TW201317690A - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供一種具有優異的液晶配向能力，提高液晶顯示元件在高溫使用時的電壓保持率，可使其電壓保持率的加熱劣化變小的液晶配向劑、使用該液晶配向劑而形成的液晶配向膜、及包含該液晶配向膜的液晶顯示元件。本發明是一種液晶配向劑，其是含有選自由使四羧酸二酐與二胺反應而所得的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物所構成的群組的至少1種化合物的液晶配向劑，其特徵在於：上述四羧酸二酐包含具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐，且上述二胺包含下述式（1）所表示的化合物：□

Description

液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
本發明涉及一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件。
在扭轉向列型液晶顯示元件(TN模式)、橫向電場顯示型液晶顯示元件(IPS模式)等液晶顯示元件中，於對向配置的一對基板間封入液晶，利用光開關功能進行顯示，亦即，通過電場施加的有無而使上述液晶配向產生變化，從而進行光調製。
上述液晶可通過用人造絲或棉等毛長的布對基板上的液晶配向膜進行摩擦的處理、亦即所謂的摩擦(rubbing)處理，而使其配向於該處理方向上。於上述TN模式或IPS模式等水平配向型液晶顯示元件(水平配向模式)中，必需使上述液晶平行地配向於基板面及摩擦處理方向上的水平配向技術。
於現在，在上述水平配向技術中適宜使用的液晶配向膜的形成中，嘗試使用含有脂環族聚醯亞胺的液晶配向劑，所述脂環族聚醯亞胺是使用脂環族四羧酸二酐及二胺化合物而合成的。上述脂環族聚醯亞胺與先前的液晶配向劑中所使用的芳香族聚醯亞胺等相比較而言，於可見光區域的吸收少，因此具有如下優點：光劣化少，摩擦處理時的膜劣化少，於溶液狀態下的黏度控制容易等(參照日本專利特開昭57-128318號公報、日本專利 4052308號公報及日本專利特開2010-156934號公報)。
另一方面，在近年來需求不斷增大的汽車導航(car navigation)用面板、智能(smartphone)手機用面板等以車載用或室外使用為前提的液晶顯示元件中，要求可以在較先前的液晶顯示元件更廣的溫度範圍內進行驅動。因此，對液晶顯示元件要求高溫下顯示特性的穩定性，包含使用上述脂環族聚醯亞胺等先前的液晶配向膜的液晶顯示元件存在如下的不良現象：高溫使用時的電壓保持率並不充分，另外其電壓保持率的加熱劣化大。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭57-128318號公報
[專利文獻2]日本專利4052308號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-156934號公報
本發明是鑒於上述課題而成的，提供一種具有優異的液晶配向能力，提高液晶顯示元件在高溫使用時的電壓保持率，可使其電壓保持率的加熱劣化變小的液晶配向劑、使用該液晶配向劑而形成的液晶配向膜、及包含該液晶配向膜的液晶顯示元件。
為了解決上述課題而成的發明是一種液晶配向劑，其是含有選自由使四羧酸二酐與二胺反應而所得的聚醯胺酸(polyamic acid)及其醯亞胺化(imidization)聚合物所構成的群組的至少1種化合物的液晶配向 劑，其特徵在於：上述四羧酸二酐包含具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐(以下亦稱為“脂肪族或脂環族四羧酸二酐”)，且上述二胺包含下述式(1)所表示的化合物；
(在式(1)中，X1及X3分別獨立為單鍵、氧原子或硫原子；X2及X4分別獨立為碳數為1~6的烷基；m及n分別獨立為0或1；其中，並不存在m及n雙方均成為0的情況)。
作為該液晶配向劑，通過使聚醯胺酸或其醯亞胺化聚合物含有由脂肪族或脂環族四羧酸二酐與上述特定結構的二胺反應而所得的化合物，可提高液晶顯示元件在高溫使用時的電壓保持率，而且可減少其電壓保持率的加熱劣化。而且，該液晶配向劑使用如上述式(1)所表示的在苯環的醯胺(amide)基的鄰位(ortho position)具有取代基的結構的化合物作為二胺，由此可使聚醯胺酸或其醯亞胺化聚合物對於溶劑的溶解性 提高。
在上述式(1)中，m為1且n為0，或者m為0且n為1即可。與上述式(1)所表示的二胺的苯環具有X2-X1-及X4-X2-這兩者作為取代基的情況相比較而言，僅僅具有任意一方的情況的錨定(anchoring)力更優異。
上述具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐優選為選自由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(cyclobutane tetracarboxylic dianhydride)、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧(dioxo)-3-呋喃基)-萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮(dione)、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、環己烷四羧酸二酐、及1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐所構成的群組的至少1種化合物。
上述脂肪族或脂環族四羧酸二酐若為上述特定化合物，則該液晶配向劑使液晶顯示元件在高溫使用時的電壓保持率提高，且可使其電壓保持率的加熱劣化更小。
上述具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐優選為選自由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、(1S,2S,4R,5R)-環己烷四羧酸二酐、(1R,2S,4S,5R)-環己烷四羧酸二酐、及2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐所構成的群組的至少1種化合物。
上述脂肪族或脂環族四羧酸二酐若為上述特定化合物，則該液晶配向劑可使液晶顯示元件在高溫使用時的電壓保持率更進一步提高，且可使其電壓保持率的加熱劣化更小。
上述四羧酸二酐優選進一步包含選自由苯均四酸二酐(pyromellitic anhydride)、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐所構成的群組的至少1種芳香族化合物。
通過使上述四羧酸二酐進一步包含上述特定芳香族化合物，可使該液晶配向劑的配向性提高。
優選上述四羧酸二酐進一步包含苯均四酸二酐。
如上所述，通過使上述四羧酸二酐進一步包含苯均四酸二酐，可使該液晶配向劑的配向性進一步提高。
本發明亦包括由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜。該液晶配向膜由上述該液晶配向劑而形成，因此可提高包含其的液晶顯示元件在高溫使用時的電壓保持率，且可使其電壓保持率的加熱劣化更小。
本發明亦包括包含該液晶配向膜的液晶顯示元件。該液晶顯示元件由於電壓保持率優異、且其電壓保持率的加熱劣化亦小，因此可以適宜地用作如汽車導航用面板、智慧手機用面板等這樣的必需在較廣的溫度範圍內驅動的液晶顯示元件等。
本發明的液晶配向劑及液晶配向膜可提供即使在 高溫使用時亦顯示出高的電壓保持率，且其電壓保持率的加熱劣化少的液晶顯示元件。因此，本發明的液晶顯示元件可以適宜地用作如汽車導航用面板、智慧手機用面板等這樣的必需在較廣的溫度範圍內驅動的液晶顯示元件等。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
<液晶配向劑>
本發明的液晶配向劑是含有選自由使四羧酸二酐與二胺反應而所得的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物所構成的群組的至少1種化合物的液晶配向劑，其特徵在於：上述四羧酸二酐包含具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐，且上述二胺包含上述式(1)所表示的化合物。而且，該液晶配向劑只要不損及本發明的效果，則亦可含有其他任意成分。以下，對聚醯胺酸、其醯亞胺聚合物、其他任意成分加以詳述。
<聚醯胺酸>
本發明的液晶配向劑中所含的聚醯胺酸可通過使四羧酸二酐與上述式(1)所表示的二胺反應而獲得。上述四羧酸二酐包含脂肪族或脂環族四羧酸二酐。另外，只要不損及本發明的效果，則在上述聚醯胺酸的合成中除了四羧酸二酐及二胺以外，亦可進一步使用分子量調節劑等其他任意成分。
[四羧酸二酐]
用以合成本發明中的聚醯胺酸的四羧酸二酐包括具有脂肪族烴基的四羧酸二酐(以下亦稱為“脂肪族四羧酸二酐”)、或具有脂環族烴基的四羧酸二酐(以下亦稱為“脂環族四羧酸二酐”)。
此處，所謂脂肪族四羧酸二酐是指於主鏈或側鏈上具有自脂肪族鏈狀烴上除去至少1個氫原子而所得的結構，與該鏈狀結構部分鍵結的4個羧基進行分子內脫水而所得的酸二酐。其中，並非必需僅僅包含鏈狀結構，於其一部分中亦可具有環狀烴的結構或芳香環結構。
而且，所謂脂環族四羧酸二酐是指於主鏈或側鏈上具有自脂環族烴除去至少1個氫原子的結構，與該脂環族烴鍵結的4個羧基進行分子內脫水而所得的酸二酐；及於主鏈或側鏈上具有上述脂環族烴結構與上述鏈狀烴結構，與脂環族烴基鍵結的2個羧基及與鏈狀烴基部分鍵結的2個羧基進行分子內脫水而所得的酸二酐。其中，並非必需僅僅包含脂環族烴基或鏈狀烴基，於其一部分中亦可具有芳香環結構。
上述脂肪族四羧酸二酐例如可列舉1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等。而且，上述脂環族四羧酸二酐例如可列舉1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧(dioxo)-3-呋喃基)-萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8- 甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、3-氧雜雙環(oxabicyclo)[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺(spiro)-3'-(四氫呋喃-2',5'-二酮)、5-(2,5-二氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二甲酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2：3,5：6-二酐、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6]十一烷-3,5,8,10-四酮、環己烷四羧酸二酐等。除此以外，亦可使用在日本專利特開2010-97188號公報中所記載的脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐中的上述以外的化合物。
作為脂肪族或脂環族四羧酸二酐，該些化合物中優選1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、環己烷四羧酸二酐、及1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐，更優選為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、(1S,2S,4R,5R)-環己烷四羧酸二酐、(1R,2S,4S,5R)-環己烷四羧酸二酐、及2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐，進一步更優選為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。另外，上述脂肪族或脂環族四羧酸二酐可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
上述四羧酸二酐可僅僅使用脂肪族或脂環族四羧酸二酐，也可以除了脂肪族或脂環族四羧酸二酐以外進 一步組合使用具有芳香環的四羧酸二酐(芳香族四羧酸二酐)。此處，所謂“芳香族四羧酸二酐”是指於主鏈或側鏈中具有1個以上芳香環，鍵結於同一或不同芳香環上的4個羧基進行分子內脫水而所得的酸酐。
上述芳香族四羧酸二酐例如可列舉苯均四酸二酐(PMDA)、聯苯四羧酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐，另外可列舉日本專利特開2010-97188號中所記載的芳香族四羧酸二酐等。該些中優選PMDA、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐，更優選PMDA。PMDA的液晶配向性優異，因此通過與脂肪族或脂環族四羧酸二酐組合，可使液晶配向膜的配向性提高，於此方面而言優選使用。另一方面，於單獨使用脂肪族或脂環族四羧酸二酐的情況下，與脂肪族或脂環族四羧酸二酐與芳香族四羧酸二酐的混合系相比而言，可使電壓保持率變高，於此方面而言優選使用。
