JP2013231041A - ジアミン化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
液晶配向膜は、液晶の配向状態を制御するだけではなく液晶表示素子の特性にも影響する。とりわけ、液晶表示素子の高精細化に伴い、液晶表示素子のコントラスト低下の抑制や残像現象の低減といった特性が重要になっている。
ポリイミド系の液晶配向膜において、直流電圧によって発生した残像が消えるまでの時間が短いものとして、ポリアミック酸やイミド基含有ポリアミック酸に加えて特定構造の3級アミンを含有する液晶配向処理剤を使用したもの(例えば特許文献1参照)や、ピリジン骨格などを有する特定ジアミンを原料に使用した可溶性ポリイミドを含有する液晶配向処理剤を使用したもの(例えば特許文献2参照)などが知られている。
また、ポリイミド系の液晶配向膜において、電圧保持率が高く、かつ直流電圧によって発生した残像が消えるまでの時間が短いものとして、ポリアミック酸やそのイミド化重合体などに加えて、分子内に1個のカルボン酸基を含有する化合物、分子内に1個のカルボン酸無水物基を含有する化合物及び分子内に1個の3級アミノ基を含有する化合物から選ばれる化合物を極く少量含有する液晶配向処理剤を使用したもの(例えば特許文献3参照)が知られている。
本発明は、上記の状況を鑑み、ラビング時の膜剥がれや削れに強く、電圧保持率が高く、かつ液晶セルに直流電圧が印加されても、初期の電荷の蓄積が起こり難い液晶配向膜を得ることができる液晶配向処理剤を提供することを目的とする。
(1)下記式[1]のジアミンを含むジアミン成分と、テトラカルボン酸二無水物成分とを反応させて得られるポリアミック酸、及び該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有する液晶配向処理剤。
(2)式[1]のYが、酸素原子である上記(1)に記載の液晶配向処理剤。
(3)式[1]のYが、硫黄原子である上記(1)に記載の液晶配向処理剤。
(4)式[1]のXが、−CH2OCO−、−NHCO−、又は−COOCH2−である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(5)式[1]のXが、−CH2OCO−、−NHCO−、又は−COOCH2−であり、Yが酸素原子である上記(1)に記載の液晶配向処理剤。
(6)式[1]の五員環の任意の水素原子が、メチル基で置換されている上記(1)〜(5)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の液晶配向処理剤を用いて得られる液晶配向膜。
(8)上記(7)に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
(9)下記式[2]で表されるジアミン。
式[1]で表されるジアミンの合成法は特に限定されるものではないが、例えば、下記式[S1]で表されるジニトロ化合物を合成し、さらに通常の方法でニトロ基を還元してアミノ基に変換する方法で合成することができる。
また、上記式[1]及び式[S1]中のYは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
さらに、Yが酸素原子である五員環(以下、フラン環ともいう)、又はYが硫黄原子である五員環(以下、チオフェン環ともいう)の任意の水素原子は、炭素数1〜5のアルキル基で置換されていてもよい。フラン環又はチオフェン環の置換基の数は0〜2が好ましく、より好ましくは無置換である。これにより、より良好なラビング耐性を得ることできる。
上記式[1]及び式[S1]において、フラン環又はチオフェン環がXに結合する位置は特に限定されないが、2位又は3位の位置であるのが好ましい。
Xが−CH2OCO−、又は−NHCO−であるジアミンを用いて得られる液晶配向膜では、液晶パネルとした際の電圧保持率が高くなる。さらに、Xが−CH2OCO−であるジアミンを用いると、液晶配向性に優れ、電荷が蓄積しにくい液晶パネルができるため好ましい。
式[1]で表されるジアミンにおいて、ベンゼン環上の各置換基の位置は特に限定されない。液晶配向膜とした時の液晶の配向性の観点からは、2つのアミノ基の位置関係はメタまたはパラが好ましく、また、重合反応性や得られるポリアミック酸やポリイミドの有機溶媒への溶解性を高めるという観点では、メタ位がより好ましい。2つのアミノ基の位置関係がメタ位の場合、即ち1,3−ジアミノベンゼン構造の場合に、Xの位置は、4又は5の位置が好ましく、特に、アミノ基の求核性を高める効果や容易に合成できる点から、5の位置がより好ましい。
式[1]で表されるジアミンにおいて、cis−ジエン環(以下、フラン環又はチオフェン環ともいう)におけるXが結合する位置は特に限定されず、原料の入手性、反応性等の点から、これらの組み合わせは目的に応じ適宜選択される。
Yが酸素原子である場合(フラン環の場合)の具体例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
なかでも、式[T2]又は式[T5]の構造を有し、Xが−CH2OCO−、又は−NHCO−であり、Rが炭素数1〜3のアルキル基であり、nは0又は1の整数であるのが好ましい。連結基Xが、−CH2OCO−又は−NHCO−であるジアミンを用いると電圧保持率が高くなり、特に−CH2OCO−であるジアミンを用いると液晶配向性が特に良いため好ましい。
Yが硫黄原子である場合(チオフェン環の場合)の具体例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
上記式[U1]〜式[U6]において、Xは−CH2OCO−又は−NHCO−が好ましく、Rは炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、nは0又は1の整数が好ましい。
また、上記式中、ポリアミック酸やポリイミドの溶媒溶解性、液晶配向性、ラビング耐性、蓄積電荷(以下RDCともいう)の点から、式[U2]又は式[U5]の構造が好ましい。
なかでも、式[U2]又は式[U5]の構造を有し、Xが−CH2OCO−又は−NHCO−であり、Rが炭素数1〜3のアルキル基であり、nは0又は1の整数であるのが好ましい。連結基Xが、−CH2OCO−又は−NHCO−であるジアミンを用いると、電圧保持率が高くなり、特に−CH2OCO−であるジアミンを用いると液晶配向性が特に良いため好ましい。
<ジアミンの合成>
本発明の特定ジアミン化合物は、式[S1]で示すジニトロ体を合成し、さらにニトロ基を還元してアミノ基に変換することで得られる。ジニトロ化合物を還元する方法には、特に制限はなく、パラジウム-炭素、酸化白金、ラネーニッケル、白金黒、ロジウム-アルミナ、硫化白金炭素などを触媒として用い、酢酸エチル、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アルコール系などの溶媒中、水素ガス、ヒドラジン、塩化水素などによって行う方法である。下記式[S1]のXは、単結合、炭素数1〜3のアルキレン、−OCH2−、−CH2OCO−、−NHCO−、−CONH−、又は−COOCH2−を表し、Yは酸素原子又は硫黄原子を表し、五員環の任意の水素原子は、炭素数1〜5のアルキル基で置換されていてもよい。
Xが−CH2COO−の場合、例えば、ジニトロベンジルアルコールと、フランカルボン酸又はチオフェンカルボン酸とを縮合反応させることによりジニトロ体を得ることができる。縮合方法は特に限定されないが、ジニトロベンジルアルコール[S2]とカルボン酸クロリド[S3]とを塩基の存在下で反応させることでジニトロ体[S4]を得ることができる。他に脱水縮合剤存在下で、アルコールとカルボン酸を反応させる方法などが挙げられる。
Xが−NHCO−の場合、例えば、ジニトロアニリンと、フランカルボン酸又はチオフェンカルボン酸を縮合反応させることによりジニトロ体を得ることができる。縮合方法は特に限定されないが、ジニトロアニリン[S5]とカルボン酸クロリド[S6]とを塩基の存在下で反応させることで、ジニトロ体[S7]を得ることができる。他に脱水縮合剤存在下で、アミンとカルボン酸を反応させる方法などが挙げられる。
Xが−COOCH2−の場合、例えば、ジニトロ安息香酸と、フランメタノール又はチオフェンメタノールとを縮合反応させることにより得ることができる。縮合方法は特に限定されないが、ジニトロ安息香酸クロリド[S8]とアルコール[S9]とを塩基の存在下で反応させることで、ジニトロ体[S10]を得ることができる。他に脱水縮合剤存在下で、アルコールとカルボン酸を反応させる方法などが挙げられる。
上記式[1]で表されるジアミンは、テトラカルボン酸二無水物と反応させることで、ポリアミック酸を得ることができ、このポリアミック酸をイミド化することでポリイミドとすることができる。本発明において、ポリアミック酸を合成する際に用いるジアミン成分は、式[1]で表されるジアミンのみであってもよく、その他のジアミンから選ばれる1種または2種以上を組み合わせてもよい。
ジアミン成分として、式[1]で表されるジアミンを含有させることで、得られるポリアミック酸及びこのポリアミック酸をイミド化したポリイミドの有機溶媒への溶解性を高めることができる。更には、このポリアミック酸又はポリイミドを含有する液晶配向処理剤から得られた液晶配向膜は、ラビング耐性に優れ、電圧保持率が高く、かつ、液晶セルに直流電圧が印加されても初期の電荷蓄積が起こり難くなる。このような特性を得るために、式[1]で表されるジアミンは、ポリアミック酸の合成に使用するジアミン成分全体の10〜100mol%であることが好ましく、より好ましくは20〜100mol%であり、特に好ましくは30〜100mol%である。
上記のジアミン成分において、式[1]で表されるジアミンと組み合わせて使用するジアミンは、特に限定されない。このようなジアミンの具体例を以下に示す。
芳香族−脂肪族ジアミンの例としては、式[11]で表されるジアミンが挙げられる。
式[11]で表されるジアミンの具体例としては、3−アミノベンジルアミン、4―アミノベンジルアミン、3−アミノ−N−メチルベンジルアミン、4−アミノ−N−メチルベンジルアミン、3−アミノフェネチルアミン、4−アミノフェネチルアミン、3−アミノ−N−メチルフェネチルアミン、4−アミノ−N−メチルフェネチルアミン、3−(3−アミノプロピル)アニリン、4−(3−アミノプロピル)アニリン、3−(3−メチルアミノプロピル)アニリン、4−(3−メチルアミノプロピル)アニリン、3−(4−アミノブチル)アニリン、4−(4−アミノブチル)アニリン、3−(4−メチルアミノブチル)アニリン、4−(4−メチルアミノブチル)アニリン、3−(5−アミノペンチル)アニリン、4−(5−アミノペンチル)アニリン、3−(5−メチルアミノペンチル)アニリン、4−(5−メチルアミノペンチル)アニリン、2−(6−アミノナフチル)メチルアミン、3−(6−アミノナフチル)メチルアミン、2−(6−アミノナフチル)エチルアミン、3−(6−アミノナフチル)エチルアミンなどが挙げられる。
式[11]で表されるジアミンの好ましい含有量は、ジアミン成分全体の10〜80mol%、好ましくは20〜70mol%である。
以下に、このような置換基を有するジアミンの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下に例示する、式[13]〜式[38]において、jは5〜20の整数を表し、kは1〜20の整数を表す。
例えば、TN液晶用配向膜(プレチルト角が3〜5°)では、式[12]のジアミンの含有量はジアミン成分全体の10〜30mol%が好ましく、OCB用配向膜、あるいはVA用配向膜(プレチルト角が10〜90°)では、式[19]〜式[26]のジアミンの含有量はジアミン成分全体の5〜40mol%が好ましいが、これに限定されない。
本発明の液晶配向処理剤に使用されるポリアミック酸もしくはポリイミドの溶解性、液晶の配向性、チルト角、電圧保持率、蓄積電荷などの各特性のバランスを考慮すると、例えば式[1]、式[11]、及び式[12]で表されるジアミン成分を用いて重合する場合、それぞれのジアミン成分の好ましい比率は、モル比で10〜50%(式[1])/20〜80%(式[11])/10〜30%(式[12])が好ましく、さらに好ましくは20〜40%/30〜50%/10〜30%であるが、これに限定する必要はない。
本発明の液晶配向処理剤に必要なポリアミック酸またはポリイミドにおいて、上記したジアミン成分と反応させるテトラカルボン酸二無水物成分は、特に限定されない。すなわち、1種類のテトラカルボン酸二無水物であってもよく、2種類以上のテトラカルボン酸二無水物を併用してもよい。
本発明の液晶配向処理剤においては、液晶セルの電圧保持率を更に向上できる点などから、前記のジアミン成分と反応させるテトラカルボン酸二無水物として、脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。
脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、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、1,2,3,4−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、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、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、〔4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物〕、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−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、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸−3,4:7,8−二無水物、ヘキサシクロ[6.6.0.12,7.03,6.19,14.010,13]ヘキサデカン−4,5,11,12−テトラカルボン酸−4,5:11,12−二無水物などが挙げられる。この中で、特に1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を用いると液晶配向性に優れた配向膜が得られるために好ましい。
得られたポリアミック酸もしくはポリイミドの溶解性、液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの各特性のバランスを考慮するならば、脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物と、芳香族テトラカルボン酸二無水物との使用比率は、前者/後者のモル比で90/10〜50/50が好ましく、より好ましくは80/20〜60/40である。
本発明において、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分の重合反応方法は特に限定されない。一般的には、有機溶媒中で混合することにより重合反応してポリアミック酸とすることができ、このポリアミック酸を脱水閉環させることによりポリイミドとすることができる。
テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを有機溶媒中で混合させる方法としては、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸二無水物成分をそのまま、または有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸二無水物成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを交互に添加する方法などが挙げられる。また、テトラカルボン酸二無水物成分又はジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、これら複数種の成分をあらかじめ混合した状態で重合反応させてもよく、個別に順次重合反応させてもよい。
テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分を有機溶剤中で重合反応させる際の温度は、通常0〜150℃、好ましくは5〜100℃、より好ましくは10〜80℃である。温度が高い方が重合反応は早く終了するが、高すぎると高分子量の重合体が得られない場合がある。
また、重合反応は任意の濃度で行うことができるが、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分との合計濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、合計濃度は好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%である。重合反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加してもよい。
本発明のポリアミック酸又はポリイミドの分子量は特に限定されないが、液晶配向処理剤に含有させる場合には、得られる塗膜の強度と液晶配向処理剤としての取り扱いのし易さの観点から、重量平均分子量で2,000〜200,000が好ましく、より好ましくは5,000〜50,000である。
本発明の液晶配向処理剤に使用されるポリイミドは、上記したポリアミック酸をイミド化したポリイミドである。ポリアミック酸のイミド化は、有機溶媒中において、塩基性触媒と酸無水物の存在下で、1〜100時間攪拌することにより可能である。
塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは、反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。
また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができる。中でも無水酢酸は、イミド化終了後に、得られたポリイミドの精製が容易となるので好ましい。
有機溶媒としては前述したポリアミック酸重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。
ポリイミドのイミド化率は、触媒量、反応温度、反応時間などを調節することにより制御することができる。このときの塩基性触媒の量は、アミック酸基の0.2〜10倍モルが好ましく、より好ましくは0.5〜5倍モルである。また、酸無水物の量は、アミック酸基の1〜30倍モルが好ましく、より好ましくは1〜10倍モルである。反応温度は−20〜250℃が好ましく、より好ましくは0〜180℃である。
本発明の液晶配向処理剤に使用されるポリイミドのイミド化率は特に限定されないが、より高い電圧保持率の液晶配向膜が得られるという理由から、イミド化率が40%以上であることが好ましく、60%以上がより好ましく、特に好ましくは80%以上である。
ポリイミドの回収は、貧溶媒の撹拌下にイミド化後の溶液を投入し、ポリイミドを析出させた後にろ過することで可能となる。このときの貧溶媒としてはメタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセロソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼンなどを挙げることができる。回収したポリイミドの洗浄も、この貧溶媒で行うことができる。このようにして回収・洗浄したポリイミドは、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱乾燥して粉末とすることができる。
このような操作は、前記のポリアミック酸に対しても行うことができる。例えば、ポリアミック酸の重合に用いた溶媒を液晶配向処理剤中に含有させたくない場合や、反応溶液中の未反応のモノマー成分や不純物を除きたい場合には、上記の沈殿回収及び精製を行えばよい。
本発明の液晶配向処理剤は、上記のようにして得られたポリアミック酸及びポリイミドのうちの少なくとも一種の重合体を含有する塗布液である。
その製造例を挙げると、前記したポリアミック酸又はポリイミドの反応溶液をそのまま、または希釈したものでもよく、反応液から沈殿回収したものを有機溶媒に再溶解してもよい。また、希釈や再溶解の工程においては、基板への塗布性を制御するための溶媒組成の調整や、塗膜の特性を改善するための添加物の追加などを行うことができる。更には、上記とは異なる構造のポリイミドの溶液や、ポリアミック酸の溶液と混合したり、他の樹脂成分を添加してもよい。
上記の希釈や再溶解の工程に使用する有機溶媒としては、含有される重合体を溶解させるものであれば特に限定されない。その具体例を挙げると、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−イミダゾリジノンなどである。なかでも、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクトンは好適に用いられる。これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。
以上のようにして得られた液晶配向処理剤は、基板に塗布する前に濾過することが好ましい。
本発明の液晶配向処理剤は、基板に塗布し、乾燥、焼成することで塗膜とすることができ、この塗膜面をラビング処理することにより、ラビング用の液晶配向膜として使用される。またラビング処理をしないVA用(垂直配向用)液晶配向膜、光配向膜としても使用される。
この際、用いる基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、アクリル基板若しくはポリカーボネート基板などのプラスチック基板などを用いることができ、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。
液晶配向処理剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられるが、生産性の面から工業的にはフレキソ印刷法が広く用いられており、本発明の液晶配向処理剤においても好適に用いられる。
液晶配向処理剤を塗布した後の乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後から焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合や、塗布後直ちに焼成されない場合には、乾燥工程を含むのが好ましい。乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が蒸発していればよく、その乾燥手段については特に限定されない。例えば、50〜150℃、好ましくは80〜120℃のホットプレート上で、0.5〜30分、好ましくは1〜5分乾燥させる方法が挙げられる。
焼成後の塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは10〜200nm、より好ましくは50〜100nmである。
上記のようにして基板上に形成された塗膜面のラビング処理は、既存のラビング装置を使用することができる。この際のラビング布の材質としては、コットン、レーヨン、ナイロンなどが挙げられる。
