JP2000336168A - ポリアミック酸、ポリイミド、液晶配向剤および液晶表示素子 - Google Patents

ポリアミック酸、ポリイミド、液晶配向剤および液晶表示素子

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JP2000336168A JP11148084A JP14808499A JP2000336168A JP 2000336168 A JP2000336168 A JP 2000336168A JP 11148084 A JP11148084 A JP 11148084A JP 14808499 A JP14808499 A JP 14808499A JP 2000336168 A JP2000336168 A JP 2000336168A
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    • G02F1/133723Polyimide, polyamide-imide

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な配向特性を発現することができるとと
もに、液晶表示素子において電圧の印加を解除してから
残像が消去されるまでの時間が短く、かつ長時間電圧の
印加を行った際に白シミの発生しない液晶配向膜を形成
することができる液晶配向剤を提供すること。 【解決手段】 2個の6員環酸無水物基を持つテトラカ
ルボン酸二無水物および6員環酸無水物基と5員環酸無
水物基とを1個ずつ持つテトラカルボン酸二無水物の少
なくとも一方と、2個の5員環酸無水物基を持つテトラ
カルボン酸二無水物とを組合せて、ジアミンと反応させ
て得られたポリアミック酸またはポリイミド。これらの
ポリマーは液晶配向剤に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なポリアミッ
ク酸、ポリイミド並びにこれを含有する液晶配向剤に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、正の誘電異方性を有するネマチッ
ク型液晶を、ポリイミドなどからなる液晶配向膜を有す
る透明電極付き基板でサンドイッチ構造にし、液晶分子
の長軸が基板間で90度連続的に捻れるようにしてなる
TN(Twisted Nematic)型液晶セルを
有する液晶表示素子(TN型液晶表示素子)が知られて
いる。このTN型液晶表示素子における液晶の配向は、
ラビング処理が施された液晶配向膜により形成されてい
る。
【0003】また最近では、コントラストおよび視角依
存性に優れた液晶表示素子であるSTN(Super
Twisted Nematic)型液晶表示素子や、
垂直配向型液晶表示素子が開発されている。STN型液
晶表示素子は、液晶としてネマチック型液晶に光学活性
物質であるカイラル剤をブレンドしたものを用い、液晶
分子の長軸を基板間で180度以上連続的に捻ることに
より生じる複屈折効果を利用するものである。また、垂
直配向型液晶表示素子は、例えば、液晶分子の誘電異方
性が負の液晶を垂直配向させ、電圧印加により分子を倒
して単純マトリックス駆動で動作させるものである。
【0004】しかしながら、従来知られているポリアミ
ック酸や、それを脱水閉環させて得られる構造を有する
イミド系重合体などからなる液晶配向剤を用いて液晶表
示素子を作成した場合、液晶表示素子の残留電圧が大き
いため残像が生じてしまったり、液晶表示素子の信頼性
試験中に白シミが発生したりするという問題を有してい
る。このため、STN型液晶表示素子においては、液晶
を配向させるために、二酸化ケイ素を斜方蒸着して形成
した液晶配向膜を用いる必要があるが、この配向膜は製
造工程が煩雑で大量生産には適さないという問題があ
る。この際、モノマーとして6員環イミドとなる2,3,
5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を用い
たポリイミドを含んだ配向剤は、白シミに効果があるこ
とは知られているが、残像については効果が不十分であ
る。一方、5員環イミドである1,3,3a,4,5,9b
−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−
2,5−ジオキソ−3−フラニル)ナフト[1,2−c]
フラン−1,3−ジオンや、1,2,3,4−シクロブタン
テトラカルボン酸二無水物等のモノマーを含むポリイミ
ドを含んだ液晶配向剤は、残像に効果があることは知ら
れているが、白シミには効果が不十分である。
【0005】また、TN型液晶表示素子においても、液
晶セル駆動時のリバースチルト現象による表示不良を抑
制するために、高いプレチルト角を有する液晶配向膜が
望まれるようになってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、液晶配向剤として有用であるポリアミック酸および
ポリイミドを提供することにある。本発明の第2の目的
は、良好な配向特性を発現することができるとともに、
液晶表示素子において電圧の印加を解除してから残像が
消去されるまでの時間(以下、「残像消去時間」とい
う。)が短く、かつ長時間電圧の印加を行った際に白シ
ミの発生しない液晶配向膜を形成することができる液晶
配向剤を提供することにある。本発明のさらに他の目的
および利点は、以下の説明から明らかになろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、第1に、下記式(I)
【化4】 ここで、R1は四価の有機基でありそしてR1を中央にし
た左右の酸無水物基はいずれも、それらが結合するR1
と一緒になって6員環を形成しているものとする、で表
されるテトラカルボン酸二無水物および下記式(II)
【化5】 ここで、R2は四価の有機基であり、そしてR2を中央に
した右側の酸無水物基はそれが結合するR2と一緒にな
って5員環を形成しまた左側の酸無水物基はそれが結合
するR2と一緒になって6員環を形成しているものとす
る、で表されるテトラカルボン酸二無水物よりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の第1酸二無水物、下記式
(III)
【化6】 ここで、R3は四価の有機基でありそしてR3を中心にし
た左右の酸無水物基はいずれも、それらが結合するR3
と一緒になって5員環を形成しているものとする、で表
されるテトラカルボン酸無水物よりなる群から選ばれる
少なくとも1種の第2酸二無水物、ならびに下記式(I
V) H2N−R4−NH2 …(IV) ここで、R4は二価の有機基である、で表されるジアミ
ンの反応生成物であるポリアミック酸によって達成され
る。本発明の上記目的および利点は、第2に、本発明の
上記ポリアミック酸を脱水閉環させた構造を有するポリ
イミドによって達成される。本発明の上記目的および利
点は、第3に、本発明のポリアミック酸および/または
ポリイミドを含有する液晶配向剤によって達成される。
本発明の上記目的および利点は、第4に、本発明の液晶
配向剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子に
よって達成される。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のポリマーは式(I)および/または式(II)で示
される酸無水物と式(IV)で示されるジアミンとが結合
して生成したポリアミック酸またはポリイミドと、前記
式(III)で示される酸無水物とおよび式(IV)で示さ
れるジアミンとが結合して生成したポリアミック酸およ
びポリイミドの共重合体を含有してなる。
【0009】式(I)で表されるテトラカルボン酸二無
水物としては、例えば、2,3,5−トリカルボキシシク
ロペンチル酢酸二無水物および下記式(V)
【0010】
【化7】
【0011】ここで、R5は芳香環を有する二価の有機
基を示しそしてR6は水素原子またはアルキル基を示
す、2個のR6は同一でも異なっていてもよい、で表さ
れる化合物を好ましいものとして挙げることができる。
【0012】式(II)で表されるテトラカルボン酸二無
水物としては、例えば、3,5,6−トリカルボキシノル
ボルナン−2−酢酸二無水物、2,4,5−トリカルボキ
シシクロヘキシル酢酸二無水物および下記式(VI)で表
される化合物を挙げることが出来る。
【0013】
【化8】 式中、R7は芳香環を有する二価の有機基を示し、そし
てR8は水素原子またはアルキル基を示す。2個存在す
るR8はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【0014】式(I)および式(II)で表されるテトラ
カルボン酸二無水物がテトラカルボン酸二無水物総量に
占める割合としては1〜99モル%であり、好ましくは
3〜80モル%であり、より好ましくは5〜50モル%
である。これらは単独でまたは2種以上組み合わせて用
いられる。このうち好ましいものとして、2,3,5−ト
リカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−
トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、式
(V)に包含される、下記式(1)で表される化合物を
挙げることができる。
【0015】
【化9】 式(III)で表されるテトラカルボン酸二無水物として
は、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,
3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2
−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボ
ン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロ
ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジクロロ−
1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水
物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロ
ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シク
ロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−
シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,
4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水
物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン
酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−
5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)
−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,
3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5
(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−
ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,
3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−エチル−5(テ
トラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフ
ト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3
a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−メチル−5(テト
ラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト
[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,
4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−エチル−5(テトラヒ
ドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,
2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,
9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5(テトラヒドロ−
2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−
c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b
−ヘキサヒドロ−8−エチル−5(テトラヒドロ−2,
5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]
−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘ
キサヒドロ−5,8−ジメチル−5(テトラヒドロ−2,
5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]
−フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテト
ラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−
1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]
−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸
二無水物、下記式(VII)で表される化合物などの脂肪
族および脂環式テトラカルボン酸二無水物;
【0016】
【化10】 式中、R9は芳香環を有する2価の有機基を示し、R10
は、水素原子またはアルキル基を示す。2個存在するR
10は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【0017】ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,
3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二
無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラ
カルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフ
ェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,
4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水
物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、
4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフ
ェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジ
カルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、
4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフ
ェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフル
オロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,
4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス
(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、
p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水
物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二
無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジ
フェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル
酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物、エチレン
グリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、プロ
ピレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテー
ト)、1,4−ブタンジオール−ビス(アンヒドロトリ
メリテート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(アン
ヒドロトリメリテート)、1,8−オクタンジオール−
ビス(アンヒドロトリメリテート)、2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(アンヒドロト
リメリテート)、下記式(2)〜(5)で表される化合
物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げること
ができる。式(III)で表されるテトラカルボン酸二無
水物の使用割合は、テトラカルボン酸二無水物全体の使
用量の総量に対して、好ましくは1〜99モル%、より
好ましくは5〜95モル%である。これらは1種単独で
または2種以上組み合わせて用いられる。
【0018】
【化11】
【0019】これらのうち、ブタンテトラカルボン酸二
無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸
二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタ
ンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペ
ンタンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオ
キソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘ
キセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、1,3,3a,
4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,
5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]
フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキ
サヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−
ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラ
ン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒ
ドロ−5,8−ジメチル−5−(テトラヒドロ−2,5−
ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラ
ン−1,3−ジオン、ビシクロ[2,2,2]−オクト−
7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、
ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−
ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、上記式
(VII)で表される化合物のうち下記式(6)で表され
る化合物が、良好な液晶配向性を発現させることができ
る観点から好ましく、特に好ましいものとして、1,2,
3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3
−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボ
ン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ
−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、
1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンおよ
びピロメリット酸二無水物を挙げることができる。
【0020】[ジアミン化合物]式(IV)で表されるジ
アミン化合物としては、例えばp−フェニレンジアミ
ン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフ
ェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、
4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジ
アミノジフェニルスルホン、3,3’−ジメチル−4,
4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノベンズ
アニリド、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,
5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−
ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノ
フェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミ
ノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメ
チルインダン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジア
ミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノ
ン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒド
ロアントラセン、2,7−ジアミノフルオレン、9,9−
ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−メ
チレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,
5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、
2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジ
メトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−
ジアミノビフェニル、1,4,4’−(p−フェニレンイ
ソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェ
ニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビ
ス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノ
キシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−
ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフ
ェニル、4,4’−ビス[(4−アミノ−2−トリフル
オロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル
などの芳香族ジアミン;1,1−メタキシリレンジアミ
ン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミ
ン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメ
チレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イ
ソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニ
レンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニ
レンジメチレンジアミン、トリシクロ[6.2.1.
