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JP2024061619A - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal element, polymer and diamine - Google Patents

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

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JP2024061619A
JP2024061619A JP2023138369A JP2023138369A JP2024061619A JP 2024061619 A JP2024061619 A JP 2024061619A JP 2023138369 A JP2023138369 A JP 2023138369A JP 2023138369 A JP2023138369 A JP 2023138369A JP 2024061619 A JP2024061619 A JP 2024061619A
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liquid crystal
group
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polymer
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Application number
JP2023138369A
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Japanese (ja)
Inventor
達哉 西村
Tatsuya Nishimura
伸夫 安池
Nobuo Yasuike
巧 仲里
Takumi Nakazato
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Abstract

To provide a liquid crystal alignment agent that has a high voltage holding rate, is excellent in a pretilt angle provision characteristic, and can obtain a liquid crystal element, which has a small change of pretilt angle even when driven for a long period and is excellent in reliability.SOLUTION: A compound [A] having a heterocyclic structure (a) represented by a formula (1-1), a formula (1-2) or a formula (1-3) is contained in a liquid crystal alignment agent. In the formulas (1-1) to (1-3), m1 and m2 each independently represent an integer from 1 to 3. Z1 represents a single bond or a carbonyl group. "*" represents a bond.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜、液晶素子、重合体及びジアミンに関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, a liquid crystal element, a polymer, and a diamine.

液晶素子としては、電極構造や液晶分子の物性等が異なる種々の駆動方式が開発されており、例えば、TN型やSTN型、VA型、MVA型、面内スイッチング型(IPS型)、FFS型、光学補償ベンド型(OCB型)等の各種液晶素子が知られている。これら液晶素子は、液晶分子を配向させるための液晶配向膜を有する。液晶配向膜は一般に、重合体成分が有機溶媒に溶解又は分散されてなる液晶配向剤を基板表面に塗布し、好ましくは加熱することによって基板上に形成される。 Various driving methods have been developed for liquid crystal elements, with different electrode structures and physical properties of liquid crystal molecules. For example, various types of liquid crystal elements are known, such as TN type, STN type, VA type, MVA type, in-plane switching type (IPS type), FFS type, and optically compensated bend type (OCB type). These liquid crystal elements have a liquid crystal alignment film for orienting the liquid crystal molecules. A liquid crystal alignment film is generally formed on a substrate by applying a liquid crystal alignment agent, which is a polymer component dissolved or dispersed in an organic solvent, to the substrate surface, and preferably by heating.

液晶分子にプレチルト角を付与する技術として、従来、液晶配向剤により形成された塗膜の表面を布等により一定の方向に擦るラビング法や、感光性の塗膜に放射線を照射する光配向法が知られている。また従来、液晶組成物中に光重合性化合物を予め添加しておき、液晶セルに電圧を印加しながら放射線を照射することによりプレチルト角を付与する方法(PSA(Polymer Sustained Alignment))も提案されている。PSA技術によれば、液晶分子の応答速度を改善でき、また透過率を向上できるとされている。 Conventional techniques for imparting a pretilt angle to liquid crystal molecules include the rubbing method, in which the surface of a coating film formed from a liquid crystal alignment agent is rubbed in a certain direction with a cloth or the like, and the photoalignment method, in which a photosensitive coating film is irradiated with radiation. A method (PSA (Polymer Sustained Alignment)) has also been proposed in the past, in which a photopolymerizable compound is added in advance to a liquid crystal composition, and radiation is irradiated while a voltage is applied to the liquid crystal cell to impart a pretilt angle. It is said that the PSA technique can improve the response speed of liquid crystal molecules and also improve the transmittance.

近年における液晶素子の高精細化や多用途化の要求に伴い、液晶素子には電圧保持特性や表示品位の更なる改善が求められており、これを実現するべく種々の液晶配向剤が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、特定の窒素含有複素環基を有するジアミンを用いて得られるポリイミド又はポリアミック酸を含む光配向組成物を用いて液晶配向膜を形成することが開示されている。 In recent years, with the demand for higher definition and versatility of liquid crystal elements, further improvements in the voltage retention characteristics and display quality of liquid crystal elements are required, and various liquid crystal alignment agents have been proposed to achieve this (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses the formation of a liquid crystal alignment film using a photoalignment composition containing a polyimide or polyamic acid obtained using a diamine having a specific nitrogen-containing heterocyclic group.

また従来、液晶配向膜を構成する重合体成分に、光吸収によりラジカルを発生するラジカル発生構造を導入し、これによりPSA方式の液晶表示素子において液晶の応答速度を向上させたり液晶表示素子の信頼性を高めたりすることが行われている(例えば、特許文献2、3参照)。 Conventionally, a radical generating structure that generates radicals by absorbing light has been introduced into the polymer components that make up the liquid crystal alignment film, thereby improving the response speed of the liquid crystal in PSA type liquid crystal display elements and increasing the reliability of the liquid crystal display elements (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

特表2020-509426号公報JP 2020-509426 A 国際公開第2017/030170号International Publication No. 2017/030170 特開2020-073680号公報JP 2020-073680 A

ラジカル発生構造を有する成分を液晶配向剤に配合することによって液晶素子における液晶の応答速度や信頼性の向上を図る場合、ラジカル発生構造の導入効果を十分に得る観点から、十分な量のラジカル発生構造を液晶配向剤中に導入することが望ましいといえる。その一方で、本発明者らが検討したところ、ラジカル発生構造の導入量が多い場合、生じた分解物により液晶素子の電圧保持率が低下しやすいことが分かった。さらに、液晶素子としては、ラジカル発生構造を導入した場合にも、バックライト等の光の照射による表示特性や表示品位の変化が少なく、信頼性が高いことが望まれる。 When improving the response speed and reliability of liquid crystal in liquid crystal elements by blending a component having a radical generating structure into a liquid crystal alignment agent, it is desirable to introduce a sufficient amount of the radical generating structure into the liquid crystal alignment agent in order to fully obtain the effect of introducing the radical generating structure. On the other hand, the inventors have found that when a large amount of the radical generating structure is introduced, the voltage retention rate of the liquid crystal element is likely to decrease due to the generated decomposition products. Furthermore, it is desirable for the liquid crystal element to have high reliability and little change in display characteristics and display quality due to irradiation with light such as a backlight, even when a radical generating structure is introduced.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電圧保持率が高く、かつ信頼性に優れた液晶素子を得ることができる液晶配向剤を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and its main objective is to provide a liquid crystal alignment agent that can provide a liquid crystal element with a high voltage retention rate and excellent reliability.

本発明者らは鋭意検討し、特定の複素環構造を有する化合物を液晶配向剤の成分として用いることにより上記課題を解決するに至った。本発明によれば以下の手段が提供される。 The inventors have conducted extensive research and have come to a solution to the above problem by using a compound having a specific heterocyclic structure as a component of a liquid crystal alignment agent. The present invention provides the following means.

〔1〕 下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する化合物[A]を含有する、液晶配向剤。

Figure 2024061619000001
(式(1-1)~式(1-3)中、m1及びm2は、それぞれ独立して1~3の整数である。Zは単結合又はカルボニル基である。「*」は結合手を表す。) [1] A liquid crystal aligning agent comprising a compound [A] having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3):
Figure 2024061619000001
(In formulas (1-1) to (1-3), m1 and m2 each independently represent an integer from 1 to 3. Z1 represents a single bond or a carbonyl group. "*" represents a bond.)

〔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〕の液晶配向膜を備える液晶素子。
〔4〕 上記〔1〕の液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程と、前記塗膜に光を照射して液晶配向能を付与する工程と、を含む、液晶配向膜の製造方法。
〔5〕 導電膜を有する一対の基板のそれぞれの導電膜上に、上記〔1〕の液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程と、前記塗膜を形成した一対の基板を、光重合性化合物を含む液晶層を介して前記塗膜が対向するように配置して液晶セルを構築する工程と、導電膜間に電圧を印加した状態で前記液晶セルに光照射する工程と、を含む、液晶素子の製造方法。
〔6〕 上記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する重合体。
〔7〕 下記式(2-1)、式(2-2)又は式(2-3)で表されるジアミン。

Figure 2024061619000002
(式(2-1)中、Arは(p+2)価の芳香環基である。pは1~4の整数である。rは1又は2である。X11は、rが1の場合に、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-、-CO-NR-、-CH-O-、-CH-CO-又は-CH-OCO-であり、rが2の場合に、窒素原子又は*-CO-N(-*)である。「*」は結合手を表す。Rは、単結合、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-若しくは-CONR-を含む炭素数2~20の2価の基Rk1、又は、2価の炭化水素基若しくは2価の基Rk1における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられてなる基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Y11は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。式中にX11、R、Y11、R、rが複数存在する場合、複数のX11、R、Y11、R、rは互いに同一又は異なる。)
Figure 2024061619000003
(式(2-2)中、Ar及びArは、それぞれ独立して2価の芳香環基である。R及びRは、それぞれ独立して単結合又は2価の有機基である。Y12は、上記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。kは0~3の整数である。式中にY12、Rが複数存在する場合、複数のY12、Rは互いに同一又は異なる。)
Figure 2024061619000004
(式(2-3)中、Ar及びArは、それぞれ独立して2価の芳香環基である。Rは3価の有機基である。X12は、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-、-CO-NR-、-CH-O-、-CH-CO-又は-CH-OCO-である。Rは、単結合、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-若しくは-CO-NR-を含む炭素数2~20の2価の基Rk2、又は、2価の炭化水素基若しくは2価の基Rk2における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられてなる基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Y13は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。) [2] A liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal aligning agent according to [1] above.
[3] A liquid crystal element comprising the liquid crystal alignment film according to [2] above.
[4] A method for producing a liquid crystal alignment film, comprising: forming a coating film using the liquid crystal aligning agent according to [1] above; and irradiating the coating film with light to impart liquid crystal aligning ability.
[5] A method for producing a liquid crystal element, comprising: a step of forming a coating film on each conductive film of a pair of substrates having a conductive film by using the liquid crystal aligning agent according to the above item [1]; a step of constructing a liquid crystal cell by disposing the pair of substrates on which the coating films have been formed so that the coating films face each other via a liquid crystal layer containing a photopolymerizable compound; and a step of irradiating the liquid crystal cell with light while a voltage is applied between the conductive films.
[6] A polymer having a heterocyclic structure (a) represented by the above formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3).
[7] A diamine represented by the following formula (2-1), formula (2-2) or formula (2-3):
Figure 2024061619000002
In formula (2-1), Ar 1 is a (p+2)-valent aromatic ring group. p is an integer from 1 to 4. r is 1 or 2. X 11 is a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 3 -, -CO-NR 3 -, -CH 2 -O-, -CH 2 -CO- or -CH 2 -OCO- when r is 1, and is a nitrogen atom or *-CO-N(-*) 2 when r is 2. "*" represents a bond. R 1 is a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group R k1 having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 3 - or -CONR 3 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group, or a divalent hydrocarbon group or a divalent group R is a group in which at least a part of the hydrogen atoms in k1 is replaced with a substituent. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y 11 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. When a plurality of X 11 , R 1 , Y 11 , R 2 and r are present in the formula, the plurality of X 11 , R 1 , Y 11 , R 2 and r are the same or different from each other.
Figure 2024061619000003
(In formula (2-2), Ar 2 and Ar 3 are each independently a divalent aromatic ring group. R 4 and R 5 are each independently a single bond or a divalent organic group. Y 12 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3) above. k is an integer of 0 to 3. When a plurality of Y 12 s and R 5 s are present in the formula, the plurality of Y 12 s and R 5 s are the same or different.)
Figure 2024061619000004
(In formula (2-3), Ar 4 and Ar 5 are each independently a divalent aromatic ring group. R 6 is a trivalent organic group. X 12 is a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 9 -, -CO-NR 9 -, -CH 2 -O-, -CH 2 -CO-, or -CH 2 -OCO-. R 7 is a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group R k2 having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 9 -, or -CO-NR 9 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group , or a group in which at least a portion of the hydrogen atoms in the divalent hydrocarbon group or the divalent group R k2 are replaced with a substituent. R 9 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y R 13 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). R 8 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.

本発明の液晶配向剤によれば、電圧保持率が高く、かつ信頼性に優れた液晶素子を得ることができる。 The liquid crystal alignment agent of the present invention makes it possible to obtain a liquid crystal element with a high voltage retention rate and excellent reliability.

《液晶配向剤》
本開示の液晶配向剤は、窒素及び酸素を環骨格中に含む特定の複素環構造を有する化合物[A]を含有する。以下に、本開示の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。なお、各成分については特に言及しない限り、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Liquid crystal alignment agent
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains a compound [A] having a specific heterocyclic structure containing nitrogen and oxygen in the ring skeleton. Below, each component contained in the liquid crystal alignment agent of the present disclosure and other components that are optionally mixed as necessary will be described. Note that, unless otherwise specified, each component may be used alone or in combination of two or more.

ここで、本明細書において、「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、鎖状炭化水素基は飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素基は脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香族炭化水素基は芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。「芳香環」は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環を含む意味である。「有機基」とは、炭素を含む化合物(すなわち有機化合物)から任意の水素原子を取り除いてなる原子団をいう。 Here, in this specification, the term "hydrocarbon group" includes chain-shaped hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups. The term "chain-shaped hydrocarbon group" means a straight-chain hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group that do not include a cyclic structure in the main chain and are composed only of a chain structure. However, the chain-shaped hydrocarbon group may be saturated or unsaturated. The term "alicyclic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group that includes only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure. However, the alicyclic hydrocarbon group does not have to be composed only of an alicyclic hydrocarbon structure, and also includes those that have a chain structure as a part of it. The term "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group that includes an aromatic ring structure as a ring structure. However, the aromatic hydrocarbon group does not have to be composed only of an aromatic ring structure, and may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure as a part of it. The term "aromatic ring" includes aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocycles. The term "organic group" means an atomic group obtained by removing any hydrogen atom from a compound containing carbon (i.e., an organic compound).

重合体の「主鎖」とは、重合体のうち最も長い原子の連鎖からなる「幹」の部分をいう。この「幹」の部分が環構造を含むことは許容される。例えば、「特定構造を主鎖に有する」とは、その特定構造が主鎖の一部分を構成することをいう。「側鎖」とは、重合体の「幹」の部分から分岐した部分をいう。「(メタ)アクリロ」は、アクリロ及びメタクリロを包含する用語であり、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートを包含する用語である。 The "main chain" of a polymer refers to the "trunk" portion of the polymer, which is the longest chain of atoms. It is permissible for this "trunk" portion to contain a ring structure. For example, "having a specific structure in the main chain" means that the specific structure constitutes a part of the main chain. A "side chain" refers to a portion that branches off from the "trunk" portion of the polymer. "(Meth)acrylo" is a term that includes acrylo and methacrylo, and "(meth)acrylate" is a term that includes acrylate and methacrylate.

<化合物[A]>
化合物[A]は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する。

Figure 2024061619000005
(式(1-1)~式(1-3)中、m1及びm2は、それぞれ独立して1~3の整数である。Zは単結合又はカルボニル基である。「*」は結合手を表す。) <Compound [A]>
The compound [A] has a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3).
Figure 2024061619000005
(In formulas (1-1) to (1-3), m1 and m2 each independently represent an integer from 1 to 3. Z1 represents a single bond or a carbonyl group. "*" represents a bond.)

化合物[A]は、上記複素環構造(a)を有していればよく、重合体成分であってもよいし添加剤成分であってもよい。また、上記式(1-1)~式(1-3)におけるそれぞれの「*」で表される結合手の結合先は特に限定されない。すなわち、「*」で表される各結合手は、有機基に結合していてもよく、水素原子に結合していてもよい。複素環構造(a)の具体例としては、下記式(1-a)~式(1-g)のそれぞれで表される複素環からn個(ただし、nは1以上の整数)の水素原子を取り除いた構造が挙げられる。

Figure 2024061619000006
Compound [A] may be a polymer component or an additive component as long as it has the heterocyclic structure (a). The bonds represented by "*" in the above formulas (1-1) to (1-3) are not particularly limited to those to which they are bonded. That is, each bond represented by "*" may be bonded to an organic group or to a hydrogen atom. Specific examples of the heterocyclic structure (a) include structures in which n hydrogen atoms (n is an integer of 1 or more) have been removed from the heterocycles represented by the following formulas (1-a) to (1-g):
Figure 2024061619000006

上記式(1-1)~式(1-3)における各式中の複数の「*」のうち少なくとも1つは、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環に結合しており、これにより複素環構造(a)に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が隣接していることが好ましい。複素環構造(a)に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が隣接している場合、光吸収に伴う複素環構造(a)のラジカル発生能をより高めることができ、液晶素子の信頼性及びプレチルト角付与特性をより優れたものとすることができる。ここで、「プレチルト角付与特性」とは、光照射等によって安定したプレチルト角を液晶分子に対して付与する性質をいい、特にPSA技術において求められる特性である。 At least one of the multiple "*"s in each of the above formulas (1-1) to (1-3) is bonded to an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle, so that the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is adjacent to the heterocycle structure (a). When an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is adjacent to the heterocycle structure (a), the radical generating ability of the heterocycle structure (a) associated with light absorption can be further improved, and the reliability and pretilt angle imparting characteristics of the liquid crystal element can be improved. Here, "pretilt angle imparting characteristics" refers to the property of imparting a stable pretilt angle to liquid crystal molecules by light irradiation or the like, and is a characteristic that is particularly required in PSA technology.

芳香族炭化水素環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。芳香族複素環としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環及びイミダゾール環等の窒素含有芳香族複素環;フラン環等の酸素含有芳香族複素環;チオフェン環等の硫黄含有芳香族複素環;等が挙げられる。複素環構造(a)中の環に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は、上記の中でも、芳香族炭化水素環又は窒素含有芳香族複素環が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環又はピリジン環がより好ましい。 Specific examples of aromatic hydrocarbon rings include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, and the like. Examples of aromatic heterocycles include nitrogen-containing aromatic heterocycles such as a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, and an imidazole ring; oxygen-containing aromatic heterocycles such as a furan ring; and sulfur-containing aromatic heterocycles such as a thiophene ring. Among the above, the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the ring in the heterocyclic structure (a) is preferably an aromatic hydrocarbon ring or a nitrogen-containing aromatic heterocycle, and more preferably a benzene ring, a naphthalene ring, or a pyridine ring.

複素環構造(a)中の環に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、炭素数1~20の1価の炭化水素基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20の1価のハロゲン化炭化水素基、炭素数1~20のハロゲン化アルコキシ基、水酸基、保護された水酸基、アミノ基、保護されたアミノ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、保護されたカルボキシ基等が挙げられる。また、複素環構造(a)中の環に結合する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環に結合する置換基と共に、膜に液晶配向性を付与する構造を形成していてもよい。 The aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the ring in the heterocyclic structure (a) may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogenated alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a protected hydroxyl group, an amino group, a protected amino group, a nitro group, a cyano group, a carboxy group, a protected carboxy group, etc. In addition, the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle bonded to the ring in the heterocyclic structure (a) may form a structure that imparts liquid crystal alignment to the film together with the substituent bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.

液晶素子の信頼性の向上を図り、かつ光照射によってプレチルト角付与を十分に行わせる観点から、上記式(1-2)中のm1は1又は2が好ましく、1がより好ましい。
また、同様の観点から、上記式(1-3)中のm2は1又は2が好ましく、1がより好ましい。Zは単結合が好ましい。
From the viewpoints of improving the reliability of the liquid crystal element and imparting a sufficient pretilt angle by light irradiation, m1 in the above formula (1-2) is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
From the same viewpoint, m2 in the above formula (1-3) is preferably 1 or 2, and more preferably 1. Z1 is preferably a single bond.

複素環構造(a)は、複素環構造(a)が持つ塩基性により、また光照射に伴う分解後においても分解物が発生せず、これにより電圧保持率及び信頼性の低下を抑制しつつプレチルト角付与特性を改善できるものと考えられる。中でも特に、プレチルト角付与特性の改善効果が高い点で、上記式(1-2)又は式(1-3)で表される構造が好ましく、上記式(1-2)で表される構造がより好ましい。なお、上記式(1-2)又は式(1-3)で表される構造において、プレチルト角付与特性の改善効果が高い理由は定かではないが、一つの仮説として、上記式(1-2)や式(1-3)では光照射に伴い多段階でラジカルを発生し、ラジカルの発生量が多いことに起因するものと考えられる(下記スキーム参照)。

Figure 2024061619000007
It is considered that the heterocyclic structure (a) does not generate decomposition products even after decomposition due to light irradiation due to its basicity, and thus can improve the pretilt angle imparting characteristics while suppressing a decrease in voltage holding ratio and reliability. Among them, the structure represented by the above formula (1-2) or formula (1-3) is preferable, and the structure represented by the above formula (1-2) is more preferable, in terms of a high effect of improving the pretilt angle imparting characteristics. It is not clear why the structure represented by the above formula (1-2) or formula (1-3) has a high effect of improving the pretilt angle imparting characteristics, but one hypothesis is that it is due to the fact that in the above formula (1-2) or formula (1-3), radicals are generated in multiple stages upon light irradiation, and the amount of radicals generated is large (see the following scheme).
Figure 2024061619000007

化合物[A]を含む本開示の液晶配向剤の具体的態様としては、以下の態様が挙げられる。
〔1〕上記複素環構造(a)を有する重合体を含有する液晶配向剤(以下、「第1の液晶配向剤」ともいう)
〔2〕重合体成分と、上記複素環構造(a)を有する化合物(ただし、重合体を除く)とを含有する液晶配向剤(以下、「第2の液晶配向剤」ともいう)
なお、第1の液晶配向剤は、上記複素環構造(a)を有する化合物(ただし、重合体を除く)を更に含んでいてもよい。これらのうち、プレチルト角付与特性の改善効果が高い点において、上記〔1〕の態様が好ましい。以下、各態様の液晶配向剤について具体的に説明する。
Specific embodiments of the liquid crystal aligning agent of the present disclosure containing the compound [A] include the following embodiments.
[1] A liquid crystal aligning agent containing a polymer having the heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as the "first liquid crystal aligning agent")
[2] A liquid crystal aligning agent containing a polymer component and a compound having the heterocyclic structure (a) (excluding polymers) (hereinafter also referred to as the "second liquid crystal aligning agent").
The first liquid crystal alignment agent may further contain a compound having the heterocyclic structure (a) (excluding polymers). Among these, the above embodiment [1] is preferred in terms of the high effect of improving the pretilt angle imparting properties. The liquid crystal alignment agent of each embodiment will be specifically described below.

