WO2019163904A1 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display element, and more particularly to a method for manufacturing a PSA type liquid crystal display element.
- a liquid crystal display element of a method in which liquid crystal molecules aligned perpendicular to a substrate are responded by an electric field also referred to as a vertical alignment (VA) method
- ultraviolet rays are applied while applying a voltage to the liquid crystal molecules in the manufacturing process.
- a photopolymerizable compound is previously added to the liquid crystal composition, and a polyimide-based vertical alignment film is used, and ultraviolet rays are applied while applying a voltage to the liquid crystal cell. Therefore, a technique for increasing the response speed of liquid crystal (PSA (Polymer Sustained Alignment) type element, for example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1) is known.
- PSA Polymer Sustained Alignment
- the direction in which the liquid crystal molecules incline in response to an electric field is usually controlled by a protrusion provided on the substrate, a slit provided in a display electrode, or the like.
- the polymer structure in which the tilted direction of the liquid crystal molecules is stored becomes a liquid crystal alignment film. Since it is formed on the top, it is said that the response speed of the liquid crystal display element is faster than the method of controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules only by the protrusions and slits.
- the polymerizable compound reacts efficiently and exhibits the ability to fix alignment by irradiation with ultraviolet rays having a long wavelength without decomposition of the components in the liquid crystal. Furthermore, it is necessary that unreacted polymerizable compound does not remain after ultraviolet irradiation and does not adversely affect the reliability of the liquid crystal display element.
- a first alignment film is formed on a first substrate using a first alignment liquid containing a first alignment agent and a photoinitiator, a second alignment agent is included in a second substrate, and a second photoinitiator is not included.
- a second alignment film is formed using an alignment liquid, and light irradiation is performed while an electric field is applied with a liquid crystal layer sandwiched between these substrates, and a first pretilt angle is expressed in liquid crystal molecules adjacent to the first alignment film.
- a method for manufacturing a liquid crystal display element has been proposed in which a liquid crystal molecule adjacent to the second alignment film exhibits a second pretilt angle (see Patent Document 3).
- the subject of this invention is providing the manufacturing method of the liquid crystal display element which can manufacture the liquid crystal display element provided with the liquid crystal layer from which an orientation state differs on both surfaces more simply, without being accompanied with the above-mentioned problem. is there.
- the present inventors have introduced a photoradical generating group into the liquid crystal alignment film of one substrate, and the liquid crystal alignment film of the other substrate has a structure similar to that of the photoradical generating group and a radical.
- the present invention having the following gist was completed.
- a liquid crystal layer forming step of forming a liquid crystal layer comprising: Irradiating ultraviolet rays while applying a voltage to a liquid crystal cell, and reacting a polymerizable compound in a liquid crystal layer.
- Ar is an aromatic hydrocarbon group selected from the group consisting of phenylene, naphthylene and biphenylene, which may be substituted with an organic group, and a hydrogen atom may be substituted with a halogen atom.
- R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, a benzyl group or a phenethyl group. In the case of an alkyl group or an alkoxy group, R 1 and R 2 form a ring.
- Q represents a structure selected from the group consisting of the following formula [q-1], formula [q-2], formula [q-3] and formula [q-4].
- R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
- R 3 represents —CH 2 —, —NR—, —O— or —S—, and * represents a bonding position. ) (However, * represents a bonding position.)
- Ar preferably has a long conjugated length structure such as naphthylene or biphenylene from the viewpoint of efficient absorption of ultraviolet rays.
- Ar may be substituted with a substituent, and the substituent is preferably an electron-donating organic group such as an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, and an amino group. If the ultraviolet wavelength is in the range of 250 nm to 380 nm, a phenyl group is most preferable because sufficient characteristics can be obtained even with a phenyl group.
- Q is preferably a hydroxyl group or an alkoxyl group from the viewpoint of easy production of the specific polymer.
- liquid crystal layers having different alignment states can be formed on both sides of the liquid crystal layer, and the phenomenon that the internal offset voltage of the liquid crystal cell changes over time is maintained while maintaining the ability to develop an asymmetric tilt angle.
- a liquid crystal display element manufacturing method capable of manufacturing a liquid crystal display element that can be manufactured can be provided.
- a liquid crystal alignment film forming step (also referred to as a step (1)) for forming a first liquid crystal alignment film having a specific structure 1 on a first substrate, and a second method.
- a liquid crystal alignment film forming step (also referred to as step (2)) for forming a second liquid crystal alignment film having a specific structure 2 on the substrate and having a composition different from that of the first liquid crystal alignment film, and thereafter
- a step also referred to as step (3).
- liquid crystal alignment film forming step of the present invention a substrate on which a liquid crystal alignment film formed with liquid crystal alignment agents having different compositions is prepared.
- substrates is included. Accordingly, since the liquid crystal layer is formed by being sandwiched between a pair of liquid crystal alignment films having different radical generation capabilities, it is possible to form an asymmetric liquid crystal layer having different pretilt angles on both sides.
- a step of irradiating ultraviolet rays while applying a voltage to the liquid crystal cell to react the polymerizable compound in the liquid crystal layer is included.
- the liquid crystal near the liquid crystal alignment film surface is fixed by the polymerizable compound, and the response speed of the obtained liquid crystal display element can be increased.
- a liquid crystal alignment agent having a specific structure (1) As a method of forming a liquid crystal alignment film having a specific structure (1) on a substrate, it is preferable to prepare a liquid crystal alignment agent having a specific structure (1) and form a film by a coating method. More specifically, a liquid crystal aligning agent is prepared by mixing a compound having the specific structure (1) (hereinafter also referred to as compound (R1)) and a solvent, and then applying the liquid crystal aligning agent onto the first substrate. And then drying to form a coating film.
- the compound (R1) is not particularly limited as long as it has the specific structure (1).
- a compound (R1) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
- the compound (R1) as a polymer may have the specific structure (1) in either the main chain or the side chain of the polymer.
- polymer (R1) As the main skeleton of the polymer having the specific structure 1 (hereinafter, also referred to as polymer (R1)), polyimide-based, poly (meth) acrylate-based, polysiloxane-based polymers, and the like are preferable.
- polyimide structure will be described below, other polymers can be synthesized using known techniques (radical polymerization, sol-gel method, etc.).
- the method for producing the polyimide precursor having the specific structure (1) and the polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor is not particularly limited.
- a method of polymerizing a diamine having a side chain containing the specific structure (1) and tetracarboxylic dianhydride a method of polymerizing a diamine having a side chain containing the specific structure (1) and a tetracarboxylic acid diester, Method of polymerizing tetracarboxylic dianhydride having side chain containing specific structure (1) and diamine, after polymerizing tetracarboxylic dianhydride and diamine, any compound containing specific structure (1)
- Examples thereof include a method of modifying the polymer by a reaction.
- a diamine having a side chain containing the specific structure (1) (hereinafter also referred to as a specific diamine (1)) and a tetracarboxylic dianhydride or a tetracarboxylic acid diester are used.
- a polymerization method is preferred.
- the diamine used for the production of the polymer forming the liquid crystal aligning agent used for the first substrate contains the specific structure (1).
- Preferred specific examples of the specific structure (1) include structures of the following formulas (1-1) to (1-8).
- the specific diamine (1) include diamines of the following formula (R-1).
- A represents an aromatic hydrocarbon group selected from phenylene, naphthylene, and biphenylene, which may be substituted with an organic group, and the hydrogen atom is substituted with a halogen atom Also good.
- T 1 and T 2 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH—, —NH—, —CH 2 O—, —N (CH 3 ). It is a bonding group of —, —CON (CH 3 ) —, or —N (CH 3 ) CO—.
- S represents a single bond; an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; a divalent group selected from aromatic rings having 6 to 12 carbon atoms such as a benzene ring and a naphthalene ring; a cyclohexane ring A divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms such as pyrrole, imidazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, triazine, indole, quinoline, carbazole, thiazole, purine, tetrahydrofuran, thiophene and the like.
- Q represents a structure selected from the above formulas (1-1) to (1-8).
- the polymer (R1) preferably has a side chain (hereinafter, also referred to as a pretilt expression group) for vertically aligning the liquid crystal in addition to the specific structure (1).
- a side chain hereinafter, also referred to as a pretilt expression group
- the method similar to the above-mentioned is mentioned also about the method of manufacturing the polyimide precursor which has a pretilt expression group, and the polyimide which imidated this polyimide precursor.
- the preferred method is also preferably a method of polymerizing a diamine containing a pretilt expressing group (hereinafter also referred to as diamine (V)) and tetracarboxylic dianhydride or tetracarboxylic acid diester.
- the diamine (v) of the present invention has at least one side chain structure selected from the group consisting of the following formulas (S1), (S2) and (S3).
- X 1 and X 2 are each independently a single bond, — (CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 15), —CONH—, —NHCO—, — CON (CH 3 ) —, —NH—, —O—, —COO—, —OCO—, or — ((CH 2 ) a1 —A 1 ) m1 — is represented.
- a plurality of a1 are each independently an integer of 1 to 15
- a plurality of A 1 are each independently an oxygen atom or —COO—
- m 1 is 1 to 2.
- X 1 and X 2 are each independently a single bond, — (CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 15), —O —, —CH 2 O— or —COO— is preferable, and a single bond, — (CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 10), —O—, —CH 2 O— or —COO— More preferred.
- G 1 and G 2 each independently represent a divalent cyclic group selected from a divalent aromatic group having 6 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms.
- Arbitrary hydrogen atoms on the cyclic group include an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. Alternatively, it may be substituted with a fluorine atom.
- m and n are each independently an integer of 0 to 3, and the sum of m and n is 1 to 4.
- R 1 represents alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons or alkoxyalkyl having 2 to 20 carbons. Any hydrogen that forms R 1 may be substituted with fluorine.
- examples of the divalent aromatic group having 6 to 12 carbon atoms include phenylene, biphenylene, naphthalene and the like.
- examples of the divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms include cyclopropylene and cyclohexylene.
- Preferred specific examples of the above formula (S1) include the following formulas (S1-x1) to (S1-x7).
- Preferable specific examples of the formula (S1) include the structures of the following formulas (S1-x1) to (S1-x7).
- R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms
- a 1 represents an oxygen atom or —COO— * (where a bond marked with “*” binds to (CH 2 ) a2 )
- a 2 is an oxygen atom or * —COO— (where a bond marked with “*” is bonded to (CH 2 ) a 2 )
- a 1 and a 3 are each independently 0 or is one of the integer
- X 3 represents a single bond, —CONH—, —NHCO—, —CON (CH 3 ) —, —NH—, —O—, —CH 2 O—, —COO— or —OCO—.
- R 2 represents alkyl having 1 to 20 carbons or alkoxyalkyl having 2 to 20 carbons, and any hydrogen forming R 2 may be substituted with fluorine. Among these, from the viewpoint of liquid crystal orientation, alkyl having 3 to 20 carbon atoms or alkoxyalkyl having 2 to 20 carbon atoms is preferable.
- X 4 represents —CONH—, —NHCO—, —O—, —COO— or —OCO—.
- R 3 represents a structure having a steroid skeleton, and specific examples thereof include a structure having a skeleton represented by the formula (st).
- Examples of the formula (S3) include the following formula (S3-x).
- X represents the above formula (X1) or (X2).
- Col represents at least one selected from the group consisting of the above formulas (Col1) to (Col4), and
- G represents the above formula (G1) or (G2). * Represents a site bonded to another group.
- More preferable structures of the formula (S3) include structures represented by the following formulas (S3-1) to (S3-6).
- the diamine (v) is preferably a diamine represented by the following formula (v1) from the viewpoint of high polymerization reactivity.
- Diamine (v) can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
- Y 2 is a structure represented by the following formula Ar 2
- Z 2 is a substituent having a group selected from the group consisting of the formulas (S-1) to (S-3). is there.
- n represents an integer of 1 to 2.
- a 2 represents a single bond or a divalent organic group having an aromatic group.
- X represents a single bond, —O—, —C (CH 3 ) 2 —, —NH—, —CO—, —NHCO—, —COO—, — (CH 2 ) m —, — SO 2 -, - O- (CH 2) m -O -, - O-C (CH 3) 2 -, - CO- (CH 2) m -, - NH- (CH 2) m -, - SO 2 — (CH 2 ) m —, —CONH— (CH 2 ) m —, —CONH— (CH 2 ) m —NHCO—, —COO— (CH 2 ) m —OCO—, and the like.
- Q is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a benzene ring or a naphthyl ring.
- m is an integer of 1 to 8.
- a diamine other than the above (also referred to as other diamine) may be used.
- other diamines include, for example, p-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2, 4-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2,5-diaminophenol, 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 3,5-diaminobenzyl Alcohol, 2,4-diaminobenzyl alcohol, 4,6-diaminoresorcinol, 4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy
- Aromatic diamine 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,5-bis (3-aminophenoxy) pentane, 1,6-bis (4-aminophenoxy) hexane, 1,6-bis (3-aminophenoxy) ) Hexane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane, 1,7- (3-aminophenoxy) heptane, 1,8-bis (4-aminophenoxy) octane, 1,8-bis (3- Aminophenoxy) octane, 1,9-bis (4-aminophenoxy) nonane, 1,9-bis (3-aminophenoxy) nonane, 1,10- (4-aminophenoxy) decane, 1,10- (3- Aminophenoxy) decane, 1,11- (4-aminophenoxy) undecane, 1,11- (3-aminophenoxy) undecane, 1,12- (4-aminophenoxy) dodecane
- the tetracarboxylic dianhydride component to be reacted with the diamine component is not particularly limited. Specifically, pyromellitic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2, 3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-anthracenetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetra Carboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone, bis (3,4-dicarboxy) Phen
- the liquid crystal aligning agent used at a process (1) contains a polymer (R1)
- the other polymer include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polyorganosiloxane, cellulose derivative, polyacetal derivative, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meta) as a main skeleton.
- one or more polymers having a skeleton selected from these can be appropriately selected and used.
- the other polymer is preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyorganosiloxane, among these, from the group consisting of polyamic acid, polyimide and polyorganosiloxane. More preferably, it is at least one selected.
- the other polymer can be produced by a known method. At that time, the content of such other polymer in all the components of the polymer is preferably 0.5 to 80% by mass, more preferably 20 to 50% by mass.
- the molecular weight of the polymer (R1) is the weight average molecular weight measured by the GPC (Gel Permeation Chromatography) method in consideration of the strength of the liquid crystal alignment film, the workability at the time of forming the coating film, and the uniformity of the coating film. 5,000 to 1,000,000 is preferable, and 10,000 to 150,000 is more preferable.
- the method for forming the liquid crystal alignment film having the specific structure (2) on the second substrate is the same as the step (1) except that the liquid crystal alignment agent having the specific structure (2) is used. be able to. Specifically, after preparing a liquid crystal aligning agent by mixing a compound having a specific structure (2) (hereinafter also referred to as compound (R2)) and a solvent, the liquid crystal aligning agent was applied onto the second substrate. Then, it is preferable to dry and form a coating film.
- the specific structure (2) is preferably the formula (2-1) or the formula (2-4), in order to match the ion adsorption performance with the liquid crystal alignment film using the specific structure (1). .
- the compound (R2) is not particularly limited as long as it has the specific structure (2).
- it may be a relatively low-molecular compound having no repeating unit or a polymer, but from the viewpoint of bringing the liquid crystal alignment film having the specific structure (1) closer to the ion adsorption performance.
- the polymer is preferably the same as the liquid crystal alignment film having the specific structure (1).
- a compound (R2) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types for the purpose of closely approaching the liquid crystal aligning film which has specific structure (1), and ion adsorption performance.
- the compound (R2) as a polymer may have the specific structure (2) in either the main chain or the side chain of the polymer.
- a polyimide-based, poly (meth) acrylate-based, polysiloxane-based polymer, or the like is preferably used as the main skeleton of the polymer having the specific structure (2) (hereinafter also referred to as polymer (R2)).
- the polymer (R2) is preferably a polymer having the same skeleton as the liquid crystal alignment film having the specific structure (1) from the viewpoint of bringing the ion adsorption performance closer to the liquid crystal alignment film having the specific structure (1).
- the polyimide structure will be described in detail. However, other polymers can be synthesized using known techniques (radical polymerization, sol-gel method, etc.).
- the method for producing the polyimide precursor having the specific structure (2) and the polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor is not particularly limited.
- a method of polymerizing a diamine having a side chain containing the specific structure (2) and tetracarboxylic dianhydride a method of polymerizing a diamine having a side chain containing the specific structure (2) and a tetracarboxylic acid diester, A method of polymerizing a tetracarboxylic dianhydride having a side chain containing the specific structure (2) and a diamine, a polymer containing the specific structure (2) after polymerizing the tetracarboxylic dianhydride and the diamine
- Examples thereof include a method of modifying the polymer by a reaction.
- a diamine having a side chain containing the specific structure (2) (hereinafter also referred to as a specific diamine (2)) and a tetracarboxylic dianhydride or a tetracarboxylic acid diester are used.
- a polymerization method is preferred.
- the diamine used for the production of the polymer (2) forming the liquid crystal aligning agent used for the second substrate is the above-mentioned specific structure (from the point that the liquid crystal alignment film having the specific structure (1) is brought close to the ion adsorption performance.
- the specific diamine (2) containing 2) is preferred.
- Preferable specific examples of the specific diamine (2) include diamines of the following formula (R-2).
- a 2 represents an aromatic hydrocarbon group selected from phenylene, naphthylene, and biphenylene, which may be substituted with an organic group, and the hydrogen atom is substituted with a halogen atom. May be.
- T 1 and T 2 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH—, —NH—, —CH 2 O—, —N (CH 3 )-, -CON (CH 3 )-, or -N (CH 3 ) CO-.
- S is a single bond; an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom; a divalent group selected from aromatic rings having 6 to 12 carbon atoms such as a benzene ring and a naphthalene ring; a cyclohexane ring A divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms such as pyrrole, imidazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, triazine, indole, quinoline, carbazole, thiazole, purine, tetrahydrofuran, thiophene and the like.
- Q 2 represents a structure selected from the group consisting of the above formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4).
- the polymer (R2) preferably has a pretilt developing group in addition to the specific structure (2).
- the method similar to the above-mentioned is mentioned also about the method of manufacturing the polyimide precursor which has a pretilt expression group, and the polyimide which imidated this polyimide precursor.
- the preferable method is also preferably a method of polymerizing diamine (V) and tetracarboxylic dianhydride or tetracarboxylic acid diester.
- other diamines and tetracarboxylic dianhydrides can be appropriately used as part of the raw materials.
- liquid crystal aligning agent used at a process (2) contains a polymer (R2)
- the other polymer (2) includes, for example, polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polyorganosiloxane, cellulose derivative, polyacetal derivative, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative as a main skeleton, A polymer having a skeleton composed of a poly (meth) acrylate derivative or the like can be given.
- the content of the other polymer (2) in the whole polymer component is preferably 0.5 to 80% by mass, more preferably 20 to 50% by mass.
- the molecular weight of the polymer (R2) is the weight average measured by the GPC method in consideration of the strength of the liquid crystal alignment film obtained by applying the liquid crystal aligning agent, the workability at the time of forming the coating film, and the uniformity of the coating film.
- the molecular weight is preferably 5,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 150,000.
- the liquid crystal aligning agent of the present invention may contain a polymerizable compound having a photopolymerizable or photocrosslinkable group at two or more terminals as required.
- a polymerizable compound is a compound having two or more terminals having a group that undergoes photopolymerization or photocrosslinking.
- the polymerizable compound having a photopolymerizable group is a compound having a functional group that causes polymerization upon irradiation with light.
- the compound having a photocrosslinking group is at least one selected from a polymer of a polymerizable compound, a polyimide precursor, and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor by irradiating light. It is a compound having a functional group capable of reacting with the polymer and crosslinking with these polymers.
- a compound having a photocrosslinkable group also reacts with a compound having a photocrosslinkable group.
- ⁇ Production of polyimide precursor> In obtaining the polyamic acid which is a polyimide precursor by reaction of a diamine component and tetracarboxylic dianhydride, a well-known synthetic method can be used. In general, a diamine component and a tetracarboxylic dianhydride component are reacted in an organic solvent. The reaction of the diamine component and tetracarbonic dianhydride is advantageous in that it proceeds relatively easily in an organic solvent and no by-products are generated.
- Examples of the method for imidizing the polyamic acid to form a polyimide include thermal imidization in which a polyamic acid solution is heated as it is, and catalytic imidization in which a catalyst is added to the polyamic acid solution.
- the imidation ratio from polyamic acid to polyimide is not necessarily 100%.
- the solvent contained in the liquid crystal aligning agent is not particularly limited.
- N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3- Methoxy-N, N-dimethylpropanamide is preferred from the viewpoint of solubility.
- two or more kinds of mixed solvents may be used.
- a solvent that improves the uniformity and smoothness of the coating film mixed with a solvent in which the components of the liquid crystal aligning agent are highly soluble examples include isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, Ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol,
- the liquid crystal aligning agent may contain components other than those described above. Examples thereof include compounds that improve the film thickness uniformity and surface smoothness when a liquid crystal aligning agent is applied, and compounds that improve the adhesion between the liquid crystal aligning film and the substrate. Examples of compounds that improve film thickness uniformity and surface smoothness include fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and nonionic surfactants.
- F-top EF301, EF303, EF352 manufactured by Tochem Products
- MegaFuck F171, F173, R-30 manufactured by Dainippon Ink
- Florard FC430, FC431 manufactured by Sumitomo 3M
- Asahi Guard AG710 Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.) and the like.
- the use ratio of these surfactants is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent. .
- compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds.
- a phenol compound such as 2,2′-bis (4-hydroxy-3,5-dihydroxymethylphenyl) propane or tetra (methoxymethyl) bisphenol may be added. These compounds are preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent.
- the liquid crystal aligning agent may be added with a dielectric or conductive material for the purpose of changing the electrical properties such as the dielectric constant and conductivity of the liquid crystal alignment film.
- the liquid crystal aligning agent of the present invention After applying the liquid crystal aligning agent of the present invention to the substrate, if necessary, it can be dried and fired to obtain a cured film, which can be used as it is as a liquid crystal aligning film, but this cured film can be rubbed, It is also possible to irradiate polarized light or light of a specific wavelength, etc., to treat with an ion beam, etc., or to irradiate UV with a voltage applied to the liquid crystal display element after filling the liquid crystal as a PSA alignment film. . In particular, it is useful to use as an alignment film for PSA.
- the substrate used for the first substrate and the second substrate is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and is a glass plate, polycarbonate, poly (meth) acrylate, polyethersulfone, polyarylate, polyurethane, polysulfone.
- Plastic substrates such as polyether, polyether ketone, trimethylpentene, polyolefin, polyethylene terephthalate, (meth) acrylonitrile, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, and acetate butyrate cellulose can be used.
- a substrate on which an ITO electrode or the like for driving liquid crystal is formed from the viewpoint of simplifying the process.
- an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as the substrate is only on one side, and in this case, a material that reflects light such as aluminum can be used.
- the application method of the liquid crystal aligning agent is not particularly limited, and examples thereof include screen printing, offset printing, flexographic printing, and other printing methods, ink jet methods, spray methods, roll coating methods, dip, roll coater, slit coater, spinner and the like. From the standpoint of productivity, the transfer printing method is widely used industrially, and is preferably used in the present invention.
- the drying is not particularly limited as long as the solvent is removed to such an extent that the shape of the coating film is not deformed by transporting the substrate or the like. For example, a method of drying on a hot plate at a temperature of 40 to 150 ° C., preferably 60 to 100 ° C. for 0.5 to 30 minutes, preferably 1 to 5 minutes.
- a baking (post-baking) step is performed for the purpose of thermally imidizing the amic acid structure present in the polymer.
- the post-baking temperature is, for example, 100 to 350 ° C., preferably 120 to 300 ° C., and more preferably 150 to 250 ° C.
- the firing time is 5 to 240 minutes, preferably 10 to 90 minutes, and more preferably 20 to 90 minutes. Heating can be performed by a generally known method such as a hot plate, a hot air circulating furnace, an infrared furnace, or the like.
- the thickness of the liquid crystal alignment film obtained by firing is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 nm, more preferably 20 to 200 nm.
- examples of a method for forming a liquid crystal layer containing a liquid crystal compound between the first or second substrates obtained above include the following two methods.
- the first method is a conventionally known method (vacuum injection method).
- First, two substrates are arranged opposite to each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealant, and the substrate surface and the sealant are bonded.
- a liquid crystal cell is manufactured by sealing the injection hole.
- the second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method.
- an ultraviolet light curable sealant is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal properties are applied to predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface.
- the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces, and the liquid crystal compound is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light. Then, the liquid crystal cell is manufactured by curing the sealant.
- the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the liquid crystal compound used takes an isotropic phase, and then gradually cooled to room temperature. By doing so, you may remove the flow orientation at the time of liquid crystal filling.
- the sealing agent for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used.
- the liquid crystal compound nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy can be preferably used.
- dicyanobenzene liquid crystal dicyanobenzene liquid crystal, pyridazine liquid crystal, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, and terphenyl liquid crystal
- the liquid crystal compound an alkenyl liquid crystal that is a monofunctional liquid crystal compound having one of an alkenyl group and a fluoroalkenyl group is used in that the response speed of the PSA mode liquid crystal display element can be further increased. It is preferable to use together. A conventionally well-known thing can be used as such an alkenyl type liquid crystal.
- the photopolymerizable compound a compound having a functional group capable of radical polymerization such as an acryloyl group, a methacryloyl group, and a vinyl group can be used. From the viewpoint of reactivity, it is preferable to use a polyfunctional compound having at least two of acryloyl group and methacryloyl group. Further, from the viewpoint of stably maintaining the orientation of the liquid crystal molecules, the photopolymerizable compound is a compound having a total of two or more of at least one of a cyclohexane ring and a benzene ring as the liquid crystal skeleton. Is preferred. Specific examples of such photopolymerizable compounds include compounds such as the following formulas (L-1), (L-2), and (L-3).
- the blending ratio of the photopolymerizable compound is preferably 0.1 to 0.5% by weight with respect to the total amount of the liquid crystal compound to be used.
- the thickness of the liquid crystal layer is preferably 1 to 5 ⁇ m.
- the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between conductive films of a pair of substrates.
- the applied voltage can be a direct current or an alternating current of, for example, 5 to 50 V, preferably 5 to 30 V, and more preferably 5 to 20 V.
- the light to be irradiated for example, ultraviolet light including light having a wavelength of 150 to 800 nm and visible light can be used, but ultraviolet light including light having a wavelength of 300 to 400 nm is preferable.
- a light source of irradiation light for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used.
- the ultraviolet rays in the above preferable wavelength region can be obtained by means of using a light source in combination with, for example, a filter diffraction grating.
- the irradiation dose of light preferably less than 0.1 J / cm 2 or more 60 J / cm 2, more preferably 0.1 ⁇ 40J / cm 2, more preferably from 1 ⁇ 40J / cm 2.
- a photopolymer may be further generated by further irradiating the liquid crystal cell obtained by the above-described light irradiation with no voltage applied to the liquid crystal layer.
- This secondary irradiation can reduce the amount of unreacted monomer remaining in the liquid crystal layer.
- a PSA mode liquid crystal display element can be obtained by bonding a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell after light irradiation.
- a polarizing film (sometimes referred to as H film) in which iodine is absorbed while stretching and orientation of polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films or the H film itself.
- the polarizing plate which can be mentioned can be mentioned.
- the PSA mode liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, It can be used for various display devices such as smartphones, various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.
- 2,4-dinitrofluorobenzene (1.27 g, 6.82 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 60 hours. After completion of the reaction, toluene (135 g) and water (83 g) were added, followed by liquid separation washing. Further, the organic phase was washed with a 10% aqueous acetic acid solution (83.0 g ⁇ 2 times), and the obtained organic phase was concentrated until the content became 92.5 g, and then crystallized by adding 97.5 g of hexane. . The obtained crystals were filtered, methanol (200 g) was added, and the mixture was heated to 60 ° C.
- Example 1 The liquid crystal aligning agents (P-1) and (P2-1) were spin-coated on the first ITO substrate and the second ITO substrate, respectively, dried on an 80 ° C. hot plate for 90 seconds, and then heated at 230 ° C. with hot air Baking was performed in a circulation oven for 20 minutes to form liquid crystal alignment films (A-1) and (A2-1) having a film thickness of 100 nm. After spraying bead spacers having a diameter of 4 ⁇ m on the liquid crystal alignment film of one of the two substrates, a sealant (thermosetting sealant XN-1500T manufactured by Mitsui Chemicals) was printed thereon.
- a sealant thermosetting sealant XN-1500T manufactured by Mitsui Chemicals
- a negative type liquid crystal MLC-3023 (trade name, manufactured by Merck & Co., Inc.) containing a polymerizable compound for PSA was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method to produce a liquid crystal cell.
- UV of a high pressure mercury lamp passed through a 325 nm band pass filter was irradiated from the outside of the liquid crystal cell at 10 J / cm 2 (1st-UV). Thereafter, irradiation with a fluorescent UV lamp (FLR40SUV32 / A-1) for 30 minutes without applying a voltage to the liquid crystal cell (2nd-UV) to deactivate unreacted polymerizable compounds present in the liquid crystal cell. It was.
- Examples 2 to 4, Comparative Example 1 A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal aligning agent (P2-2, P2-3, P2-4, RP-1) was used instead of the liquid crystal aligning agent (P2-1). In addition, the liquid crystal cell was subjected to the same operation as in Example 1 to measure the optimum internal offset voltage, and compared before and after driving. The results are shown in Table 1.
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Abstract
Description
このような垂直配向方式の液晶表示素子では、予め液晶組成物中に光重合性化合物を添加し、かつポリイミド系などの垂直配向膜を用い、液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射することで、液晶の応答速度を速くする技術(PSA(Polymer Sustained Alignment)方式素子、例えば、特許文献1、非特許文献1参照)が知られている。
内部オフセット電圧が経時的に変化してしまうと、所謂Vcom値(TFT型LCDにおいてコモン電極に印加する最適電圧値)がシフトしてしまうため、残像や色目の変化、ちらつき等の問題を生じることになる。
本発明の課題は、上述の問題点を伴わずに、より簡便に、両面で配向状態が異なる液晶層を備えた液晶表示素子を製造することができる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶層中の重合性化合物を反応させる工程と、を含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
また、Qは、特定重合体を製造しやすい観点から、好ましくはヒドロキシル基又はアルコキシル基である。
本発明の液晶表示素子の製造方法は、第一の基板に、特定構造1を有する第一の液晶配向膜を形成する液晶配向膜形成工程(工程(1)ともいう。)と、第二の基板に、特定構造2を有し、第一の液晶配向膜とは異なる組成である第二の液晶配向膜を形成する液晶配向膜形成工程(工程(2)ともいう。)と、その後、前記第一の基板と第二の基板の間に、液晶化合物を含む液晶層を形成する液晶層形成工程と、液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶層中の重合性化合物を反応させる工程(工程(3)ともいう。)と、を含むことを特徴とする。
本発明において、基板上に特定構造(1)を有する液晶配向膜を形成する方法としては、特定構造(1)を有する液晶配向剤を調製して塗布法で被膜を形成することが好ましい。より具体的には、特定構造(1)を有する化合物(以下、化合物(R1)ともいう。)及び溶媒を混合して液晶配向剤を調製した後、前記液晶配向剤を第1基板上に塗布した後、乾燥し塗膜を形成することが好ましい。化合物(R1)としては、特定構造(1)を有していれば特に限定されない。具体的には繰り返し単位を有さない比較的低分子の化合物であってもよく、重合体であってもよいが、均一にラジカル発生能を付与する観点から、重合体であることが好ましい。なお、化合物(R1)は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合体としての化合物(R1)は、上記特定構造(1)を重合体の主鎖及び側鎖のいずれに有していてもよい。特定構造1を有する重合体(以下、重合体(R1)ともいう。)の主骨格としては、ポリイミド系、ポリ(メタ)アクリレート系、ポリシロキサン系の重合体などが好適である。以下ではポリイミド構造について説明するが、その他の重合体に関しても公知の技術(ラジカル重合や、ゾル・ゲル法など)を用いて重合体を合成できる。
第一の基板に使用する液晶配向剤を形成する重合体の製造に使用されるジアミンは、上記特定構造(1)を含有する。
特定構造(1)の好ましい具体例としては、下記式(1-1)~(1-8)の構造を挙げることができる。
T1、T2はそれぞれ独立して、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-、又は-N(CH3)CO-の結合基である。
Qは上記式(1-1)~(1-8)から選ばれる構造を表す。
R2は炭素数1~20のアルキル又は炭素数2~20のアルコキシアルキルを表し、R2を形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。その中でも液晶配向性の観点から、炭素数3~20のアルキル又は炭素数2~20のアルコキシアルキルが好ましい。
R3はステロイド骨格を有する構造を表し、具体例として前記式(st)で表される骨格を有する構造を挙げることができる。
式(S3)のより好ましい構造として、下記式(S3-1)~(S3-6)で示される構造を挙げることができる。
重合体(R1)は、上記以外のジアミン(その他のジアミンともいう。)を用いてもよい。その他のジアミンの具体的としては、例えば、p-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノフェノール、2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノベンジルアルコール、2,4-ジアミノベンジルアルコール、4,6-ジアミノレゾルシノール、4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジカルボキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジフルオロ-4,4’-ビフェニル、3,3’-トリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジアミノビフェニル、2,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、
上記のジアミン成分と反応させるテトラカルボン酸二無水物成分は特に限定されない。具体的には、ピロメリット酸、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸、1,2,5,6-アントラセンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4-ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン、2,3,4,5-ピリジンテトラカルボン酸、2,6-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ピリジン、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸、1,3-ジフェニル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、オキシジフタルテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、
重合体(R1)の分子量は、得られる液晶配向膜の強度及び、塗膜形成時の作業性、塗膜の均一性を考慮した場合、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量で5,000~1,000,000が好ましく、10,000~150,000がより好ましい。
本発明において、第二の基板上に特定構造(2)を有する液晶配向膜を形成する方法としては、特定構造(2)を有する液晶配向剤を用いる以外は、工程(1)と同様に行うことができる。具体的には、特定構造(2)を有する化合物(以下、化合物(R2)ともいう。)及び溶媒を混合して液晶配向剤を調製した後、前記液晶配向剤を第2基板上に塗布した後、乾燥し塗膜を形成することが好ましい。
上記特定構造(2)としては、特定構造(1)を用いた液晶配向膜とイオン吸着性能を合わせる目的から、なかでも、式(2-1)又は式(2-4)であることが好ましい。
また、上記化合物(R2)としては、特定構造(2)を有していれば特に限定されない。具体的には、繰り返し単位を有さない比較的低分子の化合物であってもよく、重合体であってもよいが、特定構造(1)を有する液晶配向膜とイオン吸着性能を近づける観点から、特定構造(1)を有する液晶配向膜と同様の重合体であることが好ましい。なお、化合物(R2)は、特定構造(1)を有する液晶配向膜とイオン吸着性能を近づける目的のために1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合体としての化合物(R2)は、上記特定構造(2)を重合体の主鎖及び側鎖のいずれに有していてもよい。特定構造(2)を有する重合体(以下、重合体(R2)ともいう。)の主骨格としては、ポリイミド系、ポリ(メタ)アクリレート系、ポリシロキサン系の重合体などを好適に用いることができる。特に、重合体(R2)は、特定構造(1)を有する液晶配向膜とイオン吸着性能を近づける観点から、特定構造(1)を有する液晶配向膜と同じ骨格を有する重合体であることが好ましい。以下では、ポリイミド構造に限って詳細に説明するが、その他の重合体に関しても公知の技術(ラジカル重合や、ゾル・ゲル法など)を用いて重合体を合成できる。
第2の基板に使用する液晶配向剤を形成する重合体(2)の製造に使用されるジアミンは、特定構造(1)を有する液晶配向膜とイオン吸着性能を近づける点から、上記特定構造(2)を含有する特定ジアミン(2)が好ましい。
特定ジアミン(2)の好ましい具体例としては、下式(R-2)のジアミンが挙げられる。
Sは、単結合;フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~20のアルキレン基;ベンゼン環、ナフタレン環などの炭素数6~12の芳香族環から選ばれる2価の基;シクロヘキサン環などの炭素数3~8の2価の脂環式基;ピロール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジン、インドール、キノリン、カルバゾール、チアゾール、プリン、テトラヒドロフラン、チオフェンなどの5員環以上の複素環から選ばれる2価の環状基を表す。
Q2は上記式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)からなる群から選ばれる構造を表す。
重合体(R2)は上記の他、原料の一部にその他のジアミン並びにテトラカルボン酸二無水物を適宜用いることができる。
本発明の液晶配向剤には、必要に応じ、2つ以上の末端に光重合又は光架橋する基を有する重合性化合物を含有してもよい。かかる重合性化合物は、光重合又は光架橋する基を有する末端を二つ以上持っている化合物である。ここで、光重合する基を有する重合性化合物とは、光を照射することにより重合を生じさせる官能基を有する化合物である。また、光架橋する基を有する化合物とは、光を照射することにより、重合性化合物の重合体や、ポリイミド前駆体、及び、このポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドから選択される少なくとも一種の重合体と反応してこれらと架橋することができる官能基を有する化合物である。なお、光架橋する基を有する化合物は、光架橋する基を有する化合物同士でも反応する。
ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応により、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸を得るにあたっては、公知の合成手法を用いることができる。一般的には、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分とを有機溶媒中で反応させる方法である。ジアミン成分とテトラカボン酸二無水物との反応は、有機溶媒中で比較的容易に進行し、かつ副生成物が発生しない点で有利である。
液晶配向剤が含有する溶媒は、特に限定はなく、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、N-エチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドは、溶解性の点から好ましい。もちろん、2種類以上の混合溶媒でもよい。
膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。より具体的には、例えば、エフトップEF301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、F173、R-30(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子社製)などが挙げられる。これらの界面活性剤の使用割合は、液晶配向剤に含有される重合体の総量100質量部に対して、好ましくは0.01~2質量部、より好ましくは0.01~1質量部である。
さらに、液晶配向剤には、上記の他、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的の誘電体や導電物質を添加してもよい。
上記第1基板、及び第2基板に用いる基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス板、ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、トリメチルペンテン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、(メタ)アクリロニトリル、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロースなどのプラスチック基板などを用いることができる。また、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。
上記乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が除去されていればよく、その乾燥手段については特に限定されない。例えば、温度40~150℃、好ましくは60~100℃のホットプレート上で、0.5~30分、好ましくは1~5分乾燥させる方法が挙げられる。
また、焼成して得られる液晶配向膜の厚みは特に限定されないが、好ましくは5~300nm、より好ましくは20~200nmである。
本発明において、前記で得られた第1又は第2の基板の間に、液晶化合物を含む液晶層を形成する方法としては、例えば以下の2つの方法が挙げられる。
第一の方法は、従来から知られている方法(真空注入方式)である。先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶性化合物及び光重合性化合物を注入して充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造する。
第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、さらに液晶配向膜面上の所定の数箇所に、液晶性化合物と光重合性化合物との混合物を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに、液晶性化合物を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造する。
シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。
液晶性化合物としては、負の誘電異方性を有するネマチック液晶を好ましく用いることができる。例えばジシアノベンゼン系液晶、ピリダジン系液晶、シッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、ターフェニル系液晶などを用いることができる。また、液晶性化合物としては、PSAモード液晶表示素子の応答速度をより速くできる点において、アルケニル基及びフルオロアルケニル基のうちいずれかを1つ有する単官能性の液晶性化合物であるアルケニル系液晶を併用することが好ましい。このようなアルケニル系液晶としては、従来公知のものを使用することができる。
PASモード液晶表示素子を作製する場合、液晶セルを得た後、一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する。ここで印加する電圧は、例えば5~50V、好ましくは5~30V、さらに好ましくは5~20Vの直流又は交流とすることができる。また、照射する光としては、例えば、150~800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができるが、300~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光の光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。なお、上記の好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。光の照射量としては、好ましくは0.1J/cm2以上60J/cm2未満であり、より好ましくは0.1~40J/cm2、さらに好ましくは1~40J/cm2である。
そして、光照射後の液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、PSAモード液晶表示素子を得ることができる。ここで使用する偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた偏光膜(H膜と称されることがある。)を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。
本発明のPSAモード液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置に用いることができる。
BODA:ビシクロ[3,3,0]オクタン-2,4,6,8-テトラカルボン酸二無水物
CBDA:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
(ジアミン)
DDM: 4,4´-メチレンジアニリン
p-PDA:p-フェニレンジアミン、DBA:3,5-ジアミノ安息香酸
3AMPDA:3,5-ジアミノ-N-(ピリジン-3-イルメチル)ベンズアミド
THF:テトラヒドロフラン、 DMF:N,N-ジメチルホルムアミド
Et3N:トリエチルアミン、 NMP:N-メチル-2-ピロリドン、
BCS:ブチルセロソルブ
(添加剤)
3AMP:3-ピコリルアミン
下記合成例1~4によりジアミンDA2-1~DA2-4を合成した。これらの合成例における各生成物は、下記条件による1H-NMR分析により同定した。
装置:Varian NMR System 400 NB (400 MHz)
測定溶媒:DMSO-d6
基準物質:テトラメチルシラン(TMS)(δ0.0 ppm for 1H)
四つ口フラスコへ、1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)-2-メチル-1-プロパノン(28.4g,136mmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(56.9g)、及びトリエチルアミン(18.1g,178mmol)を加え、50℃に昇温後、2,4-ジニトロフルオロベンゼン(26.1g,141mmol)を滴下し、4時間撹拌後、さらにトリエチルアミン(6.90g,68.2mmol)、2,4-ジニトロフルオロベンゼン(1.27g,6.82mmol)を加え、室温で60時間撹拌した。反応終了後、トルエン(135g)と水(83g)を加え、分液洗浄した。さらに有機相を酢酸10%水溶液(83.0g×2回)で洗浄し、得られた有機相を内容物が92.5gとなるまで濃縮した後に、ヘキサン97.5gを入れて結晶化させた。
得られた結晶を濾過し、メタノール(200g)を入れ60℃に昇温させて完溶させた後に2℃まで冷却し、析出した結晶をろ過し、結晶をメタノール(40.0g×2回)でケーキ洗浄した。結晶を乾燥させ、化合物[1]を得た(収量:39.7g,106mmol,収率77%)。
化合物[1](26.1g,69.7mmol)に対し、テトラヒドロフラン(177g)、及び3%プラチナカーボン(60wt%含水品)(2.6g)を加え、水素雰囲気下室温で撹拌させた。反応終了後、ろ過によりプラチナカーボンを濾別して得られた濾液を内容物が48.5gになるまで濃縮した後に、メタノール120gを加え60℃に昇温させた。その後、2℃に冷却して析出した結晶を濾過した。得られた結晶をメタノール(40.0g×2回)にてケーキ洗浄し、その後、乾燥させ、DA2-1を得た(収量14.9g,47.4mmol,収率68%)。
1H-NMR(400MHz) in DMSO-d6:7.96(d,J=9.0Hz,2H),7.10(d,J=9.0Hz,2H),6.56(d,J=8.4Hz,1H),5.95(s,1H),5.75(d,J=10.8Hz,1H),4.48(s,2H),4.43(s,2H),4.33(d,J=8.8Hz,2H),4.11(d,J=8.8Hz,2H),3.62(Hep,J=6.4Hz,1H),1.10(s,6H).
テトラヒドロフラン(174g)中へ、tert-ブチル 4-(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゾエート(58.2g,244mmol)、及びトリエチルアミン(32.1g,318mmol)を加えて、50℃加熱条件にて撹拌した。テトラヒドロフラン(58.2g)に溶解させた2,4-ジニトロフルオロベンゼン(50.0g,269mmol)を1時間かけて滴下し、4時間撹拌した。反応終了後、室温に冷却後、溶液を減圧濃縮し、得られた粗物にテトラヒドロフラン/メタノール=1/1混合溶媒(174g)でスラリー洗浄し、濾過し、メタノール(150g×2回)で洗浄した。得られた結晶にテトラヒドロフラン(174g)を加え50℃で加熱撹拌し、室温に冷却しながらメタノール(290g)を加えて晶析させた。これを濾過し、メタノール(150g×3回)でケーキ洗浄し、得られた結晶を乾燥させ、化合物[2]を得た(収量:68.7g,170mmol,収率70%)。
ギ酸(130g)中へ、化合物[2](13.4g,33.1mmol)を加え、45℃で加熱撹拌した。30分程で白色結晶が析出し、7時間後、水(130g)を加え、室温に冷却し、濾過し、べたついた結晶をメタノール(130g)でスラリー洗浄し、再度濾過後、メタノール(20g×2回)でケーキ洗浄し、得られた結晶を乾燥させ、化合物[3]を得た(収量:10.1g,28.9mmol,収率88%)。
1H-NMR(400MHz) in DMSO-d6:12.7ppm(br,1H),8.78ppm(d,J=5.6Hz,1H),8.55-8.52ppm(m,1H),7.91-7.88ppm(m,2H),7.67ppm(d,J=9.6Hz,1H),7.08-7.04ppm(m,2H),4.74-4.72ppm(m,2H),4.47-4.45ppm(m,2H).
N,N-ジメチルホルムアミド(309g)中へ、化合物[3](9.11g,26.2mol)、及び3%プラチナカーボン(60wt%含水品)(0.720g)を加えて、水素雰囲気下50℃加熱条件で終夜撹拌した。反応終了後、濾過することでプラチナカーボンを除去し、濾液を減圧濃縮した。濃縮粗物を乾燥させ、析出した固体に対し、メタノール(27.0g)を加えて55℃で加熱撹拌し、室温に冷却しながらトルエン(27.0g)を加え、濾過した。得られた結晶をトルエン(27.0g×3回)でケーキ洗浄し、得られた結晶をテトラヒドロフラン(27.0g)でスラリー洗浄し、濾過し、得られた結晶を乾燥させ、DA2-2を得た(収量:5.75g,19.9mmol,収率76%)。
1H-NMR(400MHz) in DMSO-d6:7.91-7.84ppm(m,2H),7.02ppm(d,J=9.2Hz,2H),6.52ppm(d,J=8.4Hz,1H),5.91ppm(d,J=2.8Hz,1H),5.72ppm(dd,J=8.2Hz,2.4Hz,1H),4.29-4.27ppm(m,2H),4.08-4.06ppm(m,2H).
(-COOH,-NH2は塩形成しピーク検出不可)
テトラヒドロフラン(96.0g)中へ、メチル 4-(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゾエート(32.0g,163mmol)、及びトリエチルアミン(27.9g,212mmol)を加えて、50℃加熱条件にて撹拌した。テトラヒドロフラン(32.0g)に溶解させた2,4-ジニトロフルオロベンゼン(33.4g,179mmol)を1時間かけて滴下し、9時間撹拌した。反応終了後、室温に冷却後、濾過し、結晶Aをメタノール(128g)でスラリー洗浄し、回収した。濾液は減圧濃縮し、得られた粗物Bを回収した。結晶Aをメタノール/水=1/1混合溶媒(96.0g)でスラリー洗浄し、濾過し、メタノール(96.0g×2回)で洗浄し、ケーキCを得た。粗物Bをメタノール/水=1/1混合溶媒(128g)でスラリー洗浄し、濾過し、メタノール(96.0g×3回)で洗浄し、ケーキDを得た。ケーキC、Dの合わせたものに対して、テトラヒドロフラン(160g)を加え50℃で加熱撹拌し、室温に冷却しながらメタノール(224g)を加えて晶析させた。これを濾過し、メタノール(96g×3回)でケーキ洗浄し、得られた結晶を乾燥させ、化合物[4]を得た(収量:51.3g,141mmol,収率87%)。
テトラヒドロフラン(120g)、メタノール(30g)混合溶媒中へ、化合物[4](10.2g,282mmol)、及び5%パラジウムカーボン(含水品)(0.816g)を加えて、水素雰囲気下室温条件で約4日間撹拌した。反応終了後、濾過することでパラジウムカーボンを除去し、濾液を減圧濃縮した。濃縮粗物に対し、酢酸エチル(90.0g)を加えて70℃で加熱撹拌し、室温に冷却しながらヘキサン(120g)を加え、濾過し、得られた結晶をヘキサン(30.6g×3回)でケーキ洗浄し、得られた結晶を乾燥させ、DA2-3を得た(収量:7.31g,242mmol,収率86%)。
1H-NMR(400MHz) in DMSO-d6:7.92ppm(d,J=9.2Hz,2H),7.10ppm(d,J=9.2Hz,2H),6.55ppm(d,J=8.4Hz,1H),5.93ppm(d,J=2.8Hz,1H),5.75ppm(dd,J=8.6Hz,2.8Hz,1H),4.47ppm(s,2H),4.42ppm(s,2H),4.34-4.32ppm(m,2H),4.12-4.09ppm(m,2H),3.82ppm(s,3H).
四つ口フラスコへ、2,4-ジニトロフルオロベンゼン(29.6g,159mmol)、1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)エタノン(31.6g,175mmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(118g)、及びトリエチルアミン(24.1g,238mmol)を加えて室温で反応を開始した。24時間撹拌後、メタノール(240g)を加えて結晶を析出させた後、さらに水(75g)を加えた。0℃で30分撹拌後、ろ過し、水(150g)で2回、その後、メタノール(120g)で1回の順にケーキ分を洗浄し、得られた固体を乾燥させて化合物[5]を得た(収量:51.5g,149mmol,収率94%)。
四つ口フラスコへ、化合物[5](51.5g,149mmol)、テトラヒドロフラン(400g)、及び3%プラチナカーボン(60wt%含水品)(10.3g)を加え、水素雰囲気下室温で撹拌した。48時間撹拌して原料の消失を確認した後、60℃に昇温させて熱時ろ過を行った。このとき、未溶解の結晶がプラチナカーボンと一緒に得られたため、結晶とプラチナカーボンの混合物へN,N-ジメチルホルムアミド(250g)を加え60℃で加熱撹拌し結晶を溶解させた後、再度熱時ろ過を行った。得られたテトラヒドロフラン溶液とN,N-ジメチルホルムアミド溶液を混合して濃縮後、析出した結晶に、アセトン(250g)を入れ、還流下でスラリー洗浄を1時間行った後、イソプロピルアルコール(250g)を入れ1時間撹拌後、室温に冷却してから結晶をろ過、乾燥させてDA2-4を得た(収量:30.7g,107mmol,収率72%)。
1H-NMR(400MHz) in DMSO-d6:7.94(d,J=8.8Hz, 2H),7.09(d,J=8.8Hz,2H),6.55(d,J=8.8Hz,1H),5.94(s,1H),5.75(d,J=10.8Hz,1H),4.47(s,2H),4.43(s,2H),4.33(d,J=8.4Hz,2H),4.10(d,J=8.8Hz,2H),2.52(s,3H).
[製造例1]
BODA(1.25g、5.0mmol)、DA-1(1.65g、5.0mmol)、及びDA-3(1.90g、5.0mmol)をNMP(14.2g)中で溶解し、60℃で3時間反応させた後、CBDA(0.96g、5.0mmol)とNMP(3.8g)を加え、40℃で12時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液のMnは12,479であり、Mwは33,961であった。
このポリアミック酸溶液(20.0g)にNMPを加え6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(3.6g)、及びピリジン(1.1g)を加え、80℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(232ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(A)を得た。ポリイミドのイミド化率は75%であった。
得られたポリイミド粉末(A)(4.5g)にNMP(36.9g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)4.5g、BCS(30.9g)を加え、室温で5時間攪して液晶配向剤(P-1)を得た。
BODA(1.13g、4.5mmol)、DA2-1(1.41g、4.5mmol)、及びDA-3(1.71g、4.5mmol)をNMP(17.0g)中で溶解し、60℃で3時間反応させた後、CBDA(0.85g、4.5mmol)とNMP(3.4g)を加え、40℃で12時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液のMnは13,514であり、Mwは42,678であった。
このポリアミック酸溶液(15.0g)にNMPを加え6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(2.7g)、及びピリジン(0.8g)を加え、80℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(170ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末
(B)を得た。このポリイミドのイミド化率は75%であった。
得られたポリイミド粉末(B)(1.5g)にNMP(12.3g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)1.5g、BCS(10.3g)を加え、室温で5時間攪して液晶配向剤(P2-1)を得た。
BODA(1.25、5.0mmol)、DA2-2(1.44g、5.0mmol)、及びDA-4(1.90g、5.0mmol)をNMP(13.4)中で溶解し、60℃で3時間反応させた後、CBDA(0.96g、5.0mmol)とNMP(3.8g)を加え、40℃で12時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液のMnは16,178であり、Mwは63,403であった。
このポリアミック酸溶液(22.4g)にNMPを加え6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.1g)、及びピリジン(1.3g)を加え、70℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(260ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(C)を得た。このポリイミドのイミド化率は74%であった。
得られたポリイミド粉末(C)(5.0g)にNMP(39.4g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)5.0g、BCS(32.8g)を加え、室温で5時間攪拌して液晶配向剤(P2-2)を得た。
BODA(1.25、5.0mmol)、DA2-3(1.51g、5.0mmol)、及びDA-4(1.90g、5.0mmol)をNMP(18.7)中で溶解し、60℃で3時間反応させた後、CBDA(0.96g、5.0mmol)とNMP(3.8g)を加え、40℃で12時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液のMnは11,881であり、Mwは38,132であった。
このポリアミック酸溶液(23.0g)にNMPを加え6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.2g)、及びピリジン(1.3g)を加え、70℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(267ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(D)を得た。このポリイミドのイミド化率は74%であった。
得られたポリイミド粉末(D)(5.0g)にNMP(39.4g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)5.0g、BCS(32.8g)を加え、室温で5時間攪拌して液晶配向剤(P2-3)を得た
BODA(1.25g、5.0mmol)、DA2-4(1.43g、5.0mmol)、及びDA-3(1.90g、5.0mmol)をNMP(18.3g)中で溶解し、60℃で3時間反応させた後、CBDA(0.96g、4.9mmol)とNMP(3.8g)を加え、40℃で12時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液のMnは12,406であり、Mwは42,813であった。
このポリアミック酸溶液(21.7g)にNMPを加え6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.0g)、及びピリジン(1.2g)を加え、80℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(252ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(E)を得た。このポリイミドのイミド化率は75%であった。
得られたポリイミド粉末(E)(3.6g)にNMP(28.8g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)3.6g、BCS(24.0g)を加え、室温で5時間攪拌して液晶配向剤(P2-4)を得た。
BODA(1.03、4.1mmol)、DDM(1.13g、5.7mmol)、及びDA-4(1.07g、2.5mmol)をNMP(12.9)中で溶解し、60℃で3時間反応させた後、CBDA(0.77g、4.1mmol)とNMP(3.1g)を加え、40℃で12時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液のMnは10,786であり、Mwは29,545であった。
このポリアミック酸溶液(24.0g)にNMPを加え6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(5.2g)、及びピリジン(1.6g)を加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(282ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(F)を得た。このポリイミドのイミド化率は70%であった。
得られたポリイミド粉末(F)(1.1g)にNMP(14.7g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)1.1g、BCS(17.0g)を加え、室温で5時間攪拌して液晶配向剤(RP-1)を得た
(実施例1)
液晶配向剤(P-1)、(P2-1)を、それぞれ、第一のITO基板、第二のITO基板にスピンコートし、80℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、230℃の熱風循環式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜(A-1)、(A2-1)を形成した。
この2枚の基板について一方の基板の液晶配向膜上に直径4μmのビーズスペーサーを散布した後、その上からシール剤(三井化学社製 熱硬化性シール剤XN-1500T)を印刷した。次いで、もう一方の基板の液晶配向膜が形成された側の面を内側にして、先の基板と貼り合せた後、上記シール剤を150℃で90分の条件で硬化させて空セルを作製した。この空セルにPSA用の重合性化合物を含有するネガ型液晶MLC-3023(メルク社製商品名)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作製した。
その後、得られた液晶表示素子に振幅7.8V、30Hzの方形波を印加して60℃の環境下で48時間駆動させた後、最適な内部オフセット電圧をファンクションジェネレーター(横河計測社製、FG200)を用いて測定し、駆動前後で比較した。
液晶配向剤(P2-1)の代りに、それぞれ、液晶配向剤(P2-2、P2-3、P2-4,RP-1)を用いた以外は実施例1と同様にして液晶セルを作製し、かつ液晶セルについて実施例1と同様の操作を行って最適な内部オフセット電圧を測定し、駆動前後で比較した。それぞれの結果を表1に示す。
なお、2018年2月23日に出願された日本特許出願2018-30875号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (11)
- 第一の基板に、式(1)の構造を有する第一の液晶配向膜を形成する液晶配向膜形成工程と、
第二の基板に、式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)及び式(2-4)からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有し、第一の液晶配向膜とは異なる組成である第二の液晶配向膜を形成する液晶配向膜形成工程と、
前記第一の基板と第二の基板の間に、光重合性化合物及び液晶化合物を含む液晶層を形成する液晶層形成工程と、
液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶層中の重合性化合物を反応させる工程と、を含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
- 前記第一の液晶配向膜が、式(1)の構造を有するポリイミド前駆体、及び/又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドから形成される請求項1又は2に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記ポリイミド前駆体が、式(1)の構造を有するジアミンとテトラカルボン酸無水物との重縮合反応物である請求項3に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記式(1)の構造を有するジアミンが、下記式(R-1)で表されるジアミンを含有する請求項4に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記第二の液晶配向膜が、前記式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)及び式(2-4)からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有するポリイミド前駆体、及び/又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドから形成される請求項1~5のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記ポリイミド前駆体が、前記式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)及び式(2-4)からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有するジアミンとテトラカルボン酸無水物との重縮合反応物である請求項6に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記ジアミンが、下記式(R-2)で表されるジアミンを含有する請求項7に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記光重合性化合物が、アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくともいずれかを2つ以上有する多官能性化合物である請求項1~8のいずれかにに記載の液晶表示素子の製造方法。
- 液晶表示素子がPSA方式の素子である請求項1~10のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
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WO2021120297A1 (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | Tcl华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示层、液晶介质组合物及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012098715A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-05-24 | Hitachi Displays Ltd | 配向膜、配向膜形成用組成物、および液晶表示装置 |
WO2015033921A1 (ja) * | 2013-09-03 | 2015-03-12 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
US20150378193A1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-12-31 | Samsung Display Co., Ltd. | Curved display device and method of manufacturing the same |
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JP5879693B2 (ja) * | 2011-02-22 | 2016-03-08 | Jsr株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
JP6057895B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2017-01-11 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向膜の製造方法、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
JP6146576B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2017-06-14 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向処理剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子 |
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CN111944542A (zh) * | 2015-02-06 | 2020-11-17 | 日产化学工业株式会社 | 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件 |
KR102591733B1 (ko) * | 2015-03-04 | 2023-10-19 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012098715A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-05-24 | Hitachi Displays Ltd | 配向膜、配向膜形成用組成物、および液晶表示装置 |
WO2015033921A1 (ja) * | 2013-09-03 | 2015-03-12 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
US20150378193A1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-12-31 | Samsung Display Co., Ltd. | Curved display device and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021120297A1 (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | Tcl华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示层、液晶介质组合物及其制备方法 |
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