JP6250337B2 - 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6250337B2
JP6250337B2 JP2013183836A JP2013183836A JP6250337B2 JP 6250337 B2 JP6250337 B2 JP 6250337B2 JP 2013183836 A JP2013183836 A JP 2013183836A JP 2013183836 A JP2013183836 A JP 2013183836A JP 6250337 B2 JP6250337 B2 JP 6250337B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
chemical formula
diamine
display device
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013183836A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015052631A (ja
Inventor
正樹 松森
正樹 松森
安 冨岡
冨岡  安
國松 登
登 國松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2013183836A priority Critical patent/JP6250337B2/ja
Priority to US14/476,982 priority patent/US20150064366A1/en
Priority to CN201410448873.9A priority patent/CN104423100A/zh
Publication of JP2015052631A publication Critical patent/JP2015052631A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6250337B2 publication Critical patent/JP6250337B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723Polyimide, polyamide-imide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003Preparatory processes
    • C08G73/1007Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/16Applications used for films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02Alignment layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/027Polyimide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

本開示は、配向膜材料に関し、例えば光配向膜を備える液晶表示装置に適用可能である。
液晶表示装置の表示は、一対の基板間に挟まれた液晶層の液晶分子に電界を印加することにより液晶分子の配向方向を変化させ、それにより生じた液晶層の光学特性の変化により行われる。液晶表示装置では、液晶層を挟持する一対の基板の当該液晶層との界面には液晶配向制御能を付与した配向制御膜が形成される。配向制御膜はポリイミド等の有機膜からなり、配向膜ともいう。従来の量産技術においては、この配向制御膜上をラビング処理し、液晶配向能(初期配向)を付与している。
しかしながら、ラビング配向処理は有機被膜と布とを物理的に擦りあわせる工程を含むため、形成された配向膜の表面に不要な削りカスが発生してしまうことがある。削りカスは表示装置の表示不良を発生させる原因となるため、ラビング配向処理に変わり得るクリーンな配向処理方法、例えば光配向処理方法が提案されている(特許文献1)。
光配向処理は、基板表面に形成された有機被膜の表面にほぼ直線に偏光した光を照射することによって配向規制力を有機被膜の表面に付与する方法であり、照射される光のエネルギーを有効に利用するためにも液晶配向材には、露光に対する感度の高いものが用いられることが提案されている(特許文献2)。
一方、液晶表示装置を駆動する際に配向膜界面に蓄積される直流電荷によって表示画像が焼き付き(残像)が起こる。表示画像の焼き付きが少ない配向膜が提案されている(特許文献3)。
特開2009−75569号公報 特開2011−186246号公報 特開2012−98715号公報
特許文献1、2、3に提案されている配向膜材料の長残像特性では不充分である。
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。
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
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。
上記液晶表示装置によれば、残像特性が向上する。
実施例1に係る液晶表示装置の1画素付近の模式断面図である。 実施例1に係る液晶表示装置の1画素付近の構成を説明するアクティブマトリクス基板の模式図である。
実施の形態の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
(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。
Figure 0006250337
ただし、Aは2価の環状置換基である。
Figure 0006250337
ただし、Aはそれぞれ独立に2価の環状置換基または単結合であり、Zはそれぞれ独立に、−(CH)−、−(NH)−、−O−、−S−、−SiO−、−CO−から選択される結合基であり、nは1以上の整数である。
(3)上記(2)の配向膜材料において、第2のジアミンのうち少なくとも一種をyモル%(mol%)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。
(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nとし、yモル%含み、他の一種のnをnとし、yモル%含み、nおよびnが2以上であるとき、0<(n×y)+(n×y)<200の関係式を満たすのが望ましい。10≦(n×y)+(n×y)≦175の関係式を満たすのがより望ましい。20≦(n×y)+(n×y)≦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。
Figure 0006250337
ただし、Rはそれぞれ独立に炭素数1から8のアルキル基である。
(6)上記(2)の配向膜材料において、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。
(7)上記(2)の配向膜材料において、AおよびA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。
Figure 0006250337
Figure 0006250337
Figure 0006250337
Figure 0006250337
Figure 0006250337
Figure 0006250337
Figure 0006250337
Figure 0006250337
ただし、Xはそれぞれ独立に、−(CH2)−、−(NH)−、−O−、−S−、−CO−から選択される結合基である。
(8)上記(2)の配向膜材料において、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。
(9)液晶表示装置は、基板と、液晶層と、液晶層に電界を印加するための電極群と、基板と液晶層の間に配置された配向制御膜を備える。配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として、上記化学式(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、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、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。
(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nとし、y(モル%)含み、他の一種のnをnとし、y(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、0<(n×y)+(n×y)<200の関係式を満たすのが望ましい。10≦(n×y)+(n×y)≦175の関係式を満たすのがより望ましい。20≦(n×y)+(n×y)≦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、AおよびA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>
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。
Figure 0006250337
Figure 0006250337
<第2のジアミン>
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。
Figure 0006250337
Figure 0006250337
n=1の第2のジアミンは、例えば下記化学式(B’−1)〜(B’−6)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。
Figure 0006250337
<シクロブタンテトラカルボン酸二無水物誘導体>
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。
Figure 0006250337
<ポリアミド酸とポリアミド酸アルキルエステルの合成法>
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。
図1は、実施例1に係る液晶表示装置の1画素付近の模式断面図である。また、図2は、実施例1に係る液晶表示装置の1画素付近の構成を説明するアクティブマトリクス基板の模式図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は図2(a)に示すA−A’線に沿った断面図、図2(c)は図2(a)に示すB−B’線に沿った断面図を示す。また、図1は、図2(a)に示すA−A’線に沿った断面の一部に対応する。なお、図2(b)と図2(c)は、要部構成を強調して模式的に示すもので、図2(a)のA−A’線とB−B’線の切断部に1対1で対応しない。
液晶表示装置100では、アクティブマトリクス基板を構成するガラス基板101上には、金属膜からなる走査配線(ゲート電極)104および共通電極配線(コモン配線)120が配置され、ゲート電極104およびコモン配線120を覆うように絶縁膜107が形成されている。また、ゲート電極104上には、絶縁膜107を介して半導体膜116が配置され、アクティブ素子として薄膜トランジスタ(TFT)115の能動層として機能するようにされている。また、半導体膜116のパターンの一部に重畳するように金属膜よりなる信号配線(ドレイン電極)106と画素電極(ソース電極)105が配置され、これら全てを被覆するように絶縁膜108が形成されている。
また、図2(c)に示すように、絶縁膜107と絶縁膜108を貫通して形成されたスルーホール118を介してコモン配線120に接続する共通電極103がオーバーコート層(有機保護膜)112上に配置されている。また、図2(a)に示すように、平面的には1画素の領域において、画素電極105に対向するように、コモン配線120からスルーホール118を介して引き出されている共通電極(コモン電極)103が形成されている。
液晶表示装置100においては、画素電極105は、有機保護膜112の下層の絶縁膜108のさらに下層に配置され、有機保護膜112上に共通電極103が配置された構成となっている。複数の画素電極105と共通電極103とに挟まれた領域で、1画素が構成される構造となっている。また、以上のように構成した単位画素をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板の表面、すなわち、共通電極103が形成された有機保護膜112上には配向制御膜109が形成されている。
一方、図1に示すように、カラーフィルタ基板を構成するガラス基板102には、カラーフィルタ層111が遮光膜(ブラックマトリクス)113で画素毎に区切られて配置され、また、カラーフィルタ層111および遮光膜113上は、透明な絶縁性材料からなる有機保護膜112で覆われている。さらに、その有機保護膜112上にも配向制御膜109が形成されてカラーフィルタ基板を構成している。
配向制御膜109は、高圧水銀ランプを光源とし、石英板を積層したパイル偏光子を用いて取り出される紫外線の直線偏光照射により液晶配向能が付与されている。
ガラス基板101とガラス基板102とが、配向制御膜109の面で対向配置され、これらの間に液晶分子110で構成される液晶層(液晶組成物層)110’が配置される。また、ガラス基板101およびガラス基板102の外側の面のそれぞれには、偏光板114が形成されている。
以上のようにして、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置(TFT液晶表示装置)が構成される。TFT液晶表示装置では、液晶組成物層110’を構成する液晶分子110は、電界無印加時には対向配置されているガラス基板101,102面にほぼ平行に配向された状態となり、光配向処理で規定された初期配向方向に向いた状態でホモジニアス配向している。
ここで、ゲート電極104に電圧を印加してTFT115をオンにすると、画素電極105と共通電極103の間の電位差により液晶組成物層110’に電界117が印加され、液晶組成物層110’が持つ誘電異方性と電界との相互作用により液晶組成物層110’を構成する液晶分子110は電界方向にその向きを変える。このとき液晶組成物層110’の屈折異方性と偏光板114の作用により液晶表示装置の光透過率を変化させ表示を行うことができる。
また、有機保護膜112は、絶縁性、透明性に優れる熱硬化性樹脂を用いればよい。また、有機保護膜112として光硬化性の透明な樹脂を用いてもよいし、無機系の材料を用いてもよい。さらには、有機保護膜112が配向制御膜109を兼ねるものであってもよい。
本実施例において、表1に示す原料からなるポリアミド酸を加熱イミド化して配向膜(配向制御膜)を形成し、照射光量を変えて液晶表示装置を作成した。すなわち、本実施例のポリアミド酸の材料は、化学式(A−1)から(A−13)のいずれかの第1のジアミン、化学式(B−4)の第2のジアミンおよび化学式(C−1)から(C−8)のいずれかの酸無水物である。また、本実施例による液晶表示装置の残像特性を測定するためにホトダイオードを組合せたオシロスコープを用いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウパターンを120時間表示し、その後、残像が最も目立つ中間調表示、ここでは、輝度が最大輝度の10%となるように全面を切り換え、ウインドウパターンのエッジ部のパターンが消えるまでの時間を残像消失時間として評価した。ただし、ここで許容される残像消失時間は5分以下である。その結果を表1に示す。
配向膜1−2、配向膜1−3および配向膜1−4において、すなわち第2のジアミンが20モル%から35モル%(y=20〜35)のときに、良好な残像特性が得られた。第2のジアミンは化学式(B−4)のもの(n=5)を使用しているので、100≦n×y≦175のときに良好な残像特性が得られた。このときの照射光量は2.5J/cmから5.0J/cmであり、感度も良好である。
なお、特許文献1では2時間表示、特許文献2では10時間表示、特許文献3では50時間表示で評価を行っている。本実施例では120時間表示であり、残像特性が向上している。
Figure 0006250337
本実施例において、表2に示す原料からなるポリアミド酸メチルエステルを加熱イミド化して配向膜を形成し、照射光量を変えて液晶表示装置を作成した。すなわち、本実施例のポリアミド酸メチルエステルの材料は、化学式(A−1)から(A−13)のいずれかの第1のジアミン、化学式(B−2)の第2のジアミンおよび化学式(C−1)から(C−8)のいずれかの酸無水物である。本実施例の液晶表示装置は、配向膜を除いて実施例1の液晶表示装置と同じである。また、本実施例の液晶表示装置の残像特性は実施例1と同様に評価した。その結果を表2に示す。
配向膜2−2、配向膜2−3、配向膜2−4、配向膜2−5および配向膜2−6において、すなわち第2のジアミンが5モル%から90モル%(y=5〜90)のときに、良好な残像特性が得られた。第2のジアミンは化学式(B−2)のもの(n=2)を使用しているので、10≦n×y≦180のときに良好な残像特性が得られた。このときの照射光量は2.5J/cmから5.0J/cmであり、感度も良好である。
Figure 0006250337
本実施例において、表3に示す原料からなるポリアミド酸メチルエステルを加熱イミド化して配向膜を形成し、照射光量を変えて液晶表示装置を作成した。すなわち、本実施例のポリアミド酸メチルエステルの材料は、化学式(A−1)から(A−13)のいずれかの第1のジアミン、化学式(B−8)の第2のジアミンおよび化学式(C−1)から(C−8)のいずれかの酸無水物である。本実施例の液晶表示装置は、配向膜を除いて実施例1の液晶表示装置と同じである。また、本実施例の液晶表示装置の残像特性は実施例1と同様に評価した。その結果を表3に示す。
配向膜3−1、配向膜3−2、配向膜3−3および配向膜3−4において、すなわち第2のジアミンが5モル%から25モル%(y=5〜25)のときに、良好な残像特性が得られた。第2のジアミンは化学式(B−8)のもの(n=7)を使用しているので、35≦n×y≦175のときに良好な残像特性が得られた。このときの照射光量は2.5J/cmから5.0J/cmであり、感度も良好である。
Figure 0006250337
本実施例において、表4に示す原料からなるポリアミド酸エチルエステルを加熱イミド化して配向膜を形成し、照射光量を変えて液晶表示装置を作成した。すなわち、本実施例のポリアミド酸メチルエステルの材料は、化学式(A−1)から(A−13)のいずれかの第1のジアミン、化学式(B−9)(B−10)の2種類の第2のジアミンおよび化学式(C−1)から(C−8)のいずれかの酸無水物である。本実施例の液晶表示装置は、配向膜を除いて実施例1の液晶表示装置と同じである。また、本実施例の液晶表示装置の残像特性は実施例1と同様に評価した。その結果を表4に示す。
配向膜4−2および配向膜4−3において、すなわち2つの第2のジアミンそれぞれが5モル%から10モル%(y1=5〜10、y2=5〜10)のときに、良好な残像特性が得られた。第2のジアミンは化学式(B−9)のもの(n1=9)および化学式(B−10)のもの(n2=5)を使用しているので、65≦n1×y1+n2×y2≦140のときに良好な残像特性が得られた。このときの照射光量は2.5J/cmから5.0J/cmであり、感度も良好である。
Figure 0006250337
本実施例において、表5に示す原料からなるポリアミド酸エチルエステルを加熱イミド化して配向膜を形成し、照射光量を変えて液晶表示装置を作成した。すなわち、本実施例のポリアミド酸メチルエステルの材料は、化学式(A−1)から(A−13)のいずれかの第1のジアミン、化学式(B’−4)の第2のジアミンおよび化学式(C−1)から(C−8)のいずれかの酸無水物である。本実施例の液晶表示装置は、配向膜を除いて実施例1の液晶表示装置と同じである。また、本実施例の液晶表示装置の残像特性は実施例1と同様に評価した。その結果を表5に示す。
配向膜5−2、配向膜5−3、配向膜5−4、配向膜5−5、配向膜5−6および配向膜5−7において、すなわち第2のジアミンが40モル%から90モル%(y=40〜90)のときに、良好な残像特性が得られた。第2のジアミンは化学式(B’−4)のもの(n=1)を使用しているので、40≦n×y≦90のときに良好な残像特性が得られた。このときの照射光量は2.5J/cmから5.0J/cmであり、感度も良好である。
Figure 0006250337
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
101、102・・・ガラス基板
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)

  1. 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。
    Figure 0006250337
    ただし、Aは2価の環状置換基である。
    Figure 0006250337
    ただし、Aはそれぞれ独立に2価の環状置換基または単結合であり、Zはそれぞれ独立に、−(CH)−、−(NH)−、−O−、−S−、−SiO−、−CO−から選択される結合基であり、nは1以上の整数である。
    Figure 0006250337
  2. 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。
    Figure 0006250337
    ただし、Aは2価の環状置換基である。
    Figure 0006250337
    ただし、Aはそれぞれ独立に2価の環状置換基または単結合であり、Zはそれぞれ独立に、−(CH)−、−(NH)−、−O−、−S−、−SiO−、−CO−から選択される結合基であり、nは1以上の整数である。
    Figure 0006250337
  3. 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。
  4. 前記化学式(2)のジアミンが下記化学式(B−1)−(B−10)、(B´−1)−(B´−6)から選択されるいずれか一種をさらに含む、
    請求項1又は2の液晶表示装置。
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
  5. 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nとし、y(モル%)含み、他の一種のnをnとし、y(モル%)含み、nが2以上の整数であるとき、10(n×y)+(n×y175の関係式を満たす、
    請求項4の液晶表示装置。
  6. 20≦(n×y)+(n×y)≦150の関係式を満たす、
    請求項5の液晶表示装置。
  7. 前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、
    請求項1又は2の液晶表示装置。
    Figure 0006250337
    ただし、Rはそれぞれ独立に炭素数1から8のアルキル基である。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 前記AおよびA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、
    請求項1又は2の液晶表示装置。
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    ただし、Xはそれぞれ独立に、−(CH2)−、−(NH)−、−O−、−S−、−CO−から選択される結合基である。
  11. 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。
    Figure 0006250337
    ただし、Aは2価の環状置換基である。
    Figure 0006250337
    ただし、Aはそれぞれ独立に2価の環状置換基または単結合であり、Zはそれぞれ独立に、−(CH)−、−(NH)−、−O−、−S−、−SiO−、−CO−から選択される結合基であり、nが1以上の整数である。
    Figure 0006250337
  12. 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。
    Figure 0006250337
    ただし、Aは2価の環状置換基である。
    Figure 0006250337
    ただし、Aはそれぞれ独立に2価の環状置換基または単結合であり、Zはそれぞれ独立に、−(CH)−、−(NH)−、−O−、−S−、−SiO−、−CO−から選択される結合基であり、nが1以上の整数である。
    Figure 0006250337
  13. 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。
  14. 前記化学式(13)のジアミンが下記化学式(B−1)−(B−10)、(B´−1)−(B´−6)から選択されるいずれか一種をさらに含む、
    請求項12又は13の配向膜材料。
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
  15. 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nとし、y(モル%)含み、他の一種のnをnとし、y(mol%)含み、nおよびnが2以上の整数であるとき、10(n×y)+(n×y175の関係式を満す、
    請求項14の配向膜材料。
  16. 20≦(n×y)+(n×y)≦150の関係式を満足す、
    請求項15の光配向膜材料。
  17. 前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(14)の構造である、
    請求項12又は13の配向膜材料。
    Figure 0006250337
    ただし、Rはそれぞれ独立に炭素数1から8のアルキル基である。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 前記A1およびA2は下記化学式(15)から(22)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、
    請求項12又は13の配向膜材料。
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    Figure 0006250337
    ただし、Xはそれぞれ独立に、−(CH2)−、−(NH)−、−O−、−S−、−CO−から選択される結合基である。
JP2013183836A 2013-09-05 2013-09-05 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置 Active JP6250337B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013183836A JP6250337B2 (ja) 2013-09-05 2013-09-05 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置
US14/476,982 US20150064366A1 (en) 2013-09-05 2014-09-04 Orientation film materials and liquid crystal display device using it
CN201410448873.9A CN104423100A (zh) 2013-09-05 2014-09-04 取向膜材料以及使用该取向膜材料的液晶显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013183836A JP6250337B2 (ja) 2013-09-05 2013-09-05 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015052631A JP2015052631A (ja) 2015-03-19
JP6250337B2 true JP6250337B2 (ja) 2017-12-20

Family

ID=52583616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013183836A Active JP6250337B2 (ja) 2013-09-05 2013-09-05 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150064366A1 (ja)
JP (1) JP6250337B2 (ja)
CN (1) CN104423100A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101809650B1 (ko) * 2015-10-02 2017-12-15 주식회사 엘지화학 광배향막의 제조 방법
JP2019132952A (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 シャープ株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示装置
JP7218100B2 (ja) * 2018-06-01 2023-02-06 株式会社ジャパンディスプレイ 光配向膜用ワニス及び液晶表示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005105892A1 (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Nissan Chemical Industries, Ltd. 液晶配向剤並びにそれを用いた液晶配向膜及び液晶表示素子
CN101373296B (zh) * 2007-08-24 2012-07-04 株式会社日立显示器 液晶显示装置及其制造方法
JP5492516B2 (ja) * 2009-10-01 2014-05-14 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP5773116B2 (ja) * 2009-12-03 2015-09-02 Jsr株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
JP4944217B2 (ja) * 2010-03-09 2012-05-30 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
JP5817972B2 (ja) * 2011-06-30 2015-11-18 Jnc株式会社 ポリアミック酸、およびこれを用いた液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN104423100A (zh) 2015-03-18
JP2015052631A (ja) 2015-03-19
US20150064366A1 (en) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6240295B2 (ja) 配向膜、配向膜形成用組成物、および液晶表示装置
JP4944217B2 (ja) 液晶表示装置
JP5492516B2 (ja) 液晶表示装置
JP4995267B2 (ja) 液晶表示装置及び配向膜材料用重合体
WO2014185412A1 (ja) 横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板の製造方法
JP6618043B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6627772B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜、及びそれを用いた液晶表示素子
WO2010106915A1 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
WO2013157586A1 (ja) 光配向法用の液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子
JP6202006B2 (ja) 液晶配向膜の製造方法、液晶配向膜、及び液晶表示素子
JP2011090220A (ja) 液晶表示装置
WO2012029591A1 (ja) 液晶表示パネル、液晶表示装置及び配向膜材料用重合体
JP6250337B2 (ja) 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置
JP2016004271A (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
KR20090056509A (ko) 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
TWI597305B (zh) A method of manufacturing a liquid crystal alignment film, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element
JP5181066B2 (ja) 配向制御膜
JPWO2019106952A1 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子
TW201617407A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件
KR20170082969A (ko) 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 소자, 그리고 액정 배향막 및 액정 소자의 제조 방법
JP7226305B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子
CN107304361B (zh) 取向层组合物、液晶显示器以及制造液晶显示器的方法
KR20220027945A (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 그것을 사용한 액정 표시 소자
WO2016059896A1 (ja) 液晶表示装置及び液晶組成物
JP6962449B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171024

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6250337

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250