KR20080079616A - 액정 배향제 및 액정 표시 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은
(a) 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 테트라카르복실산 이무수물 군에서 선택되는 1종 이상과, 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 디아민 군에서 선택되는 1종 이상과의 반응에 의해 얻어지는 중합체 및/또는 그의 이미드화 중합체,
(b) 2-피롤리돈, N-메틸숙신산이미드 및 N-메틸글루타르산이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상, 및 용매를 함유하고,
고형분 농도가 1 내지 10 중량％이고, 점도가 5 내지 12 mPa·S이고, 수분 함유량이 0.01 내지 0.5 중량％인 것을 특징으로 하는 액정 배향제에 관한 것이다.
<화학식 1>
Figure 112008014069338-PAT00001
<화학식 2>
Figure 112008014069338-PAT00002
<화학식 3>
Figure 112008014069338-PAT00003
<화학식 4>
Figure 112008014069338-PAT00004
<화학식 5>
Figure 112008014069338-PAT00005
<화학식 6>
Figure 112008014069338-PAT00006
(여기서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 선상, 분지상 또는 환상 알킬기 또는 탄소수 4 내지 40의 선상, 분지상 또는 환상 알케닐기이고, R1 내지 R4가 갖는 수소 원자 중 1 내지 15개는 불소 원자로 치환될 수 있고, A1 및 A2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기임)
본 발명은 폴리이미드계의 액정 배향막에 있어서, 높은 전압 유지율을 유지하면서 축적 전하(소부)를 감소시키고, 또한 우수한 인쇄성을 구비한 액정 배향제 및 이를 이용한 액정 표시 소자를 제공한다.
액정 배향제, 액정 표시 소자

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 이용되는 액정 배향제 및 액정 표시 소자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전기적 특성이 양호하면서, 인쇄성이 양호한 액정 배향막을 제공하는 액정 배향제 및 상기 액정 배향제로부터 얻어지는 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
현재, 액정 표시 소자로서는, ITO(산화인듐-산화주석) 등의 투명 도전막이 설치되어 있는 기판 표면에 폴리아믹산, 폴리이미드 등을 포함하는 액정 배향막을 형성하여 액정 표시 소자용 기판으로 하고, 이것의 2장을 대향 배치하여 그 간극 내에 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱형 액정의 층을 형성하여 샌드위치 구조의 셀로 하고, 액정 분자의 장축이 한쪽 기판으로부터 다른 쪽 기판을 향해서 연속적으로 90° 비틀어지도록 한, 소위 TN(Twisted Nematic: 트위스티드 네마틱)형 액정 셀을 갖는 TN형 액정 표시 소자가 알려져 있다. 또한, TN형 액정 표시 소자에 비해 콘트라스트가 높고, 그의 시각 의존성이 적은 STN(Super Twisted Nematic: 수퍼 트위스티드 네마틱)형 액정 표시 소자가 개발되어 있다. 상기 STN형 액정 표시 소 자는 네마틱형 액정에 광학 활성 물질인 키랄제를 블렌드한 것을 액정으로서 이용하고, 액정 분자의 장축이 기판 사이에서 180° 이상에 걸쳐 연속적으로 비틀어지는 상태가 됨으로써 생기는 복굴절 효과를 이용하는 것이다.
이들 외에, 투명 도전막 상에 돌기를 형성하여 액정의 배향 방향을 제어하는, MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 방식이라 불리는 수직 배향형 액정 표시 소자가 제안되었다(하기 특허 문헌 1 및 비 특허 문헌 1 참조). MVA 방식의 액정 표시 소자는 시야각, 콘트라스트 등이 우수하고, 액정 배향막의 형성에 있어서 러빙 처리를 행하지 않아도 되는 등, 제조 공정 면에서도 우수하다.
상기 TN, STN 및 MVA 방식에 적합한 액정 배향막으로서는 액정 표시 소자의 잔상 소거 시간이 짧은 등의 전기 특성이 요구되고 있다. 또한, 이들 액정 배향막의 형성에 이용되는 배향제로서는 잉크젯 인쇄 또는 오프셋 인쇄에 있어서 우수한 인쇄성을 갖는 것이 요구된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)11-258605호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 (평)6-222366호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 (평)6-281937호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 (평)5-107544호 공보
[비 특허 문헌 1] "액정", Vol.3(No.2), p117(1999년)
본 발명은 상기 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 그의 목적으로 하는 바 는, 폴리이미드계의 액정 배향막에 있어서, 높은 전압 유지율을 유지하면서 축적 전하(소부)를 감소시키고, 또한 우수한 인쇄성을 구비한 액정 배향제 및 이를 이용한 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적은 첫째로,
(a) 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 테트라카르복실산 이무수물 군에서 선택되는 1종 이상과, 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 디아민 군에서 선택되는 1종 이상과의 반응에 의해 얻어지는 중합체 및/또는 그의 이미드화 중합체,
(b) 2-피롤리돈, N-메틸숙신산이미드 및 N-메틸글루타르산이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상, 및 용매를 함유하고,
고형분 농도가 1 내지 10 중량％이고, 점도가 5 내지 12 mPa·S이고, 수분 함유량이 0.01 내지 0.5 중량％인 액정 배향제에 의해 달성된다.
Figure 112008014069338-PAT00007
Figure 112008014069338-PAT00008
Figure 112008014069338-PAT00009
Figure 112008014069338-PAT00010
Figure 112008014069338-PAT00011
Figure 112008014069338-PAT00012
(여기서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 선상, 분지상 또는 환상 알킬기 또는 탄소수 4 내지 40의 선상, 분지상 또는 환상 알케닐기이고, R1 내지 R4가 갖는 수소 원자 중의 1 내지 15개는 불소 원자로 치환될 수 있고, A1 및 A2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기임)
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적은 둘째로, 상기 액정 배향제로부터 얻어진 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자에 의해 달성된다.
본 발명은 폴리이미드계의 액정 배향막에 있어서, 높은 전압 유지율을 유지하면서 축적 전하(소부)를 감소시키고, 또한 우수한 인쇄성을 구비한 액정 배향제 및 이를 이용한 액정 표시 소자를 제공한다.
(a) 성분
본 발명의 액정 배향제는, (a) 성분으로서 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 테트라카르복실산 이무수물 군에서 선택되는 1종 이상과, 상기 화학식 3 내지 6으 로 표시되는 디아민 군에서 선택되는 1종 이상과의 반응에 의해 얻어지는 중합체(이하, "특정 폴리아믹산"이라 함) 및/또는 그의 이미드화 중합체(이하, 이들을 통합하여 "(a) 중합체"라 함)를 함유한다. 이하, 본 발명의 액정 배향제에 함유되는 (a) 중합체를 합성하기 위해 이용되는 테트라카르복실산 무수물 및 디아민에 대하여 설명한다.
<테트라카르복실산 이무수물>
특정 폴리아믹산의 합성에 이용되는 테트라카르복실산 이무수물은 상기 화학식 1로 표시되는 2,3,5-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물 및 상기 화학식 2로 표시되는 5-(2,5-디옥소테트라히드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-시클로헥센-1,2-디카르복실산 무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상(이하, "특정 테트라카르복실산 이무수물"이라 함)을 함유하여 이루어진다.
특정 폴리아믹산의 합성에 있어서는, 특정 테트라카르복실산 이무수물 외에 다른 테트라카르복실산 이무수물을 병용할 수 있다. 다른 테트라카르복실산 이무수물로서는, 예를 들면 지환식 테트라카르복실산 이무수물(단, 특정 테트라카르복실산 이무수물을 제외함), 지방족 테트라카르복실산 이무수물, 방향족 테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다.
상기 지환식 테트라카르복실산 이무수물로서는, 예를 들면 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-시클 로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-디시클로헥실테트라카르복실산 이무수물, 시스-3,7-디부틸시클로옥타-1,5-디엔-1,2,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 3,5,6-트리카르보닐-2-카르복시노르보르난-2:3,5:6-이무수물, 2,3,4,5-테트라히드로푸란테트라카르복실산 이무수물, 1,2,4-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물, 테트라시클로[4,4,0,12,5,17,10]도데칸-3,4,8,9-테트라카르복실산 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, 비시클로[2.2.2]-옥트-7-엔-2,3,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 3-옥사비시클로[3.2.1]옥탄-2,4-디온-6-스피로-3'-(테트라히드로푸란-2',5'-디온), 3,5,6-트리카르복시-2-카르복시노르보르난-2:3,5:6-이무수물, 4,9- 디옥사트리시클로[5.3.1.02,6]운데칸-3,5,8,10-테트라온, 하기 화학식 (I) 또는 (II)
Figure 112008014069338-PAT00013
(여기서, R5 및 R7은 방향환을 갖는 2가의 유기기를 나타내고, R6 및 R8은 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고, 복수개 존재하는 R6 및 R8은 각각 동일하거나 상이할 수 있음)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 지방족 테트라카르복실산 이무수물로서는, 예를 들면 부탄테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다.
상기 방향족 테트라카르복실산 이무수물로서는, 예를 들면 피로멜리트산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카르복실산 이무수물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐에테르테트라카르복실산 이무 수물, 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, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 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), 하기 화학식 (7) 내지 (10)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112008014069338-PAT00014
이들 다른 테트라카르복실산 이무수물은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 다른 테트라카르복실산 이무수물 중, 지환식 테트라카르복실산 이무수물로서는, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,3-디메틸-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-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물, 시스-3,7-디부틸시클로옥타-1,5-디엔-1,2,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 3,5,6-트리카르보닐-2-카르복시노르보르난-2:3,5:6-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-8-메틸-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, 비시클로[2.2.2]-옥트-7-엔-2,3,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 3-옥사비시클로[3.2.1]옥탄-2,4-디온-6-스피로-3'-(테트라히드로푸란-2',5'-디온), 상기 화학식 (I)로 표시되는 화합물 중 하기 화학식 (11) 내지 (13)
Figure 112008014069338-PAT00015
으로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 (II)로 표시되는 화합물 중 하기 화학식 (14)
Figure 112008014069338-PAT00016
로 표시되는 화합물이, 양호한 액정 배향성을 발현시킬 수 있는 측면에서 바람직하고, 특히 바람직한 것으로서, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,3- 디메틸-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-5-(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 시스-3,7-디부틸시클로옥타-1,5-디엔-1,2,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 1,2,4-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물, 3,5,6-트리카르보닐-2-카르복시노르보르난-2:3,5:6-이무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사히드로-8-메틸-5-(테트라히드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 3-옥사비시클로[3.2.1]옥탄-2,4-디온-6-스피로-3'-(테트라히드로푸란-2',5'-디온) 및 상기 화학식 (12)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
다른 테트라카르복실산 이무수물 중, 바람직한 지방족 테트라카르복실산 이무수물 또는 방향족 테트라카르복실산 이무수물로서는, 부탄테트라카르복실산 이무수물, 피로멜리트산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 2,2',3,3'-비페닐술폰테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카르복실산 이무수물 또는 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물을 들 수 있다.
다른 테트라카르복실산 이무수물로서는 지환식 테트라카르복실산 이무수물을 사용하는 것이 바람직하다.
특정 폴리아믹산의 합성에 있어서 특정 테트라카르복실산 이무수물과 다른 테트라카르복실산 이무수물을 병용하는 경우, 특정 테트라카르복실산 이무수물의 사용 비율이 전체 테트라카르복실산 이무수물에 대하여 50몰％ 이상인 것이 바람직하다.
<디아민>
특정 폴리아믹산의 합성에 이용되는 디아민은 상기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 디아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상(이하, "특정 디아민"이라 함)이다.
특정 폴리아믹산의 합성에 있어서는 특정 디아민 외에 다른 디아민을 병용할 수 있다. 다른 디아민으로서는, 예를 들면 방향족 디아민, 지방족 또는 지환식 디아민, 분자 내에 2개의 1급 아미노기 및 상기 1급 아미노기 이외의 질소 원자를 갖는 디아민, 디아미노오르가노실록산 등을 들 수 있다.
상기 방향족 디아민으로서는, 예를 들면 p-페닐렌디아민, 2-메틸-1,4-페닐렌디아민, 2-에틸-1,4-페닐렌디아민, 2,5-디메틸-1,4-페닐렌디아민, 2,5-디에틸-1,4-페닐렌디아민, 2,3,5,6-테트라메틸-1,4-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에탄, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 1,5-디아미노나프탈렌, 3,3-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단, 6-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)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, 9,9-비스(4-아미노페닐)-10-히드로안트라센, 2,7-디아미노플루오렌, 9,9-디메틸-2,7-디아미노플루오렌, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 4,4'-메틸렌-비스(2-클로로아닐린), 2,2',5,5'-테트라클로로-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-디클로로-4,4'-디아미노-5,5'-디메톡시비페닐, 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐, 1,4,4'-(p-페닐렌이소프로필리덴)비스아닐린, 4,4'-(m-페닐렌이소프로필리덴)비스아닐린, 2,2'-비스[4-(4-아미노-2-트리플루오로메틸페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 4,4'-디아미노-2,2'-비스(트리플루오로메틸)비페닐, 4,4'-비스[(4-아미노-2-트리플루오로메틸)페녹시]-옥타플루오로비페닐, 3,6-디아미노카르바졸, N-메틸-3,6-디아미노카르바졸, N-에틸-3,6-디아미노카르바졸, N-페닐-3,6-디아미노카르바졸 등;
상기 지방족 또는 지환식 디아민으로서는, 예를 들면 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) 등;
상기 분자 내에 2개의 1급 아미노기 및 상기 1급 아미노기 이외의 질소 원자를 갖는 디아민으로서는, 예를 들면 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-트리아 진, 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 등;
상기 디아미노오르가노실록산으로서는, 예를 들면 하기 화학식 (15)
Figure 112008014069338-PAT00017
(여기서, R9는 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기를 나타내고, 복수개 존재하는 R9는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, p는 1 내지 3의 정수이고, q는 1 내지 20의 정수임)로 표시되는 화합물 등을 각각 들 수 있다.
이들 다른 디아민은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
이들 다른 디아민 중, p-페닐렌디아민, 2-메틸-1,4-페닐렌디아민, 2-에틸-1,4-페닐렌디아민, 2,5-디메틸-1,4-페닐렌디아민, 2,5-디에틸-1,4-페닐렌디아민, 2,3,5,6-테트라메틸-1,4-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 1,5-디아미노나프탈렌, 2,7-디아미 노플루오렌, 9,9-디메틸-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-시클로헥산디아민, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실아민), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 2,6-디아미노피리딘, 3,4-디아미노피리딘, 2,4-디아미노피리미딘, 3,6-디아미노아크리딘, 3,6-디아미노카르바졸, N-메틸-3,6-디아미노카르바졸, N-에틸-3,6-디아미노카르바졸 또는 N-페닐-3,6-디아미노카르바졸이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 p-페닐렌디아민, 2-메틸-1,4-페닐렌디아민, 2-에틸-1,4-페닐렌디아민, 2,5-디메틸-1,4-페닐렌디아민, 2,5-디에틸-1,4-페닐렌디아민 또는 2,3,5,6-테트라메틸-1,4-페닐렌디아민이다.
본 발명의 액정 배향제의 프리틸트각 발현성을 향상시키는 경우에는, 특정 디아민 및 임의로 사용되는 상기 다른 디아민에 더하여, 추가로 하기 화학식 (Q-1)
Figure 112008014069338-PAT00018
(여기서, X1은 단일 결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -S- 또는 아릴렌기이고, R10은 탄소수 10 내지 20의 알킬기, 탄소수 4 내지 40의 지환식 골격을 갖는 1가의 유기기 또는 탄소수 6 내지 20의 불소 원자를 갖는 1가의 유기기임) 및 하기 화학식 (Q-2)
Figure 112008014069338-PAT00019
(여기서, X2는 단일 결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -S- 또는 아릴렌기이고, R11은 탄소수 4 내지 40의 지환식 골격을 갖는 2가의 유기기임)로 표시되는 디아민 군에서 선택되는 1종 이상의 디아민을 병용할 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 화학식 (Q-1)에 있어서, R10으로 표시되는 탄소수 10 내지 20의 알킬기로서는, 예를 들면 n-데실기, n-도데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-옥타데실기, n-에이코실기 등을 들 수 있다.
상기 화학식 (Q-1)에서의 R10 및 상기 화학식 (Q-2)에서의 R11로 표시되는 탄소수 4 내지 40의 지환식 골격을 갖는 1가 또는 2가의 유기기로서는, 예를 들면 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로데칸 등의 시클로알칸 유래의 지환식 골격을 갖는 기; 콜레스테롤, 콜레스타놀 등의 스테로이드 골격을 갖는 기; 노르보르넨, 아다만탄 등의 가교 지환식 골격을 갖는 기 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 특히 바람직하게는 스테로이드 골격을 갖는 기이다. 상기 지환식 골격을 갖는 유기기는 그가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자, 바람직하게는 불소 원자나, 플루오로알킬기, 바람직하게는 트리플루오로메틸기로 치환될 수 있다.
상기 화학식 (Q-1)에서의 R10으로 표시되는 탄소수 6 내지 20의 불소 원자를 갖는 기로서는, 예를 들면 n-헥실기, n-옥틸기, n-데실기 등의 탄소수 6 내지 20의 직쇄상 알킬기; 시클로헥실기, 시클로옥틸기 등의 탄소수 6 내지 20의 지환식 탄화수소기; 페닐기, 비페닐기 등의 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소기 등의 유기기에서의 수소 원자의 일부 또는 전부를, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기 등의 플루오로알킬기로 치환한 기를 들 수 있다.
상기 화학식 (Q-1)에서의 X1 및 상기 화학식 (Q-2)에서의 X2는 단일 결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -S- 또는 아릴렌기이지만, 아릴렌기로서는, 예를 들면 페닐렌기, 톨릴렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기 등을 들 수 있다. X1 및 X2로서는 특히 -O-, -COO-, -OCO-로 표시되는 기가 바람직하다.
상기 화학식 (Q-1)로 표시되는 기를 갖는 디아민의 바람직한 구체예로서는, 도데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 펜타데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 헥사데칸옥시-2,4-디아미노벤젠, 옥타데칸옥시-2,4-디아미노벤젠 또는 하기 화학식 (16) 내지 (25)
Figure 112008014069338-PAT00020
Figure 112008014069338-PAT00021
Figure 112008014069338-PAT00022
로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 상기 화학식 (Q-2)로 표시되는 기를 갖는 디아민의 바람직한 구체예로서는, 하기 화학식 (26) 내지 (28)
Figure 112008014069338-PAT00023
로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
이들 중에서, 특히 바람직한 것으로서는, 상기 화학식 (16), (17), (22), (23) 또는 (26)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
특정 폴리아믹산의 합성에 있어서 특정 디아민과 다른 디아민을 병용하는 경우, 특정 디아민의 사용 비율이 전체 디아민에 대하여 1몰％ 이상인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 5몰％ 이상이다.
<특정 폴리아믹산의 합성>
다음으로, 본 발명의 액정 배향제가 함유할 수 있는 특정 폴리아믹산의 합성 방법에 대하여 설명한다.
특정 폴리아믹산은 상기 특정 테트라카르복실산 이무수물 및 경우에 따라 다른 테트라카르복실산 이무수물과, 특정 디아민 및 경우에 따라 다른 디아민을, 바람직하게는 유기 용매 중에서, 바람직하게는 -20℃ 내지 150℃, 보다 바람직하게는 0 내지 100℃의 온도 조건하에서, 바람직하게는 0.5 내지 72 시간 반응시킴으로써 합성할 수 있다.
특정 폴리아믹산의 합성 반응에 제공되는 테트라카르복실산 이무수물과 디아민의 사용 비율은 디아민의 아미노기 1 당량에 대하여, 테트라카르복실산 이무수물의 산 무수물기가 0.5 내지 2 당량이 되는 비율이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 1.2 당량이 되는 비율이다.
여기서, 유기 용매로서는, 합성되는 특정 폴리아믹산을 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 1-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 3-부톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 3-헥실옥시-N,N-디메틸프로판아미드 등의 아미드계 용제; 디메틸술폭시드, γ-부티로락톤, 테트라메틸요소, 헥사메틸포스포르트리아미드 등의 비양성자계 극성 용매; m-크레졸, 크실레놀, 페놀, 할로겐화페놀 등의 페놀계 용매를 예시할 수 있다. 또한, 유기 용매의 사용량 (α)는 테트라카르복실산 이무수물 및 디아민 화합물의 총량 (β)의 반응 용액 전량(α＋β)에 대한 비율(단량체 농도)이 0.1 내지 30 중량％가 되는 양인 것이 바람직하다.
상기 유기 용매에는 특정 폴리아믹산의 빈용매인 알코올, 케톤, 에스테르, 에테르, 할로겐화 탄화수소, 탄화수소 등을, 생성되는 특정 폴리아믹산이 석출되지 않는 범위에서 병용할 수 있다. 이러한 빈용매의 구체예로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 시클로헥산올, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 락트산에틸, 락트산부틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 옥살산디에틸, 말론산디에틸, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-n-부틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 테트라히드로푸란, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,4-디클로로부탄, 트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 이소아밀프로피오네이트, 이소아밀이소부티레이트, 디이소펜틸에테르 등을 들 수 있다.
이상과 같이 하여, 특정 폴리아믹산을 용해시켜 이루어지는 반응 용액이 얻어진다. 그리고, 이 반응 용액을 대량의 빈용매 중에 부어 석출물을 얻고, 이 석 출물을 감압하에 건조시키거나 또는 반응 용액을 증발기로 감압 증류 제거함으로써 폴리아믹산을 얻을 수 있다. 또한, 이 특정 폴리아믹산을 다시 유기 용매에 용해시키고, 이어서 빈용매로 석출시키는 공정, 또는 증발기로 감압 증류 제거하는 공정을 1회 또는 수회 행함으로써, 특정 폴리아믹산을 정제할 수 있다.
<특정 폴리아믹산의 이미드화 중합체의 합성 방법>
다음으로, 본 발명의 액정 배향제가 함유할 수 있는 특정 폴리아믹산의 이미드화 중합체의 합성 방법에 대하여 설명한다.
특정 폴리아믹산의 이미드화 중합체는 상기 특정 폴리아믹산이 갖는 아믹산 구조 중의 일부 또는 전부를 탈수 폐환함으로써 합성할 수 있다. 본 발명에 이용할 수 있는 이미드화 중합체는 전체 반복 단위에서의 이미드환을 갖는 반복 단위의 비율(이하, "이미드화율"이라고도 함)이 40몰％ 이상, 바람직하게는 50몰％ 이상이다. 이미드화율이 40몰％ 이상인 중합체를 이용함으로써, 얻어지는 액정 배향막의 잔상 소거 시간을 보다 짧게 하는 것이 가능해진다.
특정 폴리아믹산의 탈수 폐환 반응은 (i) 특정 폴리아믹산을 가열하는 방법 또는 (ii) 특정 폴리아믹산을 유기 용매에 용해시키고 이 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하고 필요에 따라서 가열하는 방법에 의해 행해진다.
상기 (i)의 특정 폴리아믹산을 가열하는 방법에서의 반응 온도는 바람직하게는 50 내지 200℃이고, 보다 바람직하게는 60 내지 170℃이다. 반응 온도가 50℃ 미만이면 탈수 폐환 반응이 충분히 진행되지 않고, 반응 온도가 200℃를 초과하면 얻어지는 이미드화 중합체의 분자량이 저하될 수 있다.
한편, 상기 (ii)의 특정 폴리아믹산의 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하는 방법에 있어서, 탈수제로서는, 예를 들면 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 트리플루오로아세트산 등의 산 무수물을 사용할 수 있다. 탈수제의 사용량은 원하는 이미드화율에 의존하지만, 특정 폴리아믹산의 반복 단위 1몰에 대하여 0.01 내지 20몰로 하는 것이 바람직하다. 탈수 폐환 촉매로서는, 예를 들면 피리딘, 콜리딘, 루티딘, 트리에틸아민 등의 3급 아민을 사용할 수 있다. 그러나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 탈수 폐환 촉매의 사용량은 사용하는 탈수제 1몰에 대하여 0.01 내지 10몰로 하는 것이 바람직하다. 이미드화율은 상기 탈수제, 탈수 폐환제의 사용량이 많을수록 높게 할 수 있다. 탈수 폐환 반응에 이용되는 유기 용매로서는, 특정 폴리아믹산의 합성에 이용되는 것으로서 예시한 유기 용매를 들 수 있다. 탈수 폐환 반응의 반응 온도는 바람직하게는 0 내지 180℃이고, 보다 바람직하게는 10 내지 150℃이다. 이와 같이 하여 얻어진 반응 용액에 대하여, 특정 폴리아믹산의 정제 방법에서와 동일한 조작을 행함으로써, 얻어진 이미드화 중합체를 정제할 수 있다.
<말단 개질형의 중합체>
본 발명에서 사용되는 (a) 중합체, 즉 특정 폴리아믹산 또는 그의 이미드화 중합체는 분자량이 조절된 말단 개질형의 것일 수 있다. 말단 개질형 중합체를 이용함으로써, 본 발명의 효과가 손상되지 않고 액정 배향제의 도포 특성 등을 개선할 수 있다. 이러한 말단 개질형 중합체는 특정 폴리아믹산을 합성할 때에, 산 일무수물, 모노아민 화합물, 모노이소시아네이트 화합물 등을 반응계에 첨가함으로써 합성할 수 있다. 여기서, 산 일무수물로서는, 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, 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. 모노이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들면 페닐이소시아네이트, 나프틸이소시아네이트 등을 들 수 있다.
<중합체의 용액 점도>
이상과 같이 하여 얻어지는 (a) 중합체는 10％ 용액으로 했을 때, 20 내지 800 mPa·s의 점도를 갖는 것이 바람직하고, 30 내지 500 mPa·s의 점도를 갖는 것이 보다 바람직하다.
한편, 중합체의 용액 점도(mPa·s)는 소정의 용매를 이용하여, 고형분 농도 10％로 희석한 용액에 대하여 E형 회전 점도계를 이용하여 25℃에서 측정하였다.
<다른 중합체>
본 발명의 액정 배향제에 있어서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 상기 (a) 중합체의 일부를 그 밖의 폴리아믹산 및 그의 이미드화 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상(이하, "다른 중합체"라 함)으로 치환할 수 있다.
상기 다른 중합체는 특정 폴리아믹산 이외의 폴리아믹산 또는 그의 이미드화 중합체이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상술한 다른 테트라카르복실산 이무수 물과 다른 디아민과의 반응에 의해 얻어지는 중합체 또는 그의 이미드화 중합체인 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 다른 테트라카르복실산 이무수물로서는, 지환족 테트라카르복실산 이무수물 또는 방향족 테트라카르복실산 이무수물이 바람직하고, 특히 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물 또는 피로멜리트산 이무수물이 바람직하다. 여기서 사용되는 다른 디아민으로서는 방향족 디아민이 바람직하고, 특히 4,4-디아미노디페닐메탄이 바람직하다.
이러한 다른 중합체의 합성은 특정 테트라카르복실산 이무수물 및 특정 디아민 대신에 다른 테트라카르복실산 이무수물 및 다른 디아민을 이용하여, 특정 폴리아믹산 및 그의 이미드화 중합체의 합성과 동일하게 하여 행할 수 있다.
본 발명의 액정 배향제가 다른 중합체를 함유하는 것인 경우, 다른 중합체의 사용 비율은, 특정 폴리아믹산 및 그의 이미드화 중합체 및 다른 중합체의 합계량에 대하여 바람직하게는 80 중량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 60 중량％ 이하이다.
(b) 성분
본 발명의 액정 배향제는, (b) 성분으로서 2-피롤리돈, N-메틸숙신산이미드 및 N-메틸글루타르산이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유한다. (b) 성분은 본 발명의 액정 배향제에 양호한 인쇄성을 부여하고, 얻어지는 액정 배향막의 전기 특성을 향상시키기 위해 첨가된다.
본 발명의 액정 배향제에서의 (b) 성분의 함유량은 액정 배향제의 총량에 대하여 바람직하게는 0.001 내지 1 중량％이고, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.1 중량％이다.
그 밖의 첨가제
본 발명의 액정 배향제는 상기 (a) 성분 및 (b) 성분 및 후술하는 용매를 필수 성분으로서 함유하지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 그 밖의 첨가제를 함유할 수 있다. 이러한 그 밖의 첨가제로서는, 예를 들면 (c) 관능성 실란 함유 화합물, (d) 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
상기 (c) 관능성 실란 함유 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-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.
상기 (d) 에폭시 화합물로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 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, N,N-디글리시딜-벤질아민, N,N-디글리시딜-아미노메틸시클로헥산 등을 들 수 있다.
이들 (c) 관능성 실란 함유 화합물이나 (d) 에폭시기 함유 화합물의 배합 비율은 전체 중합체 100 중량부에 대하여 각각 바람직하게는 40 중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 30 중량부이다.
<용매>
본 발명의 액정 배향제가 함유하는 용매로서는 유기 용매가 바람직하고, 특정 폴리아믹산의 합성 반응에 이용되는 것으로서 예시한 용매를 들 수 있다. 또한, 특정 폴리아믹산의 합성 반응시에 병용할 수 있는 것으로서 예시한 빈용매도 적절하게 선택하여 병용할 수 있다.
본 발명의 액정 배향제에 사용되는 특히 바람직한 유기 용매로서는, 예를 들면 1-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, γ-부티로락탐, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 에틸렌글리콜모노메틸에테 르, 락트산부틸, 아세트산부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-n-부틸에테르(부틸셀로솔브), 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디메틸카르비톨, 디에틸카르비톨, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 3-부톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 3-헥실옥시-N,N-디메틸프로판아미드, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 이소아밀이소부티레이트, 디이소펜틸에테르 등을 들 수 있다.
이들 용매는 1종만을 사용할 수도 있고, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 액정 배향제는 그가 함유하는 용매의 일부에 메틸카르비톨, 디메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 디에틸카르비톨, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 1-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락탐 및 에틸렌글리콜-n-부틸에테르(부틸셀로솔브)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상(이하, "특정 용매"라 함)을 함유하는 것이, 양호한 인쇄성을 나타내는 점에서 특히 바람직하다. 특정 용매로서는, 메틸카르비톨, 디메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 디에틸카르비톨, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트 및 트리 에틸렌글리콜디메틸에테르로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하다.
본 발명의 액정 배향제가 함유하는 용매 중 상기 특정 용매가 차지하는 비율은 전체 용매 중의 1 중량％ 이상인 것이 바람직하고, 5 내지 50 중량％인 것이 보다 바람직하다.
<액정 배향제>
본 발명의 액정 배향제는 상기 (a) 중합체, (b) 성분 및 용매를 필수 성분으로 하고, 임의적으로 그 밖의 첨가제를 함유하지만, 바람직하게는 액정 배향제 중의 용매 이외의 성분이 용매에 용해되어 함유된 용액 상태로서 제조된다.
본 발명의 액정 배향제에서의 고형분 농도(액정 배향제 중의 용매 이외의 성분의 합계 중량을 액정 배향제의 총 중량으로 나눈 값)는 점성, 휘발성 등을 고려하여 1 내지 10 중량％의 범위에서 선택된다. 본 발명의 액정 배향제는 기판 표면에 도포되어 액정 배향막이 되는 도막이 형성되지만, 고형분 농도가 1 중량％ 미만인 경우에는 이 도막의 막 두께가 너무 작아져서 양호한 액정 배향막을 얻을 수 없고, 한편 고형분 농도가 10 중량％를 초과하는 경우에는 도막의 막 두께가 너무 커져서 양호한 액정 배향막을 얻을 수 없고, 또한 액정 배향제의 점성이 증대하여 도포 특성이 떨어지게 되는 경우가 있어 바람직하지 않다. 본 발명의 액정 배향제는 그의 점도가 5 내지 12 mPa·S이다.
또한, 본 발명의 액정 배향제는 수분 함유량이 0.01 내지 0.5 중량％이다. 이 범위의 수분 함유량으로 함으로써, 액정 배향제의 인쇄성을 매우 양호한 것으로 할 수 있다. 통상의 지식 및 기술을 갖는 당업자가 수분 함유량 이외에 관한 본 명세서의 기재에 따라서 액정 배향제를 제조한 경우, 액정 배향제 중의 수분 함유량은 상기 범위를 밑돌게 되는 것이 통상적이다. 따라서, 액정 배향제 중의 수분 함유량을 상기 범위 내로 하기 위해서는, 액정 배향제의 제조 중 임의의 단계에서 액정 배향제에 적량의 물을 첨가함으로써 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 배향제는 그의 표면 장력이 25 내지 40 dyn/cm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 배향제를 제조할 때의 온도는 바람직하게는 0℃ 내지 200℃이고, 보다 바람직하게는 20℃ 내지 60℃이다.
<액정 표시 소자>
본 발명의 액정 표시 소자는 상기와 같이 하여 얻어진 본 발명의 액정 배향제로부터 얻어진 액정 배향막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정 표시 소자는 예를 들면 다음 공정 (1) 내지 (3)에 의해 제조할 수 있다.
(1) 패터닝된 투명 도전막이 설치되어 있는 기판의 일면에, 본 발명의 액정 배향제를 오프셋 인쇄법, 스핀 코팅법, 잉크젯 인쇄법 등의 적절한 도포 방법에 의해 도포하고, 이어서 도포면을 가열함으로써 도막을 형성한다. 본 발명의 액정 배향제에 적용하는 도포 방법으로서는 잉크젯 인쇄법이 바람직하다. 여기서, 기판으로서는, 예를 들면 플로트 유리, 소다 유리 등의 유리; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트 등의 플라스틱을 포함하는 투명 기판을 사용할 수 있다. 기판의 일면에 설치되는 투명 도전막으로서는, 산화주석(SnO2)을 포함하는 NESA막(미국 PPG사 등록상표), 산화인듐-산화주석(In2O3-SnO2)을 포함하는 ITO막 등을 사용할 수 있고, 이들 투명 도전막의 패터닝에는 포토·에칭에 의한 방법이나 투명 도전막 형성시에 예비 마스크를 이용하는 방법 등이 이용된다. 액정 배향제의 도포에 있어서는, 기판 표면 및 투명 도전막과 도막과의 접착성을 더욱 양호하게 하기 위해, 기판의 상기 표면에 관능성 실란 함유 화합물, 관능성 티탄 함유 화합물 등을 미리 도포할 수도 있다. 액정 배향제 도포 후의 가열 온도는 바람직하게는 80 내지 300℃이고, 보다 바람직하게는 120 내지 250℃이다. 한편, 본 발명의 액정 배향제는 도포 후에 유기 용매를 제거함으로써 액정 배향막이 되는 도막을 형성하지만, 본 발명의 액정 배향제가 아믹산 구조를 갖는 중합체를 함유하는 것인 경우에는, 추가로 가열함으로써 아믹산 구조의 탈수 폐환을 진행시켜 보다 이미드화된 도막으로 할 수도 있다.
형성되는 도막의 막 두께는 바람직하게는 0.001 내지 1 ㎛이고, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.5 ㎛이다.
(2) 이어서, 상기와 같이 하여 형성된 도막면에 대하여, 통상적으로 예를 들면 나일론, 레이온, 코튼 등의 섬유를 포함하는 천을 감은 롤로 일정 방향으로 문지르는 러빙 처리를 행한다. 또한, 본 발명의 액정 배향제에 의해 형성된 액정 배향막에, 예를 들면 상기 특허 문헌 2(일본 특허 공개 (평)6-222366호 공보)나 상기 특허 문헌 3(일본 특허 공개 (평)6-281937호 공보)에 개시된 바와 같은 자외선을 부분적으로 조사함으로써 프리틸트각을 변화시키는 등의 처리, 또는 상기 특허 문 헌 4(일본 특허 공개 (평)5-107544호 공보)에 개시된 바와 같은 러빙 처리를 실시한 액정 배향막 표면에 레지스트막을 부분적으로 형성하고, 선행의 러빙 처리와 다른 방향으로 러빙 처리를 행한 후에 레지스트막을 제거하여, 액정 배향막의 액정 배향능을 변화시키는 등의 처리를 행함으로써, 액정 표시 소자의 시계 특성을 개선하는 것이 가능하다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)와 같이 하여 액정 배향막이 형성된 기판을 2장 제조하고, 각각의 액정 배향막에서의 러빙 방향이 직교 또는 역평행이 되도록 2장의 기판을 간극(셀 갭)을 통해 대향 배치하고, 2장의 기판의 주변부를 밀봉제를 이용하여 접합하고, 기판 표면 및 밀봉제에 의해 구획된 셀 갭 내에 액정을 주입 충전하고, 주입 구멍을 밀봉하여 액정 셀을 구성한다. 그리고, 액정 셀의 외표면, 즉, 액정 셀을 구성하는 각각의 기판의 다른 면측에, 편광판을, 그의 편광 방향이 당해 기판의 일면에 형성된 액정 배향막의 러빙 방향과 일치 또는 직교하도록 접합시킴으로써, 액정 표시 소자가 얻어진다. 여기서, 밀봉제로서는, 예를 들면 경화제 및 스페이서로서의 산화알루미늄구를 함유하는 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 액정으로서는 네마틱형 액정 및 스멕틱형 액정을 들 수 있고, 그 중에서도 네마틱형 액정이 바람직하고, 예를 들면 쉬프 염기계 액정, 아족시계 액정, 비페닐계 액정, 페닐시클로헥산계 액정, 에스테르계 액정, 터페닐계 액정, 비페닐시클로헥산계 액정, 피리미딘계 액정, 디옥산계 액정, 비시클로옥탄계 액정, 쿠반계 액정 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 액정에, 예를 들면 콜레스틸클로라이드, 콜레스테릴노나에이트, 콜레스테릴카보네이트 등의 콜레스테릭형 액정이나 상품명 "C-15", "CB- 15"(머크사 제조)로서 판매되고 있는 키랄제 등을 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한, p-데실옥시벤질리덴-p-아미노-2-메틸부틸신나메이트 등의 강유전성 액정도 사용할 수 있다.
액정 셀의 외표면에 접합되는 편광판으로서는, 폴리비닐알코올을 연신 배향시키면서 요오드를 흡수시킨 H막이라 칭해지는 편광막을 아세트산셀룰로오스 보호막 사이에 끼운 편광판 또는 H막 그 자체를 포함하는 편광판을 들 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다.
이하의 실시예, 비교예에서 제조한 액정 배향제의 평가는 이하의 방법에 따랐다.
[인쇄성 평가]
각 실시예 또는 비교예에서 제조한 액정 배향제 각각을 -15℃의 냉동고에서 7일간 보관한 후, 실온까지 승온시키고, JET-CM 연속식 잉크젯 프린터(기슈 기켄 고교(주) 제조)를 이용하여, 두께 1 mm의 유리 기판의 한쪽 면에 설치된 ITO막을 포함하는 투명 도전막 상에 용매 제거 후의 막 두께가 60 nm가 되는 액량으로 10분간 연속하여 도포를 실시하였다. 10분간 연속 도포한 후, 추가로 도포를 계속하여 얻어진 배향막 도포 기판을 핫 플레이트 상에 80℃에서 1분간 프리베이킹을 실시하고, 그 후 클린 오븐 내에서 질소 분위기하에 200℃에서 60분간 가열한 후, 액정 배향막의 주변부, 중앙부를 20배의 현미경으로 관찰하였다. 도포 불균일이 없는 경우를 "우량", 핀홀이나 도포 불균일(막 두께 불균일, 줄무늬 불균일 등)이 미미하게 관측된 경우를 "양호", 핀홀이나 도포 불균일이 현저히 관측된 경우에는 "불량"이라 판단하였다.
[전압 유지율의 평가]
한쪽 면에 두께 약 1 mm의 패터닝된 ITO 전극이 형성된 유리 기판을 이용하고, 또한 액정 배향제로서 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 액정 배향제를 그대로 사용한 것 외에는 상기 [인쇄성 평가]와 동일하게 하여 막 두께 약 0.06 ㎛의 도막을 갖는 유리 기판을 한 쌍(2장) 제조하였다.
다음으로, 한 쌍의 투명 전극/투명 기판의 상기 액정 배향막 도포 기판의 액정 배향막을 갖는 각각의 외연에, 액정 주입구를 남기고 직경 5.5 ㎛의 산화알루미늄구 함유 에폭시 수지 접착제를 도포한 후, 액정 배향막면이 서로 대향하도록 중첩시켜 압착하고, 접착제를 경화시켰다. 이어서, 액정 주입구로부터 기판 사이에 네마틱형 액정(네가티브형, 머크사 제조, MLC-6608)을 충전한 후, 아크릴계 광 경화 접착제로 액정 주입구를 밀봉하고, 기판의 외측의 양면에 편광판을 접합시켜 액정 표시 소자를 제조하였다.
이 액정 표시 소자에 대하여 실온에서 5 V의 전압을 60 마이크로초의 인가 시간, 16.7 밀리초의 스팬으로 인가한 후, 인가 해제로부터 16.7 밀리초 후의 전압 유지율을 측정하였다. 측정 장치는 (주)도요 테크니카 제조의 VHR-1을 사용하였다.
[소부의 평가]
도 1에 나타낸 바와 같은 패턴을 갖는 ITO막을 한쪽 면에 갖는 유리 기판을 사용한 것 외에는 상기 [전압 유지율의 평가]에서와 동일하게 하여 액정 표시 소자를 제조하였다.
이 액정 표시 소자에 대하여, 전극 A에 직류 전압 6.0 V, 전극 B에 직류 전압 0.5 V를 실온에서 24 시간 인가하였다. 전압 제거 후, 전극 A 및 B에 각각 직류 전압 0.1 내지 5.0 V를 0.1 V 피치로 인가하고, 각각의 전압에서의 전극 A 및 B의 휘도차에 의해 소부 특성을 판단하였다. 즉, 휘도차가 큰 경우에 소부 특성이 나쁘다고 판단하였다. 소부가 전혀 보이지 않는 것은 ○, 소부가 약하게 발생한 것은 △로 하였다.
합성예
<특정 디아민의 합성예>
합성예 A-1(1-(3,5-디아미노페닐)-3-옥타데실숙신이미드의 합성)
질소 가스로 치환한 300 mL 3구 플라스크 내에 3,5-디니트로아닐린 12.81 g(0.07 mol) 및 아세트산 70 mL를 가하고, 질소 가스를 유통하면서 교반하여 고형물을 용해시켰다. 여기에, 옥타데실숙신산 무수물 24.64 g(0.07 mol)을 가하고 질소하에서 20 시간 환류시켜 반응시켰다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 메탄올 70 mL를 가하여 밤새 정치하였다. 석출된 고형분을 여과 분별하고, 메탄올로 세정한 후에 건조시켜 1-(3,5-디니트로페닐)-3-옥타데실숙신이미드 30 g(수율 83％)을 얻었다.
다음으로, 질소 가스로 치환한 500 mL 플라스크에, 상기에서 합성한 1-(3,5- 디니트로페닐)-3-옥타데실숙신이미드 30 g(0.058 mol), 에탄올 100 mL, 테트라히드로푸란(THF) 100 mL 및 환원 촉매 팔라듐 탄소(Pd/C) 25 g을 가하여 70℃에서 1 시간 교반하였다. 여기에 히드라진 일수화물 42.5 mL(43.75 g)를 가하고 6 시간 가열 환류하여 반응시켰다. Pd/C를 여과 분별하고, 여액을 회전 증발기로 농축하였다. 얻어진 조 생성물을 N-메틸-2-피롤리돈 내에서 가열 용해시킨 후 냉각하고 재결정하여, 목적 생성물인 1-(3,5-디아미노페닐)-3-옥타데실숙신이미드 14.6 g(0.032 mol, 수율 55％)을 얻었다.
합성예 A-2(1-(3,5-디아미노페닐)-3-도데실숙신이미드의 합성)
옥타데실숙신산 무수물 24.64 g(0.07 mol) 대신에, 도데실숙신산 무수물 18.76 g(0.07 mol)을 이용한 것 외에는 합성예 A-1과 동일하게 하여, 1-(3,5-디아미노페닐)-3-도데실숙신이미드 11 g(0.030 mol, 수율 51％)을 얻었다.
합성예 A-3(1-(3,5-디아미노페닐)-3-헵타데실-4-메틸말레이미드의 합성)
질소 치환한 2,000 mL 3구 플라스크에 디메틸말레산 무수물 31.5 g(0.25 mol), N-브로모숙신이미드 89.0 g(0.5 mol), 과산화벤조일 1.0 g(4.15 mmol) 및 사염화탄소 1,500 mL를 가하고, 5 시간 가열 환류하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 실온에서 밤새 정치한 후, 여과하였다. 여액을 물로 세정한 후, 유기층을 회전 증발기로 농축하였다. 얻어진 유상의 조 생성물을 고 진공하에서 증류하여(120 내지 125℃/2 mmHg), 중간체인 3-브로모메틸-4-메틸말레산 무수물 20.0 g(0.1 mol, 수율 39％)을 얻었다.
다음으로, 아르곤 가스로 치환한 2,000 mL 3구 플라스크에, 상기에서 얻어진 3-브로모메틸-4-메틸말레산 무수물 16.4 g(80 mmol), 요오드화구리 1.52 g(8.0 mmol), 디에틸에테르 400 mL 및 HMPA(헥사메틸인산트리아미드) 160 mL를 가한 후, 아르곤 가스 유통하에 -5 내지 0℃로 냉각하였다. 이 혼합액을 교반하면서, 별도로 준비한 헥사데실마그네슘브로마이드 400 mmol을 디에틸에테르 400 mL에 용해시킨 용액을 약 20분에 걸쳐 적하하였다. 혼합액을 실온으로 되돌리고, 추가로 8 시간 교반하였다. 그 후, 혼합액을 디에틸에테르 600 mL로 희석하고, 이어서 4N-황산 600 mL를 가하여 용액을 산성으로 하였다. 분리한 수층을 디에틸에테르 600 mL로 추가로 세정하고, 유기층을 합쳤다. 유기층을 물로 세정하고 황산나트륨으로 탈수한 후, 회전 증발기로 용액을 농축하여 유상의 조 생성물을 얻었다. 이 조 생성물을, 전개 용제로서 석유 에테르/아세트산에틸(19:1) 혼합 용액을 이용하여 실리카 겔 칼럼으로 정제하여, 3-헵타데실-4-메틸 무수 말레산 14.0 g(0.04 mol, 수율 50％)을 얻었다.
다음으로 질소 가스 치환된 200 mL 3구 플라스크 내에 3,5-디니트로아닐린 6.4 g(0.035 mol) 및 아세트산 35 mL를 가하였다. 질소 가스를 유통시키면서 교반하여 고형물을 용해시켰다. 여기에, 상기에서 얻어진 3-헵타데실-4-메틸말레산 무수물 12.3 g(0.035 mol)을 가하고 질소하에서 20 시간 환류시켜 반응시켰다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 메탄올 35 mL를 가하여 밤새 정치하였다. 고형분을 여과 분별하고 메탄올로 세정한 후 건조시켜 1-(3,5-디니트로페닐)-3-헵타데실-4-메틸말레이미드 14.6 g(0.029 mol, 수율 81％)을 얻었다.
다음으로, 질소 가스 치환된 300 mL 플라스크에 1-(3,5-디니트로페닐)-3-헵 타데실-4-메틸말레이미드 13.4 g(0.026 mol), 에탄올 50 mL, THF 50 mL 및 환원 촉매 Pd/C 12.5 g을 가하고 70℃에서 1 시간 교반하였다. 이어서 히드라진 일수화물 19 mL(19.6 g)를 가하고 6 시간 가열 환류시켜 반응시켰다. Pd/C를 여과 분별하고, 여액을 회전 증발기로 농축하였다. 얻어진 조 생성물을 N-메틸-2-피롤리돈으로 가열 용해시키고 냉각함으로써 재결정하여, 목적 생성물인 1-(3,5-디아미노페닐)-3-헵타데실-4-메틸말레이미드 6.6 g(0.015 mol, 수율 56％)을 얻었다.
합성예 A-4(1-(3,5-디아미노페닐)-3-헥사데칸옥시메틸-4-메틸말레이미드의 합성)
질소 치환한 300 mL 3구 플라스크에 3,5-디니트로아닐린 12.81 g(0.07 mol) 및 아세트산 70 mL를 가한 후, 질소 가스를 유통하면서 교반하여 고형물을 용해시켰다. 여기에, 합성예 A-3의 중간체와 동일하게 하여 합성한 3-(브로모메틸)-4-메틸말레산 무수물 14.35 g(0.07 mol)을 가하고 질소하에서 20 시간 환류시켜 반응시켰다. 반응 용액을 실온까지 냉각한 후, 메탄올 70 mL를 가하여 밤새 정치하였다. 고형분을 여과 분별하고, 메탄올로 세정한 후 건조시켜 1-(3,5-디니트로페닐)-3-브로모메틸-4-메틸말레이미드 18.9 g(0.051 mol, 수율 73％)을 얻었다.
다음으로, 질소 치환한 500 mL 3구 플라스크에 1-(3,5-디니트로페닐)-3-브로모메틸-4-메틸말레이미드 18.1 g(0.049 mol), 1-헥사데칸올나트륨염 12.9 g(0.049 mol) 및 디메틸술폭시드 100 mL를 가한 후, 100℃에서 10 시간 교반하여 반응시켰다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 메탄올 70 mL를 가하여 밤새 정치하였다. 고형분을 여과 분별하고, 메탄올로 세정한 후 건조시켜 1-(3,5-디니트로페닐)-3-헥사 데칸옥시메틸-4-메틸말레이미드 20.8 g(0.039 mol, 수율 80％)을 얻었다.
다음으로, 질소 가스 치환한 300 mL 플라스크에 1-(3,5-디니트로페닐)-3-헥사데칸옥시메틸-4-메틸말레이미드 13.8 g(0.026 mol), 에탄올 50 mL, THF 50 mL 및 환원 촉매 Pd/C 12.5 g을 가하고 70℃에서 1 시간 교반하였다. 그 후 히드라진 일수화물 19 mL(19.6 g)를 가하고 6 시간 가열 환류시켜 반응시켰다. Pd/C를 여과 분별하고, 여액을 회전 증발기로 농축하였다. 얻어진 조 생성물을 N-메틸-2-피롤리돈으로 가열 용해시키고 냉각함으로써 재결정하여, 목적 생성물인 1-(3,5-디아미노페닐)-3-헥사데칸옥시메틸-4-메틸말레이미드 8.2 g(0.018 mol, 수율 67％)을 얻었다.
<특정 폴리아믹산 및 그의 이미드화 중합체의 합성예>
합성예 P-1 내지 P-8
N-메틸피롤리돈에, 하기 표 1에 나타내는 조성으로 디아민 및 테트라카르복실산 이무수물을 이 순서로 가하여 단량체 농도 20 중량％의 용액으로 하고, 60℃에서 4 시간 반응시켜 폴리아믹산 (A-1) 내지 (A-8)을 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 각 폴리아믹산 용액에, 용액 중의 아믹산 단위의 총량에 대하여 3.0배몰의 피리딘 및 3.0배몰의 무수 아세트산을 각각 가한 후, 110℃로 가열하여 4 시간 탈수 폐환 반응을 행하였다. 얻어진 용액을 디에틸에테르로 재침전시키고, 회수하여 감압 건조시킴으로써, 이미드화 중합체인 (B-1) 내지 (B-8)을 얻었다. 이들 이미드화 중합체의 이미드화율을 표 1에 나타내었다.
합성예 P-9 및 P-10
디아민 및 테트라카르복실산 이무수물로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 외에는 합성예 P-1 내지 P-8과 동일하게 하여 폴리아믹산 (A-9) 및 (A-10)을 얻었다. 한편, 합성예 P-9 및 P-10에서는 폴리아믹산의 탈수 폐환 반응은 행하지 않았다.
Figure 112008014069338-PAT00024
표 1 중, 디아민 및 테트라카르복실산 이무수물에 대하여 괄호 안의 숫자는 함유 비율(몰비)을 나타내고, 표 중의 약칭의 의미는 하기와 같다.
<디아민>
특정 디아민 A: 1-(3,5-디아미노페닐)-3-옥타데실숙신이미드
특정 디아민 B: 1-(3,5-디아미노페닐)-3-도데실숙신이미드
특정 디아민 C: 1-(3,5-디아미노페닐)-3-헵타데실-4-메틸말레이미드
특정 디아민 D: 1-(3,5-디아미노페닐)-3-헥사데칸옥시메틸-4-메틸말레이미드
디아민 1: 4,4-디아미노디페닐메탄
<테트라카르복실산 이무수물>
T-1: 2,3,5-트리카르복시시클로펜틸아세트산 이무수물
T-2: 5-(2,5-디옥소테트라히드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-시클로헥센-1,2-디카르복실산 무수물
T-3: 피로멜리트산 이무수물
T-4: 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물
<(b) 성분의 합성예>
합성예 b-1(N-메틸글루타르산이미드의 합성예)
메틸글루타르산이미드를 하기 반응식 1에 따라서 합성하였다.
Figure 112008014069338-PAT00025
구체적인 절차를 하기에 나타낸다.
실리카 겔 건조관을 부착한 용량 200 mL의 3구 플라스크에, 글루타르산이미드 1.0 g(8.84 mmol), 요오드화메틸 1.51 g(10.6 mmol), 탄산칼륨 1.47 g(10.6 mmol) 및 탈수 아세톤 20 mL를 가하여 가열 환류를 행하였다. 16 시간 후 실온까지 냉각하고, 요오드화메틸 0.6 g(4.42 mmol) 및 탄산칼륨 0.61 g(4.42 mmol)을 추가한 후, 추가로 7.5 시간 가열 환류를 행하였다. 반응액을 0℃까지 냉각하고, 탄산칼륨을 여과 분별하여 제거한 후에 감압 건조시킴으로써 N-메틸글루타르산이미드 1.10 g(8.65 mmol, 수율 98％)을 얻었다.
실시예 1
합성예 P-1에서 얻은 이미드화 중합체 B-1 및 합성예 P-9에서 얻은 폴리아믹산 A-9(중량비 50:50)를, γ-부티로락톤/N-메틸-2-피롤리돈/부틸셀로솔브 혼합 용액(중량비 40:30:30)에 용해시켜 고형분 농도 3.5 중량％의 용액을 제조하였다. 이들 용액에 각각 (b) 성분으로서 2-피롤리돈(시판품)을, 전체 액정 배향제의 중량에 대하여 0.005 중량％가 되도록 가하고, 추가로 수분 함유량이 전체 액정 배향제의 중량에 대하여 0.3 중량％가 되도록 가하였다. 계속해서 공경 0.2 ㎛의 필터를 이용하여 여과하여 본 발명의 액정 배향제를 제조하였다. 얻어진 액정 배향제의 점도를 하기 표 2에 나타내었다.
이들 액정 배향제를 이용하여 상술한 방법에 따라서 인쇄성, 전압 유지율 및 소부의 평가를 행하였다. 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
실시예 2 내지 32
(a) 성분(중합체) 및 (b) 성분의 종류 및 얻어진 액정 배향제의 고형분 농도 및 수분 함유량을 표 2에 기재한 바와 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 배향제를 각각 제조하였다. 각 액정 배향제의 점도를 표 2에 나타내었다.
또한, 이들 액정 배향제를 이용하여 상술한 방법에 따라서 행한 평가의 결과를 표 5에 나타내었다.
한편, (b) 성분 중 N-메틸글루타르산이미드는 상기 합성예 b-1에서 합성한 것을 사용하였다.
Figure 112008014069338-PAT00026
실시예 33 내지 36
용매로서 γ-부티로락톤/N-메틸-2-피롤리돈/부틸셀로솔브/하기 표 3에 나타낸 특정 용매의 혼합 용매(중량비 40/30/15/15)를 이용한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 하여 액정 배향제를 각각 제조하였다. 각 액정 배향제의 점도를 표 3에 나타내었다.
또한, 이들 액정 배향제를 이용하여 상술한 방법에 따라서 행한 평가의 결과를 표 5에 나타내었다.
Figure 112008014069338-PAT00027
비교예 1 내지 4
(a) 성분(중합체)의 종류 및 얻어진 액정 배향제의 고형분 농도 및 수분 함유량을 하기 표 4에 기재한 바와 같이 하고, (b) 성분을 사용하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 액정 배향제를 각각 제조하였다. 각 액정 배향제의 점도를 표 4에 나타내었다.
또한, 이들 배향제를 이용하여 상술한 방법에 따라서 행한 평가의 결과를 표 5에 나타내었다.
Figure 112008014069338-PAT00028
Figure 112008014069338-PAT00029
도 1은 실시예 및 비교예에 있어서 소부의 평가를 위해 제조한 액정 표시 소자의 ITO 전극의 패턴을 나타내는 모식도이다.

Claims (3)

  1. (a) 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 테트라카르복실산 이무수물 군에서 선택되는 1종 이상과, 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 디아민 군에서 선택되는 1종 이상과의 반응에 의해 얻어지는 중합체 및/또는 그의 이미드화 중합체,
    (b) 2-피롤리돈, N-메틸숙신산이미드 및 N-메틸글루타르산이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상, 및 용매를 함유하고,
    고형분 농도가 1 내지 10 중량％이고, 점도가 5 내지 12 mPa·S이고, 수분 함유량이 0.01 내지 0.5 중량％인 것을 특징으로 하는 액정 배향제.
    <화학식 1>
    Figure 112008014069338-PAT00030
    <화학식 2>
    Figure 112008014069338-PAT00031
    <화학식 3>
    Figure 112008014069338-PAT00032
    <화학식 4>
    Figure 112008014069338-PAT00033
    <화학식 5>
    Figure 112008014069338-PAT00034
    <화학식 6>
    Figure 112008014069338-PAT00035
    (여기서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 선상, 분지상 또는 환상 알킬기 또는 탄소수 4 내지 40의 선상, 분지상 또는 환상 알케닐기이고, R1 내지 R4가 갖는 수소 원자 중 1 내지 15개는 불소 원자로 치환될 수 있고, A1 및 A2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기임)
  2. 제1항에 있어서, 용매가 메틸카르비톨, 디메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 디에틸카르비톨, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트 및 트리에틸렌글리콜디메틸에테르로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 액정 배향제.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 액정 배향제로부터 얻어진 액정 배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
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