JP7322694B2 - 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子 - Google Patents
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Description
<2>さらに、ジアルキレングリコールジアルキルエーテルを含有する、上記<1>の液晶配向剤。
<3>上記<1>又は<2>の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
<4>上記<3>の液晶配向膜を具備する液晶素子。
<重合体[P]>
本開示の液晶配向剤は、アミド基、保護されたアミド基、ウレア基及び保護されたウレア基よりなる群から選択される少なくとも1種の部分構造(以下「特定構造」ともいう)を有する重合体[P]を含有する。重合体[P]が有する特定構造は、例えば下記式(1)で表される。
R1及びR2は、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は保護基が好ましく、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又はtert-ブトキシカルボニル基が特に好ましい。
重合体[P]は、重合性炭素-炭素不飽和結合を有する基、光開始剤基及び光配向性基よりなる群から選択される少なくとも1種の基(以下「特定基A」ともいう)をさらに有することが好ましい。こうした特定基Aを有することにより、より安定した液晶配向膜を形成でき、優れた電気特性を示す液晶素子を得ることができる液晶配向膜を形成できる点で好ましい。
重合体[P]は、3級アミン構造、保護されたアミノ基及び窒素含有芳香族複素環基よりなる群から選択される少なくとも1種の基(以下「特定基B」ともいう)をさらに有することが好ましい。こうした特定基Bを有することにより、より優れた電気特性を示す液晶素子を得ることができる点で好ましい。
<ポリアミック酸>
重合体[P]がポリアミック酸である場合、該ポリアミック酸(以下「ポリアミック酸[P]」ともいう)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ることができる。特定構造を有する重合体を得る方法としては、(1)特定構造を有するテトラカルボン酸無水物を用いて重合する方法、(2)特定構造を有するジアミン(以下「特定ジアミン」ともいう)を用いて重合する方法、等が挙げられる。これらのうち、単量体の選択の自由度が高い点で、(2)の方法が好ましい。
ポリアミック酸[P]の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物等を;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、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、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-8-メチル-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物等を;芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメート、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、4,4’-カルボニルジフタル酸無水物等を;それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。テトラカルボン酸二無水物としては、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
・特定ジアミン
ポリアミック酸の合成に使用するジアミン化合物としては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサン等を挙げることができる。特定ジアミンは、芳香族ジアミンが好ましく、具体的には下記式(5A)で表される化合物及び下記式(5B)で表される化合物が挙げられる。
R13及びR14は、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。p1及びp2は、0又は1が好ましい。jは1又は2が好ましい。
ポリアミック酸[P]の合成に使用されるジアミン化合物は、特定ジアミンのみであってもよいが、特定ジアミンとともに、特定ジアミンとは異なるジアミン(以下「その他のジアミン」ともいう)を使用してもよい。その他のジアミンとしては、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサン等が挙げられる。
ドデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6-ビス(4-アミノフェノキシ)コレスタン、4-(4’-トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ブチルシクロヘキサン、3,5-ジアミノ安息香酸=5ξ-コレスタン-3-イル、下記式(E-1)
で表される化合物等の側鎖型ジアミン等が挙げられる。上記式(E-1)で表される化合物としては、例えば下記式(E-1-1)~式(E-1-4)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
ポリアミック酸[P]は、上記のテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させることにより得ることができる。ポリアミック酸[P]の合成反応において、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との使用割合は、ジアミン化合物のアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2~2当量となる割合が好ましい。分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n-ブチルアミンなどのモノアミン化合物、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましい。
以上のようにして、ポリアミック酸[P]を溶解してなる重合体溶液が得られる。この重合体溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、重合体溶液中に含まれるポリアミック酸[P]を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
重合体[P]がポリアミック酸エステルである場合、該ポリアミック酸エステル(以下「ポリアミック酸エステル[P]」ともいう)は、例えば、[I]ポリアミック酸[P]とエステル化剤とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルとジアミン化合物とを反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミン化合物とを反応させる方法、等によって得ることができる。ポリアミック酸エステル[P]は、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。上記[II]及び[III]では、テトラカルボン酸誘導体と、特定ジアミンを含むジアミン化合物とを反応させることが好ましい。ポリアミック酸エステル[P]を溶解してなる反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸エステル[P]を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
重合体[P]がポリイミドである場合、該ポリイミド(以下「ポリイミド[P]」ともいう)は、例えば上記の如くして合成されたポリアミック酸[P]を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミド[P]は、その前駆体であるポリアミック酸[P]が有していたアミック酸構造のすべ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する部分イミド化物であってもよい。ポリイミド[P]は、イミド化率が20~99%であることが好ましく、30~90%であることがより好ましい。なお、イミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
本開示の液晶配向剤は、環状カーボネート化合物と、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルとを含有する。上記重合体[P]を含有する液晶配向剤の溶剤成分として、環状カーボネート化合物とジアルキレングリコールモノアルキルエーテルとを組み合わせて使用することにより、良好な塗布性を示す液晶配向剤を得ることができ、また、電圧保持率が十分に高い液晶素子を得ることができる。
環状カーボネート化合物は、カーボネート構造(-O-CO-O-)を環骨格に有する化合物であればよく、環員数や置換基の有無等は特に限定されない。環状カーボネート化合物としては、下記式(2)で表される化合物を好ましく使用できる。
R3~R6は、好ましくは水素原子又は炭素数1~3の鎖状炭化水素基であり、より好ましくは水素原子又は炭素数1若しくは2の鎖状炭化水素基であり、さらに好ましくは水素原子、メチル基、エチル基又はビニル基である。
nは、1~4が好ましく、1~3がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。
上記式(2)で表される化合物において、環部分の置換基の数(すなわち、R3~R6のうち炭素数1~5の1価の炭化水素基である基の数)は、0~3個が好ましく、0~2個がより好ましい。
ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルは、下記式(3)で表すことができる。
ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルの具体例としては、ジメチレングリコールモノメチルエーテル、ジメ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、ジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル等が挙げられる。なお、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本開示の液晶配向剤は、環状カーボネート化合物及びジアルキレングリコールモノアルキルエーテルとともに、ジアルキレングリコールジアルキルエーテルを含有することが好ましい。ジアルキレングリコールジアルキルエーテルを併用することにより、液晶配向剤の塗布性(印刷性)をより優れたものとすることができ、また液晶配向膜の下層とのインターミキシングを抑制する効果が高く、得られる液晶素子の電気特性を優れたものとすることができる点で好適である。ジアルキレングリコールジアルキルエーテルは、下記式(4)で表すことができる。
ジアルキレングリコールジアルキルエーテルの具体例としては、ジメチレングリコールジメチルエーテル、ジメチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジn-ブチルエーテル等が挙げられる。なお、ジアルキレングリコールジアルキルエーテルとしては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
第2溶剤として、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、3-メチル-1-ブタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、ヘプタノール、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、ジアセトンアルコール、プロパン-1,2-ジオール、3-メトキシ-1-ブタノール等のアルコール系溶剤;
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ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、プロピ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メチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ジイソペンチルエーテル等のエーテル系溶剤;
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸t-ブチル、酢酸3-メトキシブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル、メチルメトキシプロピオネ-ト、エチルエトキシプロピオネ-ト、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、プロピレングリコールジアセテート等のエステル系溶剤;
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、ジ-n-ブチルケトン、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、ジイソブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等のケトン系溶剤等を、それぞれ挙げることができる。なお、他の溶剤としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
液晶配向剤は、重合体成分及び溶剤成分のほか、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。
本開示の液晶配向剤は、架橋性基を有する化合物(以下「架橋性基含有化合物」ともいう)をさらに含んでいるとよい。架橋性基含有化合物を含むと、電気特性により優れた液晶素子が得られる点で好適である。架橋性基含有化合物が有する架橋性基としては、環状エーテル基、環状カーボネート基、イソシアネート基、保護イソシアネート基、オキサゾリン基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メルドラム酸基、メチロール基及びアルキルメチロール基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する分子量1000以下の化合物であることが好ましい。架橋性基含有化合物1分子が有する架橋性基の数は、2個以上が好ましく、3個以上がより好ましい。架橋性基含有化合物は、これらのうち、環状エーテル基、保護イソシアネート基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メチロール基及びアルキルメチロール基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する化合物が好ましく、保護イソシアネート基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メチロール基及びアルキルメチロール基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する化合物がさらに好ましい。
イソシアネート基又は保護イソシアネート基を有する化合物として、例えばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、クロルフェニレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びこれらの多価イソシアネートを保護基で保護した保護イソシアネート化合物等を;オキサゾリン基を有する化合物として、例えば2,2'-ビス(4-プロピル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、1,2-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)エタン、1,4-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)シクロヘキサン、1,3-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、1,3-ビス(4-メチル-2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン等を;β-ヒドロキシアルキルアミド基を有する化合物として、例えばN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)アジパミド等を;メチロール基又はアルキルメチロール基を有する化合物として、例えばトリメチロールプロパン、ビス[2-エチル-2,2-ビス(ヒドロキシメチル)エチル]エーテル、2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス[2-エチル-1,3-プロパンジオール]、2,2-ビス(4-ヒドロキシメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(2,3,4-トリヒドロキシメチルフェニル)プロパン、2,4,6-トリス[ビス(メトキシメチル)アミノ]-1,3,5-トリアジン等を、それぞれ挙げることができる。架橋性基含有化合物としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本発明の液晶素子は、上記で説明した液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶素子における液晶の動作モードは特に限定されず、例えばTN型、STN型、VA型(VA-MVA型、VA-PVA型などを含む。)、IPS(In-Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)型、PSA型(Polymer Sustained Alignment)など種々のモードに適用することができる。液晶素子は、例えば以下の工程1~工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は、各動作モード共通である。
まず、基板上に液晶配向剤を塗布し、好ましくは塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In2O3-SnO2)からなるITO膜などを用いることができる。TN型、STN型又はVA型の液晶素子を製造する場合には、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を用いる。一方、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合には、櫛歯型にパターニングされた電極が設けられている基板と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に対し、液晶配向能を付与する処理(配向処理)を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向処理としては、基板上に形成した塗膜の表面をコットン等で擦るラビング処理、又は塗膜に光照射を行って液晶配向能を付与する光配向処理を用いることが好ましい。一方、垂直配向型の液晶素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用してもよく、液晶配向能をさらに高めるために該塗膜に対し配向処理を施してもよい。
上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば、液晶配向膜が対向するように間隙を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤により貼り合わせ、基板表面とシール剤で囲まれたセルギャップ内に液晶を注入充填し注入孔を封止する方法、ODF方式による方法等が挙げられる。シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂等を用いることができる。液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましい。
[重合体の重量平均分子量Mw]
重量平均分子量Mwは、以下の条件におけるGPCにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン(ポリオルガノシロキサン、バインダー樹脂)
リチウムブロミド及びリン酸含有のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(ポリアミック酸)
温度:40℃
圧力:68kgf/cm2
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で1H-NMRを測定した。得られた1H-NMRスペクトルから、下記数式(1)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1-(A1/(A2×α)))×100 …(1)
(数式(1)中、A1は化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、A2はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[エポキシ当量]
エポキシ当量は、JIS C 2105に記載の塩酸-メチルエチルケトン法により測定した。
1.ポリアミック酸の合成
[合成例1]
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(tc-1)100モル部、ジアミンとしてコレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン(da-13)20モル部、化合物(da-2)40モル部、及び4,4’-ジアミノベンズアニリド(da-1)40モル部を、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を30質量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度20質量%の溶液として測定した溶液粘度は800mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより重合体(PAA-1)を得た。
[合成例2~6]
使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及び量を下記表1に記載のとおり変更した以外は合成例1と同様の操作を行い、ポリアミック酸(重合体(PAA-2)~(PAA-6))を得た。
[合成例7]
テトラカルボン酸二無水物として2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物(tc-2)100モル部、ジアミンとして化合物(da-14)30モル部、及び3,5-ジアミノ安息香酸(da-16)70モル部をNMPに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を30質量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度20質量%の溶液として測定した溶液粘度は800mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7質量%の溶液とし、ピリジン及び無水酢酸を添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約80%のポリイミド(これを「重合体(PI-1)」とする)を26質量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度15質量%の溶液として測定した溶液粘度は120mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより重合体(PI-1)を得た。
[合成例8]
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(上記式(es-1)で表される化合物)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、還流下で撹拌しつつ、80℃で6時間反応を行った。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後、減圧下で溶媒及び水を留去することにより、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサン(これを「重合体(ESSQ-1)」とする)を粘調な透明液体として得た。重合体(ESSQ-1)について、1H-NMR分析を行ったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが得られた。得られた重合体(ESSQ-1)の重量平均分子量Mwは3,500、エポキシ当量は180g/モルであった。
[合成例9]
200mLの三口フラスコに、重合体(ESSQ-1)を10.0g、溶媒としてメチルイソブチルケトン30.28g、変性成分(配向性基を有するカルボン酸)として、重合体(ESSQ-1)が有するエポキシ基の全量に対し、化合物(ca-1)を20モル%に相当する量、及び化合物(ca-2)を10モル%に相当する量、並びに触媒としてUCAT 18X(商品名、サンアプロ(株)製)0.10gを仕込み、100℃で48時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に酢酸エチルを加えて得た溶液を3回水洗し、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した後、溶剤を留去することにより重合体(PSQ-1)を得た。得られた重合体の重量平均分子量Mwは6,800であった。
[合成例10]
使用する変性成分を、重合体(ESSQ-1)が有するエポキシ基の全量に対し、化合物(ca-1)を30モル%に相当する量、及び化合物(ca-3)を10モル%に相当する量に変更した以外は合成例9と同様の操作を行い、重合体(PSQ-2)を得た。
1.液晶配向剤の調製
上記合成例1で得た重合体(PAA-1)100質量部、及び上記合成例9で得た重合体(PSQ-1)5質量部に、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(B1)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(C1)、及び3-メトキシブタノール(MB)を加えて、固形分濃度4.0質量%、溶剤の混合比がPC:B1:C1:MB=15:20:30:35(質量比)の溶液とした。この溶液を十分に撹拌した後、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(S-1)を調製した。
(1)顔料分散液の調製
着色剤としてC.I.ピグメントブルー15:6を15質量部、分散剤としてBYK- LPN21116(ビックケミー(BYK)社製)を12.5質量部(固形分濃度40質量 %)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを72.5質量部用い、ビーズミルにより処理して顔料分散液(a-1)を調製した。
(2)染料溶液の調製
下記式(A-1)で表される着色剤を5質量部と、溶媒としてシクロヘキサノン95質量部とを混合し、染料溶液(A-1)を調製した。なお、下記式(A-1)で表される化合物は、特開2013-122577号公報の合成例3に記載の方法により得た。
冷却管及び攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部を仕込んで窒素置換した。80℃に加熱して、同温度で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部、メタクリル酸20質量部、スチレ ン10質量部、ベンジルメタクリレート5質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート 15質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート23質量部、N-フェニルマレイミド1 2質量部、こはく酸モノ(2-アクリロイロキシエチル)15質量部及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)6質量部の混合溶液を1時間かけて滴下し、この温度を保持して2時間重合した。その後、反応溶液の温度を100℃に昇温させ、さらに1時間重合することにより、バインダー樹脂(B1)を含有する溶液(固形分濃度33質量%、以下「バインダー樹脂(B1)溶液」という)を得た。得られたバインダー樹脂は、Mwが12,200、Mnが6,500であった。
顔料分散液(a-1)46.0質量部、染料溶液(A-1)24.3質量部、バインダー樹脂(B1)溶液24.6質量部、架橋剤として東亞合成株式会社製M-402(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物)7.1質量部、光重合開始剤として2-ベンジル-2-ジ メチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタン-1-オン(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製、商品名IRGACURE369)2.1質量部、界面活性剤と してメガファックF-554(DIC株式会社製)を0.05質量部、及び溶媒として乳酸エチルを混合して、固形分濃度20質量%の着色組成物(G-1)を調製した。
着色組成物(G-1)をガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、90℃のホットプレートで100秒間プレベークを行い、塗膜を形成した。なお、塗布の際には、ポストベーク後の膜厚が2.5μmになるようにスピンコーターの回転数を調整した。次いで、この基板を室温に冷却した後、高圧水銀ランプを用い、測定用電極部のパターニングのため、フォトマスクフォトマスクを介して、塗膜に365nm、405nm及び436nmの各波長を含む放射線を400J/m2の露光量で露光した。その後、この基板に対して、23℃の0.04質量%水酸化カリウム水溶液からなる現像液を、現像圧110kPa、現像液流量1.2リットル/分の条件にて、未露光部の膜がなくなり基板面が見えるまでの時間の1.5倍に相当する時間で現像液を吐出することによりシャワー現像を行った。その後、この基板を超純水で洗浄し、風乾した後、さらに230℃のクリーンオーブン内で20分間ポストベークを行い、着色硬化膜(膜厚2.5μm)を形成した。得られた着色硬化膜上にITO膜(膜厚50nm)をスパッタリングにより形成した。
上記3.で得られた着色硬化膜とITO膜との積層膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記1.で調製した液晶配向剤(S-1)を、スピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、230℃で1時間加熱して膜厚0.1μmの塗膜を形成した。次いで、同じ操作を繰り返して、着色硬化膜とITO膜と液晶配向膜とを有する基板を一対(2枚)作成した。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙にネガ型液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを130℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶表示素子を製造した。
作製した液晶表示素子を60℃のオーブンに静置した後、東洋テクニカ製VHR測定装置を用いて1V、167msecの条件でVHRを測定した。評価基準としては、VHRが100%以下98%よりも高い場合に「◎」、98%以下95%よりも高い場合に「○」、95%以下90%よりも高い場合に「△」、90%以下の場合に「×」とした。なお、VHRが高いほど、液晶配向剤中の溶剤が下層(具体的には着色硬化膜)に染み込むことによる電気特性の低下を抑制でき、良好であるといえる。その結果、VHRは92.0%であり、評価は「△」であった。
芝浦製インクジェット装置に液晶配向剤(S-1)を充填し、シリコンウエハー上にインクジェット塗布を実施した。次いで、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、230℃で1時間加熱して膜厚0.1μm、塗布面積100cm2(=10cm×10cm)の塗膜を形成した。塗膜の中央部の1mmの距離について、インクジェットのヘッド進行方向と直交方向にアルファステップを用いて膜厚均一性を測定した。得られた膜厚プロファイルの最大膜厚と最小膜厚の差をラフネスと定義して、印刷性の良し悪しを判断した。評価基準としては、ラフネスが0以上2nm未満の場合に「◎」、2nm以上5nm未満の場合に「○」、5nm以上10nm未満の場合に「△」、10nm以上の場合に「×」とした。その結果、ラフネスは0.7nmであり、評価は「◎」であった。
液晶配向剤の組成を下記表2のとおりに変更した以外は上記実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様にして垂直型液晶表示素子を製造し、電気特性及び塗布性の評価を行った。それらの結果を下記表3に示した。
1.液晶配向剤の調製
配合処方を下記表2に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤(S-7)を調製した。
2.光垂直型液晶表示素子の製造及び評価
液晶配向剤の組成を下記表2のとおりに変更し、上記実施例1と同様に、着色硬化膜とITO膜との積層膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に液晶配向剤をスピンナーにより塗布し、プレベーク及びポストベークを実施して塗膜を形成した、次いで、この塗膜表面に、Hg-Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線1,000J/m2を、基板法線から40°傾いた方向から照射して液晶配向能を付与した。同じ操作を繰り返して、着色硬化膜とITO膜と液晶配向膜とを有する基板を一対(2枚)作成した。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙にネガ型液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを130℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶表示素子を製造した。また、得られた液晶表示素子について、実施例1と同様に電気特性及び塗布性の評価を行った。評価結果を下記表3に示した。
1.液晶配向剤の調製
配合処方を下記表2に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤(S-2)を調製した。
2.液晶組成物の調製
ネマチック液晶(メルク社製、MLC-6608)10gに対し、下記式(L1-1) で表される液晶性化合物を5質量%、及び下記式(L2-1)で表される光重合性化合物 を0.3質量%添加して混合することにより液晶組成物LC1を得た。
上記1.で調製した液晶配向剤(S-2)を、着色硬化膜とITO膜との積層膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、窒素に置換したオーブン中、200℃で1時間加熱して溶媒を除去することにより、膜厚0.08μmの塗膜(液晶配向膜)を形成した。この塗膜に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数400rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.1mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで、100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する基板を得た。この操作を繰り返し、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)得た。なお、このラビング処理は、液晶の倒れ込みを制御し、配向分割を簡易な方法で行う目的で行った弱いラビング処理である。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、重ね合わせて圧着し、150℃で1時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口より基板の間隙に液晶組成物LC1を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、さらに液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃で10分間加熱した後に室温まで徐冷した。
次いで、得られた液晶セルに対し、電極間に周波数60Hzの交流10Vを印加し、液晶が駆動している状態で、光源にメタルハライドランプを使用した紫外線照射装置を用いて、紫外線を50,000/m2の照射量にて照射した。なお、この照射量は、波長365nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。上記方法により、液晶表示素子を製造した。
4.評価
上記で製造したPSA型液晶表示素子につき、実施例1と同様にして電気特性及び塗布性の評価を行った。それらの結果を下記表3に示した。
1.液晶配向剤の調製
配合処方を下記表2に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤(S-9)を調製した。
平板電極(ボトム電極)、絶縁層及び櫛歯状電極(トップ電極)がこの順で片面に積層されたガラス基板と、電極が設けられていない対向ガラス基板とのそれぞれの面上に着色組成物(G-1)をスピンコーターを用いて塗布し、上記実施例1の「3.着色硬化膜の形成」と同様の操作を行い、着色硬化膜を形成した。続いて、各基板における着色硬化膜の形成面側に、液晶配向剤(S-9)を、スピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間加熱(プレベーク)した。その後、庫内を窒素置換した200℃のオーブンで1時間乾燥(ポストベーク)を行い、平均膜厚0.08μmの塗膜を形成した。次いで、塗膜表面に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数500rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する基板を得た。
次いで、液晶配向膜を有する一対の基板につき、液晶配向膜を形成した面の縁に液晶注入口を残して、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷塗布した。その後、基板を重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、一対の基板間に液晶注入口よりネマチック液晶(メルク社製、MLC-6221)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを120℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶セルを製造した。なお、一対の基板を重ね合わせる際には、それぞれの基板のラビング方法が反平行となるようにした。なお、トップ電極については、電極の線幅を4μm、電極間の距離を6μmとした。また、トップ電極としては、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた。この場合、ボトム電極は、4系統の駆動電極のすべてに作用する共通電極として働き、4系統の駆動電極の領域のそれぞれが画素領域となる。
3.評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、実施例1と同様にして電気特性及び塗布性の評価を行った。それらの結果を下記表3に示した。
化合物の略号は以下の通りである。
<溶剤>
MB:3-メトキシ-1-ブタノール
BC:エチレングリコールモノブチルエーエル
PB:プロピレングリコールモノブチルエーエル
DAA:ジアセトンアルコール
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
これに対し、溶剤として環状カーボネート化合物を用いたがジアルキレングリコールモノアルキルエーテルを用いなかった比較例3、溶剤としてジアルキレングリコールモノアルキルエーテルを用いたが環状カーボネート化合物を用いなかった比較例2、及び重合体[P]を用いなかった比較例1では、液晶配向剤の塗布性の評価は「○」又は「◎」であったものの、液晶セルの電圧保持率は80%台の値であり、電気特性に劣っていた。また、溶剤として環状カーボネート化合物及びジアルキレングリコールモノアルキルエーテルを用いなかった比較例4では、塗布性及び電気特性のいずれも実施例1~10よりも劣る結果であった。
Claims (10)
- さらに、ジアルキレングリコールジアルキルエーテルを含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。
- ジアルキレングリコールジアルキルエーテルの含有割合が、前記液晶配向剤に含まれる溶剤の全量に対して、1質量%以上70質量%以下である、請求項2に記載の液晶配向剤。
- 前記重合体[P]は、重合性炭素-炭素不飽和結合を有する基、光開始剤基及び光配向性基よりなる群から選択される少なくとも1種をさらに有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記重合体[P]は、3級アミン構造、保護されたアミノ基及び窒素含有芳香族複素環基よりなる群から選択される少なくとも1種をさらに有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- さらに、架橋性基を有する化合物を含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 環状カーボネート化合物の含有割合が、前記液晶配向剤に含まれる溶剤の全量に対して、0.5質量%以上50質量%以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- ジアルキレングリコールモノアルキルエーテルの含有割合が、前記液晶配向剤に含まれる溶剤の全量に対して、1質量%以上70質量%以下である、請求項1~7のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
- 請求項9に記載の液晶配向膜を具備する液晶素子。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015046374A1 (ja) | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向処理剤およびそれを用いた液晶表示素子 |
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