作為脂肪族或脂環族四羧酸二酐的使用比率，其合計量相對於四羧酸二酐的總量而言優選為10 mol%~100 mol%，更優選為30 mol%~100 mol%，進一步更優選為50 mol%~100 mol%，特別優選為60 mol%~100 mol%。通過使脂肪族或脂環族四羧酸二酐的使用比率為上述特定範圍，可在製成液晶配向膜時表現出高的電壓保持率，且可使耐摩擦性良好。
在組合使用脂肪族或脂環族四羧酸二酐與芳香族 四羧酸二酐作為上述四羧酸二酐的情況下，作為芳香族四羧酸二酐的使用率，相對於四羧酸二酐的總量而言為5 mol%~50 mol%，優選為10 mol%~45 mol%，更優選為20 mol%~40 mol%。通過使芳香族四羧酸二酐的使用率為上述特定範圍，可使製成液晶配向膜時的電壓保持率良好，且可提高液晶配向性。
[二胺]
於本發明中，用以合成聚醯胺酸的二胺的至少一部分是上述式(1)所表示的化合物。
在上述式(1)中，X1及X3分別獨立為單鍵、氧原子或硫原子。X2及X4分別獨立為碳數為1~6的烷基。m及n分別獨立為0或1。其中，並不存在m及n雙方均成為0的情況。
上述X2及X4所表示的碳數為1~6的烷基例如可列舉甲基、乙基、丙基、丁基等。該些基中優選甲基及乙基，更優選甲基。
X1及X3優選單鍵或-O-，更優選單鍵。
優選上述m及n的任意一方為0的情況，亦即上述式(1)所表示的二胺所具有的苯環僅僅在醯胺基的鄰位的其中一個具有取代基的情況。由於此種結構，可使所得的聚醯胺酸於溶劑中的溶解性提高。
上述式(1)所表示的化合物例如可列舉下述式所表示的化合物等。
作為上述式(1)所表示的化合物，該些中優選上述式(1-1)~式(1-5)所表示的化合物，更優選上述式(1-1)所表示的化合物(4-氨基-N-(4-氨基-2-甲基苯基)苯甲醯胺)、及上述式(1-2)所表示的化合物(4-氨基-N-(4-氨基-2-甲氧基苯基)苯甲醯胺)，進一步更優選上述式(1-1)所表示的化合物(4-氨基-N-(4-氨基-2- 甲基苯基)苯甲醯胺)。
用以合成本發明中的聚醯胺酸的二胺可僅僅使用上述式(1)所表示的化合物，也可以與上述式(1)所表示的化合物一同並用其他二胺。
此處所可使用的其他二胺例如可列舉脂肪族二胺、脂環族二胺、二氨基有機矽氧烷、芳香族二胺等。
上述脂肪族二胺例如可列舉1,1-間苯二甲胺、1,3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺等。
上述脂環族二胺例如可列舉1,4-二氨基環己烷、4,4'-亞甲基雙(環己胺)、1,3-雙(氨基甲基)環己烷等。
上述二氨基有機矽氧烷例如可列舉1,3-雙(3-氨基丙基)-四甲基二矽氧烷等。
上述芳香族二胺例如可列舉鄰苯二胺、間苯二胺、對苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯硫醚、1,5-二氨基萘、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基聯苯、4,4'-二氨基-2,2'-雙(三氟甲基)聯苯、2,7-二氨基芴(2,7-diaminofluorene)、4,4'-二氨基二苯醚、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-雙(4-氨基苯基)芴、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(對苯撐二異亞丙基)雙苯胺、4,4'-(間苯撐二異亞丙基)雙苯胺、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)聯苯、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、3,6-二氨基哢唑、N-甲基-3,6-二氨基哢唑、N-乙基-3,6-二氨基哢唑、N- 苯基-3,6-二氨基哢唑、N,N'-雙(4-氨基苯基)-聯苯胺、N,N'-雙(4-氨基苯基)-N,N'-二甲基聯苯胺、1,4-雙-(4-氨基苯基)-呱嗪、3,5-二氨基苯甲酸、十二烷氧基-2,4-二氨基苯、十四烷氧基-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、十二烷氧基-2,5-二氨基苯、十四烷氧基-2,5-二氨基苯、十五烷氧基-2,5-二氨基苯、十六烷氧基-2,5-二氨基苯、十八烷氧基-2,5-二氨基苯、膽甾烷基(cholestanyl)氧基-3,5-二氨基苯、膽甾烯基(cholesteryl)氧基-3,5-二氨基苯、膽甾烷基氧基-2,4-二氨基苯、膽甾烯基氧基-2,4-二氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸膽甾烷基、3,5-二氨基苯甲酸膽甾烯基、3,5-二氨基苯甲酸羊毛甾烷基、3,6-雙(4-氨基苯甲醯氧基)膽甾烷(cholestane)、3,6-雙(4-氨基苯氧基)膽甾烷、4-(4'-三氟甲氧基苯甲醯氧基)環己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、4-(4'-三氟甲基苯甲醯氧基)環己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、1,1-雙(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基環己烷、1,1-雙(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基環己烷、1,1-雙(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基環己烷、1,1-雙(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基環己基)環己烷、2,4-二氨基-N,N-二烯丙基苯胺、4-氨基苯甲胺、3-氨基苯甲胺、1-(2,4-二氨基苯基)呱嗪-4-甲酸、4-(嗎啉-4-基)苯-1,3-二胺、1,3-雙(N-(4-氨基苯基)呱啶基)丙烷、α-氨基-ω-氨基苯基伸烷基、及下述式(A-1)所表示的化合物等。
在上述式(A-1)中，R1及R3分別為單鍵、-O-、-COO-或-OCO-。R2為單鍵、亞甲基或碳數為2或3的伸烷基(alkylene)。p為0或1。q為0~2的整數。r為1~20的整數。其中，並不存在p及q的雙方均成為0的情況。而且，並不存在R1~R3均成為單鍵的情況。
上述式(A-1)中的-R1-R2-R3-所表示的2價基優選為亞甲基、碳數為2或3的伸烷基、＊-O-、＊-COO-或＊-O-CH2CH2-O-(其中，“＊”表示與二氨基苯基鍵結的部位)。基CrH2r+1-例如可列舉甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等。另外，優選二氨基苯基中的2個氨基相對於其他基而言位於2,4-位或3,5-位。
上述式(A-1)所表示的化合物例如可列舉下述式(A-1-1)~式(A-1-3)所表示的化合物等。
作為其他二胺，除了上述化合物以外，亦可列舉日本專利特開2010-97188號公報中所記載的二胺中的上述以外的化合物等。
上述式(1)所表示的化合物的使用比率優選相對於二胺的總量而言為10 mol%~100 mol%。通過使上述式(1)所表示的化合物的使用比率為上述特定範圍，可使由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜表現出優異的液晶配向性。而且，包含上述液晶配向膜的液晶顯示元件亦可使高溫使用時的液晶的電壓保持率變高。
[分子量調節劑]
於合成聚醯胺酸時，亦可與上述的四羧酸二酐及二胺一同使用適當的分子量調節劑而合成末端改性型聚合物。通過將聚醯胺酸製成該末端改性型的聚合物，可不損及本發明的效果地進一步改善液晶配向劑的塗布性(印刷性)。
上述分子量調節劑例如可列舉酸單酐、單胺化合物、單異氰酸酯化合物等。
上述酸單酐例如可列舉馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐、正十六烷基琥珀酸酐等；上述單胺化合物例如可列舉苯胺、環己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺等；上述單異氰酸酯化合物例如可列舉異氰酸苯酯、異氰酸萘酯等。
作為上述分子量調節劑的使用比例，相對於所使用的四羧酸二酐及二胺的合計100質量份而言優選為20質量份以下，更優選為10質量份以下。
<聚醯胺酸的合成方法>
本發明中的聚醯胺酸可通過在溶劑中使四羧酸二酐與二胺反應而合成。作為聚醯胺酸的合成反應中所使用的四羧酸二酐與二胺的使用比例，優選相對於二胺的氨基1當量而言，四羧酸二酐的酸酐基成為0.2當量~2當量的比例，更優選成為0.3當量~1.2當量的比例。
聚醯胺酸的合成中所使用的溶劑優選有機溶劑。此時的反應溫度優選為-20℃~150℃，更優選為0℃~100℃。而且，反應時間優選為0.1小時~24小時，更優選為0.5小時~12小時。
上述有機溶劑例如可列舉非質子性極性溶劑、酚及其衍生物、醇、酮、酯、醚、鹵代烴、烴等。
上述非質子性極性溶劑例如可列舉N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基脲、六甲基磷醯三胺等。
上述酚及其衍生物例如可列舉間甲酚、二甲苯酚、鹵代酚等。
上述醇例如可列舉甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、乙二醇單甲醚等。
上述酮例如可列舉丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、環己酮等。
上述酯例如可列舉乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯等。
上述醚例如可列舉二乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇異丙醚、乙二醇正丁醚、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、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、四氫呋喃等。
上述鹵代烴例如可列舉二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯等。
上述烴例如可列舉己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、二異戊基醚等。
於該些有機溶劑中，優選使用選自由非質子性極性 溶劑以及酚及其衍生物所構成的群組(第一群組的有機溶劑)的一種以上、或者選自上述第一群組的有機溶劑的一種以上與選自由醇、酮、酯、醚、鹵代烴及烴所構成的群組(第二群組的有機溶劑)的一種以上的混合物，更優選第一群組的有機溶劑，進一步更優選非質子性極性溶劑，特別優選N-甲基-2-吡咯烷酮。另外，於使用選自上述第一群組的有機溶劑的一種以上與選自由醇、酮、酯、醚、鹵代烴及烴所構成的群組(第二群組的有機溶劑)的一種以上的混合物的情況下，作為第二群組的有機溶劑的使用比例，相對於第一群組的有機溶劑及第二群組的有機溶劑的合計而言優選為50質量%以下，更優選為40質量%以下，進一步更優選為30質量%以下。
有機溶劑的使用量優選設為如下的量：四羧酸二酐及二胺的合計量相對於反應溶液的總量而言成為0.1質量%~50質量%的量。
如上所述而獲得使聚醯胺酸溶解而成的反應溶液。該反應溶液可直接用於液晶配向劑的調製，也可以使反應溶液中所含的聚醯胺酸離析後用於液晶配向劑的調製中。或者，也可以對進行了離析的聚醯胺酸進行純化後用於液晶配向劑的調製中。另外，聚醯胺酸的離析及純化可依照公知的方法而進行。
<醯亞胺化聚合物>
本發明中的醯亞胺化聚合物(聚醯亞胺)可以通過 對上述所合成的聚醯胺酸進行脫水閉環後進行醯亞胺化而獲得。在這種情況下，可以將聚醯胺酸溶解而成的上述反應溶液直接供至脫水閉環反應中，也可以對反應溶液中所含的聚醯胺酸進行離析後供至脫水閉環反應中。或者可以對進行了離析的聚醯胺酸進行純化後供至脫水閉環反應中。
本發明中的聚醯亞胺可以是作為其前驅體的聚醯胺酸所具有的醯胺酸結構全部脫水閉環而成的完全醯亞胺化物，亦可為醯胺酸結構的僅僅一部分脫水閉環、醯胺酸結構與醯亞胺環結構並存的部分醯亞胺化物。本發明中的聚醯亞胺的醯亞胺化率優選為30%以上，更優選為50%~99%，進一步更優選為65%~99%。該醯亞胺化率是以百分率表示醯亞胺環結構數相對於聚醯亞胺的醯胺酸結構數與醯亞胺環結構數的合計所占的比例。此處，醯亞胺環的一部分亦可為異醯亞胺環。
聚醯胺酸的脫水閉環優選通過如下方法而進行：對聚醯胺酸進行加熱的方法；或者將聚醯胺酸溶解於有機溶劑中，於該溶液中添加脫水劑及脫水閉環催化劑而視需要進行加熱的方法，更優選利用後者的方法。
於上述聚醯胺酸溶液中添加脫水劑及脫水閉環催化劑的方法中，脫水劑例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。作為脫水劑的使用量，相對於聚醯胺酸的醯胺酸結構1莫耳而言優選為0.01莫耳~20莫耳。脫水閉環催化劑例如可使用吡啶、三甲吡啶、二甲 吡啶、三乙胺等叔胺。
作為脫水閉環催化劑的使用量，相對於所使用的脫水劑1莫耳而言優選為0.01莫耳~10莫耳。作為脫水閉環反應中所使用的有機溶劑，可列舉作為聚醯胺酸的合成中所使用的有機溶劑而例示的有機溶劑。脫水閉環反應的反應溫度優選為0℃~180℃，更優選為10℃~150℃。反應時間優選為1.0小時~120小時，更優選為2.0小時~30小時。
如此進行而獲得含有聚醯亞胺的反應溶液。該反應溶液可將其直接供至液晶配向劑的調製，也可以自反應溶液中除去脫水劑及脫水閉環催化劑後而供至液晶配向劑的調製，也可以使聚醯亞胺離析後而供至液晶配向劑的調製，或者也可以對進行了離析的聚醯亞胺進行純化後供至液晶配向劑的調製。該些純化操作可依照公知的方法而進行。
<聚合物的溶液黏度>
作為如上所述而所得的本發明的聚酰胺酸或酰亚胺化聚合物(以下亦稱為特定聚合物)，於將其製成濃度為10質量%的溶液時，優選具有20 mPa．s~800 mPa．s的溶液黏度，更優選具有30 mPa．s~500 mPa．s的溶液黏度。此處，上述特定聚合物的溶液黏度(mPa．s)是对使用N-甲基-2-吡咯烷酮而調製的特定聚合物的濃度為10質量%的聚合物溶液，使用E型旋转黏度计而於25℃下测定的值。
另外，所述聚醯胺酸、聚醯亞胺的利用凝膠滲透色譜法(GPC)而測定的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)優選為1,000~500、000，特別優選為2,000~300,000，且Mw與利用凝膠滲透色譜法(GPC)而測定的聚苯乙烯換算數量平均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)優選為15以下，特別優選為10以下。通過使其為此種分子量範圍，可確保液晶顯示元件的良好的配向性及穩定性。
<其他任意成分>
本發明的液晶配向劑含有特定聚合物，亦可視需要而含有其他任意成分。其他任意成分例如可列舉有機溶劑、上述特定聚合物以外的其他聚合物、於分子內具有至少一個環氧基的化合物(以下稱為“環氧化合物”)、官能性矽烷化合物等。
[有機溶劑]
本發明的液晶配向劑通常使特定聚合物及視需要而任意調配的其他任意成分溶解、含有於有機溶劑中而構成。
本發明的液晶配向劑中所使用的有機溶劑例如可列舉N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、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、乙二醇異丙醚、乙二醇正丁醚(丁基溶 纖劑)、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、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二異丁酮、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、二異戊醚、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等。該些化合物中優選非質子性極性溶劑，更優選N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯，進一步更優選N-甲基-2-吡咯烷酮。有機溶劑可以單獨使用，或者將2種以上混合使用。
[其他聚合物]
上述其他聚合物可用以改善溶液特性及電氣特性。
其他聚合物是特定聚合物以外的聚合物，例如可列舉使不含式(1)所表示的化合物的二胺與四羧酸二酐反應而所得的聚醯胺酸及使芳香族四羧酸二酐與二胺反應而所得的聚醯胺酸(以下稱為“其他聚醯胺酸”)、使其他聚醯胺酸進行脫水閉環而所得的聚醯亞胺(以下稱為“其他聚醯亞胺”)、聚醯胺酸酯、聚酯、聚醯胺、聚矽氧烷、纖維素衍生物、聚甲醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基馬來醯亞胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等。
該些化合物中優選其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺，更優選其他聚醯胺酸。另外，用以合成其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺的四羧酸二酐及二胺可列舉用以合成上述特定聚合物的化合物等。
於將其他聚合物添加於液晶配向劑的情況時，作為 其調配比率，相對於液晶配向劑中所有聚合物量而言優選為50質量%以下，更優選為0.1質量%~40質量%，進一步更優選為0.1質量%~30質量%。
[環氧化合物]
環氧化合物可用以使液晶配向膜中的機械強度提高。由此可於摩擦處理時抑制膜的剝離等(可提高耐摩擦性)，進一步可抑制液晶顯示元件中的顯示不良。而且，環氧化合物可以提高液晶配向膜與基材的接著性為目的而使用。
上述環氧化合物優選乙二醇二縮水甘油醚(ethylene glycol diglycidyl ether)、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、N,N,N',N'-四縮水甘油基-間苯二甲胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基氨基甲基)環己烷、N,N,N',N'-四縮水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、N,N-二縮水甘油基-苯甲胺、N,N-二縮水甘油基-氨基甲基環己烷、及N,N-二縮水甘油基-環己胺。
於將該些環氧化合物添加於液晶配向劑中時，相對於液晶配向劑中所含的聚合物的合計100質量份而言，其調配比率優選為40質量份以下，更優選為0.1質量份~30質量份。
[官能性矽烷(silane)化合物]
上述官能性矽烷化合物例如可列舉3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、2-氨基丙基三甲氧基矽烷、2-氨基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基矽烷、N-三乙氧基矽烷基丙基三乙撐三胺、N-三甲氧基矽烷基丙基三乙撐三胺、10-三甲氧基矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、10-三乙氧基矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三甲氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三乙氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三甲氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬酸甲酯、9-三乙氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬酸甲酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基矽烷、縮水甘油氧基甲基三甲氧基矽烷、縮水甘油氧基甲基三乙氧基矽烷、2-縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷、2-縮水甘油氧基乙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等。
於將該些官能性矽烷化合物添加於液晶配向劑中時，相對於聚合物的合計100質量份而言，其調配比率 優選為2質量份以下，更優選為0.02質量份~0.2質量份。
<液晶配向劑的調製>
本發明的液晶配向劑可使特定聚合物及視需要而任意調配的其他添加劑溶解含有於上述有機溶劑中而調製。
該液晶配向劑中的固形物濃度(液晶配向劑中的除溶劑以外的成分的合計質量於液晶配向劑的總質量中所占的比例)可考慮粘性、揮發性等而適宜選擇，優選為1質量%~10質量%的範圍。亦即，如後所述那樣將本發明的液晶配向劑塗布於基板表面，並優選進行加熱，由此而形成作為液晶配向膜的塗膜或者成為液晶配向膜的塗膜，此時，於固形物濃度不足1質量%的情況時，塗膜的膜厚變得過小而難以獲得良好的液晶配向膜。另一方面，於固形物濃度超過10質量%的情況時，塗膜的膜厚變得過大而難以獲得良好的液晶配向膜，而且，液晶配向劑的粘性增大而存在塗布特性差的可能。
特別優選的固形物濃度的範圍因將液晶配向劑塗布於基板上時所使用的方法而異。例如，於利用旋塗法的情況時，特別優選固形物濃度為1.5質量%~4.5質量%的範圍。於利用印刷法的情況時，優選將固形物濃度設為3質量%~9質量%的範圍，由此而將溶液黏度設為12(mPa．s)~50(mPa．s)的範圍。於利用噴墨法的情況時，優選將固形物濃度設為1質量%~5質量% 的範圍，由此而將溶液黏度設為3(mPa．s)~15(mPa．s)的範圍。於調製本發明的液晶配向劑時的溫度優選為10℃~50℃，更優選為20℃~30℃。
<液晶配向膜及液晶顯示元件>
本發明的液晶配向膜由上述液晶配向劑而形成。而且，本發明的液晶顯示元件包含該液晶配向膜。該液晶配向膜可應用於IPS型或TN型、STN型等水平配向(horizontal alignment)型液晶顯示元件中，也可以應用於如VA型這樣的垂直配向型液晶顯示元件中，優選應用於水平配向型中，更優選應用於IPS型中。
以下，對本發明的液晶顯示元件的製造方法加以說明，且於該說明中對本發明的液晶配向膜的製造方法也加以說明。本發明的液晶顯示元件例如可通過以下的(1)~(3)的步驟而製造。步驟(1)於每種所期望的運行模式中使用不同的基板。步驟(2)及步驟(3)通用於各運行模式中。
[步驟(1)：塗膜的形成]
首先，在基板上塗布該液晶配向劑，其次對塗布面進行加熱而在基板上形成塗膜。
(1-1)製造TN型、STN型或VA型液晶顯示元件時：
將二枚設有圖案化的透明導電膜的基板設為一對，優選利用膠版印刷法、旋塗法、輥塗法或噴墨印刷法而將本發明的液晶配向劑分別塗布於其各透明性導 電膜形成面上，其次通過對各塗布面進行加熱(優選包含預熱(預焙)及煆燒(後烘)的二階段加熱)而形成塗膜。此處，基板例如可使用浮法玻璃、鈉玻璃等玻璃；包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚(脂環族烯烴)等塑膠的透明基板。作為於基板的一個面所設的透明導電膜，可使用包含氧化錫(SnO2)的NESA膜(美國PPG公司的註冊商標)、包含氧化銦-氧化錫(In2O3-SnO2)的ITO膜等，為了獲得圖案化的透明導電膜，例如可利用如下方法：於形成無圖案的透明導電膜以後，利用光蝕刻而形成圖案的方法；於形成透明導電膜時使用具有所期望的圖案的掩模的方法等。於塗布該液晶配向劑時，為了使基板表面及透明導電膜與塗膜的接著性變得更良好，亦可對基板表面中的需形成塗膜的面實施預先塗布官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等的預處理。
其次對該塗布液晶配向劑後的塗布面進行預熱(預焙)，進一步進行煆燒(後烘)，由此而形成塗膜。預焙條件例如是於40℃~120℃下進行0.1分鐘~5分鐘，後烘條件為在優選為120℃~300℃、更優選為150~250℃下，進行優選為5分鐘~200分鐘，更優選為10分鐘~100分鐘。所形成的塗膜的膜厚優選為0.001 μm~1 μm，更優選為0.005 μm~0.5 μm。
(1-2)製造IPS型液晶顯示元件時：
將本發明的液晶配向劑分別塗布於設有圖案化為 梳齒型的透明導電膜的基板的導電膜形成面上、與並未設有導電膜的對向基板的一個面上，其次對各塗布面進行加熱，由此而形成塗膜。關於此時所使用的基板及透明導電膜的材質、塗布方法、塗布後的加熱條件、透明導電膜的圖案化方法、基板的預處理以及所形成的塗膜的優選膜厚，與上述(1-1)相同。
另外，於上述(1-1)及(1-2)的任意情況下，均是將該液晶配向劑塗布於基板上，然後除去有機溶劑而形成成為液晶配向膜的塗膜。此時，本發明的液晶配向劑中所含有的聚合物為聚醯胺酸或者具有醯亞胺環結構與醯胺酸結構的醯亞胺化聚合物的情況時，亦可在塗膜形成後進一步進行加熱而進行脫水閉環反應，製成更進一步醯亞胺化的塗膜。
[步驟(2)：摩擦處理]
在製造TN型、STN型或IPS型液晶顯示元件的情況時，實施如下的摩擦處理：利用捲繞有布(所述布包含例如尼龍、人造絲、棉等纖維)的輥，於固定方向上對如上所述而形成的塗膜進行摩擦。由此而對塗膜賦予液晶分子的配向能力，從而成為液晶配向膜。
另外，亦可通過對上述液晶配向膜進行如下的處理而使液晶配向膜具有於每個區域中不同的液晶配向能力，從而改善由此而所得的液晶顯示元件的視野特性：通過對液晶配向膜的一部分照射紫外線而使液晶配向膜的一部分區域的預傾角變化的處理；或者於液晶配向 膜表面的一部分上形成抗蝕膜以後，於與先前的摩擦處理不同的方向上進行摩擦處理，然後除去抗蝕膜的處理。
另外，在製造VA型液晶顯示元件的情況時，可將如上所述而形成的塗膜直接用作液晶配向膜，亦可實施上述摩擦處理。
[步驟(3)：液晶單元的構築]
對於如上所述而形成有液晶配向膜的一對基板，以二枚基板的液晶配向膜的摩擦方向成為正交或反平行的方式介隔間隙(單元間隙)而對向配置，使用密封劑而貼合二枚基板的周邊部，於由基板表面及密封劑而劃分的單元間隙內注入填充液晶後，對注入孔進行密封而構成液晶單元。其次，將偏光板以其偏光方向與各基板上所形成的液晶配向膜的摩擦方向一致或正交的方式貼合於液晶單元的外表面上，由此可獲得該液晶顯示元件。
密封劑例如可使用含有硬化劑及作為間隔物的氧化鋁球的環氧樹脂等。
液晶可列舉向列型液晶及層列型液晶，其中優選向列型液晶，例如可使用席夫堿(schiff base)類液晶、氧化偶氮(azoxy)類液晶、聯苯類液晶、苯基環己烷類液晶、酯類液晶、三聯苯類液晶、聯苯基環己烷類液晶、嘧啶類液晶、二噁烷類液晶、雙環辛烷類液晶、立方烷類液晶等。而且，於該些液晶中例如可添加如下化 合物而使用：氯化膽甾醇、膽甾醇壬酸酯、膽甾醇碳酸酯等膽甾醇型液晶；作為商品名“C-15”、“CB-15”(默克公司製造)而市售的手性劑；對癸氧基苯亞甲基-對氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯等鐵電液晶等。
作為貼合於液晶單元的外表面的偏光板，例如可列舉以乙酸纖維素保護膜夾持被稱為“H膜”的偏光膜(所述H膜是一面使聚乙烯醇延伸配向一面吸收碘而成的偏光膜)而成的偏光板或包含H膜自身的偏光板。
本發明的液晶顯示元件可有效地適用於各種裝置中，例如可於時鐘、可擕式遊戲機、文字處理機、筆記本電腦、汽車導航系統、可攜式攝像機、個人數位助理(PDA)、數碼相機、手機、各種顯示器、液晶電視等的顯示裝置中使用。特別是該液晶顯示元件即使在高溫使用時亦顯示出高的電壓保持率，其電壓保持率的加熱劣化少，因此可適宜地用於如汽車導航用面板、智慧手機用面板等這樣的必需在較廣的溫度範圍內驅動的液晶顯示元件等中。
[實例]
以下，通過實例對本發明加以更具體的說明，但本發明並不受該些實例限制。另外，於下述的合成例中，4-氨基-N-(4-氨基-2-甲基苯基)苯甲醯胺及4-氨基-N-(4-氨基-2-甲氧基苯基)苯甲醯胺分別直接使用日本純良藥品的市售品“MDABAN”及“MODABAN”。而且，各合成例中的聚合物的溶液黏度均是使用E型旋轉黏度計而 於25℃下測定的值。
<聚醯胺酸的合成> [合成例1~合成例6]
於N-甲基-2-吡咯烷酮中，順次加入下述表1中所示的量的二胺及四羧酸二酐，製成單體濃度為15質量%的溶液。其後，於室溫下進行6小時的反應，分別獲得各含有聚醯胺酸((PA-1)、(PA-2)、(PAR-1)~(PAR-4))的溶液。少量分取各溶液，加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，製成聚醯胺酸濃度為10質量%的溶液。將測定該溶液黏度的結果一併示於下述表1中。
在表1中，二胺及四羧酸二酐的簡稱分別是以下的含義。
<二胺>
d-1：4-氨基-N-(4-氨基-2-甲基苯基)苯甲醯胺
d-2：4-氨基-N-(4-氨基-2-甲氧基苯基)苯甲醯胺
d-3：4,4-二氨基二苯基胺
d-4：二氨基二苯基醚
d-5：二氨基二苯基甲烷
d-6：4-氨基苯基-4'-胺基苯甲酸酯
<四羧酸二酐>
t-1：1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(CB)
<液晶配向劑的調製> [實例1~實例2及比較例1~比較例4]
於分別含有上述合成例中所得的各聚醯胺酸((PA-1)、(PA-2)、(PAR-1)~(PAR-4))的溶液中加入γ-丁內酯(BL)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)及丁基溶纖劑(BC)，進一步加入相對於聚合物的合計100質量份而言為2質量份的作為環氧化合物的N,N,N,N-四縮水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷，製成溶劑組成為BL：NMP：BC=30：50：20(質量比)、固形物濃度為6質量%的溶液。使用孔徑為1 μm的篩檢程式而對該溶液進行過濾，由此而調製各液晶配向劑。
<液晶單元(液晶顯示元件)的製造>
於單面具有鉻電極(所述鉻電極被設為梳齒狀)的厚度為1 mm的玻璃基板上，利用旋轉器而塗布各液晶配向劑，於80℃的熱板上進行1分鐘的預焙後，於230℃的熱板上進行10分鐘的後烘，形成膜厚約800 Å的塗 膜。使用具有輥(所述輥捲繞有尼龍制的布)的摩擦機，於輥的轉速為1,000 rpm、平臺的移動速度為25 mm/sec、毛壓入長度為0.4 mm的條件下對所形成的塗膜面進行摩擦處理，賦予液晶配向能力。進一步將該基板於超純水中進行1分鐘的超聲波清洗，於100℃的潔淨烘箱中進行10分鐘的乾燥，由此而製造於具有梳齒狀鉻電極的面上具有液晶配向膜的基板。將該具有液晶配向膜的基板作為“基板A”。
與此分開地，與上述同樣地於不具電極的厚度為1 mm的玻璃基板的一個面上形成各液晶配向劑的塗膜，進行摩擦處理後加以清洗、乾燥，製造於單面上具有液晶配向膜的基板。將該具有液晶配向膜的基板作為“基板B”。
其次，將放入有直徑為5.5 μm的氧化鋁球的環氧樹脂接著劑，塗布於基板的具有經摩擦處理的液晶配向膜的面的外緣後，以各液晶配向膜的摩擦方向成為反平行的方式而將2枚基板A、B介隔間隙而對向配置，使外緣部彼此抵接而進行壓接，使接著劑硬化。其次，自液晶注入口而於一對基板間填充向列型液晶(默克公司製造、MLC-2042)，然後用丙烯酸類光硬化接著劑而對液晶注入口進行密封，由此而製造IPS型液晶單元。
<評價>
對上述所製造的各液晶單元進行下述評價。
[電壓保持率(%)]
對於上述所製造的液晶單元，於100℃下施加1 V的電壓30秒，於100℃下以167 msec的幀週期測定解除施加後的電壓保持率(%)。將電壓保持率超過90%的情況評價為“良好(A)”，將超過80%、90%以下的情況評價為“稍好(B)”，將80%以下的情況評價為“不良(C)”。將評價結果示於表2中。
[熱可靠性(%)]
對於上述所製造的液晶單元，於100℃下以167 msec的幀(frame)週期測定電壓保持率，其後於100℃下施加30小時的熱應力後，再次於100℃下以167 msec的幀週期測定電壓保持率。將壓力施加前的電壓保持率(%)減去壓力施加後的電壓保持率(%)的值作為電壓保持率的加熱劣化相當部分，將其值不足3%的情況評價為熱可靠性“良好(A)”，將3%以上且不足8%的情況評價為“稍好(B)”，將8%以上的情況評價為“不良(C)”。將评价結果示於表2中。
可知包含使用實例1及實例2的液晶配向劑而製造 的液晶配向膜的液晶單元與比較例1~比較例4相比較而言電壓保持率高。而且，實例1及實例2的液晶單元的電壓保持率的加熱劣化小，且熱可靠性亦優異。
[產業上的可利用性]
本發明的液晶配向劑及液晶配向膜可提供即使在高溫使用時亦顯示出高的電壓保持率、且其電壓保持率的加熱劣化少的液晶顯示元件。因此，本發明的液晶顯示元件可以適宜地用作如汽車導航用面板、智慧手機用面板等這樣的必須在較廣的溫度範圍內驅動的液晶顯示元件等。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種液晶配向劑，其是含有選自由使四羧酸二酐與二胺反應而所得的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物所構成的群組的至少1種化合物的液晶配向劑，其特徵在於：上述四羧酸二酐包含具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐；以及且上述二胺包含下述式(1)所表示的化合物； 在式(1)中，X1及X3分別獨立為單鍵、氧原子或硫原子；X2及X4分別獨立為碳數為1~6的烷基；m及n分別獨立為0或1；其中，並不存在m及n雙方均成為0的情況。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中在上述式(1)中，m為1且n為0，或者m為0且n為1。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶配向劑，其中上述具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二 酐是選自由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、環己烷四羧酸二酐、及1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐所構成的群組中的至少1種化合物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶配向劑，其中上述具有脂肪族烴基或脂環族烴基的四羧酸二酐是選自由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、(1S,2S,4R,5R)-環己烷四羧酸二酐、(1R,2S,4S,5R)-環己烷四羧酸二酐、及2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐所構成的群組的至少1种化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶配向劑，其中上述四羧酸二酐進一步包含選自由苯均四酸二酐、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐所構成的群組的至少1種芳香族化合物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶配向劑，其中上述四羧酸二酐進一步包含苯均四酸二酐。
  7. 一種液晶配向膜，其中使用如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之液晶配向劑而形成。
  8. 一種液晶顯示元件，其中包含如申請專利範圍第7項所述的液晶配向膜。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102172129B1 (ko) * 2013-10-01 2020-10-30 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막 및 그것을 사용한 액정 표시 소자
KR102344228B1 (ko) * 2014-02-13 2021-12-27 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 신규 액정 배향제, 디아민, 및 폴리이미드 전구체
JP6686298B2 (ja) * 2014-08-25 2020-04-22 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6693676B2 (ja) * 2016-05-09 2020-05-13 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド及びポリイミドフィルム
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57128318A (en) * 1981-01-30 1982-08-09 Canon Inc Liquid crystal orientation method
JPH06175138A (ja) * 1992-12-02 1994-06-24 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 液晶配向剤
JP4256437B2 (ja) * 1996-03-14 2009-04-22 株式会社東芝 ポリイミド前駆体組成物、ポリイミド膜の形成方法、電子部品および液晶素子
WO2004053582A1 (ja) * 2002-12-09 2004-06-24 Hitachi Displays, Ltd. 液晶表示装置およびその製造方法
JP4864434B2 (ja) * 2005-11-29 2012-02-01 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 薄膜トランジスタ液晶表示装置用エッチング組成物
TWI422645B (zh) * 2007-03-30 2014-01-11 Nippon Steel & Sumikin Chem Co 聚醯亞胺膜
CN101885967B (zh) * 2009-05-15 2015-07-01 达兴材料股份有限公司 液晶配向液
JP5849391B2 (ja) * 2010-01-19 2016-01-27 Jsr株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子

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