JP2008026891A - Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示素子の液晶配向膜を形成するために用いられる液晶配向剤および当該液晶配向膜を備えた液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、広い温度範囲で高プレチルト角が発現でき、配向均一性、即ち、プレチルト角均一性が良好であり、焼付き特性に優れ、TN型液晶表示素子、STN型液晶表示素子、OCB型液晶表示素子に好適な液晶配向膜を与える液晶配向剤および当該液晶配向膜を備えた液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent used for forming a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element and a liquid crystal display element including the liquid crystal alignment film. More specifically, a high pretilt angle can be expressed in a wide temperature range, the alignment uniformity, that is, the pretilt angle uniformity is good, the image sticking property is excellent, and the TN type liquid crystal display element, STN type liquid crystal display element, OCB type The present invention relates to a liquid crystal alignment agent that provides a liquid crystal alignment film suitable for a liquid crystal display element, and a liquid crystal display element including the liquid crystal alignment film.
現在、液晶表示素子としては、透明導電膜が設けられている基板表面にポリアミック酸、ポリイミドなどからなる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度捻れるようにした、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、VA(Vertical Allignment)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光学補償ベンド(OCB)型液晶表示素子が開発されている。
これらのうち、TN型、STN型、IPS型、OCB型液晶表示素子において、液晶の配向は、通常、ラビング処理が施された液晶配向膜により発現される。
Currently, as a liquid crystal display element, a liquid crystal alignment film made of polyamic acid, polyimide, or the like is formed on the surface of a substrate on which a transparent conductive film is provided to form a liquid crystal display element substrate. A nematic liquid crystal layer having positive dielectric anisotropy is formed in a cell having a sandwich structure so that the major axis of the liquid crystal molecules is continuously twisted 90 degrees from one substrate to the other. A TN type liquid crystal display element having a so-called TN type (Twisted Nematic) liquid crystal cell is 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 having less viewing angle dependency, and a VA (Vertical Alignment). An optically compensated bend (OCB) type liquid crystal display element has been developed which has a small viewing angle dependency and excellent high-speed response of an image screen.
Among these, in the TN type, STN type, IPS type, and OCB type liquid crystal display elements, the alignment of the liquid crystal is usually expressed by a liquid crystal alignment film subjected to a rubbing treatment.
特許文献1に記載されているように、TN型、STN型液晶表示素子において、液晶配向膜は、逆チルトの発生による表示ムラなどを防止する観点から、高い液晶のプレチルト角を発現できることが望ましい。
また、特許文献2に記載されているように、OCB型液晶表示素子においても、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移による画面の輝度低下を防止する観点から、高い液晶のプレチルト角を発現できることが望ましい。また、車載用途などを考慮した場合、広い温度範囲で高いプレチルト角を維持できることが望ましい。
特許文献3に記載されているOCB型液晶表示素子において、通常TN型液晶表示素子用配向膜として使用されている日産化学(株)製配向膜SE7492が使用されているように、TN型液晶表示素子用に使用されている配向膜は、OCB型液晶表示素子用配向膜としても使用可能である。
これら、TN型、STN型、OCB型液晶表示素子に使用できる、高いプレチルト角の発現可能な配向膜材料は従来も存在したが、プレチルト角の表示画面内でのバラツキを生じて、表示品位の低下を招く場合が多かった。
以上の状況より、TN型、STN型、OCB型液晶表示素子に好適な、広い温度範囲で高プレチルト角を発現できると共にプレチルト角の面内バラツキの小さい液晶配向剤が望まれていた。
Further, as described in Patent Document 2, an OCB type liquid crystal display element can also exhibit a high liquid crystal pretilt angle from the viewpoint of preventing a decrease in screen brightness due to a reverse transition from bend alignment to splay alignment. desirable. In consideration of in-vehicle applications, it is desirable that a high pretilt angle can be maintained over a wide temperature range.
In the OCB type liquid crystal display element described in Patent Document 3, a TN type liquid crystal display is used, as is the case with an alignment film SE7942 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., which is usually used as an alignment film for a TN type liquid crystal display element. The alignment film used for the element can also be used as an alignment film for an OCB type liquid crystal display element.
These alignment film materials that can be used for TN-type, STN-type, and OCB-type liquid crystal display elements that can exhibit a high pre-tilt angle have existed in the past. However, variations in the display screen of the pre-tilt angle occur, resulting in display quality. In many cases, it caused a decline.
From the above situation, there has been a demand for a liquid crystal aligning agent suitable for TN type, STN type, and OCB type liquid crystal display elements that can exhibit a high pretilt angle in a wide temperature range and has a small in-plane variation of the pretilt angle.
本発明の目的は、高プレチルト角が発現でき、配向均一性が良好であり、焼付き特性が優れ、かつ広い温度範囲で安定したプレチルト角を発現する液晶配向膜を与える液晶配向剤を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent that can provide a liquid crystal alignment film that can exhibit a high pretilt angle, good alignment uniformity, excellent image sticking characteristics, and a stable pretilt angle in a wide temperature range. There is.
本発明の他の目的は上記液晶配向膜を備えた液晶表示素子を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having the liquid crystal alignment film.
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。 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、下記式(I−1)で表される繰り返し単位および下記式(I−2)で表される繰り返し単位を有する重合体を含有し、式(I−1)で表わされる繰返し単位と式(I−2)で表わされる繰返し単位の合計に対する式(I−1)で表わされる繰返し単位の割合が60〜90重量%であり、式(I−2)で表される繰り返し単位が下記式(A)〜(F)のそれぞれで表わされる繰返し単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を5〜100モル%の範囲内で含有することを特徴とする液晶配向剤によって達成される。 According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows. First, a polymer having a repeating unit represented by the following formula (I-1) and a repeating unit represented by the following formula (I-2): The ratio of the repeating unit represented by formula (I-1) to the total of the repeating unit represented by formula (I-1) and the repeating unit represented by formula (I-2) is 60 to 90% by weight. Yes, the repeating unit represented by formula (I-2) is in a range of 5 to 100 mol% of at least one repeating unit selected from the group consisting of repeating units represented by the following formulas (A) to (F). It is achieved by the liquid crystal aligning agent characterized by containing in.
式中、P1は4価の有機基でありそしてQ1は2価の有機基である。 In the formula, P 1 is a tetravalent organic group and Q 1 is a divalent organic group.
式中、P2は4価の有機基でありそしてQ2は2価の有機基である。 In the formula, P 2 is a tetravalent organic group and Q 2 is a divalent organic group.
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第二に、
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ことを特徴とする液晶表示素子によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are secondly,
This is achieved by a liquid crystal display device comprising a liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent of the present invention.
本発明によれば、高プレチルト角が発現でき、配向均一性が良好であり、焼付き特性の優れる液晶配向膜を与える液晶配向剤を提供することができる。さらに、本発明の液晶配向剤により形成される液晶配向膜を有する液晶表示素子は、種々の装置に有効に使用でき、例えば卓上計算機、腕時計、置時計、計数表示板、携帯電話、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、液晶データプロジェクタ、液晶テレビなどの表示装置として好適に用いることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal aligning agent which can express a high pretilt angle, has favorable alignment uniformity, and provides the liquid crystal aligning film which is excellent in the image sticking characteristic can be provided. Furthermore, the liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film formed by the liquid crystal aligning agent of the present invention can be effectively used in various devices, for example, a desk calculator, a wristwatch, a table clock, a count display board, a mobile phone, a word processor, a personal computer. It can be suitably used as a display device such as a liquid crystal data projector or a liquid crystal television.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明における液晶配向剤は、上記式(I−1)で表される繰り返し単位および上記式(I−2)で表される繰り返し単位を有する重合体を含有する。当該重合体は、(1)上記式(I−1)で表される繰り返し単位からなるポリアミック酸と上記式(I−2)で表される繰り返し単位からなるポリイミドとの混合物であってもよく、(2)上記式(I−1)で表される繰り返し単位と上記式(I−2)で表される繰り返し単位とが、同一分子中にランダムまたはブロック状に結合してなる重合体(以下、「部分イミド化重合体」ともいう)であってもよい。
上記ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを開環重付加させて得られる。ポリイミドは、通常、ポリアミック酸を脱水閉環させて得られる。また、部分イミド化重合体は、通常、ポリアミック酸を部分的に脱水閉環させる方法か、アミック酸プレポリマーとイミドプレポリマーとを結合させてブロック共重合体を合成する方法により、得ることができる。
The liquid crystal aligning agent in this invention contains the polymer which has a repeating unit represented by the said Formula (I-1), and a repeating unit represented by the said Formula (I-2). The polymer may be a mixture of (1) a polyamic acid composed of a repeating unit represented by the above formula (I-1) and a polyimide composed of a repeating unit represented by the above formula (I-2). (2) A polymer in which the repeating unit represented by the above formula (I-1) and the repeating unit represented by the above formula (I-2) are bonded in the same molecule in a random or block form ( Hereinafter, it may also be referred to as “partially imidized polymer”.
The polyamic acid is obtained by ring-opening polyaddition of a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound. Polyimide is usually obtained by dehydrating and ring-closing polyamic acid. The partially imidized polymer can be usually obtained by a method of partially dehydrating and ring-closing polyamic acid or a method of synthesizing a block copolymer by combining an amic acid prepolymer and an imide prepolymer. .
<ポリアミック酸>
[テトラカルボン酸二無水物]
上記式(I−2)で表される繰返し単位としての上記式(A)、(B)、(C)、下記式(G)、(I)、(K)および(M)のそれぞれで示される繰り返し単位は、いずれも、テトラカルボン酸二無水物に由来する残基として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物に由来する残基を有する。かかる残基を導入するためには、ポリアミック酸の合成に用いる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を用いることができる。
<Polyamic acid>
[Tetracarboxylic dianhydride]
In the above formulas (A), (B), (C), and the following formulas (G), (I), (K), and (M) as repeating units represented by the above formula (I-2) Each of the repeating units has a residue derived from 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as a residue derived from tetracarboxylic dianhydride. In order to introduce such a residue, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride can be used as a tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of polyamic acid.
(式中、R1は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、複数存在するR1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、aは1〜3の整数であり、bは1〜20の整数である。)
また、上記式(D)、(E)、(F)、(H)、(J)、(L)および(N)のそれぞれで示される繰り返し単位は、いずれも、テトラカルボン酸二無水物に由来する残基として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−ジオンに由来する残基を有する。かかる残基を導入するためには、ポリアミック酸の合成に用いるテトラカルボン酸二無水物として、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−ジオンを用いることができる。
(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 may be the same or different, a is an integer of 1 to 3, and b is 1 to 20) Is an integer.)
The repeating units represented by the above formulas (D), (E), (F), (H), (J), (L) and (N) are all tetracarboxylic dianhydrides. 1,3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan- It has a residue derived from 1,3-dione. In order to introduce such a residue, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5) is used as a tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of polyamic acid. -Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione can be used.
(I−2)で表される繰り返し単位は、上記式(A)〜(F)のそれぞれで表わされる繰返し単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を、5〜100モル%、好ましくは10〜90モル%の範囲内で含有する。
また、式(I−2)で表わされる繰返し単位は、上記式(G)〜(L)のそれぞれで表わされる繰返し単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を、好ましくは1〜20モル%、より好ましくは2〜16モル%の範囲でさらに含有するのが望ましい。
式(I−2)で表わされる繰返し単位は上記2つのテトラカルボン酸二無水物とともに、他のテトラカルボン酸二無水物を併用することができる。
The repeating unit represented by (I-2) is 5 to 100 mol%, preferably at least one repeating unit selected from the group consisting of repeating units represented by the formulas (A) to (F). It contains in the range of 10-90 mol%.
The repeating unit represented by the formula (I-2) is preferably at least one repeating unit selected from the group consisting of repeating units represented by the above formulas (G) to (L), preferably 1 to 20 mol. %, More preferably 2 to 16 mol%.
The repeating unit represented by the formula (I-2) can be used in combination with the two tetracarboxylic dianhydrides together with other tetracarboxylic dianhydrides.
かかる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、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジクロロ−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−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ル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、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(I)および(II)で表される化合物などの脂肪族および脂環式テトラカルボン酸二無水物; Such other tetracarboxylic dianhydrides include, for example, butanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2- Dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2 -Dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2 , 3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane Tet Carboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane- 2-acetic acid 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) ) -Naft [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-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho 1,2-c] -furan-1,3-dione, 5- (2,5-dio Xotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid Anhydride, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), the following formulas (I) and (II) Aliphatic and alicyclic tetracarboxylic dianhydrides such as compounds represented by:
(式中、R2およびR4は、芳香環を有する2価の有機基を示し、R3およびR5 は、水素原子またはアルキル基を示し、複数存在するR3およびR5は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
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(1)〜(4)で表される化合物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらの他のテトラカルボン酸二無水物は1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
(Wherein R 2 and R 4 represent a divalent organic group having an aromatic ring, R 3 and R 5 represent a hydrogen atom or an alkyl group, and a plurality of R 3 and R 5 are the same. But it may be different.)
Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis ( 3,4-dicar Boxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (Phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4 , 4′-diphenyl ether dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis (anhydro trimellitate), propylene glycol-bis (anhydro trimellitate) 1,4-butanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,6-hexanediol-bis (anhydride) Trimetrate), 1,8-octanediol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis (anhydrotrimellitate), the following formulas (1) to (4) An aromatic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by These other tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
これらのうち、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジ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−5,8−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)、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、上記式(I)で表される化合物のうち下記式(5)〜(7)で表される化合物および上記式(II)で表される化合物のうち下記式(8)で表される化合物が、良好な焼付き耐性を発現させることができる観点から好ましく、特に好ましいものとして、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、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、1,2,4,5−シクロヘキサ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、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)、ピロメリット酸二無水物および下記式(5)で表される化合物を挙げることができる。 Of these, butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3- Cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4 -Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-di Oxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic 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-5,8-dimethyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo- 3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), pyromellitic dianhydride, 3,3 ′ , 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, above Of the compounds represented by formula (I), the following formula (5) Of the compound represented by (7) and the compound represented by the above formula (II), the compound represented by the following formula (8) is preferable and particularly preferable from the viewpoint of exhibiting good seizure resistance. 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride 3,5,6-tricarboxy-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-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), pyromerit Examples thereof include acid dianhydrides and compounds represented by the following formula (5).
上記式(I−1)で表される繰り返し単位(アミック酸単位)におけるP1 で表される4価の有機基と、上記式(I−2)で表される繰り返し単位(イミド単位)におけるP2 で表される4価の有機基は、いずれもテトラカルボン酸二無水物に由来する基である。これらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよいが、上記式(I−1)におけるP1 の好ましいものとしては、例えば下記式(i)および(ii)のそれぞれで表される基が挙げられる。また上記式(I−2)におけるP2の好ましいものとしては、例えば脂環骨格を有する基が挙げられ、特に好ましくは下記式(iii)、(iv)のそれぞれで表される基が挙げられる。 The tetravalent organic group represented by P 1 in the repeating unit (amic acid unit) represented by the above formula (I-1) and the repeating unit (imide unit) represented by the above formula (I-2) All of the tetravalent organic groups represented by P 2 are groups derived from tetracarboxylic dianhydride. These may be the same or different, but preferred examples of P 1 in the formula (I-1) include groups represented by the following formulas (i) and (ii), for example. It is done. Further preferable examples of P 2 in the formula (I-2), for example, include a group having an alicyclic skeleton, the following formula (iii), a group represented by each of (iv) may be mentioned particularly preferably .
(式中、Xはハロゲン原子、メチル基またはエチル基であり、cは0乃至2であり、dは0〜5の整数であり、eおよびfは0〜4の整数である。)
各繰返し単位における好ましいテトラカルボン酸二無水物の具体例を示すと、アミック酸単位を構成するテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−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、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物等が挙げられる。また、イミド単位を構成するテトラカルボン酸二無水物の具体例としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物、特に、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−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−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−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−ジオン等が挙げられる。これらのうち2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物と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−ジオンが特に好ましい。
(In the formula, X is a halogen atom, a methyl group or an ethyl group, c is 0 to 2, d is an integer of 0 to 5, and e and f are integers of 0 to 4.)
Specific examples of preferred tetracarboxylic dianhydrides in each repeating unit include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, as the tetracarboxylic dianhydride constituting the amic acid unit, , 2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1 , 2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5- Examples include cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride. Specific examples of the tetracarboxylic dianhydride constituting the imide unit include alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, particularly 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a , 4,5,9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4 5,9b-Hexahydro-5-methyl-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-8-methyl-5 (te Lahydro-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 and the like. Of these, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid 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 is particularly preferred.
[ジアミン化合物]
上記式(I−2)で表される繰返し単位としての上記式(A)および(D)で示される繰り返し単位は、いずれも、ジアミン化合物に由来する残基としてp−フェニレンジアミンに由来する残基を有する。かかる残基を導入するためには、ポリアミック酸の合成に用いるジアミン化合物として、p−フェニレンジアミンを用いることができる。
また、(I−2)で表される繰返し単位としての上記式(B)および(E)で示される繰り返し単位は、いずれも、ジアミン化合物に由来する残基として2,2’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニルに由来する残基を有する。かかる残基を導入するためには、ポリアミック酸の合成に用いるジアミン化合物として、2,2’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニルを用いることができる。
[Diamine compound]
The repeating units represented by the above formulas (A) and (D) as the repeating unit represented by the above formula (I-2) are all residues derived from p-phenylenediamine as a residue derived from a diamine compound. Has a group. In order to introduce such a residue, p-phenylenediamine can be used as a diamine compound used for the synthesis of polyamic acid.
The repeating units represented by the above formulas (B) and (E) as the repeating unit represented by (I-2) are both 2,2′-trifluoromethyl as a residue derived from a diamine compound. It has a residue derived from -4,4'-diaminobiphenyl. In order to introduce such a residue, 2,2′-trifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl can be used as a diamine compound used for the synthesis of polyamic acid.
また、(I−2)で表される繰返し単位としての上記式(C)および(F)で示される繰り返し単位は、いずれも、ジアミン化合物に由来する残基として2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンに由来する残基を有する。かかる残基を導入するためには、ポリアミック酸の合成に用いるジアミン化合物として、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンを用いることができる。
また、式(I−2)で表わされる繰返し単位は、上記式(A)〜(F)で表わされる繰返し単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を、5〜100モル%の範囲内で含有する条件を損なわない範囲で、上記3つのジアミン化合物とともに、他のジアミン化合物を用いることができる。
In addition, the repeating units represented by the above formulas (C) and (F) as the repeating unit represented by (I-2) are both 2,2-bis (4- Aminophenyl) having residues derived from hexafluoropropane. In order to introduce such a residue, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane can be used as a diamine compound used for the synthesis of polyamic acid.
In addition, the repeating unit represented by the formula (I-2) contains at least one repeating unit selected from the group consisting of repeating units represented by the above formulas (A) to (F) within a range of 5 to 100 mol%. In addition to the above three diamine compounds, other diamine compounds can be used within a range that does not impair the conditions contained.
かかる他のジアミン化合物としては、例えば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、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、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、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]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、N,N’−ジ(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ジ(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチル−ベンジジンなどの芳香族ジアミン;
1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6.2.1.02,7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)などの脂肪族および脂環式ジアミン;
2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジメチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、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、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、および下記式(III)〜(IV)で表される化合物などの、分子内に2つの1級アミノ基および該1級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン;
Examples of such other diamine compounds include m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 ′. -Diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 1,5- Diaminonaphthalene, 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'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzo Nzophenone, 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-phenyleneisopropyl Pyridene) bisaniline, 2,2′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl 4,4′-bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl, N, N′-di (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-di (4- Aromatic diamines such as aminophenyl) -N, N′-dimethyl-benzidine;
1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1 , 4-diaminocyclohexane, isophorone diamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene methylene diamine, tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] -undecylenedimethyl diamine, 4 Aliphatic and cycloaliphatic diamines such as 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine);
2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 5,6-diamino-2,3-dicyanopyrazine, 5,6-diamino-2,4 -Dihydroxypyrimidine, 2,4-diamino-6-dimethylamino-1,3,5-triazine, 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, 2,4-diamino-6-isopropoxy-1,3 , 5-triazine, 2,4-diamino-6-methoxy-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-methyl -S-triazine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 4,6-diamino-2-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino-5-phenylthiazole, 2,6- Aminopurine, 5,6-diamino-1,3-dimethyluracil, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 6,9-diamino-2-ethoxyacridine lactate, 3,8-diamino-6 Phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3,6-diaminoacridine, bis (4-aminophenyl) phenylamine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl Two primary amino groups in the molecule, such as −3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, and compounds represented by the following formulas (III) to (IV) and the primary A diamine having a nitrogen atom other than an amino group;
(式中、R6は、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンから選ばれる窒素原子を含む環構造を有する1価の有機基を示し、Yは2価の有機基を示す。) (Wherein R 6 represents a monovalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and Y represents a divalent organic group.)
(式中、Y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価の有機基を示し、R7は2価の有機基を示し、複数存在するYは、同一でも異なっていてもよい。)
下記式(V)で表されるモノ置換フェニレンジアミン類;
Wherein Y represents a divalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, R 7 represents a divalent organic group, and a plurality of Y May be the same or different.)
Mono-substituted phenylenediamines represented by the following formula (V);
(式中、R8は、−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−および−CO−から選ばれる2価の有機基を示し、R9は、ステロイド骨格、トリフルオロメチル基、フルオロ基、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基から選ばれる基を有する1価の有機基または炭素数6〜30のアルキル基を示す。)
下記式(9)〜(13)で表される化合物などを挙げることができる。これらのジアミン化合物は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
(Wherein R 8 represents a divalent organic group selected from —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH— and —CO—, and R 9 represents a steroid skeleton, A monovalent organic group having a group selected from a fluoromethyl group, a fluoro group, a fluoromethoxy group, and a trifluoromethoxy group, or an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms.)
Examples include compounds represented by the following formulas (9) to (13). These diamine compounds can be used alone or in combination of two or more.
(式中、yは2〜12の整数であり、zは1〜5の整数である。)
これらの他のジアミンのうち、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、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン 、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(9)〜(13)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、N,N’−ジ(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ジ(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチル−ベンジジン、上記式(III)で表される化合物のうち下記式(14)で表される化合物、上記式(IV)で表される化合物のうち下記式(15)で表される化合物および上記式(V)で表される化合物のうち下記式(16)〜(23)で表される化合物が好ましい。
(In the formula, y is an integer of 2 to 12, and z is an integer of 1 to 5.)
Among these other diamines, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 9,9 -Bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4 '-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4'-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-cyclohexanediamine, 4,4 '-Methylenebis (cyclohexylamine), 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, compounds represented by the above formulas (9) to (13), 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diamidine Acridine, N, N′-di (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-di (4-aminophenyl) -N, N′-dimethyl-benzidine, a compound of the above formula (III) Among these, the compound represented by the following formula (14), the compound represented by the following formula (15) among the compounds represented by the above formula (IV), and the compound represented by the above formula (V) Compounds represented by 16) to (23) are preferred.
上記式(G)および(H)のそれぞれで表わされる繰返し単位は、いずれも、ジアミン化合物に由来する残基として、上記式(22)で表わされるジアミンに由来する残基を有する。
また、上記式(I)および(J)のそれぞれで表わされる繰返し単位は、いずれもジアミン化合物に由来する残基として、上記式(16)で表わされるジアミンに由来する残基を有する。
また、上記式(K)および(L)のそれぞれで表わされる繰返し単位は、いずれもジアミン化合物に由来する残基として、上記式(23)で表わされるジアミンに由来する残基を有する。
上記式(M)および(N)のそれぞれで表される繰り返し単位はいずれもジアミン化合物に由来する残基として、下記式(VI)で表されるジアミノオルガノシロキサン;
The repeating unit represented by each of the above formulas (G) and (H) has a residue derived from the diamine represented by the above formula (22) as a residue derived from the diamine compound.
Moreover, the repeating unit represented by each of the above formulas (I) and (J) has a residue derived from the diamine represented by the above formula (16) as a residue derived from the diamine compound.
Moreover, the repeating unit represented by each of the said formula (K) and (L) has a residue derived from the diamine represented by the said Formula (23) as a residue derived from a diamine compound, respectively.
Each of the repeating units represented by the formulas (M) and (N) is a diaminoorganosiloxane represented by the following formula (VI) as a residue derived from a diamine compound;
(式中、R1は炭素数1〜12の炭化水素基を示し、複数存在するR1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、aは1〜3の整数であり、bは1〜20の整数である。)
かかるジアミノオルガノシロキサンとしては、例えば1,3−ビス(1−アミノメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(2−アミノエチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,5−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラプロピルジシロキサン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、1,7−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルテトラシロキサンなどを挙げることができる。これらは1種または2種以上一緒に用いることができる。
(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 may be the same or different, a is an integer of 1 to 3, and b is 1 to 20) Is an integer.)
Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (1-aminomethyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (2-aminoethyl) -1,1,3. , 3-tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) -1,1,3 , 3-tetramethyldisiloxane, 1,5-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3,5,5-hexamethyltrisiloxane, 1,3-bis (3-aminopropyl) -1 , 1,3,3-tetraethyldisiloxane, 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetrapropyldisiloxane, 1,3-bis (3-aminopropyl) -1, 1,3,3-tetraphenyl Siloxane, 1,7-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3,5,5,7,7- such octamethyl cyclotetrasiloxane and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
上記式(I−1)で表される繰り返し単位(アミック酸単位)におけるQ1 で表される2価の有機基と、上記式(I−2)で表される繰り返し単位(イミド単位)Q2で表される2価の有機基は、いずれもジアミン化合物に由来する基である。これらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。アミック酸単位を構成するジアミン化合物としては、(I−2)の合成に使用される前述のジアミン化合物を同様に使用できるが、これらの内、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、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、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、1,5−ジアミノナフタレン、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、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、が特に好ましい。 The divalent organic group represented by Q 1 in the repeating unit (amic acid unit) represented by the above formula (I-1) and the repeating unit (imide unit) Q represented by the above formula (I-2) The divalent organic group represented by 2 is a group derived from a diamine compound. These may be the same or different. As the diamine compound constituting the amic acid unit, the above-mentioned diamine compounds used in the synthesis of (I-2) can be used in the same manner, and among these, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′- Diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,5-diaminonaphthalene, 2,7-diaminofluorene, 9,9-bis (4-amino) Phenyl) fluorene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, is particularly preferred.
[ポリアミック酸の合成反応]
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化合物の使用割合は、ジアミン化合物に含まれるアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは0.3〜1.2当量となる割合である。
ポリアミック酸の合成反応は、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℃の温度条件下で行われる。ここで、有機溶媒としては、合成され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N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどの非プロトン系極性溶媒;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などのフェノール系溶媒を例示することができる。また、有機溶媒の使用量(a)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総量(b)が、反応溶液の全量(a+b)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。
[Synthetic reaction of polyamic acid]
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound used for the polyamic acid synthesis reaction is such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.1 relative to 1 equivalent of the amino group contained in the diamine compound. A ratio of 2 to 2 equivalents is preferable, and a ratio of 0.3 to 1.2 equivalents is more preferable.
The synthetic reaction of polyamic acid is preferably carried out in an organic solvent under a temperature condition of -20 to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C. Here, the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the synthesized polyamic acid. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide And aprotic polar solvents such as γ-butyrolactone, tetramethylurea and hexamethylphosphortriamide; and phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol. The amount of organic solvent used (a) is usually such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound is 0.1 to 30% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. It is preferable that the amount is small.
<貧溶媒>
なお、前記有機溶媒には、ポリアミック酸の貧溶媒であるアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で併用することができる。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、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、キシレンなどを挙げることができる。
<Poor solvent>
The organic solvent can be used in combination with an alcohol, ketone, ester, ether, halogenated hydrocarbon, hydrocarbon, or the like, which is a poor solvent for polyamic acid, as long as the polyamic acid to be produced does not precipitate. Specific examples of the poor solvent include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, 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, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene Glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n- Chill 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 and the like.
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。そして、この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、または、反応溶液をエバポレーターで減圧留去することによりポリアミック酸を得ることができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解させ、次いで貧溶媒で析出させる工程、または、エバポレーターで減圧留去する工程を1回または数回行うことにより、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. Then, the reaction solution is poured into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and the precipitate is dried under reduced pressure, or the reaction solution is distilled off under reduced pressure with an evaporator to obtain a polyamic acid. Further, the polyamic acid can be purified by dissolving the polyamic acid again in an organic solvent and then precipitating it with a poor solvent, or performing the step of evaporating under reduced pressure with an evaporator once or several times.
<イミド化重合体>
本発明の液晶配向剤を構成するイミド化重合体は、上記ポリアミック酸を脱水閉環することにより調製することができる。ポリアミック酸の脱水閉環は、(i)ポリアミック酸を加熱する方法により、または(ii)ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。
上記(i)のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは60〜170℃である。反応温度が50℃未満では脱水閉環反応が十分に進行し難く、反応温度が200℃を超えると得られるイミド化重合体の分子量が低下することがある。
<Imidized polymer>
The imidized polymer constituting the liquid crystal aligning agent of the present invention can be prepared by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. The polyamic acid is dehydrated and closed by (i) a method of heating the polyamic acid, or (ii) dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to this solution, and heating as necessary. By the method.
The reaction temperature in the method of heating the polyamic acid (i) is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. If the reaction temperature is less than 50 ° C., the dehydration ring-closure reaction does not proceed sufficiently, and if the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the imidized polymer obtained may decrease.
一方、上記(ii)のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して0.01〜20モルとするのが好ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの3級アミンを用いることができる。しかし、これらに限定されるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとするのが好ましい。なお、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。そして、脱水閉環反応の反応温度は、通常0〜180℃、好ましくは10〜150℃とされる。また、このようにして得られる反応溶液に対し、ポリアミック酸の精製方法と同様の操作を行うことにより、イミド化重合体を精製することができる。 On the other hand, in the method (ii) of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride is used as the dehydrating agent. Can do. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 mol with respect to 1 mol of the polyamic acid repeating unit. Moreover, as a dehydration ring closure catalyst, tertiary amines, such as a pyridine, a collidine, a lutidine, a triethylamine, can be used, for example. However, it is not limited to these. The amount of the dehydration ring closure catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. In addition, as an organic solvent used for dehydration ring closure reaction, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. And the reaction temperature of dehydration ring closure reaction is 0-180 degreeC normally, Preferably it is 10-150 degreeC. In addition, the imidized polymer can be purified by performing the same operation as the polyamic acid purification method on the reaction solution thus obtained.
<イミド基含有ポリアミック酸>
本発明に用いられるイミド基含有ポリアミック酸は、上記ポリアミック酸を部分的にイミド化して得られる構造を有するものである。本発明に用いられるイミド基含有ポリアミック酸における好ましいイミド化率は、10〜90%、さらに好ましくは30〜70%である。ここで、「イミド化率」とは、重合体における繰り返し単位の総数に対する、イミド環を形成してなる繰り返し単位の数の割合を%で表したものとする。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であっても良い。
イミド基含有ポリアミック酸を合成する方法としては、(i)上記ポリアミック酸を加熱することにより部分的に脱水閉環させて合成する方法、(ii)上記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ことにより、部分的に脱水閉環させて合成する方法、または(iii)テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物およびジイソシアネート化合物とを混合し、必要に応じて加熱することにより、縮合させて合成する方法が用いられる。
<Imido group-containing polyamic acid>
The imide group-containing polyamic acid used in the present invention has a structure obtained by partially imidizing the polyamic acid. The preferable imidation ratio in the imide group-containing polyamic acid used in the present invention is 10 to 90%, more preferably 30 to 70%. Here, the “imidation ratio” is the percentage of the number of repeating units that form an imide ring with respect to the total number of repeating units in the polymer. At this time, a part of the imide ring may be an isoimide ring.
As a method of synthesizing an imide group-containing polyamic acid, (i) a method of synthesizing by partially dehydrating and cyclizing the polyamic acid by heating, (ii) dissolving the polyamic acid in an organic solvent, A method of synthesizing partially dehydrated and cyclized by adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst and heating if necessary, or (iii) mixing tetracarboxylic dianhydride, diamine compound and diisocyanate compound. A method of condensing and synthesizing by heating as necessary is used.
上記(i)の方法において、反応温度は、好ましくは300℃以下であり、より好ましくは100〜250℃である。反応温度が300℃を超えると得られるイミド基含有ポリアミック酸の分子量が低下することがある。
一方、上記(ii)の方法において用いられる脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して0.2〜20モルとするのが好ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの第3級アミンを用いることができる。これらに限定されるものではない。また、イミド化触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.1〜10モルとするのが好ましい。なお、脱水閉環の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。そして、脱水閉環の反応温度は、好ましくは0〜180℃、より好ましくは60〜150℃である。また、このようにして得られる反応溶液に対し、ポリアミック酸の精製方法と同様の操作を行うことにより、イミド基含有ポリアミック酸を精製することができる。
In the method (i), the reaction temperature is preferably 300 ° C. or less, more preferably 100 to 250 ° C. When the reaction temperature exceeds 300 ° C., the molecular weight of the resulting imide group-containing polyamic acid may decrease.
On the other hand, as the dehydrating agent used in the method (ii), acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.2 to 20 mol with respect to 1 mol of the polyamic acid repeating unit. Moreover, as a dehydration ring closure catalyst, tertiary amines, such as a pyridine, a collidine, a lutidine, a triethylamine, can be used, for example. It is not limited to these. Moreover, it is preferable that the usage-amount of an imidation catalyst shall be 0.1-10 mol with respect to 1 mol of dehydrating agents to be used. In addition, as an organic solvent used for reaction of dehydration ring closure, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. And the reaction temperature of dehydration ring closure becomes like this. Preferably it is 0-180 degreeC, More preferably, it is 60-150 degreeC. Moreover, an imide group containing polyamic acid can be refine | purified by performing operation similar to the purification method of polyamic acid with respect to the reaction solution obtained in this way.
上記(iii)の反応において用いられるジイソシアネート化合物の具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサン−1,2−ジイソシアネート、1−メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、1,2−ジメチルシクロヘキサン−ω,ω’−ジイソシアネート、1,4−ジメチルシクロヘキサン−ω,ω’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3,5−トリメチル−2−プロピルシクロヘキサン−1ω,2ω−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート;ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−2,4−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−2,6−フェニレンジイソシアネート、下記式(24)〜(27)で表されるジイソシアネ−トなどの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。 Specific examples of the diisocyanate compound used in the reaction (iii) include aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate; cyclohexane-1,2-diisocyanate, 1-methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, 1,2-dimethyl. Cyclohexane-ω, ω′-diisocyanate, 1,4-dimethylcyclohexane-ω, ω′-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3,5-trimethyl-2-propylcyclohexane-1ω, 2ω-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4, Cycloaliphatic diisocyanates such as 4′-diisocyanate; diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 1-methyl And aromatic diisocyanates such as bets - 2,4-phenylene diisocyanate, 1-methyl-2,6-phenylene diisocyanate, diisocyanates represented by the following formula (24) to (27).
これらのうち、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1−メチル−2,4−フェニレンジイソシアネート、1−メチル−2,6−フェニレンジイソシアネートが好ましいものとして挙げられる。これらは単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。なお、上記(iii)の反応には特に触媒は必要とされず、反応温度は、好ましくは50〜200℃、より好ましくは100〜160℃である。 Of these, preferred are dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 1-methyl-2,4-phenylene diisocyanate, and 1-methyl-2,6-phenylene diisocyanate. . These can be used alone or in combination of two or more. In addition, a catalyst is not particularly required for the reaction (iii), and the reaction temperature is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 100 to 160 ° C.
<末端修飾型の重合体>
上記ポリアミック酸およびイミド基含有ポリアミック酸は、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。この末端修飾型の重合体を用いることにより、本発明の効果が損われることなく液晶配向剤の塗布特性などを改善することができる。このような末端修飾型のものは、ポリアミック酸を合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを反応系に添加することにより合成することができる。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを挙げることができる。また、モノアミン化合物としては、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシルアミン、n−エイコシルアミンなどを挙げることができる。また、モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。
<End-modified polymer>
The polyamic acid and the imide group-containing polyamic acid may be of a terminal-modified type whose molecular weight is adjusted. By using this terminal-modified polymer, the coating characteristics of the liquid crystal aligning agent can be improved without impairing the effects of the present invention. Such a terminal-modified type can be synthesized by adding an acid monoanhydride, a monoamine compound, a monoisocyanate compound or the like to the reaction system when synthesizing the polyamic acid. Here, as the acid monoanhydride, for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decyl succinic anhydride, n-dodecyl succinic anhydride, n-tetradecyl succinic anhydride , N-hexadecyl succinic anhydride and the like. Examples of monoamine compounds include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, and n-undecylamine. N-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, etc. Can do. Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
<重合体のせん断粘度>
以上のようにして得られるポリアミック酸およびイミド基含有ポリアミック酸のせん断粘度の値は、好ましくは5〜100mPa・s、より好ましくは10〜40mPa・sである。
本発明におけるせん断粘度の値は、N−メチル−2−ピロリドンを溶媒として用い、固形分濃度が5.0重量%である溶液について25℃で東機産業(株)製粘度計RE100Lにて測定した。
<Shear viscosity of polymer>
The shear viscosity value of the polyamic acid and imide group-containing polyamic acid obtained as described above is preferably 5 to 100 mPa · s, more preferably 10 to 40 mPa · s.
The value of shear viscosity in the present invention was measured with a viscometer RE100L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. at 25 ° C. for a solution having a solid content concentration of 5.0% by weight using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. did.
<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、上記重合体が、好ましくは有機溶媒中に溶解含有されて構成される。なお、本発明の液晶配向剤を構成する重合体における、上記式(I−1)で表される繰り返し単位:上記式(I−2)で表される繰り返し単位との割合(モル比)としては、9:1〜6:4が好ましく、最も好ましいのは7:3である。
本発明の液晶配向剤を構成する有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成反応に用いられるものとして例示した溶媒を挙げることができる。また、ポリアミック酸の合成反応の際に併用することができるものとして例示した貧溶媒も適宜選択して併用することができる。
<Liquid crystal aligning agent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention is constituted by dissolving the polymer preferably in an organic solvent. In the polymer constituting the liquid crystal aligning agent of the present invention, the ratio (molar ratio) of the repeating unit represented by the above formula (I-1) to the repeating unit represented by the above formula (I-2). Is preferably 9: 1 to 6: 4, most preferably 7: 3.
As an organic solvent which comprises the liquid crystal aligning agent of this invention, the solvent illustrated as what is used for the synthesis reaction of a polyamic acid can be mentioned. Moreover, the poor solvent illustrated as what can be used together in the case of the synthesis reaction of a polyamic acid can also be selected suitably, and can be used together.
本発明の液晶配向剤における固形分濃度は、粘性、揮発性などを考慮して選択される。好ましくは1〜10重量%の範囲である。本発明の液晶配向剤は、基板表面に塗布され、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難い。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難く、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣り易くなる。
なお、特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えば、スピンナー法による場合には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の範囲とするのが特に好ましい。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の範囲とするのが特に好ましい。
The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent of the present invention is selected in consideration of viscosity, volatility and the like. Preferably it is the range of 1-10 weight%. The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface to form a coating film that becomes a liquid crystal alignment film. When the solid content concentration is less than 1% by weight, the film thickness of this coating film is too small. It is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. When the solid content concentration exceeds 10% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film because the film thickness is excessive, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent is increased, so that the coating properties tend to be inferior.
The particularly preferable solid content concentration range varies depending on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when the spinner method is used, the range of 1.5 to 4.5% by weight is particularly preferable. 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 ink jet 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.
本発明の液晶配向剤に使用される有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン(DIBK)、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、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、などを挙げることができる。これらは単独で使用することができ、または2種以上を混合して使用することができる。
また、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℃、より好ましくは20℃〜60℃である。
本発明の液晶配向剤は、分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ基含有化合物」ともいう)を含有していてもよい。
Examples of the organic solvent used in the liquid crystal aligning agent of the present invention include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4. -Methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, Ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether Diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone (DIBK), isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, diisobutyl ketone, Examples thereof include isoamyl propionate and isoamyl isobutyrate. These can be used alone or in admixture of two or more.
Moreover, the temperature at the time of preparing the liquid crystal aligning agent of this invention, Preferably, it is 0 to 200 degreeC, More preferably, it is 20 to 60 degreeC.
The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain a compound having two or more epoxy groups in the molecule (hereinafter also referred to as “epoxy group-containing compound”).
かかるエポキシ基含有化合物としては、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、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、N,N,−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサンなどを好ましいものとして挙げることができる。かかるエポキシ化合物の含有量としては、配向剤に含まれる前記特定ポリマー100重量部に対して、好ましくは40重量部以下、より好ましくは0.1〜30重量部である。また、本発明の液晶配向剤は、官能性シラン含有化合物を含有していてもよい。かかる官能性シラン含有化合物としては、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などを挙げることができる。
これら官能性シラン含有化合物の配合割合は、重合体100重量部に対して、好ましくは、40重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。
Examples of the epoxy group-containing 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, 1,6 -Hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ', N '-Tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N', N'-tetraglycidyl-4,4 ' Preferred examples include diaminodiphenylmethane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, N, N, -diglycidyl-benzylamine, N, N-diglycidyl-aminomethylcyclohexane and the like. . The content of the epoxy compound 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 specific polymer contained in the alignment agent. Moreover, the liquid crystal aligning agent of this invention may contain the functional silane containing compound. Examples of such functional silane-containing compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, and N- (2-aminoethyl). -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-amino Propyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl- , 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 (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, etc. can be mentioned.
The blending ratio of these functional silane-containing compounds is preferably 40 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polymer.
<液晶表示素子>
本発明の液晶配向剤を用いて得られる液晶表示素子は、例えば次の方法によって製造することができる。
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal display element obtained using the liquid crystal aligning agent of this invention can be manufactured, for example with the following method.
(1)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一面に、本発明の液晶配向剤を例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの方法によって塗布し、次いで、塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートなどのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜などを用いることができ、これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法や予めマスクを用いる方法が用いられる。反射電極にはAlやAgなどの金属、あるいは、これらの金属を含有する合金などを用いることができるが、十分な反射率を有しておればこれらに限定されるものではない。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や反射電極と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板の該表面に、官能性シラン含有化合物、官能性チタン含有化合物などを予め塗布することもできる。液晶配向剤塗布後の加熱温度は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。なお、ポリアミック酸を含有する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配向膜となる塗膜を形成するが、さらに加熱することによって脱水閉環を進行させ、よりイミド化された塗膜とすることもできる。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。 (1) The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to one surface of a substrate provided with a patterned transparent conductive film by a method such as a roll coater method, a spinner method, a printing method, an ink jet method, etc. Is heated to form a coating film. Here, as the substrate, for example, a glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, or polycarbonate can be used. As a transparent conductive film provided on one surface of the substrate, an 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. For patterning these transparent conductive films, a photo-etching method or a method using a mask in advance is used. A metal such as Al or Ag, or an alloy containing these metals can be used for the reflective electrode, but the reflective electrode is not limited thereto as long as it has a sufficient reflectance. When applying the liquid crystal aligning agent, a functional silane-containing compound, a functional titanium-containing compound, or the like is provided on the surface of the substrate in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film or reflective electrode and the coating film. Can also be applied in advance. The heating temperature after application of the liquid crystal aligning agent is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. In addition, the liquid crystal aligning agent of the present invention containing a polyamic acid forms a coating film that becomes an alignment film by removing the organic solvent after coating, but further proceeds with dehydration ring closure by further heating, and is further imidized. It can also be set as a coating film. The film thickness of the formed coating film is preferably 0.001-1 μm, more preferably 0.005-0.5 μm.
(2)形成された塗膜面を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を行う。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。
また、本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜に、例えば特開平6−222366号公報や特開平6−281937号公報に示されているような、紫外線を部分的に照射することによってプレチルト角を変化させるような処理、あるいは特開平5−107544号公報に示されているような、ラビング処理を施した液晶配向膜表面にレジスト膜を部分的に形成し、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して、液晶配向膜の液晶配向能を変化させるような処理を行うことによって、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) A rubbing process is performed in which the formed coating film surface is rubbed in a certain direction with a roll wound with a cloth made of a fiber such as nylon, rayon, or cotton. Thereby, the orientation ability of liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal orientation film.
Further, by partially irradiating the liquid crystal alignment film formed of the liquid crystal alignment agent of the present invention with ultraviolet rays as disclosed in, for example, JP-A-6-222366 and JP-A-6-281937. A resist film is partially formed on the surface of the liquid crystal alignment film that has been subjected to a treatment for changing the pretilt angle or a rubbing treatment as disclosed in JP-A-5-107544, which is different from the previous rubbing treatment. The visibility characteristics of the liquid crystal display element can be improved by removing the resist film after performing the rubbing treatment in the direction and changing the liquid crystal alignment ability of the liquid crystal alignment film.
(3)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚作製し、それぞれの液晶配向膜におけるラビング方向が直交または逆平行となるように、2枚の基板を、間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、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、すなわち、液晶セルを構成する透明基板側に、偏光板を配することにより、液晶表示素子が得られる。
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などを用いることができる。
(3) Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are manufactured, and the two substrates are separated by a gap (cell gap) so that the rubbing directions in the respective liquid crystal alignment films are orthogonal or antiparallel. ), And the periphery of the two substrates are bonded together using a sealant, and liquid crystal is injected and filled in the cell gap defined by the substrate surface and the sealant, and the injection hole is sealed. A liquid crystal cell is constructed. And a liquid crystal display element is obtained by arrange | positioning a polarizing plate to the outer surface of a liquid crystal cell, ie, the transparent substrate side which comprises a liquid crystal cell.
Here, as the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used.
液晶としては、ネマティック型液晶およびスメクティック型液晶を挙げることができる。その中でもネマティ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、キュバン系液晶など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などのコレステリック型液晶や商品名「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などを添加して使用することもできる。さらに、p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶も使用することができる。
また、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。
Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystal and smectic liquid crystal. Among them, nematic liquid crystal is preferable, for example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenyl cyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenyl cyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, bicyclooctane. Type liquid crystal, cubane type liquid crystal and the like can be used. Further, for these liquid crystals, for example, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, cholesteryl carbonate, and chiral agents such as those sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck). Etc. can also be used. Furthermore, a ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate can also be used.
Further, as a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film in which a polarizing film called an H film that absorbs iodine while sandwiching and stretching polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films. The polarizing plate which consists of itself can be mentioned.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例および比較例におけるプレチルト角、プレチルト角均一性、電圧保持率、焼き付きは以下の方法により評価した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The pretilt angle, pretilt angle uniformity, voltage holding ratio, and image sticking in the examples and comparative examples were evaluated by the following methods.
<液晶表示素子のプレチルト角>
T.J.Scheffer,et.al.,J.Appl.Phys.,vol.19,2013(1980)に記載の方法に準拠し、He−Neレーザー光を用いる結晶回転法により測定した。この際、同一の工程、配向剤を使用して作成した液晶表示素子6個の測定を行い、平均値を下記式にて求め、液晶表示素子のプレチルト角とした。
液晶表示素子のプレチルト角=(第1の液晶表示素子のプレチルト角測定値+第2の液晶表示素子のプレチルト角測定値+第3の液晶表示素子のプレチルト角測定値+第4の液晶表示素子のプレチルト角測定値+第5の液晶表示素子のプレチルト角測定値+第6の液晶表示素子のプレチルト角測定値)÷6
<Pretilt angle of liquid crystal display element>
T.A. J. et al. Scheffer, et. al. , J .; Appl. Phys. , Vol. In accordance with the method described in 19, 2013 (1980), it was measured by a crystal rotation method using He—Ne laser light. At this time, six liquid crystal display elements prepared using the same process and aligning agent were measured, and the average value was obtained by the following formula to obtain the pretilt angle of the liquid crystal display element.
Pretilt angle of liquid crystal display element = (pretilt angle measurement value of first liquid crystal display element + pretilt angle measurement value of second liquid crystal display element + pretilt angle measurement value of third liquid crystal display element + fourth liquid crystal display element Pretilt angle measurement value + fifth liquid crystal display element pretilt angle measurement value + sixth liquid crystal display element pretilt angle measurement value) ÷ 6
<液晶表示素子のプレチルト角均一性>
下記式にて液晶表示素子のプレチルト角の標準偏差を求め、標準偏差が0.5以内のものを良、0.5以上のものを不良と判定した。
<Pretilt angle uniformity of liquid crystal display element>
The standard deviation of the pretilt angle of the liquid crystal display element was obtained by the following formula, and those with a standard deviation within 0.5 were judged good and those with 0.5 or more were judged bad.
(式中、σは標準偏差、xは第1〜第6の液晶表示素子のプレチルト角測定値である) (In the formula, σ is a standard deviation, and x is a measured value of the pretilt angle of the first to sixth liquid crystal display elements)
<電圧保持率>
液晶表示素子に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。測定装置は(株)東陽テクニカ製VHR−1を使用した。電圧保持率が90%以上の場合を良、それ以外の場合を不良と判断した。
<Voltage holding ratio>
A voltage of 5 V was applied to the liquid crystal display element with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and then the voltage holding ratio after 167 milliseconds from the release of application was measured. The measuring apparatus used was VHR-1 manufactured by Toyo Corporation. The case where the voltage holding ratio was 90% or more was judged as good, and the other cases were judged as bad.
<焼き付き>
液晶表示素子に直流1.0Vを重畳した30Hz、2.0Vの矩形波を70℃の環境温度で1時間印加し、直流電圧を切った直後の液晶セル内に残留した電圧をフリッカ−消去法により残留DC電圧を求めた。残留DCの値が液晶表示素子を構成する電極種によらず2V以下であり、各電極種間での残留DCの差異が0.5V以下である場合を良、それ以外の場合を不良とした。
<Bake-in>
A 30 Hz, 2.0 V rectangular wave with 1.0 V DC superimposed on the liquid crystal display element is applied at an ambient temperature of 70 ° C. for 1 hour, and the voltage remaining in the liquid crystal cell immediately after the DC voltage is turned off is flicker-erased. To determine the residual DC voltage. The value of the residual DC is 2V or less regardless of the electrode type constituting the liquid crystal display element, and the case where the difference of the residual DC between each electrode type is 0.5V or less is good, and the case other than that is bad. .
<プレチルト角安定性>
80℃の環境温度でプレチルト角を測定した。このプレチルト角が室温での値に対して70%以上の値である場合を良、それ以下の値である場合を不良とした。
<Pretilt angle stability>
The pretilt angle was measured at an ambient temperature of 80 ° C. A case where the pretilt angle was 70% or more of the value at room temperature was judged good, and a case where the pretilt angle was a value smaller than that was regarded as bad.
「イミド化率」
重合体を室温で減圧乾燥した後、超伝導核磁気共鳴吸収装置(NMR、日本電子(株)製、商品名:EX−90A)を用い、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6)中で、テトラメチルシランを基準物質として1H−NMR測定を実施した。得られたデータにおいて重合体中におけるNH基に由来するプロトンのピーク面積(10ppm付近)とその他のプロトン由来のピーク面積の比からイミド化率の算出を行った。
"Imidation rate"
After drying the polymer under reduced pressure at room temperature, using a superconducting nuclear magnetic resonance absorber (NMR, manufactured by JEOL Ltd., trade name: EX-90A) in deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ). 1 H-NMR measurement was carried out using tetramethylsilane as a reference substance. In the obtained data, the imidization ratio was calculated from the ratio of the peak area of protons derived from NH groups in the polymer (around 10 ppm) and the peak area derived from other protons.
合成例1
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物112.09g(0.5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157.14g(0.5モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン54.61g(0.505モル)、2,2’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル128.09g(0.4モル)および上記式(22)で表される化合物35.07g(0.08モル)、モノアミンとしてアニリン1.4g(0.015モル)をN−メチル−2−ピロリドン1,140gに溶解させ、60℃で6時間反応させ、5.0重量%でのせん断粘度9.7mPa・sのポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸にN−メチル−2−ピロリドン3256g、ピリジン316.4gおよび無水酢酸408.4gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、エバポレーターで減圧濃縮して触媒と溶媒を留去した後にγ−ブチロラクトンで希釈し、5.0重量%でのせん断粘度10.1mPa・s、イミド化率90%のポリイミド(これを「ポリイミド(A−1)」とする)4,800gを得た。
Synthesis example 1
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 157.14 g (0.5 mol), p-phenylenediamine 54.61 g as the diamine compound (0.505 mol), 2,2′-trifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl 128.09 g (0.4 mol) and 35.07 g (0.08) of the compound represented by the above formula (22) Mol), 1.4 g (0.015 mol) of aniline as a monoamine was dissolved in 1,140 g of N-methyl-2-pyrrolidone, reacted at 60 ° C. for 6 hours, and a shear viscosity of 9% at 5.0 wt%. To obtain a polyamic acid of 7mPa · s. N-methyl-2-pyrrolidone (3256 g), pyridine (316.4 g) and acetic anhydride (408.4 g) were added to the resulting polyamic acid, dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours, and concentrated under reduced pressure using an evaporator to distill off the catalyst and the solvent. Later, it was diluted with γ-butyrolactone to obtain 4,800 g of a polyimide having a shear viscosity of 10.1 mPa · s at 5.0% by weight and an imidization ratio of 90% (this is referred to as “polyimide (A-1)”). .
合成例2
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物112.09g(0.5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157.14g(0.5モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン54.61g(0.505モル)、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン133.7g(0.4モル)および上記式(16)で表される化合物41.83g(0.08モル)、モノアミンとしてアニリン1.4g(0.015モル)をN−メチル−2−ピロリドン1,170gに溶解させ、60℃で6時間反応させ、5.0重量%でのせん断粘度10.2mPa・sのポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸にN−メチル−2−ピロリドン3340g、ピリジン316.4gおよび無水酢酸408.4gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、エバポレーターで減圧濃縮して触媒と溶媒を留去した後にγ−ブチロラクトンで希釈し、5.0重量%でのせん断粘度11.2mPa・s、イミド化率91%のポリイミド(これを「ポリイミド(A−2)」とする)5,000gを得た。
Synthesis example 2
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 157.14 g (0.5 mol), p-phenylenediamine 54.61 g as the diamine compound (0.505 mol), 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane 133.7 g (0.4 mol) and 41.83 g (0.08 mol) of the compound represented by the above formula (16) Then, 1.4 g (0.015 mol) of aniline as a monoamine was dissolved in 1,170 g of N-methyl-2-pyrrolidone, reacted at 60 ° C. for 6 hours, and a shear viscosity of 10% at 5.0 wt%. A polyamic acid of 2 mPa · s was obtained. N-methyl-2-pyrrolidone (3340 g), pyridine (316.4 g) and acetic anhydride (408.4 g) were added to the resulting polyamic acid, dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours, and concentrated under reduced pressure using an evaporator to distill off the catalyst and the solvent. Later, it was diluted with γ-butyrolactone to obtain 5,000 g of polyimide having a shear viscosity of 11.2 mPa · s at 5.0% by weight and an imidization ratio of 91% (hereinafter referred to as “polyimide (A-2)”). .
合成例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112.09g(0.5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157.14g(0.5モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン87.05g(0.805モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン24.85g(0.1モル)および上記式(23)で表される化合物39.58g(0.08モル)、モノアミンとしてアニリン2.79g(0.03モル)をN−メチル−2−ピロリドン988gに溶解させ、60℃で6時間反応させ、5.0重量%でのせん断粘度8.3mPa・sのポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸にN−メチル−2−ピロリドン2824g、ピリジン316.4gおよび無水酢酸408.4gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、エバポレーターで減圧濃縮して触媒と溶媒を留去した後にγ−ブチロラクトンで希釈し、5.0重量%でのせん断粘度8.1mPa・s、イミド化率96%のポリイミド(これを「ポリイミド(A−3)」とする)4,200gを得た。
Synthesis example 3
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 157.14 g (0.5 mol), 87-05 g of p-phenylenediamine as the diamine compound (0.805 mol), 1,3-bis (3-aminopropyl) 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane 24.85 g (0.1 mol) and the compound represented by the above formula (23) 39.58 g (0.08 mol) and 2.79 g (0.03 mol) of aniline as a monoamine were dissolved in 988 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 ° C. for 6 hours. A polyamic acid having a shear viscosity of 8.3 mPa · s was obtained. N-methyl-2-pyrrolidone (2824 g), pyridine (316.4 g) and acetic anhydride (408.4 g) were added to the resulting polyamic acid, dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours, and concentrated under reduced pressure using an evaporator to distill off the catalyst and the solvent. Later, it was diluted with γ-butyrolactone to obtain 4,200 g of a polyimide having a shear viscosity of 5.1 mPa · s at 5.0% by weight and an imidization ratio of 96% (hereinafter referred to as “polyimide (A-3)”). .
合成例4
テトラカルボン酸二無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物176.50g(0.9モル)、ジアミン化合物として2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル212g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン500g、γ−ブチロラクトン3,150gの混合溶媒に溶解させ、40℃で6時間反応させ5.0重量%でのせん断粘度17.3mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(B−1)」とする)3,900gを得た。
Synthesis example 4
As a tetracarboxylic dianhydride, 176.50 g (0.9 mol) of cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 212 g (1.0 mol) of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl as a diamine compound were added. -A polyamic acid having a shear viscosity of 17.3 mPa · s at 5.0 wt% (dissolved in a mixed solvent of 500 g of methyl-2-pyrrolidone and 3,150 g of γ-butyrolactone, reacted at 40 ° C for 6 hours) 3,900 g) (referred to as “acid (B-1)”).
合成例5
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100.83g(0.45モル)およびシクロブタンテトラカルボン酸二無水物90.66g(0.45モル)、ジアミン化合物として2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル212g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン369g、γ−ブチロラクトン3,318gの混合溶媒に溶解させ、40℃で6時間反応させた。5.0重量%でのせん断粘度17.7mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(B−2)」とする)4,090gを得た。
Synthesis example 5
100.83 g (0.45 mol) of pyromellitic anhydride as tetracarboxylic dianhydride and 90.66 g (0.45 mol) of cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 2,2′-dimethyl-4 as a diamine compound , 4′-diaminobiphenyl (212 g, 1.0 mol) was dissolved in a mixed solvent of 369 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 3,318 g of γ-butyrolactone, and reacted at 40 ° C. for 6 hours. 4,090 g of a polyamic acid having a shear viscosity of 17.7 mPa · s at 5.0% by weight (hereinafter referred to as “polyamic acid (B-2)”) was obtained.
合成例6
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104.70g(0.48モル)およびシクロブタンテトラカルボン酸二無水物94.13g(0.48モル)、ジアミン化合物を4,4’−ジアミノジフェニルメタン198.3g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン357g、γ−ブチロラクトン3217gの混合溶媒に溶解させ、40℃で6時間反応させた。5.0重量%でのせん断粘度16.1mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(B−3)」とする)3,950gを得た。
Synthesis Example 6
As the tetracarboxylic dianhydride, 104.70 g (0.48 mol) of pyromellitic anhydride and 94.13 g (0.48 mol) of cyclobutanetetracarboxylic dianhydride were used, and the diamine compound was converted to 4,4′-diaminodiphenylmethane198. .3 g (1.0 mol) was dissolved in a mixed solvent of 357 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 3217 g of γ-butyrolactone and reacted at 40 ° C. for 6 hours. 3,950 g of polyamic acid having a shear viscosity of 16.1 mPa · s at 5.0% by weight (hereinafter referred to as “polyamic acid (B-3)”) was obtained.
比較合成例1
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物112.09g(0.5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157.14g(0.5モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン97.87g(0.905モル)、上記式(16)で表される化合物41.83g(0.08モル)、モノアミンとしてアニリン2.79g(0.03モル)をN−メチル−2−ピロリドン960gに溶解させ、60℃で6時間反応させ、5.0重量%でのせん断粘度11.2mPa・sのポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸にN−メチル−2−ピロリドン2745g、ピリジン316.4gおよび無水酢酸408.4gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、エバポレーターで減圧濃縮して触媒と溶媒を留去した後にγ−ブチロラクトンで希釈し、5.0重量%でのせん断粘度10.7mPa・s、イミド化率93%のポリイミド(これを「ポリイミド(a−1)」とする)4,100gを得た。
Comparative Synthesis Example 1
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 157.14 g (0.5 mol), p-phenylenediamine 97.87 g as the diamine compound (0.905 mol), 41.83 g (0.08 mol) of the compound represented by the above formula (16), and 2.79 g (0.03 mol) of aniline as a monoamine were dissolved in 960 g of N-methyl-2-pyrrolidone. And reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a polyamic acid having a shear viscosity of 11.2 mPa · s at 5.0% by weight. To the obtained polyamic acid, 2745 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 316.4 g of pyridine and 408.4 g of acetic anhydride were added, dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours, and concentrated under reduced pressure with an evaporator to distill off the catalyst and the solvent. Later, it was diluted with γ-butyrolactone to obtain 4,100 g of a polyimide (referred to as “polyimide (a-1)”) having a shear viscosity of 10.7 mPa · s at 5.0% by weight and an imidization ratio of 93%. .
比較合成例2
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物112.09g(0.5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157.14g(0.5モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン87.05g(0.805モル)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル21.23g(0.1モル)、上記式(16)で表される化合物41.83g(0.08モル)、モノアミンとしてアニリン2.79g(0.03モル)をN−メチル−2−ピロリドン985gに溶解させ、60℃で6時間反応させ、5.0重量%でのせん断粘度13.3mPa・sのポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸にN−メチル−2−ピロリドン2,814g、ピリジン316.4gおよび無水酢酸408.4gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、エバポレーターで減圧濃縮して触媒と溶媒を留去した後にγ−ブチロラクトンで希釈し、5.0重量%でのせん断粘度13.8mPa・s、イミド化率91%のポリイミド(これを「ポリイミド(a−2)」とする)4,200gを得た。
Comparative Synthesis Example 2
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 157.14 g (0.5 mol), 87-05 g of p-phenylenediamine as the diamine compound (0.805 mol), 21.23 g (0.1 mol) of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 41.83 g (0.08 mol) of the compound represented by the above formula (16) , 2.79 g (0.03 mol) of aniline as a monoamine was dissolved in 985 g of N-methyl-2-pyrrolidone, reacted at 60 ° C. for 6 hours, and a shear viscosity of 13.3 mPa · s at 5.0% by weight was obtained. Amic acid was obtained. To the obtained polyamic acid, 2,814 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 316.4 g of pyridine and 408.4 g of acetic anhydride were added, dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours, and concentrated under reduced pressure with an evaporator to distill off the catalyst and the solvent. After leaving, diluted with γ-butyrolactone, 4,200 g of polyimide having a shear viscosity of 13.8 mPa · s at 5.0% by weight and an imidization ratio of 91% (referred to as “polyimide (a-2)”) Obtained.
比較合成例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112.09g(0.5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157.14g(0.5モル)、ジアミン化合物として2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル193.72g(0.9125モル)、上記式(16)で表される化合物41.83g(0.08モル)、モノアミンとしてアニリン2.79g(0.03モル)をN−メチル−2−ピロリドン1,184gに溶解させ、60℃で6時間反応させ、5.0重量%でのせん断粘度15.3mPa・sのポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸にN−メチル−2−ピロリドン3,384g、ピリジン316.4gおよび無水酢酸408.4gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、エバポレーターで減圧濃縮して触媒と溶媒を留去した後にγ−ブチロラクトンで希釈し、5.0重量%でのせん断粘度16.1mPa・s、イミド化率94%のポリイミド(これを「ポリイミド(a−3)」とする)5,000gを得た。
Comparative Synthesis Example 3
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 157.14 g (0.5 mol), 2,2'-dimethyl- as the diamine compound 193.72 g (0.9125 mol) of 4,4′-diaminobiphenyl, 41.83 g (0.08 mol) of the compound represented by the above formula (16), and 2.79 g (0.03 mol) of aniline as a monoamine. It was dissolved in 1,184 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a polyamic acid having a shear viscosity of 5.0% by weight and 15.3 mPa · s. N-methyl-2-pyrrolidone (3,384 g), pyridine (316.4 g) and acetic anhydride (408.4 g) were added to the resulting polyamic acid, dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours, and concentrated under reduced pressure with an evaporator to distill off the catalyst and the solvent. After leaving, diluted with γ-butyrolactone, 5,000 g of polyimide having a shear viscosity of 16.1 mPa · s at 5.0% by weight and an imidization ratio of 94% (hereinafter referred to as “polyimide (a-3)”) Obtained.
実施例1
合成例1で得られたポリイミド(A−1)および合成例5で得られたポリアミック酸(B−1)を、ポリイミド:ポリアミック酸=20:80(重量比)になるように、N−メチル−2−ピロリドン/γ−ブチロラクトン/ブチルセロソルブ混合溶剤(重量比17/71/12)に溶解させて、固形分濃度3重量%の溶液とし、十分な攪拌後、この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過し、本発明の液晶配向剤を調製した。続いて、上記液晶配向剤を、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塗布(回転数:2000rpm,塗布時間:1分間)し、200℃で1時間乾燥することにより乾燥膜厚約0.05μmの被膜を形成した。この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でラビング処理を行った。上記液晶配向膜塗布基板を、超純水中で1分間の超音波洗浄し、100℃クリーンオーブンで10分間乾燥した。次に、一対の透明電極基板の上記液晶配向膜塗布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、接着剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間に、ネマティック型液晶(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、液晶表示素子を作製した。得られた液晶表示素子のプレチルト角及びプレチルト角均一性、電圧保持率、焼付き特性を評価した。結果を表1に記す。
Example 1
N-methyl is used so that the polyimide (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and the polyamic acid (B-1) obtained in Synthesis Example 5 are polyimide: polyamic acid = 20: 80 (weight ratio). It is dissolved in a mixed solvent of 2-pyrrolidone / γ-butyrolactone / butyl cellosolve (weight ratio 17/71/12) to obtain a solution having a solid content concentration of 3% by weight, and after sufficient stirring, this solution is used with a filter having a pore size of 1 μm. And filtered to prepare a liquid crystal aligning agent of the present invention. Subsequently, the liquid crystal aligning agent was applied onto a transparent conductive film made of an ITO film provided on one surface of a 1 mm thick glass substrate using a spinner (rotation speed: 2000 rpm, application time: 1 minute), A film having a dry film thickness of about 0.05 μm was formed by drying at 200 ° C. for 1 hour. A rubbing machine having a roll in which a rayon cloth was wound around this film was subjected to a rubbing treatment at 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. The liquid crystal alignment film-coated substrate was subjected to ultrasonic cleaning for 1 minute in ultrapure water and dried in a 100 ° C. clean oven for 10 minutes. Next, after applying an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm to the outer edges of the pair of transparent electrode substrates having the liquid crystal alignment film of the liquid crystal alignment film coated substrate, the liquid crystal alignment film surfaces are relatively The adhesive was cured by overlapping and pressing. Next, a nematic liquid crystal (MLC-6221 manufactured by Merck & Co., Inc.) was filled between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an acrylic photo-curing adhesive to produce a liquid crystal display element. The pre-tilt angle and pre-tilt angle uniformity, voltage holding ratio, and image sticking characteristics of the obtained liquid crystal display element were evaluated. The results are shown in Table 1.
実施例2〜6および比較例1〜3
表1に示すポリイミドまたはポリアミック酸または部分イミド化重合体を用いた以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤を調製し、これを用いて液晶表示素子を作製し、評価を行った。評価結果を表1に併せて示す。
Examples 2-6 and Comparative Examples 1-3
A liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyimide, polyamic acid, or partially imidized polymer shown in Table 1 was used, and a liquid crystal display device was prepared and evaluated. The evaluation results are also shown in Table 1.
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