TWI477538B - 液晶配向劑及液晶顯示元件 - Google Patents

液晶配向劑及液晶顯示元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI477538B
TWI477538B TW099142023A TW99142023A TWI477538B TW I477538 B TWI477538 B TW I477538B TW 099142023 A TW099142023 A TW 099142023A TW 99142023 A TW99142023 A TW 99142023A TW I477538 B TWI477538 B TW I477538B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal alignment
group
alignment agent
formula
Prior art date
Application number
TW099142023A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201129615A (en
Inventor
Kenichi Izumi
Atsushi Yoneda
Yuuko Inukai
Eiji Hayashi
Original Assignee
Jsr Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jsr Corp filed Critical Jsr Corp
Publication of TW201129615A publication Critical patent/TW201129615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI477538B publication Critical patent/TWI477538B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/50—Physical properties
    • C08G2261/53—Physical properties liquid-crystalline

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

液晶配向劑及液晶顯示元件
本發明係關於液晶配向劑和液晶顯示元件。更詳細而言，特別是關於在用於橫電場顯示型液晶顯示元件中時，可以提供沒有施加電場時的暗狀態顯示優異的液晶顯示元件的液晶配向劑，以及該液晶顯示元件。
只在對向配置的一對基板的一側形成電極，在和基板平行的方向產生電場的橫電場顯示型，例如IPS(面內切換)模式、FFS(邊緣場轉換)模式的液晶顯示元件，已知的是與在兩基板上形成電極，在和基板垂直方向產生電場的現有的縱電場方式的液晶顯示元件相比，具有寬的視角性質，而且可以高品質地顯示。該橫電場顯示模式的液晶顯示元件例如在專利文獻1和2以及非專利文獻1中記載。橫電場方式的液晶顯示元件由於液晶分子只在和基板平行的方向上回應電場，所以液晶分子的長軸方向的折射率變化沒有問題，即使改變視角時，觀察者確認的對比度和顯示顏色的濃度變化少，因此，可以不限視角地高品質顯示。
該橫電場型液晶顯示元件基於進一步提高顯示性能和提高背光的利用效率減少耗電量的目的，需要有元件在未施加-施加電場的切換時，暗狀態-明亮狀態的透過率的比(對比度)大的液晶顯示元件。
其中，正交偏光鏡配置的兩塊偏光板間，具有反向平行配向狀態的液晶層的橫電場型液晶顯示元件在未施加電場時的暗狀態下，液晶的配向軸和第一塊偏光板的偏光軸一致時，通過液晶層的直線偏光不會擾亂自身相位地通過液晶層，該透過光藉由遮斷和第一塊偏光板平行配置的第二塊偏光板，確保黑顯示。此時，在液晶的配向和偏光板的偏光軸不一致地擾亂時，透過液晶層的直線偏光形成圓偏光(或橢圓偏光)，其一部分通過第二塊偏光板，產生漏光。
因此，急切要求開發出高精度的實現液晶的單軸配向的液晶配向膜。在過去的研究中，通過使用由芳香族四羧酸二酐和芳香族二胺合成的聚醯亞胺，嘗試提高液晶分子的單軸配向性(非專利文獻2)。然而，通過該技術，沒有得到改善未施加電場時的暗狀態的滿意的結果。
此外，橫電場型液晶顯示元件中，具有殘影、燒屏問題，期望對其改良。在這方面，在專利文獻6中，提出了通過使用由大比例含有芳香族結構的聚合物形成的液晶配向膜，改善殘影性質、燒屏性質的方法。但是，如果使用大比例地含有芳香族結構的液晶配向膜，則預傾角不可避免地增大，消除橫電場型顯示元件中的如上所述的有利效果。
在橫電場型液晶顯示元件中，可以充分顯現出上述有利的效果，而且可以提供顯示出改善的殘影性質、燒屏性質的液晶配向膜的液晶顯示元件還是未知的，強烈希望提供這種液晶配向劑。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第5928733號說明書
[專利文獻2]日本特開昭56-91277號公報
[專利文獻3]日本特開平6-222366號公報
[專利文獻4]日本特開平6-281937號公報
[專利文獻5]日本特開平5-107544號公報
[專利文獻6]日本特開2008-15497號公報
[專利文獻7]日本特開2010-97188號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]“Liq. Cryst.”,vol. 22,p379(1996)
[非專利文獻2]“機能材料”,vol. 27,p69(2007)
本發明是根據上述問題提出的，其目的在於提供一種液晶配向劑，該液晶配向劑可以提供一種液晶配向膜，該液晶配向膜有效地發揮出橫電場型液晶顯示元件的有利效果，同時在未施加電場的暗狀態下的光線透過率被降低，而且具有優異的殘影性質；以及提供對比度大的液晶顯示元件。
本發明的其他目的和優點如下說明表明。
根據本發明，本發明的上述目的，第一是通過一種液晶配向劑實現的，該液晶配向劑的特徵在於：含有由聚醯胺酸和聚醯亞胺構成的群組中選出的至少一種聚合物，其中前述聚合物在其分子內的至少一部分中同時具有下述式(1)和(2)分別表示的結構。
(式(1)中，R1 各自獨立地表示碳原子數為1~6的烷基，R2 各自獨立地表示碳原子數為1~6的烷基、鹵原子、氰基、羥基或羧基，n是1~10的整數，a各自獨立地表示0~4的整數，「*」表示連接鍵；式(2)中，R3 表示碳原子數為1~6的烷基，R4 各自獨立地表示碳原子數為1~6的烷基、鹵原子、氰基、羥基或羧基，b表示0~5的整數，c表示0~4的整數，d表示0~3的整數，「*」表示連接鍵)。
本發明的上述目的，第二是通過一種液晶顯示元件而實現，該液晶顯示元件具有由上述液晶配向劑形成的液晶配向膜。
本發明的液晶配向劑可以形成一種液晶配向膜，該液晶配向膜有效地發揮出橫電場型液晶顯示元件的有利效果，同時在未施加電場時的暗狀態下可以降低光線透過率，此外還具有優異的殘影性質。該具有由該本發明的液晶配向劑形成的液晶配向膜的本發明的液晶顯示元件對比度大，殘影性質優異。
本發明的液晶配向劑因此適合用於形成橫電場型液晶顯示元件的液晶配向膜，還適合TN型、STN型、VA型等其他各種液晶顯示元件。
本發明的液晶顯示元件可以有效地適用於各種裝置，例如可以在鐘錶、便攜型遊戲機、文字處理器、筆記型電腦、導航系統、攝影機-錄影機、PDA、數位相機、行動電話、各種監視器、液晶電視等顯示裝置中使用。
以下，對本發明進行詳細說明。
本發明的液晶配向劑含有由聚醯胺酸和聚醯亞胺構成的群組中選出的至少一種聚合物，其中前述聚合物在其分子內的至少一部分中同時具有上述式(1)和(2)分別表示的結構。在本說明書中，這種聚合物在下文中稱作“特定聚合物”。在該特定聚合物中，上述式(1)所示的結構，可以存在於聚合物的主鏈中，也可以存在於聚合物的側鏈中，或者可以同時存在於聚合物的主鏈和側鏈中；上述式(2)所示的結構，可以存在於聚合物的主鏈中，也可以存在於聚合物的側鏈中，或者可以同時存在於聚合物的主鏈和側鏈中。
作為上述式(1)中的R1 ，較佳為碳原子數為1~3的烷基，特佳為甲基。作為R2 的碳原子數為1~6的烷基，分別較佳為碳原子數為1~3的烷基，特佳為甲基。a分別較佳為0。n較佳為1~4，更較佳為2~4。
作為上述式(2)中的R3 ，較佳為碳原子數為1~3的烷基，特佳為甲基。作為R2 的碳原子數為1~6的烷基，分別較佳為碳原子數為1~3的烷基，特佳為甲基。b較佳為1~5的整數，更較佳為3，特佳為的是b為3且3個基團R3的取代位置在茚滿環的1,3,3-位。c和d分別較佳為0。(任意地具有基團R4 )的伸苯基較佳連接到茚滿環的1位。
本發明中的特定聚合物較佳以0.001~0.002mol/g的範圍含有上述式(1)所示的結構；較佳以0.0002~0.001mol/g的範圍含有上述式(2)所示的結構；分子內的至少一部分如上所述同時具有上述式(1)和(2)分別表示的結構的聚醯胺酸，例如可以如下得到：包含具有上述式(1)所示的結構和2個羧酸酐基的化合物以及具有上述式(2)所示的結構和2個羧酸酐基的化合物這兩者的四羧酸二酐與二胺反應，或者四羧酸二酐與包含具有上述式(1)所示的結構和2個胺基的化合物以及具有上述式(2)所示的結構和2個胺基的化合物這兩者的二胺反應得到；在分子內的至少一部分同時具有上述式(1)和(2)分別表示的結構的聚醯亞胺，例如可以通過將如上得到的聚醯胺酸脫水閉環得到。
作為本發明的液晶配向劑中含有的特定聚合物較佳為由聚醯胺酸和將該聚醯胺酸脫水閉環形成的聚醯亞胺構成的群組中選出的至少一種聚合物，其中該聚醯胺酸是使四羧酸二酐和二胺反應得到，該二胺包含具有上述式(1)所示的結構和2個胺基的化合物以及具有上述式(2)所示的結構和2個胺基的化合物這兩者。
<聚醯胺酸>
如上所述，本發明中較佳的聚醯胺酸是四羧酸二酐和二胺反應得到的，其中二胺包含具有上述式(1)所示的結構和2個胺基的化合物以及具有上述式(2)所示的結構和2個胺基的化合物這兩者。
[四羧酸二酐]
作為用於合成本發明中的聚醯胺酸的四羧酸二酐，可以列舉出例如芳香族四羧酸二酐、具有脂肪族二元羧酸酐結構的四羧酸二酐、具有脂環族二元羧酸酐結構的四羧酸二酐、具有脂肪族二元羧酸酐結構和芳香族二元羧酸酐結構這兩者的四羧酸二酐等。其中，分別是，作為具有脂肪族二元羧酸酐結構的四羧酸二酐，可以列舉出脂肪族四羧酸二酐等；作為具有脂環式二元羧酸酐結構的四羧酸二酐，可以列舉出脂環式四羧酸二酐等。
作為上述芳香族四羧酸二酐，可以列舉出例如均苯四羧酸二酐、下述式(T-1)所示的化合物等。
(式(T-1)中，R5 各自獨立地為碳原子數為1~6的烷基、鹵原子、氰基或者羥基，e各自獨立地為0~3的整數)。
作為上述式(T-1)中的R5 的碳原子數為1~6的烷基，分別較佳為碳原子數為1~3的烷基，特佳為甲基。e分別較佳為0。作為上述式(T-1)表示的化合物的具體例子，可以列舉出例如3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐等。
作為上述脂肪族四羧酸二酐，可以列舉出例如丁四羧酸二酐等。作為具有上述脂肪族二元羧酸酐結構和芳香族二元羧酸酐結構這兩者的四羧酸二酐，可以列舉出例如下述式(T-2)表示的化合物等。
(式(T-2)中，R6 和R7 各自獨立地是碳原子數為1~6的烷基、鹵原子、氰基或者羥基，f是0~8的整數，g是0或者1)。
作為上述式(T-2)中的R6 和R7 的碳原子數為1~6的烷基，分別較佳為碳原子數為1~3的烷基，特佳為為甲基。f和g分別較佳為0。作為上述式(T-2)表示的化合物的具體例子，可以列舉出例如1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮等。
作為上述脂環式四羧酸二酐，可以分別列舉出例如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、3-氧雜二環[3.2.1]辛-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氫呋喃-2’,5’-二酮)、5-(2,5-二側氧基四氫-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-2:2,5:6-二酐、2,4,6,8-四羧基二環[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6 ]十一碳-3,5,8,10-四酮等。除了上述以外，可以使用作為合成本發明的聚醯胺酸的四羧酸二酐而記載在專利文獻7(日本特開2010-97188號公報)中的四羧酸二酐，可以使用選自它們中的一種以上。
其中，作為具有脂環族二元羧酸酐結構的四羧酸二酐中的較佳的物質，可以列舉出例如1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐和2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐。
作為合成本發明中的聚醯胺酸使用的四羧酸二酐，較佳包含：選自芳香族四羧酸二酐的至少一種和選自具有脂肪族二元羧酸酐結構的四羧酸二酐、具有脂環式二元羧酸酐結構的四羧酸二酐以及具有脂肪族二元羧酸酐結構和芳香族二元羧酸酐結構這兩者的四羧酸二酐的至少一種。
此時，上述各四羧酸二酐相對於全部的四羧酸二酐的較佳的使用比例、更較佳的使用比例、進一步較佳的使用比例以分別如下述表格所示。
通過使用上述表格所示的比例的四羧酸二酐的混合物，可以真正地形成液晶配向性能更優異的液晶配向膜而為較佳。
作為合成本發明中的聚醯胺酸使用的四羧酸二酐，最佳在上述範圍內由下述構成：選自芳香族四羧酸二酐的至少一種；選自具有脂肪族二元羧酸酐結構的四羧酸二酐、具有脂環式二元羧酸酐結構的四羧酸二酐以及具有脂肪族二元羧酸酐結構和芳香族二元羧酸酐結構這兩者的四羧酸二酐的至少一種，不含其他四羧酸二酐。
[二胺]
用於合成本發明中較佳的聚醯胺酸的二胺包含具有上述式(1)表示的結構和2個胺基的化合物以及具有上述式(2)表示的結構和2個胺基的化合物這兩者。
作為具有上述式(1)表示的結構和2個胺基的化合物較佳的例子，可以列舉出例如下述式(D-1)表示的化合物等；作為具有上述式(2)表示的結構和2個胺基的化合物的較佳例子，可以列舉出例如下述式(D-2)表示的化合物等。
(式(D-1)中的R1 、R2 、n和a分別和上述式(1)中的定義相同；式(D-2)中的R3 、R4 、b、c和d分別和上述式(2)中的定義相同。)
作為上述式(D-1)表示的化合物，可以列舉出例如2,2-二(4-胺基苯基)丙烷、2,2-二(3-胺基苯基)丙烷、4,4’-[1,3-伸苯基二(1-甲基亞乙基)]二(苯胺)、4,4’-[1,4-伸苯基二(1-甲基亞乙基)]二(苯胺)等，它們之中，特佳為4,4’-[1,3-伸苯基二(1-甲基亞乙基)]二(苯胺)。
作為上述式(D-2)表示的化合物，可以列舉出例如1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚滿-5-胺、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚滿-6-胺等。
