CN103261956A - 适用于光取向处理法的液晶取向剂及使用该液晶取向剂的液晶取向膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动所导致的残影、且因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速的液晶取向膜，以及用于获得该液晶取向膜的适用于光取向处理法用途的液晶取向剂。本发明是适用于光取向处理法用途的液晶取向剂，其含有：从通过具有环丁烷骨架的特定结构的四羧酸二酐与选自下式(D-1)和(D-2)表示的结构的至少一种二胺以及具有被通过加热而被氢取代的热离去性基团保护起来的氨基的二胺化合物的反应而得的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物中选出的至少一种聚合物((A)成分)；从通过四羧酸二酐与含有具有吡啶等包含氮原子的芳香族杂环的二胺的二胺化合物的反应而得的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物中选出的至少一种聚合物((B)成分)；有机溶剂。

Description

适用于光取向处理法的液晶取向剂及使用该液晶取向剂的液晶取向膜
技术领域
本发明涉及用于制造液晶取向膜的液晶取向剂、由该液晶取向剂得到的液晶取向膜。更详细地说，本发明涉及一种液晶取向剂及由该液晶取向剂得到的液晶取向膜，该液晶取向剂适用于取代摩擦处理的光取向处理法，即适用于能通过偏振的紫外线的照射来赋予液晶取向能力的液晶取向膜的形成。
背景技术
液晶电视、液晶显示器等中使用的液晶显示元件通常在元件内设有用于控制液晶的取向状态的液晶取向膜。
根据现在在工业上最为普及的方法，该液晶取向膜通过进行所谓的摩擦处理来制造，该摩擦处理是指用棉、尼龙、聚酯等的布在一个方向上对形成于电极基板上的由聚酰胺酸和/或将其酰亚胺化而得的聚酰亚胺构成的膜的表面进行摩擦。
在液晶取向膜的取向过程中对膜面进行摩擦处理的方法是简便且生产性优异的在工业上有用的方法。但是，对液晶显示元件的高性能化、高精细化、大型化的要求日益提高，摩擦处理的情况下，由此产生的取向膜表面的损伤、尘埃的产生、机械力和静电带来的影响、以及取向处理面内的不均一性等各种问题越来越显著。
作为代替摩擦处理的方法，已知光取向法，该光取向法是通过照射偏振的紫外线来赋予液晶取向能力。作为采用光取向法的液晶取向处理，从机理上来看提出了利用光异构化反应的液晶取向处理、利用光交联反应的液晶取向处理、利用光降解反应的液晶取向处理等(参照非专利文献1)。此外，专利文献1中提出了将主链具有环丁烷环等脂环结构的聚酰亚胺膜用于光取向法的方法。使用采用了聚酰亚胺的光取向用取向膜的情况下，因为具有与其它相比更高的耐热性，所以可期待其有用性。
作为非摩擦取向处理方法，光取向法不仅具有在工业上也能通过简便的制造工艺来生产的优点，而且在IPS驱动方式或边缘场开关(下称FFS)驱动方式的液晶显示元件中，通过使用由上述光取向法得到的液晶取向膜，与通过摩擦处理法得到的液晶取向膜相比，可期待液晶显示元件的对比度和视角特性的提高等，能提高液晶显示元件的性能，因此作为有前途的液晶取向处理方法受到关注。
作为IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中使用的液晶取向膜，除了优异的液晶取向性和电特性等基本特性以外，还需要有抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动所导致的残影、且因直流电压而蓄积的残留电荷迅速缓和的特性。然而，通过光取向法得到的液晶取向膜的液晶的取向控制力和作为液晶显示元件的电特性等这些特性的稳定性不足，难以满足上述特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平9-297313号公报
非专利文献
非专利文献1：“液晶光取向膜”木户肋、市村功能材料1997年11月号Vol.17No.1113-22页
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动所导致的残影、且因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速的液晶取向膜，以及用于获得该液晶取向膜的适用于光取向处理法用途的液晶取向剂。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人为了达到上述目的，着眼于将液晶取向性优异、液晶的取向控制力强的成分(以下也称为液晶取向成分)和因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速的成分(以下也称为电荷缓和成分)混合而成的液晶取向剂。
但是，该液晶取向剂未必能解决上述问题。即，由含有上述两种成分的液晶取向剂得到的液晶取向膜中，即使因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速，也会产生因交流驱动而产生的残影，未必能兼顾两种特性。
本发明人为了达到上述目的进行了认真研究，结果发现，使用从通过具有环丁烷骨架的特定结构的四羧酸二酐与含有对苯二胺类和包含具有被通过加热而被氢取代的热离去性基团保护起来的氨基的二胺的特定的二胺的二胺化合物的反应而得的聚酰胺酸构成的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物中选出的至少一种聚合物作为液晶取向成分，使用从通过四羧酸二酐与含有具有包含氮原子的芳香族杂环的二胺的二胺化合物的反应而得的聚酰胺酸构成的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物中选出的至少一种聚合物作为电荷缓和成分，利用含有这些成分的液晶取向剂能达到上述目的。
综上所述，本发明以下述内容作为技术内容。
1.液晶取向剂，其特征在于，含有下述(A)成分、(B)成分及有机溶剂；
(A)成分：选自聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物，该聚酰胺酸由下式(1)表示的四羧酸二酐、选自下式(D-1)和(D-2)表示的结构的至少一种二胺以及下式(2)表示的二胺得到；
[化1]
Figure BDA00003356686000031
式(1)中，R1、R2、R3和R4分别独立地是氢原子、碳数1～6的烷基、碳数2～6的链烯基或炔基、或者苯基，可以相同也可以不同；
式(2)中，A1是单键或选自-O-、-NQ1-、-CONQ1-、-NQ1CO-、-CH2O-、-OCO-的至少一种2价有机基团或碳数1～3的亚烷基，Q1是氢原子或碳数1～3的烷基，R5是氢原子或碳数1～8的2价有机基团；
[化2]
Figure BDA00003356686000041
式(D-2)中，Z1是单键、酯键、酰胺键、硫酯键或碳数2～6的2价有机基团；
(B)成分：选自由四羧酸二酐和含有下式(3)表示的二胺的二胺化合物得到的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物；
[化3]
Figure BDA00003356686000042
式(3)中，B1是选自-O-、-NQ2-、-CONQ2-、-NQ2CO-、-CH2O-、-OCO-的至少一种2价有机基团，Q2是氢原子或碳数1～3的烷基，B2是单键或碳数1～4的亚烷基，B3是含有氮原子的杂环，n是1～4的整数。
2.上述1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述(A)成分和(B)成分的含有比例以质量比A/B计为3/7～7/3，(A)成分和(B)成分的含量相对于(A)成分、(B)成分及有机溶剂的总量为1～10重量％。
3.上述1或2所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分的四羧酸二酐是选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐和1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐的至少一种四羧酸二酐。
