CN101671566A - 液晶取向剂和液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶取向剂和液晶显示元件。提供能够形成使横电场式液晶显示元件中可实现兼具广视角性能和高品质显示与良好的残像性能和烧屏性能的液晶取向膜的液晶取向剂。上述液晶取向剂包括选自使四羧酸二酐与含有具有上述式(A)(式(A)中,“*”表示为连接键)表示的结构和两个氨基的化合物的二胺反应所制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物。

Description

液晶取向剂和液晶显示元件
技术领域
本发明涉及液晶取向剂和液晶显示元件。更具体地说,涉及特别适用于形成横电场方式液晶显示元件的液晶取向膜的液晶取向剂,以及残像性能、烧屏性能优良、并且能够实现高品质显示的横电场式液晶显示元件。
背景技术
仅仅在相对设置的一对基板的一侧形成电极、在与基板平行的方向上产生电场的横电场式液晶显示元件,已知与在两块基板上形成电极并在与基板垂直方向上产生电场的老式纵电场式液晶显示元件相比,具有更广的视角性能,并且能够实现更高品质的显示。这种横电场式液晶显示元件在例如专利文献1和2以及非专利文献1中有记载。横电场式液晶显示元件,由于液晶分子仅在与基板平行的方向上发生电场响应,因而不会产生液晶分子长轴方向上的折射率发生变化的问题,即使在变换视角时,观察者能够辨别的对比度和显示色深浅的变化也较小,因此不管视角如何,都能实现高品质的显示。由于为了获得这种有益效果,入射偏光的入射角的依赖性小是很有利的,因而在横电场式液晶显示元件中,期望在没有施加电场时的初始取向性能中的预倾角小。
不过,在横电场式液晶显示元件中,会出现残像、烧屏问题的情况,需要这方面的改进。对此,在专利文献3中,提出了通过使用由含高比率芳香族结构的聚合物构成的液晶取向膜,来改善残像性能、烧屏性能的方法。但是,若使用含高比率芳香族结构的液晶取向膜,则不可避免会增大预倾角,由此将降低横电场式显示元件的如上所述的有益效果。
在横电场式液晶显示元件中,能够形成可充分显示出上述有益效果,并能显示改善的残像性能、烧屏性能的液晶取向膜的液晶取向剂还是未知的,故迫切需要提供这种液晶取向剂。
【专利文献1】美国专利US005928733A
【专利文献2】日本特开昭56-91277号公报
【专利文献3】日本特开2008-15497号公报
【专利文献4】日本特开平6-222366号公报
【专利文献5】日本特开平6-281937号公报
【专利文献6】日本特开平5-107544号公报
【非专利文献1】″Liq.Cryst.″,Vol.22,p379(1996年)
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作出的,其目的是提供能够形成使横电场式液晶显示元件中可实现兼具广视角性能和高品质显示与良好的残像性能和烧屏性能的液晶取向膜的液晶取向剂。
本发明的另一目的是提供兼具广视角性能和高品质显示与良好的残像性能和烧屏性能的横电场式液晶显示元件。
本发明的其他目的和优点,可由以下的说明获悉。
根据本发明,本发明的上述目的和优点,第一,由一种液晶取向剂达成,其包括选自使四羧酸二酐与含有具有下述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物的二胺反应所制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物,
Figure A20091016890400061
(式(A)中,“*”表示为连接键)。
本发明的上述目的和优点,第二,由具有由上述液晶取向剂形成的液晶取向膜的横电场式液晶显示元件达成。
本发明的液晶取向剂,当用于横电场式液晶显示元件时,能够形成可实现兼具广视角性能和高品质显示与良好的残像性能和烧屏性能的液晶取向膜。因此,具有由这种液晶取向剂形成的液晶取向膜的本发明横电场式液晶显示元件,兼具广视角性能和高品质显示与良好的残像性能和烧屏性能,可适合作为各种液晶显示元件,例如钟表、便携式游戏机、文字处理器、笔记本型个人电脑、汽车导航仪、摄像机、PDA、数码照相机、移动电话、各种监视器、液晶电视机等的显示装置中所用的液晶显示元件使用。
附图说明
图1是显示实施例和比较例中用于残像性能的评价而制造的横电场式液晶显示元件所具有的两组透明导电膜图案的构成的示意图。
具体实施方式
本发明的液晶取向剂包括选自使四羧酸二酐与含有具有上述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物的二胺反应所制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物。
<聚酰胺酸>
本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸,可以由四羧酸二酐与含有具有上述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物的二胺反应而制得。
[四羧酸二酐]
作为用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的四羧酸二酐,可以列举脂环式四羧酸二酐、脂肪族四羧酸二酐和芳香族四羧酸二酐。
作为上述脂环式四羧酸二酐的具体例子,可以列举例如1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酐、顺式-3,7-二丁基环辛-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、3,5,6-羰基-2-羧基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-乙基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-乙基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-乙基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、双环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氢呋喃-2’,5’-二酮)、下述式(T-I)或(T-II)表示的化合物等;
Figure A20091016890400081
(式(T-I)和(T-II)中,R1和R3各自为具有芳香环的2价有机基团,R2和R4各自为氢原子或烷基,存在的多个R2和R4各自可以相同,也可以不同)。
作为上述脂肪族四羧酸二酐的具体例子,可以列举例如丁烷四羧酸二酐等。
作为上述芳香族四羧酸二酐的具体例子,可以列举例如均苯四酸二酐、4,4’-二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基硅烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、二(邻苯二甲酸)苯膦氧化物二酐、对亚苯基-二(三苯基邻苯二甲酸)二酐、间亚苯基-二(三苯基邻苯二甲酸)二酐、二(三苯基邻苯二甲酸)-4,4’-二苯醚二酐、二(三苯基邻苯二甲酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、丙二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、2,2-二(4-羟苯基)丙烷-二(脱水偏苯三酸酯)等。
