JP6520657B2 - ジアミン、ポリアミック酸またはその誘導体、液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
[1] 式(1)で表されるジアミンの少なくとも1つを含むジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られる、ポリアミック酸またはその誘導体。
X1およびX2は、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキレンおよび/またはフェニレンを有する2価の有機基である。
A1およびA2は、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、
環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置である。
式(1)で表されるジアミンと共に用いられるその他のジアミンが、下記式(DI−1)〜式(DI−16)、式(DIH−1)〜式(DIH−3)、および式(DI−31)〜式(DI−35)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の、ポリアミック酸またはその誘導体。
式(AN−II)において、Gは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(AN−II)〜式(AN−IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、
式(AN−III)〜式(AN−V)において、環A10は炭素数3〜10の単環式炭化水素の基または炭素数6〜30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく;
式(AN−VI)において、X10は炭素数2〜6のアルキレンであり、Meはメチルを表し、Phはフェニルを表し、
式(AN−VII)において、G10は独立して−O−、−COO−または−OCO−であり;そして、rは独立して0または1であり;
式(DI−3)および式(DI−5)〜式(DI−7)において、G21は独立して単結合、−NH−、−NCH3−、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−CONH−、−CONCH3−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m’−、−O−(CH2)m’−O−、−N(CH3)−(CH2)k−N(CH3)−、−(O−C2H4)m’−O−、−O−CH2−C(CF3)2−CH2−O−、−O−CO−(CH2)m’−CO−O−、−CO−O−(CH2)m’−O−CO−、−(CH2)m’−NH−(CH2)m’−、−CO−(CH2)k−NH−(CH2)k−、−(NH−(CH2)m’) k−NH−、−CO−C3H6−(NH−C3H6)n−CO−、または−S−(CH2)m’−S−であり、m’は独立して1〜12の整数であり、kは1〜5の整数であり、nは1または2であり;
式(DI−4)において、sは独立して0〜2の整数であり;
式(DI−6)および式(DI−7)において、G22は独立して単結合、−O−、−S−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−NH−、または炭素数1〜10のアルキレンであり;
式(DI−2)〜式(DI−7)において、シクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、−F、−Cl、炭素数1〜3のアルキル、−OCH3、−OH、−CF3、−CO2H、−CONH2、−NHC6H5、フェニル、またはベンジルで置き換えられてもよく、加えて式(DI−4)においてベンゼン環の少なくとも1つの水素は、下記式(DI−4−a)〜式(DI−4−e)で表される基の群から選ばれる1つで置き換えられていてもよく;
環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、シクロヘキサン環またはベンゼン環への−NH2の結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置であり;
式(DI−8)〜式(DI−11)において、環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置であり;
式(DI−13)において、R23は独立して炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは−Clであり、pは独立して0〜3の整数であり、qは0〜4の整数であり;
式(DI−14)において、環Bは単環式複素芳香族であり、R24は水素、−F、−Cl、炭素数1〜6のアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数2〜6のアルケニル、炭素数2〜6のアルキニルであり、qは独立して0〜4の整数であり;
式(DI−15)において、環Cはヘテロ原子を含む単環であり;
式(DI−16)において、G24は単結合、炭素数2〜6のアルキレンまたは1,4−フェニレンであり、rは0または1であり;
式(DI−13)〜式(DI−16)において、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DIH−2)において、環Dはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく;
式(DIH−3)において、環Eはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく、Yは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(DIH−2)および式(DIH−3)において、環に結合する−CONHNH2の結合位置は、任意の位置であり;
R26は水素、−F、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル、炭素数1〜30のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2、または−OCF3であり、この炭素数1〜30のアルキルの少なくとも1つの−CH2−は下記式(DI−31−b)で表される2価の基で置き換えられていてもよく、
式(DI−33)におけるベンゼン環の1つの水素は、炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよく、そして、
式(DI−32)および式(DI−33)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
R31は水素または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、R32は炭素数6〜22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1〜22のアルキルであり、環B25は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、rは0または1であり、そして、ベンゼン環に結合する−NH2はその環における結合位置が任意であることを示す。
式(1)で表されるジアミンと共に用いられるその他のジアミンが、下記式(DI−1−3)、式(DI−2−1)、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、式(DI−5−5)、式(DI−5−9)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、式(DI−5−17)、式(DI−5−28)、式(DI−5−30)、式(DI−6−7)、式(DI−7−3)、式(DI−11−2)、式(DI−13−1)、式(DI−16−1)、式(DIH−2−1)、および式(DI−31−56)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、[5]項に記載のポリアミック酸またはその誘導体。
式(DI−5−30)において、kは1〜5の整数であり;そして、
式(DI−7−3)において、nは1または2である。
前記重合体の原料モノマーの少なくとも1つが光反応性構造を有し、かつ、前記重合体の原料モノマーが下記式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む、光配向用液晶配向剤。
X1およびX2は、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキレンおよび/またはフェニレンを有する2価の有機基である。
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれもが光反応性構造を有さず、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]の少なくとも1つを含む、[12]項に記載の光配向用液晶配向剤。
