JP5846230B2 - 新規なジアミン化合物 - Google Patents
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Description
なお、これらの1価の炭化水素基の水素原子の一部又は全部は、ハロゲン原子、水酸基、チオール基、リン酸エステル基、エステル基、カルボキシル基、リン酸基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、オルガノオキシ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、アルキル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ピロール基、イミダゾール基、ピラゾール基、アルコキシカルボニルアミノ基などで置換されていてもよい。また、これらは環状構造であってもよい。その中でも、ピロール基、イミダゾール基、ピラゾール基が好ましく、ピロール基、イミダゾール基、ピラゾール基の窒素原子上の水素原子がBoc基で置換されている場合がより好ましい。
R3が、嵩高い構造であると架橋反応の反応効率が低下するため、R3としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、又は水素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。
Aが2価の有機基である場合、その構造は例えば、下記式(12)で表される。
以上より、式(1)で表されるBoc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミンを含有する置換基の具体的な例としては、下記式(13)〜(18)の構造が特に好ましい。
上記式(2)のポリイミド前駆体及びそのイミド化重合体を製造する方法としては、ポリイミド前駆体の原料であるテトラカルボン酸誘導体及びジアミン化合物に、上記式(1)で表される置換基を導入した原料を用いることが好ましい。具体的には、下記式(19)〜(21)で表されるテトラカルボン酸誘導体及び下記式(22)で表されるジアミン化合物を用いることが好ましい。
上記式(19)〜(21)及び上記式(23)〜(25)において、X及びX1の構造は特に限定されるものではない。その具体例を挙げるならば、下記X−1〜X−46で表される構造が挙げられる。また、これらのテトラカルボン酸誘導体は2種類以上使用してもよい。
ただし、上記式(19)〜(21)においては、Zの置換数であるaによって、X1の価数が変化する。すなわち、Zの置換数だけ、下記X−1〜X−46で表される構造の任意の位置から水素原子を取り除いた構造がX1の構造である。
ただし、上記式(22)においては、Zの置換数b(b=0〜4)によって、Y1の価数が変化する。すなわち、Zの置換数だけ、下記Y−1〜Y−100で表される構造の任意の位置から水素原子を取り除いた構造がY1の構造である。
製造の容易さ及び単量体の扱いやすさの観点から上記式(22)で表されるジアミン化合物を用いることが好ましい。本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドとしては、下記式(3)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体、及び下記式(7)で表される構造単位を含有するポリイミドが好ましい。
上記式(3)及び(7)の構造単位を含有するポリイミド前駆体又はポリイミドは、上記式(23)〜(25)で表されるテトラカルボン酸誘導体及び下記式(27)で表されるジアミン化合物と上記式(26)で表されるジアミン化合物を任意の割合で混合し、反応することで製造される。
ただし、上記式(27)においては、Zの置換数cによって、Y2の価数が変化する。すなわち、Zの置換数だけ、Y−1〜Y−100で表される構造の任意の位置から水素原子を取り除いた構造がY2の構造である。
本発明においては、得られる重合体の直線性が高いほどより良好な液晶配向性を有する液晶配向膜が得られるので、置換基Zを含有するジアミン化合物としては、下記式(28)〜(44)及び下記式(58)〜(61)で表されるジアミン化合物がより好ましい。これらの式において、Zは上記式(1)で表される構造であり、cは、1〜4の整数であり、d及びeは、1〜2の整数である。
b.[特定ジアミン化合物]
本発明では、ポリイミド前駆体を製造するための原料として、特に好ましいジアミン化合物として、下記式(A)〜(F)のジアミン化合物が挙げられる。
上記式(A)〜(E)で表される特定ジアミン化合物の製造法について以下に説明するが、本発明はこれらに限定されるものはない。
まず、上記式(A)のジアミン化合物は、例えば、下記式(45)の2−シアノ−4−ニトロアニリンを出発原料として用いて、下記式(iv)に示す中間体を経て、製造される。
次に、上記式(47)で表される化合物から下記式(A)で表されるジアミン化合物を製造する方法について説明する。
次いで、上記式(51)で表される化合物を用いて、下記式(52)で表される化合物を製造する方法について説明する。
上記式(49)で表されるヨウ化アリール、パラジウム触媒、銅触媒、及び塩基を加え、有機溶剤に溶解させる。パラジウム触媒としては、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドが好ましく、添加量は、ヨウ化アリールのヨード基に対して、0.05〜1.0モル%、好ましくは、0.1〜0.5モル%がより好ましい。銅触媒としては、ヨウ化銅が好ましく、その添加量は、ハロゲン化アリールのヨード基に対して、0.05〜1.0モル%、好ましくは、0.1〜0.5モル%がより好ましい。塩基としては、トリエチルアミン、ジエチルアミンが好ましく、その添加量は、ヨウ化アリールのヨード基に対して、1〜3モル等量が好ましく、1〜2モル等量がより好ましい。反応に使用する有機溶剤としては、ヨウ化アリールを溶解し、かつ、後に加える種々の試薬と反応しないものであれば、その種類を選ばないが、N,N−ジメチルホルムアミドが好ましい。
