である。固形分濃度が1質量%以上である場合には、十分な膜厚の塗膜を得ることができ、良好な液晶配向膜を得やすい。一方、固形分濃度が10質量%以下である場合には、塗膜の膜厚が過大となりすぎず、また、液晶配向剤の粘性を適度にすることができ、塗布性の低下を抑制することができる点で好適である。 The solid content concentration in the liquid crystal alignment agent (the ratio of the total mass of the components other than the solvent of the liquid crystal alignment agent to the total mass of the liquid crystal alignment agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc., but is preferable. It is in the range of 1 to 10% by mass. When the solid content concentration is 1% by mass or more, a coating film having a sufficient film thickness can be obtained, and a good liquid crystal alignment film can be easily obtained. On the other hand, when the solid content concentration is 10% by mass or less, the film thickness of the coating film does not become excessive, the viscosity of the liquid crystal alignment agent can be made appropriate, and the deterioration of coatability can be suppressed. It is suitable in that it can be used.
≪液晶配向膜及び液晶素子≫
 本開示の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本開示の液晶素子は、上記で説明した液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶素子における液晶の動作モードは特に限定されず、例えばTN型、STN型、VA型(VA-MVA型、VA-PVA型などを含む。)、IPS(In-Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)型、PSA型(Polymer Sustained Alignment)等の種々のモードに適用することができる。液晶素子は、例えば以下の工程1~工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は各動作モード共通である。
≪Liquid crystal alignment film and liquid crystal element≫
The liquid crystal alignment film of the present disclosure is formed by the liquid crystal alignment agent prepared as described above. Further, the liquid crystal element of the present disclosure includes a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent described above. The operation mode of the liquid crystal in the liquid crystal element is not particularly limited, and for example, TN type, STN type, VA type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS (In-Plane Switching) type, FFS (Fringe). It can be applied to various modes such as Field Switching) type, OCB (Optically Compensated Bend) type, and PSA type (Polymer Sustained Alignment). The liquid crystal element can be manufactured, for example, by a method including the following steps 1 to 3. In step 1, the substrate used differs depending on the desired operation mode. Steps 2 and 3 are common to each operation mode.
<工程1:塗膜の形成>
 まず基板上に液晶配向剤を塗布し、好ましくは塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In-SnO)からなるITO膜などを用いることができる。TN型、STN型又はVA型の液晶素子を製造する場合には、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を用いる。一方、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合には、櫛歯型にパターニングされた電極が設けられている基板と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。基板への液晶配向剤の塗布は、電極形成面上に、好ましくはオフセット印刷法、フレキソ印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法により行う。
<Step 1: Formation of coating film>
First, a liquid crystal alignment agent is applied onto the substrate, and preferably the coated surface is heated to form a coating film on the substrate. As the substrate, for example, glass such as float glass and soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, and poly (aliphatic olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of a substrate, NESA film (US PPG registered trademark) made of tin oxide (SnO 2), indium oxide - such as an ITO film made of tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2) the Can be used. When manufacturing a TN type, STN type or VA type liquid crystal element, two substrates provided with a patterned transparent conductive film are used. On the other hand, in the case of manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal element, a substrate provided with electrodes patterned in a comb-teeth shape and a counter substrate not provided with electrodes are used. The liquid crystal alignment agent is applied to the substrate on the electrode forming surface, preferably by an offset printing method, a flexographic printing method, a spin coating method, a roll coater method, or an inkjet printing method.
 液晶配向剤を塗布した後、塗布した液晶配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30~200℃であり、プレベーク時間は、好ましくは0.25~10分である。その後、溶剤を完全に除去すること等を目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80~250℃であり、より好ましくは80~200℃である。ポストベーク時間は、好ましくは5~200分である。このようにして形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001~1μmである。 After applying the liquid crystal alignment agent, preheating is preferably performed for the purpose of preventing the applied liquid crystal alignment agent from dripping. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200 ° C., and the pre-baking time is preferably 0.25 to 10 minutes. After that, a firing (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent. The firing temperature (post-baking temperature) at this time is preferably 80 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C. The post-bake time is preferably 5 to 200 minutes. The film thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm.
<工程2:配向処理>
 TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理(配向処理)を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。垂直配向型の液晶素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、液晶配向能を更に高めるために、該塗膜に対し配向処理を施すとよい。配向処理としては、基板上に形成した塗膜に光照射を行って塗膜に液晶配向能を付与する光配向処理を用いることが好ましい。
<Step 2: Orientation treatment>
When manufacturing a TN type, STN type, IPS type or FFS type liquid crystal element, a treatment (alignment treatment) for imparting a liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step 1 is performed. As a result, the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. In the case of manufacturing a vertically oriented liquid crystal element, the coating film formed in the above step 1 can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but in order to further enhance the liquid crystal alignment ability, the coating film is oriented. It is good to apply. As the alignment treatment, it is preferable to use a photo-alignment treatment in which the coating film formed on the substrate is irradiated with light to impart the liquid crystal alignment ability to the coating film.
 光配向のための光照射は、ポストベーク工程後の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程後であってポストベーク工程前の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程及びポストベーク工程の少なくともいずれかにおいて塗膜の加熱中に塗膜に対して照射する方法、等により行うことができる。塗膜に照射する放射線としては、例えば150~800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。好ましくは、200~400nmの波長の光を含む紫外線である。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線の場合の照射方向は斜め方向とする。 The light irradiation for photo-orientation includes a method of irradiating the coating film after the post-baking process, a method of irradiating the coating film after the pre-baking process and before the post-baking process, a pre-baking process and a post-baking process. It can be carried out by a method of irradiating the coating film while heating the coating film in at least one of them. As the radiation to irradiate the coating film, for example, ultraviolet rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm and visible light can be used. Preferably, it is ultraviolet light containing light having a wavelength of 200 to 400 nm. When the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized. When the radiation used is linearly polarized light or partially polarized light, the irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, may be performed from an oblique direction, or may be performed in combination thereof. In the case of unpolarized radiation, the irradiation direction is diagonal.
 使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザー等が挙げられる。放射線の照射量は、好ましくは400~50,000J/mであり、より好ましくは1,000~20,000J/mである。配向能付与のための光照射後において、基板表面を例えば水、有機溶媒(例えば、メタノール、イソプロピルアルコール、1-メトキシ-2-プロパノールアセテート、ブチルセロソルブ、乳酸エチル等)又はこれらの混合物を用いて洗浄する処理や、基板を加熱する処理を行ってもよい。 Examples of the light source used include a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, and the like. The irradiation amount of radiation is preferably 400 to 50,000 J / m 2 , and more preferably 1,000 to 20,000 J / m 2 . After light irradiation for imparting orientation ability, the surface of the substrate is washed with, for example, water, an organic solvent (for example, methanol, isopropyl alcohol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, etc.) or a mixture thereof. Or a process of heating the substrate may be performed.
<工程3:液晶セルの構築>
 上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば、液晶配向膜が対向するように間隙を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面とシール剤で囲まれたセルギャップ内に液晶を注入充填し注入孔を封止する方法、ODF方式による方法等が挙げられる。シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂等を用いることができる。液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましい。PSAモードでは、液晶セルの構築後に、一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する処理を行う。
<Step 3: Construction of liquid crystal cell>
A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above and arranging the liquid crystal between the two substrates arranged opposite to each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, for example, two substrates are arranged to face each other with a gap so that the liquid crystal alignment films face each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded to each other using a sealant to be attached to the substrate surface. Examples thereof include a method of injecting and filling a liquid crystal in a cell gap surrounded by a sealing agent to seal the injection hole, a method of using the ODF method, and the like. As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing an aluminum oxide sphere as a curing agent and a spacer can be used. Examples of the liquid crystal include a nematic liquid crystal and a smectic liquid crystal, and among them, the nematic liquid crystal is preferable. In the PSA mode, after the liquid crystal cell is constructed, the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates.
 続いて、必要に応じて液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせ、液晶素子とする。偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板が挙げられる。 Subsequently, if necessary, a polarizing plate is attached to the outer surface of the liquid crystal cell to form a liquid crystal element. Examples of the polarizing plate include a polarizing plate in which a polarizing film called "H film" in which polyvinyl alcohol is stretch-oriented and iodine is absorbed is sandwiched between a cellulose acetate protective film, or a polarizing plate made of the H film itself.
 本開示の液晶素子は種々の用途に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム機、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話機、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置や、調光フィルム、位相差フィルム等に適用することができる。 The liquid crystal elements of the present disclosure can be effectively applied to various applications, for example, clocks, portable game machines, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, and various types. It can be applied to various display devices such as monitors, LCD TVs, and information displays, dimming films, retardation films, and the like.
 以下、本開示を実施例により更に具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail with reference to Examples, but the present disclosure is not limited to these Examples.
 以下の例において、重合体溶液の溶液粘度、及びポリイミドのイミド化率は、以下の方法により測定した。
[重合体溶液の溶液粘度]
 重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[ポリイミドのイミド化率]
 イミド化後の重合体を室温で減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解させ、テトラメチルシランを基準物質として室温でH-NMRを測定し、下記数式(I) で示される式により求めた。
 イミド化率(%)=(1-A/A×α)×100  …(I)
(数式(I)中、Aは化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、Aはその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
In the following example, the solution viscosity of the polymer solution and the imidization rate of the polyimide were measured by the following methods.
[Solution viscosity of polymer solution]
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer solution was measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.
[Imidization rate of polyimide]
After the imidized polymer is dried under reduced pressure at room temperature, it is dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, 1 1 H-NMR is measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance, and the formula shown by the following formula (I) is used. I asked.
Imidization rate (%) = (1-A 1 / A 2 x α) x 100 ... (I)
(In formula (I), A 1 is the peak area derived from the proton of the NH group appearing near the chemical shift of 10 ppm, A 2 is the peak area derived from other protons, and α is the precursor of the polymer (polyamic acid). ) Is the ratio of the number of other protons to one proton of the NH group.)
 実施例で使用した化合物を下記に示す。なお、以下では、式(X)で表される化合物を単に「化合物(X)」と略すことがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
The compounds used in the examples are shown below. In the following, the compound represented by the formula (X) may be simply abbreviated as "compound (X)".
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
1.化合物の合成
[合成例1-1]
 下記スキーム1に従って化合物(M-7)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
1. 1. Synthesis of compounds [Synthesis Example 1-1]
Compound (M-7) was synthesized according to Scheme 1 below.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 攪拌子を入れた500mlナスフラスコにトリメリット酸クロライド10.0g、脱水テトラヒドロフラン100mlを加え、氷浴で5℃以下に冷却した(これを混合液Aとする)。次に、攪拌子を入れた別の500mlナスフラスコに、3,3,3',3'-テトラメチル-2,2',3,3'-テトラヒドロ-1,1'-スピロビ[インデン]-6,6'-ジオール(Organic Letters 6, 2341-2343, (2004))14.6g、ピリジン3.8g、脱水テトラヒドロフラン100mlを加えてよく混合し、混合液Bを調製した。得られた混合液Bを、内温10℃以下を維持した状態で2時間かけて混合液Aに滴下した。滴下終了後、5℃以下で2時間、室温にゆっくり上昇させた後に6時間反応させた。その後、反応液に酢酸エチル100ml、THF100ml、純水100mlを加え、分液抽出を行った。続いて、有機層に純水100mlを加えて分液抽出する洗浄操作を2回実施した。有機層を回収し、エバポレーターにより濃縮することで固体を得た。
 この析出固体に酢酸80ml、無水酢酸20mlを加え、110℃で3時間還流した。室温まで徐冷して得られた結晶をろ過、ヘキサン洗浄で洗浄した。真空乾燥後、目的化合物(M-7)8.2gを得た。
10.0 g of trimellitic acid chloride and 100 ml of dehydrated tetrahydrofuran were added to a 500 ml eggplant flask containing a stirrer, and the mixture was cooled to 5 ° C. or lower in an ice bath (this is referred to as mixed solution A). Next, in another 500 ml eggplant flask containing a stir bar, 3,3,3', 3'-tetramethyl-2,2', 3,3'-tetrahydro-1,1'-spirobi [indene]- 14.6 g of 6,6'-diol (Organic Letters 6, 2341-2343, (2004)), 3.8 g of pyridine, and 100 ml of dehydrated tetrahydrofuran were added and mixed well to prepare a mixed solution B. The obtained mixed solution B was added dropwise to the mixed solution A over 2 hours while maintaining an internal temperature of 10 ° C. or lower. After completion of the dropping, the reaction was carried out at 5 ° C. or lower for 2 hours, slowly raised to room temperature, and then for 6 hours. Then, 100 ml of ethyl acetate, 100 ml of THF, and 100 ml of pure water were added to the reaction solution, and liquid separation extraction was performed. Subsequently, a washing operation of adding 100 ml of pure water to the organic layer and separating and extracting the liquid was carried out twice. The organic layer was recovered and concentrated by an evaporator to obtain a solid.
80 ml of acetic acid and 20 ml of acetic anhydride were added to the precipitated solid, and the mixture was refluxed at 110 ° C. for 3 hours. The crystals obtained by slowly cooling to room temperature were filtered and washed with hexane. After vacuum drying, 8.2 g of the target compound (M-7) was obtained.
[合成例1-2]
 下記スキーム2に従って化合物(M-8)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
[Synthesis Example 1-2]
Compound (M-8) was synthesized according to Scheme 2 below.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
・中間体Aの合成
 攪拌子を入れた2000mL三つ口フラスコに5,5’-ジアミノ-3,3,3’,3’-テトラメチル-2,2’,3,3’-テトラヒドロ-1,1’-スピロビ[インデン] -6,6’-ジオール(Bulletin of the Korean Chemical Society, 34, 12, 3888-3890 (2013))20.0g、テトラヒドロフランを1000g取り、トリエチルアミンを9.0g加え、氷浴した。そこに、二炭酸t-ブチル14.2gとテトラヒドロフラン150gからなる溶液を滴下し、室温で10時間攪拌した後、反応液に酢酸エチル450gを加え、蒸留水300gで4回分液洗浄した。その後、有機層を、内容量が100gになるまでロータリーエバポレーターによりゆっくり濃縮し、途中で析出してきた白色固体を濾過により回収した。この白色固体を真空乾燥することで化合物(中間体A)を30.2g得た。
・中間体Bの合成
 攪拌子を入れた500mLナスフラスコに(E)-3-(4-((4-(4,4,4-トリフルオロブトキシ)ベンゾイル)オキシ)フェニル)アクリル酸30.0g、塩化チオニル90g、及びN,N-ジメチルホルムアミド0.02gを加え,80℃で1時間攪拌した。その後、過剰の塩化チオニルをダイヤフラムポンプで除去し、テトラヒドロフランを300g加え、溶液Dとした。
 新たに、攪拌子を入れた2000mL三口フラスコに中間体Aを20.49g、テトラヒドロフラン400g、及びピリジン12.1gを加え、氷冷した。そこに溶液Dを滴下し、室温で3時間撹拌した。反応液を水7Lで再沈殿し、得られた白色固体を真空乾燥することで中間体Bを29.5g得た。
・化合物(M-8)の合成
 攪拌子を入れた500mLナスフラスコに化合物(中間体B)を25.0g、トリフルオロ酢酸を6.0g取り、ジクロロメタンを200g加え、室温で1時間攪拌した。その後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液により中和した後、蒸留水100gで4回分液洗浄した。その後、有機層を内容量が50gになるまでロータリーエバポレーターによりゆっくり濃縮し、途中で析出してきた白色固体を濾過により回収した。この白色固体を真空乾燥することで目的化合物(M-8)を23.0g得た。
-Synthesis of Intermediate A 5,5'-diamino-3,3,3', 3'-tetramethyl-2,2', 3,3'-tetrahydro-1 in a 2000 mL three-necked flask containing a stir bar , 1'-Supirobi [Inden] -6,6'-diol (Bulletin of the Korean Chemical Society, 34, 12, 3888-3890 (2013)) 20.0 g, 1000 g of tetrahydrofuran was taken, 9.0 g of triethylamine was added, and I took an ice bath. A solution consisting of 14.2 g of t-butyl dicarbonate and 150 g of tetrahydrofuran was added dropwise thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours, 450 g of ethyl acetate was added to the reaction solution, and the mixture was washed four times with 300 g of distilled water. Then, the organic layer was slowly concentrated by a rotary evaporator until the content reached 100 g, and the white solid precipitated on the way was recovered by filtration. The white solid was vacuum dried to obtain 30.2 g of compound (Intermediate A).
-Synthesis of intermediate B 30.0 g of (E) -3-(4-((4- (4,4,4-trifluorobutoxy) benzoyl) oxy) phenyl) acrylic acid in a 500 mL eggplant flask containing a stirrer. , 90 g of thionyl chloride and 0.02 g of N, N-dimethylformamide were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour. Then, excess thionyl chloride was removed with a diaphragm pump, and 300 g of tetrahydrofuran was added to prepare a solution D.
20.49 g of Intermediate A, 400 g of tetrahydrofuran, and 12.1 g of pyridine were newly added to a 2000 mL three-necked flask containing a stirrer, and the mixture was ice-cooled. Solution D was added dropwise thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The reaction solution was reprecipitated with 7 L of water, and the obtained white solid was vacuum dried to obtain 29.5 g of Intermediate B.
-Synthesis of compound (M-8) 25.0 g of compound (intermediate B) and 6.0 g of trifluoroacetic acid were taken in a 500 mL eggplant flask containing a stirrer, 200 g of dichloromethane was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Then, after neutralizing with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, it was washed four times with 100 g of distilled water. Then, the organic layer was slowly concentrated by a rotary evaporator until the content reached 50 g, and the white solid precipitated on the way was recovered by filtration. The white solid was vacuum dried to obtain 23.0 g of the target compound (M-8).
 化合物(M-1)~(M-6)、(M-9)及び(M-10)については、下記文献に記載の方法に従いそれぞれ合成した。
化合物(M-1):米国特許第5216173号明細書
化合物(M-2):Bulletin of the Chemical Society of Japan,72,5,1075-1081(1999)
化合物(M-3):Journal of the Chemical Society,121,1644(1922)
化合物(M-4):Justus Liebigs Annalen der Chemie,593,1-17(1955)
化合物(M-5):Bulletin of the Chemical Society of Japan,44,496-505(1971)
化合物(M-6):米国特許出願公開第2018/371168号明細書
化合物(M-9):台湾特許出願公開第2017/31851号明細書
化合物(M-10):Journal of Materials Chemistry,7,4,589-592(1997)
Compounds (M-1) to (M-6), (M-9) and (M-10) were synthesized according to the methods described in the following documents.
Compound (M-1): US Pat. No. 5,216,173 Compound (M-2): Bulletin of the Chemical Society of Japan, 72,5,1075-1081 (1999)
Compound (M-3): Journal of the Chemical Society, 121,1644 (1922)
Compound (M-4): Justus Liebigs Annalen der Chemie, 593, 1-17 (1955)
Compound (M-5): Bulletin of the Chemical Society of Japan, 44,496-505 (1971)
Compound (M-6): US Patent Application Publication No. 2018/371168 Compound (M-9): Taiwan Patent Application Publication No. 2017/31851 Compound (M-10): Journal of Materials Chemistry, 7, 4,589-592 (1997)
2.重合体の合成
[合成例2-1]
 化合物(M-1)50モル部、及び化合物(M-11)50モル部をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、40℃で24時間反応させることにより重合体(PA-1)を20質量%含有する溶液を得た。この溶液を少量分取し、γ-ブチロラクトンを加えて濃度10質量%の溶液として測定した溶液粘度は28mPa・sであった。
[合成例2-2~2-4、2-7~2-15、2-17及び2-18]
 使用する酸二無水物及びジアミン化合物の種類及び量を下記表1に記載のとおり変更した点以外は合成例2-1と同様の操作を行うことにより、重合体(PA-2)~(PA-4)、(PA-7)~(PA-14)、(PR-1)、(PR-3)、(PR-4)を10質量%含有する溶液をそれぞれ得た。
2. 2. Synthesis of polymer [Synthesis Example 2-1]
A polymer (PA-1) is obtained by dissolving 50 parts by mol of compound (M-1) and 50 parts by mole of compound (M-11) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and reacting at 40 ° C. for 24 hours. ) Was obtained in an amount of 20% by mass. A small amount of this solution was taken, γ-butyrolactone was added, and the solution was measured as a solution having a concentration of 10% by mass. The solution viscosity was 28 mPa · s.
[Synthesis Examples 2-2-2-4, 2-7-2-15, 2-17 and 2-18]
Polymers (PA-2) to (PA) can be obtained by performing the same operations as in Synthesis Example 2-1 except that the types and amounts of the acid dianhydride and diamine compounds used are changed as shown in Table 1 below. -4), (PA-7) to (PA-14), (PR-1), (PR-3), and (PR-4) were obtained in 10% by mass, respectively.
[合成例2-5]
 化合物(M-4)50モル部、及び化合物(M-11)50モル部をNMPに溶解し、40℃で24時間反応させることによりポリアミック酸を20質量%含有する溶液を得た。次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMPを追加して濃度10質量%の溶液とし、ピリジン300モル部及び無水酢酸300モル部を添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ-ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約50%のポリイミド(これを「重合体(PA-5)」とする。)を20質量%含有する溶液を得た。この溶液を少量分取し、γ-ブチロラクトンを加えて濃度10質量%の溶液として測定した溶液粘度は37mPa・sであった。
[Synthesis Example 2-5]
50 mol parts of compound (M-4) and 50 mol parts of compound (M-11) were dissolved in NMP and reacted at 40 ° C. for 24 hours to obtain a solution containing 20% by mass of polyamic acid. Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to prepare a solution having a concentration of 10% by mass, and 300 mol parts of pyridine and 300 mol parts of acetic anhydride were added to carry out a dehydration ring closure reaction at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system is replaced with a new γ-butyrolactone, and the mixture is further concentrated to obtain a polyimide having an imidization rate of about 50% (this is referred to as “polymer (PA-5)”). Was obtained in an amount of 20% by mass. A small amount of this solution was taken, γ-butyrolactone was added, and the solution was measured as a solution having a concentration of 10% by mass. The solution viscosity was 37 mPa · s.
[合成例2-6]
 モノマーとして化合物(M-4)50モル部、及び化合物(M-11)25モル部を用いたほかは合成例2-5と同様の操作を行うことによりイミド化率約50%のポリイミドを含有する溶液を得た。次いで、反応溶液中に化合物(M-14)25モル部を加えて溶解し、40℃で24時間反応させることにより重合体(PA-6)を10質量%含有する溶液を得た。この溶液を少量分取し、γ-ブチロラクトンを加えて濃度10質量%の溶液として測定した溶液粘度は31mPa・sであった。
[合成例2-16]
 使用する酸無水物及びジアミンの種類及び量を下記表1に記載のとおり変更した点以外は合成例2-5と同様の操作を行うことにより、イミド化率約50%のポリイミド(これを「重合体(PR-2)」とする。)を20質量%含有する溶液を得た。
[Synthesis Example 2-6]
By performing the same operation as in Synthesis Example 2-5 except that 50 parts by mole of compound (M-4) and 25 parts by mole of compound (M-11) were used as the monomers, a polyimide having an imidization ratio of about 50% was contained. Obtained a solution. Next, 25 mol parts of the compound (M-14) was added to the reaction solution to dissolve it, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 24 hours to obtain a solution containing 10% by mass of the polymer (PA-6). A small amount of this solution was taken, γ-butyrolactone was added, and the solution was measured as a solution having a concentration of 10% by mass. The solution viscosity was 31 mPa · s.
[Synthesis Example 2-16]
By performing the same operation as in Synthesis Example 2-5 except that the types and amounts of acid anhydrides and diamines used were changed as shown in Table 1 below, a polyimide having an imidization ratio of about 50% was used. A solution containing 20% by mass of "polymer (PR-2)" was obtained.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
 表1中、酸二無水物及びジアミン化合物の数値は、各重合体の合成に使用したモノマーの全量に対する各化合物の使用割合(モル%)を表す。 In Table 1, the numerical values of the acid dianhydride and the diamine compound represent the ratio (mol%) of each compound to the total amount of the monomers used in the synthesis of each polymer.
[合成例2-19]
 1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)100モル部、及び2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル(mTB)100モル部をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、室温で6時間反応させることにより重合体(PAA-A)を10質量%含有する溶液を得た。
[合成例2-20]
 2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物(TCA)100モル部、及びN4,N4’-ビス-(4-アミノフェニル)-N4,N4’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン(DABzM)30モル部、及びジアミノジフェニルメタン(DDM)70モル部をNMPに溶解し、60℃で6時間反応させることにより重合体(PAA-B)を10質量%含有する溶液を得た。
[合成例2-21]
 1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)100モル部、4,4’-[4,4’-プロパン-1,3-ジイルビス(ピペリジン-1,4-ジイル)]ジアニリン(BISP)30モル部、及び4,4’-ジアミノジフェニルメタン(DDM)70モル部をNMPに溶解し、60℃で6時間反応させることにより重合体(PAA-C)を10質量%含有する溶液を得た。
[Synthesis Example 2-19]
100 parts of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CB) and 100 parts of 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl (mTB) in N-methyl-2- It was dissolved in pyrrolidone (NMP) and reacted at room temperature for 6 hours to obtain a solution containing 10% by mass of the polymer (PAA-A).
[Synthesis Example 2-20]
100 mol parts of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride (TCA) and N4, N4'-bis- (4-aminophenyl) -N4, N4'-dimethylbiphenyl-4,4'-diamine ( A solution containing 10% by mass of the polymer (PAA-B) was obtained by dissolving 30 parts by mol of DABzM) and 70 parts by mol of diaminodiphenylmethane (DDM) in NMP and reacting at 60 ° C. for 6 hours.
[Synthesis Example 2-21]
1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CB) 100 mol parts, 4,4'-[4,4'-propane-1,3-diylbis (piperidin-1,4-diyl)] 30 parts by mole of dianiline (BISP) and 70 parts by mole of 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) are dissolved in NMP and reacted at 60 ° C. for 6 hours to contain 10% by mass of the polymer (PAA-C). A solution was obtained.
[実施例1]
(1)液晶配向剤の調製
 上記合成例2-17で得た重合体(PAA-A)を含む溶液に、上記合成例2-1で得た重合体(PA-1)を含む溶液、並びに溶剤としてNMP及びブチルセロソルブ(BC)を加え、重合体割合が重合体(PAA-A):重合体(PA-1)=80:20(質量比)、溶剤組成がNMP/BC=50/50(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-1)を調製した。
[Example 1]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent In the solution containing the polymer (PAA-A) obtained in Synthesis Example 2-17, the solution containing the polymer (PA-1) obtained in Synthesis Example 2-1 and the solution containing the polymer (PA-1). NMP and butyl cellosolve (BC) are added as a solvent, the polymer ratio is polymer (PAA-A): polymer (PA-1) = 80: 20 (mass ratio), and the solvent composition is NMP / BC = 50/50 (mass ratio). A solution having a solid content concentration of 3.5% by mass was prepared. A liquid crystal alignment agent (AL-1) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore size of 1 μm.
(2)光垂直型液晶表示素子の製造
 ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-1)をスピンナーにより塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行い、膜厚0.08μmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面に、Hg-Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて、313nmの輝線を含む偏光紫外線200J/mを、基板法線から40°傾いた方向から室温で照射した。次いで、庫内を窒素置換したオーブン中、160℃で40分間加熱(本焼成)して液晶配向膜とした。同じ操作を繰り返して、液晶配向膜を形成した基板を一対(2枚)作成した。
 液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの1枚における、液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板に照射した紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように一対の基板を圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙に、ネマチック液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、液晶セルを得た。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、液晶セルを150℃で加熱してから室温まで徐冷した。次いで、液晶セルにおける基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜形成時に照射した紫外線の光軸の基板面への射影方向と45°の角度をなすように貼り合わせた。
(2) Manufacture of Optical Vertical Liquid Crystal Display Element The liquid crystal alignment agent (AL-1) prepared in (1) above is applied on the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film by a spinner, and the temperature is 80 ° C. Prebaking was performed for 1 minute on the hot plate of No. 1 to form a coating film having a film thickness of 0.08 μm. Next, the surface of the coating film was irradiated with polarized ultraviolet rays of 200 J / m 2 containing a bright line of 313 nm at room temperature from a direction inclined by 40 ° from the normal of the substrate by using an Hg-Xe lamp and a Gran Tailor prism. Next, the inside of the oven was heated (mainly fired) at 160 ° C. for 40 minutes in a nitrogen-substituted oven to obtain a liquid crystal alignment film. The same operation was repeated to prepare a pair (two) of substrates on which the liquid crystal alignment film was formed.
A pair of epoxy resin adhesives containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 μm are applied by screen printing to the outer periphery of the surface having the liquid crystal alignment film on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed. The liquid crystal alignment film surfaces of the substrates are opposed to each other, and the pair of substrates are crimped so that the projection directions of the optical axes of the ultraviolet rays radiated to each substrate are opposite to each other, and the adhesive is applied at 150 ° C. for 1 hour. It was heat-cured. Next, a nematic liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck Co., Ltd.) was filled in the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive to obtain a liquid crystal cell. Further, in order to eliminate the flow orientation at the time of liquid crystal injection, the liquid crystal cell was heated at 150 ° C. and then slowly cooled to room temperature. Next, polarizing plates are placed on both outer surfaces of the substrate in the liquid crystal cell so that their polarization directions are orthogonal to each other and the optical axis of the ultraviolet rays irradiated at the time of forming the liquid crystal alignment film is projected at an angle of 45 ° to the substrate surface. I stuck them together.
(3)プレチルト角の評価
 上記(2)で製造した液晶表示素子につき、非特許文献(T. J. Scheffer et. al. J. Appl. Phys. vo. 19. p2013(1980))に記載の方法に準拠してHe-Neレーザー光を用いる結晶回転法により測定した液晶分子の基板面からの傾き角の値をプレチルト角とした。このとき、プレチルト角が88.0度以下の場合に「良好(◎)」、88.0度よりも大きく89.0度未満の場合に「可(○)」、89.0°以上の場合に「不良(×)」とした。その結果、この実施例では「可(○)」の評価であった。
(3) Evaluation of pre-tilt angle The liquid crystal display element manufactured in (2) above conforms to the method described in the non-patent document (TJ Scheffer et. Al. J. Appl. Phys. Vo. 19. p2013 (1980)). Then, the value of the tilt angle of the liquid crystal molecules from the substrate surface measured by the crystal rotation method using He-Ne laser light was defined as the pretilt angle. At this time, when the pre-tilt angle is 88.0 degrees or less, it is "good (◎)", when it is larger than 88.0 degrees and less than 89.0 degrees, it is "possible (○)", and when it is 89.0 degrees or more. Was marked as "defective (x)". As a result, in this example, the evaluation was "OK (○)".
(4)塗布均一性の評価
 上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-1)を、ガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換した200℃のオーブンで1時間加熱(ポストベーク)することにより平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。得られた塗膜の表面を原子間力顕微鏡(AFM)にて観察し、中心平均粗さ(Ra)を測定することにより塗膜表面の均一性を評価した。Raが5nm以下の場合を塗布均一性「良好(○)」、5nmよりも大きく10nm未満の場合を「可(△)」、10nm以上の場合を「不良(×)」と評価した。その結果、この実施例では「良好(○)」の評価であった。
(4) Evaluation of coating uniformity The liquid crystal alignment agent (AL-1) prepared in the above (1) is coated on a glass substrate using a spinner, prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then prebaked. A coating film having an average film thickness of 0.1 μm was formed by heating (post-baking) the inside of the chamber in a nitrogen-substituted oven at 200 ° C. for 1 hour. The surface of the obtained coating film was observed with an atomic force microscope (AFM), and the uniformity of the coating film surface was evaluated by measuring the center average roughness (Ra). When Ra was 5 nm or less, the coating uniformity was evaluated as “good (◯)”, when it was larger than 5 nm and less than 10 nm, it was evaluated as “possible (Δ)”, and when it was 10 nm or more, it was evaluated as “poor (×)”. As a result, in this example, the evaluation was "good (○)".
[実施例2~15、比較例1~4]
 液晶配向剤の配合処方を下記表2の通りに変更した点以外は実施例1と同様にして液晶配向剤をそれぞれ調製した。また、調製した各液晶配向剤を用い、実施例1と同様にして光垂直型液晶表示素子を製造するとともに、実施例1と同様にして各種評価を行った。それらの結果を下記表2に示した。なお、実施例2及び実施例5については、液晶配向剤に添加剤を、重合体成分の全量100質量部に対して5質量部ずつ配合した。
[Examples 2 to 15, Comparative Examples 1 to 4]
The liquid crystal alignment agents were prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 2 below. Further, using each of the prepared liquid crystal alignment agents, an optical vertical liquid crystal display element was manufactured in the same manner as in Example 1, and various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2 below. In Examples 2 and 5, an additive was added to the liquid crystal alignment agent by 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer components.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
 なお、表2中、「ブレンド比」は、重合体1と重合体2との配合比率(質量比)を表す。添加剤の略称は以下の化合物を表す。
Add-A:下記式(Add-A)で表される化合物
Add-B:下記式(Add-B)で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
In Table 2, the "blend ratio" represents the blending ratio (mass ratio) of the polymer 1 and the polymer 2. Abbreviations for additives represent the following compounds.
Add-A: Compound represented by the following formula (Add-A) Add-B: Compound represented by the following formula (Add-B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 上記表2に示すように、重合体(A)を含有する液晶配向剤とした実施例1~15では、プレチルト角が89度未満であり、重合体(A)を含有しない比較例1~4に比べて、液晶分子の垂直方向からの傾斜角度を十分に大きくすることができた。なお、比較例4の液晶配向剤は光配向性を示さなかったため、プレチルト角評価の欄には「-」と示した。
 また、実施例1~15の液晶配向剤は、基板に対する塗布性も「良好」又は「可」の評価であった。
 特に、架橋剤を配合した実施例5、及びポリイミド(A)を用いた実施例6、7では、プレチルト角評価が「良好(◎)」であり、また液晶配向剤の塗布性も「良好(○)」であり、特に優れていた。また、重合体(PA-13)を用いた実施例14、重合体(PA-14)を用いた実施例15についても、プレチルト角評価が「良好(◎)」、液晶配向剤の塗布性が「良好(○)」であり、特に優れていた。
 以上の結果から、重合体(A)を用いて液晶配向剤を調製することにより、基板に対する塗布性を良好に保ちつつ、プレチルト角特性に優れた液晶配向膜を形成できることが分かった。
As shown in Table 2 above, in Examples 1 to 15 in which the liquid crystal aligning agent containing the polymer (A) was used, the pretilt angle was less than 89 degrees, and Comparative Examples 1 to 4 containing no polymer (A). In comparison with the above, the tilt angle of the liquid crystal molecules from the vertical direction could be made sufficiently large. Since the liquid crystal alignment agent of Comparative Example 4 did not show photoalignment, it was indicated as "-" in the column for evaluating the pretilt angle.
In addition, the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 15 were evaluated as "good" or "possible" in terms of coatability on the substrate.
In particular, in Example 5 in which the cross-linking agent was blended and Examples 6 and 7 in which the polyimide (A) was used, the pretilt angle evaluation was "good (⊚)" and the coatability of the liquid crystal alignment agent was also "good (◎). ○) ”, which was particularly excellent. Further, also in Example 14 using the polymer (PA-13) and Example 15 using the polymer (PA-14), the pre-tilt angle evaluation was “good (⊚)” and the liquid crystal alignment agent was easy to apply. It was "good (○)" and was particularly excellent.
