CN102086400B - 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。该液晶取向剂可以提供一种液晶取向膜,该液晶取向膜有效地发挥出横电场型液晶显示元件的有利效果,同时在未施加电场的暗状态下的光线透过率被降低,而且具有优异的残影性质。上述液晶取向剂含有由聚酰胺酸和聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种聚合物,其中前述聚合物在其分子内的至少一部分中同时具有以下述式表示的结构为代表的两种特定结构。
Description
技术领域
本发明涉及液晶取向剂和液晶显示元件。更详细地,特别是涉及在用于横电场显示型液晶显示元件中时,可以提供没有施加电场时的暗状态显示优异的液晶显示元件的液晶取向剂,以及该液晶显示元件。
背景技术
只在对向配置的一对基板的一侧形成电极,在和基板平行的方向产生电场的横电场显示型,例如IPS(面内切换)模式、FFS(边缘场转换)模式的液晶显示元件,已知的是与在两基板上形成电极,在和基板垂直方向产生电场的现有的纵电场方式的液晶显示元件相比,具有宽的视角性质,而且可以高品质地显示。该横电场显示模式的液晶显示元件例如在专利文献1和2以及非专利文献1中记载。横电场方式的液晶显示元件由于液晶分子只在和基板平行的方向上响应电场,所以液晶分子的长轴方向的折射率变化没有问题,即使改变视角时,观察者确认的对比度和显示颜色的浓度变化少,因此,可以不限视角地高品质显示。
该横电场型液晶显示元件基于进一步提高显示性能和提高背光的利用效率减少耗电量的目的,需要有元件在未施加-施加电场的切换时,暗状态-明亮状态的透过率的比(对比度)大的液晶显示元件。
这里,正交偏光镜配置的两块偏振片间,具有反向平行取向状态的液晶层的横电场型液晶显示元件在未施加电场时的暗状态下,液晶的取向轴和第一块偏振片的偏光轴一致时,通过液晶层的直线偏光不会扰乱自身相位地通过液晶层,该透过光通过和第一块偏振片正直配置的第二块偏振片遮断,确保黑显示。此时,在液晶的取向和偏振片的偏光轴不一致地扰乱时,透过液晶层的直线偏光形成圆偏光(或椭圆偏光),其一部分通过第二块偏振片,产生光漏过。
因此,急切要求开发出高精度的实现液晶的单轴取向的液晶取向膜。在过去的研究中,通过使用由芳香族四羧酸二酐和芳香族二胺合成的聚酰亚胺,尝试提高液晶分子的单轴取向性(非专利文献2)。然而,通过该技术,没有得到改善未施加电场时的暗状态的满意的结果。
此外,横电场型液晶显示元件中,具有残影、烧屏问题,期望对其改良。在这方面,在专利文献6中,提出了通过使用由大比例含有芳香族结构的聚合物形成的液晶取向膜,改善残影性质、烧屏性质的方法。但是,如果使用大比例地含有芳香族结构的液晶取向膜,则预倾角不可避免地增大,消除横电场型显示元件中的如上所述的有利效果。
在横电场型液晶显示元件中,可以充分显现出上述有利的效果,而且可以提供显示出改善的残影性质、烧屏性质的液晶取向膜的液晶显示元件还是未知的,强烈希望提供这种液晶取向剂。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】美国专利第5928733号说明书
【专利文献2】日本特开昭56-91277号公报
【专利文献3】日本特开平6-222366号公报
【专利文献4】日本特开平6-281937号公报
【专利文献5】日本特开平5-107544号公报
【专利文献6】日本特开2008-15497号公报
【专利文献7】日本特开2010-97188号公报
【非专利文献】
【非专利文献1】“Liq.Cryst.”,vol.22,p379(1996)
【非专利文献2】“機能材料”,vol.27,p69(2007)
发明内容
本发明是根据上述问题提出的,其目的在于提供一种液晶取向剂,该液晶取向剂可以提供一种液晶取向膜,该液晶取向膜有效地发挥出横电场型液晶显示元件的有利效果,同时在未施加电场的暗状态下的光线透过率被降低,而且具有优异的残影性质;以及提供对比度大的液晶显示元件。
本发明的其它目的和优点如下说明表明。
根据本发明,本发明的上述目的,第一是通过一种液晶取向剂实现的,该液晶取向剂的特征在于:
含有由聚酰胺酸和聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种聚合物,其中前述聚合物在其分子内的至少一部分中同时具有下述式(1)和(2)分别表示的结构。
式(1)中,R1各自独立地是碳原子数为1~6的烷基,R2各自独立地是碳原子数为1~6的烷基、卤原子、氰基、羟基或羧基,n是1~10的整数,a各自独立地是0~4的整数,“*”表示连接键;
式(2)中,R3是碳原子数为1~6的烷基,R4各自独立地是碳原子数为1~6的烷基、卤原子、氰基、羟基或羧基,b是0~5的整数,c是0~4的整数,d是0~3的整数,“*”表示连接键。
本发明的上述目的,第二是通过一种液晶显示元件实现的,该液晶显示元件具有由上述液晶取向剂形成的液晶取向膜。
本发明的液晶取向剂可以形成一种液晶取向膜,该液晶取向膜有效地发挥出横电场型液晶显示元件的有利效果,同时在未施加电场时的暗状态下可以降低光线透过率,此外还具有优异的残影性质。该具有由该本发明的液晶取向剂形成的液晶取向膜的本发明的液晶显示元件对比度大,残影性质优异。
本发明的液晶取向剂因此适合用于形成横电场型液晶显示元件的液晶取向膜,还适合TN型、STN型、VA型等其它各种液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件可以有效地适用于各种装置,例如可以在钟表、便携型游戏机、文字处理器、笔记本电脑、导航系统、摄像机-录像机、PDA、数码相机、移动电话、各种监视器、液晶电视等显示装置中使用。
附图说明
图1是表示实施例和比较例中的残影性质的评价使用而制造的液晶显示元件所具有的两个体系的透明导电膜图案的结构的简图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
本发明的液晶取向剂含有由聚酰胺酸和聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种聚合物,其中前述聚合物在其分子内的至少一部分中同时具有上述式(1)和(2)分别表示的结构。在本说明书中,这种聚合物在下文中称作“特定聚合物”。在该特定聚合物中,上述式(1)所示的结构,可以存在于聚合物的主链中,也可以存在于聚合物的侧链中,或者可以同时存在于聚合物的主链和侧链中;上述式(2)所示的结构,可以存在于聚合物的主链中,也可以存在于聚合物的侧链中,或者可以同时存在于聚合物的主链和侧链中。
作为上述式(1)中的R1,优选为碳原子数为1~3的烷基,特别优选甲基。作为R2的碳原子数为1~6的烷基,分别优选为碳原子数为1~3的烷基,特别优选甲基。a分别优选为0。n优选为1~4,更优选为2~4。
作为上述式(2)中的R3,优选为碳原子数为1~3的烷基,特别优选甲基。作为R2的碳原子数为1~6的烷基,分别优选为碳原子数为1~3的烷基,特别优选甲基。b优选为1~5的整数,更优选为3,特别优选的是b为3且3个基团R3的取代位置在茚满环的1,3,3-位。c和d分别优选为0。(任意地具有基团R4)的亚苯基优选连接到茚满环的1位。
本发明中的特定聚合物优选以0.001~0.002mol/g的范围含有上述式(1)所示的结构;优选以0.0002~0.001mol/g的范围含有上述式(2)所示的结构;
分子内的至少一部分如上所述同时具有上述式(1)和(2)分别表示的结构的聚酰胺酸,例如可以如下得到:
包含具有上述式(1)所示的结构和2个羧酸酐基的化合物以及具有上述式(2)所示的结构和2个羧酸酐基的化合物这两者的四羧酸二酐与二胺反应,或者四羧酸二酐与包含具有上述式(1)所示的结构和2个氨基的化合物以及具有上述式(2)所示的结构和2个氨基的化合物这两者的二胺反应得到;
在分子内的至少一部分同时具有上述式(1)和(2)分别表示的结构的聚酰亚胺,例如可以通过将如上得到的聚酰胺酸脱水闭环得到。
作为本发明的液晶取向剂中含有的特定聚合物优选为由聚酰胺酸和将该聚酰胺酸脱水闭环形成的聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种聚合物,其中该聚酰胺酸是使四羧酸二酐和二胺反应得到,该二胺包含具有上述式(1)所示的结构和2个氨基的化合物以及具有上述式(2)所示的结构和2个氨基的化合物这两者。
<聚酰胺酸>
如上所述,本发明中优选的聚酰胺酸是四羧酸二酐和二胺反应得到的,其中二胺包含具有上述式(1)所示的结构和2个氨基的化合物以及具有上述式(2)所示的结构和2个氨基的化合物这两者。
[四羧酸二酐]
作为用于合成本发明中的聚酰胺酸的四羧酸二酐,可以列举出例如芳香族四羧酸二酐、具有脂肪族二元羧酸酐结构的四羧酸二酐、具有脂环族二元羧酸酐结构的四羧酸二酐、具有脂肪族二元羧酸酐结构和芳香族二元羧酸酐结构这两者的四羧酸二酐等。其中,分别是,作为具有脂肪族二元羧酸酐结构的四羧酸二酐,可以列举出脂肪族四羧酸二酐等;
作为具有脂环式二元羧酸酐结构的四羧酸二酐,可以列举出脂环式四羧酸二酐等。
作为上述芳香族四羧酸二酐,可以列举出例如均苯四羧酸二酐、下述式(T-1)所示的化合物等。
式(T-1)中,R5各自独立地是碳原子数为1~6的烷基、卤原子、氰基或者羟基,e各自独立地是0~3的整数。
作为上述式(T-1)中的R5的碳原子数为1~6的烷基,分别优选为碳原子数为1~3的烷基,特别优选甲基。e分别优选为0。作为上述式(T-1)表示的化合物的具体例子,可以列举出例如3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四羧酸二酐等。
作为上述脂肪族四羧酸二酐,可以列举出例如丁四羧酸二酐等。作为具有上述脂肪族二元羧酸酐结构和芳香族二元羧酸酐结构这两者的四羧酸二酐,可以列举出例如下述式(T-2)表示的化合物等。
式(T-2)中、R6和R7各自独立地是碳原子数为1~6的烷基、卤原子、氰基或者羟基,f是0~8的整数,g是0或者1。
作为上述式(T-2)中的R6和R7的碳原子数为1~6的烷基,分别优选为碳原子数为1~3的烷基,特别优选为甲基。f和g分别优选为0。作为上述式(T-2)表示的化合物的具体例子,可以列举出例如1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[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)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮等。
作为上述脂环式四羧酸二酐,可以分别列举出例如1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、3-氧杂二环[3.2.1]辛-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氢呋喃-2’,5’-二酮)、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2∶3,5∶6-二酐、2,4,6,8-四羧基二环[3.3.0]辛烷-2∶4,6∶8-二酐、4,9-二氧杂三环[5.3.1.02,6]十一碳-3,5,8,10-四酮等。除了上述以外,可以使用作为合成本发明的聚酰胺酸的四羧酸二酐而记载在专利文献7(日本特开2010-97188号公报)中的四羧酸二酐,可以使用选自它们中的一种以上。
其中,作为具有脂环族二元羧酸酐结构的四羧酸二酐中的优选的物质,可以列举出例如1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐和2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐。
作为合成本发明中的聚酰胺酸使用的四羧酸二酐,优选包含:
选自芳香族四羧酸二酐的至少一种和选自具有脂肪族二元羧酸酐结构的四羧酸二酐、具有脂环式二元羧酸酐结构的四羧酸二酐以及具有脂肪族二元羧酸酐结构和芳香族二元羧酸酐结构这两者的四羧酸二酐的至少一种。
此时,上述各四羧酸二酐相对于全部的四羧酸二酐的优选的使用比例、更优选的使用比例、进一步优选的使用比例以分别如下述表格所示。
【表4】
通过使用上述表格所示的比例的四羧酸二酐的混合物,可以真正地形成液晶取向性能更优异的液晶取向膜,所以优选。
作为合成本发明中的聚酰胺酸使用的四羧酸二酐,最优选在上述范围内由下述构成:选自芳香族四羧酸二酐的至少一种;选自具有脂肪族二元羧酸酐结构的四羧酸二酐、具有脂环式二元羧酸酐结构的四羧酸二酐以及具有脂肪族二元羧酸酐结构和芳香族二元羧酸酐结构这两者的四羧酸二酐的至少一种,不含其它四羧酸二酐。
[二胺]
用于合成本发明中优选的聚酰胺酸的二胺包含具有上述式(1)表示的结构和2个氨基的化合物以及具有上述式(2)表示的结构和2个氨基的化合物这两者。
作为具有上述式(1)表示的结构和2个氨基的化合物优选的例子,可以列举出例如下述式(D-1)表示的化合物等;
作为具有上述式(2)表示的结构和2个氨基的化合物的优选的例子,可以列举出例如下述式(D-2)表示的化合物等;
式(D-1)中的R1、R2、n和a分别和上述式(1)中的定义相同;
式(D-2)中的R3、R4、b、c和d分别和上述式(2)中的定义相同。
作为上述式(D-1)表示的化合物,可以列举出例如2,2-二(4-氨基苯基)丙烷、2,2-二(3-氨基苯基)丙烷、4,4’-[1,3-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]二(苯胺)、4,4’-[1,4-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]二(苯胺)等,它们之中,特别优选4,4’-[1,3-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]二(苯胺)。
作为上述式(D-2)表示的化合物,可以列举出例如1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚满-5-胺、1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚满-6-胺等。
作为用于合成本发明中优选的聚酰胺酸的二胺可以只使用上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物,也可以是将上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物与其它二胺一起使用。
作为可以在这里使用的其它二胺,可以列举出例如脂肪族二胺、脂环式二胺、芳香族二胺、二氨基有机硅氧烷等。作为它们的具体例子,分别是作为脂肪族二胺,可以列举出例如1,1-间二甲苯二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺等;
作为脂环式二胺,可以列举出例如1,4-二氨基环己烷、4,4’-亚甲基二(环己基胺)、1,3-二(氨基甲基)环己烷等;
作为芳香族二胺,可以列举出例如对苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基硫醚、1,5-二氨基萘、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)联苯、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’-(对亚苯基二亚异丙基)二(苯胺)、4,4’-(间亚苯基二亚异丙基)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、3,6-二氨基咔唑、N-甲基-3,6-二氨基咔唑、N-乙基-3,6-二氨基咔唑、N-苯基-3,6-二氨基咔唑、N,N’-二(4-氨基苯基)-联苯胺、N,N’-二(4-氨基苯基)-N,N’-二甲基联苯胺、1,4-二(4-氨基苯基)哌嗪、3,5-二氨基苯甲酸、胆甾烷氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烯氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烷氧基-2,4-二氨基苯、胆甾烯氧基-2,4-二氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烯基酯、3,5-二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-二(4-氨基苯甲酰氧基)胆甾烷、3,6-二(4-氨基苯氧基)胆甾烷、4-(4’-三氟代甲氧基苯甲酰氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、4-(4’-三氟甲基苯甲酰氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、1,1-二(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、1,1-二(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1,1-二(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1,1-二(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基环己基)环己烷和下述式(D-3)表示的化合物等;
式(D-3)中,XI是碳原子数为1~3的亚烷基、*-O-、*-COO-或者*-OCO-(其中,带“*”的连接键和二氨基苯基连接。),m1是0或者1,m2是0~2的整数,h是1~20的整数。
作为二氨基有机硅氧烷,可以列举出例如3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)等,以及使用专利文献7(日本特开2010-97188号公报)中记载的二胺。
上述式(D-3)中的XI优选为碳原子数为1~3的烷基、*-O-或者*-COO-(其中,带“*”的连接键和二氨基苯基连接)。作为基团ChH2h+1-的具体例子,可以列举出例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等。二氨基苯基中的2个氨基相对于其它基团优选在2,4-位或者3,5-位。
作为上述式(D-3)表示的化合物的具体例子,可以列举出例如十二烷氧基-2,4-二氨基苯、十四烷氧基-2,4-二氨基苯、十五烷氧基-2,4-二氨基苯、十六烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,4-二氨基苯、十二烷氧基-2,5-二氨基苯、十四烷氧基-2,5-二氨基苯、十五烷氧基-2,5-二氨基苯、十六烷氧基-2,5-二氨基苯、十八烷氧基-2,5-二氨基苯、下述式(D-3-1)~(D-3-3)分别表示的化合物等。
由使用含有上述式(D-3)表示的化合物的二胺得到的聚酰胺酸和聚酰亚胺构成的群组中的至少一种聚合物的液晶取向剂适合作为垂直取向型液晶取向剂使用。
上述式(D-3)中,m1和m2优选不同时为0。
作为其它二胺,优选使用上述之中由对苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚和3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)构成的群组中选出的至少一种。
用于合成本发明中的聚酰胺酸的二胺,相对全部二胺优选含有50~90mol%上述式(D-1)表示的化合物;相对全部二胺优选含有10~50mol%上述式(D-2)表示的化合物;相对全部二胺优选含有40mol%以下上述其它二胺。
[聚酰胺酸的合成]
本发明中的聚酰胺酸可以通过使如上所述的四羧酸二酐与包含上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物这两者的二胺反应得到。
用于聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐和二胺的使用比例是,相对于1当量二胺的氨基,四酸二胺的酸酐基优选为0.2~2当量的比例,更优选为0.7~1.2当量的比例。
聚酰胺酸的合成反应优选在有机溶剂中,优选在-20℃~150℃,更优选在0~100℃的温度条件下,优选进行1~72小时,更优选为进行3~48小时。这里,作为有机溶剂只要是可以溶解生成的聚酰胺酸的溶剂就没有特别的限定,可以例示例如1-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;
间甲酚、二甲酚、苯酚、卤代苯酚等酚性化合物等。有机溶剂的用量(α:在和后述的不良溶剂一起使用时,是指有机溶剂和该不良溶剂的总用量)是四羧酸二酐和二胺的总量(β)相对于反应溶液的总量(α+β)优选为0.1~30重量%的量。
上述有机溶剂中,可以在不会析出生成的聚酰胺酸的范围内,和作为聚酰胺酸的不良溶剂而被确认的醇、酮、酯、醚、卤代烃、烃等一起使用。作为该不良溶剂的具体例子,可以列举出例如甲醇、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、乙二醇单甲基醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、二乙基醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、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、丙酸异戊基酯、异丁酸异戊基酯、二异戊基醚等。
在将有机溶剂和如上所述的不良溶剂一起使用时,该不良溶剂的用量可以在不会析出生成的聚酰胺酸的范围内适当设定,但是相对于溶剂的全部量优选为30重量%以下,更优选为20重量%以下。
该反应溶液可以直接用于制备液晶取向剂,也可以在分离反应溶液中含有的聚酰胺酸后,用于制备液晶取向剂,或者将分离的聚酰胺酸精制后,用于制备液晶取向剂。将聚酰胺酸脱水闭环形成聚酰亚胺时,可以将上述反应溶液直接用于脱水闭环反应,也可以将反应溶液中含有的聚酰胺酸分离后用于脱水闭环反应,或者将分离的聚酰胺酸精制后用于脱水闭环反应。聚酰胺酸的分离可以通过将上述反应溶液注入大量的不良溶剂中,得到析出物,将该析出物减压干燥的方法;或者通过蒸发器减压馏出反应中的有机溶剂的方法进行。另外,也可以通过将该聚酰胺酸再次溶解到有机溶剂中,然后在不良溶剂中析出的方法;或者通过重复进行一次或多次将聚酰胺酸再次溶解到有机溶剂中,洗涤得到的溶剂后,用蒸发器减压馏出洗涤后的溶液中含有的有机溶剂的工序的方法精制聚酰胺酸。
<聚酰亚胺>
作为可以在本发明的液晶取向剂中含有的特定聚合物的聚酰亚胺可以通过将如上所述的聚酰胺酸脱水闭环得到。
作为上述聚酰亚胺的合成中使用的四羧酸二酐,可以列举出和上述聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐相同的化合物,其中优选的物质也和聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐的情形相同。
作为用于合成本发明的液晶取向剂中含有的聚酰亚胺的二胺可以列举出和上述聚酰胺酸的合成中使用的二胺相同的二胺。
本发明中的聚酰亚胺可以是将作为原料的聚酰胺酸具有的酰胺酸结构全部脱水闭环的完全酰亚胺化物;或者也可以只将酰胺酸结构中的一部分脱水闭环,形成酰胺酸结构和酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。本发明中的聚酰亚胺优选为酰亚胺化率为40mol%以上,更优选为80mol%以上。通过使用酰亚胺化率为40mol%以上的聚酰亚胺,可以得到能够形成一种液晶取向剂,该液晶取向剂可以提供显示出更高的对比度的液晶显示元件的液晶取向膜。
上述酰亚胺化率是以百分率表示酰亚胺环结构的数量占据聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量和酰亚胺环结构的数量的总量的比例。此时,酰亚胺环的一部分可以是异酰亚胺环。酰亚胺化率可以通过将聚酰亚胺溶解到适当的重氢化溶剂(例如,重氢化二甲基亚砜)中,以四甲基硅烷作为基准物质,从室温(例如25℃)下测定的1H-NMR的结果,根据下述数学式(1)求得。
酰亚胺化率(%)=(1-A1/A2×α)×100(1)
数学式(1)中,A1是来自化学位移10ppm附近显现出的NH基的质子的峰面积,A2是来自其它质子的峰面积,α是其它质子的个数相对于1个聚酰亚胺的前体(聚酰胺酸)中的NH基的质子的比例。
聚酰胺酸的脱水闭环优选(i)以通过加热聚酰胺酸的方法,或者(ii)将聚酰胺酸溶解在有机溶剂中,在该溶液中添加脱水剂和脱水闭环催化剂,根据需要加热的方法进行。
作为上述(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60~170℃。反应时间优选为1~8小时,更优选为3~5小时。反应温度不足50℃时,无法充分进行脱水闭环反应;如果反应温度超过200℃,则所得的聚酰亚胺的分子量可能降低。
另一方面,在上述(ii)的在聚酰胺酸的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,可以列举出例如乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐等。作为脱水剂的用量,根据所希望的酰亚胺化率确定,相对于1mol聚酰胺酸的酰胺酸结构,优选为0.01~20mol。另外,作为脱水闭环催化剂,可以列举出例如吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等叔胺。但是,并不限于此。脱水闭环催化剂的用量相对于1mol使用的脱水剂,优选为0.01~10mol。可以是上述脱水剂、脱水闭环催化剂的用量越多,酰亚胺率越高。作为脱水闭环反应中使用的有机溶剂,可以列举出作为合成聚酰胺酸使用的溶剂例示的有机溶剂。作为脱水闭环反应的反应温度优选为0~180℃,更优选为10~150℃。作为反应时间优选为1~8小时,更优选为3~5小时。
在方法(ii)中,如上可以得到含有聚酰亚胺的反应溶液。该反应溶液可以将其直接用于制备液晶取向剂,也可以从反应溶液除去脱水剂和脱水闭环催化剂后,用于制备液晶取向剂;还可以分离聚酰亚胺后,用于制备液晶取向剂;或者将分离的聚酰亚胺精制后,用于制备液晶取向剂。为了从反应溶液除去脱水剂和脱水闭环催化剂,例如适合使用溶剂置换等方法。聚酰亚胺的分离、精制可以通过作为聚酰胺酸的分离、精制方法而进行的上述同样的操作进行。
[末端修饰型的聚合物]
本发明中的聚酰胺酸和聚酰亚胺可以分别是调节分子量的末端修饰型聚合物。通过使用末端修饰型聚合物,可以不损害本发明的效果,进一步改善液晶取向剂的涂布性质等。这种末端修饰型的聚合物在合成聚酰胺酸时,可以通过在聚合反应体系中添加分子量调节剂进行。作为分子量调节剂,可以列举出例如酸单酐、单胺化合物、单异氰酸酯化合物等。
作为上述酸单酐,可以列举出例如马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基水杨酸酐、正十二烷基水杨酸酐、正十四烷基水杨酸酐、正十六烷基水杨酸酐等。作为上述单胺化合物,可以列举出例如苯胺、环己基胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛基胺、正壬基胺、正癸基胺、正十一烷基胺、正十二烷基胺、正十三烷基胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、正十七烷基胺、正十八烷基胺、正二十烷基胺等。作为上述单异氰酸酯化合物,可以列举出例如异氰酸苯基酯、异氰酸萘基酯等。
作为分子量调节剂的使用比例,相对于合成聚酰胺酸时使用的四羧酸二酐和二胺总计100重量份,优选为20重量份以下,更优选为10重量份以下。
[溶液粘度]
如上得到的聚酰胺酸和聚酰亚胺在形成浓度10重量%的溶液时,分别优选具有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)是使用该聚合物的良溶剂,对制备的浓度10重量%的聚合物溶液,使用E型旋转粘度计,在25℃下测定的值。
<其它添加剂>
本发明的液晶取向膜含有如上选自聚酰胺酸和将其脱水闭环形成的聚酰亚胺构成的群组中的至少一种的特定聚合物作为必需成分,根据需要可以含有其它成分。作为该其它成分,可以列举出例如其它聚合物、增粘剂等。
上述其它聚合物可以用于改善溶液性质和电性质。该其它聚合物是特定聚合物以外的聚合物,例如使四羧酸二酐与不含上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物中的至少任意一种的二胺反应得到的聚酰胺酸(以下,称作“其它聚酰胺酸。”)、将该聚酰胺酸脱水闭环形成的聚酰亚胺(以下,称作“其它聚酰亚胺”)、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。它们之中,优选其它聚酰胺酸或其它聚酰亚胺,更优选其它聚酰胺酸。
其它聚合物的使用比例相对于聚合物的总量(称作特定聚合物和其它聚合物的总量。下同),优选为90重量%以下,更优选为85重量%以下。本发明的液晶取向剂在含有其它聚合物时,其使用比例从形成的液晶取向膜的电性质的观点出发,相对于聚合物的总量,优选为30重量%以上,更优选为50重量%以上。
上述增粘剂可以基于提高所得的液晶取向膜对基板表面的粘合性的目的使用。作为该增粘剂,可以列举出例如在分子内具有至少1个环氧基的化合物(以下,称作“环氧化合物”)、官能性硅烷化合物等。
作为上述环氧化合物,可以列举出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、2,2-二溴代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-间二甲苯二胺、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。
相对于聚合物总计100重量份,如上所述的含氧化合物的使用比例优选为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,可以列举出例如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-酰脲丙基三甲氧基硅烷、3-酰脲丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲硅烷基-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(氧化亚乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-二(氧化亚乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。
相对于聚合物总计100重量份,如上所述的官能性硅烷化合物的使用比例优选为2重量份以下、更优选为0.01~0.2重量份。
本发明的液晶取向剂将如上由聚酰胺酸和聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种以及根据需要任意混合的其它添加剂优选在有机溶剂中溶解含有而构成。
作为可以在本发明的液晶取向剂中使用的有机溶剂,可以列举出例如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、乙二醇单甲基醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、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-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺等。
本发明的液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶剂以外的成分的总重量占据液晶取向剂的总重量的比例),考虑粘性、挥发性等适当选择,优选为1~10重量%的范围。也就是,本发明的液晶取向剂可以如后所述通过涂敷到基板表面,优选加热,形成液晶取向膜的涂膜,但是在固体成分浓度不足1重量%时,该涂膜的膜厚过小,可能难以得到良好的液晶取向膜;另一方面,在固体成分浓度超过10重量%时,涂膜的膜厚过大,同样可能难以得到良好的液晶取向膜,而且液晶取向剂的粘性增大,涂敷性质可能变差。
特别优选的固体成分浓度的范围根据在基板上涂敷液晶取向剂时采用的方法而异。例如,在使用旋涂法进行时,固体成分浓度特别优选为1.5~4.5重量%的范围。在使用印刷法进行时,特别优选固体成分浓度为3~9重量%的范围,由此,溶液粘度为12~50mPa·s的范围。在使用喷墨法进行时,特别优选固体成分浓度为1~5重量%的范围,由此,溶液粘度为3~15mPa·s的范围。
制备本发明的液晶取向剂时的温度优选为0℃~200℃,更优选为20℃~60℃。
<液晶显示元件>
本发明的液晶显示元件具有由如上所述的本发明的液晶取向剂形成的液晶取向膜。
本发明的液晶显示元件中的优选的运行模式是横电解型,但是还适合用于TN型、STN型或VA型。
本发明的液晶显示元件例如可以通过以下(1)~(3)的工序制造。工序(1)根据所希望的运行模式,使用的基板有所不同。工序(2)和(3)对各种运行模式是相同的。
(1)首先在基板上涂敷本发明的液晶取向剂,接着加热涂敷面,在基板上形成涂膜。
(1-1)在制造TN型、STN型或VA型液晶显示元件时,将设置了形成图案的透明导电膜的两块基板形成一对,在它们的各透明性导电膜形成面上,优选通过胶印法、旋涂法、辊涂法或喷墨印刷法,分别涂敷本发明的液晶取向剂,接着,通过加热各涂敷面(优选由预备加热(预烘焙)和烧制(后烘焙)构成的两个阶段的加热),形成涂膜。此时,作为基板,可以使用例如由浮法玻璃、钠玻璃等玻璃;聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料形成的透明基板。作为在基板的一面上设置的透明导电膜,可以使用由氧化锡(SnO2)形成的NESA膜(美国PPG公司的注册商标)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)形成的ITO膜等,为了得到形成图案的透明导电膜,可以通过例如形成无图案透明导电膜后,通过光蚀刻形成图案的方法;形成透明导电膜时,使用具有所希望的图案的掩膜的方法等得到。涂敷液晶取向剂时,为了使基板表面和透明导电膜与涂膜的粘结性更好,可以在基板表面中,应当形成涂膜的面上,预先涂敷官能性硅烷化合物、官能性钛化合物等进行前处理。
对涂敷液晶取向剂后的涂敷面,接着通过进行预加热(预烘焙),然后烧制(后烘焙)形成涂膜。预烘焙的条件例如是40~120℃下进行0.1~5分钟;后烘焙的条件优选在120~300℃、更优选为150~250℃下,优选进行5~200分钟,更优选进行10~100分钟。形成的涂膜的膜厚优选为0.001~1μm,更优选为0.005~0.5μm。
(1-2)另一方面,在制造横电解型液晶显示元件时,将设置了形成梳齿型图案的透明导电膜的基板的形成导电膜的面和没有设置导电膜的对向基板的一面上,分别涂敷本发明的液晶取向剂,接着,通过加热各涂敷面形成涂膜。
此时使用的基板和透明导电膜的材质、涂敷方法、涂敷后的加热条件、透明导电膜的形成图案方法、基板的前处理以及形成的涂膜的优选的膜厚和上述(1-1)相同。
在上述(1-1)和(1-2)的任一种情况下,本发明的液晶取向剂都是通过在涂敷后除去有机溶剂,形成取向膜的涂膜,但是在本发明的液晶取向剂中含有的聚合物是聚酰胺酸或兼具酰亚胺环结构和酰胺酸结构的聚酰亚胺时,可以在形成涂膜后进一步加热,进行脱水闭环反应,进一步酰亚胺化形成涂膜。
(2)制造VA型液晶显示元件时,如上形成的涂膜可以直接作为液晶取向膜使用,但是也可以进行后述的摩擦处理。
另一方面,在制造TN型、STN型或横电解型液晶显示元件时,如上形成的涂膜通过卷绕例如由尼龙、人造丝、棉花等纤维形成的布的辊,在一定方向摩擦进行摩擦处理。由此,液晶分子的取向能给予涂膜,形成液晶取向膜。
然后,对通过本发明的液晶取向剂形成的液晶取向膜进行处理,通过使液晶取向膜的每个区域具有不同的液晶取向能,可以改善所得的液晶显示元件的视角性质,其中对液晶取向膜进行的处理包括:例如如专利文献3或专利文献4等所示,对液晶取向膜的一部分照射紫外线,改变液晶取向膜的一部分区域的预倾角的处理;以及如专利文献5记载的那样,对液晶取向膜表面的一部分形成抗蚀膜后,在和之前的摩擦处理不同的方向上,进行摩擦处理后,除去抗蚀膜的处理。
(3)对如上形成液晶取向膜的一对基板,通过间隙(盒间隙)对向配置,并使两块基板的液晶取向膜的摩擦方向正交或逆平行,使用密封剂贴合两块基板的周围部分,在通过基板表面和密封剂分割的盒间隙内填充注入液晶,密封注入孔,构成液晶盒。然后,在液晶盒的外表面贴合偏振片,并使其偏光方向和各基板上形成的液晶取向膜的摩擦方向一致或者正交,可以得到液晶显示元件。
此时,作为密封剂,可以使用例如含有固化剂和作为隔片的氧化铝球的环氧树脂等。
作为液晶,可以列举出向列型液晶和碟型液晶,它们之中优选向列型液晶,可以使用例如西夫碱类液晶、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、二噁烷类液晶、双环辛烷类液晶、立方烷类液晶等。另外,在这些液晶中,可以进一步添加使用例如氯化二氢胆固醇(cholestyl chloride)、胆固醇壬酸酯、胆固醇碳酸酯等胆固醇液晶;以商品名“C-15”、“CB-15”(メルク公司制造)销售的手性试剂;对癸氧基亚苄基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强介电性液晶等。
作为贴合到液晶盒外表面的偏振片,可以列举出边将聚乙烯醇延展取向,边用醋酸纤维素保护膜夹位吸收碘称作“H膜”的偏光膜形成的偏振片,或由H膜本身形成的偏振片。
【实施例】
以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不受到这些实施例的限定。
在下述合成例中,4,4’-[1,3-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]二(苯胺)直接使用三井化学(株)制造的商品“ビスアニリンM”。
另外,各合成例中的聚合物的溶液粘度都是使用E型粘度计,在25℃下测定的值。
<聚合物的合成例>
合成例1~7和比较合成例1~3
将表1所示的量的二胺和四羧酸二酐以该顺序加入到N-甲基-2-吡咯烷酮中,形成单体浓度15重量%的溶液,在室温下,进行6小时反应,分别得到含有聚酰胺酸(PA-1)~(PA-7)和(PAR-1)~(PAR-3)的溶液。少量分取各溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,形成聚酰胺酸浓度10重量%的溶液,测定的溶液粘度在表1中表示。
确保这些聚酰胺酸溶液中的各一半量,分别在之后的实施例1~6和12以及比较例1~3中使用。
上述各聚酰胺酸中,对(PA-1)~(PA-5)和(PA-7)以及(PAR-1)如下进行脱水闭环反应,分别形成聚酰亚胺。
在剩余一半量的上述各聚酰胺酸溶液中加入N-甲基-2-吡咯烷酮,形成聚酰胺酸浓度6重量%的溶液,在其中加入吡啶和乙酸酐,分别相对于聚酰胺酸所具有的酰胺酸单元1mol,为表1记载的摩尔比后,加热到110℃,进行4小时脱水闭环反应。脱水闭环反应后,系统的溶剂用新的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂置换(本操作中,将脱水闭环反应中使用的吡啶和乙酸酐除去到系统外),从而得到分别含有15重量%、聚酰亚胺(PI-1)~(PI-5)和(PI-7)以及(PIR-1)的溶液。这些聚酰亚胺溶液中含有的各聚酰亚胺的酰亚胺化率以及溶液粘度分别在表1中表示,其中溶液粘度是少量分取各溶液,形成聚酰亚胺浓度10重量%的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液测定的。
这些聚酰亚胺溶液分别在之后的实施例7~12和比较例4中使用。
【表1】聚合物的合成
另外,表1中,二胺和四酸酐的简称分别是以下含义。
<二胺>
d-1:4,4’-[1,3-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]二(苯胺)
d-2:1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚满-5-胺
d-3:对苯二胺
d-4:4,4’-二氨基二苯基甲烷
d-5:4,4’-二氨基二苯基醚
d-6:3,3’-二(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)-二(丙基胺)
d-7:3,5-二氨基苯甲酸
<四羧酸二酐>
t-1:2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐
t-2:1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
t-3:均苯四羧酸二酐
t-4:3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐
实施例1
<液晶取向剂的制备>
在上述合成例1得到的含有聚酰胺酸(PA-1)的溶液中,加入γ-丁内酯(BL)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和丁基溶纤剂(BC),然后加入作为增粘剂的环氧化合物N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷,相对于100重量份(PA-1)是10重量份,形成溶剂比BL∶NMP∶BC=40∶40∶20(重量比),固体成分浓度4.0重量%的溶液。该溶液充分搅拌后,使用孔径1μm的过滤器过滤,制备液晶取向剂。
使用该液晶取向剂如下进行评价。
<液晶盒的制造和评价>
[液晶盒的制造]
如下制造液晶取向性和暗状态的评价用液晶盒。
在一面梳齿状设置的具有铬电极的厚度1mm的玻璃基板上,通过旋涂器涂布上述制备的液晶取向剂,在80℃的热板上预烘焙1分钟后,在230℃的热板上,后烘焙10分钟,形成膜厚约800的涂膜。对形成的涂膜面使用具有卷绕了尼龙制的辊的摩擦器,在辊转数1,000rpm、台板移动速度25mm/s,绒毛压入长度0.4mm下进行摩擦处理,赋予液晶取向能。然后,将该基板在超纯水中超声波洗涤1分钟,在100℃的洁净烘箱中干燥10分钟,从而制造在具有梳齿状的铬电极的面上具有液晶取向膜的基板。
与其不同,在没有电极的厚度1mm的玻璃基板的一面上,和上述同样地形成液晶取向剂的涂膜,进行摩擦处理后,洗涤和干燥,在一面上制造具有液晶取向膜的基板。
将这些基板形成一对,在基板的具有摩擦处理的液晶取向膜的面外部边缘涂敷加入了直径5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂后,通过间隙使两块基板对向配置,并使各液晶取向膜中的摩擦方向为逆平行,外部边缘接触地压接,使粘合剂固化。接着,从液晶注入口,在一对基板间填充向列型液晶(メルク公司制造,MLC-2042)后,通过丙烯酸类光固化粘合剂密封液晶注入口,制造横电解型液晶盒。
[液晶盒的评价]
(1)液晶取向性的评价
对上述制造的液晶盒,使用偏光显微镜观察。此时,将完全没有确认光透过的评价为液晶取向性“优良”,将只确认极少的光透过的评价为液晶取向性“良好”,将明显确认光透过的评价为液晶取向性“不好”,在这种情况下,该液晶盒的液晶取向性“优良”。
(2)暗状态的评价
用一对偏振片夹住上述制造的液晶盒,研究未施加电压时的暗状态的程度。
在使一对偏振片与液晶取向膜的摩擦方向正交偏光镜配置时的光透过率为0%,使一对偏振片与液晶取向膜的摩擦方向并行偏光镜配置、施加电压时的光透过率为100%的情况下,使一对偏振片与液晶取向膜的摩擦方向并行偏光镜配置贴合,研究未施加电压的状态下的光透过率。在该光透过率不足0.1%时,为暗状态“优良”;在0.1%以上、不足0.2%时,为暗状态“良好”;在0.2%以上时,为暗状态“不好”。
另外,该(2)暗状态的评价是对上述(1)液晶取向性的评价中为“优良”或者“良好”,而且显示出大致合适的液晶取向性的液晶盒,进一步进行高精度且严密的评价,是近年来高画质等级的显示品质的指标的评价。
(3)残影的评价
除了在上述[液晶盒的制造]中,使用具有2个体系的由铬形成的梳齿状的透明导电膜图案的玻璃基板与没有透明导电膜的玻璃基板形成一对,在具有梳齿状透明导电膜的基板的透明导电膜上和另一个基板的一面上分别涂敷上述液晶取向剂以外,和上述[液晶盒的制造]同样地进行,制造液晶盒。此外,在该液晶盒所具有的基板的外侧两面上和液晶取向膜的摩擦方向并行偏光镜配置地贴合偏振片,制造液晶显示元件。
表示构成上述玻璃基板上的透明电极图案的简图如图1所示。
将上述制造的液晶显示元件放置在25℃、1个大气压的环境下,不对电极B施加电压,在电极A上施加2小时交流电压3.5V和直流电压5V的合成电压。之后,对电极A和电极B这两个电极都施加交流4V的电压。测定从在两个电极上开始施加交流4V的电压的时间,到电极A和电极B的光透过性的差消失的时间。另外,该时间为300秒以下时,可以大致评价为残影性质“优异”,在超过300秒、为500秒以下时,大致评价为残影性质“良好”,该时间越短越好。
实施例2~12和比较例1~4
除了在上述实施例1中,分别使用表2所示的含有聚合物的溶液作为聚合物溶液以外,和实施例1同样地制备液晶取向剂,制造液晶盒,进行评价。另外,在实施例12中,混合两种聚合物作为聚合物使用。这里,相对于聚合物总计100重量份,增粘剂使用10重量份。
评价结果在表2中表示。
【表2】评价结果
【表3】表2评价结果(续表)
Claims (5)
1.一种横电场型液晶取向剂,其特征在于:含有由聚酰胺酸和聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种聚合物,其中前述聚合物在其分子内的至少一部分中同时具有下述式(1)和(2)分别表示的结构;
式(1)中,R1各自独立地是碳原子数为1~6的烷基,R2各自独立地是碳原子数为1~6的烷基、卤原子、氰基、羟基或羧基,n是1~10的整数,a各自独立地是0~4的整数,“*”表示连接键;
式(2)中,R3是碳原子数为1~6的烷基,R4各自独立地是碳原子数为1~6的烷基、卤原子、氰基、羟基或羧基,b是0~5的整数,c是0~4的整数,d是0~3的整数,“*”表示连接键。
2.根据权利要求1所记载的横电场型液晶取向剂,其中前述聚合物是由四羧酸二酐和二胺反应得到的聚酰胺酸以及将该聚酰胺酸脱水闭环形成的聚酰亚胺构成的群组中选出的至少一种,该二胺包含下述式(D-1)所示的化合物和下述式(D-2)所示的化合物这两者,
式(D-1)中的R1、R2、n和a分别和上述式(1)中的定义相同;
式(D-2)中的R3、R4、b、c和d分别和上述式(2)中的定义相同。
3.根据权利要求2所记载的横电场型液晶取向剂,其中上述四羧酸二酐包含选自芳香族四羧酸二酐的至少一种,和选自具有脂肪族二元羧酸酐结构和脂环式二元羧酸酐结构的四羧酸二酐的至少一种。
4.根据权利要求2或3所记载的横电场型液晶取向剂,其中上述二胺进一步包含由对苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚和3,3’-(四甲基二硅氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)构成的群组中选出的至少一种。
5.一种液晶显示元件,其特征在于:具有由权利要求1~4任一项所记载的横电场型液晶取向剂形成的液晶取向膜。
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