JP2009139957A - 液晶光配向剤、これを含む液晶光配向膜、およびこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

液晶光配向剤、これを含む液晶光配向膜、およびこれを含む液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶配向性、電気的特性、印刷性、洗浄安定性、および染みに対する安定性に優れ、紫外線露光により液晶の一軸配向が可能となる液晶光配向剤を提供する。
【解決手段】下記化学式(1)で表される繰り返し単位で、互いに異なる特定構造のポリアミック酸共重合体ならびにこれらのポリイミド化共重合体の少なくとも一方の共重合体を含む液晶光配向剤である。

前記化学式(1)中、R、は、脂環式カルボン酸無水物、および芳香族カルボン酸無水物からなる群より選択されるカルボン酸無水物から誘導される4価の有機基であり、Rは、ジアミンから誘導される2価の有機基である。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶表示装置に使用される液晶光配向剤、これを含む液晶光配向膜、およびこれを含む液晶表示装置に関し、より詳細には、液晶配向性、電圧維持率、先傾斜角(プレチルト角)、残留DC電圧等の電気的特性に優れ、印刷性、洗浄安定性、および染みに対する安定性に優れ、紫外線露光によって液晶の一軸配向が可能な液晶光配向剤、これを含む液晶光配向膜、およびこれを含む液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置(LCD)では液晶配向膜を使用する。液晶配向膜としては主に高分子物質を使用する。前記液晶配向膜は、液晶分子の配列のディレクターとして機能し、電場によって液晶が動いて画像を形成する際、適当な方向を決定する。一般に液晶表示装置では、均一な輝度と高コントラスト比とを得るために均一な液晶配向が必須である。
従来、液晶を配向させる方法としては、ガラス等の基板にポリイミド等の高分子膜を塗布し、この表面をナイロンやポリエステルのような繊維で一定方向に擦るラビング法があった。しかし、ラビング法は、繊維質と高分子膜とが摩擦する際に微細な埃や静電気が発生し、液晶パネル製造時に大きな問題となる。
前記ラビング法の問題点と視野角とを改善するための、様々な研究がなされている。このような目的で開発されたものが、垂直配向法である。しかし、前記垂直配向法では、より広い視野角を得るためにカラーフィルタのガラス側の写真エッチング工程が必要となるため、製造工程が増加し、かつ輝度が低下するという問題点がある。
また、前記ラビング法の問題点を解決するため、最近では、摩擦ではなく光照射によって高分子膜に異方性を誘導し、これを用いて液晶を配列する光配向法が研究されている。
前記光配向法に使用できる材料としては、アゾベンゼン系、クマリン系、カルコン系、シンナメート系などの光感受性官能基を含有する高分子が開発された。このような高分子は、偏光された光照射によって光異性化や光架橋化等の反応が非等方的に起こり、これによって高分子表面に異方性が生じ、液晶の分子配列を一方向に誘導するようになる。
このような液晶配向膜材料を実質的に液晶表示装置に適用するためには、光学的安定性と熱的安定性に優れ、残像があってはならない。しかし、既知の光配向材料は、このような点で多くの問題点を抱えている。
一方、従来の液晶光配向膜材料は、殆ど高分子型であって、高分子主鎖に側鎖としてアゾベンゼンやシンナメートのような光異方性を誘導する光感受性官能基を有する。このような高分子型液晶光配向膜材料を使用する場合、異方性を誘導するために多くの光エネルギーが要求されるとともに、反応せずに残っている複数の未反応光機能性基が、以降の熱的安定性、光学的安定性、および電気光学的特性に大きな影響を与える。
また、液晶表示素子は、一般に透明なITO(Indium Tin Oxide)導電膜が蒸着されているガラス基板に液晶光配向剤を塗布し、これを熱で硬化した後、光照射によって高分子膜に異方性(非等方性、anisotropy)を誘導して配向膜を形成し、基板2枚を対向させ貼り合わせて液晶を注入して製造する。または、前記液晶表示素子は、一の側の基板に液晶を滴下した後、対向基板を張り合わせて完成する液晶滴下方式により製造される。特に、5世代以上の中大型ラインでは主に液晶滴下方式を使用している。
一般に、液晶光配向膜は、ポリイミド光重合体を有機溶媒に溶解した液晶光配向剤をフレキソ印刷等によって基板に塗布した後、仮乾燥、焼成および光照射を実施することによって形成される。この際、液晶光配向剤の印刷性が不良である場合、形成された塗装膜に膜厚バラツキが生じ、このような塗装膜の不均一性は、液晶表示素子の表示特性に悪影響を与えるので好ましくない。
このような問題を解決するために、ポリアミック酸やポリイミドに対する溶解性に優れた溶媒にジエチレングリコールジエチルエーテルを使用するか(特許文献1参照)、ジエチレングリコールジエチルエーテルとジプロピレングリコールモノメチルエーテルとを混合使用すること(特許文献2参照)により、優れた印刷性を有する液晶光配向剤を得る試みがなされている。
溶媒を使用した液晶光配向剤では、広がり性が増加して印刷性の改善効果はあるが、基板に印刷した後、基板の終端に凝固現象が発生し、塗装膜を不均一にする等の問題点がある。
特開平8−208983号公報 大韓民国特許出願公開第2005−0106423号明細書
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、輝度の低下なしに広い視野角を得ることができ、製造工程も簡単になる垂直配向型液晶光配向剤を提供することである。また、液晶配向性、電圧維持率、先傾斜角、残留DC電圧等の電気的特性に優れ、印刷性、洗浄安定性、および染みに対する安定性に優れ、紫外線露光により液晶の一軸配向が可能な液晶光配向剤を提供することである。
本発明の他の目的は、前記液晶光配向剤を含む液晶光配向膜を提供することである。
本発明の他の目的は、前記液晶光配向膜を含む液晶表示装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、下記化学式(1)で表される繰り返し単位と、下記化学式(2)で表される繰り返し単位とを含む(ただし、下記化学式(1)で表される繰り返し単位と下記化学式(2)で表される繰り返し単位とは、互いに異なる構造である)ポリアミック酸共重合体;ならびに下記化学式(3)で表される繰り返し単位、および下記化学式(4)で表される繰り返し単位とを含む(ただし、下記化学式(3)で表される繰り返し単位と下記化学式(4)で表される繰り返し単位とは、互いに異なる構造である)ポリイミド共重合体少なくとも一方の共重合体を含む液晶光配向剤を提供する。
前記化学式(1)〜(4)中、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、脂環式カルボン酸無水物、および芳香族カルボン酸無水物からなる群より選択されるカルボン酸無水物から誘導される4価の有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立して、芳香族ジアミンから誘導される2価の有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立して、クマリン系光感受性官能基含有ジアミン、カルコン系光感受性官能基含有ジアミン、およびシンナメート系光感受性官能基含有ジアミンからなる群より選択される光感受性官能基含有ジアミンから誘導される2価の有機基である。
また、本発明は、前記液晶光配向剤を基板に塗布して形成される液晶光配向膜を提供する。
さらに、本発明は、前記液晶光配向膜を含む液晶表示装置を提供する。
本発明の液晶光配向剤は、液晶配向性、電圧維持率、先傾斜角、残留DC電圧等の電気的特性に優れ、印刷性、洗浄安定性、および染みに対する安定性に優れ、紫外線露光によって液晶の一軸配向を可能にする。
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、これは単なる実施形態を示したものにすぎず、本発明を何ら限定するものではない。
本発明は、下記化学式(1)で表される繰り返し単位、および下記化学式(2)で表される繰り返し単位を含む(ただし、下記化学式(1)で表される繰り返し単位と下記化学式(2)で表される繰り返し単位とは、互いに異なる構造である)ポリアミック酸共重合体;ならびに下記の化学式(3)で表される繰り返し単位、および下記化学式(4)で表される繰り返し単位を含む(ただし、下記化学式(3)で表される繰り返し単位と下記化学式(4)で表される繰り返し単位とは、互いに異なる構造である)ポリイミド共重合体の少なくとも一方の共重合体を含む液晶光配向剤を提供する。
前記化学式(1)〜(4)中、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、脂肪族カルボン酸無水物、芳香族カルボン酸二無水物からなる群より選択されたカルボン酸無水物から誘導された4価の有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立して、芳香族ジアミンから誘導された2価の有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立して、クマリン系光感受性官能基含有ジアミン、カルコン系光感受性官能基含有ジアミン、およびシンナメート系光感受性官能基含有ジアミンからなる群より選択される光感受性官能基含有ジアミンから誘導される2価の有機基である。
前記ポリアミック酸共重合体または前記ポリイミド共重合体は、垂直配向のための垂直配向基と、光照射による配向性を与える光感受性官能基とを含む。
本明細書において、置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
また、本明細書において「ヘテロ」とは、特に断らない限り、炭素原子が窒素原子(N)、酸素原子(O)、硫黄原子(S)、およびリン原子(P)からなる群より選択されるいずれか1つのヘテロ原子で置換されたものを意味する。
