TW202233727A - 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶顯示元件之製造方法及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種液晶配向劑,其特徵為含有下列(A)成分及(B)成分:
(A)成分:聚醯胺酸(A),係芳香族四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之100莫耳%的四羧酸衍生物成分與含有下式(d
AL)表示之二胺之二胺成分之反應產物,
(B)成分:聚醯胺酸(B),係選自由非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐構成之群組中之至少1種四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之5莫耳%以上之四羧酸衍生物成分與含有下式(d
AL)表示之二胺及下式(d
n)表示之二胺之二胺成分之反應產物。
Description
本發明係關於液晶配向劑、液晶配向膜、液晶顯示元件之製造方法及液晶顯示元件。
液晶電視、導航儀、智慧手機等中使用的液晶顯示元件,通常在元件內設有用以控制液晶之排列狀態的液晶配向膜。液晶配向膜具有在液晶顯示元件中將液晶分子之配向控制在一定方向的作用。例如:液晶顯示元件,具有以形成在一對基板各自之表面的液晶配向膜來夾持成為液晶層之液晶分子的結構。而液晶分子利用液晶配向膜而朝一定方向配向,並藉由對於設於基板與液晶配向膜之間之電極施加電壓而響應。其結果,液晶顯示元件能利用液晶分子之響應所為之配向變化而進行所望之圖像顯示。液晶配向膜迄今主要使用將以聚醯胺酸(聚醯胺酸)等聚醯亞胺前驅物、可溶性聚醯亞胺之溶液為主成分之液晶配向劑塗佈在玻璃基板等並煅燒成之聚醯亞胺系之液晶配向膜。
近年來,伴隨液晶顯示元件之高性能化,除了大畫面且高精細之液晶電視等用途,尚在車載用途,例如:車用導航系統、儀表板、監視用相機、醫療用相機之螢幕等使用液晶顯示元件,由於視野角特性之需求,已有人研究IPS(面內開關,In Plane Switching)方式、FFS(邊緣場開關,fringe field switching)方式等橫電場方式(專利文獻1、專利文獻2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開2019-082975號公報
[專利文獻2]國際公開2020-116585號公報
(發明欲解決之課題)
IPS驅動方式、FFS驅動方式之液晶顯示元件中使用的液晶配向膜,需要為了抑制因長期交流驅動產生之殘影(以下也稱為AC殘影)的配向規制力。上述急速地高精細化的液晶顯示元件中,高顯示品位被視為重要,對於稱為「殘影」之顯示不良之規格也變得日益嚴格。
又,上述用途中使用的液晶顯示元件中,考量視野角特性之需求,比起以往要求更低的預傾角。專利文獻1係從聚醯胺酸獲得聚醯亞胺後,使用含有該聚醯亞胺之液晶配向劑來製作液晶配向膜,但製備液晶配向劑時之步驟數多,故有成本高的缺點。
另一方面,專利文獻2記載了由含有2種聚醯胺酸之液晶配向劑獲得之液晶配向膜對於AC殘影之耐性高,但本案發明人研究後得知,該液晶配向膜對於預傾角的減低效果並不令人滿意。
本發明有鑑於上述,目的在於可獲得對於AC殘影之耐性優異且有低預傾角特性之液晶配向膜之成本性能優異之液晶配向劑、使用該液晶配向劑形成之液晶配向膜、及具有該液晶配向膜之液晶顯示元件。
(解決課題之方式)
本案發明人為了達成上述課題努力研究,結果發現藉由使用含有特定之聚合物成分之液晶配向劑來形成液晶配向膜,對於達成上述目的有效,乃完成本發明。
本發明係基於該知識見解,以下列事項為要旨。
一種液晶配向劑,其特徵為含有下列(A)成分及(B)成分:
(A)成分:聚醯胺酸(A),係芳香族四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之100莫耳%的四羧酸衍生物成分與含有下式(d
AL)表示之二胺之二胺成分之反應產物,
(B)成分:聚醯胺酸(B),係選自由非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐構成之群組中之至少1種四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之5莫耳%以上之四羧酸衍生物成分與含有下式(d
AL)表示之二胺及下式(d
n)表示之二胺之二胺成分之反應產物,
[化1]
式(d
AL)中,A表示具有基「*
11-(CH
2)
n-O-*
12」(*
11表示和氧原子鍵結之原子鍵或和構成苯環之碳原子鍵結之原子鍵,*
12表示原子鍵。n表示1~5之整數)之2價有機基。和NH
2基鍵結之上述苯環之任意氫原子也可被1價基取代。
[化2]
式(d
n)中,Y表示具有選自由含氮原子之雜環及基「*
21-NR-*
22」(*
21、及*
22表示和構成芳香族環之碳原子鍵結之原子鍵。惟該碳原子不和R所鍵結之氮原子形成環。R表示氫原子或1價有機基,上述1價有機基係以羰基碳以外之碳原子和氮原子鍵結)表示之胺基構成之群組中之含氮原子之結構之2價有機基。
(發明之效果)
依本發明之液晶配向劑,可得到能獲得對於AC殘影之耐性優異且有低預傾角特性之液晶配向膜的成本性能優異之液晶配向劑。又,具有使用該液晶配向劑形成之液晶配向膜之液晶顯示元件,視野角特性優異,有高顯示品位。
本發明之獲得上述效果之機轉並不一定明瞭,大致推測如下。亦即,針對液晶配向劑使用之聚合物成分,藉由使用2種聚醯胺酸且兩者之聚醯胺酸之原料成分使用具有特定之伸烷鏈長之二胺,會成為高直線性之聚合物,故據認為可展現對於AC殘影之耐性提高效果。
又,藉由使用2種不同的聚醯胺酸,2種聚醯胺酸會適度地相容,據認為可兼顧對於AC殘影之高耐性及低預傾角特性。
以下針對本揭示之液晶配向劑中含有的各成分、及視需要任意摻合之其他成分說明。
<聚醯胺酸(A)>
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(A)製造時使用的二胺成分,包括下式(d
AL)表示之二胺。式(d
AL)表示之二胺可單獨使用一種也可將二種以上組合使用。
[化3]
式(d
AL)中,A表示具有基「*
11-(CH
2)
n-O-*
12」(*
11表示和氧原子鍵結之原子鍵或和構成苯環之碳原子鍵結之原子鍵,*
12表示原子鍵。n表示1~5之整數。)之2價有機基。和NH
2基鍵結之上述苯環之任意氫原子也可被1價基取代。
上式(d
AL)中之A藉由為上述態樣,對於AC殘影之耐性提高,且使用2種聚醯胺酸時它們會適度地相容並獲得低預傾角特性。
考量獲得高液晶配向性之觀點,*
11宜為和氧原子鍵結之原子鍵較佳。
考量獲得低預傾角特性之觀點,基「*
11-(CH
2)
n-O-*
12」中之n為1~4之整數較理想,1~3之整數更佳,1~2之整數又更佳。
上式(d
AL)中之2個胺基,考量獲得高液晶配向性之觀點,相對於A為對位較佳。
上式(d
AL)中之A,考量良好地獲得本發明之效果之觀點,為碳數10以下之2價有機基較佳。
上式(d
AL)中,1價基可列舉鹵素原子、碳數1~10之烷基、碳數2~10之烯基、碳數1~10之烷氧基、碳數1~10之氟烷基、碳數2~10之氟烯基、碳數1~10之氟烷氧基、羧基、羥基、碳數1~10之烷氧基羰基、氰基、硝基等。
上式(d
AL-1)~(d
AL-2)及(d
AL-4)~(d
AL-5)中之n,考量獲得低預傾角特性之觀點,為1~4更佳,1~3更佳,1~2又更佳。
上式(d
AL-3)中之m、及n各自獨立地,考量獲得低預傾角特性之觀點,1~4更佳,1~3又更佳,1~2更理想。
上式(d
AL-6)中之n,宜為1~3,1~2更理想。上式(d
AL-6)中之m1、及m2各自獨立地為1~3更佳,1~2更理想。又,考量獲得低預傾角特性之觀點,m1、m2及n之合計為10以下較佳。
上式(d
AL-7)、及(d
AL-9)中之n,考量獲得低預傾角特性之觀點,1~3更佳,1~2又更佳。
上式(d
AL-8)中之n,為1~4更佳,1~3又更佳,1~2更理想。上式(d
AL-8)中之m1、及m2各自獨立地為1~4更佳,1~3又更佳,1~2更理想。又,考量獲得低預傾角特性之觀點,m1、m2及n之合計為10以下較佳。
上式(d
AL-1)~(d
AL-9)中之2個胺基,考量獲得高液晶配向性之觀點,相對於連結2個苯環之2價有機基為對位較佳。
上述聚醯胺酸(A)之構成成分中,上式(d
AL)表示之二胺之含量無特別限制,為聚醯胺酸(A)之製造中使用的全部二胺成分之10莫耳%以上較佳,20莫耳以上%更佳,50莫耳%以上更理想。併用後述其他二胺時,上式(d
AL)表示之二胺之含量為95莫耳%以下較佳,90莫耳%以下更佳,85莫耳%以下又更佳。
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(A)製造時使用的二胺成分,除了上述式(d
AL)表示之二胺,可更因應要求之液晶配向劑之特性而使用各種二胺(以下也稱為其他二胺)。上述其他二胺可使用下列各項。該二胺可單獨使用一種也可將二種以上組合使用。
上式(d
n)表示之二胺、下式(O)表示之二胺;4,4’-二胺基偶氮苯或二胺基二苯基乙炔等具有光配向性基之二胺;下式(h-1)~(h-5)表示之二胺等具有醯胺鍵或脲鍵之二胺;3,3’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、1,2-雙(4-胺基苯基)乙烷、1,2-雙(3-胺基苯基)乙烷、1,3-雙(4-胺基苯基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯基)丁烷、1,5-雙(4-胺基苯基)丁烷、1,5-雙(4-胺基苯基)戊烷、1,5-雙(3-胺基苯基)戊烷、1,6-雙(4-胺基苯基)己烷、1,6-雙(3-胺基苯基)己烷、4,4’-二胺基二苯基酮、1,4-雙(4-胺基苯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯基)苯、1,4-雙(4-胺基苄基)苯、下式(d
o)表示之二胺;2,4-二胺基苯酚、3,5-二胺基苯酚、3,5-二胺基苯甲醇、2,4-二胺基苯甲醇、4,6-二胺基間苯二酚;4,4’-二胺基-3,3’-二羥基聯苯、2,4-二胺基苯甲酸、2,5-二胺基苯甲酸、3,5-二胺基苯甲酸及下式(3b-1)~式(3b-4)表示之二胺等具有羧基之二胺;4-(2-(甲胺基)乙基)苯胺、4-(2-胺基乙基)苯胺、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-二氫茚-5-胺、1-(4-胺基苯基)-2,3-二氫-1,3,3-三甲基-1H-茚-6-胺;甲基丙烯酸2-(2,4-二胺基苯氧基)乙酯及2,4-二胺基-N,N-二烯丙基苯胺等末端具有光聚合性基之二胺;膽甾烷基氧基-3,5-二胺基苯、膽甾烯基氧基-3,5-二胺基苯、膽甾烷基氧基-2,4-二胺基苯、3,5-二胺基苯甲酸膽甾烷酯、3,5-二胺基苯甲酸膽甾烯酯、3,5-二胺基苯甲酸羊毛甾烷酯及3,6-雙(4-胺基苯甲醯氧基)膽甾烷等具有類固醇骨架之二胺;下式(V-1)~(V-6)表示之二胺;具有下式(5-1)~(5-9)等基「-N(D)-」(D表示因加熱而脫離並置換為氫原子之保護基,較佳為第三丁氧基羰基。)之二胺(惟不包括式(d
n)表示之二胺。);1,3-雙(3-胺基丙基)-四甲基二矽氧烷等具有矽氧烷鍵之二胺;間亞二甲苯二胺、1,3-丙烷二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-二胺基環己烷、4,4’-亞甲基雙(環己胺)、國際公開第2018/117239號記載之在式(Y-1)~(Y-167)中之任一者表示之基鍵結了2個胺基之二胺等。
[化5]
p為0或1之整數。Ar表示2價苯環、聯苯結構、或萘環。惟p為1時,Ar之至少一者表示聯苯結構、或萘環,上述情形中2個Ar中之一者為聯苯結構時,另一者表示聯苯結構、或萘環。2個Ar可相同也可不同,上述Ar中之環之任意氫原子也可被1價基取代。Q
2表示-(CH
2)
n-(n為2~18之整數。)、或該-(CH
2)
n-之-CH
2-之至少一部分被-O-、-C(=O)-及-O-C(=O)-中之任一者取代而得之基。又,1價基之具體例可列舉上式(d
AL)中之1價基例示之結構。
式(O)之例示如後述。
[化6]
[化7]
m有2個以上時,2個以上之m可各相同也可不同。苯環上之1個以上之氫原子也可被1價基取代。
針對式(d
0)之例示如後述。
[化8]
式(3b-1)中,A
1表示單鍵、-CH
2-、-C
2H
4-、-C(CH
3)
2-、-CF
2-、-C(CF
3)
2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH
3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH
3)-或-N(CH
3)CO-,m1及m2各自獨立地為0~4之整數,且m1+m2為1~4之整數。
式(3b-2)中,m3及m4各自獨立地為1~5之整數。
式(3b-3)中,A
2表示碳數1~5之直鏈或分支烷基,m5表示1~5之整數。
式(3b-4)中,A
3及A
4各自獨立地表示單鍵、-CH
2-、-C
2H
4-、-C(CH
3)
2-、-CF
2-、-C(CF
3)
2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH
3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH
3)-或-N(CH
3)CO-,m6為1~4之整數。
[化9]
式(V-1)~(V-6)中,X
v1~X
v4、及X
p1~X
p2各自獨立地表示-(CH
2)
a-(a為1~15之整數。)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH
3)-、-NH-、-O-、-CH
2O-、-CH
2OCO-、-COO-、或-OCO-,X
v5表示-O-、-CH
2O-、-CH
2OCO-、-COO-、或-OCO-。X
a表示單鍵、-O-、-NH-、或-O-(CH
2)
m-O-(m表示1~6之整數。),R
v1~R
v4、及R
1a~R
1b各自獨立地表示碳數1~20之烷基、碳數1~20之烷氧基或碳數2~20之烷氧基烷基。2個k可相同也可不同。
[化10]
式(5-1)~(5-9)中,Boc表示第三丁氧基羰基。
上式(d
o)之1價基之具體例,可列舉在上式(d
AL)之1價基例示之結構。
針對上式(d
o)表示之二胺,考量提高液晶配向性之觀點,宜為下式(d
o-1)~(d
o-6)表示之二胺、3,3’-二胺基二苯醚、3,4’-二胺基二苯醚及4,4’-二胺基二苯醚較佳。
[化11]
上式(O)表示之二胺中,苯環、聯苯結構、或萘環之任意氫原子也可被1價基取代。上述1價基之具體例可列舉在上式(d
AL)之1價基例示之結構等。
針對上式(O)表示之二胺,考量提高液晶配向性之觀點,宜為下式(o-1)~(o-8)表示之二胺較佳。
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(A)之製造使用的四羧酸衍生物成分中,芳香族四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之100莫耳%。
芳香族四羧酸二酐,係藉由將包括芳香環所鍵結之至少1個羧基在內的4個羧基進行分子內脫水以獲得之酸二酐。
上述芳香族四羧酸二酐較佳為下式(t
R)表示之四羧酸二酐。
[化14]
式中X
R係選自下式(X
R-1)~(X
R-2)之結構。
[化15]
式(X
R-1)~(X
R-2)中,j及k為0或1之整數,A
1及A
2各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-COO-、伸苯基、磺醯基、或醯胺基。多個A
2可各相同也可不同。*表示原子鍵。
考量提高液晶配向性之觀點,上述X
R為上述(X
R-3)~(X
R-10)較理想,(X
R-3)、(X
R-6)~(X
R-8)、及(X
R-10)更理想。
<聚醯胺酸(B)>
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(B)之製造使用的二胺成分,含有上式(d
AL)表示之二胺及上式(d
n)表示之二胺。上式(d
AL)表示之二胺及上式(d
n)表示之二胺可各單獨使用一種,也可將二種以上予以組合使用。
聚醯胺酸(B)之製造使用的上式(d
AL)表示之二胺之理想態樣,和聚醯胺酸(A)之製造使用的上式(d
AL)表示之二胺之理想態樣一樣。
上述聚醯胺酸(B)之構成成分中,上式(d
AL)表示之二胺之含量無特別限制,為聚醯胺酸(B)之合成中使用的全部二胺成分之5~80莫耳%較佳,10~70莫耳%更佳,40~60莫耳%更理想。
上式(d
n)中之含氮原子之雜環,例如:吡咯環、咪唑環、吡唑環、三唑環、吡啶環、嘧啶環、嗒𠯤環、吡𠯤環、吲哚環、苯并咪唑環、嘌呤環、喹啉環、異喹啉環、㖠啶環、喹㗁啉環、酞𠯤環、三𠯤環、咔唑環、吖啶環、哌啶環、哌𠯤環、吡咯啶環、六亞甲基亞胺環等。該等之中,吡啶環、嘧啶環、吡𠯤環、哌啶環、哌𠯤環、喹啉環、咔唑環或吖啶環較佳。
上式(d
n)中之R之1價有機基,例如:甲基、乙基、丙基等烷基;乙烯基等烯基;環己基等環烷基;苯基、甲基苯基等芳基、烷氧基(例如:甲氧基、乙氧基)等。R較佳為氫原子或甲基。
上式(d
n)表示之二胺之具體例,例如:2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、3,6-二胺基咔唑、N-甲基-3,6-二胺基咔唑、1,4-雙-(4-胺基苯基)-哌𠯤、3,6-二胺基吖啶、N-乙基-3,6-二胺基咔唑、N-苯基-3,6-二胺基咔唑、或下式(d
n-1)~(d
n-3)表示之二胺。
[化18]
式(d
n-1)中,m1、及m1’各自獨立地為1~2之整數。n1為1~3之整數。R
1和上述「*
21-NR-*
22」表示之胺基中之R為同義。
R
1、及m1’有多個存在時,多個R1、及m1’可相同也可不同。
式(d
n-2)中,X
2表示1價之含氮原子之雜環基,該1價之含氮原子之雜環基中,含氮原子之雜環之具體例可列舉在上式(d
n)之含氮原子之雜環例示之結構。
n1為1~2之整數,n2為符合n1+n2=2之整數。L
1、及L
2各自獨立地為單鍵、-CO-、碳數1~6之伸烷基、或在該伸烷基之碳-碳鍵間或末端插入了-O-或-CO-而成且係和氮原子以碳原子鍵結之2價有機基。R表示氫原子或甲基。
X
2 、L
2、及R有多個存在時,多個X
2 、L
2、及R可相同也可不同。
式(d
n-3)中,X
3表示具有含氮原子之雜環之2價基,該含氮原子之雜環之具體例可列舉在上式(d
n)之含氮原子之雜環例示之結構。
Ar
3表示2價芳香族環基、或2價飽和含氮原子之雜環基。2價芳香族環基中之芳香族環之具體例可列舉苯環、萘環、蒽環、吡啶環、嘧啶環、吡𠯤環、嗒[𠯤環、三𠯤環、吡咯環、咪唑環、吡唑環、喹啉環、異喹啉環、咔唑環、苯并咪唑環、吲哚環、喹㗁啉環、吖啶環。2價飽和含氮原子之雜環基中,飽和含氮原子之雜環之具體例可列舉哌啶環、哌𠯤環。芳香族環基、及飽和含氮原子之雜環基之任意氫原子也可被1價基取代。1價基可列舉在上式(d
AL)之1價基例示之結構等。
L
3表示單鍵、-(CH
2)
n-(n為1~6之整數。)、-NR’-、-(CH
2)
n-NR’-(n為1~6之整數。)、-O-、-NR’-CO-、-CO-NR’-、-O-CO-、或-CO-O-,R’表示氫原子、甲基、或第三丁氧基羰基。
m3、及m3’各自獨立地為0~2之整數且m3及m3’中之任一者為1以上之整數。
Ar
3及L
3有多個存在時,多個Ar
3及L
3可相同也可不同。
又,式(d
n-3)中之NH
2基皆和構成芳香族環之碳原子鍵結。
上式(d
n-1)~(d
n-3)表示之二胺之理想具體例可列舉下式(Dp-1)~(Dp-6)表示之二胺、下式(z-1)~式(z-14)表示之二胺。
上述聚醯胺酸(B)之構成成分中,上式(d
n)表示之二胺之含量無特別限制,為聚醯胺酸(B)之製造使用的全部二胺成分之20~95莫耳%較佳,30~90莫耳%更佳,40~60莫耳%更理想。
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(B)之製造使用的二胺成分,除了上述二胺,更可因應要求之液晶配向劑之特性,使用各種二胺(以下也稱為其他二胺(b))。
其他二胺(b),例如:上述聚醯胺酸(A)之製造使用的二胺例示之化合物。上述其他二胺(b)可各單獨使用一種,也可將二種以上組合使用。
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(B)之製造使用的四羧酸衍生物成分中,選自由非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐構成之群組中之至少1種四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之5莫耳%以上。
針對上述非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐之合計量,考量獲得本發明之效果之觀點,為聚醯胺酸(B)之製造使用的全部四羧酸衍生物成分之10莫耳%以上更佳,20莫耳%以上又更佳。
在此,非環族脂肪族四羧酸二酐係藉由將鏈狀烴結構所鍵結之4個羧基予以分子內脫水而獲得之酸二酐。惟無需僅由鏈狀烴結構構成,其一部分也可具有脂環族結構、芳香環結構。脂環族四羧酸二酐,係藉由將包括脂環族結構所鍵結之至少1個羧基在內的4個羧基予以分子內脫水而獲得之酸二酐。惟此等4個羧基皆未鍵結於芳香環。又,無需僅以脂環族結構構成,其一部分也可具有鏈狀烴結構、芳香環結構。上述非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐可單獨使用一種也可將二種以上組合使用。
藉由使用非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐,能夠獲得和聚醯胺酸(A)的組成不同的聚醯胺酸(B)。且本發明之液晶配向劑中藉由採用2種不同的聚醯胺酸,2種聚醯胺酸會適度地相容,據認為可兼顧對於AC殘影之高耐性及低預傾角特性。
針對上述(B)成分中之上述非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐,其中考量提高液晶配向性之效果高之觀點,宜為具有選自由環丁烷環結構、環戊烷環結構及環己烷環結構構成之群組中之至少一種次結構之四羧酸二酐較佳。
非環族脂肪族四羧酸二酐或脂環族四羧酸二酐較佳為下式(t)表示之四羧酸二酐。
式(X1-1)~(X1-4)中,R
1~R
21各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~6之烷基、碳數2~6之烯基、碳數2~6之炔基、含有氟原子之碳數1~6之1價有機基、或苯基。*表示原子鍵。考量提高液晶配向性之觀點,R
1~R
21為氫原子、鹵素原子、甲基、或乙基較理想,氫原子、或甲基更理想。
式(X1-1)之具體例可列舉下式(1-1)~(1-6)。考量提高液晶配向性之觀點,式(1-1)尤佳。*和上述為同義。
針對上式(t)中之X
1,考量提高液晶配向性之觀點,上式(X1-1)~(X1-10)、(X1-18)~(X1-23)較理想,上式(X1-1)~(X1-2)、(X1-5)、(X1-7)~(X1-10)、(X1-21)或(X1-23)更佳,上式(1-1)、(1-2)、(X1-2)或(X1-7)~(X1-10)更理想。
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(B)之製造使用的四羧酸衍生物成分,除了上述非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐,尚可因應要求之液晶配向劑之特性,使用芳香族四羧酸二酐或此等以外之四羧酸二酐(它們也總稱為其他四羧酸二酐(b))。聚醯胺酸(B)之製造中使用的芳香族四羧酸二酐之理想具體例,和上述聚醯胺酸(A)之製造使用的芳香族四羧酸二酐同樣。
本發明之液晶配向劑含有之聚醯胺酸(B)之製造使用的四羧酸衍生物成分,當含有其他四羧酸二酐(b)時,其他四羧酸二酐(b)之含量為聚醯胺酸(B)之製造使用的全部四羧酸衍生物成分之5~95莫耳%較佳,10~90莫耳%更佳,20~80莫耳%又更佳。又,於此情形,上述非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐之合計量為全部四羧酸衍生物成分之5~95莫耳%較佳,10~90莫耳%更佳,20~80莫耳%又更佳。
針對上述(A)成分及(B)成分之含有比例,考量獲得本發明之效果之觀點,(A)成分與(B)成分之含有比例,按[(A)成分]/[(B)成分]之質量比計,可為10/90~90/10,亦可為20/80~90/10,亦可為20/80~80/20。
<聚醯胺酸(A)、聚醯胺酸(B)之製造>
聚醯胺酸例如可依以下之方法製造。具體而言,可藉由將含有上述四羧酸二酐之四羧酸衍生物成分與含有上述二胺之二胺成分於有機溶劑存在下,在-20~150℃,較佳為在0~50℃,反應30分~24小時,較佳為1~12小時(縮聚)以合成。
上述反應使用之有機溶劑之具體例可列舉N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等。又,聚合物之溶劑溶解性高時,可使用甲乙酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、或下列式[D-1]~式[D-3]表示之溶劑。亦可將它們混合使用2種以上。
[化27]
式[D-1]中,D
1表示碳數1~3之烷基,式[D-2]中,D
2表示碳數1~3之烷基,式[D-3]中,D
3表示碳數1~4之烷基。
反應可於任意濃度進行,較佳為1~50質量%,更佳為5~30質量%。反應初期於高濃度進行,之後追加溶劑亦可。反應中,二胺成分之合計莫耳數與四羧酸成分之合計莫耳數之比為0.8~1.2較佳。和通常之縮聚反應同樣,此莫耳比越接近1.0則生成之聚醯胺酸之分子量越大。
上述反應獲得之聚醯胺酸,可藉由邊將反應溶液充分攪拌邊注入到不良溶劑,使聚醯胺酸析出而予以回收。又,可將析出進行數次,以不良溶劑洗淨後,於常溫乾燥或加熱乾燥,以獲得經精製之聚醯胺酸之粉末。不良溶劑不特別限定,可列舉水、甲醇、乙醇、己烷、丁基賽珞蘇、丙酮、甲苯等。
[封端劑]
本發明中,合成聚醯胺酸(A)及(B)時,可使用含有四羧酸二酐之四羧酸衍生物成分、二胺成分以及適當的封端劑,來合成末端密封型之聚合物。
封端劑,例如乙酸酐、馬來酸酐、奈地酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、環己烷二羧酸酐、3-羥基鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、3-(3-三甲氧基矽基)丙基)-3,4-二氫呋喃-2,5-二酮、4,5,6,7-四氟異苯并呋喃-1,3-二酮、4-乙炔基鄰苯二甲酸酐等酸一酐;二碳酸二第三丁酯、二碳酸二烯丙酯等二碳酸二酯化合物;丙烯醯氯、甲基丙烯醯氯、菸鹼醯氯等氯羰基化合物;苯胺、2-胺基苯酚、3-胺基苯酚、4-胺基水楊酸、5-胺基水楊酸、6-胺基水楊酸、2-胺基苯甲酸、3-胺基苯甲酸、4-胺基苯甲酸、環己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺等單胺化合物;異氰酸乙酯、異氰酸苯酯、異氰酸萘酯、2-丙烯醯氧基乙基異氰酸酯及2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯等具有不飽和鍵之異氰酸酯等單異氰酸酯化合物;異硫氰酸乙酯、異硫氰酸烯丙酯等異硫氰酸酯化合物等。
封端劑之使用比例,相對於使用之二胺成分與視需要使用之有機二醇成分之合計100莫耳份,設為20莫耳份以下較佳,10莫耳份以下更佳。
