JP3671167B2 - 液晶配向膜用光配向材 - Google Patents

液晶配向膜用光配向材 Download PDF

Info

Publication number
JP3671167B2
JP3671167B2 JP2002166099A JP2002166099A JP3671167B2 JP 3671167 B2 JP3671167 B2 JP 3671167B2 JP 2002166099 A JP2002166099 A JP 2002166099A JP 2002166099 A JP2002166099 A JP 2002166099A JP 3671167 B2 JP3671167 B2 JP 3671167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
chemical formula
liquid crystal
photo
following chemical
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002166099A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003057659A (ja
Inventor
桓 載 崔
鍾 ▲らい▼ 金
恩 慶 李
周 永 金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JP2003057659A publication Critical patent/JP2003057659A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3671167B2 publication Critical patent/JP3671167B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F122/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof
    • C08F122/36Amides or imides
    • C08F122/40Imides, e.g. cyclic imides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56Aligning agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/30Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D207/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/36Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/402,5-Pyrrolidine-diones

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶配向膜用光配向材に関し、より詳しくはラビング配向材と同等以上の表示品質特性を持ちながらもプレチルト角の調節が自由な新しい液晶配向膜用光配向材に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は、外部の電圧印加有無によって電界の影響を受けた液晶の配列が変化し、その配列の変化に応じて、液晶表示素子に流入する外部の光が遮断及び透過される性質を用いて駆動される。このような液晶表示素子は、液晶分子の配列特性によって光透過性や応答速度、視野角、コントラスト比(contrast ratio)などといった表示素子としての機能が決定される。従って、液晶分子の配列を均一に制御する技術が非常に重要である。
【0003】
配向膜とは、このような液晶分子の均一な配列、即ち配向のためにITO(Indium Tin Oxide)のような透明導電膜と液晶との間に成膜される高分子物質をいい、これをラビング(rubbing)などの機械的な方法またはその他の方法で液晶を制御するための手段として適用される物質である。
【0004】
液晶表示素子において現在まで液晶を均一に配列、即ち配向させる方法は、ポリイミドなどの高分子を透明導電ガラス上に塗布して高分子配向膜を成層し、ナイロンまたはレイヨンなどのラビング布を巻いた回転ローラーを高速回転させながら配向膜を擦って配向させる方法であるが、これをラビング工程(rubbing process)と称する。ラビング工程によって、液晶分子は配向膜の表面に一定のプレチルト角(pretilt angle)をもって配向される。
【0005】
ラビング工程による液晶配向方法は、未だ液晶を容易かつ安定的に配向できるほぼ唯一の方法なので、現在液晶表示素子を実現する大部分の会社で製品量産のためのプロセスに共通的に用いられる普遍化された方法である。しかし、ラビング工程は、ラビング時に液晶配向膜の表面に機械的なスクラッチを生じさせるか或いは高い静電気を発生させるために、薄膜トランジスタを破壊し、ラビング布の微細なファイバなどによって不良を起こす要因となっており、生産収率の向上を害している。このようなラビングの問題点を克服して生産的な面において革新を成し遂げようと新しく創案された液晶配向方式がUV、即ち光による液晶配向(以下、光配向)である。
【0006】
また、最近、液晶ディスプレイの大型化に伴って、ノートブックなどの個人用から壁掛けTV用などの家庭用へ用途が段々拡張されるにつれて、液晶ディスプレイに対しては高画質、高品位化および光視野角が要求されている。最近、光配向は液晶ディスプレイの品質を達成するための方法としても脚光を浴び始めた。
【0007】
