JP2015106156A - 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示素子の残像問題を解決することができる液晶配向剤を提供する。
【解決手段】それぞれ所定の式で表される第１ポリマー及び第２ポリマーを含む液晶配向剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶配向剤に関するものであり、特に、２種類のポリアミック酸‐ポリイミド成分を含有する液晶配向剤、その液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜およびその液晶配向膜を有する液晶表示素子である。

液晶ディスプレイ（liquid crystal display, LCD）は、軽量、節電、無輻射、フルカラー表示等の利点を有するため、ディスプレイ製品として最も普及している。

近年、技術の進歩や、高解析度、高応答速度および高画質に対する要求に伴い、液晶ディスプレイは、ねじれネマティック（twisted nematic, TN）や超ねじれネマティック（super twisted nematic, STN）等のパッシブ駆動表示方式から、薄膜トランジスタ（thin filmed transistor, TFT）を有するアクティブマトリクス型液晶ディスプレイに発展した。また、広視野角技術の要求に伴い、ＩＰＳ（in-plane switching）やＶＡ（vertical alignment）等の液晶表示方式の開発と躍進、未来のパネルに対する応用と発展が非常に重要になった。

典型的な液晶表示素子としてねじれネマティック液晶があり、透明導電性基板の上に、液晶分子を安定傾斜角度にすることのできるポリイミド‐ポリアミック酸配向剤を塗布し、綿、ナイロン等の柔らかい布を利用して圧力で摩擦することにより、有機フィルムの表面を配向する。ポリマー鎖と液晶分子の間の相互作用によって、液晶分子が特定の方向に沿って配列する。上下の基板を配向方向の差が９０度になるように組み立てて、液晶分子を注入し、最後に、基板の上に偏光板を貼付する。

液晶表示素子の高品質表示に対する要求が高まり、残像（image sticking）問題の解決が非常に重要になった。既に知られているように、電圧を印加すると、生成されるイオン性電荷が表示素子の液晶配向膜に吸着し、印加した電圧を解除してもイオン性電荷を液晶配向膜から離脱させるのは難しいため、内部電場の現象が生じ、画面に残像問題が発生する。近年、配向膜材料の開発は、常に、残像問題の改善を課題としている。

本発明は、液晶表示素子の残像問題を解決することができる液晶配向剤、その液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜、およびその液晶配向膜を有する液晶ディオスプレイを提供する。

本発明の液晶配向剤は、式（１）および式（２）でそれぞれ表される第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、

式中、ｍ＋ｎ＝１且つｍ≧０であり、ｏ＋ｐ＝１且つｏ≧０である。Ｒ₁およびＲ₃は、それぞれテトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基を示し、且つ少なくとも一部のＲ₁および少なくとも一部のＲ₃は、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導される。Ｒ₂およびＲ₄は、それぞれジアミンから誘導された二価有機基であり、且つＸモル％のＲ₂およびＹモル％のＲ₄は、ベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導される。Ｘは、５〜５０の間であり、Ｙは、０〜２０の間であり、且つＸ＞Ｙである。

本発明の１つの実施形態において、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基は、Ｒ₁とＲ₃の総量の５モル％〜１００モル％を占め、より好適には、２０モル％〜１００モル％を占め、最も好適には、３０モル％〜１００モル％を占める。

本発明の１つの実施形態において、ピロメリット酸二無水物（pyromellitic dianhydride，PMDA）から誘導された四価有機基は、Ｒ₁とＲ₃の総量の５モル％〜１００モル％を占め、より好適には、２０モル％〜１００モル％を占め、最も好適には、３０モル％〜１００モル％を占める。

本発明の１つの実施形態において、５モル％〜５０モル％のＲ₂および０モル％〜２０モル％のＲ₄は、式（３）で表されるジアミンから誘導される。

式中、Ｒは、水素、炭素数が１〜２０のアルキル、芳香環構造を有する一価有機基または炭素数が３〜２０の一価脂環族基である。

本発明の１つの実施形態において、５モル％〜５０モル％のＲ₂は、式（３）で表されるジアミンから誘導され、且つＲ₄は、式（３）で表されるジアミンから誘導された二価有機基を含まない。

本発明の１つの実施形態において、Ｒは、水素である。

本発明の１つの実施形態において、第１ポリマーは、第１ポリマーと第２ポリマーの総量の５重量％〜９５重量％を占め、より好適には、３０重量％〜９５重量％を占め、最も好適には、５０重量％〜９５重量％を占める。

本発明の液晶配向膜は、上述した液晶配向剤により製造される。

本発明の液晶表示素子は、上述した液晶配向膜を含む。

以上のように、本発明が提供する液晶配向剤には、特定構造を有する２種類のポリマーが含まれる。具体的に説明すると、これらのポリマーは、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基を含み、且つその中の少なくとも１種類のポリマーは、ベンゾイミダゾール基を含むため、液晶配向膜の配向性を上げ、耐ラビング性（rubbing resistance）や残像現象を改善することができる。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、幾つかの実施形態を挙げて以下に説明する。

最初に指摘すべきこととして、本文において、「ある数値から別の数値」により示している範囲は、明細書において当該範囲内の全ての数値を１つ１つ挙げることを回避するための概要的表示方法である。したがって、ある特定数値範囲の記載は、同時に、当該数値範囲内の任意の数値および当該数値範囲内の任意の数値により限定される比較的小さな数値範囲も開示しており、明細書において当該任意の数値および当該比較的小さな数値範囲が明記されていることと同じである。例えば、「含有量が１０％〜８０％」の範囲は、明細書において他の数値が列挙されているかどうかに関わらず、いずれも「含有量が３０％〜５０％」の範囲を開示していることに相当する 。

また、本文において、ある基が置換されたかどうか特に明記されていない場合、当該基は、置換された基または置換されていない基を示すことができる。例えば、「アルキル基」は、置換されたアルキル基でも、または置換されていないアルキル基でもよい。また、ある基を「Ｃ_x」により描写している時は、当該基の主鎖がＸ個の炭素原子を有することを示す。

さらに、本文において、化合物の構造を骨格式（skeleton formula）で表す時がある。この種の表示方法は、炭素原子、水素原子および炭素‐水素結合を省略することができる。もちろん、構造式において官能基が明確に描写されている場合は、その描写を基準とする。

本発明の第１実施形態が提供する液晶配向剤は、２種類のポリマー（以下、第１ポリマーおよび第２ポリマーと称す）を含む。第１ポリマーおよび第２ポリマーは、いずれもポリアミック酸‐ポリイミドであり、且ついずれもジアミンとテトラカルボン酸二無水物の重合およびその後の環化反応により得ることができるが、両者の性質と構造は完全に同じではないため、２種類のポリマーに区分することができる。例を挙げて説明すると、第１ポリマーおよび第２ポリマーは、異なる表面張力を有してもよく、性質は、それらの構造中に異なる繰り返し単位を取り込むことにより完成させることができる。もちろん、第１ポリマーおよび第２ポリマーは、１つまたは複数の同じ繰り返し単位を有してもよいが、これらの同じ繰り返し単位において、少なくとも１つの繰り返し単位は、２種類のポリマーにおいて占める比率が異なるため、第１ポリマーと第２ポリマーを区分することができる。

例えば、一般的に、液晶配向剤は、優れた電気特性、強い機械性質および良好な配向性を有することが望まれるため、液晶配向剤において諸性質を調整することが必要となる可能性がある。これらの性質は、１種類のポリマー中に共存できるものもあるが、共存が困難なものもあるため、液晶配向剤が２種類のポリマーを有することにより、液晶配向剤の性質をさらにフレキシブルに調整できるという利点がある。

以下、第１ポリマーおよび第２ポリマーについて、詳しく説明する。

第１ポリマーおよび第２ポリマーの組成式は、それぞれ、式（１）および式（２）で表される。

式（１）および式（２）において、ｍ＋ｎ＝１且つｍ≧０であり、ｏ＋ｐ＝１且つｏ≧０である。つまり、ポリイミド単位とポリアミック酸単位の相対的比率は、特に制限されない。

Ｒ₁およびＲ₃は、それぞれテトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基であり、且つ少なくとも一部のＲ₁および少なくとも一部のＲ₃は、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導される。上述した芳香族テトラカルボン酸二無水物は、例えば、以下の＜実験＞の部分のＤ１で表されるモノマー、Ｄ２で表されるモノマーまたはその組み合わせであるが、Ｄ１で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物（すなわち、ピロメリット酸二無水物）がより好適であってもよい。第１ポリマーまたは第２ポリマーが芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基を含有する時、液晶配向膜の配向力の効果が上がる。

１つの実施形態において、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基は、それぞれ、Ｒ₁とＲ₃の総量の５モル％〜１００モル％を占め、より好適には、２０モル％〜１００モル％を占め、最も好適には、３０モル％〜１００モル％を占める。別の実施形態において、ピロメリット酸二無水物から誘導された四価有機基は、それぞれ、Ｒ₁とＲ₃の総量の５モル％〜１００モル％を占め、より好適には、２０モル％〜１００モル％を占め、最も好適には、３０モル％〜１００モル％を占める。

Ｒ₂およびＲ₄は、それぞれ、ジアミンから誘導された二価有機基であり、且つＸモル％のＲ₂およびＹモル％のＲ₄は、ベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導される。Ｘは、５〜５０の間であり、Ｙは、０〜２０の間であり、且つＸ＞Ｙである。

第１ポリマーまたは第２ポリマーがベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導された二価有機基を含有する時、液晶配向膜の耐ラビング性や残像現象に対する改善効果がある。

ベンゾイミダゾール基を有するジアミンは、例えば、式（３）で表される。

式中、Ｒは、水素、炭素数が１〜２０のアルキル、芳香環構造を有する一価有機基または炭素数が３〜２０の一価脂環族基である。１つの実施形態において、Ｒは、水素である。

１つの実施形態において、５モル％〜５０モル％のＲ₂および０モル％〜２０モル％のＲ₄は、式（３）で表されるジアミンから誘導される。

本実施形態において、第１ポリマーおよび第２ポリマーは、いずれもベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導された二価有機基を含有することができるが、以下の可能性を排除するものではない。すなわち、第１ポリマーのみがベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導された二価有機基を含有してもよい。例えば、５モル％〜５０モル％のＲ₂は、式（３）で表されるジアミンから誘導され、且つＲ₄は、ベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導された二価有機基を含まない。

本実施形態は、基本的に、第１ポリマーおよび第２ポリマーの液晶配向剤における相対的な含有量を制限しない。すなわち、液晶配向剤において同時に第１ポリマーおよび第２ポリマーを含んでさえいれば、上述した耐ラビング性、残像現象および配向力を上げる効果を達成することができる。各実施形態において、第１ポリマーと第２ポリマーの総量に対し、第１ポリマーが占める比率は、５重量％〜９５重量％であってもよく、より好適には、３０重量％〜９５重量％であり、最も好適には、５０重量％〜９５重量％である。

＜ポリアミック酸‐ポリイミドの合成＞

以下、第１ポリマーと第２ポリマーの合成方法について説明する。

ポリイミド‐ポリアミック酸の合成反応に使用するテトラカルボン酸二無水物とジアミンの比率は、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基の含有量を１当量とすると、ジアミンのアミノ基が、より好適には、０．５当量〜２当量であり、最も好適には、０．７当量〜１．５当量である。

ポリイミド‐ポリアミック酸の合成は、いずれも有機溶媒中で完成され、使用する有機溶媒は、溶解度が比較的高い有機溶媒と溶解度が比較的低い有機溶媒とに分けられる。ポリイミド‐ポリアミック酸に対する溶解度が比較的高い有機溶媒は、例えば、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、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‐メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド（hexamethyl phosphoramide）、γ-ブチロラクトン、ピリジン等を含み、２種類以上の溶剤を混合して使用してもよい。

ポリイミド‐ポリアミック酸に対する溶解度が比較的低い有機溶媒は、上述した有機溶媒と混合して使用してもよいが、ポリイミド‐ポリアミック酸が分離しないことを使用の制限とする。ポリイミド‐ポリアミック酸に対する溶解度が比較的低い溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ‐ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジエチルエーテル、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、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、１，２‐ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ‐ヘキサン、ｎ‐ヘプタン、ｎ‐オクタン等を含む。

ポリイミド‐ポリアミック酸の形成は、脱水閉環反応を行う必要があり、脱水閉環反応は、（１）直接加熱して脱水閉環すること、（２）脱水剤と触媒を添加することにより行うことができる。

方法（１）：脱水閉環反応の反応温度は、５０℃〜３００℃であってもよく、好適には、１００℃〜２５０℃である。反応温度が５０℃よりも低い時、脱水閉環反応は進行しない。

方法（２）：脱水剤および触媒を添加して脱水閉環反応を行う時の反応温度は、２０℃〜１５０℃であってもよく、好適には、０℃〜１２０℃である。脱水剤は、例えば、酢酸無水物、プロピオン酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物等の酸無水物を使用することができる。脱水剤の用量は、必要な閉環率をみて定めるが、好適には、ポリイミド‐ポリアミック酸の繰り返し単位１モル毎に対し、０．０１〜２０モルの脱水剤を使用する。触媒は、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルピリジン等の３級アミンを使用することができ、触媒の用量は、好適には、脱水剤の用量１モル毎に対し、０．０１モル〜１０モルの触媒を使用する。

ポリイミド‐ポリアミック酸の純化方法については、ポリイミド‐ポリアミック酸の反応溶液を溶解度が比較的低い大量の溶媒中に注入して、沈殿物を得てから、減圧乾燥させることにより、ポリイミド‐ポリアミック酸を得ることができる。ポリイミド‐ポリアミック酸を有機溶媒中に溶解し、それに対して溶解度が比較的低い溶媒により沈殿を行う。このステップを１回または複数回行ってポリイミド‐ポリアミック酸を純化する。最後に、溶解度が比較的高い溶媒でポリイミド‐ポリアミック酸を溶解する。

第１実施形態の液晶配向剤において、上述した第１ポリマーおよび第２ポリマーの他に、例えば、溶媒、有機シラン／シロキサン化合物およびエポキシ化合物等のその他の成分をさらに含んでもよい。

溶媒は、特に限定されず、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、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‐メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、γ-ブチロラクタム、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モノ‐ｎ‐プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等であってもよく、２種類以上の溶媒を混合して使用してもよい。上述した溶媒以外、ポリイミド‐ポリアミック酸を溶解することのできる溶媒であれば、いずれも使用可能である。

有機シラン／シロキサン化合物は、特に限定されず、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエチルシラン、ビニルメチルシラン、Ｎ‐（２‐アミノエチル）‐３‐アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ‐（２‐アミノエチル）‐３‐アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３‐エポキシプロピルオキシプロピルトリメトキシシラン、３‐エポキシプロピルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、３‐カルバミドプロピルトリメトキシシラン（3-carbamidopropyl trimethoxysilane）、３‐カルバミドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ‐エトキシカルボニル‐３‐アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ‐エトキシカルボニル‐３‐アミノプロピルトリエトキシアミノシラン、Ｎ‐トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、Ｎ‐トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、Ｎ‐ビス（オキシエチレン）‐３‐アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ‐ビス（オキシエチレン）‐３‐アミノプロピルトリエチルシラン等であってもよい。

液晶配向剤は、有機シラン／シロキサン化合物を含んでも、含まなくてもよい。液晶配向剤が有機シラン／シロキサン化合物を含む状況において、液晶配向剤中の有機シラン／シロキサン化合物の含有量が多すぎると、形成される液晶配向膜は、配向不良の現象を起こしやすい。液晶配向剤中の有機シラン／シロキサン化合物の含有量が少なすぎると、形成される液晶配向膜は、耐ラビング性不良や屑粉過多の現象を起こしやすい。本来の液晶配向膜が要求する特性に影響を与えず、また、液晶配向膜の基板表面に対する密着性の改善を考慮すると、液晶配向膜の有機シラン／シロキサン化合物の濃度は、液晶配向剤中の全てのポリマーの重量に対し、好適には、０．０１重量％〜５重量％であり、特に好適には、０．１重量％〜３重量％である。

エポキシ化合物は、特に限定されず、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６‐ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、２，２-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，３，５，６-テトラグリシジル‐２，４‐ヘキサンジオール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’ ‐テトラグリシジル‐ｍ‐フェニルキシレン、１，３‐ビス（Ｎ，Ｎ‐ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’ ‐テトラグリシジル‐４，４’‐ジアミノジフェニルメタン、３‐（Ｎ‐アリル‐Ｎ‐グリシジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３‐（Ｎ，Ｎ‐ジグリシジル）アミノプロピルトリメトキシシランであってもよい。

液晶配向剤は、エポキシ化合物を含んでも、含まなくてもよい。液晶配向剤がエポキシ化合物を含む状況において、液晶配向剤中のエポキシ化合物の含有量が多すぎると、形成される液晶配向膜は、配向不良の現象を起こしやすい。液晶配向剤中のエポキシ化合物の含有量が少なすぎると、形成される液晶配向膜は、耐ラビング性不良や屑粉過多の現象を起こしやすい。本来の液晶配向膜が要求する特性に影響を与えず、また、液晶配向膜の基板表面に対する密着性の改善を考慮すると、液晶配向膜のエポキシ化合物の濃度は、液晶配向剤の総重量に対し、好適には、０．０１重量％〜３重量％であり、特に好適には、０．１重量％〜２重量％である。

粘度および揮発性を考慮すると、本実施形態の液晶配向剤の固体含有量は、より好適には、１重量％〜１０重量％である。本実施形態の液晶配向剤を基板の上に塗布することにより、液晶配向膜が形成される。液晶配向剤の固体含有量が１重量％よりも低い場合、塗布された配向膜は、膜厚が薄くなりすぎて、液晶配向性が下がる。液晶配向剤の固体含有量が１０重量％よりも高い場合は、塗布品質に影響を与える。

本発明の液晶配向剤の温度は、より好適には、０℃〜１５０℃であり、さらに好適には、２０℃〜５０℃である。

本発明のその他の実施形態において、以下のプロセスにより製造することのできる液晶配向膜およびその液晶配向膜を有する液晶表示素子を提供する。

（１）第１実施形態の液晶配向剤を、ローラコーティング法、スピンコーティング法または印刷法により、パターニングされた透明導電膜を有するガラス基板上に印加してから、加熱ベーキングを行い、薄膜（すなわち、液晶配向膜）を形成する。塗布後に加熱ベーキングを行う主な目的は、本発明の配向剤中の有機溶媒を除去し、ポリアミック酸の脱水閉環反応を促進することである。その加熱ベーキングの温度は、８０℃〜３００℃であってもよく、最も好適には、１００℃〜２４０℃である。形成される薄膜の厚さは、最も好適には、０．００５μｍ〜０．５μｍである。

（２）形成された液晶配向膜を、ナイロンまたは綿繊維布を巻き付けたローラーで一定の方向に摩擦を行うことが必要である。このステップにより、液晶配向膜は、液晶分子に配向性を提供することができる。

（３）上述した液晶配向膜を有する基板の上に密封剤を塗布し、もう１つの上記液晶配向膜を有する基板の上に間隙物質を噴霧する。続いて、２つの液晶配向膜基板を互いのラビング方向が互いに垂直または平行となるように組み合わせ、且つその隙間に液晶を注入して、注射孔を密封し、液晶表示素子を形成する。

＜実験＞

以下に、実験例を参照して、本発明をさらに具体的に説明する。以下の実験にて説明を行うが、本発明の範囲を超えない状況において、使用する材料、用量および比率、プロセスの詳細、プロセスの手順等を適切に変更してもよい。そのため、以下に述べる実験に基づいて、本発明に対する限定的な解釈を行ってはいけない。

合成例１〜８：ポリマーＡ１〜Ａ６とポリマーＢ１、Ｂ２の合成

下記の各ポリマーの合成に用いたモノマーは、以下の通りである。

表１に示した比率に基づいて、上述した各ジアミンと各テトラカルボン酸二無水物を順番にＮ‐メチル‐２‐ピロリドン中に添加して、固体成分が２５重量％の溶液を製造し、４０℃で５〜６時間反応させて、ポリアミック酸を得た。ポリアミック酸溶液を希釈した後、適切な比率のピリジンおよび無水酢酸を添加して、１００℃〜１１０℃で脱水／環化反応を３時間〜４時間行い、溶液をエタノールに注入して析出を行い、エタノールで洗浄、純化を行った。最後に、固体を収集して、減圧乾燥により、生成物としてポリイミド‐ポリアミック酸を得た。表１に示した比率は、１００モル％に対するジアミン化合物のモル％である。

実験例１〜８および対照例１〜３の実験方法：

表２に示した比率のポリマーＡと固体ポリマーＢをγ‐ブチロラクトンとＮ‐メチル‐２‐ピロリドンの混合溶媒中に溶解して、固体成分が６重量％の溶液を製造し、直径１μｍの濾過器で濾過した。収集された濾液が、本実施形態の液晶配向剤である。

ローラー印刷機で液晶配向剤をガラス基板上に印加し、２２０℃の加熱プレートで３０分乾燥させて、厚さが０．０８μｍの薄膜（すなわち、液晶配向膜）を形成した。この薄膜をローラー回転速度１０００（回転／分）、プラットホームの移動速度６０（ｍｍ／秒）、圧入量０．４μｍで一定の方向に摩擦を行った。

続いて、上述した液晶配向膜を形成した基板上に密封剤を塗布し、もう１つの前記液晶配向膜を有する基板上に間隙物質を噴霧した。２つの液晶配向基板を互いのラビング方向が互いに垂直または平行となるように組み合わせ、且つその基板の隙間に液晶（ＺＬＩ-４７９２、Ｍｅｒｃｋ社製）を注入して、注射孔を密封し、液晶表示素子を形成した。

得られた液晶表示素子に対し、プレチルト角安定性、耐ラビング性、配向性、残像現象の判定に対する評価を行った。評価方法は以下の通りであり、評価結果は、表２に示した通りである。

液晶表示素子の評価方法

（１）耐ラビング性

液晶配向剤をスピンコーティング法でＩＴＯ基板上に塗布して、オーブンでベーキングしてから、回転速度１０００（回転／分）、プラットホームの移動速度６０（ｍｍ／秒）、圧入量０．４ｍｍで一定の方向にラビングを行い、偏光顕微鏡でラビング後の表面を目視観察した。

（２）配向性

測定条件：液晶表示素子を１２１℃、湿度１００％、２ａｔｍの環境に置き、２４時間経ってから、再度偏光顕微鏡で液晶配列に異常がないかどうかを観察した。

（３）残留直流電圧

測定条件：５Ｖの電圧を液晶表示素子に印加し、３６００秒維持してから１秒放電し、最後に、６００秒目の時の残留直流電圧値を記録した。

（４）残像現象の判定

測定条件：通電圧での液晶表示素子の特定位置の透過性および電圧の変化を測定し、透過性が５０％の時の電圧を得た後、この数値で液晶表示素子を数分間駆動させ、輝度値を記録した。続いて、それを３０分間充電（１０Ｖ交流電）した後、再度透過性５０％の電圧で駆動させ、その１０分後に輝度値を測定し、最後に、充電前後の輝度の変化差を計算して、百分率で表現した。変化量が０．５％よりも小さい場合を優、０．５％〜１％の場合を中、１％よりも大きい場合を劣と判定した。

表１の実験条件と表２の実験結果を統合すると、以下の結論が得られる。ポリマーＡ１〜Ａ６は、いずれも芳香族テトラカルボン二無水物から誘導される構造を有するため、これらのポリマーを含有する液晶配向膜は、通常、配向性が比較的優れている。また、ポリマーＡ１〜Ａ４は、いずれも５‐アミノ‐２‐（４‐アミノフェニル）ベンゾイミダゾール（5-amino-2-(4-aminophenyl) benzimidazole、すなわちモノマーＤ４)の構造を有するため、これらのポリマーを含有する液晶配向膜（実施例１〜８）は、対照例１〜３に比べ、耐ラビング性が比較的強く、残留直流電流が比較的低く、残像表現が比較的良好である。

以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

Claims (10)

1. 式（１）で表される第１ポリマーと、
   式（２）で表される第２ポリマーと
   を含み、式中、ｍ＋ｎ＝１且つｍ≧０であり、ｏ＋ｐ＝１且つｏ≧０であり、
   Ｒ₁およびＲ₃が、それぞれテトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基であり、且つ少なくとも一部のＲ₁および少なくとも一部のＲ₃が、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導され、
   Ｒ₂およびＲ₄が、それぞれジアミンから誘導された二価有機基であり、且つＸモル％のＲ₂およびＹモル％のＲ₄が、ベンゾイミダゾール基を有するジアミンから誘導され、
   Ｘが、５〜５０の間であり、Ｙが、０〜２０の間であり、且つＸ＞Ｙである液晶配向剤。
2. 芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導された四価有機基が、Ｒ₁とＲ₃の総量の５モル％〜１００モル％を占める請求項１に記載の液晶配向剤。
3. ピロメリット酸二無水物から誘導された四価有機基が、Ｒ₁とＲ₃の総量の５モル％〜１００モル％を占める請求項１に記載の液晶配向剤。
4. ピロメリット酸二無水物から誘導された四価有機基が、Ｒ₁とＲ₃の総量の３０モル％〜１００モル％を占める請求項１に記載の液晶配向剤。
5. ５モル％〜５０モル％のＲ₂および０モル％〜２０モル％のＲ₄が、式（３）で表されるジアミンから誘導され、
   式中、Ｒが、水素、炭素数が１〜２０のアルキル、芳香環構造を有する一価有機基または炭素数が３〜２０の一価脂環族基である請求項１に記載の液晶配向剤。
6. ５モル％〜５０モル％のＲ₂が、式（３）で表されるジアミンから誘導され、且つＲ₄が、式（３）で表されるジアミンから誘導された二価有機基を含まない請求項５に記載の液晶配向剤。
7. Ｒが、水素である請求項５に記載の液晶配向剤。
8. 前記第１ポリマーが、前記第１ポリマーと前記第２ポリマーの総量の５重量％〜９５重量％を占める請求項１に記載の液晶配向剤。
9. 請求項８に記載の液晶配向剤により製造された液晶配向膜。
10. 請求項９に記載の液晶配向膜を含む液晶表示素子。