CN109863449A - 液晶取向剂、液晶取向膜和使用其的液晶表示元件 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够形成在蓄积电荷的释放等方面具有优异的电特性,并且无着色而具有透明性的液晶取向膜的液晶取向剂。液晶取向剂的特征在于,其含有选自由聚酰胺酸和将该聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是通过含有具有式[1]的结构的二胺的二胺成分与四羧酸二酐成分的反应而得到的。(A表示通过温度150~300℃的加热而被置换为氢原子的热离去性基团。苯环所具有的氢原子任选被碳数1~5的烷基或烷氧基、或者卤素基团取代。*表示连接键。)
Description
技术领域
本发明涉及液晶取向剂、使用其的液晶取向膜和液晶表示元件。
背景技术
液晶取向膜是被广泛用作表示器件的液晶表示元件的构成部件,其承担着使液晶以一定方向取向的作用。现在,工业上所使用的主要的液晶取向膜是利用由作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸(也称polyamideacid)或聚酰亚胺的溶液构成的液晶取向剂而形成的。具体而言,通过在基板上涂布液晶取向剂并加热、烧成,然后进行液晶取向处理而得到。
以往,作为液晶取向处理,主要进行利用刷磨的表面处理,但刷磨处理通常难以进行高度均等的取向处理,有时会有发生液晶的取向不良或液晶取向膜的缺损,并产生由此引起的表示缺陷或者产尘等问题。近年来,由于面板所使用的基板的大型化、高清晰化、低成本化等,存在基板的面积扩大、凹凸增大等倾向,在这种基板上形成取向膜时,刷磨处理还留有改良的余地。
另一方面,作为替代刷磨法的取向处理方法,提出了利用光反应的取向处理。具体而言,已知下述方法:在基板表面形成具有聚乙烯醇肉桂酸酯等可发生光反应的特定部位的聚合物的膜,通过照射偏振光或非偏振光的辐射线而赋予液晶取向能力的方法(光取向法)。根据该方法,可实现均一的液晶取向而不会产生静电或尘埃,还能够利用取向分割改善视野角等(参考专利文献1、2)。
另外,在TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)等液晶单元的情况下,液晶取向膜必须具有使液晶分子相对于基板面以规定的角度(预倾角)倾斜取向的功能。为了显现出预倾角,已知一种使用包含烷基侧链、类固醇骨架的侧链、具有环结构的侧链等的聚酰胺酸、聚酰亚胺等而得到的液晶取向膜(专利文献3、4、5)。在利用光的取向处理中,通常通过照射向基板面入射的入射方向相对于基板法线方向倾斜的辐射线而赋予预倾角(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-287453号公报
专利文献2:日本特开平9-297313号公报
专利文献3:日本特开平05-043687号公报
专利文献4:日本特开平04-281427号公报
专利文献5:日本特开平02-223916号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,以往,大部分的液晶取向膜是利用由作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸或聚酰亚胺的溶液构成的液晶取向剂而形成的,但近年来,由于面板所使用的基板的大型化、高清晰化、低成本化等,该液晶取向剂存在各种课题,有改良的余地。为了解决这种课题中的1个课题,提出了一种液晶取向剂,其包含聚酰胺酸和/或将该聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺,所述聚酰胺酸是以下述式(DA-3)所示的二胺作为原料并使其与四羧酸二酐成分反应而得到的。
具备由该液晶取向剂得到的液晶取向膜的液晶表示元件在电特性(蓄积电荷的释放等)方面具有优异的特性。另一方面,使用该液晶取向剂时,所得液晶取向膜着色为黑褐色且失去透明性,结果判明有时会对具有液晶取向膜的液晶取向元件产生不良影响。
本发明的目的在于,提供一种液晶取向剂,使用上述二胺化合物作为液晶取向剂中所含的聚合物即聚酰胺酸的原料从而保持优异的特性,且所得到的液晶取向膜不会着色为黑褐色且失去透明性等对液晶取向元件产生不良影响。
用于解决问题的方案
本发明人为了达到上述目的而进行了深入研究,结果完成了本发明。
本发明的主旨为一种液晶取向剂,其特征在于,其含有选自由聚酰胺酸和将该聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是通过含有具有下述式[1]所示的结构的二胺的二胺成分与四羧酸二酐成分的反应而得到的。
(式中,A表示通过温度150~300℃的加热而被置换为氢原子的热离去性基团。苯环所具有的氢原子任选被碳数1~5的烷基、碳数1~5的烷氧基或者卤素基团取代。*表示连接键。)
发明的效果
本发明的液晶取向剂的特征在于含有以式[1]所示的二胺(以下也称特定二胺)为原料的聚酰胺酸和/或将该聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺,但相应聚合物在N-甲基吡咯烷酮(NMP)等极性溶剂中的溶解性非常高,聚合时的处理性良好,含有相应聚合物的液晶取向剂的涂布·成膜性优异,进而,可以得到即使暴露于光照射下电压保持率的下降也得到抑制的液晶取向膜。
并且,对于本发明的液晶取向剂,与包含以具有与特定胺相似结构的后述二胺化合物(DA-3)为原料的聚酰胺酸或其聚酰亚胺的液晶取向剂相比,所得到的液晶取向膜不会着色为黑褐色且具有透明性,因此可以形成不会对液晶表示元件产生不良影响的液晶取向膜。
对于本发明的液晶取向剂为何可以获得上述那样优异的效果,可以大致推定为如下。即,具有与特定二胺相同的二苯胺骨架的类似结构的上述式(DA-3)的二胺在其结构中存在比伯氨基更富有反应性的仲氨基,该仲氨基在与用于获得聚酰胺酸的四羧酸二酐成分的反应过程等中进行反应,引起不期望的三维反应。其结果,可认为所得反应物发生着色现象,且作为液晶取向剂的特性降低。
