CN103289712A - 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件。液晶配向剂含有：选自由聚酰胺酸及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物、包含下述式(1)所表示的吡咯烷酮衍生物(p)的溶剂，
Figure DDA00002828094900011
式(1)中，R1是碳数为3～5的烃基，于该烃基中的碳链的中途亦可包含氧原子。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件
技术领域
本发明涉及一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，尤其涉及一种聚合物溶解于溶剂中而成的液晶配向剂、以及使用该液晶配向剂而制作的液晶配向膜及液晶显示元件。
背景技术
在过去，作为液晶显示元件，开发了电极结构或所使用的液晶分子的物性等不同的各种驱动方式的液晶显示元件，例如已知有扭转向列(Twisted Nematic，TN)型或超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)型、垂直配向(Vertical Alignment，VA)型、共面切换(In Plane Switching，IPS)型、边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型、光学补偿弯曲型(Optically Compensated Bend，OCB)型等各种液晶显示元件。该些液晶显示元件包含用以使液晶分子配向的液晶配向膜。自耐热性、机械强度、与液晶的亲和性等各种特性良好的方面考虑，一般情况下使用聚酰胺酸或聚酰亚胺作为液晶配向膜的材料。
而且，在近年来，液晶显示元件不仅如从前那样在个人电脑等的显示终端中使用，而且在例如液晶电视或汽车导航系统、手机、智能手机、信息显示器等多种用途中使用。随着此种多用途化，于液晶显示元件中要求显示品质的更进一步高品质化或制品的良率提高等，驱动方式或元件结构的改良、以及作为液晶显示元件的构成构件之一的液晶配向膜或作为该液晶配向膜的形成材料的液晶配向剂的改良不断发展。例如，作为液晶配向剂，于显示品质或良率等观点中，要求涂布于基板上时的涂布性(印刷性)良好，提出了各种用以改善印刷性的材料(例如参照专利文献1或专利文献2)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2011-257527号公报
[专利文献2]日本专利特开2011-257736号公报
发明内容
对液晶显示元件的高性能化或良率提高的要求进一步提高，关于液晶配向剂的印刷性亦要求更进一步的改善。
本发明是鉴于上述课题而成的，主要目的是提供印刷性良好的液晶配向剂、以及使用该液晶配向剂而制作的液晶配向膜及液晶显示元件。
本发明者等人为了达成上述课题而进行了锐意研究，结构发现通过使用含有特定化合物的溶剂而调制液晶配向剂，可解决上述课题，从而完成本发明。具体而言，通过本发明可提供以下的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件。
本发明在一个方面中提供一种液晶配向剂，其含有：选自由聚酰胺酸及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物，以及包含下述式(1)所表示的吡咯烷酮衍生物(p)的溶剂；
[化1]
Figure BDA00002828094800021
式(1)中，R1是碳数为3～5的烃基，于该烃基中的碳链的中途亦可包含氧原子。
本发明的液晶配向剂中，使用上述吡咯烷酮衍生物(p)作为溶剂的至少一部分，因此聚合物相对于溶剂的溶解性良好。而且，上述吡咯烷酮衍生物(p)的沸点适度地高，由此而可于将液晶配向剂印刷于基板上时，抑制溶剂自印刷机上挥发。因此，聚合物成分难以析出至印刷机上，其结果可使印刷性(特别是长期持续实施印刷的情况下的印刷性、以下亦称为“长期印刷性”)良好。
本发明的液晶配向剂的一个态样是将上述吡咯烷酮衍生物(p)的含量设为溶剂总体的10重量％以上。在这种情况下，可使印刷性更良好。
而且，另一个态样是将上述聚合物设为选自由聚酰胺酸及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种，所述聚酰胺酸是由包含2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐及2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐中的至少任意者的四羧酸二酐与二胺反应而所得。于将此种聚合物与上述包含吡咯烷酮衍生物(p)的溶剂加以组合的情况下，聚合物对于溶剂的溶解性更良好，可使印刷性更进一步良好。
而且，本发明于一个方面中提供由上述所记载的液晶配向剂而形成的液晶配向膜、及包含该液晶配向膜的液晶显示元件。该液晶配向膜使用印刷性良好的液晶配向剂而形成，因此可提高液晶显示元件的良率。
具体实施方式
<液晶配向剂>
本发明的液晶配向剂含有选自由使四羧酸二酐与二胺反应而所得的聚酰胺酸及该聚酰胺酸进行脱水闭环而成的聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物，且该聚合物溶解于溶剂中。以下对本发明的液晶配向剂加以详细说明。
<聚酰胺酸>
[四羧酸二酐]
用以合成本发明中的聚酰胺酸的四羧酸二酐例如可列举脂肪族四羧酸二酐、脂环族四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。作为该些四羧酸二酐的具体例，
脂肪族四羧酸二酐例如可列举1，2，3，4-丁烷四羧酸二酐等；
脂环族四羧酸二酐例如可列举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、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、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)、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、3，5，6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2：3，5：6-二酐、2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐、4，9-二氧杂三环[5.3.1.02，6]十一烷-3，5，8，10-四酮、环己烷四羧酸二酐等；
芳香族四羧酸二酐例如可列举均苯四甲酸二酐等；除此以外，亦可使用日本专利特开2010-97188号公报中所记载的四羧酸二酐。
另外，上述四羧酸二酐可单独使用1种或者将2种以上组合使用。
作为用以合成聚酰胺酸的四羧酸二酐，就对溶剂的溶解性良好的方面而言，优选包含脂环族四羧酸二酐。而且，脂环族四羧酸二酐优选为选自由2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、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、2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐及1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐所构成的群组的至少一种，特别优选2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐及2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐的至少任意者。
而且，在上述四羧酸二酐包含2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐及2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐的至少任意者的情况下，该些化合物的合计含量优选为相对于聚酰胺酸的合成中所使用的四羧酸二酐的总量而言为10mol％以上，更优选为20mol％～100mol％，进一步更优选为50mol％～100mol％。
[二胺]
作为用以合成本发明中的聚酰胺酸所使用的二胺，例如可列举脂肪族二胺、脂环族二胺、芳香族二胺、二氨基有机硅氧烷等。该些二胺可单独使用1种或者将2种以上组合使用。此处，作为上述二胺的具体例，脂肪族二胺例如可列举1，3-间苯二甲胺、1，3-丙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺等；
脂环族二胺例如可列举1，4-二氨基环己烷、4，4′-亚甲基双(环己胺)、1，3-双(氨基甲基)环己烷等；
芳香族二胺例如可列举对苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基二苯硫醚、1，5-二氨基萘、2，2′-二甲基-4，4′-二氨基联苯、2，2′-双(三氟甲基)-4，4′-二氨基联苯、2，7-二氨基芴、4，4′-二氨基二苯醚、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9，9-双(4-氨基苯基)芴、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4，4′-(对苯撑二异亚丙基)双苯胺、4，4′-(间苯撑二异亚丙基)双苯胺、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(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′-双(4-氨基苯基)-联苯胺、N，N′-双(4-氨基苯基)-N，N′-二甲基联苯胺、1，4-双-(4-氨基苯基)-哌嗪、1-(4-氨基苯基)-2，3-二氢-1，3，3-三甲基-1H-茚-5-胺、1-(4-氨基苯基)-2，3-二氢-1，3，3-三甲基-1H-茚-6-胺、3，5-二氨基苯甲酸、胆甾烷基氧基-3，5-二氨基苯、胆甾烯基氧基-3，5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-2，4-二氨基苯、胆甾烯基氧基-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-双(4-氨基苯甲酰氧基)胆甾烷、3，6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、4-(4′-三氟甲氧基苯甲酰氧基)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-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基环己基)环己烷、2，4-二氨基-N，N-二烯丙基苯胺、4-氨基苯甲胺、3-氨基苯甲胺、及下述式(A-1)所表示的化合物等，
[化2]
Figure BDA00002828094800051
(式中，XI及XII分别为单键、-O-、-COO-或-OCO-，RI是碳数为1～3的烷二基，a为0或1，b为0～2的整数，c为1～20的整数，n为0或1。其中，a及b并不同时为0)；
二氨基有机硅氧烷例如可列举1，3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等；除此以外亦可使用日本专利特开2010-97188号公报中所记载的二胺。
上述式(A-1)中的“-XI-(RI-XII)n-”所表示的2价基优选为碳数为1～3的烷二基、*-O-、*-COO-或*-O-C2H4-O-(其中，附有“*”的键与二氨基苯基键结)。作为基“-CcH2c+1”的具体例，例如可列举甲基、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。优选二氨基苯基中的2个氨基相对于其他基而言为2，4-位或3，5-位。
作为上述式(A-1)所表示的化合物的具体例，例如可列举下述式(A-1-1)～式(A-1-3)的各式所表示的化合物等。
[化3]
Figure BDA00002828094800061
作为合成本发明中的聚酰胺酸时所使用的二胺，优选相对于所有二胺而言包含30mol％以上的芳香族二胺(氨基键结于芳香环上的二胺)，更优选包含50mol％以上，特别优选包含80mol％以上。
而且，在合成垂直配向型用液晶配向剂中所含有的聚酰胺酸的情况下，为了赋予良好的垂直配向性，优选使用具有预倾成分的二胺作为二胺。此种具有预倾成分的二胺具体而言例如可列举十二烷氧基-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、胆甾烷基氧基-3，5-二氨基苯、胆甾烯基氧基-3，5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-2，4-二氨基苯、胆甾烯基氧基-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-双(4-氨基苯甲酰氧基)胆甾烷、3，6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、4-(4′-三氟甲氧基苯甲酰氧基)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-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基环己基)环己烷、上述式(A-1)所表示的二胺等。另外，具有预倾成分的二胺可单独使用1种或者将2种以上组合使用。
作为具有预倾成分的二胺，其合计量相对于所有二胺而言优选包含5mol％以上，更优选包含10mol％以上。
[分子量调节剂]
在合成聚酰胺酸时，亦可与如上所述的四羧酸二酐及二胺一同使用适当的分子量调节剂而合成末端改性型聚合物。通过设为该末端改性型聚合物，可进一步改善液晶配向剂的涂布性(印刷性)。
分子量调节剂例如可列举酸单酐、单胺化合物、单异氰酸酯化合物等。作为该些化合物的具体例，酸单酐例如可列举马来酸酐、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；
单胺化合物例如可列举苯胺、环己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺等；
单异氰酸酯化合物例如可列举异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等。
相对于所使用的四羧酸二酐及二胺的合计100重量份而言，分子量调节剂的使用比例优选为20重量份以下，更优选为10重量份以下。
<聚酰胺酸的合成>
作为提供至本发明的聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐与二胺的使用比例，优选相对于二胺的氨基1当量而言，四羧酸二酐的酸酐基成为0.2当量～2当量的比例，更优选成为0.3当量～1.2当量的比例。
聚酰胺酸的合成反应优选于有机溶剂中进行。此时的反应温度优选为-20℃～150℃，更优选为0℃～100℃。而且，反应时间优选为0.1小时～24小时，更优选为0.5小时～12小时。
此处，有机溶剂例如可列举非质子性极性溶剂、酚及其衍生物、醇、酮、酯、醚、卤代烃、烃等。
作为该些有机溶剂的具体例，上述非质子性极性溶剂例如可列举N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、下述式(1)所表示的化合物等；
上述酚衍生物例如可列举间甲酚、二甲苯酚、卤代酚等；
上述醇例如可列举甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚等；
上述酮例如可列举丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等；
上述酯例如可列举乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯等；
上述醚例如可列举二乙醚、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、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、四氢呋喃等；
上述卤代烃例如可列举二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯等；
上述烃例如可列举己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚等。
于该些有机溶剂中，优选使用选自由非质子性极性溶剂以及酚及其衍生物所构成的群组(第一群组的有机溶剂)的一种以上、或者选自第一群组的有机溶剂的一种以上与选自由醇、酮、酯、醚、卤代烃及烃所构成的群组(第二群组的有机溶剂)的一种以上的混合物。在后者的情况时，作为第二群组的有机溶剂的使用比例，相对于第一群组的有机溶剂及第二群组的有机溶剂的合计量而言优选为50重量％以下，更优选为40重量％以下，进一步更优选为30重量％以下。
有机溶剂的使用量(a)优选设为如下的量：四羧酸二酐及二胺的合计量(b)相对于反应溶液的总量(a+b)而言成为0.1重量％～50重量％的量。
如上所述而获得使聚酰胺酸溶解而成的反应溶液。该反应溶液可直接供至液晶配向剂的调制，也可以使反应溶液中所含的聚酰胺酸离析后供至液晶配向剂的调制，或者对离析的聚酰胺酸进行纯化后供至液晶配向剂的调制。于使聚酰胺酸进行脱水闭环而制成聚酰亚胺的情况时，可将上述反应溶液直接供至脱水闭环反应，亦可将反应溶液中所含的聚酰胺酸离析后供至脱水闭环反应，或者对离析的聚酰胺酸进行纯化后供至脱水闭环反应。聚酰胺酸的离析及纯化可依照公知的方法而进行。
<聚酰亚胺及聚酰亚胺的合成>
本发明的液晶配向剂中所含的聚酰亚胺可通过对如上所述而合成的聚酰胺酸进行脱水闭环将其酰亚胺化而获得。
上述聚酰亚胺可以是作为其前驱体的聚酰胺酸所具有的酰胺酸结构全部脱水闭环而成的完全酰亚胺化物，亦可为酰胺酸结构的仅仅一部分脱水闭环、酰胺酸结构与酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。作为本发明中的聚酰亚胺，其酰亚胺化率优选为30％以上，更优选为50％～99％，进一步更优选为60％～99％。该酰亚胺化率是以百分率表示酰亚胺环结构数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所占的比例。此处，酰亚胺环的一部分亦可为异酰亚胺环。
聚酰胺酸的脱水闭环优选通过如下方法而进行：对聚酰胺酸进行加热的方法；或者将聚酰胺酸溶解于有机溶剂中，于该溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂而视需要进行加热的方法。其中选优利用后者的方法。
于上述聚酰胺酸溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂的方法中，脱水剂例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。作为脱水剂的使用量，相对于聚酰胺酸的酰胺酸结构1摩尔而言优选为0.01摩尔～20摩尔。脱水闭环催化剂例如可使用吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙胺等叔胺。作为脱水闭环催化剂的使用量，相对于所使用的脱水剂1摩尔而言优选为0.01摩尔～10摩尔。作为脱水闭环反应中所使用的有机溶剂，可列举作为聚酰胺酸的合成中所使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1.0小时～120小时，更优选为2.0小时～30小时。
如此进行而获得含有聚酰亚胺的反应溶液。该反应溶液可直接供至液晶配向剂的调制，也可以自反应溶液中除去脱水剂及脱水闭环催化剂后而供至液晶配向剂的调制，也可以使聚酰亚胺离析后而供至液晶配向剂的调制，或者也可以对离析的聚酰亚胺进行纯化后供至液晶配向剂的调制。该些纯化操作可依照公知的方法而进行。
<聚合物的溶液粘度>
作为如上所述而所得的聚酰胺酸及聚酰亚胺，于将其制成浓度为10重量％的溶液时，优选具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。另外，上述聚合物的溶液粘度(mPa·s)是对使用该聚合物的良溶剂(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)而调制的浓度为10重量％的聚合物溶液，使用E型旋转粘度计而于25℃下所测定的值。
<溶剂>
本发明的液晶配向剂中，上述聚合物溶解于溶剂中。该溶剂包含下述式(1)所表示的吡咯烷酮衍生物(p)。该吡咯烷酮衍生物(p)对聚酰胺酸或聚酰亚胺的溶解性良好，且沸点适度地高。因此，通过使用此种吡咯烷酮衍生物(p)作为溶剂的至少一部分，于将液晶配向剂印刷于基板上时，可抑制溶剂自印刷机上挥发，且聚合物成分变得难以析出于印刷机上。其结果，可使印刷性(特别是长期印刷性)良好。而且，由于溶剂的沸点并不过高，因此在印刷后进行预热(预烘)的情况下，可使预热后残存在涂膜中的溶剂量变少。因此，可抑制于预热后灰尘附着于涂膜表面，由此可抑制制品良率的降低。
[化4]
Figure BDA00002828094800101
(式(1)中，R1是碳数为3～5的烃基，于该烃基的碳链的中途亦可包含氧原子)
式(1)的R1中的碳数为3～5的烃基可饱和亦可不饱和，可为直链状亦可为分支状。而且，于R1的烃基中，于其碳链的中途亦可包含氧原子。作为R1的具体例，例如除了碳数为3～5的烷基、烯基、炔基以外，亦可列举该些基所具有的至少1个亚甲基被取代为氧原子的基(以下亦称为“含氧基”)等。
此处，碳数为3～5的烷基例如可列举正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基等；
碳数为3～5的烯基例如可列举1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、2-甲基-1-丙烯基等；
碳数为3～5的炔基例如可列举2-丙炔基、2-丁炔基等。
而且，上述含氧基例如可列举碳数为3～5的烷氧基烷基等，作为其具体例，例如可列举甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基、乙氧基甲基、乙氧基乙基等。
R1优选为碳数为3～5的烷基或烷氧基烷基，更优选为碳数为4或5的烷基或烷氧基烷基。优选的具体例可列举叔丁基、正戊基、甲氧基丙基、甲氧基丁基等。
作为上述吡咯烷酮衍生物(p)的具体例，例如可列举N-丙基-2-吡咯烷酮、N-丁基-2-吡咯烷酮、N-(叔丁基)-2-吡咯烷酮、N-戊基-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮、N-乙氧基乙基-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丁基-2-吡咯烷酮等。该些化合物中，可特别优选地使用N-戊基-2-吡咯烷酮、N-(叔丁基)-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮。另外，吡咯烷酮衍生物(p)可单独使用1种该些化合物或者将2种以上组合使用。
关于吡咯烷酮衍生物(p)的含量，自适宜地抑制印刷中的聚合物的析出而提高印刷性的观点考虑，相对于液晶配向剂中所含的溶剂的总体量而言，优选为5重量％以上，更优选为10重量％以上。而且，关于含量的上限，相对于液晶配向剂中所含的溶剂的总体量而言，优选为90重量％以下，更优选为70重量％以下，进一步更优选为40重量％以下。
作为本发明的液晶配向剂的调制中所使用的溶剂，可使用上述吡咯烷酮衍生物(p)以外的其他溶剂。其他溶剂例如可列举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)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚(DPM)、二异丁酮、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等。该些有机溶剂可单独使用或者将2种以上混合使用。
<其他成分>
本发明的液晶配向剂含有如上所述的聚合物及溶剂，亦可视需要而含有其他成分。该其他成分例如可列举上述聚合物以外的其他聚合物、在分子内具有至少一个环氧基的化合物(以下称为“含有环氧基的化合物”)、官能性硅烷化合物等。
[其他聚合物]
上述其他聚合物可用以改善溶液特性或电气特性。该其他聚合物例如可列举聚酰胺酸酯、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。
在将其他聚合物添加于液晶配向剂中时，相对于该组成物中的所有聚合物量而言，其调配比率优选为50重量％以下，更优选为0.1重量％～40重量％，进一步更优选为0.1重量％～30重量％。
[含有环氧基的化合物]
含有环氧基的化合物可用以使液晶配向膜的与基板表面的接着性提高。此处，含有环氧基的化合物例如可列举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、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、2，2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1，3-双(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、N，N-二缩水甘油基-苯甲胺、N，N-二缩水甘油基-氨基甲基环己烷、N，N-二缩水甘油基-环己胺等。
另外，作为含有环氧基的化合物的例子，亦可使用国际公开第2009/096598号中所记载的含有环氧基的聚有机硅氧烷。
于将该些环氧化合物添加于液晶配向剂中时，相对于液晶配向剂中所含的聚合物的合计100重量份而言，其调配比率优选为40重量份以下，更优选为0.1重量份～30重量份。
[官能性硅烷化合物]
上述官能性硅烷化合物可以使液晶配向剂的印刷性提高为目的而使用。此种官能性硅烷化合物例如可列举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-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三乙撑三胺、10-三甲氧基硅烷基-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、9-三甲氧基硅烷基-3，6-二氮杂壬酸甲酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基甲基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷等。
