DE112007003609T5

DE112007003609T5 - Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls und ein daraus hergestellter Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls

Info

Publication number: DE112007003609T5
Application number: DE112007003609T
Authority: DE
Inventors: Tae-Hyoung Goyang-city Kwak; Jae-Min Suwon-city Oh; Won-Seok Seongnam-city Dong; Sun-Nyo Anyang-city Yu
Original assignee: Cheil Industries Inc
Current assignee: Cheil Industries Inc
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2010-06-24
Also published as: TW200919042A; KR100952965B1; KR20090022408A; JP2010538311A; CN101679864A; WO2009028770A1; US20100151155A1

Abstract

Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls umfassend:
ein lösliches Polyimidpolymer mit der folgenden Strukturformel 1 und ein Lösungsmittel, wobei das lösliche Polyimidpolymer ein Zahlenmittel der Molmasse von 10.000 bis 500.000 g/mol und eine Polydispersität von 1,2 bis 1,75 aufweist, [Strukturformel 1]

wobei in der oben gezeigten Strukturformel 1
R₁ eine vierwertige organische Gruppe, erhältlich aus einem Säuredianhydrid, ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem aliphatischen cyclischen Säuredianhydrid und einem aromatischen Säuredianhydrid und
R₂ eine zweiwertige organische Gruppe ist, erhältlich aus einem aromatischen Diamin.

Description

Technischer Hintergrund
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls für ein Flüssigkristalldisplay und einen Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls, welcher durch das Ausrichtungsmittel hergestellt wird. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls mit einer guten Druckeigenschaft, ohne terminales Aggregationsphänomen und der Fähigkeit einen gleichförmigen Film herzustellen.
(b) Beschreibung des Stands der Technik
Im Allgemeinen wird ein Flüssigkristalldisplay dadurch hergestellt, dass ein Glassubstrat, auf dem eine transparente, leitfähige Indiumzinnoxidschicht abgeschieden ist, mit einem Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls beschichtet und aufgeheizt wird, um einen Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls zu bilden. Dann werden diese beiden sich gegenüberstehenden Substrate kombiniert und die Flüssigkristalle eingeprägt. Alternativ kann ein Flüssigkristalldisplay dadurch hergestellt werden, dass Flüssigkristalle auf ein erstes Substrat aufgetropft werden, dass mit einem anderen Substrat kombiniert wird, wobei dieses dem ersten Substrat gegenüber steht. Insbesondere Flüssigkristalle ab der fünften Generation, die in mittleren- bis großformatigen Produktlinien angesiedelt sind benutzen die letztgenannte Methode.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wird normalerweise dadurch hergestellt, dass ein Polymerharz gelöst wird, um einen Ausrichtungsfilm in einem Lösungsmittel zu bilden. Das Polymerharz umfasst dabei Polyamidsäure, wobei diese durch Polykondensation eines aromatischen Säuredianhydrids und eines aromatischen Diamins dargestellt wird, ein Polyimid, hergestellt durch Dehydrierung und Ringschluss zur Imidisierung, oder eine Mischung der Komponenten.
Im Allgemeinen wird ein Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls dadurch hergestellt, dass ein Substrat mit einem Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls, hergestellt mittels in einem organischen Lösungsmittel gelöster Polyamidsäure oder gelöstem Polyamid, durch Flexodruck beschichtet wird, gefolgt von einen Vortrocknungsvorgang und einem Heizschritt. Falls das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls schlechte Druckeigenschaften aufweist, kann dies an der Abweichung der Schichtdicke liegen und deswegen schlechte Auswirkungen auf die Displaycharakteristika des Flüssigkristalldisplays und den Film haben.
Um dieses Problem zu lösen, beschreibt die japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-208983 ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls, das hergestellt wird, indem Diethylenglycoldiethylether in einem Lösungsmittel, welches hervorragende Lösungseigenschaften für Polyamidsäure oder Polyimide aufweist, gelöst wird. Daneben beschreibt die Offenlegungsschrift von dem koreanischen Patent Nr. 2005-0106423 ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls mit exzellenten Druckeigenschaften, welches hergestellt wird, indem Diethylenglycoldiethylether und Dipropylenglycolmonomethylether als Lösungsmittel verwendet werden.
Dementsprechend hat ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls, dass mittels dieser Lösungsmittel hergestellt wird gute Druckeigenschaften, da es sich schnell auf dem Substrat ausbreitet, wobei es aber zu einem Problem nach dem Drucken, aufgrund der Aggregation an den Enden des Substrats, kommen kann, so dass dies zu einem Misserfolg bei der Bildung eines gleichförmigen Films führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls mit guten Druckeigenschaften, einer gleichförmigen und stabilen vertikalen Anordnung und einer exzellenten Flüssigkeitsausrichtung. Zusätzlich werden die vertikalen Ausrichtungscharakteristika eines Ausrichtungsmittels des Flüssigkristalls nicht verschlechtert und bleiben ungeachtet der Prozessbedingungen stabil, sogar wenn es nach dem „One Drop Fill” (ODF) Verfahren hergestellt wird.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls mit einer exzellenten Gleichförmigkeit des Films offenbart, indem ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls verwendet wird.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht auch die oben genannten technischen Verwendungszwecke beschränkt und der Fachmann kann auf andere technische Verwendungsmöglichkeiten kommen.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls bereitgestellt, dass ein lösliches Polyimidpolymer mit der Strukturformel 1 und ein Lösungsmittel umfasst. Das lösliche Polyimidpolymer weist ein Zahlenmittel der Molmasse von 10.000 bis 500.000 g/mol und eine Polydispersität von 1,2 bis 1,75 auf.
[Strukturformel 1]
Wobei in der oben gezeigten Strukturformel 1
R₁ eine vierwertige organische Gruppe, erhältlich aus einem Säuredianhydrid, ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem aliphatischen cyclischen Säuredianhydrid und einem aromatischen Säuredianhydrid und
R₂ eine zweiwertige organische Gruppe ist, erhältlich aus einem aromatischen Diamin.
Jedoch offenbart eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls, das durch eine Beschichtung eines Ausrichtungsmittels auf einem Substrat hergestellt wird.
Nachstehend sollen weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden.
Da das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls gute Druckeigenschaften auf Substraten aufweist, kann es einen Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls mit einer exzellenten Gleichförmigkeit des Films bei verschiedenen Temperaturen aufweisen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen nachstehend im Detail beschrieben werden. Diese Ausführungsformen sind jedoch nur beispielhaft und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein lösliches Polyimidpolymer, mit der folgenden Strukturformel 1, und ein Lösungsmittel. Das lösliche Polyimidpolymer weist ein Zahlenmittel der Molmasse von 10.000 bis 500.000 g/mol und eine Polydispersität von 1,2 bis 1,75 auf.
[Strukturformel 1]
Wobei in der oben gezeigten Strukturformel 1
R₁ eine vierwertige organische Gruppe, erhältlich aus einem Säuredianhydrid, ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem aliphatischen cyclischen Säuredianhydrid und einem aromatischen Säuredianhydrid und
R₂ eine zweiwertige organische Gruppe ist, erhältlich aus einem aromatischen Diamin.
Wenn keine spezifischen Definitionen aufgezeigt werden, bedeutet in der vorliegenden Erfindung der Ausdruck substituierter Alkylrest, substituierter Cycloalkylrest, substituierter Heterocycloalkylrest, substituierter Arylrest, substituierter Heteroarylrest entweder Alkylrest, Cycloalkylrest, Heterocycloalkylrest, Arylrest, Heteroarylrest oder Alkoxyrest, substituiert mit einem C1 bis C30 Alkylrest, einem Halogen, einem C1 bis C30 Halogenalkylrest, einem C6 bis C30 Arylrest, einem C2 bis C30 Heteroarylrest oder einem C1 bis C20 Alkoxyrest.
In der vorliegenden Spezifikation bezieht sich ein Heterocycloalkylrest oder ein Heteroarylrest auf ein Cycloalkylrest oder ein Arylrest, der 1 bis 3 Heteroatome, ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff (N), Schwefel (S) und Phosphor (P), in einem Ring umfasst und wobei der Rest Kohlenstoff ist.
Das lösliche Polyimidpolymer kann durch die Synthese von Poylamidsäure aus einem aromatischen Diamin, einem aliphatischen cyclischen Essigsäuredianhydrid oder einem aromatischen cyclischen Säuredianhydrid und anschließender Imidisierung erhalten werden.
Ebenso kann die Polyamidsäure nach jeder gängigen Methode für die Copolymerisation der Polyamidsäure ohne eine spezielle Beschränkung hergestellt werden.
Das aliphatische cyclische Säuredianhydrid umfasst Komponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid (CBDA), 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexen-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA), Bicycloocten-2,3,5,6-tetracarbonsäuredianhydrid (BODA), 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäuredianhydrid (CPDA), 1,2,4,5-Cyclohexantetracarbonsäuredianhydrid (CHDA), 1,2,4-Tricarboxyl-3-methylcarboxylcyclopentandianhydrid, 1,2,3,4-Tetracarboxylcyclopentandianhydrid und Kombinationen daraus, wobei das nicht als Limitierung zu verstehen ist.
Das aliphatische cyclische Säuredianhydrid kann in einer Menge von 5 bis 90 mol%, basierend auf dem gesamten Anteil des Säuredianhydrids, zugefügt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann es in einer Menge von 10 bis 50 mol% zugefügt werden.
Die vierwertige organische Gruppe ist aus einem aliphatischen cyclischen Säuredianhydrid erhältlich. Die vierwertige organische Gruppe kann eine Struktur aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten, die durch die folgenden Strukturformeln 2 bis 6 und Kombinationen daraus repräsentiert werden.
[Strukturformel 2]
[Strukturformel 3]
[Strukturformel 4]
[Strukturformel 5]
[Strukturformel 6]
Wobei in den oben gezeigten Strukturformeln 2 bis 6,
R₃ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₁ eine ganze Zahl in einem Bereich von 0 bis 3 ist und
R₄ bis R₁₀ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest.
Das aromatische Säuredianhydrid umfasst Komponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyromellitihsäuredianhydrid (PMDA), Biphthalsäuredianhydrid (BPDA), Oxydiphthalsäuredianhydrid (ODPA), Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid (BTDA), Hexafluoroisopropylidendiphthalsäuredianhydrid (6-FDA) und Kombinationen daraus, wobei die Gruppe nicht darauf eingeschränkt werden soll.
Die vierwertige Gruppe kann aus einem aromatischen Säuredianhydrid erhalten werden. Die vierwertige organische Gruppe ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten, die von den folgenden Strukturformeln 7 und 8 und Kombinationen daraus repräsentiert werden.
[Strukturformel 7]
[Strukturformel 8]
Wobei in den oben gezeigten Strukturformel 7 und 8
R₁₁ und R₁₂ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest,
R₁₃ und R₁₄ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₂ und n₃ unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 3 sind und
R₁₅ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, CO, C C(CF₃)₂, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C16 Alkenrest, einem substituierten oder unsubstituierten C3 bis C30 Cycloalkenrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heterocycloalkenrest und n₄ eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist.
Das aromatische Diamin ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paraphenylendiamin (p-PDA), 4,4 Methylendianilin (MDA), 4,4-Oxydianilin (ODA), Metabisaminophenoxydiphenylsulfon (m-BAPS), Parabisaminophenoxydiphenylsulfon (p-BAPS), 2,2-Bis[(aminophenoxy)phenyl]propan (BAPP), 2,2-Bisaminophenoxyphenylhexafluoropropan (HF-BAPP), 1,4-diamino-2-methoxybenzol und Kombinationen daraus, wobei die Gruppe nicht darauf eingeschränkt werden soll.
Die zweiwertige Gruppe kann aus einem aromatischen Diamin erhalten werden. Die zweiwertige organische Gruppe kann eine Struktur aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten, die von den folgenden Strukturformeln 9 bis 11 und Kombinationen daraus repräsentiert werden.
[Strukturformel 9]
[Strukturformel 10]
[Strukturformel 11]
Wobei in den oben gezeigten Strukturformeln 9 bis 11,
R₁₆ bis R₁₈, R₂₀ bis R₂₂ und R₄₁ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, wobei der Substituent des Weiteren Reste umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, COO, CONH, OCO und Kombinationen daraus,
R₁₉, R₂₃, R₂₄ und R₄₀ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, SO₂, C(CF₃)₂, und C(R₄₂)(R₄₃) (wobei R₄₂ und R₄₃ Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend unabhängig voneinander aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest),
n₅ bis n₇, n₉ bis n₁₁ und n₂₆ unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 4 sind und
n₈, n₁₂, n₁₃ und n₂₅ unabhängige ganze Zahlen von 0 bis 1 sind.
Zusätzlich umfasst das aromatische Diamin funktionale Diamine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten mit den folgenden Strukturformeln 12 bis 14 und Kombinationen daraus, so dass der Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls einen leicht kontrollierbaren Vorneigungswinkel eines Flüssigkristallmoleküls mit exzellenten Ausrichtungscharakteristika aufweisen kann.
[Strukturformel 12]
Wobei in der oben gezeigten Strukturformel 12,
R₂₆ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₁₄ eine ganze Zahl in einem Bereich von 0 bis 3 ist und
R₂₇ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest.
[Strukturformel 13]
Wobei in der oben gezeigten Formel 13, 10
R₂₇ bis R₂₉ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest,
R₃₀ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0, COO, CONH, OCO und (C(R₃₈)(R₃₉))_n24 (wobei R₃₈ und R₃₉ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₂₄ eine ganze Zahl in einem Bereich von 1 bis 10 ist),
R₃₁ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest,
n₁₅ und n₁₇ unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 4 sind,
n₁₆ eine ganze Zahl in einem Bereich von 0 bis 3 ist und
n₁₈ eine ganze Zahl von 0 bis 1 ist.
[Strukturformel 14]
Wobei in der oben gezeigten Strukturformel 14,
R₃₂ und R₃₃ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest,
R₃₄ ein Substituent ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest,
R₃₅ und R₃₆ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O und COO,
R₃₇ ein Substituent ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 0, COO, CONH und OCO,
n₁₉ und n₂₀ voneinander unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 4 sind und
n₂₁ bis n₂₃ voneinander unabhängige ganze Zahlen von 0 bis 1 sind.
Das lösliche Polyimidpolymer weist ein Zahlenmittel der Molmasse von 10.000 bis 500.000 g/mol und eine Polydispersität von 1,2 bis 1,75 auf. Wenn das lösliche Polyimidpolymer eine Polydisperisität von 1,2 oder kleiner aufweist, hat ein hergestellter Film Probleme mit der terminalen Aggregation auf dem Substrat und dergleichen. Wenn das lösliche Polyimidpolymer eine Polydispersität von 1,75 oder größer aufweist, kann der hergestellte Film in problematischer Weise Schichtdickenabweichungen am Ende des Substrats aufweisen.
Die Polydispersität des löslichen Polyimidpolymers kann jeweils unterschiedlich durch das in der folgenden Reihenfolge aufgezählte aromatische Diamin, funktionale Diamin und dem Säuredianhydrid variiert werden. Wenn das aromatische Diamin zuerst mit dem funktionalen Diamin gemischt wird und anschließend mit dem Säuredianhydrid nach konventioneller Methoden reagiert, kann es eine Polydispersität in dem oben genannten Bereich aufweisen.
Anders gesagt, wenn das aromatische Diamin mit dem Säuredianhydrid reagiert hat und anschließend mit dem funktionellen Diamin oder das funktionelle Diamin mit dem Säuredianhydrid reagiert hat und anschließend mit dem aromatischen Diamin, kann das lösliche Polyimidpolymer eine Polydispersität in dem oben genannten Bereich aufweisen. Ebenfalls kann die Polydispersität des Polymers in dem oben genannten Bereich durch andere Wege erzielt werden.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls kann ein lösliches Polyimidpolymer beinhalten und ein Lösungsmittel, welches dies lösen kann.
Das Lösungsmittel kann dabei N-Methyl-2-Pyrrolidon, N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, γ-Butyrolacton und ein Phenol-basiertes Lösungsmittel, sowie beispielsweise Metacresol, Phenol, halogeniertes Phenol und dergleichen umfassen.
Zusätzlich kann das Lösungsmittel weitere schlechte Lösungsmittel enthalten, wie etwa aus der Reihe der Alkohole, der Reihe der Ketone, der Reihe der Ester, der Reihe der Ether, der Reihe der Kohlenwasserstoffe, der Reihe der halogenierten Kohlenwasserstoffe, solange das lösliche Polyimidpolymer nicht ausfällt. Das schlechte Lösungsmittel erniedrigt die Oberflächenenergie des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls und verbessert dessen Ausbreitung und Ebenheit, wenn das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls beschichtet wird.
Das schlechte Lösungsmittel kann dabei einen Betrag von 1 bis 90 Vol.% des Gesamtlösungsmittels ausmachen. In einer weiteren Ausführungsform kann es einen Betrag von 1 bis 70% ausmachen.
Spezifische Beispiele von dem schlechten Lösungsmittel können ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Isopropanol, Cyclohexanol, Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,4-Butandiol, Triethylenglycol, Acetone, Methylethylketon, Cyclohexanon, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Diethylhydroxid, Malonsäureester, Diethylether, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolphenylether, Ethylenglycolphenylmethylether, Ethylenglycolphenylethylether, Ethylenglycoldimethylethylether, Diethylenglycoldimethylethylether, Diethylenglycolether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonoethyletheracetat, Ethylenglycolmethyletheracetat, Ethylenglycolethyletheracetat, 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon, 2-Hydroxyethylpropionat, 2-Hydroxy-2-methylethylpropionat, Ethoxyethylacetat, Hydroxyethylacetat, 2-Hydroxy-3-methylbutansäuremethylacetat, 3-Methoxymethylpropionat, 3-Methoxyethylpropionat, 3-Ethoxyethylpropionat, 3-Ethoxymethylpropionat, Methylmethoxybutanol, Ethylmethoxybutanol, Methylethoxybutanol, Ethylethoxybutanol, Tetrahydrofuran, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,4-Dichlorbutan, Trichlorethan, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, Hexan, Heptan, Octan, Benzol, Toluol, Xylen und Kombinationen davon werden.
Das Lösungsmittel unterliegt von der Menge keinem speziellen Limit, in dem es in dem Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls enthaltend ist, aber es kann in jeglicher angemessenen Weise enthaltend sein, sofern das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristallfeststoffs zu einem Anteil von 0,01 bis 30 Gew.-%, 3 bis 15 Gew.-% oder 5 bis 10 Gew.-% in einer weiteren Ausführungsform enthaltend ist. Wenn der Feststoff in einem Anteil von 0,01 Gew.-% oder weniger enthaltend ist, kann der hergestellte Film von der Substratoberfläche beeinflusst werden und deswegen gestörte Gleichförmigkeit aufweisen. Wenn der Feststoff zu einem Anteil von 35 Gew.-% enthaltend ist, kann der Film eine gestörte Gleichförmigkeit, aufgrund der hohen Viskosität aufweisen und es deswegen zu einer gestörten Transmission kommen.
Dementsprechend kann das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls eine extensionale Viskosität in einem Bereich von 1,5 bis 2,2 Pa·s aufweisen. Wenn es eine extensionale Viskosität von 1,5 Pa·s oder weniger aufweist, kann das Substrat am Ende Makel aufweisen. Wenn es eine extensionale Viskosität von 2,2 Pa·s oder mehr aufweist, kann der Film aufgrund von Schichtdickenabweichungen an den Enden nicht gleichförmig sein.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls kann mehr als eine Epoxykomponente mit 2 bis 4 epoxyfunktionellen Gruppen aufweisen, um die Zuverlässigkeit und die elektrooptischen Charakteristika zu verbessern. Die Epoxykomponente kann zu einem Anteil von 0,01 bis 50 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des löslichen Polyimidpolymers, zugefügt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Anteil in einem Bereich von 1 bis 30 Gewichtsteilen zugefügt werden. Wenn die Epoxykomponente zu einem Anteil von 30 Gewichtsteilen oder mehr zugefügt wird, kann die Epoxykomponente die Druckfähigkeit und die Ebenheit verschlechtern. Wenn der Anteil von 1 Gewichtsteil vorliegt, hat es einen geringen Effekt auf die Epoxykomponente. Entsprechend kann die Epoxykomponente zu einem Anteil von 1 bis 30 Gewichtsteilen zugefügt werden.
Spezifische Beispiele für die Epoxykomponente umfassen N,N,N',N'-Tetraglycidyl-4,4'-diaminophenylmethan (TGDDM), N,N,N',N'-Tetraglycidyl-4,4'-diaminophenylethan, N,N,N',N'-Tetraglycidyl-4,4'-diaminophenylpropan, N,N,N',N'-Tetraglycidyl-4,4'-diaminophenylbutan, N,N,N',N'-Tetraglycidyl-4,4'-diaminobenzol und so weiter, wobei es nicht nur auf diese limitiert sein soll.
Zusätzlich kann das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls eine Silankupplungsreagenz oder einen oberflächenaktiven Stoff umfassen, um die Haftung auf dem Substrat und die Ebenheit und die Deckeigenschaften zu verbessern.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wird als ein Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls aufgetragen. Das Auftragen kann durch Verfahren wie Spin-Coating, Flexo-Printing, Inkjet-Printing und dergleichen vollzogen werden. Das Flexo-Printing zeichnet sich durch exzellente Gleichförmigkeit des Filmes und leichte Formbarkeit eines größeren Films aus.
Das Substrat erfährt keine spezielle Einschränkung, aber es kann ein Glassubstrat oder ein Plastiksubstrat, wie beispielsweise ein Acrylsubstrat oder Polycarbonatsubstrat umfassen, solange es transparent ist. Zusätzlich kann es ein Substrat mit einer ITO-Elektrode und dergleichen, für eine Flüssigkristalloperation, umfassen, um einen Herstellungsprozess zu vereinfachen.
Um die Gleichförmigkeit des Filmes zu verbessern, kann das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls ebenmäßig auf das Substrat aufgetragen werden und beginnend bei Raumtemperatur bis 200°C, 30–150°C, oder 40–120°C für 1–100 min getrocknet werden. Das Vortrocknen kann die Flüchtigkeit von jeder Komponente des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls kontrollieren und dabei eine ebenmäßige Schichtdicke ohne Abweichung garantieren.
Anschließend wird es auf eine Temperatur von 80–300° oder 120–280°C für 5–300 min erhitzt, um das Lösungsmittel komplett zu entfernen und den Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls herzustellen.
Der Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls kann für ein Flüssigkristalldisplay mit einer uniaxialen Ausrichtungsbehandlung durch polarisiertes ultraviolettes Licht oder einer Reibungsbehandlung benutzt werden oder ohne eine uniaxiale Ausrichtungsbehandlung für solche Verwendungen, die eine vertikale Ausrichtungsschicht und dergleichen brauchen. Da der Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls eine größere Gleichförmigkeit aufweist, kann ein Flüssigkristalldisplay in einer guten Ausbeute hergestellt werden, sogar selbst wenn ein großes Substrat verwendet wird.
Im Folgenden wird ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Verfahren zur Herstellung eines Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls beschrieben und ebenso die Herstellung eines Ausrichtungsfilms eines Flüssigkristalls, unter Verwendung eines Ausrichtungsmittels des Flüssigkristalls wird, mit Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele, verdeutlicht. Die Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben genannten technischen Ausführungen limitiert und der Fachmann kann sich andere technische Ausführungen erdenken.
Herstellung der Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls
Beispiel 1
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurden 0.5 mol 3,5-Diaminophenyldecylsuccinimid, dargestellt in der folgenden Strukturformel 15, und N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) zu der Lösung gegeben. Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das Feststoffpulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ die Lösung bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Daraufhin wurden 3.0 mol Essigsäureanhydrid und 0.5 mol Pyridin zu der Polyamidsäurelösung gegeben. Das resultierende Produkt wurde auf 80°C erhitzt und für 6 h zur Reaktion gebracht, gefolgt von einer Vakuumdestillation, um ein lösliches Polyimidharz mit einem Feststoffanteil von 30 Gew.-% herzustellen.
Anschließend wurde N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) zu dem löslichen Polyimidharz gegeben und 24 h bei Raumtemperatur gerührt, um ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls herzustellen.
Strukturformel 15
Beispiel 2
Es wurden 0.5 mol 3,5 Diaminophenyldecylsuccinimid, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 15, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurde 0.5 mol Phenylendiamin zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 3
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid als Feststoff zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurden 0.5 mol 3,5-Bis(3-aminophenyl)-methylphenoxytrifluoropentadecan, dargestellt in der folgenden Strukturformel 16, zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h gerührt, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
[Strukturformel 16]
Beispiel 4
Es wurden 0.5 mol 3,5-Bis(3-aminophenyl)-methylphenoxytrifluoropentadecan, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 16, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurde 0.5 mol Phenylendiamin zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das finale resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 5
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurden 0.5 mol 2,4-dinitrophenoxy-6-hexadecyl-1,3,5-triazin, dargestellt in der folgenden Strukturformel 17, zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt.
Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
[Strukturformel 17]
Beispiel 6
Es wurden 0.5 mol 2,4-Dinitrophenoxy-6-hexadecyl-1,3,5-triazin, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 17, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurde 0.5 mol Phenylendiamin zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das finale resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 7
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurden 0.5 mol 3,5-Diaminophenyldecylsucciimid, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 15, zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 8
Es wurden 0.5 mol 3,5-Diaminophenyldecylsucciimid, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 15, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurde 0.5 mol Phenylendiamin zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das finale resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 9
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurden 0.5 mol 3,5-Bis(3-aminophenyl)-methylphenoxytrifluoropentadecan, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 16, zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 10
Es wurden 0.5 mol 3,5-Bis(3-aminophenyl)-methylphenoxytriflouropentadecan, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 16, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurde 0.5 mol Phenylendiamin zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 11
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan- 1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurden 0.5 mol 2,4-Dinitrophenoxy-6-hexadecyl-1,3,5-triazin, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 17, zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Beispiel 12
Es wurden 0.5 mol 2,4-Dinitrophenoxy-6-hexadecyl-1,3,5-triazin, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 17, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) zugegeben und komplett gelöst.
Im nächsten Schritt wurde 0.5 mol Phenylendiamin zu der Lösung gegeben, gefolgt von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP). Danach wurde die Lösung intensiv gerührt. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ das resultierende Produkt bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Die Polyamidsäurelösung wurde nach der gleichen Vorschrift wie im Beispiel 1 zur Herstellung des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls behandelt.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurden 0.5 mol Phenylendiamin und 0.5 mol 3,5-Diaminophenyldecylsucciimid, dargestellt in der oben gezeigten Strukturformel 15, unter Stickstoffatmosphäre in einem 4-Halskolben mit einem Rührgerät, einem Temperaturkontroller, einem Stickstoffinjektor und einem Kühler in N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) gelöst. Anschließend wurden 1.0 mol 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid zugegeben und komplett gelöst. Anschließend wurde das feste Pulver zu einem Anteil von 15 Gew.-% zugegeben und man ließ die Lösung bei einer Temperatur von 30°C bis 50°C für 10 h reagieren, um die Polyamidsäurelösung herzustellen.
Im nächsten Schritt wurden 3.0 mol Essigsäureanhydrid und 5.0 mol Pyridin zu der Polyamidsäurelösung gegeben. Die resultierende Mischung wurde für 6 h auf 80°C erhitzt. Anschließend erfolgte Vakuumdestillation, um ein lösliches Polyimidharz mit 30 Gew.-% Feststoffpulver zu erhalten.
Danach wurde N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) zu dem löslichen Polyimidharz gegeben. Das resultierende Produkt wurde für 24 h bei Raumtemperatur gerührt, um ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls herzustellen.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wurde entsprechend der Vorschrift des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 0.5 mol des Diamins 3,5-Bis(3-aminophenyl)-methylphenoxytrifluoropentadecan benutzt wurde, welches durch die oben gezeigte Strukturformel 16 beschrieben wird.
Vergleichsbeispiel 3
Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wurde entsprechend der Vorschrift des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 0.5 mol des Diamins 2,4-Dinitrophenoxy-6-hexadecyl-1,3,5-triazin benutzt wurde, welches durch die oben gezeigte Strukturformel 17 beschrieben wird.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wurde entsprechend der Vorschrift des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 1.0 mol des Säuredianhydrids 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) benutzt wurde.
Vergleichsbeispiel 5
Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wurde entsprechend der Vorschrift des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 0.5 mol des Diamins 3,5-Bis(3-aminophenyl)-methylphenoxytrifluoropentadecan, welches durch die oben gezeigte Strukturformel 16 beschrieben wird, und 1.0 mol des Säuredianhydrids 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) benutzt wurde.
Vergleichsbeispiel 6
Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls wurde entsprechend der Vorschrift des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 0.5 mol des Diamins 2,4-Dinitrophenoxy-6-hexadecyl-1,3,5-triazin, welches durch die oben gezeigte Strukturformel 17 beschrieben wird, und 1.0 mol des Säuredianhydrids 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexan-1,2-dicarbonsäuredianhydrid (DOCDA) benutzt wurde.
Polydispersitätsmessung des löslichen Polyimidpolymers
Die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls, entsprechend den Beispielen 1 bis 12 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6, wurden hinsichtlich ihres Zahlenmittels der Molmasse und ihrer Polydispersität, mittels Gel-Permeations-Chromatographie (GPC, CTS30^®, Younglin Instrument Co., Ltd), vermessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Messung der extensionalen Viskosität der Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls.
Die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls der Beispiele 1 bis 12 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 wurden, betreffend ihrer extensionalen Viskosität und der Zeit bis zum Abbruch des Flüssigsegment (t_break), vermessen, indem ein extensionales Rheometer (CaBER^®, TA instruments) für den Kapillarabbruch verwendet wurde. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Evaluierung der Gleichförmigkeit der endenen Filmstreifen
Die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls von den Bespielen 1 bis 12 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 wurden mittels Flexodruck auf ein Glassubstrat aufgebracht, welches gereinigtes ITO beinhaltete, indem ein Ausrichtungsfilmdrucker (CZ 200^®, Nakan Co.) verwendet wurde. Dem bedruckten Substrat wurde es gestattet auf einer Heizplatte für 2 bis 5 min bei einer Temperatur von 50 bis 90°C zum Vortrocknen zu stehen.
Anschließend wurde es auf der Heizplatte für 10 bis 30 min auf eine Temperatur von 200 bis 230°C erhitzt, um ein Substrat herzustellen, das mit einem Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls beschichtet ist.
Der Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls wurde hinsichtlich der Schichtdickenänderung über die gesamte Oberfläche (mittlere- und endständige Stellen) mit dem bloßen Auge und mit einem Elektronenmikroskop (MX50^®, Olympus Co.) vermessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1 zeigt, dass wenn der Film eine Schichtdickenabweichung von weniger als 0.005 µm aufwies, er als „gut” eingestuft wurde. Wenn der Film eine Schichtdickenabweichung in einem Bereich von 0.005 bis 0.01 µm aufwies, wurde er als „durchschnittlich” eingestuft. Wenn der Film eine Schichtdickenabweichung von mehr als 0.01 µm aufwies, wurde er als „mangelhaft” eingestuft. [Tabelle 1]

	Polydispersität	Zahlenmittel der Molmasse (10,000 g/mol)	Extensionale Viskosität (Pa·s)	t_break (s)	Endständige Filmgleichförmigkeit
Beispiel 1	1.56	14.3	1.89	0.20	gut
Beispiel 2	1.53	14.8	1.73	0.21	gut
Beispiel 3	1.54	14.6	1.79	0.18	gut
Beispiel 4	1.53	14.6	1.95	0.20	gut
Beispiel 5	1.55	14.1	1.98	0.21	gut
Beispiel 6	1.53	13.9	1.81	0.21	gut
Beispiel 7	1.54	14.2	1.76	0.19	gut
Beispiel 8	1.52	14.3	1.92	0.21	gut
Beispiel 9	1.55	14.3	1.88	0.20	gut
Beispiel 10	1.53	14.5	1.92	0.18	gut
Beispiel 11	1.51	14.5	1.88	0.19	gut
Beispiel 12	1.51	14.6	1.86	0.21	gut
Vergleichsbeispiel 1	1.81	14.1	2.33	0.26	mangelhaft
Vergleichsbeispiel 2	1.84	14.8	2.41	0.26	mangelhaft
Vergleichsbeispiel 3	1.84	13.9	2.30	0.25	mangelhaft
Vergleichsbeispiel 4	1.85	15.0	2.35	0.25	mangelhaft
Vergleichsbeispiel 5	1.83	14.5	2.42	0.26	mangelhaft
Vergleichsbeispiel 6	1.84	14.4	2.32	0.26	mangelhaft

Tabelle 1 zeigt, dass die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls der Beispiele 1 bis 12 eine Polydispersität in einem Bereich von 1,2 bis 1,75, eine relativ kleine extensionale Viskosität und t_break aufwiesen. Im Gegensatz dazu wiesen die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 eine Polydispersität von 1,75 oder größer, eine relativ große extensionale Viskosität und t_break auf.
Zusätzlich wiesen die Ausrichtungsfilme eines Flüssigkristalls, die die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls der Beispiele 1 bis 12 beinhalteten, eine kleinere extensionale Viskosität und t_break auf, als diejeinigen die die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 beinhalteten. Dementsprechend war dort auch kein terminales Aggregationsphänomen vorzufinden. Ebenso wiesen die Ausrichtungsfilme eines Flüssigkristalls, die die Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls der Beispiele 1 bis 12 beinhalteten, eine exzellente Druckeigenschaft und eine Gleichförmigkeit auf.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, als das was gegenwärtig als die praktischen beispielhaften Ausführungsformen betrachtet wird, ist es selbstverständlich, dass sich die Erfindung nicht nur auf diese beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sich im Gegensatz dazu auch auf verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen bezieht, die in der Wesensart und dem Handlungsspielraum der anhängigen Ansprüche liegen.
Zusammenfassung
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls entsprechend einer Ausfühungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein lösliches Polyimidpolymer, mit der speziellen Strukturformel 1, und ein Lösungsmittel.
Das lösliche Polyimidpolymer weist ein Zahlenmittel der Molmasse von 10.000 bis 500.000 g/mol und eine Polydispersität von 1,2 bis 1,75 auf. Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls hat eine gute Druckeigenschaft auf dem Substrat und kann dabei einen guten Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristalls mit exzellenter Gleichförmigkeit des Films bereitstellen, sogar wenn die Vortrocknungstemperatur variiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 8-208983 [0005]
- KR 2005-0106423 [0005]

Claims

Ein Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls umfassend: ein lösliches Polyimidpolymer mit der folgenden Strukturformel 1 und ein Lösungsmittel, wobei das lösliche Polyimidpolymer ein Zahlenmittel der Molmasse von 10.000 bis 500.000 g/mol und eine Polydispersität von 1,2 bis 1,75 aufweist, [Strukturformel 1]
wobei in der oben gezeigten Strukturformel 1 R₁ eine vierwertige organische Gruppe, erhältlich aus einem Säuredianhydrid, ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem aliphatischen cyclischen Säuredianhydrid und einem aromatischen Säuredianhydrid und R₂ eine zweiwertige organische Gruppe ist, erhältlich aus einem aromatischen Diamin.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls eine extensionale Viskosität von 1,5
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls einen Feststoffanteil von 0,01 bis 30 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls, aufweist.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das aliphatische cyclische Säuredianhydrid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid (CBDA), 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclohexen-1,2-dicarbonsäureclianhydrid (DOCDA), Bicycloocten-2,3,5,6-tetracarbonsäuredianhydrid (BODA), 1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäuredianhydrid (CPDA), 1,2,4,5-Cyclohexantetracarbonsäuredianhydrid (CHDA), 1,2,4-Tricarboxyl-3-methylcarboxylcyclopentandianhydrid, 1,2,3,4-Tetracarboxylcyclopentandianhydrid und Kombinationen daraus.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei R, eine vierwertige organische Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten, die durch die folgenden Strukturformeln 2 bis 6 repräsentiert werden und Kombinationen daraus, [Strukturformel 2]
[Strukturformel 3]
[Strukturformel 4]
[Strukturformel 5]
[Strukturformel 6]
wobei in den oben gezeigten Strukturformeln 2 bis 6, R₃ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₁ eine ganze Zahl in einem Bereich von 0 bis 3 ist und R₄ bis R₁₀ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das aromatische Säuredianhydrid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Pyromellitihsäuredianhydrid (PMDA), Biphthalsäuredianhydrid (BPDA), Oxydiphthalsäuredianhydrid (ODPA), Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid (BTDA), Hexafluoroisopropylidendiphthalsäuredianhydrid (6-FDA) und Kombinationen daraus.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei R₁ eine vierwertige organische Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten, die von den folgenden Strukturformeln 7 und 8 und Kombinationen daraus repräsentiert werden, [Strukturformel 7]
[Strukturformel 8]
wobei in den oben gezeigten Strukturformel 7 und 8 R₁₁ und R₁₂ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, R₁₃ und R₁₄ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₂ und n₃ unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 3 sind und R₁₅ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, CO, C C(CF₃)₂, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C16 Alkenrest, einem substituierten oder unsubstituierten C3 bis C30 Cycloalkenrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heterocycloalkenrest und n₄ eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das aromatische Diamin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Paraphenylendiamin (p-PDA), 4,4 Methylendianilin (MDA), 4,4-Oxydianilin (ODA), Metabisaminophenoxydiphenylsulfon (m-BAPS), Parabisaminophenoxydiphenylsulfon (p-BAPS), 2,2-Bis[(aminophenoxy)phenyl]propan (BAPP), 2,2-Bisaminophenoxyphenylhexafluoropropan (HF-BAPP), 1,4-Diamino-2-methoxybenzol und Kombinationen daraus.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei R₂ eine zweiwertige organische Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten, die von den folgenden Strukturformeln 9 bis 11 und Kombinationen daraus repräsentiert werden, [Strukturformel 9]
[Strukturformel 10]
[Strukturformel 11]
wobei in den oben gezeigten Strukturformeln 9 bis 11, R₁₆ bis R₁₈, R₂₀ bis R₂₂ und R₄₁ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, wobei der Substituent des Weiteren Reste umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, COO, CONH, OCO und Kombinationen daraus, R₁₉, R₂₃, R₂₄ und R₄₀ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, SO₂, C(CF₃)₂, und C(R₄₂)(R₄₃) (wobei R₄₂ und R₄₃ Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend unabhängig voneinander aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest), n₅ bis n₇, n₉ bis n₁₁ und n₂₆ unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 4 sind und n₈, n₁₂, n₁₃ und n₂₅ unabhängige ganze Zahlen von 0 bis 1 sind.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das aromatische Diamin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den Komponenten mit den folgenden Strukturformeln 12 bis 14 und Kombinationen daraus, [Strukturformel 12]
wobei in der oben gezeigten Strukturformel 12, R₂₆ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₁₄ eine ganze Zahl in einem Bereich von 0 bis 3 ist und R₂₇ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, [Strukturformel 13]
wobei in der oben gezeigten Formel 13, R₂₇ bis R₂₉ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, R₃₀ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0, COO, CONH, OCO und (C(R₃₈)(R₃₉))_n24 (wobei R₃₈ und R₃₉ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest und wobei n₂₄ eine ganze Zahl in einem Bereich von 1 bis 10 ist), R₃₁ ein Substituent ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, n₁₅ und n₁₇ unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 4 sind, n₁₆ eine ganze Zahl in einem Bereich von 0 bis 3 ist und n₁₈ eine ganze Zahl von 0 bis 1 ist, [Strukturformel 14]
wobei in der oben gezeigten Strukturformel 14, R₃₂ und R₃₃ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, R₃₄ ein Substituent ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C20 Alkylrest, einem substituierten oder unsubstituierten C1 bis C30 Arylrest und einem substituierten oder unsubstituierten C2 bis C30 Heteroarylrest, R₃₅ und R₃₆ voneinander unabhängige Substituenten sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O und COO, R₃₇ ein Substituent ist, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 0, COO, CONH und OCO, n₁₉ und n₂₀ voneinander unabhängige ganze Zahlen in einem Bereich von 0 bis 4 sind und n₂₁ bis n₂₃ voneinander unabhängige ganze Zahlen von 0 bis 1 sind.
Das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls nach Anspruch 1, wobei das Ausrichtungsmittel eines Flüssigkristalls zusätzlich eine Epoxykomponente umfasst, die 2 bis 4 epoxyfunktionelle Gruppen zu einem Anteil von 1 bis 30 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des löslichen Polyimidpolymers, aufweist.
Herstellung eines Ausrichtungsfilms eines Flüssigkristalls, hergestellt nach Anspruch 1, durch ein Aufbringen des Ausrichtungsmittels eines Flüssigkristalls, nach Anspruch 1, auf ein Substrat.