上記した手法により得られた液晶配向膜付き基板は、公知の方法で液晶セルを作製し、液晶表示素子とすることができる。液晶セル作製の一例を挙げるならば、液晶配向膜の形成された1対の基板を、好ましくは1〜30μm、より好ましくは2〜10μmのスペーサーを挟んで、ラビング方向が0〜270°の任意の角度となるように設置して周囲をシール剤で固定し、液晶を注入して封止する方法が一般的である。液晶封入の方法については特に制限されず、作製した液晶セル内を減圧にした後液晶を注入する真空法、液晶を滴下した後封止を行う滴下(ODF)法などが例示できる。
このようにして得られた液晶表示素子は、TN液晶表示素子、STN液晶表示素子、TFT液晶表示素子、OCB液晶表示素子、更には、横電界型(IPS)液晶表示素子、VA液晶表示素子など、種々の方式による表示素子に好適に用いられる。
500mL(ミリリットル)の三口フラスコに、1,3−ジニトロベンジルアルコール25.0g、2−フロイルクロリド10.5mL、及びテトラヒドロフラン300mLを加えた。さらに、ピリジン9.0mLを滴下し、室温で25時間攪拌した。反応終了後、純水50mLを加え1時間攪拌した。酢酸エチルを加えて有機層を抽出し、有機層を1N塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄した。次いで、有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、濾過した後に、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。残渣をテトラヒドロフラン/ヘキサン=1/3(体積比、以下、同じである。)を用いて再結晶を行い、27.5gの乳白色固体を得た(収率93%)。この乳白色固体の1H−NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた固体が、目的のジニトロ化合物であることを確認した。なお、1H−NMRとは、分子内水素原子の核磁気共鳴スペクトルを意味する。
1H NMR (400 MHz,CDCl3):δ9.04 (t,1H), 8.66−8.63 (m,2H), 7.65 (dd,1H), 7.32 (dd,1H), 6.58 (dd,1H), 5.53 (s,2H)
この薄茶色固体の1H−NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた薄橙色固体が、目的のジアミンであることを確認した。
1H NMR (400 MHz,CDCl3):δ7.58 (dd,1H), 7.21 (dd,1H), 6.51 (dd,1H), 6.18 (dt,2H), 6.00 (t,1H), 5.16 (s,2H), 3.62 (br,4H)
500mL四口フラスコに、3,5-ジニトロベンゾイルクロリド25.3g、フルフリルアルコール10.0mL、及びテトラヒドロフラン200mLを加えた。さらに、ピリジン9.7mLを滴下して、室温で16時間攪拌した。反応終了後、純水50mLを加え1時間攪拌した。酢酸エチルを加えて有機層を抽出し、有機層を1N塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄した。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、濾過した後に、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(留出溶媒はヘキサン:酢酸エチル=3:1の混合溶媒)により精製し、30.3gのジニトロ化合物を得た(収率95%)。得られた固体の1H−NMRで測定した結果を以下に示す。この結果から、得られた固体が、目的のジニトロ化合物であることを確認した。
1H NMR (400 MHz,CDCl3):δ9.23 (t,1H), 9.17 (d,2H), 7.49 (dd,1H), 6.57 (dd,1H), 6.43 (dd,1H), 5.44 (s,2H)
この薄茶色固体の1H NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた薄茶色固体が、目的のジアミンであることを確認した。
1H NMR (400 MHz,DMSO−d6):δ7.71 (dd,1H), 6.57 (dd,1H), 6.48 (dd,2H), 6.41 (d,2H), 6.01 (t,1H), 5.20 (s,2H), 5.02 (br,4H)
500mL三口フラスコに、3,5−ジニトロアニリン24.1g、ピリジン11.7mL、及びテトラヒドロフラン300mLを加え、さらに2−フロイルクロリド13.8mLを滴下し、室温で18時間攪拌した。反応終了後、純水50mLを加え、1時間攪拌した。酢酸エチルを加えて有機層を抽出し、有機層を1N塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄した。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、濾過した後に、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。残渣をテトラヒドロフラン/ヘキサン=1/3を用いて再結晶を行い、31.1gのジニトロ化合物を得た(収率85%)。得られた固体の1H−NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた固体が、目的のジニトロ化合物であることを確認した。
1H NMR (400 MHz,DMSO−d6):δ11.1 (s,1H), 9.11 (d,2H), 8.54 (t,1H),8.05 (dd,1H), 7.46 (dd,1H), 6.78 (dd,1H)
この薄茶色固体の1H NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた薄茶色固体が目的のジアミンであることを確認した。
1H NMR (400 MHz,DMSO−d6):δ9.51 (s,1H), 7.87 (dd,1H), 7.28 (dd,1H), 6.65 (dd,1H), 6.23 (d,2H), 5.60 (t,1H), 4.73 (br,4H)
500mL三口フラスコに、3,5−ジニトロベンジルアルコール21.5g、2−テノイルクロリド12.1mL、及びテトラヒドロフラン200mLを加えた。ピリジン9.6mLを滴下し、室温で48時間攪拌した。反応終了後、純水50mLを加え1時間攪拌した。酢酸エチルを加えて有機層を抽出し、有機層を1N塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄した。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、ろ過した後に、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。酢酸エチルとヘキサンを用いて残渣の再結晶を行い、27.5gのジニトロ化合物を得た(収率82%)。以下に得られた固体の1H NMRの測定結果を示す。
1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ9.03(t, 1H), 8.66-8.63 (m, 2H), 7.90(dd, 1H), 7.66 (dd, 1H), 7.17 (dd, 1H), 5.52 (s, 2H)
この薄茶色固体の1H NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた薄茶色固体が、目的のジアミンであることを確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ7.83(dd, 1H), 7.56 (dd, 1H), 7.10 (dd, 1H), 6.19-6.17 (m, 2H), 6.00 (t, 1H), 5.16 (s, 2H), 3.61 (br, 4H)
(合成例5) 3,5-ジアミノベンジル−5−メチルフラン−2−カルボキシレート(MeDABFr)の合成
500mL四口フラスコに5−メチル−2−フランカルボン酸8.5g、及びジクロロメタン170mLを加え、室温から0℃に冷却した。次いで、二塩化オキラリル5.9mL、及びDMF0.5gを加え、室温で2時間攪拌した。攪拌後、3,5−ジニトロベンジルアルコール13.4g、及びピリジン6mLを加え、室温で16時間攪拌した。反応終了後、純水50mLを加え1時間攪拌した。次いで、酢酸エチルを加えて有機層を抽出し、有機層を1N塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄した。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、セライトでろ過した後に、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。イソプロピルアルコールを用いて残渣を洗浄し、17.1gのジニトロ化合物を得た(収率86%)。以下に得られた固体の1H NMRの測定結果を示す。
1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ9.02 (t, 1H), 8.65-8.62 (m, 2H), 7.23-7.21 (m, 1H), 6.20-6.18 (m, 1H), 5.52-5.50 (m, 2H), 2.43-2.41 (m, 3H)
500mL四口フラスコに、ジニトロ化合物16.7g、白金/カーボン1.7g、及びテトラヒドロフラン170gを加え、水素雰囲気下21時間攪拌した。反応終了後、セライトろ過を行い、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。イソプロピルアルコールを用いて残渣の再結晶を行い、薄茶色固体を9.1g得た(収率68%)。
この薄茶色固体の1H NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた薄茶色固体が、目的とするジアミンであることを確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ7.15 (d, 2H),7.10 (d, 1H), 6.11-6.09 (m, 1H), 5.97 (t, 1H), 5.13 (s, 2H), 3.57 (br, 4H), 2.37 (s, 3H)
(合成例6)3,5−ジアミノベンジル フラン−3−カルボキシレート(3−DABFr)の合成
500mL四口フラスコに3−フランカルボン酸8.2g、及びジクロロメタン240mLを加え、室温から0℃に冷却した。次いで、二塩化オキラリル6.4mL、及びDMF0.5gを加え、室温で2時間攪拌した。攪拌後、3,5−ジニトロベンジルアルコール15.0g、及びピリジン9.7mLを加え、室温で47時間攪拌した。反応終了後、純水50mLを加え1時間攪拌した。次いで、酢酸エチルを加えて有機層を抽出し、有機層を1N塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄した。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、ろ過した後に、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。酢酸エチルを用いて残渣の再結晶を行い、16.8gのジニトロ化合物を得た(収率78%)。以下に得られた固体の1H NMRの測定結果を示す。
1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ9.03(t, 1H), 8.63-8.61 (m, 2H), 8.12 (dd, 1H), 7.41 (dd, 1H), 6.79 (dd, 1H), 5.48(d, 2H)
500mL四口フラスコに、ジニトロ化合物16.5g、白金/カーボン1.7g、及びテトラヒドロフラン165gを加え、水素雰囲気下29時間攪拌した。反応終了後、セライトろ過を行い、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。テトラヒドロフランとイソプロピルアルコールを用いて残渣の再結晶を行い、薄茶色固体を7.4g得た(収率57%)。
この薄茶色固体の1H NMRの測定結果を以下に示す。この結果から、得られた薄茶色固体が目的のジアミンであることを確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ8.04 (dd, 1H), 7.42 (dd, 1H), 6.77 (dd, 1H), 6.14 (d, 2H), 5.98 (t, 1H), 5.10 (s, 2H), 3.57 (br, 4H)
<テトラカルボン酸二無水物>
CBDA:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
TDA:3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物
<ジアミン>
2−DABFr:3,5−ジアミノベンジルフラン−2−カルボキシレート
FrDAB:フラン−2−イルメチル3,5−ジアミノベンゾエート
DAAFr:N−(3,5−ジアミノフェニル)フラン−2−カルボキサミド
DABTh:3,5−ジアミノベンジル チオフェン−2−カルボキシレート
MeDABFr:3,5−ジアミノベンジル−5−メチルフラン−2−カルボキシレート3−DABFr:3,5−ジアミノベンジル フラン−3−カルボキシレート
Me4APhA:4−アミノ−N−メチルフェネチルアミン
p−PDA:p−フェニレンジアミン
DDM:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
C14DAB:4−テトラデシルオキシ−1,3−ジアミノベンゼン
C16DAB:4−ヘキサデシルオキシ−1,3−ジアミノベンゼン
3−ABA:3−アミノベンジルアミン
<有機溶媒>
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
γ−BL:γ−ブチロラクトン
BC:ブチルセロソルブ
DPM:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
DMF:ジメチルホルムアミド
重合反応により得られたポリアミック酸又はポリイミドの分子量は、GPC(常温ゲル浸透クロマトグラフィー)装置によって測定し、ポリエチレングリコール、及びポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量と重量平均分子量を算出した。
GPC装置:Shodex社製 (GPC-101)
カラム:Shodex社製 (KD803、及びKD805の直列)
カラム温度:50℃
溶離液:N,N-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o−リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)
流速:1.0ml/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量 約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
化学イミド化により得られたポリイミドのイミド化率は、該ポリイミドをd6−DMSO(ジメチルスルホキシド−d6)に溶解させ、1H−NMRを測定し、イミド化せずに残存しているアミド酸基の比率をプロトンピークの積算値の比から求め、算出した。
実施例及び比較例で調製した液晶配向処理剤について、以下のようにして液晶セルを作製した。
液晶配向処理剤を透明電極付きガラス基板にスピンコートし、70℃のホットプレート上で70秒間乾燥させた後、210℃のホットプレート上で10分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させた。この塗膜面をロール径120mmのラビング装置でレーヨン布を用いて、ロール回転数1000rpm、ロール進行速度50mm/sec、押し込み量0.3mmの条件でラビングし、液晶配向膜付き基板を得た。液晶配向膜付き基板を2枚用意し、その1枚の液晶配向膜面上に6μmのスペーサーを散布した後、その上からシール剤を印刷し、もう1枚の基板を液晶配向膜面が向き合い、ラビング方向が直行するようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC−2003(メルク社製)を注入し、注入口を封止して、ツイストネマティック液晶セルを得た。
作製した各液晶セルの物性の測定、及び特性の評価の方法を以下に記述した。
なお、実施例1〜9、及び比較例1〜3における各液晶配向処理剤の組成、各液晶配向膜についての物性の測定、及び特性の評価等の結果は、表2、表3に示した。
上記の<液晶セルの作製>に記載の方法で液晶配向膜付き基板を作製した。その際、ラビング条件の押し込み量を0.5mmに変更して行った。得られた液晶配向膜表面を共焦点レーザー顕微鏡にて観察し、下記の評価を行った。
○:削れカスやラビング傷が観察されない。
△:削れカスやラビング傷が観察される。
×:膜が剥離する又は目視でラビング傷が観察される。
液晶配向性の優劣を際立たせるために、以下の液晶セルを作製した。液晶配向処理剤を透明電極付きガラス基板にスピンコートし、70℃のホットプレート上で70秒間乾燥させた後、210℃のホットプレート上で10分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させた。この塗膜面をロール径120mmのラビング装置でレーヨン布を用いて、ロール回転数1000rpm、ロール進行速度50mm/sec、押し込み量0.2mmの条件でラビングし、液晶配向膜付き基板を得た。上記液晶配向膜付き基板を2枚用意し、その1枚の液晶配向膜面上に6μmのスペーサーを散布した後、その上からシール剤を印刷し、もう1枚の基板を、液晶配向膜面が向き合いラビング方向が180°になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC−2003(メルク社製)を注入し、注入口を封止して、アンチパラレル液晶セルを得た。その液晶セルの初期配向を目視で観察した。評価は以下のように行った。この結果は後述する表2に示す。
○:良好に配向している。
×:光抜けや配向不良箇所が多く観察される。
上記の<液晶セルの作製>に記載の方法で作製したツイストネマティック液晶セルを105℃で5分間加熱した後、プレチルト角の測定と電圧保持率の測定を行った。プレチルト角はクリスタルローテーション法を用いて測定した。
上記の<液晶セルの作製>に記載の方法で作製したツイストネマティック液晶セルの電圧保持率の測定は、90℃の温度下で4Vの電圧を60μs間印加し、16.67ms後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率として計算した。なお、電圧保持率の測定には東陽テクニカ社製のVHR−1電圧保持率測定装置を使用した。
上記の<液晶セルの作製>に記載の方法で作製したツイストネマティック液晶セルに、23℃の温度下で直流電圧を0V〜0.1V間隔で1.0Vまで印加し、各電圧でのフリッカー振幅レベルを測定し、検量線を作成した。5分間アースした後、交流電圧3.0V、直流電圧5.0Vを1時間印加した後、直流電圧のみ0Vにした直後のフリッカー振幅レベルを測定し、予め作製した検量線と照らし合わせる事によりRDCを見積もった。(このRDCの見積もり方法は、フリッカー参照法という。)
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.00g(0.025mol)、ジアミン成分として、2−DABFrを6.03g(0.026mol)用い、NMP44.14g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−1)の濃度20質量%の溶液を得た。ポリアミック酸(PAA−1)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−1)が4.6質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いてラビング耐性、プレチルト角、電圧保持率(VHR)、及びRDCの評価を行った。結果を表2に示す。
実施例1と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−1)溶液(PAA−1濃度20質量%)40gに、NMPを93.33g加えて希釈し、さらに無水酢酸5.77gとピリジン2.39gを加え、40℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−1)の白色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は13,204、重量平均分子量は30,700であった。また、イミド化率は87%であった。
得られたポリイミド(SPI−1)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.0g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−1)が5質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.52g(0.028mol)、ジアミン成分として、2−DABFrを2.00g(0.009mol)、3−ABAを1.40g(0.011mol)、及びC14DABを2.76g(0.009mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−2)の濃度20質量%の溶液を得た。このポリアミック酸(PAA−2)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−2)が4.6質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例3と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−2)溶液(PAA−2濃度20質量%)40.0gに、NMPを93.3g加えて希釈し、さらに無水酢酸6.02gとピリジン2.49gを加え、60℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−2)の白茶色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は15,850、重量平均分子量は42,234であった。また、イミド化率は92%であった。
このポリイミド(SPI−2)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.00g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−2)が5質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.57g(0.029mol)、ジアミン成分として、FrDABを2.02g(0.009mol)、3−ABAを1.42g(0.012mol)、及びC14DABを2.79g(0.009mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−3)の濃度20質量%の溶液を得た。
このポリアミック酸(PAA−3)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−3)が4.6質量%の溶液とし、本発明とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例5と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−3)溶液(PAA−3濃度20質量%)40.0gに、NMPを93.3g加えて希釈し、さらに無水酢酸6.06gとピリジン2.53gを加え、60℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−3)の白茶色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は17,920、重量平均分子量は41,290であった。また、イミド化率は89%であった。
ポリイミド(SPI−3)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.00g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−3)が5質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.57g(0.029mol)、ジアミン成分として、DAAFrを1.89g(0.009mol)、3−ABAを1.42g(0.012mol)、及びC14DABを2.79g(0.009mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−4)の濃度20量%の溶液を得た。
ポリアミック酸溶液(PAA−4)10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−4)が4.6質量%の溶液とし、本発明とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例7と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−4)溶液(PAA−4濃度20質量%)40.0gに、NMPを93.3g加えて希釈し、さらに無水酢酸6.06gとピリジン2.53gを加え、60℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−4)の白茶色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は15,367、重量平均分子量は39、880であった。また、イミド化率は90%であった。
ポリイミド(SPI−4)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.00g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−4)が5質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分としてTDA12.0g(0.040mol)、ジアミン成分としてp−PDA2.59g(0.024mol)、2−DABFr2.79g(0.012mol)、及びC16DAB1.39g(0.004mol)を用い、NMP75.7g中、50℃で24時間反応させポリアミック酸の濃度20量%の溶液を得た。
このポリアミック酸溶液90.0gに、NMP187gを加えて希釈し、さらに無水酢酸39.6gとピリジン18.4gを加え、40℃で3時間反応させてイミド化した。
この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール1.17L中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−5)の白色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は15,322、重量平均分子量は28,239であった。また、イミド化率は81%であった。
ポリイミド(SPI−5)5.00gに、γ−BL62.5gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL20.8gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−5)が5.7質量%の溶液を調整した。
他方、CBDAを9.80g(0.050mol)と、PMDAを9.60g(0.044mol)と、DDMを19.8g(0.10mol)とを、NMP 111gとγ−BL111gの混合溶媒中、室温で5時間反応させポリアミック酸(PAA−5)の濃度15質量%の溶液を調製した。このポリアミック酸は、数平均分子量が10,925、重量平均分子量が27,314であった。
このポリアミック酸(PAA−5)溶液200gにγ−BLを225g、及びBCを75.0g加え室温で2時間攪拌し、ポリアミック酸(PAA−5)が6質量%の溶液を得た。このポリアミック酸(PAA−5)の6質量%溶液200gと、上記で得られたポリイミド(SPI−5)の6質量%溶液50.0gを室温で20時間攪拌した後に、固形分(PAA−5とSPI−5の合計質量濃度)が5.9質量%となるように調整し、本発明の液晶配向処理剤(BL−1)を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.78g(0.029mol)、ジアミン成分として、DABThを2.24g(0.009mol)、3−ABAを1.47g(0.012mol)、及びC14DABを2.89g(0.009mol)用い、NMP44.96g中、室温で16時間反応させ20質量%のポリアミック酸溶液(PAA−6)を得た。
ポリアミック酸溶液(PAA−6) 10.0gをNMP23.3g、BC10.0gを用いて希釈し、固形分が4.6質量%の溶液とし、本発明とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例10と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−6)溶液(PAA−7濃度20質量%)40gに、NMPを93.33g加えて希釈し、さらに無水酢酸5.61gとピリジン2.32gを加え、60℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで数回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−6)の白色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は13,163、重量平均分子量は30,211であった。また、イミド化率は85%であった。
ポリイミド(SPI−7)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.0g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−6)が5質量%の溶液とし、本発明の液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.57g(0.029mol)、ジアミン成分として、MeDABFrを2.14g(0.009mol)、3−ABAを1.42g(0.012mol)、及びC14DABを2.79g(0.009mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−7)の濃度20質量%の溶液を得た。
このポリアミック酸(PAA−7)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−7)が4.6質量%の溶液とし、本発明とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例12と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−7)溶液(PAA−7濃度20質量%)40.0gに、NMPを93.3g加えて希釈し、さらに無水酢酸6.06gとピリジン2.53gを加え、60℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−7)の白茶色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は15,787、重量平均分子量は36,433であった。また、イミド化率は87%であった。
ポリイミド(SPI−7)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.00g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−7)が5質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.57g(0.029mol)、ジアミン成分として、3−DABFrを2.02g(0.009mol)、3−ABAを1.42g(0.012mol)、及びC14DABを2.79g(0.009mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−8)の濃度20質量%の溶液を得た。
このポリアミック酸(PAA−8)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−8)が4.6質量%の溶液とし、本発明とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例14と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−8)溶液(PAA−8濃度20質量%)40.0gに、NMPを93.3g加えて希釈し、さらに無水酢酸6.06gとピリジン2.53gを加え、60℃で3時間反応させてイミド化した。この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール500ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−8)の白茶色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は16,142、重量平均分子量は38,574であった。また、イミド化率は89%であった。
ポリイミド(SPI−8)2.00gに、γ−BL18.0gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL8.00g、BC6.00g、及びDPM6.00gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−8)が5質量%の液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.57g(0.029mol)、ジアミン成分として、2−DABFrを2.02g(0.009mol)、及びMe4APhAを3.05g(0.021mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−9)の濃度20質量%の溶液を得た。このポリアミック酸の数平均分子量は21,329、重量平均分子量は45,294であった。
このポリアミック酸(PAA−9)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−9)が4.6質量%の溶液とし、本発明とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを12.5g(0.064mol)、ジアミン成分として、3−ABAを5.56g(0.046mol)、及びC14DABを6.25g(0.020mol)用い、NMP97.20g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−10)の濃度20質量%の溶液を得た。
このポリアミック酸(PAA−10)の溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−10)の濃度が4.6質量%の溶液とし、比較対象とする液晶配向処理剤を得た。この塗布液を用いて実施例1と同様に、液晶セルを作製し、物性の測定、特性の評価を行なった。
比較例1と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−10)溶液(PAA−10濃度20質量%)50gに、NMPを116.67g加えて希釈し、さらに無水酢酸7.39gとピリジン3.15gを加え、70℃で3時間反応させてイミド化を行ったが、反応中にゲル化してしまった。
再度、比較例1と同様にして得られたポリアミック酸(PAA−10)溶液(PAA−10濃度20質量%)50gに、NMPを116.67g加えて希釈し、さらに無水酢酸7.39gとピリジン3.15gを加え、反応温度を50℃の条件でイミド化を行った。
この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール250ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで2回洗浄した後、100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI−9)の白色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は16,338、重量平均分子量は39,865であった。またイミド化率は80%であった。
ポリイミド(SPI−9)1gに、γ−BL9gを加え、50℃で20時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。さらに、この溶液にγ−BL4.0g、BC3.0g、及びDPM3.0gを加え、50℃で20時間攪拌し、ポリイミド(SPI−9)が5質量%の溶液とし、比較対象とする液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様に、液晶セルを作製し、物性の測定、特性の評価を行なった。
テトラカルボン酸二無水物成分として、CBDAを5.70g(0.029mol)、ジアミン成分として、Me4APhAを4.51g(0.030mol)用い、NMP46.7g中、室温で16時間反応させポリアミック酸(PAA−11)の濃度20質量%の溶液を得た。このポリアミック酸の数平均分子量は19,630、重量平均分子量は48,201であった。
このポリアミック酸(PAA−11)溶液10.0gをNMP23.3g、及びBC10.0gを用いて希釈し、ポリアミック酸(PAA−11)が4.6質量%の溶液とし、比較対象とする液晶配向処理剤を得た。この液晶配向処理剤を用いて実施例1と同様に、液晶セルを作製し、物性の測定、特性の評価を行なった。
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