JP2010286666A - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、印刷性に優れ、且つ耐熱性に優れる液晶配向膜を与えることのできる液晶配向剤、該液晶配向剤から形成された液晶配向性および耐熱性に優れる液晶配向膜ならびに高品位の表示が可能であり、熱ストレスによる表示劣化が抑制され、長時間駆動の可能な液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element. More specifically, a liquid crystal aligning agent that can provide a liquid crystal aligning film having excellent printability and excellent heat resistance, a liquid crystal aligning film formed from the liquid crystal aligning agent and excellent in heat resistance, and a high-quality display. The present invention relates to a liquid crystal display element that is capable of being driven for a long time, in which display deterioration due to thermal stress is suppressed.
現在、知られている液晶表示素子は、電極構造および使用する液晶分子の物性から以下に示すモードに分けることができる。
先ず、透明導電膜が設けられている基板表面に液晶配向膜を形成して液晶表示素子用基板とし、その2枚を対向配置してその間隙内に正の誘電異方性を有するネマチック液晶の層を形成してサンドイッチ構造のセルとし、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°捻れるようにした、いわゆるTN型(Twisted Nematic)液晶セルを有するTN型液晶表示素子(特許文献1)およびTN型液晶表示素子に比して高いデューティー比を実現することのできるSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子(特許文献2)が知られている。さらに、TN型液晶表示素子と同様の対向電極配置をとり、しかし電極間隙内に負の誘電率異方性有するネマチック液晶の層を注入し、液晶を基板に対してほぼ垂直に配向させるVA(Vertical Alignment)型表示素子が知られている(特許文献3)。このVA型表示素子は、高コントラストであり、且つ大面積表示素子の製造が可能である。
一方、電極対を一枚の基板面内に櫛歯状に配置することにより、電界印加時の液晶の駆動方向を基板面内方向のみとするIPS(In−Plane Switching)型液晶表示素子(特許文献4)、IPS型の電極構造を変更し、表示素子部分の開口率を上げて輝度を向上させたFFS(Fringe Field Switching)型液晶表示素子(特許文献5)が知られており、それぞれ、視野角特性に優れる。
さらにこれらのほか、視角依存性が少ないと共に映像画面の高速応答性に優れたOCB(Optical Compensated Bend:光学補償ベンド)型液晶表示素子(特許文献6)などが開発されている。
Currently known liquid crystal display elements can be classified into the following modes based on the electrode structure and the physical properties of the liquid crystal molecules used.
First, a liquid crystal alignment film is formed on the surface of a substrate on which a transparent conductive film is provided to form a substrate for a liquid crystal display element. A TN having a so-called TN type (twisted nematic) liquid crystal cell in which the long axis of the liquid crystal molecules is continuously twisted by 90 ° from one substrate to the other substrate by forming layers into a sandwich cell. 2. Description of the Related Art An STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display element (Patent Document 2) capable of realizing a higher duty ratio than a TN type liquid crystal display element (Patent Document 1) and a TN type liquid crystal display element is known. Further, a counter electrode arrangement similar to that of the TN type liquid crystal display element is adopted, but a nematic liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy is injected into the electrode gap to align the liquid crystal substantially perpendicularly to the substrate. A Vertical Alignment) type display element is known (Patent Document 3). This VA type display element has a high contrast and can produce a large area display element.
On the other hand, an IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal display element in which the driving direction of the liquid crystal when an electric field is applied is only in the in-plane direction of the substrate by arranging the electrode pairs in a comb-like shape on the surface of one substrate (patented) Document 4), an FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display element (Patent Document 5) in which the luminance is improved by changing the IPS type electrode structure and increasing the aperture ratio of the display element portion is known, Excellent viewing angle characteristics.
In addition to these, an OCB (Optical Compensated Bend) type liquid crystal display element (Patent Document 6) that has low viewing angle dependency and excellent high-speed response of a video screen has been developed.
これらの液晶表示素子における液晶配向膜の材料としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどの樹脂材料が知られており、特にポリアミック酸またはポリイミドからなる液晶配向膜は耐熱性、機械的強度、液晶との親和性などに優れており、多くの液晶表示素子に使用されている(特許文献1〜4、7および8)。
これらの液晶配向膜を有する液晶表示素子は、テレビジョン用途などに使用する場合、耐用年数が10年を超えることを前提として設計されることとなり、従来の液晶表示素子の用途に比較すると桁外れに長時間の駆動が予定されている。同時に液晶表示素子の大型化かつ高精彩に表示するためには、液晶配向剤が形成する塗膜が大面積にわたって均一であることが要求される。
しかしながら従来知られている液晶配向膜を有する液晶表示素子は、これを長時間駆動すると印加される熱ストレスのために液晶配向膜が熱劣化し、その結果電圧保持率が低下する不具合が発生する問題があった。特にポリイミドにあっては、良好な耐熱性と塗膜の均一性とはトレードオフの関係にあると考えられており、これらを同時に満たす材料は従来知られていない。
As materials for the liquid crystal alignment film in these liquid crystal display elements, resin materials such as polyamic acid, polyimide, polyamide, and polyester are known, and in particular, a liquid crystal alignment film made of polyamic acid or polyimide has heat resistance, mechanical strength, It has excellent affinity with liquid crystals and is used in many liquid crystal display elements (Patent Documents 1 to 4, 7 and 8).
The liquid crystal display elements having these liquid crystal alignment films are designed on the assumption that the service life exceeds 10 years when used for television applications, which is extraordinary compared to the applications of conventional liquid crystal display elements. Long drive is planned. At the same time, in order to increase the size of the liquid crystal display element and display with high definition, the coating film formed by the liquid crystal aligning agent is required to be uniform over a large area.
However, a liquid crystal display device having a conventionally known liquid crystal alignment film has a problem that when the liquid crystal display element is driven for a long time, the liquid crystal alignment film is thermally deteriorated due to applied thermal stress, resulting in a decrease in voltage holding ratio. There was a problem. In particular, polyimide is considered to have a trade-off relationship between good heat resistance and coating uniformity, and no material that satisfies these simultaneously has been known.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐熱性に優れる液晶配向膜を与えることができるとともに形成される塗膜の膜厚均一性が高い液晶配向剤を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、液晶配向性および耐熱性に優れる液晶配向膜を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、高品位の表示が可能でありながら長期間駆動をした場合にも表示性能が劣化することのない液晶表示素子を提供することにある。
本発明のさらに別の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent that can provide a liquid crystal aligning film excellent in heat resistance and has high film thickness uniformity. The purpose is to do.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film excellent in liquid crystal alignment and heat resistance.
It is still another object of the present invention to provide a liquid crystal display element that can display a high quality and does not deteriorate the display performance even when driven for a long time.
Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第一に、
テトラカルボン酸二無水物と、下記式(A)
In accordance with the present invention, the above objects and advantages of the present invention are primarily as follows:
Tetracarboxylic dianhydride and the following formula (A)
で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体を含有する液晶配向剤によって達成される。
本発明の上記目的および利点は、第二に、
上記の液晶配向剤から形成された液晶配向膜によって達成され、第三に、
上記の液晶配向膜を具備する液晶表示素子によって達成される。
It is achieved by a liquid crystal aligning agent containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting with a diamine containing a compound represented by formula (I) and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. The
The above objects and advantages of the present invention are, secondly,
Achieved by a liquid crystal alignment film formed from the above liquid crystal aligning agent,
This is achieved by a liquid crystal display device comprising the above liquid crystal alignment film.
本発明の液晶配向剤は均一な塗膜を形成することができ、本発明の液晶配向剤から形成された本発明の液晶配向膜は、長時間の熱ストレスを加えられても液晶配向性が劣化することがない。かかる本発明の液晶配向膜を具備する本発明の液晶表示素子は、高品位の表示が可能であり、長期間駆動をした場合にも表示性能が劣化することがなく、各種の装置、例えば時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、携帯情報端末、デジタルカメラ、携帯電話、各種モニター、液晶テレビなどなどの表示装置に好適に用いることができる。 The liquid crystal aligning agent of the present invention can form a uniform coating film, and the liquid crystal aligning film of the present invention formed from the liquid crystal aligning agent of the present invention has a liquid crystal aligning property even when a long-term heat stress is applied. There is no deterioration. The liquid crystal display element of the present invention having such a liquid crystal alignment film of the present invention can display a high quality, and does not deteriorate the display performance even when driven for a long period of time. It can be suitably used for display devices such as portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, personal digital assistants, digital cameras, mobile phones, various monitors, and liquid crystal televisions.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の液晶配向剤は、テトラカルボン酸二無水物と、上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体を含有する。
<ポリアミック酸>
本発明におけるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物と、上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得ることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The liquid crystal aligning agent of the present invention comprises a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine containing the compound represented by the above formula (A), and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. At least one polymer selected from the group consisting of:
<Polyamic acid>
The polyamic acid in the present invention can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine containing a compound represented by the above formula (A).
[テトラカルボン酸二無水物]
上記ポリアミック酸の合成に用いら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、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、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)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、下記式(T−I)および(T−II)
[Tetracarboxylic dianhydride]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid 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-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride Anhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxy Pentylacetic 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, bicyclo [2.2.2] -o To-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran- 2 ', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy 2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone The following formulas (TI) and (T-II)
(式中、R1およびR3は、それぞれ、芳香環を有する2価の有機基であり、R2およびR4は、それぞれ、水素原子またはアルキル基であり、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。)
のそれぞれで表される化合物などの脂肪族テトラカルボン酸二無水物および脂環式テトラカルボン酸二無水物;
ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、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、2,2’,3,3’−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(T−1)〜(T−4)
(Wherein R 1 and R 3 are each a divalent organic group having an aromatic ring, R 2 and R 4 are each a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 2 and R 4 are present. May be the same or different.)
An aliphatic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of the following:
Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic 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-dicar Boxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 , 2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine 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) Retate), 1,6-hexanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,8-octanediol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis ( Anhydrotrimellitate), the following formulas (T-1) to (T-4)
のそれぞれ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。上記芳香族テトラカルボン酸二無水物の有するベンゼン環は、一つまたは二つ以上の炭素数1〜4のアルキル基(好ましくはメチル基)で置換されていてもよい。
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ることができる。
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、上記のうち、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、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、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)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、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、2,2’,3,3’−ビフェニル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(T−I)で表される化合物のうちの下記式(T−5)〜(T−7)
An aromatic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of the above can be exemplified. The benzene ring of the aromatic tetracarboxylic dianhydride may be substituted with one or two or more alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group).
These tetracarboxylic dianhydrides can be used singly or in combination of two or more.
As tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of polyamic acid in the present invention, among the above, butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3 -Dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic 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, 1,3 3a, , 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), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5 6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8 , 10-tetraone, pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride Product, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, the following formulas (T-5) to (T-7) among the compounds represented by the above formula (TI)
のそれぞれで表される化合物および上記式(T−II)で表される化合物のうちの下記式(T−8) And the following formula (T-8) among the compounds represented by formula (T-II):
で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「特定テトラカルボン酸二無水物」という。)を含むものであることが、形成される液晶配向膜が良好な液晶配向性を発現することとなる観点から好ましい。
特定テトラカルボン酸二無水物としてより好ましくは、1,2,3,4−シクロブタ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)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、ピロメリット酸二無水物および上記式(T−5)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種であり、特に好ましくは2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物である。
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物は、上記の如き特定テトラカルボン酸二無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して、50モル%以上含むものであることが好ましく、60モル%含むものであることがより好ましく、特に80モル%以上含むものであることが好ましい。
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、上記の如き特定テトラカルボン酸二無水物のみを用いることが、もっとも好ましい。
The liquid crystal alignment film to be formed exhibits good liquid crystal alignment properties when it contains at least one selected from the group consisting of the compounds represented by (hereinafter referred to as “specific tetracarboxylic dianhydride”). From the viewpoint of doing so, it is preferable.
More preferably, the specific tetracarboxylic dianhydride is 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic 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-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene- 1,2-dicarbo Acid anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethyl norbornane -2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2, 6 ] At least one selected from the group consisting of undecane-3,5,8,10-tetraone, pyromellitic dianhydride and the compound represented by the above formula (T-5), particularly preferably 2, 3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride.
The tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid in the present invention preferably contains 50 mol% or more of the specific tetracarboxylic dianhydride as described above with respect to the total tetracarboxylic dianhydride. , 60 mol% is more preferable, and 80 mol% or more is particularly preferable.
As the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid in the present invention, it is most preferable to use only the specific tetracarboxylic dianhydride as described above.
[ジアミン]
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるジアミンは、上記式(A)で表される化合物を含む。上記式(A)で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸などを挙げることができる。このような上記式(A)で表される化合物は、例えば特許文献9(国際公開第2007/071091号パンフレット)に記載された方法により合成することができる。
本発明におけるポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンとしては、上記式(A)で表される化合物のみを単独で用いてもよく、上記式(A)で表される化合物とその他のジアミンとを組み合わせて用いてもよい。
ここで使用することのできるその他のジアミンとしては、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、2,2’−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、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、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、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−ジメチル-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、ビス(4−アミノ−2−クロロフェニル)メタン、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、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、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−3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、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、下記式(D−1)〜(D−5)
[Diamine]
The diamine used for the synthesis of the polyamic acid in the present invention includes a compound represented by the above formula (A). Preferable specific examples of the compound represented by the formula (A) include 4,4′-diamino-1,1′-biphenyl-2,2′-dicarboxylic acid and the like. Such a compound represented by the above formula (A) can be synthesized by, for example, a method described in Patent Document 9 (International Publication No. 2007/071091 pamphlet).
As the diamine used for synthesizing the polyamic acid in the present invention, only the compound represented by the above formula (A) may be used alone, and the compound represented by the above formula (A) and other diamines may be used. May be used in combination.
Examples of other diamines that can be used here include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminobenzanilide, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 2, 2'-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'- Aminobenzophenone, 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, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4- Aminophenoxy) biphenyl, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene, 2, 7-diaminofluorene, 9,9-dimethyl-2,7-diaminofluorene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene Len, bis (4-amino-2-chlorophenyl) methane, 2,2 ', 5,5'-tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5 , 5′-dimethoxybiphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) Bisaniline, 2,2′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-3,3′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4 , 4′-Diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4′-bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphe Le, the following formula (D-1) ~ (D-5)
(式(D−4)中のyは2〜12の整数であり、式(D−5)中のzは1〜5の整数である。)
のそれぞれで表される化合物などの芳香族ジアミン;
1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、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レンジアミン、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)シクロヘキサンなどの脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミン;
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、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、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチル−ベンジジン、および下記式(D−I)および(D−II)
(Y in the formula (D-4) is an integer of 2 to 12, and z in the formula (D-5) is an integer of 1 to 5.)
An aromatic diamine such as a compound represented by each of the following:
1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, isophoronediamine, Tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene methylenediamine, tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] -undecylenediethylenediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) ), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane and other aliphatic and alicyclic diamines;
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- Aminopurine, 5,6-diamino-1,3-dimethyluracil, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 3,8-diamino-6-phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3,6-diaminoacridine, N, N′-bis (4-aminophenyl) phenylamine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N, N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N, N′-dimethyl-benzidine, and The following formulas (D-I) and (D-II)
(式(D−I)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よりなる群から選択される窒素原子を含む環構造を有する1価の有機基であり、X1は2価の有機基であり;
式(D−II)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よりなる群から選択される窒素原子を含む環構造を有する2価の有機基であり、X2は、それぞれ、2価の有機基であり、複数存在するX2はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
のそれぞれ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;
下記式(D−III)
(In the formula (DI), R 5 is a monovalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from the group consisting of pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 1 is a divalent group. An organic group;
In the formula (D-II), R 6 is a divalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from the group consisting of pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 2 is 2 And a plurality of X 2 may be the same or different. )
A diamine having two primary amino groups in the molecule and a nitrogen atom other than the primary amino group, such as a compound represented by each of:
The following formula (D-III)
(式(D−III)中、R7は−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−または−CO−であり、R8はステロイド骨格、トリフルオロメチルフェニル基トリフルオロメトキシフェニル基およびフルオロフェニル基よりなる群から選択される骨格もしくは基を有する1価の有機基または炭素数6〜30のアルキル基である。)
で表される化合物などのモノ置換フェニレンジアミン;
下記式(D−IV)
(In the formula (D-III), R 7 is —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH— or —CO—, and R 8 is a steroid skeleton, a trifluoromethylphenyl group, It is a monovalent organic group having a skeleton or group selected from the group consisting of a fluoromethoxyphenyl group and a fluorophenyl group, or an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms.)
Monosubstituted phenylenediamines such as compounds represented by:
The following formula (D-IV)
(式(D−IV)中、R9は、それぞれ、炭素数1〜12の炭化水素基であり、複数存在するR9はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、pは、それぞれ、1〜3の整数であり、qは1〜20の整数である。)
で表される化合物などのジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。上記芳香族ジアミン、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およびモノ置換フェニレンジアミンの有するベンゼン環は、1つまたは2つ以上の炭素数1〜4のアルキル基(好ましくはメチル基)で置換されていてもよい。また、上記式(D−III)におけるステロイド骨格とは、シクロペンタノ−ペルヒドロフェナントレン核からなる骨格またはその炭素−炭素結合の1つもしくは2つ以上が二重結合となった骨格をいう。
これらのジアミンは、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。
(In the formula (D-IV), R 9 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 9 may be the same or different, and p is each 1 is an integer of 1 to 3, and q is an integer of 1 to 20.)
And diaminoorganosiloxanes such as compounds represented by the formula: The aromatic diamine, a diamine ring having two primary amino groups in the molecule and a nitrogen atom other than the primary amino group, and a mono-substituted phenylenediamine have one or two or more carbon atoms of 1 to 4 May be substituted with an alkyl group (preferably a methyl group). In addition, the steroid skeleton in the above formula (D-III) refers to a skeleton composed of a cyclopentano-perhydrophenanthrene nucleus or a skeleton in which one or more of the carbon-carbon bonds are double bonds.
These diamines can be used alone or in combination of two or more.
本発明におけるポリアミック酸を合成するために用いられるその他のジアミンとしては、上記のうち、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、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,7−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−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、1,4−ジアミノシクロヘキサン、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、上記式(D−1)〜(D−5)のそれぞれで表される化合物、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、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、上記式(D−I)で表される化合物のうちの下記式(D−6) Other diamines used for synthesizing the polyamic acid in the present invention include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, and 1,5-diaminonaphthalene among the above. 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 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] hexafluoro Propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ′-(p-phen Range isopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 1, 4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, compounds represented by the above formulas (D-1) to (D-5), 2, 6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3, 6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N, N′-bis (4-amino Phenyl) - benzidine, N, N'-bis (4-aminophenyl) -N, N'-dimethyl-benzidine, formula of the compound represented by the above formula (D-I) (D-6)
で表される化合物、上記式(D−II)で表される化合物のうちの下記式(D−7) Of the compounds represented by formula (D-II), the following formula (D-7)
で表される化合物、上記式(D−III)で表される化合物のうちのドデカノキシ−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、ドデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、下記式(D−8)〜(D−15) Of the compounds represented by formula (D-III), dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy- 2,4-diaminobenzene, dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,5-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, the following formula (D-8) ~ (D-15)
のそれぞれで表される化合物および上記式(D−IV)で表される化合物のうちの1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンよりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「他の特定ジアミン」という。)を用いることが好ましい。
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるジアミンは、上記式(A)で表される化合物を、全ジアミンに対して、0.1モル%以上含むものであることが好ましく、1〜40モル%含むものであることがより好ましく、特に5〜30モル%含むものであることが好ましい。
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるジアミンは、上記式(A)で表される化合物のほかに、上記の如き他の特定ジアミンを含むものであることが好ましい。この場合における他の特定ジアミンの使用割合としては、全ジアミンに対して20モル%以上であることが好ましく、40〜99.9モル%であることがより好ましく、特に70〜99モル%であることが好ましい。
本発明におけるポリアミック酸の合成に用いられるジアミンは、上記式(A)で表される化合物および他の特定ジアミンのみからなるものであることが好ましい。
And at least one selected from the group consisting of 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane among the compounds represented by the formula (D-IV) Hereinafter, it is preferable to use “other specific diamine”.
