液晶取向劑、液晶取向膜的制造方法、液晶顯示元件、聚合物及化合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液晶取向劑、液晶取向膜的制造方法、液晶顯示元件、聚合物及化 合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電視機(jī)、移動(dòng)設(shè)備、各種監(jiān)視器等中廣泛利用的液晶顯示元件中，為了將液晶胞 中的液晶分子取向，而使用液晶取向膜。對(duì)所述液晶取向膜賦予液晶取向能的方法，之前已 知有：將有機(jī)膜進(jìn)行摩擦的方法、將氧化硅進(jìn)行斜向蒸鍍的方法、形成具有長(zhǎng)鏈烷基的單分 子膜的方法、對(duì)感光性有機(jī)膜進(jìn)行光照射的方法（光取向法）等。
[0003] 光取向法可以抑制靜電及塵埃的產(chǎn)生且對(duì)感光性有機(jī)膜賦予均勻的液晶取向性， 且也可以實(shí)現(xiàn)液晶取向方向的精密的控制，因此近年來進(jìn)行了各種研究（例如參照專利文 獻(xiàn)1~專利文獻(xiàn)3)。
[0004] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005] [專利文獻(xiàn)]
[0006] [專利文獻(xiàn)1]日本專利特開平6-287453號(hào)公報(bào) [0007][專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2003-307736號(hào)公報(bào) [0008][專利文獻(xiàn)3]日本專利特開平9-297313號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009][發(fā)明所欲解決的問題]
[0010] 然而，現(xiàn)有已知的光取向用液晶取向膜材料，對(duì)光的感光度不充分，為了賦予良好 的液晶取向性，而必需大量的累計(jì)曝光量。因此，存在花費(fèi)形成液晶取向膜時(shí)的工藝時(shí)間及 成本的問題。另外，若累計(jì)曝光量多，則擔(dān)心例如電特性等各種特性降低。另外，近年來，在 觸控面板方式的手機(jī)終端顯示器中，液晶取向膜的剝落成為問題。因此，要求液晶取向膜的 硬度。
[0011] 本發(fā)明鑒于所述情況而成，目的之一是提供一種可以獲得感光度優(yōu)異、并且電特 性、對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)的可靠性、膜硬度、殘像特性等各特性優(yōu)異的液晶取向膜的液晶取向 劑。
[0012] [解決問題的技術(shù)手段]
[0013] 本發(fā)明人等人為了達(dá)成如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的課題而進(jìn)行努力研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 通過在液晶取向劑中含有在主鏈具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物，而可以解決所述課題，從而完成 了本發(fā)明。具體而言，根據(jù)本發(fā)明可以提供以下的液晶取向劑、液晶取向膜的制造方法、液 晶顯示元件、聚合物及化合物。
[0014] 本發(fā)明在一個(gè)側(cè)面中提供一種液晶取向劑，其含有在主鏈具有下述式（1)所示的 部分結(jié)構(gòu)的聚合物（P)。
[0015] [化 1]
[0016]
[0017] (式（1)中，Ar1Jr2及Ar 3分別獨(dú)立地為芳香族烴環(huán)或雜環(huán)；R\R2及R3分別獨(dú)立 地為具有"-C = C-"的1價(jià)基團(tuán)；X1及X 2分別獨(dú)立地為單鍵、酯鍵、醚鍵、羰基、硫醚鍵、硫 酯鍵、-NR5-或-CONR5-(R5為氫原子或碳數(shù)1~6的烷基）；n為0或l;m為0~r的整數(shù) (r為（Ar1的環(huán)元數(shù)）-2)，k為0~s的整數(shù)（s為（Ar 2的環(huán)元數(shù)）-2)，j為0~t的整數(shù) (t為（Ar3的環(huán)元數(shù)）-2)，并且滿足m+k+j彡1。）
[0018] 另外，本發(fā)明在一個(gè)側(cè)面中提供一種液晶取向膜的制造方法，其包括將所述液晶 取向劑涂布于基板上而形成涂膜的步驟；以及對(duì)所述涂膜照射光而賦予液晶取向能的步 驟。另外，提供一種液晶顯示元件，其具備由所述制造方法而得的液晶取向膜。
[0019] 本發(fā)明在另外一個(gè)側(cè)面中提供一種聚合物，其選自由聚酰胺酸、聚酰亞胺及聚酰 胺酸酯所組成的組群，且使選自由四羧酸二酐、四羧酸二酯及四羧酸二酯二鹵化物所組成 的組群的至少一種四羧酸衍生物、與包含下述式（2)所示的化合物的二胺反應(yīng)而得。另外， 提供一種化合物，其由下述式（2)表示。
[0020] [化 2]
[0021]
[0022](式⑵中^廣八八八八匕匕匕父^父^^^及^-與所述式⑴同義。） [0023][發(fā)明的效果]
[0024] 通過使用包含所述聚合物（P)的液晶取向劑制造液晶顯示元件中的液晶取向膜， 而可以制造感光度優(yōu)異、并且電特性、對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)的可靠性、膜硬度、殘像特性等各特 性優(yōu)異的液晶取向膜。另外，由所述液晶取向劑形成的涂膜由于為了賦予液晶取向能而必 需的光照射量少而完成，因此難以產(chǎn)生涂膜的性能降低，也有助于削減制造液晶顯示元件 所需要的時(shí)間及制造成本。因此，使用所述液晶取向劑而制造的液晶顯示元件，在性能面及 成本面的兩方面優(yōu)異，并且可以適合應(yīng)用于各種用途的液晶顯示元件。
【附圖說明】
[0025] 圖1是表示殘像特性的評(píng)價(jià)用液晶顯示元件中的電極的圖案的說明圖。
[0026] [符號(hào)的說明]
[0027] A、B :電極
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下，對(duì)本發(fā)明的液晶取向劑所含的各成分、及根據(jù)需要而任意調(diào)配的其他成分 進(jìn)行說明。
[0029] 本發(fā)明的液晶取向劑含有在主鏈具有所述式（1)所示的部分結(jié)構(gòu)的聚合物（P)。 以下，對(duì)本發(fā)明的液晶取向劑所含的各成分、及根據(jù)需要而任意調(diào)配的其他成分進(jìn)行說明。
[0030] 〈所述式（1)所示的部分結(jié)構(gòu)〉
[0031] 在所述式（1)中，Ar1Jr2及Ar 3為芳香族經(jīng)環(huán)或雜環(huán)。Ar ^Ar2及Ar 3中的芳香族 烴環(huán)可以為單環(huán)及稠環(huán)的任一種，例如可以列舉：苯環(huán)、萘環(huán)、蒽環(huán)、菲環(huán)等。另外，Ar^Ar2及Ar3中的雜環(huán)優(yōu)選為含有氮的雜環(huán)。其具體例例如可以列舉：啦咯環(huán)、咪唑環(huán)、吡唑環(huán)、吡 啶環(huán)、嘧啶環(huán)、嗒嗪環(huán)、吡嗪環(huán)、三嗪環(huán)等。所述中優(yōu)選的Ar1、Ar2及Ar 3為1，4-亞苯基或2， 5-亞吡啶基。另外，Ar1、Ar2及Ar 3彼此可以相同，也可以不同。
[0032] 在Ar1、Ar2及Ar 3的環(huán)部分可以導(dǎo)入R \ R2及R 3以外的取代基。此種取代基例如 可以列舉：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵素原子；甲基、乙基、丙基等鏈狀或分支狀 的碳數(shù)1~6的烷基；甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳數(shù)1~6的烷氧基等。
[0033] R1、R2及R3為包含乙炔結(jié)構(gòu)（-C三C-)的1價(jià)基團(tuán)。R \ R2及R 3例如為碳數(shù)2~ 20的炔基，優(yōu)選為碳數(shù)2~10的炔基。作為R1、R2及R 3,其中優(yōu)選由"*-C E C-R4"（R4為 氫原子或碳數(shù)1~3的烷基，表示結(jié)合鍵）表示的1價(jià)基團(tuán)。
[0034] 此處，R4的碳數(shù)1~3的烷基可以列舉：甲基、乙基、丙基，所述烷基可以為直鏈狀， 也可以為分支狀。優(yōu)選的R4為氫原子或甲基。另外，R^R2及R3彼此可以相同，也可以不 同。
[0035] m為0~r的整數(shù)（r為（Ar1的環(huán)元數(shù)）-2)，k為0~s的整數(shù)（s為（Ar 2的環(huán)元 數(shù)）-2)，j為0~t的整數(shù)（t為（Ar3的環(huán)元數(shù)）-2)。優(yōu)選m、j為1或2, k為0~2。m、 k及j滿足m+k+j多1。就使涂膜表現(xiàn)出適度高的感光度的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選m+k+j為2~6， 更優(yōu)選為2~4。
[0036] X1及X 2為單鍵、酯鍵、醚鍵、羰基、硫醚鍵、硫酯鍵、-NR5-或-C0NR5-，R 5為氫原子 或碳數(shù)1~6的烷基。R5的碳數(shù)1~6的烷基可以列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基 等，所述烷基可以為直鏈狀，也可以為分支狀。優(yōu)選的R5為氫原子或甲基。另外，X1及X 2彼 此可以相同，也可以不同。
[0037] 作為X1及X2,所述中優(yōu)選為單鍵或酯鍵。另外，在X1及X2為酯鍵時(shí)，包括" * L(X)O- " 及"P-0C0-"（其中"*1"對(duì)于X1為與Ar 1的結(jié)合鍵、對(duì)于X 2為與Ar 2的結(jié)合鍵）。
[0038] 所述式（1)所示的部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)選的具體例例如可以列舉：由下述式（1-1-1)~ 式（1-1-11)分別表示的結(jié)構(gòu)等。
[0039] [化 3]
[0040]
[0041] 在本發(fā)明的液晶取向劑中，作為聚合物成分的聚合物（P)在聚合物的主鏈中具有 所述式（1)所示的部分結(jié)構(gòu)。此處，本說明書中的聚合物的"主鏈"，是指包含聚合物中最長(zhǎng) 的原子的連鏈的"干"的部分。另外，容許所述"干"的部分包含環(huán)結(jié)構(gòu)。此時(shí)，構(gòu)成所述環(huán) 結(jié)構(gòu)的2個(gè)以上原子分別鍵結(jié)于構(gòu)成"干"的部分的其他原子上，由此整個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)存在于主 鏈中。因此，所謂"主鏈具有所述式（1)所示的部分結(jié)構(gòu)"，是指所述結(jié)構(gòu)構(gòu)成主鏈的一部 分。但并不排除在所述聚合物（P)中，所述式（1)所示的結(jié)構(gòu)也存在于主鏈以外的部分例 如側(cè)鏈（自聚合物的"干"分支的部分）。
[0042] 所述聚合物（P)的主鏈例如可以列舉：包含聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚 酯、聚酰胺等的骨架。所述聚合物（P)可以根據(jù)液晶取向劑的用途等而適當(dāng)選擇使用選自 所述的聚合物的1種或2種以上。此種聚合物（P)可以通過在單體中使用具有所述式（1) 所示的結(jié)構(gòu)的化合物的聚合而獲得。
[0043] 關(guān)于聚合物（P)，就耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、與液晶的親和性等各種特性良好的方面而 言，其中優(yōu)選選自由聚酰胺酸、聚酰亞胺及聚酰胺酸酯所組成的組群的至少一種。
[0044] [聚酰胺酸]
[0045] 主鏈具有所述式（1)所示的部分結(jié)構(gòu)的聚酰胺酸（以下也稱為"聚酰胺酸（P) ")， 例如可以通過使四羧酸二酐與二胺反應(yīng)而得。具體而言，可以通過以下的方法等而得：[i] 通過在單體組成中包含具有所述式（1)所示的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐的聚合而合成；[ii]通過 在單體組成中包含具有所述式（1)所示的結(jié)構(gòu)的二胺的聚合而合成。所述方法中，就容易 合成的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選利用所述[ii]的方法。
[0046] ?四羧酸二酐
[0047] 在聚酰胺酸（P)的合成時(shí)，反應(yīng)中所使用的四羧酸二酐例如可以列舉：脂肪族四 羧酸二酐、脂環(huán)式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。作為所述四羧酸二酐的具體例，
[0048] 脂肪族四羧酸二酐例如可以列舉：1，2,3,4_ 丁烷四羧酸二酐等；
[0049] 脂環(huán)式四羧酸二酐例如可以列舉：1，2, 3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、2, 3, 5-三羧基環(huán) 戊基乙酸-酉干、1，3, 3a，4, 5,9b-八氛(四氛-2, 5- -氧代_3-咲喃基蔡并[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 并[l，2-c]呋喃-1，3-二酮、3-氧雜雙環(huán)[3. 2. 1]辛烷-2,4-二酮-6-螺環(huán)-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(huán)己烯-1，2-二羧酸 酐、3,5,6_三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2 :3,5 :6-二酐、2,4,6,8_四羧基雙環(huán)[3. 3. 0] 辛烷-2 :4,6 :8_二酐、4,9-二氧雜三環(huán)[5. 3. 1.02'6] ^烷_3, 5,8,10-四酮、環(huán)己烷四羧 酸二酐、及下述式（t-1)
[0050] [化 4]
[0051]
[0052] 所示的化合物等；
[0053] 芳香族四羧酸二酐例如可以列舉：均苯四甲酸二酐、及下述式（Al)
[0054] [化 5]
[0055]
[0056] (式（Al)中，Z1為氧原子、硫原子、酯鍵、硫酯鍵或-NH_，Rn為碳數(shù)1~20的烷烴 二基或所述烷烴二基的氫原子被氟原子取代而成的含有氟的基團(tuán)、亞環(huán)己基、亞苯基、亞聯(lián) 苯基或亞萘基。n3為0~2的整數(shù)。其中，在n3為1或2時(shí)，多個(gè)Z1可以相同，也可以不 同，在n3為2時(shí)，多個(gè)R11可以相同，也可以不同）
[0057] 所示的化合物等；
[0058] 此外，可以使用日本專利特開2010-97188號(hào)公報(bào)所記載的四羧酸二酐等。另外， 四羧酸二酐可以單獨(dú)使用1種或者組合2種以上而使用。
[0059] 所述式（Al)中的Z1優(yōu)選為氧原子或酯鍵。另外，Z1中的酯鍵包括"* 2_C00_"及 "*2-0C0_"（其中，"*2"表示與具有酸酐基的苯環(huán)的結(jié)合鍵）的兩個(gè)。
[0060] 就可以通過在聚合物的主鏈中導(dǎo)入柔軟性高的結(jié)構(gòu)而使后烘烤時(shí)的取向膜的加 熱再取向性增大的方面而言，Rn優(yōu)選為碳數(shù)1~10的烷烴二基或碳數(shù)1~10的烷烴二 基的氫原子被氟原子取代而成的基團(tuán)，其中更優(yōu)選為：1，2_亞乙基、1，3_亞丙基、1，4_亞丁 基、1，5-亞戊基、1，6-亞己基、-CH2-C2F 4-CH2-或-CH2-C4F 8-CH2-。
[0061] n3優(yōu)選為0或1。
[0062] 所述式（