JP2008522238A - 光反応性化合物、それを利用した液晶配向膜、その製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子 - Google Patents

光反応性化合物、それを利用した液晶配向膜、その製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2008522238A
JP2008522238A JP2007544269A JP2007544269A JP2008522238A JP 2008522238 A JP2008522238 A JP 2008522238A JP 2007544269 A JP2007544269 A JP 2007544269A JP 2007544269 A JP2007544269 A JP 2007544269A JP 2008522238 A JP2008522238 A JP 2008522238A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
alignment film
compound
formula
photoreactive compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007544269A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4664986B2 (ja
Inventor
ビュン−ヒュン・イ
ミン−ヨン・リム
キュンジュン・キム
スン−ホ・チュン
スン−ジョーン・オウ
ケォン−ウー・イ
ヘォン・キム
ヘ−ウォン・ジョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of JP2008522238A publication Critical patent/JP2008522238A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4664986B2 publication Critical patent/JP4664986B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • C08G61/10Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aromatic carbon atoms, e.g. polyphenylenes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/102Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02Alignment layer characterised by chemical composition
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation

Abstract

本発明は、下記式(1):
Figure 2008522238

(式(1)で、nは、20ないし1000の整数であり、mは、1ないし5の整数であり、Rは、水素、CN、炭素数1ないし5のアルキルオキシ基、ハロゲン原子、またはマレイミド基である)で表示される光反応性化合物、該化合物を利用した液晶配向膜、該配向膜の製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子を提供する。