2,7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メ
チレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス
(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミ
ノメチル)シクロヘキサン、2,5−ビス(アミノメチ
ル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6−ビス(ア
ミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタンなどの脂肪
族および脂環式ジアミン;
【0021】2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミ
ノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミ
ノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラ
ジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジ
ン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5
−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピ
ペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,
3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−
1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニ
ル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メ
チル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−
トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリ
アジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、
2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジ
メチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリア
ゾール、6,9−ジアミノ−2−エトキシアクリジンラ
クテート、3,8−ジアミノ−6−フェニルフェナント
リジン、1,4−ジアミノピペラジン、3,6−ジアミノ
アクリジン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミ
ンおよび下記式(VIII)および(IX)で表される化合物
などの、分子内に2つの1級アミノ基および該1級アミ
ノ基以外の窒素原子を有するジアミン;
【0022】
【化12】 式中、R11は、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピ
ペリジンおよびピペラジンから選ばれる窒素原子を含む
環構造を有する1価の有機基を示しそしてXは2価の有
機基を示す。
【0023】
【化13】 式中、R12は、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピ
ペリジンおよびピペラジンから選ばれる窒素原子を含む
環構造を有する2価の有機基を示し、Xは2価の有機基
を示す。2個存在するXは、同一でも異なっていてもよ
い。
【0024】下記式(X)で表されるモノ置換フェニレ
ンジアミン類;下記式(XI)で表されるジアミノオル
ガノシロキサン;
【0025】
【化14】 式中、R13は、−O−、−COO−、−OCO−、−N
HCO−、−CONH−および−CO−から選ばれる2
価の有機基を示し、R14は、ステロイド骨格、トリフル
オロメチル基およびフルオロ基から選ばれる基を有する
1価の有機基または炭素数6〜30のアルキル基を示
す。
【0026】
【化15】 式中、R15は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、複数
存在するR15は、それぞれ同一でも異なっていてもよ
く、pは1〜3の整数であり、qは1〜20の整数であ
る。下記式(7)〜(11)で表される化合物などを挙
げることができる。これらのジアミン化合物は、単独で
または2種以上組み合わせて用いることができる。
【0027】
【化16】 式中、yは2〜12の整数であり、zは1〜5の整数で
ある。
【0028】これらのうち、p−フェニレンジアミン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミ
ノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレ
ン、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−ア
ミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリ
フルオロメチル)ビフェニル、4,4’−(p−フェニ
レンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−
(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、
1,4−シクロヘキサンジアミン、4,4’−メチレンビ
ス(シクロヘキシルアミン)、1,4−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス(アミノメチ
ル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シ
クロヘキサン、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ
[2,2,1]ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)
ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、上記式(7)〜(1
1)で表される化合物、2,6−ジアミノピリジン、3,
4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、
3,6−ジアミノアクリジン、上記式(VIII)で表され
る化合物のうち下記式(12)で表される化合物、上記
式(IX)で表される化合物のうち下記式(13)で表さ
れる化合物および上記式(X)で表される化合物のうち
下記式(14)〜(19)で表される化合物が好まし
い。
【0029】
【化17】
【0030】[ポリアミック酸]ポリアミック酸の合成
反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化
合物の使用割合は、ジアミン化合物に含まれるアミノ基
1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物
基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、より好まし
くは0.3〜1.2当量となる割合である。
【0031】ポリアミック酸の合成反応は、有機溶媒中
で、通常0〜150℃、好ましくは0〜100℃の反応
温度で1〜48時間にわたって行われる。上記有機溶媒
としては、反応で生成する反応物を溶解しうるものであ
れば特に制限はない。例えば、N−メチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラク
トン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリア
ミドなどの非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キ
シレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどの
フェノール系溶媒を挙げることができる。有機溶媒の使
用量は、通常、テトラカルボン酸二無水物およびジアミ
ン化合物の総量が、反応溶液の全量に対して0.1〜3
0重量%になるようにするのが好ましい。
【0032】なお、上記有機溶媒には、ポリアミック酸
の貧溶媒であるアルコール類、ケトン類、エステル類、
エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類など
を、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で併用す
ることができる。かかる貧溶媒の具体例としては、例え
ばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピル
アルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、
トリエチレングリコール、アセトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチ
ルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチ
レングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノフェニルエーテル、エチレングリコールメチルフェニ
ルエーテル、エチレングリコールエチルフェニルエーテ
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコール
モノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチル
エーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルア
セテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート、エチレングリコールメチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、4
−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2,4−
ペンタンジオン、2,5−ヘキサンジオン、2−ヒドロ
キシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチル
プロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロ
ピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸
エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピ
オン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−
エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピル
ビン酸エチル、ピルビン酸ヒドロキシメチル、アセト酢
酸メチル、アセト酢酸エチル、メチルメトキシブタノー
ル、エチルメトキシブタノール、メチルエトキシブタノ
ール、エチルエトキシブタノール、テトラヒドロフラ
ン、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロ
−3−フランメタノール、1,3−ジオキソラン、1,3
−ジオキセパン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、
ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジク
ロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−
ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどを挙げることができ
る。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用い
られる。
【0033】以上の合成反応によって、ポリアミック酸
を溶解してなる反応溶液が得られる。そして、この反応
溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物
を減圧下乾燥することによりポリアミック酸を得ること
ができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に
溶解させ、次いで貧溶媒で析出する工程を1回または数
回行うことにより、ポリアミック酸の精製を行うことが
できる。
【0034】[ポリイミド]本発明のポリイミドは、上
記ポリアミック酸を脱水閉環することにより調製するこ
とができる。ポリアミック酸の脱水閉環は、(i)ポリ
アミック酸を加熱する方法により、または(ii)ポリア
ミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤およ
び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法によ
り行われる。
【0035】上記(i)のポリアミック酸を加熱する方
法における反応温度は、通常50〜200℃とされ、好
ましくは60〜170℃とされる。反応温度が50℃未
満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が20
0℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下する
ことがある。
【0036】一方、上記(ii)のポリアミック酸の溶液
中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法におい
て、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン
酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いること
ができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸の繰り返
し単位1モルに対して0.01〜20モルとするのが好
ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジ
ン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの3級
アミンを用いることができる。しかし、これらに限定さ
れるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する
脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとするのが好
ましい。なお、脱水閉環反応に用いられる有機溶媒とし
ては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例
示した有機溶媒を挙げることができる。そして、脱水閉
環反応の反応温度は、通常0〜180℃、好ましくは1
0〜150℃とされる。また、このようにして得られる
反応溶液に対し、ポリアミック酸の精製方法と同様の操
作を行うことにより、ポリイミドを精製することができ
る。なお、本発明のポリイミドは、ポリアミック酸の脱
水閉環が100%進行していない、イミド化率の低いも
のであってもよい。ここで「イミド化率」とは、ポリイ
ミドの全繰返し単位における、イミド環を有する繰返し
単位の割合を百分率で表した値を指す。
【0037】[末端修飾型の重合体]本発明に用いられ
る液晶配向剤を構成する重合体は、分子量が調節された
末端修飾型のものであってもよい。この末端修飾型の重
合体を用いることにより、本発明の効果が損われること
なく液晶配向剤の塗布特性などを改善することができ
る。このような末端修飾型のものは、ポリアミック酸を
合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイ
ソシアネート化合物などを反応系に添加することにより
合成することができる。ここで、酸一無水物としては、
例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン
酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサ
クシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸
無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを
挙げることができる。また、モノアミン化合物として
は、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチ
ルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、
n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニル
アミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n
−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラ
デシルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデ
シルアミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシ
ルアミン、n−エイコシルアミンなどを挙げることがで
きる。また、モノイソシアネート化合物としては、例え
ばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートな
どを挙げることができる。
【0038】[重合体の対数粘度]本発明に用いる液晶
配向剤を構成する重合体は、その対数粘度(ηln)の
値が、好ましくは0.05〜10dl/g、さらに好ま
しくは0.05〜5dl/gのものである。ここに、対
数粘度(ηln)の値は、N−メチル−2−ピロリドン
を溶媒として用い、重合体の濃度が0.5g/100ミ
リリットルである溶液について30℃で粘度の測定を行
い、下記式(1)で示される式によって求められるもの
である。
【0039】
【数1】
【0040】<液晶配向剤>本発明の液晶配向剤は、本
発明のポリアミック酸および/またはポリイミドが有機
溶媒中に溶解含有されて構成される。この液晶配向剤に
用いられるポリアミック酸および/またはポリイミド
は、単独でも、2種類以上を組み合わせて用いてもよ
い。この液晶配向剤を構成する有機溶媒としては、ポリ
アミック酸の合成反応や脱水閉環反応に用いられるもの
として例示した溶媒を挙げることができる。また、ポリ
アミック酸の合成反応の際に併用することができるもの
として例示した貧溶媒も適宜選択して併用することがで
きる。
【0041】本発明の液晶配向剤は、通常知られている
ポリアミック酸および/またはポリイミドを、本発明の
効果を損なわない範囲で含有していてもよい。ここで、
液晶配向剤中のポリアミック酸およびポリイミドの全量
に占める、本発明のポリアミック酸およびポリイミドの
割合は5重量%以上が好ましい。
【0042】本発明の液晶配向剤における固形分濃度
は、粘性、揮発性などを考慮して選択されるが、好まし
くは1〜10重量%の範囲とされる。すなわち、本発明
の液晶配向剤は、基板表面に塗布され、液晶配向膜とな
る塗膜が形成されるが、濃度が1重量%未満である場合
には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜
を得ることが困難であり、濃度が10重量%を超える場
合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を
得ることがやはり困難であり、また、液晶配向剤の粘性
が増大して塗布特性が劣るものとなる。
【0043】本発明の液晶配向剤には、ポリアミック酸
および/またはポリイミドの基板表面に対する接着性を
向上させる観点から、官能性シラン含有化合物が含有さ
れていてもよい。かかる官能性シラン含有化合物として
は、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3
−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエト
キシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)
−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウ
レイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロ
ピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3
−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカ
ルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N
−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミ
ン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリ
アミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリア
ザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリ
アザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザ
ノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−
ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエ
チレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N
−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエ
トキシシランなどを挙げることができる。
【0044】本発明の液晶配向剤には、基板に対する密
着性をさらに向上させることを目的として、エポキシ基
含有化合物が含有されていてもよい。かかるエポキシ基
含有化合物としては、例えばエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジル
エーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘ
キサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグ
リシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグ
リシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,
N’,−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,
3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロ
ヘキサン、N,N,N’,N’,−テトラグリシジル−4,
4’−ジアミノジフェニルメタン、3−(N−アリルー
Nーグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、
3−(N,N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメト
キシシランなどを挙げることができる。これらのうち、
分子内に、三級窒素原子を有する化合物が好ましく、こ
れらエポキシ基含有化合物の配合割合は、重合体100
重量部に対して、通常、40重量部以下、好ましくは
0.1〜30重量部である。
【0045】<液晶表示素子>本発明の液晶表示素子
は、例えば次の方法によって製造することができる。 (1)パターニングされた透明導電膜が設けられている
基板の一面に、本発明の液晶配向剤を例えばロールコー
ター法、スピンナー法、印刷法などの方法によって塗布
し、次いで、塗布面を加熱することにより被膜を形成す
る。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソ
ーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホ
ン、ポリカーボネートなどのプラスチックからなる透明
基板を用いることができる。また、基板の一面に設けら
れる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からな
るNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウ
ム−酸化スズ(In23−SnO2)からなるITO膜
などを用いることができる。これらの透明導電膜のパタ
ーニングには、フォト・エッチング法や予めマスクを用
いる方法が用いられる。液晶配向剤の塗布に際しては、
基板表面および透明導電膜と液晶配向剤の被膜との接着
性をさらに良好にするために、基板の該表面に、官能性
シラン含有化合物、官能性チタン含有化合物などを予め
塗布することもできる。また加熱温度は80〜250℃
とされ、好ましくは120〜200℃とされる。形成さ
れる被膜の膜厚は、通常0.001〜1μmであり、好
ましくは0.005〜0.5μmである。なお、ポリアミ
ック酸を含有する本発明の液晶配向剤は、塗布後に有機
溶媒を除去することによって液晶配向膜となる被膜を形
成するが、さらに加熱することによって脱水閉環を進行
させ、一部イミド化または完全にイミド化された被膜と
することもできる。
【0046】(2)液晶配向剤によって形成された被膜
表面を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊
維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビ
ング処理を行う。これにより、液晶分子の配向能が被膜
に付与されて液晶配向膜となる。また、ラビング処理に
よる方法以外に、樹脂膜表面に偏光紫外線、イオンビー
ム、電子ビーム等を照射して配向能を付与する方法や、
一軸延伸法、ラングミュア・ブロジェット法などで被膜
を得る方法などにより、液晶配向膜を形成することもで
きる。なお、ラビング処理時に発生する微粉体(異物)
を除去して表面を清浄な状態とするために、形成された
液晶配向膜をイソプロピルアルコールなどによって洗浄
することが好ましい。また、形成された液晶配向膜の表
面に紫外線、イオンビーム、電子ビーム等を部分的に照
射することによりプレチルト角を変化させる処理(特開
平6−222366号公報、特開平6−281937号
公報、特開平7−168187号公報および特開平8−
234207号公報参照)、形成された液晶配向膜の表
面にレジスト膜を部分的に形成し、先行のラビング処理
とは異なる方向にラビング処理を行った後、前記レジス
ト膜を除去して、液晶配向膜の配向能を変化させるよう
な処理(特開平5−107544号公報参照)を行うこ
とによって、作製される液晶表示素子の視野角特性を改
善することもできる。
【0047】(3)上記のようにして液晶配向膜が形成
された基板を2枚作製し、それぞれの液晶配向膜におけ
る配向処理方向、すなわちラビング方向が直交または逆
平行となるように、2枚の基板を、間隙(セルギャッ
プ)を介して対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール
剤を用いて貼り合わせ、基板表面およびシール剤により
区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔
を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの外
表面、すなわち、液晶セルを構成するそれぞれの基板の
他面側に、偏光板を、その偏光方向が当該基板の一面に
形成された液晶配向膜のラビング方向と一致または直交
するように貼り合わせることにより、液晶表示素子が得
られる。
【0048】ここに、シール剤としては、例えば硬化剤
およびスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有す
るエポキシ樹脂などを用いることができる。液晶として
は、ネマティック型液晶およびスメクティック型液晶を
挙げることができる。その中でもネマティック型液晶が
好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液
晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液
晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニル
シクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン
系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶など
を用いることができる。また、これらの液晶に、例えば
コレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレ
ステリルカーボネートなどのコレステリック型液晶や商
品名「C−15」「CB−15」(メルク社製)として
販売されているようなカイラル剤などを添加して使用す
ることもできる。さらに、p−デシロキシベンジリデン
−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強
誘電性液晶も使用することができる。
【0049】また、液晶セルの外表面に貼り合わされる
偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させ
ながら、ヨウ素を吸収させたH膜と称される偏光膜を酢
酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板またはH膜そのもの
からなる偏光板を挙げることができる。
【0050】
【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるも
のではない。なお、実施例中におけるプレチルト角の測
定は、[T.J.Schffer, et al., J.Ap
pl.Phys., 19, 2013(1980)]に記載
の方法に準拠し、He−Neレーザー光を用いる結晶回
転法により行った。また、以下の実施例および比較例に
おいて、液晶表示素子における残像消去時間および液晶
の配向性についての評価方法は、以下のとおりである。
【0051】(残像消去時間)液晶セルに10Vの直流
電圧を1時間印加した後、当該電圧の印加を解除し、表
示画面を目視により観察して、電圧の印加を解除してか
ら画面上の残像が消去されるまでの時間を測定した。
【0052】(液晶の配向性)電圧をオン・オフ(印加
・解除)したときの異常ドメインの有無を偏光顕微鏡で
観察し、異常ドメインのない場合を「良好」と判定し
た。
【0053】(液晶表示素子の信頼性試験)高温高湿環
境(温度70℃、相対湿度80%)下において、液晶表
示素子を5V、60Hzの矩形波で駆動させ、1500
時間経過後における白いシミ状の表示欠陥の有無を偏光
顕微鏡で観察した。
【0054】合成例1 500mlセパラブルフラスコに1,3,3a,4,5,9
b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−
2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−
c]フラン−1,3−ジオン 29.57g(94.08
ミリモル)、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル
酢酸二無水物5.27g(23.52ミリモル)、パラフ
ェニレンジアミン12.08g(111.70ミリモ
ル)、およびコレスタリル=3,5−ジアミノベンゾエ
ート3.07g(5.88ミリモル)を、N−メチル−2
−ピロリドン450gに溶解させ、室温で6時間反応さ
せた。次いで、反応溶液を大過剰のメチルアルコールに
注いで反応生成物を沈澱させた。その後、メチルアルコ
ールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させること
により、対数粘度が0.98dl/gである本発明のポ
リアミック酸〔これを「ポリアミック酸(a)」とす
る。〕45.42gを得た。
【0055】得られたポリアミック酸(a)40gをN
−メチルピロリドン360gに溶解し、ピリジン29.
77gと、無水酢酸38.42gとを添加し、80℃で
3時間加熱することにより脱水閉環反応させた。次い
で、反応生成液をポリアミック酸合成時と同様にして沈
澱および乾燥させ、対数粘度が1.03dl/gである
本発明のポリイミド〔これを「ポリイミド(a)」とす
る。〕36.4gを得た。
【0056】合成例2 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を19.74g(62.80ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
14.08g(62.80ミリモル)、p−フェニレンジ
アミンの使用量を12.90g(119.31ミリモ
ル)、コレスタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの
使用量を3.28g(6.28ミリモル)に変更し、イミ
ド化時の添加剤をピリジン31.79g、無水酢酸41.
03gに変更したこと以外は合成例1と同様にして、対
数粘度が0.99dl/gである本発明のポリイミド
〔これを「ポリイミド(b)」とする。〕35.35g
を得た。
【0057】合成例3 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を8.47g(26.95ミリモル)、2,3,5−ト
リカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を2
4.16g(107.80ミリモル)、p−フェニレンジ
アミンの使用量を13.84g(128.00ミリモ
ル)、コレスタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの
使用量を3.52g(6.73ミリモル)に変更し、イミ
ド化時の添加剤をピリジン34.11g、無水酢酸44.
02gに変更したこと以外は合成例1と同様にして、対
数粘度が0.99dl/gである本発明のポリイミド
〔これを「ポリイミド(c)」とする。〕35.75g
を得た。
【0058】合成例4 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を28.08g(89.35ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
5.01g(22.34ミリモル)、p−フェニレンジア
ミンの使用量を8.45g(78.14ミリモル)、コレ
スタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの使用量を2.
92g(5.58ミリモル)に変更し、新たに4,4’−
ジアミノジフェニルメタン5.54g(27.92ミリモ
ル)使用し、イミド化時の添加剤をピリジン28.27
g、無水酢酸36.49gに変更したこと以外は合成例
1と同様にして、対数粘度が0.95dl/gである本
発明のポリイミド〔これを「ポリイミド(d)」とす
る。〕35.75gを得た。
【0059】合成例5 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を28.41g(90.40ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
3.58g(15.95ミリモル)、p−フェニレンジア
ミンの使用量を5.75g(53.17ミリモル)、4,
4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を9.49g
(47.86ミリモル)、コレスタリル=3,5−ジアミ
ノベンゾエートの使用量を2.77g(5.30ミリモ
ル)に変更し、イミド化時の添加剤をピリジン26.9
2g、無水酢酸34.75gに変更したこと以外は合成
例4と同様にして、対数粘度が0.95dl/gである
本発明のポリイミド〔これを「ポリイミド(e)」とす
る。〕35.75gを得た。
【0060】合成例6 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を26.29g(83.65ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
4.69g(20.91ミリモル)、p−フェニレンジア
ミンの使用量を7.92g(73.24ミリモル)、コレ
スタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの使用量を2.
73g(5.23ミリモル)に変更し、4,4’−ジアミ
ノジフェニルメタンの代わりに2,2’−トリフルオロ
メチル−4,4’−ジアミノビフェニル8.37g(2
6.14ミリモル)使用し、イミド化時の添加剤をピリ
ジン26.47g、無水酢酸34.16gに変更したこと
以外は合成例4と同様にして、対数粘度が0.94dl
/gである本発明のポリイミド〔これを「ポリイミド
(f)」とする。〕37.75gを得た。
【0061】合成例7 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を26.10g(83.04ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
4.65g(20.76ミリモル)、p−フェニレンジア
ミンの使用量を7.86g(7.26ミリモル)、コレス
タリル=3,5−ジアミノベンゾエートの使用量を2.7
1g(5.19ミリモル)に変更し、4,4’−ジアミノ
ジフェニルメタンの代わりに2,2’−ビス(4−アミ
ノフェニル)ヘキサフルオロプロパン8.67g(25.
95ミリモル)使用し、イミド化時の添加剤をピリジン
26.27g、無水酢酸33.91gに変更したこと以外
は合成例4と同様にして、対数粘度が0.94dl/g
である本発明のポリイミド〔これを「ポリイミド
(g)」とする。〕33.24gを得た。
【0062】合成例8 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を28.09g(89.37ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
5.01g(22.34ミリモル)、p−フェニレンジア
ミンの使用量を8.46g(78.23ミリモル)、4,
4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を5.54g
(27.93ミリモル)に変更し、コレスタリル=3,5
−ジアミノベンゾエートの代わりにコレステリル=3,
5−ジアミノベンゾエート2.91g(5.59ミリモ
ル)使用し、イミド化時の添加剤をピリジン28.28
g、無水酢酸36.50gに変更したこと以外は合成例
4と同様にして、対数粘度が0.95dl/gである本
発明のポリイミド〔これを「ポリイミド(h)」とす
る。〕33.24gを得た。
【0063】合成例9 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を28.40g(90.36ミリモル)、2,3,5−
トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の使用量を
5.06g(22.59ミリモル)、p−フェニレンジア
ミンの使用量を8.55g(79.07ミリモル)、4,
4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を5.60g
(28.23ミリモル)に変更し、コレスタリル=3,5
−ジアミノベンゾエートの代わりに4−(4’−トリフ
ルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル=3,5
−ジアミノベンゾアート2.39g(5.64ミリモル)
使用し、イミド化時の添加剤をピリジン28.59g、
無水酢酸36.90gに変更したこと以外は合成例4と
同様にして、対数粘度が0.96dl/gである本発明
のポリイミド〔これを「ポリイミド(i)」とする。〕
34.94gを得た。
【0064】合成例10 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
の使用量を5.14g(22.92ミリモル)、p−フェ
ニレンジアミンの使用量を8.67g(80.21ミリモ
ル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を
5.68g(28.65ミリモル)に変更し、1,3,3
a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テ
トラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフ
ト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの代わりに1,
3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒド
ロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2
−c]フラン−1,3−ジオンを27.53g(91.6
7ミリモル)、コレスタリル=3,5−ジアミノベンゾ
エートの代わりにコレステリル=3,5−ジアミノベン
ゾエート2.98g(5.73ミリモル)使用し、イミド
化時の添加剤をピリジン29.00g、無水酢酸37.4
3gに変更したこと以外は合成例4と同様にして、対数
粘度が0.96dl/gである本発明のポリイミド〔こ
れを「ポリイミド(j)」とする。〕34.14gを得
た。
【0065】合成例11 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
の使用量を5.14g(22.92ミリモル)、p−フェ
ニレンジアミンの使用量を8.67g(80.21ミリモ
ル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を
5.68g(28.65ミリモル)に変更し、1,3,3
a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テ
トラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフ
ト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの代わりに1,
3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒド
ロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2
−c]フラン−1,3−ジオンを27.53g(91.6
7ミリモル)、コレスタリル=3,5−ジアミノベンゾ
エートの代わりにコレステリル=3,5−ジアミノベン
ゾエート2.98g(5.73ミリモル)使用し、イミド
化時の添加剤をピリジン29.00g、無水酢酸37.4
3gに変更したこと以外は合成例4と同様にして、対数
粘度が0.96dl/gである本発明のポリイミド〔こ
れを「ポリイミド(k)」とする。〕34.14gを得
た。
【0066】合成例12 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
の使用量を5.68g(25.34ミリモル)、p−フェ
ニレンジアミンの使用量を9.59g(88.68ミリモ
ル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を
6.28g(31.67ミリモル)に変更し、1,3,3
a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テ
トラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフ
ト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの代わりにビシ
クロ[2,2,2]オクタン−2,3,5,6−テトラカル
ボン酸二無水物を25.15g(101.34ミリモ
ル)、コレスタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの
代わりにコレステリル=3,5−ジアミノベンゾエート
3.30g(6.33ミリモル)使用し、イミド化時の添
加剤をピリジン32.07g、無水酢酸41.39gに変
更したこと以外は合成例4と同様にして、対数粘度が
0.93dl/gである本発明のポリイミド〔これを
「ポリイミド(l)」とする。〕32.16gを得た。
【0067】合成例13 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
の使用量を4.06g(18.13ミリモル)、p−フェ
ニレンジアミンの使用量を6.86g(63.46ミリモ
ル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を
4.49g(22.66ミリモル)に変更し、1,3,3
a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テ
トラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフ
ト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの代わりに2,
2−ビス(1,3−イソベンゾフランジオニル)−1,
1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを32.22
g(72.52ミリモル)、コレスタリル=3,5−ジア
ミノベンゾエートの代わりにコレステリル=3,5−ジ
アミノベンゾエート2.36g(4.53ミリモル)使用
し、イミド化時の添加剤をピリジン22.95g、無水
酢酸29.62gに変更したこと以外は合成例4と同様
にして、対数粘度が0.93dl/gである本発明のポ
リイミド〔これを「ポリイミド(m)」とする。〕3
2.45gを得た。
【0068】合成例14 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を27.14g(86.36ミリモル)、p−フェニ
レンジアミンの使用量を8.17g(75.57ミリモ
ル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を
5.35g(26.99ミリモル)に変更し、2、3,5
−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の代わり
に1,4−ビス(テトラヒドロピラン−1,3−ジオニ
ル)ベンゼンを6.52g(21.59ミリモル)、コレ
スタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの代わりにコ
レステリル=3,5−ジアミノベンゾエート2.81g
(5.40ミリモル)使用し、イミド化時の添加剤をピ
リジン27.33g、無水酢酸35.27gに変更したこ
と以外は合成例4と同様にして、対数粘度が0.90d
l/gである本発明のポリイミド〔これを「ポリイミド
(n)」とする。〕32.12gを得た。
【0069】合成例15 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオンの使
用量を27.77g(88.34ミリモル)、p−フェニ
レンジアミンの使用量を8.36g(77.30ミリモ
ル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタンの使用量を
5.47g(27.61ミリモル)に変更し、2、3,5
−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物の代わり
に3,5,6−トリカルボキシビシクロ[2,2,1]ヘプ
タン−2−酢酸二無水物を5.53g(22.09ミリモ
ル)、コレスタリル=3,5−ジアミノベンゾエートの
代わりにコレステリル=3,5−ジアミノベンゾエート
2.88g(5.52ミリモル)使用し、イミド化時の添
加剤をピリジン27.95g、無水酢酸36.08gに変
更したこと以外は合成例4と同様にして、対数粘度が
0.91dl/gである本発明のポリイミド〔これを
「ポリイミド(o)」とする。〕32.47gを得た。
【0070】比較合成例1 1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン 3
5.47g(112.85ミリモル)、パラフェニレンジ
アミン11.59g(107.21ミリモル)、およびコ
レステリル=3,5−ジアミノベンゾエート2.94g
(5.64ミリモル)を、N−メチル−2−ピロリドン
450gに溶解させ、室温で6時間反応させた。次い
で、反応溶液を大過剰のメチルアルコールに注いで反応
生成物を沈澱させた。その後、メチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が0.94dl/gである本発明のポリアミック
酸〔これを「ポリアミック酸(x)」とする。〕42.
32gを得た。
【0071】得られたポリアミック酸40gをN−メチ
ルピロリドン360gに溶解し、ピリジン28.56g
と、無水酢酸64.52gとを添加し、80℃で4時間
加熱することにより脱水閉環反応させた。次いで、反応
生成液をポリアミック酸合成時と同様にして沈澱および
乾燥させ、対数粘度が0.98dl/gである本発明の
ポリイミド〔これを「ポリイミド(x)」とする。〕3
6.4gを得た。
【0072】比較合成例2 パラフェニレンジアミンの使用量を14.55g(13
4.58ミリモル)に変更し、コレステリル=3,5−ジ
アミノベンゾエートの使用量を3.69g(7.08ミリ
モル)に変更し、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒド
ロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキ
ソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,
3−ジオンの代わりに2,3,5−トリカルボキシシクロ
ペンチル酢酸二無水物31.76g(141.17ミリモ
ル)を使用し、N−メチル−2−ピロリドン450gに
溶解させ、60℃で6時間反応させた。次いで、反応溶
液を大過剰のメチルアルコールに注いで反応生成物を沈
澱させた。その後、メチルアルコールで洗浄し、減圧下
40℃で15時間乾燥させることにより、対数粘度が
1.12dl/gである本発明のポリアミック酸〔これ
を「ポリアミック酸(y)」とする。〕45.39gを
得た。
【0073】得られたポリアミック酸40gをN−メチ
ルピロリドン360gに溶解し、ピリジン44.82g
と、無水酢酸34.71gとを添加し、110℃で4時
間加熱することにより脱水閉環反応させた。次いで、反
応生成液をポリアミック酸合成時と同様にして沈澱およ
び乾燥させ、対数粘度が1.05dl/gである本発明
のポリイミド〔これを「ポリイミド(y)」とする。〕
36.9gを得た。
【0074】実施例1 (1)液晶配向剤の調製:合成例1で得られたポリイミ
ド(a)をγ−ブチロラクトンに溶解させて固形分濃度
4重量%の溶液とし、この溶液を孔径1μmのフィルタ
ーで濾過して本発明の液晶配向剤を調製した。
【0075】(2)液晶表示素子の作製: 厚さ1mmのガラス基板の一面に設けられたITO