作為用於合成本發明中較佳的聚醯胺酸的二胺可以只使用上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物，也可以是將上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物與其他二胺一起使用。
作為可以在這裏使用的其他二胺，可以列舉出例如脂肪族二胺、脂環式二胺、芳香族二胺、二胺基有機矽氧烷等。作為它們的具體例子，分別是作為脂肪族二胺，可以列舉出例如1,1-間二甲苯二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺等；作為脂環式二胺，可以列舉出例如1,4-二胺基環己烷、4,4’-亞甲基二(環己基胺)、1,3-二(胺基甲基)環己烷等；作為芳香族二胺，可以列舉出例如對苯二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基硫醚、1,5-二胺基萘、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基-2,2’-二(三氟甲基)聯苯、2,7-二胺基芴、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)芴、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’-(對亞苯基二亞異丙基)二(苯胺)、4,4’-(間伸苯基二亞異丙基)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、3,6-二胺基咔唑、N-甲基-3,6-二胺基咔唑、N-乙基-3,6-二胺基咔唑、N-苯基-3,6-二胺基咔唑、N,N’-二(4-胺基苯基)-聯苯胺、N,N’-二(4-胺基苯基)-N,N’-二甲基聯苯胺、1,4-二(4-胺基苯基)哌、3,5-二胺基苯甲酸、膽甾烷氧基-3,5-二胺基苯、膽甾烯氧基-3,5-二胺基苯、膽甾烷氧基-2,4-二胺基苯、膽甾烯氧基-2,4-二胺基苯、3,5-二胺基苯甲酸膽甾烷基酯、3,5-二胺基苯甲酸膽甾烯基酯、3,5-二胺基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-二(4-胺基苯甲醯氧基)膽甾烷、3,6-二(4-胺基苯氧基)膽甾烷、4-(4’-三氟甲氧基苯甲醯氧基)環己基-3,5-二胺基苯甲酸酯、4-(4’-三氟甲基苯甲醯氧基)環己基-3,5-二胺基苯甲酸酯、1,1-二(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-丁基環己烷、1,1-二(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-庚基環己烷、1,1-二(4-((胺基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基環己烷、1,1-二(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基環己基)環己烷和下述式(D-3)表示的化合物等；
(式(D-3)中，X1 是碳原子數為1~3的伸烷基、*-O-、*-COO-或者*-OCO-(其中，帶「*」的連接鍵和二胺基苯基連接)，m1是0或者1，m2是0~2的整數，h是1~20的整數)。
作為二胺基有機矽氧烷，可以列舉出例如3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)等，以及使用專利文獻7(日本特開2010-97188號公報)中記載的二胺。
上述式(D-3)中的X1 較佳為碳原子數為1~3的烷基、*-O-或者*-COO-(其中，帶「*」的連接鍵和二胺基苯基連接)。作為基團Ch H2h+1 -的具體例子，可以列舉出例如甲基、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。二胺基苯基中的2個胺基相對於其他基團較佳在2,4-位或者3,5-位。
作為上述式(D-3)表示的化合物的具體例子，可以列舉出例如十二烷氧基-2,4-二胺基苯、十四烷氧基-2,4-二胺基苯、十五烷氧基-2,4-二胺基苯、十六烷氧基-2,4-二胺基苯、十八烷氧基-2,4-二胺基苯、十二烷氧基-2,5-二胺基苯、十四烷氧基-2,5-二胺基苯、十五烷氧基-2,5-二胺基苯、十六烷氧基-2,5-二胺基苯、十八烷氧基-2,5-二胺基苯、下述式(D-3-1)~(D-3-3)分別表示的化合物等。
由使用含有上述式(D-3)表示的化合物的二胺得到的聚醯胺酸和聚醯亞胺構成的群組中的至少一種聚合物的液晶配向劑適合作為垂直配向型液晶配向劑使用。
上述式(D-3)中，m1和m2不同時為0者較佳。
作為其他二胺，使用上述之中由對苯二胺、3,5-二胺基苯甲酸、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚和3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)構成的群組中選出的至少一種者為較佳。
用於合成本發明中的聚醯胺酸的二胺，相對全部二胺較佳含有50~90mol%上述式(D-1)表示的化合物；相對全部二胺較佳含有10~50mol%上述式(D-2)表示的化合物；相對全部二胺較佳含有40mol%以下上述其他二胺。
[聚醯胺酸的合成]
本發明中的聚醯胺酸可以通過使如上所述的四羧酸二酐與包含上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物這兩者的二胺反應得到。
用於聚醯胺酸的合成反應的四羧酸二酐和二胺的使用比例是，相對於1當量二胺的胺基，四酸二胺的酸酐基較佳為0.2~2當量的比例，更佳為0.7~1.2當量的比例。
聚醯胺酸的合成反應較佳在有機溶劑中，較佳在-20℃~150℃，更佳在0~100℃的溫度條件下，較佳進行1~72小時，更佳為進行3~48小時。這裏，作為有機溶劑只要是可以溶解生成的聚醯胺酸的溶劑就沒有特別的限定，可以例示例如1-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；間甲酚、二甲酚、苯酚、鹵化苯酚等酚性化合物等。有機溶劑的用量(α：在和後述的不良溶劑一起使用時，是指有機溶劑和該不良溶劑的總用量)是四羧酸二酐和二胺的總量(β)相對於反應溶液的總量(α+β)較佳為0.1~30重量%的量。
上述有機溶劑中，可以在不會析出生成的聚醯胺酸的範圍內，和作為聚醯胺酸的不良溶劑而被確認的醇、酮、酯、醚、鹵化烴、烴等一起使用。作為該不良溶劑的具體例子，可以列舉出例如甲醇、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、乙二醇單甲基醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、環己酮、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、二乙基醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇異丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、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、丙酸異戊基酯、異丁酸異戊基酯、二異戊基醚等。
在將有機溶劑和如上所述的不良溶劑一起使用時，該不良溶劑的用量可以在不會析出生成的聚醯胺酸的範圍內適當設定，但是相對於溶劑的全部量較佳為30重量%以下，更佳為20重量%以下。
該反應溶液可以直接用於製備液晶配向劑，也可以在分離反應溶液中含有的聚醯胺酸後，用於製備液晶配向劑，或者將分離的聚醯胺酸精製後，用於製備液晶配向劑。將聚醯胺酸脫水閉環形成聚醯亞胺時，可以將上述反應溶液直接用於脫水閉環反應，也可以將反應溶液中含有的聚醯胺酸分離後用於脫水閉環反應，或者將分離的聚醯胺酸精製後用於脫水閉環反應。聚醯胺酸的分離可以通過將上述反應溶液注入大量的不良溶劑中，得到析出物，將該析出物減壓乾燥的方法；或者通過蒸發器減壓餾出反應中的有機溶劑的方法進行。另外，也可以通過將該聚醯胺酸再次溶解到有機溶劑中，然後在不良溶劑中析出的方法；或者通過重複進行一次或多次將聚醯胺酸再次溶解到有機溶劑中，洗滌得到的溶劑後，用蒸發器減壓餾出洗滌後的溶液中含有的有機溶劑的步驟的方法精製聚醯胺酸。
＜聚醯亞胺＞
作為可以在本發明的液晶配向劑中含有的特定聚合物的聚醯亞胺可以通過將如上所述的聚醯胺酸脫水閉環得到。
作為上述聚醯亞胺的合成中使用的四羧酸二酐，可以列舉出和上述聚醯胺酸的合成中使用的四羧酸二酐相同的化合物，其中較佳的物質也和聚醯胺酸的合成中使用的四羧酸二酐的情形相同。
作為用於合成本發明的液晶配向劑中含有的聚醯亞胺的二胺可以列舉出和上述聚醯胺酸的合成中使用的二胺相同的二胺。
本發明中的聚醯亞胺可以是將作為原料的聚醯胺酸具有的醯胺酸結構全部脫水閉環的完全醯亞胺化物；或者也可以只將醯胺酸結構中的一部分脫水閉環，形成醯胺酸結構和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較佳為醯亞胺化率為40mol%以上，更佳為80mol%以上。通過使用醯亞胺化率為40mol%以上的聚醯亞胺，可以得到能夠形成一種液晶配向劑，該液晶配向劑可以提供顯示出更高的對比度的液晶顯示元件的液晶配向膜。
上述醯亞胺化率是以百分率表示醯亞胺環結構的數量佔據聚醯亞胺的醯胺酸結構的數量和醯亞胺環結構的數量的總量的比例。此時，醯亞胺環的一部分可以是異醯亞胺環。醯亞胺化率可以通過將聚醯亞胺溶解到適當的重氫化溶劑(例如，重氫化二甲基亞碸)中，以四甲基矽烷作為基準物質，從室溫(例如25℃)下測定的1 H-NMR的結果，根據下述數學式(1)求得。
醯亞胺化率(%)=(1-A1 /A2 ×α)×100　(1)
數學式(1)中，A1 是來自化學位移10ppm附近顯現出的NH基的質子的峰面積，A2 是來自其他質子的峰面積，α是其他質子的個數相對於1個聚醯亞胺的前體(聚醯胺酸)中的NH基的質子的比例。
聚醯胺酸的脫水閉環較佳為(i)以通過加熱聚醯胺酸的方法，或者(ii)將聚醯胺酸溶解在有機溶劑中，在該溶液中添加脫水劑和脫水閉環催化劑，根據需要加熱的方法進行。
作為上述(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。反應溫度不足50℃時，無法充分進行脫水閉環反應；如果反應溫度超過200℃，則所得的聚醯亞胺的分子量可能降低。
另一方面，在上述(ii)的在聚醯胺酸的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，可以列舉出例如乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐等。作為脫水劑的用量，根據所希望的醯亞胺化率確定，相對於1mol聚醯胺酸的醯胺酸結構，較佳為0.01~20mol。另外，作為脫水閉環催化劑，可以列舉出例如吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等三級胺。但是，並不限於此。脫水閉環催化劑的用量相對於1mol使用的脫水劑，較佳為0.01~10mol。可以是上述脫水劑、脫水閉環催化劑的用量越多，醯亞胺率越高。作為脫水閉環反應中使用的有機溶劑，可以列舉出作為合成聚醯胺酸使用的溶劑例示的有機溶劑。作為脫水閉環反應的反應溫度較佳為0~180℃，更佳為10~150℃。作為反應時間較佳為1~8小時，更較佳為3~5小時。
在方法(ii)中，如上可以得到含有聚醯亞胺的反應溶液。該反應溶液可以將其直接用於製備液晶配向劑，也可以從反應溶液除去脫水劑和脫水閉環催化劑後，用於製備液晶配向劑；還可以分離聚醯亞胺後，用於製備液晶配向劑；或者將分離的聚醯亞胺精製後，用於製備液晶配向劑。為了從反應溶液除去脫水劑和脫水閉環催化劑，例如適合使用溶劑置換等方法。聚醯亞胺的分離、精製可以通過作為聚醯胺酸的分離、精製方法而進行的上述同樣的操作進行。
[末端修飾型的聚合物]
本發明中的聚醯胺酸和聚醯亞胺可以分別是調節分子量的末端修飾型聚合物。通過使用末端修飾型聚合物，可以不損害本發明的效果，進一步改善液晶配向劑的塗布性質等。這種末端修飾型的聚合物在合成聚醯胺酸時，可以通過在聚合反應體系中添加分子量調節劑進行。作為分子量調節劑，可以列舉出例如酸單酐、單胺化合物、單異氰酸酯化合物等。
作為上述酸單酐，可以列舉出例如馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基水楊酸酐、正十二烷基水楊酸酐、正十四烷基水楊酸酐、正十六烷基水楊酸酐等。作為上述單胺化合物，可以列舉出例如苯胺、環己基胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛基胺、正壬基胺、正癸基胺、正十一烷基胺、正十二烷基胺、正十三烷基胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、正十七烷基胺、正十八烷基胺、正二十烷基胺等。作為上述單異氰酸酯化合物，可以列舉出例如異氰酸苯基酯、異氰酸萘基酯等。
作為分子量調節劑的使用比例，相對於合成聚醯胺酸時使用的四羧酸二酐和二胺總計100重量份，較佳為20重量份以下，更較佳為10重量份以下。
[溶液黏度]
如上得到的聚醯胺酸和聚醯亞胺在形成濃度10重量%的溶液時，分別較佳具有20~800mPa‧s的溶液黏度，更較佳具有30~500mPa‧s的溶液黏度。
上述聚合物的溶液黏度(mPa‧s)是使用該聚合物的良溶劑，對製備的濃度10重量%的聚合物溶液，使用E型旋轉黏度計，在25℃下測定的值。
＜其他添加劑＞
本發明的液晶配向膜含有如上選自聚醯胺酸和將其脫水閉環形成的聚醯亞胺構成的群組中的至少一種的特定聚合物作為必需成分，根據需要可以含有其他成分。作為該其他成分，可以列舉出例如其他聚合物、增黏劑等。
上述其他聚合物可以用於改善溶液性質和電性質。該其他聚合物是特定聚合物以外的聚合物，例如使四羧酸二酐與不含上述式(D-1)表示的化合物和上述式(D-2)表示的化合物中的至少任意一種的二胺反應得到的聚醯胺酸(以下，稱作「其他聚醯胺酸」)、將該聚醯胺酸脫水閉環形成的聚醯亞胺(以下，稱作「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。它們之中，較佳為其他聚醯胺酸或其他聚醯亞胺，更佳為其他聚醯胺酸。
其他聚合物的使用比例相對於聚合物的總量(稱作特定聚合物和其他聚合物的總量。下同)，較佳為90重量%以下，更較佳為85重量%以下。本發明的液晶配向劑在含有其他聚合物時，其使用比例從形成的液晶配向膜的電性質的觀點出發，相對於聚合物的總量，較佳為30重量%以上，更較佳為50重量%以上。
上述增黏劑可以基於提高所得的液晶配向膜對基板表面的黏合性的目的使用。作為該增黏劑，可以列舉出例如在分子內具有至少1個環氧基的化合物(以下，稱作「環氧化合物」)、官能性矽烷化合物等。
