CN102209928B - 液晶取向处理剂及使用该处理剂的液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供摩擦处理时对液晶取向膜表面的损伤和液晶取向膜的剥离得到抑制，在高温下预倾角不易减小的聚酰亚胺类液晶取向处理剂。该液晶取向处理剂的特征在于，包含使二胺成分和四羧酸二酐成分反应而得的聚酰胺酸以及将该聚酰胺酸酰亚胺化而得的可溶性聚酰亚胺中的至少一种聚合物，所述二胺成分包含式[1]表示的二胺和式[2]表示的二胺。

Description

液晶取向处理剂及使用该处理剂的液晶显示元件
技术领域
本发明涉及液晶取向处理剂、使用该处理剂的液晶取向膜及液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件是呈液晶分子被形成于基板的液晶取向膜夹在中间的结构，依靠液晶取向膜取向于一定方向的液晶分子利用电压作出响应的显示元件。该液晶取向膜一般通过对形成于带电极的基板上的聚酰亚胺膜的表面进行所谓的“摩擦处理”而制得，该摩擦处理是用人造丝布或尼龙布对所述聚酰亚胺膜的表面施加压力进行摩擦。因为通过该摩擦处理，液晶分子的取向方向和预倾角被确定，所以摩擦处理是非常重要的工序，摩擦处理对膜表面的损伤和膜的剥离成为很大的问题。液晶取向膜表面的损伤及剥离会造成液晶显示元件发生显示不良，因此是重要的问题。
作为在带电极的基板上形成聚酰亚胺膜的方法，有使用聚酰胺酸等聚酰亚胺前体的溶液形成涂膜，在基板上使其酰亚胺化的方法；使用含有预先进行酰亚胺化而得的可溶性聚酰亚胺的溶液的方法。
其中，使用含有可溶性聚酰亚胺的溶液的方法即使是较低温度的烧成也能够形成作为液晶取向膜时的特性良好的聚酰亚胺膜，但另一方面所形成的膜的强度低，容易引起伴随上述摩擦处理而产生的问题。
基于上述事实，本发明人早已在专利文献1中提出了一种液晶取向处理剂，该处理剂中，聚酰亚胺在有机溶剂中的溶解性提高，不易发生摩擦处理对膜表面的损伤和膜的剥离，该处理剂包含可溶性聚酰亚胺，所述可溶性聚酰亚胺是将用特定的二胺成分得到的聚酰胺酸酰亚胺化而得的可溶性聚酰亚胺。
还有，随着面板的大型化、高亮度化，因由背光源产生的热量，预倾角的减小逐渐成为问题。作为预倾角的显现方法，提出有采用具有烷基侧链的二胺的方法(例如参照专利文献2)、采用侧链上具有类固醇骨架的二胺的方法(例如参照专利文献3)、采用侧链上具有环结构的二胺的方法(例如参照专利文献4)。一般来说，如果采用具有烷基侧链的二胺，则虽然液晶取向性良好，但预倾角的热稳定性差，若温度升高，则预倾角减小。另一方面，采用侧链上具有类固醇骨架或环结构的二胺的聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺虽然预倾角的热稳定性优良，但存在液晶取向性和在有机溶剂中的溶解性降低的倾向。
专利文献1：国际公开第2006/126555号文本
专利文献2：日本专利特开平05-043687号公报
专利文献3：日本专利特开平04-281427号公报
专利文献4：日本专利特开平02-223916号公报
发明的揭示
本发明鉴于上述状况，其目的是提供一种液晶取向处理剂，该液晶取向处理剂用于形成液晶注入时的取向性、耐摩擦处理性和高温下的预倾角的稳定化令人满意的液晶取向膜。即，本发明的目的是提供一种液晶取向处理剂，该液晶取向处理剂用于形成不易发生摩擦处理对液晶取向膜表面的损伤和液晶取向膜的剥离、液晶注入时的液晶取向性良好、并且即使在高温下预倾角也稳定且不易减小的液晶取向膜。
本发明人为达到上述目的进行了深入研究，结果完成了本发明。即，本发明具有以下要点。
(1)液晶取向处理剂，其特征在于，包含使二胺成分和四羧酸二酐成分反应而得的聚酰胺酸以及将该聚酰胺酸酰亚胺化而得的可溶性聚酰亚胺中的至少一种聚合物，所述二胺成分包含式[1]表示的二胺和式[2]表示的二胺；
式中，n为0～19的整数。
(2)上述(1)中记载的液晶取向处理剂，其中，四羧酸二酐成分和二胺成分的含有比例以摩尔比计为1∶0.8～1∶1.2。
(3)上述(1)或(2)中记载的液晶取向处理剂，其中，二胺成分包含20摩尔％以上的式[1]表示的二胺。
(4)上述(1)～(3)中任一项记载的液晶取向处理剂，其中，二胺成分包含5～60摩尔％的式[2]表示的二胺。
(5)上述(1)～(4)中任一项记载的液晶取向处理剂，其中，二胺成分中的式[2]表示的二胺的含量相对于1摩尔式[1]表示的二胺为0.1摩尔～1.2摩尔。
(6)上述(1)～(5)中任一项记载的液晶取向处理剂，其中，式[1]表示的二胺和式[2]表示的二胺各自所具有的2个氨基的位置关系为间位或对位。
(7)上述(1)～(6)中任一项记载的液晶取向处理剂，其中，四羧酸二酐成分包含具有脂环族结构或脂肪族结构的四羧酸二酐。
(8)上述(1)～(7)中任一项记载的液晶取向处理剂，其中，四羧酸二酐成分包含芳香族四羧酸二酐。
(9)液晶取向膜，其特征在于，将上述(1)～(8)中任一项记载的液晶取向处理剂涂布于带电极的基板上并进行烧成和摩擦处理而得。
(10)液晶显示元件，它使用上述(9)中记载的液晶取向膜。
通过使用本发明的液晶取向处理剂，可形成液晶注入时的液晶取向性良好的液晶取向膜，而且因为摩擦处理时对液晶取向膜表面的损伤和液晶取向膜的剥离得到抑制，在高温下预倾角不易减小，所以可得到显示不良少、在高温下具有稳定的特性的液晶显示元件。
实施发明的最佳方式
本发明的液晶取向处理剂包含使二胺成分和四羧酸二酐成分反应而得的聚酰胺酸和/或将该聚酰胺酸酰亚胺化而得的可溶性聚酰亚胺，所述二胺成分包含下式[1]和式[2]表示的二胺。本发明中，可溶性聚酰亚胺是指可溶于本发明的液晶取向处理剂中使用的有机溶剂的聚酰亚胺。
Figure BPA00001371404300041
这里，n为0～19的整数。
式[1]表示的二胺中，苯环上的各取代基的位置没有特别的限定，但较好是2个氨基的位置关系为间位或对位。下面例举该二胺的优选具体例子，但不限定于此。
Figure BPA00001371404300042
本发明中，作为聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺的原料的二胺成分既可以仅是式[1]和式[2]表示的二胺，也可以与选自其它二胺的1种或2种以上组合。作为用于获得聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺的二胺成分，通过包含式[1]表示的二胺，对涂膜进行摩擦处理时对膜表面的损伤和膜的剥离等问题得到改善，与此同时，聚酰亚胺在有机溶剂中的溶解性提高。
上述二胺成分中，式[1]表示的二胺的含有比例越多，抑制摩擦处理时的取向膜表面的损伤和膜的剥离的效果越好，且聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺在有机溶剂中的溶解性也越高。
式[1]表示的二胺的含量如果为全部二胺成分的5摩尔％以上，则可获得抑制摩擦处理时的取向膜表面的损伤和膜的剥离的效果，如果为20摩尔％以上，则即使与耐摩擦性弱的二胺组合也能得到足够的耐摩擦性，因此优选。此外，该二胺的含量较好是95摩尔％以下。
式[2]表示的二胺是用于显现良好的液晶取向性和在高温下稳定的预倾角的必需成分。二胺成分中的式[2]表示的二胺的含量相对于1摩尔式[1]表示的二胺为0.1～1.2摩尔，较好为0.3～1.1摩尔，更好为0.5～1.1摩尔。式[2]表示的二胺的含量少时，有时无法显现所要的预倾角，反之，含量多时耐摩擦性变差。
二胺成分中的式[2]表示的二胺的含量可根据目标预倾角的大小来调整，较好为1～90摩尔％，更好为5～60摩尔％。
式[2]表示的二胺中，苯环上的各取代基的位置没有特别的限定，但较好是2个氨基的位置关系为间位或对位。下面例举该二胺的优选具体例子，但不限定于此。
Figure BPA00001371404300051
这里，n为0～19的整数。n较小时，无法显现预倾角，较大时，可溶性聚酰亚胺的溶解性降低。n的优选范围是3～15，更优选5～10。
上述二胺成分中，可以仅使用式[1]和[2]的二胺，也可以与其它二胺并用，作为此时的其它二胺没有特别的限定，其具体例子可例举以下胺类。
脂环族二胺类的例子可例举：1，4-二氨基环己烷、1，3-二氨基环己烷、4，4’-二氨基二环己基甲烷、4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二环己基胺、异佛尔酮二胺等。
芳香族二胺类的例子可例举：邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、2，4-二氨基甲苯、2，5-二氨基甲苯、3，5-二氨基甲苯、1，4-二氨基-2-甲氧基苯、2，5-二氨基-对二甲苯、1，3-二氨基-4-氯苯、3，5-二氨基苯甲酸、1，4-二氨基-2，5-二氯苯、4，4’-二氨基-1，2-二苯基乙烷、4，4’-二氨基-2，2’-二甲基联苄、4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氨基二苯基甲烷、3，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二苯基甲烷、2，2’-二氨基茋、4，4’-二氨基茋、4，4’-二氨基二苯基醚、3，4’-二氨基二苯基醚、4，4’-二氨基二苯基硫醚、4，4’-二氨基二苯基砜、3，3’-二氨基二苯基砜、4，4’-二氨基二苯甲酮、1，3-双(3-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、3，5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸、4，4’-双(4-氨基苯氧基)联苄、2，2-双[(4-氨基苯氧基)甲基]丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1，1-双(4-氨基苯基)环己烷、α、α’-双(4-氨基苯基)-1，4-二异丙基苯、9，9-双(4-氨基苯基)芴、2，2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4，4’-二氨基二苯基胺、2，4-二氨基二苯基胺、1，8-二氨基萘、1，5-二氨基萘、1，5-二氨基蒽醌、1，3-二氨基芘、1，6-二氨基芘、1，8-二氨基芘、2，7-二氨基芴、1，3-双(4-氨基苯基)四甲基二硅氧烷、联苯胺、2，2’-二甲基联苯胺、1，2-双(4-氨基苯基)乙烷、1，3-双(4-氨基苯基)丙烷、1，4-双(4-氨基苯基)丁烷、1，5-双(4-氨基苯基)戊烷、1，6-双(4-氨基苯基)己烷、1，7-双(4-氨基苯基)庚烷、1，8-双(4-氨基苯基)辛烷、1，9-双(4-氨基苯基)壬烷、1，10-双(4-氨基苯基)癸烷、1，3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1，4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1，5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1，6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1，7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1，8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1，9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1，10-双(4-氨基苯氧基)癸烷、二(4-氨基苯基)1，3-丙二酸酯、二(4-氨基苯基)1，4-丁二酸酯、二(4-氨基苯基)1，5-戊二酸酯、二(4-氨基苯基)1，6-己二酸酯、二(4-氨基苯基)1，7-庚二酸酯、二(4-氨基苯基)1，8-辛二酸酯、二(4-氨基苯基)1，9-壬二酸酯、二(4-氨基苯基)1，10-癸二酸酯、1，3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]丙烷、1，4-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]丁烷、1，5-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]戊烷、1，6-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]己烷、1，7-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]庚烷、1，8-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]辛烷、1，9-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]壬烷、1，10-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]癸烷等。
芳香族-脂肪族二胺的例子可例举：3-氨基苯甲基胺、4-氨基苯甲基胺、3-氨基-N-甲基苯甲基胺、4-氨基-N-甲基苯甲基胺、3-氨基苯乙基胺、4-氨基苯乙基胺、3-氨基-N-甲基苯乙基胺、4-氨基-N-甲基苯乙基胺、3-(3-氨基丙基)苯胺、4-(3-氨基丙基)苯胺、3-(3-甲基氨基丙基)苯胺、4-(3-甲基氨基丙基)苯胺、3-(4-氨基丁基)苯胺、4-(4-氨基丁基)苯胺、3-(4-甲基氨基丁基)苯胺、4-(4-甲基氨基丁基)苯胺、3-(5-氨基戊基)苯胺、4-(5-氨基戊基)苯胺、3-(5-甲基氨基戊基)苯胺、4-(5-甲基氨基戊基)苯胺、2-(6-氨基萘基)甲基胺、3-(6-氨基萘基)甲基胺、2-(6-氨基萘基)乙基胺、3-(6-氨基萘基)乙基胺等。
杂环式二胺类的例子可例举：2，6-二氨基吡啶、2，4-二氨基吡啶、2，4-二氨基-1，3，5-三嗪、2，7-二氨基二苯并呋喃、3，6-二氨基咔唑、2，4-二氨基-6-异丙基-1，3，5-三嗪、2，5-双(4-氨基苯基)-1，3，4-
Figure BPA00001371404300071
二唑等。
脂肪族二胺类的例子可例举：1，2-二氨基乙烷、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，5-二氨基戊烷、1，6-二氨基己烷、1，7-二氨基庚烷、1，8-二氨基辛烷、1，9-二氨基壬烷、1，10-二氨基癸烷、1，3-二氨基-2，2-二甲基丙烷、1，6-二氨基-2，5-二甲基己烷、1，7-二氨基-2，5-二甲基庚烷、1，7-二氨基-4，4-二甲基庚烷、1，7-二氨基-3-甲基庚烷、1，9-二氨基-5-甲基庚烷、1，12-二氨基十二烷、1，18-二氨基十八烷、1，2-双(3-氨基丙氧基)乙烷等。
具有长链烷基、全氟烷基、芳香族环状基团、脂肪族环状基团或将它们组合而成的取代基、类固醇骨架基团等的二胺类的例子可例举以下二胺类。还有，在以下例示的结构中，j表示5～20的整数，k表示1～20的整数。
Figure BPA00001371404300072
Figure BPA00001371404300081
Figure BPA00001371404300101
本发明中，作为聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺的原料的四羧酸二酐成分可以是1种四羧酸二酐，也可以混合使用2种以上的四羧酸二酐。
在本发明的改善液晶取向性以及摩擦处理时产生的液晶取向膜表面的损伤和剥离、高温下的预倾角减小等问题的效果方面，这些四羧酸二酐没有特别的限定。
但是，从可提高液晶晶胞的电压保持率的观点来看，优选使用具有脂环族结构或脂肪族结构的四羧酸二酐。具有脂环族结构或脂肪族结构的四羧酸二酐可以例举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、1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐、2，3，4，5-四氢呋喃四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐、3，4-二羧基-1-环己基琥珀酸二酐、3，4-二羧基-1，2，3，4-四氢-1-萘琥珀酸二酐、1，2，3，4-丁烷四羧酸二酐、二环[3，3，0]辛烷-2，4，6，8-四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二环己基四羧酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、顺-3，7-二丁基环辛-1，5-二烯-1，2，5，6-四羧酸二酐、三环[4.2.1.02，5]壬烷-3，4，7，8-四羧酸-3，4：7，8-二酐、六环[6.6.0.12，7.03，6.19，14.010，13]十六烷-4，5，11，12-四羧酸-4，5：11，12-二酐、4-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1，2，3，4-四氢化萘-1，2-二羧酸酐等。
还有，如果在上述具有脂环族结构或脂肪族结构的四羧酸二酐外还使用芳香族四羧酸二酐，则可以提高液晶取向性，并且可以减少液晶晶胞的蓄积电荷，因此优选。芳香族四羧酸二酐可以例举均苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐、2，3，3’，4-联苯四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，3，3’，4-二苯甲酮四羧酸二酐、双(3，4-二羧基苯基)醚二酐、双(3，4-二羧基苯基)砜二酐、1，2，5，6-萘四羧酸二酐、2，3，6，7-萘四羧酸二酐等。
如果考虑到聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺的液晶取向性、电压保持率、蓄积电荷等各种特性的平衡，则较好是并用具有脂环族结构或脂肪族结构的四羧酸二酐和芳香族四羧酸二酐。此时，前者/后者的摩尔比较好为90/10～50/50，更好为80/20～60/40。
本发明的液晶取向处理剂所用的聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺是使上述的二胺成分和四羧酸二酐成分反应而得聚酰胺酸或将该聚酰胺酸酰亚胺化而得的聚酰亚胺。这里，获得聚酰胺酸的反应可以通过使四羧酸二酐成分和二胺成分在有机溶剂中混合来进行。
使四羧酸二酐成分和二胺成分在有机溶剂中混合的方法可以例举搅拌使二胺成分分散或溶解于有机溶剂而得的溶液，在其中直接添加四羧酸二酐成分或者使四羧酸二酐成分分散或溶解于有机溶剂后再添加的方法；相反地在将四羧酸二酐成分分散或溶解于有机溶剂而得的溶液中添加二胺成分的方法；交替添加四羧酸二酐成分和二胺成分的方法等。此外，在四羧酸二酐成分或二胺成分由多种化合物构成时，所述多种化合物可以预先混合的状态进行缩聚反应，也可分别依次进行缩聚反应。
四羧酸二酐成分和二胺成分在有机溶剂中进行缩聚反应时的温度通常为0～150℃，较好为5～100℃，更好为10～80℃。温度越高缩聚反应越快完成，但如果温度过高则有时无法得到高分子量的聚合物。
此外，缩聚反应能以任意的浓度进行，但如果四羧酸二酐成分和二胺成分的合计质量的浓度过低，则难以得到高分子量的聚合物，如果四羧酸二酐成分和二胺成分的合计质量的浓度过高，则反应液的粘性过高，难以进行均匀的搅拌，因此较好是1～50质量％，更好是5～30质量％。可以在缩聚反应初期以高浓度进行，然后再追加有机溶剂。
上述反应时所使用的有机溶剂只要能够溶解生成的聚酰胺酸即可，没有特别的限定。作为具体例子可例举N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、N-甲基己内酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲砜、六甲亚砜、γ-丁内酯等。这些溶剂可以单独使用，也可以混合使用。还有，即使是不溶解聚酰胺酸的溶剂，只要是在生成的聚酰胺酸不会析出的范围内，也可以与上述溶剂混合使用。
此外，有机溶剂中的水分阻碍缩聚反应，而且会使生成的聚酰胺酸水解，因此有机溶剂优选使用已经过最大程度地脱水干燥的有机溶剂。
聚酰胺酸的缩聚反应中所用的四羧酸二酐成分与二胺成分的比例以摩尔比计优选为1∶0.8～1∶1.2，该摩尔比越接近1∶1，所得的聚酰胺酸的分子量越大。通过控制该聚酰胺酸的分子量，可以调整酰亚胺化后得到的可溶性聚酰亚胺的分子量。
本发明的液晶取向处理剂中所含的可溶性聚酰亚胺的分子量没有特别的限定，从涂膜的强度和作为液晶取向处理剂的易使用性的角度出发，以重均分子量计较好为2000～200000，更好为5000～50000。
如上所得的聚酰胺酸的酰亚胺化通过在有机溶剂中、较好是在碱性催化剂和酸酐的存在下搅拌较好是1～100小时来进行。
碱性催化剂可以例举吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等。其中优选吡啶，因为其具有使反应进行的合适的碱性。
另外，酸酐可以例举乙酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐等。其中优选乙酸酐，因为酰亚胺化结束后，所得的聚酰亚胺易于纯化。有机溶剂可以使用上述聚酰胺酸的缩聚反应时所用的溶剂。
可溶性聚酰亚胺的酰亚胺化率可通过调节催化剂量、反应温度、反应时间来控制。这时的碱性催化剂的量较好是酰胺酸基的0.2～10倍摩尔，更好是0.5～5倍摩尔。此外，酸酐的量较好是酰胺酸基的1～30倍摩尔，更好是1～10倍摩尔。反应温度较好是-20～250℃，更好是0～180℃。反应时间较好是1～100小时，更好是1～20小时。
本发明的液晶取向处理剂所含的可溶性聚酰亚胺的酰亚胺化率没有特别的限定，优选40％以上，为了获得更高的电压保持率较好是60％以上，更好是80％以上。
本发明中，聚酰亚胺的酰亚胺化率如下进行测定。将20mg的聚酰亚胺粉末加入到NMR(核磁共振吸收)取样管，添加0.53ml的氘化二甲亚砜(DMSO-d6、0.05％TMS(四甲基硅烷)混合物)，使其完全溶解。对于该溶液，用日本电子资料株式会社(日本電子デ一タム社)制的NMR测定仪(JNM-ECA500)测定了500MHz的质子NMR。
可溶性聚酰亚胺的酰亚胺化率如下求得：将来自于酰亚胺化前后无变化的结构的质子定为基准质子，使用该质子的峰积分值和在9.5～10.0ppm附近出现的来自酰胺酸的NH基的质子峰积分值通过下式求得。
酰亚胺化率(％)＝(1-α·x/y)×100
上式中，x为来自酰胺酸的NH基的质子峰积分值，y为基准质子的峰积分值，α为聚酰胺酸(酰亚胺化率为0％)时的相对于一个酰胺酸的NH基质子的基准质子的个数比例。
这样得到的可溶性聚酰亚胺的溶液内残存有添加的催化剂等，因此，较好是将可溶性聚酰亚胺回收、清洗后再用于本发明的液晶取向处理剂。
可溶性聚酰亚胺的回收可通过将酰亚胺化后的溶液投入搅拌着的弱溶剂使聚酰亚胺析出后进行过滤来完成。这时的弱溶剂可以例举甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纤剂、庚烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。回收后的可溶性聚酰亚胺的清洗也可以用该弱溶剂进行。
这样回收、清洗后得到的聚酰亚胺可以在常压或者减压下进行常温或者加热干燥而形成粉末。
本发明的液晶取向处理剂含有用包含式[1]表示的二胺和式[2]表示的二胺的二胺成分得到的聚酰胺酸和/或可溶性聚酰亚胺(也称为本发明的聚酰胺酸和/或可溶性聚酰亚胺)，但也能以适当的比例含有除此之外的聚酰胺酸和/或可溶性聚酰亚胺。此时，从具有合适的预倾角、取向性的角度出发，本发明的聚酰胺酸和/或可溶性聚酰亚胺的含量相对于全部聚酰胺酸和/或可溶性聚酰亚胺较好为10～90质量％，更好为10～40质量％。
本发明的液晶取向处理剂含有上述聚酰胺酸和可溶性聚酰亚胺中的至少一种聚合物，但也能单独含有聚酰胺酸，还可以单独含有可溶性聚酰亚胺。欲获得良好的印刷性和良好的余像特性时，可制成以适当的比例含有聚酰胺酸和可溶性聚酰亚胺的液晶取向处理剂。本发明中，液晶取向处理剂中所含的可溶性聚酰亚胺的含量相对于可溶性聚酰亚胺和聚酰胺酸的总含量较好为10～50质量％，更好为10～30质量％。
本发明的液晶取向处理剂的制备方法没有特别的限定。例举其一例，有将如上所述得到的聚酰胺酸溶液稀释至所需浓度的方法。对于可溶性聚酰亚胺溶液，还有将如上所述得到的可溶性聚酰亚胺的粉末再溶解于有机溶剂而制成聚酰亚胺溶液，然后稀释至所需浓度的方法等。在该稀释工序中，可以进行用于控制在基板上的涂布性的溶剂组成的调整及用于改善涂膜的特性的添加物的追加等。
再者，也可与结构不同于上述的可溶性聚酰亚胺的溶液或聚酰胺酸的溶液混合或添加其它树脂成分。
作为稀释聚酰胺酸的有机溶剂或用于再溶解聚酰亚胺粉末的有机溶剂，可例举N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲亚砜、四甲基脲、二甲砜、六甲亚砜、γ-丁内酯、1，3-二甲基咪唑啉酮等。
作为用于控制对基板的涂布性而加入的溶剂，可例举乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、单乙酸丙二醇酯、二乙酸丙二醇酯、丙二醇-1-单甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-单乙基醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异戊酯等。这些溶剂中包括单独不能使聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺溶解的溶剂，但只要在聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺不析出的范围内，这些溶剂可混合于本发明的液晶取向处理剂中。特别是已知通过适度混合具有低表面张力的溶剂，在涂布于基板时可以提高涂膜均匀性，因此这类溶剂也适合用于本发明的液晶取向处理剂。
作为用于改善涂膜特性的添加物，可例举3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷等硅烷偶联剂。通过添加这些硅烷偶联剂，可进一步提高涂膜对于基板的密合性。
本发明的液晶取向处理剂的固体成分浓度可根据欲形成的液晶取向膜厚度的设定适当变更，较好为0.5～10质量％，更好为1～8质量％。不到0.5质量％则难以形成均一且没有缺陷的涂膜，比10质量％多则有时溶液的保存稳定性变差。这里所说的固体成分是指自液晶取向处理剂除去溶剂后的成分。
如上所得的液晶取向处理剂优选在涂布于基板之前先进行过滤。
本发明的液晶取向处理剂可涂布于基板后经干燥、烧成而形成涂膜，通过对该涂膜面进行摩擦处理，可作为液晶取向膜使用。
这时，所用的基板只要是透明性高的基板则无特别的限定，可以使用玻璃基板、丙烯酸基板或聚碳酸酯基板等塑料基板等，从使生产工艺简化的角度出发，优选使用形成有用于液晶驱动的ITO电极等的基板。另外，反射型液晶显示元件中，可以使用硅晶片等不透明的基板，但仅限于单侧的基板，此时的电极也可以使用铝等反光材料。
作为液晶取向处理剂的涂布方法，可例举旋涂法、印刷法、喷墨法等，但从生产性方面考虑，工业领域广泛使用胶版印刷法，该方法也适合用于本发明的液晶取向处理剂。
涂布液晶取向处理剂之后的干燥工序虽然并不是必需的，但在涂布后至烧成前的这段时间对每一块基板而言都不固定以及涂布后不立即进行烧成的情况下，最好是包含干燥工序。该干燥可在涂膜形状不会因基板的搬运等而变形的程度下使溶剂蒸发，对干燥手段没有特别的限定。具体可例举以下的方法，使其在50～150℃、更好为80～120℃的热板上干燥0.5～30分钟，更好为1～5分钟。
涂布了液晶取向处理剂的基板的烧成可以在100～350℃中的任意温度下进行，但较好是150～300℃，更好是180℃～250℃。在液晶取向处理剂中含有酰胺酸基时，从酰胺酸向酰亚胺转化的转化率随该烧成温度而变化，但本发明的液晶取向剂无需100％酰亚胺化。较好是以比液晶晶胞制造过程中所必须的密封剂固化等的热处理温度高10℃以上的温度进行烧成。
烧成后的涂膜的厚度较好为10～200nm，更好为50～100nm，因为如果过厚则在液晶显示元件的能耗方面不理想，而如果过薄则有时液晶显示元件的可靠性下降。
如上所述形成于基板上的涂膜面的摩擦处理可以使用现有的摩擦装置。这时的摩擦布的材质可例举棉布、人造丝、尼龙等。
本发明的液晶显示元件是通过上述方法由本发明的液晶取向处理剂获得带液晶取向膜的基板后，通过公知的方法制造液晶晶胞而形成的液晶显示元件。
如果要举一个制造液晶晶胞的例子的话，一般是采用如下的方法：将形成有液晶取向膜的一对基板夹隔着优选为1～30μm、更好为2～10μm的间隔物，按照使摩擦方向成0～270°中的任意角度的要求设置，用密封剂将外围固定，注入液晶后密封。对封入液晶的方法没有特别的限定，可例举在对制得的液晶晶胞内进行减压后注入液晶的真空法、滴下液晶后进行密封的滴下法等。
如上所述得到的液晶显示元件的液晶取向性良好，伴随摩擦处理时产生的液晶取向膜的损伤和膜的剥离而发生的显示不良以及由高温下的预倾角减小导致的取向不良有所减轻，可制成可靠性高的液晶显示设备，适用于TN液晶显示元件、STN液晶显示元件、TFT液晶显示元件、OCB液晶显示元件等各种类型的显示元件。
实施例
以下，例举实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于此。
实施例及比较例中使用的化合物的缩略号如下所示。
<四羧酸二酐>
CA1：4-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1，2，3，4-四氢化萘-1，2-二羧酸酐
CA2：1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐
CA3：[3，3，0]双环辛烷-2，3，5，6-四羧酸二酐
CA4：均苯四甲酸二酐
Figure BPA00001371404300171
<二胺>
DA1：2，4-二氨基-N，N-二烯丙基苯胺
DA2：1，3-二氨基-4-十八烷氧基苯
DA3：4-(反-4-戊基环己基)苯甲酰氨基-2’，4’-苯二胺
DA4：对苯二胺
DA5：4-{4-(4-庚基环己基)苯氧基}-1，3-二氨基苯
DA6：4-氨基苄胺
DA7：3-氨基苄胺
DA8：1，3-二氨基-4-十二烷氧基苯
DA9：二(4-氨基苯基)甲烷
DA10：1，3-二氨基-4-十四烷氧基苯
Figure BPA00001371404300172
<有机溶剂>
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮
γBL：γ-丁内酯
BC：丁基溶纤剂
以下示出本实施例中实施的评价方法。
<分子量的测定>
聚酰胺酸和聚酰亚胺的分子量是通过GPC(常温凝胶渗透色谱)装置测定该聚酰亚胺，作为聚乙二醇、聚环氧乙烷换算值算出数均分子量和重均分子量。
GPC装置：Shodex(昭和电工株式会社)公司制(GPC-101)
柱：Shodex公司制(KD803、KD805的串联)
柱温：50℃
洗脱液：N，N-二甲基甲酰胺(作为添加剂，溴化锂水和物(LiBr·H2O)为30毫摩尔/L，磷酸·酐结晶(o-磷酸)为30毫摩尔/L，四氢呋喃(THF)为10ml/L)
流速：1.0ml/分钟
校正曲线制作用标准试样：东曹株式会社(東ソ一社)制TSK标准聚环氧乙烷(分子量约900,000、150,000、100,000、30,000)和聚合物实验室公司(ポリマ一ラボラトリ一社)制的聚乙二醇(分子量约12,000、4,000、1,000)。
<酰亚胺化率的测定>
聚酰亚胺的酰亚胺化率如下测定。将20mg的聚酰亚胺粉末加入到NMR(核磁共振吸收)取样管，添加0.53ml的氘化二甲亚砜(DMSO-d6、0.05％TMS(四甲基硅烷)混合物)，使其完全溶解。对于该溶液，用日本电子资料株式会社(日本電子デ一タム社)制的NMR测定仪(JNM-ECA500)测定了500MHz的质子NMR。酰亚胺化率如下求得：将来自于酰亚胺化前后无变化的结构的质子定为基准质子，使用该质子的峰积分值和在9.5～10.0ppm附近出现的来自酰胺酸的NH基的质子峰积分值通过下式求得。
酰亚胺化率(％)＝(1-α·x/y)×100
上式中，x为来自酰胺酸的NH基的质子峰积分值，y为基准质子的峰积分值，α为聚酰胺酸(酰亚胺化率为0％)时的相对于一个酰胺酸的NH基质子的基准质子的个数比例。
<液晶晶胞的制作>
用旋涂法将液晶取向处理剂涂布在带透明电极的玻璃基板上，在温度70℃的热板上干燥70秒钟后，在210℃的热板上进行10分钟的烧成，形成了膜厚100nm的涂膜。以辊径120mm的摩擦装置在辊转数1000rpm、辊行进速度50mm/秒、0.3mm压入量的条件下用人造丝布对该涂膜面进行摩擦，得到带液晶取向膜的基板。
准备2片该基板，在其中一片的液晶取向膜面上散布6μm的间隔物，然后在其上印刷密封剂，按照使液晶取向膜面相对且摩擦方向正交的条件将另一片基板贴合在其上后，使密封剂固化，制得了空晶胞。采用减压注入法，向该空晶胞中注入液晶MLC-2003(默克日本公司(メルク·ジャパン社)制)，将注入口密封，制得了扭曲向列液晶晶胞。
<预倾角的测定>
使用与上述<液晶晶胞的制作>同样地制得的液晶晶胞，进行预倾角的测定。测定使用Autronic公司制的TBA107。测定在加热前(23℃)与将液晶晶胞保持在60℃的条件下进行，评价加热前后的预倾角变化量。
<耐摩擦性的评价>
在上述<液晶晶胞的制作>中以将摩擦辊的压入量改为0.5mm的条件进行摩擦，制成带液晶取向膜的基板。用激光显微镜观察了该液晶取向膜的表面，目视进行如下的评价。
○：基本没有产生磨屑附着及摩擦伤痕。
△：产生磨屑附着或摩擦伤痕。
×：膜剥离。观察到摩擦伤痕呈条筋状。
<液晶取向性的评价>
除了在上述<液晶晶胞的制作>中将摩擦辊的压入量改为0.2mm以外，以相同的条件制成液晶晶胞(反平行)。此时，在液晶注入时，从液晶注入口观察有无液晶的流动取向，进行下述的评价。
○：未观测到流动取向。
×：多次观测到条筋状的流动取向。
[实施例1]
作为四羧酸二酐成分，使用12.49g(42mmol)的CA1，作为二胺成分，使用2.73g(25mmol)的DA4、3.43g(8.4mmol)的DA3，并且使用1.71g(8.4mmol)的DA1，在81.37g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在95.8g该聚酰胺酸溶液中加入242.7g的NMP进行稀释，添加42.81g乙酸酐和19.91g吡啶，在40℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。将该反应溶液冷却到室温左右后，投入1404.1mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到可溶性聚酰亚胺(SPI-1)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为12207，重均分子量为40065。此外，酰亚胺化率为85％。在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL和6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例2]
作为四羧酸二酐成分，使用6.20g(22mmol)的CA1、5.38g(22mmol)的CA3，作为二胺成分，使用2.79g(26mmol)的DA4、3.51g(8.6mmol)的DA3，并且使用1.75g(8.6mmol)的DA1，在78.49g的NMP中于80℃反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在50g该聚酰胺酸溶液中加入114.3g的NMP进行稀释，添加6.34g乙酸酐和9.84g吡啶，在100℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。将该反应溶液冷却到室温左右后，投入631.7mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到聚酰亚胺(SPI-2)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为10250，重均分子量为49802。此外，酰亚胺化率为82％。在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL和6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例3]
作为四羧酸二酐成分，使用7.68g(40mmol)的CA2，作为二胺成分，使用2.60g(24mmol)的DA4、3.42g(8.4mmol)的DA3，并且使用1.63g(8.4mmol)的DA1，在85.96g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸(PAA-1)溶液。该聚酰胺酸的数均分子量为18374，重均分子量为43407。在8g该溶液中加入10.5g的NMP和7.5g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例4]
作为四羧酸二酐成分，使用8.18g(42mmol)的CA2、1.63g(7.5mmol)的CA4，作为二胺成分，使用1.22g(10mmol)的DA7、5.08g(25mmol)的DA1、6.11g(15mmol)的DA3，在88.96g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在95.8g该聚酰胺酸溶液中加入228.5g的NMP进行稀释，添加15.1g乙酸酐和6.4g吡啶，在50℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。将该反应溶液冷却到室温左右后，投入1259.1mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到可溶性聚酰亚胺(SPI-3)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为18195，重均分子量为57063。此外，酰亚胺化率为93％。在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL和6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例5]
作为四羧酸二酐成分，使用13.53g(69mmol)的CA2、6.54g(30mmol)的CA4，作为二胺成分，使用8.13g(40mmol)的DA1、3.67g(30mmol)的DA6、8.77g(30mmol)的DA8，在161.8g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。
在34.81g该聚酰胺酸溶液中加入62.65g的NMP进行稀释，添加5.15g乙酸酐和2.19g吡啶，在50℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。
将该反应溶液冷却到室温左右后，投入366.8mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到聚酰亚胺(SPI-4)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为12016，重均分子量为35126。此外，酰亚胺化率为90％。
在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL和6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。
将该SPI-4和SPI-3按照质量比7∶3的条件混合，得到本发明的液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例6]
作为四羧酸二酐成分，使用6.86g(35mmol)的CA2、3.27g(15mmol)的CA4，作为二胺成分，使用2.44g(20mmol)的DA7、3.04g(15mmol)的DA1、6.11g(15mmol)的DA3，在87.0g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液(PAA-2)。该聚酰胺酸的数均分子量为15539，重均分子量为47210。在8g该溶液中加入10.5g的NMP和7.5g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的液晶取向处理剂。
将该PAA-2和SPI-3按照质量比8∶2的条件混合，得到本发明的液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例7]
作为四羧酸二酐成分，使用9.80g(50mmol)的CA2、9.60g(44mmol)的CA4，作为二胺成分，使用19.8g(100mmol)的DA9，在222g的NMP中于室温下反应5小时，得到聚酰胺酸溶液(PAA-3)。该聚酰胺酸的数均分子量为11153，重均分子量为29487。在8g该溶液中加入10.5g的NMP和7.5g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的液晶取向处理剂。
将该PAA-3和PPA-1按照质量比5∶5的条件混合，得到本发明的液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例8]
将该SPI-3、SPI-4和PPA-3按照质量比1∶1∶8的条件混合，得到本发明的液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[实施例9]
作为四羧酸二酐成分，使用7.84g(40mmol)的CA2，作为二胺成分，使用6.51g(32mmol)的DA1、3.26g(8mmol)的DA3，在70.4g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。该聚酰胺酸的数均分子量为14119，重均分子量为39572。在8g该溶液中加入10.5g的NMP和7.5g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的聚酰胺酸溶液(PAA-4)。将该溶液作为液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例1]
作为四羧酸二酐成分，使用13.38g(45mmol)的CA1，作为二胺成分，使用3.89g(36mmol)的DA4、3.67g(9mmol)的DA3，在83.76g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在98.5g该聚酰胺酸溶液中加入256.1g的NMP进行稀释，添加46.68g乙酸酐和21.71g吡啶，在40℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。将该反应溶液冷却到室温左右后，投入1480.5mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到聚酰亚胺(SPI-T1)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为12120，重均分子量为35728。此外，酰亚胺化率为85％。在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL和6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。将该溶液作为液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例2]
作为四羧酸二酐成分，使用6.48g(23mmol)的CA1、5.63g(23mmol)的CA3，作为二胺成分，使用3.89g(36mmol)的DA4、3.67g(9mmol)的DA3，在78.71g的NMP中于80℃反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在50g该聚酰胺酸溶液中加入110g NMP进行稀释，添加6.45g乙酸酐和9.99g吡啶，在100℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。将该反应溶液冷却到室温左右后，投入617.6mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到可溶性聚酰亚胺(SPI-T2)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为12105，重均分子量为74076。此外，酰亚胺化率为82％。在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL和6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。将该溶液作为液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例3]
作为四羧酸二酐成分，使用8.07g(42mmol)的CA2，作为二胺成分，使用3.63g(34mmol)的DA4、3.26g(8mmol)的DA3，在85.73g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸(PAA-T1)溶液。该聚酰胺酸的数均分子量为26985，重均分子量为66365。在8g该溶液中加入10.5g的NMP和7.5g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的聚酰胺酸溶液。将该溶液作为液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例4]
作为四羧酸二酐成分，使用30.03g(100mmol)的CA1，作为二胺成分，使用9.73g(90mmol)的DA4、3.77g(10mmol)的DA2，在247g的NMP中于40℃反应3小时，得到聚酰胺酸溶液。
将50g该聚酰胺酸溶液用NMP稀释至5重量％，再添加作为酰亚胺化催化剂的17.6g乙酸酐和8.2g吡啶，于40℃反应3小时，调制成可溶性聚酰亚胺树脂溶液。将该溶液投入0.6L的甲醇中，过滤分离所得的沉淀物，干燥，得到白色的可溶性聚酰亚胺(SPI-T3)。测定该可溶性聚酰亚胺的分子量，结果数均分子量为13430，重均分子量为26952。此外，酰亚胺化率为85％。将1g该聚酰亚胺粉末溶解于11.8g的γBL和4.8g的BC，得到均一的聚酰亚胺溶液。将该溶液作为液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例5]
作为四羧酸二酐成分，使用5.59g(29mmol)的CA2，作为二胺成分，使用3.08g(28mmol)的DA4、0.571g(1.5mmol)的DA5，在83.18g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸(PAA-T2)溶液。该聚酰胺酸的数均分子量为17630，重均分子量为41068。在12g该溶液中加入2g的NMP和6g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的聚酰胺酸溶液。将该溶液作为液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例6]
作为四羧酸二酐成分，使用5.59g(29mmol)的CA2，作为二胺成分，使用2.43g(23mmol)的DA4、0.571g(1.5mmol)的DA5、1.219g(6mmol)的DA1，在83.18g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸(PAA-T3)溶液。该聚酰胺酸的数均分子量为16132，重均分子量为34880。在12g该溶液中加入2g的NMP和6g的BC，于室温下搅拌20小时，得到均一的聚酰胺酸溶液。将该溶液作为液晶取向处理剂。
用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例7]
作为四羧酸二酐成分，使用13.53g(69mmol)的CA2、6.54g(30mmol)的CA4，作为二胺成分，使用9.62g(30mmol)的DA10、6.10g(30mmol)的DA1、4.89g(40mmol)的DA7，在162.7g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在35.79g该聚酰胺酸溶液中加入63.91g的NMP进行稀释，添加5.16g乙酸酐和2.20g吡啶，在50℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。
将该反应溶液冷却到室温左右后，投入374.7mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到聚酰亚胺(SPI-T4)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为13472，重均分子量为35859。此外，酰亚胺化率为89％。
在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL及6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。
将该SPI-T4和SPI-4按照质量比3∶7的条件混合，得到本发明的液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[比较例8]
作为四羧酸二酐成分，使用13.33g(68mmol)的CA2、6.54g(30mmol)的CA4，作为二胺成分，使用3.81g(10mmol)的DA5、8.13g(40mmol)的DA1、7.64g(50mmol)的DA6，在151.7g的NMP中于室温下反应24小时，得到聚酰胺酸溶液。在33.38g该聚酰胺酸溶液中加入59.61g的NMP进行稀释，添加5.26g乙酸酐和2.24g吡啶，在50℃的温度下反应3小时以酰亚胺化。
将该反应溶液冷却到室温左右后，投入351.7mL的甲醇中，回收沉淀的固体物质。接着，将该固体物质用甲醇清洗数次后，在100℃的温度下减压干燥，得到聚酰亚胺(SPI-T5)的白色粉末。该聚酰亚胺的数均分子量为10111，重均分子量为33653。此外，酰亚胺化率为90％。
在1.2g该聚酰亚胺粉末中加入10.8g的γBL，于温度50℃搅拌24小时。搅拌结束时聚酰亚胺完全溶解。将12g该溶液冷却至23℃后，添加2g的γBL及6g的BC，于温度50℃搅拌20小时。搅拌结束后冷却至23℃，得到均一的液晶取向处理剂。
将该SPI-T5和SPT-4按照质量比3∶7的条件混合，得到本发明的液晶取向处理剂。用该液晶取向处理剂进行耐磨擦性、取向性和预倾角的评价。其结果示于表2。
[表1]
Figure BPA00001371404300271
表1中，“-”表示未将该二胺用作聚酰胺酸或聚酰亚胺的原料。
[表2]
Figure BPA00001371404300272
产业上利用的可能性
使用本发明的液晶取向处理剂制成的液晶显示元件可以用作为可靠性高的液晶显示装置，非常适合用于TN液晶显示元件、STN液晶显示元件、TFT液晶显示元件、OCB液晶显示元件等各种方式的显示元件。
在这里引用2008年10月22日提出申请的日本专利申请2008-272410号的说明书、权利要求书和说明书摘要的全部内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (9)

1.液晶取向处理剂，其特征在于，包含使二胺成分和四羧酸二酐成分反应而得的聚酰胺酸以及将该聚酰胺酸酰亚胺化而得的可溶性聚酰亚胺中的至少一种聚合物，所述二胺成分包含式[1]表示的二胺和式[2]表示的二胺；
式中，n为0～19的整数。
2.如权利要求1所述的液晶取向处理剂，其特征在于，二胺成分中的式[2]表示的二胺的含量相对于1摩尔式[1]表示的二胺为0.1摩尔～1.2摩尔。
3.如权利要求1或2所述的液晶取向处理剂，其特征在于，二胺成分包含20摩尔％以上的式[1]表示的二胺。
4.如权利要求1或2所述的液晶取向处理剂，其特征在于，二胺成分包含5～60摩尔％的式[2]表示的二胺。
5.如权利要求1或2所述的液晶取向处理剂，其特征在于，式[1]表示的二胺和式[2]表示的二胺各自所具有的2个氨基的位置关系为间位或对位。
6.如权利要求1所述的液晶取向处理剂，其特征在于，四羧酸二酐成分包含具有脂环族结构或脂肪族结构的四羧酸二酐。
7.如权利要求6所述的液晶取向处理剂，其特征在于，四羧酸二酐成分包含芳香族四羧酸二酐。
8.液晶取向膜，其特征在于，将权利要求1～7中任一项所述的液晶取向处理剂涂布于带电极的基板上并进行烧成和摩擦处理而得。
9.液晶显示元件，其特征在于，使用了权利要求8所述的液晶取向膜。
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