JPWO2020175561A1 - 液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 - Google Patents
液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020175561A1 JPWO2020175561A1 JP2021502323A JP2021502323A JPWO2020175561A1 JP WO2020175561 A1 JPWO2020175561 A1 JP WO2020175561A1 JP 2021502323 A JP2021502323 A JP 2021502323A JP 2021502323 A JP2021502323 A JP 2021502323A JP WO2020175561 A1 JPWO2020175561 A1 JP WO2020175561A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- carbon atoms
- group
- crystal display
- display element
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 391
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 109
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 86
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 78
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 78
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 123
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 71
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 60
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 54
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 41
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 38
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 37
- 150000000000 tetracarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 37
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 24
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 21
- -1 polyhydroxystyrene Polymers 0.000 claims description 21
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 20
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 20
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 18
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 claims description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 13
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 13
- 125000002345 steroid group Chemical group 0.000 claims description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 11
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 10
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 4
- 125000004183 alkoxy alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003566 oxetanyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 2
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000006158 tetracarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 description 53
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 description 36
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 33
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 33
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 28
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 16
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 0 CC(C(NC)=O)=C* Chemical compound CC(C(NC)=O)=C* 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 1-butoxypropan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)O RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWZHEXZIISFIDA-UHFFFAOYSA-N NC(SS1)=NC1=S Chemical compound NC(SS1)=NC1=S YWZHEXZIISFIDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QNODIIQQMGDSEF-UHFFFAOYSA-N (1-hydroxycyclohexyl)-phenylmethanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1(O)CCCCC1 QNODIIQQMGDSEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICCCRCJXHNMZPJ-UHFFFAOYSA-N (2,2-dimethyl-3-prop-2-enoyloxypropyl) 2,2-dimethyl-3-prop-2-enoyloxypropanoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(C)(C)COC(=O)C(C)(C)COC(=O)C=C ICCCRCJXHNMZPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- DYLIWHYUXAJDOJ-OWOJBTEDSA-N (e)-4-(6-aminopurin-9-yl)but-2-en-1-ol Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2C\C=C\CO DYLIWHYUXAJDOJ-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- 125000004955 1,4-cyclohexylene group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[*:2] 0.000 description 1
- VATRWWPJWVCZTA-UHFFFAOYSA-N 3-oxo-n-[2-(trifluoromethyl)phenyl]butanamide Chemical compound CC(=O)CC(=O)NC1=CC=CC=C1C(F)(F)F VATRWWPJWVCZTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYSQRYZDQRSALT-UHFFFAOYSA-N CC(C)O[NH+]([NH+]([N-]N=C)[NH+](C)[NH-])[O-] Chemical compound CC(C)O[NH+]([NH+]([N-]N=C)[NH+](C)[NH-])[O-] RYSQRYZDQRSALT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVZLHGGKVWHXEX-XUSVKCCGSA-N CC/C=C/O/C=C\C=N Chemical compound CC/C=C/O/C=C\C=N JVZLHGGKVWHXEX-XUSVKCCGSA-N 0.000 description 1
- VVWVTYFNGORPMG-UHFFFAOYSA-N CCC(C1C)C1(C)O[NH+]([N+]([N-]CN)=C)[O-] Chemical compound CCC(C1C)C1(C)O[NH+]([N+]([N-]CN)=C)[O-] VVWVTYFNGORPMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFOUJGVLBSWKRT-UHFFFAOYSA-N CCC(CC1C2C1)OC2O Chemical compound CCC(CC1C2C1)OC2O AFOUJGVLBSWKRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HHVRVNLRGLTXSP-UHFFFAOYSA-N CC[N-][N+]1(CC1)[NH+]([O-])O Chemical compound CC[N-][N+]1(CC1)[NH+]([O-])O HHVRVNLRGLTXSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFPCYTJPGFMCHX-UHFFFAOYSA-N CC[U](C)(CNC(C)C)(=C)=[O][NH+]([NH+]([N-]NC)NCN)[O-] Chemical compound CC[U](C)(CNC(C)C)(=C)=[O][NH+]([NH+]([N-]NC)NCN)[O-] AFPCYTJPGFMCHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 101001062854 Rattus norvegicus Fatty acid-binding protein 5 Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- HTMMMSIQFWMMIJ-UHFFFAOYSA-N [3-[2,2-dimethyl-3-(6-prop-2-enoyloxyhexanoyloxy)propanoyl]oxy-2,2-dimethylpropyl] 6-prop-2-enoyloxyhexanoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCCC(=O)OCC(C)(C)COC(=O)C(C)(C)COC(=O)CCCCCOC(=O)C=C HTMMMSIQFWMMIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010539 anionic addition polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- SKOLWUPSYHWYAM-UHFFFAOYSA-N carbonodithioic O,S-acid Chemical compound SC(S)=O SKOLWUPSYHWYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004427 diamine group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001142 dicarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPLONMMJNGTUAI-UHFFFAOYSA-M lithium;bromide;hydrate Chemical compound [Li+].O.[Br-] IPLONMMJNGTUAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical group CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 229940105570 ornex Drugs 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006798 ring closing metathesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical group [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular 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
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/45—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
- C08K5/46—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring with oxygen or nitrogen in the ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions 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
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
これらの液晶表示素子では、電極を備えた一対の基板の間に、紫外線により重合する重合性化合物を含む液晶組成物を配置し、紫外線の照射により液晶組成物の硬化を行い、液晶と重合性化合物の硬化物(例えば、ポリマーネットワーク)との複合体を形成する。そして、この液晶表示素子では、電圧の印加により、液晶の透過状態と散乱状態が制御される。
従来のPDLCやPNLCを用いた液晶表示素子は、多くの場合、電圧無印加時に液晶分子がランダムな方向を向いているため、白濁(散乱)状態となり、電圧印加時には液晶が電界方向に配列し、光を透過して透過状態となるノーマル型液晶表示素子(ノーマル型素子ともいう。)である。しかし、ノーマル型素子では、透過状態を得るために常時電圧を印加しておく必要があるため、透明状態で使用される場合が多い用途、例えば、窓ガラスで使用する場合、消費電力が大きくなる。
一方、電圧無印加時に透過状態となり、電圧印加時には散乱状態になるPDLCを用いたリバース型液晶表示素子(リバース型素子ともいう。)が提案されている(特許文献1、2参照)。
更に、リバース型素子は、自動車や建築建物の窓ガラスに貼って使用される場合があるため、長時間、高温高湿や光の照射に曝された過酷な環境でも、液晶の垂直配向性が低下せず、且つ、液晶層と液晶配向膜との密着性が高いことが必要となる。
即ち、電極を備えた一対の基板の間に配置した液晶及び重合性化合物を含む液晶組成物に対し、活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方を与えて硬化させた液晶層を有し、且つ、基板の少なくとも一方に液晶配向膜を備え、更に、電圧無印加時に透明状態となり、電圧印加時に散乱状態となる透過散乱型のリバース型液晶表示素子であって、
前記液晶配向膜が、下記(A)成分及び(B)成分を含む液晶配向処理剤から得られることを特徴とする液晶表示素子である。
(A)成分:下記式[1]の基を有する化合物(特定化合物ともいう。)。
(B)成分:下記式[2−1]及び式[2−2]から選ばれる少なくとも1種の構造(特定構造(1)ともいう。)を有する重合体。
本発明により、何故に上記の優れた特性を有する液晶表示素子が得られるメカニズムは、必ずしも明らかではないが、ほぼ次のように推定される。
また、本発明の液晶配向膜は、前記式[2−1]又は式[2−2]の特定構造(1)を有する重合体を含有する液晶配向処理剤から得られる。式[2−1]の特定構造(1)は、剛直な構造を示すことから、この構造を有する液晶配向膜を用いた液晶表示素子は、高くて安定な液晶の垂直配向性を得ることができる。そのため、特に、式[2−1]の特定構造(1)を用いた場合は、良好な光学特性を発現するリバース型素子が得られると考えられる。
かくして、特定化合物及び特定構造(1)を有する重合体を含有する液晶配向処理剤を用いた液晶表示素子は、前記特性を有する液晶表示素子となる。そのため、本発明の液晶表示素子は、表示を目的とする液晶ディスプレイや、光の遮断と透過とを制御する調光窓や光シャッター素子などに用いることができる。
特定化合物は、前記式[1]の化合物である。
特定化合物の具体的な例としては、下記式[1a]が挙げられる。
T2は単結合又は炭素数1〜18の有機基を示す。なかでも、単結合又は炭素数1〜6の有機基が好ましい。
T3は前記式[1]の構造を示す。
<特定構造(1)>
特定構造(1)は、前記式[2−1]又は式[2−2]の構造である。
式[2−1]中、X1〜X6及びXnは、前記に定義した通りであるが、なかでも、それぞれ、下記のものが好ましい。
X1は、原料の入手性や合成の容易さの点から、単結合、−(CH2)a−(aは1〜15の整数である)、−O−、−CH2O−又は−COO−が好ましい。より好ましいのは、単結合、−(CH2)a−(aは1〜10の整数である)、−O−、−CH2O−又は−COO−である。
X2は、単結合又は−(CH2)b−(bは1〜10の整数である)が好ましい。
X3は、合成の容易さの点から、単結合、−(CH2)a−(aは1〜15の整数である)、−O−、−CH2O−又は−COO−が好ましい。より好ましいのは、単結合、−(CH2)a−(aは1〜10の整数である)、−O−、−CH2O−又は−COO−である。
X4は、合成の容易さの点から、ベンゼン環、シクロへキサン環又はステロイド骨格を有する炭素数17〜51の有機基が好ましい。
X5は、ベンゼン環又はシクロへキサン環が好ましい。
X6は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜10のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基又は炭素数1〜10のフッ素含有アルコキシ基が好ましい。より好ましいのは、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基である。特に好ましいのは、炭素数1〜9のアルキル基又は炭素数1〜9のアルコキシ基である。
Xnは、原料の入手性や合成の容易さの点から、0〜3が好ましい。より好ましいのは、0〜2である。
X8は、炭素数8〜18のアルキル基が好ましい。
特定構造(1)は、重合体を構成する繰り返し単位に含まれる形態が好ましい。特定構造(1)を含む繰り返し単位は、重合体を構成する繰り返し単位全体に対して、10〜80モル%含むことが好ましく、より好ましいのは20〜70モル%含むことである。
また、特定構造(1)を有する重合体は、各特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用することもできる。
<特定構造(2)>
本発明における重合体は、好ましくは、下記式[3−a]〜式[3−i]から選ばれる少なくとも1種の構造(特定構造(2)ともいう。)をさらに有する。
なかでも、式[3−a]〜式[3−f]が好ましい。より好ましいのは、式[3−a]〜式[3−e]である。特に好ましいのは、液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、式[3−a]、式[3−b]、式[3−d]又は式[3−e]である。
本発明における液晶配向処理剤は、好ましくは、特定構造(2)を有する重合体をさらに含む。
特定構造(2)は、重合体を構成する繰り返し単位に含まれる形態が好ましい。特定構造(2)を含む繰り返し単位は、重合体を構成する繰り返し単位全体に対して、10〜70モル%含むことが好ましく、より好ましいのは20〜60モル%含むことである。
特定構造(2)を用いることで、液晶表示素子を作製する際の紫外線の照射や加熱の工程において、液晶組成物中の重合性化合物の反応基と光反応し、液晶層と液晶配向膜との密着性が、強固なものとなると考えられる。
<重合体>
重合体としては、特に限定されないが、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、セルロース及びポリシロキサンから選ばれる少なくとも1種の重合体が好ましい。より好ましいのは、ポリイミド前駆体又はポリイミドである。
重合体にポリイミド前駆体又はポリイミド(総称してポリイミド系重合体ともいう。)を用いる場合、それらは、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体又はポリイミドが好ましい。
特定構造(1)をポリイミド系重合体に導入する方法としては、特定構造(1)を有するジアミンを原料の一部に用いることが好ましい。なかでも、前記式[2−1]及び式[2−2]から選ばれる少なくとも1種の構造を有するジアミン(特定ジアミン(1)ともいう。)を用いることが好ましい。
Xmは、1〜4の整数を示す。なかでも、1又は2が好ましい。
式[2−1]の特定ジアミン(1)として、具体的には、国際公開公報WO2013/125595(2013.8.29公開)の15頁〜19頁に記載される式[2−1]〜式[2−6]、式[2−9]〜式[2−36]のジアミン化合物が挙げられる。なお、国際公開公報WO2013/125595の記載において、式[2−1]〜式[2−3]中のR2及び式[2−4]〜式[2−6]中のR4は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基及び炭素数1〜18のフッ素含有アルコキシ基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。また、式[2−13]中のA4は、炭素数3〜18の直鎖状又は分岐状アルキル基を示す。加えて、式[2−4]〜式[2−6]中のR3は、−O−、−CH2O−、−COO−及び−OCO−からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。
より好ましいのは、液晶表示素子の光学特性の点から、下記式[2a−32]〜式[2a−41]のジアミンである。
最も好ましいのは、液晶表示素子の光学特性の点から、前記式[2a−35]〜式[2a−37]、式[2a−40]又は式[2a−41]のジアミンである。
式[2−2]の特定ジアミン(1)として、具体的には、国際公開公報WO2013/125595(2013.8.29公開)の23頁に記載される式[DA1]〜式[DA11]のジアミン化合物が挙げられる。なお、国際公開公報WO2013/125595の記載において、式[DA1]〜式[DA5]中のA1は、炭素数8〜22のアルキル基又は炭素数6〜18のフッ素含有アルキル基を示す。
特定ジアミン(1)の使用割合は、液晶表示素子の光学特性及び液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、ジアミン成分全体に対して、10〜80モル%が好ましい。より好ましいのは、20〜70モル%である。また、特定ジアミン(1)は、各特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用できる。
特定構造(2)をポリイミド系重合体に導入する方法としては、特定構造(2)を有するジアミンを原料の一部に用いることが好ましい。特に下記式[3]の構造を有するジアミン(特定ジアミン(2)ともいう。)を用いることが好ましい。
Y2は、単結合、炭素数1〜18のアルキレン基、又はベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環から選ばれる環状基を有する炭素数6〜24の有機基を示し、これら環状基上の任意の水素原子は、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシル基、炭素数1〜3のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜3のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていても良い。なかでも、単結合、炭素数1〜12のアルキレン基、ベンゼン環又はシクロヘキサン環が好ましい。より好ましいのは、液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、単結合又は炭素数1〜12のアルキレン基である。
Y3は、単結合、−O−、−NH−、−N(CH3)−、−CH2O−、−CONH−、−NHCO−、−CON(CH3)−、−N(CH3)CO−、−COO−及び−OCO−から選ばれる少なくとも1種を示す。なかでも、単結合、−O−、−COO−又は−OCO−が好ましい。より好ましいのは、単結合又は−OCO−である。
Y4は、前記式[3−a]〜式[3−i]から選ばれる少なくとも1種の構造を示す。なかでも、式[3−a]〜式[3−f]が好ましい。より好ましいのは、式[3−a]〜式[3−e]である。特に好ましいのは、液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、式[3−a]、式[3−b]、式[3−d]又は式[3−e]である。
Ynは、1〜4の整数を示す。なかでも、1又は2が好ましい。
Ymは1〜4の整数を示す。なかでも、1が好ましい。
特定ジアミン(2)の使用割合は、液晶表示素子の光学特性及び液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、ジアミン成分全体に対して、10〜70モル%が好ましい。より好ましいのは、20〜60モル%である。また、特定ジアミン(2)は、各特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用できる。
ポリイミド系重合体を作製するためジアミン成分としては、特定ジアミン(1)及び特定ジアミン(2)以外のジアミン(その他のジアミンともいう。)を用いることもできる。
ポリイミド系重合体を作製するためのテトラカルボン酸成分としては、下記式[4]のテトラカルボン酸二無水物や、そのテトラカルボン酸誘導体であるテトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド、テトラカルボン酸ジアルキルエステル又はテトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライド(すべてを総称して特定テトラカルボン酸成分ともいう。)を用いることが好ましい。
特定テトラカルボン酸成分の使用割合は、全テトラカルボン酸成分に対して、1モル%以上が好ましい。より好ましいのは、5モル%以上であり、特に好ましいのは、10モル%以上である。最も好ましいのは、液晶表示素子の光学特性の点から、10〜90モル%である。
具体的には、国際公開公報WO2015/012368(2015.1.29公開)の34頁〜35頁に記載されるその他のテトラカルボン酸成分が挙げられる。
特定テトラカルボン酸成分及びその他のテトラカルボン酸成分は、各特性に応じて、1種又は2種以上を混合して使用できる。
ポリイミド系重合体を合成する方法は特に限定されない。通常、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応させて得られる。具体的には、国際公開公報WO2015/012368(2015.1.29公開)の35頁〜36頁に記載される方法が挙げられる。
また、これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。更に、ポリイミド前駆体を溶解させない溶媒であっても、生成したポリイミド前駆体が析出しない範囲で、前記溶媒に混合して使用してもよい。また、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害し、更には生成したポリイミド前駆体を加水分解させる原因となるので、有機溶媒は脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。
ポリイミド前駆体の重合反応においては、ジアミン成分の合計モル数を1.0にした際のテトラカルボン酸成分の合計モル数は、0.8〜1.2であることが好ましい。テトラカルボン酸成分の合計モル数が1.0より小さい場合、即ち、テトラカルボン酸成分の合計モル数がジアミン成分のモル数よりも小さい場合は、ポリマーの末端がアミノ基の構造となり、1.0より大きい場合、即ち、テトラカルボン酸成分の合計モル数がジアミン成分のモル数よりも大きい場合は、ポリマーの末端がカルボン酸無水物或いはジカルボン酸の構造となる。本発明においては、前記特定化合物による効果が、より高くなることから、テトラカルボン酸成分の合計モル数は1.0より大きい、即ち、テトラカルボン酸成分の合計モル数がジアミン成分のモル数よりも大きいことが好ましい。具体的には、ジアミン成分の合計モル数を1.0にした際、テトラカルボン酸成分の合計モル数が1.05〜1.20であることが好ましい。
<液晶配向処理剤>
液晶配向処理剤は、特定化合物及び特定構造(1)を有する重合体を含むものであり、好ましくは、液晶配向膜を形成するための溶液であり、特定化合物、特定構造(1)を有する重合体及び溶媒を含有する溶液である。
液晶配向処理剤に含まれる重合体成分は、すべてが特定構造(1)を有する重合体であっても良いが、本発明においては、前記の通り、特性構造(1)と特定構造(2)との両方を有することが好ましい。その際、特定構造(1)と特定構造(2)との両方を有する1種の重合体を用いても、特定構造(1)を有する重合体と特定構造(2)を有する重合体とを合わせて用いても良い。合わせて用いる場合、特定構造(2)を有する重合体の使用割合は、特定構造(1)を有する重合体100質量部に対して、10〜400質量部であることが好ましい。より好ましいのは、50〜200質量部である。特定構造(2)を有する重合体は、各特性に応じて、1種類又は2種類以上を使用することができる。
また、これら溶媒B類を用いる際、液晶配向処理剤の塗布性を改善する目的に、前記溶媒A類のN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン又はγ−ブチロラクトンを併用して用いることが好ましい。より好ましいのは、γ−ブチロラクトンを併用することである。
液晶配向処理剤には、液晶配向膜の膜強度を高めるために、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、シクロカーボネート基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基及び低級アルコキシアルキル基から選ばれる少なくとも1種を有する化合物(総称して特定架橋性化合物ともいう。)を導入することが好ましい。その際、これらの基は、化合物中に2個以上有する必要がある。
エポキシ基又はイソシアネート基を有する架橋性化合物の具体例は、国際公開公報WO2014/171493(2014.10.23公開)の63頁〜64頁に記載されるエポキシ基又はイソシアネート基を有する架橋性化合物が挙げられる。
液晶配向処理剤には、光ラジカル発生剤、光酸発生剤及び光塩基発生剤から選ばれる少なくとも1種の発生剤(特定発生剤ともいう。)を導入することが好ましい。
液晶配向処理剤には、液晶配向処理剤を塗布した際の液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物を用いることができる。更に、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物などを用いることもできる。
液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、又はノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。具体的には、国際公開公報WO2014/171493(2014.10.23公開)の67頁に記載される界面活性剤が挙げられる。また、その使用割合は、すべての重合体成分100質量部に対して、0.01〜2質量部が好ましい。より好ましいのは、0.01〜1質量部である。
<液晶組成物>
液晶組成物は、液晶及び重合性化合物を有する。
液晶には、ネマチック液晶、スメクチック液晶又はコレステリック液晶を用いることができる。その際、本発明における液晶表示素子には、負の誘電異方性を有する液晶を用いることが好ましい。その際、低電圧駆動及び散乱特性の点からは、誘電率の異方性が大きく、屈折率の異方性が大きいものが好ましい。また、液晶には、前記相転移温度、誘電率異方性及び屈折率異方性の各物性値に応じて、2種類以上の液晶を混合して用いることができる。
液晶表示素子をTFT(Thin Film Transistor)などの能動素子として駆動させるためには、液晶の電気抵抗が高くて電圧保持率(VHRともいう。)が高いことが求められる。そのため、液晶には、電気抵抗が高くて紫外線などの活性エネルギー線によりVHRが低下しないフッ素系や塩素系の液晶を用いることが好ましい。
重合性化合物は、予め、重合性化合物を重合反応させたポリマーを液晶組成物に導入しても良いが、液晶組成物の取り扱い、即ち、液晶組成物の高粘度化の抑制や液晶への溶解性の点から、重合性化合物を含む液晶組成物を用いることが好ましい。
重合性化合物は、液晶に溶解すれば、特に限定されないが、重合性化合物を液晶に溶解した際に、液晶組成物の一部又は全体が液晶相を示す温度が存在することが必要となる。液晶組成物の一部が液晶相を示す場合であっても、液晶表示素子を肉眼で確認して、素子内全体が、ほぼ一様な透明性と散乱特性が得られていれば良い。
ラジカル型の重合性化合物又はそのオリゴマーの具体例は、国際公開公報2015/146987(2015.10.1公開)の69頁〜71頁に記載されるラジカル型の重合性化合物が挙げられる。
液晶組成物中には、重合性化合物のラジカル重合を促進させる目的で、紫外線によりラジカルを発生するラジカル開始剤(重合開始剤ともいう。)を導入することが好ましい。
具体的には、国際公開公報2015/146987(2015.10.1公開)の71頁〜72頁に記載されるラジカル開始剤が挙げられる。
ラジカル開始剤の使用割合は、液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、液晶組成物中の液晶100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。より好ましいのは、0.05〜10質量部である。また、ラジカル開始剤は、各特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用することもできる。
S2は、単結合、−O−、−NH−、−N(CH3)−、−CH2O−、−CONH−、−NHCO−、−CON(CH3)−、−N(CH3)CO−、−COO−及び−OCO−から選ばれる少なくとも1種を示す。なかでも、単結合、−O−、−CH2O−、−CONH−、−COO−又は−OCO−が好ましい。より好ましいのは、単結合、−O−、−COO−又は−OCO−である。
S3は、単結合又は−(CH2)a−(aは1〜15の整数である)を示す。なかでも、単結合又は−(CH2)a−(aは1〜10の整数である)が好ましい。より好ましいのは、−(CH2)a−(aは1〜10の整数である)である。
S4は、単結合、−O−、−OCH2−、−COO−及び−OCO−から選ばれる少なくとも1種を示す。なかでも、単結合、−O−又は−COO−が好ましい。より好ましいのは、−O−である。
S5は、ベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環から選ばれる2価の環状基、又はステロイド骨格を有する炭素数17〜51の2価の有機基を示し、前記環状基上の任意の水素原子は、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていても良い。なかでも、ベンゼン環又はシクロヘキサン環、又はステロイド骨格を有する炭素数17〜51の2価の有機基が好ましい。より好ましいのは、ベンゼン環又はステロイド骨格を有する炭素数17〜51の2価の有機基である。
S6は、単結合、−O−、−CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−及び−OCO−から選ばれる少なくとも1種を示す。なかでも、単結合、−O−、−COO−又は−OCO−が好ましい。より好ましいのは、単結合、−COO−又は−OCO−である。
S7は、ベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環から選ばれる環状基を示し、これらの環状基上の任意の水素原子が、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていても良い。なかでも、ベンゼン環又はシクロヘキサン環が好ましい。
S8は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数1〜18のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基及び炭素数1〜18のフッ素含有アルコキシ基から選ばれる少なくとも1種を示す。なかでも、炭素数1〜18のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は炭素数2〜18のアルケニル基が好ましい。より好ましいのは、炭素数1〜12のアルキル基又はアルコキシ基である。
Smは、0〜4の整数を示す。なかでも、0〜2が好ましい。
特定液晶添加化合物は、ベンゼン環やシクロヘキサン環といった剛直構造の部位と、式[5a]中のS1で示される紫外線や熱により重合反応する部位とを有する。そのため、特定液晶添加化合物を液晶組成物中に含めると、特定液晶添加化合物の剛直構造の部位が、液晶の垂直配向性を高め、電圧無印加時の透明性を高くすることができる。また、式[5a]中のS1の部位が重合性化合物と反応することで、ポリマーネットワークを密な状態に保つことができる。
より具体的な特定液晶添加化合物としては、下記式[5a−1]〜式[5a−11]の化合物が挙げられ、これらを用いることが好ましい。
特定液晶添加化合物の使用割合は、液晶層と液晶配向膜との密着性の点から、液晶組成物中の液晶100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましい。より好ましいのは、0.5〜20質量部である。特に好ましいのは、1〜10質量部である。また、特定液晶添加化合物は、各特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用することもできる。
液晶組成物の調整方法としては、液晶、重合性化合物、及び特定液晶添加化合物を一緒に混合する方法や、予め、重合性化合物と、特定液晶添加化合物とを混合したものを、液晶と混合する方法が挙げられる。
なかでも、本発明においては、予め、重合性化合物と特定液晶添加化合物とを混合したものを液晶と混合する方法が好ましい。
前記の通りに液晶組成物を調整する場合、重合性化合物、及び特定液晶添加化合物の溶解性に応じて、加熱することもできる。その際の温度は100℃未満が好ましい。
<液晶表示素子の作製方法>
液晶表示素子に用いる基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板の他、アクリル基板、ポリカーボネート基板、PET(ポリエチレンテレフタレート)基板などのプラスチック基板、更には、それらのフィルムを用いることができる。特に、調光窓などに用いる場合には、プラスチック基板やフィルムが好ましい。また、プロセスの簡素化の観点からは、液晶駆動のためのITO電極、IZO(Indium Zinc Oxide)電極、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)電極、有機導電膜などが形成された基板を用いることが好ましい。また、反射型の液晶表示素子とする場合には、片側の基板のみにならば、シリコンウエハやアルミニウムなどの金属や誘電体多層膜が形成された基板を使用できる。
液晶表示素子は、基板の少なくとも一方に、特定化合物及び特定構造を有する重合体を含む液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜を有する。特に、両方の基板に液晶配向膜があることが好ましい。
加熱に用いる装置は、前記液晶配向処理剤を基板上に塗布した後に用いる加熱手段が挙げられる。また、その際の温度は、重合性化合物の反応が進行する温度や基板の種類に応じて、適宜、選択される。具体的には、80℃〜200℃が好ましい。
以下で用いる略語は下記の通りである。
「特定化合物」
<特定ジアミン(1)>
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
γ−BL:γ−ブチロラクトン
BCS:エチレングリコールモノブチルエーテル
PB:プロピレングリコールモノブチルエーテル
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
「液晶組成物に用いる化合物類」
<特定液晶添加化合物>
R1:IBXA(大阪有機化学工業社製)
R2:KAYARAD FM−400(日本化薬社製)
R3:KAYARAD HX−220(日本化薬社製)
R4:EBECRYL 230(ダイセル・オルネクス社製)
R5:カレンズMT PE1(昭和電工社製)
<光ラジカル開始剤>
P1:IRGACURE 184(BASF社製)
<液晶>
L1:MLC−6608(メルク社製)
「ポリイミド系重合体の分子量測定」
常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(GPC−101)(昭和電工社製)、カラム(KD−803,KD−805)(Shodex社製)を用いて、以下のようにして測定した。
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(リットル)、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:TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量;約900,000、150,000、100,000及び30,000)(東ソー社製)及びポリエチレングリコール(分子量;約12,000、4,000及び1,000)(ポリマーラボラトリー社製)。
「ポリイミド系重合体のイミド化率の測定」
ポリイミド粉末20mgをNMR(核磁気共鳴)サンプル管(NMRサンプリングチューブスタンダード,φ5(草野科学社製))に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6,0.05質量%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)(日本電子データム社製)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。
(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。)
「ポリイミド系重合体の合成」
<合成例1>
D2(1.02g,4.08mmol)、A1(2.45g,6.42mmol)及びC1(0.46g,4.25mmol)をNMP(10.3g)中で混合し、80℃で4時間反応させた後、D1(1.20g,6.12mmol)とNMP(5.13g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(1)を得た。このポリアミド酸の数平均分子量(Mnともいう。)は19,800、重量平均分子量(Mwともいう。)は61,200であった。
<合成例2>
D2(1.11g,4.44mmol)、A1(2.40g,6.31mmol)及びC1(0.45g,4.16mmol)をNMP(10.5g)中で混合し、80℃で4時間反応させた後、D1(1.30g,6.63mmol)とNMP(5.26g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(2)を得た。このポリアミド酸のMnは21,100、Mwは63,500であった。
<合成例3>
D2(1.87g,7.47mmol)、A1(4.06g,10.7mmol)及びB1(1.88g,7.11mmol)をNMP(20.0g)中で混合し、80℃で4時間反応させた後、D1(2.20g,11.2mmol)とNMP(10.0g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(3)を得た。このポリアミド酸のMnは18,800、Mwは60,100であった。
<合成例4>
合成例3の手法で得られたポリアミド酸溶液(3)(30.0g)に、NMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(2.50g)及びピリジン(1.50g)を加え、60℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(450ml)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(4)を得た。このポリイミドのイミド化率は55%であり、Mnは16,900、Mwは44,200であった。
<合成例5>
D4(0.81g,4.09mmol)、A2(1.53g,3.88mmol)及びB1(1.54g,5.83mmol)をγ−BL(10.2g)中で混合し、60℃で4時間反応させた後、D1(1.20g,6.12mmol)とγ−BL(5.07g)を加え、40℃で8時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(5)を得た。このポリアミド酸のMnは14,500、Mwは45,100であった。
<合成例6>
D4(1.01g,5.10mmol)、A2(2.29g,5.80mmol)及びB1(1.02g,3.86mmol)をγ−BL(10.7g)中で混合し、60℃で4時間反応させた後、D1(1.00g,5.10mmol)とγ−BL(5.33g)を加え、40℃で8時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(6)を得た。このポリアミド酸のMnは13,600、Mwは43,900であった。
<合成例7>
D4(0.61g,3.08mmol)、A3(1.68g,3.88mmol)及びB2(1.18g,5.80mmol)をγ−BL(9.73g)中で混合し、60℃で4時間反応させた後、D1(1.40g,7.14mmol)とγ−BL(4.86g)を加え、40℃で8時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(7)を得た。このポリアミド酸のMnは12,000、Mwは40,100であった。
<合成例8>
D3(2.00g,8.92mmol)、A4(1.67g,3.39mmol)及びB1(1.34g,5.07mmol)をγ−BL(15.0g)中で混合し、40℃で12時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(8)を得た。このポリアミド酸のMnは10,300、Mwは36,900であった。
<合成例9>
D2(1.11g,4.44mmol)、A5(2.37g,6.29mmol)及びC1(0.45g,4.16mmol)をNMP(10.5g)中で混合し、80℃で4時間反応させた後、D1(1.30g,6.63mmol)とNMP(5.23g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(9)を得た。このポリアミド酸のMnは22,900、Mwは65,700であった。
<合成例10>
D2(1.62g,6.47mmol)及びC1(1.66g,15.4mmol)をNMP(10.4g)中で混合し、80℃で4時間反応させた後、D1(1.90g,9.69mmol)とNMP(5.17g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(10)を得た。このポリアミド酸のMnは28,300、Mwは71,200であった。
「液晶配向処理剤の製造」
<実施例1>
合成例1の手法で得られたポリアミド酸溶液(1)(10.0g)に、T1(0.13g)及びNMP(16.0g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、BCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(1)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例2>
合成例2の手法で得られたポリアミド酸溶液(2)(10.0g)に、T1(0.13g)及びNMP(16.0g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、BCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(2)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例3>
合成例3の手法で得られたポリアミド酸溶液(3)(10.0g)に、T1(0.13g)及びNMP(16.0g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、BCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(3)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例4>
合成例3の手法で得られたポリアミド酸溶液(3)(10.0g)に、T1(0.13g)及びNMP(16.0g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、K1(0.13g)及びBCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(4)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例5>
合成例4の手法で得られたポリイミド粉末(4)(2.50g)に、NMP(23.5g)を加え、70℃で24時間撹拌して溶解させた。その後、T1(0.20g)、BCS(11.8g)及びPB(3.92g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(5)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例6>
合成例4の手法で得られたポリイミド粉末(4)(2.50g)に、γ−BL(7.83g)を加え、70℃で24時間撹拌して溶解させた。その後、T1(0.13g)及びPGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(6)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例7>
合成例5の手法で得られたポリアミド酸溶液(5)(10.0g)に、T1(0.13g)及びγ−BL(0.33g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、PGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(7)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例8>
合成例5の手法で得られたポリアミド酸溶液(5)(10.0g)に、T1(0.13g)及びγ−BL(0.33g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、K2(0.18g)及びPGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(8)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例9>
合成例6の手法で得られたポリアミド酸溶液(6)(10.0g)に、T1(0.18g)及びγ−BL(0.33g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、K2(0.18g)及びPGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(9)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例10>
合成例7の手法で得られたポリアミド酸溶液(7)(10.0g)に、T1(0.08g)及びγ−BL(0.33g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、K2(0.08g)及びPGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(10)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例11>
合成例8の手法で得られたポリアミド酸溶液(8)(10.0g)に、T1(0.08g)及びγ−BL(0.33g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、K2(0.13g)及びPGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(11)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<実施例12>
合成例9の手法で得られたポリアミド酸溶液(9)(10.0g)に、T1(0.13g)及びNMP(16.0g)を加え、25℃で4時間撹拌した。その後、BCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(12)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<比較例1>
合成例1の手法で得られたポリアミド酸溶液(1)(10.0g)に、NMP(16.0g)及びBCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(13)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<比較例2>
合成例4の手法で得られたポリイミド粉末(4)(2.50g)に、NMP(23.5g)、BCS(11.8g)及びPB(3.92g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(14)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<比較例3>
合成例5の手法で得られたポリアミド酸溶液(5)(10.0g)に、γ−BL(0.33g)及びPGME(31.3g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(15)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
<比較例4>
合成例10の手法で得られたポリアミド酸溶液(10)(10.0g)に、NMP(16.0g)及びBCS(15.7g)を加え、25℃で6時間撹拌して、液晶配向処理剤(16)を得た。この液晶配向処理剤には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であった。
実施例で得られた液晶配向処理剤を、表2〜表4に示す。
*4:括弧内の数値は重合体100質量部に対する架橋性化合物の導入量(質量部)を示す。
「液晶組成物の作製」
<液晶組成物(A)の作製>
R1(1.30g)、R2(1.50g)、R3(0.60g)、R4(0.90g)及びR5(0.30g)を混合し、25℃で6時間撹拌して、重合性化合物の溶液を作製した。その後、作製した重合性化合物の溶液、L1(4.90g)及びP1(0.50g)を混合し、25℃で6時間撹拌して、液晶組成物(A)を得た。
<液晶組成物(B)の作製>
R1(1.00g)、R2(1.30g)、R3(0.60g)、R4(0.90g)、R5(0.30g)及びS1(0.50g)を混合し、25℃で2時間撹拌して、重合性化合物の溶液を作製した。その後、作製した重合性化合物の溶液、L1(4.90g)及びP1(0.50g)を混合し、25℃で6時間撹拌して、液晶組成物(B)を得た。
<液晶組成物(C)の作製>
R1(1.00g)、R2(1.30g)、R3(0.60g)、R4(0.90g)、R5(0.30g)及びS2(0.50g)を混合し、25℃で2時間撹拌して、重合性化合物の溶液を作製した。その後、作製した重合性化合物の溶液、L1(4.90g)及びP1(0.50g)を混合し、25℃で6時間撹拌して、液晶組成物(C)を得た。
「液晶表示素子の作製(ガラス基板)」
前記実施例及び比較例の手法で得られた液晶配向処理剤を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過した。得られた溶液を純水及びIPA(イソプロピルアルコール)で洗浄した100×100mmのITO電極付きガラス基板(縦:100mm、横:100mm、厚さ:0.7mm)のITO面上にスピンコートし、ホットプレート上にて100℃で5分間、熱循環型クリーンオーブンにて210℃で30分間加熱処理をして、膜厚が100nmの液晶配向膜付きのITO基板を得た。この液晶配向膜付きのITO基板を2枚用意し、その一方の基板の液晶配向膜面に、10μmのスペーサーを塗布した。その後、その基板のスペーサーを塗布した液晶配向膜面に、ODF(One Drop Filling)法にて前記液晶組成物(A)〜(C)を滴下し、次いで、他方の基板の液晶配向膜面が向き合うように貼り合わせを行い、処理前の液晶表示素子を得た。
「液晶表示素子の作製(プラスチック基板)」
前記実施例及び比較例の手法で得られた液晶配向処理剤を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過した。得られた溶液を純水で洗浄した150×150mmのITO電極付きPET基板(縦:150mm、横:150mm、厚さ:0.1mm)のITO面上にバーコーターにて塗布をし、熱循環型オーブンにて120℃で2分間加熱処理をして、膜厚が100nmの液晶配向膜付きのITO基板を得た。この液晶配向膜付きのITO基板を2枚用意し、その一方の基板の液晶配向膜面に、10μmのスペーサーを塗布した。その後、その基板のスペーサーを塗布した液晶配向膜面に、ODF(One Drop Filling)法にて前記液晶組成物(A)〜(C)を滴下し、次いで、他方の基板の液晶配向膜面が向き合うように貼り合わせを行い、処理前の液晶表示素子を得た。なお、ODF法にて、液晶組成物の滴下及び貼り合わせを行う際には、ITO電極付きPET基板の支持基板としてガラス基板を用いた。その後、紫外線を照射する前に、その支持基板を外した。
「光学特性(透明性と散乱特性)の評価」
本評価は、液晶表示素子(ガラス基板及びプラスチック基板)の電圧無印加状態(0V)及び電圧印加状態(交流駆動:10V〜60V)のHaze(曇り度)を測定することで行った。その際、Hazeは、JIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(HZ−V3,スガ試験機社製)で測定した。なお、本評価では、電圧無印加状態のHazeが低いほど透明性に優れ、電圧印加状態でのHazeが高いほど散乱特性に優れるとした。
「液晶層と液晶配向膜(液晶配向膜と電極)との密着性の評価」
本評価は、液晶表示素子(ガラス基板及びプラスチック基板)を、温度80℃、湿度90%RHの恒温恒湿槽内に24時間保管し、液晶表示素子の剥離と気泡の有無を確認することで行った(液晶表示素子の高温高湿環境下の安定性試験として)。具体的には、素子の剥離(液晶層と液晶配向膜、或いは液晶配向膜と電極とが剥がれている状態)が起こっていないもの、及び素子内に気泡が発生していないものを、本評価に優れるとした(表中の良好表示)。その際、実施例14〜実施例16、実施例20及び実施例21においては、前記標準試験に加え、強調試験として、温度80℃、湿度90%RHの恒温恒湿槽内に96時間保管した後の確認も行った。なお、評価方法は前記と同様である。
<実施例14〜実施例26及び比較例5〜比較例8>
前記実施例及び比較例の手法で得られた液晶配向処理剤(1)〜(16)のいずれかと、前記液晶組成物(A)〜(C)を用いて、前記手法で液晶表示素子の作製、光学特性(散乱特性と透明性)の評価、及び液晶層と液晶配向膜(液晶配向膜と電極)との密着性の評価を行った。
その際、実施例14〜実施例18、実施例26、比較例5、比較例6及び比較例8は、ガラス基板を用いて液晶表示素子の作製と各評価を行い、実施例19〜実施例25及び比較例7は、プラスチック基板を用いた。
更に、実施例14〜実施例16、実施例20及び実施例21における液晶層と液晶配向膜(液晶配向膜と電極)との密着性の評価では、前記標準試験とともに、強調試験として、温度80℃、湿度90%RHの恒温恒湿槽内に96時間保管した際の評価も行った(その他の条件は、前記条件と同様)。
*5:素子内に極少量の気泡が見られた。
*6:素子内に少量の気泡が見られた(*5よりも多い)。
*7:素子内に気泡が見られた(*6よりも多い)。
*8:素子内に多くの気泡が見られた(*7よりも多い)。
また、重合体にポリイミド系重合体を用いた場合において、そのポリマー末端がカルボン酸或いはジカルボン酸の構造であるもの、即ち、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分の重合反応の際、テトラカルボン酸成分の合計モル数が、ジアミン成分のモル数よりも大きいものは、ポリマー末端がアミノ基の構造のもの(前記重合体反応の際、テトラカルボン酸成分の合計モル数がジアミン成分のモル数よりも小さいもの)に比べて、強調試験における液晶表示素子内の気泡の発生が抑制された。具体的には、同一の条件での比較において、実施例14と実施例15との比較である。
更に、特定構造(1)のなかで、前記式[2−1]の構造を有する特定ジアミン(1)を用いた場合、前記式[2−2]の構造を有するジアミンに比べて、初期値に対する恒温恒湿槽保管後、及び紫外線照射後のHazeの変化が小さくなった。具体的には、同一の条件での比較において、実施例15と実施例26との比較である。
また、重合体に、特定構造(2)を有する特定ジアミン(2)を用いた場合、強調試験における液晶表示素子内の気泡の発生が抑制された。具体的には、同一の条件での比較において、実施例15と実施例16との比較である。
Claims (18)
- 電極を備えた一対の基板の間に配置した液晶及び重合性化合物を含む液晶組成物に対し、活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方を与えて硬化させた液晶層を有し、且つ、基板の少なくとも一方に液晶配向膜を備え、更に、電圧無印加時に透明状態となり、電圧印加時に散乱状態となる透過散乱型のリバース型液晶表示素子であって、
前記液晶配向膜が、下記(A)成分及び(B)成分を含む液晶配向処理剤から得られることを特徴とする液晶表示素子。
(A)成分:下記式[1]の基を有する化合物。
(B)成分:下記式[2−1]及び式[2−2]から選ばれる少なくとも1種の構造を有する重合体。
- 前記重合体が、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、セルロース及びポリシロキサンから選ばれる少なくとも1種である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
- 前記重合体が、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応で得られるポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドである請求項5に記載の液晶表示素子。
- 前記ジアミン成分が、前記式[2−1]及び式[2−2]から選ばれる少なくとも1種の構造を有するジアミンを含む請求項6に記載の液晶表示素子。
- 前記ジアミン成分が、下記式[3]の構造を有するジアミンを含む請求項6〜請求項8のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
- 前記ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応において、ジアミン成分の合計モル数を1.0にした際のテトラカルボン酸成分の合計モル数が1.05〜1.20である請求項6〜請求項11のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
- 前記液晶組成物が、下記式[5a]の化合物を含む請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
- 前記式[5a]の化合物が、下記式[5a−1]〜式[5a−11]から選ばれる少なくとも1種である請求項13に記載の液晶表示素子。
- 前記液晶配向処理剤が、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、シクロカーボネート基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基及び低級アルコキシアルキル基から選ばれる少なくとも1種を有する架橋性化合物をさらに含む、請求項1〜請求項14のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
- 前記液晶表示素子の基板が、ガラス基板又はプラスチック基板である請求項1〜請求項15のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の液晶表示素子に用いる液晶配向膜であり、前記(A)成分及び(B)成分を含む液晶配向処理剤から形成される液晶配向膜。
- 前記(A)成分及び(B)成分を含む、請求項17に記載の液晶配向膜を形成するための液晶配向処理剤。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019034307 | 2019-02-27 | ||
JP2019034307 | 2019-02-27 | ||
PCT/JP2020/007787 WO2020175561A1 (ja) | 2019-02-27 | 2020-02-26 | 液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020175561A1 true JPWO2020175561A1 (ja) | 2021-12-23 |
JP7424364B2 JP7424364B2 (ja) | 2024-01-30 |
Family
ID=72240052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021502323A Active JP7424364B2 (ja) | 2019-02-27 | 2020-02-26 | 液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7424364B2 (ja) |
KR (1) | KR20210130713A (ja) |
TW (1) | TW202101092A (ja) |
WO (1) | WO2020175561A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117280277A (zh) * | 2021-05-06 | 2023-12-22 | 日产化学株式会社 | 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件 |
CN117321795A (zh) | 2021-10-01 | 2023-12-29 | 株式会社Lg新能源 | 锂二次电池用正极活性材料的制备方法和由此制备的正极活性材料 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3597440A (en) * | 1968-12-18 | 1971-08-03 | M & T Chemicals Inc | Salts of isoperthiocyanic acid |
JPS6024457B2 (ja) * | 1979-04-28 | 1985-06-13 | 三菱製紙株式会社 | 写真乳剤の増感法 |
JP2885116B2 (ja) | 1994-07-05 | 1999-04-19 | 日本電気株式会社 | 液晶光学素子およびその製造方法 |
JP2000298266A (ja) * | 1997-12-17 | 2000-10-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子分散型液晶表示パネル及びその製造方法 |
JP4132424B2 (ja) | 1999-06-22 | 2008-08-13 | 旭硝子株式会社 | 液晶光学素子の製造方法 |
JP4213857B2 (ja) * | 2000-10-03 | 2009-01-21 | 新日本製鐵株式会社 | 表面被覆金属材料 |
-
2020
- 2020-02-26 TW TW109106264A patent/TW202101092A/zh unknown
- 2020-02-26 JP JP2021502323A patent/JP7424364B2/ja active Active
- 2020-02-26 KR KR1020217024942A patent/KR20210130713A/ko unknown
- 2020-02-26 WO PCT/JP2020/007787 patent/WO2020175561A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210130713A (ko) | 2021-11-01 |
CN113474723A (zh) | 2021-10-01 |
JP7424364B2 (ja) | 2024-01-30 |
TW202101092A (zh) | 2021-01-01 |
WO2020175561A1 (ja) | 2020-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6418317B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
WO2020184420A1 (ja) | 樹脂組成物、樹脂膜及び液晶表示素子 | |
KR102596591B1 (ko) | 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자 | |
CN107003571B (zh) | 液晶表示元件 | |
JP6409149B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
JP7424364B2 (ja) | 液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 | |
CN110945416B (zh) | 树脂组合物、树脂膜及液晶表示元件 | |
JP6406472B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
CN113474723B (zh) | 液晶取向处理剂、液晶取向膜以及液晶显示元件 | |
JP7424363B2 (ja) | 樹脂組成物、樹脂膜及び液晶表示素子 | |
WO2021065933A1 (ja) | 液晶調光素子 | |
JP7226429B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
JP7494837B2 (ja) | 樹脂組成物、樹脂膜及び液晶表示素子 | |
JP7494836B2 (ja) | 液晶表示素子及びその製造方法 | |
JPWO2020175518A1 (ja) | 液晶表示素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210617 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230112 |
|
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: 20231219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240101 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7424364 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |