液晶取向劑和使用了其的液晶表示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于制造液晶表示元件的液晶取向劑、由該液晶取向劑得到的液晶取 向膜、W及使用了該液晶取向膜的液晶表示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶表示元件作為質(zhì)量輕、體積薄且耗電低的表示設(shè)備是已知的。近年來，面向市 場占有率快速擴(kuò)大的便攜電話、平板型終端的高清晰液晶表示元件實(shí)現(xiàn)了顯著發(fā)展，W達(dá) 到要求高表示品質(zhì)的程度。
[0003] 液晶表示元件是用具備電極的一對透明基板夾持液晶層而構(gòu)成的。液晶表示元件 中，由有機(jī)材料形成的有機(jī)膜被用作液晶取向膜，W使液晶在基板之間形成期望的取向狀 態(tài)。即，液晶取向膜是液晶表示元件的構(gòu)成部件，其形成于夾持液晶的基板的與液晶接觸的 表面，承擔(dān)使液晶在該基板之間沿著一定的方向取向的作用。進(jìn)而，通過液晶取向膜能夠控 制液晶的預(yù)傾角。主要已知的是:通過選擇聚酷亞胺的結(jié)構(gòu)而提高預(yù)傾角的方法(參照專利 文獻(xiàn)1)和通過選擇聚酷亞胺的結(jié)構(gòu)而降低預(yù)傾角的方法(參照專利文獻(xiàn)2)等。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平09-278724號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)2:日本特開平10-123532號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引發(fā)明要解決的問題
[0009] 近年來，面向智能手機(jī)、便攜電話等移動用途而使用了液晶表示元件。對于運(yùn)些用 途而言，為了確保盡量大的表示面，要求的是，為了對液晶表示元件的基板之間進(jìn)行粘接而 使用的密封劑的寬度比W往窄的所謂窄邊框化。隨著所述面板的窄邊框化，制作液晶表示 元件時使用的密封劑的涂布位置會成為與液晶取向膜端部接觸的位置、或者被涂布于液晶 取向膜的上部，聚酷亞胺沒有極性基團(tuán)或者極性基團(tuán)少，因此存在如下問題:密封劑與液晶 取向膜表面未形成共價鍵、基板彼此的粘接變得不充分。在運(yùn)種情況下，尤其是在高溫高濕 條件下的使用中，會產(chǎn)生如下問題:水容易從密封劑與液晶取向膜之間混入、液晶表示元件 的邊框附近發(fā)生表示不均。因此，課題在于提高聚酷亞胺系液晶取向膜與密封劑、基板的粘 接性(密合性）。如上所述，液晶取向膜與密封劑、基板的粘接性的改善需要在不降低液晶取 向膜所具有的液晶取向性、電特性的條件下實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而要求提高運(yùn)些特性。
[0010] 本發(fā)明的主要目的在于，提供能夠提高液晶取向膜與密封劑、基板的密合性而不 降低液晶取向性、電特性的液晶取向劑。
[00"]用于解決問題的方案
[0012]本發(fā)明人等為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明 的主旨如下所示。
[0013] I. -種液晶取向劑，其特征在于，其含有下述(A)成分、(B)成分和有機(jī)溶劑。
[0014] (A)成分:選自由具有下述式（1)所示結(jié)構(gòu)單元的聚酷亞胺前體和該聚酷亞胺前體 的酷亞胺化聚合物組成的組中的至少1種聚合物。
[0015] (B)成分:具有徑基烷基酷胺基的化合物。
[0016]
[0017] (X功4價有機(jī)基團(tuán)，Yi為2價有機(jī)基團(tuán)。Ri為氨原子或碳數(shù)1~5的烷基。Al和A2各自 獨(dú)立地為氨原子、碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)2~10的締基或碳數(shù)2~10的烘基，運(yùn)些基團(tuán)任選 具有取代基。）
[0018] 2.根據(jù)上述1所述的液晶取向劑，其中，（B)成分為具有2個W上徑基烷基酷胺基的 化合物。
[0019] 3.根據(jù)上述1或2所述的液晶取向劑，其中，含有相對于(A)成分為0.1~20質(zhì)量％ 的(B)成分。
[0020] 4.根據(jù)上述1~3中任一項所述的液晶取向劑，其中，（B)成分用下述式(2)表示。
[0021]
[0022] (X2為碳數(shù)1~20的脂肪族控基、或者包含芳香族控基的n價有機(jī)基團(tuán)，n為2~6的 整數(shù)?；蚏3各自獨(dú)立地為氨原子、碳數(shù)1~4的烷基、碳數(shù)2~4的締基或碳數(shù)2~4的烘基，運(yùn) 些基團(tuán)任選具有取代基。其中，R2和化之中的至少1個具有徑基作為取代基。）
[0023] 5.根據(jù)上述1~4中任一項所述的液晶取向劑，其中，R2和R3之中的至少1個為下述 式(3)。
[002'
[0025] (R4~化各自獨(dú)立地為氨原子、控基、或者被徑基取代的控基。）
[0026] 6.根據(jù)上述1~5中任一項所述的液晶取向劑，其中，X2中的直接鍵合于幾基的原 子是未形成芳香環(huán)的碳原子。
[0027] 7.根據(jù)上述1~6中任一項所述的液晶取向劑，其中，)(2為脂肪族控基。
[00%] 8.根據(jù)上述1~7中任一項所述的液晶取向劑，其中，R2和R3為下述式(4)所示的化 合物。
[0029]
(4)
[0030] 9.根據(jù)上述I~8中任一項所述的液晶取向劑，其中，（B)成分為下述任意化合物。 [0031：
[0032] 10.根據(jù)上述1~9中任一項所述的液晶取向劑，其中，Xi為選自由下述式(X-I)~ (X-14)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)。
[0033]
[0034] (Rs~Rii各自獨(dú)立地為氨原子，面原子，碳數(shù)I~6的烷基，碳數(shù)2~6的締基、締基， 或苯基。）
[0035] 11.根據(jù)上述1~10中任一項所述的液晶取向劑，其中，沿為選自由下述式(Xl-I) 和(Xl -2)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)。
[0036]
[0037] 12.根據(jù)上述1~11中任一項所述的液晶取向劑，其中，Yi為選自由下述式（5)和 (6)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)。
[00；3 引
[0039] (Ru為單鍵或碳數(shù)1~30的2價有機(jī)基團(tuán)，Ru為氨原子、面原子或碳數(shù)1~30的1價 有機(jī)基團(tuán)，a為1~4的整數(shù)，a為2W上時，（Rl2-Rl3)彼此相同或不同。Rl4為單鍵、-0-、-S-、-NRl5-、酷胺鍵、醋鍵、脈鍵或碳數(shù)l~40的2價有機(jī)基團(tuán)，Rl5為氨原子或甲基。）
[0040] 13.-種液晶取向膜，其是涂布上述1~12中任一項所述的液晶取向劑并燒成而得 到的。
[0041] 14.-種液晶取向膜，其是涂布上述1~12中任一項所述的液晶取向劑并照射波長 為100~400nm的偏振紫外線而得到的。
[0042] 15.根據(jù)上述13或14所述的液晶取向膜，其中，燒成后的膜厚為5~300nm。
[0043] 16.-種液晶表示元件，其具備上述13~15中任一項所述的液晶取向膜。
[0044] 17.-種橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件，其具備上述13~15中任一項所述的液晶 取向膜。
[0045] 發(fā)明的效果
[0046] 通過使用本發(fā)明的液晶取向劑，可得到能夠提高密封劑與液晶取向膜的粘接性、 抑制液晶表示元件的邊框附近在高溫高濕條件下發(fā)生表示不均的液晶取向膜。由此，具有 本發(fā)明的液晶取向膜的液晶表示元件通過提高密封劑與液晶取向膜的粘接性而能夠解決 邊框附近的表示不均，能夠制成大畫面且高清晰的液晶顯示器。
[0047] 進(jìn)而，通過使用本發(fā)明的液晶取向劑，能夠?qū)崿F(xiàn)上述課題而不降低液晶取向性、電 特性。
【具體實(shí)施方式】 [004引 <(A)成分〉
[0049]本發(fā)明的液晶取向劑中包含的(A)成分為選自由具有下述式（1)所示結(jié)構(gòu)單元的 聚酷亞胺前體和該聚酷亞胺前體的酷亞胺化聚合物組成的組中的至少1種聚合物。
[(K)加]
[0051] 式(1)中，&為4價有機(jī)基團(tuán)，Yi為2價有機(jī)基團(tuán)。
[0052] 化為氨原子或碳數(shù)1~5的烷基。
[0053] Al~A2各自獨(dú)立地為氨原子、碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)2~10的締基或碳數(shù)2~10的 烘基，運(yùn)些基團(tuán)任選具有取代基。
[0054] 作為Ri中的上述烷基的具體例，可列舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、正下基、異下 基、仲下基、叔下基、正戊基等。從基于加熱的酷亞胺化容易度的觀點(diǎn)出發(fā)，扣優(yōu)選為氨原子 或甲基。
[0055] 式（1)中，Xi為源自四簇酸衍生物的4價有機(jī)基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)沒有特別限定。聚酷亞胺 前體中，沿可W混合存在巧中W上。若示出Xi的具體例，則可列舉出下述式(X-I)~(X-44)的 結(jié)構(gòu)。
[0化7]
[005引上述式(X-I)中的Rs~Rii各自獨(dú)立地為氨原子，面原子，碳數(shù)1~6的烷基，碳數(shù)2~ 6的締基、烘基，或者苯基。1?8~Rii為大體積的結(jié)構(gòu)時，有可能使液晶取向性降低，因此，更優(yōu) 選為氨原子、甲基或乙基，特別優(yōu)選為氨原子或甲基。
[0059] 式(1)中，從單體獲取性的觀點(diǎn)出發(fā)，&優(yōu)選為選自（X-I)~(X-14)中的結(jié)構(gòu)。
[0060] 由于能夠進(jìn)一步提高所得液晶取向膜的可靠性，因此，Xi的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為(X-I)~ (X-7)和(X-IO)之類的僅由脂肪族基團(tuán)形成的結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選為(X-I)所示的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，為了 顯示良好的液晶取向性，作為Xi的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)選為下述式(Xl-I)或(X1-2)。
[0061]
[0062] 作為選自上述(X-I)~(X-14)中的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選比例，為Xi整體的20摩爾％ ^上，更 優(yōu)選為60摩爾％ W上，進(jìn)一步優(yōu)選為80摩爾％ W上。
[0063] 式（1)中，Al和A2各自獨(dú)立地為氨原子、任選具有取代基的碳數(shù)1~10的烷基、任選 具有取代基的碳數(shù)2~10的締基、或者任選具有取代基的碳數(shù)2~10的烘基。
[0064] 作為上述烷基的具體例，可列舉出甲基、乙基、丙基、下基、叔下基、己基、辛基、癸 基、環(huán)戊基、環(huán)己基、雙環(huán)己基等。
[0065] 作為締基，可列舉出將上述烷基中存在的1個W上的C此-C出結(jié)構(gòu)置換成CH=CH結(jié) 構(gòu)而得到的締基，更具體而言，可列舉出乙締基、締丙基、1-丙締基、異丙締基、2-下締基、1， 3-下二締基、2-戊締基、2-己締基、環(huán)丙締基、環(huán)戊締基、環(huán)己締基等。
[0066] 作為烘基，可列舉出前述烷基中存在的1個W上的C此-C此結(jié)構(gòu)置換成C = C結(jié)構(gòu)而 得到的烘基，更具體而言，可列舉出乙烘基、1-丙烘基、2-丙烘基等。
[0067] 上述烷基、締基、烘基任選具有取代基，可W進(jìn)一步借助取代基形成環(huán)結(jié)構(gòu)。需要 說明的是，借助取代基形成環(huán)結(jié)構(gòu)是指，取代基彼此或取代基與母骨架的一部分鍵合而形 成環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0068] 作為取代基的例子，可列舉出面素基團(tuán)、徑基、硫醇基、硝基、芳基、有機(jī)氧基、有機(jī) 硫基、有機(jī)甲娃烷基、酷基、醋基、硫醋基、憐酸醋基、酷胺基、烷基、締基、烘基等。
[0069] 作為屬于取代基的面素基團(tuán)，可列舉出氣原子、氯原子、漠原子或艦原子。
[0070] 作為屬于取代基的芳基，可列舉出苯基。該芳基可W進(jìn)一步取代有前述的其它取 代基。
[0071] 作為屬于取代基的有機(jī)氧基，可例示出-O-R所示的結(jié)構(gòu)。R可W相同或不同，可例 示出前述烷基、締基、烘基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。作為有機(jī)氧基的 具體例，可列舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、下氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等。
[0072] 作為屬于取代基的有機(jī)硫基，可例示出-S-R所示的結(jié)構(gòu)。作為R，可例示出前述燒 基、締基、烘基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。作為有機(jī)硫基的具體例，可列 舉出甲硫基、乙硫基、丙硫基、了硫基、戊硫基、己硫基、庚硫基、辛硫基等。
[0073] 作為屬于取代基的有機(jī)甲娃烷基，可例示出-Si-(R)3所示的結(jié)構(gòu)。R可W相同或不 同，可例示出前述烷基、締基、烘基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。作為有機(jī) 甲娃烷基的具體例，可例示出=甲基甲娃烷基、=乙基甲娃烷基、=丙基甲娃烷基、=下基 甲娃烷基、=戊基甲娃烷基、=己基甲娃烷基、戊基二甲基甲娃烷基、己基二甲基甲娃烷基 等。
[0074] 作為屬于取代基的酷基，可例示出-C(O)-R所示的結(jié)構(gòu)。作為R，可例示出前述燒 基、締基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。作為酷基的具體例，可列舉出甲酯 基、乙酷基、丙酷基、下酷基、異下酷基、戊酷基、異戊酷基、苯甲酯基等。
[0075] 作為屬于取代基的醋基，可例示出-C(O)O-R或-OC(O)-R所示的結(jié)構(gòu)。作為R，可例 示出前述烷基、締基、烘基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。
[0076] 作為屬于取代基的硫醋基，可例示出-C(S)O-R或-OC(S)-R所示的結(jié)構(gòu)。作為R，可 例示出前述烷基、締基、烘基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。
[0077] 作為屬于取代基的憐酸醋基，可例示出-0P(0)-(0R)2所示的結(jié)構(gòu)。R可W相同或不 同，可例示出前述烷基、締基、烘基、芳基等。運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。
[007引作為屬于取代基的酷胺基，可例示出-C(O)NHs或-C(0)NHR、-NHC(0)R、-C(0)N (R)2、-NRC(0)R所示的結(jié)構(gòu)。該R可W相同或不同，可例示出前述烷基、締基、烘基、芳基等。 運(yùn)些R可W進(jìn)一步取代有前述取代基。
[0079] 作為屬于取代基的芳基，可列舉出與前述芳基相同的芳基。該芳基可W進(jìn)一步取 代有前述的其它取代基。
[0080] 作為屬于取代基的烷基，可列舉出與前述烷基相同的烷基。該烷基可W進(jìn)一步取 代有前述的其它取代基。
[0081] 作為屬于取代基的締基，可列舉出與前述締基相同的締基。該締基可W進(jìn)一步取 代有前述的其它取代基。
[0082] 作為屬于取代基的烘基，可列舉出與前述烘基相同的烘基。該烘基可W進(jìn)一步取 代有前述的其它取代基。
[0083] -般來說，導(dǎo)入體積大的結(jié)構(gòu)時，有可能使氨基的反應(yīng)性、液晶取向性降低，因此， 作為Al和A2,更優(yōu)選為氨原子或任選具有取代基的碳數(shù)1~5的烷基，特別優(yōu)選為氨原子、甲 基或乙基。
[0084] 式（1)中，Yi為源自二胺的2價有機(jī)基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)沒有特別限定。作為Yi的結(jié)構(gòu)的具 體例，可列舉出下述(Y-I)~(Y-118)。 r0090I
[0091] (式(Y-109)中，m和n分別為I~11的整數(shù)，m+n為2~12的整數(shù)。式(Y-114)中，h為！ ~3的整數(shù)，式(Y-Ill)和(Y-117)中，j為0~3的整數(shù)。）
[0092] 作為Yi的結(jié)構(gòu)，從所得液晶取向膜的液晶取向性、預(yù)傾角的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選為選 自由下述式(5)和(6)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)。
[0093]
[0094] 式（5)中，Ri2為單鍵或碳數(shù)1~30的2價有機(jī)基團(tuán)，Ru為氨原子、面原子或碳數(shù)1~ 30的1價有機(jī)基團(tuán)。
[00巧]a為1~4的整數(shù)，a為2 W上時，（Ri2-Ri3)彼此相同或不同。
[0096] 式(6)中的Ri4為單鍵、-0-、-5-、-順5-、酷胺鍵、醋鍵、脈鍵或碳數(shù)1~40的2價有機(jī) 基團(tuán)，Ris為氨原子或甲基。
[0097] 作為式(5)和式(6)所示的Yi的具體例，由于線性高的結(jié)構(gòu)在制成液晶取向膜時能 夠提高液晶的取向性，因此優(yōu)選為"-7)、"-21)、"-22)、"-23)、"-25)、"-43)~"-46)、（Y-48)、（Y-63)、（Y-71)~（Y-75)、（Y-98)、（Y-99)、（Y-IOO)、（Y-118)等。
[0098] 作為能夠提高液晶取向性的上述結(jié)構(gòu)的比例，優(yōu)選為Yi整體的20摩爾％ ^上，更 優(yōu)選為60摩爾％ W上，進(jìn)一步優(yōu)選為80摩爾％ W上。通常優(yōu)選為90摩爾％ W下。
[0099] 想要提高制成液晶取向膜時的液晶預(yù)傾角時，Yi優(yōu)選在側(cè)鏈具有長鏈烷基、芳香 族環(huán)、脂肪族環(huán)、類固醇骨架、或者它們組合而成的結(jié)構(gòu)。作為運(yùn)種Yi,可列舉出（Y-76)~ (Y-97)。
[0100] 作為想要提高預(yù)傾角時的上述結(jié)構(gòu)的比例，優(yōu)選為Yi整體的1~30摩爾％，更優(yōu)選 為1~20摩爾％。
[0101] 本發(fā)明中使用的聚酷亞胺前體是通過二胺成分與四簇酸衍生物的反應(yīng)而得到的， 可列舉出聚酷胺酸、聚酷胺酸醋等。
[0102] <(B)成分〉
[0103] 本發(fā)明的液晶取向劑中含有的(B)成分為具有徑基烷基酷胺基的化合物。（B)成分 只要具有徑基烷基酷胺基，則其它結(jié)構(gòu)沒有特別限定，從獲取性等的觀點(diǎn)出發(fā)，作為優(yōu)選 例，可列舉出下述式(2)所示的化合物。
[0104]
[0105] X2為碳數(shù)1~20的脂肪族控基、或者包含芳香族控基的n價有機(jī)基團(tuán)。n為2~6的整 數(shù)。
[0106] R2和R3各自獨(dú)立地為氨原子、任選具有取代基的碳數(shù)1~4的烷基、任選具有取代基 的碳數(shù)2~4的締基、或者任選具有取代基的碳數(shù)2~4的烘基。另外，R2和化之中的至少1個表 示被徑基取代的控基。
[0107] 其中，從液晶取向性的觀點(diǎn)出發(fā)，式(2)的X2中的直接鍵合于幾基的原子優(yōu)選為未 形成芳香環(huán)的碳原子。另外，從液晶取向性和溶解性的觀點(diǎn)出發(fā)，式(2)的X2優(yōu)選為脂肪族 控基，碳數(shù)更優(yōu)選為1~10。
[010引式(2)中，從溶解性的觀點(diǎn)出發(fā)，n優(yōu)選為2~4。
[0109] 式(2)中，從反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，R2和R3之中的至少1個優(yōu)選為下述式(3)所示的結(jié) 構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)選為下述式(4)所示的結(jié)構(gòu)。
[0110]
[0111] ￡基、或者被徑基取代的控基。
[0112]
[0113]作為(B)成分的優(yōu)選具體例，可列舉出下述化合物。
[0114]
[0115] (B)成分過多時，對液晶取向性、預(yù)傾角造成影響，過少時，無法獲得本發(fā)明的效 果。因此，（B)成分的含量相對于(A)成分優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量％，更優(yōu)選為1~10質(zhì)量％。
[0116] <聚酷亞胺前體-聚酷胺酸的制造〉
[0117] 本發(fā)明所使用的聚酷亞胺前體即