TWI540154B - A liquid crystal alignment agent for a light alignment treatment, and a liquid crystal alignment film using the same - Google Patents

A liquid crystal alignment agent for a light alignment treatment, and a liquid crystal alignment film using the same Download PDF

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TWI540154B
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Takao Hori
Yosuke Iinuma
Naoki Sakumoto
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Description

適用光配向處理法之液晶配向劑、及使用其之液晶配向膜
本發明係有關製作液晶配向膜用之液晶配向劑，由該液晶配向劑所得之液晶配向膜。更詳細為，係有關適用取代刷洗處理之光配向處理法，即，適用於形成可藉由照射經偏光之紫外線而賦予液晶配向能之液晶配向膜之液晶配向劑，及由該液晶配向劑所得之液晶配向膜。
使用於液晶電視、液晶顯示器等之液晶顯示元件為，一般元件內設有控制液晶之配列狀態用之液晶配向膜。
目前工業上最普及之方法中該液晶配向膜可藉由，使用棉、尼龍、聚酯等布料單方向擦拭形成於電極基板上之由聚醯胺酸及/或其被醯亞胺化之聚醯亞胺所形成之膜之表面，進行所謂的刷洗處理而得。
液晶配向膜之配向過程中刷洗處理膜面之方法為，簡便且生產性優良之工業上適用之方法。但隨著日漸提高要求液晶顯示元件高性能化、高精細化、大型化、刷洗處理時會有受所發生之配向膜表面之傷痕、灰塵、機械力及靜電所影響，及配向處理面內之不均勻性等之各種問題。
已知之取代刷洗處理之方法為，藉由照射經偏光之紫外線，賦予液晶配向能之光配向法。使用光配向法之液晶配向處理曾提案，機械式利用光異性化反應之物、利用光交聯反應之物、利用光分解反應之物等(參考非專利文獻1)。又，專利文獻1曾提案，光配向法使用主鏈具有環丁烷環等之脂環構造之聚醯亞胺膜。使用該使用聚醯亞胺之光配向用配向膜時，比較其他可具有較高之耐熱性故期待其適用性。
光配向法為不刷洗配向處理法，因此除了工業上具有可以簡便製造步驟生產之優點外，IPS驅動方式及散射場電流(以下稱為FFS)驅動方式之液晶顯示元件中，使用上述光配向法所得之液晶配向膜時，比較刷洗處理法所得之液晶配向膜，可期待提升液晶顯示元件之對比及視野角特性等之液晶顯示元件之性能，故有望成為受人注目之液晶配向處理方法。
IPS驅動方式及FFS驅動方式之液晶顯示元件所使用之液晶配向膜，除了需具有優良之液晶配向性及電特性等之基本特性外，也需具有抑制IPS驅動方式及FFS驅動方式之液晶顯示元件中因交流驅動所發生之殘像，且快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷之特性。但光配向法所得之液晶配向膜中，液晶之配向規制力及作為液晶顯示元件用之電特性之安定性尚不足，故難符合上述特性要求。
先前技術文獻
專利文獻1：特開平9-297313號公報
非專利文獻
非專利文獻1：「液晶光配向膜」木戶脇，市村　機能材料1997年11月號vol.17 No.11 13-22頁
本發明之目的為，提供可抑制IPS驅動方式及FFS驅動方式之液晶顯示元件中因交流驅動所發生之殘像，且可快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷之液晶配向膜，及製作該液晶配向膜用之適用光配向處理法之液晶配向劑。
為了達成上述目的，本發明者著眼於摻合具有優良液晶配向性、較強之配向規制力之成分(以下也稱為液晶配向成分)，與快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷之成分(以下也稱為電荷緩和成分)所得之液晶配向劑。
但該液晶配向劑非必能解決上述課題之物。即，由含有上述2種成分之液晶配向劑所得之液晶配向膜，既使可快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷，但會因交流驅動發生殘像，故非2種特性必定同時成立之物。
因此為了達成上述目的，經本發明者專心研究後發現，液晶配向成分使用由具有環丁烷骨架之特定構造之四羧酸二酐，與p-伸苯基二胺類及含有具有受藉由加熱而被氫取代之熱脫離性基保護之胺基之二胺的特定二胺之二胺化合物反應，所得之聚醯胺酸所形成之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物，又，電荷緩和成分使用，由四羧酸二酐，與含有具有含氮原子之芳香族雜環之二胺的二胺化合物反應，所得之聚醯胺酸所形成之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物，藉由含有該等成分之液晶配向劑可達成上述目的。
因此本發明之要旨為下述之物。
1.一種液晶配向劑，其特徵為含有下述(A)成分、(B)成分及有機溶劑。
(A)成分：由下述式(1)所表示之四羧酸二酐，與下述式(D-1)及(D-2)所表示之構造所成群中所選出之至少1種二胺及下述式(2)所表示之二胺，所得之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物。
[化1]
(式(1)中，R1、R2、R3及R4各自獨立為氫原子、碳數1至6之烷基、碳數2至6之烯基或炔基，或苯基，可相同或相異)。
(式(2)中，A1為單鍵，或由-O-、-NQ1-、-CONQ1-、-NQ1CO-、-CH2O-、-OCO-所成群中所選出之至少1種2價有機基，或碳數1至3之伸烷基，Q1為氫原子，或碳數1至3之烷基，R5為氫原子，或碳數1至8之2價有機基)。
[化2]
(式(D-2)中，Z1為單鍵、酯鍵、醯胺鍵、硫酯鍵、或碳數2至6之2價有機基)。
(B)成分：由四羧酸二酐，與含有下述式(3)所表示之二胺之二胺化合物，所得之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物。
[化3]
(式(3)中，B1為-O-、-NQ2-、-CONQ2-、-NQ2CO-、-CH2O-、-OCO-所成群中所選出之至少1種2價有機基，Q2為氫原子或碳數1至3之烷基，B2為單鍵，或碳數1至4之伸烷基，B3為含有氮原子之雜環，n為1至4之整數)。
2.如上述1.所記載之液晶配向劑，其中上述(A)成分與(B)成分之含有比率為，質量比(A/B)=3/7至7/3，(A)成分與(B)成分之含量相對於(A)成分、(B)成分及有機溶劑之合計量為1至10重量%。
3.如上述1.或2.所記載之液晶配向劑，其中(A)成分之四羧酸二酐為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐及1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐中所選出之至少1種四羧酸二酐。
4.如上述1.至3.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(A)成分之四羧酸二酐為1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。
5.如上述1.至4.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(A)成分之二胺為，相對於(A)成分之全二胺含有5至30mol%之上述式(2)所表示之二胺。
6.如上述1.至5.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(A)成分所含之上述式(2)所表示之二胺為，後述式(DA-1)至(DA-3)中所選出之至少1種。
7.如上述1.至6.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分之二胺為，相對於(B)成分之全二胺含有30至100mol%之上述式(3)所表示之二胺之二胺。
8.如上述1.至7.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分所含之上述式(3)所表示之二胺為，後述式(DB-1)至(DB-6)中所選出之至少1種。
9.如上述1.至8.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分之四羧酸二酐為後述式(4)所表示之構造，式中X1之構造為，後述構造中所選出之至少1種。
10.如上述1.至9.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分之四羧酸二酐為，含有1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐及1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐中所選出之至少1種四羧酸二酐，其含量相對於(B)成分之全四羧酸二酐為50至100 mol%。
11.如上述1.至10.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分之四羧酸二酐為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。
12.如上述1.至11.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分之二胺為，上述式(3)所表示之二胺以外，含有下述式(5)所表示之含有羧酸之二胺的二胺。
[化4]
(式(5)中，B3同B1、B4為單鍵，或碳數1至4之伸烷基，m為1至4之整數)。
13.如上述1.至12.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中(B)成分之二胺為，含有上述式(3)所表示之二胺與上述式(5)所表示之二胺，其合計量相對於(B)成分之全二胺為40至100mol%。
14.如上述1.至13.中任何1項所記載之液晶配向劑，其中上述式(5)所表示之二胺為3,5-二胺基苯甲酸及2,5-二胺基苯甲酸中所選出之至少1種。
15.一種液晶配向膜，其為塗佈、焙燒如上述1.至14.中任何1項所記載之液晶配向劑所得。
16.一種液晶配向膜，其為塗佈、焙燒如上述1.至14.中任何1項所記載之液晶配向劑後，再照射經偏光之放射線所得。
17.一種IPS驅動方式或FFS驅動方式之液晶顯示元件，其為備有如上述15.或16.所記載之液晶配向膜。
本發明可提供，抑制IPS驅動方式及FFS驅動方式之液晶顯示元件中因交流驅動所發生之殘像，且快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷之液晶配向膜，及製作該液晶配向膜用之適用光配向處理法之新穎的液晶配向劑。
由本發明之液晶配向劑所得之液晶配向膜，為何可得上述之效果之原因雖不明確，但幾乎可推斷為下述因素。
一般摻合表面能量不同之2種成分時，已知表面能量較低之成分係偏在膜表面，表面能量較高之成分係偏在膜內部及與基板之界面。本發明之液晶配向劑之(A)成分因使用低極性之t-丁基，故為表面能量較低之聚醯胺酸，可形成液晶配向成分。另外電荷緩和成分因具有吡啶環等之含氮芳香族雜環，故可形成表面能量比液晶配向成分高之聚醯胺酸。因此塗佈、焙燒本發明之液晶配向劑所得之膜為，液晶配向成分偏在膜表面，電荷緩和成分偏在膜內部及與基板之界面之液晶配向膜。不含t-丁基般之低極性取代基時，膜內部構造將不同於上述構造，會使電荷緩和成分存在於膜表面，因此會使液晶配向性變差，而因交流驅動發生殘像。
雖然t-丁基般之容積較高之構造會阻礙液晶與配向膜之相互作用，而降低液晶配向性，但本發明之液晶配向成分所含之t-丁基，於其後之焙燒過程中可藉由加熱以氫原子取代t-丁基，因此早不存在於所得之液晶配向膜。故所得之液晶配向膜與使用不具有t-丁基般之高容積構造之聚醯胺酸相同可得優良液晶配向性。
因本發明所得之液晶配向膜為，液晶配向性優良之液晶配向成分偏在表面層，且快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷之電荷緩和成分存在於膜內部及電極界面，故推斷為具有優良特性之物。
實施發明之形態 <(A)成分>
本發明之液晶配向劑所含之(A)成分為，下述式(1)所表示之具有環丁烷環之四羧酸二酐，與含有由下述式(D-1)及(D-2)所表示之構造所成群中所選出之至少1種之高直線性之二胺及下述式(2)所表示之具有藉由加熱而被氫原子取代之胺基之保護基的t-丁氧基羰基之二胺之二胺化合物反應，所得之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物。
[化5]
上述式(1)中，R1、R2、R3及R4各自獨立為氫原子、碳數1至6之烷基、碳數2至6之鏈烯基或炔基，或苯基，可相同或相異。
R1、R2、R3及R4為立體性高容積之構造時，會降低液晶配向性。因此R1、R2、R3及R4較佳為氫原子、甲基或乙基，更佳為氫原子或甲基。
上述式(1)所表示之具有環丁烷環之四羧酸二酐的具體例如，下述式(1-1)至(1-5)。就液晶配向性之觀點較佳為(1-1)及(1-2)，更佳為(1-2)。
[化6]
上述式(D-2)中，Z1為單鍵、酯鍵、醯胺鍵、硫酯鍵、或碳數2至4之2價有機基。
Z1中，酯鍵可以-C(O)O-、或-OC(O)-所表示。醯胺鍵可以-C(O)NH-，或-C(O)NR-、-NHC(O)-、-NRC(O)-所表示之構造表示。R為碳數1至4之烷基。
上述烷基之具體例如，甲基、乙基、丙基、丁基、t-丁基等。
Z1為碳數2至4之有機基時可以下述式(D-2)之構造表示。
[化7]
上述式(D-2)中，Z4、Z5各自獨立為單鍵，或-O-、-S-、-NR11-、酯鍵、醯胺鍵、硫酯鍵、脲鍵、碳酸酯鍵、胺基甲酸酯鍵。R11為氫原子、甲基。
Z4、Z5、Z6中酯鍵、醯胺鍵及硫酯鍵可為與前述酯鍵、醯胺鍵及硫酯鍵相同之構造。
脲鍵可以-NH-C(O)NH-，或-NR-C(O)NR-所表示之構造表示。R為碳數1至3之烷基，例如與前述烷基相同之例示。
碳酸酯鍵可以-O-C(O)-O-所表示之構造表示。
胺基甲酸酯鍵可以-NH-C(O)-O-、-O-C(O)-NH-、-NR-C(O)-O-，或-O-C(O)-NR-所表示之構造表示。R為碳數1至4之烷基，例如與前述烷基相同之例示。
式(D-2)中，R6各自獨立為單鍵，或碳數1至4之伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基及組合該等之基中所選出之構造。
上述伸烷基如，伸甲基、1,1-伸乙基、1,2-伸乙基、1,2-伸丙基、1,3-伸丙基、1,4-伸丁基、1,2-伸丁基等。
伸烯基如，1,1-伸乙烯基、1,2-伸乙烯基、1,2-伸乙烯基伸甲基、1-甲基-1,2-伸乙烯基、1,2-伸乙烯基-1,1-伸乙基、1,2-伸乙烯基-1,2-伸乙基等。
伸炔基如，伸乙炔基、伸乙炔基伸甲基、伸乙炔基-1,1-伸乙基、伸乙炔基-1,2-伸乙基等。
伸芳基如，1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基等。
二胺之構造為高直線性之構造及剛直之構造時，可得具有良好液晶配向性之液晶配向膜，因此Z1之構造更佳為單鍵，或下述式(A1-1)至(A1-18)之構造。
[化8]
二胺之構造為高直線性之構造及剛直之構造時，可得液晶配向性優良之液晶配向膜，因此下述式(D-1)及(D-2)所表示之構造所成群中所選出之至少1種二胺更佳為上述式(D-1)所表示之二胺，或下述式(D2-1)至(D2-7)所表示之二胺，特佳為式(D-1)所表示之二胺。
[化9]
上述式(2)中，A1為單鍵，或-O-、-NQ1-、-CONQ1-、-NQ1CO-、-CH2O-及-OCO-所成群中所選出之至少1種之2價有機基，或碳數1至3之伸烷基，其中Q1為氫原子，或碳數1至3之烷基。R5為氫原子，或碳數1至8之1價有機基。
Q1為高容積之構造時，會降低液晶配向性。因此Q1較佳為氫原子、甲基或乙基，更佳為氫原子或甲基。
A1較佳為單鍵，或碳數1至3之伸烷基，更佳為單鍵，或伸甲基、伸乙基。
R5中碳數1至8之1價有機基之具體例如，甲基、乙基、丙基、丁基、t-丁基、己基、辛基、環辛基、環己基、二環己基等之烷基；乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、2-己烯基、環丙烯基、環戊烯基、環己烯基等之鏈烯基；乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基等之炔基；苯基等之芳基；或下述式(R-1)至(R-2)所表示具有藉由加熱而被氫原子取代之熱脫離性基之構造。
R5與Q1為高容積之構造時，會降低液晶配向性。因此R5較佳為氫原子、甲基、乙基及具有熱脫離性基之(R-1)或(R-2)，更佳為氫原子、甲基、(R-1)或(R-2)。
[化10]
上述式(2)所表示之二胺之具體例如，下述式(DA-1)至(DA-3)之二胺。就液晶配向性之觀點較佳為(DA-1)或(DA-2)，更佳為(DA-1)。
[化11]
本發明之液晶配向劑所含之(A)成分為，所使用之二胺化合物中p-伸苯基二胺之比例較高，具有良好液晶配向性，且與液晶分子之相互作用也較強，故可減少因交流驅動所發生之殘像。又，二胺化合物中上述式(2)所表示之二胺比例較高，可減少(A)成分之表面能量，故(A)成分易偏在膜表面。
就上述觀點，形成本發明所使用之(A)成分之p-伸苯基二胺之含量較佳為，二胺化合物之70至95mol%，又以80至95mol%為佳，更佳為90至95mol%。另外上述式(2)所表示之二胺之含量較佳為，二胺化合物之30至5mol%，又以20至5mol%為佳，更佳為10至5mol%。
<(B)成分>
本發明之液晶配向劑所含之(B)成分為，由下述式(6)所表示之四羧酸二酐，與含有下述式(3)所表示之二胺之二胺化合物所得之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物。
[化12]
式(3)中，B1為-O-、-NQ2-、-CONQ2-、-NQ2CO-、-CH2O-、及-OCO-所成群中所選出之至少1種2價有機基，其中Q2為氫原子或碳數1至3之烷基，Q2連同較佳例如，與Q1相同之構造，B2為單鍵，或碳數1至4之烷基，B3為含有氮原子之雜環，n為1至4之整數。
B1可提高(B)成分之表面能量，因此較佳為高極性之構造，更佳為-O-、-NQ2-、-CONQ2-及-OCO-。就合成容易性，B2較佳為碳數1至4，更佳為1或2之伸烷基。
B3之含有氮原子之芳香族雜環之具體例如，吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯并咪唑環、間二氮茚環。就原料取得性之觀點較佳為吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環或嘧啶環，更佳為咪唑環、吡啶環或嘧啶環。
上述式(3)所表示之具有含有氮原子之芳香族雜環之二胺的具體例如，下述式(DB-1)至(DB-6)。
上述式(3)所表示之含有氮原子之芳香族雜環之二胺的含量較佳為，二胺化合物之30至100mol%，又以40至100mol%為佳，更佳為50至100mol%。
[化13]
上述式(6)中，X為4價有機基，其構造無特別限定。具體例如，下述式(X-1)至(X-46)之構造。就化合物取得性之觀點，X之構造較佳為X-1、X-2、X-3、X-4、X-5、X-6、X-8、X-16、X-17、X-19、X-21、X-25、X-26、X-27、X-28、X-32或X-46。為了提升所得之液晶配向膜之透明性，較佳為使用具有脂肪族或具有脂肪族環構造之四羧酸二酐，X之構造更佳為X-1、X-2或X-25，就與二胺之反應性之觀點特佳為X-1。
(B)成分之四羧酸二酐中，上述式(6)中X含有X-1、X-2或X-25所表示之四羧酸二酐時，其含量較佳為全四羧酸二酐之50至100mol%。又以70至100mol%為佳，更佳為80至100mol%。
[化14]
[化17]
本發明之液晶配向劑所含之(B)成分除了上述式(3)所表示之二胺以外，使用下述式(5)所表示之具有羧酸之二胺化合物形成液晶配向膜時，可更快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷。又，藉由使用下述式(5)所表示之二胺化合物，可進一步提高(B)成分之表面能量，因此(A)成分可更偏在膜表面，(B)成分可更偏在膜內部及基板界面。
[化18]
式(5)中，B3與上述式(3)之B1之定義相同為單鍵、-O-、-NQ3-、-CONQ3-、-NQ3CO-、-CH2O-、-OCO-所成群中所選出之至少1種2價有機基，其中Q3連同較佳例如，與Q1相同之構造。B4為單鍵，或碳數1至4之伸烷基，m為1至4之整數。
B3可提高(B)成分之表面能量，因此較佳為高極性之構造，更佳為單鍵、-CONQ2-、或-OCO-。
上述式(5)所表示之具有羧酸之二胺的具體例如，3,5-二胺基苯甲酸，或2,5-二胺基苯甲酸。
形成(B)成分之二胺較佳為，含有上述式(3)所表示之二胺與上述式(5)所表示之二胺雙方。含有上述式(3)所表示之二胺與上述式(5)所表示之二胺雙方時，該等二胺之合計含量相對於全二胺較佳為40至100mol%，又以50至100mol%為佳，更佳為60至100mol%。
(B)成分之二胺成分可含有上述式(3)及上述式(5)以外之二胺，如下述式(7)所表示之二胺。式中Y1為2價有機基，其構造並無特別限定。Y1之具體例如，下述式(Y-1)至(Y-75)之構造。
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
為了提升本發明之液晶配向劑之(B)成分相對於有機溶劑的溶解性，Y1之構造如Y-8、Y-20、Y-21、Y-22、Y-28、Y-29、Y-30。
(B)成分之聚醯胺酸偏在膜表面時，會有阻礙液晶配向之可能性，因此為了提高(B)成分之表面能量及使(B)成分偏在膜內部及基板界面，較佳為使用具有高極性之取代基之二胺。具有高極性之取代基之二胺較佳為，含有2級或3級胺基、羥基、醯胺基或脲基之二胺。因此上述式(7)之Y1更佳為Y-19、Y-31、Y-40、Y-45、Y-49至Y-51、或Y-61。
<聚醯胺酸之製造方法>
本發明之聚醯胺酸可藉由，四羧酸二酐與二胺之反應而得。
具體上可藉由，存在有機溶劑下，於-20℃至150℃，較佳為0℃至50℃下使四羧酸二酐與二胺反應30分鐘至24小時，較佳為1至12小時而合成。
上述反應所使用之有機溶劑就單體及聚合物之溶解性較佳為N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮，或γ-丁內酯，該等可1種或2種以上混合使用。聚合物之濃度就不易析出聚合物，且易得高分子量體之觀點較佳為1至30質量%，更佳為5至20質量%。
上述所得之聚醯胺酸可藉由，充分攪拌反應溶液的同時注入弱溶劑中，析出聚合物再回收。又，進行數次析出後，以弱溶劑洗淨，再以常溫或加熱乾燥，得精製之聚醯胺酸粉末。弱溶劑無特別限定，例如水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纖劑、丙酮、甲苯等。
<聚醯亞胺之製造方法>
本發明所使用之聚醯胺酸之醯亞胺化聚合物(聚醯亞胺)可藉由，將前述之聚醯胺酸醯亞胺化而得。
由聚醯胺酸製造聚醯亞胺時，將觸媒加入二胺成分與四羧酸二酐之反應所得之前述聚醯胺酸之溶液中可簡便進行化學式醯亞胺化。化學式醯亞胺化又以，於較低溫下進行醯亞胺化反應時，於醯亞胺化之過程中不易降低聚合物之分子量而為佳。
化學式醯亞胺化可藉由，於有機溶劑中存在鹼性觸媒與酸酐下攪拌未醯亞胺化之聚合物之方法進行。有機溶劑可使用前述聚合反應時所使用之溶劑。鹼性觸媒如，吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺等。其中又以吡啶於反應進行時持有適度鹼性而為佳。又，酸酐如，乙酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐等，其中又以使用乙酸酐時反應結束後易精製而為佳。
進行醯亞胺化反應時之溫度為-20℃至140℃，較佳為0℃至100℃，反應時間可為1至100小時。鹼性觸媒之量為醯胺酸基之0.5至30莫耳份，較佳為2至20莫耳份，酸酐之量為醯胺酸基之1至50莫耳份，較佳為3至30莫耳份。所得之聚合物之醯亞胺化率可藉由調節觸媒量、溫度、反應時間而控制。
因聚醯胺酸酯或聚醯胺酸之醯亞胺化反應後之溶液中會殘存所添加之觸媒等，故較佳為藉由下述方法回收所得之醯亞胺化聚合物後，以有機溶劑再溶解，形成本發明之液晶配向劑。
上述所得之聚醯亞胺之溶液可藉由，充分攪拌的同時注入弱溶劑中，以析出聚合物。進行數次析出後，以弱溶劑洗淨，再以常溫或加熱乾燥，得精製之聚醯胺酸酯粉末。
前述弱溶劑無特別限定，例如甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纖劑、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。
<液晶配向劑>
本發明之液晶配向劑為，含有(A)成分、(B)成分與有機溶劑，具有(A)成分與(B)成分溶解於有機溶劑中之溶液形態。
(A)成分與(B)成分之聚醯胺酸之分子量較佳為，重量平均分子量為2,000至500,000，又以5,000至300,000為佳，更佳為10,000至100,000。又，數平均分子量較佳為1,000至250,000，又以2,500至150,000為佳，更佳為5,000至50,000。
本發明之液晶配向劑中，(A)成分與(B)成分之比例較佳為，((A)成分/(B)成分)之質量比例為3/7至7/3。該比例更佳為4/6至6/4。藉由該比例為該範圍可得抑制因交流驅動之殘像，且快速緩和因直流電壓而蓄積之殘留電荷之液晶配向膜而為佳。
本發明之液晶配向劑具有(A)成分與(B)成分溶解於有機溶劑中之溶液形態下，其製造方法不限。例如，混合(A)成分及(B)成分之粉末後，溶解於有機溶劑之方法；混合(A)成分之粉末與(B)成分之溶液之方法；混合(A)成分之溶液與(B)成分之粉末之方法；混合(A)成分與(B)成分之溶液之方法。既使溶解(A)成分與(B)成分之良溶劑不同，但為了得到均勻之混合溶液較佳為，混合(A)成分與(B)成分之溶液之方法。
本發明之液晶配向劑之聚合物濃度可藉由所欲形成之塗膜之厚度設定而適當變更，但就形成均勻無缺陷之塗膜之觀點較佳為1重量%以上，就溶液之保存安定性之觀點較佳為10重量%以下。
本發明之液晶配向劑所含之上述有機溶劑可為，能均勻溶解(A)成分與(B)成分之物無特別限定。其具體例如，N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基己內醯胺、2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、二甲基亞碸、二甲基碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺等。該等可1種或2種以上混合使用。又，既使單獨時無法均勻溶解聚合物成分之溶劑，於不析出聚合物之範圍內可混合上述有機溶劑。
本發明之液晶配向劑中，除了溶解聚合物成分用之有機溶劑外，可含有提升液晶配向劑塗佈於基板時之塗膜均勻性用之溶劑。該溶劑係使用一般表面張力低於上述有機溶劑之溶劑。其具體例如，乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-單甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-單乙基醚-2-乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲基酯、乳酸乙基酯、乳酸n-丙基酯、乳酸n-丁基酯、乳酸異戊基酯等。該等溶劑可2種以上併用。
無損本發明之效果之範圍內，本發明之液晶配向劑除了上述外，可添加(A)成分與(B)成分之聚合物以外之聚合物、改變液晶配向膜之介電率及導電性等之電特性用之介電體或導電物質、提升液晶配向膜與基板之密合性用之矽烷偶合劑、提高形成液晶配向膜時之膜之硬度及細密度用之交聯性化合物，及可更有效率進行焙燒塗膜時將聚醯胺酸醯亞胺化用之醯亞胺化促進劑。
<液晶配向膜>
本發明之液晶配向膜為，將上述所得之液晶配向劑塗佈於基板後，乾燥、焙燒所得之塗膜。
塗佈本發明之液晶配向劑之基板可為，透明性高之基板無特別限定，可使用玻璃基板、氮化矽基板、丙烯酸基板及聚碳酸酯基板等之塑料基板等，但就步驟簡易化之觀點較佳為使用形成液晶驅動用之ITO電極之基板。又，反射型液晶顯示元件中僅單側之基板也可使用矽電路板等之不透明物。此時之電極可使用鋁等之反射光材料。本發明之液晶配向劑之塗佈方法如，旋塗法、印刷法、噴墨法等。
塗佈本發明之液晶配向劑後之乾燥、焙燒步驟可選用任意之溫度及時間。一般為了充分去除所含之有機溶劑係於50℃至120℃下乾燥1分鐘至10分鐘，其後於150℃至300℃下焙燒5分鐘至120分鐘。焙燒後之塗膜厚度無特別限定，但太薄時會降低液晶顯示元件之信賴性，故為5至300nm，較佳為10至200nm。
本發明之液晶配向劑雖適用先前之刷洗配向處理，但特別適用光配向處理法。
光配向處理法之具體例如，於前述塗膜表面上照射經一定方向偏光之放射線後，依情形再於150至250℃之溫度下進行加熱處理，賦予液晶配向能之方法。放射線之波長可為，使用具有100nm至800nm之波長之紫外線及可視光線。其中較佳為具有100nm至400nm之波長之紫外線，特佳為具有200nm至400nm之波長之物。又，為了改善液晶配向性，可於50至250℃下加熱塗膜基板，同時照射放射線。前述放射線之照射量較佳為1至10,000 mJ/cm2，特佳100至5,000 mJ/cm2。
依上述製作之液晶配向膜可將液晶分子安定配向於一定方向。
下面將舉實施例更詳細說明本發明，但本發明非限定於該等。
下面之本實施例及比較例所使用之化合物之代號，及各特性之測定方法如下所述。
DA-1、DA-2及DB-1：上述所定義。
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮
BCS：丁基溶纖劑
[黏度]
合成例中聚醯胺酸酯及聚醯胺酸溶液之黏度係使用E型黏度計TVE-22H(東機產業公司製)，以樣品量1.1mL、錐形回轉子TE-1(1°34’，R24)、溫度25℃測定。
[分子量]
聚合物之分子量係使用GPC(常溫凝膠滲透色譜法)裝置測定，算出聚乙二醇、聚環氧乙烷換算值之數平均分子量(以下也稱為Mn)與重量平均分子量(以下也稱為Mw)。
GPC裝置：Shodex公司製(GPC-101)
管柱：Shodex公司製(KD803、KD805直列)
管柱溫度：50℃
溶離液：N,N-二甲基甲醯胺(添加劑之溴化鋰-水合物(LiBr‧H2O)為30mmol/L，磷酸無水結晶(o-磷酸)為30 mmol/L，四氫呋喃(THF)為10ml/L)
流速：1.0ml/分
檢量線製作用標準樣品：東索公司製TSK標準聚環氧乙烷(重量平均分子量(Mw)約900,000、150,000、100,000、30,000)，及聚合物拉伯特公司製聚乙二醇(最大分子量(Mp)約12,000、4,000、1,000)。測定時為了避免峰重疊係各別測定混合900,000、100,000、12,000、1,000 4種之樣品，及混合150,000、30,000、4,000 3種之樣品。
[FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性]
將液晶配向劑旋轉塗佈於形成具有第1層電極用形狀之膜厚50nm的ITO電極、第2層絕緣膜用形狀之膜厚500nm的氮化矽、第3層電極用梳齒形狀之ITO電極(電極幅：3μm、電極間隔：6μm、電極高：50nm)之散射場電流(Fringe Field Switching：以下稱為FFS)驅動用電極之玻璃基板上。80℃之熱板上乾燥5分鐘後，以250℃之熱風循環式烤箱進行60分鐘焙燒，形成膜厚100nm之塗膜。
介有偏光板下將波長254nm之紫外線照射於該塗膜面，得附液晶配向膜之基板。又，於對向基板用之未形成電極具有高4μm之柱狀調距器之玻璃基板上，同樣形成塗膜，及實施配向處理。
以上述2枚基板為1組，將封裝劑印刷於基板上，再以使液晶配向膜面所朝向之配向方向為0℃之條件貼合另一枚基板後，硬化封裝劑製作空單元。使用減壓注入法將液晶MLC-2041(美爾庫製)注入該空單元中，封裝注入口後，得FFS驅動液晶單元。
測定該FFS驅動液晶單元之58℃溫度下之V-T特性(電壓-透過率特性)後，施加±4V/120Hz之矩形波4小時。4小時後切斷電壓，放置於58℃溫度下60分鐘後，再度測定V-T特性，算出施加矩形波前後之透過率為50%之電壓差(ΔV50)。
[電荷緩和特性]
將上述液晶單元置於光源上，測定V-T特性(電壓-透過率特性)後，測定施加±1.5V/60Hz之矩形波之狀態下液晶單元之透過率(Ta)。其後施加±1.5V/60Hz之矩形波10分鐘後，重疊直流2V再驅動180分鐘。切斷直流電壓後，各自測定僅以±1.5V/60Hz之矩形波驅動20分鐘、60分鐘、90分鐘時之液晶單元之透過率(Tb)，再由各時間下之透過率(Tb)與初期之透過率(Ta)之差(ΔT)算出液晶顯示元件內殘留之電壓所生成之透過率差。
(合成例1)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取p-伸苯基二胺2.92g(27.0mmol)及DA-1 0.67g(3.0mmol)後，加入NMP 52.27g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐6.66g(29.7mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為15重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-1)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃之黏度為680mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=9,279、Mw=21,886。
(合成例2)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取p-伸苯基二胺2.60g(24.0mmol)及DA-1 1.34g(6.0mmol)後，加入NMP 52.65g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐6.59g(29.4mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為15重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-2)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃之黏度為357mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=9,042、Mw=19,958。
(合成例3)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取p-伸苯基二胺1.94g(17.9mmol)及DA-1 0.44g(1.97mmol)後，加入NMP 49.86g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐3.77g(19.2mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為10重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-3)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃之黏度為142mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=11,494、Mw=24,376。
(合成例4)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取p-伸苯基二胺3.11g(28.8mmol)及DA-2 0.85g(3.20mmol)後，加入NMP 51.89g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐6.21g(31.7mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為15重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-4)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為10010mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=21,525、Mw=58,007。
(合成例5)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取p-伸苯基二胺2.16g(20.0mmol)後，加入NMP 52.02g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐4.43g(19.8mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為10重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-5)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為89.1mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=7,048、Mw=16,664。
(合成例6)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取p-伸苯基二胺2.16g(20.0mmol)後，加入NMP 47.70g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐3.84g(19.6mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為10重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-6)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為303mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=19,188、Mw=49,182。
(合成例7)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取3,5-二胺基苯甲酸2.74g(18.0mmol)及DB-1 2.92g(12.1mmol)後，加入NMP 58.77g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐5.88g(30.0mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為15重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-7)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為256mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=11,589、Mw=36,055。
(合成例8)
使用附攪拌裝置及氮導入管之300mL四口燒瓶，取3,5-二胺基苯甲酸9.13g(60.0mmol)及DB-1 9.69g(40.0mmol)後，加入NMP 55.83g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐9.91g(50.0mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為25重量%，室溫下攪拌2小時。2小時後將均苯四甲酸二酐10.69g(49.0mmol)加入該聚合液中，再加入NMP使固體成分濃度為15重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-8)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為860mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=11,319、Mw=28,237。
(合成例9)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取3,5-二胺基苯甲酸1.83g(12.0mmol)及DB-1 1.93g(7.97mmol)後，加入NMP 12.33g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐9.91g(10.0mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為25重量%，室溫下攪拌2小時。2小時後將3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二酐3.06g(9.99mmol)加入該聚合液中，再加入NMP使固體成分濃度為20重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-9)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為760mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=10,635、Mw=28,670。
(合成例10)
使用附攪拌裝置及氮導入管之100mL四口燒瓶，取3,5-二胺基苯甲酸3.66g(24.0mmol)及DB-1 3.88g(16.0mmol)後，加入NMP 57.56g，送入氮的同時攪拌溶解。攪拌該二胺溶液的同時加入均苯四甲酸二酐8.58g(39.3mmol)，再加入NMP使固體成分濃度為20重量%，室溫下攪拌24小時後得聚醯胺酸(PAA-10)溶液。該聚醯胺酸溶液之溫度25℃下之黏度為2221mPa‧s。又，該聚醯胺酸之分子量為Mn=18,343、Mw=47,290。
(實施例1)
使用放入攪拌子之20ml樣品管，取合成例1所得之聚醯胺酸溶液(PAA-1)2.12g、合成例7所得之聚醯胺酸溶液(PAA-7)2.81g、NMP 5.04g及BCS 2.49g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(A-1)。
(實施例2)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例2所得之聚醯胺酸溶液(PAA-2)3.41g、合成例7所得之聚醯胺酸溶液(PAA-7)5.22g、NMP 7.39g及BCS 4.07g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(A-2)。
(實施例3)
使用放入攪拌子之20ml樣品管，取合成例3所得之聚醯胺酸溶液(PAA-3)3.12g、合成例7所得之聚醯胺酸溶液(PAA-7)2.82g、NMP 4.09g及BCS 2.50g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(A-3)。
(實施例4)
使用放入攪拌子之20ml樣品管，取合成例4所得之聚醯胺酸溶液(PAA-4)2.09g、合成例7所得之聚醯胺酸溶液(PAA-7)2.81g、NMP 5.11g及BCS 2.49g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(A-4)。
(比較例1)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例2所得之聚醯胺酸溶液(PAA-2)8.52g後，加入NMP 7.47g及BCS 3.99g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(B-1)。
(比較例2)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例5所得之聚醯胺酸溶液(PAA-5)12.39g後，加入NMP 3.62g及BCS 4.07g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(B-2)。
(比較例3)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例6所得之聚醯胺酸溶液(PAA-6)5.96g後，加入NMP 1.93g及BCS 1.98g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(B-3)。
(比較例4)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例5所得之聚醯胺酸溶液(PAA-5)4.96g後，合成例7所得之聚醯胺酸溶液(PAA-7)5.22g後，加入NMP 5.81g及BCS 4.01g後，以磁力攪拌器攪拌30分鐘得液晶配向劑(B-4)。
(實施例5)
使用1.0μm之濾器過濾實施例1所得之液晶配向劑(A-1)後，以旋轉塗佈法塗佈於玻璃基板上形成具有第1層之膜厚50nm之ITO電極、第2層絕緣膜用之膜厚500nm之氮化矽、第3層之梳齒形狀之ITO電極(電極幅：3μm、電極間隔：6μm、電極高度：50nm)的FFS驅動用電極之玻璃基板。其次於80℃之熱板上乾燥5分鐘後，以230℃之熱風循環式烤箱進行30分鐘焙燒，形成膜厚120nm之塗膜。介有偏光板於該塗膜面照射500mJ/cm2之254nm之紫外線，得附液晶配向膜之基板。又，於對向基板用之未形成電極之具有高4μm之柱狀調距器的玻璃基板上，同樣形成塗膜及實施配向處理。
以上述2枚基板為一組，將封裝劑印刷於基板上，再以使液晶配向膜所朝向之配向方向為0°之條件貼合另一枚基板後，硬化封裝劑製作空單元。利用減壓注入法將液晶MLC-2041(美爾庫公司製)注入該空單元中，封裝注入口後得FFS驅動液晶單元。
評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為1.0mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為8%、0%、及0%。
(實施例6)
除了使用實施例2所得之液晶配向劑(A-2)，照射400mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為4.3mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為1.5%、0%、及0%。
(實施例7)
除了使用實施例3所得之液晶配向劑(A-3)，照射750mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果施加矩形波前後之透過率為50%之電壓差為2.2mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為0%、0%、及0%。
(實施例8)
除了使用實施例4所得之液晶配向劑(A-4)，照射1000mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為3.6mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為0%、0%、及0%。
(比較例5)
除了使用比較例1所得之液晶配向劑(B-1)，照射400mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為3.5mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為0.6%、0.3%、及0.3%。
(比較例6)
除了使用比較例2所得之液晶配向劑(B-2)，照射400 mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為1.0mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為0.6%、0.3%、及0.4%。
(比較例7)
除了使用比較例3所得之液晶配向劑(B-3)，照射1000 mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為0.8mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為2.1%、0.4%、及0.1%。
(比較例8)
除了使用比較例4所得之液晶配向劑(B-4)，照射400 mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為5.2mV。又，評估電荷緩和特性，結果交流驅動20分鐘、60分鐘及90分鐘後之ΔT各自為4%、0%、及0%。
由上述表1得知，藉由比較例5之結果而確認，單獨使用本發明之配向劑之(A)成分時雖具有良好之交流驅動燒結特性，但緩和所蓄積之電荷較慢。相對地藉由實施例5至8之結果而確認由本發明之液晶配向劑所得之液晶配向膜為，具有幾乎與單獨使用(A)成分時之交流驅動燒結特性，且電荷緩和特性良好之液晶配向膜。
又，藉由比較例6、比較例7之結果而確認，使用單獨使用本發明之液晶配向劑之(A)成分，且未使用式(2)所表示之二胺所得之聚醯胺酸時，會降低交流驅動燒結特性，且緩和所蓄積之電荷較慢。又，藉由比較例8之結果而確認，液晶配向劑之(A)成分未使用式(2)所表示之二胺所得之聚醯胺酸，混合電荷緩和成分用之(B)成分時，雖可提升電荷緩和特性，但會大幅惡化交流驅動燒結特性。
(實施例9)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例1所得之聚醯胺酸溶液(PAA-1)3.20g、合成例8所得之聚醯胺酸溶液(PAA-8)3.98g後，加入NMP 8.85g及BCS 4.02g，以磁力攪拌器攪拌30分鐘後得液晶配向劑(A-5)。
(實施例10)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例1所得之聚醯胺酸溶液(PAA-1)3.22g、合成例9所得之聚醯胺酸溶液(PAA-9)3.77g後，加入NMP 9.04g及BCS 4.02g，以磁力攪拌器攪拌30分鐘後得液晶配向劑(A-6)。
(實施例11)
使用放入攪拌子之50ml樣品管，取合成例1所得之聚醯胺酸溶液(PAA-1)3.21g、合成例10所得之聚醯胺酸溶液(PAA-10)3.62g後，加入NMP 9.28g及BCS 4.01g，以磁力攪拌器攪拌30分鐘後得液晶配向劑(A-7)。
(實施例12)
除了使用實施例9所得之液晶配向劑(A-5)，照射400 mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為0.9mV。
(實施例13)
除了使用實施例10所得之液晶配向劑(A-6)，照射400 mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為1.5mV。
(實施例14)
除了使用實施例11所得之液晶配向劑(A-7)，照射400 mJ/cm2之經偏光之紫外線外，同實施例5之方法製作FFS驅動液晶單元。評估該FFS驅動液晶單元之交流驅動燒結特性，結果ΔV50為1.1mV。
又，引用2010年10月19日所申請之日本專利申請2010-234933號之說明書、申請專利範圍及摘要說明之全部內容，且納入本發明說明書中之揭示內容。

Claims (17)

  1. 一種液晶配向劑，其特徵為含有下述(A)成分、(B)成分及有機溶劑，(A)成分：藉由下述式(1)所表示之四羧酸二酐，與含有由下述式(D-1)及(D-2)所表示之構造所成群中所選出之至少1種的二胺及下述式(2)所表示之二胺之二胺化合物反應所得之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物， (式(1)中，R1、R2、R3及R4各自獨立為氫原子、碳數1至6之烷基、碳數2至6之烯基或炔基，或苯基)(式(2)中，A1為單鍵，或由-O-、-NQ1-、-CONQ1-、-NQ1CO-、-CH2O-、-OCO-，及碳數1至3之伸烷基所成群中所選出之至少1種2價有機基，其中Q1為氫原子或碳數1至3之烷基，R5為氫原子或碳數1至8之1價有機基) (式(D-2)中，Z1為單鍵、酯鍵、醯胺鍵、硫酯鍵、或碳數2至6之2價有機基)(B)成分：藉由四羧酸二酐，與含有下述式(3)所表示之二胺之二胺化合物反應，所得之聚醯胺酸及其醯亞胺化聚合物中所選出之至少1種聚合物， (式(3)中，B1為-O-、-NQ2-、-CONQ2-、-NQ2CO-、-CH2O-、及-OCO-所成群中所選出之至少1種之2價有機基，其中Q2為氫原子或碳數1至3之烷基，B2為單鍵，或碳數1至4之伸烷基，B3為含有氮原子之雜環，n為1至4之整數)。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶配向劑，其中上述(A)成分與(B)成分之含有重量比率(A/B)為3/7至7/3，且(A)成分與(B)成分之合計含量相對於(A)成分、(B)成分及有機溶劑之合計量為1至10重量%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(A)成分之四羧酸二酐為由1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐及1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐中所選出之至少1種之 四羧酸二酐。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(A)成分之四羧酸二酐為1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(A)成分之二胺化合物為含有5至30mol%之上述式(2)所表示之二胺之二胺。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(A)成分所含之上述式(2)所表示之二胺為由下述式(DA-1)、(DA-2)及(DA-3)中所選出之至少1種，
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(B)成分之二胺化合物為含有30至100mol%之上述式(3)所表示之二胺之二胺。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(B)成分所含之上述式(3)所表示之二胺為由下述式(DB-1)至(DB-6)中所選出之至少1種，
  9. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(B)成分之四羧酸二酐如下述式(4)所表示，式中X1為由下述構造中所選出之至少1種，
  10. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(B)成分之四羧酸二酐為含有由1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐及1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐中所選出之至少1種之四羧酸二酐，其含量相對於(B)成分之全四羧酸二酐為50至100mol%。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(B)成分之四羧酸二酐為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向劑，其中(B)成分之二胺化合物除上述式(3)所表示之二胺以外，尚含有下述式(5)所表示之含有羧酸之二胺， (式(5)中，B3’為單鍵、-O-、-NQ3-、-CONQ3-、-NQ3CO-、-CH2O-、-OCO-所成群中所選出之至少1種2價有機基，B4為單鍵，或碳數1至4之伸烷基，m為1至4之整數)。
  13. 如申請專利範圍第12項之液晶配向劑，其中(B)成分之二胺為含有上述式(3)所表示之二胺與上述式(5)所表示之二胺，其合計量相對於(B)成分之全二胺為40至100mol%。
  14. 如申請專利範圍第13項之液晶配向劑，其中上述式(5)所表示之二胺為由3,5-二胺基苯甲酸及2,5-二胺基苯甲酸中所選出之至少1種。
  15. 一種液晶配向膜，其為塗佈如申請專利範圍第1至14項中任何1項之液晶配向劑後焙燒所得。
  16. 一種液晶配向膜，其為塗佈、焙燒如申請專利範圍第1至14項中任何1項之液晶配向劑後，再照射經偏光之放射線。
  17. 一種IPS驅動方式或FFS驅動方式之液晶顯示元件，其為備有如申請專利範圍第15或16項之液晶配向 膜。
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