这些四羧酸二酐可以一种单独或两种以上组合使用。
用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的四羧酸二酐,优选为含有选自脂环式四羧酸二酐和芳香族四羧酸二酐中的均苯四酸二酐及4,4’-二邻苯二甲酸二酐构成的群组中的至少一种(以下称为“特定四羧酸二酐”)的四羧酸二酐。
作为特定四羧酸二酐,优选为选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、顺式-3,7-二丁基环辛-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、3,5,6-三羰基-2-羧基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、双环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氢呋喃-2’,5’-二酮)、上述式(T-I)表示的化合物中的下述式(T-1)~(T-3)各自表示的化合物、上述式(T-II)表示的化合物中的下述式(T-4)表示的化合物、均苯四酸二酐和4,4’-二邻苯二甲酸二酐构成的群组中的至少一种,
Figure A20091016890400101
特别优选为选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、均苯四酸二酐和4,4’-二邻苯二甲酸二酐构成的群组中的至少一种。
用于合成本发明液晶取向剂中所含的聚酰胺酸的四羧酸二酐,优选相对于全部四羧酸二酐,含有60摩尔%以上,更优选含有80摩尔%以上如上所述的特定四羧酸二酐。
[二胺]
用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的二胺,是含有具有上述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物(以下称为“化合物(A)”)的二胺。作为这种化合物(A),可以列举例如下述式(A-1)表示的化合物,
Figure A20091016890400111
(式(A-1)中,U各自为亚甲基、碳原子数为2~6的亚烷基、亚苯基、亚萘基、亚环己基、亚嘧啶基或亚三嗪基,n为1~5的整数,存在的多个U各自可以相同,也可以不同)。
作为上述式(A-1)中的U的具体例子,可以列举例如1,3-亚丙基、1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、萘-1,5-二基、嘧啶-2,5-二基、三嗪-2,4-二基等。
作为上述式(A-1)表示的化合物的具体例子,可以列举N,N’-二(3-氨基丙基)哌嗪、N,N’-二(4-氨基环己烷基)哌嗪、N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪等,它们当中,优选N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪。
作为用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的二胺,可以仅单独使用化合物(A),也可以将化合物(A)与其他二胺组合使用。
作为本发明中可以使用的其他二胺,可以列举例如对苯二胺、间苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基乙烷、4,4’-二氨基二苯基硫醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基苯甲酰苯胺、4,4’-二氨基二苯醚、1,5-二氨基萘、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、5-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满、6-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满、3,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯酮、3,4’-二氨基二苯酮、4,4’-二氨基二苯酮、2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-二(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、1,3-二(4-氨基苯氧基)苯、1,3-二(3-氨基苯氧基)苯、9,9-二(4-氨基苯基)-10-氢蒽、2,7-二氨基芴、9,9-二(4-氨基苯基)芴、4,4’-亚甲基-二(2-氯苯胺)、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二氨基-5,5’-二甲氧基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-(对亚苯基二异亚丙基)二苯胺、4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二苯胺、2,2’-二[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)联苯、4,4’-二[(4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯、二(4-氨基苯基)联苯胺、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺、下述式(D-1)和(D-2)各自表示的化合物等芳香族二胺,
(式(D-1)中的y为2~12的整数,式(D-2)中的z为1~5的整数);
1,1-间苯二甲胺、1,3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、1,4-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、四氢二环戊二烯二胺、三环[6.2.1.02,7]十一亚烷基二甲基二胺、4,4’-亚甲基二(环己胺)、1,3-二(氨基甲基)环己烷等脂肪族或脂环式二胺;
2,3-二氨基吡啶、2,6-二氨基吡啶、3,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基嘧啶、5,6-二氨基-2,3-二氰基吡嗪、5,6-二氨基-2,4-二羟基嘧啶、2,4-二氨基-6-二甲氨基-1,3,5-三嗪、1,4-二(3-氨基丙基)哌嗪、2,4-二氨基-6-异丙氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-甲基-s-三嗪、2,4-二氨基-1,3,5-三嗪、4,6-二氨基-2-乙烯基-s-三嗪、2,4-二氨基-5-苯基噻唑、2,6-二氨基嘌呤、5,6-二氨基-1,3-二甲基尿嘧啶、3,5-二氨基-1,2,4-三唑、6,9-二氨基-2-乙氧基吖啶乳酸酯、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、1,4-二氨基哌嗪、3,6-二氨基吖啶、二(4-氨基苯基)苯基胺、1-(3,5-二氨基苯基)-3-癸基琥珀酰胺、1-(3,5-二氨基苯基)-3-十八烷基琥珀酰胺、下述式(D-I)表示的化合物等分子内具有2个伯氨基以及该伯氨基以外的氮原子的二胺,
Figure A20091016890400131
(式(D-I)中,X各自为具有选自吡啶、嘧啶、三嗪以及哌啶构成的群组中的含氮原子环状结构的2价有机基团,R5为2价的有机基团,R6各自为碳原子数为1~4的烷基,a各自为0~3的整数,存在的多个X各自可以相同,也可以不同,当R6存在多个时,它们各自可以相同,也可以不同);
下述式(D-II)表示的化合物等二氨基有机硅氧烷等,
Figure A20091016890400132
(式(D-II)中,R7各自为碳原子数为1~12的烃基,存在的多个R7各自可以相同,也可以不同,p各自为1~3的整数,q为1~20的整数)。
这些二胺可以单独或两种以上组合使用。
上述芳香族二胺的苯环,任选可被一个或两个以上的碳原子数为1~4的烷基(优选甲基)取代。上述式(D-I)中的R6各自优选为甲基,a各自优选为0或1,更优选为0。
作为这些二胺中优选二胺,分别可以列举上述芳香族二胺中的对苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯硫醚、1,5-二氨基萘、2,7-二氨基芴、4,4’-二氨基二苯基醚、2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-二(4-氨基苯基)芴、2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-二(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-(对亚苯基二异亚丙基)二苯胺、4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二苯胺、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯、2,6-二氨基吡啶、3,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基嘧啶、3,6-二氨基吖啶、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺或者上述式(D-1)或(D-2)表示的化合物;
上述脂环族二胺中的1,4-环己烷二胺或4,4’-亚甲基二(环己胺);
上述式(D-I)表示的化合物中的下述式(D-3)表示的化合物;
Figure A20091016890400141
上述式(D-II)表示的化合物中的1,3-二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷。
用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的二胺,优选相对于全部二胺含有1摩尔%以上,更优选含有10摩尔%以上,进一步优选含有10~80摩尔%,特别优选含有15~50摩尔%化合物(A)。
用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的二胺,优选除了化合物(A)以外还含有芳香族二胺,更优选除了化合物(A)和芳香族二胺以外进一步含有上述式(D-II)表示的化合物。
当用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的二胺含有芳香族二胺时,作为其使用比率,优选为20~99摩尔%,更优选为50~90摩尔%,进一步优选为50~85摩尔%。
当用于合成本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸的二胺含有上述式(D-II)表示的化合物时,作为其使用比率,优选为0.1~10摩尔%,更优选为1~8摩尔%,进一步优选为3~7摩尔%。
[聚酰胺酸的合成]
本发明液晶取向剂中的聚酰胺酸,可以通过使四羧酸二酐与含有化合物(A)的二胺反应而制得。
供给聚酰胺酸合成反应的四羧酸二酐与二胺的使用比率,优选相对于二胺的1当量氨基,使四羧酸二酐的酸酐基为0.2~2当量的比率,更优选使其为0.7~1.2当量的比率。
聚酰胺酸的合成反应,优选在有机溶剂中,优选于-20~150℃、更优选于0~100℃的温度条件下,优选进行1~72小时,更优选进行3~48小时。这里,作为有机溶剂,只要是能够溶解生成的聚酰胺酸的溶剂,则对其没有特别的限制,可以例示例如N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙酰胺等酰胺化合物、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺等非质子性化合物;间甲基酚、二甲苯酚、苯酚、卤代苯酚等酚性化合物等。有机溶剂的用量(α:当有机溶剂与下述的不良溶剂联用时,是指它们的合计量),通常,优选为使四羧酸二酐和二胺的总量(β)相对于反应溶液的总量(α+β)为0.1~30重量%的量。
上述有机溶剂中,在不使生成的聚酰胺酸析出的范围内,还可以联用通常认为是聚酰胺酸的不良溶剂的醇类、酮类、酯类、醚类、卤代烃类、烃类等。作为这种不良溶剂的具体例子,可以列举例如甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇异丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、二异丁基酮、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚等。
当将有机溶剂与如上所述的不良溶剂联用时,不良溶剂的用量,可以在不使生成的聚酰胺酸析出的范围内适当地设定,优选相对于溶剂的总量为30重量%以下,更优选为20重量%以下。
如上所述,得到溶解了聚酰胺酸的反应溶液。该反应溶液,可以将其直接供给液晶取向剂的调制,也可以将反应溶液中所含的聚酰胺酸分离出来后供给液晶取向剂的调制,或者也可以将分离出的聚酰胺酸精制后再供给液晶取向剂的调制。聚酰胺酸的分离,可以通过将上述反应溶液投入到大量的不良溶剂中,得到析出物,再在减压下干燥该析出物的方法,或者将反应溶液用蒸发器减压馏出的方法而进行。另外,通过使该聚酰胺酸再次溶解于有机溶剂中,然后用不良溶剂使其析出的方法,或者进行一次或几次用蒸发器减压馏出的工序的方法,可以精制聚酰胺酸。
<聚酰亚胺>
本发明液晶取向剂中的聚酰亚胺,可以通过将如上所述的聚酰胺酸脱水闭环酰亚胺化而制得。
本发明液晶取向剂中所含的聚酰亚胺,可以是其前体聚酰胺酸所具有的酰胺酸结构全部脱水闭环的完全酰亚胺化物,也可以是仅一部分酰胺酸结构脱水闭环的、酰胺酸结构与酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。
本发明液晶取向剂中所含的聚酰亚胺,其酰亚胺化率优选为40%以上,更优选为50~90%。通过使用酰亚胺化率为40%以上的聚酰亚胺,可以获得能够形成残像消除时间更短的液晶取向膜的液晶取向剂。
上述酰亚胺化率,是相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构数与酰亚胺环结构数的合计数量,酰亚胺环结构数所占的比率用百分率表示的值。此时,酰亚胺环的一部分还可以是异酰亚胺环。酰亚胺化率可以通过将聚酰亚胺溶于适当的氘代溶剂(例如氘代二甲基亚砜)中,以四甲基硅烷为基准物质,在室温(例如25℃)下测定1H-NMR,由测定结果按照下述公式(i)求出。
酰亚胺化率(%)=(1-A1/A2×α)×100    (i)
(公式(i)中,A1为化学位移10ppm附近出现的源于NH基质子的峰面积,A2为源于其他质子的峰面积,α为相对于聚酰亚胺的前体(聚酰胺酸)中的1个NH基的其他质子的个数比率)。
聚酰胺酸的脱水闭环,优选(i)通过加热聚酰胺酸的方法,或者(ii)通过将聚酰胺酸溶于有机溶剂中,向该溶液中加入脱水剂和脱水闭环催化剂并根据需要加热的方法进行。
上述(i)的加热聚酰胺酸的方法中的反应温度,优选为50~200℃,更优选为60~170℃。反应时间优选为1~8小时,更优选为3~5小时。当反应温度不足50℃时,则脱水闭环反应不能进行充分,若反应温度超过200℃,则会出现所得聚酰亚胺的分子量下降的情况。
另一方面,在上述(ii)的在聚酰胺酸溶液中添加脱水剂和脱水闭环催化剂的方法中,作为脱水剂,可以使用例如醋酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脱水剂的用量,根据所需的酰亚胺化率而定,优选相对于聚酰胺酸的1摩尔酰胺酸结构为0.01~20摩尔。另外,作为脱水闭环催化剂,可以使用例如吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙胺等叔胺。但是,并不局限于这些。脱水闭环催化剂的用量,优选相对于1摩尔所用脱水剂为0.01~10摩尔。上述脱水剂、脱水闭环剂的用量越多,可使酰亚胺化率越高。作为脱水闭环反应中所用的有机溶剂,可以列举作为聚酰胺酸的合成中所用的有机溶剂而例示的有机溶剂。脱水闭环反应的反应温度,优选为0~180℃,更优选为10~150℃。反应时间优选为1~8小时,更优选为3~5小时。
上述方法(i)中制得的聚酰亚胺,可以将其直接供给液晶取向剂的调制,或者也可以将制得的聚酰亚胺精制后再供给液晶取向剂的调制。另外,在上述方法(ii)中,得到含聚酰亚胺的反应溶液。该反应溶液,可以将其直接供给液晶取向剂的调制,也可以从反应溶液中除去脱水剂和脱水闭环催化剂之后供给液晶取向剂的调制,还可以将聚酰亚胺分离出来后供给液晶取向剂的调制,或者也可以将分离的聚酰亚胺精制后再供给液晶取向剂的调制。从反应溶液中除去脱水剂和脱水闭环催化剂,可以采用例如溶剂置换等方法。聚酰亚胺的分离、精制,可以采取与以上作为聚酰胺酸的分离、精制方法所描述的同样的操作而进行。
[末端修饰型的聚合物]
本发明液晶取向剂中可以含有的聚酰胺酸或聚酰亚胺,还可以是调节了分子量的末端修饰型聚合物。通过使用末端修饰型的聚合物,可以在不损害本发明效果的前提下进一步改善液晶取向剂的涂敷性能等。这种末端修饰型聚合物可以通过在聚酰胺酸的合成时,向聚合反应体系中加入分子量调节剂而进行。作为分子量调节剂,可以列举单酐、单胺化合物、单异氰酸酯化合物等。
作为上述单酐,可以列举例如马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐、正十六烷基琥珀酸酐等。作为上述单胺化合物,可以列举例如苯胺、环己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五烷胺、正十六烷胺、正十七烷胺、正十八烷胺、正二十烷胺等。作为上述单异氰酸酯化合物,可以列举例如异氰酸苯酯、异氰酸萘基酯等。
分子量调节剂的使用比率,相对于100重量份聚酰胺酸合成时所使用的四羧酸二酐和二胺的合计量,优选为20重量份以下,更优选为10重量份以下。
[溶液粘度]
如上制得的聚酰胺酸或聚酰亚胺,优选当配成浓度为10重量%的溶液时,具有20~800mPa·s的溶液粘度,更优选具有30~500mPa·s的溶液粘度。
上述聚合物的溶液粘度(mPa·s),是对采用该聚合物的良溶剂(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)调制的浓度为10重量%的聚合物溶液,用E型旋转粘度计在25℃下测定的值。
<其他成分>
本发明的液晶取向剂,含有选自如上所述的聚酰胺酸和将其脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物作为必需成分,根据需要还可以含有其他成分。作为这种其他成分,可以列举例如其他聚合物、粘合性增强剂等。
[其他聚合物]
上述其他聚合物可以为了改善溶液性能和电学性能而使用。这种其他聚合物,是使四羧酸二酐与含有化合物(A)的二胺反应而制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺以外的聚合物,可以列举例如使四羧酸二酐与不含化合物(A)的二胺反应而制得的聚酰胺酸(以下称为“其他聚酰胺酸”)、将该聚酰胺酸脱水闭环而制得的聚酰亚胺(以下称为“其他聚酰亚胺”)、聚酰胺酸酯、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷、纤维素衍生物、聚缩醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基马来酰亚胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等。其中,优选其他聚酰胺酸或其他聚酰亚胺。
作为用于合成其他聚酰胺酸或其他聚酰亚胺的四羧酸二酐,可以列举以上作为用于合成本发明液晶取向剂必需成分聚酰胺酸或聚酰亚胺的四羧酸二酐而列举的相同四羧酸二酐。其中优选含有脂环式四羧酸二酐的四羧酸二酐,特别优选1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。用于合成其他聚酰胺酸或其他聚酰亚胺的四羧酸二酐,优选相对于全部四羧酸二酐,含有30摩尔%以上,更优选含有50摩尔%以上脂环式四羧酸二酐。
作为用于合成其他聚酰胺酸或其他聚酰亚胺的二胺,可以列举以上作为可以用于合成本发明液晶取向剂必需成分聚酰胺酸或聚酰亚胺的其他二胺而列举的相同二胺。其中优选含有芳香族二胺的二胺,特别优选含有选自对苯二胺、4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯和1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺构成的群组中的至少一种的二胺。用于合成其他聚酰胺酸或其他聚酰亚胺的二胺,优选相对于全部二胺,含有5摩尔%以上,更优选含有10摩尔%以上芳香族二胺。
其他聚酰胺酸和其他聚酰亚胺分别可以按照上述作为本发明液晶取向剂必须成分聚酰胺酸或聚酰亚胺的合成方法而描述的方法进行合成。
当本发明液晶取向剂含有其他聚合物时,作为选自上述使四羧酸二酐与含有化合物(A)的二胺反应而制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而制得的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物的使用比率,相对于聚合物的合计量(是指使四羧酸二酐与含有化合物(A)的二胺反应而制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而制得的聚酰亚胺以及其他聚合物的合计量,以下相同),优选为1重量%以上,更优选为3~50重量%,特别优选为5~45重量%。
[粘合性增强剂]
上述粘合性增强剂,可以为了提高所得液晶取向膜对基板表面的粘合性的目的而使用。作为这种粘合性增强剂,可以列举例如分子内具有至少一个环氧基的化合物(以下称为“环氧基化合物”)、官能性硅烷化合物等。
作为上述环氧基化合物,可以列举例如乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1,3-二(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N,N-二缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷等。
如上所述的环氧基化合物的使用比率,相对于100重量份聚合物的合计量,优选为40重量份以下,更优选为0.1~30重量份。
作为上述官能性硅烷化合物,可以列举例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基硅烷-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-二(氧乙烯基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-二(氧乙烯基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。
如上所述的官能性硅烷化合物的使用比率,相对于100重量份聚合物的合计量,优选为2重量份以下,更优选为0.01~0.2重量份。
<液晶取向剂>
本发明的液晶取向剂是将如上所述的选自使四羧酸二酐与含有化合物(A)的二胺反应而制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物以及根据需要任选配合的其他添加剂优选溶解含于有机溶剂中而构成的。
作为本发明液晶取向剂中可以使用的有机溶剂,可以列举例如N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇异丙醚、乙二醇正丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙酰胺等。
本发明液晶取向剂中的固体含量浓度(液晶取向剂中溶剂以外的成分的合计重量占液晶取向剂总重量的比率)考虑粘性、挥发性等而适当地选择,优选为1~10重量%的范围。也就是说,本发明的液晶取向剂,如下所述涂敷于基板表面,优选通过加热形成作为液晶取向膜的涂膜,当固体含量浓度不足1重量%时,将导致该涂膜的厚度过小而不能获得良好的液晶取向膜;另一方面,当固体含量浓度超过10重量%时,将导致涂膜厚度过厚而不能获得良好的液晶取向膜,并且,液晶取向剂的粘性增大,导致涂敷性能变差。
特别优选的固体含量浓度范围,根据将液晶取向剂涂敷于基板时所采用的方法而不同。例如,当采用旋涂法时,特别优选固体含量浓度为1.5~4.5重量%的范围。当采用印刷法时,特别优选使固体含量浓度为3~9重量%的范围,这样,可以使溶液粘度落在12~50mPa·s的范围。当采用喷墨法时,特别优选使固体含量浓度为1~5重量%的范围,这样,可以使溶液粘度落在3~15mPa·s的范围。
调制本发明液晶取向剂时的温度,优选为0℃~200℃,更优选为20℃~60℃。
如上制得的本发明液晶取向剂,可特别适用于形成横电场式液晶显示元件的液晶取向膜。
<横电场式液晶显示元件>
本发明的横电场式液晶显示元件具有由如上所述的本发明液晶取向剂形成的液晶取向膜。
本发明的横电场式液晶显示元件可以通过例如以下(1)~(3)的工序制造。
(1)首先,通过在基板上涂敷本发明的液晶取向剂,接着加热涂敷面,而在基板上形成涂膜。
这里,作为基板,使用在设有形成梳齿形图案的透明导电膜的基板的导电膜形成面和与其相对的没有设置导电膜的基板作为一对,优选采用辊涂法、旋涂法或喷墨印刷法,在设有形成梳齿形图案的透明导电膜的基板的导电膜形成面上,以及没有设置导电膜的基板(对向基板)的一面上,分别涂敷本发明的液晶取向剂,然后对各涂敷面进行加热形成涂膜。
作为构成基板的材料,可以使用例如浮法玻璃、钠钙玻璃等玻璃;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料等。作为一侧基板的一面上设置的透明导电膜,可以使用氧化锡(SnO2)制的NESA膜(美国PPG公司注册商标)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)制的ITO膜等,形成图案的透明导电膜的获得,可采用例如在形成无图案的透明导电膜后通过光刻蚀而形成图案的方法、在透明导电膜形成时采用具有所需图案的掩模的方法等。在液晶取向剂的涂敷时,为了进一步改善基板表面和透明导电膜与涂膜的粘合性,还可以在基板表面中的要形成涂膜的面上,进行预先涂敷官能性硅烷化合物、官能性钛化合物等的前处理。
涂敷液晶取向剂后的加热温度,优选为80~300℃,更优选为120~250℃,加热时间优选为1~60分钟,更优选为10~30分钟。形成的涂膜的厚度优选为0.001~1μm,更优选为0.005~0.5μm。
本发明的液晶取向剂通过如上所述涂敷后除去有机溶剂而形成作为取向膜的涂膜,当本发明液晶取向剂含有聚酰胺酸或者同时存在酰亚胺环结构和酰胺酸结构的聚酰亚胺时,还可以在形成涂膜后通过进一步加热使其进行脱水闭环反应,以形成进一步酰亚胺化的涂膜。
(2)然后,采用缠有例如尼龙、人造纤维、棉花等纤维制的布的辊对如上形成的涂膜面进行以一定方向摩擦的打磨处理。这样,可以使涂膜上产生液晶分子的取向能,形成液晶取向膜。
另外,对如上形成的液晶取向膜,进行例如专利文献4(日本特开平6-222366号公报)或专利文献5(日本特开平6-281937号公报)中所示的、对液晶取向膜的一部分照射紫外线而使液晶取向膜一部分区域预倾角改变的处理,或者进行专利文献6(日本特开平5-107544号公报)中所示的、在液晶取向膜部分表面上形成抗蚀膜后,以与先前打磨处理不同的方向进行打磨处理后除去抗蚀膜的处理,使液晶取向膜每一区域具有不同的液晶取向能,这样能够改善所得液晶显示元件的视场性能。
(3)通过在如上形成了液晶取向膜的一对基板的间隙内设置液晶,制造液晶盒。此时,两块基板以各自所具有的液晶取向膜相对向且各液晶取向膜的打磨方向相互垂直或逆平行而设置。液晶盒的制造,可以列举例如以下的两种方法。
第一种方法,是以前已知的方法。首先,通过间隙(盒间隙)将两块基板相对地设置,使各自的液晶取向膜相对向,将两块基板的周边部位用密封剂贴合,向由基板表面和密封剂围成的盒间隙内注充液晶后,封闭注入孔,即可制得液晶盒。
第二种方法,是被称作为ODF(One Drop Fill)方式的方法。在形成液晶取向膜的两块基板中的一块基板上的规定部位,涂敷例如紫外线固化性密封剂材料,再在液晶取向膜面上滴下液晶后,贴合另一块基板,使液晶取向膜相对向,然后对基板整面照射紫外线,使密封剂固化,即可制得液晶盒。
在采用上述第一和第二种方法中的任一方法时,均需接着通过将液晶盒加热至所用液晶呈各向同性相的温度后,缓慢冷却至室温,来消除液晶的流动取向。
然后,通过在液晶盒的外侧表面上贴合偏光片,即可制得本发明的横电场式液晶显示元件。
这里,作为密封剂,可以使用例如含作为固化剂和分隔物的氧化铝球的环氧树脂等。
作为上述液晶,可以列举向列型液晶和碟状型液晶等。其中优选向列型液晶,可以使用例如希夫氏碱类液晶、氧化偶氮基类液晶、联苯类液晶、苯基环己烷类液晶、酯类液晶、三联苯类液晶、联苯基环己烷类液晶、嘧啶类液晶、二氧六环类液晶、双环辛烷类液晶、立方烷类液晶等。并且,这些液晶中还可以添加例如氯化胆甾醇、胆甾醇壬酸酯、胆甾醇碳酸酯等胆甾型液晶;以商品名“C-15”、“CB-15”(メルク社生产)销售的手性剂;对癸氧基苯亚甲基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯等铁电性液晶等而使用。
作为液晶盒外表面上贴合的偏光片,可以列举将聚乙烯醇延伸取向同时吸收碘所得的称作为“H膜”的偏光膜夹在醋酸纤维保护膜中而制成的偏光片,或者H膜自身制成的偏光片。
【实施例】
以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不局限于这些实施例。
另外,下述合成例中的N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪直接使用和歌山精化工业(株)的市售品。
另外,各合成例中的聚合物的溶液粘度均为采用E型粘度计在25℃下测定的值。
<聚酰亚胺的合成>
合成例1
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔),作为二胺的对苯二胺40.5g(0.38摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪100.5g(0.375摩尔)溶于2440g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为75mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换(在本操作中将酰亚胺化反应中使用的吡啶和醋酸酐除去至体系外。下同),然后浓缩,得到2500g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-1)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为25mPa·s。
合成例2
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔)以及作为二胺的对苯二胺40.5g(0.38摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪100.5g(0.375摩尔)溶于2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为60mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2500g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-2)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为22mPa·s。
合成例3
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷23g(0.1摩尔)、3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为70mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2500g含15重量%酰亚胺化率约为50%的聚酰亚胺(A-3)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为24mPa·s。
合成例4
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷23g(0.1摩尔)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为58mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为53%的聚酰亚胺(A-4)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为21mPa·s。
合成例5
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基醚20g(0.1摩尔)、3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为73mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为54%的聚酰亚胺(A-5)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为26mPa·s。
合成例6
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和均苯四酸二酐22g(0.01摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷23g(0.1摩尔)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为59mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-6)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为22mPa·s。
合成例7
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和均苯四酸二酐22g(0.01摩尔)以及作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基醚20g(0.1摩尔)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为60mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-7)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为24mPa·s。
合成例8
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷23g(0.1摩尔)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为58mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-8)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为23mPa·s。
合成例9
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基醚20g(0.1摩尔)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)和N,N’-二(4-氨基苯基)哌嗪87.1g(0.325摩尔)溶于2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为56mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-9)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为21mPa·s。
<其他聚酰胺酸的合成>
合成例10
将作为四羧酸二酐的均苯四酸二酐196g(0.90摩尔)和1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐19.6g(0.10摩尔)以及作为二胺的对苯二胺22g(0.20摩尔)和4,4’-二氨基二苯基醚180g(0.80摩尔)溶于2400gNMP中,在60℃下进行4小时反应,得到约2700g含15重量%聚酰胺酸(B-1)的溶液。该聚酰胺酸溶液的溶液粘度为200mPa·s。
<其他聚酰亚胺的合成>
合成例11
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔)以及作为二胺的对苯二胺81g(0.75摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)和3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050摩尔)溶于2440g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为73mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2500g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-10)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为23mPa·s。
合成例12
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔)以及作为二胺的对苯二胺81g(0.75摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)溶于2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为60mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2500g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-11)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为22mPa·s。
合成例13
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔)以及作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷96g(0.425摩尔)和3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050摩尔)溶于2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为70mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2500g含15重量%酰亚胺化率约为50%的聚酰亚胺(A-12)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为24mPa·s。
合成例14
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷96g(0.425摩尔)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)溶于2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为58mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为53%的聚酰亚胺(A-13)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为21mPa·s。
合成例15
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐224g(1.0摩尔)以及作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基醚85g(0.425摩尔)和3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050摩尔)溶于2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为71mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为54%的聚酰亚胺(A-14)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为24mPa·s。
合成例16
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和均苯四酸二酐22g(0.01摩尔)以及作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷96g(0.425摩尔)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)溶于2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为57mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-15)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为20mPa·s。
合成例17
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和均苯四酸二酐22g(0.01摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基醚85g(0.425摩尔)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)溶于2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为58mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为50%的聚酰亚胺(A-16)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为22mPa·s。
合成例18
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10摩尔),作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基甲烷96g(0.425摩尔)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)溶于2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为56mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-17)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为21mPa·s。
合成例19
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐202g(0.90摩尔)和1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10摩尔)以及作为二胺的对苯二胺35g(0.33摩尔)、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20摩尔)、4,4’-二氨基二苯基醚85g(0.425摩尔)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯16.0g(0.050摩尔)溶于2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室温下使其反应6小时,得到含聚酰胺酸的溶液。取少量所得聚酰胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮进行稀释,配成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定的溶液粘度为54mPa·s。
然后,向所得聚酰胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,通过将体系内的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮进行溶剂置换,然后浓缩,得到2600g含15重量%酰亚胺化率约为51%的聚酰亚胺(A-18)的溶液。取少量该溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚酰亚胺浓度为6.0重量%的溶液,测定的溶液粘度为19mPa·s。
实施例1
<液晶取向剂的调制>
将换算成聚酰亚胺(A-1)相当于20重量份的量的上述合成例1中制得的含聚酰亚胺(A-1)的溶液与换算成聚酰胺酸(B-1)相当于80重量份的量的上述合成例10中制得的含聚酰胺酸(B-1)的溶液进行混合,以γ-丁内酯∶N-甲基-2-吡咯烷酮∶丁基溶纤剂之比为40∶40∶20的重量比,向其中加入γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂,再加入2重量份作为粘合性增强剂的环氧基化合物N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷,配成固体含量浓度为3.5重量%的溶液。将该溶液充分搅拌后,用孔径为1μm的滤器过滤,调制出液晶取向剂。
<液晶显示元件的制造和评价>
采用以上调制的液晶取向剂,如下所述制作液晶显示元件并进行评价。
另外,本发明的液晶取向剂,优选用于形成横电场式液晶显示元件的液晶取向膜,而对于液晶取向性和预倾角,更改为制造逆平行取向的液晶显示元件并进行评价。
(1)液晶取向性和预倾角评价用液晶显示元件(逆平行取向的液晶显示元件)的制造
采用旋涂机,在旋转速度为2000rpm、旋转时间为20秒的条件下,将以上调制的液晶取向剂涂敷在厚度为1mm的玻璃基板的一面上设置的ITO膜制透明导电膜上,在200℃下加热1小时除去溶剂,形成膜厚为0.08μm的涂膜。采用装有缠绕人造纤维布的辊的打磨机,在辊转速为400rpm、操作台移动速度为3cm/秒、绒毛挤入长度为0.4mm的条件下,对该涂膜进行打磨处理,使涂膜上产生液晶取向能,制成液晶取向膜。将具有该液晶取向膜的基板,在超纯水中用超声波洗涤1分钟后,在100℃的洁净烘箱中干燥10分钟。
重复进行这一系列的操作,制作两块(一对)具有液晶取向膜的基板。
然后,在该一对具有液晶取向膜的基板的具有液晶取向膜的各外缘上,涂敷加入了直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂后,使液晶取向膜面相对地重合并压合,使粘合剂固化。接着,由液晶注入口向基板间填充介电常数各向异性显示为正值的向列型液晶(メルク社生产,MLC-2019)后,用丙烯酸类光固化粘合剂将液晶注入口封闭,在基板外侧的两面上贴合偏光片,制造出逆平行取向的液晶显示元件。
(2)液晶取向性的评价
在采用光学显微镜对以上制造的液晶显示元件进行观察时,没有观察到漏光的情况,液晶取向性评价为“良好”,观察到有漏光的情况,液晶取向性评价为“不合格”,此时该液晶显示元件的液晶取向性为“良好”。
(3)预倾角的评价
对以上制造的液晶显示元件,采用塞拿蒙法(セナルモン法)在室温下测定预倾角。当该值不到1.5°时,预倾角评价为“良好”,为1.5°以上时,预倾角评价为“不合格”,此时上述液晶显示元件的预倾角值为“良好”。
(4)残像性能评价用液晶显示元件(横电场式液晶显示元件)的制造
在上述逆平行取向的液晶显示元件的制造中,除了采用具有两组铬制梳齿形透明导电膜图案的玻璃基板和不具有透明导电膜的玻璃基板作为一对,在具有梳齿形透明导电膜的基板的透明导电膜上和另一块基板的一面上,分别涂敷上述液晶取向剂以外,与上述逆平行取向的液晶显示元件的制造同样地进行,制造出横电场式液晶显示元件。
显示上述玻璃基板上的透明电极图案构成的示意图示于图1。
以上制作的横电场式液晶显示元件所具有的2组透明导电膜图案,以下分别称为“电极A”和“电极B”。
(5)残像性能的评价
将以上制造的横电场式液晶显示元件,在25℃、1大气压的环境下,不向电极B施加电压,向电极A施加2小时3.5V交流电压与5V直流电压的合成电压。然后,立即向电极A和电极B两者施加4V的交流电压。测定从向两电极施加4V的交流电压开始的时间点至电极A和电极B没有光透过性差别的时间。当该时间为500秒以下时,残像性能评价为“良好”,此时,上述横电场式液晶显示元件的残像性能为“良好”。
实施例2~18和比较例1~18
除了仅以换算成其所含的聚合物、相当于表1中所示量的用量,来分别使用含有表1中所示种类的聚合物的溶液作为含聚合物的溶液以外,与上述实施例1同样地操作,分别调制液晶取向剂,制造液晶显示元件,并进行评价。结果列于表1。
表1
Figure A20091016890400421

Claims (8)

1、一种液晶取向剂,其特征在于包括选自使四羧酸二酐与含有具有下述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物的二胺反应所制得的聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物,其用于形成液晶取向膜,
Figure A2009101689040002C1
式(A)中,“*”表示为连接键。
2、权利要求1所述的液晶取向剂,其中具有上述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物为下述式(A-1)表示的化合物,
Figure A2009101689040002C2
式(A-1)中,U各自为亚甲基、碳原子数为2~6的亚烷基、亚苯基、亚萘基、亚环己基、亚嘧啶基或亚三嗪基,n为1~5的整数,存在的多个U各自可以相同,也可以不同。
3、权利要求1所述的液晶取向剂,其中上述二胺,除了具有上述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物以外,进一步含有选自芳香族二胺中的至少一种。
4、权利要求3所述的液晶取向剂,其中上述二胺进一步含有下述式(D-II)表示的化合物,
式(D-II)中,R7各自为碳原子数为1~12的烃基,存在的多个R7各自可以相同,也可以不同,p各自为1~3的整数,q为1~20的整数。
5、权利要求1所述的液晶取向剂,其中上述四羧酸二酐为选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、均苯四酸二酐和4,4’-二邻苯二甲酸二酐构成的群组中的至少一种。
6、权利要求1所述的液晶取向剂,其进一步包括选自由四羧酸二酐与不含具有上述式(A)表示的结构和两个氨基的化合物的二胺反应所制得的聚酰胺酸以及将该聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物。
7、权利要求1~6任一项所述的液晶取向剂,其特征在于用于形成横电场式液晶显示元件的液晶取向膜。
8、一种横电场式液晶显示元件,其特征在于具有由权利要求1~7任一项所述的液晶取向剂形成的液晶取向膜。
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