組合物、液晶取向處理劑、液晶取向膜及液晶顯示元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供通過(guò)較低的熱處理溫度能形成特性均一的高品質(zhì)聚酰亞胺類膜、特別是液晶取向膜的組合物、特別是液晶取向處理劑。本發(fā)明的組合物的特征是，含有聚酰亞胺前體和/或?qū)υ摼埘啺非绑w進(jìn)行酰亞胺化而得的聚酰亞胺、和溶解該聚酰亞胺前體和/或聚酰亞胺的環(huán)狀酮，所述聚酰亞胺前體通過(guò)使包含以式[1]表示的第一種二胺及以式[2]表示的第二種二胺的二胺成分與具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐成分反應(yīng)而得到。(R1、R2分別獨(dú)立地為碳數(shù)1～12的直鏈狀或者支鏈狀的烴基；X為碳數(shù)8～22的脂肪族基團(tuán)或以式[2A]表示的基團(tuán)；n為1～4的整數(shù)。)。
【專利說(shuō)明】組合物、液晶取向處理劑、液晶取向膜及液晶顯示元件
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及膜的形成中所用的組合物、特別涉及液晶取向膜的形成中所用的液晶取向處理劑、所得的液晶取向膜及使用該液晶取向膜而得的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002]由高分子材料等有機(jī)材料形成的膜的形成容易度和絕緣性能等受到關(guān)注，在電子器件中被廣泛用作層間絕緣膜及保護(hù)膜等。作為顯示器件而公知的液晶顯示元件中，由有機(jī)材料形成的有機(jī)膜被用作液晶取向膜。
[0003]液晶取向I旲在液晶顯不兀件中形成于夾持液晶的基板表面，起到使液晶沿一定的方向取向的作用。還有，液晶取向膜除具有使液晶沿一定的方向取向的作用外，還有控制液晶的預(yù)傾角的作用。
[0004]近年來(lái)，在液晶顯示元件實(shí)現(xiàn)高功能化、其使用范圍日益擴(kuò)大的過(guò)程中，還要求液晶取向膜具有用于抑制液晶顯示元件的顯示不良而實(shí)現(xiàn)高顯示品質(zhì)的性能及可靠性。
[0005]現(xiàn)在，作為工業(yè)上使用的主要的液晶取向膜，廣泛使用耐久性優(yōu)異、適于液晶的預(yù)傾角的控制的聚酰亞胺類的有機(jī)膜。由該聚酰亞胺類的有機(jī)膜形成的液晶取向膜可通過(guò)液晶取向處理劑、即包含作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸和/或?qū)埘０匪徇M(jìn)行酰亞胺化而得的聚酰亞胺的溶液的組合物來(lái)形成。即、聚酰亞胺類的液晶取向膜通過(guò)將由聚酰亞胺的溶液或作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸的溶液形成的液晶取向處理劑涂布在基板上，通常在200°C~300°C左右的高溫下進(jìn)行燒成來(lái)形成(例如、專利文獻(xiàn)I參照)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)平09-278724號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0010]關(guān)于用于形成聚酰亞胺類液晶取向膜的燒成工藝，在制造液晶顯示元件的工藝中必須要特別高的溫度。因此，在使用薄且輕量但低耐熱的塑料基板來(lái)代替通常的玻璃基板時(shí)，要求液晶顯示元件的基板能在更低溫下燒成。同樣地，為了抑制彩色濾光片的色特性的下降等的劣化，或?yàn)榱讼鳒p液晶顯示元件的制造中的能源成本，也要求液晶取向膜的低溫?zé)苫＿€有，從抑制液晶顯示元件的可靠性下降(長(zhǎng)期使用時(shí)的特性下降等)方面考慮，也要求燒成工藝的低溫化。
[0011]此外，其他電子器件等中的層間絕緣膜及保護(hù)膜等膜的形成中，也要求其熱處理工藝的低溫化。低溫?zé)苫煞乐闺娮悠骷奶匦韵陆?，有效地削減能源成本。
[0012]于是，本發(fā)明的目的在于提供能形成通過(guò)低溫下的加熱所形成的聚酰亞胺類的有機(jī)膜的組合物、特別是能通過(guò)低溫下的加熱而形成液晶取向膜的液晶取向處理劑、由該液晶取向處理劑所得的液晶取向膜、及使用該液晶取向膜而得的液晶顯示元件。[0013]解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明人為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行了認(rèn)真研究，結(jié)果通過(guò)以下過(guò)程獲得了新發(fā)現(xiàn)。
[0015]即、通常聚酰亞胺類的膜、例如液晶取向膜的形成如上所述，通過(guò)使用將聚酰亞胺或聚酰亞胺前體溶于溶劑而得的聚酰亞胺的溶液、或聚酰亞胺前體的溶液，并將該溶液涂布于基板，通常在20(TC~300°C左右的高溫下進(jìn)行熱處理來(lái)進(jìn)行。
[0016]通過(guò)該熱處理，在將聚酰亞胺前體的溶液用于膜形成的情況下，例如通過(guò)進(jìn)行聚酰胺酸的脫水閉環(huán)反應(yīng)(熱酰亞胺化)的同時(shí)進(jìn)行溶劑的除去來(lái)形成膜。
[0017]在將聚酰亞胺的溶液用于膜形成的情況下，熱處理的主要目的是除去溶劑。因此，使用聚酰亞胺溶液時(shí)的熱處理溫度雖然受所使用的溶劑的沸點(diǎn)的影響，但與使用聚酰胺酸時(shí)相比，熱處理溫度通常較低。例如，如日本專利特開(kāi)平9-194725號(hào)公報(bào)所揭示的那樣，可通過(guò)200°C左右的熱處理溫度來(lái)形成膜。因此，在熱處理溫度為低溫時(shí)，更好是使用聚酰亞胺溶液。
[0018]另一方面，制備聚酰亞胺溶液時(shí)，通常為了將難以溶解的聚酰亞胺溶解，溶劑的選擇是重要的。作為用于該目的的溶劑，可使用N-甲基-2-吡咯烷酮(以下也稱為NMP)等高極性溶劑。高極性溶劑的沸點(diǎn)、例如NMP的沸點(diǎn)高達(dá)200°C以上。由使用NMP作為溶劑的聚酰亞胺溶液來(lái)形成膜的情況下，必須達(dá)到NMP的沸點(diǎn)附近的200°C左右的高熱處理溫度。在較低的溫度的情況下，所得的膜中會(huì)殘存溶劑(NMP)。其結(jié)果是，液晶取向膜等的情況下，引起特性的降低，液晶顯示元件的特性下降。
[0019]此外，如果是作為高極性溶劑的NMP，由于具有較高的表面張力特性，所以在使用以NMP為溶劑的聚酰亞胺溶液來(lái)形成膜時(shí)，在基板上的潤(rùn)濕擴(kuò)展特性不好。如果使所使用的溶劑的表面張力較低，則對(duì)基板的涂布性變得更好。其結(jié)果是，沒(méi)有排拒性和氣孔等印刷涂布時(shí)的缺陷，可形成特性更均一的高品質(zhì)的聚酰亞胺類的膜。
[0020]如上所述，膜形成時(shí)的熱處理的低溫化及涂布性的提高在以電子器件的絕緣膜或保護(hù)膜、特別是液晶取向膜等為目標(biāo)的聚酰亞胺類的膜的形成中是重要的。
[0021]本發(fā)明人在為了使聚酰亞胺類的膜、特別是聚酰亞胺類的液晶取向膜的形成中的熱處理溫度的低溫化及涂布性的提高而進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)以特定結(jié)構(gòu)的二胺成分和四羧酸二酐成分為原料所得的聚酰亞胺前體和/或?qū)υ摼埘啺非绑w進(jìn)行酰亞胺化而得的聚酰亞胺可很好地溶解于含有低沸點(diǎn)且具有低表面張力特性的環(huán)狀酮的溶劑中，其結(jié)果是，能充分達(dá)到上述目的。
[0022]本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)而完成的發(fā)明，包括以下的技術(shù)內(nèi)容。
[0023](I)組合物，其特征是，含有聚酰亞胺前體和/或?qū)υ摼埘啺非绑w進(jìn)行酰亞胺化而得的聚酰亞胺、和溶解該聚酰亞胺前體和/或聚酰亞胺的環(huán)狀酮溶劑，所述聚酰亞胺通過(guò)使包含以下述式[I]表示的第一種二胺及以下述式[2]表示的第二種二胺的二胺成分與具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐成分反應(yīng)而得到，
[0024][化I]
[0025]
【權(quán)利要求】
1.組合物，其特征在于，含有聚酰亞胺前體和/或?qū)υ摼埘啺非绑w進(jìn)行酰亞胺化而得的聚酰亞胺、和溶解該聚酰亞胺前體和/或聚酰亞胺的環(huán)狀酮溶劑，所述聚酰亞胺前體通過(guò)使包含以下述式[I]表示的第一種二胺及以下述式[2]表示的第二種二胺的二胺成分與具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐成分反應(yīng)而得到， [化I]
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以所述式[I]表示的二胺是以下述式[1Α]表示的二胺， [化4]
3.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于，以所述式[1A]表示的結(jié)構(gòu)的二胺是以下述式[1B]表示的二胺，
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以所述式[I]表示的結(jié)構(gòu)的二胺是以下述式[1C]表示的二胺， [化6]


5.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述二胺成分中，以所述式[1]表示的結(jié)構(gòu)的二胺為20~80摩爾％。
6.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述二胺成分中，以所述式[2]表示的結(jié)構(gòu)的二胺為10~80摩爾％。
7.如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述四羧酸二酐是以下述式[3]表不的化合物， [化7]
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，所述式[3]的Z1是以下述式[3a]~[3j]表示的結(jié)構(gòu)， [化8]
9.如權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述環(huán)狀酮溶劑包含5元環(huán)及6元環(huán)的環(huán)狀酮中的至少一方的環(huán)狀酮。
10.液晶取向處理劑，其特征在于，由權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的組合物形成。
11.液晶取向膜，其特征在于，由權(quán)利要求10所述的液晶取向處理劑獲得。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶取向膜，其特征在于，被用于通過(guò)在具備電極的一對(duì)基板間具有液晶層而構(gòu)成的、經(jīng)過(guò)下述工序制造的液晶顯示元件，該工序?yàn)?在所述一對(duì)基板間配置包含利用活性能量射線及熱量中的至少一方進(jìn)行聚合的聚合性化合物的液晶組合物，一邊在所述電極間施加電壓一邊使所述聚合性化合物聚合。
13.一種液晶顯示元件，其特征在于，具有權(quán)利要求11所述的液晶取向膜。
14.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示元件，其特征在于，通過(guò)在具備電極和所述液晶取向膜的一對(duì)基板間具有液晶層而構(gòu)成，并經(jīng)過(guò)下述工序來(lái)制造，該工序?yàn)?在所述一對(duì)基板間配置包含利用活性能量射線及熱量中的至少一方進(jìn)行聚合的聚合性化合物的液晶組合物，一邊在所述電極間施加電壓一邊使所述聚合性化合物聚合。
【文檔編號(hào)】C08G73/10GK103502312SQ201280020127
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月7日
【發(fā)明者】三木德俊, 后藤耕平, 片山雅章, 菊池奈穗 申請(qǐng)人:日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社