CN1677194A - 液晶定向剂用聚合物的评价方法和液晶定向剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能在涂布前判别产生涂布不良可能性的液晶定向剂的方法和使用其不会产生涂布不良的液晶定向剂。测定有机高分子聚合物溶液的动态光散射,从测定的动态光散射求出源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大尺寸或峰值的位置,据此评价使用该有机高分子聚合物溶液作为液晶定向剂时的印刷性,在有机高分子聚合物溶液的评价方法和有机高分子聚合物溶液的动态光散射测定中测定的液晶定向剂满足以下内容,即源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的流体力学半径(RH)的平均值在20μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶定向剂的评价方法和使用该评价法评价的在苯胺印刷涂布时不易产生涂布不良的液晶定向剂。
背景技术
如今,在安装了透明导电膜的底板的该表面上形成由有机高分子等构成的液晶定向膜,其作为液晶显示元件用的底板,将这样的2块底板相对放置,并在其间隙内形成液晶层以得到夹层构造的盒,通过TFT驱动使该液晶显示元件工作的所谓TFT液晶面板正普遍地代替现在的阴极射线管监视器。作为液晶显示元件,公知的是使用作为液晶具有正的介电各向异性的向列型液晶,液晶分子的长轴从一侧底板向另一侧底板连续呈90度扭转的、具有所谓TN(扭曲向列)型液晶的TN型液晶显示元件。而且,正在开发对比度比TN型液晶显示元件高、其视角依存性小的STN(超扭曲向列)型液晶显示元件和垂直定向型液晶显示元件。该STN型液晶显示元件使用在向列型液晶中混合光学活性物质的手性试剂作为液晶,利用液晶分子的长轴在底板间经180度以上连续扭转产生的双折射效果。而且,正在开发视角依存性比TN型液晶显示元件小的IPS(面板内配电)型液晶显示元件和垂直定向型液晶显示元件。液晶定向膜在这些液晶显示元件中具有控制液晶定向的作用,是将含有由有机高分子等构成的液晶定向膜材料和溶剂等的液晶定向剂通过苯胺印刷法等方法涂布到底板上,焙烧以形成树脂膜,赋予其液晶定向能从而获得的。作为液晶定向膜材料使用的有机高分子能使用如专利文献1和专利文献2中记载的聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物、如专利文献3中记载的聚酰胺酸、如专利文献4中记载的聚酰胺酸和/或酰亚胺化聚合物的混合物及专利文献5中记载的部分酰亚胺化聚合物等。
液晶定向膜的形成广泛使用以少量涂布液就能成膜的苯胺印刷法。但是,作为定向膜材料使用的上述有机高分子在一个高分子链中具有化学构造的组成分布和分子量分布,会因为其2种成分的分布产生微量絮凝成分的影响,在苯胺印刷时会产生针孔状缺陷等的问题。针孔状缺陷部分是因为液晶显示元件驱动时液晶分子的定向状态与周围不同,是亮点等显示不良的原因。
作为不易产生涂布不良的液晶定向剂,能公开的有含有选自专利文献6中丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物的辅助成分的液晶定向剂。能公开的还有专利文献7中源自特定成分、还原粘度在一定范围内的聚酰胺酸的混合物构成的液晶定向剂。而且作为不易产生涂布不良的底板处理方法,能公开的有专利文献8中用碱水溶液清洗定向膜形成前的底板的方法,在专利文献9中对底板表面实施清洗处理后,在保管液中浸渍以保持干净状态的方法,专利文献10中对底板面照射紫外线以提高液晶定向剂可润湿性的方法,在专利文献11中采用了将底板洗净后的阴离子强度控制在一定浓度以下来防止涂布不良的方法。专利文献12中通过对底板实施辉光放电处理,分解附着的杂质,从而不易产生涂布不良的方法。
但是如专利文献6和专利文献7中记载的那样,以不易产生涂布不良作为主要目的之一的定向膜的设计中,难以兼顾作为定向膜本来目的的液晶面板显示特性的发现,可能使用的材料的选择范围变窄。
而且,如专利文献8、专利文献9、专利文献10、专利文献11和专利文献12中记载的通过液晶面板制造工序进行底板处理增加了必要的步骤,结果提高了液晶面板的制造成本,不是所期望的。
专利文献1特开平05-60565号公报
专利文献2专利第2893671号说明书
专利文献3专利第2600338号说明书
专利文献4特开平10-183120号公报
专利文献5特开平05-216044号公报
专利文献6特开平6-256716号公报
专利文献7特开2002-88241号公报
专利文献8特开平6-186564号公报
专利文献9特开2001-300454号公报
专利文献10特开2002-196337号公报
专利文献11特开2002-355621号公报
专利文献12特开2003-140155号公报
发明内容
根据以上状况,本发明的目的在于提供能使用各种液晶定向剂材料,且即使不必进行特殊底板表面处理也不会产生涂布不良的液晶定向剂。
本发明的另一个目的在于提供为了事先判断液晶定向剂产生涂布不良可能性的液晶定向剂的评价法。
本发明的其他目的和优点通过以下说明变得明显。
根据本发明,本发明的上述目的和优点,第1在于具有下列特征,测定有机高分子聚合物溶液的动态光散射,由测定的动态光散射求得源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大尺寸或峰值位置,据此评价使用作为液晶定向剂的该有机高分子聚合物溶液时的印刷性,从而实现有机高分子聚合物溶液的评价方法。
根据本发明,本发明的上述目的和优点,第2在于具有下列特征,在有机高分子聚合物溶液的动态光散射测定中测定的源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的流体力学半径(RH)的平均值在20μm以下。但是,含有多种成分有机高分子聚合物的情况下它们中的至少一种满足上述关系,这样完成由有机高分子聚合物溶液构成的液晶定向剂。
进一步,根据本发明,本发明的上述目的和优点,第3在于具有下列特征,在有机高分子聚合物溶液的动态光散射测定中测定的源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的流体力学半径(RH)的平均值在20μm以下,且其最大峰的z-平均分数在0.20以下。但是在含有多种成分有机高分子聚合物情况下,它们中至少一种满足上述关系,这样完成由有机高分子聚合物溶液构成的液晶定向剂。
本发明的评价方法的特征在于测定有机高分子聚合物溶液的动态光散射,在该溶液的规定浓度下根据聚合物团聚的原因所在的、最大凝聚物的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的流体力学半径(RH)的平均值评价液晶定向剂的印刷性。这里,印刷性是指在苯胺印刷时没有被认可的针孔状缺陷的状态。这里,峰值流体力学半径(RH)和其最大峰的流体力学半径(RH)的平均值在RH分布左右对称的情况下,两者大致相同,但是在左右不对称的情况下有不同值。因为凝聚物尺寸大时容易产生针孔缺陷,本发明中以两者中较大的流体力学半径(RH)作为特定的参数。
高分子溶液中,因为高分子热运动产生的扩散运动,其结果产生浓度波动。动态光散射(DLS)中,将激光光线入射到高分子溶液中得到的散射光强度的波动,即通过计算浓度波动的自时间相关函数,能测定高分子的扩散系数。这里得到的有限浓度中的扩散系数是根据爱因斯坦-斯托克斯式和有限浓度中的流体力学半径(RH)联系起来。所谓的流体力学半径(RH)相当于在有限浓度的溶液中以假想的硬球来表示高分子链宽度时的半径。
高分子溶液中,因为分子量分布的影响、分子链相互团聚、网结的形成等,由浓度波动的自时间相关函数得到的扩散系数,即流体力学半径(RH)很难用一个值来规定,一般具有一定程度的分布宽度。为了求出由浓度波动的自时间相关函数得到的扩散系数,即流体力学半径(RH)的分布,存在几种分析手段。例如,对扩散系数分布较窄的高分子溶液进行累积数分析。在该方法中获得作为平均值的扩散系数和表示其分布宽度的参数。另一方面,在溶液中分子链相互团聚那样的体系中分布非常宽时多采用直方图法、CONTIN法等进行分析。用直方图法、CONTIN法求出扩散系数,即流体力学半径(RH)分布的z-平均分数。
一般,扩散系数即流体力学半径(RH)的平均值和分布形状随着溶液中高分子浓度而变化。溶液的浓度变化时的浓度可以假定为作为产品的液晶定向剂印刷到底板上时的浓度变化,这样在某有限浓度中获得的流体力学半径(RH)可以用印刷后膜中生成的聚合物成分的凝聚物尺寸来间接地表示。许多定向膜用聚合物溶液中浓度在约1重量%以下时,各个分子链可以以一个链的形式溶解。但是,随着浓度的上升,因为在高分子聚合物的溶剂中的溶解性不好,分子链间会产生团聚,形成凝聚物。最坏的情况下,会形成几十μm非常巨大的凝聚物,印刷性极度恶化,在底板上印刷定向膜时形成针孔状缺陷。
使用DLS测定和CONTIN分析法,求得该流体力学半径(RH)的z-平均分布,据此可得到定向膜用聚合物溶液中的凝聚物尺寸、z-平均分数数值。该聚合物成分的凝聚物的流体力学半径(RH)的分布分散反映在印刷到底板上的定向膜的厚度分散上,会发现由于没有涂布定向膜与发生的针孔缺陷是有联系的。为此,通过使用DLS,测定流体力学半径(RH)的z-平均分布,能够在其原料阶段评价、筛选定向剂用聚合物溶液。本发明就是基于这样的知识。
本发明的定向膜用聚合物溶液其特征在于为含有有机高分子聚合物和溶剂的组合物,上述聚合物的固含量在1~10重量%的范围内,通过该聚合物溶液的动态光散射测定,该溶液在规定浓度下表示定向膜树脂溶液中的凝聚物尺寸的流体力学半径(RH)的最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的平均流体力学半径(RH)在20μm以下,优选在15μm以下,更优选在10μm以下,且最大峰的z-平均分数在0.20以下,优选0.15以下,更优选0.10以下,含有多种聚合物成分的情况下,其中至少一种满足上述范围。
本发明的评价方法为测定制品和定向膜用聚合物溶液的动态光散射(DLS),有限浓度下由表示定向膜用聚合物溶液中的溶解单元的流体力学半径(RH)评价定向剂印刷时的针孔缺陷,这样,第一能将在底板上涂布时定向剂涂布不良引起的产量降低抑制到最小,第二,能改善聚合物形成的簇尺寸分布引起的针孔缺陷,使定向膜用聚合物的评价、筛选变得容易,今后能期望提高产量,可以在预期的液晶显示装置的生产中非常适合地使用。
附图说明
图1为聚合物A-1的动态光散射测定结果。
图2为聚合物A-2的动态光散射测定结果。
图3为聚合物A-3的动态光散射测定结果。
具体实施方式
[动态光散射测定装置]
以下,对本发明进行详细说明。为了测定定向膜用聚合物溶液的散射光强度波动得来的扩散系数,即流体力学半径(RH)的动态光散射测定装置使用德国ALV公司制造的光散射装置。该装置的说明为以ALV/DLS/SLS-5022F(带有Attenuator)作为测向器,波长632.8nm、22mW的He-Ne激光作为激光源,双重式离子雪崩辐透二极管(ALV-High QE APD×2)和光束分离器作为散射光检波器,ALV-5000/EPP和快式测定用ALV-6010/160作为相关函数分析仪。而且,控制、分析程序使用ALV-5000E/WIN(ver.3)。另外,作为激光源,能在散射光检波器例如光电倍增管、光电二极管等中使用Ar激光(波长488nm)、固体半导体激光(YAG 2倍波,波长532nm)等。
[液晶定向剂用组合物]
本发明的液晶定向剂为在溶剂中溶解聚酰胺酸等聚合物构成。本发明的聚合物成分优选为具有上式(I-1)表示的重复单元的聚酰胺酸、具有下式(I-2)表示的重复单元的酰亚胺化聚合物、具有下式(I-1)表示的重复单元的酰胺酸预聚物和具有下式(I-2)表示的重复单元的酰亚胺预聚物的嵌段共聚物等。
式中,P1为4价的有机基团,Q1为2价的有机基团。
式中,P2为4价的有机基团,Q2为2价的有机基团。
它们可以单独使用也可以二种以上结合使用。二种以上结合使用的情况优选将聚酰胺酸和酰亚胺化聚合物混合使用。上述式(I-1)中,聚酰胺酸是将四羧酸二酸酐和二胺反应得到的,酰亚胺化聚合物是将上述聚酰胺酸脱水闭环得到的。另外,酰亚胺化聚合物可以不需要将100%的重复单元脱水闭环,全部重复单元中具有酰亚胺环的重复单元的比例(以下称为“酰亚胺化率”)也可以不到100%。
(四羧酸二酸酐)
在聚酰胺酸合成中使用的四羧酸二酸酐的具体例子为例如1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二氯-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酸酐、顺-3,7-二丁基环八-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酸酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酸酐、3,5,6-三羰基-2-羧基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酸酐、1,3,3 a,4,5,9b-六氢-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石脑油[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-甲基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-乙基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-甲基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-乙基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-乙基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧四氢呋喃)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酸酐、双环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酸酐、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺旋-3’-(四氢呋喃-2’,5’-二酮)、下式(I)和(II)表示的脂环族四羧酸二酸酐;
式中,R3和R6表示具有芳香环的2价有机基团,R4和R5表示氢原子或烷基,存在多个R4和R5的话其可以相同也可以不同。
丁烷四羧酸二酸酐等脂肪族四羧酸二酸酐;苯均四酸二酸酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-联苯醚四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二甲基联苯硅烷四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-四苯基硅烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酸酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)联苯硫化物二酸酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)联苯砜二酸酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)联苯丙烷二酸酐、3,3’,4,4’-全氟代异丙撑二对苯二甲酸二酸酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酸酐、双(对苯二甲酸)苯基膦氧化物二酸酐、p-苯撑-双(三苯基对苯二甲酸)二酸酐、m-苯撑-双(三苯基对苯二甲酸)二酸酐、双(三苯基对苯二甲酸)-4,4’-二苯基甲烷二酸酐、乙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、丁二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、2,2-双(4-羟苯基)丙烷-双(脱水偏苯三酸酯)、用下式(1)~(4)分别表示的具有类固醇骨架的芳香族四羧酸二酸酐等的芳香族四羧酸二酸酐。它们可以1种单独使用或2种或更多种结合使用。
这其中,1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酸酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、5-(2,5-二氧四氢呋喃)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酸酐、顺-3,7-二丁基环八-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酸酐、3,5,6-三羰基-2-羧基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)-石油脑[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、双环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酸酐、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺旋-3’-(四氢呋喃-2’,5’-二酮)、上述式(I)表示的化合物中用下式(5)~(7)分别表示的化合物、上述式(II)表示的化合物中用下式(8)表示的化合物、丁烷四羧酸二酸酐、苯均四酸二酸酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐等,它们出于发现了良好的液晶定向性和电特性的观点而是优选的,其可以1种单独使用或2种以上结合使用。
(二胺)
在聚酰胺酸合成中使用的二胺例如是p-苯撑二胺、m-苯撑二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基乙烷、4,4’-二氨基二苯基硫化物、4,4’-二氨基二苯基砜、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基苯(甲)酰苯胺、4,4’-二氨基二苯醚、1,5-二氨基萘、3,3-二甲基-4,4’-二氨基联苯、5-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基二氢化茚、6-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基二氢化茚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、9,9-双(4-氨基苯基)-10-氢化蒽、2,7-二氨基联苯撑甲烷、9,9-双(4-氨基苯基)联苯撑甲烷、4,4’-甲撑-双(2-氯代苯胺)、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二氨基-5,5’-二甲氧基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、1,4,4’-(p-苯撑异丙撑)双苯胺、4,4’-(m-苯撑异丙撑)双苯胺、2,2’-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯、4,4’-双[(4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯等的芳香族二胺;
1,1-间二甲苯二胺、1,3-丙烷二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、4,4-二氨基七亚甲基二胺、1,4-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、四氢双环戊二烯二基二胺、六氢-4,7-桥亚甲基二氢亚茚基二亚甲基二胺、三环[6.2.1.02,7]-十一碳烯二甲基二胺、4,4’-亚甲基双(环己胺)等脂肪族和脂环族二胺;
1,2,3-二氨基吡啶、2,6-二氨基吡啶、3,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基嘧啶、5,6-二氨基-2,3-二氰基吡嗪、5,6-二氨基-2,4-二羟基嘧啶、2,4-二氨基-6-二甲基氨基-1,3,5-三吖嗪、1,4-双(3-氨基丙基)哌嗪、2,4-二氨基-6-异丙氧基-1,3,5-三吖嗪、2,4-二氨基-6-甲氧基-1,3,5-三吖嗪、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三吖嗪、2,4-二氨基-6-甲基-s-三吖嗪、2,4-二氨基-5-苯基噻唑、2,6-二氨基嘌呤、5,6-二氨基-1,3-二甲基尿嘧啶、3,5-二氨基-1,2,4-三氮杂茂、6,9-二氨基-2-乙氧基吖啶乳酸酯、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、1,4-二氨基哌嗪、3,6-二氨基吖啶、双(4-氨基苯基)苯胺等的、在分子内具有2个伯氨基和该伯氨基以外的氮原子的二胺;下式(III)表示的二氨基有机硅氧烷等。这些二胺可以单独使用或2种以上结合使用。
式中,R7表示碳数1~12的烃基,存在多个R7的话彼此可以相同也可以不同,p为1~3的整数,q为1~20的整数。
这些其中p-苯撑二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基硫化物、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、1,5-二氨基萘、2,7-二氨基联苯撑甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-双(4-氨基苯基)联苯撑甲烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-(p-苯撑二异丙撑)二苯胺、4,4’-(m-苯撑二异丙撑)二苯胺、1,4-环己烷二胺、4,4’-甲撑双(环己胺)、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、2,6-二氨基吡啶、3,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基嘧啶、3,6-二氨基吖啶等是优选的。
本发明的液晶定向剂在具有预倾斜角表现性的情况下,上式(I-1)中的Q1和、或上式(I-2)中的Q2的部分或全部优选是用下式(Q-1)和下式(Q-2)分别表示的基团中的至少一种。即,优选使用具有下式(Q-1)或下式(Q-2)分别表示的基团的二胺(以下称为“特定二胺”)。它们可以1种单独使用或2种以上结合使用。
式中,X是单键、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或亚芳香基,R1为碳数10~20的烷基、具有碳数4~40的脂环式骨架的1价有机基团或具有碳数6~20的氟原子的1价有机基团。
式中,X是单键、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或亚芳香基,R2为具有碳数4~40的脂环式骨架的2价有机基团。
上式(Q-1)中,作为R1表示的碳数10~20的烷基例如为正癸基、正十二烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正二十烷基等。而且,作为上式(Q-1)中的R1和上式(Q-2)中的R2表示的具有碳数4~40的脂环式骨架的1价或2价有机基团例如为环丁烷、环戊烷、环己烷、环癸烷等的源自链烷的具有脂环式骨架的基团;胆甾醇、胆甾烷醇等的具有类固醇骨架的基团;降冰片烯、金刚烷等具有桥脂环式骨架的基团等。这其中特别优选居于类固醇骨架的基团。上述具有脂环式骨架的有机基团为卤素原子,优选氟原子和氟代烷基,优选用三氟甲基置换的基团。
进一步,作为用上式(Q-1)中的R1表示的具有碳数6~20的氟原子的1价有机基团,例如为正己基、正辛基、正癸基等碳数6以上的直链烷基;环己基、环辛基等碳数6以上的脂环式烃基;苯基、联苯基等碳数6以上的芳香族烃基等的有机基团,其中它们的氢原子的部分或全部用氟原子或三氟甲基等氟代烷基置换的基团。
而且,上式(Q-1)和上式(Q-2)中的X为单键、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或亚芳香基。作为亚芳香基例如为苯撑基、苄撑基、联苯撑基、萘撑基等。这其中,特别优选-O-、-COO-、-OCO-表示的基团。具有上式(Q-1)表示的基团的二胺的具体例子是十二烷氧基-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、十七烷氧基-2,4-二氨基苯,下式(9)~(14)表示的化合物能作为优选的例子。
而且,具有上式(Q-2)表示的基团的二胺的具体例子优选为下式(15)~(17)分别表示的二胺。
这其中,特别优选上式(9)、(10)、(13)、(14)和(15)分别表示的化合物。
相对于全部二胺量,特定二胺的使用比例根据发现的预倾斜角的大小而不同,但是,对于TN型、STN型液晶显示元件优选为0~5摩尔%,对于垂直定向型液晶显示元件优选5~100摩尔%。
(聚酰胺酸的合成)
在聚酰胺酸的合成反应中提供的四羧酸二酸酐和二胺的使用比例为,相对于1当量的二胺的氨基,四羧酸二酸酐的酸酐基团优选0.2~2当量,更优选为0.3~1.2当量的比例。聚酰胺酸的合成反应在有机溶剂中优选在-20℃~150℃中,更优选在0~100℃的温度条件下进行。这里,作为有机溶剂为能溶解合成的聚酰胺酸的溶剂,没有特别限制,例如为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、四甲基尿素、六甲基磷酰胺等非质子系极性溶剂;m-甲苯酚、二甲苯酚、苯酚、卤代苯酚等苯酚系溶剂。而且,有机溶剂的使用量(α)优选为以四羧酸二酸酐和二胺化合物的总量(β),相对于反应溶液的总量(α+β)为0.1~30重量%这样的量。
上述有机溶剂能在生成的聚酰胺酸不析出的范围内结合使用聚酰胺酸的不良溶剂醇类、酮类、酯类、醚类、卤代烃类、烃类等。作为该不良溶剂的具体例子例如为甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(双丙酮醇)、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚、乙基乳酸、丁基乳酸、丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、环己醇、甲基醋酸、乙基醋酸、丁基醋酸、甲基甲氧基丙酸盐、乙基乙氧基丙酸盐、二乙基草酸、二乙基丙二酸、二乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇-正丙醚、乙二醇-异丙醚、乙二醇-正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸盐、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚醋酸盐、二乙二醇单乙醚醋酸盐、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等。
如上所述溶解聚酰胺酸得到反应溶液。接着,在大量不良溶剂中加入该反应溶液得到析出物,通过减压干燥该析出物能得到聚酰胺酸。而且,再次将该聚酰胺酸溶解在有机溶剂中,接着通过进行1次或几次不良溶剂中析出这样的步骤,可以精制聚酰胺酸。
(酰亚胺化聚合物的合成)
酰亚胺化聚合物能通过将上述聚酰胺酸的部分或全部脱水闭环合成。酰亚胺化率优选在40摩尔%以上,特别优选70摩尔%以上。通过使用酰亚胺化率为40摩尔%以上的聚合物,能得到这样的液晶定向剂,其可能形成残像消隐时间短的液晶定向膜。
聚酰胺酸的脱水闭环为,(i)通过加热聚酰胺酸的方法,或(ii)在有机溶剂中溶解聚酰胺酸,根据需要在该溶液中添加脱水剂和脱水闭环催化剂,进行加热的方法。上述(i)的加热聚酰胺酸的方法的反应温度优选50~200℃,更优选60~170℃。反应温度不到50℃的话脱水闭环反应进行不充分,反应温度超过200℃的话得到的酰亚胺化聚合物的分子量低。
另一方面,上述(ii)的在聚酰胺酸的溶液中添加脱水剂和脱水闭环催化剂的方法中,作为脱水剂能使用例如为无水醋酸、无水丙酸、无水三氟醋酸等的酸酐。脱水剂的使用量根据期望的酰亚胺化率来调节,但是相对于1摩尔聚酰胺酸的重复单元优选为0.01~20摩尔。而且,作为脱水闭环催化剂能使用例如吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等叔胺。但是,并不限于此。脱水闭环催化剂的使用量相对于使用1摩尔脱水剂优选为0.01~10摩尔。上述脱水剂、脱水闭环剂的使用量多的话能提高酰亚胺化率。作为在脱水闭环反应中使用的有机溶剂,和在聚酰胺酸合成中使用的有机溶剂示例相同。脱水闭环反应的反应温度优选0~180℃,更优选10~150℃。而且,对这样得到的反应溶液进行和聚酰胺酸的精制方法相同的操作,据此可以精制得到的酰亚胺化聚合物。
(末端改性型聚合物)
本发明中使用的聚合物也可以是分子量调节的末端改性型聚合物。通过使用该末端改性型聚合物,不会有损本发明的效果,能改善液晶定向剂的涂布特性等。这种末端改性型聚合物可以在合成聚酰胺酸时通过向反应体系添加酸单酐、一元胺化合物、单异氰酸酯化合物等来合成。这里,酸单酐例如为马来酸酐、对苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正四癸基琥珀酸酐、正六癸基琥珀酸酐等。而且,一元胺例如为苯胺、环己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五烷胺、正十六烷胺、正十七烷胺、正十八烷胺、正二十烷胺等。而且,单异氰酸酯化合物例如为苯基异氰酸酯、萘基异氰酸酯等。
(聚合物的剪切粘度)
如上获得的聚合物其在固含量为4重量%时测定的情况下,其剪切粘度值优选在10~100mPa·s范围内,更优选为20~60mPa·s。剪切粘度太低的话,因为液晶定向剂的流动性太高,向底板涂布时在底板上保持液体变得困难。剪切粘度太高的话,液晶定向剂的凝聚性增加,在涂布时容易产生针孔状缺陷等。本发明的剪切粘度值使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂,其固含量为4.0重量%的溶解有聚合物的溶液,用东机产业(株)制造的粘度计RE100RL来测定。
(嵌段共聚物)
本发明中使用的聚合物成分在上述使用嵌段共聚物的情况下是通过分别合成末端具有氨基或酸酐基的酰胺酸预聚物和末端具有酸酐基或氨基的酰亚胺化预聚物,结合各预聚物末端的氨基和酸酐基,就能得到嵌段共聚物。酰胺酸预聚物的合成方法和上述聚酰胺酸的合成方法相同,酰亚胺预聚物的合成方法和上述酰亚胺化聚合物的合成方法相同。而且,末端具有的官能基的选择能根据聚酰胺酸合成时的四羧酸二酸酐和二胺的量进行调整。
(液晶定向剂)
本发明的液晶定向剂由在溶剂中溶解含有上述聚合物成分来构成。作为溶剂使用有机溶剂。制备本发明的液晶定向剂时的温度优选0℃~200℃,更优选20℃~60℃。
作为构成本发明的液晶定向剂的有机溶剂,能使用在聚酰胺酸合成反应中使用的作为示例的溶剂相同,也可以适宜选择在聚酰胺酸合成反应时结合使用的作为示例的不良溶剂来结合使用。选自γ-丁内酯和/或N-甲基-2-吡咯烷酮中至少一种的有机溶剂和使用不良溶剂丁基溶纤剂是优选的,两者混合使用是特别优选的。作为聚合物成分使用酰亚胺化聚合物和/或嵌段共聚物的情况下,γ-丁内酯和/或N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂的合计含有量相对于全体溶剂优选80重量%以上,特别优选85重量%以上。而且,在两者混合使用的情况下,其混合比例为,γ-丁内酯和/或N-甲基吡咯烷酮相对于γ-丁内酯和/或N-甲基吡咯烷酮和丁基溶纤剂的合计量,优选为50~100重量%,特别优选80~100重量%。而且,在混合使用γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮的情况下,其混合的比例为,相对于γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂的合计量,N-甲基-2-吡咯烷酮优选为0.1~50重量%,更优选为0.1~30重量%。作为聚合物成分使用聚酰胺酸的情况下,γ-丁内酯和/或N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂的合计含有量相对于全体溶剂也优选80重量%以上,特别优选85重量%以上。而且,两者混合使用的情况下,其混合比例为,γ-丁内酯和/或N-甲基吡咯烷酮相对于γ-丁内酯和/或N-甲基吡咯烷酮和丁基溶纤剂的合计量,优选为30~80重量%,特别优选30~50重量%。而且,混合使用γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮的情况下,其混合比例为,相对于γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂的合计量,N-甲基-2-吡咯烷酮优选为30~100重量%,更优选为50~100重量%。本发明的液晶定向剂的固含量能考虑粘性、挥发性等来选择,但是在1~7重量%,优选2~7重量%的范围内。即,在底板表面涂布本发明的液晶定向剂,形成液晶定向膜制得的涂膜,但是固含量不到1重量%的情况下,该涂膜的膜厚太小而得不到良好的液晶定向膜,固含量超过7重量%的情况下,涂膜的膜厚太大而得不到良好的液晶定向膜,而且,液晶定向剂的粘性增大,涂布特性变差,液晶定向剂的凝聚性增大,容易发生针孔状缺陷等。
(粘合助剂)
本发明的液晶定向剂出于提高对底板表面粘合性的观点,也可以含有含官能性硅烷的化合物或含环氧基的化合物。该含官能性硅烷的化合物例如为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-酰脲丙基三甲氧基硅烷、3-酰脲丙基三乙氧基硅烷、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乙撑三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三乙撑三胺、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盐、9-三乙氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸盐、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(氧代乙烯)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧代乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。而且,含环氧基的化合物例如优选为乙二醇二环氧丙醚、聚乙二醇二环氧丙醚、丙二醇二环氧丙醚、三丙二醇二环氧丙醚、聚丙二醇二环氧丙醚、新戊二醇二环氧丙醚、1,6-己二醇二环氧丙醚、甘油二环氧丙醚、2,2-二溴新戊二醇二环氧丙醚、1,3,5,6-四环氧丙基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四环氧丙基-m-二甲苯二胺、1,3-双(N,N-二环氧丙基氨基甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷等。这些含官能性硅烷的化合物和含环氧基的化合物的混合比例为,相对于100重量份的聚合物,优选为40重量份以下,更优选0.1~30重量份。
(液晶显示元件)
使用本发明的液晶定向剂得到的液晶显示元件例如能通过以下的方法制造。
(1)在安装有图案形成的透明导电膜的底板的一面,通过苯胺印刷法涂布液晶定向剂,接着,通过加热涂布面形成涂膜。这里的底板能使用例如浮法玻璃、钠钙玻璃等玻璃;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚砜、聚碳酸酯等由塑料等制成的透明底板。作为在底板的一面安装的透明导电膜能使用例如氧化锡(SnO2)制得的NESA膜(美国PPG公司注册商标)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)制得的ITO膜等。这些透明导电膜形成图案时,例如能使用光蚀刻法和预光刻掩膜的方法。在液晶定向剂的涂布时,为了使底板表面和透明导电膜与涂膜的粘合性更良好,能在底板的该表面预先涂布含官能性硅烷的化合物、含官能性钛的化合物等。液晶定向剂涂布后的加热温度优选80~300℃,更优选120~250℃。含有聚酰胺酸的本发明的液晶定向剂通过在涂布后除去有机溶剂形成由定向膜得到的涂膜,但是,可以通过再次加热进行脱水闭环,形成更酰亚胺化的涂膜。形成的涂膜的膜厚优选0.001~1μm,更优选0.005~0.5μm。
(2)用卷绕着例如尼龙、人造丝、棉花等纤维制成的布的辊轴沿一定方向摩擦处理形成的涂膜面。据此,赋予涂膜以液晶分子的定向能从而制得液晶定向膜。而且,由本发明的液晶定向剂形成的液晶定向膜,例如像特开平6-222366号公报和特开平6-281937号公报中所示的通过部分照射紫外线来改变预倾斜角这样的处理,或者像特开平5-107544号公报中所示的在实施过摩擦处理的液晶定向膜表面形成部分保护膜,以与先前摩擦处理不同的方向进行摩擦处理后除去保护膜,进行像这样改变液晶定向膜的液晶定向能的处理,都可以改善液晶显示元件的视野特性。
(3)制作2块如上述步骤形成液晶定向膜的底板,以各液晶定向膜的摩擦方向相互垂直或逆平行这样的方式,将2块底板通过间隙(盒间隙)相对放置,使用密封剂粘合2块底板的周边部分,在由底板表面和密封剂分割出的盒间隙内填充入液晶,封住填充孔以构成液晶盒。接着,通过在液晶盒的外表面,即构成液晶盒的各底板另一面上,以其偏振方向与该底板一面上形成的液晶定向膜的摩擦方向相一致或相垂直这样的方式粘合偏振片,从而得到液晶显示元件。这里,作为密封剂能使用例如硬化剂和含有作为定位装置的氧化铝球的环氧树脂等。作为液晶例如为向列型液晶和近晶型液晶。这其中优选使用向列型液晶,例如希夫式碱系液晶、氧化偶氮系液晶、联苯基系液晶、苯基环己烷系液晶、酯系液晶、三联苯基系液晶、联苯基环己烷系液晶、嘧啶系液晶、二恶烷系液晶、二环辛烷系液晶、立方烷系液晶等。而且,这些液晶中能添加例如胆甾醇氯化物、胆甾醇壬酸酯、胆甾醇碳酸酯等胆甾醇型液晶和以商品名“C-15”“CB-15”(メルク公司制造)出售的手性试剂等来使用。进而,也可以使用p-癸氧基苯亚甲基-p-氨基-2-甲基丁基苯乙烯等铁电性液晶。而且,作为在液晶盒外表面上粘合的偏振片例如为在拉伸定向聚乙烯醇的同时,用醋酸纤维素保护膜夹住吸收碘的称之为H膜的偏振膜的偏振片,或者由该H膜本身制得的偏振片。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明作更具体的说明,但是本发明不限于这些实施例。实施例和比较例的各个测定评价的方法如下进行。
[凝聚物的流体力学半径(RH)]
关于下列合成例1~2和比较合成例1中得到的聚合物,以规定浓度7.3重量%配制成溶液后,充分搅拌得到均匀溶液。这里使用溶剂的混合比为γ-丁内酯/N-甲基-2-吡咯烷酮=81.3/11.4(重量%)。用孔径0.45μm的过滤器(极性溶剂用)过滤该树脂溶液,在甲醇回流清洗器中进行清洗2小时以上,加入直径为20mm的石英玻璃盒内。因为溶液粘度依赖于温度,所以要精密控制在23.00±0.02℃下测定动态光散射。通过CONTIN分析,获得扩散系数即流体力学半径(RH)的z-平均分布。由得到的分布图求出最大峰的峰值。
[液晶定向剂的印刷性实验]
使用液晶定向膜印刷机(日本写真印刷机(株)制造),在由ITO膜制得的安装有透明电极的玻璃底板的透明电极表面涂布液晶定向剂,在80℃电热板上干燥1分钟后,在180℃的电热板上干燥20分钟,形成平均膜厚600埃的涂层。在20倍的显微镜下观察该底板有无印刷不均和针孔状缺陷,据此判定印刷性的良好与否。
[液晶显示元件的定向性]
在偏振显微镜下观察液晶显示元件在加电压、释放电压时有无亮点,没有亮点判定为“良好”。
合成例1
将作为四羧酸二酸酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酸酐219.69g(0.98摩尔)、作为二胺化合物的p-苯撑二胺106.52g(0.985摩尔)、以上述式(9)表示的二胺7.81g(0.015摩尔)溶解在4500gN-甲基-2-吡咯烷酮中,在60℃下反应6小时。接着,将反应溶液加入到大大过量的甲醇中沉淀反应产物。然后,用甲醇清洗,通过在40℃下减压干燥15小时,得到固含量4重量%的剪切粘度13mPa·s的聚酰胺酸280g。将30g得到的聚酰胺酸溶解在570gN-甲基-2-吡咯烷酮中,添加23.4g吡啶和18.1g醋酸酐,在110℃下脱水闭环4小时,采用和上述相同的方式进行沉淀、清洗、减压,得到固含量4重量%的剪切粘度为23mPa·s的聚酰亚胺17.8g(称为“聚酰亚胺(A-1))。
合成例2
将作为四羧酸二酸酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酸酐221.93g(0.99摩尔)、作为二胺化合物的p-苯撑二胺106.52g(0.985摩尔)、以上述式(9)表示的二胺7.81g(0.015摩尔)溶解在4500gN-甲基-2-吡咯烷酮中,在60℃下反应6小时。接着,将反应溶液加入到大大过量的甲醇中沉淀反应产物。然后,用甲醇清洗,通过在40℃下减压干燥15小时,得到固含量4重量%的剪切粘度34mPa·s的聚酰胺酸290g。将30g得到的聚酰胺酸溶解在570gN-甲基-2-吡咯烷酮中,添加23.4g吡啶和18.1g醋酸酐,在110℃下脱水闭环4小时,采用和上述相同的方式进行沉淀、清洗、减压,得到固含量4重量%的剪切粘度为56mPa·s的聚酰亚胺18.3g(称为“聚酰亚胺(A-2))。
比较合成例1
将作为四羧酸二酸酐的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酸酐224.17g(1.00摩尔)、作为二胺化合物的p-苯撑二胺106.52g(0.985摩尔)、以上述式(9)表示的二胺7.81g(0.015摩尔)溶解在4500gN-甲基-2-吡咯烷酮中,在60℃下反应6小时。接着,将反应溶液加入到大大过量的甲醇中沉淀反应产物。然后,用甲醇清洗,通过在40℃下减压干燥15小时,得到固含量4重量%的剪切粘度52mPa·s的聚酰胺酸260g。将30g得到的聚酰胺酸溶解在570gN-甲基-2-吡咯烷酮中,添加23.4g吡啶和18.1g醋酸酐,在110℃下脱水闭环4小时,采用和上述相同的方式进行沉淀、清洗、减压,得到固含量4重量%的剪切粘度为74mPa·s的聚酰亚胺19.0g(称为“聚酰亚胺(A-3))。
实施例
测定合成例1~2和比较合成例1中得到的酰亚胺化聚合物的流体力学半径(RH)的z-平均分布。得到的结果示于图1~图3中。图中,流体力学半径最小的分布峰值认为来自于单分子,这样分布大的认为来自于凝聚物。最大峰的峰值示于表1中。
表1
合成例 | 酰亚胺化聚合物 | 流体力学半径(RH)的最大峰的峰值/μm |
1 | A-1 | 4 |
2 | A-2 | 10 |
3 | A-3 | 30 |
将合成例1~2和比较合成例1得到的酰亚胺化聚合物以下表2所示的重量比,γ-丁内酯/N-甲基吡咯烷酮/丁基溶纤剂=77/13/10(重量%)溶解在混合溶剂,调整溶液的固含量(TSC)分别为8重量%、5重量%、4重量%、3重量%和1重量%。使用孔径1μm的过滤器分别过滤这些溶液,制备成本发明的液晶定向剂。对得到的各液晶定向剂进行印刷性实验。结果一并示于表2中。在印刷性实验中得到的一对涂膜形成底板上,使用卷绕了人造丝制布的摩擦机,在辊子的回转数为400rpm、载物台的移动速度为3cm/s、毛长0.4mm的条件下进行摩擦处理。在超纯水中浸渍上述底板1分钟后,在100℃的电热板上干燥5分钟,在得到的一对夹持液晶的底板的各周边涂布加入直径5.5μm的氧化铝球环氧树脂粘合剂后,以液晶定向膜面相对的方式叠压一对夹持液晶的底板,硬化粘合剂。接着,由液晶注入口将向列型液晶(メルク公司制造,MLC-6221)填充到一对底板间后,用丙烯酸系光硬化粘合剂封住液晶注入口,在底板外侧的两面包覆偏振片,制作成液晶显示元件。确认得到的液晶显示元件的定向性。结果一并示于表2中。
表2
实施例 | 聚合物组成 | 混合比(重量%) | TSC(%) | 印刷性 | 定向性 |
1 | A-1 | 100 | 5 | 良好 | 良好 |
2 | A-2 | 100 | 5 | 良好 | 良好 |
3 | A-1 | 100 | 4 | 良好 | 良好 |
4 | A-2 | 100 | 4 | 良好 | 良好 |
5 | A-1 | 100 | 3 | 良好 | 良好 |
6 | A-2 | 100 | 3 | 良好 | 良好 |
7 | A-1/A-2 | 80/20 | 5 | 良好 | 良好 |
8 | A-1/A-2 | 80/20 | 4 | 良好 | 良好 |
9 | A-1/A-2 | 80/20 | 3 | 良好 | 良好 |
10 | A-1/A-3 | 80/20 | 5 | 良好 | 良好 |
11 | A-1/A-3 | 80/20 | 4 | 良好 | 良好 |
12 | A-1/A-3 | 80/20 | 3 | 良好 | 良好 |
比较例 | 聚合物组成 | 混合比(重量%) | TSC(%) | 印刷性 | 定向性 |
1 | A-1 | 100 | 8 | 有针孔 | 有亮点 |
2 | A-2 | 100 | 8 | 有针孔 | 有亮点 |
3 | A-1 | 100 | 1 | 不能涂布 | -- |
4 | A-2 | 100 | 1 | 不能涂布 | -- |
5 | A-3 | 100 | 8 | 有针孔 | 有亮点 |
6 | A-3 | 100 | 5 | 有针孔 | 有亮点 |
7 | A-3 | 100 | 4 | 有针孔 | 有亮点 |
8 | A-3 | 100 | 1 | 不能涂布 | |
9 | A-1/A-2 | 80/20 | 8 | 有针孔 | 有亮点 |
10 | A-1/A-2 | 80/20 | 1 | 不能涂布 | -- |
11 | A-1/A-3 | 80/20 | 8 | 有针孔 | 有亮点 |
12 | A-1/A-3 | 80/20 | 1 | 不能涂布 | -- |
使用本发明的评价法,在本评价法下,测定定向膜用聚合物溶液的凝聚物的流体力学半径(RH)的z-平均分布。使用凝聚物最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的平均流体力学半径(RH小、且最大峰的z-平均分数小的定向剂的话,因为印刷性良好,液晶面板生产时的产量良好,因为定向膜的膜质均一,液晶面板的显示品质良好。具有本发明液晶定向膜的液晶显示元件除了能适合地使用TN型、STN型和VA型液晶显示元件以外,通过选择使用的液晶,也可以适合地使用SH(超同向)型、IPS(面板内配电型、铁电性和反铁电性的液晶显示元件等。进一步,具有本发明的液晶定向膜的液晶显示元件能有效地在各种装置中使用,例如台式计算机、手表、台式时钟、便携电话、系数显示板、字处理器、个人计算机、液晶电视、液晶数字投影仪等显示装置中使用。
Claims (7)
1、一种有机高分子聚合物溶液的评价方法,其特征在于通过测定有机高分子聚合物溶液的动态光散射,从测定的动态光散射求出源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大尺寸或峰值的位置,据此评价使用该有机高分子聚合物溶液作为液晶定向剂时的印刷性。
2、一种由固含量在2~7重量%范围的有机高分子聚合物溶液构成的液晶定向剂,其特征在于在有机高分子聚合物溶液的动态光散射测定中测得的源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的流体力学半径(RH)的平均值在20μm以下,但在含有多种成分有机高分子聚合物的情况下,它们中至少一种满足上述关系。
3、一种由有机高分子聚合物溶液构成的液晶定向剂,其特征在于在有机高分子聚合物溶液的动态光散射测定中测得的源自该有机高分子聚合物成分的凝聚物的最大峰的峰值流体力学半径(RH)或最大峰的流体力学半径(RH)的平均值在20μm以下,且其最大峰的z-平均分数在0.20以下,但在含有多种成分有机高分子聚合物的情况下,它们中至少一种满足上述关系。
5、如权利要求2~4中任何一项所述的液晶定向剂,其中有机高分子聚合物的70重量%或更多在固含量4重量%时的剪切粘度在20~60mPa·s范围内。
6、如权利要求2~4中任何一项所述的液晶定向剂,其中有机高分子聚合物含有具有合计90摩尔%或更多的、来自2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐和p-苯撑二胺的重复单元的酰亚胺化聚合物。
7、如权利要求5所述的液晶定向剂,其中有机高分子聚合物含有具有合计90摩尔%或更多的、来自2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐和p-苯撑二胺的重复单元的酰亚胺化聚合物。
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