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれもが光反応性構造を有さない原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]の少なくとも1つを含む、[12]項に記載の光配向用液晶配向剤。
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれもが光反応性構造を有さず、かつジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]を含む、[12]項に記載の光配向用液晶配向剤。
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応性構造を有する化合物を含み、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]の少なくとも1つを含む、[12]項に記載の光配向用液晶配向剤。
A1およびA2は、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、
環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置である。
光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI−1)〜式(DI−16)、式(DIH−1)〜式(DIH−3)、および式(DI−31)〜式(DI−35)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、[12]〜[22]のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
式(AN−II)において、Gは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(AN−II)〜式(AN−IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、
式(AN−III)〜式(AN−V)において、環A10は炭素数3〜10の単環式炭化水素の基または炭素数6〜30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく;
式(AN−VI)において、X10は炭素数2〜6のアルキレンであり、Meはメチルを表し、Phはフェニルを表し、
式(AN−VII)において、G10は独立して−O−、−COO−または−OCO−であり、rは独立して0または1であり;
式(DI−3)および式(DI−5)〜式(DI−7)において、G21は独立して単結合、−NH−、−NCH3−、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−CONH−、−CONCH3−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m’−、−O−(CH2)m’−O−、−N(CH3)−(CH2)k−N(CH3)−、−(O−C2H4)m’−O−、−O−CH2−C(CF3)2−CH2−O−、−O−CO−(CH2)m’−CO−O−、−CO−O−(CH2)m’−O−CO−、−(CH2)m’−NH−(CH2)m’−、−CO−(CH2)k−NH−(CH2)k−、−(NH−(CH2)m’) k−NH−、−CO−C3H6−(NH−C3H6)n−CO−、または−S−(CH2)m’−S−であり、m’は独立して1〜12の整数であり、kは1〜5の整数であり、nは1または2であり;
式(DI−4)において、sは独立して0〜2の整数であり;
式(DI−6)および式(DI−7)において、G22は独立して単結合、−O−、−S−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−NH−、または炭素数1〜10のアルキレンであり;
式(DI−2)〜式(DI−7)において、シクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、−F、−Cl、炭素数1〜3のアルキル、−OCH3、−OH、−CF3、−CO2H、−CONH2、−NHC6H5、フェニル、またはベンジルで置き換えられてもよく、加えて式(DI−4)においてベンゼン環の少なくとも1つの水素は、下記式(DI−4−a)〜式(DI−4−e)で表される基の群から選ばれる1つで置き換えられていてもよく;
環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、シクロヘキサン環またはベンゼン環への−NH2の結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置であり;
式(DI−8)〜式(DI−11)において、環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置であり;
式(DI−13)において、R23は独立して炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは−Clであり、pは独立して0〜3の整数であり、qは0〜4の整数であり;
式(DI−14)において、環Bは単環式複素芳香族であり、R24は水素、−F、−Cl、炭素数1〜6のアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数2〜6のアルケニル、炭素数2〜6のアルキニルであり、qは独立して0〜4の整数であり;
式(DI−15)において、環Cはヘテロ原子を含む単環であり;
式(DI−16)において、G24は単結合、炭素数2〜6のアルキレンまたは1,4−フェニレンであり、rは0または1であり;
式(DI−13)〜式(DI−16)において、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DIH−2)において、環Dはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく;
式(DIH−3)において、環Eはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく、Yは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(DIH−2)および式(DIH−3)において、環に結合する−CONHNH2の結合位置は、任意の位置であり;
R26は水素、−F、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル、炭素数1〜30のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2、または−OCF3であり、この炭素数1〜30のアルキルの少なくとも1つの−CH2−は下記式(DI−31−b)で表される2価の基で置き換えられていてもよく、
式(DI−33)におけるベンゼン環の1つの水素は、炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよく、そして、
式(DI−32)および式(DI−33)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
R31は水素または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、R32は炭素数6〜22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1〜22のアルキルであり、環B25は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、rは0または1であり、そして、ベンゼン環に結合する−NH2はその環における結合位置が任意であることを示す。
光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI−1−3)、式(DI−2−1)、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、式(DI−5−5)、式(DI−5−9)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、式(DI−5−17)、式(DI−5−28)、式(DI−5−30)、式(DI−6−7)、式(DI−7−3)、式(DI−11−2)、式(DI−13−1)、式(DI−16−1)、式(DIH−2−1)、および式(DI−31−56)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、[23]項に記載の光配向用液晶配向剤。
式(DI−5−30)において、kは1〜5の整数であり;そして、
式(DI−7−3)において、nはそれぞれ独立して1または2である。
A1およびA2は、それぞれ独立して単結合または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、
環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置である。
式(DIH−2)において、環Dはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよい。式(DIH−3)において、環Eはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく、Yは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−である。式(DIH−2)および式(DIH−3)において、環に結合する−CONHNH2の結合位置は、任意の位置である。
式(DI−34−1)〜式(DI−34−14)において、R40は水素または炭素数1〜20のアルキル、好ましくは水素または炭素数1〜10のアルキルであり、そしてR41は水素または炭素数1〜12のアルキルである。
ポリシロキサンとしては、特開2009−036966、特開2010−185001、特開2011−102963、特開2011−253175、特開2012−159825、国際公開2008/044644、国際公開2009/148099、国際公開2010/074261、国際公開2010/074264、国際公開2010/126108、国際公開2011/068123、国際公開2011/068127、国際公開2011/068128、国際公開2012/115157、国際公開2012/165354等に開示されているポリシロキサンをさらに含有することができる。
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、アルケニル置換ナジイミド化合物をさらに含有していてもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して1〜100重量%であることが好ましく、1〜70重量%であることがより好ましく、1〜50重量%であることがさらに好ましい。
アルケニル置換ナジイミド化合物は、本発明で用いられるポリアミック酸またはその誘導体を溶解する溶剤に溶解させることができる化合物であることが好ましい。このようなアルケニル置換ナジイミド化合物の例は、下記の式(NA)で表される化合物が挙げられる。
N,N’−エチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−トリメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、
N,N’−エチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−トリメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)。
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物をさらに含有していてもよい。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。なお、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物にはアルケニル置換ナジイミド化合物は含まれない。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して1〜100重量%であることが好ましく、1〜70重量%であることがより好ましく、1〜50重量%であることがさらに好ましい。
ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物としては、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド等の(メタ)アクリル酸誘導体、およびビスマレイミドが挙げられる。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物は、ラジカル重合性不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリル酸誘導体であることがより好ましい。
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサジン化合物をさらに含有していてもよい。オキサジン化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。オキサジン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜50重量%であることが好ましく、1〜40重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることがさらに好ましい。
オキサジン化合物は、ポリアミック酸またはその誘導体を溶解させる溶媒に可溶であり、加えて、開環重合性を有するオキサジン化合物が好ましい。
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサゾリン化合物をさらに含有していてもよい。オキサゾリン化合物はオキサゾリン構造を有する化合物である。オキサゾリン化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。オキサゾリン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜50重量%であることが好ましく、1〜40重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることが好ましい。または、オキサゾリン化合物の含有量は、オキサゾリン化合物中のオキサゾリン構造をオキサゾリンに換算したときに、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜40重量%であることが、上記の目的から好ましい。
オキサゾリン化合物は、1つの化合物中にオキサゾリン構造を1種だけ有していてもよいし、2種以上有していてもよい。またオキサゾリン化合物は、1つの化合物中にオキサゾリン構造を1個有していればよいが、2個以上有することが好ましい。またオキサゾリン化合物は、オキサゾリン構造を側鎖に有する重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。オキサゾリン構造を側鎖に有する重合体は、オキサゾリン構造を側鎖に有するモノマーの単独重合体であってもよいし、オキサゾリン構造を側鎖に有するモノマーとオキサゾリン構造を有しないモノマーとの共重合体であってもよい。オキサゾリン構造を側鎖に有する共重合体は、オキサゾリン構造を側鎖に有する2種以上のモノマーの共重合体であってもよいし、オキサゾリン構造を側鎖に有する2種以上のモノマーとオキサゾリン構造を有しないモノマーとの共重合体であってもよい。
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、エポキシ化合物をさらに含有していてもよい。エポキシ化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。エポキシ化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜50重量%であることが好ましく、1〜40重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることがさらに好ましい。
エポキシ化合物としては、分子内にエポキシ環を1つまたは2つ以上有する種々の化合物が挙げられる。分子内にエポキシ環を1つ有する化合物としては、例えばフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、3,3,3−トリフルオロメチルプロピレンオキシド、スチレンオキシド、ヘキサフルオロプロピレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−グリシジルフタルイミド、(ノナフルオロ−n−ブチル)エポキシド、パーフルオロエチルグリシジルエーテル、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、N,N−ジグリシジルアニリン、および3−[2−(パーフルオロヘキシル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパンが挙げられる。
本発明は、対向配置されている一対の基板と、前記一対の基板それぞれの対向している面の一方または両方に形成されている電極と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に形成された液晶層とを有する液晶表示素子において、前記液晶配向膜が本発明の配向膜である液晶表示素子を提供する。
光学活性な化合物の好ましい割合は5重量%以下である。さらに好ましい割合は0.01重量%から2重量%の範囲である。
1.重量平均分子量(Mw)
ポリアミック酸の重量平均分子量は、2695セパレーションモジュール・2414示差屈折計(Waters製)を用いてGPC法により測定し、ポリスチレン換算することにより求めた。得られたポリアミック酸をリン酸−DMF混合溶液(リン酸/DMF=0.6/100:重量比)で、ポリアミック酸濃度が約2重量%になるように希釈した。カラムはHSPgel RT MB−M(Waters製)を使用し、前記混合溶液を展開剤として、カラム温度50℃、流速0.40mL/minの条件で測定を行った。標準ポリスチレンは東ソー(株)製TSK標準ポリスチレンを用いた。
2.プレチルト角測定
クリスタルローテーション法に準拠し測定した。プレチルト角は視野角特性を予測する指標となる物性値であり、この値が2.0以下であればIPSモードおよびFFSモードにおいて視野角特性が良好な液晶表示素子となる。
3.電圧保持率
「水嶋他、第14回液晶討論会予稿集 p78(1988)」に記載の方法で行った。測定は、波高±5Vの矩形波をセルに印加して行った。測定は60℃で行った。この値は、印加した電圧がフレーム周期後どの程度保持されているかを示す指標であり、この値が100%ならば全ての電荷が保持されていることを示す。ポジ型液晶を搭載したセルでは99.5%以上、ネガ型液晶を搭載したセルでは97.5%以上であれば表示品位が良好な液晶表示素子となる。
4.液晶中のイオン量測定(イオン密度)
応用物理、第65巻、第10号、1065(1996)に記載の方法に従い、東陽テクニカ社製、液晶物性測定システム6254型を用いて測定した。周波数0.01Hzの三角波を用い、±10Vの電圧範囲、温度60℃で測定した(電極の面積は1cm2)。イオン密度が大きいとイオン性不純物による焼き付き等の不具合が発生しやすい。即ち、イオン密度は焼き付き発生を予測する指標となる物性値である。この値が40pC以下であれば表示品位が良好な液晶表示素子となる。
5.流動配向
液晶セルをクロスニコルに配置した2枚の偏光板に挟んで目視により観察した際、液晶が注入口から流動した方向に沿って並ぶ現象を流動配向と呼ぶ。流動配向は配向膜の配向性の指標であり、流動配向が発生しない配向膜は良好な配向性を持つ。
N,N−ジメチルホルムアミド: DMF
テトラヒドロフラン: THF
N−メチル−2−ピロリドン: NMP
γ−ブチロラクトン: GBL
ブチルセロソルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル): BC
式(1−15)で表されるジアミンの合成。
<第1段階>ジニトロ体の合成
温度計および還流管を装着した500mL3つ口フラスコに、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(20.0g、128.0mmol)および炭酸カリウム(44.2g、320.0mmol)を入れ、DMFを200mL加えた。溶液を5℃以下に保ちながら、そこに4−フルオロニトロベンゼン(39.7g、281.6mmol)をゆっくり加えた。反応液の冷却を止め、室温でさらに24時間攪拌した。反応溶液を純水500mLにあけ、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム無水物で乾燥し、ろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をエタノール(50mL)から再結晶して下記の化合物を得た。収量26.3g、収率52%。
1Lオートクレーブリアクターに、第1段階で得た化合物(26.3g、66.0mmol)および5wt%パラジウム炭素粉末(2.6g)を入れ、THF250mLを加えた。0.5mPa水素雰囲気下、50℃で水素の吸収が止まるまで攪拌した。放冷後、パラジウム炭素粉末をろ過にて除去し、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。粗生成物をエタノール40mLから再結晶し、式(1−15)で表される化合物を得た。収量19.3g、収率86%。
式(1−29)で表されるジアミンの合成
<第1段階>ジニトロ体の合成
温度計および還流管を装着した500mL3つ口フラスコに、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(20.0g、128.0mmol)および炭酸カリウム(44.2g、320.0mmol)を入れ、DMFを200mL加えた。溶液を5℃以下に保ちながら、そこに4−ニトロベンジルブロミド(60.8g、281.6mmol)をDMF(50mL)に溶解させた溶液をゆっくり加えた。反応液の冷却を止め、室温でさらに5時間攪拌した。反応溶液を純水500mLにあけ、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム無水物で乾燥し、ろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をエタノール(50mL)から再結晶して下記の化合物を得た。収量46.2g、収率85%。
温度計および還流管を装着した1000mL3つ口フラスコに、第1段階で得た化合物(46.2g、108.3mmol)を入れ、エタノール300mLと水50mLを加えた。溶液を25℃以下に保ちながら、硫化ナトリウム九水和物(295.4g、649.9mmol)をゆっくり加えた。窒素雰囲気下8時間加熱還流し、放冷後、反応液を純水(500mL)にあけ、酢酸エチル(500mL)で抽出し、有機層を純水(500mL)で3回洗浄した。有機層を硫酸ナトリウム無水物で乾燥し、ろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をエタノール(50mL)から再結晶して式(1−29)で表される化合物を得た。収量27.3g、収率69%。
式(1−1)で表されるジアミンの合成
<第1段階>メタンスルホニル化
温度計および還流管を装着した2000mL3つ口フラスコに、2−ニトロエタノール(30.0g、329.4mmol)およびトリエチルアミン(50.0g、494.2mmol)をいれTHFを600mL加えた。溶液を5℃以下に保ちながら、そこに塩化メタンスルホニル(45.3g、395.3mmol)をゆっくり加えた。反応液の冷却を止め、室温でさらに24時間攪拌した。反応溶液を純水500mLにあけ、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム無水物で乾燥し、ろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去して下記の化合物を得た。収量53.2g、収率95%。
温度計および還流管を装着した2000mL3つ口フラスコに、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(13.5g、86.5mmol)および炭酸カリウム(27.5g、199.0mmol)をいれDMFを200mL加えた。溶液を5℃以下に保ちながら、そこに第1段階で得た化合物(30.0g、177.4mmol)をDMF(50mL)に溶解させた溶液をゆっくり加えた。反応液の冷却を止め、室温でさらに5時間攪拌した。反応溶液を純水500mLにあけ、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム無水物で乾燥し、ろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をエタノール(50mL)から再結晶して下記の化合物を得た。収量19.2g、収率73%。
温度計および還流管を装着した1000mL3つ口フラスコに、第2段階で得た化合物(15.0g、49.6mmol)およびメタノール50mLを加えた。溶液を−10℃に保ちながら、10%Pd/C(1.5g)とギ酸アンモニウム(30.8g、496.1mmol)をゆっくり加え、同じ温度で8時間で撹拌した。触媒をろ別した。後、溶媒を減圧留去し、酢酸エチルと飽和炭酸ナトリウム水溶液を加え、pHを7以上に調整した。有機層を硫酸ナトリウム無水物で乾燥し、ろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をエタノール(50mL)から再結晶して式(1−1)で表される化合物を得た。収量9.6g、収率80%。
温度計、窒素パージ口および攪拌棒を装着した200mLナスフラスコに、化合物DI−7−3(m=3、n=1)2.5874g、式(1−1−1)で表される化合物0.610g入れ、NMP59.0gおよびGBL15.0gを加えた。溶液を5℃以下に冷却し、そこに、式(AN−3−1)で表される化合物0.5553g、式(PA−1)で表される化合物0.9152gおよび式(AN−1−13)で表される化合物0.3261gを入れ、さらに6時間室温で攪拌した。そこにブチルセロソルブ(BC)を20.0g加え、溶液の粘度が約35.0cPになるまで70℃で加熱攪拌し、固形分6wt%のワニス1を得た。このワニスの重量平均分子量(Mw)は68,000であった。
実施例4に記載の方法に準拠し、以下の固形分6wt%のワニスを得た。得られたワニスの組成、重量平均分子量(Mw)を表1−1および表1−2に示す。実施例4も再掲する。[ ]内はテトラカルボン酸化合物群、ジアミン化合物群の中でのそれぞれのモル比を表す。
<液晶配向剤の調製、FFSセルの作製方法、電圧保持率・イオン密度およびプレチルト角の測定>
50mLナスフラスコに、ワニス1を10g秤取り、そこにN−メチル−2−ピロリドンを10gおよびブチルセロソルブを10gを加え2時間振とうし、固形分が3wt%の液晶配向剤1を得た。この配向剤1をFFS電極付きガラス基板およびカラムスペーサー付きガラス基板にスピンナー法により塗布した(2,000rpm、15秒)。塗膜後80℃にて約5分間予備焼成した後、200℃にて30分間焼成処理を行い膜厚およそ100nmの液晶配向膜を形成した。得られたポリイミド膜を株式会社飯沼ゲージ製作所製のラビング処理装置を用いて、ラビング布(毛足長1.9mm:レーヨン)の毛足押し込み量0.40mm、ステージ移動速度を60mm/sec、ローラー回転速度を1000rpmの条件で、ラビング処理した。得られた基板をエタノール中で5分間超音波洗浄後、超純水にて表面を洗浄してからオーブン中120℃で30分間乾燥した。基板上に配向膜が形成された基板2枚の配向膜が形成されている面を対向させ、それぞれの配向膜にラビング方向が平行になるように、さらに対向する配向膜の間に液晶組成物を注入させるための空隙を形成して貼り合わせ、セル厚4μmの空FFSセルを組み立てた。作製した空FFSセルに下記ポジ型液晶組成物Aを真空注入して、注入口を光硬化剤で封止した。次いで、110℃で30分間加熱処理を行い、測定用液晶セルを作製した。
ワニス2〜32およびワニスC1〜C3についても実施例36に記載の方法に準拠し、液晶配向剤の調製、FFSセルの作製および電圧保持率、イオン密度、プレチルト角の測定を行った。結果を表2に示す。実施例36の結果も再掲する。
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンを変更した以外は、実施例4に準拠して、重合体固形分濃度が6重量%のワニス33〜ワニス75およびワニスC4〜6を調製した。重量平均分子量は、光異性化構造を有する原料を使用する重合体はおおよそ12,000から13,000、光異性化構造を有する原料を使用しない重合体は40,000から50,000に調整した。使用したテトラカルボン酸二無水物およびジアミンと、得られた重合体の重量平均分子量を表3−1〜表3−4に示す。
攪拌翼、窒素導入管を装着した50mLナスフラスコに実施例68で合成したワニス33を10.0gを秤取り、そこにN−メチル−2−ピロリドン5.0gおよびブチルセロソルブ5.0gを加え室温で1時間攪拌し樹脂分濃度3重量%の配向剤33を得た。この配向剤をFFS電極付きガラス基板およびカラムスペーサー付きガラス基板にスピンナー法により塗布した(2,000rpm、15秒)。塗布後、基板を80℃で3分間加熱し、溶剤を蒸発させた後、ウシオ電機(株)製マルチライトML−501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT−150(受光器:UVD−S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで1.3±0.1J/cm2になるよう、露光時間を調整した。続いて、クリーンオーブン(エスペック株式会社、PVHC−231)中で、230℃にて15分間加熱処理して、膜厚100±10nmの配向膜を形成した。これらの配向膜が形成された基板2枚を、配向膜が形成されている面を対向させ、かつ、対向する配向膜の間に液晶組成物を注入するための空隙を設けて貼り合わせた。この時、それぞれの配向膜に照射された直線偏光の偏光方向が平行になるようにした。これらのセルにポジ型液晶組成物Aを注入し、セル厚7μmの液晶セル(液晶表示素子)を作製した。
使用するワニスを変更した以外は、実施例111に準拠して、液晶セルを作製し、流動配向の観察と信頼性試験前後での電圧保持率、イオン密度の測定を行った。測定結果を実施例111と併せて表4に示す。
攪拌翼、窒素導入管を装着した50mLナスフラスコに実施例73で合成したワニス38を2.0gおよび実施例102で合成したワニス67を8.0g秤取り、そこにN−メチル−2−ピロリドン5.0gおよびブチルセロソルブ5.0gを加え室温で1時間攪拌し樹脂分濃度3重量%の配向剤46を得た。実施例111に記載の方法に準じ液晶セルを作製した。この液晶セルを、クロスニコルに配置した2枚の偏光板に挟んで目視により観察した結果、液晶が注入口から流動した方向に沿って液晶が並ぶ、いわゆる流動配向は全く観察されなかった。また、この液晶セルの電圧保持率は5V‐30Hzで99.8%であり、イオン密度は10pCであった。信頼性試験後の測定用セルの電圧保持率は99.7%であり、イオン密度は10pCであった。
使用するワニスを変更した以外は、実施例124に準拠して、液晶セルを作製し、流動配向の観察と信頼性試験前後での電圧保持率、イオン密度の測定を行った。使用するワニスおよび測定結果を実施例124と併せて表5−1および表5−2に示す。なお表中、ワニスAは光異性化構造を有する原料を使用する重合体を含有するワニス、ワニスBは光異性化構造を有する原料を使用しない重合体を含有するワニスであることを示す。
Claims (30)
- 式(1)で表されるジアミンにおいて、Rが水素または−OHである、請求項1または2に記載のポリアミック酸またはその誘導体。
- テトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN−I)〜式(AN−VII)で表されるテトラカルボン酸二無水物の群から選ばれる少なくとも1つであり;
式(1)で表されるジアミンと共に用いられるその他のジアミンが、下記式(DI−1)〜式(DI−16)、式(DIH−1)〜式(DIH−3)、および式(DI−31)〜式(DI−35)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の、ポリアミック酸またはその誘導体。
式(AN−I)、式(AN−IV)および式(AN−V)において、Xは独立して単結合または−CH2−であり;
式(AN−II)において、Gは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(AN−II)〜式(AN−IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、
これらの基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられてもよく;
式(AN−III)〜式(AN−V)において、環A10は炭素数3〜10の単環式炭化水素の基または炭素数6〜30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく;
式(AN−VI)において、X10は炭素数2〜6のアルキレンであり、Meはメチルを表し、Phはフェニルを表し、
式(AN−VII)において、G10は独立して−O−、−COO−または−OCO−であり;そして、rは独立して0または1であり;
式(DI−1)において、G20は、−CH2−であり、少なくとも1つの−CH2−は−NH−、−O−に置き換えられてもよく、mは1〜12の整数であり、アルキレンの少なくとも1つの水素は−OHに置き換えられてもよく;
式(DI−3)および式(DI−5)〜式(DI−7)において、G21は独立して単結合、−NH−、−NCH3−、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−CONH−、−CONCH3−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m’−、−O−(CH2)m’−O−、−N(CH3)−(CH2)k−N(CH3)−、−(O−C2H4)m’−O−、−O−CH2−C(CF3)2−CH2−O−、−O−CO−(CH2)m’−CO−O−、−CO−O−(CH2)m’−O−CO−、−(CH2)m’−NH−(CH2)m’−、−CO−(CH2)k−NH−(CH2)k−、−(NH−(CH2)m’) k−NH−、−CO−C3H6−(NH−C3H6)n−CO−、または−S−(CH2)m’−S−であり、m’は独立して1〜12の整数であり、kは1〜5の整数であり、nは1または2であり;
式(DI−4)において、sは独立して0〜2の整数であり;
式(DI−6)および式(DI−7)において、G22は独立して単結合、−O−、−S−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−NH−、または炭素数1〜10のアルキレンであり;
式(DI−2)〜式(DI−7)において、シクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、−F、−Cl、炭素数1〜3のアルキル、−OCH3、−OH、−CF3、−CO2H、−CONH2、−NHC6H5、フェニル、またはベンジルで置き換えられてもよく、加えて式(DI−4)においてベンゼン環の少なくとも1つの水素は、下記式(DI−4−a)〜式(DI−4−e)で表される基の群から選ばれる1つで置き換えられていてもよく;
式(DI−4−a)および式(DI−4−b)において、R20は独立して水素または−CH3であり;
環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、シクロヘキサン環またはベンゼン環への−NH2の結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置であり;
式(DI−11)において、rは0または1であり;
式(DI−8)〜式(DI−11)において、環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置であり;
式(DI−12)において、R21およびR22は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、G23は独立して炭素数1〜6のアルキレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、wは1〜10の整数であり;
式(DI−13)において、R23は独立して炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは−Clであり、pは独立して0〜3の整数であり、qは0〜4の整数であり;
式(DI−14)において、環Bは単環式複素芳香族であり、R24は水素、−F、−Cl、炭素数1〜6のアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数2〜6のアルケニル、炭素数2〜6のアルキニルであり、qは独立して0〜4の整数であり;
式(DI−15)において、環Cはヘテロ原子を含む単環であり;
式(DI−16)において、G24は単結合、炭素数2〜6のアルキレンまたは1,4−フェニレンであり、rは0または1であり;
式(DI−13)〜式(DI−16)において、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DIH−1)において、G25は単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(DIH−2)において、環Dはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく;
式(DIH−3)において、環Eはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく、Yは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(DIH−2)および式(DIH−3)において、環に結合する−CONHNH2の結合位置は、任意の位置であり;
式(DI−31)において、G26は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、または−(CH2)m’−であり、m’は1〜12の整数であり、R25は炭素数3〜30のアルキル、フェニル、ステロイド骨格を有する基、または下記の式(DI−31−a)で表される基であり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は−Fで置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、このフェニルの水素は、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシで置き換えられていてもよく、ベンゼン環に結合する−NH2の結合位置はその環において任意の位置であることを示し、
式(DI−31−a)において、G27、G28およびG29は結合基であり、これらは独立して単結合、または炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンの1以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、または−CH=CH−で置き換えられていてもよく、環B21、環B22、環B23および環B24は独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−9,10−ジイルであり、環B21、環B22、環B23および環B24において、少なくとも1つの水素は−Fまたは−CH3で置き換えられてもよく、s、tおよびuは独立して0〜2の整数であって、これらの合計は1〜5であり、s、tまたはuが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なってもよく、2つの環は同じであっても異なっていてもよく、
R26は水素、−F、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル、炭素数1〜30のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2、または−OCF3であり、この炭素数1〜30のアルキルの少なくとも1つの−CH2−は下記式(DI−31−b)で表される2価の基で置き換えられていてもよく、
式(DI−31−b)において、R27およびR28は独立して炭素数1〜3のアルキルであり、vは1〜6の整数であり;
式(DI−32)および式(DI−33)において、G30は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり、R29は独立して水素または−CH3であり、R30は水素、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルであり;
式(DI−33)におけるベンゼン環の1つの水素は、炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよく、そして、
式(DI−32)および式(DI−33)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DI−34)および式(DI−35)において、G31は独立して−O−、−NH−または炭素数1〜6のアルキレンであり、G32は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、
R31は水素または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、R32は炭素数6〜22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1〜22のアルキルであり、環B25は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、rは0または1であり、そして、ベンゼン環に結合する−NH2はその環における結合位置が任意であることを示す。 - テトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN−1−1)、式(AN−1−2)、式(AN−1−13)、式(PA−1)、式(AN−3−1)、式(AN−3−2)、式(AN−4−5)、式(AN−4−17)、式(AN−4−21)、式(AN−4−29)、式(AN−4−30)、式(AN−5−1)、式(AN−7−2)、式(AN−10−1)、式(AN−11−3)、式(AN−16−1)、式(AN−16−3)、および式(AN−16−4)から選ばれる少なくとも1つであり;
式(1)で表されるジアミンと共に用いられるその他のジアミンが、下記式(DI−1−3)、式(DI−2−1)、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、式(DI−5−5)、式(DI−5−9)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、式(DI−5−17)、式(DI−5−28)、式(DI−5−30)、式(DI−6−7)、式(DI−7−3)、式(DI−11−2)、式(DI−13−1)、式(DI−16−1)、式(DIH−2−1)、および式(DI−31−56)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項5に記載のポリアミック酸またはその誘導体。
式(AN−1−2)および式(AN−4−17)において、mは1〜12の整数であり;
式(DI−5−1)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、および式(DI−7−3)において、mは1〜12の整数であり;
式(DI−5−30)において、kは1〜5の整数であり;そして、
式(DI−7−3)において、nは1または2である。 - 反応に供されるテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの少なくとも1つに光反応性構造を有する化合物を含む原料モノマーを反応させて得られる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアミック酸またはその誘導体。
- 光反応性構造を有する化合物が下記式(II−1)、式(II−2)、式(III−1)、式(III−2)、式(IV−1)、式(IV−2)、式(V−1)〜式(V−3)、および式(VI−1)、式(VI−2)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項7に記載のポリアミック酸またはその誘導体。
上記各式において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、式(V−2)において、R6は独立して−CH3、−OCH3、−CF3、または−COOCH3であり、aはそれぞれ独立して0〜2の整数であり、式(V−3)において、環Aおよび環Bはそれぞれ独立して、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素および複素環から選ばれる少なくとも1つであり、R11は、炭素数1〜20の直鎖アルキレン、−COO−、−OCO−、−NHCO−または−N(CH3)CO−であり、R12は、炭素数1〜20の直鎖アルキレン、−COO−、−OCO−、−NHCO−または−N(CH3)CO−であり、R11およびR12において、直鎖アルキレンの−CH2−の1つまたは2つは−O−で置換されてもよく、R7〜R10は、それぞれ独立して、−F、−CH3、−OCH3、−CF3、または−OHであり、そして、b〜eは、それぞれ独立して、0〜4の整数である。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリアミック酸またはその誘導体を含有する液晶配向剤。
- テトラカルボン酸二無水物およびジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応性構造を有する化合物を含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[A]の少なくとも1つと、
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれもが光反応性構造を有さず、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]の少なくとも1つを含む、請求項12に記載の光配向用液晶配向剤。 - テトラカルボン酸二無水物およびジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応性構造を有する化合物を含み、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[A]の少なくとも1つと、
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれもが光反応性構造を有さない原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]の少なくとも1つを含む、請求項12に記載の光配向用液晶配向剤。 - テトラカルボン酸二無水物およびジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応性構造を有する化合物を含み、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[A]の少なくとも1つと、
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれもが光反応性構造を有さず、かつジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]を含む、請求項12に記載の光配向用液晶配向剤。 - テトラカルボン酸二無水物およびジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応性構造を有する化合物を含み、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[A]の少なくとも1つと、
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応性構造を有する化合物を含み、かつ、ジアミンが式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含む原料モノマーを反応させて得られる重合体[B]の少なくとも1つを含む、請求項12に記載の光配向用液晶配向剤。 - 式(1)で表されるジアミンにおいて、Rが水素または−OHである、請求項12〜17のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
- 光反応性構造を有する化合物が下記式(II−1)、式(II−2)、式(III−1)、式(III−2)、式(IV−1)、式(IV−2)、式(V−1)〜式(V−3)、および式(VI−1)、式(VI−2)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項12〜19のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
上記各式において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、式(V−2)において、R6は独立して−CH3、−OCH3、−CF3、または−COOCH3であり、aはそれぞれ独立して0〜2の整数であり、式(V−3)において、環Aおよび環Bはそれぞれ独立して、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素および複素環から選ばれる少なくとも1つであり、R11は、炭素数1〜20の直鎖アルキレン、−COO−、−OCO−、−NHCO−または−N(CH3)CO−であり、R12は、炭素数1〜20の直鎖アルキレン、−COO−、−OCO−、−NHCO−または−N(CH3)CO−であり、R11およびR12において、直鎖アルキレンの−CH2−の1つまたは2つは−O−で置換されてもよく、R7〜R10は、それぞれ独立して、−F、−CH3、−OCH3、−CF3、または−OHであり、そして、b〜eは、それぞれ独立して、0〜4の整数である。 - 光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN−I)〜式(AN−VII)で表されるテトラカルボン酸二無水物の群から選ばれる少なくとも1つであり;
光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI−1)〜式(DI−16)、式(DIH−1)〜式(DIH−3)、および式(DI−31)〜式(DI−35)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項12〜22のいずれか1項に記載の光配向用液晶配向剤。
式(AN−I)、式(AN−IV)および式(AN−V)において、Xは独立して単結合または−CH2−であり;
式(AN−II)において、Gは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(AN−II)〜式(AN−IV)において、Yは独立して下記の3価の基の群から選ばれる1つであり、
これらの基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられてもよく;
式(AN−III)〜式(AN−V)において、環A10は炭素数3〜10の単環式炭化水素の基または炭素数6〜30の縮合多環式炭化水素の基であり、この基の少なくとも1つの水素はメチル、エチルまたはフェニルで置き換えられていてもよく、環に掛かっている結合手は環を構成する任意の炭素に連結しており、2本の結合手が同一の炭素に連結してもよく;
式(AN−VI)において、X10は炭素数2〜6のアルキレンであり、Meはメチルを表し、Phはフェニルを表し、
式(AN−VII)において、G10は独立して−O−、−COO−または−OCO−であり、rは独立して0または1であり;
式(DI−1)において、G20は、−CH2−であり、少なくとも1つの−CH2−は−NH−、−O−に置き換えられてもよく、mは1〜12の整数であり、アルキレンの少なくとも1つの水素は−OHに置き換えられてもよく;
式(DI−3)および式(DI−5)〜式(DI−7)において、G21は独立して単結合、−NH−、−NCH3−、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−CONH−、−CONCH3−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m’−、−O−(CH2)m’−O−、−N(CH3)−(CH2)k−N(CH3)−、−(O−C2H4)m’−O−、−O−CH2−C(CF3)2−CH2−O−、−O−CO−(CH2)m’−CO−O−、−CO−O−(CH2)m’−O−CO−、−(CH2)m’−NH−(CH2)m’−、−CO−(CH2)k−NH−(CH2)k−、−(NH−(CH2)m’) k−NH−、−CO−C3H6−(NH−C3H6)n−CO−、または−S−(CH2)m’−S−であり、m’は独立して1〜12の整数であり、kは1〜5の整数であり、nは1または2であり;
式(DI−4)において、sは独立して0〜2の整数であり;
式(DI−6)および式(DI−7)において、G22は独立して単結合、−O−、−S−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−NH−、または炭素数1〜10のアルキレンであり;
式(DI−2)〜式(DI−7)において、シクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素は、−F、−Cl、炭素数1〜3のアルキル、−OCH3、−OH、−CF3、−CO2H、−CONH2、−NHC6H5、フェニル、またはベンジルで置き換えられてもよく、加えて式(DI−4)においてベンゼン環の少なくとも1つの水素は、下記式(DI−4−a)〜式(DI−4−e)で表される基の群から選ばれる1つで置き換えられていてもよく;
式(DI−4−a)および式(DI−4−b)において、R20は独立して水素または−CH3であり;
環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し、シクロヘキサン環またはベンゼン環への−NH2の結合位置は、G21またはG22の結合位置を除く任意の位置であり;
式(DI−11)において、rは0または1であり;
式(DI−8)〜式(DI−11)において、環に結合する−NH2の結合位置は、任意の位置であり;
式(DI−12)において、R21およびR22は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、G23は独立して炭素数1〜6のアルキレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、wは1〜10の整数であり;
式(DI−13)において、R23は独立して炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは−Clであり、pは独立して0〜3の整数であり、qは0〜4の整数であり;
式(DI−14)において、環Bは単環式複素芳香族であり、R24は水素、−F、−Cl、炭素数1〜6のアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数2〜6のアルケニル、炭素数2〜6のアルキニルであり、qは独立して0〜4の整数であり;
式(DI−15)において、環Cはヘテロ原子を含む単環であり;
式(DI−16)において、G24は単結合、炭素数2〜6のアルキレンまたは1,4−フェニレンであり、rは0または1であり;
式(DI−13)〜式(DI−16)において、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DIH−1)において、G25は単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(DIH−2)において、環Dはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく;
式(DIH−3)において、環Eはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この環の少なくとも1つの水素はメチル、エチル、またはフェニルで置き換えられてもよく、Yは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH3)2−、または−C(CF3)2−であり;
式(DIH−2)および式(DIH−3)において、環に結合する−CONHNH2の結合位置は、任意の位置であり;
式(DI−31)において、G26は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、または−(CH2)m’−であり、m’は1〜12の整数であり、R25は炭素数3〜30のアルキル、フェニル、ステロイド骨格を有する基、または下記の式(DI−31−a)で表される基であり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は−Fで置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、このフェニルの水素は、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシで置き換えられていてもよく、ベンゼン環に結合する−NH2の結合位置はその環において任意の位置であることを示し、
式(DI−31−a)において、G27、G28およびG29は結合基であり、これらは独立して単結合、または炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンの1以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、または−CH=CH−で置き換えられていてもよく、環B21、環B22、環B23および環B24は独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−9,10−ジイルであり、環B21、環B22、環B23および環B24において、少なくとも1つの水素は−Fまたは−CH3で置き換えられてもよく、s、tおよびuは独立して0〜2の整数であって、これらの合計は1〜5であり、s、tまたはuが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なってもよく、2つの環は同じであっても異なっていてもよく、
R26は水素、−F、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル、炭素数1〜30のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2、または−OCF3であり、この炭素数1〜30のアルキルの少なくとも1つの−CH2−は下記式(DI−31−b)で表される2価の基で置き換えられていてもよく、
式(DI−31−b)において、R27およびR28は独立して炭素数1〜3のアルキルであり、vは1〜6の整数であり;
式(DI−32)および式(DI−33)において、G30は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり、R29は独立して水素または−CH3であり、R30は水素、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルであり;
式(DI−33)におけるベンゼン環の1つの水素は、炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルで置き換えられてもよく、そして、
式(DI−32)および式(DI−33)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示し;
式(DI−34)および式(DI−35)において、G31は独立して−O−、−NH−または炭素数1〜6のアルキレンであり、G32は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、
R31は水素または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルの少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、R32は炭素数6〜22のアルキルであり、R33は水素または炭素数1〜22のアルキルであり、環B25は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、rは0または1であり、そして、ベンゼン環に結合する−NH2はその環における結合位置が任意であることを示す。 - 光反応性構造を有さないテトラカルボン酸二無水物が、下記式(AN−1−1)、式(AN−1−2)、式(AN−1−13)、式(PA−1)、式(AN−3−1)、式(AN−3−2)、式(AN−4−5)、式(AN−4−17)、式(AN−4−21)、式(AN−4−29)、式(AN−4−30)、式(AN−5−1)、式(AN−7−2)、式(AN−10−1)、式(AN−11−3)、式(AN−16−1)、式(AN−16−3)、および式(AN−16−4)から選ばれる少なくとも1つであり;
光反応性構造を有さないジアミンが、下記式(DI−1−3)、式(DI−2−1)、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、式(DI−5−5)、式(DI−5−9)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、式(DI−5−17)、式(DI−5−28)、式(DI−5−30)、式(DI−6−7)、式(DI−7−3)、式(DI−11−2)、式(DI−13−1)、式(DI−16−1)、式(DIH−2−1)、および式(DI−31−56)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項23に記載の光配向用液晶配向剤。
式(AN−1−2)および式(AN−4−17)において、mは1〜12の整数である。
式(DI−5−1)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、および式(DI−7−3)において、mは1〜12の整数であり;
式(DI−5−30)において、kは1〜5の整数であり;そして、
式(DI−7−3)において、nはそれぞれ独立して1または2である。 - オキサジン化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、およびシランカップリング剤からなる化合物の群から選ばれる少なくとも1つをさらに含有する、請求項12〜24のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
- 請求項12〜25のいずれか1項に記載の液晶配向剤によって形成された液晶配向膜。
- 請求項12〜25のいずれか1項に記載の液晶配向剤によって形成された横電界用液晶配向膜。
- 請求項26または27に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
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