本発明において用いられる炭素数1〜12の直鎖状または分枝状のアルキル基の具体的な例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、iso−アミル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、n−へキシル基、3−メチルペンタン−2−イル基、3−メチルペンタン−3−イル基、4−メチルペンチル基、4−メチルペンタン−2−イル基、1,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブタン−2−イル基、n−ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、1−(n−プロピル)ブチル基、1,1−ジメチルペンチル基、1,4−ジメチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,3,3−トリメチルブチル基、1−エチル−2,2−ジメチルプロピル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキサン−2−イル基、2,4−ジメチルペンタン−3−イル基、1,1−ジメチルペンタン−1−イル基、2,2−ジメチルヘキサン−3−イル基、2,3−ジメチルヘキサン−2−イル基、2,5−ジメチルヘキサン−2−イル基、2,5−ジメチルヘキサン−3−イル基、3,4−ジメチルヘキサン−3−イル基、3,5−ジメチルヘキサン−3−イル基、1−メチルヘプチル基、2−メチルヘプチル基、5−メチルヘプチル基、2−メチルヘプタン−2−イル基、3−メチルヘプタン−3−イル基、4−メチルヘプタン−3−イル基、4−メチルヘプタン−4−イル基、1−エチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、1−プロピルペンチル基、2−プロピルペンチル基、1,1−ジメチルヘキシル基、1,4−ジメチルヘキシル基、1,5−ジメチルヘキシル基、1−エチル−1−メチルペンチル基、1−エチル−4−メチルペンチル基、1,1,4−トリメチルペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、1−イソプロピル−1,2−ジメチルプロピル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、n−ノニル基、1−メチルオクチル基、6−メチルオクチル基、1−エチルヘプチル基、1−(n−ブチル)ペンチル基、4−メチル−1−(n−プロピル)ペンチル基、1,5,5−トリメチルヘキシル基、1,1,5−トリメチルヘキシル基、2−メチルオクタン−3−イル基、n−デシル基、1−メチルノニル基、1−エチルオクチル基、1−(n−ブチル)ヘキシル基、1,1−ジメチルオクチル基、3,7−ジメチルオクチル基、n−ウンデシル基、1−メチルデシル基、1−エチルノニル基、またはn−ドデシル基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数1〜20の直鎖状または分枝状のアルキル基としては、上記の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状のアルキル基に加えて、例えば、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、1−メチルトリデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、またはn−エイコシル基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数1〜30の直鎖状または分枝状のアルキル基としては、上記の炭素数1〜20の直鎖状または分枝状のアルキル基に加えて、例えば、n−ヘニコシル基、n−ドコシル基、n−トリコシル基、n−テトラコシル基、n−ペンタコシル基、n−ヘキサコシル基、n−ヘプタコシル基、n−オクタコシル基、n−ノナコシル基、またはn−トリアコンチル基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数6〜30のアリール基の具体的な例としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、テトラヒドロナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、または9−フェナントリル基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数2〜30のヘテロアリール基の具体的な例としては、例えば、フリル基、ピラニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、イソクロメニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、チオピラニル基、チオクロメニル基、イソチオクロメニル基、チオキサンテニル基、チアントレニル基、フェノキサチイニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、トリアジニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、フラザニル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリジニル基、キノリニル基、ナフチジニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノテルラジニル基、フェノセレナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、アンチリジニル基、ホスフィンドリニジル基、2H−イソホスフィンドリル基、ホスフィンドリジル基、2H−ホスフィノリジニル基、イソホスフィノリニル基、またはホスフィノリニル基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数7〜30のアルキルアリールの例としては、例えば、ベンジル基、(4−メチルフェニル)メチル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数6〜30のアリーレン基の具体的な例としては、例えば、フェニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、ファナントリレン基、アントラセニレン基、ピレニレン基、フルオレニレン基、またはスピロフルオレニレン基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数2〜30のヘテロアリーレン基の具体的な例としては、例えば、フリレン基、ピラニレン基、ベンゾフラニレン基、イソベンゾフラニレン基、クロメニレン基、イソクロメニレン基、チエニレン基、ベンゾチエニレン基、チオピラニレン基、チオクロメニレン基、イソチオクロメニレン基、チオキサンテニレン基、チアントレニレン基、フェノキサチイニレン基、ピロリレン基、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、インドリジニレン基、イソインドリレン基、インドリレン基、インダゾリレン基、プリニレン基、キノリジニレン基、キノリニレン基、ナフチジニレン基、フタラジニレン基、キノキサリニレン基、シンノリニレン基、プテリジニレン基、カルバゾリレン基、フェナントリジニレン基、アクリジニレン基、ペリミジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、フェノテルラジニレン基、フェノセレナジニレン基、フェノチアジニレン基、フェノキサジニレン基、アンチリジニレン基、ホスフィンドリニジレン基、2H−イソホスフィンドリレン基、ホスフィンドリジレン基、2H−ホスフィノリジニレン基、イソホスフィノリニレン基、またはホスフィノリニレン基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数3〜30のシクロアルキレン基の具体的な例としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロペンチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロウンデシレン基、シクロドデシレン基、シクロトリデシレン基、シクロテトラデシレン基、シクロペンタデシレン基、シクロヘキサデシレン基、シクロヘプタデシレン基、シクロオクタデシレン基、シクロノナデシレン基、またはシクロエイコシレン基などが挙げられる。
本発明において用いられる炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基の具体的な例としては、例えば、オキシラニレン基、ピロリジニレン基、イミダゾリジニレン基、ピラゾリジニレン基、オキサゾリジニレン基、イソオキサゾリジニレン基、ピペリジニレン基、ピペラジニレン基、モルホリニレン基、チオモルホニリレン基、テトラヒドロピラニレン基、またはテトラヒドロフラニレン基などが挙げられる。
従来、ラビング法を通じて液晶の配向を誘導したが、この方法は静電気と異物が発生したり、最終製品のラビングの跡が視認される等の問題点がある。これを改善するために光配向法が開発されたが、低いアンカーリングエネルギーによる信頼性低下等の問題があって実際に適用されていない。視野角を改善するために広く使用されている垂直配向法の場合は、ラビング工程は不要であるが、より広い視野角を得るためにカラーフィルタのガラス側に写真エッチング工程によるパターニングが必要であり、このため輝度が低下するという問題点がある。
本発明の一実施形態による液晶光配向剤は、光配向性を有する光感受性官能基を有するジアミンと、垂直配向を実現するための置換基を有するジアミンとを含むことが好ましい。
前記本発明の一実施形態による液晶光配向剤は、垂直配向性および光配向性を有しており、既存の非感光型垂直配向剤と同等以上の電気特性を示す。
前記化学式(1)で表される繰り返し単位は、ポリアミック酸から誘導され、前記ポリアミック酸はジアミンと、脂環式カルボン酸無水物、および芳香族カルボン酸無水物の少なくとも一方とから合成することができる。
カルボン酸無水物とジアミンとを共重合してポリアミック酸を製造する方法は、従来公知の方法を制限なく適用可能である。
前記脂環式カルボン酸無水物は1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチルシクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物(DOCDA)、ビシクロオクテン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物(BODA)、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物(CPDA)、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(CHDA)、1,2,4−トリカルボキシ−3−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物、および1,2,3,4−テトラカルボキシシクロペンタン二無水物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましいが、これらに限定されない。
前記脂環式カルボン酸無水物から誘導される4価の有機基は、下記化学式(5)〜(8)で表されるからなる群より選択される4価の有機基であることが好ましい。
前記化学式(5)〜(9)中、R10は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n10は0〜3の整数であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、およびR17は、それぞれ独立して、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基である。
前記ポリアミック酸の製造に使用される芳香族カルボン酸無水物としては、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、ビフタル酸二無水物(BPDA)、オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、および4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物(6−FDA)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましいが、これらに限定されない。
前記芳香族カルボン酸無水物から誘導される4価の有機基は、下記化学式(10)で表される有機基および下記化学式(11)で表される有機基の少なくとも一方であることが好ましい。
前記化学式(10)および(11)中、R21およびR22は、それぞれ独立して、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R24およびR25は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n24およびn25は、それぞれ独立して、0〜3の整数であり、R23は、エーテル基、−CO−基、−C(CF−基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基であり、n23は0または1である。
前記芳香族ジアミンの例としては、パラフェニレンジアミン(p−PDA)、4,4−メチレンジアニリン(MDA)、4,4−オキシジアニリン(ODA)、メタビスアミノフェノキシジフェニルスルホン(m−BAPS)、パラビスアミノフェノキシジフェニルスルホン(p−BAPS)、2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン(BAPP)、2,2−ビスアミノフェノキシフェニルヘキサフルオロプロパン(HF−BAPP)、および1,4−ジアミノ−2−メトキシベンゼンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
前記芳香族ジアミンから誘導される2価の有機基は、下記の化学式(12)〜(14)で表される2価の有機基からなる群より選択される2価の有機基であることが好ましい。
前記化学式(12)〜(14)中、R31、R33、R34、R37、R38、R39、およびR40は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、またはエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、もしくは−−OCO−基有する炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、または炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R30、R32、R35、およびR36は、それぞれ独立して、エーテル基、スルホニル基、または−C(R')(R'')−基(ここで、R'およびR''は、それぞれ独立して、水素原子、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基である)であり、前記n31、n33、n34、n37、n38、n39、およびn40は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、n30、n32、n35、およびn36は、それぞれ独立して、0または1である。
また、前記化学式(1)で表される繰り返し単位は、液晶分子の先傾斜角の調節が容易であり、優れた配向性を与えるために、下記化学式(15)〜(18)で表される化合物からなる群より選択される光感受性官能基含有ジアミンから誘導される基を含むことが好ましい。この場合、前記化学式(1)で表される繰り返し単位のうちの一部は、下記化学式(15)〜(18)で表される化合物から誘導される2価の有機基を含むようになる。
前記化学式(15)中、R41は、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R42は置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、前記n42は0〜3の整数である。
前記化学式(16)中、R43、R45、およびR46は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R44は、エーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、−O−CO−基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であり、R47は、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基またはエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、もしくは−O−CO−基を有する炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、もしくは炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n43は0または3であり、n45およびn46は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、n44は0または1である。
前記化学式(17)中、R64およびR66は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R65は水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R61およびR62は、それぞれ独立して、エーテル基または−CO−O−基であり、R63はエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、または−O−CO−基であり、n64およびn66は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、n61、n62、およびn63は、それぞれ独立して、0または1である。
前記化学式(18)中、R51は、単結合、エーテル基、−CO−O基、−O−CO−基、−NH−CO−基、または−CO−NH−基であり、n51は0〜2の整数であり、R52は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、またはエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、もしくは−O−CO−基を有する炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、もしくは炭素数2〜30のヘテロアリール基である。
前記化学式(3)で表される繰り返し単位は、前記化学式(1)で表される繰り返し単位をイミド化させて製造することができる。ポリアミック酸をイミド化させてポリイミド重合体を製造する方法は、当技術分野で知られた方法であるので、詳細な説明は省略する。
前記化学式(3)で表される繰り返し単位は、光感受性官能基含有ジアミンと、脂環式カルボン酸無水物、および芳香族カルボン酸無水物の少なくとも一方のカルボン酸無水物とから合成することができる。
光感受性官能基含有ジアミンとカルボン酸無水物とを共重合する方法は、当技術分野で知られた方法であるので詳細な説明は省略する。また、前記脂環式カルボン酸無水物または芳香族カルボン酸無水物に関する内容は、前記化学式(1)で表される繰り返し単位と同様である。
また、前記化学式(4)で表される繰り返し単位は、前記化学式(2)で表される繰り返し単位をイミド化させて製造することができる。ポリアミック酸をイミド化させてポリイミド重合体を製造する方法は、当技術分野で知られた方法であるので、詳細な説明は省略する。
前記光感受性官能基含有ジアミンは、クマリン系光感受性官能基含有ジアミン、カルコン系光感受性官能基含有ジアミン、およびシンナメート系光感受性官能基含有ジアミンからなる群より選択される少なくとも1種を好ましく使用することができる。
前記シンナメート系光感受性官能基含有ジアミンとしては、下記化学式(19)で表される化合物、または下記化学式(20)で表される化合物を好ましく使用することができ、前記カルコン系光感受性官能基含有ジアミンとしては、下記化学式(21)で表される化合物を好ましく使用することができ、前記クマリン系光感受性官能基含有ジアミンとしては、下記化学式(22)で表される化合物を好ましく使用することができる。
前記化学式(19)中、R71は、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R72は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n72は、0〜3の整数である。
前記化学式(20)中、R77は、芳香族ジアミン基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜24の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基を有するジアミン基であり、この際、R77で用いられる置換されているアルキレン基は、ハロゲン原子、シアノ基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基で置換さ置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基、エーテル基、−CO−基、−CO−O−基、−O−CO−基、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−基、−NR'−基、−NR'−CO−基、−CO−NR'−基、−NR'−CO−O−基、−O−CO−NR'−基、−NR'−基、−CO−NR'−基、−CH=CH−基、−C≡C−基、または−O−CO−O−基(ここで、R'は水素原子、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)を有するアルキレン基であり、R74は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n74は0〜4の整数であり、R75およびR76は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、R75およびR76で用いられる置換されているアルキル基は、ヘテロ原子、シアノ基エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、R73は、置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換されているかもしくは非置換の炭素数7〜30のアルキルアリール基、置換基で置換されているかまたは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリミジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のチオフェニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のフラニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のナフチル基、または置換基で置換されているかもしくは非置換のフェニル基であり、前記R73で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、R73で用いられる置換されているアルキルアリール基は、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキルアリール基である。
前記化学式(21)中、R81は芳香族ジアミン基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜24の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基を有するジアミン基であり、この際、R81で用いられる置換されているアルキレン基は、ハロゲン原子、シアノ基置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基、エーテル基、−CO−基、−CO−O−基、−O−CO−基、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−基、−NR'−基、−NR'−CO−基、−CO−NR'−基、−NR'−CO−O−基、−O−CO−NR'−基、−NR'−基、−CO−NR'−基、−CH=CH−基、−C≡C−基、または−O−CO−O−基(ここで、R'は水素原子、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)を有するアルキレン基であり、R82およびR85は、それぞれ独立して、置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n82およびn85は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、R83およびR84は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、R83およびR84で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、R86は、置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換されているかもしくは非置換の炭素数7〜30のアルキルアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリミジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のチオフェニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のフラニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のナフチル基、または置換基で置換されているかもしくは非置換のフェニル基であり、R86で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するあり、R86で用いられる置換されているアルキルアリール基は、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキルアリール基である。
前記化学式(22)中、R91は、芳香族ジアミン基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜24の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基を有するジアミン基であり、この際、R91で用いられる置換されているアルキレン基は、ハロゲン原子、シアノ基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基、エーテル基、−CO−基、−CO−O−基、−O−CO−基、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−基、−NR'−基、−NR'−CO−基、−CO−NR'−基、−NR'−CO−O−基、−O−CO−NR'−基、−NR'−基、−CO−NR'−基、−CH=CH−基、−C≡C−基、もしくは−O−CO−O−基(ここで、R'は水素原子、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)を有するアルキレン基であり、R92は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n92は0〜4の整数であり、R93およびR94は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、R93およびR94で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基である。
前記化学式(22)で表される化合物は、下記化学式(23)で表される化合物であることがより好ましい。
前記化学式(23)で、R91は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R92’は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20のアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基であり、R95は、単結合、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基であり、R93およびR94は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、R93およびR94で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基である。
前記化学式(1)で表される繰り返し単位と前記化学式(2)で表される繰り返し単位とのモル比は、1〜90:1〜70であることが好ましく、3〜90:5〜40であることがより好ましい。また、前記化学式(3)で表される繰り返し単位と前記化学式(4)で表される繰り返し単位とのモル比は、1〜90:1〜70であることが好ましく、3〜90:5〜40であることがより好ましい。
前記化学式(2)で表される繰り返し単位または前記化学式(4)で表される繰り返し単位とのモル比が下限値を下回ると良好な液晶配向性が得られない場合があり、上限値を超える場合は、液晶光配向膜の電気特性が劣化する場合がある。
前記ポリアミック酸共重合体または前記ポリイミド共重合体が、前記光感受性官能基含有ジアミンから誘導される基を含む場合、前記光感受性官能基含有ジアミンと、光感受性官能基含有ジアミンでない芳香族ジアミンのモル比は1〜50:1〜90であることが好ましく、10〜30:3〜90であることがより好ましい。
前記光感受性官能基含有ジアミンと光感受性官能基含有ジアミンでない芳香族ジアミンのモル比が前記モル比の下限値を下回ると、適切なプレチルト角が得られない場合があり、モル比の上限値を超える場合は、高分子量の液晶光配向膜用重合体を得ることが難しい場合がある。
前記光感受性官能基含有ジアミンでない芳香族ジアミンの使用量は、液晶光配向剤の特性を阻害しない範囲で選択される。
本発明の液晶光配向剤は、数平均分子量が5,000〜500,000であることが好ましい。前記液晶光配向剤の数平均分子量が5,000未満であれば、印刷時に基板端部に染みが発生する等の問題が発生する場合があり、数平均分子量が500,000を超えれば、印刷時に基板端部の膜厚バラツキが発生し、塗装膜が不均一になる虞がある。なお、本発明において、数平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography、ゲル浸透クロマトグラフィ)の方法により測定した値を採用するものとする。
また、本発明によれば、前記液晶光配向剤を用いて形成される液晶光配向膜を提供する。
前記液晶光配向膜は、前記液晶光配向剤を溶媒に添加して形成された液晶光配向膜形成用組成物を、基板に塗布して製造することができる。
前記溶媒は、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、メタクレゾール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒等を好ましく使用することができる。これら溶媒は、単独で使用しても良いし、2種以上組み合わせて使用しても良い。
また、前記溶媒としては、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、炭化水素類、またはハロゲン化炭化水素類を前記可溶性ポリイミド重合体が析出しない範囲内で、さらに含んだものを使用することができる。前記貧溶媒は、液晶光配向剤の表面エネルギーを低くし、塗布時の拡散性と平坦性を高める効果がある。
前記貧溶媒は、溶媒全体に対して好ましくは1〜90体積%、より好ましくは1〜70体積%の範囲で使用することができる。
前記貧溶媒の具体的な例としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、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、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、マロン酸エステル、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールフェニルメチルエーテル、エチレングリコールフェニルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエチル、ジエチレングリコールジメチルエチル、ジエチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、メチルメトキシブタノール、エチルメトキシブタノール、メチルエトキシブタノール、エチルエトキシブタノール、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、またはキシレンが挙げられる。これら貧溶媒は、単独で使用しても良いし2種以上組み合わせて使用してもよい。
前記液晶光配向膜形成用組成物における前記溶媒の含有量は特に限定されないが、前記液晶光配向剤の固形分が好ましくは1〜30質量%、より好ましくは3〜15質量%、さらに好ましくは5〜10質量%となるような量で使用することが好ましい。前記固形分が1質量%未満の場合は、印刷時に基板表面の影響を受けて膜の均一度が低下する場合があり、30質量%を超える場合は、高い粘度のため、印刷時に形成される膜の均一度が低下し、透過率が低下する場合がある。
前記液晶光配向膜形成用組成物は、信頼性および電気光学特性を向上させるために2〜4個のエポキシ基を有するエポキシ化合物を1種以上含むことが好ましい。前記エポキシ化合物の使用量は、前記液晶光配向剤100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜30質量部がより好ましい。前記エポキシ化合物の含有量が50質量部を超える場合は、基板に塗布する際に印刷性や平坦性が低下する場合がある。一方、0.01質量部未満の場合は、エポキシ化合物を添加する効果が小さくなる場合がある。
前記エポキシ化合物の具体的な例としては、N,N,N',N'−テトラグリシジル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン(TGDDM)、N,N,N',N'−テトラグリシジル−4,4'−ジアミノジフェニルエタン、N,N,N',N'−テトラグリシジル−4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、N,N,N',N'−テトラグリシジル−4,4'−ジアミノジフェニルブタン、N,N,N',N'−テトラグリシジル−4,4'−ジアミノベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されない。
また、前記液晶光配向膜形成用組成物は、基板との接着力を向上させ、平坦性および膜コーティング性を向上させるために、シランカップリング剤または界面活性剤をさらに使用することができる。
前記液晶光配向膜形成用組成物を基板に塗布して、液晶光配向膜を形成することができる。前記液晶光配向膜形成用組成物を前記基板に塗布する方法としては、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット法等が挙げられる。特にフレキソ印刷法は、塗装膜の均一性に優れ、大型化が容易であるので好ましく使用することができる。
前記基板としては、透明性の高い基板であれば特に制限なく使用することができ、ガラス基板、またはアクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板を使用することができる。また、液晶駆動のためのITO電極等が形成された基板を使用することは、製造工程を簡素化できるので好ましい。
前記液晶光配向膜形成用組成物は、塗装膜の均一性を高めるために、基板に均一に塗布した後、好ましくは室温(25℃)〜200℃、より好ましくは30〜150℃、さらに好ましくは40〜120℃の温度で、好ましくは1〜100分間仮乾燥させることが好ましい。前記仮乾燥により液晶光配向膜形成用組成物の各成分の揮発度を調整して、均一かつバラツキのない塗装膜を得ることができる。
その後、再び好ましくは80〜300℃、より好ましくは120〜280℃の温度で好ましくは5〜300分間焼成を行い、完全に溶媒分を増発させることによって液晶光配向膜を形成することができる。
このような方法で形成された液晶光配向膜は、偏光紫外線の照射による一軸配向処理を行ったり、または垂直配向膜等の一部の用途では一軸配向処理を行わずに液晶表示装置に使用される。
本発明の一実施形態による液晶光配向膜は、好ましくは10〜5000mJのエネルギーで、好ましくは0.1〜180分間露光して一軸配向処理を施すことができる。前記のように、露光量を減少させながら一軸配向処理を施し、ポリイミド共重合体に含まれている二重結合を完全に除去することが好ましい。
本発明の液晶光配向膜の厚さは、特に制限されないが、80〜100nm(800〜1000Å)であることが好ましい。
さらに、本発明は、前記液晶光配向膜を含む表示装置を提供する。前記表示装置は液晶表示装置であることが好ましい。
図1は本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。図1を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置1は、下部表示板100、上部表示板200、および液晶層3を含む。
前記下部表示板100は、第1基板110の上面に複数のゲート線(図示せず)および複数の維持電極133を含むゲート導電体が形成されている。ゲート導電体の上にはゲート絶縁膜140、複数の半導体154、複数対のオーミックコンタクト部材(163、165)、複数のソース電極173、および複数のドレイン電極175が順次に形成されている。
1つのゲート電極124、1つのソース電極173、および1つのドレイン電極175は、半導体154とともに1つの薄膜トランジスタ(TFT)をなす。
半導体154の露出した部分、ソース電極173、ドレイン電極175およびゲート絶縁膜140の上には保護膜180が形成される。保護膜180の上には複数の画素電極191が形成されている。
次に、上部表示板200について説明する。
上部表示板200は、第2基板210の上に遮光部材220が形成されている。第2基板210および遮光部材220の上には、複数のカラーフィルタ230が形成され、カラーフィルタ230の上にオーバーコート250が形成されている。オーバーコート250を形成する目的は、カラーフィルタ230と液晶層3との直接の接触防止であるが、このオーバーコート250は省略可能である。
下部表示板100の画素電極191上部と上部表示板200の共通電極270上部とに、それぞれ第1液晶光配向膜12、および第2液晶光配向膜22が形成されている。前記第1液晶光配向膜12、および前記第2液晶光配向膜22は、前記本発明の一実施形態による液晶光配向剤を利用して製造されたものである。
図1では、前記液晶光配向膜(12、22)が下部表示板100と上部表示板200とのいずれにも形成されているが、前記液晶光配向膜(12、22)は、上部表示板200または下部表示板100のいずれかのみに形成されてもよい。
図1に示す液晶表示装置は、従来公知の製造方法を適宜参照して、製造することができる。
以下、本発明の具体的な実施例を示す。しかし、このような実施例は本発明を具体的に例示し説明するためのものであり、本発明を何ら制限するものではない。
(実施例1:ポリアミック酸共重合体(PAA−1)の製造)
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、および冷却器を備えた4口フラスコに窒素を通過させながら、フェニレンジアミン 0.7モルと、下記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンである3,5−ジアミノフェニルオクタデシルスクシンイミド 0.15モルと、下記化学式(25)で表されるジアミノ安息香酸4−(2−エトキシカルボニル−ビニル)−フェニルエステル 0.15モルを加え、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を添加して混合溶液を製造した。
前記化学式(25)中、nは2である。
前記混合溶液に、固体状態の1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物 1.0モルを加えて激しく攪拌した。この際の固形分は20質量%、温度は30〜50℃を維持し、10時間反応を行ってポリアミック酸共重合体を製造した。製造されたポリアミック酸共重合体に、N−メチル−2−ピロリドンおよびγ−ブチロラクトンの混合溶媒(混合比は、N−メチル−2−ピロリドン:γ−ブチロラクトン=7:3(質量比))を添加し、常温(25℃)で24時間攪拌してポリアミック酸共重合体(PAA−1)を製造した。
(実施例2:ポリアミック酸共重合体(PAA−2)の製造)
前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、下記化学式(26)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することを除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−2)を製造した。
(実施例3:ポリアミック酸共重合体(PAA−3)の製造)
前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、下記化学式(27)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することを除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−3)を製造した。
(実施例4:ポリアミック酸共重合体(PAA−4)の製造)
前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、下記化学式(28)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することを除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−4)を製造した。
(実施例5:ポリアミック酸共重合体(PAA−5)の製造)
1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の代わりに、1,2,4−トリカルボキシ−3−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物を使用することを除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−5)を製造した。
(実施例6:ポリアミック酸共重合体(PAA−6)の製造)
前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、前記化学式(26)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することと、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の代わりに、1,2,4−トリカルボキシ−3−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物を使用することを除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−6)を製造した。
(実施例7:ポリアミック酸共重合体(PAA−7)の製造)
前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、前記化学式(27)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することと、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の代わりに1,2,4−トリカルボキシ−3−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物を使用することを除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−7)を製造した。
(実施例8:ポリアミック酸共重合体(PAA−8)の製造)
前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、前記化学式(28)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用すること、および1,2,3,4,−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の代わりに1,2,4−トリカルボキシ−3−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物を除いては、実施例1と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−8)を製造した。
(実施例9:ポリアミック酸共重合体(PAA−9)光配向剤の製造)
フェニレンジアミン 0.75モルと、前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンである3,5−ジアミノフェニルデシルスクシンイミド 0.15モルと、前記化学式(25)で表されるジアミノ安息香酸4−(2−エトキシカルボニル−ビニル)−フェニルエステル 0.05モルを使用することを除いては、実施例5と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−9)を製造した。
(実施例10:ポリアミック酸共重合体(PAA−10)光配向剤の製造)
フェニレンジアミン 0.6モルと、前記化学式(24)で表される光感受性官能基含有ジアミンである3,5−ジアミノフェニルデシルスクシンイミド 0.15モルと、前記化学式47で表されるジアミノベンゾ酸4−(2−エトキシカルボニル−ビニル)−フェニルエステル0.25モルを使用したことを除いては、実施例5と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−10)を製造した。
(実施例11:ポリアミック酸共重合体(PAA−11)の光配向剤の製造)
前記化学式(25)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、下記化学式(29)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することを除いては、実施例5と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−11)を製造した。
(実施例12:ポリアミック酸共重合体(PAA−12)の光配向剤の製造)
前記化学式(25)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、下記化学式(30)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することを除いては、実施例5と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−12)を製造した。
(実施例13:ポリアミック酸共重合体(PAA−13)の光配向剤の製造)
前記化学式(25)で表される光感受性官能基含有ジアミンの代わりに、下記化学式(31)で表される光感受性官能基含有ジアミンを使用することを除いては、実施例5と同様にしてポリアミック酸共重合体(PAA−13)を製造した。
(実施例14:ポリイミド共重合体(SPI−1)の製造)
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、および冷却器を備えた4口フラスコに窒素を通過させながら、20質量%の濃度となるように、PAA−1と、N−メチル−2−ピロリドンとを加えて混合溶液を製造した。
上記のように製造されたポリアミック酸共重合体混合用液に3.0モルの無水酢酸と、5.0モルのピリジンとを添加して80℃に昇温させた後、6時間反応させ、真空蒸留を行い触媒と溶媒を除去して、固形分20質量%のポリイミド共重合体を製造した。
製造されたポリイミド共重合体に、N−メチル−2−ピロリドンおよびγ−ブチロラクトンの混合溶媒(混合比は、N−メチル−2−ピロリドン:γ−ブチロラクトン=7:3(質量比))を添加し、常温(25℃)で24時間攪拌してポリイミド共重合体(SPI−1)を製造した。
(実施例15:ポリイミド共重合体(SPI−2)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−2を使用することを除いては、実施例14と同様にしてポリイミド共重合体(SPI−2)を製造した。
(実施例16:ポリイミド共重合体(SPI−3)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−3を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−3)を製造した。
(実施例17:ポリイミド共重合体(SPI−4)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−4を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−4)を製造した。
(実施例18:ポリイミド共重合体(SPI−5)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−5を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−5)を製造した。
(実施例19:ポリイミド共重合体(SPI−6)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−6を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−6)を製造した。
(実施例20:ポリイミド共重合体(SPI−7)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−7を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−7)を製造した。
(実施例21:ポリイミド共重合体(SPI−8)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−8を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−8)を製造した。
(実施例22:ポリイミド共重合体(SPI−9)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−9を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−9)を製造した。
(実施例23:ポリイミド共重合体(SPI−10)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−10を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−10)を製造した。
(実施例24:ポリイミド共重合体(SPI−11)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−11を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−11)を製造した。
(実施例25:ポリイミド共重合体(SPI−12)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−12を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−12)を製造した。
(実施例26:ポリイミド共重合体(SPI−13)の製造)
PAA−1の代わりにPAA−13を使用することを除いては、実施例14と同様にして可溶性ポリイミド共重合体(SPI−13)を製造した。
(比較例1)
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、および冷却器を備えた4口フラスコに、暗室条件下で窒素を通過させながら、フェニレンジアミン 0.5モルと、前記化学式(25)で表されるジアミノ安息香酸4−(2−エトキシカルボニル−ビニル)−フェニルエステル 0.5モルを加え、N−メチル−2−ピロリドンを加えて混合溶液を製造した。
前記混合溶液に、固体状態の1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物 1.0モルを添加して激しく攪拌した。この際の固形分は20質量%で、温度は30〜80℃を維持し、24時間反応を行ってポリアミック酸溶液を製造した。
製造されたポリアミック酸溶液に、3.0モルの無水酢酸と5.0モルのピリジンとを添加し、80℃に昇温させた後、6時間反応させ、真空蒸留によって触媒と溶媒を除去して、固形分20質量%の可溶性ポリイミド光重合体を製造した。
製造された可溶性ポリイミド光重合体に、N−メチル−2−ピロリドンおよびγ−ブチロラクトンの混合溶媒(混合比は、N−メチル−2−ピロリドン:γ−ブチロラクトン=7:3(質量比))を添加し、常温(25℃)で24時間攪拌して可溶性ポリイミド共重合体を製造した。
(比較例2)
前記化学式(25)で表される化合物 1.0モルを加えたことを除いては、比較例1と同様な方法でポリイミド共重合体を製造した。
(数平均分子量)
数平均分子量は、Young Lin Instrument社製のGPC測定装置を用いて測定した。結果を表1に示す。
(印刷性評価)
前記実施例1〜26、比較例1、および比較例2で製造された液晶光配向剤を、寸法が10cm×10cmのITO基板上に塗布し、一定条件下でスピンコーティングして、0.1μmの厚さに均一に形成した後、ホットプレート上の温度70℃で脱溶媒工程を行い、温度210℃の硬化工程により液晶光配向膜を製造した。
肉眼と光学顕微鏡とで、製造された液晶光配向膜の拡散特性と乾燥特性とを観察して印刷性を評価した。印刷性の評価結果を下記表1に示す。
(液晶配向性評価)
液晶光配向剤の液晶配向性を評価するため液晶セルを製造して特性測定した。液晶セルの製造方法は、以下の通りである。
規格化された大きさのITOガラス基板に、1.5cm×1.5cmの大きさの正四角形形状と、電圧印加のための電極形状とだけを残し、他の部分のITOを除去するためにフォトリソグラフィ工程によりパターン化した。
パターン化されたITO基板に実施例1〜26、比較例1、および比較例2で製造した液晶光配向剤を塗布しスピンコーティングして、0.1μmの厚さに形成した後、70℃、210℃の温度で硬化工程を行った。
前記硬化工程を終えたITO基板を露光機(UIS−S2021J7−YD01、ウシオLPUV)を用いて、一定の角度、一定のエネルギー下で露光した2つの基板を露光方向が互いに逆方向(VAmode用、90度)になるようにした後、4.75μmのセルギャップを維持した状態で、正四角形の形状が上下に一致するように接合した。前記露光時の光源は、2kWディープUVランプ(deep UV lamp、UXM−2000)を使用した。
このような方法で製造されたセルに液晶を充填した後、直交偏光された光学顕微鏡を利用して液晶配向性を観察した結果を下記表1に示す。
(先傾斜角評価)
先傾斜角評価のための液晶セルは、セルギャップを50μmに維持するために、上記の方法と異なって別途製造した。
実施例1〜26、比較例1、および比較例2で製造した液晶光配向剤から形成された液晶光配向膜の先傾斜角を測定するために、50μmセルギャップの液晶セルを製造し、結晶回転法(crystal rotation method)を用いた。先傾斜角の測定結果は下記表1に示す。
(電気的特性および光学的特性評価)
本発明の液晶光配向剤から製造された液晶光配向膜の電気的特性および光学的特性は、4.75μmセルギャップの液晶セルを利用して、電圧−透過度曲線、電圧保持率、および残留DC電圧を測定して評価した。
前記電圧−透過度曲線、電圧保持率、および残留DC電圧の電気的特性および光学的特性を簡単に説明する。
前記電圧−透過度曲線は、重要な電気的特性および光学的特性の1つであって、液晶表示装置の駆動電圧を決定する特性の1つであり、液晶セルに電圧を印加しながら透過度を測定し、最も明るい状態の光量を100%、最も暗い状態の光量を0%にして標準化した曲線である。
前記電圧保持率は、能動駆動方式のTFT−LCDで非選択期間の間、外部電源から絶縁された浮遊状態の液晶層が、充電された電圧を維持する程度を意味し、100%に近い値が理想的である。
前記残留DC電圧は、イオン化された液晶層の不純物が配向膜に吸着されて、外部から印加された電圧がなくても液晶層に加わる電圧を意味し、低いほど良い。前記残留DC電圧の測定方法としては、フリッカーを利用する方法と、DC電圧による液晶層の電気容量変化曲線(C−V)を利用する方法等が一般的である。電気的特性および光学的特性の結果を、下記表2に示す。
前記表1を参照すれば、実施例1〜26で製造した液晶光配向制は、印刷性、垂直配向性、光配向性、および先傾斜角が良好で、液晶光配向膜として使用できることが分かる。
前記表2を参照すれば、実施例1〜26で製造した液晶光配向剤は、電圧−透過度が良好であり、電圧保持率がいずれも99%以上であることが分かる。これに対し、比較例1および2で製造した液晶光配向剤は、電圧保持率が99%に達しないことが分かる。
また、実施例1〜26で製造した液晶光配向剤は残留DC電圧が低い反面、比較例1および比較例2で製造した液晶光配向剤は残留DC電圧が非常に高いことが分かる。
前記電圧保持率と前記残留DC電圧とは、液晶光配向膜の残像特性を評価する基準となるもので、前記電圧保持率が高いほど、残留DCが低いほど残像特性に優れていることを意味する。よって、実施例1〜26で製造した液晶光配向剤は、比較例で製造した液晶光配向剤よりも残像特性に優れていることが分かる。
なお、本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、本発明の実施の形態は多様な他の形態に変形でき、当技術分野における通常の知識をもつ者は、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
符号の説明
1 液晶表示装置、
3 液晶層、
12 第1液晶光配向膜、
22 第2液晶光配向膜、
100 下部表示板、
110 第1基板、
124 ゲート電極、
133 維持電極、
140 ゲート絶縁膜、
154 半導体、
163、165 オーミックコンタクト部材
173 ソース電極、
175 ドレイン電極、
180 保護膜、
191 画素電極、
200 上部表示板、
210 第2基板、
220 遮光部材、
230 カラーフィルタ、
250 オーバーコート、
270 共通電極、

Claims (15)

  1. 下記化学式(1)で表される繰り返し単位と、下記化学式(2)で表される繰り返し単位とを含む(ただし、下記化学式(1)で表される繰り返し単位と下記化学式(2)で表される繰り返し単位とは、互いに異なる構造である)ポリアミック酸共重合体;ならびに下記化学式(3)で表される繰り返し単位、および下記化学式(4)で表される繰り返し単位とを含む(ただし、下記化学式(3)で表される繰り返し単位と下記化学式(4)で表される繰り返し単位とは、互いに異なる構造である)ポリイミド共重合体の少なくとも一方の共重合体を含む液晶光配向剤:
    前記化学式(1)〜(4)中、R、R、R、およびRは、それぞれ独立して、脂環式カルボン酸無水物、および芳香族カルボン酸無水物からなる群より選択されるカルボン酸無水物から誘導される4価の有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立して、芳香族ジアミンから誘導される2価の有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立して、クマリン系光感受性官能基含有ジアミン、カルコン系光感受性官能基含有ジアミン、およびシンナメート系光感受性官能基含有ジアミンからなる群より選択される光感受性官能基含有ジアミンから誘導される2価の有機基である。
  2. 前記脂環式カルボン酸無水物は、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチルシクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、ビシクロオクテン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4−トリカルボキシ−3−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物、および1,2,3,4−テトラカルボキシシクロペンタン二無水物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶光配向剤。
  3. 前記化学式(1)〜(4)中のR、R、R、およびRは、それぞれ独立して、下記の化学式(5)〜(9)で表される4価の有機基からなる群より選択されるいずれか1種の4価の有機基である請求項1に記載の液晶光配向剤:
    前記化学式(5)〜(9)中、R10は置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n10は0〜3の整数であり、R11、R12、R13、R14、R15、R16、およびR17は、それぞれ独立して、水素原子、置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換されているかまたは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
  4. 前記芳香族カルボン酸二無水物は、ピロメリット酸二無水物、ビフタル酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボキシ酸二無水物、およびヘキサフルオロイソプロピルリデンジフタル酸二無水物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶光配向剤。
  5. 前記化学式(1)〜(4)中のR、R、R、およびRは、それぞれ独立して、下記化学式(10)または(11)で表される4価の有機基である請求項1に記載の液晶光配向剤:
    前記化学式(10)および(11)中、R21およびR22は、それぞれ独立して、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状または分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R24およびR25は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状または分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n24およびn25は、それぞれ独立して、0〜3の整数であり、R23はエーテル基、−CO−基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基であり、n23は0または1であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
  6. 前記芳香族ジアミンは、パラフェニレンジアミン、4、4−メチレンジアニリン、4、4−オキシジアニリン、メタビスアミノフェノキシジフェニルスルホン、パラビスアミノフェノキシジフェニルスルホン、2、2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン、2、2−ビスアミノフェノキシフェニルヘキサフルオロプロパン、1、4−ジアミノ−2−メトキシベンゼン、および3、3'−ジメチルベンジジンからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶光配向剤。
  7. 前記化学式(1)および(3)中のRおよびRは、それぞれ独立して、下記化学式(12)〜(14)で表される2価の有機基からなる群より選択されるいずれか1つ種の2価の有機基である請求項1に記載の液晶光配向剤:
    前記化学式(12)〜(14)中、R31、R33、R34、R37、R38、R39、およびR40は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基;またはエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、もしくは−O−CO−基を有する炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、もしくは炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R30、R32、R35、およびR36は、それぞれ独立して、エーテル基、スルホニル基、または−C(R')(R'')−基(ここで、R'およびR''は、それぞれ独立して、水素原子、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)で表される基であり、n31、n33、n34、n37、n38、n39、およびn40は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、n30、n32、n35、およびn36は、それぞれ独立して、0または1であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
  8. 前記芳香族ジアミンは、下記化学式(15)〜(18)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光感受性官能基ジアミンを含む、請求項1に記載の液晶光配向剤:
    化学式(15)
    前記化学式(15)中、R41は水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R42は置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n42は0〜3の整数であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基であり、
    前記化学式(16)中、R43、R45、およびR46は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R44はエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、−O−CO−基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であり、R47は水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基またはエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、もしくは−O−CO−基を有する炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、もしくは炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n43は0または3であり、n45およびn46は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、n44は0または1であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基であり、
    前記化学式(17)中、R64およびR66は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R65は水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R61およびR62は、それぞれ独立して、エーテル基、または−CO−O−基であり、R63はエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、または−O−CO−基であり、n64およびn66は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、n61、n62、およびn63は、それぞれ独立して、0または1であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基であり、
    前記化学式(18)中、R51は、単結合、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、−NH−CO−基、または−CO−NH−基であり、n51は0〜2の整数であり、R52は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換で炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、またはエーテル基、−CO−O−基、−CO−NH−基、もしくは−O−CO−基を有する炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、または炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
  9. 前記シンナメート系光感受性官能基含有ジアミンは、下記化学式(19)で表される化合物および下記化学式(20)で表される化合物の少なくとも一方である、請求項1に記載の液晶光配向剤。
    前記化学式(19)中、R71は、水素原子、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、R72は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n72は0〜3の整数であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり、
    前記化学式(20)中、R77は芳香族ジアミン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜24の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基を含むジアミン基であり、この際、R77で用いられる置換されているアルキレン基は、ハロゲン原子、シアノ基置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基、エーテル基、−CO−基、−CO−O−基、−O−CO−基、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−基、−NR'−基、−NR'−CO−基、−CO−NR'−基、−NR'−CO−O−基、−O−CO−NR'−基、−NR'−基、−CO−NR'−基、−CH=CH−基、−C≡C−基、もしくは−O−CO−O−基(ここで、R'は水素原子、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)を有するアルキレン基であり、R74は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n74は0〜4の整数であり、R75およびR76は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、この際、R75およびR76で用いられる置換されたアルキル基は、ヘテロ原子、シアノ基エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、もしくは−CH=CH−基を有するアルキル基であり、R73は、置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換されているかもしくは非置換の炭素数7〜30のアルキルアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリミジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のチオフェニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のフラニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のナフチル基、または置換基で置換されているかもしくは非置換のフェニル基であり、この際、R73で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、R73で用いられる置換されているアルキルアリール基は、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキルアリール基であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
  10. 前記カルコン系光感受性官能基含有ジアミンは、下記化学式(21)で表される化合物である請求項1に記載の液晶光配向剤:
    前記化学式(21)中、R81は芳香族ジアミン基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜24の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基で置換されたジアミン基であり、R81で用いられる置換されているアルキレン基は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数6〜30のアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基、エーテル基、−CO−基、−CO−O−基、−O−CO−基、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−基、−NR'−基、−NR'−CO−基、−CO−NR'−基、−NR'−CO−O−基、−O−CO−NR'−基、−NR'−基、−CO−NR'−基、−CH=CH−基、−C≡C−基、または−O−CO−O−基(ここで、R'は水素原子または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)を有するアルキレン基であり、R82およびR85は、それぞれ独立して、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n82およびn85は、それぞれ独立して、0〜4の整数であり、R83およびR84は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、R83およびR84で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、R86は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数7〜30のアルキルアリール基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリミジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のピリジニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のチオフェニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のフラニル基、置換基で置換されているかもしくは非置換のナフチル基、または置換基で置換されているかもしくは非置換のフェニル基であり、前記R86で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子もしくはシアノ基で置換されたアルキル基またはエーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、前記R86で用いられる置換されているアルキルアリール基は、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキルアリール基であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基である。
  11. 前記クマリン系光感受性官能基含有ジアミンは、下記化学式(22)で表される化合物である請求項1に記載の液晶光配向剤:
    前記化学式22中、R91は芳香族ジアミン基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜24の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基を有するジアミン基であり、この際、R91で用いられる置換されているアルキレン基は、ハロゲン原子、シアノ基、置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のアリーレン基、置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基、置換されているかもしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキレン基、置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロシクロアルキレン基、エーテル基、−CO−基、−CO−O−基、−O−CO−基、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−基、−NR'−基、−NR'−CO−基、−CO−NR'−基、−NR'−CO−O−基、−O−CO−NR'−基、−NR'−基、−CO−NR'−基、−CH=CH−基、−C≡C−基、または−O−CO−O−基(ここで、R'は水素原子または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である)を有するアルキレン基であり、R92は、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換基で置換されているかもしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n92は、0〜4の整数であり、R93およびR94は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基であり、R93およびR94で用いられる置換されているアルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、エーテル基、−CO−O−基、−O−CO−基、または−CH=CH−基を有するアルキル基であり、この際、前記置換基は、ハロゲン原子、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、または炭素数1〜20のアルコキシ基である。
  12. 前記前記化学式(1)で表される繰り返し単位と前記化学式(2)で表される繰り返し単位とのモル比は、または前記化学式(3)で表される繰り返し単位と前記化学式(4)で表される繰り返し単位とのモル比は、1〜90:1〜70である請求項1〜11のいずれか1項に記載の液晶光配向剤。
  13. 前記光感受性官能基含有ジアミンと光感受性官能基含有ジアミンでない芳香族ジアミンとのモル比は、1〜50:1〜90である請求項8〜12のいずれか1項に記載の液晶光配向剤。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の液晶光配向剤を基板に塗布して形成される液晶光配向膜。
  15. 請求項14に記載の液晶光配向膜を含む液晶表示装置。
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