TWI515228B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

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
本發明係關於液晶配向劑、液晶配向膜、液晶顯示元件、聚醯胺酸和聚醯亞胺，更詳言之係關於適合在水平配向型液晶顯示元件(水平配向模式)中使用的液晶配向劑和液晶配向膜以及具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。
目前，作為液晶顯示元件的一種，已知的有扭曲向列顯示模式(TN模式)以及橫向電場顯示模式(IPS模式)、邊界電場切換模式(FFS模式)這樣的水平配向型液晶顯示元件。這種液晶顯示元件中，在對向配置的一對基板間封入液晶分子，使液晶分子相對基板面平行地配向(水平配向)，在其中施加電壓，由此使液晶分子的方向發生變化。由此，在液晶顯示元件中，通過液晶分子而表現光切換的功能。
在液晶顯示元件中，通過液晶配向膜控制液晶分子的配向。一般來說，液晶配向膜是在基板上塗布含有聚醯亞胺或聚醯胺酸的液晶配向劑後，將其燒製，用布在一定方向摩擦燒製後的薄膜表面，進行這種所謂的摩擦處理而得到。
為了提高液晶顯示元件的顯示性能，必須在未施加電壓時，使液晶分子配向為特定方向，為了實現這個要求，提出了各種液晶配向劑(例如，參照專利文獻1~3)的方案。在專利文獻1中，公開了使用由均苯四酸二酐(PMDA)和二胺的聚合反應得到的聚醯亞胺的液晶配向方法。使用PMDA製造的芳香族聚醯亞胺由於摩擦處理的單軸配向性高，而且誘導液晶分子具有的苯環之間的相互作用等，所以可謂液晶配向性良好。
另外，在專利文獻2、3中，公開了包含環丁烷四羧酸酐(CB)等這樣具有脂環結構的酸二酐和二胺聚合得到的聚醯亞胺等的液晶配向劑。該脂環式的聚醯亞胺等與專利文獻1的這種芳香族聚醯亞胺相比，具有(1)因無可見光區域的吸收而液晶配向膜的光透過率高，(2)耐磨性良好，(3)容易調整溶液狀態的黏度等優點。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭57-128318號公報
[專利文獻2]日本第4052308號專利公報
[專利文獻3]日本特開2010-156934號公報
另外，由脂環式的聚醯亞胺等形成的液晶配向膜與芳香族聚醯亞胺相比，具有上述(1)~(3)的優點，但是在基板間注入液晶分子時，容易產生在注入液晶分子時的流動方向上配向的流動配向。因此，擔心流動配向引起的液晶配向能力降低。另外，在藉由脂環式的聚醯亞胺等形成液晶配向膜時，基於提高機械強度等目的，添加環氧化合物等交聯劑，但是添加交聯劑可能降低聚合物的單軸延展性，這種情況下，認為容易產生流動配向。
此外，液晶顯示元件中，為了使顯示品質更好，要求高的電壓保持率，在液晶配向膜的設計上，還必須研究液晶顯示元件的電壓保持性質。然而，本發明人在研究時，確認如上述專利文獻1所示，在使用PMDA作為酸二酐時，雖然液晶配向性良好，但是液晶的電壓保持率變低。
本發明是根據上述問題提出的，其主要目的是提供一種液晶配向劑、由該液晶配向劑形成的液晶配向膜，以及具有該液晶配向膜的液晶顯示元件，其中液晶配向劑用於得到兼具優異的液晶配向性和電壓保持性質的液晶顯示元件。
本發明人為了解決上述現有技術的問題，進行認真研究，從而發現通過含有聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物的至少任意一種作為液晶配向劑的聚合物成分，可以解決上述問題，從而完成本發明，該聚醯胺酸是使特定結構的二胺，與脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐的至少任意一種反應而得到的。具體而言，依據本發明提供以下的液晶配向劑、液晶配向膜和液晶顯示元件。
本發明是一種含有由四羧酸二酐和二胺反應得到的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中的至少任意一種的液晶配向劑，其特徵在於：前述四羧酸二酐含有脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種，前述二胺含有下述式(D-1)所示的化合物。
(式中，R1~R10中，R1~R5中的一個以及R6~R10中的一個是一級胺基，其餘各自獨立地是氫原子、氟原子或碳原子數為1~6的烷基、烷氧基或氟烷基)。
根據本發明的液晶配向劑，在含有脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐作為四羧酸二酐時，可以形成能夠抑制液晶分子的流動配向的液晶配向膜。另外，在液晶顯示元件中使用由本發明的液晶配向劑形成的液晶配向膜時，顯示出高的電壓保持率。由此，根據本發明的液晶配向劑可以得到均衡性良好地兼具液晶配向性和電壓保持性質的液晶顯示元件。
另外，在本發明中，作為四羧酸二酐可以使用前述脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種與芳香族四羧酸二酐的混合物。在這種情況下，與單獨使用前者的情形相比，可以提高液晶配向性。
此外，根據本發明提供由上述記載的液晶配向劑形成的液晶配向膜、以及具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。另外，提供脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種與上述式(D-1)所示的二胺反應得到的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物(聚醯亞胺)。
 [用以實施發明之形態]
本發明的液晶配向劑包含四羧酸二酐和二胺反應得到的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中的至少任意一種。以下，對本發明的液晶配向劑進行詳細說明。
<聚醯胺酸>
本發明的液晶配向劑中含有的聚醯胺酸可以通過使四羧酸二酐和上述式(D-1)所示的二胺反應得到。
[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，包含具有脂肪族結構的四羧酸二酐(以下，稱作脂肪族四羧酸二酐)、以及具有脂環式結構的四羧酸二酐(以下，稱作脂環式四羧酸二酐)中的至少任意一種。
這裏，「脂肪族四羧酸二酐」是指連接到飽和烴基上的4個羧基在分子內脫水得到的酸二酐。其中，脂肪族四羧酸二酐不一定只由鏈狀結構構成，其一部分可以具有環狀烴結構或芳環結構。另外，「脂環式四羧酸二酐」是指連接到脂肪族環上的至少兩個羧基在分子內脫水得到的酸二酐。其中，脂環式四羧酸二酐不一定只由脂環式結構或鏈狀結構構成，其一部分可以具有芳環結構。
具體地，作為脂肪族四羧酸二酐，可以列舉出例如1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐。另外，作為脂環式四羧酸二酐，可以列舉出例如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、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、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-羧甲基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、二環[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]十一碳-3,5,8,10-四酮、環己烷四羧酸二酐等。此外，還可以使用日本特開2010-97188號公報中記載的上述之外的脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐。
作為用於合成本發明中的聚醯胺酸的脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐，它們之中，特佳為由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-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)-茶并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、二環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、環己烷四羧酸二酐和1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐構成的群組中選出的至少一種。另外，從可進一步提高電壓保持率的觀點出發，更佳為由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)-環己烷四羧酸二酐以及2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐構成的群組中選出的至少一種；在添加作為交聯劑的環氧化合物時，從可以顯現出良好的液晶配向性的觀點出發，更佳為由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、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-1,3-二酮以及1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-茶并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮構成的群組中選出的至少一種。它們之中，特佳為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。
另外，上述脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐可以單獨使用一種或組合兩種以上使用。
作為四羧酸二酐可以只使用上述脂肪酸四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種，也可以將脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種與具有芳環結構的四羧酸二酐(芳香族四羧酸二酐)組合使用。這裏，「芳香族四羧酸二酐」是指連接到相同或不同的芳環上的4個羧基分子內脫水得到的酸二酐。
作為芳香族四羧酸二酐，具體地可以使用均苯四酸二酐(PMDA)或3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐以及日本特開2010-97188號公報中記載的芳香族四羧酸二酐。較佳為PMDA。由於PMDA的液晶配向性優異，所以與單獨使用前者相比，藉由組合脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種與PMDA，在可提高液晶配向膜的配向性方面是較佳的。另一方面，單獨使用脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐的情形，與同芳香族四羧酸二酐的混合體系相比，在可提高電壓保持率方面是較佳的。
作為四羧酸二酐，在將脂肪族或脂環式的四羧酸二酐與芳香族四羧酸二酐混合使用時，脂肪族或脂環式的四羧酸二酐的比例是其總量相對於四羧酸二酐的總量，較佳為10~95mol%，更佳為30~90mol%，進一步更佳為50~85mol%，特佳為60~80mol%。在這種情況下，混合體系中的芳香族四羧酸二酐的比例相對於四羧酸二酐的總量，較佳為5~90mol%，更佳為10~70mol%，進一步更佳為15~50mol%，特佳為20~40mol%。藉由分別選取上述範圍，在形成液晶配向膜時，可以均衡性良好地顯現出高的電壓保持率和優異的液晶配向性這兩種性質。另外，耐磨性也良好。
