JP2009216788A - 液晶配向剤、液晶配向膜とその形成方法ならびに液晶表示素子および光学部材 - Google Patents
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Abstract
Description
このような液晶セルにおいて液晶を配向する手段としては、基板表面に有機膜(液晶配向膜)を形成し、次いでその有機膜表面をレーヨンなどの布材で一方向にこすることにより液晶配向能を付与する方法(ラビング処理を施す方法)、基板表面に酸化珪素を斜方蒸着する方法またはラングミュア・ブロジェット法(LB法)を用いて長鎖アルキル基を有する単分子膜を形成する方法などがある。このうち、基板サイズ、液晶の配向均一性、処理時間および処理コストの観点からラビング処理による液晶配向能の付与が一般的である。
しかし、液晶の配向をラビング処理により行うと、工程内でほこりが発生したり、静電気が発生したりしやすいために、配向膜表面にほこりが付着して表示不良発生の原因となるという問題があった。特にTFT(Thin Film Transistor)素子を有する基板の場合には、発生した静電気によってTFT素子の回路破壊が起こり、歩留まり低下の原因となるという問題もあった。さらに、今後ますます高精細化される液晶表示素子においては、画素の高密度化に伴い基板表面に凹凸が生じるために、均一にラビング処理を行うことが課題となる。
液晶セルにおける液晶配向膜に液晶配向能を付与する別の手段として、基板表面に形成したポリビニルシンナメート、ポリイミドなどの感光性薄膜に偏光または非偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。この方法によれば、静電気やほこりを発生することなく、均一な液晶配向を実現できる(特許文献3〜12および19参照)。
前記光配向法は、垂直配向モードの液晶表示素子において液晶分子の傾き方向を制御する方法としても有用であることが知られている。即ち、光配向法により配向規制力を付与した垂直配向膜を用いることにより、電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている(特許文献11〜14および17〜19参照)。
また、従来、ディスプレイ、光エレクトロニクス、光学分野において、偏光板、位相差板、旋光性光学フィルムなどの光学部材が用いられている。これらの光学部材には様々な用途があり、例えば、液晶表示装置において偏光板、補償板、視野角改良フィルムなどの部材として多用されるほか、光ディスク装置において光ピックアップ素子用位相差板としても用いられている。
このような光学部材の製造方法としては、従来、延伸配向した樹脂フィルムを用いる方法などの多くの方法が知られている。しかし、このような方法により製造した光学部材は、その全面にわたって同一の光学特性を有するものであり、面内の異なる領域に異なる光学特性を有するものを得ることはできなかった。
このように、前記光配向法により製造した液晶配向膜は、液晶表示素子及び光学部材に有効に適用されうるものである。しかしながら、ポリビニルシンナメート、ポリイミドなどを利用する従来の光配向法には、液晶配向能を得るのに必要な放射線照射量が多いという問題があった。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
下記式(a−1)および(a−2)
のそれぞれで表される基から選択される少なくとも1種の基を有する重合体または化合物を含有する液晶配向剤によって達成される。
本発明の目的は、第2に、
基板上に、上記の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に偏光または非偏光の放射線を照射して液晶配向能を付与する、液晶配向膜の形成方法によって達成される。
本発明の目的は、第3に、上記の方法により形成された液晶配向膜によって達成され、第4に、かかる液晶配向膜を具備する液晶表示素子または光学部材によって達成される。
したがって、これらの液晶表示素子または光学部材は種々の装置に有効に適用でき、例えば卓上計算機、腕時計、置時計、計数表示板、ワードプロセッサ、パーソナルコンピューター、液晶テレビ、光ディスク装置などの装置に好適に用いることができる。
本発明の液晶配向剤は、上記式(a−1)および(a−2)のそれぞれで表される基から選択される少なくとも1種の基を有する重合体または化合物を含有する。
上記式(a−1)および(a−2)におけるX1およびX2は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子または1価の有機基であり、好ましくは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、より好ましくは水素原子またはメチル基であり、特に好ましくは水素原子である。Y1およびY2は、互いに独立に、ハロゲン原子または1価の有機基であり、好ましくは、フッ素原子または炭素数1〜30の1価の有機基であり、より好ましくはフッ素で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または脂環構造を有する炭素数3〜30の1価の有機基である。上記1価の有機基の具体例としては、例えばアミル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,4−トリフルオロブチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、4,4,5,5,5−ペンタフルオロアミル基、パーフルオロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4−ブチルシクロヘキシル基、4−アミルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、4−メチルシクロヘキシルメチル基、4−エチルシクロヘキシルメチル基、4−プロピルシクロヘキシルメチル基、4−ブチルシクロヘキシルメチル基、4−アミルシクロヘキシルメチル基、4(4−アミルシクロヘキシル)シクロヘキシルメチル基、4(4−メチルシクロヘキシル)フェニル基、4(4−エチルシクロヘキシル)フェニル基、4(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル基、4(4−ブチルシクロヘキシル)フェニル基、4(4−アミルシクロヘキシル)フェニル基、コレステリル基、コレスタニル基などを挙げることができる。
W1およびW2は、互いに独立に、単結合または2価の結合基であり、好ましくは単結合、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合または尿素結合である。ただし、Y1がハロゲン原子である場合にはW1は単結合であり、Y2がハロゲン原子である場合にはW2は単結合である。
Z1は単結合または2価の有機基であり、好ましくは単結合、メチレン基、エチリデン基またはイソプロピリデン基であり、より好ましくは単結合またはメチレン基であり、特に好ましくは単結合である。n1およびn2は、互いに独立に、0〜4の整数であり、好ましくは1である。
上記式(a−2)で表される基の具体例としては、例えば下記式(a−2−1)〜(a−2−3)
本発明で用いられる上記式(a−1)および(a−2)のそれぞれで表される基から選択される少なくとも1種の基(以下、「特定基」ともいう。)を有する重合体は、例えば特定基を側鎖として有する重合体であることができる。かかる重合体としては、例えば特定基を有するポリオリガノシロキサン、スチレン(共)重合体、フェニルマレイミド(共)重合体、(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、セルロース、ポリアセタールなどを挙げることができる。これらのうち、特定基を有するポリオリガノシロキサンが好ましい。
特定基を有するポリオルガノシロキサンは、例えばエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、下記式(b−1)〜(b−3)
のそれぞれで表される化合物(特定基を有するカルボン酸)よりなる群から選択される少なくとも1種とを反応させることにより得ることができる。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、例えばエポキシ基を有するシラン化合物、あるいはエポキシ基を有するシラン化合物と他のシラン化合物の混合物を、好ましくは、適当な有機溶媒、水および触媒の存在下において加水分解または加水分解・縮合することにより合成することができる。また、チッソ(株)製の商品名DMS−10、DMS−12、DMS−21、DMS−32の如きエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの市販品をそのまま用いてもよい。
上記エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの合成に用いられる、エポキシ基を有するシラン化合物としては、例えば3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルジメチルエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
上記のエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、そのエポキシ当量が100〜10,000g/モルであることが好ましく、150〜1,000g/モルであることがより好ましい。したがって、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成するにあたっては、エポキシ基を有するシラン化合物と他のシラン化合物との使用割合を、得られるポリオルガノシロキサンエポキシ当量が上記の範囲になるように調製して設定することが好ましい。
特定基を有するポリオルガノシロキサンを合成する際、上記式(b−1)〜(b−3)のそれぞれで表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種とともに、他のカルボン酸を併用してもよい。かかる他のカルボン酸としては、例えば、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸および下記式(c−1)〜(c−4)
のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。
これらのうち好ましいものとして、上記式(c−1)〜(c−4)のいずれかで表される化合物を挙げることができ、さらに好ましいものとして、上記式(c−3)で表される化合物のうちの4―(トリフルオロメトキシ)安息香酸、4―(4,4,4−トリフルオロブトキシ)安息香酸および4―(4,4,5,5,5−ペンタフルオロアミロキシ)安息香酸を挙げることができる。
かかる他のカルボン酸の使用比率は、ポリオルガノシロキサンの有するエポキシ基1モルに対して、好ましくは0.001〜0.9モルであり、より好ましくは0.01〜0.5モルであり、さらに好ましくは0.05〜0.25モルである。
上記有機塩基としては、例えばエチルアミン、ジエチルアミン、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、ピロールの如き1〜2級有機アミン;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ジアザビシクロウンデセンの如き3級の有機アミン(ただし、後述の硬化促進剤に該当するものは除く。);テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き4級の有機アミンなどを、それぞれ挙げることができる。これらの有機塩基のうち、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンの如き3級の有機アミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き4級の有機アミンが好ましい。
上記硬化促進剤としては、例えばベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、シクロヘキシルジメチルアミン、トリエタノールアミンの如き3級アミン;
2−メチルイミダゾール、2−n−ヘプチルイミダゾール、2−n−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニル−4,5−ジ〔(2’−シアノエトキシ)メチル〕イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−n−ウンデシルイミダゾリル)エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−〔2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジンのイソシアヌル酸付加物の如きイミダゾール化合物;
ジフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニルの如き有機リン化合物;
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7やその有機酸塩の如きジアザビシクロアルケン;
オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体の如き有機金属化合物;
テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライドの如き4級アンモニウム塩;
三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニルの如きホウ素化合物;
塩化亜鉛、塩化第二錫の如き金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミドやアミンとエポキシ樹脂との付加物などのアミン付加型促進剤などの高融点分散型潜在性硬化促進剤;
前記イミダゾール化合物、有機リン化合物や4級フォスフォニウム塩などの硬化促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化剤促進剤;
ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩などの高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤などの潜在性硬化促進剤などを挙げることができる。
これらのうちで好ましいものとして、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライドの如き4級アンモニウム塩を挙げることができる。
反応温度は、好ましくは0〜200℃、より好ましくは50〜150℃である。反応時間は、好ましくは0.1〜50時間、より好ましくは0.5〜20時間である。
特定基を有するポリオルガノシロキサンの合成反応は、必要に応じて有機溶剤の存在下に行うことができる。かかる有機溶媒としては、例えば炭化水素化合物、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物、アミド化合物、アルコール化合物などを挙げることができる。これらのうち、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物が原料および生成物の溶解性ならびに生成物の精製のし易さの観点から好ましい。溶媒は、固形分濃度(反応溶液中の溶媒以外の成分の重量が溶液の全重量に占める割合)が、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは5〜50重量%となる量で使用される。
上記の如き特定基を有する重合体および化合物のうちでは、特定基を有する重合体が好ましい。
上記他の重合体は、特定基をもたない重合体であり、本発明の液晶配向剤のワニス性状、電気特性などの改善のために、本発明の液晶配向剤に含有されることができる。
かかる他の重合体としては、例えばポリオルガノシロキサン、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらのうち、ポリオルガノシロキサン、ポリアミック酸またはイミド化重合体が、これを含有する液晶配向剤のワニス性状および電気特性がより優れることとなる点から好ましい。
他の重合体であるポリオルガノシロキサンは、例えば上記のエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン、該エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと上記式(c−1)〜(c−4)のそれぞれで表される化合物から選ばれる少なくとも1種とを、上記の方法に準じて反応して得られるポリオルガノシロキサン、上記他のシラン化合物の一つ以上を加水分解・縮合してなるポリオルガノシロキサンを挙げることができる。
他の重合体であるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。他の重合体であるポリイミドは、上記ポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。
で表される化合物などの脂肪族または脂環式テトラカルボン酸二無水物;
ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、プロピレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,4−ブタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,8−オクタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(アンヒドロトリメリテート)、下記式(T−1)〜(T−4)
ポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、上記うち、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5,8−ジメチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、ビシクロ[2.2.2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、上記式(T−I)で表される化合物のうち下記式(T−5)〜(T−7)
ポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、上記の如き特定テトラカルボン酸二無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して50モル%以上含むものであることが好ましく、80モル%以上含むものであることがより好ましく、特に90モル%以上含むものであることが好ましい。
2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジメチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、6,9−ジアミノ−2−エトキシアクリジンラクテート、3,8−ジアミノ−6−フェニルフェナントリジン、1,4−ジアミノピペラジン、3,6−ジアミノアクリジン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチル−ベンジジン、下記式(D−I)
で表される化合物、下記式(D−II)
で表される化合物などの分子内に2つの1級アミノ基および該1級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン;
下記式(D−III)
で表される化合物などのモノ置換フェニレンジアミン;
下記式(D−IV)
で表されるジアミノオルガノシロキサン;
下記式(D−1)〜(D−5)
のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。これらのジアミンは、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
ポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンとしては、これらのうちp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、上記式(D−1)〜(D−5)で表される化合物、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチル−ベンジジン、上記式(D−I)で表される化合物のうち下記式(D−6)
ポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記の如き特定ジアミンを、全ジアミンに対して50モル%以上含むものであることが好ましく、80モル%以上含むものであることがより好ましく、特に90モル%以上含むものであることが好ましい。
ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において、好ましくは−20〜150℃、より好ましくは0〜100℃の温度条件下で行われる。反応時間は、好ましくは0.5〜120時間、より好ましくは2〜10時間である。ここで、有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどの非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒を挙げることができる。また、有機溶媒の使用量(α:有機溶媒と後述の貧溶媒とを併用する場合には有機溶媒と貧溶媒との合計をいう。)は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の総量(β)が、反応溶液の全量(α+β)に対して0.1〜30重量%になるような量であることが好ましい。
有機溶媒と貧溶媒とを併用する場合における貧溶媒の使用割合は、有機溶媒と貧溶媒と合計に対して好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは20重量%以下である。
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸の単離は、上記反応溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧下乾燥する方法、あるいは、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法により行うことができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、エバポレーターで減圧留去する工程を1回または数回行う方法により、ポリアミック酸を精製することができる。
上記イミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。イミド化率は、ポリイミドを適当な重水素化溶媒(例えば重水素化ジメチルスルホキシド)に溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で1H−NMRを測定した結果から、下記数式(i)により求めることができる。
イミド化率(%)=(1−A1/A2×α)×100 (i)
(数式(i)中、A1は化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、A2はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αはポリイミドの前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
上記(i)のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは60〜170℃である。反応温度が50℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が200℃を超えると得られるイミド化重合体の分子量が低下することがある。反応時間は好ましくは1〜120時間であり、より好ましくは2〜30時間である。
一方、上記(ii)のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して0.01〜20モルとするのが好ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの3級アミンを用いることができる。しかし、これらに限定されるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとするのが好ましい。なお、脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。そして、脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は好ましくは0.5〜30時間であり、より好ましくは2〜10時間である。
上記方法(i)において得られるポリイミドは、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、あるいは得られるポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。一方、上記方法(ii)においてはポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換などの方法を適用することができる。ポリイミドの単離、精製は、ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。
分子量調節剤の使用割合としては、上記式(a)で表される基を有するポリアミック酸を合成する際に使用されるテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計量の100重量部に対して、好ましくは20重量部以下であり、より好ましくは10重量部以下である。
上記官能性シラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これら官能性シラン化合物の配合割合は、重合体の合計100重量部に対して、好ましくは2重量部以下であり、より好ましくは0.2重量部以下である。
本発明の液晶配向剤に使用することのできる有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。これらは単独で使用することができ、または2種以上を混合して使用することができる。特に好ましい溶媒組成は、前記の溶媒を組み合わせて得られる組成であって、配向剤中で重合体が析出せず、かつ、配向剤の表面張力が25〜40mN/mの範囲となるような組成である。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは0℃〜200℃、より好ましくは20℃〜60℃である。
本発明の液晶配向膜を、液晶表示素子に用いる場合には、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板の一面に、本発明の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に偏光または非偏光の放射線を照射して液晶配向能を付与して液晶配向能を付与した後、これをそのまま液晶表示素子の液晶配向膜付き基板として用いることができる。ここで、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィンなどのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜などを用いることができる。これらのパターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなしの透明導電膜を形成した後フォト・エッチング法によりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に予め所望のパターン形状を有するマスクを用いてパターン化された透明導電膜を直接形成する方法などを用いることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面および透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板の該表面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布しておいてもよい。
かかる基板の透明導電膜上に、本発明の液晶配向剤を例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法によって塗布し、次いで、塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。
液晶配向剤の塗布後、塗布した配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は、好ましくは0.25〜10分であり、より好ましくは0.5〜5分である。その後、溶剤を完全に除去し、ポリアミック酸を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。ポストベーク温度は好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。ポストベーク時間は好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100分である。
本発明の液晶配向剤は、このように塗布後に有機溶媒を除去することによって液晶配向膜となる塗膜を形成する。なお、本発明の液晶配向剤が、他の重合体としてポリアミック酸またはアミック酸構造が残存するポリイミドを含有する場合には、塗膜形成後にさらに加熱することによってアミック酸構造の脱水閉環をより進行し、よりイミド化された液晶配向膜としてもよい。
形成される液晶配向膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmであり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。
偏光放射線としては、直線偏光の放射線、部分偏光の放射線などを挙げることができる。放射線としては、150nm〜800nmの波長を有する紫外線または可視光線を用いることができる。このうち、150nm〜450nmの波長を有する紫外線が好ましく、250nm〜350nmの波長を有する紫外線がより好ましい。放射線としては、非偏光のものが、直線偏光ないしは部分偏光のものより、簡便に得られることから好ましい。用いた放射線が直線偏光ないしは部分偏光のものである場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよいし、プレチルト角を付与するために斜め方向から行ってもよく、さらにこれらを組み合わせて行ってもよい。無偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向を基板面に対し斜めとする必要がある。液晶配向能を改善するために、基板を50〜250℃に加熱しつつ、照射を行ってもよい。前記放射線の照射量は、好ましくは10,000J/m2未満であることが好ましく、10〜5,000J/m2の範囲にあることがより好ましく、50〜3,000J/m2の範囲にあることがさらに好ましく、100〜1,000J/m2の範囲にあることが特に好ましい。
前記放射線照射に際しては、面内の異なる領域に異なる配向方位を有する液晶配向膜を形成する目的で、偏光状態、光軸の方向およびエネルギーのうちの少なくとも一つ以上が異なる放射線を、面内の各領域に照射することができる。照射される放射線の偏光状態、光軸の方向またはエネルギーを面内で変化させる方法としては、例えばフォトマスクを介して照射を行う方法、必要に応じて光強度、入射角などを変化させつつ塗膜を放射線により掃引する方法などを挙げることができる。これらの方法は、単独でまたは組み合わせて用いることができる。さらに、これらの方法の1つまたは両方と、基板全面への一括照射を組み合わせて行ってもよい。
放射線照射の際の光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプまたはエキシマーレーザーなどが使用できる。前記の好ましい波長領域の紫外線は、フィルターまたは回折格子を前記光源と併用する手段などにより得ることができる。
放射線照射後に任意的に行われる前記加熱の時間としては、好ましくは10〜100分であり、より好ましくは30〜60分である。
ここに、シール剤としては、例えば硬化剤およびスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。
液晶としては、ネマチック液晶およびスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;商品名「C−15」、「CB−15」(メルク社製)として販売されているようなカイラル剤などを添加して使用してもよい。
液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向しながら、ヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板またはH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。
合成例における、ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量およびエポキシ当量、重合体溶液の溶液粘度およびポリイミドのイミド化率は、それぞれ以下の方法により評価した。
[ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mw]
以下の条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値を用いた。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm2
[エポキシ当量]
JIS C2105の“塩酸−メチルエチルケトン法”に準じて測定した。
[重合体の溶液粘度]
所定の重合体溶液について、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドを室温で充分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で測定して1H−NMRから、上記数式(i)により求めた。
合成例1
撹拌機、温度計、滴下漏斗および還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン100.0g、メチルイソブチルケトン500gおよびトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、ここに脱イオン水100gを滴下漏斗より30分かけて滴下した後、80℃で還流下に6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、0.2重量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒および水を留去することにより、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(EPS−1)を粘調な透明液体として得た。
このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンEPS−1について、1H−NMR分析を行なったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。
このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(EPS−1)の粘度、重量平均分子量Mwおよびエポキシ当量を表1に示した。
合成例2〜3
仕込み原料を表1に示すとおりとした以外は、合成例1と同様にして、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(EPS−2)および(EPS−3)を、それぞれ粘調な透明液体として得た。
これらのエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwおよびエポキシ当量を、それぞれ表1に示した。
なお、表1において、原料シラン化合物の略称は、それぞれ以下の意味である。
ECETS:2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
MTMS:メチルトリメトキシシラン
PTMS:フェニルトリメトキシシラン
合成例4
200mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(EPS−1)5.0g、N,N−ジメチルアセトアミド16.9g、特定基を有するカルボン酸として下記式(b−i−1)
合成例5〜11
合成例4において、使用したエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの種類ならびに特定基を有するカルボン酸の種類および量を表2に記載の通りとしたほかは合成例4を同様にして、特定基を有するポリオルガノシロキサン(H−2)〜(H−8)を、それぞれ調製した。これら特定基を有するポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwを表2に示した。
表2における特定基を有するカルボン酸の略称は、それぞれ以下の化学式で表される化合物を示す。
合成例12
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物110g(0.50モル)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98g(0.50モル)ならびにジアミンとして4,4−ジアミノジフェニルエーテル200g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)230gおよびγ―ブチロラクトン2,100gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応させた後、γ―ブチロラクトン1,350gを追加することにより、ポリアミック酸(A−1)を10重量%含有する溶液約4,050gを得た。このポリアミック溶液の溶液粘度は200mPa・sであった。
合成例13
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物98g(0.50モル)およびピロメリット酸二無水物110g(0.50モル)ならびにジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルメタン200g(1.0モル)をNMP230gおよびγ―ブチロラクトン2,100gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応させた後、γ―ブチロラクトン1,350gを追加することにより、ポリアミック酸(A−2)を10重量%含有する溶液約4,050gを得た。このポリアミック溶液の溶液粘度は125mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物200g(1.0モル)およびジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルエーテル200g(1.0モル)をNMP230gおよびγ―ブチロラクトン2,050gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応させた後、γ―ブチロラクトン1,300gを追加することにより、ポリアミック酸(A−3)を10重量%含有する溶液約3,950gを得た。このポリアミック溶液の溶液粘度は210mPa・sであった。
合成例15
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物200g(1.0モル)およびジアミンとして2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル210g(1.0モル)をNMP370gおよびγ―ブチロラクトン3,300gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応させることにより、ポリアミック酸(A−4)を10重量%含有する溶液約4,050gを得た。このポリアミック溶液の溶液粘度は160mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物220g(1.0モル)およびジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルエーテル200g(1.0モル)をNMP240gおよびγ―ブチロラクトン3,500gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で4時間反応させることにより、ポリアミック酸(A−5)を10重量%含有する溶液約4,150gを得た。このポリアミック溶液の溶液粘度は38mPa・sであった。
合成例17
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物110g(0.50モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン49g(0.45モル)および3(3,5−ジアミノベンゾイルオキシ)コレスタン26g(0.05モル)をNMP750gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は58mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP1,800gを追加し、ピリジン40gおよび無水酢酸51gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶剤を新たなNMPで溶剤置換(本操作にて脱水閉環反応に使用したピリジンおよび無水酢酸を系外に除去した。)することにより、イミド化率約50%のポリイミド(B−1)を15重量%含有する溶液約1,100gを得た。
<液晶配向剤の調製>
上記合成例4で得られた特定基を有するポリオルガノシロキサン(H−1)100重量部と、他の重合体として上記合成例12で得られたポリアミック酸(A−1)を含有する溶液のポリアミック酸(A−1)に換算して1,000重量部に相当する量とを合わせ、これにγ−ブチロラクトン、NMPおよびブチルセロソルブを加え、溶媒組成がγ−ブチロラクトン:NMP:ブチルセロソルブ=71:17:12(重量比)、固形分濃度が2.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
この液晶配向剤を用いて下記のようにして液晶セルを製造し、評価した。
<液晶セルの製造>
上記で調製した液晶配向剤を、スピンコート法により、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に塗布し、80℃のホットプレート上で1分間プレベーク後、庫内を窒素置換したオーブン中で200℃で1時間ポストベークして膜厚600nmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面に、Hg−Xeランプおよびグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線1,000J/m2を、基板法線から40°傾いた方向から照射して液晶配向膜とした。同じ操作を繰り返して、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)作製した。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙に、ポジ型液晶(メルク社製、MLC−6221)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを120℃で加熱してから室温まで徐冷することにより、液晶セルを製造した。
<液晶セルの評価>
(1)液晶配向性の評価
液晶セルに対し、25℃において5Vの電圧をON・OFF(印加・解除)したときの異常ドメインの有無を偏光顕微鏡により観察し、異常ドメインのない場合を液晶配向性「良好」として評価した。上記で製造した液晶セルの液晶配向性は良好であった。
(2)プレチルト角の評価
非特許文献1(T. J. Scheffer et. al. J. Appl. Phys. vo. 19, p2013(1980))に記載の方法に準拠し、He−Neレーザー光を用いる結晶回転法により測定した。上記で製造した液晶セルのプレチルト角は0.1°であった。
上記実施例1において、使用した特定基を有するポリオルガノシオキサンおよび他の重合体の種類および量を表3に記載の通りとしたほかは実施例1と同様にして液晶配向剤を調製し、得貴所言うセルを製造して評価した。評価結果を表3に示した。
なお、他の重合体はいずれも上記合成例で合成した重合体溶液として液晶配向剤の調製に供し、表3における他の重合体の量は、それぞれ該当する重合体溶液に含まれる重合体の量に換算した値である。
上記実施例1において、使用した特定基を有するポリオルガノシオキサンおよび他の重合体の種類および量を表4に記載の通りとし、ポジ型液晶(メルク社製、MLC−6221)に代えてネガ型液晶(メルク社製MLC−6608)を使用したほかは実施例1と同様にして液晶配向剤を調製し、得貴所言うセルを製造して評価した。評価結果を表4に示した。
なお、他の重合体はいずれも上記合成例で合成した重合体溶液として液晶配向剤の調製に供し、表4における他の重合体の量は、それぞれ該当する重合体溶液に含まれる重合体の量に換算した値である。
Claims (6)
- 前記重合体が、上記式(a−1)および(a−2)のそれぞれで表される基から選択される少なくとも1種の基を有するポリオリガノシロキサンである、請求項1に記載の液晶配向剤。
- 基板上に、請求項1または2に記載の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に偏光または非偏光の放射線を照射して液晶配向能を付与することを特徴とする、液晶配向膜の形成方法。
- 請求項3に記載の方法により形成された液晶配向膜。
- 請求項4に記載の液晶配向膜を具備することを特徴とする、液晶表示素子。
- 請求項4に記載の液晶配向膜を具備することを特徴とする、光学部材。
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