CN109804304A - 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶取向剂,其特征在于,含有:(A‑1)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含下述式(1)所示的四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;(A‑2)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;以及有机溶剂。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件
技术领域
本发明涉及用于液晶表示元件的液晶取向剂、液晶取向膜和使用其的液晶表示元件。
背景技术
一直以来,液晶装置被广泛用作个人电脑、手机、电视接收机等的表示部。液晶装置例如具备:夹持于元件基板与滤色器基板之间的液晶层、对液晶层施加电场的像素电极和共用电极、控制液晶层的液晶分子的取向性的取向膜、转换对像素电极供给的电信号的薄膜晶体管(TFT)等。作为液晶分子的驱动方式,已知有TN方式、VA方式等纵向电场方式;IPS方式、边界电场切换(以下称FFS)方式等横向电场方式(例如专利文献1)。
而近年来,液晶表示元件和有机EL元件在生产工序中的经济性也非常重要,因此要求元件基板的再生利用。即,由液晶取向剂形成液晶取向膜之后,在对取向性等进行检查并有缺陷发生时,要求可以简便地实施从基板去除液晶取向膜并回收基板的再加工(rework)工序。但是,由以往提出的液晶取向剂所得到的液晶取向膜反而是以后烘烤之后不溶于有机溶剂等来减少膜损失作为目标。另外,即便将目前为止已对再加工性进行过研究的液晶取向剂的结构直接用于横向电场用液晶取向剂的结构中,也不一定能达成所期望的目的,有必要重新对液晶取向剂的再加工性优异与否进行实际评价,并对最合适的组合物结构进行再次研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-167782号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,提供一种能够获得再加工性优异的液晶取向膜的液晶取向剂。
用于解决问题的方案
本发明人等为解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过使用由包含特定的芳香族四羧酸二酐的四羧酸和具有特定结构的二胺而得到的聚酰胺酸和聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物、以及由包含脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐和具有特定结构的二胺而得到的聚酰胺酸和聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物,能够获得再加工性优异的液晶取向膜,从而完成了本发明。
由此,本发明是基于上述见解的发明,其具有下述主旨。
1.一种液晶取向剂,其特征在于,含有:
(A-1)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含下述式(1)所示的四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;
(A-2)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;
以及有机溶剂。
(式(1)中,i为0或1,X为单键、醚键、羰基、酯键、亚苯基、碳原子数1~20的直链亚烷基、碳原子数2~20的支链亚烷基、碳原子数3~12的环状亚烷基、磺酰基、酰胺键或者由它们组合而成的基团,其中,碳原子数1~20的亚烷基任选被选自酯键和醚键的键中断,亚苯基和亚烷基的碳原子任选被选自卤原子、氰基、烷基、卤代烷基、烷氧基和卤代烷氧基中的1个或多个相同或不同的取代基取代。
式(2)中,Y1为具有选自由氨基、亚氨基和含氮杂环组成的组中的至少1种结构的2价有机基团,或者为选自在氮原子上被热脱离性基团取代的氨基、亚氨基和含氮杂环中的2价有机基团,B1、B2分别独立地为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基、炔基。)
2.根据1所述的液晶取向剂,其特征在于,前述(A-1)的四羧酸二酐成分中的10~100摩尔%为前述式(1)所示的四羧酸二酐。
3.根据1或2所述的液晶取向剂,其特征在于,前述(A-2)的四羧酸二酐成分中的10~100摩尔%为脂肪族四羧酸二酐。
4.根据1~3中任一项所述的液晶取向剂,其特征在于,前述(A-1)和前述(A-2)的二胺成分中的10~100摩尔%为式(2)的二胺。
5.根据1~4中任一项所述的液晶取向剂,其中,式(2)中的Y1为选自下述式(YD-1)~(YD-5)的结构中的至少1种。
(式(YD-1)中,A1为碳数3~15的含氮原子杂环,Z1为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~20的烃基。式(YD-2)中,W1为碳数1~10的烃基,A2为具有含氮原子杂环的碳数3~15的1价有机基团、或者被碳数1~6的脂肪族基团取代的二取代氨基。式(YD-3)中,W2为碳数6~15且具有1~2个苯环的2价有机基团,W3为碳数2~5的亚烷基或者亚联苯基,Z2为氢原子、碳数1~5的烷基、苯环或者热脱离性基团,a为0~1的整数。式(YD-4)中,A3为碳数3~15的含氮原子杂环。式(YD-5)中,A4为碳数3~15的含氮原子杂环,W5为碳数2~5的亚烷基。)
6.根据5所述的液晶取向剂,其中,式(YD-1)、(YD-2)、(YD-4)和(YD-5)中所述的A1、A2、A3和A4为选自由吡咯烷、吡咯、咪唑、吡唑、噁唑、噻唑、哌啶、哌嗪、吡啶、吡嗪、吲哚、苯并咪唑、喹啉、异喹啉组成的组中的至少1种。
7.根据1~6中任一项所述的液晶取向剂,其中,式(2)中的Y1为选自由具有下述式(YD-6)~(YD-21)的结构的2价有机基团组成的组中的至少1种。
(式(YD-17)中,h为1~3的整数,式(YD-14)和(YD-21)中,j为1~3的整数。)
8.根据7所述的液晶取向剂,其特征在于,式(2)中的Y1为选自由具有上述式(YD-14)和(YD-18)的结构的2价有机基团组成的组中的至少1种。
