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)明提供包含選自具有以式[1A]或[1B]表示的側(cè)鏈的聚酰亞胺前體和對該聚酰亞胺前體進行酰亞胺化而得的聚酰亞胺的至少1種聚合物的液晶取向處理劑。式[1A]、[1B]中，X1、X5為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-NH-、-N(R1)-或-S-，R1為碳數(shù)1～5的直鏈狀或分支狀烷基。X2、X3表示選自苯環(huán)、環(huán)己環(huán)或雜環(huán)的2價環(huán)狀基團，這些環(huán)狀基團上的任意的氫原子可被碳數(shù)1～3的烷基等取代。X4為碳數(shù)1～18的烷基、含氟烷基、烷氧基或含氟烷氧基。X6為具有類固醇骨架的碳數(shù)12～25的有機基團。m為2～15，n為1～3，p為0～3，n+p為1～6，q為2～15。
【專利說明】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)明涉及新的二胺化合物、將該化合物用作原料的一部分進行反應(yīng)而得的聚酰亞胺前體、對該聚酰亞胺前體進行酰亞胺化而得的聚酰亞胺、包含這些聚合物的液晶取向處理劑、液晶取向膜及具有該液晶取向膜的液晶顯示元件。

【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示元件現(xiàn)在被廣泛用作實現(xiàn)薄型、輕量的顯示器件。該液晶顯示元件通常采用液晶取向膜來確定液晶的取向狀態(tài)。
[0003]該液晶取向膜在大多數(shù)情況下采用聚酰亞胺膜。該聚酰亞胺膜的形成，采用將作為聚酰亞胺的前體的聚酰胺酸的溶液或溶劑可溶性聚酰亞胺的溶液涂布于基板并進行燒成的方法。該聚酰胺酸或溶劑可溶性聚酰亞胺一般通過四羧酸二酐等四羧酸衍生物與二胺成分的反應(yīng)形成。
[0004]作為對液晶取向膜所要求的特性之一，將液晶分子相對于基板面的取向傾斜角保持在任意的值，即具有所謂的液晶的預(yù)傾角的控制。已知該預(yù)傾角的大小可通過選擇構(gòu)成液晶取向膜的聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)來改變。通過聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)來控制預(yù)傾角的技術(shù)中，聚酰亞胺的原料的一部分采用具有側(cè)鏈的二胺的方法可根據(jù)該二胺的使用比例控制預(yù)傾角，所以較容易獲得目標(biāo)預(yù)傾角，可用作增大預(yù)傾角的方法(參照例如專利文獻I)。
[0005]此外，對于像這樣用于增大液晶的預(yù)傾角的二胺成分，也正在進行用于改善預(yù)傾角的穩(wěn)定性和工藝依賴性的結(jié)構(gòu)研究。在此，作為所用的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，提出來含苯基或環(huán)己基等環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(參照例如專利文獻2)。
[0006]液晶顯示元件的制作中，需要向形成有液晶取向膜的2塊基板之間(盒間距)填充液晶的工序。目前為止，液晶填充一般是利用大氣壓與真空的壓力差向2塊基板間填充液晶的真空注入方式。然而，該方式的情況下，液晶注入口僅設(shè)于基板的單側(cè)，因此為了向盒間距為3?5μπι的基板間填充液晶，需要較長時間，所以難以簡化液晶顯示元件的制造工序。特別是在近年來實用化的液晶電視機和大型顯示器的制造中，這成為大問題。
[0007]于是，為了解決上述的真空注入方式中的問題，開發(fā)了液晶滴加方式(也稱為ODF方式)。該方式是向形成有液晶取向膜的基板上滴加液晶，在真空中粘合另一塊基板后，使密封材料UV固化，從而填充液晶的方式。
[0008]另一方面，隨著液晶顯示元件的不斷高精細(xì)化，需要控制顯示偏差。對于ODF方式，一直以來通過減少液晶的滴加量或提高粘合時的真空度等減輕吸附水和雜質(zhì)的影響的制造工序優(yōu)化來解決。然而，伴隨液晶顯示元件制造生產(chǎn)線的大型化，通過以往的制造工序優(yōu)化已無法抑制顯示偏差，需要比以往更能夠減少顯示偏差的液晶取向膜。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本專利特開平2-282726號公報
[0012]專利文獻2:日本專利特開平9-278724號公報
[0013]發(fā)明的概要
[0014]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0015]液晶取向膜也被用于進行液晶相對于基板的角度、即液晶的預(yù)傾角的控制，但在液晶顯示元件高性能化，其應(yīng)用范圍逐年擴大的情況下，不僅是獲得規(guī)定的預(yù)傾角，預(yù)傾角的穩(wěn)定性也變得越來越重要。
[0016]液晶顯不兀件的制造工序中，為了提聞液晶的取向均勻性，有時在封入液晶后進行加熱處理來使液晶暫時各向同性化。然而，預(yù)傾角的穩(wěn)定性低的情況下，發(fā)生該各向同性化處理后無法獲得目標(biāo)大小的預(yù)傾角或預(yù)傾角產(chǎn)生偏差的問題。特別是為了獲得高亮度而使用發(fā)熱量大、光的照射量多的背光源的液晶顯示元件，例如車載導(dǎo)航系統(tǒng)和大型電視機等中，有時會長時間在暴露于高溫和光照的環(huán)境下使用或放置。在這樣的嚴(yán)酷條件下，預(yù)傾角逐漸發(fā)生了變化時，出現(xiàn)無法獲得初期的顯示特性或產(chǎn)生顯示偏差等問題。
[0017]作為制作液晶顯示元件時的液晶填充工序的ODF方式中，將液晶直接滴加在取向膜上，因此液晶滴加時或基板粘合時，液晶與液晶取向膜承受物理應(yīng)力，為了在整個面板區(qū)域填充液晶，需要增加液晶的滴加點。因此，液晶滴加部和液晶的液滴與鄰接的液晶相接的部分容易產(chǎn)生被稱為滴加痕或格偏差的所謂的取向不均，制成液晶顯示元件的情況下，存在因取向不均而導(dǎo)致顯示偏差的問題。該取向不均被認(rèn)為是由于形成在基板上的液晶取向膜界面附著的吸附水和雜質(zhì)因ODF方式中滴加的液晶而聚攏，吸附水和雜質(zhì)的量在液晶滴加部和液晶液滴相接的部分不同而產(chǎn)生。
[0018]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明。即，本發(fā)明的目的在于提供即使長時間暴露于高溫和光照也不會發(fā)生預(yù)傾角的變化的液晶取向膜，并提供可減輕ODF方式中產(chǎn)生的液晶取向不均的液晶取向膜。另外，本發(fā)明的目的還在于提供具有上述的液晶取向膜的液晶顯示元件、可提供上述的液晶取向膜的液晶取向處理劑、用于獲得該液晶取向處理劑的聚合物及用于獲得該聚合物的二胺化合物。
[0019]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0020]本發(fā)明人進行了認(rèn)真研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包含具有特定結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈的聚合物的液晶取向處理劑在實現(xiàn)上述目的方面特別有效，從而完成了本發(fā)明。
[0021]gp，本發(fā)明包括以下的技術(shù)內(nèi)容。
[0022](I)液晶取向處理劑，其特征在于，包含選自具有以下述的式[1A]或[1B]表示的側(cè)鏈的聚酰亞胺前體和對該聚酰亞胺前體進行酰亞胺化而得的聚酰亞胺的至少I種聚合物；
[0023][化1]
[0024]

【權(quán)利要求】
1.液晶取向處理劑，其特征在于，包含選自具有以下述的式[1A]或[1B]表示的側(cè)鏈的聚酰亞胺前體和對該聚酰亞胺前體進行酰亞胺化而得的聚酰亞胺的至少1種聚合物；
式[1Α]中，X1 為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-1-NH^-N(R1)-或-S-,R1 為碳數(shù)1~5的直鏈狀烷基或碳數(shù)1~5的分支狀烷基；Χ2表示選自苯環(huán)、環(huán)己環(huán)或雜環(huán)的2價環(huán)狀基團，這些環(huán)狀基團上的任意的氫原子可被碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧基、碳數(shù)1~3的含氟烷基、碳數(shù)1~3的含氟烷氧基或氟原子取代；Χ3表示選自苯環(huán)、環(huán)己環(huán)或雜環(huán)的2價環(huán)狀基團，這些環(huán)狀基團上的任意的氫原子可被碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧基、碳數(shù)1~3的含氟烷基、碳數(shù)1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;Χ4為碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)1~18的含氣烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基或碳數(shù)1~18的含氣烷氧基；m為2~15的整數(shù)，η為1~3的整數(shù)，P為O~3的整數(shù)，η+ρ為1~6的整數(shù)； [化2]
式[1B]中，X5 為單鍵、-O-、-coo-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-NH-、-N(R2)-或-S-，R2 為碳數(shù)11~5的直鏈狀烷基或碳數(shù)1~5的分支狀烷基；X6為具有類固醇骨架的碳數(shù)12~25的有機基團；q為2~15的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述聚酰亞胺前體是使包括具有以式[1A]或式[1B]表示的側(cè)鏈的二胺化合物的二胺成分與四羧酸成分反應(yīng)而得。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述具有以式[1A]表示的側(cè)鏈的二胺化合物以下述的式[2A]表示； [化3]
式[2A]中，X1 為單鍵、-O-、-COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -NH-, -N (R1)-或-S-，R1 為碳數(shù)1~5的直鏈狀烷基或碳數(shù)1~5的分支狀烷基；X2表示選自苯環(huán)、環(huán)己環(huán)或雜環(huán)的2價環(huán)狀基團，這些環(huán)狀基團上的任意的氫原子可被碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧基、碳數(shù)1~3的含氟烷基、碳數(shù)1~3的含氟烷氧基或氟原子取代；X3表示選自苯環(huán)、環(huán)己環(huán)或雜環(huán)的2價環(huán)狀基團，這些環(huán)狀基團上的任意的氫原子可被碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧基、碳數(shù)1~3的含氟烷基、碳數(shù)1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;X4為碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)1~18的含氣烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基或碳數(shù)1~18的含氣烷氧基；m為2~15的整數(shù)，η為1~3的整數(shù)，P為O~3的整數(shù)，η+ρ為1~6的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述以式[2Α]表示的二胺化合物以下述的式[2a]~式[2d]表示；
π2ρ4 式[2a]中，R1為碳數(shù)I~18的烷基、碳數(shù)I~18的含氟烷基、碳數(shù)I~18的烷氧基或碳數(shù)I~18的含氟烷氧基，ml為2~15的整數(shù)，pi為O~3的整數(shù)； 式[2b]中，R2為碳數(shù)I~18的烷基、碳數(shù)I~18的含氟烷基、碳數(shù)I~18的烷氧基或碳數(shù)I~18的含氟烷氧基，m2為2~15的整數(shù)，p2為O~3的整數(shù)； 式[2c]中，R3為碳數(shù)I~18的烷基、碳數(shù)I~18的含氟烷基、碳數(shù)I~18的烷氧基或碳數(shù)I~18的含氟烷氧基，m3為2~15的整數(shù)，nl為I~3的整數(shù)，p3為O~3的整數(shù)，nl+p3為I~6的整數(shù)； 式[2d]中，R4為碳數(shù)I~18的烷基、碳數(shù)I~18的含氟烷基、碳數(shù)I~18的烷氧基或碳數(shù)I~18的含氟烷氧基，m4為2~15的整數(shù)，n2為I~3的整數(shù)，p4為O~3的整數(shù)，n2+p4為I~6的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求2所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述具有以式[1B]表示的側(cè)鏈的二胺化合物以下述的式[2B]表示； [化5]
式[2B]中，X5 為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-NH-、-N (R2)-或-S-，R2 為碳數(shù)I~5的直鏈狀烷基或碳數(shù)I~5的分支狀烷基；X6為具有類固醇骨架的碳數(shù)12~25的有機基團；q為2~15的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求3~5中的任一項所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述以式[2A]或式[2B]表示的二胺化合物占二胺成分中的5~80摩爾％。
7.如權(quán)利要求4所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述以式[2a]~式[2d]表示的二胺化合物占二胺成分中的5~80摩爾％。
8.如權(quán)利要求2~7中的任一項所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述四羧酸成分為以下述的式[3]表示的四羧酸二酐； [化6]
式[3]中，Z1為碳數(shù)4~13的4價有機基團，且包含碳數(shù)4~10的非芳香族環(huán)狀烴基。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶取向處理劑，其特征在于，所述Z1為以下述的式[3a]~式[3j]表示的結(jié)構(gòu)；
式[3a]中，Z2~Z5S氫原子、甲基、氯原子或苯環(huán)，分別可相同或不同；式[3g]中，Z6、Z7為氫原子或甲基，分別可相同或不同。
10.如權(quán)利要求1~9中的任一項所述的液晶取向處理劑,其特征在于,液晶取向處理劑中包含80~99質(zhì)量％的有機溶劑。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶取向處理劑，其特征在于，有機溶劑包括5~60質(zhì)量％的不良溶劑。
12.液晶取向膜，其特征在于，由權(quán)利要求1~11中的任一項所述的液晶取向處理劑得到。
13.液晶取向膜，其特征在于，使用權(quán)利要求1~11中的任一項所述的液晶取向處理劑通過噴墨涂布方法得到。
14.液晶顯示元件，其特征在于，具有權(quán)利要求12或13所述的液晶取向膜。
15.如權(quán)利要求12或13所述的液晶取向膜，其特征在于，用于在具備電極的一對基板之間具有液晶層且經(jīng)過下述工序制成的液晶顯示元件:在所述一對基板之間配置包含通過活性能量射線和熱量中的至少一方聚合的聚合性化合物的液晶組合物，向所述電極間施加電壓的同時使所述聚合性化合物聚合。
16.液晶顯示元件，其特征在于，具有權(quán)利要求15所述的液晶取向膜。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示元件，其特征在于，經(jīng)過下述工序制成:在具備電極和所述液晶取向膜的一對基板之間具有液晶層，在所述一對基板之間配置包含通過活性能量射線和熱量中的至少一方聚合的聚合性化合物的液晶組合物，向所述電極間施加電壓的同時使所述聚合性化合物聚合。
18.如權(quán)利要求12或13所述的液晶取向膜，其特征在于，用于在具備電極的一對基板之間具有液晶層且經(jīng)過下述工序制成的液晶顯示元件:在所述一對基板之間配置包含通過活性能量射線和熱量中的至少一方聚合的聚合性基團的液晶取向膜，向所述電極間施加電壓的同時使所述聚合性基團聚合。
19.液晶顯示元件，其特征在于，具有權(quán)利要求18所述的液晶取向膜。
20.如權(quán)利要求19所述的液晶顯示元件，其特征在于，經(jīng)過下述工序制成:在具備電極的一對基板之間具有液晶層，在所述一對基板之間配置包含通過活性能量射線和熱量中的至少一方聚合的聚合性基團的液晶取向膜，向所述電極間施加電壓的同時使所述聚合性基團聚合。
21.以所述式[2A]表示的二胺化合物。
22.以所述式[2a]~式[2d]表不的二胺化合物。
23.使包括所述以式[2A]或式[2B]表示的二胺化合物的二胺成分與四羧酸成分反應(yīng)而得的聚酰胺酸，或使該聚酰胺酸脫水閉環(huán)而得的聚酰亞胺。
24.使包括所述以式[2a]~式[2d]表示的二胺化合物的二胺成分與四羧酸成分反應(yīng)而得的聚酰胺酸，或使該聚酰胺酸脫水閉環(huán)而得的聚酰亞胺。
【文檔編號】C08G73/10GK104081268SQ201280065416
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月1日
【發(fā)明者】片山雅章, 高山祐樹, 川野勇太, 后藤耕平 申請人:日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會社