The diamine used for the synthesis of the polyamic acid in the present invention preferably contains 0.1 mol% or more of the compound represented by the above formula (A) with respect to the total diamine, and contains 1 to 40 mol%. More preferably, it is particularly preferable to contain 5 to 30 mol%.
It is preferable that the diamine used for the synthesis | combination of the polyamic acid in this invention contains the above other specific diamine other than the compound represented by the said Formula (A). In this case, the use ratio of the other specific diamine is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 to 99.9 mol%, particularly 70 to 99 mol%, based on the total diamine. It is preferable.
It is preferable that the diamine used for the synthesis | combination of the polyamic acid in this invention consists only of a compound represented by the said Formula (A), and another specific diamine.
[ポリアミック酸の合成]
本発明におけるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物と上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得ることができる。
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基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0.3〜1.2当量となる割合である。
ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において、好ましくは−20℃〜150℃、より好ましくは0〜100℃の温度条件下において、好ましくは0.1〜24時間、より好ましくは0.5〜12時間行われる。
ポリアミック酸の合成に際して使用することのできる有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノールおよびその誘導体、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを挙げることができる。
[Synthesis of polyamic acid]
The polyamic acid in the present invention can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine containing a compound represented by the above formula (A).
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 to 2 for the tetracarboxylic dianhydride acid anhydride group to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio which becomes an equivalent is preferable, More preferably, it is the ratio which becomes 0.3-1.2 equivalent.
The polyamic acid synthesis reaction is preferably performed in an organic solvent, preferably at a temperature of −20 ° C. to 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C., and preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.00. It takes 5 to 12 hours.
Examples of the organic solvent that can be used in the synthesis of the polyamic acid include an aprotic polar solvent, phenol and derivatives thereof, alcohol, ketone, ester, ether, halogenated hydrocarbon, hydrocarbon and the like.
上記非プロトン性極性溶媒としては、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を;
上記フェノール誘導体としては、例えばm−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノールなどを;
上記アルコールとしては、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などを;
上記ケトンとしては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンを;
上記エステルとしては、例えば乳酸エチル、乳酸ブチル、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、マロン酸ジエチルなどを;
上記エーテルとしては、例えばジエチルエーテル、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−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−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などを;
上記ハロゲン化炭化水素としては、例えばジクロロメタン、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−ジクロルベンゼンなどを;
上記炭化水素としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを、それぞれ挙げることができる。
Examples of the aprotic polar solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide and the like. ;
Examples of the phenol derivative include m-cresol, xylenol, halogenated phenol and the like;
Examples of the alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, and ethylene glycol monomethyl ether;
Examples of the ketone include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone;
Examples of the ester include ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, and diethyl malonate;
Examples of the ether include diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl 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, etc .;
Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like;
Examples of the hydrocarbon include hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, isoamylpropionate, isoamylisobutyrate, and diisopentyl ether.
これらの有機溶媒のうち、非プロトン性極性溶媒ならびにフェノールおよびその誘導体よりなる群(第一群の有機溶媒)から選択される1種以上、または前記第一群の有機溶媒から選択される1種以上とアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素および炭化水素よりなる群(第二群の有機溶媒)から選択される一種以上との混合物を使用することが好ましい。後者の場合、第二群の有機溶媒の使用割合は、第一群の有機溶媒および第二群の有機溶媒の合計に対して、好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは40重量%以下であり、さらに30重量%以下であることが好ましい。
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。
この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
ポリアミック酸を脱水閉環してポリイミドとする場合には、上記反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで脱水閉環反応に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。
ポリアミック酸の単離は、上記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方法、あるいは、反応溶液中の溶媒をエバポレーターで減圧留去する方法により行うことができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、エバポレーターで減圧留去する工程を1回または数回行う方法により、ポリアミック酸を精製することができる。
Among these organic solvents, one or more selected from the group consisting of an aprotic polar solvent and phenol and derivatives thereof (first group organic solvent), or one selected from the first group of organic solvents It is preferable to use a mixture of the above and one or more selected from the group consisting of alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons and hydrocarbons (second group organic solvent). In the latter case, the use ratio of the second group of organic solvents is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less, with respect to the total of the first group of organic solvents and the second group of organic solvents. Furthermore, it is preferable that it is 30 weight% or less.
As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained.
This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid was purified. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent.
When polyamic acid is dehydrated and cyclized into a polyimide, the above reaction solution may be directly subjected to dehydration and cyclization reaction, or may be subjected to dehydration and cyclization reaction after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. Alternatively, the isolated polyamic acid may be purified and then subjected to a dehydration ring closure reaction.
The polyamic acid is isolated by pouring the reaction solution into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and drying the precipitate under reduced pressure, or by distilling off the solvent in the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. It can be carried out. The polyamic acid can be purified by a method of dissolving the polyamic acid again in an organic solvent and then precipitating with a poor solvent, or a method of performing the step of evaporating under reduced pressure with an evaporator once or several times.
<ポリイミド>
本発明におけるポリイミドは、上記の如きポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。
上記ポリイミドの合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、上述したポリアミック酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物と同じ化合物を挙げることができる。好ましいテトラカルボン酸二無水物の種類およびその好ましい使用割合もポリアミック酸の場合と同様である。
本発明におけるポリイミドを合成するために用いられるジアミンとしては、上記のポリアミック酸の合成に用いられるジアミンと同じジアミンを挙げることができる。すなわち、本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドの合成に用いられるジアミンは、上記式(A)で表される化合物を含むものであり、上記式(A)で表される化合物のみを用いてもよく、上記式(A)で表される化合物と上記他のジアミンとを併用してもよい。好ましい他のジアミンの種類および各ジアミンの好ましい使用割合もポリアミック酸の場合と同様である。
本発明におけるポリイミドは、原料であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造が併存する部分イミド化物であってもよい。本発明におけるポリイミドは、イミド化率が30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
<Polyimide>
The polyimide in the present invention can be obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid as described above to imidize.
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyimide include the same compounds as the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid described above. The kind of preferable tetracarboxylic dianhydride and its preferable usage rate are the same as in the case of polyamic acid.
Examples of the diamine used for synthesizing the polyimide in the present invention include the same diamine as the diamine used for the synthesis of the polyamic acid. That is, the diamine used for the synthesis | combination of the polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of this invention contains the compound represented by the said Formula (A), and uses only the compound represented by the said Formula (A). Alternatively, the compound represented by the formula (A) and the other diamine may be used in combination. The types of other preferred diamines and the preferred use ratio of each diamine are the same as in the case of polyamic acid.
The polyimide in the present invention may be a completely imidized product obtained by dehydrating and cyclizing all of the amic acid structure possessed by the polyamic acid as a raw material, dehydrating and cyclizing only a part of the amic acid structure, It may be a partially imidized product in which an imide ring structure coexists. The polyimide in the present invention preferably has an imidization rate of 30% or more, and more preferably 40% or more. This imidation ratio represents the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of polyimide amic acid structures and the number of imide ring structures in percentage. At this time, a part of the imide ring may be an isoimide ring.
ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくは(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好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは60〜170℃である。反応温度が50℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が200℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下することがある。反応時間は好ましくは1.0〜24時間であり、より好ましくは1.0〜12時間である。
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、所望するイミド化率によるが、ポリアミック酸のアミック酸構造の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。イミド化率は上記の脱水剤、脱水閉環剤の使用量が多いほど高くすることができる。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。脱水閉環反応の反応温度は好ましくは0〜180℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は好ましくは1.0〜120時間であり、より好ましくは2.0〜30時間である。
The dehydration ring closure of the polyamic acid is preferably performed by (i) a method of heating the polyamic acid, or (ii) dissolving the polyamic acid in an organic solvent, and adding a dehydrating agent and a dehydration ring closure catalyst to this solution as necessary. This is done by heating.
The reaction temperature in the method (i) of heating the polyamic acid is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not proceed sufficiently, and when the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the resulting polyimide may decrease. The reaction time is preferably 1.0 to 24 hours, more preferably 1.0 to 12 hours.
On the other hand, in the method (ii) of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride is used as the dehydrating agent. Can do. Although the usage-amount of a dehydrating agent is based on the desired imidation rate, it is preferable to set it as 0.01-20 mol with respect to 1 mol of the amic acid structure of a polyamic acid. 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-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 mol with respect to 1 mol of the dehydrating agent used. The imidation rate can be increased as the amount of the above dehydrating agent and dehydrating ring-closing agent increases. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C, more preferably 10 to 150 ° C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours, more preferably 2.0 to 30 hours.
上記方法(i)において得られるポリイミドは、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、あるいは得られるポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。一方、上記方法(ii)においてはポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換などの方法を適用することができる。ポリイミドの単離、精製は、ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。 The polyimide obtained in the above method (i) may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after purifying the obtained polyimide. On the other hand, in the method (ii), a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution. It may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent or may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent after purifying the isolated polyimide. In order to remove the dehydrating agent and the dehydration ring closure catalyst from the reaction solution, for example, a method such as solvent replacement can be applied. The isolation and purification of the polyimide can be performed by performing the same operation as described above as the isolation and purification method of the polyamic acid.
−末端修飾型の重合体−
本発明におけるポリアミック酸およびポリイミドは、それぞれ、分子量が調節された末端修飾型の重合体であってもよい。末端修飾型の重合体を用いることにより、本発明の効果が損なわれることなく液晶配向剤の塗布特性などをさらに改善することができる。このような末端修飾型の重合体は、ポリアミック酸を合成する際に、分子量調節剤を重合反応系に添加することにより行うことができる。分子量調節剤としては、例えば酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを挙げることができる。
上記酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを;
上記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;
上記モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを、それぞれ挙げることができる。
分子量調節剤の使用割合は、ポリアミック酸を合成する際に使用するテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計100重量部に対して好ましくは20重量以下であり、より好ましくは10重量部以下である。
-End-modified polymer-
The polyamic acid and the polyimide in the present invention may each be a terminal-modified polymer having a controlled molecular weight. By using the terminal-modified polymer, the coating properties of the liquid crystal aligning agent can be further improved without impairing the effects of the present invention. Such a terminal-modified polymer can be obtained by adding a molecular weight modifier to a polymerization reaction system when synthesizing a polyamic acid. Examples of molecular weight regulators include acid monoanhydrides, monoamine compounds, monoisocyanate compounds, and the like.
Examples of the acid monoanhydride include maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decyl succinic anhydride, n-dodecyl succinic anhydride, n-tetradecyl succinic anhydride, n -Hexadecyl succinic anhydride etc .;
Examples of the monoamine compound include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine, n-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine and the like;
Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
The use ratio of the molecular weight modifier is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the total of tetracarboxylic dianhydride and diamine used when synthesizing the polyamic acid. .
−溶液粘度−
以上のようにして得られるポリアミック酸またはポリイミドは、濃度10重量%の溶液としたときに、20〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、30〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。
上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10重量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
<その他の成分>
本発明の液晶配向膜は、上記の如きポリアミック酸およびこれをイミド化してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種を必須成分として含有するが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えばその他の重合体、接着性向上剤などを挙げることができる。
-Solution viscosity-
The polyamic acid or polyimide obtained as described above preferably has a solution viscosity of 20 to 800 mPa · s, and has a solution viscosity of 30 to 500 mPa · s when a 10% by weight solution is obtained. It is more preferable to have it.
The solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is E for a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer (for example, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). It is a value measured at 25 ° C. using a mold rotational viscometer.
<Other ingredients>
The liquid crystal alignment film of the present invention contains, as an essential component, at least one selected from the group consisting of the polyamic acid as described above and a polyimide obtained by imidizing the polyamic acid, but contains other components as necessary. May be. Examples of such other components include other polymers and adhesion improvers.
上記その他の重合体は、溶液特性および電気特性の改善のために使用することができる。かかるその他の重合体は、テトラカルボン酸二無水物と上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド以外の重合体であり、例えばテトラカルボン酸二無水物と上記式(A)で表される化合物を含まないジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸(以下、「他のポリアミック酸」という。)、該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド(以下、「他のポリイミド」という。)、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらのうち、他のポリアミック酸または他のポリイミドが好ましく、他のポリアミック酸がより好ましい。
その他の重合体の使用割合としては、重合体の合計(上記のテトラカルボン酸二無水物と上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドならびにその他の重合体の合計をいう。以下同じ。)に対して好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは0.1〜40重量%であり、さらに10〜30重量%であることが好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有される重合体としては、テトラカルボン酸二無水物と上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドのみを使用するか、あるいはテトラカルボン酸二無水物と上記式(A)で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドと他のポリアミック酸とを併用することが好ましい。後者の場合、両重合体の平均イミド化率を10〜98%とすることが好ましく、15〜60%とすることがより好ましい。この平均イミド化率とは、液晶配向剤に含まれるポリイミドのイミド環構造の数(PI−I)およびアミック酸構造の数(PI−A)ならびにポリアミック酸のアミック酸構造の数(PA−A)から、下記数式(1)
Other polymers may be used in the total amount of the polymer (the polyamic acid obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride with the diamine containing the compound represented by the formula (A)) and the polyamic acid. Is the total of polyimide and other polymers formed by dehydration and ring closure, the same shall apply hereinafter)), preferably 50% by weight or less, more preferably 0.1 to 40% by weight, and further 10 to 30%. It is preferable that it is weight%.
The polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is obtained by dehydrating and ring-closing polyamic acid obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine containing a compound represented by the above formula (A). Using only polyimide or a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine containing a compound represented by the above formula (A) and dehydrating and ring-closing a polyimide and other polyamic acids It is preferable to use together. In the latter case, the average imidation ratio of both polymers is preferably 10 to 98%, more preferably 15 to 60%. This average imidation ratio is the number of polyimide imide ring structures (PI-I) and the number of amic acid structures (PI-A) and the number of amic acid structures of polyamic acid (PA-A). ) From the following formula (1)
によって計算される値をいう。
上記接着性向上剤としては、例えば分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ化合物」という。)、官能性シラン化合物などを挙げることができる。
上記エポキシ化合物としては、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、トリメチロールプロパントリ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、、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、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−シクロヘキシルアミンなどを好ましいものとして挙げることができる。
これらエポキシ化合物の配合割合は、重合体の合計100重量部に対して、好ましくは40重量部以下であり、より好ましくは0.1〜30重量部である。
The value calculated by.
Examples of the adhesion improver include a compound having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter referred to as “epoxy compound”), a functional silane compound, and the like.
Examples of the epoxy 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, and 1,6-hexane. Diol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1, 3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenyl Tan, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, N, N-diglycidyl - cyclohexyl amine may be mentioned as preferred.
The compounding ratio of these epoxy compounds is preferably 40 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polymer.
上記官能性シラン化合物としては、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、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、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、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2―グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2―グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3―グリシドキシプロピル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化合物の配合割合は、重合体の合計100重量部に対して、好ましくは2重量部以下であり、より好ましくは0.02〜0.2重量部である。
Examples of the functional silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyl Trimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4 7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9- Triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, methyl 9-trimethoxysilyl-3,6-diazananoate, methyl 9-triethoxysilyl-3,6-diazananoate, N-benzyl-3-aminopropyltri Methoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxy Methyltriethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimeth Shishiran, 2-glycidoxyethyl triethoxysilane, 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl triethoxysilane, and the like.
The blending ratio of these functional silane compounds is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.02 to 0.2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polymer.
本発明の液晶配向剤は、上記の如きポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体ならびに必要に応じて任意的に配合されるその他の添加剤が、好ましくは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に使用できる有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、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、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−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、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、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどを挙げることができる。これらは単独で使用することができ、または2種以上を混合して使用することができる。
In the liquid crystal aligning agent of the present invention, at least one polymer selected from the group consisting of the above polyamic acid and polyimide, and other additives optionally blended as necessary, are preferably in an organic solvent. Dissolved and contained in the composition.
Examples of the organic solvent that can be used in the liquid crystal aligning agent of the present invention include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4. -Methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, Ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl 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, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明の液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより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、一方固形分濃度が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。
特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えばスピンナー法による場合には固形分濃度1.5〜4.5重量%の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9重量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜50℃であり、より好ましくは20〜30℃である。
The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent of the present invention (the ratio of the total weight of components other than the solvent of the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, and the like. The range is preferably 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface as described later, and preferably, when heated, a coating film that becomes a liquid crystal aligning film is formed, but the solid content concentration is less than 1 wt%. In this case, the film thickness of the coating film becomes too small to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, the film thickness of the coating film becomes excessive. Thus, a good liquid crystal alignment film cannot be obtained, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent increases, resulting in poor coating properties.
The particularly preferable solid content concentration range varies depending on the method used when applying the liquid crystal aligning agent to the substrate. For example, when the spinner method is used, the solid content concentration is particularly preferably in the range of 1.5 to 4.5% by weight. In the case of the printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of the inkjet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa · s.
The temperature at the time of preparing the liquid crystal aligning agent of this invention becomes like this. Preferably it is 10-50 degreeC, More preferably, it is 20-30 degreeC.
<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、上記の如き本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備するものである。
本発明の液晶表示素子は、例えば以下(1)ないし(3)の工程により製造することができる。工程(1)は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程(2)および(3)は各動作モードに共通である。
(1)先ず基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal display element of the present invention comprises a liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent of the present invention as described above.
The liquid crystal display element of the present invention can be produced, for example, by the following steps (1) to (3). In step (1), the substrate to be used differs depending on the desired operation mode. Steps (2) and (3) are common to each operation mode.
(1) First, the liquid crystal aligning agent of this invention is apply | coated on a board | substrate, Then, a coating film is formed on a board | substrate by heating an application surface.
(1−1)TN型、STN型またはVA型液晶表示素子を製造する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に、本発明の液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法またはインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布し、次いで、各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、ポリ(脂環式オレフィン)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、パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後フォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などによることができる。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、基板表面のうち塗膜を形成するべき面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
液晶配向剤塗布後、塗布した配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は好ましくは0.25〜10分であり、より好ましくは0.5〜5分である。その後、溶剤を完全に除去し、必要に応じてポリアミック酸を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。この焼成(ポストベーク)温度は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃であるポストベーク時間は好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100分である。このようにして、形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmであり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。
(1-1) When manufacturing a TN type, STN type, or VA type liquid crystal display element, a pair of two substrates provided with a patterned transparent conductive film is used as a pair on each transparent conductive film formation surface. The liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably applied by an offset printing method, a spin coating method or an ink jet printing method, respectively, and then each coated surface is heated to form a coating film. 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, polycarbonate, or poly (alicyclic olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of the substrate, a 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. In order to obtain a patterned transparent conductive film which can be used, for example, a method of forming a pattern by photo-etching after forming a transparent conductive film without a pattern, a mask having a desired pattern when forming a transparent conductive film The method using can be 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 compound or functional titanium is formed on the surface of the substrate surface on which the coating film is to be formed. You may give the pretreatment which apply | coats a compound etc. previously.
After application of the liquid crystal aligning agent, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied aligning agent. The pre-bake temperature is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 40 to 150 ° C, and particularly preferably 40 to 100 ° C. The pre-bake time is preferably 0.25 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 5 minutes. Then, a baking (post-baking) process is implemented for the purpose of removing a solvent completely, and heat imidizing a polyamic acid as needed. The firing (post-bake) temperature is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C, and the post-bake time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. Thus, the film thickness of the formed film is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 0.005 to 0.5 μm.
(1−2)一方、IPS型液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型に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導電膜形成面と、導電膜が設けられていない対向基板の一面とに、本発明の液晶配向剤を好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法またはインクジェット印刷法によってそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。
このとき使用される基板および透明導電膜の材質、透明導電膜のパターニング方法、基板の前処理ならびに液晶配向剤を塗布した後の加熱方法については上記(1−1)と同様である。
形成される塗膜の好ましい膜厚は、上記(1−1)と同様である。
(1-2) On the other hand, when manufacturing an IPS type liquid crystal display element, the conductive film forming surface of the substrate provided with the comb-shaped transparent conductive film and the counter substrate provided with no conductive film On one surface, the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably applied by an offset printing method, a spin coating method, or an ink jet printing method, and then each coated surface is heated to form a coating film.
The material used for the substrate and the transparent conductive film, the patterning method for the transparent conductive film, the pretreatment of the substrate, and the heating method after applying the liquid crystal aligning agent are the same as in (1-1) above.
The preferable film thickness of the coating film to be formed is the same as (1-1) above.
(2)本発明の方法により製造される液晶表示素子がVA型の液晶表示素子である場合には、上記のようにして形成された塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、所望に応じて次に述べるラビング処理を行った後に使用に供してもよい。
一方、VA型以外の液晶表示素子を製造する場合には、上記のようにして形成された塗膜にラビング処理を施すことにより液晶配向膜とする。
ラビング処理は、上記のようにして形成された塗膜面に対し、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ことにより行うことができる。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。
さらに、上記のようにして形成された液晶配向膜に対し、例えば特許文献10(特開平6−222366号公報)や特許文献11(特開平6−281937号公報)に示されているような液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、特許文献12(特開平5−107544号公報)に示されているような液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成したうえで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する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにすることによって得られる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) When the liquid crystal display element manufactured by the method of the present invention is a VA type liquid crystal display element, the coating film formed as described above can be used as it is as a liquid crystal alignment film. If desired, it may be used after the following rubbing treatment.
On the other hand, when manufacturing a liquid crystal display element other than the VA type, a rubbing treatment is performed on the coating film formed as described above to obtain a liquid crystal alignment film.
The rubbing treatment can be performed by rubbing the coating film surface formed as described above with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton in a certain direction. Thereby, the orientation ability of liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal orientation film.
Further, for the liquid crystal alignment film formed as described above, for example, a liquid crystal as shown in Patent Document 10 (JP-A-6-222366) or Patent Document 11 (JP-A-6-281937). A process of changing the pretilt angle of a partial region of the liquid crystal alignment film by irradiating a part of the alignment film with ultraviolet rays, or a liquid crystal alignment as disclosed in Patent Document 12 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-107544) A resist film is formed on a part of the film surface, then the rubbing process is performed in a direction different from the previous rubbing process, and then the resist film is removed so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment capabilities in each region. It is possible to improve the visual field characteristics of the liquid crystal display element obtained by the above.
(3)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより、液晶セルを製造する。ここで、塗膜に対してラビング処理を行った場合には、2枚の基板は、各塗膜におけるラビング方向が互いに所定の角度、例えば直交または逆平行となるように対向配置される。
液晶セルを製造するには、例えば以下の2つの方法が挙げられる。
第一の方法は、従来から知られている方法である。先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、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た後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造することができる。
第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に例えば紫外光硬化性のシール材を塗布し、さらに液晶配向膜面上に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造することができる。
いずれの方法による場合でも、上記のようにして製造した液晶セルにつき、さらに、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶注入時の流動配向を除去することが望ましい。
そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の液晶表示素子を得ることができる。
(3) A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above, and disposing a liquid crystal between the two substrates opposed to each other. Here, when the rubbing process is performed on the coating film, the two substrates are disposed to face each other so that the rubbing directions in the respective coating films are at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel.
In order to manufacture a liquid crystal cell, the following two methods are mentioned, for example.
The first method is a conventionally known method. First, two substrates are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded using a sealant, and the substrate surface and the sealant are bonded. A liquid crystal cell can be manufactured by injecting and filling liquid crystal into the cell gap partitioned by the step, and then sealing the injection hole.
The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light curable sealing material is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped on the liquid crystal alignment film surface. The other substrate is bonded so as to face each other, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, whereby a liquid crystal cell can be manufactured.
Regardless of which method is used, the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the liquid crystal used takes an isotropic phase, and then gradually cooled to room temperature, so that the flow alignment during liquid crystal injection is achieved. It is desirable to remove.
And the liquid crystal display element of this invention can be obtained by bonding a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell.
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。
前記液晶としては、例えばネマティック型液晶、スメクティック型液晶などを用いることができ、これらのうちネマティック型液晶が好ましい。VA型液晶セルの場合、負の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばジシアノベンゼン系液晶、ピリダジン系液晶、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などが用いられる。TN型液晶セルまたはSTN型液晶セルの場合には、正の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばビフェニル系液晶、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。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;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;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などを、さらに添加して使用してもよい。
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.
As the liquid crystal, for example, nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, or the like can be used, and among these, nematic liquid crystal is preferable. In the case of a VA liquid crystal cell, a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is preferable. For example, dicyanobenzene liquid crystal, pyridazine liquid crystal, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, and phenylcyclohexane liquid crystal are used. It is done. In the case of a TN type liquid crystal cell or an STN type liquid crystal cell, a nematic type liquid crystal having positive dielectric anisotropy is preferable. For example, biphenyl type liquid crystal, phenyl cyclohexane type liquid crystal, ester type liquid crystal, terphenyl type liquid crystal, biphenyl cyclohexane type A liquid crystal, a pyrimidine liquid crystal, a dioxane liquid crystal, a bicyclooctane liquid crystal, a cubane liquid crystal, or the like is used. Examples of these liquid crystals include cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, and cholesteryl carbonate; chiral agents such as those sold under the trade names C-15 and CB-15 (Merck); p-decyloxybenzylidene Ferroelectric liquid crystals such as -p-amino-2-methylbutyl cinnamate may be further added and used.
As a polarizing plate 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 stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between protective films of cellulose acetate 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。下記合成例において使用した4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸は、特許文献13(国際公開第2007/071091号パンフレット)に記載された方法に準じて合成したものを用いた。
下記合成例における各重合体の溶液粘度およびポリイミドのイミド化率は、それぞれ以下の方法により測定した。
[重合体の溶液粘度]
重合体の溶液粘度(mPa・s)は、各合成例に記載された溶媒を用いて各合成例所定の重合体濃度に調整された重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[ポリイミドのイミド化率]
各合成例で得られたポリイミドを含有する溶液を少量分取して純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で測定した1H−NMRスペクトルから、下記数式(2)
イミド化率(%)=(1−A1/A2×α)×100 (2)
(数式(2)中、A1は化学シフト10ppm付近のNH基のプロトン由来のピーク面積であり、A2はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αはポリイミドの前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
によって計算により求めた。
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 4,4′-diamino-1,1′-biphenyl-2,2′-dicarboxylic acid used in the following synthesis examples is in accordance with the method described in Patent Document 13 (International Publication No. 2007/071091 pamphlet). The synthesized one was used.
The solution viscosity of each polymer and the imidation ratio of polyimide in the following synthesis examples were measured by the following methods, respectively.
[Solution viscosity of polymer]
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer was 25 ° C. using an E-type rotational viscometer for the polymer solution adjusted to a predetermined polymer concentration in each synthesis example using the solvent described in each synthesis example. Measured with
[Imidation rate of polyimide]
A small amount of the polyimide-containing solution obtained in each synthesis example was collected and poured into pure water, and the resulting precipitate was sufficiently dried at room temperature under reduced pressure, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and tetramethylsilane. From the 1 H-NMR spectrum measured at room temperature using as a reference substance, the following formula (2)
Imidation rate (%) = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (2)
(In Formula (2), A 1 is a peak area derived from protons of NH groups near a chemical shift of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from other protons, and α is a polyimide precursor (polyamic acid). (This is the ratio of the number of other protons to one proton of the NH group.)
By calculation.
<ポリイミドの合成例>
合成例PI−1(ポリイミドの合成例1)
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110g(0.50モル)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155g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン60g(0.57モル)、4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸80g(0.30モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン25g(0.10モル)および3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン13g(0.020モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.7g(0.030モル)をN−メチル−2−ピロリドン960gに溶解し、60℃で6時間反応を行ってポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は55mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン2,700gを追加し、ピリジン400gおよび無水酢酸410gを添加して110℃で4時間脱水閉環を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換(本操作にて脱水閉環反応に使用したピリジンおよび無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。)することにより、イミド化率約95%のポリイミド(PI−1)を約15重量%含有する溶液を約2,900gを得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は65mPa・sであった。
<Polyimide synthesis example>
Synthesis Example PI-1 (Polyimide Synthesis Example 1)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro -2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione 155 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 60 g (0.57 mol) as diamine, 4, 80 g (0.30 mol) of 4′-diamino-1,1′-biphenyl-2,2′-dicarboxylic acid, 25 g (0.10 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane 13 g (0.020 mol) and aniline 2.7 g (0.030 mol) as N-methyl-2 It was dissolved in pyrrolidone 960 g, to obtain a solution containing a polyamic acid for 6 hours at 60 ° C.. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, and N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 55 mPa · s.
Next, 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone (the pyridine and acetic anhydride used in the dehydration ring closure reaction were removed from the system in this operation. The same applies hereinafter). About 2,900 g of a solution containing about 15% by weight of polyimide (PI-1) having a rate of about 95% was obtained. A small amount of the obtained polyimide solution was collected, and γ-butyrolactone was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 65 mPa · s.
合成例PI−2(ポリイミドの合成例2)
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110g(0.50モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン26g(0.25モル)、4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸40g(0.15モル)および3(3,5−ジアミノベンゾイルオキシ)コレスタン51g(0.10モル)をN−メチル−2−ピロリドン830gに溶解し、60℃で6時間反応を行ってポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は50mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン1,900gを追加し、ピリジン40gおよび無水酢酸51gを添加して110℃で4時間脱水閉環を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなN−メチル−2−ピロリドンで溶媒置換することにより、イミド化率約50%のポリイミド(PI−2)を約15重量%含有する溶液を約1,340gを得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は41mPa・sであった。
Synthesis Example PI-2 (Polyimide Synthesis Example 2)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 26 g (0.25 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 4,4′-diamino-1 , 1′-biphenyl-2,2′-dicarboxylic acid 40 g (0.15 mol) and 3 (3,5-diaminobenzoyloxy) cholestane 51 g (0.10 mol) were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone 830 g. Then, the reaction was carried out at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, and N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 50 mPa · s.
Next, 1,900 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 40 g of pyridine and 51 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a solution containing about 15% by weight of polyimide (PI-2) having an imidization ratio of about 50%. , 340 g was obtained. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 41 mPa · s.
合成例PI−3(ポリイミドの合成例3)
テトラカルボン酸無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物77g(0.34モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン26g(0.24モル)および4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸28g(0.10モル)をN−メチル−2−ピロリドン1,260gに溶解し、室温で6時間反応を行ってポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することによりポリアミック酸濃度重量10%の溶液として測定した溶液粘度は71mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン600gを追加し、ピリジン190gおよび無水酢酸147gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約85%のポリイミド(PI−3)を20重量%含有する溶液800gを得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は19mPa・sであった。
Synthesis Example PI-3 (Polyimide Synthesis Example 3)
77 g (0.34 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic acid anhydride and 26 g (0.24 mol) of p-phenylenediamine and 4,4′-diamino-1,4 as diamine 28 g (0.10 mol) of 1'-biphenyl-2,2'-dicarboxylic acid is dissolved in 1,260 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at room temperature for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. It was. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected and concentrated under reduced pressure, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 71 mPa · s.
Next, 600 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 190 g of pyridine and 147 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone, and further concentrated to obtain 800 g of a solution containing 20% by weight of polyimide (PI-3) having an imidization ratio of about 85%. . A small amount of the obtained polyimide solution was taken, and γ-butyrolactone was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 6.0% by weight was 19 mPa · s.
合成例PI−4(ポリイミドの合成例4)
テトラカルボン酸無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物224g(1.0モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン54g(0.5モル)、4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸81g(0.30モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン19g(0.1モル)および2,2’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル32g(0.1モル)をN−メチル−2−ピロリドン2,700gに溶解し、室温で6時間反応応を行ってポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は74mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン2,000gを追加し、ピリジン150gおよび無水酢酸200gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約85%のポリイミド(PI−4)を15重量%含有する溶液2,650gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は18mPa・sであった。
Synthesis Example PI-4 (Polyimide Synthesis Example 4)
224 g (1.0 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic anhydride and 54 g (0.5 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 4,4′-diamino-1, 1'-biphenyl-2,2'-dicarboxylic acid 81 g (0.30 mol), 4,4'-diaminodiphenylmethane 19 g (0.1 mol) and 2,2'-trifluoromethyl-4,4'-diamino 32 g (0.1 mol) of biphenyl was dissolved in 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at room temperature for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 74 mPa · s.
Next, 2,000 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 150 g of pyridine and 200 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone and further concentrated to obtain 2,650 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-4) having an imidization ratio of about 85%. Obtained. A small amount of this polyimide solution was sampled, and γ-butyrolactone was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 6.0% by weight was 18 mPa · s.
<他の重合体の合成例>
[他のポリイミドの合成例]
合成例pi−1(他のポリイミドの合成例1)
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110g(0.50モル)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155g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン92g(0.87モル)、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン25g(0.10モル)および3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン13g(0.02モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.7g(0.030モル)をN−メチル−2−ピロリドン960gに溶解し、60℃で6時間反応を行って、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は59mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、N−メチル−2−ピロリドン2,700gを追加し、ピリジン396gおよび無水酢酸409gを添加して110℃で4時間脱水閉環を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約95%のポリイミド(pi−1)を15重量%含有する溶液約2,520gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は18mPa・sであった。
合成例pi−2(他のポリイミドの合成例2)
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110g(0.50モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン42g(0.40モル)および3(3,5−ジアミノベンゾイルオキシ)コレスタン51g(0.10モル)をN−メチル−2−ピロリドン830gに溶解し、60℃で6時間反応を行って、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は80mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、N−メチル−2−ピロリドン1,900gを追加し、ピリジン40gおよび無水酢酸51gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ−ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約92%のポリイミド(pi−2)を15重量%含有する溶液1,300gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度6重量%の溶液として測定した溶液粘度は30mPa・sであった。
<Synthesis examples of other polymers>
[Synthesis example of other polyimides]
Synthesis example pi-1 (Synthesis example 1 of other polyimides)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro -2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione 155 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 92 g (0.87 mol) as diamine, bisamino 25 g (0.10 mol) of propyltetramethyldisiloxane and 13 g (0.02 mol) of 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane and 2.7 g (0.030 mol) of aniline as monoamine were added to N-methyl. 2-Pyrrolidone was dissolved in 960 g and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 59 mPa · s.
Next, 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 396 g of pyridine and 409 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone and further concentrated to obtain about 2,520 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (pi-1) having an imidation ratio of about 95%. Got. A small amount of this polyimide solution was sampled, and γ-butyrolactone was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 6.0% by weight was 18 mPa · s.
Synthesis example pi-2 (Synthesis example 2 of other polyimide)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 42 g (0.40 mol) of p-phenylenediamine and 3 (3,5-diaminobenzoyl) as diamine Oxy) cholestane 51 g (0.10 mol) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone 830 g and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, and N-methyl-2-pyrrolidone was added to measure the solution viscosity as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight. The solution viscosity was 80 mPa · s.
Next, 1,900 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 40 g of pyridine and 51 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone and further concentrated to obtain 1,300 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (pi-2) having an imidation ratio of about 92%. Obtained. A small amount of this polyimide solution was taken, and γ-butyrolactone was added to measure the solution viscosity as a solution having a polyimide concentration of 6% by weight. The solution viscosity was 30 mPa · s.
合成例pi−3(他のポリイミドの合成例3)
テトラカルボン酸無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物77g(0.34モル)およびジアミンとしてp−フェニレンジアミン37g(0.34モル)をN−メチル−2−ピロリドン1,000gに溶解し、室温で6時間反応を行って、ポリアミック酸を10重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液の溶液粘度は75mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン490gを追加し、ピリジン135gおよび無水酢酸110gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約85%のポリイミド(pi−3)を20重量%含有する溶液510gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は21mPa・sであった。
合成例pi−4(他のポリイミドの合成例4)
テトラカルボン酸無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物224g(1.0モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン87g(0.8モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン19g(0.1モル)および2,2’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル32g(0.1モル)をN−メチル−2−ピロリドン2,700gに溶解し、室温で6時間反応を行って、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は80mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン2,000gを追加し、ピリジン150gおよび無水酢酸200gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約85%のポリイミド(pi−4)を15重量%含有する溶液2,260gを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は19mPa・sであった。
Synthesis example pi-3 (Synthesis example 3 of other polyimide)
77 g (0.34 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic acid anhydride and 37 g (0.34 mol) of p-phenylenediamine as diamine were added to N-methyl-2-pyrrolidone 1, The solution was dissolved in 000 g and reacted at room temperature for 6 hours to obtain a solution containing 10% by weight of polyamic acid. The solution viscosity of the obtained polyamic acid solution was 75 mPa · s.
Next, 490 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 135 g of pyridine and 110 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone and further concentrated to obtain 510 g of a solution containing 20% by weight of polyimide (pi-3) having an imidization ratio of about 85%. . A small amount of this polyimide solution was taken, and γ-butyrolactone was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 6.0% by weight was 21 mPa · s.
Synthesis example pi-4 (Synthesis example 4 of other polyimides)
224 g (1.0 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic acid anhydride, 87 g (0.8 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 19 g of 4,4′-diaminodiphenylmethane ( 0.1 mol) and 32 g (0.1 mol) of 2,2′-trifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl were dissolved in 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at room temperature for 6 hours. And a solution containing polyamic acid was obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, and N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 80 mPa · s.
Next, 2,000 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 150 g of pyridine and 200 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone and further concentrated to obtain 2,260 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (pi-4) having an imidation ratio of about 85%. Obtained.
A small amount of this solution was collected, and γ-butyrolactone was added to measure the solution viscosity as a solution having a concentration of 6.0% by weight of 19 mPa · s.
[他のポリアミック酸の合成例]
合成例pa−1(他のポリアミック酸の合成例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196g(1.0モル)およびジアミンとして2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル212g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン370gおよびγ−ブチロラクトン3,300gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行うことにより、ポリアミック酸(pa−1)を10重量%含有する溶液約4,050gを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は210mPa・sであった。
合成例pa−2(他のポリアミック酸の合成例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20g(0.1モル)およびピロメリット酸無水物196g(0.9モル)ならびにジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルエーテル159g(0.8モル)およびp−フェニレンジアミン21g(0.2モル)をN−メチル−2−ピロリドン3,600gに溶解し、40℃で4時間反応を行うことにより、ポリアミック酸(pa−2)を10重量%含有する溶液約4,000gを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は400mPa・sであった。
[Synthesis examples of other polyamic acids]
Synthesis example pa-1 (Synthesis example 1 of other polyamic acid)
196 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 212 g (1, .2) of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl as diamine. 0 mol) is dissolved in a mixed solvent composed of 370 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 3,300 g of γ-butyrolactone, and reacted at 40 ° C. for 3 hours to contain 10% by weight of polyamic acid (pa-1). About 4,050 g of a solution was obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 210 mPa · s.
Synthesis example pa-2 (Synthesis example 2 of other polyamic acid)
1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 20 g (0.1 mol) and pyromellitic anhydride 196 g (0.9 mol) as tetracarboxylic dianhydride and 4,4′- as diamine By dissolving 159 g (0.8 mol) of diaminodiphenyl ether and 21 g (0.2 mol) of p-phenylenediamine in 3,600 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacting at 40 ° C. for 4 hours, polyamic acid ( About 4,000 g of a solution containing 10% by weight of pa-2) was obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 400 mPa · s.
実施例1
<液晶配向剤の調製>
上記合成例PI−1で得られたポリイミド(PI−1)を含有する溶液のポリイミド(PI−1)に換算して20重量部に相当する量および上記合成例pa−1で得られたポリアミック酸(pa−1)を含有する溶液のポリアミック酸(pa−1)に換算して80重量部に相当する量を合わせ、これにγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γ−ブチロラクトン:N−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブの比が重量比で71:17:12になるように加え、さらに接着性向上剤としてエポキシ化合物であるN,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタンを2重量部加えて、固形分濃度3.5重量の溶液を調製した。この溶液を十分に撹拌後、孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
この液晶配向剤を用いて以下のようにして評価を行なった。
<塗膜の膜厚均一性の評価>
上記で調製した液晶配向剤を、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷(株)製)を用いてITO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、80℃のホットプレート上で1分間加熱(プレベーク)して溶媒を除去した後、200℃のホットプレート上で10分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚600Åの塗膜を形成した。
この塗膜につき、蝕針式膜厚計(KLAテンコール社製)を用いて基板の中央部における膜厚と基板の外側端から15mm中央に寄った位置における膜厚とをそれぞれ測定した。両者の膜厚差が15Å以下のものを膜厚均一性「良好」、膜厚差15Åを超えたものを膜厚均一性「不良」として評価したところ、塗膜均一性は良好であった。
Example 1
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
The amount corresponding to 20 parts by weight in terms of the polyimide (PI-1) in the solution containing the polyimide (PI-1) obtained in Synthesis Example PI-1 and the polyamic obtained in Synthesis Example pa-1 The amount corresponding to 80 parts by weight in terms of the polyamic acid (pa-1) in the solution containing the acid (pa-1) was combined, and this was combined with γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve. In addition to the weight ratio of butyrolactone: N-methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve being 71:17:12, N, N, N ′, N′-tetra which is an epoxy compound as an adhesion improver 2 parts by weight of glycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane was added to prepare a solution having a solid content of 3.5% by weight. After sufficiently stirring this solution, a liquid crystal aligning agent was prepared by filtering using a filter having a pore size of 1 μm.
Evaluation was performed as follows using this liquid crystal aligning agent.
<Evaluation of coating film thickness uniformity>
The liquid crystal aligning agent prepared above was applied to the transparent electrode surface of the glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a liquid crystal alignment film printer (Nissha Printing Co., Ltd.), and on a hot plate at 80 ° C. After removing the solvent by heating (pre-baking) for 1 minute, it was heated (post-baking) for 10 minutes on a 200 ° C. hot plate to form a coating film having an average film thickness of 600 mm.
About this coating film, the film thickness in the center part of the board | substrate and the film thickness in the position which approached 15 mm center from the outer side edge of the board | substrate were each measured using the stylus-type film thickness meter (made by KLA Tencor). When the film thickness difference between the two was 15 mm or less, the film thickness uniformity was evaluated as “good”, and when the film thickness difference exceeded 15 mm was evaluated as film thickness uniformity “bad”, the film uniformity was good.
<液晶表示素子の製造および評価>
[液晶表示素子の製造]
上記で調製した液晶配向剤を、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スピンナーを用いて回転数2,000rpm、回転時間20秒間の条件下で塗布し、80℃で1分間加熱(プレベーク)した後、200℃で1時間加熱(ポストベーク)することにより、膜厚0.08μmの塗膜を形成した。この塗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400rpm、ステージの移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmの条件下でラビング処理を行い、塗膜に液晶配向能を付与して液晶配向膜とした。この液晶配向膜を有する基板を、超純水中で1分間超音波洗浄した後、100℃のクリーンオーブン中で10分間乾燥した。同様の操作を繰り返すことにより、液晶配向膜を有する基板を二枚(一対)得た。
次に、この一対の液晶配向膜を有する基板の液晶配向膜を有するそれぞれの外縁に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤を塗布した後、液晶配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化した。次いで、液晶注入口より基板間に、誘電率の異方性が正の値を示すネマチック型液晶(メルク社製、MLC−6221)を充填した後、アクリル系光硬化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貼り合わせることにより、液晶表示素子を製造した。
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
[Manufacture of liquid crystal display elements]
The liquid crystal aligning agent prepared above was applied on a transparent conductive film made of an ITO film provided on one surface of a glass substrate having a thickness of 1 mm using a spinner under conditions of a rotation speed of 2,000 rpm and a rotation time of 20 seconds. After heating (pre-baking) at 80 ° C. for 1 minute, the coating film having a thickness of 0.08 μm was formed by heating (post-baking) at 200 ° C. for 1 hour. A rubbing machine having a roll in which a rayon cloth is wound around this coating film is rubbed under conditions of a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 3 cm / second, and a hair foot indentation length of 0.4 mm. A liquid crystal alignment film was formed by imparting liquid crystal alignment ability to the film. The substrate having the liquid crystal alignment film was subjected to ultrasonic cleaning for 1 minute in ultrapure water and then dried in a clean oven at 100 ° C. for 10 minutes. By repeating the same operation, two substrates (a pair) having a liquid crystal alignment film were obtained.
Next, after applying an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm to each outer edge of the substrate having the liquid crystal alignment film of the pair of liquid crystal alignment films, the liquid crystal alignment film surfaces face each other. The adhesive was cured by overlapping and pressing. Next, a nematic liquid crystal (MLC-6221, manufactured by Merck & Co., Inc.) having a positive dielectric anisotropy is filled between the liquid crystal inlet and the substrate, and then the liquid crystal inlet is filled with an acrylic photo-curing adhesive. The liquid crystal display element was manufactured by sealing and bonding a polarizing plate on both surfaces of the outer side of a board | substrate.
[液晶表示素子の評価]
(1)液晶配向性の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、顕微鏡を用いて観察した。このとき、光漏れがないものを液晶配向性「良好」、光漏れが認められるものを液晶配向性「不良」として評価したところ、この液晶表示素子の液晶配向性は「良好」であった。
(2)耐熱性の評価(耐熱ストレス試験)
上記で製造した液晶表示素子につき、先ず60℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率を測定した。このときの数値を初期電圧保持率(VHRBF)とした。VHRBF測定後の液晶表示素子を100℃のオーブンに入れ、1,000時間熱ストレスを印加した。次いで液晶表示素子を室温下に静置して室温まで冷却した後、熱ストレス印加後の上記と同様にして電圧保持率を測定し、この測定値を熱ストレス後の電圧保持率VHRAFとした。これらの値を表2に示した。また、上記VHRBFおよびVHRAFの値から、下記数式(3)
[Evaluation of liquid crystal display elements]
(1) Evaluation of liquid crystal orientation About the liquid crystal display element manufactured above, it observed using the microscope. At this time, the liquid crystal alignment was evaluated as “good” when no light leaked, and the liquid crystal alignment as “bad” when light leakage was observed. The liquid crystal alignment of this liquid crystal display element was “good”.
(2) Evaluation of heat resistance (heat stress test)
With respect to the liquid crystal display device manufactured above, a voltage of 5 V was first applied at 60 ° C. with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and then the voltage holding ratio after 167 milliseconds from the application release was measured. The numerical value at this time was defined as the initial voltage holding ratio (VHR BF ). The liquid crystal display element after VHR BF measurement was put in an oven at 100 ° C., and thermal stress was applied for 1,000 hours. Next, the liquid crystal display element was allowed to stand at room temperature and cooled to room temperature, and then the voltage holding ratio was measured in the same manner as described above after applying heat stress, and this measured value was taken as voltage holding ratio VHR AF after heat stress. . These values are shown in Table 2. Further, from the values of VHR BF and VHR AF , the following mathematical formula (3)
によって求めた熱ストレス印加前後の電圧保持率の変化率を表2に示した。この変化率が2%未満であった場合は耐熱性「良好」、2%以上であった場合は耐熱性「不良」であるといえる。
なお、電圧保持率の測定には(株)東陽テクニカ製の「VHR−1」を使用した。
Table 2 shows the change rate of the voltage holding ratio before and after applying the thermal stress obtained by the above. When the rate of change is less than 2%, the heat resistance is “good”, and when it is 2% or more, the heat resistance is “bad”.
In addition, "VHR-1" manufactured by Toyo Corporation was used for measurement of the voltage holding ratio.
実施例2
<液晶配向剤の調製>
上記合成例PI−2で得られたポリイミド(PI−2)を含有する溶液のポリイミド(PI−2)に換算して100重量部に相当する量をとり、これにγーブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γーブチロラクトン:N−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブの比が重量比で40:30:20となるように加え、さらに接着性向上剤としてエポキシ化合物であるN,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタンを2重量部加えて、固形分濃度3.5重量の溶液を調製した。この溶液を十分に撹拌した後、孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
<塗膜の膜厚均一性の評価>
上記で調製した液晶配向剤を使用したほかは上記実施例1におけるのと同様にして、塗膜の膜厚均一性の評価を行った。評価結果は表2に示した。
<液晶表示素子の製造および評価>
上記実施例1において、基板の透明導電膜上に形成した塗膜のラビング処理を行わず、液晶として誘電率の異方性が負の値を示すネマチック液晶(メルク社製、MLC−2038)を用いたほかは実施例1と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった。評価結果は表2に示した。
Example 2
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
In an amount corresponding to 100 parts by weight in terms of the polyimide (PI-2) in the solution containing the polyimide (PI-2) obtained in Synthesis Example PI-2, γ-butyrolactone, N-methyl 2-pyrrolidone and butyl cellosolve were added so that the weight ratio of γ-butyrolactone: N-methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve was 40:30:20, and N, which is an epoxy compound as an adhesion improver 2 parts by weight of N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane was added to prepare a solution having a solid content concentration of 3.5 weight. After sufficiently stirring this solution, a liquid crystal aligning agent was prepared by filtering using a filter having a pore size of 1 μm.
<Evaluation of coating film thickness uniformity>
The film thickness uniformity of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal aligning agent prepared above was used. The evaluation results are shown in Table 2.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
In Example 1 above, the rubbing treatment of the coating film formed on the transparent conductive film of the substrate was not performed, and a nematic liquid crystal (MLC-2038, manufactured by Merck & Co., Inc.) showing a negative value of dielectric anisotropy as a liquid crystal was used. A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that it was used, and the liquid crystal orientation and heat resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
実施例3
<液晶配向剤の調製>
上記合成例PI−3で得られたイミド化重合体(PI−3)を含有する溶液のポリイミド(PI−3)に換算して100重量部に相当する量をとり、これに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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10重量部および官能性シラン化合物であるメチル3−[2−(3−トリメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアミノ]プロピオネート0.75重量部を加え、さらにγ―ブチロラクトンおよびブチルセロソルブを、γ―ブチロラクトン:ブチルセロソルブ比が重量比で90:10になるように加えて固形分濃度4重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
<塗膜の膜厚均一性の評価>
上記で調製した液晶配向剤を使用したほかは上記実施例1におけるのと同様にして、塗膜の膜厚均一性の評価を行った。評価結果は表2に示した。
<液晶表示素子の製造および評価>
上記実施例1において、液晶として誘電率の異方性が正の値を示すネマチック液晶(メルク社製、MLC−2019)を用いたほかは実施例1と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった。評価結果は表2に示した。
Example 3
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
In an amount equivalent to 100 parts by weight in terms of the polyimide (PI-3) in the solution containing the imidized polymer (PI-3) obtained in Synthesis Example PI-3, an adhesion improver is added thereto. As an epoxy compound, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane 10 parts by weight and a functional silane compound methyl 3- [2- (3-trimethoxysilylpropylamino) Ethylamino] propionate (0.75 part by weight) was added, and γ-butyrolactone and butyl cellosolve were added so that the γ-butyrolactone: butyl cellosolve ratio was 90:10 by weight to obtain a solution having a solid content concentration of 4% by weight. A liquid crystal aligning agent was prepared by filtering this solution using a filter having a pore diameter of 1 μm.
<Evaluation of coating film thickness uniformity>
The film thickness uniformity of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal aligning agent prepared above was used. The evaluation results are shown in Table 2.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
In Example 1 above, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 except that nematic liquid crystal (Merck, MLC-2019) having a positive dielectric anisotropy was used as the liquid crystal. The liquid crystal orientation and heat resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
実施例4
<液晶配向剤の調製>
上記合成例PI−4で得られたポリイミド(PI−4)を含有する溶液のポリイミド(PI−4)に換算して40重量部に相当する量および上記合成例pa−2で得られたポリアミック酸(pa−2)を含有する溶液のポリアミック酸(pa−2)に換算して60重量部に相当する量をとり、これに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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10重量部および官能性シラン化合物であるメチル3−[2−(3−トリメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアミノ]プロピオネート0.75重量部を加え、さらにγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γ−ブチロラクトン:N−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブの比が重量比で40:40:20になるように加えて固形分濃度4重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
<塗膜の膜厚均一性の評価>
上記で調製した液晶配向剤を使用したほかは上記実施例1におけるのと同様にして、塗膜の膜厚均一性の評価を行った。評価結果は表2に示した。
<液晶表示素子の製造および評価>
上記実施例1において、液晶として誘電率の異方性が正の値を示すネマチック液晶(メルク社製、MLC−2019)を用いたほかは実施例1と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった。評価結果は表2に示した。
Example 4
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
The amount corresponding to 40 parts by weight in terms of the polyimide (PI-4) in the solution containing the polyimide (PI-4) obtained in Synthesis Example PI-4 and the polyamic obtained in Synthesis Example pa-2 An amount corresponding to 60 parts by weight in terms of the polyamic acid (pa-2) in the solution containing the acid (pa-2) is taken, and N, N, N ′, which is an epoxy compound as an adhesion improver Add 10 parts by weight of N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane and 0.75 parts by weight of methyl 3- [2- (3-trimethoxysilylpropylamino) ethylamino] propionate, which is a functional silane compound, Further, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve are used, and the ratio of γ-butyrolactone: N-methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve is A weight ratio of 40:40:20 was added to obtain a solution having a solid content concentration of 4% by weight. A liquid crystal aligning agent was prepared by filtering this solution using a filter having a pore diameter of 1 μm.
<Evaluation of coating film thickness uniformity>
The film thickness uniformity of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal aligning agent prepared above was used. The evaluation results are shown in Table 2.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
In Example 1 above, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 except that nematic liquid crystal (Merck, MLC-2019) having a positive dielectric anisotropy was used as the liquid crystal. The liquid crystal orientation and heat resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
比較例1
上記実施例1において、ポリイミド(PI−1)を含有する溶液の代わりに上記合成例pi−1で得られたポリイミド(pi−1)を含有する溶液のポリイミド(pi−1)に換算して20重慮部に相当する量を用いたほかは上記実施例1におけるのと同様にして液晶配向剤を調製し、評価した。評価結果は表2に示した。
比較例2
上記実施例2において、ポリイミド(PI−2)を含有する溶液の代わりに上記合成例pi−2で得られたポリイミド(pi−2)を含有する溶液のポリイミド(pi−2)に換算して100重慮部に相当する量を用いたほかは上記実施例2におけるのと同様にして液晶配向剤を調製し、評価した。評価結果は表2に示した。
比較例3
上記実施例3において、ポリイミド(PI−3)を含有する溶液の代わりに上記合成例pi−3で得られたポリイミド(pi−3)を含有する溶液のポリイミド(pi−3)に換算して100重慮部に相当する量を用いたほかは上記実施例3におけるのと同様にして液晶配向剤を調製し、評価した。評価結果は表2に示した。
比較例4
上記実施例4において、ポリイミド(PI−4)を含有する溶液の代わりに上記合成例pi−4で得られたポリイミド(pi−4)を含有する溶液のポリイミド(pi−4)に換算して40重慮部に相当する量を用いたほかは上記実施例4におけるのと同様にして液晶配向剤を調製し、評価した。評価結果は表2に示した。
また、すべての実施例および比較例において調製した液晶配向剤の組成を、表1に示した。
Comparative Example 1
In the said Example 1, it converted into the polyimide (pi-1) of the solution containing the polyimide (pi-1) obtained by the said synthesis example pi-1 instead of the solution containing a polyimide (PI-1). A liquid crystal aligning agent was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount corresponding to 20 considerations was used. The evaluation results are shown in Table 2.
Comparative Example 2
In the said Example 2, it converted into the polyimide (pi-2) of the solution containing the polyimide (pi-2) obtained by the said synthesis example pi-2 instead of the solution containing a polyimide (PI-2). A liquid crystal aligning agent was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the amount corresponding to 100 considerations was used. The evaluation results are shown in Table 2.
Comparative Example 3
In the said Example 3, it converted into the polyimide (pi-3) of the solution containing the polyimide (pi-3) obtained by the said synthesis example pi-3 instead of the solution containing a polyimide (PI-3). A liquid crystal aligning agent was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that the amount corresponding to 100 considerations was used. The evaluation results are shown in Table 2.
Comparative Example 4
In the said Example 4, it converted into the polyimide (pi-4) of the solution containing the polyimide (pi-4) obtained by the said synthesis example pi-4 instead of the solution containing a polyimide (PI-4). A liquid crystal aligning agent was prepared and evaluated in the same manner as in Example 4 except that the amount corresponding to 40 considerations was used. The evaluation results are shown in Table 2.
In addition, Table 1 shows the compositions of the liquid crystal aligning agents prepared in all Examples and Comparative Examples.
なお、表1の接着性向上剤の「種類」欄における略称は、それぞれ以下の意味である。
エポキシ化合物
GAPM: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
官能性シラン化合物
MSPP:メチル3−[2−(3−トリメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアミノ]プロピオネート
また、表2における「液晶名」欄の記載は、それぞれ以下の意味である。
6221:MLC−6221(商品名、メルク社製)
2038:MLC−2038(商品名、メルク社製)
2019:MLC−2019(商品名、メルク社製)
In addition, the abbreviation in the “type” column of the adhesion improver in Table 1 has the following meaning.
Epoxy compound GAPM: N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane functional silane compound MSPP: methyl 3- [2- (3-trimethoxysilylpropylamino) ethylamino] propionate In Table 2, the “Liquid Crystal Name” column has the following meanings.
6221: MLC-6221 (trade name, manufactured by Merck & Co., Inc.)
2038: MLC-2038 (trade name, manufactured by Merck & Co., Inc.)
2019: MLC-2019 (trade name, manufactured by Merck & Co., Inc.)
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