JP7218100B2 - 光配向膜用ワニス及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の課題は、上記光配向膜を備える液晶表示装置を提供することである。
(式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、Raは、それぞれ、水素又はアルキル基である)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率は、50モル%以上、及び前記第1ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(2):
(式(2)中、Jは、Ar1、又はAr2-K-Ar3であり、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基又はニトロ基を含有する芳香族基であり、Kは、第一級アミノ基又は第二級アミノ基を含有する有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下である。
(式(3-1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、Raは、それぞれ、水素又はアルキル基である)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率は、20モル%以下、及び当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(3-2):
(式(3-2)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)である)で表されるピロメリット酸二無水物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下、並びに前記第2ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(4):
(式(4)中、Jは、Ar1、又はAr2-K-Ar3であり、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基又はニトロ基を含有する芳香族基であり、Kは、第一級アミノ基又は第二級アミノ基を含有する有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下である光配向膜用ワニスが提供される。
まず、実施形態に係る液晶表示装置DSPを、図1及び図2を参照して説明する。図1は、液晶表示装置DSPの概略平面図、図2は、図1のii-ii線に沿った一部破断概略断面を拡大して示す図である。
また、本実施形態においては、第3方向Zの正の向きを上又は上方と定義し、第3方向Zの負の向きを下又は下方と定義する。さらに、液晶表示装置DSPを上方から見ることを平面視と定義する。平面視での液晶表示装置DSPは、平面図(図1)に見られる。
また、枠状のシールSEは、非表示部NDAを規定している。遮光層LSは、平面視でシールSEと重畳する位置に設けられている。図1において、シールSEが配置された領域と、遮光層LSが配置された領域とでは、互いに異なる斜線で示し、シールSEと遮光層LSとが重畳する領域はクロスハッチングで示している。遮光層LSは、第2基板SUB2に設けられている。
また、表示パネルPNLの詳細な構成について、ここでは説明を省略するが、表示パネルPNLは、基板主面に沿った横電界を利用する表示モード、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、基板主面に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、さらには、上記の横電界、縦電界、及び傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応したいずれの構成を備えていてもよい。ここでの基板主面とは、第1方向X及び第2方向Yで規定されるX-Y平面と平行な面である。
実施形態に係る光配向膜用ワニスは、有機溶媒中に、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである第1ポリアミド酸系化合物と、前記第1ポリアミド酸系化合物よりも高い極性を有する、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである第2ポリアミド酸系化合物とを含有し、第2ポリアミド酸系化合物は、第1ポリアミド酸系化合物よりも多量に存在する。
いくつかの実施形態において、光配向膜用ワニスは、第1ポリアミド酸系化合物と第2ポリアミド酸系化合物の重量比が、4:6から2:8までであり、4:6から3:7までであることが好ましい。
ポリアミド酸は、後述するようにテトラカルボン酸化合物(テトラカルボン酸二無水物)とジアミン化合物とを反応させることによって合成することができる。ポリアミド酸エステルは、当該ポリアミド酸をエステル化することによって合成することができる。
そのため、第1及び第2ポリアミド酸系化合物は、それぞれテトラカルボン酸化合物由来の骨格とジアミン化合物由来の骨格とを有する。
実施形態に係る第1ポリアミド酸系化合物において、第1ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(1):
(式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、Raは、それぞれ、水素又はアルキル基である)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率は、50モル%以上、及び第1ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(2):
(式(2)中、Jは、Ar1、又はAr2-K-Ar3であり、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基又はニトロ基を含有する芳香族基であり、Kは、第一級アミノ基又は第二級アミノ基を含有する有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下である。
上記式(1)におけるRaがアルキル基である場合、Raは、例えば1個~6個の炭素原子を有するアルキル基である。アルキル基としては、メチル基が特に好ましい。
(式(1-1)中、R1及びR2は、式(1)に関して定義した通りであり、X1は、シクロブタン骨格以外の脂環式骨格、鎖式骨格、又は芳香族基である)で表されるテトラカルボン酸化合物由来の骨格を含み得る(50モル%未満、好ましくは20モル%未満)。
上記式(1-1)において、シクロブタン骨格以外の脂環式骨格は、例えばシクロペンタン骨格、シクロヘキサン骨格、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン骨格、2-メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン骨格であり、鎖式骨格は、例えばブチル骨格であり、芳香族基は、例えばベンゼン環である。
(式(5)中、Lは、Ar4、又はAr5-M-Ar6であり、Ar4、Ar5及びAr6は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基及びニトロ基を含有しない芳香族基であり、Mは、第一級アミノ基及び第二級アミノ基を含有しない有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格を90モル%以上含み得る(好ましくは100モル%)。
第1ポリアミド酸系化合物は、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物(テトラカルボン酸二無水物)とを常法により反応させることによってポリアミド酸として製造することができる。
ポリアミド酸エステルは、ポリアミド酸に、例えばN,N-ジメチルホルムアミドジアルキルアセタールを反応させることによって製造することができる。あるいは、ポリアミド酸エステルは、特開2000-273172号公報に記載された方法によっても製造することができる。
(式(7-1)中、Raは、式(1)に関して定義した通りである)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物である。
上記式(7-1)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物は、第1ポリアミド酸系化合物の合成に用いるテトラカルボン酸化合物の全モル%(100モル%)のうち、50モル%以上であり、80モル%以上であることが好ましい。
(式(7-2)中、X1は、式(1-1)に関して定義した通りである)で表されるテトラカルボン酸化合物であり得る。
上記式(7-2)で表されるテトラカルボン酸化合物は、第1ポリアミド酸系化合物の合成に用いるテトラカルボン酸化合物の全モル%(100モル%)のうち、50モル%未満であり、20モル%未満であることが好ましい。
(式(8)中、Jは、式(2)に関して定義した通りである)で表されるジアミン化合物であり得る。しかしながら、上記式(8)で表されるジアミン化合物は、第1ポリアミド酸系化合物の合成に用いるジアミン化合物の全モル%(100モル%)のうち、10モル%以下であり、5モル%以下であることが好ましい。なお、上記「10モル%以下」及び「5モル%以下」は、0モル%も含み、上記式(8)で表されるジアミン化合物は、0モル%であることがさらに好ましい。
(式(9)中、Lは、式(5)に関して定義した通りである)で表されるジアミン化合物であり得る。
上記式(9)で表されるジアミン化合物は、第1ポリアミド酸系化合物の合成に用いるジアミン化合物の全モル%(100モル%)のうち、90モル%以上であり、100モル%であることが好ましい。
実施形態に係る第2ポリアミド酸系化合物において、第2ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(3-1):
(式(3-1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、Raは、それぞれ、水素又はアルキル基である)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率は、20モル%以下、及び当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(3-2):
(式(3-2)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)である)で表されるピロメリット酸二無水物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下、並びに第2ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(4):
(式(4)中、Jは、Ar1、又はAr2-K-Ar3であり、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基又はニトロ基を含有する芳香族基であり、Kは、第一級アミノ基又は第二級アミノ基を含有する有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下である。
上記式(3-1)におけるRaがアルキル基である場合、Raは、例えば1個~6個の炭素原子を有するアルキル基である。アルキル基としては、メチル基が特に好ましい。
(式(10)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、X2は、シクロブタン骨格以外の脂環式骨格、又は鎖式骨格である)で表されるテトラカルボン酸化合物由来の骨格を含み得る(70モル%以上、好ましくは85モル%以上、さらに好ましくは100モル%)。
上記式(10)において、シクロブタン骨格以外の脂環式骨格は、例えばシクロペンタン骨格、シクロヘキサン骨格、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン骨格、2-メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン骨格であり、鎖式骨格は、例えばブチル骨格である。
(式(11-1)中、Lは、Ar4、又はAr5-M-Ar6であり、Ar4、Ar5及びAr6は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基及びニトロ基を含有しない芳香族基であり、Mは、第一級アミノ基及び第二級アミノ基を含有しない有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格を90モル%以上含み得る(好ましくは100モル%)。
ポリアミド酸エステルとポリアミド酸が共存する場合、ポリアミド酸がポリアミド酸エステルよりも大きな表面エネルギーを有する。すなわち、第1ポリアミド酸系化合物がポリアミド酸エステル、第2ポリアミド酸系化合物がポリアミド酸である場合、第2ポリアミド酸系化合物は、第1ポリアミド酸系化合物よりも大きな表面エネルギーを有する。
第2ポリアミド酸系化合物は、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物(テトラカルボン酸二無水物)とを常法により反応させることによってポリアミド酸として製造することができる。
ポリアミド酸エステルは、第1ポリアミド酸系化合物に関して記載した製造方法に準じて、製造することができる。
しかしながら、上記式(7-1)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物は、第2ポリアミド酸系化合物の合成に用いるテトラカルボン酸化合物の全モル%(100モル%)のうち、20モル%以下であり、10モル%以下であることが好ましく、0モル%であることがさらに好ましい。
また、ピロメリット酸二無水物は、第2ポリアミド酸系化合物の合成に用いるテトラカルボン酸化合物の全モル%(100モル%)のうち、10モル%以下であり、5モル%以下であることが好ましく、0モル%であることがさらに好ましい。
(式(13)中、X2は、式(10)に関して定義した通りである)で表されるテトラカルボン酸化合物であり得る。
上記式(13)で表されるテトラカルボン酸化合物は、第2ポリアミド酸系化合物の合成に用いるテトラカルボン酸化合物の全モル%(100モル%)のうち、90モル%以上であり、100モル%であることが好ましい。
第2ポリアミド酸系化合物の合成に用いる、シクロブタン骨格以外の脂環式骨格、又は鎖式骨格を有するテトラカルボン酸化合物としては、第1ポリアミド酸系化合物の合成に用いる、シクロブタン骨格以外の脂環式骨格、又は鎖式骨格を有するテトラカルボン酸化合物を用いることができる。
(式(14)中、L1は、式(11-2)に関して定義した通りである)で表されるジアミン化合物であり得る。
上記式(9)及び上記式(14)で表されるジアミン化合物は、第1ポリアミド酸系化合物の合成に用いるジアミン化合物の全モル%(100モル%)のうち、合計して90モル%以上であり、合計して100モル%であることが好ましい。
第2ポリアミド酸系化合物の合成に用いる、上記式(14)で表されるジアミン化合物としては、上記式(9)で表されるジアミン化合物において酸素を含有する有機基を有するジアミン化合物、又は上記式(9)で表されるジアミン化合物中の芳香族基にフッ素を含有する有機基(フルオロ基など)を導入したジアミン化合物を用いることができる。
第1及び第2ポリアミド酸系化合物を溶解又は分散させる有機溶媒として、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、2-ピロリドン、N-エチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、及び4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、及びブチルセロソルブが使用できる。
実施形態に係る光配向膜用ワニスは、第2ポリアミド酸系化合物が、第1ポリアミド酸系化合物よりも高い極性、すなわち大きな表面エネルギーを有するので、第1ポリアミド酸系化合物と第2ポリアミド酸系化合物は相分離する。
図2を参照すると、このような第1及び第2ポリアミド酸系化合物を含有する光配向膜用ワニスを第1基板SUB1の画素電極PE及び絶縁膜16の上に塗布すると、第2ポリアミド酸系化合物の方が、画素電極PEを形成するITOやIZOと、絶縁膜16を形成するシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの無機絶縁材料との親和性が高いので、第2ポリアミド酸系化合物が下層となり、第1ポリアミド酸系化合物が上層を構成して液晶層LCと接するようになる。
このようにして形成した二層構造の光配向膜は、極性が低い第1ポリアミド酸系化合物のイミド化物が、上層(液晶側)を形成し、極性が高い第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物が、下層(絶縁基板側)に形成する。
そのため、第1ポリアミド酸系化合物のイミド化物において、イミド化物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該イミド化物中の上記式(7-1)で表されるテトラカルボン酸化合物に由来する骨格のモル百分率は、50モル%以上、及びイミド化物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該イミド化物中の上記式(8)で表されるジアミン化合物に由来する骨格のモル百分率は、10モル%以下である。
そのため、第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物において、イミド化物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該イミド化物中の上記式(7-1)で表されるテトラカルボン酸化合物に由来する骨格のモル百分率は、20モル%以下、及びイミド化物中のピロメリット酸二無水物に由来する骨格のモル百分率は、10モル%以下、並びにイミド化物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該イミド化物中の上記式(8)で表されるジアミン化合物に由来する骨格のモル百分率は、10モル%以下である。
同様に、下層を形成する第1ポリアミド酸系化合物のイミド化物は、イミド化物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該イミド化物中の上記式(8)で表されるジアミン化合物に由来する骨格のモル百分率は、10モル%以下である。そのため、当該イミド化物であるポリイミド膜は、偏光紫外線を照射した際に発生し得るラジカル等の発生が抑制される。
従って、このような第1及び第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含む光配向膜は、DC電荷の蓄積を抑制し、DC残像を抑制又は防止し得る。
従って、このような第1ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含む光配向膜は、光配向処理により配向制御能が容易に付与される。
従って、このような第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含む光配向膜は、比較的高い抵抗率を示し、低周波駆動(例えば、30Hz以下で駆動)におけるフリッカを抑制又は防止し得る。
従って、このような第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含む光配向膜は、DC電荷の蓄積を抑制し、DC残像を抑制又は防止し得る。
ポリアミド酸系化合物の合成例
合成例1
ジアミン化合物としてのp-フェニレンジアミン(PDA)100モル部のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液と、テトラカルボン酸化合物としての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(CBDA)100モル部のNMP溶液と、有機溶媒としてのブチルセロソルブとを混合し、室温で8時間かけて全てのモノマーを反応させ、ポリアミド酸を生成し、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
ジアミン化合物としての4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DPE)100モル部のNMP溶液と、テトラカルボン酸化合物としてのメソ-ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物(BDA)100モル部のNMP溶液と、有機溶媒としてのブチルセロソルブとを混合し、室温で8時間かけて全てのモノマーを反応させ、ポリアミド酸を生成し、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例2において、テトラカルボン酸化合物としてのBDA100モル部の代わりに、BDA80モル部及びCBDA20モル部を用いた以外は、合成例2に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例2において、テトラカルボン酸化合物としてのBDA100モル部の代わりに、BDA70モル部及びCBDA30モル部を用いた以外は、合成例2に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例2において、テトラカルボン酸化合物としてのBDA100モル部の代わりに、BDA50モル部及びCBDA50モル部を用いた以外は、合成例2に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
ジアミン化合物としてのDPE90モル部及び4,4’-ジアミノジフェニルアミン(APA)10モル部のNMP溶液と、テトラカルボン酸化合物としてのBDA80モル部及びCBDA20モル部のNMP溶液と、有機溶媒としてのブチルセロソルブとを混合し、室温で8時間かけて全てのモノマーを反応させ、ポリアミド酸を生成し、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例6において、ジアミン化合物としてのDPE90モル部及びAPA10モル部の代わりに、DPE80モル部及びAPA20モル部を用いた以外は、合成例6に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例6において、ジアミン化合物としてのDPE90モル部及びAPA10モル部の代わりに、DPE50モル部及びAPA50モル部を用いた以外は、合成例6に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例6において、ジアミン化合物としてのDPE90モル部及びAPA10モル部の代わりに、4,4’-ジアミノジフェニルメタン(DPM)100モル部を用いた以外は、合成例6に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例2において、テトラカルボン酸化合物としてのBDA100モル部の代わりに、BDA90モル部及びピロメリット酸二無水物(PMDA)10モル部を用いた以外は、合成例2に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
合成例2において、テトラカルボン酸化合物としてのBDA100モル部の代わりに、BDA80モル部及びPMDA20モル部を用いた以外は、合成例2に関して記載した製造方法に準じて、固形分濃度15質量%の所望のポリアミド酸溶液を得た。
以上述べた合成例1から合成例11までで合成したポリアミド酸系化合物の合成に用いたテトラカルボン酸化合物及びジアミン化合物を下記表1に記載する。
下記表2に示す上層成分及び下層成分を重量比4:6又は6:4の比率で混合し、例1~例11の塗布液(光配向膜用ワニス)を調製した。
図2に示す構造の液晶表示装置の第1基板SUB1の第1配向膜AL1及び第2基板SUB2の第2配向膜AL2を塗布すべき領域に、例1の塗布液を膜厚が100nmとなるように塗布し、230℃、10分間加熱してイミド化を行なった。イミド化率は、いずれも80%であった。
例1の液晶表示装置から50cm離れた場所に輝度測定器(トプコムテクノハウス社製、BM-5AS)を設置した。照明装置点灯下、オシロスコープ(テクトロニクス社製)を用いて輝度の連続出力(アナログ出力)を確認し、フリッカが最も少なくなる電圧(初期値のVcom)に設定した。この設定値をオフセットDC電圧とした。
1Hzの駆動周波数に設定することを除いて、評価1と同じ測定条件下、オシロスコープを用いてフリッカの状態を目視で判定した。
表層にITO膜が形成された無アルカリガラス基板(表面抵抗≦30Ω/sq、ITO膜厚90nm、ジオマテック製)のITO層上に、例1~例11の塗布液それぞれを塗布し、各塗布液を膜厚が200nmとなるように塗布し、230℃、10分間加熱してイミド化を行なった。
無アルカリガラス基板上に形成された光配向膜上に、直径0.8mmの円形のアルミ電極、及び当該円形の電極の周囲に、離間したC字状のアルミ電極(ガードリング付きアルミ円形電極)を、膜厚0.3μmとなるようにマスク真空蒸着により形成した。
C字状のアルミ電極の外周側にある光配向膜の一部を除去し、ITO層の一部を露出させた。ITO層の一部を露出させた部分に、プローブとの接触を安定させるための銀ペーストを塗布した。この基板を光配向膜の抵抗率測定用の基板とした。
横軸をV、縦軸をI、プロットの傾きの逆数をRとして、次式により抵抗率ρ[Ωcm]を算出した。
ρ=R・S/d
式中、dは、光配向膜の膜厚(200nm)であり、Sは、電極の面積(2cm2)である。結果を下記表2に併記する。
A:液晶表示装置にDC残像及び低周波駆動時のフリッカのような表示異常が全く見られなかった。
B:液晶表示装置にDC残像及び低周波駆動時のフリッカのような表示異常が問題ない程度に見られなかった。
C:液晶表示装置にDC残像、又は低周波駆動時のフリッカのような表示異常が見られた。
D:液晶表示装置に低周波駆動時のフリッカが視認された。
結果を表2に併記する。
各ポリアミド酸系化合物中の上記式(4)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率が、それぞれ0モル%、10モル%であるポリアミド酸系化合物を下層成分として含む例2、例5の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置は、各ポリアミド酸系化合物中の上記式(4)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率が、それぞれ20モル%、50モル%であるポリアミド酸系化合物を下層成分として含む例6、例7の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置と比較して、2時間後のVcomドリフト量が低く抑制され、DC残像のような表示異常が抑制又は解消された。
各ポリアミド酸系化合物中の上記式(3-1)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率が、それぞれ0モル%、20モル%であるポリアミド酸系化合物を下層成分として含む例2、例3の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置は、各ポリアミド酸系化合物中の上記式(3-1)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率が、それぞれ30モル%、50モル%であるポリアミド酸系化合物を下層成分として含む例4、例5の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置と比較して、2時間後のVcomドリフト量が低く抑制され、DC残像のような表示異常が抑制又は解消された。
各ポリアミド酸系化合物中の上記式(3-2)で表されるピロメリット酸二無水物由来の骨格のモル百分率が、それぞれ0モル%、10モル%であるポリアミド酸系化合物を下層成分として含む例1、例10の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置は、ポリアミド酸系化合物中の上記式(3-2)で表されるピロメリット酸二無水物由来の骨格のモル百分率が20モル%であるポリアミド酸系化合物を下層成分として含む例11の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置と比較して、光配向膜の抵抗率が高いので、低周波駆動時のフリッカのような表示異常が抑制又は解消された。
当該下層を形成するポリアミド酸系化合物を60重量%含む例2の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置は、当該下層を形成するポリアミド酸系化合物を40重量%含む例9の光配向膜用ワニスから形成された光配向膜を備える液晶表示装置と比較して、光配向処理により分解しやすいポリアミド酸系化合物のイミド化物(上層)が占める割合が少なくなるので、DC残像のような表示異常が抑制された。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
有機溶媒中に、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである第1ポリアミド酸系化合物と、前記第1ポリアミド酸系化合物よりも高い極性を有する、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである第2ポリアミド酸系化合物とを含有し、
前記第2ポリアミド酸系化合物は、前記第1ポリアミド酸系化合物よりも多量に存在し、
前記第1ポリアミド酸系化合物において、
前記第1ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(1):
前記第1ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(2):
前記第2ポリアミド酸系化合物において、
前記第2ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(3-1):
前記第2ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(4):
[2]
前記第2ポリアミド酸系化合物は、下記式(10):
[3]
前記第1ポリアミド酸系化合物は、下記式(5):
前記第2ポリアミド酸系化合物は、下記式(11-1):
[4]
前記式(5)におけるM及び前記式(11-1)におけるMは、それぞれ独立に、酸素、窒素、硫黄、炭素、水素又はそれら2つ以上の組合せからなる有機基である[3]に記載の光配向膜用ワニス。
[5]
前記第2ポリアミド酸系化合物は、下記式(11-2):
[6]
配向膜がある第1基板と、
前記第1基板の前記配向膜側に対向して配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と
を備え、
前記配向膜は[1]~[5]のいずれか一項に記載の光配向膜用ワニスのイミド化物を含む液晶表示装置。
[7]
前記配向膜は上層と下層とを含み、当該上層が前記第1ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含み、当該下層が前記第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含む[6]に記載の液晶表示装置。
[8]
前記下層は、前記上層よりも厚い[7]に記載の液晶表示装置。
[9]
前記配向膜は、9.0×10 14 Ω・cm以上の抵抗率を有する[6]~[8]のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
Claims (8)
- 有機溶媒中に、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである第1ポリアミド酸系化合物と、前記第1ポリアミド酸系化合物よりも高い極性を有する、ポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである第2ポリアミド酸系化合物とを含有し、
前記第2ポリアミド酸系化合物は、前記第1ポリアミド酸系化合物よりも多量に存在し、
前記第1ポリアミド酸系化合物において、
前記第1ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(1):
(式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、Raは、それぞれ、水素又はアルキル基である)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率は、50モル%以上、及び
前記第1ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第1ポリアミド酸系化合物中の下記式(2):
(式(2)中、Jは、Ar1、又はAr2-K-Ar3であり、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基又はニトロ基を含有する芳香族基であり、Kは、第一級アミノ基又は第二級アミノ基を含有する有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下であり、
前記第2ポリアミド酸系化合物において、
前記第2ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中のメソ-ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物由来の骨格のモル百分率は、80モル%以上であり、
前記第2ポリアミド酸系化合物中のテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(3-1):
(式(3-1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)であり、Raは、それぞれ、水素又はアルキル基である)で表されるシクロブタン骨格を有するテトラカルボン酸化合物由来の骨格のモル百分率は、20モル%以下、及び当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(3-2):
(式(3-2)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、-COOH又はCOOR(ここで、Rは、アルキル基である)である)で表されるピロメリット酸二無水物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下、並びに
前記第2ポリアミド酸系化合物中のジアミン化合物由来の骨格のモル百分率を100モル%としたときに、当該第2ポリアミド酸系化合物中の下記式(4):
(式(4)中、Jは、Ar1、又はAr2-K-Ar3であり、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基又はニトロ基を含有する芳香族基であり、Kは、第一級アミノ基又は第二級アミノ基を含有する有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格のモル百分率は、10モル%以下である光配向膜用ワニス。 - 前記第1ポリアミド酸系化合物は、下記式(5):
(式(5)中、Lは、Ar4、又はAr5-M-Ar6であり、Ar4、Ar5及びAr6は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基及びニトロ基を含有しない芳香族基であり、Mは、第一級アミノ基及び第二級アミノ基を含有しない有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格を含み、
前記第2ポリアミド酸系化合物は、下記式(11-1):
(式(11-1)中、Lは、Ar4、又はAr5-M-Ar6であり、Ar4、Ar5及びAr6は、それぞれ独立に、第一級アミノ基、第二級アミノ基及びニトロ基を含有しない芳香族基であり、Mは、第一級アミノ基及び第二級アミノ基を含有しない有機基である)で表されるジアミン化合物由来の骨格を含む請求項1に記載の光配向膜用ワニス。 - 前記式(5)におけるM及び前記式(11-1)におけるMは、それぞれ独立に、酸素、窒素、硫黄、炭素、水素又はそれら2つ以上の組合せからなる有機基である請求項2に記載の光配向膜用ワニス。
- 配向膜がある第1基板と、
前記第1基板の前記配向膜側に対向して配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に配置された液晶層と
を備え、
前記配向膜は請求項1~4のいずれか一項に記載の光配向膜用ワニスのイミド化物を含む液晶表示装置。 - 前記配向膜は上層と下層とを含み、当該上層が前記第1ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含み、当該下層が前記第2ポリアミド酸系化合物のイミド化物を含む請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記下層は、前記上層よりも厚い請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記配向膜は、9.0×1014Ω・cm以上の抵抗率を有する請求項5~7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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