4.上述1～3中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分的四羧酸二酐是1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。
5.上述1～4中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分的二胺是含有相对于(A)成分的全部二胺为5～30摩尔％的上式(2)表示的二胺的二胺。
6.上述1～5中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分中所含的上式(2)表示的二胺是选自下述式(DA-1)～(DA-3)的至少一种。
7.上述1～6中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的二胺是含有相对于(B)成分的全部二胺为30～100摩尔％的上式(3)表示的二胺的二胺。
8.上述1～7中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分中所含的上式(3)表示的二胺是选自下述式(DB-1)～(DB-6)的至少一种。
9.上述1～8中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的四羧酸二酐是下述式(4)表示的结构，式中，X1的结构是选自下述结构的至少一种。
10.上述1～9中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的四羧酸二酐含有选自1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐和1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐的至少一种四羧酸二酐，其含量相对于(B)成分的全部四羧酸二酐为50～100摩尔％。
11.上述1～10中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的四羧酸二酐是1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。
12.上述1～11中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的二胺是除了上式(3)表示的二胺以外还含有下式(5)表示的含羧酸的二胺的二胺；
[化4]
Figure BDA00003356686000051
式(5)中，B3与B1相同，B4是单键或碳数1～4的亚烷基，m是1～4的整数。
13.上述1～12中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的二胺含有上式(3)表示的二胺和上式(5)表示的二胺，其总量相对于(B)成分的全部二胺为40～100摩尔％。
14.上述1～13中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，上式(5)表示的二胺是选自3,5-二氨基苯甲酸和2,5-二氨基苯甲酸的至少一种。
15.液晶取向膜，其特征在于，将上述1～14中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成而得。
16.液晶取向膜，其特征在于，将上述1～14中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成、进而照射偏振的放射线而得。
17.IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件，其特征在于，具有上述15或16所述的液晶取向膜。
发明的效果
通过本发明，可提供一种抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动所导致的残影、且因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速的液晶取向膜，以及用于获得该液晶取向膜的适用于光取向处理法用途的新型的液晶取向剂。
由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜中，关于为何能得到上述效果并不清楚，但认为大致如下所述。
已知一般来说，将表面能不同的两种成分混合的情况下，表面能低的成分更多地存在于膜表面，表面能高的成分更多地存在于膜内部及与基板的界面。本发明的液晶取向剂的(A)成分因为使用低极性的叔丁基，所以是表面能低的聚酰胺酸，成为液晶取向成分。另一方面，电荷缓和成分因为具有吡啶环等含氮芳香族杂环，所以成为与液晶取向成分相比表面能更高的聚酰胺酸。因此，通过将本发明的液晶取向剂涂布、烧成而得到液晶取向膜中，液晶取向成分更多地存在于膜表面，电荷缓和成分更多地存在于膜内部及与基板的界面。不含叔丁基之类的低极性的取代基的情况下，膜的内部结构不会成为上述结构，膜表面存在电荷缓和成分，因此液晶取向性变差，产生由交流驱动导致的残影。
但是，叔丁基之类的大体积的结构会影响液晶和取向膜的相互作用，因此液晶取向性下降，而本发明的液晶取向成分中所含的叔丁基通过随后的烧成过程中的加热，叔丁基被氢原子取代，所以所得的液晶取向膜中已经不存在叔丁基。因此，所得的液晶取向膜能得到与使用不具有叔丁基之类的大体积的结构的聚酰胺酸时同样优异的液晶取向性。
综上所述，可以认为，液晶取向性优异的液晶取向成分更多地存在于本发明中得到的液晶取向膜的表面层中，此外，因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速的电荷缓和成分存在于膜内部和电极界面，因此具有优异的特性。
实施发明的方式
<(A)成分>
本发明的液晶取向剂所含有的(A)成分是选自聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物，该聚酰胺酸通过下式(1)表示的具有环丁烷环的四羧酸二酐与含有选自下式(D-1)和(D-2)表示的结构的至少一种直线性高的二胺以及下式(2)表示的具有叔丁氧基羰基的二胺的二胺化合物的反应而得到，所述叔丁氧基羰基是通过加热而被氢原子取代的氨基的保护基。
[化5]
Figure BDA00003356686000071
上式(1)中，R1、R2、R3和R4分别独立地是氢原子、碳数1～6的烷基、碳数2～6的链烯基或炔基、或者苯基，可以相同也可以不同。
R1、R2、R3和R4是空间上的体积大的结构的情况下，会使液晶取向性下降。因此，R1、R2、R3和R4较好是氢原子、甲基或乙基，更好是氢原子或甲基。
作为上式(1)表示的具有环丁烷环的四羧酸二酐的具体例子，可例举下式(1-1)～(1-5)。从液晶取向性的观点考虑，更好是(1-1)和(1-2)，进一步更好是(1-2)。
[化6]
Figure BDA00003356686000081
上式(D-2)中，Z1是单键、酯键、酰胺键、硫酯键或碳数2～4的2价有机基团。
Z1中，作为酯键，以-C(O)O-或-OC(O)-表示。作为酰胺键，可以示出以-C(O)NH-或-C(O)NR-、-NHC(O)-、-NRC(O)-表示的结构。R是碳数1～4的烷基。
作为上述烷基的具体例子，可例举甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基等。
Z1是碳数2～4的有机基团的情况下，可以以下式(D2)的结构表示。
[化7]
上式(D-2)中，Z4、Z5分别独立地是单键或-O-、-S-、-NR11-、酯键、酰胺键、硫酯键、脲键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键。R11是氢原子、甲基。
Z4、Z5、Z6中，酯键、酰胺键和硫酯键可以示出与上述酯键、酰胺键和硫酯键相同的结构。
作为脲键，可以示出以-NH-C(O)NH-或-NR-C(O)NR-表示的结构。R是碳数1～3的烷基，可例举与上述烷基相同的例子。
作为碳酸酯键，可以示出以-O-C(O)-O-表示的结构。
作为氨基甲酸酯键，可以示出以-NH-C(O)-O-、-O-C(O)-NH-、-NR-C(O)-O-或-O-C(O)-NR-表示的结构。R是碳数1～4的烷基，可例举与上述烷基相同的例子。
式(D-2)中的R6分别独立地是单键或选自碳数1～4的亚烷基、亚链烯基、亚炔基、亚芳基以及将它们组合而成的基团的结构。
作为上述亚烷基，可例举亚甲基、1,1-亚乙基、1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,2-亚丁基等。
作为亚链烯基，可例举1,1-亚乙烯基、1,2-亚乙烯基、1,2-亚乙烯基亚甲基、1-甲基-1,2-亚乙烯基、1,2-亚乙烯基-1,1-亚乙基、1,2-亚乙烯基-1,2-亚乙基等。
作为亚炔基，可例举亚乙炔基、亚乙炔基亚甲基、亚乙炔基-1,1-亚乙基、亚乙炔基-1,2-亚乙基等。
作为亚芳基，可例举1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基等。
二胺的结构是直线性高的结构或刚直的结构的情况下，因为能获得具有良好的液晶取向性的液晶取向膜，所以作为Z1的结构，更好是单键或下式(A1-1)～(A1-18)的结构。
[化8]
Figure BDA00003356686000101
二胺的结构越是直线性高的结构或刚直的结构，则能获得液晶取向性越好的液晶取向膜，因此作为选自下式(D-1)和(D-2)表示的结构的至少一种二胺，更好是上式(D-1)表示的二胺或下式(D2-1)～(D2-7)表示的二胺，特别好是式(D-1)表示的二胺。
[化9]
Figure BDA00003356686000111
上式(2)中，A1是单键或选自-O-、-NQ1-、-CONQ1-、-NQ1CO-、-CH2O-和-OCO-的至少一种2价有机基团或碳数1～3的亚烷基，这里，Q1是氢原子或碳数1～3的烷基。R5是氢原子或碳数1～8的1价有机基团。
Q1是大体积的结构的情况下，会使液晶取向性下降。因此，Q1较好是氢原子、甲基或乙基，更好是氢原子或甲基。
作为A1，较好是单键或碳数1～3的亚烷基，更好是单键或亚甲基、亚乙基。
R5中，作为碳数1～8的1价有机基团的具体例子，可例举甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、己基、辛基、环戊基、环己基、二环己基等烷基；乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、2-己烯基、环丙烯基、环戊烯基、环己烯基等链烯基；乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基等炔基；苯基等芳基；或者具有下式(R-1)～(R-2)表示的通过加热而被氢原子取代的热离去性基团的结构。
R5中，如果Q1同样是大体积的结构，则也会使液晶取向性下降。因此，R5较好是氢原子、甲基、乙基和具有热离去性基团的(R-1)或(R-2)，更好是氢原子、甲基、(R-1)或(R-2)。
[化10]
如果要例举上式(2)表示的二胺的具体例子，则可例举下式(DA-1)～(DA-3)的二胺。从液晶取向性的观点考虑，较好是(DA-1)或(DA-2)，更好是(DA-1)。
[化11]
Figure BDA00003356686000122
关于本发明的液晶取向剂中所含有的(A)成分，所使用的二胺化合物中的对苯二胺的比例越高，则液晶取向性越良好，且与液晶分子的相互作用也越强，因此可减少因交流驱动而产生的残影。另一方面，二胺化合物中的上式(2)表示的二胺的比例越高，则(A)成分的表面能越低，(A)成分越容易更多地存在于膜表面。
从上述观点考虑，用于形成本发明中所使用的(A)成分的对苯二胺的含量较好为二胺化合物的70～95摩尔％，更好为80～95摩尔％，进一步更好为90～95摩尔％。另一方面，上式(2)表示的二胺的含量较好为二胺化合物的30～5摩尔％，更好为20～5摩尔％，进一步更好为10～5摩尔％。
<(B)成分>
本发明的液晶取向剂中所含有的(B)成分是选自由下式(6)表示的四羧酸二酐和含有下式(3)表示的二胺的二胺化合物得到的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物。
[化12]
Figure BDA00003356686000131
式(3)中，B1是选自-O-、-NQ2-、-CONQ2-、-NQ2CO-、-CH2O-和-OCO-的至少一种2价有机基团，这里，Q2是氢原子或碳数1～3的烷基，作为Q2，包括优选例在内均可例举与Q1相同的结构。B2是单键或碳数1～4的亚烷基，B3是含有氮原子的杂环，n是1～4的整数。
作为B1，因为可提高(B)成分的表面能，所以较好是极性高的结构，更好是-O-、-NQ2-、-CONQ2-和-OCO-。作为B2，从合成的难易程度方面考虑较好是碳数1～4、优选1或2的亚烷基。
作为B3的含有氮原子的芳香族杂环的具体例子，可例举吡咯环、咪唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环、苯并咪唑环。从原料的获得难易度的观点考虑，更好是吡咯环、咪唑环、吡唑环、吡啶环或嘧啶环，进一步更好是咪唑环、吡啶环或嘧啶环。
如果要例举上式(3)表示的具有含有氮原子的芳香族杂环的二胺的具体例子，则可例举下式(DB-1)～(DB-6)。
作为上式(3)表示的具有含有氮原子的芳香族杂环的二胺的含量，较好为二胺化合物的30～100摩尔％，更好为40～100摩尔％，进一步更好为50～100摩尔％。
[化13]
Figure BDA00003356686000141
上式(6)中，X是4价有机基团，其结构无特别限定。如果要例举具体的例子，则可例举下式(X-1)～(X-46)的结构。从化合物的获得难易度的观点考虑，X的结构较好是X-1、X-2.X-3、X-4、X-5、X-6、X-8、X-16、X-17、X-19、X-21、X-25、X-26,X-27、X-28、X-32或X-46。因为所得的液晶取向膜的透明性提高，所以优选使用具有脂肪族或脂肪族环结构的四羧酸二酐，作为X的结构，更好是X-1、X-2或X-25，从与二胺的反应性的观点考虑，进一步更好是X-1。
(B)成分的四羧酸二酐中含有上式(6)中的X以X-1、X-2或X-25表示的四羧酸二酐的情况下，其含量较好为全部四羧酸二酐的50～100摩尔％。更好为70～100摩尔％，进一步更好为80～100摩尔％。
[化14]
Figure BDA00003356686000142
[化15]
[化16]
Figure BDA00003356686000152
[化17]
本发明的液晶取向剂中所含有的(B)成分中，除了上式(3)表示的二胺以外，通过还使用下式(5)表示的含有羧酸的二胺化合物，在制成液晶取向膜时能使因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和更快。此外，通过使用下式(5)表示的二胺化合物，(B)成分的表面能进一步提高，可使(A)成分更多地存在于膜表面，(B)成分更多地存在于膜内部和基板界面。
[化18]
Figure BDA00003356686000161
式(5)中，B3的定义与上式(3)中的B1相同，是单键或选自-O-、-NQ3-、-CONQ3-、-NQ3CO-、-CH2O-、-OCO-的至少一种2价有机基团，作为Q3，包括优选例在内均可例举与Q1相同的结构。B4是单键或碳数1～4的亚烷基，ｍ是1～4的整数。
作为B3，因为可提高(B)成分的表面能，所以较好是极性高的结构，更好是单键、-CONQ2-或-OCO-。
如果要例举上式(5)表示的含有羧酸的二胺的具体例子，则可例举3,5-二氨基苯甲酸或2,5-二氨基苯甲酸。
作为形成(B)成分的二胺，较好是同时含有上式(3)表示的二胺和上式(5)表示的二胺这两者。同时含有上式(3)表示的二胺和上式(5)表示的二胺这两者的情况下，这些二胺的总含量相对于全部二胺较好为40～100摩尔％，更好为50～100摩尔％，进一步更好为60～100摩尔％。
作为(B)成分的二胺成分，也包括作为上式(3)和上式(5)以外的二胺的下式(7)表示的二胺。式中，Y1是2价有机基团，其结构无特别限定。如果要例举Y1的具体例子，则可例举下式(Y-1)～(Y-75)的结构。
[化19]
H2N-Y1-NH2 (7)
[化20]
[化21]
Figure BDA00003356686000171
[化22]
Figure BDA00003356686000172
[化23]
Figure BDA00003356686000173
[化24]
Figure BDA00003356686000174
[化25]
Figure BDA00003356686000181
[化26]
Figure BDA00003356686000182
[化27]
Figure BDA00003356686000183
[化28]
[化29]
Figure BDA00003356686000192
[化30]
[化31]
Figure BDA00003356686000194
为了提高本发明的液晶取向剂的(B)成分在有机溶剂中的溶解性，作为Y1的结构，可例举Y-8、Y-20、Y-21、Y-22、Y-28、Y-29、Y-30。
如果(B)成分的聚酰胺酸更多地存在于膜表面，则可能会阻碍液晶的取向，因此为了提高(B)成分的表面能，使(B)成分更多地存在于膜内部和基板界面，优选使用具有极性高的取代基的二胺。作为具有极性高的取代基的二胺，较好是含有仲氨基或叔氨基、羟基、酰胺基或脲基的二胺。因此，作为上式(7)的Y1，更好是Y-19、Y-31、Y-40、Y-45、Y-49～Y-51或Y-61。
<聚酰胺酸的制造方法>
本发明的聚酰胺酸可通过四羧酸二酐和二胺的反应而得到。
具体而言，可以使四羧酸二酐和二胺在有机溶剂的存在下，且在-20～150℃、优选0～50℃下反应30分钟～24小时、优选1～12小时，从而进行合成。
从单体和聚合物的溶解性考虑，上述反应中使用的有机溶剂较好是N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯，这些有机溶剂也可以一种或两种以上混合使用。从难以引起聚合物的析出、且容易获得高分子量体的观点考虑，聚合物的浓度较好是1～30质量％，更好是5～20质量％。
如上所述得到的聚酰胺酸可通过将反应溶液一边充分搅拌一边注入到不良溶剂中使聚合物析出来回收。此外，可以进行多次析出，用不良溶剂洗涤后，在常温或加热下干燥，从而得到经纯化的聚酰胺酸的粉末。不良溶剂无特别限定，可例举水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纤剂、丙酮、甲苯等。
<聚酰亚胺的制造方法>
本发明中所用的聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物(聚酰亚胺)可通过将上述聚酰胺酸酰亚胺化来制造。
由聚酰胺酸制造聚酰亚胺时，简便的是在通过二胺成分与四羧酸二酐的反应而得的上述聚酰胺酸的溶液中添加催化剂的化学酰亚胺化。化学酰亚胺化在较低的温度下进行酰亚胺化反应，在酰亚胺化的过程中不易引起聚合物的分子量降低，因此优选。
化学酰亚胺化可通过在有机溶剂中在碱性催化剂和酸酐的存在下搅拌欲使其酰亚胺化的聚合物来进行。作为有机溶剂，可使用上述聚合反应时所用的溶剂。作为碱性催化剂，可例举吡啶、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。此外，作为酸酐，可例举乙酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐等，其中，使用乙酸酐时易于反应结束后的纯化，因此优选。
进行酰亚胺化反应时的温度为-20℃～140℃，较好为0℃～100℃，反应时间可以进行1～100小时。碱性催化剂的量以摩尔计为酰胺酸基的0.5～30倍，优选2～20倍，酸酐的量以摩尔计为酰胺酸基的1～50倍，优选3～30倍。所得的聚合物的酰亚胺化率可通过调节催化剂量、温度、反应时间来控制。
聚酰胺酸酯或聚酰胺酸的酰亚胺化反应后的溶液中残存有添加的催化剂等，因此较好是通过下述方法回收所得的酰亚胺化聚合物，用有机溶剂再次溶解，制成本发明的液晶取向剂。
如上所述得到的聚酰亚胺的溶液可通过一边充分搅拌一边注入到不良溶剂中来使聚合物析出。可以进行多次析出，用不良溶剂洗涤后，在常温或加热下干燥，从而得到经纯化的聚酰胺酸酯的粉末。
上述不良溶剂无特别限定，可例举甲醇、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。
<液晶取向剂>
本发明的液晶取向剂含有(A)成分、(B)成分及有机溶剂，具有(A)成分和(B)成分溶解于有机溶剂中而得的溶液的形态。
(A)成分和(B)成分的聚酰胺酸的分子量以重均分子量计较好为2000～500000，更好为5000～300000，进一步更好为10000～100000。此外，数均分子量较好为1000～250000，更好为2500～150000，进一步更好为5000～50000。
本发明的液晶取向剂中，(A)成分和(B)成分的比例以((A)成分/(B)成分)的质量比例计较好为3/7～7/3。该比例更好为4/6～6/4。通过使该比例在该范围内，能成为抑制由交流驱动导致的残影、且因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和迅速的液晶取向膜。
本发明的液晶取向剂只要具有(A)成分和(B)成分溶解于有机溶剂中而得的溶液的形态即可，其制造方法不受限制。例如有将(A)成分和(B)成分的粉末混合、溶解于有机溶剂的方法，将(A)成分的粉末和(B)成分的溶液混合的方法，将(A)成分的溶液和(B)成分的粉末混合的方法，将(A)成分和(B)成分的溶液混合的方法。因为即使在(A)成分和(B)成分所溶解的良溶剂不同的情况下也能得到均匀的混合溶液，所以更好是将(A)成分和(B)成分的溶液混合的方法。
本发明的液晶取向剂的聚合物浓度可根据欲形成的涂膜的厚度的设定来适当改变，从形成均匀且无缺陷的涂膜的观点考虑较好为1重量％以上，从溶液的保存稳定性的观点考虑较好为10重量％以下。
本发明的液晶取向剂中所含有的上述有机溶剂只要是(A)成分和(B)成分均匀地溶解的有机溶剂即可，无特别限定。如果要例举其具体例子，则可例举N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、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-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、二甲砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基咪唑啉酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺等。这些可以使用一种或两种以上混合使用。此外，即使是单独无法均匀地溶解聚合物成分的溶剂，只要在聚合物不析出的范围内，也可以混合在上述有机溶剂中。
本发明的液晶取向剂中，除了用于溶解聚合物成分的有机溶剂以外，也可以含有用于提高将液晶取向剂涂布在基板上时的涂膜均一性的溶剂。该溶剂通常使用表面张力比上述有机溶剂低的溶剂。如果要例举其具体例子，则可例举乙基溶纤剂、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、丙二醇单乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-单甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-单乙基醚-2-乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、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。这些溶剂也可以两种以上并用。
本发明的液晶取向剂中，除上述成分外，只要在不损害本发明的效果的范围内，则也可以添加(A)成分和(B)成分的聚合物以外的聚合物、用于改变液晶取向膜的介电常数和导电性等电特性的电介质或导电物质、用于提高液晶取向膜与基板的密合性的硅烷偶联剂、用于提高制成液晶取向膜时的膜的硬度和致密度的交联性化合物、以及在对涂膜进行烧成时用于使聚酰胺酸的酰亚胺化高效地进行的酰亚胺化促进剂等。
<液晶取向膜>
本发明的液晶取向膜是将如上所述得到的液晶取向剂涂布于基板、干燥、烧成而得的涂膜。
涂布本发明的液晶取向剂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、氮化硅基板、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考虑，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物质，但仅限于一侧的基板，此时的电极可以使用铝等反光材料。作为本发明的液晶取向剂的涂布方法，可例举旋涂法、印刷法、喷墨法等。
涂布本发明的液晶取向剂后的干燥、烧成工序可以选择任意的温度和时间。通常，为了充分地除去所含的有机溶剂，在50℃～120℃下干燥1分钟～10分钟，然后在150℃～300℃下烧成5分钟～120分钟。烧成后的涂膜的厚度无特别限定，但如果过薄，则液晶显示元件的可靠性可能会下降，因此为5～300nm，较好为10～200nm。
本发明的液晶取向剂也可以用于现有的摩擦取向处理，但在光取向处理法中使用时特别有用。
作为光取向处理法的具体例子，可例举对上述涂膜表面照射朝一定方向偏振的放射线，根据情况再在150～250℃的温度下进行加热处理，从而赋予液晶取向能力的方法。作为放射线的波长，可使用具有100nm～800nm的波长的紫外线和可见光线。其中，较好是具有100nm～400nm的波长的紫外线，特别好是具有200nm～400nm的波长的放射线。此外，为了改善液晶取向性，也可以对涂膜基板一边在50～250℃下加热一边照射放射线。上述放射线的照射量较好是在1～10000mJ/cm2的范围内，特好是在100～5000mJ/cm2的范围内。
如上所述制成的液晶取向膜可以使液晶分子沿一定的方向稳定地取向。
实施例
以下，例举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限定于此。
以下，本实施例和比较例中使用的化合物的缩写和各特性的测定方法如下所述。
DA-1、DA-2和DB-1：在上文中定义。
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
BCS：丁基溶纤剂
[粘度]
合成例中，聚酰胺酸酯和聚酰胺酸溶液的粘度使用E型粘度计TVE-22H(东机产业株式会社(東機産業社)制)，在样品量1.1mL、コーンロータTE-1(1°34’、R24)、温度25℃的条件下测定。
[分子量]
聚合物的分子量用GPC(常温凝胶渗透色谱)装置测定，作为聚乙二醇、聚环氧乙烷换算值算出数均分子量(以下也称为Mn)和重均分子量(以下也称为Mw)。
GPC装置：昭和电工株式会社(Shodex社)制(GPC-101)
柱：昭和电工株式会社制(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-水合物(LiBr·H2O)为30mmol/L、磷酸无水结晶(o-磷酸)为30mmol/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：东曹公司(東ソー社)制TSK标准聚环氧乙烷(重均分子量(Mw)约900000、150000、100000、30000)及聚合物实验室公司(ポリマーラボラトリー社)制聚乙二醇(尖峰分子量(Mp)约12000、4000、1000)。测定中，为了避免峰的重叠，分别测定由900000、100000、12000、1000这4种混合而成的样品以及由150000、30000、4000这3种混合而成的样品这2种样品。
[FFS驱动液晶单元的交流驱动烧屏特性]
在形成有边缘场开关(Fringe Field Switching：下称FFS)驱动用电极的玻璃基板上通过旋涂涂布液晶取向剂，该玻璃基板的第一层具有形状的膜厚50nm的ITO电极作为电极，第二层具有形状的膜厚500nm的氮化硅作为绝缘膜，第三层具有梳齿形状的ITO电极(电极宽度:3μm、电极间隔:6μm、电极高度:50nm)作为电极。在80℃的加热板上干燥5分钟后，在250℃的热风循环式烘箱内进行60分钟的烧成，形成膜厚100nm的涂膜。
隔着偏振片对该涂膜面照射波长254nm的紫外线，得到带液晶取向膜的基板。此外，对于作为对置基板的未形成电极的具有高4μm的柱状间隔物的玻璃基板，也同样地形成涂膜，实施取向处理。
将上述两块基板作为一组，在基板上印刷密封剂，将另一块基板贴合，使液晶取向膜面相向，取向方向为0°，然后使密封剂固化，制成空单元。采用减压注入法，向该空单元中注入液晶MLC-2041(默克公司(メルク社)制)，将注入口密封，得到FFS驱动液晶单元。
测定该FFS驱动液晶单元在58℃的温度下的V-T特性(电压－透射率特性)后，施加±4V/120Hz的矩形波4小时。4小时后，除去电压，在58℃的温度下放置60分钟后，再次测定V-T特性，算出矩形波施加前后的透射率达到50％的电压之差(△V50)。
[电荷缓和特性]
将上述液晶单元置于光源上，测定V-T特性(电压－透射率特性)后，测定施加±1.5V/60Hz的矩形波的状态下的液晶单元的透射率(Ta)。然后，施加±1.5V/60Hz的矩形波10分钟后，重叠2V的直流电，驱动180分钟。除去直流电压，分别测定再次仅用±1.5V/60Hz的矩形波驱动20分钟、60分钟、90分钟时的液晶单元的透射率(Tb)，根据各时间下的透射率(Tb)和初始的透射率(Ta)之差(△T)算出因液晶显示元件内残留的电压而产生的透射率之差。
(合成例1)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取2.92g(27.0mmol)的对苯二胺和0.67g(3.0mmol)的DA-1，加入52.27g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加6.66g(29.7mmol)的1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到15重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-1)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为680mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=9279、Mw=21886。
(合成例2)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取2.60g(24.0mmol)的对苯二胺和1.34g(6.0mmol)的DA-1，加入52.65g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加6.59g(29.4mmol)的1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到15重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-2)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为357mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=9042、Mw=19958。
(合成例3)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧屏中取1.94g(17.9mmol)的对苯二胺和0.44g(1.97mmol)的DA-1，加入49.86g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加3.77g(19.2mmol)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到10重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-3)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为142mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=11494、Mw=24376。
(合成例4)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取3.11g(28.8mmol)的对苯二胺和0.85g(3.20mmol)的DA-2，加入51.89g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加6.21g(31.7mmol)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到15重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-4)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为10010mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=21525、Mw=58007。
(合成例5)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取2.16g(20.0mmol)的对苯二胺，加入52.02g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加4.43g(19.8mmol)的1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到10重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-5)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为89.1mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=7048、Mw=16664。
(合成例6)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取2.16g(20.0mmol)的对苯二胺，加入47.70g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加3.84g(19.6mmol)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到10重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-6)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为303mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=19188、Mw=49182。
(合成例7)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取2.74g(18.0mmol)的3,5-二氨基苯甲酸和2.92g(12.1mmol)的DB-1，加入58.77g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加5.88g(30.0mmol)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到15重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-7)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为256mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=11589、Mw=36055。
(合成例8)
在带搅拌装置和氮气导入管的300mL四口烧瓶中取9.13g(60.0mmol)的3,5-二氨基苯甲酸和9.69g(40.0mmol)的DB-1，加入55.83g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加9.91g(50.0mmol)的1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到25重量％，于室温搅拌2小时。2小时后，向该聚合液中添加10.69g(49.0mmol)的均苯四甲酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到15重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-8)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为860mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=11319、Mw=28237。
(合成例9)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取1.83g(12.0mmol)的3,5-二氨基苯甲酸和1.93g(7.97mmol)的DB-1，加入12.33g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加9.91g(10.0mmol)的1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到25重量％，于室温搅拌2小时。2小时后，向该聚合液中添加3.06g(9.99mmol)的3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到20质量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-9)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为760mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=10635、Mw=28670。
(合成例10)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取3.66g(24.0mmol)的3,5-二氨基苯甲酸和3.88g(16.0mmol)的DB-1，加入57.56g的NMP，一边送入氮气一边搅拌使其溶解。一边搅拌该二胺溶液一边添加8.58g(39.3mmol)的均苯四甲酸二酐，再加入NMP，使固体成分浓度达到20重量％，于室温搅拌24小时，得到聚酰胺酸(PAA-10)的溶液。该聚酰胺酸溶液在温度25℃下的粘度为2221mPa·s。此外，该聚酰胺酸的分子量为Mn=18343、Mw=47290。
(实施例1)
在加入搅拌子的20ml样品管中取2.12g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、2.81g合成例7中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-7)，加入5.04g的NMP、2.49g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-1)。
(实施例2)
在加入搅拌子的50ml样品管中取3.41g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)、5.22g合成例7中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-7)，加入7.39g的NMP、4.07g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-2)。
(实施例3)