[二胺]
用於合成本發明中的聚醯胺酸的二胺的至少一部分是上述式(D-1)所示的化合物。上述式(D-1)中，R1~R5中的一個和R6~R10中的一個是一級胺基。也就是，上述式(D-1)所示的化合物是在不同的苯環上分別連接一個一級胺基的二胺。
R1~R10中，一級胺基以外的其餘基團是氫原子、氟原子或碳原子數為1~6的烷基、烷氧基或氟烷基，分別可以相同，也可以不同。作為碳原子數為1~6的烷基，可以是直鏈狀，也可以是支鏈狀的，具體地，可以列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基等。
作為碳原子數為1~6的氟烷基，可以列舉出作為上述碳原子數為1~6的烷基列舉的基團的至少一個氫原子被氟原子取代形成的基團。另外，作為碳原子數為1~6的烷氧基，可以列舉出作為上述碳原子數為1~6的烷基列舉的基團連接到氧原子上形成的基團，具體地，可以列舉出例如甲氧基或乙氧基等。
式(D-1)中的各一級胺基較佳為連接到相對-COO-的4-位上。另外，R1~R10中，對於一級胺基以外的其他基團，較佳為全部是氫原子，或者與一級胺基相鄰中的至少一個是非氫原子，其他的是氫原子。在前一種情況下，可以提高聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物的平面性，由此提高液晶配向性。另外，在後一種情況下，通過鄰接胺基的基團，降低聚醯胺酸等的平面性，由此可以提高聚合物對有機溶劑的溶解性。從保持適度的平面性的觀點出發，鄰接胺基的基團較佳為碳原子數為1~3的基團，它們之中，特佳為甲基或乙基。
作為式(D-1)所示的化合物，具體地較佳為4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯、3,3’-二甲基-4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯、3,3’,5,5’-四甲基-4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯、3-甲基-4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯，它們之中，特佳為4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯。
作為用於合成本發明中的聚醯胺酸的二胺，可以只使用上述式(D-1)所示的化合物，也可以將上述式(D-1)所示的化合物和其他二胺聯用。
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，可以列舉出例如鄰苯二胺、間苯二胺、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’-(對苯二亞異丙基)二(苯胺)、4,4’-(間苯二亞異丙基)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)-呱、3,5-二胺基苯甲酸、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、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、2,4-二胺基-N,N-二烯丙基苯胺、4-胺基苄基胺、3-胺基苄基胺、1-(2,4-二胺基苯基)呱-4-羧酸、4-(嗎啉-4-基)苯-1,3-二胺、1,3-二(N-(4-胺基苯基)哌基)丙烷、α-胺基-ω-胺基苯基烯烴、及下述式(A-1)所示的化合物等；
(式中，XI和XII分別是單鍵、*-O-、*-COO-或*-OCO-(其中，帶「*」的連接鍵連接到苯環上)，RI是單鍵、亞甲基或碳原子數為2或3的伸烷基，a是0或1，b是0~2的整數，c是1~20的整數，n是0或1。其中，a和b不同時為0)。
作為二胺基有機矽氧烷，可以列舉出例如1,3-二(3-胺基丙基)-四甲基二矽氧烷等；以及日本特開2010-97188號公報中記載的二胺中的上述以外的二胺。
作為上述式(A-1)中的-XI-RI-XII-所示的2價基團較佳為亞甲基、碳原子數為2或3的伸烷基、*-O-、*-COO-或*-OCH2CH2-O-(其中，帶「*」的連接鍵連接到二胺基苯基上)。作為基團「-CcH2c+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。二胺基苯基的兩個胺基，相對於其他基團較佳為2,4-位或3,5-位。
作為上述式(A-1)所示的化合物的具體例子，可以列舉出例如下述式(A-1-1)~(A-1-3)分別表示的化合物等。
上述式(D-1)所示的化合物的比例相對於二胺的總量較佳為10~100mol%。藉由選取上述範圍，在使用脂肪族或脂環式的四羧酸二酐作為四羧酸二酐時，也能在形成良好的液晶電壓保持率的同時，顯現出優異的液晶配向性的液晶配向膜。
<分子量調節劑>
在合成聚醯胺酸時，可以使用適當的分子量調節劑，與如上所示的四羧酸二胺和二胺一起，合成末端修飾型的聚合物。通過形成該末端修飾型的聚合物，可以不損害本發明的效果地進一步改善液晶配向劑的塗布性(印刷性)。
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。作為它們的具體例子，分別是作為酸單酐，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、正辛基胺等；作為單異氰酸酯化合物，可以列舉出例如異氰酸苯基酯、異氰酸萘基酯等。
分子量調節劑的使用比例，相對於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，更佳為10重量份以下。
<聚醯胺酸的合成>
作為聚醯胺酸的合成反應中使用的四羧酸二酐和二胺的使用比例，相對於1當量二胺的胺基，四羧酸二酐的酸酐基較佳為0.2~2當量的比例，更佳為0.3~1.2當量的比例。
聚醯胺酸的合成反應較佳為在有機溶劑中進行。此時的反應溫度較佳為-20℃~150℃，更佳為0℃~100℃。另外，反應時間較佳為0.1~24小時，更佳為0.5~12小時。
此處，作為有機溶劑，可以列舉出例如非質子性極性溶劑、苯酚及其衍生物、醇、酮、酯、醚、鹵化烴、烴等。
作為這些有機溶劑的具體例子分別是，作為上述非質子性極性溶劑，可以列舉出例如N-甲基-2-吡咯啶酮、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；作為上述苯酚衍生物，可以列舉出例如間甲酚、二甲苯酚、鹵化苯酚等；作為上述醇，可以列舉出例如甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三甘醇、乙二醇單甲基醚等；作為上述酮，可以列舉出例如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、環己酮等；作為上述酯，可以列舉出例如乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯等；作為上述醚，可以列舉出例如二乙基醚、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、四氫呋喃等；作為上述鹵化烴，可以列舉出例如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯等；作為上述烴，可以列舉出例如己烷、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。
這些有機溶劑中，較佳為使用由非質子性極性溶劑以及苯酚及其衍生物構成的群組(第一群組的有機溶劑)中選出的一種以上，或者選自上述第一群組的有機溶劑的一種以上和由醇、酮、酯、醚、鹵化烴和烴構成的群組(第二群組的有機溶劑)中選出的一種以上的混合物。在後一種情況下，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和第二群組的有機溶劑的總量，較佳為50重量%以下，更佳為40重量%以下，進一步更佳為30重量%以下。
有機溶劑的用量(a)較佳為四羧酸二酐和二胺的總量(b)相對於反應溶液的全部量(a+b)是0.1~50重量%的量。
如上，可以得到溶解聚醯胺酸形成的反應溶液。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。聚醯胺酸的分離和精製可以通過公知的方法進行。
<醯亞胺化聚合物>
本發明中的醯亞胺化聚合物(聚醯亞胺)可藉由將上述合成的聚醯胺酸脫水閉環醯亞胺化而得到。在這種情況下，可以將溶解聚醯胺酸形成的上述反應溶液直接用於脫水閉環反應；也可以分離反應溶液中含有的聚醯胺酸後，用於脫水閉環反應。或者亦可將分離的聚醯胺酸精製後，用於脫水閉環反應。
本發明中的聚醯亞胺可以是作為其前體的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；也可以只是醯胺酸結構的一部分脫水閉環，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的醯亞胺化率較佳為30%以上，更佳為50~99%，進一步更佳為65~99%。該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。這裏，醯亞胺環的一部分可以是異醯亞胺環。
聚醯胺酸的脫水閉環較佳為以通過加熱聚醯胺酸的方法，或者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。其中，較佳為後一種方法進行。
在上述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，可以使用例如乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脫水劑的用量相對於1莫耳聚醯胺酸的醯胺酸結構，較佳為0.01~20莫耳。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。作為脫水閉環催化劑的用量，相對於1莫耳使用的脫水劑，較佳為0.01~10莫耳。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而例示的有機溶劑。作為脫水閉環反應的反應溫度較佳為0~180℃，更佳為10~150℃。反應時間較佳為1.0~120小時，更佳為2.0~30小時。
這樣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；或者亦可將分離的聚醯亞胺精製後，用於製備液晶配向劑。這些精製操作可以根據公知的方法進行。
<聚合物的溶液黏度>
如上得到的本發明中的聚醯胺酸和醯亞胺化聚合物(以下，也稱作特定聚合物)在將其形成濃度10重量%的溶液時，較佳為具有20~800mPa‧s的溶液黏度，更佳為具有30~500mPa‧s的溶液黏度。
另外，上述聚合物的溶液黏度(mPa‧s)是使用該聚合物的良溶劑(例如，γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯啶酮等)製備濃度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>
本發明的液晶配向劑含有特定聚合物，根據需要也可以含有其他成分。作為該其他成分，可以列舉出例如上述特定聚合物以外的其他聚合物、在分子內具有至少一個環氧基的化合物(以下，稱作「環氧化合物」)、官能性矽烷化合物等。
[其他聚合物]
上述其他聚合物可以用於改善溶液性質和電性質而使用。該其他聚合物，是特定聚合物以外的聚合物，可以列舉出例如不含式(D-1)所示的化合物的二胺和四羧酸二酐反應得到的聚醯胺酸以及芳香族四羧酸二酐和二胺反應得到的聚醯胺酸(以下，稱作「其他聚醯胺酸」)、將該其他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。另外，作為用於合成其他聚醯胺酸和其他聚醯亞胺的四羧酸二酐以及二胺，可以列舉出用於合成上述特定聚合物的化合物。
在液晶配向劑中添加其他聚合物時，其混合比例相對於液晶配向劑中的全部聚合物的量，較佳為50重量%以下，更佳為0.1~40重量%，進一步更佳為0.1~30重量%。
[環氧化合物]
環氧化合物可以用於提高液晶配向膜的機械強度。由此，在摩擦處理時，可以抑制膜的剝離等(可以提高耐磨性)，進而抑制液晶顯示元件的顯示不佳。另外，環氧化合物還可以基於提高液晶配向膜與基板的黏結性的目的使用。
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、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、N,N-二縮水甘油基-苄基胺、N,N-二縮水甘油基-胺基甲基環己烷、N,N-二縮水甘油基-環己基胺等作為較佳的物質。
在液晶配向劑中添加這些環氧化合物時，其混合比例相對於液晶配向劑中含有的聚合物總計100重量份，較佳為40重量份以下，更佳為0.1~30重量份。
[官能性矽烷化合物]
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伸乙基三胺、N-三甲氧基甲矽烷基丙基三伸乙基三胺、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、9-三甲氧基甲矽烷基-3,6-二氮雜壬酸甲酯、9-三乙氧基甲矽烷基-3,6-二氮雜壬酸甲酯、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、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。
在液晶配向劑中添加這些官能性矽烷化合物時，其混合比例相對於聚合物總計100重量份，較佳為2重量份以下，更佳為0.02~0.2重量份。
[有機溶劑]
本發明的液晶配向劑將特定聚合物和根據需要任意混合的其他添加劑較佳為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N-甲基-2-吡咯吱酮、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、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、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、二異丁基酮、丙酸異戊基酯、異丁酸異戊基酯、二異戊基醚、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等。它們可以單獨使用，或者也可以混合兩種以上使用。
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如後所述，塗布到基板表面，較佳為通過加熱形成液晶配向膜的塗膜或者液晶配向膜形成的塗膜，但是此時在固體成分濃度不足1重量%時，該塗膜的膜厚過小，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，難以得到良好的液晶配向膜，或者液晶配向劑的黏性增大，塗布性質可能不良。
特佳的固體成分濃度的範圍根據在基板上塗布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10~50℃，更佳為20~30℃。
<液晶配向膜和液晶顯示元件>
本發明的液晶配向膜由上述液晶配向劑形成。另外，本發明的液晶顯示元件具有該液晶配向膜。本發明的液晶顯示元件可以在IPS型或TN型、STN型、FFS型這樣的水平配向型的運行模式中使用，還可以在VA型這樣的垂直配向型的運行模式中使用，較佳為水平配向型，它們之中，特佳為在IPS型中使用。
以下，對本發明的液晶顯示元件的製造方法進行說明，同時該說明中，還對本發明的液晶配向膜的製造方法進行說明。本發明的液晶顯示元件例如可以通過以下的(1)~(3)的步驟製造。步驟(1)根據所希望的運行模式不同而使用的基板不同。步驟(2)和(3)在各種運行模式下是相同的。
[步驟(1)：塗膜的形成]
首先，在基板上塗布本發明的液晶配向劑，接著，通過加熱塗布面，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，較佳為通過膠印法、旋塗法、輥塗法或噴墨印刷法，分別塗布本發明的液晶配向劑，接著，通過加熱各塗布面(較佳為由預加熱(預烘焙)和燒製(後烘焙)形成的兩階段的加熱)，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公司的註冊商標)、氧化銦-氧化錫(In2O3-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。塗布液晶配向劑時，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，預先塗布官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等進行前處理。
將塗布液晶配向劑後的塗布面接著進行預加熱(預烘焙)，然後燒製(後烘焙)形成塗膜。預烘焙條件例如是在40~120℃下進行0.1~5分鐘，後烘焙條件較佳為在120~300℃、更佳為150~250℃下，較佳為進行5~200分鐘，更佳為進行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IPS型的液晶顯示元件時，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，分別塗布本發明的液晶配向劑，接著，通過加熱各塗布面，形成塗膜。此時使用的基板和透明導電膜的材質、塗布方法、塗布後的加熱條件、透明導電膜的圖案形成方法、基板的前處理以及形成的塗膜的較佳的膜厚和上述(1-1)相同。
在上述(1-1)和(1-2)任一種情況下，在基板上塗布液晶配向劑後，除去有機溶劑，形成成為配向膜的塗膜。此時，在本發明的液晶配向劑中含有的聚合物是聚醯胺酸或者具有醯亞胺環結構和醯胺酸結構的醯亞胺化聚合物時，可以在形成塗膜後，進一步通過加熱進行脫水閉環反應，形成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型液晶顯示元件時，將上述步驟(1)形成的塗膜例如通過捲繞了由尼龍、人造絲、棉花等纖維形成的布的輥，在一定方向上摩擦，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，對上述液晶配向膜進行處理，分別為通過進行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斜角的處理；以及對液晶配向膜表面的一部分形成抗蝕膜後，在和之前的摩擦處理不同的方向上進行摩擦處理後，除去抗蝕膜的處理，使液晶配向膜在每個區域具有不同的液晶配向能。此時，可以改善得到的液晶顯示元件的視角性質。
另外，在製作VA型液晶顯示元件時，可以將上述步驟(1)形成的塗膜直接作為液晶配向膜使用，也可以對該塗膜進行摩擦處理。
[步驟(3)：液晶胞的構成]
對如上形成液晶配向膜的一對基板通過間隙(胞間隙)將兩塊基板的液晶配向膜的摩擦方向正交或逆平行地對向配置，使用密封劑將兩塊基板的周圍部分貼合，在通過基板表面和密封劑區分的胞間隙內注入填充液晶，密封注入孔，構成液晶胞。然後，在液晶胞的外表面貼合偏光板，以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正交，從而可以得到液晶顯示元件。
作為密封劑，可以使用例如含有硬化劑和作為間隔物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、碟型液晶等；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強介電性液晶等。
作為貼合到液晶胞外表面的偏光板，可以列舉出用醋酸纖維素保護膜夾住稱作「H膜」的偏光膜形成的偏光板或由H膜本身形成的偏光板，該「H膜」為邊將聚乙烯醇延展配向，邊吸收碘而得到。
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、攝像錄影機、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。
[實施例]
以下，通過實施例，對本發明進行更具體地說明，但是本發明並不受到這些實施例的限定。
另外，以下各合成例中的聚合物的溶液黏度都是使用E型旋轉黏度計在25℃下測定的值。另外，聚醯亞胺的醯亞胺化率如下測定。
[聚醯亞胺的醯亞胺化率]
將聚醯亞胺的溶液投入純水中，將所得的沉澱在室溫下充分減壓乾燥後，溶解到重氫化二甲基亞碸中，以四甲基矽烷作為基準物質，在室溫下測定1H-NMR。從所得的1H-NMR光譜，通過下述數學式(1)所示的式子求得醯亞胺化率。
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一個聚合物的前體(聚醯胺酸)中的NH基的質子的比例)。
<聚合物的合成> [合成例1~9和比較合成例1~11]
將下述表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-吡咯啶酮中，形成單體濃度15重量%的溶液。之後，在室溫下進行6小時反應，分別得到含有聚醯胺酸(PA-1)~(PA-9)和(PAR-1)~(PAR-11)的溶液。少量分取各溶液，加入N-甲基-2-吡咯啶酮，形成聚醯胺酸濃度10重量%的溶液。測定該溶液黏度的結果在下述表1中表示。另外，確保這些聚醯胺酸溶液中的各一半量，分別在以下的實施例1~9和比較例1~11中使用。
上述聚醯胺酸溶液中，對(PA-2)~(PA-4)和(PAR-5)~(PAR-7)的其餘一半量中，加入N-甲基-2-吡咯啶酮，形成聚醯胺酸濃度6重量%的溶液。分別相對於1mol聚醯胺酸所具有的醯胺酸單元，在其中以下述表1記載的莫耳比添加吡啶和乙酸酐後，加熱到110℃，進行4小時脫水閉環反應。脫水閉環反應後，系統內的溶劑用新的N-甲基-2-吡咯啶酮進行溶劑置換(通過本操作，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-3)和(PIR-1)～(PIR-3)的溶液。
在測定這些聚醯亞胺溶液中含有的各聚醯亞胺的醯亞胺化率的同時，少量分取各溶液，加入N-甲基-2-吡咯啶酮，測定形成聚醯亞胺濃度10重量%的溶液時的溶液黏度。各測定結果在下述表1中表示。另外，這些聚醯亞胺溶液分別在以下的實施例10~12和比較例12~14中使用。
表1中，二胺和四羧酸二酐的簡稱分別是以下含義。
<二胺>
d-1：4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯
d-2：4,4’-二胺基二苯基醚
d-3：4,4’-二胺基二苯基甲烷
d-4：2,2-二[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷
d-5：對苯二胺
<四羧酸二酐>
t-1：1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(CB)
t-2：2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐
t-3：1,3,3a,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
t-4：1,3,3a,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
t-5：(1S,2S,4R,5R)-環己烷四羧酸二酐
t-6：(IR,2S,4S,5R)-環己烷四羧酸二酐
t-7：1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐
t-8：均苯四酸二酐(PMDA)
(實施例1) <液晶配向劑的製備>
在含有上述合成例1得到的聚醯胺酸(PA-1)的溶液中，加入γ-丁內酯(BL)、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)和丁基溶纖劑(BC)，然後加入10重量份作為環氧化合物的N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4’-二胺基二苯基甲烷作為交聯劑(增黏劑)，形成溶劑比是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。將此時的配向劑作為「有交聯劑」，將在上述液晶配向劑的製備中不加入N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4’-二胺基二苯基甲烷者作為「沒有交聯劑」。
<液晶胞的製造和評價>
使用該液晶配向劑製造液晶胞，如下進行評價。
[液晶胞的製造]
使用旋塗器，在一面上具有設置為梳齒狀的鉻電極的厚度1mm的玻璃基板上，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800的塗膜。對形成的塗膜面，使用具有捲繞了尼龍製的布的輥的摩擦器，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。接著，將該基板在超純水中以超音波洗滌1分鐘，在100℃的清潔烘箱中乾燥10分鐘，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。將具有該液晶配向膜的基板作為「基板A」。
另外，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，洗滌、乾燥，製造在一面上具有液晶配向膜的基板。將具有該液晶配向膜的基板作為「基板B」。
接著，在基板的具有摩擦處理的液晶配向膜的面的外部邊緣，塗布加入了直徑5.5μm的氧化鋁球的樹脂黏合劑後，通過間隙，將兩塊基板A、B對向配置，以使各液晶配向膜中的摩擦方向逆平行，外部邊緣之間接觸並壓接，使黏合劑硬化。接著，從液晶注入口，在一對基板之間填充向列型液晶(Merck公司製造，MLC-2042)後，用丙烯酸類光硬化黏合劑密封液晶注入口，製造IPS型液晶胞。
[液晶顯示元件的評價] ‧液晶配向性的評價
對上述製造的液晶胞使用偏光顯微鏡觀察。液晶配向性的評價是將幾乎沒有發現光透過的作為「優良」，將發現極少光透過的作為「良好」，將明確發現流動配向、光透過的作為「不好」。另外，對於液晶配向性評價為「優良」的進一步進行3級評價，以液晶配向性良好的順序評價為1、2、3。該結果在下述表2中表示。
‧電壓保持性質的評價
對上述製造的液晶胞中「有交聯劑」的液晶胞，在60℃下，施加30秒鐘1V的電壓，在1V、60℃下，以框週期167msec，測定解除施加後的電壓保持率。該測定結果在下述表2中表示。另外，在表2中將電壓保持率的值和電壓保持性質的3級評價的結果一起表示，電壓保持率為99%以上的表示為◎，98%以上、不足99%的表示為○，不足98%的表示為╳。
(實施例2~12和比較例1~14)
除了在上述實施例1中分別使用含有上述表1所示的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，製造液晶胞，評價液晶配向性和電壓保持性質。評價結果在下述表2中表示。
對於液晶配向性，在沒有交聯劑時，實施例1~12幾乎都沒有發現光透過。可以知道它們之中，實施例1、3、4、8、10~12在有交聯劑的情況下，幾乎都沒有發現光透過，難以產生添加交聯劑引起的流動配向。另外，對於有交聯劑的情況下的電壓保持率在實施例1、2、5、6、10中顯示出特別高的值。
它們之中，單獨使用CB作為四羧酸二酐的實施例1、10的電壓保持率高，為99.4%以上，在同時實現液晶配向性和電壓保持性質方面特別優異。另外，作為CB和PMDA的混合體系的實施例8，在實施例1~12中是液晶配向性最好的，電壓保持率雖然比實施例1、10低，但是也足夠高。
另一方面，比較例1~10、12~14雖然電壓保持率和實施例1~12同等級，但是液晶配向性比實施例1~12的更差。特別是分別含有聚醯胺酸PAR-1~PAR-10的比較例1~10在添加交聯劑時，明顯發現流動配向、光透過。由此，可以認為PAR-1~PAR-10由於添加交聯劑，液晶配向性明顯降低。
另外，使用芳環四羧酸二酐者(比較例11)雖然液晶配向性優異，但是低到電壓保持率不足98%。

Claims (7)

  1. 一種液晶配向劑，該液晶配向劑含有由四羧酸二酐和二胺反應得到的聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中的至少任意一種，其特徵在於：前述四羧酸二酐含有脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種，前述脂肪族四羧酸二酐是1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐，前述脂環式四羧酸二酐是由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-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、二環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐以及環己烷四羧酸二酐構成的群組中選出的至少一種，前述二胺含有下述式(D-1)所示的化合物， 式中，R1~R10中，R1~R5中的一個以及R6~R10中的一個是一級胺基，其餘各自獨立地為氫原子、氟原子或碳原子數為1~6的烷基、烷氧基或氟烷基，且相對於1當量前述二胺之胺基，前述四羧酸二酐為0.2~2當量的比例。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶配向劑，其中前述四羧酸二酐是前述脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種與芳香族四羧酸二酐的混合物，相對於前述四羧酸二酐的總量，前述芳香族四羧酸二酐的比例為5~90莫耳%。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶配向劑，其中前述脂環式四羧酸二酐是由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)-環己烷四羧酸二酐以及2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐構成的群組中選出的至少一種。
  4. 一種液晶配向膜，其係由如申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶配向劑所形成。
  5. 一種液晶顯示元件，其具備如申請專利範圍第4項之液晶配向膜。
  6. 一種聚醯胺酸，該聚醯胺酸是脂肪族四羧酸二酐和脂環式四羧酸二酐中的至少任意一種與下述式(D-1)所示的二胺反應得到的， 式中，R1~R10中，R1~R5中的一個以及R6~R10中的一個是一級胺基，其餘各自獨立地為氫原子、氟原子或碳原子數為1~6的烷基、烷氧基或氟烷基，前述脂肪族四羧酸二酐是1,2,3,4-丁烷四羧酸二 酐，前述脂環式四羧酸二酐是由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-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、二環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐以及環己烷四羧酸二酐構成的群組中選出的至少一種，且相對於1當量前述二胺之胺基，前述四羧酸二酐為0.2~2當量的比例。
  7. 一種聚醯亞胺，其係藉由將如申請專利範圍第6項之聚醯胺酸醯亞胺化而得到。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101869173B1 (ko) * 2014-02-14 2018-06-19 아사히 가세이 가부시키가이샤 폴리이미드 전구체 및 그것을 함유하는 수지 조성물
KR20150101514A (ko) * 2014-02-26 2015-09-04 삼성디스플레이 주식회사 광배향제, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102581446B1 (ko) * 2016-04-05 2023-09-21 삼성디스플레이 주식회사 배향제 조성물, 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
KR102472822B1 (ko) * 2016-09-13 2022-12-02 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤 감광성 수지 조성물, 폴리아미드 수지, 폴리아미드 수지의 제조 방법, 화합물, 화합물의 제조 방법, 경화막의 제조 방법 및 경화막
WO2018139311A1 (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 ウィンゴーテクノロジー株式会社 ジアミン化合物、並びにそれを用いたポリイミド化合物および成形物
WO2018208639A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low-color polymers for flexible substrates in electronic devices
US20220162445A1 (en) * 2019-02-01 2022-05-26 Wingo Technology Co., Ltd. Polyimide compound and molded article comprising the polyimide compound
JP7483480B2 (ja) 2020-04-24 2024-05-15 旭化成株式会社 ポリイミド前駆体、ポリイミド樹脂組成物、並びにポリイミド樹脂フィルム及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* 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
TWI259192B (en) * 1999-06-30 2006-08-01 Nissan Chemical Ind Ltd Diaminobenzene derivative, polyimide obtained therefrom, and liquid-crystal alignment film
CN1174081C (zh) * 2001-03-20 2004-11-03 四川大学 侧链液晶聚酰亚胺薄膜的制备方法
JP4312166B2 (ja) * 2005-03-23 2009-08-12 新日鐵化学株式会社 Ｈｄｄサスペンション用積層体
CN101007951A (zh) * 2007-01-18 2007-08-01 四川大学 一种聚酰亚胺液晶垂直取向剂的制备方法
JP2009091441A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Asahi Kasei Corp ポリイミド前駆体及びポリイミド
JP5325491B2 (ja) * 2008-08-01 2013-10-23 株式会社カネカ 新規な塗布型光学補償フィルムおよびその製造方法

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