(第1の液晶配向剤)
上記複素環構造(a)を有する重合体(以下、「重合体[A]」ともいう)の主鎖は特に限定されない。得られる液晶素子の電圧保持特性や液晶配向性を優れたものにする観点から、重合体[A]は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種がより好ましく、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1種が更に好ましい。また、重合体[A]は、複素環構造(a)を主鎖中に有していてもよいし、側鎖に有していてもよい。電圧保持率及び信頼性の向上効果、並びにプレチルト角付与特性の改善効果をより高めることができる点において、重合体[A]は、複素環構造(a)を側鎖に有することが好ましい。以下、各重合体について詳しく説明する。
(First Liquid Crystal Alignment Agent)
The main chain of the polymer having the heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as "polymer [A]") is not particularly limited. From the viewpoint of making the voltage holding property and liquid crystal alignment property of the obtained liquid crystal element excellent, the polymer [A] is preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane and addition polymer, more preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and addition polymer, and even more preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide. In addition, the polymer [A] may have the heterocyclic structure (a) in the main chain or in the side chain. In terms of being able to further enhance the effect of improving the voltage holding rate and reliability, and the effect of improving the pretilt angle imparting property, it is preferable that the polymer [A] has the heterocyclic structure (a) in the side chain. Each polymer will be described in detail below.

重合体[A]がポリアミック酸、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1種である場合、重合体[A]は、複素環構造(a)を有するジアミン化合物に由来する構造単位を有することが好ましい。 When polymer [A] is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide, polymer [A] preferably has a structural unit derived from a diamine compound having a heterocyclic structure (a).

(ポリアミック酸)
重合体[A]としてのポリアミック酸(以下、「ポリアミック酸(A)」ともいう)は、例えば、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。
(Polyamic acid)
The polyamic acid as the polymer [A] (hereinafter, also referred to as “polyamic acid (A)”) can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound.

・テトラカルボン酸二無水物
ポリアミック酸(A)の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。脂肪族テトラカルボン酸二無水物は、鎖状テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物を含む。
Tetracarboxylic acid dianhydride Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid (A) include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides and aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides. The aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides include linear tetracarboxylic acid dianhydrides and alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides.

鎖状テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、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、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、3-オキサビシクロ[3.2.1]オクタン-2,4-ジオン-6-スピロ-3’-(テトラヒドロフラン-2’,5’-ジオン)、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、3,5,6-トリカルボキシ-2-カルボキシメチルノルボルナン-2:3,5:6-二無水物、ビシクロ[3.3.0]オクタン-2,4,6,8-テトラカルボン酸2:4,6:8-二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸2:3,5:6-二無水物、4,9-ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン-3,5,8,10-テトラオン、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Specific examples of the chain tetracarboxylic dianhydride include butane tetracarboxylic dianhydride, etc. Specific examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic dianhydride, 5-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-3a,4,5,9b-tetrahydronaphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 5-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-8-methyl-3a,4,5,9b-tetrahydronaphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo[3.2.1]octane-2,4 ... 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2:3,5:6-dianhydride, bicyclo[3.3.0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2:4,6:8-dianhydride, bicyclo[2.2.1]heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2:3,5:6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo[5.3.1.0 2,6 ]undecane-3,5,8,10-tetraone, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, ethylenediaminetetraacetic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, and the like.

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、p-フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル無水物)、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3-プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビフタル酸二無水物等が挙げられる。また、ポリアミック酸(A)の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、上記の他、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。 Examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, p-phenylene bis(trimellitic monoester anhydride), ethylene glycol bis(anhydrotrimellitate), 1,3-propylene glycol bis(anhydrotrimellitate), 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, and 4,4'-biphthalic dianhydride. In addition to the above, the tetracarboxylic dianhydride described in JP-A-2010-97188 can be used as the tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis of polyamic acid (A).

・ジアミン化合物
ポリアミック酸(A)の合成に際しては、複素環構造(a)を有するジアミン(以下、「特定ジアミン」ともいう)を好ましく使用できる。特定ジアミンは、上記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される部分構造を有していればよく、その他の部分の構造は特に限定されない。特定ジアミンの好ましい具体例としては、下記式(2-1)で表される化合物、下記式(2-2)で表される化合物、及び下記式(2-3)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2024061619000008
(式(2-1)中、Arは(p+2)価の芳香環基である。pは1~4の整数である。rは1又は2である。X11は、rが1の場合に、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-、-CO-NR-、-CH-O-、-CH-CO-又は-CH-OCO-であり、rが2の場合に、窒素原子又は*-CO-N(-*)である。「*」は結合手を表す。Rは、単結合、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-若しくは-CONR-を含む炭素数2~20の2価の基Rk1、又は、2価の炭化水素基若しくは2価の基Rk1における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられてなる基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Y11は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。式中にX11、R、Y11、R、rが複数存在する場合、複数のX11、R、Y11、R、rは互いに同一又は異なる。)
Figure 2024061619000009
(式(2-2)中、Ar及びArは、それぞれ独立して2価の芳香環基である。R及びRは、それぞれ独立して単結合又は2価の有機基である。Y12は、複素環構造(a)を有する2価の基である。kは0~3の整数である。式中にY12、Rが複数存在する場合、複数のY12、Rは互いに同一又は異なる。)
Figure 2024061619000010
(式(2-3)中、Ar及びArは、それぞれ独立して2価の芳香環基である。Rは3価の有機基である。X12は、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-、-CO-NR-、-CH-O-、-CH-CO-又は-CH-OCO-である。Rは、単結合、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-若しくは-CO-NR-を含む炭素数2~20の2価の基Rk2、又は、2価の炭化水素基若しくは2価の基Rk2における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられてなる基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Y13は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。) Diamine Compounds In the synthesis of polyamic acid (A), a diamine having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as a "specific diamine") can be preferably used. The specific diamine only needs to have a partial structure represented by the above formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3), and the structure of the other parts is not particularly limited. Preferable specific examples of the specific diamine include a compound represented by the following formula (2-1), a compound represented by the following formula (2-2), and a compound represented by the following formula (2-3).
Figure 2024061619000008
In formula (2-1), Ar 1 is a (p+2)-valent aromatic ring group. p is an integer from 1 to 4. r is 1 or 2. X 11 is a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 3 -, -CO-NR 3 -, -CH 2 -O-, -CH 2 -CO- or -CH 2 -OCO- when r is 1, and is a nitrogen atom or *-CO-N(-*) 2 when r is 2. "*" represents a bond. R 1 is a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group R k1 having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 3 - or -CONR 3 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group, or a divalent hydrocarbon group or a divalent group R is a group in which at least a part of the hydrogen atoms in k1 is replaced with a substituent. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y 11 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. When a plurality of X 11 , R 1 , Y 11 , R 2 and r are present in the formula, the plurality of X 11 , R 1 , Y 11 , R 2 and r are the same or different from each other.
Figure 2024061619000009
(In formula (2-2), Ar 2 and Ar 3 are each independently a divalent aromatic ring group. R 4 and R 5 are each independently a single bond or a divalent organic group. Y 12 is a divalent group having a heterocyclic structure (a). k is an integer of 0 to 3. When a plurality of Y 12 and R 5 are present in the formula, the plurality of Y 12 and R 5 are the same or different.)
Figure 2024061619000010
(In formula (2-3), Ar 4 and Ar 5 are each independently a divalent aromatic ring group. R 6 is a trivalent organic group. X 12 is a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 9 -, -CO-NR 9 -, -CH 2 -O-, -CH 2 -CO-, or -CH 2 -OCO-. R 7 is a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group R k2 having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 9 -, or -CO-NR 9 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group , or a group in which at least a portion of the hydrogen atoms in the divalent hydrocarbon group or the divalent group R k2 are replaced with a substituent. R 9 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y R 13 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). R 8 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.

上記式(2-1)~式(2-3)において、Ar、Ar、Ar、Ar又はArで表される芳香環基は、芳香環からt個(Arの場合、tは3~6の整数であり、Ar、Ar、Ar又はArの場合、tは2である)の水素原子を取り除いた基である。当該芳香環としては、上記において芳香族炭化水素環又は芳香族複素環として例示した環と同様の環が挙げられる。これらのうち、芳香族炭化水素環又は窒素含有複素環が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環又はピリジン環がより好ましい。なお、Ar、Ar、Ar、Ar又はArで表される芳香環基は、環部分に置換基を有していてもよい。当該置換基の具体例としては、複素環構造(a)に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。 In the above formulas (2-1) to (2-3), the aromatic ring group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 or Ar 5 is a group obtained by removing t hydrogen atoms (in the case of Ar 1 , t is an integer of 3 to 6, and in the case of Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 or Ar 5 , t is 2) from an aromatic ring. Examples of the aromatic ring include the same rings as those exemplified above as the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle. Among these, an aromatic hydrocarbon ring or a nitrogen-containing heterocycle is preferred, and a benzene ring, a naphthalene ring or a pyridine ring is more preferred. The aromatic ring group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 or Ar 5 may have a substituent on the ring portion. Specific examples of the substituent include the groups exemplified as the substituent that the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the heterocyclic structure (a) may have.

又はRで表される基が1価の有機基である場合、当該有機基としては、炭素数1~10の1価の炭化水素基、1価の熱脱離性基が挙げられる。1価の熱脱離性基としては、tert-ブトキシカルボニル基(Boc基)、ベンジルオキシカルボニル基、1,1-ジメチル-2-ハロエチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、2-(トリメチルシリル)エトキシカルボニル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基等が挙げられる。これらのうち、熱による脱離性に優れ、かつ脱離した構造の膜中における残存量を少なくできる点で、Boc基が特に好ましい。 When the group represented by R3 or R9 is a monovalent organic group, examples of the organic group include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and a monovalent thermally detachable group. Examples of the monovalent thermally detachable group include a tert-butoxycarbonyl group (Boc group), a benzyloxycarbonyl group, a 1,1-dimethyl-2-haloethyloxycarbonyl group, an allyloxycarbonyl group, a 2-(trimethylsilyl)ethoxycarbonyl group, and a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group. Among these, the Boc group is particularly preferred in that it has excellent thermal detachment properties and can reduce the amount of the detached structure remaining in the film.

rが2の場合のX11は、窒素原子又は*-CO-N(-*)である。この場合、上記式(2-1)で表される特定ジアミンは、2個の基「-R-Y11-R」が窒素原子に結合した構造を有している。 When r is 2, X 11 is a nitrogen atom or *-CO-N(-*) 2. In this case, the specific diamine represented by the above formula (2-1) has a structure in which two groups "-R 1 -Y 11 -R 2 " are bonded to a nitrogen atom.

又はRで表される基が炭素数1~20の2価の炭化水素基又は2価の基(Rk1、Rk2)である場合において、炭化水素基の具体例としては、炭素数1~20の鎖状炭化水素基(ただし、2価の基(Rk1、Rk2)の場合には炭素数2~20の鎖状炭化水素基)、炭素数3~20の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。2価の炭化水素基若しくは2価の基(Rk1、Rk2)における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられている場合、置換基としては、複素環構造(a)に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。また、R又はRで表される2価の有機基は、シンナメート構造やカルベン構造、アゾベンゼン構造等の光配向性部位を有していてもよい。 When the group represented by R 1 or R 7 is a divalent hydrocarbon group or divalent group (R k1 , R k2 ) having 1 to 20 carbon atoms, specific examples of the hydrocarbon group include a chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms (however, in the case of the divalent group (R k1 , R k2 ), a chain hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms), an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. When at least a part of the hydrogen atoms in the divalent hydrocarbon group or the divalent group (R k1 , R k2 ) is replaced with a substituent, examples of the substituent include the groups exemplified as the substituent that may be possessed by the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the heterocyclic structure (a). In addition, the divalent organic group represented by R 1 or R 7 may have a photoalignment site such as a cinnamate structure, a carbene structure, or an azobenzene structure.

又はRで表される基が1価の有機基である場合、当該1価の有機基としては、炭素数1~30の1価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR11-又は-CO-NR11-を含む炭素数2~30の1価の基(以下、「1価の基Rk3」ともいう)、1価の炭化水素基又は1価の基Rk3における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられた基等が挙げられる。R又はRにおいて炭化水素基は、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれであってもよい。R11は、水素原子又は1価の有機基であり、1価の有機基としてはR又はRで表される基として例示した基と同様の基が挙げられる。置換基としては、複素環構造(a)に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。 When the group represented by R 2 or R 8 is a monovalent organic group, examples of the monovalent organic group include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a monovalent group having 2 to 30 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 11 - or -CO-NR 11 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group (hereinafter also referred to as "monovalent group R k3 "), and a group in which at least a part of the hydrogen atoms in the monovalent hydrocarbon group or the monovalent group R k3 is replaced with a substituent. In R 2 or R 8 , the hydrocarbon group may be any of a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. R 11 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and examples of the monovalent organic group include the same groups as those exemplified as the groups represented by R 3 or R 9. Examples of the substituent include the groups exemplified as the substituents that the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the heterocyclic structure (a) may have.

又はRで表される1価の有機基は、シンナメート構造やカルベン構造、アゾベンゼン構造等の光配向性部位を有していてもよく、光照射によらずに液晶配向膜にプレチルト角を付与可能な構造(例えば、炭素数4~20の直鎖アルキレン構造、炭素数4~20のハロゲン化直鎖アルキレン構造、ベンゼン環又はシクロヘキサン環に対して炭素数2~20のアルキル基、炭素数2~20のアルコキシ基、炭素数2~20のハロゲン化アルキル基、炭素数2~20のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基が結合した構造、ベンゼン環及びシクロヘキサン環のうち1種以上の環が単結合又は連結基を介して2個以上連結した構造、ステロイド構造等)を有していてもよい。 The monovalent organic group represented by R2 or R8 may have a photoalignment site such as a cinnamate structure, a carbene structure, or an azobenzene structure, or may have a structure capable of imparting a pretilt angle to a liquid crystal alignment film without light irradiation (for example, a linear alkylene structure having 4 to 20 carbon atoms, a halogenated linear alkylene structure having 4 to 20 carbon atoms, a structure in which an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 2 to 20 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a halogenated alkoxy group having 2 to 20 carbon atoms, a halogen atom, or a cyano group is bonded to a benzene ring or a cyclohexane ring, a structure in which two or more of one or more rings among benzene rings and cyclohexane rings are bonded via a single bond or a linking group, a steroid structure, etc.).

光吸収によるラジカル発生能をより高め、信頼性により優れた液晶素子を得る観点及びプレチルト角付与特性を十分に高める観点から、上記式(2-1)中のR及びRの一方又は両方は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環でY11に結合していることが好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環又はピリジン環でY11に結合していることがより好ましい。また同様の観点から、上記式(2-2)中のR及びRの一方又は両方は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環でY13に結合していることが好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環又はピリジン環でY13に結合していることがより好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the radical generating ability by light absorption, obtaining a liquid crystal element with excellent reliability, and sufficiently enhancing the pretilt angle imparting property, one or both of R 1 and R 2 in the above formula (2-1) are preferably bonded to Y 11 via an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle, and more preferably bonded to Y 11 via a benzene ring, a naphthalene ring, or a pyridine ring. From the same viewpoint, one or both of R 7 and R 8 in the above formula (2-2) are preferably bonded to Y 13 via an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle, and more preferably bonded to Y 13 via a benzene ring, a naphthalene ring, or a pyridine ring.

11、Y12及びY13は、上記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造を有する。例えば、上記式(2-1)で表される化合物について、上記式(1-1)中の2個の結合手はそれぞれ、上記式(2-1)中のR又はRに結合しており、上記式(1-2)中の〔(m1×2)+2〕個の結合手のうち任意の2個の結合手はそれぞれ、上記式(2-1)中のR又はRに結合しており、上記式(1-3)中の〔(m2×2)+2〕個の結合手のうち任意の2個の結合手はそれぞれ、上記式(2-1)中のR又はRに結合している。 Y 11 , Y 12 and Y 13 each have a heterocyclic structure represented by the above formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). For example, in the compound represented by the above formula (2-1), two bonds in the above formula (1-1) are each bonded to R 1 or R 2 in the above formula (2-1), any two bonds among the [(m1×2)+2] bonds in the above formula (1-2) are each bonded to R 1 or R 2 in the above formula (2-1), and any two bonds among the [(m2×2)+2] bonds in the above formula (1-3) are each bonded to R 1 or R 2 in the above formula (2-1).

又はRで表される基が2価の有機基である場合、当該2価の有機基としては、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR10-又は-CO-NR10-を含む炭素数2~20の2価の基(以下、「2価の基Rk4」ともいう)、2価の炭化水素基又は2価の基Rk4における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられた基等が挙げられる。R又はRにおいて炭化水素基は、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれであってもよい。R10は、水素原子又は1価の有機基であり、1価の有機基としてはR又はRで表される基として例示した基と同様の基が挙げられる。置換基としては、複素環構造(a)に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。 When the group represented by R 4 or R 5 is a divalent organic group, the divalent organic group may be a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 10 - or -CO-NR 10 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group (hereinafter also referred to as "divalent group R k4 "), a group in which at least a part of the hydrogen atoms in the divalent hydrocarbon group or the divalent group R k4 is replaced with a substituent, or the like. The hydrocarbon group in R 4 or R 5 may be any of a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. R 10 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and examples of the monovalent organic group include the same groups as those exemplified as the groups represented by R 3 or R 9. Examples of the substituent include the groups exemplified as the substituents that the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the heterocyclic structure (a) may have.

特定ジアミンの具体例としては、下記式(DA-1)~式(DA-28)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。なお、構造式中の「Boc」はtert-ブトキシカルボニル基を表す(以下同じ)。

Figure 2024061619000011
Figure 2024061619000012
Specific examples of the specific diamine include compounds represented by the following formulae (DA-1) to (DA-28), in which "Boc" represents a tert-butoxycarbonyl group (hereinafter the same).
Figure 2024061619000011
Figure 2024061619000012

特定ジアミンは、有機化学の定法を適宜組み合わせることにより合成することができる。その一例としては、特定ジアミンにおいて1級アミノ基に代えてニトロ基を有するジニトロ体を合成し、次いで、得られたジニトロ体のニトロ基を適当な還元系を用いてアミノ化する方法が挙げられる。 The specific diamine can be synthesized by appropriately combining standard methods in organic chemistry. One example is a method in which a dinitro compound having a nitro group instead of the primary amino group in the specific diamine is synthesized, and then the nitro group of the resulting dinitro compound is aminated using an appropriate reduction system.

ジニトロ体を合成する方法は、目的とする化合物に応じて適宜選択することができる。例えば、上記式(DA-1)で表される化合物を得るためのジニトロ体(DA-1-1)は下記スキーム1に従い得ることができる。また、上記式(DA-2)で表される化合物を得るためのジニトロ体(DA-2-1)は下記スキーム2に従い得ることができる。

Figure 2024061619000013
Figure 2024061619000014
The method for synthesizing the dinitro form can be appropriately selected depending on the target compound. For example, the dinitro form (DA-1-1) for obtaining the compound represented by the above formula (DA-1) can be obtained according to the following scheme 1. Furthermore, the dinitro form (DA-2-1) for obtaining the compound represented by the above formula (DA-2) can be obtained according to the following scheme 2.
Figure 2024061619000013
Figure 2024061619000014

ジニトロ体の還元反応は、好ましくは有機溶媒中、例えばパラジウム炭素、白金炭素、亜鉛、鉄、スズ、ニッケル等の触媒を用いて実施することができる。ここで使用する有機溶媒としては、例えば酢酸エチル、トルエン、テトラヒドロフラン、アルコール系等が挙げられる。ただし、特定ジアミンの合成手順は上記方法に限定されるものではない。 The reduction reaction of the dinitro compound can be preferably carried out in an organic solvent using a catalyst such as palladium on carbon, platinum on carbon, zinc, iron, tin, or nickel. Examples of the organic solvent used here include ethyl acetate, toluene, tetrahydrofuran, and alcohols. However, the synthesis procedure for the specific diamine is not limited to the above method.

ポリアミック酸(A)の合成に使用するジアミン化合物は特定ジアミンのみであってもよい。また、ポリアミック酸(A)の合成に使用するジアミン化合物としては、特定ジアミンと、複素環構造(a)を有しないジアミン(以下、「その他のジアミン」ともいう)とを併用してもよい。 The diamine compound used in the synthesis of polyamic acid (A) may be the specific diamine alone. In addition, the diamine compound used in the synthesis of polyamic acid (A) may be a combination of the specific diamine and a diamine not having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as "other diamine").

その他のジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサン等が挙げられる。脂肪族ジアミンは、鎖状ジアミン及び脂環式ジアミンを含む。 Other diamines include, for example, aliphatic diamines, aromatic diamines, diaminoorganosiloxanes, etc. Aliphatic diamines include linear diamines and alicyclic diamines.

その他のジアミンの具体例としては、鎖状ジアミンとして、例えばm-キシリレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等を;脂環式ジアミンとして、例えば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、例えばドデカノキシジアミノベンゼン、テトラデカノキシジアミノベンゼン、ペンタデカノキシジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシジアミノベンゼン、オクタデカノキシジアミノベンゼン、コレスタニルオキシジアミノベンゼン、コレステリルオキシジアミノベンゼン、ジアミノ安息香酸コレスタニル、ジアミノ安息香酸コレステリル、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、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、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ヘプチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)-4-ヘプチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-(4-ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、N-(2,4-ジアミノフェニル)-4-(4-ヘプチルシクロヘキシル)ベンズアミド、下記式(E-1)

Figure 2024061619000015
(式(E-1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立して、単結合、-O-、*-COO-又は*-OCO-(ただし、「*」はジアミノフェニル基側との結合手を表す)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。RIIIは、炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基又はフルオロアルコキシ基である。aは0又は1である。bは0~3の整数である。cは0~2の整数である。dは0又は1である。ただし、1≦a+b+c≦3である。)
で表される化合物などの配向性基含有ジアミン:
パラフェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、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、1,2-ビス(4-アミノフェノキシ)エタン、1,2-ビス(4-アミノフェノキシ)エタン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)プロパン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、1,6-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘキサン、1,7-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘプタン、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、N,N’-ジ(5-アミノ-2-ピリジル)-N,N’-ジ(tert-ブトキシカルボニル)エチレンジアミン、4,4’-(2,2’-オキシビス(エタン-2,1-ジイル)ビス(オキシ))ジアニリン、1,5-ジアミノナフタレン、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、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、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’-(p-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、2,6-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノピリミジン、3,6-ジアミノアクリジン、3,6-ジアミノカルバゾール、N-メチル-3,6-ジアミノカルバゾール、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルベンジジン、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、3,5-ジアミノ安息香酸、1-(4-アミノフェノキシ)-2-(4-(4’-アミノフェニル)フェノキシ)エタン、3,5-ジアミノ-N,N-ビス(ピリジン-3-イルメチル)ベンズアミド、下記式(f-1)~式(f-34)
Figure 2024061619000016
Figure 2024061619000017
のそれぞれで表されるジアミン等を;
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。ポリアミック酸(A)の合成に使用するその他のジアミンとしては、1種を単独で又は2種以上を適宜選択して使用することができる。 Specific examples of other diamines include chain diamines such as m-xylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, and 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane; alicyclic diamines such as 1,4-diaminocyclohexane and 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine);
Examples of aromatic diamines include dodecanoxydiaminobenzene, tetradecanoxydiaminobenzene, pentadecanoxydiaminobenzene, hexadecananoxydiaminobenzene, octadecanoxydiaminobenzene, cholestanyloxydiaminobenzene, cholesteryloxydiaminobenzene, cholestanyl diaminobenzoate, cholesteryl diaminobenzoate, lanostannyl diaminobenzoate, 3,6-bis(4-aminobenzoyloxy)cholestane, 3,6-bis(4-aminophenoxy)cholestane, 1 , 1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-butylcyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-heptylcyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenoxy)methyl)phenyl)-4-heptylcyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-(4-heptylcyclohexyl)cyclohexane, N-(2,4-diaminophenyl)-4-(4-heptylcyclohexyl)benzamide, and compounds represented by the following formula (E-1):
Figure 2024061619000015
(In formula (E-1), X I and X II are each independently a single bond, -O-, *-COO-, or *-OCO- (wherein "*" represents a bond to the diaminophenyl group). R I is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. R II is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. R III is an alkyl group, alkoxy group, fluoroalkyl group, or fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. a is 0 or 1. b is an integer of 0 to 3. c is an integer of 0 to 2. d is 0 or 1, with the proviso that 1≦a+b+c≦3.)
Orienting group-containing diamines such as compounds represented by the formula:
p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4-aminophenyl-4'-aminobenzoate, 4,4'-diaminoazobenzene, 1,2-bis(4-aminophenoxy)ethane, 1,2-bis(4-aminophenoxy)ethane, 1,3-bis(4-aminophenoxy)propane, 1,5-bis(4-aminophenoxy)pentane, 1,6-bis(4-aminophenoxy)hexane, 1,7-bis(4-aminophenoxy) ) heptane, bis[2-(4-aminophenyl)ethyl]hexanedioic acid, N,N-bis(4-aminophenyl)methylamine, N,N'-di(5-amino-2-pyridyl)-N,N'-di(tert-butoxycarbonyl)ethylenediamine, 4,4'-(2,2'-oxybis(ethane-2,1-diyl)bis(oxy))dianiline, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl nyl ether, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 4,4'-(p-phenylenediisopropylidene)bisaniline, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6- Diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N,N'-bis(4-aminophenyl)-benzidine, N,N'-bis(4-aminophenyl)-N,N'-dimethylbenzidine, 1,4-bis-(4-aminophenyl)-piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid, 1-(4-aminophenoxy)-2-(4-(4'-aminophenyl)phenoxy)ethane, 3,5-diamino-N,N-bis(pyridin-3-ylmethyl)benzamide, and the compounds represented by the following formulae (f-1) to (f-34):
Figure 2024061619000016
Figure 2024061619000017
Diamines represented by the following formula:
Examples of diaminoorganosiloxanes include 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane, and the like. Diamines described in JP-A-2010-97188 can also be used. As the other diamines used in the synthesis of the polyamic acid (A), one type can be used alone, or two or more types can be appropriately selected and used.

上記式(E-1)における「-X-(R-XII-」で表される2価の基としては、炭素数1~3のアルカンジイル基、*-O-、*-COO-又は*-O-C-O-(ただし、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であることが好ましい。RIIIで表される基は直鎖状であることが好ましい。ジアミノフェニル基における2つのアミノ基は、他の基に対して2,4-位又は3,5-位にあることが好ましい。 The divalent group represented by "-X I -(R I -X II ) d -" in the above formula (E-1) is preferably an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, *-O-, *-COO-, or *-O-C 2 H 4 -O- (wherein the bond marked with "*" is bonded to the diaminophenyl group). The group represented by R III is preferably linear. The two amino groups in the diaminophenyl group are preferably in the 2,4-position or 3,5-position relative to other groups.

上記式(E-1)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(E-1-1)~式(E-1-4)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。

Figure 2024061619000018
Specific examples of the compound represented by formula (E-1) above include the compounds represented by formulas (E-1-1) to (E-1-4) below.
Figure 2024061619000018

ポリアミック酸(A)の合成に際し、特定ジアミンの使用割合は、ポリアミック酸(A)の合成に使用するジアミン化合物の合計量に対し、1モル%以上であることが好ましく、5モル%以上であることがより好ましく、10モル%以上であることが更に好ましい。特定ジアミンの使用割合が上記範囲であると、液晶素子の電圧保持率、信頼性及びプレチルト角付与特性の改善効果が十分に得られる点で好適である。また、ポリアミック酸(A)の合成に際し、特定ジアミンの使用割合は、ポリアミック酸(A)の合成に使用するジアミン化合物の合計量に対し、100モル%以下であればよい。その他のジアミンの使用により所望の特性を付与する場合、特定ジアミンの使用割合は、ポリアミック酸(A)の合成に使用するジアミン化合物の合計量に対し、95モル%以下であることが好ましく、70モル%以下であることがより好ましい。 In the synthesis of polyamic acid (A), the proportion of the specific diamine used is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, and even more preferably 10 mol% or more, based on the total amount of the diamine compounds used in the synthesis of polyamic acid (A). When the proportion of the specific diamine used is within the above range, it is preferable in that the effect of improving the voltage retention rate, reliability, and pretilt angle imparting characteristics of the liquid crystal element can be sufficiently obtained. In addition, in the synthesis of polyamic acid (A), the proportion of the specific diamine used may be 100 mol% or less, based on the total amount of the diamine compounds used in the synthesis of polyamic acid (A). When the desired characteristics are imparted by using other diamines, the proportion of the specific diamine used is preferably 95 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, based on the total amount of the diamine compounds used in the synthesis of polyamic acid (A).

(ポリアミック酸の合成)
ポリアミック酸(A)は、上記のような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とともに反応させることによって得ることができる。ポリアミック酸(A)の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との使用割合は、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く、0.3~1.2当量となる割合がより好ましい。
(Synthesis of polyamic acid)
The polyamic acid (A) can be obtained by reacting the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound, optionally together with a molecular weight modifier. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound used in the synthesis reaction of the polyamic acid (A) is preferably such that the amount of the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2 equivalents, more preferably 0.3 to 1.2 equivalents, per equivalent of the amino group of the diamine compound.

分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸及び無水イタコン酸等の酸一無水物;アニリン、シクロヘキシルアミン及びn-ブチルアミン等のモノアミン化合物;フェニルイソシアネート及びナフチルイソシアネート等のモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましく、10質量部以下とすることがより好ましい。 Examples of molecular weight regulators include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and itaconic anhydride; monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine, and n-butylamine; and monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. The proportion of the molecular weight regulator used is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine compounds used.

ポリアミック酸(A)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、0~100℃がより好ましい。また、反応時間は、0.1~24時間が好ましく、0.5~12時間がより好ましい。 The synthesis reaction of polyamic acid (A) is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature is preferably -20°C to 150°C, more preferably 0 to 100°C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours.

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、炭化水素等を挙げることができる。これらの有機溶媒のうち、非プロトン性極性溶媒及びフェノール系溶媒よりなる群(第1群の有機溶媒)から選択される1種以上、又は、第1群の有機溶媒から選択される1種以上と、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及び炭化水素よりなる群(第2群の有機溶媒)から選択される1種以上との混合物を使用することが好ましい。後者の場合、第2群の有機溶媒の使用割合は、第1群の有機溶媒及び第2群の有機溶媒の合計量に対して、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下であり、更に好ましくは30質量%以下である。 Examples of organic solvents used in the reaction include aprotic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, and hydrocarbons. Of these organic solvents, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of aprotic polar solvents and phenolic solvents (first group organic solvents), or a mixture of one or more selected from the first group organic solvents and one or more selected from the group consisting of alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, and hydrocarbons (second group organic solvents). In the latter case, the proportion of the second group organic solvent used is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less, based on the total amount of the first group organic solvents and the second group organic solvents.

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との混合物を、上記割合の範囲で使用することが好ましい。有機溶媒の使用量(x)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計量(y)が、反応溶液の全量(x+y)に対して、0.1~50質量%になる量とすることが好ましい。 Particularly preferred organic solvents are one or more selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol and halogenated phenols, or a mixture of one or more of these with other organic solvents in the above ratio range. The amount of organic solvent (x) used is preferably an amount such that the total amount (y) of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is 0.1 to 50% by mass relative to the total amount (x+y) of the reaction solution.

以上のようにして、ポリアミック酸(A)を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸(A)を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリアミック酸(A)を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸(A)を脱水閉環してポリイミドとする場合には、上記反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸(A)を単離したうえで脱水閉環反応に供してもよく、又は単離したポリアミック酸(A)を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。ポリアミック酸(A)の単離及び精製は公知の方法に従って行うことができる。 In this manner, a reaction solution in which polyamic acid (A) is dissolved is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of a liquid crystal alignment agent, or the polyamic acid (A) contained in the reaction solution may be isolated and then used for the preparation of a liquid crystal alignment agent, or the isolated polyamic acid (A) may be purified and then used for the preparation of a liquid crystal alignment agent. When polyamic acid (A) is dehydrated and cyclized to form a polyimide, the reaction solution may be used as it is for the dehydration and cyclization reaction, or the polyamic acid (A) contained in the reaction solution may be isolated and then used for the dehydration and cyclization reaction, or the isolated polyamic acid (A) may be purified and then used for the dehydration and cyclization reaction. Isolation and purification of polyamic acid (A) can be performed according to a known method.

(ポリアミック酸エステル)
重合体[A]としてのポリアミック酸エステルは、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ジアミン化合物とを反応させる方法、等によって得ることができる。
(Polyamic acid ester)
The polyamic acid ester as the polymer [A] can be obtained, for example, by a method such as [I] reacting the polyamic acid (A) obtained by the above-mentioned synthesis reaction with an esterifying agent, [II] reacting a tetracarboxylic acid diester with a diamine compound, or [III] reacting a tetracarboxylic acid diester dihalide with a diamine compound.

なお、本明細書において「テトラカルボン酸ジエステル」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシ基のうち2個がエステル化され、残りの2個がカルボキシ基である化合物を意味する。「テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシ基のうち2個がエステル化され、残りの2個がハロゲン化された化合物を意味する。 In this specification, "tetracarboxylic acid diester" refers to a compound in which two of the four carboxy groups in a tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are carboxy groups. "Tetracarboxylic acid diester dihalide" refers to a compound in which two of the four carboxy groups in a tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are halogenated.

方法[I]で使用するエステル化剤としては、例えば水酸基含有化合物、アセタール系化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等が挙げられる。これらの具体例としては、水酸基含有化合物として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール類等を;アセタール系化合物として、例えばN,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N-ジエチルホルムアミドジエチルアセタール等を;ハロゲン化物として、例えば臭化メチル、臭化エチル、臭化ステアリル、塩化メチル、塩化ステアリル、1,1,1-トリフルオロ-2-ヨードエタン等を;エポキシ基含有化合物として、例えばプロピレンオキシド等を、それぞれ挙げることができる。 Examples of the esterification agent used in the method [I] include hydroxyl group-containing compounds, acetal compounds, halides, and epoxy group-containing compounds. Specific examples of these include hydroxyl group-containing compounds such as alcohols, such as methanol, ethanol, and propanol, and phenols, such as phenol and cresol; acetal compounds such as N,N-dimethylformamide diethyl acetal and N,N-diethylformamide diethyl acetal; halides such as methyl bromide, ethyl bromide, stearyl bromide, methyl chloride, stearyl chloride, and 1,1,1-trifluoro-2-iodoethane; and epoxy group-containing compounds such as propylene oxide.

方法[II]で使用するテトラカルボン酸ジエステルは、例えばポリアミック酸(A)の合成の説明において例示したテトラカルボン酸二無水物を、メタノールやエタノール等のアルコール類を用いて開環することにより得ることができる。なお、方法[II]で使用するテトラカルボン酸誘導体はテトラカルボン酸ジエステルのみであってもよいが、テトラカルボン酸二無水物を併用してもよい。ジアミン化合物については、ポリアミック酸の合成で例示した特定ジアミンを単独で使用してもよいし、又はその他のジアミンを併用してもよい。 The tetracarboxylic acid diester used in the method [II] can be obtained by ring-opening the tetracarboxylic acid dianhydride exemplified in the explanation of the synthesis of polyamic acid (A) using an alcohol such as methanol or ethanol. The tetracarboxylic acid derivative used in the method [II] may be only the tetracarboxylic acid diester, or may be used in combination with a tetracarboxylic acid dianhydride. As for the diamine compound, the specific diamine exemplified in the synthesis of polyamic acid may be used alone, or may be used in combination with other diamines.

方法[II]の反応は、有機溶媒中、適当な脱水触媒の存在下で行うことが好ましい。有機溶媒としては、ポリアミック酸(A)の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水触媒としては、例えば4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムハライド、カルボニルイミダゾール、リン系縮合剤等が挙げられる。このときの反応温度は、-20~150℃が好ましく、0~100℃がより好ましい。反応時間は、0.1~24時間が好ましく、0.5~12時間がより好ましい。 The reaction in method [II] is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a suitable dehydration catalyst. Examples of the organic solvent include those exemplified as those used in the synthesis of polyamic acid (A). Examples of the dehydration catalyst include 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium halide, carbonylimidazole, and phosphorus-based condensing agents. The reaction temperature in this case is preferably -20 to 150°C, and more preferably 0 to 100°C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, and more preferably 0.5 to 12 hours.

方法[III]で使用するテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物は、例えば上記の如くして得たテトラカルボン酸ジエステルを、塩化チオニル等の適当な塩素化剤と反応させることにより得ることができる。なお、方法[III]で使用するテトラカルボン酸誘導体はテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物のみであってもよいが、テトラカルボン酸二無水物を併用してもよい。また、ジアミン化合物については、ポリアミック酸(A)の合成の説明において例示した特定ジアミンを単独で使用してもよいし、又はその他のジアミンを併用してもよい。 The tetracarboxylic acid diester dihalide used in the method [III] can be obtained, for example, by reacting the tetracarboxylic acid diester obtained as described above with a suitable chlorinating agent such as thionyl chloride. The tetracarboxylic acid derivative used in the method [III] may be only the tetracarboxylic acid diester dihalide, but may also be used in combination with a tetracarboxylic acid dianhydride. As for the diamine compound, the specific diamines exemplified in the explanation of the synthesis of the polyamic acid (A) may be used alone or in combination with other diamines.

方法[III]の反応は、有機溶媒中、適当な塩基の存在下で行うことが好ましい。有機溶媒としては、ポリアミック酸(A)の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。塩基としては、例えばピリジン、トリエチルアミン等の3級アミン;水素化ナトリウム、水素化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類等を好ましく使用することができる。このときの反応温度は、-20~150℃が好ましく、0~100℃がより好ましい。反応時間は、0.1~24時間が好ましく、0.5~12時間がより好ましい。 The reaction in method [III] is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a suitable base. Examples of the organic solvent include those exemplified as those used in the synthesis of polyamic acid (A). Examples of the base that can be preferably used include tertiary amines such as pyridine and triethylamine; and alkali metals such as sodium hydride, potassium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium, and potassium. The reaction temperature is preferably -20 to 150°C, and more preferably 0 to 100°C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, and more preferably 0.5 to 12 hours.

液晶配向剤に含有させるポリアミック酸エステルは、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。なお、ポリアミック酸エステルを溶解してなる反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸エステルを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリアミック酸エステルを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸エステルの単離及び精製は公知の方法に従って行うことができる。 The polyamic acid ester contained in the liquid crystal aligning agent may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist. The reaction solution in which the polyamic acid ester is dissolved may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or the polyamic acid ester contained in the reaction solution may be isolated and then used for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or the isolated polyamic acid ester may be purified and then used for the preparation of the liquid crystal aligning agent. The isolation and purification of the polyamic acid ester may be carried out according to a known method.

(ポリイミド)
重合体[A]としてのポリイミドは、例えば、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。
(Polyimide)
The polyimide as the polymer [A] can be obtained, for example, by subjecting the polyamic acid (A) synthesized as described above to dehydration ring-closure to imidization.

ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。反応に使用するポリイミドは、そのイミド化率が20%以上であることが好ましく、30~99%であることがより好ましく、40~99%であることが更に好ましい。このイミド化率は、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。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。 The polyimide may be a fully imidized product in which all of the amic acid structures of the polyamic acid precursor have been dehydrated and cyclically closed, or a partially imidized product in which only a portion of the amic acid structures have been dehydrated and cyclically closed, resulting in both amic acid structures and imide ring structures. The polyimide used in the reaction preferably has an imidization rate of 20% or more, more preferably 30 to 99%, and even more preferably 40 to 99%. This imidization rate is the ratio, expressed as a percentage, of the number of imide ring structures to the total number of amic acid structures and imide ring structures of the polyimide. Here, some of the imide rings may be isoimide rings.

ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸を加熱する方法により、又はポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この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。 The dehydration and ring-closing of the polyamic acid is preferably carried out by heating the polyamic acid, or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydration and ring-closing catalyst to the solution, and heating as necessary.

ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加する方法において、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等の酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸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、1-メチルピペリジン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、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を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0~180℃であり、より好ましくは10~150℃である。反応時間は、好ましくは1.0~120時間であり、より好ましくは2.0~30時間である。 In the method of adding a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst to a solution of polyamic acid, the dehydrating agent may be, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 moles per mole of the amic acid structure of the polyamic acid. The dehydration ring-closing catalyst may be, for example, a tertiary amine such as pyridine, collidine, lutidine, triethylamine, or 1-methylpiperidine. The amount of the dehydration ring-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. Examples of organic solvents used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used in the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring-closing reaction is preferably 0 to 180°C, more preferably 10 to 150°C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours, more preferably 2.0 to 30 hours.

このようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。その他、ポリイミドは、ポリアミック酸エステルのイミド化によって得ることもできる。 In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of a liquid crystal alignment agent, or the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst may be removed from the reaction solution before use for the preparation of a liquid crystal alignment agent, or the polyimide may be isolated before use for the preparation of a liquid crystal alignment agent, or the isolated polyimide may be purified before use for the preparation of a liquid crystal alignment agent. These purification operations can be carried out according to known methods. In addition, polyimide can also be obtained by imidizing polyamic acid ester.

以上のようにして得られる重合体[A]としてのポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドは、これを濃度15質量%の溶液としたときに、20~1,800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、50~1,500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、重合体の溶液粘度(mPa・s)は、重合体の良溶媒(例えばγ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン等)を用いて調製した濃度15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 polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide as polymer [A] obtained in the above manner preferably have a solution viscosity of 20 to 1,800 mPa·s, and more preferably 50 to 1,500 mPa·s, when made into a 15% by mass solution. The solution viscosity (mPa·s) of the polymer is the value measured at 25°C using an E-type rotational viscometer for a 15% by mass polymer solution prepared using a good solvent for the polymer (e.g., γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.).

重合体[A]としてのポリアミック酸、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1,000~500,000であり、より好ましくは2,000~300,000である。また、重合体[A]としてのポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドにつき、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8以下であり、より好ましくは5以下である。重合体[A]としてのポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドのMw及びMw/Mnが上記範囲にあることで、液晶素子の良好な液晶配向性を確保することができる。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide as polymer [A] measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000 to 300,000. The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide as polymer [A], expressed as the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC, is preferably 8 or less, more preferably 5 or less. When the Mw and Mw/Mn of the polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide as polymer [A] are within the above ranges, good liquid crystal alignment properties of the liquid crystal element can be ensured.

(付加重合体)
重合体[A]としての付加重合体(以下、「付加重合体(A)」ともいう)は、下記式(3-1)で表される構造単位及び下記式(3-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種を有することが好ましい。

Figure 2024061619000019
(式(3-1)中、R21は、水素原子又はメチル基である。Xは、-COO-、-CONH-又は2価の芳香環基である。Xは単結合又は2価の有機基である。Aは、複素環構造(a)を有する2価の基である。Yは1価の有機基である。
式(3-2)中、R22及びR23は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。Xは2価の有機基である。Aは、複素環構造(a)を有する2価の基である。Yは1価の有機基である。) (Addition polymer)
The addition polymer as the polymer [A] (hereinafter also referred to as “addition polymer (A)”) preferably has at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (3-1) and a structural unit represented by the following formula (3-2):
Figure 2024061619000019
(In formula (3-1), R 21 is a hydrogen atom or a methyl group. X 1 is —COO—, —CONH— or a divalent aromatic ring group. X 2 is a single bond or a divalent organic group. A 1 is a divalent group having a heterocyclic structure (a). Y 1 is a monovalent organic group.
In formula (3-2), R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom or a methyl group. X 3 is a divalent organic group. A 2 is a divalent group having a heterocyclic structure (a). Y 2 is a monovalent organic group.

上記式(3-1)及び式(3-2)において、Xで表される基が2価の芳香環基である場合、当該2価の芳香環基としては、ベンゼン環又はナフタレン環から2個の水素原子を取り除いた基が好ましい。芳香環基を構成する環は置換基を有していてもよい。置換基としては、複素環構造(a)に隣接する芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。 In the above formulas (3-1) and (3-2), when the group represented by X1 is a divalent aromatic ring group, the divalent aromatic ring group is preferably a group in which two hydrogen atoms have been removed from a benzene ring or a naphthalene ring. The ring constituting the aromatic ring group may have a substituent. Examples of the substituent include the groups exemplified as the substituent that may be possessed by the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle adjacent to the heterocyclic structure (a).

又はXで表される2価の有機基としては、R又はRで表される基が2価の有機基である場合として例示した基と同様の基が挙げられる。Y又はYで表される1価の有機基としては、R又はRで表される基が1価の有機基である場合として例示した基と同様の基が挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by X2 or X3 include the same groups as those exemplified when the group represented by R4 or R5 is a divalent organic group. Examples of the monovalent organic group represented by Y1 or Y2 include the same groups as those exemplified when the group represented by R2 or R8 is a monovalent organic group.

上記式(3-1)で表される構造単位を与える単量体の具体例としては、下記式(MA-3)~式(MA-10)のそれぞれで表される化合物が挙げられる。上記式(3-2)で表される構造単位を与える単量体の具体例としては、下記式(MA-1)又は式(MA-2)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2024061619000020
Specific examples of the monomer that provides the structural unit represented by the formula (3-1) include the compounds represented by the following formulas (MA-3) to (MA-10). Specific examples of the monomer that provides the structural unit represented by the formula (3-2) include the compounds represented by the following formulas (MA-1) and (MA-2).
Figure 2024061619000020

付加重合体(A)の合成に際しては、複素環構造(a)を有しない単量体(以下、「その他の単量体」ともいう)を併用してもよい。その他の単量体としては、(メタ)アクリル化合物、スチレン化合物、共役ジエン化合物、マレイミド化合物等が挙げられる。 When synthesizing the addition polymer (A), a monomer not having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as "other monomer") may be used in combination. Examples of other monomers include (meth)acrylic compounds, styrene compounds, conjugated diene compounds, maleimide compounds, etc.

その他の単量体の具体例としては、(メタ)アクリル化合物として、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸;(メタ)アクリル酸アルキル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル等)、(メタ)アクリル酸シクロアルキル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルグリシジルエーテル、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、及び3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等の不飽和カルボン酸エステルが挙げられる。 Specific examples of other monomers include (meth)acrylic compounds, such as unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid; unsaturated carboxylic acid esters such as alkyl (meth)acrylates (e.g., methyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, etc.), cycloalkyl (meth)acrylates, benzyl (meth)acrylate, trimethoxysilylpropyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl glycidyl ether (meth)acrylate, 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane, 6-(meth)acryloyloxyhexyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane.

芳香族ビニル化合物としては、スチレン、メチルスチレン、ジビニルベンゼン、4-ヒドロキシメチルスチレン、p-スチリルトリメトキシシラン、4-(グリシジルオキシメチル)スチレン、及びビニル安息香酸等が挙げられる。共役ジエン化合物としては、1,3-ブタジエン及び2-メチル-1,3-ブタジエン等が挙げられる。マレイミド化合物としては、N-メチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-(4-グリシジルオキシフェニル)マレイミド、N-グリシジルマレイミド等が挙げられる。 Examples of aromatic vinyl compounds include styrene, methylstyrene, divinylbenzene, 4-hydroxymethylstyrene, p-styryltrimethoxysilane, 4-(glycidyloxymethyl)styrene, and vinylbenzoic acid. Examples of conjugated diene compounds include 1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene. Examples of maleimide compounds include N-methylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-(4-glycidyloxyphenyl)maleimide, and N-glycidylmaleimide.

また、その他の単量体として、光配向性基(例えば、シンナメート構造やクマリン構造、アゾベンゼン構造)、炭素数4~30のアルキル基、炭素数4~30のハロゲン化アルキル基、炭素数4~30のアルコキシ基、炭素数4~30のハロゲン化アルコキシ基、ベンゼン環及びシクロヘキサン環のうち1種以上の環が単結合又は連結基を介して2個以上連結した構造、又はステロイド骨格を有する基を有する不飽和単量体であって上記以外の化合物を使用してもよい。付加重合体(A)の合成に際し、その他の単量体としては1種を単独で使用してもよく、2種以上組み合わせて使用してもよい。 As other monomers, compounds other than those mentioned above may be used, such as photoalignable groups (for example, cinnamate structures, coumarin structures, and azobenzene structures), alkyl groups having 4 to 30 carbon atoms, halogenated alkyl groups having 4 to 30 carbon atoms, alkoxy groups having 4 to 30 carbon atoms, halogenated alkoxy groups having 4 to 30 carbon atoms, structures in which two or more of one or more of the rings selected from the group consisting of benzene rings and cyclohexane rings are linked via a single bond or a linking group, or unsaturated monomers having a group having a steroid skeleton. When synthesizing the addition polymer (A), one type of other monomer may be used alone, or two or more types may be used in combination.

付加重合体(A)は、例えば、重合開始剤の存在下で単量体を重合することにより得ることができる。使用する重合開始剤としては、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物が好ましい。重合開始剤の使用割合は、反応に使用する全単量体100質量部に対して、0.01~30質量部とすることが好ましい。 The addition polymer (A) can be obtained, for example, by polymerizing monomers in the presence of a polymerization initiator. The polymerization initiator used is preferably an azo compound such as 2,2'-azobis(isobutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), or 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile). The proportion of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 30 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total monomers used in the reaction.

重合反応は、好ましくは有機溶媒中で行われる。反応に使用する有機溶媒としては、例えばアルコール、エーテル、ケトン、アミド、エステル、炭化水素化合物等が挙げられ、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が好ましい。反応温度は30℃~120℃とすることが好ましく、反応時間は、1~36時間とすることが好ましい。有機溶媒の使用量は、反応に使用する単量体の合計量が、反応溶液の全体量に対して0.1~60質量%になる量とすることが好ましい。なお、付加重合体(A)は、エポキシ基を側鎖に有する付加重合体を合成し、次いで、得られたエポキシ基含有付加重合体と、複素環構造(a)を有するカルボン酸(以下、「特定カルボン酸」ともいう)とを反応させる方法により得ることもできる。 The polymerization reaction is preferably carried out in an organic solvent. Examples of organic solvents used in the reaction include alcohols, ethers, ketones, amides, esters, and hydrocarbon compounds, and diethylene glycol ethyl methyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate are preferred. The reaction temperature is preferably 30°C to 120°C, and the reaction time is preferably 1 to 36 hours. The amount of organic solvent used is preferably such that the total amount of monomers used in the reaction is 0.1 to 60% by mass relative to the total amount of the reaction solution. The addition polymer (A) can also be obtained by a method in which an addition polymer having an epoxy group in the side chain is synthesized, and then the obtained epoxy group-containing addition polymer is reacted with a carboxylic acid having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as a "specific carboxylic acid").

付加重合体(A)につき、GPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、250~500,000であることが好ましく、500~100,000であることがより好ましい。また、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8以下であり、より好ましくは6以下である。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the addition polymer (A) measured by GPC is preferably 250 to 500,000, and more preferably 500 to 100,000. The molecular weight distribution (Mw/Mn), which is expressed as the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC, is preferably 8 or less, and more preferably 6 or less.

(ポリオルガノシロキサン)
重合体[A]としてのポリオルガノシロキサン(以下、「ポリオルガノシロキサン(A)」ともいう)は、複素環構造(a)を有する重合体が得られる限り、その製造方法は特に限定されない。具体的には、下記〔1s〕及び〔2s〕の方法が挙げられる。
(Polyorganosiloxane)
The method for producing the polyorganosiloxane as the polymer [A] (hereinafter also referred to as "polyorganosiloxane (A)") is not particularly limited as long as a polymer having a heterocyclic structure (a) can be obtained. Specifically, the following methods [1s] and [2s] can be mentioned.

〔1s〕エポキシ基を有する加水分解性のシラン化合物(ms-1)、又はシラン化合物(ms-1)とその他のシラン化合物との混合物を加水分解縮合してエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを合成し、次いで、得られたエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンと、複素環構造(a)を有するカルボン酸(以下、「特定カルボン酸」ともいう)とを反応させる方法。
〔2s〕複素環構造(a)を有する加水分解性のシラン化合物(ms-2)、又はシラン化合物(ms-2)とその他のシラン化合物との混合物を加水分解縮合させる方法。
これらのうち、〔1s〕の方法は簡便であり、かつポリオルガノシロキサン(A)における複素環構造(a)の導入率を高くできる点で好ましい。
[1s] A method in which a hydrolyzable silane compound (ms-1) having an epoxy group, or a mixture of the silane compound (ms-1) and another silane compound, is hydrolyzed and condensed to synthesize an epoxy group-containing polyorganosiloxane, and then the resulting epoxy group-containing polyorganosiloxane is reacted with a carboxylic acid having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as a "specific carboxylic acid").
[2s] A method of hydrolyzing and condensing a hydrolyzable silane compound (ms-2) having a heterocyclic structure (a) or a mixture of the silane compound (ms-2) with another silane compound.
Among these, the method (1s) is preferable because it is simple and easy and can increase the introduction rate of the heterocyclic structure (a) in the polyorganosiloxane (A).

シラン化合物(ms-1)の具体例としては、例えば3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2-グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、2-グリシドキシエチルジメチルメトキシシラン、2-グリシドキシエチルジメチルエトキシシラン、4-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、4-グリシドキシブチルメチルジメトキシシラン、4-グリシドキシブチルメチルジエトキシシラン、4-グリシドキシブチルジメチルメトキシシラン、4-グリシドキシブチルジメチルエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。シラン化合物(ms-1)としては、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Specific examples of silane compounds (ms-1) include, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, 2-glycidoxyethyldimethylmethoxysilane, 2-glycidoxyethyldimethylethoxysilane, 4-glycidoxybutyltrimethoxysilane, 4-glycidoxybutylmethyldimethoxysilane, 4-glycidoxybutylmethyldiethoxysilane, 4-glycidoxybutyldimethylmethoxysilane, 4-glycidoxybutyldimethylethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, 3-(3,4-epoxycyclohexyl)propyltrimethoxysilane, and the like. As the silane compound (ms-1), one of these can be used alone or two or more can be used in combination.

エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンの合成に使用するその他のシラン化合物は、加水分解性を示すシラン化合物である限り特に制限されない。その具体例としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のアルコキシシラン;
3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(3-シクロヘキシルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等の窒素・硫黄原子含有のアルコキシシラン;
3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン等の不飽和炭化水素含有のアルコキシシラン;トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物等が挙げられる。その他のシラン化合物としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
The other silane compounds used in the synthesis of the epoxy group-containing polyorganosiloxane are not particularly limited as long as they are hydrolyzable silane compounds.Specific examples thereof include alkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and dimethyldiethoxysilane;
Nitrogen- or sulfur-atom-containing alkoxysilanes, such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-(3-cyclohexylamino)propyltrimethoxysilane, and N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane;
Examples of the other silane compounds include unsaturated hydrocarbon-containing alkoxysilanes such as 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane, 6-(meth)acryloyloxyhexyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and p-styryltrimethoxysilane; trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, etc. As the other silane compounds, one type can be used alone, or two or more types can be used in combination.

シラン化合物の加水分解・縮合反応は、上記シラン化合物の1種又は2種以上と水とを、好ましくは適当な触媒及び有機溶媒の存在下で反応させることにより行うことができる。反応に際し、水の使用割合は、シラン化合物(合計量)1モルに対して、好ましくは1~30モルである。使用する触媒としては、例えば、酸、アルカリ金属化合物、有機塩基、チタン化合物、ジルコニウム化合物等を挙げることができる。触媒の使用量は、触媒の種類、温度等の反応条件等により異なり、適宜に設定することができる。触媒の使用量は、シラン化合物の合計量に対して、好ましくは0.01~3倍モルである。使用する有機溶媒としては、例えば、炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、アルコール等が挙げられる。これらのうち、非水溶性又は難水溶性の有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒の使用割合は、反応に使用するシラン化合物の合計100質量部に対して、好ましくは10~10,000質量部である。 The hydrolysis and condensation reaction of the silane compounds can be carried out by reacting one or more of the above silane compounds with water, preferably in the presence of a suitable catalyst and an organic solvent. In the reaction, the proportion of water used is preferably 1 to 30 moles per mole of the silane compounds (total amount). Examples of the catalyst used include acids, alkali metal compounds, organic bases, titanium compounds, zirconium compounds, etc. The amount of the catalyst used varies depending on the type of catalyst, reaction conditions such as temperature, etc., and can be set appropriately. The amount of the catalyst used is preferably 0.01 to 3 moles per total amount of the silane compounds. Examples of the organic solvent used include hydrocarbons, ketones, esters, ethers, alcohols, etc. Among these, it is preferable to use a water-insoluble or poorly water-soluble organic solvent. The proportion of the organic solvent used is preferably 10 to 10,000 parts by mass per 100 parts by mass of the total silane compounds used in the reaction.

上記の加水分解・縮合反応は、例えば油浴等により加熱して実施することが好ましい。その際、加熱温度は130℃以下とすることが好ましく、加熱時間は0.5~12時間とすることが好ましい。反応終了後において、反応液から分取した有機溶媒層を、必要に応じて乾燥剤で乾燥した後、溶媒を除去することにより、目的とするポリオルガノシロキサンを得ることができる。なお、ポリオルガノシロキサンの合成方法は上記の加水分解・縮合反応に限らず、例えば加水分解性シラン化合物をシュウ酸及びアルコールの存在下で反応させる方法等により行ってもよい。 The above hydrolysis and condensation reaction is preferably carried out by heating, for example, in an oil bath. In this case, the heating temperature is preferably 130°C or less, and the heating time is preferably 0.5 to 12 hours. After the reaction is completed, the organic solvent layer separated from the reaction solution is dried with a desiccant as necessary, and the solvent is then removed to obtain the desired polyorganosiloxane. Note that the method for synthesizing polyorganosiloxane is not limited to the above hydrolysis and condensation reaction, and may also be carried out, for example, by a method in which a hydrolyzable silane compound is reacted in the presence of oxalic acid and alcohol.

上記〔1s〕の方法では、上記反応により得られたエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを、次いで、特定カルボン酸と反応させる。これにより、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンが有するエポキシ基と、特定カルボン酸が有するカルボキシル基とが反応して、複素環構造(a)を側鎖に有するポリオルガノシロキサン(A)を得ることができる。 In the above method [1s], the epoxy group-containing polyorganosiloxane obtained by the above reaction is then reacted with a specific carboxylic acid. This causes the epoxy group of the epoxy group-containing polyorganosiloxane to react with the carboxyl group of the specific carboxylic acid, thereby obtaining polyorganosiloxane (A) having a heterocyclic structure (a) in its side chain.

特定カルボン酸の具体例としては、例えば下記式(CA-1)又は式(CA-2)で表される化合物等を挙げることができる。

Figure 2024061619000021
Specific examples of the specific carboxylic acid include compounds represented by the following formula (CA-1) or formula (CA-2).
Figure 2024061619000021

ポリオルガノシロキサン(A)1分子中における複素環構造(a)の含有割合は、ポリオルガノシロキサン(A)が有するケイ素原子に対して、1モル%以上であることが好ましく、2モル%以上であることがより好ましく、5モル%以上であることが更に好ましい。また、ポリオルガノシロキサン(A)1分子中における複素環構造(a)の含有割合は、ポリオルガノシロキサン(A)が有するケイ素原子に対して、70モル%以下であることが好ましく、60モル%以下であることがより好ましく、50モル%以下であることが更に好ましい。ポリオルガノシロキサン(A)中の複素環構造(a)の含有割合が上記範囲にあることにより、電圧保持率の低下を抑制しつつ、液晶素子の信頼性及びプレチルト角付与特性の改善効果を十分に得ることができる点で好ましい。 The content of the heterocyclic structure (a) in one molecule of polyorganosiloxane (A) is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, and even more preferably 5 mol% or more, based on the silicon atoms contained in polyorganosiloxane (A). The content of the heterocyclic structure (a) in one molecule of polyorganosiloxane (A) is preferably 70 mol% or less, more preferably 60 mol% or less, and even more preferably 50 mol% or less, based on the silicon atoms contained in polyorganosiloxane (A). The content of the heterocyclic structure (a) in polyorganosiloxane (A) in the above range is preferable in that it is possible to sufficiently obtain the effect of improving the reliability and pretilt angle imparting characteristics of the liquid crystal element while suppressing the decrease in the voltage holding ratio.

なお、ポリオルガノシロキサン(A)の合成に際し、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンとの反応に使用するカルボン酸は特定カルボン酸のみであってもよいが、複素環構造(a)を有しないカルボン酸(以下、「その他のカルボン酸」ともいう)を併用してもよい。その他のカルボン酸としては、例えば、光配向性基(例えば、シンナメート構造やクマリン構造、アゾベンゼン構造)、炭素数4~30のアルキル基、炭素数4~30のハロゲン化アルキル基、炭素数4~30のアルコキシ基、炭素数4~30のハロゲン化アルコキシ基、ベンゼン環及びシクロヘキサン環のうち1種以上の環が単結合又は連結基を介して2個以上連結した構造、又はステロイド骨格を有する基を有するカルボン酸であって上記以外の化合物等が挙げられる。 In addition, when synthesizing polyorganosiloxane (A), the carboxylic acid used in the reaction with the epoxy group-containing polyorganosiloxane may be only the specific carboxylic acid, but a carboxylic acid not having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as "other carboxylic acid") may be used in combination. Examples of other carboxylic acids include photoalignment groups (for example, cinnamate structures, coumarin structures, and azobenzene structures), alkyl groups having 4 to 30 carbon atoms, halogenated alkyl groups having 4 to 30 carbon atoms, alkoxy groups having 4 to 30 carbon atoms, halogenated alkoxy groups having 4 to 30 carbon atoms, structures in which one or more rings of benzene rings and cyclohexane rings are linked via single bonds or linking groups, or carboxylic acids having a group having a steroid skeleton other than the above compounds.

エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンとカルボン酸との反応は、好ましくは触媒及び有機溶媒の存在下で行うことができる。使用する触媒としては、例えば有機塩基、エポキシ化合物の反応を促進するいわゆる硬化促進剤として公知の化合物(例えば、3級有機アミン、4級有機アミン、4級アンモニウム塩等)を用いることができる。触媒の使用量は、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサン100質量部に対して、好ましくは100質量部以下、より好ましくは0.1~20質量部である。 The reaction between the epoxy group-containing polyorganosiloxane and the carboxylic acid can be preferably carried out in the presence of a catalyst and an organic solvent. Examples of the catalyst that can be used include organic bases and compounds known as so-called curing accelerators that accelerate the reaction of epoxy compounds (e.g., tertiary organic amines, quaternary organic amines, quaternary ammonium salts, etc.). The amount of catalyst used is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the epoxy group-containing polyorganosiloxane.

上記反応に使用する有機溶媒としては、例えば炭化水素、エーテル、エステル、ケトン、アミド、アルコール等を挙げることができる。有機溶媒は、固形分濃度(反応溶液中の溶媒以外の成分の合計質量が、溶液の全重量に対して占める割合)が、0.1質量%以上となる割合で使用することが好ましく、5~50質量%となる割合で使用することがより好ましい。上記反応において、反応温度は、好ましくは0~200℃であり、より好ましくは50~150℃である。反応時間は、好ましくは0.1~50時間であり、より好ましくは0.5~20時間である。反応終了後には、反応液から分取した有機溶媒層を水で洗浄することが好ましい。水洗後、有機溶媒層を、必要に応じて適当な乾燥剤で乾燥した後、溶媒を除去することにより、目的物であるポリオルガノシロキサン(A)を得ることができる。 Examples of organic solvents used in the above reaction include hydrocarbons, ethers, esters, ketones, amides, and alcohols. The organic solvent is preferably used in a proportion such that the solids concentration (the proportion of the total mass of the components other than the solvent in the reaction solution to the total weight of the solution) is 0.1 mass% or more, and more preferably 5 to 50 mass%. In the above reaction, the reaction temperature is preferably 0 to 200°C, more preferably 50 to 150°C. The reaction time is preferably 0.1 to 50 hours, more preferably 0.5 to 20 hours. After the reaction is completed, it is preferable to wash the organic solvent layer separated from the reaction solution with water. After washing with water, the organic solvent layer is dried with an appropriate desiccant as necessary, and then the solvent is removed to obtain the target polyorganosiloxane (A).

ポリオルガノシロキサン(A)は、これを濃度10質量%の溶液としたときに、1~500mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、3~200mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。ポリオルガノシロキサン(A)につき、GPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000~200,000であることが好ましく、2,000~50,000であることがより好ましく、3,000~20,000であることが更に好ましい。 When the polyorganosiloxane (A) is dissolved in a solution having a concentration of 10% by mass, it preferably has a solution viscosity of 1 to 500 mPa·s, and more preferably has a solution viscosity of 3 to 200 mPa·s. The weight average molecular weight (Mw) of the polyorganosiloxane (A) measured by GPC in terms of polystyrene is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 3,000 to 20,000.

本開示の液晶配向剤における重合体[A]の含有割合は、液晶配向剤に含まれる固形分(液晶配向剤の溶媒以外の成分)100質量部に対して、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上が更に好ましい。 The content ratio of polymer [A] in the liquid crystal alignment agent of the present disclosure is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 15 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the solid content (components other than the solvent of the liquid crystal alignment agent) contained in the liquid crystal alignment agent.

(その他の成分)
第1の液晶配向剤は、重合体[A]以外の成分(以下、「その他の成分」ともいう)を含有していてもよい。
(Other ingredients)
The first liquid crystal aligning agent may contain components other than the polymer [A] (hereinafter, also referred to as “other components”).

・重合体[B]
本開示の液晶配向剤は、複素環構造(a)を有しない重合体(以下、「重合体[B]」ともいう)を更に含有していてもよい。重合体[B]は、電圧保持率の低下を抑制する目的や、液晶配向性の向上を図る目的等により使用することができる。
Polymer [B]
The liquid crystal aligning agent of the present disclosure may further contain a polymer not having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as "polymer [B]"). Polymer [B] can be used for the purpose of suppressing a decrease in voltage holding ratio, improving liquid crystal alignment, etc.

重合体[B]の主骨格は特に限定されないが、例えば、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、セルロース誘導体、ポリアセタール、付加重合体等が挙げられる。付加重合体としては、例えば、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、マレイミド系重合体、スチレン-マレイミド系共重合体等が挙げられる。重合体[B]は、これらのうち、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。重合体[B]を構成する単量体としては、公知の単量体を使用でき、例えば、上述した単量体のうち複素環構造(a)を有しない単量体が挙げられる。 The main skeleton of polymer [B] is not particularly limited, but examples thereof include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane, polyester, cellulose derivative, polyacetal, and addition polymer. Examples of addition polymers include styrene-based polymers, (meth)acrylic polymers, maleimide-based polymers, and styrene-maleimide copolymers. Of these, polymer [B] is preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, and addition polymer. As the monomer constituting polymer [B], known monomers can be used, and examples thereof include the above-mentioned monomers that do not have a heterocyclic structure (a).

なお、光配向処理用の液晶配向剤とする場合、重合体[A]として感光性の重合体を含むとともに、重合体[B]として非感光性の重合体を含むものとしてもよい。あるいは、重合体[A]として非感光性の重合体を含むとともに、重合体[B]として感光性の重合体を含むものとしてもよい。また、重合体[A]及び重合体[B]の両方が感光性の重合体を含んでいてもよい。 When used as a liquid crystal alignment agent for photoalignment treatment, the polymer [A] may contain a photosensitive polymer and the polymer [B] may contain a non-photosensitive polymer. Alternatively, the polymer [A] may contain a non-photosensitive polymer and the polymer [B] may contain a photosensitive polymer. In addition, both the polymer [A] and the polymer [B] may contain a photosensitive polymer.

重合体[B]を第1の液晶配向剤に含有させる場合、重合体[B]の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分(すなわち、重合体[A]と重合体[B]との合計量)100質量部に対して、95質量部以下が好ましく、90質量部以下がより好ましい。 When polymer [B] is contained in the first liquid crystal alignment agent, the content ratio of polymer [B] is preferably 95 parts by mass or less, and more preferably 90 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer components contained in the liquid crystal alignment agent (i.e., the total amount of polymer [A] and polymer [B]).

・複素環構造(a)を有する化合物
本開示の液晶配向剤は、複素環構造(a)を有する化合物(ただし、重合体[A]を除く。以下、「化合物(A)」ともいう。)を更に含有していてもよい。化合物(A)は、例えば、分子量が1,000以下の低分子化合物であり、分子量800以下であってもよい。化合物(A)は、複素環構造(a)を1個のみ有していてもよく、2個以上有していてもよい。液晶素子の信頼性を優れたものとし、かつ光照射によりプレチルト角付与を十分に行わせる観点から、化合物(A)は複素環構造(a)を2個以上有することが好ましく、2~6個有することがより好ましい。
Compound having heterocyclic structure (a) The liquid crystal aligning agent of the present disclosure may further contain a compound having a heterocyclic structure (a) (excluding the polymer [A]. Hereinafter, also referred to as "compound (A)"). The compound (A) is, for example, a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less, and may have a molecular weight of 800 or less. The compound (A) may have only one heterocyclic structure (a), or may have two or more heterocyclic structures (a). From the viewpoint of improving the reliability of the liquid crystal element and allowing the pretilt angle to be sufficiently imparted by light irradiation, the compound (A) preferably has two or more heterocyclic structures (a), more preferably has 2 to 6 heterocyclic structures (a).

化合物(A)としては、液晶素子の信頼性をより高くできる点で、架橋性基を有する化合物を好ましく使用できる。架橋性基としては、環状エーテル基、環状チオエーテル基、イソシアネート基、保護されたイソシアネート基、メチロール基、保護されたメチロール基、ヒドロキシアルキルアミド基、環状カーボネート基、重合性炭素-炭素結合を有する基、基「-CR30=CR31-R32-」(ただし、R30は、アミノ基との反応により脱離する1価の有機基である。R31は水素原子又はアルキル基、R32は電子求引性基である。)、シラノール基、アルコキシシリル基等が挙げられる。反応性と保存安定性とのバランスを良好に保つ観点から、これらの中でも、環状エーテル基、保護されたイソシアネート基、メチロール基、保護されたメチロール基、ヒドロキシアルキルアミド基、及び環状カーボネート基よりなる群から選択される少なくとも1種を分子内に2個以上有する化合物を好ましく使用することができる。化合物(A)が有する架橋性基の数は、2~10個が好ましく、2~6個がより好ましい。 As the compound (A), a compound having a crosslinkable group can be preferably used in terms of increasing the reliability of the liquid crystal element. Examples of the crosslinkable group include a cyclic ether group, a cyclic thioether group, an isocyanate group, a protected isocyanate group, a methylol group, a protected methylol group, a hydroxyalkylamide group, a cyclic carbonate group, a group having a polymerizable carbon-carbon bond, a group "-CR 30 ═CR 31 -R 32 -" (wherein R 30 is a monovalent organic group that is eliminated by reaction with an amino group. R 31 is a hydrogen atom or an alkyl group, and R 32 is an electron-withdrawing group), a silanol group, and an alkoxysilyl group. From the viewpoint of maintaining a good balance between reactivity and storage stability, among these, a compound having at least two or more of at least one selected from the group consisting of a cyclic ether group, a protected isocyanate group, a methylol group, a protected methylol group, a hydroxyalkylamide group, and a cyclic carbonate group in the molecule can be preferably used. The number of crosslinkable groups contained in the compound (A) is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 6.

化合物(A)の具体例としては、下記式(ADA-1)~式(ADA-7)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。

Figure 2024061619000022
Specific examples of the compound (A) include the compounds represented by the following formulas (ADA-1) to (ADA-7).
Figure 2024061619000022

化合物(A)を第1の液晶配向剤に含有させる場合、化合物(A)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分(重合体[A]と重合体[B]との合計量)100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましく、5質量部以上が更に好ましい。また、化合物(A)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。 When compound (A) is contained in the first liquid crystal alignment agent, the content ratio of compound (A) is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and even more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the polymer components (total amount of polymer [A] and polymer [B]) contained in the liquid crystal alignment agent. In addition, the content ratio of compound (A) is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer components contained in the liquid crystal alignment agent.

・架橋剤
本開示の液晶配向剤は、架橋剤を更に含有していてもよい。架橋剤を含むことで、液晶配向膜の形成時に重合体成分の架橋反応を進行させることができ、力学特性や基板やシール剤との密着性の向上を図ることができる。架橋剤としては、化合物(A)のうち架橋性基を有する化合物;複素環構造(a)を有しない架橋性化合物(以下、「化合物(C)」ともいう)等が挙げられる。化合物(C)が有する架橋性基の具体例としては、化合物(A)が有していてもよい架橋性基として例示した各基と同様の基が挙げられる。化合物(C)が有する架橋性基の数は、2~10個が好ましく、2~6個がより好ましい。
Crosslinking Agent The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may further contain a crosslinking agent. By including a crosslinking agent, the crosslinking reaction of the polymer component can be promoted during the formation of the liquid crystal alignment film, and the mechanical properties and the adhesion to the substrate and the sealant can be improved. Examples of the crosslinking agent include a compound (A) having a crosslinkable group; a crosslinkable compound not having a heterocyclic structure (a) (hereinafter also referred to as "compound (C)"); and the like. Specific examples of the crosslinkable group possessed by the compound (C) include the same groups as the groups exemplified as the crosslinkable group that may be possessed by the compound (A). The number of crosslinkable groups possessed by the compound (C) is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6.

化合物(C)の具体例としては、下記式で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2024061619000023
Specific examples of the compound (C) include compounds represented by the following formulas.
Figure 2024061619000023

架橋剤を第1の液晶配向剤に含有させる場合、架橋剤(すなわち、化合物(A)と化合物(C)の合計量)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分(重合体[A]と重合体[B]との合計量)100質量部に対して、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましい。また、架橋剤の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、25質量部以下がより好ましい。なお、架橋剤としては、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。 When the crosslinking agent is contained in the first liquid crystal alignment agent, the content ratio of the crosslinking agent (i.e., the total amount of compound (A) and compound (C)) is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the polymer components (the total amount of polymer [A] and polymer [B]) contained in the liquid crystal alignment agent. The content ratio of the crosslinking agent is preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 25 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer components contained in the liquid crystal alignment agent. Note that one type of crosslinking agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

・溶剤
第1の液晶配向剤は、重合体[A]及び必要に応じて使用される成分が、好ましくは適当な溶媒中に分散又は溶解してなる液状の組成物として調製される。
Solvent The first liquid crystal aligning agent is preferably prepared as a liquid composition in which the polymer [A] and any other components used as required are dispersed or dissolved in a suitable solvent.

使用する有機溶媒としては、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、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコール-n-ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、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モノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Examples of organic solvents that can be used include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, and propylene carbonate. These can be used alone or in combination of two or more.

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。これらの配合割合は、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。 Other components include, in addition to those mentioned above, functional silane compounds, antioxidants, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, fillers, dispersants, photosensitizers, etc. The blending ratio of these can be appropriately selected according to each compound within a range that does not impair the effects of the present disclosure.

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、揮発性等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。すなわち、液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより、液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。液晶配向剤の固形分濃度を1質量%以上とすることにより、塗膜の膜厚を十分に確保でき、良好な液晶配向膜が得られやすい傾向がある。また、液晶配向剤の固形分濃度を10質量%以下とすることにより、塗膜の膜厚が過大となりすぎず、また液晶配向剤の粘性の増大を抑制でき、塗布性を良好にできる傾向がある。 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 taking into consideration the viscosity, volatility, etc., but is preferably in the range of 1 to 10 mass%. That is, the liquid crystal alignment agent is applied to the surface of the substrate as described below, and preferably heated to form a coating film that is a liquid crystal alignment film or a coating film that will become a liquid crystal alignment film. By setting the solid content concentration of the liquid crystal alignment agent to 1 mass% or more, the thickness of the coating film can be sufficiently ensured, and a good liquid crystal alignment film tends to be easily obtained. In addition, by setting the solid content concentration of the liquid crystal alignment agent to 10 mass% or less, the thickness of the coating film does not become too large, and an increase in the viscosity of the liquid crystal alignment agent can be suppressed, and the coatability tends to be good.

特に好ましい固形分濃度の範囲は、液晶配向剤の用途や、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えば、液晶表示素子用の液晶配向剤について、スピンナー法により基板に塗布する場合には、固形分濃度(液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)が1.5~4.5質量%の範囲であることが特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3~9質量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12~50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1~5質量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3~15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10~50℃であり、より好ましくは20~30℃である。また、位相差フィルム用の液晶配向剤については、液晶配向剤の塗布性及び形成される塗膜の膜厚を適度にする観点から、液晶配向剤の固形分濃度が0.2~10質量%の範囲であることが好ましく、3~10質量%の範囲であることがより好ましい。 The particularly preferred range of solid content varies depending on the application of the liquid crystal alignment agent and the method used to apply the liquid crystal alignment agent to the substrate. For example, when applying a liquid crystal alignment agent for a liquid crystal display element to a substrate by a spinner method, it is particularly preferred that the solid content concentration (the ratio of the total mass of all components other than the solvent in the liquid crystal alignment agent to the total mass of the liquid crystal alignment agent) is in the range of 1.5 to 4.5 mass%. When using the printing method, it is particularly preferred that the solid content concentration is in the range of 3 to 9 mass%, thereby making the solution viscosity in the range of 12 to 50 mPa·s. When using the inkjet method, it is particularly preferred that the solid content concentration is in the range of 1 to 5 mass%, thereby making the solution viscosity in the range of 3 to 15 mPa·s. The temperature when preparing the liquid crystal alignment agent is preferably 10 to 50°C, more preferably 20 to 30°C. In addition, for liquid crystal alignment agents for retardation films, from the viewpoint of the applicability of the liquid crystal alignment agent and the appropriate thickness of the coating film formed, the solid content concentration of the liquid crystal alignment agent is preferably in the range of 0.2 to 10% by mass, and more preferably in the range of 3 to 10% by mass.

(第2の液晶配向剤)
第2の液晶配向剤は、重合体成分と化合物(A)とを含有する。第2の液晶配向剤に含まれる重合体成分としては、上述した重合体[B]として例示した重合体が挙げられる。第2の液晶配向剤に含まれる重合体成分は、これらのうち、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。なお、重合体成分を構成する単量体としては公知の単量体を使用でき、例えば、上述した単量体のうち複素環構造(a)を有しない単量体が挙げられる。
(Second Liquid Crystal Alignment Agent)
The second liquid crystal alignment agent contains a polymer component and a compound (A). The polymer component contained in the second liquid crystal alignment agent includes the polymer exemplified as the polymer [B] described above. The polymer component contained in the second liquid crystal alignment agent is preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, and addition polymer. In addition, a known monomer can be used as the monomer constituting the polymer component, and for example, a monomer not having a heterocyclic structure (a) among the above-mentioned monomers can be mentioned.

化合物(A)としては、第1の液晶配向剤に配合してもよい化合物(A)として例示した化合物と同様のものが挙げられる。化合物(A)としては、架橋性基を有する化合物を好ましく使用できる。 Examples of the compound (A) include the same compounds as those exemplified as the compound (A) that may be incorporated into the first liquid crystal alignment agent. Compounds having a crosslinkable group can be preferably used as the compound (A).

化合物(A)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。また、化合物(A)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、25質量部以下がより好ましい。なお、化合物(A)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。 The content of compound (A) is preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal alignment agent. The content of compound (A) is preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 25 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal alignment agent. Compound (A) may be used alone or in combination of two or more types.

第2の液晶配向剤は、重合体成分及び化合物(A)とは異なる成分を更に含有していてもよい。当該成分の具体例としては、第1の液晶配向剤に配合させてもよいその他の成分として例示した化合物と同様のものが挙げられる。 The second liquid crystal alignment agent may further contain a component different from the polymer component and the compound (A). Specific examples of such components include the same compounds as those exemplified as other components that may be blended into the first liquid crystal alignment agent.

《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としては、例えば、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型(VA-MVA型、VA-PVA型等を含む)、IPS(In-Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)型、PSA(Polymer Sustained Alignment)型といった種々のモードに適用することができる。本開示の液晶配向剤は、液晶素子の製造工程における光照射処理によって安定したプレチルト角を付与できる点において、上記の中でも特に、PSAモード用の液晶配向剤として好適である。
<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. 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 liquid crystal operation mode in the liquid crystal element can be applied to various modes such as, for example, TN (Twisted Nematic) type, STN (Super Twisted Nematic) type, VA (Vertical Alignment) type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS (In-Plane Switching) type, FFS (Fringe Field Switching) type, OCB (Optically Compensated Bend) type, and PSA (Polymer Sustained Alignment) type. The liquid crystal alignment agent of the present disclosure is particularly suitable as a liquid crystal alignment agent for the PSA mode among the above, in that it can provide a stable pretilt angle by light irradiation treatment in the manufacturing process of the liquid crystal element.

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 elements can be manufactured, for example, by a method including the following steps 1 to 3. In step 1, the substrate used varies depending on the desired operating mode. Steps 2 and 3 are common to all operating modes.

(工程1:塗膜の形成)
先ず、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、ソーダガラス等のガラス;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)等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。基板の一方の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、VA型又はPSA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透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用することができる。基板への液晶配向剤の塗布は、電極形成面上に、オフセット印刷法、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ことが好ましい。
(Step 1: Formation of coating film)
First, a liquid crystal alignment agent is applied onto a substrate, and the applied surface is preferably heated to form a coating film on the substrate. As the substrate, for example, a transparent substrate made of glass such as float glass or soda glass, or plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, or poly(alicyclic olefin) can be used. The transparent conductive film provided on one side of the substrate may be a NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), or an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ). When manufacturing a TN-type, STN-type, VA-type or PSA-type liquid crystal element, two substrates each having a patterned transparent conductive film are used. On the other hand, when manufacturing an IPS-type or FFS-type liquid crystal element, a substrate having an electrode made of a transparent conductive film or metal film patterned into a comb-tooth shape and an opposing substrate having no electrode are used. As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used. The liquid crystal alignment agent is preferably applied to the substrate on the electrode-forming surface by offset printing, spin coating, roll coating or inkjet printing.

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、必要に応じて、溶剤を完全に除去したり重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化したりすることを目的として焼成(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80~300℃であり、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。基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって、液晶配向膜、又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。 After the liquid crystal alignment agent is applied, pre-heating (pre-baking) is preferably performed to prevent dripping of the applied liquid crystal alignment agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200°C, and the pre-baking time is preferably 0.25 to 10 minutes. Thereafter, if necessary, a baking (post-baking) process is performed to completely remove the solvent or to thermally imidize the amic acid structure present in the polymer. The baking temperature (post-baking temperature) at this time is preferably 80 to 300°C, and the post-baking time is preferably 5 to 200 minutes. The film thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm. After the liquid crystal alignment agent is applied to the substrate, the organic solvent is removed to form a liquid crystal alignment film or a coating film that will become a liquid crystal alignment film.

(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、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。配向処理としては、基板上に形成した塗膜の表面をコットン等で擦るラビング処理、及び塗膜に光照射を行って液晶配向能を付与する光配向処理が挙げられる。特に、本開示の液晶配向剤は、当該液晶配向剤を用いて形成された塗膜に光照射処理を施して液晶配向能を付与する光配向剤として好ましく適用できる。一方、垂直配向型(VA型)の液晶素子を製造する場合には、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、該塗膜に対し配向処理を施してもよい。垂直配向型の液晶素子に好適な液晶配向膜はPSA型の液晶素子にも好ましく用いることができる。
(Step 2: Alignment Treatment)
When manufacturing a TN type, STN type, IPS type or FFS type liquid crystal element, a treatment (alignment treatment) is carried out to impart liquid crystal alignment ability to the coating film formed in step 1. As a result, the alignment ability of liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. Examples of the alignment treatment include a rubbing treatment in which the surface of the coating film formed on the substrate is rubbed with cotton or the like, and a photo-alignment treatment in which the coating film is irradiated with light to impart liquid crystal alignment ability. In particular, the liquid crystal alignment agent of the present disclosure can be preferably applied as a photo-alignment agent that imparts liquid crystal alignment ability by subjecting a coating film formed using the liquid crystal alignment agent to a light irradiation treatment. On the other hand, when manufacturing a vertical alignment type (VA type) liquid crystal element, the coating film formed in step 1 can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the coating film may be subjected to an alignment treatment. A liquid crystal alignment film suitable for a vertical alignment type liquid crystal element can also be preferably used for a PSA type liquid crystal element.

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

使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタ
ルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー等を使用することができる。放射線の照射量は、好ましくは400~20,000J/mであり、より好ましくは1,000~5,000J/mである。塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。
Examples of light sources that can be used include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, deuterium lamps, metal halide lamps, argon resonance lamps, xenon lamps, excimer lasers, etc. The radiation dose is preferably 400 to 20,000 J/ m2 , and more preferably 1,000 to 5,000 J/ m2 . The coating film may be irradiated with light while being heated in order to increase the reactivity.

液晶配向膜の製造に際し、光照射処理が施された塗膜を120℃以上280℃以下の温度範囲内で加熱してもよい。こうした加熱処理により、液晶配向性が更に改善され(加熱再配列)、表示品位がより改善された液晶素子が得られる点で好ましい。この加熱は、ポストベークであってもよく、ポストベークとは別にポストベーク後に行う加熱処理であってもよい。光照射処理が施された塗膜に対する加熱処理に際し、加熱温度は、加熱による分子鎖の再配向を促進させる観点から、140℃以上とすることが好ましく、150℃~250℃とすることがより好ましい。加熱時間は、好ましくは5分~200分、より好ましくは10分~60分である。 When manufacturing a liquid crystal alignment film, the coating film that has been subjected to light irradiation treatment may be heated within a temperature range of 120°C to 280°C. This type of heating treatment is preferable in that it further improves the liquid crystal alignment (thermal realignment) and results in a liquid crystal element with improved display quality. This heating may be post-baking, or may be a heating treatment that is performed separately from post-baking and after post-baking. When performing the heating treatment on the coating film that has been subjected to light irradiation treatment, the heating temperature is preferably 140°C or higher, and more preferably 150°C to 250°C, from the viewpoint of promoting the realignment of molecular chains by heating. The heating time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 60 minutes.

液晶配向膜の製造に際し、光照射処理が施された塗膜を、水、水溶性有機溶媒、又は水と水溶性有機溶媒との混合溶媒に接触させる工程を更に含んでいてもよい。ここで、水溶性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、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、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びシクロペンタノンが挙げられる。本工程で用いる溶媒は、これらのうち、水、イソプロパノール及びこれらの混合物が好ましい。塗膜と溶媒との接触方法としては、例えば噴霧(スプレー)処理、シャワー処理、浸漬処理、液盛り処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。塗膜と溶媒との接触時間は特に限定されないが、例えば5秒~15分である。溶媒との接触後には塗膜の加熱処理を行ってもよい。 The manufacturing of the liquid crystal alignment film may further include a step of contacting the coating film that has been subjected to the light irradiation treatment with water, a water-soluble organic solvent, or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. Examples of the water-soluble organic solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclopentanone. Of these, the solvent used in this step is preferably water, isopropanol, or a mixture thereof. Examples of the method of contacting the coating film with the solvent include, but are not limited to, spraying, showering, immersion, and puddling. The contact time between the coating film and the solvent is not particularly limited, but is, for example, 5 seconds to 15 minutes. After contact with the solvent, the coating film may be subjected to a heat treatment.

(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、(1)液晶配向膜が対向するように間隙(スペーサー)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により貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止する方法、(2)液晶配向膜を形成した一方の基板上の所定の場所にシール剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げる方法(ODF方式)等が挙げられる。製造した液晶セルにつき更に、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
(Step 3: Construction of liquid crystal cell)
Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are prepared, and a liquid crystal is disposed between the two substrates arranged opposite to each other to manufacture a liquid crystal cell. For example, the liquid crystal cell can be manufactured by (1) arranging two substrates opposite to each other through a gap (spacer) so that the liquid crystal alignment film faces each other, bonding the peripheries of the two substrates with a sealant, injecting liquid crystal into the cell gap partitioned by the substrate surface and the sealant, and then sealing the injection hole, or (2) applying a sealant to a predetermined location on one substrate on which the liquid crystal alignment film is formed, dropping liquid crystal at a few predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface, bonding the other substrate so that the liquid crystal alignment film faces each other, and spreading the liquid crystal over the entire surface of the substrate (ODF method). It is preferable to further heat the manufactured liquid crystal cell to a temperature at which the liquid crystal used has an isotropic phase, and then slowly cool it to room temperature to remove the flow orientation during liquid crystal filling.

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。スペーサーとしては、フォトスペーサー、ビーズスペーサー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る。これらの中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶等を用いることができる。また、これらの液晶に、コレステリック液晶、カイラル剤、強誘電性液晶等を添加して使用してもよい。 As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a hardener and aluminum oxide spheres as a spacer can be used. As the spacer, a photospacer, a bead spacer, etc. can be used. As the liquid crystal, nematic liquid crystal and smectic liquid crystal can be mentioned. Among these, nematic liquid crystal is preferable, and for example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenylcyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, bicyclooctane liquid crystal, cubane liquid crystal, etc. can be used. In addition, cholesteric liquid crystal, chiral agent, ferroelectric liquid crystal, etc. may be added to these liquid crystals.

PSAモードでは、液晶とともに光重合性化合物をセルギャップ内に充填するとともに、液晶セルの構築後、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。すなわち、以下の工程を含む方法により液晶素子を製造することが好ましい。
〔1〕 導電膜を有する一対の基板のそれぞれの導電膜上に液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程(上記の工程1に相当)
〔2〕 塗膜を形成した一対の基板を、光重合性化合物を含む液晶層を介して塗膜が対向するように配置して液晶セルを構築する工程(上記の工程3に相当)
〔3〕 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工程
In the PSA mode, a photopolymerizable compound is filled into the cell gap together with liquid crystal, and after the liquid crystal cell is constructed, a process of irradiating the liquid crystal cell with light is performed while a voltage is applied between the conductive films of a pair of substrates. That is, it is preferable to manufacture a liquid crystal element by a method including the following steps.
[1] A step of forming a coating film using a liquid crystal alignment agent on each of the conductive films of a pair of substrates having a conductive film (corresponding to the above step 1).
[2] A step of constructing a liquid crystal cell by disposing a pair of substrates on which the coating film has been formed so that the coating films face each other via a liquid crystal layer containing a photopolymerizable compound (corresponding to the above step 3).
[3] A step of irradiating the liquid crystal cell with light while applying a voltage between the conductive films.

光重合性化合物としては、アクリロイル基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等といったラジカル重合が可能な官能基を2個以上有する多官能性化合物を好ましく用いることができる。反応性の観点からすると、光重合性化合物は、中でも、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリル化合物が好ましい。また、液晶分子の配向性を安定に維持する観点から、光重合性化合物としては、液晶骨格として、シクロヘキサン環及びベンゼン環のうちの少なくともいずれか一種の環を合計2つ以上有する化合物を好ましく用いることができる。なお、このような光重合性化合物としては、従来公知のものを使用することができる。PSA型の液晶素子の製造に際し、光重合性化合物の使用割合は、液晶の合計100質量部に対して、例えば0.01~3質量部、好ましくは0.05~1質量部である。 As the photopolymerizable compound, a polyfunctional compound having two or more radically polymerizable functional groups such as an acryloyl group, a (meth)acryloyl group, a vinyl group, etc. can be preferably used. From the viewpoint of reactivity, the photopolymerizable compound is preferably a polyfunctional (meth)acrylic compound having two or more (meth)acryloyl groups. In addition, from the viewpoint of stably maintaining the alignment of the liquid crystal molecules, a compound having a total of two or more rings of at least one of a cyclohexane ring and a benzene ring as the liquid crystal skeleton can be preferably used as the photopolymerizable compound. Note that, as such a photopolymerizable compound, a conventionally known compound can be used. When manufacturing a PSA type liquid crystal element, the proportion of the photopolymerizable compound used is, for example, 0.01 to 3 parts by mass, preferably 0.05 to 1 part by mass, relative to 100 parts by mass of the liquid crystal.

印加する電圧は、例えば5~50Vの直流又は交流とすることができる。照射する光としては、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、300~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光の光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。光の照射量としては、好ましくは1,000~200,000J/m以下であり、より好ましくは1,000~100,000J/mである。 The voltage applied can be, for example, 5 to 50 V DC or AC. As the light to be irradiated, for example, ultraviolet light and visible light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm can be used, and ultraviolet light containing light with a wavelength of 300 to 400 nm is preferred. As the light source for the irradiation light, for example, 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, etc. can be used. The amount of light irradiation is preferably 1,000 to 200,000 J/ m2 or less, more preferably 1,000 to 100,000 J/ m2 .

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。 Next, if necessary, a polarizing plate is attached to the outer surface of the liquid crystal cell. Examples of polarizing plates include a polarizing film called an "H film" made by stretching and aligning polyvinyl alcohol and absorbing iodine, sandwiched between cellulose acetate protective films, 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等の各種表示装置や、調光フィルム等に用いることができる。また、本開示の液晶配向剤を用いて形成された液晶素子は位相差フィルムに適用することもできる。 The liquid crystal element of the present disclosure can be effectively applied to various applications, for example, in various display devices such as watches, portable game machines, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, liquid crystal televisions, and information displays, as well as in light control films. In addition, the liquid crystal element formed using the liquid crystal alignment agent of the present disclosure can also be applied to retardation films.

以上説明した本開示によれば、以下の手段が提供される。
〔手段1〕 上記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する化合物[A]を含有する、液晶配向剤。
〔手段2〕 前記複素環構造(a)に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が結合している、〔手段1〕に記載の液晶配向剤。
〔手段3〕 前記化合物[A]は、前記複素環構造(a)を有する重合体である、〔手段1〕又は〔手段2〕に記載の液晶配向剤。
〔手段4〕 前記重合体は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種である、〔手段3〕に記載の液晶配向剤。
〔手段5〕 前記重合体は、前記複素環構造(a)を側鎖に有する、〔手段3〕又は〔手段4〕に記載の液晶配向剤。
〔手段6〕
前記重合体は、前記複素環構造(a)を主鎖中に有する、〔手段3〕又は〔手段4〕に記載の液晶配向剤。
〔手段7〕 前記重合体は、前記複素環構造(a)を有するジアミン化合物に由来する構造単位を有する、〔手段3〕~〔手段6〕のいずれかに記載の液晶配向剤。
〔手段8〕 前記重合体は、上記式(3-1)で表される構造単位及び上記式(3-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種を有する、〔手段3〕~〔手段5〕のいずれかに記載の液晶配向剤。
〔手段9〕 前記化合物[A]は、分子量が1,000以下の低分子化合物である、〔手段1〕又は〔手段2〕に記載の液晶配向剤。
〔手段10〕 前記化合物[A]は架橋性基を有する、〔手段9〕に記載の液晶配向剤。
〔手段11〕 前記複素環構造(a)を有しない重合体を更に含有する、〔手段1〕~〔手段10〕のいずれかに記載の液晶配向剤。
〔手段12〕 前記複素環構造(a)を有しない架橋性化合物を更に含有する、〔手段1〕~〔手段11〕のいずれかに記載の液晶配向剤。
〔手段13〕 〔手段1〕~〔手段12〕のいずれかに記載の液晶配向剤により形成された液晶配向膜。
〔手段14〕 〔手段1〕~〔手段12〕のいずれかに記載の液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程と、前記塗膜に光を照射して液晶配向能を付与する工程と、を含む、液晶配向膜の製造方法。
〔手段15〕 導電膜を有する一対の基板のそれぞれの導電膜上に、〔手段1〕~〔手段12〕のいずれかに記載の液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程と、前記塗膜を形成した一対の基板を、光重合性化合物を含む液晶層を介して前記塗膜が対向するように配置して液晶セルを構築する工程と、導電膜間に電圧を印加した状態で前記液晶セルに光照射する工程と、を含む、液晶素子の製造方法。
〔手段16〕 〔手段13〕に記載の液晶配向膜を備える液晶素子。
〔手段17〕 上記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する重合体。
〔手段18〕 上記式(2-1)、式(2-2)又は式(2-3)で表されるジアミン。
According to the present disclosure described above, the following means are provided.
[Means 1] A liquid crystal aligning agent containing a compound [A] having a heterocyclic structure (a) represented by the above formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3).
[Means 2] The liquid crystal aligning agent according to [Means 1], wherein an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle is bonded to the heterocyclic structure (a).
[Means 3] The liquid crystal aligning agent according to [Means 1] or [Means 2], wherein the compound [A] is a polymer having the heterocyclic structure (a).
[Means 4] The liquid crystal aligning agent according to [Means 3], wherein the polymer is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, and addition polymer.
[Means 5] The liquid crystal aligning agent according to [Means 3] or [Means 4], wherein the polymer has the heterocyclic structure (a) in a side chain.
[Means 6]
The liquid crystal aligning agent according to [means 3] or [means 4], wherein the polymer has the heterocyclic structure (a) in a main chain.
[Measure 7] The liquid crystal aligning agent according to any one of [Measure 3] to [Measure 6], wherein the polymer has a structural unit derived from a diamine compound having the heterocyclic structure (a).
[Means 8] The polymer has at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the above formula (3-1) and a structural unit represented by the above formula (3-2). A liquid crystal aligning agent according to any one of [Means 3] to [Means 5].
[Means 9] The liquid crystal aligning agent according to [Means 1] or [Means 2], wherein the compound [A] is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less.
[Means 10] The liquid crystal aligning agent according to [Means 9], wherein the compound [A] has a crosslinkable group.
[Means 11] The liquid crystal aligning agent according to any one of [Means 1] to [Means 10], further comprising a polymer not having the heterocyclic structure (a).
[Means 12] The liquid crystal aligning agent according to any one of [Means 1] to [Means 11], further comprising a crosslinkable compound not having the heterocyclic structure (a).
[Means 13] A liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal aligning agent according to any one of [Means 1] to [Means 12].
[Means 14] A method for producing a liquid crystal alignment film, comprising: forming a coating film using the liquid crystal alignment agent according to any one of [Means 1] to [Means 12]; and irradiating the coating film with light to impart liquid crystal alignment ability.
[Means 15] A method for producing a liquid crystal element, comprising: forming a coating film on each conductive film of a pair of substrates having a conductive film by using the liquid crystal aligning agent according to any one of [Means 1] to [Means 12]; constructing a liquid crystal cell by disposing the pair of substrates on which the coating films have been formed so that the coating films face each other via a liquid crystal layer containing a photopolymerizable compound; and irradiating the liquid crystal cell with light while a voltage is applied between the conductive films.
[Means 16] A liquid crystal element comprising the liquid crystal alignment film according to [Means 13].
[Means 17] A polymer having a heterocyclic structure (a) represented by the above formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3).
[Means 18] A diamine represented by the above formula (2-1), formula (2-2) or formula (2-3).

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、以下の実施例によって本発明が限定的に解釈されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the present invention should not be construed as being limited to the following examples.

以下の例では、重合体溶液中のポリイミドのイミド化率を以下の方法により測定した。
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温でH-NMR測定を行った。得られたH-NMRスペクトルから、下記数式(1)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1-(A/(A×α)))×100 …(1)
(数式(1)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る。Aはその他のプロトン由来のピーク面積である。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 examples, the imidization rate of polyimide in a polymer solution was measured by the following method.
[Imidization rate of polyimide]
The polyimide solution was poured into pure water, and the resulting precipitate was thoroughly dried under reduced pressure at room temperature, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide and subjected to 1H -NMR measurement at room temperature using tetramethylsilane as a standard substance. From the obtained 1H -NMR spectrum, the imidization rate [%] was calculated using the following formula (1).
Imidization rate [%] = (1 - (A 1 / (A 2 × α))) × 100 ... (1)
(In formula (1), A1 is the peak area due to the proton of the NH group appearing at a chemical shift of about 10 ppm. A2 is the peak area due to other protons. α is the ratio of the number of other protons to one proton of the NH group in the polymer precursor (polyamic acid).)

以下の例で用いた原料化合物及び重合体の必要量は、下記の合成例に示す合成スケールでの合成を必要に応じて繰り返すことにより確保した。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。 The necessary amounts of the raw material compounds and polymers used in the following examples were obtained by repeating the synthesis on the scale shown in the synthesis examples below as necessary. Note that "parts" and "%" in the examples and comparative examples are by weight unless otherwise specified.

化合物の略号は以下のとおりである。なお、以下では、式(X)で表される化合物を単に「化合物(X)」と示すことがある。 The abbreviations for the compounds are as follows. In the following, the compound represented by formula (X) may be simply referred to as "compound (X)."

(テトラカルボン酸二無水物)

Figure 2024061619000024
(Tetracarboxylic acid dianhydride)
Figure 2024061619000024

(ジアミン化合物)

Figure 2024061619000025
Figure 2024061619000026
(Diamine Compound)
Figure 2024061619000025
Figure 2024061619000026

Figure 2024061619000027
Figure 2024061619000027
Figure 2024061619000028
Figure 2024061619000028

(重合性不飽和単量体、シロキサンモノマー、カルボン酸)

Figure 2024061619000029
Figure 2024061619000030
(Polymerizable unsaturated monomer, siloxane monomer, carboxylic acid)
Figure 2024061619000029
Figure 2024061619000030

(添加剤)

Figure 2024061619000031
Figure 2024061619000032
(Additive)
Figure 2024061619000031
Figure 2024061619000032

<重合体の合成>
1.ポリアミック酸の合成
[合成例1]
テトラカルボン酸二無水物として化合物(T-1)80モル部、化合物(T-6)10モル部、及び化合物(T-9)10モル部、並びに、ジアミン化合物として化合物(DA-1)10モル部、化合物(D-24)70モル部、及び化合物(D-12)20モル部をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸(これを重合体(PI-1)とする)を20質量%含有する溶液を得た。
<Synthesis of Polymer>
1. Synthesis of polyamic acid [Synthesis Example 1]
As tetracarboxylic dianhydrides, 80 parts by mole of compound (T-1), 10 parts by mole of compound (T-6), and 10 parts by mole of compound (T-9), as well as 10 parts by mole of compound (DA-1), 70 parts by mole of compound (D-24), and 20 parts by mole of compound (D-12) as diamine compounds were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and reacted at 60° C. for 6 hours to obtain a solution containing 20% by mass of polyamic acid (referred to as polymer (PI-1)).

[合成例3、7~10、12~16、18~21、23~26、28、29、31~33]
使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の種類及び量を表1に記載のとおり変更した以外は合成例1と同様の操作を行い、ポリアミック酸(重合体(PI-3)(PI-7)~(PI-10)、(PI-12)~(PI-16)、(PI-18)~(PI-21)、(PI-23)~(PI-26)、(PI-28)、(PI-29)、(PI-31)~(PI-33)を得た。なお、表1中、テトラカルボン酸二無水物(酸二無水物1~3)の数値は、重合体の合成に使用したテトラカルボン酸二無水物の全量100モル部に対する各化合物の割合(モル比)を表す。ジアミン化合物(ジアミン1~4)の数値は、重合体の合成に使用したジアミン化合物の全量100モル部に対する各化合物の割合(モル比)を表す。
[Synthesis Examples 3, 7 to 10, 12 to 16, 18 to 21, 23 to 26, 28, 29, 31 to 33]
The same operation as in Synthesis Example 1 was carried out except that the types and amounts of the tetracarboxylic dianhydrides and diamine compounds used were changed as shown in Table 1, to obtain polyamic acids (polymers (PI-3), (PI-7) to (PI-10), (PI-12) to (PI-16), (PI-18) to (PI-21), (PI-23) to (PI-26), (PI-28), (PI-29), and (PI-31) to (PI-33). In Table 1, the numerical values of the tetracarboxylic dianhydrides (acid dianhydrides 1 to 3) represent the ratio (molar ratio) of each compound relative to 100 parts by mole of the total amount of the tetracarboxylic dianhydrides used in the synthesis of the polymer. The numerical values of the diamine compounds (diamines 1 to 4) represent the ratio (molar ratio) of each compound relative to 100 parts by mole of the total amount of the diamine compounds used in the synthesis of the polymer.

2.ポリイミドの合成
[合成例2]
テトラカルボン酸二無水物として化合物(T-2)70モル部、及び化合物(T-3)30モル部、並びにジアミン化合物として化合物(DA-6)30モル部、化合物(D-12)30モル部、化合物(D-15)25モル部、及び化合物(D-24)15モル部をNMPに溶解し、60℃で6時間反応を行い、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を追加してポリアミック酸濃度10質量%の溶液とし、ピリジン及び無水酢酸を添加して80℃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NMPで溶媒置換することにより、イミド化率約40%のポリイミド(これを重合体(PI-2)とする)を15質量%含有する溶液を得た。
2. Synthesis of polyimide [Synthesis Example 2]
As tetracarboxylic dianhydrides, 70 mol parts of compound (T-2) and 30 mol parts of compound (T-3), as well as 30 mol parts of compound (DA-6), 30 mol parts of compound (D-12), 25 mol parts of compound (D-15), and 15 mol parts of compound (D-24) as diamine compounds were dissolved in NMP, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing 20 mass % of polyamic acid. Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a solution with a polyamic acid concentration of 10 mass %, and pyridine and acetic anhydride were added to carry out a dehydration ring-closing reaction at 80 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with fresh NMP to obtain a solution containing 15 mass % of polyimide (this is referred to as polymer (PI-2)) with an imidization rate of about 40%.

[合成例4~6、11、17、22、27、30]
使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の種類及び量を表1に記載のとおり変更した以外は合成例2と同様の操作を行い、ポリイミド(重合体(PI-4)~(PI-6)、(PI-11)、(PI-17)、(PI-22)、(PI-27)、(PI-30))を得た。
[Synthesis Examples 4 to 6, 11, 17, 22, 27, and 30]
The same operations as in Synthesis Example 2 were carried out except that the types and amounts of the tetracarboxylic dianhydrides and diamine compounds used were changed as shown in Table 1, thereby obtaining polyimides (polymers (PI-4) to (PI-6), (PI-11), (PI-17), (PI-22), (PI-27), and (PI-30)).

Figure 2024061619000033
Figure 2024061619000033

3.スチレン-マレイミド系共重合体の合成
[合成例34]
窒素下、100mL二口フラスコに、重合モノマーの合計100モル部に対し、化合物(MA-1)20モル部、化合物(M-5)10モル部、化合物(M-7)20モル部、化合物(M-8)10モル部、化合物(M-9)40モル部、ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.3922g(重合モノマーの合計量100質量部に対して10質量部)、並びに溶剤としてN-メチル-2-ピロリドン(NMP)15.68g(重合モノマーの合計量100質量部に対して400質量部)を加え、70℃で6時間重合した。メタノールに再沈殿した後、沈殿物を濾過し、室温で8時間真空乾燥することで目的の付加重合体(これを重合体(PM-1)とする)を得た。
3. Synthesis of styrene-maleimide copolymer [Synthesis Example 34]
Under nitrogen, a 100 mL two-neck flask was charged with 20 mol parts of compound (MA-1), 10 mol parts of compound (M-5), 20 mol parts of compound (M-7), 10 mol parts of compound (M-8), 40 mol parts of compound (M-9), 0.3922 g of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as a radical polymerization initiator (10 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total amount of polymerization monomers), and 15.68 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent (400 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total amount of polymerization monomers), and polymerized at 70 ° C. for 6 hours. After reprecipitation in methanol, the precipitate was filtered and dried in vacuum at room temperature for 8 hours to obtain the desired addition polymer (this is referred to as polymer (PM-1)).

[合成例35~44]
使用する重合モノマーの種類及び量を表2に記載のとおり変更した以外は合成例34と同様の操作を行い、付加重合体(重合体(PM-2)~(PM-11))を得た。
[Synthesis Examples 35 to 44]
The same procedure as in Synthesis Example 34 was carried out except that the types and amounts of the polymerization monomers used were changed as shown in Table 2, to obtain addition polymers (polymers (PM-2) to (PM-11)).

Figure 2024061619000034
Figure 2024061619000034

4.ポリオルガノシロキサンの合成
[合成例45]
1000mL三口フラスコに、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(化合物(S-1))100.0g、メチルイソブチルケトン500g、及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗から30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃で6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、これを0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒及び水を留去した。メチルイソブチルケトンを適量添加し、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンである重合体(ESSQ-1)の50質量%溶液を得た。
500mL三口フラスコに、化合物(CA-1)を重合体(ESSQ-1)が有するエポキシ基量に対して15モル%、化合物(C-1)を重合体(ESSQ-1)が有するエポキシ基量に対して15モル%、テトラブチルアンモニウムブロミド1.00g、重合体(ESSQ-1)含有溶液20.0g、及びメチルイソブチルケトン290.0gを加え、90℃で18時間撹拌した。室温まで冷却した後、蒸留水で分液洗浄操作を10回繰り返した。その後、有機層を回収し、ロータリーエバポレータにより濃縮とNMP希釈を2回繰り返した後、NMPを用いて固形分濃度が10質量%になるように調整し、ポリオルガノシロキサン(これを重合体(PS-1)とする)のNMP溶液を得た。
4. Synthesis of polyorganosiloxane [Synthesis Example 45]
In a 1000 mL three-neck flask, 100.0 g of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane (compound (S-1)), 500 g of methyl isobutyl ketone, and 10.0 g of triethylamine were charged and mixed at room temperature. Next, 100 g of deionized water was dropped from the dropping funnel over 30 minutes, and then the reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours while mixing under reflux. After the reaction was completed, the organic layer was taken out and washed with a 0.2 mass% aqueous ammonium nitrate solution until the water after washing became neutral, and then the solvent and water were distilled off under reduced pressure. An appropriate amount of methyl isobutyl ketone was added to obtain a 50 mass% solution of polymer (ESSQ-1), which is a polyorganosiloxane having an epoxy group.
In a 500 mL three-neck flask, 15 mol% of the compound (CA-1) with respect to the amount of epoxy groups in the polymer (ESSQ-1), 15 mol% of the compound (C-1) with respect to the amount of epoxy groups in the polymer (ESSQ-1), 1.00 g of tetrabutylammonium bromide, 20.0 g of the polymer (ESSQ-1)-containing solution, and 290.0 g of methyl isobutyl ketone were added and stirred at 90 ° C. for 18 hours. After cooling to room temperature, the separation and washing operation was repeated 10 times with distilled water. Thereafter, the organic layer was collected, concentrated and diluted with NMP twice using a rotary evaporator, and then the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using NMP to obtain an NMP solution of polyorganosiloxane (this is polymer (PS-1)).

[合成例46、47]
使用するカルボン酸の種類及び量を表3に記載のとおり変更した以外は合成例45と同様の操作を行い、ポリオルガノシロキサン(重合体(PS-2)、(PS-3))を得た。
[Synthesis Examples 46 and 47]
The same operation as in Synthesis Example 45 was carried out except that the type and amount of carboxylic acid used were changed as shown in Table 3, to obtain polyorganosiloxanes (polymers (PS-2) and (PS-3)).

Figure 2024061619000035
Figure 2024061619000035

<液晶配向剤の調製及び評価>
[実施例1:PSA型液晶表示素子]
1.液晶配向剤の調製
合成例6で得た重合体(PI-6)100質量部を含む溶液に化合物(AD-5)5質量部及び化合物(AD-8)3質量部を加え、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)により希釈し、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0.2μm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。
<Preparation and Evaluation of Liquid Crystal Alignment Agent>
[Example 1: PSA type liquid crystal display element]
1. Preparation of liquid crystal alignment agent 5 parts by mass of compound (AD-5) and 3 parts by mass of compound (AD-8) were added to a solution containing 100 parts by mass of polymer (PI-6) obtained in Synthesis Example 6, and diluted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve (BC) to obtain a solution with a solvent composition of NMP/BC=50/50 (mass ratio) and a solid content concentration of 3.5% by mass. The liquid crystal alignment agent (AL-1) was prepared by filtering this solution through a filter with a pore size of 0.2 μm.

2.液晶組成物の調製
ネマチック液晶(メルク社製、MLC-6608)10gに対し、下記式(L1-1)で表される液晶性化合物を5質量%、及び下記式(L2-1)で表される光重合性化合物を0.3質量%添加して混合し、液晶組成物LC1を得た。

Figure 2024061619000036
2. Preparation of Liquid Crystal Composition 5% by mass of a liquid crystal compound represented by the following formula (L1-1) and 0.3% by mass of a photopolymerizable compound represented by the following formula (L2-1) were added to 10 g of a nematic liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck) and mixed to obtain a liquid crystal composition LC1.
Figure 2024061619000036

3.PSA型液晶表示素子の製造
上記で調製した液晶配向剤(AL-1)を、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、窒素に置換したオーブン中、200℃で1時間加熱して溶媒を除去することにより、膜厚0.08μmの塗膜(液晶配向膜)を形成した。この塗膜に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数400rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.1mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで、100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する基板を得た。この操作を繰り返し、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)得た。なお、このラビング処理は、液晶の倒れ込みを制御し、配向分割を簡易な方法で行う目的で行った弱いラビング処理である。
上記基板のうちの1枚の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、重ね合わせて圧着し、150℃で1時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口より基板の間隙に液晶組成物LC1を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、さらに液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃で10分間加熱した後に室温まで徐冷した。
次いで、得られた液晶セルに対し、電極間に周波数60Hzの交流10Vを印加し、液晶が駆動している状態で、光源にメタルハライドランプを使用した紫外線照射装置を用いて、紫外線を50,000J/mの照射量にて照射した。なお、この照射量は、波長365nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。これにより、PSA型液晶セルを製造した。
3. Manufacturing of PSA type liquid crystal display element The liquid crystal alignment agent (AL-1) prepared above was applied to the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a spinner, and pre-baked for 1 minute on a hot plate at 80 ° C., and then heated for 1 hour at 200 ° C. in an oven substituted with nitrogen to remove the solvent, forming a coating film (liquid crystal alignment film) with a thickness of 0.08 μm. This coating film was subjected to rubbing treatment with a rubbing machine having a roll wrapped with rayon cloth at a roll rotation speed of 400 rpm, a stage movement speed of 3 cm / sec, and a pile push-in length of 0.1 mm. Thereafter, ultrasonic cleaning was performed in ultrapure water for 1 minute, and then drying was performed for 10 minutes in a 100 ° C. clean oven to obtain a substrate having a liquid crystal alignment film. This operation was repeated to obtain a pair (2 sheets) of substrates having a liquid crystal alignment film. Note that this rubbing treatment is a weak rubbing treatment performed for the purpose of controlling the collapse of the liquid crystal and performing alignment division in a simple manner.
An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 μm was applied by screen printing to the outer periphery of the surface having the liquid crystal alignment film of one of the above substrates, and then the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates were placed opposite each other, overlapped and pressed together, and the adhesive was thermally cured by heating for 1 hour at 150° C. Next, the liquid crystal composition LC1 was filled into the gap between the substrates through the liquid crystal injection port, the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive, and in order to eliminate flow alignment during liquid crystal injection, the resultant was heated at 150° C. for 10 minutes and then gradually cooled to room temperature.
Next, an AC voltage of 10 V with a frequency of 60 Hz was applied between the electrodes of the obtained liquid crystal cell, and while the liquid crystal was being driven, the cell was irradiated with ultraviolet light at an irradiation dose of 50,000 J/ m2 using an ultraviolet light irradiation device using a metal halide lamp as a light source. Note that this irradiation dose was measured using an actinometer measuring at a wavelength of 365 nm. In this manner, a PSA type liquid crystal cell was manufactured.

4.評価
(1)電圧保持率の測定
上記3.で製造した液晶セルに1Vの電圧を60マイクロ秒印加した後、印加解除から1670ミリ秒後の電圧保持率(VHR)を測定し、これを初期VHRとした。なお、測定装置には、東陽テクニカ社製VHR測定装置「VHR-1」を使用した。初期VHRが90%以上であった場合を「特に良好(◎)」、85%以上90%未満であった場合を「良好(○)」、75%以上85%未満であった場合を「可(△)」、75%未満であった場合を「不良(×)」と判定した。その結果、この実施例の初期VHRの評価は「特に良好(◎)」であった。
4. Evaluation (1) Measurement of voltage holding ratio A voltage of 1V was applied to the liquid crystal cell manufactured in 3. above for 60 microseconds, and then the voltage holding ratio (VHR) was measured 1670 milliseconds after the application was removed, and this was defined as the initial VHR. The measurement device used was a VHR measuring device "VHR-1" manufactured by Toyo Corporation. When the initial VHR was 90% or more, it was judged as "particularly good (◎)", when it was 85% or more and less than 90%, it was judged as "good (○)", when it was 75% or more and less than 85%, it was judged as "fair (△)", and when it was less than 75%, it was judged as "poor (×)". As a result, the initial VHR of this example was evaluated as "particularly good (◎)".

(2)信頼性の評価
上記3.で製造した液晶セルにつき、電圧保持率により信頼性を評価した。評価は以下のようにして行った。まず、上記(1)と同様にして初期VHRを測定した。次いで、液晶セルにCCFL(バックライト)を60℃で1週間照射した後、室温中に静置して室温まで自然冷却した。冷却後、液晶セルに1Vの電圧を60マイクロ秒印加した後、印加解除から1670ミリ秒後の電圧保持率(照射後VHR)を東陽テクニカ社製VHR測定装置「VHR-1」により測定した。このときのVHRの変化率(ΔVHR)を初期VHRと照射後VHRとの差分(ΔVHR=初期VHR-照射後VHR)により算出し、ΔVHRによってVHR信頼性を評価した。ΔVHRが3%未満であった場合を「特に良好(◎)」、3%以上10%未満であった場合を「良好(○)」、10%以上15%未満であった場合を「可(△)」、15%以上であった場合を「不良(×)」と判定した。その結果、この実施例ではVHR信頼性「特に良好(◎)」であった。
(2) Evaluation of reliability The reliability of the liquid crystal cell manufactured in 3. above was evaluated by voltage holding ratio. The evaluation was performed as follows. First, the initial VHR was measured in the same manner as in (1) above. Next, the liquid crystal cell was irradiated with CCFL (backlight) at 60° C. for one week, and then left to cool naturally to room temperature by standing at room temperature. After cooling, a voltage of 1 V was applied to the liquid crystal cell for 60 microseconds, and the voltage holding ratio (post-irradiation VHR) 1670 milliseconds after the application was removed was measured using a VHR measuring device "VHR-1" manufactured by Toyo Corporation. The rate of change in VHR (ΔVHR) at this time was calculated from the difference between the initial VHR and the post-irradiation VHR (ΔVHR=initial VHR-post-irradiation VHR), and the VHR reliability was evaluated based on ΔVHR. When ΔVHR was less than 3%, it was judged as "particularly good (◎)", when it was 3% or more and less than 10%, it was judged as "good (○)", when it was 10% or more and less than 15%, it was judged as "fair (△)", and when it was 15% or more, it was judged as "poor (×)". As a result, in this example, the VHR reliability was "particularly good (◎)".

(3)チルト付与性の評価
上記3.と同様にして液晶セルを製造した。非特許文献「T.J.Scheffer et. al. J. Appl. Phys. vo. 19, p. 2013(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液晶分子の基板面からの傾き角の値を測定し、これをプレチルト角とした。プレチルト角の測定値が88.0°未満の場合であった場合を「特に良好(◎)」、88.0°以上88.5°未満であった場合を「良好(○)」、88.5°以上89.0°未満であった場合を「可(△)」、89.0°以上であった場合を「不良(×)」と判定した。その結果、この実施例のチルト付与性は「良好(○)」であった。
(3) Evaluation of tilt imparting property A liquid crystal cell was produced in the same manner as in 3 above. In accordance with the method described in the non-patent document "T.J.Scheffer et. al. J. Appl. Phys. vo. 19, p. 2013 (1980)", the tilt angle of the liquid crystal molecules from the substrate surface was measured by a crystal rotation method using He-Ne laser light, and this was taken as the pretilt angle. When the measured value of the pretilt angle was less than 88.0°, it was judged as "particularly good (◎)", when it was 88.0° or more and less than 88.5°, it was judged as "good (○)", when it was 88.5° or more and less than 89.0°, it was judged as "fair (△)", and when it was 89.0° or more, it was judged as "poor (×)". As a result, the tilt imparting property of this example was "good (○)".

[実施例2~17及び比較例1~6]
実施例2,3,6,8,13,14及び比較例1~3については、液晶配向剤の調製に使用する重合体及び添加剤の種類及び量を表4のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した(溶剤組成:NMP/BC=50/50(質量比))。
実施例4,5,7,9~12,15~17及び比較例4~6については、液晶配向剤の調製に使用する重合体及び添加剤の種類及び量を表4のとおりに変更するとともに、溶剤の組成をNMP/BC/N-エチル-2-ピロリドン(NEP)/ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEDG)/ダイアセトンアルコール(DAA)=30/20/20/15/15(質量比)に変更した以外は実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した。
また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様にしてPSA型液晶セルを製造し、各種評価を行った。評価結果を表4に示す。表4中、重合体欄及び添加剤欄の数値は、液晶配向剤の調製に使用した重合体成分の全量100質量部に対する、各化合物の固形分での配合割合(質量部)を表す(以下、表5~7についても同じ)。
[Examples 2 to 17 and Comparative Examples 1 to 6]
For Examples 2, 3, 6, 8, 13, 14 and Comparative Examples 1 to 3, the liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the polymers and additives used in the preparation of the liquid crystal alignment agent were changed as shown in Table 4 (solvent composition: NMP/BC=50/50 (mass ratio)).
For Examples 4, 5, 7, 9 to 12, 15 to 17 and Comparative Examples 4 to 6, the types and amounts of the polymers and additives used in the preparation of the liquid crystal alignment agent were changed as shown in Table 4, and the composition of the solvent was changed to NMP/BC/N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP)/diethylene glycol diethyl ether (DEDG)/diacetone alcohol (DAA) = 30/20/20/15/15 (mass ratio). Except for this, the liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 1.
In addition, a PSA type liquid crystal cell was produced using the obtained liquid crystal alignment agent in the same manner as in Example 1, and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 4. In Table 4, the numerical values in the polymer column and additive column indicate the blending ratio (parts by mass) of the solid content of each compound relative to 100 parts by mass of the total amount of the polymer components used in the preparation of the liquid crystal alignment agent (the same applies to Tables 5 to 7 below).

Figure 2024061619000037
Figure 2024061619000037

表4に示すように、化合物[A]を含む液晶配向剤を用いた実施例1~17は、初期VHR、信頼性及びチルト付与性のいずれも良好な評価であった。これらのうち、化合物[A]としてジヒドロオキサジアゾール構造を有する重合体を含む実施例2、4~8、10、13の液晶配向剤は、チルト付与性が特に優れていた。これに対し、化合物[A]を含まない液晶配向剤を用いた比較例1~3、5、6は、初期VHR、信頼性及びチルト付与性がいずれも実施例1~17より劣り、比較例4については初期VHR及び信頼性が実施例1~17よりも劣っていた。 As shown in Table 4, Examples 1 to 17, which used a liquid crystal alignment agent containing compound [A], were evaluated as good in terms of initial VHR, reliability, and tilt-imparting ability. Of these, the liquid crystal alignment agents of Examples 2, 4 to 8, 10, and 13, which contained a polymer having a dihydrooxadiazole structure as compound [A], were particularly excellent in tilt-imparting ability. In contrast, Comparative Examples 1 to 3, 5, and 6, which used a liquid crystal alignment agent not containing compound [A], were inferior to Examples 1 to 17 in terms of initial VHR, reliability, and tilt-imparting ability, and Comparative Example 4 was inferior to Examples 1 to 17 in terms of initial VHR and reliability.

[実施例18:光VA型液晶表示素子]
1.液晶配向剤の調製
合成例7で得た重合体(PI-7)30質量部を含む溶液と、合成例26で得た重合体(PI-26)70質量部を含む溶液とを混合し、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ガンマブチロラクトン(GBL)、ブチルセロソルブ(BC)及びジエチレングリコールジエチルエーテル(DEDG)により希釈し、更に化合物(AD-2)5質量部を加え、溶剤組成がNMP/GBL/BC/DEDG=30/30/30/10(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0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-24)を調製した。
[Example 18: Optical VA type liquid crystal display element]
1. Preparation of liquid crystal alignment agent A solution containing 30 parts by weight of the polymer (PI-7) obtained in Synthesis Example 7 and a solution containing 70 parts by weight of the polymer (PI-26) obtained in Synthesis Example 26 were mixed, diluted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), gamma butyrolactone (GBL), butyl cellosolve (BC) and diethylene glycol diethyl ether (DEDG), and further added with 5 parts by weight of compound (AD-2), to obtain a solution with a solvent composition of NMP/GBL/BC/DEDG=30/30/30/10 (mass ratio) and a solid content concentration of 3.5% by weight. The liquid crystal alignment agent (AL-24) was prepared by filtering this solution with a filter having a pore size of 0.2 μm.

2.光配向法を用いたVA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、上記で調製した液晶配向剤(AL-24)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った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、230℃で1時間加熱して膜厚0.1μm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1,000J/mを、基板法線から40°傾いた方向から照射して液晶配向能を付与した。同じ操作を繰り返して、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)作成した。
上記基板のうちの1枚の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、各基板の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ガ型液晶(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た。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを130℃で加熱してから室温まで徐冷した。
2. Manufacturing of VA-type liquid crystal display element using photo-alignment method The liquid crystal alignment agent (AL-24) prepared above was applied to the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film by a spinner, and pre-baked on a hot plate at 80 ° C for 1 minute. After that, in an oven with nitrogen replacement, it was heated at 230 ° C for 1 hour to form a coating film with a thickness of 0.1 μm. Next, the surface of this coating film was irradiated with 1,000 J / m 2 polarized ultraviolet light containing a 313 nm emission line using a Hg-Xe lamp and a Glan-Taylor prism from a direction inclined by 40 ° from the substrate normal to impart liquid crystal alignment ability. The same operation was repeated to prepare a pair (2 sheets) of substrates having a liquid crystal alignment film.
An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres with a diameter of 3.5 μm was applied by screen printing to the outer periphery of the surface having the liquid crystal alignment film of one of the above substrates, and then the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates were placed opposite each other and pressed together so that the projection directions of the optical axes of the ultraviolet rays of each substrate onto the substrate surface were antiparallel, and the adhesive was thermally cured at 150° C. for 1 hour. Next, a negative liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck) was filled into the gap between the substrates through the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was then sealed with an epoxy adhesive. Furthermore, in order to remove flow alignment during liquid crystal injection, this was heated at 130° C. and then slowly cooled to room temperature.

3.評価
上記2.で製造した液晶セルにつき、実施例1と同様の方法により初期VHR及び信頼性の評価を行った。評価結果を表5に示す。
3. Evaluation For the liquid crystal cells produced in 2 above, the initial VHR and reliability were evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 5.

[実施例19~23及び比較例7~10]
液晶配向剤の組成を表5のとおりに変更した以外は実施例18と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例18と同様にして光VA型液晶セルを製造し、各種評価を行った。それらの結果を表5に示す。
[Examples 19 to 23 and Comparative Examples 7 to 10]
A liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 18, except that the composition of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 5. In addition, a light-induced VA type liquid crystal cell was manufactured using the obtained liquid crystal alignment agent in the same manner as in Example 18, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 5.

Figure 2024061619000038
Figure 2024061619000038

表5に示すように、化合物[A]を含む液晶配向剤を用いた実施例18~23は、初期VHR及び信頼性の評価がいずれも良好であった。これに対し、化合物[A]を含まない液晶配向剤を用いた比較例7~10は、初期VHR及び信頼性の評価が「△」又は「×」であり、実施例18~23よりも劣っていた。 As shown in Table 5, Examples 18 to 23, which used a liquid crystal alignment agent containing compound [A], were evaluated as good in both initial VHR and reliability. In contrast, Comparative Examples 7 to 10, which used a liquid crystal alignment agent not containing compound [A], were evaluated as "△" or "×" in initial VHR and reliability, which were inferior to Examples 18 to 23.

[実施例24:光FFS型液晶表示素子]
1.液晶配向剤の調製
合成例10で得た重合体(PI-10)40質量部を含む溶液と、合成例31で得た重合体(PI-31)60質量部を含む溶液とを混合し、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ブチルセロソルブ(BC)、N-エチル-2-ピロリドン(NEP)及びガンマブチロラクトン(GBL)により希釈して、溶剤組成がNMP/BC/NEP/GBL=50/30/10/10(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0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-34)を調製した。
[Example 24: Optical FFS type liquid crystal display element]
1. Preparation of liquid crystal alignment agent A solution containing 40 parts by mass of the polymer (PI-10) obtained in Synthesis Example 10 and a solution containing 60 parts by mass of the polymer (PI-31) obtained in Synthesis Example 31 were mixed and diluted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), butyl cellosolve (BC), N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP) and gamma butyrolactone (GBL) to obtain a solution with a solvent composition of NMP/BC/NEP/GBL=50/30/10/10 (mass ratio) and a solid content concentration of 3.5% by mass. The liquid crystal alignment agent (AL-34) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore size of 0.2 μm.

2.光配向法を用いたFFS型液晶表示素子の製造
平板電極(ボトム電極)、絶縁層及び櫛歯状電極(トップ電極)がこの順で片面に積層されたガラス基板(第1基板とする)、並びに電極が設けられていないガラス基板(第2基板とする)を準備した。次いで、第1基板の電極形成面及び第2基板の一方の基板面のそれぞれに、液晶配向剤(AL-34)をスピンナーにより塗布し、80℃のホットプレートで1分間加熱(プレベーク)した。その後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間乾燥(ポストベーク)を行い、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、Hg-Xeランプを用いて、直線偏光された254nmの輝線を含む紫外線1,000J/mを基板法線方向から照射して光配向処理を施した。なお、この照射量は、波長254nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。次いで、光配向処理が施された塗膜を、230℃のクリーンオーブンで30分加熱して熱処理を行い、液晶配向膜を形成した。
次に、液晶配向膜を形成した一対の基板のうちの一方の基板につき、液晶配向膜を有する面の外縁に、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。その後、光照射時の偏光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように基板を重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より一対の基板間にネガ型液晶(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、これを120℃で加熱してから室温まで徐冷した。
2. Manufacturing of FFS-type liquid crystal display element using photo-alignment method A glass substrate (first substrate) on one side of which a flat electrode (bottom electrode), an insulating layer and a comb-shaped electrode (top electrode) were laminated in this order, and a glass substrate (second substrate) on which no electrode was provided was prepared. Next, a liquid crystal alignment agent (AL-34) was applied to each of the electrode-forming surface of the first substrate and one substrate surface of the second substrate by a spinner, and heated (pre-baked) on a hot plate at 80°C for 1 minute. Then, the substrate was dried (post-baked) for 30 minutes in an oven at 230°C with the interior replaced with nitrogen, to form a coating film with an average thickness of 0.1 μm. The obtained coating film was irradiated with 1,000 J/ m2 of linearly polarized ultraviolet light containing a 254 nm emission line from the substrate normal direction using a Hg-Xe lamp, to perform a photo-alignment treatment. The amount of irradiation was measured using an actinometer that measures at a wavelength of 254 nm. Next, the coating film that had been subjected to the photo-alignment treatment was heat-treated by heating in a clean oven at 230° C. for 30 minutes to form a liquid crystal alignment film.
Next, for one of the pair of substrates on which the liquid crystal alignment film was formed, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres with a diameter of 3.5 μm was applied by screen printing to the outer edge of the surface having the liquid crystal alignment film. Thereafter, the substrates were overlapped and pressed together so that the projection directions of the polarization axis on the substrate surface during light irradiation were antiparallel, and the adhesive was thermally cured at 150° C. for 1 hour. Next, negative liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck) was filled between the pair of substrates through the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive to obtain a liquid crystal cell. Furthermore, in order to remove the flow alignment during liquid crystal injection, the substrate was heated at 120° C. and then slowly cooled to room temperature.

3.評価
上記2.で製造した液晶セルにつき、実施例1と同様の方法により初期VHR及び信頼性の評価を行った。評価結果を表6に示す。
3. Evaluation For the liquid crystal cells produced in 2 above, the initial VHR and reliability were evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 6.

[実施例25~27及び比較例11~13]
液晶配向剤の組成を表6のとおりに変更した以外は実施例24と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例24と同様にして光FFS型液晶セルを製造し、各種評価を行った。それらの結果を表6に示す。
[Examples 25 to 27 and Comparative Examples 11 to 13]
A liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 24, except that the composition of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 6. In addition, a photo-induced FFS type liquid crystal cell was manufactured using the obtained liquid crystal alignment agent in the same manner as in Example 24, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 6.

Figure 2024061619000039
Figure 2024061619000039

表6に示すように、化合物[A]を含む液晶配向剤を用いた実施例24~27は、初期VHR及び信頼性の評価がいずれも良好であった。これに対し、化合物[A]を含まない液晶配向剤を用いた比較例11~13は、初期VHR及び信頼性の評価が「△」又は「×」であり、実施例24~27よりも劣っていた。 As shown in Table 6, Examples 24 to 27, which used a liquid crystal alignment agent containing compound [A], were evaluated as good in both initial VHR and reliability. In contrast, Comparative Examples 11 to 13, which used a liquid crystal alignment agent not containing compound [A], were evaluated as "△" or "×" in initial VHR and reliability, which were inferior to Examples 24 to 27.

[実施例28:ラビングFFS型液晶表示素子]
1.液晶配向剤の調製
合成例11で得た重合体(PI-11)15質量部を含む溶液と、合成例23で得た重合体(PI-23)85質量部を含む溶液とを混合し、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ガンマブチロラクトン(GBL)、ダイアセトンアルコール(DAA)及びブチルセロソルブ(BC)により希釈して、溶剤組成がNMP/GBL/DAA/BC=30/30/30/10(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0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-41)を調製した。
[Example 28: Rubbed FFS-type liquid crystal display element]
1. Preparation of liquid crystal alignment agent A solution containing 15 parts by mass of the polymer (PI-11) obtained in Synthesis Example 11 and a solution containing 85 parts by mass of the polymer (PI-23) obtained in Synthesis Example 23 were mixed and diluted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), gamma butyrolactone (GBL), diacetone alcohol (DAA) and butyl cellosolve (BC) to obtain a solution with a solvent composition of NMP/GBL/DAA/BC = 30/30/30/10 (mass ratio) and a solid content concentration of 3.5% by mass. The liquid crystal alignment agent (AL-41) was prepared by filtering this solution through a filter with a pore size of 0.2 μm.

2.ラビング法を用いたFFS型液晶表示素子の製造
平板電極(ボトム電極)、絶縁層及び櫛歯状電極(トップ電極)がこの順で片面に積層されたガラス基板(第1基板とする)、並びに電極が設けられていないガラス基板(第2基板とする)を準備した。次いで、第1基板の電極形成面及び第2基板の片面のそれぞれに液晶配向剤(AL-41)をスピンナーにより塗布し、110℃のホットプレートで3分間加熱(プレベーク)した。その後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間乾燥(ポストベーク)を行い、平均膜厚0.08μmの塗膜を形成した。次いで、塗膜表面に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数1000rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.3mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する一対の基板を得た。
次いで、液晶配向膜を有する一対の基板につき、液晶配向膜を形成した面の縁に液晶注入口を残して、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塗布した。その後、基板を重ね合わせて圧着し、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、一対の基板間の間隙にネガ型液晶(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た。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを120℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶セルを製造した。なお、一対の基板を重ね合わせる際には、それぞれの基板のラビング方法が反平行となるようにした。
2. Manufacture of FFS-type liquid crystal display element using rubbing method A glass substrate (first substrate) having a flat electrode (bottom electrode), an insulating layer, and a comb-shaped electrode (top electrode) laminated in this order on one side, and a glass substrate (second substrate) without an electrode were prepared. Next, a liquid crystal alignment agent (AL-41) was applied to the electrode-formed surface of the first substrate and one side of the second substrate by a spinner, and heated (pre-baked) on a hot plate at 110°C for 3 minutes. Then, the substrate was dried (post-baked) for 30 minutes in an oven at 230°C with the interior replaced with nitrogen, to form a coating film with an average thickness of 0.08 μm. Next, the coating film surface was subjected to rubbing treatment with a rubbing machine having a roll wrapped with rayon cloth at a roll rotation speed of 1000 rpm, a stage movement speed of 3 cm/sec, and a pile indentation length of 0.3 mm. Then, ultrasonic cleaning was performed in ultrapure water for 1 minute, and then drying was performed in a clean oven at 100°C for 10 minutes to obtain a pair of substrates having a liquid crystal alignment film.
Next, a pair of substrates having a liquid crystal alignment film was screen-printed with an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 μm, leaving a liquid crystal injection port at the edge of the surface on which the liquid crystal alignment film was formed. The substrates were then superimposed and pressed together, and the adhesive was thermally cured at 150° C. for 1 hour. Next, a negative liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck) was filled into the gap between the pair of substrates through the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was then sealed with an epoxy adhesive. Furthermore, in order to remove flow alignment during liquid crystal injection, the substrate was heated at 120° C. and then slowly cooled to room temperature to produce a liquid crystal cell. When the pair of substrates were superimposed, the rubbing method of each substrate was set to be antiparallel.

3.評価
上記2.で製造した液晶セルにつき、実施例1と同様の方法により初期VHR及び信頼性を評価した。評価結果を表7に示す。
3. Evaluation The liquid crystal cells produced in 2. above were evaluated for initial VHR and reliability in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 7.

[実施例29~31及び比較例14~16]
液晶配向剤の組成を表7のとおりに変更した以外は実施例28と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例28と同様にしてラビング法によりFFS型液晶セルを製造し、各種評価を行った。それらの結果を表7に示す。
[Examples 29 to 31 and Comparative Examples 14 to 16]
A liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 28, except that the composition of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 7. In addition, using the obtained liquid crystal alignment agent, an FFS-type liquid crystal cell was manufactured by a rubbing method in the same manner as in Example 28, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 7.

Figure 2024061619000040
Figure 2024061619000040

表7に示すように、化合物[A]を含む液晶配向剤を用いた実施例28~31は、初期VHR及び信頼性の評価がいずれも良好であった。これに対し、化合物[A]を含まない液晶配向剤を用いた比較例14~16は、初期VHR及び信頼性の評価が「△」又は「×」であり、実施例28~31よりも劣っていた。 As shown in Table 7, Examples 28 to 31, which used a liquid crystal alignment agent containing compound [A], were evaluated as good in both initial VHR and reliability. In contrast, Comparative Examples 14 to 16, which used a liquid crystal alignment agent not containing compound [A], were evaluated as "△" or "×" in initial VHR and reliability, which were inferior to Examples 28 to 31.

以上の結果から、複素環構造(a)を有する化合物[A]を含む液晶配向剤によれば、電圧保持率が高く、プレチルト角付与特性に優れ、かつ長時間駆動した場合にもプレチルト角の変化が小さく信頼性に優れた液晶素子を得ることができることが明らかになった。 The above results show that a liquid crystal alignment agent containing compound [A] having a heterocyclic structure (a) can provide a liquid crystal element with high voltage retention, excellent pretilt angle imparting properties, and excellent reliability with little change in pretilt angle even when driven for a long period of time.

Claims (18)

下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する化合物[A]を含有する、液晶配向剤。
Figure 2024061619000041
(式(1-1)~式(1-3)中、m1及びm2は、それぞれ独立して1~3の整数である。Zは単結合又はカルボニル基である。「*」は結合手を表す。)
A liquid crystal aligning agent comprising a compound [A] having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3):
Figure 2024061619000041
(In formulas (1-1) to (1-3), m1 and m2 each independently represent an integer from 1 to 3. Z1 represents a single bond or a carbonyl group. "*" represents a bond.)
前記複素環構造(a)に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が結合している、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle is bonded to the heterocyclic structure (a). 前記化合物[A]は、前記複素環構造(a)を有する重合体である、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, wherein the compound [A] is a polymer having the heterocyclic structure (a). 前記重合体は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項3に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 3, wherein the polymer is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, and addition polymer. 前記重合体は、前記複素環構造(a)を側鎖に有する、請求項3に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 3, wherein the polymer has the heterocyclic structure (a) in a side chain. 前記重合体は、前記複素環構造(a)を主鎖中に有する、請求項3に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 3, wherein the polymer has the heterocyclic structure (a) in the main chain. 前記重合体は、前記複素環構造(a)を有するジアミン化合物に由来する構造単位を有する、請求項3に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 3, wherein the polymer has a structural unit derived from a diamine compound having the heterocyclic structure (a). 前記重合体は、下記式(3-1)で表される構造単位及び下記式(3-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種を有する、請求項3に記載の液晶配向剤。
Figure 2024061619000042
(式(3-1)中、R21は、水素原子又はメチル基である。Xは、-COO-、-CONH-又は2価の芳香環基である。Xは単結合又は2価の有機基である。Aは、前記複素環構造(a)を有する2価の基である。Yは水素原子又は1価の有機基である。
式(3-2)中、R22及びR23は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。Xは2価の有機基である。Aは、前記複素環構造(a)を有する2価の基である。Yは水素原子又は1価の有機基である。)
The liquid crystal aligning agent according to claim 3, wherein the polymer has at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (3-1) and a structural unit represented by the following formula (3-2):
Figure 2024061619000042
In formula (3-1), R 21 is a hydrogen atom or a methyl group. X 1 is —COO—, —CONH— or a divalent aromatic ring group. X 2 is a single bond or a divalent organic group. A 1 is a divalent group having the heterocyclic structure (a). Y 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
In formula (3-2), R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom or a methyl group. X 3 is a divalent organic group. A 2 is a divalent group having the heterocyclic structure (a). Y 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
前記化合物[A]は、分子量が1,000以下の低分子化合物である、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, wherein the compound [A] is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less. 前記化合物[A]は架橋性基を有する、請求項9に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 9, wherein the compound [A] has a crosslinkable group. 前記複素環構造(a)を有しない重合体を更に含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, further comprising a polymer that does not have the heterocyclic structure (a). 前記複素環構造(a)を有しない架橋性化合物を更に含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, further comprising a crosslinkable compound that does not have the heterocyclic structure (a). 請求項1~12のいずれか一項に記載の液晶配向剤により形成された液晶配向膜。 A liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 12. 請求項1~12のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程と、
前記塗膜に光を照射して液晶配向能を付与する工程と、
を含む、液晶配向膜の製造方法。
A step of forming a coating film using the liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 12;
a step of irradiating the coating film with light to impart liquid crystal alignment ability;
A method for producing a liquid crystal alignment film comprising the steps of:
導電膜を有する一対の基板のそれぞれの導電膜上に、請求項1~12のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を形成した一対の基板を、光重合性化合物を含む液晶層を介して前記塗膜が対向するように配置して液晶セルを構築する工程と、
導電膜間に電圧を印加した状態で前記液晶セルに光照射する工程と、
を含む、液晶素子の製造方法。
A step of forming a coating film using the liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 12 on each of the conductive films of a pair of substrates having a conductive film;
a step of constructing a liquid crystal cell by disposing a pair of substrates on which the coating film is formed such that the coating film faces each other via a liquid crystal layer containing a photopolymerizable compound;
applying a voltage between the conductive films to the liquid crystal cell;
A method for manufacturing a liquid crystal element comprising the steps of:
請求項13に記載の液晶配向膜を備える液晶素子。 A liquid crystal element comprising the liquid crystal alignment film according to claim 13. 下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する重合体。
Figure 2024061619000043
(式(1-1)~式(1-3)中、m1及びm2は、それぞれ独立して1~3の整数である。Zは単結合又はカルボニル基である。「*」は結合手を表す。)
A polymer having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3):
Figure 2024061619000043
(In formulas (1-1) to (1-3), m1 and m2 each independently represent an integer from 1 to 3. Z1 represents a single bond or a carbonyl group. "*" represents a bond.)
下記式(2-1)、式(2-2)又は式(2-3)で表されるジアミン。
Figure 2024061619000044
(式(2-1)中、Arは(p+2)価の芳香環基である。pは1~4の整数である。rは1又は2である。X11は、rが1の場合に、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-、-CO-NR-、-CH-O-、-CH-CO-又は-CH-OCO-であり、rが2の場合に、窒素原子又は*-CO-N(-*)である。「*」は結合手を表す。Rは、単結合、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-若しくは-CONR-を含む炭素数2~20の2価の基Rk1、又は、2価の炭化水素基若しくは2価の基Rk1における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられてなる基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Y11は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。式中にX11、R、Y11、R、rが複数存在する場合、複数のX11、R、Y11、R、rは互いに同一又は異なる。)
Figure 2024061619000045
(式(2-2)中、Ar及びArは、それぞれ独立して2価の芳香環基である。R及びRは、それぞれ独立して単結合又は2価の有機基である。Y12は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。kは0~3の整数である。式中にY12、Rが複数存在する場合、複数のY12、Rは互いに同一又は異なる。)
Figure 2024061619000046
(式(2-3)中、Ar及びArは、それぞれ独立して2価の芳香環基である。Rは3価の有機基である。X12は、単結合、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-、-CO-NR-、-CH-O-、-CH-CO-又は-CH-OCO-である。Rは、単結合、炭素数1~20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-、-COO-、-NR-若しくは-CO-NR-を含む炭素数2~20の2価の基Rk2、又は、2価の炭化水素基若しくは2価の基Rk2における少なくとも一部の水素原子が置換基で置き換えられてなる基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Y13は、下記式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される複素環構造(a)を有する2価の基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。)
Figure 2024061619000047
(式(1-1)~式(1-3)中、m1及びm2は、それぞれ独立して1~3の整数である。Zは単結合又はカルボニル基である。「*」は結合手を表す。)
Diamines represented by the following formula (2-1), formula (2-2) or formula (2-3).
Figure 2024061619000044
In formula (2-1), Ar 1 is a (p+2)-valent aromatic ring group. p is an integer from 1 to 4. r is 1 or 2. X 11 is a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 3 -, -CO-NR 3 -, -CH 2 -O-, -CH 2 -CO- or -CH 2 -OCO- when r is 1, and is a nitrogen atom or *-CO-N(-*) 2 when r is 2. "*" represents a bond. R 1 is a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group R k1 having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 3 - or -CONR 3 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group, or a divalent hydrocarbon group or a divalent group R is a group in which at least a part of the hydrogen atoms in k1 is replaced with a substituent. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y 11 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. When a plurality of X 11 , R 1 , Y 11 , R 2 and r are present in the formula, the plurality of X 11 , R 1 , Y 11 , R 2 and r are the same or different from each other.
Figure 2024061619000045
(In formula (2-2), Ar 2 and Ar 3 are each independently a divalent aromatic ring group. R 4 and R 5 are each independently a single bond or a divalent organic group. Y 12 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3) below. k is an integer of 0 to 3. When a plurality of Y 12 s and R 5 s are present in the formula, the plurality of Y 12 s and R 5 s are the same or different.)
Figure 2024061619000046
(In formula (2-3), Ar 4 and Ar 5 are each independently a divalent aromatic ring group. R 6 is a trivalent organic group. X 12 is a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 9 -, -CO-NR 9 -, -CH 2 -O-, -CH 2 -CO-, or -CH 2 -OCO-. R 7 is a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group R k2 having 2 to 20 carbon atoms containing -O-, -S-, -CO-, -COO-, -NR 9 -, or -CO-NR 9 - between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group , or a group in which at least a portion of the hydrogen atoms in the divalent hydrocarbon group or the divalent group R k2 are replaced with a substituent. R 9 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y R 13 is a divalent group having a heterocyclic structure (a) represented by the following formula (1-1), formula (1-2) or formula (1-3). R 8 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
Figure 2024061619000047
(In formulas (1-1) to (1-3), m1 and m2 each independently represent an integer from 1 to 3. Z1 represents a single bond or a carbonyl group. "*" represents a bond.)
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