膜からなる透明導電膜上に、上記のようにして調製され
た本発明の液晶配向剤をスピンナーを用いて塗布し、1
80℃で1時間乾燥することにより乾燥膜厚800オン
グストロームの塗膜を形成した。
【0076】 形成された塗膜面を、ナイロン製の布
を巻き付けたロールを有するラビングマシーンを用いて
ラビング処理を行うことにより、液晶配向膜を作製し
た。ここに、ラビング処理条件は、ロールの回転数50
0rpm、ステージの移動速度1cm/秒とした。
【0077】 上記のようにして液晶配向膜が形成さ
れた基板を2枚作製し、それぞれの基板の外縁部に、直
径17μmの酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹
脂系接着剤をスクリーン印刷法により塗布した後、それ
ぞれの液晶配向膜におけるラビング方向が逆平行となる
ように2枚の基板を間隙を介して対向配置し、外縁部同
士を当接させて圧着して接着剤を硬化させた。
【0078】 基板の表面および外縁部の接着剤によ
り区画されたセルギャップ内に、ネマティック型液晶
「MLC−5081」(メルク社製)を注入充填し、次
いで、注入孔をエポキシ系接着剤で封止して液晶セルを
構成した。その後、液晶セルの外表面に、偏光方向が当
該基板の一面に形成された液晶配向膜のラビング方向と
一致するように偏光板を貼り合わせることにより、液晶
表示素子を作製した。
【0079】 上記のようにして作製された液晶表示
素子は、液晶セルに電圧を印加および解除したときにお
いて異常ドメインは認められず、液晶の配向性は良好で
あった。プレチルト角を測定したところ5.8°であっ
た。また、液晶表示素子の残像消去時間は0.62秒間
ときわめて短いものであった。また、ラビング条件を、
ロールの回転数200〜800rpm、ステージの移動
速度0.5〜5cm/秒の範囲で変更してプレチルト角
を測定したが、5.8±0.3°のばらつきで、工程条件
安定性に優れていた。また、得られた液晶表示素子の配
向性および信頼性試験について評価を行ったところ、液
晶の配向性は良好で、信頼性試験後も液晶表示素子に白
シミは認められなかった。結果を表1に示す。
【0080】実施例2 液晶配向剤としてポリイミド(a)に加えてN,N,
N’,N’,−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジ
フェニルメタンをポリイミド100重量部に対して5重
量部加えて調整したこと以外は実施例1と同様にして、
液晶表示素子を作製した。作製された液晶表示素子にお
ける、液晶の配向性、プレチルト角、残像消去時間の測
定および信頼性試験を行った。結果を表1に示す。
【0081】実施例3 ポリイミド(a)に代えて、合成例2で得られたポリア
ミック酸(b)を使用し、液晶配向剤塗布後の乾燥温度
を230℃にしたこと以外は実施例1と同様にして、液
晶表示素子を作製した。作製された液晶表示素子におけ
る、液晶の配向性、プレチルト角、残像消去時間の測定
および信頼性試験を行った。結果を表1に示す。
【0082】実施例4〜16 ポリイミド(a)に代えて、合成例3〜15で得られた
ポリイミド(c)〜(o)を使用したこと以外は実施例
1と同様にして、液晶配向剤を調製し液晶表示素子を作
製した。作製された液晶表示素子における、液晶の配向
性、プレチルト角、残像消去時間の測定および信頼性試
験を行った。結果を表1に示す。
【0083】
【表1】
【0084】比較例1 ポリイミド(a)に代えて、比較合成例1で得られたポ
リイミド(x)を使用したこと以外は実施例1と同様に
して、液晶配向剤を調製し液晶表示素子を作製した。作
製された液晶表示素子における、液晶の配向性、プレチ
ルト角、残像消去時間の測定および信頼性試験を行っ
た。結果を表2に示す。
【0085】比較例2〜3 ポリイミド(a)に代えて、比較合成例2で得られたポ
リイミド(y)を使用したこと以外は実施例1と同様に
して、液晶配向剤を調製し液晶表示素子を作製した。作
製された液晶表示素子における、液晶の配向性、プレチ
ルト角、残像消去時間の測定および信頼性試験を行っ
た。結果を表2に示す。
【0086】
【表2】
【0087】
【発明の効果】本発明によれば、液晶配向膜としたと
き、液晶の配向性が良好で、膜厚、ラビング条件などの
工程条件に依らない高いプレチルト角を発現できる良好
な配向特性を有するとともに、液晶表示素子における残
像消去時間の短く、かつ高い信頼性をもつ液晶配向膜を
形成することができる液晶配向剤を提供することができ
る。本発明の液晶配向剤により形成される液晶配向膜
は、TN型液晶表示素子、STN型液晶表示素子および
SH(Super Homeotropic)型液晶表
示素子など種々の液晶表示素子を構成するために好適に
使用することができる。また、当該液晶配向膜を備えた
液晶表示素子は、液晶の配向性および信頼性にも優れ、
種々の装置に有効に使用することができ、例えば卓上計
算機、腕時計、置時計、計数表示板、ワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータ、液晶テレビなどの表示装
置として好適に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下川 努 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 2H090 HB08Y HB09Y HB10Y HC06 KA04 MA02 MA10 MB01 MB12 MB14 4J043 PA04 PA15 PA19 QB15 QB26 RA05 RA34 SA06 SB01 TA22 TB04 UA022 UA031 UA041 UA042 UA081 UA082 UA121 UA122 UA131 UA132 UA261 UA262 UA361 UA412 UA421 UA422 UA531 UA591 UA621 UA622 UA632 UA761 UA762 UB011 UB022 UB121 UB122 UB152 UB281 UB282 UB301 UB302 UB311 UB312 UB382 UB401 UB402 VA021 VA022 VA041 VA042 VA061 VA062 VA071 VA081 VA101 VA102 XA03 XA16 XA17 XA19 YA06 YA08 ZA55 ZB23

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(I) 【化1】 ここで、R1は四価の有機基でありそしてR1を中央にし
    た左右の酸無水物基はいずれも、それらが結合するR1
    と一緒になって6員環を形成しているものとする、で表
    されるテトラカルボン酸二無水物および下記式(II) 【化2】 ここで、R2は四価の有機基であり、そしてR2を中央に
    した右側の酸無水物基はそれが結合するR2と一緒にな
    って5員環を形成しまた左側の酸無水物基はそれが結合
    するR2と一緒になって6員環を形成しているものとす
    る、で表されるテトラカルボン酸二無水物よりなる群か
    ら選ばれる少なくとも1種の第1酸二無水物、下記式
    (III) 【化3】 ここで、R3は四価の有機基でありそしてR3を中心にし
    た左右の酸無水物基はいずれも、それらが結合するR3
    と一緒になって5員環を形成しているものとする、で表
    されるテトラカルボン酸無水物よりなる群から選ばれる
    少なくとも1種の第2酸二無水物、ならびに下記式(I
    V) H2N−R4−NH2 …(IV) ここで、R4は二価の有機基である、で表されるジアミ
    ンの反応生成物であるポリアミック酸。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のポリアミック酸を脱水閉
    環させた構造を有するポリイミド。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のポリアミック酸および/
    または請求項2記載のポリイミドを含有する液晶配向
    剤。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の液晶配向剤から得られる
    液晶配向膜を有してなる液晶表示素子。
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