KR101746042B1 - 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 중합체 조성물 - Google Patents

액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 중합체 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101746042B1
KR101746042B1 KR1020110025288A KR20110025288A KR101746042B1 KR 101746042 B1 KR101746042 B1 KR 101746042B1 KR 1020110025288 A KR1020110025288 A KR 1020110025288A KR 20110025288 A KR20110025288 A KR 20110025288A KR 101746042 B1 KR101746042 B1 KR 101746042B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
group
aligning agent
alignment film
crystal aligning
Prior art date
Application number
KR1020110025288A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110123202A (ko
Inventor
아츠시 바바
카츠히로 우치야마
Original Assignee
제이에스알 가부시끼가이샤
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 제이에스알 가부시끼가이샤 filed Critical 제이에스알 가부시끼가이샤
Publication of KR20110123202A publication Critical patent/KR20110123202A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101746042B1 publication Critical patent/KR101746042B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • C08G73/1085—Polyimides with diamino moieties or tetracarboxylic segments containing heterocyclic moieties
    • 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
    • C08L79/085—Unsaturated polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • 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
    • 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
    • G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
    • 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
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • 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
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/50—Physical properties
    • C08G2261/53—Physical properties liquid-crystalline

Landscapes

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

Abstract

(과제) 장시간 연속 구동한 경우라도, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막 및, 이 배향막을 형성하기 위한 재료로서 적합한 액정 배향제 및, 이 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
(해결 수단) 본 발명은 [A] 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체, 그리고 [B] 하기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 에폭시 화합물을 함유하는 액정 배향제이다.

Description

액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 중합체 조성물 {LIQUID CRYSTAL ALIGNING AGENT, LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND POLYMER COMPOSITION}
본 발명은, 액정 배향막의 형성 재료로서 적합한 액정 배향제, 이 액정 배향제로 형성되는 액정 배향막 및, 이 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
액정 표시 소자는, 소비 전력이 작고, 소형화 및 플랫화가 용이하다는 등의 이점을 갖고, 휴대 전화 등의 소형의 액정 표시 장치에서 액정 텔레비전 등의 대화면 액정 표시 장치까지 폭 넓게 이용되고 있다.
액정 표시 장치의 표시 모드로서는, 액정 분자의 배향 상태의 변화에 따라서, Twisted Nematic형(TN형), Super Twisted Nematic형(STN형), In-Plane　Switching형(IPS형), Vertical Alig㎚ent형(VA형) 등의 액정 셀을 갖는 액정 표시 소자가 알려져 있다. 어느 표시 모드에 있어서도, 액정 분자의 배향 상태는, 액정 배향막에서 제어되고 있는 점에서, 액정 배향막 및 이 액정 배향막의 재료가 되는 액정 배향제가 갖는 특성이, 액정 표시 소자의 특성의 발현에 영향을 준다.
이러한 액정 배향제의 재료로서, 예를 들면 특허문헌 1∼6에는, 폴리암산, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르 등의 수지 재료가 개시되어 있고, 특히 폴리암산 또는 폴리이미드를 재료로 하는 액정 배향제로 형성되는 액정 배향막은, 액정과의 친화성, 내열성, 기계적 강도 등이 우수하여, 많은 액정 표시 소자에 적용되고 있다.
그러나, 최근, 액정 표시 소자의 이용 범위가 확대되어, 장시간의 연속 구동에 있어서도 표시 품위가 저하되지 않는 액정 표시 소자가 요구되고 있는바, 종래의 폴리암산 또는 폴리이미드를 재료로 하는 액정 표시 소자에서는, 장시간의 연속 구동에 있어서 열이나 빛에 의해 액정 배향막이 열화되어, 전기적 특성의 악화, 액정 분자의 배향 불량 등이 발생할 우려가 있다. 이를 해결하기 위해, 다관능의 에폭시 화합물을 많이 포함한 액정 배향제를 이용하는 기술이 개발되어 있다(일본특허 제3799700호 공보, 일본공개특허공보 2008-299318호 참조).
한편, 액정 배향막의 제조 공정에 있어서 발생하는 도막의 핀홀, 도포 불균일 등의 결함을 포함한 기판은, 재이용을 위해 도막을 박리하는 경우(이하, 「리워크」라고 칭하는 경우가 있음)가 있고, 이러한 리워크에 있어서 기판으로부터의 액정 배향막의 박리성이 요구된다. 그러나, 전술의 다관능의 에폭시를 많이 포함한 액정 배향제를 이용하면, 베이킹시의 에폭시기의 가교 반응에 의해, 리워크시의 액정 배향막의 박리성이 저하될 우려가 있다.
이러한 상황에서, 장시간 연속 구동한 경우라도, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막의 개발이 요망되고 있다.
일본공개특허공보 평4-153622호 일본공개특허공보 소60-107020호 일본공개특허공보 소56-91277호 미국특허 제5,928,733호 공보 일본공개특허공보 소62-165628호 일본공개특허공보 평11-258605호 일본특허 제3799700호 공보 일본공개특허공보 2008-299318호
본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 장시간 연속 구동한 경우라도, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 그리고, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막 및, 이 배향막을 형성하기 위한 재료로서 적합한 액정 배향제 및, 이 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 발명은,
[A] 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체(이하, 중합체 [A]라고 칭하는 경우가 있음), 및
[B] 하기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 에폭시 화합물(이하, 에폭시 화합물 [B]라고 칭하는 경우가 있음)
을 함유하는 액정 배향제이다.
Figure 112011020918972-pat00001
(식 (I) 중, RA는 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알칸디일기이고; RB는 2가의 쇄상 탄화 수소기, 2가의 지환식 탄화 수소기, 2가의 방향족기, 2가의 복소환식기, 또는 이들을 조합한 기이고; n은 0 또는 1의 정수임).
당해 액정 배향제가, 특정 중합체 [A] 및 에폭시 화합물 [B]를 함유함으로써, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다.
상기식 (I)이, 하기식 (I-1) 및 식 (I-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
Figure 112011020918972-pat00002
(식 (I-1) 및 식 (I-2) 중, RA는 상기식 (I)과 동일한 의미이고; R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, -O-, -COO-, -OCO-를 포함하고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기이고; 또한, R1과 R2가, 또는 R1과 R2와 R3이, 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 환 구조를 형성해도 좋고; n은 0 또는 1의 정수임).
상기식 (I)을 특정 화합물로 함으로써, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 보다 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 보다 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다.
상기 중합체 [A]가, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 3,5,6-트리카복시-2-카복시메틸노르보르난-2:3,5:6-2무수물, 2,4,6,8-테트라카복시바이사이클로[3.3.0]옥탄-2:4,6:8-2무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 테트라카본산 2무수물을 이용하여 합성되는 폴리암산 및, 이 폴리암산을 탈수 폐환하여 이루어지는 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 테트라카본산 2무수물로서, 이러한 특정 화합물을 이용하여 합성되는 중합체 [A]를 이용함으로써 소망하는 특성을 보다 발현한다.
상기식 (I)의 RA가 메탄디일기인 것이 바람직하다. 또한, 상기식 (I-1) 및 식 (I-2)에 있어서, R1과 R2가 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 벤젠환을 형성하는 것이 바람직하다. 에폭시 화합물 [B]가 상기의 특정 구조를 가짐으로써, 전기적 특성 및 리워크에 있어서의 박리성을 보다 향상할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 소자는, 당해 액정 배향제로 형성되는 액정 배향막을 구비한다. 당해 액정 표시 소자는, 여러 가지의 장치에 적합하게 적용할 수 있으며, 예를 들면 시계, 휴대형 게임, 워드프로세서, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카 내비게이션 시스템, 캠코더, 휴대 정보 단말, 디지털 카메라, 휴대 전화, 각종 모니터, 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 이용된다.
[A] 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체, 및
[B] 하기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 에폭시 화합물
을 함유하는 중합체 조성물:
Figure 112011020918972-pat00003
(식 (I) 중, RA는 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알칸디일기이고; RB는 2가의 쇄상 탄화 수소기, 2가의 지환식 탄화 수소기, 2가의 방향족기, 2가의 복소환식기, 또는 이들을 조합한 기이고; n은 0 또는 1의 정수임).
당해 중합체 조성물은, 액정 배향막을 형성하기 위한 액정 배향제 등의 성분으로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 당해 중합체 조성물로 형성된 막은, 전자 재료용 절연막으로서 사용할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다. 당해 액정 표시 소자는, 여러 가지의 장치에 적합하게 적용할 수 있으며, 예를 들면 시계, 휴대형 게임, 워드프로세서, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카 내비게이션 시스템, 캠코더, 휴대 정보 단말, 디지털 카메라, 휴대 전화, 각종 모니터, 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 이용된다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상술한다.
＜액정 배향제＞
본 발명의 액정 배향제는, 중합체 [A] 및 에폭시 화합물 [B]를 함유한다. 당해 액정 배향제가, 특정 중합체 [A] 및 에폭시 화합물 [B]를 함유함으로써, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다. 또한, 당해 액정 배향제는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 임의 성분을 함유해도 좋다. 이하, 중합체 [A], 에폭시 화합물 [B] 및 임의 성분에 대해서 상술한다.
＜중합체 [A]＞
본 발명의 액정 배향제에 함유되는 중합체 [A]는, 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체이다. 이하, 폴리암산 및 폴리이미드에 대해서 상술한다.
[폴리암산]
폴리암산은, 테트라카본산 2무수물과 디아민 화합물을 반응시킴으로써 얻어진다.
테트라카본산 2무수물로서는, 예를 들면 지방족 테트라카본산 2무수물, 지환식 테트라카본산 2무수물, 방향족 테트라카본산 2무수물 등을 들 수 있다. 이들 외에, 일본특허출원 2009-157556호에 기재된 테트라카본산 2무수물을 이용할 수 있다. 이들 테트라카본산 2무수물은, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
지방족 테트라카본산 2무수물로서는, 예를 들면 부탄테트라카본산 2무수물 등을 들 수 있다.
지환식 테트라카본산 2무수물로서는, 예를 들면 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-8-메틸-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 3-옥사바이사이클로[3.2.1]옥탄-2,4-디온-6-스피로-3'-(테트라하이드로푸란-2',5'-디온), 5-(2,5-디옥소테트라하이드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-사이클로헥센-1,2-디카본산 무수물, 3,5,6-트리카복시-2-카복시메틸노르보르난-2:3,5:6-2무수물, 2,4,6,8-테트라카복시바이사이클로[3.3.0]옥탄-2:4,6:8-2무수물, 4,9-디옥사트리사이클로[5.3.1.02,6]운데칸-3,5,8,10-테트라온 등을 들 수 있다.
방향족 테트라카본산 2무수물로서는, 예를 들면 피로멜리트산 2무수물 등을 들 수 있다.
이들 테트라카본산 2무수물 중 지환식 테트라카본산 2무수물, 방향족 테트라카본산 2무수물이 바람직하고, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 3,5,6-트리카복시-2-카복시메틸노르보르난-2:3,5:6-2무수물, 2,4,6,8-테트라카복시바이사이클로[3.3.0]옥탄-2:4,6:8-2무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-8-메틸-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물, 피로멜리트산 2무수물이 보다 바람직하고, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물이 특히 바람직하다. 테트라카본산 2무수물로서, 이러한 특정 화합물을 이용하여 합성되는 중합체 [A]를 이용함으로써 소망하는 특성을 보다 발현한다.
바람직한 테트라카본산 2무수물의 사용량으로서는, 전체 테트라카본산 2무수물에 대하여, 10몰％ 이상이 바람직하고, 20몰％ 이상이 보다 바람직하고, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-8-메틸-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상만을 사용하는 것이, 특히 바람직하다.
디아민 화합물로서는, 예를 들면 지방족 디아민, 지환식 디아민, 디아미노오르가노실록산, 방향족 디아민 등을 들 수 있다. 이들 외에, 일본특허출원 2009-157556호에 기재된 디아민 화합물을 이용할 수 있다. 이들 디아민 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
지방족 디아민으로서는, 예를 들면, 1,3-프로판디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등을 들 수 있다.
지환식 디아민으로서는, 예를 들면 1,4-디아미노사이클로헥산, 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실아민), 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥산 등을 들 수 있다.
디아미노오르가노실록산으로서는, 예를 들면 1,3-비스(3-아미노프로필)-테트라메틸디실록산 등을 들 수 있다.
방향족 디아민으로서는, 예를 들면 p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 1,5-디아미노나프탈렌, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-비스(트리플루오로메틸)비페닐, 2,7-디아미노플루오렌, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-(p-페닐렌디이소프로필리덴)비스아닐린, 4,4'-(m-페닐렌디이소프로필리덴)비스아닐린, 1,4-비스(4-아미노페녹시) 벤젠, 3,4-디아미노피리딘, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 3,6-디아미노카르바졸, 2,6-디아미노피리딘, 2,4-디아미노피리미딘, 3,6-디아미노아크리딘, N-메틸-3,6-디아미노카르바졸, N-에틸-3,6-디아미노카르바졸, 1,4-비스-(4-아미노페닐)-피페라진, 3,5-디아미노벤조산, N-페닐-3,6-디아미노카르바졸, N,N'-비스(4-아미노페닐)-벤지딘, N,N'-비스(4-아미노페닐)-N,N'-디메틸벤지딘, 도데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 테트라데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 펜타데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 헥사데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 옥타데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 도데칸옥시-2,5-디아미노벤젠, 테트라데칸옥시-2,5-디아미노벤젠, 펜타데칸옥시-2,5-디아미노벤젠, 헥사데칸옥시-2,5-디아미노벤젠, 옥타데칸옥시-2,5-디아미노벤젠, 콜레스타닐옥시-3,5-디아미노벤젠, 콜레스테닐옥시-3,5-디아미노벤젠, 콜레스타닐옥시-2,4-디아미노벤젠, 콜레스테닐옥시-2,4-디아미노벤젠, 3,5-디아미노벤조산 콜레스타닐, 3,5-디아미노벤조산 콜레스테닐, 3,5-디아미노벤조산 라노스타닐, 3,6-비스(4-아미노 벤조일옥시)콜레스탄, 3,6-비스(4-아미노페녹시)콜레스탄, 4-(4'-트리플루오로메톡시벤조일옥시)사이클로헥실-3,5-디아미노벤조에이트, 4-(4'-트리플루오로메틸벤조일옥시)사이클로헥실-3,5-디아미노벤조에이트, 1,1-비스(4-((아미노페닐)메틸)페닐)-4-부틸사이클로헥산, 1,1-비스(4-((아미노페닐)메틸)페닐)-4-헵틸사이클로헥산, 1,1-비스(4-((아미노페녹시)메틸)페닐)-4-헵틸사이클로헥산, 1,1-비스(4-((아미노페닐)메틸)페닐)-4-(4-헵틸사이클로헥실)사이클로헥산, 2,4-디아미노-N,N-디아릴아닐린, 4-아미노벤질아민, 3-아미노벤질아민 및 하기식 (1)로 나타나는 디아민 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112011020918972-pat00004
(식 (1) 중, X는 탄소수 1∼3의 알칸디일기, -O-, -COO- 또는 -OCO-이고; a는 0 또는 1이고; b는 0∼2의 정수이고; c는 1∼20의 정수임).
상기식 (1)에 있어서, CcH2c ＋1기로서는, 예를 들면 직쇄상 또는 분기상의, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 에이코실기 등을 들 수 있다.
상기식 (1)로 나타나는 디아민 화합물로서는, 예를 들면 하기식 (1-1)∼(1-5)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112011020918972-pat00005
상기식 (1)에 있어서, a 및 b는 동시에 0이 되지 않는 것이 바람직하다.
이들 디아민 화합물 중, 방향족 디아민, 디아미노오르가노실록산이 바람직하고, p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,6-비스(4-아미노벤조일옥시)콜레스탄, 3,5-디아미노벤조산 콜레스타닐, 콜레스타닐옥시-2,4-디아미노벤젠, 1,3-비스(3-아미노프로필)-테트라메틸디실록산이 보다 바람직하다.
[폴리암산의 합성]
폴리암산의 합성 반응에 제공되는 테트라카본산 2무수물과 디아민 화합물의 사용 비율로서는, 디아민 화합물에 포함되는 아미노기 1당량에 대하여, 테트라카본산 2무수물의 산 무수물기가 0.2당량∼2당량이 바람직하고, 0.3당량∼1.2당량이 보다 바람직하다.
폴리암산의 합성 반응은, 유기 용매 중에 있어서 행하는 것이 바람직하다. 반응 온도로서는, -20℃∼150℃가 바람직하고, 0℃∼100℃가 보다 바람직하다. 반응 시간으로서는, 0.1시간∼24시간이 바람직하고, 0.5시간∼12시간이 보다 바람직하다.
유기 용매로서는, 합성되는 폴리암산을 용해할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 비(非)프로톤성 극성 용매, 페놀 및 그 유도체, 알코올류, 에테르류, 할로겐화 탄화 수소류, 탄화 수소류 등을 들 수 있다. 이들 유기 용매는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용해도 좋다.
비프로톤성 극성 용매로서는, 예를 들면 아미드류, 케톤류, 에스테르류, 그 외의 비프로톤성 극성 용매를 들 수 있다.
아미드류로서는, 예를 들면 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등을 들 수 있다.
케톤류로서는, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논 등을 들 수 있다.
에스테르류로서는, 예를 들면 락트산 에틸, 락트산 부틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 옥살산 디에틸, 말론산 디에틸, γ-부티로락톤, 이소아밀프로피오네이트, 이소 아밀이소부틸레이트 등을 들 수 있다.
그 외의 비프로톤성 극성 용매로서는, 예를 들면 디메틸술폭사이드, 테트라메틸우레아, 헥사메틸포스포르트리아미드 등을 들 수 있다.
페놀 유도체로서는, 예를 들면 m-크레졸, 자일레놀, 할로겐화 페놀 등을 들 수 있다.
알코올류로서는, 예를 들면 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 사이클로헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등을 들 수 있다.
에테르류로서는, 예를 들면, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜-디-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-디-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-디-n-부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 테트라하이드로푸란, 디이소펜틸에테르 등을 들 수 있다.
할로겐화 탄화 수소류로서는, 예를 들면 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,4-디클로로부탄, 트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등을 들 수 있다.
탄화 수소류로서는, 예를 들면 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 들 수 있다.
이들 유기 용매 중, 비프로톤성 극성 용매가 바람직하고, NMP, γ-부티로락톤이 보다 바람직하다.
유기 용매의 사용량(a)으로서는, 테트라카본산 2무수물 및 디아민 화합물의 총량(b)과 유기 용매의 사용량(a)의 합계(a＋b)에 대하여, 0.1질량％∼50질량％가 바람직하다.
반응 후에 얻어지는 폴리암산 용액은, 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 반응 용액 중에 포함되는 폴리암산을 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 단리한 폴리암산을 정제한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. 폴리암산의 단리 방법으로서는, 예를 들면 반응 용액을 대량의 빈(貧)용매 중에 부어 얻어지는 석출물을 감압하 건조하는 방법, 반응 용액을 이배퍼레이터로 감압 증류 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 폴리암산의 정제 방법으로서는, 단리한 폴리암산을 재차 유기 용매에 용해하고, 빈용매로 석출시키는 방법, 이배퍼레이터로 유기 용매 등을 감압 증류 제거하는 공정을 1회 또는 복수회 행하는 방법을 들 수 있다.
폴리암산을 합성할 때에 있어서, 테트라카본산 2무수물 및 디아민 화합물과 함께, 적당한 분자량 조절제를 사용하여 말단 수식형의 중합체를 합성해도 좋다. 이러한 말단 수식형의 중합체로 함으로써, 본 발명의 효과를 손상시키는 일 없이 액정 배향제의 도포성(인쇄성)을 보다 향상할 수 있다.
분자량 조절제로서는, 예를 들면 산 1무수물, 모노아민 화합물, 모노이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.
산 1무수물로서는, 예를 들면 무수 말레산, 무수 프탈산, 무수 이타콘산, n-데실숙신산 무수물, n-도데실숙신산 무수물, n-테트라데실숙신산 무수물, n-헥사데실숙신산 무수물 등을 들 수 있다.
모노아민 화합물로서는, 예를 들면 아닐린, 사이클로헥실아민, n-부틸아민, n-펜틸아민, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민 등을 들 수 있다.
모노 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들면 페닐이소시아네이트, 나프틸이소시아네이트 등을 들 수 있다.
분자량 조절제의 사용 비율로서는, 테트라카본산 2무수물 및 디아민의 합계 100질량부에 대하여, 20질량부 이하가 바람직하고, 10질량부 이하가 보다 바람직하다.
[폴리이미드]
폴리이미드는, 상기 폴리암산이 갖는 암산 구조를 탈수 폐환하여 이미드화함으로써 제조할 수 있다.
폴리이미드는, 그 전구체인 폴리암산이 갖고 있는 암산 구조의 전부를 탈수 폐환한 완전 이미드화물이라도 좋고, 암산 구조의 일부만을 탈수 폐환하여, 암산 구조와 이미드환 구조가 병존하고 있는 부분 이미드화물이라도 좋다. 여기에서 이미드환의 일부는, 이소이미드환이라도 좋다.
폴리이미드의 이미드화율은, 30％ 이상이 바람직하고, 40％∼99％가 보다 바람직하다. 이미드화율이란, 폴리이미드의 암산 구조의 수와 이미드환 구조의 수와의 합계에 대한 이미드환 구조의 수가 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 것이다. 또한, 이미드화율은, 폴리이미드의 용액을 순수에 투입하여, 얻어진 침전물을 실온에서 감압 건조한 후, 중수소화 디메틸술폭사이드에 용해시키고, 테트라메틸실란을 기준 물질로 하여 실온에서 1H-NMR을 측정하여 얻어진 1H-NMR 스펙트럼으로부터 하기식 (2)로 나타나는 식에 의해 구했다.
이미드화율(％)＝{1-(A1/A2)×α}×100　　　　　　　(2)
(식 (2) 중, A1은 NH기의 프로톤 유래의 피크 면적(10ppm)이고, A2는 그 외의 프로톤 유래의 피크 면적이고, α는 폴리암산에 있어서의 NH기의 프로톤 1개에 대한 그 외의 프로톤의 개수 비율임).
폴리이미드의 합성 방법으로서는, 예를 들면 (i) 폴리암산을 가열하는 방법, (ii) 폴리암산을 유기 용매에 용해하고, 이 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하여, 필요에 따라서 가열하는 방법(이하, 「방법 (ii)」라고 칭하는 경우가 있음) 등의 폴리암산의 탈수 폐환 반응에 의한 방법을 들 수 있다. 이들 중, 방법 (ii)가 바람직하다.
방법 (ii)에 있어서의 탈수제로서는, 예를 들면 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 트리플루오로아세트산 등의 산 무수물을 들 수 있다.
탈수제의 사용량으로서는, 소망하는 이미드화율에 따라 적절히 선택되지만, 폴리암산의 암산 구조 1몰에 대하여 0.01몰∼20몰이 바람직하다.
방법 (ii)에 있어서의 탈수 폐환 촉매로서는, 예를 들면 피리딘, 콜리딘, 루티딘, 트리에틸아민 등의 3급 아민을 들 수 있다.
탈수 폐환 촉매의 사용량으로서는, 함유하는 탈수제 1몰에 대하여 0.01몰∼10몰이 바람직하다.
방법 (ii)에 이용되는 유기 용매로서는, 예를 들면 폴리암산의 합성에 이용되는 것으로서 예시한 유기 용매와 동일한 유기 용매 등을 들 수 있다.
방법 (ii)에 있어서의 반응 온도로서는, 0℃∼180℃가 바람직하고, 10℃∼150℃가 보다 바람직하다. 반응 시간으로서는, 1.0시간∼120시간이 바람직하고, 2.0시간∼30시간이 보다 바람직하다. 반응 조건을 상기 범위로 함으로써, 탈수 폐환 반응이 충분히 진행되고, 또한, 얻어지는 폴리이미드의 분자량을 적절한 것으로 할 수 있다.
방법 (ii)에 있어서는, 폴리이미드를 함유하는 반응 용액이 얻어진다. 이 반응 용액을 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 반응 용액으로부터 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 제거한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 폴리이미드를 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 또는 단리한 폴리이미드를 정제한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. 반응 용액으로부터 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 제거하는 방법으로서는 공지의 방법에 따라 행할 수 있으며, 예를 들면 폴리암산의 단리 방법 및 정제 방법으로서 예시한 것과 동일한 방법 등을 들 수 있다.
이상과 같이 하여 얻어지는 중합체 [A]의 농도 10질량％ 용액에 있어서의 용액 점도로서는, 20mPa·s∼800mPa·s가 바람직하고, 30mPa·s∼500mPa·s가 보다 바람직하다. 중합체의 용액 점도(mPa·s)는, γ-부티로락톤 또는 NMP를 이용하여 조제한 농도 10질량％의 중합체 용액에 대해서, E형 회전 점도계를 이용하여 25℃에서 측정한 값이다.
＜에폭시 화합물 [B]＞
본 발명의 액정 배향제에 함유되는 에폭시 화합물 [B]는, 상기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 에폭시 화합물이다.
상기식 (I) 중, RA는 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알칸디일기이다. RB는 2가의 쇄상 탄화 수소기, 2가의 지환식 탄화 수소기, 2가의 방향족기, 2가의 복소환식기, 또는 이들을 조합한 기이다. n은 0 또는 1의 정수이다.
탄소수 1∼4의 알칸디일기로서는, 예를 들면 메탄디일기, 에탄디일기, 프로판디일기, 부탄디일기 등을 들 수 있다. 이들 중 단결합 또는 메탄디일기가 바람직하다.
상기식 (I)은, 상기식 (I-1) 및 식 (I-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 상기식 (I)을 특정 화합물로 함으로써, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 보다 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 보다 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다.
상기식 (I-1) 및 식 (I-2) 중, RA는 상기식 (I)과 동일한 의미이다. R1, R2및 R3은, 각각 독립적으로, -O-, -COO-, -OCO-를 포함하고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기이다. 또한, R1과 R2가, 또는 R1과 R2와 R3이, 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 환 구조를 형성해도 좋다. n은 0 또는 1의 정수이다.
탄소수 1∼20의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 라우릴기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 에이코실기 등을 들 수 있다. 이들 중, 메틸기, 에틸기, 프로필기가 바람직하다.
또한, 상기식 (I-1) 및 (I-2)에 있어서의 R1, R2 및 R3은, R1과 R2가, 또는 R1과 R2와 R3이, 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 환 구조를 형성해도 좋다. 환 구조로서는, 방향환, 지방족환, 복소환, 축합환 및, 이들을 조합한 환을 들 수 있다. 이들 중, 방향환이 바람직하고, 벤젠환, 나프탈렌환이 보다 바람직하다.
치환되어 있어도 좋은 환 구조가 갖는 치환기로서는, 예를 들면 할로겐 원자, 수산기, 니트로기, 시아노기, 알킬기, 카복실기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아실기, 아실록시기, 알콕시카보닐기, 시아노알킬기, 할로알킬기 등을 들 수 있다. 이들 중, 할로겐 원자, 알킬기, 시아노알킬기, 알콕시기가 바람직하고, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 메틸기, 시아노메틸기, 메톡시기가 보다 바람직하다.
상기식 (I-1) 및 (I-2)에 있어서의 n은, 0 또는 1의 정수이다. n은 0이 바람직하다.
상기식 (I)의 RA가 메탄디일기인 것이 바람직하다. 또한, 상기식 (I-1) 및 식 (I-2)에 있어서, R1과 R2가 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 벤젠환을 형성하는 것이 특히 바람직하다. 에폭시 화합물 [B]가 상기의 특정 구조를 가짐으로써, 전기적 특성 및 리워크에 있어서의 박리성을 보다 향상할 수 있다.
상기식 (I-1) 및 (I-2)로 나타나는 화합물로서는, 예를 들면 하기식 (I-1-1)∼(I-1-16) 및, (I-2-1)∼(I-2-14)로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112011020918972-pat00006
Figure 112011020918972-pat00007
상기식 (I-1-1)∼(I-1-16) 및, (I-2-1)∼(I-2-14) 중, (I-1-1), (I-1-4), (I-1-15), (I-1-16), (I-2-6)이 특히 바람직하고, (I-1-4), (I-2-6)이 가장 바람직하다.
또한, 식 (I) 중의 에폭시기는, 치환되어 있어도 좋다. 치환기로서는, 예를 들면 할로겐 원자, 수산기, 니트로기, 시아노기, 알킬기, 카복실기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아실기, 아실록시기, 알콕시카보닐기, 시아노알킬기, 할로 알킬기 등을 들 수 있다.
이러한 에폭시 화합물 [B]의 합성 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 방법을 조합하여 행할 수 있다. 또한, 시판품을 이용할 수도 있다.
에폭시 화합물 [B]의 함유 비율로서는, 중합체 [A] 100질량부에 대하여, 0.1질량부∼50질량부가 바람직하고, 1질량부∼40질량부가 보다 바람직하고, 3질량부∼30질량부가 특히 바람직하다. 에폭시 화합물 [B]의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써 장시간 구동한 경우라도 전기적 특성의 악화가 작아 표시 품위가 높은 액정 표시 소자를 형성하는 액정 배향막을 부여할 수 있음과 함께, 또한, 형성되는 막의 리워크에 있어서의 박리성이 양호한 액정 배향제를 제공할 수 있다.
＜임의 성분＞
임의 성분으로서는, 예를 들면 관능성 실란 화합물 등을 들 수 있다.
[관능성 실란 화합물]
관능성 실란 화합물은, 형성되는 액정 배향막의 기판 표면에 대한 접착성을 향상시키는 목적으로 사용할 수 있다.
관능성 실란 화합물로서는, 예를 들면 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 2-아미노프로필트리메톡시실란, 2-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, N-에톡시카보닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-에톡시카보닐-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-트리에톡시실릴프로필트리에틸렌트리아민, N-트리메톡시실릴프로필트리에틸렌트리아민, 10-트리메톡시실릴-1,4,7-트리아자데칸, 10-트리에톡시실릴-1,4,7-트리아자데칸, 9-트리메톡시실릴-3,6-디아자노닐아세테이트, 9-트리에톡시실릴-3,6-디아자노닐아세테이트, N-벤질-3-아미노프로필트리메톡시실란, 9-트리메톡시실릴-3,6-디아자노난산 메틸, 9-트리에톡시실릴-3,6-디아자노난산 메틸, N-벤질-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리에톡시실란, 글리시독시메틸트리메톡시실란, 글리시독시메틸트리에톡시실란, 2-글리시독시에틸트리메톡시실란, 2-글리시독시에틸트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
관능성 실란 화합물의 사용 비율로서는, 중합체 [A] 100질량부에 대하여, 2질량부 이하가 바람직하고, 0.02질량부∼0.2질량부가 보다 바람직하다.
＜액정 배향제의 조제 방법＞
당해 액정 배향제는, 전술한 대로, 중합체 [A] 및 에폭시 화합물 [B]를 함유 하고, 필요에 따라서 임의 성분을 함유하는 것이지만, 바람직하게는 각 성분이 유기 용매에 용해된 조성물로서 조제된다.
유기 용매로서는, 예를 들면 NMP, γ-부티로락톤, γ-부티로락탐, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 락트산 부틸, 아세트산 부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-n-부틸에테르(부틸셀로솔브), 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디이소부틸케톤, 이소아밀프로피오네이트, 이소아밀이소부틸레이트, 디이소펜틸에테르, 에틸렌카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 이들 유기 용매는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용해도 좋다.
본 발명의 액정 배향제의 고형분 농도, 즉 액정 배향제 중의 용매 이외의 전체 성분의 질량이 액정 배향제의 전체 질량에서 차지하는 비율로서는, 점성, 휘발성 등을 고려하여 선택되지만, 1질량％∼10질량％가 바람직하다. 고형분 농도가 1질량％ 미만에서는, 당해 액정 배향제로 형성되는 액정 배향막의 막두께가 과소하게 되어 양호한 액정 배향막을 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 고형분 농도가 10질량％를 초과하면, 도막의 막두께가 과대하게 되어 양호한 액정 배향막을 얻을 수 없는 경우가 있고, 또한, 액정 배향제의 점성이 증대하여 도포 특성이 부족한 경우가 있다. 바람직하게는 고형분 농도의 범위로서는, 기판에 액정 배향제를 도포할 때에 채용하는 방법에 따라 상이하다. 예를 들면 스피너법에 의한 경우의 고형분 농도로서는, 1.5질량％∼4.5질량％가 바람직하다. 인쇄법에서는, 고형분 농도를 3질량％∼9질량％로 하고, 그에 따라 용액 점도를 12mPa·s∼50mPa·s로 하는 것이 바람직하다. 잉크젯법에 의한 경우, 고형분 농도를 1질량％∼5질량％의 범위로 하고, 그에 따라 용액 점도를 3mPa·s∼15mPa·s의 범위로 하는 것이 바람직하다.
당해 액정 배향제를 조제할 때의 온도로서는, 10℃∼50℃가 바람직하고, 20℃∼30℃가 보다 바람직하다.
＜액정 배향막＞
본 발명의 액정 배향막은, 당해 액정 배향제로 형성된다. 따라서, 당해 액정 배향막은, 전기적 특성의 악화 등에 의한 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 용이하다.
＜액정 배향막의 형성 방법＞
본 발명의 액정 배향막은, 기판 상에 당해 액정 배향제를 도포하고, 이어서 도포면을 가열함으로써 기판 상에 도막을 형성하여, 소망하는 표시 모드에 따라서는 추가로 러빙 처리를 시행함으로써 형성할 수 있다.
표시 모드가 TN형, STN형 또는 VA형의 액정 표시 소자를 제조하는 경우, 패터닝된 투명 도전막이 형성되어 있는 기판 2매를 한 쌍으로 하고, 그 각 투명성 도전막 형성면 상에, 당해 액정 배향제를, 바람직하게는 오프셋 인쇄법, 스핀 코팅법 또는 잉크젯법에 의해 도포하고, 이어서, 각 도포면을 가열함으로써 도막을 형성한다.
기판으로서는, 예를 들면 플로트 유리, 소다 유리 등의 유리 기재, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴레에테르술폰, 폴리카보네이트(지환식 올레핀) 등의 플라스틱 기재를 포함하는 투명 기판 등을 들 수 있다.
기판의 일면에 형성되는 투명 도전막으로서는, 산화 주석(SnO2)으로 이루어지는 NESA막(미국 PPG사 등록상표), 산화 인듐-산화 주석(In2O3 -SnO2)으로 이루어지는 ITO막 등을 들 수 있다.
패터닝된 투명 도전막을 얻는 방법으로서는, 예를 들면 패턴없는 투명 도전막을 형성한 후 포토·에칭에 의해 패턴을 형성하는 방법, 투명 도전막을 형성할 때에 소망하는 패턴을 갖는 마스크를 이용하는 방법 등을 들 수 있다. 액정 배향제의 도포 시에 있어서, 기판 표면 및 투명 도전막과 도막과의 접착성을 더욱 양호하게 하기 위해, 기판 표면의 도막을 형성하는 면에, 관능성 실란 화합물, 관능성 티탄 화합물 등을 미리 도포하는 전(前) 처리를 시행해 두어도 좋다.
당해 액정 배향제를 도포한 후, 액 흐름 방지 등의 목적으로, 바람직하게는 예비 가열(프리베이킹)이 실시된다. 프리베이킹의 온도로서는, 30℃∼200℃가 바람직하고, 40℃∼150℃가 보다 바람직하고, 40℃∼100℃가 특히 바람직하다. 프리베이킹의 시간으로서는 0.25분∼10분이 바람직하고, 0.5분∼5분이 보다 바람직하다.
다음으로, 용매를 완전히 제거하고, 필요에 따라서 폴리암산을 열이미드화하는 것을 목적으로 하여 소성(포스트베이킹)이 실시된다. 포스트베이킹의 온도로서는, 80℃∼300℃가 바람직하고, 120℃∼250℃가 보다 바람직하다. 포스트베이킹의 시간으로서는, 5분∼200분이 바람직하고, 10분∼100분이 보다 바람직하다.
이와 같이 하여, 형성되는 도막의 막두께는, 10㎚∼500㎚가 바람직하고, 10 nm∼200㎚가 보다 바람직하다.
표시 모드가 IPS형의 액정 표시 소자를 제조하는 경우, 빗살형으로 패터닝된 투명 도전막이 형성되어 있는 기판의 도전막 형성면과, 도전막이 형성되어 있지 않은 대향 기판의 일면에, 당해 액정 배향제를 바람직하게는 오프셋 인쇄법, 스피너법 또는 잉크젯법에 의해 도포하고, 이어서 각 도포면을 가열함으로써 도막을 형성한다. 기판의 재질, 투명 도전막의 재질, 투명 도전막의 패터닝 방법, 기판의 전 처리 및, 액정 배향제를 도포한 후의 가열 방법, 형성되는 도막의 바람직한 막두께는, 표시 모드가 TN형, STN형 또는 VA형의 액정 표시 소자를 제조하는 경우에 예를 든 것과 동일하다.
표시 모드가 VA형의 액정 표시 소자인 경우에는, 상기와 같이 하여 형성되는 도막을 그대로 액정 배향막으로서 사용할 수 있지만, 소망에 따라서 후술하는 러빙 처리를 행한 후에 사용에 제공해도 좋다.
표시 모드가 VA형 이외의 액정 표시 소자를 제조하는 경우에는, 상기와 같이 하여 형성된 도막에 러빙 처리를 시행함으로써 액정 배향막으로 한다. 러빙 처리는, 상기와 같이 하여 형성되는 도막면에 대하여, 예를 들면 나일론, 레이온, 코튼 등의 섬유로 이루어지는 천을 감은 롤로 일정 방향으로 문지름으로써 행할 수 있다. 이에 따라, 액정 분자의 배향능이 도막에 부여되어 액정 배향막이 된다.
또한, 상기와 같이 하여 형성되는 액정 배향막에 대하여, 예를 들면 일본공개특허공보 평6-222366호나 일본공개특허공보 평6-281937호에 나타나 있는 바와 같은 액정 배향막의 일부에 자외선을 조사함으로써 액정 배향막의 일부 영역의 프리틸트각을 변화시키는 처리나, 일본공개특허공보 평5-107544호에 나타나 있는 바와 같은 액정 배향막 표면의 일부에 레지스트막을 형성한 후에 앞선 러빙 처리와 상이한 방향으로 러빙 처리를 행한 후에 레지스트막을 제거하는 처리를 행하여, 액정 배향막이 영역마다 상이한 액정 배향능을 가지도록 함으로써 얻어지는 액정 표시 소자의 시계(視界) 특성을 개선할 수 있다.
＜액정 표시 소자＞
본 발명의 액정 표시 소자는, 당해 액정 배향막을 구비한다. 당해 액정 표시 소자는, 여러 가지의 장치에 적합하게 적용할 수 있으며, 예를 들면 시계, 휴대형 게임, 워드프로세서, 노트형 컴퓨터, 카 내비게이션 시스템, 캠코더, 휴대 정보 단말, 디지털 카메라, 휴대 전화, 각종 모니터, 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 이용된다.
＜액정 표시 소자의 형성 방법＞
　본 발명의 액정 표시 소자는, 예를 들면 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 당해 액정 배향막이 형성된 기판을 2매 준비하고, 대향 배치한 2매의 기판 간에 액정을 배치함으로써, 액정 셀을 제조한다. 여기에서, 도막에 대하여 러빙 처리를 행한 경우에는, 2매의 기판은, 각 도막에 있어서의 러빙 방향이 서로 소정의 각도, 예를 들면 직교 또는 역평행이 되도록 대향 배치된다. 액정 셀을 제조하려면, 예를 들면 이하의 2개의 방법을 들 수 있다.
제1 방법으로서는, 종래부터 알려져 있는 방법으로서, 우선, 각각의 액정 배향막이 대향하도록 간극(이하, 「셀 갭」이라고 칭하는 경우가 있음)을 개재하여 2매의 기판을 대향 배치하고, 2매의 기판의 주변부를 시일제를 이용하여 접합하고, 기판 표면 및 시일제에 의해 구획된 셀 갭 내에 액정을 주입 충전한 후, 주입공을 봉지함으로써, 액정 셀을 제조할 수 있다.
제2 방법으로서는, ODF(One　Drop　Fill) 방식이라고 불리는 수법으로서, 액정 배향막을 형성한 2매의 기판 중 한쪽의 기판 상의 소정의 장소에, 예를 들면 자외광 경화성의 시일제를 도포하고, 추가로 액정 배향막면 상에 액정을 적하한 후, 액정 배향막이 대항하도록 다른 한쪽의 기판을 접합하고, 이어서 기판의 전체 면에 자외광을 조사하여 시일제를 경화함으로써, 액정 셀을 제조할 수 있다.
어느 방법에 의한 경우라도, 상기와 같이 하여 제조한 액정 셀에 대해서, 추가로, 이용한 액정이 등방상(等方相)을 취하는 온도까지 가열한 후, 실온까지 서서히 냉각함으로써, 액정 주입시의 유동 배향을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 액정 셀의 외측 표면에 편광판을 접합함으로써, 당해 액정 표시 소자가 얻어진다.
시일제로서는, 예를 들면, 스페이서로서의 산화 알루미늄구(球) 및 경화제를 함유하는 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
액정으로서는, 예를 들면 네마틱형 액정, 스멕틱형 액정 등을 들 수 있다. 이들 중 네마틱형 액정이 바람직하다. VA형 액정 셀의 경우, 부(負)의 유전 이방성을 갖는 네마틱형 액정이 바람직하다. 이러한 액정으로서는, 예를 들면 디시아노벤젠계 액정, 피리다진계 액정, 시프 베이스계 액정, 아족시계 액정, 비페닐계 액정, 페닐사이클로헥산계 액정 등을 들 수 있다. TN형 액정 셀 또는 STN형 액정 셀의 경우, 정(正)의 유전 이방성을 갖는 네마틱형 액정이 바람직하다. 이러한 액정으로서는 예를 들면 비페닐계 액정, 페닐사이클로헥산계 액정, 에스테르계 액정, 테르페닐계 액정, 비페닐사이클로헥산계 액정, 피리미딘계 액정, 디옥산계 액정, 바이사이클로옥탄계 액정, 쿠반계 액정 등을 들 수 있다. 또한 상기 액정에, 예를 들면 콜레스테릴클로라이드, 콜레스테릴노나에이트, 콜레스테릴카보네이트 등의 콜레스테릭 액정(메르크사 제조, 「C-15」, 「CB-15」)으로서 판매되고 것과 같은 키랄제； p-데실옥시벤질리덴-p-아미노-2-메틸부틸신나메이트 등의 강(强)유전성 액정 등을 추가로 첨가하여 사용할 수 있다.
액정 셀의 외표면에 접합되는 편광판으로서는, 폴리비닐알코올을 연신 배향시키면서, 요오드를 흡수시킨 「H막」이라고 칭해지는 편광막을 아세트산 셀룰로오스 보호막으로 사이에 끼운 편광판 또는 H막 그 자체로 이루어지는 편광판을 들 수 있다.
＜중합체 조성물＞
본 발명의 중합체 조성물은, [A] 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체, 및 [B] 상기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 에폭시 화합물을 함유한다. 당해 중합체 조성물은, 액정 배향막을 형성하기 위한 액정 배향제 등의 성분으로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 당해 중합체 조성물로 형성된 막은, 전자 재료용 절연막으로서 사용할 수도 있다.
상기식 (I) 중, RA는 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알칸디일기이다. RB는 2가의 쇄상 탄화 수소기, 2가의 지환식 탄화 수소기, 2가의 방향족기, 2가의 복소환식기, 또는 이들을 조합한 기이다. n은 0 또는 1의 정수이다.
(실시예)
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상술하지만, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
＜폴리암산의 합성＞
[합성예 1]
테트라카본산 2무수물로서 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물 98g(0.50mol) 및 피로멜리트산 2무수물 109g(0.50mol), 그리고 디아민 화합물로서 4,4'-디아미노디페닐메탄 198g(1.0mol)을 NMP 230g 및 γ-부티로락톤 2,060g으로 이루어지는 혼합 용매에 용해하고, 40℃에서 3시간 반응을 행한 후, γ-부티로락톤 1,350g을 추가하여, 폴리암산 (PA-1)을 10질량％ 함유하는 용액을 얻었다. 이 용액의 용액 점도는 118mPa·s였다.
[합성예 2]
테트라카본산 2무수물로서 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물 196g(1.0mol) 그리고 디아민 화합물로서 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐 212g(1.0mol)을 NMP 370g 및 γ-부티로락톤 3,300g으로 이루어지는 혼합 용매에 용해하고, 40℃에서 3시간 반응을 행함으로써, 폴리암산 (PA-2)를 함유하는 용액을 얻었다. 이 용액의 용액 점도는 154mPa·s였다.
＜폴리이미드의 합성＞
[합성예 3]
테트라카본산 2무수물로서 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물 224g(1.0mol), 그리고 디아민 화합물로서 p-페닐렌디아민 106g(0.985mol), 그리고 3,5-디아미노벤조산 콜레스타닐 7.8g(0.015mol)을 NMP 3,042g에 용해하고 60℃에서 6시간 반응시켰다. 얻어진 폴리암산 용액의 용액 점도는 181mPa·s였다. 이어서, 얻어진 폴리암산 용액에, NMP 3,380g을 추가하고, 피리딘 395g 및 무수 아세트산 306g을 첨가하여 110℃에서 4시간 탈수 폐환시켰다. 이미드화 반응 후, 계 내의 용매를 새로운 γ-부티로락톤으로 용매 치환함으로써, 피리딘, 무수 아세트산을 계 외로 제거했다. 이와 같이 하여, 이미드화율 약 95％의 폴리이미드 (PI-1)을 15질량％ 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드 용액을 소량 분취하고 γ-부티로락톤을 가하여 폴리이미드 농도 10질량％의 용액으로 하여 측정한 용액 점도는 102mPa·s였다.
[합성예 4]
테트라카본산 2무수물로서 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물 110g(0.50mol) 및 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-8-메틸-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온 160g(0.50mol), 그리고 디아민 화합물로서 p-페닐렌디아민 94g(0.87mol), 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산 25g(0.10mol) 및 3,6-비스(4-아미노벤조일옥시)콜레스탄 9.6g(0.015mol), 모노아민으로서 옥타데실아민 8.1g(0.030mol)을 NMP 960g에 용해시키고, 60℃에서 6시간 반응시켰다. 얻어진 폴리암산 용액을 소량 분취하고, NMP를 가하여 고형분 농도 10％의 용액으로 점도를 측정한 결과, 58mPa·s였다. 이어서, 얻어진 폴리암산 용액에 NMP 2,700g을 추가하고, 피리딘 400g 및 무수 아세트산 410g을 첨가하여 110℃에서 4시간 탈수 폐환시켰다. 이미드화 반응 후, 계 내의 용매를 새로운 γ-부티로락톤으로 용매 치환함으로써, 피리딘, 무수 아세트산을 계 외로 제거했다. 이와 같이 하여 이미드화율 95％의 폴리이미드 (PI-2)를 약 15질량％ 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드 용액을 소량 분취하고, γ-부티로락톤을 가하여 폴리이미드 농도 10질량％의 용액으로 하여 측정한 용액 점도는 72mPa·s였다.
[합성예 5]
테트라카본산 2무수물로서 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물 226g(1.0mol), 그리고 디아민 화합물로서 p-페닐렌디아민 76g(0.80mol), 3,5-디아미노벤조산 콜레스타닐 53g(0.10mol) 및 콜레스타닐옥시-2,4-디아미노벤젠 100g(0.20 mol)을, NMP 1,820g에 용해시키고, 60℃에서 6시간 반응시켰다. 얻어진 폴리암산 용액을 소량 분취하고, NMP를 가하여 고형분 농도 10％의 용액으로 점도를 측정한 결과, 80mPa·s였다. 이어서, 얻어진 폴리암산 용액에 NMP 4,225g을 추가하고, 피리딘 104g 및 무수 아세트산 134g을 첨가하여 110℃에서 4시간 탈수 폐환시켰다.
이미드화 반응 후, 계 내의 용매를 새로운 NMP로 용매 치환함으로써, 피리딘, 무수 아세트산을 계 외로 제거했다. 이와 같이 하여, 이미드화율 66％의 폴리이미드 (PI-3)을 약 15질량％ 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드 용액을 소량 분취하고, NMP를 가하여 폴리이미드 농도 10질량％의 용액으로 하여 측정한 용액 점도는 98mPa·s였다.
[합성예 6]
테트라카본산 2무수물로서 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물 224g(1.0mol), 그리고 디아민 화합물로서 p-페닐렌디아민 87g(0.80mol) 및 콜레스타닐옥시-2,4-디아미노벤젠 99g(0.20mol)을, NMP 1,848g에 용해시키고, 60℃에서 6시간 반응시켰다. 얻어진 폴리암산 용액을 소량 분취하고, NMP를 가하여 고형분 농도 10％의 용액으로 점도를 측정한 결과, 120mPa·s였다. 이어서, 얻어진 폴리암산 용액에 NMP 3,809g을 추가하고, 피리딘 79g 및 무수 아세트산 102g을 첨가하여 110℃에서 4시간 탈수 폐환시켰다. 이미드화 반응 후, 계 내의 용매를 새로운 NMP로 용매 치환함으로써 피리딘, 무수 아세트산을 계 외로 제거했다. 이와 같이 하여, 이미드화율 49％의 폴리이미드 (PI-4)를 약 15질량％ 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드 용액을 소량 분취하고 NMP를 가하여 폴리이미드 농도 10질량％의 용액으로 하여 측정한 용액 점도는 155mPa·s였다.
[합성예 7]
테트라카본산 2무수물로서 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물 224g(1.0mol), 그리고 디아민 화합물로서 p-페닐렌디아민 76g(0.70mol), 4,4'-디아미노디페닐메탄 40g(0.20mol) 및 콜레스타닐옥시-2,4-디아미노벤젠 50g(0.10mol)을, NMP 1,556g에 용해시키고, 60℃에서 6시간 반응시켰다. 얻어진 폴리암산 용액을 소량 분취하고, NMP를 가하여 고형분 농도 10％의 용액으로 점도를 측정한 결과, 133mPa·s였다. 이어서, 얻어진 폴리암산 용액에 NMP 3,614g을 추가하고 피리딘 79g 및 무수 아세트산 102g을 첨가하여 110℃에서 4시간 탈수 폐환시켰다. 이미드화 반응 후, 계 내의 용매를 새로운 NMP로 용매 치환하여(본 조작에서 이미드화 반응에 사용한 피리딘, 무수 아세트산을 계 외로 제거했음), 이미드화율 46％의 폴리이미드 (PI-5)를 약 15질량％ 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 폴리이미드 용액을 소량 분취하고, NMP를 가하여 폴리이미드 농도 10질량％의 용액으로 하여 측정한 용액 점도는 133 mPa·s였다.
＜액정 배향제(TN형의 액정 표시 소자용)의 조제＞
[실시예 1]
중합체 [A]로서 상기 합성예 1에서 얻은 폴리암산 (PA-1)을 함유하는 용액 및 상기 합성예 3에서 얻은 폴리이미드 (PI-1)을 함유하는 용액을, 폴리암산 (PA-1)：폴리이미드 (PI-1)＝80：20(질량비)이 되도록 혼합하고, 여기에 γ-부티로락톤, NMP 및 에틸렌글리콜-모노-n-부틸에테르를 가하고, 추가로 에폭시 화합물 [B]로서 상기식 (I-1)의 예로서 든 식 (I-1-1)을, 중합체 [A]의 합계 100질량부에 대하여 10질량부에 상당하는 양을 가하여 충분히 교반하여 용매 조성이 γ-부티로락톤：NMP：에틸렌글리콜-모노-n-부틸에테르＝71：17：12(질량비), 고형분 농도가 3.5질량％인 용액으로 했다. 이 용액을 공경(孔徑) 1㎛의 필터를 이용하여 여과함으로써, 액정 배향제 (S-1)을 조제했다.
[실시예 2∼13, 비교예 1∼12]
중합체 [A] 및 에폭시 화합물 [B]의 종류와 그 사용량을, 각각 표 1에 나타내는 바와 같이 하고, 실시예 1과 동일하게 조작하여, 액정 배향제 (S-2)∼(S-13) 및 (CS-1)∼(CS-12)를 조제하여, 이들을 각각 실시예 2∼13, 비교예 1∼12로 했다.
또한, 비교예에서 에폭시 화합물 [B]에 대응시켜 사용하고 있는 (G-1)∼(G-3)은, 각각 이하와 같다. 또한 표 1 중의 (I-1-4), (I-1-15), (I-1-16), (I-2-6)은, 각각 상기식 (I-1) 및 식 (I-2)의 예로서 든 화합물을 의미한다.
G-1　N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일렌디아민
G-2　N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐메탄
G-3　폴리옥시에틸렌 (5)페닐글리시딜에테르(나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조, EX 145)
＜액정 배향제(VA형의 액정 표시 소자용)의 조제＞
[실시예 14]
중합체 [A]로서 상기 합성예 5에서 얻은 폴리이미드 (PI-3)를 함유하는 용액에 NMP 및 에틸렌글리콜-모노-n-부틸에테르를 가하고, 추가로 에폭시 화합물 [B]로서 상기의 (I-1-1)을, [A]중합체의 합계 100질량부에 대하여 10질량부에 상당하는 양을 가하여 충분히 교반 하고, 용매 조성이 NMP：에틸렌글리콜-모노-n-부틸에테르＝60：40(질량비), 고형분 농도가 3.5질량％의 용액으로 했다. 이 용액을 공경 1㎛의 필터를 이용하여 여과함으로써, 액정 배향제 (S-14)를 조제했다.
[실시예 15∼27, 비교예 13∼25]
중합체 [A] 및 에폭시 화합물 [B]의 종류와 그 사용량을, 각각 표 1에 나타내는 바와 같이 하고, 실시예 14와 동일하게 조작하여, 액정 배향제 (S-15)∼(S-27) 및 (CS-13)∼(CS-25)를 조제하여, 이들을 각각 실시예 15∼27, 비교예 13∼25로 했다.
＜TN형의 액정 표시 소자의 제조＞
[실시예 28]
두께 1㎜의 유리 기판의 일면에 형성된 ITO막으로 이루어지는 투명 도전막 상에, 액정 배향제 (S-1)을 스피너에 의해 도포하고, 핫 플레이트에서 80℃, 1분간, 프리베이킹을 행하고, 이어서 200℃로 30분간 가열함으로써, 막두께 80㎚의 도막을 형성했다. 이 도막에 대하여, 레이온 천을 감은 롤을 갖는 러빙 머신에 의해, 롤 회전수 500rpm, 스테이지 이동 속도 3㎝/초, 모족(毛足) 압입 길이 0.4㎜로 러빙 처리를 행하여, 액정 배향능을 부여했다. 그 후, 초순수 중에서 1분간 초음파 세정을 행하고, 이어서 100℃ 클린 오븐 안에서 10분간 건조함으로써, 액정 배향막을 갖는 기판을 얻었다. 이 조작을 반복하여, 액정 배향막을 갖는 기판을 한 쌍(2매) 얻었다.
다음으로, 상기 한 쌍의 기판의 액정 배향막을 갖는 각각의 외연(外緣)에, 직경 5.5㎛의 산화 알루미늄구 함유 에폭시 수지 접착제를 도포한 후, 액정 배향막면이 상대하도록 서로 겹쳐 압착하여, 접착제를 경화시켰다. 이어서, 액정 주입구로부터 한 쌍의 기판 간에, 네마틱형 액정(메르크사 제조, MLC-6221)을 충전한 후, 아크릴계 광경화 접착제로 액정 주입구를 봉지함으로써 액정 표시 소자를 제조하여, 이를 실시예 28로 했다.
[실시예 29∼40 및 비교예 26∼37]
실시예 1∼13의 액정 배향제 (S-1)∼(S-13) 및 비교예 1∼12의 액정 배향제 (CS-1)∼(CS-12)를 이용하고, 실시예 28과 동일하게 조작하여 액정 표시 소자를 제조하여, 이들을 실시예 29∼40 및 비교예 26∼37로 했다.
＜VA형의 액정 표시 소자의 제조＞
[실시예 41]
두께 1㎜의 유리 기판의 일면에 형성된 ITO막으로 이루어지는 투명 도전막 상에, 액정 배향제 (S-14)를 스피너에 의해 도포하고, 핫 플레이트에서 80℃, 1분간, 프리베이킹을 행하고, 이어서 210℃로 30분간 가열함으로써, 막두께 80㎚의 도막(액정 배향막)을 형성했다. 이 조작을 반복하여 액정 배향막을 갖는 기판을 한 쌍(2매) 얻었다.
다음으로, 상기 한 쌍의 기판의 액정 배향막을 갖는 각각의 외연에, 직경 5.5㎛의 산화 알루미늄구 함유 에폭시 수지 접착제를 도포한 후, 액정 배향막면이 상대하도록 서로 겹쳐 압착하여, 접착제를 경화시켰다. 이어서, 액정 주입구로부터 한 쌍의 기판 간에, 네마틱형 액정(메르크사 제조, MLC-6608)을 충전한 후, 아크릴계 광경화 접착제로 액정 주입구를 봉지함으로써 액정 표시 소자를 제조하여, 이를 실시예 41로 했다.
[실시예 42∼54 및 비교예 38∼50]
실시예 14∼27의 액정 배향제 (S-14)∼(S-27) 및 비교예 13∼25의 액정 배향제 (CS-13)∼(CS-25)를 이용하고, 실시예 41과 동일하게 조작하여 액정 표시 소자를 제조하여, 이를 실시예 42∼54 및 비교예 38∼50으로 했다.
＜평가＞
실시예 1∼27 및 비교예 1∼25의 액정 배향제, 그리고 실시예 28∼54 및 비교예 26∼50의 액정 표시 소자에 대해서, 이하의 평가를 했다.
[박리성의 측정]
두께 1㎜의 유리 기판의 일면에 형성된 ITO막으로 이루어지는 투명 도전막 상에, 실시예 1∼27 및 비교예 1∼25에 따른 각 액정 배향제를 스피너에 의해 도포하고, 핫 플레이트에서 100℃, 90초간, 프리베이킹를 행하여, 막두께 약 80㎚의 도막을 형성했다. 이 조작을 반복하여, 도막 부착의 기판을 2매 작성했다. 다음으로, 얻어진 기판을 질소 분위기하 25℃의 암실에 보관하고, 12시간 후, 72시간 후에 각각 암실로부터 취출하여, 40℃의 NMP가 들어간 비커에 2분간 침지했다. 2분 후, 기판을 비커로부터 취출하여, 초순수로 수회 세정한 후, 에어 블로우로 표면의 물방울을 제거하고, 기판을 관찰하여, 도막이 남아 있지 않은지를 관찰했다. 72시간 경과 후에 암실로부터 취출하여, NMP 침지 후에 도막이 남아 있지 않고 박리성이 양호한 것을 「○」, 72시간 경과 후에 암실로부터 취출한 기판은 박리할 수 없었지만 12시간 후에 암실로부터 취출한 기판으로서, 박리 가능했던 것을 「△」, 박리할 수 없는 것을 「×」로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[전압 보전율의 측정]
표시 품위의 저하로 연결되는 전기적 특성의 악화에 대해서 액정 표시 소자의 전압 보전율로부터 평가했다. 실시예 28∼54 및 비교예 26∼50에 따른 각 액정 표시 소자에 대해서, 70℃에서 5V의 전압을 60마이크로초의 인가 시간, 167밀리초 스팬으로 인가한 후, 인가 해제로부터 167밀리초 후의 전압 보전율을 토요테크니카 가부시키가이샤 제조, VHR-1에 의해 측정하여, 그 값을 초기 전압 보전율(VHIN)로 했다. 이어서, 초기 전압 보전율 측정 후의 액정 셀에 대하여, 카본 아크를 광원으로 하는 웨더 미터를 이용하여 1,000시간의 광조사를 행했다. 광조사 후의 액정 표시 소자에 대해서, 상기와 동일한 방법에 의해 재차 전압 보전율을 측정하여, 그 값을 광조사 후 전압 보전율(VHAF)로 했다. VHIN-VHAF로서 구한 전압 보전율의 감소량을 ΔVHR로 정의하여 산출했다.
TN형의 액정 표시 소자(실시예 28∼40 및 비교예 26∼37)에 대해서는, 전압보전율의 감소량 ΔVHR이 7％ 미만의 경우를 신뢰성 「◎」, 7％ 이상 10％ 미만의 경우를 신뢰성 「○」, 10％ 이상의 경우를 신뢰성 「×」라고 했다.　
VA형의 액정 표시 소자(실시예 41∼54 및 비교예 38∼50)에 대해서는, 전압보전율의 감소량 ΔVHR이 2.5％ 미만의 경우를 신뢰성 「◎」, 2.5％ 이상 5％ 미만의 경우를 신뢰성 「○」, 5％ 이상의 경우를 신뢰성 「×」라고 했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112011020918972-pat00008
Figure 112011020918972-pat00009
표 1 및 표 2의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 액정 배향제로 형성한 액정 배향막은, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다. 또한, 당해 액정 배향막을 구비하는 본 발명의 액정 표시 소자는, TN형 및 VA형의 어느 표시 모드에 있어서도 전압 보전율이 양호하고, 전기적 특성을 악화시키는 일 없이 표시 품위의 저하를 억제할 수 있는 것을 알았다.
본 발명에 의하면, 전기적 특성의 악화 등의 표시 품위의 저하가 억제되고, 또한, 리워크에 있어서의 박리가 용이한 액정 배향막을 형성할 수 있다. 당해 액정 표시 소자는, 여러 가지의 장치에 적합하게 적용할 수 있으며, 예를 들면 시계, 휴대형 게임, 워드프로세서, 노트형 컴퓨터, 카 내비게이션 시스템, 캠코더, 휴대 정보 단말, 디지털 카메라, 휴대 전화, 각종 모니터, 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 이용된다. 또한, 당해 중합체 조성물로 형성된 막은, 전자 재료용 절연막으로서 사용할 수도 있다.

Claims (8)

  1. [A] 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체, 및
    [B] 하기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 단관능 에폭시 화합물
    을 함유하는 액정 배향제:
    Figure 112016125420612-pat00010

    (식 (I) 중, RA는 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알칸디일기이고; RB는 2가의 쇄상 탄화 수소기, 2가의 지환식 탄화 수소기, 2가의 방향족기, 2가의 복소환식기, 또는 이들을 조합한 기이고; n은 0 또는 1의 정수임).
  2. 제1항에 있어서,
    상기식 (I)이, 하기식 (I-1) 및 식 (I-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 액정 배향제:
    Figure 112011020918972-pat00011

    (식 (I-1) 및 식 (I-2) 중, RA는 상기식 (I)과 동일한 의미이고, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, -O-, -COO-, 또는 -OCO-를 포함하고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기이고; 또한, R1과 R2가, 또는 R1과 R2와 R3이, 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 환 구조를 형성해도 좋고; n은 0 또는 1의 정수임).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 [A] 중합체가, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 3,5, 6-트리카복시-2-카복시메틸노르보르난-2:3,5:6-2무수물, 2,4,6,8-테트라카복시바이사이클로[3.3.0]옥탄-2：4,6：8-2무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 테트라카본산 2무수물을 이용하여 합성되는 폴리암산 및, 이 폴리암산을 탈수 폐환하여 이루어지는 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 액정 배향제.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기식 (I)의 RA가, 메탄디일기인 액정 배향제.
  5. 제2항에 있어서,
    상기식 (I-1) 및 식 (I-2)에 있어서, R1과 R2가 서로 연결되어, 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환되어 있어도 좋은 벤젠환을 형성하는 액정 배향제.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 액정 배향제로 형성되는 액정 배향막.
  7. 제6항에 기재된 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자.
  8. [A] 폴리암산 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체, 및
    [B] 하기식 (I)로 나타나는 이미드환 함유 단관능 에폭시 화합물
    을 함유하는 중합체 조성물:
    Figure 112016125420612-pat00012

    (식 (I) 중, RA는 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알칸디일기이고; RB는 2가의 쇄상 탄화 수소기, 2가의 지환식 탄화 수소기, 2가의 방향족기, 2가의 복소환식기, 또는 이들을 조합한 기이고; n은 0 또는 1의 정수임).
KR1020110025288A 2010-05-06 2011-03-22 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 중합체 조성물 KR101746042B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-106452 2010-05-06
JP2010106452A JP5672762B2 (ja) 2010-05-06 2010-05-06 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110123202A KR20110123202A (ko) 2011-11-14
KR101746042B1 true KR101746042B1 (ko) 2017-06-27

Family

ID=44978201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110025288A KR101746042B1 (ko) 2010-05-06 2011-03-22 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 중합체 조성물

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5672762B2 (ko)
KR (1) KR101746042B1 (ko)
CN (1) CN102250626B (ko)
TW (1) TWI504677B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5845849B2 (ja) * 2011-11-25 2016-01-20 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶配向膜の形成方法、液晶表示素子及び化合物
KR101985259B1 (ko) * 2012-08-10 2019-06-03 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 화합물
WO2016204178A1 (ja) * 2015-06-16 2016-12-22 三菱化学株式会社 配向膜及び配向膜用組成物
JP6776687B2 (ja) * 2015-09-02 2020-10-28 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子、並びにこれらの製造方法
KR20170097552A (ko) * 2016-02-18 2017-08-28 제이엔씨 주식회사 액정 배향막을 형성하기 위한 액정 배향제, 액정 배향막 및 이것을 사용한 액정 표시 소자

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004037815A1 (ja) 2002-10-28 2004-05-06 Kaneka Corporation 光学活性ｎ−（２，３−エポキシプロパンー１−イル）フタルイミドの製造法
JP2004536185A (ja) * 2001-07-17 2004-12-02 ロリク　アーゲー 光活性物質
JP2007270121A (ja) 2006-03-09 2007-10-18 Chisso Corp 絶縁層形成用組成物および絶縁膜
JP2009175715A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Chisso Corp 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139521A (en) * 1977-06-16 1979-02-13 Allied Chemical Corporation Production of thermally stabilized polyester
JPS63309517A (ja) * 1987-06-12 1988-12-16 Ube Ind Ltd 熱硬化性ポリアミド樹脂組成物
JPS6424822A (en) * 1987-07-21 1989-01-26 Mitsui Toatsu Chemicals Preparation of heat-resistant polymer
TWI308658B (en) * 2002-07-11 2009-04-11 Rolic Ag Photoactive materials
DE60303167T2 (de) * 2002-09-25 2006-09-14 Daiso Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung von Glycidylphthalimid
JP2006225544A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Nagase Chemtex Corp エポキシ樹脂接着剤
JP5321781B2 (ja) * 2007-01-09 2013-10-23 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004536185A (ja) * 2001-07-17 2004-12-02 ロリク　アーゲー 光活性物質
WO2004037815A1 (ja) 2002-10-28 2004-05-06 Kaneka Corporation 光学活性ｎ−（２，３−エポキシプロパンー１−イル）フタルイミドの製造法
JP2007270121A (ja) 2006-03-09 2007-10-18 Chisso Corp 絶縁層形成用組成物および絶縁膜
JP2009175715A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Chisso Corp 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011237483A (ja) 2011-11-24
TWI504677B (zh) 2015-10-21
JP5672762B2 (ja) 2015-02-18
TW201202343A (en) 2012-01-16
CN102250626A (zh) 2011-11-23
CN102250626B (zh) 2015-07-29
KR20110123202A (ko) 2011-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101980637B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자, 그리고 그들의 제조에 사용되는 화합물 및 중합체
KR101796490B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자, 그리고 그들의 제조에 이용되는 폴리암산 및 폴리이미드
KR101877826B1 (ko) 액정 배향제의 제조 방법
KR101798375B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR101647292B1 (ko) 액정 배향제, 액정 표시 소자 및 이에 포함된 중합체
JP5783023B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JPH09185064A (ja) イミド基含有ポリアミック酸およびその製造方法並びに液晶配向剤
KR101748250B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR101625536B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자, 및 이에 포함된 화합물 및 중합체
KR101746042B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 중합체 조성물
KR101909524B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
JP2013015773A (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
KR101809990B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR101778094B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR101746043B1 (ko) 액정 배향제, 액체 배향막 및 액정 표시 소자
JP5962381B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及び重合体
KR20140059122A (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR20110115518A (ko) 액정 배향막 형성용 조성물, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
JP5929565B2 (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP5376165B2 (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
JP2012173453A (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
KR101894831B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR101909525B1 (ko) 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자, 중합체 및 화합물
JP5339062B2 (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
JP2011039145A (ja) 液晶配向膜および液晶表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant