CN111164501B - 液晶取向剂、液晶元件的制造方法、液晶取向膜及液晶元件 - Google Patents

液晶取向剂、液晶元件的制造方法、液晶取向膜及液晶元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液晶取向剂、液晶元件的制造方法、液晶取向膜及液晶元件。液晶取向剂含有聚合物成分及溶剂成分。溶剂成分包含溶剂[A]，所述溶剂[A]为选自由5元环内酯、6元环内酯及7元环内酰胺所组成的群组中的至少一种，且具有选自由碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基、基[‑COR12](其中R12为碳数1～3的烷基)、及形成环的一部分的碳‑碳双键所组成的群组中的至少一种部分结构。

Description

液晶取向剂、液晶元件的制造方法、液晶取向膜及液晶元件
相关申请的交叉参考
本申请基于2017年11月30日提出申请的日本专利申请编号2017-229974号，且将其记载内容引用于此。
技术领域
本公开涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件。
背景技术
液晶元件用于以电视机或个人计算机、智能电话等显示装置为代表的各种用途中。这些液晶元件具备具有使液晶分子在一定方向上取向的功能的液晶取向膜。通常，液晶取向膜是通过将使聚合物成分溶解于有机溶媒中而成的液晶取向剂涂布于基板上，优选为进行加热而形成于基板上。作为液晶取向剂的聚合物成分，就机械强度或液晶取向性、与液晶的亲和性优异的方面而言，广泛使用聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺。另外，作为液晶取向剂的溶剂成分，一般使用对聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺等聚合物的溶解性高的溶媒(例如N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯等良溶媒)、与对基板的润湿扩展性高的溶媒(例如丁基溶纤剂(cellosolve)等不良溶媒)的混合溶媒(例如参照专利文献1、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2017-198975号公报
专利文献2：日本专利特开2016-206645号公报
发明内容
发明所要解决的问题
关于液晶电视机，近年来为了获得由显示品质的进一步提升带来的临场感，已制作出4K(例如3840像素×2160像素)或8K(例如7680像素×4320像素)等增加了像素数的显示装置的规格。若显示装置的像素数增加而像素尺寸变小，则像素电极成为更微细的结构。因此，像素电极的形成面中每单位面积的凹凸密度变得更高。在所述情况下，在将液晶取向剂涂布于像素电极的形成面来形成取向膜的情况下，液晶取向剂不易向像素电极的微细凹凸结构润湿扩展，而担心无法充分确保对基板的涂布性。为了在将液晶取向剂涂布于微细凹凸结构的情况下也获得良好的涂布性，作为液晶取向剂的溶剂成分，需要抑制对聚合物的溶解性的降低，并且提高对基板的润湿扩展性。
另外，就工业上的生产的观点而言，要求当将液晶取向剂印刷于基板时可抑制溶剂自印刷机上挥发，在连续进行印刷的情况下聚合物也不易析出至印刷机上，即连续印刷性良好。
另外，近年来推进大画面的液晶面板的普及，且使较现有更大型的生产线运转而推进基板的大型化。作为使基板大型化的优点，可列举因能够自一块基板获取多块面板而可实现步骤时间及成本的减少的方面、能够应对液晶面板自身的大型化的方面等。另一方面，于在大型基板上形成液晶取向膜的情况下，与现有相比，后烘烤时容易产生温度不均，担心因所述温度不均而使液晶取向膜的预倾角产生偏差，导致显示品质的降低。
关于液晶显示装置，若液晶取向膜中的残留电荷(残留直流电(direct current，DC))大，则会导致产生所谓的残像(也将其称为DC残像)，即切换图像后残留之前所显示的图像的影响。另外，在使液晶显示装置长时间运行的情况下，若初始取向的方向偏离液晶显示装置制造时最初的方向，则有时会产生被称为AC残像的烧印。为了确保显示品质，谋求一种尽可能减少如上所述的DC残像或AC残像的液晶显示装置。
本公开是鉴于所述课题而形成，目的之一在于提供一种对微细凹凸结构的涂布性及连续印刷性良好，在膜形成时的加热时不易受到温度不均的影响，且可获得残像特性良好的液晶显示元件的液晶取向剂。
解决问题的技术手段
为了解决所述课题进行了努力研究，发现通过使用特定的内酯或内酰胺作为液晶取向剂的溶剂成分，可解决所述课题。具体而言，本公开为解决所述课题而采用了以下手段。
＜1＞一种液晶取向剂，含有聚合物成分及溶剂成分，所述溶剂成分包含溶剂[A]，所述溶剂[A]为选自由5元环内酯、6元环内酯及7元环内酰胺所组成的群组中的至少一种，且具有选自由碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基、基[-COR12](其中R12为碳数1～3的烷基)、及形成环的一部分的碳-碳双键所组成的群组中的至少一种部分结构。
＜2＞一种液晶元件的制造方法，使用根据所述＜1＞所述的液晶取向剂而形成液晶取向膜。
＜3＞一种液晶取向膜，是使用根据所述＜1＞所述的液晶取向剂而形成。
＜4＞一种液晶元件，具备根据所述＜2＞所述的液晶取向膜。
发明的效果
本公开的液晶取向剂在涂布于具有微细凹凸结构的基板面的情况下润湿扩展性也良好，且对于基板面可均匀地形成液晶取向膜。另外，在制造工艺中连续地进行印刷的情况下也可使聚合物不易析出至印刷机上。而且，本公开的液晶取向剂在膜形成的加热时不易受到温度不均的影响，由此而可获得抑制由温度不均导致的特性偏差的液晶取向膜，并且可获得残像特性优异的液晶显示元件。
附图说明
图1是表示评价用ITO电极基板的概略构成的图。(a)为平面图，(b)为将一部分放大的剖面图。
[符号的说明]
10：评价用ITO电极基板
11：玻璃基板
12：ITO电极
具体实施方式
以下，对本公开的液晶取向剂中所含的各成分、以及视需要而任意调配的其他成分进行说明。液晶取向剂含有聚合物成分及溶剂成分，聚合物成分为溶解于溶剂成分中而成的液状的聚合物组合物。
《聚合物成分》
关于液晶取向剂中所含有的聚合物成分，其主骨架并无特别限定，例如可列举：聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚有机硅氧烷、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯并噁唑前体、聚苯并噁唑、纤维素衍生物、聚缩醛、苯乙烯-马来酰亚胺系共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯等主骨架。再者，(甲基)丙烯酸酯是指包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。就充分确保液晶元件的性能等观点而言，作为聚合物成分，所述中优选为包含选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种聚合物(以下也称为“聚合物[P]”)。
＜聚酰胺酸＞
聚酰胺酸可通过使四羧酸二酐与二胺化合物反应而获得。
(四羧酸二酐)
作为聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐，例如可列举脂肪族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。作为这些的具体例，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；
脂环式四羧酸二酐例如可列举：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、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺环-3'-(四氢呋喃-2',5'-二酮)、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、环戊烷四羧酸二酐、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、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、乙二醇双偏苯三甲酸酐、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、4,4'-羧基二邻苯二甲酸酐等，除此以外，也可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的四羧酸二酐。再者，所述四羧酸二酐可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
(二胺化合物)
作为聚酰胺酸的合成中使用的二胺化合物，例如可列举：脂肪族二胺、脂环式二胺、芳香族二胺、二氨基有机硅氧烷等。作为这些二胺的具体例，脂肪族二胺例如可列举：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；脂环式二胺例如可列举：1,4-二氨基环己烷、4,4'-亚甲基双(环己基胺)等；
芳香族二胺例如可列举：十二烷氧基-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、十五烷氧基-2,5-二氨基苯、十八烷氧基-2,5-二氨基苯、胆甾烷氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烯氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烷氧基-2,4-二氨基苯、胆甾烯氧基-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-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3,6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、2,4-二氨基-N,N-二烯丙基苯胺、4-(4'-三氟甲氧基苯甲酰氧基)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、3,5-二氨基苯甲酸＝5ξ-胆甾烷-3-基、下述式(E-1)
