JP5908632B2 - 液晶配向剤及びその応用 - Google Patents

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Description

本発明は液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子に関し、特に吸湿率が低い液晶配向剤、及びこれにより形成された液晶配向膜、及び該配向膜を備えた液晶表示素子を提供することに関する。
液晶ディスプレイに対する消費者の広視野角特性への要求は年々高まってきていることから、広視野角を有する液晶表示素子の電気特性又は表示特性の要求はこれまでよりも厳しくなっており、このうち垂直配向型(Vertical Alignment)液晶表示素子は最も広く使用されている。垂直配向型液晶表示素子における上記特性を向上するために、液晶配向膜は重要な改良の対象の一つとなっている。
垂直配向型液晶表示素子における液晶配向膜は主に液晶分子を規則的に配列させて、電界が提供されていないときには液晶分子が大きなチルト角を有するようにするためのものである。液晶配向膜の形成方法は、通常ポリアミド酸ポリマー、ポリイミドポリマー等のポリマー材料を含有する液晶配向剤を基板の表面に塗布し、加熱処理及び配向処理の後に形成するというものである。
特許文献1には、垂直配向型液晶表示素子の液晶配向膜に用いられるポリアミド酸ポリマーが開示されており、これは構造式(i)に示すジアミン系化合物とテトラカルボン酸二無水物系化合物とを重合反応して得られる。
式(i)中、T、U及びVはそれぞれベンゼン環又はシクロヘキサン環であってもよく、このうちベンゼン環又はシクロヘキサン環の水素原子は炭素数1〜3のアルキル、またはフッ素原子、塩素原子又はシアン置換の炭素数1〜3のアルキルで置換されてもよく、m又はnはそれぞれ独立して0〜2の整数であってもよく、hは0〜5の整数であり、Rは水素原子、フッ素原子、塩素原子又はシアン等の1価の有機基であってもよい。mが2又はnが2である場合、2つのU又はVは同じでも異なっても良い。
特開2002−162630号公報
上記液晶配向膜では液晶に90°に近い高いプレチルト角を形成させ優れた液晶配向性を達成するというものであるが、しかしながら、該液晶配向剤は吸湿率が高く、業者には受け入れられていない。
よって、如何に高いプレチルト角及び改善された吸湿率を兼備しつつ、現在の業界の要求に応えるかということは、本発明の技術分野にて努力研究する目標となっている。
本発明では特殊テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とのポリマー組成物成分を提供することで、防湿性に優れた液晶配向剤を得る。
よって、本発明では、テトラカルボン酸二無水物成分(a)とジアミン成分(b)とを含有する混合物の反応から得られたポリマー組成物(A)と、
溶剤(B)と、を含有する液晶配向剤を提供する。
このうち、該ジアミン成分(b)は下記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)の少なくとも1種及び下記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)の少なくとも1種を含み、
構造式(I)中、
及びRIIIは各々独立してエーテル基(ether group,−O−)、チオエーテル基(thioether group,−S−)、チオエステル基(thioester group,−COS−又は−SCO−)又はエステル基(ester group,−COO−又は−OCO−)であり、このうち該チオエステル基又はエステル基の方向は限定されず、
IIはC〜C10であるアルキレンであり、
IVは単結合、メチレン又はエチレンであり、
Xは炭素原子数17〜40のステロイド骨格を有する1価有機基であり、
構造式(II)中、
を表し、
は構造式(II−1)に示す有機基を表し、
構造式(II−1)中、
は水素、フッ素又はメチル基を表し、
、R又はRは各々単結合、
又はC〜Cのアルキレンを表し、
を表しており、このうち、R及びR10は各々水素、フッ素又はメチル基を表し、
は水素、フッ素、C〜C12のアルキレン基、C〜C12のフルオロアルキル基、C〜C12のアルコキシ基、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表し、
aは1又は2を表し、
b、c及びdは各々0〜4の整数を表し、
e、f及びgは各々0〜3の整数を表し、且つe+f+g≧3であり、
i及びjは各々1又は2を表し、及び、
、R、R、R、R、R又はR10が複数個であるとき、各々同じ又は異なってもよい。
本発明はまた前記液晶配向剤により製造された液晶配向膜を提供する。
本発明は更に前記液晶配向膜を備えた液晶表示素子を提供する。
本発明の一実施例に係る液晶表示素子の側面図である。
本発明では、テトラカルボン酸二無水物成分(a)とジアミン成分(b)とを含有する混合物の反応から得られたポリマー組成物(A)と、
溶剤(B)と、を含有する液晶配向剤を提供する。
このうち、該ジアミン成分(b)は下記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)の少なくとも1種及び下記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)の少なくとも1種を含み、
構造式(I)中、
及びRIIIは各々独立してエーテル基、チオエーテル基、チオエステル基又はエステル基であり、このうち該チオエステル基又はエステル基の方向は限定されず、
IIはC〜C10であるアルキリデン基であり、
IVは単結合、メチレン又はエチレンであり、
Xは炭素原子数17〜40のステロイド骨格を有する1価有機基であり、
構造式(II)中、
を表し、
は構造式(II−1)に示す有機基を表し、
構造式(II−1)中、
は水素、フッ素又はメチル基を表し、
、R又はRは各々単結合、
又はC〜Cのアルキレンを表し、
を表しており、このうち、R及びR10は各々水素、フッ素又はメチル基を表し、
は水素、フッ素、C〜C12のアルキレン基、C〜C12のフルオロアルキル基、C〜C12のアルコキシ基、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表し、
aは1又は2を表し
b、c及びdは各々0〜4の整数を表し、
e、f及びgは各々0〜3の整数を表し、且つe+f+g≧3であり、
i及びjは各々1又は2を表し、及び、
、R、R、R、R、R又はR10が複数個であるとき、各々同じ又は異なってもよい。
本発明に係る該ポリマー組成物(A)はポリアミド酸ポリマー、ポリイミドポリマー、ポリイミド系ブロック共重合体又は前記ポリマーの任意の組合せから選ばれる。このうち、ポリイミド系ブロック共重合体はポリアミド酸ブロック共重合体、ポリイミドブロック共重合体、ポリアミド酸−ポリイミドブロック共重合体又は前記ポリマーの任意の組合せから選ばれる。
該ポリマー組成物(A)中のポリアミド酸ポリマー、ポリイミドポリマー及びポリイミド系ブロック共重合体はいずれもテトラカルボン酸二無水物成分(a)とジアミン成分(b)を含有する混合物の反応から得ることができ、このうちテトラカルボン酸二無水物成分(a)、ジアミン成分(b)及びポリマー組成物(A)を調製する方法は下記する通りである。
該テトラカルボン酸二無水物成分(a)は脂肪族テトラカルボン酸二無水物化合物、脂環族テトラカルボン酸二無水物化合物、芳香族テトラカルボン酸二無水物化合物又は下記構造式(a−1)〜構造式(a−6)に示すテトラカルボン酸二無水物成分(a)等から選ばれる。
脂肪族テトラカルボン酸二無水物化合物の具体例では、限定はしないがエタンテトラカルボン酸二無水物又はブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物成分が挙げられる。
脂環族テトラカルボン酸二無水物化合物の具体例では、限定はしないが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−シクロペンタノ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、シス−3,7−ジブチルシクロヘプチル−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,3,5−二無水物トリカルボキシルシクロペンチル二無水物又はビシクロ[2.2.2]−オクト−7−エネ−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等の脂環族テトラカルボン酸二無水物化合物が挙げられる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物化合物の具体例では、限定はしないが3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラリン−1−コハク酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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’−ジ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’−ジフェニルエタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルフェニルビ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、2,3,3’,4’−ジフェニルエチルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエチル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、2,3,3’,4’−ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルフィド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’−ペルフルオロイソプロピルジフェニル二酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(テレフタル酸)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(トリフェニルテレフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルテレフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルテレフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルテレフタル酸)−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(トリメリット無水物)、プロパンジオール−ビス(トリメリット無水物)、1,4−ブタンジオール−ビス(トリメリット無水物)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(トリメリット無水物)、1,8−オクタンジオール−ビス(トリメリット無水物)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(トリメリット無水物)、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−ジオキソフラン−3−フリル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン{(1,3,3a,4,5,9b−Hexahydro−5−(tetrahydro−2,5−dioxofuran−3−yl)naphtho[1,2−c]furan−1,3−dione)}、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−ジオキソフラン−3−フリル)−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−ジオキソフラン−3−フリル)−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−ジオキソフラン−3−フリル)−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−ジオキソフラン−3−フリル)−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−ジオキソフラン−3−フリル)−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−ジオキソフラン−3−フリル)−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−ジオキソフラン−3−フリル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソフランテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸二無水物等が挙げられる。
構造式(a−1)〜構造式(a−6)に示すテトラカルボン酸二無水物成分(a)は以下の通りである:
構造式(a−5)中、Aは芳香環を含有する2価基を表しており、rは1〜2の整数を表しており、A及びAは同じ又は異なってもよく、しかも水素原子又はアルキル基をそれぞれ表すことができる。好ましくは、構造式(a−5)に示すテトラカルボン酸二無水物成分(a)は下記構造式(a−5−1)〜構造式(a−5−3)に示す化合物から選ばれる:
構造式(a−6)中、Aは芳香環を含有する2価基を表しており、A及びA同じ又は異なってもよく、しかもそれぞれ水素原子又はアルキル基を表す。好ましくは、構造式(a−6)に示すテトラカルボン酸二無水物成分(a)は下記構造式(a−6−1)に示す化合物から選ばれる:
好ましくは、該テトラカルボン酸二無水物成分(a)は、限定はしないが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−シクロペンタノテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシルシクロペンチル二無水物、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−1,2,3,4−テトラリン−1−コハク酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。前記テトラカルボン酸二無水物成分(a)は一種類を単独で又は数種類を混合して使用することができる。
該ジアミン成分(b)は構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)の少なくとも1種、構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)の少なくとも1種及びその他ジアミン化合物(b−3)を含有する。
本発明に係る該ジアミン化合物(b−1)は構造式(I)に示す化合物である
構造式(I)中、
及びRIIIは各々独立してエーテル基、チオエーテル基、チオエステル基又はエステル基であり、このうち該チオエステル基又はエステル基の方向は限定されない。言い換えるならば、ここでの「エステル基」は
であっても、
であってもよく、いわゆる「チオエステル基」は
であっても、
であってもよく、好ましくはエーテル基又はエステル基である。
IIはC〜C10のアルキリデン基であり、好ましくはC〜Cのアルキリデン基であり、
IVは単結合、メチレン又はエチレンであり、好ましくは単結合又はメチレン基であり、及び
Xは炭素原子数17〜40のステロイド骨格を有する1価有機基であり、このうち該ステロイド骨格はシクロペンタノ−パーヒドロフェナトレン(cyclopentano−perhydro phenanthrene)骨格であり、このうち骨格中の一つ又は複数の炭素−炭素結合は二重結合とすることができる。該ステロイド骨格の具体例は構造式(X−1)〜(X−4)である:
上記構造式中のXは各々下記構造式の構造とすることができる:
このうち、+は結合手を表し、*は結合手を表している。
Xの具体例は構造式(X−1−1)、(X−2−1)、(X−3−1)及び(X−4−1)である;
このうち*は結合手を表している。
構造式(I)の具体例は構造式(I−1)〜構造式(I−29)である;
構造式(I)に示す化合物は従来の有機化学方法で合成することができる。
例示すると、構造式(I−1)、(I−2)、(I−7)又は(I−8)に示す化合物の合成では、無水コハク酸がそれぞれコレステロール又はコレスタノール(cholestanol)と付加反応を行った後、例えば塩化チオニル(thionyl chloride)で塩化アシルを形成し、塩化アシルを基準としてより多くの当量のアルカリ存在下で、ジニトロフェノール(dinitrophenol)と塩化アシルとを反応させた後、好適な還元剤、例えば塩化スズで還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−3)、(I−4)、(I−9)又は(I−10)に示す化合物の合成では、無水コハク酸がそれぞれコレステロール又はコレスタノール(cholestanol)付加反応を行った後,炭酸カリウム存在下で、前記付加物とジニトロ塩化ベンゾイル(dinitrobenzoyl chloride)とでエステル化反応を行った後、好適な還元剤、例えば塩化スズで還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−5)又は(I−11)に示す化合物の合成では、コレステロール又はコレスタノール、塩化パラトルエンスルホニル(tosyl chloride)でそれぞれトシル化を行って、得られたトシル化(tosylation)コレステロール又はトシル化コレスタノールを、引き続きアルカリ存在下でブタンジオールと過量の塩化ジニトロベンゾイルとを反応させて得られたジニトロベンゾイルブタンジオールモノエステルと、前記トシル化コレスタノールとを、更に好適な有機溶剤中で加熱してエーテルを形成した後、好適な還元剤、例えば塩化スズで還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−6)又は(I−12)に示す化合物の合成では、無水コハク酸をそれぞれコレステロール又はコレスタノールと付加反応を行った後、前記付加物のカルボニル基を水酸化アルミニウムリチウムでメチレンに還元し、例えばカリウムtert−ブトキシドのアルカリ存在下で、前記還元物と2,4−ジニトロクロロベンゼン(2,4−dinitrochlorobenzene)とでエステル化反応を行った後、好適な還元剤、例えば塩化スズで還元反応を行う。又は例えばカリウムtert−ブトキシドのアルカリ存在下で、2,4−ジニトロクロロベンゼン(2,4−dinitrochlorobenzene)と過量のブタンジオールとの反応で得られた1−(4−ヒドロキシブトキシ)−2,4−ジニトロベンゼン(1−(4−hydroxybutoxy)−2,4−dinitrobenzene)と、前記した方法で調製して得られたトシル化コレステロール又はトシル化コレスタノールとを、好適な有機溶剤中で加熱してエーテル基を形成した後、好適な還元剤、例えば塩化スズで還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−13)に示す化合物の合成では、例えばカリウムtert−ブトキシドのアルカリ存在下で、2,4−ジニトロクロロベンゼン(2,4−dinitrochlorobenzene)と過量のエチレングリコールとを反応させて得られた1−(4−ヒドロキシエトシキ)−2,4−ジニトロベンゼン(1−(4−hydroxyethoxy)−2,4−dinitrobenzene)と、前記した方法で調製して得られたトシル化コレスタノールとを、好適な有機溶剤中で加熱してエーテルを形成した後、好適な還元剤、例えば塩化スズで還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−14)、(I−15)又は(I−16)に示す化合物の合成では、それぞれラノステロール(lanosterol)、ルミステロール(lumisterol)又はエルゴステロール(ergosterol)を出発物質として使用するとともに、構造式(I−6)の合成方法で合成する。
構造式(I−17)又は(I−18)に示す化合物の合成では、コレステロール又はコレスタノールを、塩化メタンスルホニル(methanesulfonyl chloride)でそれぞれメシル化を行った後、過量のエチレングリコールで置換反応を行って、モノエーテル化合物を合成して、更にアルカリ存在下で、前記モノエーテル化合物と3,5−ジニトロ塩化ベンゾイル(3,5−dinitrobenzoyl chloride)とを反応させてジニトロ化合物合成した後、好適な還元剤、例えば炭化パラジウム(palladium carbon)で還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−19)又は(I−20)に示す化合物の合成では、水酸化カリウムでそれぞれコレスタノール又はコレステロールにアルコキシド(alkoxide)を形成させて、更に過量のジブロモプロパンとでエーテルを形成して中間体を得て、引き続き炭酸カリウム存在下で、この中間体と3,5−ジニトロベンゼン酸(3,5−dinitrobenzoic acid)とを反応させてジニトロ化合物を合成した後、好適な還元剤、例えば炭化パラジウム(palladium carbon)で還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−21)又は(I−22)に示す化合物の合成では、無水コハク酸をそれぞれコレステロール又はコレスタノールと付加反応を行った後、N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド(N,N−dicyclohexylcarbodiimide)存在下で、この付加物と3,5−(N,N−二硫化アリル)アミノフェノール(3,5−(N,N−diallyl) aminophenol)とを反応させた後、1,3−ジメチルバルビツル酸(1,3−dimethylbarbituric acid)及びテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(tetrakistriphenyl phosphinepalladium)でアルキル基を除去して調製して得られる。
構造式(I−23)又は(I−24)に示す化合物の合成では、無水コハク酸をそれぞれコレステロール又はコレスタノールと付加反応を行った後、ボラン−テトラヒドロフラン錯体(Borane−oxolane complex)でカルボニル基を中間体としてアルコールに還元する。アルカリ存在下で、前記中間体と3,5−塩化ジニトロベンゾイルとを反応させてジニトロ化合物を合成した後、好適な還元剤、例えば炭化パラジウムで還元反応を行うことで、前記合成を完成させる。
構造式(I−25)又は(I−26)に示す化合物の合成では、無水ペンタン二酸置換コハク酸をそれぞれコレステロール又はコレスタノールとで付加反応を行った後、構造式(I−4)又は(I−10)の合成方法で合成する。
構造式(I−27)、(I−28)又は(I−29)に示す化合物の合成では好適な水素化触媒でラノステロール(lanosterol)、ルミステロール(lumisterol)又はエルゴステロール(ergosterol)を水素化した後、出発物質とするとともに、構造式(I−14)、構造式(I−15)又は(I−16)の合成方法で合成する。
該ジアミン成分(b)の使用量総モル数を100モルとすると、該構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)の使用量は10〜50モルであり、好ましくは10〜40モルであり、より好ましくは15〜35モルである。
該ジアミン化合物(b−2)は下記構造式(II)に示す構造を有する:
を表し、
は構造式(II−1)に示す有機基を表し、
構造式(II−1)中、
は水素、フッ素又はメチル基を表し、
、R又はRは各々単結合、
又はC〜Cのアルキレンを表し、
を表しており、このうち、R及びR10は各々水素、フッ素又はメチル基を表し、
は水素、フッ素、C〜C12のアルキレン基、C〜C12のフルオロアルキル基、C〜C12のアルコキシ基、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表し、
aは1又は2を表し、
b、c及びdは各々0〜4の整数を表し、
e、f及びgは各々0〜3の整数を表し、且つe+f+g≧3であり、
i及びjは各々1又は2を表し、及び、
、R、R、R、R、R又はR10が複数個であるとき、各々同じ又は異なってもよい。
構造式(II)に示す構造を有するジアミン化合物(b−2)の具体例は、下記構造式(II−2)〜構造式(II−9)に示す:
構造式(II−2)〜構造式(II−9)中、B15は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数1〜10のアルコキシであるのが好ましい。
このうち、前記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)は好ましくは下記構造式(II−10)及び構造式(II−14)に示すジアミン化合物である:
前記ジアミン化合物(b−2)は一種類を単独で又は数種類を混合して使用することができる。
該ジアミン成分(b)使用量総モル数を100モルとすると、該構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)の使用量は1〜15モルであり、好ましくは2〜12モルであり、より好ましくは3〜10モルである。
本発明の液晶配向剤において、該ジアミン成分(b)がジアミン化合物(b−1)及びジアミン化合物(b−2)を同時に使用しない場合には、吸湿性が低い特性は見られない。
本発明の具体例において、該構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)と該構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)とのモル比は2〜8であるが、好ましくは3〜8であり、より好ましくは3〜7である。もしジアミン化合物(b−1)とジアミン化合物(b−2)とのモル比[(b−1)/(b−2)]が前記範囲にあるときには、吸湿性が低いという特性に優れる。
本発明によれば、該ジアミン成分(b)はその他ジアミン化合物(b−3)を別に含有し、該その他ジアミン化合物(b−3)は、限定はしないが1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、4,4’−ジアミノヘプタン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、1,6−ジアミノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,7−ジアミノ−2,5−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−4,4−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−3−メチルヘプタン、1,9−ジアミノ−5−メチルノナン、2,11−ジアミノドデカン、1,12−ジアミノオクタデカン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルアミン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロジアミン、テトラヒドロビシクロペンタジエンジアミン、トリシクロ(6.2.1.02,7)−ウンデセンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’−ジアミノフェニルビフェニルメタン、4,4’−ジアミノフェニルビフェニルエタン、4,4’−ジアミノフェニルビフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノベンゼンホルムアニリド、4,4’−ジアミノフェニルビフェニルエーテル、3,4’−ジアミノフェニルビフェニルエーテル、1,5−ジアミノナフタレン、5−アミン−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルヒドロインデン、6−アミン−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルヒドロインデン、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、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロアントラセンヒドロアントラセン、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン[9,10−bis(4−aminophenyl)anthracene]、2,7−ジアミンフルオレンフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンフルオレン、4,4’−メチレンビス(2−クロロアニリン)、4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ジアミン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ジアミン、2,2’−ビス[4−(4−アミン−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’−ビス[(4−アミン−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、5−[4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル]フェニルメチレン−1,3−ジアミノベンゼン{5−[4−(4−n−pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene−1,3−diaminobenzene}、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−エチルフェニル)シクロヘキサン{1,1−bis[4−(4−aminophenoxy)phenyl]−4−(4−ethylphenyl)cyclohexane}又は下記構造式(III−1)〜構造式(III−25)に示すその他ジアミン化合物(b−3)が挙げられる:
構造式(III−1)中、B16
を表し、B17はステロイド基、トリフルオロメチル基、フルオロ基、炭素数2〜30のアルキル基又はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジン及びピペラジン等から誘導された窒素原子環状構造を含む1価基を表している。
上記構造式(III−I)に示すその他ジアミン化合物(b−3)は好ましくは2,4−ジアミノフェニルギ酸エチル(2,4−diaminophenyl ethyl formate)、3,5−ジアミノフェニルギ酸エチル(3,5−diaminophenyl ethyl formate)、2,4−ジアミノフェニルギ酸プロピル(2,4−diaminophenyl propyl formate)、3,5−ジアミノフェニルギ酸プロピル(3,5−diaminophenyl propyl formate)、1−ドデシルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン(1−dodecoxy−2,4−diaminobenzene)、1−ヘキサデシルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン(1−hexadecoxy−2,4−diaminobenzene)、1−オクタデシルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン(1−octadecoxy−2,4−diaminobenzene)又は下記構造式(III−1−1)〜構造式(III−1−4)に示すその他ジアミン化合物(b−3)である:
構造式(III−2)中、B18
を表し、B19及びB20は伸脂肪族環、伸芳香族環又は伸複素環基を表しており、B21は炭素数3〜18のアルキル基、炭素数3〜18のアルコキシ基、炭素数1〜5のフルオロアルキル基、炭素数1〜5のフルオロアルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子を表している。
上記構造式(III−2)に示すその他ジアミン化合物(b−3)は好ましくは下記構造式(III−2−1)〜構造式(III−2−13)に示すジアミン化合物である:
構造式(III−2−10)〜構造式(III−2−13)中、sは3〜12の整数を表すことができる。
構造式(III−3)中、B22は水素、炭素数1〜5のアシル基、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハロゲンを表し、且つ各々の重複部中のB22は同じ又は異なってもよく、B23は1〜3の整数である。
該構造式(III−3)に示すジアミン化合物は好ましくは、(1)B23は1:p−ジアミノフェニル、m−ジアミノフェニル、o−ジアミノフェニル又は2,5−ジアミンメチルベンゼン等;(2)B23は2:4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチルオキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、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’−ジアミン−5,5’−ジメチルオキシビフェニル又は4,4’−ジアミン−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル等;(3)B23は3:1,4−ビス(4’−アミノフェニル)ベンゼン等から選ばれ、より好ましくはp−ジアミノフェニル、2,5−ジアミンメチルベンゼン、4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチルオキシ−4,4’−ジアミノビフェニル又は1,4−ビス(4’−アミノフェニル)ベンゼンから選ばれる。
構造式(III−4)中、B24は2〜12の整数を表している。
構造式(III−5)中、B25は1〜5の整数を表している。該構造式(III−5)は好ましくは4,4’−ジアミノジフェニルスルフィドから選ばれる。
構造式(III−6)中、B26及びB28同じ又は異なってもよく、且つそれぞれ2価有機基を表しており、B27はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジン及びピペラジン等から誘導された窒素原子環状構造を含む2価基を表している。
構造式(III−7)中、B29、B30、B31及びB32はそれぞれ同じ又は異なっており、且つ炭素数1〜12のアリル基を表すことができる。B33は1〜3の整数を表し、且つB34は1〜20の整数を表している。
構造式(III−8)中、B35
又はシクロへキシレンを表し、B36
を表し、B37はフェニレン又はシクロへキシレンを表し、B38は水素又はヘプチルを表している。
該構造式(III−8)に示すジアミン化合物は好ましくは下記構造式(III−8−1)〜構造式(III−8−2)に示すジアミン化合物から選ばれる:
構造式(III−9)〜構造式(III−25)に示すその他ジアミン化合物(b−3)は以下の通りである:
構造式(III−17)〜構造式(III−25)中、B39は炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、そしてB40は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましい。
該その他ジアミン化合物(b−3)は好ましくは、限定はしないが4,4’−ジアミンジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミン−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルアミン、1,3−ジアミンシクロヘキサン、1,4−ジアミンシクロヘキサン、イソホロジアミン、テトラヒドロビシクロペンタジエンジアミン、トリシクロ(6.2.1.02,7)−ウンデセンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,2−ジアミンエタン、4,4’−ジアミンフェニルビフェニルメタン、4,4’−ジアミンフェニルビフェニルエーテル、5−[4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル]フェニルメチレン−1,3−ジアミノベンゼン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−エチルフェニル)シクロヘキサン、2,4−ジアミノフェニルギ酸エチル、構造式(III−1−1)、構造式(III−1−2)、構造式(III−2−1)、構造式(III−2−11)、p−ジアミノフェニル、m−ジアミノフェニル、o−ジアミノフェニル又は構造式(III−8−1)に表す化合物が挙げられ、より好ましくは脂環系ジアミン化合物であり、4,4’−ジアミンジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミン−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルアミン、1,3−ジアミンシクロヘキサン、1,4−ジアミンシクロヘキサン、イソホロジアミン、テトラヒドロビシクロペンタジエンジアミン、トリシクロ(6.2.1.02,7)−ウンデセンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)が挙げられる。
本発明において、該ジアミン成分(b−3)が脂環系ジアミン化合物であるとき、吸湿性が低いという特性に優れる。
該ジアミン成分(b)使用量総モル数を100モルとすると、該その他ジアミン化合物(b−3)は使用量が35〜89モルであり、好ましくは48モル〜88モルであり、より好ましくは55モル〜82モルである。
本発明に係る該ポリアミド酸ポリマーの調製方法では、まず混合物を溶剤中に溶解させるものであり、このうち混合物はテトラカルボン酸二無水物成分(a)とジアミン成分(b)とを含有するとともに、0℃〜100℃の温度下で縮合反応を行う。1時間〜24時間反応させた後、蒸発器で前記反応溶液に減圧蒸留を行うことで、ポリアミド酸ポリマーが得られる。又は、前記反応溶液を大量の貧溶剤中に注加して、析出物を得る。続いて、減圧乾燥の方式で該析出物を乾燥させて、ポリアミド酸ポリマーが得られる。
このうち、該ジアミン成分(b)の総使用量を100モルとすると、該テトラカルボン酸二無水物成分(a)の使用量は好ましくは20モル〜200モルであり、より好ましくは30モル〜120モルである。
縮合反応中に用いられる該溶剤は、下記する該液晶配向剤中の溶剤と同じ又は異なってもよく、しかも反応物及び生成物を溶解できるのであれば縮合反応中に用いられる該溶剤には特に限定はなく、好ましくは、該溶剤は、限定はしないが、(1)非プロトン系極性溶剤、例えば、N−メチル−2−ピロリジノン(N−methyl−2−pyrrolidinone;NMP)、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、テトラメチル尿素又はヘキサメチルリン酸トリシン等の非プロトン系極性溶剤;(2)フェノール系溶剤、例えば、m−クレゾール、ジメチルフェノール、フェノール又はハロゲン化フェノール類等のフェノール系溶剤が挙げられる。該混合物の総使用量を100重量部とすると、縮合反応中に用いられる該溶剤の使用量は好ましくは200重量部〜2000重量部であり、より好ましくは300重量部〜1800重量部である。
特に、該縮合反応中にて、該溶剤では適量の貧溶剤を併用することができる。このうち該貧溶剤は該ポリアミド酸ポリマーを析出するようなことはない。該貧溶剤は一種類を単独で又は数種類を混合して使用することができ、且つ限定はしないが(1)アルコール類、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロパンジオール、1,4−ブタンジオール又はトリエチレングリコール等のアルコール類;(2)ケトン類、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、シクロヘキサン等のケトン類;(3)エステル類、例えば酢酸メチルエステル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル又はエチルエーテル酢酸エチレングリコール等のエステル類;(4)エーテル類、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プロピルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル又はジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;(5)ハロカーボン類、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、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼン等のハロカーボン類;(6)炭化水素類、例えばテトラヒドロフラン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、メチルベンゼン又はジメチルベンゼン等の炭化水素類又は前記溶剤の任意の組合せが挙げられる。ジアミン成分(b)の使用量を100重量部とすると、該貧溶剤の用量は好ましくは0重量部〜60重量部であり、より好ましくは0重量部〜50重量部である。
該ポリイミドポリマーを調製する方法では、まずテトラカルボン酸二無水物成分(a)とジアミン成分(b)とを含有する混合物を溶液中に溶解させるとともに、重合反応を行って、ポリアミド酸ポリマーを形成する。続いて、脱水剤及び触媒の存在下で、更に加熱するとともに、脱水閉環反応を行って、該ポリアミド酸ポリマー中のアミド酸官能基を、脱水閉環反応を経てイミド官能基に変換して(イミド化)、ポリイミドポリマーを得る。
該脱水閉環反応中に用いられる溶剤は下記する該液晶配向剤中の溶剤と同じとすることができるため、ここでは別途説明しない。ポリアミド酸ポリマーの使用量を100重量部とすると、脱水閉環反応中に用いられる該溶剤の使用量は好ましくは200重量部〜2000重量部であり、より好ましくは300重量部〜1800重量部である。
より高いポリアミド酸ポリマーのイミド化率を得るためには、該脱水閉環反応の操作温度は好ましくは40℃〜200℃であり、より好ましくは40℃〜150℃である。もし該脱水閉環反応の操作温度が40℃未満である場合には、イミド化の反応は不完全となり、該ポリアミド酸ポリマーのイミド化率は低下する。しかしながら、もし脱水閉環反応の操作温度が200℃を超える場合には、得られたポリイミドポリマーの重量平均分子量が低くなりがちである。
該ポリマー組成物(A)のイミド化率範囲は通常30%〜90%であり、好ましくは35%〜88%であり、より好ましくは40%〜80%である。ポリマー組成物(A)のイミド化率が前記範囲にあるときには、吸湿性が低いという特性に優れる。
脱水閉環反応中に用いられる脱水剤は酸無水物系化合物、具体的には例えば、酢酸無水物、プロピオン酸無水物又はトリフルオロ酢酸無水物等の酸無水物系化合物から選ばれてもよい。該ポリアミド酸ポリマーを1モルとすると、該脱水剤の使用量は0.01モル〜20モルである。脱水閉環反応中に用いられる該触媒は、(1)ピリジン系化合物、例えばピリジン、トリメチルピリジン又はジメチルピリジン等のピリジン系化合物;(2)第三級アミン系化合物、例えばトリエチルアミン等の第三級アミン系化合物から選ばれてもよい。該脱水剤の使用量を1モルとすると、該触媒の使用量は0.5モル〜10モルである。
本発明に係る該ポリイミド系ブロック共重合体は、ポリアミド酸ブロック共重合体、ポリイミドブロック共重合体、ポリアミド酸−ポリイミドブロック共重合体又は前記ポリマーの任意の組合せから選ばれる。
好ましくは、該ポリイミド系ブロック共重合体の調製方法では、まず開始材料を溶剤中に溶解させるとともに、縮合反応を行う。このうち該開始材料は前記ポリアミド酸ポリマーの少なくとも1種及び/又は前記ポリイミドポリマーの少なくとも1種を含有し、しかもテトラカルボン酸二無水物成分(a)及びジアミン成分(b)をさらに含有してもよい。
該開始材料中のテトラカルボン酸二無水物成分(a)及びジアミン成分(b)はポリアミド酸ポリマーの調製中にて使用する前記テトラカルボン酸二無水物成分(a)及びジアミン成分(b)と同じであり、且つ縮合反応中に用いられる該溶剤は下記する該液晶配向剤中の溶剤と同じとすることができるため、ここでは別途説明しない。
該開始材料の使用量を100重量部とすると、縮合反応中に用いられる該溶剤の使用量は好ましくは200重量部〜2000重量部であり、より好ましくは300重量部〜1800重量部である。該縮合反応の操作温度は好ましくは0℃〜200℃であり、より好ましくは0℃〜100℃である。
好ましくは、該開始材料は、限定はしないが、(1)末端基が異なりつつ構造が異なる二種類のポリアミド酸ポリマー;(2)末端基が異なりつつ構造が異なる二種類のポリイミドポリマー;(3)末端基が異なりつつ構造が異なるポリアミド酸ポリマー及びポリイミドポリマー;(4)ポリアミド酸ポリマー、テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分であり、このうち、該テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分におけるポリアミド酸ポリマーを形成するのに使用されるテトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分とは構造が異なる少なくとも一種類;(5)ポリイミドポリマー、テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分であり、このうち、該テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分におけるポリイミドポリマーを形成するのに使用されるテトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分とは構造が異なる少なくとも一種類;(6)ポリアミド酸ポリマー、ポリイミドポリマー、テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分であり、このうち、該テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分におけるポリアミド酸ポリマー又はポリイミドポリマーを形成するのに使用されるテトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分とは構造が異なる少なくとも一種類;(7)構造が異なる二種類のポリアミド酸ポリマー、テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分;(8)構造が異なる二種類のポリイミドポリマー、テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分;(9)末端基が酸無水物基でありつつ構造が異なる二種類のポリアミド酸ポリマー及びジアミン成分;(10)末端基がアミノ基でありつつ構造が異なる二種類のポリアミド酸ポリマー及びテトラカルボン酸二無水物成分;(11)末端基が酸無水物基でありつつ構造が異なる二種類のポリイミドポリマー及びジアミン成分;(12)末端基がアミノ基でありつつ構造が異なる二種類のポリイミドポリマー及びテトラカルボン酸二無水物成分が挙げられる。
本発明の効果に影響しない範囲内にて、好ましくは、該ポリアミド酸ポリマー、該ポリイミドポリマー及び該ポリイミド系ブロック共重合体は予め分子量調節を行った後の末端修飾型ポリマーであっても良い。末端修飾型のポリマーを使用することで、該液晶配向剤の塗布性能を改善することができる。該末端修飾型ポリマーを調製する方式は、該ポリアミド酸ポリマーに縮合反応を行うと同時に、単官能性化合物を注加することで得られるものであり、該単官能性化合物は、限定はしないが、(1)1価の無水物、例えばマレイン酸無水物、フタル酸無水物、イタコン酸無水物、n−デシルコハク酸無水物、n−ドデシルコハク酸無水物、n−テトラドデシルコハク酸無水物又はn−ヘキサドデシルコハク酸無水物等の1価の無水物;(2)モノアミノ化合物、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−アミルアミン、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又はnエイコサンアミン等のモノアミノ化合物;(3)モノイソシアン酸エステル化合物、例えばモノイソシアン酸フェニルエステル又はモノイソシアン酸ナフタレンエステル等のモノイソシアン酸エステル化合物が挙げられる。
本発明に適用される溶剤(B)はN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、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、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、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プロピルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、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二エチルエーテル、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、N,N−ジメチルホルムアミド又はN,N−ジメチルアセトアミド等が好ましい。このうち、該溶剤(B)は一種類を単独で又は数種類を混合して使用することができる。
本発明の効果に影響しない範囲内にて、該液晶配向剤は更に添加剤(C)を選択的に添加することができ、しかも該添加剤(C)はエポキシ化合物又は官能性基を有するシラン化合物等である。該添加剤(C)の作用は、該液晶配向膜と基板表面との付着性を高めるためものである。該添加剤(C)は一種類を単独で又は数種類を混合して使用することができる。
該エポキシ化合物は、限定はしないが、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N−ジグリシジル−p−グリシドキシアニリン、3−(N−アリル−N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ポリマー組成物(A)の使用量を100重量部とすると、該エポキシ化合物の使用量は一般的に40重量部以下であり、好ましくは0.1重量部〜30重量部である。
官能性基を有する該シラン化合物は、限定はしないが、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チルオキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(3−ureidopropyltrimethoxysilane)、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−トリエトキシシランプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシランプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシラン−1,4,7−トリアジンデカン、10−トリエトキシシラン−1,4,7−トリアジンデカン、9−トリメトキシシラン−3,6−ジアジンノニル酢酸エステル、9−トリエトキシシラン−3,6−ジアジンノニル酢酸エステル、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、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
ポリマー組成物(A)の使用量を100重量部とすると、該シラン化合物の使用量は一般的に10重量部以下であり、好ましくは0.5重量部〜10重量部である。
本発明の液晶配向剤の調製方法は特に限定はなく、一般的な混合方法で調製することができる。例えば、まずテトラカルボン酸二無水物成分(a)及びジアミン成分(b)を均一に混合して、ポリマー組成物(A)を反応形成する。続いて、ポリマー組成物(A)を温度が0℃〜200℃の条件下で溶剤(B)を注加して、添加剤(C)を選択的に添加して、撹拌装置で溶解するまで撹拌し続ければ良い。好ましくは、20℃〜60℃の温度にて、該溶剤(B)を該ポリマー組成物中に添加する。
好ましくは、25℃の時に、本発明の液晶配向剤の粘度は通常15cps〜35cpsであり、好ましくは17cps〜33cpsであり、より好ましくは20cps〜30cpsである。
本発明の液晶配向膜の形成方式は以下の工程を含む。ロール塗布法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法(ink−jet)等の方法で、調製して得られた前記液晶配向剤を基材の表面上に塗布することで、プリコート層を形成する。続いて、該プリコート層はプリベーク処理(pre−bake treatment)、ポストベーク処理(post−bake treatment)及び配向処理(alignment treatment)を経て得られる。
前記プリベーク処理目的は、該プリコート層中の有機溶剤を揮発させることにある。該プリベーク処理の操作温度は通常30℃〜120℃であり、好ましくは40℃〜110℃であり、より好ましくは50℃〜100℃である。
該配向処理には特に制限はなく、ナイロン、レーヨン、コットン類等を採用した繊維製の布地をロールに巻き付けて、一定方向でラビングすることで配向を行うものである。前記配向処理は当業者にとっては周知であるため、ここでは別途説明しない。
前記後加熱処理工程の目的は該プリコート層中のポリマーに再度脱水閉環(イミド化)反応を行うというところにある。該後加熱処理の操作温度範囲は通常150℃〜300℃であり、好ましくは180℃〜280℃であり、より好ましくは200℃〜250℃である。
該液晶表示素子の製作方法は当業者にとっては周知である。よって、以下では簡単な説明にとどめる。
図1を参照されたい。本図では本発明の一実施例に係る液晶表示素子の側面図を図示している。好ましい実施例において、本発明の液晶表示素子100は第1のユニット110と、第2のユニット120と、液晶ユニット130とを備えており、このうち第2のユニット120と第1のユニット110とが間隔を空けて対向するとともに、液晶ユニット130は該第1のユニット110と第2のユニット120との間に配設されている。
該第1のユニット110は第1の基板111と、第1の導電膜113と、第1の液晶配向膜115とを備えており、このうち第1の導電膜113は該第1の基板111の表面に形成され、しかも第1の液晶配向膜115は該第1の導電膜113の表面に形成されている。
該第2のユニット120は第2の基板121と、第2の導電膜123と、第2の液晶配向膜125とを備えており、このうち第2の導電膜123は該第2の基板121の表面に形成され、しかも第2の液晶配向膜125は該第2の導電膜123の表面に形成されている。
該第1の基板111及び第2の基板121は透明材料等から選ばれるものであり、このうち、該透明材料は、限定はしないが、液晶表示装置に用いられる無アルカリガラス、ソーダライムガラス、硬質ガラス(パイレックス(登録商標)ガラス)、石英ガラス、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、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネイト等が挙げられる。該第1の導電膜113及び第2の導電膜123の材質は酸化スズ(SnO)、酸化インジウム−酸化スズ(In−SnO)等から選ばれる。
該第1の液晶配向膜115及び第2の液晶配向膜125はそれぞれ前記液晶配向膜であって、該液晶ユニット130にプレチルト角を形成させ、そして該液晶ユニット130は該第1の導電膜113及び第2の導電膜123とで発生した電界により駆動されるように作用する。
該液晶ユニット130に使用する液晶は単独で又は複数種類を混合して使用することができるものであり、該液晶は、限定はしないが、ジアミノベンゼン類液晶、ピリダジン(pyridazine)類液晶、シッフ塩基(shiff base)類液晶、アゾキシ(azoxy)類液晶、ビフェニル類液晶、フェニルシクロヘキサン類液晶、ビフェニル(biphenyl)類液晶、フェニルシクロヘキサン(phenylcyclohexane)類液晶、エステル(ester)類液晶、トリフェニル(terphenyl)、ビフェニルシクロヘキサン(biphenylcyclohexane)類液晶、ピリミジン(pyrimidine)類液晶、ジオヘキサン(dioxane)類液晶、ビシクロオクタン(bicyclooctane)類液晶、キュバン(cubane)類液晶等が挙げられ、しかもニーズにより例えば塩化コレステロール(cholesteryl chloride)、ペラルゴン酸コレステロール(cholesteryl nonanoate)、炭酸コレステリル(cholesteryl carbonate)等のコレステロール型液晶、又は商品名「C−15」、「CB−15」(メルク社製)のキラル(chiral)剤等、又はpデシルオキシフェニルメチレン−pアミノ−2−メチルブチルシンナメート等の強誘電性(ferroelectric)類液晶を添加することができる。
ここで以下に実施例で本発明を詳細に説明するが、本発明をこれら実施例に開示する内容に限定することを意図するものではない。
<ジアミン化合物(b−1)の調製>
調製例b−1−1:
b−1−1は構造式(I−10)であり、その調製方法は下記工程1に示す:
構造式(I−10a)の調製:
5Lの三つ口フラスコに撹拌器、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。β−コレスタノールを389 g、コハク酸無水物を201 g、N,N−ジメチルアミノピリジンを15 g、トリエチルアミンを170 mL、そして酢酸エチルを2 L注加した。次に90℃で8時間反応させた。反応が完了した後減圧蒸留で酢酸エチルを除去するとともに、クロロホルムを2L注加した。続いて有機層を希塩酸で3回洗浄して、水で4回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。生成した沈殿物をろ過により除去して、溶剤を除去することで有機層を濃縮し、白色粉末状で構造式(I−10a)である化合物を223 g得た。
構造式(I−10a)の調製を繰り返すことで、下記調製中で所望の量を得ることができる。
構造式(I−10b)の調製:
5Lの三つ口フラスコに撹拌器、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−10a)である化合物を223 g、3,5−ジニトロ塩化ベンジルを108 g、炭酸カリウムを207 g、ヨウ化ナトリウムを150 g、そしてN,N−ジメチルホルムアミドを1500 mL注加した。次に60℃で8時間反応させた。反応が完了した後、クロロホルムを3L注加した。続いて有機層を水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させて、有機層を濃縮して析出した固体を回収し、更にエタノールで洗浄した後、薄黄色粉末で構造式(I−10b)である化合物を280g得た。
構造式(I−10)の調製:
5Lの三つ口フラスコに撹拌器、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−10b)である化合物を200g、塩化スズ二水和物(SnCl・2HO)を680g、そして酢酸エチルを2L注加して4時間回流反応させた。反応が完了した後、反応混合物を順次フッ化カリウム水溶液及び水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後濃縮して、更にエタノールで再結晶させた後、薄黄色結晶で構造式(I−10)である化合物を58g得た。
調製例b−1−2:
b−1−2は構造式(I−18)であり、その調製方法は下記工程2に示す:
構造式(I−18a)の調製:
1Lの三つ口フラスコに滴下漏斗、温度計及び窒素導入用チューブを装着した。β−コレスタノールを117g、N,N−ジメチルアミノピリジンを3.7g、テトラヒドロフランを400mL、そしてトリエチルアミンを55mL注加して、氷浴した。塩化メタンスルホニル(methanesulfonylchloride,MsCl)及びテトラヒドロフランとの混和溶液100mLを滴下漏斗中に投入して、続いて1時間内で反応液中に滴下した。次に室温下で3時間反応させた。反応が完了した後、反応混合物中に酢酸エチルを500mL注加して有機層を得た。続いて有機層を水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させて、更に約300mLの有機層に濃縮した後、600mLのエタノール中に分散させて、白色沈殿物を得て、乾燥の後に構造式(I−18a)である化合物を117g得ることができた。構造式(I−18a)中にて、Msはメチルスルホニル(methylsulfonyl,CHSO−)である。
構造式(I−18b)の調製:
前記調製された構造式(I−18a)である化合物46.7g、エチレングリコール155g、そして1,4−ジオキサン200mLを混合するとともに、100℃で20時間加熱撹拌反応させた。反応が完了した後、反応混合物を500mLの水及び500mLのクロロホルムに注加して、十分に撹拌した後、有機層が分離したのを見て、続いて500mLの重炭酸ナトリウム飽和水溶液で1回洗浄した後、更に500mLの水で2回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させるとともに、ろ過、濃縮した後、0℃時に500mLのエタノールを注加して撹拌し、一晩静置した。続いて析出した白色沈澱物をろ過し、ろ過液を濃縮し、溶剤を除去した後、粘性液体粗生成物であり構造式(I−18b)である化合物を26.6g得た。
構造式(I−18c)の調製:
前記調製された構造式(I−18b)である化合物26.3g及び3,5−ジニトロ塩化ベンゾイル14gを300mLのテトラヒドロフラン溶剤中に混合するとともに、0℃で10時間撹拌反応させた。続いて、10分間内にトリエチルアミンを8.4mLを一滴ずつ注加するとともに、室温で3時間撹拌反応させた。反応が完了した後、反応混合物を濃縮するとともに、クロロホルムを500mL注加した後、300mLの水で4回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させるとともに、ろ過、濃縮した後、粘性液体を回収した。粘性液体をクロマトグラフ管で浄化するとともに、クロロホルムを展開溶媒として、薄黄色油状で構造式(I−18c)である化合物を20g得た。
構造式(I−18)の調製:
窒素ガス雰囲気にて、前記調製された構造式(I−18c)である化合物20g及び塩化スズ二水和物(II)78gを350mLの酢酸エチル溶剤中に混合させて、4時間回流加熱撹拌した。続いて2モル/Lのフッ化カリウム水溶液を400mL注加するとともに撹拌し、析出した塩をろ過した。有機層を2モル/Lのフッ化カリウム水溶液400mLで1回洗浄して、更に400mLの水で3回洗浄し、続いて有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させるとともに、ろ過、濃縮した後、薄黄色粉末を得た。得られた粉末をクロマトグラフ管で浄化するとともに、クロロホルム/エタノール=95/5(体積比)を展開溶媒として、白色粉末で構造式(I−18)である化合物を14g得た。
調製例b−1−3:
b−1−3は構造式(I−24)であり、その調製方法は下記工程3に示す:
構造式(I−24b)の調製:
0.5Lの三つ口フラスコに滴下漏斗、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−10a)である化合物24g及びテトラヒドロフラン150mLを混合するとともに、−18℃まで冷却した。0.9モル/Lの55mLのボラン−テトラヒドロフラン錯化物/テトラヒドロフランを滴下漏斗中に投入して、続いて30分内で反応液中に滴下した。次に室温で16時間反応させた。反応が完了した後、反応混合物を氷浴し、30mLの水及び酢酸エチルをゆっくりと注加し、得られた有機層を飽和重炭酸ナトリウム水溶液で2回洗浄し、更に水で3回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させるとともに、濃縮、ろ過後、白色粉末で構造式(I−24b)である化合物を17g得た。
構造式(I−24c)の調製:
0.5Lの三つ口フラスコに滴下漏斗、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−24b)である化合物15g、トリエチルアミン4.5mL及びテトラヒドロフラン100mLを混合するとともに、冷却氷浴した。50mLのテトラヒドロフランに溶解した7.4gの33,5−ジニトロ塩化ベンゾイルを滴下漏斗中に投入し、続いて1時間内で反応液中に滴下した。次に室温で2時間反応させた。反応が完了した後、反応混合物を酢酸エチルに注加し、得られた有機層を飽和重炭酸ナトリウム水溶液で2回洗浄し、更に水で3回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水するとともに、濃縮、ろ過、乾燥後、エタノールで再結晶させて構造式(I−24c)である化合物を10g得た。
構造式(I−24)の調製:
1Lの三つ口フラスコに回流管、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−24c)である化合物10g、5重量%のパラジウム−活性炭素粉末(Pd/C)95mg、エタノール120mL、テトラヒドロフランを60mL及びヒドラジンの水和物3.8mLを室温で1時間撹拌し、更に70℃で1時間撹拌反応させた。反応が終了した後、反応混合物を珪藻土でろ過してろ過液300mLを得て酢酸エチルを注加して有機層を得て、更に水で3回洗浄するとともに、濃縮、乾燥後、乾燥物をエタノールで再結晶させて、構造式(I−24)である化合物を7g得た。
調製例b−1−4:
b−1−4は構造式(I−22)であり、その調製方法は下記工程4に示す:
構造式(I−22b)の調製:
前記調製された構造式(I−10a)である化合物47g、3,5−(N,N−二硫化アリル)ジアミノベンゼンフェノール28g及びテトラヒドロフラン400mLを混合し、0℃で撹拌した。N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド(N,N−dicyclohexylcarbodiimide,DCC)を25g、そしてN,N−ジメチルアミノピリジンを2.4g注加するとともに、25℃で4時間撹拌した。その後、クロロホルムを注加するとともに、有機層を水洗した後濃縮した。得られた濃縮物をクロマトグラフ管で浄化するとともに、ヘキサン:酢酸エチル=8:1(体積比)を展開溶媒として、構造式(I−22b)化合物の粗製物を得た。
構造式(I−22)の調製:
前記調製された構造式(I−22b)である化合物38g、1,3−ジメチルバルビツル酸(dimethyl barbituric acid)23g、及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0),Pd(Ph)1.1gを200mLのジクロロメタン中に混合して、35℃で7時間撹拌して反応を行った。反応終了後、飽和重炭酸ナトリウム水溶液及び水で順次洗浄し、有機層を濃縮して、褐色の粘性液体を得た。得られた粘性液体をクロマトグラフ管で浄化するとともに、クロロホルム:エタノール=95:5(体積比)を展開溶媒として、エタノールで再結晶を行って、薄黄色粉末の構造式(I−22)である化合物を13g得た。
調製例b−1−5:
b−1−5は構造式(I−26)であり、その調製方法は下記工程5に示す:

構造式(I−26a)の調製:
10Lの三つ口フラスコに撹拌器、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。β−コレスタノールを778g、グルタン酸無水物を458g、N,N−ジメチルアミノピリジンを30g、トリエチルアミンを340mL、そして酢酸エチルを4L注加した。次に90℃で8時間反応させた。反応が完了した後、減圧蒸留で酢酸エチルを除去するとともに、クロロホルムを2Lを注加した。続いて有機層を希塩酸で3回洗浄して、水で4回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。更に生成した沈殿物をろ過により除去して、溶剤を除去することで有機層を濃縮し、白色粉末状で構造式(I−26a)である化合物を498g得た。
構造式(I−26b)の調製:
5Lの三つ口フラスコに撹拌器、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−26a)である化合物を254g、3,5−ジニトロ塩化ベンジルを108g、炭酸カリウムを207g、ヨウ化ナトリウムを150g、そしてN,N−ジメチルホルムアミドを1500mL注加した。次に60℃で8時間反応させた。反応が完了した後、クロロホルムを3L注加した。続いて有機層を水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させるとともに、有機層を濃縮して析出した固体を回収し、更にエタノールで洗浄した後に、薄黄色粉末で構造式(I−26b)である化合物を305g得た。
構造式(I−26)の調製:
5Lの三つ口フラスコに撹拌器、窒素導入用チューブ及び温度計を装着した。前記調製された構造式(I−26b)である化合物を228g、塩化スズ二水和物を680g及び酢酸エチルを2L注加し4時間回流反応させた。反応が完了した後、反応混合物を順次フッ化カリウム水溶液及び水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後濃縮して、更にエタノールで再結晶させた後、薄黄色結晶で構造式(I−26)である化合物を60g得た。<ポリマー組成物(A)の合成>
以下は表1及び表2に基づいて調製合成例及び比較合成例のポリマー組成物(A)を調製するものである。
合成例A−1−1
容積が500mlの四つ口フラスコに窒素ガス入口、撹拌器、コンデンサ管及び温度計を装着するとともに、窒素ガスを導入した。その後、構造式(I−10)に示す化合物(b−1−1)10モル%、構造式(II−10)に示す化合物(b−2−1)1モル%、p−ジアミノフェニル(b−3−1)69モル%、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(b−3−5)20モル%及びN−メチル−2−ピロリジノン(以下NMP)を80g注加するとともに、室温で溶解するまで撹拌した。続いて、2,3,5−トリカルボキシルシクロペンチル二無水物(a−1)100モル%及びNMPを20g注加するとともに、室温で2時間反応させた。反応終了後、反応溶液を1500mlの水中に注加することで、ポリマーを析出し、得られたポリマーをろ過するとともに、メタノールで洗浄及びろ過する工程を3回繰り返した。その後、生成物を真空オーブン内に入れて、温度60℃で乾燥を行って、ポリマー組成物(A−1−1)が得られた。得られたポリマー組成物(A−1−1)のイミド化率は下記する評価方式で評価を行っており、その結果は表1に示す通りである。このうちイミド化率の測定方法は後述する。
合成例A−1−2〜A−1−5及び合成比較例A−3−2
合成例A−1−2〜A−1−5及び合成比較例A−3−2は合成例A−1−1のポリマー組成物の製作方法と同じ調製方法を使用するものであるが、相違点として合成例A−1−2〜A−1−5及び合成比較例A−3−2ではポリマー組成物中での原料の種類及び使用量を変更しており、その配合及び評価結果はそれぞれ表1及び表2に示す通りであるので、ここでは別途説明しない。
合成例A−2−1
容積が500mlの四つ口フラスコに窒素ガス入口、撹拌器、ヒータ、コンデンサ管及び温度計を装着するとともに、窒素ガスを導入した。その後、構造式(I−10)に示す化合物(b−1−1)10モル%、構造式(II−10)に示す化合物(b−2−1)1モル%、p−ジアミノフェニル(b−3−1)69モル%、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(b−3−5)20モル%及びN−メチル−2−ピロリジノン(以下NMP)を80g注加するとともに、室温で溶解するまで撹拌した。続いて、2,3,5−トリカルボキシルシクロペンチル二無水物(a−1)100モル%及びNMPを20g注加した。室温で6時間反応させた後、NMPを97g、酢酸無水物を2.55g及びピリジンを19.75g注加し、温度を60℃まで上昇させて、且つ撹拌を2時間続けて、イミド化反応を行った。反応終了後、反応溶液を1500mlの水中に注加することで、ポリマーを析出し、得られたポリマーをろ過するとともに、メタノールで洗浄及びろ過する工程を3回繰り返した。その後、生成物を真空オーブン内に入れて、温度60℃で乾燥を行って、ポリマー組成物(A−2−1)が得られた。得られたポリマー組成物(A−2−1)のイミド化率の評価結果は表1に示す通りである。
合成例A−2−2〜A−2−10及び合成比較例A−3−1、A−3−3〜A−3−7
合成例A−2−2〜A−2−10及び合成比較例A−3−1、A−3−3〜A−3−7は合成例A−2−1のポリマー組成物の製作方法と同じ調製方法を使用するものであるが、相違点としてA−2−2〜A−2−10及び合成比較例A−3−1、A−3−3〜A−3−7ではポリイミドポリマー中の原料の種類及び使用量を変更しており、その配合及び評価結果はそれぞれ表1及び表2に示す通りであるので、ここでは別途説明しない。
<液晶配向剤の調製>
以下は表3及び表4に基づいて実施例1〜15及び比較例1〜7の液晶配向剤を調製するものである。
実施例1
ポリマー(A−1−1)100重量部をN−メチル−2−ピロリジノン(以下B−1)1000重量部及びエチレングリコールブチルエーテル(以下B−2)600重量部中に注加するとともに、室温にて、撹拌装置で溶解するまで撹拌を続けて、実施例1の液晶配向剤が得られた。得られた液晶配向剤は下記する評価方式で評価を行っており、その結果は表3に示す通りであり、このうち吸湿性の測定方法は後述する。
実施例2〜15及び比較例1〜7
実施例2〜15及び比較例1〜7は実施例1の液晶配向剤の製作方法と同じ調製方法を使用するものであるが、相違点として実施例2〜15及び比較例1〜7では液晶配向剤中の原料の種類及び使用量を変更しており、その配合及び評価結果はそれぞれ表3及び表4に示す通りであるので、ここでは別途説明しない。
表3及び表4中:
B−1 N−メチル−2−ピロリジノン
B−2 エチレングリコールブチルエーテル
B−3 N,N−ジメチルアセトアミド、
C−1 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
C−2 N,N−ジグリシジル−p−グリシドキシアニリン
<評価方式>
イミド化率:
イミド化率とは、ポリイミドポリマー中のアミド酸官能基の数及びイミド環の数の合計量を基準とすることで、イミド環の数の占める割合を計算するとともに、百分率で表示するということである。
イミド化率の測定方法は前記合成例A−1−1〜A−2−10及び比較合成例A−3−1〜A−3−7のポリマー組成物(A)に減圧乾燥を行った後に、前記ポリマー組成物(A)を好適な重水素化溶剤(deuteration solvent;例えば重水素化ジメチルスルホキシド)に溶解させるとともに、テトラメチルシランを基準物質として、室温(例えば25℃)にて1H−NMR(水素原子核磁気共鳴)の結果を測定して、下記式でポリマー組成物(A)のイミド化率(%)を計算した。
構造式(VII)中、Δ1はNH基プロトンの10ppm付近での化学シフト(chemical shift)にて発生したピーク値(peak)面積を表しており、Δ2はその他プロトンのピーク値面積を表しており、且つαはポリマー組成物(A)中のこれらポリマーのポリアミド酸前駆体中のNH基の1つのプロトンの、その他プロトン個数に対する比率を表している。
吸湿率:
実施例及び比較例の液晶配向剤をプリンター(日本写真印刷社製、型番Angstromer S−15)で長時間印刷性の試験を行った。このうち、印刷版は400メッシュのAPR版であり、印刷条件はニップ幅を3.6mm及びタクト時間を5秒間とした。まず100mm×100mmの1枚のガラス基板上で液晶配向剤の印刷を行った後、液晶配向膜がどれほどの時間で不透明になるかを観察した。液晶配向膜が不透明になるまでの時間との対応評価は以下の通りである。
◎:時間>60分
○:60分≧時間>30分
△:30分≧時間>15分
×:時間≦15分
前記実施例は単に本発明の原理及びその効果を説明するためのものであって、本発明を限定するためのものではない。当業者が前記実施例に対して行う修正及び改変は本発明の技術的思想に違うことはない。本発明の権利範囲は別紙の特許請求の範囲の通りである。
100 液晶表示素子
110 第1のユニット
111 第1の基板
113 第1の導電膜
115 第1の液晶配向膜
120 第2のユニット
121 第2の基板
123 第2の導電膜
125 第2の液晶配向膜
130 液晶ユニット

Claims (10)

  1. テトラカルボン酸二無水物成分(a)とジアミン成分(b)とを含有する混合物の反応から得られたポリマー組成物(A)と、
    溶剤(B)と、
    を含有する液晶配向剤であって、
    該ジアミン成分(b)は下記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)の少なくとも1種及び下記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)の少なくとも1種を含み、
    構造式(I)中、
    及びRIIIは各々独立してエーテル基、チオエーテル基、チオエステル基又はエステル基であり、このうち該チオエステル基又はエステル基の方向は限定されず、
    IIはC〜C10であるアルキレンであり、
    IVは単結合、メチレン又はエチレンであり、
    Xは炭素原子数17〜40のステロイド骨格を有する1価有機基であり、
    構造式(II)中、

    を表し、
    は構造式(II−1)に示す有機基を表し、
    構造式(II−1)中、
    は水素、フッ素又はメチル基を表し、
    、R又はRは各々単結合、
    又はC〜Cのアルキレンを表し、

    を表しており、このうち、R及びR10は各々水素、フッ素又はメチル基を表し、
    は水素、フッ素、C〜C12のアルキレン基、C〜C12のフルオロアルキル基、C〜C12のアルコキシ基、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表し、
    aは1又は2を表し、
    b、c及びdは各々0〜4の整数を表し、
    e、f及びgは各々0〜3の整数を表し、且つe+f+g≧3であり、
    i及びjは各々1又は2を表し、及び、
    、R、R、R、R、R又はR10が複数個であるとき、各々同じ又は異なってもよい液晶配向剤。
  2. 前記ジアミン成分(b)の使用量総モル数を100モルとすると、前記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)使用量が10〜50モルであり、前記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)の使用量が1〜15モルである、請求項1に記載の液晶配向剤。
  3. 前記ジアミン成分(b)が、脂環系ジアミン化合物を含有するその他ジアミン化合物(b−3)を別に含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。
  4. 前記ジアミン成分(b)の使用量総モル数を100モルとすると、前記その他ジアミン化合物(b−3)の使用量が35〜89モルである、請求項3に記載の液晶配向剤。
  5. 前記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)と前記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)とのモル比が2〜8である、請求項1に記載の液晶配向剤。
  6. 前記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)と前記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)とのモル比が3〜8である、請求項5に記載の液晶配向剤。
  7. 前記構造式(I)に示すジアミン化合物(b−1)と前記構造式(II)に示すジアミン化合物(b−2)とのモル比が3〜7である、請求項6に記載の液晶配向剤。
  8. 前記ポリマー組成物(A)のイミド化率の範囲が30〜90%である、請求項1に記載の液晶配向剤。
  9. 請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の液晶配向剤により形成されている、液晶配向膜。
  10. 請求項第9項に記載の液晶配向膜を備えた、液晶表示素子。
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