CN108369359A - 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件 - Google Patents

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Abstract

提供:用于得到即使为负型液晶也不产生亮点、且可以得到良好的残影特性的适于光取向用的液晶取向膜的液晶取向剂、使用其而得到的液晶取向膜、和具备该液晶取向膜的液晶表示元件。一种光取向法用液晶取向剂,其含有选自由聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺组成的组中的至少1种的聚合物,所述聚酰亚胺前体是由含有4种以上二胺的二胺成分和四羧酸二酐得到的。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件
技术领域
本发明涉及光取向法用液晶取向剂、由该液晶取向剂得到的液晶取向膜和使用该液晶取向膜的液晶表示元件。
背景技术
液晶电视机、液晶显示器等中使用的液晶表示元件通常在元件内设置有用于控制液晶排列状态的液晶取向膜。作为液晶取向膜,主要使用将以聚酰胺酸(polyamic acid)等聚酰亚胺前体、可溶性聚酰亚胺的溶液作为主要成分的液晶取向剂涂布至玻璃基板等并烧成而得到的聚酰亚胺系液晶取向膜。现在,根据工业上最普及的方法,该液晶取向膜通过用棉、尼龙、聚酯等布沿着一个方向摩擦在电极基板上形成的聚酰亚胺系液晶取向膜的表面、即进行所谓的刷磨处理来制作,但由液晶取向膜与布的物理接触而产生的杂质(切削渣)的产生等成为问题。
另一方面,光取向法作为无刷磨的取向处理方法,具有在工业上能够利用简便的制造工艺进行生产的优点(非专利文献1)。作为光取向法中使用的液晶取向剂,提出了,对聚酰亚胺系液晶取向膜进行光照射的液晶取向处理方法(参照专利文献1)。尤其是,IPS驱动方式、边界电场切换(以下,FFS)驱动方式的液晶表示元件中,与采取刷磨处理法得到的液晶取向膜相比,通过使用采取光取向法得到的液晶取向膜,能够期待液晶表示元件的对比度、视野角特性的提高等,能够提高液晶表示元件的性能。
但是,与通过刷磨处理得到的液晶取向膜相比,通过光取向法得到的液晶取向膜存在高分子膜的对于取向方向的各向异性小的问题。若各向异性小,则无法获得充分的液晶取向性,制成液晶表示元件时,存在出现残影等的问题。另外,作为提高通过光取向法得到的液晶取向膜的各向异性的方法,提出了:在光照射后,去除因照射而导致前述聚酰亚胺的主链被切断从而生成的低分子量成分。(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-297313号公报
专利文献2:日本特开2011-107266号公报
非专利文献1:“液晶光取向膜”木户脇、市村功能材料1997年11月号Vol.17No.1113-22页
发明内容
发明要解决的问题
IPS驱动方式、FFS驱动方式的液晶表示元件中以往使用正型液晶,但伴随着近年来的液晶表示元件的高精细化,负型液晶的使用受到关注。通过使用负型液晶,可以减小电极上部的透射损失,提高对比度。将用光取向(处理)法得到的液晶取向膜用于使用负型液晶的IPS驱动方式、FFS驱动方式的液晶表示元件时,可以期待具有高于以往的液晶表示元件的表示性能。
然而,本发明人进行了研究,结果可知,对于基于光取向法的液晶取向膜,使用负型液晶的液晶表示元件的情况下,源自由照射偏振紫外线而产生的构成液晶取向膜的聚合物的分解产物的表示不良(亮点)的发生率高。
本发明的课题在于,提供:适于用于得到光取向(处理)法用的液晶取向膜的光取向法处理的液晶取向剂、由该液晶取向剂得到的液晶取向膜、和具备该液晶取向剂的液晶表示元件,所述液晶取向膜即使在使用负型液晶的情况下也不产生亮点,能得到良好的残影特性。
用于解决问题的方案
在液晶表示元件中的、照射灵敏度、残影特性等方面,对于表示不良的原因,大多归因于亮点的产生,本发明人为了解决上述课题,反复深入研究,结果发现:上述液晶表示元件中的亮点通过含有聚酰亚胺前体和/或将其酰亚胺化而得到的聚酰亚胺的液晶取向剂能得到大幅改善,所述聚酰亚胺前体是由含有结构不同的4种以上、优选5种以上、进而6种以上的二胺作为形成液晶取向剂中含有的聚酰亚胺前体和该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物而使用的二胺的二胺成分、与四羧酸衍生物的反应而得到的。
本发明人基于此完成了本发明。
对于为何能通过本发明解决本发明的课题尚不清楚,但大致推测如下。
对由具有本发明的构成的液晶取向剂得到的液晶取向膜实施基于光等的取向处理时,产生具有4种以上的不同结构的分解产物。各分解产物分别具有不同的向液晶中的极限溶解量。相同结构的分解产物的量多时,超过向液晶中的极限溶解量而析出,成为亮点的原因,而通过对由本发明的构成的液晶取向剂得到的液晶取向膜的光照射而产生的分解产物虽为多种,但为少量,未超过对液晶的极限溶解量。
本发明人进行了大量研究,结果确认了,即使为具有向液晶中的溶解性最低的结构的分解产物,如果源自该结构的二胺为全部二胺成分的30摩尔%以下,优选25摩尔%以下,更进而20摩尔%以下,则即便对由含有该聚合物的液晶取向剂得到的液晶取向膜进行光照射等,所得液晶表示元件中也不会产生亮点。
发明的效果
根据本发明,可提供适合于光取向法处理的液晶取向剂,该液晶取向剂可得到能够抑制以往的取向处理法中观察到的亮点、且照射灵敏度高、具有良好残影特性的液晶取向膜。通过具备由所述液晶取向剂得到的液晶取向膜,能够提供没有表示不良且可靠性高的液晶表示元件。
具体实施方式
本发明的液晶取向剂如上述为含有选自由聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺组成的组中的至少1种的聚合物(本明中,也称为特定聚合物)的液晶取向剂,所述聚酰亚胺前体是由含有4种以上二胺的二胺成分与四羧酸衍生物的反应而得到的。
<特定聚合物>
本发明的液晶取向剂中含有的特定聚合物即聚酰亚胺前体可以用以下的式(1)表示。
式(1)中,X1为源自四羧酸衍生物的4价的有机基团。Y1为源自二胺的2价的有机基团。R1表示氢原子或碳原子数1~5的亚烷基。从酰亚胺化反应的进行容易性的观点出发,R1优选氢原子、甲基或乙基,更优选氢原子或甲基。
A1和A2各自独立地为氢原子、碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基或碳数2~5的炔基。从液晶取向性的观点出发,A1和A2优选氢原子或甲基。
<二胺>
本发明的液晶取向剂中使用的二胺成分含有4种以上、优选5种以上、进而6种以上的二胺。需要说明的是,此处所谓“种”是指,二胺中的结构,即,4种以上的二胺是指结构不同的4个以上的二胺。二胺成分的种类越大越优选,但制造上管理变复杂,因此,优选10种以下,更优选7种以下,进而优选5种以下。
需要说明的是,二胺成分为4种以上是指,源自其结构的二胺为全部二胺成分的30摩尔%以下,优选25摩尔%以下,进而20摩尔%以下。源自各结构的二胺当然无需在全部二胺中以相等的量含有,可以以各自不同的量含有。另外,源自各结构的二胺的含量过度小时,在制造上管理变复杂,因此,优选的是,优选1摩尔%以上、更优选5摩尔%以上。
具有上述式(1)的结构的聚合物的聚合中使用的二胺可以用以下的式(2)表示。如果示例Y1的结构,则如以下所示。
上述式(2)中,A1和A2也包括优选例,与上述式(1)的A1和A2为同样的定义。
从液晶取向性的观点出发,Y1优选直线性高的结构,可以举出下述式(8)或下述式(9)所示的结构。
上述式(8)、(9)中,A1为单键、酯键、酰胺键、硫酯键、或碳数2~20的2价的有机基团。A2为氢原子、卤素原子、羟基、氨基、巯基、硝基、磷酸基、或碳数1~20的1价的有机基团。a为1~4的整数。a为2以上的情况下,A1的结构任选相同或不同。b和c各自独立地为1~2的整数。
作为上述式(8)和上述式(9)的具体例,可以举出Y-7、Y-25,Y-26、Y-27、Y-43、Y-44、Y-45、Y-46、Y-48、Y-71、Y-72、Y-73、Y-74,Y-75,Y-76、Y-82、Y-87、Y-88、Y-89、Y-90、Y-92、Y-93、Y-94、Y-95、Y-96、Y-100、Y-101、Y-102,Y-103、Y-104,Y-105、Y-106、Y-110、Y-111、Y-112、Y-113、Y-115、Y-116、Y-121、Y-122、Y-126、Y-127、Y-128、Y-129、Y-132、Y-134、Y-153、Y-156、Y-157、Y-158、Y-159、Y-160、Y-161、Y-162、Y-163、Y-164、Y-165、Y-166、Y-167和Y-168。
从聚合物的溶解性提高的观点出发,Y1的结构中,优选包含下述式(7)所示的结构。
上述式(7)中,D为叔丁氧基羰基。
作为包含上述式(7)所示结构的Y1的具体例,可以举出Y-158、Y-159、Y-160、Y-161、Y-162、Y-163。
<四羧酸衍生物>
作为本发明的液晶取向剂中含有的、用于制作具有上述式(1)的结构单元的聚合物的四羧酸衍生物成分,不仅可以使用四羧酸二酐,还可以使用四羧酸、四羧酸二卤化物、四羧酸二烷基酯、或四羧酸二烷基酯二卤化物。
作为四羧酸衍生物,优选具有光反应性的四羧酸二酐,其中,更优选下述式(3)所示的四羧酸二酐。
式(3)中,X1为具有脂环式结构的4价的有机基团,作为具体例,可以举出下述式(X1-1)~(X1-10)。
式(X1-1)~(X1-4)中,R3~R23各自独立地为氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数2~6的烯基、碳数2~6的炔基、含有氟原子的碳数1~6的1价的有机基团、或苯基。从液晶取向性的观点出发,R3~R23优选氢原子、卤素原子、甲基、或乙基,更优选氢原子、或甲基。作为式(X1-1)的具体的结构,可以举出下述式(X1-11)~(X1-16)。从液晶取向性和光反应的灵敏度的观点出发,特别优选(X1-11)。
本发明中使用的四羧酸二酐除上述式(3)以外也可以使用下述式(4)所示的四羧酸二酐。
式(4)中,X2为4价的有机基团,其结构没有特别限定。如果举出具体例,则可以举出下述所示的式(X-9)~(X-42)的结构。从化合物的获得性的观点出发,X的结构可以举出X-17、X-25、X-26,X-27、X-28、X-32、X-35、X-37和X-39。另外,从可以得到使因直流电压而蓄积的残留电荷的缓和快的液晶取向膜的观点出发,优选使用具有芳香族环结构的四羧酸二酐,X更优选X-26,X-27、X-28、X-32、X-35或X-37。
对于作为本发明的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺的原料的四羧酸衍生物,相对于全部四羧酸衍生物1摩尔,优选包含上述式(3)所示的四羧酸衍生物60~100摩尔%。为了得到具有良好的液晶取向性的液晶取向膜,更优选80摩尔%~100摩尔%、进一步优选90摩尔%~100摩尔%。
<聚酰胺酸酯的制造方法>
作为本发明中使用的聚酰亚胺前体的、聚酰胺酸酯可以用以下所示的(1)、(2)或(3)的方法合成。
(1)由聚酰胺酸合成的情况
聚酰胺酸酯可以通过将由四羧酸二酐和二胺得到的聚酰胺酸酯化而合成。
具体而言,使聚酰胺酸与酯化剂在有机溶剂的存在下、在-20℃~150℃、优选0℃~50℃下反应30分钟~24小时、优选1~4小时从而可以合成。
作为酯化剂,优选通过纯化而能容易去除的酯化剂,可列举出N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二乙基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二丙基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二新戊基丁基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二叔丁基缩醛、1-甲基-3-对甲苯基三氮烯、1-乙基-3-对甲苯基三氮烯、1-丙基-3-对甲苯基三氮烯、4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐等。酯化剂的添加量相对于聚酰胺酸的重复单元1摩尔优选2~6摩尔当量。
从聚合物的溶解性出发,上述反应中使用的溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯,它们可以使用1种或混合2种以上使用。从不易引起聚合物的析出、且容易得到高分子量体的观点出发,合成时的浓度优选1~30质量%、更优选5~20质量%。
(2)通过四羧酸二酯二氯化物与二胺的反应合成的情况
聚酰胺酸酯可以由四羧酸二酯二氯化物与二胺而合成。
具体而言,使四羧酸二酯二氯化物与二胺在碱和有机溶剂的存在下、在-20℃~150℃、优选0℃~50℃下反应30分钟~24小时、优选1~4小时,从而可以合成。
前述碱可以使用吡啶、三乙胺、4-二甲基氨基吡啶等,为了反应温和进行,优选吡啶。碱的添加量为容易去除的量,且从容易得到高分子量体的观点出发,相对于四羧酸二酯二氯化物,优选2~4倍摩尔。
从单体和聚合物的溶解性出发,上述反应中使用的溶剂优选N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯,它们可以使用1种或混合2种以上使用。从不易引起聚合物的析出、且容易得到高分子量体的观点出发,合成时的聚合物浓度优选1~30质量%、更优选5~20质量%。另外,为了防止四羧酸二酯二氯化物的水解,优选聚酰胺酸酯的合成中使用的溶剂尽量被脱水,优选在氮气气氛中防止外界气体的混入。
(3)由四羧酸二酯与二胺合成聚酰胺酸酯的情况
聚酰胺酸酯可以通过使四羧酸二酯和二胺缩聚而合成。具体而言,使四羧酸二酯和二胺在缩合剂、碱和有机溶剂的存在下、在0℃~150℃、优选0℃~100℃下反应30分钟~24小时、优选3~15小时,从而可以合成。
前述缩合剂可以使用亚磷酸三苯酯、二环己基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N,N’-羰基二咪唑、二甲氧基-1,3,5-三嗪基甲基吗啉、O-(苯并三唑-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲四氟硼酸盐、O-(苯并三唑-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸盐、(2,3-二氢-2-硫代-3-苯并噁唑基)膦酸二苯酯等。缩合剂的添加量相对于四羧酸二酯优选2~3倍摩尔。
前述碱可以使用吡啶、三乙胺等叔胺。碱的添加量为容易去除的量,且从容易得到高分子量体的观点出发,相对于二胺成分,优选2~4倍摩尔。
另外,上述反应中,加入路易斯酸作为添加剂,从而反应有效地进行。作为路易斯酸,优选氯化锂、溴化锂等卤化锂。路易斯酸的添加量相对于二胺成分优选0~1.0倍摩尔。
上述3个聚酰胺酸酯的合成方法中,为了得到高分子量的聚酰胺酸酯,特别优选上述(1)或上述(2)的合成法。
对于如上述得到的聚酰胺酸酯的溶液,边充分搅拌边注入至不良溶剂,从而可以使聚合物析出。进行多次析出,用不良溶剂清洗后,进行常温或加热干燥,可以得到经纯化的聚酰胺酸酯的粉末。不良溶剂没有特别限定,可以举出水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纤剂、丙酮、甲苯等。
<聚酰胺酸的制造方法>
作为本发明中使用的聚酰亚胺前体的聚酰胺酸可以通过以下所示的方法而合成。
具体而言,使四羧酸二酐与二胺在有机溶剂的存在下、在-20℃~150℃、优选0℃~50℃下反应30分钟~24小时、优选1~12小时,从而可以合成。
从单体和聚合物的溶解性出发,上述反应中使用的有机溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯,它们可以使用1种或混合2种以上使用。从不易引起聚合物的析出、且容易得到高分子量体的观点出发,聚合物的浓度优选1~30质量%、更优选5~20质量%。
对于如上述得到的聚酰胺酸,边充分搅拌反应溶液边注入至不良溶剂,从而可以使聚合物析出并回收。另外,进行多次析出,用不良溶剂清洗后,进行常温或加热干燥,从而可以得到经纯化的聚酰胺酸的粉末。不良溶剂没有特别限定,可以举出水、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>
本发明中使用的聚酰亚胺可以通过使前述聚酰胺酸酯或聚酰胺酸进行酰亚胺化而制造。由聚酰胺酸酯制造聚酰亚胺的情况下,简便的是,在前述聚酰胺酸酯溶液、或使聚酰胺酸酯树脂粉末溶解于有机溶剂而得到的聚酰胺酸溶液中添加碱性催化剂的化学酰亚胺化。化学酰亚胺化在较低温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,故优选。
化学酰亚胺化可以将想要酰亚胺化的聚酰胺酸酯在有机溶剂中、在碱性催化剂存在下搅拌而进行。作为有机溶剂,可以使用前述聚合反应时使用的溶剂。作为碱性催化剂,可以举出吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等。其中,三乙胺具有使反应进行所需的充分的碱性故优选。
进行酰亚胺化反应时的温度为-20℃~140℃、优选0℃~100℃,反应时间可以以1~100小时进行。碱性催化剂的量为酰胺酸酯基的0.5~30摩尔倍、优选2~20摩尔倍。所得聚合物的酰亚胺化率可以通过调节催化剂量、温度、反应时间而控制。酰亚胺化反应后的溶液中残留有添加的催化剂等,因此,优选通过以下所述的方案,将所得酰亚胺化聚合物回收,用有机溶剂再溶解,形成本发明的液晶取向剂。
由聚酰胺酸制造聚酰亚胺的情况下,简便的是,在由二胺成分与四羧酸二酐的反应得到的前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温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,故优选。
化学酰亚胺化可以如下进行:将想要酰亚胺化的聚合物在有机溶剂中、在碱性催化剂和酸酐的存在下进行搅拌而进行。作为有机溶剂,可以使用前述聚合反应时使用的溶剂。作为碱性催化剂,可以举出吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等。其中,吡啶具有使反应进行所需的适度的碱性,故优选。另外,作为酸酐,可以举出乙酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐等,其中,使用乙酸酐时,反应结束后的纯化变得容易,故优选。
进行酰亚胺化反应时的温度为-20℃~140℃、优选0℃~100℃,反应时间可以以1~100小时进行。碱性催化剂的量为酰胺酸基的0.5~30摩尔倍、优选2~20摩尔倍,酸酐的量为酰胺酸基的1~50摩尔倍、优选3~30摩尔倍。所得聚合物的酰亚胺化率可以通过调节催化剂量、温度、反应时间而控制。
聚酰胺酸酯或聚酰胺酸的酰亚胺化反应后的溶液中残留有添加的催化剂等,因此,优选通过以下所述的方案,将所得酰亚胺化聚合物回收,用有机溶剂再溶解,形成本发明的液晶取向剂。
对于如上述得到的聚酰亚胺的溶液,边充分搅拌边注入至不良溶剂,从而可以使聚合物析出。进行多次析出,用不良溶剂清洗后,进行常温或加热干燥,可以得到经纯化的聚酰胺酸酯的粉末。
前述不良溶剂没有特别限定,可以举出甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纤剂、庚烷、甲乙酮、甲基异丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。
<液晶取向剂>
本发明中使用的液晶取向剂具有有机溶剂中溶解有特定结构的聚合物的溶液的形态。本发明中记载的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺的分子量以重均分子量计,优选2000~500000、更优选5000~300000、进一步优选10000~100000。另外,数均分子量优选1000~250000、更优选2500~150000、进一步优选5000~50000。
本发明中使用的液晶取向剂的聚合物的浓度可以根据想要形成的涂膜的厚度的设定而适宜变更,从形成均匀且无缺陷的涂膜的方面出发,优选1重量%以上,从溶液的保存稳定性的方面出发,优选设为10重量%以下。
本发明的液晶取向剂中使用的溶剂只要为使本发明中记载的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺溶解的溶剂(也称为良溶剂)就没有特别限定。下述中列举良溶剂的具体例,但不限定于这些例子。
例如可以举出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、二甲基亚砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基-咪唑烷酮、甲乙酮、环己酮、环戊酮或4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。其中,优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯。
进而,本发明中记载的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺向溶剂中的溶解性高的情况下,优选使用下述式[D-1]~式[D-3]所示的溶剂。
(式[D-1]中,D1表示碳数1~3的烷基,式[D-2]中,D2表示碳数1~3的烷基,式[D-3]中,D3表示碳数1~4的烷基)。
液晶取向剂中的良溶剂优选为溶剂整体的20~99质量%、更优选20~90质量%、特别优选30~80质量%。
液晶取向剂只要不有损本发明的效果就可以含有使涂布液晶取向剂时的液晶取向膜的涂膜性、表面平滑性提高的溶剂(也称为不良溶剂)。这些不良溶剂优选为液晶取向剂中包含的溶剂整体的1~80质量%。其中,优选为10~80质量%。更优选为20~70质量%。
以下列举出不良溶剂的具体例,但不限定于这些例子。可列举出例如乙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二丙醚、二丁醚、二己醚、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二丁醚、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、4-庚酮、3-乙氧基丁基乙酸酯、1-甲基戊基乙酸酯、2-乙基丁基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单异戊醚、乙二醇单己醚、2-(己基氧基)乙醇、糠醇、二乙二醇、丙二醇、丙二醇单丁醚、1-(丁氧基乙氧基)丙醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇单乙醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异戊酯或前述式[D-1]~式[D-3]所示的溶剂等。
其中,优选使用1-己醇、环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯或二丙二醇二甲醚。
优选向本发明的液晶取向剂中导入下述交联性化合物:具有环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁基或环碳酸酯基的交联性化合物;具有选自由羟基、羟基烷基和低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种取代基的交联性化合物;或者,具有聚合性不饱和键的交联性化合物。这些取代基、聚合性不饱和键必须在交联性化合物中存在2个以上。
作为具有环氧基或异氰酸酯基的交联性化合物,可列举出例如双酚丙酮缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、四缩水甘油基氨基联苯、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷、四苯基缩水甘油醚乙烷、三苯基缩水甘油醚乙烷、双酚六氟乙酰基二缩水甘油醚、1,3-双(1-(2,3-环氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-双(2,3-环氧丙氧基)八氟联苯、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、2-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-双(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷或1,3-双(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
具有氧杂环丁基的交联性化合物是具有至少2个下述式[4A]所示的氧杂环丁基的化合物。
具体而言,可以举出国际公开公报WO2011/132751号(2011.10.27公开)的58~59页中记载的式[4a]~式[4k]所示的交联性化合物。
作为具有环碳酸酯基的交联性化合物,是具有至少2个下述式[5A]所示的环碳酸酯基的交联性化合物。
具体而言,可以举出国际公开公报WO2012/014898号(2012.2.2公开)的76~82页中记载的式[5-1]~式[5-42]所示的交联性化合物。
作为具有选自由羟基和烷氧基组成的组中的至少1种取代基的交联性化合物,可列举出例如具有羟基或烷氧基的氨基树脂,例如密胺树脂、脲树脂、胍胺树脂、甘脲-甲醛树脂、琥珀酰胺-甲醛树脂或乙撑脲-甲醛树脂等。具体而言,可以使用氨基的氢原子被羟甲基或烷氧基甲基或这两者取代而成的密胺衍生物、苯并胍胺衍生物、或者甘脲。该密胺衍生物或苯并胍胺衍生物可以以二聚体或三聚体的形式存在。它们优选每1个三嗪环具有平均3个以上且6个以下的羟甲基或烷氧基甲基。
作为上述密胺衍生物或苯并胍胺衍生物的例子,可列举出市售品的每1个三嗪环平均取代有3.7个甲氧基甲基的MX-750、每1个三嗪环平均取代有5.8个甲氧基甲基的MW-30(以上为三和化学株式会社制),CYMEL 300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等甲氧基甲基化密胺;CYMEL 235、236、238、212、253、254等甲氧基甲基化丁氧基甲基化密胺;CYMEL 506、508等丁氧基甲基化密胺;CYMEL 1141之类的含羧基甲氧基甲基化异丁氧基甲基化密胺;CYMEL 1123之类的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL 1123-10之类的甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL 1128之类的丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1125-80之类的含羧基甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺(以上为三井サイアナミッド株式会社制)。此外,作为甘脲的例子,可列举出CYMEL 1170之类的丁氧基甲基化甘脲、CYMEL1172之类的羟甲基化甘脲等、Powder link 1174之类的甲氧基羟甲基化甘脲等。
作为具有羟基或烷氧基的苯或苯酚性化合物,可列举出例如1,3,5-三(甲氧基甲基)苯、1,2,4-三(异丙氧基甲基)苯、1,4-双(仲丁氧基甲基)苯或2,6-二羟基甲基对叔丁基苯酚。
更具体而言,可以举出国际公开公报WO2011/132751号(2011.10.27公开)的62~66页中记载的、式[6-1]~式[6-48]的交联性化合物。
作为具有聚合性不饱和键的交联性化合物,可列举出例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙氧基三羟甲基丙烷或甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯等分子内具有3个聚合性不饱和基的交联性化合物;进而,乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷双酚型二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯或羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等分子内具有2个聚合性不饱和基的交联性化合物;以及,(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、2-苯氧基-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯、3-氯-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯或N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等分子内具有1个聚合性不饱和基的交联性化合物等。
进而,也可以使用下述式[7A]所示的化合物。
(式[7A]中,E1表示选自由环己烷环、双环己烷环、苯环、联苯环、三联苯环、萘环、芴环、蒽环或菲环组成的组中的基团,E2表示选自下述式[7a]或式[7b]中的基团,n表示1~4的整数。)
上述为交联性化合物的一例,但不限定于它们。此外,本发明的液晶取向剂中使用的交联性化合物可以为1种,也可以组合2种以上。
本发明的液晶取向剂中的交联性化合物的含量相对于全部聚合物成分100质量份优选为0.1~150质量份。其中,为了推进交联反应并体现目标效果,相对于聚合物成分100质量份,优选为0.1~100质量份。更优选为1~50质量份。
只要不损害本发明效果的范围即可,本发明的液晶取向剂可以使用使涂布液晶取向剂时的液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物。
作为使液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物,可列举出氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂、非离子系表面活性剂等。
更具体而言,可列举出例如Eftop EF301、EF303、EF352(以上为Tohkem productsCorporation制);Megafac F171、F173、R-30(以上为DIC Corporation制);Fluorad FC430、FC431(以上为Sumitomo 3M Limited制);AsahiGuard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上为旭硝子株式会社制)等。
表面活性剂的用量相对于液晶取向剂中含有的全部聚合物成分100质量份优选为0.01~2质量份、更优选为0.01~1质量份。
进而,作为促进液晶取向膜中的电荷移动来促进元件脱电荷的化合物,也可以向液晶取向剂中添加国际公开公报WO2011/132751号(2011.10.27公开)的69~73页中记载的、式[M1]~式[M156]所示的含氮杂环胺化合物。该胺化合物可以直接添加至液晶取向剂中,优选制成浓度为0.1~10质量%、优选为1~7质量%的溶液后再行添加。该溶剂只要溶解特定聚合物(A)就没有特别限定。
本发明的液晶取向剂中,除了添加上述不良溶剂、交联性化合物、树脂覆膜、或者使液晶取向膜的膜厚均匀性和/或表面平滑性提高的化合物以及促进脱电荷的化合物之外,只要在不损害本发明效果的范围内,可以添加本发明中记载的聚合物以外的聚合物、为了提高取向膜与基板的密合性的硅烷偶联剂、进而为了将涂膜烧成时效率良好地使聚酰亚胺前体的加热所引起的酰亚胺化进行的酰亚胺化促进剂等。
<液晶取向膜·液晶表示元件>
液晶取向膜是将上述液晶取向剂涂布至基板并干燥、烧成而得到的膜。作为要涂布本发明液晶取向剂的基板,只要是透明性高的基板就没有特别限定,可以使用玻璃基板、氮化硅基板,并且也可以使用丙烯酸类基板、聚碳酸酯基板等塑料基板等。此时,从简化工艺的观点出发,优选使用形成有用于驱动液晶的ITO电极等的基板。此外,对于反射型的液晶表示元件而言,若仅是单侧的基板,则可以使用硅晶片等不透明物质,此时的电极也可以使用铝等会反射光的材料。
液晶取向剂的涂布方法没有特别限定,工业上通常为利用丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷或喷墨法等进行的方法。作为其它的涂布方法,有浸渍法、辊涂法、狭缝涂布法、旋涂法或喷涂法等,可以根据目的来使用它们。
将液晶取向剂涂布在基板上后,可以利用热板、热循环型烘箱或IR(红外线)型烘箱等加热手段,使溶剂蒸发来制成液晶取向膜。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。通常为了充分去除所含有的溶剂,可列举出:在50~120℃下烧成1~10分钟,之后,在150~300℃下烧成5~120分钟的条件。烧成后的液晶取向膜的厚度过薄时,液晶表示元件的可靠性有时降低,因此,优选5~300nm、更优选10~200nm。
对由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜进行取向处理的方法适合为光取向处理法。作为光取向处理法的优选例,可列举出:对前述液晶取向膜的表面照射沿着一定方向偏振的辐射线,根据情况优选在150~250℃的温度下进行加热处理,从而赋予液晶取向性(也称为液晶取向能力)的方法。作为辐射线,可以使用具有100~800nm波长的紫外线或可见光线。其中,优选为具有100~400nm、更优选为具有200~400nm波长的紫外线。
此外,为了改善液晶取向性,可以将涂布有液晶取向膜的基板一边以50~250℃进行加热,一边照射辐射线。另外,前述辐射线的照射量优选为1~10000mJ/cm2。其中,优选为100~5000mJ/cm2。这样操作而制作的液晶取向膜可以使液晶分子沿着一定的方向稳定地取向。
偏振的紫外线的消光比越高,越能赋予更高的各向异性,故优选。具体而言,沿直线偏振的紫外线的消光比优选10:1以上、更优选20:1以上。
进而,也可以使用水、溶剂对利用前述方法照射了偏振辐射线的液晶取向膜进行接触处理。
作为上述接触处理中使用的溶剂,只要是溶解因辐射线照射而由液晶取向膜生成的分解物的溶剂,就没有特别限定。作为具体例,可列举出水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲乙酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯、乳酸甲酯、二丙酮醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯或乙酸环己酯等。其中,从通用性、溶剂安全性的观点出发,优选为水、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇或乳酸乙酯。更优选为水、1-甲氧基-2-丙醇或乳酸乙酯。溶剂可以为1种,也可以组合2种以上。
作为上述接触处理、即对照射了偏振辐射线的液晶取向膜用水、溶剂的处理,可列举出浸渍处理、喷雾处理(也称为喷涂处理)。从有效地溶解因辐射线而由液晶取向膜生成的分解物的观点出发,这些处理中的处理时间优选为10秒~1小时。其中,优选进行1分钟~30分钟的浸渍处理。此外,前述接触处理时的溶剂可以为常温,也可以进行了加温,优选为10~80℃。其中,优选为20~50℃。另外,从分解物的溶解性的观点出发,根据需要也可以进行超声波处理等。
在前述接触处理之后,优选利用水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮或甲乙酮等低沸点溶剂进行冲洗(也称为润洗)、进行液晶取向膜的烧成。此时,也可以进行润洗和烧成中的任一者,或者进行两者。烧成的温度优选为150~300℃。其中,优选为180~250℃。更优选为200~230℃。此外,烧成的时间优选为10秒~30分钟。其中,优选为1~10分钟。
本发明的液晶取向膜适合作为IPS方式、FFS方式等横向电场方式的液晶表示元件的液晶取向膜,尤其是作为FFS方式的液晶表示元件的液晶取向膜而言是有用的。液晶表示元件可通过获得附带由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜的基板后,利用已知的方法制作液晶单元,并使用该液晶单元来获得。
作为液晶单元制作方法的一例,以无源矩阵结构的液晶表示元件为例进行说明。应予说明,也可以为构成图像表示的各像素部分设置有TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)等转换元件的有源矩阵结构的液晶表示元件。
具体而言,准备透明的玻璃制基板,在一个基板上设置共用电极,在另一个基板上设置段电极(segment electrode)。这些电极例如可以制成ITO电极,被图案化以便能够实现期望的图像表示。接着,在各基板上设置绝缘膜来覆盖共用电极和段电极。绝缘膜例如可以制成由溶胶-凝胶法形成的SiO2-TiO2的膜。
接着,在各基板上形成液晶取向膜,在一个基板上以彼此的液晶取向膜面面对面的方式重叠另一个基板,周围用密封剂进行粘接。为了控制基板间隙,密封剂中通常预先混入了间隔物,此外,优选的是,未设置密封剂的面内部分也预先散布了用于控制基板间隙的间隔物。密封剂的一部分预先设置能够从外部填充液晶的开口部。接着,通过密封剂中设置的开口部,向被两片基板和密封剂包围的空间内注入液晶材料,其后,将该开口部用粘接剂进行密封。注入可以使用真空注入法,也可以使用在大气中利用毛细管现象的方法。液晶材料可以使用正型液晶材料、负型液晶材料中的任一者,优选为负型液晶材料。接着,进行偏振片的设置。具体而言,在两片基板的与液晶层相反一侧的表面上粘贴一对偏振片。
实施例
以下列举出实施例来更具体地说明本发明,但本发明不限定于它们。需要说明的是,以下中的、化合物的简称和各特性的测定方法如下所示。
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮、GBL:γ-丁内酯
NEP:N-乙基-2-吡咯烷酮、BCS:丁基溶纤剂
PB:丙二醇单丁醚、
添加剂A:N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸、
ADA-0:1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
实施例中使用的各特性的测定方法如以下所述。
[分子量]
另外,聚酰胺酸酯的分子量通过GPC(常温凝胶渗透色谱)装置进行测定,以聚乙二醇、聚环氧乙烷换算值的形式算出数均分子量(也称为Mn)和重均分子量(也称为Mw)。
GPC装置:Shodex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,溴化锂一水合物(LiBr·H2O)为30mmol/L、磷酸·无水结晶(正磷酸)为30mmol/L、四氢呋喃(THF)为10ml/L)、流速:1.0ml/分钟
标准曲线制作用标准样品:东曹株式会社制造的TSK标准聚环氧乙烷(重均分子量(Mw)约为900000、150000、100000、30000)以及Polymer Laboratories Ltd.制造的聚乙二醇(峰值分子量(Mp)约为12000、4000、1000)。为了避免峰的重叠,分别测定了以下的两种样品:将900000、100000、12000、1000这4种混合而成的样品;以及,将150000、30000、4000这3种混合而成的样品。
[酰亚胺化率的测定]
合成例中的聚酰亚胺的酰亚胺化率如下测定。将聚酰亚胺粉末20mg放入至NMR样品管(NMR取样管标准,φ5(草野科学制)),添加氘代二甲基亚砜(DMSO-d6,0.05%TMS(四甲基硅烷)混合品)(0.53ml),施加超声波使其完全溶解。对于该溶液用NMR测定机(JNW-ECA500)(日本Electronic Datum制),测定500MHz的质子NMR。酰亚胺化率如下求出:求出源自在酰亚胺化前后未变化的结构的质子作为基准质子,使用该质子的峰累积值、和源自在9.5ppm~10.0ppm附近出现的酰胺酸的NH基的质子峰累积值通过以下式子求出。
酰亚胺化率(%)=(1-α·x/y)×100
上述式中,x为源自酰胺酸的NH基的质子峰累积值,y为基准质子的峰累积值,α为聚酰胺酸(酰亚胺化率为0%)的情况下的基准质子相对于酰胺酸的NH基质子1个的个数比率。
[液晶单元的制作]
制作具备边缘场开关(Fringe Field Switching:称为FFS)模式液晶表示元件的构成的液晶单元。
首先准备带电极的基板。基板是尺寸为30mm×50mm且厚度为0.7mm的玻璃基板。在基板上,作为第1层,形成了用于构成对向电极且具备实心状图案的ITO电极。在第1层的对向电极上,作为第2层,形成了利用CVD法而成膜的SiN(氮化硅)膜。作为第2层的SiN膜的膜厚为500nm,其作为层间绝缘膜而发挥功能。在作为第2层的SiN膜上,作为第3层,配置将ITO膜图案化而形成的梳齿状像素电极,从而形成第1像素和第2像素这两个像素。各像素的尺寸是:纵10mm且横约为5mm。此时,第1层的对向电极与第3层的像素电极因第2层的SiN膜的作用而呈电绝缘。
第3层的像素电极具有排列多个中央部分发生弯曲的“<”形电极要素而构成的梳齿状形状。各电极要素的宽度方向的宽度是3μm,电极要素间的间隔为6μm。形成各像素的像素电极经排列多个中央部分发生弯曲的“<”形电极要素而构成,因此各像素的形状不是长方形状,而是具备与电极要素同样地在中央部分发生弯曲的、类似于粗体的“<”的形状。并且,各像素以该中央的弯曲部分为界被上下分割,具有弯曲部分上侧的第1区域和下侧的第2区域。
对比各像素的第1区域和第2区域时,构成它们的像素电极的电极要素的形成方向不同。即,将后述液晶取向膜的刷磨方向作为基准时,在像素的第1区域中,以呈现+10°的角度(顺时针)的方式形成像素电极的电极要素,在像素的第2区域中,以呈现-10°的角度(顺时针)的方式形成像素电极的电极要素。即,各像素的第1区域与第2区域如下构成:通过在像素电极与对向电极之间施加电压而诱发的液晶的、基板面内的旋转动作(平面切换)的方向互为相反方向。
接着,用1.0μm的过滤器过滤所得液晶取向剂后,通过旋涂而涂布在所准备的上述带电极的基板和背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。在80℃的加热板上干燥5分钟后,用230℃的暖风循环式烘箱进行30分钟烧成,形成膜厚为100nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射消光比为10:1以上的经直线偏振且波长为254nm的紫外线。对该基板,进行在选自水和有机溶剂中的至少1种溶剂中浸渍5分钟、接着在纯水中浸渍1分钟的清洗工序,和/或在150℃~300℃的热板上加热30分钟的加热工序,得到带液晶取向膜的基板。将上述两片基板作为一组,在基板上印刷密封剂,将另一片基板以液晶取向膜面面对面且取向方向为0°的方式进行贴合后,使密封剂固化,从而制作空单元。通过减压注入法向该空单元中注入液晶MLC-7026-100(MERCK CORPORATION制),密封注入口,得到FFS驱动液晶单元。其后,将所得液晶单元以110℃加热1小时,放置一夜后,用于各评价。
[液晶单元的亮点的评价(对比度)]
将上述中制作的液晶单元在80℃的恒温环境下保管200小时后,进行液晶单元的亮点的评价。液晶单元的亮点的评价通过用偏光显微镜(ECLIPSEE600WPOL)(尼康公司制)观察液晶单元来进行。具体而言,交叉棱镜(crossed nicols)中设置液晶单元,利用倍率设为5倍的偏光显微镜观察液晶单元,并数出已确认的亮点个数,将亮点个数低于10个记作“良好”,将亮点个数为10个以上记作“不良”。
<合成例1>
4-[2-(4-氨基-2-氟苯基)乙氧基]苯胺(DA-6)的合成
(工序1)
在4-硝基氟苯(141g,1000mmol)与乙二醇(1220g,20mol)的THF(四氢呋喃)溶液(848g)中加入60%氢化钠(44.0g,1100mmol),在室温下反应24小时。在该溶液中加入水(1000g),在室温下搅拌2小时后,加入乙酸乙酯(4000g),用水(1500g)清洗3次。将所得有机相用硫酸镁干燥,通过过滤将硫酸镁去除后,进行浓缩,从而得到粗产物。将所得粗产物用甲苯(500g)和乙酸乙酯(400g)进行重结晶,从而得到作为白色固体的M1。(收量:48.8g,26%)
乙二醇衍生物(M1):
1H-NMR(DMSO,δppm):8.23-8.19(m,2H),7.18-7.14(m,2H),5.00-4.97(m,1H),4.16-4.14(m,2H),3.78-3.74(m,2H).
(工序2)
在M1(23.8g,130mmol)与3,4-二氟硝基苯(24.8g,156mmol)的DMF(二甲基甲酰胺)溶液(119g)中加入60%氢化钠(7.8g,195mmol),在室温下反应1小时。将该溶液注入至水(1000g)中,在室温下搅拌2小时后,通过过滤将粗产物回收。对所得粗产物用乙腈(200g)进行重结晶,从而得到作为白色固体的M2。(收量:36.7g,88%)
二硝基化合物(M2):
1H-NMR(DMSO,δppm):8.25-8.14(m,4H),7.53-7.48(m,1H),7.25-7.21(m,2H),4.65-4.56(m,4H).
(工序3)
在THF(184g)中加入M2(36.7g,114mmol)和5%铂碳(3.67g,10wt%),在氢气氛下,在室温下搅拌24小时。对所得反应液进行过滤,从而将铂碳去除后,进行浓缩,从而得到粗产物。对所得粗产物用乙酸乙酯(108g)进行再浆化清洗,从而得到DA-6。(收量:18.1g,61%)
二胺衍生物(DA-6):
1H-NMR(DMSO,δppm):6.86(t,1H),6.70-6.66(m,2H),6.53-6.49(m,2H),6.43-6.38(m,1H),6.31-6.28(m,1H),4.96(s,2H),4.63(s,2H),4.14-4.06(m,4H).
<合成例2>
1,2-双(4-氨基-2-甲基苯氧基)乙烷(DA-7)的合成
(工序1)
将加入了4-硝基-邻甲酚(48.2g,315mmol)和二溴乙烷(28.2g,150mmol)、碳酸钾(49.8g,360mmol)的DMF溶液(282g)在75℃下搅拌17小时。将所得反应液注入至水(1500g)中,通过过滤将粗产物回收。将所得粗产物利用甲醇(80g)进行再浆化清洗,从而得到作为白色固体的M3。(收量:20.7g,42%)
二硝基化合物(M3):
1H-NMR(DMSO,δppm):8.15-8.11(m,4H),7.27(d,2H),4.57(s,4H),2.21(s,6H).
(工序2)
将加入了M3(20.7g,62.4mmol)和钯碳(2.72g,10wt%)的DMF溶液在氢气氛下,在室温下搅拌2天。对所得反应液进行过滤,从而将钯碳去除后,进行浓缩,从而得到粗产物。对所得粗产物用乙腈(60g)进行重结晶,从而得到DA-7。(收量:13.5g,80%)
二胺化合物(DA-7):
1H-NMR(DMSO,δppm):6.65-6.63(m,2H),6.36-6.30(m,4H),4.51(s,4H),4.04(s,4H),2.02(s,6H).
<合成例3>4‘-(2-(4-氨基苯氧基)乙氧基)-[1,1’-联苯]-4-胺(DA-4)的合成
以以下所示的2个步骤的路径合成芳香族二胺化合物(DA-4)。
(工序1)
将4-羟基-4‘-硝基联苯(10.0g、46.5mmol)溶解于DMF(40.0g),加入碳酸钾(17.2g、69.7mmol),以80℃滴加β-溴-4-硝基苯乙醚(17.2g、69.7mmol)的DMF溶液(40.0g)。
直接以80℃搅拌2小时,用高效液相色谱法(以下,简记作HPLC)确认了原料消失。之后,将反应液放置冷却至室温,加入水(500.0g),将析出物过滤,用水(100.0g)清洗2次。将所得过滤物用MeOH(500.0g)清洗2次。将析出物过滤,以50℃进行减压干燥,从而得到4-硝基-4‘-(2-(4-硝基苯氧基)乙氧基)-1,1’-联苯(M4)(白色粉末、收量:17.6g、收率:99%)。
1H NMR(DMSO-d6):δ8.22-8.29(m,4H,C6H4),7.94(d,J=7.2Hz,2H,C6H4),7.79(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),7.25-7.15(m,4H,C6H4)4.54-4.45(m,4H,CH2).13C{1H}NMR(DMSO-d6):δ164.1,159.6,146.6,146.5,141.4,130.7,129.1,127.5,126.4,124.5,115.7,115.6,67.8,66.7(each s).
熔点(DSC):193℃
(工序2)
将4-硝基-4‘-(2-(4-硝基苯氧基)乙氧基)-1,1’-联苯(M4)(5.0g、13.1mmol)溶解于四氢呋喃(100.0g),加入5%钯-碳(0.1g),在氢气氛下,在室温下搅拌2小时。用HPLC确认了原料消失,溶解于四氢呋喃(800.0g),通过过滤将催化剂去除,将滤液浓缩。将其用庚烷(200.0g)清洗,将析出的固体过滤并干燥,从而得到DA-4(白色粉末、收量:4.0g、收率:94%)。
1H NMR(DMSO-d6):δ7.45(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),7.29(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),6.97(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),6.70(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),6.62(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),6.52(d,J=8.8Hz,2H,C6H4),5.14(s,2H,NH2),4.64(s,2H,NH2),4.24(br,2H,CH2),4.16(br,2H,CH2).13C{1H}NMR(DMSO-d6):δ157.2,150.0,148.2,143.1,133.9,127.7,126.2,116.3,115.9,115.5,115.0,114.4,67.2,66.9(each s).
熔点(DSC):156℃
<合成例3>
在带搅拌装置和带氮气导入管的100mL四口烧瓶中取DA-1 1.47g(6.00mmol)、DA-16 0.83g(4.00mmol)、DA-8 1.55g(6.00mmol)、DA-22 1.07g(4.00mmol),加入NMP 65.98g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐4.35g(19.4mmol),进而以固体成分浓度成为12质量%的方式加入NMP 2.00g,在室温下搅拌24小时得到聚酰胺酸溶液(PAA-1)。该聚酰胺酸的Mn=12972、Mw=28619。
<合成例4~32>
使用表1-1和表1-2中分别所示的、二胺和其量,使用四羧酸二酐和其量,且以成为可以得到聚酰胺酸溶液的固体成分浓度的方式加入NMP,除此之外,与合成例3同样地实施,得到合成例4~32的聚酰胺酸。
将上述合成例3~32中的要点示于下述的表1-1和表1-2。需要说明的是,表1-1和表1-2中的二胺和四羧酸二酐名后的表示用量的数值的单位为“mmol”。
[表1-1]
[表1-2]
<合成例33>
使带搅拌装置和氮气导入管的300ml的四口烧瓶为氮气气氛,加入DA-20.78g(7.21mmol)、DA-1 1.17g(4.81mmol)、DA-8 1.86g(7.21mmol)、DA-291.64g(4.81mmol),加入NMP 53mL、GBL 145mL、作为碱的吡啶4.5mL(55.97mmol),使其溶解。接着,边将二胺溶液搅拌边添加DCL-1 7.58g(23.32mmol),在水冷下反应14小时。在该反应溶液中添加丙烯酰氯0.28mL(3.46mmol),进而反应6小时。边将所得聚酰胺酸酯的溶液投入至1200mL的2-丙醇边搅拌,过滤得到析出的白色沉淀。接着,将过滤得到的白色沉淀用600mL的2-丙醇清洗5次并干燥,从而得到白色的聚酰胺酸酯树脂粉末11.89g。该聚酰胺酸酯的Mn=17367、Mw=36057。
使所得聚酰胺酸酯树脂粉末溶解于87.19g的GBL,得到固体成分浓度12质量%的聚酰胺酸酯溶液(PAE-1)。
<合成例34>
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中,量取DA-2 2.60g(24.0mmol)、DA-1 5.86g(24.0mmol)、DA-8 4.13g(16.0mmol)和DA-29 5.46g(16.0mmol),加入NMP233.38g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐17.31g(77.2mmol),进而,以固体成分浓度成为12质量%的方式加入NMP,以40℃搅拌4小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-31)。该聚酰胺酸溶液的Mn=13821、Mw=34465。
<合成例35>
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中,量取所得聚酰胺酸溶液(PAA-31)50g,加入NMP 25g,搅拌30分钟。在所得聚酰胺酸溶液中加入乙酸酐4.16g、吡啶1.07g,以55℃加热2小时30分钟,进行化学酰亚胺化。边将所得反应液投入至300mL的甲醇边搅拌,过滤得到析出的沉淀物。接着,将沉淀物用300mL的甲醇清洗3次。接着,将所得树脂粉末以60℃干燥12小时,从而得到聚酰亚胺树脂粉末。该聚酰亚胺树脂粉末的酰亚胺化率为70%、Mn=4025、Mw=6789。
在加入了搅拌子的100mL三角烧瓶中,量取所得聚酰亚胺树脂粉末4.80g,加入NMP35.20g,以70℃搅拌12小时使其溶解,得到固体成分浓度为12质量%的聚酰亚胺溶液(PI-1)。
<合成例36>
在带搅拌装置和带氮气导入管的50mL四口烧瓶中,取DA-2 0.39g(3.60mmol)、DA-4 1.15g(3.60mmol)、DA-1 0.59g(2.40mmol)、DA-27 1.34g(2.40mmol),加入NMP 41.76g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐2.50g(11.15mmol),进而以固体成分浓度成为12质量%的方式加入NMP 2.00g,在室温下搅拌24小时得到聚酰胺酸溶液(PAA-32)。该聚酰胺酸的Mn=10222、Mw=25307。
<合成例37>
在带搅拌装置和带氮气导入管的50mL四口烧瓶中,取DA-1 1.47g(6.00mmol)、DA-4 1.92g(6.00mmol)、DA-15 0.60g(4.00mmol)、DA-27 2.23g(4.00mmol),加入NMP 58.18g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐4.21g(18.80mmol),进而以固体成分浓度成为12质量%的方式加入NMP 2.00g,以40℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-33)。该聚酰胺酸的Mn=10234、Mw=25900。
<合成例38>
在带搅拌装置和带氮气导入管的500mL四口烧瓶中,取DA-25 15.9g(80mmol)、DA-13 6.0g(20mmol),加入NMP 230.0g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐4.4g(22.5mmol),搅拌整夜。之后进而加入DAH-4 18.8g(75mmol),以固体成分浓度成为15重量%的方式加入NMP,以50℃搅拌10小时,得到聚酰胺酸(PAA-34)的溶液。该聚酰胺酸的分子量为Mn=18020、Mw=45464。
<合成例39>
在带搅拌装置和带氮气导入管的1000mL四口烧瓶中,取DA-25 39.89g(200.2mmol)、3,5-二氨基苯甲酸7.60g(49.95mmol),加入NMP 282g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐14.88g(75.10mmol),进而以固体成分浓度成为15质量%的方式加入NMP,在室温下搅拌2小时。接着,加入NMP 283g,添加DAH-3 50.3g(171.0mmol),进而以固体成分浓度成为12质量%的方式加入NMP,在室温下搅拌24小时,得到聚酰胺酸(PAA-35)的溶液。该聚酰胺酸的分子量为Mn=14607、Mw=35641。
<合成例40>
在带搅拌装置和带氮气导入管的500mL四口烧瓶中,取DA-13 17.90g(60.0mmol)、DA-15 6.01g(40.00mmol),加入NMP 229.96g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加1,2,3,4-四丁烷四羧酸二酐18.43g(94.0mmol),进而以固体成分浓度成为15质量%的方式加入NMP,在室温下搅拌24小时,得到聚酰胺酸(PAA-36)的溶液。该聚酰胺酸的分子量为Mn=17183、Mw=39542。
<比较合成例1>
在带搅拌装置和带氮气导入管的50mL四口烧瓶中,取DA-1 0.88g(3.60mmol)、DA-2 0.65g(6.00mmol)、DA-30 0.96g(2.40mmol),加入NMP28.57g,边送入氮气边搅拌使其溶解。边将二胺溶液搅拌边添加ADA-0 2.57g(11.46mmol),进而以固体成分浓度成为12质量%的方式加入NMP 8.49g,在室温下搅拌24小时得到聚酰胺酸溶液(B-1)。该聚酰胺酸的分子量为Mn=16530、Mw=37220。
<比较合成例2~4>
使用表2中各自所示的、二胺和其量、和四羧酸二酐和其量,且以成为可以得到聚酰胺酸溶液的固体成分浓度的方式加入NMP,除此之外,与比较合成例1同样地实施,得到比较合成例1~4的聚酰胺酸B2~B4。
将上述比较合成例1~4中的要点示于下述表2。需要说明的是,表2中的二胺名和四羧酸二酐名后的表示用量的数值的单位为“mmol”。
[表2]
<实施例1>
在加入了搅拌子的50mL三角烧瓶中,取合成例3中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)12.50g,加入1.0质量%3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的NMP溶液1.8g、NMP 9.70g、BCS 6.00g,用磁力搅拌器搅拌30分钟,得到液晶取向剂(AL-1)。
<实施例2~38>
使用表3-1和表3-2中各自所示的、聚酰胺酸溶液和其量、以及溶剂和其量,除此之外,与实施例1完全同样地实施,得到液晶取向剂AL-2~AL-38。将上述实施例1~38中的要点示于下述表3-1和表3-2。需要说明的是,表3和表3-2中的括号内的数值的单位均为克(g)。
[表3-1]
[表3-2]
<比较例1>
在加入了搅拌子的50mL三角烧瓶中,取比较合成例1中得到的聚酰亚胺溶液(B-1)12.50g,加入1.0质量%3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的NMP溶液1.50g、NMP10.00g、BCS 6.00g,用磁力搅拌器搅拌30分钟,得到液晶取向剂(AL-1b)。
<比较例2~6>
使用表4中各自所示的、聚酰胺酸溶液B-1~B-4、PAA-35、和PAA-36和其量、以及溶剂和其量,除此之外,与比较例1同样地实施,得到比较例2~6的液晶取向剂AL-1b~AL-6b。需要说明的是,比较例6中,在液晶取向剂中添加交联剂AD-I 0.75g。
将上述比较例1~6的要点示于表4。需要说明的是,表4中的括号内的数值的单位均为克(g)。
[表4]
<实施例39>
用1.0μm的过滤器过滤实施例1中得到的液晶取向剂(AL-1)后,通过旋涂而涂布在所准备的上述带电极的基板和背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。在80℃的加热板上干燥5分钟后,用230℃的暖风循环式烘箱进行30分钟烧成,形成膜厚为100nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射消光比为26:1的经直线偏振且波长为254nm的紫外线150mJ/cm2。使该基板在25℃的2-丙醇/水=1/1(质量比)的混合溶剂中浸渍5分钟,接着使其在25℃的纯水中浸渍1分钟,在230℃的热板上干燥30分钟,得到带液晶取向膜的基板。将上述两片基板作为一组,在基板上印刷密封剂,将另一片基板以液晶取向膜面面对面且取向方向为0°的方式进行贴合后,使密封剂固化,从而制作空单元。通过减压注入法向该空单元中注入液晶MLC-7026-100(MERCK CORPORATION制),密封注入口,得到FFS驱动液晶单元。其后,将所得液晶单元以110℃加热1小时,放置一夜。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例40>
用1.0μm的过滤器过滤实施例2中得到的液晶取向剂(AL-2)后,通过旋涂而涂布在所准备的上述带电极的基板和背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。在80℃的加热板上干燥5分钟后,用230℃的暖风循环式烘箱进行30分钟烧成,形成膜厚为100nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射消光比为26:1的经直线偏振且波长为254nm的紫外线200mJ/cm2后,在230℃的热板上加热30分钟。使该基板在25℃的2-丙醇/水=1/1(质量比)的混合溶剂中浸渍5分钟,接着使其在25℃的纯水中浸渍1分钟,在80℃的热板上干燥10分钟,得到带液晶取向膜的基板。
使用所得带液晶取向膜的基板,用与实施例39中记载的同样的方法,制作FFS驱动液晶单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例41~44>
分别使用表5中所示的、液晶取向剂AL-3~AL-6,除此之外均与实施例39完全同样地操作,制作FFS驱动单元,且进行亮点的观察。将其结果分别示于表5。
[表5]
实施例 液晶取向剂 亮点数 评价
41 AL-3 不足10个 良好
42 AL-4 不足10个 良好
43 AL-5 不足10个 良好
44 AL-6 不足10个 良好
<实施例45>
用1.0μm的过滤器过滤实施例7中得到的液晶取向剂(AL-7)后,通过旋涂而涂布在所准备的上述带电极的基板和背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。在80℃的加热板上干燥5分钟后,用230℃的暖风循环式烘箱进行30分钟烧成,形成膜厚为100nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射消光比为26∶1的经直线偏振且波长为254nm的紫外线150mJ/cm2后,在230℃的热板上加热30分钟,得到带液晶取向膜的基板。
使用所得带液晶取向膜的基板,用与实施例39中记载的同样的方法,制作FFS驱动液晶单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例46>
使用实施例8中得到的液晶取向剂(AL-8),除此之外,用与实施例45同样的方法,制作FFS驱动单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例47>
使用实施例9中得到的液晶取向剂(AL-9),除此之外,用与实施例40同样的方法,制作FFS驱动单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例48>
使用实施例10中得到的液晶取向剂(AL-10),隔着偏振片照射消光比为26:1的经直线偏光且波长254nm的紫外线250mJ/cm2,除此之外,用与实施例40同样的方法,制作FFS驱动单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例49>
用1.0μm的过滤器过滤实施例11中得到的液晶取向剂(AL-11)后,通过旋涂而涂布在所准备的上述带电极的基板和背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。在80℃的加热板上干燥5分钟后,用230℃的暖风循环式烘箱进行30分钟烧成,形成膜厚为100nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射消光比为26:1的经直线偏振且波长为254nm的紫外线150mJ/cm2。使该基板浸渍于25℃的1-甲氧基-2-丙醇5分钟、接着使其浸渍于25℃的纯水1分钟后,在230℃的热板上加热30分钟,得到带液晶取向膜的基板。使用所得带液晶取向膜的基板,用与实施例39中记载的同样的方法,制作FFS驱动液晶单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例50~54>
分别使用表6中所示的、液晶取向剂AL-12~AL-16,用与表6中所示的实施例39或49同样的方法制作FFS驱动单元,且进行亮点的观察。将其结果分别示于表6。
[表6]
实施例 液晶取向剂 FFS驱动单元 亮点数 评价
50 AL-12 实施例49 不足10个 良好
51 AL-13 实施例39 不足10个 良好
52 AL-14 实施例49 不足10个 良好
53 AL-15 实施例49 不足10个 良好
54 AL-16 实施例40 不足10个 良好
<实施例55>
用1.0μm的过滤器过滤实施例17中得到的液晶取向剂(AL-17)后,通过旋涂而涂布在所准备的上述带电极的基板和背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。在80℃的加热板上干燥5分钟后,用230℃的暖风循环式烘箱进行30分钟烧成,形成膜厚为100nm的涂膜。隔着偏振片对该涂膜面照射消光比为26∶1的经直线偏振且波长为254nm的紫外线150mJ/cm2。使该基板浸渍于25℃的乳酸乙酯5分钟、接着使其浸渍于25℃的纯水1分钟后,在230℃的热板上加热30分钟,得到带液晶取向膜的基板。使用所得带液晶取向膜的基板,用与实施例39中记载的同样的方法,制作FFS驱动液晶单元。将所得液晶单元在80℃的暖风循环式烘箱中放置200小时后,进行液晶单元中的亮点的观察,结果亮点的数量低于10个,为良好。
<实施例56~76>
分别使用表7中所示的、液晶取向剂AL-18~AL-38,用与表6中所示的实施例39、40、45、49或55同样的方法制作FFS驱动单元,且进行亮点的观察。需要说明的是,实施例58中,为实施例39的单元,隔着偏振片照射消光比为26∶1的经直线偏振且波长254nm的紫外线700mJ/cm2
将上述实施例56~76结果分别示于表7。
[表7]
实施例 液晶取向剂 FFS驱动单元 亮点数 评价
56 AL-18 实施例49 不足10个 良好
57 AL-19 实施例49 不足10个 良好
58 AL-20 实施例39 不足10个 良好
59 AL-21 实施例40 不足10个 良好
60 AL-22 实施例49 不足10个 良好
61 AL-23 实施例40 不足10个 良好
62 AL-24 实施例39 不足10个 良好
63 AL-25 实施例55 不足10个 良好
64 AL-26 实施例49 不足10个 良好
65 AL-27 实施例55 不足10个 良好
66 AL-28 实施例40 不足10个 良好
67 AL-29 实施例40 不足10个 良好
68 AL-30 实施例40 不足10个 良好
69 AL-31 实施例45 不足10个 良好
70 AL-32 实施例45 不足10个 良好
71 AL-33 实施例45 不足10个 良好
72 AL-34 实施例45 不足10个 良好
73 AL-35 实施例45 不足10个 良好
74 AL-36 实施例45 不足10个 良好
75 AL-37 实施例45 不足10个 良好
76 AL-38 实施例45 不足10个 良好
<比较例5~10>
表7中所示的、分别使用液晶取向剂AL-1b~AL-6b,用与表7中所示的实施例40或45同样的方法制作FFS驱动单元,且进行亮点的观察。将其结果分别示于表8。
需要说明的是,比较例6、7中,为实施例40的单元,隔着偏振片照射消光比为26∶1的经直线偏振且波长254nm的紫外线150mJ/cm2。另外,比较例8中,为实施例40的单元,隔着偏振片照射消光比为26∶1的经直线偏振且波长254nm的紫外线100mJ/cm2
将上述比较例5~10的结果分别示于表8。
[表8]
比较例 液晶取向剂 FFS驱动单元 亮点数 评价
5 AL-1b 实施例40 10个以上 不良
6 AL-2b 实施例40 10个以上 不良
7 AL-3b 实施例40 10个以上 不良
8 AL-4b 实施例40 10个以上 不良
9 AL-5b 实施例45 10个以上 不良
10 AL-6b 实施例45 10个以上 不良
产业上的可利用性
通过本发明的液晶取向剂,在使用负型液晶的情况下,也不会产生光取向处理时产生的源自液晶取向膜的分解物所导致的亮点,可以得到具有良好的残影特性的液晶取向膜。由此,由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜的对比度降低的因素即亮点少,且可以降低IPS驱动方式、FFS驱动方式的液晶表示元件中产生的交流驱动所导致的残影,可以得到残影特性优异的IPS驱动方式、FFS驱动方式的液晶表示元件。因此,能用于要求高的表示品质的液晶表示元件。
需要说明的是,将2015年10月7日申请的日本专利申请2015-199682号和2016年2月15日申请的日本专利申请2016-026278号的说明书、权利要求书和摘要的全部内容引入至此,作为本发明的说明书的公开内容被引入。

Claims (14)

1.一种光取向法用液晶取向剂,其含有选自由聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺组成的组中的至少1种的聚合物,所述聚酰亚胺前体是由含有4种以上二胺的二胺成分和四羧酸衍生物得到的。
2.根据权利要求1所述的光取向法用液晶取向剂,其中,4种以上的二胺中的至少1种为选自下述式(5)和(6)中的至少1种的二胺,
式(5)和(6)中,A1为单键、酯键、酰胺键、硫酯键、或碳数2~20的2价的有机基团,A2为氢原子、卤素原子、羟基、氨基、巯基、硝基、磷酸基、或碳数1~20的1价的有机基团,a为1~4的整数,a为2以上的情况下,A1的结构任选相同或不同,b和c各自独立地为1~2的整数。
3.根据权利要求1或2所述的光取向法用液晶取向剂,其中,4种以上的二胺中的至少1种为含有下述式(7)所示结构的二胺,
式(7)中,D为叔丁氧基羰基。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光取向法用液晶取向剂,其中,所述四羧酸衍生物为具有光反应性的四羧酸衍生物。
5.根据权利要求1~4中任1或2所述的光取向法用液晶取向剂,其中,所述四羧酸衍生物为具有光反应性、且具有脂环式结构的四羧酸衍生物。
6.根据权利要求1~5所述的光取向法用液晶取向剂,其中,所述四羧酸衍生物为下述式(3)所示的四羧酸二酐,
X1为选自由下述式(X1-1)~(X1-10)所示的结构组成的组中的至少1种,
式(X1-1)~(X1-4)中,R3~R23各自独立地为氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数2~6的烯基、碳数2~6的炔基、含有氟原子的碳数1~6的1价的有机基团、或苯基。
7.根据权利要求6所述的光取向法用液晶取向剂,其中,所述式(3)中,X1的结构为所述式(X1-1)。
8.根据权利要求6或7所述的光取向法用液晶取向剂,其中,所述式(3)中,X1的结构为选自下述式(X1-11)~(X1-16)所示的结构中的至少1种,
9.根据权利要求6~8中任一项所述的光取向法用液晶取向剂,其中,所述式(3)中,X1的结构为下述式(X1-11)或(X1-12)所示,
10.根据权利要求1~9中任一项所述的光取向法用液晶取向剂,其中,构成所述4种以上二胺的各二胺的含量相对于全部二胺成分为1~30摩尔%。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的光取向法用液晶取向剂,其中,二胺的种类为4种以上且10种以下。
12.一种光取向法用液晶取向膜,其是由权利要求1~11中任一项所述的光取向法液晶取向剂得到的。
13.一种液晶表示元件,其具备权利要求12所述的光取向法用液晶取向膜。
14.根据权利要求13所述的液晶表示元件,其中,具备负型液晶作为液晶。
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