下記式(B)で表される本発明のジアミン化合物は、上記式(52)で表される化合物の水添反応により製造することができる。
以下、上記式(D)及び(E)のジアミン化合物の製造方法を示すが、これに限定されない。
反応に使用する塩基としては、3級アミンが好ましく、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジン、N―メチルモルホルリンがより好ましい。塩基の添加量は、多すぎると除去が難しいため、2−アミノ−4−ニトロアニリンに対して2〜4倍モルであることが好ましい。
上記式(55)で表される化合物の水添反応により、下記式(56)で表されるジアミン化合物を製造することができる。
本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドは、式(1)で表される置換基を有するジアミン化合物及び式(1)で表される置換基を有するテトラカルボン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物(以下、特定モノマーともいう。)を用いて製造される。詳細には、上記した式(19)〜式(21)で表わされるテトラカルボン酸誘導体及び/又は式(22)で表わされるジアミン化合物を用いて製造される。なかでも、特定モノマーは、上記式(1)で表わされる置換基を有するジアミン化合物であるのが好ましい。
本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドを製造する際、原料モノマーとしては、特定のモノマー以外のテトラカルボン酸誘導体(例えば、上記した式(23)〜式(25)で表わされるテトラカルボン酸誘導体)及び/又は特定のモノマー以外のジアミン化合物(例えば、上記した式(26)で表わされるジアミン化合物)を併用してもよい。この場合、原料モノマー中における特定モノマーの使用量は好ましくは2〜100モル%、より好ましくは2〜60モル%、さらに好ましくは2〜50モル%、特に好ましくは2〜30モル%である。
ポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物から製造することができる(下記式(viii))が、このテトラカルボン酸二無水物及び/又はジアミン化合物には、特定モノマーが含有される。
上記のようにして得られたポリアミック酸は、その反応溶液を本発明の液晶配向剤とすることができるが、重合に用いた溶媒を液晶配向剤中に含有させたくない場合等は、重合体として固体で回収した後、本発明のポリアミック酸として使用することができる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
ポリアミック酸エステルは、公知の製造方法により製造することができ、具体的には以下の(a)〜(c)の方法が挙げられるが、これに限定されない。
(a)ポリアミック酸からポリアミック酸エステルを製造する場合
上記式(ix)のポリアミック酸エステルの製造に用いる溶媒は、単量体及び重合体の溶解性からN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、高すぎると重合体の析出が起こりやすく、低すぎると分子量が上がらないので、ポリアミック酸とエステル化剤の反応液中の合計量が1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
具体的には、酸クロライドとジアミン化合物とを塩基と有機溶剤の存在下で−20℃〜140℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジンが使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の添加量は、多すぎると除去が難しく、少なすぎると分子量が小さくなるため、酸クロライドに対して、2〜4倍モルであることが好ましい。
具体的には、ジアルキルエステルジカルボン酸とジアミン化合物を縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で0℃〜140℃、好ましくは0℃〜100℃において、30分〜24時間、好ましくは3〜15時間反応させることによって製造することができる。
また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して0〜1.0倍モルであることが好ましい。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
重合反応に用いるジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体(テトラカルボン酸二無水物、酸クロライド及びジアルキルエステルジカルボン酸)の比率は分子量制御の観点からモル比で1:0.7〜1:1.2であることが好ましい。このモル比が1:1に近いほど得られるポリイミド前駆体の分子量は大きくなる。ポリイミド前駆体の分子量は、ワニスの粘度や、ポリイミド膜の物理的な強度に影響を与え、ポリイミド前駆体の分子量が大きすぎるとワニスの塗布作業性や塗膜均一性が悪くなる場合があり、分子量が小さすぎると得られるポリイミド膜の強度が不十分となる場合がある。従って、本発明のポリイミド前駆体組成物に用いるポリアミック酸エステルの分子量は、重量平均分子量で2,000〜500,000が好ましく、より好ましくは5,000〜300,000であり、さらに好ましくは、10,000〜100,000である。