在加入搅拌子的20ml样品管中取3.12g合成例3中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-3)、2.82g合成例7中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-7)，加入4.09g的NMP、2.50g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-3)。
(实施例4)
在加入搅拌子的20ml样品管中取2.09g合成例4中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-4)、2.81g合成例7中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-7)，加入5.11g的NMP、2.49g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-4)。
(比较例1)
在加入搅拌子的50ml样品管中取8.52g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)，加入7.47g的NMP、3.99g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(B-1)。
(比较例2)
在加入搅拌子的50ml样品管中取12.39g合成例5中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-5)，加入3.62g的NMP、4.07g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(B-2)。
(比较例3)
在加入搅拌子的50ml样品管中取5.96g合成例6中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-6)，加入1.93g的NMP、1.98g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(B-3)。
(比较例4)
在加入搅拌子的50ml样品管中取4.96g合成例5中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-5)、5.22g合成例7中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-7)，加入5.81g的NMP、4.01g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(B-4)。
(实施例5)
将实施例1中得到的液晶取向剂(A-1)用1.0μm的滤器过滤后，通过旋涂涂布在形成有FFS驱动用电极的玻璃基板上，该玻璃基板上具有膜厚50nm的ITO电极作为第一层，具有作为绝缘膜的膜厚500nm的氮化硅作为第二层，具有梳齿形状的ITO电极(电极宽度:3μm、电极间隔:6μm、电极高度:50nm)作为第三层。接着，在80℃的加热板上干燥5分钟后，在230℃的热风循环式烘箱内进行30分钟的烧成，形成膜厚120nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射254nm的紫外线500mJ/cm2，得到带液晶取向膜的基板。此外，对于作为对置基板的未形成电极的具有高4μm的柱状间隔物的玻璃基板，也同样地形成涂膜，实施取向处理。
将上述两块基板作为一组，在基板上印刷密封剂，将另一块基板贴合，使液晶取向膜面相向，取向方向为0°，然后使密封剂固化，制成空单元。采用减压注入法，向该空单元中注入液晶MLC-2041(默克公司制)，将注入口密封，得到FFS驱动液晶单元。
对于该FFS驱动液晶单元，评价了交流驱动烧屏特性，结果△V50为1.0mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为8％、0％和0％。
(实施例6)
除了使用实施例2中得到的液晶取向剂(A-2)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为4.3mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为1.5％、0％和0％。
(实施例7)
除了使用实施例3中得到的液晶取向剂(A-3)、照射750mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果矩形波施加前后的透射率达到50％的电压之差为2.2mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为0％、0％和0％。
(实施例8)
除了使用实施例4中得到的液晶取向剂(A-4)、照射1000mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为3.6mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为0％、0％和0％。
(比较例5)
除了使用比较例1中得到的液晶取向剂(B-1)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为3.5mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为0.6％、0.3％和0.3％。
(比较例6)
除了使用比较例2中得到的液晶取向剂(B-2)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为1.0mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为0.6％、0.3％和0.4％。
(比较例7)
除了使用比较例3中得到的液晶取向剂(B-3)、照射1000mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为0.8mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为2.1％、0.4％和0.1％。
(比较例8)
除了使用比较例4中得到的液晶取向剂(B-4)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为5.2mV。此外，评价了电荷缓和特性，结果交流驱动20分钟、60分钟和90分钟后的ΔT分别为4％、0％和0％。
[表1]
Figure BDA00003356686000311
由上表1可知，根据比较例5的结果，单独使用本发明的取向剂的(A)成分的情况下，虽然交流驱动烧屏特性良好，但蓄积的电荷的缓和缓慢。与之相对，根据实施例5～8的结果可以确认，由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜是显示出与单独使用(A)成分时大致同等的交流驱动烧屏特性、且电荷缓和特性良好的液晶取向膜。
另一方面，根据比较例6、比较例7的结果，单独使用本发明的液晶取向剂的(A)成分、且使用在不使用式(2)表示的二胺的情况下得到的聚酰胺酸的情况下，交流驱动烧屏特性下降，且蓄积的电荷的缓和缓慢。此外，根据比较例8的结果可以确认，如果向作为液晶取向剂的(A)成分的、在不使用式(2)表示的二胺的情况下得到的聚酰胺酸中混合作为电荷缓和成分的(B)成分，则虽然电荷缓和特性提高，但交流驱动烧屏特性大幅恶化。
(实施例9)
在加入搅拌子的50ml样品管中取3.20g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、3.98g合成例8中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-8)，加入8.85g的NMP、4.02g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-5)。
(实施例10)
在加入搅拌子的50ml样品管中取3.22g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、3.77g合成例9中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-9)，加入9.04g的NMP、4.02g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-6)。
(实施例11)
在加入搅拌子的50ml样品管中取3.21g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、3.62g合成例10中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-10)，加入9.28g的NMP、4.01g的BCS，用磁力搅拌器搅拌30分钟，得到液晶取向剂(A-7)。
(实施例12)
除了使用实施例9中得到的液晶取向剂(A-5)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为0.9mV。
(实施例13)
除了使用实施例10中得到的液晶取向剂(A-6)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为1.5mV。
(实施例14)
除了使用实施例11中得到的液晶取向剂(A-7)、照射400mJ/cm2的偏振的紫外线以外，通过与实施例5同样的方法制造FFS驱动液晶单元。对于该FFS驱动液晶单元，评价交流驱动烧屏特性，结果△V50为1.1mV。
[表2]
Figure BDA00003356686000331
在这里引用2010年10月19日提出申请的日本专利申请2010-234933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 (17)

1.液晶取向剂，其特征在于，含有下述(A)成分、(B)成分及有机溶剂；
(A)成分：选自聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物，该聚酰胺酸通过下式(1)表示的四羧酸二酐与含有选自下式(D-1)和(D-2)表示的结构的至少一种二胺以及下式(2)表示的二胺的二胺化合物的反应而得到；
[化1]
Figure FDA00003356685900011
式(1)中，R1、R2、R3和R4分别独立地是氢原子、碳数1～6的烷基、碳数2～6的链烯基或炔基、或者苯基；
式(2)中，A1是单键或选自-O-、-NQ1-、-CONQ1-、-NQ1CO-、-CH2O-、-OCO-和碳数1～3的亚烷基的至少一种2价有机基团，这里，Q1是氢原子或碳数1～3的烷基；R5是氢原子或碳数1～8的1价有机基团；
[化2]
式(D-2)中，Z1是单键、酯键、酰胺键、硫酯键或碳数2～6的2价有机基团；
(B)成分：选自通过四羧酸二酐与含有下式(3)表示的二胺的二胺化合物的反应而得的聚酰胺酸及其酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物；
[化3]
Figure FDA00003356685900021
式(3)中，B1是选自-O-、-NQ2-、-CONQ2-、-NQ2CO-、-CH2O-和-OCO-的至少一种2价有机基团，这里，Q2是氢原子或碳数1～3的烷基；B2是单键或碳数1～4的亚烷基，B3是含有氮原子的杂环，n是1～4的整数。
2.如权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述(A)成分和(B)成分的含有重量比例A/B为3/7～7/3，(A)成分和(B)成分的总含量相对于(A)成分、(B)成分及有机溶剂的总量为1～10重量％。
3.如权利要求1或2所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分的四羧酸二酐是选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐和1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐的至少一种四羧酸二酐。
4.如权利要求1～3中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分的四羧酸二酐是1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。
5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分的二胺化合物是含有5～30摩尔％的上式(2)表示的二胺的二胺。
6.如权利要求1～5中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(A)成分中所含的上式(2)表示的二胺是选自下述式(DA-1)、(DA-2)和(DA-3)的至少一种；
[化4]
Figure FDA00003356685900022
7.如权利要求1～6中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的二胺化合物是含有30～100摩尔％的上式(3)表示的二胺的二胺。
8.如权利要求1～7中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分中所含的上式(3)表示的二胺是选自下述式(DB-1)～(DB-6)的至少一种；
[化5]
Figure FDA00003356685900031
9.如权利要求1～8中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的四羧酸二酐以下述式(4)表示，式中，X1是选自下述结构的至少一种；
[化6]
Figure FDA00003356685900032
[化7]
Figure FDA00003356685900041
10.如权利要求1～9中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的四羧酸二酐含有选自1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐和1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐的至少一种四羧酸二酐，其含量相对于(B)成分的全部四羧酸二酐为50～100摩尔％。
11.如权利要求1～10中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的四羧酸二酐是1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。
12.如权利要求1～11中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的二胺化合物除了上式(3)表示的二胺以外还含有下式(5)表示的含羧酸的二胺；
[化8]
Figure FDA00003356685900042
式(5)中，B3和含义与上述B1相同，B4是单键或碳数1～4的亚烷基，m是1～4的整数。
13.如权利要求1～12中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，(B)成分的二胺含有上式(3)表示的二胺和上式(5)表示的二胺，其总量相对于(B)成分的全部二胺为40～100摩尔％。
14.如权利要求1～13中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，上式(5)表示的二胺是选自3,5-二氨基苯甲酸和2,5-二氨基苯甲酸的至少一种。
15.液晶取向膜，其特征在于，将权利要求1～14中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成而得。
16.液晶取向膜，其特征在于，将权利要求1～14中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成、进而照射偏振的放射线而得。
17.IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件，其特征在于，具有权利要求15或16所述的液晶取向膜。
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