JP5631376B2 - 新規なポリイミド共重合体、これを含む液晶配向膜、およびこれを含む液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
mは、0モル%超過100モル%未満であり、nは、100モル%未満0モル%超過であり、
R1およびR2は、互いに相違した4価の有機基であり、好ましくは、少なくとも1つの芳香族環またはヘテロ環を含み、
W1およびW2は、互いに同一であるか相違し、それぞれ独立的に下記構造式からなる群から選択される。
pは、1モル%以上100モル%未満であり、qは、99モル%以下0モル%超過であり、
R3およびR4は、互いに同一であるか相違した4価の有機基であり、好ましくは、少なくとも1つの芳香族環またはヘテロ環を含み、
W3は、下記構造式からなる群から選択され、
1)下記化学式6または化学式7で示されるポリアミド酸共重合体を有機溶媒に溶解させて液晶配向液を製造した後、前記液晶配向液を基板表面上に塗布して塗膜を形成するステップ、
2)前記塗膜に含まれた溶媒を35〜80℃で1時間以内に乾燥させるステップ、
3)前記乾燥した塗膜面に偏光紫外線を照射して配向処理するステップ、および
4)前記配向処理された塗膜を熱処理してイミド化するステップ、
を含んでなされる。
mは、0モル%超過100モル%未満であり、nは、100モル%未満0モル%超過であり、
R1およびR2は、互いに相違した4価の有機基であり、それぞれ独立的に下記構造式からなる群から選択され、
pは、1モル%以上100モル%未満であり、qは、99モル%以下0モル%超過であり、
R3およびR4は、互いに同一するか相違した4価の有機基であり、それぞれ独立的に下記構造式からなる群から選択され、
1)ポリアミド酸共重合体の製造
(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4'−aminophenyl)−4−aminocinnamate)2.5045g(0.0098モル)とNMP(N−Methyl−2−pyrrolidone)37mLを攪拌器が装着された反応器に入れた。固体ジアミンをNMPに完全に溶かした後、PMDA(Pyromellitic dianhydride)1.0741g(0.0049モル)とCBDA(cyclobutane−1,2,3,4−tetracarboxylic dianhydride)0.9658g(0.0049モル)を固体混合物で室温で1度に加え、20時間継続して攪拌し、固有粘度1.58dL/gを有する粘性のポリアミド酸共重合体溶液を得た。前記のポリアミド酸共重合体溶液をポリ(テトラフルオロエチレン)(poly(tetrafluoroethylene))フィルタ(pore size=1.0μm)でろ過し、ポリアミド酸共重合体を得た。
前記1)で製造したポリアミド酸共重合体をNMPとブトキシエタノールの80:20の混合溶液に溶かし、ポリアミド酸共重合体の固形分を4%にして液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を基板に塗布し、前記基板を80℃で1時間乾燥させて溶媒を除去した。この後、偏光紫外線を照射して配向処理をし、150℃で1時間、230℃で30分間熱処理してイミド化した後、液晶配向膜を完成した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4'−aminophenyl)−4−aminocinnamate)5.6739g(0.0224モル)とNMP81mLを攪拌器が装着された反応器に入れた。固体ジアミンをNMPに完全に溶かした後、PMDA3.9043g(0.0179モル)とBPDA(3,3’,4,4’−biphenyltetra−carboxylic dianhydride)1.3210g(0.00449モル)を固体混合物で0℃で1度に加えた。30分後、20時間継続して室温で攪拌し、固有粘度1.32dL/gを有する粘性のポリアミド酸共重合体溶液を得た。前記のポリアミド酸共重合体溶液をポリ(テトラフルオロエチレン)(poly(tetrafluoroethylene))フィルタ(pore size=1.0μm)でろ過し、ポリアミド酸共重合体を得た。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4'−aminophenyl)−4−aminocinnamate)2.7520g(0.0108モル)とNMP51mLを攪拌器が装着された反応器に入れた。固体ジアミンをNMPに完全に溶かした後、PMDA1.7667g(0.0081モル)とODPA(4,4’−oxydiphthalic anhydride)0.5025g(0.0016モル)を混合物に同時に加えた。反応混合物を周辺温度で4時間攪拌し、無水フタル酸エンドキャップ(phthalic anhydride endcapper)0.3259g(0.0022モル)を加えた。20時間継続して攪拌し、固有粘度0.56dL/gを有する粘性のポリアミド酸共重合体溶液を得た。前記のポリアミド酸共重合体溶液をポリ(テトラフルオロエチレン)(poly(tetrafluoroethylene))フィルタ(pore size=1.0μm)でろ過し、ポリアミド酸共重合体を得た。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4'−aminophenyl)−4−aminocinnamate)0.2554g(0.001モル)、ODA(4,4'−oxydianiline)0.2011g(0.001モル)、およびNMP7mLを攪拌器が装着された反応器に入れた。固体ジアミンをNMPに完全に溶かした後、PMDA0.4082g(0.002モル)を混合物に1度に加えた。20時間継続して室温で攪拌し、固有粘度1.44dL/gを有する粘性のポリアミド酸共重合体溶液を得た。前記のポリアミド酸共重合体溶液をポリ(テトラフルオロエチレン)(poly(tetrafluoroethylene))フィルタ(pore size=1.0μm)でろ過し、ポリアミド酸共重合体を得た。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4’−aminophenyl)−4−aminocinnamate)0.7819g(0.0031モル)、DMMDA(3,3’−dimethyl−4,4’−methylene dianiline)0.2011g(0.001モル)、およびNMP13mLを攪拌器が装着された反応器に入れた。固体ジアミンをNMPに完全に溶かした後、PMDA0.8416g(0.00386モル)を混合物に1度に加えた。20時間継続して室温で攪拌し、固有粘度1.97dL/gを有する粘性のポリアミド酸共重合体溶液を得た。前記のポリアミド酸共重合体溶液をポリ(テトラフルオロエチレン)(poly(tetrafluoroethylene))フィルタ(pore size=1.0μm)でろ過し、ポリアミド酸共重合体を得た。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4’−aminophenyl)−4−aminocinnamate)0.9879g(0.0039モル)、MDA(4,4’−methylenedianiline)0.3300g(0.0017モル)、およびNMP25mLを攪拌器が装着された反応器に入れた。固体ジアミンをNMPに完全に溶かした後、OPDA1.6356g(0.0053モル)を混合物に1度に加えた。反応混合物を周辺温度で4時間攪拌し、3−メチル無水フタル酸エンドキャップ(3−methylphthalic anhydride endcapper)0.0899g(0.0005モル)を加えた。20時間継続して室温で攪拌し、固有粘度0.60dL/gを有する粘性のポリアミド酸共重合体溶液を得た。前記のポリアミド酸共重合体溶液をポリ(テトラフルオロエチレン)(poly(tetrafluoroethylene))フィルタ(pore size=1.0μm)でろ過し、ポリアミド酸共重合体を得た。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
前記実施例1の1)ポリアミド酸製造方法のうち、(4'−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4’−aminophenyl)−4−aminocinnamate)の代わりに(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナミド((4’−aminophenyl)−4−aminocinnamaide)を用いたことを除いては、同じ方法を用いて共重合体を製造した。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
ポリアミド酸共重合体の製造および液晶配向液の製造は、前記実施例1の方法と同じである。製造された液晶配向液を基板に塗布し、前記基板を80℃で3分間加熱した後、再び230℃で1時間以内で加熱してポリアミド酸のポリイミド化反応を完了した。この後、偏光紫外線を照射して配向処理をして液晶配向膜を完成した。
1)ポリアミド酸共重合体の製造
前記実施例1の1)ポリアミド酸製造方法のうち、(4’−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4'−aminophenyl)−4−aminocinnamate)2.5045g(0.0098モル)、PMDA(Pyromellitic dianhydride)1.0741g(0.0049モル)と、CBDA(cyclobutane−1,2,3,4−tetracarboxylic dianhydride)0.9658g(0.0049モル)を用いることの代わりに、CBDAを除外して(4'−アミノフェニル)−4−アミノシンナメート((4’−aminophenyl)−4−aminocinnamate)2.5045g(0.0098モル)とPMDA(Pyromellitic dianhydride)2.1482g(0.0049モル)のみを用いることを除いては、同じ方法で比較例2の共重合体を製造した。
前記実施例1のポリアミド酸共重合体の代わりに前記1)で製造したポリアミド酸共重合体を用いたことを除いては、前記実施例1の2)と同じ方法で液晶配向液を製造した。
前記2)で製造した液晶配向液を用い、前記実施例1の3)と同じ方法で液晶配向膜を製造した。
本発明に係る液晶配向膜の熱安定性を確認するために、下記のような実験を行った。
本発明に係る液晶配向膜と比較例によって製造された液晶配向膜のコーティング特性を顕微鏡を介して観察して比較した。比較例2は、液晶配向膜製造工程中、基板に溶液を塗布した後、80℃で1時間乾燥させて溶媒を除去した後、配向膜のコーティング特性を観察したものであって、表1に示すように微細コーティング不良が多数観測される反面、本発明に係る共重合体の実施例に係る配向膜は、コーティング不良がない極めて優れた状態であることを確認することができた。
不良:液晶セルで液晶配向不良が多数観察される状態
Claims (8)
- 1)下記化学式6で示されるポリアミド酸共重合体を有機溶媒に溶解させて液晶配向液を製造した後、前記液晶配向液を基板表面上に塗布して塗膜を形成するステップ、
2)前記塗膜に含まれた溶媒を35〜80℃で1時間以内に乾燥させるステップ、
3)前記乾燥した塗膜面に偏光紫外線を照射して配向処理するステップ、および
4)前記配向処理された塗膜を熱処理してイミド化するステップ、
を含む下記化学式1のポリイミド共重合体を含む液晶配向膜の製造方法。
mは、0モル%より大きく100モル%未満であり、nは、100モル%未満0モル%より大きく、
W1およびW2は、互いに同一するか相違し、それぞれ独立的に下記構造式からなる群から選択され、
前記化学式1および6で示される共重合体の両末端が、下記の構造式でキャッピング(capping)される。
- 1)下記化学式7で示されるポリアミド酸共重合体を有機溶媒に溶解させて液晶配向液を製造した後、前記液晶配向液を基板表面上に塗布して塗膜を形成するステップ、
2)前記塗膜に含まれた溶媒を35〜80℃で1時間以内に乾燥させるステップ、
3)前記乾燥した塗膜面に偏光紫外線を照射して配向処理するステップ、および
4)前記配向処理された塗膜を熱処理してイミド化するステップ、
を含む下記化学式2のポリイミド共重合体を含む液晶配向膜の製造方法。
pは、1モル%以上100モル%未満であり、qは、99モル%以下0モル%より大きく、
R3およびR4は、互いに同一するか相違した4価の有機基であり、それぞれ独立的に下記構造式からなる群から選択され、
W3は、下記構造式からなる群から選択され、
- 前記1)ステップの有機溶媒は、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、N−メチルピロリドン、DMF(ジメチルホルムアミド)、THF(テトラヒドロフラン)、CCl4、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶配向膜の製造方法。
- 前記有機溶媒にエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される有機溶媒を追加して用いることを特徴とする請求項3に記載の液晶配向膜の製造方法。
- 前記4)ステップにおいて、配向処理された塗膜を80〜300℃で15分以上加熱することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法によって製造された液晶配向膜。
- 膜厚さが0.002〜2μmであることを特徴とする請求項6に記載の液晶配向膜。
- 請求項6または7に記載の液晶配向膜を含む液晶ディスプレイ。
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