[化1]
Figure GDA0002425034860000041
(式(E-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、*-COO-或*-OCO-(其中“*”表示与XI的键结键)，RI为碳数1～3的烷二基，RII为单键或碳数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，d为0或1。其中，a及b不会同时成为0)
所表示的化合物、侧链具有肉桂酸结构的二胺等侧链型二胺：
对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基硫醚、4-氨基苯基-4-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、3,5-二氨基苯甲酸、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、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、1,10-双(4-氨基苯氧基)癸烷、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、1,5-双(4-氨基苯基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯基)己烷、1,4-双(4-氨基苯基磺酰基)丁烷、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、N,N-双(4-氨基苯基)甲基胺、2,6-二氨基吡啶、1,4-双(4-氨基苯基)-哌嗪、N,N'-双(4-氨基苯基)-联苯胺、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、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4'-[4,4'-丙烷-1,3-二基双(哌啶-1,4-二基)]二苯胺、4,4'-二氨基苯甲酰苯胺、4,4'-二氨基二苯乙烯、4,4'-二氨基二苯基胺、1,3-双(4-氨基苯乙基)脲、1,3-双(4-氨基苄基)脲、1,4-双(4-氨基苯基)-哌嗪、N-(4-氨基苯基乙基)-N-甲基胺、N,N'-双(4-氨基苯基)-N,N'-二甲基联苯胺等主链型二胺等；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，也可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的二胺。
(聚酰胺酸的合成)
聚酰胺酸可通过使如所述那样的四羧酸二酐与二胺化合物视需要与分子量调整剂一并进行反应而获得。被供于聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐与二胺化合物的使用比例优选为相对于二胺化合物的氨基1当量而四羧酸二酐的酸酐基成为0.2当量～2当量的比例。作为分子量调整剂，例如可列举：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等酸单酐；苯胺、环己胺、正丁基胺等单胺化合物；异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等单异氰酸酯化合物等。分子量调整剂的使用比例相对于所使用的四羧酸二酐及二胺化合物的合计100质量份，优选为设为20质量份以下。
聚酰胺酸的合成反应优选为在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。
作为反应中使用的有机溶媒，例如可列举：非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。特别优选的有机溶媒优选为使用选自由N-甲基-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、间甲酚、二甲酚及卤化酚所组成的群组中的一种以上作为溶媒，或者使用这些中的一种以上与其他有机溶媒(例如，丁基溶纤剂、二乙二醇二乙醚等)的混合物。有机溶媒的使用量(a)优选为设为使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)而成为0.1质量％～50质量％的量。
以所述方式可获得将聚酰胺酸溶解而成的反应溶液。所述反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸分离之后供于液晶取向剂的制备。
＜聚酰胺酸酯＞
在聚合物[P]为聚酰胺酸酯的情况下，所述聚酰胺酸酯例如可通过如下方法而获得：[I]使通过所述合成反应而获得的聚酰胺酸与酯化剂进行反应的方法；[II]使四羧酸二酯与二胺化合物进行反应的方法；[III]使四羧酸二酯二卤化物与二胺化合物进行反应的方法等。液晶取向剂中含有的聚酰胺酸酯可仅具有酰胺酸酯结构，也可为酰胺酸结构与酰胺酸酯结构并存的部分酯化物。再者，将聚酰胺酸酯溶解而成的反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸酯分离之后供于液晶取向剂的制备。
＜聚酰亚胺＞
在聚合物[P]为聚酰亚胺的情况下，所述聚酰亚胺例如可通过将如上所述那样合成的聚酰胺酸脱水闭环并加以酰亚胺化而获得。聚酰亚胺可为将作为其前体的聚酰胺酸所具有的酰胺酸结构的全部进行脱水闭环而成的完全酰亚胺化物，也可为仅将酰胺酸结构的一部分脱水闭环且酰胺酸结构与酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。反应中所使用的聚酰亚胺优选为其酰亚胺化率为20％～99％，更优选为30％～96％。所述酰亚胺化率以百分率表示相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计而言酰亚胺环结构的数量所占的比例。此处，酰亚胺环的一部分也可为异酰亚胺环。
聚酰胺酸的脱水闭环优选为通过如下方法进行：将聚酰胺酸溶解于有机溶媒中，在所述溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂并视需要进行加热。所述方法中，作为脱水剂，例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脱水剂的使用量优选为相对于聚酰胺酸的酰胺酸结构的1摩尔而设为0.01摩尔～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，例如可使用吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙胺等三级胺。脱水闭环催化剂的使用量优选为相对于所使用的脱水剂1摩尔而设为0.01摩尔～10摩尔。作为脱水闭环反应中所使用的有机溶媒，可列举作为在聚酰胺酸的合成中所使用者而例示的有机溶媒。脱水闭环反应的反应温度优选为0℃～180℃。反应时间优选为1.0小时～120小时。以所述方式而获得含有聚酰亚胺的反应溶液。所述反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将聚酰亚胺分离之后供于液晶取向剂的制备。聚酰亚胺也可通过聚酰胺酸酯的酰亚胺化而获得。
以所述方式获得的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺优选为当将其制成浓度为10质量％的溶液时，具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度者，更优选为具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度者。再者，聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的溶液粘度(mPa·s)为对于使用这些聚合物的良溶媒(例如，γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)所制备的浓度10质量％的聚合物溶液，使用E型旋转粘度计在25℃下测定的值。
聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的通过凝胶渗透色谱法(Gel PenetrationChromatography，GPC)而测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～500,000，更优选为2,000～300,000。另外，由Mw与通过GPC而测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)的比所表示的分子量分布(Mw/Mn)优选为15以下，更优选为10以下。通过处于此种分子量范围，可确保液晶显示元件的良好的取向性及稳定性。
就使所获得的液晶元件的品质更良好的观点而言，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的总量，聚合物[P]的含有比例(在含有两种以上的情况下为其合计量)优选为20质量％以上，更优选为30质量％以上，进而优选为超过50质量％。
《溶剂成分》
本公开的液晶取向剂包含溶剂[A]作为溶剂成分的至少一部分，所述溶剂[A]为选自由5元环内酯、6元环内酯及7元环内酰胺所组成的群组中的至少一种，且具有选自由碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基、基[-COR12](其中R12为碳数1～3的烷基)、及形成环的一部分的碳-碳双键所组成的群组中的至少一种部分结构(以下也称为“特定部分结构”)。
＜溶剂[A]＞
溶剂[A]具有键结于特定的环状酯(γ-丁内酯、δ-戊内酯或ε-己内酰胺)的环上的一个氢原子经包含链状结构的基取代的结构、或构成特定的环状酯的环的一个乙烯基经具有碳-碳双键的基取代的结构。通过将具有此种结构的化合物用于溶剂成分的至少一部分，而可均衡地显现聚合物成分对溶剂的溶解性、及液晶取向剂的润湿扩展性。由此，可改善液晶取向剂对具有微细凹凸形状的电极结构的基板表面的涂布性(印刷性)。另外，可将液晶取向剂的溶剂成分的沸点调整为适度的高度，可在膜形成时的加热时不易受到温度不均的影响。
溶剂[A]优选为在γ-丁内酯或δ-戊内酯的环部分具有碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基(-R13-OR14)、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基(-R13-OR15-OR14)、碳数2～10的烷氧基烷氧基(-R13-OR14)的化合物(a-1)、构成经取代或未经取代的γ-丁内酯的环的一个乙烯基经碳-碳双键取代的化合物(a-2)、及在ε-己内酰胺的环内的氮原子上键结有“-COR12”的化合物(a-3)。具体而言，优选为选自由下述式(1)所表示的化合物、下述式(2)所表示的化合物及下述式(3)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。再者，R13表示烷二基，R14表示烷基，R15表示烷二基。
[化2]
Figure GDA0002425034860000061
(式(1)中，R1为碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基或碳数2～10的烷氧基烷氧基。n为1或2)
[化3]
Figure GDA0002425034860000062
(式(2)中，R2为下述式(4-1)或式(4-2)所表示的二价基)
[化4]
Figure GDA0002425034860000071
(式(4-1)及式(4-2)中，R4～R11分别独立地为氢原子或碳数1～5的烷基。“*1”表示为与氧原子的键结键)
[化5]
Figure GDA0002425034860000072
(式(3)中，R3为碳数1～3的烷基)。
(式(1)所表示的化合物)
所述式(1)中，R1可为直链状也可为分支状。作为R1的具体例，烷基例如可列举乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、3-戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等；烷氧基例如可列举以上所例示的各个烷基键结于氧原子的基等；烷氧基烷基例如可列举甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丙氧基乙基、丁氧基乙基等；碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基例如可列举甲氧基甲氧基甲基、乙氧基甲氧基甲基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基等；烷氧基烷氧基例如可列举甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、乙氧基丙氧基、丙氧基丙氧基等。
R1优选为直链状，更优选为碳数3以上的直链状烷基，进而优选为碳数3～8的直链状烷基，特别优选为碳数5～8的直链状烷基。R1可键结于γ-丁内酯环或δ-戊内酯环的任一位置，优选为相对于环内的氧原子而键结于α位。
作为所述式(1)所表示的化合物的具体例，n为1的化合物(γ-丁内酯类)例如可列举：γ-己内酯、γ-庚内酯、γ-辛内酯、γ-壬内酯、γ-癸内酯、γ-十一烷内酯、γ-十二烷内酯、γ-十三烷内酯、γ-十四烷内酯、α-丙基-γ-丁内酯、α-丁基-γ-丁内酯、α-戊基-γ-丁内酯、α-己基-γ-丁内酯、α-庚基-γ-丁内酯、α-辛基-γ-丁内酯、α-癸基-γ-丁内酯等；n为2的化合物(δ-己内酯类)例如可列举δ-庚内酯、δ-辛内酯、δ-壬内酯、δ-癸内酯、δ-十一烷内酯、δ-十二烷内酯、δ-十三烷内酯、δ-十四烷内酯、δ-十五烷内酯等。再者，所述式(1)所表示的化合物可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
(式(2)所表示的化合物)
所述式(2)中，所述式(4-1)及式(4-2)中的R4～R11的烷基可为直链状也可为分支状，例如可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基等。就可进一步提高聚合物的溶解性的方面而言，所述式(4-1)中，优选为R4～R7中至少一个为烷基，更优选为所述烷基相对于环内的氧原子而键结于α位。所述式(4-2)中，优选为R8～R11中至少一个为烷基，更优选为所述烷基相对于环内的氧原子而键结于α位。这些中，特别优选为R4及R8为甲基或乙基，且R5～R7及R9～R11为氢原子。
作为所述式(2)所表示的化合物的具体例，可列举α-当归内酯(α-angelicalactone)、β-当归内酯等。再者，所述式(2)所表示的化合物可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
(式(3)所表示的化合物)
所述式(3)中，R3可为直链状也可为分支状，例如可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基。R3优选为甲基或乙基，更优选为甲基。
作为所述式(3)所表示的化合物的具体例，例如可列举N-乙酰基-ε-己内酰胺、N-丙酰基-ε-己内酰胺等。优选为N-乙酰基-ε-己内酰胺。再者，所述式(3)所表示的化合物可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
作为溶剂[A]，就可使对具有微细凹凸的电极结构的基板表面的涂布性更良好的方面而言，所述中，优选为环状酯的环部分具有取代基，更优选为选自由所述式(1)所表示的化合物及所述式(2)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。特别优选为选自由γ-庚内酯、γ-辛内酯、γ-壬内酯、γ-癸内酯、γ-十一烷内酯、δ-辛内酯、δ-壬内酯、δ-癸内酯、δ-十一烷内酯、δ-十二烷内酯、δ-十三烷内酯、α-当归内酯及β-当归内酯所组成的群组中的至少一种。
＜溶剂[B]＞
就可进一步提高液晶取向剂的润湿扩展性的方面而言，溶剂成分优选为与溶剂[A]一并而还包含为选自由醇系溶剂、链状酯系溶剂、醚系溶剂及酮系溶剂所组成的群组中的至少一种且与溶剂[A]不同的溶剂(以下也称为“溶剂[B]”)。
作为溶剂[B]的具体例，醇系溶剂例如可列举甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、二丙酮醇、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、苄醇等；
链状酯系溶剂例如可列举：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、乙二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯等；
醚系溶剂例如可列举：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、乙二醇单丁醚(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、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚(propylene glycol monomethyl ether，PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycol methyl ether acetate，PGMEA)、四氢呋喃、二异戊醚等；
酮系溶剂例如可列举：丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环庚酮、环戊酮、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、二异丁基酮等。
作为溶剂[B]，就涂布性的改善效果更高的方面而言，所述中，优选为选自由醇系溶剂、链状酯系溶剂及醚系溶剂所组成的群组中的至少一种，更优选为选自由乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、二丙酮醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯及3-甲氧基-1-丁醇所组成的群组中的一种。再者，作为溶剂[B]，可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
＜溶剂[C]＞
以确保聚合物对溶剂成分的溶解性、抑制伴随涂布步骤中聚合物的析出的制品良率下降为目的，溶剂成分优选为与溶剂[A]一并而还包含1气压下沸点为200℃以上且与溶剂[A]不同的溶剂(以下也称为“溶剂[C]”)。
溶剂[C]优选为选自由非质子性极性溶媒及酚类所组成的群组中的至少一种，更优选为非质子性极性溶媒。具体而言，特别优选为选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、γ-丁内酯、碳酸亚丙酯及由下述式(5)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。
[化6]
Figure GDA0002425034860000091
(式(5)中，R21及R22分别独立地为氢原子、或者可具有醚键的碳数1～6的一价烃基，R21与R22也可键结而形成环。R23为碳数1～4的烷基)
(式(5)所表示的化合物)
所述式(5)中，作为R21及R22的碳数1～6的一价烃基，例如可列举：碳数1～6的链状烃基、碳数3～6的脂环式烃基、碳数5或6的芳香族烃基等。另外，作为具有醚键的一价基，例如可列举碳数2～6的烷氧基烷基等。作为R21及R22相互键结而与R21及R22所键结的氮原子一起形成的环，例如可列举：吡咯啶环、哌啶环等，这些含氮的杂环上也可键结有甲基等一价链状烃基。
R21及R22优选为氢原子或碳数1～6的烷基，更优选为氢原子或碳数1～3的烷基，进而优选为氢原子或甲基。R23的碳数1～4的烷基可为直链状也可为分支状。R23优选为甲基或乙基。
作为所述式(5)所表示的化合物的具体例，例如可列举：3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙酰胺、异丙氧基-N-异丙基-丙酰胺、正丁氧基-N-异丙基-丙酰胺等。再者，所述式(5)所表示的化合物可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
溶剂成分中，相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，溶剂[A]的含有比例优选为设为10质量％以上。在小于10质量％的情况下，有难以充分获得液晶取向剂的涂布性的改善效果的倾向。就可使聚合物成分的溶解性与液晶取向剂的润湿扩展性的平衡更良好的方面而言，溶剂[A]的含有比例更优选为10质量％～85质量％，进而优选为15质量％～75质量％，特别优选为15质量％～60质量％。
就可使液晶取向剂的润湿扩展性更高的方面而言，相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，溶剂[B]的含有比例优选为设为10质量％～80质量％，更优选为设为15质量％～70质量％，进而优选为设为20质量％～50质量％。
为了使膜形成时的加热温度更低，溶剂[C]的含有比例优选为设为70质量％以下。就确保聚合物成分对溶剂的溶解性的观点而言，相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，溶剂[C]的含有比例更优选为设为1质量％～70质量％，进而优选为设为5质量％～65质量％，特别优选为设为10质量％～60质量％。
液晶取向剂可仅包含溶剂[A]作为溶剂成分，特别优选为溶剂成分包含溶剂[A]及溶剂[B]，或者包含溶剂[A]、溶剂[B]及溶剂[C]。其中，本说明书中，所谓“包含溶剂[A]及溶剂[B]”及“溶剂成分包含溶剂[A]、溶剂[B]及溶剂[C]”，容许以不妨碍本发明的效果的程度而含有溶剂[A]、溶剂[B]及溶剂[C]以外的其他溶剂。
作为其他溶剂，例如可列举卤化烃系溶剂、烃系溶剂等。作为这些的具体例，卤化烃系溶剂例如可列举：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯等；烃系溶剂例如可列举：己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等。相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，其他溶剂的含有比例优选为设为1质量％以下，更优选为设为0.5质量％以下，进而优选为设为0.2质量％以下。
《其他成分》
液晶取向剂含有聚合物成分及溶剂成分，视需要也可含有其他成分。作为所述其他成分，例如可列举：含环氧基的化合物(例如N,N,N',N'-四缩水甘油基-间二甲苯二胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷等)、官能性硅烷化合物(例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等)、抗氧化剂、金属螫合化合物、硬化催化剂、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在不损及本发明的效果的范围内，根据各化合物而适宜选择。
液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量在液晶取向剂的总质量中所占的比例)可考虑粘性、挥发性等而适宜选择，优选为1质量％～10质量％的范围。在固体成分浓度小于1质量％的情况下，涂膜的膜厚过小而难以获得良好的液晶取向膜。另一方面，在固体成分浓度超过10质量％的情况下，涂膜的膜厚过大而难以获得良好的液晶取向膜，而且液晶取向剂的粘性增大而有涂布性降低的倾向。
《液晶取向膜及液晶元件》
本公开的液晶元件具备使用以上所说明的液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件可有效地应用于各种用途，例如可用作钟表、可携式游戏机、文字处理器、笔记型个人计算机、汽车导航系统、摄像机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、数字照相机、移动电话、智能电话、各种监视器、液晶电视机、信息显示器等各种显示装置、或调光膜、相位差膜等。在用作液晶显示装置的情况下，液晶的运行模式并无特别限定，例如可应用于扭转向列(Twisted Nematic，TN)型、超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)型、垂直取向型(包含垂直取向-多域垂直取向(Vertical Alignment-Multi-domain VerticalAlignment，VA-MVA)型、垂直取向-图案垂直取向(Vertical Alignment-PatternedVertical Alignment，VA-PVA)型等)、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(Optically Compensated Bend，OCB)型等各种运行模式中。
列举液晶显示元件为一例来对液晶元件的制造方法进行说明。液晶显示元件例如可通过包括以下的步骤1～步骤3的方法来制造。步骤1中，使用基板视所需的运行模式而不同。步骤2及步骤3在各运行模式下共通。
(步骤1：涂膜的形成)
首先，将液晶取向剂涂布在基板上，优选为对涂布面进行加热，由此在基板上形成涂膜。作为基板，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(脂环式烯烃)等塑料的透明基板。作为设置于基板的其中一面上的透明导电膜，可使用包含氧化锡(SnO2)的奈塞(NESA)膜(美国PPG公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)膜等。在制造TN型、STN型或VA型的液晶元件的情况下，使用两块设置有经图案化的透明导电膜的基板。另一方面，在制造IPS型或FFS型的液晶元件的情况下，使用设置有包含经图案化为梳齿型的透明导电膜或金属膜的电极的基板及未设置电极的相向基板。作为金属膜，例如可使用包含铬等金属的膜。液晶取向剂对基板的涂布是在电极形成面上优选为通过平板印刷法、旋转涂布法、辊涂布机法、柔版印刷法或喷墨印刷法进行。
涂布液晶取向剂后，出于防止所涂布的液晶取向剂的滴液等目的，优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃～200℃，预烘烤时间优选为0.25分钟～10分钟。其后，出于将溶剂完全去除、视需要将聚合物中存在的酰胺酸结构加以热酰亚胺化的目的，而实施煅烧(后烘烤)步骤。此时的煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃～300℃，后烘烤时间优选为5分钟～200分钟。如此形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm。将液晶取向剂涂布于基板上之后，将有机溶媒去除，由此形成液晶取向膜或者成为液晶取向膜的涂膜。
(步骤2：取向处理)
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型的液晶显示元件的情况下，实施对所述步骤1中形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理(取向处理)。由此，对涂膜赋予液晶分子的取向能力而成为液晶取向膜。作为取向处理，可列举：利用卷绕着包含例如尼龙(nylon)、人造丝(rayon)、棉(cotton)等纤维的布的辊对涂膜朝一定方向进行摩擦的摩擦处理；对使用液晶取向剂形成于基板上的涂膜进行光照射而对涂膜赋予液晶取向能力的光取向处理等。另一方面，在制造垂直取向型的液晶元件的情况下，可将所述步骤1中形成的涂膜直接用作液晶取向膜，但也可对所述涂膜实施取向处理。适合于垂直取向型液晶显示元件的液晶取向剂也可适合用于聚合物稳定取向(Polymer sustained alignment，PSA)型液晶显示元件。
(步骤3：液晶单元的构建)
准备两块以所述方式形成有液晶取向膜的基板，并将液晶配置于相向配置的两块基板之间，由此制造液晶单元。制造液晶单元例如可列举：(1)以使液晶取向膜相向的方式隔着间隙(间隔物(spacer))将两块基板相向配置，并使用密封剂将两块基板的周边部贴合，将液晶注入填充于通过基板表面及密封剂所划分的单元间隙内，然后将注入孔密封的方法；(2)将密封剂涂布于形成有液晶取向膜的其中一块基板上的规定位置，进而在液晶取向膜面上的规定几处滴加液晶后，以使液晶取向膜相向的方式贴合另一块基板，并且将液晶按压扩展至基板的整个面的方法(液晶滴注(one drop filling，ODF)方式)等。理想的是对于所制造的液晶单元，进而进行加热直至所使用的液晶成为各向同性相的温度，然后缓缓冷却至室温，由此将液晶填充时的流动取向去除。
作为密封剂，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。作为间隔物，可使用光间隔物(photo spacer)、珠间隔物(beads spacer)等。作为液晶，可列举向列液晶及近晶液晶，其中优选为向列液晶。另外，也可在向列液晶或近晶液晶中例如添加胆甾醇液晶(cholesteric liquid crystal)、手性试剂、铁电性液晶(ferroelectricliquid crystal)等来使用。
接下来，视需要在液晶单元的外侧表面贴合偏光板。作为偏光板，可列举：以乙酸纤维素保护膜将一边使聚乙烯醇延伸取向一边使其吸收碘而成的被称为“H膜”的偏光膜夹持所得的偏光板、或包含H膜本身的偏光板。以所述方式获得液晶显示元件。
实施例
以下，通过实施例来对本发明进一步进行具体说明，但本发明并不受这些实施例的任何限制。
以下的例子中，通过以下方法测定聚合物的重量平均分子量Mw、聚合物溶液中的聚酰亚胺的酰亚胺化率、聚合物溶液的溶液粘度及环氧当量。以下的实施例中使用的原料化合物及聚合物的必要量通过视需要重复进行下述的合成例中所示的合成规模下的合成而确保。
[聚合物的重量平均分子量Mw]
重量平均分子量Mw是通过以下条件下的GPC而测定的聚苯乙烯换算值。
管柱：东曹(股)制造、TSKgelGRCXLII
溶剂：四氢呋喃
温度：40℃
压力：68kgf/cm2
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺的溶液投入至纯水中，在将所得的沉淀在室温下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，在室温下测定1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)。根据所得的1H-NMR光谱，通过下述数式(1)求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-(A1/(A2×α)))×100···(1)
(数式(1)中，A1为在化学位移10ppm附近出现的源自NH基的质子的峰值面积，A2为源自其他质子的峰值面积，α为聚合物的前体(聚酰胺酸)中的相对于NH基的一个质子的其他质子的个数比例)
[聚合物溶液的溶液粘度]
聚合物溶液的溶液粘度(mPa·s)是使用E型旋转粘度计在25℃下进行测定。
[环氧当量]
环氧当量是通过日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)C 2105中记载的盐酸-甲基乙基酮法进行测定。
化合物的略号如以下所述。再者，以下有时将式(DA-X)所表示的化合物(其中X为1～6的整数)简单表示为“化合物(DA-X)”。
(二胺化合物)
[化7]
Figure GDA0002425034860000131
(溶剂)
[化8]
Figure GDA0002425034860000132
＜聚合物的合成＞
[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，在60℃下进行6小时反应，获得含有20质量％的聚酰胺酸的溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为90mPa·s。
继而，在所获得的聚酰胺酸溶液中追加NMP而制成聚酰胺酸浓度为7质量％的溶液，并添加吡啶11.9g及乙酸酐15.3g，在110℃下进行4小时脱水闭环反应。在脱水闭环反应后，将系统内的溶媒以新的NMP进行溶媒置换(通过本操作而将脱水闭环反应中使用的吡啶及乙酸酐去除至系统外。下同)，由此获得含有酰亚胺化率约为68％的聚酰亚胺(PI-1)26质量％的溶液。分取少量所获得的聚酰亚胺溶液，添加NMP而制成聚酰亚胺浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为45mPa·s。继而，将反应溶液注入至大量过剩的甲醇中，使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰亚胺(PI-1)。
[合成例2：聚酰亚胺(PI-2)的合成]
将作为四羧酸二酐的TCA 110g(0.50摩尔)及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160g(0.50摩尔)，作为二胺的PDA91g(0.85摩尔)、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷25g(0.10摩尔)及3,6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷25g(0.040摩尔)、以及作为单胺的苯胺1.4g(0.015摩尔)溶解于960g的NMP中，在60℃下进行6小时反应，由此而获得含有聚酰胺酸的溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为60mPa·s。
继而，在所得的聚酰胺酸溶液中追加2,700g的NMP，添加吡啶390g及乙酸酐410g，在110℃下进行4小时脱水闭环反应。在脱水闭环反应后，利用新的γ-丁内酯(GBL)对系统内的溶媒进行溶媒置换，由此而获得约2,500g的含有酰亚胺化率约为95％的聚酰亚胺(PI-2)15质量％的溶液。分取少量所述溶液，添加NMP而制成聚酰亚胺浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为70mPa·s。继而，将反应溶液注入至大量过剩的甲醇中，使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此而获得聚酰亚胺(PI-2)。
[合成例3：聚酰亚胺(PI-3)的合成]
将所使用的二胺变更为3,5-二氨基苯甲酸(3,5DAB)0.08摩尔及胆甾烷氧基-2,4-二氨基苯(HCODA)0.02摩尔，除此以外，通过与所述合成例1相同的方法而获得聚酰胺酸溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为80mPa·s。
继而，通过与所述合成例1相同的方法进行酰亚胺化，获得含有酰亚胺化率约为65％的聚酰亚胺(PI-3)26质量％的溶液。分取少量所获得的聚酰亚胺溶液，添加NMP而制成聚酰亚胺浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为40mPa·s。继而，将反应溶液注入至大量过剩的甲醇中，使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰亚胺(PI-3)。
[合成例4：聚酰亚胺(PI-4)的合成]
将所使用的二胺变更为4,4'-二氨基二苯基甲烷0.06摩尔、化合物(DA-1)0.02摩尔及化合物(DA-2)0.02摩尔，除此以外，通过与所述合成例1相同的方法而获得聚酰胺酸溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为60mPa·s。
继而，通过与所述合成例1相同的方法进行酰亚胺化，获得含有酰亚胺化率约为65％的聚酰亚胺(PI-4)26质量％的溶液。分取少量所获得的聚酰亚胺溶液，添加NMP而制成聚酰亚胺浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为33mPa·s。继而，将反应溶液注入至大量过剩的甲醇中，使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰亚胺(PI-4)。
[合成例5：聚酰亚胺(PI-5)的合成]
将所使用的四羧酸二酐变更为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐0.08摩尔及均苯四甲酸二酐0.02摩尔，并且将所使用的二胺变更为4-氨基苯基-4-氨基苯甲酸酯(所述式(DA-6)所表示的化合物)0.098摩尔、及3,6-双(4-氨基苯甲酰氧基)胆甾烷0.002摩尔，除此以外，通过与所述合成例1相同的方法而获得聚酰胺酸溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为80mPa·s。
继而，通过与所述合成例1相同的方法进行酰亚胺化，获得含有酰亚胺化率约为75％的聚酰亚胺(PI-5)26质量％的溶液。分取少量所获得的聚酰亚胺溶液，添加NMP而制成聚酰亚胺浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为41mPa·s。继而，将反应溶液注入至大量过剩的甲醇中，使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰亚胺(PI-5)。
[合成例6：聚酰胺酸(PA-1)的合成]
将作为四羧酸二酐的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)200g(1.0摩尔)、作为二胺的2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯210g(1.0摩尔)溶解于370g的NMP及3,300g的GBL的混合溶媒中，在40℃下进行3小时反应，获得固体成分浓度为10质量％、溶液粘度为160mPa·s的聚酰胺酸溶液。继而，将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中并使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰胺酸(PA-1)。
[合成例7：聚酰胺酸(PA-2)的合成]
将作为四羧酸二酐的TCA 7.0g(0.031摩尔)、作为二胺的化合物(DA-5)13g(相对于TCA 1摩尔而相当于1摩尔)溶解于80g的NMP中，在60℃下进行4小时反应，由此而获得含有20质量％的聚酰胺酸(PA-3)的溶液。所述聚酰胺酸溶液的溶液粘度为2,000mPa·s。再者，依照日本专利特开2011-100099号公报的记载而合成化合物(DA-5)。继而，将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中并使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰胺酸(PA-2)。
[合成例8：聚酰胺酸(PA-3)的合成]
将所使用的二胺变更为1,3-双(4-氨基苯乙基)脲0.7摩尔及化合物(DA-2)0.3摩尔，除此以外，通过与所述合成例6相同的方法而获得聚酰胺酸溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为70mPa·s。继而，将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中并使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰胺酸(PA-3)。
[合成例9：聚酰胺酸(PA-4)的合成]
将所使用的四羧酸二酐变更为1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐1.0摩尔，并且将所使用的二胺变更为对苯二胺0.3摩尔、化合物(DA-3)0.2摩尔、及1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷0.5摩尔，除此以外，通过与所述合成例6相同的方法而获得聚酰胺酸溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为90mPa·s。继而，将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中并使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰胺酸(PA-4)。
[合成例10：聚酰胺酸(PA-5)的合成]
将所使用的二胺变更为2,4-二氨基-N,N-二烯丙基苯胺0.2摩尔、4,4'-二氨基二苯基胺0.2摩尔、及4,4'-二氨基二苯基甲烷0.6摩尔，除此以外，通过与所述合成例6相同的方法而获得聚酰胺酸溶液。分取少量所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP而制成聚酰胺酸浓度为10质量％的溶液，测定出的溶液粘度为95mPa·s。继而，将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中并使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗，并在减压下以40℃干燥15小时，由此获得聚酰胺酸(PA-5)。
[合成例11：聚酰胺酸酯(PAE-1)的合成]
将2,4-双(甲氧基羰基)-1,3-二甲基环丁烷-1,3-二羧酸0.035摩尔添加于20ml的亚硫酰氯中，添加催化剂量的N,N-二甲基甲酰胺，然后在80℃下搅拌1小时。然后，将反应液浓缩，将残留物溶解于γ-丁内酯(GBL)113g中(将所述溶液设为反应液A)。另行将对苯二胺0.01摩尔、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷0.01摩尔、及化合物(DA-4)0.014摩尔添加于6.9g的吡啶、44.5g的NMP及33.5g的GBL中使其溶解，并将其冷却至0℃。继而，在所述溶液中历时1小时缓慢地滴加反应液A，在滴加结束后，在室温下搅拌4小时。一边搅拌一边将所获得的聚酰胺酸酯的溶液滴加至800ml的纯水中，过滤所析出的沉淀物。接下来，利用400ml的异丙醇(IPA)清洗5次，并加以干燥，由此而获得聚合物粉末15.5g。所获得的聚酰胺酸酯(PAE-1)的重量平均分子量Mw为34,000。
[合成例12：聚有机硅氧烷(APS-1)的合成)]
在具备搅拌机、温度计、滴加漏斗及回流冷却管的反应容器中添加2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷(ECETS)100.0g、甲基异丁基酮500g及三乙基胺10.0g，在室温下混合。继而，历时30分钟自滴加漏斗滴加去离子水100g后，一边在回流下进行搅拌，一边在80℃下进行6小时反应。反应结束后，取出有机层，通过0.2质量％的硝酸铵水溶液清洗至清洗后的水成为中性为止，然后在减压下蒸馏去除溶媒及水，由此而以粘稠的透明液体形式获得反应性聚有机硅氧烷(EPS-1)。对所述反应性聚有机硅氧烷(EPS-1)进行1H-NMR分析，结果，在化学位移(δ)＝3.2ppm附近获得了与理论强度一致的基于环氧基的峰值，从而确认到在反应中未发生环氧基的副反应。所获得的反应性聚有机硅氧烷的重量平均分子量Mw为3,500，环氧当量为180g/摩尔。
继而，在200mL的三口烧瓶中添加10.0g的反应性聚有机硅氧烷(EPS-1)、作为溶媒的甲基异丁基酮30.28g、作为反应性化合物的4-十二烷氧基苯甲酸3.98g、及作为催化剂的UCAT 18X(商品名，三亚普罗(San-Apro)(股)制造)0.10g，在100℃下48小时搅拌下进行反应。反应结束后，在反应混合物中添加乙酸乙酯，将所获得的溶液水洗3次，使用硫酸镁将有机层干燥后，蒸馏去除溶剂，由此而获得液晶取向性聚有机硅氧烷(APS-1)9.0g。所获得的聚合物的重量平均分子量Mw为9,900。
[实施例1]
1.液晶取向剂的制备
向所述合成例1中所获得的聚酰亚胺(PI-1)100质量份中添加作为溶剂的γ-庚内酯(γHL)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)及丁基溶纤剂(BC)，制成固体成分浓度为6.5质量％、溶剂的混合比为γHL：NMP：BC＝40：30：30(质量比)的溶液。将所述溶液充分搅拌后，利用孔径为1μm的过滤器进行过滤，由此而制备液晶取向剂(S-1)。再者，液晶取向剂(S-1)主要用于制造垂直取向型的液晶显示元件。
2.表面凹凸性(印刷性)的评价
使用旋转器将所述1.中制备的液晶取向剂(S-1)涂布于玻璃基板上，利用80℃的热板进行1分钟预烘烤后，在对库内进行了氮气置换的200℃的烘箱中进行1小时加热(后烘烤)，由此而形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。利用原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)对所获得的涂膜的表面进行观察，测定中心平均粗糙度(Ra)。将Ra为5nm以下的情况评价为印刷性“良好(○)”，将大于5nm且小于10nm的情况评价为“可(△)”，将10nm以上的情况评价为“不良(×)”。结果，所述实施例中为印刷性“良好”的评价。
3.连续印刷性的评价
对于以上所制备的液晶取向剂(S-1)，评价连续进行对基板的印刷的情况下的印刷性(连续印刷性)。评价是以如下方式进行。首先，使用液晶取向膜印刷机(日本写真印刷机(股)制造，埃格斯特玛(Angstromer)形式“S40L-532”)，在滴加至网纹辊上的液晶取向剂(S-1)的滴加量为往返20滴(约0.2g)的条件下，印刷于包含ITO膜的带透明电极的玻璃基板的透明电极面。对基板的印刷是以1分钟的间隔使用新的基板而实施20次。
接下来，以1分钟的间隔将液晶取向剂(S-1)分配(单程)至网纹辊上，每次进行合计10次使网纹辊与印刷板接触的作业(以下称为空转)(其间不进行对玻璃基板的印刷)。再者，所述空转是为了有意于严酷状况下实施液晶取向剂的印刷而进行的操作。
在10次空转后，接下来使用玻璃基板进行正式印刷。正式印刷中，在空转后，以30秒的间隔投入5块基板，将印刷后的各基板以80℃加热1分钟(预烘烤)而去除溶媒后，以200℃加热10分钟(后烘烤)，形成膜厚约为0.08μm的涂膜。通过利用倍率20倍的显微镜来观察所述涂膜，而评价印刷性(连续印刷性)。评价时将空转后的第一次正式印刷后未观察到聚合物的析出的情况评价为连续印刷性“良好(○)”，将空转后的第一次正式印刷中观察到聚合物的析出但实施5次正式印刷的期间未观察到聚合物的析出的情况评价为连续印刷性“可(△)”，将反复进行5次正式印刷后也观察到聚合物的析出的情况评价为连续印刷性“不良(×)”。结果，所述实施例中连续印刷性“良好(○)”。再者，关于印刷性良好的液晶取向剂，通过实验而可知在连续投入基板的期间聚合物的析出良化(消失)。另外，进而将空转的次数变更为15次、20次、25次，以与所述相同的方式分别评价液晶取向剂的印刷性，结果，所述实施例中，将空转设为15次及20次时为“良好(○)”，25次时为“可(△)”。
4.微细凹凸表面上的涂布性评价
使用图1所示的评价用ITO电极基板10，评价液晶取向剂对微细凹凸表面的涂布性。作为评价用ITO电极基板10，使用在玻璃基板11的其中一个表面，空开规定间隔而配置有多个条纹形状的ITO电极12者(参照图1)。再者，电极宽度A设为50μm，电极间距离B设为2μm，电极高度C设为0.2μm。使用润湿性评价装置LSE-A100T(尼克(NIC)公司制造)，在所述评价用ITO电极基板10的电极形成面滴加所述1.中制备的液晶取向剂(S-1)，评价对基板的凹凸表面的融合容易度。此时，液滴的润湿扩展越大(具体而言，相对于液量而言的液滴的润湿扩展面积S(mm2/μL)越大)，则液晶取向剂对微细凹凸表面的涂布性越良好。
评价时将面积S为15mm2/μL以上的情况评价为“优良(◎)”，将面积S为10mm2/μL以上且小于15mm2/μL的情况评价为“良好(○)”，将面积S大于5mm2/μL且小于10mm2/μL的情况评价为“可(△)”，将面积S为5mm2/μL以下的情况评价为“不良(×)”。结果，本实施例中面积S为10mm2/μL，对微细凹凸表面的涂布性判断为“良好”。
5.垂直取向型液晶单元的制造
使用液晶取向膜印刷机(日本写真印刷(股)制造)，将所述1.中制备的液晶取向剂(S-1)分别涂布于具有细狭缝(fine slit)ITO电极结构的带透明电极的玻璃基板、及具有图案ITO电极结构的带透明电极的玻璃基板的透明电极面。继而，在80℃的热板上加热1分钟(预烘烤)而去除溶剂后，在180℃的热板上进行10分钟加热(后烘烤)，形成平均膜厚为0.8μm的涂膜。对涂膜形成后的各基板，在超纯水中进行1分钟超声波清洗，继而，在100℃的洁净烘箱中进行10分钟干燥。由此，获得一对(2块)具有液晶取向膜的基板。
其次，对具有液晶取向膜的面的外缘涂布加入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂后，以液晶取向膜面相对的方式重叠压接一对基板，使粘接剂硬化。继而，自液晶注入口向一对基板间填充向列液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)后，利用丙烯酸系光硬化粘接剂将液晶注入口密封，由此制造液晶单元。
另外，除了将后烘烤温度分别由180℃变更为120℃或230℃以外，通过与所述相同的方法而制造液晶单元。将所获得的液晶单元用于以下的6.的评价中。
6.相对于后烘烤的温度不均的预倾角的偏差特性(后烘烤裕度)的评价
分别测定在不同的后烘烤温度(120℃、180℃及230℃)下制作液晶取向膜而获得的液晶单元的预倾角。并且，将后烘烤温度设为230℃的液晶单元的预倾角测定值设为基准预倾角θp，根据将后烘烤温度设为120℃或180℃的液晶单元的预倾角测定值θa与基准预倾角θp的差Δθ(＝θp-θa)来评价相对于后烘烤的温度不均的预倾角的偏差特性。再者，Δθ越小则相对于温度不均的预倾角的偏差越小而越优异。预倾角的测定中，将依据非专利文献“T.J.谢弗等人(T.J.Scheffer et.al.)应用物理杂志第19卷第2013页(J.Appl.Phys.vo.19,p.2013)(1980)”中记载的方法，通过使用He-Ne激光的结晶旋转法测定出的液晶分子相对于基板面的倾斜角的值设为预倾角[°]。评价时，将Δθ为0.2°以下的情况评价为“良好(○)”，将大于0.2°且小于0.5°的情况评价为“可(△)”，将0.5°以上的情况评价为“不良(×)”。结果，所述实施例中，在后烘烤温度为180℃的情况下为后烘烤裕度“良好”的评价，在120℃的情况下为“可”的评价。
7.AC残像特性的评价
除了将电极结构设为能够将电压的施加/不施加切换为另一个的两系统的ITO电极(电极1及电极2)以外，以与所述5.相同的方式制作评价用液晶单元。将所述评价用液晶单元置于60℃下，对于电极2，不施加电压，对电极1施加10V的交流电压300小时。在经过300小时后，立即对电极1及电极2两者施加交流3V的电压，测定两电极间的透光率的差ΔT[％]。此时，将ΔT小于2％的情况评价为AC残像特性“良好(○)”，将2％以上且小于3％的情况评价为“可(△)”，将3％以上的情况评价为“不良(×)”。结果，所述实施例中为“良好”的评价。
8.DC残像特性的评价
将评价用液晶单元置于60℃下，对电极1施加直流0.5V的电压24小时，通过闪烁去除法而求出切断直流电压后电极1中残留的电压(残留DC电压)。此时，将残留DC电压小于100mV的情况评价为DC残像特性“良好(○)”，将100mV以上且小于300mV的情况评价为“可(△)”，将300mV以上的情况评价为“不良(×)”。结果，所述实施例中为“良好”的评价。
[实施例2～实施例10及比较例1～比较例8]
将聚合物的种类及调配量、以及溶剂组成分别设为如下述表1所记载那样，除此以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(S-2～S-10、SR-1～SR-8)。另外，使用所制备的液晶取向剂，以与实施例1相同的方式进行各种评价。评价结果示于下述表2、表3中。
[实施例11]
1.液晶取向剂的制备
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(S-11)。再者，液晶取向剂(S-11)主要用于制造水平取向型的液晶显示元件。
2.液晶取向剂的评价
除了使用液晶取向剂(S-11)以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性。将这些结果示于下述表2中。
3.摩擦FFS型液晶单元的制造
使用旋转器将所述1.中制备的液晶取向剂(S-11)涂布于在单面依次层叠有平板电极、绝缘层及梳齿状电极的玻璃基板及未设置电极的相向玻璃基板的各自的面上，并利用80℃的热板进行1分钟加热(预烘烤)。然后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟干燥(后烘烤)，形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。对于所述涂膜表面，利用具有卷绕有人造丝布的辊的摩擦机器，以辊转速400rpm、平台移动速度3cm/秒、毛压入长度0.1mm来进行摩擦处理。然后，在超纯水中进行1分钟超声波清洗，继而在100℃洁净烘箱中干燥10分钟，由此获得具有液晶取向膜的基板。
继而，对于具有液晶取向膜的一对基板，在形成有液晶取向膜的面的缘部留出液晶注入口，将加入有直径5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂网版印刷涂布之后，将基板重叠并压接，在150℃下历时1小时使粘接剂热硬化。继而，在一对基板之间自液晶注入口填充向列液晶(默克公司制造，MLC-7028)之后，利用环氧系粘接剂将液晶注入口密封。进而，为了去除液晶注入时的流动取向，将其以120℃加热后缓缓冷却至室温，制造液晶单元。
4.液晶单元的评价
除了使用所述3.中获得的摩擦FFS型液晶单元以外，以与实施例1相同的方式评价后烘烤裕度、AC残像特性及DC残像特性。将这些结果示于下述表2中。
[实施例12及实施例13]
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂(S-12)、液晶取向剂(S-13)。另外，除了分别使用液晶取向剂(S-12)、液晶取向剂(S-13)以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性，并且以与实施例11相同的方式制造摩擦FFS型液晶单元而进行各种评价。将这些结果示于下述表2中。
[实施例14]
1.液晶取向剂的制备
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(S-14)。再者，液晶取向剂(S-14)主要用于制造PSA型的液晶显示元件。
2.液晶取向剂的评价
除了使用液晶取向剂(S-14)以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性。将这些结果示于下述表2中。
3.液晶组合物的制备
对10g的向列液晶(默克公司制造，MLC-6608)添加5质量％的下述式(L1-1)所表示的液晶性化合物、及0.3质量％的下述式(L2-1)所表示的光聚合性化合物并进行混合，由此获得液晶组合物LC1。
[化9]
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4.PSA型液晶单元的制造
使用液晶取向膜印刷机(日本写真印刷(股)制造)将所述制备的液晶取向剂(S-14)涂布于分别具有包含ITO电极的导电膜的两块玻璃基板的各电极面上，在80℃的热板上加热(预烘烤)2分钟并将溶媒去除后，在150℃的热板上加热(后烘烤)10分钟，形成平均膜厚为0.06μm的涂膜。对这些涂膜，在超纯水中进行1分钟超声波清洗后，在100℃的洁净烘箱中进行10分钟干燥，由此获得一对(两块)具有液晶取向膜的基板。再者，使用的电极的图案为与PSA模式中的电极图案为相同种类的图案。
继而，在所述一对基板中的一基板的具有液晶取向膜的面的外缘，涂布加入有直径5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂后，以液晶取向膜面相对的方式重叠并压接，使粘接剂硬化。继而，自液晶注入口在一对基板间填充所述制备的液晶组合物LC1后，利用丙烯酸系光硬化粘接剂将液晶注入口密封，由此制造液晶单元。其后，在液晶单元的导电膜间施加频率60Hz的交流10V并在液晶驱动的状态下，使用光源使用金属卤化物灯的紫外线照射装置以100,000J/m2的照射量照射紫外线。再者，所述照射量为使用以波长365nm为基准进行测量的光量计测定的值。
5.液晶单元的评价
除了使用所述4.中获得的PSA型液晶单元以外，以与实施例1相同的方式评价后烘烤裕度、AC残像特性及DC残像特性。将这些结果示于下述表2中。
[实施例15～实施例17、实施例27、实施例28]
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂。另外，除了使用各液晶取向剂以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性，并且以与实施例14相同的方式制造PSA型液晶单元而进行各种评价。将这些结果示于下述表2、表3中。
[实施例18]
1.液晶取向剂的制备
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(S-18)。再者，液晶取向剂(S-18)主要用于制造光垂直取向型的液晶显示元件。
2.液晶取向剂的评价
除了使用液晶取向剂(S-18)以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性。将这些结果示于下述表2中。
3.光垂直取向型液晶单元的制造
在包含ITO膜的带透明电极的玻璃基板的透明电极面上使用旋转器涂布所述制备的液晶取向剂(S-18)，并利用80℃的热板进行1分钟预烘烤。其后，在对库内进行了氮气置换的烘箱中，以230℃加热1小时，形成膜厚为0.1μm的涂膜。继而，对所述涂膜表面使用Hg-Xe灯及格兰-泰勒棱镜(glan-taylor prism)，从自基板法线倾斜40°的方向照射包含313nm的明线的1,000J/m2的偏光紫外线而赋予液晶取向能力。重复进行相同的操作，制成一对(两块)具有液晶取向膜的基板。
在所述基板中的一块基板的具有液晶取向膜的面的外周，利用网版印刷来涂布加入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂后，使一对基板的液晶取向膜面相向，以各基板的紫外线的光轴在基板面的投影方向成为逆平行的方式进行压接，在150℃下历时1小时使粘接剂热硬化。继而，自液晶注入口向基板间的间隙填充负型液晶(默克公司制造，MLC-6608)后，利用环氧系粘接剂将液晶注入口密封。进而，为了去除液晶注入时的流动取向，将其以130℃加热后缓缓冷却至室温。
4.液晶单元的评价
除了使用所述3.中获得的光垂直取向型液晶单元以外，以与实施例1相同的方式评价后烘烤裕度、AC残像特性及DC残像特性。将这些结果示于下述表2中。
[实施例19及实施例20]
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂。另外，除了使用各液晶取向剂以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性，并且以与实施例18相同的方式制造光垂直取向型液晶单元而进行各种评价。将这些结果示于下述表2中。
[实施例21]
1.液晶取向剂的制备
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(S-21)。再者，液晶取向剂(S-21)主要用于制造光水平取向型的液晶显示元件。
2.液晶取向剂的评价
除了使用液晶取向剂(S-21)以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性。将这些结果示于下述表2中。
3.光水平取向型液晶单元的制造
使用旋转器将所述中制备的液晶取向剂(S-21)涂布于在单面依次层叠有平板电极、绝缘层及梳齿状电极的玻璃基板及未设置电极的相向玻璃基板的各自的面上，并利用80℃的热板加热(预烘烤)1分钟。然后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟干燥(后烘烤)，形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。使用Hg-Xe灯自基板法线方向对所述涂膜表面照射包含经直线偏光的254nm的明线的1,000J/m2的紫外线而进行光取向处理，在基板上形成液晶取向膜。
继而，对于具有液晶取向膜的一对基板，在形成有液晶取向膜的面的缘部留出液晶注入口，将加入有直径5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂网版印刷涂布之后，以光照射时的偏光轴朝基板面的投影方向成为逆平行的方式将基板重叠并压接，在150℃下历时1小时使粘接剂热硬化。继而，在一对基板之间自液晶注入口填充向列型液晶(默克公司制造，MLC-7028)之后，利用环氧系粘接剂将液晶注入口密封。进而，为了去除液晶注入时的流动取向，将其以120℃加热后缓缓冷却至室温，制造液晶单元。
4.液晶单元的评价
除了使用所述3.中获得的光水平取向型液晶单元以外，以与实施例1相同的方式评价后烘烤裕度、AC残像特性及DC残像特性。将这些结果示于下述表2中。
[实施例22～实施例26]
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂。另外，除了使用各液晶取向剂以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性，并且以与实施例21相同的方式制造光水平取向型液晶单元而进行各种评价。将这些结果示于下述表2中。
[实施例29]
1.液晶取向剂的制备
除了将聚合物成分及溶剂组成如下述表1中记载那样进行变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(S-29)。再者，液晶取向剂(S-29)主要用于制造TN模式型的液晶显示元件。
2.液晶取向剂的评价
除了使用液晶取向剂(S-29)以外，以与实施例1相同的方式评价表面凹凸性、连续印刷性及对微细凹凸表面的涂布性。将这些结果示于下述表3中。
3.TN型液晶单元的制造
在包含ITO膜的带透明电极的玻璃基板的透明电极面上使用旋转器涂布所述1.中制备的液晶取向剂(S-29)，并利用80℃的热板进行1分钟预烘烤。其后，在对库内进行了氮气置换的烘箱中，以230℃加热1小时而形成膜厚为0.1μm的涂膜。对于所述涂膜，利用具有卷绕有人造丝布的辊的摩擦机器，以辊转速400rpm、平台移动速度3cm/秒、毛压入长度0.1mm来进行摩擦处理。然后，在超纯水中进行1分钟超声波清洗，继而在100℃洁净烘箱中干燥10分钟，由此获得具有液晶取向膜的基板。重复进行所述一连串的操作，制成一对(两块)具有液晶取向膜的基板。
在所述基板中的一块基板的具有液晶取向膜的面的外周，利用网版印刷来涂布加入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂后，以各个液晶取向膜面相对的方式重叠并压接，使粘接剂硬化。继而，自液晶注入口向一对基板间填充向列液晶(默克公司制造，MLC-6221)后，利用丙烯酸系光硬化粘接剂将液晶注入口密封。
4.液晶单元的评价
除了使用所述3.中获得的TN型液晶单元以外，以与实施例1相同的方式评价后烘烤裕度、AC残像特性及DC残像特性。将这些结果示于下述表3中。
[表1]
实施例 取向剂名称 聚合物成分 溶剂组成
实施例1 S-1 PI-1 a/r/s＝40/30/30
实施例2 S-2 PI-1 b/r/s＝15/55/30
实施例3 S-3 PI-1 c/r/s＝40/30/30
实施例4 S-4 PI-1 d/r/s＝40/30/30
实施例5 S-5 PI-1 e/r/s＝50/20/30
实施例6 S-6 PI-1 f/r/s＝40/30/30
实施例7 S-7 PI-1 g/r/s＝60/10/30
实施例8 S-8 PI-1 h/r/s＝40/30/30
实施例9 S-9 PI-1 i/r/s＝40/30/30
实施例10 S-10 PI-1 j/r/s＝40/30/30
实施例11 S-11 PI-2/PA-1＝20/80 b/r/s＝75/5/20
实施例12 S-12 PI-2/PA-1＝20/80 c/r/s＝40/30/30
实施例13 S-13 PI-2/PA-1＝20/80 d/r/s＝40/30/30
实施例14 S-14 PI-3/APS-1＝95/5 g/r/s＝30/50/20
实施例15 S-15 PI-3/APS-1＝95/5 h/r/s＝40/30/30
实施例16 S-16 PI-3/APS-1＝95/5 i/r/s＝40/30/30
实施例17 S-17 PI-3/APS-1＝95/5 j/r/s＝15/55/30
实施例18 S-18 PA-2/PA-1＝30/70 b/r/s＝40/30/30
实施例19 S-19 PA-2/PA-1＝30/70 c/r/s＝30/40/30
实施例20 S-20 PA-2/PA-1＝30/70 d/r/s＝40/30/30
实施例21 S-21 PAE-1/PA-3＝30/70 b/r/s＝40/20/40
实施例22 S-22 PAE-1/PA-3＝30/70 c/r/s＝40/20/40
实施例23 S-23 PAE-1/PA-3＝30/70 d/r/s＝40/20/40
实施例24 S-24 PA-4/PA-3＝30/70 b/k/r/s＝30/30/20/20
实施例25 S-25 PA-4/PA-3＝30/70 c/v/s＝40/20/40
实施例26 S-26 PA-4/PA-3＝30/70 d/r/t＝40/20/40
实施例27 S-27 PI-4/PA-5＝30/70 b/u＝60/40
实施例28 S-28 PI-4/PA-5＝30/70 c/s＝60/40
实施例29 S-29 PI-5/PA-5＝30/70 d/s＝60/40
比较例1 SR-1 PI-1 r＝100
比较例2 SR-2 PI-1 r/s＝70/30
比较例3 SR-3 PI-1 L/r/s＝40/30/30
比较例4 SR-4 PI-1 m/r/s＝40/30/30
比较例5 SR-5 PI-1 n/r/s＝15/55/30
比较例6 SR-6 PI-1 o/r/s＝40/30/30
比较例7 SR-7 PI-1 p/r/s＝40/30/30
比较例8 SR-8 PI-1 q/r/s＝75/5/20
表1中，聚合物成分的数值表示各聚合物相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合物成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。溶剂组成的数值表示各溶剂相对于液晶取向剂的制备中使用的溶剂成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。化合物的略号如以下所述。
＜溶剂＞
a：γ-庚内酯
b：γ-辛内酯
c：γ-壬内酯
d：γ-十一烷内酯
e：δ-辛内酯
f：δ-癸内酯
g：δ-十二烷内酯
h：δ-十三烷内酯
i：α-当归内酯
j：β-当归内酯
k：N-乙酰基-ε-己内酰胺
L：γ-丁内酯
m：γ-戊内酯
n：γ,γ-二甲基-γ-丁内酯
o：δ-戊内酯
p：N-甲基己内酰胺
q：1,3-二甲基-2-咪唑烷酮
r：N-甲基-2-吡咯烷酮
s：丁基溶纤剂
t：二丙酮醇
u：二乙二醇二乙醚
v：N-乙基-2-吡咯烷酮
[表2]
Figure GDA0002425034860000241
[表3]
Figure GDA0002425034860000242
Figure GDA0002425034860000251
如根据表2、表3而可知那样，包含溶剂[A]的实施例1～实施例29中，表面凹凸性、连续印刷性、及对微细凹凸表面的涂布性均为“优良”、“良好”或“可”的评价。另外，后烘烤裕度也小，所获得的液晶显示元件的AC残像特性及DC残像特性为“良好”或“可”的评价。与此相对，不含溶剂[A]的比较例1～比较例8中，相较于实施例，对微细凹凸表面的涂布性差。另外，比较例1～比较例3中，聚合物容易析出，连续印刷性也差。

Claims (9)

1.一种液晶取向剂，含有聚合物成分及溶剂成分，
所述溶剂成分包含溶剂[A]，所述溶剂[A]为选自由5元环内酯、6元环内酯及7元环内酰胺所组成的群组中的至少一种，且具有选自由碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基、基[-COR12]、及形成环的一部分的碳-碳双键所组成的群组中的至少一种部分结构，其中R12为碳数1～3的烷基，
相对于所述溶剂成分的总量，所述溶剂[A]的含有比例为10质量％以上，
所述溶剂成分还包含溶剂[B]，所述溶剂[B]为选自由醇系溶剂、链状酯系溶剂、醚系溶剂及酮系溶剂所组成的群组中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中所述溶剂[A]为选自由下述式(1)所表示的化合物、下述式(2)所表示的化合物及下述式(3)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种，
Figure FDA0003764215070000011
式(1)中，R1为碳数2～10的烷基、碳数2～10的烷氧基、碳数2～10的烷氧基烷基、碳数2～10的烷氧基烷氧基烷基或碳数2～10的烷氧基烷氧基；n为1或2
Figure FDA0003764215070000012
式(2)中，R2为下述式(4-1)或式(4-2)所表示的二价基
Figure FDA0003764215070000013
式(4-1)及式(4-2)中，R4～R11分别独立地为氢原子或碳数1～5的烷基；“*1”表示为与氧原子的键结键
Figure FDA0003764215070000021
式(3)中，R3为碳数1～3的烷基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶取向剂，其中相对于所述溶剂成分的总量，所述溶剂[B]的含有比例为20质量％～90质量％。
4.根据权利要求1或2所述的液晶取向剂，其中所述溶剂成分还包含1气压下的沸点为200℃以上的溶剂[C]。
5.根据权利要求4所述的液晶取向剂，其中相对于所述溶剂成分的总量，所述溶剂[B]的含有比例为20质量％～80质量％，且
相对于所述溶剂成分的总量，所述溶剂[C]的含有比例为10质量％～70质量％。
6.根据权利要求1或2所述的液晶取向剂，包含选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种作为所述聚合物成分。
7.一种液晶元件的制造方法，使用如权利要求1至6中任一项所述的液晶取向剂而形成液晶取向膜。
8.一种液晶取向膜，是使用如权利要求1至6中任一项所述的液晶取向剂而形成。
9.一种液晶元件，包括如权利要求8所述的液晶取向膜。
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