JP2013152422A - 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子、重合体及び化合物 - Google Patents
液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子、重合体及び化合物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013152422A JP2013152422A JP2012209671A JP2012209671A JP2013152422A JP 2013152422 A JP2013152422 A JP 2013152422A JP 2012209671 A JP2012209671 A JP 2012209671A JP 2012209671 A JP2012209671 A JP 2012209671A JP 2013152422 A JP2013152422 A JP 2013152422A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- diamine
- group
- aligning agent
- crystal aligning
- 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
Links
- FQUYSHZXSKYCSY-UHFFFAOYSA-N C1CNCCNC1 Chemical compound C1CNCCNC1 FQUYSHZXSKYCSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 0 CC1CN(*c2ccccc2)CCN(*c2ccccc2)C1 Chemical compound CC1CN(*c2ccccc2)CCN(*c2ccccc2)C1 0.000 description 2
- WLKUSVNHZXUEFO-UHFFFAOYSA-N COc(cc(cc1)F)c1[N+]([O-])=O Chemical compound COc(cc(cc1)F)c1[N+]([O-])=O WLKUSVNHZXUEFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQFQDXZOEUMNKS-UHFFFAOYSA-N COc(cc(cc1)N(CCC2)CCN2c(cc2OC)ccc2N)c1N Chemical compound COc(cc(cc1)N(CCC2)CCN2c(cc2OC)ccc2N)c1N ZQFQDXZOEUMNKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWANFYBRKGPOSI-UHFFFAOYSA-N COc1cc(N(CCC2)CCN2c(cc2)cc(OC)c2[N+]([O-])=O)ccc1[N+]([O-])=O Chemical compound COc1cc(N(CCC2)CCN2c(cc2)cc(OC)c2[N+]([O-])=O)ccc1[N+]([O-])=O IWANFYBRKGPOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZMOWQCNPFDWPA-UHFFFAOYSA-N Cc(cc1)cc(F)c1[N+]([O-])=O Chemical compound Cc(cc1)cc(F)c1[N+]([O-])=O WZMOWQCNPFDWPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PSVHMQKJJFRBRQ-UHFFFAOYSA-N Cc(cc1)cc(N(CCC2)CCN2c(cc(C)cc2)c2N)c1N Chemical compound Cc(cc1)cc(N(CCC2)CCN2c(cc(C)cc2)c2N)c1N PSVHMQKJJFRBRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHRISVIMIQJLLZ-UHFFFAOYSA-N Cc(cc1N(CCC2)CCN2c2cc(C)ccc2[N+]([O-])=O)ccc1[N+]([O-])=O Chemical compound Cc(cc1N(CCC2)CCN2c2cc(C)ccc2[N+]([O-])=O)ccc1[N+]([O-])=O RHRISVIMIQJLLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
- C09K19/56—Aligning agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1042—Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1075—Partially aromatic polyimides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
- G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
[テトラカルボン酸二無水物]
本発明におけるポリアミック酸を合成するのに用いるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、
脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物などを;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−シクロブ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、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−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物、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、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物などを;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物などを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。
なお、上記テトラカルボン酸二無水物は、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
テトラカルボン酸二無水物としては、中でも特に、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物及び2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物の少なくともいずれかである特定テトラカルボン酸二無水物を含むものであることが好ましく、当該特定テトラカルボン酸二無水物を、ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対して10モル%以上含むことがより好ましく、20〜100モル%含むことが更に好ましく、50〜100モル%含むことが特に好ましい。
なお、上記テトラカルボン酸二無水物は、下記式(D)で表されるジアミンとの重合反応によって、本発明の効果を奏することが可能なポリアミック酸を得ることができる点において、いずれも同様の作用を有するものである。したがって、以下の実施例に記載されていないものであっても、本発明において使用することが可能である。
《ジアミン(B)》
本発明におけるポリアミック酸を合成するために使用するジアミンとしては、下記式(D)で表される環構造と、該環構造とは異なる部分に結合される2つの1級アミノ基と、を有するジアミン(B)を含んでいる。
上記式(D)で表される環構造としては、液晶配向剤の印刷性をより良好にできる観点から、環Cとしてホモピペラジン環を有する構造、つまり下記式(D−1)で表される構造であることが特に好ましい。
具体的には、炭素数1〜10のアルキル基として、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等を;炭素数3〜12の脂環式炭化水素基として、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等を;炭素数6〜12の芳香族炭化水素基として、例えばフェニル基、トリル基、ベンジル基等を;それぞれ挙げることができる。
Y1として好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。
なお、Y1が複数存在する場合、複数のY1は同じでも異なっていてもよい。
上記式(D−1)におけるjは、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましい。
ここで、炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基などが挙げられる。
Y2及びY3としては、上記の中でも炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子又は臭素原子であることが好ましい。
なお、上記式(D−1−1)中にY2、Y3が複数存在する場合、複数のY2、Y3はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
ベンゼン環に結合する各々のアミノ基の位置は、X1、X2に対してオルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよいが、異なるベンゼン環に結合する2つのアミノ基が、X1、X2に対して共にオルト位であるか、共にパラ位であるか、又は共にメタ位であることが好ましい。
本発明のポリアミック酸は、上記環Cを重合体の骨格中に有することにより、液晶配向剤の重合体成分として用いた場合に液晶配向剤の印刷性を改善することができる。これは、含窒素複素環として上記環Cを有することにより、ピペラジン環を有するものに比べて、環の対照性が崩れることで重合体の溶剤に対する溶解性が上がり、その結果、液晶配向剤の印刷性が改善されるものと推察される。
上記ポリアミック酸を合成するためのジアミンとしては、上記ジアミン(B)のみを使用してもよいが、上記ジアミン(B)とともにその他のジアミンを併用してもよい。
脂環式ジアミンとして、例えば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)シクロヘキサンなどを;
で表される化合物などを;
基「−CcH2c+1」の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、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、n−エイコシル基などを挙げることができる。ジアミノフェニル基における2つのアミノ基は、他の基に対して2,4−位又は3,5−位にあることが好ましい。
また、ポリアミック酸の合成に用いるジアミンとしては、液晶表示素子の電気特性を良好にする観点から、芳香族ジアミン(アミノ基が芳香環に結合しているジアミン)を、全ジアミンに対して30モル%以上含んでいることが好ましく、50モル%以上含んでいることがより好ましく、80モル%以上含んでいることが更に好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成する場合、液晶表示素子の耐光性を良好に維持しつつ、液晶配向剤の基板に対する印刷性を更に良好にする観点から、合成に使用するジアミンとしては、上記特定ジアミンと共に、上記他のジアミンとしてカルボキシル基を有するジアミン(カルボキシル基含有ジアミン)を用いることが好ましい。
カルボキシル基含有ジアミンの分子内におけるカルボキシル基の数は、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましい。
また、炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えば上記Y2、Y3の説明で炭素数1〜10のアルコキシ基として例示した基が挙げられる。
Z1における炭素数1〜3のアルカンジイル基としては、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プレピレン基などを挙げることができる。
g及びhは、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
垂直配向型用の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成する場合、良好な垂直配向性を付与するべく、上記他のジアミンとしてプレチルト成分を有するものを用いるとよい。このようなプレチルト成分を有するジアミンの具体例としては、例えばドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ドデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5−ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5−ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、4−(4’−トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、4−(4’−トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、上記式(A−1)で表されるジアミン等を挙げることができる。なお、プレチルト成分を有するジアミンは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
プレチルト成分を有するジアミンは、その合計量が、全ジアミンに対して5モル%以上含むものであることが好ましく、10モル%以上含むことがより好ましい。
ポリアミック酸を合成するに際して、上記の如きテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとともに、適当な分子量調節剤を用いて末端修飾型の重合体を合成することとしてもよい。かかる末端修飾型の重合体とすることにより、本発明の効果を損なうことなく液晶配向剤の塗布性(印刷性)をさらに改善することができる。
モノアミン化合物として、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミンなどを;
モノイソシアネート化合物として、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを、それぞれ挙げることができる。
本発明におけるジアミン(B)は、従来公知の方法を組み合わせて製造することができる。その一例としては、上記式(D)における環内の窒素原子に例えば水素原子が結合した化合物と、還元反応によってアミノ基を生じる特定基(例えばニトロ基、アジ基、シアノ基など)及びハロゲン原子を有する化合物とを反応(置換反応)させることにより、上記式(D)で表される環構造及び上記特定基を有する中間体を合成し、その後、得られた中間体を還元することによって上記ジアミン(B)を得る方法が挙げられる。
有機溶媒としては、置換反応に際し通常用いられる化合物を使用することができ、具体的には、例えばテトラヒドロフラン、トルエン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドンなどを挙げることができる。なお、上記置換反応は、炭酸カリウムや炭酸リチウム等の塩基の存在下で行うことが好ましい。
上記還元反応は、例えば水酸化アルミニウムリチウムやパラジウム触媒−水素系を用いて実施することができる。このときの反応温度は0℃〜180℃が好ましく、20〜120℃がより好ましい。また、反応時間は0.1〜72時間が好ましく、0.5〜48時間がより好ましい。
ただし、ジアミン(B)の合成手順は上記の方法に限定されるものではない。
本発明におけるポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは0.3〜1.2当量となる割合である。
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行われる。このときの反応温度は−20℃〜150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましい。また、反応時間は0.1〜24時間が好ましく、0.5〜12時間がより好ましい。
これら有機溶媒の具体例としては、上記非プロトン性極性溶媒として、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を;
上記フェノール誘導体として、例えば、m−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノールなどを;
上記アルコールとして、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどを;
上記ケトンとして、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどを;
上記エステルとして、例えば、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、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、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレートなどを;
上記エーテルとして、例えば、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−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、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、テトラヒドロフラン、ジイソペンチルエーテルなどを;
上記ハロゲン化炭化水素として、例えば、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、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼンなどを;
上記炭化水素として、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを;それぞれ挙げることができる。
有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して0.1〜50重量%になるような量とすることが好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。
以上のようにして得られるポリアミック酸及びポリイミドは、これを濃度10重量%の溶液としたときに、10〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10重量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
上記ポリアミック酸、ポリイミドのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000〜500,000であり、より好ましくは2,000〜300,000である。また、Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは15以下であり、より好ましくは10以下である。このような分子量範囲にあることで、液晶表示素子の良好な配向性及び安定性を確保することができる。
本発明の液晶配向剤は、上記の如きポリアミック酸及びポリイミドの少なくともいずれかの重合体(以下、「特定重合体」ともいう。)を含有するが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えば、上記特定重合体以外のその他の重合体、分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ基含有化合物」という。)、官能性シラン化合物等を挙げることができる。
上記その他の重合体は、溶液特性や電気特性の改善のために使用することができる。かかるその他の重合体としては、例えば、上記その他のジアミンと上記テトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸(以下、「他のポリアミック酸」という。)、当該他のポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド(以下、「他のポリイミド」という。)、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、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。
その他の重合体を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、該組成物中の全重合体量に対して50重量%以下が好ましく、0.1〜40重量%がより好ましく、0.1〜30重量%が更に好ましい。
エポキシ基含有化合物は、液晶配向膜における基板表面との接着性を向上させるために使用することができる。ここで、エポキシ基含有化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、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、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−シクロヘキシルアミン、国際公開第2009/096598号記載のエポキシ基含有ポリオルガノシロキサン等を好ましいものとして挙げることができる。
これらエポキシ化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して40重量部以下が好ましく、0.1〜30重量部がより好ましい。
上記官能性シラン化合物は、液晶配向剤の印刷性を向上させるために使用することができる。このような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、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、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、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
これら官能性シラン化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、重合体の合計100重量部に対して2重量部以下が好ましく、0.02〜0.2重量部がより好ましい。
本発明の液晶配向剤は、重合体成分及び必要に応じて任意的に配合されるその他の添加剤が、好ましくは有機溶媒中に溶解されて構成される。
による場合には、固形分濃度を1〜5重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜50℃であり、より好ましくは20〜30℃である。
本発明の液晶配向膜は、本発明の液晶配向剤により形成される。また、本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備するものである。本発明の液晶表示素子は、IPS型やTN型、STN型、FFS型といった水平配向型の動作モードに適用してもよいし、VA型のような垂直配向型の動作モードに適用してもよい。
先ず基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
TN型、STN型、IPS型又はFFS型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1)で形成した塗膜を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を施す。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対しラビング処理を施してもよい。
上記のようにして液晶配向膜が形成された一対の基板につき、二枚の基板の液晶配向膜のラビング方向が直交又は逆平行となるように間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、二枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの外表面に、偏光板を、その偏光方向が各基板に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致又は直交するように貼り合わせることにより、液晶表示素子を得ることができる。
液晶としては、ネマチック液晶及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;p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、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させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、所定の溶媒を用い、重合体濃度10重量%に調整した溶液について、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]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十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1H−NMRを測定した。得られた1H−NMRスペクトルから、下記数式(1)で示される式によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1−A1/A2×α)×100 …(1)
(数式(1)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は重合体の前駆体(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。)
以下の各合成例は、必要に応じて下記のスケールで繰り返すことにより、以降の重合例における必要量を確保した。
[合成例1]
下記スキーム1に従って、ジアミン(B−1)を合成した。
上記中間体84.4mmol(28.9g) mmol、Pd/C2.89g、テトラヒドロフラン317ml、エタノール106ml及びヒドラジン一水和物28.9mlを混合し、70℃で24時間加熱しながら攪拌し反応させた。ろ過によりPd/Cを除いた後、酢酸エチル500mlを加え、蒸留水250mlで5回抽出・洗浄した。有機層を濃縮し、得られた固体についてヘキサン150ml及び酢酸エチル 250mlで再結晶を行い、紫色粉末の目的物(ジアミン(B−1))68.8mmol(19.4g、収率81.5%)を得た。
上記中間体63.6 mmol(21.8g)、Pd/C2.18g、テトラヒドロフラン239ml、エタノール80ml及びヒドラジン一水和物21.8mlを混合し、70℃で20時間加熱攪拌し反応させた。ろ過によりPd/Cを除いた後、酢酸エチル500mlを加え、蒸留水250mlで5回抽出・洗浄した。有機層を濃縮し、得られた固体についてヘキサン120ml及び酢酸エチル200mlで再結晶を行い、紫色粉末の目的物(ジアミン(B−2))51.1mmol(14.4g、収率80.2%)を得た。
上記中間体55.3mmol(22.3g)、Pd/C2.23g、テトラヒドロフラン138ml、エタノール138ml及びヒドラジン一水和物22.3mlを混合し、70℃で6時間加熱しながら攪拌し反応させた。ろ過によりPd/Cを除いた後、酢酸エチル350mlを加え、蒸留水200mlで5回抽出・洗浄した。有機層を濃縮し、得られた固体についてヘキサン100ml及び酢酸エチル80mlで再結晶を行い、紫色粉末の目的物(ジアミン(B−13))50.1mmol(17.2g、収率90.6%)を得た。
[重合例1]
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(TCA)22.3g(0.1モル)、ジアミンとして3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル(HCDA)10.4g(0.02モル)、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン(HCODA)4.9g(0.01モル)、p−フェニレンジアミン(PDA)4.3g(0.04モル)及びジアミン(B−1)8.4g(0.03モル)、をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)202gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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101mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP468gを追加し、ピリジン11.8g及び無水酢酸15.3g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換(本操作によって脱水閉環反応に使用したピリジン及び無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。)することにより、イミド化率65%のポリイミド(PI−1)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は50mPa・sであった。
ジアミン(B−1)をジアミン(B−2)11.3g(0.04モル)、PDAの量を3.2g(0.03モル)、NMPの量を209gに変更した以外は、重合例1と同様の方法によりポリアミック酸を合成した。重合例1と同様の方法により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80mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を484gに変更した以外は重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率59%のポリイミド(PI−2)を約20重量%含有する溶液を得た。重合例1と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は44mPa・sであった。
ジアミン(B−1)をジアミン(B−12)9.3g(0.03モル)、NMPの量を206gに変更した以外は、重合例1と同様の方法によりポリアミック酸を合成した。重合例1と同様の方法により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65mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を478g、ピリジンの量を11.9gに変更した以外は、重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率61%のポリイミド(PI−3)を約20重量%含有する溶液を得た。重合例1と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は43mPa・sであった。
ジアミン(B−1)をジアミン(B−13)10.3g(0.03モル)、NMPの量を210gに変更した以外は、重合例1と同様の方法によりポリアミック酸を合成した。重合例1と同様の方法により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62mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を488g、ピリジンの量を11.9gに変更した以外は重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率63%のポリイミド(PI−4)を約20重量%含有する溶液を得た。重合例1と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は40mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物として2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物(BODA)25.0g(0.1モル)、ジアミンとしてHCDA10.5g(0.02モル)、HCODA4.9g(0.01モル)、PDA4.3g(0.04モル)及びジアミン(B−1)8.5g(0.03モル)、をNMP212gに溶解し、60℃で12時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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42mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP494gを追加し、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率64%のポリイミド(PI−5)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は33mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物としてBODA18.7g(0.075モル)、ジアミンとしてHCDA10.5g(0.02モル)、HCODA4.9g(0.01モル)、PDA4.3g(0.04モル)及びジアミン(B−2)8.5g(0.03モル)、をNMP207gに溶解し、60℃で8時間反応を行った。その後、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)4.9g(0.025モル)を加えてさらに60℃で2時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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77mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP481gを追加し、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率66%のポリイミド(PI−6)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は56mPa・sであった。
PDAを3,5−ジアミノ安息香酸(DAB)6.1g(0.04モル)、NMPの量を209gに変更した以外は、重合例1と同様の方法によりポリアミック酸を合成した。重合例1と同様の方法により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51mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を484gに変更した以外は重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率63%のポリイミド(PI−7)を約20重量%含有する溶液を得た。重合例1と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は41mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてHCDA10.5g(0.02モル)、HCODA5.0g(0.01モル)、PDA3.2g(0.03モル)、DAB1.5g(0.01モル)及びジアミン(B−1)8.5g(0.03モル)、をNMP204gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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66mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を475g、ピリジンの量を11.9gに変更した以外は重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率66%のポリイミド(PI−8)を約20重量%含有する溶液を得た。重合例1と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は48mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてHCDA10.4g(0.02モル)、HCODA4.9g(0.01モル)、PDA3.2g(0.03モル)、DAB4.6g(0.03モル)及びジアミン(B−12)3.1g(0.01モル)、をNMP195gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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55mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP452gを追加し、ピリジン13.4g及び無水酢酸17.3g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率72%のポリイミド(PI−9)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は42mPa・sであった。
ジアミン(B−12)をジアミン(B−13)3.4g(0.01モル)、NMPの量を196gに変更した以外は、重合例9と同様の方法によりポリアミック酸を合成した。重合例9と同様の方法により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52mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を455gに変更した以外は重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率75%のポリイミド(PI−10)を約20重量%含有する溶液を得た。重合例9と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は40mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.5g(0.1モル)、ジアミンとしてHCDA5.2g(0.01モル)、HCODA14.9g(0.03モル)、DAB4.6g(0.03モル)及びジアミン(B−1)8.5g(0.03モル)、をNMP223gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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、NMP517gを追加し、ピリジン8.7g及び無水酢酸11.3g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率51%のポリイミド(PI−11)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は44mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.5g(0.1モル)、ジアミンとしてHCDA10.5g(0.02モル)、HCODA5.0g(0.01モル)及びPDA7.6g(0.07モル)、をNMP182gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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89mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP423gを追加し、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.4g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率66%のポリイミド(PI−12)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は51mPa・sであった。
PDAをDAB10.6g(0.07モル)、NMPの量を193gに変更した以外は比較重合例1と同様の方法によりポリアミック酸を合成した。比較重合例1と同様の方法により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49mPa・sであった。
次いで、追加したNMPの量を449g、ピリジンの量を13.4g、無水酢酸の量を17.3gに変更した以外は、比較重合例1と同様の操作を行うことにより、イミド化率71%のポリイミド(PI−13)を約20重量%含有する溶液を得た。比較重合例1と同様の方法によりポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は39mPa・sであった。
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.5g(0.1モル)、ジアミンとしてHCDA10.5g(0.02モル)、HCODA5.0g(0.01モル)、PDA4.3g(0.04モル)及び1,4−ビス(4−アミノフェニル)ピペラジン8.1g(0.03モル)、をNMP202gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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133mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP468gを追加し、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.4g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、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率67%のポリイミド(PI−14)を約20重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は67mPa・sであった。
[実施例1]
合成したポリイミド(PI−1)を含有する溶液に、NMP及びエチレングリコール−モノ−n−ブチルエーテル(BC)を加え、溶媒組成がNMP:BC:=55:45(重量比)、固形分濃度6.5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(S−1)を調製した。
[実施例2〜11、比較例1〜3]
使用するポリイミドをそれぞれ下記表1に記載のとおり変更した以外は、上記実施例1と同様の方法により液晶配向剤(S−2)〜(S−14)をそれぞれ調製した。
上記で調製したそれぞれの液晶配向剤について印刷性を評価した。評価は以下のようにして行った。まず、調製した液晶配向剤につき、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷(株)製、オングストローマーS40L−532)を用いて、アニロックスロールへの液晶配向剤滴下量を往復20滴(約0.2g)とする条件にて、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た。なお、同型の印刷機で通常採用される滴下量は往復30滴(約0.3g)であり、ここでは通常時よりも厳しい印刷条件とした。
液晶配向膜塗布後の基板を80℃のホットプレート上で1分間加熱(プレベーク)した後、200℃のホットプレート上で10分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚800Åの塗膜を形成した。この塗膜を光学顕微鏡にて50倍で観察して印刷ムラの程度を調べた。評価は、塗膜面に筋状のムラ及び表面凹凸(ユズ肌)が確認されなかった場合を「極めて良好」、塗膜面に筋状のムラ又はユズ肌がわずかながら視認された場合を「良好」、塗膜面に筋状のムラ及びユズ肌の少なくとも一方が明確に確認された場合を「不良」として行った。
[製造例1]
厚さ1mmのITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に、調製した液晶配向剤(S−1)をスピンナーにより塗布し、ホットプレートにて80℃で1分間プレベークを行った。次いで、210℃にて30分間ポストベークすることにより、膜厚約80nmの液晶配向膜を形成した。この操作を繰り返し、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)得た。次に、得られた一対の基板の液晶配向膜を有するどちらかの外縁に、直径5.5μmの酸化アルミニウム玉入りエポキシ樹脂接着剤を塗布した。その後、液晶配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より、一対の基板間に、ネマチック液晶(メルク製、MLC−6608)を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止することにより液晶セルを製造した。
[製造例2〜14]
使用する液晶配向剤を(S−2)〜(S−14)に変更した以外は、上記製造例1と同様の方法により液晶セルをそれぞれ製造した。
上記製造した各液晶セルについて、70℃において3Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、1670ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率を東陽テクニカ製VHR−1により測定した。この値を初期電圧保持率VHR1[%]とした。次いで、VHR1の測定後の液晶セルに対し、カーボンアークを光源とするウェザーメータを用いて500時間の光照射を行った。光照射後の液晶セルにつき、上記と同様の方法により電圧保持率を測定した。この値を光照射後電圧保持率VHR2[%]とした。光照射の前後における電圧保持率の低下量ΔVHR[%]を下記式(2)から求め、ΔVHRにより耐光性を評価した。その結果を下記表1に示す。なお、評価は、ΔVHRが2.5%以下の場合に耐光性「優良」、2.5%よりも大きく5.0%未満の場合に耐光性「良好」、5.0%以上の場合を耐光性「不良」として行った。
ΔVHR[%]=VHR1−VHR2 …(2)
また、液晶表示素子の電圧保持率について、実施例のものでは、いずれも初期電圧保持率が96.9%以上と高かった。また、500時間の光照射後でも高い電圧保持率を維持しており、耐光性に優れていることが分かった。
これに対し、比較例のものでは、印刷性及び耐光性の少なくともいずれかが不良であった。なお、印刷性については、重合体成分としてピペラジン環含有のポリイミドを含む液晶配向剤(比較例3)よりも、ホモピペラジン環含有のポリイミドを含む液晶配向剤(実施例1〜10)の方が良好であったが、これは、環の対照性が崩れることにより溶解性が上がり、その結果、印刷性が改善されたものと推察される。
Claims (11)
- 前記a及びbが、a+b≧3を満たす0以上の整数である請求項1に記載の液晶配向剤。
- 前記X1及びX2が単結合である請求項4に記載の液晶配向剤。
- 前記ジアミンが、カルボキシル基を有するジアミンを更に含む請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記テトラカルボン酸二無水物は、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物及び2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
- 請求項8に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012209671A JP5962381B2 (ja) | 2011-12-27 | 2012-09-24 | 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及び重合体 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011286176 | 2011-12-27 | ||
JP2011286176 | 2011-12-27 | ||
JP2012209671A JP5962381B2 (ja) | 2011-12-27 | 2012-09-24 | 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及び重合体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013152422A true JP2013152422A (ja) | 2013-08-08 |
JP5962381B2 JP5962381B2 (ja) | 2016-08-03 |
Family
ID=48675505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012209671A Active JP5962381B2 (ja) | 2011-12-27 | 2012-09-24 | 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及び重合体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5962381B2 (ja) |
KR (1) | KR101906283B1 (ja) |
CN (1) | CN103184054B (ja) |
TW (1) | TWI544007B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016108417A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI550025B (zh) * | 2014-10-02 | 2016-09-21 | 奇美實業股份有限公司 | 液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件 |
TWI614310B (zh) * | 2015-06-18 | 2018-02-11 | 奇美實業股份有限公司 | 液晶配向劑及其應用 |
CN114507149A (zh) * | 2020-11-16 | 2022-05-17 | 奇美实业股份有限公司 | 二胺化合物、聚合物、配向剂、配向膜以及液晶显示元件 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001513766A (ja) * | 1997-02-26 | 2001-09-04 | ヘンケル・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチエン | 新規1,4−ジアザシクロヘプタン誘導体および酸化染毛料におけるその使用 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004115813A (ja) * | 1996-03-14 | 2004-04-15 | Toshiba Corp | ポリイミド前駆体組成物、ポリイミド膜の形成方法、電子部品および液晶素子 |
US6869715B2 (en) * | 2002-11-23 | 2005-03-22 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht, Gmbh | Ion conductive membrane for electrochemical application |
JP2004315815A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-11-11 | Nippon Kayaku Co Ltd | ポリアミド酸及び可溶性ポリイミド |
DE10359831A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Henkel Kgaa | Mittel zum Färben von keratinhaltigen Fasern |
KR100834801B1 (ko) * | 2004-06-18 | 2008-06-05 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 수직 액정 배향제 및 수직 액정 표시 소자 |
CN101040028B (zh) * | 2004-10-13 | 2012-03-28 | 罗利克有限公司 | 光可交联材料 |
JP4925619B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2012-05-09 | 株式会社巴川製紙所 | ポリイミド樹脂およびそれを用いた導体付きフィルム |
DE102005055268A1 (de) * | 2005-11-17 | 2007-05-24 | Henkel Kgaa | Neue Farbstoffvorproduktkombinationen |
KR101426102B1 (ko) * | 2006-07-28 | 2014-08-05 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 액정 배향 처리제 및 그것을 사용한 액정 표시 소자 |
JP4985609B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2012-07-25 | Jnc株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
JP5177150B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2013-04-03 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
JP5041169B2 (ja) * | 2008-09-11 | 2012-10-03 | Jsr株式会社 | 液晶配向剤および液晶表示素子 |
-
2012
- 2012-09-24 JP JP2012209671A patent/JP5962381B2/ja active Active
- 2012-12-03 KR KR1020120138779A patent/KR101906283B1/ko active IP Right Grant
- 2012-12-03 CN CN201210511192.3A patent/CN103184054B/zh active Active
- 2012-12-20 TW TW101148784A patent/TWI544007B/zh active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001513766A (ja) * | 1997-02-26 | 2001-09-04 | ヘンケル・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチエン | 新規1,4−ジアザシクロヘプタン誘導体および酸化染毛料におけるその使用 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016108417A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI544007B (zh) | 2016-08-01 |
CN103184054B (zh) | 2015-09-30 |
TW201326259A (zh) | 2013-07-01 |
JP5962381B2 (ja) | 2016-08-03 |
KR20130075654A (ko) | 2013-07-05 |
KR101906283B1 (ko) | 2018-10-10 |
CN103184054A (zh) | 2013-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5655583B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP5516863B2 (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
JP5874590B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子、重合体及び化合物 | |
JP5849391B2 (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
JP5783023B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP6179076B2 (ja) | 液晶配向剤 | |
JP6315182B2 (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
JP5569441B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP2015210364A (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP5541454B2 (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
JP5071662B2 (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
TW201302861A (zh) | 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件 | |
JP2011257527A (ja) | 液晶配向剤 | |
JP5949070B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP5962381B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及び重合体 | |
JP2013174682A (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP5691996B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP5655507B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP2014178666A (ja) | 液晶表示素子及びその製造方法 | |
KR101746043B1 (ko) | 액정 배향제, 액체 배향막 및 액정 표시 소자 | |
JP2014092775A (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP5929565B2 (ja) | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
JP2012173453A (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
JP2011018022A (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 | |
JP5832847B2 (ja) | 液晶配向剤および液晶表示素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160107 |
|
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: 20160531 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5962381 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |