JP6250337B2 - 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。
すなわち、配向膜材料は置剛直な主鎖骨格中に適量のフレキシブル部位を持つポリイミド前駆体からなる。液晶表示装置は、上記配向膜材料を用いた配向膜を有する。
(1)本実施の形態に係る配向膜材料は、剛直な主鎖骨格中に適量のフレキシブル部位を持つポリイミドおよびポリイミド前駆体からなる。
(2)上記(1)の配向膜材料において、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として、下記化学式(1)で示される化合物群から選択されるジアミン(第1のジアミン)のうち少なくとも一種と、下記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミン(第2のジアミン)のうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含む。これにより、ポリイミドおよびポリイミド前駆体は剛直な主鎖骨格中に適量のフレキシブル部位を持つことになる。
(4)上記(2)の配向膜材料において、第2のジアミンのうち二種を含み、一種のnをn1とし、y1モル%含み、他の一種のnをn2とし、y2モル%含み、n1およびn2が2以上であるとき、0<(n1×y1)+(n1×y2)<200の関係式を満たすのが望ましい。10≦(n1×y1)+(n1×y2)≦175の関係式を満たすのがより望ましい。20≦(n1×y1)+(n1×y2)≦150の関係式を満すのがさらに望ましい。
(5)上記(2)の配向膜材料において、上記シクロブタンテトラカルボン酸二無水物誘導体は下記化学式(3)の構造であるのが望ましい。
(7)上記(2)の配向膜材料において、A1およびA2は下記化学式(4)から(11)に示される2価の環状化合物群より選択される一種を含むのが望ましい。
(10)上記(9)の液晶表示装置において、上記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種をy含み、nが2以上の整数であるとき、0<n×y<200の関係式を満たすのが望ましい。10≦n×y≦175の関係式を満たすのがより望ましい。20≦n×y≦150の関係式を満たすのがさらに望ましい。
(11)上記(9)の液晶表示装置において、上記化学式(2)示される化合物群から選択されるジアミンのうち二種を含み、一種のnをn1とし、y1(モル%)含み、他の一種のnをn2とし、y2(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、0<(n1×y1)+(n1×y2)<200の関係式を満たすのが望ましい。10≦(n1×y1)+(n1×y2)≦175の関係式を満たすのがより望ましい。20≦(n1×y1)+(n1×y2)≦150の関係式を満たすのがさらに望ましい。
(12)上記(9)の液晶表示装置において、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物誘導体は上記化学式(3)の構造であるのが望ましい。
(13)上記(9)の液晶表示装置において、ポリイミド前駆体は、炭素数1から8のポリアミド酸アルキルエステルであるのが望ましい。ポリイミド前駆体は、ポリアミド酸を含むのがより望ましい。
(14)上記(9)の液晶表示装置において、A1およびA2は上記化学式(4)から(11)に示される2価の環状化合物群より選択される一種を含むのが望ましい。
(15)上記(9)の液晶表示装置において、上記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種をy(モル%)含み、nが1であるとき、40<y<100の関係式を満たすのが望ましい。50≦y≦90の関係式を満たすのがより望ましい。60≦y≦80の関係式を満たすのがさらに望ましい。
第1のジアミンは、例えば下記化学式(A−1)〜(A−13)に示されるものである。ただし、これらに限定されるものではない。
第2のジアミンは、例えば下記化学式(B−1)〜(B−10)に示されるものである。ただし、これらに限定されるものではない。なお、化学式(B−1)〜(B−3)、(B−7)はn=2、化学式(B−5)はn=3、化学式(B−4)、(B−10)はn=5、化学式(B−6)はn=6、化学式(B−8)はn=7、化学式(B−9)はn=9である。
シクロブタンテトラカルボン酸二無水物誘導体は、例えば下記化学式(C−1)〜(C−8)に示されるものである。ただし、これらに限定されるものではない。
ポリアミド酸は、有機溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを攪拌、重合させることにより得られる。
具体的には、ジアミンをNMP(N−メチルピロリドン)などの極性アミド系溶媒に溶解させる。この溶液中にジアミンとほぼ等モルのテトラカルボン酸二無水物を加えて室温下で攪拌すると、テトラカルボン酸二無水物の溶解とともにジアミンとの間で開環付加重合反応が進行し、高分子量のポリアミド酸が得られる。
またポリアミド酸エステルの場合は、テトラカルボン酸二無水物にアルコールを反応させて得られるジエステルジカルボン酸に塩化チオニルなどの塩素化試薬を反応させ、高反応性のジエステルジカルボン酸クロリドを得る。これにジアミンを反応、重縮合させることによりポリアミド酸アルキルエステルが得られる。
このとき、ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の原料を複数種混合させることにより、一つの高分子鎖に複数の化学種が重合された共重合高分子を得ることができる。
参考文献:「最新ポリイミド 〜基礎と応用〜」 (2002年) 株式会社 エヌ・ティー・エス
以下、実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。以下の実施例では、横電界で液晶が駆動される方式のIPS型液晶表示装置の構造について説明する。本実施の形態の配向膜材料は横電界で液晶が駆動される方式のIPS型液晶表示装置に好適であるが、それに限定されるものではなく、他の表示モードの液晶表示装置に適用することも可能である。
103・・・共通電極(コモン電極)
104・・・走査配線(ゲート電極)
105・・・画素電極(ソース電極)
106・・・信号配線(ドレイン電極)
107・・・絶縁膜
108・・・絶縁膜
109・・・配向制御膜(配向膜)
110・・・液晶分子
110’・・・液晶層(液晶組成物層)
111・・・カラーフィルタ層
112・・・有機保護膜(オーバーコート層)
113・・・遮光膜(ブラックマトリクス)
114・・・偏光板
115・・・薄膜トランジスタ(TFT)
116・・・半導体膜
117・・・電界方向
118・・・スルーホール
120・・・共通電極配線(コモン配線)
Claims (20)
- 基板と、液晶層と、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記基板と前記液晶層の間に配置された配向制御膜を備え、
前記配向制御膜はポリイミドおよびポリイミド前駆体からなり、
前記ポリイミドおよびポリイミド前駆体の原料として、下記化学式(1)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物誘導体とを含み、
前記化学式(2)のジアミンが下記化学式(B−6)、(B−7)、(B−9)及び(B−10)から選択されるいずれか一種以上を含み、
ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されている液晶表示装置。
- 基板と、液晶層と、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記基板と前記液晶層の間に配置された配向制御膜を備え、
前記配向制御膜はポリイミドおよびポリイミド前駆体からなり、
前記ポリイミドおよびポリイミド前駆体の原料は、下記化学式(1)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物誘導体とであり、
前記化学式(2)のジアミンが下記化学式(B−4)を含み、
ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されており、
前記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種をy(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、100≦n×y≦175の関係式を満たす、液晶表示装置。
- 前記化学式(2)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種をy(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、10≦n×y≦175の関係式を満たすようにされる、
請求項1の液晶表示装置。 - 前記化学式(2)示される化合物群から選択されるジアミンのうち二種を含み、一種のnをn1とし、y1(モル%)含み、他の一種のnをn2とし、y2(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、10≦(n1×y1)+(n1×y2)≦175の関係式を満たす、
請求項4の液晶表示装置。 - 20≦(n1×y1)+(n1×y2)≦150の関係式を満たす、
請求項5の液晶表示装置。 - 前記ポリイミド前駆体は、炭素数1から8のポリアミド酸アルキルエステルである、
請求項1又は2の液晶表示装置。 - 前記ポリイミド前駆体は、ポリアミド酸を含む、
請求項8の液晶表示装置。 - 原料として下記化学式(12)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式(13)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含むポリアミド酸またはポリアミド酸前駆体からなり、
前記化学式(12)のジアミンが下記化学式(B−6)、(B−7)、(B−9)及び(B−10)から選択されるいずれか一種以上を含む配向膜材料。
- 原料として下記化学式(12)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式(13)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含むポリアミド酸またはポリアミド酸前駆体からなり、
前記化学式(12)のジアミンが下記化学式(B−4)を含み、
前記化学式(12)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種をy(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、100≦n×y≦175の関係式を満たす、配向膜材料。
- 前記化学式(13)で示される化合物群から選択されるジアミンのうち少なくとも一種をy(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、10≦n×y≦175の関係式を満たす、
請求項11の配向膜材料。 - 前記化学式(13)示される化合物群から選択されるジアミンのうち二種を含み、一種のnをn1とし、y1(モル%)含み、他の一種のnをn2とし、y2(mol%)含み、n1およびn2が2以上の整数であるとき、10≦(n1×y1)+(n1×y2)≦175の関係式を満す、
請求項14の配向膜材料。 - 20≦(n1×y1)+(n1×y2)≦150の関係式を満足す、
請求項15の光配向膜材料。 - 前記ポリイミド前駆体は、炭素数1から8のポリアミド酸アルキルエステルである、
請求項12又は13の配向膜材料。 - 前記ポリイミド前駆体は、ポリアミド酸を含む、
請求項18の配向膜材料。
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