液晶定向剂、使用了该定向剂的液晶定向膜及液晶显示元件制造技术

本发明专利技术提供液晶的预倾角稳定在较低水平的液晶定向膜和用于获得该液 晶定向膜的液晶定向剂。液晶定向剂及由该液晶定向剂获得的液晶定向膜，其 特征在于，所述定向剂是含有聚合物的溶液，该聚合物是选自使含有下式(1) 表示的N-取代二胺的二胺成分和四羧酸二酐反应而获得的聚合物及使该聚合 物酰亚胺化而得的聚合物的至少1种， 式(1)中，R1为2价有机基团、碳数1～5的2价直链状烃基、该烃基 的任意的氢原子被甲基取代的有机基团或具有特定结构的有机基团，且R2 及R3的至少一方为碳数1～4的烃基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于液晶定向膜的制作的液晶定向剂、由该液晶定向剂获得的液晶定向膜及具备该液晶定向膜的液晶显示元件。
技术介绍
被用于移动电话、手提电脑的显示屏或电视机等的液晶显示元件是具有液晶分子被液晶定向膜夹持的结构、利用了通过液晶定向膜在规定方向定向的液晶分子因电压而改变定向状态这一现象的显示元件。目前，液晶定向膜主要通过涂布聚酰胺酸或聚酰亚胺的溶液后烧成而制得。该液晶定向膜由于决定液晶分子的定向均一性及相对于基板的预倾角，且对显示元件的电气特性有较大影响，因此在液晶显示元件中起到很大的作用。其中，液晶的预倾角是左右显示特性的重要参数之一，要求其符合液晶显示元件的模式并被控制为合适的值。例如，在被称为IPS或FFS的模式中，预倾角越低视场角越宽，色彩再现性越佳。作为以获得低预倾角为特征的液晶定向膜，已知的有聚酰亚胺主链具有亚烷基结构的液晶定向膜(参照专利文献1、2)。另一方面，着眼于聚合物的侧链结构时，例如如果用1价有机基团取代聚酰胺酸的酰胺键部位的氢原子，则液晶的预倾角提高(参照专利文献3)。此外，已知离子密度为表示液晶显示元件的电气特性的参数之一(参照专利文献4)。液晶显示元件的液晶中含有大量离子性杂质时，离子密度的值变大。离子密度的值如果变大，则会出现液晶显示元件的显示品质下降、易引起显示不良的问题。因此，要求开发出液晶显示元件的离子密度小的液晶定向膜。专利文献1：日本专利特开平10-123532号公报专利文献2：日本专利特开2000-80164号公报专利文献3：日本专利特开平2-250033号公报-->专利文献4：日本专利特开2001-4971号公报专利技术的揭示本专利技术的目的是提供液晶的预倾角稳定在较低水平且离子密度低的液晶定向膜及用于获得该液晶定向膜的液晶定向剂。本专利技术者为了实现上述目的进行认真探讨后完成了本专利技术。即，本专利技术的技术要点如下所述。[1]液晶定向剂，该定向剂是含有聚合物的溶液，该聚合物是选自使含有下式(1)表示的N-取代二胺的二胺成分和四羧酸二酐反应而获得的聚合物及使该聚合物酰亚胺化而得的聚合物的至少1种，式(1)中，R1为2价有机基团、碳数1～5的2价直链状烃基、该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团或下式(2)表示的有机基团，R2及R3为氢原子或碳数1～4的烃基，且R2及R3的至少一方为碳数1～4的烃基，式(2)中，A1～A4分别独立地为氢原子、甲基、甲氧基、异丙基、羧基、N，N’-二丙基氨基或N，N’-二烯丙基氨基，Y1～Y4分别独立地为单键、亚甲基、羰基键、醚键、酯键、氨基键或酰胺键，R4为碳数1～5的2价直链状烃基或该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团，m1～m4分别为0或1，m1～m4全部为0时，X1为环己基环、苯环、萘环、芴环、咔唑环、吡啶环、哌啶环、二苯乙炔骨架或茋骨架，m1～m4的任1个为1时，X1～X4分别独立地为环己基环、苯环或哌啶环。[2]上述[1]记载的液晶定向剂，其中，式(1)中的R1为式(2)表示的有机基团，式(2)中的A1为氢原子，X1为苯环，R4为碳数1～5的2价直链状烃基，-->Y2为单键，m2为1，m1、m3及m4为0。[3]上述[1]记载的液晶定向剂，其中，式(1)的R1为下式(3)、式(4)、式(5)、式(7)或式(8)的结构，式(3)中，n为1或2，式(4)中，A1为氢原子、甲基、甲氧基、异丙基、羧基、N，N’-二丙基氨基或N，N’-二烯丙基氨基，式(5)中，R5为单键、醚键、酯键、酰胺键、氨基键、羰基键、亚乙烯基、亚乙炔基或下式(6)表示的有机基团，R6及R7为氢原子或甲基，-Y5-R8-Y6-    (6)式(6)中，Y5及Y6分别独立地为单键、醚键、酯键、酰胺键、氨基键或羰基键，R8为碳数1～5的2价直链状烃基或该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团，式(7)中，Y7及Y8为单键或醚键，-->式(8)中，Y9及Y10分别独立地为单键或醚键，R9为单键、醚键或下式(9)表示的有机基团，-Y11-R10-Y12-    (9)式(9)中，Y11及Y12为单键或醚键，R10为碳数1～5的2价直链状烃基或该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团。[4]上述[1]～[3]中任一项记载的液晶定向剂，其中，四羧酸二酐为选自下式(a)～(g)的结构。[5]上述[1]～[4]中任一项记载的液晶定向剂，其中，式(1)表示的N-取代二胺占二胺成分的5～80摩尔％。[6]液晶定向膜，采用上述[1]～[5]中任一项记载的液晶定向剂制得。[7]液晶显示元件，具备上述[6]记载的液晶定向膜。由本专利技术的液晶定向剂可获得液晶的预倾角稳定在较低水平且离子密度低的液晶定向膜。因此，使用了本专利技术的液晶定向膜的IPS或FFS等模式的液晶显示元件的视场角宽，色彩再现性好，且不易出现显示不良。-->实施专利技术的最佳方式本专利技术的液晶定向剂的特征在于，该定向剂是含有聚合物的溶液，该聚合物是选自使含有下式(1)表示的N-取代二胺的二胺成分和四羧酸二酐反应而获得的聚合物及使该聚合物酰亚胺化而得的聚合物的至少1种，式(1)中，R1、R2及R3的定义如前所述。使所述含有N-取代二胺的二胺成分和四羧酸二酐反应而得的聚合物具有以碳数1～4的烃基进行了N-取代的酰胺酸的结构。该被N-取代的酰胺酸的酰胺部位不易引起酰亚胺化。此外，分子间氢键被N-取代抑制。即，利用抑制酰亚胺化及抑制聚合物链间的氢键这2种作用，聚合物链的定向自由度得到确保。酰胺酸的酰胺部位通过N-取代，与氮原子结合的氢原子被取代为碳原子。藉此，由本专利技术的液晶定向剂获得的液晶定向膜可降低液晶的预倾角，且可减小离子密度。本专利技术中，对于包含使用了含有所述式(1)表示的N-取代二胺的二胺成分的聚合物及/或使该聚合物酰亚胺化而得的聚酰亚胺的液晶定向膜为何具备以上所述的良好效果还不十分明确，其理由可能如下所述。即，液晶定向膜通过将聚酰胺酸等聚酰亚胺前体或聚酰亚胺的溶液涂布在基板上，烧成，实施摩擦等定向处理而制得。聚酰胺酸具备使二胺和四羧酸二酐反应就能够很容易地获得这一优点。该聚酰胺酸可通过加热而脱水闭环获得聚酰亚胺。