KR20050058963A - 액정 배향제 및 액정 표시 소자 - Google Patents

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제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 막 두께, 러빙 조건 등의 공정 조건에 의존하지 않고 신뢰성이 높은 액정 표시 소자용 액정 배향막을 제공하는 액정 배향제를 제공한다.
본 발명의 액정 배향제는 폴리아미드산의 이미드화 중합체를 포함하는 액정 배향제이고, 상기 이미드화 중합체는 하기 조건 (가) 및 (나)를 모두 만족하는 것을 특징으로 한다.
(가) 예를 들면, 하기 화학식 1a로 나타내지는 단위를 이미드화 중합체의 주쇄 중에 갖는다.
<화학식 1a>
(나) 예를 들면, 주쇄가 탄소수 8 이상인 알킬기를 이미드화 중합체의 측쇄에 갖거나 또는 탄소수 6 이상인 1,1-시클로알킬렌기를 이미드화 중합체의 중쇄 중에 갖는다.

Description

액정 배향제 및 액정 표시 소자{Liquid Crystal Aligning Agent and Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정 표시 소자의 액정 배향막을 형성하기 위해 사용되는 액정 배향제에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 액정 배향성이 양호하고, 내습성이 우수하며, 또한 액정 표시 소자에 우수한 장기 안정성을 가져오는 액정 배향막을 제공하는 액정 배향제에 관한 것이다.
현재, 액정 표시 소자로는 투명 도전막이 설치되어 있는 기판 표면에 폴리아미드산, 폴리이미드 등을 포함하는 액정 배향막을 형성하여 액정 표시 소자용 기판을 이루고, 그 두 장을 대향 배치하여 그의 간극 내에 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱형 액정층을 형성하여 샌드위치 구조의 셀을 이루고, 액정 분자의 장축이 한쪽 기판에서 다른쪽 기판을 향해 연속적으로 90 도 비틀어지도록 한, 소위 TN형(Twisted Nematic) 액정 셀을 갖는 TN형 액정 표시 소자가 알려져 있다.
또한, TN형 액정 표시 소자에 배해 콘트라스트가 높고, 그의 시각 의존성이 적은 STN(Super Twisted Nematic)형 액정 표시 소자가 개발되어 있다. 이 STN형 액정 표시 소자는 네마틱형 액정에 광학 활성 물질인 키랄제를 혼합한 것을 액정으로 사용하고, 액정 분자의 장축이 기판 사이에서 180 도 이상에 걸쳐서 연속적으로 비틀어진 상태가 됨으로써 발생하는 복굴절 효과를 이용하는 것이다.
또한, 액정을 구동하기 위한 2개의 전극을 한 쪽의 기반에 빗살과 같은 형상으로 배치하고, 기반면에 평행한 전계를 발생시켜 액정 분자를 제어하는 횡전계 방식 액정 표시 소자가 알려져 있다. 이들 액정 표시 소자에서의 액정의 배향은, 통상 러빙 처리가 실시된 액정 배향막에 의해 발현된다.
상기와는 다른 액정 표시 소자로서, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자를 기판에 수직으로 배향시켜 이루어지는 수직 배향(Vertical Alignment)형 액정 셀을 갖는 액정 표시 소자가 알려져 있다. 이러한 액정 표시 소자에서도 액정의 배향 제어는, 통상 폴리아미드산, 폴리이미드 등의 중합체를 함유하는 액정 배향제에 의해 형성된 액정 배향막에 의해 이루어진다.
최근, 액정 표시 소자의 경량화 등을 목적으로 종래 사용되고 있던 유리 기판을 수지 기판으로 바꾸는 것이 시도되고 있다. 수지 기판은 내열습도가 낮기 때문에 액정 배향막을 형성할 때의 소성 처리를 통상보다도 저온에서 행하지 않으면 않되고, 소성 온도가 저온일 때는 액정 배향막의 프리틸트각 안정성, 신뢰성 등이 크게 저하하는 문제가 있다.
또한, 지환식 및(또는) 지방족 산 무수물을 다량 사용한 가용성 폴리이미드는 소성시에 열 이미드화 반응에 의해 분자간 가교가 발생하는 폴리아미드산과는 달리, 열 이미드화 반응이 거의 진행되지 않기 때문에 구조에 따라서는 흡수율이 높고, 고온·고습하에서 액정 표시 소자를 장기간 보관하면 표시 불량이 발생하는 경우가 있었다.
따라서, 프리틸트각 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 흡수율이 낮은 액정 표시 소자를 제공할 수 있는 액정 배향제의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 첫 번째 목적은 러빙 처리에 의해 액정 분자의 배향능이 확실하게 부여되고, 우수한 액정 배향성을 갖는 액정 배향막을 구비한 액정 표시 소자를 제공할 수 있는 액정 배향제를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 프리틸트각 안정성이 우수한 액정 표시 소자를 위한 액정 배향막을 제공하는 액정 배향제를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은 흡수성이 낮은 액정 배향막을 구비한 액정 표시 소자를 구성할 수 있는 액정 배향제를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 네 번째 목적은 신뢰성이 우수한 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또다른 목적 및 이점은 이하의 설명으로 명백해질 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 이점은 첫 번째로, 폴리아미드산의 이미드화 중합체를 포함하는 액정 배향제이고, 상기 이미드화 중합체는 하기 조건 (가) 및 (나)를 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 배향제에 의해 달성된다.
(가) 하기 화학식 1 및 화학식 2 각각으로 나타내지는 단위 중 1종 이상을 이미드화 중합체의 주쇄 중에 갖는다.
식 중, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 또는 1가의 유기기를 나타낸다.
(나) 하기 A 내지 D 각각에 나타내지는 기로부터 선택되는 1종 이상의 기를 이미드화 중합체의 주쇄 중에 또는 측쇄로서 갖는다.
A: 주쇄가 탄소수 8 이상인 알킬기, 주쇄가 탄소수 3 이상인 퍼플루오로알킬기 또는 치환할 수 있는 탄소수 6 이상의 1,1-시클로알킬렌기,
B: 환 수 3 이상의 다환 구조를 갖는 기,
C: -R-X-A1로 나타내지는 기(여기서, R은 탄소수 3 이상의 탄화수소기를 나타내고, X는 단결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCO-, -CONH- 또는 -S-로 나타내지는 결합기를 나타내며, A1은 할로겐 원자, 시아노기, 플루오로알킬기 또는 치환할 수 있는 크로마닐기를 나타냄),
D: -R1-X1-R2-X2-R3으로 나타내지는 기(여기서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환할 수 있는 탄소수 3 이상의 탄화수소기, -(Si-O-)n(n은 5 이상의 정수임)을 나타내고, X1 및 X2는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCO-, -CONH- 또는 -S-로 나타내지는 결합기를 나타냄).
본 발명의 상기 목적 및 이점은 두 번째로, 본 발명의 액정 배향제로부터 얻어지는 액정 배향막을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자에 의해 달성된다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에서 사용되는 이미드화 중합체는 테트라카르복실산 이무수물과 디아민 화합물을 유기 용제 중에서 반응시켜 합성한 폴리아미드산을 탈수 폐환하여 얻을 수 있다. 이들 중합체는 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
이미드화 중합체의 주쇄 중에 조건 (가)로 나타낸 화학식 1 및 화학식 2 각각으로 나타내지는 단위를 도입하기 위해서는, 디아민 화합물 1종 이상에 화학식 1 및 화학식 2 각각으로 나타내지는 단위를 갖는 디아민 화합물을 사용할 수 있다.
조건 (가)는 액정 표시 소자의 내습성, 신뢰성, 배향성을 향상시키고, 액정 표시 소자의 전기적 안정성, 표시 품위를 향샹시키는 효과를 갖는다.
또한, 이미드화 중합체의 주쇄 중에 또는 측쇄로서, 조건 (나)로 나타낸 A 내지 D 중 어느 하나에 나타낸 기를 도입하기 위해서는, 테트라카르복실산 이무수물 및 디아민 화합물의 적어도 어느 한 쪽에 A 내지 D 중 어느 하나로 나타내지는 기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 조건 (나)는 액정 표시 소자에 프리틸트각을 발현시키는 효과를 갖는다.
본 발명에서 사용하는 이미드화 중합체에서 조건 (가)에 나타내는 기의 함유 비율은 전체 중합체의 전체 반복 단위에 대하여 바람직하게는 1 내지 95 몰%, 보다 바람직하게는 5 내지 50 몰%, 특히 바람직하게는 7 내지 40 몰%이다. 본 발명에서 사용되는 이미드화 중합체에서 조건 (나)로 나타내는 기의 함유 비율은, 목적으로 하는 액정 표시 소자의 종류에 따라 다르지만, 예를 들면 TN형, STN형, 횡전계 방식 액정 표시 소자에서는 전체 중합체의 전체 반복 단위에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 50 몰%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20 몰%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 10 몰%이다. 또한, 수직 배향형 액정 표시 소자에서는 바람직하게는 5 내지 80 몰%, 보다 바람직하게는 5 내지 50 몰%, 특히 바람직하게는 5 내지 30 몰%이다.
이미드화 중합체의 제조에는 바람직하게는, 테트라카르복실산 이무수물의 적어도 1부로서 하기 화학식 3으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물이 사용된다.
식 중, R은 지환식 구조를 갖는 4가의 유기기이다.
화학식 3으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물에 유래하는 구조는, 용액상체로의 보관 중에 변화하기 쉬운 불안정한 폴리아미드산을 탈수 폐환하여 얻어진 이미드화 중합체에 용매 가용성을 제공함으로써, 안정한 상태에서 보관할 수 있게 하는 효과를 갖는다. 이미드화 중합체에서 화학식 3으로 나타내지는 화합물에 유래하는 구조의 함유 비율은, 전체 중합체의 전체 반복 단위에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 60 몰%, 보다 바람직하게는 10 내지 60 몰%, 특히 바람직하게는 30 내지 55 몰%이다.
[테트라카르복실산 이무수물]
조건 (나)로 나타내지는 기를 갖는 테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들면 하기 화학식 (82) 내지 (90)으로 나타내지는 화합물을 들 수 있다. 이러한 테트라카르복실산 이무수물을 사용함으로써 본 발명의 이미드화 중합체 중에 청구항 2에 기재한 기 (a), (c), (e) 및 (g)를 도입할 수 있다.
화학식 3으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들면 3,5,6-트리카르복시노르보르난-2-아세트산 이무수물, 2,3,4,5-테트라히드로푸란테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2-디메틸-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,3-디메틸-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,3-디클로로-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,4-테트라메틸-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-디시클로헥실테트라카르복실산 이무수물, 2,3,5-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물, 3,5,6-트리카르복시노르보르난-2-아세트산 이무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-5-메틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-5-에틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-7-메틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-7-에틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-8-메틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-8-에틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-5,8-디메틸-5(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]-푸란-1,3-디온, 5-(2,5-디옥소테트라히드로푸랄)-3-메틸-3-시클로헥센-1,2-디카르복실산 이무수물, 비시클로[2.2.2]-옥토-7-엔-2,3,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 3-옥사비시클로[3.2.1]옥탄-2,4-디온-6-스피로-3'-(테트라히드로푸란-2',5'-디온), (4arH, 8arH)-데카히드로-1t,4t:5c,8c-디메타노나프탈렌-2t,3t,6c,7c-테트라카르복실산 이무수물을 들 수 있다.
또한, 화학식 3으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물 이외에 다른 테트라카르복실산 이무수물을 사용할 수도 있다. 이러한 다른 테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들면 하기 화학식 4a 및 화학식 4b로 나타내지는 화합물, 예를 들면 하기 화학식 4c 내지 4e로 나타내지는 화합물, 피로멜리트산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐에테르테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-디메틸디페닐실란테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-테트라페닐실란테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,4-푸란테트라카르복실산 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐술피드 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐술폰 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐프로판 이무수물, 3,3',4,4'-퍼플루오로이소프로필리덴디프탈산 이무수물, 비스(프탈산)페닐포스핀옥시드 이무수물, p-페닐렌-비스(트리페닐프탈산) 이무수물, m-페닐렌-비스(트리페닐프탈산) 이무수물, 비스(트리페닐프탈산)-4,4'-디페닐에테르 이무수물, 비스(트리페닐프탈산)-4,4'-디페닐메탄 이무수물, 에틸렌글리콜-비스(안히드로트리멜리테이트), 프로필렌글리콜-비스(안히드로트리멜리테이트), 1,4-부탄디올-비스(안히드로트리멜리테이트), 1,6-헥산디올-비스(안히드로트리멜리테이트), 1,8-옥탄디올-비스(안히드로트리멜리테이트), 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판-비스(안히드로트리멜리테이트) 등의 방향족 테트라카르복실산 이무수물을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용된다.
식 중, R1 및 R3은 방향족을 갖는 2가의 유기기를 나타내고, R2 및 R4 는 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고, 복수개 존재하는 R2 및 R4는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
[디아민 화합물]
폴리아미드산의 합성에 사용되는 디아민 화합물 중 조건 (가)로 나타내지는 기를 갖는 디아민 화합물로는, 예를 들면 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판, 2,2'-비스[4-(4-아미노-2-트리플루오로메틸페녹시)페닐]헥사플루오로프로판 등을 들 수 있다.
상기 디아민 화합물을 사용함으로써 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 나타내지는 기를 이미드화 중합체 중에 도입할 수 있다.
또한, 조건 (나)로 나타내지는 기를 갖는 디아민 화합물로는, 청구항 3에 기재된 화학식 (3) 내지 (81) 각각으로 나타내지는 디아민 화합물을 들 수 있다. 화학식 (3) 내지 (81) 각각으로 나타내지는 디아민 화합물을 사용함으로써 이미드화 중합체 중에 청구항 2에 나타낸 화학식 (b), (d), (f), (h), (o) 내지 (z) 중 어느 하나로 나타내는 기를 도입할 수 있다. 이들 중, 화학식 (3) 내지 (22) 각각으로 나타내는 디아민 화합물이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같은 특정한 구조를 갖는 디아민 화합물 이외에 다른 디아민 화합물을 사용할 수도 있다. 다른 디아민 화합물로는, 예를 들면 p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에탄, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단, 6-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2'-비스[4-(4-아미노-2-트리플루오로메틸페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린), 1,4,4'-(p-페닐렌이소프로필리덴)비스아닐린, 4,4'-(m-페닐렌이소프로필리덴)비스아닐린, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-디트리플루오로메틸-4,4'-디아미노비페닐과 같은 방향족 디아민;
1,1-메타크실릴렌디아민, 1,3-프로판디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 4,4-디아미노헵타메틸렌디아민, 1,4-디아미노시클로헥산, 이소포론디아민, 테트라히드로디시클로펜타디에닐렌디아민, 헥사히드로-4,7-메타노인다닐렌디메틸렌디아민, 트리시클로[6.2.1.02,7]-운데실렌디메틸디아민, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실아민)과 같은 지방족 및 지환식 디아민;
2,3-디아미노피리딘, 2,6-디아미노피리딘, 3,4-디아미노피리딘, 2,4-디아미노피리미딘, 5,6-디아미노-2,3-디시아노피라진, 5,6-디아미노-2,4-디히드록시피리미딘, 2,4-디아미노-6-디메틸아미노-1,3,5-트리아진, 1,4-비스(3-아미노프로필)피페라진, 2,4-디아미노-6-이소프로폭시-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-메톡시-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-페닐-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-메틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-1,3,5-트리아진, 4,6-디아미노-2-비닐-s-트리아진, 2,4-디아미노-5-페닐티아졸, 2,6-디아미노푸린, 5,6-디아미노-1,3-디메틸우라실, 3,5-디아미노-1,2,4-트리아졸, 6,9-디아미노-2-에톡시아크리딘락테이트, 3,8-디아미노-6-페닐페난트리딘, 1,4-디아미노피페라진, 3,6-디아미노아크리딘, 비스(4-아미노페닐)페닐아민 및 하기 화학식 5a 내지 5d로 나타내지는 화합물 등의, 분자내에 2개의 1급 아미노기 및 상기 1급 아미노기 이외의 질소 원자를 갖는 디아민 등을 들 수 있다.
식 중, R5는 2가의 유기기를 나타내고, R6은 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 피페리딘 및 피페라진으로부터 선택되는 질소 원자를 포함하는 환 구조를 갖는 1가의 유기기를 나타낸다.
식 중, R7은 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 피페리딘 및 페페라진으로부터 선택되는 질소 원자를 포함하는 환 구조를 갖는 2가의 유기기를 나타내고, R8은 2가의 유기기를 나타내며, 복수개 존재하는 R8은 동일하거나 상이할 수 있다.
식 중, R9는 -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH- 및 -CO-로부터 선택되는 2가의 유기기를 나타내고, R10은 탄소수 6 내지 30의 알킬기를 나타낸다.
식 중, R11은 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기를 나타내고, 복수개 존재하는 R11은 각각 동일하거나 상이할 수 있으며, p는 1 내지 3의 정수이고, q는 1 내지 20의 정수이다.
[폴리아미드산의 합성]
폴리아미드산의 합성 반응에 제공되는 테트라카르복실산 이무수물과 디아민의 사용 비율은 디아민의 아미노기 1 당량에 대하여, 테트라카르복실산 이무수물의 산 무수물기가 0.2 내지 2 당량이 되는 비율이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.2 당량이 되는 비율이다.
폴리아미드산의 합성 반응은 유기 용매 중에서, 바람직하게는 -20 내지 150 ℃, 보다 바람직하게는 0 내지 100 ℃의 온도 조건하에서 행해진다.
유기 용매로는 합성되는 폴리아미드산을 용해할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 1-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, γ-부티롤락톤, 테트라메틸요소, 헥사메틸포스포르트리아미드와 같은 비양성자계 극성 용매; m-크레졸, 크실레놀, 페놀, 할로겐화 페놀과 같은 페놀계 용매를 들 수 있다. 또한, 유기 용매의 사용량(α)은 통상 테트라카르복실산 이무수물 및 디아민 화합물의 총량(β)이 반응 용액의 전체량(α+β)에 대하여 0.1 내지 30 중량％가 되도록 하는 양인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기 용매에는 폴리아미드산의 빈용매인 알코올류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 할로겐화 탄화수소류, 탄화수소류 등을, 생성되는 폴리아미드산이 석출되지 않는 범위에서 병용할 수 있다. 이러한 빈용매의 구체예로는, 예를 들면 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 시클로헥산올, 4-히드록시-4-메틸-2-펜탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 락트산 에틸, 락트산 부틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 옥살산 디에틸, 말론산 디에틸, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 메틸에테르, 에틸렌글리콜 에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-n-부틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 테트라히드로푸란, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,4-디클로로부탄, 트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등을 들 수 있다.
이상과 같이 하여, 폴리아미드산을 용해하여 이루어지는 반응 용액이 얻어진다. 그리고 이 반응 용액을 대량의 빈용매 중에 부어 석출물을 얻고, 이 석출물을 감압하에 건조함으로써 폴리아미드산을 얻을 수 있다. 또한, 이 폴리아미드산을 다시 유기 용매에 용해시키고, 이어서 빈용매로 석출시키는 공정을 1회 또는 복수회 행함으로써 폴리아미드산을 정제할 수 있다.
[이미드화 중합체의 합성]
본 발명의 액정 배향제를 구성하는 이미드화 중합체는 상기 폴리아미드산을 탈수 폐환함으로써 합성할 수 있다. 폴리아미드산의 탈수 폐환은 (Ⅰ) 폴리아미드산을 가열하는 방법에 의해, 또는 (Ⅱ) 폴리아미드산을 유기 용매에 용해하고, 이 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하고, 필요에 따라 가열하는 방법에 의해 행해진다.
상기 (Ⅰ)의 폴리아미드산을 가열하는 방법에서의 반응 온도는 바람직하게는 50 내지 200 ℃이고, 보다 바람직하게는 60 내지 170 ℃이다. 반응 온도가 50 ℃ 미만이면 탈수 폐환 반응이 충분히 진행되기 어렵고, 반응 온도가 200 ℃를 초과하면 얻어지는 이미드화 중합체의 분자량이 저하되는 경우가 있다.
한편, 상기 (Ⅱ)의 폴리아미드산의 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하는 방법에 있어서, 탈수제로는 예를 들면 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 트리플루오로아세트산 무수물 등의 산 무수물을 사용할 수 있다. 탈수제의 사용량은 원하는 이미드화율에 따라 다르지만, 폴리아미드산의 반복 단위 1 몰에 대하여 0.01 내지 20 몰이 바람직하다. 또한, 탈수 폐환 촉매로는 예를 들면 피리딘, 콜리딘, 루티딘, 트리에틸아민 등의 3급 아민을 사용할 수 있다. 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다. 탈수 폐환 촉매의 사용량은 사용하는 탈수제 1 몰에 대해 0.01 내지 10 몰로 하는 것이 바람직하다. 이미드화율은 상기의 탈수제, 탈수 폐환제의 사용량이 많을수록 높일 수 있다. 이미드화율(아미드산 단위의 이미드 단위로의 변화율)은 액정 표시 소자의 잔상 소거 속도의 관점에서 40 % 이상이 바람직하다. 또한, 탈수 폐환 반응에 사용되는 유기 용매로는 폴리아미드산의 합성에 사용되는 것으로 예시된 유기 용매를 들 수 있다. 그리고 탈수 폐환 반응의 반응 온도는 바람직하게는 0 내지 180 ℃, 보다 바람직하게는 10 내지 150 ℃이다. 또한, 이와 같이 하여 얻어지는 반응 용액에 대하여 폴리아미드산의 정제 방법과 동일한 조작을 행함으로써 이미드화 중합체를 정제할 수 있다.
[말단 수식형 중합체]
본 발명에서 사용되는 폴리아미드산 및 이미드화 중합체는 분자량이 조절된 말단 수식형의 것일 수도 있다. 이 말단 수식형 중합체를 사용함으로써 본 발명의 효과를 떨어뜨리지 않고 액정 배향제의 도포 특성 등을 개선할 수 있다. 이러한 말단 수식형 중합체는 폴리아미드산을 합성할 때에, 예를 들면 산 일무수물, 모노아민 화합물, 모노이소시아네이트 화합물 등의 단관능성 화합물을 반응계에 첨가함으로써 합성할 수 있다. 산 일무수물로는, 예를 들면 말레산 무수물, 프탈산 무수물, 이타콘산 무수물, n-데실숙신산 무수물, n-도데실숙신산 무수물, n-테트라데실숙신산 무수물, n-헥사데실숙신산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 모노아민 화합물로는, 예를 들면 아닐린, 시클로헥실아민, n-부틸아민, n-펜틸아민, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, n-노닐아민, n-데실아민, n-운데실아민, n-도데실아민, n-트리데실아민, n-테트라데실아민, n-펜타데실아민, n-헥사데실아민, n-헵타데실아민, n-옥타데실아민, n-에이코실아민 등을 들 수 있다. 또한, 모노이소시아네이트 화합물로는, 예를 들면 페닐이소시아네이트, 나프틸이소시아네이트 등을 들 수 있다.
[중합체의 대수 점도]
이상과 같이 하여 얻어지는 폴리아미드산 및 이미드화 중합체는 그의 대수 점도(ηln)의 값이 바람직하게는 0.05 내지 10 dl/g, 보다 바람직하게는 0.05 내지 5 dl/g이다.
상기 대수 점도(ηln)의 값은 N-메틸-2-피롤리돈을 용매로 사용하고, 농도가 0.5 g/100 ㎖인 용액에 대하여 30 ℃에서 점도의 측정을 행하여, 하기 수학식 1에 의해 구해지는 것이다.
[액정 배향제]
본 발명의 액정 배향제는 상기 폴리아미드산 및(또는) 이미드화 중합체가 통상 유기 용매 중에 용해, 함유되어 구성된다.
본 발명의 액정 배향제를 제조할 때의 온도는 바람직하게는 0 내지 200 ℃, 보다 바람직하게는 20 내지 60 ℃이다.
상기 유기 용매로는, 예를 들면 1-메틸-2-피롤리돈, γ-부티롤락톤, γ-부티롤락탐, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 4-히드록시-4-메틸-2-펜탄올, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 락트산 부틸, 아세트산 부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 에틸렌글리콜 메틸에테르, 에틸렌글리콜 에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-n-부틸에테르(부틸셀로솔브), 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 등을 들 수 있다.
본 발명의 액정 배향제에서의 고형분 농도는 점성, 휘발성 등을 고려하여 선택되지만, 바람직하게는 1 내지 10 중량％의 범위이다. 즉, 본 발명의 액정 배향제는 기판 표면에 도포되어 액정 배향막이 되는 도막이 형성되지만, 고형분 농도가 1 중량％ 미만인 경우에는 이 도막의 막 두께가 지나치게 얇아지므로 양호한 액정 배향막을 얻을 수 없고, 고형분 농도가 10 중량％를 초과하는 경우에는 도막의 막 두께가 지나치게 두꺼워지므로 양호한 액정 배향막을 얻을 수 없으며, 또한 액정 배향제의 점성이 증대되어 도포 특성이 떨어진다.
본 발명의 액정 배향제에는 목적으로 하는 물성을 손상하지 않는 범위 내에서 기판 표면에 대한 접착성을 향상시키는 관점에서, 관능성 실란 함유 화합물 또는 에폭시 화합물이 함유되어 있을 수도 있다. 이러한 관능성 실란 함유 화합물로는, 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-에톡시카르보닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-에톡시카르보닐-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, N-벤질-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-비스(옥시에틸렌)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-비스(옥시에틸렌)-3-아미노프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 에폭시 화합물로는, 예를 들면 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 1,3,5,6-테트라글리시딜-2,4-헥산디올, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실렌디아민, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3-(N-알릴-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N,N-디글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
[액정 표시 소자]
본 발명의 액정 표시 소자는, 예를 들면 다음 방법에 의해서 제조할 수 있다.
(1) 패턴화된 투명 도전막이 설치되어 있는 기판의 한 면에 본 발명의 액정 배향제를 롤 코터법, 스피너법, 인쇄법 등의 방법에 의해 도포하고, 계속해서 도포면을 가열함으로써 도막을 형성한다. 기판으로는, 예를 들면 플로트(float) 유리, 소다 유리 등의 유리; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리카르보네이트 등의 플라스틱으로 이루어지는 투명 기판을 사용할 수 있다. 기판의 한 면에 설치되는 투명 도전막으로는 산화주석(SnO2)을 포함하는 NESA 막(미국 PPG사 등록상표), 산화인듐-산화주석(In2O3-SnO2)을 포함하는 ITO 막 등을 사용할 수 있다. 이들 투명 도전막의 패턴화에는 포토ㆍ에칭법이나 미리 마스크를 사용하는 방법이 이용된다. 액정 배향제를 도포할 때는 기판 표면 및 투명 도전막과 도막의 접착성을 더욱 양호하게 하기 위해서, 기판의 상기 표면에 관능성 실란 함유 화합물 또는 관능성 티탄 함유 화합물 등을 미리 도포할 수도 있다. 액정 배향제 도포 후의 가열 온도는 바람직하게는 80 내지 300 ℃, 보다 바람직하게는 120 내지 250 ℃이다. 또한, 폴리아미드산을 함유하는 본 발명의 액정 배향제는 도포 후에 유기 용매를 제거함으로써 배향막이 되는 도막을 형성하지만, 더욱 가열함으로써 탈수 폐환을 진행시켜 보다 이미드화된 도막을 형성할 수도 있다. 형성되는 도막의 막 두께는 바람직하게는 0.001 내지 1 ㎛이고, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.5 ㎛이다.
(2) 형성된 도막면을, 예를 들면 나일론, 레이온, 면화 등의 섬유로 이루어지는 천을 감은 롤로 일정한 방향으로 문지르는 러빙 처리를 행한다. 이에 따라, 액정 분자의 배향능이 도막에 부여되어 액정 배향막이 된다.
또한, 본 발명의 액정 배향제에 의해 형성된 액정 배향막에, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)6-222366호 공보나 일본 특허 공개 (평)6-281937호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 적외선을 부분적으로 조사함으로써 프리틸트각을 변화시키는 것과 같은 처리, 또는 일본 특허 공개 (평)5-107544호 공보에 나타나 있는 바와 같이, 러빙 처리를 실시한 액정 배향막 표면에 레지스트막을 부분적으로 형성하고, 상기 러빙 처리와 다른 방향으로 러빙 처리를 행한 후에 레지스트막을 제거하여, 액정 배향막의 액정 배향능을 변화시키는 것과 같은 처리를 행함으로써 액정 표시 소자의 시계 특성을 개선하는 것이 가능하다.
(3) 상기한 바와 같이 하여 액정 배향막이 형성된 기판과 투명 도전막의 패턴화되어 있지 않은 기판을 각각 1장씩 제작하고, 각각의 액정 배향막에서 러빙 방향이 직교 또는 역평행이 되도록 2장의 기판을 간극(셀갭)을 통해 대향 배치하고, 2장의 기판 주변부를 밀봉제를 사용하여 접합시켜 기판 표면 및 밀봉제에 의해 구획된 셀갭 내에 액정을 주입 충전하고, 주입 구멍을 봉지하여 액정 셀을 구성한다. 그리고 액정 셀의 외표면, 즉 액정 셀을 구성하는 각각의 기판의 다른 면측에, 편광판을, 그의 편광 방향이 해당 기판의 한 면에 형성된 액정 배향막의 러빙 방향과 일치 또는 직교하도록 접합시킴으로써 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.
여기에서, 밀봉제로는 예를 들면 경화제 및 스페이서로서의 산화 알루미늄 구(球)를 함유하는 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.
액정으로는 네마틱형 액정 및 스메틱형 액정을 들 수 있고, 그 중에서도 네마틱형 액정이 바람직하며, 예를 들면 시프베이스계 액정, 아족시계 액정, 비페닐계 액정, 페닐시클로헥산계 액정, 에스테르계 액정, 터페닐계 액정, 비페닐시클로헥산계 액정, 피리미딘계 액정, 디옥산계 액정, 비시클로옥탄계 액정, 큐반계 액정 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 액정으로 예를 들면 콜레스틸 클로라이드, 콜레스테릴 노나에이트, 콜레스테릴 카르보네이트 등의 콜레스테릭형 액정이나, 상품명 "C-15", "CB-15"(메르크사 제조)로 판매되는 것과 같은 키랄제 등을 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한, p-데실옥시벤질리덴-p-아미노-2-메틸부틸 신나메이트 등의 강유전성 액정도 사용할 수 있다.
또한, 액정 셀의 외표면에 접합되는 편광판으로는, 폴리비닐알코올을 연신 배향시키면서 요오드를 흡수시킨 H막이라고 불리우는 편광막을 아세트산셀룰로오스 보호막 사이에 끼운 편광판 또는 H막 그 자체로 이루어지는 편광판을 들 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 제한되는 것은 아니다. 이하의 실시예 및 비교예에 의해 제작된 각 액정 표시 소자의 평가 방법은 이하에 나타낸다.
[중합체의 이미드화율·액정 배향제의 평균 이미드화율]
중합체 또는 액정 배향제를 실온에서 감압 건조한 후, 중수소화 디메틸술폭시드에 용해시키고, 테트라메틸실란을 기준 물질로 하여 실온에서 1H-NMR을 측정하여, 하기 수학식 2에 의해 구하였다.
이미드화율(%) = (1-A1/A2×α)×100
A1: NH기의 양성자 유래의 피크 면적(10 ppm)
A2: 그 이외의 양성자 유래의 피크 면적
α: 중합체의 전구체(폴리아미드산)에서 NH기의 양성자 1개에 대한 그 외의 양성자 개수의 비율
[이미드화 중합체·액정 배향제의 용해성]
중합체 또는 액정 배향제를 실온에서 감압 건조한 후, 고형분 농도 10 중량% 용액이 되도록 실온에서 γ-부티롤락톤에 1시간 진탕하여 용해시키고, 육안으로 용해되지 않고 남은 것의 여부를 확인하여 완전히 용해된 것을 OK, 용해되지 않고 남은 것을 NG라 하였다.
[액정 표시 소자의 프리틸트각 안정성]
역평행 방향(2장의 기판을 액정 배향 방향이 역평행이 되도록 조합한 것)의 액정 표시 소자를 제작하고, 실온에서 24시간 유지한 것 및 120 ℃에서 24 시간 유지한 것에 대하여 각각 프리틸트각을 측정하고, 실온에서 유지한 경우의 프리틸트각에서 120 ℃에서 유지한 경우의 프리틸트각을 뺀 값을 프리틸트각 감소도로서 측정하였다. 프리틸트각 감소도가 작을수록 프리틸트각 안정성이 양호하다. 또한, 프리틸트각은 크리스탈 로테이션법에 의해 측정하였다.
[액정 표시 소자의 신뢰성 시험]
고온 고습 환경(온도 70 ℃, 상대 습도 80 %)하에서 액정 표시 소자를 5 V, 60 Hz의 구형파(矩形波)로 구동시키고, 1500 시간 경과 후에 흰 얼룩 형상의 표시 결함의 유무를 편광 현미경으로 관찰하였다.
[액정 표시 소자의 전압 유지율]
액정 표시 소자에 5 V의 전압을 60 마이크로초의 인가 시간, 167 밀리초의 스판으로 인가한 후, 인가 해제로부터 167 밀리초 후의 전압 유지율을 측정하였다. 측정 장치는 (주)도요테크니컬제 VHR-1을 사용하였다.
[액정 배향막의 흡수율 측정]
막 두께가 수 ㎛인 박막을 제조하고, 초순수 중에 24시간 침지하여 그의 중량 변화를 측정하였다. 하기 수학식 3에 따라 흡수율을 산출하였다.
<합성예 1 내지 6 및 비교 합성예 1 내지 3>
N-메틸-2-피롤리돈에 하기 표 1에 나타내는 조성으로 디아민, 테트라카르복실산 이무수물(표 중, "산 무수물"로 표시)의 순서로 첨가하여 고형분 농도 15 중량%의 용액으로 만들고, 60 ℃에서 6시간 반응시켜 표 1에 나타내는 대수 점도를 갖는 폴리아미드산을 얻었다. 얻어진 폴리아미드산에 사용한 테트라카르복실산 이무수물과 디아민의 총량에 대하여 피리딘을 5 몰%, 아세트산 무수물을 3 몰% 첨가한 후, 110 ℃로 가열하여 4 시간 탈수 폐환 반응을 행하였다. 얻어진 용액을 디에틸에테르로 재침전시킨 후, 회수하고 건조하여 표 1에 나타내는 대수 점도, 이미드화율의 이미드화 중합체 B1 내지 B6, b1, b2, b3을 얻었다.
표 1에서 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물은 하기와 같다.
<디아민 화합물>
D-1: p-페닐렌디아민
D-2: 2,2-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판
D-3: 상기 화학식 (13)으로 나타내지는 디아민
D-4: 4,4'-메틸렌디아닐린
D-5: 상기 화학식 (15)로 나타내지는 디아민
<테트라카르복실산 이무수물>
T-1: 2,3,5-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물
T-2: 피로멜리트산 이무수물
<실시예 1>
합성예 1에서 얻어진 이미드화 중합체(B1) 2 g을 γ-부티롤락톤에 용해시켜 고형분 농도 4 중량%의 용액으로 만들고, 이 용액을 공경 1 ㎛의 필터로 여과하여 본 발명의 액정 배향제를 제조하였다.
상기 액정 배향제를 액정 배향막 도포용 인쇄기를 이용하여 ITO 막을 포함하는 투명 전극이 장착된 유리 기판의 투명 전극면에 도포하고, 180 ℃의 핫 플레이트 상에서 20 분간 건조하여 건조막 두께 0.05 ㎛의 도막을 형성하였다.
이 도막에 레이온제의 천을 감은 롤을 갖는 러빙 기계에 의해 롤 회전수 500 rpm, 스테이지의 이동 속도 1 cm/초, 털끝이 들어가는 길이 0.4 mm로 러빙 처리를 행하였다.
계속해서, 러빙 처리된 한 쌍의 액정 협지 기판의 액정 배향막을 갖는 각각의 외연에 직경 17 ㎛의 산화 알루미늄 구가 삽입된 에폭시 수지 접착제를 스크린 인쇄 도포한 후, 한 쌍의 액정 협지 기판을 액정 배향막면이 상대하도록, 또한 러빙 방향이 역평행이 되도록 중첩하고 압착하여 접착제를 경화시켰다.
계속해서, 액정 주입구에 의해 한 쌍의 기판 사이에 네마틱형 액정(메르크사제, MLC-5081)을 충전한 후, 에폭시계 접착제로 액정 주입구를 봉지하고, 기판의 외측 양면에 편광판을, 편광판의 편광 방향이 각각의 기판의 액정 배향막의 러빙 방향과 일치하도록 대향시켜 본 발명의 액정 표시 소자를 제작하였다.
얻어진 액정 표시 소자의 프리틸트각 안정성, 신뢰성, 전압 유지율에 대하여 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 또한, 상기 액정 배향제를 사용하여 흡수율의 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 함께 기재한다.
<실시예 2 내지 6, 비교예 1 내지 2>
표 1에 나타내는 중합체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 배향제를 제조하고, 이것을 사용하여 액정 표시 소자를 제작하여 평가하였다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
본 발명의 액정 배향제에 의하면, 액정 배향막으로 하였을 때 막 두께, 러빙 조건 등의 공정 조건에 의존하지 않고 신뢰성이 높은 액정 표시 소자용으로서 바람직한 액정 배향막이 얻어진다.
또한, 본 발명의 액정 배향제를 사용하여 형성한 배향막을 갖는 액정 표시 소자는 액정의 배향성 및 신뢰성이 우수하고, 각종 장치에 효과적으로 사용할 수 있는, 예를 들면 탁상 계산기, 손목 시계, 탁상 시계, 계수 표시판, 휴대 전화, 워드프로세서, 개인용 컴퓨터, 액정 데이터 프로젝터, 액정 텔레비전 등의 표시 장치에 이용된다.

Claims (7)

  1. 폴리아미드산의 이미드화 중합체를 포함하는 액정 배향제이고, 상기 이미드화 중합체는 하기 조건 (가) 및 (나)를 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 배향제.
    (가) 하기 화학식 1 및 화학식 2 각각으로 나타내지는 단위 중 1종 이상을 이미드화 중합체의 주쇄 중에 갖는다.
    <화학식 1>
    <화학식 2>
    (식 중, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 또는 1가의 유기기를 나타낸다.)
    (나) 하기 A 내지 D 각각에 나타내지는 기로부터 선택되는 1종 이상의 기를 이미드화 중합체의 주쇄 중에 또는 측쇄로서 갖는다.
    A: 주쇄가 탄소수 8 이상인 알킬기, 주쇄가 탄소수 3 이상인 퍼플루오로알킬기 또는 치환할 수 있는 탄소수 6 이상의 1,1-시클로알킬렌기,
    B: 환 수 3 이상의 다환 구조를 갖는 기,
    C: -R-X-A1로 나타내지는 기(여기서, R은 탄소수 3 이상의 탄화수소기를 나타내고, X는 단결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCO-, -CONH- 또는 -S-로 나타내지는 결합기를 나타내며, A1은 할로겐 원자, 시아노기, 플루오로알킬기 또는 치환할 수 있는 크로마닐기를 나타냄),
    D: -R1-X1-R2-X2-R3으로 나타내지는 기(여기서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환할 수 있는 탄소수 3 이상의 탄화수소기, -(Si-O-)n(n은 5 이상의 정수임)을 나타내고, X1 및 X2는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCO-, -CONH- 또는 -S-로 나타내지는 결합기를 나타냄).
  2. 제1항에 있어서, 조건 (나)로 나타내지는 기가 하기 화학식 (a) 내지 (z)로 나타내지는 기로부터 선택되는 1종 이상인 액정 배향제.
    식 중, A는 페닐렌기 또는 단결합이고, X, Y, P는 각각 독립적으로 -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -S-, -Ar-Ar-CH2-(단, Ar은 페닐렌기임), 메틸렌기, 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기 및 페닐렌기로부터 선택되는 2가의 기이고, Z는 -CF3, -CN, -COCH3, -COOH, -NO2, -SOCH3, -SO2CH 3, -F, -Cl, -OCF3으로부터 선택되는 1가의 유기기이고, R1 내지 R9, R11 내지 R19, R21 , R23, R24, R25, R27 내지 R33은 각각 독립적으로 할로겐 원자 또는 1가의 유기기를 나타내고, R20, R22, R26 은 2가의 유기기이고, R10은 3가의 유기기이고, Q는 탄소수 6 내지 16의 알킬기이며 m, n은 각각 1 이상의 정수이다.
  3. 제1항에 있어서, 조건 (나)로 나타내지는 기가 하기 화학식 (3) 내지 (81)로 나타내지는 디아민 화합물에 유래하는 액정 배향제.
    식 중, y는 2 내지 12의 정수이고, z는 1 내지 5의 정수이다.
  4. 제1항에 있어서, 조건 (나)로 나타내지는 기가 하기 화학식 (82) 내지 (90)으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물에 유래하는 액정 배향제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 테트라카르복실산 이무수물의 적어도 1부로서 하기 화학식 3으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물을 사용해서 얻어진 폴리아미드산의 이미드화 중합체를 포함하는 액정 배향제.
    <화학식 3>
    식 중, R은 지환식 구조를 갖는 4가의 유기기이다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 화학식 3으로 나타내지는 테트라카르복실산 이무수물이 2,3,5-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물인 액정 배향제.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 액정 배향제로부터 얻어지는 액정 배향막을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
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