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JP3257325B2 - ポリイミド系共重合体の製造方法、薄膜形成剤、並びに液晶配向膜の製造方法 - Google Patents

ポリイミド系共重合体の製造方法、薄膜形成剤、並びに液晶配向膜の製造方法

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JP3257325B2
JP3257325B2 JP3287595A JP3287595A JP3257325B2 JP 3257325 B2 JP3257325 B2 JP 3257325B2 JP 3287595 A JP3287595 A JP 3287595A JP 3287595 A JP3287595 A JP 3287595A JP 3257325 B2 JP3257325 B2 JP 3257325B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリイミド系共重合体
であるポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体の
製造方法、薄膜形成剤、並びに液晶配向膜の製造方法
関する。
【0002】
【従来の技術】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の当該表面にポリイミドなどか
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例えば正の誘電異
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、当該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 Nemati
c)液晶セルを有するTN型表示素子が知られている。
このTN型表示素子における液晶の配向は、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もので
ある。
【0003】また、最近においては、TN型表示素子に
比してコントラストおよび視覚特性に優れたSBE(S
uper Twisted Birefringenc
yEffect)型表示素子が開発されている。このS
BE型表示素子は、ネマチック型液晶物質に光学活性物
質であるカイラル剤をブレンドしたものを液晶材料とし
て用い、当該液晶分子の長軸が基板間で180度以上に
わたって連続的に捻れる状態となることにより生じる複
屈折効果を利用するものである。
【0004】しかしながら、従来のポリイミドよりなる
液晶配向膜を用いて例えばSBE型表示素子を作製した
場合には、当該液晶配向膜によって発現される液晶分子
のプレチルト角が小さくて例えば3度以上の大きいプレ
チルト角を得ることができず、このため、液晶分子を基
板間で180度以上にわたって連続的に捻れた状態とす
ることが困難であり、得られる液晶表示素子は所期の表
示機能を有するものとならない。
【0005】このため、SBE型表示素子においては、
大きなプレチルト角が得られるよう、例えば一酸化ケイ
素を斜方蒸着することによって形成された液晶配向膜を
用いることが実際上必要とされている。しかしながら、
この液晶配向膜は、その製造工程が煩雑であって大量生
産に適していない、という問題点がある。一方、TN型
表示素子においても、そのセル駆動時におけるリバース
チルト現象による表示不良を抑制するために、高いプレ
チルト角を有する液晶配向膜の使用が望まれるに至って
いる。
【0006】以上のような事情を背景に、例えば3度以
上という大きなプレチルト角を発現させるために、液晶
配向膜の材料それ自体がそのような特性を発揮するポリ
イミドを液晶配向膜の材料として用いることが考えられ
ており、例えば長鎖アルキル基やフッ素原子が導入され
たポリイミドを用いることが試みられている。しかしな
がら、この技術では、そのような特別な原子または原子
団の導入によってポリイミドそれ自体の極性が低下して
しまうため、得られる液晶配向膜は基板に対する接着性
が低いものとなり、液晶配向能を付与するためのラビン
グによる配向処理を施したときに当該液晶配向膜が基板
から剥離する、という問題点がある。
【0007】ポリイミドよりなる液晶配向膜は、通常、
ポリアミック酸(ポリアミドカルボン酸)または可溶性
ポリイミドを適宜の有機溶媒に溶解してなる溶液を液晶
配向膜形成剤として用い、これを液晶表示素子のセルを
構成する基板の表面に塗布してポリイミドの薄膜を形成
し、この薄膜にラビング処理などの配向処理を施すこと
によって形成される。
【0008】また、ラビング処理などによる配向処理が
なされる前または後の液晶配向膜に対して、選択された
局部的な領域に例えば紫外線などの放射線を照射するこ
とによって配向特性修正処理、すなわち当該領域では、
それ以外の領域に比して、液晶分子のプレチルト角の大
きさを、例えば小さくする処理を施すことがあるが、こ
のようにプレチルト角の異なる領域が混在する状態が実
現されることにより、液晶表示素子は、見る方向によっ
てコントラストが異なって見える視角依存性の少ない、
良好な品質のものとなる。
【0009】そして、現在、液晶配向膜形成剤の材料と
されるポリイミドにおいては、その用途および機能、液
晶配向膜の形成方法などとの関係において、以下のよう
な種々の特性を有することが要請されている。 (イ)液晶表示素子において良好な配向特性が発現さ
れ、所要の大きさのプレチルト角が得られること。 (ロ)ラビング処理などの配向処理に対して大きな耐久
性を有すること。 (ハ)良好な塗布性が得られること。 (ニ)高い透明性を有すること。 (ホ)高い電圧保持率を有すること。 (ヘ)液晶表示素子においてフリッカー(ちらつき)が
少ないこと。 (ト)保存安定性が良いこと。 (チ)放射線の照射によって配向特性修正処理を高い効
率で容易に実行できること。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポリイミドにおいては、上述のような特性をバランス良
く満足するものではなく、或る特性に優れているポリイ
ミドは他の或る特性を有していないことが通常である。
複数の特性を有するポリイミドを得るために、特性の異
なる複数のポリイミドの混合物を用いることも考えられ
るが、この場合にはそれらの特性が共に発現されること
は稀であり、むしろ、各ポリイミドの物理特性が異なる
ことや相溶性が不十分であることなどによって良好な特
性が得られにくく、また液晶配向膜などに必要な特性で
ある高い透明性が得られにくく、また十分に良好な塗布
性が得られないなどの問題が生ずるので、結局、目的を
達成することができない。
【0011】また、ポリイミドは、通常、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミン化合物またはジイソシアネート
化合物との重縮合反応によって製造されるが、複数の異
なる特性を有するポリイミドあるいは変性された特性を
有するポリイミドを得るために、例えばジアミン化合物
として複数の種類のものを用いてポリイミドを製造する
ことも考えられる。しかしながら、このような方法によ
る場合には、重縮合反応の条件を制御することが困難で
あって、容易に目的とする特性を有するポリイミドを製
造することができない。
【0012】本発明は、以上のような従来の技術的状況
に基づいてなされたものであって、その目的は、所期の
複数の特性を共に有するポリイミド−ポリアミック酸ブ
ロック共重合体を確実にかつ容易に製造することのでき
る製造方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、通常の手段では同時に得ることの困難な所期の複数
の特性が共に優れる薄膜を形成する薄膜形成剤を提供す
ること、並びに通常の手段では同時に得ることの困難な
良好な複数の特性を共に有する液晶配向膜の製造方法
提供することにある。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【課題を解決するための手段】 本発明のポリイミド−ポ
リアミック酸ブロック共重合体の製造方法は、分子中
に、ポリイミドブロックとポリアミック酸ブロックとを
含有してなるポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重
合体の製造方法であって、テトラカルボン酸二無水物と
ジイソシアネート化合物とを反応させることにより、末
端に無水カルボン酸基またはイソシアネート基を有する
ポリイミドプレポリマーを得る工程と、テトラカルボン
酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることによ
り、末端にアミノ基または無水カルボン酸基を有するポ
リアミック酸プレポリマーを得る工程と、前記ポリイミ
ドプレポリマーが末端に無水カルボン酸基を有するもの
である場合は、ポリアミック酸プレポリマーとして末端
にアミノ基を有するものを用いて両者を反応させ、前記
ポリイミドプレポリマーが末端にイソシアネート基を有
するものである場合は、ポリアミック酸プレポリマーと
して末端に無水カルボン酸基を有するものを用いて両者
を反応させる工程と、を有することを特徴とする。
【0018】本発明の他のポリイミド−ポリアミック酸
ブロック共重合体の製造方法は、分子中に、ポリイミド
ブロックとポリアミック酸ブロックとを含有してなるポ
リイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体の製造方法
であって、テトラカルボン酸類とジアミン化合物とを反
応させることにより、末端にテトラカルボン酸類に由来
する反応性基またはアミノ基を有するポリイミドプレポ
リマーを得る工程と、テトラカルボン酸類とジアミン化
合物とを反応させることにより、末端にアミノ基または
テトラカルボン酸類に由来する反応性基を有するポリア
ミック酸プレポリマーを得る工程と、前記ポリイミドプ
レポリマーが末端にテトラカルボン酸類に由来する反応
性基を有するものである場合は、ポリアミック酸プレポ
リマーとして末端にアミノ基を有するものを用いて両者
を反応させ、前記ポリイミドプレポリマーが末端にアミ
ノ基を有するものである場合は、ポリアミック酸プレポ
リマーとして末端にテトラカルボン酸類に由来する反応
性基を有するものを用いて両者を反応させる工程と、を
有することを特徴とする。
【0019】本発明の薄膜形成剤は、分子中に、第1の
ポリイミド系ブロックと、この第1のポリイミド系ブロ
ックと結合され、かつ当該第1のポリイミド系ブロック
と構造が異なる第2のポリイミド系ブロックとを含有し
てなるポリイミド系ブロック共重合体を含有してなり、
前記第1のポリイミド系ブロックは、下記式1または式
2で示される繰り返し単位を有し、前記第2のポリイミ
ド系ブロックは、下記式3または式4で示される繰り返
し単位を有し、 前記ポリイミド系ブロック共重合体は、
第1のポリイミド系ブロックおよび第2のポリイミド系
ブロックの一方がポリイミドブロックで他方がポリアミ
ック酸ブロックであるポリイミド−ポリアミック酸ブロ
ック共重合体であることを特徴とする。
【0020】
【化2】 (各式において、R1 とR2 は互いに同一であってもよ
い4価の有機基、Q1 とQ2 は互いに同一であってもよ
い2価の有機基、Xは水素原子または有機基を示す。)
【0021】本発明の薄膜形成剤は、液晶配向膜形成剤
として用いられる。
【0022】本発明の液晶配向膜の製造方法は、基板の
表面に上述の薄膜形成剤よりなる薄膜を形成する工程
と、この薄膜に対し、少なくとも選択された領域に放射
線を照射することによる配向特性修正処理および配向処
理を施す工程とを有することを特徴とする。
【0023】以下、本発明について具体的に説明する。
なお、本明細書において、用語「ポリイミド系」は、ポ
リイミドおよびポリアミック酸を包含する概念として用
いられている。従って、例えば用語「ポリイミド系ブロ
ック共重合体」には、ブロック共重合型ポリアミック
酸、ポリイミドブロック共重合体およびポリイミド−ポ
リアミック酸ブロック共重合体の三者が包含されるもの
と、また「ポリイミド系ブロック」には、ポリアミック
酸ブロックとポリイミドブロックの両者が包含されるも
のと解されなければならない。また本明細書において、
用語「テトラカルボン酸類」は、(i)4価の核原子団
に各々2価の無水カルボン酸基(−CO−O−CO−)
2つが結合されてなるテトラカルボン酸二無水物、(i
i)4価の核原子団に−COOH基および/または−C
OOR基(ここでRはアルキル基、アリール基などの有
機基である。以下において同じ。)が合計4つ結合され
てなるテトラカルボン酸またはテトラカルボン酸エステ
ル、および(iii)4価の核原子団に2価の無水カル
ボン酸基1つ、並びに−COOH基および/または−C
OOR基が合計2つ結合されてなるテトラカルボン酸一
無水物またはテトラカルボン酸エステル一無水物を包含
する概念を表すものとして用いられている。なお、本明
細書における「ポリアミック酸プレポリマー」は「アミ
ック酸オリゴマー」とも、「ポリイミドプレポリマー」
は「イミドオリゴマー」とも称されるものである。
【0024】〔ブロック共重合型ポリアミック酸の製造
方法(その1):方法A〕この方法は、分子中に、第1
のポリアミック酸ブロックと、この第1のポリアミック
酸ブロックと構造が異なる第2のポリアミック酸ブロッ
クとを含有してなるブロック共重合型ポリアミック酸を
製造するものである。この方法においては、以下の工程
1〜工程3が実行される。
【0025】工程1 この工程1においては、下記化3の反応式1または反応
式2に示すように、テトラカルボン酸類と、2価の有機
基Q1 にアミノ基(−NH2 )2つが結合されてなるジ
アミン化合物とを反応させるが、用いられるテトラカル
ボン酸類のモル数に対し、ジアミン化合物を、そのモル
数が例えば1.001〜2.0倍となるよう、当モル量
を超えた過剰量で用いることにより、分子末端にアミノ
基を有する第1のポリアミック酸プレポリマーを製造す
る。
【0026】
【化3】
