JP5522385B2 - 液晶表示素子、その液晶表示素子を作製する工程で用いられる液晶配向剤、およびその液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜 - Google Patents
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Description
成膜された液晶配向膜は、レーヨンやコットンなどの布で特定の方向へ擦るラビングを施すことにより異方性が発生し、液晶が所定の方向へ配列するようになる。
1)ラビング方法が機械的な手法であるため、液晶の初期配向状態を精密に調節しにくく、微細な領域においては、互いに異なる配向方向を形成させにくい。
2)ラビング時に発生するスクラッチや傷は、歩留まり低下の原因となる。
3)液晶表示装置に駆動電圧を印加して液晶分子の配向が完了した後に駆動電圧を切り、再度駆動電圧を印加した場合、液晶分子の最終配向状態が前回の駆動電圧印加時と異なる。そのため、駆動電圧を印加する度に液晶分子の最終配向状態が不規則に変化するため、液晶分子が最終配向状態になるまでに長い時間がかかる。従って、液晶の応答時間が長くなる。
4)VA方式の場合、単一方向の配向を用いることによって視野角が悪くなる。
液晶組成物に電圧を印加することによって液晶配向膜表面に存在する光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーの一部または全部を配向させ、
電圧を印加したまま光を照射して該配向状態を固定化させる工程を経て作製される液晶表示素子において、
式(I)または(II)で表される構成単位を有する、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られるポリイミド、その前駆体であるポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体から選択される少なくとも1つと、光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーを含有する液晶配向剤を使用して形成される液晶配向膜を有する液晶表示素子。
R’は独立して−Hまたは炭素数1〜4のアルキルであり;
R1は独立して2価の有機基であり;
R2は独立して4価の有機基であり;
R1およびR2はポリマー中の構成単位ごとに異なっていてもよく;
少なくとも1つのR1および/またはR2は二級アミンの構造または三級アミンの構造を有する。
環Aは独立してフェニレン、シクロへキシレンまたはピペラジンジイルであり;
G21は独立して単結合、−O−、−S−、−NR21−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m−、−O−(CH2)m−O−、−S−(CH2)m−S−、または−NR21−(CH2)m−NR21−であり;
mは独立して1〜12の整数であり;
R21は独立して−Hまたは炭素数1〜10のアルキルであり;
シクロヘキサン環およびベンゼン環の任意の−Hは、−F、−CONH2、−OH、−COOH、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられていてもよく;
各式において、少なくとも1つのG21は−NR21−または−NR21−(CH2)m−NR21 −であり、mは1〜12の整数であるか、または、少なくとも1つの環Aはピペラジンジイルである。
環Bはシクロへキシレン、フェニレン、ピペラジンジイルまたはゴナンであり、
ベンゼン環およびゴナン骨格上の1〜3個の−Hは炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、アセトアミド、−Fまたは−Clで置き換えられていてもよく、
Y30の両側にフェニレンが連結しているとき、2つのフェニレンのY30と結合している部位に隣接する炭素が結合して2つのフェニレンを含む縮合環を形成していてもよく、
ピペラジン環の任意の−Hは独立して炭素数1〜3のアルキルで置き換えられていてもよく;
G31はNまたはCHであり;
qは0〜4の整数であり;
X30は独立して−(CH2)p−であり、
この−(CH2)p−のうち2つまでの−CH2−が独立して−O−(ただし非連続)、−S−、−NH−,−NMe−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CpH2pN(CpH2pCOOH)CpH2p−、−CH(CpH2pOH)−、−CH(CpH2p+1)−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、pは0〜30の整数であり;
Y30は−(CH2)p−または式(IV−1−a)、式(IV−1−b)、式(IV−1−c)で表される2価の基から選択される1つであり、
この−(CH2)p−のうち2つまでの−CH2−が独立して−O−(ただし非連続)、−S−、−NH−,−NMe−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CpH2pN(CpH2pCOOH)CpH2p−、−CH(CpH2pOH)−、−CH(CpH2p+1)−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、pは0〜30の整数であり、
式(IV−1−b)において、X31は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、
環Cはシクロへキシレンまたはフェニレンであり、
R32は−Hまたは炭素数1〜30のアルキルであり、該アルキルの−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、hは0〜2の整数であり、
式(IV−1−c)において、R33は−Hまたは−CH3であり、
R34は−H、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり;
R30は式(IV−1−d)であり;
X32は単結合、−O−、−COO−、−OCO−,−CO−、−CONH−、または炭素数1〜6のアルキレンであり、
X33は独立して、単結合、−O−(ただし非連続)、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−、または炭素数1〜48のアルキレンであり、該アルキレンにおいて、任意の−CH2−は独立して−CF2−、−CHF−、−O−(ただし非連続)、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、該アルキレンの−Hは独立して、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、または−OCF3で置き換えられていてもよく、
Dは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、アントラセン−9,10−ジイルから選択される2価の基、またはステロイド骨格を有する2価の基であり、Dの任意の−Hは独立して炭素数1〜30のアルキル、フェニル、−F、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、または−OCF3で置き換えられていてもよく、
R35は−H、−Fまたは−C≡Nであり;
rは0〜9の整数である。
ただし、式(IV−1)において、少なくとも1つのG31はNであるか、X30およびY30の少なくとも1つは−NH−または−NMe−で置き換えられた−(CH2)p−であるか、または少なくとも1つの環Bはピペラジンである。
Y31はメチレン、フェニレン、ピペラジンジイル、シクロへキシレンまたは炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよいフェニレンであり;
sは1〜6の整数であり;
G31はNまたはCHであり;
tは1〜10の整数であり;
R36およびR37は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルである。
ただし、式(IV−2)において、少なくとも1つのG31はNであるか、Y31の少なくとも1つはピペラジンジイルである。
式(IV−1−4)〜(IV−1−8)において、Y40は独立して、単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−NH−、−N(CH3)−(CH2)s−N(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)s−、−O−(CH2)s−O−、または−S−(CH2)s−S−であり、そしてsは1〜6の整数である。
式(IV−1−2)〜(IV−1−8)において、シクロヘキサン環またはベンゼン環の−Hは独立して、−F、−CH3、−CF3、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられていてもよい。
式(IV−1−3)において、ベンゼン環の−Hはベンジルで置き換えられていてもよい。
式(IV−1−2)〜(IV−1−9)において、X41は独立して、−(CH2)m−であり、このうち2つまでの−CH2−は独立して−O−(ただし非連続)、−S−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CH(CpH2pOH)−、−CH(CpH2p+1)−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、mは0〜30の整数であり、pは独立して0〜30の整数である。
式(IV−1−9)において、A41は独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−NHCOCH3、−F、−Cl、または−Brであり、
A42は独立して炭素数1〜3のアルキルであり、
jは0〜3の整数であり、
kは0〜4の整数である。
式(IV−1−10)において、A43は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、または(CH2)s−であり、sは1〜6の整数であり、
R40は、ステロイド骨格を有する基、または式(IV−1−10−a)で表される基である。
R45およびR46はそれぞれ独立して−Fまたは−CH3であり、
環Sは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−9,10−ジイルであり、
R47は−H、−F、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル、炭素数1〜30のアルコキシ、−C≡N、−OCH2F、−OCHF2または−OCF3であり、
aおよびbはそれぞれ独立して0〜4の整数であり、
c、dおよびeはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、
fおよびgはそれぞれ独立して0〜2の整数であり、そして
c+d+e≧1である。
式(IV−1−11)および(IV−1−12)において、R48は独立して−Hまたは−CH3であり、
R49は−H、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり、
Y44は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。
式(IV−1−12)において、R410はそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルである。
式(IV−1−13)および(IV−1−14)において、X42は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンである。
式(IV−1−13)において、R41は−Hまたは炭素数1〜30のアルキルであり、該アルキルのうち、炭素数1〜30のアルキルの任意の−CH2−は、−O−(ただし非連続)、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、
X43は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、
環Tは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、
qは0または1である。
式(IV−1−14)において、R412は炭素数6〜22のアルキルであり、
R413は−Hまたは炭素数1〜22のアルキルである。
式(IV−2−1)において、R42およびR43はそれぞれ独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、
Y41は独立してメチレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、
sは1〜6の整数であり、そして
tは1〜10の整数である。
mは独立して1〜12の整数であり;
G51は独立して単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m’−、−O−(CH2)m’−O−、または−S−(CH2)m’−S−であり、m’は独立して1〜12の整数であり;
G52は独立して単結合、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、または炭素数1〜10のアルキレンであり;
各式中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の任意の−Hは、−F、−CH3、ベンジルまたは−CF3で置き換えられていてもよく;そして、
シクロヘキサン環またはベンゼン環へ−NH2が結合するのは、G51またはG52の結合位置を除く任意の位置である。
G60は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、または−(CH2)m−であり、mは1〜12の整数であり;
R60は炭素数3〜20のアルキル、フェニル、ステロイド骨格を有する基、シクロヘキシル、または式(VI−1−a)で表される基であり;
このアルキルにおいて、任意の−Hは−Fで置き換えられていてもよく、任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
このフェニルの−Hは、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜20のアルキルまたは炭素数3〜20のアルコキシで置き換えられていてもよく;
このシクロヘキシルの−Hは炭素数3〜20のアルキルまたは炭素数3〜20のアルコキシで置き換えられていてもよく;そして、
ベンゼン環へ−NH2が結合するのは任意の位置である。
ただし、G60が−(CH2)m−であり、mが1であり、R60がフェニルであるとき、このフェニルの少なくとも一つの−Hは、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜20のアルキルまたは炭素数3〜20のアルコキシで置き換えられている。
G61、G62およびG63は結合基であり、これらは独立して単結合または炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンの1つ以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−で置き換えられていてもよく;
A60、A61、A62およびA63は環であり、これらは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−9,10−ジイルであり;
すべての環において、任意の−Hは−Fまたは−CH3で置き換えられていてもよく;
f、gおよびhは独立して0〜2の整数であり、これらの合計は1〜5であり;そして、
f、gまたはhが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なっていてもよく、2つの環は同じであっても異なっていてもよい。
R62は独立して−Hまたは−CH3であり;
R63は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルであり;
G64は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;
式(VI−3)におけるベンゼン環の1つの−Hは、炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルで置き換えられていてもよく;そして、
環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その結合位置が任意であることを示す。
R64は−Hまたは炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルにおける任意の−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
R65は炭素数6〜22のアルキルであり;
R66は−Hまたは炭素数1〜22のアルキルであり;
G65は−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;
A64は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;
G66は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり;
qは0または1であり;そして、
ベンゼン環への−NH2の結合位置は任意である。
式(VI−1−4)〜(VI−1−6)において、R5aは炭素数1〜18のアルキルまたは炭素数1〜18のアルコキシであり;
式(VI−1−21)、(VI−1−27)および(VI−1−39)において、R5bは−H、−F、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2または−OCF3であり;そして、
式(VI−1−22)、(VI−1−28)および(VI−1−30)において、R4dは炭素数1〜20のアルキル、または炭素数1〜20のアルコキシである。
R71およびR72は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり;
G70はメチレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり;
sは1〜6の整数であり;そして
tは1〜10の整数である。
G81は単結合、炭素数1〜12のアルキレン、1,4−フェニレン、または1,4−シクロヘキシレンであり;そして、
X81は独立して単結合または−CH2−である。
R81、R82、R83、およびR84は−H、−CH3、−CH2CH3、またはフェニルである。
G82は単結合、炭素数1〜12のアルキレン、−O−、−CO−、−S−、−C(CH3)2−、−SO−、または−C(CF3)2−であり;そして、
環A81は独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。
X81は独立して単結合または−CH2−であり;そして、
vは1または2である。
R86は−H、−CH3、−CH2CH3、またはフェニルであり;そして、
環A82はシクロヘキサン環またはシクロヘキセン環である。
Phはフェニルの略号である。
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、前記[7]項に記載の式(IV−1−1−1)で表される化合物であり、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミン以外のジアミンが下記の式(V−5−1)、(V−5−5)および前記[12]項に記載の式(VI−1−5)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物が、前記[16]項に記載の式(VIII−1−1)、(VIII−2−1)、(VIII−3−1)、(VIII−3−2)、(VIII−4−23)、(VIII−7−2)、および(VIII−12−1)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、前記[1]項に記載の液晶表示素子。
Ra−Z−(E−Z)s−Ra (IX)
式(IX)において、
Raは、独立して下記の式(IX−1−1)〜(IX−1−5)で表される重合性基、−H、ハロゲン、−CN、−CF3、−CF2H、−CFH2、−OCF3、−OCF2H、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜20のアルキルであり;
このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲンまたは−CNで置き換えられていてもよく;
Raの少なくとも1つは式(IX−1−1)〜(IX−1−5)で表される重合性基であり;
Eは環であり、独立して炭素数3〜20の飽和または不飽和の独立環、縮合環、またはスピロ環式の2価基であり;
これらの環において、任意の−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
任意の−CH=は−N=で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲン、−CN、−NO2、−NC、−N=C=O、−N=C=S、1〜3個の炭素数1〜4のアルキルで置換されたシリル、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル、または炭素数1〜10のハロゲン化アルキルで置き換えられていてもよく;
このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
Zは、独立に単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり;
このアルキレンにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−N(O)=N−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
任意の−Hはハロゲンで置き換えられていてもよく;そして、
sは1〜6の整数であり、
sが2〜6の整数であるとき、括弧内の複数の−E−Z−は同じであっても、異なっていてもよい。
これらの環において、任意の−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
任意の−CH=は−N=で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲン、−CN、−NO2、−N≡C、−N=C=O、−N=C=S、1〜3個の炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルで置換されたシリル、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル、または炭素数1〜10のハロゲン化アルキルで置き換えられていてもよく;
このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよい、前記[1]項に記載の液晶表示素子。
Rcは−Hまたは−CH3であり;
Rdは独立して−H、ハロゲン、−CH3,−CF3、−OCH3であり;そして、
m2、m3は独立して1〜20の整数である。
X101およびX102は独立して単結合、−COO−、−OCO−または−O−であり;
X103は−COO−、−OCO−または−O−であり;そして、
G101は炭素数2〜6のアルキレンである。
本発明で使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンの例は、式(III−1)〜(III−3)で表される化合物である。これらのジアミンから1つを選択して単独で用いてもよく、2つ以上を選択して混合して用いてもよい。または、これらのジアミンから選択される少なくとも1つとその他のジアミンとを混合して用いてもよい。
本発明で使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物の例は、式(IV−1)または(IV−2)で表される化合物である。これらのテトラカルボン酸二無水物から1つを選択して単独で用いてもよく、2つ以上を選択して混合して用いてもよい。または、これらのテトラカルボン酸二無水物から選択される少なくとも1つとその他のテトラカルボン酸二無水物とを混合して用いてもよい。
本発明で使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンは単独で用いてもよいが、製造条件および/または特性の観点からこれらのジアミンから2つ以上を選択して混合して用いてもよく、さらにこれらのジアミンから選択される少なくとも1つとその他のジアミンとを混合して用いてもよい。本発明で使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンの共重合時共に使用されるジアミンは既知のジアミン化合物から適宜選択される。既知のジアミン化合物としては以下の式(V−1)〜(V−7)のジアミンから1種または2種以上を混合して使用できる。
本発明に使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンの共重合時共に使用されるジアミンのもう1つの例は側鎖構造を有するジアミンである。これらのジアミンは、特にVA型液晶表示素子、OCB型液晶表示素子、STN型液晶表示素子等の大きなプレチルト角が要求されるような用途で用いられる。なお、本明細書において、側鎖構造を有するジアミンは、2つのアミノ基を結ぶ鎖を主鎖としたときに、この主鎖に対して側方に位置する置換基を有するジアミンを意味する。すなわち、側鎖構造を有するジアミンは、テトラカルボン酸二無水物と反応することで、高分子主鎖に対して側方位に置換基を有するポリアミック酸を提供することができる。このようなポリアミック酸を含有する液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、液晶表示素子におけるプレチルト角を大きくすることができる。
1)置換基を有していてもよいフェニル、置換基を有していてもよいシクロヘキシル、置換基を有していてもよいシクロヘキシルフェニル、置換基を有していてもよいビ(シクロヘキシル)フェニル、または炭素数3以上のアルキル、アルケニルもしくはアルキニル、
2)置換基を有していてもよいフェニルオキシ、置換基を有していてもよいシクロヘキシルオキシ、置換基を有していてもよいビ(シクロヘキシル)オキシ、置換基を有していてもよいフェニルシクロヘキシルオキシ、置換基を有していてもよいシクロヘキシルフェニルオキシ、または炭素数3以上のアルキルオキシ、アルケニルオキシもしくはアルキニルオキシ、
3)フェニルカルボニル、または炭素数3以上のアルキルカルボニル、アルケニルカルボニルもしくはアルキニルカルボニル、
4)フェニルカルボニルオキシ、または炭素数3以上のアルキルカルボニルオキシ、アルケニルカルボニルオキシもしくはアルキニルカルボニルオキシ、
5)置換基を有していてもよいフェニルオキシカルボニル、置換基を有していてもよいシクロヘキシルオキシカルボニル、置換基を有していてもよいビシクロヘキシルオキシカルボニル、置換基を有していてもよいビシクロヘキシルフェニルオキシカルボニル、置換基を有していてもよいシクロヘキシルビフェニルオキシカルボニル、または炭素数3以上のアルキルオキシカルボニル、アルケニルオキシカルボニルもしくはアルキニルオキシカルボニル、
6)フェニルアミノカルボニル、または炭素数3以上のアルキルアミノカルボニル、アルケニルアミノカルボニルもしくはアルキニルアミノカルボニル、
7)炭素数3以上の環状アルキル、
8)置換基を有していてもよいシクロヘキシルアルキル、置換基を有していてもよいフェニルアルキル、置換基を有していてもよいビシクロヘキシルアルキル、置換基を有していてもよいシクロヘキシルフェニルアルキル、置換基を有していてもよいビシクロヘキシルフェニルアルキル、置換基を有していてもよいフェニルアルキルオキシ、アルキルフェニルオキシカルボニル、またはアルキルビフェニリルオキシカルボニル、
9)置換基を有してもよいベンゼン環および/または置換基を有してもよいシクロヘキサン環が、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−もしくは炭素数1〜3のアルキレンを介して結合した、2個以上の環を有する基、またはステロイド骨格を有する基、
などが挙げられるが、これらに限定されない。
化合物(VI−1)〜化合物(VI−5)以外の側鎖構造を有するジアミンの例を次に示す。
本発明で使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいが、製造条件および/または特性の観点からこれらのテトラカルボン酸二無水物から2つ以上を選択して混合して用いてもよく、さらにこれらのテトラカルボン酸二無水物から選択される少なくとも1つとその他のテトラカルボン酸二無水物とを混合して用いてもよい。本発明で使用される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物の共重合時共に使用されるテトラカルボン酸二無水物は既知のテトラカルボン酸二無水物から適宜選択される。
本発明に用いられる光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーは、式(V)で表される少なくとも1種の化合物である。
Ra−Z−(E−Z)s−Ra (IX)
式(IX)において、Raは、独立して下記の式(IX−1−1)〜(IX−1−5)で表される重合性基、−H、ハロゲン、−C≡N、−CF3、−CF2H、−CFH2、−OCF3、−OCF2H、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、任意の−Hは、ハロゲンまたは−C≡Nで置き換えられていてもよく、Raの少なくとも1つは式(IX−1−1)〜(IX−1−5)で表される重合性基である。Eは環であり、独立して炭素数3〜20の飽和または不飽和の独立環、縮合環、またはスピロ環式の2価基であり、これらの環において、任意の−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく、任意の−CH=は−N=で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲン、−C≡N、−NO2、−N≡C、−N=C=O、−N=C=S、1〜3個の炭素数1〜4のアルキルで置換されたシリル、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル、または炭素数1〜10のハロゲン化アルキルで置き換えられていてもよく、このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、Zは、独立に単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−N(O)=N−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、そして、sは1〜6の整数であるが、sが2〜6の整数であるとき、括弧内の複数の−E−Z−は同じであっても、異なっていてもよい。
光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーの例は、下記の式(IX−3−1)〜(IX−3−12)で表される化合物である。
Rdは独立して−H、ハロゲン、−CH3、−CF3、−OCH3、フェニルまたは同一炭素上にある2つのRdが炭素数6〜15の飽和または不飽和の炭化水素環を形成していても良く;
そして、m2およびm3は独立して1〜20の整数である。
光によりラジカルを発生する基の例は、ベンゾフェノン骨格を有する基、またはシンナメート骨格を有する基である。
前記ポリイミド、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体から選択されるポリマーの分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、好ましくは10,000〜500,000、更に好ましくは20,000〜200,000である。
化合物(VIII−3−2):ピロメリット酸無水物
化合物(VIII−2−1):1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
化合物(VIII−1−1):1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
化合物(VIII−3−1):1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
化合物(VIII−7−2):2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
化合物(VIII−12−1):18,21−ビス(3−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)プロピル)−18,21−ジメチル−1,3,5,7,9,11,13,15−オクタフェニル−ペンタシクロ[10.5.1.25,13.17,11.19,15]デカシロキサン
化合物(IV−1−1−1):4,4’−(エタン−1,2−ジイル)ジモルホリン―2,6−ジオン
化合物(VIII−4−23):4,4’−(オクタン−1,8−ジイル)ジフタル酸二無水物
化合物(V−5−5):4,4’−メチレンビス(3−メチルアニリン)
化合物(V−5−1):4,4’−ジアミノジフェニルメタン
式(VI−1−5)においてR5aがペンチルである化合物:5−(4−(4’−ペンチルビ(シクロヘキサン)−4−イル)ベンジル−1,3−ジアミノベンゼン
式(VI−1−2)においてR4aが炭素数16のアルキル基である化合物:5−(4−ヘキサデシルベンジル)ベンゼン−1,3−ジアミン
式(VI−1−39)においてR5bがペンチル基である化合物:4−(4’−ペンチルビシクロヘキサン−4−イル)フェノキシ−1,3−ジアミノベンゼン
化合物(VI−1−41):コレステリル 3,5−ジアミノベンゾアート
化合物(III−1−2):N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルエチレンジアミン
化合物(III−2−1):4,4’―(ピペラジン−1,4−ジイル)ジアニリン
化合物(III−1−1):4,4’−ジアミノジフェニルアミン
化合物(IX−3−1−1):4,4’−ビス(メタクリロイルオキシ)ビフェニル
化合物(IX−3−2−3):2−メチル−1,4−フェニレン ビス(4−(3−(アクリロイルオキシ)プロポキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−2−6):2−メチル−1,4−フェニレン ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−2−6−1):2−メチル−1,4−フェニレン ビス(4−(6−(メタクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−3−6):4,4’−ビス(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ビフェニル
化合物(IX−3−4−6):4−シアノフェニル 4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート
化合物(IX−3−5−6):4−メトキシフェニル 4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート
化合物(IX−3−6−6):2−メチル−1,4−フェニレン ビス(4−((6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)カルボニルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−10−1−1):4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(メタクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−10−2):4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)−2−フルオロベンゾアート)
化合物(IX−3−10−2−1):4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(メタクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)−2−フルオロベンゾアート)
化合物(IX−3−10−3):6,6’−(4,4’−(3,3’−(4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(3−オキソプロパン−3,1−ジイル))ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(ヘキサン−6,1−ジイル) ジアクリレート
化合物(IX−3−10−3−1):6,6’−(4,4’−(3,3’−(4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(3−オキソプロパン−3,1−ジイル))ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(ヘキサン−6,1−ジイル) ジメタクリレート
化合物(IX−3−10−4):4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(2,6−ジフルオロ−4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−10−4−1):4,4’−(ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル)ビス(2,6−ジフルオロ−4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(メタクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−10−5):4,4’−(プロパン−2,2−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−10−6):4,4’−(エタン−1,1−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−10−7):4,4’−メチレンビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−11−1−1):9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル ビス(4−(6−(メタクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−11−2):9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)−2−フルオロベンゾアート)
化合物(IX−3−11−2−1):9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル ビス(4−(6−(メタクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)−2−フルオロベンゾアート)
化合物(IX−3−11−3):ビス(4−(アクリロイルオキシ)ブチル) ’−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル ジテレフタレート
化合物(IX−3−11−4):9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル ビス(4−((4−(アクリロイルオキシ)ブチルオキシ)カルボニルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−11−5):4,4’−(4,4’−(3,3’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル)ビス(オキシ)ビス(3−オキソプロパン−3,1−ジイル))ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(オキソメチレン)ビス(オキシ)ビス(ブタン−4,1−ジイル) ジアクリレート
化合物(IX−3−11−6):6,6’−(4,4’−(3,3’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル)ビス(オキシ)ビス(3−オキソプロパン−3,1−ジイル))ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(ヘキサン−6,1−ジイル) ジアクリレート
化合物(IX−3−11−7):6,6’−(4,4’−(2,2’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2,7−ジイル)ビス(エタン−2,1−ジイル))ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ)ビス(ヘキサン−6,1−ジイル) ジアクリレート
化合物(IX−3−11−8):9,9’−スピロビ[フルオレン]−2,7−ジイル ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(V−3−13−1):4,4’−(シクロヘキサン−1,1−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
化合物(IX−3−13−2):4,4’−(9H−フルオレン−9,9−ジイル)ビス(4,1−フェニレン) ビス(4−(6−(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ)ベンゾアート)
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
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]
温度計、攪拌機、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化合物(III−1−2)0.670g、化合物(VI−1−5)1.072g、化合物(V−5−5)1.682gおよび脱水NMP60.0gを入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。次いで化合物(IV−1−1−1)0.635g、化合物(VIII−2−1)1.943gを入れ、室温で30時間攪拌を続けた。反応中に反応温度が上昇する場合は、反応温度を約70℃以下に抑えるよう冷却した。得られた反応液に、BC34.0gを加えて、固形分濃度が6重量%のポリアミック酸溶液(PA1)を得た。尚、(PA1)の重量平均分子量は56,000であった。
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した以外は、合成例1に準拠してポリアミック酸溶液(PA2)〜(PA25)を調製した。合成例1を含めて、ポリアミック酸溶液の原料モノマーの組成を表1にまとめた。
[実施例1]
合成例1で調製したポリアミック酸溶液(PA1)に、(PA1)の固形分重量の30重量%に相当する化合物(IX−3−2−6)を加え、さらにNMP/BC=8/2(重量比)の混合溶剤を加えて、ポリマー固形分と化合物(IX−3−2−6)の総量が4重量%になるよう希釈して液晶配向剤とした。
表2に示したように液晶配向剤および光重合性モノマーを変更した以外は、実施例1に準拠して実施例2〜99、比較例1〜15の液晶表示素子を作製した。
実施例1〜99、比較例1〜15で作製した液晶表示素子について、応答時間の測定を以下の手順で行った。
1)電圧保持率の測定
東陽テクニカ製液晶物性評価装置6254型を用いて前記液晶表示素子の電圧保持率の測定を行った。パルス電圧はゲート幅60μs、周波数30Hz、波高値1Vで、測定温度は60℃とした。この値が大きいほど電気特性は良好といえる。電圧保持率の測定はUV照射による配向処理の前後に行った。UV照射による電圧保持率の低下が少ないほど、UV耐性が高いといえる。測定の結果を表4に示す。
Claims (33)
- 対向配置されている一対の基板と、前記一対の基板それぞれの対向している面の一方または両方に形成されている電極と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に形成された液晶層とを有し、
液晶組成物に電圧を印加することによって液晶配向膜表面に存在する光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーの一部または全部を配向させ、
電圧を印加したまま光を照射して該配向状態を固定化させる工程を経て作製される液晶表示素子において、
式(I)または(II)で表される構成単位を有する、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られるポリイミド、その前駆体であるポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体から選択される少なくとも1つと、光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーを含有する液晶配向剤を使用して形成される液晶配向膜を有する液晶表示素子。
R’は独立して−Hまたは炭素数1〜4のアルキルであり;
R1は独立して2価の有機基であり;
R2は独立して4価の有機基であり;
R1およびR2はポリマー中の構成単位ごとに異なっていてもよく;
少なくとも1つのR1および/またはR2は二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するが、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するR 1 は、下記の式(III−1)〜(III−3)で表される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンの群から選択される少なくとも1つに由来する残基であり、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するR 2 は、下記の式(IV−1)および(IV−2)で表される二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物の群から選択される少なくとも1つに由来する残基である:
環Aは独立してフェニレン、シクロへキシレンまたはピペラジンジイルであり;
G 21 は独立して単結合、−O−、−S−、−NR 21 −、−S−S−、−SO 2 −、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH 3 ) 2 −、−C(CF 3 ) 2 −、−(CH 2 ) m −、−O−(CH 2 ) m −O−、−S−(CH 2 ) m −S−、または−NR 21 −(CH 2 ) m −NR 21 −であり;
mは独立して1〜12の整数であり;
R 21 は独立して−Hまたは炭素数1〜10のアルキルであり;
シクロヘキサン環およびベンゼン環の任意の−Hは、−F、−CONH 2 、−OH、−COOH、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられていてもよく;
各式において、少なくとも1つのG 21 は−NR 21 −または−NR 21 −(CH 2 ) m −NR 21 −であり、mは1〜12の整数であるか、または、少なくとも1つの環Aはピペラジンジイルであり;
環Bはシクロへキシレン、フェニレン、ピペラジンジイルまたはゴナンであり、
ベンゼン環およびゴナン骨格上の1〜3個の−Hは炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、アセトアミド、−Fまたは−Clで置き換えられていてもよく、
Y 30 の両側にフェニレンが連結しているとき、2つのフェニレンのY 30 と結合している部位に隣接する炭素が結合して2つのフェニレンを含む縮合環を形成していてもよく、
ピペラジン環の任意の−Hは独立して炭素数1〜3のアルキルで置き換えられていてもよく;
G 31 はNまたはCHであり;
qは0〜4の整数であり;
X 30 は独立して−(CH 2 ) p −であり、
この−(CH 2 ) p −のうち2つまでの−CH 2 −が独立して−O−(ただし非連続)、−S−、−NH−,−NMe−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−C p H 2p N(C p H 2p COOH)C p H 2p −、−CH(C p H 2p OH)−、−CH(C p H 2p+1 )−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、pは0〜30の整数であり;
Y 30 は−(CH 2 ) p −または式(IV−1−a)、式(IV−1−b)、式(IV−1−c)で表される2価の基から選択される1つであり、
この−(CH 2 ) p −のうち2つまでの−CH 2 −が独立して−O−(ただし非連続)、−S−、−NH−,−NMe−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−C p H 2p N(C p H 2p COOH)C p H 2p −、−CH(C p H 2p OH)−、−CH(C p H 2p+1 )−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、pは0〜30の整数であり、
式(IV−1−b)において、X 31 は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、
環Cはシクロへキシレンまたはフェニレンであり、
R 32 は−Hまたは炭素数1〜30のアルキルであり、該アルキルの−CH 2 −は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、hは0〜2の整数であり、
式(IV−1−c)において、R 33 は−Hまたは−CH 3 であり、
R 34 は−H、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり;
R 30 は式(IV−1−d)であり;
X 32 は単結合、−O−、−COO−、−OCO−,−CO−、−CONH−、または炭素数1〜6のアルキレンであり、
X 33 は独立して、単結合、−O−(ただし非連続)、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−、または炭素数1〜48のアルキレンであり、該アルキレンにおいて、任意の−CH 2 −は独立して−CF 2 −、−CHF−、−O−(ただし非連続)、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、該アルキレンの−Hは独立して、−F、−CH 3 、−OCH 3 、−OCH 2 F、−OCHF 2 、または−OCF 3 で置き換えられていてもよく、
Dは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、アントラセン−9,10−ジイルから選択される2価の基、またはステロイド骨格を有する2価の基であり、Dの任意の−Hは独立して炭素数1〜30のアルキル、フェニル、−F、−OCH 3 、−OCH 2 F、−OCHF 2 、または−OCF 3 で置き換えられていてもよく、
R 35 は−H、−Fまたは−C≡Nであり;
rは0〜9の整数である。
ただし、式(IV−1)において、少なくとも1つのG 31 はNであるか、X 30 およびY 30 の少なくとも1つは−NH−または−NMe−で置き換えられた−(CH 2 ) p −であるか、または少なくとも1つの環Bはピペラジンである。
Y 31 はメチレン、フェニレン、ピペラジンジイル、シクロへキシレンまたは炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよいフェニレンであり;
sは1〜6の整数であり;
G 31 はNまたはCHであり;
tは1〜10の整数であり;
R 36 およびR 37 は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルである。
ただし、式(IV−2)において、少なくとも1つのG 31 はNであるか、Y 31 の少なくとも1つはピペラジンジイルである。 - 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンが、請求項2に記載の式(III−1−1)、(III−1−2)、(III−2−1)、(III−3−1)、および(III−3−2)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
- 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、下記の式(IV−1−1)〜(IV−1−14)、(IV−2−1)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
式(IV−1−4)〜(IV−1−8)において、Y40は独立して、単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−NH−、−N(CH3)−(CH2)s−N(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)s−、−O−(CH2)s−O−、または−S−(CH2)s−S−であり、そしてsは1〜6の整数である。
式(IV−1−2)〜(IV−1−8)において、シクロヘキサン環またはベンゼン環の−Hは独立して、−F、−CH3、−CF3、−OH、−COOH、−SO3H、または−PO3H2で置き換えられていてもよい。
式(IV−1−3)において、ベンゼン環の−Hはベンジルで置き換えられていてもよい。
式(IV−1−2)〜(IV−1−9)において、X41は独立して、−(CH2)m−であり、このうち2つまでの−CH2−は独立して−O−(ただし非連続)、−S−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CH(CpH2pOH)−、−CH(CpH2p+1)−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、mは0〜30の整数であり、pは独立して0〜30の整数である。
式(IV−1−9)において、A41は独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−NHCOCH3、−F、−Cl、または−Brであり、
A42は独立して炭素数1〜3のアルキルであり、
jは0〜3の整数であり、
kは0〜4の整数である。
式(IV−1−10)において、A43は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、または(CH2)s−であり、sは1〜6の整数であり、
R40は、ステロイド骨格を有する基、または式(IV−1−10−a)で表される基である。
R45およびR46はそれぞれ独立して−Fまたは−CH3であり、
環Sは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−9,10−ジイルであり、
R47は−H、−F、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル、炭素数1〜30のアルコキシ、−C≡N、−OCH2F、−OCHF2または−OCF3であり、
aおよびbはそれぞれ独立して0〜4の整数であり、
c、dおよびeはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、
fおよびgはそれぞれ独立して0〜2の整数であり、そして
c+d+e≧1である。
式(IV−1−11)および(IV−1−12)において、R48は独立して−Hまたは−CH3であり、
R49は−H、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり、
Y44は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。
式(IV−1−12)において、R410はそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルである。
式(IV−1−13)および(IV−1−14)において、X42は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンである。
式(IV−1−13)において、R41は−Hまたは炭素数1〜30のアルキルであり、該アルキルのうち、炭素数1〜30のアルキルの任意の−CH2−は、−O−(ただし非連続)、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、
X43は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり、
環Tは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり、
qは0または1である。
式(IV−1−14)において、R412は炭素数6〜22のアルキルであり、
R413は−Hまたは炭素数1〜22のアルキルである。
式(IV−2−1)において、R42およびR43はそれぞれ独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、
Y41は独立してメチレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、
sは1〜6の整数であり、そして
tは1〜10の整数である。 - 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、請求項5に記載の式(IV−1−1−1)、(IV−1−1−3)、(IV−1−1−4)、(IV−1−2−2)、および(IV−1−3−1)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
- 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンの共重合時共に使用されるジアミンが、下記の式(V−1)〜(V−7)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
mは独立して1〜12の整数であり;
G51は独立して単結合、−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)m’−、−O−(CH2)m’−O−、または−S−(CH2)m’−S−であり、m’は独立して1〜12の整数であり;
G52は独立して単結合、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、または炭素数1〜10のアルキレンであり;
各式中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の任意の−Hは、−F、−CH3、ベンジルまたは−CF3で置き換えられていてもよく;そして、
シクロヘキサン環またはベンゼン環へ−NH2が結合するのは、G51またはG52の結合位置を除く任意の位置である。 - 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンの共重合時共に使用されるジアミンが、側鎖構造を有するジアミンの少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
- 側鎖構造を有するジアミンが、下記の式(VI−1)〜(VI−5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項9に記載の液晶表示素子。
G60は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、または−(CH2)m−であり、mは1〜12の整数であり;
R60は炭素数3〜20のアルキル、フェニル、ステロイド骨格を有する基、シクロヘキシル、または式(VI−1−a)で表される基であり;
このアルキルにおいて、任意の−Hは−Fで置き換えられていてもよく、任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
このフェニルの−Hは、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜20のアルキルまたは炭素数3〜20のアルコキシで置き換えられていてもよく;
このシクロヘキシルの−Hは炭素数3〜20のアルキルまたは炭素数3〜20のアルコキシで置き換えられていてもよく;そして、
ベンゼン環へ−NH2が結合するのは任意の位置である。
ただし、G60が−(CH2)m−であり、mが1であり、R60がフェニルであるとき、このフェニルの少なくとも一つの−Hは、−F、−CH3、−OCH3、−OCH2F、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜20のアルキル、または炭素数3〜20のアルコキシで置き換えられている。
G61、G62およびG63は結合基であり、これらは独立して単結合または炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンの1つ以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−で置き換えられていてもよく;
A60、A61、A62およびA63は環であり、これらは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイル、またはアントラセン−9,10−ジイルであり;
すべての環において、任意の−Hは−Fまたは−CH3で置き換えられていてもよく;
f、gおよびhは独立して0〜2の整数であり、これらの合計は1〜5であり;そして、
f、gまたはhが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なっていてもよく、2つの環は同じであっても異なっていてもよい。
R62は独立して−Hまたは−CH3であり;
R63は独立して−H、炭素数1〜20のアルキル、または炭素数2〜20のアルケニルであり;
G64は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;
式(VI−3)におけるベンゼン環の1つの−Hは、炭素数1〜20のアルキルまたはフェニルで置き換えられていてもよく;そして、
環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その結合位置が任意であることを示す。
R64は−Hまたは炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルにおける任意の−CH2−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
R65は炭素数6〜22のアルキルであり;
R66は−Hまたは炭素数1〜22のアルキルであり;
G65は−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;
A64は1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;
G66は単結合または炭素数1〜3のアルキレンであり;
qは0または1であり;そして、
ベンゼン環への−NH2の結合位置は任意である。 - 側鎖構造を有するジアミンが下記式(VI−1−1)、(VI−1−2)、(VI−1−4)〜(VI−1−6)、(VI−1−21)、(VI−1−22)、(VI−1−27)、(VI−1−28)、(VI−1−30)、(VI−1−39)、(VI−1−41)〜(VI−1−45)および(VI−2−1)〜(VI−2−4)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項9に記載の液晶表示素子。
式(VI−1−4)〜(VI−1−6)において、R5aは炭素数1〜18のアルキルまたは炭素数1〜18のアルコキシであり;
式(VI−1−21)、(VI−1−27)および(VI−1−39)において、R5bは−H、−F、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルコキシ、−CN、−OCH2F、−OCHF2または−OCF3であり;そして、
式(VI−1−22)、(VI−1−28)および(VI−1−30)において、R4dは炭素数1〜20のアルキル、または炭素数1〜20のアルコキシである。 - 側鎖構造を有するジアミンが請求項11に記載の式(VI−1−2)、(VI−1−5)、(VI−1−6)、(VI−1−21)、(VI−1−39)、および(VI−1−41)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項9に記載の液晶表示素子。
- 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物の共重合時共に使用されるテトラカルボン酸二無水物が、下記の式(VIII−1)〜(VIII−13)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
G81は単結合、炭素数1〜12のアルキレン、1,4−フェニレン、または1,4−シクロヘキシレンであり;そして、
X81は独立して単結合または−CH2−である。
R81、R82、R83、およびR84は−H、−CH3、−CH2CH3、またはフェニルである。
G82は単結合、炭素数1〜12のアルキレン、−O−、−CO−、−S−、−C(CH3)2−、−SO−、または−C(CF3)2−であり;そして、
環A81は独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。
X81は独立して単結合または−CH2−であり;そして、
vは1または2である。
R86は−H、−CH3、−CH2CH3、またはフェニルであり;そして、
環A82はシクロヘキサン環またはシクロヘキセン環である。
Phはフェニルの略号である。
- 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物の共重合時共に使用されるテトラカルボン酸二無水物が、請求項15に記載の式(VIII−1−1)、(VIII−2−1)、(VIII−3−1)、(VIII−3−2)、(VIII−4−23)、(VIII−7−2)、および(VIII−12−1)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
- 二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミンが、請求項2に記載の式(III−1−1)および/または(III−2−1)で表される化合物であり、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、請求項5に記載の式(IV−1−1−1)で表される化合物であり、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するジアミン以外のジアミンが下記の式(V−5−1)、(V−5−5)および請求項11に記載の式(VI−1−5)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
二級アミンの構造または三級アミンの構造を有するテトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物が、請求項15に記載の式(VIII−1−1)、(VIII−2−1)、(VIII−3−1)、(VIII−3−2)、(VIII−4−23)、(VIII−7−2)、および(VIII−12−1)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
- 光重合性モノマーが下記式(IX)で表される化合物の少なくとも1つである、請求項1に記載の液晶表示素子。
Ra−Z−(E−Z)s−Ra (IX)
式(IX)において、
Raは、独立して下記の式(IX−1−1)〜(IX−1−5)で表される重合性基、−H、ハロゲン、−CN、−CF3、−CF2H、−CFH2、−OCF3、−OCF2H、−N=C=O、−N=C=S、または炭素数1〜20のアルキルであり;
このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲンまたは−CNで置き換えられていてもよく;
Raの少なくとも1つは式(IX−1−1)〜(IX−1−5)で表される重合性基であり;
Eは環であり、独立して炭素数3〜20の飽和または不飽和の独立環、縮合環、またはスピロ環式の2価基であり;
これらの環において、任意の−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
任意の−CH=は−N=で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲン、−CN、−NO2、−NC、−N=C=O、−N=C=S、1〜3個の炭素数1〜4のアルキルで置換されたシリル、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル、または炭素数1〜10のハロゲン化アルキルで置き換えられていてもよく;
このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
Zは、独立に単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり;
このアルキレンにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−N(O)=N−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく;
任意の−Hはハロゲンで置き換えられていてもよく;そして、
sは1〜6の整数であり、
sが2〜6の整数であるとき、括弧内の複数の−E−Z−は同じであっても、異なっていてもよい。
- 式(IX)におけるRaの少なくとも1つが、請求項18に記載の式(IX−1−1)、(IX−1−2)または(IX−1−3)のいずれかで表される重合性基である、請求項1に記載の液晶表示素子。
- 請求項18に記載の式(IX)における環Eが、独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、トリプチセン−1,4−ジイル、またはビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3,6−ジイルで表される2価の基であり;
これらの環において、任意の−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
任意の−CH=は−N=で置き換えられていてもよく;
任意の−Hは、ハロゲン、−CN、−NO2、−N≡C、−N=C=O、−N=C=S、1〜3個の炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルで置換されたシリル、炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキル、または炭素数1〜10のハロゲン化アルキルで置き換えられていてもよく;
このアルキルにおいて、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよい、請求項1に記載の液晶表示素子。 - 光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーを、ポリイミド、ポリアミック酸またはポリアミック酸誘導体を含む固形分総量の0.01〜50重量%含有している、請求項1に記載の液晶表示素子。
- さらに重合開始剤および/または重合禁止剤を含有している、請求項23に記載の液晶表示素子。
- 基板上に塗布した液晶配向剤層を100〜230℃の温度で焼成したときに、光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーの50重量%以上が熱重合せずに残存している、請求項1に記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を用いた液晶表示素子。
- 基板上に塗布した液晶配向剤層を180〜230℃の温度で焼成したときに、光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーの50重量%以上が熱重合せずに残存している、請求項25に記載の液晶表示素子。
- 1,000〜300,000mJ/cm2の紫外光を照射して光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーを反応させることにより得られる、請求項1に記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を用いた液晶表示素子。
- 式(I)または(II)で表されるポリイミド、ポリアミック酸またはポリアミック酸誘導体の、分子中のすべてのR1およびR2の4〜50%が光によりラジカルを発生する基である、請求項1に記載の液晶表示素子。
- ラジカルを発生する化合物をさらに含む配向剤を用いた、請求項28に記載の液晶表示素子。
- ラジカルを発生する化合物のラジカルを発生する基がベンゾフェノン骨格およびシンナメート骨格を有する基の群から選択される少なくとも1つである、請求項29に記載の液晶表示素子。
- 請求項1〜31のいずれか1項に記載の、液晶組成物に電圧を印加することによって液晶配向膜表面に存在する光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーの一部または全部を配向させ、電圧を印加したまま光を照射して該配向状態を固定化させる工程を経て作製される、液晶表示素子を作製する工程で、当該液晶配向膜を形成するために用いられる液晶配向剤。
- 請求項32に記載の液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜。
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