CN101339334B - 液晶取向剂和液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
液晶取向剂，其含有选自聚酰胺酸和将其脱水闭环得到的聚酰亚胺中的至少1种的聚合物和溶剂，溶剂含有：(A)包含下式(I)表示的化合物的第一溶剂、(B)包含选自N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的至少1种的第二溶剂、和(C)包含选自丁基溶纤剂、双丙酮醇、碳酸亚丙酯、二甘醇二乙基醚和乙基-3-乙氧基丙酸酯中的至少1种的第三溶剂。
Description
技术领域
本发明涉及液晶取向剂和液晶显示元件。更详细而言，特别涉及在喷墨涂布法中涂布性良好且能够用于提供液晶取向能力等诸性能优异的液晶取向膜的液晶取向剂，以及显示特性和可靠性优异的液晶显示元件。
背景技术
目前，作为液晶显示元件，已知具有所谓TN(扭曲向列，TwistedNematic)型液晶盒的TN型液晶显示元件，所述TN型液晶盒是如下述那样得到的，即，在设置了ITO(氧化铟-氧化锡)等透明导电膜的基板表面形成包含聚酰胺酸、聚酰亚胺等的液晶取向膜，并将其作为液晶显示元件用基板，将该2片基板对向配置，在其间隙内形成具有正介电各向异性的向列型液晶层，从而制成夹心结构的盒，且上述液晶分子的长轴从一个基板向另一个基板连续扭转90°。另外，开发了与TN型液晶显示元件相比，对比度高、视角依赖性少的STN(超扭曲向列，SuperTwisted Nematic)型液晶显示元件。该STN型液晶显示元件使用在向列型液晶中混合作为光学活性物质的手性剂而成的物质作为液晶，并利用由液晶分子的长轴在基板间连续扭转180°以上的状态而产生的双折射效果。
进而近年来，提出了通过在单侧的基板上梳状地配置用于驱动液晶的2个电极来产生与基板面平行的电场，从而控制液晶分子的横向电场型液晶显示元件。已知该元件一般称作为平面转换型(in planeswitching，IPS型)，视角优异、广泛。特别将IPS型元件与光学补偿薄膜并用时，具有以下明显的特征，即，可以进而提高视角特性，没有灰度反转或色调变化，能够得到与布劳恩管相媲美的广视角。
除此以外，提出了一种称作为MVA(多畴垂直取向，Multi-DomainVertical Alignment)方式或PVA(图案化垂直取向，Patterned VerticalAlignment)方式的垂直取向型液晶显示元件(参考特开平11-258605号公报和“液晶”，Vol.3(No.2)，p117(1999年))，所述MVA方式或PVA方式使具有负介电各向异性的液晶分子在基板上垂直取向而形成。这些垂直取向方式的液晶显示元件视角、对比度等优异，在液晶取向膜的形成中不进行研磨处理等的优点，并且在制备工序方面也是优异的。
但是近年来，液晶电视逐步普及，被称作为“第7代”的大型生产线开始工作。另外更大型的“第8代”生产线的建设也在计划中。作为使用大型生产线而将基板大型化的优点，可以列举能够减少用于从一片基板上取下多片面板的工序时间、降低成本，或可以与液晶显示元件自身的大型化相适应这些方面。相反，作为基板的大型化的缺点，可以列举在大面积的范围下难以确保液晶取向剂的印刷的均匀性。特别地，可以列举当利用一直以来广泛采用的胶版印刷机在大面积范围进行液晶取向膜的成膜时，有产生由于液晶取向剂的印刷不良而造成不具备液晶取向膜的电特性的情况。
为了解决上述问题，进行了在液晶取向膜的成膜中利用喷墨涂布法的研究。作为喷墨涂布法的优点，可以列举，在印刷中使用的液晶取向剂与现实涂布的液量实质上相等，从而液晶取向剂的使用量有望减少；由于不使用印刷版，所以不需要该印刷版的更换或洗涤等，从而可以减少在保养中所需要的时间、劳力和成本；进而具有可与多种面板尺寸相适应的柔性。
对于利用大型生产线制造的大型基板，为了以高的合格率制造液晶显示元件，要求在喷墨涂布法中比现有印刷性更为优异的液晶取向剂。进而，近年来对于提高显示品质的要求变得更为严格，特别对于液晶取向性或电特性，要求具有超过现有特性的液晶取向膜。
发明内容
本发明是基于上述事实而作出的，其目的在于提供液晶取向剂和表现高品质的显示特性且可靠性优异的液晶显示元件，所述液晶取向剂特别在喷墨涂布法中的印刷性优异，可以改善在利用大型生产线的制备工序中的产品合格率，且能够用于提供液晶取向能力、电特性等诸性能优异的液晶取向膜。
本发明的进而其它目的和优点由以下说明可明确。
根据本发明，本发明的上述目的和优点是通过第一方面，一种液晶取向剂达成的，所述液晶取向剂含有选自使四羧酸二酐与二胺化合物反应得到的聚酰胺酸和将其脱水闭环得到的聚酰亚胺中的至少1种的聚合物和溶剂，
溶剂含有：(A)包含下式(I)表示的化合物的第一溶剂、(B)包含选自N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的至少1种的第二溶剂、和(C)包含选自丁基溶纤剂、双丙酮醇、碳酸亚丙酯、二甘醇二乙基醚和乙基-3-乙氧基丙酸酯中的至少1种的第三溶剂。
(式(I)中，R分别独立地表示碳原子数为3～10的烷基。)
本发明的上述目的和优点是通过第二方面，具有由上述液晶取向剂得到的液晶取向膜的液晶显示元件所达成的。
具体实施方式
以下，对于本发明进行详细说明。
本发明的液晶取向剂含有选自使四羧酸二酐与二胺化合物反应得到的聚酰胺酸和将其脱水开环得到的聚酰亚胺中的至少1种的聚合物和溶剂。
[四羧酸二酐]
作为用于合成在本发明的液晶取向剂中含有的聚酰胺酸或者聚酰亚胺的四羧酸二酐，可以列举例如，下式(1)表示的化合物、
(式(1)中，R1分别独立地表示氢原子、氯原子或者碳原子数为1～6的烷基。)、
下式(2)表示的化合物
(式(2)中，R2分别独立地表示碳原子数为1～6的烷基，n为0～4的整数。)、
丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二环己基四羧酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、1，2，4-三羧基环戊基乙酸二酐、双环[2.2.1]庚烷-2，3，5，6-四羧酸二酐、3，5，6-三羧基降冰片烷-2-乙酸二酐、四环[4.4.0.12.5.17，10]十二烷-3，4，8，9-四羧酸二酐、2，3，4，5-四氢呋喃四羧酸二酐、5-(2，5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸二酐、双环[2.2.2]-辛-4-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、双环[2.2.2]-辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、下式(II-1)和(II-2)各自表示的化合物等的脂肪族或者脂环族四羧酸二酐；
