TWI468813B - 液晶配向劑及液晶顯示元件 - Google Patents
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Description
本發明係關於液晶配向劑和液晶顯示元件。更具體地說,關於特別適用於形成橫電場方式液晶顯示元件的液晶配向膜的液晶配向劑,以及殘像性能、餘像性能優良、並且能夠實現高品質顯示的橫電場式液晶顯示元件。
僅僅在相對設置的一對基板的一側形成電極、在與基板平行的方向上產生電場的橫電場式液晶顯示元件,已知與在二片基板上形成電極並在與基板垂直方向上產生電場的老式縱電場式液晶顯示元件相比,具有更廣的視角性能,並且能夠實現更高品質的顯示。這種橫電場式液晶顯示元件在例如專利文獻1和2以及非專利文獻1中有記載。橫電場式液晶顯示元件,由於液晶分子僅在與基板平行的方向上發生電場響應,因而不會產生液晶分子長軸方向上的折射率發生變化的問題,即使在變換視角時,觀察者能夠辨別的對比度和顯示色深淺的變化也較小,因此不管視角如何,都能實現高品質的顯示。由於為了獲得這種有益效果,入射偏光的入射角的依賴性小是很有利的,因而在橫電場式液晶顯示元件中,期望在沒有施加電場時的初期配向性能中的預傾角小。
不過,在橫電場式液晶顯示元件中,會出現殘像、餘像問題的情況,需要這方面的改進。對此,在專利文獻3中,提出了通過使用由含高比率芳香族結構的聚合物構成的液晶配向膜,來改善殘像性能、餘像性能的方法。但是,若使用含高比率芳香族結構的液晶配向膜,則不可避免會增大預傾角,由此將降低橫電場式顯示元件的如上所述的有益效果。
在橫電場式液晶顯示元件中,能夠形成可充分顯示出上述有益效果,並能顯示改善的殘像性能、餘像性能的液晶配向膜的液晶配向劑還是未知的,故迫切需要提供這種液晶配向劑。
【專利文獻1】美國專利US005928733A
【專利文獻2】日本特開昭56-91277號公報
【專利文獻3】日本特開2008-15497號公報
【專利文獻4】日本特開平6-222366號公報
【專利文獻5】日本特開平6-281937號公報
【專利文獻6】日本特開平5-107544號公報
【非專利文獻1】"Liq. Cryst.",Vol. 22,p379(1996年)
本發明是鑒於上述情況而作出的,其目的是提供能夠形成使橫電場式液晶顯示元件中可實現兼具廣視角性能和高品質顯示與良好的殘像性能和餘像性能的液晶配向膜的液晶配向劑。
本發明的另一目的是提供兼具廣視角性能和高品質顯示與良好的殘像性能和餘像性能的橫電場式液晶顯示元件。
本發明的其他目的和優點,可由以下的說明獲悉。
根據本發明,本發明的上述目的和優點,第一,由一種液晶配向劑達成,其包括選自於使四羧酸二酐與含有下述式(A)表示的結構和具有兩個胺基的化合物之二胺進行反應所製得的聚醯胺酸,和將該聚醯胺酸脫水閉環而得到的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物,
(式(A)中,“*”表示為連結鍵)。
本發明的上述目的和優點,第二,由具有由上述液晶配向劑形成的液晶配向膜的橫電場式液晶顯示元件達成。
本發明的液晶配向劑,當用於橫電場式液晶顯示元件時,能夠形成可實現兼具廣視角性能和高品質顯示與良好的殘像性能和餘像性能的液晶配向膜。因此,具有由這種液晶配向劑形成的液晶配向膜的本發明橫電場式液晶顯示元件,兼具廣視角性能和高品質顯示與良好的殘像性能和餘像性能,可適合作為各種液晶顯示元件,例如鐘錶、可擕式遊戲機、文字處理器、筆記本型個人電腦、汽車導航儀、攝影機、PDA、數位照相機、行動電話、各種監視器、液晶電視機等的顯示裝置中所用的液晶顯示元件使用。
本發明的液晶配向劑包括選自於使四羧酸二酐與含有上述式(A)表示的結構和具有兩個胺基的化合物之二胺進行反應所製得的聚醯胺酸,和將該聚醯胺酸脫水閉環而得到的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物。
<聚醯胺酸>
本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸,可以由四羧酸二酐與含有上述式(A)表示的結構和具有兩個胺基的化合物之二胺反應而製得。
[四羧酸二酐]
作為用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的四羧酸二酐,可以列舉脂環式四羧酸二酐、脂肪族四羧酸二酐和芳香族四羧酸二酐。
作為上述脂環式四羧酸二酐的具體例子,可以列舉例如1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二酐、順式-3,7-二丁基環辛-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、3,5,6-羰基-2-羧基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、雙環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氫呋喃-2’,5’-二酮)、下述式(T-I)或(T-II)表示的化合物等;
(式(T-I)和(T-II)中,R1
和R3
各自為具有芳香環的2價有機基團,R2
和R4
各自為氫原子或烷基,存在的多個R2
和R4
各自可以相同,也可以不同)。
作為上述脂肪族四羧酸二酐的具體例子,可以列舉例如丁烷四羧酸二酐等。
作為上述芳香族四羧酸二酐的具體例子,可以列舉例如苯均四酸二酐、4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二甲基二苯基矽烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基矽烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基碸二酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐、3,3’,4,4’-全氟異亞丙基二鄰苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、二(鄰苯二甲酸)苯膦氧化物二酐、對伸苯基-二(三苯基鄰苯二甲酸)二酐、間伸苯基-二(三苯基鄰苯二甲酸)二酐、二(三苯基鄰苯二甲酸)-4,4’-二苯醚二酐、二(三苯基鄰苯二甲酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、丙二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、2,2-二(4-羥苯基)丙烷-二(脫水偏苯三酸酯)等。
這些四羧酸二酐可以一種單獨或兩種以上組合使用。
用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的四羧酸二酐,較佳為含有選自於脂環式四羧酸二酐和芳香族四羧酸二酐中的苯均四酸二酐及4,4’-二鄰苯二甲酸二酐構成的群組中的至少一種(以下稱為“特定四羧酸二酐”)的四羧酸二酐。
作為特定四羧酸二酐,較佳為選自於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、5-(2,5-二氧代四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、順式-3,7-二丁基環辛-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、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-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、雙環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氫呋喃-2’,5’-二酮)、上述式(T-I)表示的化合物中的下述式(T-1)~(T-3)各自表示的化合物、上述式(T-II)表示的化合物中的下述式(T-4)表示的化合物、苯均四酸二酐和4,4’-二鄰苯二甲酸二酐構成的群組中的至少一種,
特別較佳為選自於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、苯均四酸二酐和4,4’-二鄰苯二甲酸二酐構成的群組中的至少一種。
用於合成本發明液晶配向劑中所含的聚醯胺酸的四羧酸二酐,較佳係相對於全部四羧酸二酐,含有60莫耳%以上,更佳係含有80莫耳%以上如上所述的特定四羧酸二酐。
[二胺]
用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的二胺,是含有上述式(A)表示的結構和具有兩個胺基的化合物(以下稱為“化合物(A)”)的二胺。作為這種化合物(A),可以列舉例如下述式(A-1)表示的化合物,
(式(A-1)中,U各自為亞甲基、碳原子數為2~6的伸烷基、伸苯基、伸萘基、伸環己基、伸嘧啶基或伸三基,n為1~5的整數,存在的多個U各自可以相同,也可以不同)。
作為上述式(A-1)中的U的具體例子,可以列舉例如1,3-亞丙基、1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、萘-1,5-二基、嘧啶-2,5-二基、三-2,4-二基等。
作為上述式(A-1)表示的化合物的具體例子,可以列舉N,N’-二(3-胺基丙基)呱、N,N’-二(4-胺基環己烷基)呱、N,N’-二(4-胺基苯基)呱等,它們當中,較佳係N,N’-二(4-胺基苯基)呱。
作為用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的二胺,可以僅單獨使用化合物(A),也可以將化合物(A)與其他二胺組合使用。
作為本發明中可以使用的其他二胺,可以列舉例如對苯二胺、間苯二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基硫醚、4,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、4,4’-二胺基二苯醚、1,5-二胺基萘、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、5-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿、6-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿、3,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯酮、3,4’-二胺基二苯酮、4,4’-二胺基二苯酮、2,2-二[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-二[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-二(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-二[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-二(4-胺基苯氧基)苯、1,3-二(4-胺基苯氧基)苯、1,3-二(3-胺基苯氧基)苯、9,9-二(4-胺基苯基)-10-氫蒽、2,7-二胺基茀、9,9-二(4-胺基苯基)茀、4,4’-亞甲基-二(2-氯苯胺)、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-(對伸苯基二異亞丙基)二苯胺、4,4’-(間伸苯基二異亞丙基)二苯胺、2,2’-二[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-二胺基-2,2’-二(三氟甲基)聯苯、4,4’-二[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟聯苯、二(4-胺基苯基)聯苯胺、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺、下述式(D-1)和(D-2)各自表示的化合物等芳香族二胺,
(式(D-1)中的y為2~12的整數,式(D-2)中的z為1~5的整數);1,1-間苯二甲胺、1,3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環戊二烯二胺、三環[6.2.1.02,7
]十一伸烷基二甲基二胺、4,4’-亞甲基二(環己胺)、1,3-二(胺基甲基)環己烷等脂肪族或脂環式二胺;2,3-二胺基吡啶、2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、5,6-二胺基-2,3-二氰基吡、5,6-二胺基-2,4-二羥基嘧啶、2,4-二胺基-6-二甲胺基-1,3,5-三、1,4-二(3-胺基丙基)呱、2,4-二胺基-6-異丙氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-甲氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-甲基-s-三、2,4-二胺基-1,3,5-三、4,6-二胺基-2-乙烯基-s-三、2,4-二胺基-5-苯基噻唑、2,6-二胺基嘌呤、5,6-二胺基-1,3-二甲基尿嘧啶、3,5-二胺基-1,2,4-三唑、6,9-二胺基-2-乙氧基吖啶乳酸酯、3,8-二胺基-6-苯基菲啶、1,4-二胺基呱、3,6-二胺基吖啶、二(4-胺基苯基)苯基胺、1-(3,5-二胺基苯基)-3-癸基琥珀醯胺、1-(3,5-二胺基苯基)-3-十八烷基琥珀醯胺、下述式(D-I)表示的化合物等分子內具有2個一級胺基以及該一級胺基以外的氮原子的二胺,
(式(D-I)中,X各自為具有選自於吡啶、嘧啶、三以及呱啶構成的群組中的含氮原子環狀結構的2價有機基團,R5
為2價的有機基團,R6
各自為碳原子數為1~4的烷基,a各自為0~3的整數,存在的多個X各自可以相同,也可以不同,當R6
存在多個時,它們各自可以相同,也可以不同);下述式(D-II)表示的化合物等二胺基有機矽氧烷等,
(式(D-II)中,R7
各自為碳原子數為1~12的烴基,存在的多個R7
各自可以相同,也可以不同,p各自為1~3的整數,q為1~20的整數)。
這些二胺可以單獨或兩種以上組合使用。
上述芳香族二胺的苯環亦可為一個或兩個以上的碳原子數為1~4的烷基(較佳為甲基)所取代。上述式(D-I)中的R6
各自較佳為甲基,a各自較佳為0或1,更佳為0。
作為這些二胺中較佳的二胺,分別可以列舉上述芳香族二胺中的對苯二胺、4,4’-二胺基二苯甲烷、4,4’-二胺基二苯硫醚、1,5-二胺基萘、2,7-二胺基茀、4,4’-二胺基二苯基醚、2,2-二[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-二(4-胺基苯基)茀、2,2-二[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-二(4-胺基苯基)六氟丙烷、4,4’-(對伸苯基二異亞丙基)二苯胺、4,4’-(間伸苯基二異亞丙基)二苯胺、1,4-二(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-二(4-胺基苯氧基)聯苯、2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、3,6-二胺基吖啶、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺或者上述式(D-1)或(D-2)表示的化合物;上述脂環族二胺中的1,4-環己烷二胺或4,4’-亞甲基二(環己胺);上述式(D-I)表示的化合物中的下述式(D-3)表示的化合物;
上述式(D-II)表示的化合物中的1,3-二(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷。
用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的二胺,較佳係相對於全部二胺含有1莫耳%以上,更佳係含有10莫耳%以上,尤佳係含有10~80莫耳%,特佳係含有15~50莫耳%化合物(A)。
用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的二胺,較佳係除了化合物(A)以外還含有芳香族二胺,更佳係除了化合物(A)和芳香族二胺以外進一步含有上述式(D-II)表示的化合物。
當用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的二胺含有芳香族二胺時,作為其使用比率,較佳為20~99莫耳%,更佳為50~90莫耳%,進一步較佳為50~85莫耳%。
當用於合成本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸的二胺含有上述式(D-II)表示的化合物時,作為其使用比率,較佳為0.1~10莫耳%,更佳為1~8莫耳%,進一步較佳為3~7莫耳%。
[聚醯胺酸的合成]
本發明液晶配向劑中的聚醯胺酸,可以通過使四羧酸二酐與含有化合物(A)的二胺反應而製得。
供給聚醯胺酸合成反應的四羧酸二酐與二胺的使用比率,較佳係相對於二胺的1當量胺基,使四羧酸二酐的酸酐基為0.2~2當量的比率,更佳係使其為0.7~1.2當量的比率。
聚醯胺酸的合成反應,較佳係在有機溶劑中,較佳係於-20~150℃、更佳係於0~100℃的溫度條件下,較佳係進行1~72小時,更佳係進行3~48小時。這裏,作為有機溶劑,只要是能夠溶解生成的聚醯胺酸的溶劑,則對其沒有特別的限制,可以例示例如N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙醯胺等醯胺化合物、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基脲、六甲基磷醯三胺等非質子性化合物;間甲基酚、二甲苯酚、苯酚、鹵代苯酚等酚性化合物等。有機溶劑的用量(α:當有機溶劑與下述的不良溶劑倂用時,是指它們的合計量),通常,較佳為使四羧酸二酐和二胺的總量(β)相對於反應溶液的總量(α+β)為0.1~30重量%的量。
上述有機溶劑中,在不使生成的聚醯胺酸析出的範圍內,還可以倂用通常認為是聚醯胺酸的不良溶劑的醇類、酮類、酯類、醚類、鹵代烴類、烴類等。作為這種不良溶劑的具體例子,可以列舉例如甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三甘醇、乙二醇單甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、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、乙二醇異丙醚、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、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單甲醚乙酸酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、四氫呋喃、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、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、二異丁基酮、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、二異戊醚等。
當將有機溶劑與如上所述的不良溶劑倂用時,不良溶劑的用量,可以在不使生成的聚醯胺酸析出的範圍內適當地設定,較佳係相對於溶劑的總量為30重量%以下,更佳為20重量%以下。
如上所述,得到溶解了聚醯胺酸的反應溶液。該反應溶液,可以將其直接供給液晶配向劑的調製,也可以將反應溶液中所含的聚醯胺酸分離出來後供給液晶配向劑的調製,或者也可以將分離出的聚醯胺酸精製後再供給液晶配向劑的調製。聚醯胺酸的分離,可以通過將上述反應溶液投入到大量的不良溶劑中,得到析出物,再在減壓下乾燥該析出物的方法,或者將反應溶液用蒸發器減壓餾出的方法而進行。另外,通過使該聚醯胺酸再次溶解於有機溶劑中,然後用不良溶劑使其析出的方法,或者進行一次或幾次用蒸發器減壓餾出的步驟的方法,可以精製聚醯胺酸。
<聚醯亞胺>
本發明液晶配向劑中的聚醯亞胺,可以通過將如上所述的聚醯胺酸脫水閉環醯亞胺化而製得。
本發明液晶配向劑中所含的聚醯亞胺,可以是其先質聚醯胺酸所具有的醯胺酸結構全部脫水閉環的完全醯亞胺化物,也可以是僅一部分醯胺酸結構脫水閉環的、醯胺酸結構與醯亞胺環結構並存的部分醯亞胺化物。
本發明液晶配向劑中所含的聚醯亞胺,其醯亞胺化率較佳為40%以上,更佳為50~90%。通過使用醯亞胺化率為40%以上的聚醯亞胺,可以獲得能夠形成殘像消除時間更短的液晶配向膜的液晶配向劑。
上述醯亞胺化率,是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數量,醯亞胺環結構數所占的比率用百分率表示的值。此時,醯亞胺環的一部分還可以是異醯亞胺環。醯亞胺化率可以通過將聚醯亞胺溶於適當的氘代溶劑(例如氘代二甲基亞碸)中,以四甲基矽烷為基準物質,在室溫(例如25℃)下測定1
H-NMR,由測定結果按照下述公式(i)求出。
醯亞胺化率(%)=(1-A1
/A2
×α)×100 (i)
(公式(i)中,A1
為化學位移10ppm附近出現的源於NH基質子的峰面積,A2
為源於其他質子的峰面積,α為相對於聚醯亞胺的先質(聚醯胺酸)中的1個NH基的其他質子的個數比率)。
聚醯胺酸的脫水閉環,較佳係(i)通過加熱聚醯胺酸的方法,或者(ii)通過將聚醯胺酸溶於有機溶劑中,向該溶液中加入脫水劑和脫水閉環催化劑並根據需要加熱的方法進行。
上述(i)的加熱聚醯胺酸的方法中的反應溫度,較佳為50~200℃,更佳為60~170℃。反應時間較佳為1~8小時,更佳為3~5小時。當反應溫度不足50℃時,則脫水閉環反應不能進行充分,若反應溫度超過200℃,則會出現所得聚醯亞胺的分子量下降的情況。
另一方面,在上述(ii)的在聚醯胺酸溶液中添加脫水劑和脫水閉環催化劑的方法中,作為脫水劑,可以使用例如醋酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脫水劑的用量,根據所需的醯亞胺化率而定,較佳係相對於聚醯胺酸的1莫耳醯胺酸結構為0.01~20莫耳。另外,作為脫水閉環催化劑,可以使用例如吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙胺等三級胺。但是,並不局限於這些。脫水閉環催化劑的用量,較佳係相對於1莫耳所用脫水劑為0.01~10莫耳。上述脫水劑、脫水閉環劑的用量越多,可使醯亞胺化率越高。作為脫水閉環反應中所用的有機溶劑,可以列舉作為聚醯胺酸的合成中所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,較佳為0~180℃,更佳為10~150℃。反應時間較佳為1~8小時,更佳為3~5小時。
上述方法(i)中製得的聚醯亞胺,可以將其直接供給液晶配向劑的調製,或者也可以將製得的聚醯亞胺精製後再供給液晶配向劑的調製。另外,在上述方法(ii)中,得到含聚醯亞胺的反應溶液。該反應溶液,可以將其直接供給液晶配向劑的調製,也可以從反應溶液中除去脫水劑和脫水閉環催化劑之後供給液晶配向劑的調製,還可以將聚醯亞胺分離出來後供給液晶配向劑的調製,或者也可以將分離的聚醯亞胺精製後再供給液晶配向劑的調製。從反應溶液中除去脫水劑和脫水閉環催化劑,可以採用例如溶劑置換等方法。聚醯亞胺的分離、精製,可以採取與以上作為聚醯胺酸的分離、精製方法所描述的同樣的操作而進行。
[末端修飾型的聚合物]
本發明液晶配向劑中可以含有的聚醯胺酸或聚醯亞胺,還可以是調節了分子量的末端修飾型聚合物。通過使用末端修飾型的聚合物,可以在不損害本發明效果的前提下進一步改善液晶配向劑的塗布性能等。這種末端修飾型聚合物可以通過在聚醯胺酸的合成時,向聚合反應系統中加入分子量調節劑而進行。作為分子量調節劑,可以列舉單酐、單胺化合物、單異氰酸酯化合物等。
作為上述單酐,可以列舉例如馬來酸酐、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。作為上述單胺化合物,可以列舉例如苯胺、環己胺、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。作為上述單異氰酸酯化合物,可以列舉例如異氰酸苯酯、異氰酸萘基酯等。
分子量調節劑的使用比率,相對於100重量份聚醯胺酸合成時所使用的四羧酸二酐和二胺的合計量,較佳為20重量份以下,更佳為10重量份以下。
[溶液黏度]
如上製得的聚醯胺酸或聚醯亞胺,較佳係當配成濃度為10重量%的溶液時,具有20~800mPa‧s的溶液黏度,更佳係具有30~500mPa‧s的溶液黏度。
上述聚合物的溶液黏度(mPa‧s),是對採用該聚合物的良溶劑(例如γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)調製的濃度為10重量%的聚合物溶液,用E型旋轉黏度計在25℃下測定的值。
<其他成分>
本發明的液晶配向劑,含有選自於如上所述的聚醯胺酸和將其脫水閉環而得到的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物作為必要成分,根據需要還可以含有其他成分。作為這種其他成分,可以列舉例如其他聚合物、黏合性增強劑等。
[其他聚合物]
上述其他聚合物可以為了改善溶液性能和電學性能而使用。這種其他聚合物,是使四羧酸二酐與含有化合物(A)的二胺反應而製得的聚醯胺酸和將該聚醯胺酸脫水閉環而得到的聚醯亞胺以外的聚合物,可以列舉例如使四羧酸二酐與不含化合物(A)的二胺反應而製得的聚醯胺酸(以下稱為“其他聚醯胺酸”)、將該聚醯胺酸脫水閉環而製得的聚醯亞胺(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、聚縮醛、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。其中,較佳係其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺。
作為用於合成其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺的四羧酸二酐,可以列舉以上作為用於合成本發明液晶配向劑必要成分聚醯胺酸或聚醯亞胺的四羧酸二酐而列舉的相同四羧酸二酐。其中較佳係含有脂環式四羧酸二酐的四羧酸二酐,特佳係1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。用於合成其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺的四羧酸二酐,較佳係相對於全部四羧酸二酐,含有30莫耳%以上,更佳係含有50莫耳%以上脂環式四羧酸二酐。
作為用於合成其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺的二胺,可以列舉以上作為可以用於合成本發明液晶配向劑必要成分聚醯胺酸或聚醯亞胺的其他二胺而列舉的相同二胺。其中較佳係含有芳香族二胺的二胺,特佳係含有選自於對苯二胺、4,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基甲烷、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯和1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺構成的群組中的至少一種的二胺。用於合成其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺的二胺,較佳係相對於全部二胺,含有5莫耳%以上,更佳係含有10莫耳%以上芳香族二胺。
其他聚醯胺酸和其他聚醯亞胺分別可以按照上述作為本發明液晶配向劑必要成分聚醯胺酸或聚醯亞胺的合成方法而描述的方法進行合成。
當本發明液晶配向劑含有其他聚合物時,作為選自於上述使四羧酸二酐與含有化合物(A)的二胺反應而製得的聚醯胺酸和將該聚醯胺酸脫水閉環而製得的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物的使用比率,相對於聚合物的合計量(是指使四羧酸二酐與含有化合物(A)的二胺反應而製得的聚醯胺酸和將該聚醯胺酸脫水閉環而製得的聚醯亞胺以及其他聚合物的合計量,以下相同),較佳為1重量%以上,更佳為3~50重量%,特別較佳為5~45重量%。
[黏合性增強劑]
上述黏合性增強劑,可以為了提高所得液晶配向膜對基板表面的黏合性的目的而使用。作為這種黏合性增強劑,可以列舉例如分子內具有至少一個環氧基的化合物(以下稱為“環氧基化合物”)、官能性矽烷化合物等。
作為上述環氧基化合物,可以列舉例如乙二醇二縮水甘油醚、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、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、1,3,5,6-四縮水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-間苯二甲胺、1,3-二(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷等。
如上所述的環氧基化合物的使用比率,相對於100重量份聚合物的合計量,較佳為40重量份以下,更佳為0.1~30重量份。
作為上述官能性矽烷化合物,可以列舉例如3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、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、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-三乙氧基矽烷基丙基三伸乙基三胺、N-三甲氧基矽烷基丙基三伸乙基三胺、10-三甲氧基矽烷-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、9-三乙氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、N-苄基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苄基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-二(氧乙烯基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-二(氧乙烯基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。
如上所述的官能性矽烷化合物的使用比率,相對於100重量份聚合物的合計量,較佳為2重量份以下,更佳為0.01~0.2重量份。
<液晶配向劑>
本發明的液晶配向劑是將如上所述的選自於使四羧酸二酐、與含有化合物(A)的二胺反應而製得的聚醯胺酸、和將該聚醯胺酸脫水閉環而得到的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物、以及根據需要任意配合的其他添加劑,較佳係溶解含於有機溶劑中而構成的。
作為本發明液晶配向劑中可以使用的有機溶劑,可以列舉例如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、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單甲醚乙酸酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙醯胺等。
本發明液晶配向劑中的固體含量濃度(液晶配向劑中溶劑以外的成分的合計重量佔液晶配向劑總重量的比率)係考慮黏性、揮發性等而適當地選擇,較佳為1~10重量%的範圍。也就是說,本發明的液晶配向劑,如下所述塗布於基板表面,較佳係通過加熱形成作為液晶配向膜的塗膜,當固體含量濃度不足1重量%時,將導致該塗膜的厚度過小而不能獲得良好的液晶配向膜;另一方面,當固體含量濃度超過10重量%時,將導致塗膜厚度過厚而不能獲得良好的液晶配向膜,並且,液晶配向劑的黏性增大,導致塗布性能變差。
特別較佳的固體含量濃度範圍,根據將液晶配向劑塗布於基板時所採用的方法而不同。例如,當採用旋塗法時,特佳係固體含量濃度為1.5~4.5重量%的範圍。當採用印刷法時,特佳係使固體含量濃度為3~9重量%的範圍,藉此可以使溶液黏度落在12~50mPa‧s的範圍。當採用噴墨法時,特佳係使固體含量濃度為1~5重量%的範圍,藉此可以使溶液黏度落在3~15mPa‧s的範圍。
調製本發明液晶配向劑時的溫度,較佳為0℃~200℃,更佳為20℃~60℃。
如上製得的本發明液晶配向劑,可特別適用於形成橫電場式液晶顯示元件的液晶配向膜。
<橫電場式液晶顯示元件>
本發明的橫電場式液晶顯示元件具有由如上所述的本發明液晶配向劑形成的液晶配向膜。
本發明的橫電場式液晶顯示元件可以通過例如以下(1)~(3)的步驟製造。
(1)首先,通過在基板上塗布本發明的液晶配向劑,接著加熱塗布面,而在基板上形成塗膜。
這裏,作為基板,使用在設有形成梳齒形圖案的透明導電膜的基板的導電膜形成面和與其相對的沒有設置導電膜的基板作為一對,較佳係採用輥塗法、旋塗法或噴墨印刷法,在設有形成梳齒形圖案的透明導電膜的基板的導電膜形成面上,以及沒有設置導電膜的基板(對向基板)的一面上,分別塗布本發明的液晶配向劑,然後對各塗布面進行加熱形成塗膜。
作為構成基板的材料,可以使用例如浮法玻璃、鈉鈣玻璃等玻璃;聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚(脂環式烯烴)等塑膠等。作為一側基板的一面上設置的透明導電膜,可以使用氧化錫(SnO2
)製的NESA膜(美國PPG公司註冊商標)、氧化銦-氧化錫(In2
O3
-SnO2
)製的ITO膜等,形成圖案的透明導電膜的獲得,可採用例如在形成無圖案的透明導電膜後通過光刻蝕而形成圖案的方法、在透明導電膜形成時採用具有所需圖案的掩模的方法等。在液晶配向劑的塗布時,為了進一步改善基板表面和透明導電膜與塗膜的黏合性,還可以在基板表面中的要形成塗膜的面上,進行預先塗布官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等的前處理。
塗布液晶配向劑後的加熱溫度,較佳為80~300℃,更佳為120~250℃,加熱時間較佳為1~60分鐘,更佳為10~30分鐘。形成的塗膜的厚度較佳為0.001~1μm,更佳為0.005~0.5μm。
本發明的液晶配向劑通過如上所述塗布後除去有機溶劑而形成作為配向膜的塗膜,當本發明液晶配向劑含有聚醯胺酸或者同時存在醯亞胺環結構和醯胺酸結構的聚醯亞胺時,還可以在形成塗膜後通過進一步加熱使其進行脫水閉環反應,以形成進一步醯亞胺化的塗膜。
(2)然後,採用纏有例如尼龍、人造纖維、棉花等纖維製的布的輥對如上形成的塗膜面進行以一定方向摩擦的打磨處理。這樣,可以使塗膜上產生液晶分子的配向能,形成液晶配向膜。
另外,對如上形成的液晶配向膜,進行例如專利文獻4(日本特開平6-222366號公報)或專利文獻5(日本特開平6-281937號公報)中所示的、對液晶配向膜的一部分照射紫外線而使液晶配向膜一部分區域預傾角改變的處理,或者進行專利文獻6(日本特開平5-107544號公報)中所示的、在液晶配向膜部分表面上形成抗蝕膜後,以與先前打磨處理不同的方向進行打磨處理後除去抗蝕膜的處理,使液晶配向膜每一區域具有不同的液晶配向能,這樣能夠改善所得液晶顯示元件的視場性能。
(3)通過在如上形成了液晶配向膜的一對基板的間隙內設置液晶,製造液晶胞。此時,二片基板以各自所具有的液晶配向膜相對向且各液晶配向膜的打磨方向相互垂直或逆平行而設置。液晶胞的製造,可以列舉例如以下的兩種方法。
第一種方法,是以前已知的方法。首先,通過間隙(盒間隙)將二片基板相對地設置,使各自的液晶配向膜相對向,將二片基板的周邊部位用密封劑貼合,向由基板表面和密封劑圍成的盒間隙內注充液晶後,封閉注入孔,即可製得液晶胞。
第二種方法,是被稱作為ODF(One Drop Fill)方式的方法。在形成液晶配向膜的二片基板中的一塊基板上的規定部位,塗布例如紫外線硬化性密封劑材料,再在液晶配向膜面上滴下液晶後,貼合另一塊基板,使液晶配向膜相對向,然後對基板整面照射紫外線,使密封劑硬化,即可製得液晶胞。
在採用上述第一和第二種方法中的任一方法時,均需接著通過將液晶胞加熱至所用液晶呈各向同性相的溫度後,緩慢冷卻至室溫,來消除液晶的流動配向。
然後,通過在液晶胞的外側表面上貼合偏光片,即可製得本發明的橫電場式液晶顯示元件。
這裏,作為密封劑,可以使用例如含作為硬化劑和分隔物的氧化鋁球的環氧樹脂等。
作為上述液晶,可以列舉向列型液晶和碟狀型液晶等。其中較佳係向列型液晶,可以使用例如希夫氏堿類液晶、氧化偶氮基類液晶、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、二氧六環類液晶、雙環辛烷類液晶、立方烷類液晶等。並且,這些液晶中還可以添加例如氯化膽甾醇、膽甾醇壬酸酯、膽甾醇碳酸酯等膽甾型液晶;以商品名“C-15”、“CB-15”(默克公司製)銷售的手性劑;對癸氧基苯亞甲基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等鐵電性液晶等而使用。
作為液晶胞外表面上貼合的偏光片,可以列舉將聚乙烯醇延伸配向同時吸收碘所得的稱作為“H膜”的偏光膜夾在醋酸纖維保護膜中而製成的偏光片,或者H膜自身製成的偏光片。
以下,通過實施例對本發明進行更具體的說明,但是本發明並不局限於這些實施例。
另外,下述合成例中的N,N’-二(4-胺基苯基)呱直接使用和歌山精化工業(股)的市售品。
另外,各合成例中的聚合物的溶液黏度均為採用E型黏度計在25℃下測定的值。
<聚醯亞胺的合成>
合成例1
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳),作為二胺的對苯二胺40.5g(0.38莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱100.5g(0.375莫耳)溶於2440g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為75mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換(在本操作中將醯亞胺化反應中使用的吡啶和醋酸酐除去至系統外。下同),然後濃縮,得到2500g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-1)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為25mPa‧s。
合成例2
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳)以及作為二胺的對苯二胺40.5g(0.38莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱100.5g(0.375莫耳)溶於2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為60mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2500g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-2)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為22mPa‧s。
合成例3
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷23g(0.1莫耳)、3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為70mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2500g含15重量%醯亞胺化率約為50%的聚醯亞胺(A-3)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為24mPa‧s。
合成例4
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷23g(0.1莫耳)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為58mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為53%的聚醯亞胺(A-4)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為21mPa‧s。
合成例5
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基醚20g(0.1莫耳)、3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為73mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為54%的聚醯亞胺(A-5)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為26mPa‧s。
合成例6
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和苯均四酸二酐22g(0.01莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷23g(0.1莫耳)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為59mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-6)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為22mPa‧s。
合成例7
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和苯均四酸二酐22g(0.01莫耳)以及作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基醚20g(0.1莫耳)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為60mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-7)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為24mPa‧s。
合成例8
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷23g(0.1莫耳)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為58mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-8)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為23mPa‧s。
合成例9
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基醚20g(0.1莫耳)、2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)和N,N’-二(4-胺基苯基)呱87.1g(0.325莫耳)溶於2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為56mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-9)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為21mPa‧s。
<其他聚醯胺酸的合成>
合成例10
將作為四羧酸二酐的苯均四酸二酐196g(0.90莫耳)和1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐19.6g(0.10莫耳)以及作為二胺的對苯二胺22g(0.20莫耳)和4,4’-二胺基二苯基醚180g(0.80莫耳)溶於2400g NMP中,在60℃下進行4小時反應,得到約2700g含15重量%聚醯胺酸(B-1)的溶液。該聚醯胺酸溶液的溶液黏度為200mPa‧s。
<其他聚醯亞胺的合成>
合成例11
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳)以及作為二胺的對苯二胺81g(0.75莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)和3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050莫耳)溶於2440g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為73mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2500g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-10)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為23mPa‧s。
合成例12
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳)以及作為二胺的對苯二胺81g(0.75莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)溶於2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為60mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2500g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-11)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為22mPa‧s。
合成例13
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳)以及作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷96g(0.425莫耳)和3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050莫耳)溶於2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為70mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2500g含15重量%醯亞胺化率約為50%的聚醯亞胺(A-12)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為24mPa‧s。
合成例14
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷96g(0.425莫耳)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)溶於2460g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為58mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為53%的聚醯亞胺(A-13)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為21mPa‧s。
合成例15
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐224g(1.0莫耳)以及作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基醚85g(0.425莫耳)和3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)12.4g(0.050莫耳)溶於2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為71mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為54%的聚醯亞胺(A-14)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為24mPa‧s。
合成例16
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和苯均四酸二酐22g(0.01莫耳)以及作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷96g(0.425莫耳)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)溶於2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為57mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-15)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為20mPa‧s。
合成例17
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和苯均四酸二酐22g(0.01莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基醚85g(0.425莫耳)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)溶於2450g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為58mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為50%的聚醯亞胺(A-16)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為22mPa‧s。
合成例18
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10莫耳),作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基甲烷96g(0.425莫耳)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)溶於2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為56mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-17)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為21mPa‧s。
合成例19
將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐202g(0.90莫耳)和1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮32.0g(0.10莫耳)以及作為二胺的對苯二胺35g(0.33莫耳)、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺53.2g(0.20莫耳)、4,4’-二胺基二苯基醚85g(0.425莫耳)和2,2’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯16.0g(0.050莫耳)溶於2530g N-甲基-2-吡咯烷酮中,在室溫下使其反應6小時,得到含聚醯胺酸的溶液。取少量所得聚醯胺溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮進行稀釋,配成聚醯胺酸濃度為10重量%的溶液,測定的溶液黏度為54mPa‧s。
然後,在所得聚醯胺酸溶液中追加2500g N-甲基-2-吡咯烷酮,再加入80.2g吡啶和103g醋酸酐,在110℃下進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後,通過將系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮進行溶劑置換,然後濃縮,得到2600g含15重量%醯亞胺化率約為51%的聚醯亞胺(A-18)的溶液。取少量該溶液,加入N-甲基-2-吡咯烷酮,配成聚醯亞胺濃度為6.0重量%的溶液,測定的溶液黏度為19mPa‧s。
實施例1
<液晶配向劑的調製>
將換算成聚醯亞胺(A-1)相當於20重量份的量的上述合成例1中製得的含聚醯亞胺(A-1)的溶液與換算成聚醯胺酸(B-1)相當於80重量份的量的上述合成例10中製得的含聚醯胺酸(B-1)的溶液進行混合,以γ-丁內酯:N-甲基-2-吡咯烷酮:丁基溶纖劑之比為40:40:20的重量比,向其中加入γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纖劑,再加入2重量份作為黏合性增強劑的環氧基化合物N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4’-二胺基二苯基甲烷,配成固體含量濃度為3.5重量%的溶液。將該溶液充分攪拌後,用孔徑為1μm的濾器過濾,調製出液晶配向劑。
<液晶顯示元件的製造和評價>
採用以上調製的液晶配向劑,如下所述製作液晶顯示元件並進行評價。
另外,本發明的液晶配向劑,較佳係用於形成橫電場式液晶顯示元件的液晶配向膜,而對於液晶配向性和預傾角,更改為製造逆平行配向的液晶顯示元件並進行評價。
(1)液晶配向性和預傾角評價用液晶顯示元件(逆平行配向的液晶顯示元件)的製造
採用旋塗機,在旋轉速度為2000rpm、旋轉時間為20秒的條件下,將以上調製的液晶配向劑塗布在厚度為1mm的玻璃基板的一面上設置的ITO膜製透明導電膜上,在200℃下加熱1小時除去溶劑,形成膜厚為0.08μm的塗膜。採用裝有纏繞人造纖維布的輥的打磨機,在輥轉速為400rpm、操作臺移動速度為3cm/秒、絨毛擠入長度為0.4mm的條件下,對該塗膜進行打磨處理,使塗膜上產生液晶配向能,製成液晶配向膜。將具有該液晶配向膜的基板,在超純水中用超聲波洗滌1分鐘後,在100℃的潔淨烘箱中乾燥10分鐘。
重複進行這一系列的操作,製作二片(一對)具有液晶配向膜的基板。
然後,在該一對具有液晶配向膜的基板的具有液晶配向膜的各外緣上,塗布加入了直徑為5.5μm的氧化鋁球的環氧樹脂黏合劑後,使液晶配向膜面相對地重合並壓合,使黏合劑硬化。接著,由液晶注入口向基板間填充介電常數各向異性顯示為正值的向列型液晶(默克公司製,MLC-2019)後,用丙烯酸類光硬化黏合劑將液晶注入口封閉,在基板外側的兩面上貼合偏光片,製造出逆平行配向的液晶顯示元件。
(2)液晶配向性的評價
在採用光學顯微鏡對以上製造的液晶顯示元件進行觀察時,沒有觀察到漏光的情況,液晶配向性評價為“良好”,觀察到有漏光的情況,液晶配向性評價為“不合格”,此時該液晶顯示元件的液晶配向性為“良好”。
(3)預傾角的評價
對以上製造的液晶顯示元件,採用塞拿蒙法在室溫下測定預傾角。當該值不到1.5°時,預傾角評價為“良好”,為1.5°以上時,預傾角評價為“不合格”,此時上述液晶顯示元件的預傾角值為“良好”。
(4)殘像性能評價用液晶顯示元件(橫電場式液晶顯示元件)的製造
在上述逆平行配向的液晶顯示元件的製造中,除了採用具有兩組鉻製梳齒形透明導電膜圖案的玻璃基板和不具有透明導電膜的玻璃基板作為一對,在具有梳齒形透明導電膜的基板的透明導電膜上和另一塊基板的一面上,分別塗布上述液晶配向劑以外,與上述逆平行配向的液晶顯示元件的製造同樣地進行,製造出橫電場式液晶顯示元件。
顯示上述玻璃基板上的透明電極圖案構成的示意圖示於第1圖。
具有以上製作的橫電場式液晶顯示元件之2系統的透明導電膜圖案,以下分別稱為“電極A”和“電極B”。
(5)殘像性能的評價
將以上製造的橫電場式液晶顯示元件,在25℃、1大氣壓的環境下,不向電極B施加電壓,向電極A施加2小時3.5V交流電壓與5V直流電壓的合成電壓。然後,立即向電極A和電極B兩者施加4V的交流電壓。測定從向兩電極施加4V的交流電壓開始的時間點至電極A和電極B沒有光透過性差別的時間。當該時間為500秒以下時,殘像性能評價為“良好”,此時,上述橫電場式液晶顯示元件的殘像性能為“良好”。
實施例2~18和比較例1~18
除了僅以換算成其所含的聚合物、相當於表1中所示量的用量,來分別使用含有表1中所示種類的聚合物的溶液作為含聚合物的溶液以外,與上述實施例1同樣地操作,分別調製液晶配向劑,製造液晶顯示元件,並進行評價。結果列於表1。
第1圖是顯示實施例和比較例中用於殘像性能的評價而製造的橫電場式液晶顯示元件所具有的兩組透明導電膜圖案的構成的示意圖。
Claims (6)
- 一種液晶配向劑,其特徵在於:含有選自於使四羧酸二酐、與含有具有下述式(A-1)表示的化合物之二胺進行反應所製得的聚醯胺酸,和將該聚醯胺酸脫水閉環而得到的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物;與選自於由四羧酸二酐、與不含具有上述式(A-1)表示的化合物之二胺進行反應所製得的聚醯胺酸,和將該聚醯胺酸脫水閉環而得到的聚醯亞胺所構成的群組中的至少一種之聚合物,且用於形成液晶配向膜,以及相對於全部二胺,使用上述式(A-1)表示的化合物1~80莫耳%,相對於全部四羧酸二酐,該四羧酸二酐係含有60莫耳%以上之特定四羧酸二酐,該特定四羧酸二酐係選自於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、5-(2,5-二氧代四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、順式-3,7-二丁基環辛-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、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-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]呋喃 -1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氫呋喃-2’,5’-二酮)、下述式(T-1)~(T-4)各自表示的化合物、苯均四酸二酐和4,4’-二鄰苯二甲酸二酐所構成的群組中的至少一種,
- 如申請專利範圍第1項之液晶配向劑,其中上述二胺係除了具有上述式(A-1)表示的化合物以外,進一步含有選自於芳香族二胺中的至少一種。
- 如申請專利範圍第2項之液晶配向劑,其中上述二胺係進一步含有下述式(D-II)表示的化合物,
- 如申請專利範圍第1項之液晶配向劑,其中上述特定四羧酸二酐為選自於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、苯均四酸二酐和4,4’-二鄰苯二甲酸二酐所構成的群組中的至少一種。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶配向劑,其係用於形成橫電場式液晶顯示元件的液晶配向膜。
- 一種橫電場式液晶顯示元件,其特徵在於具備由申請專利範圍第1至5項中任一項之液晶配向劑形成的液晶配向膜。
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