【0027】工程2 この工程2においては、下記化4の反応式3または反応
式4に示すように、テトラカルボン酸類と、2価の有機
基Q2 に2つのアミノ基が結合されてなるジアミン化合
物とを反応させるが、用いられるジアミン化合物のモル
数に対し、テトラカルボン酸類を、そのモル数が例えば
1.001〜2.0倍となるよう、当モル量を超えた過
剰量で用いることにより、分子末端にテトラカルボン酸
類に由来する反応性基を有する第2のポリアミック酸プ
レポリマーを製造する。
【0028】
【化4】
【0029】工程3 この工程3においては、工程1で得られた第1のポリア
ミック酸プレポリマーの末端アミノ基と、工程2で得ら
れた第2のポリアミック酸プレポリマーの末端のテトラ
カルボン酸類に由来する反応性基とを工程1または工程
2と同様に反応させることにより、下記化5の式5で示
されるように、核原子団R1 に2価の結合基(−CO−
NH−)を介して結合した有機基Q1 との結合体を繰り
返し単位とする第1のポリアミック酸ブロックと、同様
の核原子団R2 と有機基Q2 との結合体を繰り返し単位
とする第2のポリアミック酸ブロックとが結合されてな
るブロック共重合型ポリアミック酸を製造する。
【0030】
【化5】
【0031】以上において、第1のポリアミック酸プレ
ポリマーと第2のポリアミック酸プレポリマーとは互い
に構造が異なるものであり、具体的には、各々のポリア
ミック酸プレポリマーの繰り返し単位における分子構造
が異なるものである。このことを式5において表現すれ
ば、核原子団R1 とR2 は同一であっても異なっていて
もよく、また有機基Q1 とQ2 も同一であっても異なっ
ていてもよいが、R1とR2 およびQ1 とQ2 は同時に
同一ではなく、少なくともいずれか一方において互いに
異なっていることが必要である。
【0032】従って、実際には、工程1と工程2におい
てテトラカルボン酸類として異なる化合物を用いるか、
工程1と工程2においてジアミン化合物として異なる化
合物を用いるか、またはその両方が行われる。工程1と
工程2において用いられるテトラカルボン酸類およびジ
アミン化合物が共に同一の化合物である場合、すなわち
式5において、R1 =R2 かつQ1 =Q2 の場合には、
第1のポリアミック酸プレポリマーと第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーとが同一のものとなるので、得られる
重合体はブロック共重合体とはならず、単なるホモポリ
マーとなる。
【0033】工程1および工程2においては、テトラカ
ルボン酸類およびジアミン化合物の一方または他方が過
剰量で用いられるが、各工程における両者の割合は、最
終的に得られるポリイミド系ブロック共重合体に求めら
れる特性に応じて選定することができる。この割合は、
通常、一方に対して他方がモル数で1.001〜2.0
倍となる範囲である。この式5において、各ポリアミッ
ク酸ブロックにおける繰り返し単位の数mおよびnは、
通常、1〜1000、好ましくは2〜1000の範囲内
であり(前記反応式1、反応式2、反応式3および反応
式4、並びに後記式6、反応式5、反応式6、反応式7
および反応式8において同じ。)、また第1のポリアミ
ック酸ブロックと第2のポリアミック酸ブロックとの結
合体を単位とする結合体繰り返し単位の数zは1〜10
0の範囲である。ここで、zが2以上である場合におい
て、各結合体繰り返し単位におけるmまたはnの数は同
一であってもよいが、同一である必要はない。
【0034】方法Aにおいては、工程1および工程2の
両方において使用されるテトラカルボン酸類の合計モル
数とジアミン化合物の合計モル数とは、実質的に同等で
あって当量関係にあることが好ましい。
【0035】また、工程1または工程2においては、テ
トラカルボン酸類として複数の種類の化合物を用いるこ
とが可能であり、ジアミン化合物として複数の種類の化
合物を用いることも可能である。また、工程1または工
程2と同様にして製造されたポリアミック酸プレポリマ
ーの1種またはそれ以上を、工程3において反応させる
ことにより、または工程3と同様にして反応させること
により、3種以上のポリアミック酸ブロックが含まれて
なるブロック共重合型ポリアミック酸を製造することも
できる。上記のポリアミック酸プレポリマーおよびブロ
ック共重合型ポリアミック酸は、反応の条件によって
は、その一部にイミド結合を含有したものとなる場合が
ある。
【0036】以上の方法Aにおいて用いられるテトラカ
ルボン酸類は、特に限定されるものではないが、工程1
および工程2で用いられるものの少なくとも一方が環状
脂肪族テトラカルボン酸類であることが、ブロック共重
合型ポリアミック酸から誘導されるポリイミドブロック
共重合体の有機溶媒への溶解性の点から好ましい。ま
た、工程1および工程2で用いられるジアミン化合物
は、その一方が、芳香族環に結合された2個のアミノ基
(−NH2 )と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原
子を含有する芳香族ジアミン化合物であり、他方が、芳
香族環に結合された2個のアミノ基を有し、当該アミノ
基の構成原子以外にヘテロ原子を含有しない芳香族ジア
ミン化合物であることが、ブロック共重合型ポリアミッ
ク酸または該ポリアミック酸から誘導されるポリイミド
ブロック共重合体の透明性および液晶駆動時の電気特性
などの液晶配向特性の点から、好ましい。
【0037】<テトラカルボン酸類>テトラカルボン酸
二無水物の具体例としては、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、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、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、1,3,3
a,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、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などの脂肪族テトラカルボン
酸二無水物または環状脂肪族テトラカルボン酸二無水
物;
【0038】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。
【0039】テトラカルボン酸の具体例としては、ブタ
ンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロブタンテ
トラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテト
ラカルボン酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペン
チル酢酸、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−
2−酢酸、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラ
カルボン酸、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、ビシクロ[2.2.2]−オクト−7−エン
−2,3,5,6−テトラカルボン酸などの脂肪族テト
ラカルボン酸または環状脂肪族テトラカルボン酸;
【0040】ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−
ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3’,4,
4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、3,
3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカル
ボン酸、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸、
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、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、3,3’,
4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、p
−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)、m−フ
ェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)、ビス(トリ
フェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタンなど
の芳香族テトラカルボン酸を挙げることができる。
【0041】また、テトラカルボン酸エステルとして
は、例えば前記のカルボン酸のメチルエステル、エチル
エステル、プロピルエステル、イソプロピルエステルお
よびブチルエステルを挙げることができる。その具体例
としては、ピロメリット酸テトラメチルエステル、ピロ
メリット酸テトラエチルエステル、ピロメリット酸テト
ラプロピルエステル、ピロメリット酸テトライソプロピ
ルエステルおよびピロメリット酸テトラブチルエステル
を挙げることができる。
【0042】これらのうちでは、テトラカルボン酸二無
水物が好ましく、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、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、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などが好ましい。これらの
テトラカルボン酸類は、単独でまたは2種以上を組み合
わせて使用することができる。
【0043】<ジアミン化合物>ジアミン化合物の具体
例としては、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、3,5−ジアミノ−3’−トリフルオロメチ
ルベンズアニリド、3,5−ジアミノ−4’−トリフル
オロメチルベンズアニリド、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]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、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、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、ビス(4−アミノフェノキシ)−2,2’
−ジメチルプロパンなどの芳香族ジアミン化合物;
【0044】ジアミノテトラフェニルチオフェンなどの
ヘテロ原子を有する芳香族ジアミン化合物;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)
などの脂肪族または環状脂肪族ジアミン化合物;下記化
6で表されるジアミノオルガノシロキサンを挙げること
ができる。
【0045】
【化6】
【0046】〔式中、Yはメチル基、エチル基、プロピ
ル基などのアルキル基、シクロヘキシル基などのシクロ
アルキル基またはフェニル基などのアリール基のような
炭素数1〜12の炭化水素基を示す。pは1〜3の整数
であり、qは1〜20の整数である。〕
【0047】これらの中では、p−フェニレンジアミ
ン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、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、4,4’−(p−
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−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および
3,5−ジアミノ−4’−トリフルオロメチルベンズア
ニリドが好ましい。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および4,4’−
(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリンがと
りわけ好ましい。これらのジアミン化合物は、単独でま
たは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0048】なお、上述の芳香族環に結合された2個の
アミノ基(−NH2 )と当該アミノ基の窒素原子以外の
ヘテロ原子を含有する芳香族ジアミン化合物としては、
下記化7〜化9で化合物A01〜化合物A11として示
されるものを挙げることができる。
【0049】
【化7】
【0050】
【化8】
【0051】
【化9】
【0052】工程1または工程2におけるテトラカルボ
ン酸類とジアミン化合物との重縮合反応は、有機溶媒中
において、通常0〜200℃、好ましくは0〜100℃
の温度条件下で行われる。この重縮合反応に用いる有機
溶媒としては、生成するポリアミック酸を溶解し得るも
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挙げることができる。有機
溶媒の使用量は、テトラカルボン酸類およびジアミン化
合物の総量が、反応溶液の全量に対して0.1〜30重
量%の割合となるような量であるのが好ましい。
【0053】この有機溶媒には、貧溶媒であるアルコー
ル類、ケトン類、エステル類、エーテル類、ハロゲン化
炭化水素類、炭化水素類を、生成するポリアミック酸プ
レポリマーが析出しない程度の割合で併用することがで
きる。かかる貧溶媒としては、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、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、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
−イソプロピルエーテル、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、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、クロロベンゼ
ン、o−ジクロロベンゼン、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。
【0054】〔上記ポリアミック酸によるポリイミドブ
ロック共重合体の製造方法:方法B〕 以上の方法Aで得られるブロック共重合型ポリアミック
酸は、これにイミド化処理を施すことにより脱水閉環さ
れ、下記化10の式6で示されるように、核原子団R1
にイミド結合を介して結合した有機基Q1 との結合体を
繰り返し単位とする第1のポリイミドブロックと、同様
の核原子団R2 と有機基Q2 との結合体を繰り返し単位
とする第2のポリイミドブロックとが結合されてなる
リイミドブロック共重合体を生成する。
【0055】
【化10】
【0056】イミド化処理は、具体的には、当該ポリア
ミック酸を加熱することにより、または当該ポリアミッ
ク酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤およびイ
ミド化触媒の存在下において、必要に応じて加熱するこ
とにより、ポリアミック酸を脱水閉環させることによっ
て、行われる。加熱によるイミド化処理は、通常、温度
60〜250℃、好ましくは100〜200℃で行われ
る。この加熱温度が60℃未満では脱水閉環反応が十分
に進行せず、一方加熱温度が250℃を超えると、得ら
れるポリイミドブロック共重合体が分子量の小さいもの
になることがある。
【0057】イミド化処理を、ブロック共重合型ポリア
ミック酸の溶液中に脱水剤およびイミド化触媒を添加し
て行なう場合には、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、当該ポリ
アミック酸の繰り返し単位1モルに対して1.6〜20
モルとするのが好ましい。
【0058】イミド化触媒としては、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が、これらに限定されるもので
はない。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0.5〜10モルとするのが好ましい。この
イミド化処理に用いられる有機溶媒としては、ブロック
共重合型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、また、このイミ
ド化処理の脱水閉環の反応温度は、通常0〜200℃、
好ましくは60〜150℃とされる。
【0059】〔ポリイミドブロック共重合体の直接的製
造方法(その1):方法C〕この方法は、上述のブロッ
ク共重合型ポリアミック酸の製造と同様に、テトラカル
ボン酸類とジアミン化合物とを反応させることにより、
前記化10の式6で示されるように、分子中に、第1の
ポリイミドブロックと、この第1のポリイミドブロック
と構造が異なる第2のポリイミドブロックとを含有して
なるポリイミドブロック共重合体を直接的に製造するも
のである。この方法においては、以下の工程1〜工程3
が実行される。
【0060】工程1 この工程1においては、下記化11の反応式5または反
応式6に示すように、テトラカルボン酸類と、2価の有
機基Q1 に2つのアミノ基が結合されてなるジアミン化
合物とを反応させるが、用いられるテトラカルボン酸類
のモル数に対し、ジアミン化合物を、そのモル数が例え
ば1.001〜2.0倍となるよう、当モル量を超えた
過剰量で用いることにより、分子末端にアミノ基を有す
る第1のポリイミドプレポリマーを製造する。
【0061】
【化11】
【0062】工程2 この工程2においては、下記化12の反応式7または反
応式8に示すように、テトラカルボン酸類と、2価の有
機基Q2 に2つのアミノ基が結合されてなるジアミン化
合物とを反応させるが、用いられるジアミン化合物のモ
ル数に対し、テトラカルボン酸類を、そのモル数が例え
ば1.001〜2.0倍となるよう、当モル量を超えた
過剰量で用いることにより、分子末端にテトラカルボン
酸類に由来する反応性基を有する第2のポリイミドプレ
ポリマーを製造する。
【0063】
【化12】
【0064】以上の工程において、ポリイミドプレポリ
マーを生成させるためには、既述のイミド化処理のため
に必要な脱水剤およびイミド化触媒を、方法Aと同様の
有機溶媒が存在する反応系に添加しておき、適宜の温
度、例えば0〜200℃、好ましくは60〜150℃に
加熱して反応させればよい。また、上述の方法Aの工程
1および工程2と同様に、第1のポリアミック酸プレポ
リマーおよび第2のポリアミック酸プレポリマーを製造
し、次いでそれぞれに方法Bのイミド化処理と同様の処
理を施すことによって、上述の第1のポリイミドプレポ
リマーおよび第2のポリイミドプレポリマーを製造して
もよい。
【0065】工程3 この工程3においては、工程1で得られた第1のポリイ
ミドプレポリマーの末端アミノ基と、工程2で得られた
第2のポリイミドプレポリマーの末端のテトラカルボン
酸類に由来する反応性基とを反応させることにより、前
記化10の式6で示されるように、核原子団R1 と有機
基Q1 との結合体を繰り返し単位とする第1のポリイミ
ドブロックと、核原子団R2 と有機基Q2 との結合体を
繰り返し単位とする第2のポリイミドブロックとが結合
されてなるポリイミドブロック共重合体を製造する。
【0066】このポリイミドブロック共重合体における
種々の条件は、既述のブロック共重合型ポリアミック酸
から得られるポリイミドブロック共重合体と同様であ
り、工程1および工程2の各々において、イミド化反応
が生じて脱水閉環反応までが生じ、従って方法Bの工程
を行わずにポリイミドブロック共重合体が製造され、こ
の点で既述の方法Aと異なるに過ぎない。従って、この
方法Cにおける各事項の条件などの詳細は、方法Aおよ
び方法Bにおける説明と同様である。
【0067】また、工程1または工程2においては、テ
トラカルボン酸類として複数の種類の化合物を用いるこ
とが可能であり、ジアミン化合物として複数の種類の化
合物を用いることも可能である。また、工程1または工
程2と同様にして製造されたポリイミドプレポリマーの
1種またはそれ以上を、工程3において反応させること
により、または工程3と同様にして反応させることによ
り、3種以上のポリイミドブロックが含まれてなるポリ
イミドブロック共重合体を製造することもできる。
【0068】〔ポリイミドブロック共重合体の直接的製
造方法(その2):方法D〕この方法は、上記の方法C
によるポリイミドブロック共重合体の製造方法におい
て、ジアミン化合物の代わりにジイソシアネート化合物
を用いるものである。そして、前記化11の反応式5お
よび前記化12の反応式7におけるアミノ基がイソシア
ネートに代った点を除けば、その詳細は方法Cにおける
説明と同様であり、同様の工程1、工程2および工程3
により、ポリイミドブロック共重合体が製造される。
【0069】以上において、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のよ
うな脂肪族ジイソシアネート化合物、シクロヘキサンジ
イソシアネートのような環状脂肪族ジイソシアネート化
合物、およびジフェニルメタン−4,4’−ジイソシア
ネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネ
ート、ジフェニルスルホン−4,4’−ジイソシアネー
ト、ジフェニルスルフィド−4,4’−ジイソシアネー
ト、1,2−ジフェニルエタン−p,p’−ジイソシア
ネート、2,2−ジフェニルプロパン−p,p’−ジイ
ソシアネート、2,2−ジフェニル−1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロプロパン−p,p’−ジイソシ
アネート、2,2−ジフェニルブタン−p,p’−ジイ
ソシアネート、ジフェニルジクロロメタン−4,4’−
ジイソシアネート、ジフェニルフルオロメタン−4,
4’−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−4,4’−
ジイソシアネート、N−フェニル安息香酸アミド−4,
4’−ジイソシアネートなどのような芳香族ジイソシア
ネート化合物を挙げることができる。
【0070】なお、上述の芳香族環に結合された2個の
イソシアネート基(−NCO)と当該イソシアネート基
の窒素原子以外のヘテロ原子を含有する芳香族ジイソシ
アネート化合物としては、下記化13〜化15で化合物
B01〜化合物B10として示される化合物を挙げるこ
とができる。
【0071】
【化13】
【0072】
【化14】
【0073】
【化15】
【0074】これらのジイソシアネート化合物は、単独
でまたは2種以上を組み合わせて使用することができ
る。また、工程1および工程2で用いられるジイソシア
ネート化合物は、その一方が、芳香族環に結合された2
個のイソシアネート基(−NCO)と当該イソシアネー
ト基の窒素原子以外のヘテロ原子を含有する芳香族ジイ
ソシアネート化合物であり、他方が、芳香族環に結合さ
れた2個のイソシアネート基を有し、当該イソシアネー
ト基の構成原子以外にヘテロ原子を含有しない芳香族ジ
イソシアネート化合物であることが、ポリイミドブロッ
ク共重合体の透明性および液晶駆動時の電気特性などの
液晶配向特性の点から、好ましい。なお、テトラカルボ
ン酸類とジイソシアネート化合物との反応には、特に触
媒は必要とされないが、反応温度は、通常、50〜20
0℃、好ましくは100〜160℃である。
【0075】また、工程1または工程2においては、テ
トラカルボン酸類として複数の種類の化合物を用いるこ
とが可能であり、ジイソシアネート化合物として複数の
種類の化合物を用いることも可能である。また、工程1
または工程2と同様にして製造されたポリイミドプレポ
リマーの1種またはそれ以上を、工程3において反応さ
せることにより、または工程3と同様にして反応させる
ことにより、3種以上のポリイミドブロックが含まれて
なるポリイミドブロック共重合体を製造することもでき
る。
【0076】〔ポリイミド−ポリアミック酸ブロック共
重合体の製造方法(その1):方法E〕この方法は、テ
トラカルボン酸二無水物とジイソシアネート化合物とを
用いて、上述の方法Dと同様にして末端に無水カルボン
酸基またはイソシアネート基を有するポリイミドプレポ
リマーを得る工程と、テトラカルボン酸二無水物とジア
ミン化合物とを用いて上述の方法Aと同様にして末端に
アミノ基または無水カルボン酸基を有するポリアミック
酸プレポリマーを得る工程と、前記ポリイミドプレポリ
マーとポリアミック酸プレポリマーとを末端の官能基を
選択したうえで反応させることによってポリイミド−ポ
リアミック酸ブロック共重合体を得る工程と、を有する
ものである。そして、その詳細は、上述の方法Dまたは
方法Aにおける説明と同様である。
【0077】〔ポリイミド−ポリアミック酸ブロック共
重合体の製造方法(その2):方法F〕この方法は、テ
トラカルボン酸類とジアミン化合物とを用いて、上述の
方法Cと同様にして末端にテトラカルボン酸類に由来す
る反応性基またはアミノ基を有するポリイミドプレポリ
マーを得る工程と、テトラカルボン酸類とジアミン化合
物とを用いて、上述の方法Aと同様にして末端にアミノ
基またはテトラカルボン酸類に由来する反応性基を有す
るポリアミック酸プレポリマーを得る工程と、前記ポリ
イミドプレポリマーとポリアミック酸プレポリマーとを
末端の官能基を選択したうえで反応させることによって
ポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を得る工
程と、を有するものである。そして、その詳細は、上述
の方法Cまたは方法Aにおける説明と同様である。
【0078】以上のように、上記の方法Aによれば、第
1のポリアミック酸プレポリマーによる繰り返し単位お
よびこれと構造が異なる第2のポリイミドプレポリマー
による繰り返し単位をブロック成分として有するブロッ
ク共重合型ポリアミック酸を製造することができる。そ
して、上記の方法Bに従い、上記方法Aによって得られ
るブロック共重合型ポリアミック酸をイミド化処理する
ことにより、ポリイミドブロック共重合体を製造するこ
とができる。また、上記の方法Cまたは方法Dによれ
ば、直接的にポリイミドブロック共重合体を製造するこ
とができる。さらに、上記の方法Eまたは方法Fによれ
ば、ポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を製
造することができる。
【0079】而して、これらのポリイミド系ブロック共
重合体は、互いに構造が異なる2種または3種以上の複
数の種類のポリイミドブロック成分が結合されたもので
あるから、基本的にポリアミック酸またはポリイミドと
しての本来的な特性を有すると共に、各ブロック成分に
係るポリアミック酸またはポリイミドのホモポリマーの
有する複数の種類の特性を備えたものとなる。すなわ
ち、例えば第1のポリイミド成分と第2のポリイミド成
分とが各々ブロック成分として分子中に共存することに
より、当該第1のブロック成分を構成するポリイミドの
ホモポリマーの有する第1の特性と、第2のブロック成
分を構成するポリイミドのホモポリマーの有する第2の
特性と、を同時に有するものとなる。あるいは当該ポリ
イミドブロック共重合体の特性は、或るブロック成分を
構成するポリイミドのホモポリマーの特性が、他のブロ
ック成分を構成するポリイミドのホモポリマーの特性に
よって変性された状態のものとなる、ということができ
る。
【0080】このような特性は、第1のポリイミドと第
2のポリイミドとの単なる混合物によっては得ることの
できないものであり、また、第1のポリイミドと第2の
ポリイミドを得るために用いられるすべてのテトラカル
ボン酸類とジアミン化合物若しくはジイソシアネート化
合物とを、例えば一括的に重縮合反応させた場合にも得
ることのできないものである。すなわち、上記のポリイ
ミド系ブロック共重合体の製造方法によれば、通常の手
段では同時に得ることの困難な良好な複数の特性を共に
有するポリイミド系ブロック共重合体を提供することが
できる。
【0081】なお、以上および以下において、ポリイミ
ド系ブロック共重合体を表す式中に有機基R1 、R2
1 またはQ2 が複数存在する場合には、それらは互い
に同一の構造を有するものである。
【0082】また、上述のように、ポリイミド系ブロッ
ク共重合体の特性は、それを構成する各ブロック成分に
おける繰り返し単位の構造の如何と、その繰り返し単位
数またはその割合とによって定まる。従って、それらの
ファクターを制御することにより、最終的に得られるポ
リイミド系ブロック共重合体の特性を制御することが可
能である。そして、上記の方法によれば、各重縮合反応
が単純な方式でなされるので、その条件の制御がきわめ
て容易である。すなわち、各ブロック成分の生成に供さ
れるテトラカルボン酸類、ジアミン化合物またはジイソ
シアネート化合物の種類を選択し、またその使用量また
は使用割合を調整することにより、得られるポリイミド
系ブロック共重合体を構成すべきブロック成分の数、各
々の種類およびそれらの割合を制御すれば、これによ
り、最終的に得られるポリイミド系ブロック共重合体の
特性を制御することが可能である。その結果、例えば経
験的に知られたホモポリマーであるポリイミドの特性に
基づいて、実際の用途に応じた分子設計を行うことによ
り、所望の特性を有するポリイミド系共重合体を提供す
ることができる。
【0083】〔薄膜形成剤〕 本発明の薄膜形成剤は、上記のポリイミド−ポリアミッ
ク酸ブロック共重合体を、主成分として適宜の有機溶媒
に溶解させて得られる液状体である。この薄膜形成剤は
ポリイミド系ブロック共重合体からなることにより、種
々の目的で用いられる薄膜、例えば電気絶縁材としての
薄膜、耐熱性被覆を形成する薄膜、表面保護被覆として
の薄膜、その他の薄膜の形成のために使用することがで
き、特に液晶配向膜形成剤として有用である。
【0084】薄膜形成剤のための有機溶媒としては、
ポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を溶解
するものであれば特に制限されるものではなく、種々の
ものを用いることができ、具体例としては、上記方法A
において用いられる反応の溶媒として掲げた各種の有機
溶媒を挙げることができる。
【0085】薄膜形成剤には、その用途に応じて種々の
添加剤を添加することができる。特に液晶配向膜形成剤
として用いられる薄膜形成剤には、それ自体の特性およ
びこれより形成される液晶配向膜の特性を向上させるた
めに、種々の添加剤を含有させることができる。
【0086】このような添加剤としては、例えば、液晶
表示素子を構成する基板の表面に対する液晶配向膜の接
着性を向上させる目的から、官能性シラン含有化合物を
含有させることができる。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。
【0087】〔薄膜の形成〕上記の薄膜形成剤を用いて
薄膜を形成するためには、通常、適宜の基体の表面に当
該薄膜形成剤を塗布し、乾燥させ、ポリアミック酸ブロ
ックを有する場合は必要に応じてさらに脱水閉環させる
ために加熱すればよい。そして、液晶配向膜形成剤とし
て用いる場合には、例えば次のような方法により、液晶
配向膜が形成され、更に液晶表示素子が作製される。
【0088】(1)透明導電膜が設けられている液晶表
示素子用の基板の一面に当該薄膜形成剤を塗布し、塗布
面を加熱することにより、液晶配向膜の材料である薄膜
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。
【0089】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P
PG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2
3−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などが用いられ
る。薄膜形成剤の塗布方法としては、印刷法のほか、ロ
ールコーター法、スピンナー法、カーテンコート法など
の方法を用いることができる。
【0090】薄膜形成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、基板の一面および透明導電膜上に、官能性シラン
含有化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布するこ
ともできる。また、塗布面の乾燥またはポリアミック酸
ブロックの脱水閉環のための加熱温度は80〜200℃
とされ、好ましくは120〜200℃とされる。なお、
形成される塗膜の乾燥膜厚は、通常0.001〜1μm
であり、好ましくは0.005〜0.5μmである。
【0091】(2)形成された薄膜に配向処理を施す。
この配向処理は、例えば、ナイロン、レーヨン、コット
ンなどからなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦過
するラビング処理法、紫外線を照射する紫外線照射法な
どによって行われる。この配向処理により、当該薄膜に
液晶分子に対する配向能が付与されて液晶配向膜が形成
される。また、形成された薄膜の選択された局部的な領
域に、配向処理を施す前または後に放射線、例えば1〜
10000mJ/cm2 、好ましくは200〜3000
mJ/cm2 の紫外線を照射することによって、配向特
性修正処理を施すこともできる。
【0092】(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、平行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
晶セルを構成するそれぞれの基板の他面側に、偏光板を
その偏光方向が当該基板の一面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。
【0093】液晶材料としては、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、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。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。
【0094】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。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
光板などを挙げることができる。
【0095】本発明の液晶配向膜は、基本的に前記化1
0の式6で示される構成を有するポリイミドブロック共
重合体よりなるものである。そして、既述のように、従
来のポリイミドによっては実現することのできない、通
常の手段では同時に得ることの困難な良好な複数の特性
を共に有するものである。例えば、後述する実施例の説
明からも理解されるように、或る種のポリイミドは良好
な塗布性が得られるが、液晶配向膜の配向特性はラビン
グ処理の回数や膜厚の大きさに依存した不安定なもので
あり、一方、他の種のポリイミドは、塗布性が低いもの
であるが、液晶配向膜としてはラビング処理の回数や膜
厚の大きさに依存しない安定した液晶配向特性が得られ
て大きなプレチルト角を発現するものである。
【0096】然るに、このような種類のポリイミドを共
にブロック成分として含有するポリイミドブロック共重
合体よりなる液晶配向膜形成剤によれば、良好な塗布性
が得られると共に、形成される液晶配向膜は、ラビング
処理の回数や膜厚の大きさに依存しない安定した液晶配
向特性が得られて大きなプレチルト角を発現するものと
なる。
【0097】また、放射線に対する感度が大きい特性と
基板に対して高い接着性を維持し得る特性は、ポリイミ
ドホモポリマーでは、通常の手段では同時に得ることの
できない特性であるが、ポリイミドブロック共重合体に
よれば、そのような両方の特性を同時に得ることが可能
であり、その結果、液晶配向膜において、配向特性修正
処理を高い効率で行うことが可能となる。
【0098】具体的には、ラビング処理などの配向処理
の前または後の液晶配向膜となる薄膜に対して行われ
る、選択された局部的な領域に対する紫外線などの放射
線の照射による配向特性修正処理を高い効率で実行する
ことができるため、通常はそのような放射線の照射を行
った場合に失われてしまう、液晶配向膜の基板に対して
高い接着性が維持される特性が得られ、例えばラビング
処理を行う場合に当該液晶配向膜が損なわれることがな
い。従って、このような液晶配向膜によれば、プレチル
ト角の部分的制御を容易に達成することが可能となり、
コントラストの視角依存性の少ない液晶表示素子を、高
い効率で作製することが可能となる。
【0099】本発明のポリイミドブロック共重合体より
なる薄膜は、種々の目的で用いられる薄膜、例えば電気
絶縁材としての薄膜、耐熱性被覆を形成する薄膜、表面
保護被覆としての薄膜、その他の薄膜の形成のために使
用することができ、特に液晶配向膜形成剤として有用で
あり、ポリイミドブロック共重合体よりなる液晶配向膜
は、STN型表示素子用の液晶配向膜やTN型表示素子
用の液晶配向膜を形成するために特に好適に用いること
ができる。また、本発明の薄膜形成剤により形成される
液晶配向膜を備えた液晶表示素子は、基板間に注入充填
される液晶材料の種類を選択することにより、強誘電表
示素子としても好適に使用することができる。さらに、
本発明の薄膜形成剤により形成される液晶配向膜を備え
た液晶表示素子は、液晶の配向性および信頼性に優れ、
種々の装置に有効に使用することができ、例えば卓上計
算機、腕時計、置時計、係数表示板、ワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータ、液晶テレビなどの表示装
置として好適に用いられる。
【0100】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に制限されるものではな
い。以下の例において、液晶表示素子のプレチルト角の
測定は、「T.J.Schffer,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行った。薄膜形成剤の
塗布性はについては、薄膜形成剤による薄膜の厚みを触
針式の膜厚計「アルファステップ」(米国TENCOR
INSTRUMENTS社製)を用いて測定し、当該
薄膜の厚みの平均値とそのバラツキを求めた。液晶配向
膜の基板に対する接着性は、ITO膜上に形成した薄膜
をラビング処理したときの剥離の有無によって評価し
た。また、各ポリマーの対数粘度ηlnの値は、N−メチ
ル−2−ピロリドンを溶媒として用い、ポリマーの濃度
が0.5g/100ミリリットルである溶液について3
0℃で粘度の測定を行い、下記数1で示される式によっ
て求めた。
【0101】
【数1】
【0102】製造例1 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物29.37g(131.0ミリモル)と、p−フェニ
レンジアミン14.55g(134.5ミリモル)と
を、N−メチル−2−ピロリドン395.28gに溶解
させ、室温で2時間攪拌して反応させることにより、末
端にアミノ基を有する第1のポリアミック酸プレポリマ
ーの溶液を得た。この第1のポリアミック酸プレポリマ
ーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0103】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物2.39g(10.7ミリモル)と、化7で化合物A
01として示されるジアミン化合物3.69g(7.1
ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン54.7
2gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応させること
により、末端に無水カルボン酸基を有する第2のポリア
ミック酸プレポリマーの溶液を得た。この第2のポリア
ミック酸プレポリマーの対数粘度は0.05dl/gで
あった。
【0104】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.10
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0105】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン8.95gと無水酢酸11.5
7gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.10dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体1」とする。
【0106】製造例2 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物28.87g(128.8ミリモル)と、p−フェニ
レンジアミン14.31g(132.3ミリモル)と
を、N−メチル−2−ピロリドン388.62gに溶解
させ、室温で2時間攪拌して反応させることにより、末
端にアミノ基を有する第1のポリアミック酸プレポリマ
ーの溶液を得た。この第1のポリアミック酸プレポリマ
ーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0107】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物2.35g(10.5ミリモル)と、化8で化合物A
05として示されるジアミン化合物であってベンゼン核
におけるアミノ基の位置がパラ位のもの4.48g
(7.0ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン
61.47gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応さ
せることにより、末端に無水カルボン酸基を有する第2
のポリアミック酸プレポリマーの溶液を得た。この第2
のポリアミック酸プレポリマーの対数粘度は0.05d
l/gであった。
【0108】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.08
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0109】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン8.81gと無水酢酸11.3
7gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.08dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体2」とする。
【0110】製造例3 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物17.57g(78.4ミリモル)と、p−フェニレ
ンジアミン10.18g(94.1ミリモル)とを、N
−メチル−2−ピロリドン249.75gに溶解させ、
室温で2時間攪拌して反応させることにより、末端にア
ミノ基を有する第1のポリアミック酸プレポリマーの溶
液を得た。この第1のポリアミック酸プレポリマーの対
数粘度は0.20dl/gであった。
【0111】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物10.56g(47.1ミリモル)と、化8で化合物
A06として示される、メチレン基の繰り返し数aが1
2であるジアミン化合物であってベンゼン核におけるア
ミノ基の位置がパラ位のもの11.69g(31.4ミ
リモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン200.2
5gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応させること
により、末端に無水カルボン酸基を有する第2のポリア
ミック酸プレポリマーの溶液を得た。この第2のポリア
ミック酸プレポリマーの対数粘度は0.05dl/gで
あった。
【0112】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.50
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0113】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン7.94gと無水酢酸10.2
5gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.66dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体3」とする。
【0114】製造例4 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物18.47g(82.4ミリモル)と、p−フェニレ
ンジアミン10.70g(98.9ミリモル)とを、N
−メチル−2−ピロリドン262.53gに溶解させ、
室温で2時間攪拌して反応させることにより、末端にア
ミノ基を有する第1のポリアミック酸プレポリマーの溶
液を得た。この第1のポリアミック酸プレポリマーの対
数粘度は0.30dl/gであった。
【0115】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物11.10g(49.5ミリモル)と、3,5−ジア
ミノ−4’−トリフルオロメチルベンズアニリド9.7
4g(33.0ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロ
リドン187.56gに溶解させ、室温で2時間攪拌し
て反応させることにより、末端に無水カルボン酸基を有
する第2のポリアミック酸プレポリマーの溶液を得た。
この第2のポリアミック酸プレポリマーの対数粘度は
0.03dl/gであった。
【0116】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.20
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0117】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン8.35gと無水酢酸10.7
7gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.28dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体4」とする。
【0118】製造例5 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物23.64g(105.5ミリモル)と、4,4’−
ジアミノジフェニルメタン21.47g(108.3ミ
リモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン405.9
9gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応させること
により、末端にアミノ基を有する第1のポリアミック酸
プレポリマーの溶液を得た。この第1のポリアミック酸
プレポリマーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0119】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物1.92g(8.6ミリモル)と、化7で化合物A0
1として示されるジアミン化合物2.97g(5.7ミ
リモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン44.01
gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応させることに
より、末端に無水カルボン酸基を有する第2のポリアミ
ック酸プレポリマーの溶液を得た。この第2のポリアミ
ック酸プレポリマーの対数粘度は0.04dl/gであ
った。
【0120】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.10
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0121】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン7.22gと無水酢酸9.31
gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた反
応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体を
沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.20dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体5」とする。
【0122】製造例6 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物29.28g(130.6ミリモル)と、p−フェニ
レンジアミン13.76g(127.2ミリモル)と
を、N−メチル−2−ピロリドン387.36gに溶解
させ、室温で2時間攪拌して反応させることにより、末
端に無水カルボン酸基を有する第1のポリアミック酸プ
レポリマーの溶液を得た。この第1のポリアミック酸プ
レポリマーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0123】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物1.54g(6.9ミリモル)と、化7で化合物A0
1として示されるジアミン化合物5.41g(10.4
ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン121.
32gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応させるこ
とにより、末端にアミノ基を有する第2のポリアミック
酸プレポリマーの溶液を得た。この第2のポリアミック
酸プレポリマーの対数粘度は0.04dl/gであっ
た。
【0124】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.22
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0125】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン8.70gと無水酢酸11.2
3gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.30dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体6」とする。
【0126】製造例7 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 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17.45g
(58.1ミリモル)と、p−フェニレンジアミン6.
63g(61.3ミリモル)、化7で化合物A01とし
て示されるジアミン化合物1.68g(3.2ミリモ
ル)とを、N−メチル−2−ピロリドン231.84g
に溶解させ、室温で2時間攪拌して反応させることによ
り、末端にアミノ基を有する第1のポリアミック酸プレ
ポリマーの溶液を得た。この第1のポリアミック酸プレ
ポリマーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0127】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物15.92g(71.0ミリモル)と、p−フェニレ
ンジアミン6.63g(61.3ミリモル)、化7で化
合物A01として示されるジアミン化合物1.68g
(3.2ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン
218.07gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応
させることにより、末端に無水カルボン酸基を有する第
2のポリアミック酸プレポリマーの溶液を得た。この第
2のポリアミック酸プレポリマーの対数粘度は0.05
dl/gであった。
【0128】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.08
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。
【0129】工程4 イミド化処理 上記の工程3で得られたブロック共重合型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン8.09gと無水酢酸10.4
4gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.10dl/gのポリイミドブロック共重合
体を得た。これを「重合体7」とする。
【0130】製造例8 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 ピロメリット酸二無水物29.08g(133.3ミリ
モル)と、p−フェニレンジアミン14.81g(13
7.0ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン3
95.01gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応さ
せることにより、末端にアミノ基を有する第1のポリア
ミック酸プレポリマーの溶液を得た。この第1のポリア
ミック酸プレポリマーの対数粘度は0.10dl/gで
あった。
【0131】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 ピロメリット酸二無水物2.36g(10.8ミリモ
ル)と、化7で化合物A01として示されるジアミン化
合物3.75g(7.2ミリモル)とを、N−メチル−
2−ピロリドン54.99gに溶解させ、室温で2時間
攪拌して反応させることにより、末端に無水カルボン酸
基を有する第2のポリアミック酸プレポリマーの溶液を
得た。この第2のポリアミック酸プレポリマーの対数粘
度は0.05dl/gであった。
【0132】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.55
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。こ
れを「重合体8」とする。
【0133】製造例9 工程1 第1のポリアミック酸プレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物28.63g(127.7ミリモル)と、p−フェニ
レンジアミン14.58g(134.8ミリモル)と
を、N−メチル−2−ピロリドン388.89gに溶解
させ、室温で2時間攪拌して反応させることにより、末
端にアミノ基を有する第1のポリアミック酸プレポリマ
ーの溶液を得た。この第1のポリアミック酸プレポリマ
ーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0134】工程2 第2のポリアミック酸プレポリマ
ーの調製 ピロメリット酸二無水物3.10g(14.2ミリモ
ル)と、化7で化合物A01として示されるジアミン化
合物3.70g(7.1ミリモル)とを、N−メチル−
2−ピロリドン61.20gに溶解させ、室温で2時間
攪拌して反応させることにより、末端に無水カルボン酸
基を有する第2のポリアミック酸プレポリマーの溶液を
得た。この第2のポリアミック酸プレポリマーの対数粘
度は0.05dl/gであった。
【0135】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られた第1のポリアミック酸プレポリ
マーの溶液の全部と工程2で得られた第2のポリアミッ
ク酸プレポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時
間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大過
剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形
物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃
で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.30
dl/gのブロック共重合型ポリアミック酸を得た。こ
れを「重合体9」とする。
【0136】製造例10 工程1 第1のポリイミドプレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物29.37g(131.0ミリモル)と、p−フェニ
レンジアミン13.78g(127.4ミリモル)と
を、N−メチル−2−ピロリドン395.28gに溶解
させ、室温で2時間攪拌し、次いでピリジン20.73
gと無水酢酸26.74gを添加して60℃で6時間反
応させ、さらにp−フェニレンジアミン0.77g
(7.1ミリモル)を加えて4時間攪拌して反応させる
ことにより、末端にアミノ基を有する第1のポリイミド
プレポリマーの溶液を得た。この第1のポリイミドプレ
ポリマーの対数粘度は0.30dl/gであった。
【0137】工程2 第2のポリイミドプレポリマーの
調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物2.39g(10.7ミリモル)と、化7で化合物A
01として示されるジアミン化合物3.69g(7.1
ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン54.7
2gに溶解させ、室温で2時間攪拌し、次いでピリジン
0.56gと無水酢酸0.78gを添加して60℃で6
時間反応させることにより、末端に無水カルボン酸基を
有する第2のポリイミドプレポリマーの溶液を得た。こ
の第2のポリイミドプレポリマーの対数粘度は0.20
dl/gであった。
【0138】工程3 ポリイミドブロック共重合体の調
製 上記の工程1で得られた第1のポリイミドプレポリマー
の溶液の全部と工程2で得られた第2のポリイミドプレ
ポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時間攪拌し
ながら反応させた。得られた反応生成物を大過剰のメチ
ルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離
してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時
間乾燥させることにより、対数粘度が1.10dl/g
のポリイミドブロック共重合体を得た。これを「重合体
10」とする。
【0139】製造例11 工程1 第1のポリイミドプレポリマーの調製 ピロメリット酸テトラエチルエステル33.29g(9
0.9ミリモル)と、4,4’−ジアミノジフェニルメ
タン10.38g(95.9ミリモル)とを、N−メチ
ル−2−ピロリドン393.03gに溶解させ、150
℃で6時間反応させることにより、末端にアミノ基を有
する第1のポリイミドプレポリマーの溶液を得た。この
第1のポリイミドプレポリマーの対数粘度は0.02d
l/gであった。
【0140】工程2 第2のポリイミドプレポリマーの
調製 ピロメリット酸テトラエチルエステル3.70g(1
0.1ミリモル)と、化7で化合物A01として示され
るジアミン化合物2.63g(5.1ミリモル)とを、
N−メチル−2−ピロリドン56.1gに溶解させ、1
50℃で6時間反応させることにより、末端にエチルエ
ステル基を有する第2のポリイミドプレポリマーの溶液
を得た。この第2のポリイミドプレポリマーの対数粘度
は0.02dl/gであった。
【0141】工程3 ポリイミドブロック共重合体の調
製 上記の工程1で得られた第1のポリイミドプレポリマー
の溶液の全部と工程2で得られた第2のポリイミドプレ
ポリマーの溶液の全部を混合し、150℃で6時間攪拌
しながら反応させた。得られた反応生成物を大過剰のメ
チルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分
離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で15
時間乾燥させることにより、対数粘度が0.20dl/
gのポリイミドブロック共重合体を得た。これを「重合
体11」とする。
【0142】製造例12 工程1 第1のポリイミドプレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物21.02g(93.8ミリモル)と、ジフェニルメ
タン−4,4’−ジイソシアネート24.24g(9
6.8ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン4
07.34gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応さ
せることにより、末端にイソシアネート基を有する第1
のポリイミドプレポリマーの溶液を得た。この第1のポ
リイミドプレポリマーの対数粘度は0.10dl/gで
あった。
【0143】工程2 第2のポリイミドプレポリマーの
調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物1.83g(8.2ミリモル)と、化13で化合物B
01として示されるジイソシアネート化合物2.92g
(5.1ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン
42.75gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応さ
せることにより、末端に無水カルボン酸基を有する第2
のポリイミドプレポリマーの溶液を得た。この第2のポ
リイミドプレポリマーの対数粘度は0.05dl/gで
あった。
【0144】工程3 ポリイミドブロック共重合体の調
製 上記の工程1で得られた第1のポリイミドプレポリマー
の溶液の全部と工程2で得られた第2のポリイミドプレ
ポリマーの溶液の全部を混合し、60℃で6時間攪拌し
ながら反応させた。得られた反応生成物を大過剰のメチ
ルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離
してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時
間乾燥させることにより、対数粘度が1.10dl/g
のポリイミドブロック共重合体を得た。これを「重合体
12」とする。
【0145】製造例13 工程1 ポリイミドプレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物0.96g(4.3ミリモル)と、化13で化合物B
01として示されるジイソシアネート化合物4.10g
(7.2ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン
45.54gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応さ
せることにより、末端にイソシアネート基を有するポリ
イミドプレポリマーの溶液を得た。このポリイミドプレ
ポリマーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0146】工程2 ポリアミック酸プレポリマーの調
製 ピロメリット酸二無水物30.25g(138.7ミリ
モル)と、p−フェニレンジアミン14.69g(13
5.8ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン4
04.46gに溶解させ、室温で6時間反応させること
により、末端に無水カルボン酸基を有するポリアミック
酸プレポリマーの溶液を得た。このポリアミック酸プレ
ポリマーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0147】工程3 ポリイミド−ポリアミック酸ブロ
ック共重合体の調製 上記の工程1で得られたポリイミドプレポリマーの溶液
の全部と工程2で得られたポリアミック酸プレポリマー
の溶液の全部を混合し、60℃で6時間攪拌しながら反
応させた。得られた反応生成物を大過剰のメチルアルコ
ールに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離してメチ
ルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥さ
せることにより、対数粘度が1.10dl/gのポリイ
ミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を得た。これを
「重合体13」とする。
【0148】製造例14 工程1 ポリイミドプレポリマーの調製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物2.44g(11.0ミリモル)と、化13で化合物
B01として示されるジイソシアネート化合物4.14
g(7.1ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリド
ン59.22gに溶解させ、室温で2時間攪拌して反応
させることにより、末端に無水カルボン酸基を有するポ
リイミドプレポリマーの溶液を得た。このポリイミドプ
レポリマーの対数粘度は0.10dl/gであった。
【0149】工程2 ポリアミック酸プレポリマーの調
製 ピロメリット酸二無水物28.75g(131.8ミリ
モル)と、p−フェニレンジアミン14.67g(13
5.7ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン3
90.78gに溶解させ、室温で6時間反応させること
により、末端にアミノ基を有するポリアミック酸プレポ
リマーの溶液を得た。このポリアミック酸プレポリマー
の対数粘度は0.10dl/gであった。
【0150】工程3 ポリイミド−ポリアミック酸ブロ
ック共重合体の調製 上記の工程1で得られたポリイミドプレポリマーの溶液
の全部と工程2で得られたポリアミック酸プレポリマー
の溶液の全部を混合し、60℃で6時間攪拌しながら反
応させた。得られた反応生成物を大過剰のメチルアルコ
ールに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離してメチ
ルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥さ
せることにより、対数粘度が1.11dl/gのポリイ
ミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を得た。これを
「重合体14」とする。
【0151】製造例15 工程1 ポリイミドプレポリマーの調製 ピロメリット酸テトラエチルエステル1.13g(4.
3ミリモル)と、化7で化合物A01として示されるジ
アミン化合物3.75g(7.2ミリモル)とを、N−
メチル−2−ピロリドン34.29gに溶解させ、15
0℃で6時間反応させることにより、末端にアミノ基を
有する第1のポリイミドプレポリマーの溶液を得た。こ
の第1のポリイミドプレポリマーの対数粘度は0.10
dl/gであった。
【0152】工程2 ポリアミック酸プレポリマーの調
製 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物31.37g(140.1ミリモル)と、p−フェニ
レンジアミン14.81g(137.1ミリモル)と
を、N−メチル−2−ピロリドン415.62gに溶解
させ、室温で2時間攪拌して反応させることにより、末
端に無水カルボン酸基を有するポリアミック酸プレポリ
マーの溶液を得た。このポリアミック酸プレポリマーの
対数粘度は0.10dl/gであった。
【0153】工程3 ブロック共重合型ポリアミック酸
の調製 上記の工程1で得られたポリイミドプレポリマーの溶液
の全部と工程2で得られたポリアミック酸プレポリマー
の溶液の全部を混合し、60℃で6時間攪拌しながら反
応させた。得られた反応生成物を大過剰のメチルアルコ
ールに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離してメチ
ルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥さ
せることにより、対数粘度が1.20dl/gのポリイ
ミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を得た。これを
「重合体15」とする。
【0154】比較製造例1 この比較製造例1は、製造例1の工程1および工程2の
両方で用いたものと同一の種類でかつ両工程の合計量と
等量のテトラカルボン酸二無水物、並びに同一の種類で
同一の量の2種のジアミン化合物を用い、これらを一括
して反応させる方法によりポリアミック酸を調製し、更
に製造例1の工程4と同様のイミド化処理を施してポリ
イミドを製造するものである。
【0155】〔ポリアミック酸の調製〕2,3,5−ト
リカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物31.76g
(141.7ミリモル)と、p−フェニレンジアミン1
4.55g(134.5ミリモル)と、化7で化合物A
01として示されるジアミン化合物3.69g(7.1
ミリモル)とを、N−メチル−2−ピロリドン450.
00gに溶解させ、60℃で6時間攪拌しながら反応さ
せた。得られた反応生成物を大過剰のメチルアルコール
に注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離してメチルア
ルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させる
ことにより、対数粘度が1.23dl/gの混在型ポリ
アミック酸を得た。
【0156】〔イミド化処理〕この混在型ポリアミック
酸の20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380
gに溶解させ、ピリジン8.96gと無水酢酸11.5
7gを添加して110℃で5時間反応させた。得られた
反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体
を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄
し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対
数粘度が1.25dl/gのハイブリッド型のポリイミ
ド共重合体を得た。これを「比較重合体1」とする。
【0157】比較製造例2 この比較製造例2は、製造例1に準じて、下記の2種の
ポリイミドの混合物を製造するものである。 (1)第1のポリイミド 製造例1の工程1で用いたものと同一の種類のテトラカ
ルボン酸二無水物と同一の種類のジアミン化合物を用
い、これらを当量で反応させる方法によりポリアミック
酸を調製し、更に製造例1の工程4と同様のイミド化処
理を施して製造したポリイミド。 (2)第2のポリイミド 製造例1の工程2で用いたものと同一の種類のテトラカ
ルボン酸二無水物と同一の種類のジアミン化合物を用
い、これらを当量で反応させる方法によりポリアミック
酸を調製し、更に製造例1の工程4と同様のイミド化処
理を施して製造したポリイミド。
【0158】〔ポリアミック酸の調製〕2,3,5−ト
リカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物15.05g
(67.1ミリモル)と、化7で化合物A01として示
されるジアミン化合物34.95g(67.1ミリモ
ル)とを、N−メチル−2−ピロリドン450.00g
に溶解させ、60℃で6時間攪拌しながら反応させた。
得られた反応生成物を大過剰のメチルアルコールに注い
で重合体を沈澱させ、固形物を分離してメチルアルコー
ルで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることに
より、対数粘度が0.77dl/gのポリアミックを得
た。
【0159】〔イミド化処理〕上記のポリアミック酸の
20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380gに
溶解させ、ピリジン4.25gと無水酢酸5.48gを
添加して110℃で5時間反応させた。得られた反応生
成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱
させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減
圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対数粘度
が0.77dl/gの第1のポリイミドを得た。
【0160】〔ポリアミック酸の調製〕2,3,5−ト
リカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物33.73g
(150.5ミリモル)と、p−フェニレンジアミン1
6.27g(150.5ミリモル)とを、N−メチル−
2−ピロリドン450.00gに溶解させ、60℃で6
時間攪拌しながら反応させた。得られた反応生成物を大
過剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈澱させ、固
形物を分離してメチルアルコールで洗浄し、減圧下40
℃で15時間乾燥させることにより、対数粘度が1.3
0dl/gのポリアミック酸を得た。
【0161】〔イミド化処理〕上記のポリアミック酸の
20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380gに
溶解させ、ピリジン9.51gと無水酢酸12.29g
を添加して110℃で5時間反応させた。得られた反応
生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈
澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄し、
減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対数粘
度が1.25dl/gの第2のポリイミドを得た。
【0162】〔ポリイミド混合物の調製〕上記のように
して得られた第1のポリイミドと第2のポリイミドと
を、それぞれが10.6重量%および89.4重量%と
なる割合で配合することにより、製造例1による重合体
1におけると同一のモノマー組成を有する状態のポリイ
ミド混合物を製造した。これを「比較重合体2」とす
る。
【0163】比較製造例3 この比較製造例3は、過剰量のテトラカルボン酸二無水
物とジアミン化合物とを反応させた後、これに別種のジ
アミン化合物を加えて未反応のテトラカルボン酸二無水
物と反応させる方法によりポリアミック酸を調製し、更
にイミド化処理を施してポリイミドを製造するものであ
る。
【0164】〔ポリアミック酸の調製〕p−フェニレン
ジアミン14.55g(134.5ミリモル)をN−メ
チル−2−ピロリドン450gに溶解させて氷浴で0℃
に保ち、この溶液に2,3,5−トリカルボキシシクロ
ペンチル酢酸二無水物31.76g(141.7ミリモ
ル)を徐々に加え、氷浴中で3時間攪拌した。この溶液
に、化7で化合物A01として示されるジアミン化合物
3.69g(7.1ミリモル)とピリジン2.24g
(28.3ミリモル)を加え、3時間攪拌しながら反応
させた。得られた反応生成物を大過剰のメチルアルコー
ルに注いで重合体を沈澱させ、固形物を分離してメチル
アルコールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させ
ることにより、対数粘度が0.45dl/gのポリアミ
ック酸を得た。
【0165】〔イミド化処理〕上記のポリアミック酸の
20.00gをN−メチル−2−ピロリドン380gに
溶解させ、ピリジン8.96gと無水酢酸11.57g
を添加して110℃で5時間反応させた。得られた反応
生成物を大過剰のメチルアルコールに注いで重合体を沈
澱させ、固形物を分離してメチルアルコールで洗浄し、
減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、対数粘
度が0.50dl/gの変性型のポリイミド共重合体を
得た。これを「比較重合体3」とする。
【0166】実施例1 製造例1で得られた重合体1をγ−ブチロラクトンに溶
解させて固形分濃度が5重量%の溶液を得、この溶液を
孔径1μmのフィルターで濾過して薄膜形成剤を調製し
た。得られた薄膜形成剤を液晶配向膜形成剤として用
い、表面にITO膜からなる透明導電膜が設けられてい
る液晶表示素子作製用のガラス基板の一面に印刷法によ
って塗布し、180℃で1時間乾燥して薄膜を形成し
た。この薄膜の膜厚を測定したところ、表1に示すよう
に、平均値が600Åでバラツキが±20Åであり、膜
厚均一性の高いものであった。この薄膜の表面に対し、
ナイロン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマ
シーンを用い、ロール毛足押し込み長0.6mm、ロー
ルの回転数500rpm、ステージの移動速度1cm/
秒の条件でラビング処理を1回施して液晶配向膜を形成
したが、この液晶配向膜は基板に対する接着性が高く、
ラビング処理によって基板から剥離する現象は観察され
なかった。
【0167】実施例2 実施例1と同様の薄膜形成剤を用い、これを、上記と同
様のガラス基板の一面に、スピンナーを用いて乾燥後の
膜厚が800Åとなるように塗布し、180℃で1時間
乾燥して薄膜を形成した。この薄膜は、膜厚の平均値が
800Åでバラツキが±20Åであり、膜厚均一性の高
いものであった。この薄膜の表面に対し、実施例1と同
様のラビング処理を施すことにより、液晶配向膜を形成
したが、この液晶配向膜は基板に対する接着性が高く、
ラビング処理によって基板から剥離する現象は観察され
なかった。
【0168】このようにして得られた基板2枚のそれぞ
れの外縁部に、直径17μmの酸化アルミニウム球を含
有するエポキシ樹脂をスクリーン印刷塗布した後、それ
ぞれの液晶配向膜におけるラビング方向が逆平行となる
ように2枚の基板を間隙を介して対向配置し、外縁部同
士を当接させて圧着して接着剤を硬化させた。次いで、
基板の対向する表面および外縁部の接着剤により区画さ
れたセルギャップ内に、ネマティック型液晶「MLC−
2001」(メルク社製)を注入充填し、注入孔をエポ
キシ系接着剤で封止して液晶セルを構成した。そして、
この液晶セルを構成する基板の両外面に、偏光方向が当
該基板の一面に形成された液晶配向膜のラビング方向と
一致するように偏光板を貼り合わせることにより、液晶
表示素子を作製した。表2に示すように、この液晶表示
素子における液晶分子の配向特性は良好であり、プレチ
ルト角は5.3°であった。
【0169】実施例3〜実施例16 重合体1の代わりに、製造例2〜製造例15において調
製した重合体2〜重合体15の各々を用いたほかは、実
施例1と同様にして薄膜形成剤を調製し、得られた薄膜
形成剤の各々を用いて実施例1と同様にして液晶表示素
子作製用のガラス基板の一面に薄膜を形成し、各薄膜に
ついてその膜厚の平均値とバラツキの大きさを測定し
た。なお、以上においては、薄膜形成剤を塗布した後の
乾燥において180℃で1時間加熱されることによりイ
ミド化が生じているので、重合体8および重合体9以外
の重合体の場合は、独立した処理としてのイミド化処理
は行わなかったが、重合体8および重合体9の場合は、
塗布し乾燥した後にさらに180℃で加熱することによ
りイミド化処理を行った。結果は表1に示すとおりであ
る。また、形成された薄膜の各々の表面に対し、実施例
1と同様の条件に従ってラビング処理を施して液晶配向
膜を形成したが、これらの液晶配向膜はいずれも基板に
対する接着性が高く、ラビング処理によって基板から剥
離する現象は観察されなかった。
【0170】比較例1 比較製造例1で得られた、ハイブリッド型のポリイミド
共重合体である比較重合体1を用いて実施例1と同様に
して薄膜形成剤を調製し、実施例1と同様にして薄膜を
形成した。この薄膜は、表1に示すように、膜厚の平均
値が630Åでバラツキが±80Åであり、膜厚均一性
が低いものであった。この薄膜の表面に対し、実施例1
と同様にしてラビング処理を施して液晶配向膜を形成し
たが、液晶配向膜がラビング処理によって基板から剥離
する現象は観察されなかった。
【0171】比較例2 比較製造例2で得られた、ポリイミド混合物である比較
重合体2を用いて実施例1と同様にして薄膜形成剤を調
製し、実施例1と同様にして薄膜を形成した。この薄膜
は、表1に示すように、膜厚の平均値が760Åでバラ
ツキが±150Åであり、膜厚均一性がきわめて低いも
のであり、しかも表面に斑状の模様が発生していた。こ
の薄膜の表面に対し、実施例1と同様にしてラビング処
理を施して液晶配向膜を形成したところ、液晶配向膜の
表面に微細なラビング傷が発生していることが観察され
た。
【0172】比較例3 比較製造例3で得られた、変性型のポリイミドである比
較重合体3を用いて実施例1と同様にして薄膜形成剤を
調製し、実施例1と同様にして薄膜を形成した。この薄
膜は、表1に示すように、膜厚の平均値が580Åでバ
ラツキが±50Åであり、膜厚均一性が低いものであっ
た。この薄膜の表面に対し、実施例1と同様にしてラビ
ング処理を施して液晶配向膜を形成したが、液晶配向膜
がラビング処理によって基板から剥離する現象は観察さ
れなかった。
【0173】表1から明らかなように、ポリイミド系ブ
ロック共重合体である重合体1〜重合体15による薄膜
形成剤によって形成された液晶配向膜は、膜厚のバラツ
キが±10〜±25Åという非常に小さいものである。
これは、各液晶配向膜に係る薄膜形成剤が均一な塗布を
なし得る良好な塗布性を有するものだからであり、それ
によって良好な液晶配向膜が形成されることが理解され
る。また、実施例8および実施例9から、ポリイミド系
ブロック共重合体がブロック共重合型ポリアミック酸で
あっても、ポリイミドブロック共重合体の場合と同様
に、良好な特性が発揮されることが明らかである。
【0174】実施例17 実施例1で調製した薄膜形成剤を用いて、実施例2と同
様にして、ガラス基板の一面に薄膜を形成した。この薄
膜は、膜厚の平均値が500Åでバラツキが±20Åで
あり、膜厚均一性の高いものであった。この薄膜の表面
に対し、ラビング処理の回数を2回としたことのほかは
実施例2と同様にして液晶配向膜を形成した。この液晶
配向膜は基板に対する接着性が高く、ラビング処理によ
って基板から剥離する現象は観察されなかった。このよ
うにして得られた液晶配向膜を有する基板2枚を用い、
実施例2と同様にして、液晶表示素子を作製した。表2
に示すように、この液晶表示素子における液晶分子の配
向特性は良好であり、プレチルト角は5.0°であっ
た。このことから、この液晶配向膜においては、ラビン
グ処理を複数回実行した場合であっても、ラビング処理
回数が1回の場合と同様に、良好な接着性と、優れた配
向特性が共に得られること、すなわち安定した接着性と
配向特性が得られることが明らかである。
【0175】実施例18〜実施例49 重合体1〜重合体15による上記と同様の薄膜形成剤を
調製してその各々を液晶配向膜形成剤として用い、50
0Å〜1500Åの範囲で種々の膜厚を有する薄膜を形
成し、またラビング処理の回数を1〜5回の範囲で選択
したことのほかは、実施例17と同様にして種々の液晶
表示素子を作製し、各液晶表示素子について、配向特性
および液晶分子のプレチルト角を調べた。なお、重合体
8および重合体9の場合は、塗布し乾燥した後にさらに
180℃で加熱することによりイミド化処理を行った。
結果は表2および表3に示すとおりである。
【0176】実施例17〜実施例19によれば、得られ
た液晶配向膜は、その膜厚が500〜1500Åの範囲
で変更された場合であっても、ラビング処理の回数が同
じ2回であれば、得られるプレチルト角の大きさはそれ
ぞれ5.0°、5.1°および5.2°とほとんど変化
せずにほぼ一定であることが明らかである。このことか
ら、この液晶配向膜は、膜厚の変動があってもプレチル
ト角の変動がほとんどないものであり、製造工程上の条
件の変動によって受ける影響が小さいものであることが
理解される。
【0177】実施例2並びに実施例20および実施例2
1によれば、他の条件が同一であれば、ラビング処理の
回数が1回から5回までのいずれの場合にも、得られる
プレチルト角の大きさが同程度であって大きな差が生じ
ないこと、しかも配向特性が良好であることが理解され
る。そして、以上と同様の結果が、異なる種類のポリイ
ミド系ブロック共重合体を用いた他の実施例においても
確認された。
【0178】比較例4〜比較例21 比較例1〜比較例3で調製した薄膜形成剤の各々を液晶
配向膜形成剤として用い、500Å〜1500Åの範囲
で種々の膜厚を有する薄膜を形成し、またラビング処理
の回数を1〜5回の範囲で選択したことのほかは、実施
例17と同様にして種々の比較用の液晶表示素子を作製
し、各液晶表示素子について、配向特性および液晶分子
のプレチルト角を調べた。結果は表4に示すとおりであ
る。
【0179】対照例1 比較製造例2で得られた第1のポリイミドを用い、実施
例1と同様にして薄膜形成剤を調製し、実施例1と同様
にして薄膜を形成した。この薄膜は、表1に示すよう
に、膜厚の平均値が810Å、バラツキが±80Åであ
って、膜厚均一性のきわめて低いものであった。この薄
膜の表面に対し、実施例1と同様にラビング処理を施し
て液晶配向膜を形成したところ、液晶配向膜の表面に微
細なラビング傷が発生していることが観察された。
【0180】対照例2 比較製造例2で得られた第2のポリイミドを用い、実施
例1と同様にして薄膜形成剤を調製し、実施例1と同様
にして薄膜を形成した。この薄膜は、表1に示すよう
に、膜厚の平均値が800Å、バラツキが±20Åであ
って、膜厚均一性は良好であった。この薄膜の表面に対
し、実施例1と同様にラビング処理を施して液晶配向膜
を形成したところ、液晶配向膜の表面に微細なラビング
傷は発生していないことが観察された。
【0181】対照例3〜対照例8 比較製造例2で得られた第1のポリイミドによる、対照
例1と同様の薄膜形成剤を液晶配向膜形成剤として用
い、500Å〜1500Åの範囲で種々の膜厚を有する
薄膜を形成し、またラビング処理の回数を1〜5回の範
囲で選択したことのほかは、実施例17と同様にして種
々の比較用の液晶表示素子を作製し、各液晶表示素子に
ついて、配向特性および液晶分子のプレチルト角を調べ
た。結果は表5に示すとおりである。
【0182】対照例9〜対照例14 比較製造例2で得られた第2のポリイミドによる、対照
例2と同様の薄膜形成剤を液晶配向膜形成剤として用
い、500Å〜1500Åの範囲で種々の膜厚を有する
薄膜を形成し、またラビング処理の回数を1〜5回の範
囲で選択したことのほかは、実施例17と同様にして種
々の比較用の液晶表示素子を作製し、各液晶表示素子に
ついて、配向特性および液晶分子のプレチルト角を調べ
た。結果は表5に示すとおりである。
【0183】比較例4〜比較例21の結果によれば、同
一のモノマー組成によるポリイミドであっても、液晶配
向膜を構成する重合体がブロック共重合体でなく、ハイ
ブリッド型のもの(比較重合体1)または単なる混合物
(比較重合体2)である場合には、ブロック共重合体の
場合に得られるような良好な特性を得ることができない
ことが明らかである。例えば比較例4〜比較例7、その
他によれば、ラビング処理の回数が同一であっても、膜
厚の大きさが変化するとプレチルト角の大きさが大幅に
変化し、また比較例8および比較例9によれば、膜厚が
同一であっても、ラビング処理の回数が変わることによ
ってプレチルト角の大きさが大幅に変化することが理解
される。
【0184】また、比較例10〜比較例13、その他に
よれば、ラビング処理の回数が同一であっても、膜厚の
大きさが変化するとプレチルト角の大きさが変化するた
め、得られる配向特性が不良となることが理解され、比
較例14および比較例15、その他によれば、膜厚は一
定であってもプレチルト角が小さく、膜厚が同一であっ
てもラビング処理の回数によって良好な配向特性が大き
く影響されることが理解される。
【0185】さらに、対照例1および対照例3〜対照例
8によれば、ホモポリマーである第1のポリイミドを用
いた場合には、液晶配向膜の塗布性および基板への接着
性がいずれも劣っており、非常に大きなプレチルト角が
得られる反面、膜厚やラビング処理の回数が変化すると
プレチルト角の大きさが大きく変化することが明らかで
ある。また、対照例2および対照例9〜対照例14によ
れば、ホモポリマーである第2のポリイミドを用いた場
合には、液晶配向膜の塗布性および基板への接着性がい
ずれも良好である反面、大きなプレチルト角を得ること
ができないことが明らかである。従って、ポリイミドブ
ロック共重合体を構成するブロック成分の各々を繰り返
し単位とするホモポリマーであるポリイミドによれば、
ポリイミドブロック共重合体であれば共に得られる複数
の良好な特性を共に備えるものではないことが理解され
る。
【0186】
【表1】
【0187】
【表2】
【0188】
【表3】
【0189】
【表4】
【0190】
【表5】
【0191】実施例50 実施例1で調製した薄膜形成剤を用いて、ガラス基板上
に膜厚が800Åの液晶配向膜とされる薄膜を形成し
た。この薄膜に、低圧水銀ランプにより3J/cm2
紫外線を照射した。得られた基板を用いて、実施例17
と同様にしてラビング処理を行い、液晶表示素子を作製
した。この液晶表示素子における液晶分子の配向特性は
良好であり、プレチルト角は0.5°であった。この結
果から明らかなように、実施例17に係る薄膜による液
晶配向膜は、放射線の照射がなされることにより、得ら
れるプレチルト角が小さいものとなり、有効に配向特性
修正処理を施すことのできるものである。
【0192】
【0193】
【0194】
【発明の効果】本発明のポリイミド−ポリアミック酸ブ
ロック共重合体の製造方法によれば、それぞれテトラカ
ルボン酸類に由来する反応性基およびこれと反応するア
ミノ基またはイソシアネート基を有し、各々繰り返し単
位における分子構造が異なる複数の反応性ポリイミドプ
レポリマーおよび反応性ポリアミック酸プレポリマーを
調製し、さらにこれらを反応させるので、繰り返し単位
における分子構造が異なる複数のポリイミドブロック成
分およびポリアミック酸ブロック成分よりなり、従って
各ブロック成分による特性を共に有するポリイミド−ポ
リアミック酸ブロック共重合体が製造される。そして、
この方法においては、各重縮合反応における条件を十分
に制御することが容易であるので、確実に所期の特性を
有するポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体を
製造することができる。このポリイミド−ポリアミック
酸ブロック共重合体は、これがイミド化されることによ
り、各ポリイミドブロック成分による特性を共に有する
ポリイミドブロック共重合体となり、従って各ブロック
成分による特性、例えば液晶配向膜に必要な塗布性、配
向規制力、プレチルト角、耐ラビング傷性、電圧保持
率、耐焼付性、耐フリッカー(ちらつき)性、保存安定
性などの特性を共に有するポリイミドが得られる。
【0195】本発明の薄膜形成剤によれば、その主成分
である重合体が、複数の種類のポリイミド系ブロック成
分が結合されてなるポリイミド系ブロック共重合体であ
るため、各ブロック成分の有する固有の特性が共に発現
されるようになり、従ってこの薄膜形成剤を液晶配向膜
形成剤として用いることにより、通常の手段では同時に
得ることの困難な良好な複数の前記特性を共に有する液
晶配向膜を、有利にかつ容易に形成することができる。
【0196】本発明の液晶配向膜によれば、通常の手段
では同時に得ることの困難な良好な複数の特性を共に有
するものであることにより、優れた性能の液晶表示素子
を得ることができる。本発明の液晶配向膜の製造方法に
よれば、液晶配向膜となる薄膜に対して、放射線の照射
による配向特性修正処理を高い効率で行うことができる
ので、優れた液晶表示素子を高い効率で製造することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G02F 1/13 G02F 1/13 1/1337 525 1/1337 525 // C08L 79:08 C08L 79:08 (72)発明者 松木 安生 東京都中央区築地2丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−262875(JP,A) 特開 平5−178992(JP,A) 特開 昭62−81421(JP,A) 特開 昭57−94016(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 73/00 - 73/26 C08L 79/00 - 79/08

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子中に、ポリイミドブロックとポリア
    ミック酸ブロックとを含有してなるポリイミド−ポリア
    ミック酸ブロック共重合体の製造方法であって、 テトラカルボン酸二無水物とジイソシアネート化合物と
    を反応させることにより、末端に無水カルボン酸基また
    はイソシアネート基を有するポリイミドプレポリマーを
    得る工程と、 テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応さ
    せることにより、末端にアミノ基または無水カルボン酸
    基を有するポリアミック酸プレポリマーを得る工程と、 前記ポリイミドプレポリマーが末端に無水カルボン酸基
    を有するものである場合は、ポリアミック酸プレポリマ
    ーとして末端にアミノ基を有するものを用いて両者を反
    応させ、 前記ポリイミドプレポリマーが末端にイソシアネート基
    を有するものである場合は、ポリアミック酸プレポリマ
    ーとして末端に無水カルボン酸基を有するものを用いて
    両者を反応させる工程と、 を有することを特徴とするポリイミド−ポリアミック酸
    ブロック共重合体の製造方法。
  2. 【請求項2】 分子中に、ポリイミドブロックとポリア
    ミック酸ブロックとを含有してなるポリイミド−ポリア
    ミック酸ブロック共重合体の製造方法であって、 テトラカルボン酸類とジアミン化合物とを反応させるこ
    とにより、末端にテトラカルボン酸類に由来する反応性
    基またはアミノ基を有するポリイミドプレポリマーを得
    る工程と、 テトラカルボン酸類とジアミン化合物とを反応させるこ
    とにより、末端にアミノ基またはテトラカルボン酸類に
    由来する反応性基を有するポリアミック酸プレポリマー
    を得る工程と、 前記ポリイミドプレポリマーが末端にテトラカルボン酸
    類に由来する反応性基を有するものである場合は、ポリ
    アミック酸プレポリマーとして末端にアミノ基を有する
    ものを用いて両者を反応させ、 前記ポリイミドプレポリマーが末端にアミノ基を有する
    ものである場合は、ポリアミック酸プレポリマーとして
    末端にテトラカルボン酸類に由来する反応性基を有する
    ものを用いて両者を反応させる工程と、 を有することを特徴とするポリイミド−ポリアミック酸
    ブロック共重合体の製造方法。
  3. 【請求項3】 分子中に、第1のポリイミド系ブロック
    と、この第1のポリイミド系ブロックと結合され、かつ
    当該第1のポリイミド系ブロックと構造が異なる第2の
    ポリイミド系ブロックとを含有してなるポリイミド系ブ
    ロック共重合体を含有してなり、 前記第1のポリイミド系ブロックは、下記式1または式
    2で示される繰り返し単位を有し、 前記第2のポリイミド系ブロックは、下記式3または式
    4で示される繰り返し単位を有し、 前記ポリイミド系ブロック共重合体は、第1のポリイミ
    ド系ブロックおよび第2のポリイミド系ブロックの一方
    がポリイミドブロックで他方がポリアミック酸ブロック
    であるポリイミド−ポリアミック酸ブロック共重合体で
    あることを特徴とする薄膜形成剤。 【化1】 (各式において、R1 とR2 は互いに同一であってもよ
    い4価の有機基、Q1 とQ2 は互いに同一であってもよ
    い2価の有機基、Xは水素原子または有機基を示す。)
  4. 【請求項4】 液晶配向膜形成剤として用いられること
    を特徴とする請求項3に記載の薄膜形成剤。
  5. 【請求項5】 基板の表面に請求項3に記載の薄膜形成
    剤よりなる薄膜を形成する工程と、 この薄膜に対し、少なくとも選択された領域に放射線を
    照射することによる配向特性修正処理および配向処理を
    施す工程と、 を有することを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
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