9.根据1~8中任一项所述的液晶取向剂,其中,前述式(1)所示的四羧酸二酐为3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐。
10.根据1~9中任一项所述的液晶取向剂,其中,前述脂肪族四羧酸二酐为双环[3.3.0]辛烷2,4,6,8-四羧酸2,4:6,8二酐(bicyclo[3.3.0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid-2,4:6,8-dianhydride)。
11.一种液晶取向膜,其是涂布1~10中任一项所述的液晶取向剂并烧成而得到的。
12.一种液晶表示元件,其具备11所述的液晶取向膜。
发明的效果
由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜的再加工性优异。
具体实施方式
本发明的液晶取向剂的特征在于,含有:(A-1)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含下述式(1)所示的特定四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;(A-2)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含特定脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;以及有机溶剂。
式(1)中,i为0或1,X为单键、醚键、羰基、酯键、亚苯基、碳原子数1~20的直链亚烷基、碳原子数2~20的支链亚烷基、碳原子数3~12的环状亚烷基、磺酰基、酰胺键或者由它们组合而成的基团,其中,碳原子数1~20的亚烷基任选被选自酯键和醚键的键中断,亚苯基和亚烷基的碳原子任选被选自卤原子、氰基、烷基、卤代烷基、烷氧基和卤代烷氧基中的1个或多个相同或不同的取代基取代。
式(2)中,Y1为具有选自由氨基、亚氨基和含氮杂环组成的组中的至少1种结构的2价有机基团,或者为选自在氮原子上被热脱离性基团取代的氨基、亚氨基和含氮杂环中的2价有机基团,B1、B2分别独立地为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基、炔基。
以下,对各结构特征进行详细说明。
<(A-1)成分和(A-2)成分>
本发明的液晶取向剂中使用的(A-1)成分为选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含上述式(1)所示的四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含上述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的。
另外,本发明的液晶取向剂中使用的(A-2)成分为选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含上述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的。
<四羧酸二酐成分>
作为上述式(1)所示的四羧酸二酐,可以举出如下化合物,但不限定于这些。
(式中,q表示1~20的整数。)
在这些式(1)所示的四羧酸二酐中,从再加工性改善效果好的观点出发,优选式(1)中i为1的四羧酸二酐、即具有2个以上苯环的四羧酸二酐,上述具体例之中优选(1-2)~(1-11),从含有联苯结构且具有刚性结构的观点出发,特别优选式(1-5)所示的3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐。
作为本发明中使用的特定脂肪族四羧酸二酐,可以举出下述式(3)所示的四羧酸二酐。
式中,X1为下述(X-1)~(X-28)中的任一者。
式(X-1)中,R3~R6分别独立地为氢原子、碳数1~6的烷基或苯基,更优选氢原子或甲基。
上述之中,(X-1)~(X-20)从不包含芳香族部位的观点出发是优选的,(X-10)从尤其不易发生热酰亚胺化的观点出发是最优选的。
(A-1)成分中,若式(1)所示的四羧酸二酐在四羧酸二酐成分整体中所占的量过少,则无法获得本发明的效果。因此,式(1)所示的四羧酸二酐的量相对于(A-1)成分的制造中所使用的全部四羧酸二酐1摩尔,优选为10~100摩尔%、更优选为50~100摩尔%、进一步优选为80~100摩尔%。
(A-2)成分中,若脂肪族酸二酐在四羧酸二酐成分整体中所占的量过少,则无法获得本发明的效果。因此,脂肪族四羧酸二酐的量相对于(A-2)成分的制造中所使用的全部四羧酸二酐1摩尔,优选为10~100摩尔%、更优选为50~100摩尔%、进一步优选为80~100摩尔%。
式(1)所示的四羧酸二酐和脂肪族四羧酸二酐分别可以单独使用,也可以组合使用多种,在该情况下也优选式(1)所示的四羧酸二酐和脂肪族四羧酸二酐总计使用上述优选量。
本发明的液晶取向剂中含有的聚酰胺酸除了使用式(1)所示的四羧酸二酐和脂肪族四羧酸二酐以外,也可以使用下述式(4)所示的四羧酸二酐。
式(4)中,X为4价有机基团,对其结构没有特别限定。如果要举出具体例子,则可以举出下述式(X-31)~(X-36)的结构。
<二胺成分>
本发明的(A-1)成分或(A-2)成分的制造中所使用的二胺成分含有上述式(2)的二胺。式(2)中,Y1为具有选自由氨基、亚氨基和含氮杂环组成的组中的至少1种结构的2价有机基团,或者为选自在氮原子上被热脱离性基团取代的氨基、亚氨基和含氮杂环中的2价有机基团,B1、B2分别独立地为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基、炔基。
作为上述烷基的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、己基、辛基、癸基、环戊基、环己基等。作为烯基,可以举出将上述烷基中存在的1个以上的CH-CH结构置换成C=C结构而得到的基团,更具体地,可以举出乙烯基、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。作为炔基,可以举出将前述烷基中存在的1个以上的CH2-CH2结构置换成C≡C结构而得到的基团,更具体地,可以举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基等。
