CN1716004A - 液晶定向剂和横电场式液晶显示元件 - Google Patents

液晶定向剂和横电场式液晶显示元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种残像缓和性能优良的横型液晶显示元件以及用于它的液晶定向剂。横电场式液晶显示元件用液晶定向剂包括可溶性聚酰亚胺，该可溶性聚酰亚胺具有使四羧酸二酐与二胺反应所得的聚酰胺酸脱水环化而得到的酰亚胺结构。

Description

液晶定向剂和横电场式液晶显示元件
技术领域
本发明涉及横电场式液晶显示元件以及用于它的液晶定向剂。更具体地说，涉及在残像缓和性能优良的横电场式液晶显示元件以及用于它的液晶定向剂。
背景技术
目前，作为液晶显示元件已知的有具有所谓TN型(扭转向列)液晶单元的TN型液晶显示元件，该元件在设置透明导电膜的基板表面上形成聚酰胺酸、聚酰亚胺等形成的液晶定向膜作为液晶显示元件用基板，将2块该基板相对设置，在其间隙内形成具有正介电各向异性的向列型液晶层，构成夹层结构的单元，液晶分子的长轴从一块基板向另一块基板连续地扭转90度。
并且，已开发了与TN型液晶显示元件相比对比度更高、其视角依赖性更少的STN(超扭转向列)型液晶显示元件和垂直定向型液晶显示元件。该STN型液晶显示元件在向列型液晶中掺合光学活性物质手性试剂作为液晶使用，利用通过使液晶分子的长轴处于在基板间连续扭转180度或以上跨度的状态而产生的双折射效应。
此外，近年新型液晶显示元件的开发也很活跃，作为其中之一，提出了横电场式液晶显示元件，其驱动液晶的2个电极在一侧基板上以梳齿状设置，产生与基板面平行的电场，控制液晶分子。该元件通常被称为面内转换型(IPS型)，已知其广视场角性能优异。并且最近通过使用光学补偿膜进一步提高广视场角性能，使其具备获得与无色调反转和色调变化的阴极射线管都能相匹敌的广视场角的显要特征。
但是，作为目前已知的聚酰胺酸或具有其脱水闭环所得结构的酰亚胺类聚合物，当使用例如专利文献1中提出的光定向膜，或者专利文献2或专利文献3中提出的聚酰胺酸制成横电场式液晶显示元件时，产生了残像。虽然该残像经一定时间后会缓和消除，但问题是对于液晶显示元件来说，特别是对于高画质、大容量显示的液晶显示器来说，却成为致命点。
专利文献1：日本特开平9-197411号公报
专利文献2：日本特开2003-149648号公报
专利文献3：日本特开2003-107486号公报
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的上述问题，提供一种残像缓和性能优良的横电场式液晶显示元件。
本发明的另一目的是提供一种提供使本发明的横电场式液晶显示元件产生上述优良性能的液晶定向剂。
本发明的其它目的和优点从以下的说明中可清楚地看出。
根据本发明，本发明的上述目的和优点，第一，通过一种横电场式液晶显示元件用液晶定向剂实现，其特征在于它是一种包括具有下述式(1)
代表的酰亚胺结构的可溶性聚酰亚胺的横电场式液晶显示元件用液晶定向剂，这里，R1为4价的有机基团，且R2为2价的有机基团，所述可溶性聚酰亚胺通过使四羧酸二酐与二胺反应所得的聚酰胺酸脱水环化而制得，其酰亚胺化率为60～95％，且所述可溶性聚酰亚胺的含量比率相对于整个聚酰亚胺占60％或以上。
此外，根据本发明，本发明的上述目的和优点，第二，通过一种横电场式液晶显示元件而实现，其特征在于具有由本发明的液晶定向剂形成的液晶定向膜。
作为横电场式液晶显示元件中的问题点之一，是长时间驱动时残像的产生引起作为显示元件的质量下降。根据本发明的液晶定向剂，当制成液晶定向膜时，由于残像缓和特性优良，解决了该问题点。于是具有采用本发明液晶定向剂形成的定向膜的液晶显示元件，由于获得适合横电场式液晶显示元件用的液晶定向膜，能够有效地用于各种装置，例如用于台式计算机、手表、台钟、计数显示屏、文字处理器、个人计算机、移动电话、液晶电视机等显示装置。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细地说明。本发明的横电场式液晶显示元件用液晶定向剂(以下，简称为“本发明液晶定向剂”)中使用的可溶性聚酰亚胺可以通过使四羧酸二酐与二胺化合物优选在有机溶剂中反应所得的聚酰胺酸部分地脱水环化而制得。也就是说是聚酰胺酸的酰亚胺化率为60～95％的可溶性聚酰亚胺。将该可溶性聚酰亚胺与其它聚酰亚胺溶于有机极性溶剂所得的树脂溶液涂布于与一面上梳齿状地设置ITO膜的玻璃基板相对的常规玻璃基板上后，通过干燥、烘烤形成聚酰亚胺膜，对膜表面进行打磨等定向处理，作为液晶定向膜使用。
虽然在横电场式液晶显示元件中，通常通过长时间施加电场进行驱动时会导致产生残像的问题，但由于本发明液晶定向剂具有优良的残像缓和性能，作为横电场式液晶显示元件能赋予其优良的显示性能。
用于本发明可溶性聚酰亚胺的聚酰胺酸的合成中，作为所用四羧酸二酐的具体例子，可以列举均苯四酸二酐、3-三氟甲基均苯四酸二酐、二苯酮四羧酸二酐、1，4，5，8-萘四羧酸二酐、2，3，6，7-萘四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯醚四羧酸二酐、4，4’-二(3，4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酸酐、3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐；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醋酸二酐等脂环族四羧酸二酐等。其中，优选2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐和1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐。
这些四羧酸二酐可以单独或者2种或以上组合使用。优选单独使用2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐或者将其优选20重量％或以上、更优选50重量％或以上与其它四羧酸二酐的混合物作为四羧酸二酐使用。
另外，作为本发明中使用二胺的具体例子，可以列举对-苯二胺、间-苯二胺、4，4’-二氨基二苯甲烷、4，4’-二氨基联苯、2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、4，4’-二氨基二苯醚、1，5-二氨基萘、4，4’-二氨基二苯酮、2，2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1，4-二(4-氨基苯氧基)苯、2，7-二氨基芴、9，9-二(4-氨基苯基)芴等芳香族二胺；
丁二胺、戊二胺、己二胺、1，4-二氨基环己烷、四氢二环戊二烯二胺、4，4’-亚甲基二(环己基胺)等脂肪族和脂环状二胺；
2，3-二氨基吡啶、2，6-二氨基吡啶、2，4-二氨基-6-二甲氨基-1，3，5-三嗪、2，4-二氨基-5-苯基噻唑、3，5-二氨基-1，2，4-三唑、二(4-氨基苯基)苯基胺等分子内具有2个伯氨基以及该伯氨基以外的氮原子的二胺，其中特别优选对-苯二胺、4，4’-二氨基二苯甲烷、4，4’-二氨基二苯醚、2，2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷以及2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯。并且这些二胺化合物可以单独或者2种或以上组合使用。并且这些示例不是对本发明的范围进行限定。
[聚酰胺酸的合成]
供给聚酰胺酸合成反应的四羧酸二酐与二胺化合物的使用比率，优选相对于1当量二胺化合物中所含的氨基，使四羧酸二酐的酸酐基为0.2～2当量的比率，更优选为0.8～1.2当量的比率。聚酰胺酸的合成反应，在有机溶剂中优选于-20～150℃、更优选于0～100℃的温度条件下进行。
这里，作为有机溶剂，只要能够溶解合成的聚酰胺酸，对其没有特别的限制。可以列举例如1-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、六甲基亚磷酸三酰胺等非质子极性溶剂；间甲基酚、二甲苯酚、苯酚、卤代苯酚等酚类溶剂。此外，有机溶剂的用量(α)优选为使四羧酸二酐与二胺化合物的总量(β)相对于反应溶液的总量(α+β)为0.1～30重量％的量。
此外，在不使生成的聚酰胺酸析出的范围内，上述有机溶剂中还可以联合使用聚酰胺酸不良溶剂醇类、酮类、酯类、醚类、卤代烃类、烃类等。作为这种不良溶剂的具体例子，可以列举例如甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、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、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、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，得到溶解了聚酰胺酸的反应溶液。然后，将该反应溶液投入到大量的不良溶剂中，得到析出物。通过减压干燥该析出物可得聚酰胺酸。并且，再次将该聚酰胺酸溶解于有机溶剂中，然后用不良溶剂析出，通过进行一次或者几次此工序，可以精制聚酰胺酸。
[酰亚胺化聚合物]
构成本发明的液晶定向剂的可溶性聚酰亚胺可以通过上述聚酰胺四脱水闭环而合成。本发明中使用的聚酰亚胺具有式(1)代表的酰亚胺结构，
这里，R1为4价的有机基团，且R2为2价的有机基团。
上述式(1)中，R1的4价有机基团相当于四羧酸二酐除去2个酸酐基团的残基，且R2的2价有机基团相对于二胺化合物除去2个氨基的残基。
本发明的聚酰亚胺还可以含有酰亚胺化率不足100％的上述酰亚胺结构。即，还可以是酰亚胺酸结构部分地脱水闭环的产物。这里所谓“酰亚胺化率”是指聚合物的酰亚胺重复单元和酰胺酸重复单元的合计中，具有酰亚胺环或异酰亚胺环的重复单元的比率以百分率表示的值。优选酰亚胺化率为60～95％，更优选为80～95％。聚酰胺酸的脱水闭环通过(i)加热聚酰胺酸的方法，或者(ii)将聚酰胺酸溶解于有机溶剂中，向该溶液中加入脱水剂和脱水闭环催化剂并根据需要加热的方法顺利地进行。
上述(i)加热聚酰胺酸的方法中反应温度优选为50～200℃，更优选为60～170℃。当反应温度不足50℃时，脱水闭环反应难以进行完全，如果反应温度超过200℃，会出现所得聚酰亚胺的分子量降低的情况。
另一方面，在上述(ii)向聚酰胺酸溶液中加入脱水剂和脱水闭环催化剂的方法中，作为脱水剂，可以使用例如醋酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脱水剂的用量，根据所需酰亚胺化率，相对于1摩尔聚酰胺酸重复单元，优选为0.01～20摩尔。此外，作为脱水闭环催化剂，可以使用例如吡啶、三甲吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等叔胺。但是，并不局限于这些。脱水闭环催化剂的用量，相对于1摩尔所用脱水剂，优选为0.01～10摩尔。上述脱水剂、脱水闭环催化剂的用量越大，可以使酰亚胺化率越高。酰亚胺化率从液晶显示元件的残像缓和时间的观点来说优选40～100％，更优选70～100％。此外，作为脱水闭环反应中使用的有机溶剂，可以列举与作为聚酰胺酸合成中所用溶剂而例示的有机溶剂相同的溶剂。并且，脱水闭环反应的反应温度优选为0～180℃，更优选为10～150℃。此外，通过对如此得到的反应溶液进行与聚酰胺酸精制方法中同样的操作，可以精制聚酰亚胺。
[聚合物的对数粘度]
如上所得聚酰胺酸和/或聚酰亚胺的对数粘度(ηln)值优选为0.05～10dl/g，更优选为0.05～5dl/g。
本发明的对数粘度(ηln)值是通过使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，在30℃下对浓度为0.5g/100ml的溶液进行粘度测定，由下式(I)求得的值。
Figure A20051007767500101
[其他聚酰亚胺]
本发明中，可以使用可溶性聚酰亚胺以外的其他聚酰亚胺。其他聚酰亚胺是指单独地在有机溶剂中具有难溶性的聚酰亚胺。由于在液晶定向剂中优选聚酰亚胺溶解于有机溶剂中，因此其他聚酰亚胺必须为全部聚酰亚胺中的40％或以下。
合成其他聚酰亚胺所用的四羧酸二酐和二胺可以使用合成可溶性聚酰亚胺所用的物质。并且，其他聚酰亚胺的合成也可以采用同样的方法进行。
[液晶定向剂]
本发明的液晶定向剂优选将聚酰胺酸和/或聚酰亚胺溶解于有机溶剂中而构成。配制本发明液晶定向剂时的温度优选为0℃～200℃，更优选为20℃～60℃。
作为构成本发明液晶定向剂的有机溶剂，可以列举例如N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、4-羟基4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乳酸丁酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、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(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯等。
本发明的液晶定向剂中固体成分浓度考虑粘性、挥发性而进行选择，优选为1～10重量％。也就是说，本发明的液晶定向剂涂布于基板表面，形成作为液晶定向膜的树脂膜，当固体成分浓度不足1重量％时，导致该涂膜的厚度过小，不能得到良好的液晶定向膜，当固体成分浓度超过10重量％时，导致涂膜厚度过厚，不能得到良好的液晶定向膜，并且，液晶定向剂的粘性增大，涂布特性变差。
本发明的液晶定向剂中，在不损害目的物理性质的范围内，从提高对基板表面的粘合性角度出发，任选可以含有具有官能性硅的化合物或者环氧化合物。作为这种具有官能性硅的化合物，可以列举例如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-乙氧羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基硅烷-1，4，7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1，4，7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3，6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基硅烷基-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-二(羟乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-二(羟乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。作为这种环氧化合物，可以列举例如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-m-苯二甲胺、1，3-二(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、3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N，N-二缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷等。
[液晶显示元件]
本发明的横电场式液晶显示元件可通过例如以下方法制造。
(1)在设有形成梳齿图案的透明导电膜的基板的导电膜形成面上和没有设置导电膜的相对的基板的一面上，分别通过例如辊涂机法、旋涂机法、印刷法等方法涂布本发明的液晶定向剂，接着，通过对涂布面进行加热形成树脂膜。这里，作为基板，可以使用例如浮法玻璃、钠钙玻璃等玻璃；聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丁酯、聚醚砜、聚碳酸酯等塑料制透明基板。作为基板一面上所设置的透明导电膜，可以使用氧化锡(SnO2)制的NESA膜(美国PPG公司注册商标)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)制的ITO膜等。这些透明导电膜图案的形成采用光刻蚀法和预先使用掩膜的方法。在液晶定向剂的涂布时，为了进一步改善基板表面和透明导电膜与树脂膜的粘合性，还可以在基板的表面上预先涂布含官能性硅烷的化合物或含官能性钛的化合物等。涂布液晶定向剂后的加热温度优选为80～300℃，更优选为120～250℃。此外，本发明液晶定向剂，通过涂布后除去有机溶剂，形成作为定向膜的树脂膜，但是当还未完全进行酰亚胺化时，通过进一步进行加热脱水闭环，可以形成进一步酰亚胺化的树脂膜。形成的树脂膜的厚度优选为0.001～1μm，更优选为0.005～0.5μm。
(2)对所形成的树脂膜表面用缠有例如尼龙、人造纤维、棉花等纤维制的布的辊以一定的方向摩擦进行打磨处理。这样，制成赋予树脂膜以液晶分子定向能的液晶定向膜。
此外，通过对由本发明液晶定向剂形成的液晶定向膜，进行例如通过如特开平6-222366号公报、特开平6-281937号公报中所示的部分照射紫外线而使预倾斜角改变的处理，或者进行如特开平5-107544号公报中所示的在进行了打磨处理的液晶定向膜表面上部分地形成保护膜，以与之前打磨处理不同的方向进行打磨处理后，除去保护膜，使液晶定向膜的液晶定向能改变的处理，能够改善液晶显示元件的视场特性。
(3)如上形成透明导电膜的基板和没有形成透明导电膜图案的基板各制造1块，使各自液晶定向膜中摩擦方向逆平行，将2块基板通过间隙(单元间隙)相对放置，2块基板周边部位用密封剂进行贴合，向由基板表面和密封剂分割出的单元间隙内注射填充液晶，封闭注入孔，形成液晶单元。然后，在液晶单元的外表面，即构成液晶单元的各个基板的另一侧面上贴合偏振片，使其偏振方向与该基板一面上形成的液晶定向膜的摩擦方向一致，制得横电场式液晶显示元件。
这里，作为密封剂，可以使用例如作为固化剂和分隔物的含氧化铝球的环氧树脂等。
作为液晶，可以列举向列型液晶和碟状型液晶，其中优选向列型液晶，可以使用例如希夫氏碱类液晶、氧化偶氮基类液晶、联苯类液晶、苯基环己烷类液晶、酯类液晶、三联苯类液晶、联苯基环己烷类液晶、嘧啶类液晶、二氧六环类液晶、双环辛烷类液晶、立方烷类液晶等。
此外，作为液晶单元外表面上贴合的偏振片，可以列举将聚乙烯醇延伸定向同时吸收碘所得的称作为H膜的偏振膜夹在醋酸纤维保护膜中而制成的偏振片或者H膜自身制成的偏振片。
以下通过实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不局限于这些实施例。
其中，实施例和比较例的各种测定通过以下方法进行。
(1)液晶的定向性
对使用所得涂膜作为液晶定向膜的液晶显示元件进行电压开启·切断(施加·解除)时，在偏光显微镜下观察有无异常区域，当没有异常区域时评价为“良好’。
(2)残像缓和测定
在高温环境(60℃)下，使液晶显示元件用AC30V、10Hz的三角波驱动3小时后，使驱动条件改为室温下AC1V、10Hz的矩形波时，将直到残像消失所需时间以1秒为节距进行计测而评价。
合成例1(聚合物的合成)
将作为四羧酸二酐的2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐22.4g(0.1摩尔)、作为二胺化合物的4，4’-二氨基二苯基甲烷19.8g(0.1摩尔)溶于800g N-甲基-2-吡咯烷酮中，在60℃下反应4小时。接着，将反应溶液注入到大过量的甲醇中，使反应产物沉淀，然后，用甲醇洗涤，通过在减压下于40℃干燥15小时，得到390g对数粘度为0.32dl/g的聚酰胺酸。将25g所得聚酰胺酸溶解于475g N-甲基-2-吡咯烷酮中，加入39.5g吡啶和30.6g醋酸酐，在110℃下脱水闭环4小时，进行上述同样的沉淀、洗涤、减压，得到19.5g对数粘度为0.64dl/g、酰亚胺化率为92％的聚酰亚胺(A-1)。
合成例2(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用10.8g(0.1摩尔)对-苯二胺作为二胺化合物以外，与合成例1同样地操作，得到聚酰胺酸。进一步使用其与合成例1同样地进行酰亚胺化反应，得到17.9g对数粘度为0.77dl/g、酰亚胺化率为93％的聚酰亚胺(A-2)。
合成例3(聚合物的合成)
将作为四羧酸二酐的2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐22.4g(0.1摩尔)、作为二胺化合物的4，4’-二氨基二苯基甲烷19.8g(0.1摩尔)溶于800g N-甲基-2-吡咯烷酮中，在60℃下反应4小时。接着，将反应溶液注入到大过量的甲醇中，使反应产物沉淀，然后，用甲醇洗涤，通过在减压下于40℃干燥15小时，得到390g对数粘度为0.32dl/g的聚酰胺酸。将25g所得聚酰胺酸溶解于475gN-甲基-2-吡咯烷酮中，加入15.8g吡啶和20.4g醋酸酐，在110℃下脱水闭环4小时，进行上述同样的沉淀、洗涤、减压，得到18.5g对数粘度为0.40dl/g、酰亚胺化率为81％的聚酰亚胺(A-3)。
合成例4(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用10.8g(0.1摩尔)对-苯二胺作为二胺化合物以外，与合成例1同样地操作，得到聚酰胺酸。进一步使用其与合成例1同样地进行酰亚胺化反应，得到16.8g对数粘度为0.43dl/g、酰亚胺化率为83％的聚酰亚胺(A-4)。
合成例5(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用21.2g(0.1摩尔)2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯作为二胺化合物以外，与合成例1同样地操作，得到聚酰胺酸。进一步使用其与合成例1同样地进行酰亚胺化反应，得到16.8g对数粘度为0.43dl/g、酰亚胺化率为83％的聚酰亚胺(A-5)。
合成例6(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用5.4g(0.05摩尔)对-苯二胺和9.9g(0.05摩尔)4，4’-二氨基二苯基甲烷作为二胺化合物以外，与合成例1同样地操作，得到聚酰胺酸。进一步使用其与合成例1同样地进行酰亚胺化反应，得到18.0g对数粘度为0.24dl/g、酰亚胺化率为81％的聚酰亚胺(A-6)。
合成例7(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用20.0g(0.1摩尔)4，4’-二氨基二苯基醚作为二胺化合物以外，与合成例1同样地操作，得到聚酰胺酸。进一步使用其与合成例1同样地进行酰亚胺化反应，得到19.6g对数粘度为0.25dl/g、酰亚胺化率为80％的聚酰亚胺(A-7)。
合成例8(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用16.8g(0.075摩尔)2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐和5.5g(0.025摩尔)均苯四酸二酐作为四羧酸二酐以外，与合成例1同样地操作，得到聚酰胺酸。进一步使用其与合成例1同样地进行酰亚胺化反应，得到19.1g对数粘度为0.28dl/g、酰亚胺化率为81％的聚酰亚胺(A-8)。
合成例9(聚合物的合成)
将作为四羧酸二酐的均苯四酸二酐7.2g(0.0375摩尔)和环丁烷四羧酸二酐8.0g(0.0375摩尔)、作为二胺化合物的4，4’-二氨基二苯基甲烷14.8g(0.075摩尔)溶于170g N-甲基-2-吡咯烷酮中，在60℃下反应4小时。接着，将反应溶液注入到大过量的甲醇中，使反应产物沉淀，然后，用甲醇洗涤，通过在减压下于40℃干燥15小时，得到21.5g对数粘度为0.16dl/g的聚酰胺酸(B-1)。
合成例10(聚合物的合成)
除了使用22.4g(0.1摩尔)2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐作为酸酐、19.8g(0.1摩尔)4，4’-二氨基二苯基甲烷作为二胺化合物以外，与合成例7同样地得到21.4g对数粘度为0.35dl/g的聚酰胺酸(B-2)。
合成例11(聚合物的合成)
在合成例1中除了使用27.4g(0.14摩尔)环丁烷四羧酸二酐作为酸二酐、32.5g(0.14摩尔)2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯作为二胺化合物以外，与合成例7同样地得到22.1g对数粘度为0.24dl/g的聚酰胺酸(B-3)。
实施例1
将合成例1中制得的聚酰亚胺(A-1)溶解于γ-丁内酰胺中，相对于100重量份聚合物，溶解0.75重量份N-乙氧羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷，制成固体成分浓度为4重量％的溶液，将该溶液用孔径为1μm的滤器过滤，配制本发明的膜形成用组合物。
然后，用旋涂机将该膜形成用组合物涂布于梳齿状地设置在1mm厚的玻璃基板一面上的ITO膜制透明导电膜上，在230℃的加热板上干燥10分钟，形成膜厚为800埃的树脂膜。
采用具有缠绕尼龙布的辊的打磨机，对所形成的树脂膜面进行打磨处理，制成液晶定向膜。这里，打磨处理条件为：辊转速为1000rpm、段移动速度为25mm/秒、绒毛压入长度为0.4mm(该基板作为“基板A”)。
同样，在1mm厚的玻璃基板一面上用旋涂机将该膜形成用组合物涂布，在230℃的加热板上干燥10分钟，形成膜厚为800埃的树脂膜。
采用具有缠绕尼龙布的辊的打磨机，对所形成的树脂膜面进行打磨处理，制成液晶定向膜。这里，打磨处理条件为：辊转速为1000rpm、段移动速度为25mm/秒、绒毛压入长度为0.4mm(该基板作为“基板B”)。
然后，将经打磨处理的夹有液晶的基板中具有液晶定向膜的基板A和基板B的外缘上，涂布加入直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂，然后，使各自液晶定向膜的打磨方向逆平行地将2块基板通过间隙相对设置，使外缘部位接合并压合，使粘合剂固化。接着，通过液晶注入口向一对基板之间填充向列型液晶(メルク社制，MLC-2042)，然后用丙烯酸类光固化粘合剂将液晶注入口封闭，在基板外侧的两面上贴合偏振片，制得本发明横电场式液晶显示元件。
对所得液晶显示元件进行评价，定向性良好，即使是强打磨条件，也没有鉴定出斑点·不匀称等。并且使用这些液晶显示元件，对残像缓和进行评价。在此评价中，残像缓和时间为1秒钟或以下的表示为○，超过1秒钟的表示为×，结果列于表1。
实施例2
除了使用表1中所列的聚合物以外，与实施例1同样地操作，形成涂膜和制作液晶显示元件，用其进行各种评价。结果一并列于表1。
实施例3～8
除了将表1中所列的聚合物溶于γ-丁内酯中，配制固体成分浓度为4重量％的溶液以外，与实施例1同样地操作，形成涂膜和制作液晶显示元件，用其进行各种评价。结果一并列于表1。
实施例9～11
除了使用表1中所列的聚合物，在配制形成膜用的组合物时，相对于100重量份聚合物，溶解5重量份N，N，N’，N’-四缩水甘油基-4，4’-二氨基二苯基甲烷(分子量约为400)作为环氧类添加剂以外，与实施例1同样地操作，形成涂膜和制作液晶显示元件，用其进行各种评价。结果一并列于表1。
比较例1～3
除了将表1中所列的聚合物溶于γ-丁内酯中，配制固体成分浓度为4重量％的溶液以外，与实施例1同样地操作，形成涂膜和制作液晶显示元件，用其进行各种评价。结果一并列于表1。
表1
  实施例   聚合物   液晶定向性   残像缓和评价
  实施例1   A-1   良好   ○
  实施例2   A-2   良好   ○
  实施例3   A-3   良好   ○
  实施例4   A-4   良好   ○
  实施例5   A-5   良好   ○
  实施例6   A-6   良好   ○
  实施例7   A-7   良好   ○
  实施例8   A-8   良好   ○
  实施例9   A-3   良好   ○
  实施例10   A-4   良好   ○
  实施例11   A-5   良好   ○
  比较例1   B-1   良好   ×(5秒)
  比较例2   B-2   良好   ×(9秒)
  比较例3   B-3   良好   ×(6秒)

Claims (5)

1、一种横电场式液晶显示元件用液晶定向剂，其特征在于它是一种包括具有下述式(1)
代表的酰亚胺结构的可溶性聚酰亚胺的横电场式液晶显示元件用液晶定向剂，这里，R1为4价的有机基团，且R2为2价的有机基团，所述可溶性聚酰亚胺通过使四羧酸二酐与二胺反应所得的聚酰胺酸脱水环化而制得，其酰亚胺化率为60～95％，且所述可溶性聚酰亚胺的含量比率相对于整个聚酰亚胺占60％或以上。
2、如权利要求1所述的横电场式液晶显示元件用液晶定向剂，其中四羧酸二酐由2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐组成。
3、如权利要求1所述的横电场式液晶显示元件用液晶定向剂，其中四羧酸二酐由2种或以上四羧酸二酐组成，且2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐占四羧酸二酐总量的20重量％或以上。
4、如权利要求1所述的横电场式液晶显示元件用液晶定向剂，其中二胺成分由选自对-苯二胺、4，4’-二氨基二苯甲烷、4，4’-二氨基二苯醚、2，2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷和2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯的至少一种二胺化合物组成。
5、一种横电场式液晶显示元件，其特征在于具有由权利要求1～4任意一项所述的液晶定向剂制得的液晶定向膜。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101441366B (zh) * 2007-11-20 2011-05-11 乐金显示有限公司 液晶显示设备及其制造方法
CN103797408A (zh) * 2011-07-12 2014-05-14 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件
CN104678654A (zh) * 2011-05-23 2015-06-03 株式会社日立显示器 液晶显示装置及取向膜材料
CN110291455A (zh) * 2017-02-28 2019-09-27 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及其制造方法、液晶元件及聚合体

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI395769B (zh) * 2006-03-22 2013-05-11 Jsr Corp 液晶配向劑及液晶配向膜之形成方法
JP4775559B2 (ja) * 2006-03-22 2011-09-21 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および横電界方式液晶表示素子
JP5083534B2 (ja) * 2007-10-25 2012-11-28 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および横電界方式液晶表示素子
JP6516096B2 (ja) * 2014-08-14 2019-05-22 Jnc株式会社 トリアゾール含有テトラカルボン酸二無水物、液晶配向剤、液晶配向膜、および液晶表示素子
WO2019044795A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI259192B (en) * 1999-06-30 2006-08-01 Nissan Chemical Ind Ltd Diaminobenzene derivative, polyimide obtained therefrom, and liquid-crystal alignment film
JP2003107486A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Jsr Corp 横電界方式液晶表示素子用液晶配向剤および横電界方式液晶表示素子

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101441366B (zh) * 2007-11-20 2011-05-11 乐金显示有限公司 液晶显示设备及其制造方法
US9151990B2 (en) 2007-11-20 2015-10-06 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
CN104678654A (zh) * 2011-05-23 2015-06-03 株式会社日立显示器 液晶显示装置及取向膜材料
CN104678654B (zh) * 2011-05-23 2018-04-17 株式会社日本显示器 液晶显示装置及取向膜材料
CN103797408A (zh) * 2011-07-12 2014-05-14 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件
CN107090301A (zh) * 2011-07-12 2017-08-25 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件
CN103797408B (zh) * 2011-07-12 2019-02-19 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件
CN110291455A (zh) * 2017-02-28 2019-09-27 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及其制造方法、液晶元件及聚合体
CN110291455B (zh) * 2017-02-28 2022-03-22 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及其制造方法、液晶元件及聚合体

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