作為上述環氧化合物，可以列舉出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、2,2-二溴代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-間二甲苯二胺、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。
相對於聚合物總計100重量份，如上所述的含氧化合物的使用比例較佳為40重量份以下，更較佳為0.1~30重量份。
作為上述官能性矽烷化合物，可以列舉出例如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-醯脲丙基三甲氧基矽烷、3-醯脲丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-三乙氧基甲矽烷基丙基三亞乙基三胺、N-三甲氧基甲矽烷基丙基三亞乙基三胺、10-三甲氧基甲矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、10-三乙氧基甲矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基甲矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲矽烷基-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(氧化伸乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-二(氧化伸乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。
相對於聚合物總計100重量份，如上所述的官能性矽烷化合物的使用比例較佳為2重量份以下，更佳為0.01~0.2重量份。
本發明的液晶配向劑將如上由聚醯胺酸和聚醯亞胺構成的群組中選出的至少一種以及根據需要任意混合的其他添加劑較佳在有機溶劑中溶解含有而構成。
作為可以在本發明的液晶配向劑中使用的有機溶劑，可以列舉出例如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、乙二醇單甲基醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇異丙基醚、乙二醇正丁基醚(丁基溶纖劑)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、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。
本發明的液晶配向劑中的固體成分濃度(液晶配向劑的溶劑以外的成分的總重量佔據液晶配向劑的總重量的比例)，考慮黏性、揮發性等適當選擇，較佳為1~10重量%的範圍。也就是，本發明的液晶配向劑可以如後所述通過塗敷到基板表面，較佳加熱，形成液晶配向膜的塗膜，但是在固體成分濃度不足1重量%時，該塗膜的膜厚過小，可能難以得到良好的液晶配向膜；另一方面，在固體成分濃度超過10重量%時，塗膜的膜厚過大，同樣可能難以得到良好的液晶配向膜，而且液晶配向劑的黏性增大，塗敷性質可能變差。
特佳的固體成分濃度的範圍根據在基板上塗敷液晶配向劑時採用的方法而異。例如，在使用旋塗法進行時，固體成分濃度特佳為1.5~4.5重量%的範圍。在使用印刷法進行時，特佳為固體成分濃度為3~9重量%的範圍，由此，溶液黏度為12~50mPa‧s的範圍。在使用噴墨法進行時，特佳為固體成分濃度為1~5重量%的範圍，由此，溶液黏度為3~15mPa‧s的範圍。
製備本發明的液晶配向劑時的溫度較佳為0℃~200℃，更佳為20℃~60℃。
＜液晶顯示元件＞
本發明的液晶顯示元件具有由如上所述的本發明的液晶配向劑形成的液晶配向膜。
本發明的液晶顯示元件中的較佳的運行模式是橫電場型，但亦可適合用於TN型、STN型或VA型。
本發明的液晶顯示元件例如可以通過以下(1)~(3)的步驟製造。步驟(1)根據所希望的運行模式，使用的基板有所不同。步驟(2)和(3)對各種運行模式是相同的。
(1)首先在基板上塗敷本發明的液晶配向劑，接著加熱塗敷面，在基板上形成塗膜。
(1-1)在製造TN型、STN型或VA型液晶顯示元件時，將設置了形成圖案的透明導電膜的兩塊基板形成一對，在它們的各透明性導電膜形成面上，較佳通過膠印法、旋塗法、輥塗法或噴墨印刷法，分別塗敷本發明的液晶配向劑，接著，通過加熱各塗敷面(較佳由預備加熱(預烘焙)和燒製(後烘焙)構成的兩個階段的加熱)，形成塗膜。此時，作為基板，可以使用例如由浮法玻璃、鈉玻璃等玻璃；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(脂環式烯烴)等塑膠形成的透明基板。作為在基板的一面上設置的透明導電膜，可以使用由氧化錫(SnO2 )形成的NESA膜(美國PPG公司的注冊商標)、氧化銦-氧化錫(In2 O3 -SnO2 )形成的ITO膜等，為了得到形成圖案的透明導電膜，可以通過例如形成無圖案透明導電膜後，通過光蝕刻形成圖案的方法；形成透明導電膜時，使用具有所希望的圖案的光罩的方法等得到。塗敷液晶配向劑時，為了使基板表面和透明導電膜與塗膜的黏結性更好，可以在基板表面中，應當形成塗膜的面上，預先塗敷官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等進行前處理。
對塗敷液晶配向劑後的塗敷面，接著通過進行預加熱(預烘焙)，然後燒製(後烘焙)形成塗膜。預烘焙的條件例如是40~120℃下進行0.1~5分鐘；後烘焙的條件較佳在120~300℃、更佳為150~250℃下，較佳進行5~200分鐘，更佳進行10~100分鐘。形成的塗膜的膜厚較佳為0.001~1μm，更佳為0.005~0.5μm。
(1-2)另一方面，在製造橫電場型液晶顯示元件時，將設置了形成梳齒型圖案的透明導電膜的基板的形成導電膜的面和沒有設置導電膜的對向基板的一面上，分別塗敷本發明的液晶配向劑，接著，通過加熱各塗敷面形成塗膜。
此時使用的基板和透明導電膜的材質、塗敷方法、塗敷後的加熱條件、透明導電膜的形成圖案方法、基板的前處理以及形成的塗膜的較佳膜厚和上述(1-1)相同。
在上述(1-1)和(1-2)的任一種情況下，本發明的液晶配向劑都是通過在塗敷後除去有機溶劑，形成配向膜的塗膜，但是在本發明的液晶配向劑中含有的聚合物是聚醯胺酸或兼具醯亞胺環結構和醯胺酸結構的聚醯亞胺時，可以在形成塗膜後進一步加熱，進行脫水閉環反應，進一步醯亞胺化形成塗膜。
(2)製造VA型液晶顯示元件時，如上形成的塗膜可以直接作為液晶配向膜使用，但是也可以進行後述的摩擦處理。
另一方面，在製造TN型、STN型或橫電場型液晶顯示元件時，如上形成的塗膜通過捲繞例如由尼龍、人造絲、棉花等纖維形成的布的輥，在一定方向摩擦進行摩擦處理。由此，液晶分子的配向能給予塗膜，形成液晶配向膜。
然後，對通過本發明的液晶配向劑形成的液晶配向膜進行處理，通過使液晶配向膜的每個區域具有不同的液晶配向能，可以改善所得的液晶顯示元件的視角性質，其中對液晶配向膜進行的處理包括：例如如專利文獻3或專利文獻4等所示，對液晶配向膜的一部分照射紫外線，改變液晶配向膜的一部分區域的預傾角的處理；以及如專利文獻5記載的那樣，對液晶配向膜表面的一部分形成光阻膜後，在和之前的摩擦處理不同的方向上，進行摩擦處理後，除去光阻膜的處理。
(3)對如上形成液晶配向膜的一對基板，通過間隙(盒間隙)對向配置，並使兩塊基板的液晶配向膜的摩擦方向正交或逆平行，使用密封劑貼合兩塊基板的周圍部分，在通過基板表面和密封劑分割的盒間隙內填充注入液晶，密封注入孔，構成液晶盒。然後，在液晶盒的外表面貼合偏光板，並使其偏光方向和各基板上形成的液晶配向膜的摩擦方向一致或者正交，可以得到液晶顯示元件。
此時，作為密封劑，可以使用例如含有固化劑和作為隔片的氧化鋁球的環氧樹脂等。
作為液晶，可以列舉出向列型液晶和碟型液晶，它們之中較佳為向列型液晶，可以使用例如西夫鹼類液晶、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、二烷類液晶、雙環辛烷類液晶、立方烷類液晶等。另外，在這些液晶中，可以進一步添加使用例如氯化二氫膽固醇(cholestyl chloride)、膽固醇壬酸酯、膽固醇碳酸酯等膽固醇液晶；以商品名“C-15”、“CB-15”(Merck公司製造)銷售的手性試劑；對癸氧基亞苄基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等鐵電性液晶等。
作為貼合到液晶盒外表面的偏光板，可以列舉出邊將聚乙烯醇延展配向，邊用醋酸纖維素保護膜夾住吸收碘稱作“H膜”的偏光膜形成的偏光板，或由H膜本身形成的偏光板。
[實施例]
以下，通過實施例對本發明進行更具體的說明，但是本發明並不受到這些實施例的限定。
在下述合成例中，4,4’-[1,3-亞苯基二(1-甲基亞乙基)]二(苯胺)直接使用三井化學(股)製造的商品「Bisaniline M」。
另外，各合成例中的聚合物的溶液黏度都是使用E型黏度計，在25℃下測定的值。
＜聚合物的合成例＞ 合成例1~7和比較合成例1~3
將表1所示的量的二胺和四羧酸二酐以該順序加入到N-甲基-2-吡咯烷酮中，形成單體濃度15重量%的溶液，在室溫下，進行6小時反應，分別得到含有聚醯胺酸(PA-1)~(PA-7)和(PAR-1)~(PAR-3)的溶液。少量分取各溶液，加入N-甲基-2-吡咯烷酮，形成聚醯胺酸濃度10重量%的溶液，測定的溶液黏度在表1中表示。
確保這些聚醯胺酸溶液中的各一半量，分別在之後的實施例1~6和12以及比較例1~3中使用。
上述各聚醯胺酸中，對(PA-1)~(PA-5)和(PA-7)以及(PAR-1)如下進行脫水閉環反應，分別形成聚醯亞胺。
在剩餘一半量的上述各聚醯胺酸溶液中加入N-甲基-2-吡咯烷酮，形成聚醯胺酸濃度6重量%的溶液，在其中加入吡啶和乙酸酐，分別相對於聚醯胺酸所具有的醯胺酸單元1mol，為表1記載的莫耳比後，加熱到110℃，進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後，系統的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯烷酮溶劑置換(本操作中，將脫水閉環反應中使用的吡啶和乙酸酐除去到系統外)，從而得到分別含有15重量%、聚醯亞胺(PI-1)~(PI-5)和(PI-7)以及(PIR-1)的溶液。這些聚醯亞胺溶液中含有的各聚醯亞胺的醯亞胺化率以及溶液黏度分別在表1中表示，其中溶液黏度是少量分取各溶液，形成聚醯亞胺濃度10重量%的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液測定的。
這些聚醯亞胺溶液分別在之後的實施例7~12和比較例4中使用。
另外，表1中，二胺和四酸酐的簡稱分別是以下含義。
＜二胺＞
d-1：4,4’-[1,3-伸苯基二(1-甲基亞乙基)]二(苯胺)
d-2：1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-茚滿-5-胺
d-3：對苯二胺
d-4：4,4’-二胺基二苯基甲烷
d-5：4,4’-二胺基二苯基醚
d-6：3,3’-二(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)-二(丙基胺)
d-7：3,5-二胺基苯甲酸
＜四羧酸二酐＞
t-1：2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐
t-2：1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐
t-3：均苯四羧酸二酐
t-4：3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐
實施例1 ＜液晶配向劑的製備＞
在上述合成例1得到的含有聚醯胺酸(PA-1)的溶液中，加入γ-丁內酯(BL)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和丁基溶纖劑(BC)，然後加入作為增黏劑的環氧化合物N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4’-二胺基二苯基甲烷，相對於100重量份(PA-1)是10重量份，形成溶劑比BL:NMP:BC=40:40:20(重量比)，固體成分濃度4.0重量%的溶液。該溶液充分攪拌後，使用孔徑1μm的過濾器過濾，製備液晶配向劑。
使用該液晶配向劑如下進行評價。
＜液晶盒的製造和評價＞ [液晶盒的製造]
如下製造液晶配向性和暗狀態的評價用液晶盒。
在一面梳齒狀設置的具有鉻電極的厚度1mm的玻璃基板上，通過旋塗器塗布上述製備的液晶配向劑，在80℃的熱板上預烘焙1分鐘後，在230℃的熱板上，後烘焙10分鐘，形成膜厚約800的塗膜。對形成的塗膜面使用具有捲繞了尼龍制的輥的摩擦器，在輥轉數1,000rpm、台板移動速度25mm/s，絨毛壓入長度0.4mm下進行摩擦處理，賦予液晶配向能。然後，將該基板在超純水中超聲波洗滌1分鐘，在100℃的潔淨烘箱中乾燥10分鐘，從而製造在具有梳齒狀的鉻電極的面上具有液晶配向膜的基板。
與其不同，在沒有電極的厚度1mm的玻璃基板的一面上，和上述同樣地形成液晶配向劑的塗膜，進行摩擦處理後，洗滌和乾燥，在一面上製造具有液晶配向膜的基板。
將這些基板形成一對，在基板的具有摩擦處理的液晶配向膜的面外部邊緣塗敷加入了直徑5.5μm的氧化鋁球的環氧樹脂黏合劑後，通過間隙使兩塊基板對向配置，並使各液晶配向膜中的摩擦方向為逆平行，外部邊緣接觸地壓接，使黏合劑固化。接著，從液晶注入口，在一對基板間填充向列型液晶(Merck公司製造，MLC-2042)後，通過丙烯酸類光固化黏合劑密封液晶注入口，製造橫電解型液晶盒。
[液晶盒的評價] (1)液晶配向性的評價
對上述製造的液晶盒，使用偏光顯微鏡觀察。此時，將完全沒有確認光透過的評價為液晶配向性“優良”，將只確認極少的光透過的評價為液晶配向性“良好”，將明顯確認光透過的評價為液晶配向性“不好”，在這種情況下，該液晶盒的液晶配向性“優良”。
(2)暗狀態的評價
用一對偏光板夾住上述製造的液晶盒，研究未施加電壓時的暗狀態的程度。
在使一對偏光板與液晶配向膜的摩擦方向正交偏光鏡配置時的光透過率為0%，使一對偏光板與液晶配向膜的摩擦方向並行偏光鏡配置、施加電壓時的光透過率為100%的情況下，使一對偏光板與液晶配向膜的摩擦方向並行偏光鏡配置貼合，研究未施加電壓的狀態下的光透過率。在該光透過率不足0.1%時，為暗狀態“優良”；在0.1%以上、不足0.2%時，為暗狀態“良好”；在0.2%以上時，為暗狀態“不好”。
另外，該(2)暗狀態的評價是對上述(1)液晶配向性的評價中為“優良”或者“良好”，而且顯示出大致合適的液晶配向性的液晶盒，進一步進行高精度且嚴密的評價，是近年來高畫質等級的顯示品質的指標的評價。
(3)殘影的評價
除了在上述[液晶盒的製造]中，使用具有2個體系的由鉻形成的梳齒狀的透明導電膜圖案的玻璃基板與沒有透明導電膜的玻璃基板形成一對，在具有梳齒狀透明導電膜的基板的透明導電膜上和另一個基板的一面上分別塗敷上述液晶配向劑以外，和上述[液晶盒的製造]同樣地進行，製造液晶盒。此外，在該液晶盒所具有的基板的外側兩面上和液晶配向膜的摩擦方向並行偏光鏡配置地貼合偏光板，製造液晶顯示元件。
表示構成上述玻璃基板上的透明電極圖案的簡圖如圖1所示。
將上述製造的液晶顯示元件放置在25℃、1個大氣壓的環境下，不對電極B施加電壓，在電極A上施加2小時交流電壓3.5V和直流電壓5V的合成電壓。之後，對電極A和電極B這兩個電極都施加交流4V的電壓。測定從在兩個電極上開始施加交流4V的電壓的時間，到電極A和電極B的光透過性的差消失的時間。另外，該時間為300秒以下時，可以大致評價為殘影性質“優異”，在超過300秒、為500秒以下時，大致評價為殘影性質“良好”，該時間越短越好。
實施例2~12和比較例1~4
除了在上述實施例1中，分別使用表2所示的含有聚合物的溶液作為聚合物溶液以外，和實施例1同樣地製備液晶配向劑，製造液晶盒，進行評價。另外，在實施例12中，混合兩種聚合物作為聚合物使用。這裏，相對於聚合物總計100重量份，增黏劑使用10重量份。
評價結果在表2中表示。
第1圖是表示實施例和比較例中的殘影性質的評價使用而製造的液晶顯示元件所具有的兩個系統的透明導電膜圖案的結構的簡圖。

Claims (5)

  1. 一種液晶配向劑，其特徵在於：含有由聚醯胺酸和聚醯亞胺構成的群組中選出的至少一種聚合物，其中前述聚合物在其分子內的至少一部分中同時具有下述式(1)和(2)分別表示的結構； 式(1)中，R1 各自獨立地表示碳原子數為1~6的烷基，R2 各自獨立地表示碳原子數為1~6的烷基、鹵原子、氰基、羥基或羧基，n是1~10的整數，a各自獨立地表示0~4的整數，「*」表示連接鍵；式(2)中，R3 是碳原子數為1~6的烷基，R4 各自獨立地表示碳原子數為1~6的烷基、鹵原子、氰基、羥基或羧基，b是0~5的整數，c是0~4的整數，d是0~3的整數，「*」表示連接鍵。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶配向劑，其中前述聚合物是由四羧酸二酐和二胺反應得到的聚醯胺酸以及將該聚醯胺酸脫水閉環形成的聚醯亞胺構成的群組中選出的至少一種，該二胺包含下述式(D-1)所示的化合物和下述式 (D-2)所示的化合物這兩者， 式(D-1)中的R1 、R2 、n和a分別和上述式(1)中的定義相同；式(D-2)中的R3 、R4 、b、c和d分別和上述式(2)中的定義相同。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶配向劑，其中上述四羧酸二酐包含選自芳香族四羧酸二酐的至少一種，和選自具有脂肪族二元羧酸酐結構或脂環式二元羧酸酐結構的四羧酸二酐的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之液晶配向劑，其中上述二胺進一步包含由對苯二胺、3,5-二胺基苯甲酸、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚和3,3’-(四甲基二矽氧烷-1,3-二基)二(丙基胺)構成的群組中選出的至少一種。
  5. 一種液晶顯示元件，其特徵在於：具有由如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶配向劑形成的液晶配向膜。
TW099142023A 2009-12-03 2010-12-03 液晶配向劑及液晶顯示元件 TWI477538B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009275068 2009-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201129615A TW201129615A (en) 2011-09-01
TWI477538B true TWI477538B (zh) 2015-03-21

Family

ID=44098405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099142023A TWI477538B (zh) 2009-12-03 2010-12-03 液晶配向劑及液晶顯示元件

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5773116B2 (zh)
KR (1) KR101733959B1 (zh)
CN (1) CN102086400B (zh)
TW (1) TWI477538B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101748247B1 (ko) * 2010-05-10 2017-06-16 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및, 이에 포함된 중합체
JP5929565B2 (ja) * 2011-10-13 2016-06-08 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6179076B2 (ja) * 2011-10-13 2017-08-16 Jsr株式会社 液晶配向剤
JP5929566B2 (ja) * 2011-11-16 2016-06-08 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6020129B2 (ja) * 2012-12-19 2016-11-02 Jnc株式会社 ポリアミド酸組成物
JP6250337B2 (ja) * 2013-09-05 2017-12-20 株式会社ジャパンディスプレイ 配向膜材料およびそれを用いた液晶表示装置
TWI525130B (zh) * 2013-12-23 2016-03-11 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
CN106575061B (zh) * 2014-06-25 2020-10-16 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件
JP7143555B1 (ja) * 2021-03-08 2022-09-28 Ｊｆｅケミカル株式会社 ポリイミド樹脂およびその製造方法、ポリイミド樹脂溶液、コーティング材料ならびに成形材料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145529A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Jsr Corp 液晶配向剤および液晶表示素子
TW200942929A (en) * 2008-02-21 2009-10-16 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element
TW200949389A (en) * 2008-04-28 2009-12-01 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent and method for forming liquid crystal alignment films

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62231936A (ja) * 1986-04-01 1987-10-12 Canon Inc 液晶素子
JPH07305065A (ja) * 1994-05-11 1995-11-21 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 液晶配向剤
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
JP5041124B2 (ja) * 2005-07-12 2012-10-03 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
JP4900571B2 (ja) * 2006-03-20 2012-03-21 Ｊｓｒ株式会社 垂直液晶配向剤および垂直液晶表示素子
CN101075043A (zh) * 2006-05-17 2007-11-21 Jsr株式会社 垂直取向型液晶取向剂和垂直取向型液晶显示元件
CN101135813B (zh) * 2006-08-29 2011-03-16 Jsr株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶显示元件
JP2008264926A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Rix Corp バリ取り洗浄装置およびバリ取り洗浄方法
JP5321786B2 (ja) * 2008-04-28 2013-10-23 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
JP5041169B2 (ja) * 2008-09-11 2012-10-03 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
JP5530363B2 (ja) * 2008-10-14 2014-06-25 日本化薬株式会社 フェノール性水酸基含有ポリイミド樹脂及びそれを用いた感光性樹脂組成物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145529A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Jsr Corp 液晶配向剤および液晶表示素子
TW200942929A (en) * 2008-02-21 2009-10-16 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element
TW200949389A (en) * 2008-04-28 2009-12-01 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent and method for forming liquid crystal alignment films

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110063295A (ko) 2011-06-10
KR101733959B1 (ko) 2017-05-10
TW201129615A (en) 2011-09-01
CN102086400B (zh) 2014-07-23
CN102086400A (zh) 2011-06-08
JP2011138104A (ja) 2011-07-14
JP5773116B2 (ja) 2015-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI477538B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI468435B (zh) 液晶配向劑、液晶顯示元件及化合物
TWI447145B (zh) 液晶配向劑和液晶顯示元件
TWI432484B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI359189B (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal ali
TWI504675B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TWI457666B (zh) Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element
TWI427375B (zh) 垂直配向型液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI447144B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI409291B (zh) Liquid crystal alignment agent and planar electric field switching method liquid crystal display element
TW200909952A (en) Liquid crystal alignment agent and liquid crystal display unit
TWI494665B (zh) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
TWI515228B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶顯示元件、聚醯胺酸及聚醯亞胺
TWI468813B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI513734B (zh) 液晶配向劑、液晶顯示元件、聚醯胺酸、聚醯亞胺及化合物
TWI416227B (zh) 液晶配向劑及橫電場方式液晶顯示元件
TWI461802B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI628204B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶顯示元件、相位差膜、相位差膜的製造方法以及聚合物
TW201302861A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TWI442145B (zh) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element
JP4775559B2 (ja) 液晶配向剤および横電界方式液晶表示素子
TWI460210B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI501011B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI427103B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI293392B (zh)