上述烷基、烯基、炔基只要整体碳数为1~10则可以具有取代基,进而也可以借助取代基而形成环结构。需要说明的是,借助取代基而形成环结构是指,取代基彼此或取代基与母骨架的一部分键合而形成环结构。
作为该取代基的例子,可以举出卤素基团、羟基、巯基、硝基、芳基、有机氧基、有机硫基、有机甲硅烷基、酰基、酯基、硫酯基、磷酸酯基、酰胺基、烷基、烯基、炔基。
作为属于取代基的卤素基团,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为属于取代基的芳基,可以举出苯基。该芳基任选被前述其它取代基进一步取代。
作为属于取代基的有机氧基,可以示出O-R所示的结构。该R可以相同也可以不同,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。作为烷氧基的具体例,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等。
作为属于取代基的有机硫基,可以示出-S-R所示的结构。作为该R,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。作为烷硫基的具体例,可以举出甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、戊硫基、己硫基、庚硫基、辛硫基等。
作为属于取代基的有机甲硅烷基,可以示出-Si-(R)3所示的结构。该R可以相同也可以不同,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。作为烷基甲硅烷基的具体例,可以举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、三丁基甲硅烷基、三戊基甲硅烷基、三己基甲硅烷基、戊基二甲基甲硅烷基、己基二甲基甲硅烷基等。
作为属于取代基的酰基,可以示出-C(O)-R所示的结构。作为该R,可以例示出前述烷基、烯基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。作为酰基的具体例,可以举出甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、苯甲酰基等。
作为属于取代基的酯基,可以示出-C(O)O-R或-OC(O)-R所示的结构。作为该R,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。
作为属于取代基的硫酯基,可以示出-C(S)O-R或-OC(S)-R所示的结构。作为该R,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。
作为属于取代基的磷酸酯基,可以示出-OP(O)-(OR)2所示的结构。该R可以相同也可以不同,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。
作为属于取代基的酰胺基,可以示出-C(O)NH2或者-C(O)NHR、-NHC(O)R、-C(O)N(R)2、-NRC(O)R所示的结构。该R可以相同也可以不同,可以例示出前述烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R任选被前述取代基进一步取代。
作为属于取代基的芳基,可以举出与前述芳基相同的基团。该芳基任选被前述其它取代基进一步取代。
作为属于取代基的烷基,可以举出与前述烷基相同的基团。该烷基任选被前述其它取代基进一步取代。
作为属于取代基的烯基,可以举出与前述烯基相同的基团。该烯基任选被前述其它取代基进一步取代。
作为属于取代基的炔基,可以举出与前述炔基相同的基团。该炔基任选被前述其它取代基进一步取代。
通常,导入大体积的结构时,有可能使氨基的反应性、液晶取向性降低,因此,作为B1和B2,更优选为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~5的烷基,特别优选为氢原子、甲基或乙基。
作为式(2)中的Y1的结构,只要具有选自由氨基、亚氨基和含氮杂环组成的组中的至少1种结构,或者具有选自在氮原子上被热脱离性基团取代的氨基、亚氨基和含氮杂环中的至少1种结构,则对其结构没有特别限定。若要特意举出其具体例,则可以举出下述式(YD-1)~(YD-5)所示的具有选自由氨基、亚氨基和含氮杂环组成的组中的至少1种结构的2价有机基团。
式(YD-1)中,A1为碳数3~15的含氮原子杂环,Z1为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~20的烃基。
式(YD-2)中,W1为碳数1~10的烃基,A2为具有含氮原子杂环的碳数3~15的1价有机基团、或者被碳数1~6的脂肪族基团取代的二取代氨基。
式(YD-3)中,W2为碳数6~15且具有1~2个苯环的2价有机基团,W3为碳数2~5的亚烷基或者亚联苯基,Z2为氢原子、碳数1~5的烷基、苯环或者热脱离性基团,a为0~1的整数。
式(YD-4)中,A3为碳数3~15的含氮原子杂环。
式(YD-5)中,A4为碳数3~15的含氮原子杂环,W5为碳数2~5的亚烷基。
作为式(YD-1)、(YD-2)、(YD-4)和(YD-5)的A1、A2、A3和A4的碳数3~15的含氮原子杂环,只要是公知的结构就没有特别限定。其中,可以举出吡咯烷、吡咯、咪唑、吡唑、噁唑、噻唑、哌啶、哌嗪、吡啶、吡嗪、吲哚、苯并咪唑、喹啉、异喹啉、咔唑,更优选哌嗪、哌啶、吲哚、苯并咪唑、咪唑、咔唑和吡啶。
另外,作为热脱离性基团,只要是在室温下不会脱离、在取向膜烧成时脱离而置换成氢原子的取代基即可,具体而言,可以举出叔丁氧基羰基和9-芴基甲氧基羰基。
进而,作为式(2)中的Y2的具体例,可以举出下述式(YD-6)~(YD-52)所示的具有氮原子的2价有机基团,为了能够抑制因交流驱动导致的电荷蓄积,更优选式(YD-14)~式(YD-21)、特别优选(YD-14)和(YD-18)。
式(YD-14)和(YD-21)中,j为0~3的整数。式(YD-17)中,h为1~3的整数。
式(YD-24)、(YD-25)、(YD-28)和(YD-29)中,j为0~3的整数。
(式(YD-50)中,m、n分别为1~11的整数、m+n为2~12的整数。)
对于作为本发明的(A-1)成分或(A-2)成分的聚酰胺酸和聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的式(2)所示的二胺的比例,优选相对于(A-1)成分或(A-2)成分的制造中所使用的全部二胺1摩尔为10~100摩尔%、更优选为30~100摩尔%、进一步优选为50~100摩尔%。
