JP6387957B2 - 光反応性基を有する架橋性化合物を含有する液晶配向剤 - Google Patents
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Description
1.2価以上の有機基からなる母核に、2個以上の重合性基(Py)と10個以下の架橋基(CL)とが結合している下記式[1]で表わされる架橋性化合物を含有することを特徴とする液晶配向剤。
CL1、CL2は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エポキシ基、オキセタニル基、シクロカーボネート基、又はブロック剤でマスクしたイソシアネート基であり、l、oは、それぞれ独立して1以上の整数であり、l+oは10以下である。)
3.前記架橋性化合物が、後記する式(CL−1)、式(CL−2)又は式(CL−3)である1又は2に記載の液晶配向剤。
4.ポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類の重合体を、液晶配向能を与える重合体成分として含有する上記1〜3に記載の液晶配向剤。
5.架橋性化合物の含有量が、重合体成分100質量%に対して、1〜30質量%である上記4に記載の液晶配向剤。
6.ポリシロキサンを、液晶配向能を与える重合体成分として含有する上記1〜3に記載の液晶配向剤。
7.架橋性化合物の含有量が、ポリシロキサンが有するケイ素原子のSiO2換算値で、重合体成分100質量%に対して、1〜30質量%である上記6に記載の液晶配向剤。
8.有機溶媒をさらに含有する上記1〜7のいずれかに記載の液晶配向剤。
10.上記9に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
11.上記1〜8のいずれかに記載の液晶配向剤が塗布され、焼成された2枚の基板で液晶が挟持された液晶セルに、電圧を印加した状態で紫外線を照射した液晶表示素子。
12.上記1〜8のいずれかに記載の液晶配向剤を塗布し、焼成した2枚の基板で液晶を挟持し、電圧を印加した状態で紫外線を照射する液晶表示素子の製造方法。
13.後記するCL−1、CL−2又はCL−3の光反応性基含有架橋性化合物。
本発明で添加される化合物は、母核部分にあたる式[1]のL-M-Rに光反応性基(Py)と架橋性基(CL)が複数結合しているため、化合物同士のパッキングが阻害されており、結晶化しにくい構造になっている。このため、冷凍保存しても析出を起こさないものと推測される。また、本発明で添加される化合物は架橋性基(CL)を有しているため、焼成時に重合体と反応する。このため、昇華しにくく、効率よく液晶配向膜中に光反応性基を組み込むことができるため、UV照射後に応答速度を向上させることが可能となっていると推測される。
本発明の光反応性基を有する架橋性化合物は、2価以上の有機基からなる母核に、2個以上の重合性基(Py)と10個以下の架橋基(CL)とが結合してなる構造を有する化合物であり、下記の式[1]で表わされる。
なかでも、L、Rは、2〜4価 好ましくは、4価を有する、炭素数が4〜12、好ましくは5〜12の炭素環又は複素環が好ましい。炭素環としては、合成の容易性の観点から、ベンゼン環、シクロヘキサン環、ビフェニル環、又はナフタレン環が好ましい。複素環として、イミダゾール環、フラン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、又はインドール環が好ましい。
Mは、なかでも、炭素数1〜5のアルキレン基、−O−、−COO−、−OCO−、−NH−、又は−CO−が好ましい。特に、Mは、炭素数1〜3のアルキレン基、−O−、−COO−、又は−CO−が好ましい。
S1、S2、S3、S4は、なかでも、単結合、又は素数1〜8のアルキレン基が好ましい。特に、S1、S2、S3、S4は、単結合、又は素数1〜6のアルキレン基が好ましい。
上記のブロック型イソシアネートのブロック剤としては、特に、下記の構造を有するものが好適に用いられる。
本発明の液晶配向剤における、前記式[1]で表される架橋性化合物の含有量は、重合体成分100質量%に対して、1〜30質量%が好ましく、より好ましくは、3〜15質量%である。
本発明の液晶配向剤は、液晶配向膜を形成するための塗布液であり、UV照射によって光重合を起こす構造が導入された前記式[1]で表される架橋性化合物(以下、光反応性基含有架橋性化合物ともいう)を含有し、さらに液晶配向能を有する液晶配向膜を形成する重合体として、ポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類の重合体、又はポリシロキサンを含有する。
本発明の液晶配向剤が含有する液晶配向能を有する液晶配向膜を形成する重合体は、基板上に形成された液晶配向膜上の液晶を配向させることができるものであれば特に限定されず、例えば、基板上に形成された液晶配向膜上の液晶を基板に対して垂直に配向させることができる重合体が挙げられる。このような、基板上に形成された液晶配向膜上の液晶を基板に対して垂直に配向させることができる重合体としては、液晶を垂直に配向させる側鎖を有する重合体が好ましく、液晶を垂直に配向させる側鎖を有するポリイミド前駆体や該ポリイミド前駆体をイミド化させて得られるポリイミドが挙げられる。
なお、上記式(a)中のR7は、合成の容易性の観点からは、−O−、−COO−、−CONH−、炭素数1〜3のアルキレン基−エーテル基が好ましい。
(A)ジアミンを有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸若しくはその誘導体をそのまま、又は有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、
(B)テトラカルボン酸若しくはその誘導体を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミンを添加する方法、
(C)テトラカルボン酸若しくはその誘導体とジアミンとを交互に添加する方法。
これらは、いずれの方法であってもよい。また、テトラカルボン酸若しくはその誘導体、又はジアミンが複数種の化合物からなる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させてもよく、個別に順次反応させてもよく、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ高分子量体としてもよい。
ポリアミック酸の製造において、テトラカルボン酸又はその誘導体のモル数に対する、ジアミン成分のモル数の比は0.8〜1.2であることが好ましく、0.9〜1.1であることがより好ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1.0に近いほど生成するポリアミック酸の分子量は大きくなる。
塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどを挙げることができ、なかでも、ピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができ、なかでも、無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリシロキサンとしては、下記式(7)で表されるアルコキシシラン、及び、下記式(9)で表されるアルコキシシランを含有するアルコキシシラン成分を反応させて得られるポリシロキサン(A)を用いることができる。
R101Si(OR102)3 (7)
(R101は下記式(8)の構造を表し、R102は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)
R103Si(OR104)3 (10)
(R103は、水素原子が、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、又はスチリル基で置換された炭素数1〜30のアルキル基であり、R104は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)
Si(OR115)4 (11)
(R115は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)
(式(12)中、R113は、水素原子、又は、水素原子がヘテロ原子、ハロゲン原子、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基、イソシアネート基若しくはウレイド基で置換されていてもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり、R114は炭素数1〜5のアルキル基であり、n2は0〜3の整数を表す。)
また、本発明の液晶配向剤は、ポリシロキサン(A)と共に、その他のポリシロキサンを含有していてもよい。その他のポリシロキサンとしては、上記式(11)で表されるアルコキシシランを含有するアルコキシシラン成分を反応させて得られるポリシロキサンであるポリシロキサン(B)が挙げられる。ポリシロキサン(B)の原料であるポリシロキサン成分は、式(11)で表されるポリシロキサンを、20〜100モル%含有することが好ましく、50〜100%含有していることがさらに好ましい。
R119Si(OR120)3 (13)
本発明に用いるポリシロキサンを得る方法は特に限定されず、アルコキシシラン成分を反応させればよい。例えば、ポリシロキサン(A)においては、上記した式(7)で表されるアルコキシシラン及び式(10)で表されるアルコキシシランを必須成分とするアルコキシシラン成分を、有機溶媒中で反応(例えば重縮合反応)させて得られる。通常、ポリシロキサンは、このようなアルコキシシラン成分を重縮合して、有機溶媒に均一に溶解した溶液として得られる。
本発明においては、上記の重合溶媒を複数種混合して用いてもよい。
その際、用いる溶媒(以下、添加溶媒ともいう)は、重合溶媒と同じでもよいし、別の溶媒でもよい。この添加溶媒は、ポリシロキサンが均一に溶解している限りにおいて特に限定されず、一種でも複数種でも任意に選択して用いることができる。
本発明の液晶配向剤は、通常、液晶配向膜を作製する際に、基板上に10〜1000nmの均一な薄膜を形成する必要があることから、光反応性基含有架橋性化合物と重合体成分に加えて、これらの成分を溶解させる有機溶媒を含有する塗布液であることが好ましい。本発明の液晶配向剤が上記有機溶媒を含有する場合は、塗布により均一な薄膜を形成するという観点から、有機溶媒の含有量は、液晶配向剤中、90〜99質量%が好ましく、92〜97質量%がより好ましい。これらの含有量は、目的とする液晶配向膜の膜厚によって適宜変更することができる。
本発明の液晶配向剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をして、又は垂直配向用途などでは配向処理無しでも液晶配向膜として用いることができる。この際、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、ガラス基板;アクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板;などを用いることができる。さらに、液晶駆動のためのITOやIZO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、この場合の電極は金属アルミニウム等の光を反射する材料も使用できる。
液晶配向剤を塗布した後の焼成は、100〜350℃の任意の温度で行うことができるが、好ましくは120〜300℃であり、さらに好ましくは150〜250℃である。この焼成はホットプレート、熱風循環炉、赤外線炉などで行うことができる。
本発明の液晶表示素子は、対向するように配置された2枚の基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板と液晶層との間に設けられ本発明の液晶配向剤により形成された上記液晶配向膜とを有する液晶セルを具備する液晶表示素子である。具体的には、本発明の液晶配向剤を2枚の基板上に塗布して焼成することにより液晶配向膜を形成し、この液晶配向膜が対向するように2枚の基板を配置し、この2枚の基板の間に液晶で構成された液晶層を挟持し、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することで作製される液晶セルを具備する液晶表示素子である。
CBDA:1, 2, 3, 4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
TCA:2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
DA−Col:3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル
DBA:3, 5−ジアミノ安息香酸
DA−1:2−(メタクリロイロキシ)エチル 3, 5−ジアミノベンゾエート
DA−2:N1, N1−ジアリールベンゼン−1, 2, 4−トリアミン
(NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
THF:テトラヒドロフラン
TEOS:テトラエトキシシラン
MPMS:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
VTMS:トリメトキシビニルシラン
UPS:3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン
SMA:
(ステップ1)CL−1の前駆体であるCL−1−1の合成
1H NMR (400 MHz,[D6]-DMSO):δ7.55 (s,4H), 6.03 (s,2H), 5.67 (s,2H), 4.48 (s,8H), 4.11-4.14 (t,4H), 3.81-3.84 (t,4H), 3.35 (s,12H), 1.88 (s,6H), 1.74-1.76 (m,4H), 1.66-1.70 (m,4H), 1.43-1.52 (m,8H)
(ステップ1)CL−2の前駆体であるCL−2−1の合成
1H NMR (400 MHz,[D6]-DMSO):δ7.67-7.69 (d,4H),7.60 (s,2H), 7.54 (s,4H), 6.96-6.99 (d,4H), 6.49-6.53 (d,2H), 6.04 (s,2H), 5.70 (s,2H), 4.49 (s,8H), 4.36-4.39 (d,8H), 4.03-4.07 (t,4H),3.82-3.85 (t,4H) 3.35 (s,12H), 1.88 (s,6H), 1.77-1.78 (m,8H), 1.53-1.54 (m,8H)
目的物の1H−NMRを測定した結果を以下に示す。この結果から、得られた固体が、目的のCL−3である事を確認した。
1H-NMR(400 MHz,[D6]-DMSO):δ 7.62 (s, 4H), 7.54 (d, J = 8.2 Hz, 4H), 7.48 (d, J = 8.2 Hz, 4H), 6.77 (dd, J = 17.6, 11.0 Hz, 2H), 5.87 (d, J = 17.6 Hz, 2H), 5.29 (d, J = 11.0 Hz, 2H), 4.91 (s, 4H), 4.53 (s, 8H), 3.54 (s, 12H)
実施例におけるポリイミドの分子量は、センシュー科学社製の常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(SSC−7200)とShodex社製カラム(KD−803、KD−805)を用い、以下のようにして測定した。
カラム温度:50℃
溶離液:DMF(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o−リン酸)が30mmol/L、THFが10mL/L)
流速:1.0mL/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量:約9000,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量:約12,000、4,000、1,000)。
実施例におけるポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管(草野科学社製、NMRサンプリングチューブスタンダード φ5)に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6、0.05%TMS混合品)1.0mLを添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液を日本電子データム社製NMR測定器(JNW−ECA500)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5〜10.0ppm付近に現れるアミック酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。
イミド化率(%)=(1−α・x/y)×100
上記式において、xはアミック酸のNH基由来のプロトンピーク積算値、yは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミック酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミック酸のNH基のプロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
BODA(6.26g、25.0mmol)、DBA(3.04g、20.0mmol)、DA−1(3.96g、15.0mmol)、PCH(5.71g、15.0mmol)をNMP(71.3g)中で混合し、80℃で5時間反応させたのち、CBDA(4.80g、24.5mmol)とNMP(23.8g)を加え、40℃で10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(117g)にNMPを加え7質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(15.1g)、及びピリジン(7.8g)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(1500mL)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、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(A)を得た。このポリイミドのイミド化率は50%であり、数平均分子量は21,000、重量平均分子量は48,000であった。
得られたポリイミド粉末(A)(6.0g)にNMP(29.3g)を加え、室温にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液に1質量%の3−AMP溶液(6.0g)、NMP(18.7g)、及びBCS(40.0g)を加え、室温にて10時間攪拌することにより液晶配向剤(A1)を得た。
また、液晶配向剤(A1)10.0gに架橋剤CL−1を60mg(重合体成分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ液晶配向剤(A2)を調製した。
実施例1と同様にして液晶配向剤(A1)を得た後、液晶配向剤(A1)10.0gに架橋剤CL−2を60mg(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(A3)を調製した。
<比較例1>
実施例1と同様にして液晶配向剤(A1)を得た後、液晶配向剤(A1)10.0gに重合性化合物RMを60mg(重合体成分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(A4)を調製した。
BODA(6.26g、25.0mmol)、DBA(1.52g、10.0mmol)、DA−2(5.08g、25.0mmol)、PCH(5.71g、15.0mmol)をNMP(70.1g)中で混合し、80℃で5時間反応させたのち、CBDA(4.80g、24.5mmol)とNMP(23.4g)を加え、40℃で10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(115g)にNMPを加え7質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(15.1g)、及びピリジン(7.8g)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(1500mL)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、100℃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51%であり、数平均分子量は16,000、重量平均分子量は33,000であった。
得られたポリイミド粉末(B)(6.0g)にNMP(29.3g)を加え、室温にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液に1質量%の3−AMP溶液(6.0g)、NMP(18.7g)、及びBCS(40.0g)を加え、室温にて10時間攪拌することにより液晶配向剤(B1)を得た。
また、液晶配向剤(B1)10.0gに架橋剤CL−1を60mg(重合体成分に対し10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(B2)を調製した。
TCA(5.60g、25.0mmol)、DBA(3.04g、20.0mmol)、DA−1(5.29g、20.0mmol)、DA−Col(5.23g、10.0mmol)をNMP(71.9g)中で混合し、80℃で5時間反応させたのち、CBDA(4.80g、24.5mmol)とNMP(24.0g)を加え、40℃で10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(118g)にNMPを加え7質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(15.1g)、及びピリジン(7.8g)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(1500mL)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、100℃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50%であり、数平均分子量は26,000、重量平均分子量は42,000であった。
得られたポリイミド粉末(C)(6.0g)にNMP(24.0g)を加え、室温にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液にNMP(40.0g)、及びBCS(30.0g)を加え、室温にて5時間攪拌することにより液晶配向剤(C1)を得た。
また、液晶配向剤(C1)10.0gに架橋剤CL−1を60mg(重合体成分に対し10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(C2)を調製した。
温度計、還流管を備え付けた200mLの四口反応フラスコ中でHGを21.2g、BCS7.1g、TEOS24.6g、SMA4.1g、MPMS14.9g、VTMS1.5g混合して、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液に、予めHG10.6g、BCS3.5g、水10.8g及び触媒として蓚酸1.1gを混合した溶液を、室温下で30分かけて滴下し、さらに室温で30分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して30分間還流させた後、予めUPS含有量92質量%のメタノール溶液0.6g、0.3gのHG及び0.1gのBCSの混合液を加えた。更に30分間還流させてから放冷してSiO2換算濃度が12重量%のポリシロキサン溶液を得た。
得られたポリシロキサン溶液10.0g及びBCS20.0gを混合し、SiO2換算濃度が4重量%の液晶配向剤(D1)を得た。
また、液晶配向剤(D1)10.0gに架橋剤CL−1を40mg(SiO2換算の重合体成分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(D2)を調製した。
温度計、還流管を備え付けた200mLの四口反応フラスコ中でHGを19.8g、BCS6.6g、TEOS14.2g、SMA8.2g、MPMS22.4g、VTMS3.0g混合して、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液に、予めHG9.9g、BCS3.3g、水10.8g及び触媒として蓚酸1.4gを混合した溶液を、室温下で30分かけて滴下し、さらに室温で30分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して30分間還流させた後、予めUPS含有量92質量%のメタノール溶液0.6g、0.3gのHG及び0.1gのBCSの混合液を加えた。更に30分間還流させてから放冷してSiO2換算濃度が12重量%のポリシロキサン溶液を得た。
得られたポリシロキサン溶液10.0g及びBCS20.0gを混合し、SiO2換算濃度が4重量%の液晶配向剤(S1)を得た。
温度計、還流管を備え付けた200mLの四口反応フラスコ中でHGを23.5g、BCS7.8g、TEOS41.3gを混合して、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液に、予めHG11.8g、BCS3.9g、水10.8g及び触媒として蓚酸0.4gを混合した溶液を、室温下で30分かけて滴下し、さらに室温で30分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して30分間還流させた後、予めUPS含有量92質量%のメタノール溶液0.6g、HG0.3g及びBCS0.1gの混合液を加えた。更に30分間還流させてから放冷してSiO2換算濃度が12重量%のポリシロキサン溶液を得た。
得られたポリシロキサン溶液10.0g及びBCS20.0gを混合し、SiO2換算濃度が4重量%の液晶配向剤中間体(U1)を得た。
液晶配向剤中間体(S1)と液晶配向剤中間体(U1)を、2:8の比率で混合し、SiO2換算濃度が4重量%の液晶配向剤(E1)を得た。
また、液晶配向剤(E1)10.0gに架橋剤CL−1を40mg(SiO2換算の重合体成分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(E2)を調製した。
実施例6と同様にして液晶配向剤(E1)を得た後、液晶配向剤(E1)10.0gに重合性化合物RMを40mg(SiO2換算の重合体成分に対して10質量%)添加し、室温で10時間攪拌したが溶解しなかった。
合成例で得られた液晶配向剤を-20℃の冷凍庫で1週間保存したのちに液晶配向剤中に析出物が無いか試験した。目視で析出物が確認できるものを保存安定性悪い、目視で確認できないものを保存安定性良好とした。各液晶配向剤の保存安定性試験の結果を表1に示す。
実施例1〜6及び比較例1〜2で得られた各液晶配向剤を用いて下記に示すような手順で液晶セルの作製を行った。
液晶配向剤を、画素サイズが100μm×300μmでライン/スペースがそれぞれ5μmのITO電極パターンが形成されているITO電極基板のITO面にスピンコートし、80℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、200℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜が形成された基板を作製した。
また、当該基板作製に用いた液晶配向剤を、電極パターンが形成されていないITO面にスピンコートし、80℃のホットプレートで90秒乾燥させた後、200℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜が形成された基板を作製した。
得られた液晶セルの応答速度を、下記方法により測定した。その後、この液晶セルに20Vp−pの電圧を印加した状態で、この液晶セルの外側から365nmのバンドパスフィルターを通したUVを20J/cm2照射した。その後、再び応答速度を測定し、UV照射前後での応答速度を比較した。結果を表1に示す。
まず、バックライト、クロスニコルの状態にしたい一組の偏光版、光量検出器の順で構成される測定装置において、一組の偏光版の間に上記で作製した液晶セルを配置した。このときライン/スペースが形成されているITO電極のパターンがクロスニコルに対して45°の角度になるようにした。そして、上記の液晶セルに電圧±4V、周波数1kHzの矩形波を印加し、光量検出器によって観測される輝度が飽和するまでの変化をオシロスコープにて取り込み、電圧を印加していない時の輝度を0%、±4Vの電圧を印加し、飽和した輝度の値を100%として、輝度が10%から90%まで変化するのにかかる時間を応答速度とした。
また、通常、環構造の母核を持つ重合性化合物は溶解性に乏しく、冷凍保存時に析出したり、配向剤の種類によっては溶解しないのに対し、本発明の架橋剤は、架橋部位が環構造同士の相互作用を抑制するため溶解性が高く、冷凍保存しても析出が起こらないため保存安定性に優れていることが確認された。
なお、2013年3月12日に出願された日本特許出願2013−049557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)
- 2価以上の有機基からなる母核に、2個以上の重合性基(Py)と10個以下の架橋基(CL)とが結合している下記式[1]で表わされる架橋性化合物を含有することを特徴とする液晶配向剤。
CL1、CL2は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エポキシ基、オキセタニル基、シクロカーボネート基、又はブロック剤でマスクしたイソシアネート基であり、l、oは、それぞれ独立して1以上の整数であり、l+oは10以下である。) - 前記式[1]におけるL、Rが、それぞれ独立に、2〜4価を有する、ベンゼン環、シクロヘキサン環、ビフェニル環、又はナフタレン環である請求項1に記載の液晶配向剤。
- ポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類の重合体を、液晶配向能を与える重合体成分として含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 架橋性化合物の含有量が、重合体成分100質量%に対して、1〜30質量%である請求項4に記載の液晶配向剤。
- ポリシロキサンを、液晶配向能を与える重合体成分として含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 架橋性化合物の含有量が、ポリシロキサンが有するケイ素原子のSiO2換算値で、重合体成分100質量%に対して、1〜30質量%である請求項6に記載の液晶配向剤。
- さらに、有機溶媒を含有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
- 請求項9に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の液晶配向剤を塗布し、焼成した2枚の基板で液晶を挟持し、電圧を印加した状態で紫外線を照射する液晶表示素子の製造方法。
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