(上式中，R3和R5分别是具有芳香环的2价有机基团，R4和R6分别是氢原子或者碳原子数为1～6的烷基，多个存在的R4和R6可以分别是相同的，也可以是不同的。)
均苯四酸二酐、3，3′，4，4′-二苯甲酮四羧酸二酐、3，3′，4，4′-二苯砜四羧酸二酐、1，4，5，8-萘四羧酸二酐、2，3，6，7-萘四羧酸二酐、3，3′，4，4′-二苯醚四羧酸二酐、3，3′，4，4′-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酐、3，3′，4，4′-四苯基硅烷四羧酸二酐、1，2，3，4-呋喃四羧酸二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐、3，3′，4，4′-全氟亚异丙基二苯二甲酸二酐、3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐、双(邻苯二甲酸)苯基膦化氧二酐、乙二醇-双(脱水苯三酸酯)、丙二醇-双(脱水苯三酸酯)、1，4-丁二醇-双(脱水苯三酸酯)、1，6-己二醇-双(脱水苯三酸酯)、1，8-辛二醇-双(脱水苯三酸酯)、2，2-双(4-羟基苯基)丙烷-双(脱水苯三酸酯)、下式(3)～(6)各自表示的化合物等的芳香族四羧酸二酐等。
作为上式(1)表示的化合物的具体例子，可以列举例如，1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2-二乙基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，3-二乙基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，3-二氯-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐等，其中优选1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2-二乙基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐或者1，3-二乙基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐。
作为上式(2)表示的化合物的具体例子，可以列举例如，1，3，3a，4，5，9b-六氢-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-5-甲基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-5-乙基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-7-甲基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-7-乙基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-8-乙基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-5，8-二甲基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]-呋喃-1，3-二酮等。
这些四羧酸二酐可以1种单独使用，或者也可以将2种以上混合来使用。
其中，优选使用含有选自上式(1)表示的化合物、上式(2)表示的化合物、均苯四酸二酐、1，2，4-三羧基环戊基乙酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐和1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐中的至少1种(以下也称作“特定四羧酸二酐”)的四羧酸二酐。
当在本发明的液晶取向剂中含有的聚合物为聚酰胺酸时，对于用于合成其的四羧酸二酐，优选相对于四羧酸二酐的总量含有10摩尔％以上的特定四羧酸二酐，更优选含有20摩尔％以上，进而优选含有40摩尔％以上。该情况下，作为特定四羧酸二酐以外的四羧酸二酐，优选使用脂环式四羧酸二酐。
另一方面，当在本发明的液晶取向剂中含有的聚合物为聚酰亚胺时，对于用于合成其的四羧酸二酐，优选相对于四羧酸二酐的总量含有50摩尔％以上的特定四羧酸二酐，更优选含有70摩尔％以上，进而优选含有80摩尔％以上。该情况下，作为特定四羧酸二酐以外的四羧酸二酐，优选使用脂环式四羧酸二酐。
[二胺化合物]
作为用于合成在本发明的液晶取向剂中含有的聚酰胺酸或聚酰亚胺的二胺化合物，可以列举例如，下式(III-1)和(III-2)各自表示的化合物和其他的二胺化合物。
(上式中，X1相互独立地表示单键、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-、亚甲基、碳原子数为2～6的亚烷基或者亚苯基，R7是碳原子数为10～20的烷基、碳原子数为4～40的具有脂环式骨架的1价有机基团或者碳原子数为6～20的具有氟原子的1价有机基团，R8是碳原子数为4～40的具有脂环式骨架的2价有机基团。)
在上式(III-1)中，作为用R7表示的碳原子数为10～20的烷基，可以列举例如正癸基、正十二烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基等。作为在碳原子数为4～40的具有脂环式骨架的1价有机基团中含有的脂环式骨架，可以列举例如，源自环丁烷、环戊烷、环己烷、环癸烷等环烷烃的脂环式骨架；降冰片烯、金刚烷等的桥接脂环式骨架；甾族化合物骨架等。
这里，甾族化合物骨架是指包含甾环核的结构或者其碳-碳键的一个或者两个以上形成双键的骨架。作为R7的具有甾族化合物骨架的1价有机基团，优选碳原子数为17～40的基团，更优选碳原子数为17～29的基团。作为上述具有甾族化合物骨架的R7的具体例子，可以列举例如，胆甾烷-3-基、胆甾-5-烯-3-基、胆甾-24-烯-3-基、胆甾-5，24-二烯-3-基等。
对于R7的具有脂环式骨架的1价有机基团，其氢原子的一部分或者全部也可以用卤原子、优选氟原子取代。作为碳原子数为6～20的具有氟原子的1价有机基团，可以列举例如，在下述有机基团中的氢原子的一部分或者全部用氟原子或者氟烷基取代的基团等，所述有机基团有正己基、正辛基、正癸基等的碳原子数为6～20的直链状烷基、环己基、环辛基等的碳原子数为6～20的脂环式烃基、苯基、联苯基等的碳原子数为6～20的芳香族烃基等，其中R7的碳原子数包含氟烷基的碳，为20以下。
作为上式(III-1)中的X1，优选-O-、-CO-、-COO-或者-OCO-。
作为上式(III-1)表示的二胺化合物的具体例子，可以列举例如，十二烷氧基-2，4-二氨基苯、十五烷氧基-2，4-二氨基苯、十六烷氧基-2，4-二氨基苯、十八烷氧基-2，4-二氨基苯、下式(7)～(22)各自表示的化合物等。
在上式(III-2)中，作为在用R8表示的碳原子数为4～40的具有脂环式骨架的2价有机基团中含有的脂环式骨架，可以列举例如，源自环丁烷、环戊烷、环己烷、环癸烷等环烷烃的脂环式骨架；降冰片烯、金刚烷等的桥接脂环式骨架；甾族化合物骨架等。
这里，甾族化合物骨架与上述R7中的甾族化合物骨架相同。作为R8的具有甾族化合物骨架的2价有机基团，优选碳原子数为17～40的基团，更优选碳原子数为17～29的基团。作为具有甾族化合物骨架的R8的具体例子，可以列举例如，胆甾烷-3，3-二基、胆甾烷-3，6-二基、胆甾-5-烯-3，6-二基、胆甾-24-烯-3，6-二基、胆甾-5，24-二烯-3，6-二基等。
对于R8的具有脂环式骨架的2价有机基团，其氢原子的一部分或者全部也可以用卤原子、优选氟原子取代。
作为上式(III-2)表示的二胺化合物的具体例子，可以列举例如下式(23)～(27)各自表示的化合物等。
作为上述其他的二胺化合物，可以列举例如，对苯二胺、2-甲基-1，4-苯二胺、2-乙基-1，4-苯二胺、2，5-二甲基-1，4-苯二胺、2，5-二乙基-1，4-苯二胺、2，3，5，6-四甲基-1，4-苯二胺、间苯二胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基二苯基乙烷、4，4’-二氨基二苯基硫醚、4，4’-二氨基二苯基砜、2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、2，2’-二乙基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二乙基-4，4’-二氨基联苯、4，4’-二氨基苯甲酰苯胺、4，4’-二氨基二苯基醚、1，5-二氨基萘、2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、5-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1，3，3-三甲基茚满、6-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1，3，3-三甲基茚满、3，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二氨基二苯甲酮、3，4’-二氨基二苯甲酮、4，4’-二氨基二苯甲酮、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(3-氨基苯氧基)苯、9，9-双(4-氨基苯基)-10-氢蒽、2，7-二氨基芴、9，9-双(4-氨基苯基)芴、4，4’-亚甲基-双(2-氯苯胺)、2，2’，5，5’-四氯-4，4’-二氨基联苯、2，2’-二氯-4，4’-二氨基-5，5’-二甲氧基联苯、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基联苯、1，4，4’-(对亚苯基异亚丙基)双苯胺、4，4’-(间亚苯基异亚丙基)双苯胺、2，2’-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4，4’-二氨基-2，2’-双(三氟甲基)联苯、4，4’-双[(4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基]八氟联苯、4-(4-正庚基环己基)苯氧基-2，4-二氨基苯等的芳香族二胺；
1，3-双(氨基甲基)苯、1，3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺等的脂肪族二胺；
2，3-二氨基吡啶、2，6-二氨基吡啶、3，4-二氨基吡啶、2，4-二氨基嘧啶、5，6-二氨基-2，3-二氰基吡嗪、5，6-二氨基-2，4-二羟基嘧啶、2，4-二氨基-6-二甲氨基-1，3，5-三嗪、1，4-双(3-氨基丙基)哌嗪、2，4-二氨基-6-异丙氧基-1，3，5-三嗪、2，4-二氨基-6-甲氧基-1，3，5-三嗪、2，4-二氨基-6-苯基-1，3，5-三嗪、2，4-二氨基-6-甲基-s-三嗪、2，4-二氨基-1，3，5-三嗪、4，6-二氨基-2-乙烯基-s-三嗪、2，4-二氨基-5-苯基噻唑、2，6-二氨基嘌呤、5，6-二氨基-1，3-二甲基尿嘧啶、3，5-二氨基-1，2，4-三唑、6，9-二氨基-2-乙氧基吖啶乳酸酯、3，8-二氨基-6-苯基菲啶、1，4-二氨基哌嗪、3，6-二氨基吖啶、双(4-氨基苯基)苯胺等在分子内具有2个伯胺基和该伯胺基以外的氮原子的二胺；
下式(28)～(30)各自表示的化合物等。
(上式中，R9分别独立地表示碳原子数为1～12的烃基，p分别独立地表示1～3的整数，q是1～20的整数，y是2～12的整数，z是1～5的整数。)
作为上述其他的二胺化合物，优选对苯二胺、2-甲基-1，4-苯二胺、2-乙基-1，4-苯二胺、2，5-二甲基-1，4-苯二胺、2，5-二乙基-1，4-苯二胺、2，3，5，6-四甲基-1，4-苯二胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、2，2’-二乙基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二乙基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯、4，4’-二氨基二苯基醚、4，4’-二氨基二苯甲酮、2，2-双(4-氨基苯基)丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2，6-二氨基吡啶或者3，4-二氨基吡啶。
上述二胺化合物可以1种单独使用，或者也可以将2种以上混合来使用。
当使用本发明的液晶取向剂作为垂直取向型的液晶取向剂时，作为用于合成在液晶取向剂中含有的聚酰胺酸或者聚酰亚胺的二胺化合物，优选使用含有选自上式(III-1)表示的二胺化合物和上式(III-2)表示的二胺化合物中的至少1种的二胺化合物。该情况下，上式(III-1)或者上式(III-2)表示的二胺化合物占二胺化合物总量的比例优选为7摩尔％以上，更优选10摩尔％以上。
[聚酰胺酸的合成]
本发明液晶取向剂能够含有的聚酰胺酸可以通过使上述的四羧酸二酐与二胺化合物反应来得到。
供给聚酰胺酸合成反应的四羧酸二酐和二胺化合物的使用比例如下：优选相对于二胺的氨基1当量，四羧酸二酐的酸酐基为0.2～2.0当量的比例，更优选为0.8～1.2当量的比例。聚酰胺酸的合成反应是在优选的有机溶剂中、优选-20℃～150℃、更优选0～100℃的温度条件下，以优选0.5～24小时、更优选2～10小时的反应时间来进行的。
作为这里可使用的有机溶剂，只要是能够溶解所合成的聚酰胺酸的溶剂就没有特别限制，可以举出例如1-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酸三酰胺等非质子类极性溶剂；间甲酚、二甲酚、苯酚、卤代苯酚等酚类溶剂等。有机溶剂的使用量(α)优选为如下的量：使四羧酸二酐和二胺化合物的总量(β)相对于反应溶液的总量(α+β)为0.1～30重量％的量。
对于上述有机溶剂，可以将其使用量的一部分在生成的聚酰胺酸不析出的范围下由作为聚酰胺酸的不良溶剂的醇、酮、酯、醚、卤代烃、烃等置换来使用。
作为上述不良溶剂的具体例子，可以列举例如甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、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、乙醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、四氢呋喃、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等。
当将有机溶剂的一部分用不良溶剂置换来使用时，不良溶剂的使用量相对于有机溶剂的总量优选为50重量％以下。
如上述那样，得到溶解聚酰胺酸而成的反应溶液。对于该聚酰胺酸溶液，可以将其直接供给下一工序的脱水闭环反应，也可以将在反应溶液中含有的聚酰胺酸分离后再供给脱水闭环反应，或者还可以在将分离的聚酰胺酸精制后供给脱水闭环反应。聚酰胺酸的分离可以利用将上述聚酰胺酸溶液注入大量不良溶剂中而得到析出物，并将该析出物在减压下干燥的方法，或者通过用蒸发器将聚酰胺酸溶液减压馏去的方法来进行。另外，可以通过下述方法来精制聚酰胺酸，所述方法有将这样得到的聚酰胺酸再次溶解在有机溶剂中，接着使其在不良溶剂中析出的方法，或者进行1次或数次用蒸发器减压馏去的工序的方法。
[聚酰亚胺的合成]
本发明的液晶取向剂可含有的聚酰亚胺能够通过将上述聚酰胺酸脱水闭环来合成。在本发明中使用的聚酰亚胺，可以是将聚酰胺酸具有的全部酰胺酸结构进行酰亚胺化而成的完全酰亚胺化物，或者也可以是仅将酰胺酸结构中的一部分进行酰亚胺化、使酰胺酸结构与酰亚胺结构并存的部分酰亚胺化物。当在本发明的液晶取向剂中含有的聚合物为聚酰亚胺时，其酰亚胺化率优选为40％以上。这里所谓“酰亚胺化率”是指，将酰亚胺结构数在聚合物的酰胺酸结构和酰亚胺结构的总数中所占的比例用百分率表示的值。酰亚胺化率可以由如下述那样测定的1H-NMR通过下述数式(i)来求得，所述1H-NMR是将充分干燥的聚酰亚胺溶解于适当的氘代溶剂、例如氘代二甲亚砜中，以四甲基硅烷为基准物质，在室温下进行测定而得的。
(在数式(i)中，A1是来自NH基质子的峰面积(10ppm附近)，A2是来自芳香环质子的峰面积(7～8ppm)，α是聚合物前体(聚酰胺酸)中的芳香环质子个数相对于NH基质子1个的比例。)
聚酰胺酸的脱水闭环通过如下方法进行：(1)加热聚酰胺酸的方法，或者(2)将聚酰胺酸溶解在有机溶剂中，在该溶液中添加脱水剂和脱水闭环催化剂，并根据需要进行加热的方法。
上述(1)加热聚酰胺酸的方法中的反应温度优选为50～200℃，更优选60～170℃。当反应温度低于50℃时，脱水闭环反应不能充分进行，当反应温度超过200℃时，有时所得聚酰亚胺的分子量会降低。反应时间优选为0.5～72小时，更优选1～10小时。
另一方面，上述(2)在聚酰胺酸溶液中添加脱水剂和脱水闭环催化剂的方法中，作为脱水剂，可以使用例如醋酸酐、丙酸酐、三氟醋酸酐等酸酐。脱水剂的使用量虽然也依赖于期望的酰亚胺化率，但优选相对于聚酰胺酸具有的酰胺酸结构1摩尔为0.01～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，可以使用例如吡啶、三甲吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等叔胺。但并不限于这些。脱水闭环催化剂的使用量优选相对于脱水剂1摩尔为0.01～10摩尔。上述的脱水剂、脱水闭环剂的使用量越多，越能够提高酰亚胺化率。作为用于脱水闭环反应的有机溶剂，可以列举与作为用于聚酰胺酸合成的溶剂所列举的有机溶剂是相同的溶剂。脱水闭环反应的反应温度优选为0～180℃，更优选为10～150℃。反应时间优选为1～12小时，更优选1～6小时。
对于在上述方法(1)中得到的酰亚胺化聚合物，可以直接将其供给液晶取向剂的调制，或者也可以在将得到的酰亚胺化聚合物精制后供给液晶取向剂的调制。另一方面，在上述方法(2)中可以得到含有酰亚胺化聚合物的反应溶液。对于该反应溶液，可以直接将其供给液晶取向剂的调制，也可以在将脱水剂和脱水闭环催化剂从反应溶液中除去后供给液晶取向剂的调制，也可以在将酰亚胺化聚合物分离后供给液晶取向剂的调制，或者还可以将分离的酰亚胺化聚合物精制后供给液晶取向剂的调制。为了将脱水剂和脱水闭环催化剂从反应溶液中除去，可以应用例如溶剂置换等的方法。酰亚胺化聚合物的分离、精制可以通过进行与上述的聚酰胺酸的分离、精制方法同样的操作来进行。
<末端修饰型的聚合物>
在本发明中使用的聚酰胺酸或者聚酰亚胺可以是进行了分子量调节的末端修饰型的。通过使用末端修饰型的聚合物，可以在不损害本发明效果的情况下进一步改善液晶取向剂的涂布特性等。
这样的末端修饰型的聚合物，可以通过在合成聚酰胺酸时向反应体系中添加酸单酐、单胺化合物、单异氰酸酯化合物等适当的分子量调节剂来合成。这里，作为酸单酐，可以列举例如马来酸酐、邻苯二甲酸酐、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。作为单胺化合物，可以列举例如苯胺、环己胺、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。作为单异氰酸酯化合物，可以列举例如异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等。
作为分子量调节剂的使用比例，相对于合计100重量份的在合成聚酰胺酸时所用的四羧酸二酐和二胺，优选分子量调节剂的使用量为20重量份以下，更优选10重量份以下。
如上述那样得到的聚酰胺酸或者酰亚胺化聚合物，在制成浓度为10重量％的溶液时，优选具有20～800mPa·s的溶液粘度，更优选具有30～500mPa·s的溶液粘度。
上述聚合物的溶液粘度(mPa·s)是使用E型旋转粘度计在25℃下对使用该聚合物的优良溶剂(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)调制而成的浓度为10重量％的聚合物溶液进行测定所得的值。
[任意添加剂]
本发明的液晶取向剂作为必须成分含有上述那样的选自聚酰胺酸和聚酰亚胺中的至少1种的聚合物和下述的溶剂，除此以外，在不损害本发明目的的范围下，作为任意添加剂，也可以含有环氧化合物或官能性硅烷化合物。这些化合物能够以进一步提高形成的液晶取向膜对于基板表面的粘附性为目的而进行添加。
作为上述环氧化合物，可以列举例如，乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2，2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1，3，5，6-四缩水甘油基-2，4-己二醇、N，N，N’，N’-四缩水甘油基对二甲苯二胺、N，N，N’，N’-四缩水甘油基间二甲苯二胺、N，N，N’，N’-四缩水甘油基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、N，N，N’，N’-四缩水甘油基-4，4’-二氨基二苯基醚、N，N，N’，N’-四缩水甘油基-2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、N，N，N’，N’-四缩水甘油基-1，2-二氨基环己烷、N，N，N’，N’-四缩水甘油基-1，3-二氨基环己烷、N，N，N’，N’-四缩水甘油基-1，4-二氨基环己烷、双(N，N-二缩水甘油基-4-氨基环己基)甲烷、双(N，N-二缩水甘油基-2-甲基-4-氨基环己基)甲烷、双(N，N-二缩水甘油基-3-甲基-4-氨基环己基)甲烷、1，3-双(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1，4-双(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1，3-双(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)苯、1，4-双(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)苯、1，3，5-三(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1，3，5-三(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)苯、下式(31)～(35)各自表示的化合物等。这些环氧化合物的配合比例相对于100重量份聚合物的合计量(是指在液晶取向剂中含有的聚酰胺酸和其酰亚胺化聚合物的合计量。以下相同)，优选为40重量份以下，更优选0.1～30重量份。
作为上述官能性硅烷化合物，可以列举例如，3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1，4，7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1，4，7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3，6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲硅烷基-3，6-二氮杂壬基乙酸酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧化亚乙基(oxyethylene))-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧化亚乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N，N-二缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷等。
这些官能性硅烷化合物的配合比例相对于100重量份聚合物的合计量，优选为2重量份以下，更优选0.2～1重量份。
[液晶取向剂]
本发明的液晶取向剂是在溶剂中溶解含有如上述那样的选自聚酰胺酸和聚酰亚胺中的至少1种的聚合物以及根据需要使用的任意添加成分来构成的。
在本发明的液晶取向剂中使用的溶剂含有：
(A)包含上式(I)表示的化合物的第一溶剂、
(B)包含选自N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的至少1种的第二溶剂、和
(C)包含选自丁基溶纤剂、双丙酮醇、碳酸亚丙酯、二甘醇二乙基醚和乙基-3-乙氧基丙酸酯中的至少1种的第三溶剂。
上式(I)表示的化合物优选其沸点为140～200℃，优选其表面张力为18～27mN/m。从使上式(I)表示的化合物的沸点和表面张力在上述范围的观点出发，上式(I)中的R优选是碳原子数为4～8的烷基，更优选是碳原子数为4～6的烷基，具体来说可以列举例如戊基、异戊基等。
作为上式(I)表示的化合物的具体例子，可以列举例如二戊基醚、二异戊基醚等，优选使用选自它们中的至少1种。
在本发明的液晶取向剂中，相对于上述(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂的合计，(A)第一溶剂的比例优选为0.5～20重量％，更优选1～10重量％。相对于上述(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂的合计，(B)第二溶剂的比例优选为10～94.5重量％，更优选30～89重量％。相对于上述(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂的合计，(C)第三溶剂的比例优选为5～70重量％，更优选10～60重量％。
在本发明的液晶取向剂中，如果上述(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂以优选的上述比例含有，则可以优选地实现本发明期望的效果，即特别在喷墨涂布法中优异的涂布性。特别地，当使用沸点和表面张力在上述范围的上式(I)表示的化合物作为(A)第一溶剂时，即使对于(A)第一溶剂的含有比例比较小的情况，也可以最大限度地发现本发明的目的，从而是优选的。
本发明的液晶取向剂可以仅使用上述(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂作为溶剂，也可以将其他溶剂与(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂合并使用。作为可在这里使用的其他溶剂，可以列举例如，γ-丁内酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乳酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单甲基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯等。
作为本发明的液晶取向剂的溶剂组成，是聚合物和任意添加剂在液晶取向剂中不析出且使液晶取向剂的表面张力在20～40mN/m范围这样的组成。从上述观点考虑，本发明的液晶取向剂中的(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂的合计量相对于溶剂的总量所占的比例优选为30重量％以上，更优选50重量％以上，进而优选70重量％以上。
本发明的液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂中溶剂以外的成分的合计重量在液晶取向剂的总重量中所占的比例)是考虑粘性、挥发性等而选择的，优选在1～10重量％的范围。即，本发明的液晶取向剂通过将其涂布于基板表面而形成成为液晶取向膜的涂膜，但当液晶取向剂的固体成分浓度小于1重量％时，该涂膜的膜厚过小而难以得到良好的液晶取向膜，另一方面，当固体成分浓度超过10重量％时，涂膜的膜厚过大而难以得到良好的液晶取向膜，另外，有液晶取向剂的粘性增大，涂布特性易于变差的情况。特别优选的固体成分浓度的范围为2～8重量％，因此，特别优选使液晶取向剂的溶液粘度在3～15mPa·s的范围。
调制本发明的液晶取向剂时的温度优选为0℃～60℃，更优选20℃～40℃。
[液晶显示元件的制造方法]
本发明的液晶显示元件具有如上述那样由本发明的液晶取向剂形成的液晶取向膜。
本发明的液晶显示元件例如可以通过以下的方法来制造。
(1)首先在一对基板上涂布本发明的液晶取向膜，除去溶剂，形成涂膜。这里，当应制造的液晶显示元件的显示模式为TN型、STN型、VA型等的垂直电场方式时，将2片在单面上设有已形成图案的透明导电膜的基板作为一对基板来使用。另一方面，当应制造的液晶显示元件的显示模式为横向电场方式时，将设有具有梳状图案的透明导电膜的基板和没有透明导电膜的基板作为一对基板来使用。
对于上述任一种情况，在基板上(当基板具有透明导电膜时，基板的具有透明导电膜的这一方的面上)涂布液晶取向剂。基板可以使用例如包含浮法玻璃、钠玻璃等玻璃；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚砜、聚碳酸酯、脂环式聚烯烃等塑料的透明基板。作为设置在基板一面的透明导电膜，可以使用例如包含氧化锡(SnO2)的NESA膜(美国PPG公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的ITO膜等。另外，为了得到这些已形成图案的透明导电膜，可以采用在形成没有图案的透明导电膜后，利用光蚀刻法形成图案的方法、和通过在透明导电膜形成时使用具有期望图形的掩模等、直接形成图案的透明导电膜的方法等。
液晶取向剂在基板上的涂布可以通过辊涂法、旋涂法、印刷法、喷墨法等适当的涂布方法来进行。当采用喷墨印刷法作为涂布方法时，本发明的液晶取向剂特别具有能够发挥良好的涂布性(印刷性)的优点。
在涂布液晶取向剂时，为了进一步改善基板表面以及透明导电膜与涂膜的粘附性，可以预先在基板的被涂布面上涂布官能性硅烷化合物、官能性钛化合物等。
涂布后，为了防止所涂布的取向剂液体下流(液垂れ)等，优选实施预备加热(预烘)。预烘温度优选30～200℃，更优选40～150℃，特别优选40～100℃。预烘时间优选10秒～20分钟，更优选10秒～10分钟。然后，以将溶剂完全除去等作为目的，来进行烧结(后烘)工序。该后烘的目的除了是将溶剂从涂膜中完全除去以外，还在于当在本发明的液晶取向剂中含有的聚合物是具有酰胺酸结构的聚合物时，可以通过加热进一步进行在本发明的液晶取向剂中含有的聚合物的酰胺酸结构的脱水闭环，从而进一步提高涂膜的酰亚胺化率。后烘温度优选80～300℃，更优选120～250℃。后烘时间优选5～60分钟，更优选5～30分钟。
这样，可以形成成为液晶取向膜的涂膜。所形成的涂膜的膜厚优选0.001～1μm，更优选为0.005～0.5μm。
当适用本发明的液晶取向剂的液晶显示元件为VA型的液晶显示元件时，例如也可以如特开2002-327058号公报中记述的那样在基板上形成突起状的建造物后涂布液晶取向剂，来谋求视角特性的改善。
(2)当应制造的液晶显示元件的显示模式为VA型时，如上述那样形成的涂膜可以直接作为液晶取向膜使用，但根据需要也可以进行下述的研磨处理。另一方面，当应制造的液晶显示元件的显示模式为VA型以外的垂直电场方式和横向电场方式时，对于形成的涂膜面进行研磨处理。
研磨处理可以通过用卷缠有包含例如尼龙、人造丝、棉等纤维的布的辊，沿一定方向进行研磨的方法来进行。由此，赋予涂膜液晶分子的取向能力，形成液晶取向膜。进而，对于研磨处理后的涂膜进行下述那样的处理，使液晶取向膜在每个区域具有不同的液晶取向能力，由此可以改善得到的液晶显示元件的视野特性，所述处理是例如在日本特开平6-222366号公报或日本特开平6-281937号公报中公开那样的、通过对液晶取向膜的一部分照射紫外线来使液晶取向膜的一部分区域的预倾角变化的处理，或在日本特开平5-107544号公报中公开那样的、在液晶取向膜表面的一部分形成抗蚀剂膜后，在与在先研磨处理不同的方向上进行研磨处理，然后将上述抗蚀剂膜除去的处理。
(3)如上那样准备2片形成液晶取向膜的基板，通过在相对配置的2片基板间配置液晶，可以制造液晶盒。这里，当对于涂膜进行研磨处理时，两片基板以使各涂膜的研磨方向相互成规定的角度、例如垂直或逆平行这样来进行对向配置。
对于制造液晶盒，可以列举例如以下的两种方法。
第一方法是一直以来已知的方法。首先，以使各自的液晶取向膜相对这样来将2片基板介由间隙(盒间隙)相对配置，用密封剂贴合2片基板的周边部，在由基板表面和密封剂划分出的盒间隙内注入填充液晶，然后将注入孔封闭，由此可以制备液晶盒。
第二方法是称作为ODF(单滴填充，One Drop Fill)方式的技术。在形成液晶取向膜的2片基板中的一片基板上的规定位置涂布例如紫外光固化性的密封材料，进而在液晶取向膜上滴加液晶后，以使液晶取向膜相对这样来贴合其他的基板，接着对于基板的整个面照射紫外光，将密封剂固化，由此可以制备液晶盒。
对于任一种方法的情况，优选对如上述那样制造的液晶盒进而加热至使所用的液晶呈各向同性相的温度，然后缓慢冷却至室温，由此除去液晶注入时的流动取向。
通过使偏振板贴合在液晶盒的外侧表面，可以得到本发明的液晶显示元件。
这里，作为密封剂，可以使用例如含有固化剂和作为间隔物(spacer)的氧化铝球的环氧树脂等。
作为上述液晶，可以使用例如向列型液晶、近晶状型液晶等，其中优选向列型液晶。对于VA型液晶盒的情况，优选具有负介电各向异性的向列型液晶，可以使用例如二氰基苯类液晶、哒嗪类液晶、希夫碱类液晶、氧化偶氮类液晶、联苯类液晶、苯基环己烷类液晶等。对于TN型液晶盒或者STN型液晶盒的情况，优选具有正介电各向异性的向列型液晶，可以使用例如联苯类液晶、苯基环己烷类液晶、酯类液晶、三联苯类液晶、联苯基环己烷类液晶、嘧啶类液晶、二噁烷类液晶、二环辛烷类液晶、立方烷(キユバン)类液晶等。也可以在这些液晶中，进而添加例如胆甾基氯(コレスチルクロライド)、胆甾醇壬酸酯、胆甾醇碳酸酯等胆甾型液晶、以商品名C-15、CB-15(メルク公司制)销售的手性剂、对癸氧基亚苄基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强介电性液晶等来使用。
作为贴合在液晶单元外表面的偏振板，可以列举出用乙酸纤维素保护膜夹持使聚乙烯醇拉伸取向的同时吸收碘的被称为“H膜”的偏振膜而成的偏振板或含有H膜本身的偏振板等。
实施例
以下，通过实施例进而具体地说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
合成例1
在N-甲基-2-吡咯烷酮中，依次添加作为二胺化合物的10mmol上式(11)表示的化合物、70mmol对苯二胺和20mmol 4，4’-二氨基二苯基甲烷以及作为四羧酸二酐的100mmol 2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐，制成四羧酸二酐和二胺化合物的合计量相对于溶液的总量为20重量％的溶液，在60℃下进行4小时的反应，得到含有聚酰胺酸的溶液。
在该含有聚酰胺酸的溶液中，添加相对于在聚酰胺酸中含有的酰胺酸结构的总量(理论值)为2倍摩尔的吡啶和乙酸酐，然后加热至110℃进行4小时的脱水闭环反应。
将得到的溶液加入到大量过剩的乙醚中，得到沉淀物，将其回收，并进行减压干燥，由此可以得到酰亚胺化率为78％的聚酰亚胺(PI-1)。
合成例2
将作为四羧酸二酐的110g(0.50摩尔)2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐以及作为二胺的38g(0.35摩尔)对苯二胺、20g(0.1摩尔)4，4’-二氨基二苯基甲烷和26g(0.05摩尔)3-(3，5-二氨基苯甲酸基)胆甾烷溶解在800g N-甲基-2-吡咯烷酮中，在60℃下进行6小时的反应，得到含有聚酰胺酸的溶液。取出少量得到的聚酰胺酸溶液，添加N-甲基-2-吡咯烷酮，制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定其的溶液粘度为60mPa·s。
接着，在得到的聚酰胺酸溶液中补加1800g的N-甲基-2-吡咯烷酮，并添加80g吡啶和100g乙酸酐，在110℃下进行4小时的脱水闭环反应。脱水闭环反应后，通过用新的γ-丁内酯将体系内的溶剂进行溶剂置换(通过该溶剂置换操作，能够将在脱水闭环反应中使用的吡啶和乙酸酐去除到体系外。以下相同)，可以得到约1100g含有15重量％酰亚胺化率约为80％的酰亚胺化聚合物(PI-2)的溶液。取出少量该酰亚胺化聚合物溶液，添加γ-丁内酯，制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定其的溶液粘度为87mPa·s。
合成例3
将作为四羧酸二酐的110g(0.50摩尔)2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐以及作为二胺的43g(0.40摩尔)对苯二胺和52g(0.10摩尔)3-(3，5-二氨基苯甲酸基)胆甾烷溶解在830g N-甲基-2-吡咯烷酮中，在60℃下进行6小时的反应，得到含有聚酰胺酸的溶液。取出少量得到的聚酰胺酸溶液，添加N-甲基-2-吡咯烷酮，制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定其的溶液粘度为60mPa·s。
接着，在得到的聚酰胺酸溶液中补加1900g的N-甲基-2-吡咯烷酮，并添加40g吡啶和51g乙酸酐，在110℃下进行4小时的脱水闭环反应。脱水闭环反应后，通过用新的N-甲基-2-吡咯烷酮将体系内的溶剂进行溶剂置换，可以得到约1200g含有15重量％酰亚胺化率约为50％的酰亚胺化聚合物(PI-3)的溶液。取出少量该酰亚胺化聚合物溶液，添加N-甲基-2-吡咯烷酮，制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定其的溶液粘度为47mPa·s。
合成例4
将作为四羧酸二酐的110g(0.50摩尔)2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐以及作为二胺的49g(0.45摩尔)对苯二胺和26g(0.05摩尔)3-(3，5-二氨基苯甲酸基)胆甾烷溶解在750g N-甲基-2-吡咯烷酮中，在60℃下进行6小时的反应，得到含有聚酰胺酸的溶液。取出少量得到的聚酰胺酸溶液，添加N-甲基-2-吡咯烷酮，制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定其的溶液粘度为58mPa·s。
接着，在得到的聚酰胺酸溶液中补加1800g的N-甲基-2-吡咯烷酮，并添加40g吡啶和51g乙酸酐，在110℃下进行4小时的脱水闭环反应。脱水闭环反应后，通过用新的N-甲基-2-吡咯烷酮将体系内的溶剂进行溶剂置换，可以得到约1100g含有15重量％酰亚胺化率约为50％的酰亚胺化聚合物(PI-4)的溶液。取出少量该酰亚胺化聚合物溶液，添加N-甲基-2-吡咯烷酮，制成聚酰胺酸浓度为10重量％的溶液，测定其的溶液粘度为85mPa·s。
实施例1
将在上述合成例1中得到的聚酰亚胺(PI-1)溶解在包含二异戊基醚、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂的混合溶剂(混合比(重量比)＝5∶30∶40∶25)中，得到溶液粘度为6mPa·s的液晶取向剂。将其利用孔径为0.2μm的过滤器进行过滤，然后进行以下的评价。
<喷墨涂布性的评价>
作为涂布液晶取向剂的基板，使用下述那样的基板，即，将包含ITO的带有透明电极的玻璃基板在200℃的加热板上加热1分钟，接着进行紫外线/臭氧洗涤，而刚使透明电极面的水的接触角为10°以下后的基板。
使用喷墨涂布机(芝浦メカトロニクス(株)制)将上述调制的液晶取向剂(过滤后)涂布在上述带有透明电极的玻璃基板的透明电极面上。此时的涂布条件设定为2500次/(喷嘴·分钟)、排出量250mg/每10秒2个往复(共计4次)来涂布。涂布后，静置1分钟后加热至80℃，由此形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。对于得到的涂膜，在干涉条纹计测灯(钠灯)照射下，用肉眼进行观察，将没有发现不均匀和凹陷这两者的情况评价为喷墨涂布性“良好”，将发现不均匀和凹陷中的至少一者的情况评价为喷墨涂布性“不好”，结果上述液晶取向剂的喷墨涂布性为“良好”。
<液晶盒的制备>
如下述那样来进行用于评价液晶取向性和电压保持率的液晶盒的制备。在以下的液晶盒的制备中，液晶取向剂的涂布利用旋涂法进行，这是为了能够与喷墨涂布性差的后述比较例进行比较。
利用旋涂法将上述调制的液晶取向剂(过滤后)涂布在含有ITO膜的带有透明电极的玻璃基板的透明电极面上，在80℃的加热板上预烘1分钟，接着在200℃的加热板上后烘10分钟，由此形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。重复同样的操作，制备一对(2片)在透明导电膜上具有液晶取向膜的基板。
在上述一对基板的具有液晶取向膜的各个外缘，涂布混有直径5.5μm氧化铝球的环氧树脂粘结剂后，以液晶取向膜面相对的方式重叠压合，使粘结剂固化。接着，通过液晶注入口在一对基板之间填充向列型液晶(メルク公司制，MLC-6601)后，用丙烯酸类光固化粘结剂将液晶注入口封闭，由此制得液晶盒。
<液晶取向性的评价>
对于上述制造的液晶盒，在正交尼科耳棱镜偏振光下通过目测进行观察，将没有光泄露的情况评价为液晶取向性“良好”，将观察到光泄露的情况评价为液晶取向性“不好”，结果上述液晶盒的液晶取向性为“良好”。
<电压保持率的评价>
对于上述得到的液晶盒，以60微秒的外加时间、167毫秒的间隔外加5V的电压后，测定从解除外加电压起167毫秒后的电压保持率。测定装置使用(株)东阳テクニカ制VHR-1。将该值为95％以上的情况评价为电压保持率“良好”，将小于95％的情况评价为电压保持率“不好”，结果上述液晶盒的电压保持率“良好”。
实施例2
在上述合成例2得到的含有酰亚胺化聚合物(PI-2)的溶液中，添加二异戊基醚、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂，溶剂组成为二异戊基醚∶γ-丁内酯∶N-甲基-2-吡咯烷酮∶丁基溶纤剂＝5∶30∶40∶25(重量比)，调制成溶液粘度为6mPa·s的液晶取向剂。将其利用孔径为0.2μm的过滤器进行过滤，然后进行与实施例1同样的评价。评价结果示于表1。
实施例3
在上述合成例3得到的含有酰亚胺化聚合物(PI-3)的溶液中，添加二异戊基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂，溶剂组成为二异戊基醚∶N-甲基-2-吡咯烷酮∶丁基溶纤剂＝5∶50∶45(重量比)，调制成溶液粘度为6mPa·s的液晶取向剂。将其利用孔径为0.2μm的过滤器进行过滤，然后进行与实施例1同样的评价。评价结果示于表1。
实施例4
在上述合成例4得到的含有酰亚胺化聚合物(PI-4)的溶液中，添加二异戊基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂，溶剂组成为二异戊基醚∶N-甲基-2-吡咯烷酮∶丁基溶纤剂＝5∶50∶45(重量比)，调制成溶液粘度为6mPa·s的液晶取向剂。将其利用孔径为0.2μm的过滤器进行过滤，然后进行与实施例1同样的评价。评价结果示于表1。
比较例1
在上述合成例3得到的含有酰亚胺化聚合物(PI-3)的溶液中，添加二异戊基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮，溶剂组成为二异戊基醚∶N-甲基-2-吡咯烷酮＝5∶95(重量比)，调制成溶液粘度为6mPa·s的液晶取向剂。将其利用孔径为0.2μm的过滤器进行过滤，然后进行与实施例1同样的评价。评价结果示于表1。
比较例2
在上述合成例2得到的含有酰亚胺化聚合物(PI-2)的溶液中，添加丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基溶纤剂，溶剂组成为二异戊基醚∶N-甲基-2-吡咯烷酮∶丁基溶纤剂＝40∶30∶30，调制成溶液粘度为6mPa·s的液晶取向剂。将其利用孔径为0.2μm的过滤器进行过滤，然后进行与实施例1同样的评价。评价结果示于表1。
发明效果
本发明的液晶取向剂特别是在喷墨涂布法中使用时的涂布性优异，因此可以提高在利用大型生产线的制造工序中的产品合格率。另外，由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜具有优异的液晶取向能力、电特性等诸特性，特别优选应用于垂直取向型的液晶显示元件。
具有上述液晶取向膜的本发明的液晶显示元件可以很好地用作各种装置，例如台式计算机、手表、座钟、移动电话、计数显示板、语言文字处理机、个人计算机、液晶电视等的显示装置。
Claims (5)
1.液晶取向剂，其含有选自使四羧酸二酐与二胺化合物反应得到的聚酰胺酸和将其脱水闭环得到的聚酰亚胺中的至少1种的聚合物和溶剂，其特征在于，
溶剂含有：
(A)包含下式(I)表示的化合物的第一溶剂、
式(I)中，R分别独立地表示碳原子数为3～10的烷基，
(B)包含选自N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的至少1种的第二溶剂、和
(C)包含选自丁基溶纤剂、双丙酮醇、碳酸亚丙酯、二甘醇二乙基醚和乙基-3-乙氧基丙酸酯中的至少1种的第三溶剂。
2.如权利要求1所述的液晶取向剂，相对于上述(A)第一溶剂、(B)第二溶剂和(C)第三溶剂的合计，(A)第一溶剂的比例为0.5～20重量％，(B)第二溶剂的比例为10～94.5重量％，(C)第三溶剂的比例为5～70重量％。
3.如权利要求1或2所述的液晶取向剂，上式(I)表示的化合物的沸点为140～200℃，表面张力为18～27mN/m。
4.如权利要求3所述的液晶取向剂，其中，上式(I)表示的化合物是选自二戊醚和二异戊醚中的至少1种。
5.如权利要求1或2中任一项所述的液晶取向剂，其中，四羧酸二酐包含选自下式(1)表示的化合物、下式(2)表示的化合物、均苯四酸二酐、1，2，4-三羧基环戊基乙酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐和1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐中的至少1种，
式(1)中，R1分别独立地表示氢原子、氯原子或者碳原子数为1～6的烷基，
式(2)中，R2分别独立地表示碳原子数为1～6的烷基，n为0～4的整数。
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