JP6187457B2 - 光配向法用の液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶配向膜を作製するための液晶配向剤、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、及び液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、ラビング処理に代わり、光配向処理法、すなわち、偏光された紫外線の照射によって液晶配向能を付与することが可能な液晶配向膜の形成に用いられる液晶配向剤、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、及び液晶表示素子に関する。
液晶テレビ、液晶ディスプレイなどに用いられる液晶表示素子は、通常、液晶の配列状態を制御するための液晶配向膜が素子内に設けられている。
現在、工業的に最も普及している方法によれば、この液晶配向膜は、電極基板上に形成されたポリアミック酸及び／又はこれをイミド化したポリイミドからなる膜の表面を、綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一方向に擦る、いわゆるラビング処理を行うことで作製されている。
現在、工業的に最も普及している方法によれば、この液晶配向膜は、電極基板上に形成されたポリアミック酸及び／又はこれをイミド化したポリイミドからなる膜の表面を、綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一方向に擦る、いわゆるラビング処理を行うことで作製されている。
液晶配向膜の配向過程において膜面をラビング処理する方法は、簡便で生産性に優れた工業的に有用な方法である。しかし、液晶表示素子の高性能化、高精細化、大型化への要求は益々高まり、ラビング処理によって発生する配向膜の表面の傷、発塵、機械的な力や静電気による影響、さらには、配向処理面内の不均一性など種々の問題が明らかとなってきている。
ラビング処理に代わる方法としては、偏光された紫外線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。光配向法による液晶配向処理は、メカニズム的に、光異性化反応を利用したもの、光架橋反応を利用したもの、光分解反応を利用したものなどが提案されている（非特許文献１参照）。
特許文献１では、主鎖にシクロブタン環などの脂環構造を有するポリイミド膜を光配向法に用いることが提案されている。ポリイミドを用いた光配向用配向膜に用いた場合、他に比べて高い耐熱性を有することからその有用性が期待されている。
特許文献１では、主鎖にシクロブタン環などの脂環構造を有するポリイミド膜を光配向法に用いることが提案されている。ポリイミドを用いた光配向用配向膜に用いた場合、他に比べて高い耐熱性を有することからその有用性が期待されている。
上記のような光配向法は、ラビングレス配向処理方法として、工業的にも簡便な製造プロセスで生産できる利点があるだけでなく、ＩＰＳ駆動方式やフリンジフィールドスイッチング（以下、ＦＦＳ）駆動方式の液晶表示素子においては、上記の光配向法で得られる液晶配向膜を用いることで、ラビング処理法で得られる液晶配向膜に比べて、液晶表示素子のコントラストや視野角特性の向上が期待できるなど液晶表示素子の性能を向上させることが可能であるため、有望な液晶配向処理方法として注目されている。
ＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜としては、優れた液晶配向性や電気特性などの基本特性に加えて、ＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式の液晶表示素子において発生する長期交流駆動による残像の抑制が必要とされる。
しかしながら、光配向法により得られる液晶配向膜は、ラビングによるものに比べて、高分子膜の配向方向に対する異方性が小さいという問題がある。異方性が小さいと充分な液晶配向性が得られず、液晶表示素子とした場合に、残像が発生するなどの問題が発生する。これに対して、光配向法により得られる液晶配向膜の異方性を高める方法として、光照射後に、光照射によって前記ポリイミドの主鎖が切断されて生成した低分子量成分を除去することが提案されている（特許文献２）。
「液晶光配向膜」木戸脇、市村 機能材料 １９９７年１１月号 Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．１１ １３−２２ページ
液晶素子の製造工程には、液晶配向膜が形成された基板を洗浄する工程が含まれる。この洗浄工程に用いられる洗浄液としては、水や２−プロパノールを主成分とする洗浄液が用いられる。
しかし、本願発明者らが検討した結果、シクロブタンなどの脂環構造を有するテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と芳香族ジアミンからなるポリイミド前駆体及びそのイミド化重合体を塗布、焼成して得られる光配向法用の液晶配向膜は、水や２−プロパノールなどの有機溶媒を主成分とする洗浄液で洗浄することによって著しく特性が悪化することがわかった。具体的には、得られた膜を洗浄することで、長期交流駆動によって残像が発生することがわかった。
しかし、本願発明者らが検討した結果、シクロブタンなどの脂環構造を有するテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と芳香族ジアミンからなるポリイミド前駆体及びそのイミド化重合体を塗布、焼成して得られる光配向法用の液晶配向膜は、水や２−プロパノールなどの有機溶媒を主成分とする洗浄液で洗浄することによって著しく特性が悪化することがわかった。具体的には、得られた膜を洗浄することで、長期交流駆動によって残像が発生することがわかった。
本発明の目的は、水や２−プロパノールを主成分とする洗浄液で、液晶配向膜を洗浄した場合でも、良好な残像特性が得られる光配向法用の液晶配向膜を得るための光配向法用の液晶配向剤、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、及び該液晶配向剤を具備する液晶表示素子を提供することにある。
本発明者は、上記の目的を達成するため、鋭意研究を進めたところ、特定構造の脂環構造を有するテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と特定構造を有するジアミン化合物から得られるポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の重合体を含有せしめた光配向法用の液晶配向剤により、上記の目的を達成し得ることを見出した。
かくして、本発明は、下記を要旨とするものである。
１．下記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合体と有機溶媒とを含有することを特徴とする光配向法用の液晶配向剤。
（式（１）において、Ｘ１は下記式（Ｘ１−１）〜（Ｘ１−９）で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも１種類であり、Ｒ１は、水素原子、又は炭素数１〜４のアルキル基である。）
（式（Ｘ１−１）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、アルキニル基、又はフェニル基であり、同一でも異なっていてもよい。）
１．下記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合体と有機溶媒とを含有することを特徴とする光配向法用の液晶配向剤。
２．上記重合体が、上記式（１）で表される構造単位を全構造単位１モルに対して、６０モル％以上含有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類である上記１に記載の光配向法用の液晶配向剤。
３．上記式（１）において、Ｘ１が式（Ｘ１−１）で表される構造である上記１又は２のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
３．上記式（１）において、Ｘ１が式（Ｘ１−１）で表される構造である上記１又は２のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
４．上記式（１）において、Ｘ１が、下記式（Ｘ１−１０）〜（Ｘ１−１１）で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも１種類である上記１〜３のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
５．式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体が、５０００〜３０００００の重量平均分子量を有する上記１〜４のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
６．上記重合体の含有量が、１重量％以上１０重量％以下である上記１〜４のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
７．上記１〜６のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤を塗布、焼成して得られる液晶配向膜。
８．上記１〜６のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤を塗布、焼成し、次いで、直線に偏光された紫外線を照射し、洗浄することによって得られる液晶配向膜。
９．上記７又は８に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
６．上記重合体の含有量が、１重量％以上１０重量％以下である上記１〜４のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
７．上記１〜６のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤を塗布、焼成して得られる液晶配向膜。
８．上記１〜６のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤を塗布、焼成し、次いで、直線に偏光された紫外線を照射し、洗浄することによって得られる液晶配向膜。
９．上記７又は８に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、偏光された紫外線を照射し、液晶配向膜に異方性を付与した後、水や２−プロパノールなどを主成分とする洗浄液で洗浄しても、液晶配向膜の特性が劣化せず、ＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式の液晶表示素子の液晶配向膜とした場合に、長期の交流駆動による残像を低減することができる。
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、少ない照射エネルギーで良好な残像特性を示す。
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、少ない照射エネルギーで良好な残像特性を示す。
＜液晶配向剤＞
本発明の液晶配向剤は、下記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種類の重合体と有機溶媒とを含有することを特徴とする光配向法用の液晶配向剤である。
本発明の液晶配向剤は、下記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種類の重合体と有機溶媒とを含有することを特徴とする光配向法用の液晶配向剤である。
式（１）において、Ｒ１は、水素原子、又は炭素数１〜４のアルキル基である。加熱によるイミド化のしやすさの観点から、水素原子、又はメチル基が特に好ましい。
式（１）において、Ｘ１は下記式（Ｘ１−１）〜（Ｘ１−９）で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも１種類である。
式（Ｘ１−１）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、アルキニル基、又はフェニル基であり、同一でも異なってもよい。液晶配向性の観点から、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５，及びＲ６は、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、又はエチル基が好ましく、水素原子、又はメチル基がより好ましく、さらに好ましくは、下記式（Ｘ１−１０）〜（Ｘ１−１１）で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも１種類である。
上記式（１）で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体において、上記式（１）で表される構造単位の比率は、重合体中の全構造単位１モルに対して、６０モル％〜１００モル％が好ましい。上記式（１）で表される構造単位の比率が高いほど、良好な液晶配向性を有する液晶配向膜が得られるため、８０モル％〜１００モル％がより好ましく、９０モル％〜１００モル％がさらに好ましい。
本発明の液晶配向剤は、上記式（１）で表される構造単位以外に下記式（２）で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体であってもよい。
式（２）において、Ｒ１は上記式（１）のＲ１と同様の定義である。Ｘ２は４価の有機基であり、その構造は特に限定されない。具体的例を挙げるならば、下記式（Ｘ−９）〜（Ｘ−４２）の構造が挙げられる。化合物の入手性の観点から、Ｘ２の構造は、Ｘ−１７、Ｘ−２５、Ｘ−２６，Ｘ−２７、Ｘ−２８、Ｘ−３２、及びＸ−３９が挙げられる。また、直流電圧により蓄積した残留電荷の緩和が早い液晶配向膜を得られるという観点から芳香族環構造を有するテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましく、Ｘ２の構造としては、Ｘ−２６，Ｘ−２７、Ｘ−２８、Ｘ−３２、Ｘ−３５、又はＸ−３７がより好ましい。
上記式（２）において、Ｙ２は２価の有機基であり、その構造は特に限定されない。Ｙ２の具体例を挙げるならば、下記式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８６）の構造が挙げられる。
液晶配向性の向上が期待できるため、Ｙ２の構造としては、直線性の高い構造が好ましい。具体的な例としては、Ｙ−７４、Ｙ−７５、Ｙ−７６、Ｙ−７７、又はＹ−７８がより好ましい。
また、ポリイミド前駆体及びポリイミドの有機溶媒に対する溶解性の向上が期待できるため、Ｙ２の構造としては、Ｙ−８、Ｙ−２０、Ｙ−２１、Ｙ−２２、Ｙ−２８、Ｙ−２９、Ｙ−３０、Ｙ−７１，Ｙ−７２、Ｙ−７３、又はＹ−８５がより好ましい。
また、ポリイミド前駆体及びポリイミドの有機溶媒に対する溶解性の向上が期待できるため、Ｙ２の構造としては、Ｙ−８、Ｙ−２０、Ｙ−２１、Ｙ−２２、Ｙ−２８、Ｙ−２９、Ｙ−３０、Ｙ−７１，Ｙ−７２、Ｙ−７３、又はＹ−８５がより好ましい。
＜ポリアミック酸エステルの製造方法＞
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸エステルは、以下に示す（１）、（２）又は（３）の方法で合成することができる。
（１）ポリアミック酸から合成する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られるポリアミック酸をエステル化することによって合成することができる。
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸エステルは、以下に示す（１）、（２）又は（３）の方法で合成することができる。
（１）ポリアミック酸から合成する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られるポリアミック酸をエステル化することによって合成することができる。
具体的には、ポリアミック酸とエステル化剤を有機溶剤の存在下で−２０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜５０℃において、３０分〜２４時間、好ましくは１〜４時間反応させることによって合成することができる。
エステル化剤としては、精製によって容易に除去できるものが好ましく、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジプロピルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジネオペンチルブチルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジ−ｔ−ブチルアセタール、１−メチル−３−ｐ−トリルトリアゼン、１−エチル−３−ｐ−トリルトリアゼン、１−プロピル−３−ｐ−トリルトリアゼン、４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジンー２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリドなどが挙げられる。エステル化剤の添加量は、ポリアミック酸の繰り返し単位１モルに対して、２〜６モル当量が好ましい。
エステル化剤としては、精製によって容易に除去できるものが好ましく、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジプロピルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジネオペンチルブチルアセタール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジ−ｔ−ブチルアセタール、１−メチル−３−ｐ−トリルトリアゼン、１−エチル−３−ｐ−トリルトリアゼン、１−プロピル−３−ｐ−トリルトリアゼン、４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジンー２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリドなどが挙げられる。エステル化剤の添加量は、ポリアミック酸の繰り返し単位１モルに対して、２〜６モル当量が好ましい。
上記の反応に用いる溶媒は、ポリマーの溶解性からＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。合成時の濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、１〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。
（２）テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとの反応により合成する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンから合成することができる。
具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを塩基と有機溶剤の存在下で−２０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜５０℃において、３０分〜２４時間、好ましくは１〜４時間反応させることによって合成することができる。
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンから合成することができる。
具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを塩基と有機溶剤の存在下で−２０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜５０℃において、３０分〜２４時間、好ましくは１〜４時間反応させることによって合成することができる。
前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、４−ジメチルアミノピリジンなどが使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという観点から、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドに対して、２〜４倍モルであることが好ましい。
上記の反応に用いる溶媒は、モノマーおよびポリマーの溶解性からＮ−メチル−２−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。合成時のポリマー濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、１〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。また、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドの加水分解を防ぐため、ポリアミック酸エステルの合成に用いる溶媒はできるだけ脱水されていることが好ましく、窒素雰囲気中で、外気の混入を防ぐのが好ましい。
（３）テトラカルボン酸ジエステルとジアミンからポリアミック酸エステルを合成する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを重縮合することにより合成することができる。
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを重縮合することにより合成することができる。
具体的には、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜１００℃において、３０分〜２４時間、好ましくは３〜１５時間反応させることによって合成することができる。
前記縮合剤には、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、Ｎ，Ｎ’−カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ−１，３，５−トリアジニルメチルモルホリニウム、Ｏ−（ベンゾトリアゾール−1−イル)−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、Ｏ−（ベンゾトリアゾール−１−イル)−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、（２，３−ジヒドロ−２−チオキソ−３−ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニルなどが使用できる。縮合剤の添加量は、テトラカルボン酸ジエステルに対して２〜３倍モルが好ましい。
前記縮合剤には、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、Ｎ，Ｎ’−カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ−１，３，５−トリアジニルメチルモルホリニウム、Ｏ−（ベンゾトリアゾール−1−イル)−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、Ｏ−（ベンゾトリアゾール−１−イル)−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、（２，３−ジヒドロ−２−チオキソ−３−ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニルなどが使用できる。縮合剤の添加量は、テトラカルボン酸ジエステルに対して２〜３倍モルが好ましい。
前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミンなどの３級アミンが使用できる。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという観点から、ジアミン成分に対して２〜４倍モルが好ましい。
また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して０〜１．０倍モルが好ましい。
また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して０〜１．０倍モルが好ましい。
上記３つのポリアミック酸エステルの合成方法の中でも、高分子量のポリアミック酸エステルが得られるため、上記（１）又は上記（２）の合成法が特に好ましい。
上記のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
上記のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
＜ポリアミック酸の製造方法＞
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下に示す方法により合成することができる。
具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒の存在下で−２０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜５０℃において、３０分〜２４時間、好ましくは１〜１２時間反応させることによって合成できる。
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下に示す方法により合成することができる。
具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒の存在下で−２０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜５０℃において、３０分〜２４時間、好ましくは１〜１２時間反応させることによって合成できる。
上記の反応に用いる有機溶媒は、モノマーおよびポリマーの溶解性からＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。ポリマーの濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、１〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。
上記のようにして得られたポリアミック酸は、反応溶液をよく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させて回収することができる。また、析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥することで精製されたポリアミック酸の粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
＜ポリイミドの製造方法＞
本発明に用いられるポリイミドは、前記ポリアミック酸エステル又はポリアミック酸をイミド化することにより製造することができる。ポリアミック酸エステルからポリイミドを製造する場合、前記ポリアミック酸エステル溶液、又はポリアミック酸エステル樹脂粉末を有機溶媒に溶解させて得られるポリアミック酸溶液に塩基性触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
本発明に用いられるポリイミドは、前記ポリアミック酸エステル又はポリアミック酸をイミド化することにより製造することができる。ポリアミック酸エステルからポリイミドを製造する場合、前記ポリアミック酸エステル溶液、又はポリアミック酸エステル樹脂粉末を有機溶媒に溶解させて得られるポリアミック酸溶液に塩基性触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
化学的イミド化は、イミド化させたいポリアミック酸エステルを、有機溶媒中において塩基性触媒存在下で撹拌することにより行うことができる。有機溶媒としては前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもトリエチルアミンは反応を進行させるのに充分な塩基性を持つので好ましい。
イミド化反応を行うときの温度は、−２０℃〜１４０℃、好ましくは０℃〜１００℃であり、反応時間は１〜１００時間で行うことができる。塩基性触媒の量はアミック酸エステル基の０．５〜３０モル倍、好ましくは２〜２０モル倍である。得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間を調節することで制御することができる。イミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
ポリアミック酸からポリイミドを製造する場合、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応で得られた前記ポリアミック酸の溶液に触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の過程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
化学的イミド化は、イミド化させたい重合体を、有機溶媒中において塩基性触媒と酸無水物の存在下で攪拌することにより行うことができる。有機溶媒としては前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等を挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。
イミド化反応を行うときの温度は、−２０℃〜１４０℃、好ましくは０℃〜１００℃であり、反応時間は１〜１００時間で行うことができる。塩基性触媒の量はアミック酸基の０．５〜３０モル倍、好ましくは２〜２０モル倍であり、酸無水物の量はアミック酸基の１〜５０モル倍、好ましくは３〜３０モル倍である。得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間を調節することで制御することができる。
ポリアミック酸エステル又はポリアミック酸のイミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
上記のようにして得られるポリイミドの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられる。
＜液晶配向剤＞
本発明に用いられる液晶配向剤は、特定構造の重合体が有機溶媒中に溶解された溶液の形態を有する。上記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体の分子量は、重量平均分子量で２，０００〜５００，０００が好ましく、より好ましくは５，０００〜３００，０００であり、さらに好ましくは、１０，０００〜１００，０００である。また、数平均分子量は、好ましくは、１，０００〜２５０，０００であり、より好ましくは、２，５００〜１５０，０００であり、さらに好ましくは、５，０００〜５０，０００である。
本発明に用いられる液晶配向剤は、特定構造の重合体が有機溶媒中に溶解された溶液の形態を有する。上記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体の分子量は、重量平均分子量で２，０００〜５００，０００が好ましく、より好ましくは５，０００〜３００，０００であり、さらに好ましくは、１０，０００〜１００，０００である。また、数平均分子量は、好ましくは、１，０００〜２５０，０００であり、より好ましくは、２，５００〜１５０，０００であり、さらに好ましくは、５，０００〜５０，０００である。
本発明に用いられる液晶配向剤の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができるが、均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点から１重量％以上であることが好ましく、溶液の保存安定性の点からは１０重量％以下とすることが好ましい。
本発明に用いられる液晶配向剤に含有される有機溶媒は、特定構造の重合体が均一に溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を挙げるならば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−イミダゾリジノン、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド等を挙げることができる。これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。また、単独では重合体を均一に溶解できない溶媒であっても、重合体が析出しない範囲であれば、上記の有機溶媒に混合してもよい。
本発明に用いられる液晶配向剤は、特定構造の重合体を溶解させるための有機溶媒の他に、液晶配向剤を基板へ塗布する際の塗膜均一性を向上させるための溶媒を含有してもよい。かかる溶媒は、一般的に上記有機溶媒よりも低表面張力の溶媒が用いられる。その具体例を挙げるならば、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、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、１−ブトキシ−２−プロパノール、１−フェノキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテート、プロピレングリコール−１−モノエチルエーテル−２−アセテート、ブチルセロソルブアセテート、ジプロピレングリコール、２−（２−エトキシプロポキシ）プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸ｎ−プロピルエステル、乳酸ｎ−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル等が挙げられる。これらの溶媒は２種類上を併用してもよい。
本発明の液晶配向剤には、上記の他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、本発明に記載の重合体以外の重合体、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的の誘電体若しくは導電物質、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる目的のシランカップリング剤、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的の架橋性化合物、さらには塗膜を焼成する際にポリイミド前駆体の加熱によるイミド化を効率よく進行させる目的のイミド化促進剤等を添加しても良い。
＜液晶配向膜の製造方法＞
本発明の液晶配向膜は、液晶配向剤を基板に塗布し、焼成する工程、得られた膜に偏光された紫外線を照射する工程、紫外線を照射した膜を水や２−プロパノールを主成分とする洗浄液で洗浄する工程を含む液晶配向膜の製造方法によって、製造されることが好ましい。
本発明の液晶配向膜は、液晶配向剤を基板に塗布し、焼成する工程、得られた膜に偏光された紫外線を照射する工程、紫外線を照射した膜を水や２−プロパノールを主成分とする洗浄液で洗浄する工程を含む液晶配向膜の製造方法によって、製造されることが好ましい。
（１）液晶配向剤を基板に塗布し、焼成する工程
上記のようにして得られた液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥、焼成することによりポリイミド膜、又はポリイミド前駆体がイミド化した膜が得られる。
本発明に用いたれる液晶配向剤を塗布する基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板、アクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができ、液晶駆動のためのＩＴＯ電極等が形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。本発明に用いられる液晶配向剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられる。
上記のようにして得られた液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥、焼成することによりポリイミド膜、又はポリイミド前駆体がイミド化した膜が得られる。
本発明に用いたれる液晶配向剤を塗布する基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板、アクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができ、液晶駆動のためのＩＴＯ電極等が形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。本発明に用いられる液晶配向剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられる。
本発明に用いられる液晶配向剤を塗布した後の乾燥、焼成工程は、任意の温度と時間を選択することができる。通常は、含有される有機溶媒を十分に除去するために５０℃〜１２０℃で１分〜１０分乾燥させ、その後１５０℃〜３００℃で５分〜１２０分焼成される。焼成後の塗膜の厚みは、特に限定されないが、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、５〜３００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍである。
（２）得られた膜に偏光された紫外線を照射する工程
上記（１）の方法で得られた膜に、偏光された紫外線を照射する（以下、光配向処理とも言う）ことにより、異方性が付与される。
偏光された紫外線の消光比が高いほど、より高い異方性が付与できるため、好ましい。具体的には、直線に偏光された紫外線の消光比は、１０：１以上が好ましく、２０：１以上がより好ましい。
上記（１）の方法で得られた膜に、偏光された紫外線を照射する（以下、光配向処理とも言う）ことにより、異方性が付与される。
偏光された紫外線の消光比が高いほど、より高い異方性が付与できるため、好ましい。具体的には、直線に偏光された紫外線の消光比は、１０：１以上が好ましく、２０：１以上がより好ましい。
光配向処理の具体例としては、前記塗膜表面に、直線に偏光された紫外線を照射し、場合によってはさらに１５０〜２５０℃の温度で加熱処理を行い、液晶配向能を付与する方法が挙げられる。紫外線線の波長としては、１００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有する紫外線が好ましく、２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有するものが特に好ましい。
前記放射線の照射量は、１〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲にあることが特に好ましい。
前記放射線の照射量は、１〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲にあることが特に好ましい。
（３）紫外線を照射した膜を洗浄する工程
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、水や２−プロパノールを主成分とする洗浄液で洗浄することによって、液晶配向膜として良好な特性を発現することを特徴とする。２−プロパノールは、水よりも膜中の有機物を溶解しやすいため、本発明の液晶配向膜の洗浄液としては、２−プロパノールを含有する洗浄液がより好ましい。
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、水や２−プロパノールを主成分とする洗浄液で洗浄することによって、液晶配向膜として良好な特性を発現することを特徴とする。２−プロパノールは、水よりも膜中の有機物を溶解しやすいため、本発明の液晶配向膜の洗浄液としては、２−プロパノールを含有する洗浄液がより好ましい。
液晶配向膜の洗浄方法としては、浸漬処理、噴霧（スプレー）処理などの、膜と液とが十分に接触するような処理が好ましい。なかでも、洗浄液に膜を、好ましくは１０秒〜１時間、より好ましくは１分〜３０分浸漬処理する方法が好ましい。接触処理は常温でも加温してもよいが、好ましくは１０〜８０℃、より好ましくは２０〜５０℃で実施される。また、必要に応じて超音波などの接触を高める手段を施すことができる。
上記接触処理の後に、使用した有機溶媒を除去する目的で、水、２−プロパノール、アセトンなどの低沸点溶媒によるすすぎ（リンス）や乾燥のいずれか、又は両方を行ってよい。乾燥温度としては、８０〜２５０℃が好ましく、８０〜１５０℃がより好ましい。
＜液晶表示素子＞
本発明の液晶表示素子は、前記液晶配向膜の製造方法によって得られた液晶配向膜を具備することを特徴とする。
本発明の液晶表示素子は、上記した手法によって本発明に記載の液晶配向処理剤から前記液晶配向膜の製造方法によって液晶配向膜付きの基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製し、それを使用して液晶表示素子としたものである。
本発明の液晶表示素子は、前記液晶配向膜の製造方法によって得られた液晶配向膜を具備することを特徴とする。
本発明の液晶表示素子は、上記した手法によって本発明に記載の液晶配向処理剤から前記液晶配向膜の製造方法によって液晶配向膜付きの基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製し、それを使用して液晶表示素子としたものである。
液晶セル作製方法の一例として、パッシブマトリクス構造の液晶表示素子を例にとり説明する。尚、画像表示を構成する各画素部分にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌm Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子が設けられたアクティブマトリクス構造の液晶表示素子であってもよい。
まず、透明なガラス製の基板を準備し、一方の基板の上にコモン電極を、他方の基板の上にセグメント電極を設ける。これらの電極は、例えばＩＴＯ電極とすることができ、所望の画像表示ができるようパターニングされる。次いで、各基板の上に、コモン電極とセグメント電極を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなる膜とすることができる。
まず、透明なガラス製の基板を準備し、一方の基板の上にコモン電極を、他方の基板の上にセグメント電極を設ける。これらの電極は、例えばＩＴＯ電極とすることができ、所望の画像表示ができるようパターニングされる。次いで、各基板の上に、コモン電極とセグメント電極を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなる膜とすることができる。
次に、各基板の上に、本実施の形態の液晶配向膜を形成する。次に、一方の基板に他方の基板を互いの配向膜面が対向するようにして重ね合わせ、周辺をシール材で接着する。シール材には、基板間隙を制御するために、通常、スペーサーを混入しておく。また、シール材を設けない面内部分にも、基板間隙制御用のスペーサーを散布しておくことが好ましい。シール材の一部には、外部から液晶を充填可能な開口部を設けておく。
次に、シール材に設けた開口部を通じて、２枚の基板とシール材で包囲された空間内に液晶材料を注入する。その後、この開口部を接着剤で封止する。注入には、真空注入法を用いてもよいし、大気中で毛細管現象を利用した方法を用いてもよい。次に、偏光板の設置を行う。具体的には、２枚の基板の液晶層とは反対側の面に一対の偏光板を貼り付ける。以上の工程を経ることにより、本発明の液晶表示素子が得られる。この液晶表示素子は、液晶配向膜として本発明の液晶配向膜を使用していることから、残像特性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用可能である。
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施例、参考例、及び比較例で使用した化合物の略号、及び各特性の測定方法は、以下のとおりである。
ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン
ＢＣＳ：ブチルセロソルブ
ＤＡ−２：下記式（ＤＡ−２）
ＤＡ−３：下記式（ＤＡ−３）
ＤＡＨ−１：下記式（ＤＡＨ−１）
添加剤Ａ：Ｎ−α―（９−フルオレニルメトキシカルボニル）−Ｎ−τ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｌ−ヒスチジン
ＢＣＳ：ブチルセロソルブ
ＤＡ−２：下記式（ＤＡ−２）
ＤＡ−３：下記式（ＤＡ−３）
ＤＡＨ−１：下記式（ＤＡＨ−１）
添加剤Ａ：Ｎ−α―（９−フルオレニルメトキシカルボニル）−Ｎ−τ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｌ−ヒスチジン
［粘度］
合成例において、ポリイミド前駆体溶液の粘度は、Ｅ型粘度計ＴＶＥ−２２Ｈ（東機産業社製）を用い、サンプル量１．１ｍＬ）、コーンロータＴＥ−１（１°３４’、Ｒ２４）、温度２５℃で測定した。
合成例において、ポリイミド前駆体溶液の粘度は、Ｅ型粘度計ＴＶＥ−２２Ｈ（東機産業社製）を用い、サンプル量１．１ｍＬ）、コーンロータＴＥ−１（１°３４’、Ｒ２４）、温度２５℃で測定した。
［分子量］
また、ポリイミド前駆体及び該イミド化重合体の分子量はＧＰＣ（常温ゲル浸透クロマトグラフィー）装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量（以下、Ｍｎとも言う。）と重量平均分子量（以下、Ｍｗとも言う。）を算出した。
ＧＰＣ装置：Ｓｈｏｄｅｘ社製（ＧＰＣ−１０１）
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ社製（ＫＤ８０３、ＫＤ８０５の直列）
カラム温度：５０℃
溶離液：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（添加剤として、臭化リチウム−水和物（ＬｉＢｒ・Ｈ２Ｏ）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、リン酸・無水結晶（ｏ−リン酸）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が１０ｍｌ／Ｌ）
流速：１．０ｍL／分
また、ポリイミド前駆体及び該イミド化重合体の分子量はＧＰＣ（常温ゲル浸透クロマトグラフィー）装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量（以下、Ｍｎとも言う。）と重量平均分子量（以下、Ｍｗとも言う。）を算出した。
ＧＰＣ装置：Ｓｈｏｄｅｘ社製（ＧＰＣ−１０１）
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ社製（ＫＤ８０３、ＫＤ８０５の直列）
カラム温度：５０℃
溶離液：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（添加剤として、臭化リチウム−水和物（ＬｉＢｒ・Ｈ２Ｏ）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、リン酸・無水結晶（ｏ−リン酸）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が１０ｍｌ／Ｌ）
流速：１．０ｍL／分
検量線作成用標準サンプル：東ソー社製 ＴＳＫ 標準ポリエチレンオキサイド（重量平均分子量（Ｍｗ） 約９００，０００、１５０，０００、１００，０００、３０，０００）、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール（ピークトップ分子量（Ｍｐ）約１２，０００、４，０００、１，０００）。測定は、ピークが重なるのを避けるため、９００，０００、１００，０００、１２，０００、１，０００の４種類を混合したサンプル、及び１５０，０００、３０，０００、４，０００の３種類を混合したサンプルの２サンプルを別々に測定。
［液晶セルの作製］
フリンジフィールドスィッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＦＦＳという）モード液晶表示素子の構成を備えた液晶セルを作製する。
始めに、電極付きの基板を準備した。基板は、３０ｍｍ×５０ｍｍの大きさで、厚さが０．７ｍｍのガラス基板である。基板上には第１層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたＩＴＯ電極が形成されている。第１層目の対向電極の上には第２層目として、ＣＶＤ法により成膜されたＳｉＮ（窒化珪素）膜が形成されている。
フリンジフィールドスィッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＦＦＳという）モード液晶表示素子の構成を備えた液晶セルを作製する。
始めに、電極付きの基板を準備した。基板は、３０ｍｍ×５０ｍｍの大きさで、厚さが０．７ｍｍのガラス基板である。基板上には第１層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたＩＴＯ電極が形成されている。第１層目の対向電極の上には第２層目として、ＣＶＤ法により成膜されたＳｉＮ（窒化珪素）膜が形成されている。
第２層目のＳｉＮ膜の膜厚は５００ｎｍであり、層間絶縁膜として機能する。第２層目のＳｉＮ膜の上には、第３層目としてＩＴＯ膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置され、第１画素および第２画素の２つの画素を形成している。各画素のサイズは、縦１０ｍｍで横約５ｍｍである。このとき、第１層目の対向電極と第３層目の画素電極とは、第２層目のＳｉＮ膜の作用により電気的に絶縁されている。
第３層目の画素電極は、中央部分が屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は３μｍであり、電極要素間の間隔は６μｍである。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字のくの字に似た形状を備える。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第１領域と下側の第２領域を有する。
各画素の第１領域と第２領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なるものとなっている。すなわち、後述する液晶配向膜のラビング方向を基準とした場合、画素の第１領域では画素電極の電極要素が＋１０°の角度（時計回り）をなすように形成され、画素の第２領域では画素電極の電極要素が−１０°の角度（時計回り）をなすように形成されている。すなわち、各画素の第１領域と第２領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作（インプレーン・スイッチング）の方向が互いに逆方向となるように構成されている。
次に、得られた液晶配向剤を１．０μｍのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と裏面にＩＴＯ膜が成膜されている高さ４μｍの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコート塗布にて塗布した。８０℃のホットプレート上で５分間乾燥させた後、２３０℃の熱風循環式オーブンで２０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光板を介して消光比１０：１以上の直線偏光した波長２５４ｎｍの紫外線を照射し、液晶配向膜付き基板を得た。
上記、２枚の基板を一組とし、基板上にシール剤を印刷し、もう１枚の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が０°になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶ＭＬＣ−２０４１（メルク社製）を注入し、注入口を封止して、ＦＦＳ駆動液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを１１０℃で１時間加熱し、一晩放置してから各評価に使用した。
（長期交流駆動による残像評価）
上記した残像評価に使用した液晶セルと同様の構造の液晶セルを準備した。
この液晶セルを用い、６０℃の恒温環境下、周波数６０Ｈｚで±５Ｖの交流電圧を２００時間印加した。その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間をショートさせた状態にし、そのまま室温に一日放置した。
上記した残像評価に使用した液晶セルと同様の構造の液晶セルを準備した。
この液晶セルを用い、６０℃の恒温環境下、周波数６０Ｈｚで±５Ｖの交流電圧を２００時間印加した。その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間をショートさせた状態にし、そのまま室温に一日放置した。
放置の後、液晶セルを偏光軸が直交するように配置された２枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように液晶セルの配置角度を調整した。そして、第１画素の第２領域が最も暗くなる角度から第１領域が最も暗くなる角度まで液晶セルを回転させたときの回転角度を角度Δとして算出した。第２画素でも同様に、第２領域と第１領域とを比較し、同様の角度Δを算出した。そして、第１画素と第２画素の角度Δ値の平均値を液晶セルの角度Δとして算出した。
［イミド化率の測定］
合成例におけるポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末２０ｍｇをＮＭＲサンプル管（ＮＭＲサンプリングチューブスタンダード，φ５（草野科学製））に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ−ｄ６，０．０５％ＴＭＳ（テトラメチルシラン）混合品）（０.５３ｍL）を添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液をＮＭＲ測定機（ＪＮＷ−ＥＣＡ５００）（日本電子データム製）にて５００ＭＨｚのプロトンＮＭＲを測定した。
合成例におけるポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末２０ｍｇをＮＭＲサンプル管（ＮＭＲサンプリングチューブスタンダード，φ５（草野科学製））に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ−ｄ６，０．０５％ＴＭＳ（テトラメチルシラン）混合品）（０.５３ｍL）を添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液をＮＭＲ測定機（ＪＮＷ−ＥＣＡ５００）（日本電子データム製）にて５００ＭＨｚのプロトンＮＭＲを測定した。
イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、９.５ｐｐｍ〜１０.０ｐｐｍ付近に現れるアミド酸のＮＨ基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。
イミド化率（％）＝（１−α・ｘ／ｙ）×１００
上記式において、ｘはアミド酸のＮＨ基由来のプロトンピーク積算値、ｙは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミド酸（イミド化率が０％）の場合におけるアミド酸のＮＨ基プロトン１個に対する基準プロトンの個数割合である。
イミド化率（％）＝（１−α・ｘ／ｙ）×１００
上記式において、ｘはアミド酸のＮＨ基由来のプロトンピーク積算値、ｙは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミド酸（イミド化率が０％）の場合におけるアミド酸のＮＨ基プロトン１個に対する基準プロトンの個数割合である。
（合成例１）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１００ｍＬ四つ口フラスコに、１,２−ビス（４−アミノフェノキシ）エタンを４．８９ｇ（２０．０２ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを６９．７５ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を３．７２ｇ（１８．９７ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１０質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−１）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１４３ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１２７７７、Ｍｗ＝２９７２０であった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１００ｍＬ四つ口フラスコに、１,２−ビス（４−アミノフェノキシ）エタンを４．８９ｇ（２０．０２ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを６９．７５ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を３．７２ｇ（１８．９７ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１０質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−１）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１４３ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１２７７７、Ｍｗ＝２９７２０であった。
（合成例２）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２０００ｍＬ四つ口フラスコに、１,２−ビス（４−アミノフェノキシ）エタンを１１０．４７ｇ（４５２ｍｍｏｌ）、ＤＡ−２を１８．９４ｇ（７９．５ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１５８７ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を１１１．１８ｇ（４９６ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加え、４０℃で２０時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−２）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１８３ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１２３５６、Ｍｗ＝２５５４４であった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２０００ｍＬ四つ口フラスコに、１,２−ビス（４−アミノフェノキシ）エタンを１１０．４７ｇ（４５２ｍｍｏｌ）、ＤＡ−２を１８．９４ｇ（７９．５ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１５８７ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を１１１．１８ｇ（４９６ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加え、４０℃で２０時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−２）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１８３ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１２３５６、Ｍｗ＝２５５４４であった。
（合成例３）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの３０００ｍL四つ口フラスコに得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−２）を９５０ｇ取り、ＮＭＰを６７８ｇ加え、３０分撹拌した。得られたポリアミック酸溶液に、無水酢酸を７７．１１ｇ、ピリジンを１９．９２ｇ加えて、６０℃で３時間加熱し、化学イミド化を行った。得られた反応液を６６００ｍLのメタノールに撹拌しながら投入し、析出した沈殿物をろ取し、続いて、６６００ｍLのメタノールで３回洗浄し、２０００ｍLのメタノールで２回洗浄した。得られた樹脂粉末を６０℃で１２時間乾燥することで、ポリイミド樹脂粉末を得た。
このポリイミド樹脂粉末のイミド化率は、７５％、分子量はＭｎ＝８１５６、Ｍｗ＝１７４０８であった。
撹拌子を入れた２００ｍL三角フラスコに得られたポリイミド樹脂粉末２０．６９ｇを取り、ＮＭＰを１５１．７１ｇ加え、４０℃で２４時間撹拌し溶解させて、ポリイミド溶液(ＰＩ−１)を得た。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの３０００ｍL四つ口フラスコに得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−２）を９５０ｇ取り、ＮＭＰを６７８ｇ加え、３０分撹拌した。得られたポリアミック酸溶液に、無水酢酸を７７．１１ｇ、ピリジンを１９．９２ｇ加えて、６０℃で３時間加熱し、化学イミド化を行った。得られた反応液を６６００ｍLのメタノールに撹拌しながら投入し、析出した沈殿物をろ取し、続いて、６６００ｍLのメタノールで３回洗浄し、２０００ｍLのメタノールで２回洗浄した。得られた樹脂粉末を６０℃で１２時間乾燥することで、ポリイミド樹脂粉末を得た。
このポリイミド樹脂粉末のイミド化率は、７５％、分子量はＭｎ＝８１５６、Ｍｗ＝１７４０８であった。
撹拌子を入れた２００ｍL三角フラスコに得られたポリイミド樹脂粉末２０．６９ｇを取り、ＮＭＰを１５１．７１ｇ加え、４０℃で２４時間撹拌し溶解させて、ポリイミド溶液(ＰＩ−１)を得た。
（合成例４）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２００ｍＬ四つ口フラスコに、１,２−ビス（４−アミノフェノキシ）エタンを４．２０ｇ（１７．１９ｍｍｏｌ）、ＤＡ−３を７．７０ｇ（２５．８１ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１５８ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらＤＡＨ−１を１２．０２ｇ（４０．８５ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−６）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３９０ｍＰａ・ｓであった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２００ｍＬ四つ口フラスコに、１,２−ビス（４−アミノフェノキシ）エタンを４．２０ｇ（１７．１９ｍｍｏｌ）、ＤＡ−３を７．７０ｇ（２５．８１ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１５８ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらＤＡＨ−１を１２．０２ｇ（４０．８５ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−６）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３９０ｍＰａ・ｓであった。
（合成例５）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの５００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノジフェニルエタンを８．８１ｇ（４４．０ｍｍｏｌ）、ＤＡ−３を１９．６９ｇ（６５．９９ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１４６ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物を６．５４ｇ（３３．０ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１５質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２時間撹拌した。
次に、ＮＭＰを１４６ｇ加えて、ＤＡＨ−１を２２．０１ｇ（７４．８１ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−７）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３９９ｍＰａ・ｓであった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの５００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノジフェニルエタンを８．８１ｇ（４４．０ｍｍｏｌ）、ＤＡ−３を１９．６９ｇ（６５．９９ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１４６ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物を６．５４ｇ（３３．０ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１５質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２時間撹拌した。
次に、ＮＭＰを１４６ｇ加えて、ＤＡＨ−１を２２．０１ｇ（７４．８１ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−７）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３９９ｍＰａ・ｓであった。
（合成例６）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１０００ｍＬ四つ口フラスコに、ＤＡ−３を５９．７５ｇ（２００ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを２８４ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物を１１．８９ｇ（６０．０１ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１５質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２時間撹拌した。
次に、ＮＭＰを２８４ｇ加えて、ＤＡＨ−１を３９．４３ｇ（１３４ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−８）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は４０５ｍＰａ・ｓであった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１０００ｍＬ四つ口フラスコに、ＤＡ−３を５９．７５ｇ（２００ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを２８４ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物を１１．８９ｇ（６０．０１ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１５質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２時間撹拌した。
次に、ＮＭＰを２８４ｇ加えて、ＤＡＨ−１を３９．４３ｇ（１３４ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−８）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は４０５ｍＰａ・ｓであった。
（合成例７）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２０００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノジフェニルアミンを６３．７６ｇ（３２０ｍｍｏｌ）、３，５−ジアミノ安息香酸を１２．１７ｇ（７９．９９ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１０９４ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、ＤＡＨ−１を１１２．５９ｇ（３８３ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−９）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３８４ｍＰａ・ｓであった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２０００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノジフェニルアミンを６３．７６ｇ（３２０ｍｍｏｌ）、３，５−ジアミノ安息香酸を１２．１７ｇ（７９．９９ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１０９４ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、ＤＡＨ−１を１１２．５９ｇ（３８３ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−９）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３８４ｍＰａ・ｓであった。
（合成例８）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２０００ｍＬ四つ口フラスコに、ＤＡ−３を１１９．３５ｇ（４００ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１５３６ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、ＤＡＨ−１を３９．４３ｇ（３８６ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−１０）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３７２ｍＰａ・ｓであった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの２０００ｍＬ四つ口フラスコに、ＤＡ−３を１１９．３５ｇ（４００ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを１５３６ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、ＤＡＨ−１を３９．４３ｇ（３８６ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１２質量％になるようにＮＭＰを加えて、室温で２４時間撹拌し、ポリアミック酸（ＰＡＡ−１０）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は３７２ｍＰａ・ｓであった。
（比較合成例１）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノ−１，２−ジフェニルエタンを４．２５ｇ（２０．０２ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを７０．８５ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を３．８２ｇ（１９．４８ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１０質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−３）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１５６ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１３９６６、Ｍｗ＝３３１６３であった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノ−１，２−ジフェニルエタンを４．２５ｇ（２０．０２ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを７０．８５ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を３．８２ｇ（１９．４８ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１０質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−３）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１５６ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１３９６６、Ｍｗ＝３３１６３であった。
（比較合成例２）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１００ｍＬ四つ口フラスコに、１,３−ビス（４−アミノフェノキシ）プロパンを５．１７ｇ（２０．０１ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを７２．０３ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を３．７９ｇ（１９．３３ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１０質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−４）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１６２ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝２５９０２、Ｍｗ＝４０４１３であった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの１００ｍＬ四つ口フラスコに、１,３−ビス（４−アミノフェノキシ）プロパンを５．１７ｇ（２０．０１ｍｍｏｌ）取り、ＮＭＰを７２．０３ｇ加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を３．７９ｇ（１９．３３ｍｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が１０質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−４）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１６２ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝２５９０２、Ｍｗ＝４０４１３であった。
（比較合成例３）
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの３０００ｍＬ四つ口フラスコに、ＮＭＰを１３７８ｇ加えて、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を９８．０５ｇ（０．５０２ｍｏｌ）添加した。このテトラカルボン酸二無水物のスラリー液を撹拌しながら、ｐ−フェニレンジアミンを５２．１８ｇ（０．４８３ｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が８質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−５）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１８２ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１８７１２、Ｍｗ＝４１７０２であった。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの３０００ｍＬ四つ口フラスコに、ＮＭＰを１３７８ｇ加えて、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を９８．０５ｇ（０．５０２ｍｏｌ）添加した。このテトラカルボン酸二無水物のスラリー液を撹拌しながら、ｐ−フェニレンジアミンを５２．１８ｇ（０．４８３ｍｏｌ）添加し、更に固形分濃度が８質量％になるようにＮＭＰを加え、室温で２４時間撹拌してポリアミック酸（ＰＡＡ−５）の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度２５℃における粘度は１８２ｍＰａ・ｓであった。また、このポリアミック酸の分子量はＭｎ＝１８７１２、Ｍｗ＝４１７０２であった。
（参考例１）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例１で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−１）を１２．００ｇ取り、ＮＭＰを４．０３ｇ、及びＢＣＳを４．００ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−１）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例１で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−１）を１２．００ｇ取り、ＮＭＰを４．０３ｇ、及びＢＣＳを４．００ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−１）を得た。
（比較例１）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、比較合成例１で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−３）を１２．０６ｇ取り、ＮＭＰを４．０９ｇ、及びＢＣＳを４．０３ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ｂ−１）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、比較合成例１で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−３）を１２．０６ｇ取り、ＮＭＰを４．０９ｇ、及びＢＣＳを４．０３ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ｂ−１）を得た。
（比較例２）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、比較合成例２で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−４）を１２．０６ｇ取り、ＮＭＰを４．０２ｇ、及びＢＣＳを４．１３ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ｂ−２）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、比較合成例２で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−４）を１２．０６ｇ取り、ＮＭＰを４．０２ｇ、及びＢＣＳを４．１３ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ｂ−２）を得た。
（比較例３）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、比較合成例３で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−５）を５．０２ｇ取り、ＮＭＰを３．００ｇ、及びＢＣＳを２．００ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ｂ−３）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、比較合成例３で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−５）を５．０２ｇ取り、ＮＭＰを３．００ｇ、及びＢＣＳを２．００ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ｂ−３）を得た。
（参考例２）
参考例１で得られた液晶配向剤（Ａ−１）を１．０μｍのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と裏面にＩＴＯ膜が成膜されている高さ４μｍの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコート塗布にて塗布した。８０℃のホットプレート上で５分間乾燥させた後、２３０℃の熱風循環式オーブンで２０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光板を介して消光比２６：１の直線偏光した波長２５４ｎｍの紫外線を１．０Ｊ／ｃｍ２照射した。
参考例１で得られた液晶配向剤（Ａ−１）を１．０μｍのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と裏面にＩＴＯ膜が成膜されている高さ４μｍの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコート塗布にて塗布した。８０℃のホットプレート上で５分間乾燥させた後、２３０℃の熱風循環式オーブンで２０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光板を介して消光比２６：１の直線偏光した波長２５４ｎｍの紫外線を１．０Ｊ／ｃｍ２照射した。
次に、２−プロパノールに浸漬し、３分間超音波洗浄した後、８０℃の熱風循環式オーブンで５分間乾燥させ、液晶配向膜付き基板を得た。上記、２枚の基板を一組とし、基板上にシール剤を印刷し、もう１枚の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が０°になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶ＭＬＣ−２０４１（メルク社製）を注入し、注入口を封止して、ＦＦＳ駆動液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを１１０℃で１時間加熱し、一晩放置して、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５７度であった。
（参考例３）
配向膜付き基板の洗浄を水で行った以外は、参考例２と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．６１度であった。
配向膜付き基板の洗浄を水で行った以外は、参考例２と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．６１度であった。
（比較例４）
比較例１で得られた液晶配向剤（Ｂ−１）を用いた以外は、参考例２と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．７４度であった。
比較例１で得られた液晶配向剤（Ｂ−１）を用いた以外は、参考例２と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．７４度であった。
（比較例５）
比較例２で得られた液晶配向剤（Ｂ−２）を用いた以外は、参考例２と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、１．２８度であった。
比較例２で得られた液晶配向剤（Ｂ−２）を用いた以外は、参考例２と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、１．２８度であった。
（比較例６）
比較例３で得られた液晶配向剤（Ｂ−３）を用い、偏光板を介して２５４ｎｍの紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ２照射した以外は、参考例３と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、１．０２度であった。
比較例３で得られた液晶配向剤（Ｂ−３）を用い、偏光板を介して２５４ｎｍの紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ２照射した以外は、参考例３と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、１．０２度であった。
（実施例４）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を１０．７３ｇ取り、ＮＭＰを５．２７ｇ、及びＢＣＳを４．００ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−２）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を１０．７３ｇ取り、ＮＭＰを５．２７ｇ、及びＢＣＳを４．００ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−２）を得た。
（実施例５）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５６ｇ、合成例４で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−６）を５．４７ｇ取り、ＮＭＰを４．９７ｇ、ＢＣＳを４．０１ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−３）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５６ｇ、合成例４で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−６）を５．４７ｇ取り、ＮＭＰを４．９７ｇ、ＢＣＳを４．０１ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−３）を得た。
（実施例６）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５４ｇ、合成例５で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−７）を５．０７ｇ取り、ＮＭＰを５．３８ｇ、ＢＣＳを４．０１ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−４）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５４ｇ、合成例５で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−７）を５．０７ｇ取り、ＮＭＰを５．３８ｇ、ＢＣＳを４．０１ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−４）を得た。
（実施例７）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５２ｇ、合成例６で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−８）を５．４９ｇ取り、ＮＭＰを４．９９ｇ、ＢＣＳを４．００ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−５）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５２ｇ、合成例６で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−８）を５．４９ｇ取り、ＮＭＰを４．９９ｇ、ＢＣＳを４．００ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−５）を得た。
（実施例８）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．４９ｇ、合成例７で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−９）を５．２２ｇ取り、ＮＭＰを５．２８ｇ、ＢＣＳを４．０３ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−６）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．４９ｇ、合成例７で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−９）を５．２２ｇ取り、ＮＭＰを５．２８ｇ、ＢＣＳを４．０３ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−６）を得た。
（実施例９）
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５４ｇ、合成例８で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−１０）を５．４８ｇ取り、ＮＭＰを４．９８ｇ、ＢＣＳを４．０１ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−７）を得た。
撹拌子を入れた２０ｍLサンプル管に、合成例３で得られたポリイミド溶液（ＰＩ−１）を５．５４ｇ、合成例８で得られたポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−１０）を５．４８ｇ取り、ＮＭＰを４．９８ｇ、ＢＣＳを４．０１ｇ、及び添加剤Ａを０．１９ｇ加えて、マグネチックスターラーで３０分間撹拌し液晶配向剤（Ａ−７）を得た。
（実施例１０）
実施例４で得られた液晶配向剤（Ａ−２）を孔径１．０μｍのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と裏面にＩＴＯ膜が成膜されている高さ４μｍの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコート塗布にて塗布した。８０℃のホットプレート上で５分間乾燥させた後、２３０℃の熱風循環式オーブンで２０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光板を介して消光比２６：１の直線偏光した波長２５４ｎｍの紫外線を０．２Ｊ／ｃｍ２照射した。
実施例４で得られた液晶配向剤（Ａ−２）を孔径１．０μｍのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と裏面にＩＴＯ膜が成膜されている高さ４μｍの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコート塗布にて塗布した。８０℃のホットプレート上で５分間乾燥させた後、２３０℃の熱風循環式オーブンで２０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光板を介して消光比２６：１の直線偏光した波長２５４ｎｍの紫外線を０．２Ｊ／ｃｍ２照射した。
次に、２−プロパノールに浸漬した後、８０℃の熱風循環式オーブンで５分間乾燥させ、液晶配向膜付き基板を得た。上記、２枚の基板を一組とし、基板上にシール剤を印刷し、もう１枚の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が０°になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶ＭＬＣ−２０４１（メルク社製）を注入し、注入口を封止して、ＦＦＳ駆動液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを１１０℃で１時間加熱し、一晩放置して、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５３度であった。
（実施例１１）
実施例５で得られた液晶配向剤（Ａ−３）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５１度であった。
実施例５で得られた液晶配向剤（Ａ−３）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５１度であった。
（実施例１２）
実施例６で得られた液晶配向剤（Ａ−４）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５５度であった。
実施例６で得られた液晶配向剤（Ａ−４）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５５度であった。
（実施例１３）
実施例７で得られた液晶配向剤（Ａ−５）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５０度であった。
実施例７で得られた液晶配向剤（Ａ−５）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５０度であった。
（実施例１４）
実施例８で得られた液晶配向剤（Ａ−６）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．４８度であった。
実施例８で得られた液晶配向剤（Ａ−６）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．４８度であった。
（実施例１５）
実施例９で得られた液晶配向剤（Ａ−７）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５１度であった。
実施例９で得られた液晶配向剤（Ａ−７）を用いた以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．５１度であった。
（実施例１６）
配向膜付き基板の洗浄を水と２−プロパノール混合溶液（水：２−プロパノール＝５０：５０）で行った以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．４０度であった。
配向膜付き基板の洗浄を水と２−プロパノール混合溶液（水：２−プロパノール＝５０：５０）で行った以外は、実施例１０と同様の方法でＦＦＳ駆動液晶セルを作製した。このＦＦＳ駆動液晶セルについて、長期交流駆動による残像評価を実施した。長期交流駆動後におけるこの液晶セルの角度Δの値は、０．４０度であった。
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、ＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式の液晶表示素子において発生する交流駆動による残像を低減することができ、残像特性に優れたＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式の液晶表示素子が得られる。よって、ＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式の液晶表示素子や液晶テレビの液晶配向膜として特に有用である。
なお、２０１２年４月１８日に出願された日本特許出願２０１２−０９４７５９号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (8)
- 下記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の重合体と有機溶媒とを含有することを特徴とする光配向法用の液晶配向剤。
- 上記重合体が、式（１）で表される構造単位を全構造単位１モルに対して、６０モル％以上含有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類である請求項１に記載の光配向法用の液晶配向剤。
- 上記式（１）で表される構造単位を有するポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体が、５０００〜３０００００の重量平均分子量を有する請求項１又は２に記載の光配向法用の液晶配向剤。
- 上記重合体の含有量が、１重量％以上１０重量％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の光配向法用の液晶配向剤。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の液晶配向剤から得られる光配向法用の液晶配向膜。
- 請求項５に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の液晶配向剤を基板上に塗布、焼成する光配向法用の液晶配向膜の製造方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の液晶配向剤を基板上に塗布、焼成し、次いで、直線に偏光された紫外線を照射し、洗浄液で洗浄する光配向法用の液晶配向膜の製造方法。
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