JP5867021B2 - 液晶配向剤、液晶表示素子及びこの製造方法 - Google Patents
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Description
PSA方式の液晶表示素子における液晶配向膜形成用の液晶配向剤であって、
[A]下記式(1)で表される基を有する化合物(以下、「[A]化合物」ともいう。)
を含有することを特徴とする。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンに由来する部分と、
下記式(2)で表される化合物(以下、「特定カルボン酸」ともいう。)に由来する部分と
を有するとよい。
式(X1−2)中、jは0〜6の整数である。)
透明電極を有する一対の基板の各内面に当該液晶配向剤により液晶配向膜を形成する工程、
上記一対の基板を内面同士が向かい合うように対向配置し、この基板間に重合性液晶組成物を充填する工程、及び
電圧を印加した状態で上記重合性液晶組成物を硬化させる工程
を有するPSA方式の液晶表示素子の製造方法である。
本発明の液晶配向剤は、PSA方式の液晶表示素子における液晶配向膜形成用の液晶配向剤であって、[A]化合物を含有することを特徴とする。また、当該液晶配向剤は、[B]重合体等の後述する「他の重合体」を含有できる。さらに、当該液晶配向剤は、本発明の効果を損なわない範囲でその他の任意成分を含有してもよい。以下、各成分について詳述する。
[A]化合物は、上記式(1)で表される基を有する化合物である。上記式(1)で表される基は誘電異方性を有し、[A]化合物を含む液晶配向剤は、液晶分子の配向制御性に優れている。このため、当該液晶配向剤を用いて形成した液晶配向膜を備えるPSA方式の液晶表示素子は液晶分子の配向性が良好で、応答時間を短縮することができる。
表される基が挙げられる。
この部分は、[A]化合物の構造のうち、ポリマー主鎖としてのポリオルガノシロキサン骨格と、このポリオルガノシロキサン主鎖から延びている側鎖としてのエポキシ基含有骨格とを含む概念である。上述のように[A]化合物では、大部分のエポキシ基は特定カルボン酸と反応してその初期の構造を有していないと考えられるが、特定カルボン酸がエポキシ基以外の部分と結合している場合もあり得る。そこで、本発明では両者の態様を含めて「エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンに由来する部分」ということとする。
このようなエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、好ましくはエポキシ基を有するシラン化合物、又はエポキシ基を有するシラン化合物と、他のシラン化合物の混合物を、好ましくは適当な有機溶媒、水及び触媒の存在下において加水分解又は加水分解・縮合することにより合成することができる。
1個のケイ素原子を有する化合物で、
4つの加水分解性基を有するものとして、
テトラクロロシラン;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシランなど、
3つの加水分解性基を有するものとして、
トリクロロシラン等のトリハロシラン;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン;フルオロトリクロロシラン;フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン等のフルオロトリアルコキシシラン;メチルトリクロロシラン等のアルキルトリクロロシラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン;2−(トリフルオロメチル)エチルトリクロロシシラン等のフッ素化アルキルトリクロロシラン;2−(トリフルオロメチル)エチルトリメトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリエトキシシラン等のフッ素化アルキルトリアルコキシシラン;ヒドロキシメチルトリクロロシラン等のヒドロキシアルキルトリクロロシラン;ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシエチルトリメトキシシラン等のヒドロキシアルキルトリアルコキシシラン;3−(メタ)アクリロキシプロピルトリクロロシラン等の(メタ)アクリロキシアルキルトリクロロシラン;3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の(メタ)アクリロキシアルキルトリアルコキシシラン;メルカプトメチルトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリクロロシラン等のメルカプトアルキルトリクロロシラン;メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトアルキルトリアルコキシシラン;ビニルトリクロロシラン、アリルトリクロロシラン等のアルケニルトリクロロシラン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン等のアルケニルトリアルコキシシラン;フェニルトリクロロシラン等のアリールトリクロロシラン;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアリールトリアルコキシシランなど、
2つの加水分解性基を有するものとして、
メチルジクロロシラン等のアルキルジクロロシラン;メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン等のアルキルジアルコキシシラン;ジメチルジクロロシラン等のジアルキルジクロロシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジアルキルジアルコキシシラン;(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジクロロシラン等のジフッ素化アルキルジクロロシラン;(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジメトキシシラン等のジフッ素化アルキルジアルコキシシラン;(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジクロロシラン等のアルキル・メルカプトアルキルジクロロシラン;(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジメトキシシラン等のアルキル・メルカプトアルキルジアルコキシシラン;(メチル)(ビニル)ジクロロシラン等のアルキルアルケニルジクロロシラン;ジビニルジクロロシラン等のジアルケニルジクロロシラン;ジビニルジメトキシシラン等の時アルケニルジアルコキシシラン;ジフェニルジクロロシラン等のジアリールジクロロシラン;ジフェニルジメトキシシラン等のジアリールジアルコキシシラン;
1つの加水分解性基を有するものとして、
クロロジメチルシラン等のジアルキルクロロシラン;メトキシジメチルシラン等のジアルキルアルコキシシラン;クロロトリメチルシラン、ブロモトリメチルシラン、ヨードトリメチルシラン等のトリアルキルハロシラン;メトキシトリメチルシラン等のトリアルキルアルコキシシラン;(クロロ)(ビニル)ジメチルシラン等のジアルキルアルケニルクロロシラン;、(メトキシ)(ビニル)ジメチルシラン等のジアルキルアルケニルアルコキシシラン;(クロロ)(メチル)ジフェニルシラン等のジアリールアルキルクロロシラン;(メトキシ)(メチル)ジフェニルシラン等のジアリールアルキルアルコキシシラン等が挙げられる。
KC−89、KC−89S、X−21−3153、X−21−5841、X−21−5842、X−21−5843、X−21−5844、X−21−5845、X−21−5846、X−21−5847、X−21−5848、X−22−160AS、X−22−170B、X−22−170BX、X−22−170D、X−22−170DX、X−22−176B、X−22−176D、X−22−176DX、X−22−176F、X−40−2308、X−40−2651、X−40−2655A、X−40−2671、X−40−2672、X−40−9220、X−40−9225、X−40−9227、X−40−9246、X−40−9247、X−40−9250、X−40−9323、X−41−1053、X−41−1056、X−41−1805、X−41−1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR−213、KR−217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(以上、信越化学工業社);
グラスレジン(昭和電工社);
SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(以上、東レ・ダウコーニング社);
FZ3711、FZ3722(以上、日本ユニカー社);
DMS−S12、DMS−S15、DMS−S21、DMS−S27、DMS−S31、DMS−S32、DMS−S33、DMS−S35、DMS−S38、DMS−S42、DMS−S45、DMS−S51、DMS−227、PSD−0332、PDS−1615、PDS−9931、XMS−5025(以上、チッソ社);
メチルシリケートMS51、メチルシリケートMS56(以上、三菱化学社);
エチルシリケート28、エチルシリケート40、エチルシリケート48(以上、コルコート社);
GR100、GR650、GR908、GR950(以上、昭和電工社)等の部分縮合物が挙げられる。
テル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル等が挙げられる。これらのうち非水溶性のものが好ましい。これらの有機溶媒は単独で又は2種以上を使用してもよい。
上記式(2)で表される特定カルボン酸に由来するこの部分は、当該液晶配向剤に含有される[A]化合物の構造のうち、主としてポリオルガノシロキサン主鎖から延びているエポキシ基に由来する構造と結合しているカルボシキル基に由来する構造を始点とする側鎖構造に相当する。但し、本発明では、特定カルボン酸がエポキシ基以外の部分と結合している場合も含めて「特定カルボン酸に由来する部分」ということとする。
特定カルボン酸の合成手順は特に限定されず、従来公知の方法を組み合わせて行うことができる。代表的な合成手順としては、例えば(1)フェノール骨格を有する化合物と、高級脂肪酸エステルのアルキル鎖部分をハロゲンで置換した化合物とを塩基性条件下で反応させ、フェノール骨格の水酸基とハロゲンで置換された炭素との結合を形成し、その後エステルを還元して特定カルボン酸とする方法、(2)フェノール骨格を有する化合物とエチレンカーボネートとを反応させて末端アルコール化合物を生成させ、その水酸基とハロゲン化ベンゼンスルホニルクロリドとを反応させて活性化し、その後活性化部分に水酸基を含む安息香酸メチルを反応させて、スルホニル部分の脱離とともに末端アルコール化合物の水酸基と置換基として水酸基を含む安息香酸メチルの水酸基との結合を生成させ、
次いでエステルを還元して特定カルボン酸とする方法等が例示される。但し、特定カルボン酸の合成手順はこれらに限定されるものではない。
[A]化合物の合成方法としては、特に限定されず一般的な公知の方法で合成するこができる。[A]化合物が、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンに由来する部分と特定カルボン酸に由来する部分とを有する場合は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと特定カルボン酸とを、好ましくは触媒の存在下に反応させることにより合成することができる。
A1は炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されていてもよい炭素数3〜10のシクロアルキル基又はステロイド骨格を有する炭素数17〜51の炭化水素基である。但し、上記アルキル基及びアルコキシ基の水素原子の一部又は全部がシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基等の置換基で置換されていてもよい。
ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、シクロヘキシルジメチルアミン、トリエタノールアミン等の3級アミン;
2−メチルイミダゾール、2−n−ヘプチルイミダゾール、2−n−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニル−4,5−ジ〔(2’−シアノエトキシ)メチル〕イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−n−ウンデシルイミダゾリル)エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−〔2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジンのイソシアヌル酸付加物等のイミダゾール化合物;
ジフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニル等の有機リン化合物;ベンジルトリフェニルフォスフォニウムクロライド、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムブロマイド、メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、n−ブチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、テトラフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムヨーダイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムアセテート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムo,o−ジエチルフォスフォロジチオネート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムベンゾトリアゾレート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルフォスフォニウムテトラフェニルボレート等の4級フォスフォニウム塩;
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン;
オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体等の有機金属化
合物;
テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩;
三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニル等のホウ素化合物;
塩化亜鉛、塩化第二錫等の金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミドやアミンとエポキシ樹脂との付加物等のアミン付加型促進剤等の高融点分散型潜在性硬化促進剤;
上記イミダゾール化合物、有機リン化合物や4級フォスフォニウム塩等の硬化促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化促進剤;
ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩等の高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤等の潜在性硬化促進剤等が挙げられる。
当該液晶配向剤は、上記[A]化合物のほかに、本発明の効果を損なわない限り、例えば[A]化合物以外の重合体(以下、「他の重合体」と称することがある)、硬化剤、硬化触媒、硬化促進剤、分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ化合物」と称することがある)、官能性シラン化合物、界面活性剤等のその他の任意成分を含有してもよい。
他の重合体は、当該液晶配向剤の溶液特性及び得られる液晶表示素子の電気特性をより改善するために使用できる。他の重合体としては、例えば
ポリアミック酸及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体([B]重合体);
下記式(5)で表されるポリオルガノシロキサン、その加水分解物及びその加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「他のポリオルガノシロキサン」ということがある);
ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
[B]重合体はポリアミック酸及びポリイミドからなる群より選択される少なくとも1種の重合体である。以下、ポリアミック酸及びポリイミドについて詳述する。
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより得られる。
ポリイミドは、上記ポリアミック酸の有するアミック酸構造を脱水閉環してイミド化することにより製造できる。ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有しているアミック酸構造の全てを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存している部分イミド化物であってもよい。
当該液晶配向剤は、ポリオルガノシロキサンに由来する部分を含む[A]化合物以外にも他のポリオルガノシロキサンを含んでいてもよい。他のポリオルガノシロキサンは、上記式(5)で表されるポリオルガノシロキサン、その加水分解物及びその加水分解物の縮合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、当該液晶配向剤が他のポリオルガノシロキサンを含む場合、他のポリオルガノシロキサンの大部分は、[A]化合物とは独立して存在しているもの、その一部は[A]化合物との縮合物として存在していても良い。
炭素数1〜20のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ラウリル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基等;
炭素数1〜16のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基等;
炭素数6〜20のアリール基としては、例えばフェニル基等が挙げられる。
sec−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルクロロシラン等が挙げられる。これらのうち、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシランが好ましい。
メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、ヘプタノール−3、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチルヘプタノール−4、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキ
サノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール化合物;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、ヘキサンジオール−2,5、ヘプタンジオール−2,4、2−エチルヘキサンジオール−1,3、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール化合物;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、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プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール化合物の部分エーテル等が挙げられる。これらのアルコール化合物は、単独で又は2種以上を使用してもよい。
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、フェンチョン等のモノケトン化合物;
アセチルアセトン、2,4−ヘキサンジオン、2,4−ヘプタンジオン、3,5−ヘプタンジオン、2,4−オクタンジオン、3,5−オクタンジオン、2,4−ノナンジオン、3,5−ノナンジオン、5−メチル−2,4−ヘキサンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロ−2,4−ヘプタンジオン等のβ−ジケトン化合物等が挙げられる。これらのケトン化合物は、単独で又は2種以上を使用してもよい。
酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等が挙げられる。これらエステル化合物は、単独で又は2種以上を使用してもよい。
トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム等のトリアルコキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム;ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム等のジアルコキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム;モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム等のモノアルコキシ・トリル(アセチルアセトナート)ジルコニウム;テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム;トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム等のトリアルコキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム;ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム等のジアルコキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム;モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム等のモノアルコキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム;テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム;モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム等の2種以上のキレート配位子を含むジルコニウム化合物などのジルコニウムキレート化合物;
トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等のアルミニウムキレート化合物等が挙げられる。
できる。
硬化剤及び硬化触媒は、[A]化合物の架橋反応をより強固にする目的で当該液晶配向剤に含ませることができる。硬化促進剤は、硬化剤の司る硬化反応を促進する目的で当該液晶配向剤に含ませることができる。
上記エポキシ化合物は、形成される液晶配向膜の基板表面に対する接着性を向上させる観点から、当該液晶配向剤に含ませることができる。
官能性シラン化合物は、得られる液晶配向膜の基板との接着性を向上する目的で使用することができる。官能性シラン化合物としては、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、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられ、さらに特開昭63−291922号公報に記載されているテトラカルボン酸二無水物とアミノ基を有するシラン化合物との反応物等が挙げられる。
界面活性剤としては、例えばノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン界面活性剤、ポリアルキレンオキシド界面活性剤、含フッ素界面活性剤等が挙げられる。
当該液晶配向剤は、上述の通り、[A]化合物を必須成分として含有し、必要に応じてその他の任意成分を含有できるが、好ましくは各成分が有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。
本発明の液晶表示素子は、当該液晶配向剤から形成される液晶配向膜を備えるPSA方式の液晶表示素子である。当該液晶表示素子によれば、液晶配向膜を上記液晶配向剤から形成していることで、液晶配向性が高く、優れた高速応答性を発揮することができる。以下、図1及び図2を参照し、液晶表示素子の実施の形態を説明する。
図1の液晶表示素子1は、対向配置された一対の基板2と、この一対の基板2の内面側にそれぞれ積層された一対の液晶配向膜3と、上記液晶配向膜3間に充填され、重合性液晶組成物から形成される液晶層4とを備えるPSA方式の液晶表示素子である。
図2(a)の液晶表示素子11は、対向配置された一対の基板2と、この一対の基板2の内面側にそれぞれ積層された一対の液晶配向膜3と、上記液晶配向膜3間に充填され、重合性液晶組成物から形成される液晶層4とを備えるPSA方式の液晶表示素子である。この液晶表示素子11にも、液晶表示素子1と同様、基板2の両外面に図示しない偏光板が積層される。
なお、当該液晶表示素子においては、液晶層中において、PSAを発現する硬化部分が図1の液晶表示素子1のようにポリマー層4として形成されてもよいし、液晶層中に部分的又は全体的に形成されていてもよい。また、上記線状突起やパターニングされた電極の代わりに、スリットや隔壁等により配向分割を行ってもよい。何れの形態においても、当該液晶表示素子によれば、例えば液晶分子が基板界面に対してごく僅かに傾斜した状態で支持されており、液晶配向膜を当該液晶配向剤から形成しているため、電圧の印加の際、液晶分子を確実にその傾斜方向に倒すことができ、かつこの際の応答性を高めることができる。
当該液晶表示素子の製造方法の一例を、図1の液晶表示素子1の場合を例に説明する。
透明電極5a又は5b及び線状突起6を有する一対の基板2の各内面に上記液晶配向剤により液晶配向膜3を形成する工程、
上記一対の基板2を内面同士が向かい合うように対向配置し、この基板間に重合性液晶組成物を充填する工程、及び
電圧を印加した状態で上記重合性液晶組成物を硬化させる工程
を有する方法を挙げることができる。
溶媒:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm2
なお、以下の実施例において用いた原料化合物及び重合体の必要量は、下記の合成例に示す合成スケールでの原料化合物及び重合体の合成を必要に応じて繰り返すことにより確保した。
[合成例1]
撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ECETS)100.0g、メチルイソブチルケトン500g及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗より30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃で6時間反応させた。反応終了後、有機層を取り出し、0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄したのち、減圧下で溶媒及び水を留去することにより、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを粘調な透明液体として得た。
仕込み原料を下記表1に示すとおりとした以外は、合成例1と同様に操作してエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンをそれぞれ粘稠な透明液体として得た。合成例1〜3で得られたエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのMw及びエポキシ当量を表1にあわせて示す。なお、表1における原料シラン化合物の略称は以下の意味である。
ECETS:2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
MTMS:メチルトリメトキシシラン
PTMS:フェニルトリメトキシシラン
[特定カルボン酸1の合成]
下記反応スキームに従い特定カルボン酸1を合成した。
冷却管を備えた500mLの三口フラスコに4−シアノ−4’−ヒドロキシビフェニル6.3g、11−ブロモウンデカン酸メチル10g、炭酸カリウム14.2g、N,N−ジメチルホルムアミド200mLを加え、160℃で5時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を水500mLに投入し、混合撹拌した。析出した白色固体をろ別し、水で更に洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、化合物1を11g得た。
次に、冷却管を備えた200mLの三口フラスコに、化合物1を10g、水酸化リチウム・1水和物1.6g、メタノール30mL、水15mLを加え、80℃で4時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を撹拌した状態で、希塩酸を反応溶液にゆっくり滴下した。析出固体をろ過し、水、エタノールの順で洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、特定カルボン酸1を8g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸2を合成した。
冷却管を備えた500mLの三口フラスコに4−シアノ−4’−ヒドロキシビフェニル15g、エチレンカーボネート13.5g、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)2.5g、N,N−ジメチルホルムアミド300mLを加え、150℃で9時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を酢酸エチル300mL、1N−水酸化ナトリウム水溶液100mLの混合溶液で分液洗浄した。有機層を抽出した後、更に1N−水酸化ナトリウム水溶液100mL、水100mLの順で分液洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、有機溶媒を留去した。得られた固体を真空乾燥後、エタノール100mL/ヘキサン250mLで再結晶することにより、化合物2を13.1g得た。
冷却管、滴下漏斗を備えた200mLの三口フラスコに化合物2を12g、4−クロロベンゼンスルホニルクロリド12.7g、脱水塩化メチレン60mLを加え混合した。氷浴で反応溶液を冷却した状態で、トリエチルアミン6.6gの脱水塩化メチレン10mL溶液を10分かけて滴下した。氷浴状態のまま、30分撹拌し、室温に戻して更に6時間撹拌した。反応溶液にクロロホルム150mLを加え、水100mLで4回分液洗浄を行った。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、有機溶媒を留去した。得られた固体をエタノールで洗浄することで化合物3を16.1g得た。
冷却管を備えた300mLの三口フラスコに化合物3を15g、4−ヒドロキシ安息香酸メチル11g、炭酸カリウム12.5g、N,N−ジメチルホルムアミド180mLを加え、80℃で9時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。応溶液を水500mLに投入し、混合撹拌した。析出した白色固体をろ別し、エタノールで更に洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、化合物4を10g得た。
冷却管を備えた100mLの三口フラスコに、化合物4を9.5g、水酸化リチウム・1水和物1.6g、メタノール30mL、テトラヒドロフラン15mL、水15mLを加え、80℃で4時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を撹拌した状態で、希塩酸を反応溶液にゆっくり滴下した。析出固体をろ過し、水、エタノールの順で洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、特定カルボン酸2を9g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸3を合成した。
合成例4において、4−シアノ−4’−ヒドロキシビフェニルの代わりに2、3、5、6−テトラフルオロ−4−(ペンタフルオロフェニル)フェノールを10.7g用いることで化合物5を13.7g得た。
合成例5において、化合物1の代わりに化合物5を13.5g用いることで、特定カルボン酸3を11.2g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸4を合成した。
合成例6において、4−シアノ−4’−ヒドロキシビフェニルの代わりに2、3、5、6−テトラフルオロ−4−(ペンタフルオロフェニル)フェノールを25.5g用いることで、化合物6を23.1g得た。
合成例7において化合物2の代わりに化合物6を18.9g用いることで、化合物7を24.1g得た。
合成例8において化合物3の代わりに化合物7を20g用いることで、化合物8を15.4g得た。
合成例9において化合物4の代わりに化合物8を13g用いることで、特定カルボン酸4を11.4g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸5を合成した。
特定カルボン酸1の合成と同様にしてメチレン基の数を10から5へ変更した特定カルボン酸5を15g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸6を合成した。
冷却管を備えた500mLの三口フラスコに2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4’−プロピル−4−ヒドロキシビフェニル10.1g、11−ブロモウンデカン酸メチル10g、炭酸カリウム14.2g、N,N−ジメチルホルムアミド200mLを加え、160℃で5時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を水500mLに投入し、混合撹拌した。析出した白色固体をろ別し、水で更に洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、化合物9を10.8g得た。
次に、冷却管を備えた200mLの三口フラスコに、化合物9を10g、水酸化リチウム・1水和物1.6g、メタノール30mL、水15mLを加え、80℃で4時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を撹拌した状態で、希塩酸を反応溶液にゆっくり滴下した。析出固体をろ過し、水、エタノールの順で洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、特定カルボン酸6を6g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸7を合成した。
出発化合物(2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4’−プロピル−4−ヒドロキシビフェニル)10.1gを上記反応スキームに記載の化合物(2,3−ジフルオロ−4−(4−プロピル−シクロヘキシル)フェノール)9.1gに変えたこと以外は、上記特定カルボン酸6の合成と同様にして特定カルボン酸7を5.9g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸8を合成した。
出発化合物(2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4’−プロピル−4−ヒドロキシビフェニル)10.1gを上記反応スキームに記載の化合物(2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4−プロピル−4”−ヒドロキシターフェニル)12.9gに変えたこと以外は、上記特定カルボン酸6の合成と同様にして特定カルボン酸8を7.1g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸9を合成した。
出発化合物(2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4’−プロピル−4−ヒドロキシビフェニル)10.1gを上記反応スキームに記載の化合物(2,3−ジフルオロ−4−(4−プロピルシクロヘキシルメトキシ)フェノール)10.2gに変えたこと以外は、上記特定カルボン酸6の合成と同様にして特定カルボン酸9を6.5g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸10を合成した。
出発化合物(2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4’−プロピル−4−ヒドロキシビフェニル)10.1gを上記反応スキームに記載の化合物(2,3−ジフルオロ−4’−(4−プロピルフェニルエチル)ビフェニル)12.6gに変えたこと以外は、上記特定カルボン酸6の合成と同様にして特定カルボン酸10を7.2g得た。
下記反応スキームに従い特定カルボン酸11を合成した。
出発化合物(2,2’,3,3’−テトラフルオロ−4’−プロピル−4−ヒドロキシビフェニル)10.1gを上記反応スキームに記載の化合物14.2gに変えたこと以外は、上記特定カルボン酸6の合成と同様にして特定カルボン酸11を7.6g得た。
下記反応スキームに従い、特定カルボン酸12を合成した。
冷却管を備えた500mLの三口フラスコに、4−[ジフルオロ(4−ペンチルシクロヘキシル)メトキシ]−2,3−ジフルオロフェノール12.5g、11−ブロモウンデカン酸メチル10g、炭酸カリウム14.2g、N,N−ジメチルホルムアミド200mLを加え、160℃で5時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を水500mLに投入し、混合撹拌した。析出した白色固体をろ別し、水でさらに洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、化合物10を14.8g得た。
次に、冷却管を備えた200mLの三口フラスコに、化合物10を10g、水酸化リチウム・1水和物1.6g、メタノール30mL、水15mLを加え、80℃で4時間加熱撹拌した。TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。反応溶液を撹拌した状態で、希塩酸を反応溶液にゆっくり滴下した。析出固体をろ過し、水、エタノールの順で洗浄した。得られた固体を80℃で真空乾燥することで、特定カルボン酸12を6g得た。
[合成例26]
100mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.8g、メチルイソブチルケトン28g、上記合成例5で得た特定カルボン酸1を5.0g、上記式(4)で表される化合物の一つとして例示した式(4−11)で表される4−オクチルオキシ安息香酸3.3g及びUCAT 18X(サンアプロ社の4級アミン塩)0.20gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して溶液を得、該溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]化合物A−1を白色粉末として14.5g得た。[A]化合物A−1のMwは6,500であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例9で得た特定カルボン酸2を4g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して、[A]化合物A−2の白色粉末を12.8g得た。[A]化合物A−2のMwは、6,000であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例11で得た特定カルボン酸3を6.8g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して、[A]化合物A−3の白色粉末を14.7g得た。[A]化合物A−3のMwは8,100であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例15で得た特定カルボン酸4を5.6g用いたこと以外は合成例26と同様に[A]化合物の合成を行った。その結果、[A]化合物A−4の白色粉末を15.0g得た。[A]化合物A−4のMwは7,500であった。
100mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.8g、メチルイソブチルケトン28g、上記合成例5で得た特定カルボン酸1を10g及びUCAT 18X(サンアプロ社の4級アミン塩)0.20gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して、この溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]化合物A−5を白色粉末として16.0g得た。[A]化合物A−5のMwは、8,500であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例16で得た特定カルボン酸5を4.1g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−6の白色粉末を12.4g得た。[A]化合物A−6のMwは6,200であった。
4−オクチルオキシ安息香酸の代わりに上記式(4)で表される化合物の一つとして例示した式(4−13)で表される4−(4−ペンチルシクロヘキシル)安息香酸を3.6g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して、[A]化合物A−7の白色粉末を13.4g得た。[A]化合物A−7のMwは7,900であった。
100mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.8g、メチルイソブチルケトン28g、上記合成例5で得た特定カルボン酸1を8.0g、上記式(4−13)で表される4−(4−ペンチルシクロヘキシル)安息香酸1.4g及びUCAT 18X(サンアプロ社の4級アミン塩)0.20gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して、この溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]化合物A−8を白色粉末として13.9g得た。[A]化合物A−8のMwは8,900であった。
100mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.8g、メチルイソブチルケトン28g、上記合成例5で得た特定カルボン酸1を2.0g、上記式(4−13)で表される4−(4−ペンチルシクロヘキシル)安息香酸5.8g及びUCAT 18X(サンアプロ社の4級アミン塩)0.20gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して溶液を得、該溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]化合物A−9を白色粉末として13.4g得た。[A]化合物A−9のMwは7,600であった。
100mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.8g、メチルイソブチルケトン28g、上記合成例5で得た特定カルボン酸1を8.0g、上記式(4−12)で表されるカルボン酸誘導体2.6g及びUCAT 18X(サンアプロ社の4級アミン塩)0.20gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して、この溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]化合物A−10を白色粉末として15.5g得た。[A]化合物A−10のMwは9,200であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例18で得た特定カルボン酸6を6.1g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−11の白色粉末を18.4g得た。[A]化合物A−11のMwは7,300であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例19で得た特定カルボン酸7を5.7g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−12の白色粉末を17.5g得た。[A]化合物A−12のMwは7,600であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例20で得た特定カルボン酸8を7.2g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−13の白色粉末を19.1g得た。[A]化合物A−13のMwは7,000であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例21で得た特定カルボン酸9を6.2g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−14の白色粉末を18.1g得た。[A]化合物A−14のMwは6,900であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例22で得た特定カルボン酸10を7.0g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−15の白色粉末を19.4g得た。[A]化合物A−15のMwは7,500であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例23で得た特定カルボン酸11を8.4g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−16の白色粉末を20.1g得た。[A]化合物A−16のMwは7,300であった。
特定カルボン酸1の代わりに合成例25で得た特定カルボン酸12を7.2g用いたこと以外は合成例26と同様に操作して[A]化合物A−17の白色粉末を19.5g得た。[A]化合物A−17のMwは7,300であった。
100mLの三口フラスコに、上記合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.8g、メチルイソブチルケトン28g、4−オクチルオキシ安息香酸3.3g及びUCAT 18X(サンアプロ社の4級アミン塩)0.10gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して、この溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]化合物CA−1を白色粉末として9.6g得た。化合物CA−1のMwは6,000であった。
[合成例43]
1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物19.61g(0.1モル)と4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル21.23g(0.1モル)とをN−メチル−2−ピロリドン367.6gに溶解し、室温で6時間反応させた。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥することにより、ポリアミック酸PA−1を35g得た。
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物22.4g(0.1モル)とシクロヘキサンビス(メチルアミン)14.23g(0.1モル)とをN−メチル−2−ピロリドン329.3gに溶解させ、60℃で6時間反応させた。次いで、反応物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥することにより、ポリアミック酸PA−2を32g得た。
[合成例45]
上記合成例44で得たポリアミック酸PA−2を17.5gとり、これにN−メチル−2−ピロリドン232.5g、ピリジン3.8g及び無水酢酸4.9gを添加し、120℃において4時間反応させてイミド化を行った。次いで、反応混合液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下で15時間乾燥することにより、ポリイミドPI−1を15g得た。
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物19.88g、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン6.83g、ジアミノジフェニルメタン3.58gと上記式(G−4)で表されるジアミン4.72gをN−メチル−2−ピロリドン140gに溶解させ、60℃で4時間反応させた。次いで、反応溶液を大過剰のメチルアルコール中に注いで反応生成物を沈澱させた。その後、メチルアルコールで洗浄し、減圧下40℃で24時間乾燥させることによりポリアミック酸32.8gを得た。得られたポリアミック30gをN−メチル−2−ピロリドン400gに溶解させ、ピリジン12.0g及び無水酢酸15.5gを添加し110℃で4時間脱水閉環させ、上記と同様にして沈殿、洗浄、減圧乾燥を行い、Mw=92,000、Mw/Mn=4.19、イミド化率79%のポリイミドPI−2を25g得た。
[実施例1]
合成例43で得たポリアミック酸PA−1を含有する溶液を、これに含有されるポリアミック酸PA−1に換算して1,000質量部に相当する量をとり、[A]化合物A−1(100質量部)を加え、さらにN−メチル−2−ピロリドン及びブチルセロソルブを加えて、溶媒組成がN−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブ=50:50(質量比)、固形分濃度が3.0質量%の溶液とした。この溶液を孔径10.2μmのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤S−1を調製した。
[B]重合体としてのポリアミック酸又はポリイミド、[A]成分としてのポリオルガノシロキサン化合物の組み合わせを表2に記載のとおりとしたこと以外は実施例1と同様に操作して、液晶配向剤S−2〜S−21及びCS−1を調製した。
上記合成例46で得たポリイミドPI−2に、溶媒組成がN−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブ=70:30(質量比)となるようにN−メチル−2−ピロリドン及びブチルセロソルブをそれぞれ加えて、固形分濃度が3.0質量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤CS−2を調製した。なお、表中の「−」は該当する成分を使用しなかったことを示す。
実施例1の液晶配向剤S−1を用いた液晶表示素子として、15型XGAパネル(画素ピッチ:297μm、画素数:1024×768)を作製した。図3はこのパネル(液晶表示素子)の一画素を示した模式図である。一方の基板上にパターニングされた透明電極21を形成した。更にこの基板上には、透明電極21が画素電極として機能するよう、TFT22及びバスライン23を設けた。パターニングされた透明電極21は、図3に示すように画素中央部から4方位(右上、右下、左上、左下)に延びるようにした。ここで、境界部(背骨)近傍のパターニングされた透明電極21の電極幅を2μm、スペースの幅を4μmとし、境界部から離れた領域の電極幅を4μm、スペース幅を2μmとした。境界部端からパターン幅変化部までの距離xは、5μmとした。他方の基板には、透明電極(コモン電極)を形成した。基板材料には板厚0.7mmのガラス基板OA−2(日本電気硝子社製)を用いた。
製造した液晶表示素子について以下の評価を行った。結果を表2にあわせて示す。
上記で製造した液晶表示素子につき、電圧無印加状態における光漏れ・配向乱れの有無をバックライト照射下、目視により観察し、光漏れ・配向乱れのない場合を「○」とし、一部に光漏れ・配向乱れが存在する場合を「△」とし、全く垂直配向状態が得られていないものを「×」とした。
偏光顕微鏡、光検出器、及びパルス発生機を含む装置で液晶応答の立ち上がりの時間を測定した。ここで液晶応答速度とは、作製した液晶表示素子に電圧無印加状態から5Vの電圧を最大1秒間印加した際に、透過率10%から透過率90%に変化するのに要した時間(msec.)とした。
2 基板
3 液晶配向膜
4 液晶層
4a 液晶分子
5、5a、5b 透明電極
6 線状突起
15 パターニングされた透明電極
21 透明電極
22 TFT
23 バスライン
Claims (5)
- PSA方式の液晶表示素子における液晶配向膜形成用の液晶配向剤であって、
[A]エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンに由来する部分と、下記式(2)で表される化合物に由来する部分とを有する化合物
を含有することを特徴とする液晶配向剤。
- [B]ポリアミック酸及びポリイミドからなる群より選択される少なくとも1種の重合体
をさらに含有する請求項1又は請求項2に記載の液晶配向剤。 - 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を備えるPSA方式の液晶表示素子。
- 透明電極を有する一対の基板の各内面に請求項1、請求項2又は請求項3に記載の液晶配向剤により液晶配向膜を形成する工程、
上記一対の基板を内面同士が向かい合うように対向配置し、この基板間に重合性液晶組成物を充填する工程、及び
電圧を印加した状態で上記重合性液晶組成物を硬化させる工程
を有するPSA方式の液晶表示素子の製造方法。
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