本发明的(A-1)成分和(A-2)成分中,聚酰胺酸和聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物的制造中的式(2)所示的二胺可以单独使用,也可以组合使用多种,在该情况下也优选式(2)所示的二胺总计使用上述优选量。另外,从进一步提高本发明的效果的观点出发,优选在(A-1)成分和(A-2)成分中使用相同的二胺。
需要说明的是,本发明中,在(A-1)成分和(A-2)成分中,制造聚酰胺酸和聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物时所使用的二胺优选为相同的二胺。
对于本发明的液晶取向剂中含有的作为(A-1)成分或(A-2)成分的聚酰胺酸,除了上述式(2)所示的二胺以外,也可以使用下述式(5)所示的二胺。下述式(5)中的Y2为2价有机基团,对其结构没有特别限定,也可以混合存在2种以上。若要特意举出其具体例,则可以举出下述(Y-1)~(Y-49)和(Y-57)~(Y-97)。
H2N-Y2-NH2 (5)
在本发明的液晶取向剂所含有的作为(A-1)成分或(A-2)成分的聚酰胺酸和聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中,式(5)所示的二胺的比例增多时,有可能损害本发明的效果,因而是不优选的。因此,式(5)所示的二胺的比例相对于全部二胺1摩尔优选为0~90摩尔%、更优选为0~50摩尔%、进一步优选为0~20摩尔%。
<聚酰胺酸的制造方法>
本发明中使用的作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸可以通过以下所示的方法来合成。
具体而言,可以通过使四羧酸二酐和二胺在有机溶剂的存在下以-20~150℃、优选0~70℃反应30分钟~24小时、优选反应1~12小时来合成。
从单体和聚合物的溶解性的观点出发,上述反应中使用的有机溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯等,它们可以使用1种或混合使用2种以上。
从聚合物不易析出且容易获得高分子量体的观点出发,聚合物的浓度优选为1~30质量%、更优选为5~20质量%。
如上述这样操作而得到的聚酰胺酸通过一边充分搅拌反应溶液一边注入至不良溶剂中,从而能够使聚合物析出并进行回收。另外,进行多次析出并用不良溶剂清洗后,通过常温干燥或加热干燥,能够得到经精制的聚酰胺酸粉末。对不良溶剂没有特别限定,可以举出水、甲醇、乙醇、2-丙醇、己烷、丁基溶纤剂、丙酮、甲苯等,优选为水、甲醇、乙醇、2-丙醇等。
<聚酰亚胺的制造方法>
本发明中使用的聚酰亚胺可以通过对前述聚酰胺酸进行酰亚胺化来制造。
由聚酰胺酸制造聚酰亚胺的情况下,向通过二胺成分与四羧酸二酐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是简便的。化学酰亚胺化在较低温度下进行酰亚胺化反应,酰亚胺化过程中不易发生聚合物的分子量降低,因此是优选的。
化学酰亚胺化可以通过在有机溶剂中在碱性催化剂和酸酐的存在下搅拌想要使其酰亚胺化的聚合物来进行。作为有机溶剂,可以使用前述聚合反应时所用的溶剂。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,吡啶具有对于使反应进行而言适度的碱性,因而是优选的。另外,作为酸酐,可以举出乙酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐等,其中,使用乙酸酐时,反应结束后容易精制,因而是优选的。
进行酰亚胺化反应时的温度为-20~140℃、优选为0~100℃,反应时间可以以1~100小时来进行。碱性催化剂的量为聚酰胺酸基的0.5~30倍摩尔、优选为2~20倍摩尔,酸酐的量为聚酰胺酸基的1~50倍摩尔、优选为3~30倍摩尔。所得聚合物的酰亚胺化率可以通过调节催化剂量、温度、反应时间来控制。
由于聚酰胺酸的酰亚胺化反应后的溶液中残留有所添加的催化剂等,因此,优选通过下述手段来回收所得到的酰亚胺化聚合物,并用有机溶剂进行再溶解,从而制成本发明的液晶取向剂。
如上述那样操作而得到的聚酰亚胺的溶液可以通过一边充分搅拌一边注入不良溶剂中,从而使聚合物析出。进行数次析出并用不良溶剂清洗,然后进行常温干燥或加热干燥,从而可以获得经精制的聚合物粉末。
对前述不良溶剂没有特别限定,可以举出甲醇、2-丙醇、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,优选为甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮等。
对于这样操作而制造的(A-1)成分与(A-2)成分的含有比,为上述式(1)所示的特定四羧酸二酐与特定脂肪族酸二酐的含有比率为达到10:90~90:10的比例,优选为20:80~80:20、进一步优选为达到40:60~60:40的比例、特别优选为达到46:54~54:46的比例,最优选实质上达到等量。
<液晶取向剂>
本发明中使用的液晶取向剂具有聚合物成分溶解于有机溶剂中而形成的溶液形态。聚合物的分子量以重均分子量计,优选为2,000~500,000、更优选为5,000~300,000、进一步优选为10,000~100,000。另外,数均分子量优选为1,000~250,000、更优选为2,500~150,000、进一步优选为5,000~50,000。
本发明中使用的液晶取向剂的聚合物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观点出发,优选为1质量%以上,从溶液的保存稳定性的观点出发,优选设为10质量%以下。特别优选的聚合物的浓度为2~8质量%。
对于本发明使用的液晶取向剂中所含有的有机溶剂,只要是使聚合物成分均匀地溶解的溶剂就没有特别限定。如果举出其具体例,则可以举出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、二甲基亚砜、二甲基砜、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。它们可以使用1种或混合使用2种以上。另外,即使是单独情况下无法使聚合物成分均匀地溶解的溶剂,只要在聚合物不会析出的范围内,也可以混合于上述有机溶剂中。
另外,液晶取向剂中含有的有机溶剂通常使用混合溶剂,所述混合溶剂除了上述那样的溶剂之外,还组合使用了提高涂布液晶取向剂时的涂布性或涂膜的表面平滑性的溶剂,本发明的液晶取向剂中也优选使用这种混合溶剂。下面举出组合使用的有机溶剂的具体例,但不限定于这些例子。
例如可以举出乙醇、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、2,6-二甲基-4-庚醇、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、二异丙醚、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、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二丁醚、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、4-庚酮、2,6-二甲基-4-庚酮、4,6-二甲基-2-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-(己氧基)乙醇、糠醇、二乙二醇、丙二醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、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、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、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、下述式[D-1]~[D-3]所示的溶剂等。
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。
其中,作为优选的溶剂的组合,可以举出:N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和乙二醇单丁醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丙二醇单丁醚;N-乙基-2-吡咯烷酮和丙二醇单丁醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮和二乙二醇二乙醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、丙二醇单丁醚和2,6-二甲基-4-庚酮;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、丙二醇单丁醚和二异丙醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、丙二醇单丁醚和2,6-二甲基-4-庚醇;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和二丙二醇二甲醚等。这样的溶剂的种类和含量根据液晶取向剂的涂布装置、涂布条件、涂布环境等而适宜选择。
另外,为了提高膜的机械强度,本发明的液晶取向剂中可以添加如下这样的添加物。
这些添加剂优选相对于液晶取向剂中含有的聚合物成分100质量份为0.1~30质量份。低于0.1质量份时无法期待效果,超过30质量份时会降低液晶的取向性,因而更优选为0.5~20质量份。
除上述之外,本发明的液晶取向剂还可以在不损害本发明的效果的范围内添加:聚合物以外的聚合物;用于改变液晶取向膜的介电常数、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硬度、致密度的交联性化合物;进而,用于在涂膜烧成时使聚酰胺酸的酰亚胺化高效推进的酰亚胺化促进剂等。
<液晶取向膜>
<液晶取向膜的制造方法>
本发明的液晶取向膜是将上述液晶取向剂涂布于基板上并进行干燥、烧成而得到的膜。作为涂布本发明的液晶取向剂的基板,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、丙烯酸类基板、聚碳酸酯基板等塑料基板等,从工序简化的观点出发,优选使用形成有用于液晶驱动的ITO电极等的基板。另外,在反射型液晶表示元件中,若仅为单侧基板的话,也可以使用硅晶圆等不透明物质,此时的电极也可以使用铝等会反射光的材料。
作为本发明的液晶取向剂的涂布方法,可以举出旋涂法、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。为了充分去除所含有的有机溶剂,通常以50℃~120℃干燥1分钟~10分钟,随后以150℃~300℃烧成5分钟~120分钟。对烧成后的涂膜厚度没有特别限定,过薄时,液晶表示元件的可靠性有时会降低,因此为5~300nm、优选为10~200nm。
作为对所得液晶取向膜进行取向处理的方法,可以举出刷磨法、光取向处理法等。
刷磨处理可以利用已有的刷磨装置进行。作为此时的刷磨布的材质,可以举出棉花、尼龙、人造丝等。作为刷磨处理的条件,通常使用转速300~2000rpm、进给速度5~100mm/s、压入量0.1~1.0mm的条件。随后,使用纯水、醇等通过超声波清洗来去除因刷磨产生的残渣。
作为光取向处理法的具体例,可以举出如下方法:对前述涂膜表面照射沿一定方向偏振的辐射线,根据情况进一步以150~250℃的温度进行加热处理,从而赋予液晶取向能力的方法。作为辐射线,可以使用具有100nm~800nm的波长的紫外线和可见光线。这之中,优选具有100nm~400nm的波长的紫外线,特别优选具有200nm~400nm的波长的紫外线。另外,为了改善液晶取向性,可以一边以50~250℃对涂膜基板进行加热一边照射辐射线。前述辐射线的照射量优选为1~10,000mJ/cm2、特别优选为100~5,000mJ/cm2。如上述这样操作而制备的液晶取向膜可以使液晶分子沿着一定方向稳定地取向。
偏振紫外线的消光比越高,则越能够赋予更高的各向异性,因而是优选的。具体而言,直线偏振的紫外线的消光比优选为10:1以上、更优选为20:1以上。
针对按上述照射了偏振辐射线的膜,接下来可以用包含选自水和有机溶剂的至少1种的溶剂进行接触处理。
作为接触处理中使用的溶剂,只要是溶解通过光照射而生成的分解物的溶剂,就没有特别限定。作为具体例,可以举出水、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、双丙酮醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯和乙酸环己酯等。这些溶剂可以组合使用2种以上。
从通用性、安全性的观点出发,更优选为选自由水、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇和乳酸乙酯组成的组中的至少1种。特别优选为水、2-丙醇、以及水与2-丙醇的混合溶剂。
本发明中,照射了偏振辐射线的膜与含有有机溶剂的溶液的接触处理通过浸渍处理、喷雾(spray)处理等能使膜与液体优选充分接触的处理来进行。其中,优选的是,在含有有机溶剂的溶液中对膜进行优选10秒~1小时、更优选1~30分钟浸渍处理的方法。接触处理可以为常温或加热,但是优选以10~80℃、更优选以20~50℃实施。另外,可以根据需要实施超声波等提高接触的手段。
上述接触处理之后,为了去除所用溶液中的有机溶剂,可以进行利用水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲乙酮等低沸点溶剂进行的漂洗(冲洗)、干燥中的任意一者或两者。
进而,为了进行溶剂干燥以及膜中的分子链的再取向,可以对按上述利用溶剂进行了接触处理的膜以150℃以上进行加热。
作为加热的温度,优选为150~300℃。温度越高,越促进分子链的再取向,但温度过高时,有可能伴随有分子链的分解。因此,作为加热温度,更优选为180~250℃、特别优选为200~230℃。
加热的时间过短时,有可能无法得到分子链的再取向的效果,过长时,分子链有可能分解,因此优选为10秒~30分钟、更优选为1分钟~10分钟。
另外,所得到的液晶取向膜为容易溶解于再加工材料、再加工性优异的膜。
作为再加工中使用的溶剂,可以举出:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚等二醇醚类;甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等二醇酯类;二乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇等二醇类;甲醇、乙醇、2-丙醇、丁醇等醇类;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮、γ-丁内酯等酮类;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等酯类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类。
作为再加工材料,优选在上述溶剂中包含乙醇胺等碱性成分,且包含防锈剂以使该碱性不会对电极等其他部件造成损伤。作为提供这种再加工材料的制造商,可以举出韩国的会明产业株式会社、KPX Chemial等。
再加工通过如下工序进行:上述举出的再加工材料以室温或加热至30℃~100℃之后,将带液晶取向膜的基板浸渍于其中1秒~1000秒、优选30秒~500秒;或者将再加工材料以喷淋式进行喷射,然后去除液体并用醇类溶剂或纯水进行清洗。需要说明的是,从作业效率等观点出发,再加工时的再加工液的温度优选为低温,通常为室温~60℃、更优选为室温~40℃。
<液晶表示元件>
本发明的液晶表示元件是如下得到的:由本发明的液晶取向剂通过前述液晶取向膜的制造方法而得到带液晶取向膜的基板后,通过公知的方法制备液晶单元,使用其制成液晶表示元件。
作为液晶单元制作方法的一个例子,以无源矩阵结构的液晶表示元件作为例子进行说明。需要说明的是,也可以为在构成图像显示的各像素部分设置有TFT(薄膜晶体管(Thin Film Transistor))等开关元件的有源矩阵结构的液晶表示元件。
首先,准备透明的玻璃制基板,在一个基板上设置共用电极,在另一基板上设置段电极。这些电极例如可以形成ITO电极,以可以进行所希望的图像显示的方式形成图案。接着,在各基板上,以覆盖共用电极和段电极的方式设置绝缘膜。绝缘膜例如可以制成通过溶胶-凝胶法形成的由SiO2-TiO2形成的膜。
接着,通过上述方法在各基板上形成本发明的液晶取向膜。
接着,在一个基板上以取向膜面相互对置的方式重叠另一基板,将周边用密封剂粘接。密封剂中,为了控制基板间隙,通常预先混入间隔物。另外,在没有设置密封剂的面内部分也优选预先有散布基板间隙控制用的间隔物。在密封剂的一部分预先设置有能够由外部填充液晶的开口部。
接着,通过设置于密封剂的开口部,向被2片基板和密封剂包围的空间内注入液晶材料。然后,用粘接剂密封该开口部。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。接着,进行偏振板的设置。具体而言,在2片基板的与液晶层为相反侧的面粘贴一对偏振板。经过以上的工序,从而得到本发明的液晶表示元件。
本发明中,作为密封剂,例如可以使用具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、羟基、烯丙基、乙酰基等反应性基团的通过紫外线照射、加热而固化的树脂。特别优选使用具有环氧基和(甲基)丙烯酰基这两者的反应性基团的固化树脂体系。
为了提高粘接性、耐湿性,本发明的密封剂中可以配混无机填充剂。作为能够使用的无机填充剂,没有特别限定,具体而言,可以举出球状二氧化硅、熔融二氧化硅、晶体二氧化硅、氧化钛、钛黑、碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、粘土、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氢氧化铝、硅酸钙、硅酸铝、硅酸锂铝、硅酸锆、钛酸钡、玻璃纤维、碳纤维、二硫化钼、石棉等,优选为球状二氧化硅、熔融二氧化硅、晶体二氧化硅、氧化钛、钛黑、氮化硅、氮化硼、碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、粘土、氧化铝、氢氧化铝、硅酸钙、硅酸铝。前述无机填充剂可以混合使用2种以上。
该液晶表示元件使用了通过本发明的液晶取向膜的制造方法得到的液晶取向膜作为液晶取向膜,因此再加工性优异,能够适宜地用于大画面且高清晰的液晶电视等。
实施例
下面,对于本发明的制造方法的细节,列举出对原料组成、混配比率加以研究的实验方法及其结果、以及典型的制造方法的实施例等进行说明。需要说明的是,本发明不限定于这些实施例。
本实施例中使用的简称的说明
(有机溶剂)
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
GBL:γ-丁内酯
BCS:丁基溶纤剂
酸二酐(A):下述式(A)
酸二酐(B):下述式(B)
酸二酐(C):下述式(C)
酸二酐(D):下述式(D)
酸二酐(E):下述式(E)
DA-1:下述式(DA-1)
DA-2:下述式(DA-2)
DA-3:下述式(DA-3)
DA-4:下述式(DA-4)
DA-5:下述式(DA-5)
DA-6:下述式(DA-6)
下面,针对粘度的测定、酰亚胺化率的测定、再加工性的评价、液晶单元的制作以及电荷缓和特性评价的方法进行记载。
[粘度的测定]
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TV-25H(东机产业株式会社制造)以样品量1.1mL、CORD-1(1°34’、R24)、温度25℃的条件进行测定。
[再加工性的评价]
通过旋涂法将本发明的液晶取向剂涂布于ITO基板上。在60℃的热板上干燥1分30秒后,用230℃的热风循环式烘箱进行20分钟烧成,形成膜厚100nm的涂膜。然后,将所制备的基板浸渍于经加热的再加工材料(HM-R20)中300秒钟并进行显影,然后用超纯水进行流水清洗20秒。然后,进行鼓风,根据以下基准进行评价,并将所得结果示于表3。
○:35℃、5分钟下无残膜
△:40℃、5分钟下无残膜
×:40℃、5分钟下有残膜
(聚合例1)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,取(DA-1)2.55g、(DA-4)0.96g,并加入NMP 25.7g,一边输送氮气一边搅拌而使其在23℃下溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(C)3.00g,进一步加入NMP 11.2g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时,然后添加酸二酐(D)0.77g,再加入NMP 4.4g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时。然后,以50℃搅拌16小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-1)。该聚酰胺酸溶液的温度25℃下的粘度为358cps。
(聚合例2)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,取(DA-1)2.55g、(DA-2)0.46g,并加入NMP 22.3g,一边输送氮气一边搅拌而使其在23℃下溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(C)2.00g,进一步加入NMP 6.3g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时,然后添加酸二酐(D)1.51g,再加入NMP 8.5g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时。然后,以50℃搅拌16小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-2)。该聚酰胺酸溶液的温度25℃下的粘度为333cps。
(聚合例3)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,取(DA-1)2.55g、(DA-2)0.46g,并加入NMP 22.3g,一边输送氮气一边搅拌而使其在23℃下溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(A)4.5g,进一步加入NMP 20.5g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时,然后以50℃搅拌16小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-3)。该聚酰胺酸溶液的温度25℃下的粘度为350cps。
(聚合例4)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,取(DA-1)2.55g、(DA-2)0.49g,并加入NMP 22.3g,一边输送氮气一边搅拌而使其在23℃下溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(C)3.00g,进一步加入NMP 12.0g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时,然后添加酸二酐(D)0.72g,再加入NMP 4.1g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时。然后,以50℃搅拌16小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-4)。该聚酰胺酸溶液的温度25℃下的粘度为333cps。
(聚合例5)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,取(DA-1)2.87g、(DA-3)0.71g,并加入NMP 26.3g,一边输送氮气一边搅拌而使其在23℃下溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(D)2.82g,进一步加入NMP 10.0g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时,然后添加酸二酐(E)0.92g,再加入NMP5.00g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时。然后,以50℃搅拌16小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-5)。该聚酰胺酸溶液的温度25℃下的粘度为322cps。
(聚合例6)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,取(DA-4)2.15g、(DA-6)1.62g,并加入NMP 27.7g,一边输送氮气一边搅拌而使其在23℃下溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(D)3.42g,进一步加入NMP 13.1g,在氮气气氛下以23℃搅拌2小时。然后,以50℃搅拌16小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-6)。该聚酰胺酸溶液的温度25℃下的粘度为348cps。
(比较例1~4)
向放有搅拌子的50mL锥形瓶中分取出比较聚合例中得到的聚酰胺酸溶液15.0g,加入NMP 11.25g、BCS 11.25g,用磁力搅拌器搅拌2小时,得到表1的液晶取向剂(A-1)~(A-4)。
[表1]
比较聚合例 比较例
PAA-1 A-1
PAA-2 A-2
PAA-3 A-3
PAA-4 A-4
(实施例1~6)
向放有搅拌子的50mL锥形瓶中加入聚合例中得到的聚酰胺酸溶液和NMP 11.25g、BCS 11.25g,用磁力搅拌器搅拌2小时,得到表2的液晶取向剂(B-1)~(B-8)。
[表2]
实施例 (聚合例3) (聚合例4) (聚合例2) (聚合例1) (聚合例5) (聚合例6)
B-1 7.5g 7.5g
B-2 4.5g 10.5g
B-3 7.5g 7.5g
B-4 13.5g 1.5g
B-5 7.5g 7.5g
B-6 13.5g 1.5g
B-7 7.5g 7.5g
B-8 7.5g 7.5g
[表3]
产业上的可利用性
由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜在IPS驱动方式、FFS驱动方式的液晶表示元件中会降低由交流驱动不对称导致的电荷蓄积,且快速缓和因直流电压而蓄积的残留电荷,因此,能够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,作为IPS驱动方式、FFS驱动方式的液晶表示元件、液晶电视的液晶取向膜是特别有用的。

Claims (12)

1.一种液晶取向剂,其特征在于,含有:
(A-1)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含下述式(1)所示的四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;
(A-2)选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是使用包含脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐成分和包含下述式(2)所示的二胺的二胺成分而得到的;
以及有机溶剂,
式(1)中,i为0或1,X为单键、醚键、羰基、酯键、亚苯基、碳原子数1~20的直链亚烷基、碳原子数2~20的支链亚烷基、碳原子数3~12的环状亚烷基、磺酰基、酰胺键或者由它们组合而成的基团,其中,碳原子数1~20的亚烷基任选被选自酯键和醚键的键中断,亚苯基和亚烷基的碳原子任选被选自卤原子、氰基、烷基、卤代烷基、烷氧基和卤代烷氧基中的1个或多个相同或不同的取代基取代,
式(2)中,Y1为具有选自由氨基、亚氨基和含氮杂环组成的组中的至少1种结构的2价有机基团,或者为选自在氮原子上被热脱离性基团取代的氨基、亚氨基和含氮杂环中的2价有机基团,B1、B2分别独立地为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基、炔基。
2.根据权利要求1或2所述的液晶取向剂,其特征在于,所述(A-1)的四羧酸二酐成分中的10~100摩尔%为所述式(1)所示的四羧酸二酐。
3.根据权利要求1所述的液晶取向剂,其特征在于,所述(A-2)的四羧酸二酐成分中的10~100摩尔%为脂肪族四羧酸二酐。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶取向剂,其特征在于,所述(A-1)和所述(A-2)的二胺成分中的10~100摩尔%为式(2)的二胺。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶取向剂,其中,式(2)中的Y1为选自下述式(YD-1)~(YD-5)的结构中的至少1种,
式(YD-1)中,A1为碳数3~15的含氮原子杂环,Z1为氢原子、或者任选具有取代基的碳数1~20的烃基;式(YD-2)中,W1为碳数1~10的烃基,A2为具有含氮原子杂环的碳数3~15的1价有机基团、或者被碳数1~6的脂肪族基团取代的二取代氨基;式(YD-3)中,W2为碳数6~15且具有1~2个苯环的2价有机基团,W3为碳数2~5的亚烷基或者亚联苯基,Z2为氢原子、碳数1~5的烷基、苯环或者热脱离性基团,a为0~1的整数;式(YD-4)中,A3为碳数3~15的含氮原子杂环;式(YD-5)中,A4为碳数3~15的含氮原子杂环,W5为碳数2~5的亚烷基。
6.根据权利要求5所述的液晶取向剂,其中,式(YD-1)、(YD-2)、(YD-4)和(YD-5)中所述的A1、A2、A3和A4为选自由吡咯烷、吡咯、咪唑、吡唑、噁唑、噻唑、哌啶、哌嗪、吡啶、吡嗪、吲哚、苯并咪唑、喹啉、异喹啉组成的组中的至少1种。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶取向剂,其中,式(2)中的Y1为选自由具有下述式(YD-6)~(YD-21)的结构的2价有机基团组成的组中的至少1种,
式(YD-17)中,h为1~3的整数,式(YD-14)和(YD-21)中,j为1~3的整数。
8.根据权利要求7所述的液晶取向剂,其特征在于,式(2)中的Y1为选自由具有上述式(YD-14)和(YD-18)的结构的2价有机基团组成的组中的至少1种。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的液晶取向剂,其中,所述式(1)所示的四羧酸二酐为3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的液晶取向剂,其中,所述脂肪族酸二酐为双环[3.3.0]辛烷2,4,6,8-四羧酸2,4:6,8二酐。
11.一种液晶取向膜,其是涂布权利要求1~10中任一项所述的液晶取向剂并烧成而得到的。
12.一种液晶表示元件,其具备权利要求11所述的液晶取向膜。
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