JP5359643B2 - Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element - Google Patents
Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element Download PDFInfo
- Publication number
- JP5359643B2 JP5359643B2 JP2009170956A JP2009170956A JP5359643B2 JP 5359643 B2 JP5359643 B2 JP 5359643B2 JP 2009170956 A JP2009170956 A JP 2009170956A JP 2009170956 A JP2009170956 A JP 2009170956A JP 5359643 B2 JP5359643 B2 JP 5359643B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- diamine
- replaced
- crystal aligning
- polyamic acid
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 0 C*c1ccc(C(C=C2)c(cc3)ccc3N)c2c1 Chemical compound C*c1ccc(C(C=C2)c(cc3)ccc3N)c2c1 0.000 description 17
- YMLWKGBMSOBOFM-UHFFFAOYSA-N CCc(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound CCc(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N YMLWKGBMSOBOFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTPPDKNGKTUBCE-NSCUHMNNSA-N C/C=C/c1c(cc[n]2-c(cc3)ccc3N)c2cc(Cc(cc2)cc(cc3)c2[n]3-c(cc2)ccc2N)c1 Chemical compound C/C=C/c1c(cc[n]2-c(cc3)ccc3N)c2cc(Cc(cc2)cc(cc3)c2[n]3-c(cc2)ccc2N)c1 OTPPDKNGKTUBCE-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- NEHMRCUIPMOOJN-UHFFFAOYSA-N CC(C1)C(C2=CCC(C)(C=CN3C(C=C4)=CCC4(C)N)C3=C2)=Cc2c1cc[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound CC(C1)C(C2=CCC(C)(C=CN3C(C=C4)=CCC4(C)N)C3=C2)=Cc2c1cc[n]2-c(cc1)ccc1N NEHMRCUIPMOOJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZNUPBVENSZIBN-UHFFFAOYSA-N CC(C1)C2=CC(CCN)=CCC2(C)N1c(cc1)ccc1N Chemical compound CC(C1)C2=CC(CCN)=CCC2(C)N1c(cc1)ccc1N MZNUPBVENSZIBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWQNTMBMIRUVEX-UHFFFAOYSA-N CC(C1)c2cc(Cc(cc3)cc(CC4)c3N4c(cc3)ccc3N)ccc2N1c(cc1)ccc1N Chemical compound CC(C1)c2cc(Cc(cc3)cc(CC4)c3N4c(cc3)ccc3N)ccc2N1c(cc1)ccc1N AWQNTMBMIRUVEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIQPCRFQSVWOSX-UHFFFAOYSA-N CC(C1)c2ccc(CN)cc2C1c(cc1)ccc1N Chemical compound CC(C1)c2ccc(CN)cc2C1c(cc1)ccc1N RIQPCRFQSVWOSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CISDQHRRPHQIGI-UHFFFAOYSA-N CC(C1)c2ccc(Cc3cc([n](cc4)-c(cc5)ccc5N)c4cc3)cc2N1c(cc1)ccc1N Chemical compound CC(C1)c2ccc(Cc3cc([n](cc4)-c(cc5)ccc5N)c4cc3)cc2N1c(cc1)ccc1N CISDQHRRPHQIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWFQASWMJXPZFJ-UHFFFAOYSA-N CC1(C=CC(N2c3cc(N)ccc3CC2)=CC1)N Chemical compound CC1(C=CC(N2c3cc(N)ccc3CC2)=CC1)N VWFQASWMJXPZFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEVVLHFIKGBYFM-UHFFFAOYSA-N CC1(C=CC([n]2c3cc(C(C4)C4c4cc([n](cc5)-c(cc6)ccc6N)c5cc4)ccc3cc2)=CC1)N Chemical compound CC1(C=CC([n]2c3cc(C(C4)C4c4cc([n](cc5)-c(cc6)ccc6N)c5cc4)ccc3cc2)=CC1)N IEVVLHFIKGBYFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZYAFZPYQOISII-UHFFFAOYSA-N CCN(C)c(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound CCN(C)c(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N TZYAFZPYQOISII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JGSBZYXTGXYHGS-UHFFFAOYSA-N NC(CCC1)CC1I Chemical compound NC(CCC1)CC1I JGSBZYXTGXYHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEQHKFFSPGPGLN-UHFFFAOYSA-N NC(CCC1)CC1N Chemical compound NC(CCC1)CC1N GEQHKFFSPGPGLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQHXSISCZQEQMB-UHFFFAOYSA-N NCCc1ccc(cc[n]2-c(cc3)ccc3N)c2c1 Chemical compound NCCc1ccc(cc[n]2-c(cc3)ccc3N)c2c1 WQHXSISCZQEQMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYAAWVPFHJUMNL-UHFFFAOYSA-N NCc(cc1cc2)ccc1[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound NCc(cc1cc2)ccc1[n]2-c(cc1)ccc1N RYAAWVPFHJUMNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHIDEQQAAJHIGH-UHFFFAOYSA-N Nc(cc1)ccc1-[n](cc1)c(cc2)c1cc2-c(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound Nc(cc1)ccc1-[n](cc1)c(cc2)c1cc2-c(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N MHIDEQQAAJHIGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZKKKTWXKJKULC-UHFFFAOYSA-N Nc(cc1)ccc1-[n](ccc1c2)c1ccc2N Chemical compound Nc(cc1)ccc1-[n](ccc1c2)c1ccc2N IZKKKTWXKJKULC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQGDULVOSRQUQR-UHFFFAOYSA-N Nc(cc1)ccc1-[n](ccc1c2)c1ccc2Oc(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound Nc(cc1)ccc1-[n](ccc1c2)c1ccc2Oc(cc1)cc(cc2)c1[n]2-c(cc1)ccc1N YQGDULVOSRQUQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNMURITXSNZQBE-UHFFFAOYSA-N Nc(cc1)ccc1-[n]1c(C=C(C2)Oc(cc3)cc(cc4)c3[n]4-c(cc3)ccc3N)c2cc1 Chemical compound Nc(cc1)ccc1-[n]1c(C=C(C2)Oc(cc3)cc(cc4)c3[n]4-c(cc3)ccc3N)c2cc1 LNMURITXSNZQBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUGQZSNREZRETM-UHFFFAOYSA-N Nc(cc1)ccc1-c(cc1cc2)ccc1[n]2-c(cc1)ccc1N Chemical compound Nc(cc1)ccc1-c(cc1cc2)ccc1[n]2-c(cc1)ccc1N FUGQZSNREZRETM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTCMSXUVXXLUBH-UHFFFAOYSA-N Nc(cc1)ccc1-c1ccc(cc[n]2-c(cc3)ccc3N)c2c1 Chemical compound Nc(cc1)ccc1-c1ccc(cc[n]2-c(cc3)ccc3N)c2c1 QTCMSXUVXXLUBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Indole Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は新規ジアミンとこれを用いて得られるポリアミック酸に関し、さらにその用途に関する。なお、本発明における用語「液晶配向剤」は、液晶配向膜を形成させるために用いるポリマー含有組成物を意味する。 The present invention relates to a novel diamine and a polyamic acid obtained using the same, and further relates to its use. The term “liquid crystal aligning agent” in the present invention means a polymer-containing composition used for forming a liquid crystal aligning film.
液晶表示素子は、携帯電話の表示部、ノートパソコンやデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイなど様々な表示装置に使われており、最近ではテレビにも用いられるようになってきた。さらに、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブなどのオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。従来の液晶表示素子としては、ネマチック液晶を用いた表示素子が主流であり、1)90度ツイストしたTN(Twisted Nematic)型液晶表示素子、2)通常180度以上ツイストしたSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子、3)薄膜トランジスタを使用したいわゆるTFT(Thin Film Transistor)型液晶表示素子等が実用化されている。 Liquid crystal display elements are used in various display devices such as mobile phone displays, laptop and desktop PC monitors, video camera viewfinders, and projection displays. It has become. Furthermore, they are also used as optoelectronic-related elements such as optical printer heads, optical Fourier transform elements, and light valves. As a conventional liquid crystal display element, a display element using a nematic liquid crystal is mainly used. 1) TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display element twisted by 90 degrees, 2) STN (Super Twisted Nematic) twisted by 180 degrees or more. 3) so-called TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display elements using thin film transistors have been put into practical use.
しかしながら、これらの液晶表示素子は画像が適正に視認できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに、輝度やコントラストの低下および中間調での輝度反転を生じるという欠点を有している。近年、この視野角の問題については、1)光学補償フィルムを用いたTN−TFT型液晶表示素子、2)垂直配向と光学補償フィルムを用いたVA(Vertical Alignment)型液晶表示素子、3)垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi Domain Vertical Alignment)型液晶表示素子、または4)横電界方式のIPS(In-Plane Switching)型液晶表示素子、5)ECB(Electrically Controlled Birefringence)型液晶表示素子、6)光学補償ベンド(Optically Compensated Bend、またはOptically self-Compensated Birefringence:OCB)型液晶表示素子などの技術により改良され、それらの素子は実用化されている。 However, these liquid crystal display elements have a drawback that a viewing angle at which an image can be properly viewed is narrow, and when viewed from an oblique direction, luminance and contrast are lowered and luminance is inverted in a halftone. In recent years, the problem of this viewing angle is as follows: 1) TN-TFT type liquid crystal display element using optical compensation film, 2) VA (vertical alignment) type liquid crystal display element using vertical alignment and optical compensation film, 3) vertical MVA (Multi Domain Vertical Alignment) type liquid crystal display element using both alignment and protrusion structure technology, or 4) In-plane switching (IPS) type liquid crystal display element of horizontal electric field type, 5) ECB (Electrically Controlled Birefringence) type Liquid crystal display elements, 6) Improved by techniques such as optically compensated bend (Optically Compensated Bend or Optically Self-Compensated Birefringence: OCB) type liquid crystal display elements, and these elements have been put into practical use.
液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、表示素子に使用される構成部材の改良によっても達成されている。表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の一つであり、表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。 The development of the technology of the liquid crystal display element has been achieved not only by improving the drive system and the element structure, but also by improving the components used for the display element. Among the constituent members used in display elements, the liquid crystal alignment film is one of the important elements related to the display quality of the liquid crystal display element, and the role of the liquid crystal alignment film is increasing as the quality of the display element increases. It has become important year after year.
液晶配向膜は、液晶配向剤より調製される。現在、主として用いられている液晶配向剤とは、ポリアミック酸または可溶性ポリイミドを有機溶剤に溶解させた溶液である。このような溶液を基板に塗布した後、加熱などの手段により成膜してポリイミド系配向膜を形成する。ポリアミック酸以外の種々の液晶配向剤も検討されているが、耐熱性、耐薬品性(耐液晶性)、塗布性、液晶配向性、電気特性、光学特性、表示特性等の点から、ほとんど実用化されていない。 The liquid crystal alignment film is prepared from a liquid crystal aligning agent. Currently, the liquid crystal aligning agent mainly used is a solution in which polyamic acid or soluble polyimide is dissolved in an organic solvent. After applying such a solution to the substrate, a polyimide-based alignment film is formed by film formation by means such as heating. Various liquid crystal aligning agents other than polyamic acid are also being studied, but they are almost practical in terms of heat resistance, chemical resistance (liquid crystal resistance), coating properties, liquid crystal alignment properties, electrical properties, optical properties, display properties, etc. It has not been converted.
液晶表示素子(LCD)の表示品位を向上させるために液晶配向膜に要求される特性として、電圧保持率(VHR)が高いことが必要とされる。アクティブマトリックス型LCDにおいて、例えば電圧保持率が低いと、フレーム期間中に液晶にかかる電圧が低下し、結果として輝度が変化してしまい、正常な諧調とならない。特に最近LCDがテレビ用途に用いられるようになり、VHRの経時劣化が小さいことも重要となってきた。大画面で表示のきれいなLCDを作製するため、バックライトの輝度が高くなっており、光や熱によってもVHRが劣化しない配向膜が求められるようになっている。 In order to improve the display quality of a liquid crystal display element (LCD), a characteristic required for a liquid crystal alignment film is required to have a high voltage holding ratio (VHR). In an active matrix LCD, for example, if the voltage holding ratio is low, the voltage applied to the liquid crystal during the frame period is lowered, resulting in a change in luminance, and normal gradation does not occur. In particular, LCDs have recently been used for television applications, and it has become important that the deterioration of VHR with time is small. In order to produce a large-screen LCD with a clear display, the backlight has a high luminance, and an alignment film that does not deteriorate VHR due to light or heat has been demanded.
次に、配向膜に求められる重要な特性として、残留電荷(DC)が小さいことが挙げられる。残留DCとはLCDの駆動に伴い電極間に溜まる電荷のことであり、この現象により余分な電圧が電極に印加され、例えば電圧を切った後も表示画像が消えずに残る、いわゆる「残像」が発生する。残留DCを小さくする方法の一つとして、最近、窒素原子を持つジアミンを用いることで、残留DCが小さい液晶配向膜を製作できることが報告されている(特許文献1、2、3)。 Next, an important characteristic required for the alignment film is a small residual charge (DC). Residual DC is a charge that accumulates between the electrodes as the LCD is driven. Due to this phenomenon, an extra voltage is applied to the electrodes. For example, the display image remains without disappearing even after the voltage is turned off. Will occur. As one method for reducing the residual DC, it has recently been reported that a liquid crystal alignment film having a small residual DC can be produced by using a diamine having a nitrogen atom (Patent Documents 1, 2, and 3).
しかしながら、液晶表示素子の高性能化が進むにつれて、さらに残留DCを低減することができる配向膜が必要であり、従来提案されている技術のみでは、要求される特性を完全に満足させることが難しくなってきている。 However, as the performance of liquid crystal display devices increases, an alignment film that can further reduce residual DC is required, and it is difficult to completely satisfy the required characteristics only with the conventionally proposed technology. It has become to.
本発明の目的は、液晶配向膜に求められる特性(電圧保持率が高い、残留DCが小さい、液晶配向性が高い、耐ラビング性が高いなど)の多くを達成することのできるポリアミック酸を開発することである。 The object of the present invention is to develop a polyamic acid that can achieve many of the characteristics required for liquid crystal alignment films (high voltage holding ratio, small residual DC, high liquid crystal alignment, high rubbing resistance, etc.) It is to be.
本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意研究を行い、ポリアミック酸の原料であるジアミンに1−フェニルインドール構造を導入することにより、このポリマーから成る配向膜を有する液晶表示素子に、高い電圧保持率を保ちつつ残留DCを低下させることができることを見出した。さらに本発明のジアミンおよび本発明のジアミンを用いたポリアミック酸またはポリイミドは通常使用される溶剤に対して高い溶解性を持つことを見出し本発明を完成させた。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems, and by introducing a 1-phenylindole structure into a diamine that is a raw material of polyamic acid, the liquid crystal display element having an alignment film made of this polymer has high performance. It has been found that the residual DC can be reduced while maintaining the voltage holding ratio. Furthermore, the present invention was completed by finding that the diamine of the present invention and the polyamic acid or polyimide using the diamine of the present invention have high solubility in commonly used solvents.
本発明のジアミンは次の[1]項で示される。
[1] 式(1)で表されるジアミン:
ここに、Yは単結合または炭素数1〜9の直鎖アルキレンであり;このアルキレンの任意の−CH2−は−O−、−N(CH3)−、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレンまたはピペラジン−1,4−ジイルで置き換えられてもよく;nは0または1であり;そして、アミノ基が結合しているベンゼン環の1つの水素は−OHで置き換えられてもよい。但し、Yがアルキレンであってnが0であるとき、アミノ基が結合する−CH2−が−O−または−N(CH3)−で置き換えられることはない。
The diamine of the present invention is shown in the following item [1].
[1] Diamine represented by formula (1):
Here, Y is a single bond or a linear alkylene having 1 to 9 carbon atoms; any —CH 2 — in the alkylene is —O—, —N (CH 3 ) —, 1,4-phenylene, 1, May be replaced by 4-cyclohexylene or piperazine-1,4-diyl; n is 0 or 1; and one hydrogen of the benzene ring to which the amino group is bonded is replaced by —OH. Also good. However, when Y is alkylene and n is 0, —CH 2 — to which the amino group is bonded is not replaced by —O— or —N (CH 3 ) —.
本発明のジアミンは特殊な反応装置を使わずとも容易に合成でき、また本発明の液晶配向剤は当該技術において通常用いられる溶剤に可溶であり、保存時に沈殿を生ずることがない。そして本発明により、電圧保持率が高く、残留DCの小さい液晶表示素子を提供することができる。 The diamine of the present invention can be easily synthesized without using a special reaction apparatus, and the liquid crystal aligning agent of the present invention is soluble in a solvent usually used in the art and does not cause precipitation during storage. According to the present invention, a liquid crystal display element having a high voltage holding ratio and a small residual DC can be provided.
まず最初に、本発明で用いる用語について説明する。式(1)で表されるジアミンをジアミン(1)と称することがある。他の式で表されるジアミンも同様の略記法で示すことがある。ジアミン以外の化合物については、例えば式(A)で表されるテトラカルボン酸二無水物を酸無水物(A)と略記することがある。化学式について説明する際に用いる用語「任意の」は、「位置だけでなく数においても自由に選択できること」を意味する。例えば、「任意のAがB、C、DまたはEで置き換えられてもよい」という表現は、1つのAがB、C、DまたはEで置き換えられてもよいという意味と、複数のAのどれもがB、C、DおよびEのいずれか1つで置き換えられてもよいという意味とに加えて、Bで置き換えられるA、Cで置き換えられるA、Dで置き換えられるA、およびEで置き換えられるAの少なくとも2つが混在してもよいという意味をも有する。任意の−CH2−が−O−で置き換えられてもよいとするとき、結果として結合基−O−O−が生じるような置き換えは含まれない。 First, terms used in the present invention will be described. The diamine represented by formula (1) may be referred to as diamine (1). Diamines represented by other formulas may be indicated by similar abbreviations. For compounds other than diamines, for example, tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (A) may be abbreviated as acid anhydride (A). The term “arbitrary” used in describing a chemical formula means “can be freely selected not only by position but also by number”. For example, the expression “any A may be replaced with B, C, D, or E” means that one A may be replaced with B, C, D, or E, and In addition to the meaning that any may be replaced by any one of B, C, D and E, A replaced by B, A replaced by C, A replaced by D, and E replaced It also means that at least two of A may be mixed. When any —CH 2 — may be replaced by —O—, such a replacement that results in the linking group —O—O— is not included.
環を構成する炭素との結合位置が明確でない置換基は、その結合位置が化学的に問題のない範囲内で自由であることを意味する。複数の式において同じ記号が用いられている場合は、その基が同じ定義範囲を有することを意味するが、すべての式において同時に同じ基でなければならないことを意味しない。複数の式において同じ基であってもよいし、式ごとに異なる基であってもよい。 A substituent in which the bonding position with the carbon constituting the ring is not clear means that the bonding position is free as long as there is no chemical problem. When the same symbol is used in more than one formula, it means that the groups have the same scope of definition but does not mean that all formulas must be the same group at the same time. The same group may be used in a plurality of formulas, or different groups may be used for each formula.
本発明は前記の[1]項と次の[2]〜[11]項で構成される。
[2] アミノ基が結合しているベンゼン環が−OHを置換基として持たないベンゼン環である、[1]項に記載のジアミン。
The present invention comprises the above item [1] and the following items [2] to [11].
[2] The diamine according to item [1], wherein the benzene ring to which the amino group is bonded is a benzene ring not having —OH as a substituent.
[3] アミノ基が結合しているベンゼン環がアミノ基に対してオルト位の1つに置換基−OHを有するベンゼン環である、[1]項に記載のジアミン。 [3] The diamine according to item [1], wherein the benzene ring to which the amino group is bonded is a benzene ring having a substituent —OH at one of the ortho positions with respect to the amino group.
[4] Yが単結合または1,4−フェニレンであり、そしてnが0である、[1]項に記載のジアミン。 [4] The diamine according to item [1], wherein Y is a single bond or 1,4-phenylene, and n is 0.
[5] Yが単結合、または任意の−CH2−が−O−または−N(CH3)−で置き換えられてもよい炭素数1〜9の直鎖アルキレンであり;そしてnが1である、[1]項に記載のジアミン。 [5] Y is a single bond, or a linear alkylene having 1 to 9 carbon atoms in which arbitrary —CH 2 — may be replaced by —O— or —N (CH 3 ) —; The diamine according to item [1].
[6] [1]項に記載のジアミンの少なくとも1つまたは[1]項に記載のジアミンの少なくとも1つとその他のジアミンの少なくとも1つからなるジアミン混合物と、少なくとも1つのテトラカルボン酸無水物とを反応させて得られるポリアミック酸。 [6] A diamine mixture comprising at least one diamine according to item [1] or at least one diamine according to item [1] and at least one other diamine, and at least one tetracarboxylic acid anhydride, A polyamic acid obtained by reacting.
[7] 少なくとも1つのテトラカルボン酸無水物が式(A1)〜式(A63)で表される化合物から選択されるテトラカルボン酸無水物である、[6]項に記載のポリアミック酸。
[7] The polyamic acid according to item [6], wherein the at least one tetracarboxylic acid anhydride is a tetracarboxylic acid anhydride selected from compounds represented by formulas (A1) to (A63).
[8] [6]項に記載のポリアミック酸を脱水閉環して得られるポリイミド。 [8] A polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid according to the item [6].
[9] [6]項に記載のポリアミック酸および[8]項に記載のポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つのポリマーを含有する溶液。 [9] A solution containing at least one polymer selected from the group consisting of the polyamic acid according to the item [6] and the polyimide according to the item [8].
[10] [9]項に記載のポリマー溶液からなる液晶配向剤。 [10] A liquid crystal aligning agent comprising the polymer solution according to the item [9].
[11] [10]項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子。
[11] A liquid crystal display device having a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent according to the item [10].
本発明のジアミンは式(1)で表される。
The diamine of the present invention is represented by the formula (1).
式(1)において、Yは単結合または炭素数1〜9の直鎖アルキレンである。そして、このアルキレンの任意の−CH2−は−O−、−N(CH3)−、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレンまたはピペラジン−1,4−ジイルで置き換えられてもよい。Yの好ましい例は、単結合、1,4−フェニレン、ピペラジン−1,4−ジイルおよび任意の−CH2−が−O−または−N(CH3)−で置き換えられてもよい炭素数1〜9の直鎖アルキレンである。Yのより好ましい例は、1,4−フェニレンおよび任意の−CH2−が−O−または−N(CH3)−で置き換えられてもよい炭素数1〜9の直鎖アルキレンである。nは0または1である。しかしながら、Yが前記のアルキレンであってnが0であるとき、アミノ基が結合する−CH2−が−O−または−N(CH3)−で置き換えられることはない。そして、アミノ基が結合しているベンゼン環の1つの水素は−OHで置き換えられてもよい。このベンゼン環が1つの置換基−OHを有するとき、その位置はアミノ基の結合位置に対してオルト位またはメタ位であり、オルト位が好ましい。 In the formula (1), Y is a single bond or a linear alkylene having 1 to 9 carbon atoms. And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —N (CH 3 ) —, 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene or piperazine-1,4-diyl. Good. Preferred examples of Y include a single bond, 1,4-phenylene, piperazine-1,4-diyl, and any carbon atom in which any —CH 2 — may be replaced by —O— or —N (CH 3 ) —. ~ 9 linear alkylene. More preferred examples of Y are 1,4-phenylene and straight-chain alkylene having 1 to 9 carbon atoms in which arbitrary —CH 2 — may be replaced by —O— or —N (CH 3 ) —. n is 0 or 1. However, when Y is alkylene as described above and n is 0, —CH 2 — to which the amino group is bonded is not replaced by —O— or —N (CH 3 ) —. And one hydrogen of the benzene ring to which the amino group is bonded may be replaced with -OH. When this benzene ring has one substituent —OH, the position is ortho-position or meta-position with respect to the bonding position of the amino group, and ortho-position is preferred.
ジアミン(1)をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸は、溶剤への溶解性が高く、冷蔵庫中等での保存時にポリマーの析出を防ぐことができる。ジアミン(1)以外の原料組成に依存して、より溶解性の悪いポリアミック酸となることが予想される場合、nが0である非対称なジアミン(1)を使用することが、溶解性を向上させるために好ましい。またポリアミック酸より溶解性の低いポリイミドを配向剤に用いる場合も、式(1)におけるnが0であるジアミン(1)を使用することが好ましい。 The polyamic acid obtained by reacting the diamine (1) with tetracarboxylic dianhydride has high solubility in a solvent, and can prevent polymer precipitation during storage in a refrigerator or the like. Depending on the raw material composition other than the diamine (1), when it is expected that the polyamic acid has poor solubility, it is possible to improve the solubility by using an asymmetric diamine (1) where n is 0. This is preferable. Moreover, also when using a polyimide with lower solubility than a polyamic acid for an aligning agent, it is preferable to use the diamine (1) whose n in Formula (1) is 0.
さらに大きな配向規制力を持つ配向膜を得るためには、Yが炭素数1〜9の直鎖アルキレンであることが好ましく、炭素数2〜9の直鎖アルキレンがより好ましい。この場合のアルキレンは−CH2−が他の基で置き換えられないアルキレンである。 In order to obtain an alignment film having a larger alignment regulating force, Y is preferably a linear alkylene having 1 to 9 carbon atoms, more preferably a linear alkylene having 2 to 9 carbon atoms. The alkylene in this case is an alkylene in which —CH 2 — is not replaced by another group.
本発明のジアミンを原料とするポリアミック酸から得られる配向膜は、残留DCを低減する効果が著しく大きい。従って、下記に示すような配向規制力の特に大きな公知のその他のジアミンをジアミン(1)と組み合わせて使用することによっても、液晶に対する配向規制力が大きく、残留DCが低い配向膜を得ることができる。 The alignment film obtained from the polyamic acid using the diamine of the present invention as a raw material has an extremely large effect of reducing residual DC. Therefore, by using other known diamines having a particularly large alignment regulating force as shown below in combination with the diamine (1), an alignment film having a large alignment regulating force for liquid crystals and a low residual DC can be obtained. it can.
Yの直鎖アルキレンにおける任意の−CH2−は、配向膜の電気特性を所望する値に調製するために、−O−またはN(CH3)−で置き換えることができる。そのとき、原料の入手し易さから、インドール環に隣接する−CH2−が−O−またはN(CH3)−で置き換えられているものが好ましく、化合物の安定性から−O−とN(CH3)−が隣り合わないことが好ましい。 Any —CH 2 — in the linear alkylene of Y can be replaced with —O— or N (CH 3 ) — in order to adjust the electrical properties of the alignment film to the desired values. At that time, in view of easy availability of raw materials, those in which —CH 2 — adjacent to the indole ring is replaced by —O— or N (CH 3 ) — are preferred, and —O— and N are considered from the stability of the compound. It is preferred that (CH 3 ) — are not adjacent.
ジアミン(1)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (1) are shown below.
Yが単結合であり、nが0であるジアミン(1)は以下に示す経路で合成できる。
Scheme1中、(S1−1)で表される市販の5−アミノインドールまたは6−アミノインドールを水素化ナトリウムなどの塩基存在下、4−フルオロニトロベンゼンと反応させ(S1−2)で表される化合物を得る。次いで、(S1−2)で表される化合物を水素接触還元でニトロ基を還元することにより、式(1)で表されるジアミンを合成できる。
Diamine (1) where Y is a single bond and n is 0 can be synthesized by the route shown below.
A compound represented by (S1-2) by reacting commercially available 5-aminoindole or 6-aminoindole represented by (S1-1) with 4-fluoronitrobenzene in the presence of a base such as sodium hydride in Scheme 1 Get. Subsequently, the diamine represented by the formula (1) can be synthesized by reducing the nitro group by hydrogen reduction of the compound represented by (S1-2).
Yが炭素数1〜9の直鎖アルキレン基であり、nが1である化合物は以下に示す経路で合成できる。
上記Scheme2中、(S2−1)で表されるジアミン(ここでYは単結合または炭素数1〜9の直鎖アルキレンである)とトリエタノールアンモニウムクロライドとをTetrahedron Letters 41(11),1811−1814(2000)に記載の方法に従い反応させて(S2−2)で表される化合物を得る。次いで、水素化ナトリウムなどの塩基存在下、4−フルオロニトロベンゼンと反応させ(S2−3)で表される化合物を得る。次いで(S2−3)で表される化合物を水素接触還元でニトロ基を還元することで、式(1)で表されるジアミンが合成できる。
A compound in which Y is a linear alkylene group having 1 to 9 carbon atoms and n is 1 can be synthesized by the route shown below.
In the above Scheme 2, a diamine represented by (S2-1) (wherein Y is a single bond or a linear alkylene having 1 to 9 carbon atoms) and triethanolammonium chloride are added to Tetrahedron Letters 41 (11), 1811- The compound represented by (S2-2) is obtained by reacting according to the method described in 1814 (2000). Next, it is reacted with 4-fluoronitrobenzene in the presence of a base such as sodium hydride to obtain a compound represented by (S2-3). Subsequently, the diamine represented by the formula (1) can be synthesized by reducing the nitro group by hydrogen catalytic reduction of the compound represented by (S2-3).
Yが炭素数2〜9の直鎖アルキレンであり、nが0である化合物は以下に示す経路で合成できる。
上記Scheme3中、(S3−1)で表される化合物とアミノアセチライド(ここでY’は単結合または炭素数1〜7の直鎖アルキレンである)とをTetrahedron Letters 34(40), 6403-6406(1993)に記載の方法に従い反応させて、(S3−2)で表される化合物を得る。次いで、水素化ナトリウムなどの塩基存在下、4−フルオロニトロベンゼンと反応させ(S3−3)で表される化合物を得る。次いで(S3−3)で表される化合物を水素接触還元でニトロ基を還元することで、式(1)で表されるジアミンが合成できる。
A compound in which Y is a linear alkylene having 2 to 9 carbon atoms and n is 0 can be synthesized by the route shown below.
In the above Scheme 3, a compound represented by (S3-1) and an aminoacetylide (where Y ′ is a single bond or a linear alkylene having 1 to 7 carbon atoms) are converted into Tetrahedron Letters 34 (40), 6403- Reaction is carried out according to the method described in 6406 (1993) to obtain a compound represented by (S3-2). Next, it is reacted with 4-fluoronitrobenzene in the presence of a base such as sodium hydride to obtain a compound represented by (S3-3). Subsequently, the diamine represented by the formula (1) can be synthesized by reducing the nitro group by hydrogen catalytic reduction of the compound represented by (S3-3).
Yが炭素数1のメチレンであり、nが0である化合物は次に示す経路で合成できる。
上記Scheme4中、(S4−1)で表される市販の5−(アミノメチル)インドールまたは6−(アミノメチル)インドールと水素化ナトリウムなどの塩基存在下、4−フルオロニトロベンゼンとを反応させ(S4−2)で表される化合物を得る。次いで(S4−2)で表される化合物を水素接触還元でニトロ基を還元することで、式(1)で表されるジアミンが合成できる。
A compound in which Y is methylene having 1 carbon atom and n is 0 can be synthesized by the following route.
In the above Scheme 4, commercially available 5- (aminomethyl) indole represented by (S4-1) or 6- (aminomethyl) indole is reacted with 4-fluoronitrobenzene in the presence of a base such as sodium hydride (S4 -2) is obtained. Subsequently, the diamine represented by the formula (1) can be synthesized by reducing the nitro group by hydrogen catalytic reduction of the compound represented by (S4-2).
Yが1,4−フェニレンであり、nが0である化合物は以下に示す経路で合成できる。
上記Scheme5において、(S5−1)で表される市販の5−ブロモインドールまたは6−ブロモインドールと、市販の4−アミノフェニルボロン酸とをパラジウム触媒を用いたカップリング反応により(S5−2)で表される化合物を得る。次いで、水素化ナトリウムなどの塩基存在下、4−フルオロニトロベンゼンと反応させ(S5−3)で表される化合物を得る。次いで(S5−3)で表される化合物を水素接触還元でニトロ基を還元することで、式(1)で表されるジアミンが合成できる。
A compound in which Y is 1,4-phenylene and n is 0 can be synthesized by the route shown below.
In the above scheme 5, a commercially available 5-bromoindole or 6-bromoindole represented by (S5-1) and a commercially available 4-aminophenylboronic acid are subjected to a coupling reaction using a palladium catalyst (S5-2). To obtain a compound represented by: Next, it is reacted with 4-fluoronitrobenzene in the presence of a base such as sodium hydride to obtain a compound represented by (S5-3). Subsequently, the diamine represented by the formula (1) can be synthesized by reducing the nitro group by hydrogen catalytic reduction of the compound represented by (S5-3).
次に、本発明のポリアミック酸について具体的に説明する。ジアミン(1)を溶剤中でテトラカルボン酸二無水物と反応させることにより、ポリアミック酸、部分的にイミド化されたポリアミック酸、またはこれらの混合物を含有する溶液が得られる。以下の説明ではこれらの溶液をワニスと称することがある。さらに、これらのワニスに含まれるポリアミック酸、部分的にイミド化されたポリアミック酸またはこれらの混合物を脱水反応により閉環させることでポリイミドを含有するワニスが得られる。本発明においては、ジアミン(1)を単独で使用してもよいが、2つ以上のジアミン(1)を組み合わせてもよい。また、式(1)で表されるジアミンと他の公知のジアミンとを併用することもできる。以下の説明では、ポリアミック酸、または部分的にイミド化されたポリアミック酸、またはこれらの混合物などのポリアミック酸類、およびポリアミック酸、または部分的にイミド化されたポリアミック酸、またはこれらの混合物を脱水閉環して得られるポリイミド類を総称してポリマーという。 Next, the polyamic acid of the present invention will be specifically described. By reacting diamine (1) with tetracarboxylic dianhydride in a solvent, a solution containing polyamic acid, partially imidized polyamic acid, or a mixture thereof is obtained. In the following description, these solutions may be referred to as varnishes. Furthermore, the varnish containing a polyimide is obtained by ring-closing the polyamic acid contained in these varnishes, the partially imidized polyamic acid, or a mixture thereof by a dehydration reaction. In the present invention, the diamine (1) may be used alone, but two or more diamines (1) may be combined. Moreover, the diamine represented by Formula (1) and other well-known diamine can also be used together. In the following description, polyamic acids, such as polyamic acids, or partially imidized polyamic acids, or mixtures thereof, and polyamic acids, or partially imidized polyamic acids, or mixtures thereof are dehydrated and cyclized. The polyimides thus obtained are collectively referred to as polymers.
本発明のポリマーの分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定される重量平均分子量で、好ましくは1,000〜500,000であり、より好ましくは10,000〜250,000である。重量平均分子量が10,000以上であれば、配向膜を形成する際の基板焼成工程においてポリマーの昇華を抑えられ、重量平均分子量が250,000以下であれば、溶剤への溶解性の低下を防ぐことができ、基板へ配向剤を塗布する際の、ポリマー分の析出などが抑えられるからである。 The molecular weight of the polymer of the present invention is a weight average molecular weight measured by a gel permeation chromatography (GPC) method, preferably 1,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 250,000. . If the weight average molecular weight is 10,000 or more, the sublimation of the polymer can be suppressed in the substrate baking step when forming the alignment film, and if the weight average molecular weight is 250,000 or less, the solubility in the solvent is reduced. This is because it is possible to prevent the precipitation of the polymer content when applying the alignment agent to the substrate.
本発明ではテトラカルボン酸二無水物を殊更に限定する理由はないが、使用するのに好ましいテトラカルボン酸二無水物の具体例を次に示す。
In the present invention, there is no reason to further limit tetracarboxylic dianhydride, but specific examples of tetracarboxylic dianhydride that are preferable for use are shown below.
これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。これらのテトラカルボン酸二無水物の中でも、特に好ましい例は酸無水物(A1)、酸無水物(A2)および酸無水物(A20)であり、これらの少なくとも1つを使用することで、より電圧保持率の高い液晶表示素子を提供することができる。 These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more. Among these tetracarboxylic dianhydrides, particularly preferred examples are acid anhydride (A1), acid anhydride (A2), and acid anhydride (A20). By using at least one of these, A liquid crystal display element having a high voltage holding ratio can be provided.
本発明のポリマーを調製するとき、本発明の効果を損なわない範囲であれば、式(1)で表されるジアミンと式(1)で表されない公知のジアミンを併用することができる。このとき、本発明の効果を最大限に発揮するためには、式(1)で表されるジアミンの含有割合は、ジアミンの全量を100モル%とするとき0.5〜95モル%であり、好ましくは5〜90モル%である。 When preparing the polymer of the present invention, a diamine represented by the formula (1) and a known diamine not represented by the formula (1) can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. At this time, in order to maximize the effects of the present invention, the content ratio of the diamine represented by the formula (1) is 0.5 to 95 mol% when the total amount of diamine is 100 mol%. , Preferably 5 to 90 mol%.
公知のジアミンの好ましい例は、下記に示す式(II)〜式(VIII)で表される化合物の群から選択されるジアミンである。これらのジアミンの少なくとも1つをジアミン(1)と併用することができる。なお、式(II)〜式(VIII)で表されないジアミンも併用することができる。
Preferred examples of known diamines are diamines selected from the group of compounds represented by formula (II) to formula (VIII) shown below. At least one of these diamines can be used in combination with the diamine (1). In addition, the diamine not represented by Formula (II)-Formula (VIII) can also be used together.
式(II)〜式(VIII)において、mは1〜12の整数であり、G1は独立して、単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)k−、−O−(CH2)k−O−、または−S−(CH2)k−S−、−N(CH3)−(CH2)k−N(CH3)−であって、kは1〜12の整数であり;G2は独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−または炭素数1〜3のアルキレンであり;シクロヘキサン環およびベンゼン環の任意の水素は、フッ素または−CH3で置き換えられていてもよい。式(III)においては、2つのアミノ基が同じ炭素原子に結合しないことが好ましい。式(IV)におけるアミノ基は、G1が結合している炭素原子に結合しないことが好ましい。 In the formulas (II) to (VIII), m is an integer of 1 to 12, and G 1 is independently a single bond, —O—, —S—, —S—S—, —SO 2 —, -CO -, - CONH -, - NHCO -, - C (CH 3) 2 -, - C (CF 3) 2 -, - (CH 2) k -, - O- (CH 2) k -O-, or -S- (CH 2) k -S - , - N (CH 3) - (CH 2) k -N (CH 3) - is a, k is an integer from 1 to 12; G 2 is independently A single bond, —O—, —S—, —CO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 — or alkylene having 1 to 3 carbon atoms; cyclohexane ring and benzene Any hydrogen in the ring may be replaced with fluorine or —CH 3 . In formula (III), it is preferred that the two amino groups are not bonded to the same carbon atom. The amino group in formula (IV) is preferably not bonded to the carbon atom to which G 1 is bonded.
ジアミン(II)〜ジアミン(IV)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (II) to diamine (IV) are shown below.
ジアミン(V)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (V) are shown below.
ジアミン(VI)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (VI) are shown below.
ジアミン(VII)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (VII) are shown below.
ジアミン(VIII)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (VIII) are shown below.
ジアミン(II)〜ジアミン(VIII)は、これらのジアミンの少なくとも1つと本発明のジアミン(1)とを併用することにより、液晶分子のプレチルト角を0°〜3°に調整することができるため、IPS用の配向膜原料として好適である。 Diamine (II) to diamine (VIII) can adjust the pretilt angle of liquid crystal molecules to 0 ° to 3 ° by using at least one of these diamines and the diamine (1) of the present invention in combination. It is suitable as an alignment film material for IPS.
より電圧保持率が高いIPS用配向膜を得るためには、ジアミン(VI−1)またはジアミン(VI−2)を併用することが好ましい。
In order to obtain an alignment film for IPS having a higher voltage holding ratio, it is preferable to use diamine (VI-1) or diamine (VI-2) in combination.
より残留DCの低い配向膜を得るためには、ジアミン(VI−14)、ジアミン(VI−15)またはジアミン(VI−22)を併用するのが好ましく、特にジアミン(VI−22)を併用するのが好ましい。 In order to obtain an alignment film having a lower residual DC, it is preferable to use diamine (VI-14), diamine (VI-15) or diamine (VI-22) in combination, and particularly to use diamine (VI-22) in combination. Is preferred.
液晶表示素子の黒表示特性を向上させる配向膜を得るためには、ジアミン(VI−10)またはジアミン(VIII−3)で表されるジアミンを併用するのが好ましい。 In order to obtain an alignment film that improves the black display characteristics of the liquid crystal display element, it is preferable to use a diamine represented by diamine (VI-10) or diamine (VIII-3) in combination.
他の公知のジアミンとしては、側鎖構造を持つジアミンが挙げられる。側鎖構造を持つ公知のジアミンの例は、下記のジアミン(IX)〜ジアミン(XII)である。これらのジアミンの少なくとも1つをジアミン(1)と併用することができる。ジアミン(II)〜ジアミン(VIII)の少なくとも1つとジアミン(IX)〜ジアミン(XII)の少なくとも1つとをジアミン(1)と併用してもよい。なお、本発明では、ジアミン(II)〜ジアミン(XII)に加えてこれら以外のジアミンを使用することもできる。
Other known diamines include diamines having a side chain structure. Examples of known diamines having a side chain structure are the following diamine (IX) to diamine (XII). At least one of these diamines can be used in combination with the diamine (1). At least one of diamine (II) to diamine (VIII) and at least one of diamine (IX) to diamine (XII) may be used in combination with diamine (1). In the present invention, diamines other than these may be used in addition to diamine (II) to diamine (XII).
式(IX)中、G3は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−または−(CH2)k−であって、kは1〜12の整数である。R1は炭素数3〜20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(IX−S)で表される基である。このアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよい。このフェニルの水素は、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2または−OCF3で置き換えられてもよい。ベンゼン環へのアミノ基の結合位置は任意であるが、2つのアミノ基の結合位置関係はメタまたはパラであることが好ましい。即ち、基「R1−G3−」の結合位置を1位としたとき、2つのアミノ基はそれぞれ、3位と5位、または2位と5位に結合していることが好ましい。 In formula (IX), G 3 is a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CO—, —CONH— or — (CH 2 ) k —, and k is an integer of 1 to 12 It is. R 1 is an alkyl having 3 to 20 carbon atoms, phenyl, a group having a steroid skeleton, or a group represented by the following formula (IX-S). In this alkyl, any hydrogen may be replaced with fluorine, and any —CH 2 — may be replaced with —O—, —CH═CH— or —C≡C—. Hydrogen which phenyl, -F, -CH 3, -OCH 3 , -OCH 2 F, may be replaced by -OCHF 2 or -OCF 3. The bonding position of the amino group to the benzene ring is arbitrary, but the bonding position relationship between the two amino groups is preferably meta or para. That is, when the bonding position of the group “R 1 -G 3 —” is the 1-position, the two amino groups are preferably bonded to the 3-position and 5-position, or the 2-position and 5-position, respectively.
式(IX−S)中、R5は水素、フッ素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のフッ素置換アルキル、炭素数1〜20のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2または−OCF3であり、G7、G8およびG9は結合基であって、これらは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−または炭素数1〜12のアルキレンであり、A2、A3およびA4は環であって、これらは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−9,10−ジイルであり、すべての環において、任意の水素はフッ素または−CH3で置き換えられてもよく;b、cおよびd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;b、cまたはdが2であるとき、2つの結合基は同じであっても異なってもよく、そして2つの環は同じであっても異なってもよい。
In formula (IX-S), R 5 represents hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 20 carbons, fluorine-substituted alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, —CN, —OCH 2 F, — OCHF 2 or —OCF 3 , G 7 , G 8 and G 9 are linking groups, which are independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —CH = CH- or alkylene having 1 to 12 carbon atoms, A 2 , A 3 and A 4 are rings, and these are independently 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, 1,3 -Dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-2,7-diyl or anthracene-9,10-diyl , Any water in any ring May be replaced by fluorine or -CH 3; b, c and d are integers of 0 to 2 independently, their sum is in 1 to 5; b, c or d is 2 Sometimes the two linking groups may be the same or different, and the two rings may be the same or different.
式(X)および式(XI)中、R2は独立して水素またはメチルである。R3は独立して水素、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルである。G4は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。式(XII)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い。 In formula (X) and formula (XI), R 2 is independently hydrogen or methyl. R 3 is independently hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, or alkenyl having 2 to 20 carbons. G 4 is independently a single bond, —CO— or —CH 2 —. One hydrogen of the benzene ring in formula (XII) may be replaced with alkyl having 1 to 20 carbons or phenyl.
式(X)中、2つの基「NH2−フェニレン−G4−O−」の一方はステロイド核の3位に結合し、もう一方はステロイド核の6位に結合していることが好ましい。式(XI)における2つの基「NH2−フェニレン−G4−O−」のベンゼン環への結合位置は、ステロイド核の結合位置に対して、それぞれメタ位またはパラ位であることが好ましい。式(XI)および式(XII)において、ベンゼン環に対するアミノ基の結合位置は、G4の結合位置に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。 Wherein (X), 2 radicals - one of the "NH 2 phenylene -G 4 -O-" is attached to the 3 position of the steroid nucleus, it is preferable that the other is bound to 6-position of the steroid nucleus. Formula (XI) 2 radicals in the - bonded to the benzene rings "NH 2 phenylene -G 4 -O-", it is preferred for the bonding position of the steroid nucleus, are each meta or para position. In Formula (XI) and Formula (XII), the amino group is preferably bonded to the benzene ring at the meta position or the para position with respect to the bonding position of G 4 .
式(XII)中、R4は水素または炭素数1〜20のアルキルであって、このアルキルのうち炭素数2〜20のアルキルにおける任意の−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。G5は−O−または炭素数1〜6のアルキレンである。A1は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、G6は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、そしてaは0または1である。ベンゼン環へのアミノ基の結合位置は、G5の結合位置に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。 In the formula (XII), R 4 is hydrogen or alkyl having 1 to 20 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkyl having 2 to 20 carbon atoms in the alkyl is —O— or —CH═CH. -Or -C≡C- may be substituted. G 5 is —O— or alkylene having 1 to 6 carbon atoms. A 1 is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene, G 6 is a single bond or alkylene having 1 to 3 carbon atoms, and a is 0 or 1. Binding position of the amino group on the benzene ring is preferably a meta or para position with respect to the binding position of G 5.
ジアミン(IX)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (IX) are shown below.
ジアミン(X)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (X) are shown below.
ジアミン(XI)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (XI) are shown below.
ジアミン(XII)の具体例を以下に示す。
Specific examples of diamine (XII) are shown below.
ジアミン(IX−1)〜ジアミン(IX−4)、ジアミン(IX−25)〜ジアミン(IX−28)、およびジアミン(XII−1)〜ジアミン(XII−6)は、これらの少なくとも1つを本発明のジアミン(1)と併用することにより、液晶分子のプレチルト角を3°〜15°に調整できるため、TN、STN、OCB用の配向膜原料として好適である。 Diamine (IX-1) to diamine (IX-4), diamine (IX-25) to diamine (IX-28), and diamine (XII-1) to diamine (XII-6) are at least one of these. By using in combination with the diamine (1) of the present invention, the pretilt angle of the liquid crystal molecules can be adjusted to 3 ° to 15 °, and therefore, it is suitable as an alignment film material for TN, STN, and OCB.
より電圧保持率が高く、残留DCを低く抑えることができ、かつ、配向膜形成工程の条件に因らず安定して一定の所望するプレチルト角を液晶分子に与えることができるTN、STN、OCB用の配向膜の原料としては、ジアミン(IX−2)、ジアミン(XII−1)、ジアミン(XII−4)およびジアミン(XII−6)の少なくとも1つをジアミン(1)と併用することが好ましい。 TN, STN, OCB that has a higher voltage holding ratio, can suppress residual DC, and can stably give a desired pretilt angle to liquid crystal molecules regardless of the conditions of the alignment film formation step. As a raw material for the alignment film, at least one of diamine (IX-2), diamine (XII-1), diamine (XII-4) and diamine (XII-6) may be used in combination with diamine (1). preferable.
ジアミン(IX−7)、ジアミン(IX−8)、ジアミン(IX−13)〜ジアミン(IX−16)、ジアミン(IX−29)〜ジアミン(IX−33)、ジアミン(X−1)〜ジアミン(X−4)、ジアミン(XI−1)〜ジアミン(XI−4)、およびジアミン(XII−7)〜ジアミン(XII−11)は、これらの少なくとも1つをジアミン(1)と併用することにより液晶分子のプレチルト角を90°に調整できるため、VA用の配向膜原料として好適である。 Diamine (IX-7), Diamine (IX-8), Diamine (IX-13) to Diamine (IX-16), Diamine (IX-29) to Diamine (IX-33), Diamine (X-1) to Diamine (X-4), diamine (XI-1) to diamine (XI-4), and diamine (XII-7) to diamine (XII-11) use at least one of these in combination with diamine (1). Therefore, the pretilt angle of the liquid crystal molecules can be adjusted to 90 °, which is suitable as a raw material for alignment films for VA.
より電圧保持率が高く、残留DCを低く抑えることができ、かつ、配向膜形成工程の条件に因らず安定して一定の所望するプレチルト角を液晶分子に与えることができるVA用の配向膜の原料としては、ジアミン(IX−7)、ジアミン(IX−8)、ジアミン(IX−13)、およびジアミン(IX−14)の少なくとも1つをジアミン(1)と併用することが好ましい。 An alignment film for VA that has a higher voltage holding ratio, can suppress residual DC, and can stably give a predetermined desired pretilt angle to liquid crystal molecules regardless of the conditions of the alignment film forming step. As a raw material, it is preferable to use at least one of diamine (IX-7), diamine (IX-8), diamine (IX-13), and diamine (IX-14) in combination with diamine (1).
さらに、本発明のジアミンと併用できるジアミンとして、シロキサン結合を含むシロキサン系ジアミンを挙げることができる。このシロキサン系ジアミンは特に限定されるものではないが、式(S1)で表されるジアミンが好ましく使用される。
ここに、R6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る。R7およびR8は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルである。そしてfは1〜10の整数である。これらのシロキサン系ジアミンの使用量は本発明の効果を損なわない範囲であれば、特に限定されるものではない。
Furthermore, examples of the diamine that can be used in combination with the diamine of the present invention include siloxane-based diamines containing a siloxane bond. The siloxane-based diamine is not particularly limited, but a diamine represented by the formula (S1) is preferably used.
Here, R 6 is independently alkylene having 1 to 6 carbon atoms, phenylene, or alkyl-substituted phenylene. R 7 and R 8 are independently alkyl having 1 to 3 carbon atoms or phenyl. And f is an integer of 1-10. The amount of these siloxane-based diamines is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明の液晶配向剤について説明する。本発明の液晶配向剤は、本発明のポリマーから選ばれた1つ以上を含有するポリマー溶液である。本発明の液晶配向剤の具体的な例は、ジアミン(1)と酸二無水物とを反応させることによって得られる本発明のポリアミック酸の溶液、このポリアミック酸の溶液から溶剤を除去して得られるポリアミック酸のポリマーを溶剤に溶解させて得られるポリアミック酸の溶液およびそれらの混合物などである。本発明の液晶配向剤は、本発明のポリマーの調製に用いられた反応溶液そのものであってもよいが、反応溶液から溶剤を留去して得られたポリマーを、この反応に用いたのと異なる溶剤に溶解させた溶液であってもよい。 The liquid crystal aligning agent of this invention is demonstrated. The liquid crystal aligning agent of this invention is a polymer solution containing 1 or more chosen from the polymer of this invention. The specific example of the liquid crystal aligning agent of this invention is obtained by removing a solvent from the solution of the polyamic acid of this invention obtained by making diamine (1) and acid dianhydride react, and this polyamic acid solution. A solution of polyamic acid obtained by dissolving a polymer of polyamic acid obtained in a solvent, and a mixture thereof. The liquid crystal aligning agent of the present invention may be the reaction solution itself used for the preparation of the polymer of the present invention, but the polymer obtained by distilling off the solvent from the reaction solution was used for this reaction. It may be a solution dissolved in a different solvent.
本発明の液晶配向剤に用いる溶剤は特に限定されるものではないが、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、エチレングリコールモノブチルエーテル(BC)、エチレングリコールモノエチルエーテル、γ−ブチロラクトンなどを挙げることができる。本発明においては、上記溶剤から選ばれた2種以上を混合して用いてもよい。また、本発明のポリマーが可溶であれば上記以外の溶剤を用いてもよい。 The solvent used in the liquid crystal aligning agent of the present invention is not particularly limited. For example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), Examples thereof include ethylene glycol monobutyl ether (BC), ethylene glycol monoethyl ether, and γ-butyrolactone. In the present invention, two or more selected from the above solvents may be mixed and used. Further, solvents other than those described above may be used as long as the polymer of the present invention is soluble.
本発明の液晶配向剤には、配向膜としてのよりよい特性を発現させるため、さらに公知の全てのポリマーから選ばれる1種類以上を加えてもよい。このとき、全ポリマー中に占める本発明ポリマーの好ましい割合は、本発明の効果を発現させるために、50〜100重量%であり、より好ましい割合は70〜100重量%である。このようなポリマーの例として、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリエポキサイド、ポリエステルポリオール、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリエステルなどを挙げることができる。 The liquid crystal aligning agent of the present invention may further include one or more selected from all known polymers in order to develop better properties as an alignment film. At this time, the preferable ratio of the polymer of the present invention in all the polymers is 50 to 100% by weight, and more preferable ratio is 70 to 100% by weight in order to express the effect of the present invention. Examples of such polymers include polyamides, polyurethanes, polyureas, polyesters, polyepoxides, polyester polyols, silicon-modified polyurethanes, silicon-modified polyesters, and the like.
本発明の液晶配向剤に含まれるポリマーの割合は特に限定されるものではなく、液晶表示素子を作製する際の工程に合わせ、最適な値を選べばよい。通常、ガラス基板への塗布時のムラやピンホール等を抑えるため、液晶配向剤全重量に対し、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%である。 The ratio of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of this invention is not specifically limited, What is necessary is just to select an optimal value according to the process at the time of producing a liquid crystal display element. Usually, in order to suppress unevenness and pinholes at the time of application to a glass substrate, it is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the total weight of the liquid crystal aligning agent.
本発明の液晶配向剤に有機ケイ素化合物を添加すれば、配向膜のガラス基板への密着性や硬さの調節が可能となり、ラビング等によりポリイミドが削れることに起因する表示不良を改善することができる。本発明の液晶配向剤に添加する有機ケイ素化合物は特に限定されるものではないが、例えば、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニ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、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、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤、ジメチルポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサンなどのシリコーンオイルであり、特に、アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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を添加することが好ましい。 If an organosilicon compound is added to the liquid crystal aligning agent of the present invention, it becomes possible to adjust the adhesion and hardness of the alignment film to the glass substrate, and to improve the display defect due to the polyimide being scraped by rubbing or the like. it can. The organosilicon compound added to the liquid crystal aligning agent of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3 A silane coupling agent such as glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, a silicone oil such as dimethylpolysiloxane, polydimethylsiloxane, and polydiphenylsiloxane; To, aminopropyl triethoxysilane, 3-glycidoxypropyl methyldimethoxysilane, be added 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane preferred.
この有機ケイ素化合物の液晶配向剤への添加割合は、上記の配向膜に要求される特性を損なうことなく、表示不良を改善することができる範囲であれば特に制限はない。しかしながら、これらを多く添加すると、配向膜としたとき液晶の配向不良が生ずる。したがって、これらの濃度は液晶配向剤に含有されるポリマーの全重量に対し、0.01〜50重量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜20重量%である。 The addition ratio of the organosilicon compound to the liquid crystal aligning agent is not particularly limited as long as display defects can be improved without impairing the properties required for the alignment film. However, when a large amount of these is added, alignment failure of the liquid crystal occurs when the alignment film is formed. Therefore, these concentrations are preferably 0.01 to 50% by weight, more preferably 0.1 to 20% by weight, based on the total weight of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent.
異なる種類のポリマーを混合して用いることによっても、所望するプレチルト角を与えうる液晶配向剤を調製することができる。これは、表面エネルギーが異なる複数のポリマーを混合すると、これらのポリマーが薄膜となるとき、表面エネルギーが小さいポリマーが表面に偏析しやすいことを利用したものである。このようなポリマーブレンドを行うことによって、配向膜の表面に、液晶分子にプレチルト角を付与し、かつ良好な液晶配向性を示す成分(ポリマーAという)の層を形成し、そして塗布基板側に良好な電気的特性を発現する成分(ポリマーB)の層を形成することができる。即ち、これら両方の特性に優れた配向膜を得ることができる。この方法に関しては特開平8−43831号公報に開示されている。 A liquid crystal aligning agent capable of giving a desired pretilt angle can also be prepared by mixing different types of polymers. This is based on the fact that when a plurality of polymers having different surface energies are mixed, when these polymers become thin films, the polymer having a small surface energy tends to segregate on the surface. By performing such a polymer blend, a layer of a component (referred to as polymer A) that imparts a pretilt angle to the liquid crystal molecules and exhibits good liquid crystal orientation is formed on the surface of the alignment film, and is formed on the coated substrate side. A layer of the component (polymer B) that exhibits good electrical characteristics can be formed. That is, an alignment film excellent in both of these characteristics can be obtained. This method is disclosed in JP-A-8-43831.
本発明の液晶配向剤においてもポリマーブレンドを行うことができる。本発明のポリマーは電気特性の優れた配向膜となるので、ポリマーBの成分として好適である。また、先に述べたように、本発明のポリマーは式(1)で表される本発明のジアミンと他のジアミンを適宜組み合わせることにより、ポリマーAの成分としても使用できる。 Polymer blending can also be performed in the liquid crystal aligning agent of the present invention. Since the polymer of the present invention becomes an alignment film having excellent electrical properties, it is suitable as a component of polymer B. Further, as described above, the polymer of the present invention can be used as a component of the polymer A by appropriately combining the diamine of the present invention represented by the formula (1) with another diamine.
ポリマーAとポリマーBの混合比は、それぞれ1重量%〜99重量%の間で任意に選択できる。しかしながら、良好な液晶配向特性およびプレチルト角を保持したまま良好な電気的特性を発現させるために好ましいポリマーAの割合は、ポリマー全重量を基準として1〜50重量%であり、より好ましくは5〜30重量%である。 The mixing ratio of the polymer A and the polymer B can be arbitrarily selected between 1 wt% and 99 wt%, respectively. However, the ratio of the polymer A that is preferable for developing good electrical properties while maintaining good liquid crystal alignment characteristics and a pretilt angle is 1 to 50% by weight based on the total weight of the polymer, more preferably 5 to 5%. 30% by weight.
ポリアミック酸のカルボン酸残基と反応する架橋剤を本発明の液晶配向剤に添加することも、特性の経時劣化や環境による劣化を防ぐために重要である。このような架橋剤としては、特許第3049699号公報、特開2005−275360号公報、特開平10−212484号公報等に記載されているような多官能エポキシ、イソシアネート材料等が挙げられる。また架橋剤自身が反応して網目構造のポリマーとなり、ポリアミック酸またはポリイミド膜強度を向上させるような材料も、上記と同様な目的に使用することができる。このような架橋剤としては、特開平10−310608号公報、特開2004―341030号公報等に記載されているような多官能ビニルエーテル、マレイミド誘導体、またはビスアリルナジイミド誘導体等が挙げられる。なお、本発明に用いられる架橋剤はこれら以外でもよい。架橋剤を使用するとき、本発明の効果を発現させるために好ましいその割合は、本発明のポリマーに対する重量比で、0.05〜0.5であり、より好ましくは0.1〜0.3である。 It is also important to add a crosslinking agent that reacts with the carboxylic acid residue of the polyamic acid to the liquid crystal aligning agent of the present invention in order to prevent deterioration of characteristics over time and deterioration due to the environment. Examples of such a crosslinking agent include polyfunctional epoxies and isocyanate materials as described in Japanese Patent No. 3049699, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-275360, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-212484, and the like. Further, a material that reacts with the crosslinking agent itself to form a polymer having a network structure and improves the strength of the polyamic acid or the polyimide film can be used for the same purpose as described above. Examples of such a crosslinking agent include polyfunctional vinyl ethers, maleimide derivatives, or bisallyl nadiimide derivatives as described in JP-A-10-310608, JP-A-2004-341030, and the like. The crosslinking agent used in the present invention may be other than these. When a cross-linking agent is used, the preferred ratio for expressing the effects of the present invention is 0.05 to 0.5, more preferably 0.1 to 0.3, in terms of the weight ratio to the polymer of the present invention. It is.
本発明の液晶配向剤の粘度は、塗布する方法、ポリマーの種類や濃度、溶剤の種類などによるが、好ましくは5〜100mPa・s、より好ましくは10〜80mPa・sである。十分な膜厚を得るためには5mPa・sより大きい粘度であることが望ましく、印刷ムラを発生させないためには、100mPa・sより小さい粘度であることが望ましい。ただし、インクジェット法による印刷を行う場合は、粘度が5mPa・s以下のものでも使用することができる。 The viscosity of the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 5 to 100 mPa · s, more preferably 10 to 80 mPa · s, although it depends on the coating method, the type and concentration of the polymer, the type of solvent, and the like. In order to obtain a sufficient film thickness, the viscosity is desirably larger than 5 mPa · s, and in order not to cause printing unevenness, the viscosity is desirably smaller than 100 mPa · s. However, when printing by the ink jet method, one having a viscosity of 5 mPa · s or less can be used.
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。本発明の液晶表示素子は、(1)対向配置された一対の基板、(2)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、および(3)前記一対の基板間に挟持された液晶層を含む。この一対の基板の双方に電極が配置されていてもよいが、IPS型液晶表示素子である場合は、一対の基板の一方に、電極(櫛型またはジグザグ構造の電極でありうる)が配置されている。 Next, the liquid crystal display element of the present invention will be described. The liquid crystal display element of the present invention includes (1) a pair of substrates disposed opposite to each other, (2) a liquid crystal alignment film formed on the surfaces of the pair of substrates opposed to each other, and (3) between the pair of substrates. A liquid crystal layer sandwiched between the two. Electrodes may be disposed on both of the pair of substrates. However, in the case of an IPS liquid crystal display element, an electrode (which may be a comb-shaped or zigzag structure electrode) is disposed on one of the pair of substrates. ing.
前記液晶配向膜は、本発明の液晶配向剤を前記基板に塗布し、加熱することによって形成される液晶配向膜である。ここで液晶配向膜の膜厚は、10〜300nmであることが好ましく、30〜100nmであることがより好ましい。また、液晶配向膜はラビング処理されていることが好ましい。 The liquid crystal alignment film is a liquid crystal alignment film formed by applying the liquid crystal aligning agent of the present invention to the substrate and heating. Here, the film thickness of the liquid crystal alignment film is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 100 nm. The liquid crystal alignment film is preferably rubbed.
前記対向配置された一対の電極付き基板は、透明基板(例えばガラス基板)であることが好ましい。 The pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other is preferably a transparent substrate (for example, a glass substrate).
前記一対の基板間に挟持された液晶層は液晶組成物を含む。ここで液晶組成物は特に制限はされず、駆動モードに応じて、誘電率異方性が正の液晶組成物および誘電率異方性が負の液晶組成物のいずれの組成物も用いることができる。誘電率異方性が正である好ましい液晶組成物の例は、特許第3086228号公報、特許第2635435号公報、特表平5−501735号公報、特開平8−157826号公報、特開平8−231960号公報、特開平9−241644号公報(EP885272A1)、特開平9−302346号公報(EP806466A1)、特開平8−199168号公報(EP722998A1)、特開平9−235552号公報、特開平9−255956号公報、特開平9−241643号公報(EP885271A1)、特開平10−204016号公報(EP844229A1)、特開平10−204436号公報、特開平10−231482号公報、特開2000−087040号公報、特開2001−48822号公報などに開示されている。 The liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates includes a liquid crystal composition. Here, the liquid crystal composition is not particularly limited, and either a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy or a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy may be used depending on the driving mode. it can. Examples of preferable liquid crystal compositions having a positive dielectric anisotropy include Japanese Patent No. 3086228, Japanese Patent No. 2635435, Japanese Patent Laid-Open No. 5-501735, Japanese Patent Laid-Open No. 8-157826, Japanese Patent Laid-Open No. 8- No. 231960, JP-A-9-241644 (EP882722A1), JP-A-9-302346 (EP806466A1), JP-A-8-199168 (EP722998A1), JP-A-9-235552, JP-A-9-255556. JP-A-9-241643 (EP882711A1), JP-A-10-204016 (EP844229A1), JP-A-10-204436, JP-A-10-231482, JP-A-2000-087040, Special Disclosure in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-48822 To have.
VA型液晶表示素子において用いられる液晶組成物は、誘電率異方性が負の各種の液晶組成物とすることができる。好ましい液晶組成物の例は、特開昭57−114532号公報、特開平2−4725号公報、特開平4−224885号公報、特開平8−40953号公報、特開平8−104869号公報、特開平10−168076号公報、特開平10−168453号公報、特開平10−236989号公報、特開平10−236990号公報、特開平10−236992号公報、特開平10−236993号公報、特開平10−236994号公報、特開平10−237000号公報、特開平10−237004号公報、特開平10−237024号公報、特開平10−237035号公報、特開平10−237075号公報、特開平10−237076号公報、特開平10−237448号公報(EP967261A1)、特開平10−287874号公報、特開平10−287875号公報、特開平10−291945号公報、特開平11−029581号公報、特開平11−080049号公報、特開2000−256307号公報、特開2001−019965号公報、特開2001−072626号公報、特開2001−192657号公報などに開示されている。 The liquid crystal composition used in the VA liquid crystal display element can be various liquid crystal compositions having negative dielectric anisotropy. Examples of preferred liquid crystal compositions include JP-A-57-141432, JP-A-2-4725, JP-A-4-224858, JP-A-8-40953, JP-A-8-104869, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-168076, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-168453, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236989, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236990, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236992, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236993, Japanese Laid-open Patent Publication No. -236994, JP-A-10-237000, JP-A-10-237004, JP-A-10-237024, JP-A-10-237035, JP-A-10-237075, JP-A-10-237076 JP, 10-237448, (EP967261A1), JP 10-28787. No. 1, JP-A-10-287875, JP-A-10-291945, JP-A-11-029581, JP-A-11-080049, JP-A-2000-256307, JP-A-2001-019965. JP-A-2001-072626, JP-A-2001-192657, and the like.
前記誘電率異方性が正または負の液晶組成物に、一つ以上の光学活性化合物を添加して使用することも何ら差し支えない。 One or more optically active compounds may be added to the liquid crystal composition having a positive or negative dielectric anisotropy.
本発明の液晶表示素子は、その他の部材を有していてもよい。例えば、薄膜トランジスタを使用したカラー表示のTFT型液晶素子においては、第1の透明基板上に薄膜トランジスタ、絶縁膜、保護膜、信号電極、画素電極などが形成されており、第2の透明基板上に画素領域以外の光を遮断するブラックマトリクス、カラーフィルター、平坦化膜および画素電極などを有する。 The liquid crystal display element of the present invention may have other members. For example, in a color display TFT type liquid crystal element using a thin film transistor, a thin film transistor, an insulating film, a protective film, a signal electrode, a pixel electrode, and the like are formed on a first transparent substrate, and the second transparent substrate is formed. A black matrix, a color filter, a planarization film, a pixel electrode, and the like that block light outside the pixel region are included.
VA型液晶表示素子、特にMVA型液晶表示素子においては、第1の透明基板上にドメインと称される微小な突起物が形成されている。また、基板間のセルギャップの調製用にスペーサーが形成されていてもよい。 In a VA liquid crystal display element, in particular, an MVA liquid crystal display element, a minute projection called a domain is formed on a first transparent substrate. In addition, a spacer may be formed for adjusting the cell gap between the substrates.
本発明の液晶表示素子は任意の方法で製作されるが、例えば、(1)前記2枚の透明基板上への液晶配向剤塗布工程、(2)塗布された液晶配向剤の乾燥工程、(3)乾燥された液晶配向剤を脱水・閉環反応させるための加熱処理工程、(4)得られた配向膜の配向処理工程、(5)2枚の基板を張り合わせた後の基板間への液晶封入工程、または一方の基板に液晶を滴下させた後に、もう一方の基板を張り合わせる工程を含む方法で製作される。 The liquid crystal display element of the present invention is manufactured by an arbitrary method. For example, (1) a liquid crystal aligning agent coating step on the two transparent substrates, (2) a drying step of the applied liquid crystal aligning agent, ( 3) Heat treatment step for dehydrating and ring-closing reaction of the dried liquid crystal alignment agent, (4) Alignment treatment step of the obtained alignment film, (5) Liquid crystal between the two substrates after being bonded together It is manufactured by a method including an enclosing step, or a step of laminating the other substrate after dropping the liquid crystal on one substrate.
前記液晶配向剤を塗布する工程における塗布方法としては、スピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法などが一般に知られている。これらの方法が本発明においても適用可能である。 As an application method in the step of applying the liquid crystal aligning agent, a spinner method, a printing method, a dipping method, a dropping method, an ink jet method and the like are generally known. These methods are also applicable in the present invention.
前記乾燥工程および脱水・閉環反応に必要な加熱処理工程の方法として、オーブン中または赤外炉中での加熱処理、ホットプレート上で加熱処理などが一般に知られている。これらの方法が本発明においても適用可能である。乾燥工程は、溶剤の蒸発が可能な範囲内の比較的低温(50〜100℃)で実施することが好ましい。加熱処理工程は一般に150〜300℃程度の温度で行うことが好ましい。 As a method of the heat treatment step necessary for the drying step and the dehydration / ring-closure reaction, heat treatment in an oven or an infrared furnace, heat treatment on a hot plate, and the like are generally known. These methods are also applicable in the present invention. The drying step is preferably performed at a relatively low temperature (50 to 100 ° C.) within a range where the solvent can be evaporated. In general, the heat treatment step is preferably performed at a temperature of about 150 to 300 ° C.
配向処理は、OCB型液晶表示素子、TN型液晶表示素子、STN型液晶表示素子、IPS型液晶表示素子では通常ラビング処理を行う。VA型液晶表示素子ではラビング処理を行わないことが多いが、行ってもよい。 The alignment process is usually a rubbing process for OCB type liquid crystal display elements, TN type liquid crystal display elements, STN type liquid crystal display elements, and IPS type liquid crystal display elements. In many cases, the rubbing treatment is not performed in the VA liquid crystal display element, but it may be performed.
次いで、一方の基板上に接着剤を塗布して貼りあわせ、減圧下で液晶を注入する。滴下注入法の場合には、貼りあわせる前に液晶を基板上に滴下し、その後もう一方の基板を貼りあわせる。貼りあわせに使用した接着剤を熱または紫外線で硬化させて本発明の液晶表示素子が作製される。 Next, an adhesive is applied and bonded onto one substrate, and liquid crystal is injected under reduced pressure. In the case of the dropping injection method, the liquid crystal is dropped on the substrate before bonding, and then the other substrate is bonded. The liquid crystal display element of the present invention is produced by curing the adhesive used for bonding with heat or ultraviolet rays.
本発明の液晶表示素子には、偏光板(偏光フィルム)、波長板、光散乱フィルム、駆動回路などが実装されてもよい。 A polarizing plate (polarizing film), a wave plate, a light scattering film, a drive circuit, and the like may be mounted on the liquid crystal display element of the present invention.
本発明の液晶表示素子は、電圧保持率が高く、かつ残留DCが低いという特徴を有する。これは本発明の液晶表示素子の液晶配向膜が、ジアミン(I)で表される化合物を用いて合成される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により形成されていることによるものである。このことは、後述する実施例においても説明されている。 The liquid crystal display element of the present invention is characterized by high voltage holding ratio and low residual DC. This is because the liquid crystal alignment film of the liquid crystal display element of the present invention is formed of a liquid crystal alignment agent containing a polyamic acid synthesized using a compound represented by diamine (I) or a derivative thereof. . This is also explained in the examples described later.
以下実施例により、本発明のジアミン、このジアミンを用いることによって得られる液晶配向剤および液晶表示素子を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中、1H−NMR測定は重ジメチルスルホキシド中で行った。分子量の測定はGPCを用い、ポリスチレンを標準溶液とし、溶出液にはDMFを用いた。なお、以下の実施例においては、容積の単位リットルをLで表示する。従って、mLはミリリットルを意味する。 EXAMPLES Hereinafter, although the diamine of this invention, the liquid crystal aligning agent obtained by using this diamine, and a liquid crystal display element are demonstrated in detail by an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples, 1H-NMR measurement was performed in deuterated dimethyl sulfoxide. The molecular weight was measured using GPC, polystyrene as a standard solution, and DMF as eluent. In the following examples, the unit liter of volume is indicated by L. Therefore, mL means milliliter.
まず、実施例で用いた液晶表示素子の評価法を説明する。
(1)残留DC
30Hz、3Vの矩形波に1Vの直流電圧を30分間重畳した後、10分後のフリッカー消去電圧を測定し、この値の絶対値を残留DCとした。残留DCが小さいほど焼き付きが少なく良好といえる。
(2)電圧保持率
「水嶋他、第14回液晶討論会予稿集 p78」に記載の方法に従った。測定は、ゲート幅69μs、周波数0.3Hz、波高±5.0Vの矩形波をセルに印可して行った。測定温度は60℃であった。
(3)プレチルト角
プレチルト角の測定はクリスタルローテーション法により行った。測定に用いた光の波長は589nmである。
First, an evaluation method of the liquid crystal display element used in the examples will be described.
(1) Residual DC
After a 1 V DC voltage was superimposed on a 30 Hz, 3 V rectangular wave for 30 minutes, the flicker erasing voltage after 10 minutes was measured, and the absolute value of this value was defined as the residual DC. It can be said that the smaller the residual DC is, the better the less seizure.
(2) Voltage holding ratio The method described in “Mizushima et al., Proceedings of the 14th Liquid Crystal Symposium p78” was followed. The measurement was performed by applying a rectangular wave having a gate width of 69 μs, a frequency of 0.3 Hz, and a wave height of ± 5.0 V to the cell. The measurement temperature was 60 ° C.
(3) Pretilt angle The pretilt angle was measured by the crystal rotation method. The wavelength of light used for the measurement is 589 nm.
[実施例1]
<ジアミン(1−1)の合成>
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した1L3つ口フラスコに、60%水素化ナトリウム11.4g(0.46mol)を入れ、DMF100mLを加えた。溶液を5℃に冷却させ、そこに市販の5−アミノインドール30g(0.23mol)をDMF200mLに溶解させた溶液を滴下した。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下1時間攪拌させた。再び溶液を5℃に冷却させ、そこに4−フルオロニトロベンゼン39g(0.28mol)をDMF200mLに溶解させた溶液を滴下した。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下12時間攪拌させた。反応溶液を酢酸エチル500mLおよび純水500mLの混合溶媒にあけ抽出し、有機層を純水500mLで3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、無水硫酸ナトリウムを除去し、溶媒を減圧留去して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=5:1(v/v))で分離精製し、N−(4−ニトロフェニル)−5−アミノインドールを得た(収量35.0g、収率60%)。
[Example 1]
<Synthesis of diamine (1-1)>
In a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 11.4 g (0.46 mol) of 60% sodium hydride was added, and 100 mL of DMF was added. The solution was cooled to 5 ° C., and a solution prepared by dissolving 30 g (0.23 mol) of commercially available 5-aminoindole in 200 mL of DMF was added dropwise thereto. The solution was warmed to room temperature and stirred for 1 hour under a nitrogen atmosphere. The solution was cooled again to 5 ° C., and a solution obtained by dissolving 39 g (0.28 mol) of 4-fluoronitrobenzene in 200 mL of DMF was added dropwise thereto. The solution was warmed to room temperature and stirred for 12 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction solution was extracted by pouring into a mixed solvent of 500 mL of ethyl acetate and 500 mL of pure water, and the organic layer was washed 3 times with 500 mL of pure water. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, then anhydrous sodium sulfate was removed, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 5: 1 (v / v)) to obtain N- (4-nitrophenyl) -5-aminoindole (yield 35.0 g, yield). 60%).
オートクレーブ用反応管に、得られたN−(4−ニトロフェニル)−5−アミノインドール35.0g(0.14mol)、パラジウム炭素粉末3.5gを入れ、エタノール350mLおよび酢酸エチル35mLを加えた。系内を水素雰囲気下とし、水素圧0.49MPa、室温で12時間攪拌させた。パラジウム炭素粉末を除去し、得られた溶液を濃縮して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=3:1(v/v))で分離精製し、ジアミン(1−1)(N−(4−アミノフェニル)−5−アミノインドール)を得た(収量28.8g、収率92%)。
1H−NMR(ppm);3.53(−NH2,br.s,2H),3.74(−NH2,br.s,2H),6.43−7.25(arm.H,m,9H).
35.0 g (0.14 mol) of the obtained N- (4-nitrophenyl) -5-aminoindole and 3.5 g of palladium carbon powder were placed in an autoclave reaction tube, and 350 mL of ethanol and 35 mL of ethyl acetate were added. The system was placed in a hydrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours under a hydrogen pressure of 0.49 MPa. The palladium carbon powder was removed, and the resulting solution was concentrated to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 3: 1 (v / v)) to obtain diamine (1-1) (N- (4-aminophenyl) -5-aminoindole). (Yield 28.8 g, 92% yield).
1 H-NMR (ppm); 3.53 (—NH 2 , br.s, 2H), 3.74 (—NH 2 , br.s, 2H), 6.43-7.25 (arm.H, m, 9H).
[実施例2]
<ジアミン(1−2)の合成>
5−ニトロインドールを6−ニトロインドールに代えた以外は、実施例1に記載の方法に準じて、ジアミン(1−2)(N−(4−アミノフェニル)−6−アミノインドール)を得た。
1H−NMR(ppm);3.52(−NH2,br.s,2H),3.75(−NH2,br.s,2H),5.85−8.18(arm.H,m,9H).
[Example 2]
<Synthesis of diamine (1-2)>
A diamine (1-2) (N- (4-aminophenyl) -6-aminoindole) was obtained according to the method described in Example 1 except that 5-nitroindole was replaced with 6-nitroindole. .
1 H-NMR (ppm); 3.52 (—NH 2 , br.s, 2H), 3.75 (—NH 2 , br.s, 2H), 5.85-8.18 (arm.H, m, 9H).
[実施例3]
<ジアミン(1−5)の合成>
Tetrahedron Letters 41 ,1815-1818(2000)に記載の方法に準じ、攪拌機、温度計、冷却器および窒素ガス導入口を装着した1L3つ口フラスコに、4,4’−ジアミノジフェニルメタン50g(0.25mol)、トリエタノールアミンハイドロクロリド18.6g(0.10mol)、塩化すず(II)二水和物11.3g(0.05mol)、塩化ルテニウム(III)n水和物1.0g(0.005mol)およびトリフェニルホスフィン3.9g(0.015mol)を入れ、ジオキサン500mLおよび純水50mLを加えた。系内を窒素雰囲気下とし。180℃で20時間攪拌させた。放冷後、反応溶液を5%塩酸500mLにあけ、クロロホルム500mLで抽出した。有機層を純水500mLで3回洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、無水硫酸マグネシウムを除去し、溶媒を減圧留去して粗結晶を得た。カラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:1(v/v))で分離精製し、ビス(5−インドーリル)メタンを得た(収量7.3g、収率59%)。
[Example 3]
<Synthesis of diamine (1-5)>
According to the method described in Tetrahedron Letters 41, 1815-1818 (2000), 50 g (0.25 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane was added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, cooler and nitrogen gas inlet. ), 18.6 g (0.10 mol) of triethanolamine hydrochloride, 11.3 g (0.05 mol) of tin (II) chloride dihydrate, 1.0 g (0.005 mol) of ruthenium (III) chloride n hydrate. ) And 3.9 g (0.015 mol) of triphenylphosphine were added, and 500 mL of dioxane and 50 mL of pure water were added. The system is under a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred at 180 ° C. for 20 hours. After allowing to cool, the reaction solution was poured into 500 mL of 5% hydrochloric acid and extracted with 500 mL of chloroform. The organic layer was washed with 500 mL of pure water three times, and then the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. Then, anhydrous magnesium sulfate was removed, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals. Separation and purification by column chromatography (ethyl acetate: hexane = 1: 1 (v / v)) gave bis (5-indolyl) methane (yield 7.3 g, yield 59%).
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した1L3つ口フラスコに、60%水素化ナトリウム1.3g(0.056mol)を入れ、DMF10mLを加えた。溶液を5℃に冷却させ、そこにビス(5−インドーリル)メタン7g(0.028mol)をDMF20mLに溶解させた溶液を滴下した。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下1時間攪拌させた。再び溶液を5℃に冷却させ、そこに4−フルオロニトロベンゼン4.7g(0.034)をDMF20mLに溶解させた溶液を滴下した。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下12時間攪拌させた。反応溶液を酢酸エチル100mLおよび純水100mLの混合溶媒にあけ抽出し、有機層を純水100mLで3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、無水硫酸ナトリウムを除去し、溶媒を減圧留去して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=5:1(v/v))で分離精製し、ビス(5−N−(4−ニトロフェニル)インドーリル)メタンを得た(収量9.3g、収率68%)。 To a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 1.3 g (0.056 mol) of 60% sodium hydride was added, and 10 mL of DMF was added. The solution was cooled to 5 ° C., and a solution prepared by dissolving 7 g (0.028 mol) of bis (5-indolyl) methane in 20 mL of DMF was added dropwise thereto. The solution was warmed to room temperature and stirred for 1 hour under a nitrogen atmosphere. The solution was cooled again to 5 ° C., and a solution prepared by dissolving 4.7 g (0.034) of 4-fluoronitrobenzene in 20 mL of DMF was added dropwise thereto. The solution was warmed to room temperature and stirred for 12 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction solution was extracted by pouring into a mixed solvent of 100 mL of ethyl acetate and 100 mL of pure water, and the organic layer was washed 3 times with 100 mL of pure water. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, then anhydrous sodium sulfate was removed, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 5: 1 (v / v)) to obtain bis (5-N- (4-nitrophenyl) indolyl) methane (yield 9.3 g, Yield 68%).
オートクレーブ用反応管に、得られたビス(5−N−(4−ニトロフェニル)インドーリル)メタン9.0g(0.018mol)、パラジウム炭素粉末0.9gを入れ、エタノール100mLおよび酢酸エチル10mLを加えた。系内を水素雰囲気下とし、水素圧0.49MPa、室温で12時間攪拌させた。パラジウム炭素粉末を除去し、得られた溶液を濃縮して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=3:1(v/v))で分離精製し、ジアミン(1−5)(ビス(5−N−(4−アミノフェニル)インドーリル)メタン)を得た(収量7.1g、収率91%)。
1H−NMR(ppm);3.86(−CH2−,s,2H),4.1(−NH2,br.s,4H),6.52−8.72(arm.H,m,18H).
In a reaction tube for autoclave, 9.0 g (0.018 mol) of the obtained bis (5-N- (4-nitrophenyl) indolyl) methane and 0.9 g of palladium carbon powder are added, and 100 mL of ethanol and 10 mL of ethyl acetate are added. It was. The system was placed in a hydrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours under a hydrogen pressure of 0.49 MPa. The palladium carbon powder was removed, and the resulting solution was concentrated to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 3: 1 (v / v)), and diamine (1-5) (bis (5-N- (4-aminophenyl) indolyl) methane) was obtained. Obtained (yield 7.1 g, yield 91%).
1 H-NMR (ppm); 3.86 (—CH 2 —, s, 2H), 4.1 (—NH 2 , br. S, 4H), 6.52 to 8.72 (arm. H, m , 18H).
[実施例4]
<ジアミン(1−9)の合成>
4,4’−ジアミノジフェニルメタンを1,3−ビス(4−アミノフェニル)プロパンに代えた以外は実施例3に記載の方法に準じて、ジアミン(1−9)(1,3−ビス(5−N−(4−アミノフェニル)インドーリル)プロパン)を得た。
1H−NMR(ppm);1.95(−CH2−,q,2H),2.62(−CH2−,t,4H),3.72(−NH2,br.s,4H),6.51−8.78(arm.H,m,18H).
[Example 4]
<Synthesis of diamine (1-9)>
According to the method described in Example 3, except that 4,4′-diaminodiphenylmethane was replaced with 1,3-bis (4-aminophenyl) propane, diamine (1-9) (1,3-bis (5 -N- (4-aminophenyl) indolyl) propane).
1 H-NMR (ppm); 1.95 (—CH 2 —, q, 2H), 2.62 (—CH 2 —, t, 4H), 3.72 (—NH 2 , br.s, 4H), 6.5-1-8.78 (arm.H, m, 18H).
[実施例5]
<ジアミン(1−28)の合成>
4,4’−ジアミノジフェニルメタンを4,4’−ジアミノジフェニルエーテルに代えた以外は実施例3に記載の方法に準じて、ジアミン(1−28)(ビス(5−N−(4−アミノフェニル)インドーリル)エーテル)を得た。
1H−NMR(ppm);3.79(−NH2,br.s,4H),6.52−8.04(arm.H,m,18H).
[Example 5]
<Synthesis of diamine (1-28)>
According to the method described in Example 3, except that 4,4′-diaminodiphenylmethane was replaced with 4,4′-diaminodiphenyl ether, diamine (1-28) (bis (5-N- (4-aminophenyl) Indolyl) ether).
1 H-NMR (ppm); 3.79 (-NH 2, br.s, 4H), 6.52-8.04 (arm.H, m, 18H).
[実施例6]
<ジアミン(1−31)の合成>
4,4’−ジアミノジフェニルメタンをN,N’−ジメチル−N,N’−ビス(4−アミノフェニル)エチレンジアミンに代えた以外は実施例3に記載の方法に準じて、ジアミン(1−31)(N,N’−ジメチル−N,N’−ビス(5−N−(4−アミノフェニル)インドーリル)エチレンジアミン)を得た。
1H−NMR(ppm);2.75(>NCH3,s,4H),3.58(−CH2−,s,4H),3.69(−NH2,br.s,4H),6.52−7.76(arm.H,m,18H).
[Example 6]
<Synthesis of diamine (1-31)>
According to the method described in Example 3, except that 4,4′-diaminodiphenylmethane was replaced with N, N′-dimethyl-N, N′-bis (4-aminophenyl) ethylenediamine, diamine (1-31) (N, N′-dimethyl-N, N′-bis (5-N- (4-aminophenyl) indolyl) ethylenediamine) was obtained.
1 H-NMR (ppm); 2.75 (> NCH 3, s, 4H), 3.58 (-CH 2 -, s, 4H), 3.69 (-NH 2, br.s, 4H), 6.5-2.7.6 (arm. H, m, 18H).
[実施例7]
<ジアミン(1−35)の合成>
攪拌機、温度計、冷却器および窒素ガス導入口を装着した1L3つ口フラスコに、市販の5−ブロモインドール20g(0.10mol)、市販の4−アミノフェニルボロン酸15.1g(0.11mol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)0.35g(0.0005mol)、炭酸カリウム20.7g(0.15mol)およびテトラブチルアンモニウムブロミド8.1g(0.025mol)を入れ、エタノール150mL、トルエン75mLおよび純水100mLを加えた。窒素雰囲気下3時間加熱還流させた。放冷後、反応溶液を水にあけ、トルエン200mLで抽出し、有機層を純水200mLで3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、無水硫酸ナトリウムを除去し、溶媒を減圧留去して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=5:1(v/v))で分離精製し、5−(4−アミノフェニル)インドールを得た(収量17.9g、収率86%)。
[Example 7]
<Synthesis of diamine (1-35)>
In a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, and nitrogen gas inlet, 20 g (0.10 mol) of commercially available 5-bromoindole and 15.1 g (0.11 mol) of commercially available 4-aminophenylboronic acid Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) 0.35 g (0.0005 mol), potassium carbonate 20.7 g (0.15 mol) and tetrabutylammonium bromide 8.1 g (0.025 mol) were added, ethanol 150 mL, toluene 75 mL and 100 mL of pure water were added. The mixture was heated to reflux for 3 hours under a nitrogen atmosphere. After cooling, the reaction solution was poured into water, extracted with 200 mL of toluene, and the organic layer was washed 3 times with 200 mL of pure water. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, then anhydrous sodium sulfate was removed, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 5: 1 (v / v)) to obtain 5- (4-aminophenyl) indole (yield 17.9 g, yield 86%).
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した1L3つ口フラスコに、60%水素化ナトリウム3.8g(0.16mol)を入れ、DMF40mLを加えた。溶液を5℃に冷却させ、そこに5−(4−アミノフェニル)インドール16.7g(0.08mol)をDMF200mLに溶解させた溶液を滴下した。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下1時間攪拌させた。再び溶液を5℃に冷却させ、そこに4−フルオロニトロベンゼン14.1g(0.10mol)をDMF150mLに溶解させた溶液を滴下した。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下12時間攪拌させた。反応溶液を酢酸エチル500mLおよび純水500mLの混合溶媒にあけ抽出し、有機層を純水500mLで3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、無水硫酸ナトリウムを除去し、溶媒を減圧留去して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=5:1(v/v))で分離精製し、N−(4−ニトロフェニル)−5−(4−アミノフェニル)インドール(収量16.6g、収率63%)。 In a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas inlet, 3.8 g (0.16 mol) of 60% sodium hydride was added, and 40 mL of DMF was added. The solution was cooled to 5 ° C., and a solution in which 16.7 g (0.08 mol) of 5- (4-aminophenyl) indole was dissolved in 200 mL of DMF was added dropwise thereto. The solution was warmed to room temperature and stirred for 1 hour under a nitrogen atmosphere. The solution was cooled again to 5 ° C., and a solution prepared by dissolving 14.1 g (0.10 mol) of 4-fluoronitrobenzene in 150 mL of DMF was added dropwise thereto. The solution was warmed to room temperature and stirred for 12 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction solution was extracted by pouring into a mixed solvent of 500 mL of ethyl acetate and 500 mL of pure water, and the organic layer was washed 3 times with 500 mL of pure water. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, then anhydrous sodium sulfate was removed, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 5: 1 (v / v)), and N- (4-nitrophenyl) -5- (4-aminophenyl) indole (yield 16.6 g, Yield 63%).
オートクレーブ用反応管に、N−(4−ニトロフェニル)−5−(4−アミノフェニル)インドール16.0g(0.049mol)、パラジウム炭素粉末1.6gを入れ、エタノール200mLおよび酢酸エチル20mLを加えた。系内を水素雰囲気下とし、水素圧0.49MPa、室温で12時間攪拌させた。パラジウム炭素粉末を除去し、得られた溶液を濃縮して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=3:1(v/v))で分離精製し、ジアミン(1−35)(N−(4−アミノフェニル)−5−(4−アミノフェニル)インドール)を得た(収量13.3g、収率91%)。
1H−NMR(ppm);3.53(−NH2,br.s,2H),3.74(−NH2,br.s,2H),6.42−8.18(arm.H,m,13H).
Into an autoclave reaction tube, 16.0 g (0.049 mol) of N- (4-nitrophenyl) -5- (4-aminophenyl) indole and 1.6 g of palladium carbon powder were added, and 200 mL of ethanol and 20 mL of ethyl acetate were added. It was. The system was placed in a hydrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours under a hydrogen pressure of 0.49 MPa. The palladium carbon powder was removed, and the resulting solution was concentrated to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 3: 1 (v / v)), and diamine (1-35) (N- (4-aminophenyl) -5- (4-aminophenyl) Indole) was obtained (yield 13.3 g, yield 91%).
1 H-NMR (ppm); 3.53 (—NH 2 , br.s, 2H), 3.74 (—NH 2 , br.s, 2H), 6.42-8.18 (arm.H, m, 13H).
[実施例8]
<ポリアミック酸の調製>
温度計、攪拌機および窒素ガス導入口を装着した200mL3つ口フラスコに(1−1)2.59gを入れ脱水NMP60gに溶解させた。溶液を5℃に保ちながら化合物(A14)1.14gおよび化合物(A1)1.27gを加えた。溶液を室温まで昇温させ、窒素雰囲気下12時間反応させた後、γ−ブチロラクトン10gおよびBC25gを加え、さらに3時間攪拌させた。得られた溶液の粘度を低下させるために、溶液の粘度が35mPa・sになるまで溶液を60℃で加熱攪拌してポリアミック酸濃度5重量%の溶液を得た。この溶液をワニスAとする。このワニスA中のポリアミック酸の重量平均分子量は64,000であった。
[Example 8]
<Preparation of polyamic acid>
In a 200 mL three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer and a nitrogen gas inlet, (1-1) 2.59 g was placed and dissolved in dehydrated NMP 60 g. While maintaining the solution at 5 ° C., 1.14 g of compound (A14) and 1.27 g of compound (A1) were added. The solution was warmed to room temperature and reacted for 12 hours under a nitrogen atmosphere. Then, 10 g of γ-butyrolactone and 25 g of BC were added, and the mixture was further stirred for 3 hours. In order to reduce the viscosity of the obtained solution, the solution was heated and stirred at 60 ° C. until the viscosity of the solution reached 35 mPa · s to obtain a solution having a polyamic acid concentration of 5% by weight. This solution is designated as varnish A. The weight average molecular weight of the polyamic acid in this varnish A was 64,000.
[実施例9〜25、比較例1〜2、および参考例1]
ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物を表1に示すように用いて、実施例8と同様にしてポリアミック酸を製造し、ワニスB〜Uを調製した。
<表1>
[Examples 9 to 25, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Example 1]
Polyamic acid was produced in the same manner as in Example 8 using diamine and tetracarboxylic dianhydride as shown in Table 1, and varnishes B to U were prepared.
<Table 1>
[実施例26]
<電気特性用測定セルの作製>
実施例8で調製したワニスAをNMP/BC=6/4(v/v)の混合溶剤で希釈して、ポリアミック酸濃度を3重量%に調整し、これを塗布用ワニスとした。
[Example 26]
<Production of measurement cell for electrical characteristics>
Varnish A prepared in Example 8 was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 6/4 (v / v) to adjust the polyamic acid concentration to 3% by weight, and this was used as a coating varnish.
この塗布用ワニスをITO電極付きガラス基板上にスピンナー法により塗布した。塗布条件は2,000rpm、15秒で行った。塗布後、基板を80℃に加熱して5分間予備焼成した後、210℃で20分間加熱処理を行って、膜厚がおよそ80nmの液晶配向膜を形成した。得られた配向膜にラビング処理を施した。ラビング処理は、毛足長1.9mmレーヨン製ラビング布を用い、毛足押し込み量0.40mm、ステージ移動速度60mm/sec、ローラー回転数1,000rpmの条件で施した。 This coating varnish was coated on a glass substrate with an ITO electrode by a spinner method. The coating conditions were 2,000 rpm and 15 seconds. After coating, the substrate was heated to 80 ° C. and pre-baked for 5 minutes, and then heat-treated at 210 ° C. for 20 minutes to form a liquid crystal alignment film having a thickness of about 80 nm. The obtained alignment film was rubbed. The rubbing treatment was performed using a rubbed cloth made of rayon with a hair length of 1.9 mm under the conditions of a push-in amount of 0.40 mm, a stage moving speed of 60 mm / sec, and a roller rotation speed of 1,000 rpm.
ラビング処理後のガラス基板を、超純水中で5分間超音波洗浄後、オーブン中120℃で30分間乾燥させた。片方の基板に7μmのギャップ剤を散布し、もう片方の基板をギャップ剤を挟むように重ね合わせてエポキシ硬化剤でシールし、ギャップ7μmのアンチパラレルセルを作製した。このセルに下記の液晶組成物Aを液晶材料として注入し、注入口を光硬化樹脂で封止した。次いでセルを110℃で30分間加熱処理を行って、電圧保持率、残留DCおよびプレチルト角測定用セルを得た。 The glass substrate after the rubbing treatment was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in ultrapure water and then dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. A 7 μm gap agent was sprayed on one substrate, and the other substrate was overlapped with the gap agent sandwiched between them and sealed with an epoxy curing agent to produce an anti-parallel cell with a gap of 7 μm. The following liquid crystal composition A was injected into this cell as a liquid crystal material, and the injection port was sealed with a photocurable resin. The cell was then heat-treated at 110 ° C. for 30 minutes to obtain a cell for measuring voltage holding ratio, residual DC and pretilt angle.
<液晶組成物A>
<Liquid crystal composition A>
作製したセルを用いて、前記の方法により、電圧保持率、残留DCおよびプレチルト角を測定したところ、それぞれ96.2%、1.8mVおよび1.7°であった。 Using the fabricated cell, the voltage holding ratio, the residual DC, and the pretilt angle were measured by the above-described method, and were found to be 96.2%, 1.8 mV, and 1.7 °, respectively.
[実施例27〜43、および比較例3〜4]
ワニスB〜ワニスTを用いて、実施例26に記載の方法に準じてセルを作製し、電圧保持率、残留DCおよびプレチルト角を測定した。測定結果を表2に示した(実施例26も再掲する)。ただし、ワニスE、ワニスKおよびワニスQを用いて形成される配向膜にはラビング処理を行わず、かつ、注入する液晶材料は液晶組成物Aに代えて液晶組成物Bを用いた。
[Examples 27 to 43 and Comparative Examples 3 to 4]
Using varnish B to varnish T, cells were prepared according to the method described in Example 26, and the voltage holding ratio, residual DC, and pretilt angle were measured. The measurement results are shown in Table 2 (Example 26 is also shown again). However, the alignment film formed using varnish E, varnish K, and varnish Q was not rubbed, and the liquid crystal material to be injected was replaced with liquid crystal composition A and liquid crystal composition B was used.
<液晶組成物B>
<Liquid crystal composition B>
[実施例44および45]
<ブレンド配向剤の電気特性評価>
ワニスAとワニスUを重量比で8:2で混合したワニスAUを調製した。このワニスAUを用いて実施例26に記載の方法に準じてセルを作製した。ワニスBとワニスUを重量比で8:2で混合したワニスBUを調製し、このワニスBUを用いてワニスAUと同様にセルを作製した。これらのセルについて電圧保持率、残留DCおよびプレチルト角を測定した結果を表2に示した。
[Examples 44 and 45]
<Evaluation of electrical properties of blend alignment agent>
Varnish AU was prepared by mixing varnish A and varnish U at a weight ratio of 8: 2. A cell was produced in accordance with the method described in Example 26 using this varnish AU. Varnish BU in which varnish B and varnish U were mixed at a weight ratio of 8: 2 was prepared, and a cell was prepared using varnish BU in the same manner as varnish AU. Table 2 shows the results of measuring the voltage holding ratio, residual DC, and pretilt angle for these cells.
<表2>
<Table 2>
[実施例46〜50、および比較例5〜6]
<保存安定性の確認>
ワニスA、ワニスB、ワニスF、ワニスJ、ワニスAU、ワニスSおよびワニスTをワニス調製後、−20℃で60日間保存し、その保存ワニスを用いて実施例26に記載の方法に準じてセルを作製し、電圧保持率、残留DCおよびプレチルト角を測定した。測定結果を表3に示した。
<表3>
[Examples 46 to 50 and Comparative Examples 5 to 6]
<Confirmation of storage stability>
Varnish A, varnish B, varnish F, varnish J, varnish AU, varnish S and varnish T were prepared and stored at −20 ° C. for 60 days, and the stored varnish was used according to the method described in Example 26. A cell was prepared, and the voltage holding ratio, residual DC, and pretilt angle were measured. The measurement results are shown in Table 3.
<Table 3>
[実施例51]
<ポリイミドの調製>
200mLナスフラスコにワニスAを100g秤り取り、そこに無水酢酸9.5g(0.09mol)、ピリジン4.4g(0.06mol)を加え、120℃で3時間攪拌させた。溶液を純水1000mLにあけ、ポリイミドの4.5gを得た。このポリイミドの重量平均分子量は49,000であり、1H−NMR測定よりこのポリイミドのイミド化率は94%であった。得られたポリイミド4gをNMP−GBL−BC混合溶剤(容量比1:1:1)76gに溶解させ、ポリイミド濃度5%のワニスVを得た。
[Example 51]
<Preparation of polyimide>
In a 200 mL eggplant flask, 100 g of varnish A was weighed, 9.5 g (0.09 mol) of acetic anhydride and 4.4 g (0.06 mol) of pyridine were added, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 3 hours. The solution was poured into 1000 mL of pure water to obtain 4.5 g of polyimide. The weight average molecular weight of this polyimide was 49,000, and the imidation ratio of this polyimide was 94% from 1H-NMR measurement. 4 g of the obtained polyimide was dissolved in 76 g of a NMP-GBL-BC mixed solvent (volume ratio 1: 1: 1) to obtain a varnish V having a polyimide concentration of 5%.
[実施例52]
ワニスVを用いて、実施例26に記載の方法に準じてセルを作製し、電圧保持率、残留DC、およびプレチルト角を測定したところ、それぞれ95.9%、4.2mV、および1.6°であった。
[Example 52]
A cell was prepared using the varnish V according to the method described in Example 26, and the voltage holding ratio, residual DC, and pretilt angle were measured. The results were 95.9%, 4.2 mV, and 1.6, respectively. °.
[比較例7]
ジアミン(1−1)を特開平10−104633号公報に記載のN,N’−ビス(4−アミノフェニル)−1,4−ピペラジンに代えた以外は実施例8に記載の方法に準じて、ワニスWを得た。
[Comparative Example 7]
According to the method described in Example 8, except that diamine (1-1) was replaced with N, N′-bis (4-aminophenyl) -1,4-piperazine described in JP-A-10-104633. , Varnish W was obtained.
200mLナスフラスコにワニスWを100g秤り取り、そこに無水酢酸8.2g(0.08mol)、ピリジン3.8g(0.05mol)を加え120℃に加熱したところ、加熱開始1時間で沈殿が析出し、溶液の温度を180℃に昇温しても、その沈殿は溶解しなかった。 In a 200 mL eggplant flask, 100 g of varnish W was weighed, to which 8.2 g (0.08 mol) of acetic anhydride and 3.8 g (0.05 mol) of pyridine were added and heated to 120 ° C. Even when the temperature of the solution was increased to 180 ° C., the precipitate did not dissolve.
[実施例53]
<ジアミン(1−11)の合成>
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した500mL3つ口フラスコに、市販の5−ヨードインドール29.0g(102mmol)および炭酸カリウム17.0g(122mmol)を入れ、DMF200mLを加えた。そこに市販の4−フルオロニトロベンゼン17.3g(122mmol)をDMF100mLに溶解させた溶液を加え、窒素雰囲気下140℃で2時間攪拌した。反応液を酢酸エチル500mLおよび純水500mLの混合溶媒にあけ抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムをろ別し、溶媒を減圧留去して粗結晶を得た。得られた粗結晶をトルエンから再結晶し、N−(4−ニトロフェニル)−5−ヨードインドールを得た(収量33g、収率83%)。
[Example 53]
<Synthesis of diamine (1-11)>
A 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet was charged with 29.0 g (102 mmol) of commercially available 5-iodoindole and 17.0 g (122 mmol) of potassium carbonate, and 200 mL of DMF was added. A solution obtained by dissolving 17.3 g (122 mmol) of commercially available 4-fluoronitrobenzene in 100 mL of DMF was added thereto, and the mixture was stirred at 140 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The reaction solution was extracted by pouring into a mixed solvent of 500 mL of ethyl acetate and 500 mL of pure water, and the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. Magnesium sulfate was filtered off, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals. The obtained crude crystals were recrystallized from toluene to obtain N- (4-nitrophenyl) -5-iodoindole (yield 33 g, yield 83%).
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した500mL3つ口フラスコに、得られたN−(4−ニトロフェニル)−5−ヨードインドール33g(91mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド3.2g(4.6mmol)およびヨウ化銅(I)0.87g(4.6mmol)を加えトリエチルアミン300mLを加えた。そこに、市販のトリメチルシリルアセチレン10.7g(109mmol)を加え、窒素雰囲気下6時間加熱還流させた。反応液を酢酸エチル500mLおよび純水500mLの混合溶媒にあけ抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムをろ別し、溶媒を減圧留去してN−(4−ニトロフェニル)−5−((トリメチルシリル)エチニル)−インドールの粗結晶を得た(収量27g、収率88%)。 In a 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 33 g (91 mmol) of the obtained N- (4-nitrophenyl) -5-iodoindole and bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride were obtained. 3.2 g (4.6 mmol) and 0.87 g (4.6 mmol) of copper (I) iodide were added, and 300 mL of triethylamine was added. 10.7 g (109 mmol) of commercially available trimethylsilylacetylene was added thereto, and the mixture was heated to reflux for 6 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction solution was extracted by pouring into a mixed solvent of 500 mL of ethyl acetate and 500 mL of pure water, and the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. Magnesium sulfate was filtered off, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain crude crystals of N- (4-nitrophenyl) -5-((trimethylsilyl) ethynyl) -indole (yield 27 g, yield 88%).
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した500mL3つ口フラスコに、得られたN−(4−ニトロフェニル)−5−((トリメチルシリル)エチニル)−インドール27g(81mmol)を入れ、テトラヒドロフラン200mLに溶解させた。窒素雰囲気下、溶液をドライアイス−アセトンバスで−78℃まで冷却し、そこに市販のテトラブチルアンモニウムフルオライド1mol/L溶液85mLを液温を−78℃に保ちながら滴下した。溶液を−78℃に保ち、2時間攪拌させた後、反応液を酢酸エチル500mLおよび純水500mLの混合溶媒にあけ抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を減圧留去し、N−(4−ニトロフェニル)−5−エチニルインドールを得た(収量17g、収率79%)。 In a 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 27 g (81 mmol) of the obtained N- (4-nitrophenyl) -5-((trimethylsilyl) ethynyl) -indole was placed, and tetrahydrofuran 200 mL was added. Dissolved. Under a nitrogen atmosphere, the solution was cooled to −78 ° C. with a dry ice-acetone bath, and 85 mL of a commercially available tetrabutylammonium fluoride 1 mol / L solution was added dropwise thereto while keeping the liquid temperature at −78 ° C. After keeping the solution at −78 ° C. and stirring for 2 hours, the reaction solution was poured into a mixed solvent of 500 mL of ethyl acetate and 500 mL of pure water, and the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain N- (4-nitrophenyl) -5-ethynylindole (yield 17 g, yield 79%).
攪拌機、温度計および空気導入口を装着した500mL3つ口フラスコに、得られたN−(4−ニトロフェニル)−5−エチニルインドール17g(65mmol)、塩化銅(I)1.3g(13mmol)およびN,N’−テトラメチルエチレンジアミン2.5g(21mmol)を入れ、エチレングリコールジメチルエーテル100mLを加えた。水槽用の空気ポンプを用い、系内に空気を送り込みながら、室温で24時間攪拌させた。反応液をろ過し、得られた反応生成物をアンモニア水300mLで一回、純水300mLで2回洗浄し、1,4−ビス(5−(N−(4−ニトロフェニル)−インドリル))−1,3−ブタジインを得た(収量14g、収率82%) Into a 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and an air inlet, 17 g (65 mmol) of the obtained N- (4-nitrophenyl) -5-ethynylindole, 1.3 g (13 mmol) of copper (I) chloride and N, N′-tetramethylethylenediamine 2.5 g (21 mmol) was added, and 100 mL of ethylene glycol dimethyl ether was added. The mixture was stirred at room temperature for 24 hours while feeding air into the system using an air pump for a water tank. The reaction solution was filtered, and the resulting reaction product was washed once with 300 mL of ammonia water and twice with 300 mL of pure water to obtain 1,4-bis (5- (N- (4-nitrophenyl) -indolyl)). -1,3-butadiyne was obtained (yield 14 g, yield 82%).
オートクレーブ用反応管に、得られた1,4−ビス(5−(N−(4−ニトロフェニル)−インドリル))−1,3−ブタジイン14.0g(27mmol)、パラジウム炭素粉末1.4gを入れ、エタノール150mLおよび酢酸エチル150mLを加えた。系内を水素雰囲気下とし、水素圧0.49MPa、室温で12時間攪拌させた。パラジウム炭素粉末を除去し、得られた溶液を濃縮して粗結晶を得た。粗結晶をカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール=10:1(v/v))で分離精製し、エタノールから再結晶して1,4−ビス(5−(N−(4−アミノフェニル)−インドリル))ブタンを得た(収量12g、収率91%)。
1H−NMR(ppm);1.74−1.76(−CH2−、m、4H)2.74−2.76(−CH2−、t、J=6.4Hz、4H)、3.76(−NH2、br.s、4H)、6.52−7.45(arm.H、18H)
In a reaction tube for autoclave, 14.0 g (27 mmol) of 1,4-bis (5- (N- (4-nitrophenyl) -indolyl))-1,3-butadiyne obtained and 1.4 g of palladium carbon powder were obtained. And 150 mL of ethanol and 150 mL of ethyl acetate were added. The system was placed in a hydrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours under a hydrogen pressure of 0.49 MPa. The palladium carbon powder was removed, and the resulting solution was concentrated to obtain crude crystals. The crude crystals were separated and purified by column chromatography (dichloromethane: methanol = 10: 1 (v / v)) and recrystallized from ethanol to give 1,4-bis (5- (N- (4-aminophenyl) -indolyl. )) Butane was obtained (yield 12 g, yield 91%).
1H-NMR (ppm); 1.74-1.76 (—CH 2 —, m, 4H) 2.74-2.76 (—CH 2 —, t, J = 6.4 Hz, 4H); 76 (-NH 2, br.s, 4H ), 6.52-7.45 (arm.H, 18H)
[実施例54]
<ジアミン(1−37)の合成>
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を装着した500mL3つ口フラスコに、市販の5−ニトロインドール26.0g(161mmol)および炭酸カリウム27.0g(194mmol)を入れ、DMF200mLを加えた。そこに市販の5−フルオロ−2−ニトロフェノール38.0g(242mmol)をDMF100mLに溶解させた溶液を加え、窒素雰囲気下140℃で2時間攪拌した。反応液を純水1Lにあけ、得られた結晶を純水500mLで2回、エタノール500mLで2回洗浄し乾燥させ、N−(3−ヒドロキシ−4−ニトロフェニル)−5−ニトロインドールを得た(収量45g、収率94%)。
[Example 54]
<Synthesis of diamine (1-37)>
A 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet was charged with 26.0 g (161 mmol) of commercially available 5-nitroindole and 27.0 g (194 mmol) of potassium carbonate, and 200 mL of DMF was added. A solution prepared by dissolving 38.0 g (242 mmol) of commercially available 5-fluoro-2-nitrophenol in 100 mL of DMF was added thereto, and the mixture was stirred at 140 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The reaction solution was poured into 1 L of pure water, and the obtained crystals were washed twice with 500 mL of pure water and twice with 500 mL of ethanol and dried to obtain N- (3-hydroxy-4-nitrophenyl) -5-nitroindole. (Yield 45 g, 94% yield).
オートクレーブ用反応管に、N−(3−ヒドロキシ−4−ニトロフェニル)−5−−ニトロインドール45.0g(150mmol)、パラジウム炭素粉末4.5gを入れ、エタノール500mLを加えた。系内を水素雰囲気下とし、水素圧0.49MPa、室温で12時間攪拌させた。パラジウム炭素粉末を除去し、得られた溶液を濃縮して粗結晶を得た。粗結晶をエタノール/純水=1:1(v/v)から再結晶してN−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)−5−アミノインドールを得た(収量30g、収率83%)。
1H−NMR(ppm);4.59(−NH2、br.s、2H)、4.66(−NH2、br.s、2H)、6.29−6.30(=CH−、d、J=3.0Hz、1H)、6.53−7.13(arm.H、m、6H)、7.24−7.25(=CH−、d、J=3.0Hz、1H)
In an autoclave reaction tube, 45.0 g (150 mmol) of N- (3-hydroxy-4-nitrophenyl) -5-nitroindole and 4.5 g of palladium carbon powder were added, and 500 mL of ethanol was added. The system was placed in a hydrogen atmosphere, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours under a hydrogen pressure of 0.49 MPa. The palladium carbon powder was removed, and the resulting solution was concentrated to obtain crude crystals. The crude crystals were recrystallized from ethanol / pure water = 1: 1 (v / v) to obtain N- (4-amino-3-hydroxyphenyl) -5-aminoindole (yield 30 g, yield 83%). .
1H-NMR (ppm); 4.59 (-NH 2, br.s, 2H), 4.66 (-NH 2, br.s, 2H), 6.29-6.30 (= CH-, d , J = 3.0 Hz, 1H), 6.53-7.13 (arm.H, m, 6H), 7.24-7.25 (= CH-, d, J = 3.0 Hz, 1H)
本発明の液晶配向剤を用いた液晶表示素子は、上記のように、従来のものと比べて、電圧保持率が高く、残留DCが小さいなど良好な特性を示す。また、本発明の液晶配向剤は、保存安定性に優れ、かつ、通常使用される溶剤に対しても高い溶解性を有することが解った。 As described above, the liquid crystal display element using the liquid crystal aligning agent of the present invention exhibits favorable characteristics such as a higher voltage holding ratio and a smaller residual DC as compared with the conventional one. Moreover, it turned out that the liquid crystal aligning agent of this invention is excellent in storage stability, and has high solubility also to the solvent used normally.
Claims (10)
ここに、Yは単結合または炭素数1〜9の直鎖アルキレンであり;このアルキレンの任意の−CH2−は−O−、−N(CH3)−、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレンまたはピペラジン−1,4−ジイルで置き換えられてもよく;nは0または1であり;そして、アミノ基が結合しているベンゼン環の1つの水素は−OHで置き換えられてもよい。但し、Yがアルキレンであってnが0であるとき、アミノ基が結合する−CH2−が−O−または−N(CH3)−で置き換えられることはない。 Diamine represented by formula (1):
Here, Y is a single bond or a linear alkylene having 1 to 9 carbon atoms; any —CH 2 — in the alkylene is —O—, —N (CH 3 ) —, 1,4-phenylene, 1, May be replaced by 4-cyclohexylene or piperazine-1,4-diyl; n is 0 or 1; and one hydrogen of the benzene ring to which the amino group is bonded is replaced by —OH. Also good. However, when Y is alkylene and n is 0, —CH 2 — to which the amino group is bonded is not replaced by —O— or —N (CH 3 ) —.
The polyamic acid according to claim 6, wherein the at least one tetracarboxylic acid anhydride is a tetracarboxylic acid anhydride selected from compounds represented by formulas (A1) to (A63).
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009170956A JP5359643B2 (en) | 2008-08-20 | 2009-07-22 | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element |
KR1020090076085A KR101162079B1 (en) | 2008-08-20 | 2009-08-18 | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment layer, and liquid crystal display device |
TW98127877A TWI391375B (en) | 2008-08-20 | 2009-08-19 | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment layer, and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008211777 | 2008-08-20 | ||
JP2008211777 | 2008-08-20 | ||
JP2009170956A JP5359643B2 (en) | 2008-08-20 | 2009-07-22 | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010070537A JP2010070537A (en) | 2010-04-02 |
JP5359643B2 true JP5359643B2 (en) | 2013-12-04 |
Family
ID=42202667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009170956A Expired - Fee Related JP5359643B2 (en) | 2008-08-20 | 2009-07-22 | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5359643B2 (en) |
TW (1) | TWI391375B (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103180294B (en) * | 2010-08-31 | 2015-09-23 | 日产化学工业株式会社 | Diamines, polyimide precursor, polyimide, liquid crystal aligning agent, liquid crystal orientation film and liquid crystal display device |
CN103087316B (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-30 | 西南科技大学 | Preparation method of soluble heat-resistant polymer based on benzpyrole skeleton |
KR20180003422A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 제이엔씨 주식회사 | Liquid crystal aligning agents for forming photo-aligning liquid crystal alignment layer, liquid crystal alignment layers and liquid crystal display devices using the same |
JP7400728B2 (en) * | 2018-10-18 | 2023-12-19 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using the same |
JPWO2021060270A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05341543A (en) * | 1992-06-11 | 1993-12-24 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Electrophotographic sensitive body |
JP4148653B2 (en) * | 2001-03-08 | 2008-09-10 | 富士フイルム株式会社 | Liquid crystal alignment film, method for aligning rod-like liquid crystal molecules, optical compensation sheet and polarizing plate |
JP4600637B2 (en) * | 2002-04-30 | 2010-12-15 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent |
CN100394278C (en) * | 2002-12-11 | 2008-06-11 | 日产化学工业株式会社 | Liquid crystl orientating agent and liquid crystal display element using it |
JP5142450B2 (en) * | 2003-12-25 | 2013-02-13 | 徹也 西尾 | Diamino compound, vinyl compound, polymer compound, alignment film, organic semiconductor device using alignment film, conductive polymer, electroluminescence element using the conductive polymer, liquid crystal alignment film, and liquid crystal alignment film Optical element used |
TWI427121B (en) * | 2006-09-01 | 2014-02-21 | Jnc Corp | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element |
-
2009
- 2009-07-22 JP JP2009170956A patent/JP5359643B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-08-19 TW TW98127877A patent/TWI391375B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI391375B (en) | 2013-04-01 |
TW201012801A (en) | 2010-04-01 |
JP2010070537A (en) | 2010-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI385241B (en) | Photo-alignment material, alignment layer and liquid crystal display device comprising this | |
JP5671797B2 (en) | Alignment agent and liquid crystalline polyimide used therefor | |
JP5879693B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
TWI494292B (en) | Diamine, liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device | |
JP5293943B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
KR101184319B1 (en) | Alignment agent and liquid crystalline polyimide used therein | |
JP2011209505A (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment layer, and liquid crystal display element | |
JP6315182B2 (en) | Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element | |
JP5359643B2 (en) | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element | |
JP5055727B2 (en) | Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element | |
JP4595417B2 (en) | Phenylenediamine, alignment film formed using the same, and liquid crystal display device including the alignment film | |
JP6252078B2 (en) | Liquid crystal composition, liquid crystal display element and method for producing liquid crystal display element | |
JP5245329B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
JP5194342B2 (en) | Liquid crystal aligning agent and vertical alignment liquid crystal display element for vertical alignment liquid crystal display element | |
JP5034411B2 (en) | Tetracarboxylic dianhydride, liquid crystal aligning agent, and liquid crystal display element | |
JP4894237B2 (en) | Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element | |
JP4561607B2 (en) | Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element | |
JP5061742B2 (en) | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element | |
KR101162079B1 (en) | Diamine, liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment layer, and liquid crystal display device | |
JP2008143877A (en) | Diamine having liquid crystal-like structure | |
JPWO2020166623A1 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element using it | |
JP5013069B2 (en) | Diamine, alignment film and liquid crystal display element | |
JP5673869B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
JP2004075944A (en) | Polyimide of which orientation is regulated, liquid crystal-oriented film using the same and liquid crystal display element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20110331 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130709 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5359643 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |