JP4122516B2 - 液晶配向膜およびその製造法 - Google Patents
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Description
積層体により構成される液晶配向膜は、ポリアミック酸およびポリイミド(以下、「ポリアミック酸等」という)から選ばれる少なくとも一種からなる第一の膜ならびにエチレン性不飽和結合を有する基と疎水性基を有する化合物(以下、「特定化合物」という)の重合体からなる第二の膜により構成される。
疎水基を有するアルコールとしては、コレステロール、コレスタノール、(ヘキシルシクロヘキシル)フェノールおよび(オクチルシクロヘキシル)フェノールを挙げることができる。
ハロゲン化物は、上記アルコールの水酸基がハロゲン原子で置換された化合物であり、その例としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物が挙げられる。
(メタ)アクリル酸の合成反応に供される(メタ)アクリル酸またはその誘導体と、アルコールの使用割合は、アルコールに含まれる水酸基1当量に対して、(メタ)アクリル酸またはその誘導体が1〜2当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは1.1〜1.5当量となる割合である。(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩、ハロゲン化(メタ)アクリロイルなどが挙げられる。
本発明において、特定化合物とともに、その配向性を阻害しない範囲で、特定化合物と共重合しうる、複数の(メタ)アクリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを一緒に用いてもよい。かかる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールの如きアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート;
トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレートの如きモノヒドロキシジアクリレートまたはモノヒドロキシオリゴメタクリレートと、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、テレフタル酸の如きジカルボン酸との遊離カルボキシル基含有モノエステル化物;
両末端ヒドロキシポリ−1,3−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトンの如き両末端ヒドロキシル化重合体のジアクリレートまたはジメタクリレート、および
(メタ)アクリル化合物以外のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、本発明の効果を損なわない程度で併用することができる。用いることのできる化合物としては、例えばマレイミド系化合物、スチレン系化合物を挙げることができる。
本発明の積層配向膜およびこれを用いて得られる液晶表示素子は、例えば次の方法によって製造することができる。
液晶表示素子を分解し、アセトンで液晶を除去した後に、カッターで配向膜を傷つけて基板表面を露出させ、生じた段差を接触式膜厚測定計で測定することで積層型配向膜の膜厚(第一層の膜厚は800Å)を測定した。
(第二層の膜厚)=(積層型配向膜の膜厚)−800
液晶表示素子に電圧をオン・オフしたときの異常ドメインの有無を偏光顕微鏡で観察し、異常ドメインのない場合を「良好」と判定した。
液晶表示素子に室温で5Vの電圧、60マイクロ秒の印加時間、16.7ミリ秒のスパンで印加した際、5V印加解除から16.7ミリ秒後の保持電圧を、(株)東陽テクニカ製VHR−1を用いて測定し、電圧保持率を求めた。
液晶表示素子に直流1.0Vを重畳した30Hz、3.0Vの矩形波を25℃の環境温度で2時間印加し、直流電圧を切った直後の液晶セル内に残留した電圧をフリッカ−消去法により残留DC電圧を求めた。
シリカゲル乾燥管を付けた容量500mLの三口フラスコにβ―コレスタノール10g、脱水テトラヒドロフラン200mLを加えて攪拌の後、2−メトキシジヒドロキノン35mgおよびトリエチルアミン6gを加え、室温で攪拌し、溶解させた。これに塩化アクリロイル6gを反応溶液に滴下し、室温で2時間攪拌した。
合成例1において塩化アクリロイルの代わりに塩化メタクリロイルを用いた以外は、同様の手法により、目的のコレスタニルメタクリレート(以下、「メタクリル酸エステル化合物(II)」という。)を収率93%で得た。
合成例1においてβ−コレスタノールの代わりにコレステロールを用いた以外は、同様の手法により、目的のコレステリルアクリレート(以下、「アクリル酸エステル化合物(III)」という。)を収率93%で得た。
合成例1においてβ−コレスタノールと塩化アクリロイルの代わりにコレステロールと塩化メタクリロイルを用いた以外は、同様の手法により、目的のコレステリルメタクリレート(以下、「メタクリル酸エステル化合物(IV)」という。)を収率95%で得た。
合成例1においてβ−コレスタノールに代えて4−ヘキシロキシフェノールを用いた以外は、同様の手法により合成し、クロマトグラフにより精製し、目的の
4−ヘキシロキシフェニルアクリレート(以下、「アクリル酸エステル化合物(V)」という。)を収率93%で得た。
合成例5において4−ヘキシロキシフェノールに代えて4−オクチロキシフェノールを用いた以外は同様の手法により、目的の4−オクチロキシフェニルアクリレート(以下、「アクリル酸エステル(VI)」という。)を収率93%で得た。
(1)液晶混合物の調製:
合成例1で得られたアクリル酸エステル10mgとジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート10mgを、ネガ型液晶MLC−6608(メルク社製)1gに溶解させ混合物とした。
p−フェニレンジアミン9.7g(90mmol)とコレステリル 3,5−ジアミノベンゾエート5.2g(10mmol)を1−メチル−2−ピロリドン200mlに溶解させ、これに2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物6.7g(30mmol)、ピロメリット酸二無水物15g(70mmol)を加えて、60℃で6時間反応を行った。その後、反応溶液をメタノール5,000mlに注いで白色の沈殿物を得、これを減圧下に室温で乾燥することで、固有粘度1.0dl/g(1−メチル−2−ピロリドン中、25℃)の白色のポリアミック酸粉末を得た。このポリアミック酸粉末を1−メチル−2−ピロリドンに溶解させて固形分濃度3%の液晶配向剤を得た。
[1] 厚さ1mmのガラス基板の一面に設けられたITO膜からなる透明導電膜基板上に、(2)で作製した液晶配向剤をスピンコート法により塗布し、180℃で1時間焼成することにより乾燥膜厚800Åの塗膜を形成した。
[2] 上記のようにして第一層である第一の膜が形成された基板を2枚作製し、それぞれの基板の外縁部に、直径5μmの酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂系接着剤をスクリーン印刷法により塗布した後、2枚の基板を間隙を介して対向配置して外縁部同士を当接させて圧着して接着剤を硬化させた。
[3] 基板の表面および外縁部の接着剤により区画されたセルギャップ内に、上記の通り調製されたネマティック型液晶「MLC−6608」(メルク社製)の混合物を注入充填し、次いで、注入孔をエポキシ系接着剤で封止して液晶セルを構成した。この液晶表示素子に、フォトマスクを介して、波長365nm、405nm、436nmの光を含む紫外光を10J/cm2を照射し、特定化合物を液晶中で重合させた。その後、液晶セルの外表面に、偏光板を貼り合わせることにより、液晶表示素子を作製した。
[4]上記のようにして作製された液晶表示素子について、第二層の膜厚、垂直配向性、電圧保持率および残留DC電圧を測定した。結果を表1に示す。
下記表1に示す処方に従って、合成例2〜6で得られた(メタ)アクリル酸エステル(II〜VI)を用いて実施例1と同様にして液晶混合物を調製した。次いで、このようにして調製された液晶混合物の各々を用い、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。作製された液晶表示素子の各々について、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に併せて示す。
下記表1に示す処方に従って、本発明における特定化合物を含まない液晶により、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。作製された液晶表示素子の各々について、実施例1と同様に評価を行った。
特定化合物と液晶の混合物を、液晶表示素子外で、光照射によって重合させ、これを液晶表示素子に注入した以外は実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に併せて示す。
Claims (2)
- ポリアミック酸およびポリイミドから選ばれた少なくとも一種からなる第一の膜ならびにコレスタニルアクリレート、コレスタニルメタクリレート、コレステリルアクリレート、コレステリルメタクリレート、4−ヘキシロキシフェニルアクリレートおよび4−オクチロキシフェニルアクリレートよりなる群から選ばれるエチレン性不飽和結合を有する基と疎水性基を有する化合物の重合体からなる第二の膜から構成された積層体であって、上記第二の膜側で液晶と接触することを特徴とする液晶配向膜。
- 基板の液晶と接する面にポリアミック酸およびポリイミドから選ばれた少なくとも一種からなる膜が存在する2枚の挟持された基板間に、液晶ならびにコレスタニルアクリレート、コレスタニルメタクリレート、コレステリルアクリレート、コレステリルメタクリレート、4−ヘキシロキシフェニルアクリレートおよび4−オクチロキシフェニルアクリレートよりなる群から選ばれる、エチレン性不飽和結合を有する基と疎水性基を有する化合物を封入し、次いで放射線照射または加熱して該化合物を上記ポリアミック酸またはポリイミド膜上に重合せしめることを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
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