JP5428643B2 - 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
[1] 式(G)で表されるテトラカルボン酸二無水物と、式(V−21)、(VI−21)および(VI−22)で表される群から選択された少なくとも1つのジアミンとを反応させて得たポリアミック酸またはその誘導体を用いた液晶配向剤。
式(V−21)、(VI−21)および(VI−22)において、Y21は独立して下記式(XXI)を表し、
〜A1−A1−A1−A1−A1−A1−A2 (XXI)
A1は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は、−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または下記式(XXII)で置き換えられてよく、
〜A3−A3−A3−A2 (XXII)
A3は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
A2は独立して−H、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または炭素数1〜40のアルキルを表し、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、そして、
式(V−21)において、aは1〜4の整数であり、
式(VI−21)において、aは1または2である。
但し、Y21の少なくとも1つは−COCH=CH−を含む基であり、
さらに、式(V−21)は、A1の少なくとも1つが下記の式(XXIV−1)〜(XXIV−5)で表される2価の基の何れかを含む。
式(XXIV−1)〜(XXIV−3)および(XXIV−5)において、A6は炭素数1〜12のアルキレンを表す。
式(G)で表されるテトラカルボン酸二無水物は、これを感光性ジアミンと反応させて得たポリアミック酸またはその誘導体を用いて、耐光性が向上した液晶光配向膜を形成させるために、本発明の液晶配向剤におけるポリアミック酸を構成する酸二無水物中モル比で10〜100%含むことが好ましく、20〜100%含むことがより好ましい。
芳香族テトラカルボン酸二無水物を併用すると液晶表示素子の耐光性を高める効果並びに残留DCを低減する効果がある。本発明の液晶配向剤におけるポリアミック酸を構成する全テトラカルボン酸二無水物中、芳香族テトラカルボン酸二無水物を1〜90モル%含むことが好ましく、2〜60モル%含むことがより好ましい。
脂環式テトラカルボン酸二無水物および/または脂肪族テトラカルボン酸二無水物を併用すると液晶表示素子の耐熱性を高める効果並びに透明性を改善する効果がある。本発明の液晶配向剤におけるポリアミック酸を構成する全テトラカルボン酸二無水物中、脂環式テトラカルボン酸二無水物および/または脂肪族テトラカルボン酸二無水物を1〜90モル%含むことが好ましく、10〜80モル%含むことがより好ましい。
また、シルセスキオキサン骨格を有するテトラカルボン酸二無水物を併用すると、シルセスキオキサンは高度な架橋体であり加水分解することはないため、液晶配向剤の保存安定性に優れる。さらに、製膜後も加水分解されず熱信頼性の高い液晶配向膜を形成することができる。
側鎖構造とは、二つのアミノ基を結ぶ置換基を主鎖としたときに、主鎖から分岐する置換基(側鎖)のことを指す。従って、感光性基を側鎖に有するジアミンとは、二つのアミノ基を結ぶ置換基を主鎖としたときに、主鎖から分岐する置換基(側鎖)を有し、この側鎖に感光性基を有するジアミンである。
これらのジアミンは、配向膜を構成する高分子の構成単位として用いられたときに、液晶分子を垂直配向させる性質を有する。
Y21は独立して下記式(XXI)を表し、
〜A1−A1−A1−A1−A1−A1−A2 (XXI)
式(XXI)において、
A1は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレン中の−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または下記式(XXII)で置き換えられてよく、
〜A3−A3−A3−A2 (XXII)
A3は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよい。
式(V−21)において、aは1〜4の整数であり、1または2が好ましい。
式(VI−21)において、aは1または2である。
さらに、式(V−21)は、A1の少なくとも1つが下記の式(XXIV−1)〜(XXIV−5)で表される2価の基の何れかを含む。
式(XXIV−1)〜(XXIV−3)および(XXIV−5)において、A6は炭素数1〜12のアルキレンを表す。
H2N−X1−X1−X1−X1−X1−X1−X1−NH2 (I)
式(I)において、
X1は独立して単結合、炭素数1〜30のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を有する2価の基を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY1−、−C(Y1)2−、−NY1−、−S−、−SO−、−SO2−、または−Si(Y1)2−で置き換えられてよく、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2、で置き換えられてよく、
骨格を構成する炭素、窒素、および酸素の原子数の和が3〜30である環の−Hは、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2、または〜Y1で置き換えられてよく、
〜A1−A1−A1−A1−A1−A1−A2 (XXI)
式(XXI)において、
A1は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、−N(Y2)2、または下記式(XXII)で置き換えられてよく、
〜A3−A3−A3−A2 (XXII)
式(XXII)において、
A3は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素、および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または−N(Y2)2で置き換えられてよく、
A2は独立して−H、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または炭素数1〜40のアルキルを表し、
アルキル中の−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキル中の−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキル上の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
式(I)において、
Y1が複数存在するときは、互いに結合して環を形成してもよく、
但し、X1の少なくとも1つは炭素数1〜30のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表す。
X2は独立して炭素数1〜12のアルキレンを表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてよく、
X3は独立して単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−COO−、−NH−、−N(CH3)−(CH2)m−N(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m−、−O−(CH2)m−O−、−S−(CH2)m−S−(mは1〜6の整数を表す)、−COCH=CH−、−N=N−、またはC≡C−を含む基であり、
lは1〜10の整数を表し、
〜A1−A1−A1−A1−A1−A1−A2 (XXI)
式(XXI)において、
A1は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素、および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、−N(Y2)2、または下記式(XXII)で置き換えられてよく、
〜A3−A3−A3−A2 (XXII)
式(XXII)において、
A3は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素、および酸素数の和が3〜30である環を表し、
アルキレン中の−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
アルキレン中の−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレン上の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環上の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または−N(Y2)2で置き換えられてよく、
A2は独立して−H、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または炭素数1〜40のアルキルを表し、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
式(I)において、
Y1が複数存在するときは、互いに結合して環を形成してもよく、
aはY1が結合する原子または環の構造に応じて0〜4の整数を表し、
式(V)、(VI)、(VII)、および(VIII)中、
ベンゼン環はピペリジン環、ピペラジン環、ピロリジン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、トリアゾール環、ナフタレン環、アントラセン環、インドール環、ステロイド環、またはヘキサヒドロ−フロ[3.2−b]フラン環で置き換えられてよい。
例えば、VAまたはTN液晶表示素子等には、配向性側鎖構造を有するジアミンの使用が好ましい。配向性側鎖構造を有するジアミンとは、例えば二つのアミノ基を結ぶ置換基を主鎖としたときに、主鎖から分岐する置換基(側鎖)を有し、かつ液晶に対して垂直配向性またはプレチルト角を発現させる性質を有するジアミンである。側鎖は、要求される配向性に応じて適宜選択すればよい。
一方、IPS液晶表示素子等には、配向性側鎖構造を有さないジアミンの使用が好ましい。
これらのジアミンでは、2つのアミノ基が同じ六員環の炭素に結合している場合は、互いにメタまたはパラに結合していることが好ましい。
アルキレンの−Hは炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてよく、
X5は独立して−COCH=CH−、−N=N−、またはC≡C−を表し、
X6は独立して単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−COO−、−NH−、−N(CH3)−(CH2)m−N(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m−、−O−(CH2)m−O−、−S−(CH2)m−S−(mは1〜6の整数を表す)、−COCH=CH−、−N=N−、またはC≡C−を表し、
X8は独立しては単結合または炭素数1〜3のアルキレンを表し、
X9は独立して単結合、1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンを表し、
X10は単結合、−O−、−COO−、−CO−、−CONH−、−(CH2)m−(mは1〜6の整数を表す)、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−を表し、
lは1〜10の整数を表し、
Y3は独立して−H、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2、または炭素数1〜2のアルキルを表し、
Y3が複数存在するときは、互いに結合して環を形成してもよく、
Y4は独立してベンジル、−H、−F、−Cl、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、−NHY5、または−N(Y5)2を表し、
Y5は独立して炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
Y6は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルを表し、
Y7は独立して炭素数1〜30のアルキル、シクロヘキシル、またはビシクロヘキシルを表し、シクロヘキシルまたはビシクロヘキシルの−Hは炭素数1〜30のアルキルで置換されてもよく、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
Y9は炭素数6〜30のアルキルを表し、
Y10は炭素数1〜30のアルキルを表し、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
式(XXIII)中、
環の−Hは−F、−Cl、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルで置き換えられてよく、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
フェニルの−Hは独立して、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられていてもよく、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
Y12は独立して、−FまたはCH3を表し、
環Sは独立してシクロヘキサン、1,3−ジオキサン、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、フェニレン、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアジン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ナフタレン、アントラセン、インドール、ステロイド、またはヘキサヒドロ−フロ[3.2−b]フランを表し、
bは独立して0〜1の整数を表し、c、d、およびeは独立して0〜3の整数を表し、fは独立して0〜4の整数を表し、c+d+e≧1でかつ6≧b+c+d+eであり、
アルキル中の−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキル中の−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキル上の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよい。
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
Y5は独立して炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルを表し、
Y16は独立して−H、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜29のアルコキシ、または炭素数2〜30のアルケニルを表し、
Y18は独立して−F、−CF3、またはOCF3を表す。
Y15は独立して炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜29のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルケニルを表す。
Y16は独立して−H、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜29のアルコキシ、または炭素数2〜30のアルケニルを表す。
Y15は独立して炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜29のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルケニルを表す。
Y16は独立して−H、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜29のアルコキシ、または炭素数2〜30のアルケニルを表す。
Y16は独立して−H、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜29のアルコキシ、または炭素数2〜30のアルケニルを表す。
Y16は独立して−H、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜29のアルコキシ、または炭素数2〜30のアルケニルを表し、
Y9は炭素数6〜30のアルキルを表す。
N,N’−エチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−トリメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、
N,N’−エチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−エチレン−ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−トリメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−ドデカメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N’−シクロヘキシレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、
式(G):(1R,2R,4S,5S)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物:(岩谷瓦斯株式会社製)
H−PMDA:シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(立体異性体の混合物)
式(44):2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
式(19):シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
式(1):ピロメリット酸二無水物
式(V−21−15):4−(4,4,4−トリフルオロブトキシ)安息香酸 4−{2−[2−(3,5−ジアミノフェニル)エトキシカルボニル]ビニル}フェニルエステル
式(V−2−21):2−ベンジル−1,4−ジアミノベンゼン
式(V−1−15):3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール
式(VI−1−1):4,4’−ジアミノジフェニルメタン
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
GBL:γ−ブチロラクトン
BC :ブチルセロソルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル)
[合成例1]式(G)/式(V−21−15)=1/1
温度計、撹拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた100mlの四つ口フラスコに式(V−21−15)で表される化合物を4.213g(7.971mmol)および脱水NMPを54.0g入れ、乾燥窒素気流下撹拌溶解する。次いで式(G)で表される化合物を1.787g(7.971mmol)加えて30時間撹拌した後、GBL15.0gおよびBC25gを加えてポリアミック酸濃度が6重量%のポリアミック酸溶液PA1を調製する。反応中に温度が上昇する場合は、水浴などで冷却して反応温度を約70℃以下に抑えて反応させる。
以降、「ポリアミック酸濃度」を単に「濃度」と表記することがある。
表1に示したようにテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを変更する以外は、合成例1に準拠してポリアミック酸溶液PA2、PA5およびPA6を調製する。合成例1を含めて、溶液の組成を表1に記載する。
[実施例1]
液晶配向剤AL1を用いて、下記の通り液晶表示素子を作製する。
一対のITO透明電極付き基板に、液晶配向剤AL1をスピンコート法で塗布し、80℃で90秒間ホットプレート上で乾燥する。次いで、210℃で15分間加熱処理して、膜厚約100nmのポリイミド膜を形成させる。次いで、基板の法線から約40°傾いた方向から、ウシオ電機(株)製超高圧水銀ランプ(USH−500BY1)を使用した紫外線照射装置(ML−501C/B)を用い、偏光板を介して直線偏光(365nmでエネルギー約200mJ/cm2)を照射して、液晶配向膜が形成された基板を得る。配向膜が形成された面を内側にして、一方の基板には周辺を液晶の注入孔を残してエポキシ系接着剤でシールし、もう一方の基板には4.25μmのギャップ材を散布し貼りあわせる。得られたセルに下記に示す液晶組成物を真空注入し、注入孔を光封止剤で封止してUVを照射して注入孔を硬化する。最後に110℃で30分間加熱処理(アイソトロピック処理)し、VA型液晶表示素子を得る。
液晶配向剤AL2、AL3、AL4をそれぞれ用いて、実施例1に準じて液晶表示素子を作製する。
液晶配向剤AL5、AL6をそれぞれ用いて、実施例1に準じて液晶表示素子を作製する。
実施例1〜4、比較例1、2で作製した液晶表示素子について、VHRの長時間光信頼性の評価を以下のようにして行う。
VA型液晶表示素子を東陽テクニカ製液晶物性評価装置6254型を用いて電圧保持率の測定を行った。測定条件は、ゲ−ト幅60μs 、周波数30Hz、波高±1Vであり、測定温度は60℃である。
実施例1〜2、比較例1で作製した液晶表示素子について、素子作製後24時間以内に測定したVHRの値をVHR(初期)とする。またVHR測定後の液晶表示素子を6000cd/m2のバックライト上に200時間保存し、上記記載の条件で測定したVHRの値をVHR(200時間)とする。得られた2つのVHRから、VHR低下率を以下の式に従い計算する。この値が小さいほどVHRの長時間光信頼性は良好であると言える。結果を表4に示す。
VHR低下率=[{VHR(初期)−VHR(200時間)}×100]/VHR(初期)
Claims (5)
- 式(G)で表されるテトラカルボン酸二無水物と、式(V−21)、(VI−21)および(VI−22)で表される群から選択された少なくとも1つのジアミンとを反応させて得たポリアミック酸またはその誘導体を用いた液晶配向剤。
式(V−21)、(VI−21)および(VI−22)において、Y21は独立して下記式(XXI)を表し、
〜A1−A1−A1−A1−A1−A1−A2 (XXI)
A1は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は、−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または下記式(XXII)で置き換えられてよく、
〜A3−A3−A3−A2 (XXII)
A3は独立して単結合、炭素数1〜12のアルキレン、あるいは骨格を構成する炭素、窒素および酸素の原子数の和が3〜30である環を表し、
アルキレンの−CH2−は−O−、−NH−、−CO−、−CHY2−、−C(Y2)2−、または−NY2−で置き換えられてよく、
Y2は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルを表し、
アルキレンの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキレンの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
環の−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、
A2は独立して−H、−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、または炭素数1〜40のアルキルを表し、
アルキルの−CH2−は−O−、−NH−、または−CO−で置き換えられてよく、
アルキルの−CH2CH2−は−CH=CH−、−C≡C−、または−N=N−で置き換えられてよく、
アルキルの−Hは−F、−Cl、−Br、−C≡N、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられてよく、そして、
式(V−21)において、aは1〜4の整数であり、
式(VI−21)において、aは1または2である。
但し、Y21の少なくとも1つは−COCH=CH−を含む基であり、
さらに、式(V−21)は、A1の少なくとも1つが下記の式(XXIV−1)〜(XXIV−5)で表される2価の基の何れかを含む。
式(XXIV−1)〜(XXIV−3)および(XXIV−5)において、A6は炭素数1〜12のアルキレンを表す。 - 式(V−21)、(VI−21)および(VI−22)において、Y21の少なくとも1つがフルオロアルキルまたはステロイド環を含む、請求項1に記載の液晶配向剤。
- アルケニル置換ナジイミド化合物、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物、オキサジン化合物、オキサゾリン化合物、およびエポキシ化合物から選ばれる少なくとも1つをさらに含有する、請求項1または2に記載の液晶配向剤。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶配向剤の塗膜が加熱されて形成される液晶配向膜。
- 一対の基板、その基板の間に形成される液晶層、液晶層に電圧を印加する電極、および液晶分子を所定の方向に配向させる液晶配向膜を有する液晶表示素子において、
液晶配向膜が請求項4に記載の液晶配向膜である液晶表示素子。
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