而本发明的特定二胺在其结构中具有与上述式(DA-3)同样的富有反应性的仲氨基,但该仲氨基由热离去性基团保护,因此在与用于获得聚酰胺酸的四羧酸二酐成分的反应过程中不会引起不期望的三维反应,结果,可认为没有发生着色现象,作为液晶取向剂的特性不会降低。
进而,本发明的液晶取向剂中,作为所含聚合物的聚酰胺酸、聚酰亚胺具有由热离去性基团保护的氨基,但如后所述,该由热离去性基团保护的氨基在将液晶取向剂涂布于基板上并烧成而形成液晶取向膜的过程中,可因烧成过程中的加热而变为热离去性基团脱保护的氨基。
上述脱保护的氨基再度恢复反应性,因离去而产生的氨基在分子内进行反应而形成杂环等,并生成刚性侧链,该侧链结构将作为预倾角的良好诱发部位而发挥作用。另外,热离去性基团脱落后的氨基并不是全部用于上述环化反应,而是一部分还用于分子间反应,有助于提高膜强度、以及通过与聚合物中的低分子成分交联而改善可靠性。
因此,本发明的使用特定二胺的聚酰胺酸、聚酰亚胺难以发生刷磨处理时的剥落现象,即使暴露于长期的高温、背光照射等也难以发生电压保持率的下降或离子密度的增加。
具体实施方式
<本发明的特定二胺>
作为本发明的液晶取向剂的原料而使用的二胺是具有下述式[1]所示的结构的二胺。
上述式[1]中,A为通过作为本发明液晶取向剂的烧成温度的150~300℃的加热而被置换为氢的热离去性基团。该热离去性基团可在优选170~300℃、特别优选180~250℃下发生离去便是合适的。*表示连接键。
作为热离去性基团,可以举出以苄氧基羰基、9-芴基甲氧基羰基、烯丙氧基羰基、叔丁氧基羰基(也称Boc基)等为代表的氨基甲酸酯类的有机基团。从离去效率良好、可在较低温度下离去且离去时为无害气体的观点出发,特别优选Boc基或9-芴基甲氧基羰基。
式[1]中的苯环所具有的氢原子可以任意被碳数1~5、优选碳数1~3的烷基或烷氧基、或者氯、溴、氟等卤素基团取代。
特定二胺所具有的氨基优选为伯氨基。另外,也可以是例如被甲基、乙基、丙基、丁基等分子量较小的烷基取代的仲氨基。
作为特定二胺的优选具体例,可以举出以下物质,但不限定于这些。需要说明的是,式中的Boc表示叔丁氧基羰基。
<四羧酸二酐成分>
为了获得本发明的聚酰亚胺前体,优选使用下述式[7]所示的四羧酸二酐(也称特定四羧酸二酐)作为四羧酸二酐成分的一部分。
式[7]中,Z1为碳数4~13的4价有机基团,且具有芳香族环状烃基。具体而言,优选为下述式[7a]~[7k]的任一者所示的基团。
式[7]中,从聚合反应性、合成的容易性出发,Z1的优选基团为式[7a]或式[7g]所示的基团。其中,式[7a]是最优选的。
使用式[7a]的结构的四羧酸二酐时,优选将其设为四羧酸二酐成分整体中的20质量%以上、更优选为30质量%以上。也可以使聚酰亚胺前体的制造中所使用的四羧酸成分全部都为式[7a]的结构的四羧酸二酐。
本发明中可以使用特定四羧酸二酐以外的脂肪族四羧酸二酐或其他的四羧酸成分。
作为脂肪族四羧酸二酐,例如可以举出1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐。另外,作为脂环式四羧酸二酐,例如可以举出1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二苯基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环庚烷四羧酸二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、3,4-二羧基-1-环己基琥珀酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢-1-萘琥珀酸二酐、双环[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、双环[4,3,0]壬烷-2,4,7,9-四羧酸二酐、双环[4,4,0]癸烷-2,4,7,9-四羧酸二酐、双环[4,4,0]癸烷-2,4,8,10-四羧酸二酐、三环[6.3.0.0<2,6>]十一烷-3,5,9,11-四羧酸二酐、4-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氢化萘-1,2-二羧酸二酐、双环[2,2,2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃)-3-甲基-3-环己烷-1,2-二羧酸二酐、四环[6,2,1,1,0,2,7]十二-4,5,9,10-四羧酸二酐、3,5,6-三羧基降冰片烷-2:3,5:6二羧酸二酐等。
作为其他的四羧酸成分,可以举出四羧酸、四羧酸二酰卤、四羧酸二酐、将四羧酸的羧酸基进行二烷基酯化而成的酯化物、将四羧酸二酰卤的羧酸基进行二烷基酯化而成的酯化物等。
考虑到形成的液晶取向膜的液晶取向性、电压保持特性以及蓄积电荷等特性,上述其他的四羧酸成分可以使用1种或2种以上。
<本发明的聚合物>
本发明的聚合物是指聚酰胺酸和/或将该聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺。
<聚酰胺酸>
本发明的聚酰胺酸是通过含有特定二胺的二胺成分与四羧酸二酐成分的反应而得到的。
在用于与上述四羧酸二酐成分反应来获得聚酰胺酸的二胺成分中,对特定二胺的含有比例没有限制。二胺成分中的特定二胺的含量可以为100%。但是,从满足液晶取向膜所要求的各种特性,例如增大液晶的预倾角的特性、提高液晶的垂直取向性等特性的观点出发,可以同时使用各种二胺。因此,聚合中使用的二胺成分中的特定二胺的含有比例优选为1~50摩尔%、特别优选为5~30摩尔%。
在上述二胺成分中,作为在特定二胺低于100摩尔%时同时使用的、除特定二胺以外的二胺(以下也称其他的二胺),可以举出脂环式二胺、芳香族-脂肪族二胺、杂环式二胺、脂肪族二胺等。
作为脂环式二胺的例子,可以举出1,4-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基胺、异佛尔酮二胺等。
作为芳香族二胺类的例子,可以举出邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,5-二氨基甲苯、3,5-二氨基甲苯、1,4-二氨基-2-甲氧基苯、2,5-二氨基对二甲苯、1,3-二氨基-4-氯苯、3,5-二氨基苯甲酸、1,4-二氨基-2,5-二氯苯、4,4’-二氨基-1,2-二苯基乙烷、4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苄、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷、2,2’-二氨基茋、4,4’-二氨基茋、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基硫醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯甲酮、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苄、2,2-双[(4-氨基苯氧基)甲基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷、α,α’-双(4-氨基苯基)-1,4-二异丙基苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-二氨基二苯基胺、2,4-二氨基二苯基胺、1,8-二氨基萘、1,5-二氨基萘、1,5-二氨基蒽醌、1,3-二氨基芘、1,6-二氨基芘、1,8-二氨基芘、2,7-二氨基芴、1,3-双(4-氨基苯基)四甲基二硅氧烷、联苯胺、2,2’-二甲基联苯胺、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯基)己烷、1,7-双(4-氨基苯基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯基)壬烷、1,10-双(4-氨基苯基)癸烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1,7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1,10-双(4-氨基苯氧基)癸烷、二(4-氨基苯基)1,3-丙二酸酯、二(4-氨基苯基)1,4-丁二酸酯、二(4-氨基苯基)1,5-戊二酸酯、二(4-氨基苯基)1,6-己二酸酯、二(4-氨基苯基)1,7-庚二酸酯、二(4-氨基苯基)1,8-辛二酸酯、二(4-氨基苯基)1,9-壬二酸酯、二(4-氨基苯基)1,10-癸二酸酯、1,3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]丙烷、1,4-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]丁烷、1,5-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]戊烷、1,6-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]己烷、1,7-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]庚烷、1,8-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]辛烷、1,9-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]壬烷、1,10-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]癸烷等。
作为芳香族-脂肪族二胺的例子,可以举出3-氨基苯甲基胺、4-氨基苯甲基胺、3-氨基-N-甲基苯甲基胺、4-氨基-N-甲基苯甲基胺、3-氨基苯乙基胺、4-氨基苯乙基胺、3-氨基-N-甲基苯乙基胺、4-氨基-N-甲基苯乙基胺、3-(3-氨基丙基)苯胺、4-(3-氨基丙基)苯胺、3-(3-甲基氨基丙基)苯胺、4-(3-甲基氨基丙基)苯胺、3-(4-氨基丁基)苯胺、4-(4-氨基丁基)苯胺、3-(4-甲基氨基丁基)苯胺、4-(4-甲基氨基丁基)苯胺、3-(5-氨基戊基)苯胺、4-(5-氨基戊基)苯胺、3-(5-甲基氨基戊基)苯胺、4-(5-甲基氨基戊基)苯胺、2-(6-氨基萘基)甲基胺、3-(6-氨基萘基)甲基胺、2-(6-氨基萘基)乙基胺、3-(6-氨基萘基)乙基胺等。
作为杂环式二胺的例子,可以举出2,6-二氨基吡啶、2,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基-1,3,5-三嗪、2,7-二氨基二苯并呋喃、3,6-二氨基咔唑、2,4-二氨基-6-异丙基-1,3,5-三嗪、2,5-双(4-氨基苯基)-1,3,4-噁二唑等。
作为脂肪族二胺的例子,可以举出1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,3-二氨基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二氨基-2,5-二甲基己烷、1,7-二氨基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二氨基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二氨基-3-甲基庚烷、1,9-二氨基-5-甲基庚烷、1,12-二氨基十二烷、1,18-二氨基十八烷、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷等。
