JP2002020754A - 液晶配向剤および液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向剤および液晶表示素子

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JP2002020754A
JP2002020754A JP2000206118A JP2000206118A JP2002020754A JP 2002020754 A JP2002020754 A JP 2002020754A JP 2000206118 A JP2000206118 A JP 2000206118A JP 2000206118 A JP2000206118 A JP 2000206118A JP 2002020754 A JP2002020754 A JP 2002020754A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラビング処理によって液晶分子の配向能が確
実に付与され、優れた液晶配向性を有する液晶配向膜を
与えることができる液晶配向剤および残像消去時間の短
い液晶表示素子を提供すること。 【解決手段】 ケイ素原子を含有するポリアミック酸お
よび/またはケイ素原子を含有するイミド化重合体例え
ばシリル化アミック酸構造を有するポリアミック酸を含
有する液晶配向剤およびそれからの液晶配向膜を備えた
液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の液
晶配向膜を形成するために用いられる液晶配向剤および
液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、液晶配向性が
良好であり、液晶表示素子の残像消去時間が短く、かつ
長期に亘る保存安定性に優れた液晶配向剤およびそれか
ら得られた液晶配向膜を備えた液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、透明導電膜を介して液晶配向膜が
表面に形成されている2枚の基板の間に、正の誘電異方
性を有するネマチック型液晶の層を形成してサンドイッ
チ構造のセルとし、前記液晶分子の長軸が一方の基板か
ら他方の基板に向かって連続的に90度捻れるようにし
たTN(Twisted Nematic)型液晶セル
を有するTN型液晶表示素子が知られている。このTN
型液晶表示素子などの液晶表示素子における液晶の配向
は、通常、ラビング処理により液晶分子の配向能が付与
された液晶配向膜により実現される。ここに、液晶表示
素子を構成する液晶配向膜の材料としては、従来より、
ポリイミド、ポリアミドおよびポリエステルなどの樹脂
が知られている。特にポリイミドは、耐熱性、液晶との
親和性、機械的強度などに優れているため多くの液晶表
示素子に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】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して得られ
る構造を有するイミド化重合体(ポリイミド)を含有す
る液晶配向剤を用いて液晶表示素子などを作製した場
合、画像表示時(電圧印加)に発生して液晶配向膜に吸
着されたイオン性電荷が、画像消去後(電圧印加の解除
後)においても液晶配向膜から脱着されず、電圧解除後
における液晶配向膜に電圧が残留蓄積され、この残留電
圧に起因して、電圧印加の解除後における表示画面に残
像が生じるという問題がある。また、液晶配向剤の保存
中に溶液の粘度変化が生じ、印刷時に膜厚のバラツキが
発生し、表示不良を引き起こしてしまうという問題もあ
る。
【0004】本発明は、以上のような事情に鑑みてなさ
れたものである。本発明の目的は、ラビング処理によっ
て液晶分子の配向能が確実に付与され、優れた液晶配向
性を有する液晶配向膜を与えることができる液晶配向剤
を提供することである。本発明の他の目的は、残像消去
時間の短い液晶表示素子をを提供することである。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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的および
利点は、本発明によれば、第1に、ケイ素原子を含有す
る重合体および/またはケイ素原子を含有する添加剤を
含有してなる液晶配向剤であって、該ケイ素原子の含有
量が下記式 (ケイ素原子含有量A)−(ケイ素原子含有量B)>
(ケイ素原子含有量A)×0.01 ここで、「ケイ素原子含有量A」は、当該液晶配向剤を
基板上に塗布後、100℃で1分間加熱して得られた塗
膜のケイ素原子含有量であり、「ケイ素原子含有量B」
は、当該液晶配向剤を基板上に塗布後、230℃で20
分間加熱して得られた塗膜のケイ素原子含有量であり、
ケイ素原子含有量はESCA法にて測定した当該重合体
の炭素、酸素および窒素の合計重量に対する重量%であ
りそして液晶配向剤の塗布膜厚は1000Åである、で
表される関係を満足する、ことを特徴とする液晶配向剤
によって達成される。
【0006】本発明の上記目的および利点は、第2に、
シリル化アミック酸構造を有する重合体を含有すること
を特徴とする、液晶配向剤によって達成される。本発明
によれば、本発明の上記目的および利点は、第3に、本
発明の上記液晶配向剤から得られた液晶配向膜を具備す
ることを特徴とする液晶表示素子によって達成される。
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】
【発明の実施の形態】以下、本発明に関して、具体的に
説明する。本発明の液晶配向剤は、通常、重合体として
ポリアミック酸および/またはイミド化重合体、並び
に、必要に応じて添加剤を、溶剤に溶解させた状態で含
有し、重合体および/または必要に応じて含有する添加
剤に、ケイ素原子を含有するものである。ケイ素原子を
含有する重合体としては、シリル化アミック酸構造を有
するポリアミック酸および/またはシリル化アミック酸
構造を有するイミド化重合体が好ましい。
【0008】<シリル化アミック酸構造を有する重合体
>本発明におけるシリル化アミック酸構造を有するポリ
アミック酸は、例えば(i)テトラカルボン酸二無水物
とジアミン化合物とを、ジアミン化合物の少なくとも1
部としてN,N’−ビスシリル化ジアミン化合物および
/またはN−シリル化ジアミン化合物を用いて、有機溶
剤中で反応せしめる方法あるいは(ii)ポリアミック酸
をシリル化剤と反応せしめる方法により製造することが
できる。また、本発明におけるシリル化アミック酸構造
を有するイミド化重合体は、例えば(iii)上記(i)
または(ii)の方法で得られたポリアミック酸を脱水閉
環せしめる方法、あるいは(iv)アミック酸構造を有す
るイミド化重合体をシリル化剤と反応せしめる方法によ
り製造することができる。
【0009】[テトラカルボン酸二無水物]テトラカル
ボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無
水物をテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一部とし
て用いるのが好ましい。脂環式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、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、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、1,3,3a,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
(1)、(2)、(3)で表わされるテトラカルボン酸
二無水物などが挙げられる。
【0010】
【化1】
【0011】(式中、R1、R3およびR5は脂環族の二
価の有機基を示し、R2、R4およびR6は水素原子また
はアルキル基を示し、複数存在するR2、R4およびR6
はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。) これらのテトラカルボン酸二無水物は1種単独でまたは
2種以上組み合わせて用いられる。
【0012】これらのうち、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、2,4,5−トリカ
ルボキシシクロヘキシル酢酸二無水物、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、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチ
ル酢酸二無水物、2,4,5−トリカルボキシシクロヘキ
シル酢酸二無水物、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、および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−ジオンを挙げることができる。
【0013】また、上記脂環式テトラカルボン酸二無水
物以外に、その他のテトラカルボン酸二無水物、例えば
芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボ
ン酸二無水物などを用いることもできる。
【0014】このようなその他のテトラカルボン酸二無
水物としては、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酸二無水
物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)
ジフェニルプロパン二無水物、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)、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、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(4)〜(7)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;ブタン
テトラカルボン酸二無水物などの脂肪族テトラカルボン
酸二無水物を挙げることができる。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。
【0015】
【化2】
【0016】[ジアミン化合物]ジアミン化合物として
は、例えばパラフェニレンジアミン、メタフェニレンジ
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’−(パラフェニレンイソプロピリデン)ビス
アニリン、4,4’−(メタ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;
【0017】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な
どの脂肪族ジアミン;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.
1.02,7]−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
脂環式ジアミン;
【0018】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(8)および(11)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;
【0019】
【化3】 (式中、R7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、Xは2価の有機
基を示す。)
【0020】
【化4】 (式中、R8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
基を示し、複数存在するXは、同一でも異なっていても
よい。) 下記式(10)で表されるモノ置換フェニレンジアミン
類;下記式(11)で表されるジアミノオルガノシロキ
サン;
【0021】
【化5】 (式中、R9は、−O−、−COO−、−OCO−、−
NHCO−、−CONH−および−CO−から選ばれる
2価の有機基を示し、R10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。)
【0022】
【化6】 (式中、R11は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、複
数存在するR11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(12)〜(16)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。
【0023】
【化7】 (式中、yは2〜12の整数であり、zは1〜5の整数
である。)
【0024】これらのうち、パラフェニレンジアミン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミ
ノジフェニルスルフィド、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’−(パラフェニ
レンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−
(メタ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(12)〜(1
6)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および上記式(8)で表さ
れる化合物の具体例として下記式(17)で表される化
合物、上記式(9)で表される化合物の具体例として下
記式(18)で表される化合物、上記式(10)で表さ
れる化合物の具体例として、デカノキシ−2,4−ジア
ミノベンゼン、ウンデカノキシ−2,4−ジアミノベン
ゼン、ドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペン
タデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカ
ノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ
−2,4−ジアミノベンゼン、下記式(19)〜(2
4)で表される化合物が好ましい。
【0025】
【化8】
【0026】上記(i)の方法でジアミン化合物の少な
くとも1部として用いられるN,N’−ビスシリル化ジ
アミン化合物および/またはN−シリル化ジアミン化合
物は、上述したジアミン化合物と後述するシリル化剤と
を反応させることによって得られる。ジアミン化合物と
シリル化剤との反応条件は、後述するポリアミック酸と
シリル化剤との反応条件に準ずる。
【0027】[シリル化剤]上記(ii)または(iv)の
方法において用いられるシリル化剤は、先に述べたよう
に、上記(i)の方法で用いられるN,N’−ビスシリ
ル化ジアミン化合物および/またはN−シリル化ジアミ
ン化合物の合成においても用いられる。
【0028】上記シリル化剤としては、例えば、N,O
−ビストリメチルシリルアセトアミド、N,O−ビスト
リメチルシリルトリフルオロアセトアミド、3−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、N,N,N’,N’
−テトラグリシリル−4,4’−ジアミノジフェニルメ
タン、クロロトリメチルシラン、1,1,1,3,3,3−
ヘキサメチルジシラザン、N−メトキシ−N,O−ビス
トリメチルシリルカルバメート、N−メチル−N−トリ
メチルシリルアセトアミド、N−メチル−N−トリメチ
ルシリルヘプタフルオロブチルアミド、N−メチル−N
−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド、N−ト
リメチルシリルイミダゾール、N−トリメチルシリルア
セトアミド、N−トリメチルシリルジエチルアミン、N
−トリメチルシリルジメチルアミン、クロロジメチルシ
ラン、1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、ter
t−ブチルジメチルクロロシラン、tert−ブチルジ
メチルシリルイミダゾール、N−tert−ブチルジメ
チルシリル−N−メチルトリフルオロアセトアミド、ジ
メチルエチルクロロシラン、ジメチルエチルシリルイミ
ダゾール、ジメチルイソプロピルクロロシラン、ジメチ
ルイソプロピルシリルイミダゾール、ジメチル−n−プ
ロピルクロロシラン、ジメチル−n−プロピルシリルイ
ミダゾール、1,3−ビスクロロメチルテトラメチルジ
シラザン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、クロロ
メチルジメチルクロロシラン、アリルジメチルクロロシ
ラン、N,O−ビスジエチルハイドロジェンシリルトリ
フルオロアセトアミド、1−シアノエチルジエチルアミ
ノジメチルシラン、ジクロロジエチルシラン、1,3−
ジフェニルテトラメチルジシラザン、ペンタフルオロフ
ェニルジメチルクロロシラン、パンタフルオロフェニル
ジメチルシリルジエチルアミンなどを挙げることができ
る。これらの内、N,O−ビストリメチルシリルアセト
アミド、N,O−ビストリメチルシリルトリフルオロア
セトアミド、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、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、クロロトリメチルシラン、
1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、N−メ
チル−N−トリメチルシリルアセトアミド、N−メチル
−N−トリメチルシリルヘプタフルオロブチルアミド、
N−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセト
アミド、N−トリメチルシリルイミダゾール、N−トリ
メチルシリルアセトアミド、N−トリメチルシリルジエ
チルアミン、N−トリメチルシリルジメチルアミン、
1,1,3,3−テトラメチルジシラザンを好ましい例と
して挙げることができる。
【0029】[シリル化アミック酸構造を有するポリア
ミック酸の製法]シリル化アミック酸構造を有するポリ
アミック酸は、上記(i)または(ii)の方法により得
ることができる。上記(i)の方法において、N,N’
−ビスシリル化ジアミン化合物および/またはN−シリ
ル化ジアミン化合物とジアミン化合物の割合を変えるこ
とによって、任意にシリル化率を調整することができ
る。ここで言う「シリル化率」とは、重合体中の全ての
アミック酸構造単位における、シリル化されたアミック
酸構造単位の割合を%で表したものである。上記(i)
および(ii)の方法における上記テトラカルボン酸二無
水物とジアミン化合物(N,N’−ビスシリル化ジアミ
ン化合物および/またはN−シリル化ジアミン化合物を
含む)との使用割合は、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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】また、上記(ii)の方法においては、ポリ
アミック酸の溶液にシリル化剤を添加し、攪拌すること
によってシリル化アミック酸構造を有するポリアミック
酸が得られる。この反応に用いられる溶剤としては、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
機溶剤と同じものを挙げることができる。反応は、有機
溶剤中で、好ましくは0〜100℃、より好ましくは0
〜50℃の反応温度で0.5〜48時間に亘って行われ
る。また、シリル化剤は、後述する液晶配向剤の調製時
に添加して、シリル化アミック酸構造を有するポリアミ
ック酸を形成してもよい。
【0033】この(ii)の方法で用いられるポリアミッ
ク酸はN,N’−ビスシリル化ジアミン化合物およびN
−シリル化ジアミン化合物のいずれをも用いずに製造さ
れたポリアミック酸であってもまたこれらのシリル化ジ
アミン化合物をジアミン化合物の少なくとも一部として
用いた、前記した如きシリル化アミック酸構造を有する
ポリアミック酸であってもよい。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】前記(i)の方法によれば、アミック酸構
造のアミド基の窒素原子上にシリル基が導入された構造
を持つポリアミック酸が得られる。一方、前記(ii)の
方法によれば、アミック酸構造のカルボキシル基がシリ
ルオキシカルボニル基に変換された構造を持つポリアミ
ック酸が得られる。後者の場合、加えてアミック酸構造
のアミド基の窒素原子上にシリル基が導入された構造の
生成が見られることがある。本発明においては、上記い
ずれの構造もシリル化アミック酸構造と呼ぶことにす
る。なお、上記(i)および(ii)の方法のうち、合成
の簡便さから、(ii)の方法がより好ましい。
【0035】本発明で用いられるシリル化アミック酸構
造を有するポリアミック酸のシリル化率は、好ましくは
10〜90%、より好ましくは30〜90%である。<
シリル化アミック酸構造を有するイミド化重合体>シリ
ル化アミック酸構造を有するイミド化重合体は、上記
(iii) または(iv)の方法によって製造することがで
きる。ポリアミック酸の脱水閉環は、(イ)ポリアミッ
ク酸を加熱する方法により、または(ロ)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。上記(イ)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。
【0036】一方、上記(ロ)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、イミド化重合体を精製することが
できる。
【0037】シリル化アミック酸構造を有するイミド化
重合体は、イミド化率が100%未満のイミド化重合体
であり、好ましくはイミド化率が70%以上100%未
満のイミド化重合体である。上記方法(イ)および
(ロ)における脱水閉環反応の反応条件をコントロール
することにより、イミド化率を調製することができる。
また、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物およ
びジイソシアネート化合物を混合し、必要に応じて加熱
して縮合させることによって、イミド化率の低い重合体
を調製することもできる。ここで、「イミド化率」と
は、重合体中の全ての繰り返し単位における、イミド基
またはイソイミド基を有する繰り返し単位の割合を%で
表したものであり、イミド基を有しない繰り返し単位、
すなわち脱水閉環しないでアミック酸構造を有する繰り
返し単位の一部または全部が、シリル化アミック酸構造
となる。
【0038】上記(iv)の方法では、イミド化重合体の
溶液にシリル化剤を添加し、攪拌することで得られる。
この際用いるシリル化剤としては、先に例示したシリル
化剤と同じ化合物を挙げることができる。反応に用いら
れる溶剤としては、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剤と同じものを挙げることが
できる。反応は、有機溶剤中で、好ましくは0〜100
℃、より好ましくは0〜50℃の反応温度で0.5〜4
8時間に亘って行われる。また、シリル化剤は、後述す
る液晶配向剤の調製時に添加して、シリル化アミック酸
構造を有するイミド化重合体を形成してもよい。
【0039】この(iv)の方法で用いられるイミド化重
合体はN,N’−ビスシリル化ジアミン化合物およびN
−シリル化ジアミン化合物のいずれをも用いずに製造さ
れたポリアミック酸を脱水閉環して得られたものであっ
てもまたこれらのシリル化ジアミン化合物をジアミン化
合物の少なくとも一部として用いた、前記した如きケイ
素原子を含有するポリアミック酸を脱水閉環して得られ
たものであってもよい。なお、上記(iii) および(i
v)の方法のうち、合成の簡便さから、(iv)の方法が
より好ましい。本発明で用いられるシリル化アミック酸
構造を有するイミド化重合体のシリル化率は、好ましく
は50〜100%、より好ましくは80〜100%であ
る。
【0040】<ケイ素原子を有する他の重合体>ケイ素
原子を有する他の重合体としては、ケイ素原子を有する
テトラカルボン酸二無水物ならびにN,N’−ビスシリ
ル化ジアミン化合物およびN−シリル化ジアミン化合物
以外のケイ素原子を有するジアミン化合物から選ばれる
少なくとも1種を出発物質として用いるポリアミック酸
および/またはイミド化重合体が好ましいものとして挙
げられる。また、後述する末端修飾型の重合体におけ
る、ポリアミック酸の合成時に添加するジカルボン酸無
水物、モノアミン化合物および/またはモノイソシアネ
ート化合物として、ケイ素原子を有する化合物を用いて
も良い。ポリアミック酸の合成におけるテトラカルボン
酸二無水物とジアミン化合物との使用割合、溶媒および
反応条件は、上述したシリル化アミック酸構造を有する
ポリアミック酸の場合と同様である。また、イミド化重
合体は、ポリアミック酸を上記(イ)または(ロ)の方
法により脱水閉環して得られるが、この場合のイミド化
重合体のイミド化率は、100%であっても良い。
【0041】<末端修飾型の重合体>本発明で用いられ
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、ジカルボ
ン酸無水物、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。
【0042】[ジカルボン酸無水物]ジカルボン酸無水
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。
【0043】[モノアミン化合物]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のアルキル
アミン;アミノメチルトリメチルシラン、アミノメチル
トリエチルシラン、アミノメチルトリプロピルシラン、
アミノエチルトリメチルシラン、アミノエチルトリエチ
ルシラン、アミノエチルトリプロピルシラン、アミノプ
ロピルトリメチルシラン、アミノプロピルトリエチルシ
ラン、アミノプロピルトリプロピルシラン、アミノメチ
ルトリメトキシシラン、アミノメチルトリエトキシシラ
ン、アミノメチルトリプロポキシシラン、アミノメチル
ジメトキシメチルシラン、アミノメチルメトキシジメチ
ルシラン、アミノメチルジエトキシメチルシラン、アミ
ノメチルエトキシジメチルシラン、アミノメチルジメト
キシエチルシラン、アミノメチルメトキシジエチルシラ
ン、アミノメチルジエトキシエチルシラン、アミノメチ
ルエトキシジエチルシラン、アミノエチルジメトキシメ
チルシラン、アミノエチルメトキシジメチルシラン、ア
ミノエチルジエトキシメチルシラン、アミノエチルエト
キシジメチルシラン、アミノエチルジメトキシエチルシ
ラン、アミノエチルメトキシジエチルシラン、アミノエ
チルジエトキシエチルシラン、アミノエチルエトキシジ
エチルシラン、アミノプロピルジメトキシメチルシラ
ン、アミノプロピルメトキシジメチルシラン、アミノプ
ロピルメチルジエトキシシラン、アミノプロピルエトキ
シジメチルシラン、アミノプロピルジメトキシエチルシ
ラン、アミノプロピルメトキシジエチルシラン、アミノ
プロピルジエトキシエチルシラン、アミノプロピルエト
キシジエチルシラン、アミノメチルフェニルジメチルシ
ランなどのアミノ基含有オルガノシランなどを挙げるこ
とができ、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、アミノメチルトリ
メチルシラン、アミノメチルトリエチルシラン、アミノ
メチルトリプロピルシラン、アミノエチルトリメチルシ
ラン、アミノエチルトリエチルシラン、アミノエチルト
リプロピルシラン、アミノプロピルトリメチルシラン、
アミノプロピルトリエチルシラン、アミノプロピルトリ
プロピルシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラ
ンなどが好ましい。
【0044】[モノイソシアネート化合物]モノイソシ
アネート化合物としては、例えばシクロヘキシルイソシ
アネート、n−デシルイソシアネート、n−ウンデシル
イソシアネート、n−ドデシルイソシアネート、n−ト
リデシルイソシアネート、n−テトラデシルイソシアネ
ート、n−ペンタデシルイソシアネート、n−ヘキサデ
シルイソシアネート、n−ヘプタデシルイソシアネー
ト、n−オクタデシルイソシアネート、n−エイコシル
イソシアネート、フェニルイソシアネート、ナフチルイ
ソシアネートなどを挙げることができる。
【0045】<重合体の対数粘度>本発明の液晶配向剤
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。
【0046】
【数1】
【0047】<ケイ素原子を有する添加剤>本発明の液
晶配向剤に必要に応じて用いられるケイ素原子を有する
添加剤としては、好ましくは、重合体と塗布される基板
表面との接着性を向上させる、官能性シラン含有化合物
が挙げられる。
【0048】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、1
0−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。これら官能性シラン
含有化合物の配合割合は、重合体100重量部に対し
て、好ましくは20重量部以下、より好ましくは0.0
1〜10重量部である。
【0049】なお、本発明の液晶配向剤に、上述したケ
イ素原子を有する添加剤が用いられる場合は、重合体は
ケイ素原子を有しないポリアミック酸および/またはイ
ミド化重合体であっても良い。ケイ素原子を有しないポ
リアミック酸およびイミド化重合体は、ケイ素原子を有
しないテトラカルボン酸二無水物およびケイ素原子を有
しないジアミン化合物を出発物質として得られる。ポリ
アミック酸の合成におけるテトラカルボン酸二無水物と
ジアミン化合物との使用割合、溶媒および反応条件は、
上述したシリル化アミック酸構造を有するポリアミック
酸の場合と同様である。また、イミド化重合体は、ポリ
アミック酸を上記(イ)または(ロ)の方法により脱水
閉環して得られるが、この場合のイミド化重合体のイミ
ド化率は、100%であっても良い。
【0050】<液晶配向剤>本発明の液晶配向剤は、上
記の如き、ケイ素原子を含有する重合体および/または
ケイ素原子を含有する添加剤を含有してなる。ケイ素原
子を含有する重合体を用いる場合、その配合割合は、重
合体全体を100重量部としたとき、ケイ素原子を含有
する重合体が好ましくは5〜95重量部、より好ましく
は10〜90重量部である。特に、シリル化アミック
酸構造を有する重合体と、ケイ素原子を含有しない重合
体とを用いて液晶配向剤を調製するか、ケイ素原子を
含有しない重合体を含む2種以上の重合体を用い、液晶
配向剤調製時にシリル化剤を添加するのが好ましい。
【0051】本発明の液晶配向剤における重合体全体の
含有割合は、粘性、揮発性などを考慮して選択される
が、好ましくは液晶配向剤全体に対して0.1〜20重
量%、さらに好ましくは1〜10重量%の範囲とされ
る。すなわち、重合体溶液からなる液晶配向剤は、印刷
法、スピンコート法などにより基板表面に塗布され、次
いでこれを乾燥することにより、配向膜材料である被膜
が形成されるが、重合体の含有割合が0.1重量%未満
である場合には、この被膜の膜厚が過少となって良好な
液晶配向膜を得ることができない場合があり、20重量
%を越える場合には、被膜の膜厚が過大となって良好な
液晶配向膜を得難く、また、液晶配向剤の粘度が増大し
て塗布特性に劣るものとなる場合がある。
【0052】重合体を溶解させる有機溶媒としては、重
合体を溶解できるものであれば特に制限されるものでは
なく、例えば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と同じ溶媒を挙げ
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と同
じ貧溶媒も適宜選択して併用することができる。
【0053】本発明の液晶配向剤には、重合体と塗布さ
れる基板表面との接着性を向上させる観点から、エポキ
シ化合物が配合されていてもよい。このようなエポキシ
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などを好ましいものと
して挙げることができる。これら官能性シラン含有化合
物や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、好ましくは40重量部以下、より好ま
しくは0.1〜30重量部である。
【0054】本発明の液晶配向剤は、ケイ素原子を含有
する重合体および/またはケイ素原子を有する添加剤を
含有することは前述のとおりである。このケイ素原子
は、好ましくは下記式で表される関係を満足する。 (ケイ素原子含有量A)−(ケイ素原子含有量B)>
(ケイ素原子含有量A)×0.01 ここで、「ケイ素原子含有量A」は、当該液晶配向剤を
基板上に塗布後、100℃で1分間加熱して得られた塗
膜のケイ素原子含有量であり、「ケイ素原子含有量B」
は、当該液晶配向剤を基板上に塗布後、230℃で20
分間加熱して得られた塗膜のケイ素原子含有量であり、
ケイ素原子含有量はESCA法にて測定した当該重合体
の炭素、酸素および窒素の合計重量に対する重量%であ
りそして液晶配向剤の塗布膜厚は1000Åである、上
記関係を満足することにより、その液晶配向剤から得ら
れた液晶配向膜を用いた液晶表示素子の残像特性が改善
される。上記関係式の左辺の値が大きいほどさらに好ま
しく、下記式 (ケイ素原子含有量A)−(ケイ素原子含有量B)>
(ケイ素原子含有量A)×0.2 を満たすことがいっそう望ましい。
【0055】<液晶表示素子>本発明の液晶配向剤を用
いて得られる液晶表示素子は、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た基板
の透明導電膜側に、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フィルムなど
からなる透明基板を用いることができる。基板の一面に
設けられた透明導電膜としては、SnO2からなるNE
SA膜、In23−SnO2からなるITO膜などを用
いることができ、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、予めマスクを用いる方法な
どが用いられる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板お
よび透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするた
めに、基板および透明導電膜上に、予め官能性シラン含
有化合物、チタネートなどを塗布することもできる。ま
た加熱温度は、好ましくは80〜250℃であり、より
好ましくは120〜200℃である。形成される被膜の
膜厚は、好ましくは0.001〜1μm、より好ましく
は0.005〜0.5μmである。
【0056】(2)形成された被膜は、ナイロンなどの
合成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とにより、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、被膜表面に偏光紫外線を照射して
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
に発生する微粉末(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、
本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜に、例
えば特開平6−222366号公報や特開平6−281
937号公報に示されているような、紫外線を部分的に
照射することによってプレチルト角を変化させるような
処理、あるいは特開平5−107544号公報に示され
ているような、ラビング処理された液晶配向膜上にレジ
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を
行うことによって、液晶表示素子の視界特性を改善する
ことが可能である。
【0057】(3)上記のようにして液晶配向膜が形成
された基板を2枚作成し、それぞれの液晶配向膜におけ
る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)を介して対向させ、2枚
の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板の
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
液晶を充填し、充填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。
【0058】上記シール剤としては、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したエ
ポキシ樹脂などを用いることができる。上記液晶として
は、例えばネマティック型液晶、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
が用いられる。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。
【0059】また、液晶セルの外側に使用される偏光板
としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させなが
ら、ヨウ素を吸収させたH膜と呼ばれる偏光膜を酢酸セ
ルロース保護膜で挟んだ偏光板またはH膜そのものから
なる偏光板などを挙げることができる。
【0060】
【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。本明細書の実施例および比較例により作製
された各液晶表示素子における評価方法を以下に示す。
【0061】[重合体のイミド化率]重合体を室温で減
圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解さ
せ、テトラメチルシランを基準物質として室温で1H−
NMRを測定し、下記式(ii)で示される式により求め
た。 イミド化率(%)=(1−A1/A2×α)×100 (ii) A1 :NH基のプロトン由来のピーク面積(10pp
m) A2 :その他のプロトン由来のピーク面積 α :重合体の前駆体(ポリアミック酸)における、N
H基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割
【0062】[重合体のシリル化率]重合体を室温で減
圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解さ
せ、テトラメチルシランを基準物質として室温で1H−
NMRを測定し、下記式(iii) で示される式により求
めた。 シリル化率(%)=B1/B2×100 (iii) B1 :シリル化後の重合体におけるCOOH基由来のピ
ーク面積 B2 :シリル化前の重合体におけるCOOH基由来のピ
ーク面積 (測定によりピーク面積のばらつきがある場合は、芳香
環ピークによりCOOH基由来のピークを規格化し
た。)
【0063】[液晶の配向性]液晶表示素子に電圧をオ
ン・オフさせた時の液晶セル中の異常ドメインの有無を
顕微鏡で観察し、異常ドメインのない場合を「良好」と
判断した。 [残像消去時間]液晶表示素子に15V直流電圧を60
℃オーブン中で24時間印加した後、電圧をOFFと
し、目視で残像が消去するまでの時間を測定した。 5
分以下であれば良好である。 [液晶表示素子のプレチルト角]「T.J.Schffe
r,et.al.,J.Appl.Phys.,vol.19,2
013(1980)」に記載の方法に準拠し、He−N
eレーザー光を用いる結晶回転法により測定した。
【0064】[液晶配向膜のケイ素量]液晶配向剤を塗
布後、100℃のホットプレートで1分間乾燥後の塗膜
と、230℃ホットプレートで20分乾燥後の塗膜の元
素組成を各々ESCAで定量測定し炭素、酸素、窒素、
ケイ素の元素比を計算し、ケイ素の元素比(weigh
t%)をケイ素含量とした。なお、塗膜の膜厚は、23
0℃で20分間乾燥後の状態で1000Åとなるように
塗布条件を調製した。
【0065】合成例1 テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロ
ブタンテトラカルボン酸二無水物48.2g、ジアミン
化合物としてジアミノジフェニルエーテル51.8gを
N−メチル−2−ピロリドン900gに溶解させ、この
溶液を25℃で6時間反応させた。次いで、得られた反
応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈澱さ
せた。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄し、減
圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対数粘度
(ηln)0.85dl/gのポリアミック酸(PA−
1)93.9gを得た。
【0066】合成例2 テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロ
ブタンテトラカルボン酸二無水物23.83g、ピロメ
リット酸二無水物26.51g、ジアミン化合物として
ジアミノジフェニルエーテル49.66gを用いた以外
は合成例1と同様に反応を行い(ηln)0.8dl/
gのポリアミック酸(PA−2)95gを得た。
【0067】合成例3 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物41.29g、ジアミ
ン化合物としてp−フェニレンジアミン10.06g、
コレスタリル−3,5−ジアミノベンゾエート(前記式
(20)で表されるジアミン)48.64gを用いた以
外は合成例1と同様に反応を行い(ηln)1.2dl
/gのポリアミック酸(PA−3)94gを得た。
【0068】合成例4 テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水
物22.95g、1,2,3,4−シクロブタンテトラカル
ボン酸二無水物20.64g、ジアミン化合物としてジ
アミノジフェニルメタン29.51g、2,2−ビス[4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン23.
56g、コレスタリル−3,5−ジアミノベンゾエート
(前記式(20)で表されるジアミン)3.33gを用
いた以外は合成例1と同様に反応を行い(ηln)1.
2dl/gのポリアミック酸(PA−4)46gを得
た。
【0069】合成例5 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物13.67g、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19.17
g、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン1
1.5g、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフ
ルオロメチル)ビフェニル3.89g、3,6−ビス
(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン(前記式
(12)で表されるジアミン)0.78g、モノアミン
化合物としてステアリルアミン0.98gをN−メチル
−2−ピロリドン117gに溶解させた以外は合成例1
と同様に反応を行った。この後、N−メチル−2−ピロ
リドン333g、ピリジン48.3g、無水酢酸49.8
gを加えて110℃で4時間イミド化反応を行った。次
いで、得られた反応溶液を大過剰のアセトンに注いで反
応生成物を沈澱させた。その後、固形物を分離してアセ
トンで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させること
により、イミド化率80%、対数粘度(ηln)0.4
5dl/gのイミド化重合体(PI−1)43gを得
た。
【0070】合成例6 テトラカルボン酸二無水物として1,3,3a,4,5,9
b−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33.95g、ジアミン化合物としてp−
フェニレンジアミン10.7g、オクタデカノキシ−2,
4−ジアミノベンゼン4.26g、モノアミン化合物と
してγ−アミノプロピルジエトキシシラン1.08gを
N−メチル−2−ピロリドン167gに溶解させた以外
は合成例1と同様に反応を行った。この後、N−メチル
−2−ピロリドン283g、ピリジン17.9g、無水
酢酸23.09gを加えて60℃で4時間イミド化反応
を行った。次いで、得られた反応溶液を大過剰のアセト
ンに注いで反応生成物を沈澱させた。その後、固形物を
分離してアセトンで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾
燥させることにより、イミド化率92%、対数粘度(η
ln)0.4dl/gのイミド化重合体(PI−2)4
3gを得た。
【0071】合成例7 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物16.55g、ジアミ
ン化合物としてp−フェニレンジアミン7.87g、コ
レステリル−3,5−ジアミノベンゾエート(前記式
(19)で表されるジアミン)0.58gをN−メチル
−2−ピロリドン225gに溶解させ60℃で5時間反
応を行った。この後、N−メチル−2−ピロリドン25
0g、ピリジン29.2g、無水酢酸22.6gを加えて
110℃で4時間イミド化反応を行った。次いで、得ら
れた反応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を
沈澱させた。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、イ
ミド化率83%、対数粘度(ηln)1.4dl/gの
イミド化重合体(PI−3)24gを得た。
【0072】合成例8 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物13.67g、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19.17
g、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン1
1.5g、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフ
ルオロメチル)ビフェニル3.89g、3,6−ビス
(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン(前記式
(12)で表されるジアミン)0.78g、モノアミン
化合物としてステアリルアミン0.98gをN−メチル
−2−ピロリドン117gに溶解させた以外は合成例1
と同様に反応を行った。この後、N−メチル−2−ピロ
リドン333g、ピリジン24.3g、無水酢酸25g
を加えて110℃で4時間イミド化反応を行った。次い
で、得られた反応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応
生成物を沈澱させた。その後、固形物を分離してアセト
ンで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることに
より、イミド化率96%、対数粘度(ηln)0.45
dl/gのイミド化重合体を得た。これをγ−ブチロラ
クトンに溶解し、シリル化剤としてN,O−ビストリメ
チルシリルアセトアミド19.8gを加えて24時間反
応させ、固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構
造を有するイミド化重合体溶液(PI−4)を得た。こ
の重合体のシリル化率は96%であった。
【0073】合成例9 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物1.25g、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33.47g、
ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン10.6
g、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロ
メチル)ビフェニル3.59g、3,6−ビス(4−ア
ミノベンゾイルオキシ)コレスタン(前記式(12)で
表されるジアミン)0.73g、モノアミン化合物とし
てステアリルアミン0.35gをN−メチル−2−ピロ
リドン150gに溶解させた以外は合成例1と同様に反
応を行った。この後、N−メチル−2−ピロリドン30
0g、ピリジン17.7g、無水酢酸22.9gを加えて
80℃で4時間イミド化反応を行った。次いで、得られ
た反応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈
澱させた。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、イ
ミド化率82%、対数粘度(ηln)0.45dl/g
のイミド化重合体を得た。これをγ−ブチロラクトンに
溶解し、シリル化剤としてN,O−ビストリメチルシリ
ルアセトアミド18.2gを加えて24時間反応させ、
固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構造を有す
るイミド化重合体溶液(PI−5)を得た。この重合体
のシリル化率は97%であった。
【0074】合成例10 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物15.57g、ジアミ
ン化合物としてp−フェニレンジアミン6.64g、4,
4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチ
ル)ビフェニル2.22g、モノアミン化合物としてス
テアリルアミン0.56gをN−メチル−2−ピロリド
ン225gに溶解させ60℃で5時間反応を行った。こ
の後、N−メチル−2−ピロリドン250g、ピリジン
11g、無水酢酸14.2gを加えて110℃で4時間
イミド化反応を行った。次いで、得られた反応溶液を大
過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈澱させた。その
後、固形物を分離してアセトンで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、イミド化率83%、
対数粘度(ηln)1.3dl/gのイミド化重合体を
得た。これをγ−ブチロラクトン225gに溶解し、シ
リル化剤としてN,O−ビストリメチルシリルアセトア
ミド11.2gを加えて24時間反応させ、固形分濃度
10質量%のシリル化アミック酸構造を有するイミド化
重合体溶液(PI−6)を得た。この重合体のシリル化
率は95%であった。
【0075】合成例11 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物16.34g、ジアミ
ン化合物としてp−フェニレンジアミン7.68g、コ
レスタリル−3,5−ジアミノベンゾエート(前記式
(20)で表されるジアミン)0.38g、モノアミン
化合物としてステアリルアミン0.59gをN−メチル
−2−ピロリドン225gに溶解させ60℃で5時間反
応を行った。この後、N−メチル−2−ピロリドン25
0g、ピリジン11g、無水酢酸14.2gを加えて1
10℃で4時間イミド化反応を行った。次いで、得られ
た反応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈
澱させた。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、イ
ミド化率80%、対数粘度(ηln)1.4dl/gの
イミド化重合体を得た。これをγ−ブチロラクトン22
5gに溶解し、シリル化剤としてN,O−ビストリメチ
ルシリルアセトアミド11.7gを加えて24時間反応
させ、固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構造
を有するイミド化重合体溶液(PI−7)を得た。この
重合体のシリル化率は98%であった。
【0076】合成例12 テトラカルボン酸二無水物として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34.84g、ジアミン化
合物としてp−フェニレンジアミン9.29g、ジアミ
ノジフェニルメタン4.39g、コレスタリル−3,5−
ジアミノベンゾエート(前記式(20)で表されるジア
ミン)0.58g、モノアミン化合物としてステアリル
アミン0.89gをN−メチル−2−ピロリドン167
gに溶解させた以外は合成例1と同様に反応を行った。
この後、N−メチル−2−ピロリドン282g、ピリジ
ン17.7g、無水酢酸22.6gを加えて80℃で4時
間イミド化反応を行った。次いで、得られた反応溶液を
大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈澱させた。そ
の後、固形物を分離してアセトンで洗浄し、減圧下40
℃で15時間乾燥させることにより、イミド化率81
%、対数粘度(ηln)0.45dl/gのイミド化重
合体を得た。これをγ−ブチロラクトンに溶解し、シリ
ル化剤としてヘキサメチルジシラザン17.9gを加え
て24時間反応させ、固形分濃度10質量%のシリル化
アミック酸構造を有するイミド化重合体溶液(PI−
8)を得た。この重合体のシリル化率は97%であっ
た。
【0077】合成例13 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物28.71g、ジアミ
ン化合物としてp−フェニレンジアミン7.5g、コレ
スタリル−3,5−ジアミノベンゾエート(前記式(2
0)で表されるジアミン)12.5g、モノアミン化合
物としてステアリルアミン1.29gをN−メチル−2
−ピロリドン116gに溶解させ60℃で24時間反応
を行った。この後、N−メチル−2−ピロリドン333
g、ピリジン7.5g、無水酢酸9.7gを加えて110
℃で4時間イミド化反応を行った。次いで、得られた反
応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈澱さ
せた。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄し、減
圧下40℃で15時間乾燥させることにより、イミド化
率72%、対数粘度(ηln)0.4dl/gのイミド
化重合体を得た。これをγ−ブチロラクトンに溶解し、
シリル化剤としてN,O−ビストリメチルシリルアセト
アミド22.5gを加えて24時間反応させ、固形分濃
度10質量%のシリル化アミック酸構造を有するイミド
化重合体溶液(PI−9)を得た。この重合体のシリル
化率は100%であった。
【0078】合成例14 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物9.3g、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13.04g、ジアミ
ン化合物としてp−フェニレンジアミン3.81g、コ
レスタリル−3,5−ジアミノベンゾエート(前記式
(20)で表されるジアミン)21.7g、1,5−ビ
ス(1−アミノメチル)−1,1,3,3,5,5−ヘ
キサメチルトリシロキサン1.03g、モノアミン化合
物としてステアリルアミン1.11gをN−メチル−2
−ピロリドン116gに溶解させ60℃で24時間反応
を行った。この後、N−メチル−2−ピロリドン333
g、ピリジン6.6g、無水酢酸8.5gを加えて110
℃で4時間イミド化反応を行った。次いで、得られた反
応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈澱さ
せた。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄し、減
圧下40℃で15時間乾燥させることにより、イミド化
率74%、対数粘度(ηln)0.4dl/gのイミド
化重合体を得た。これをγ−ブチロラクトンに溶解しシ
リル化剤としてN,O−ビストリメチルシリルアセトア
ミド16.7gを加えて24時間反応させ、固形分濃度
10質量%のシリル化アミック酸構造を有するイミド化
重合体溶液(PI−10)を得た。この重合体のシリル
化率は100%であった。
【0079】合成例15 テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物20.1g、ジアミン
化合物としてp−フェニレンジアミン4.12g、コレ
スタリル−3,5−ジアミノベンゾエート(前記式(2
0)で表されるジアミン)23.44g、1,5−ビス
(1−アミノメチル)−1,1,3,3,5,5−ヘキ
サメチルトリシロキサン1.2g、モノアミン化合物と
してステアリルアミン1.2gをN−メチル−2−ピロ
リドン116gに溶解させ60℃で24時間反応を行っ
た。この後、N−メチル−2−ピロリドン833g、ピ
リジン7.1g、無水酢酸9.15gを加えて110℃で
4時間イミド化反応を行った。次いで、得られた反応溶
液を大過剰のアセトンに注いで反応生成物を沈澱させ
た。その後、固形物を分離してアセトンで洗浄し、減圧
下40℃で15時間乾燥させることにより、イミド化率
78%、対数粘度(ηln)0.3dl/gのイミド化
重合体を得た。これをγ−ブチロラクトンに溶解しシリ
ル化剤としてN,O−ビストリメチルシリルアセトアミ
ド18.1gを加えて24時間反応させ、固形分濃度1
0質量%のシリル化アミック酸構造を有するイミド化重
合体溶液(PI−11)を得た。この重合体のシリル化
率は100%であった。
【0080】合成例16 (PA−4)48gをN−メチル−2−ピロリドン45
0gに溶解し、シリル化剤としてN,O−ビストリメチ
ルシリルアセトアミド8.6gを加えて24時間反応さ
せ、固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構造を
有するポリアミック酸溶液(PA−5)を得た。この重
合体のシリル化率は20%であった。
【0081】合成例17 (PA−4)48gをN−メチル−2−ピロリドン45
0gに溶解し、シリル化剤としてN,O−ビストリメチ
ルシリルアセトアミド21.5gを加えて24時間反応
させ、固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構造
を有するポリアミック酸溶液(PA−6)を得た。この
重合体のシリル化率は50%であった。
【0082】合成例18 (PA−4)48gをN−メチル−2−ピロリドン45
0gに溶解し、シリル化剤としてN,O−ビストリメチ
ルシリルアセトアミド27.3gを加えて24時間反応
させ、固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構造
を有するポリアミック酸溶液(PA−7)を得た。この
重合体のシリル化率は83%であった。
【0083】合成例19 テトラカルボン酸二無水物として3,5,6−トリカルボ
キシノルボルナン−2−酢酸二無水物15.6g、ジア
ミン化合物としてp−フェニレンジアミン6.77g、
オクタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン2.62g
をN−メチル−2−ピロリドン75gに溶解させ60℃
で24時間反応を行った。この後、N−メチル−2−ピ
ロリドン400g、ピリジン5.5g、無水酢酸7.1g
を加えて110℃で4時間イミド化反応を行った。次い
で、得られた反応溶液を大過剰のアセトンに注いで反応
生成物を沈澱させた。その後、固形物を分離してアセト
ンで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることに
より、イミド化率76%、対数粘度(ηln)0.7d
l/gのイミド化重合体を得た。これをγ−ブチロラク
トンに溶解しシリル化剤としてN,O−ビストリメチル
シリルアセトアミド14.1gを加えて24時間反応さ
せ、固形分濃度10質量%のシリル化アミック酸構造を
有するイミド化重合体溶液(PI−12)を得た。この
重合体のシリル化率は100%であった。
【0084】実施例1 イミド化重合体溶液(PI−4)20.0gと、ポリア
ミック酸(PA−1)8.0g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、液晶配向剤を調製
した。上記液晶配向剤を、スピンコーターを用いてIT
O膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に塗
布し、230℃のホットプレート上で20分間乾燥し、
乾燥膜厚0.05μmの被膜を形成した。この被膜にレ
ーヨン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシ
ーンにより、ロールの回転数500rpm、ステージの
移動速度1cm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmでラ
ビング処理を行った。上記配向膜塗布基板を、イソプロ
ピルアルコール中に1分間浸漬した後、双方の基板を1
00℃のホットプレート上で5分間乾燥した。
【0085】次に、一対のラビング処理された液晶挟持
基板の液晶配向膜を有するそれぞれの外縁に、直径17
μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をス
クリーン印刷塗布した後、一対の液晶挟持基板を液晶配
向膜面が相対するように、しかもラビング方向が逆平行
になるように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させ
た。次いで、液晶注入口より一対の基板間に、ネマティ
ック型液晶(メルク社製、MLC−5081)を充填し
た後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、基板の
外側の両面に偏光板を、偏光板の偏光方向がそれぞれの
基板の液晶配向膜のラビング方向と一致するように張り
合わせ、液晶表示素子を作製した。得られた液晶表示素
子の液晶の配向性および残像消去について評価を行った
ところ、液晶の配向性は良好で、プレチルト角は6度、
残像消去時間は1.3分と小さい値であった。また、塗
布後100℃乾燥処理した膜中のSi量は3.4質量
%、230℃乾燥処理した塗膜は2.6質量%であっ
た。これらの結果を表1に示す。
【0086】実施例2〜17および比較例1〜4 表1に示す処方に従い、合成例で得られた重合体を用
い、実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した。な
お、実施例2、10および11においては、重合溶液と
シリル化剤を混合することにより、重合体のシリル化は
室温において円滑に進行した。次いで、このようにして
得られた液晶配向剤の各々を用い、実施例1と同様にし
て液晶表示素子を作製し、得られた液晶表示素子の各々
について、液晶の配向性、残像消去時間およびケイ素量
について評価した。結果を表1に示す。
【0087】
【表1】
【0088】
【発明の効果】本発明の液晶配向剤によれば、液晶表示
素子とした場合、液晶配向性が良好で、残像消去時間が
短い液晶配向膜が得られる。本発明の液晶配向剤を用い
て形成した液晶配向膜を有する液晶表示素子は、TN、
およびSTN型液晶表示素子に好適に使用できる以外
に、使用する液晶を選択することにより、SH(Sup
er Homeotropic)型、IPS(In−P
lane Switching)型、強誘電性および反
強誘電性の液晶表示素子などにも好適に使用することが
できる。さらに、本発明の液晶配向剤を用いて形成した
液晶配向膜を有する液晶表示素子は、種々の装置に有効
に使用でき、例えば卓上計算機、腕時計、置時計、係数
表示板、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ
ー、液晶テレビなどの表示装置に用いられる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1337 515 G02F 1/1337 525 525 C08K 5/54 Fターム(参考) 2H090 HB08Y HB12Y HC05 HC15 HD14 JB02 KA04 KA05 KA08 KA14 KA15 4H027 BA11 BD12 DQ02 4J002 CM041 EX076 GH00 GP00 GQ00 4J043 PA02 PA04 PA19 PB19 PB21 PB22 PB23 QB26 QB31 RA35 SA14 SA31 SA42 SA43 SA52 SA54 SA63 SA71 SA72 SA85 SB01 SB02 TA22 TA43 TA67 TA68 TB01 TB02 UA022 UA032 UA041 UA042 UA061 UA062 UA081 UA082 UA121 UA122 UA131 UA132 UA141 UA142 UA151 UA152 UA182 UA241 UA251 UA261 UA262 UA331 UA361 UA381 UA391 UA421 UA591 UA621 UA622 UB011 UB012 UB021 UB061 UB062 UB081 UB082 UB121 UB122 UB131 UB132 UB151 UB152 UB161 UB162 UB221 UB241 UB281 UB282 UB301 UB302 UB312 UB321 UB331 UB382 VA021 VA041 VA061 VA081 WA09 XA03 XA15 XA16 XA17 XA18 XA19 XB05 XB07 XB09 YA02 YA06 YA08 YB40 ZB21 ZB23

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケイ素原子を含有する重合体および/ま
    たはケイ素原子を含有する添加剤を含有してなる液晶配
    向剤であって、該ケイ素原子の含有量が下記式 (ケイ素原子含有量A)−(ケイ素原子含有量B)>
    (ケイ素原子含有量A)×0.01 ここで、「ケイ素原子含有量A」は、当該液晶配向剤を
    基板上に塗布後、100℃で1分間加熱して得られた塗
    膜のケイ素原子含有量であり、「ケイ素原子含有量B」
    は、当該液晶配向剤を基板上に塗布後、230℃で20
    分間加熱して得られた塗膜のケイ素原子含有量であり、
    ケイ素原子含有量はESCA法にて測定した当該重合体
    の炭素、酸素および窒素の合計重量に対する重量%であ
    りそして液晶配向剤の塗布膜厚は1000Åである、で
    表される関係を満足する、ことを特徴とする液晶配向
    剤。
  2. 【請求項2】 シリル化アミック酸構造を有する重合体
    を含有することを特徴とする、液晶配向剤。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の液晶配向剤から
    得られた液晶配向膜を具備することを特徴とする、液晶
    表示素子。
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