液晶光配向剤用エポキシ化合物、液晶光配向剤、及び液晶光配向膜
【課題】本発明は、簡単な工程で製造され、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供することである。
【解決手段】本発明による液晶光配向剤用エポキシ化合物は、下記の化学式１で示される化合物である。
前記化学式１で、各置換基は、明細書に定義された通りである。
【解決手段】本発明による液晶光配向剤用エポキシ化合物は、下記の化学式１で示される化合物である。
前記化学式１で、各置換基は、明細書に定義された通りである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶光配向剤用エポキシ化合物、液晶光配向剤、及び液晶光配向膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ−ｄｉｓｐｌａｙａｙ：ＬＣＤ）は、液晶光配向膜（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｆｉｌｍ）を使用する。液晶光配向膜には、主に高分子物質を使用する。液晶光配向膜は、液晶分子の配向に方向子（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）の役割を果たし、電場によって液晶が移動して画像を形成する時に、適当な方向を決定する。一般に、液晶表示装置において、均一な輝度及び高い明暗比を実現するためには、液晶を均一に配向することが必要である。
【０００３】
従来は、液晶を配向する方法として、ガラスなどの基板にポリイミドなどの高分子膜を塗布し、この表面をナイロンやポリエステルなどの繊維で一定の方向に擦るラビング法が利用されてきた。しかし、ラビング方法は、繊維質及び高分子膜の摩擦時に微細な埃や静電気（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＥＳＤ）が発生し、液晶パネルの製造時に深刻な問題点となっていた。
【０００４】
ラビング法の問題点を解決するために、最近は、摩擦でなく光照射によって高分子膜に異方性（非等方性、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を誘導し、これによって液晶分子を配向させるという光配向法が研究されている。
【０００５】
光配向法に使用される材料として、アゾベンゼン、クマリン（ｃｕｍａｒｉｎ）、カルコン（ｃｈａｌｃｏｎｅ）、桂皮酸エステル（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）などの光反応性基を含むジアミンに関する研究が行われている。このような光反応性基を含むジアミンを製造するためには、安定性の優れたジニトロ系化合物を使用しなければならない。しかしながら、ジニトロ系化合物を使用してジアミンを製造する工程で、偏光された光照射によって光架橋化反応が起こる二重結合が破壊される恐れがある。そのため、ジニトロ系化合物を光配向剤に適用するのは困難であるといった問題点がある。また、光反応性基を有する高分子を製造する工程は、とても複雑で、経済的でないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的のひとつは、簡単な工程で製造され、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、前記エポキシ化合物を含み、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向剤を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、前記液晶光配向剤を利用して、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向膜を提供することである。
【０００９】
本発明が目的とする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されないまた他の技術的課題も、下記の記載から当業者に明確に理解されうる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によれば、下記の化学式１で示される液晶光配向剤用エポキシ化合物が提供される。
【００１１】
【化１】
【００１２】
前記化学式１で、Ｒ１及びＲ２は互いに独立して水素原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立して水素原子；ハロゲン原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、ｎは１〜２０である。
【００１３】
本発明の異なる実施態様によれば、前記化学式１で示されるエポキシ化合物；及びポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマー；を含む液晶光配向剤が提供される。
【００１４】
本発明のさらに他の一実施態様によれば、前記液晶光配向剤を基板に塗布して製造された液晶光配向膜が提供される。
【００１５】
その他の本発明の実施態様の具体的な事項は、下記の詳細な説明に含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な工程で製造され、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供しうる。
【００１７】
また、本発明によれば、輝度などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供しうる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記エポキシ化合物を含み、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向剤を提供しうる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、前記液晶光配向剤を利用して、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向膜を提供しうる。
【００２０】
さらに、本発明の液晶光配向剤は、基板に対する印刷性（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｉｎｔｅｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が優れ、信頼性及び電気光学特性が優れている液晶光配向膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の製造例１で製造されたエポキシ化合物の１Ｈ−ＮＭＲによる測定結果を示したグラフである。
【図２】本発明の製造例１で製造されたエポキシ化合物のＨＰＬＣによる測定結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施態様をより詳細に説明する。しかし、これは例示として提示されるものであって、本発明はこれによって制限されず、本発明は請求の範囲の範疇によって定義される。本明細書において、特別に言及しない限り、「アルキル基」とは炭素数Ｃ１−Ｃ３０のアルキル基を意味し、「シクロアルキル基」とは炭素数Ｃ３−Ｃ３０のシクロアルキル基を意味し、「ヘテロシクロアルキル基」とは、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含む炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基を意味し、「アルキレン基」とは炭素数Ｃ１−Ｃ６のアルキレン基を意味し、「アルケニレン基」とは、鎖中に１ないし３個の二重結合を有する炭素数Ｃ２−Ｃ６のアルキレン基を意味し、「シクロアルキレン基」とは炭素数Ｃ３−Ｃ３０のシクロアルキレン基を意味し、「ヘテロシクロアルキレン基」とは炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキレン基を意味し、「アリール基」とは炭素数Ｃ６−Ｃ３０のアリール基を意味し、「ヘテロアリール基」とは炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリール基を意味し、「アリーレン基」とは炭素数Ｃ６−Ｃ２０のアリーレン基を意味し、「ヘテロアリーレン基」とは炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリーレン基を意味し、「アルキルアリール基」とは炭素数Ｃ７−Ｃ３０のアルキルアリール基を意味し、「ハロゲン原子」とはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩを意味する。
【００２３】
本明細書において、置換されたアルキル基、置換されたアルキレン基、置換されたアルケニレン基、置換されたシクロアルキレン基、置換されたヘテロシクロアルキレン基、置換されたアリール基、置換されたアリーレン基、置換されたヘテロアリール基、置換されたヘテロアリーレン基、置換されたピリミジニル基、置換されたピリジニル基、置換されたチオフェニル基、置換されたフラニル基、置換されたナフチル基、及び置換されたフェニル基とは、各々独立してハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数１〜３０のハロアルキル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数２〜３０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、及びこれらの組合せからなる群より選択される置換基により置換されたアルキル基、アルキレン基、シクロアルキレン基、ヘテロシクロアルキレン基、アリール基、アリーレン基、ヘテロアリール基、ヘテロアリーレン基、ピリミジニル基、ピリジニル基、チオフェニル基、フラニル基、ナフチル基、及びフェニル基を意味する。
【００２４】
また、本明細書において、ヘテロシクロアルキレン基、ヘテロアリール基、及びヘテロアリーレン基とは、各々独立してＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、またはＰのヘテロ原子を１つの環内に１〜３つ含み、残りは炭素であるシクロアルキレン基、アリール基、及びアリーレン基を意味する。
【００２５】
本発明の一実施態様による液晶光配向剤用エポキシ化合物は、下記の化学式１で示される。
【００２６】
【化２】
【００２７】
前記化学式１で、Ｒ１及びＲ２は互いに独立して水素原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立して水素原子；ハロゲン原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、ｎは１〜２０である。
【００２８】
前記ｎは、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは２〜５である。
【００２９】
本発明の一実施態様において、前記Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、前記Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立してハロゲン原子であり、前記ｎは２〜４である。
【００３０】
本発明の一実施態様において、前記Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、前記Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立してハロゲン原子であり、前記ｎは３または４である。
【００３１】
前記エポキシ化合物の具体的な例としては、下記の化学式２または３で示される化合物が挙げられる。
【００３２】
【化３】
【００３３】
前記エポキシ化合物は、簡単な製造工程で製造されうる。
【００３４】
また、このエポキシ化合物を、ポリアミック酸を含む液晶光配向剤に用いた場合、ポリアミック酸のＣＯＯＨと反応して液晶光配向剤に残存するＣＯＯＨを減少させるので、残像を防止することができ、輝度の向上などの効果がある。
【００３５】
前記エポキシ化合物は、下記のような工程で製造される。
【００３６】
下記化学式１−Ａで示される化合物及び下記の化学式１−Ｂで示される化合物を有機溶媒中で反応させる。
【００３７】
【化４】
【００３８】
前記化学式１−Ａで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は前記定義と同一であり、Ｒ６は水素原子である。
【００３９】
【化５】
【００４０】
前記化学式１−Ｂで、Ｒ７は水素原子である。
【００４１】
前記有機溶媒としては、特に制限されないが、例えば、メチレンクロライド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレンクロライド、またはこれらを１種または２種以上の混合物を使用することができる。
【００４２】
前記化学式１−Ａの化合物及び化学式１−Ｂの化合物の反応モル比は、１：１．２〜１：２（化学式１−Ａの化合物：化学式１−Ｂの化合物）であるのが好ましい。
【００４３】
また、前記反応は、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、３−ジメチルアミノプロピルアミン、またはこれらの２種以上の混合物である窒素含有化合物の存在下で行なわれる。
【００４４】
反応が終結すれば、反応生成物を水で洗浄、ろ過、及び乾燥する一般的な精製工程をさらに行なうことができる。
【００４５】
本発明の異なる実施態様によれば、液晶光配向剤が提供される。
【００４６】
この液晶光配向剤は、前記化学式１で示されるエポキシ化合物；及びポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマー；を含む。
【００４７】
以下、各構成成分について詳細に説明する。
【００４８】
（Ａ）エポキシ化合物
エポキシ化合物は、前記化学式１で示される。その詳細については、上述したとおりである。エポキシ化合物をポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマーと共に混合する添加剤として使用した液晶光配向剤は、輝度が優れていて、残像を防止する効果があるので好ましい。
【００４９】
本発明の一実施態様によるエポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物及びポリマーの固形分の合計量１００質量部に対して０．０１〜６０質量部であるのが好ましく、０．０１〜４０質量部であるのがより好ましい。エポキシ化合物の含有量が前記範囲である場合に、基板に塗布時に印刷性及び平坦性を低下させずに、適切に光重合反応が起こるので、液晶光配向剤に好適に使用することができる。
【００５０】
前記エポキシ化合物の具体的な例としては、上記の化学式２または３で示される化合物のうちの少なくとも１つがある。
（Ｂ）ポリマー
前記ポリマーは、ポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマーである。また、前記ポリアミック酸及びポリイミドを混合して使用する場合には、ポリアミック酸１〜９９質量％及びポリイミド９９〜１質量％の比率で使用することができる。
【００５１】
（Ｂ−１）ポリアミック酸
前記液晶光配向剤に使用されるポリアミック酸は、酸二無水物及びジアミンから合成されるポリアミック酸であればいずれのものでも使用することができる。
【００５２】
本発明におけるポリアミック酸は、重量平均分子量が５０，０００〜５００，０００であるものが好ましい。
【００５３】
前記酸二無水物としては、環状脂肪族酸二無水物、芳香族酸二無水物、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。前記ジアミンとしては、芳香族ジアミンを使用することができる。また、芳香族ジアミンとしては、機能性ジアミンを使用することができ、また、機能性ジアミンと、機能性ジアミン以外の芳香族ジアミンとを２種以上混合して使用することもできる。機能性ジアミン及び機能性ジアミン以外の芳香族ジアミンを混合して使用する場合に、液晶光配向膜による液晶分子の線傾斜角の調節が容易であり、配向性がより優れている。
【００５４】
前記酸二無水物及びジアミンを共重合してポリアミック酸を製造する方法は、特に制限はなく、従来のポリアミック酸の共重合方法として周知の方法が適用できる。
【００５５】
本発明の一実施態様による具体的なポリアミック酸の例としては、下記の化学式５が挙げられる。
【００５６】
【化６】
【００５７】
前記化学式５において、Ｒ３１は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基である。
【００５８】
本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３１は、好ましくは炭素数６〜１２の環状脂肪族酸二無水物から誘導された４価の有機基、または炭素数１０〜１６の芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００５９】
また、本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３１は、より好ましくは−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、および炭素数６〜２０のアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００６０】
本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３２は、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＯＣＯ−、−ＳＯ２−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、炭素数２〜３０のヘテロシクロアルキレン基、炭素数６〜３０のアリーレン基および炭素数２〜３０ヘテロアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む２価の有機基であり、この際、２価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００６１】
本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３１は、特に好ましくは、下記化学式７〜１３で表される有機基から選択される１つである。また、本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３２は、特に好ましくは、下記化学式１４〜１９で表される有機基から選択される１つである。なお、この際、化学式７〜１３の「＊」の部位が化学式５におけるＲ３１の結合手に対応する部位である。
【００６２】
（Ｂ−１−１）酸二無水物
（Ｂ−１−１−１）環状脂肪族酸二無水物
前記環状脂肪族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（ＣＢＤＡ）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチルシクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物（ＤＯＣＤＡ）、バイシクロオクテン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＯＤＡ）、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（ＣＨＤＡ）、１，２，４−トリカルボキシ−３−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物、１，２，３，４−テトラカルボキシシクロペンタン二無水物、４，１０−ジオキサ−トリシクロ[６．３．１．０２、７]ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン、またはこれらを２種以上混合して使用することができるが、これに限定されない。
【００６３】
前記環状脂肪族酸二無水物から誘導される４価の有機基は、下記の化学式７〜１１で示される少なくとも１つの構造からなる。
【００６４】
【化７】
【００６５】
前記化学式７〜１１で、Ｒ４０は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、ｎ４０は０〜３の整数であり、Ｒ４１〜Ｒ４７は各々独立して水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基である。
【００６６】
（Ｂ−１−１−２）芳香族酸二無水物
前記芳香族酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、ビフタル酸二無水物（ＢＰＤＡ）、オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物（６−ＦＤＡ）、またはこれらを２種以上の混合物であるが、これに限定されない。 前記芳香族酸二無水物から誘導される４価の有機基は、下記の化学式１２で示される化合物または化学式１３で示される少なくとも１つの構造からなる。
【００６７】
【化８】
【００６８】
前記化学式１２及び化学式１３で、Ｒ５１及びＲ５２は各々独立して水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ５４及びＲ５５は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、ｎ５４及びｎ５５は各々独立して０〜３の整数であり、Ｒ５３はＯ；ＣＯ；置換または非置換のアルキレン基（例えば、−Ｃ（ＣＦ３）２）；置換または非置換のシクロアルキレン基；あるいは置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基であり、ｎ５３は０または１である。
【００６９】
前記化学式７〜１３を誘導するための酸二無水物は、当該化学式においける、「＊」で示される部位に、酸無水物残基を有し、隣接した２つの「＊」が酸無水物を形成している構造を有する。
【００７０】
上述したように、前記化学式５において、Ｒ３１は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基を表す。よって、Ｒ３１は、前記化学式７〜１３において、酸無水物残基を表す「＊」を除外した部分を表すものである。
【００７１】
前記酸二無水物としては、環状脂肪族酸二無水物、芳香族酸二無水物、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。
【００７２】
（Ｂ−１−２）ジアミン
ジアミンとしては、芳香族ジアミンを用いられうる。
【００７３】
また、芳香族ジアミンとしては、機能性ジアミンを好適に使用することができる。
【００７４】
（Ｂ−１−２−１）芳香族ジアミン
前記芳香族ジアミンとしては、パラフェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、４，４−メチレンジアニリン（ＭＤＡ）、２，２’−ジメチルベンジジン（ＤＭＢＺ）、３，３’−ジメチルベンジジン、４，４−オキシジアニリン（ＯＤＡ）、メタビスアミノフェノキシジフェニルスルホン（ｍ−ＢＡＰＳ）、パラビスアミノフェノキシジフェニルスルホン（ｐ−ＢＡＰＳ）、２，２−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン（ＢＡＰＰ）、２，２−ビスアミノフェノキシフェニルヘキサフルオロプロパン（ＨＦ−ＢＡＰＰ）、１，４−ジアミノ−２−メトキシベンゼン、またはこれらを１種以上混合して使用することができるが、これに限定されない。
【００７５】
前記芳香族ジアミンから誘導される２価の有機基は、下記の化学式１４〜１６で示される化合物のうちの少なくとも１つの構造からなる。
【００７６】
【化９】
【００７７】
前記化学式１４〜１６で、前記Ｒ６１、Ｒ６３、Ｒ６４、及びＲ６７〜Ｒ６９は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基；あるいは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＯＣＯ−のうちの１つをさらに含む前記アルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基であり、前記Ｒ６２、Ｒ６５、及びＲ６６は各々独立して−Ｏ−、−ＳＯ２−、または−Ｃ（ＣＦ３）２−などのＣ（Ｒ’）（Ｒ”）（ここで、Ｒ’及びＲ”は各々独立して水素原子、または置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）であり、前記ｎ６１、ｎ６３、ｎ６４、及びｎ６７〜ｎ６９は各々独立して０〜４の整数であり、前記ｎ６２、ｎ６５、及びｎ６６は各々独立して０または１である。
【００７８】
前記化学式１４〜１６を誘導するためのジアミンは、当該化学式における「＊」で示される部位に、アミン残基を有する構造を有する。
【００７９】
上述したように、前記化学式５において、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基を表す。よって、Ｒ３２は、前記化学式１４〜１６において、アミン残基を表す「＊」を除外した部分を表すものである。
（Ｂ−１−２−２）機能性ジアミン
前記機能性ジアミンとしては、下記の化学式１７〜１９で示される化合物、またはこれらを１種以上混合して使用することができる。機能性ジアミン及び芳香族ジアミンを混合して使用する場合には、製造されるポリアミック酸の一部は芳香族ジアミンから誘導される官能基を含み、一部は機能性ジアミンから誘導される２価の有機基を含むようになる。
【００８０】
【化１０】
【００８１】
前記化学式１７で、Ｒ７１は水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ７２は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ７２は０〜３の整数である。
【００８２】
【化１１】
【００８３】
前記化学式１８で、Ｒ７３、Ｒ７５、及びＲ７６は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ７４は−Ｏ−；−ＣＯＯ−；−ＣＯＮＨ−；−ＯＣＯ−；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７７は水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、あるいは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＯＣＯ−を１種以上さらに含む前記アルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基であり、ｎ７３は０〜３の整数であり、ｎ７５及びｎ７６は各々独立して０〜４の整数であり、ｎ７４は０または１である。
【００８４】
【化１２】
【００８５】
前記化学式１９で、Ｒ８１及びＲ８３は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ８２は水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ７８及びＲ７９は各々独立して−Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、Ｒ８０は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＯＣＯ−であり、ｎ８１及びｎ８３は各々独立して０〜４の整数であり、ｎ７８〜ｎ８０は各々独立して０または１である。
【００８６】
上述したように、前記化学式５において、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基を表す。よって、Ｒ３２は、前記化学式１７〜１９において、アミン基を除外した部分を表すものである。
【００８７】
（Ｂ−２）ポリイミド
前記ポリイミドは、液晶光重合体に使用されるポリイミド、またはポリイミド光重合体のうちのいずれのものでも使用することができる。
【００８８】
本発明におけるポリイミドは、重量平均分子量が５０，０００〜５００，０００であるものが好ましい。
【００８９】
前記ポリイミドは、前記化学式１で示されるポリアミック酸をイミド化させて製造することができ、または１種以上の光反応性部位を有するジアミン（以下、「光反応性ジアミン」と称する。）及び酸二無水物から合成することもできる。ポリアミック酸をイミド化させてポリイミドを製造する方法及び光反応性ジアミン及び酸二無水物からポリイミドを合成する方法は、当該技術分野で周知の内容であるので、詳細な説明は省略する。本発明の一実施態様によるポリイミドの具体的な例としては、下記の化学式６の化合物が挙げられる。
【００９０】
【化１３】
【００９１】
前記化学式６で、Ｒ３３は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３４はジアミンから誘導された２価の有機基から誘導された２価の有機基である。
【００９２】
本発明の一実施態様では、前記ジアミンは、芳香族ジアミンを用いられうる。
【００９３】
前記芳香族ジアミンは、クマリン（ｃｕｍａｒｉｎ）系光反応性ジアミン、カルコン（ｃｈａｌｃｏｎｅ）系光反応性ジアミン、または桂皮酸エステル（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）系光反応性ジアミンから誘導された２価の有機基であってもよい。
【００９４】
本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３３は、好ましくは６〜１２の環状脂肪族酸二無水物から誘導された４価の有機基、または炭素数１０〜１６の芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００９５】
また、本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３３は、より好ましくは−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、および炭素数６〜２０のアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００９６】
本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３４は、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＯＣＯ−、−ＳＯ２−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、炭素数２〜３０のヘテロシクロアルキレン基、炭素数６〜３０のアリーレン基および炭素数２〜３０ヘテロアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む２価の有機基であり、この際、２価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００９７】
本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３３は、特に好ましくは、上述の化学式７〜１３で表される有機基から選択される１つである。また、本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３４は、特に好ましくは、化学式１４〜２７で表される有機基から選択される１つである。なお、この際、化学式７〜１３の「＊」の部位が化学式６におけるＲ３３の結合手に対応する部位である。また、化学式６の窒素原子は、化学式２０におけるアミノ残基に相当する。また、後述する化学式２１におけるＲ９７、化学式２２におけるＲ１０１、化学式２３におけるＲ１１１で表されるジアミン基のアミノ残基が、化学式６の窒素原子に相当する。
【００９８】
（Ｂ−２−１）酸二無水物
前記ポリイミドを製造するのに使用される前記酸二無水物は、環状脂肪族酸二無水物、芳香族酸二無水物、またはこれらの混合物を使用することができ、これに対する内容は前記ポリアミック酸と同一である。
【００９９】
上述したように、前記化学式６において、Ｒ３３は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基を表す。よって、本発明の一実施態様では、Ｒ３３は、前記化学式７〜１３において、酸無水物残基を表す「＊」を除外した部分を表すものである。
【０１００】
（Ｂ−２−２）ジアミン
（Ｂ−２−２−１）芳香族ジアミン
前記ポリイミドを製造するのに使用されるジアミンは、前記ポリアミック酸で用いたジアミンと同一のものが用いられうる。この際、芳香族ジアミン及び機能性ジアミンも同様に用いられうる。
【０１０１】
また、前記ポリイミドを製造するのに使用される芳香族ジアミンとしては、光反応性部位を有する光反応性ジアミンを用いることができる。
（Ｂ−２−２−２）光反応性ジアミン
前記ポリイミドを製造するのに使用される前記光反応性ジアミンとしては、桂皮酸エステル系光反応性ジアミン、カルコン系光反応性ジアミン、クマリン系光反応性ジアミン、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。
【０１０２】
本発明で、前記桂皮酸エステル系光反応性ジアミンとしては、下記の化学式２０で示される化合物、下記の化学式２１で示される化合物、またはこれらを２種以上混合して使用することができ、前記カルコン系光反応性ジアミンとしては、下記の化学式２２で示される化合物を使用することができ、前記クマリン系光反応性ジアミンとしては、下記の化学式２３で示される化合物を使用することができる。
【０１０３】
【化１４】
【０１０４】
前記化学式２０で、Ｒ９１は水素原子；置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアリール基；あるいは置換または非置換のヘテロアリール基であり、Ｒ９２は置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアリール基；あるいは置換または非置換のヘテロアリール基であり、前記ｎ9２は０〜３の整数である。
【０１０５】
【化１５】
【０１０６】
前記化学式２１で、Ｒ９７は芳香族ジアミン基；置換または非置換の炭素数２〜２４の直鎖型または分枝型アルキレン基を含むジアミン基；あるいはこれらの組合せであり、前記Ｒ９７で、前記置換されたアルキレン基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキレン基；前記アルキレン基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が置換または非置換のアリーレン基、置換または非置換のヘテロアリーレン基、置換または非置換のシクロアルキレン基、置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−、−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−（ここで、Ｒ’は水素原子；あるいは置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）により置換されたアルキレン基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ９４は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ9４は０〜４の整数であり、Ｒ９５及びＲ９６は各々独立して水素原子；ハロゲン原子；シアノ基；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１２のアルキル基であり、前記Ｒ９５及びＲ９６で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がヘテロ原子またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ９３は置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアルキルアリール（ａｌｋｙｌａｒｙｌ）基；置換または非置換の炭素数シクロアルキル基；置換または非置換のピリミジニル基；置換または非置換のピリジニル基；置換または非置換のチオフェニル基；置換または非置換のフラニル基；置換または非置換のナフチル基；あるいは置換または非置換のフェニル基であり、前記Ｒ９３で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せであり、前記Ｒ９３で、前記置換されたアルキルアリール基は、前記アルキルアリール基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキルアリール基である。
【０１０７】
【化１６】
【０１０８】
前記化学式２２で、Ｒ１０１は芳香族ジアミン基；置換または非置換の炭素数２〜２４の直鎖型または分枝型アルキレン基により置換されたジアミン基；またはこれらの組合せであり、前記Ｒ１０１で、前記置換されたアルキレン基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキレン基；前記アルキレン基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が置換または非置換のアリーレン基、置換または非置換のヘテロアリーレン基、置換または非置換のシクロアルキレン基、置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−、−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−（ここで、Ｒ’は水素原子；あるいは置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）により置換されたアルキレン基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ１０２及びＲ１０５は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ１０２及びｎ１０５は各々独立して０〜４の整数であり、Ｒ１０３及びＲ１０４は各々独立して水素原子；ハロゲン原子；シアノ基；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１２のアルキル基であり、前記Ｒ１０３及びＲ１０４で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ１０６は置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアルキルアリール（ａｌｋｙｌａｒｙｌ）基；置換または非置換のシクロアルキル基；置換または非置換のピリミジニル基；置換または非置換のピリジニル基；置換または非置換のチオフェニル基；置換または非置換のフラニル基；置換または非置換のナフチル基；あるいは置換または非置換のフェニル基であり、前記Ｒ１０６で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基に置換基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せ基であり、前記Ｒ１０６で、前記置換されたアルキルアリール基は、前記アルキルアリール基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキルアリール基である。
【０１０９】
【化１７】
【０１１０】
前記化学式２３で、Ｒ１１１は芳香族ジアミン基；置換または非置換の炭素数２〜２４の直鎖型または分枝型アルキレン基により置換されたジアミン基、あるいはこれらの組合せであり、前記Ｒ１１１で、前記置換されたアルキレン基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキレン基；前記アルキレン基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が置換または非置換のアリーレン基、置換または非置換のヘテロアリーレン基、置換または非置換のシクロアルキレン基、置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−、−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−（ここで、Ｒ’は水素原子；あるいは置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）により置換されたアルキレン基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ１１２は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ１１２は０〜４の整数であり、Ｒ１１３及びＲ１１４は各々独立して水素原子；ハロゲン原子；シアノ基；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１２のアルキル基であり、前記Ｒ１１３及びＲ１１４で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子、またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せである。
【０１１１】
（Ｃ）溶媒
本発明の一実施態様による液晶光配向剤は、溶媒を含む。
溶媒は、ポリマー及びエポキシ化合物を溶解させるものであればいずれのものでも使用することができる。
【０１１２】
前記溶媒は、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、及びメタクレゾール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒などを使用することができる。
【０１１３】
また、前記溶媒は、貧溶媒であるアルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、炭化水素類、またはハロゲン化炭化水素類を前記ポリイミドが析出されない限度内で適正な比率でさらに含むものを使用することができる。前記貧溶媒は、液晶光配向剤の表面エネルギーを低くして、塗布時の拡散性及び平坦性を向上させる。
【０１１４】
前記貧溶媒は、溶媒全体に対して１〜９０体積％の範囲で使用することができ、１〜７０体積％の範囲で使用するのが好ましい。
【０１１５】
前記貧溶媒の具体的な例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、水酸ジエチル、マロン酸エステル、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールフェニルメチルエーテル、エチレングリコールフェニルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエチル、ジエチレングリコールジメチルエチル、ジエチレングリコールエーテル、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、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、メチルメトキシブタノール、エチルメトキシブタノール、メチルエトキシブタノール、エチルエトキシブタノール、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，４−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。
【０１１６】
液晶光配向剤において、前記溶媒の含有量は、特に限定されないが、前記液晶光配向剤のエポキシ化合物及びポリマーの固形分が１〜３０質量％になるように使用することができる。本発明の他の実施態様による溶媒の含有量は、前記液晶光配向剤のエポキシ化合物及びポリマーの固形分が３〜１５質量％になるように使用することができ、または５〜１０質量％になるように使用することもできる。前記エポキシ化合物及びポリマーの固形分の含有量が前記範囲である場合に、印刷時に基板の表面が影響を受けず、膜の均一度を適切に維持することができ、適切な粘度を維持することができ、印刷時に高い粘度によって形成される膜の均一度の低下を防止することができて、透過率が適切である。
【０１１７】
本発明の異なる実施態様による液晶光配向膜は、前記液晶光配向剤を利用して製造される。
【０１１８】
液晶光配向膜は、液晶光配向剤を基板に塗布して形成するが、前記液晶光配向剤を前記基板に塗布する方法としては、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット法などがある。その中でも、フレキソ印刷法は、形成した塗布膜の均一性が優れていて、大型化が容易であるので、一般に適用することができる。
【０１１９】
前記基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されずに使用することができ、ガラス基板、または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を使用することができる。また、液晶の駆動のためのＩＴＯ電極などが形成された基板を使用すれば、製造工程を簡素化することができる。
【０１２０】
前記液晶光配向剤は、塗布膜の均一性を向上させるために、基板に均一に塗布した後で、室温〜２００℃の温度、他の実施態様によれば３０〜１５０℃の温度、また他の実施態様によれば４０〜１２０℃の温度で１〜１００分間の仮乾燥を行なうことができる。前記仮乾燥によって液晶光配向剤の各成分の揮発度を調整することによって、均一で偏差のない塗布膜を形成することができる。
【０１２１】
その後、再び８０〜３００℃、または１２０〜２８０℃の温度で５〜３００分間の焼成を行なって、溶媒分を完全に蒸発させることによって、液晶光配向膜を形成する。
【０１２２】
このような方法で形成された液晶光配向膜は、偏光紫外線の照射による一軸配向処理を行なったり、または垂直配向膜などの一部の用途では一軸配向処理を行なわずに液晶表示装置に使用される。
【０１２３】
前記本発明の一実施態様による液晶光配向膜は、１０ｍＪ〜５０００ｍＪのエネルギーで０．１〜１８０分間露光して、一軸配向処理を行なうことができる。前記のように露光強度を減少させて一軸配向処理を行えば、前記ポリイミド光重合体に含まれている二重結合を完全に除去することができる。
【実施例】
【０１２４】
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。しかし、下記に記載された実施例は、本発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎず、本発明はこれによって制限されない。
【０１２５】
また、ここに記載されていない内容は、当該技術分野の当業者であれば十分に技術的に類推することができるので、その説明は省略する。
【０１２６】
（製造例１：エポキシ化合物の製造）
下記反応式１に示された方法でエポキシ化合物を製造した。
【０１２７】
【化１８】
【０１２８】
前記化合物（２４）１当量をメチレンクロライドに溶解して、常温で撹拌した。前記溶液に、グリシドール１当量、ＨＣｌに溶解された１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）１当量、及び３−ジメチルアミノプロピルアミン（ＤＭＡＰ）１．２当量を添加して、１６時間攪拌した。
【０１２９】
反応終結を、薄膜クロマトグラフィー（拡散溶媒−ヘキサン：酢酸エチル＝２：１体積比）で確認して、反応液を濃縮した。
【０１３０】
濃縮された反応液を酢酸エチルに懸濁し、シリカゲルパッド（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ ｐａｄ）でろ過して、塩及び無機物を除去した。ろ過されたろ液を濃縮し、この濃縮液をシリカゲルカラム及び拡散溶媒（ヘキサン：メチレンクロライド：酢酸エチル＝１：１：０．５体積比）を使用して精製した。次に、精製生成物を濃縮し、濃縮された残留物をエタノールに懸濁攪拌して、洗浄、ろ過、及び乾燥して、目的生成物である化学式（２）のエポキシ化合物を製造した。
【０１３１】
製造されたエポキシ化合物の１Ｈ−ＮＭＲを測定して、その結果を図１に示した。
【０１３２】
また、製造されたエポキシ化合物の純度を調査するために、製造されたエポキシ化合物の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ、Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）を測定して、その結果を図２に示した。図２に示したように、目的生成物に該当するピークだけが大きく現れたので、不純物が殆どなく、目的生成物が高純度であることが分かる。
【０１３３】
（製造例２：ポリアミック酸（ＰＡＡ−１）の製造）
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、及び冷却器が装着された４口フラスコに窒素を通過させて、パラフェニレンジアミン０．９モル及び下記の化学式２５で示される機能性ジアミンである３，５−ジアミノフェニルデシルスクシンイミド（３，５−Ｄｉａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌｄｅｃｙｌ ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ）０．１モルを入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を入れて、混合溶液を製造した。
【０１３４】
【化１９】
【０１３５】
前記混合溶液に、固体状態の１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物１．０モルを入れて、激しく攪拌した。この時の固形分の含有量（ポリマー含有量）は２０質量％であり、温度は３０℃〜５０℃に維持し、１０時間反応を行って、ポリアミック酸を製造した。製造されたポリアミック酸に、有機溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加し、常温で２４時間攪拌して、固形分（ポリマー含有量）６質量％のポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−１）を製造した。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は２００，０００（ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定）であった。
【０１３６】
（製造例３：ポリイミド（ＳＰＩ−１）の製造）
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、及び冷却器が装着された４口フラスコに窒素を通過させて、フェニレンジアミン０．８モル及び前記化学式２５で示されるジアミンである３，５−ジアミノフェニルデシルスクシンイミド０．２モルを入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを入れて、混合溶液を製造した。前記混合溶液に、固体状態の１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物１．０モルの代わりに、４，１０−ジオキサ−トリシクロ[６．３．１．０２、７]ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン（下記化学式２６）を使用したことを除いては、製造例１と同一な方法で、ポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−２）を製造した。この時の固形分（ポリマー含有量）は２０質量％であり、温度は３０℃〜５０℃に維持し、１０時間反応を行って、ポリアミック酸溶液を製造した。
【０１３７】
【化２０】
【０１３８】
前記製造されたポリアミック酸溶液に、３．０モルの無水酢酸及び５．０モルのピリジンを添加して、８０℃に昇温させた後、６時間反応させ、真空蒸留によって触媒及び溶媒を除去して、固形分の含有量（ポリマー含有量）が２０質量％の可溶性ポリイミドを製造した。
【０１３９】
製造された可溶性ポリイミドに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加し、常温で２４時間攪拌して、固形分（ポリマー含有量）６質量％のポリイミド溶液（ＳＰＩ−１）を製造した。得られたポリアミドの重量平均分子量は２００，０００（ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定）であった。
【０１４０】
（液晶光配向剤の製造）
（実施例１）
製造例２で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＰＡＡ−１溶液８０ｇに製造例３で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＳＰＩ−１溶液２０ｇを入れて、ポリマー液を製造した。このポリマー液に製造例１で製造したエポキシ化合物を添加し、窒素を通過させて、２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加して、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した（以下、ＰＳＰＩ−１という）。前記エポキシ化合物の使用量は、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して６質量部とした。なお、以下、実施例２〜８では、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加して、液晶配向剤における固形分の含有量（エポキシ化合物及びポリマー含有量）を調節した。
【０１４１】
（実施例２）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して１０質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した（以下、ＰＳＰＩ−２という）。
【０１４２】
（実施例３）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して２０質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４３】
（実施例４）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して８質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４４】
（実施例５）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して１２質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４５】
（実施例６）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して１５質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４６】
（実施例７）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して２５質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４７】
（実施例８）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して３０質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４８】
（比較例１）
製造例２で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＰＡＡ−１溶液１００ｇを窒素を通過させながら２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、固形分（ポリマー（ポリアミック酸）含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４９】
（比較例２）
製造例３で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＳＰＩ−１溶液１００ｇを窒素を通過させながら２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、固形分（ポリマー（ポリイミド）含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１５０】
（比較例３）
製造例２で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＰＡＡ−１溶液８０ｇに製造例３で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＳＰＩ−１溶液２０ｇを入れて、窒素を通過させながら２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、固形分（ポリマー（ポリアミック酸及びポリイミド）含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１５１】
（印刷性及び塗布膜の均一性の評価）
洗浄したＩＴＯ付着ガラス基板上に、前記実施例１〜８及び比較例１〜３で製造した液晶光配向剤を配向膜塗布器（ＣＺ２００ ナカン社）を使用してフレキソ印刷した後、前記印刷された基板を５０〜９０℃のホットプレート上に２〜５分間放置して、塗布膜の仮乾燥を行なった。
【０１５２】
前記基板を仮乾燥した後、前記基板を２００〜２３０℃のホットプレート上で１０〜３０分間焼成した後、１０ｍＪ〜５０００ｍＪのエネルギーで０．１〜１８０分間露光して、液晶光配向膜が塗布された基板を製造した。
【０１５３】
前記液晶光配向膜の膜面を、基板全面（中央部分及び端部分）にかけて印刷性（ピンホール（Ｐｉｎｈｏｌｅ）及び汚れ）及び塗布膜の厚さ変化を肉眼及び電子顕微鏡（ＭＸ５０ オリンパス社）によって測定して、その結果を下記の表１に示した。下記の表１で、印刷性は、ピンホールおよび汚れの有無で評価し、ピンホールが０〜２個である場合を良好、３〜５個である場合を普通、６個以上である場合を不良で示し、汚れは、未発生時には良好、発生時には不良で示した。また、塗布膜の均一性は、厚さ偏差が０．００５μｍ未満である場合を良好、０．００５〜０．０１μｍである場合を普通、０．０１μｍを超過する場合を不良で示した。
【０１５４】
（液晶光配向膜の液晶配向性）
液晶光配向剤の液晶配向性を評価するために、液晶セルを製造して利用した。前記液晶セルの製造方法は下記の通りである。
【０１５５】
規格化された大きさのＩＴＯガラス基板に、１．５ｃｍ×１．５ｃｍの大きさの正方形ＩＴＯ形状及び電圧の印加のための電極ＩＴＯ形状だけを残して他の部分のＩＴＯを除去するために、フォトリソグラフィ工程を行ってパターン化した。
【０１５６】
パターン化されたＩＴＯ基板に、実施例１〜８、 比較例１〜３で製造した液晶光配向剤を塗布してスピンコーティングして、０．１μｍの厚さに形成した後で、７０℃及び２１０℃の硬化工程を行った。
【０１５７】
前記硬化工程を行ったＩＴＯ基板を露光器（ＵＩＳ−Ｓ２０２１Ｊ７−ＹＤ０１、Ｕｓｈｉｏ ＬＰＵＶ）を利用して一定の角度及び一定のエネルギー下で露光した２枚の基板を、露光方向が互いに反対方向（ＶＡｍｏｄｅ用、９０度）になるようにした後、４．７５μｍのセルギャップを維持したままで、正方形ＩＴＯ形状が上、下に一致するように接合した。前記露光時の光源は、２ｋＷ Ｄｅｅｐ ＵＶランプ（ＵＸＭ−２０００）を使用した。
【０１５８】
このような方法で形成されたセルに液晶を充填させた後、直交偏光された光学顕微鏡を利用して液晶配向性を観察して、回位（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ）未発生の場合を良好、回位発生の場合を不良として評価し、その結果を下記の表１に整理した。
【０１５９】
（液晶光配向膜の電気的特性及び光学的特性）
液晶光配向膜の電気的特性及び光学的特性は、４．７５μｍのセルギャップの液晶セルを利用して、電圧透過度曲線、電圧保持率、及び残留ＤＣ電圧を測定して評価した。
【０１６０】
前記電圧透過度曲線、電圧保持率、及び残留ＤＣ電圧の電気的特性及び光学的特性を簡単に説明する。
【０１６１】
前記電圧透過度曲線は、重要な電気的特性及び光学的特性の１つであって、液晶表示装置の駆動電圧を決定する特性の１つであり、液晶セルに電圧を印加しながら透過度を測定して、最も明るい状態の光量を１００％、最も暗い状態の光量を０％として、標準化した曲線である。
【０１６２】
前記電圧保持率は、能動駆動方式のＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、非選択期間の間に外部電源とフローティングされた状態の液晶層が充電された電圧を維持する程度であり、１００％に近い値が理想的である。
【０１６３】
前記残留ＤＣ電圧は、イオン化された液晶層の不純物が配向膜に付着して、外部から電圧が印加されなくても液晶層にかかっている電圧であり、低い値が好ましい。前記残留ＤＣ電圧の測定方法としては、フリッカーを利用した方法及びＤＣ電圧による液晶層の電気容量変化曲線（Ｃ−Ｖ）を利用した方法などが普遍的である。
【０１６４】
液晶セルを利用した液晶光配向膜の電気的特性及び光学的特性の結果を下記の表１に示した。
【０１６５】
【表１】
【０１６６】
表１を参照すれば、実施例１〜８の液晶光配向剤の場合、印刷性、塗布膜の均一性、電圧透過度、電圧保持率、及び残留ＤＣ特性がより優れているのがわかる。
【０１６７】
電圧保持率及び残留ＤＣは、液晶光配向膜の残像特性を評価する基準となり、前記電圧保持率が高いほど、また残留ＤＣが低いほど、残像特性が優れていることを意味する。したがって、実施例１〜８で製造した液晶光配向剤は、比較例１〜３で製造した液晶光配向剤より残像特性が優れている。
【０１６８】
本発明は、前記実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態に製造され、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更しなくても異なる他の具体的な形態に実施されるということを理解することができる。したがって、以上で記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶光配向剤用エポキシ化合物、液晶光配向剤、及び液晶光配向膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ−ｄｉｓｐｌａｙａｙ：ＬＣＤ）は、液晶光配向膜（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｆｉｌｍ）を使用する。液晶光配向膜には、主に高分子物質を使用する。液晶光配向膜は、液晶分子の配向に方向子（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）の役割を果たし、電場によって液晶が移動して画像を形成する時に、適当な方向を決定する。一般に、液晶表示装置において、均一な輝度及び高い明暗比を実現するためには、液晶を均一に配向することが必要である。
【０００３】
従来は、液晶を配向する方法として、ガラスなどの基板にポリイミドなどの高分子膜を塗布し、この表面をナイロンやポリエステルなどの繊維で一定の方向に擦るラビング法が利用されてきた。しかし、ラビング方法は、繊維質及び高分子膜の摩擦時に微細な埃や静電気（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＥＳＤ）が発生し、液晶パネルの製造時に深刻な問題点となっていた。
【０００４】
ラビング法の問題点を解決するために、最近は、摩擦でなく光照射によって高分子膜に異方性（非等方性、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を誘導し、これによって液晶分子を配向させるという光配向法が研究されている。
【０００５】
光配向法に使用される材料として、アゾベンゼン、クマリン（ｃｕｍａｒｉｎ）、カルコン（ｃｈａｌｃｏｎｅ）、桂皮酸エステル（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）などの光反応性基を含むジアミンに関する研究が行われている。このような光反応性基を含むジアミンを製造するためには、安定性の優れたジニトロ系化合物を使用しなければならない。しかしながら、ジニトロ系化合物を使用してジアミンを製造する工程で、偏光された光照射によって光架橋化反応が起こる二重結合が破壊される恐れがある。そのため、ジニトロ系化合物を光配向剤に適用するのは困難であるといった問題点がある。また、光反応性基を有する高分子を製造する工程は、とても複雑で、経済的でないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的のひとつは、簡単な工程で製造され、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、前記エポキシ化合物を含み、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向剤を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、前記液晶光配向剤を利用して、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向膜を提供することである。
【０００９】
本発明が目的とする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されないまた他の技術的課題も、下記の記載から当業者に明確に理解されうる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によれば、下記の化学式１で示される液晶光配向剤用エポキシ化合物が提供される。
【００１１】
【化１】
【００１２】
前記化学式１で、Ｒ１及びＲ２は互いに独立して水素原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立して水素原子；ハロゲン原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、ｎは１〜２０である。
【００１３】
本発明の異なる実施態様によれば、前記化学式１で示されるエポキシ化合物；及びポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマー；を含む液晶光配向剤が提供される。
【００１４】
本発明のさらに他の一実施態様によれば、前記液晶光配向剤を基板に塗布して製造された液晶光配向膜が提供される。
【００１５】
その他の本発明の実施態様の具体的な事項は、下記の詳細な説明に含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な工程で製造され、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供しうる。
【００１７】
また、本発明によれば、輝度などの特性が優れている光配向剤を提供することができる、液晶光配向剤用エポキシ化合物を提供しうる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記エポキシ化合物を含み、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向剤を提供しうる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、前記液晶光配向剤を利用して、電気的特性及び光学的特性などの特性が優れている液晶光配向膜を提供しうる。
【００２０】
さらに、本発明の液晶光配向剤は、基板に対する印刷性（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｐｒｉｎｔｅｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が優れ、信頼性及び電気光学特性が優れている液晶光配向膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の製造例１で製造されたエポキシ化合物の１Ｈ−ＮＭＲによる測定結果を示したグラフである。
【図２】本発明の製造例１で製造されたエポキシ化合物のＨＰＬＣによる測定結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施態様をより詳細に説明する。しかし、これは例示として提示されるものであって、本発明はこれによって制限されず、本発明は請求の範囲の範疇によって定義される。本明細書において、特別に言及しない限り、「アルキル基」とは炭素数Ｃ１−Ｃ３０のアルキル基を意味し、「シクロアルキル基」とは炭素数Ｃ３−Ｃ３０のシクロアルキル基を意味し、「ヘテロシクロアルキル基」とは、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含む炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基を意味し、「アルキレン基」とは炭素数Ｃ１−Ｃ６のアルキレン基を意味し、「アルケニレン基」とは、鎖中に１ないし３個の二重結合を有する炭素数Ｃ２−Ｃ６のアルキレン基を意味し、「シクロアルキレン基」とは炭素数Ｃ３−Ｃ３０のシクロアルキレン基を意味し、「ヘテロシクロアルキレン基」とは炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキレン基を意味し、「アリール基」とは炭素数Ｃ６−Ｃ３０のアリール基を意味し、「ヘテロアリール基」とは炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリール基を意味し、「アリーレン基」とは炭素数Ｃ６−Ｃ２０のアリーレン基を意味し、「ヘテロアリーレン基」とは炭素数Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリーレン基を意味し、「アルキルアリール基」とは炭素数Ｃ７−Ｃ３０のアルキルアリール基を意味し、「ハロゲン原子」とはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩを意味する。
【００２３】
本明細書において、置換されたアルキル基、置換されたアルキレン基、置換されたアルケニレン基、置換されたシクロアルキレン基、置換されたヘテロシクロアルキレン基、置換されたアリール基、置換されたアリーレン基、置換されたヘテロアリール基、置換されたヘテロアリーレン基、置換されたピリミジニル基、置換されたピリジニル基、置換されたチオフェニル基、置換されたフラニル基、置換されたナフチル基、及び置換されたフェニル基とは、各々独立してハロゲン原子、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数１〜３０のハロアルキル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数２〜３０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、及びこれらの組合せからなる群より選択される置換基により置換されたアルキル基、アルキレン基、シクロアルキレン基、ヘテロシクロアルキレン基、アリール基、アリーレン基、ヘテロアリール基、ヘテロアリーレン基、ピリミジニル基、ピリジニル基、チオフェニル基、フラニル基、ナフチル基、及びフェニル基を意味する。
【００２４】
また、本明細書において、ヘテロシクロアルキレン基、ヘテロアリール基、及びヘテロアリーレン基とは、各々独立してＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、またはＰのヘテロ原子を１つの環内に１〜３つ含み、残りは炭素であるシクロアルキレン基、アリール基、及びアリーレン基を意味する。
【００２５】
本発明の一実施態様による液晶光配向剤用エポキシ化合物は、下記の化学式１で示される。
【００２６】
【化２】
【００２７】
前記化学式１で、Ｒ１及びＲ２は互いに独立して水素原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立して水素原子；ハロゲン原子；あるいは置換または非置換のアルキル基であり、ｎは１〜２０である。
【００２８】
前記ｎは、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは２〜５である。
【００２９】
本発明の一実施態様において、前記Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、前記Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立してハロゲン原子であり、前記ｎは２〜４である。
【００３０】
本発明の一実施態様において、前記Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、前記Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立してハロゲン原子であり、前記ｎは３または４である。
【００３１】
前記エポキシ化合物の具体的な例としては、下記の化学式２または３で示される化合物が挙げられる。
【００３２】
【化３】
【００３３】
前記エポキシ化合物は、簡単な製造工程で製造されうる。
【００３４】
また、このエポキシ化合物を、ポリアミック酸を含む液晶光配向剤に用いた場合、ポリアミック酸のＣＯＯＨと反応して液晶光配向剤に残存するＣＯＯＨを減少させるので、残像を防止することができ、輝度の向上などの効果がある。
【００３５】
前記エポキシ化合物は、下記のような工程で製造される。
【００３６】
下記化学式１−Ａで示される化合物及び下記の化学式１−Ｂで示される化合物を有機溶媒中で反応させる。
【００３７】
【化４】
【００３８】
前記化学式１−Ａで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は前記定義と同一であり、Ｒ６は水素原子である。
【００３９】
【化５】
【００４０】
前記化学式１−Ｂで、Ｒ７は水素原子である。
【００４１】
前記有機溶媒としては、特に制限されないが、例えば、メチレンクロライド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレンクロライド、またはこれらを１種または２種以上の混合物を使用することができる。
【００４２】
前記化学式１−Ａの化合物及び化学式１−Ｂの化合物の反応モル比は、１：１．２〜１：２（化学式１−Ａの化合物：化学式１−Ｂの化合物）であるのが好ましい。
【００４３】
また、前記反応は、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、３−ジメチルアミノプロピルアミン、またはこれらの２種以上の混合物である窒素含有化合物の存在下で行なわれる。
【００４４】
反応が終結すれば、反応生成物を水で洗浄、ろ過、及び乾燥する一般的な精製工程をさらに行なうことができる。
【００４５】
本発明の異なる実施態様によれば、液晶光配向剤が提供される。
【００４６】
この液晶光配向剤は、前記化学式１で示されるエポキシ化合物；及びポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマー；を含む。
【００４７】
以下、各構成成分について詳細に説明する。
【００４８】
（Ａ）エポキシ化合物
エポキシ化合物は、前記化学式１で示される。その詳細については、上述したとおりである。エポキシ化合物をポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマーと共に混合する添加剤として使用した液晶光配向剤は、輝度が優れていて、残像を防止する効果があるので好ましい。
【００４９】
本発明の一実施態様によるエポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物及びポリマーの固形分の合計量１００質量部に対して０．０１〜６０質量部であるのが好ましく、０．０１〜４０質量部であるのがより好ましい。エポキシ化合物の含有量が前記範囲である場合に、基板に塗布時に印刷性及び平坦性を低下させずに、適切に光重合反応が起こるので、液晶光配向剤に好適に使用することができる。
【００５０】
前記エポキシ化合物の具体的な例としては、上記の化学式２または３で示される化合物のうちの少なくとも１つがある。
（Ｂ）ポリマー
前記ポリマーは、ポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマーである。また、前記ポリアミック酸及びポリイミドを混合して使用する場合には、ポリアミック酸１〜９９質量％及びポリイミド９９〜１質量％の比率で使用することができる。
【００５１】
（Ｂ−１）ポリアミック酸
前記液晶光配向剤に使用されるポリアミック酸は、酸二無水物及びジアミンから合成されるポリアミック酸であればいずれのものでも使用することができる。
【００５２】
本発明におけるポリアミック酸は、重量平均分子量が５０，０００〜５００，０００であるものが好ましい。
【００５３】
前記酸二無水物としては、環状脂肪族酸二無水物、芳香族酸二無水物、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。前記ジアミンとしては、芳香族ジアミンを使用することができる。また、芳香族ジアミンとしては、機能性ジアミンを使用することができ、また、機能性ジアミンと、機能性ジアミン以外の芳香族ジアミンとを２種以上混合して使用することもできる。機能性ジアミン及び機能性ジアミン以外の芳香族ジアミンを混合して使用する場合に、液晶光配向膜による液晶分子の線傾斜角の調節が容易であり、配向性がより優れている。
【００５４】
前記酸二無水物及びジアミンを共重合してポリアミック酸を製造する方法は、特に制限はなく、従来のポリアミック酸の共重合方法として周知の方法が適用できる。
【００５５】
本発明の一実施態様による具体的なポリアミック酸の例としては、下記の化学式５が挙げられる。
【００５６】
【化６】
【００５７】
前記化学式５において、Ｒ３１は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基である。
【００５８】
本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３１は、好ましくは炭素数６〜１２の環状脂肪族酸二無水物から誘導された４価の有機基、または炭素数１０〜１６の芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００５９】
また、本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３１は、より好ましくは−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、および炭素数６〜２０のアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００６０】
本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３２は、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＯＣＯ−、−ＳＯ２−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、炭素数２〜３０のヘテロシクロアルキレン基、炭素数６〜３０のアリーレン基および炭素数２〜３０ヘテロアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む２価の有機基であり、この際、２価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００６１】
本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３１は、特に好ましくは、下記化学式７〜１３で表される有機基から選択される１つである。また、本発明の一実施態様では、前記化学式５において、Ｒ３２は、特に好ましくは、下記化学式１４〜１９で表される有機基から選択される１つである。なお、この際、化学式７〜１３の「＊」の部位が化学式５におけるＲ３１の結合手に対応する部位である。
【００６２】
（Ｂ−１−１）酸二無水物
（Ｂ−１−１−１）環状脂肪族酸二無水物
前記環状脂肪族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（ＣＢＤＡ）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−メチルシクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物（ＤＯＣＤＡ）、バイシクロオクテン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＯＤＡ）、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（ＣＨＤＡ）、１，２，４−トリカルボキシ−３−メチルカルボキシシクロペンタン二無水物、１，２，３，４−テトラカルボキシシクロペンタン二無水物、４，１０−ジオキサ−トリシクロ[６．３．１．０２、７]ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン、またはこれらを２種以上混合して使用することができるが、これに限定されない。
【００６３】
前記環状脂肪族酸二無水物から誘導される４価の有機基は、下記の化学式７〜１１で示される少なくとも１つの構造からなる。
【００６４】
【化７】
【００６５】
前記化学式７〜１１で、Ｒ４０は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、ｎ４０は０〜３の整数であり、Ｒ４１〜Ｒ４７は各々独立して水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基である。
【００６６】
（Ｂ−１−１−２）芳香族酸二無水物
前記芳香族酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、ビフタル酸二無水物（ＢＰＤＡ）、オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物（６−ＦＤＡ）、またはこれらを２種以上の混合物であるが、これに限定されない。 前記芳香族酸二無水物から誘導される４価の有機基は、下記の化学式１２で示される化合物または化学式１３で示される少なくとも１つの構造からなる。
【００６７】
【化８】
【００６８】
前記化学式１２及び化学式１３で、Ｒ５１及びＲ５２は各々独立して水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ５４及びＲ５５は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、ｎ５４及びｎ５５は各々独立して０〜３の整数であり、Ｒ５３はＯ；ＣＯ；置換または非置換のアルキレン基（例えば、−Ｃ（ＣＦ３）２）；置換または非置換のシクロアルキレン基；あるいは置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基であり、ｎ５３は０または１である。
【００６９】
前記化学式７〜１３を誘導するための酸二無水物は、当該化学式においける、「＊」で示される部位に、酸無水物残基を有し、隣接した２つの「＊」が酸無水物を形成している構造を有する。
【００７０】
上述したように、前記化学式５において、Ｒ３１は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基を表す。よって、Ｒ３１は、前記化学式７〜１３において、酸無水物残基を表す「＊」を除外した部分を表すものである。
【００７１】
前記酸二無水物としては、環状脂肪族酸二無水物、芳香族酸二無水物、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。
【００７２】
（Ｂ−１−２）ジアミン
ジアミンとしては、芳香族ジアミンを用いられうる。
【００７３】
また、芳香族ジアミンとしては、機能性ジアミンを好適に使用することができる。
【００７４】
（Ｂ−１−２−１）芳香族ジアミン
前記芳香族ジアミンとしては、パラフェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、４，４−メチレンジアニリン（ＭＤＡ）、２，２’−ジメチルベンジジン（ＤＭＢＺ）、３，３’−ジメチルベンジジン、４，４−オキシジアニリン（ＯＤＡ）、メタビスアミノフェノキシジフェニルスルホン（ｍ−ＢＡＰＳ）、パラビスアミノフェノキシジフェニルスルホン（ｐ−ＢＡＰＳ）、２，２−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン（ＢＡＰＰ）、２，２−ビスアミノフェノキシフェニルヘキサフルオロプロパン（ＨＦ−ＢＡＰＰ）、１，４−ジアミノ−２−メトキシベンゼン、またはこれらを１種以上混合して使用することができるが、これに限定されない。
【００７５】
前記芳香族ジアミンから誘導される２価の有機基は、下記の化学式１４〜１６で示される化合物のうちの少なくとも１つの構造からなる。
【００７６】
【化９】
【００７７】
前記化学式１４〜１６で、前記Ｒ６１、Ｒ６３、Ｒ６４、及びＲ６７〜Ｒ６９は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基；あるいは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＯＣＯ−のうちの１つをさらに含む前記アルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基であり、前記Ｒ６２、Ｒ６５、及びＲ６６は各々独立して−Ｏ−、−ＳＯ２−、または−Ｃ（ＣＦ３）２−などのＣ（Ｒ’）（Ｒ”）（ここで、Ｒ’及びＲ”は各々独立して水素原子、または置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）であり、前記ｎ６１、ｎ６３、ｎ６４、及びｎ６７〜ｎ６９は各々独立して０〜４の整数であり、前記ｎ６２、ｎ６５、及びｎ６６は各々独立して０または１である。
【００７８】
前記化学式１４〜１６を誘導するためのジアミンは、当該化学式における「＊」で示される部位に、アミン残基を有する構造を有する。
【００７９】
上述したように、前記化学式５において、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基を表す。よって、Ｒ３２は、前記化学式１４〜１６において、アミン残基を表す「＊」を除外した部分を表すものである。
（Ｂ−１−２−２）機能性ジアミン
前記機能性ジアミンとしては、下記の化学式１７〜１９で示される化合物、またはこれらを１種以上混合して使用することができる。機能性ジアミン及び芳香族ジアミンを混合して使用する場合には、製造されるポリアミック酸の一部は芳香族ジアミンから誘導される官能基を含み、一部は機能性ジアミンから誘導される２価の有機基を含むようになる。
【００８０】
【化１０】
【００８１】
前記化学式１７で、Ｒ７１は水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ７２は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ７２は０〜３の整数である。
【００８２】
【化１１】
【００８３】
前記化学式１８で、Ｒ７３、Ｒ７５、及びＲ７６は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ７４は−Ｏ−；−ＣＯＯ−；−ＣＯＮＨ−；−ＯＣＯ−；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１０のアルキレン基であり、Ｒ７７は水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、あるいは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＯＣＯ−を１種以上さらに含む前記アルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基であり、ｎ７３は０〜３の整数であり、ｎ７５及びｎ７６は各々独立して０〜４の整数であり、ｎ７４は０または１である。
【００８４】
【化１２】
【００８５】
前記化学式１９で、Ｒ８１及びＲ８３は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ８２は水素原子；置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、Ｒ７８及びＲ７９は各々独立して−Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、Ｒ８０は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、または−ＯＣＯ−であり、ｎ８１及びｎ８３は各々独立して０〜４の整数であり、ｎ７８〜ｎ８０は各々独立して０または１である。
【００８６】
上述したように、前記化学式５において、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基を表す。よって、Ｒ３２は、前記化学式１７〜１９において、アミン基を除外した部分を表すものである。
【００８７】
（Ｂ−２）ポリイミド
前記ポリイミドは、液晶光重合体に使用されるポリイミド、またはポリイミド光重合体のうちのいずれのものでも使用することができる。
【００８８】
本発明におけるポリイミドは、重量平均分子量が５０，０００〜５００，０００であるものが好ましい。
【００８９】
前記ポリイミドは、前記化学式１で示されるポリアミック酸をイミド化させて製造することができ、または１種以上の光反応性部位を有するジアミン（以下、「光反応性ジアミン」と称する。）及び酸二無水物から合成することもできる。ポリアミック酸をイミド化させてポリイミドを製造する方法及び光反応性ジアミン及び酸二無水物からポリイミドを合成する方法は、当該技術分野で周知の内容であるので、詳細な説明は省略する。本発明の一実施態様によるポリイミドの具体的な例としては、下記の化学式６の化合物が挙げられる。
【００９０】
【化１３】
【００９１】
前記化学式６で、Ｒ３３は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３４はジアミンから誘導された２価の有機基から誘導された２価の有機基である。
【００９２】
本発明の一実施態様では、前記ジアミンは、芳香族ジアミンを用いられうる。
【００９３】
前記芳香族ジアミンは、クマリン（ｃｕｍａｒｉｎ）系光反応性ジアミン、カルコン（ｃｈａｌｃｏｎｅ）系光反応性ジアミン、または桂皮酸エステル（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）系光反応性ジアミンから誘導された２価の有機基であってもよい。
【００９４】
本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３３は、好ましくは６〜１２の環状脂肪族酸二無水物から誘導された４価の有機基、または炭素数１０〜１６の芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００９５】
また、本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３３は、より好ましくは−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、および炭素数６〜２０のアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む４価の有機基であり、この際、４価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００９６】
本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３４は、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＯＣＯ−、−ＳＯ２−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、炭素数３〜３０のシクロアルキレン基、炭素数２〜３０のヘテロシクロアルキレン基、炭素数６〜３０のアリーレン基および炭素数２〜３０ヘテロアリーレン基から選択される少なくとも１つを含む２価の有機基であり、この際、２価の有機基は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基によって置換されてもよい。
【００９７】
本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３３は、特に好ましくは、上述の化学式７〜１３で表される有機基から選択される１つである。また、本発明の一実施態様では、前記化学式６において、Ｒ３４は、特に好ましくは、化学式１４〜２７で表される有機基から選択される１つである。なお、この際、化学式７〜１３の「＊」の部位が化学式６におけるＲ３３の結合手に対応する部位である。また、化学式６の窒素原子は、化学式２０におけるアミノ残基に相当する。また、後述する化学式２１におけるＲ９７、化学式２２におけるＲ１０１、化学式２３におけるＲ１１１で表されるジアミン基のアミノ残基が、化学式６の窒素原子に相当する。
【００９８】
（Ｂ−２−１）酸二無水物
前記ポリイミドを製造するのに使用される前記酸二無水物は、環状脂肪族酸二無水物、芳香族酸二無水物、またはこれらの混合物を使用することができ、これに対する内容は前記ポリアミック酸と同一である。
【００９９】
上述したように、前記化学式６において、Ｒ３３は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基を表す。よって、本発明の一実施態様では、Ｒ３３は、前記化学式７〜１３において、酸無水物残基を表す「＊」を除外した部分を表すものである。
【０１００】
（Ｂ−２−２）ジアミン
（Ｂ−２−２−１）芳香族ジアミン
前記ポリイミドを製造するのに使用されるジアミンは、前記ポリアミック酸で用いたジアミンと同一のものが用いられうる。この際、芳香族ジアミン及び機能性ジアミンも同様に用いられうる。
【０１０１】
また、前記ポリイミドを製造するのに使用される芳香族ジアミンとしては、光反応性部位を有する光反応性ジアミンを用いることができる。
（Ｂ−２−２−２）光反応性ジアミン
前記ポリイミドを製造するのに使用される前記光反応性ジアミンとしては、桂皮酸エステル系光反応性ジアミン、カルコン系光反応性ジアミン、クマリン系光反応性ジアミン、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。
【０１０２】
本発明で、前記桂皮酸エステル系光反応性ジアミンとしては、下記の化学式２０で示される化合物、下記の化学式２１で示される化合物、またはこれらを２種以上混合して使用することができ、前記カルコン系光反応性ジアミンとしては、下記の化学式２２で示される化合物を使用することができ、前記クマリン系光反応性ジアミンとしては、下記の化学式２３で示される化合物を使用することができる。
【０１０３】
【化１４】
【０１０４】
前記化学式２０で、Ｒ９１は水素原子；置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアリール基；あるいは置換または非置換のヘテロアリール基であり、Ｒ９２は置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアリール基；あるいは置換または非置換のヘテロアリール基であり、前記ｎ9２は０〜３の整数である。
【０１０５】
【化１５】
【０１０６】
前記化学式２１で、Ｒ９７は芳香族ジアミン基；置換または非置換の炭素数２〜２４の直鎖型または分枝型アルキレン基を含むジアミン基；あるいはこれらの組合せであり、前記Ｒ９７で、前記置換されたアルキレン基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキレン基；前記アルキレン基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が置換または非置換のアリーレン基、置換または非置換のヘテロアリーレン基、置換または非置換のシクロアルキレン基、置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−、−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−（ここで、Ｒ’は水素原子；あるいは置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）により置換されたアルキレン基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ９４は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ9４は０〜４の整数であり、Ｒ９５及びＲ９６は各々独立して水素原子；ハロゲン原子；シアノ基；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１２のアルキル基であり、前記Ｒ９５及びＲ９６で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がヘテロ原子またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ９３は置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアルキルアリール（ａｌｋｙｌａｒｙｌ）基；置換または非置換の炭素数シクロアルキル基；置換または非置換のピリミジニル基；置換または非置換のピリジニル基；置換または非置換のチオフェニル基；置換または非置換のフラニル基；置換または非置換のナフチル基；あるいは置換または非置換のフェニル基であり、前記Ｒ９３で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せであり、前記Ｒ９３で、前記置換されたアルキルアリール基は、前記アルキルアリール基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキルアリール基である。
【０１０７】
【化１６】
【０１０８】
前記化学式２２で、Ｒ１０１は芳香族ジアミン基；置換または非置換の炭素数２〜２４の直鎖型または分枝型アルキレン基により置換されたジアミン基；またはこれらの組合せであり、前記Ｒ１０１で、前記置換されたアルキレン基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキレン基；前記アルキレン基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が置換または非置換のアリーレン基、置換または非置換のヘテロアリーレン基、置換または非置換のシクロアルキレン基、置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−、−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−（ここで、Ｒ’は水素原子；あるいは置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）により置換されたアルキレン基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ１０２及びＲ１０５は各々独立して置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ１０２及びｎ１０５は各々独立して０〜４の整数であり、Ｒ１０３及びＲ１０４は各々独立して水素原子；ハロゲン原子；シアノ基；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１２のアルキル基であり、前記Ｒ１０３及びＲ１０４で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ１０６は置換または非置換のアルキル基；置換または非置換のアルキルアリール（ａｌｋｙｌａｒｙｌ）基；置換または非置換のシクロアルキル基；置換または非置換のピリミジニル基；置換または非置換のピリジニル基；置換または非置換のチオフェニル基；置換または非置換のフラニル基；置換または非置換のナフチル基；あるいは置換または非置換のフェニル基であり、前記Ｒ１０６で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基に置換基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せ基であり、前記Ｒ１０６で、前記置換されたアルキルアリール基は、前記アルキルアリール基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキルアリール基である。
【０１０９】
【化１７】
【０１１０】
前記化学式２３で、Ｒ１１１は芳香族ジアミン基；置換または非置換の炭素数２〜２４の直鎖型または分枝型アルキレン基により置換されたジアミン基、あるいはこれらの組合せであり、前記Ｒ１１１で、前記置換されたアルキレン基は、水素原子がハロゲン原子またはシアノ基により置換されたアルキレン基；前記アルキレン基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が置換または非置換のアリーレン基、置換または非置換のヘテロアリーレン基、置換または非置換のシクロアルキレン基、置換または非置換のヘテロシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−、−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＮＲ’−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ’−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−（ここで、Ｒ’は水素原子；あるいは置換または非置換の炭素数１〜６のアルキル基である）により置換されたアルキレン基；あるいはこれらの組合せであり、Ｒ１１２は置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキル基；置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基；あるいは置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基であり、前記ｎ１１２は０〜４の整数であり、Ｒ１１３及びＲ１１４は各々独立して水素原子；ハロゲン原子；シアノ基；あるいは置換または非置換の炭素数１〜１２のアルキル基であり、前記Ｒ１１３及びＲ１１４で、前記置換されたアルキル基は、水素原子がハロゲン原子、またはシアノ基により置換されたアルキル基；前記アルキル基の１つ以上の隣接しないＣＨ２基が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されたアルキル基；あるいはこれらの組合せである。
【０１１１】
（Ｃ）溶媒
本発明の一実施態様による液晶光配向剤は、溶媒を含む。
溶媒は、ポリマー及びエポキシ化合物を溶解させるものであればいずれのものでも使用することができる。
【０１１２】
前記溶媒は、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、及びメタクレゾール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒などを使用することができる。
【０１１３】
また、前記溶媒は、貧溶媒であるアルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、炭化水素類、またはハロゲン化炭化水素類を前記ポリイミドが析出されない限度内で適正な比率でさらに含むものを使用することができる。前記貧溶媒は、液晶光配向剤の表面エネルギーを低くして、塗布時の拡散性及び平坦性を向上させる。
【０１１４】
前記貧溶媒は、溶媒全体に対して１〜９０体積％の範囲で使用することができ、１〜７０体積％の範囲で使用するのが好ましい。
【０１１５】
前記貧溶媒の具体的な例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、水酸ジエチル、マロン酸エステル、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールフェニルメチルエーテル、エチレングリコールフェニルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエチル、ジエチレングリコールジメチルエチル、ジエチレングリコールエーテル、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、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、メチルメトキシブタノール、エチルメトキシブタノール、メチルエトキシブタノール、エチルエトキシブタノール、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，４−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、またはこれらを２種以上混合して使用することができる。
【０１１６】
液晶光配向剤において、前記溶媒の含有量は、特に限定されないが、前記液晶光配向剤のエポキシ化合物及びポリマーの固形分が１〜３０質量％になるように使用することができる。本発明の他の実施態様による溶媒の含有量は、前記液晶光配向剤のエポキシ化合物及びポリマーの固形分が３〜１５質量％になるように使用することができ、または５〜１０質量％になるように使用することもできる。前記エポキシ化合物及びポリマーの固形分の含有量が前記範囲である場合に、印刷時に基板の表面が影響を受けず、膜の均一度を適切に維持することができ、適切な粘度を維持することができ、印刷時に高い粘度によって形成される膜の均一度の低下を防止することができて、透過率が適切である。
【０１１７】
本発明の異なる実施態様による液晶光配向膜は、前記液晶光配向剤を利用して製造される。
【０１１８】
液晶光配向膜は、液晶光配向剤を基板に塗布して形成するが、前記液晶光配向剤を前記基板に塗布する方法としては、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット法などがある。その中でも、フレキソ印刷法は、形成した塗布膜の均一性が優れていて、大型化が容易であるので、一般に適用することができる。
【０１１９】
前記基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されずに使用することができ、ガラス基板、または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を使用することができる。また、液晶の駆動のためのＩＴＯ電極などが形成された基板を使用すれば、製造工程を簡素化することができる。
【０１２０】
前記液晶光配向剤は、塗布膜の均一性を向上させるために、基板に均一に塗布した後で、室温〜２００℃の温度、他の実施態様によれば３０〜１５０℃の温度、また他の実施態様によれば４０〜１２０℃の温度で１〜１００分間の仮乾燥を行なうことができる。前記仮乾燥によって液晶光配向剤の各成分の揮発度を調整することによって、均一で偏差のない塗布膜を形成することができる。
【０１２１】
その後、再び８０〜３００℃、または１２０〜２８０℃の温度で５〜３００分間の焼成を行なって、溶媒分を完全に蒸発させることによって、液晶光配向膜を形成する。
【０１２２】
このような方法で形成された液晶光配向膜は、偏光紫外線の照射による一軸配向処理を行なったり、または垂直配向膜などの一部の用途では一軸配向処理を行なわずに液晶表示装置に使用される。
【０１２３】
前記本発明の一実施態様による液晶光配向膜は、１０ｍＪ〜５０００ｍＪのエネルギーで０．１〜１８０分間露光して、一軸配向処理を行なうことができる。前記のように露光強度を減少させて一軸配向処理を行えば、前記ポリイミド光重合体に含まれている二重結合を完全に除去することができる。
【実施例】
【０１２４】
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。しかし、下記に記載された実施例は、本発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎず、本発明はこれによって制限されない。
【０１２５】
また、ここに記載されていない内容は、当該技術分野の当業者であれば十分に技術的に類推することができるので、その説明は省略する。
【０１２６】
（製造例１：エポキシ化合物の製造）
下記反応式１に示された方法でエポキシ化合物を製造した。
【０１２７】
【化１８】
【０１２８】
前記化合物（２４）１当量をメチレンクロライドに溶解して、常温で撹拌した。前記溶液に、グリシドール１当量、ＨＣｌに溶解された１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）１当量、及び３−ジメチルアミノプロピルアミン（ＤＭＡＰ）１．２当量を添加して、１６時間攪拌した。
【０１２９】
反応終結を、薄膜クロマトグラフィー（拡散溶媒−ヘキサン：酢酸エチル＝２：１体積比）で確認して、反応液を濃縮した。
【０１３０】
濃縮された反応液を酢酸エチルに懸濁し、シリカゲルパッド（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ ｐａｄ）でろ過して、塩及び無機物を除去した。ろ過されたろ液を濃縮し、この濃縮液をシリカゲルカラム及び拡散溶媒（ヘキサン：メチレンクロライド：酢酸エチル＝１：１：０．５体積比）を使用して精製した。次に、精製生成物を濃縮し、濃縮された残留物をエタノールに懸濁攪拌して、洗浄、ろ過、及び乾燥して、目的生成物である化学式（２）のエポキシ化合物を製造した。
【０１３１】
製造されたエポキシ化合物の１Ｈ−ＮＭＲを測定して、その結果を図１に示した。
【０１３２】
また、製造されたエポキシ化合物の純度を調査するために、製造されたエポキシ化合物の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ、Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）を測定して、その結果を図２に示した。図２に示したように、目的生成物に該当するピークだけが大きく現れたので、不純物が殆どなく、目的生成物が高純度であることが分かる。
【０１３３】
（製造例２：ポリアミック酸（ＰＡＡ−１）の製造）
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、及び冷却器が装着された４口フラスコに窒素を通過させて、パラフェニレンジアミン０．９モル及び下記の化学式２５で示される機能性ジアミンである３，５−ジアミノフェニルデシルスクシンイミド（３，５−Ｄｉａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌｄｅｃｙｌ ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ）０．１モルを入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を入れて、混合溶液を製造した。
【０１３４】
【化１９】
【０１３５】
前記混合溶液に、固体状態の１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物１．０モルを入れて、激しく攪拌した。この時の固形分の含有量（ポリマー含有量）は２０質量％であり、温度は３０℃〜５０℃に維持し、１０時間反応を行って、ポリアミック酸を製造した。製造されたポリアミック酸に、有機溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加し、常温で２４時間攪拌して、固形分（ポリマー含有量）６質量％のポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−１）を製造した。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は２００，０００（ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定）であった。
【０１３６】
（製造例３：ポリイミド（ＳＰＩ−１）の製造）
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、及び冷却器が装着された４口フラスコに窒素を通過させて、フェニレンジアミン０．８モル及び前記化学式２５で示されるジアミンである３，５−ジアミノフェニルデシルスクシンイミド０．２モルを入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを入れて、混合溶液を製造した。前記混合溶液に、固体状態の１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物１．０モルの代わりに、４，１０−ジオキサ−トリシクロ[６．３．１．０２、７]ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン（下記化学式２６）を使用したことを除いては、製造例１と同一な方法で、ポリアミック酸溶液（ＰＡＡ−２）を製造した。この時の固形分（ポリマー含有量）は２０質量％であり、温度は３０℃〜５０℃に維持し、１０時間反応を行って、ポリアミック酸溶液を製造した。
【０１３７】
【化２０】
【０１３８】
前記製造されたポリアミック酸溶液に、３．０モルの無水酢酸及び５．０モルのピリジンを添加して、８０℃に昇温させた後、６時間反応させ、真空蒸留によって触媒及び溶媒を除去して、固形分の含有量（ポリマー含有量）が２０質量％の可溶性ポリイミドを製造した。
【０１３９】
製造された可溶性ポリイミドに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加し、常温で２４時間攪拌して、固形分（ポリマー含有量）６質量％のポリイミド溶液（ＳＰＩ−１）を製造した。得られたポリアミドの重量平均分子量は２００，０００（ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定）であった。
【０１４０】
（液晶光配向剤の製造）
（実施例１）
製造例２で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＰＡＡ−１溶液８０ｇに製造例３で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＳＰＩ−１溶液２０ｇを入れて、ポリマー液を製造した。このポリマー液に製造例１で製造したエポキシ化合物を添加し、窒素を通過させて、２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加して、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した（以下、ＰＳＰＩ−１という）。前記エポキシ化合物の使用量は、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して６質量部とした。なお、以下、実施例２〜８では、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びγ−ブチロラクトンの混合有機溶媒を添加して、液晶配向剤における固形分の含有量（エポキシ化合物及びポリマー含有量）を調節した。
【０１４１】
（実施例２）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して１０質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した（以下、ＰＳＰＩ−２という）。
【０１４２】
（実施例３）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して２０質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４３】
（実施例４）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して８質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４４】
（実施例５）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して１２質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４５】
（実施例６）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して１５質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４６】
（実施例７）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して２５質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４７】
（実施例８）
エポキシ化合物の使用量を、前記ＰＡＡ−１溶液、ＳＰＩ−１溶液、及びエポキシ化合物の全体固形分１００質量部に対して３０質量部に変更したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で、固形分（エポキシ化合物及びポリマー含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４８】
（比較例１）
製造例２で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＰＡＡ−１溶液１００ｇを窒素を通過させながら２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、固形分（ポリマー（ポリアミック酸）含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１４９】
（比較例２）
製造例３で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＳＰＩ−１溶液１００ｇを窒素を通過させながら２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、固形分（ポリマー（ポリイミド）含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１５０】
（比較例３）
製造例２で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＰＡＡ−１溶液８０ｇに製造例３で製造された固形分（ポリマー含有量）６質量％のＳＰＩ−１溶液２０ｇを入れて、窒素を通過させながら２４時間攪拌した後、粒径０．１μｍのフィルターでろ過して、固形分（ポリマー（ポリアミック酸及びポリイミド）含有量）６質量％の液晶光配向剤を製造した。
【０１５１】
（印刷性及び塗布膜の均一性の評価）
洗浄したＩＴＯ付着ガラス基板上に、前記実施例１〜８及び比較例１〜３で製造した液晶光配向剤を配向膜塗布器（ＣＺ２００ ナカン社）を使用してフレキソ印刷した後、前記印刷された基板を５０〜９０℃のホットプレート上に２〜５分間放置して、塗布膜の仮乾燥を行なった。
【０１５２】
前記基板を仮乾燥した後、前記基板を２００〜２３０℃のホットプレート上で１０〜３０分間焼成した後、１０ｍＪ〜５０００ｍＪのエネルギーで０．１〜１８０分間露光して、液晶光配向膜が塗布された基板を製造した。
【０１５３】
前記液晶光配向膜の膜面を、基板全面（中央部分及び端部分）にかけて印刷性（ピンホール（Ｐｉｎｈｏｌｅ）及び汚れ）及び塗布膜の厚さ変化を肉眼及び電子顕微鏡（ＭＸ５０ オリンパス社）によって測定して、その結果を下記の表１に示した。下記の表１で、印刷性は、ピンホールおよび汚れの有無で評価し、ピンホールが０〜２個である場合を良好、３〜５個である場合を普通、６個以上である場合を不良で示し、汚れは、未発生時には良好、発生時には不良で示した。また、塗布膜の均一性は、厚さ偏差が０．００５μｍ未満である場合を良好、０．００５〜０．０１μｍである場合を普通、０．０１μｍを超過する場合を不良で示した。
【０１５４】
（液晶光配向膜の液晶配向性）
液晶光配向剤の液晶配向性を評価するために、液晶セルを製造して利用した。前記液晶セルの製造方法は下記の通りである。
【０１５５】
規格化された大きさのＩＴＯガラス基板に、１．５ｃｍ×１．５ｃｍの大きさの正方形ＩＴＯ形状及び電圧の印加のための電極ＩＴＯ形状だけを残して他の部分のＩＴＯを除去するために、フォトリソグラフィ工程を行ってパターン化した。
【０１５６】
パターン化されたＩＴＯ基板に、実施例１〜８、 比較例１〜３で製造した液晶光配向剤を塗布してスピンコーティングして、０．１μｍの厚さに形成した後で、７０℃及び２１０℃の硬化工程を行った。
【０１５７】
前記硬化工程を行ったＩＴＯ基板を露光器（ＵＩＳ−Ｓ２０２１Ｊ７−ＹＤ０１、Ｕｓｈｉｏ ＬＰＵＶ）を利用して一定の角度及び一定のエネルギー下で露光した２枚の基板を、露光方向が互いに反対方向（ＶＡｍｏｄｅ用、９０度）になるようにした後、４．７５μｍのセルギャップを維持したままで、正方形ＩＴＯ形状が上、下に一致するように接合した。前記露光時の光源は、２ｋＷ Ｄｅｅｐ ＵＶランプ（ＵＸＭ−２０００）を使用した。
【０１５８】
このような方法で形成されたセルに液晶を充填させた後、直交偏光された光学顕微鏡を利用して液晶配向性を観察して、回位（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ）未発生の場合を良好、回位発生の場合を不良として評価し、その結果を下記の表１に整理した。
【０１５９】
（液晶光配向膜の電気的特性及び光学的特性）
液晶光配向膜の電気的特性及び光学的特性は、４．７５μｍのセルギャップの液晶セルを利用して、電圧透過度曲線、電圧保持率、及び残留ＤＣ電圧を測定して評価した。
【０１６０】
前記電圧透過度曲線、電圧保持率、及び残留ＤＣ電圧の電気的特性及び光学的特性を簡単に説明する。
【０１６１】
前記電圧透過度曲線は、重要な電気的特性及び光学的特性の１つであって、液晶表示装置の駆動電圧を決定する特性の１つであり、液晶セルに電圧を印加しながら透過度を測定して、最も明るい状態の光量を１００％、最も暗い状態の光量を０％として、標準化した曲線である。
【０１６２】
前記電圧保持率は、能動駆動方式のＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、非選択期間の間に外部電源とフローティングされた状態の液晶層が充電された電圧を維持する程度であり、１００％に近い値が理想的である。
【０１６３】
前記残留ＤＣ電圧は、イオン化された液晶層の不純物が配向膜に付着して、外部から電圧が印加されなくても液晶層にかかっている電圧であり、低い値が好ましい。前記残留ＤＣ電圧の測定方法としては、フリッカーを利用した方法及びＤＣ電圧による液晶層の電気容量変化曲線（Ｃ−Ｖ）を利用した方法などが普遍的である。
【０１６４】
液晶セルを利用した液晶光配向膜の電気的特性及び光学的特性の結果を下記の表１に示した。
【０１６５】
【表１】
【０１６６】
表１を参照すれば、実施例１〜８の液晶光配向剤の場合、印刷性、塗布膜の均一性、電圧透過度、電圧保持率、及び残留ＤＣ特性がより優れているのがわかる。
【０１６７】
電圧保持率及び残留ＤＣは、液晶光配向膜の残像特性を評価する基準となり、前記電圧保持率が高いほど、また残留ＤＣが低いほど、残像特性が優れていることを意味する。したがって、実施例１〜８で製造した液晶光配向剤は、比較例１〜３で製造した液晶光配向剤より残像特性が優れている。
【０１６８】
本発明は、前記実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態に製造され、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更しなくても異なる他の具体的な形態に実施されるということを理解することができる。したがって、以上で記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の化学式１で示される、液晶光配向剤用エポキシ化合物。
【化１】
前記化学式１で、Ｒ１及びＲ２は互いに独立して水素原子；及び置換または非置換のアルキル基；からなる群より選択され、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立して水素原子；ハロゲン原子；及び置換または非置換のアルキル基；からなる群より選択され、ｎは１〜２０である。
【請求項２】
前記Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、前記Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立してハロゲン原子であり、前記ｎは２〜４である、請求項１に記載のエポキシ化合物。
【請求項３】
前記エポキシ化合物は、下記の化学式２または３で示される化合物のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のエポキシ化合物。
【化２】
【請求項４】
請求項１〜３に記載のエポキシ化合物；ポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマー；を含む、液晶光配向剤。
【請求項５】
前記エポキシ化合物の含有量が、前記エポキシ化合物及び前記ポリマーの全体１００質量部に対して０．０１〜６０質量部である、請求項４に記載の液晶光配向剤。
【請求項６】
前記ポリアミック酸は、下記の化学式５で示されるものである、請求項４または５に記載の液晶光配向剤。
【化３】
前記化学式５で、Ｒ３１は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基である。
【請求項７】
前記ポリイミドは、下記の化学式６で示されるものである、請求項４〜６のいずれか１項に記載の液晶光配向剤。
【化４】
前記化学式６で、Ｒ３３は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３４はジアミンから誘導された２価の有機基である。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載された液晶光配向剤を基板に塗布して製造された、液晶光配向膜。
【請求項１】
下記の化学式１で示される、液晶光配向剤用エポキシ化合物。
【化１】
前記化学式１で、Ｒ１及びＲ２は互いに独立して水素原子；及び置換または非置換のアルキル基；からなる群より選択され、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立して水素原子；ハロゲン原子；及び置換または非置換のアルキル基；からなる群より選択され、ｎは１〜２０である。
【請求項２】
前記Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、前記Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は互いに独立してハロゲン原子であり、前記ｎは２〜４である、請求項１に記載のエポキシ化合物。
【請求項３】
前記エポキシ化合物は、下記の化学式２または３で示される化合物のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のエポキシ化合物。
【化２】
【請求項４】
請求項１〜３に記載のエポキシ化合物；ポリアミック酸、ポリイミド、またはこれらの混合物からなるポリマー；を含む、液晶光配向剤。
【請求項５】
前記エポキシ化合物の含有量が、前記エポキシ化合物及び前記ポリマーの全体１００質量部に対して０．０１〜６０質量部である、請求項４に記載の液晶光配向剤。
【請求項６】
前記ポリアミック酸は、下記の化学式５で示されるものである、請求項４または５に記載の液晶光配向剤。
【化３】
前記化学式５で、Ｒ３１は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３２はジアミンから誘導された２価の有機基である。
【請求項７】
前記ポリイミドは、下記の化学式６で示されるものである、請求項４〜６のいずれか１項に記載の液晶光配向剤。
【化４】
前記化学式６で、Ｒ３３は環状脂肪族酸二無水物、または芳香族酸二無水物から誘導された４価の有機基であり、Ｒ３４はジアミンから誘導された２価の有機基である。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載された液晶光配向剤を基板に塗布して製造された、液晶光配向膜。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１５２３６３（Ｐ２０１０−１５２３６３Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３４４８（Ｐ２００９−２９３４４８）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（５００００５０６６）チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド (263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（５００００５０６６）チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド (263)
【Ｆターム（参考）】
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