JP2005037920A - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment layer, and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶配向剤、それから得られる液晶配向膜、および当該液晶配向膜を具備してなる液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film obtained therefrom, and a liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film.
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ティ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。
また、カイラル剤の添加によって当該液晶分子の長軸が基板間で180度以上にわたって連続的に捻れる状態を達成させ、これにより生じる複屈折効果を利用したSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子も存在する。さらに最近においては、基板面に平行な電界を発生させて液晶分子をコントロールする横電界方式液晶表示素子、対向する基板間に負の誘電異方性を有するホメオトロピック配向状態のネマチック液晶層や螺旋軸が基板法線と平行状態にあるコレステリック液晶層を形成させ、それらの液晶層中に色素を添加したゲスト−ホスト型の反射型液晶表示素子も開発されている。これらの液晶表示素子における液晶の配向は、通常、ラビング処理が施された液晶配向膜により発現される。ここに、液晶表示素子を構成する液晶配向膜材料としては、従来ポリイミド、ポリアミドおよびポリエステルなどが知られている。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。
Conventionally, a cell of a sandwich structure is formed by forming a nematic liquid crystal layer having positive dielectric anisotropy between two substrates having a liquid crystal alignment film formed on the surface via a transparent conductive film, There is known a TN liquid crystal display element having a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal cell in which the major axis of liquid crystal molecules is continuously twisted by 90 degrees from one substrate toward the other substrate.
Further, the addition of a chiral agent achieves a state in which the major axis of the liquid crystal molecules is continuously twisted between the substrates by 180 degrees or more, and an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display element utilizing the birefringence effect generated thereby. Is also present. More recently, a horizontal electric field type liquid crystal display element that controls liquid crystal molecules by generating an electric field parallel to the substrate surface, a nematic liquid crystal layer in a homeotropic alignment state having a negative dielectric anisotropy between opposing substrates, and a spiral A guest-host type reflective liquid crystal display element in which a cholesteric liquid crystal layer having an axis parallel to the substrate normal is formed and a dye is added to the liquid crystal layer has been developed. The alignment of the liquid crystal in these liquid crystal display elements is usually expressed by a liquid crystal alignment film subjected to a rubbing treatment. Here, conventionally known polyimide, polyamide, polyester and the like are known as liquid crystal alignment film materials constituting the liquid crystal display element. In particular, polyimide is used in many liquid crystal display elements because of its excellent heat resistance, affinity with liquid crystals, mechanical strength, and the like.
液晶表示素子はその薄さ、軽さのためにテレビやノートパソコンの画面に用いられており、近年は如何に美しい画像を表示できるかが課題となっている。
画像を劣化させる原因の一つに液晶表示素子を形成する液晶分子の配列の欠陥が上げられる。液晶分子の配列は液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜によって発現されるが、高精細化、高開口率化に伴う画素間の狭化によって従来の液晶配向膜では充分に液晶分子の配列を行うことができないといった問題があった。
A liquid crystal display element is used for a screen of a television or a notebook personal computer because of its thinness and lightness. In recent years, it has become a problem how beautiful images can be displayed.
One of the causes of image deterioration is a defect in the alignment of liquid crystal molecules forming the liquid crystal display element. The alignment of the liquid crystal molecules is expressed by the liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent, but the conventional liquid crystal alignment film is sufficiently aligned with the narrowing of the pixels due to high definition and high aperture ratio. There was a problem that the arrangement could not be performed.
本発明は上記のような実状を鑑み、液晶配向性に優れた液晶表示素子、およびこれに具備される液晶配向膜、およびこの液晶配向膜を形成する液晶配向剤を提供することを目的としてなされたものである。
本発明の上記目的および利点は、第1に、下記式(1)〜(4)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも一種(以下、「繰り返し単位A」ともいう)を有する重合体(以下、「特定重合体」ともいう)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。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and aims to provide a liquid crystal display element excellent in liquid crystal alignment, a liquid crystal alignment film provided therein, and a liquid crystal alignment agent for forming the liquid crystal alignment film. It is a thing.
The above objects and advantages of the present invention are as follows. First, a polymer having at least one selected from repeating units represented by the following formulas (1) to (4) (hereinafter also referred to as “repeating unit A”) , Also referred to as “specific polymer”).
(式中、QおよびRは互いに異なる4価の有機基を表し、XおよびYは互いに異なる2価の有機基を表す。) (In the formula, Q and R represent different tetravalent organic groups, and X and Y represent different divalent organic groups.)
本発明の上記目的および利点は、第2に、下記式(i)で表されるテトラカルボン酸二無水物(以下、「テトラカルボン酸二無水物(i)」ともいう)と、ジアミンとから得られ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。 Secondly, the above-mentioned objects and advantages of the present invention are as follows: a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (i) (hereinafter also referred to as “tetracarboxylic dianhydride (i)”) and a diamine. This is achieved by a liquid crystal aligning agent characterized by containing the resulting polymer.
本発明の上記目的および利点は、第3に、下記式(ii)で表されるジアミン(以下、「ジアミン(ii)」ともいう)と、テトラカルボン酸二無水物とから得られ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。 Thirdly, the above object and advantage of the present invention include a polymer obtained from a diamine represented by the following formula (ii) (hereinafter also referred to as “diamine (ii)”) and tetracarboxylic dianhydride. It is achieved by a liquid crystal aligning agent characterized by containing.
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によって達成される。
本発明の上記目的および利点は、第5に、本発明の液晶配向膜を具備してなる液晶表示素子によって達成される。
Fourth, the above objects and advantages of the present invention are achieved by a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention.
Fifthly, the above objects and advantages of the present invention are achieved by a liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film of the present invention.
本発明によれば、透明性の優れた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型およびSTN型のみならずゲストホスト型液晶表示素子など種々の透過型、反射型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、画質に優れ、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、計数表示板、モバイルコンピュータなどの表示装置として好適に用いることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal aligning agent which can form the liquid crystal aligning film excellent in transparency can be provided.
The liquid crystal alignment film formed by the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably used for constituting various transmissive and reflective liquid crystal display elements such as guest-host type liquid crystal display elements as well as TN type and STN type. Can do. Further, the liquid crystal display element provided with the liquid crystal alignment film has excellent image quality and can be effectively used in various devices. For example, the liquid crystal display device is suitably used as a display device such as a desk calculator, a wristwatch, a counting display board, and a mobile computer. be able to.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いられる特定重合体は、特定繰り返し単位を含有するものである。特定重合体における繰り返し単位Aの含有割合は、好ましくは20〜100モル%、さらに好ましくは50〜100モル%、特に好ましくは100モル%である。また、繰り返し単位Aの繰り返し数は、良好な液晶配向性を発現させる観点から、通常、1〜100000、好ましくは5〜20000、さらに好ましくは10〜5000である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The specific polymer used in the present invention contains a specific repeating unit. The content ratio of the repeating unit A in the specific polymer is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, and particularly preferably 100 mol%. The number of repeating units A is usually 1 to 100,000, preferably 5 to 20000, and more preferably 10 to 5000 from the viewpoint of expressing good liquid crystal alignment.
[特定重合体]
本発明で用いられる特定重合体は、通常、以下に示す二つの方法のいずれかを用いて製造することができる。
I テトラカルボン酸二無水物(i)とジアミンを開環重合させてポリアミック酸を得、必要に応じて脱水閉環させる方法(以下、「方法I」ともいう)。
II テトラカルボン酸二無水物とジアミン(ii)を開環重合させてポリアミック酸を得、必要に応じて脱水閉環させる方法(以下、「方法II」ともいう)。
通常、方法Iによって得られるポリアミック酸は上記式(1)で表される繰り返し単位を有し、これを脱水閉環して得られるイミド化重合体は上記式(2)で表される繰り返し単位を有する。また、方法IIによって得られるポリアミック酸は上記式(3)で表される繰り返し単位を有し、これを脱水閉環して得られるイミド化重合体は上記式(4)で表される繰り返し単位を有する。
[Specific polymer]
The specific polymer used in the present invention can be usually produced using one of the following two methods.
I A method of ring-opening polymerization of tetracarboxylic dianhydride (i) and a diamine to obtain a polyamic acid, and dehydrating and ring-closing if necessary (hereinafter also referred to as “Method I”).
II A method of ring-opening polymerization of tetracarboxylic dianhydride and diamine (ii) to obtain a polyamic acid, and if necessary, dehydrating and ring-closing (hereinafter also referred to as “Method II”).
Usually, the polyamic acid obtained by Method I has a repeating unit represented by the above formula (1), and the imidized polymer obtained by dehydrating and ring-closing this has a repeating unit represented by the above formula (2). Have. Further, the polyamic acid obtained by Method II has a repeating unit represented by the above formula (3), and the imidized polymer obtained by dehydrating and ring-closing this has a repeating unit represented by the above formula (4). Have.
[テトラカルボン酸二無水物(i)]
方法Iにおいて用いられるテトラカルボン酸二無水物(i)は、上記式(i)で表される化合物である。上記式(i)におけるQは4価の有機基であり、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニル骨格、ベンゾフェノン骨格等の芳香族含有基;シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の脂環族含有基;ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族含有基等が挙げられる。これらの基は、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシル基等で置換されていてもよく、置換基の数は一つであっても複数であっても良い。好ましいものとしては、下記式で表される基や、これらの構造中の一つ以上の水素原子が上記置換基、好ましくはフッ素原子、メチル基およびトリフルオロメチル基等で置換された基が挙げられる。
[Tetracarboxylic dianhydride (i)]
The tetracarboxylic dianhydride (i) used in Method I is a compound represented by the above formula (i). Q in the above formula (i) is a tetravalent organic group, for example, an aromatic-containing group such as benzene, naphthalene, anthracene, biphenyl skeleton, benzophenone skeleton; cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, norbornane, tricyclodecane, tetra And alicyclic groups such as cyclododecane; aliphatic groups such as butane, pentane and hexane. These groups may be substituted with a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxyl group or the like, and the number of substituents may be one or plural. Preferable examples include a group represented by the following formula and a group in which one or more hydrogen atoms in these structures are substituted with the above substituents, preferably a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. It is done.
上記式(i)におけるXは2価の有機基であり、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ベンゾフェノン骨格、カルコン骨格、シンナモイル骨格等の芳香族含有基;シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の脂環族含有基;ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族含有基等が挙げられる。これらの基は、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシル基等で置換されていてもよく、置換基の数は一つであっても複数であっても良い。好ましいものとしては、下記式で表される基や、これらの構造中の一つ以上の水素原子が上記置換基、好ましくはフッ素原子、メチル基およびトリフルオロメチル基等で置換された基が挙げられる。 X in the formula (i) is a divalent organic group, for example, an aromatic-containing group such as a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a bisphenol A skeleton, a bisphenol F skeleton, a benzophenone skeleton, a chalcone skeleton, or a cinnamoyl skeleton; Examples include alicyclic groups such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, norbornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; and aliphatic groups such as butane, pentane, and hexane. These groups may be substituted with a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxyl group or the like, and the number of substituents may be one or plural. Preferable examples include a group represented by the following formula and a group in which one or more hydrogen atoms in these structures are substituted with the above substituents, preferably a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. It is done.
テトラカルボン酸二無水物(i)の合成方法としては、下記式(i-1)で表されるジアミン1モルと、下記式(i-2)で表されるテトラカルボン酸二無水物3モル以上とを、N−メチル−2−ピロリドンなどの極性溶媒中において混合し、−15〜100℃で反応させ、次いで、得られた化合物が溶解されている極性溶媒中に、ピリジンと無水酢酸を添加し、加熱下に脱水閉環させる方法などにより、テトラカルボン酸二無水物(i)を得ることができる。 As a synthesis method of tetracarboxylic dianhydride (i), 1 mol of diamine represented by the following formula (i-1) and 3 mol of tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (i-2) The above is mixed in a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at −15 to 100 ° C. Then, pyridine and acetic anhydride are added to the polar solvent in which the obtained compound is dissolved. The tetracarboxylic dianhydride (i) can be obtained by a method of adding and dehydrating and ring-closing under heating.
上記式(i-1)で表されるジアミンとしては、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; Examples of the diamine represented by the formula (i-1) include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, and 4,4′-diamino. Diphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminobenzanilide, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene 3,3-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 6-amino-1- (4′-aminophenyl) ) -1,3,3-trimethylindane, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzof Non, 4,4′-diaminobenzophenone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2, 2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis ( 4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene, 2,7-diaminofluorene, 9,9-bis ( 4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ′, 5,5′-tetrachloro-4,4′-diaminobiphenyl, 2, 2'-dichloro-4,4'-diamino-5,5'-dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 1,4,4 '-(p-phenyleneisopropylidene) bisaniline 4,4 ′-(m-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 2,2′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2 , 2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, aromatic diamines such as 4,4′-bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl;
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[6.2.1.02,7]−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)などの脂肪族および脂環式ジアミン; 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1 , 4-diaminocyclohexane, isophorone diamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene methylene diamine, tricyclo [6.2.1.02,7] -undecylenedimethyl diamine, 4, Aliphatic and cycloaliphatic diamines such as 4'-methylenebis (cyclohexylamine);
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(III)〜(IV)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; 2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 5,6-diamino-2,3-dicyanopyrazine, 5,6-diamino-2,4 -Dihydroxypyrimidine, 2,4-diamino-6-dimethylamino-1,3,5-triazine, 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, 2,4-diamino-6-isopropoxy-1,3 , 5-triazine, 2,4-diamino-6-methoxy-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-methyl -S-triazine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 4,6-diamino-2-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino-5-phenylthiazole, 2,6-diaminopurine 5,6-diamino-1,3 Dimethyluracil, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 6,9-diamino-2-ethoxyacridine lactate, 3,8-diamino-6-phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3, , 6-diaminoacridine, bis (4-aminophenyl) phenylamine, and compounds represented by the following formulas (III) to (IV), etc. A diamine having a nitrogen atom;
(式中、R5 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。) (In the formula, R 5 represents a monovalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X represents a divalent organic group.)
(式中、R6 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。) Wherein R 6 represents a divalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, X represents a divalent organic group, and a plurality of X May be the same or different.)
下記式(V)で表されるモノ置換フェニレンジアミン類;下記式(VI)で表されるジアミノオルガノシロキサン; Monosubstituted phenylenediamines represented by the following formula (V); diaminoorganosiloxanes represented by the following formula (VI);
(式中、R7 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、R8 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。) (Wherein R 7 represents a divalent organic group selected from —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH— and —CO—, and R 8 represents a steroid skeleton, A monovalent organic group having a group selected from a fluoromethyl group and a fluoro group or an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms is shown.)
(式中、R9 は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、複数存在するR9 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。) (Wherein R 9 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 9 may be the same or different, p is an integer of 1 to 3, and q is 1 to 20) Is an integer.)
下記式(9)〜(13)で表される化合物などを挙げることができる。 Examples include compounds represented by the following formulas (9) to (13).
(式中、yは2〜12の整数であり、zは1〜5の整数である。) (In the formula, y is an integer of 2 to 12, and z is an integer of 1 to 5.)
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’−(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、上記式(9)〜(13)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(III)で表される化合物のうち下記式(14)で表される化合物、上記式(IV)で表される化合物のうち下記式(15)で表される化合物および上記式(V)で表される化合物のうち下記式(16)〜(21)で表される化合物が好ましい。 Of these, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2, 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2 , 2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-cyclohexanediamine 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), 1,4-bis (4-aminophenoxy) Benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, compounds represented by the above formulas (9) to (13), 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diamino Pyrimidine, 3,6-diaminoacridine, a compound represented by the following formula (14) among the compounds represented by the above formula (III), and a compound represented by the following formula (15) among the compounds represented by the above formula (IV) Of the compounds represented by the formula (V), the compounds represented by the following formulas (16) to (21) are preferred.
上記式(i-2)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、2,3,5−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、2,3,4,5−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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、下記式(I)および(II)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; Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (i-2) include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2- Dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2, 3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetra Carboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid Dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorborn Nan-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3 -Furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3 -Furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3 -Furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-7-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3 -Furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -7-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -8-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -8-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -5,8-dimethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) ) -3-Methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2,2,2] -oct -7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2 ', 5'-dione), aliphatic and alicyclic tetracarboxylic dianhydrides such as compounds represented by the following formulas (I) and (II);
(式中、R1 およびR3 は、芳香環を有する2価の有機基を示し、R2 およびR4 は、水素原子またはアルキル基を示し、複数存在するR2 およびR4 は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。) (Wherein R 1 and R 3 represent a divalent organic group having an aromatic ring, R 2 and R 4 represent a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 2 and R 4 are the same. But it may be different.)
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(1)〜(4)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。 Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4'-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis ( 3,4-dicarboxyphenoxy) diph Nylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenyl Phosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenyl ether Dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), propylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), 1,4- Butanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,6-hexanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,8-o Fragrances such as kutandiol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis (anhydrotrimellitate), compounds represented by the following formulas (1) to (4) Group tetracarboxylic dianhydride.
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、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、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(I)で表される化合物のうち下記式(5)〜(7)で表される化合物および上記式(II)で表される化合物のうち下記式(8)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、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、ピロメリット酸二無水物および下記式(5)で表される化合物を挙げることができる。 Of these, butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- ( 2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5 -Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5 -Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2- ] Furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2 -C] furan-1,3-dione, bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-oxabicyclo [3.2. 1] Octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid Dianhydrides, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, compounds of the above formula (I) Among the compounds represented by the following formulas (5) to (7) and the compound represented by the above formula (II) The compound represented by the formula (8) is preferable from the viewpoint of exhibiting good liquid crystal alignment, and particularly preferable is 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3, 3a, 4,5,9b-Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] Octane-2,4-dione-6 Pyro -3 '- (tetrahydrofuran-2', 5'-dione), may be mentioned compounds represented by pyromellitic dianhydride and the following formula (5).
上記テトラカルボン酸二無水物(i)との開環重合に用いることのできるジアミンとしては上述した化合物を用いることができるが、Xとして選択された構造と異なる構造を有する化合物を選択することが望ましい。 As the diamine that can be used for the ring-opening polymerization with the tetracarboxylic dianhydride (i), the above-mentioned compounds can be used, but it is possible to select a compound having a structure different from the structure selected as X. desirable.
[ジアミン(ii)]
方法IIにおいて用いられるジアミン(ii)は、上記式(ii)で表される化合物である。上記式(ii)におけるQおよびXの好ましい構造としては、上記式(i)におけるQおよびXの好ましい構造と同様である。
[Diamine (ii)]
The diamine (ii) used in Method II is a compound represented by the above formula (ii). Preferred structures of Q and X in the above formula (ii) are the same as the preferred structures of Q and X in the above formula (i).
ジアミン(ii)の合成方法としては、例えば下記3つの合成方法が挙げられる。
<合成法1>
下記式(ii-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物1モルと、下記式(ii-2)で表されるニトロ基含有モノアミン2モル以上とを、N−メチル−2−ピロリドンなどの極性溶媒中において混合し、−15〜100℃で反応させることによりアミック酸構造を有するジニトロ化合物を合成し、次いで、得られたジニトロ化合物が溶解されている極性溶媒中に、ピリジンと無水酢酸を添加し、加熱下に脱水閉環させることにより、イミド基含有ジニトロ化合物を得る。その後、得られたイミド基含有ジニトロ化合物をエチルアルコールなどの溶媒中に溶解させ、水素ガスなどを用いてニトロ基を還元することにより、目的とするジアミン(ii)を得ることができる。
Examples of the synthesis method of diamine (ii) include the following three synthesis methods.
<Synthesis Method 1>
1 mol of a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (ii-1) and 2 mol or more of a nitro group-containing monoamine represented by the following formula (ii-2), N-methyl-2-pyrrolidone, etc. The dinitro compound having an amic acid structure was synthesized by mixing in a polar solvent and reacting at −15 to 100 ° C., and then pyridine and acetic anhydride were dissolved in the polar solvent in which the obtained dinitro compound was dissolved. And dehydrating and ring-closing under heating to obtain an imide group-containing dinitro compound. Thereafter, the imide group-containing dinitro compound obtained is dissolved in a solvent such as ethyl alcohol and the nitro group is reduced using hydrogen gas or the like, whereby the desired diamine (ii) can be obtained.
<合成法2>
上記式(ii-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物1モルと、下記式(ii-3)で表されるジアミン3モル以上とを、N−メチル−2−ピロリドンなどの極性溶媒中において混合し、−15〜100℃で反応させた後、得られた化合物が溶解されている極性溶媒中にピリジンと無水酢酸を添加し、加熱下に脱水閉環させることにより、イミド基含有ジアセトアミド化合物を得る。その後、得られたイミド基含有ジアセトアミド化合物を、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリで処理することにより、ジアミン(ii)を得ることができる。
<Synthesis Method 2>
A polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone containing 1 mol of tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (ii-1) and 3 mol or more of a diamine represented by the following formula (ii-3) After mixing and reacting at −15 to 100 ° C., pyridine and acetic anhydride are added to a polar solvent in which the obtained compound is dissolved, and dehydration and cyclization are carried out under heating, whereby an imide group-containing diester is obtained. An acetamide compound is obtained. Then, diamine (ii) can be obtained by processing the obtained imide group-containing diacetamide compound with an alkali such as an aqueous sodium hydroxide solution.
<合成法3>
上記式(ii-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物1モルと、下記式(ii-4)で表されるニトロ基含有モノイソシアネート化合物2モル以上とを、N−メチル−2−ピロリドンなどの極性溶媒中において混合し、60〜150℃で反応させることにより、イミド基含有ジニトロ化合物を合成する。次いで、得られたジニトロ化合物をエチルアルコールなどの溶媒中に溶解させ、水素ガスなどを用いてニトロ基を還元することにより、ジアミン(ii)を得る。
<Synthesis Method 3>
1 mol of a tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (ii-1) and 2 mol or more of a nitro group-containing monoisocyanate compound represented by the following formula (ii-4) An imide group-containing dinitro compound is synthesized by mixing in a polar solvent such as pyrrolidone and reacting at 60 to 150 ° C. Next, the diamine (ii) is obtained by dissolving the obtained dinitro compound in a solvent such as ethyl alcohol and reducing the nitro group using hydrogen gas or the like.
上記式(ii-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、上述したテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。上記式(ii-3)で表されるジアミンとしては、例えば、上述したジアミン等が挙げられる。また、上記式(ii-2)で表されるニトロ基含有モノアミン、上記式(ii-4)で表されるニトロ基含有モノイソシアネートとしては、上記式(ii-3)で表されるジアミンのアミノ基を、それぞれニトロ基、イソシアナト基に替えた構造を有する化合物が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (ii-1) include the tetracarboxylic dianhydrides described above. Examples of the diamine represented by the above formula (ii-3) include the diamines described above. Moreover, the nitro group-containing monoamine represented by the above formula (ii-2) and the nitro group-containing monoisocyanate represented by the above formula (ii-4) include those of the diamine represented by the above formula (ii-3). A compound having a structure in which the amino group is replaced with a nitro group or an isocyanato group, respectively.
この特定ジアミンとの開環重合に用いることのできるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば以下に記載する化合物を用いることができるが、Qとして選択された構造と異なる構造を有する化合物を選択することが望ましい。 As the tetracarboxylic dianhydride that can be used for ring-opening polymerization with this specific diamine, for example, the compounds described below can be used, but a compound having a structure different from the structure selected as Q is selected. It is desirable.
[ポリアミック酸]
上記式(1)または(3)で表される繰り返し単位を含有するポリアミック酸は、上記方法IもしくはIIを用いて製造することができる。この時用いられるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの比は、ジアミン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、さらに好ましくは0.6〜1.5当量、さらに好ましくは0.9〜1.2となる割合である。
[Polyamic acid]
The polyamic acid containing the repeating unit represented by the above formula (1) or (3) can be produced using the above method I or II. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used at this time is such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2 equivalents relative to 1 equivalent of the amino group contained in the diamine. The ratio is preferably 0.6 to 1.5 equivalents, more preferably 0.9 to 1.2.
この反応は有機溶媒中において、通常−20〜150℃、好ましくは0〜100℃の温度条件下で行われる。ここで、有機溶媒としては、原料となるジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物と合成されるポリアミック酸をともに溶解できるものであれば特に制限はなく、好ましいものとして例えば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、1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン、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例示することができる。また、有機溶媒の使用量(a)は、通常、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンの総量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して0.1〜40重量%になるような量であることが好ましい。 This reaction is usually carried out in an organic solvent under a temperature condition of -20 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C. Here, the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve both the raw material diamine and tetracarboxylic dianhydride and the synthesized polyamic acid. Preferred examples include N-methyl-2-pyrrolidone, Aprotic polar solvents such as N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide; m- Phenol solvents such as cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol can be exemplified. The amount of organic solvent used (a) is such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine is usually 0.1 to 40% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. An amount is preferred.
なお、前記有機溶媒には、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。斯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、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、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モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−i−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、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、ジアセトンアルコール、炭酸プロピレン、プロピレングリコールモノエチルエーテル、 プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、α−ピネンなどを挙げることができる。
以上のようにして、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させる工程を1回または数回行うことにより、ポリアミック酸を精製することができる。
For the organic solvent, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, etc., which are poor solvents for polyamic acid, are used in combination as long as the polyamic acid to be produced does not precipitate. be able to. Specific examples of such a poor solvent include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, butyl lactate , Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, Ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-i-propyl ether, ethylene Recall mono-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, Tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, diacetone alcohol, propylene carbonate, propylene glycol Monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and the like α- pinene.
As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. The reaction solution is poured into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and the precipitate is dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid. The polyamic acid can be purified by dissolving the polyamic acid again in an organic solvent and then precipitating with a poor solvent once or several times.
[ポリイミド]
上記式(2)または(4)で表される繰り返し単位を含有するポリイミドは、従来のポリイミドの製造方法を用いて得ることができる。なお本発明で用いられる特定重合体であるポリイミドは、イミド化率が低いものであっても良い。ここで、「イミド化率」とは、重合体における繰り返し単位の総数に対する、イミド環を形成してなる繰り返し単位の数の割合を%で表したものとする。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であっても良い。脱水閉環反応の条件を調整することにより、イミド化率を調整することができる。
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。
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100〜300℃とされ、好ましくは150〜250℃とされる。反応温度が100℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が300℃を超えると得られるイミド化重合体の分子量が低下することがある。
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10〜150℃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。
[Polyimide]
The polyimide containing the repeating unit represented by the above formula (2) or (4) can be obtained using a conventional method for producing polyimide. In addition, the polyimide which is a specific polymer used by this invention may have a low imidation rate. Here, the “imidation ratio” is the percentage of the number of repeating units that form an imide ring with respect to the total number of repeating units in the polymer. At this time, a part of the imide ring may be an isoimide ring. The imidation ratio can be adjusted by adjusting the conditions for the dehydration ring-closing reaction.
The polyamic acid is dehydrated and closed by (i) a method of heating the polyamic acid, or (ii) dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to this solution, and heating as necessary. By the method.
The reaction temperature in the method (i) of heating the polyamic acid is usually 100 to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C. When the reaction temperature is less than 100 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not proceed sufficiently, and when the reaction temperature exceeds 300 ° C., the molecular weight of the imidized polymer obtained may decrease.
On the other hand, in the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution of (ii) above, as the dehydrating agent, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride is used. Can do. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 mol with respect to 1 mol of the polyamic acid repeating unit. Moreover, as a dehydration ring closure catalyst, tertiary amines, such as a pyridine, a collidine, a lutidine, a triethylamine, can be used, for example. However, it is not limited to these. The amount of the dehydration ring closure catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. In addition, as an organic solvent used for dehydration ring closure reaction, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. And the reaction temperature of dehydration ring closure reaction is 0-180 degreeC normally, Preferably it is 10-150 degreeC. Moreover, a polyimide can be refine | purified by performing operation similar to the purification method of polyamic acid with respect to the reaction solution obtained in this way.
[液晶配向剤]
本発明の液晶配向剤は、上記特定重合体が、通常、有機溶媒中に溶解含有されて構成される。
本発明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。
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、固形分濃度が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できず、固形分濃度が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できず、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。また、本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、通常、0℃〜200℃、好ましくは20℃〜60℃である。
[Liquid crystal aligning agent]
The liquid crystal aligning agent of the present invention is constituted by dissolving the specific polymer usually in an organic solvent.
As an organic solvent which comprises the liquid crystal aligning agent of this invention, the solvent illustrated as what is used for the synthesis reaction of a polyamic acid can be mentioned. Moreover, the poor solvent illustrated as what can be used together in the case of the synthesis reaction of a polyamic acid can also be selected suitably, and can be used together.
The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent of the present invention is selected in consideration of viscosity, volatility, etc., but is preferably in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface to form a coating film that becomes a liquid crystal alignment film. When the solid content concentration is less than 1% by weight, the coating film thickness is When the solid content concentration exceeds 10% by weight, the film thickness of the coating film becomes excessive and a good liquid crystal alignment film cannot be obtained. In addition, the viscosity of the liquid crystal aligning agent increases, resulting in poor coating characteristics. Moreover, the temperature at the time of preparing the liquid crystal aligning agent of this invention is 0 degreeC-200 degreeC normally, Preferably it is 20 degreeC-60 degreeC.
本発明の液晶配向剤には、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またはエポキシ基含有化合物が含有されていてもよい。斯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。 The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain a functional silane-containing compound or an epoxy group-containing compound from the viewpoint of improving the adhesion to the substrate surface. Examples of such functional silane-containing compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, and N- (2-aminoethyl). ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl- , 4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N -Bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, etc. can be mentioned.
また、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、通常、40重量部以下、好ましくは0.1〜30重量部である。 Examples of the epoxy group-containing compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1, 6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentylglycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N ′,-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N ′,-tetraglycidyl , And the like as preferred 4,4'-diaminodiphenylmethane. The compounding ratio of these functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds is usually 40 parts by weight or less, preferably 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.
[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塗膜を形成する。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。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(In2O3−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塗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。液晶配向剤塗布後の加熱温度は80〜300℃とされ、好ましくは120〜250℃とされる。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配向膜となる塗膜を形成するが、さらに加熱することによって脱水閉環を進行させ、よりイミド化された塗膜とすることもできる。形成される塗膜の膜厚は、通常0.001〜1μmであり、好ましくは0.005〜0.5μmである。
[Liquid crystal display element]
The liquid crystal display element obtained using the liquid crystal aligning agent of this invention can be manufactured, for example with the following method.
(1) The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to one surface of a substrate provided with a patterned transparent conductive film by a method such as a roll coater method, a spinner method, or a printing method, and then the coated surface is heated. Thus, a coating film is formed. Here, as the substrate, for example, a glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, or polycarbonate can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of the substrate, an NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), etc. For patterning these transparent conductive films, a photo-etching method or a method using a mask in advance is used. When applying the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating film, a functional silane-containing compound, a functional titanium-containing compound, or the like is previously applied to the surface of the substrate. You can also The heating temperature after application of the liquid crystal aligning agent is 80 to 300 ° C, preferably 120 to 250 ° C. In addition, the liquid crystal aligning agent of the present invention containing a polyamic acid forms a coating film that becomes an alignment film by removing the organic solvent after coating, but further proceeds with dehydration ring closure by further heating, and is further imidized. It can also be set as a coating film. The film thickness of the coating film to be formed is usually 0.001 to 1 μm, preferably 0.005 to 0.5 μm.
(2)形成された塗膜面を、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塗膜に付与されて液晶配向膜となる。
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6−281937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、ラビング処理を施した液晶配向膜表面にレジスト膜を部分的に形成し、先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去して、液晶配向膜の液晶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。
(2) A rubbing process is performed in which the formed coating film surface is rubbed in a certain direction with a roll wound with a cloth made of a fiber such as nylon, rayon, or cotton. Thereby, the orientation ability of a liquid crystal molecule is provided to a coating film, and it becomes a liquid crystal aligning film.
Further, by partially irradiating the liquid crystal alignment film formed of the liquid crystal alignment agent of the present invention with ultraviolet rays as disclosed in, for example, JP-A-6-222366 and JP-A-6-281937. A resist film is partially formed on the surface of the liquid crystal alignment film that has been subjected to a treatment for changing the pretilt angle or a rubbing treatment as disclosed in JP-A-5-107544, which is different from the previous rubbing treatment. The visibility characteristics of the liquid crystal display element can be improved by removing the resist film after performing the rubbing treatment in the direction and changing the liquid crystal alignment ability of the liquid crystal alignment film.
(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。 (3) Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are manufactured, and the two substrates are separated by a gap (cell gap) so that the rubbing directions in the respective liquid crystal alignment films are orthogonal or antiparallel. ), And the periphery of the two substrates are bonded together using a sealant, and liquid crystal is injected and filled in the cell gap defined by the substrate surface and the sealant, and the injection hole is sealed. A liquid crystal cell is constructed. A polarizing plate is disposed on the outer surface of the liquid crystal cell, that is, on the other surface side of each substrate constituting the liquid crystal cell, and the polarization direction thereof coincides with or is orthogonal to the rubbing direction of the liquid crystal alignment film formed on one surface of the substrate. A liquid crystal display element is obtained by pasting together.
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を挙げることができ、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。
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。
Here, as the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used.
Examples of liquid crystals include nematic liquid crystals, such as Schiff base liquid crystals, azoxy liquid crystals, biphenyl liquid crystals, phenyl cyclohexane liquid crystals, ester liquid crystals, terphenyl liquid crystals, biphenyl cyclohexane liquid crystals, pyrimidine liquid crystals, dioxanes. Type liquid crystal, bicyclooctane type liquid crystal, cubane type liquid crystal and the like can be used. Further, for these liquid crystals, for example, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, cholesteryl carbonate, and chiral agents such as those sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck). Etc. can also be used.
Further, as a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film in which a polarizing film called an H film that absorbs iodine while sandwiching and stretching polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films. The polarizing plate which consists of itself can be mentioned.
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。
実施例および比較例の液晶配向膜の液晶配向性は、液晶表示素子を5V、60Hzの矩形波で24時間駆動させ、表示欠陥の有無を目視で観察して評価した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The liquid crystal alignment properties of the liquid crystal alignment films of Examples and Comparative Examples were evaluated by driving a liquid crystal display element with a rectangular wave of 5 V and 60 Hz for 24 hours and visually observing the presence or absence of display defects.
実施例および比較例で用いたポリアミック酸またはポリイミドの製造に用いた特定酸無水物および特定ジアミンは、下記構造の化合物を用いて行った。
特定酸無水物・・・上記式(i)において、QおよびXが表1で表される構造である化合物。
特定ジアミン・・・上記式(ii)において、QおよびXが表1で表される構造である化合物。
なお、表1中のQ1〜Q7は下記の4価の基、X1〜X2は下記の2価の基を示す。
The specific acid anhydride and specific diamine used in the production of the polyamic acid or polyimide used in Examples and Comparative Examples were performed using compounds having the following structures.
Specific acid anhydride: a compound having the structure represented by Table 1 in which Q and X are represented by the above formula (i).
Specific diamine: a compound having the structure represented by Table 1 in the formula (ii), Q and X.
In Table 1, Q1 to Q7 represent the following tetravalent groups, and X1 to X2 represent the following divalent groups.
〔特定酸無水物Iの合成〕
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物30g(0.13モル)にN−メチル−2−ピロリドン150mlを加えて、60℃で攪拌し溶液1を作製した。4,4’−ジアミノジフェニルメタン2.8g(0.014モル)にN−メチル−2−ピロリドン15mlを加えて攪拌し、溶液2を作製した。
溶液1を60℃に加熱し、激しく攪拌しながら溶液2をゆっくり滴下し、6時間反応させた。この反応溶液に酢酸ナトリウム4.8g(0.059モル)、無水酢酸55g(0.54モル)を加え、100℃に加熱しながら4時間攪拌を行った。得られた反応溶液を大過剰の水に注いで反応生成物を沈澱させた。その後、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、イミド基を含有するテトラカルボン酸とその誘導体の混合物を7g得た。この混合物7gと無水酢酸50gとを100℃で6時間攪拌し、減圧下に濃縮することで特定酸無水物Iを7gを得た。分析結果を以下に示す。
1H−NMR(DMSO−d6,δm):1.0−4.0(18H,m),7.0−7.7(8H,m)
特定酸無水物II〜VIIIは、特定酸無水物Iと同様にして合成した。
[Synthesis of Specific Acid Anhydride I]
To 30 g (0.13 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 150 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added and stirred at 60 ° C. to prepare Solution 1. Solution 2 was prepared by adding 15 ml of N-methyl-2-pyrrolidone to 2.8 g (0.014 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane and stirring.
Solution 1 was heated to 60 ° C., solution 2 was slowly added dropwise with vigorous stirring, and reacted for 6 hours. To this reaction solution, 4.8 g (0.059 mol) of sodium acetate and 55 g (0.54 mol) of acetic anhydride were added and stirred for 4 hours while heating to 100 ° C. The obtained reaction solution was poured into a large excess of water to precipitate the reaction product. Then, 7 g of a mixture of tetracarboxylic acid containing an imide group and a derivative thereof was obtained by drying at 40 ° C. under reduced pressure for 15 hours. 7 g of this mixture and 50 g of acetic anhydride were stirred at 100 ° C. for 6 hours and concentrated under reduced pressure to obtain 7 g of specific acid anhydride I. The analysis results are shown below.
1H-NMR (DMSO-d 6 , δm): 1.0-4.0 (18H, m), 7.0-7.7 (8H, m)
The specific acid anhydrides II to VIII were synthesized in the same manner as the specific acid anhydride I.
〔特定ジアミンIの合成〕
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物22.42g(0.1モル)と4−ニトロ−4’−アミノジフェニルメタン22.83g(0.1モル)を、N−メチル−2−ピロリドン400gに溶解させ、60℃で6時間反応させた。続いて得られた反応溶液にピリジン40g(0.51モル)、無水酢酸51g(0.51モル)を添加して110℃で4時間脱水閉環させた。その後、得られた反応溶液を多量のメチルアルコールに注いで反応生成物を沈殿させた。その後得られたイミド基含有ジニトロ化合物50gをエチルアルコール5000gに溶解させ、この溶液中にパラジウムのカーボン担持触媒(パラジウム濃度5重量%)17.5gを添加し、水素ガスを吹き込みながら6時間にわたり加熱還流を行った。その後、熱時濾過により触媒を除去し濾液を室温まで冷却した。析出物を濾別し、エチルアルコールで再結晶を行うことで特定ジアミンIを27.9g得た。
特定ジアミンII〜IVは特定ジアミンIと同様にして合成した。
[Synthesis of Specific Diamine I]
2,42,42 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride and 22.83 g (0.1 mol) of 4-nitro-4′-aminodiphenylmethane were mixed with N-methyl-2-pyrrolidone. It was dissolved in 400 g and reacted at 60 ° C. for 6 hours. Subsequently, 40 g (0.51 mol) of pyridine and 51 g (0.51 mol) of acetic anhydride were added to the resulting reaction solution, followed by dehydration and ring closure at 110 ° C. for 4 hours. Thereafter, the obtained reaction solution was poured into a large amount of methyl alcohol to precipitate the reaction product. Thereafter, 50 g of the obtained imide group-containing dinitro compound was dissolved in 5000 g of ethyl alcohol, 17.5 g of a palladium-on-carbon catalyst (palladium concentration 5% by weight) was added to this solution, and heated for 6 hours while blowing hydrogen gas. Reflux was performed. Thereafter, the catalyst was removed by hot filtration, and the filtrate was cooled to room temperature. The precipitate was filtered off and recrystallized with ethyl alcohol to obtain 27.9 g of specific diamine I.
Specific diamines II to IV were synthesized in the same manner as specific diamine I.
〔合成例1〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物I 610.6g(1.0モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン108.1g(1.0モル)を、N−メチル−2−ピロリドン4500g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、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−1)」とする。)650gを得た。得られたポリアミック酸30gをN−メチル−2−ピロリドン570gに溶解させ、ピリジン23gおよび無水酢酸18gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、上記と同様にして沈殿、洗浄、減圧を行い、対数粘度0.85dl/g、イミド化率90%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−1)」とする。)17gを得た。
[Synthesis Example 1]
610.6 g (1.0 mol) of specific acid anhydride I as tetracarboxylic dianhydride and 108.1 g (1.0 mol) of p-phenylenediamine as diamine were dissolved in 4500 g of N-methyl-2-pyrrolidone. And reacted at 60 ° C. for 6 hours. The reaction solution was then poured into a large excess of methyl alcohol to precipitate the reaction product. Thereafter, it was washed with methyl alcohol and dried at 40 ° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain 650 g of polyamic acid (this is referred to as “polyamic acid (Aa-1)”). 30 g of the resulting polyamic acid was dissolved in 570 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 23 g of pyridine and 18 g of acetic anhydride were added, dehydration and ring closure were performed at 110 ° C. for 4 hours, precipitation, washing and decompression were performed in the same manner as described above. 17 g of polyimide having a logarithmic viscosity of 0.85 dl / g and an imidization ratio of 90% (hereinafter referred to as “polyimide (Ab-1)”) was obtained.
〔合成例2〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物I 610.6g(1.0モル)、ジアミンとして4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルビフェニル212.3g(1モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−2)」とする。)761gを得た。
その後ポリアミック酸(Aa−1)に代えてポリアミック酸(Aa−2)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対数粘度0.63dl/g、イミド化率87%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−2)」とする。)18gを得た。
[Synthesis Example 2]
Except for using 610.6 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride I as the tetracarboxylic dianhydride and 212.3 g (1 mol) of 4,4′-diamino-3,3′-dimethylbiphenyl as the diamine. In the same manner as in Synthesis Example 1, 761 g of polyamic acid (referred to as “polyamic acid (Aa-2)”) was obtained.
Thereafter, a polyimide having a logarithmic viscosity of 0.63 dl / g and an imidization ratio of 87% was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polyamic acid (Aa-2) was used instead of the polyamic acid (Aa-1). 18 g of “polyimide (Ab-2)” was obtained.
〔合成例3〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物II 762.8g(1.0モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン108.1g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−3)」とする。)812gを得た。
その後ポリアミック酸(Aa−1)に代えてポリアミック酸(Aa−3)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対数粘度0.46dl/g、イミド化率94%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−3)」とする。)18gを得た。
[Synthesis Example 3]
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 762.8 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride II was used as the tetracarboxylic dianhydride and 108.1 g (1.0 mol) of p-phenylenediamine was used as the diamine, 812 g of polyamic acid (referred to as “polyamic acid (Aa-3)”) was obtained.
Thereafter, a polyimide having a logarithmic viscosity of 0.46 dl / g and an imidation ratio of 94% was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polyamic acid (Aa-3) was used instead of the polyamic acid (Aa-1). 18 g of “polyimide (Ab-3)” was obtained.
〔合成例4〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物III 672.6g(1.0モル)、ジアミンとして、4,4’−ジアミノジフェニルメタン198.3g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−4)」とする。)813gを得た。
その後ポリアミック酸(Aa−1)に代えてポリアミック酸(Aa−3)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対数粘度0.65dl/g、イミド化率96%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−4)」とする。)18gを得た。
[Synthesis Example 4]
Synthesis Example 1 except that 672.6 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride III was used as the tetracarboxylic dianhydride and 198.3 g (1.0 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane was used as the diamine. Similarly, 813 g of polyamic acid (this is referred to as “polyamic acid (Aa-4)”) was obtained.
Thereafter, a polyimide having a logarithmic viscosity of 0.65 dl / g and an imidization ratio of 96% was used in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polyamic acid (Aa-3) was used instead of the polyamic acid (Aa-1). 18 g of “polyimide (Ab-4)” was obtained.
〔合成例5〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物IV 544.5g(1.0モル)とジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルメタン198.3g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−5)」とする。)693gを得た。
その後ポリアミック酸(Aa−1)に代えてポリアミック酸(Aa−5)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対数粘度0.33dl/g、イミド化率82%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−5)」とする。)18gを得た。
[Synthesis Example 5]
The same as Synthesis Example 1 except that 544.5 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride IV was used as the tetracarboxylic dianhydride and 198.3 g (1.0 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane was used as the diamine. As a result, 693 g of polyamic acid (referred to as “polyamic acid (Aa-5)”) was obtained.
Thereafter, a polyimide having a logarithmic viscosity of 0.33 dl / g and an imidization ratio of 82% was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polyamic acid (Aa-5) was used instead of the polyamic acid (Aa-1). 18 g of “polyimide (Ab-5)” was obtained.
〔合成例6〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物V 598.5g(1.0モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン108.1g(1.0モル)、を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.75dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−6)」とする。)661gを得た。
[Synthesis Example 6]
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 598.5 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride V was used as the tetracarboxylic dianhydride and 108.1 g (1.0 mol) of p-phenylenediamine was used as the diamine. 661 g of a polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.75 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-6)”) was obtained.
〔合成例7〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物VI 554.5g(1.0モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン108.1g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.87dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−7)」とする。)597gを得た。
[Synthesis Example 7]
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 554.5 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride VI was used as the tetracarboxylic dianhydride and 108.1 g (1.0 mol) of p-phenylenediamine was used as the diamine, 597 g of a polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.87 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-7)”) was obtained.
〔合成例8〕
テトラカルボン酸二無水物として、特定酸無水物VII 716.6g(1.0モル)とジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルメタン198.3g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.88dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−8)」とする。)894gを得た。
[Synthesis Example 8]
Synthesis Example 1 except that 716.6 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride VII was used as the tetracarboxylic dianhydride and 198.3 g (1.0 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane was used as the diamine. Similarly, 894 g of a polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.88 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-8)”) was obtained.
〔合成例9〕
テトラカルボン酸二無水物として特定酸無水物VIII 660.6g(1.0モル)、ジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルメタン198.3g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.90dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−9)」とする。)832gを得た。
[Synthesis Example 9]
The same as Synthesis Example 1 except that 660.6 g (1.0 mol) of the specific acid anhydride VIII was used as the tetracarboxylic dianhydride and 198.3 g (1.0 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane was used as the diamine. Thus, 832 g of polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.90 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-9)”) was obtained.
〔合成例10〕
テトラカルボン酸二無水物として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300.3g(1.0モル)、ジアミンとして特定ジアミンI 584.7g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−10)」とする。)819gを得た。
その後ポリアミック酸(Aa−1)に代えてポリアミック酸(Aa−10)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対数粘度0.61dl/g、イミド化率97%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−6)」とする。)18gを得た。
[Synthesis Example 10]
1,3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3 as tetracarboxylic dianhydride -A polyamic acid (this is referred to as "polyamic acid (Aa-)" in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 300.3 g (1.0 mol) of dione and 584.7 g (1.0 mol) of the specific diamine I were used as the diamine. 10) ") 819 g was obtained.
Thereafter, a polyimide having a logarithmic viscosity of 0.61 dl / g and an imidization ratio of 97% (this was used) except that the polyamic acid (Aa-10) was used instead of the polyamic acid (Aa-1). 18 g of “polyimide (Ab-6)” was obtained.
〔合成例11〕
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218.1g(1.0モル)、ジアミンとして特定ジアミンI 584.7g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.80dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−11)」とする。)769gを得た。
[Synthesis Example 11]
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 218.1 g (1.0 mol) of pyromellitic dianhydride was used as the tetracarboxylic dianhydride and 584.7 g (1.0 mol) of the specific diamine I was used as the diamine, 769 g of a polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.80 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-11)”) was obtained.
〔合成例12〕
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196.1g(1.0モル)、ジアミンとして特定ジアミンII 480.6g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.90dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−12)」とする。)603gを得た。
[Synthesis Example 12]
Except for using 196.1 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 480.6 g (1.0 mol) of specific diamine II as diamine. In the same manner as in Synthesis Example 1, 603 g of a polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.90 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-12)”) was obtained.
〔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224.2g(1.0モル)、ジアミンとして特定ジアミンIII 416.5g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、ポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−13)」とする。)598gを得た。
その後ポリアミック酸(Aa−1)に代えてポリアミック酸(Aa−13)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対数粘度0.42dl/g、イミド化率83%のポリイミド(これを「ポリイミド(Ab−7)」とする。)18gを得た。
[Synthesis Example 13]
Synthesis, except that 224.2 g (1.0 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride was used as tetracarboxylic dianhydride and 416.5 g (1.0 mol) of specific diamine III was used as the diamine. In the same manner as in Example 1, 598 g of polyamic acid (referred to as “polyamic acid (Aa-13)”) was obtained.
Thereafter, a polyimide having a logarithmic viscosity of 0.42 dl / g and an imidization ratio of 83% was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the polyamic acid (Aa-13) was used instead of the polyamic acid (Aa-1). 18 g of “polyimide (Ab-7)” was obtained.
〔合成例14〕
テトラカルボン酸酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物196.1g(1.0モル)、ジアミンとして特定ジアミンIV 578.7g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして、対数粘度が0.91dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−14)」とする。)691gを得た。
[Synthesis Example 14]
196.1 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride was used as the tetracarboxylic dianhydride, and 578.7 g (1.0 mol) of the specific diamine IV was used as the diamine. Except for the above, in the same manner as in Synthesis Example 1, 691 g of polyamic acid having a logarithmic viscosity of 0.91 dl / g (referred to as “polyamic acid (Aa-14)”) was obtained.
〔合成例15〕
テトラカルボン酸酸二無水物として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300.3g(1.0モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン108.1g(1.0モル)を用いた以外は合成例1と同様にして対数粘度が0.55dl/gのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(Aa−15)」とする。)311gを得た。
[Synthesis Example 15]
1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1, as tetracarboxylic dianhydride A polyamic having a logarithmic viscosity of 0.55 dl / g in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 300.3 g (1.0 mol) of 3-dione and 108.1 g (1.0 mol) of p-phenylenediamine were used as the diamine. 311 g of an acid (referred to as “polyamic acid (Aa-15)”) was obtained.
〔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(Ab−1)4gを、γ−ブチロラクトン96gとの混合溶剤に溶解させて、固形分濃度4重量%の溶液とした。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。
[Example 1]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent:
4 g of the polyimide (Ab-1) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in a mixed solvent with 96 g of γ-butyrolactone to obtain a solution having a solid content concentration of 4% by weight. This solution was filtered through a filter having a pore diameter of 1 μm to prepare the liquid crystal aligning agent of the present invention.
(2)液晶表示素子の作製:
1.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、230℃で1時間乾燥することにより乾燥膜厚800Åの塗膜を形成した。
2.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い、液晶配向膜とした。ここに、ラビング処理条件は、ロールの回転数400rpm、ステージの移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmとした。
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、それぞれの基板の外縁部に、直径5.5μm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90度となるように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。
4.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−6221−S010」(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、5V、60Hzの矩形波で24時間駆動させ、表示欠陥の有無を目視で観察したところ、配向不良は認めらず、良好な液晶配向性を示した。本結果を表2に示す。
(2) Production of liquid crystal display element:
1. The liquid crystal aligning agent of the present invention prepared as described above is applied on a transparent conductive film made of an ITO film provided on one surface of a 1 mm thick glass substrate using a spinner and dried at 230 ° C. for 1 hour. By doing so, a coating film having a dry film thickness of 800 mm was formed.
2. The formed coating film surface was rubbed using a rubbing machine having a roll around which a nylon cloth was wound to obtain a liquid crystal alignment film. Here, the rubbing treatment conditions were a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 3 cm / sec, and a hair foot pushing length of 0.4 mm.
3. Two substrates having a liquid crystal alignment film formed thereon were prepared as described above, and an epoxy resin adhesive containing 5.5 μm diameter aluminum oxide spheres was applied to the outer edge of each substrate by screen printing. Thereafter, the two substrates were placed opposite to each other with a gap so that the rubbing direction in each liquid crystal alignment film was 90 degrees, and the outer edge portions were brought into contact with each other to press the adhesive to cure the adhesive.
4). Nematic liquid crystal “MLC-6221-S010” (manufactured by Merck) is injected and filled in the cell gap defined by the adhesive on the surface and outer edge of the substrate, and then the injection hole is sealed with an epoxy adhesive. Then, a liquid crystal cell was constructed, and it was driven with a rectangular wave of 5 V and 60 Hz for 24 hours. When the presence or absence of display defects was observed with the naked eye, no alignment defect was observed and good liquid crystal alignment was shown. The results are shown in Table 2.
〔実施例2〜14〕
合成例1〜14で得られたポリアミック酸またはポリイミドを用い、実施例1と同様にして本発明の液晶配向剤を調製した。次いで、このようにして調製された液晶配向剤を用い、実施例1と同様にして液晶配向膜の液晶配向性を評価した。結果を表2に示す。
[Examples 2 to 14]
The liquid crystal aligning agent of this invention was prepared like Example 1 using the polyamic acid or polyimide obtained by the synthesis examples 1-14. Next, using the liquid crystal aligning agent thus prepared, the liquid crystal aligning property of the liquid crystal aligning film was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
〔比較例1〕
合成例15で得られたポリイミド(Ab−8)を用い、実施例1と同様にして、比較用の液晶配向剤を調製した。次いで、このようにして調製された液晶配向剤を用い、実施例1と同様にして液晶配向膜の液晶配向性を評価したところ、配向不良が認められ、液晶配向性に劣ることが明らかとなった。本結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
A liquid crystal aligning agent for comparison was prepared in the same manner as in Example 1 using the polyimide (Ab-8) obtained in Synthesis Example 15. Next, using the liquid crystal aligning agent thus prepared, the liquid crystal alignment property of the liquid crystal alignment film was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, poor alignment was observed and the liquid crystal alignment property was inferior. It was. The results are shown in Table 2.
Claims (5)
A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to claim 4.
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