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TWI555777B - 光配向用液晶配向劑、液晶配向膜及其製造方法、液晶顯示元件、化合物、以及聚合物 - Google Patents

光配向用液晶配向劑、液晶配向膜及其製造方法、液晶顯示元件、化合物、以及聚合物 Download PDF

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TWI555777B
TWI555777B TW102122969A TW102122969A TWI555777B TW I555777 B TWI555777 B TW I555777B TW 102122969 A TW102122969 A TW 102122969A TW 102122969 A TW102122969 A TW 102122969A TW I555777 B TWI555777 B TW I555777B
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秋池利之
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Description

光配向用液晶配向劑、液晶配向膜及其製造方法、 液晶顯示元件、化合物、以及聚合物
本發明涉及一種液晶配向膜的製造方法、光配向用液晶配向劑、液晶顯示元件、化合物及聚合物,尤其涉及一種通過光配向法來形成橫向電場方式的液晶顯示元件的液晶配向膜的技術。
先前,作為液晶顯示元件,已開發有電極構造或所使用的液晶分子的物性等不同的各種驅動方式,例如已知有扭轉向列(Twisted Nematic,TN)型、超扭轉向列(Super Twisted Nematic)型、垂直配向(Vertical Alignment,VA)型等縱向電場方式的液晶顯示元件,或共面切換(In-Plane Switching,IPS)方式、邊緣場切換(Fringe Field Switching,FFS)方式等橫向電場方式的液晶顯示元件等各種液晶顯示元件。縱向電場方式的液晶顯示元件 是以如下方式構成,即在對向配置的一對基板上分別形成電極,並使與基板垂直的方向上產生電場,相對於此,橫向電場方式的液晶顯示元件是以如下方式構成,即僅在一對基板中的一個基板上形成電極,並使與基板平行的方向上產生電場。由此,已知與先前的縱向電場方式相比,橫向電場方式的液晶顯示元件具有寬廣的視角特性,並且可進行高品質的顯示。
液晶顯示元件通過形成在基板上的液晶配向膜來控制液晶分子的配向狀態。作為該液晶配向膜的材料,就耐熱性、機械强度、與液晶的親和性等各種特性良好的觀點而言,通常使用聚醯胺酸或聚醯亞胺。另外,作為對由含有聚醯胺酸等的液晶配向劑所形成的塗膜賦予液晶配向能力的方法,近年來,提出有利用光異構化或光二聚化、光分解等的光配向法作為代替摩擦法的技術。該光配向法是如下的方法:通過對形成在基板上的感放射線性的有機薄膜照射偏光或非偏光的放射線來對膜賦予異向性,由此控制液晶分子的配向。根據該方法,與先前的摩擦法相比,可抑制步驟內的灰塵或靜電的產生,因此可抑制由灰塵等所引起的顯示不良的產生或良率的下降。另外,也具有可對形成在基板上的有機薄膜均勻地賦予液晶配向能力等優點。
作為通過光配向法來形成液晶顯示元件的液晶配向膜時所使用的液晶配向劑,先前已提出有各種液晶配向劑(例如,參照專利文獻1~專利文獻4)。在專利文獻1中,對含有側鏈上具有包含查耳酮(chalcone)結構的基的聚合物的液晶配向劑進行了 揭示,在專利文獻2中,對含有具有類黃酮(flavonoid)結構的聚合物的液晶配向劑進行了揭示。另外,在專利文獻3中,對含有具有偶氮苯(azobenzene)結構或蒽(anthracene)結構的聚合物的液晶配向劑進行了揭示,在專利文獻4中,對含有低分子量的偶氮化合物的液晶配向劑進行了揭示。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-307736號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-163646號公報
[專利文獻3]日本專利特開2002-250924號公報
[專利文獻4]日本專利特開2004-83810號公報
光配向法雖然具有如上所述的優點,但在利用光配向法的橫向電場方式的液晶顯示元件中有時燒附(burn-in)會成為問題,而期望加以改良。另外,當通過光配向法來對塗膜賦予液晶配向能力時,要求該塗膜對於光的感度良好。
另外,在通過紫外線等的照射而產生化學變化的光配向法的情况下,與先前的利用摩擦處理的液晶配向膜相比,通常存在電特性欠佳的傾向,尤其在伴隨聚合物的光分解的情况下,存在液晶單元中雜質離子增加、電壓保持率容易下降這一問題。另一方面,伴隨液晶面板的近年來的高品質化,而要求在液晶顯示元件中顯示高電壓保持率。
本發明是鑒於所述課題而完成的發明,其主要目的在於提供一種液晶配向膜的製造方法,所述液晶配向膜可通過對於塗膜的光照射而顯示良好的液晶配向性,並且可獲得燒附少且顯示高電壓保持率的液晶顯示元件。
本發明者等人為了達成如上所述的現有技術的課題而進行努力研究,並著眼於作為通過光照射而使膜產生異向性的機制的光弗賴斯重排反應(photo-Fries rearrangement)。該光弗賴斯重排反應是通過從苯酯向芳香族羥基酮的重排反應而產生分子結構的骨架變化的反應。而且,本發明者等人基於該著眼點,發現使用在主鏈具有苯酯結構的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺的至少一種並通過光配向法來形成液晶配向膜,結果可解決所述課題,從而完成了本發明。具體而言,通過本發明而提供以下的液晶配向膜的製造方法、光配向用液晶配向劑、液晶顯示元件、化合物及聚合物。
本發明在一形態中,提供一種液晶配向膜的製造方法,其特徵在於包括:膜形成步驟,將含有聚合物(C)的光配向用液晶配向劑塗布在基板上來形成塗膜,所述聚合物(C)為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種,且在主鏈具有由下述式(1)所表示的結構(Y);以及光照射步驟,對所述塗膜進行光照射來製成液晶配向膜。
(式(1)中,X1為硫原子或氧原子。“*”分別表示鍵結鍵。其中,2個“*”中的至少一個鍵結在芳香環上。)
由含有所述聚合物(C)的光配向用液晶配向劑所形成的塗膜對於光的感度良好,因此根據本發明的液晶配向膜的製造方法,可獲得通過光照射而具有良好的液晶配向性的液晶配向膜。另外,可獲得燒附少、且顯示高電壓保持率的液晶顯示元件。
本發明在另一形態中,提供一種光配向用液晶配向劑,其特徵在於:包括聚合物(C),所述聚合物(C)為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種,且在主鏈具有由所述式(1)所表示的結構(Y)。另外,在另一形態中,提供一種液晶顯示元件,其特徵在於:包括使用所述製造方法而形成的液晶配向膜。
本發明在另一形態中,提供一種化合物,其特徵在於:由下述式(2)表示。另外,提供一種聚合物,其特徵在於:使至少包含所述化合物的1種或2種以上的四羧酸二酐與二胺進行反應而獲得。
(式(2)中,R20為氟原子、碳數為1~3的烷基、碳數為1~3的烷氧基或碳數為1~3的氟烷基,m為0~4的整數,n為1或2。其中,當分子中存在多個R20時,多個R20分別獨立且具有所述定義。)
以下,對本發明的液晶配向膜的製造方法進行說明,並且對該製造方法中所使用的本發明的光配向用液晶配向劑進行說明。首先,對該光配向用液晶配向劑(以下,也稱為“光配向劑”)的各成分、及視需要而任意地調配的其他成分進行說明。
<聚合物成分>
本發明的光配向劑含有使四羧酸二酐與二胺進行反應而獲得的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺中的至少任一種聚合物作為聚合物成分。另外,尤其含有在主鏈具有由下述式(1)所表示的結構(Y)的聚合物(C)作為聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺中的至少任一種聚合物。
(式(1)中,X1為硫原子或氧原子。“*”分別表示鍵結鍵。 其中,2個“*”中的至少一個鍵結在芳香環上。)
作為所述式(1)中的“*”所鍵結的芳香環,例如可列舉苯環、萘環、蒽環等。這些芳香環之中,就液晶配向性及透明性的觀點而言,優選苯環。就對於光的感度的觀點而言,X1優選硫原子,就容易獲得的觀點及可使用的單體的選擇項廣的觀點而言,X1優選氧原子。以下,依次對具有所述結構(Y)的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺進行說明。
<聚合物(C);聚醯胺酸>
作為本發明中的聚合物(C)的聚醯胺酸(以下,也稱為“聚醯胺酸(C)”)的合成例如可列舉如下方法等:[i]使包含具有所述結構(Y)的四羧酸二酐(以下,也稱為特定四羧酸二酐)的1種或2種以上的四羧酸二酐、與不具有所述結構(Y)的二胺進行反應的方法;[ii]使不具有所述結構(Y)的四羧酸二酐、與包含具有所述結構(Y)的二胺(以下,也稱為特定二胺)的1種或2種以上的二胺進行反應的方法;[iii]使包含特定四羧酸二酐的1種或2種以上的四羧酸二酐、與包含特定二胺的1種或2種以上的二胺進行反應的方法。
[特定四羧酸二酐]
特定四羧酸二酐是具有由所述式(1)所表示的基與2個酸酐基(-CO-O-CO-)的化合物,具體而言,由下述式(a)表示。
(式(a)中,X1為硫原子或氧原子。R1及R2分別獨立地為具有1個酸酐基的一價的有機基,R1及R2中的至少一個具有芳香環。“-CO-X1-”中的至少一側的鍵結鍵鍵結在芳香環上。)
作為所述式(a)的R1及R2的一價的有機基,例如可列舉:對於碳數為1~40的烴基鍵結酸酐基而成的基,該烴基的氫原子由鹵素原子等取代的基,對於在該烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”、“-S-”、“-CO-”、“-CO-O-”、“-CO-S-”、“-SO2-”、“-N=N-”、“-NH-”、“-CO-NH-”等的基鍵結酸酐基而成的基等。
此處,本說明書中的“烴基”可以是飽和烴基,也可以是不飽和烴基,且為包含鏈狀烴基、脂環式烴基及芳香族烴基的含義。另外,所謂“鏈狀烴基”,是指主鏈不含環狀結構、且僅包含鏈狀結構的直鏈狀烴基及分支狀烴基。所謂“脂環式烴基”,是指僅包含脂環式烴的結構作為環結構、且不含芳香環結構的烴基。但是,無需僅包含脂環式烴的結構,也包含在其一部分中具有鏈狀結構者。所謂“芳香族烴基”,是指包含芳香環結構作為環結構的烴基。但是,無需僅包含芳香環結構,也可以在其一部分中包含鏈狀結構或脂環式烴的結構。
所述R1及R2所具有的酸酐基優選鍵結在芳香環上,該芳香環更優選苯環或萘環。具體而言,R1及R2優選具有由下述式(a1-1)~式(a1-3)的各式所表示的基的任一個。
(式中,“*”表示與羰基、“-O-C(=O)-”的氧原子或“-S-C(=O)-”的硫原子鍵結的鍵結鍵。)
就液晶配向性的觀點而言,所述之中,R1及R2更優選具有由下述式(a1-1)或式(a1-3)所表示的基,特優選具有由下述式(a1-1)所表示的基。另外,下述式(a1-1)~式(a1-3)的各式中的鍵結鍵優選與羰基鍵結。
當R1及R2中的一個基為由所述式(a1-1)~式(a1-3)的任一者所表示的基時,作為另一個基,可列舉由下述式(a2)所表示的基等。
(式(a2)中,Ar1為苯環或萘環,X2為-O-CO-*1、-S-CO-*1、-NH-CO-*1、-O-、-CO-O-*1、-CO-S-*1或-CO-(其中,“*1”表示與Ar1鍵結的鍵結鍵。)R3及R7分別獨立地為經取代或未經取代的伸環己基、伸苯基或伸聯苯基。在n1=n3=1的情况下,R6為碳數為1~20的二價的鏈狀烴基、在該鏈狀烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”的二價的基、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-CO-S-、-SO2-、-N=N-、-NH-或-CO-NH-,在不是n1=n3=1的情况下,R6為碳數為 1~20的二價的鏈狀烴基或在該鏈狀烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”的二價的基。n1、n2、n3及m1分別獨立地為0或1。“*”表示與X1的鍵結鍵。)
就液晶配向性及透明性的觀點而言,所述式(a2)的Ar1優選苯環。就對於光的感度的觀點而言,X2優選-O-CO-*1、-S-CO-*1、-CO-O-*1或-CO-S-*1,更優選-O-CO-*1或-S-CO-*1,進而更優選-S-CO-*1
就可使對於光的感度更良好的觀點而言,R3及R7優選伸苯基或伸聯苯基。另外,當R3、R7具有取代基時,作為該取代基,例如可列舉:氟原子、碳數為1~3的烷基、碳數為1~3的烷氧基、碳數為1~3的氟烷基等。關於R3,取代基的位置相對於X2可為鄰位、間位、對位的任一個,關於R7,取代基的位置相對於X1可為鄰位、間位、對位的任一個。但是,當“-CO-O-”或“-CO-S-”鍵結在苯環上時,就對於光的感度變高的觀點而言,該取代基優選鄰位。
再者,含有聚合物(C)的塗膜通過光照射而顯現液晶配向能力的原因並不明確,不清楚主要取決於光弗賴斯重排反應、還是取決於基“-CO-X1-”的光分解、或取決於該兩者。因此,當“-CO-O-”或“-CO-S-”鍵結在苯環上時,相對於該基將取代基導入至鄰位,由此感度變高的原因雖然不明確,但推測若光分解的產生占優勢,則因取代基的導入而難以進行重排,其結果,光分解得到促進。
n1及n3優選至少任一者為1,更優選n1=n3=1。
就對於光的感度變高的觀點而言,R6優選碳數為1~20的二價的鏈狀烴基、或在該鏈狀烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”的二價的基,更優選由下述式(3)所表示的基。
(式(3)中,k及m分別獨立地為0或1,l為2~5的整數,n為1~4的整數。“*”分別表示鍵結鍵。)
就使通過光照射的異向性的顯現適宜地進行的觀點而言,m1優選1。再者,通過使用所述式(a2)中的n2及m1為1的四羧酸二酐,可獲得在主鏈具有由所述式(3)所表示的結構的聚醯胺酸(C)。
作為由所述式(a2)所表示的基的優選的具體例,例如可列舉由下述式(a2-1)~式(a2-39)的各式所表示的基等。
(式中,“*”表示與X1鍵結的鍵結鍵。)
作為由所述式(a2)所表示的基,這些基之中,就對於 光的感度或燒附減少的效果高的觀點而言,優選由下述式(a2-3)、式(a2-4)、式(a2-6)、式(a2-7)、式(a2-9)、式(a2-10)、式(a2-15)、式(a2-16)、式(a2-30)~式(a2-40)的各式所表示的基,特優選由下述式(a2-3)、式(a2-4)、式(a2-6)、式(a2-7)、式(a2-30)~式(a2-34)的各式所表示的基。
作為特定四羧酸二酐的優選的具體例,例如可列舉由下述式(a-1)~式(a-15)的各式所表示的化合物等。再者,下述式(a-3)及式(a-4)相當於由所述式(2)所表示的化合物。作為特定四羧酸二酐,可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。
本發明中的特定四羧酸二酐可通過將有機化學的常規方法適宜組合來製造。例如,由所述式(2)所表示的四羧酸二酐可通過在適當的有機溶劑中,使偏苯三甲醯氯(trimellitic trichloride)與相對應的二硫醇化合物進行反應而獲得。再者,在由所述式(2)所表示的四羧酸二酐中,作為由R20所表示的取代基,可應用所述式(a2)的R3、R7可具有的取代基的說明。作為特定四羧酸二酐,也可以優選使用將R20作為取代基導入至由所述式(2)所表示的化合物的苯環上而成的化合物。
[其他四羧酸二酐]
在所述[i]及所述[iii]的方法的情况下,作為用於聚醯胺酸的合成的四羧酸二酐,可僅使用特定四羧酸二酐,也可以將特定四羧酸二酐與不具有所述結構(Y)的四羧酸二酐並用。作為可用於所述[i]~所述[iii]的方法的不具有所述結構(Y)的四羧酸二酐(也稱為“其他四羧酸二酐”),例如可列舉脂肪族四羧酸二酐、脂環式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。
作為這些四羧酸二酐的具體例,作為脂肪族四羧酸二酐,例如可列舉1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等;作為脂環式四羧酸二酐,例如可列舉1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘幷[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘幷[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3'-(四氫呋喃-2',5'-二酮)、 5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧甲基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、2,4,6,8-四羧基雙環[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6]十一烷-3,5,8,10-四酮、環己烷四羧酸二酐等;作為芳香族四羧酸二酐,例如可列舉均苯四甲酸二酐等;除此以外,可使用日本專利特開2010-97188號公報中所記載的四羧酸二酐等。再者,所述其他四羧酸二酐可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。
所述[i]及[iii]的方法中,就充分地獲得本發明的效果的觀點而言,相對於用於聚醯胺酸的合成的四羧酸二酐的總量,特定四羧酸二酐的使用比例優選含有30莫耳%以上,更優選含有40莫耳%以上,進而更優選含有50莫耳%以上。
[特定二胺]
特定二胺是具有由所述式(1)所表示的基與2個一級胺基的化合物,例如由下述式(b)表示。
(式(b)中,X1為硫原子或氧原子。R4及R5分別獨立地為二價的有機基,R4及R5中的至少一個具有芳香環。“-CO-X1-”中的至少一側的鍵結鍵鍵結在芳香環上。)
作為所述式(b)中的R4及R5的二價的有機基,例如可 列舉:碳數為1~30的烴基,該烴基的氫原子由鹵素原子等取代的基,在該烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”、“-S-”、“-CO-”、“-CO-O-”、“-CO-S-”、“-N=N-”等的基等。作為基“-R4-NH2”及基“-R5-NH2”的具體例,例如可列舉由下述式(b2)所表示的基等。再者,基“-R4-NH2”及基“-R5-NH2”彼此可相同,也可以不同。
(式(b2)中,A1為伸苯基、伸聯苯基或伸環己基,X4為-O-CO-*3、-S-CO-*3、-O-、-CO-O-*3、-CO-S-*3、-CO-、-N=N-、-C=C-或-C≡C-(其中,“*3”表示與A1鍵結的鍵結鍵)。R8及R10分別獨立地為經取代或未經取代的伸苯基或伸萘基。R9為碳數為1~20的二價的鏈狀烴基、在該鏈狀烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”的二價的基。n4、n5及n6分別獨立地為0或1,m2為0~2的整數。“*”表示鍵結鍵。)
就提升對於光的感度的觀點而言,所述式(b2)的A1優選伸苯基或伸聯苯基。X4優選-O-CO-*3、-S-CO-*3、-CO-O-*3或-CO-S-*3,更優選-O-CO-*3或-S-CO-*3,進而更優選-S-CO-*3
當R8及R10的環具有取代基時,作為該取代基,例如可列舉:氟原子、碳數為1~3的烷基、碳數為1~3的烷氧基、碳數為1~3的氟烷基等。取代基的位置並無特別限定,但當 “-CO-O-”或“-CO-S-”鍵結在R8及R10的苯環上時相對於“-CO-O-”或“-CO-S-”,優選鄰位。
n4及n6優選至少任一者為1。就使通過光照射的異向性的顯現適宜地進行的觀點而言,m2優選1或2。
R9更優選由所述式(3)所表示的基。再者,通過使用所述式(b2)中的n5為1、m2為1或2的二胺,可獲得在主鏈具有由所述式(3)所表示的結構的聚醯胺酸(C)。
就提升對於光的感度的效果高的觀點而言,所述式(b)中的X1優選硫原子,就獲得容易性的觀點而言,優選氧原子。
作為由所述式(b2)所表示的基的優選的具體例,例如可列舉由下述式(b2-1)~式(b2-19)的各式所表示的基等。
(式中,“*”表示鍵結鍵)
作為由所述式(b2)所表示的基,就提升聚合物(C)對於光的感度的觀點而言,優選由所述式(b2-2)~式(b2-5)、式(b2-7)~式(b2-9)、式(b2-13)、式(b2-15)~式(b2-19)的各式所表示的基,更優選由所述式(b2-2)~式(b2-5)、式(b2-7)~式(b2-9)、式(b2-18)、式(b2-19)的各式所表示的基。
作為用於本發明中的聚醯胺酸的合成的特定二胺,例如可列舉:4-胺基苯基-4'-胺基苯甲酸酯(由下述式(b-1)所表示的化合物)、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、由下述式(b-2)~式(b-19)的各式所表示的化合物等。再者,作為特定二胺,可單獨使用1種所述化合物、或將2種以上組合使用。
[其他二胺]
在所述[ii]及所述[iii]的方法的情况下,作為用於聚醯胺酸的合成的二胺,可僅使用特定二胺,也可以將特定二胺與不具有所述結構(Y)的二胺並用。可用於所述[i]~所述[iii]的方法的不具有所述結構(Y)的二胺(以下,也稱為“其他二胺”)可列舉脂肪族二胺、脂環式二胺、芳香族二胺、二胺基有機矽氧烷等。其中,可優選使用具有含氮雜環的二胺、具有可顯現光增感功能的結構的二胺、含有羧基的二胺,含有間隔基結構的二胺等。
所述具有含氮雜環的二胺例如具有呱啶、吡咯烷、吡啶、吡嗪、呱嗪、嘧啶、高呱嗪等含氮雜環與2個一級胺基。通過在聚醯胺酸(C)的合成時使用此種二胺,就液晶顯示元件的燒附減少的效果提升的觀點而言優選。其中,就燒附減少的效果高的觀點而言,優選具有呱啶環或呱嗪環作為含氮雜環的二胺,更優選具有呱啶環的二胺。
作為所述具有含氮雜環的二胺的具體例,例如可列舉由下述式(b3-1)~式(b3-4)的各式所表示的化合物等。
相對於用於合成的二胺的總量,具有含氮雜環的二胺的使用比例優選設為40莫耳%以下,更優選設為30莫耳%以下。另外,使用比例的下限值並無特別限制,但為了獲得由使用該二胺所產生的燒附特性的改善效果,相對於用於合成的二胺的總量,優選設為1莫耳%以上。再者,通過使用所述所例示的具有含氮雜環的二胺,可獲得在主鏈具有含氮雜環的聚醯胺酸(C)。
在所述具有可顯現光增感功能的結構的二胺中,所謂“光增感功能”,是指通過光的照射而成為單重態激發狀態後,迅速產生系間竄越(intersystem crossing)而朝三重態激發狀態轉化的功能。若在該三重態狀態下與其他分子發生碰撞,則使對方變成激發狀態,而自身恢復成基礎狀態。通過在聚醯胺酸(C)的合成時使用此種二胺,就聚合物(C)對於光的感度提升的觀點而言優選。作為該二胺的具體例,例如可列舉具有4,4'-二胺基二苯甲酮、3,3'-二胺基二苯甲酮、{4-[2-(3,5-二胺基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-乙酮、3,4-二胺基二苯甲酮、{4-[2-(3,5-二胺基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-苯基-甲酮、{4-[2-(2,4-二胺基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-苯基-甲酮、{4-[2-(2,4-二胺基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-對甲苯甲醯 基-甲酮、{4-[2-(2,4-二胺基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-鄰甲苯甲醯基-甲酮等二苯甲酮結構的二胺;具有2,7-二胺基芴酮、2,7-二胺基芴、9,9-雙(4-胺基苯基)芴等芴結構的二胺等。
就抑制由過剩的導入所引起的感度下降的觀點而言,相對於用於合成的二胺的總量,具有可顯現光增感功能的結構的二胺的使用比例優選設為20莫耳%以下,更優選設為15莫耳%以下。另外,使用比例的下限值並無特別限制,但為了充分地獲得由使用該二胺所產生的感度提升的效果,相對於用於合成的二胺的總量,優選設為1莫耳%以上。再者,通過使用所述可顯現光增感功能的二胺進行聚合,可獲得包含具有光增感功能的結構的聚醯胺酸(C)。
所述含有羧基的二胺是具有至少1個羧基與2個一級胺基的二胺。通過在聚醯胺酸(C)的聚合時進而使用該二胺,就液晶顯示元件的燒附減少的效果變高的觀點而言優選。作為所述含有羧基的二胺,優選芳香族羧酸,具體而言,例如可列舉:3,5-二胺基苯甲酸、2,4-二胺基苯甲酸、2,5-二胺基苯甲酸等一元羧酸;4,4'-二胺基聯苯-3,3'-二羧酸、4,4'-二胺基聯苯-2,2'-二羧酸、3,3'-二胺基聯苯-4,4'-二羧酸、3,3'-二胺基聯苯-2,4'-二羧酸、4,4'-二胺基二苯基甲烷-3,3'-二羧酸、4,4'-二胺基聯苯-3-羧酸、4,4'-二胺基二苯基甲烷-3-羧酸、4,4'-二胺基二苯基乙烷-3,3'-二羧酸、4,4'-二胺基二苯基乙烷-3-羧酸、4,4'-二胺基二苯基醚-3,3'-二羧酸等二羧酸等。
相對於用於合成的二胺的總量,含有羧基的二胺的使用比例優選設為40莫耳%以下,更優選設為30莫耳%以下。另外,使用比例的下限值並無特別限制,但為了獲得由使用該二胺所產生的燒附特性的改善效果,相對於用於合成的二胺的總量,優選設為1莫耳%以上。
所述含有間隔基結構的二胺是具有直鏈狀的鏈狀烴基、或在該烴基中的碳-碳鍵間含有“-O-”的基等直鏈結構的二胺,例如可列舉具有由所述式(3)所表示的結構的二胺等。通過使用該二胺,聚合物(C)的感度提升的效果變高而優選。
作為具有間隔基結構的二胺,例如可列舉:1,3-丙二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺等脂肪族二胺;4,4'-乙烯二苯胺、由下述式(b4-1)所表示的化合物等芳香族二胺等。其中,優選芳香族二胺。
具有間隔基結構的二胺的使用比例並無特別限制,但為了充分地獲得由使用該二胺所產生的感度提升的效果,相對於用於合成的二胺的總量,優選設為10莫耳%以上,更優選設為20莫耳%以上。再者,通過使用所述具有間隔基結構的二胺進行聚合,可獲得在主鏈具有由所述式(3)所表示的結構的聚醯胺酸(C)。
作為其他二胺,也可以使用所述化合物以外的二胺。作 為這些二胺的具體例,作為脂肪族二胺,例如可列舉間苯二甲胺等;作為脂環式二胺,例如可列舉1,4-二胺基環己烷、4,4'-亞甲基雙(環己胺)、1,3-雙(胺基甲基)環己烷等;作為芳香族二胺,例如可列舉對苯二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯硫醚、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'-雙(三氟甲基)聯苯、4,4'-二胺基二苯基醚、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、4,4'-(對伸苯基二異伸丙基)雙苯胺、4,4'-(間伸苯基二異伸丙基)雙苯胺、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(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、3,6-二胺基哢唑、N-甲基-3,6-二胺基哢唑、N-乙基-3,6-二胺基哢唑、N-苯基-3,6-二胺基哢唑、N,N'-雙(4-胺基苯基)-聯苯胺、N,N'-雙(4-胺基苯基)-N,N'-二甲基聯苯胺、1,4-雙-(4-胺基苯基)-呱嗪、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-雙(4-胺基苯甲醯氧基)膽甾烷、3,6-雙(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-雙(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-丁基環己烷、1,1-雙(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-庚基環己烷、1,1-雙(4-((胺基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基環己烷、1,1-雙(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基環己基)環己烷等;作為二胺基有機矽氧烷,例如可列舉1,3-雙(3-胺基丙基)-四甲基二矽氧烷等;除此以外,可使用日本專利特開2010-97188號公報中所記載的二胺。作為二胺,可單獨使用1種所述二胺、或將2種以上組合使用。
在所述[ii]的方法中,就獲得對於光的感度良好的液晶顯示元件的觀點而言,相對於用於聚醯胺酸的合成的二胺的總量,特定二胺的使用比例優選含有30莫耳%以上,更優選含有40莫耳%以上,進而更優選含有50莫耳%以上。另外,在所述(iii)的方法的情况下,相對於用於聚醯胺酸的合成的二胺的總量,特定二胺的使用比例優選含有1莫耳%以上,更優選含有5莫耳%以上。
可認為所述聚合物(C)對於光的感度根據該聚合物的主鏈中所含有的所述結構(Y)的合計量來決定。因此,就使聚合物(C)對於光的感度變得良好的觀點而言,特優選將用於聚合物(C)的合成的單體設為所述特定四羧酸二酐與所述特定二胺的組合。
就使對於光的感度變得良好的觀點而言,聚合物(C)中的所述結構(Y)的含量優選設為1×10-5 mol/g~1×10-2 mol/g,更 優選設為5×10-5 mol/g~5×10-3 mol/g。因此,理想的是以聚合物(C)中的所述結構(Y)的含量成為所述範圍的方式,設定所使用的特定四羧酸二酐及特定二胺的種類及使用量。
再者,在可獲得以顯示良好的感度及燒附特性、以及高電壓保持率為目的,且在主鏈具有共同的結構(Y)的聚醯胺酸方面,特定四羧酸二酐及特定二胺均為具有相同的作用者。因此,即便是在以下的實施例中未記載者,也可以用於本發明。另外,與特定四羧酸二酐或特定二胺一同使用的其他四羧酸二酐及其他二胺也同樣如此,即便是在以下的實施例中未記載者,也可以用於本發明。
[分子量調節劑]
當合成聚醯胺酸時,也可以將如上所述的四羧酸二酐及二胺與適當的分子量調節劑一同使用來合成末端改性型的聚合物。通過製成該末端改性型的聚合物,可無損本發明的效果而進一步改善光配向劑的塗布性(印刷性)。
作為分子量調節劑,例如可列舉: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,作為酸單酐,例如可列舉順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐、正十六烷基琥珀酸酐等;作為單胺化合物,例如可列舉苯胺、環己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺等;作為單異氰酸酯化合物,例如可列舉異氰酸苯酯、異氰酸萘酯等。
相對於所使用的四羧酸二酐及二胺的合計100重量份,分子量調節劑的使用比例優選設為20重量份以下,更優選設為10重量份以下。
<聚醯胺酸的合成>
供於本發明中的聚醯胺酸的合成反應的四羧酸二酐與二胺的使用比例優選相對於二胺的胺基1當量,四羧酸二酐的酸酐基變成0.2當量~2當量的比例,更優選四羧酸二酐的酸酐基變成0.3當量~1.2當量的比例。
聚醯胺酸的合成反應優選在有機溶劑中進行。此時的反應溫度優選-20℃~150℃,更優選0℃~100℃。另外,反應時間優選0.1小時~24小時,更優選0.5小時~12小時。
此處,作為用於反應的有機溶劑,例如可列舉:非質子性極性溶劑、酚系溶劑、醇、酮、酯、醚、鹵化烴、烴等。
作為這些有機溶劑的具體例,作為所述非質子性極性溶劑,例如可列舉N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、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;作為所述酚系溶劑,例如可列舉苯酚、間甲酚、二甲酚、鹵化酚等;作為所述醇,例如可列舉甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、乙二醇單甲醚等;作為所述酮,例如可列舉丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等;作為所述酯,例如可列舉乳酸乙酯、乳酸丁酯、醋酸甲酯、醋酸 乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯等;作為所述醚,例如可列舉二乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇-正丙醚、乙二醇-異丙醚、乙二醇-正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚醋酸酯、二乙二醇單乙醚醋酸酯、四氫呋喃等;作為所述鹵化烴,例如可列舉二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯等;作為所述烴,例如可列舉己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等。此外,也可以使用相當於下述所示的第1溶劑及第2溶劑的化合物等。
這些有機溶劑之中,優選使用選自由非質子性極性溶劑及酚系溶劑所組成的群組(A溶劑)中的一種以上,或者選自A溶劑中的1種以上與選自由醇、酮、酯、醚、鹵化烴及烴所組成的群組(B溶劑)中的一種以上的混合物。在後者的情况下,相對於A溶劑及B溶劑的合計量,B溶劑的使用比例優選50 wt%(重量百分比)以下,更優選40 wt%以下,進而更優選30 wt%以下。
有機溶劑的使用量(a)優選設為如下的量,即相對於反應溶液的總量(a+b),四羧酸二酐及二胺的合計量(b)變成0.1 wt%~50 wt%。
以所述方式獲得使聚醯胺酸溶解而成的反應溶液。該反應溶液可直接供於光配向劑的製備,也可以在使反應溶液中所含 有的聚醯胺酸離析後供於光配向劑的製備、或者也可以在對經離析的聚醯胺酸進行精製後供於光配向劑的製備。另外,當對聚醯胺酸進行脫水閉環而製成聚醯亞胺時,可將所述反應溶液直接供於脫水閉環反應,也可以在使反應溶液中所含有的聚醯胺酸離析後供於脫水閉環反應、或者也可以在對經離析的聚醯胺酸進行精製後供於脫水閉環反應。聚醯胺酸的離析及精製可根據公知的方法來進行。
<聚醯胺酸酯>
本發明的光配向劑中所含有的聚醯胺酸酯在主鏈具有所述結構(Y)。此種聚醯胺酸酯(以下,也稱為“聚醯胺酸酯(C)”)的合成例如可列舉:[i]使四羧酸二酐開環而製成二羧酸二酯後,在脫水催化劑的存在下使所獲得的二羧酸二酯與二胺進行反應的方法;[ii]使用四羧酸二酐獲得二酯二醯氯後,使所獲得的二酯二醯氯與二胺進行反應的方法;[iii]將所述聚醯胺酸(C)的羧基加以酯化的方法等。再者,在所述方法[i]及方法[ii]中,通過使用具有所述結構(Y)的化合物作為四羧酸二酐及二胺的至少任一者,可獲得作為聚合物(C)的聚醯胺酸酯。作為聚醯胺酸酯(C)的合成方法,優選使用所述方法中的方法[i]。
在通過所述方法[i]來合成本發明中的聚醯胺酸酯(C)的情况下,當要在該合成反應時通過四羧酸二酐的開環反應來獲得 二羧酸二酯時,例如可使用甲醇、乙醇等醇來進行。
通過所述開環反應所獲得的二羧酸二酯與二胺的使用比例優選相對於二胺的胺基1當量,二羧酸二酯的羧基變成0.2當量~2當量的比例,更優選二羧酸二酯的羧基變成0.3當量~1.2當量的比例。再者,作為用於反應的四羧酸二酐及二胺,可應用所述聚醯胺酸(C)的合成中所使用的四羧酸二酐及二胺的說明。另外,在合成反應時,也可以準備二羧酸二酯來代替通過四羧酸二酐的開環來獲得二羧酸二酯,並將該化合物作為起始物質來合成本發明中的聚醯胺酸酯(C)。
聚醯胺酸酯(C)的合成反應優選在有機溶劑中進行。此時的反應溫度優選-20℃~80℃,更優選0℃~60℃。另外,反應時間優選0.5小時~48小時,更優選1.5小時~24小時。作為用於反應的有機溶劑,可列舉作為可用於所述聚醯胺酸(C)的合成的有機溶劑所例示的有機溶劑。另外,有機溶劑的使用量(a)優選設為如下的量,即相對於反應溶液的總量(a+b),二羧酸二酯及二胺的合計量(b)變成0.1 wt%~50 wt%。
作為脫水溶劑,例如可列舉:4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉鎓鹵化物、羰基咪唑、磷系縮合劑等。相對於用於反應的二羧酸二酯的使用量,脫水催化劑的使用量優選設為1.8倍莫耳~4倍莫耳,更優選設為2.2倍莫耳~3.5倍莫耳。
所述合成反應可在鹼的存在下實施。作為該鹼,例如可優選使用三乙胺等三烷基胺、N-甲基嗎啉等N-烷基嗎啉等。相對 於用於反應的二羧酸二酯的使用量1莫耳,這些鹼的使用量優選設為0.5莫耳~3莫耳,更優選設為0.7莫耳~2莫耳。
以所述方式獲得使聚醯胺酸酯溶解而成的反應溶液。該反應溶液可直接供於光配向劑的製備,也可以在使反應溶液中所含有的聚醯胺酸酯離析後供於光配向劑的製備、或者也可以在對經離析的聚醯胺酸酯進行精製後供於光配向劑的製備。聚醯胺酸酯的離析及精製可根據公知的方法來進行。
<聚醯亞胺>
本發明的光配向劑中所含有的作為聚合物(C)的聚醯亞胺(以下也稱為“聚醯亞胺(C)”)例如可通過對如所述般合成的聚醯胺酸(C)進行脫水閉環來加以醯亞胺化而獲得。
所述聚醯亞胺(C)可以是對作為其前驅物的聚醯胺酸(C)所具有的全部醯胺酸結構進行脫水閉環而成的完全醯亞胺化物,也可以是僅對醯胺酸結構的一部分進行脫水閉環、且醯胺酸結構與醯亞胺環結構並存的部分醯亞胺化物。本發明中的聚醯亞胺(C)的醯亞胺化率優選5%以上,更優選10%~60%,進而更優選15%~50%。該醯亞胺化率是以百分比表示醯亞胺環結構數相對於聚醯亞胺的醯胺酸結構數與醯亞胺環結構數的合計所占的比例。此處,醯亞胺環的一部分也可以是異醯亞胺環。
聚醯胺酸的脫水閉環優選通過如下方法來進行:(I)對聚醯胺酸進行加熱的方法;或者(II)使聚醯胺酸溶解在有機溶劑中,向該溶液中添加脫水劑及脫水閉環催化劑且視需要進行加熱的方 法。
所述(I)的方法中的反應溫度優選50℃~200℃,更優選60℃~170℃。反應時間優選0.5小時~48小時,更優選2小時~20小時。
另外,在所述(II)的方法中,作為脫水劑,例如可使用醋酸酐、丙酸酐、三氟醋酸酐等酸酐。相對於聚醯胺酸的醯胺酸結構1莫耳,脫水劑的使用量優選設為0.01莫耳~20莫耳。作為脫水閉環催化劑,例如可使用吡啶、N-甲基呱啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等三級胺。相對於所使用的脫水劑1莫耳,脫水閉環催化劑的使用量優選設為0.01莫耳~10莫耳。作為脫水閉環反應中所使用的有機溶劑,可列舉作為聚醯胺酸的合成中所使用的有機溶劑所例示的有機溶劑。脫水閉環反應的反應溫度優選0℃~180℃,更優選10℃~150℃。反應時間優選1.0小時~120小時,更優選2.0小時~30小時。聚醯胺酸的脫水閉環優選利用這些方法中的(II)的方法。
所述方法(I)中所獲得的聚醯亞胺可將其直接供於光配向劑的製備、或者也可以在對所獲得的聚醯亞胺進行精製後供於光配向劑的製備。另一方面,在所述方法(II)中,可獲得含有聚醯亞胺的反應溶液。該反應溶液可將其直接供於光配向劑的製備,也可以在從反應溶液中去除脫水劑及脫水閉環催化劑後供於光配向劑的製備、也可以在使聚醯亞胺離析後供於光配向劑的製備、或者也可以在對經離析的聚醯亞胺進行精製後供於光配向劑 的製備。這些精製操作可根據公知的方法來進行。
<聚合物的溶液黏度>
以所述方式獲得的聚醯胺酸(C)、聚醯胺酸酯(C)及聚醯亞胺(C)在將其製成濃度為10 wt%的溶液時,優選具有10 mPa.s~800 mPa.s的溶液黏度,更優選具有15 mPa.s~500 mPa.s的溶液黏度。再者,所述聚合物的溶液黏度(mPa.s)是針對使用該聚合物的良溶劑(例如γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)所製備的濃度為10 wt%的聚合物溶液,利用E型旋轉黏度計在25℃下所測定的值。
<聚合物的重量平均分子量>
所述聚醯胺酸(C)、聚醯胺酸酯(C)及聚醯亞胺(C)優選利用凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所測定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量為500~500,000,更優選所述重量平均分子量為1,000~300,000。
就充分地獲得本發明的效果的觀點而言,相對於光配向劑中所含有的聚合物成分的整體100重量份,光配向劑中的聚合物(C)的含有比例優選設為10重量份以上,更優選設為20重量份以上,進而更優選設為30重量份以上。
<其他成分>
本發明的光配向劑視需要也可以含有其他成分。作為該其他成分,例如可列舉:所述聚合物(C)以外的其他聚合物、分子內具有至少一個環氧基的化合物(以下,稱為“含有環氧基的化合 物”)、官能性矽烷化合物、光增感劑等。
[其他聚合物]
所述其他聚合物可用於改善溶液特性或電特性。作為該其他聚合物,例如可列舉:使所述其他四羧酸二酐與所述其他二胺進行反應而獲得的聚醯胺酸(以下,也稱為“其他聚醯胺酸”)或聚醯胺酸酯(以下,也稱為“其他聚醯胺酸酯”)、對該其他聚醯胺酸進行脫水閉環而成的聚醯亞胺(以下,也稱為“其他聚醯亞胺”)、聚酯、聚醯胺、聚有機矽氧烷、纖維素衍生物、聚縮醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基順丁烯二醯亞胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等。
當將其他聚合物添加至光配向劑中時,相對於該組合物中的總聚合物量,其調配比率優選設為90 wt%以下,更優選設為80 wt%以下,進而更優選設為70 wt%以下。
[含有環氧基的化合物]
含有環氧基的化合物可用於提升液晶配向膜的與基板表面的黏結性或電特性。此處,作為含有環氧基的化合物,例如可列舉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-雙(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-環己胺等作為優選例。此外,作為含有環氧基的化合物,可使用國際公開第2009/096598號記載的含有環氧基的聚有機矽氧烷。當將這些環氧化合物添加至光配向劑中時,相對於光配向劑中所含有的聚合物的合計100重量份,其調配比率優選40重量份以下,更優選0.1重量份~30重量份。
[官能性矽烷化合物]
所述官能性矽烷化合物能够以提升光配向劑的印刷性為目的而使用。作為此種官能性矽烷化合物,例如可列舉:3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-三乙氧基甲矽烷基丙基三乙烯三胺、10-三甲氧基甲矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基甲矽烷基-3,6-二氮雜壬基醋酸酯、9-三甲氧基甲矽烷基-3,6-二氮雜壬酸甲酯、N-苄基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油氧基甲基三甲氧基矽烷、2-縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷等。當將這些官能性矽烷化合物添加至光配向劑中時,相對於聚合物的合計100重量份,其調配比率優選2重量份以下,更優選0.02重量份~0.2重量份。
[光增感劑]
所述光增感劑是具有通過光照射而顯示增感作用的光增感功能的化合物,在與所述聚合物(C)的組合中,能够以提升感度來促進光反應為目的而使用。作為此種光增感劑,例如可列舉:苯乙酮、苯乙酮苄基縮酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、3-甲基苯乙酮、二苯甲酮、4-二乙胺基-2-羥基二苯甲酮、2-羥基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、3,4-二甲基二苯甲酮、3-(4-苯甲醯基-苯氧基)丙基、4-氯二苯甲酮、4,4'-二甲氧基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮、4,4'-雙(二甲胺基)二苯甲酮、苯偶醯(benzil)、熒蒽(fluoranthene)、3,5-二硝基苯、4-甲基-3,5-二硝基苯、蒽醌、芴酮、苯甲醛、芴、三苯基胺、哢唑、安息香丙醚、2-萘乙酮、1-萘乙酮、安息香乙醚、硫雜蒽酮(thioxanthone)、二乙基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮等。就獲得良好的感度的觀點而言,相對於聚合物的合計100重量份,光增感劑的調配比率通常為0.1重量份~15重量份,優選3重量份~10重量份。
再者,作為其他成分,除所述成分以外,可使用通常添加至光配向劑中的添加劑,例如分子內具有至少一個氧雜環丁基的化合物、抗氧化劑等。
作為本發明的光配向劑的優選的形態,作為聚合物成分,可列舉如下的形態等:(I)僅包含選自由聚醯胺酸(C)、聚醯胺酸酯(C)及聚醯亞胺(C)所組成的群組中的一種的形態; (II)包含聚醯胺酸(C)與選自由聚醯亞胺(C)及其他聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種的形態;(III)包含聚醯亞胺(C)與其他聚醯胺酸的形態;(IV)包含選自由聚醯胺酸(C)及聚醯亞胺(C)所組成的群組中的至少一種、與聚醯胺酸酯(C)的形態;(V)包含選自由聚醯胺酸(C)、聚醯胺酸酯(C)及聚醯亞胺(C)所組成的群組中的至少一種與其他聚合物,且其他聚合物為選自由其他聚醯胺酸、其他聚醯胺酸酯及其他聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種的形態。
這些形態之中,通過設為包含聚醯亞胺的形態,就可提高機械强度及電壓保持率的觀點而言優選,具體而言,優選所述(II)的形態或所述(III)的形態,更優選所述(III)的形態。另外,通過設為包含聚醯胺酸酯的形態,就可進一步減少液晶顯示元件的燒附的觀點而言優選,具體而言,優選所述(I)之中僅包含聚醯胺酸酯(C)的形態或所述(IV)的形態,更優選所述(I)之中僅包含聚醯胺酸酯(C)的形態。再者,各形態中的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺的調配比例可對應於所應用的液晶顯示元件的用途等而任意地設定。
<溶劑>
本發明的光配向劑是使聚合物成分、或視需要而任意地調配的其他成分優選溶解在有機溶劑中而構成。
作為本發明的光配向劑的製備中所使用的溶劑,可使用 可溶解該光配向劑中所含有的聚合物的溶劑。另外,也可以在該光配向劑中所含有的聚合物不析出的範圍內並用該聚合物的不良溶劑。作為本發明的光配向劑的製備中所使用的溶劑,具體而言,優選下述[A]所示的第1溶劑、及下述[B]所示的第2溶劑中的至少任一種,更優選同時含有第1溶劑及第2溶劑。
[A]作為選自由以下述式(4)所表示的化合物、以下述式(5)所表示的化合物及1,3-二甲基-2-咪唑烷酮所組成的群組中的至少一種的第1溶劑。
(式(4)中,R11為碳數為2~5的一價的烴基、或在該烴基中的碳-碳鍵間含有“-O-”的一價的基。)
(式(5)中,R12及R13分別獨立地為氫原子、碳數為1~6的一價的烴基、或在該烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”的一價的基,R12與R13可相互鍵結而形成環結構。R14為碳數為1~6的烷基)
[B]作為選自由以下述式(6)所表示的化合物、以下述式(7)所表示的化合物、及以下述式(8)所表示的化合物所組成的群組中的至少一種的第2溶劑。
(式(6)中,R15及R17分別獨立地為碳數為1~3的一價的烴 基,R16為碳數為2~5的烷二基。)
R18-O-R18 (7)
(式(7)中,R18為在碳數為3~5的直鏈狀或分支狀的烷基的碳-碳鍵間含有1個“-O-”的一價的含氧基、或碳數為3~5的分支狀的烷基)
(式(8)中,X5為-C(OH)Ra-(其中,Ra為碳數為1或2的烷基)、-CO-或-COO-*(其中,*表示與R19的鍵結鍵),R19為碳數為1~4的烷基。)
以下,分別對第1溶劑及第2溶劑進行說明。
[第1溶劑]
(以式(4)所表示的化合物)
關於第1溶劑之中以所述式(4)所表示的化合物,作為R11的碳數為2~5的一價的烴基,優選鏈狀烴基,例如可列舉碳數為2~5的烷基、烯基、炔基等。另外,作為在該烴基中的碳-碳鍵間含有“-O-”的一價的基,例如可列舉碳數為2~5的烷氧基烷基等。
作為這些基的具體例,作為碳數為2~5的烷基,例如可列舉乙基、丙基、丁基、戊基等;作為碳數為2~5的烯基,例如可列舉乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基等;作為碳數為2~5的炔基,例如可列舉乙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基等;作為碳數為2~5的烷氧基烷基,例如可列舉甲氧基甲基、甲氧基乙基、 甲氧基丙基、甲氧基丁基、乙氧基甲基、乙氧基乙基等;這些基可以是直鏈狀,也可以是分支狀。作為R11,所述基之中,優選碳數為2~5的烷基或烷氧基烷基。
作為以所述式(4)所表示的化合物的具體例,例如可列舉:N-乙基-2-吡咯烷酮、N-(正丙基)-2-吡咯烷酮、N-異丙基-2-吡咯烷酮、N-(正丁基)-2-吡咯烷酮、N-(叔丁基)-2-吡咯烷酮、N-(正戊基)-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮、N-乙氧基乙基-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丁基-2-吡咯烷酮等。這些化合物之中,可特優選使用N-乙基-2-吡咯烷酮、N-(正戊基)-2-吡咯烷酮、N-(叔丁基)-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮。再者,以所述式(4)所表示的化合物可單獨使用1種這些例示的化合物、或將2種以上組合使用。
(以式(5)所表示的化合物)
關於第1溶劑之中以所述式(5)所表示的化合物,作為R12及R13的碳數為1~6的一價的烴基,例如可列舉:碳數為1~6的鏈狀烴基、碳數為3~6的脂環式烴基、碳數為5或6的芳香族烴基等。另外,作為在該烴基的碳-碳鍵間含有“-O-”的一價的基,例如可列舉碳數為2~6的烷氧基烷基等。
作為這些基的具體例,作為碳數為1~6的鏈狀烴基,例如可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等,這些基可以是直鏈狀,也可以是分支狀。另外,作為碳數為3~6的脂環式烴基,例如可列舉環戊基、環己基等;作為芳香族烴基,例如可列 舉苯基等;作為碳數為2~6的烷氧基烷基,例如可列舉R11中所列舉的化合物等。再者,式(5)中的R12及R13彼此可相同,也可以不同。另外,R12及R13可通過相互鍵結而與R12及R13所鍵結的氮原子一同形成環。作為R12、R13相互鍵結所形成的環,例如可列舉吡咯烷環、呱啶環等,這些環上也可以鍵結有甲基等一價的鏈狀烴基。
作為R12及R13,優選氫原子或碳數為1~6的烷基,更優選氫原子或碳數為1~3的烷基,進而更優選氫原子或甲基。
作為R14的碳數為1~6的烷基,可列舉所述R12及R13的碳數為1~6的烷基的說明中所例示的基。
作為以所述式(5)所表示的化合物的具體例,例如可列舉:3-丁氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、異丙氧基-N-異丙基-丙醯胺、正丁氧基-N-異丙基-丙醯胺等。再者,以所述式(5)所表示的化合物可單獨使用1種、或將2種以上組合使用。
其中,作為第1溶劑,優選選自由以所述式(4)所表示的化合物及1,3-二甲基-2-咪唑烷酮所組成的群組中的至少一種,更優選選自由以所述式(4)所表示的化合物中R11為碳數為2~5的烷基或烷氧基烷基的化合物、及1,3-二甲基-2-咪唑烷酮所組成的群組中的至少一種。
就朝基板上印刷時適宜地抑制印刷機上的聚合物成分的析出的觀點而言,相對於光配向劑中所含有的溶劑的總量,第1 溶劑的使用量優選設為5 wt%以上,更優選設為10 wt%以上。另外,該使用量的上限並無特別限制,但相對於光配向劑中所含有的溶劑的總量,優選設為95 wt%以下,更優選設為90 wt%以下。作為第1溶劑,可單獨使用1種所述化合物、或將2種以上組合使用。
再者,推測由於所述第1溶劑可溶解所述聚合物(C)、且沸點適度高,因此通過將該第1溶劑用作液晶配向劑的溶劑成分,朝基板上印刷光配向劑時抑制溶劑從印刷機上揮發,且可抑制聚合物成分的析出,結果可使印刷性(特別是連續印刷性)變得良好。
[第2溶劑]
(以式(6)所表示的化合物)
關於第2溶劑之中以所述式(6)所表示的化合物,作為R15及R17中的碳數為1~3的烴基,例如可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基等碳數為1~3的烷基;乙烯基、烯丙基等碳數為2或3的一價的不飽和烴基等。這些基之中,R15及R17優選甲基或乙基。再者,R15及R17彼此可相同,也可以不同。
R16的碳數為2~5的烷二基例如可列舉:伸乙基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基等。
作為以所述式(6)所表示的化合物的優選的具體例,例如可列舉:乙二醇二醋酸酯、丙二醇二醋酸酯等伸烷基二醇二醋 酸酯。其中,可優選使用丙二醇二醋酸酯。作為以所述式(6)所表示的化合物,可單獨使用1種所述化合物、或將2種以上組合使用。
(以式(7)所表示的化合物)
以所述式(7)所表示的化合物經由醚鍵而具有2個R18。作為此種化合物的具體例,作為R18為所述含氧基的化合物,例如可列舉二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚等;作為R18為分支狀的烷基的化合物,例如可列舉二異丙醚、二異戊醚、二-仲丁醚、二-仲戊醚等。作為以所述式(7)所表示的化合物,這些化合物之中,優選二乙二醇二乙醚及二異戊醚中的至少任一種。再者,作為以所述式(7)所表示的化合物,可單獨使用1種所述化合物、或將2種以上組合使用。
(以式(8)所表示的化合物)
所述式(8)中的X5優選基“-C(OH)Ra-”,更優選基“-C(OH)(CH3)-”。另外,R19的碳數為1~4的烷基可以是直鏈狀,也可以是分支狀,優選甲基或乙基。
作為以所述式(8)所表示的化合物的優選的具體例,例如可列舉二丙酮醇、乙醯丙酮、乙醯醋酸乙酯等,可特優選使用二丙酮醇。再者,作為以所述式(8)所表示的化合物,可單獨使用1種所述化合物、或將2種以上組合使用。
其中,作為第2溶劑,更優選選自由以所述式(6)所表示的化合物及以所述式(8)所表示的化合物所組成的群組中的至 少一種,進而更優選以所述式(8)所表示的化合物。
就抑制聚合物的析出並使對於基板的塗布性(印刷性)變得良好的觀點而言,相對於光配向劑中所含有的溶劑的總量,第2溶劑的使用量優選1 wt%~70 wt%,更優選3 wt%~60 wt%。作為第2溶劑,可單獨使用1種所述化合物、或將2種,以上組合使用。
另外,關於第1溶劑與第2溶劑的比率,就使對於基板的塗布性變得良好的觀點而言,優選將相對於第1溶劑的使用量的第2溶劑的使用量設為0.03倍(重量)以上,更優選設為0.05倍(重量)以上。另外,就抑制聚合物的析出的觀點而言,優選將相對於第1溶劑的使用量的第2溶劑的使用量設為2.5倍(重量)以下,更優選設為2.0倍(重量)以下。
再者,推測所述第2溶劑是如下的溶劑:通過使通常用作將光配向劑塗布在基板上時所使用的印刷機的印刷版的APR(註冊商標,以下相同)樹脂不易膨潤,且在印刷時溶劑不易浸入至印刷版中,而可使印刷性(特別是連續印刷性)變得良好。
[第3溶劑]
作為本發明的光配向劑中所含有的溶劑,也可以使用所述第1溶劑及第2溶劑以外的其他溶劑(第3溶劑)。作為該第3溶劑,例如可列舉: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、乙二醇單甲醚、乳酸丁酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲醚、乙 二醇乙醚、乙二醇-正丙醚、乙二醇-異丙醚、乙二醇-正丁醚(丁基溶纖劑)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚醋酸酯、二乙二醇單乙醚醋酸酯、二丙二醇單甲醚(Dipropylene Glycol Monomethyl Ether,DPM)、二異丁基酮、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等。第3溶劑可單獨使用1種所述化合物、或將2種以上組合使用。
相對於液晶配向劑中所含有的溶劑的總量,所述第3溶劑的含量優選80 wt%以下,更優選70 wt%以下,進而更優選50 wt%以下,特優選30 wt%以下。
本發明的光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合計重量在液晶配向劑的總重量中所占的比例)是考慮黏性、揮發性等而適宜選擇,但優選1 wt%~10 wt%的範圍。即,如後述般將本發明的光配向劑塗布在基板表面,優選進行加熱,由此形成成為液晶配向膜的塗膜,但此時,當固體成分濃度未滿1 wt%時,該塗膜的膜厚變得過小而難以獲得良好的液晶配向膜。另一方面,當固體成分濃度超過10 wt%時,塗膜的膜厚變得過大而難以獲得良好的液晶配向膜,另外,光配向劑的黏性增大且塗布特性變差。
特優選的固體成分濃度的範圍根據將光配向劑塗布在基板上時所使用的方法而不同。例如在利用旋轉器法的情况下,特優選將固體成分濃度設為1.5 wt%~4.5 wt%的範圍。在利用印刷 法的情况下,特優選將固體成分濃度設為3 wt%~9 wt%的範圍,由此使溶液黏度變成12 mPa.s~50 mPa.s的範圍。在利用噴墨法的情况下,特優選將固體成分濃度設為1 wt%~5 wt%的範圍,由此使溶液黏度變成3 mPa.s~15 mPa.s的範圍。製備本發明的光配向劑時的溫度優選10℃~50℃,更優選20℃~30℃。
<液晶配向膜>
本發明中的液晶配向膜是使用由如所述般製備的光配向劑並通過光配向法來形成。該液晶配向膜優選應用於TN型、STN型或橫向電場方式的液晶顯示元件。其中,尤其通過應用於IPS型或FFS型等橫向電場方式的液晶顯示元件,可最大限度地發揮減少液晶顯示元件的燒附等效果而優選。
本發明中的液晶配向膜可通過如下的方法來製造,該方法包括:膜形成步驟,將本發明的光配向劑塗布在基板上來形成塗膜;以及光照射步驟,對所形成的塗膜進行光照射來形成液晶配向膜。
[膜形成步驟]
在本步驟中,將本發明的光配向用液晶配向劑塗布在基板上,繼而對塗布面進行加熱,由此在基板上形成塗膜。
當應用於TN型或STN型的液晶顯示元件時,將2片設置有經圖案化的透明導電膜的基板設為一對,然後將本發明的光配向劑塗布在2片基板各自的透明導電膜的形成面上來形成塗膜。另一方面,當應用於橫向電場方式的液晶顯示元件時,將一 面具有包含經圖案化的透明導電膜或金屬膜的電極的基板、與未設置有電極的對向基板設為一對,然後將本發明的光配向劑分別塗布在電極的形成面與對向基板的一面上來形成塗膜。
在任一種情况下,作為基板,例如可使用如浮法玻璃、鈉玻璃等般的玻璃,包含如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯般的塑料的透明基板。作為所述透明導電膜,例如可使用包含In2O3-SnO2的ITO膜、包含SnO2的NESA(註冊商標)膜等。作為所述金屬膜,例如可使用包含鉻等金屬的膜。透明導電膜及金屬膜的圖案化例如可利用如下的方法等:在形成無圖案的透明導電膜後,通過光蝕刻法、濺鍍法等來形成圖案的方法;在形成透明導電膜時使用具有所期望的圖案的遮罩的方法。另外,當塗布光配向劑時,為了使基板、導電膜或電極與塗膜的黏結性變得更良好,也可以對基板表面中的形成塗膜的面實施預先塗布官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等的前處理。
朝基板上的液晶配向劑的塗布優選可通過膠版(offset)印刷法、旋塗法、輥塗機法、噴墨印刷法等塗布方法來進行。在塗布光配向劑後,為了防止所塗布的液晶配向劑的流挂等,優選實施預加熱(預烘烤)(預烘烤步驟)。預烘烤溫度優選30℃~200℃,更優選40℃~150℃,特優選40℃~100℃。預烘烤時間優選0.25分鐘~10分鐘,更優選0.5分鐘~5分鐘。其後,將溶劑完全去除,視需要以對聚合物中所存在的醯胺酸結構進行熱醯亞胺化為目的,實施對預烘烤後的塗膜進行煆燒的後烘烤步驟。 此時的後烘烤溫度優選80℃~300℃,更優選120℃~250℃。後烘烤時間優選5分鐘~200分鐘,更優選10分鐘~100分鐘。後烘烤後的塗膜的膜厚優選0.001 μm~1 μm,更優選0.005 μm~0.5 μm。
[光照射步驟]
在本步驟中,對形成在基板上的塗膜照射偏光或非偏光的放射線,由此賦予液晶配向能力。放射線照射可通過如下方法等來進行:[1]對後烘烤步驟後的塗膜進行照射的方法;[2]對預烘烤步驟後、後烘烤步驟前的塗膜進行照射的方法;[3]在預烘烤步驟及後烘烤步驟的至少任一者中,在塗膜的加熱過程中對塗膜進行照射的方法。就液晶顯示元件中的燒附減少的效果更高的觀點而言,優選方法[2]。
作為放射線,例如可使用包含150 nm~800 nm的波長的光的紫外線或可見光。當放射線為偏光時,可以是直線偏光,也可以是部分偏光。另外,當所使用的放射線為直線偏光或部分偏光時,照射可從垂直於基板面的方向進行,也可以從傾斜方向進行,或者也可以將兩者加以組合來進行。當照射非偏光的放射線時,將照射的方向設為傾斜方向。
作為所使用的光源,例如可使用:低壓水銀燈、高壓水銀燈、氘燈、金屬鹵化物燈、氬共振燈、氙燈、准分子激光等。優選的波長區域的紫外線可通過將光源與例如濾光器、衍射光栅等並用的方法等而獲得。放射線的照射量優選100 J/m2~50,000 J/m2,更優選300 J/m2~20,000J/m2。另外,為了提高反應性,可一面對塗膜進行增溫一面進行對於塗膜的光照射。增溫時的溫度通常為30℃~250℃,優選40℃~200℃,更優選50℃~150℃。如此,在基板上形成液晶配向膜。
<液晶顯示元件>
本發明的液晶顯示元件具備以所述方式獲得的液晶配向膜。本發明的液晶顯示元件例如能够以如下方式製造。首先,準備以所述方式形成有液晶配向膜的一對基板,製造在該一對基板間夾持有液晶的構成的液晶單元。當製造液晶單元時,例如可列舉以下的2種方法。第一種方法是從先前以來為人所知的方法。該方法如下:首先,以各個液晶配向膜對向的方式隔著間隙(單元間隙)而將2片基板對向配置,使用密封劑將2片基板的周邊部貼合,朝由基板表面及密封劑所劃分的單元間隙內注入填充液晶後,對注入孔進行密封,由此製造液晶單元。
第二種方法是被稱為滴注(One Drop Fill,ODF)方式的方法。首先,在一個基板上的規定的位置,塗布例如紫外光硬化性的密封劑,進而將液晶滴加至液晶配向膜面上,然後以液晶配向膜對向的方式貼合另一個基板,繼而對基板的整個面照射紫外光來使密封劑硬化,由此製造液晶單元。在利用任一種方法的情况下,理想的是繼而將液晶單元加熱至所使用的液晶取得等向性相的溫度為止,然後緩慢冷却至室溫為止,由此去除填充液晶時的流動配向。然後,將偏光板貼合在液晶單元的外側表面,由此 可獲得本發明的液晶顯示元件。再者,當放射線為直線偏光時,針對形成有液晶配向膜的2片基板,適當地調整所照射的放射線的偏光方向所形成的角度及各個基板與偏光板的角度,由此可獲得所期望的液晶顯示元件。
作為密封劑,例如可使用含有作為間隔物的氧化鋁球及硬化劑的環氧樹脂等。
作為液晶,例如可使用向列型液晶、層列型液晶等,其中,優選形成向列型液晶的具有正的介電異向性的液晶,例如可使用聯苯系液晶、苯基環己烷系液晶、酯系液晶、三聯苯系液晶、聯苯環己烷系液晶、嘧啶系液晶、二惡烷系液晶、雙環辛烷系液晶、立方烷系液晶等。另外,可在液晶中添加例如以下的化合物來使用:氯化膽甾醇、膽甾醇壬酸酯、膽甾醇碳酸酯等膽甾醇型液晶;如作為商品名“C-15”、“CB-15”(默克(Merck)公司製造)所銷售的手性劑;對癸氧基亞苄基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强介電性液晶等。
作為偏光板,可列舉利用醋酸纖維素保護膜夾持被稱為“H膜”的偏光膜而成的偏光板、包含H膜本身的偏光板,所述H膜是一面使聚乙烯醇延伸配向一面吸收碘而成的偏光膜。
本發明的液晶顯示元件具有使用本發明的光配向劑並通過光配向法所形成的液晶配向膜,由此尤其當應用於橫向電場方式的液晶顯示元件時,顯示寬廣的視角特性及高品質的顯示特性,並且燒附少、且顯示高電壓保持率。因此,本發明的液晶顯 示元件可有效地應用於各種裝置,例如可適宜用作時鐘、便携式游戲機、文字處理機、筆記型個人計算機、汽車導航系統、攝錄機(camcorder)、個人數字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、數碼照相機、手機、智能手機、各種監視器、液晶電視機、信息顯示器等各種顯示裝置中所使用的液晶顯示元件。
[實施例]
以下,通過實施例來更具體地說明本發明,但本發明並不受這些實施例限制。
合成例中的各聚合物的重量平均分子量及各聚合物溶液的溶液黏度是通過以下的方法來測定。
[聚合物的重量平均分子量]
聚合物的重量平均分子量Mw是通過以下的條件下的凝膠滲透色譜法所測定的聚苯乙烯換算值。
管柱:東曹(Tosoh)(股份)製造,TSKgelGRCXLII
溶劑:四氫呋喃
溫度:40℃
壓力:68 kgf/cm2
[聚合物溶液的溶液黏度]
聚合物溶液的溶液黏度[mPa.s]是針對使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)將聚合物濃度調整成10 wt%的溶液,利用E型旋轉黏度計在25℃下進行測定。
[醯亞胺化率的測定]
將聚醯亞胺的溶液投入至純水中,在室溫下對所獲得的沉澱物充分地進行減壓乾燥後,溶解在氘化二甲基亞碸中,將四甲基矽烷作為基準物質並在室溫下測定1H-NMR。根據所獲得的1H-NMR光譜,利用由下述數式(1)所表示的式子求出醯亞胺化率[%]。
醯亞胺化率[%]=(1-A1/A2×α)×100...(1)
(數式(1)中,A1為化學位移10 ppm附近所出現的源自NH基的質子的峰面積,A2為源自其他質子的峰面積,α為其他質子對於聚合物的前驅物(聚醯胺酸)中的NH基的1個質子的個數比例)
<四羧酸二酐的合成>
[實施例1]
在加入有攪拌子的2000 mL三口燒瓶中,取偏苯三甲醯氯93.3 g,並添加四氫呋喃450 g,然後進行攪拌而使其溶解。其後,冷却至0℃,向其中緩慢地滴加溶解在吡啶200 g中的1,4-苯二硫醇30.0 g,並在室溫下攪拌20小時。通過過濾來去除此時所析出的固體,將濾液注入至己烷500 g中來進行再沉澱,然後通過過濾來回收沉澱物(白色固體)。利用醋酸酐200 g對該白色固體進行再結晶,由此獲得由所述式(a-3)所表示的化合物(A-3)21.2 g。
[實施例2]
除使用4,4'-聯苯二硫醇46.1 g來代替1,4-苯二硫醇這一點、及將再沉澱時的己烷的量變更成2,500 g這一點以外,進行與所述 合成例1相同的方法,由此獲得由所述式(a-4)所表示的化合物(A-4)26.3 g。
<聚醯胺酸的合成>
[合成例1]
使作為四羧酸二酐的由所述式(a-1)所表示的化合物(A-1)4.845 g(0.0106莫耳)、作為二胺的對苯二胺1.155 g(0.0107莫耳)溶解在NMP 54 g中,並在室溫下反應6小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為130 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-1)。
[合成例2]
使作為四羧酸二酐的由所述式(a-2)所表示的化合物(A-2)4.982 g(0.0093莫耳)、作為二胺的對苯二胺1.018 g(0.0094莫耳)溶解在NMP 54 g中,並在60℃下反應6小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為154 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-2)。
[實施例3]
使作為四羧酸二酐的化合物(A-3)4.907 g(0.0100莫耳)、作為二胺的對苯二胺1.093 g(0.0101莫耳)溶解在NMP 54 g中,並在室溫下反應10小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為115 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-3)。
[實施例4]
使作為四羧酸二酐的化合物(A-4)5.449 g(0.0096莫耳)、作為二胺的對苯二胺1.051 g(0.0097莫耳)溶解在NMP 58.5 g中,並在60℃下反應10小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為137 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-4)。
[合成例3]
使作為四羧酸二酐的化合物(A-2)4.192 g(0.0078莫耳)、作為二胺的由所述式(b-1)所表示的化合物(B-1)1.808 g(0.0079莫耳)溶解在NMP 54.0 g中,並在室溫下反應10小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為100 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-5)。
[實施例5]
使作為四羧酸二酐的化合物(A-3)4.081 g(0.0083莫耳)、作為二胺的化合物(B-1)1.919 g(0.0084莫耳)溶解在NMP 54.0 g中,並在室溫下反應10小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為94 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-6)。
[合成例4]
使作為四羧酸二酐的化合物(A-2)4.282 g(0.00801莫耳)、作為二胺的4,4'-乙烯二苯胺1.718 g(0.00809莫耳)溶解在NMP 54.0 g中,並在室溫下反應10小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為320 mPa.s的聚醯胺酸溶液59 g。將該聚醯胺酸 作為聚合物(C-7)。
[實施例6]
使作為四羧酸二酐的化合物(A-3)4.175 g(0.0085莫耳)、作為二胺的4,4'-乙烯二苯胺1.825 g(0.0086莫耳)溶解在NMP 54.0 g中,並在室溫下反應10小時。由此,獲得固體成分濃度為10%、溶液黏度為230 mPa.s的聚醯胺酸溶液59g。將該聚醯胺酸作為聚合物(C-8)。
[合成例7~合成例32]
除如下述表2所示般分別變更所使用的四羧酸二酐及二胺的種類及量以外,進行與合成例1相同的操作,由此合成聚合物(C-11)~聚合物(C-36)。
[合成例33]
使作為四羧酸二酐的1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐200 g(1.0莫耳)、作為二胺的2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯210 g(1.0莫耳)溶解在NMP 370 g及γ-丁內酯3,300 g的混合溶劑中,並在40℃下進行3小時反應,而獲得固體成分濃度為10 wt%、溶液黏度為160 mPa.s的聚醯胺酸溶液。將該聚醯胺酸作為聚合物(CR-1)。
<聚醯胺酸酯的合成>
[合成例5]
將作為四羧酸二酐的化合物(A)70.1 g(0.153莫耳)添加至甲醇75 g中,而製成二羧酸二酯。濾取所獲得的沉澱物,利用甲醇進行清洗後進行減壓乾燥,而獲得二羧酸二酯粉末。使所獲得 的二羧酸二酯27.7 g(0.053莫耳)溶解在NMP 333 g中後,向其中添加作為二胺的對苯二胺6.10 g(0.0565莫耳)並使其溶解。向該溶液中添加4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉鎓氯化物(DMT-MM,15±2 wt%水合物)46.8 g(0.169莫耳),進而添加NMP 59.8 g,在室溫下進行4小時反應,而獲得聚醯胺酸酯溶液。其後,向所獲得的聚醯胺酸酯溶液中添加大量的水,回收沉澱物後進行乾燥,由此獲得聚醯胺酸酯(聚合物(C-9))。
<聚醯亞胺的合成>
[合成例6]
使作為四羧酸二酐的由所述式(a-5)所表示的化合物(A-5)、及作為二胺的2-(4-胺基苯基)乙胺(相對於四羧酸二酐的使用量為1.01倍莫耳)溶解在NMP中,並在室溫下反應6小時。由此,獲得固體成分濃度為15%的聚醯胺酸溶液。繼而,向所獲得的聚醯胺酸溶液中添加相對於四羧酸二酐的使用量分別為0.25倍莫耳的N-甲基呱啶及醋酸酐,並在75℃下進行3小時脫水閉環反應。脫水閉環後,利用新的NMP對系統內的溶劑進行溶劑置換,而獲得含有醯亞胺化率為20%的聚醯亞胺15 wt%的溶液。將該聚醯亞胺作為聚合物(C-10)。
將用於聚合物的合成的四羧酸二酐及二胺的種類及調配量示於下述表1及表2中。
表1及表2中,四羧酸二酐一欄的括號內的數值表示相對於所使用的四羧酸二酐的合計100莫耳份的比例(莫耳份)。二胺一欄的括號內的數值表示相對於所使用的二胺的合計100莫耳份的比例(莫耳份)。四羧酸二酐及二胺的簡稱分別為以下的含義。
<四羧酸二酐>
a-1~a-14;由所述式(a-1)~式(a-14)的各式所表示的化合物
ac-1:4,4'-氧基二鄰苯二甲酸酐
ac-2:2,3,5-三羧基二環戊基醋酸二酐
ac-3:1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐
ac-4:1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐
ac-5:由所述式(a-15)所表示的化合物
<二胺>
b-1、b-5、b-8~b-18:由所述式(b-1)、式(b-5)、式(b-8)~式(b-18)的各式所表示的化合物
bc-1:對苯二胺
bc-2:4,4'-乙烯二苯胺
bc-3:2-(4-胺基苯基)乙胺
bc-4:4,4'-二胺基二苯基醚
bc-5:由所述式(b4-1)所表示的化合物
bc-6:2,7-二胺基芴酮
bc-7:3,5-二胺基苯甲酸
bc-8:由所述式(b3-1)所表示的化合物
bc-9:2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯
[實施例7]
<光配向用液晶配向劑的製備>
向含有所述合成例1中所獲得的聚合物(C-1)的溶液中添加NMP及丁基溶纖劑(BC)中並充分地攪拌,而製成溶劑組成為NMP:BC=70:30(重量比)、固體成分濃度為3.0 wt%的溶液。使用孔徑為0.45 μm的過濾器對該溶液進行過濾,由此製成光配向劑(D-1)。
<液晶顯示元件的製造>
準備具有圖案化成梳齒狀的包含鉻的2個系統的金屬電極(電極A及電極B)、且可對所述電極A及電極B獨立地施加電壓的玻璃基板。將該玻璃基板與未設置電極的對向玻璃基板設為一對,在玻璃基板的具有電極的面與對向玻璃基板的一面上,使用旋轉器分別塗布以所述方式製備的光配向劑(D-1)。繼而,在80℃的加熱板上進行1分鐘預烘烤,其後,在對系統內進行了氮氣置換的烘箱中,以200℃進行1小時加熱(後烘烤),而形成膜厚為0.1 μm的塗膜。繼而,分別使用Hg-Xe燈及格蘭-泰勒棱鏡(Glan-Taylor prism),從基板面的垂直方向對這些塗膜表面照射包含313 nm的明線的偏光紫外線10,000 J/m2,而獲得具有液晶配向膜的一對基板。
繼而,在一對基板中的1片基板的具有液晶配向膜的面 的外周,通過網版印刷來塗布放入有直徑為3.5 μm的氧化鋁球的環氧樹脂黏結劑後,使一對基板的液晶配向膜面對向,以照射偏光紫外線時的各基板的朝向變成相反的方式叠加後進行壓接,並在150℃下歷時1小時對黏結劑進行熱硬化。繼而,從液晶注入口朝基板間的間隙填充默克公司製造的液晶“MLC-7028”後,利用環氧系黏結劑將液晶注入口密封。進而,為了去除液晶注入時的流動配向,在150℃下對其進行加熱後緩慢冷却至室溫為止。繼而,將偏光板以其偏光方向彼此正交、且與液晶配向膜的偏光紫外線的光軸的對於基板面的射影方向正交的方式貼合在基板的外側兩面,由此製成液晶顯示元件。
另外,除將紫外線照射量從10,000 J/m2分別變更成7,000 J/m2及5,000 J/m2以外,進行與所述相同的操作來製造液晶顯示元件,而獲得紫外線照射量不同的共計3個液晶顯示元件。
<液晶顯示元件的評價>
(1)液晶配向性的評價(感度評價)
針對以所述方式製造的3個液晶顯示元件,分別利用光學顯微鏡來觀察施加/解除5 V的電壓時的明暗的變化中的異常區域的有無。評價是以如下方式來進行:將未觀察到異常區域的情况設為液晶配向性“良好”,將觀察到異常區域的情况設為液晶配向性“不良”。再者,可以說觀察到液晶配向性時的紫外線照射量越少,塗膜對於紫外線的感度越良好。其結果,紫外線照射量為5,000 J/m2的液晶顯示元件的液晶配向性不良,但當將紫外線照射 量設為7,000 J/m2或10,000 J/m2時,顯示良好的液晶配向性。
(2)燒附特性的評價
使用以所述方式製造的液晶顯示元件之中,將紫外線照射量設為10,000 J/m2的液晶顯示元件來評價燒附特性。首先,將液晶顯示元件置於25℃、1個大氣壓的環境下,不對電極B施加電壓,而對電極A施加交流電壓3.5 V與直流電壓5 V的合成電壓2小時。其後不久,對電極A及電極B兩者施加交流4 V的電壓。測定從對兩電極開始施加交流4 V的電壓的時間點,至以目視無法確認到電極A及電極B的透光性的差為止的時間。在該時間未滿20秒的情况下,將燒附特性評價為“秀”;在該時間為20秒以上、未滿60秒的情况下,將燒附特性評價為“優”;在該時間為60秒以上、未滿100秒的情况下,將燒附特性評價為“良”;在該時間為100秒以上、未滿150秒的情况下,將燒附特性評價為“可”;在該時間超過150秒的情况下,將燒附特性評價為“不良”。其結果,實施例7的液晶顯示元件的燒附特性為“可”。
(3)電壓保持率的評價
針對以所述方式製造的液晶顯示元件之中,將紫外線照射量設為10,000 J/m2的液晶顯示元件,在60℃下以60微秒的施加時間、167毫秒的跨度施加5 V的電壓後,測定解除施加後經過167毫秒後的電壓保持率。測定裝置使用東陽特克尼卡(TOYO Corporation)(股份)製造的“VHR-1”。該液晶顯示元件的電壓保持率為98.5%。
[實施例8~實施例14]
除如下述表3般分別變更將所使用的聚合物的種類以外,以與所述實施例7相同的方式分別製備光配向劑(D-2)~光配向劑(D-8),並且製造共計3個液晶顯示元件。另外,進行所製造的液晶顯示元件的各種評價。將其評價結果分別示於下述表3中。
表3中,聚合物一欄的括號內的數值表示相對於光配向劑的製備中所使用的聚合物的合計100重量份的調配比例(重量份)。另外,製造方法一欄的“1”表示對後烘烤後的塗膜實施放射線照射來製作液晶配向膜。
如表3所示,在實施例7~實施例14中,在10,000 J/m2左右的紫外線照射量下均顯示良好的液晶配向性。其中,在實施例9~實施例12、實施例14中,即便當將紫外線照射量設為5,000 J/m2左右時,也顯示良好的液晶配向性,對於紫外線的感度優異。因此,實施例9~實施例12、實施例14的光配向劑使塗膜顯現液晶配向性所需的光照射量可為少量,因此液晶顯示元件的生產效 率良好,有助於生產成本的削減。
進而,實施例7~實施例14的液晶顯示元件的燒附少、且顯示98.5%以上的高電壓保持率。因此,可知包含在主鏈具有所述結構(Y)的聚合物(C)的液晶配向劑(D-1)~液晶配向劑(D-8)可適宜地應用於利用光配向法的液晶配向膜的形成。另外,可知具有使用所述液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件顯示優異的顯示特性。
[實施例17]
除將光配向劑的製備中所使用的聚合物的種類變更成聚合物(C-9)這一點以外,以與所述實施例7相同的方式製備光配向劑(D-11)。再者,在光配向劑(D-11)的製備中,使用通過再沉澱而回收的粉末來代替聚合物溶液。另外,除使用光配向劑(D-11)這一點,及在預烘烤後、後烘烤前照射偏光紫外線這一點以外,進行與所述實施例7相同的操作,由此製成紫外線照射量不同的共計3個液晶顯示元件。另外,使用所獲得的液晶顯示元件,以與所述實施例7相同的方式進行各種評價。將它們的評價結果分別示於下述表4中。
[實施例18]
將所述實施例7中所製備的光配向劑(D-1)塗布在基板上,其後,在預烘烤後、後烘烤前照射偏光紫外線,除這一點以外,進行與所述實施例7相同的操作,由此製成紫外線照射量不同的共計3個液晶顯示元件。另外,使用所獲得的液晶顯示元件,以 與所述實施例7相同的方式進行各種評價。將它們的評價結果分別示於下述表4中。
[實施例19~實施例28、實施例30~實施例47]
除如下述表4般分別變更所使用的聚合物的種類以外,以與實施例7相同的方式分別製備光配向劑(D-12)~光配向劑(D-21)。另外,分別使用所獲得的光配向劑(D-12)~光配向劑(D-21),以與實施例17相同的方式製造共計3個液晶顯示元件,並且以與所述實施例7相同的方式進行各種評價。將它們的評價結果分別示於下述表4中。再者,在實施例45中,使用2種聚合物作為光配向劑的聚合物成分。
[實施例29]
除相對於聚合物100重量份添加作為增感劑的芴酮8重量份這一點以外,以與所述實施例7相同的方式製備光配向劑(D-22)。另外,除使用光配向劑(D-22)這一點以外,以與所述實施例17相同的方式製造共計3個液晶顯示元件,並且進行所製造的液晶顯示元件的各種評價。將它們的評價結果示於下述表4中。
表4中,聚合物一欄的括號內的數值表示相對於光配向 劑的製備中所使用的聚合物的合計100重量份的調配比例(重量份)。添加劑一欄的括號內的數值表示相對於光配向劑的製備中所使用的聚合物的合計100重量份的調配比例(重量份)。另外,製造方法一欄的“2”表示通過對預烘烤後、後烘烤前的塗膜實施放射線照射來製作液晶配向膜。
如表4所示,在實施例17~實施例47中,在10,000 J/m2左右的紫外線照射量下顯示良好的液晶配向性。其中,在實施例20、實施例21、實施例28~實施例30、實施例34~實施例37、實施例39、實施例46、實施例47中,即便當將紫外線照射量設為5,000 J/m2左右時,也顯示良好的液晶配向性,對於紫外線的感度優異。另外,實施例17~實施例47的液晶顯示元件的燒附少、且顯示高電壓保持率。其中,實施例17、實施例27、實施例34~實施例37、實施例44的燒附特性特別優異。
[實施例48]
<光配向用液晶配向劑的製備>
通過進行與所述合成例1相同的操作來獲得含有作為聚合物(C-1)的聚醯胺酸的溶液。將該聚醯胺酸溶液注入至非常過剩的甲醇中,利用甲醇對所獲得的沉澱物進行清洗,然後在減壓下以40℃乾燥15小時,由此獲得聚醯胺酸(聚合物(C-1))的粉末。向所獲得的聚合物(C-1)中添加作為第1溶劑的N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)、作為第2溶劑的二丙酮醇(DAA)及作為第3溶劑的γ-丁內酯(GBL),而製成溶劑組成為NEP:DAA:GBL=30: 40:30(重量比)、固體成分濃度為6.5 wt%的溶液。使用孔徑為1 μm的過濾器對該溶液進行過濾,由此製成光配向劑(D-41)。
<印刷版的膨潤性的評價>
針對以所述方式製備的光配向劑(D-41),對APR版的膨潤容易性(膨潤性)進行評價。APR版是由紫外線照射部分硬化的液狀感光性樹脂所形成的樹脂版,通常用於液晶配向膜印刷機的印刷版。使光配向劑與APR版接觸時APR版不易膨潤表示在印刷時光配向劑不易浸入至APR版中,印刷性良好。膨潤性的評價通過如下方式來進行:使APR版在光配向劑(D-41)中浸漬1日,測定浸漬前後的APR版的重量變化。此時,在APR版的重量的增加量未滿4%的情况下,APR版不易膨潤而評價為“良好”;在APR版的重量的增加量為4%以上、未滿6%的情况下評價為“可”;在增加量為6%以上的情况下,APR版容易膨潤而評價為“不良”。其結果,在光配向劑(D-41)中,印刷版的膨潤性為“良好”。
<印刷性的評價>
針對以所述方式製備的光配向劑(D-41),對朝基板上連續進行印刷時的印刷性(連續印刷性)進行評價。評價是以如下方式進行。首先,使用液晶配向膜印刷機(日本寫真印刷(股份)製造,Angstromer形式“S40L-532”),在朝網紋輥的液晶配向劑的滴加量為往返20滴(約0.2 g)的條件下,將所製備的液晶配向劑(D-41)塗布在包含ITO膜的帶有透明電極的玻璃基板的透明電 極面上。朝基板上的塗布是以1分鐘的間隔一面使用新的基板一面實施20次。
繼而,以1分鐘的間隔將光配向劑(D-41)分配至網紋輥上(單向),且每次均進行共計10次使網紋輥與印刷版接觸的作業(以下,稱為空運轉)(該期間內,不進行朝玻璃基板上的印刷)。再者,該空運轉是為了企圖在嚴酷的狀况下實施光配向劑(D-41)的印刷而進行的操作。
10次的空運轉後,繼而使用玻璃基板進行正式印刷。正式印刷中,在空運轉後,以30秒的間隔投入5片基板,在80℃下對塗布光配向劑(D-41)後的各個基板進行1分鐘加熱(預烘烤)來將溶劑去除後,在200℃下進行10分鐘加熱(後烘烤),而形成膜厚約為80 nm的塗膜。通過利用倍率為20倍的顯微鏡觀察該塗膜來評價印刷性。評價是如下方式進行:將從空運轉後的第1次正式印刷起未觀察到聚合物的析出的情况設為印刷性“良好”;將在空運轉後的第1次正式印刷中觀察到聚合物的析出,但在實施5次正式印刷的期間內不再觀察到聚合物的析出的情况設為印刷性“可”;將在重複5次正式印刷後也觀察到聚合物的析出的情况設為印刷性“不良”。再者,通過實驗可知,若為印刷性良好的液晶配向劑,則在連續地投入基板的期間內聚合物的析出良化(消失)。其結果,將空運轉的次數設為10次時的印刷性為“良好”。
進而,將空運轉的次數變更成15次、20次、25次,以 與所述相同的方式分別評價印刷性。其結果,將空運轉次數設為25次時的印刷性為“可”,若為15次及20次,則印刷性均為“良好”。
[實施例49~實施例63]
除如下述表5般變更光配向劑的製備中所使用的聚合物及溶劑這一點以外,以與實施例48相同的方式製備光配向劑(D-42)~光配向劑(D-56)。另外,使用這些光配向劑(D-42)~光配向劑(D-56)及所述實施例18、實施例20、實施例36、實施例47中分別製備的光配向劑(D-1)、光配向劑(D-13)、光配向劑(D-29)、光配向劑(D-40),以與實施例48相同的方式對印刷版的膨潤性及印刷性進行評價。將它們的結果示於下述表5中。
表5中,溶劑組成的簡稱分別為以下的含義。
(第1溶劑)
a:N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)
b:N-戊基-2-吡咯烷酮(NPP)
c:1,3-二甲基-2-咪唑烷酮(DMI)
(第2溶劑)
d:丙二醇二醋酸酯(PGDAc)
e:二丙酮醇(DAA)
f:二乙二醇二乙醚(DEDG)
g:二異戊醚(DIPE)
(第3溶劑)
h:γ-丁內酯(GBL)
i:碳酸丙烯酯(PC)
j:N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)
m:丁基溶纖劑(BC)
如表5所示,實施例的光配向劑不易使APR版膨潤,印刷性也良好。其中,在使用第1溶劑及第2溶劑的實施例48~實施例63中,APR版更不易膨潤。

Claims (12)

  1. 一種液晶配向膜的製造方法,其特徵在於包括:膜形成步驟,將含有聚合物(C)的光配向用液晶配向劑塗布在基板上來形成塗膜,所述聚合物(C)為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種,且在主鏈具有由下述式(1)所表示的結構(Y),所述聚合物(C)是使四羧酸二酐與包含具有所述結構(Y)的二胺的1種或2種以上的二胺進行反應而獲得的聚合物,具有所述結構(Y)的二胺包括式(b-1)、式(b-5)、式(b-8)~式(b-18)中的至少一種;以及光照射步驟,對所述塗膜進行光照射來製成液晶配向膜; (式(1)中,X1為硫原子或氧原子;“*”分別表示鍵結鍵;其中,2個“*”中的至少一個鍵結在芳香環上);
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述膜形成步驟包含對塗布在所述基板上的光配向用液晶配向劑進行預加熱的預烘烤步驟、及對所述預烘烤後的塗膜進一步進行加熱的後烘烤步驟,所述光照射步驟對所述預烘烤步驟後、所述後烘烤步驟前的塗膜進行光照射。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述膜形成步驟包含對塗布在所述基板上的光配向用液晶配向劑進行預加熱的預烘烤步驟、及對所述預烘烤後的塗膜進一步進行加熱的後烘烤步驟,所述光照射步驟對所述後烘烤步驟後的塗膜進行光照射。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述聚合物(C)是使包含具有所述結構(Y)的四羧酸二酐的1種或2種以上的四羧酸二酐、與包含具有所述結構(Y)的二胺的1種或2種以上的二胺進行反應而獲得的聚合物。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述聚合物(C)在主鏈進而具有由下述式(3)所表示的結構, (式(3)中,k及m分別獨立地為0或1,l為2~5的整數,n為1~4的整數;“*”分別表示鍵結鍵)。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述聚合物(C)在主鏈進而具有含氮雜環。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述聚合物(C)是使四羧酸二酐與包含具有羧基的二胺的1種或2種以上的二胺進行反應而獲得的聚合物。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述光配向用液晶配向劑進而含有光增感劑。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述聚合物(C)進而具有可顯現光增感功能的結構,所述可顯現光增感功能的結構包括二苯甲酮結構或芴結構。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述光配向用液晶配向劑含有所述聚合物(C)與溶劑,所述溶劑含有選自由以下述式(4)所表示的化合物、以下述式(5)所表示的化合物及1,3-二甲基-2-咪唑烷酮所組成的群組中的至少一種, (式(4)中,R11為碳數為2~5的一價的烴基、或在所述烴基中的碳-碳鍵間含有“-O-”的一價的基) (式(5)中,R12及R13分別獨立地為氫原子、碳數為1~6的一價的烴基、或在所述烴基中的碳-碳鍵間含有“-O-”的一價的基,R12與R13可相互鍵結而形成環結構;R14為碳數為1~6的烷基)。
  11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶配向膜的製造方法,其中所述光配向用液晶配向劑含有所述聚合物(C)與溶劑,所述溶劑含有選自由以下述式(6)所表示的化合物、以下述式(7)所表示的化合物及以下述式(8)所表示的化合物所組成的群組中的至少一種, (式(6)中,R15及R17分別獨立地為碳數為1~3的一價的烴基,R16為碳數為2~5的烷二基)R18-O-R18 (7) (式(7)中,R18為在碳數為3~5的直鏈狀或分支狀的烷基的碳-碳鍵間含有1個“-O-”的一價的含氧基、或碳數為3~5的分支狀的烷基) (式(8)中,X5為-C(OH)Ra-(其中,Ra為碳數為1或2的烷基)、-CO-或-COO-*(其中,*表示與R19的鍵結鍵),R19為碳數為1~4的烷基)。
  12. 一種液晶顯示元件,其特徵在於:包括利用如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的製造方法所製造的液晶配向膜。
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