ところが、M.Schadt等(Jpn. J. Appl. Phys.,Vol. 31, 1992, 2155)、 Dae S. Kang等(米国特許第5,464,669号)、Yuriy Reznikov(Jpn.J. Appl. Phys., Vol. 34, 1995, L1000)等によって発表された光配向は、その概念の優秀性にも拘わらず、これを裏付けるべき新しい物質開発に困り、未だ商業化に差しかかっていない。この最も主な理由は、既存の液晶ディスプレイ製作工程に無理なく適用されるほど工程性を満足させていないか、或いはディスプレイの表示品質が既存のラビング用ポリイミド(polyimide)に比較されるべき水準まで到達していないことにある。
【0008】
一方、液晶表示素子の表示特性は、段々向上し、現在では最も優れた品質を有するディスプレイとして認識されており、これをさらに発展させるための一環として色再現性を向上させようとする努力がいろいろの分野で行われている。これは配向膜の機能としても色再現性の向上に役に立つが、このために適切なプレチルト角を有することが主な目標の1つになっている。液晶のプレチルト角は過去1〜3°水準から現在3〜5°の水準に高くなり、より自然な色の具現のためにプレチルト角を7°以上に高めようとする試みが活発に行われている。しかし、現在一般に使用されるラビング用配向材は3°〜5°の間のプレチルト角を有すると知られていたが、特別な目的でプレチルト角をさらに低めるか或いは高めると、相対的に配向力が減少し、反対の場合には表面のスクラッチによる不良が発生する虞がある。プレチルト角を高めたとしても、画面全般にわたって安定的な値を持ち難いため、部分的な不均一性が現われたりもする。それだけでなく、光配向による液晶配向方式においても他の表示品質などの低下なくプレチルト角を高めることは非常に難しいものと認識されており、これに対する条件を満足させる物質の開発が微々たる実状である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の技術の問題点を解決するためのもので、その目的はラビング用配向材と同等以上の表示品質特性を示しながらもプレチルト角を1°〜10°程度まで自由に調節可能な新しい液晶配向膜用光配向材を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、下記化学式1で表わされる繰返し単位及び下記化学式8で表わされる繰返し単位からなる群より選択された1種以上の繰返し単位で構成される液晶配向膜用光配向材であって、前記光配向材を構成する繰返し単位のうち20%以上は下記化学式5で表わされる感光性作用基からなる群より選択された作用基を少なくとも1つ以上含む繰返し単位である液晶配向膜用光配向材を提供する。
【0011】
【化16】
Figure 0003671167
【0012】
(式中、Xはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、Rは下記化学式3で表わされる。)
【0013】
【化17】
Figure 0003671167
【0014】
(式中、R1は下記化学式4で表わされる作用基からなる群より選択され、R2は下記化学式5及び6で表わされる作用基からなる群より選択され、R3は下記化学式7で表わされる作用基からなる群より選択され、kは0〜3の整数、1は0〜5の整数であり、前記R1、R2が複数個の場合、それぞれのR1、R2は互いに異なることもある。)
【0015】
【化18】
Figure 0003671167
【0016】
【化19】
Figure 0003671167
【0017】
【化20】
Figure 0003671167
【0018】
【化21】
Figure 0003671167
【0019】
(式中、Zはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜13のアルキル基またはアルコキシ基、pが0〜12の整数を表す−(OCH2pCH3、フッ素原子、または塩素原子であり、mは0〜18の整数である。)
【0020】
【化22】
Figure 0003671167
【0021】
(式中、Tはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、hは0〜12の整数である。)
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【0023】
本発明は、プレチルト角の自由な調節が可能な光配向材の開発のために、主鎖に化学式8のような構造の脂肪族、特に脂環族単量体やフッ素系単量体など表面エネルギーの少ない物質を単量体として導入したマレイミド系列の多元共重体に関するもので、特にこのような脂肪族またはフッ素系単量体には光反応基を導入しないことを特徴とする。側鎖の末端または他の部分にもこのような表面エネルギーを低めることのできる置換体が可能であるが、液晶の適切かつ自由な調節のためには主鎖にこれを含めさせる形態がより効果的だからである。
【0024】
具体的に、本発明の高分子は、下記化学式1で表わされるマレイミド繰返し単位及び下記化学式8で表わされる繰返し単位からなる群より選択された1種以上の繰返し単位で構成されるか、或いは下記化学式1で表わされるマレイミド繰返し単位、下記化学式2で表わされる繰返し単位からなる群より選択された1種以上の繰返し単位、及び下記化学式8で表わされる繰返し単位からなる群より選択された1種以上の繰返し単位で構成されるマレイミド系列の多元共重合体である。
【0025】
【化23】
Figure 0003671167
【0026】
(式中、Xはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、Rは下記化学式3で表わされる。)
【0027】
【化24】
Figure 0003671167
【0028】
(式中、R1は下記化学式4で表わされる作用基からなる群より選択され、R2は下記化学式5及び6で表わされる作用基からなる群より選択され、R3は下記化学式7で表わされる作用基からなる群より選択され、kは0〜3の整数、1は0〜5の整数であり、前記R1、R2が複数個の場合、それぞれのR1、R2は互いに異なることもある。)
【0029】
【化25】
Figure 0003671167
【0030】
【化26】
Figure 0003671167
【0031】
【化27】
Figure 0003671167
【0032】
【化28】
Figure 0003671167
【0033】
(式中、Zはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜13のアルキル基またはアルコキシ基、pが0〜12の整数を表す−(OCH2pCH3、フッ素原子、または塩素原子であり、mは0〜18の整数である。)
【0034】
【化29】
Figure 0003671167
【0035】
(式中、Tはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、hは0〜12の整数である。)
前記化学式8に表わされたものは側鎖構造R基を含まない繰返し単位であり、これは化学式1に表わされたマレイミド単量体と共に二元または三元共重体を成すか、或いは化学式1と化学式2の単量体が共に含まれた形態の多元共重合体を成す。このように脂肪族或いはフッ素系単量体を主鎖構造に導入することにより、光配向材としての電気的物性及び液晶表示素子における特性を向上させる。
【0036】
本発明の共重合体を構成する繰返し単位は、一般にUV光による効果的な光配向を成すためには、R2構造として、化学式5に表示された光反応基を少なくとも1つ以上含む繰返し単位が全体の20%以上、より好ましくは全体の30%以上となるように調節することが好ましい。
【0037】
このような構造の光配向用ポリマーを溶媒に溶解させ、既存のラビング用ポリイミドに代えて配向膜として使用し、TFT基板とカラーフィルタ基板にプリンティング方式で塗布し、光配向フィルムを成膜した。その後、3kW水銀ランプなどを使用して、偏光した紫外線で液晶配向のための露光工程を行わせることができる。この際、光エネルギーとしては、通常200〜2000J/cm2のものを使用し、一般にエネルギー強度が50J/cm2程度以上であれば、液晶を配向させることができる。この際、液晶の配向に一定の方向性を与えるために、プレチルト角(pretilt angle)を液晶に与えなければならないが、これを実現するためにUVの照射面に一定の角度で配向膜表面を傾かせて照射する傾斜照射を原則とする。これは既存のラビング工程において液晶を配向する方法によって、ラビングの強さや回数などを調節してプレチルト角を調節するのと同じ原理である。
【0038】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明する。下記実施例は本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明を制限するものではない。
【0039】
1)光配向材の合成
(実施例1)
【0040】
【化30】
Figure 0003671167
【0041】
無水マレイン酸(maleic anhydride)10g(0.10モル)とアミノフェノール(aminophenol)10.1g(0.09モル)をトルエン100mlに加え、常温で2時間攪拌してアミン酸の形で反応させた。その後、これを無水酢酸(acetic anhydride)100mlに入れて酢酸ナトリウム(sodium acetate:CH3COONa)0.41g(0.005モル)を使用して95℃で4時間脱水化反応させ、4−アセトキシフェニルマレイミド(4−Acetoxyphenylmaleimide)を50%の収率で製造した。
【0042】
【化31】
Figure 0003671167
【0043】
前記で合成された4−アセトキシフェニルマレイミド10g(0.043モル)とアセトキシスチレン(Acetoxystyrene)4.2g(0.025モル)、ビニールシクロヘキサン(Vinylcyclohexane)1.8g(0.017モル)及び重合開始剤としてのAIBN(2,2’−Azobisisobutyronitrile)0.35gをアセトン溶媒に入れて65℃で4時間ラジカル重合させ、下記の如く三元共重合体を合成した。
【0044】
【化32】
Figure 0003671167
【0045】
前記三元共重合体を、メタノール/アセトンの混合溶媒1L下でp−トルエンスルホン酸(p−toluenesulfonic acid:p−TsOH)5gを用いて80℃で5時間脱保護化させ、下記のような高分子主鎖構造を有する重合体を85%の収率で合成した。
【0046】
【化33】
Figure 0003671167
【0047】
このように合成された高分子1g(0.003モル)とトリエチルアミン(triethylamine)1.2g(0.01モル)を1−メチル−2−ピロリジノン(1−methyl−2−pyrrolidinone)20mlに加えた後、光反応性側鎖の4−メトキシシンナモイルクロライド(4−Methoxycinnamoyl chloride)1.4g(0.007モル)を添加して常温で1時間攪拌し、本実施例の光配向剤を70%の収率で合成した。
【0048】
【化34】
Figure 0003671167
【0049】
(実施例2)
【0050】
【化35】
Figure 0003671167
【0051】
前記ポリマーの主鎖構造の合成は、実施例1における合成過程に準じた。即ち、実施例1と同一の方法で合成された4−アセトキシフェニルマレイミド10g(0.043モル)とアセトキシスチレン4.2g(0.025モル)、3,3,3−トリフルオロプロペン(3,3,3−Trifluoropropene)1.6g(0.017モル)及び重合開始剤としてのAIBN0.35gをアセトン溶媒に入れて65℃で4時間ラジカル重合させることにより、下記式の如く三元共重合体を合成した。その後、実施例1と同一の方法で脱保護化させ、下記のような高分子主鎖構造の重合体を85%の収率で合成した。
【0052】
【化36】
Figure 0003671167
【0053】
合成された高分子1g(0.003モル)にトリエチルアミン1.2g(0.01モル)と1−メチル−2−ピロリジノン20mlを加えた後、光反応性側鎖の4−メトキシシンナモイルクロライド1.4g(0.007モル)を添加して常温で1時間攪拌し、本実施例の光配向材を70%の収率で合成した。
【0054】
【化37】
Figure 0003671167
【0055】
(実施例3)
【0056】
【化38】
Figure 0003671167
【0057】
前記ポリマーの主鎖構造の合成は、実施例1における合成過程に準じた。即ち、実施例1と同一の方法で合成された4−アセトキシフェニルマレイミド10g(0.043モル)とトリフルオロエチルアクリレート(Trifluoroethylacrylate)3.2g(0.018モル)及び重合開始剤としてのAIBN0.35gをアセトン溶媒下に65℃で4時間共重合し、下記のような二元重合体を合成した。
【0058】
【化39】
Figure 0003671167
【0059】
前記二元重合体を実施例1と同一の方法で脱保護化させ、下記のような高分子主鎖構造を70%の収率で合成した。
【0060】
【化40】
Figure 0003671167
【0061】
このように合成された高分子2g(0.006モル)にトリエチルアミン2g(0.02モル)と1−メチル−2−ピロリジノン20mlを加えた後、光反応性側鎖の4−メトキシシンナモイルクロライド2.8g(0.014モル)を添加して常温で1時間攪拌し、本実施例の光配向材を60%の収率で合成した。
【0062】
【化41】
Figure 0003671167
【0063】
(実施例4)
【0064】
【化42】
Figure 0003671167
【0065】
前記ポリマーの主鎖構造の合成は、実施例1における合成過程に準じた。即ち、実施例1と同一の方法で合成された4−アセトキシフェニルマレイミド10g(0.043モル)と4−ビニールシクロヘキセンエポキシド(4−vinyl−1−cyclohexene 1,2−epoxide)2.24g(0.018モル)を、重合開始剤としてAIBN0.35gを用いてアセトン溶媒下に65℃で4時間共重合して合成した。前記で合成された重合体を実施例1と同一の方法で脱保護化させ、下記のような高分子主鎖構造を有する重合体を50%の収率で合成した。
【0066】
【化43】
Figure 0003671167
【0067】
一方、側鎖反応基の場合は次のように合成した。まず、4−カルボキシベンズアルデヒド(4−carboxybenzaldehyde)1g(0.006モル)をチオニルクロライド(Thionyl chloride:SOCl2)0.79g(0.006モル)とジクロロメタン(dichloromethane)で40分間反応させた。その後、ピリデン50ml下でエチルマロネート0.79g(0.006モル)と常温で3時間反応させ、さらにアシル−クロライド(acyl−chloride)反応を経て中間体のエチルトランスクロロカルボニルシンナメート(Ethyl−trans−chlorocarbonyl cinnamate)を50%の収率で合成した。このように合成された物質を、4−ヒドロキシ安息香酸(hydroxybenzoic acid)0.98g(0.006モル)と水溶性NaOH/DMSO(Dimethly sulfoxide)の混合溶液を用い、常温で2時間反応させて下記のような側鎖光反応基を60%の収率で合成した。
【0068】
【化44】
Figure 0003671167
【0069】
合成された側鎖光反応基4.1g(0.01モル)をアシル−クロライド(acyl−chloride)反応させた後、トリエチルアミン2.1g(0.02モル)と前記で合成した重合体1g(0.005モル)と共に1−メチル−2−ピロリジノン20mlに加えた後、常温で1時間攪拌させることにより、本発明の光配向材を60%の収率で製造した。
【0070】
【化45】
Figure 0003671167
【0071】
(実施例5)
【0072】
【化46】
Figure 0003671167
【0073】
前記ポリマーの主鎖構造の合成は、実施例1における合成過程に準じた。即ち、実施例1と同一の方法で合成された4−アセトキシフェニルマレイミド10g(0.043モル)とアセトキシスチレン4.2g(0.025モル)、5−ビニール−2−ノルボルネン(5−vinyl−2−norbornene)2.04g(0.017モル)、及び重合開始剤としてのAIBN0.35gをアセトン溶媒に入れて65℃で4時間ラジカル重合させ、下記式の如く三元共重合体を合成した。その後、実施例1でと同一の方法で脱保護化させ、下記の如き高分子を85%の収率で合成した。
【0074】
【化47】
Figure 0003671167
【0075】
次に、実施例4と同一の方法で合成された側鎖光反応基1.7g(0.005モル)をアシル−クロライド反応させ、トリエチルアミン0.73g(0.07モル)と前記で合成された高分子1g(0.002モル)と共に1−メチル−2−ピロリジノン20mlに加えた後、常温で1時間攪拌し、本実施例の光配向材を60%の収率で製造した。
【0076】
【化48】
Figure 0003671167
【0077】
(実施例6)
【0078】
【化49】
Figure 0003671167
【0079】
まず、無水マレイン酸(maleic anhydride)10g(0.10モル)とアミノエチルフェノール13.7g(0.1モル)をトルエン100mlに加え、常温で1時間攪拌してアミン酸の形で反応させた。その後、これを酢酸ナトリウム0.41g(0.005モル)を用いて85℃で脱水化反応させ、4−アセトキシフェニルエチルマレイミド(4−Acetoxyphenylethylmaleimide)を80%の収率で製造した。
【0080】
【化50】
Figure 0003671167
【0081】
前記で合成された4−アセトキシフェニルマレイミド10gと下記の如く4−アセトキシスチレン(4−Acetoxystyrene)、n−ブチルアクリレート、トリフルオロオキシメチルアクリレート(Trifluorooxymethylacrylate)を1:0.6:0.2:0.2の当量比でアセトンに入れた後、重合開始剤としてAIBN0.35gを加えて65℃で重合した。その後、アセトキシ基を、メタノール/アセトンの混合溶媒下にp−トルエンスルホン酸0.01当量を用いて80℃で5時間脱保護化(deprotection)させ、下記の如き高分子を70%の収率で合成した。
【0082】
【化51】
Figure 0003671167
【0083】
合成された高分子2g(0.007モル)とトリメチルアミン2.5g(0.025モル)を1−メチル−2−ピロリジノン20mlに加えた後、4−ヘキシルシンナモイルクロライド(4−Hexylcinnamoyl Chloride)4.7g(0.013モル)を添加して常温で1時間攪拌し、本実施例の光配向材を合成した。
【0084】
【化52】
Figure 0003671167
【0085】
2)液晶表示素子の製作及び特性評価
前記で得られた光配向材を1−メチル−2−ピロリジノンと2−ブトキシエタノール(2−butoxyethanol)の混合溶媒に溶解させ、TFT基板とカラーフィルタ基板にプリンティング方式で塗布して光配向膜を成膜した。その後、3kW水銀ランプを用いた偏光紫外線で液晶配向のための露光工程を行った。このような露光工程を除いた他の全ての工程は、一般的な液晶ディスプレイ(LCD)製作工程をそのまま遵守し、15”液晶ディスプレイを製作した。このように製作された液晶表示素子を用いてディスプレイとしての基本的な電気光学的特性であるコントラスト比、応答速度、視野角、輝度などを評価し、これを表4にまとめた。さらに同一の方式で小型の1”の単位セルを製造して配向膜の電気的特性、即ち電圧維持率及び残留DCなどを測定した(表1、2)。プレチルト角がやはり1”サイズの単位セルを製作するが、配向方向が互いに逆となるように組み立てて、セル間隔(cell gap)55μm程度のアンチパラレルセル(antiparallel cell)を製作して結晶回転法によって測定し、表3にその結果をまとめた。前記液晶素子の製造時、液晶はTNモードのTFT−LCDに用いられるメルク(Merck)社の液晶を使用した。
【0086】
(比較例1)
ラビング用配向材として広く用いられているポリイミド(SE 7992、日産化学)を使用して前記と同一の方法で液晶ディスプレイ及びセルを製作し、その物性を測定した。
【0087】
(比較例2)
下記のような構造の光方向材を用いて前記と同一の方法で液晶ディスプレイ及びセルを製作し、その物性を測定した。
【0088】
【化53】
Figure 0003671167
【0089】
【表1】
Figure 0003671167
【0090】
※測定時の条件:電圧1V、パルス維持時間:64μs、周波数:60Hz
【0091】
【表2】
Figure 0003671167
【0092】
※測定方法:単位セルに(−20V)〜(+20V)の電圧を加え、電気容量を繰返し測定した後、同一の電圧において電気容量の差異(ΔC)が最大の点を比較することにより、相対的に残留DCを推定。
【0093】
【表3】
Figure 0003671167
【0094】
※測定方法
・結晶回転法(Crystal Rotation)によってプレチルト角測定
・ラビングの深さは最適化された条件を基準として回転ローラーの基板に対する高さの増減でその強度を調節したもので、(+1)mmは相対的にさらに強くラビングされた場合を意味する。
【0095】
・照射角度は基板のノーマルベクトル(normal vector)に対する照射光の入射角と定義する。
【0096】
・照射エネルギーは240〜350nm波長帯に該当する照射光の照度を測定して照射時間を異にして決定された値である。
【0097】
【表4】
Figure 0003671167
【0098】
※コントラスト比及び輝度は画面の中心と周辺の9箇所でそれぞれ測定して平均を出した値である。
【0099】
表1は電圧維持率を示すもので、ラビング用ポリイミドに比べて優れた品質特性を示している。特に、60℃での電圧維持率が既存のラビング用ポリイミドより多く改善されたことが分る。
【0100】
表2の残留DC値に対する分析結果もラビング用配向材より優れた特性を示した。残留DC値はディスプレイの表示品質の安定性の面において非常に重要なものであって、特に動画像の自然な具現に対する核心因子である残像の原因要素として認識されている。電圧維持率も残留DCと共に液晶表示素子の残像特性を類推する重要因子として認識されているだけでなく、製品の信頼性の面においても重要な因子である。
【0101】
表3はプレチルト角に対する分析結果で、感光性置換基の種類と露光工程時の条件の変化によってプレチルト角を自由に調節できることが分る。プレチルト角は、前記電気光学特性だけでなく大面積ディスプレイにおける画面全般にわたった均一な画質と自然な色相演出に必須的な要素の一つである。現在、一般的に用いられるラビング用配向材は3°〜5°のプレチルト角を有するものと知られているが、特別な目的でプレチルト角をさらに低めるか或いは高めると、相対的に配向力が減少し、逆の場合には表面のスクラッチによる不良が生ずる虞がある。プレチルト角を高めたとしても、画面全般にわたって安定的な値を持ち難いため、部分的な不均一性が現われたりもする。本発明に係る光配向材は、感光基の調節と露光時のエネルギー及び照射角度などの簡単な工程条件変化でプレチルト角を1〜10°まで自由に調節できることを確認した。
【0102】
表4は液晶ディスプレイにおける電気光学特性分析結果で、ラビング用配向材と同等またはそれ以上の特性値を示している。
【0103】
【発明の効果】
本発明によってプレチルト角の調節が自由でありながらも現在用いられるラビング用配向材と同等水準またはそれ以上の電気的特性値を示す光配向用ポリマーを提供することができる。

Claims (5)

  1. 下記化学式1で表わされる繰返し単位及び下記化学式8で表わされる繰返し単位を含む液晶配向膜用光配向材であって、前記光配向材を構成する繰返し単位のうち20%以上は下記化学式5で表わされる感光性作用基からなる群より選択された作用基を少なくとも1つ以上含む繰返し単位であることを特徴とする液晶配向膜用光配向材。
    Figure 0003671167
    (式中、Xはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、Rは下記化学式3で表わされる。)
    Figure 0003671167
    (式中、Rは下記化学式4で表わされる作用基からなる群より選択され、Rは下記化学式5及び6で表わされる作用基からなる群より選択され、Rは下記化学式7で表わされる作用基からなる群より選択され、kは0〜3の整数、1は〜5の整数であり、前記R、Rが複数個の場合、それぞれのR、Rは互いに異なることもある。)
    Figure 0003671167
    (式中、qは0〜10の整数である。)
    Figure 0003671167
    Figure 0003671167
    Figure 0003671167
    (式中、Zはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜13のアルキル基またはアルコキシ基、pが0〜12の整数を表す−(OCHCH、フッ素原子、または塩素原子であり、mは0〜18の整数である。)
    Figure 0003671167
    (式中、Tはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、hは0〜12の整数である。)
  2. 下記化学式1で表わされる繰返し単位、下記化学式2で表わされる繰返し単位からなる群より選択された1種以上の繰返し単位、及び下記化学式8で表わされる繰返し単位を含む液晶配向膜用光配向材であって、前記光配向材を構成する繰返し単位のうち20%以上は下記化学式5で表わされる感光性作用基からなる群より選択された作用基を少なくとも1つ以上含む繰返し単位であることを特徴とする液晶配向膜用光配向材。
    Figure 0003671167
    Figure 0003671167
    (式中、Xはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、Yは酸素原子または炭素数2〜14のアルキレン基であり、Rは下記化学式3で表わされる。)
    Figure 0003671167
    (式中、Rは下記化学式4で表わされる作用基からなる群より選択され、Rは下記化学式5及び6で表わされる作用基からなる群より選択され、Rは下記化学式7で表わされる作用基からなる群より選択され、kは0〜3の整数、1は〜5の整数であり、前記R、Rが複数個の場合、それぞれのR、Rは互いに異なることもある。)
    Figure 0003671167
    (式中、qは0〜10の整数である。)
    Figure 0003671167
    Figure 0003671167
    Figure 0003671167
    (式中、Zはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜13のアルキル基またはアルコキシ基、pが0〜12の整数を表す−(OCHCH、フッ素原子、または塩素原子であり、mは0〜18の整数である。)
    Figure 0003671167
    (式中、Tはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜14の直鎖状または分枝状アルキル基、フッ素原子、または塩素原子であり、hは0〜12の整数である。)
  3. 前記光配向材が前記化学式2で表わされる繰返し単位のうちスチレン系列の繰返し単位を含む共重合体であることを特徴とする請求項2記載の液晶配向膜用光配向材。
  4. 前記光配向材が光反応基として前記化学式4で表わされた作用基のうちシンナメートを含むことを特徴とする請求項1記載の液晶配向膜用光配向材。
  5. 前記光配向材が光反応基として前記化学式4で表わされた作用基のうちシンナメートを含むことを特徴とする請求項2記載の液晶配向膜用光配向材。
JP2002166099A 2001-07-31 2002-06-06 液晶配向膜用光配向材 Expired - Fee Related JP3671167B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0046314A KR100465446B1 (ko) 2001-07-31 2001-07-31 액정배향막용 광배향재
KR2001-046314 2001-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003057659A JP2003057659A (ja) 2003-02-26
JP3671167B2 true JP3671167B2 (ja) 2005-07-13

Family

ID=19712757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002166099A Expired - Fee Related JP3671167B2 (ja) 2001-07-31 2002-06-06 液晶配向膜用光配向材

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6569972B1 (ja)
EP (1) EP1281746A3 (ja)
JP (1) JP3671167B2 (ja)
KR (1) KR100465446B1 (ja)
CN (1) CN1407061A (ja)
TW (1) TWI290939B (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100465445B1 (ko) * 2001-07-31 2005-01-13 삼성전자주식회사 액정배향막용 광배향재
JP4637904B2 (ja) * 2005-01-20 2011-02-23 エルジー・ケム・リミテッド 光反応性重合体を用いた液晶配向膜及びこれを含む液晶表示素子
CN101361012B (zh) * 2006-02-27 2010-12-29 Lg化学株式会社 用于半透射型lcd的超薄消色差四分之一波长层压膜及其制备方法
CN102804044B (zh) * 2009-06-29 2015-08-12 夏普株式会社 液晶显示装置及其制造方法
KR101831006B1 (ko) * 2010-06-30 2018-02-21 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 액정 표시 소자의 제조 방법
JP2013174860A (ja) * 2012-01-24 2013-09-05 Jsr Corp 光配向用液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法、液晶配向膜及び液晶表示素子
KR102393118B1 (ko) 2015-01-16 2022-05-02 삼성디스플레이 주식회사 액정표시패널, 이의 제조방법 및 액정 조성물
KR102373932B1 (ko) * 2015-07-28 2022-03-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
TWI746666B (zh) * 2016-10-20 2021-11-21 日商Jsr股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶元件
TWI739929B (zh) * 2016-10-20 2021-09-21 日商Jsr股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶元件及聚合體
WO2019202853A1 (ja) * 2018-04-19 2019-10-24 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶素子、重合体及び化合物
WO2019202884A1 (ja) * 2018-04-19 2019-10-24 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶素子、重合体及び化合物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970000356B1 (ko) 1993-09-18 1997-01-08 엘지전자 주식회사 액정표시소자(lcd)용 광 폴리머 배향막 형성방법
US5578697A (en) * 1994-03-29 1996-11-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Polyimide precursor, bismaleimide-based cured resin precursor and electronic parts having insulating members made from these precursors
JPH08328005A (ja) * 1995-05-26 1996-12-13 Hitachi Chem Co Ltd 液晶配向膜、液晶配向膜の処理方法、液晶挟持基板、液晶表示素子、液晶表示素子の製造方法及び液晶配向膜用材料
JPH1095821A (ja) * 1996-09-26 1998-04-14 Dainippon Ink & Chem Inc 液晶性ブロック共重合体及びその製造方法
JP4126731B2 (ja) * 1997-03-13 2008-07-30 Jsr株式会社 液晶配向剤
KR100261119B1 (ko) * 1997-04-18 2000-08-01 김순택 광배향성고분자
KR100279043B1 (ko) * 1998-07-15 2001-01-15 윤종용 액정디스플레이용폴리말레이미드및폴리이미드광배향재
JP4094764B2 (ja) * 1999-03-30 2008-06-04 Jsr株式会社 液晶配向剤
US6314225B1 (en) * 1999-11-23 2001-11-06 Corning Incorporated Halogen and perhalo-organo substituted N-phenyl (or biphenyl) maleimide

Also Published As

Publication number Publication date
CN1407061A (zh) 2003-04-02
EP1281746A3 (en) 2003-10-15
EP1281746A2 (en) 2003-02-05
KR20030012331A (ko) 2003-02-12
US6569972B1 (en) 2003-05-27
JP2003057659A (ja) 2003-02-26
TWI290939B (en) 2007-12-11
KR100465446B1 (ko) 2005-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3612308B2 (ja) 液晶配向膜用光配向材
US5998101A (en) Cinnamate-containing photopolymer for orientation film of liquid crystal display (LCD) and method of forming the orientation film using the photopolymer
JP3671167B2 (ja) 液晶配向膜用光配向材
WO2012017882A1 (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
WO2012017883A1 (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
WO2012017884A1 (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
US6174649B1 (en) Cinnamate-containing photopolymer for orientation film of liquid crystal display (LCD) and method for using the photopolymer to form an orientation film
KR101453089B1 (ko) 액정 배향제 및 액정 표시 소자
JP6828360B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶素子、並びに液晶配向膜及び液晶素子の製造方法
KR100516157B1 (ko) 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리에스터계 감광성 고분자 액정 배향제 조성물,이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의 제조방법 및상기 액정 배향막을 포함하는 액정 소자
KR100468399B1 (ko) 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리(에테르-티오에테르) 공중합 감광성 고분자액정 배향제 조성물, 이를 이용한 감광성 고분자 액정배향막, 그 제조방법 및 상기 액정 배향막을 포함하는액정 소자
KR100208974B1 (ko) 시나메이트계 광중합형 액정 배향제 및 이를 이용한 액정 배향막의 제조방법
KR100516159B1 (ko) 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리티오에테르계 감광성 고분자 액정 배향제조성물, 이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의제조방법 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정 소자
KR100205174B1 (ko) 브이에이 엠오디이용 시나메이트계 광중합형 액정 배향재
KR100516158B1 (ko) 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리에테르계 감광성 고분자 액정 배향제 조성물,이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의 제조방법, 상기액정 배향막을 포함하는 액정 소자
KR100277284B1 (ko) 시나메이트계 광중합형 고분자액정 배향재 및 그를 이용한 액정 배향막의 제조방법
KR100441154B1 (ko) 2개 이상의 광활성 그룹을 갖는 광배향성 고분자 조성물,이 조성물을 포함 하는 액정배향막 및 이 배향막을 사용한액정표시소자
JP2023155156A (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜、およびこれを用いた液晶素子
KR100468398B1 (ko) 공중합에 의한 폴리아크릴계 감광성 고분자 액정 배향제조성물, 이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의제조방법 및 상기 액정 배향막을 이용하는 액정 소자
KR20000058906A (ko) 공중합체를 이용한 액정 표시 장치
TW202009265A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶元件及液晶元件的製造方法
KR20040093580A (ko) 실리카를 포함하는 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정배향막, 그 제조방법 및 상기 액정 배향막을 포함하는액정 소자
KR20040047268A (ko) 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리(아미드-에스터) 공중합 감광성 고분자 액정배향제 조성물, 이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막,그 제조방법 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정 소자
KR20010088960A (ko) N-(phenyl)maleimide계 광폴리머를 이용한 액정 표시 장치
KR20050065052A (ko) 실리카를 포함하는 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정배향막, 그 제조방법 및 상기 액정 배향막을 포함하는액정 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040413

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041215

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050111

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: 20050329

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050418

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100422

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110422

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120422

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees