JP7823593B2 - 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子 - Google Patents

液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子

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Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子に関する。
液晶素子は、液晶テレビやインフォメーションディスプレイ等といった比較的大型の表示装置から、スマートフォン等の小型の表示装置まで幅広い用途に適用されている。液晶素子の性能は、液晶の配向性やプレチルト角の大きさ、電圧保持率等の各種特性により決定される。液晶素子の性能を向上させるべく、従来、液晶材料の改良のほか、液晶を一定方向に配列させるための液晶配向膜の改良が行われている。
液晶素子において、液晶セル内に電荷が蓄積されると観察者に残像(DC残像)として視認され、液晶素子の表示品位が低下してしまうことがある。そのため、液晶配向膜に対して要求される特性の1つとして電荷の蓄積が少ないことが挙げられる。
そこで従来、液晶セル内における電荷の蓄積を抑制し、液晶素子の表示品位を改善するための技術が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、N4,N4’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジンのような窒素含有ジアミンを含むジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸を液晶配向剤に含有させることにより蓄積電荷の低減を図ることが開示されている。
特開2008-107811号公報
近年、液晶素子の高精細化に伴い、液晶素子の品質に対する要求は更に厳しくなっている。そこで、電圧の印加により液晶素子に蓄積する電荷をできるだけ低減し、残像の発生を極力低減させることや、液晶素子の透過率が高いことも求められる。また、ラビング法の適用や、液晶配向性及び電圧保持率の改善、歩留まり低下の抑制等を考慮すると、液晶配向剤を用いて形成される有機膜は十分に高い強度を有することが求められる。
液晶配向膜や液晶素子の製造工程等において、液晶配向膜又は液晶配向膜となる有機膜に熱や光による負荷が加わることによってポリマー等の分解生成物が生じることがある。また、このような熱分解物や光分解物の発生に起因して、得られる液晶素子において表示不良(輝点)が発生することがある。液晶素子では、更なる高品質化を図るために、こうした輝点の発生を抑制することが求められる。
本発明の目的は、力学的強度が高い液晶配向膜を形成できるとともに、残留電荷の蓄積に起因する残像が生じにくく、輝点の発生が少なく、しかも透過率が高い液晶素子を得ることができる液晶配向剤を提供することにある。
本発明者らが鋭意研究を進めたところ、特定の構造を有するジアミンを用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明により以下の手段が提供される。
<1> 下記式(1)で表される化合物に由来する構造単位を有する重合体(P)を含有する、液晶配向剤。
(式(1)中、Arは2価の芳香環基である。Xは、単結合、-O-、-S-又は-NR-である。Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は熱脱離性基である。Ar、Ar及びYは、下記の要件(i)、(ii)又は(iii)を満たす。ただし、Xが単結合の場合、Yは炭素原子でArに結合している。
(i)Arは2価の芳香環基である。Arは1価の芳香環基である。Yは、炭素数1以上の2価の有機基である。
(ii)Ar及びArは、互いに合わせられて、Ar及びArが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を表す。Yは、炭素数1以上の2価の有機基である。
(iii)Arは2価の芳香環基である。Ar及びYは、互いに合わせられて、Ar及びYが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を含む2価の基である。)
<2> 上記<1>の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
<3> 上記<2>の液晶配向膜を備える液晶素子。
本発明の液晶配向剤によれば、力学的強度が高い液晶配向膜を形成できるとともに、残像及び輝点が生じにくく、しかも透過率が高い液晶素子を得ることができる。
《液晶配向剤》
以下に、本開示の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。
なお、本明細書において、「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、s鎖状炭化水素基は飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素基は脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香族炭化水素基は芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。「芳香環」は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環を含む意味である。「有機基」とは、炭素を含む化合物(すなわち有機化合物)から任意の水素原子を取り除いてなる原子団をいう。
重合体の「主鎖」とは、重合体のうち最も長い原子の連鎖からなる「幹」の部分をいう。この「幹」の部分が環構造を含むことは許容される。例えば、「特定構造を主鎖に有する」とは、その特定構造が主鎖の一部分を構成することをいう。「側鎖」とは、重合体の「幹」から分岐した部分をいう。「テトラカルボン酸誘導体」は、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステル及びテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物を含む意味である。
本開示の液晶配向剤は、下記式(1)で表される化合物(以下、「特定ジアミン」ともいう)に由来する構造単位を有する重合体(P)を含有する。
(式(1)中、Arは2価の芳香環基である。Xは、単結合、-O-、-S-又は-NR-である。Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は熱脱離性基である。Ar、Ar及びYは、下記の要件(i)、(ii)又は(iii)を満たす。ただし、Xが単結合の場合、Yは炭素原子でArに結合している。
(i)Arは2価の芳香環基である。Arは1価の芳香環基である。Yは、炭素数1以上の2価の有機基である。
(ii)Ar及びArは、互いに合わせられて、Ar及びArが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を表す。Yは、炭素数1以上の2価の有機基である。
(iii)Arは2価の芳香環基である。Ar及びYは、互いに合わせられて、Ar及びYが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を含む2価の基である。)
以下に、重合体(P)及び任意に配合されるその他の成分について詳細に説明する。なお、各成分については特に言及しない限り、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<重合体(P)>
上記式(1)において、Ar、Ar及びYが上記の要件(i)を満たす場合、Ar又はArで表される2価の芳香環基は、芳香環の環部分から任意の水素原子を2個取り除いた基である。芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ビフェニル環等の芳香族炭化水素環;ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環、ベンゾイミダゾール環、カルバゾール環、アクリジン環等の窒素含有芳香族複素環等が挙げられる。これらのうち、Ar及びArは、ベンゼン環又はピリジン環の環部分から2個の水素原子を取り除いた構造を有する基であることが好ましく、置換又は無置換のフェニレン基がより好ましい。Ar及びArで表される芳香環基が有する芳香環には、1級アミノ基とは別に置換基が導入されていてもよい。当該置換基としては、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
Arで表される1価の芳香環基は、芳香環の環部分から任意の水素原子を1個取り除いた基である。芳香環の具体例としては、Ar及びArで表される2価の芳香環基の説明において例示した基と同様の基が挙げられる。Arは、ベンゼン環、ナフタレン環又はピリジン環の環部分から1個の水素原子を取り除いた構造を有する基であることが好ましく、置換又は無置換のフェニル基がより好ましい。Arが環部分に有する置換基としては、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
が炭素数1~3のアルキル基である場合、当該アルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。熱脱離性基は、熱により脱離して水素原子を生じさせる基である。Rが熱脱離性基である場合、Rとしては、例えば、カルバメート構造含有基、アミド構造含有基、イミド構造含有基、スルホンアミド構造含有基等が挙げられる。これらのうち、熱による脱離性が高い点で、カルバメート構造含有基が好ましい。その具体例としては、tert-ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、1,1-ジメチル-2-ハロエチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、2-(トリメチルシリル)エトキシカルボニル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基等が挙げられる。熱による脱離性に優れ、かつ脱保護した部分の膜中の残存量を少なくできる点で、これらの中でも特に、tert-ブトキシカルボニル基(Boc基)が好ましい。
は、力学的強度が高い液晶配向膜を得ることができる点で、水素原子、メチル基又は熱脱離性基が好ましく、水素原子がより好ましい。
で表される2価の有機基としては、炭素数1~20の2価の炭化水素基;炭化水素基が有する任意のメチレン基が-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NR10CO-、-CONR10-、-NR10COO-、-OCONR10-、-NR10-CO-NR11-等で置き換えられてなる炭素数1~20の2価の基(ただし、R10及びR11は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1~10の1価の炭化水素基又は熱脱離性基である。以下同じ。);複素環構造を有する基等が挙げられる。
が炭素数1~20の2価の炭化水素基である場合、当該炭化水素基としては、例えば、炭素数1~20の鎖状炭化水素基、炭素数3~20の脂環式炭化水素基及び炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。これらの具体例としては、炭素数1~20の2価の鎖状炭化水素基として、メチレン基、エチレン基、1,3-プロパンジイル基、1,2-プロパンジイル基、2,2-プロパンジイル基、1,4-ブタンジイル基、1,3-ブタンジイル基、1,2-ブタンジイル基、2,2-ブタンジイル基、ペンタンジイル基等のアルカンジイル基;エテンジイル基、1,3-プロペンジイル基、1,4-ブテンジイル基、1,5-ペンテンジイル基等のアルケンジイル基;エチンジイル基、1,3-プロピンジイル基、1,4-ブチンジイル基、1,5-ペンチンジイル基等のアルキンジイル基等が挙げられる。
炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基としては、シクロプロパンジイル基、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の単環の脂環式飽和炭化水素基;ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロデカンジイル基、テトラシクロドデカンジイル基等の多環の脂環式飽和炭化水素基;シクロプロペンジイル基、シクロブテンジイル基、シクロペンテンジイル基、シクロヘキセンジイル基等の単環の脂環式不飽和炭化水素基;ノルボルネンジイル基、トリシクロデセンジイル基等の多環の脂環式飽和炭化水素基等が挙げられる。また、Yで表される2価の脂環式炭化水素基は、シクロプロパンジイル基やシクロペンタンジイル基等の2価の脂肪族環基と、上述した2価の鎖状炭化水素基とが結合した基であってもよい。
炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、アントリレン基等のアリーレン基;*-Ar-R22-又は*-R22-Ar-で表される基(ただし、Arは置換又は無置換のフェニレン基、R22は2価の鎖状炭化水素基、「*」は式(1)中のXとの結合手を表す)等が挙げられる。
なお、Xが単結合の場合、Yは、炭素原子でArに結合している。Yが炭素原子でArに結合している場合、Yの具体例としては、Arに対して、飽和若しくは不飽和の鎖状炭化水素基、飽和若しくは不飽和の脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基又はカルボニル基で結合する基が挙げられる。Yが炭素原子でArに結合している場合のYの更なる具体例としては、*-CH-R23-、*-CH=CH-R23-、*-C≡C-R23-、*-CO-R23-、*-Ph-R23-、*-Cy-R23-(Phは置換又は無置換のフェニレン基であり、Cyは置換又は無置換のシクロアルキレン基であり、R23は単結合又は2価の有機基であり、「*」はArとの結合手を表す)等が挙げられる。R23で表される2価の有機基の具体例としては、炭素数1~18の2価の炭化水素基;炭化水素基が有する任意のメチレン基が-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NR10CO-、-CONR10-、-NR10COO-、-OCONR10-、-NR10-CO-NR11-等で置き換えられてなる炭素数1~18の2価の基;複素環構造を有する基等が挙げられる。
液晶素子に蓄積する残留電荷を十分に低減させるとともに、液晶素子の透過率を高める観点から、上記式(1)中のYは、一部又は全部が鎖状構造であって、Arが結合する窒素原子に対して鎖状構造で結合していることが好ましい。この場合、Yが有する、窒素原子との結合部位(すなわち、YのAr側の端部)の鎖状構造は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状でも分岐状でもよい。蓄積する残留電荷の低減効果と透過率の改善効果とをより高くする観点から、Yは、Arが結合する窒素原子に対して、2価の直鎖状炭化水素基で結合していることが好ましく、直鎖状のアルカンジイル基で結合していることがより好ましい。
液晶素子における残像及び輝点の発生をできるだけ抑制する観点から、「-X-Y-」で表される基は、Xが-O-、-S-若しくは-NR-であってYが2価の有機基であるか、又は、Xが単結合であってYの一部若しくは全部が鎖状構造であり、かつYが鎖状構造でArに結合していることが好ましい。Xが単結合である場合、蓄積する残留電荷の低減効果と透過率の改善効果とをより高める観点から、Yは、Arに対して2価の直鎖状炭化水素基で結合していることが好ましく、直鎖状のアルカンジイル基で結合していることがより好ましい。
「-X-Y-」で表される基は、上記の中でも、Yが2価の鎖状基であることが好ましい。具体的には、Yは、炭素数1~20の2価の鎖状炭化水素基、又は鎖状炭化水素基が有する任意のメチレン基が-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NR10CO-、-CONR10-、-NR10COO-、-OCONR10-若しくは-NR10-CO-NR11-で置き換えられてなる炭素数1~20の2価の基であることが好ましく、炭素数1~20のアルカンジイル基、又はアルカンジイル基が有する任意のメチレン基が-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NR10CO-、-CONR10-、-NR10COO-、-OCONR10-若しくは-NR10-CO-NR11-で置き換えられてなる炭素数1~20の2価の基であることがより好ましい。なお、R10及びR11は上記と同義である。
が2価の鎖状基である場合、力学的強度が十分に高い液晶配向膜を得る観点から、Yの炭素数は10以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。また、液晶配向膜や液晶素子における蓄積電荷を低減する観点から、Yの炭素数は1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。Xが単結合であって、Yが2価の鎖状基である場合、化合物の安定性の観点から、Yは炭素数2以上であることが好ましい。
は、得られる液晶配向膜の透過率を十分に高くできる点で、上記のうち、-O-又は-S-であることが好ましく、-O-であることがより好ましい。
Ar、Ar及びYが上記の要件(ii)を満たす場合、Ar及びArが互いに合わせられて、Ar及びArが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造としては、カルバゾール環構造、アクリジン環構造等が挙げられる。当該窒素含有芳香族縮合環構造は、これらのうち、カルバゾール環構造が好ましい。窒素含有芳香族縮合環構造において、窒素含有芳香族縮合環は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、メチル基、エチル基、水酸基、ハロゲン原子等が挙げられる。
Arで表される2価の芳香環基、Xで表される基、Yで表される2価の有機基の具体例及び好ましい例については、Ar、Ar及びYが上記の要件(i)を満たす場合において説明した基と同様の基が挙げられる。
Ar、Ar及びYが上記の要件(iii)を満たす場合、Ar及びYが互いに合わせられて、Ar及びYが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を含む2価の基(以下、「2価の基ArY」ともいう)において、当該窒素含有芳香族縮合環構造の具体例及び好ましい例については、Ar、Ar及びYが上記の要件(ii)を満たす場合において説明した基と同様の基が挙げられる。2価の基ArYは、窒素含有芳香族縮合環がX又はArに直接結合していてもよく、窒素含有芳香族縮合環が2価の連結基を介してX又はArに結合していてもよい。当該2価の連結基は、一部又は全部が鎖状構造であることが好ましく、直鎖状のアルカンジイル基がより好ましく、炭素数1~4の直鎖状のアルカンジイル基が更に好ましい。
Ar又はArで表される2価の芳香環基、Xで表される基の具体例及び好ましい例については、Ar、Ar及びYが上記の要件(i)を満たす場合において説明した基と同様の基が挙げられる。
特定ジアミンの具体例としては、下記式(1-1)~式(1-26)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
重合体(P)において、特定ジアミンに由来する構造単位の含有割合は、重合体(P)を構成する単量体に由来する全構造単位に対して、0.5モル%以上であることが好ましく、5モル%以上であることが好ましく、10モル%以上がより好ましい。また、特定ジアミンに由来する構造単位の含有割合は、重合体(P)を構成する単量体に由来する全構造単位に対して、50モル%以下であることが好ましい。
重合体(P)は、特定ジアミンに由来する構造単位を含む重合体であればよく、その主骨格の種類は特に限定されない。重合体(P)としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリウレア、ポリエナミン等が挙げられる。力学的強度が高い液晶配向膜を形成でき、信頼性の高い液晶素子を得ることができる点で、重合体(P)は、中でも、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。すなわち、重合体(P)は、テトラカルボン酸誘導体に由来する構造単位と、ジアミン化合物に由来する構造単位とを含む重合体であることが好ましい。
〔ポリアミック酸〕
重合体(P)がポリアミック酸である場合、当該ポリアミック酸(以下、「ポリアミック酸(P)」ともいう)は、テトラカルボン酸二無水物と、特定ジアミンを含むジアミン化合物とを反応させることにより得ることができる。
・テトラカルボン酸二無水物
ポリアミック酸(P)の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び芳香族テトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、鎖状テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
これらの具体例としては、鎖状テトラカルボン酸二無水物として、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物等が挙げられる。脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-8-メチル-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,5,6-トリカルボキシ-2-カルボキシメチルノルボルナン-2:3,5:6-二無水物等が挙げられる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメート、4,4’-カルボニルジフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。また、ポリアミック酸(P)の合成に際しては、特開2010-97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。
(ジアミン化合物)
ポリアミック酸(P)の合成に使用するジアミン化合物は、特定ジアミンのみであってもよいし、特定ジアミンと、特定ジアミンとは異なるジアミン(以下、「その他のジアミン」ともいう)とを併用してもよい。その他のジアミンとしては、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサン等が挙げられる。脂肪族ジアミンとしては、鎖状ジアミン及び脂環式ジアミンが挙げられる。
その他のジアミンの具体例としては、鎖状ジアミンとして、メタキシリレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。脂環式ジアミンとしては、1,4-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等が挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、1,2-ビス(4-アミノフェノキシ)エタン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)プロパン、1,6-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘキサン、6,6’-(ペンタメチレンジオキシ)ビス(3-アミノピリジン)、N,N’-ジ(5-アミノ-2-ピリジル)-N,N’-ジ(tert-ブトキシカルボニル)エチレンジアミン、ビス[2-(4-アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、4,4’-ジアミノジフェネチルウレア、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-(フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、2,6-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノピリミジン、3,6-ジアミノカルバゾール、N-メチル-3,6-ジアミノカルバゾール、3,6-ジアミノアクリジン、下記式(D-1)
(式(D-1)中、R11及びR12は、それぞれ独立して、アルカンジイル基である。R13は、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は熱脱離性基である。n1は1~3の整数である。n1が2又は3の場合、複数のR12は互いに同一又は異なり、複数のR13は互いに同一又は異なる。)
で表される化合物等の主鎖型ジアミン;
ヘキサデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステリルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、コレステリルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステリル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6-ビス(4-アミノフェノキシ)コレスタン、4-(4’-トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ブチルシクロヘキサン、3,5-ジアミノ安息香酸=5ξ-コレスタン-3-イル、下記式(E-1)
(式(E-1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立して、単結合、-O-、*-COO-又は*-OCO-(ただし、「*」はXとの結合手を示す。)である。Rは、炭素数1~3のアルカンジイル基である。RIIは、単結合又は炭素数1~3のアルカンジイル基である。RIIIは、炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基、又はフルオロアルコキシ基である。aは0又は1である。bは0~3の整数である。cは0~2の整数である。dは0又は1である。ただし、1≦a+b+c≦3である。)
で表される化合物等の側鎖型ジアミン等が挙げられる。ジアミノオルガノシロキサンとしては、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
上記式(D-1)で表される化合物としては、例えば下記式(D-1-1)~式(D-1-3)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。上記式(E-1)で表される化合物としては、例えば下記式(E-1-1)~式(E-1-4)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。その他のジアミンとしては更に、以下の式(F-1)~式(F-7)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。その他のジアミンとしては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、式中、「Boc」は、tert-ブトキシカルボニル基を表す(以下同じ)。
ポリアミック酸(P)の合成に際し、特定ジアミンの使用量は、ポリアミック酸(P)の合成に使用するジアミン化合物の全量に対して、1モル%以上であることが好ましく、5モル%以上であることがより好ましく、10モル%以上であることが更に好ましく、20モル%以上がより更に好ましい。特定ジアミンの使用量を上記範囲とすることにより、液晶素子における輝点発生の抑制と残像の低減との改善効果を十分に得ることができる。
・ポリアミック酸の合成
ポリアミック酸(P)は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させることにより得ることができる。
ポリアミック酸(P)の合成反応において、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との使用割合は、ジアミン化合物のアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2~2当量となる割合が好ましい。分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸等の酸一無水物;アニリン、シクロヘキシルアミン、n-ブチルアミン等のモノアミン化合物;フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等のモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましい。
ポリアミック酸(P)の合成反応において、反応温度は-20℃~150℃が好ましく、反応時間は0.1~24時間が好ましい。反応に使用する有機溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン化炭化水素、炭化水素等を挙げることができる。これらのうち、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m-クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を反応溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と、他の有機溶媒(例えば、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテル等)との混合物を使用することが好ましい。有機溶媒の使用量は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計量が、反応溶液の全量に対して0.1~50質量%になる量とすることが好ましい。
上記重合によりポリアミック酸(P)を溶解してなる重合体溶液を得た場合、この重合体溶液をそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、重合体溶液中に含まれるポリアミック酸(P)を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
〔ポリアミック酸エステル〕
重合体(P)がポリアミック酸エステルである場合、当該ポリアミック酸エステルは、例えば、[I]ポリアミック酸(P)とエステル化剤とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルとジアミン化合物とを反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミン化合物とを反応させる方法、等によって得ることができる。ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。ポリアミック酸エステルを溶解してなる反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に用いられてもよい。また、反応溶液中に含まれるポリアミック酸エステルを単離し、単離したポリアミック酸エステルを液晶配向剤の調製に用いてもよい。
〔ポリイミド〕
重合体(P)がポリイミドである場合、当該ポリイミド(以下、「ポリイミド(P)」ともいう)は、例えば、ポリアミック酸(P)を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミド(P)は、その前駆体であるポリアミック酸(P)が有していたアミック酸構造の全てを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。ポリイミド(P)は、イミド化率が20~99%であることが好ましく、30~90%であることがより好ましい。なお、イミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
ポリアミック酸(P)の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸(P)を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し、必要に応じて加熱する方法により行われる。この方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸(P)のアミック酸構造の1モルに対して0.01~20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01~10モルとすることが好ましい。
脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸(P)の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0~180℃である。反応時間は、好ましくは1.0~120時間である。ポリアミック酸(P)の脱水閉環反応により得られる、ポリイミド(P)を含有する反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に用いられてもよい。また、反応溶液中からポリイミド(P)を単離し、単離したポリイミド(P)を液晶配向剤の調製に用いてもよい。ポリイミド(P)は、ポリアミック酸エステルの脱水閉環により得ることもできる。
重合体(P)の溶液粘度は、濃度10質量%の溶液としたときに10~800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15~500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、溶液粘度(mPa・s)は、重合体(P)の良溶媒(例えば、γ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン等)を用いて調製した濃度10質量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
重合体(P)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~500,000であり、より好ましくは2,000~300,000である。Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7以下であり、より好ましくは5以下である。
液晶配向剤中における重合体(P)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる固形分の全量(すなわち、液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計質量)に対して、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましい。
ここで、電荷の蓄積に起因する残像を抑制するためには、電圧印加を解除した直後に(すなわち短期的に)観察される残像(以下、「短期残像」ともいう)と、電圧印加を解除した後充分に時間が経過した後に(すなわち長期的に)観察される残像(以下、「長期残像」ともいう)の両方を少なくすることが望ましい。その一方で、本発明者らの検討によると、短期残像と長期残像とはトレードオフの関係にあり、一方を良化しようとすると他方が悪化してしまう傾向がある。また、長期残像と液晶素子の透過率についても同様であり、例えば長期残像を低減させようとすると、液晶素子の透過率が低下する傾向がある。これに対し、本開示によれば、重合体(P)を用いて液晶配向膜を形成することにより、短期残像及び長期残像の両方の低減を図りながら、高い透過率を実現することができる。また、重合体(P)を構成する上記式(1)で表されるジアミンは、主鎖が延びる方向に対して交差する方向に基準軸を置いてみたときに基準軸を挟む両側で非対称な構造を有している。このため、上記式(1)で表されるジアミンに由来する構造単位を含む重合体(P)は結晶性が低く、熱や光により分解物が生じた場合にも分解物が結晶化しにくいと考えられる。その結果、重合体(P)を含む液晶配向剤によれば輝点の発生を抑制できたと考えられる。
<その他の成分>
液晶配向剤は、重合体(P)のほか、必要に応じて、重合体(P)とは異なる成分(以下、「その他の成分」ともいう)を含有していてもよい。
〔重合体(Q)〕
本開示の液晶配向剤は、特定ジアミンに由来する構造単位を含まない重合体(以下、「重合体(Q)」ともいう)を更に含有してもよい。重合体(Q)の主骨格は特に限定されない。重合体(Q)としては、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリエナミン、ポリウレア、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール、セルロース誘導体、ポリアセタール、付加重合体(例えば、(メタ)アクリル系重合体、スチレン系重合体、マレイミド系重合体、スチレン-マレイミド系共重合体)等が挙げられる。これらのうち、重合体(Q)は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
重合体(Q)を液晶配向剤に含有させる場合、重合体(Q)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体(P)と重合体(Q)との合計量100質量部に対して、1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましい。また、重合体(Q)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体(P)と重合体(Q)との合計量100質量部に対して、95質量部以下が好ましく、90質量部以下がより好ましい。
〔溶剤〕
本開示の液晶配向剤は、重合体(P)及び必要に応じて使用されるその他の成分が、好ましくは適当な溶媒中に分散又は溶解してなる液状の組成物として調製される。
溶剤としては有機溶媒が好ましく使用される。その具体例としては、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、1,2-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、フェノール、γ-ブチロラクトン、γ-ブチロラクタム、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、ジアセトンアルコール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、プロパン-1,2-ジオール、3-メトキシ-1-ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸エチル、メチルメトキシプロピオネ-ト、エチルエトキシプロピオネ-ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコール-n-ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ジエチレングリコールジエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールジアセテート、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等を挙げることができる。溶剤としては、1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
液晶配向剤に配合するその他の成分としては、上記のほか、例えば、架橋剤、酸化防止剤、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、充填剤、分散剤、光増感剤等が挙げられる。その他の成分の配合割合は、本開示の効果を損なわない範囲で各化合物に応じて適宜選択することができる。
液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性等を考慮して適宜に選択される。液晶配向剤の固形分濃度は、好ましくは1~10質量%の範囲である。固形分濃度が1質量%以上であると、塗膜の膜厚を十分に確保でき、より良好な液晶配向性を示す液晶配向膜を得ることができる点で好適である。一方、固形分濃度が10質量%以下であると、塗膜を適度な厚みとすることができ、良好な液晶配向性を示す液晶配向膜が得られやすく、また、液晶配向剤の粘性が適度となり塗布性を良好にできる傾向がある。
≪液晶配向膜及び液晶素子≫
本開示の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により製造される。また、本開示の液晶素子は、上記で説明した液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶素子における液晶の駆動方式は特に限定されず、例えばTN型、STN型、VA型(VA-MVA型、VA-PVA型などを含む。)、IPS型、FFS型、OCB(Optically Compensated Bend)型、PSA型(Polymer Sustained Alignment)等の種々のモードに適用することができる。液晶素子は、例えば以下の工程1~工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は、各動作モード共通である。
<工程1:塗膜の形成>
まず、基板上に液晶配向剤を塗布し、好ましくは塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)等のプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一方の面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In-SnO)からなるITO膜等を用いることができる。TN型、STN型又はVA型の液晶素子を製造する場合には、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板2枚を用いる。一方、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合には、櫛歯型にパターニングされた電極が設けられている基板と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。
基板への液晶配向剤の塗布方法は特に限定されない。基板への液晶配向剤の塗布は、例えば、スピンコート方式、印刷方式(例えば、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式等)、インクジェット方式、スリットコート方式、バーコーター方式、エクストリューションダイ方式、ダイレクトグラビアコーター方式、チャンバードクターコーター方式、オフセットグラビアコーター方式、含浸コーター方式、MBコーター方式法等により行うことができる。
液晶配向剤を塗布した後、塗布した液晶配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30~200℃であり、プレベーク時間は、好ましくは0.25~10分である。その後、溶剤を完全に除去し、必要に応じて、重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80~280℃であり、より好ましくは80~250℃である。ポストベーク時間は、好ましくは5~200分である。形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001~1μmである。
<工程2:配向処理>
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に対し、液晶配向能を付与する処理(配向処理)が施される。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向処理としては、基板上に形成した塗膜の表面をコットンやナイロン等で擦るラビング処理、又は塗膜に光照射を行って液晶配向能を付与する光配向処理を用いることが好ましい。垂直配向型の液晶素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用してもよく、液晶配向能を更に高めるために該塗膜に対し配向処理を施してもよい。垂直配向型の液晶素子に好適な液晶配向膜はPSA型の液晶素子にも好ましく用いることができる。
光配向のための光照射は、ポストベーク工程後の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程後であってポストベーク工程前の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程及びポストベーク工程の少なくともいずれかにおいて塗膜の加熱中に塗膜に対して照射する方法、等により行うことができる。塗膜に照射する放射線としては、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。好ましくは、200~400nmの波長の光を含む紫外線である。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線の場合の照射方向は斜め方向とする。
使用する光源としては、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、エキシマーレーザー等が挙げられる。放射線の照射量は、好ましくは200~30,000J/mであり、より好ましくは500~10,000J/mである。配向能付与のための光照射後において、基板表面を、例えば水、有機溶媒(例えば、メタノール、イソプロピルアルコール、1-メトキシ-2-プロパノールアセテート、ブチルセロソルブ、乳酸エチル等)又はこれらの混合物を用いて洗浄する処理や、基板を加熱する処理を行ってもよい。
<工程3:液晶セルの構築>
上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば、液晶配向膜が対向するように間隙を介して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により貼り合わせ、基板表面とシール剤で囲まれたセルギャップ内に液晶を注入充填し注入孔を封止する方法、ODF方式による方法等が挙げられる。シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂等を用いることができる。液晶としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶を挙げることができ、中でもネマチック液晶が好ましい。
PSAモードでは、液晶とともに重合性化合物(例えば、多官能(メタ)アクリレート化合物等)をセルギャップ内に充填するとともに、液晶セルの構築後、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処理を行う。PSA型の液晶素子の製造に際し、重合性化合物の使用割合は、液晶の合計100質量部に対して、例えば0.01~3質量部、好ましくは0.05~1質量部である。
液晶表示装置を製造する場合、続いて、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせる。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「H膜」と称される偏光フィルム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が挙げられる。
本開示の液晶素子は、種々の用途に有効に適用することができる。具体的には、例えば、時計、携帯型ゲーム機、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、携帯電話機、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等の各種表示装置や、調光装置、位相差フィルム等として用いることができる。
以上説明した本開示によれば、次の手段が提供される。
〔手段1〕 上記式(1)で表される化合物に由来する構造単位を有する重合体(P)を含有する、液晶配向剤。
〔手段2〕 上記式(1)中のXが-O-、-S-若しくは-NR-であるか、又は、Xが単結合であってYの一部若しくは全部が鎖状構造であり、かつYは鎖状構造でArに結合している、〔手段1〕に記載の液晶配向剤。
〔手段3〕 上記式(1)中のYは、炭素数1以上の2価の有機基であり、一部又は全部が鎖状構造であり、かつArが結合する窒素原子に対して鎖状構造で結合している、〔手段1〕又は〔手段2〕に記載の液晶配向剤。
〔手段4〕 前記重合体(P)は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種である、〔手段1〕~〔手段3〕のいずれかに記載の液晶配向剤。
〔手段5〕 上記式(1)で表される化合物に由来する構造単位を有しない重合体(Q)を更に含有する、〔手段1〕~〔手段4〕のいずれかに記載の液晶配向剤。
〔手段6〕 前記重合体(Q)は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種である、〔手段5〕に記載の液晶配向剤。
〔手段7〕 〔手段1〕~〔手段6〕のいずれかに記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
〔手段8〕 〔手段7〕に記載の液晶配向膜を備える液晶素子。
以下、実施例に基づき実施形態をより詳しく説明するが、以下の実施例によって本発明が限定的に解釈されるものではない。
以下の例において、重合体溶液中のポリイミドのイミド化率、並びに重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は以下の方法により測定した。以下の実施例で用いた原料化合物及び重合体の必要量は、下記の合成例に示す合成スケールでの合成を必要に応じて繰り返すことにより確保した。
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温でH-NMR測定を行った。得られたH-NMRスペクトルから、下記数式(I)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1-(A/(A×α)))×100 …(I)
(数式(I)中、Aは化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、Aはその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
Mw及びMnは、以下の条件におけるGPCにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm
化合物の略号は以下の通りである。なお、以下では、式(X)で表される化合物を単に「化合物(X)」と示すことがある。
(テトラカルボン酸二無水物)
(ジアミン化合物)
(その他のモノマー)
(添加剤)
<重合体の合成>
1.ポリアミック酸の合成
[合成例1]
テトラカルボン酸二無水物として化合物(TA-3)95モル部及び化合物(TA-8)5モル部、並びにジアミン化合物として化合物(DA-1)80モル部及び化合物(DB-5)20モル部をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、室温で6時間反応を行い、ポリアミック酸(これを重合体(PI-1)とする)を15質量%含有する溶液を得た。
[合成例2~10、12~14、16~18、20、21、24、26、28~30、32、33、35~38]
使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の種類及び量を表1及び表2に記載のとおり変更した以外は合成例1と同様の操作を行い、ポリアミック酸(重合体(PI-2)~(PI-10)、(PI-12)~(PI-14)、(PI-16)~(PI-18)、(PI-20)、(PI-21)、(PI-24)、(PI-26)、(PI-28)~(PI-30)、(PI-32)、(PI-33)、(PI-35)~(PI-38))を含む溶液を得た。
2.ポリイミドの合成
[合成例11]
ジアミン化合物として化合物(DA-11)80モル部及び化合物(DB-12)20モル部をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、テトラカルボン酸二無水物として化合物(TA-1)90モル部及び化合物(TA-3)10モル部を加え、40℃で24時間反応させることにより、ポリアミック酸を20質量%含有する溶液を得た。
次いで、得られた重合体溶液にNMPを追加してポリアミック酸濃度10質量%の溶液とし、ピリジン及び無水酢酸を添加して90℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約60%のポリイミド(これを重合体(PI-11)とする)を15質量%含有する溶液を得た。
[合成例15、19、22、23、25、27、31、34]
使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の種類及び量を表1及び表2に記載のとおり変更した以外は合成例11と同様の操作を行い、ポリイミド(重合体(PI-15)、(PI-19)、(PI-22)、(PI-23)、(PI-25)、(PI-27)、(PI-31)、(PI-34))を含む溶液を得た。各重合体のイミド化率を表1に併せて示した。
3.ポリオルガノシロキサンの合成
[合成例39]
1000mL三口フラスコに、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(上記式(S-1)で表される化合物)100.0g、メチルイソブチルケトン500g、及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗から30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃で6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、これを0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒及び水を留去した。メチルイソブチルケトンを適量添加し、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンである重合体(ESSQ-1)の50質量%溶液を得た。
500mL三口フラスコに、化合物(C-1)3.10g(重合体(ESSQ-1)が有するエポキシ基量に対して20モル%)、化合物(C-2)3.24g(重合体(ESSQ-1)が有するエポキシ基量に対して10モル%)、テトラブチルアンモニウムブロミド1.00g、重合体(ESSQ-1)含有溶液20.0g、及びメチルイソブチルケトン290.0gを加え、90℃で18時間撹拌した。室温まで冷却した後、蒸留水で分液洗浄操作を10回繰り返した。その後、有機層を回収し、ロータリーエバポレータにより濃縮とNMP希釈を2回繰り返した後、NMPを用いて固形分濃度が10質量%になるように調整し、ポリオルガノシロキサン(これを重合体(PSQ-1)とする)のNMP溶液を得た。
4.スチレン-マレイミド系共重合体の合成
[合成例40]
窒素下、100mL二口フラスコに、重合モノマーとして、化合物(M-1)5.00g、化合物(M-2)1.05g、化合物(M-3)4.80g、及び化合物(M-4)2.26g、ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.39g、連鎖移動剤として2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン0.39g、並びに溶媒としてN-メチル-2-ピロリドン(NMP)52.5mLを加え、70℃で6時間重合した。メタノールに再沈殿した後、沈殿物を濾過し、室温で8時間真空乾燥することによりスチレン-マレイミド系共重合体(これを重合体(MI-1)とする)を得た。GPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量(Mw)は30000、分子量分布(Mw/Mn)は2であった。
[合成例41]
窒素下、100mL二口フラスコに、重合モノマーとして、化合物(M-5)10モル部、化合物(M-6)10モル部、化合物(M-7)30モル部、化合物(M-8)10モル部、化合物(M-9)20モル部、及び化合物(M-10)20モル部、ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)2モル部、並びに溶媒としてテトラヒドロフラン50mLを加え、70℃で6時間重合した。メタノールに再沈殿した後、沈殿物を濾過し、室温で8時間真空乾燥することによりスチレン-マレイミド系共重合体(これを重合体(MI-2)とする)を得た。GPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量(Mw)は92700、分子量分布(Mw/Mn)は4.78であった。
<液晶配向剤の調製及び評価>
・FFS型液晶表示素子
[実施例1]
1.液晶配向剤の調製
合成例23で得た重合体(PI-23)を含む溶液に、合成例21で得た重合体(PI-21)を含む溶液を、固形分換算で、重合体(PI-23):重合体(PI-21)=70:30(質量比)になるように加え、更に添加剤(AD-2)を、重合体(PI-23)と重合体(PI-21)の合計100質量部に対して3質量部加えた。NMP及びブチルセロソルブ(BC)により希釈して、溶媒組成がNMP/BC=80/20(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-1)を調製した。
2.光配向法を用いたFFS型液晶セルの製造
平板電極(ボトム電極)、絶縁層及び櫛歯状電極(トップ電極)がこの順で片面に積層されたガラス基板(第1基板とする)、並びに電極が設けられていないガラス基板(第2基板とする)を準備した。次いで、第1基板の電極形成面及び第2基板の片面に、液晶配向剤(AL-1)をスピンナーにより塗布し、80℃のホットプレートで1分間加熱(プレベーク)した。その後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間乾燥(ポストベーク)を行い、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、Hg-Xeランプを用いて、直線偏光された254nmの輝線を含む紫外線1,000J/mを基板法線方向から照射して光配向処理を施した。なお、この照射量は、波長254nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。次いで、光配向処理が施された塗膜を、230℃のクリーンオーブンで30分加熱して熱処理を行い、液晶配向膜を形成した。
次に、液晶配向膜を形成した一対の基板のうちの一方の基板につき、液晶配向膜を有する面の外縁に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した。その後、光照射時の偏光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように基板を重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より一対の基板間にネガ型液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、光FFS型液晶セルを得た。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを120℃で加熱してから室温まで徐冷した。また、上記の一連の操作を、ポストベーク後の紫外線照射量を100~10,000J/mの範囲でそれぞれ変更して実施することにより、紫外線照射量が異なる3個以上の液晶セルを製造し、最も良好な配向特性を示した露光量(最適露光量)の液晶セルを用いて評価を行った。
3.評価
(1)電荷蓄積特性(高温短期残像)の評価
上記2.で製造した液晶セルを60℃、1気圧の環境下においた。周波数30Hzの交流矩形波(AC)により相対透過率100%で駆動させて任意の2画素の間の輝度差を0に設定した後、5000cd/mのバックライト照射下でAC駆動させつつ片方の画素のみに直流(DC)0.1Vを60分間印加して電荷を蓄積させた。DC0.1Vの印加を終了して、相対透過率が50%となるACのみの駆動に戻すと、蓄積された電荷によって2画素の間に輝度差ΔLが生じた。なお、この輝度差が少ないほど高温で電荷が蓄積しにくく、高温短期残像特性が良好といえる。輝度差ΔLを2画素の輝度の平均値で割った値が1%未満であった場合を「非常に良好(◎)」、1%以上2%未満であった場合を「良好(○)」、2%以上3%未満であった場合を「可(△)」、3%以上であった場合を「不良(×)」とした。その結果、本実施例では「非常に良好(◎)」の評価であった。
(2)残像特性(長期残像)の評価
上記2.で製造した液晶セルを25℃、1気圧の環境下においた。周波数30Hzの交流矩形波(AC)により相対透過率100%で駆動させて任意の2画素の間の輝度差を0に設定した後、5000cd/mのバックライト照射下でAC駆動させつつ片方の画素のみに直流(DC)0.5Vを60分間印加して電荷を蓄積させた。DC0.5Vの印加を終了して、相対透過率が50%となるACのみの駆動に戻すと、蓄積された電荷によって2画素の間に輝度差ΔLが生じた。輝度差ΔLの経時変化を観測し、DC0.5Vの印加を終了してから輝度差ΔLが初期値の36.8%以下になるまでの時間を残像消去時間とした。なお、この時間が短いほど蓄積された電荷による残像が消えやすく、室温長期残像特性が良好といえる。評価は、残像消去時間が10分未満であった場合を「非常に良好(◎)」、10分以上20分未満であった場合を「良好(○)」、20分以上30分未満であった場合を「可(△)」、30分以上であった場合を「不良(×)」とした。その結果、本実施例では「特に良好(◎)」の評価であった。
(3)湧き出し輝点の評価
上記2.で製造した液晶セルを偏光顕微鏡(ECLIPSE E600WPOL)(ニコン社製)で観察し、輝点(湧き出し輝点)の評価を行った。具体的には、液晶セルを偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、倍率を5倍にした偏光顕微鏡で液晶セルを観察した(観察領域:約2500μm×2500μm)。輝点の数が少ないほど、結晶性の高い熱分解生成物や光分解生成物の発生が少なく良好であるといえる。輝点の数が10個未満の場合を「優良(◎)」、10個以上50個未満の場合を「良好(○)」、50個以上100個未満の場合を「可(△)」、100個以上の場合を「不良(×)」とした。その結果、この実施例では「優良(◎)」の評価であった。
(4)膜の力学特性の評価
上記1.で調製した液晶配向剤(AL-1)をガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、110℃のホットプレートで3分間加熱(プレベーク)した。その後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間乾燥(ポストベーク)を行い、平均膜厚0.08μmの塗膜を形成し、ヘイズメーター(hazemeter)を用いて塗膜のヘイズ値を測定した。次いで、この塗膜に対し、コットン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数1000rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.3mmでラビング処理を5回実施した。その後、ヘイズメーターを用いて液晶配向膜のヘイズ値を測定し、ラビング処理前のヘイズ値との差(ヘイズ変化値)を計算した。ラビング処理前の膜のヘイズ値をHz1(%)、ラビング処理後の膜のヘイズ値をHz2(%)とした場合、ヘイズ変化値は下記式(z-2)で表される。
ヘイズ変化値(%)=Hz2-Hz1 …(z-2)
液晶配向膜におけるヘイズ変化値が0.5未満であった場合を「優良(◎)」、0.5以上0.8未満であった場合を「良好(○)」、0.8以上1.0未満であった場合を「可(△)」、1.0以上であった場合を「不良(×)」と評価した。ヘイズ変化値が1.0未満であれば膜強度が十分に高くラビング耐性が高い、すなわち膜の力学特性が良好であるといえる。その結果、この実施例では膜強度「優良(◎)」の評価であった。
(5)透過率の評価
上記1.で調製した液晶配向剤(AL-1)を、スピンコーターを用いて石英基板上に塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱した後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱を行い、平均膜厚100nmの塗膜を形成した。この塗膜を形成した石英基板について、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)製、品名「V-670」)を用いて、塗膜を有さない同種の石英基板をリファレンスとして、紫外・可視光領域の吸収スペクトルを測定した。なお、偏光フィルターによりP偏光を用い、基板への入射角をブリュースター角とすることで反射による影響を抑制した。波長400nmにおける透過率が98%以上であった場合を「優良(◎)」、95%以上98%未満であった場合を「良好(○)」、90%以上95%未満であった場合を「可(△)」、90%未満であった場合を「不良(×)」とした。その結果、本実施例では「優良(◎)」の評価であった。
[実施例2、4、5、9、10、12~14、16、19、21及び比較例1、2、4、6]
液晶配向剤の組成を表3のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様にして光FFS型液晶セルを製造し、各種評価を行った。それらの結果を表3に示す。
[実施例3]
1.液晶配向剤の調製
合成例28で得た重合体(PI-28)を含む溶液にNMP及びブチルセロソルブ(BC)を加え、溶媒組成がNMP/BC=80/20(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-3)を調製した。
2.ラビング法を用いたFFS型液晶セルの製造
実施例1と同様の第1基板及び第2基板を準備した。次いで、第1基板の電極形成面及び第2基板の片面のそれぞれに液晶配向剤(AL-3)をスピンナーにより塗布し、110℃のホットプレートで3分間加熱(プレベーク)した。その後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間乾燥(ポストベーク)を行い、平均膜厚0.08μmの塗膜を形成した。次いで、塗膜表面に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数1000rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.3mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する一対の基板を得た。
次いで、液晶配向膜を有する一対の基板につき、液晶配向膜を形成した面の縁に液晶注入口を残して、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷塗布した。その後、基板を重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より、一対の基板間の間隙にネガ型液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを120℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶セル(ラビングFFS型液晶セル)を製造した。なお、一対の基板を重ね合わせる際には、それぞれの基板のラビング方法が逆平行となるようにした。
3.評価
上記1.で調製した液晶配向剤及び上記2.で製造した液晶セルを用いて、実施例1と同様にして各種評価を行った。評価結果を表3に示す。
[実施例6~8、11、15、17、18、20及び比較例3、5、7、8]
液晶配向剤の組成を表3のとおりに変更した以外は実施例3と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例3と同様にしてラビングFFS型液晶セルを製造し、各種評価を行った。評価結果を表3に示す。
・PSA型液晶表示素子
[実施例22]
1.液晶配向剤の調製
合成例32で得た重合体(PI-32)を含む溶液に、添加剤(AD-4)を、重合体(PI-32)100質量部に対して5質量部加え、NMP及びBCにより希釈して、溶媒組成がNMP/BC=50/50(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-30)を調製した。
2.PSA型液晶セルの製造
(1)液晶組成物の調製
ネマチック液晶(メルク社製、MLC-6608)10gに対し、下記式(L1-1)で表される液晶性化合物を5質量%、及び下記式(L2-1)で表される光重合性化合物を0.3質量%添加して混合し、液晶組成物LC1を得た。
(2)液晶セルの製造
上記で調製した液晶配向剤(AL-30)を、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、窒素に置換したオーブン中、200℃で1時間加熱して溶媒を除去することにより、膜厚0.08μmの塗膜(液晶配向膜)を形成した。この塗膜に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数400rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.1mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで、100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する基板を得た。この操作を繰り返し、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)得た。なお、このラビング処理は、液晶の倒れ込みを制御し、配向分割を簡易な方法で行う目的で行った弱いラビング処理である。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、重ね合わせて圧着し、150℃で1時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口より基板の間隙に液晶組成物LC1を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、さらに液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃で10分間加熱した後に室温まで徐冷した。
次いで、得られた液晶セルに対し、電極間に周波数60Hzの交流10Vを印加し、液晶が駆動している状態で、光源にメタルハライドランプを使用した紫外線照射装置を用いて、紫外線を50,000J/mの照射量にて照射した。なお、この照射量は、波長365nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。これにより、PSA型液晶セルを製造した。
3.評価
上記1.で調製した液晶配向剤及び上記2.で製造した液晶セルを用いて、実施例1と同様にして各種評価を行った。評価結果を表4に示す。
[実施例23~26及び比較例9~12]
液晶配向剤の組成を表4のとおりに変更した以外は実施例22と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例22と同様にしてPSA型液晶セルを製造し、各種評価を行った。評価結果を表4に示す。
・光垂直型液晶表示素子
[実施例27]
1.液晶配向剤の調製
合成例1で得た重合体(PI-1)を含む溶液に、合成例40で得た重合体(MI-1)を、固形分換算で、重合体(PI-1)90質量部に対して重合体(MI-1)が10質量部になるように加え、NMP及びBCにより希釈して、溶媒組成がNMP/BC=80/20(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-39)を調製した。
2.光垂直型液晶セル(UV2A)の製造
ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記1.で調製した液晶配向剤(AL-39)をスピンナーにより塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、230℃で1時間加熱して膜厚0.1μmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面に、Hg-Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線1,000J/mを、基板法線から40°傾いた方向から照射して液晶配向能を付与した。同じ操作を繰り返して、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)作成した。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙にネガ型液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを130℃で加熱してから室温まで徐冷した。
3.評価
上記1.で調製した液晶配向剤及び上記2.で製造した液晶セルを用いて、実施例1と同様にして各種評価を行った。評価結果を表5に示す。
[実施例28及び比較例13、14]
液晶配向剤の組成を表5のとおりに変更した以外は実施例27と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例27と同様にして光垂直型液晶セルを製造し、各種評価を行った。評価結果を表5に示す。
以上の結果から、重合体(P)を含む液晶配向剤によれば、力学的強度が高い液晶配向膜を形成できるとともに、残像及び輝点が生じにくく、かつ透過率が高い液晶素子を得ることが明らかになった。

Claims (8)

  1. 下記式(1)で表される化合物に由来する構造単位を有する重合体(P)を含有する、液晶配向剤。
    (式(1)中、Arは2価の芳香環基である。Xは、単結合、-O-、-S-又は-NR-である。Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は熱脱離性基である。Ar、Ar及びYは、下記の要件(i)、(ii)又は(iii)を満たす。ただし、Xが単結合の場合、Yは炭素原子でArに結合している。
    (i)Arは2価の芳香環基である。Arは1価の芳香環基である。Yは、炭素数1以上の2価の有機基である。
    (ii)Ar及びArは、互いに合わせられて、Ar及びArが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を表す。Yは、炭素数1以上の2価の有機基である。
    (iii)Arは2価の芳香環基である。Ar及びYは、互いに合わせられて、Ar及びYが結合する窒素原子と共に構成される窒素含有芳香族縮合環構造を含む2価の基である。)
  2. 上記式(1)中のXが-O-、-S-若しくは-NR-であるか、又は、Xが単結合であってYの一部若しくは全部が鎖状構造であり、かつYは鎖状構造でArに結合している、請求項1に記載の液晶配向剤。
  3. 上記式(1)中のYは、炭素数1以上の2価の有機基であり、一部又は全部が鎖状構造であり、かつArが結合する窒素原子に対して鎖状構造で結合している、請求項1に記載の液晶配向剤。
  4. 前記重合体(P)は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶配向剤。
  5. 上記式(1)で表される化合物に由来する構造単位を有しない重合体(Q)を更に含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。
  6. 前記重合体(Q)は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン及び付加重合体よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項5に記載の液晶配向剤。
  7. 請求項1~6のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
  8. 請求項7に記載の液晶配向膜を備える液晶素子。
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