Description

本発明は、液晶表示素子に係り、さらに詳細には、光反応によって配向性を有し、フルオレンを主鎖に含むため、配向制御力に優れた光反応性化合物、それを利用した液晶配向膜、その製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子に関する。
近来、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:TFT−LCD)は、軽く、電力消費が少ないという長所を有しており、ブラウン管を代替可能な最も競争力のあるディスプレイとして登場している。特に、薄膜トランジスタ(Tin Film Transistor:TFT)によって駆動されるTFT−LCDは、それぞれの画素を独立的に駆動させるために、液晶の応答速度に非常に優れており、高画質の動画が実現できるので、現在、ノート型PC、壁掛け型TVなどに次第に応用範囲を拡張している。
一般的なカラーTFT−LCDの製造時に、ガラス基板上にTFT駆動素子及びITO(Indium Tin Oxide)透明電極を積層し、次いで、配向膜を積層して、セルの下部基板を形成する。一対の上下基板の内面には、その間に液晶材料を注入するためのスペースが、シーラントによって形成される。ガラス基板の外面には、偏光フィルムが取り付けられ、最終的に、この一対の基板の間に液晶材料が注入及び硬化されて、LCDセルが製造される。
このようなTFT−LCDで、液晶が光スイッチとして使用されるためには、ディスプレイセルの最も内側にTFTが形成された層上に液晶が所定方向に初期配向されねばならないが、そのために液晶配向膜を使用している。
前記配向膜の製造方法としては、基板上に形成されたポリイミド樹脂などの高分子樹脂膜を布などで一方向に擦る摩擦処理、または二酸化硅素(SiO)を傾斜蒸着して形成する方法が知られているが、前記摩擦処理を利用して製造された配向膜の場合、摩擦時の接触により発生しうる不純物による汚染、及び静電気の発生による製品の収率低下、コントラストの低下などの問題点があり、前記傾斜蒸着を利用する方法の場合には、製造コストが高くなり、大面積に形成し難いので、大型の液晶表示素子には不適当であるという問題点があった。
これを解決するために、光照射により光重合を起こして、高分子の配列を誘導して液晶を配向させる、光重合型配向材を利用した非摩擦工程による配向方法が開発された。このような非摩擦工程の代表的な例が、M.Schadtら(Jpn.J.Appl.Phys.,Vol 31,1992,2155)、DaeS.Kangら(米国特許第5,464,669号明細書)、Yuriy Reznikov(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34,1995,L1000)で発表した光重合による光配向である。光配向とは、先偏光された紫外線(Ultra Violet:UV)によって、高分子に結合された感光性グループが光反応を起こし、この過程で、高分子の主鎖が所定方向に配列することによって、結局、液晶が配向されるメカニズムを言う。
特開平11−181127(1999.7.6)には、アクリレート、メタクリレートなどの主鎖に桂皮酸基などの感光性基を結合した構造を含む側鎖を有する高分子型配向膜の製造方法及び、それにより製造された配向膜が開示されているが、摩擦により製造された配向膜に比べて配向制御力が低く、ねじれ角が88°程度であり、コントラストが低下して、高品質の画質が得られ難いという短所があった。
また、韓国特許公開1998−78124号公報(1998.11.16)にも、桂皮酸系の感光性高分子が開示されているが、前記と同様に、コントラスト比が依然として低いという問題点があった。
米国特許第5,464,669号明細書 特開平11−181127 韓国特許公開1998−78124号公報 M.Schadtら(Jpn.J.Appl.Phys.,Vol 31,1992,2155) Yuriy Reznikov(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34,1995,L1000)
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、ねじれ角が89°以上であり、配向制御力に優れた液晶配向膜を製造できる光反応性化合物を提供することである。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記光反応性化合物を利用して製造された液晶配向膜を提供することである。
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、前記液晶配向膜の製造方法を提供することである。
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、前記液晶配向膜を備えた液晶表示素子を提供することである。
本発明は、前記技術的課題を解決するために、下記化学式(1):
Figure 2008522238
(前記式(1)で、nは、20ないし1000の整数であり、mは、1ないし5の整数であり、Rは、水素、CN、炭素数1ないし5のアルキルオキシ基、ハロゲン原子、またはマレイミド基である)
で表示される光反応性化合物を提供する。
本発明は、前記他の技術的課題を解決するために、前記本発明に係る化合物を利用して製造されたことを特徴とする液晶配向膜を提供する。
本発明は、前記さらに他の技術的課題を解決するために、(a) 請求項1ないし3の何れか1項に記載の化合物を基板上に塗布する工程と、(b)偏光紫外線を照射して、前記化合物を二量化させることによって配向膜を形成する工程と、(c)前記配向膜のガラス遷移温度以下の温度でアニーリングする工程と、を含む液晶配向膜の製造方法を提供する。
本発明は、前記さらに他の技術的課題を解決するために、前記本発明に係る液晶配向膜を備えることを特徴とする液晶表示素子を提供する。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に係る光反応性化合物は、主鎖がフルオレンを含むため、液晶との相互作用に優れ、分子構造の直線性が強いという特徴を有する。また、配向膜を製造した後、偏光UVの照射により、桂皮酸基が二量化されて、1次分子配向性を帯びた後に、前記配向膜のガラス遷移温度より低い温度でアニーリング過程を経れば、前記光反応に参加していない桂皮酸を有するフルオレン化合物と、光反応によって1次配向されたフルオレン化合物との相互作用により、2次的な分子配向性を帯びる。したがって、本発明に係る配向膜は、1次分子配向及び2次分子配向により配向性が強化されるという効果を有し、これにより、配向制御力を増大させうる。
前記配向制御力とは、液晶が配向膜によって受ける非等方的な相互作用力を意味し、これは、ねじれ角により測定が可能である。前記ねじれ角とは、配向処理された液晶セルの一面上の液晶分子のディレクタと対応面上の液晶分子のディレクタとがなす角を意味し、摩擦により製造された液晶配向膜の場合には、90°であることに対し、従来の光反応性液晶配向膜の場合には、配向制御力が低いため、前記ねじれ角の限界が88°であった。しかし、本発明に係る液晶配向膜の場合には、88〜90°であり、従来の光反応性液晶配向膜の場合より1.5°以上大きくなったねじれ角が得られ、これにより、コントラスト比が向上して、優れた品質の画像が得られる。
本発明に係る光反応性化合物は、下記式(1):
Figure 2008522238
(前記式(1)で、
nは、20ないし1000の整数であり、
mは、1ないし5の整数であり、
Rは、水素、CN、炭素数1ないし5のアルキルオキシ基、ハロゲン原子、またはマレイミド基である)
で表示される化合物であることを特徴とする。
前記nが1000を超えるときには、主鎖の移動性が非常に低下するので、アニーリング時に2次分子配向効果が低くて、望ましくない。
一方、前記mが5を超える場合には、アルキルチェーンが非常に長くなって、反応密度が低下するという問題点があって、望ましくない。
また、前記Rは、水素、CN、炭素数1ないし5のアルキルオキシ基、ハロゲン原子またはマレイミド基でありうるが、前記Rが、CN、炭素数1ないし5のアルキルオキシ基、ハロゲン原子またはマレイミド基である場合には、液晶分子のプレチルト角を向上させうるいう長所がある。
本発明に係る光反応性化合物は、下記化学式(2)の化合物でありうる。
Figure 2008522238
(前記化学式(2)で、nは、20ないし1000の整数である)
前記化学式(2)の化合物で液晶配向膜を製造した場合、偏光UVを照射すれば、下記反応式(1)のような二量化反応が起こって、1次的な分子配向性を有する。
Figure 2008522238
本発明に係る光反応性化合物は、下記化学式(3)の化合物でありうる。
Figure 2008522238
(前記化学式(3)で、nは、20ないし1000の整数である)
前記化合物で、アルキル基が長くなるほど液晶相が発現され、光反応基に柔軟性を付与する特性が表れる。ただし、前述したように、アルキル基の炭素数が5より大きい場合、むしろ液晶性が低下して望ましくない。
本発明に係る液晶表示素子用の配向膜は、前記光反応性化合物を溶解させた溶液を、透明電極を備えた基板上に塗布し、溶媒を除去して膜を形成した後に、所定方向に偏光された偏光UVを照射して、膜の表面に異方性を付与した後、前記配向膜のガラス遷移温度より低い温度でアニーリングして、2次的な配向性を付与することによって製造できる。
前記配向膜の製造方法は、(a)前記化学式(1)ないし(3)の光反応性化合物を基板上に塗布する工程と、(b)偏光UVを照射して、前記化合物を二量化させることによって配向膜を形成する工程と、(c)前記配向膜のガラス遷移温度以下の温度でアニーリングする工程と、を含むことを特徴とする。
前記本発明に係る化合物の溶解に使用される有機溶媒は、特別に制限されるものではなく、例えば、クロロベンゼン、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、トルエン、クロロホルム、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。前記光反応性化合物を溶解させた溶液を基板上に塗布する工程も特別に制限されないが、スピンコーティングまたはプリンティング方法などを使用でき、ITOガラス基板に500〜1,000Åの厚さに塗布して配向膜を形成する。
このように、ITOガラス基板に塗布された配向膜は、約140℃で30分間乾燥させるが、必要に応じて、さらに高い温度で1時間以上加熱して溶媒を除去してもよい。
次いで、約1KWの強度のUVランプを利用して、偏光器を利用して先偏光させた偏光UVを、その表面に約1分〜20分間照射させることによって、桂皮酸基を二量化させて1次分子配向をさせた後、前記配向膜のガラス遷移温度より低い温度でアニーリングすることによって2次分子配向させる。
本発明で使用される光反応性化合物が、前記化学式(2)の化合物であり、nが20ないし1000である場合に、前記アニーリング工程の温度は、120℃ないし150℃であることが適当であり、本発明に使用される光反応性化合物が、前記化学式(3)の化合物であり、nが20ないし1000である場合に、前記アニーリング工程の温度は、120℃ないし150℃であることが適当である。
本発明に係る液晶配向膜の製造方法で、前記アニーリング工程の時間は、0.5分ないし100分であることが望ましいが、0.5分未満であるときには、2次的な分子配向効果が小さく、100分を超えるときには、2次的な配向効果がほぼ無くなるという傾向にある。
図1には、本発明に係る液晶表示素子の一例を示した。図1に示すように、本発明に係るカラー液晶表示素子10は、対向配置された一対の基板12、14、それらの間に封入された液晶16、一方の基板12に形成された液晶駆動素子18、その液晶駆動素子18に接続された透明電極(画素電極)20a、20b、20c、その透明電極20に対向して、他方の基板14に形成された対向電極22、液晶16を支持する配向膜24、一対の各基板12、14に形成された偏光フィルタ(下部偏光フィルタ26、上部偏光フィルタ28)、基板14に形成されたカラーフィルタ30r、30g、30bを備えて構成されている。
基板12、14としては、一般的な液晶表示素子に利用されるものを利用でき、ガラス基板以外にセラミック製など、各種のものを利用できる。また、その形状も製品化された液晶表示素子に対応するものが利用され、平面長方形のものなど、任意の形状のものが使用される。
液晶16は、電圧の印加により分子の配向状態を変えるものであって、例えば、図1で一例として示すTN方式の液晶においては、電圧が印加されないときには、90°ねじれた分子の列が、電圧を印加することによって直立して、ねじれが解除されることである。また、図1に示されていないが、両配向膜24の間には、微粒子などからなるスペーサが介在され、そのスペーサにより液晶が封入される間隔が所定の長さに維持される。
液晶駆動素子18には、TFT等が利用され、駆動信号により液晶に印加される電圧を制御するものである。
透明電極20は、他方の基板14に形成される対向電極22と対をなし、液晶駆動素子18からの電圧を液晶16に印加するものであって、一般的に、ITO膜などが利用される。前記液晶駆動素子18及び透明電極20a、20b、20cは、各画素ごとに設置されるが、対向電極22は、一般的に各画素に共通的な共通電極として構成される。
偏光フィルタ26、28は、直線偏光を放射する機能を有するフィルムであり、図示した液晶表示素子10においては、各基板12、14に形成される下部フィルタ26及び上部フィルタ28では、その偏光方向が相対的に90°外れて設置される。
カラーフィルタ30は、カラー液晶表示素子に利用されるものであって、通常、各画素ごとに赤色、緑色、青色の3色のカラーフィルタが利用されて1組になっており、カラー液晶表示素子においては、これらの3色の組合わせによって多種の色彩を表現する。
以下、望ましい実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明が、これによって制限されるものではない。
(実施例1)
1−(1)単量体の合成
2−(2−ブロモエトキシ)テトラヒドロ−2H−ピラン 5gと、2,7−ジブロモフルオレン 3gとを1:2.4当量比でDMSO/NaOH 50wt%の水溶液で常温で24時間反応させた。このとき、相変化触媒として塩化ベンジルトリエチルアンモニウムを使用して反応させた後、塩化メチレンで抽出して溶媒を除去した。残留物は、SiOクロマトグラフィ(EA:n−ヘキサン)を利用して精製し、2−[2−(2,7−ジブロモフルオレン−9,9’−イル)エトキシ]パーヒドロ−2H−ピラン 4gを得た(収率:50%)。
NMRデータ
1.25−1.46(m,12H),2.35−2.37(t,4H),2.70−2.72(m,2H),3.13−3.15(m,2H),3.24−3.26(m,2H),3.45−3.47(m,2H),4.10−4.27(t,2H),7.44−7.62(m,6H)
1−(2)重合体の合成
アルゴン雰囲気下で、前記で製造された単量体1.8gを精製したトルエン 10mlに溶解させた後、2.2当量のNi(COD)、2,2’−ビピリジル、1,5−CODを精製したDMF/トルエン(体積比=1:2)に溶解させ、80℃で30分間攪拌した溶液に滴加した。前記混合溶液を80℃で3日間さらに反応させた後、常温で冷却させ、この溶液をHCl:アセトン:MeOH(体積比=1:1:2)溶液に加えて沈殿物を得て、メチルアルコールに再沈殿させて、重合体1.0gを得た(収率:55%)。
前記重合体の重量平均分子量は、約45,000である。
1−(3)光反応性化合物の合成
N−メチルピロリドン30mlに反応塩基としてピリジン0.5mlを混合した溶液に、前記で得られた重合体0.7gを溶解させた後、塩化シンナモイルを1:2.4の当量比で滴加して50℃で反応させた。8時間反応させた後、前記溶液をメチルアルコールに沈殿させて、光反応性化合物0.5gを得た(収率:71%)。
NMRデータ
2.15−2.17(t,4H),3.80−3.85(m,4H),6.14−6.18(m,1H),7.27−7.86(m,18H)
(実施例2)
2−(1)6−ブロモヘキシル桂皮酸の合成
THF 50mlに、反応塩基としてトリエチルアミン5mlを混合した溶液に6−ブロモヘキサノール7gを溶解させた後、0℃で塩化シンナモイルを滴加して反応させた。前記反応結果物をろ過し、溶媒の除去後の残留物を、SiOクロマトグラフィ(EA:n−ヘキサン=1:5)を利用して精製して、6−ブロモヘキシル桂皮酸8gを得た(収率:53%)。
NMRデータ
1.44−1.91(m,8H),3.41−3.44(t,2H),4.20−4.23(t,2H),6.42−6.47(m,1H),7.37−7.55(m,5H),7.67−7.72(m,1H)
2−(2)単量体の合成
前記で製造された6−ブロモヘキシル桂皮酸8gと2,7−ジブロモフルオレンとを、1:2.4当量比でDMSO/NaOH 50wt%の水溶液で常温で24時間反応させた。このとき、相変化触媒として塩化ベンジルトリエチルアンモニウムを使用して反応させた後、塩化メチレンで抽出して溶媒を除去した。残留物は、SiOクロマトグラフィ(EA:n−ヘキサン)を利用して精製し、9,9’−ビス(シンナモイルヘキシル)−2,7−ジブロモフルオレン2gを得た(収率:20%)。
NMRデータ
1.28−1.68(m,16H),1.81−1.99(m,4H),3.45−3.68(m,4H),6.43−6.48(m,1H),7.10−7.73(m,18H)
2−(3)光反応性化合物の合成
アルゴン雰囲気下で、前記で製造された単量体2gを精製したトルエン11mlに溶解させた後、2.2当量のNi(COD)、2,2’−ビピリジル、1,5−CODを精製したDMF/トルエン(体積比=1:2)に溶解させ、80℃で30分間攪拌した溶液に滴加した。前記混合溶液を80℃で3日間追加反応させた後、常温で冷却させた後、この溶液をHCl:アセトン:MeOH(体積比=1:1:2)溶液に加えて沈殿物を得て、メチルアルコールに再沈殿させて光反応性化合物0.8gを得た(収率:40%)。
NMRデータ
1.10−1.60(br,16H),2.20−2.24(t,4H),3.70−3.98(br,4H),6.50−6.70(m,1H),7.27−7.86(br,18H)
(実施例3)
3−(1)単量体の合成
2−(2−ブロモエトキシ)テトラヒドロ−2H−ピラン5gと2,7−ジブロモフルオレンとを、1:2.4当量比でDMSO/NaOH 50wt%の水溶液で常温で24時間反応させた。このとき、相変化触媒として塩化ベンジルトリエチルアンモニウムを使用して反応させた後、塩化メチレンで抽出して溶媒を除去した。残留物は、SiOクロマトグラフィ(EA:n−ヘキサン)を利用して精製し、2−[2−(2,7−ジブロモフルオレン−9,9’−イル)エトキシ]パーヒドロ−2H−ピラン4gを得た(収率:50%)。
3−(2)重合体の合成
アルゴン雰囲気下で、前記で製造された単量体4gを精製したトルエン25mlに溶解させた後、2.2当量のNi(COD)、2,2’−ビピリジル、1,5−CODを精製したDMF/トルエン(体積比=1:2)に溶解させ、80℃で30分間攪拌した溶液に滴加した。前記混合溶液を80℃で3日間追加反応させた後、常温で冷却させた後、この溶液をHCl:アセトン:MeOH(体積比=1:1:2)の溶液に加えて沈殿物を得て、メチルアルコールに再沈殿させて重合体2gを得た(収率:50%)。
3−(3)光反応性化合物の合成
N−メチルピロリドン35mlに、反応塩基としてピリジン1.5mlを混合した溶液に、前記で得られた重合体2gを溶解させた後、3−フルオロ塩化シンナモイルを1:2.4の当量比で滴加して50℃で反応させた。8時間反応させた後、前記溶液をメチルアルコールに沈殿させて、光反応性化合物1.2gを得た(収率:50%)。
(実施例4ないし6)
配向膜の製造
前記実施例1〜3で製造された光反応性化合物を利用して、溶媒は、ジクロロベンゼン、γ−ブチロラクトン及びブロモフルオロベンゼンの混合溶媒を使用して、2wt%の濃度で溶解して、ITO基板にスピンコーティングする方法で膜を製造した。製造した膜は、140℃のオーブンで30分間加熱して、膜内の溶媒を除去し、露光は、750Wの高圧水銀灯を光源とし、Meles−Griot社製のグラン−レーザ偏光器を利用して、偏光されたUVを出して、ITO基板上のコーティングされた膜に照射した。照射時間は、1分間であり、アニーリングは、67℃で1時間加熱して、分子配列度を向上させた。
(試験例1)
アニーリング時間による配向効果のテスト
前記実施例4(実施例1の光反応性化合物を利用することによって製造された液晶配向膜を、ホットプレート上で67℃でアニーリングしつつ、30分間隔でUV/Visスペクトロスコピー偏光実験を行い、その結果を図2に表した。UV照射のみで形成された最初の二色比が約0.004であることに対し、30分間の熱処理のみで0.008以上の二色比が得られたので、約2倍の配向増加効果があることが分かった。これは、オリゴマー形態のフルオレン主鎖が、側鎖である桂皮酸の[2+2]環状の添加反応を通じて配向が誘導されたということを意味する1次配向と、アニーリングによるフルオレンの2次分子配向とが全て発生したことを、397nmフルオレンピークを通じて確認できる。
すなわち、UV/Visスペクトロスコピー偏光実験をフルオレン桂皮酸で行えば、280nm及び397nmの2箇所でピークが得られるが、このうち、280nmのピークは、桂皮酸側鎖のピークであり、397nmのピークは、主鎖であるフルオレンのピークである。偏光されたUV/Visスペクトロスコピーの光源に対して、初期配向のためのUV照射光源の偏光方向を基準に垂直及び水平であるときに、スペクトル上でピークは、強度の差が見られるが、これは、分子鎖の異方的な配向による現象である。したがって、垂直及び水平である場合の差によって分子配向の配列度を計り、この差が大きいほど、分子配向の配列度は高い傾向にある。この実験は、側鎖の桂皮酸の[2+2]環の添加反応により、分子量が少なく、液晶相を有する主鎖であるフルオレンの配向性を向上させて、窮極的に配向膜としての性能を向上させようとするところに目的があり、したがって、主鎖であるフルオレンピークの配向性の向上を、397nmピークの異方性で確認できる。
したがって、光反応のみで、配向膜高分子が配向される効果より1.5倍以上向上した配向効果が得られるということが分かる。
本発明に係る液晶配向膜は、主鎖にフルオレンを含むため液晶との相互作用に優れ、紫外線の照射により桂皮酸が二量化されて形成され、アニーリングによってフルオレンが2次的な配向性を有するため、配向性が向上し、配向制御力が向上して、89.5ないし90°のねじれ角が得られ、これにより、コントラスト比を向上させうる。
本発明に係る液晶表示素子の一例を示す図面である。 実施例4により製造された液晶配向膜のアニーリング時間による配向性の変化を測定したグラフである。

Claims (9)

  1. 下記式(1):
    Figure 2008522238
    (前記式(1)で、
    nは、20ないし1000の整数であり、
    mは、1ないし5の整数であり、
    Rは、水素原子、CN、炭素数1ないし5のアルキルオキシ基、ハロゲン原子、またはマレイミド基である)
    で表示される光反応性化合物。
  2. 前記式(1):
    の化合物が、下記式(2):
    Figure 2008522238
    (前記式(2)で、nは、20ないし1000の整数である)
    で表示される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の光反応性化合物。
  3. 前記式(1)の化合物が、下記式(3):
    Figure 2008522238
    (前記式(3)で、nは、20ないし1000の整数である)
    で表示される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の光反応性化合物。
  4. 請求項1ないし3の何れか1項に記載の化合物を利用して製造されたことを特徴とする液晶配向膜。
  5. (a) 請求項1ないし3の何れか1項に記載の化合物を基板上に塗布する工程と、
    (b)偏光紫外線を照射して、前記化合物を二量化させることによって配向膜を形成する工程と、
    (c)前記配向膜のガラス遷移温度以下の温度でアニーリングする工程と、
    を含む液晶配向膜の製造方法。
  6. 化合物は、前記式(2)の化合物であり、nは、20ないし1000である場合に、前記アニーリング工程の温度は、120℃ないし150℃であることを特徴とする請求項5に記載の液晶配向膜の製造方法。
  7. 前記化合物が、前記式(3)の化合物であり、nは、20ないし1000である場合に、前記アニーリング工程の温度は、120℃ないし150℃であることを特徴とする請求項5に記載の液晶配向膜の製造方法。
  8. 前記アニーリング工程の時間が、0.5分ないし100分であることを特徴とする請求項5に記載の液晶配向膜の製造方法。
  9. 請求項4に記載の配向膜を備えることを特徴とする液晶表示素子。
JP2007544269A 2004-12-03 2005-12-02 光反応性化合物、それを利用した液晶配向膜、その製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子 Active JP4664986B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040101102A KR100762832B1 (ko) 2004-12-03 2004-12-03 광반응성 화합물, 이를 이용한 액정 배향막, 그 제조방법및 상기 배향막을 포함하는 액정표시소자
PCT/KR2005/004096 WO2006059884A1 (en) 2004-12-03 2005-12-02 Photoreactive compound, liquid crystal alignment layer using the compound, method of manufacturing the alignment layer, and liquid crystal display device containing the alignment layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008522238A true JP2008522238A (ja) 2008-06-26
JP4664986B2 JP4664986B2 (ja) 2011-04-06

Family

ID=36565298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007544269A Active JP4664986B2 (ja) 2004-12-03 2005-12-02 光反応性化合物、それを利用した液晶配向膜、その製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7422778B2 (ja)
EP (1) EP1819648B1 (ja)
JP (1) JP4664986B2 (ja)
KR (1) KR100762832B1 (ja)
CN (1) CN101065342B (ja)
DE (1) DE602005014004D1 (ja)
TW (1) TWI288762B (ja)
WO (1) WO2006059884A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078387A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 住友化学株式会社 組成物及び該組成物を用いてなる発光素子
JP2012515228A (ja) * 2009-01-12 2012-07-05 エルジー・ケム・リミテッド ハロゲン系置換基を有する光反応性作用基を含むノルボルネン系重合体、その製造方法及びそれを利用した配向膜
JP2013060595A (ja) * 2011-09-09 2013-04-04 Samsung Electronics Co Ltd ポリマー及び該ポリマーを含んだ有機発光素子

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101212135B1 (ko) * 2005-06-14 2012-12-14 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자 및 그 제조방법
CN101614912B (zh) * 2008-06-26 2011-01-05 奇美实业股份有限公司 液晶定向剂及其所形成液晶定向膜的制造方法
US9150678B2 (en) 2010-09-27 2015-10-06 Lg Chem, Ltd. Photoreactive polymer and alignment layer comprising the same
US8946366B2 (en) 2010-09-27 2015-02-03 Lg Chem, Ltd. Cyclic olefin compound, photoreactive polymer, and alignment layer comprising the same
KR101544562B1 (ko) 2010-09-27 2015-08-17 주식회사 엘지화학 광반응기를 갖는 고리형 올레핀 화합물 및 광반응성 중합체
US9052548B2 (en) 2011-11-28 2015-06-09 Lg Chem, Ltd. Photo-curable composition, optical anistropic film and its preparation method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11181127A (ja) * 1997-12-19 1999-07-06 Hayashi Telempu Co Ltd 配向膜の製造方法、配向膜、および配向膜を備えた液晶表示装置
JP2002020487A (ja) * 2000-07-13 2002-01-23 Jsr Corp アルキルフルオレンジアミン、ポリアミック酸、イミド化重合体、液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子
JP2002049040A (ja) * 2000-08-03 2002-02-15 Jsr Corp 液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子
JP2004339193A (ja) * 2003-03-07 2004-12-02 Merck Patent Gmbh フルオレンおよびアリール基を含むモノマー、オリゴマーおよびポリマー
JP2005517746A (ja) * 2002-02-07 2005-06-16 チャイナ ペトロレウム アンド ケミカル コーポレーション オレフィン重合用の固形触媒成分、それを含んでなる触媒、およびその使用
JP2005517702A (ja) * 2002-02-07 2005-06-16 チャイナ ペトローリアム アンド ケミカル コーポレーション オレフィン重合用触媒の製造に有用なポリオールエステル化合物、該化合物を製造する方法及びそれらの使用

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4618566A (en) * 1984-10-31 1986-10-21 Ecoplastics Limited Fluorene containing compounds and negative photoresist compositions therefrom
DE59209315D1 (de) * 1991-07-26 1998-06-10 Rolic Ag Flüssigkristall-Zelle
KR970000356B1 (ko) * 1993-09-18 1997-01-08 엘지전자 주식회사 액정표시소자(lcd)용 광 폴리머 배향막 형성방법
KR0166886B1 (ko) * 1994-06-28 1999-01-15 이헌조 폴리이미드계 플루오로 신나 메이트로 이루어진 광고분자물질 및 이를 이용한 액정셀의 배향막
KR980012133A (ko) 1996-07-29 1998-04-30 김광호 반도체장치의 박막 트랜지스터 제조방법
KR100204347B1 (ko) * 1996-11-14 1999-06-15 유현식 광중합형 액정배향재 및 그를 이용한 액정 배향막의 제조방법
KR19980078124A (ko) * 1997-04-25 1998-11-16 손욱 광중합형 액정 배향재 및 이를 이용한 액정 배향막의 제조방법
KR100279043B1 (ko) * 1998-07-15 2001-01-15 윤종용 액정디스플레이용폴리말레이미드및폴리이미드광배향재
DE19846766A1 (de) * 1998-10-10 2000-04-20 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Konjugierte Polymere, enthaltend spezielle Fluorenbausteine mit verbesserten Eigenschaften
JP2002179611A (ja) 2000-12-14 2002-06-26 Adchemco Corp ジカルボン酸化合物の製造方法
US6830831B2 (en) * 2001-06-29 2004-12-14 University Of Hull Light emitter for a display
KR20010079343A (ko) * 2001-07-07 2001-08-22 엄제식 플루오렌 중합체 및 이를 포함하는 유기전기발광소자
KR100720887B1 (ko) * 2002-04-26 2007-05-22 닛토덴코 가부시키가이샤 복굴절성 필름의 제조방법
JP2004070347A (ja) * 2002-07-26 2004-03-04 Teijin Ltd ポリカーボネート系配向フィルムおよび位相差フィルム
JP2004317611A (ja) * 2003-04-14 2004-11-11 Sony Corp 液晶表示装置およびその製造方法
US7303855B2 (en) * 2003-10-03 2007-12-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photoresist undercoat-forming material and patterning process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11181127A (ja) * 1997-12-19 1999-07-06 Hayashi Telempu Co Ltd 配向膜の製造方法、配向膜、および配向膜を備えた液晶表示装置
JP2002020487A (ja) * 2000-07-13 2002-01-23 Jsr Corp アルキルフルオレンジアミン、ポリアミック酸、イミド化重合体、液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子
JP2002049040A (ja) * 2000-08-03 2002-02-15 Jsr Corp 液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子
JP2005517746A (ja) * 2002-02-07 2005-06-16 チャイナ ペトロレウム アンド ケミカル コーポレーション オレフィン重合用の固形触媒成分、それを含んでなる触媒、およびその使用
JP2005517702A (ja) * 2002-02-07 2005-06-16 チャイナ ペトローリアム アンド ケミカル コーポレーション オレフィン重合用触媒の製造に有用なポリオールエステル化合物、該化合物を製造する方法及びそれらの使用
JP2004339193A (ja) * 2003-03-07 2004-12-02 Merck Patent Gmbh フルオレンおよびアリール基を含むモノマー、オリゴマーおよびポリマー

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012515228A (ja) * 2009-01-12 2012-07-05 エルジー・ケム・リミテッド ハロゲン系置換基を有する光反応性作用基を含むノルボルネン系重合体、その製造方法及びそれを利用した配向膜
WO2011078387A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 住友化学株式会社 組成物及び該組成物を用いてなる発光素子
JP2011149012A (ja) * 2009-12-25 2011-08-04 Sumitomo Chemical Co Ltd 組成物及び該組成物を用いてなる発光素子
JP2013060595A (ja) * 2011-09-09 2013-04-04 Samsung Electronics Co Ltd ポリマー及び該ポリマーを含んだ有機発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR100762832B1 (ko) 2007-10-02
US7422778B2 (en) 2008-09-09
EP1819648A1 (en) 2007-08-22
EP1819648B1 (en) 2009-04-15
TWI288762B (en) 2007-10-21
JP4664986B2 (ja) 2011-04-06
KR20060062308A (ko) 2006-06-12
EP1819648A4 (en) 2008-02-13
WO2006059884A1 (en) 2006-06-08
DE602005014004D1 (de) 2009-05-28
US20060121213A1 (en) 2006-06-08
CN101065342A (zh) 2007-10-31
CN101065342B (zh) 2011-01-12
TW200621833A (en) 2006-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4664986B2 (ja) 光反応性化合物、それを利用した液晶配向膜、その製造方法及び該配向膜を備えた液晶表示素子
JP4637904B2 (ja) 光反応性重合体を用いた液晶配向膜及びこれを含む液晶表示素子
JP4900632B2 (ja) 光配向膜用材料、光配向膜及びその製造方法
CN101671250B (zh) 降冰片烯单体、聚降冰片烯衍生物、含该衍生物的液晶取向膜和含该膜的液晶显示器
TWI670294B (zh) 液晶配向組成物、製備液晶配向膜的方法以及使用此組成物的液晶配向膜
US7655284B2 (en) Multi-functional monomer having a photoreactive group, alignment film for LCD using the monomer, and LCD comprising the alignment film
JP3929444B2 (ja) トリアジン環を主鎖にする感光性高分子液晶配向剤とそれを用いた液晶配向膜、該配向膜を適用した液晶素子及び該配向膜を製造する方法
WO2012077668A1 (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
TWI706028B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
KR100711901B1 (ko) 액정배향 공중합체 및 이를 이용한 액정표시소자
TW201736424A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
CN114502609B (zh) 液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、聚合物及化合物
JPWO2014196589A1 (ja) 横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板の製造方法
KR20080001406A (ko) 폴리카보네이트계 감광성 액정 배향제 조성물, 이를 이용한액정 배향막 및 그 제조방법과 액정 배향막을 구비한액정표시장치 및 그 제조방법
CN110546560B (zh) 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶表示元件
TW201835163A (zh) 液晶元件及其製造方法
KR20040047268A (ko) 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리(아미드-에스터) 공중합 감광성 고분자 액정배향제 조성물, 이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막,그 제조방법 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정 소자
KR20040035436A (ko) 공중합에 의한 폴리아크릴계 감광성 고분자 액정 배향제조성물, 이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의제조방법 및 상기 액정 배향막을 이용하는 액정 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101214

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4664986

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250