也可以同时使用侧链具有烷基、含氟烷基、芳香环、脂肪族环、杂环、或由它们构成的大环状取代物的二胺化合物。具体而言,可以例示以下述式[DA1]~式[DA26]所示的二胺。
(R6是具有碳数1~22的烷基或含氟烷基。)
(S5表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2-、-O-、-CO-或-NH-,R6表示具有碳数1~22的烷基或含氟烷基。)
(S6表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或-CH2OCO-,R7为具有碳数1~22的烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。)
(S7表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2-,R8为具有碳数1~22的烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。)
(S8表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-、-O-或-NH-,R9为氟基、氰基、三氟甲基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基或羟基。)
(R10为碳数3~12的烷基,1,4-亚环己基的顺-反异构性分别为反式。)
在利用光进行取向处理的情况下,通过同时使用特定二胺和上述[DA-1]~[DA-26]的二胺,可以获得更稳定的预倾角,因此是优选的。作为可同时使用的更优选的二胺,优选式[DA-10]~[DA-26]的二胺、更优选式[DA-10]~[DA-16]的二胺。对这些二胺的优选含量没有特别限定,但优选为二胺成分中的5~50摩尔%,从印刷性的观点出发则优选为5~30摩尔%。
此外,也可以同时使用以下的二胺。
(m为0~3的整数,式[DA-34]中,n为1~5的整数)。
通过含有式[DA-27]、式[DA-28]等的二胺,可以改善制成液晶取向膜时的电压保持特性,式[DA-29]~[DA-34]的二胺具有降低积蓄带电的效果。
进而,作为其他的二胺,还可以举出下述式[DA-35]所示的二氨基硅氧烷等。
(m为1~10的整数。)
其他的二胺也可以根据制成液晶取向膜时的液晶取向性、电压保持特性、蓄积电荷等特性而使用1种或混合使用2种以上。
<聚酰胺酸的制备>
对于通过四羧酸二酐成分与二胺成分的反应来获得本发明的聚酰胺酸的方法,可以采用已知的方法。通常为使四羧酸二酐成分与二胺成分在有机溶剂中进行反应的方法。四羧酸二酐成分与二胺的反应在有机溶剂中比较容易进行且不生成副产物这一点上是有利的。
作为四羧酸二酐成分与二胺的反应中所使用的有机溶剂,只要是可溶解生成的聚酰胺酸的溶剂则没有限定。下面举出其具体例子。
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、N-甲基己内酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲砜、六甲亚砜、γ-丁内酯、异丙醇、甲氧基甲基戊醇、二戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇叔丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇单乙酸酯单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单乙酸酯单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单乙酸酯单丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二异丙醚、乙基异丁基醚、二异丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁醚、二异丁基酮、甲基环己烯、丙醚、二己醚、二噁烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、二乙醚、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、乳酸甲酯、乳酸乙基、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇酯单乙基醚、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、二甘醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺等。这些可以单独使用,也可以混合使用。并且,即使是不能溶解聚酰胺酸的溶剂,在生成的聚酰胺酸不析出的范围内,也可以混合在上述溶剂中使用。
此外,有机溶剂中的水分会阻碍聚合反应,进而会成为使所生成的聚酰胺酸水解的原因,因此,有机溶剂优选为尽可能地进行了脱水干燥的有机溶剂。
使四羧酸二酐成分与二胺成分在有机溶剂中反应时,可以举出下述方法:对将二胺成分分散或溶解于有机溶剂中而得到的溶液进行搅拌,然后直接添加四羧酸二酐成分或者使其分散或溶解于有机溶剂中后再添加的方法;相反地,向将四羧酸二酐成分分散或溶解于有机溶剂而得到的溶液中添加二胺成分的方法;交替地添加四羧酸二酐成分和二胺成分的方法等,可以使用这些方法中的任一种。另外,四羧酸二酐成分或二胺成分由多种化合物构成时,可以在已预先混合的状态下进行反应,也可以分别依次进行反应,还可以使分别反应得到的低分子量体进行混合反应而制成高分子量体。
四羧酸二酐成分与二胺成分进行反应的温度可以选择-20~150℃中的任意温度,优选为-5~100℃的范围。此外,虽然反应能够以任意的浓度进行,但浓度过低时难以获得高分子量的聚合物,浓度过高时反应液的粘性变得过高而难以进行均匀的搅拌,因此,四羧酸二酐成分与二胺成分在反应溶液中的总浓度优选为1~50质量%、更优选为5~30质量%。可以在反应初期以高浓度进行,之后追加有机溶剂。
在聚酰胺酸的聚合反应中,四羧酸二酐成分的总摩尔数与二胺成分的总摩尔数之比优选为0.8~1.2、更优选为0.9~1.1。与通常的缩聚反应相同,该摩尔比越接近于1.0,则生成的聚酰胺酸的分子量越大。
<聚酰亚胺的制备>
本发明的聚酰亚胺是使前述聚酰胺酸脱水闭环而得到的聚酰亚胺,作为用于获得液晶取向膜的聚合物是有用的。
在本发明的聚酰亚胺中,酰胺酸基的脱水闭环率(酰亚胺化率)不需要一定为100%,可以根据用途或目的而任意调整。
作为使聚酰胺酸进行酰亚胺化的方法,可以举出直接对聚酰胺酸的溶液进行加热的热酰亚胺化法、以及在聚酰胺酸的溶液中添加催化剂的催化酰亚胺化法。
使聚酰胺酸在溶液中进行热酰亚胺化时的温度为100~400℃,优选为120~250℃,优选一边将由酰亚胺化反应生成的水排至体系外一边进行酰亚胺化。
聚酰胺酸的催化酰亚胺化可以通过在聚酰胺酸的溶液中添加碱性催化剂和酸酐,在-20~250℃、优选0~180℃下搅拌而进行。碱性催化剂的量为酰胺酸基的0.5~30摩尔倍、优选为2~20摩尔倍,酸酐的量为酰胺酸基的1~50摩尔倍、优选为3~30摩尔倍。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,因此是优选的。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,使用乙酸酐时易于进行反应结束后的纯化,因此是优选的。采用催化酰亚胺化的酰亚胺化率可以通过调整催化剂量、反应温度、反应时间等来控制。
对于本发明的液晶取向剂中含有的聚合物的分子量,考虑到所得涂膜的强度、涂膜形成时的操作性以及涂膜的均匀性,以利用GPC(Gel Permeation Chromatography、凝胶渗透色谱)法测定的重均分子量计优选为5,000~1,000,000、更优选为10,000~150,000。
<液晶取向剂>
本发明的液晶取向剂是用于形成液晶取向膜的涂布液,且是有机溶剂中溶解有用于形成树脂覆膜的树脂成分而成的溶液。其中,前述树脂成分包含选自上述本发明的聚合物中的至少1种聚合物。树脂成分在液晶取向剂中的含量优选为1~20质量%、更优选为3~15质量%、特别优选为3~10质量%。
树脂成分可以全部都是本发明的聚合物,也可以混合有除此以外的其他聚合物。此时,树脂成分中的前述其他聚合物的含量为0.5~15质量%、优选为1~10质量%。
对于该其他聚合物,例如可以举出使用特定二胺化合物以外的二胺化合物作为与四羧酸二酐成分反应的二胺成分而得到的聚酰胺酸或聚酰亚胺等。
对于本发明的液晶取向剂中使用的有机溶剂,只要是能溶解树脂成分的有机溶剂就没有特别限定。下面举出其具体例子。
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-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲砜、六甲亚砜、γ-丁内酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-咪唑啉酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甘醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。这些可以单独使用,也可以混合使用。
本发明的液晶取向处理剂可以包含上述以外的成分。作为其例有提高涂布液晶取向剂时的膜厚均匀性或表面平滑性的溶剂物质等、提高液晶取向膜与基板的密合性的化合物等。
作为提高膜厚的均匀性或表面平滑性的溶剂(不良溶剂)的具体例,可以举出以下物质。
例如可以举出异丙醇、甲氧基甲基戊醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇叔丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单乙酸酯单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单乙酸酯单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单乙酸酯单丙基醚、二丙二醇二甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二异丙醚、乙基异丁基醚、二异丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁醚、二异丁基酮、甲基环己烯、丙醚、二己醚、1-己醇、正己烷、正戊烷、正辛烷、二乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇酯单乙基醚、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、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、2-丁氧基-1-丙醇、2,6-二甲基-4-庚醇、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、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、乳酸异戊酯等具有低表面张力的溶剂等。
这些不良溶剂可以使用1种,也可以混合使用多种。使用上述溶剂时,优选为液晶取向剂中所含溶剂整体的5~80质量%、更优选为20~60质量%。
作为提高膜厚的均匀性或表面平滑性的化合物,可以举出氟类表面活性剂、有机硅类表面活性剂、非离子性表面活性剂等。
更具体而言,可以举出例如エフトップEF301、EF303、EF352(照明产品株式会社(トーケムプロダクツ社)制)、メガファックF171、F173、R-30(大日本油墨化学株式会社(大日本インキ社)制)、フロラードFC430、FC431(住友3M株式会社(住友スリーエム社)制)、アサヒガードAG710、サーフロンS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子株式会社(旭硝子社)制)等。这些表面活性剂的使用比例,相对于液晶取向剂中含有的树脂成分100质量份,优选为0.01~2质量份、更优选为0.01~1质量份。
作为提高液晶取向膜与基板的密合性的化合物的具体例,可以举出以下所示的含官能性硅烷的化合物、含环氧基的化合物等。
例如可以举出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-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧乙烯基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧乙烯基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、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、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基-间苯二甲基二胺、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’-二氨基二苯基甲烷等。
除了提高基板与膜的密合性之外,为了防止由背光引起的电特性下降等,优选还含有如下这样的酚醛塑料类的添加剂。下面示出具体的酚醛塑料类添加剂。
在使用提高与基板的密合性的化合物的情况下,其使用量相对于树脂成分100质量份优选为0.1~30质量份、更优选为1~20质量份。如果使用量不足0.1质量份,则无法期待密合性提高的效果,如果多于30质量份,则有时液晶的取向性变差。
本发明的液晶取向剂中,除了上述以外,在不损害本发明的效果的范围内,也可以为了改变液晶取向膜的介电常数、导电性等电特性而添加电介质、导电物质,还可以为了提高制成液晶取向膜时的膜硬度或致密度而添加交联性化合物等。
<液晶取向膜和液晶表示元件>
将本发明的液晶取向剂涂布于基板上并烧成,然后通过刷磨处理或光照等进行取向处理,或者在垂直取向用途等中可不进行取向处理而用作液晶取向膜。此时,所用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、丙烯酸类基板、聚碳酸酯基板等塑料基板等。另外,从工艺简化的观点出发,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,若仅是单侧基板的话,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。
对液晶取向剂的涂布方法没有特别限定,工业上通常利用丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷、喷墨等方法来进行。作为其他的涂布方法,还有浸涂、辊涂、狭缝涂布、旋涂等,可以根据目的来使用这些方法。
将液晶取向剂涂布于基板上后的烧成通过热板等加热手段在50~300℃、优选80~250℃下进行,使溶剂蒸发,从而可以形成涂膜。如果烧成后形成的涂膜的厚度过厚,则在液晶表示元件的电力消耗方面是不利的,如果过薄,则有时液晶表示元件的可靠性降低,因此优选5~300nm、更优选10~100nm。使液晶水平取向或倾斜取向的情况下,通过刷磨或照射偏振紫外线等对烧成后的涂膜进行处理。
本发明的液晶表示元件是通过上述手法由本发明的液晶取向剂获得了带液晶取向膜的基板后,通过公知的方法制备液晶单元从而制成的液晶表示元件。
若举出制备液晶单元的一个例子,可以例示如下方法:准备形成有液晶取向膜的一对基板,在一个基板的液晶取向膜上散布间隔物,以液晶取向膜面为内侧的方式贴合另一基板,减压注入液晶并密封的方法;或者在散布有间隔物的液晶取向膜面上滴加液晶,然后将基板贴合并密封的方法等。间隔物的厚度优选为1~30μm、更优选为2~10μm。
实施例
下面,为了对本发明进行更详细的说明而例举了实施例,但对本发明的解释并不限定于这些实施例。实施例等中使用的简称以及特性评价的方法如下。
<有机溶剂>
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮 BCS:丁基溶纤剂
<添加剂>
LS-4668:3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
<粘度测定>
使用E型粘度计TVE-22H(东机产业株式会社制造),在温度25℃下,以样品量1.1mL和锥形转子TE-1(1°34’、R24)的条件测定溶液的粘度。
<液晶表示元件的制作>
首先,准备带电极的基板。基板为纵30mm×横35mm的长方形且厚度为0.7mm的玻璃基板。在基板上,作为第1层,形成了用于构成对电极且具备实心状图案的ITO电极。在第1层的对电极上,作为第2层,形成了利用CVD法而成膜的氮化硅(SiN)膜。第2层的SiN膜的膜厚为500nm,其作为层间绝缘膜而发挥功能。在第2层的SiN膜上,作为第3层,配置将IZO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。各像素的尺寸为纵10mm、横约5mm。此时,第1层的对电极与第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“く”字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为3μm,电极要素间的间隔为6μm。形成各像素的像素电极由排列多个中央部分发生弯曲的“く”字形电极要素而构成,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“く”字的形状。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,以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+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-10°的角度(顺时针)的方式形成像素电极的电极要素。由此,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电极之间施加电压而诱发的液晶在基板面内的旋转动作(平面切换)的方向互为相反方向。
接下来,用孔径1.0μm的过滤器过滤液晶取向剂,然后旋涂于所准备的上述带电极的基板以及作为对基板在背面形成有ITO膜且具有高度为4μm的柱状间隔物的玻璃基板上。接着,在80℃的热板上干燥2分钟后,在230℃下烧成20分钟,从而在各基板上得到膜厚60nm的聚酰亚胺膜。在该聚酰亚胺膜上以特定刷磨方向用人造丝布进行刷磨(辊直径120mm、转速500rpm、移动速度30mm/秒、压入量0.3mm),然后在纯水中照射超声波1分钟,以80℃干燥10分钟,从而制成液晶取向膜。
使用所得2种带液晶取向膜的基板,以各自的刷磨方向呈反向平行的方式进行组合,留出液晶注入口并将周围密封,从而制作单元间隙为3.5μm的空单元。在常温下向该空单元中真空注入液晶(MLC-3019、MERCK株式会社制造)后,密封注入口,从而得到逆平行取向的液晶单元。所得液晶单元构成FFS模式液晶表示元件。随后,将所得液晶单元以120℃加热1小时,放置一晚后再用于各评价。
<液晶取向性的评价>
使用上述制作的液晶单元,在60℃的恒温环境下以30Hz的频率施加10VPP交流电压168小时。接着,使液晶单元的像素电极与对电极之间形成短路状态,以此状态在室温下放置一天。放置后,将液晶单元设置在以偏振轴正交的方式配置的2张偏振板之间,在无电压施加的状态下预先点亮背光,调整液晶单元的配置角度以使透射光的亮度达到最小。然后,算出从第1像素的第2区域变最暗的角度起直至第1区域变最暗的角度为止使液晶单元旋转时的旋转角度作为角度Δ。对于第2像素,也同样地对第2区域和第1区域进行比较,算出同样的角度Δ。然后,算出第1像素和第2像素的角度Δ值的平均值作为液晶单元的角度Δ。
液晶单元的角度Δ越小,则表示液晶取向性越高。
<加德纳色度>
将所得液晶取向剂在室温下放置24小时后,测定加德纳色度。表示色调的加德纳色度基于日本工业标准JIS K 0071-2进行测定。加德纳色度越小,则表示所得液晶取向剂的颜色越浅。
(合成例1)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 0.773g(2.58mmol)和DA-4 2.54g(10.4mmol),加入NMP 46.5g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-1、粘度:510.7mPa·s)。
(合成例2)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 1.55g(5.18mmol)和DA-4 1.90g(7.78mmol),加入NMP 54.6g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-2、粘度:505.4mPa·s)。
(合成例3)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 0.773g(2.58mmol)、DA-4 2.22g(9.09mmol)和DA-6 0.724g(1.30mmol),加入NMP 46.5g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-3、粘度:505.4mPa·s)。
(合成例4)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 0.773g(2.58mmol)和DA-5 2.98g(10.4mmol),加入NMP 47.4g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-4、粘度:525.3mPa·s)。
(合成例5)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 1.56g(5.21mmol)和DA-5 2.23g(7.79mmol),加入NMP 47.7g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-5、粘度:510.4mPa·s)。
(合成例6)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 0.778g(2.60mmol)、DA-5 2.60g(9.08mmol)和DA-6 0.724g(1.30mmol),加入NMP 50.0g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-6、粘度:498.1mPa·s)。
(比较合成例1)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-3 2.79g(14.0mmol),加入NMP 47.1g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-1 2.44g(12.4mmol),以15℃搅拌2小时后,得到聚酰胺酸溶液(PAA-7、粘度:121.1mPa·s)。
(比较合成例2)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-3 0.518g(2.60mmol)和DA-4 2.51g(10.3mmol),加入NMP 42.3g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-8、粘度:531.5mPa·s)。
(比较合成例3)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-3 1.04g(5.21mmol)和DA-4 1.91g(7.82mmol),加入NMP 41.4g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-9、粘度:542.2mPa·s)。
(比较合成例4)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-3 0.51g(2.56mmol)和DA-5 2.97g(10.4mmol),加入NMP 47.2g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-10、粘度:547.1mPa·s)。
(比较合成例5)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-3 0.51g(2.56mmol)和DA-5 2.97g(10.4mmol),加入NMP 47.2g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-2 2.71g(12.4mmol),在室温下搅拌2小时后,以50℃搅拌24小时,得到聚酰胺酸溶液(PAA-11、粘度:547.1mPa·s)。
(比较合成例6)
将带有搅拌装置的50mL(升)四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-1 3.29g(11.0mmol),加入NMP 46.1g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加CA-1 1.91g(9.7mmol),以15℃搅拌2小时后,得到聚酰胺酸溶液(PAA-12、粘度:121.1mPa·s)。
(比较合成例7)
将带有搅拌装置的50mL四口烧瓶制成氮气气氛,量取DA-2 2.77g(13.0mmol),加入NMP 46.1g,一边输送氮气一边搅拌而使其溶解。一边对该二胺溶液进行搅拌一边添加酸二酐(CA-1)2.34g(11.9mmol),以15℃搅拌2小时后,得到聚酰胺酸溶液(PAA-13、粘度:110.4mPa·s)。
<实施例1~6和比较例1~7>
分取上述合成例1~6和比较合成例1~7中得到的10~12%的聚酰胺酸溶液PAA-1~PAA13各24.0g,一边搅拌一边向其中分别加入NMP 5.6g、BCS 8.00g和包含1重量%LS-4668的混合溶液2.4g,接着在室温下搅拌2小时,从而分别得到的液晶取向剂(AL-1)~(AL-13)。
<评价>
针对上述得到的实施例1~6和比较例1~7的各液晶取向剂(AL-1)~(AL-13)进行上述记载的液晶取向性和加德纳色度的评价。结果示于表1。表1中,加德纳色度为“-”则表示未测定。
[表1]
产业上的可利用性
本发明的液晶取向剂用于要求高清晰化、低成本化的大型液晶表示元件;智能电话、手机等移动用液晶表示元件等广泛的领域中。
需要说明的是,将2016年8月30日申请的日本专利申请2016-168461号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容引用于此,作为本发明的说明书的公开而引入。
Claims (8)
1.一种液晶取向剂,其特征在于,其含有选自由聚酰胺酸和将该聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,所述聚酰胺酸是通过含有具有下述式[1]所示的结构的二胺的二胺成分与四羧酸二酐成分的反应而得到的,
式中,A表示通过温度150~300℃的加热而被置换为氢原子的热离去性基团;苯环所具有的氢原子任选被碳数1~5的烷基或烷氧基、或者卤素基团取代;*表示连接键。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂,其中,所述热离去性基团为叔丁氧基羰基或9-芴基甲氧基羰基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶取向剂,其中,所述具有式[1]所示的结构的二胺为下述式中的任一者所示的二胺,式中的Boc表示叔丁氧基羰基,
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶取向剂,其中,所述二胺成分中的具有式[1]所示的结构的二胺的含量为5~95摩尔%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶取向剂,其中,所述四羧酸二酐成分为下述式[7]所示的化合物,
式中,Z1为碳数4~13的4价有机基团,且具有芳香族环状烃基。
6.根据权利要求5所述的液晶取向剂,其中,Z1为下述式[7a]~[7k]的任一者所示的结构中的任一种,
7.一种液晶取向膜,其是由权利要求1~6中任一项所述的液晶取向剂得到的。
8.一种液晶表示元件,其具备权利要求7所述的液晶取向膜。
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