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WO2025079672A1 - 液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子 Download PDF

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Publication number
WO2025079672A1
WO2025079672A1 PCT/JP2024/036389 JP2024036389W WO2025079672A1 WO 2025079672 A1 WO2025079672 A1 WO 2025079672A1 JP 2024036389 W JP2024036389 W JP 2024036389W WO 2025079672 A1 WO2025079672 A1 WO 2025079672A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
liquid crystal
carbon atoms
crystal alignment
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/036389
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐太 飯塚
雄介 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Publication of WO2025079672A1 publication Critical patent/WO2025079672A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/12Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms
    • C07D303/16Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms by esterified hydroxyl radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film obtained thereby, and a liquid crystal display element having the obtained liquid crystal alignment film. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal alignment agent capable of providing a liquid crystal alignment film that has good liquid crystal alignment properties, excellent pretilt angle expression ability, and high reliability, and a liquid crystal display element with excellent display quality.
  • the role of the liquid crystal alignment film is to align the liquid crystal in a certain direction.
  • the main liquid crystal alignment films used industrially are produced by applying a polyimide-based liquid crystal alignment agent made of a polyimide precursor such as polyamide acid (also called polyamic acid), polyamic acid ester, or a polyimide solution to a substrate and forming a film.
  • a polyimide-based liquid crystal alignment agent made of a polyimide precursor such as polyamide acid (also called polyamic acid), polyamic acid ester, or a polyimide solution
  • a surface stretching treatment by rubbing is further carried out after the film is formed.
  • a liquid crystal alignment film is used in which hydrophobic groups such as long-chain alkyl, cyclic groups, or combinations of cyclic and alkyl groups (see, for example, Patent Document 1), or steroid skeletons (see, for example, Patent Document 2) are introduced into the side chains of polyimide.
  • hydrophobic groups such as long-chain alkyl, cyclic groups, or combinations of cyclic and alkyl groups (see, for example, Patent Document 1), or steroid skeletons (see, for example, Patent Document 2) are introduced into the side chains of polyimide.
  • a method of providing protrusions on the substrate for example, a method of providing protrusions on the substrate, a method of providing slits in the display electrode, a method of slightly tilting the liquid crystal molecules from the substrate normal direction toward one direction within the substrate plane by rubbing (pretilting), and a method of adding a photopolymerizable compound to the liquid crystal composition in advance, using it together with a vertical alignment film such as polyimide, and irradiating ultraviolet light while applying a voltage to the liquid crystal cell to pretilt the liquid crystal (see, for example, Patent Document 3) have been proposed.
  • a vertical alignment film such as polyimide
  • VA-type liquid crystal display elements are used in TVs and in-car displays due to their high contrast and wide viewing angle.
  • Liquid crystal display elements for TVs use backlights that generate a large amount of heat to achieve high brightness
  • liquid crystal display elements used in in-car applications such as car navigation systems and meter panels, may be used or left in high-temperature environments for long periods of time.
  • the pretilt angle gradually changes, problems such as the initial display characteristics being no longer obtainable and uneven display can occur.
  • the voltage retention characteristics and charge storage characteristics when the liquid crystal is driven are also affected by the liquid crystal alignment film, and a low voltage retention rate results in a decrease in the contrast of the display screen, while a large charge accumulation relative to the DC voltage can result in the display screen burning.
  • the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its objective is to provide a liquid crystal alignment film that has excellent vertical alignment properties and high voltage retention characteristics, a liquid crystal display element having the same, and a liquid crystal alignment agent that provides the same.
  • ⁇ X> a compound having a photoalignment group and a thermal crosslinkable group represented by the following formula (pa-1) as a component (A), the thermal crosslinkable group being a group capable of reacting with a carboxy group to form a covalent bond, and the compound having a 5% weight loss temperature (Td5) of 250° C. or higher;
  • a liquid crystal aligning agent comprising: as component (B), a compound represented by the following formula (b-1) and having a 5% weight loss temperature (Td5) of less than 250° C.; as component (C), a polyamic acid; and a solvent.
  • A represents a pyrimidine-2,5-diyl group, a pyridine-2,5-diyl group, a thiophene-2,5-diyl group, a furan-2,5-diyl group, a 1,4-naphthylene group, a 2,6-naphthylene group or a phenylene group
  • the group A may be substituted with a group selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • the alkyl group may be substituted with one cyano group or one or more halogen atoms
  • R 1 represents a single bond, an oxygen atom, -COO- or -OCO-
  • R 2 represents a divalent aromatic group, a divalent
  • R 1 and R 2 each independently have the above definition.
  • X and Y each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms of this alkyl group may be substituted with fluorine atoms.
  • the wavy lines between "C” and “A” and between “C” and “X” mean that either the E-form or the Z-form may be used.
  • Mb represents a monovalent group containing a group reactive with the polyamic acid of component (C).
  • Xb represents a single bond, -( CH2 ) a- (a is an integer of 1 to 8), -CONH-, -CO-N( CH3 )-, -NH-, -O-, -COO-, or -( A0 ) m0 -(( CH2 ) a1 - A1 ) m1- (a1 is an integer of 1 to 8, A0 and A1 each independently represent -O- or -COO-, m0 is an integer of 0 or 1, and m1 is an integer of 1 to 2.
  • G b represents a divalent cyclic group selected from a phenylene group and a cyclohexylene group, and any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine atom.
  • R b represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and alkoxy group may be substituted with a fluorine atom.
  • m is an integer of 1 to 2. When m is 2, multiple X b and G b each independently have the above definition.
  • the present invention it is possible to provide a liquid crystal alignment film and a liquid crystal aligning agent which have good vertical alignment properties and a high voltage holding ratio. Furthermore, the liquid crystal display device produced by the method of the present invention has excellent display characteristics.
  • the liquid crystal alignment agent of the present invention contains a compound (A) having a photoalignment group and a thermal crosslinking group represented by formula (pa-1), the thermal crosslinking group being a group capable of reacting with a carboxy group to form a covalent bond, and having a 5% weight loss temperature (Td5) of 250°C or higher (hereinafter also referred to as specific compound 1), a compound (B) represented by formula (b-1) and having a 5% weight loss temperature (Td5) of less than 250°C (hereinafter also referred to as specific compound 2), and a polyamic acid and a solvent as components (C).
  • a compound (A) having a photoalignment group and a thermal crosslinking group represented by formula (pa-1) the thermal crosslinking group being a group capable of reacting with a carboxy group to form a covalent bond
  • Td5 5% weight loss temperature
  • specific compound 1 a compound represented by formula (b-1) and having a 5% weight loss temperature
  • the compound that is component (A) contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention has a photoalignment group and a thermal crosslinking group, and the thermal crosslinking group is a group that can react with a carboxy group to form a covalent bond.
  • the photoalignment group is highly sensitive to light, so it can exhibit alignment control ability even when irradiated with a low exposure dose of polarized ultraviolet light.
  • the photo-alignment group of the compound of component (A) is hydrophobic, when the liquid crystal alignment agent is applied to a substrate, the polyamic acid of component (C) gathers on the substrate side, and the compound of component (A) gathers on the surface side.
  • the coating film obtained using the liquid crystal alignment agent of the present invention has the photo-alignment group concentrated on the surface, so good alignment can be obtained even if the content of the compound of component (A) is reduced.
  • the thermal crosslinking group of component (A) is a group that can react with a carboxy group to form a covalent bond
  • crosslinking reaction between the compound of component (A) and component (C) is possible even if the baking time of the liquid crystal alignment agent is short.
  • the photo-alignment site expresses anisotropy due to a photoreaction
  • the anisotropy tends to remain (memory) in the liquid crystal alignment film, so that it is possible to enhance the liquid crystal alignment and express the pretilt angle of the liquid crystal.
  • the (B) component contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention reacts with the carboxy group contained in the polyamic acid or the amino group at the polymer end, a liquid crystal alignment film and a liquid crystal alignment agent with a high voltage retention rate can be provided.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polyamic acid as the component (C), and thus can improve electrical properties such as an improved voltage holding ratio and suppression of residual charge accumulation.
  • Specific compound 1 which is component (A) of the liquid crystal aligning agent of the present invention, has a photoalignment group represented by formula (pa-1) and a thermal crosslinking group.
  • the thermal crosslinking group is a group that can react with a carboxy group to form a covalent bond.
  • the compound has a 5% weight loss temperature (Td5) of 250°C or higher.
  • the Td5 of the compound is 250 to 380°C, preferably 255 to 380°C, more preferably 260 to 370°C, and most preferably 265 to 365°C.
  • the 5% weight loss temperature is measured by a thermogravimetric differential thermal analyzer (TGA/DSC 3+, manufactured by Mettler Toledo).
  • a sample is weighed in an aluminum pan.
  • the aluminum pan is set in the apparatus, and the temperature is increased from 25° C. to 400° C. at a rate of 10° C./min in a dry nitrogen atmosphere.
  • the temperature at which the sample weight is reduced by 5% compared to the weight before the temperature increase is defined as the 5% weight loss temperature.
  • Such specific compound 1 is preferably, for example, a compound represented by formula (a-1).
  • M a represents a group containing a thermally crosslinkable group.
  • the thermally crosslinkable group may be an organic group selected from the group consisting of an epoxy group, an oxetanyl group, a thiiranyl group, and a cyclocarbonate group.
  • S a represents a spacer
  • I a represents bonding to the thermally crosslinkable group, optionally via a spacer.
  • S a can be represented, for example, by the structure of the following formula (Sp).
  • W1 , W 2 and W 3 each independently represent a single bond, a divalent heterocycle, -(CH 2 ) n - (wherein n is 1 to 20), -OCH 2 -, -CH 2 O-, -COO-, -OCO-, -CH ⁇ CH-, -CF ⁇ CF-, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CF 2 CF 2 - or -C ⁇ C-, provided that one or more non-adjacent CH 2 groups in these substituents are independently -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH 3 ) 2 -O-Si(CH 3 ) 2 may be substituted by —, —NR—, —NR-CO—, —CO-NR—, —NR-NR-
  • Examples of the aromatic group in A1 and A2 include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, such as a benzene ring, a biphenyl structure, or a naphthalene ring.
  • Examples of the alicyclic group in A1 and A2 include alicyclic hydrocarbon groups having 6 to 12 carbon atoms, such as a cyclohexane ring or a bicyclohexane structure.
  • Examples of the heterocyclic ring in A1 and A2 include nitrogen-containing heterocyclic rings, such as a pyridine ring, a piperidine ring, or a piperazine ring.
  • Examples of the alkylene group in A1 and A2 include linear or branched alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • Ia is a monovalent organic group represented by formula (pa-1).
  • A represents a pyrimidine-2,5-diyl group, a pyridine-2,5-diyl group, a thiophene-2,5-diyl group, a furan-2,5-diyl group, a 1,4-naphthylene group, a 2,6-naphthylene group or a phenylene group
  • the group A may be substituted with a group selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • the alkyl group may be substituted with one cyano group or one or more halogen atoms
  • R 1 represents a single bond, an oxygen atom, -COO- or -OCO-
  • R 2 represents a divalent aromatic group, a divalent
  • R 1 and R 2 each independently have the above definition.
  • X and Y each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms of this alkyl group may be substituted with fluorine atoms.
  • the "wavy lines" between “C” and “A” and between “C” and “X” mean that the compound may be either an E-form or a Z-form. In this specification, the "wavy line" has the same meaning as above.
  • a is preferably an integer from 1 to 3.
  • the group represented by (pa-1) above is preferably a group represented by (pa-1-a) below, but is not limited to this.
  • Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Xa and Xb each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of this alkyl group may be substituted with fluorine atoms.
  • R1 is a single bond, an oxygen atom, -COO- or -OCO-.
  • R2 is a divalent aromatic group, a divalent alicyclic group, or a divalent heterocyclic group.
  • R3 is a single bond, an oxygen atom, -COO- or -OCO-.
  • R4 is a linear or branched alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, or a monovalent organic group having 3 to 40 carbon atoms containing an alicyclic group, and some or all of the hydrogen atoms of this alkyl group may be substituted with fluorine atoms.
  • R5 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine atom or a cyano group, and is preferably a methyl group, a methoxy group or a fluorine atom. When there are two or more R 1 , R 2 or R 5 , they may be the same or different.
  • a is an integer from 0 to 3
  • b is an integer from 0 to 4.
  • the linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms for Sa is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, a tert-butylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group, an n-heptylene group, and an n-octylene group.
  • Examples of the divalent aromatic group for S a include a 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group, a 3-fluoro-1,4-phenylene group, and a 2,3,5,6-tetrafluoro-1,4-phenylene group.
  • examples of the divalent alicyclic group for S a include a trans-1,4-cyclohexylene group and a trans-trans-1,4-bicyclohexylene group.
  • examples of the divalent heterocyclic group for S a include a pyridine-2,6-diyl group, a pyridine-3,5-diyl group, a furan-2,5-diyl group, a piperazine-1,4-diyl group, and a piperidine-1,4-diyl group.
  • S a is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the spacer S a is preferably —CH 2 —.
  • examples of the divalent aromatic group for R 2 include a 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group, a 3-fluoro-1,4-phenylene group, a 2,3,5,6-tetrafluoro-1,4-phenylene group, and a naphthylene group.
  • examples of the divalent alicyclic group of R2 include trans-1,4-cyclohexylene and trans-trans-1,4-bicyclohexylene.
  • Examples of the divalent heterocyclic group for R2 include a pyridine-2,6-diyl group, a pyridine-3,5-diyl group, a furan-2,5-diyl group, a piperazine-1,4-diyl group, and a piperidine-1,4-diyl group.
  • R2 is preferably a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group, or a trans-trans-1,4-bicyclohexylene group.
  • Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 40 carbon atoms for R 4 include linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.
  • alkyl groups include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, an n-decyl group, an n-lauryl group, an n-dodecyl group, an n-tridecyl group, an n-tetradecyl group, an n-pentadecyl group, an n-hexadecyl group, an n-heptadecyl group, an n-octadecyl group, an n-nonadecyl group, an n-eicosyl group, and 4,4, Examples of such groups include a 4-trifluorobutyl group, an
  • Examples of specific compound 1, which is component (A), include, but are not limited to, compounds represented by formulae (paa-1-ma1) to (paa-1-ma26).
  • formulae paa-1-ma1 to (paa-1-ma26).
  • “(E)” represents an E-form
  • (E,Z)” represents an E-form or a Z-form
  • t represents that the cyclohexyl group is a trans-form.
  • the 5% weight loss temperature (Td5) of the compound represented by formula (paa-1-ma1) is 280°C
  • the Td5 of the compound represented by formula (paa-1-ma6) is 342°C
  • the Td5 of the compound represented by formula (paa-1-ma7) is 278°C
  • the Td5 of the compound represented by formula (paa-1-ma18) is 280°C
  • the Td5 of the compound represented by formula (paa-1-ma20) is 343°C
  • the Td5 of the compound represented by formula (paa-1-ma23) is 277°C.
  • the specific compound 2, which is the component (B) of the liquid crystal alignment agent of the present invention is a compound represented by formula (b-1) and has a 5% weight loss temperature (Td5) of less than 250°C.
  • Td5 5% weight loss temperature of less than 250°C, unreacted compounds between the compound and the polyamic acid are less likely to remain in the liquid crystal alignment film after baking, and a decrease in the voltage holding ratio can be suppressed.
  • the Td5 of the specific compound 2, which is the component (B) of the liquid crystal alignment agent of the present invention is 170 to 250°C, preferably 180 to 250°C, more preferably 190 to 250°C, and most preferably 200 to 250°C.
  • M b is preferably a monovalent group containing a group that reacts with a carboxy group contained in the polyamic acid of component (C) or an amino group at the polymer terminal.
  • the group that reacts with a carboxy group include an epoxy group, an oxetanyl group, a thiiranyl group, and a cyclocarbonate group.
  • the group that reacts with an amino group include a carboxy group, a methyl ester group, and an ethyl ester group. From the viewpoint of reactivity, it is more preferable that M b contains an epoxy group or an oxetanyl group.
  • the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in R b may be linear or branched, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, etc.
  • the alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms in R b may be linear or branched, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, a tert-butoxy group, an n-pentyloxy group, an n-hexyloxy group, an n-heptyloxy group, an n-octyloxy group, etc.
  • the vertical alignment ability of component (B) is lower than the vertical alignment ability of component (A).
  • the molecular weight of specific compound 2, which is component (B), is preferably 340 or less, and more preferably 310 or less.
  • the compound represented by formula (b-1) is preferably a compound represented by formulas (b-1-1) to (b-1-4).
  • M b , X b , and R b have the same meanings as M b , X b , and R b in formula (b-1) above.
  • Specific compound 2, which is component (B), can include, but is not limited to, compounds represented by formulas (AD-B1) to (AD-B7).
  • the specific compound 2 which is the component (B), can be produced by combining known reactions. Specifically, it can be produced by the method described in the "Additive Synthesis Examples” below or a method similar thereto.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polyamic acid (P) as the component (C).
  • the polyamic acid (P) can be obtained by a polymerization reaction between a diamine component and a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride.
  • the diamine component used in the production of the polyamic acid (P) may be various diamines depending on the purpose.
  • the diamines used in the production of the polyamic acid (P) may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferable specific examples of the diamines used in the production of the polyamic acid (P) include the following diamines.
  • Aromatic diamines (d) represented by "A-X-J" (details will be described later), p-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dihydroxy ...
  • aromatic diamines having a long chain alkyl group having 12 to 20 carbon atoms such as 1-dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, 1-tetradecanoxy-2,4-diaminobenzene, 1-pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, 1-hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, 1-octadecanoxy-2,4-diaminobenzene, 1-dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, 1-tetradecanoxy-2,5-diaminobenzene, 1-pentadecanoxy-2,5-diaminobenzene, 1-hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene, and 1-octadecanoxy-2,5-diaminobenzene (tn ); diamines having a siloxane bond such as 1,3-bis(3-aminopropyl
  • A represents a monovalent group in which two primary amino groups are bonded to an aromatic group.
  • Specific examples of the aromatic group include a benzene ring, a naphthalene ring, and a biphenyl structure.
  • X represents a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CO-N(CH 3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -(A 0 ) m0 -((CH 2 ) a1 -A 1 ) m1 - (a1 is an integer of 1 to 15, A 0 and A 1 represent oxygen atoms or -COO-, m0 is an integer of 0 or 1, and m1 is an integer of 1 to 2. When m1 is 2, a1 and A 1 each independently have the above definition.).
  • J represents a monovalent organic group having at least one group selected from the group consisting of alicyclic hydrocarbon groups having 4 to 40 carbon atoms and aromatic hydrocarbon groups having 6 to 40 carbon atoms.
  • a substituent (v) which is any of a halogen atom, a halogen atom-containing alkyl group, a halogen atom-containing alkoxy group, an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 3 to 10 carbon atoms, and an alkenyl group having 3 to 10 carbon atoms.
  • any carbon-carbon single bond in these substituents (v) may be interrupted by -O-.
  • J may further have at least one group selected from the group consisting of alicyclic hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups which are unsubstituted or substituted with a substituent other than the above-mentioned substituent (v).
  • halogen atom-containing alkyl group examples include halogen atom-containing alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • halogen atom-containing alkoxy group examples include halogen atom-containing alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group of J include a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cyclodecane ring, and a steroid skeleton (for example, a cholestanyl group, a cholesteryl group, and a lanostannyl group), and examples of the aromatic hydrocarbon group include a benzene ring and a naphthalene ring.
  • the group "-X-J" can include, for example, the following structure (S1), and more preferred structures can include the following formulae (S1-1) to (S1-5) (wherein X 1 , R 1 , and * are synonymous with X 1 , R 1 , and * in formula (S1)).
  • X 1 represents a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -CO-N(CH 3 )-, -NH-, -O-, -COO-, or -(A 0 ) m0 -((CH 2 ) a1 -A 1 ) m1 - (a1 is an integer of 1 to 15, A 0 and A 1 represent an oxygen atom or -COO-, m0 is an integer of 0 or 1, and m1 is an integer of 1 to 2.
  • m1 is 2
  • multiple a1s and A 1s each independently have the above definition. * represents a bonding position).
  • G1 represents a divalent cyclic group selected from a phenylene group and a cyclohexylene group, any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine atom.
  • m is an integer of 1 to 4. When m is 2 or more, a plurality of X 1 s and G 1 s each independently have the above definition.
  • aromatic diamine (d) examples include diamines represented by the following formulae (d-1) to (d-2). More preferred examples include diamines represented by formulae (d-1) to (d-2) in which the group "-X-J" is either the above structure (S1) or any of the above formulae (S1-1) to (S1-5), as well as diamines having a steroid skeleton such as cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, lanostannyl 3,5-diaminobenzoate, and 3,6-bis(4-aminobenzoyloxy)cholestane.
  • formulae (d-1) to (d-2) More preferred examples include diamines represented by formulae (d-1)
  • X and J have the same meanings as X and J in the aromatic diamine (d) above, including preferred embodiments.
  • the two Xs and Js may be the same or different.
  • the aromatic diamine (d) When used as the diamine (p), it preferably accounts for 5 to 95 mol %, and more preferably 10 to 90 mol %, of the total diamine components used to produce the polyamic acid (P).
  • the tetracarboxylic acid dianhydride that can be used in the synthesis of the polyamic acid (P) may be at least one compound selected from the group consisting of acyclic aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides, and aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides.
  • a tetracarboxylic acid dianhydride having at least one partial structure selected from the group consisting of a benzene ring, a cyclobutane ring structure, a cyclopentane ring structure, and a cyclohexane ring structure
  • a tetracarboxylic acid dianhydride having at least one partial structure selected from the group consisting of a cyclobutane ring structure, a cyclopentane ring structure, and a cyclohexane ring structure.
  • the tetracarboxylic acid component that can be used in the synthesis of the polyamic acid (P) preferably contains the following tetracarboxylic acid dianhydrides (hereinafter, these are also collectively referred to as specific tetracarboxylic acid dianhydrides).
  • the above tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
  • Acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as 1,2,3,4-butane tetracarboxylic dianhydride; 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,3-difluoro-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,3-bis(trifluoromethyl)-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride
  • Preferred examples of the specific tetracarboxylic acid derivatives include 1,2,3,4-butane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,3-difluoro-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,3-bis(trifluoromethyl)-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,
  • the proportion of the specific tetracarboxylic dianhydride used is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, and even more preferably 50 mol% or more, per mole of the total tetracarboxylic acid components used.
  • the synthesis of polyamic acid is carried out by reacting a diamine component containing the above diamine with a tetracarboxylic acid component containing the above tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof in an organic solvent.
  • the ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the synthesis reaction of polyamic acid is preferably such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.5 to 2 equivalents, more preferably 0.8 to 1.2 equivalents, per equivalent of the amino group of the diamine.
  • the reaction temperature in the synthesis reaction of the polyamic acid is preferably ⁇ 20 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.
  • the synthesis reaction of the polyamic acid can be carried out at any concentration, preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.
  • the reaction can be carried out at a high concentration in the early stage, and then a solvent can be added.
  • organic solvent examples include compound (a), cyclohexanone, cyclopentanone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
  • methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, or diethylene glycol monoethyl ether can be used.
  • a terminal-capping type polymer may be synthesized using a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof, a diamine component containing the above diamine, and an appropriate terminal-capping agent.
  • the terminal-capping type polymer has the effect of improving the film hardness of the alignment film obtained by coating and improving the adhesion property between the sealant and the alignment film.
  • Examples of the terminal of the polyamic acid in the present invention include an amino group, a carboxy group, an acid anhydride group, or a group derived from a terminal blocking agent described below.
  • the amino group, the carboxy group, and the acid anhydride group can be obtained by a normal condensation reaction or by blocking the terminal with the following terminal blocking agent.
  • end-capping agents include acid anhydrides such as acetic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, 3-hydroxyphthalic anhydride, trimellitic anhydride, 3-(3-trimethoxysilyl)propyl-3,4-dihydrofuran-2,5-dione, 4,5,6,7-tetrafluoroisobenzofuran-1,3-dione, and 4-ethynylphthalic anhydride; dicarbonate diester compounds such as di-tert-butyl dicarbonate and diallyl dicarbonate; chlorocarbonyl compounds such as acryloyl chloride, methacryloyl chloride, and nicotinic acid chloride; aniline compounds such as methyl methacryloyl chloride, methyl methacryloyl chloride, and methyl methacryloyl chloride;
  • the proportion of the end-capping agent used is preferably 0.01 to 20 molar parts, and more preferably 0.01 to 10 molar parts, per 100 molar parts of the total diamine components used.
  • the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polyamic acid measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1,000 to 500,000, and more preferably 2,000 to 300,000.
  • 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 15 or less, and more preferably 10 or less. Having the molecular weight in this range ensures good alignment of the liquid crystal display element.
  • the content of the specific compound 1, which is the component (A) in the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 0.5 to 30 parts by mass, more preferably 0.8 to 20 parts by mass, and even more preferably 1 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyamic acid component, which is the component (C).
  • the content of the specific compound 2, which is the component (B) in the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 3 to 20 parts by mass, and even more preferably 5 to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyamic acid component, which is the component (C).
  • the liquid crystal alignment agent used in the present invention is preferably prepared as a coating liquid suitable for forming a liquid crystal alignment film. That is, the liquid crystal alignment agent of the present invention is preferably prepared as a solution in which a resin component for forming a resin coating is dissolved in an organic solvent.
  • the resin components are the specific compound 1 as the component (A), the specific compound 2 as the component (B), and the polyamic acid as the component (C) as already explained.
  • the total content of the specific compound 1 as the component (A), the specific compound 2 as the component (B), and the polyamic acid as the component (C) is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, even more preferably 1 to 15% by mass, and particularly preferably 1 to 10% by mass, based on the entire liquid crystal alignment agent.
  • the solvent contained in the liquid crystal alignment agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves the (A), (B) and (C) components.
  • the solvent contained in the liquid crystal alignment agent may be one type, or two or more types may be mixed and used.
  • the solvent can be used in combination with a solvent that dissolves the (A), (B) and (C) components.
  • the liquid crystal alignment agent can be applied to the substrate with good properties.
  • N-alkyl-2-pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone
  • N,N-dimethylformamide such as N,N-dimethylacetamide
  • N-methyl- ⁇ -caprolactam tetramethylurea
  • 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide 3-ethoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • dialkylimidazolidinones such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone
  • lactones such as ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone
  • carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate
  • the ketones include alcohol, isopropanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, ethyl amyl ketone
  • Y1 and Y2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • X1 is an oxygen atom or -COO-
  • X2 is a single bond or a carbonyl group
  • R1 is an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms.
  • n1 is an integer of 1 to 3. When n1 is 2 or 3, multiple R1s may be the same or different.
  • Z1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • Y3 and Y4 are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms for Y1 and Y2 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the alkanediyl group for R1 may be linear or branched.
  • examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms for Z 1 include an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms for Y3 and Y4 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • solvent represented by formula (Sv-1) include, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, 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, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether,
  • the solvent preferably has a boiling point of 80 to 200° C., more preferably 80 to 180° C., and examples of preferred solvents include N,N-dimethylformamide, tetramethylurea, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, propanol, isopropanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, ethyl amyl ketone, methyl ethyl ketone, isoamyl methyl ketone, methyl isopropyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 4-methyl-2-pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, cyclohexyl acetate, 2-methylcyclohexyl acetate, butyl butyrate, isoamyl butyrate, diisobutyl
  • the liquid crystal aligning agent used in the present invention may contain other components in addition to the above-mentioned components (A), (B) and (C).
  • other components include, but are not limited to, a crosslinking catalyst, a compound that improves the film thickness uniformity and surface smoothness when the liquid crystal aligning agent is applied, a compound that improves the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate, and the like.
  • a crosslinking catalyst may be added to the liquid crystal alignment agent used in the present invention for the purpose of promoting the reaction between the thermal crosslinking group and the carboxy group.
  • a crosslinking catalyst include sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctanesulfonic acid, perfluoro(2-ethoxyethane)sulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, nonafluorobutane-1-sulfonic acid, and dodec
  • Examples of the compound that generates an acid when heated include bis(tosyloxy)ethane, bis(tosyloxy)propane, bis(tosyloxy)butane, p-nitrobenzyl tosylate, o-nitrobenzyl tosylate, 1,2,3-phenylene tris(methylsulfonate), p-toluenesulfonic acid pyridinium salt, p-toluenesulfonic acid morphonium salt, p-toluenesulfonic acid ethyl ester, p-toluenesulfonic acid propyl ester, p-toluenesulfonic acid butyl ester, p-toluenesulfonic acid isobutyl ester, p-toluenesulfonic acid methyl ester, p-toluenesulfonic acid phenethyl ester, cyanomethyl p
  • Examples of compounds that improve the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and nonionic surfactants. Specific examples include EFTOP (registered trademark) 301, EF303, EF352 (manufactured by Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd.), MEGAFAC (registered trademark) F171, F173, R-30 (manufactured by DIC Corporation), FLORADO FC430, FC431 (manufactured by 3M Limited), ASAHIGUARD (registered trademark) AG710 (manufactured by AGC), SURFLOON (registered trademark) S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • the proportion of these surfactants used is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass
  • compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include the following functional silane-containing compounds.
  • a photosensitizer can be used as an additive to improve the photoreactivity of the photoalignment group.
  • Specific examples include aromatic 2-hydroxyketones (benzophenones), coumarins, ketocoumarins, carbonyl biscoumarins, acetophenones, anthraquinones, xanthones, thioxanthones, and acetophenone ketals.
  • the liquid crystal alignment agent of the present invention can be applied to a substrate, baked, and then subjected to an alignment treatment such as rubbing or light irradiation to form a liquid crystal alignment film, or in some vertical alignment applications, no alignment treatment can be performed.
  • a transparent substrate made of glass such as float glass or soda glass; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, polyethersulfone, polycarbonate, poly(alicyclic olefin), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyetheretherketone (PEEK) resin film, polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyamide, polyimide, acrylic, triacetyl cellulose, or other plastics can be used.
  • glass such as float glass or soda glass
  • PEEK polyetheretherketone
  • PSF polysulfone
  • PES polyethersulfone
  • 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 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), or the like.
  • NESA film registered trademark of PPG, USA
  • ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), or the like.
  • the light irradiated in the alignment treatment by light irradiation can be, for example, ultraviolet light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm, visible light, etc. Of these, ultraviolet light containing light with a wavelength of 300 to 400 nm is preferred.
  • the irradiated light may be polarized or unpolarized. As for the polarized light, it is preferable to use light containing linearly polarized light.
  • the light used When the light used is polarized light, the light may be irradiated from a direction perpendicular to the substrate surface, from an oblique direction, or a combination of these.
  • the light used When the light used is non-polarized light, the light is preferably irradiated from an oblique direction relative to the substrate surface.
  • the amount of light irradiation is preferably 0.1 mJ/cm 2 or more and less than 1,000 mJ/cm 2 , more preferably 1 to 500 mJ/cm 2 , and even more preferably 2 to 200 mJ/cm 2 .
  • the liquid crystal display element of the present invention can be produced by a normal method, and the production method is not particularly limited.
  • the pair of substrates face each other with an appropriate gap between them, and it is preferable to place a spacer between the substrates in order to make the thickness of the liquid crystal sandwiched between the substrates uniform.
  • known spacer materials such as the conventional dispersed type spacer and a spacer formed from a photosensitive spacer forming composition can be used, and it is also possible to use irregularities formed in a layer made of a cured liquid crystal as the spacer.
  • ⁇ Liquid crystal clamping process> There are two methods for constructing a liquid crystal cell by sandwiching liquid crystal between substrates, for example: In the first method, a pair of substrates are arranged opposite each other with a gap (cell gap) between them so that the liquid crystal alignment films face each other, the peripheries of the pair of substrates are bonded together using a sealant, liquid crystal is injected and filled on the substrate surfaces and in the cell gap defined by a suitable sealant, and then the injection hole is sealed to produce a liquid crystal cell.
  • the second method is to apply, for example, an ultraviolet light-curable sealant to a predetermined location on one of the two substrates on which a liquid crystal alignment film has been formed, and then drip liquid crystal onto several predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface.
  • the other substrate is then attached so that the liquid crystal alignment film faces the other substrate, and the liquid crystal is spread over the entire substrate surface.
  • the entire substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, thereby producing a liquid crystal cell (the ODF (One Drop Fill) method).
  • a fluorine-based liquid crystal or a cyano-based liquid crystal having positive or negative dielectric anisotropy may be used depending on the application, or a liquid crystal compound or liquid crystal composition that is polymerized by at least one of heating and light irradiation (hereinafter also referred to as a polymerizable liquid crystal or a curable liquid crystal composition).
  • the step of forming a coating film of the liquid crystal alignment agent may be performed by a roll-to-roll process, which simplifies the manufacturing process of the liquid crystal display element and reduces the manufacturing cost. Then, polarizing plates are attached to both outer surfaces of the liquid crystal cell to obtain a liquid crystal display element.
  • Examples of polarizing plates used on the outside of a liquid crystal cell include a polarizing plate in which a polarizing film called an "H film” made by stretching and aligning polyvinyl alcohol and absorbing iodine is sandwiched between cellulose acetate protective films, or a polarizing plate made of an H film itself.
  • the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention as described above has good liquid crystal alignment properties, is excellent in pretilt angle expression ability, and has high reliability.
  • the liquid crystal display element produced by the method of the present invention has excellent display characteristics.
  • the present invention will be described in further detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
  • the abbreviations for the compounds used are as follows.
  • the 5% weight loss temperature (Td5) was calculated by heating the sample from 25°C to 400°C at a heating rate of 10°C/min under a dry nitrogen stream using a simultaneous differential thermal/thermogravimetric analyzer (Mettler Toledo, TGA/DSC 3+).
  • AD-B1 to AD-B3 and AD-C1 are novel compounds not previously disclosed in the literature, and were synthesized by the methods described below.
  • AD-B4 to AD-B7 were synthesized by the method described below.
  • the products in the following Additive Synthesis Examples 1 to 8 were identified by 1 H-NMR analysis. The analysis conditions are as follows. Equipment: BRUKER ADVANCE III-500MHz Measurement solvent: deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ) Reference substance: tetramethylsilane (TMS) ( ⁇ 0.0 ppm for 1 H)
  • AD-B4 was obtained in the same manner as in the synthesis of AD-B3, except that 4-((1s,4r)-4-propylcyclohexyl)phenol was used as the raw material.
  • AD-B5 was obtained in the same manner as in the synthesis of AD-B3, except that 4-((1s,4r)-4-pentylcyclohexyl)phenol was used as the raw material.
  • AD-B7 was obtained in the same manner as AD-B6 except that (4-((1s,4r)-4-pentylcyclohexyl)benzoic acid) was used.
  • AD-C1 was obtained in the same manner as AD-B2, except that 1-bromo-4-((1s,4r)-4-propylcyclohexyl)benzene was used as the raw material.
  • NMP (20.0 g) and BCS (20.0 g) were added to the obtained polyamic acid solution (PAA-1A) (10.0 g), and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a polyamic acid solution (PAA-1) having a solid content concentration of 4 mass %.
  • NMP (20.0 g) and BCS (20.0 g) were added to the obtained polyamic acid solution (PAA-3A) (10.0 g), and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a polyamic acid solution (PAA-3) having a solid content concentration of 4 mass %.
  • Example 1 To the polyamic acid solution (PAA-1) (50.0 g) obtained in Synthesis Example 1, AD-A1 (0.06 g) and AD-B1 (0.20 g) were added and stirred at room temperature to obtain a liquid crystal aligning agent (AL-1).
  • PAA-1 polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1
  • AD-A1 (0.06 g)
  • AD-B1 (0.20 g)
  • Example 2 Comparative Examples 1 to 16
  • Table 2 the same procedure as in Example 1 was carried out except that the type and amount of the polyamic acid solution and additives used were changed, and liquid crystal alignment agents (AL-2) to (AL-14), (AL-R1) to (AL-R16) were obtained.
  • liquid crystal alignment agents (AL-1) to (AL-14) obtained in the examples and the liquid crystal alignment agents (AL-R1) to (AL-R16) obtained in the comparative examples were each pressure-filtered through a membrane filter having a pore size of 1 ⁇ m.
  • the obtained solution was spin-coated on the ITO surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film, dried on a hot plate at 70° C. for 90 seconds, and then baked on a hot plate at 200° C. for 30 minutes to form a liquid crystal alignment film with a thickness of 100 nm.
  • the coating surface was irradiated with linearly polarized ultraviolet light having a wavelength of 313 nm and an irradiation intensity of 4.3 mW/ cm2 through a polarizing plate at an angle of 40° from the substrate normal direction at 50 mJ/ cm2 to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film.
  • the linearly polarized ultraviolet light was prepared by passing ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp through a bandpass filter with a wavelength of 313 nm and then through a polarizing plate with a wavelength of 313 nm.
  • VHR Voltage holding rate
  • the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent in which both specific compound 1 and specific compound 2 are added to polyamic acid has superior VHR compared to the liquid crystal alignment film of the comparative example. Specifically, the comparison is between Examples 1, 7 to 14 and Comparative Examples 1, 13 to 16, Example 2 and Comparative Example 3, Example 3 and Comparative Example 5, Example 4 and Comparative Example 7, Example 5 and Comparative Example 9, and Example 6 and Comparative Example 11.
  • liquid crystal alignment agent of the present invention and the liquid crystal display element using the liquid crystal alignment film obtained from it can be suitably used as a liquid crystal display element that requires durability, such as for in-vehicle use.

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Abstract

本発明は、液晶配向性が良好であり、プレチルト角発現能にも優れる液晶配向膜、それを有する液晶表示素子と、それを与える液晶配向剤を提供する。本発明は、(A)成分として下記式(pa-1)で表される光配向性基と熱架橋性基とを有し、当該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基であり、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃以上である化合物、(B)成分として下記式(b-1)で表され、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃未満である化合物、(C)成分としてポリアミック酸、及び溶媒を含有する液晶配向剤を提供する。

Description

液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子
 本発明は、液晶配向剤、これにより得られる液晶配向膜、及び得られた液晶配向膜を具備する液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、液晶配向性が良好であり、プレチルト角発現能にも優れ、且つ高い信頼性が得られる液晶配向膜を与えることのできる液晶配向剤及び表示品位に優れる液晶表示素子に関する。
 液晶表示素子において、液晶配向膜は液晶を一定の方向に配向させるという役割を担っている。現在、工業的に使用されている主な液晶配向膜は、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸(ポリアミック酸ともいわれる)、ポリアミック酸エステルや、ポリイミドの溶液からなるポリイミド系の液晶配向剤を、基板に塗布し成膜することで作製される。
 また、基板面に対して液晶を平行配向又は傾斜配向させる場合は、成膜した後、更にラビングによる表面延伸処理が行われている。
 一方、基板に対して垂直に液晶を配向させる場合(垂直配向(VA)方式と呼ばれる)は、長鎖アルキルや環状基又は環状基とアルキル基の組み合わせ(例えば特許文献1参照)、ステロイド骨格(例えば特許文献2参照)などの疎水性基をポリイミドの側鎖に導入した液晶配向膜が用いられている。この場合、基板間に電圧を印加して液晶分子が基板に平行な方向に向かって傾く際に、液晶分子が基板法線方向から基板面内の一方向に向かって傾くようにする必要がある。このための手段として、例えば、基板上に突起を設ける方法、表示用電極にスリットを設ける方法、ラビングにより液晶分子を基板法線方向から基板面内の一方向に向けてわずかに傾けておく(プレチルトさせる)方法、さらには、あらかじめ液晶組成物中に光重合性化合物を添加し、ポリイミド等の垂直配向膜と共に用いて、液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射することで、液晶をプレチルトさせる方法(例えば、特許文献3参照)などが提案されている。
 近年、VA方式の液晶配向制御における突起やスリットの形成、及びPSA技術に代わるものとして偏光紫外線照射等による異方的光化学反応を利用する方法(光配向法)も提案されている。すなわち、光反応性を有する垂直配向性のポリイミド膜に、偏光紫外線照射し、配向規制能及びプレチルト角発現性を付与することにより、電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている(特許文献4参照)。
 VA方式の液晶表示素子はコントラストが高い、視野角が広いといった特徴から、TVや車載ディスプレイに使用されている。TV用の液晶表示素子は高輝度を得るために発熱量が大きいバックライトを使用していたり、車載用途で用いられる液晶表示素子、例えば、カーナビゲーションシステムやメーターパネルでは、長時間高温環境下で使用あるいは放置される場合がある。そのような過酷条件において、プレチルト角が徐々に変化した場合、初期の表示特性が得られなくなったり、表示にムラが発生したりなどの問題が起こる。さらに、液晶を駆動させた際の、電圧保持特性や電荷蓄積特性も液晶配向膜の影響をうけ、電圧保持率が低い場合は表示画面のコントラストが低下する、直流電圧に対する電荷の蓄積が大きい場合は表示画面が焼き付くという現象が生じる。
特開平3-179323号公報 特開平4-281427号公報 特許第4504626号公報 特許第4995267号公報
 本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、その課題は、垂直配向性に優れるとともに、電圧保持特性が高い液晶配向膜、それを有する液晶表示素子と、それを与える液晶配向剤を提供することにある。
 本発明者らは、以下の<X>を要旨とする発明を見出した。
 <X> (A)成分として下記式(pa-1)で表される光配向性基と熱架橋性基とを有する化合物であって、当該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基であり、該化合物は5%重量減少温度(Td5)が250℃以上である化合物、
(B)成分として下記式(b-1)で表され、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃未満である化合物、(C)成分としてポリアミック酸、及び溶媒を含有する液晶配向剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式(pa-1)中、Aはピリミジン-2,5-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基、フラン-2,5-ジイル基、1,4-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基又はフェニレン基を表し、当該基Aはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基、及び炭素数1~5の分岐鎖状のアルキル基から選ばれる基で置換されていてもよく、当該アルキル基は1個のシアノ基又は1個以上のハロゲン原子で置換されていてもよく、Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、Rは2価の芳香族基、2価の脂環式基、2価の複素環式基または2価の縮合環式基であり、Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、Rは炭素数1~40の直鎖又は分岐鎖のアルキル基または脂環式基を含む炭素数3~40の1価の有機基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよく、Dは、酸素原子、硫黄原子又は-NR-を表し、Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキルを表し、aは0~3の整数であり、*は結合位置を表す。aが2以上の場合、複数個のR及びRはそれぞれ独立して上記定義を有する。X及びYは、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい。
 「C」と「A」との間、及び「C」と「X」との間の「波線」はE体であってもZ体であってもよいことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(b-1)中、Mは、(C)成分のポリアミック酸と反応する基を含有する1価の基を表す。Xは、単結合、-(CH-(aは1~8の整数である。)、-CONH-、-CO-N(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、又は-(Am0-((CHa1-Am1-(a1は1~8の整数であり、A、Aは、それぞれ独立して-O-又は-COO-を表し、m0は0又は1の整数であり、m1は1~2の整数である。m1が2の場合、複数のa及びAは、それぞれ独立して上記定義を有する。)を表す。Gは、フェニレン基及びシクロヘキシレン基から選ばれる2価の環状基を表し、前記環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。Rは水素原子、フッ素原子、炭素数1~8のアルキル基、又は炭素数1~8のアルコキシ基を表し、該アルキル基及びアルコキシ基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていても良い。mは、1~2の整数である。mが2の場合、複数のX、Gは、それぞれ独立して上記定義を有する。
 本発明により、垂直配向性が良好であり、電圧保持率も高い液晶配向膜ならびに液晶配向剤を提供できる。
 また、本発明の方法によって製造された液晶表示素子は優れた表示特性を有する。
 本発明の液晶配向剤は、(A)成分として式(pa-1)で表される光配向性基と熱架橋性基とを有し、当該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基であり、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃以上である化合物(以下、特定化合物1ともいう)、(B)成分として式(b-1)で表され、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃未満である化合物(以下、特定化合物2ともいう)、(C)成分としてポリアミック酸、及び溶媒を含有する。
 本発明の液晶配向剤中に含有される(A)成分である化合物は、光配向性基と熱架橋性基とを有し、当該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基である。ここで、光配向性基は、光に対して感度が高いため、低露光量の偏光紫外線照射においても、配向制御能を発現できる。
 また、(A)成分である化合物は、光配向性基が疎水性であるため、液晶配向剤を基板に塗布した際に、(C)成分であるポリアミック酸が基板側に、(A)成分である化合物が表層側に集まる。これにより、本発明の液晶配向剤を用いて得られる塗膜は、光配向性基が表層に集中することになるため、(A)成分である化合物の含有量を少なくしても、良好な配向性が得られる。また、(A)成分の該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基であることによって、液晶配向剤の焼成時間が短い場合でも(A)成分である化合物と(C)成分との架橋反応が可能となる。これにより、光配向性部位が光反応により異方性を発現した際に、液晶配向膜に異方性が残存(メモリー)しやすくなるため、液晶配向性を高め、且つ液晶のプレチルト角を発現することが可能となる。さらに、本発明の液晶配向剤に含まれる(B)成分が、ポリアミック酸中に含まれるカルボキシ基またはポリマー末端のアミノ基と反応することで、電圧保持率が高い液晶配向膜ならびに液晶配向剤を提供できる。
 また、本発明の液晶配向剤は、(C)成分であるポリアミック酸を含有することにより、電圧保持率向上や残留電荷蓄積抑制等の電気特性の向上を図ることもできる。
 以下、本発明の各構成要件、につき詳述する。
<(A)成分:特定化合物1>
 本発明の液晶配向剤の(A)成分である特定化合物1は、式(pa-1)で表される光配向性基と熱架橋性基とを有する。該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基である。該化合物は、5%重量減少温度(Td5)が250℃以上である。該化合物のTd5は、250~380℃、好ましくは255~380℃、より好ましくは260~370℃、最も好ましくは265~365℃であるのがよい。
 なお、上記5%重量減少温度は、示差熱熱重量同時測定装置(メトラー・トレド社製、TGA/DSC 3+)により測定される。より具体的には、サンプルをアルミパンに秤取する。アルミパンを装置にセットし、乾燥窒素雰囲気下で25℃から400℃まで10℃/分で昇温する。昇温前の重量と比較して、サンプル重量が5%減少した時点の温度を5%重量減少温度とする。
 このような特定化合物1は、好ましくは、例えば式(a-1)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(a-1)中、Mは熱架橋性基を含有する基を表す。熱架橋性基としては、エポキシ基、オキセタニル基、チイラニル基、及びシクロカーボネート基からなる群から選ばれる有機基が挙げられる。
 上記式(a-1)中、Sは、スペーサーを表し、Iは、熱架橋性基に、任意にスペーサーを介して結合することを示す。
 Sは、例えば下記式(Sp)の構造で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(Sp)中、
 Wの左の結合はMへの結合を表し、
 Wの右の結合はIへの結合を表し、
 W、W及びWは、それぞれ独立して、単結合、2価の複素環、-(CH-(式中、nは1~20を表す)、-OCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CFO-、-OCF-、-CFCF-又は-C≡C-を表すが、これらの置換基において非隣接のCH基の一つ以上は独立して、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH-O-Si(CH―、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-OCO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-又は-O-CO-O-(式中、Rは独立して水素又は炭素数1~5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を表す)で置換することができ、
 A及びAは、それぞれ独立して、単結合、アルキレン基、2価の芳香族基、2価の脂環式基、又は2価の複素環式基から選ばれる基であり、それぞれの基は無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良い。
 A及びAにおける芳香族基としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル構造、ナフタレン環のような炭素数6~18の芳香族炭化水素基を挙げることができる。A及びAにおける脂環式基としては、例えばシクロヘキサン環、ビシクロヘキサン構造のような炭素数6~12の脂環式炭化水素基を挙げることができる。A及びAにおける複素環としては、例えばピリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環等の窒素含有複素環を挙げることができる。A、Aにおけるアルキレン基としては、炭素数1~10の直鎖状又は分岐状アルキレン基等を挙げることができる。
 式(a-1)中、Iは、式(pa-1)で表される1価の有機基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(pa-1)中、Aはピリミジン-2,5-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基、フラン-2,5-ジイル基、1,4-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基又はフェニレン基を表し、当該基Aはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基、及び炭素数1~5の分岐鎖状のアルキル基から選ばれる基で置換されていてもよく、当該アルキル基は1個のシアノ基又は1個以上のハロゲン原子で置換されていてもよく、Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、Rは2価の芳香族基、2価の脂環式基、2価の複素環式基または2価の縮合環式基であり、Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、Rは炭素数1~40の直鎖又は分岐鎖のアルキル基または脂環式基を含む炭素数3~40の1価の有機基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよく、Dは、酸素原子、硫黄原子又は-NR-を表し、Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキルを表し、aは0~3の整数であり、*は結合位置を表す。aが2以上の場合、複数個のR及びRはそれぞれ独立して上記定義を有する。X及びYは、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい。
 「C」と「A」との間、及び「C」と「X」との間の「波線」はE体であってもZ体であってもよいことを意味する。なお、本明細書において「波線」は上記と同じ意味である。
 良好な垂直配向制御能と安定なプレチルト角を発現し得る観点から、aは好ましくは1~3の整数である。
 良好な垂直配向制御能と安定なプレチルト角を発現し得る観点から、上記(pa-1)で表される基は、下記(pa-1-a)で表される基であることが好ましいがこれに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(pa-1-a)中、
 Zは酸素原子、または硫黄原子である。
 X及びXは、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい。
 Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-である。
 Rは2価の芳香族基、2価の脂環式基、又は2価の複素環式基である。
 Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-である。
 Rは炭素数1~40の直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基、または脂環式基を含む炭素数3~40の1価の有機基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい。
 Rは炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、フッ素原子またはシアノ基であり、好ましくはメチル基、メトキシ基又はフッ素原子である。
 R、R又はRは、2個以上となる場合、それぞれ、互いに同一であっても異なっていてもよい。
 aは0~3の整数であり、bは0~4の整数である。
 式(a-1)中、Sの炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基として、炭素数1~8の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基であることが好ましく、例えばメチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基が好ましい。
 Sの2価の芳香族基として、例えば1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、2,3,5,6-テトラフルオロ-1,4-フェニレン基等を挙げることができる。
 式(a-1)中、Sの2価の脂環式基として、例えばトランス-1,4-シクロヘキシレン基、トランス-トランス-1,4-ビシクロヘキシレン基等を挙げることができる。
 Sの2価の複素環式基として、例えばピリジン-2,6-ジイル基、ピリジン-3,5-ジイル基、フラン-2,5-ジイル基、ピペラジン-1,4-ジイル基、ピペリジン-1,4-ジイル基等を挙げることができる。
 Sは、炭素数1~8のアルキレン基であることが好ましく、より好ましくは炭素数1~6のアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数1~4のアルキレン基であるのがよい。
 上記式(a-1)中、スペーサーであるSとしては、-CH-が好ましい。
 式(pa-1)中、Rの2価の芳香族基として、例えば1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、2,3,5,6-テトラフルオロ-1,4-フェニレン基、ナフチレン基等を挙げることができる。
 Rの2価の脂環式基として、例えばトランス-1,4-シクロヘキシレン、トランス-トランス-1,4-ビシクロヘキシレン等を挙げることができる。
 Rの2価の複素環式基として、例えばピリジン-2,6-ジイル基、ピリジン-3,5-ジイル基、フラン-2,5-ジイル基、ピペラジン-1,4-ジイル基、ピペリジン-1,4-ジイル基等を挙げることができる。
 Rは、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、及びトランス-トランス-1,4-ビシクロヘキシレン基が好ましい。
 Rの炭素数1~40の直鎖又は分岐鎖のアルキル基としては、例えば炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を挙げることができ、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい。かかるアルキル基の例としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ラウリル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基、4,4,4-トリフルオロブチル基、4,4,5,5,5-ペンタフルオロペンチル基、4,4,5,5,6,6,6-ヘプタフルオロヘキシル基、3,3,4,4,5,5,5-ヘプタフルオロペンチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2-(パーフルオロブチル)エチル基、2-(パーフルオロオクチル)エチル基、2-(パーフルオロデシル)エチル基等を挙げることができる。
 (A)成分である特定化合物1として、式(paa-1-ma1)~(paa-1-ma26)で表される化合物を挙げることができるがこれらに限定されない。なお、式中、「(E)」は、E体であることを表し、「(E,Z)」は、E体またはZ体であることを表し、「t」は、シクロヘキシル基がトランス型であることを表す。
 なお、式(paa-1-ma1)で表される化合物の5%重量減少温度(Td5)は280℃、式(paa-1-ma6)で表される化合物のTd5は342℃、式(paa-1-ma7)で表される化合物のTd5は278℃、式(paa-1-ma18)で表される化合物のTd5は280℃、式(paa-1-ma20)で表される化合物のTd5は343℃、式(paa-1-ma23)で表される化合物のTd5は277℃である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
<(B)成分>
 本発明の液晶配向剤の(B)成分である特定化合物2は、式(b-1)で表され、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃未満である化合物である。5%重量減少温度が250℃未満であることにより、本化合物とポリアミック酸との未反応物が、焼成後に液晶配向膜中に残存しにくくなり、電圧保持率の低下が抑制できる。なお、本発明の液晶配向剤の(B)成分である特定化合物2のTd5は、170~250℃、好ましくは180~250℃、より好ましくは190~250℃、最も好ましくは200~250℃であるのがよい。
 式(b-1)中、Mは、(C)成分のポリアミック酸中に含まれるカルボキシ基またはポリマー末端のアミノ基と反応する基を含有する1価の基であることが好ましい。カルボキシ基と反応する基としては、エポキシ基、オキセタニル基、チイラニル基、シクロカーボネート基等が挙げられる。アミノ基と反応する基としては、カルボキシ基、メチルエステル基、エチルエステル基等が挙げられる。反応性の観点から、Mは、エポキシ基またはオキセタニル基を含有することがより好ましい。
 式(b-1)中、Rにおける炭素数1~8のアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基等を挙げることができる。Rにおける炭素数1~8のアルコキシ基は直鎖状でも分岐状でもよく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基等を挙げることができる。
 液晶配向膜の垂直配向性を高める観点から、(B)成分の垂直配向能は、(A)成分の垂直配向能より低い方が好ましい。
 (B)成分である特定化合物2の分子量は、340以下であることが好ましく、より好ましくは310以下である。
 式(b-1)で表される化合物は、式(b-1-1)~(b-1-4)で表される化合物であることが好ましい。式(b-1-1)~(b-1-4)中、M、X、Rは、上記式(b-1)中のM、X、Rと同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 (B)成分である特定化合物2として、式(AD-B1)~(AD-B7)で表される化合物を挙げることができるがこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
<特定化合物2の製造方法>
(B)成分である特定化合物2は、公知の反応を組み合わせることで製造することができ、具体的には、後述の「添加剤合成例」に記載の方法や、それに準じた方法にて製造することができる。
<(C)成分>
 本発明の液晶配向剤は、(C)成分としてポリアミック酸(P)を含有する。
 上記ポリアミック酸(P)は、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸成分との重合反応により得ることができる。
(ジアミン)
 上記ポリアミック酸(P)の製造に用いられるジアミン成分は、目的に応じて、種々のジアミンを用いることができる。なお、ポリアミック酸(P)の製造に用いられるジアミンは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリアミック酸(P)の製造に用いられるジアミン(以下、ジアミン(p)ともいう。)の好ましい具体例として、以下のジアミンが挙げられる。
 「A-X-J」で表される芳香族ジアミン(d)(詳細は後述)、p-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジフルオロ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジフルオロ-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、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジアミノビフェニル、2,3’-ジアミノビフェニル、1,5-ジアミノナフタレン、1,6-ジアミノナフタレン、1,7-ジアミノナフタレン、2,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,7-ジアミノナフタレン、ビス(4-アミノフェノキシ)メタン、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン、1,2-ビス(4-アミノフェノキシ)エタン、1,3-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ブタン、1,4-ビス(4-アミノ-2-メチルフェニルオキシ)ブタン、1,4-ビス(3-アミノフェニル)ブタン、ビス(3,5-ジエチル-4-アミノフェニル)メタン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、1,5-ビス(3-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)へキサン、1,6-ビス(3-アミノフェノキシ)へキサン、1,7-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘプタン、1,7-ビス(3-アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8-ビス(4-アミノフェノキシ)オクタン、1,8-ビス(3-アミノフェノキシ)オクタン、1,9-ビス(4-アミノフェノキシ)ノナン、1,9-ビス(3-アミノフェノキシ)ノナン、1,10-ビス(4-アミノフェノキシ)デカン、1,10-ビス(3-アミノフェノキシ)デカン、1,11-ビス(4-アミノフェノキシ)ウンデカン、1,11-ビス(3-アミノフェノキシ)ウンデカン、1,12-ビス(4-アミノフェノキシ)ドデカン、1,12-ビス(3-アミノフェノキシ)ドデカン、3-[2-[2-(4-アミノフェノキシ)エトキシ]エトキシ]ベンゼンアミン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ジフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ジフェニルエーテル、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ]ベンゼン、1,2-ビス(6-アミノ-2-ナフチルオキシ)エタン、1,2-ビス(6-アミノ-2-ナフチル)エタン、6-[2-(4-アミノフェノキシ)エトキシ]-2-ナフチルアミン、4’-[2-(4-アミノフェノキシ)エトキシ]-[1,1’-ビフェニル]-4-アミン、1,4-ビス[2-(4-アミノフェニル)エチル]ブタンジオアート、1,6-ビス[2-(4-アミノフェニル)エチル]ヘキサンジオアート、1,4-フェニレンビス(4-アミノベンゾエート)、1,4-フェニレンビス(3-アミノベンゾエート)、1,3-フェニレンビス(4-アミノベンゾエート)、1,3-フェニレンビス(3-アミノベンゾエート)、ビス(4-アミノフェニル)テレフタレート、ビス(3-アミノフェニル)テレフタレート、ビス(4-アミノフェニル)イソフタレート、ビス(3-アミノフェニル)イソフタレート;4,4’-ジアミノアゾベンゼン、ジアミノトラン、4,4’-ジアミノカルコン、又は[4-[(E)-3-[2-(2,4-ジアミノフェニル)エトキシ]-3-オキソ-プロパ-1-エニル]フェニル]4-(4,4,4-トリフルオロブトキシ)ベンゾエート、若しくは[4-[(E)-3-[[5-アミノ-2-[4-アミノ-2-[[(E)-3-[4-[4-(4,4,4-トリフルオロブトキシ)ベンゾイル]オキシフェニル]プロパ-2-エノイル]オキシメチル]フェニル]フェニル]メトキシ]-3-オキソ-プロパ-1-エニル]フェニル]4-(4,4,4-トリフルオロブトキシ)ベンゾエートに代表されるシンナメート構造を側鎖に有する芳香族ジアミン、などの光配向性基を有するジアミン;メタクリル酸2-(2,4-ジアミノフェノキシ)エチル及び2,4-ジアミノ-N,N-ジアリルアニリン等の光重合性基を末端に有するジアミン;1-(4-(2-(2,4-ジアミノフェノキシ)エトキシ)フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパノン、2-(4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロパノイル)フェノキシ)エチル3,5-ジアミノベンゾエートに代表される、ベンゾイン若しくはそのアルキルエーテル化物、ベンジルケタール類、アセトフェノン類、アシルホスフィンオキサイド類、ベンゾフェノン類、又はアミノベンゾフェノン類などのラジカル重合開始剤機能を発現する基を分子内に有するジアミン;4,4’-ジアミノベンズアニリドなどのアミド結合を有するジアミン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ウレア、1,3-ビス(4-アミノベンジル)ウレア、1,3-ビス(4-アミノフェネチル)ウレアなどのウレア結合を有するジアミン;4,4’-スルホニルジアニリン、3,3’-スルホニルジアニリン、ビス(4-アミノフェニル)シラン、ビス(3-アミノフェニル)シラン、ジメチル-ビス(4-アミノフェニル)シラン、ジメチル-ビス(3-アミノフェニル)シラン、4,4’-チオジアニリン、3,3’-チオジアニリン、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(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、2,2-ビス(3-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)プロパン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンジル)ベンゼン;2,6-ジアミノピリジン、3,4-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノピリミジン、3,6-ジアミノカルバゾール、N-メチル-3,6-ジアミノカルバゾール、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、3,6-ジアミノアクリジン、N-エチル-3,6-ジアミノカルバゾール、N-フェニル-3,6-ジアミノカルバゾール、N-[3-(1H-イミダゾール-1-イル)プロピル]-3,5-ジアミノベンズアミド、4-[4-[(4-アミノフェノキシ)メチル]-4,5-ジヒドロ-4-メチル-2-オキサゾリル]-ベンゼンアミン、1,4-ビス(p-アミノベンジル)ピペラジン、4,4’-プロパン-1,3-ジイルビス(ピペリジン-1,4-ジイル)ジアニリン、4-(4-アミノフェノキシカルボニル)-1-(4-アミノフェニル)ピペリジン、下記式(z-1)~式(z-5)で表されるジアミン、2,5-ビス(4-アミノフェニル)ピロール、4,4’-(1-メチル-1H-ピロール-2,5-ジイル)ビス[ベンゼンアミン]、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、2-N-(4-アミノフェニル)ピリジン-2,5-ジアミン、2-N-(5-アミノピリジン-2-イル)ピリジン-2,5-ジアミン、2-(4-アミノフェニル)-5-アミノベンズイミダゾール、2-(4-アミノフェニル)-6-アミノベンズイミダゾール、5-(1H-ベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン-1,3-ジアミンなどの複素環含有ジアミン、又は、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-N-メチルアミン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ベンゼンジアミン、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、若しくは、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチル-1,4-ベンゼンジアミンなどのジフェニルアミン構造を有するジアミンに代表される、窒素含有複素環、第二級アミノ基及び第三級アミノ基よりなる群から選ばれる少なくとも一種の窒素含有構造を有するジアミン(但し、加熱によって脱離し、水素原子に置き換わる保護基が結合したアミノ基を分子内に有しない。);2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸、4,4’-ジアミノビフェニル-3-カルボン酸、4,4’-ジアミノジフェニルメタン-3-カルボン酸、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン-3-カルボン酸、4,4’-ジアミノビフェニル-3,3’-ジカルボン酸、4,4’-ジアミノビフェニル-2,2’-ジカルボン酸、3,3’-ジアミノビフェニル-4,4’-ジカルボン酸、3,3’-ジアミノビフェニル-2,4’-ジカルボン酸、4,4’-ジアミノジフェニルメタン-3,3’-ジカルボン酸、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン-3,3’-ジカルボン酸、及び4,4’-ジアミノジフェニルエーテル-3,3’-ジカルボン酸などのカルボキシ基を有するジアミン;2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノベンジルアルコール、2,4-ジアミノベンジルアルコール、4,6-ジアミノレゾルシノール、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル;4-(2-(メチルアミノ)エチル)アニリン、4-(2-アミノエチル)アニリン、1-(4-アミノフェニル)-1,3,3-トリメチル-1H-インダン-5-アミン、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-6-アミン;N1,N6-ビス(2-tert-ブトキシカルボニルアミノ-4-アミノフェニル)アジパミド、4-アミノ-N-(2-tert-ブトキシカルボニルアミノ-4-アミノフェニル)ベンズアミド、カルバミン酸,N-[(2,5-ジアミノフェニル)メチル]-,1,1-ジメチルエチルエステル、カルバミン酸,N-[3-(2,5-ジアミノフェニル)プロピル]-,1,1-ジメチルエチルエステル、カルバミン酸,N,N-[(2,5-ジアミノ-1,3-フェニレン)ジ-3,1-プロパンジイル]ビス-,C,C-ビス(1,1-ジメチルエチル)エステル、N-tert-ブトキシカルボニル-N-(2-(4-アミノフェニル)エチル)-N-(4-アミノベンジル)アミン、安息香酸,4-アミノ-2-tert-ブトキシカルボニルアミノ-,1,1’-[(1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジシロキサンジイル)ジ-4,1-ブタンジイル]エステル、カルバミン酸,N-[2-(4-アミノフェニル)エチル]-N-[[[2-(4-アミノフェニル)エチル]アミノ]カルボニル]-,1,1-ジメチルエチルエステル、カルバミン酸,N-(4-アミノフェニル)-N-[[1-(4-アミノフェニル)-4-ピぺリジニル]メチル]-,1,1-ジメチルエチルエステルなどの基「-N(D)-」(Dは加熱によって脱離し水素原子に置き換
わる保護基を表し、好ましくはtert-ブトキシカルボニル基である。)を有するジアミン、1-ドデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-テトラデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-ペンタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-ヘキサデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-オクタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-ドデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、1-テトラデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、1-ペンタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、1-ヘキサデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、1-オクタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼンに代表される炭素数12~20の長鎖アルキル基を有する芳香族ジアミン(tn);1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス[3-(p-アミノフェニルカルバモイル)プロピル]テトラメチルジシロキサン等のシロキサン結合を有するジアミン;メタ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、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)、国際公開第2018/117239号に記載の式(Y-1)~(Y-167)のいずれかで表される基に2つのアミノ基が結合したジアミン等。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 上記「A-X-J」で表される芳香族ジアミン(d)において、Aは2つの第一級アミノ基が芳香族基に結合した1価の基を表す。芳香族基の具体例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル構造が挙げられる。Xは、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である。)、-CONH-、-NHCO-、-CO-N(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-(Am0-((CHa1-Am1-(a1は1~15の整数であり、A0、は酸素原子又は-COO-を表し、m0は0又は1の整数であり、m1は1~2の整数である。m1が2の場合、複数のa1及びAは、それぞれ独立して上記定義を有する。)を表す。
 Jは、炭素数4~40の脂環式炭化水素基及び炭素数6~40の芳香族炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する1価の有機基を表す。但し、上記脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子の少なくとも一つは、ハロゲン原子、ハロゲン原子含有アルキル基、ハロゲン原子含有アルコキシ基、炭素数3~10のアルキル基、炭素数3~10のアルコキシ基、炭素数3~10のアルケニル基のいずれかである置換基(v)によって置換されている。更にこれらの置換基(v)(但し、ハロゲン原子を除く。)における任意の炭素-炭素単結合は-O-で中断されていても良い。尚、Jは、上記の脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基以外に、非置換又は上記した置換基(v)以外の置換基で置換されている脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基をさらに有してもよい。
 ハロゲン原子含有アルキル基としては、例えば、炭素数1~10のハロゲン原子含有アルキル基が挙げられる。
 ハロゲン原子含有アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~10のハロゲン原子含有アルコキシ基が挙げられる。
 Jの脂環式炭化水素基としては、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロデカン環、ステロイド骨格(例として、コレスタニル基、コレステリル基、ラノスタニル基など)などを挙げることができ、芳香族炭化水素基としては、ベンゼン環、ナフタレン環などを挙げることができる。Jがシクロヘキサン環及びベンゼン環の少なくともいずれかを有する場合、基「-X-J」として、例えば、下記の構造(S1)を挙げることができ、より好ましい構造として下記式(S1-1)~(S1-5)(式中、X、R、*は、式(S1)のX、R、*と同義である。)を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式中、Xは、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である。)、-CONH-、-CO-N(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、又は-(Am0-((CHa1-Am1-(a1は1~15の整数であり、A0、は酸素原子又は-COO-を表し、m0は0又は1の整数であり、m1は1~2の整数である。m1が2の場合、複数のa1及びAは、それぞれ独立して上記定義を有する。*は結合位置を表す。)を表す。
 Gは、フェニレン基、及びシクロヘキシレン基から選ばれる2価の環状基を表す。前記環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。
 mは、1~4の整数である。mが2以上の場合、複数のX、Gは、それぞれ独立して上記定義を有する。
 Rはフッ素原子、炭素数1~10のフッ素原子含有アルキル基、炭素数1~10のフッ素原子含有アルコキシ基、炭素数3~10のアルキル基、炭素数3~10のアルコキシ基、又は炭素数3~10のアルコキシアルキル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 上記芳香族ジアミン(d)の具体例としては、下記式(d-1)~(d-2)で表されるジアミンが挙げられる。より好ましい具体例としては、基「-X-J」が、上記の構造(S1)又は上記式(S1-1)~(S1-5)のいずれかである、式(d-1)~(d-2)で表されるジアミン、並びにコレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル及び3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン等のステロイド骨格を有するジアミンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 X、Jは、上記芳香族ジアミン(d)のX、Jと好ましい態様を含めて同義である。前記式(d-2)において、2個のX、Jは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
 上記ジアミン(p)として、上記芳香族ジアミン(d)を使用する場合、ポリアミック酸(P)を製造するために用いられるジアミン成分全体の、5~95モル%が好ましく、10~90モル%がより好ましい。
(テトラカルボン酸二無水物)
 上記ポリアミック酸(P)の合成に用いることができるテトラカルボン酸二無水物は、非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、及び芳香族テトラカルボン酸二無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。中でも、ベンゼン環、シクロブタン環構造、シクロペンタン環構造及びシクロヘキサン環構造よりなる群から選ばれる少なくとも一種の部分構造を有するテトラカルボン酸二無水物を含むことがより好ましく、シクロブタン環構造、シクロペンタン環構造及びシクロヘキサン環構造よりなる群から選ばれる少なくとも一種の部分構造を有するテトラカルボン酸二無水物を含むことが更に好ましい。
 ポリアミック酸(P)の合成に用いることのできるテトラカルボン酸成分としては、好ましくは、以下のテトラカルボン酸二無水物(以下、これらを総称して特定のテトラカルボン酸二無水物ともいう。)を含む。
 尚、上記テトラカルボン酸二無水物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物等の非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物;1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジクロロ-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジフルオロ-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ビス(トリフルオロメチル)-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジシクロヘキシル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、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸無水物、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、ビシクロ[2.2.2]オクタ-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物;ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、4,4’-カルボニルジフタル酸無水物、4,4’-(1,4-フェニレンジオキシ)ビス(フタル酸無水物)、又は4,4’-(1,4-フェニレンジメチレン)ビス(フタル酸無水物)等の芳香族テトラカルボン酸二無水物;そのほか、特開2010-97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物等。
 上記特定のテトラカルボン酸誘導体の好ましい例としては、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジフルオロ-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ビス(トリフルオロメチル)-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-8-メチル-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物である。
 上記特定のテトラカルボン酸二無水物の使用割合は、使用される全テトラカルボン酸成分1モルに対して、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましく、50モル%以上がさらに好ましい。
(ポリアミック酸の合成)
 ポリアミック酸の合成は、上記ジアミンを含むジアミン成分と、上記テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体を含むテトラカルボン酸成分とを有機溶媒中で反応させることにより行われる。ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基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0.5~2当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは0.8~1.2当量となる割合である。通常の重縮合反応と同様に、このテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基の当量が1当量に近いほど、生成するポリアミック酸の分子量は大きくなる。
 ポリアミック酸の合成反応における反応温度は-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。
 ポリアミック酸の合成反応は任意の濃度で行うことができるが、好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、溶媒を追加することもできる。
 上記有機溶媒の具体例としては、化合物(a)、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンが挙げられる。また、重合体の溶媒溶解性が高い場合は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、又はジエチレングリコールモノエチルエーテルを用いることができる
<末端封止剤>
 本発明におけるポリアミック酸を合成するに際して、テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体を含むテトラカルボン酸成分、及び上記ジアミンを含むジアミン成分とともに、適当な末端封止剤を用いて末端封止型の重合体を合成することとしてもよい。末端封止型の重合体は、塗膜によって得られる配向膜の膜硬度の向上や、シール剤と配向膜の密着特性の向上という効果を有する。
 本発明におけるポリアミック酸の末端の例としては、アミノ基、カルボキシ基、酸無水物基又は後述する末端封止剤に由来する基が挙げられる。アミノ基、カルボキシ基、酸無水物基は通常の縮合反応により得るか、又は以下の末端封止剤を用いて末端を封止することにより得ることができる。
 末端封止剤としては、例えば無水酢酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3-ヒドロキシフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、3-(3-トリメトキシシリル)プロピル-3,4-ジヒドロフラン-2,5-ジオン、4,5,6,7-テトラフルオロイソベンゾフラン-1,3-ジオン、4-エチニルフタル酸無水物などの酸無水物;二炭酸ジ-tert-ブチル、二炭酸ジアリルなどの二炭酸ジエステル化合物;アクリロイルクロリド、メタクリロイルクロリド、ニコチン酸クロリドなどのクロロカルボニル化合物;アニリン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、シクロヘキシルアミン、n-ブチルアミン、n-ペンチルアミン、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミンなどのモノアミン化合物;エチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネート、又は、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネ-ト及び2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネ-トなどの不飽和結合を有するイソシアネートなどを挙げることができる。
 末端封止剤の使用割合は、使用するジアミン成分の合計100モル部に対して、0.01~20モル部とすることが好ましく、0.01~10モル部とすることがより好ましい。
 ポリアミック酸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、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15以下であり、より好ましくは10以下である。かかる分子量範囲にあることで、液晶表示素子の良好な配向性を確保することができる。
 本発明の液晶配向剤における(A)成分である特定化合物1の含有量は、(C)成分であるポリアミック酸成分100質量部に対し、0.5~30質量部が好ましく、0.8~20質量部がより好ましく、1~10質量部がさらに好ましい。
 本発明の液晶配向剤における(B)成分である特定化合物2の含有量は、(C)成分であるポリアミック酸成分100質量部に対し、1~30質量部が好ましく、3~20質量部がより好ましく、5~15質量部がさらに好ましい。
[液晶配向剤の調製]
 本発明に用いられる液晶配向剤は、液晶配向膜の形成に好適となるように塗布液として調製されることが好ましい。すなわち、本発明の液晶配向剤は、樹脂被膜を形成するための樹脂成分が有機溶媒に溶解した溶液として調製されることが好ましい。ここで、その樹脂成分とは、既に説明した(A)成分である特定化合物1、(B)成分である特定化合物2、及び(C)成分であるポリアミック酸である。その際、(A)成分である特定化合物1の含有量と(B)成分である特定化合物2の含有量と(C)成分であるポリアミック酸の含有量との合計は、液晶配向剤全体に対して0.5~20質量%が好ましく、より好ましくは1~20質量%、さらに好ましくは1~15質量%、特に好ましくは1~10質量%である。
<溶媒>
 本発明に用いられる液晶配向剤に含有する溶媒は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を溶解させる溶媒であれば特に限定されない。液晶配向剤に含有する溶媒は1種でも良く、2種類以上混合して使用しても良い。また、(A)成分、(B)成分や(C)成分を溶解させる溶媒でなくとも、(A)成分、(B)成分や(C)成分を溶解させる溶媒と併用することができる。この場合、(A)成分、(B)成分や(C)成分を溶解させない溶媒の表面エネルギーが(A)成分、(B)成分や(C)成分を溶解させる溶媒よりも低いと、液晶配向剤の基板への塗布性を良くすることができるため好ましい。
 具体例として、水、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドンなどのN-アルキル-2-ピロリドン類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-ε-カプロラクタム、テトラメチル尿素、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンなどのジアルキルイミダゾリジノン類、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトンなどのラクトン類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、イソアミルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどのケトン類、下記式(Sv-1)で表される化合物及び下記式(Sv-2)で表される化合物、酢酸4-メチル-2-ペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸2-メチルシクロヘキシル、酪酸ブチル、酪酸イソアミル、ジイソブチルカルビノール、ジイソペンチルエーテル等をあげることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式(Sv-1)~(Sv-2)中、Y及びYはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の炭化水素基であり、Xは酸素原子又は-COO-であり、Xは単結合又はカルボニル基であり、Rは炭素数2~4のアルカンジイル基である。nは1~3の整数である。nが2又は3の場合、複数のRは同じでも異なっていてもよい。Zは炭素数1~6の2価の炭化水素基であり、Y及びYはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の炭化水素基である。
 式(Sv-1)中、Y及びYの炭素数1~6の1価の炭化水素基として、例えば炭素数1~6の1価の鎖状炭化水素基、炭素数1~6の1価の脂環式炭化水素基及び炭素数1~6の1価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。炭素数1~6の1価の鎖状炭化水素基としては、炭素数1~6のアルキル基等を挙げることができる。Rのアルカンジイル基は直鎖状でも分岐状でもよい。
 式(Sv-2)中、Zの炭素数1~6の2価の炭化水素基として、例えば炭素数1~6のアルカンジイル基等を挙げることができる。
 Y及びYの炭素数1~6の1価の炭化水素基としては、炭素数1~6の1価の鎖状炭化水素基、炭素数1~6の1価の脂環式炭化水素基及び炭素数1~6の1価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。炭素数1~6の1価の鎖状炭化水素基としては炭素数1~6のアルキル基などが挙げられる。
 式(Sv-1)で表される溶媒の具体例としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングルコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、3-メトキシブチルアセテート、3-エトキシブチルアセタート等を;
 (Sv-2)で表される溶媒の具体例としては、例えばグリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、エチル-3-エトキシプロピオネート、メチル-3-メトキシプロピオネート、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチルなどをそれぞれ挙げることができる。
 前記溶媒としては沸点が80~200℃にあることが好ましい。より好ましくは、80~180℃であり、好ましい溶媒として、N,N-ジメチルホルムアミド、テトラメチル尿素、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、プロパノール、イソプロパノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、エチルアミルケトン、メチルエチルケトン、イソアミルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、酢酸4-メチル-2-ペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸シクロヘキシル、酢酸2-メチルシクロヘキシル、酪酸ブチル、酪酸イソアミル、ジイソブチルカルビノール、ジイソペンチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングルコールモノアセタート、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メトキシブチルアセテート、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、エチル-3-エトキシプロピオネート、メチル-3-メトキシプロピオネート、3-メトキシプロピオン酸エチル、等を挙げることができる。
 沸点がこの範囲であることは、特に、前記溶媒を含む液晶配向剤が後述するプラスチック基板上に塗布される場合に好ましい。
<他の成分>
 本発明に用いられる液晶配向剤は、上記(A)成分、(B)成分及び(C)成分以外の他の成分を含有してもよい。このような他の成分としては、架橋触媒や、液晶配向剤を塗布した際の、膜厚均一性や表面平滑性を向上させる化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物、等を挙げることができるが、これに限定されない。
<架橋触媒>
 本発明に用いられる液晶配向剤に、熱架橋性基とカルボキシ基との反応を促進させる目的で、架橋触媒を添加してもよい。このような架橋触媒としては、p-トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p-キシレン-2-スルホン酸、m-キシレン-2-スルホン酸、4-エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン-1-スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸またはその水和物や塩等が挙げられる。熱により酸を発生する化合物としては、例えば、ビス(トシルオキシ)エタン、ビス(トシルオキシ)プロパン、ビス(トシルオキシ)ブタン、p-ニトロベンジルトシレート、o-ニトロベンジルトシレート、1,2,3-フェニレントリス(メチルスルホネート)、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、p-トルエンスルホン酸モルフォニウム塩、p-トルエンスルホン酸エチルエステル、p-トルエンスルホン酸プロピルエステル、p-トルエンスルホン酸ブチルエステル、p-トルエンスルホン酸イソブチルエステル、p-トルエンスルホン酸メチルエステル、p-トルエンスルホン酸フェネチルエステル、シアノメチルp-トルエンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエチルp-トルエンスルホネート、2-ヒドロキシブチルp-トルエンスルホネート、N-エチル-p-トルエンスルホンアミド等が挙げられる。
[膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物]
 膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びノ二オン系界面活性剤等が挙げられる。
 具体的には、例えば、エフトップ(登録商標)301、EF303、EF352(三菱マテリアル電子化成社製)、メガファック(登録商標)F171、F173、R-30(DIC社製)、フロラードFC430、FC431(スリーエム社製)、アサヒガード(登録商標)AG710(AGC社製)、サーフロン(登録商標)S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(AGCセイミケミカル社製)等が挙げられる。
 これらの界面活性剤の使用割合は、重合体組成物に含有される樹脂成分の100質量部に対して、好ましくは0.01~2質量部、より好ましくは0.01~1質量部である。
[液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物]
 液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、次に示す官能性シラン含有化合物などが挙げられる。
 例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-アミノプロピルトリメトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-3-トリエトキシシリルプロピルトリエチレンテトラミン、N-3-トリメトキシシリルプロピルトリエチレンテトラミン、10-トリメトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、10-トリエトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、9-トリメトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、9-トリエトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ系シラン含有化合物が挙げられる。
 基板との密着性を向上させる化合物を使用する場合、その使用量は、重合体組成物に含有される樹脂成分100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましく、より好ましくは1~20質量部である。
 ある実施形態において、光配向性基の光反応性を向上させるために添加剤として、光増感剤を用いることもできる。具体例として、芳香族2-ヒドロキシケトン(ベンゾフェノン)、クマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、及びアセトフェノンケタール等を挙げることができる。
<液晶配向膜及び液晶表示素子>
 本発明の液晶配向剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をして、又は一部の垂直配向用途などでは配向処理無しで液晶配向膜とすることができる。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、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)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル及びトリアセチルセルロースなどのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。
 基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In-SnO)からなるITO膜などを用いることができる。
<塗膜形成工程>
 本発明の液晶配向剤の塗布方法は特に限定されないが、スクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、インクジェット、ディップコーティング、ロールコーティング、スリットコーティング、スピンコーティングなどがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。これらの方法により基板上に塗布した後、ホットプレートなどの加熱手段により溶媒を蒸発させて、塗膜を形成させることができる。なお、この塗膜形成工程にて形成された液晶配向剤の塗膜は、(A)成分が、光配向性基の疎水性により膜表面に偏在するため、(A)成分の含有量を少なくしても、良好な液晶配向性を示す。
 液晶配向剤を塗布した後の焼成は、40~300℃の任意の温度で行うことができるが、好ましくは40~250℃であり、より好ましくは40~230℃である。この工程において、(A)成分である特定化合物1の熱架橋性基と、(C)成分であるポリアミック酸のカルボキシ基とが反応し、配向性基が固定される。
 基板上に形成される塗膜の膜厚は、好ましくは5~1,000nmであり、より好ましくは10~500nm又は10~300nmである。この焼成はホットプレート、熱風循環炉、赤外線炉などで行うことができる。
<光照射工程>
 ある実施形態において光照射による配向処理を行ってもよく、例えば上記の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜が液晶層と接触していない状態で又は液晶層と接触した状態で前記塗膜に光照射する工程とを含んでもよい。
 光照射による配向処理で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、可視光線などを挙げることができる。これらのうち、300~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光は偏光であっても非偏光であってもよい。偏光としては、直線偏光を含む光を使用することが好ましい。
 光の照射は、用いる光が偏光である場合には、基板面に垂直の方向から行っても斜め方向から行ってもよく、あるいはこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光を照射する場合には、基板面に対して斜めの方向から行うことが好ましい。
 光の照射量は、0.1mJ/cm以上1,000mJ/cm未満とすることが好ましく、1~500mJ/cmとすることがより好ましく、2~200mJ/cmとすることがさらに好ましい。
 本発明の液晶表示素子は通常の方法により作製することができ、その作製方法は特に限定されるものではない。上記一対の基板が、適正なギャップを介して対向し、基板間に挟持される液晶の厚さを均一とする目的で、基板間にスペーサーを配置することが好ましい。このスペーサーとしては、旧来からの散布型スペーサー、感光性のスペーサー形成用組成物から形成されたスペーサーなどの公知のスペーサー材料を使用することができるほか、液晶硬化物からなる層に形成した凹凸をスペーサーとして使用することも可能である。
<液晶挟持工程>
 基板間に液晶を挟持して液晶セルを構成するには、例えば以下の2つの方法を挙げることができる。第1の方法として、各液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して一対の基板を対向配置し、該一対の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及び適当な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、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造する方法を挙げることができる。
 第2の方法として、液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、さらに液晶配向膜面上の所定の数カ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全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造する方法(ODF(One Drop Fill)法)を挙げることができる。
 液晶としては、用途に応じて正や負の誘電率異方性を有するフッ素系液晶やシアノ系液晶、また加熱及び光照射のうちの少なくとも1種の処理によって重合する液晶化合物または液晶組成物(以下、重合性液晶又は硬化性液晶組成物ともいう)を用いても良い。
 ある実施形態において、前記液晶配向剤の塗膜を形成する工程が、ロール・ツー・ロール方式によって行われてもよい。ロール・ツー・ロール方式によって行われると、液晶表示素子の製造工程を簡略化し、製造コストを削減することが可能となる。
 そして、前記液晶セルの外側両面に偏光板を貼付することにより、液晶表示素子を得ることができる。
 液晶セルの外側に使用される偏光板としては、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」と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、またはH膜そのものからなる偏光板などを挙げることができる。
 上記のようにして本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、液晶配向性が良好であり、プレチルト角発現能にも優れ、且つ高い信頼性が得られる。また、本発明の方法によって製造された液晶表示素子は優れた表示特性を有する。
 以下、実施例に基づいてさらに詳述するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。使用した化合物の略号は以下の通りである。5%重量減少温度(Td5)は、示差熱熱重量同時測定装置(メトラー・トレド社製、TGA/DSC 3+)を用いて、乾燥窒素気流下、昇温速度10℃/分での昇温過程において、サンプルを、25℃から400℃まで昇温させることにより、サンプルが5%重量減少する温度(Td5)を算出した。
(添加剤(特定化合物1))
 AD-A1:下記式[AD-A1]で表される化合物(Td5=343℃)
 AD-A2:下記式[AD-A2]で表される化合物(Td5=342℃)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(添加剤(特定化合物2))
 AD-B1:下記式[AD-B1]で表される化合物(Td5=242℃)
 AD-B2:下記式[AD-B2]で表される化合物(Td5=247℃)
 AD-B3:下記式[AD-B3]で表される化合物(Td5=247℃)
 AD-B4:下記式[AD-B4]で表される化合物(Td5=216℃)
 AD-B5:下記式[AD-B5]で表される化合物(Td5=233℃)
 AD-B6:下記式[AD-B6]で表される化合物(Td5=203℃)
 AD-B7:下記式[AD-B7]で表される化合物(Td5=228℃)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(添加剤(比較))
 AD-C1:下記式[AD-C1]で表される化合物(Td5=266℃)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
<テトラカルボン酸二無水物>
 A1~A2:それぞれ、下記式[A1]~[A2]で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
<側鎖ジアミン>
 B1~B2:それぞれ、下記式[B1]~[B2]で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
<その他ジアミン>
 C1~C2:それぞれ、下記式[C1]~[C2]で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 その他、本実施例で用いる試薬の略号を以下に示す。
(溶媒)
 DMAc:ジメチルアセトアミド
 THF:テトラヒドロフラン
 MeOH:メタノール
 EtOH:エタノール
 EtOAc:酢酸エチル
 MeCN:アセトニトリル
 NMP:N-メチル-2-ピロリドン
 BCS:ブチルセロソルブ
(反応試剤)
 TMBAC:ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド
 TEBAC:ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド
 PrN:トリプロピルアミン
 Pd(OAc):酢酸パラジウム(II)
 P(o-Tol):トリ(o-トリル)ホスフィン
<添加剤の合成>
 AD-B1~AD-B3及びAD-C1は文献等未公開の新規化合物であり、下記に記載の手法により合成した。
 AD-B4~AD-B7は下記に記載の手法により合成した。
 下記添加剤合成例1~8における生成物はH-NMR分析により同定した。分析条件は下記のとおりである。
  装置:BRUKER ADVANCE III-500MHz
  測定溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d
  基準物質:テトラメチルシラン(TMS)(δ0.0 ppm for H)
(添加剤合成例1 AD-B1の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 (E)-3-(4-cyclohexylphenyl)acrylic acid(5.00g,21.7mmol)に対し、TEBAC(0.740g,3.25mmol)、MeCN(30g)、及びエピクロロヒドリン(10.0g,108mmol)を加え、80℃で19時間加熱撹拌し、反応液を濃縮した。トルエン(40g)を加え、純水(40g)で3回分液洗浄した。得られた有機相を濃縮し、AD-B1-1及びAD-B1混合物を得た(収量:7.22g)。得られた混合物は、次工程にそのまま用いた。
 上記混合物(7.22g)に対し、MeCN(43g)及び炭酸カリウム(4.50g,32.6mmol)を仕込み、80℃で2時間加熱撹拌した。撹拌を止め、反応液を濾過して炭酸カリウムを除去後、濾液を濃縮し、粗体を得た。粗体をシリカゲルカラム精製(Heptane/EtOAc=9/1)し、フラクションを濃縮し、オイル状物質を得た(3.06g)。これにMeOH(6.1g)を加え、氷浴0℃で冷却しながら撹拌することで結晶化させ、濾別し、得られた結晶を減圧乾燥させ、AD-B1を得た(収量:1.71g,5.97mmol,収率:28%-2工程)。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.68(s,1H),7.65-7.63(m,2H),7.27(d,J=8.0Hz,2H),6.62(d,J=16.0Hz,1H),4.52-4.50(m,1H),3.96-3.92(m,1H),3.28-3.25(m,1H),2.83-2.81(m,1H),2.70-2.68(m,1H),2.51(t,1H),1.80-1.78(m,4H),1.77-1.76(m,1H),1.42-1.30(m,4H),1.29-1.20(m,1H).
(添加剤合成例2 AD-B2の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 1-Bromo-4-((1r,4r)-4-methylcyclohexyl)benzene(20.0g,79.0mmol)に対し、DMAc(100g)、Acrylic acid(8.54g,119mmol)、及びPrN(34.0g,237mmol)を仕込み、反応系内を窒素置換した。そこにPd(OAc)(0.350g,1.56mmol)及びP(o-Tol)(0.960g,3.15mmol)を仕込み、再度窒素置換した後、100℃で5時間加熱撹拌した。反応終了後、室温(25℃)に冷却し、1規定塩酸(200g)を加え撹拌後、結晶を濾別した。得られた結晶をTHFに溶解させ、メンブレンフィルターを通し、濾液を濃縮した。EtOAc(44g)を加え室温(25℃)でスラリー洗浄後、濾別し、得られた結晶を40℃で減圧乾燥させ、AD-B2-1を得た(収量:13.7g,56.1mmol,収率:71%)。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=12.32(br,1H),7.57(t,2H),7.53(s,1H),7.26(d,J=8.0Hz,1H),6.45(d,J=16.0Hz,1H),2.50-2.44(m,2H),1.76(d,J=10.5Hz,4H),1.48-1.41(m,3H),1.08-1.02(m,2H),0.90(d,J=7.0Hz,3H).
 AD-B2-1(3.00g,12.3mmol)に対し、エピクロロヒドリン(30.0g,324mmol)、TMBAC(6.80mg,0.0366mmol)を仕込み、120℃で2時間加熱撹拌した。撹拌を止め、反応液を濃縮し、トルエン(40g)を加え、純水/MeOH=1/1混合溶媒(40g)で2回、純水(40g)で1回分液洗浄した。有機相を濃縮し、粗体を得た。粗体をシリカゲルカラム精製(Heptane/EtOAc=9/1)し、フラクションを濃縮、乾燥させ、オイル状物質を得た。これにMeOH(5.5g)を加え、氷浴0℃で冷却しながら撹拌することで結晶化させ、濾別し、得られた結晶を減圧乾燥させ、AD-B2を得た(収量:1.96g,6.52mmol,収率:53%)。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.67(s,1H),7.65-7.64(m,2H),7.28(d,J=8.0Hz,2H),6.62(d,J=16.0Hz,1H),4.52-4.49(m,1H),3.95-3.92(m,1H),3.27-3.25(m,1H),2.83-2.81(m,1H),2.70-2.68(m,1H),2.50(t,1H),1.76(d,J=10.0Hz,4H),1.46-1.40(m,3H),1.07-1.04(m,2H),0.91(d,J=6.5Hz,3H).
(添加剤合成例3 AD-B3の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 4-((1s,4r)-4-Propylcyclohexyl)benzoic acid(10.0g,40.6mmol)に対し、TMBAC(2.26g,12.2mol)及びエピクロロヒドリン(100g,1.08mol)を加え、60℃で7時間加熱撹拌した。撹拌を止め、反応液にEtOAc(300g)を加え、純水(250g)+飽和食塩水(50g)で4回分液洗浄し、有機層を濃縮した。得られた粗体にMeOH/純水=9/1混合溶媒(40g)を加え、-50℃で冷却しながら撹拌した。濾別した結晶を乾燥させ、AD-B3を得た(収量:9.20g,30.4mmol,収率:75%)。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.89(d,J=8.5Hz,2H),7.37(d,J=8.5Hz,2H),4.63-4.60(m,1H),4.09-4.05(m,1H),3.33-3.31(m,1H),2.84-2.82(m,1H),2.73-2.71(m,1H),2.54(t,1H),1.82-1.78(m,4H),1.49-1.40(m,2H),1.35-1.23(m,3H),1.22-1.15(m,2H),1.04-1.00(m,2H),0.87(t,3H).
(添加剤合成例4 AD-B4の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 原料に4-((1s,4r)-4-propylcyclohexyl)phenolを用いた以外はAD-B3と同様に合成し、AD-B4を得た。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.12(d,J=9.0Hz,2H),6.87-6.84(m,2H),4.28-4.25(m,1H),3.80-3.77(m,1H),3.29-3.28(m,1H),2.82(t,1H),2.69-2.68(m,1H),2.42-2.36(m,1H),1.78(t,4H),1.42-1.23(m,5H),1.20-1.19(m,2H),1.05-0.97(m,2H),0.87(t,3H).
(添加剤合成例5 AD-B5の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 原料に4-((1s,4r)-4-pentylcyclohexyl)phenolを用いた以外はAD-B3と同様に合成し、AD-B5を得た。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.12(d,J=9.0Hz,2H),6.87-6.84(m,2H),4.28-4.25(m,1H),3.80-3.77(m,1H),3.30-3.28(m,1H),2.83-2.82(m,1H),2.69-2.68(m,1H),2.42-2.36(m,1H),1.78(t,4H),1.41-1.19(m,11H),1.05-0.97(m,2H),0.87(t,3H).
(添加剤合成例6 AD-B6の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 (4-((1s,4r)-4-Propylcyclohexyl)benzoic acid)(5.00g,20.3mmol)に対し、EtOH(50g)及び濃硫酸(0.20g,2.04mmol)を加え、70℃で22時間加熱撹拌した。撹拌を止め、反応液を濃縮し、EtOAc(80g)を加え、10%KCO水溶液(60g)で1回、純水(60g)で1回分液洗浄した。硫酸マグネシウムを加えて脱水した後、濾液を濃縮・乾燥させ、AD-B6を得た(収量:2.40g,8.75mmol,収率:43%)。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.87(d,J=8.5Hz,2H),7.35(d,J=8.0Hz,2H),4.28(dd,J=14.0,7.3Hz,2H),2.55-2.50(m,1H),1.80(t,4H),1.45-1.42(m,2H),1.32-1.29(m,6H),1.20-1.17(m,2H),1.04-1.01(m,2H),0.87(t,3H).
(添加剤合成例7 AD-B7の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 (4-((1s,4r)-4-Pentylcyclohexyl)benzoic acid)を用いた以外はAD-B6と同様に合成し、AD-B7を得た。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.86(d,J=8.5Hz,2H),7.35(d,J=8.5Hz,2H),4.28(dd,J=14.5,7.0Hz,2H),2.55-2.50(m,1H),1.83-1.78(m,4H),1.45-1.42(m,2H),1.31-1.20(m,12H),1.04-1.01(m,2H),0.86(t,3H).
(添加剤合成例8 AD-C1の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 原料に1-bromo-4-((1s,4r)-4-propylcyclohexyl)benzeneを用いた以外はAD-B2と同様に合成し、AD-C1を得た。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:δ(ppm)=7.67(s,1H),7.65-7.64(m,2H),7.28(d,J=8.0Hz,2H),6.62(d,J=16.0Hz,1H),4.52-4.49(m,1H),3.95-3.92(m,1H),3.27-3.25(m,1H),2.83-2.81(m,1H),2.70-2.68(m,1H),2.50(t,1H),1.78(t,4H),1.42-1.23(m,5H),1.20-1.19(m,2H),1.05-0.97(m,2H),0.87(t,3H).
<ポリアミック酸の合成>
(合成例1)
 C1(3.04g、20.00mmol)、及びA2(3.75g、15.00mmol)をNMP(24.5g)中に溶解し、60℃で5時間反応させたのち、A1(0.86g、4.40mmol)とNMP(6.1g)を加え、室温で10時間反応させ、固形分濃度が20質量%のポリアミック酸溶液(PAA-1A)を得た。
 得られたポリアミック酸溶液(PAA-1A)(10.0g)にNMP(20.0g)、及びBCS(20.0g)を加え、室温で2時間撹拌することにより、固形分濃度が4質量%のポリアミック酸溶液(PAA-1)を得た。
(合成例2)
 表1に示す組成にて、合成例1と同様の方法を用いて、ポリアミック酸溶液(PAA-2)を合成した。
(合成例3)
 B1(0.76g、2.00mmol)、C1(2.74g、18.00mmol)、及びA2(3.75g、15.0mmol)をNMP(26.0g)中に溶解し、60℃で5時間反応させたのち、A1(0.86g、4.40mmol)とNMP(6.5g)を加え、室温で10時間反応させ、固形分濃度が20質量%のポリアミック酸溶液(PAA-3A)を得た。
 得られたポリアミック酸溶液(PAA-3A)(10.0g)にNMP(20.0g)、及びBCS(20.0g)を加え、室温で2時間撹拌することにより、固形分濃度が4質量%のポリアミック酸溶液(PAA-3)を得た。
(合成例4~6)
 表1に示す組成にて、合成例3と同様の方法を用いて、ポリアミック酸溶液(PAA-4)~(PAA-6)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
<液晶配向剤の調製>
(実施例1)
 合成例1で得られたポリアミック酸溶液(PAA-1)(50.0g)に、AD-A1(0.06g)、及びAD-B1(0.20g)を加え、室温にて撹拌することにより、液晶配向剤(AL-1)を得た。
(実施例2~14、比較例1~16)
 表2に示すように、使用するポリアミック酸溶液や添加剤の種類及び量を変更した点を除いては実施例1と同様に実施することで、液晶配向剤(AL-2)~(AL-14)、(AL-R1)~(AL-R16)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
<液晶表示素子の作製>
 実施例で得られた液晶配向剤(AL-1)~(AL-14)、及び比較例で得られた液晶配向剤(AL-R1)~(AL-R16)を、それぞれ細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過した。
 得られた溶液をITO膜からなる透明電極付きガラス基板のITO面にスピンコートし、70℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、200℃のホットプレートで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。
 次いで、塗膜面に偏光板を介して、照射強度4.3mW/cmの波長313nmの直線偏光紫外線を、基板法線方向から40°傾斜した角度から50mJ/cm照射し、液晶配向膜付き基板を得た。直線偏光紫外線は高圧水銀ランプの紫外光に波長313nmのバンドパスフィルターを通した後、波長313nmの偏光板を通すことで調製した。
 上記の基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜上に4μmのビーズスペーサーを散布した後、シール剤(三井化学社製、XN-1500T)を塗布した。次いで、もう一方の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が180°になるようにして張り合わせた後、120℃で90分間シール剤を熱硬化させることで空セルを作製した。この空セルに液晶(メルク社製、MLC-3022)を減圧注入法によって注入し、液晶表示素子を得た。
<評価>
(液晶配向性)
 上記で得られた液晶表示素子を120℃で1時間の等方相処理を行った後、偏光顕微鏡にてセル観察を行った。評価基準として、光抜けやドメイン発生などの配向不良がなく、液晶セルに電圧印加を行った際に均一な液晶の駆動が得られた場合を「良好」とし、それ以外の場合を「不良」とした。評価結果を表3に示す。
(電圧保持率(VHR))
 VHRの評価は、上記で作製した液晶セルに、60℃の温度下で1Vの電圧を60μs間印加し、1667ms後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率として計算した。
 なお、電圧保持率の測定には、東陽テクニカ社製の電圧保持率測定装置VHR-1を使用した。評価結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 表3の結果からわかるように、ポリアミック酸に特定化合物1及び特定化合物2の両方を添加した液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、比較例の液晶配向膜と比べて、VHRに優れることが分かった。具体的には、実施例1,7~14と比較例1,13~16、実施例2と比較例3、実施例3と比較例5、実施例4と比較例7、実施例5と比較例9、実施例6と比較例11との比較である。
 本発明の液晶配向剤、それから得られる液晶配向膜を用いた液晶表示素子は、車載用等の耐久性が要求される液晶表示素子に、好適に用いることができる。

Claims (8)

  1.  (A)成分として下記式(pa-1)で表される光配向性基と熱架橋性基とを有し、当該熱架橋性基はカルボキシ基と反応して共有結合を形成しうる基であり、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃以上である化合物、(B)成分として下記式(b-1)で表され、かつ5%重量減少温度(Td5)が250℃未満である化合物、(C)成分としてポリアミック酸、及び溶媒を含有する液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

     式(pa-1)中、Aはピリミジン-2,5-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基、フラン-2,5-ジイル基、1,4-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基又はフェニレン基を表し、当該基Aはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基、及び炭素数1~5の分岐鎖状のアルキル基から選ばれる基で置換されていてもよく、当該アルキル基は1個のシアノ基又は1個以上のハロゲン原子で置換されていてもよく、Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、Rは2価の芳香族基、2価の脂環式基、2価の複素環式基または2価の縮合環式基であり、Rは単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、Rは炭素数1~40の直鎖又は分岐鎖のアルキル基または脂環式基を含む炭素数3~40の1価の有機基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよく、Dは、酸素原子、硫黄原子又は-NR-を表し、Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキルを表し、aは0~3の整数であり、*は結合位置を表す。aが2以上の場合、複数個のR及びRはそれぞれ独立して上記定義を有する。X及びYは、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基であり、このアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい。
     「C」と「A」との間、及び「C」と「X」との間の「波線」はE体であってもZ体であってもよいことを意味する。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

     式(b-1)中、Mは、(C)成分のポリアミック酸と反応する基を含有する1価の基を表す。Xは、単結合、-(CH-(aは1~8の整数である。)、-CONH-、-CO-N(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、又は-(Am0-((CHa1-Am1-(a1は1~8の整数であり、A、Aは、それぞれ独立して-O-又は-COO-を表し、m0は0又は1の整数であり、m1は1~2の整数である。m1が2の場合、複数のa及びAは、それぞれ独立して上記定義を有する。)を表す。Gは、フェニレン基及びシクロヘキシレン基から選ばれる2価の環状基を表し、前記環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。Rは水素原子、フッ素原子、炭素数1~8のアルキル基、又は炭素数1~8のアルコキシ基を表し、該アルキル基及びアルコキシ基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていても良い。mは、1~2の整数である。mが2の場合、複数のX、Gは、それぞれ独立して上記定義を有する。
  2.  (A)成分の熱架橋性基がエポキシ基、オキセタニル基、チイラニル基及びシクロカーボネート基から選ばれる基である請求項1記載の液晶配向剤。
  3.  (A)成分の熱架橋性基がエポキシ基である請求項1記載の液晶配向剤。
  4.  (B)成分の式(b-1)におけるMが、エポキシ基、オキセタニル基、チイラニル基、シクロカーボネート基、カルボキシ基、メチルエステル基及びエチルエステル基から選ばれる少なくとも1つの基を有する1価の基である請求項1記載の液晶配向剤。
  5.  請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
  6.  請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜が液晶層と接触していない状態で又は液晶層と接触した状態で前記塗膜に光照射する工程と、を含む液晶配向膜の製造方法。
  7.  請求項5に記載の液晶配向膜又は請求項6に記載の製造方法により得られた液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
  8.  下記式(AD-B1)~(AD-B3)のいずれかで表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
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