From the above results, it was found that by preparing the liquid crystal alignment agent using the polymer (A), it is possible to form a liquid crystal alignment film having excellent pretilt angle characteristics while maintaining good coatability on the substrate.

Claims (12)

  1.  スピロ環を有する単量体に由来する構造単位(M1)を有し、かつ光配向性基を有する重合体(A)を含有する、液晶配向剤。 A liquid crystal aligning agent containing a polymer (A) having a structural unit (M1) derived from a monomer having a spiro ring and having a photo-oriented group.
  2.  前記重合体(A)は、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエナミン及びポリアミドよりなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, wherein the polymer (A) is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyenamine and polyamide.
  3.  前記構造単位(M1)は、スピロ環を有する酸二無水物に由来する構造単位を含む、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1 or 2, wherein the structural unit (M1) contains a structural unit derived from an acid dianhydride having a spiro ring.
  4.  前記構造単位(M1)は、スピロ環を有するジアミンに由来する構造単位を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the structural unit (M1) contains a structural unit derived from a diamine having a spiro ring.
  5.  前記重合体(A)は、スピロ環を有さず且つ光配向性基を有する構造単位(M2)を更に有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer (A) further has a structural unit (M2) having no spiro ring and having a photo-oriented group.
  6.  前記構造単位(M1)は、光配向性基を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 5, wherein the structural unit (M1) has a photo-oriented group.
  7.  ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリウレアよりなる群から選択される少なくとも一種であって、かつ前記構造単位(M1)を有さない重合体(B)を更に含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 Claims 1 to 6, further comprising a polymer (B) which is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyurea and does not have the structural unit (M1). The liquid crystal alignment agent according to any one item.
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。 A liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 7.
  9.  請求項8に記載の液晶配向膜を具備する液晶素子。 A liquid crystal element provided with the liquid crystal alignment film according to claim 8.
  10.  スピロ環を有する構造単位を有し、かつ光配向性基を有する重合体。 A polymer having a structural unit having a spiro ring and having a photo-oriented group.
  11.  下記式(6)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(6)中、Y~Yは、それぞれ独立して、単結合、酸素原子又は炭素数1~10のアルカンジイル基である。ただし、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基であり、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基である。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子、-COO-、-OCO-、-NHCO-又は-CONH-である。R~Rは、それぞれ独立して、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、ハロゲン原子又は水酸基である。n1及びn2は、それぞれ独立して0又は1である。t1~t4は、それぞれ独立して0~2の整数である。R~Rは、式中に複数存在する場合、複数の基は同一の基又は異なる基である。)
    A compound represented by the following formula (6).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (In formula (6), Y 1 to Y 4 are independently single bonds, oxygen atoms, or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms. However, one of Y 1 and Y 2 is an oxygen atom. Or, in the case of a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and when one of Y 3 and Y 4 is an oxygen atom or a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. . X 2 and X 3 are independent oxygen atoms, sulfur atoms, -COO-, -OCO-, -NHCO- or -CONH-. R 1 to R 4 are independent carbon atoms, respectively. It is an alkyl group having the number 1 to 5, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, a halogen atom or a hydroxyl group. N1 and n2 are 0 or 1, respectively. T1 to t4 are independent, respectively. It is an integer of 0 to 2. When a plurality of R 1 to R 4 are present in the formula, the plurality of groups are the same group or different groups.)
  12.  下記式(7A)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(7A)中、Y~Yは、それぞれ独立して、単結合、酸素原子又は炭素数1~10のアルカンジイル基である。ただし、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基であり、Y及びYのうち一方が酸素原子又は単結合の場合、他方は炭素数1~10のアルカンジイル基である。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子、-COO-、-OCO-、-NHCO-又は-CONH-である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、ハロゲン原子又は水酸基である。R17は、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、フェニル基、光配向性基を有する1価の基、ハロゲン原子又は水酸基である。R18は、光配向性基を有する1価の基である。n3及びn4は、それぞれ独立して0又は1である。t5~t8は、それぞれ独立して0~2の整数である。R、R、R17及びR18は、式中に複数存在する場合、複数の基は同一の基又は異なる基である。)
    A compound represented by the following formula (7A).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (In the formula (7A), Y 5 to Y 8 are independently single bonds, oxygen atoms, or alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms. However, one of Y 5 and Y 6 is an oxygen atom. Or, in the case of a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and when one of Y 7 and Y 8 is an oxygen atom or a single bond, the other is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. . X 4 and X 5 are independently oxygen atoms, sulfur atoms, -COO-, -OCO-, -NHCO- or -CONH-. R 5 and R 6 are independent carbons, respectively. It is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, a halogen atom or a hydroxyl group. R 17 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and phenyl. A group, a monovalent group having a photo-oriented group, a halogen atom or a hydroxyl group. R 18 is a monovalent group having a photo-oriented group. N3 and n4 are independently 0 or 1, respectively. there .t5 ~ t8 are each independently an integer of 0 ~ 2 .R 5, R 6 , R 17 and R 18, when a plurality present in the formula, the plurality of groups same group or different groups Is.)
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