從聚醯胺酸之反應溶液回收生成之聚醯胺酸時,將反應溶液投入到溶劑並使其沉澱即可。沉澱使用之溶劑可列舉甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、己烷、丁基賽珞蘇、庚烷、甲乙酮、甲基異丁基酮、甲苯、苯、水等。將投入到溶劑並沉澱而得之聚醯胺酸予以過濾回收後,可於常壓或減壓下於常溫乾燥或加熱乾燥。又,若將沉澱回收之聚合物再溶於有機溶劑並再沉澱回收之操作重複2~10次,則能減少聚合物中之雜質。此時之溶劑例如:醇類、酮類或烴等,若使用該等之中選出之3種以上之溶劑,則精製之效率會更高,故為理想。
本發明使用之聚醯胺酸(A)、聚醯胺酸(B)之分子量,當考慮由其獲得之液晶配向膜之強度、膜形成時之作業性及塗膜性時,按GPC(Gel Permeation Chromatography)法測定之重量平均分子量為5,000~1,000,000較理想,更佳為10,000~150,000。
本發明之液晶配向劑亦可含有聚醯胺酸(A)及聚醯胺酸(B)以外之其他聚合物。若舉其他聚合物之具體例,可列舉選自由聚醯胺酸酯、聚醯亞胺、聚矽氧烷、聚酯、聚醯胺、聚脲、聚胺甲酸酯、聚有機矽氧烷、纖維素衍生物、聚縮醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-馬來酸酐)共聚物、聚(異丁烯-馬來酸酐)共聚物、聚(乙烯醚-馬來酸酐)共聚物、聚(苯乙烯-苯基馬來醯亞胺)衍生物、及聚(甲基)丙烯酸酯構成之群組中之聚合物等。聚(苯乙烯-馬來酸酐)共聚物之具體例可列舉SMA1000、2000、3000(Cray Valley公司製)、GSM301(岐阜GIFUSHELLAC公司製)等,聚(異丁烯-馬來酸酐)共聚物之具體例可列舉ISOBAM-600(可樂麗製),聚(乙烯醚-馬來酸酐)共聚物之具體例可列舉GANTREZ AN-139(甲基乙烯醚馬來酸酐樹脂、ISP JAPAN公司製)。
其他聚合物可單獨使用一種,也可將二種以上組合使用。其他聚合物之含有比例,相對於液晶配向劑中含有的聚合物之合計100質量份為90質量份以下較理想,10~90質量份更佳,20~80質量份更理想。
本發明之液晶配向劑,宜為上述聚醯胺酸(A)及聚醯胺酸(B)溶解或分散於有機溶劑中而成之液狀組成物較佳。具體而言,上述液晶配向劑含有之有機溶劑只要是聚醯胺酸會均勻溶解者即不特別限定,可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基乳醯胺、N,N-二甲基丙醯胺、四甲基尿素、N,N-二乙基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亞碸、γ-丁內酯、γ-戊內酯、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、甲乙酮、環己酮、環戊酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、N-(正丙基)-2-吡咯烷酮、N-異丙基-2-吡咯烷酮、N-(正丁基)-2-吡咯烷酮、N-(第三丁基)-2-吡咯烷酮、N-(正戊基)-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮、N-乙氧基乙基-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丁基-2-吡咯烷酮、N-環己基-2-吡咯烷酮(也將它們總稱為「良溶劑」)等。其中,N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺或γ-丁內酯為較佳。良溶劑之含量為液晶配向劑中含有的溶劑全體之20~99質量%較佳,20~90質量%更佳,尤其30~80質量%更佳。
又,液晶配向劑含有之有機溶劑,宜使用上述溶劑以外更併用了使液晶配向劑塗佈時之塗佈性、塗膜之表面平滑性提升之溶劑(亦稱為不良溶劑。)之混合溶劑較佳。併用之不良溶劑之具體例如下,但不限定於此等。不良溶劑之含量為液晶配向劑中含有的溶劑全體之1~80質量%較理想,10~80質量%更佳,20~70質量%尤佳。不良溶劑之種類及含量可因應液晶配向劑之塗佈裝置、塗佈條件、塗佈環境等適當選擇。
不良溶劑,例如:二異丙醚、二異丁醚、二異丁基甲醇(2,6-二甲基-4-庚醇)、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二丁醚、3-乙氧基丁基乙酸酯、1-甲基戊基乙酸酯、2-乙基丁基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、碳酸伸丙酯、碳酸伸乙酯、乙二醇單丁醚、乙二醇單異戊醚、乙二醇單己醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚、1-(2-丁氧基乙氧基)-2-丙醇、2-(2-丁氧基乙氧基)-1-丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單丙醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇單乙醚、乙酸環己酯、乙酸4-甲基-2-戊酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、乳酸正丁酯、乳酸異戊酯、二乙二醇單乙醚、二異丁基酮(2,6-二甲基-4-庚酮)等。
其中,二異丁基甲醇、丙二醇單丁醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、或二異丁基酮較佳。
良溶劑與不良溶劑之理想溶劑之組合,可列舉N-甲基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與乙二醇單丁醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與丙二醇單丁醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇單丁醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮、N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇二乙酸酯、N,N-二甲基乳醯胺與二異丁基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙基、N-乙基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙基、N-甲基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙基與二丙二醇單甲醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙基與丙二醇單丁醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙基與二乙二醇單丙醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙基與二乙二醇單丙醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚乙酸酯、N-乙基-2-吡咯烷酮與二丙二醇二甲醚、N,N-二甲基乳醯胺與乙二醇單丁醚、N,N-二甲基乳醯胺與丙二醇二乙酸酯、N-乙基-2-吡咯烷酮與二乙二醇二乙醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與二乙二醇單乙醚與丁基賽珞蘇乙酸酯、N-甲基-2-吡咯烷酮與二乙二醇單甲醚與丁基賽珞蘇乙酸酯、N,N-二甲基乳醯胺與二乙二醇二乙醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二乙二醇二乙醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與N-甲基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮、N-乙基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇單丁醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二異丁基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二丙二醇單甲醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇單丁醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇二乙酸酯、N-乙基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二丙二醇二甲醚、γ-丁內酯與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二異丁基酮、γ-丁內酯與4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇二乙酸酯、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與丙二醇單丁醚與二異丁基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與丙二醇單丁醚與二異丙醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與丙二醇單丁醚與二異丁基甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與二丙二醇二甲醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與丙二醇單丁醚與二丙二醇二甲醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇單丁醚與二丙二醇單甲醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與二乙二醇二乙醚與二丙二醇單甲醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇單丁醚與丙二醇二乙酸酯、N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇單丁醚與二異丁基酮、N-乙基-2-吡咯烷酮與γ-丁內酯與二異丁基酮、N-乙基-2-吡咯烷酮與N,N-二甲基乳醯胺與二異丁基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚與乙二醇單丁醚乙酸酯、γ-丁內酯與乙二醇單丁醚乙酸酯與二丙二醇二甲醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚乙酸酯與丙二醇二甲醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與乙酸4-甲基-2-戊基與乙二醇單丁醚、N-乙基-2-吡咯烷酮與乙酸環己基與二丙酮醇環己酮與丙二醇單甲醚、環戊酮與丙二醇單甲醚、N-甲基-2-吡咯烷酮與環己酮與丙二醇單甲醚等。
(液晶配向劑)
本發明之液晶配向劑,亦可追加地含有上述(A)成分、(B)成分、及有機溶劑以外之成分(以下亦稱為添加劑成分。)。此添加劑成分,例如:選自由具有選自環氧基、異氰酸酯基、氧雜環丁烷基、環碳酸酯基、封端異氰酸酯基、羥基及烷氧基中之至少1種取代基之交聯性化合物、及具有聚合性不飽和基之交聯性化合物構成之群組中之至少1種交聯性化合物、官能性矽烷化合物、金屬螯合物化合物、硬化促進劑、界面活性劑、抗氧化劑、增感劑、防腐劑、用以調整樹脂膜之介電常數、電阻之化合物等。
針對用以調整上述樹脂膜之介電常數、電阻之化合物可列舉3-吡啶甲基胺等具有含氮原子之芳香族雜環之單胺。使用具有含氮原子之芳香族雜環之單胺時,其含量相對於液晶配向劑中含有的聚合物成分100質量份為0.1~30質量份較佳,更佳為0.1~20質量份。
官能性矽烷化合物之理想具體例可列舉3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基二乙氧基甲基矽烷、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺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、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、參(3-三甲氧基矽基丙基)異氰尿酸酯、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等。使用官能性矽烷化合物時,其含量相對於液晶配向劑中含有的聚合物成分100質量份為0.1~30質量份較佳,更佳為0.1~20質量份。
液晶配向劑中之固體成分濃度(液晶配向劑之溶劑以外之成分之合計質量佔液晶配向劑之全部質量之比例),可考量黏性、揮發性等而適當選擇,較佳為1~10質量%之範圍。
尤其理想之固體成分濃度之範圍,取決於在基板塗佈液晶配向劑時使用之方法而異。例如使用旋塗法時,固體成分濃度為1.5~4.5質量%之範圍尤佳。利用印刷法時,固體成分濃度為3~9質量%之範圍且因而溶液黏度為12~50mPa・s之範圍尤佳。利用噴墨法時,固體成分濃度為1~5質量%之範圍且因而溶液黏度為3~15mPa・s之範圍尤佳。製備聚合物組成物時之溫度較佳為10~50℃,更佳為20~30℃。
上述說明之液晶配向劑可有效地採用於各種技術用途,例如可採用於液晶配向膜(相位差薄膜用之液晶配向膜、掃描天線、液晶陣列天線用之液晶配向膜或透過散射型之液晶調光元件用之液晶配向膜)、保護膜(例:彩色濾光片用之保護膜)、間隔件膜、層間絕緣膜、抗反射膜、配線被覆膜、抗靜電薄膜、電動機絕緣膜(可撓性顯示器之閘絕緣膜)等。
[液晶配向膜及液晶顯示元件]
藉由使用上述液晶配向劑,可製造液晶配向膜。又,本發明之液晶顯示元件具備使用上述液晶配向劑形成之液晶配向膜。本發明之液晶顯示元件之動作模式無特別限制,可採用例如TN型、STN(Super Twisted Nematic)型、垂直配向型(包括VA-MVA型、VA-PVA型等。)、面內開關型(IPS型、FFS型)、光學補償彎曲型(OCB型)等各種動作模式。
本發明之液晶顯示元件之製造方法例如包括以下之步驟(1)~(3)。
本發明之液晶顯示元件,可依例如包括以下之步驟(1)~(4)之方法、包括步驟(1)~(2)及(4)之方法、包括步驟(1)~(3)、(4-2)及(4-4)之方法、或包括步驟(1)~(3)、(4-3)及(4-4)之方法製造。
<步驟(1):將液晶配向劑塗佈在基板上之步驟>
步驟(1)係將本發明之液晶配向劑塗佈在基板上之步驟。步驟(1)之具體例如下。
在設有經圖案化之透明導電膜之基板之一面利用例如輥塗佈法、旋塗法、印刷法、噴墨法等適當塗佈方法塗佈本發明之液晶配向劑。在此,基板只要是透明性高之基板即不特別限定,也可將玻璃基板、氮化矽基板和壓克力基板、聚碳酸酯基板等塑膠基板等一起使用。又,反射型之液晶顯示元件若僅是單側基板,則亦可使用矽晶圓等不透明物,此時之電極亦可使用鋁等會反射光之材料。又,在製造IPS型或FFS型之液晶顯示元件時,係使用設有由圖案化為梳齒型之透明導電膜或金屬膜構成之電極之基板、與未設電極之對向基板。
將液晶配向劑塗佈在基板並成膜之方法,可列舉網版印刷、平版印刷、柔版印刷、噴墨法、或噴塗法等。其中,利用噴墨法所為之塗佈、成膜法較佳。
<步驟(2):將已塗佈之液晶配向劑煅燒並獲得膜之步驟>
步驟(2),係將已塗佈在基板上之液晶配向劑進行煅燒並形成膜之步驟。步驟(2)之具體例如下。
步驟(1)將液晶配向劑塗佈在基板上後,可利用熱板、熱循環型烘箱或IR(紅外線)型烘箱等加熱手段使溶劑蒸發,或進行聚醯胺酸或聚醯胺酸酯之熱醯亞胺化。本發明之液晶配向劑塗佈後之乾燥、煅燒步驟,可選擇任意之溫度及時間,也可進行多次。煅燒液晶配向劑之溶劑之溫度,可於例如40~180℃進行。考量縮短處理之觀點,亦可於40~150℃進行。煅燒時間不特別限定,例如1~10分或1~5分。進行聚醯胺酸之熱醯亞胺化時,可於上述步驟之後,例如在150~300℃、或150~250℃之溫度範圍追加煅燒之步驟。煅燒時間不特別限定,例如5~40分、或5~30分之煅燒時間。
煅燒後之膜狀物之膜厚若過薄,則液晶顯示元件之可靠性有時會降低,5~300nm較理想,10~200nm更理想。
<步驟(3):對於步驟(2)獲得之膜進行配向處理之步驟>
步驟(3),係視情形對於步驟(2)獲得之膜進行配向處理之步驟。亦即於IPS方式或FFS方式等水平配向型之液晶顯示元件,對於該塗膜進行配向能力賦予處理。另一方面,在VA方式或PSA模式等垂直配向型之液晶顯示元件,可直接將形成之塗膜作為液晶配向膜使用,但也可對於該塗膜實施配向能力賦予處理。液晶配向膜之配向處理方法例如摩擦處理法、光配向處理法。光配向處理法可列舉對於上述膜狀物之表面照射偏向為一定方向之放射線,視情形較佳為於150~250℃之溫度進行加熱處理,並賦予液晶配向性(亦稱為液晶配向能力)之方法。放射線可使用具有100~800nm之波長之紫外線或可見光線。其中,較佳為波長100~400nm,更佳為200~400nm之紫外線。
上述放射線之照射量為1~10,000mJ/cm
2較佳。其中,100~5,000mJ/cm
2為較佳。又,照射放射線時,為了改善液晶配向性,也可邊將具有上述膜狀物之基板於50~250℃加熱邊照射。依此方式製作之上述液晶配向膜,能使液晶分子沿一定的方向安定地配向。
又,也可對於按上述方法照射了偏光的放射線的液晶配向膜,使用水、溶劑進行接觸處理、或將已照射放射線之液晶配向膜進行加熱處理。
上述接觸處理使用之溶劑只要是會溶解因放射線之照射而從膜狀物生成之分解物之溶劑即無特殊限制。具體例可列舉水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲乙酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基賽珞蘇、乳酸乙酯、乳酸甲酯、二丙酮醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙基、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸環己酯等。溶劑可為1種也可將2種以上組合。
對於上述已照射放射線之塗膜加熱處理之溫度為50~300℃更佳,120~250℃又更佳。加熱處理之時間各為1~30分較佳。
<步驟(4):製作液晶胞之步驟>
步驟(4)中,準備2片如上述形成了液晶配向膜之基板,並在對向配置之2片基板間配置液晶。具體而言,可列舉以下2個方法。
第一方法,係首先,以各自的液晶配向膜面對的方式,隔著間隙(晶胞隙)將2片基板予以對向配置。然後,將2片基板的周邊部使用密封劑予以貼合,對於由基板表面及密封劑區隔出的晶胞隙內注入填充液晶組成物而和膜面接觸後,將注入孔予以密封。
又,第二方法,係稱為ODF(One Drop Fill)方式之方法。在已形成液晶配向膜之2片基板中之其中之一之基板上之預定處,塗佈例如紫外光硬化性密封劑,再於液晶配向膜面上之預定之數處滴加液晶組成物。之後,以液晶配向膜面對的方式,貼合另一基板而將液晶組成物推開在基板之全面而使其和膜面接觸。然後,對於基板之全面照射紫外光而使密封劑硬化。在利用任一方法時,皆更加熱直到使用之液晶組成物成為採等向相之溫度後,緩慢冷卻到室溫,以去除液晶填充時之流動配向較理想。
又,對於塗膜進行摩擦處理時,係將2片基板以各塗膜之摩擦方向成為互相成預定角度,例如成直交或逆平行的方式對向配置。
密封劑,例如可使用含有作為硬化劑及間隔件之氧化鋁球的環氧樹脂等。
上述液晶組成物無特殊限制,可使用含有至少一種液晶化合物(液晶分子)且介電常數異向性為正或負之各種液晶組成物。又,以下將介電常數異向性為正之液晶組成物亦稱為正型液晶,介電常數異向性為負之液晶組成物亦稱為負型液晶。
上述液晶組成物中也可含有具有氟原子、羥基、胺基、含氟原子之基(例如:三氟甲基)、氰基、烷基、烷氧基、烯基、異硫氰酸酯基、雜環、環烷、環烯、類固醇骨架、苯環、或萘環之液晶化合物,也可含有分子內具有2個以上之展現液晶性之剛直部位(液晶原骨架)之化合物(例如:剛直的二個聯苯結構、或聯三苯結構以烷基連結成之雙液晶原化合物)。液晶組成物亦可為呈向列相之液晶組成物、呈層列相之液晶組成物、或膽固醇相之液晶組成物,其中呈向列相之液晶組成物較佳。
又,上述液晶組成物中,考量使液晶配向性更好的觀點,也可更添加添加物。如此的添加物,可列舉:具有下列聚合性基之化合物等光聚合性單體;光學活性的化合物(例:默克(股)公司製之S-811等);抗氧化劑;紫外線吸收劑;色素;消泡劑;聚合起始劑;或聚合抑制劑等。
正型液晶,例如默克公司製之ZLI-2293、ZLI-4792、MLC-2003、MLC-2041、MLC-3019、或MLC-7081等。
負型液晶,例如默克公司製之MLC-6608、MLC-6609、MLC-6610、或MLC-7026-100等。
又,後述PSA型液晶顯示元件中使用的液晶組成物,可列舉默克公司製之MLC-3023作為含有聚合性化合物之液晶。
本發明之液晶配向劑,考量良好地獲得本發明之效果之觀點,使用正型液晶較佳。
本發明之液晶配向劑,也宜使用於在具備電極之一對基板之間具有液晶層,在一對基板之間配置包括會因活性能量射線及熱中之至少一者而聚合之聚合性化合物的液晶組成物,經過邊對於電極間施加電壓邊利用活性能量射線之照射及加熱中之至少一者使聚合性化合物聚合之步驟而製造之液晶顯示元件(PSA型液晶顯示元件)。
本發明之液晶配向劑,也宜使用於在具備電極之一對基板之間具有液晶層,在一對基板之間配置含有因活性能量射線及熱中之至少一者而聚合之聚合性基的液晶配向膜,經過對於電極間施加電壓之步驟而製造之液晶顯示元件(SC-PVA模式型液晶顯示元件)。
<步驟(4-2):PSA型液晶顯示元件的情形>
步驟(4-2)中,除了注入或滴加含有聚合性化合物之液晶組成物以外,和上述(4)同樣。聚合性化合物,例如分子內具有1個以上之丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基等聚合性不飽和基之聚合性化合物。
<步驟(4-3):SC-PVA模式型液晶顯示元件的情形>
步驟(4-3)亦可和上述(4)同樣進行後,採用經過後述照射紫外線步驟而製造液晶顯示元件之方法。若依此方法,則會和製造上述PSA型液晶顯示元件時同樣,以少光照射量獲得響應速度優異之液晶顯示元件。具有聚合性基之化合物,可為分子內具有1個以上之具有上述聚合性不飽和基之化合物,其含量相對於全部聚合物成分100質量份為0.1~30質量份較佳,更佳為1~20質量份。又,液晶配向劑使用之聚合物亦可擁有上述聚合性基,如此的聚合物,例如使用含有末端具有上述光聚合性基之二胺之二胺成分反應而獲得之聚合物。
<步驟(4-4):照射紫外線之步驟>
步驟(4-4)中,在對於上述(4-2)或(4-3)獲得之一對基板具有之導電膜間施加電壓之狀態對於液晶胞照光。在此施加之電壓可為例如5~50V之直流或交流電壓。又,照射之光,例如可使用含有波長150~800nm之光之紫外線及可見光線,但含有波長300~400nm之光之紫外線為較佳。照射光之光源,可使用例如低壓水銀燈、高壓水銀燈、氘燈、金屬鹵化物燈、氬氣共振燈、氙燈、準分子雷射等。光之照射量較佳為1,000~200,000J/m
2,更佳為1,000~100,000J/m
2。
並且,視需要可藉由於液晶胞之外側表面貼合偏光板以獲得液晶顯示元件。貼合在液晶胞外表面的偏光板,可列舉:以乙酸纖維素保護膜夾持邊將聚乙烯醇延伸配向邊使其吸收碘而得之稱為「H膜」之偏光薄膜而成的偏光板或H膜本身構成的偏光板。
並且,視需要可藉由於液晶胞之外側表面貼合偏光板以獲得液晶顯示元件。貼合在液晶胞外表面的偏光板,可列舉:以乙酸纖維素保護膜夾持邊將聚乙烯醇延伸配向邊使其吸收碘而得之稱為「H膜」之偏光薄膜而成的偏光板或H膜本身構成的偏光板。
係IPS模式使用之梳齒電極基板的IPS基板,具有:基材;形成於基材上且配置成梳齒狀之多個線狀電極;及在基材上以被覆線狀電極之方式形成之液晶配向膜。
又,係FFS模式使用之梳齒電極基板的FFS基板,具有:基材;形成於基材上之面電極;形成於面電極上之絕緣膜;形成在絕緣膜上且配置成梳齒狀之多個線狀電極;及在絕緣膜上以被覆線狀電極之方式形成之液晶配向膜。
圖1係顯示本發明之橫電場液晶顯示元件之一例之概略剖面圖,為IPS模式液晶顯示元件之例。
圖1例示之橫電場液晶顯示元件1中,在具備液晶配向膜2c之梳齒電極基板2與具備液晶配向膜4a之對向基板4之間,夾持液晶3。梳齒電極基板2,具有:基材2a;形成在基材2a上且配置成梳齒狀之多個線狀電極2b;及在基材2a上以被覆線狀電極2b之方式形成之液晶配向膜2c。對向基板4,具有:基材4b;及形成在基材4b上之液晶配向膜4a。液晶配向膜2c,例如:本發明之液晶配向膜。液晶配向膜4c也同樣為本發明之液晶配向膜。
此橫電場液晶顯示元件1中,若對線狀電極2b施加電壓,則會如電力線L所示,在線狀電極2b間產生電場。
圖2顯示本發明之橫電場液晶顯示元件之另一例之概略剖面圖,為FFS模式液晶顯示元件之例。
圖2例示之橫電場液晶顯示元件1中,在具備液晶配向膜2h之梳齒電極基板2與具備液晶配向膜4a之對向基板4之間,夾持液晶3。梳齒電極基板2,具有:基材2d;形成在基材2d上之面電極2e;形成在面電極2e上之絕緣膜2f;形成在絕緣膜2f上且配置成梳齒狀之多個線狀電極2g;在絕緣膜2f上以被覆線狀電極2g之方式形成之液晶配向膜2h。對向基板4,具有:基材4b;及形成在基材4b上之液晶配向膜4a。液晶配向膜2h,例如:本發明之液晶配向膜。液晶配向膜4a也同樣為本發明之液晶配向膜。
此橫電場液晶顯示元件1中,若對於面電極2e及線狀電極2g施加電壓,則會如電力線L所示,在面電極2e及線狀電極2g間產生電場。
本發明之液晶配向膜除了上述用途之液晶配向膜以外,也可採用於各種用途,例如可作為相位差薄膜用之液晶配向膜、掃描天線、液晶陣列天線用之液晶配向膜或透過散射型之液晶調光元件用之液晶配向膜使用。進而,也可使用於液晶配向膜以外之用途,例如:保護膜(例:彩色濾光片用之保護膜)、間隔件膜、層間絕緣膜、抗反射膜、配線被覆膜、抗靜電薄膜、電動機絕緣膜(可撓性顯示器之閘絕緣膜)。
本發明之液晶顯示元件可有效地採用於各種裝置,例如:鐘錶、可攜式遊戲機、文字處理機、筆記型個人電腦、導航系統、攝影機、PDA、數位相機、行動電話、智慧手機、各種螢幕、液晶電視、資訊顯示器等各種顯示裝置。
[實施例]
以下針對本發明舉實施例等具體說明,但本發明不受限於該等實施例。又,化合物、溶劑之簡稱如下所示。
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
BCS:丁基賽珞蘇
CA-1~CA-4:各為下列結構式之化合物
DA-1~DA-6:各為下列結構式之化合物
AD-1:3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷
AD-2:下列結構式之化合物
[化29]
[化30]
[化31]
<聚合物之合成>
(合成例1)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.93g(12.0mmol)之DA-2及1.19g(3.0mmol)之DA-3,加入30.2g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.11g(14.3mmol)之CA-1,再加入22.8g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液A-1。
(合成例2)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取3.44g(12.0mmol)之DA-1及1.19g(3.0mmol)之DA-3,加入33.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.11g(14.3mmol)之CA-1,再加入22.8g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液A-2。
(合成例3)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取4.30g(15.0mmol)之DA-1,添加31.5g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.11g(14.3mmol)之CA-1,再添加22.8g之NMP,於氮氣環境下,於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液A-3。
(合成例4)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.15g(7.5mmol)之DA-1、1.10g(4.5mmol)之DA-2及1.19g(3.0mmol)之DA-3,加入32.5g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.11g(14.3mmol)之CA-1,再添加22.8g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液A-4。
(合成例5)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取3.66g(15.0mmol)之DA-2,添加26.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.11g(14.3mmol)之CA-1,再添加22.8g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液A-5。
(合成例6)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.81g(11.5mmol)之DA-2及2.29g(11.5mmol)之DA-4,添加28.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加0.95g(4.8mmol)之CA-2,再添加5.4g之NMP,於氮氣環境下於23℃攪拌30分鐘。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加4.32g(17.3mmol)之CA-3,再添加24.5g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液B-1。
(合成例7)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.44g(10.0mmol)之DA-2及1.99g(10.0mmol)之DA-4,加入25.1g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.75g(15.0mmol)之CA-3,再添加21.3g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌2小時。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加1.25g(4.3mmol)之CA-4,再添加7.1g之NMP,於氮氣環境下,於70℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液B-2。
(合成例8)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.86g(10.0mmol)之DA-1及1.99g(10.0mmol)之DA-4,添加27.5g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.75g(15.0mmol)之CA-3,再添加21.3g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌2小時。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加1.25g(4.3mmol)之CA-4,再添加7.1g之NMP,於氮氣環境下於70℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液B-3。
(合成例9)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取3.67g(18.4mmol)之DA-4及0.91g(4.6mmol)之DA-5,加入25.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加0.91g(4.6mmol)之CA-2,再加入5.4g之NMP,於氮氣環境下於23℃攪拌30分鐘。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加4.32g(17.3mmol)之CA-3,再添加24.5g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液C-1。
(合成例10)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.29g(11.5mmol)之DA-4及2.28g(11.5mmol)之DA-5,加入25.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加0.95g(4.8mmol)之CA-2,再添加5.4g之NMP,於氮氣環境下於23℃攪拌30分鐘。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加4.32g(17.3mmol)之CA-3,再添加24.5g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液C-2。
(合成例11)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.29g(11.5mmol)之DA-4及1.75g(11.5mmol)之DA-6,添加22.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加0.95g(4.8mmol)之CA-2,再添加5.4g之NMP,於氮氣環境下於23℃攪拌30分鐘。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加4.32g(17.3mmol)之CA-3,再添加24.5g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液C-3。
(合成例12)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取2.29g(11.5mmol)之DA-4及1.75g(11.5mmol)之DA-6,加入22.9g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加2.07g(10.6mmol)之CA-2,再添加11.8g之NMP,於氮氣環境下於23℃攪拌30分鐘。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加2.87g(11.5mmol)之CA-3,再添加16.2g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液C-4。
(合成例13)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取3.19g(16.0mmol)之DA-4及0.79g(4.0mmol)之DA-5,加入22.6g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加2.50g(10.0mmol)之CA-3,再添加14.2g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌2小時。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加2.71g(9.2mmol)之CA-4,再添加15.4g之NMP,於氮氣環境下於70℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液C-5。
(合成例14)
於附有攪拌裝置及氮氣導入管之100mL之茄形燒瓶中量取1.99g(10.0mmol)之DA-4及1.98g(10.0mmol)之DA-5,加入22.5g之NMP,邊吹入氮氣邊攪拌使其溶解。邊將此二胺溶液於水冷下攪拌邊添加3.75g(15.0mmol)CA-3,再添加21.3g之NMP,於氮氣環境下於50℃攪拌2小時。之後邊將此溶液於水冷下攪拌邊添加1.24g(4.2mmol)CA-4,再添加7.0g之NMP,於氮氣環境下於70℃攪拌12小時,獲得含有聚醯胺酸之聚合物溶液C-6。
合成例1~14使用之二胺成分、及四羧酸成分之種類及量匯整於表1。
<液晶配向劑之製備>
(實施例1)
使用前述聚合物溶液A-1及前述聚合物溶液B-1,以2種聚合物之質量比成為30:70之方式,混合聚合物溶液A-1(7.5g)及聚合物溶液B-1(14.0g)。對此混合液邊攪拌邊添加NMP(12.1g)、BCS(12.5g)、含有1質量%之AD-1之NMP溶液(3.0g)、及含有10質量%之AD-2之NMP溶液(0.9g),再於室溫攪拌2小時,以獲得本發明之液晶配向劑AL-1。
(實施例2~5、及比較例1~10)
按下列之表2所示之組成,實施和前述實施例1同樣的操作,獲得本發明之實施例2~5之液晶配向劑AL-2~AL-5及比較例1~10之液晶配向劑AL-C1~AL-C10。
<液晶胞之製作>
使用前述獲得之液晶配向劑製作以下所示之FFS驅動液晶胞。
[FFS驅動液晶胞之構成]
FFS模式用之液晶胞中,係將表面形成由面形狀之共通電極-絕緣層-梳齒形狀之畫素電極構成之FOP(Finger on Plate)電極層之第1玻璃基板,及表面具備高度4μm之柱狀間隔件且背面形成了用於抗靜電之ITO膜之第2玻璃基板作為一組。上述畫素電極,具有中央部分以內角160°彎曲之寬3μm之電極要素隔6μm之間隔而成平行之方式排列多個的梳齒形狀,1個畫素以連結多個電極要素之折曲之線為交界,具有第1區及第2區。又,在第1玻璃基板形成之液晶配向膜,係以等分畫素折曲部之內角之方向與液晶之配向方向成直交的方式配向處理,在第2玻璃基板形成之液晶配向膜,係以製作液晶胞時第1玻璃基板上之液晶之配向方向與第2玻璃基板上之液晶之配向方向成一致的方式配向處理。
[液晶胞之製作程序]
在上述一組之玻璃基板之各表面以旋塗塗佈經孔徑1.0μm之濾器過濾之液晶配向劑,於80℃之熱板上乾燥2分鐘。之後於230℃之熱風循環式烘箱進行30分鐘煅燒,獲得附膜厚100nm之液晶配向膜之基板。將此附液晶配向膜之基板表面以縲縈布(吉川化工公司製,YA-20R)進行摩擦處理(輥直徑:120mm、輥轉速:1000rpm、移動速度:20mm/sec、推入長:0.4mm)後,於純水中進行1分鐘超音波照射並進行洗淨,以吹送空氣去除水滴後,於80℃進行15分鐘乾燥,獲得附液晶配向膜之基板。
然後在上述一組之附液晶配向膜之基板之其中一液晶配向膜面上散布粒徑4μm之球狀間隔件後,保留液晶注入口而在周圍印刷密封劑(三井化學公司製XN-1500T),並貼合另一基板使液晶配向膜面彼此面對且各摩擦方向成逆平行。之後,於150℃進行60分鐘加熱處理,使密封劑硬化而製成空胞。對此空胞以減壓注入法注入液晶MLC-3019(默克公司製,正型液晶),將注入口密封,獲得FFS驅動液晶胞。之後將獲得之液晶胞於120℃進行1小時,放置一晩後,實施各種評價。
<液晶胞之特性評價>
依下列方式評價前述製作之液晶胞之特性。
[視野角特性]
液晶胞之預傾角係使用SHINTECH公司製之「OPTIPRO-micro」測定。視野角特性,係預傾角之值越小則可說越良好。具體而言,預傾角為2.0度以下時評為「○」,大於2.0度則評為「×」。
[利用長期交流驅動之殘影特性]
對於上述製作之FFS驅動液晶胞,於照度15000nit之背光點燈下,以頻率60Hz施加±7V之交流電壓120小時。之後,使液晶胞之畫素電極與對向電極之間成為短路狀態,以此狀態於室溫放置一日。針對經上述處理之液晶胞,以角度算出在無施加電壓狀態下,畫素之第1區之液晶之配向方向與第2區之液晶之配向方向間的偏離。
具體而言,在配置為偏光軸成直交的方式之2片偏光板之間設置液晶胞,將背光點燈,調整液晶胞之配置角度,使畫素之第1區之透射光強度成為最小,再求以畫素之第2區之透射光強度成為最小之方式旋轉液晶胞時所需之旋轉角度Δ。針對利用長期交流驅動之殘影特性,若此旋轉角度Δ之值越小則可說越良好。具體而言,旋轉角度Δ為0.05度以下時評為「○」,大於0.05度時評為「×」。
<評價結果>
使用了上述實施例及比較例之各液晶配向劑之液晶胞之評價結果示於表3。
使用了本發明之液晶配向劑之液晶顯示元件,可說預傾角小且殘影特性良好。
1:橫電場液晶顯示元件
2:梳齒電極基板
2a:基材
2b:線狀電極
2c:液晶配向膜
2d:基材
2e:面電極
2f:絕緣膜
2g:線狀電極
2h:液晶配向膜
3:液晶
4:對向基板
4a:液晶配向膜
4b:基材
L:電力線
圖1顯示本發明之橫電場液晶顯示元件之一例之概略剖面圖。
圖2顯示本發明之橫電場液晶顯示元件之另一例之概略剖面圖。
1:橫電場液晶顯示元件
2:梳齒電極基板
2a:基材
2b:線狀電極
2c:液晶配向膜
3:液晶
4:對向基板
4a:液晶配向膜
4b:基材
L:電力線
Claims (11)
- 一種液晶配向劑,其特徵為含有下列(A)成分及(B)成分: (A)成分:聚醯胺酸(A),係芳香族四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之100莫耳%的四羧酸衍生物成分與含有下式(d AL)表示之二胺之二胺成分之反應產物, (B)成分:聚醯胺酸(B),係選自由非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐構成之群組中之至少1種四羧酸二酐之含量為全部四羧酸衍生物成分之5莫耳%以上之四羧酸衍生物成分與含有下式(d AL)表示之二胺及下式(d n)表示之二胺之二胺成分之反應產物, 式(d AL)中,A表示具有基「* 11-(CH 2) n-O-* 12」(* 11表示和氧原子鍵結之原子鍵或和構成苯環之碳原子鍵結之原子鍵,* 12表示原子鍵;n表示1~5之整數)之2價有機基;和NH 2基鍵結之上述苯環之任意氫原子也可被1價基取代, 式(d n)中,Y表示具有選自由含氮原子之雜環及基「* 21-NR-* 22」(* 21、及* 22表示和構成芳香族環之碳原子鍵結之原子鍵,惟該碳原子不和R所鍵結之氮原子形成環;R表示氫原子或1價有機基,上述1價有機基以羰基碳以外之碳原子和氮原子鍵結)表示之胺基構成之群組中之含氮原子之結構之2價有機基。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,該聚醯胺酸(A)之構成成分中,上式(d AL)表示之二胺之含量為該聚醯胺酸(A)之製造中使用的全部二胺成分之10莫耳%以上。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,該聚醯胺酸(B)之構成成分中,上式(d AL)表示之二胺之含量為該聚醯胺酸(B)之製造中使用的全部二胺成分之5~80莫耳%。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,該聚醯胺酸(B)之構成成分中,上式(d n)表示之二胺之含量為該聚醯胺酸(B)之製造中使用的全部二胺成分之20~95莫耳%。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,上式(d n)表示之二胺係選自由2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、3,6-二胺基咔唑、N-甲基-3,6-二胺基咔唑、1,4-雙-(4-胺基苯基)-哌𠯤、3,6-二胺基吖啶、N-乙基-3,6-二胺基咔唑、N-苯基-3,6-二胺基咔唑、及下式(d n-1)~(d n-3)表示之二胺構成之群組中之至少1種之二胺, 式(d n-1)中,m1、及m1’各自獨立地為1~2之整數;n1為1~3之整數;R 1和上述「* 21-NR-* 22」表示之胺基中之R為同義; R 1、及m1’有多個存在時,多個R 1、及m1’可相同也可不同; 式(d n-2)中,X 2表示1價之含氮原子之雜環基;n1為1~2之整數,n2為符合n1+n2=2之整數;L 1、及L 2各自獨立地表示單鍵、-CO-、碳數1~6之伸烷基、或在該碳數1~6之伸烷基之碳-碳鍵間或末端插入了-O-或-CO-而成且係和氮原子以碳原子鍵結之2價有機基;R表示氫原子或甲基; X 2 、L 2、及R有多個存在時,多個X 2 、L 2、及R可相同也可不同; 式(d n-3)中,X 3表示具有含氮原子之雜環之2價基;Ar 3表示2價芳香族環基、或2價飽和含氮原子之雜環基;芳香族環基、及飽和含氮原子之雜環基之任意氫原子也可被1價基取代; L 3表示單鍵、-(CH 2) n-(n為1~6之整數)、-NR’-、-(CH 2) n-NR’-(n為1~6之整數)、-O-、-NR’-CO-、-CO-NR’-、-O-CO-、或-CO-O-,R’表示氫原子、甲基、或第三丁氧基羰基; m3、及m3’各自獨立地表示0~2之整數,且m3及m3’中任一者為1以上之整數; Ar 3及L 3有多個存在時,多個Ar 3及L 3可相同也可不同。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,該(B)成分中之上述非環族脂肪族四羧酸二酐及脂環族四羧酸二酐,係具有選自由環丁烷環結構、環戊烷環結構及環己烷環結構構成之群組中之至少一種次結構之四羧酸二酐。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,該(A)成分及(B)成分之含有比例,按[(A)成分]/[(B)成分]之質量比計,為10/90~90/10。
- 一種液晶配向膜,係使用如請求項1至8中任一項之液晶配向劑形成。
- 一種液晶顯示元件,具備如請求項9之液晶配向膜。
- 一種液晶顯示元件之製造方法,包括下列步驟(1)~(3): 步驟(1):將如請求項1至8中任一項之液晶配向劑塗佈在基板上, 步驟(2):將已塗佈之該液晶配向劑進行煅燒並獲得膜, 步驟(3):對於步驟(2)獲得之該膜進行配向處理。
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