液晶定向处理剂制造技术

＊＊＊ ［Ⅰ］ 本发明专利技术涉及以包含具有通式［Ⅰ］表示的重复单位、且比浓粘度为０．０５～５．０ｄｌ／ｇ（温度为３０℃的Ｎ－甲基吡咯烷酮中，浓度为０．５ｇ／ｄｌ）的聚酰胺酸化合物，或该聚酰胺酸化合物酰亚胺化而获得的聚酰亚胺树脂为特征的液晶定向处理剂，及使用了该处理剂的液晶定向膜和液晶元件，式中，Ｒ↑［１］表示构成具有２～５元环缩合而成的脂环结构、且所有羰基与脂环结构直接相连、羰基不和与脂环结构相邻的碳相连的四羧酸的４价有机基团，Ｒ↑［２］表示构成二胺的２价有机基团。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于以液晶显示器为代表的液晶元件的液晶定向处理剂，以及使用了该处理剂的液晶定向膜和液晶元件。具体涉及对基板的印刷性良好、在磨擦时不会从基板剥离、因磨擦在定向膜上留下痕迹的机率很小、且在液晶元件驱动时可保持良好的电压稳定性的液晶定向处理剂，以及使用了该处理剂的液晶定向膜和液晶元件。
技术介绍
液晶显示元件是利用液晶的电光学变化的显示元件，其装置上的小型轻量、耗电量小的特性正倍受瞩目。近年，各种显示器用显示装置得到了迅猛发展。其中，使用具有正介电各向异性的向列液晶、在相对的一对电极基板的各个界面使液晶分子与基板平行配列、为使液晶分子的定向方向互相垂直相交而将两块基板组合而成的扭绞向列型(TN型)的电场效果型液晶显示元件是最具有代表性的。在TN型液晶元件中，使用了TFT(薄膜晶体管)的活动模型驱动方式由于其优良的显示特性，对其的开发正活跃地进行。这种TN型液晶显示元件中，至关重要的是液晶分子的长轴方向与基板表面均一平行定向，以及使液晶分子与基板呈一定的定向倾角定向。这样使液晶分子定向的方法一般采用磨擦处理的方法。磨擦处理是指在基板表面设置有机被膜，用棉布、尼龙布、聚酯布等沿一定方向磨擦该表面，使液晶分子按磨擦方向定向的方法。由于该方法能够比较容易地获得稳定的定向，所以，它是工业上专门采用的方法。有机被膜包括聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺等，从化学稳定性和热稳定性等方面考虑，最常用的是聚酰亚胺。使用了聚酰亚胺的液晶定向处理剂一般是将溶剂可溶型聚酰亚胺溶于溶剂而形成的漆涂布在基板上、对其进行焙烧形成聚酰亚胺膜后对其进行磨擦处理、作为液晶定向膜使用，或将聚酰亚胺的前体聚酰胺酸溶液涂布在基板上、然后在150℃的温度下对其进行焙烧、酰亚胺化后进行磨擦处理、作为液晶定向膜使用。这些定向膜的必要基本特性包括液晶分子的定向倾角、电压保持率、直流电压的电荷积累特性等。特别是TFT显示方式的电压保持率对元件的构成非常重要。这些定向膜特性对所用的液晶种类有依赖性，也受所用的聚酰亚胺结构的影响，通过选择聚酰亚胺的结构可尝试改善膜特性。一般，由溶剂可溶性聚酰亚胺形成的液晶定向膜可在低温进行焙烧、且电压保持特性良好，但存在定向倾角不理想、稳定性较差、电荷积累特性不够小等问题。而且，还有对基板的印刷性、粘合性较差等问题。另一方面，使用了聚酰亚胺的前体聚酰胺酸的液晶定向膜具有稳定的定向倾角和较小的直流电压电荷积累特性，而且对基板的印刷性和粘合性等较好，但在电压保持特性较差、且酰亚胺化率较低的情况下，存在膜表面的耐溶剂性较差等缺点。从生产液晶显示元件的角度考虑，定向膜对基板的粘合性、印刷性、耐磨擦性等特性是很重要的。特别是当磨擦处理是工业上采用的液晶定向处理方法时，磨擦时会使液晶定向膜从基板剥离，或对液晶定向膜造成损伤，从而对显示特性产生不良影响。另外，从显示元件的耐环境性和可靠性考虑，必须使用高温下的定向膜特性，特别是电压保持特性良好的定向处理剂。即，TFT驱动方式的显示元件大多使用含氟液晶。众所周知，使用这种液晶后，一般可获得较理想的电压保持特性。但是，即使初期的电压保持率较高，一旦液晶显现元件被长期使用，有时也会出现显示不均等显示不良的现象，所以可靠性不够。另外，使用低电压驱动用液晶的情况下，电压保持特性较差，存在难以获得足够高的可靠性的问题。如上所述，溶剂可溶性聚酰亚胺和聚酰胺酸作为液晶定向膜具有相反的优点和缺点，要同时满足液晶定向膜所必须的特性并不十分容易。所以特别希望开发出一种对基板具有良好的印刷性、粘合性和耐磨擦性，且可靠性较高的液晶定向处理剂。本专利技术是为解决上述问题而完成的。即，本专利技术的目的是提供对基板具有良好的印刷性、粘合性，且在磨擦时不会从基板剥离，因磨擦而对定向膜造成损伤的机率较小，液晶元件驱动时不论采用何种液晶都能够获得良好电压保持特性的液晶定向处理剂。专利技术的揭示本专利技术者们为解决上述问题进行了认真研究后完成了本专利技术。即，本专利技术涉及以包含具有通式表示的重复单位、且比浓粘度为0．05～5．0dl／g(温度为30℃的N-甲基吡咯烷酮中，浓度为0．5g／dl)的聚酰胺酸化合物，或该聚酰胺酸化合物酰亚胺化而获得的聚酰亚胺化合物为特征的液晶定向处理剂，以及使用了该处理剂的液晶定向膜和液晶显示元件， 式中，R1表示构成具有2～5元环缩合而成的脂环结构、且所有羰基与脂环结构直接相连、羰基不和与脂环结构相邻的碳相连的四羧酸的4价有机基团，R2表示构成二胺的2价有机基团。实施专利技术的最佳状态本专利技术的通式中的R1较好为构成通式表示的四羧酸的4价有机基团，通式中的m为1或2，最好是m为1， 式中，X1、X2、X3、X4为分别独立的单键或亚甲基，m为1～3的整数。具有构成本专利技术的通式表示的四羧酸的4价有机基团的m为1的四羧酸的具体例子包括二环辛烷-2，4，6，8-四羧酸、 二环壬烷-2，4，7，9-四羧酸、 二环癸烷-2，4，7，9-四羧酸、 二环癸烷-2，4，8，10-四羧酸 等四羧酸，以及它们的二酐等。m为2时的四羧酸的具体例子包括三环十一烷-3，5，9，11-四羧酸 等四羧酸，以及它们的二酐等。其中，从液晶定向的稳定性考虑，最好的是二环辛烷-2，4，6，8-四羧酸。这些四羧酸具有异构体，可使用1种异构体，也可使用异构体的混合物。特别是二环辛烷-2，4，6，8-四羧酸存在式、和 表示的异构体，为了获得本专利技术的效果可使用以下异构体中的1种，或使用它们的混合物。从聚合反应性考虑，异构体的含量较好在90％以上，最好在95％以上。例如，按照以下方法可合成二环辛烷-2，4，6，8-四羧酸及其二酐。即，在190℃的温度下，使2，5-降冰片二烯和二聚环戊二烯在高压锅中反应20小时，合成十二-4，9-二烯。然后，在-30℃的温度下，使上述化合物在甲醇中臭氧化后，在甲酸和乙酸的混合溶剂中，用过氧化氢进行氧化分解，获得二环辛烷-2，4，6，8-四羧酸(以下略称为BOTC)。用乙酸酐对四羧酸进行加热处理，获得二环辛烷-2，4，6，8-四羧酸二酐。另外，用高锰酸钾氧化四环十二-4，9-二烯也能够获得BOTC。本专利技术中必须包含具备使用了具有2～5元环缩合而成的脂环结构、且所有羰基与脂环结构直接相连、羰基不和与脂环结构相邻的碳相连而构成的四羧酸组分的重复单位的聚酰胺酸或聚酰亚胺，所有四羧酸组分中最好至少包含10摩尔％以上上述四羧酸组分。在不影响本专利技术的目的的前提下，可与其他四羧酸组分共聚。具体例子包括均苯四甲酸、2，3，6，7-萘四羧酸、1，2，5，6-萘四羧酸、1，4，5，8-萘四羧酸、2，3，6，7-蒽四羧酸、1，2，5，6-蒽四羧酸、3，3’，4，4’-联苯四羧酸、2，3，3’，4-联苯四羧酸、二(3，4-二羧基苯基)醚、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸、二(3，4-二羧基苯基)砜、二(3，4-二羧基苯基)甲烷、2，2-二(3，4-二羧基苯基)丙烷、1，1，1，3，3，3-六氟-2，2’-二(3，4-二羧基苯基)丙烷、二(3，4-二羧基苯基)二甲硅烷、二(3，4-二羧基苯基)二苯硅烷、2，3，4，5-吡啶四羧酸、2，6-二(3，4-二羧基苯基)吡啶等芳香族四羧酸，1，2，3，4-环丁烷四羧酸、1，2，3，4-环庚烷四羧酸、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
液晶定向处理剂，其特征在于，包含具有通式［Ⅰ］表示的重复单位、且比浓粘度为０．０５～５．０ｄｌ／ｇ（温度为３０℃的Ｎ－甲基吡咯烷酮中，浓度为０．５ｇ／ｄｌ）的聚酰胺酸化合物，或该聚酰胺酸化合物酰亚胺化而获得的聚酰亚胺化合物， ＊＊＊ ［Ⅰ］ 式中，Ｒ↑［１］表示构成具有２～５元环缩合而成的脂环结构、且所有羰基与脂环结构直接相连、羰基不和与脂环结构相邻的碳相连的四羧酸的４价有机基团，Ｒ↑［２］表示构成二胺的２价有机基团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泽畑清，绳田秀行，仁平贵康，大塚义和，中岛康之，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]