JP5513446B2 - 液晶配向剤、液晶配向膜および該液晶配向膜を有する液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向剤、液晶配向膜および該液晶配向膜を有する液晶表示素子 Download PDF

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Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜および該液晶配向膜を有する液晶表示素子に関する。
従来、液晶ディスプレイは、ITO等の透明電極を施したガラス基板上に、液晶配向膜と呼ばれる膜を作成し、このガラス基板2枚間にネマチック液晶などの液晶を注入して作成される(非特許文献1)。この時、液晶配向膜には液晶の規則性を発現されるラビング処理が施されるが、ガラス基板間が液晶長軸の配向方向で90度捻れるTN(Twisted Nematic)型液晶セルを有するTN型液晶表示素子、あるいは、同長軸が基板間で180度以上にわたって連続的に捻れる状態を達成させ、これにより生じる複屈折効果を利用したSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子などが存在する。
さらに最近においては、横電界方式液晶表示素子、反射型液晶表示素子などの新技術も開発されているが、何れの場合もこれらの液晶表示素子における液晶の配向は、通常、ラビング処理が施された液晶配向膜により発現される。従って、液晶配向剤あるいはそれから得られる液晶配向膜の選択が重要であり、これによっても液晶の解像度に大きな影響を与える。ここで、液晶表示素子を構成する液晶配向膜材料としては、従来ポリイミド、ポリアミドおよびポリエステルなどが知られているが、特にポリイミドは、耐熱性、液晶との親和性、機械的強度などに優れているため多くの液晶表示素子に使用されている。
従来知られているポリイミドは、一般的に芳香族系モノマーで構成され、耐熱性、機械物性などは良好であるものの、芳香族ポリイミド特有の着色(黄褐色〜茶色)のために、極薄膜層である液晶配向膜にも色の影響を与え、液晶ディスプレイ自体にやや薄い黄色の着色を与えた。そこで、ポリイミド自体の無色透明性を上げた液晶配向膜の検討も様々行われている(特許文献1及び2)。しかしながら、これらの透明ポリイミドは、無色透明性は向上したものの、ポリイミド自体の熱線膨張率が十分に制御されておらず、液晶配向の最適化が未だ不十分であった。
特開平10−7906号公報 特開2005−37920号公報
西久保靖彦著 「大画面・薄型ディスプレイの疑問100」(ソフトバンククリエイティブ)
近年、広い分野で利用されている液晶表示素子は、常に如何に美しい画像を表示できるかが課題となっている。
画像の欠陥・劣化原因の一つの要因には、液晶表示素子を形成する液晶分子の配列の欠陥が上げられる。液晶分子の配列は液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜によって発現されるが、従来の液晶配向膜では充分に安定な液晶分子の配列を行うことができないといった問題があり、液晶配向膜となるポリイミドの改質が求められていた。
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のブロックポリアミド酸イミドからなる液晶配向剤、および特定のブロックポリイミドからなる液晶配向膜が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明の液晶配向剤は、後述する、式(1A)で表わされる繰り返し構造単位で構成される特定のブロックと、後述する、式(1B)で表わされる繰り返し構造単位で構成される特定のブロックを含む、ブロックポリアミド酸イミドからなることを特徴とする。
また、本発明の液晶配向膜は、後述する、式(2A)で表わされる繰り返し構造単位で構成される特定のブロックと、後述する、式(1B)で表わされる繰り返し構造単位で構成される特定のブロックを含む、ブロックポリイミドからなることを特徴とする。
本発明の液晶表示素子は、本発明のブロックポリイミドからなる液晶配向膜を有することを特徴とする。
本発明によれば、液晶セルの配向性、液晶セルの外観、および透明性に非常に優れ、かつ、低熱膨張係数、低コスト化を同時に実現でき、効率的に液晶配向膜を提供できる。また、このような優れた効果を実現できる液晶配向剤を提供できる。
本発明の液晶配向剤および液晶配向膜は、TN型およびSTN型のみならずゲストホスト型液晶表示素子など種々の透過型、反射型液晶表示素子を構成するために好適に使用することができる。
また、当該液晶配向膜を備えた液晶表示素子は、画質に優れ、種々の装置に有効に使用することができ、例えば卓上計算機、腕時計、計数表示板、モバイルコンピュータなどの表示装置として好適に用いることができ、実用上高い価値を有する。
本発明の液晶配向剤、液晶配向膜およびそれらの製造方法、該液晶配向膜を有する液晶表示素子について説明する。
本発明の液晶配向剤は、本発明に係るブロックポリアミド酸イミドからなる。また、本発明の液晶配向膜は、本発明に係るブロックポリイミドからなる。
<ブロックポリイミド>
本発明に係るブロックポリイミドは、式(2A)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックと、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックとを含む。式(2A)で表される繰返し構造単位のジアミンユニットが、シクロヘキサンジアミン由来のジアミンユニットであることを特徴とする。
Figure 0005513446
式(2A)と式(1B)におけるmとnは、各ブロックにおける繰返し構造単位の繰返し数を示す。mの平均値とnの平均値はそれぞれ独立して、2〜1000であることが好ましく、5〜500であることがさらに好ましい。mの平均値とは、ブロックポリイミドに含まれる、式(2A)で表される繰返し構造単位の総数を、式(2A)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックの総数で割った値である。nの平均値とは、ブロックポリイミドに含まれる、式(1B)で表される繰返し構造単位の総数を、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックの総数で割った値である。
さらに、mとnの比率は、通常、mの平均値:nの平均値=5:5〜9.5:0.5であり、mの平均値:nの平均値=7:3〜9:1であることが好ましい。式(2A)で表される繰返し構造単位の繰返し数mの割合が一定以上であると、ブロックポリイミドの熱膨張係数が小さくなり、また、繰返し数mの割合が一定以上であると、ブロックポリイミドの可視光透過率も高まるが、mが9.5を超えると、フィルム焼成時によりフィルムが白濁する場合がある。
ブロックポリイミドに含まれる、式(2A)で表される繰返し構造単位の総数と、式(1B)で表される繰返し構造単位の総数との比も、通常、(2A):(1B)=5:5〜9.5:0.5であり、(2A):(1B)=7:3〜9:1であることが好ましい。
また、式(2A)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックを有する本発明に係るブロックポリイミドは、式(2A)で表される繰返し構造単位を含むランダムポリイミドと比較して、シクロヘキサンジアミン由来の特性、特に低熱膨張係数を発現しやすい。
式(2A)におけるシクロヘキサン骨格は、式(2A−1)で表されるトランス体と、式(2A−2)で表されるシス体とを有する。
Figure 0005513446
式(2A)におけるシクロヘキサン骨格のトランス体とシス体との比率は、トランス体:シス体=10:0〜5:5であることが好ましく、トランス体:シス体=10:0〜7:3であることがより好ましい。トランス体の割合が高くなると、一般的に分子量が増大しやすいため、自己支持性のある膜の形成が容易になり、フィルム形成しやすくなる。
式(2A)におけるRは4価の基を示す。Rは、通常、炭素数4〜27であることが好ましい。さらにRは、脂肪族基、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、単環式芳香族基もしくは縮合多環式芳香族基であるか、環式脂肪族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮合多環式脂肪族基であるか、または芳香族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族基であることが好ましい。
式(2A)におけるRは、テトラカルボン酸二無水物から誘導される基であり、テトラカルボン酸二無水物は、例えば芳香族テトラカルボン酸二無水物または脂環族テトラカルボン酸二無水物でありうる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、4,4'-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2-ビス[(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ベンゾフェノ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、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,3-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシベンゾイル)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシベンゾイル)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(2,3-ジカルボキシベンゾイル)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(2,3-ジカルボキシベンゾイル)ベンゼン二無水物、4,4'-イソフタロイルジフタリックアンハイドライドジアゾジフェニルメタン-3,3',4,4'-テトラカルボン酸二無水物、ジアゾジフェニルメタン-2,2',3,3'-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-チオキサントンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラキノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-キサントンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物などが含まれる。
脂環族テトラカルボン酸二無水物の例には、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、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、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、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-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、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3,5-トリカルボン酸-6-酢酸二無水物、1-メチル-3-エチルシクロヘキサ-1-エン-3-(1,2),5,6-テトラカルボン酸二無水物、デカヒドロ-1,4,5,8-ジメタノナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-テトラリン-1,2-ジカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物などが含まれる。
テトラカルボン酸二無水物がベンゼン環などの芳香環を含む場合には、芳香環上の水素原子の一部もしくは全ては、フルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、およびトリフルオロメトキシ基などから選ばれる基で置換されていてもよい。また、テトラカルボン酸二無水物がベンゼン環などの芳香環を含む場合には、目的に応じて、エチニル基、ベンゾシクロブテン-4'-イル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、イソシアネート基、ニトリロ基、及びイソプロペニル基などから選ばれる架橋点となる基を有していてもよい。テトラカルボン酸二無水物には、好ましくは成形加工性を損なわない範囲内で、ビニレン基、ビニリデン基、およびエチニリデン基などの架橋点となる基を、主鎖骨格中に組み込まれていてもよい。
なお、テトラカルボン酸二無水物の一部は、ヘキサカルボン酸三無水物類、オクタカルボン酸四無水物類であってもよい。ポリアミドまたはポリイミドに分岐を導入するためである。
これらテトラカルボン酸二無水物は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、式(2A)における4価の基Rは、耐熱性、透明性、低線膨張率および効率的に製造できるとの理由から、下記構造から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0005513446
式(1B)におけるR’は、2価の基を示す。R’の炭素数は、通常8〜15である。さらにR’は、脂肪族基、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、もしくは環式脂肪族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式脂肪族基であることが好ましい。
式(1B)におけるR’は、ジアミンから誘導される基であり、ジアミンは、本発明に係るポリアミド酸やポリイミドを製造できる限り、特に制限されない。
ジアミンの例には、ジ(アミノメチル)シクロヘキサン〔1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどを含むビス(アミノメチル)シクロヘキサン〕、ジアミノビシクロヘプタン、ジアミノメチルビシクロヘプタン(ビス(アミノメチル)ノルボルナンなどの炭素数が8〜15のノルボルナンジアミン類を含む)、ジアミノオキシビシクロヘプタン、ジアミノメチルオキシビシクロヘプタン(オキサノルボルナンジアミンを含む)、イソホロンジアミン、ジアミノトリシクロデカン、ジアミノメチルトリシクロデカン、ビス(アミノシクロへキシル)メタン〔またはメチレンビス(シクロヘキシルアミン)〕、ビス(アミノシクロヘキシル)イソプロピリデンなどの脂環族ジアミン類などが含まれる。
これらジアミン類は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
式(1B)における2価のR’は、耐熱性、透明性、溶解性および効率的に製造できるとの理由から、下記構造から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0005513446
式(1B)におけるR’’は4価の基であり、テトラカルボン酸二無水物由来の基である。R’’の例には、式(2A)におけるRと同様の基が含まれる。
また、式(1B)における4価の基R’’は、耐熱性、透明性、溶解性および効率的に製造できるとの理由から、下記構造から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0005513446
式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるポリイミドまたはポリイミドオリゴマーは、非プロトン性極性溶媒に溶解することが好ましい。非プロトン性極性溶媒とは、例えば非プロトン性アミド系溶媒が有効であり;非プロトン性アミド系溶媒の例には、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチルカプロラクタム、ヘキサメチルホスホロトリアミドなどが含まれ;これらアミド系溶媒の中でも、好ましくはN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンである。溶解するとは、溶解量が10g/L以上であり、好ましくは100g/L以上であることを意味する。
後述の通り、本発明に係るブロックポリイミドは、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるポリイミドオリゴマーと、式(1A)で表される繰返し構造単位で構成されるポリアミド酸オリゴマーとを、非プロトン性極性溶媒中にて反応させて、ブロックポリアミド酸イミドを得て、それをイミド化することで得られる。ここで、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるポリイミドが非プロトン性極性溶媒に溶解できれば、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるポリイミドオリゴマーと、式(1A)で表される繰返し構造単位で構成されるポリアミド酸オリゴマーとが均一に混合され、容易にブロックポリアミド酸イミドを得ることができる。
本発明に係るブロックポリイミドの、p-クロロフェノール/フェノール=9/1(重量)の混合溶媒とする溶液(濃度0.5g/dL)の35℃で測定した固有対数粘度は、0.1〜3.0dL/gであることが好ましい。この範囲であれば、実用的な分子量であり、所望の固形分濃度で塗布が容易となる。固有対数粘度が高すぎる場合、一般的に重合が困難となり、また、溶解性が低くなることがある。
本発明においては、ブロックポリイミドが下記式7の構造を有すると、耐熱性、透明性、低線膨張率が得られ、かつ、効率的に製造できるとの理由から、最も好ましい。
Figure 0005513446
<ブロックポリアミド酸イミド>
本発明のブロックポリアミド酸イミドは、下記式(1A)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックと、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるブロックとを有する。
Figure 0005513446
本発明のブロックポリアミド酸イミドは、前述のポリイミドの前駆体ともなる。したがって、式(1A)におけるRやmは、式(2A)におけるRやmと同様に定義される。また式(1B)においても同様である。
N−メチル−2−ピロリドンを溶媒としたときの、本発明のブロックポリアミド酸イミド溶液(固形分濃度0.5g/dL)の35℃での固有対数粘度は、0.1〜3.0dl/gであることが好ましい。ポリアミド酸溶液の塗布が容易になので、ワニスとしての有用性が高まる。ワニスとして用いることで、作業性が向上する。
ワニスには、本発明のポリアミド酸イミドと溶媒とが含まれるが、ポリアミド酸イミドの濃度は、液晶配向剤として使用するためには低粘度が望ましく、E型粘度で500mPa・s以下、更に望ましくは100mPa・s以下である。ワニスの溶媒は、非プロトン性極性溶媒であることが好ましい。
<ブロックポリアミド酸イミドおよびブロックポリイミドの製造方法>
本発明のブロックポリアミド酸イミドは、前記式(1A)で表される繰返し構造単位で構成されるポリアミド酸(ポリアミド酸オリゴマー)と、前記式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるポリイミド(ポリイミドオリゴマー)とを反応させることによって得ることができる。当該反応は、溶媒中で行うことが好ましく、非プロトン性の極性溶媒中で行うことがより好ましい。
本発明のブロックポリアミド酸イミドは、式(1A)で表される繰返し構造単位で構成されるポリアミド酸オリゴマーを原料とするが、当該ポリアミド酸オリゴマーは、下記式(2A’)で表されるように、アミン末端のポリアミド酸オリゴマーであることが好ましい。式(2A’)におけるRとmは、式(2A)におけるRとmと同様に定義される。N−メチル−2−ピロリドンを溶媒としたときの、前記ポリアミド酸オリゴマー溶液(固形分濃度0.5g/dL)の35℃での固有対数粘度は、0.1〜3.0dL/gであることが好ましく、0.3〜3.0dL/gであることがより好ましい。
Figure 0005513446
また、本発明のブロックポリアミド酸イミドは、式(1B)で表される繰返し構造単位で構成されるポリイミドオリゴマーを原料とするが、当該ポリイミドオリゴマーは、下記式(2B’)であらわされるように、酸無水物末端のポリイミドオリゴマーであることが好ましい。式(2B’)におけるR’とR’’とnは、式(1B)におけるR’とR’’とnと同様に定義される。N−メチル−2−ピロリドンを溶媒としたときの、前記ポリイミドオリゴマー溶液(固形分濃度0.5g/dL)の35℃での固有対数粘度は、0.01〜3.0dL/gであることが好ましく、0.05〜2.0dL/gであることがより好ましい。
Figure 0005513446
なお、式(1A)で表されるポリアミド酸オリゴマーの末端を、酸無水物末端としたり、式(1B)で表されるポリイミドオリゴマーの末端を、アミン末端としたりすると、加熱イミド化反応においてゲル化しやすい。ゲル化の原因は明確ではないが、過剰なアミン部分や酸無水物構造が、イミド結合以外の余剰な結合を形成し、架橋構造が形成されるからであると推定される。
式(2A’)で表されるポリアミド酸オリゴマーは、式(3)で示される1,4−シクロヘキサンジアミンと、式(4)で示されるテトラカルボン酸二無水物との脱水重縮合反応により得られる。ここで、脱水重縮合反応させる式(3)のジアミンと、式(4)のテトラカルボン酸二無水物とのモル比率(式(4)のテトラカルボン酸二無水物/式(3)のジアミン)は、0.5以上であって1.0未満であることが好ましく、0.7以上であって1未満であることがより好ましい。分子量が適切に制御されたアミン末端ポリアミド酸オリゴマーを得るためである。
Figure 0005513446
式(3)で示される1,4−シクロヘキサンジアミンは、式(3−1)で表されるトランス体と、式(3−2)で表されるシス体とからなる。反応に供される1,4-シクロヘキサンジアミンのうち、トランス体:シス体=10:0〜5:5であることが好ましい。トランス体の比率を高くすると、得られるポリイミドをフィルム化したときに、自己支持性のある膜の形成が容易になり、フィルム形成性が高まる。
Figure 0005513446
式(4)におけるRは、前記式(2A)におけるRと同様に定義される4価の基である。
式(2B’)で表されるポリイミドオリゴマーは、式(5)で示されるジアミンと、式(6)で示されるテトラカルボン酸二無水物との脱水縮合反応およびイミド化反応により得られる。ここで脱水縮合反応させる式(5)のジアミンと、式(6)のテトラカルボン酸二無水物とのモル比率(式(5)のジアミン/式(6)のテトラカルボン酸二無水物)は、0.5以上であって1.0未満であることが好ましく、0.7以上であって1未満であることがより好ましい。分子量が適切に制御された酸無水物末端のポリイミドオリゴマーを得るためである。
Figure 0005513446
ジアミンと、テトラカルボン酸二無水物との脱水縮合反応は、反応溶媒中で行うことが好ましく、反応溶媒は、非プロトン性極性溶媒または水溶性アルコール系溶媒などでありうるが、好ましくは非プロトン性極性溶媒である。非プロトン性極性溶媒の例には、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスフォラアミド等;エーテル系化合物である、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-(メトキシメトキシ)エトキシエタノール、2-イソプロポキシエタノール、2-ブトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、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ブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、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、γ−ブチロラクトンなどのラクトン類などが含まれる。水溶性アルコール系溶媒の例には、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、tert-ブチルアルコール、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ジアセトンアルコールなどが含まれる。
脱水縮合反応の溶媒は、これらの溶剤を単独、もしくは二種以上を混合して用いることができる。なかでも、溶媒の好ましい例には、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンもしくはこれらの組み合わせが含まれる。
式(1A)で構成されるポリアミド酸オリゴマー(好ましくは式(2A’)で示される)と、式(1B)で構成されるポリイミドオリゴマー(好ましくは式(2B’)で示される)とを、非プロトン性極性溶媒中で混合して、ブロックポリアミド酸イミドを得る。非プロトン性極性溶媒は、式(1B)で構成されるポリイミドオリゴマーを溶解させればよく特に限定されないが、例えばN-メチル-2-ピロリドンなどでありうる。混合方法には、例えば、スリーワンモータ、ホモミキサ、プラネタリミキサ、ホモジナイザ、高粘度材料撹拌脱泡ミキサなどによる混合があり、10〜150℃の範囲で加温しながら混練してもよい。
得られたブロックポリアミド酸イミドは、イミド化することによりブロックポリイミドに変換されてもよい。イミド化の手段は特に限定されないものの、熱的または化学的に行えばよい。イミド化するには、例えば以下の手法があるが特に限定されない。もちろん前述の通り、ワニスを塗膜として、それをイミド化してもよい。
(1)溶媒中のブロックポリアミド酸イミドを、100〜400℃に加熱して、イミド化する方法(熱イミド化)
(2)溶媒中のブロックポリアミド酸イミドを、無水酢酸などのイミド化剤を用いて化学的にイミド化する方法(化学イミド化)
(3)溶媒中のブロックポリアミド酸イミドを、触媒存在下または不存在下、共沸脱水用溶媒の存在下においてイミド化する方法(共沸脱水閉環法)。
<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、本発明に係るブロックポリアミド酸イミドが、通常、有機溶媒中に溶解含有されて構成される。
本発明の液晶配向剤を構成する有機溶媒としては、前記、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の反応で用いられるものとして例示した反応溶媒を挙げることができる。
本発明の液晶配向剤における固形分濃度は、粘性、揮発性などを考慮して選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲とされる。すなわち、本発明の液晶配向剤は、基板表面に塗布され、液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、固形分濃度が1重量%未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得ることができず、固形分濃度が10重量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得ることができず、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るものとなる。また、E型粘度計で測定した粘度は、特に限定されないが、500mPa・s以下が好ましく、100mPa・s以下がより好ましい。この範囲であれば、液晶配向剤として均一な塗工性に優れる。
発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、通常、0℃〜200℃、好ましくは20℃〜60℃である。
本発明の液晶配向剤には、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。添加剤の例としては、官能性シラン含有化合物またはエポキシ基含有化合物、充填材、耐摩耗性向上剤、難燃性向上剤、耐トラッキング向上剤、耐酸性向上剤、熱伝導度向上剤、消泡剤、レベリング剤、表面張力調整剤および着色剤等が挙げられる。
本発明の液晶配向剤には、基板表面に対する接着性を向上させる観点から、官能性シラン含有化合物またはエポキシ基含有化合物が含有されていてもよい。官能性シラン含有化合物としては、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が挙げられる。
また、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、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、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、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などが挙げられる。
これら官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物の配合割合は、ブロックポリアミド酸イミド100重量部に対して、通常、40重量部以下、好ましくは0.1〜30重量部である。
<液晶配向膜および液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、本発明に係るブロックポリイミドか、本発明の液晶配向剤を用いて得られるか、あるいは、本発明に係るブロックポリイミドからなる液晶配向膜を用いて得られる。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。
(1)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、例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法などの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。ここに、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(In23−SnO2)からなるITO膜などを用いることができ、これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法や予めマスクを用いる方法が用いられる。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、官能性シラン含有化合物、官能性チタン含有化合物などを予め塗布することもできる。液晶配向剤塗布後の加熱温度は80〜300℃とされ、好ましくは120〜250℃とされる。なお、本発明の液晶配向剤は、塗布後に有機溶媒を除去することによって配向膜となる塗膜を形成するが、さらに加熱することによって脱水閉環を進行させ、よりイミド化された塗膜とすることもできる。形成される塗膜の膜厚は、通常0.001〜1μmであり、好ましくは0.005〜0.5μmである。
(2)形成された塗膜面を、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行う。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。
また、本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜に、例えば、特開平6−222366号公報や特開平6−281937号公報に示されているような、紫外線を部分的に照射することによってプレチルト角を変化させるような処理、あるいは、特開平5−107544号公報に示されているような、ラビング処理を施した液晶配向膜表面にレジスト膜を部分的に形成し、先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去して、液晶配向膜の液晶配向能を変化させるような処理を行うことによって、液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。
(3)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚作製し、それぞれの液晶配向膜におけるラビング方向が直交または逆平行となるように、2枚の基板を、間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、2枚の基板の周辺部を、シール剤を用いて貼り合わせ、基板表面およ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、すなわち、液晶セルを構成するそれぞれの基板の他面側に、偏光板を、その偏光方向が当該基板の一面に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致または直交するように貼り合わせることにより、液晶表示素子が得られる。
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、ネマチック型(ネマチック状態)液晶を挙げることができ、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型液晶や商品名「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することもできる。
また、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。
以下、本発明を実施例および比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら制限を受けるものではない。
<試験方法>
実施例中に共通する各種試験の試験方法は次に示すとおりである。
(1)固有対数粘度
固形分濃度が0.5g/dLとなるように、サンプルをN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解した溶液を作製し、ウベローデ粘度計を用いて35℃で測定を行った。
(2)熱線膨張率(CTE)およびガラス転移温度(Tg)
島津製作所製TMA−50型を用いて、窒素気流下、昇温速度10度/分、単位断面積あたりの荷重14g/mm2で測定した。熱線膨張率は100〜200℃の範囲で測定した。
(3)全光線透過率
スガ試験機株式会社製HZ−2(TMダブルビーム方式)を用いて測定した。開口径:Φ20mm、光源:D65とした。測定サンプルの膜厚は、20−30μmとした。
(4)液晶配向性
液晶配向性は、得られた液晶セルに電圧(5V/60Hz)を負荷し、一昼夜駆動させ、表示の欠陥の有無を目視にて観察し、行った。なお、欠陥が認められないものを○とした。
(5)液晶セルの外観
液晶配向性の観察後、液晶セル自体の外観の観察を目視にて行った。なお、外観が良好なものを○とした。
<原料および溶媒>
使用した試薬は次に示すとおりである。
(A)ポリイミド原料
ブロックポリイミドまたはブロックポリアミド酸イミドの合成原料としたジアミンとテトラカルボン酸二無水物を示す。
化合物1:1,4−シクロヘキサンジアミン(CHDA)(トランス/シス=8.5/1.5)
Figure 0005513446
化合物2:ノルボルナンジアミン(NBDA)
Figure 0005513446
化合物3:1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(1,4−BAC)
Figure 0005513446
化合物4:ビス(4−アミノシクロへキシル)メタン(H−MDA)
Figure 0005513446
化合物5:4,4’−オキシジアニリン(ODA)
Figure 0005513446
化合物6:ピロメリット酸二無水物(PMDA)
Figure 0005513446
化合物7:3,3’−4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)
Figure 0005513446
(B)溶媒
各合成のために用いた溶媒は、N−メチルピロリドン(NMP)である。
<ポリアミド酸およびポリイミドの合成>
(合成例1)
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた300mLの5つ口セパラブルフラスコに、1,4−シクロヘキサンジアミン(tCHDA、トランス/シス=8.5/1.5)16.0g(0.140モル)と、有機溶媒のN−メチルピロリドン(NMP)168gとを加え攪拌した。透明溶液としたところへ3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)37.1g(0.126モル)を粉末状のまま装入し、反応容器を120℃に保持したオイルバス中に5分間浴した。BPDA装入後しばらくして塩が析出し、不均一のまま粘度が増大した。オイルバスを外してから、更に一昼夜室温で攪拌して、末端にCHDA由来のアミン基を有するポリアミド酸を得た。
得られたポリアミド酸は、NMPによる希釈が困難であり、固有対数粘度は測定不可であった。
上記と同様の反応装置に、ノルボルナンジアミン(NBDA)14.7g(0.0950モル)と、NMP132gとを加えて攪拌した。透明溶液としたところへBPDA29.4g(0.100モル)を粉体状のまま装入し、反応容器を120℃に保持したオイルバス中に5分間浴した。BPDA装入後、一時的に塩が溶出したが、直ぐに粘度増大を伴いながら再溶解し均一透明溶液となる事を確認した。
更に、該セパラブルフラスコに冷却管とディーンスターク型濃縮器を取り付けて、キシレン85.0gを反応溶液に追加して、脱水熱イミド化反応を180℃で4時間反応しながら行った。キシレン留去後、末端にBPDA由来の酸無水物構造を有するポリイミド溶液を得た。
得られたポリイミド溶液の固有対数粘度は、0.15dL/g(35℃、0.5g/dL、NMP溶媒)であった。
次に、上記で得られたポリアミド酸溶液30.0gと、上記ポリイミド溶液14.4gとを混合し、高粘度材料攪拌脱泡ミキサ(または混練・混和泡取り装置)(株式会社ジャパンユニックス社製、製品名UM−118)を用いて合計10分間攪拌して、ブロックポリアミド酸イミドワニスを得た。
得られたブロックポリアミド酸イミドワニスの固有対数粘度は、0.89dL/gであった。
このブロックポリアミド酸イミドワニスをガラス基板上に、ドクターブレードを用いて流延し、窒素気流下で、2時間かけて50℃から250℃まで昇温、次いで250℃で2時間保持してブロックポリイミドフィルムを得た。尚、ここで得られた、ブロックポリイミドの組成比は、前記式m/nで表わした場合、m/n=6.90/3.10に相当する。
このブロックポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が286℃、熱線膨張率(CTE)が15ppm/K、全光線透過率が86%であった。
(合成例2)
上記合成例1と同様の原料および手法を用いて、m/nの比が5.26/4.74のブロックポリアミド酸イミドおよびそれからなるブロックポリイミドフィルムを合成した。
尚、ここで合成されたポリアミド酸イミドの固有対数粘度は0.75dL/gであり、ポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が286℃、熱線膨張率(CTE)が21ppm/K、全光線透過率が87%であった。
(合成例3)
上記合成例1と同様の原料および手法を用いて、m/nの比が7.14/2.86のブロックポリアミド酸イミドおよびそれからなるブロックポリイミドフィルムを合成した。
尚、ここで合成されたポリアミド酸イミドの固有対数粘度は0.74dL/gであり、ポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が286℃、熱線膨張率(CTE)が14ppm/K、全光線透過率が87%であった。
(合成例4)
上記合成例1と同様の原料および手法を用いて、m/nの比が3.45/6.55のブロックポリアミド酸イミドおよびそれからなるブロックポリイミドフィルムを合成した。
尚、ここで合成されたポリアミド酸イミドの固有対数粘度は0.79dL/gであり、ポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が280℃、熱線膨張率(CTE)が28ppm/K、全光線透過率が88%であった。
(合成例5)
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた300mLの5つ口セパラブルフラスコに、CHDA9.14g(0.080モル)と、NMP185gとを加えて攪拌した。透明溶液としたところへBPDA23.50g(0.080モル)を粉末状のまま装入し、反応容器を120℃に保持したオイルバス中に5分間浴した。BPDA装入後しばらくして塩が析出し、不均一のまま粘度が増大した。オイルバスを外してから、ポリアミド酸を得た。
得られたポリアミド酸は、固有対数粘度が1.32dl/gであった。
このポリアミド酸ワニスを用いて、ポリイミドフィルムを焼成し、各物性を測定したところ、ガラス転移温度が295℃、熱線膨張率(CTE)が9ppm/K、全光線透過率が88%であった。
(合成例6)
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた300mLの5つ口セパラブルフラスコに、NBDA15.40g(0.100モル)と、NMP135g、とを加えて攪拌した。透明溶液としたところへBPDA29.4g(0.100モル)を粉体状のまま装入し、反応容器を120℃に保持したオイルバス中に5分間浴した。BPDA装入後、一時的に塩が溶出したが、直ぐに粘度増大を伴いながら再溶解し均一透明溶液(ポリアミド酸溶液)となる事を確認した。
更に、該セパラブルフラスコに冷却管とディーンスターク型濃縮器を取り付けて、キシレン85.0gを反応溶液に追加して、脱水熱イミド化反応を180℃で4時間反応しながら行った。キシレン留去後、ポリイミド溶液を得た。
得られたポリイミド溶液の固有対数粘度は、0.44dL/g(35℃、0.5g/dL、NMP溶媒)であった。
このポリイミドワニスを用いて、ポリイミドフィルムを焼成し、各物性を測定したところ、ガラス転移温度が249℃、熱線膨張率(CTE)が46ppm/K、全光線透過率が89%であった。
(合成例7)
ジアミン成分を4,4’−オキシジアニリン(ODA)10.01g(0.050モル)、NMP83.7g、酸無水物成分をPMDA10.91g(0.050モル)と変更した以外は、合成例5と同様の処方にて、ポリアミド酸ワニスを重合した。
得られたポリアミド酸の固有対数粘度は1.58dl/gであった。
このポリアミド酸ワニスを用いて、ポリイミドフィルムを焼成し、各物性を測定したところ、ガラス転移温度は観察されず、熱線膨張率(CTE)が23ppm/K、全光線透過率が41%であった。
(合成例8)
上記合成例1におけるNBDA(0.095モル)を1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(1,4−BAC)13.71g(0.095モル)、NMP129gに変更した他は合成例1と同様にしてブロックポリアミド酸イミド、更にフィルム状に焼成してブロックポリイミドフィルムを合成した。
尚、ここで合成されたポリアミド酸イミドの固有対数粘度は0.65dL/gであり、ポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が274℃、熱線膨張率(CTE)が22ppm/K、全光線透過率が88%であった。
(合成例9)
上記合成例1におけるNBDA(0.095モル)をビス(4−アミノシクロへキシル)メタン(H−MDA)19.99g(0.095モル)、NMP148gに変更した他は合成例1と同様にしてブロックポリアミド酸イミド、更にフィルム状に焼成してブロックポリイミドフィルムを合成した。
尚、ここで合成されたポリアミド酸イミドの固有対数粘度は0.57dL/gであり、ポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が262℃、熱線膨張率(CTE)が23ppm/K、全光線透過率が88%であった。
(合成例10)
上記合成例1におけるNBDA(0.095モル)を1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(1,4−BAC)13.71g(0.095モル)、BPDA29.4g(0.100モル)をPMDA21.8g(0.100モル)、NMP107gに変更した他は合成例1と同様にしてブロックポリアミド酸イミド、更にフィルム状に焼成してブロックポリイミドフィルムを合成した。
尚、ここで合成されたポリアミド酸イミドの固有対数粘度は0.54dL/gであり、ポリイミドフィルムの物性は、ガラス転移温度が269℃、熱線膨張率(CTE)が21ppm/K、全光線透過率が88%であった。
〔実施例1〕
合成例1で得られたブロックポリアミド酸イミドワニスを、NMP/γ−ブチロラクトン=50/50(重量比)の混合溶媒で希釈して、固形分濃度3重量%、E型粘度計(東機産業社製)で測定した粘度が100mPa・sの溶液を調製し、更にこの溶液を孔径0.45μmのフィルターで濾過して液晶配向剤を調製した。
次に、ITO電極層が設けられた□30mm角、厚1mmのガラス板をスピンコーターに固定し、回転数3000rpm下で上記液晶配向剤を滴下してコーティング層を形成した。その後、このガラス基板を、窒素気流下で、80℃、120℃、150℃および250℃で各15分ずつ焼成して、乾燥膜厚70nmの液晶配向膜とした。更に、このポリイミド層を、ナイロン製のロールを装着したラビング装置でラビング処理を施した。
このようにして液晶配向膜が施された2枚のガラス基板を、それぞれ塗工面が内側かつラビング方向が90度になるように設置、さらに基板間はギャップ5.5μmのアルミナ球を挿入し、周囲をエポキシ系封止剤で封止した。
液晶成分は、ネマチック型のエステル化合物を用い、上記セルに注入・充填後、エポキシ系封止剤で完全に封止して液晶セルとした。
得られた液晶セルを用いて、液晶配向性を目視で観察したところ、配向不良は観察されなかった。また、液晶セル自体の白濁・黄変も観察されなかった。評価結果を表1に示す。
〔実施例2〜6〕
合成例2、3、8〜10で得られたブロックポリアミド酸イミドワニスを用い、実施例1と同様にして液晶セルを作成した。それぞれの評価結果を表1に示す。
〔比較例1〕
合成例4で得られたブロックポリアミド酸イミドワニスを用い、実施例1と同様にして液晶セルを作成した。得られた液晶セルは、配向性の一部に欠陥が見られた。評価結果を表1に示す。
〔比較例2〕
合成例5で得られたポリアミド酸ワニスを用い、実施例1と同様にして液晶セルを作成した。得られた液晶セルは、配向性が不明瞭で、かつセル全体に白濁が見られた。評価結果を表1に示す。
〔比較例3〕
合成例6で得られたポリアミド酸ワニスを用い、実施例1と同様にして液晶セルを作成した。得られた液晶セルは、配向性の一部に欠陥が見られた。評価結果を表1に示す。
〔比較例4〕
合成例7で得られたポリアミド酸ワニスを用い、実施例1と同様にして液晶セルを作成した。得られた液晶セルは、配向性は良好であったものの、セル全体に黄変が見られた。評価結果を表1に示す。
Figure 0005513446

Claims (8)

  1. 下記式(1A)で表わされる繰り返し構造単位で構成されるブロックと、下記式(1B)で表わされる繰り返し構造単位で構成されるブロックを含む、ブロックポリアミド酸イミドからなる液晶配向剤。
    Figure 0005513446
    (式(1A)または式(1B)において、
    mは、式(1A)で表わされる繰り返し構造単位の繰り返し数を示し、nは、式(1B)で表わされる繰り返し構造単位の繰り返し数を示し、かつ、
    mの平均値:nの平均値=5:5〜9.5:0.5であり、
    RおよびR’’はそれぞれ独立して、炭素数4〜27の4価の基であり;かつ脂肪族基、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、単環式芳香族基もしくは縮合多環式芳香族基であるか、環式脂肪族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式脂肪族基であるか、または芳香族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族基であり、
    R’は、炭素数8〜15の2価の基であり;かつ脂肪族基、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、もしくは環式脂肪族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式脂肪族基である。)
  2. 下記式(2A)で表わされる繰り返し構造単位で構成されるブロックと、下記式(1B)で表わされる繰り返し構造単位で構成されるブロックを含む、ブロックポリイミドからなる液晶配向膜。
    Figure 0005513446
    (式(1A)または式(1B)において、
    mは、式(1A)で表わされる繰り返し構造単位の繰り返し数を示し、nは、式(1B)で表わされる繰り返し構造単位の繰り返し数を示し、かつ、
    mの平均値:nの平均値=5:5〜9.5:0.5であり、
    RおよびR’’はそれぞれ独立して、炭素数4〜27の4価の基であり;かつ脂肪族基、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、単環式芳香族基もしくは縮合多環式芳香族基であるか、環式脂肪族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式脂肪族基であるか、または芳香族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族基であり、
    R’は、炭素数8〜15の2価の基であり;かつ脂肪族基、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、もしくは環式脂肪族基が直接もしくは架橋員により相互に連結された非縮合多環式脂肪族基である。)
  3. 前記式(2A)で表わされる繰り返し構造単位におけるシクロヘキサン骨格が下記式(2A−1)で表わされるトランス体および下記式(2A−2)で表わされるシス体からなり、前記トランス体と前記シス体の構成比は、トランス体:シス体=10:0〜5:5である、請求項2に記載のブロックポリイミドからなる液晶配向膜。
    Figure 0005513446
  4. N−メチル−2−ピロリドンを溶媒としたときの、ブロックポリアミド酸イミド溶液(固形分濃度0.5g/dL)の35℃で測定した対数粘度の値が、0.1〜3.0dl/gである、請求項1に記載のブロックポリアミド酸イミドからなる液晶配向剤。
  5. 前記式(1A)および前記式(1B)における4価の基RおよびR’’が、下記構造から選ばれる少なくとも1種であり、
    Figure 0005513446
    前記式(1B)における2価の基R’が、下記構造から選ばれる少なくとも1種である、
    Figure 0005513446
    請求項1または4に記載のブロックポリアミド酸イミドからなる液晶配向剤。
  6. 前記式(2A)および前記式(1B)における4価の基RおよびR’’が、下記構造から選ばれる少なくとも1種であり、
    Figure 0005513446
    前記式(1B)における2価の基R’が、下記構造から選ばれる少なくとも1種である、
    Figure 0005513446
    請求項2または3に記載のブロックポリイミドからなる液晶配向膜。
  7. 下記式(7)
    Figure 0005513446
    で表わされる、請求項2に記載のブロックポリイミドからなる液晶配向膜。
  8. 請求項2、3、6または7に記載のブロックポリイミドからなる液晶配向膜を有する液晶表示素子。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014112448A1 (ja) * 2013-01-15 2014-07-24 旭硝子株式会社 光学補償積層膜、電極基板、液晶表示装置用基板および液晶表示装置
US20160075830A1 (en) * 2013-04-25 2016-03-17 Mitsui Chemicals, Inc. Block polyimide, block polyamide acid imide and use thereof
JP5931286B2 (ja) * 2013-05-14 2016-06-08 三井化学株式会社 透明ポリイミドおよびその前駆体
CN110989247B (zh) * 2019-12-03 2023-03-17 Tcl华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3521589B2 (ja) * 1995-12-22 2004-04-19 Jsr株式会社 ポリイミド系ブロック共重合体およびその製造方法、並びに液晶配向膜
WO2010113412A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 三井化学株式会社 低熱膨張性ブロックポリイミドおよびその前駆体ならびにその用途

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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