JP5585755B2 - Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本発明は液晶配向剤および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、優れた耐熱性を示す液晶配向膜を与える液晶配向剤および長時間駆動しても表示品位が低下することのない液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent and a liquid crystal display element. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal aligning agent that provides a liquid crystal aligning film exhibiting excellent heat resistance, and a liquid crystal display element that does not deteriorate display quality even when driven for a long time.
現在、液晶表示素子としては、透明導電膜が設けられた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型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型液晶表示素子が広く知られている。また、TN型液晶表示素子に比して高いコントラスト比を実現できるSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子や視角依存性の少ないIPS(In−Plane Switching)型液晶表示素子、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、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、さらに負の誘電異方性を有するネマチック型液晶を用いるVA(Vertical Alignment)型液晶表示素子等が開発されている。
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、ポリエステル等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、液晶との親和性等に優れており、多くの液晶表示素子に使用されている(例えば特許文献1〜3参照。)。
At present, as a liquid crystal display element, a liquid crystal alignment film is formed on the surface of a substrate provided with a transparent conductive film to form a liquid crystal display element substrate. A so-called TN type (twisted nematic) in which a layer of a nematic liquid crystal having a liquid crystal layer is formed into a sandwich cell and the major axis of liquid crystal molecules is continuously twisted by 90 ° from one substrate to the other substrate. TN type liquid crystal display elements having a liquid crystal cell are widely known. In addition, an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display element capable of realizing a high contrast ratio as compared with a TN type liquid crystal display element, an IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal display element with less viewing angle dependency, and an IPS type electrode structure FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display element with improved brightness by increasing the aperture ratio of the display element part, OCB (Optical Compensated Bend: optical with low viewing angle dependency and excellent high-speed response of the video screen Compensation bend) type liquid crystal display elements, and VA (vertical alignment) type liquid crystal display elements using nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy have been developed.
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. In particular, a liquid crystal alignment film made of polyamic acid or polyimide has heat resistance and mechanical strength. It has excellent affinity with liquid crystal and the like, and is used in many liquid crystal display elements (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
上記の如き液晶表示素子は、従来に比べて長時間の駆動が要求されるようになってきている。例えば近年の液晶テレビに代表されるように、良好な表示状態を長期間(例えば10年以上)維持することが要求されており、特に長時間の表示駆動によって熱ストレスが印加されても高い電圧保持率が維持される特性(以下、「耐熱性」ともいう。)が要求されている。
従来知られている液晶配向膜用の樹脂材料は、ポリアミック酸よりはポリイミドを用いること、およびこれを製造するためのモノマーとしてp−フェニレンジアミンを使用することによって耐熱性の向上を図ってきた。しかしながら、このような方策による耐熱性の向上には限界があり、従来知られている液晶配向膜用の樹脂材料によっては、益々苛酷化する液晶表示素子の使用環境における耐熱性を満足することはできなくなりつつある。
The liquid crystal display element as described above is required to be driven for a longer time than in the past. For example, as typified by recent liquid crystal televisions, it is required to maintain a good display state for a long time (for example, 10 years or more). There is a demand for characteristics that maintain the retention rate (hereinafter also referred to as “heat resistance”).
Conventionally known resin materials for liquid crystal alignment films have been improved in heat resistance by using polyimide rather than polyamic acid and by using p-phenylenediamine as a monomer for producing the same. However, there is a limit to the improvement in heat resistance by such measures, and depending on the conventionally known resin materials for liquid crystal alignment films, satisfying the heat resistance in the increasingly severe use environment of liquid crystal display elements is not possible. It is becoming impossible.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長時間熱ストレスが印加されても電圧保持率が低下することのない、高度の耐熱性を備える液晶配向膜を与えることのできる液晶配向剤および長時間駆動しても表示品位が低下することのない液晶表示素子を提供することにある。
本発明のさらに他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 alignment film having a high degree of heat resistance in which a voltage holding ratio does not decrease even when a thermal stress is applied for a long time. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal aligning agent that can be used and a liquid crystal display element that does not deteriorate display quality even when driven for a long time.
Still other 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、
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一種の重合体、ただし前記重合体はその分子内の少なくとも一部に下記式(A)
In accordance with the present invention, the above objects and advantages of the present invention are primarily as follows:
At least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid and polyimide, provided that at least a part of the polymer has the following formula (A):
で表される構造を有する、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を具備する液晶表示素子によって達成される。
It is achieved by the liquid crystal aligning agent containing which has the structure represented by these.
The above objects and advantages of the present invention are, secondly,
This is achieved by a liquid crystal display element comprising a liquid crystal alignment film formed from the above liquid crystal aligning agent.
本発明の液晶配向剤は、長時間熱ストレスが印加されても電圧保持率が低下することのない液晶配向膜を与えることができる。
かかる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本発明の液晶表示素子は、長時間駆動しても表示品位が低下することがない。従って本発明の液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、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、PDA(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラ、携帯電話、各種モニター、液晶テレビ等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 provide a liquid crystal aligning film in which the voltage holding ratio does not decrease even when heat stress is applied for a long time.
The liquid crystal display element of the present invention having the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent of the present invention does not deteriorate the display quality even when driven for a long time. Accordingly, the liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs (Personal Digital Assistants), digital cameras, It can be suitably used for display devices such as 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、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一種の重合体、ただし前記重合体はその分子内の少なくとも一部に上記式(A)で表される構造を有する、を含有する。このような重合体を、本明細書において、以下、「特定重合体」という。該特定重合体において、上記式(A)で表される構造は、重合体の主鎖中に存在していてもよく、重合体の側鎖中に存在していてもよく、あるいは重合体の主鎖および側鎖の双方に存在してもよい。
上記式(A)で表される構造としては、下記式(A−1)〜(A−3)
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The liquid crystal aligning agent of the present invention is at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid and polyimide, provided that the polymer has a structure represented by the above formula (A) in at least a part of the molecule. , Containing. Hereinafter, such a polymer is referred to as a “specific polymer” in the present specification. In the specific polymer, the structure represented by the formula (A) may be present in the main chain of the polymer, may be present in the side chain of the polymer, or may be present in the polymer. It may be present in both the main chain and the side chain.
Examples of the structure represented by the above formula (A) include the following formulas (A-1) to (A-3).
(式(A−1)中のRaはハロゲン原子、シアノ基、イソシアノ基、−OCN、−NCO、−SCN、−NCSまたはアジ基であり、nは0〜3の整数であり、「*」は、それぞれ、結合手であることを示し;
式(A−2)および(A−3)中のRbおよびRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、イソシアノ基、−OCN、−NCO、−SCN、−NCSまたはアジ基であり、「*」は、それぞれ、結合手であることを示す。)
のそれぞれで表される構造よりなる群から選択される少なくとも一種の構造であることが好ましい。
重合体中における上記式(A)で表される構造の含有割合としては、2.0×10−5モル/g以上であることが好ましく、1.0×10−4〜3.0×10−3モル/gであることがより好ましく、特に2.0×10−4〜1.0×10−3モル/gであることが好ましい。
分子内の少なくとも一部に上記式(A)で表される構造を有す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)で表される構造および2つのアミノ基を有す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、
分子内の少なくとも一部に上記式(A)で表される構造を有するポリイミドは、上記の如くして得られたポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。
(R a in the formula (A-1) is a halogen atom, a cyano group, an isocyano group, —OCN, —NCO, —SCN, —NCS or an azide group, n is an integer of 0 to 3, and “* "Indicates that each is a bond;
R b and R c in formulas (A-2) and (A-3) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an isocyano group, —OCN, —NCO, —SCN, —NCS or And “*” indicates a bond. )
It is preferable that it is at least 1 type of structure selected from the group which consists of a structure represented by each.
The content ratio of the structure represented by the above formula (A) in the polymer is preferably 2.0 × 10 −5 mol / g or more, and 1.0 × 10 −4 to 3.0 × 10. It is more preferably −3 mol / g, particularly preferably 2.0 × 10 −4 to 1.0 × 10 −3 mol / g.
Polyamic acid having a structure represented by the above formula (A) in at least a part of the molecule,
And Te tetracarboxylic acid dianhydride, and a diamine containing a compound having a structure and two amino groups represented by the above formula (A), can be obtained by reacting,
Polyimide having a structure represented by the above formula (A) in at least a part of the molecule can be obtained by dehydrating cyclization of the polyamic acid obtained as described above follow.
<テトラカルボン酸二無水物>
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物および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。
上記脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば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、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、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−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−トリカルボニル−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−ジ無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5,8−ジメチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2.2.2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、下記式(T−I)および(T−II)
<Tetracarboxylic dianhydride>
Examples of tetracarboxylic dianhydrides used for synthesizing preferred polyamic acids in the liquid crystal aligning agent of the present invention include alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, and aromatic tetracarboxylic acids. Mention may be made of dianhydrides.
Specific examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include, for example, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic. Acid 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, 1,2,4,5 -Cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6 -Tetracarboxylic Dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride 3,5,6-tricarbonyl-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-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 [ , 2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuranyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 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), the following formulas (TI) and (T-II)
(式(T−I)および(T−II)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等を挙げることができる。
上記脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物等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具体例としては、例えばピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、プロピレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,4−ブタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,8−オクタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(アンヒドロトリメリテート)、下記式(T−1)〜(T−4)
(In the formulas (T-I) and (T-II), R 1 and R 3 are each a divalent organic group having an aromatic ring, and R 2 and R 4 are each a hydrogen atom or an alkyl group. And a plurality of R 2 and R 4 may be the same or different.)
The compound etc. which are represented by each of these can be mentioned.
Specific examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include butanetetracarboxylic dianhydride.
Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include, for example, 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'-dimethyldiphenylsilane tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-tetraphenylsilane tetracarboxylic dianhydride 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-di Carboxyphenoxy Diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidenediphthalic dianhydride, 3, 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (tri Phenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4'-diphenyl ether dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4'-diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis (an Hydrotrimellitate), propylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), 1,4-butanediol-bis (anhydro) Remellitate), 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等を挙げることができる。
これらのテトラカルボン酸二無水物は一種単独でまたは二種以上組み合わせて用いることができる。
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、脂環式テトラカルボン酸二無水物ならびにピロメリット酸二無水物および2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種(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好ましい。特定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、1,3−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、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−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、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、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、3,5,6−トリカルボニル−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−ジ無水物、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)、上記式(T−I)で表される化合物のうちの下記式(T−5)〜(T−7)
The compound etc. which are represented by each of these can be mentioned.
These tetracarboxylic dianhydrides can be used singly or in combination of two or more.
The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing a preferred polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention includes alicyclic tetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride and 2,2 ′, 3,3. It is preferable to include at least one selected from the group consisting of '-biphenyltetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as “specific tetracarboxylic dianhydride”). Specific tetracarboxylic dianhydrides include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxy Cyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuranyl) ) -3-Methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride 3,5,6-tricarbonyl-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-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, 4,5,9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5- (tetrahydro-2, 5-Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, bicyclo [2.2.2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic Acid dianhydride, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2, - dione-6-spiro-3 '- (tetrahydrofuran-2', 5'-dione), the following formula (T-5) of the compounds represented by the above formula (T-I) ~ (T-7)
のそれぞれで表される化合物、上記式(T−II)で表される化合物のうちの下記式(T−8) Of the compounds represented by the formula (T-II), the following formula (T-8)
で表される化合物、ピロメリット酸二無水物および2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種であることが、良好な液晶配向性を発現しうる観点から好ましく、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、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、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−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、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、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、3,5,6−トリカルボニル−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−ジ無水物、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)、上記式(T−5)で表される化合物、ピロメリット酸二無水物および2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物であり、特に好ましくは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−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−ジオンおよびピロメリット酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種である。
特定テトラカルボン酸二無水物と併用することのできる好ましい他の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、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等を挙げることができる。
本発明の液晶配向剤におけるポリアミック酸を合成するため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60モル%以上含むものであることが好ましく、80モル%以上含むものであることがより好ましい。
And at least one selected from the group consisting of a compound represented by the formula: pyromellitic dianhydride and 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, From the viewpoint that it can be expressed, more preferably 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2, 3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, cis-3,7-dibutylsi Loocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3,5,6-tricarbonyl-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 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), a compound represented by the above formula (T-5), A tetracarboxylic dianhydride containing at least one selected from the group consisting of pyromellitic dianhydride and 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, particularly preferably 1,2 , 3,4-Cyclobutanetetracarboxylic acid Anhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -At least one selected from the group consisting of naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione and pyromellitic dianhydride.
Other preferable tetracarboxylic dianhydrides that can be used in combination with the specific tetracarboxylic dianhydride include, for example, butanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride Products, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, and the like.
The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention, the specific tetracarboxylic dianhydride as described above is 60 mol% or more based on the total tetracarboxylic dianhydride. It is preferable that it is included, and it is more preferable that 80 mol% or more is included.
<ジアミン>
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記式(A)で表される構造および2つのアミノ基を有する化合物(以下、「化合物(A)」という。)を含むものである。
化合物(A)としては、上記式(A−1)で表される構造および2つのアミノ基を有する化合物(以下、「化合物(A−1)」という。)、上記式(A−2)で表される構造および2つのアミノ基を有する化合物(以下、「化合物(A−2)」という。)ならびに上記式(A−3)で表される構造および2つのアミノ基を有する化合物(以下、「化合物(A−3)」という。)よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。上記式(A−1)におけるRaとしては、ハロゲン原子であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。nは0または1であることが好ましい。上記式(A−2)および(A−3)におけるRbおよびRcとしては、それぞれ、水素原子またはハロゲン原子であることが好ましく、水素原子またはフッ素原子であることがより好ましい。
上記化合物(A−1)としては、例えば下記式(A−1−1)
<Diamine>
The diamine used for synthesizing a preferable polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention is a compound having the structure represented by the above formula (A) and two amino groups (hereinafter referred to as “compound (A)”). Is included.
As the compound (A), a compound having the structure represented by the above formula (A-1) and two amino groups (hereinafter referred to as “compound (A-1)”), and the above formula (A-2) And a compound having a structure represented by the above formula (A-3) and a compound having two amino groups (hereinafter referred to as “compound (A-2)”) (hereinafter referred to as “compound (A-2)”). It is preferably at least one selected from the group consisting of “compound (A-3)”. R a in the above formula (A-1) is preferably a halogen atom, and more preferably a fluorine atom. n is preferably 0 or 1. R b and R c in the formulas (A-2) and (A-3) are each preferably a hydrogen atom or a halogen atom, and more preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.
Examples of the compound (A-1) include the following formula (A-1-1)
(式(A−1−1)中、Raおよびnは、それぞれ、上記式(A−1)におけるのと同義であり、Yaは単結合または炭素数6〜10のアリーレン基である。)
で表される化合物等を挙げることができる。上記式(A−1−1)におけるYaの炭素数6〜10のアリーレン基としては、例えば1,4−フェニレン基、ナフタレン−1,5−エン基等を挙げることができる。上記式(A−1−1)で表される化合物の具体例としては、例えば2,6−ジアミノベンゾチアゾール、2,7−ジアミノベンゾチアゾール,2−(4−アミノフェニル)−6−アミノベンゾチアゾール、2−(4−アミノフェニル)−7−アミノベンゾチアゾール等を挙げることができる。
上記化合物(A−2)および(A−3)としては、例えば下記式(A−2−1)および(A−3−1)
(In formula (A-1-1), R a and n have the same meanings as in formula (A-1), and Y a is a single bond or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. )
The compound etc. which are represented by these can be mentioned. Examples of the arylene group having 6 to 10 carbon atoms of Y a in the above formula (A-1-1) include a 1,4-phenylene group and a naphthalene-1,5-ene group. Specific examples of the compound represented by the above formula (A-1-1) include 2,6-diaminobenzothiazole, 2,7-diaminobenzothiazole, 2- (4-aminophenyl) -6-aminobenzo, for example. Examples include thiazole and 2- (4-aminophenyl) -7-aminobenzothiazole.
Examples of the compounds (A-2) and (A-3) include the following formulas (A-2-1) and (A-3-1)
(式(A−2−1)および(A−3−1)中、RbおよびRcは、それぞれ、上記式(A−2)または(A−3)におけるのと同義であり、YbおよびYcは、それぞれ独立に、単結合または炭素数6〜10のアリーレン基である。)
のそれぞれで表される化合物等を挙げることができる。上記式(A−2−1)および(A−3−1)におけるYbおよびYcの炭素数6〜10のアリーレン基としては、それぞれ、例えば1,4−フェニレン基、ナフタレン−1,5−エン基等を挙げることができる。上記式(A−2−1)で表される化合物の具体例としては、例えば2,6−ジアミノベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ビスチアゾール、2,6−ビス(4−アミノフェニル)ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ビスチアゾール等を;
上記式(A−3−1)で表される化合物の具体例としては、例えば2,6−ジアミノベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスチアゾール、2,6−ビス(4−アミノフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスチアゾール等を、それぞれ挙げることができる。
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いるジアミンは、上記の如き化合物(A)および後述の式(D−III)で表される化合物を含み、これらのみを用いてもよく、これら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、例えば芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、分子内に2つの一級アミノ基および該一級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン、モノ置換フェニレンジアミン、ジアミノオルガノシロキサン等を挙げることができる。
(In the formulas (A-2-1) and (A-3-1), R b and R c have the same meanings as in the formula (A-2) or (A-3), respectively, and Y b And Y c are each independently a single bond or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms.)
The compound etc. which are represented by each of these can be mentioned. In the above formulas (A-2-1) and (A-3-1), examples of the arylene group having 6 to 10 carbon atoms of Y b and Y c include a 1,4-phenylene group and naphthalene-1,5, respectively. -An ene group etc. can be mentioned. Specific examples of the compound represented by the formula (A-2-1) include 2,6-diaminobenzo [1,2-d: 4,5-d ′] bisthiazole, 2,6-bis ( 4-aminophenyl) benzo [1,2-d: 4,5-d ′] bisthiazole and the like;
Specific examples of the compound represented by the formula (A-3-1) include 2,6-diaminobenzo [1,2-d: 5,4-d ′] bisthiazole, 2,6-bis ( 4-aminophenyl) benzo [1,2-d: 5,4-d ′] bisthiazole and the like can be exemplified.
Diamines used to synthesize the preferred polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention comprise a compound represented by the above-mentioned compound (A) and below the formula (D-III), also with these only Of course, these may be used in combination with other diamines.
Examples of other diamines that can be used here include aromatic diamines, aliphatic diamines, alicyclic diamines, diamines having two primary amino groups in the molecule and nitrogen atoms other than the primary amino groups, and mono-substituted Examples thereof include phenylenediamine and diaminoorganosiloxane.
上記芳香族ジアミンとしては、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、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロアントラセン、2,7−ジアミノフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、1,4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’−ビス[(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル、ジ(4−アミノフェニル)ベンジジン、下記式(D−1)〜(D−5) Examples of the aromatic diamine include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, and 4,4′-diamino. Diphenyl 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'-dia Nobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2 , 2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene, 2,7-diaminofluorene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ′, 5,5′-tetrachloro 4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-dichloro-4,4′-diamino-5,5′-dimethoxybiphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 1,4,4 '-(P-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4'-(m-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 2,2'-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoro Propane, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4′-bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl, di (4 -Aminophenyl) benzidine, the following formulas (D-1) to (D-5)
(式(D−4)におけるyは2〜12の整数であり、式(D−5)におけるzは1〜5の整数である。)
のそれぞれで表される化合物等を;
上記脂肪族ジアミンとしては、例えば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等を;
上記脂環式ジアミンとしては、例えば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、トリシクロ[6.2.1.02,7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等を;
上記分子内に2つの一級アミノ基および該一級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミンとしては、例えば2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジメチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、6,9−ジアミノ−2−エトキシアクリジンラクテート、3,8−ジアミノ−6−フェニルフェナントリジン、1,4−ジアミノピペラジン、3,6−ジアミノアクリジン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミン、1−(3,5−ジアミノフェニル)−3−デシルスクシンイミド、1−(3,5−ジアミノフェニル)−3−オクタデシルスクシンイミド、下記式(D−I)
(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.)
A compound represented by each of
Examples of the aliphatic diamine include 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, and nonamethylenediamine;
Examples of the alicyclic diamine include 1,4-diaminocyclohexane, isophorone diamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] -undecylenedimethyl diamine, 4,4 ′. -Methylene bis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and the like;
Examples of the diamine having two primary amino groups in the molecule and a nitrogen atom other than the primary amino group include 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, , 6-Diamino-2-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino-5-phenylthiazole, 2,6-diaminopurine, 5,6-diamino-1,3-dimethyluracil, 3,5-diamino- 1,2,4-triazole, 6,9-diamino-2-ethoxyacridine lactate, 3,8-diamino-6-phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3,6-diaminoacridine, bis (4 -Aminophenyl) phenylamine, 1- (3,5-diaminophenyl) -3-decylsuccinimide, 1- (3,5-diaminophenyl) -3-octadecylsuccinimide, the following formula (DI)
(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から選ばれる窒素原子を含む環構造を有する1価の有機基であり、X1は2価の有機基であり、R6は炭素数1〜4のアルキル基であり、a1は0〜3の整数である。)
で表される化合物、下記式(D−II)
(In formula (DI), R 5 is a monovalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 1 is a divalent organic group. R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a1 is an integer of 0 to 3.)
A compound represented by formula (D-II):
(式(D−II)中、R7はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンから選ばれる窒素原子を含む環構造を有する2価の有機基であり、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く、R8は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキル基であり、a2は、それぞれ、0〜3の整数である。)
で表される化合物等を;
上記モノ置換フェニレンジアミンとしては、例えば下記式(D−III)
(In Formula (D-II), R 7 is a divalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 2 is a divalent organic group, respectively. A plurality of X 2 may be the same or different, R 8 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a2 is an integer of 0 to 3 respectively. is there.)
A compound represented by:
Examples of the mono-substituted phenylenediamine include the following formula (D-III)
(式(D−III)中、R9は−O−、−COO−*、−OCO−*、−NHCO−*、−CONH−*(ただし、以上において、「*」を付した結合手がR10と結合する。)または−CO−であり、R10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から選ば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のアルキル基であり、R11は炭素数1〜4のアルキル基であり、a3は0〜3の整数である。)
で表される化合物等を;
上記ジアミノオルガノシロキサンとしては、例えば下記式(D−IV)
(In the formula (D-III), R 9 represents —O—, —COO— * , —OCO— * , —NHCO— * , —CONH— * (in the above, the bond indicated by “*” is R 10 is bonded to R 10 ) or —CO—, and R 10 is a monovalent organic group or carbon having a skeleton or group selected from a steroid skeleton, a trifluoromethylphenyl group, a trifluoromethoxyphenyl group, and a fluorophenyl group An alkyl group having 6 to 30 carbon atoms, R 11 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a3 is an integer of 0 to 3.)
A compound represented by:
Examples of the diaminoorganosiloxane include the following formula (D-IV):
(式(D−IV)中、R12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R12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。)
で表される化合物等を、それぞれ挙げることができる。これらのジアミンは、単独でまたは二種以上組み合わせて用いることができる。
上記芳香族ジアミンのベンゼン環は、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。上記式(D−I)、(D−II)および(D−III)におけるR6、R8およびR11は、それぞれ、メチル基であることが好ましく、a1、a2およびa3は、それぞれ、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
上記式(D−III)のR10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構造またはその炭素−炭素結合の一つもしくは二つ以上が二重結合となった骨格をいう。かかるステロイド骨格を有するR10の1価の有機基としては、炭素数17〜51のものが好ましく、炭素数17〜29のものがより好ましい。
かかるステロイド骨格を有するR10の具体例としては、例えばコレスタン−3−イル基、コレスタ−5−エン−3−イル基、コレスタ−24−エン−3−イル基、コレスタ−5,24−ジエン−3−イル基、ラノスタン−3−イル基等を挙げることができる。
(In the formula (D-IV), each R 12 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 12 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 the like can be mentioned respectively. These diamines can be used alone or in combination of two or more.
The benzene ring of the aromatic diamine may be substituted with one or two or more alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group). In the above formulas (DI), (D-II) and (D-III), R 6 , R 8 and R 11 are each preferably a methyl group, and a1, a2 and a3 are each 0 Or it is preferable that it is 1, and it is more preferable that it is 0.
The steroid skeleton in R 10 of the above formula (D-III) refers to a structure composed of a cyclopentano-perhydrophenanthrene nucleus or a skeleton in which one or more of its carbon-carbon bonds are double bonds. As the monovalent organic group of R 10 having such a steroid skeleton, those having 17 to 51 carbon atoms are preferable, and those having 17 to 29 carbon atoms are more preferable.
Specific examples of R 10 having such a steroid skeleton include, for example, cholestane-3-yl group, cholesta-5-en-3-yl group, cholesta-24-en-3-yl group, cholesta-5,24-diene. A -3-yl group, a lanostane-3-yl group, etc. can be mentioned.
上記式(D−I)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(D−6) Specific examples of the compound represented by the formula (DI) include, for example, the following formula (D-6)
で表される化合物等を;
上記式(D−II)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(D−7)
A compound represented by:
Specific examples of the compound represented by the formula (D-II) include, for example, the following formula (D-7)
で表される化合物等を;
上記式(D−III)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(D−8)〜(D−16)
A compound represented by:
Specific examples of the compound represented by the formula (D-III) include, for example, the following formulas (D-8) to (D-16):
のそれぞれで表される化合物等を、それぞれ挙げることができる。
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いられる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、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−シクロヘキサンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、上記式(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、上記式(D−6)で表される化合物、上記式(D−7)で表される化合物、上記式(D−III)で表される化合物および1,3−ビス(−3−ジアミノプロピル)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一種を用いることが好ましい。上記式(D−III)で表される化合物は必須である。
上記式(D−III)で表される化合物としては、上記式(D−III)においてR9が−O−または−COO−*(ただし、「*」を付した結合手がR10と結合する。)であり、R10がステロイド骨格を有する1価の有機基である化合物が好ましく、特に上記式(D−8)〜(D−13)のそれぞれで表される化合物が好ましい。
The compounds represented by each of the above can be mentioned respectively.
Other diamines used for synthesizing a preferred polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, , 5-diaminonaphthalene, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 9,9-bis (4-aminophenyl) Fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) Bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4- Chlohexanediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, the above formula (D-1) ˜ A compound represented by each of (D-5), 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, represented by the above formula (D-6) A compound represented by the above formula (D-7), a compound represented by the above formula (D-III), and 1,3-bis (-3-diaminopropyl) tetramethyldisiloxane. It is preferable to use at least one selected. The compound represented by the above formula (D-III) is essential.
As the compound represented by the above formula (D-III), in the above formula (D-III), R 9 is —O— or —COO— * (however, a bond with “*” attached to R 10 And a compound in which R 10 is a monovalent organic group having a steroid skeleton is preferable, and compounds represented by the above formulas (D-8) to (D-13) are particularly preferable.
他のジアミンとしては、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エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンおよび上記式(D−III)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一種を含むものであることが好ましく、特に
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エーテルおよびビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンよりなる群から選択される少なくとも一種と、
上記式(D−III)で表される化合物と、
を含むものであることが好ましい。
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いるジアミンは、化合物(A)を、全ジアミンに対して、1モル%以上含むものであることが好ましく、5〜90モル%含むものであることがより好ましく、10〜80モル%含むものであることがさらに好ましく、特に15〜30モル%含むものであることが好ましい。
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いるジアミンは、上記式(D−III)で表される化合物を、全ジアミンに対して、1〜50モル%含むものであることが好ましく、5〜30モル%含むものであることがより好ましい。
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸を合成するために用いるジアミンは、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エーテルおよびビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンよりなる群から選択される少なくとも一種を、全ジアミンに対して、30〜90モル%含むものであることが好ましく、40〜80モル%含むものであることがより好ましい。
Other diamines include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, and the above formula (D-III). It is preferable that it contains at least one selected from the group consisting of the following compounds, particularly p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether and bis [4- (4-aminophenoxy). ) At least one selected from the group consisting of phenyl] sulfone,
A compound represented by the above formula (D-III);
It is preferable that it contains.
The diamine used for synthesizing a preferred polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably contains 1 mol% or more of the compound (A) relative to the total diamine, and contains 5 to 90 mol%. More preferably, it is more preferably 10 to 80 mol%, and particularly preferably 15 to 30 mol%.
The diamine used for synthesizing a preferred polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably contains 1 to 50 mol% of the compound represented by the above formula (D-III) with respect to the total diamine. More preferably 5 to 30 mol% is contained.
Diamines used for synthesizing preferred polyamic acids in the liquid crystal aligning agent of the present invention are p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether and bis [4- (4-aminophenoxy). It is preferable that at least one selected from the group consisting of phenyl] sulfone is contained in an amount of 30 to 90 mol%, more preferably 40 to 80 mol%, based on all diamines.
<ポリアミック酸の合成>
本発明の液晶配向剤における好ましいポリアミック酸は、上記の如きテトラカルボン酸二無水物と、化合物(A)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0.7〜1.2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1〜72時間、より好ましくは3〜48時間行われる。ここで、有機溶媒としては、生成するポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えば1−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、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ヘキシルオキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等のアミド化合物、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等の非プロトン性化合物;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール性化合物等を例示することができる。有機溶媒の使用量(α)は、通常、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の合計量(β)が、反応溶液の全量(α+β)に対して0.1〜30重量%になるような量であることが好ましい。なお、有機溶媒を次に説明する貧溶媒と併用する場合には、上記有機溶媒の使用量(α)とは、有機溶媒と貧溶媒との合計の使用量を意味するものとして理解されるベきである。
<Synthesis of polyamic acid>
A preferable polyamic acid in the liquid crystal aligning agent of the present invention can be obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride as described above with a diamine containing the compound (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 a ratio which becomes 0.7-1.2 equivalent.
The polyamic acid is preferably synthesized in an organic solvent, preferably at −20 ° C. to 150 ° C., more preferably at 0 to 100 ° C., preferably 1 to 72 hours, more preferably 3 to 48 hours. Done. Here, the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the produced polyamic acid. For example, 1-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, 3-butoxy Amide compounds such as -N, N-dimethylpropanamide, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-hexyloxy-N, N-dimethylpropanamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexa Examples include aprotic compounds such as methylphosphotriamide; phenolic compounds such as m-cresol, xylenol, phenol, and halogenated phenol. The amount of organic solvent used (α) is usually such that the total amount (β) of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound is 0.1 to 30% by weight with respect to the total amount of the reaction solution (α + β). An amount is preferred. When the organic solvent is used in combination with a poor solvent described below, the amount of organic solvent used (α) is understood as meaning the total amount of the organic solvent and the poor solvent. It is.
上記有機溶媒には、ポリアミック酸の貧溶媒であると一般に信じられているアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素等を、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で併用してもよい。かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、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、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、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、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジイソブチルケトン、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等を挙げることができる。
有機溶媒と上記の如き貧溶媒とを併用する場合、貧溶媒の使用割合は生成するポリアミック酸が析出しない範囲で適宜に設定することができるが、有機溶媒と貧溶媒との合計量に対して30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましい。
Alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, etc., which are generally believed to be poor solvents for polyamic acids, may be used in combination with the organic solvent as long as the resulting polyamic acid does not precipitate. Good. Specific examples of such poor solvents include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol. , Ethylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, butyl lactate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, malon Acid diethyl, 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, dichloromethane 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, diisobutyl ketone, isoamylpropionate, isoamylisobutyrate And di isopentyl ether, and the like.
When the organic solvent and the poor solvent as described above are used in combination, the use ratio of the poor solvent can be appropriately set within a range in which the generated polyamic acid does not precipitate, but with respect to the total amount of the organic solvent and the poor solvent. It is preferably 30% by weight or less, and more preferably 20% by weight or less.
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、反応溶液中の有機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。
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 organic solvent in the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. Can be performed. Further, 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 distilling under reduced pressure with an evaporator once or several times.
<ポリイミド>
本発明の液晶配向剤における好ましいポリイミドは、上記の如きポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。
本発明の液晶配向剤におけるポリイミドは、その前駆体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とが併存する部分イミド化物であってもよい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、イミド化率が40モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましい。イミド化率が40モル%以上のポリイミドを用いることによって、帯電リーク性により優れる液晶配向膜を形成しうる液晶配向剤を得ることができる。
上記イミド化率は、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。イミド化率は、ポリイミドを適当な重水素化溶媒(例えば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(例えば25℃)で1H−NMRを測定した結果から、下記数式(1)により求めることができる。
イミド化率(%)=(1−A1/A2×α)×100 (1)
(数式(1)中、A1は化学シフト10ppm付近に現れる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。)
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。
<Polyimide>
A preferred polyimide in the liquid crystal aligning agent of the present invention can be obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid as described above.
The polyimide in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a completely imidized product obtained by dehydrating and ring-closing all of the amic acid structure possessed by the polyamic acid that is the precursor, or only a part of the amic acid structure may be dehydrating and ring-closing. Alternatively, it may be a partially imidized product in which an amic acid structure and an imide ring structure coexist.
The polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably has an imidation ratio of 40 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more. By using a polyimide having an imidation ratio of 40 mol% or more, a liquid crystal aligning agent capable of forming a liquid crystal alignment film having better charge leakage properties can be obtained.
The said imidation rate represents the ratio which the number of the imide ring structure accounts with respect to the sum total of the number of the amic acid structures of polyimide, and the number of imide ring structures in percentage. At this time, a part of the imide ring may be an isoimide ring. The imidation rate is as follows from the result of measuring 1 H-NMR at room temperature (for example, 25 ° C.) using tetramethylsilane as a reference substance by dissolving polyimide in a suitable deuterated solvent (for example, deuterated dimethyl sulfoxide). It can obtain | require by Numerical formula (1).
Imidation rate (%) = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (1)
(In Formula (1), A 1 is a peak area derived from protons of NH groups appearing 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). The number ratio of other protons to one proton of NH group in
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.
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。反応時間は好ましくは1〜8時間であり、より好ましくは3〜5時間である。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。
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等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モルとすることが好ましい。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、トリエチルアミン等の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モルとすることが好ましい。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1〜8時間であり、より好ましくは3〜5時間である。
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、例えば溶媒置換等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 reaction temperature in the method (i) of heating the polyamic acid is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. The reaction time is preferably 1 to 8 hours, more preferably 3 to 5 hours. 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.
On the other hand, in the method (ii) of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution, for example, 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 imidation ratio desired, 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. It is preferable that the usage-amount of a dehydration ring-closing catalyst shall be 0.01-10 mol with respect to 1 mol of dehydrating agents to be 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 to 8 hours, more preferably 3 to 5 hours.
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 above 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−
本発明の液晶配向剤に含有され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等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等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等を挙げることができる。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−エイコシルアミン等を挙げることができる。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等を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。
−溶液粘度−
以上のようにして得られるポリアミック酸およびポリイミドは、それぞれ濃度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。
-End-modified polymer-
The polyamic acid and the polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be terminal-modified polymers each having a molecular weight adjusted. 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 acid anhydride etc. can be mentioned. 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, etc. it can. 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. .
-Solution viscosity-
The polyamic acid and polyimide obtained as described above preferably have a solution viscosity of 20 to 800 mPa · s, and a solution viscosity of 30 to 500 mPa · s, respectively, when a solution having a concentration of 10% by weight is obtained. It is more preferable that it has.
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer is a value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer for a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer. .
<その他の添加剤>
本発明の液晶配向剤は、上記の如き特定重合体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、接着性向上剤等を挙げることができる。
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、特定重合体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化合物(A)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)アクリレート等を挙げることができる。これらのうち、他のポリミック酸または他のポリイミドが好ましい。
その他の重合体の使用割合としては、重合体の合計(特定重合体および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90重量%以下であり、より好ましくは85重量%以下である。
<Other additives>
Although the liquid crystal aligning agent of this invention contains the above specific polymers as an essential component, it may contain the other component as needed. Examples of such other components include other polymers and adhesion improvers.
These other polymers can be used to improve solution and electrical properties. Such other polymer is a polymer other than the specific polymer. For example, a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine not containing the compound (A) (hereinafter referred to as “other polyamic acid”). ), A polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid (hereinafter referred to as “other polyimide”), polyamic acid ester, polyester, polyamide, polysiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene- Phenylmaleimide) derivatives, poly (meth) acrylates and the like. Of these, other polymic acids or other polyimides are preferred.
The proportion of the other polymer used is preferably 90% by weight or less, more preferably 85% by weight with respect to the total of the polymers (the total of specific polymers and other polymers; the same shall apply hereinafter). % Or less.
上記接着性向上剤は、形成される液晶配向膜の基板表面に対する接着性を向上させる目的で使用することができる。かかる接着性向上剤としては、例えば分子内に少なくとも1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等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、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、3−(N−アリル−N−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を挙げることができる。
上記の如きエポキシ化合物の使用割合としては、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 said adhesive improvement agent can be used in order to improve the adhesiveness with respect to the substrate surface of the liquid crystal aligning film formed. 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, 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′-diaminodiphenylmethane, 3- (N-allyl-N-glycidyl) amino B pills trimethoxysilane, 3- (N, N- diglycidyl) and an amino propyl trimethoxy silane.
The use ratio of the epoxy compound as described above 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 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−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
上記の如き官能性シラン化合物の使用割合としては、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0.01〜0.2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-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N- Benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis ( Examples include oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, and the like.
The use ratio of the functional silane compound as described above is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 0.2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total polymer.
本発明の液晶配向剤は、上記の如き特定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、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ヘキシルオキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等を挙げることができる。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is constituted by dissolving the specific polymer as described above and other additives optionally blended as required, preferably dissolved in an organic solvent.
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, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-hexyloxy-N, N-dimethylpropanamide and the like can be mentioned.
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、揮発性等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。例えばスピンコート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0〜200℃であり、より好ましくは20〜60℃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% by weight. 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 range of the solid content concentration varies depending on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when the spin coating 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 0-200 degreeC, More preferably, it is 20-60 degreeC.
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における好ましい動作モードとしては、TN型、VA型およびIPS型を挙げることができる。
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。
(1−1)TN型またはVA型の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、ロールコーター法、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て塗膜を形成する。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス;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)等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膜等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等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等を予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
かかる基板に液晶配向剤を塗布した後、液垂れ防止等の目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が行われる。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。プレベーク後、膜中の溶媒を完全に除去し、液晶配向剤に含有される重合体がアミック酸構造を有する場合には必要に応じてこれ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。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塗膜の膜厚は、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。
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.
Preferred operation modes in the liquid crystal display element of the present invention include TN type, VA type and IPS type.
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 varies 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) In the case of manufacturing a TN type or VA type liquid crystal display element, the present invention is applied to each of the transparent conductive film forming surfaces of a pair of two substrates provided with a patterned transparent conductive film. The liquid crystal aligning agent is preferably applied by an offset printing method, a roll coater method, a spin coating method or an ink jet printing method 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 a transparent conductive film provided on one surface of a 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 the transparent conductive film It is possible to use a method using 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 applying a liquid crystal aligning agent to such a substrate, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping. The pre-baking 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, and more preferably 0.5 to 5 minutes. After pre-baking, the solvent in the film is completely removed, and if the polymer contained in the liquid crystal aligning agent has an amic acid structure, it is calcined (post-baked) for the purpose of thermal imidization if necessary Is implemented. The post-bake temperature is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. The post-bake time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes.
The film thickness of the coating film thus formed 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、ロールコーター法、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、次いで好ましくは各塗布面を加熱(プレベークおよびポストベーク)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、塗布後のプレベークおよびポストベークの条件、形成される塗膜の膜厚については上記(1−1)と同様である。
上記(1−1)および(1−2)のいずれの場合も、本発明の液晶配向剤は塗布後に有機溶媒を除去することによって液晶配向膜となる塗膜を形成するが、本発明の液晶配向剤に含有される重合体がポリアミック酸またはイミド環構造とアミック酸構造とを併有するポリイミドである場合には、塗膜形成後にさらに加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。
(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 One surface is coated with the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably by an offset printing method, a roll coater method, a spin coating method or an ink jet printing method, and then preferably each coated surface is heated (prebaked and postbaked). To form a coating film.
The material used for the substrate and the transparent conductive film, the patterning method of the transparent conductive film, the pretreatment of the substrate, the pre-bake and post-bake conditions after coating, and the film thickness of the coating film to be formed are as described in (1-1). ).
In both cases (1-1) and (1-2), the liquid crystal aligning agent of the present invention forms a coating film that becomes a liquid crystal aligning film by removing the organic solvent after coating. When the polymer contained in the alignment agent is a polyamic acid or a polyimide having both an imide ring structure and an amic acid structure, the dehydration cyclization reaction proceeds by further heating after the coating film is formed, and the polymer is further imidized. It may be a coated film.
(2)上記のようにして形成された塗膜は、これをそのままVA型液晶表示素子用の液晶配向膜として用いることができるが、この塗膜面に対して任意的に次に述べるラビング処理を施してもよい。
上記のようにして形成された塗膜をTN型またはIPS型液晶表示素子用の液晶配向膜として用いる場合には、塗膜面に対してラビング処理を施すことにより、塗膜に液晶分子配向能を付与して液晶配向膜とする。
ラビング処理は、塗膜面を例えばナイロン、レーヨン、コットン等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。
さらに、上記のようにして形成された液晶配向膜に対して、例えば特許文献4(特開平6−222366号公報)や特許文献5(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6(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) The coating film formed as described above can be used as it is as a liquid crystal alignment film for a VA liquid crystal display element. May be applied.
When the coating film formed as described above is used as a liquid crystal alignment film for a TN-type or IPS-type liquid crystal display element, the coating film surface is subjected to rubbing treatment, whereby the liquid crystal molecular alignment ability is applied to the coating film. To give a liquid crystal alignment film.
The rubbing treatment can be performed by rubbing the coating film surface in a certain direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton.
Further, for the liquid crystal alignment film formed as described above, for example, as disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-222366) and Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-281937). A process for changing the pretilt angle of a partial region of the liquid crystal alignment film by irradiating a part of the liquid crystal alignment film with ultraviolet rays, or a liquid crystal as disclosed in Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-105444). After a resist film is formed on a part of the alignment film surface, a 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 for each region. By doing so, it is possible to improve the visual field characteristics of the liquid crystal display element obtained.
(3)上記のようにして液晶配向膜が形成された一対の基板につき、二枚の基板の液晶配向膜のラビング方向が直交または逆平行となるように間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、二枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの外表面に、偏光板を、その偏光方向が各基板に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致または直交するように貼り合わせることにより、液晶表示素子を得ることができる。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等を用いることができる。液晶としては、ネマチック型液晶およびスメクチック型液晶を挙げることができ、その中でもネマチック型液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶等を用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネート等のコレステリック型液晶;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等の強誘電性液晶等を、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。
上記のようにして製造された本発明の液晶表示素子は、従来知られている液晶表示素子と比較して、長時間連続駆動した場合であっても表示性能が劣化することがなく、具体的には例えば液晶配向膜の熱劣化による液晶の配向不良に起因すると思われるバックライトの光漏れ等が起こることがないという利点を有する。
(3) The pair of substrates on which the liquid crystal alignment films are formed as described above are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the rubbing directions of the liquid crystal alignment films of the two substrates are orthogonal or antiparallel. Then, the peripheral portions of the two substrates are bonded using a sealing agent, liquid crystal is injected and filled into the cell gap defined by the substrate surface and the sealing agent, and the injection hole is sealed to form a liquid crystal cell. And a liquid crystal display element can be obtained by bonding a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell so that the polarization direction thereof coincides with or is orthogonal to the rubbing direction of a liquid crystal alignment film formed on each substrate. Here, as the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used. Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals. Among them, nematic liquid crystals are preferable. For example, Schiff base liquid crystals, azoxy liquid crystals, biphenyl liquid crystals, phenylcyclohexane liquid crystals, ester liquid crystals, terphenyl liquid crystals. Liquid crystal, biphenylcyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, bicyclooctane liquid crystal, cubane liquid crystal, or the like can be used. Further, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, cholesteryl carbonate, etc .; chiral products such as those sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck) Agent: Ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate may be added and used.
As a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film itself in which a polarizing film called “H film” in which iodine is absorbed while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films The polarizing plate which consists of can be mentioned.
The liquid crystal display element of the present invention manufactured as described above does not deteriorate in display performance even when it is continuously driven for a long time as compared with a conventionally known liquid crystal display element. Has an advantage that the light leakage of the backlight, which may be caused by the poor alignment of the liquid crystal due to the thermal deterioration of the liquid crystal alignment film, does not occur.
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。
また、合成例における重合体の溶液粘度は、いずれもE型粘度計を用いて25℃において測定した値である。
<化合物(A)の合成>
合成例1(2,6−ジアミノベンゾチアゾールの合成)
合成原料である2−アミノ−6−ニトロベンゾチアゾールは、東京化成工業(株)の製品をそのまま使用した。2−アミノ−6−ニトロベンゾチアゾール97.6g(0.50モル)を、エタノール3,000mLに溶解し、5重量%パラジウム/カーボン90gを加え、窒素雰囲気下で70℃で1時間攪拌した。その後、ヒドラジン一水和物153mLを加え、窒素流通下において還流状態で6時間攪拌して反応を行った。反応終了後、セライト濾過によりパラジウム/カーボンを除去し、濾液から溶媒を除去した。得られた固体を蒸留水で十分に洗浄した後、乾燥することにより、目的物である2,6−ジアミノベンゾチアゾール44.8g(54.0%)を得た。
この合成操作を上記合成スケールにて繰り返し行い、以下の重合体の合成に必要な量の2,6−ジアミノベンゾチアゾールを確保した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Moreover, the solution viscosity of the polymer in the synthesis example is a value measured at 25 ° C. using an E-type viscometer.
<Synthesis of Compound (A)>
Synthesis Example 1 (Synthesis of 2,6-diaminobenzothiazole)
The synthetic raw material 2-amino-6-nitrobenzothiazole used the product of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. as it was. 97.6 g (0.50 mol) of 2-amino-6-nitrobenzothiazole was dissolved in 3,000 mL of ethanol, 5 wt% palladium / carbon 90 g was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere. Thereafter, 153 mL of hydrazine monohydrate was added, and the reaction was performed by stirring for 6 hours under reflux in a nitrogen stream. After completion of the reaction, palladium / carbon was removed by Celite filtration, and the solvent was removed from the filtrate. The obtained solid was sufficiently washed with distilled water and dried to obtain 44.8 g (54.0%) of 2,6-diaminobenzothiazole, which was the target product.
This synthesis operation was repeated on the above-described synthesis scale to secure an amount of 2,6-diaminobenzothiazole necessary for the synthesis of the following polymers.
<特定重合体の合成>
合成例2(ポリイミドの合成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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン84g(0.78モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1モル)、2,2−ジトリフルオロメチルー4,4−ジアミノビフェニル32g(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6.4g(0.010モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.8g(0.03モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1,200gに溶解し、60℃で9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、NMP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58mPa・sであった。
次いで、上記で得られたポリアミック酸溶液に、NMP2,400g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時間脱水閉環反応を行った。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し(この溶媒置換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。)、次いで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10重量%含有する溶液約3,700gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は69mPa・sであった。
<Synthesis of specific polymer>
Synthesis Example 2 (Polyimide Synthesis 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 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 84 g (0.78 mol) as diamine, 16.5 g (0.1 mol) of 2,6-diaminobenzothiazole, 32 g (0.10 mol) of 2,2-ditrifluoromethyl-4,4-diaminobiphenyl and 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) ) 6.4 g (0.010 mol) of cholestane and 2.8 g (0.03 mol) of aniline as a monoamine were added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 1 It was dissolved in 200 g, by performing a 9-hour reaction at 60 ° C., to obtain a solution containing a polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 58 mPa · s.
Next, 2,400 g of NMP was added to the polyamic acid solution obtained above, 400 g of pyridine and 410 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 (the pyridine and acetic anhydride used in the dehydration cyclization reaction were removed from the system by this solvent replacement operation. The same applies hereinafter), and then concentrated. As a result, about 3,700 g of a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-1) having an imidation ratio of about 95% was obtained. The solution viscosity of this polyimide solution was 69 mPa · s.
合成例3(ポリイミドの合成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)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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン94g(0.77モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1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9.6g(0.015モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.8g(0.030モル)をNMP960g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、NMP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60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP2,700g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時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約88%のポリイミド(PI−2)を10重量%含有する溶液約3,800gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は55mPa・sであった。
Synthesis example 3 (polyimide synthesis 2)
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 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 94 g (0.77 mol) as diamine, 2, 16.5 g (0.1 mol) of 6-diaminobenzothiazole, 25 g (0.10 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) 9.6 g (0.015 mol) of cholestane and 2.8 g (0.030 mol) of aniline as a monoamine are dissolved in 960 g of NMP, and 6 hours at 60 ° C. Performing response, to obtain a solution containing a polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 2,700 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 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 fresh γ-butyrolactone, and then concentrated to obtain about 3,800 g of a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-2) having an imidization ratio of about 88%. Got. The solution viscosity of this polyimide solution was 55 mPa · s.
合成例4(ポリイミドの合成3)
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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン94g(0.72モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1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4−(4’−トリフルオロメチルオキシベンゾイルオキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート35g(0.080モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.8g(0.030モル)をNMP1,271g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、NMP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60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP2,500g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時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約96%のポリイミド(PI−3)を10重量%含有する溶液約3,800gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は55mPa・sであった。
Synthesis example 4 (polyimide synthesis 3)
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 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 94 g (0.72 mol) as diamine, 16.5 g (0.1 mol) of 6-diaminobenzothiazole, 25 g (0.10 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 4- (4′-trifluoromethyloxybenzoyloxy) ) 35 g (0.080 mol) of cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate and 2.8 g (0.030 mol) of aniline as monoamine Was dissolved in NMP1,271g, it carried out 6 hours at 60 ° C., to obtain a solution containing a polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 2,500 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 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 then concentrated to obtain about 3,800 g of a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-3) having an imidization ratio of about 96%. Got. The solution viscosity of this polyimide solution was 55 mPa · s.
合成例5(ポリイミドの合成4)
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43g(0.30モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1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52g(0.10モル)をNMP830g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、NMPを加えてポリアミック酸濃度20重量%の溶液として測定した溶液粘度は2,200mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,500g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った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換し、次いで濃縮することにより、イミド化率約50%のポリイミド(PI−4)を7重量%含有する溶液約2,700gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は30mPa・sであった。
Synthesis Example 5 (Polyimide Synthesis 4)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 43 g (0.30 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 2,6-diaminobenzothiazole 16 0.5 g (0.1 mol) and 52 g (0.10 mol) of 3 (3,5-diaminobenzoyloxy) cholestane were dissolved in 830 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 6 hours to prepare a solution containing polyamic acid. Obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 20% by weight was 2,200 mPa · s.
Next, 1,500 g of NMP 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 NMP and then concentrated to obtain about 2,700 g of a solution containing 7% by weight of polyimide (PI-4) having an imidization ratio of about 50%. It was. The solution viscosity of this polyimide solution was 30 mPa · s.
合成例6(ポリイミドの合成5)
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49g(0.35モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1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26g(0.05モル)をNMP750g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、NMPを加えてポリアミック酸濃度20重量%の溶液として測定した溶液粘度は2,200mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800g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った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMP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−5)を7重量%含有する溶液約2,500gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は50mPa・sであった。
Synthesis Example 6 (Polyimide Synthesis 5)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 49 g (0.35 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 2,6-diaminobenzothiazole 16 0.5 g (0.1 mol) and 26 g (0.05 mol) of 3 (3,5-diaminobenzoyloxy) cholestane were dissolved in 750 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 6 hours to prepare a solution containing polyamic acid. Obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 20% by weight was 2,200 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP 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 cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP to obtain about 2,500 g of a solution containing 7% by weight of polyimide (PI-5) having an imidization ratio of about 50%. The solution viscosity of this polyimide solution was 50 mPa · s.
合成例7(ポリイミドの合成6)
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38g(0.25モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン20g(0.1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26g(0.05モル)をNMP810g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、NMPを加えてポリアミック酸濃度7重量%の溶液として測定した溶液粘度は65mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,900gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約80%のポリイミド(PI−6)を15重量%含有する溶液約1,400gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、NMP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90mPa・sであった。
Synthesis Example 7 (Polyimide Synthesis 6)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 38 g (0.25 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 2,6-diaminobenzothiazole 16 0.5 g (0.1 mol), 4,4′-diaminodiphenylmethane 20 g (0.1 mol) and 3 (3,5-diaminobenzoyloxy) cholestane 26 g (0.05 mol) were dissolved in 810 g of NMP. The solution was reacted for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 7% by weight was 65 mPa · s.
Next, 1,900 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 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 NMP to obtain about 1,400 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-6) having an imidation ratio of about 80%. A small amount of this polyimide solution was taken, and NMP was added to measure the solution viscosity as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight. The solution viscosity was 90 mPa · s.
合成例8(ポリイミドの合成7、参考例)
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43g(0.40モル)および2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1モル)をNMP1,800g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、NMP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70mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約89%のポリイミド(PI−7)を15重量%含有する溶液約1,200g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は150mPa・sであった。
Synthesis Example 8 (Polyimide Synthesis 7 , Reference Example )
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 43 g (0.40 mol) of p-phenylenediamine and 2,6-diaminobenzothiazole 16 as diamine 0.5 g (0.1 mol) was dissolved in 1,800 g of NMP 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 70 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction 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, and then concentrated to obtain about 1,200 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-7) having an imidization ratio of about 89%. Got. A small amount of this polyimide solution was taken, and γ-butyrolactone was added to measure the viscosity of the solution as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight of 150 mPa · s.
合成例9(ポリイミドの合成8、参考例)
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165g(0.75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78g(0.25モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン32g(0.30モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1モル)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル80g(0.4モル)およびビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン85g(0.20モル)をNMP2,600g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、NMP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400mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン395gおよび無水酢酸310gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約85%のポリイミド(PI−8)を15重量%含有する溶液約1,350g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は90mPa・sであった。
Synthesis Example 9 (Polyimide Synthesis 8 , Reference Example )
165 g (0.75 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 (78 g, 0.25 mol) and p-phenylenediamine (32 g, 0.30 mol) as a diamine, 16.5 g (0.1 mol) of 2,6-diaminobenzothiazole, 80 g (0.4 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 85 g (0.20) of bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} sulfone Mol) was dissolved in 2,600 g of NMP 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 400 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 395 g of pyridine and 310 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After dehydration and cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with fresh γ-butyrolactone, and then concentrated to obtain about 1,350 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-8) having an imidization ratio of about 85%. Got. 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 10% by weight. The solution viscosity was 90 mPa · s.
合成例10(ポリイミドの合成9、参考例)
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)およびジアミンとして2,6−ジアミノベンゾチアゾール82.5g(0.5モル)をNMP1,800g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、NMP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65mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約83%のポリイミド(PI−9)を15重量%含有する溶液約1,100g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は70mPa・sであった。
Synthesis Example 10 (Polyimide Synthesis 9 , Reference Example )
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 82.5 g (0.5 mol) of 2,6-diaminobenzothiazole as diamine were added to 1,800 g of NMP. And a 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 65 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 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 fresh γ-butyrolactone, and then concentrated to obtain about 1,100 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-9) having an imidization ratio of about 83%. Got. 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 10% by weight. The solution viscosity was 70 mPa · s.
合成例11(ポリイミドの合成10)
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32g(0.30モル)、2,6−ジアミノベンゾチアゾール16.5g(0.1モル)、2,2‘−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン16g(0.050モル)および4,4’−ジアミノジフェニルメタン11g(0.050モル)をNMP2,000g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、NMP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480mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン126gおよび無水酢酸163gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約88%のポリイミド(PI−10)を15重量%含有する溶液約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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は35mPa・sであった。
Synthesis Example 11 (Polyimide Synthesis 10)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 32 g (0.30 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 2,6-diaminobenzothiazole 16 0.5 g (0.1 mol), 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzene 16 g (0.050 mol) and 4,4′-diaminodiphenylmethane 11 g (0.050 mol) were dissolved in 2,000 g of NMP. The solution was reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 480 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 126 g of pyridine and 163 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 then concentrated to obtain about 1,300 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-10) having an imidization ratio of about 88%. Got. 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 10% by weight was 35 mPa · s.
<他の重合体の合成>
合成例12(他のポリアミック酸の合成1)
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物110g(0.50モル)および1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物98g(0.50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200g(1.0モル)をNMP230gおよびγ―ブチロラクトン2,010gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行った後、γ―ブチロラクトン1,350gを追加することにより、ポリアミック酸(PA−1)を10重量%含有する溶液約3,500gを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は、200mPa・sであった。
合成例13(他のポリアミック酸の合成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98g(0.50モル)およびピロメリット酸二無水物110g(0.50モル)ならびにジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルメタン200g(1.0モル)をNMP230gおよびγ―ブチロラクトン2,100gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行った後、γ―ブチロラクトン1,350gを追加することにより、ポリアミック酸(PA−2)を10重量%含有する溶液約3,500gを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は、125mPa・sであった。
<Synthesis of other polymers>
Synthesis Example 12 (Synthesis 1 of other polyamic acid)
110 g (0.50 mol) of pyromellitic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 98 g (0.50 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 4,4- By dissolving 200 g (1.0 mol) of diaminodiphenyl ether in a mixed solvent consisting of 230 g of NMP and 2,010 g of γ-butyrolactone, reacting at 40 ° C. for 3 hours, and then adding 1,350 g of γ-butyrolactone, About 3,500 g of a solution containing 10% by weight of acid (PA-1) was obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 200 mPa · s.
Synthesis Example 13 (Synthesis 2 of other polyamic acid)
1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 98 g (0.50 mol) and pyromellitic dianhydride 110 g (0.50 mol) as tetracarboxylic dianhydride and 4,4 ′ as diamine -By dissolving 200 g (1.0 mol) of diaminodiphenylmethane in a mixed solvent consisting of 230 g of NMP and 2,100 g of γ-butyrolactone, reacting at 40 ° C for 3 hours, and then adding 1,350 g of γ-butyrolactone, About 3,500 g of a solution containing 10% by weight of polyamic acid (PA-2) was obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 125 mPa · s.
合成例14(他のポリアミック酸の合成3)
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200g(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210g(1.0モル)をNMP370g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−3)を10重量%含有する溶液約3,500gを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は、160mPa・sであった。
合成例15(他のポリアミック酸の合成4)
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸無水物196g(0.9モル)および1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物19.6g(0.1モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン21.6gおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテル180g(0.8モル)をNMP2,400gに溶解し、60℃で4時間反応を行うことにより、ポリアミック酸(PA−4)を10重量%含有する溶液約2,400gを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は、200mPa・sであった。
Synthesis Example 14 (Synthesis 3 of other polyamic acids)
200 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 210 g of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl as diamine (1. 0 mol) is dissolved in a mixed solvent composed of 370 g of NMP and 3,300 g of γ-butyrolactone, and reacted at 40 ° C. for 3 hours to obtain about 3,500 g of a solution containing 10% by weight of polyamic acid (PA-3). Obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 160 mPa · s.
Synthesis Example 15 (Synthesis 4 of other polyamic acid)
Pyromellitic anhydride 196 g (0.9 mol) and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 19.6 g (0.1 mol) as tetracarboxylic dianhydride and p-phenylene as diamine 21.6 g of diamine and 180 g (0.8 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether are dissolved in 2,400 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 4 hours, thereby containing 10% by weight of polyamic acid (PA-4) About 2,400 g of a solution was obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 200 mPa · s.
合成例16(他のポリイミドの合成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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン95g(0.88モル)、2,2−ジトリフルオロメチルー4,4−ジアミノビフェニル32g(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6.4g(0.010モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.8g(0.03モル)をNMP1,200gに溶解し、60℃で9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、NMP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58mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP2,400g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時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約95%のポリイミド(PI−11)を10重量%含有する溶液約3,700gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は69mPa・sであった。
Synthesis Example 16 (Synthesis 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 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 95 g (0.88 mol) as diamine, 2,2-ditrifluoromethyl-4,4-diaminobiphenyl 32 g (0.10 mol) and 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane 6.4 g (0.010 mol) and aniline as monoamine 2. 8 g (0.03 mol) was dissolved in 1,200 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 9 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 58 mPa · s.
Next, 2,400 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 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 then concentrated to obtain about 3,700 g of a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-11) having an imidation ratio of about 95%. Got. The solution viscosity of this polyimide solution was 69 mPa · s.
合成例17(他のポリイミドの合成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)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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン94g(0.87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9.6g(0.015モル)ならびにモノアミンとしてオクタデシルアミン8.1g(0.030モル)をNMP960g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、NMP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60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP2,700g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時間脱水閉環反応を行った。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することにより、イミド化率約95%のポリイミド(PI−12)を15重量%含有する溶液約2,300g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は70mPa・sであった。
Synthesis Example 17 (Synthesis 2 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 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 94 g (0.87 mol) as diamine, 1, 25 g (0.10 mol) of 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 9.6 g (0.015 mol) of 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane and octadecylamine 8 as monoamine 0.1 g (0.030 mol) is dissolved in 960 g of NMP 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 2,700 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 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 to obtain about 2,300 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-12) having an imidation ratio of about 95%. 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 10% by weight. The solution viscosity was 70 mPa · s.
合成例18(他のポリイミドの合成3)
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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン88g(0.82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4−(4‘−トリフルオロメチルオキシベンゾイルオキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート35g(0.080モル)ならびにモノアミンとしてアニリン2.8g(0.030モル)をNMP1,200g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、NMP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60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP2,500g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時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約96%のポリイミド(PI−13)を10重量%含有する溶液約3,600gを得た。このポリイミド溶液の溶液粘度は55mPa・sであった。
Synthesis Example 18 (Synthesis 3 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 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 88 g (0.82 mol) as diamine, 1, 25 g (0.10 mol) of 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 35 g (0.080 mol) of 4- (4′-trifluoromethyloxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate and As a monoamine, 2.8 g (0.030 mol) of aniline is dissolved in 1,200 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 6 hours. A solution containing polyamic acid was obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 2,500 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 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 then concentrated to obtain about 3,600 g of a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-13) having an imidization ratio of about 96%. Got. The solution viscosity of this polyimide solution was 55 mPa · s.
合成例19(他のポリイミドの合成4)
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43g(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52g(0.10モル)をNMP830g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、NMP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60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,900g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った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMP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−14)を15重量%含有する溶液約1,100gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、NMP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47mPa・sであった。
Synthesis Example 19 (Synthesis 4 of other polyimides)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 43 g (0.40 mol) of p-phenylenediamine and 3 (3,5-diaminobenzoyl) as diamine Oxy) cholestane 52 g (0.10 mol) was dissolved in NMP 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 1,900 g of NMP 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 NMP to obtain about 1,100 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-14) having an imidation ratio of about 50%. A small amount of this polyimide solution was collected, and NMP was added thereto to measure the solution viscosity as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight, which was 47 mPa · s.
合成例20(他のポリイミドの合成5)
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49g(0.45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26g(0.05モル)をNMP750g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、NMP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58mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800g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った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMP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−15)を15重量%含有する溶液約1,000gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、NMP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85mPa・sであった。
Synthesis Example 20 (Synthesis 5 of other polyimides)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 49 g (0.45 mol) and 3 (3,5-diaminobenzoyl) of p-phenylenediamine as diamine 26 g (0.05 mol) of oxy) cholestane was dissolved in 750 g of NMP 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 58 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP 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 NMP to obtain about 1,000 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-15) having an imidation ratio of about 50%. A small amount of this polyimide solution was taken, and NMP was added thereto to measure the solution viscosity as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight, which was 85 mPa · s.
合成例21(他のポリイミドの合成6)
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38g(0.35モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン20g(0.1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26g(0.05モル)をNMP800g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、NMP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60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約80%のポリイミド(PI−16)を15重量%含有する溶液約1,050gを得た。このポリイミド溶液を少量分取し、NMP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87mPa・sであった。
Synthesis Example 21 (Synthesis 6 of other polyimides)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride, 38 g (0.35 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 20 g of 4,4′-diaminodiphenylmethane (0.1 mol) and 26 g (0.05 mol) of 3 (3,5-diaminobenzoyloxy) cholestane were dissolved in 800 g of NMP 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 collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 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 NMP to obtain about 1,050 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-16) having an imidation ratio of about 80%. A small amount of this polyimide solution was taken, and NMP was added to measure the solution viscosity as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight, which was 87 mPa · s.
合成例22(他のポリイミドの合成7)
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)およびジアミンとしてp−フェニレンジアミン54g(0.50モル)をNMP1,800g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、NMP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75mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約91%のポリイミド(PI−17)を15重量%含有する溶液約1,400g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は150mPa・sであった。
Synthesis Example 22 (Synthesis 7 of other polyimides)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 54 g (0.50 mol) of p-phenylenediamine as diamine were dissolved in 1,800 g of NMP. Reaction was performed at 0 degreeC for 6 hours, and the solution containing a polyamic acid was obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 75 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 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 fresh γ-butyrolactone, and then concentrated to obtain about 1,400 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-17) having an imidation ratio of about 91%. Got. A small amount of this polyimide solution was taken, and γ-butyrolactone was added to measure the viscosity of the solution as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight of 150 mPa · s.
合成例23(他のポリイミドの合成8)
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165g(0.75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78g(0.25モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン43g(0.40モル)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル80g(0.4モル)およびビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン85g(0.20モル)をNMP2,600g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、NMP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100mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約81%のポリイミド(PI−18)を15重量%含有する溶液約2,700g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は95mPa・sであった。
Synthesis Example 23 (Synthesis 8 of other polyimides)
165 g (0.75 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 (78 g, 0.25 mol) and 43 g (0.40 mol) of p-phenylenediamine as a diamine, 80 g (0.4 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 85 g (0.20 mol) of bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} sulfone were dissolved in 2,600 g of NMP, and the reaction was performed at 60 ° C. for 6 hours. And a solution containing polyamic acid was obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 100 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 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 then concentrated to obtain about 2,700 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-18) having an imidization ratio of about 81%. Got. A small amount of this polyimide solution was taken, and γ-butyrolactone was added to measure the viscosity of the solution as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight of 95 mPa · s.
合成例24(他のポリイミドの合成9)
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43g(0.40モル)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン16g(0.050モル)および4,4’−ジアミノジフェニルメタン11g(0.050モル)をNMP2,600g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、NMP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480mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン80gおよび無水酢酸100gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。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し、次いで濃縮することにより、イミド化率約88%のポリイミド(PI−19)を15重量%含有する溶液約2,500g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10重量%の溶液として測定した溶液粘度は90mPa・sであった。
Synthesis Example 24 (Synthesis 9 of other polyimides)
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 43 g (0.40 mol) of p-phenylenediamine as diamine, 2,2′-bis (tri Fluoromethyl) benzene (16 g, 0.050 mol) and 4,4′-diaminodiphenylmethane (11 g, 0.050 mol) dissolved in NMP (2,600 g) and reacted at 60 ° C. for 6 hours to contain a polyamic acid Got. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 480 mPa · s.
Next, 1,800 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 80 g of pyridine and 100 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 then concentrated to obtain about 2,500 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-19) having an imidization ratio of about 88%. Got. 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 10% by weight. The solution viscosity was 90 mPa · s.
実施例1
<液晶配向剤の調製>
上記合成例3で得られたポリイミド(PI−2)を含有する溶液をポリイミド(PI−2)に換算して20重量部に相当する量および上記合成例12で得られたポリアミック酸(PA−1)を含有する溶液をポリアミック酸(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。
<液晶表示素子の製造および評価>
[液晶表示素子の製造]
(1)液晶配向剤の塗工と液晶配向膜の形成
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℃のホットプレート上で1分間プレベークした後、200℃で1時間ポストベークすることにより、膜厚0.08μmの被膜を形成した。
(2)ラビング処理
上記被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。
(3)配向膜塗工基板の洗浄、乾燥、貼り合わせ
上記で得た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)製造した。
(4)液晶注入工程、偏光板の接着
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。
Example 1
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
An amount corresponding to 20 parts by weight of the solution containing polyimide (PI-2) obtained in Synthesis Example 3 in terms of polyimide (PI-2) and polyamic acid (PA-) obtained in Synthesis Example 12 1) The solution containing 1) is combined with an amount corresponding to 80 parts by weight in terms of polyamic acid (PA-1), and γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve are combined with γ-butyrolactone: N In addition to the weight ratio of methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve 71:17:12, an epoxy compound N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4, as an adhesion improver 2 parts by weight of 4′-diaminodiphenylmethane was added to prepare a solution having a solid concentration 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.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
[Manufacture of liquid crystal display elements]
(1) Application of liquid crystal aligning agent and formation of liquid crystal aligning film The liquid crystal aligning agent prepared above is rotated using a spinner on a transparent conductive film made of an ITO film provided on one surface of a glass substrate having a thickness of 1 mm. The film was applied under conditions of several 2,000 rpm and a rotation time of 20 seconds, pre-baked on an 80 ° C. hot plate for 1 minute, and then post-baked at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 0.08 μm. .
(2) Rubbing treatment Using a rubbing machine having a roll in which a rayon cloth is wound around the coating film, a rubbing treatment is performed under the conditions of a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 3 cm / sec, and a hair foot indentation length of 0.4 mm. Then, a liquid crystal alignment film was formed by imparting liquid crystal alignment ability to the coating film.
(3) Cleaning, drying, and bonding of alignment film coated substrate The substrate having the liquid crystal alignment film obtained above is ultrasonically cleaned in ultrapure water for 1 minute and then dried in a clean oven at 100 ° C. for 10 minutes. did. By repeating the same operation, two substrates (a pair) having a liquid crystal alignment film were manufactured.
(4) Liquid crystal injection step, adhesion of polarizing plate Next, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm was applied to each outer edge having the liquid crystal alignment film of the substrate having the pair of liquid crystal alignment films. After that, the liquid crystal alignment film surfaces were overlapped and pressed so as to face each other, and the adhesive was cured. 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、光学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、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電圧保持率VHRAFを測定した。熱ストレス印加前後の電圧保持率の変化率を求め、この変化率が5%未満のものを耐熱性「良好」、5%以上のものを耐熱性「不良」として評価したところ、この液晶表示素子の耐熱性は「良好」であった。
実施例2および5
重合体として、それぞれ表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いた他は実施例1と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
[Evaluation of liquid crystal display elements]
(1) Evaluation of liquid crystal alignment The liquid crystal display element manufactured above was observed using an optical microscope. At this time, the liquid crystal alignment was “good” when there was no light leakage, and the liquid crystal alignment was observed with light leakage. As a result, the liquid crystal orientation of this liquid crystal display element was “good”.
(2) Evaluation of heat resistance (heat stress test)
For the liquid crystal display device manufactured above, a voltage of 5 V was first applied 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 ). After the VHR BF measurement, the liquid crystal display element 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 VHR AF after application of thermal stress was measured. When the rate of change of the voltage holding ratio before and after the application of thermal stress was determined and the rate of change was less than 5%, the heat resistance was evaluated as “good”, and the rate of 5% or more was evaluated as “heat resistance”. The heat resistance of was “good”.
Examples 2 and 5
As the polymer, liquid crystal aligning agents were prepared in the same manner as in Example 1 except that the types shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
実施例6
<液晶配向剤の調製>
合成例5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100重量部に相当する量をとり、これにN−メチル−2−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、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50:50をなるように加え、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。
<液晶表示素子の製造および評価>
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、さらに、液晶表示素子の作製工程において(3)ラビング処理を行わなかったほかは実施例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、結果は表2に示した。
実施例7および8
重合体として、それぞれ表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いた他は実施例6と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
Example 6
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
An amount corresponding to 100 parts by weight in terms of the polyimide (PI-4) solution containing the polyimide (PI-4) obtained in Synthesis Example 5 was taken, and N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve were added thereto. , N-methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve in a weight ratio of 50:50, and N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4 which is an epoxy compound as an adhesion improver 2 parts by weight of 4′-diaminodiphenylmethane was added to prepare a solution having a solid concentration 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.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
An example except that a nematic liquid crystal (MLC-2038, manufactured by Merck & Co., Inc.) having a negative dielectric anisotropy was used as the liquid crystal, and (3) the rubbing treatment was not performed in the manufacturing process of the liquid crystal display element. A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and the liquid crystal orientation and heat resistance were evaluated. The results are shown in Table 2.
Examples 7 and 8
As the polymer, liquid crystal aligning agents were prepared in the same manner as in Example 6 except that the types shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
実施例9(参考例)
<液晶配向剤の調製>
合成例8で得られたポリイミド(PI−7)を含有する溶液のポリイミド(PI−7)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の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]プロピオネートの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80:20になるように加えて固形分濃度3.5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。
<液晶表示素子の製造および評価>
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、結果は表2に示した。
実施例10および11(いずれも参考例)
重合体として、それぞれ表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いたほかは実施例9と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
Example 9 (Reference Example)
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
An amount corresponding to 100 parts by weight in terms of the polyimide (PI-7) in the solution containing the polyimide (PI-7) obtained in Synthesis Example 8 was taken, and N was an epoxy compound as an adhesion improver. , N, N ′, N′-Tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane and a functional silane compound methyl 3- [2- (3-trimethoxysilylpropylamino) ethylamino] propionate 0.75 parts by weight was added, and γ-butyrolactone and butyl cellosolve were added so that the γ-butyrolactone: butyl cellosolve ratio was 80:20 by weight to obtain a solution having a solid concentration of 3.5% by weight. A liquid crystal aligning agent was prepared by filtering this solution using a filter having a pore diameter of 1 μm.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that nematic liquid crystal (MLC-2019, MLC-2019) having a positive dielectric anisotropy was used as the liquid crystal. The results are shown in Table 2.
Examples 10 and 11 (both are reference examples)
As the polymer, liquid crystal aligning agents were prepared in the same manner as in Example 9 except that the types shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
実施例12
<液晶配向剤の調製>
上記合成例11で得られたポリイミド(PI−10)を含有する溶液をポリイミド(PI−10)に換算して40重量部に相当する量および上記合成例15で得られたポリアミック酸(PA−4)を含有する溶液をポリアミック酸(PA−4)に換算して60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40:40:20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10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。
<液晶表示素子の製造および評価>
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、結果は表2に示した。
Example 12
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
An amount corresponding to 40 parts by weight of the solution containing the polyimide (PI-10) obtained in Synthesis Example 11 in terms of polyimide (PI-10) and the polyamic acid (PA-) obtained in Synthesis Example 15 4) The solution containing 4) is combined with an amount corresponding to 60 parts by weight in terms of polyamic acid (PA-4), γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve are In addition to the weight ratio of methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve of 40:40:20, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4, which is an epoxy compound as an adhesion improver 10 parts by weight of 4′-diaminodiphenylmethane was added to prepare a solution having a solid 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 was performed as follows using this liquid crystal aligning agent.
<Manufacture and evaluation of liquid crystal display elements>
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that nematic liquid crystal (MLC-2019, MLC-2019) having a positive dielectric anisotropy was used as the liquid crystal. The results are shown in Table 2.
比較例1〜5
重合体として、表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いたほかは実施例1と同様にして液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
比較例6〜8
重合体として、それぞれ表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いたほかは実施例6と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
比較例9および10
重合体として、それぞれ表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いたほかは実施例9と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
比較例11
重合体として、それぞれ表1に摘示した種類のものを表1記載の量用いたほかは実施例12と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表2に示した。
Comparative Examples 1-5
As the polymer, a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
Comparative Examples 6-8
As the polymer, liquid crystal aligning agents were prepared in the same manner as in Example 6 except that the types listed in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
Comparative Examples 9 and 10
As the polymer, liquid crystal aligning agents were prepared in the same manner as in Example 9 except that the types shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
Comparative Example 11
As the polymer, liquid crystal aligning agents were prepared in the same manner as in Example 12 except that the types shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and liquid crystal display elements were produced and evaluated. The results are shown in Table 2.
なお、表1の接着性向上剤の「種類」欄および溶媒組成における略称は、それぞれ以下の意味である。
<接着性向上剤>
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
<溶媒組成>
BL:γ−ブチロラクトン
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BC:ブチルセロソルブ
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)
The abbreviations in the “type” column and solvent composition of the adhesion improver in Table 1 have the following meanings, respectively.
<Adhesion improver>
Epoxy compound GAPM: N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane Functional silane compound MSPP: Methyl 3- [2- (3-trimethoxysilylpropylamino) ethylamino] propionate < Solvent composition>
BL: γ-butyrolactone NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BC: Butyl cellosolve The descriptions in the “Liquid Crystal Name” column in Table 2 have 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.)
Claims (7)
下記式(A)
下記式(D−III)
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ならびに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一種の重合体を含有することを特徴とする、液晶配向剤。 Tetracarboxylic dianhydride;
The following formula (A)
The following formula (D-III)
Compound represented by
Containing diamine and
It characterized in that it contains at least one polymer a polyamic acid and the polyamic acid obtained by reacting selected from the group consisting of polyimide obtained by cyclodehydration of the liquid crystal alignment agent.
式(A−2)および(A−3)中のRbおよびRcは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、イソシアノ基、−OCN、−NCO、−SCN、−NCSまたはアジ基であり、「*」は、それぞれ、結合手であることを示す。)
のそれぞれで表される構造よりなる群から選択される少なくとも一種の構造である、請求項1に記載の液晶配向剤。 The structure represented by the above formula (A) is represented by the following formulas (A-1) to (A-3).
R b and R c in formulas (A-2) and (A-3) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an isocyano group, —OCN, —NCO, —SCN, —NCS or And “*” indicates a bond. )
The liquid crystal aligning agent of Claim 1 which is at least 1 type of structure selected from the group which consists of a structure represented by each of these.
式(A−2−1)および(A−3−1)中のRbおよびRcは、それぞれ、上記式(A−2)または(A−3)におけるのと同義であり、YbおよびYcは、それぞれ独立に、単結合または炭素数6〜10のアリーレン基である。)
のそれぞれ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一種である、請求項2に記載の液晶配向剤。 Compounds having the structure represented by the above formula (A) and two amino groups are represented by the following formulas (A-1-1), (A-2-1) and (A-3-1).
R b and R c in formulas (A-2-1) and (A-3-1) have the same meanings as in formula (A-2) or (A-3), respectively, and Y b and Y c is each independently a single bond or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. )
Of at least one selected from the group consisting of compounds represented by the liquid crystal alignment agent according to claim 2.
Characterized by comprising a liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 6 the liquid crystal display device.
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