ポリイミドは、前記ポリイミド前駆体をイミド化することにより製造することができる。ポリイミド前駆体からポリイミドを製造する場合、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応で得られた前記ポリアミック酸の溶液に触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
以上のようにして得られるポリイミドの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、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、ベンゼン等が挙げられる。
本発明のジアミン化合物を使用して得られる液晶配向剤は、上記のように得られたポリイミド前駆体又はポリイミドが有機溶剤に均一に溶解している液晶配向剤形成用の塗布液である。
液晶配向剤に使用される溶剤としては、ポリイミド前駆体又はポリイミドを溶解させることができる溶剤(以下、良溶媒)と液晶配向剤を基板へ塗布する際の塗膜均一性を向上させるための溶剤(以下、貧溶媒)の2種類が挙げられる。良溶媒としては、ポリイミド前駆体又はポリイミドを溶解させるものであれば特に限定されない。あえて、その具体例を挙げるならば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、2−ピロリドン、N−エチルピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、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、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。また、単独では重合体を溶解させない溶媒であっても、重合体が析出しない範囲であれば、混合してもよい。
貧溶媒としては、低表面張力で、塗膜均一性を向上させるものであれば、特に限定されない。あえて、その具体例を挙げるならば、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル等が挙げられる。これらの溶媒は2種類上を併用してもよい。
シランカップリング剤は分子中に有機材料と化学結合する有機官能基、及び無機材料と反応性を有する加水分解基の両方を有する有機ケイ素化合物で、その構造は一般的に下記式(57)で表される。
シランカップリング剤は、電子デバイスの基板として用いられる各種無機材料と重合体との密着性を向上される目的で添加される。シランカップリング剤は、加水分解基であるアルコキシシランが加熱により加水分解してシラノールとなり、基板表面に存在する極性基と水素結合又は共有結合を形成し、密着性が付与される。
3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、3−アミノプロピルジエトキシメチルシランなどのアミン系シランカップリング剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシランなどのビニル系シランカップリング剤;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、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ系シランカップリング剤;3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリル系シランカップリング剤;3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリル系シランカップリング剤;3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド系シランカップリング剤;ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィドなどのスルフィド系シランカップリング剤;3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランなどのメルカプト系シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのイソシアネート系シランカップリング剤;トリエトキシシリルブチルアルデヒドなどのアルデヒド系シランカップリング剤;トリエトキシシリルプロピルメチルカルバメート、(3−トリエトキシシリルプロピル)−t−ブチルカルバメートなどのカルバメート系シランカップリング剤などが挙げられる。
また、公知の官能性化合物で重合体の末端を修飾することにより、任意の官能基を重合体に導入することができる。このような場合は、導入した官能基と反応する有機官能基Qを有するシランカップリング剤を添加するのが好ましい。
前記カップリング剤を配合する場合は、カップリング剤の添加後に加熱し重合体と反応させることで、密着性が向上させることができる。カップリング剤の添加後、20〜80℃で、より好ましくは40〜60℃で、1〜24時間反応させると良い。
液晶配向剤に、さらに架橋剤などの各種添加剤を使用しても構わないことは言うまでもない。また、本発明のポリイミド前駆体又はポリイミド組成物に含有される重合体は2種類以上であってもよい。
液晶配向剤の重合体濃度は、形成させようとするポリイミド膜の厚みの設定によって適宜変更することができるが、1〜10質量%とすることが好ましく、2〜8質量%がより好ましい。1質量%未満では均一で欠陥のない塗膜を形成させることが困難となり、10質量%よりも多いと溶液の保存安定性が悪くなる場合がある。
液晶配向剤は、以下の方法で製造することができる。
使用する重合体が粉末の場合、前記溶剤に溶解させて、重合体溶液とする。この時、重合体濃度は10〜30質量%が好ましく、10〜15質量%が特に好ましい。また、重合体の粉末を溶解する際に加熱してもよい。加熱温度は、20〜140℃が好ましく、20〜80℃が特に好ましい。
重合体の反応溶液、又は重合体を再溶解して得られた重合体溶液に前記溶剤及び前記塗膜均一性向上のための溶剤を加え、所定の重合体濃度になるように希釈することで液晶配向剤が得られる。シランカップリング剤を添加する場合は、重合体の析出を防ぐため、前記塗膜均一性向上のための溶剤を加える前に添加するのが好ましい。
シランカップリング剤の添加量は、多すぎると未反応のものが液晶配向性に悪影響を及ぼすことがあり、少なすぎると密着性への効果が現れないため、重合体粉末に対して0.01〜5.0質量%が好ましく、0.1〜1.0質量%がより好ましい。
液晶配向膜は次のようにして得られる。すなわち、液晶配向剤を、好ましくはろ過した後、基板に塗布し、乾燥、焼成して塗膜とすることができる。液晶配向剤を塗布す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、窒化珪素基板、アクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができ、液晶駆動のためのITO電極等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。液晶配向剤を塗布した後、好ましくは乾燥し、焼成される。液晶配向剤に含有されていた有機溶媒を十分に除去するため、好ましくは50〜120℃で好ましくは1〜10分乾燥させる。次いで、好ましくは150〜300℃、より好ましくは150〜250℃で焼成される。焼成時間は、焼成温度によっても異なるが、好ましくは5〜120分、より好ましくは5〜60分で行われる。
液晶配向膜を配向処理する方法としては、ラビング法、光配向処理法などが挙げられる。
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
CBDA:シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
1,3DMCBDE−Cl:ジメチル 1,3−ビス(クロロカルボニル)−1,3−ジ メチルシクロブタン−2,4−ジカルボキシレート
p−PDA:p−フェニレンジアミン
DA−A:上記式(A)のジアミン
DA−B:上記式(B)のジアミン
DA−D:上記式(D)のジアミン
DA−E:上記式(E)のジアミン
DA−F:上記式(F)のジアミン
DA−H:下記式(H)のジアミン
[1H−NMR]
装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT−NMR)INOVA−400(Varian社製)400MHz
溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6)又は重水素クロロホルム(CDCl3)
標準物質:テトラメチルシラン(TMS)
[粘度]
合成例において、ポリアミック酸エステル及びポリアミック酸溶液の粘度は、E型粘度計TVE−22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE−1(1°34’、R24)、温度25℃で測定した。
[分子量]
また、ポリアミック酸エステルの分子量は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、ポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量(以下、Mnとも言う。)と重量平均分子量(以下、Mwとも言う。)を算出した。
GPC装置:Shodex社製(GPC−101)
カラム:Shodex社製(KD803、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
透明電極付きガラス基板上に液晶配向剤をスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間又は60分間の焼成をし、膜厚100nmのポリイミド膜を形成した。このポリイミド膜にラビング処理を施した後、ポリイミド膜の表面状態を観察して、ラビング傷の有無、ポリイミド膜の削れカスの有無、及びポリイミド膜の剥離の有無を評価した。
液晶セルの電圧保持率の測定は以下のようにして行った。
4Vの電圧を60μs間印加し、16.67ms後の電圧を測定することで、初期値からの変動を電圧保持率として計算した。測定の際、液晶セルの温度を23℃、60℃、及び90℃とし、それぞれの温度で測定を行った。
[イオン密度]
液晶セルのイオン密度の測定は以下のようにして行った。
東陽テクニカ社製の6254型液晶物性評価装置を用いて測定を行った。10V、0.01Hzの三角波を印加し、得られた波形のイオン密度に相当する面積を三角形近似法により算出し、イオン密度とした。測定の際、液晶セルの温度を23℃、及び60℃とし、それぞれの温度で測定を行った。
(前駆体合成1)
得られた固体の1H−NMRを測定し、DA−Aであることを確認した。
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.44(s,9H)、3.87(d,J=6.3Hz,2H)、4.10〜4.30(m,4H)、6.27(dd,J=2.4Hz,8.1Hz1H)、6.31(d,J=2.4Hz,1H)、6.38(d,J=8.1Hz,1H)、7.14(t,J=6.3Hz,1H).
(N−Boc−プロパルギルアミンの合成)
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.38(s,9H)、1.57(q,J=7.2Hz,2H)、2.30(t,J=7.2Hz,2H)、2.94(quin,J=6.0Hz,2H)、3.88〜4.22(m,4H)、6.22(dd,J=2.1Hz,8.1Hz,1H)、6.25(d,J=2.1Hz,1H)、6.37(d,J=8.1Hz,1H)、6.84(t,J=6.0Hz,1H).
(ニトロ体の合成)
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.40(s,9H)、3.70(d,J=6.0Hz,2H)、4.04(bs,2H)、4.35(bs,2H)、6.23(dd,J=2.4Hz,8.0Hz,1H)、6.48(d,J=8.0Hz,1H)、6.61(d,J=2.4Hz,1H)、7.05(t,J=6.0Hz,1H)、8.94(s,1H).
(ニトロ体の合成)
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.36(s,9H)、1.56(s,9H)、2.76〜2.96(m,3H)、4.04(bs,2H)、4.35(bs,2H)、6.25(dd,J=2.4Hz,8.4Hz,1H)、6.48(d,J=8.4Hz,1H)、6.55(d,J=2.4Hz,1H)、7.02(d,J=8.0Hz,1H)、7.29(s,1H)、8.13(s,1H)、9.11(s,1H).
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.125g(10.40mmol)、DA−Bを0.689g(2.596mmol)、及びNMP30.62gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.424g(12.36mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−1)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は138.6mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=16,079、Mw=33,544であった。
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.037g(9.589mmol)、DA−Dを0.671g(2.394mmol)、及びNMP28.37gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.277g(11.61mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−2)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は146.2mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=17,260、Mw=34,532であった。
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを0.951g(8.794mmol)、DA−Eを1.012g(2.197mmol)、及びNMP29.10gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.095g(10.69mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−3)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は157.3mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=20,610、Mw=40,640であった。
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.621g(14.99mmol)、及びNMP28.96gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.87g(14.74mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(B−1)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は152.7mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=13,972、Mw=30,181であった。
実施例5で得られたポリアミック酸(A−1)の溶液12.59gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP4.21g、及びBCS4.19gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−1)を得た。
実施例6で得られたポリアミック酸(A−2)の溶液11.37gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP3.80g、及びBCS3.79gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−2)を得た。
実施例7で得られたポリアミック酸(A−3)の溶液11.17gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP3.74g、及びBCS3.76gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−3)を得た。
比較合成例1得られたポリアミック酸(B−1)の溶液12.98gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP4.42g、及びBCS4.27gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(B−1)を得た。
実施例8で得られた液晶配向剤(A−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)した後、ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例9で得られた液晶配向剤(A−2)を用いた以外は、実施例11と同様の方法にポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例10で得られた液晶配向剤(A−3)を用いた以外は、実施例11と同様の方法にポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
比較例1で得られた液晶配向剤(B−1)を用いた以外は、実施例11と同様の方法にポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷やポリイミド膜の削れカスが観察された。
実施例8で得られた液晶配向剤(A−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)し、純水中にて1分間超音波照射をして洗浄を行い、エアーブローにて水滴を除去した後、80℃で10分間乾燥して液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板のラビング方向が逆平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが6μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.3%、温度60℃で98.7%、温度90℃で94.1%であり、イオン密度は23℃で10pC/cm2であり、60℃で18pC/cm2であった。
実施例9で得られた液晶配向剤(A−2)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。
この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.3%、温度60℃で98.8%、温度90℃で94.4%であり、イオン密度は23℃で5pC/cm2であり、60℃で11pC/cm2であった。
実施例10で得られた液晶配向剤(A−3)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.4%、温度60℃で99.1%、温度90℃で96.7%であり、イオン密度は23℃で3pC/cm2であり、60℃で4pC/cm2であった。
比較例1で得られた液晶配向剤(B−1)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認、及び電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。このセルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.1%、温度60℃で97.4%、温度90℃で86.7%であり、イオン密度は23℃で50pC/cm2、温度60℃で256pC/cm2であった。
(前駆体合成1)
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.44(s, 9H), 2.05(quin, J=6.4Hz, 2H), 3.27(q, J=6.4Hz, 2H), 3.45(t, J=6.4Hz,2H), 4.69(bs, 1H).
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.42(s, 18H), 2.13(quin, J=6.0Hz, 4H), 3.41(q, J=6.0Hz, 4H), 4.289(t, J=6.0Hz,4H), 5.28 (bs, 2H), 7.23(d, J=8.8Hz, 2H), 7.93(d, J=8.8Hz, 2H).
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.49(s, 18H), 2.06(quin, J=5.6Hz, 4H), 3.48(q, J=5.6Hz, 4H), 4.12(t, J=5.6Hz,4H), 6.54 (bs,42H), 6.92(d, J=9.2Hz, 2H), 7.06(m,2H)7.16 (d, J=9.2Hz, 2H).
(前駆体合成1)
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.48(s, 18H), 4.16(d, J=6.0Hz, 4H), 4.93 (bs, 2H), 5.78(bs, 2H), 8.09 (s, 2H).
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.45(s, 18H), 1.78(quin, J=6.4Hz, 4H), 2.48(t, J=6.4Hz, 4H), 3.45(q, J=6.4Hz, 4H), 4.69(bs, 1H), 6.36(s, 1H).
撹拌装置、及び窒素導入管付きの100mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.7281g(16.47mmol)、DA−Aを0.9509g(4.007mmol)、及びNMP46.12gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDAを3.8093g(19.43mmol)添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−4)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は149mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=18,136、Mw=37,265であった。
撹拌装置、及び窒素導入管付きの100mL四つ口フラスコに、p−PDAを0.8665g(8.013mmol)、DA−Hを0.8442g(1.998mmol)、及びNMP25.31gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDAを1.9047g(9.713mmol)添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−5)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は254.7mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=27,447、Mw=59,038であった。
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを2.00 g (18.50mmol)、DA−Dを1.2269g(4.624mmol)、NMPを167.67g、及び塩基としてピリジン 4.21g (53.26mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを7.216g (22.19mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、882g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、889g の水で1回、882g のエタノールで1回、221g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−1)7.22gを得た。収率は、81.8%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=20,469、Mw=40,025であった。
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを2.00 g (18.50mmol)、DA−Bを1.2961g(4.624mmol)、NMPを 168.98g、及び塩基としてピリジン 4.21g (53.26mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを7.216g (22.19mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、889g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、889g の水で1回、889g のエタノールで1回、222g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末C−2)7.79gを得た。収率は、87.6%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=20,886、Mw=45,830であった。
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを1.50 g (13.87mmol)、DA−Eを1.597g(3.468mmol)、NMPを 65.26g、及び塩基としてピリジン3.13g (39.53mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを5.3556g (16.47mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。4時間後、反応溶液にNMP72.51gを加え、室温(20℃)で15分撹拌した。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、725g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、725g の水で1回、725g のエタノールで1回、181g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−3)3.76gを得た。収率は、51.8%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=20,525、Mw=43,395であった。
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを2.50 g (23.11mmol)、DA−Aを1.3715g(5.80mmol)、NMPを 97.16g、及び塩基としてピリジン5.21g(65.89mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを8.926g(27.45mmol))添加し、水冷下4時間反応させた。4時間後、反応溶液にNMP107.95gを加え、室温(20℃)にて15分撹拌した。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、1080g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、1080g の水で1回、1080g のエタノールで1回、270g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−4)9.17gを得た。収率は、85.2%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=17,573、Mw=37,258であった。
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを1.420 g (13.13mmol)、DA−Hを1.3872g(3.283mmol)、NMPを59.54g、及び塩基としてピリジン2.87g (36.24mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを4.9099g (15.10mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。4時間後、反応溶液にNMP66.15gを加え、室温(20℃)で15分撹拌した。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、662g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、662g の水で1回、662g のエタノールで1回、165g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−5)5.11gを得た。収率は、77.3%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=14,724、Mw=27,150であった。
撹拌装置付きの50mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを0.699 g (64.64mmol)、NMPを427.1 g、及び塩基としてピリジン 11.65 g (147.38mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを19.9657g(61.41mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、2248gの水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、2248g の水で1回、2248gのエタノールで1回、562gのエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂(D−1)粉末22.10gを得た。収率は、98.4%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=16,813、Mw=38,585であった。
実施例19で得られたポリアミック酸(A−4)の溶液6.18gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP1.60g 、及びBCS1.99gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−4)を得た。
実施例20で得られたポリアミック酸(A−5)の溶液5.87gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP1.15g 、及びBCS1.76gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−5)を得た。
実施例21で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.65gを三角フラスコにとり、γ‐BL 14.95g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL5.43g、及びBCS5.55gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−1)を得た。
実施例22で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.733gを三角フラスコにとり、γ‐BL6.60g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL2.48g、及びBCS2.45gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−2)を得た。
実施例23で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.907gを三角フラスコにとり、γ‐BL8.18g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL3.06g、及びBCS3.04gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−3)を得た。
実施例24で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.802gを三角フラスコにとり、γ‐BL7.23g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL2.78g、及びBCS2.68gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液
晶配向剤(C−4)を得た。
実施例25で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.755gを三角フラスコにとり、γ‐BL7.57g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL2.65g、及びBCS2.55gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−5)を得た。
比較合成例2で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.02gを三角フラスコにとり、DMF9.21g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL3.29g、及びBCS3.39gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(D−1)を得た。
実施例26で得られた液晶配向剤(A−4)を用いた以外は、実施例11と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷は観察されたが、比較例2の結果よりも軽微であった。ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例27で得られた液晶配向剤(A−5)を用いた以外は、実施例11と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例28で得られた液晶配向剤(C−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で1時間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)した後、ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例29で得られた液晶配向剤(C−2)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例30で得られた液晶配向剤(C−3)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、及びポリイミド膜の削れカスが観察されたが、後述の比較例5の結果よりも軽微であった。ポリイミドの剥離は観察されなかった。
実施例31で得られた液晶配向剤(C−4)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷が観察されたが、後述の比較例5の結果よりも軽微であった。ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
実施例32で得られた液晶配向剤(C−5)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
比較例4で得られた液晶配向剤(D−1)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離が観察された。
実施例26で得られた液晶配向剤(A−4)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例27で得られた液晶配向剤(A−5)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例28で得られた液晶配向剤(C−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で1時間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)し、純水中にて1分間超音波照射をして洗浄を行い、エアーブローにて水滴を除去した後、80℃で10分間乾燥して液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板のラビング方向が逆平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが6μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例29で得られた液晶配向剤(C−2)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例30で得られた液晶配向剤(C−3)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例31で得られた液晶配向剤(C−4)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例32で得られた液晶配向剤(C−5)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
比較例4で得られた液晶配向剤(D−1)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
実施例8で得られた液晶配向剤(A−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して254nmの紫外線を1.0J/cm2照射し、液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板の配向方向が平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが6μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例9で得られた液晶配向剤(A−2)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例10で得られた液晶配向剤(A−3)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例26で得られた液晶配向剤(A−4)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例27で得られた液晶配向剤(A−5)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
比較例1で得られた液晶配向剤(B−1)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例28で得られた液晶配向剤(C−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で1時間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して254nmの紫外線を1.0J/cm2照射し、液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板の配向方向が平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例29で得られた液晶配向剤(C−2)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例30で得られた液晶配向剤(C−3)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例31で得られた液晶配向剤(C−4)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
実施例32で得られた液晶配向剤(C−5)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
比較例4で得られた液晶配向剤(D−1)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
表2には、実施例47〜実施例56及び比較例7〜比較例8における電圧保持率とイオン密度の測定結果を示す。
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを1.50 g (13.87mmol)、DA−Bを0.4090g(1.541mmol)、NMP を107.47g、及び塩基としてピリジン 2.82g (35.67mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DMCBDE−Clを4.83 g (14.86mmol)添加し、水冷下で4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、566g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、566 g の水で1回、566 g のエタノールで1回、141 g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂(E−1)粉末4.92gを得た。収率は、87.0%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=17,828、Mw=31,832であった。
合成例57で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.02gを三角フラスコに入れ、さらにγ‐BL 9.18g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にシランカップリング剤として、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(以下、GPSと略す)の1.0質量%γ‐ブチルラクトン溶液を1.03g加え、50℃で24時間加熱撹拌した。得られた溶液にγ−Bz2.41 g、及びBCS3.41gを加えて、マグネチックスターラーで30分間撹拌し、ポリアミック酸エステル溶液を調製した。
上記のポリアミック酸エステル溶液5.75gに、イミド化促進剤としてN−α, N−ω1, N−ω2−トリ−t−ブトキシカルボニル−L−アルギニン(以下、Boc−Argと略す)を0.0906g(アミック酸エステル基1モルに対して0.1モル当量)加え、室温で30分攪拌し、Boc−Argを完全に溶解させて、液晶配向剤 (E−1a)を得た。
比較合成例2で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.04gを三角フラスコに入れ、さらにDMF9.35g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にシランカップリング剤として、GPSの1.0質量%γ‐ブチルラクトン溶液を1.07g加え、50℃で24時間加熱撹拌した。得られた溶液にγ−BL2.71 g、及びBCS 3.06gを加えて、マグネチックスターラーで30分間撹拌し、ポリアミック酸エステル溶液を調製した。
上記のポリアミック酸エステル溶液5.42gに、イミド化促進剤としてBoc−Argを0.0775g(アミック酸エステル基1モルに対して0.1モル当量)加え、室温で30分撹拌し、Boc−Argを完全に溶解させて、液晶配向剤 (D−1a)を得た。
実施例58で得られた液晶配向剤(E−1a)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して254nmの紫外線を1.0J/cm2照射し、液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に4μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板の配向方向が平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2041、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.4%、温度60℃で98.6%、温度90℃で95.3%であり、イオン密度は23℃で85pC/cm2、60℃で507pC/cm2であった。
比較例9で得られた液晶配向剤(D−1a)を用いた以外は、実施例59と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製した。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.2%、温度60℃で98.1%、温度90℃で94.9%であり、イオン密度は23℃で159pC/cm2、60℃で644pC/cm2であった。
以上の結果から、本発明のジアミン化合物を使用して得られる液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、架橋剤等を添加しなくても、ラビング処理によるラビング傷が付きにくい機械的強度に優れた液晶配向膜となることが確認された。
また、本発明のジアミン化合物を使用して得られる液晶配向剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性に優れた液晶表示素子となることが確認された。
さらに、液晶配向膜に偏光された紫外光を照射し、配光処理を施して液晶配向能を付与した場合においても、液晶配向剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性に優れた液晶表示素子となることが確認された。
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