于将该些官能性硅烷化合物添加于液晶配向剂中时，相对于聚合物的合计100重量份而言，其调配比率优选为2重量份以下，更优选为0.02重量份～0.2重量份。
另外，作为其他成分，除了上述以外，亦可使用在分子内具有至少一个环氧丙烷基的化合物或抗氧化剂等。
本发明的液晶配向剂中的固形物浓度(液晶配向剂中的除溶剂以外的成分的合计重量在液晶配向剂的总重量中所占的比例)可考虑粘性、挥发性等而适宜选择，优选为1重量％～10重量％的范围。亦即，如后所述那样将本发明的液晶配向剂涂布于基板表面，并优选进行加热，由此而形成作为液晶配向膜的涂膜或者成为液晶配向膜的涂膜，此时，于固形物浓度不足1重量％的情况时，该涂膜的膜厚变得过小而无法获得良好的液晶配向膜。另一方面，于固形物浓度超过10重量％的情况时，涂膜的膜厚变得过大而无法获得良好的液晶配向膜，而且，液晶配向剂的粘性增大而造成涂布特性变差。
特别优选的固形物浓度的范围因将液晶配向剂涂布于基板上时所使用的方法而异。例如，在利用旋涂法的情况时，特别优选固形物浓度为1.5重量％～4.5重量％的范围。在利用印刷法的情况时，特别优选使固形物浓度为3重量％～9重量％的范围，由此而使溶液粘度成为12mPa·s～50mPa·s的范围。于利用喷墨法的情况时，特别优选使固形物浓度为1重量％～5重量％的范围，由此而使溶液粘度成为3mPa·s～15mPa·s的范围。
调制本发明的液晶配向剂时的温度优选为10℃～50℃，更优选为20℃～30℃。
<液晶配向膜及液晶显示元件>
本发明的液晶配向膜可由如上所述而调制的液晶配向剂而形成。而且，本发明的液晶显示元件包含使用该液晶配向剂而形成的液晶配向膜。于该液晶显示元件中，其运行模式并无特别限定，例如可适用于IPS型、TN型、STN型、FFS型、VA型、OCB型等各种驱动方式中。
以下，对本发明的液晶显示元件的制造方法加以说明，且于该说明中对本发明的液晶配向膜的制造方法也加以说明。本发明的液晶显示元件例如可通过以下的(1)～(3)的步骤而制造。步骤(1)根据所期望的运行模式而使用不同的基板。步骤(2)及步骤(3)通用于各运行模式中。
[步骤(1)：涂膜的形成]
首先，在基板上涂布本发明的液晶配向剂，其次对涂布面进行加热而在基板上形成涂膜。
(1-1)例如于制造TN型、STN型或VA型液晶显示元件的情况下，首先将二枚设有经图案化的透明导电膜的基板作为一对，优选利用胶版(offset)印刷法、旋涂法、辊涂布机(roll coater)法或喷墨印刷法将本发明的液晶配向剂分别涂布于其各透明性导电膜形成面上。此处，基板例如可使用浮法玻璃、钠玻璃等玻璃；包含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(脂环族烯烃)等塑料的透明基板。作为于基板的一个面所设的透明导电膜，可使用包含氧化锡(SnO2)的NESA膜(美国PPG公司制造、注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的ITO膜等。为了获得图案化的透明导电膜，例如可利用：在形成无图案的透明导电膜以后，利用光蚀刻而形成图案的方法；在形成透明导电膜时使用具有所期望的图案的掩模的方法等。在涂布液晶配向剂时，为了使基板表面及透明导电膜与涂膜的接着性变得更良好，亦可实施预先对基板表面中的需形成涂膜的面涂布官能性硅烷化合物、官能性钛化合物等的预处理。
在涂布液晶配向剂后，为了防止所涂布的配向剂流挂等，优选实施预热(预烘)。预烘温度优选为30℃～200℃，更优选为40℃～150℃，特别优选为40℃～100℃。预烘时间优选为0.25分钟～10分钟，更优选为0.5分钟～5分钟。其后，将溶剂完全除去，视需要以对聚合物中所存在的酰胺酸结构进行热酰亚胺化为目的而实施煅烧(后烘)步骤。后烘温度优选为80℃～300℃，更优选为120℃～250℃。后烘时间优选为5分钟～200分钟，更优选为10分钟～100分钟。如上所述地进行，所形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm，更优选为0.005μm～0.5μm。
(1-2)于制造IPS型液晶显示元件的情况时，将本发明的液晶配向剂分别涂布于设有经图案化为梳齿型的透明导电膜的基板的导电膜形成面上、与并未设有导电膜的对向基板的一个面上，其次对各涂布面进行加热，由此而形成涂膜。关于此时所使用的基板及透明导电膜的材质、涂布方法、涂布后的加热条件、透明导电膜的图案化方法、基板的预处理以及所形成的涂膜的优选膜厚，与上述(1-1)相同。
于上述(1-1)及(1-2)的任意情况时，均是将液晶配向剂涂布于基板上，然后除去有机溶剂而形成成为配向膜的涂膜。此时，本发明的液晶配向剂中所含有的聚合物为聚酰胺酸或者具有酰亚胺环结构与酰胺酸结构的酰亚胺化聚合物的情况时，亦可在涂膜形成后进一步进行加热而进行脱水闭环反应，制成更进一步酰亚胺化的涂膜。
[步骤(2)：摩擦处理]
在制造TN型、STN型或IPS型液晶显示元件的情况时，实施如下的摩擦处理：利用卷绕有布(所述布包含例如尼龙、人造丝、棉等纤维)的辊，于固定方向上对上述步骤(1)中所形成的涂膜进行摩擦。由此而对涂膜赋予液晶分子的配向能力，从而成为液晶配向膜。另一方面，在制造VA型液晶显示元件的情况时，可将上述步骤(1)中所形成的涂膜直接用作液晶配向膜，亦可对该涂膜实施摩擦处理。
亦可对如上所述而形成的液晶配向膜进一步进行如下的处理，从而使液晶配向膜具有于每个区域中不同的液晶配向能力：通过对液晶配向膜的一部分照射紫外线而使液晶配向膜的一部分区域的预倾角变化的处理；或者在液晶配向膜表面的一部分上形成抗蚀膜以后，于与先前的摩擦处理不同的方向上进行摩擦处理，然后除去抗蚀膜的处理。在此种情况时，可改善所得的液晶显示元件的视野特性。
[步骤(3)：液晶单元的构筑]
准备2枚如上所述地进行而形成有液晶配向膜的基板，在对向配置的2枚基板间配置液晶，由此而制造液晶单元。此处，在对涂膜进行摩擦处理的情况时，2枚基板以各涂膜中的摩擦方向相互成为规定的角度、例如正交或反平行的方式而对向配置。
在制造液晶单元时，例如可列举以下的2种方法。
第一种方法是自先前以来所已知的方法。首先，以各个液晶配向膜相对向的方式隔着间隙(单元间隙)而将2枚基板对向配置，使用密封剂对2枚基板的周边部进行贴合，于由基板表面及密封剂而划分的单元间隙内注入填充液晶后，将注入孔密封，由此而制造液晶单元。
第二种方法是被称为滴注(One Drop Fill，ODF)方式的手法。在形成有液晶配向膜的2枚基板中的其中一枚基板上的规定位置涂布例如紫外光硬化性密封材料，进一步在液晶配向膜面上的规定的数个部位滴加液晶后，以液晶配向膜相对向的方式贴合另外一枚基板且将液晶于基板的整个面上铺开，其次对基板的整个面照射紫外光而使密封剂硬化，由此而制造液晶单元。
在利用任意方法的情况时，理想的是对如上所述而制造的液晶单元，进一步加热至所使用的液晶成为各向同性相的温度，然后缓冷至室温，由此而除去液晶填充时的流动配向。
其次，通过于液晶单元的外侧表面贴合偏光板而获得本发明的液晶显示元件。
密封剂例如可使用含有硬化剂及作为间隔物的氧化铝球的环氧树脂等。
液晶可列举向列型液晶及层列型液晶，其中优选向列型液晶，例如可使用席夫碱类液晶、氧化偶氮类液晶、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。而且，于该些液晶中例如可添加如下化合物而使用：氯化胆甾醇(cholestil chloride)、胆甾醇壬酸酯、胆甾醇碳酸酯等胆甾醇型液晶；作为商品名“C-15”、“CB-15”(默克公司制造)而市售的手性剂；对癸氧基苯亚甲基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯等铁电液晶等。
作为贴合于液晶单元的外表面的偏光板，可列举以乙酸纤维素保护膜夹持被称为“H膜”的偏光膜(所述H膜是一面使聚乙烯醇延伸配向一面吸收碘而成的偏光膜)而成的偏光板或包含H膜自身的偏光板。
本发明的液晶显示元件可有效地适用于各种装置中，例如可于时钟、可携式游戏机、文字处理机、笔记本电脑、汽车导航系统、可携式摄像机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、数码相机、手机、智能手机、各种显示器、液晶电视或信息显示器等的显示装置中使用。
[实例]
以下，通过实例对本发明加以更具体的说明，但本发明并不受该些实例限制。
合成例中的各聚合物溶液的溶液粘度及聚酰亚胺的酰亚胺化率可利用以下的方法而测定。
[聚合物溶液的溶液粘度]
聚合物溶液的溶液粘度[mPa·s]可使用E型旋转粘度计，于25℃下对使用规定的溶剂而将聚合物浓度调制为10重量％的溶液进行测定。
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺溶液投入至纯水中，于室温下对所得的沉淀进行充分减压干燥后，溶解于氘化二甲基亚砜中，以四甲基硅烷为基准物质而于室温下测定1H-NMR。根据所得的1H-NMR光谱，由下述数学式(1)所表示的式而求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-A1/A2×α)×100    ...(1)
(在数学式(1)中，A1是出现在化学位移10ppm附近的源自NH基的质子的峰面积，A2是源自其他质子的峰面积，α是其他质子相对于聚合物的前驱物(聚酰胺酸)中的NH基的1个质子的个数比例)
<聚酰亚胺的合成>
[合成例1：聚酰亚胺(PI-1)的合成]
将作为四羧酸二酐的2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐(TCA)22.4g(0.1摩尔)、作为二胺的对苯二胺(PDA)8.6g(0.08摩尔)及3，5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯(HCDA)10.5g(0.02摩尔)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)166g中，于60℃下进行6小时的反应，获得含有20重量％聚酰胺酸的溶液。分取少量所得的聚酰胺酸溶液，加入N-甲基-2-吡咯烷酮而制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定的溶液粘度为90mPa·s。
其次，于所得的聚酰胺酸溶液中追加NMP而制成聚酰胺酸浓度为7重量％的溶液，添加吡啶11.9g及乙酸酐15.3g而于110℃下进行4小时的脱水闭环反应。于脱水闭环反应后，用新的NMP对系统内的溶剂进行溶剂置换(通过本操作将脱水闭环反应中所使用的吡啶及乙酸酐除去至系统外。以下也如同上述)，由此而获得含有26重量％的酰亚胺化率约为68％的聚酰亚胺(PI-1)的溶液。分取少量所得的聚酰亚胺溶液，加入NMP制成聚酰亚胺浓度为10重量％的溶液，测定出的溶液粘度为45mPa·s。
[合成例2：聚酰亚胺(PI-2)的合成]
将作为四羧酸二酐的TCA22.5g(0.1摩尔)、作为二胺的PDA7.6g(0.07摩尔)、HCDA5.2g(0.01摩尔)及4，4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)4.0g(0.02摩尔)溶解于NMP157g中，于60℃下进行6小时的反应，获得含有20重量％聚酰胺酸的溶液。分取少量所得的聚酰胺酸溶液，加入NMP制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定出的溶液粘度为110mPa·s。
其次，于所得的聚酰胺酸溶液中追加NMP而制成聚酰胺酸浓度为7重量％的溶液，添加吡啶16.6g及乙酸酐21.4g而于110℃下进行4小时的脱水闭环反应。于脱水闭环反应后，用新的NMP对系统内的溶剂进行溶剂置换，由此而获得含有26重量％的酰亚胺化率为约82％的聚酰亚胺(PI-2)的溶液。分取少量所得的聚酰亚胺溶液，加入NMP制成聚酰亚胺浓度为10重量％的溶液，测定出的溶液粘度为62mPa·s。
[合成例3：聚酰亚胺(PI-3)的合成]
将作为四羧酸二酐的2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐(BODA)24.9g(0.10摩尔)、作为二胺的PDA8.6g(0.08摩尔)及HCDA10.4g(0.02摩尔)溶解于NMP176g中，于60℃下进行6小时的反应，获得含有20重量％聚酰胺酸的溶液。分取少量所得的聚酰胺酸溶液，加入NMP制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定出的溶液粘度为103mPa·s。
其次，于所得的聚酰胺酸溶液中追加NMP而制成聚酰胺酸浓度为7重量％的溶液，添加吡啶11.9g及乙酸酐15.3g而于110℃下进行4小时的脱水闭环反应。于脱水闭环反应后，用新的NMP对系统内的溶剂进行溶剂置换，由此而获得含有26重量％的酰亚胺化率为约71％的聚酰亚胺(PI-3)的溶液。分取少量所得的聚酰亚胺溶液，加入NMP制成聚酰亚胺浓度为10重量％的溶液，测定出的溶液粘度为57mPa·s。
<液晶配向剂的调制>
[实例1]
在含有所合成的聚酰亚胺(PI-1)100重量份的溶液中加入作为溶剂的NMP、乙二醇单正丁醚(BC)及N-戊基-2-吡咯烷酮(NPP)，制成溶剂组成为NMP∶BC∶NPP＝30∶50∶20(重量比)、固形物浓度为6.5重量％的溶液。使用孔径为1μm的过滤器而对该溶液进行过滤，由此而调制液晶配向剂(S-1)。
[实例2～实例18、比较例1～比较例4]
分别如下述表1中所记载那样变更所使用的聚酰亚胺及溶剂组成，除此以外利用与上述实例1同样的方法而分别调制液晶配向剂(S-2)～液晶配向剂(S-18)、液晶配向剂(SR-1)～液晶配向剂(SR-4)。
<印刷性的评价>
关于上述所调制的各个液晶配向剂，对印刷性进行评价。以如下方式进行评价。首先，对所调制的液晶配向剂的各个液晶配向剂，使用液晶配向膜印刷机(日本写真印刷机株式会社制造、Angstromer、型号“S40L-532”)，在向网纹辊(anilox roller)的液晶配向剂的滴加量为往返20滴(约0.2g)的条件下，涂布于附有包含ITO膜的透明电极的玻璃基板的透明电极面上。以1分钟的间隔而使用新的基板实施20次于基板上的涂布。
其次，以1分钟的间隔而将液晶配向剂分配(单程)于网纹辊上，每逢此时使网纹辊与印刷版接触，合计进行该操作(以下称为空运转)10次(在此期间，并不进行于玻璃基板上的印刷)。另外，该空运转并不在液晶显示元件的通常的制造流程中进行，而是为了有意地在严酷的状况下实施将液晶配向剂印刷于基板上而进行的操作。
在10次空运转后，使用玻璃基板进行正式印刷。于正式印刷中，于空运转后，以30秒的间隔而投入5枚基板，将涂布了液晶配向剂的各个基板在80℃下进行1分钟的加热(预烘)而除去溶剂，其后于200℃下进行10分钟的加热(后烘)，形成膜厚约80nm的涂膜。用倍率为20倍的显微镜观察该涂膜的图案边缘部分(印刷图案的外周部分)而评价印刷性。以如下的方式而进行评价：将未自空运转后的第1次正式印刷观察到析出物(认为是聚酰亚胺)的情况作为优良(○)，将在空运转后的第1次正式印刷中观察到析出物，但在实施5次正式印刷之间析出物消失的情况作为良好(△)，将即使反复进行5次正式印刷后亦观察到析出物的情况作为不良(×)。将其评价结果示于下述表1中。另外，通过实验可知：于印刷性良好的液晶配向剂中，于连续地投入至基板之间，析出物变佳(消失)。
而且，将空运转的次数分别变更为15次、20次、25次，除此以外进行与上述同样的操作，由此评价液晶配向剂的印刷性。关于其评价结果，亦一并表示于下述表1中。
<膜表面的干燥等级的评价>
关于在上述印刷性的评价中实施了预烘后的涂膜，评价膜表面的干燥等级。以如下的方式而进行评价：将用手接触膜表面时并不残留发粘感的情况作为良好(○)，将残留发粘感的情况作为不良(×)。将其评价结果示于下述表1中。另外，于此处，使用在10次空运转后实施正式印刷的基板来进行评价。
[表1]
Figure BDA00002828094800201
Figure BDA00002828094800211
另外，表1中的溶剂组成的记号及抗氧化剂的记号分别为以下的含义。
a：N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)
b：乙二醇单正丁醚(BC)
d：N-戊基-2-吡咯烷酮
e：N-(甲氧基丙基)-2-吡咯烷酮
f：N-(叔丁基)-2-吡咯烷酮
g：N-乙烯基-2-吡咯烷酮
h：N-环己基-2-吡咯烷酮
i：N-辛基-2-吡咯烷酮
关于印刷性，在实例的液晶配向剂中均是在10次空运转后的第1次正式印刷起便未观察到析出物。其现象在15次空运转后亦相同。而且，于将空运转的次数增加至20次、25次的情况下，虽然在第1次正式印刷中观察到析出物，但在直至5次正式印刷结束的期间析出物消失。根据该些结果可知：实例的液晶配向剂在印刷中难以产生析出物，印刷性良好。
相对于此，在溶剂成分为NMP及BC的比较例1中，在10次空运转后的正式印刷时，直至5次正式印刷结束的期间析出物也不消失。而且，在溶剂成分除了NMP及BC以外，亦包含吡咯烷酮环的氮原子上所键结的烃基的碳数为2的化合物g的溶剂(比较例2)、包含碳数为6的化合物h的溶剂(比较例3)、包含碳数为8的化合物i的溶剂(比较例4)中，在10次空运转后的正式印刷中并未观察到析出物，但若空运转的次数增加至15次，则于正式印刷的开始当初观察到析出物，若增加至25次，则直至5次正式印刷结束的期间析出物亦不消失。推测其原因在于：若键结于吡咯烷酮环的氮原子上的烃基的碳数为2以下，则较化合物d、化合物e、化合物f更容易挥发，因此变得容易产生析出；另一方面，若该碳数为6以上，则与使用化合物d、化合物e、化合物f的情况相比而言，溶剂分子中的吡咯烷酮环的浓度降低，因此聚酰亚胺的溶解性降低而变得容易产生析出，其结果印刷性并不那么良好。
而且，关于预烘后的涂膜表面的干燥等级，于实例中均良好。相对于此，在比较例中，在比较例1～比较例4中的印刷性的评价比较良好的比较例3、比较例4中，涂膜表面的干燥等级为不良。

Claims (5)

1.一种液晶配向剂，其特征在于，含有：
选自由聚酰胺酸及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物，以及
包含下述式(1)所表示的吡咯烷酮衍生物(p)的溶剂；
[化1]
Figure FDA00002828094700011
式(1)中，R1是碳数为3～5的烃基，于该烃基中的碳链的中途亦可包含氧原子。
2.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于：所述吡咯烷酮衍生物(p)的含量是溶剂总体的10重量％以上。
3.根据权利要求1或2所述的液晶配向剂，其特征在于：所述聚合物是选自由聚酰胺酸及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种，所述聚酰胺酸是由包含2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐及2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2：4，6：8-二酐中的至少任意者的四羧酸二酐与二胺反应而所得。
4.一种液晶配向膜，其特征在于：使用如权利要求1至3中任一项所述的液晶配向剂所形成。
5.一种液晶显示元件，其特征在于：包含如权利要求4所述的液晶配向膜。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104927881A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 达兴材料股份有限公司 液晶配向组合物
CN105001881A (zh) * 2014-04-25 2015-10-28 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件
CN107573951A (zh) * 2017-09-04 2018-01-12 中节能万润股份有限公司 一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI480264B (zh) * 2013-04-12 2015-04-11 Daxin Materials Corp 液晶配向劑、液晶配向膜、以及液晶顯示元件及其製造方法
JP2021015134A (ja) * 2017-11-29 2021-02-12 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP7437996B2 (ja) 2020-03-31 2024-02-26 東京応化工業株式会社 ワニス組成物、及びポリイミド樹脂の製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1169113A (en) * 1966-02-17 1969-10-29 Basf Ag Selective Extraction of Aromatics from Mixtures of Aromatic and Non-Aromatic Hydrocarbons
JPH05117587A (ja) * 1991-10-25 1993-05-14 Nissan Chem Ind Ltd ポリイミドワニス組成物及びその使用法
CN1710467A (zh) * 2004-06-18 2005-12-21 Jsr株式会社 垂直液晶定向剂以及垂直液晶显示元件
CN1748177A (zh) * 2003-02-12 2006-03-15 日产化学工业株式会社 液晶定向剂和采用该液晶定向剂的液晶定向膜
CN1934153A (zh) * 2004-03-15 2007-03-21 巴斯福股份公司 聚氨酯分散体制备中的新溶剂
CN101339334A (zh) * 2007-07-06 2009-01-07 Jsr株式会社 液晶取向剂和液晶显示元件
CN101602949A (zh) * 2008-06-10 2009-12-16 Jsr株式会社 液晶取向剂和液晶显示元件
CN101627333A (zh) * 2007-03-08 2010-01-13 Jsr株式会社 液晶取向剂和横电场式液晶显示元件
US20110293868A1 (en) * 2004-05-10 2011-12-01 Ems-Chemie Ag Thermoplastic polyamide moulding compositions

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009148100A1 (ja) * 2008-06-04 2009-12-10 日産化学工業株式会社 液晶配向処理剤及びそれを用いた液晶表示素子
KR101748247B1 (ko) 2010-05-10 2017-06-16 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및, 이에 포함된 중합체
JP5751403B2 (ja) 2010-06-08 2015-07-22 Jsr株式会社 液晶配向剤
BE1020269A5 (nl) * 2012-01-17 2013-07-02 Taminco Gebruik van vervangende oplosmiddelen voor n-methylpyrrolidon (nmp).

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1169113A (en) * 1966-02-17 1969-10-29 Basf Ag Selective Extraction of Aromatics from Mixtures of Aromatic and Non-Aromatic Hydrocarbons
JPH05117587A (ja) * 1991-10-25 1993-05-14 Nissan Chem Ind Ltd ポリイミドワニス組成物及びその使用法
CN1748177A (zh) * 2003-02-12 2006-03-15 日产化学工业株式会社 液晶定向剂和采用该液晶定向剂的液晶定向膜
CN1934153A (zh) * 2004-03-15 2007-03-21 巴斯福股份公司 聚氨酯分散体制备中的新溶剂
US20110293868A1 (en) * 2004-05-10 2011-12-01 Ems-Chemie Ag Thermoplastic polyamide moulding compositions
CN1710467A (zh) * 2004-06-18 2005-12-21 Jsr株式会社 垂直液晶定向剂以及垂直液晶显示元件
CN101627333A (zh) * 2007-03-08 2010-01-13 Jsr株式会社 液晶取向剂和横电场式液晶显示元件
CN101339334A (zh) * 2007-07-06 2009-01-07 Jsr株式会社 液晶取向剂和液晶显示元件
CN101602949A (zh) * 2008-06-10 2009-12-16 Jsr株式会社 液晶取向剂和液晶显示元件

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104927881A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 达兴材料股份有限公司 液晶配向组合物
CN104927881B (zh) * 2014-03-18 2019-04-30 达兴材料股份有限公司 液晶配向组合物
CN105001881A (zh) * 2014-04-25 2015-10-28 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件
CN105001881B (zh) * 2014-04-25 2020-01-31 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件
CN107573951A (zh) * 2017-09-04 2018-01-12 中节能万润股份有限公司 一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件

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