一般改变相同结构的聚酰胺酸膜的加热温度制作酰亚胺化率不同的聚酰亚胺膜，对其进行摩擦而形成为液晶定向膜时，酰亚胺化率越高液晶的预倾角越高，离子密度越低。从聚酰胺酸向聚酰亚胺的变化由于将聚合物主链变得刚直，因此束缚聚合物链的定向自由度，进行摩擦处理时聚合物链不易延伸。另外，化学结构中，因为从酰胺变为酰亚胺，因此与氮原子结合的氢原子被取代为碳原子。使用了含有所述式(1)表示的N-取代二胺的二胺成分的聚合物及/或使该聚合物酰亚胺化而得的聚酰亚胺可通过提高用于液晶定向膜的聚合物的-->定向自由度、提高对应于摩擦处理的拉伸性而降低液晶的预倾角，另外，通过将酰胺部位的与氮原子结合的氢原子取代为碳原子，可减小离子密度。本专利技术的式(1)的结构中，R2或R3的N-取代基如果空间体积大，则聚合物链的定向自由度反而被抑制，因此比较合适的是碳数1～4的烃基，优选甲基或乙基，特好的是甲基。式(1)的结构中的R1为2价有机基团，具体为碳数1～5的2价直链状烃基、该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团或下式(2)表示的基团。R1的2价有本文档来自技高网...

【技术保护点】
液晶定向剂，其特征在于，所述定向剂是含有聚合物的溶液，该聚合物是选自使含有下式（１）表示的Ｎ－取代二胺的二胺成分和四羧酸二酐反应而获得的聚合物及使该聚合物酰亚胺化而得的聚合物的至少１种，　Ｈ－＊－Ｒ↓［１］－＊－Ｈ　（１）　式（１）中，Ｒ↓［１］为２价有机基团、碳数１～５的２价直链状烃基、该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团或下式（２）表示的有机基团，Ｒ↓［２］及Ｒ↓［３］为氢原子或碳数１～４的烃基，且Ｒ２及Ｒ３的至少一方为碳数１～４的烃基，　＊＊＊（２）　式（２）中，Ａ↓［１］～Ａ↓［４］为氢原子、甲基、甲氧基、异丙基、羧基、Ｎ，Ｎ’－二丙基氨基或Ｎ，Ｎ’－二烯丙基氨基，　Ｙ↓［１］～Ｙ↓［４］为单键、亚甲基、羰基键、醚键、酯键、氨基键或酰胺键，　Ｒ↓［４］为碳数１～５的２价直链状烃基或该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团，　ｍ↓［１］～ｍ↓［４］分别为０或１，ｍ↓［１］～ｍ↓［４］全部为０时，Ｘ↓［１］为环己基环、苯环、萘环、芴环、咔唑环、吡啶环、哌啶环、二苯乙炔骨架或茋骨架，ｍ↓［１］～ｍ↓［４］的任１个为１时，Ｘ↓［１］～Ｘ↓［４］为环己基环、苯环或哌啶环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.12.27 JP 351448/20061.液晶定向剂，其特征在于，所述定向剂是含有聚合物的溶液，该聚合物是选自使含有下式(1)表示的N-取代二胺的二胺成分和四羧酸二酐反应而获得的聚合物及使该聚合物酰亚胺化而得的聚合物的至少1种，式(1)中，R1为2价有机基团、碳数1～5的2价直链状烃基、该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团或下式(2)表示的有机基团，R2及R3为氢原子或碳数1～4的烃基，且R2及R3的至少一方为碳数1～4的烃基，式(2)中，A1～A4为氢原子、甲基、甲氧基、异丙基、羧基、N，N’-二丙基氨基或N，N’-二烯丙基氨基，Y1～Y4为单键、亚甲基、羰基键、醚键、酯键、氨基键或酰胺键，R4为碳数1～5的2价直链状烃基或该烃基的任意的氢原子被甲基取代的有机基团，m1～m4分别为0或1，m1～m4全部为0时，X1为环己基环、苯环、萘环、芴环、咔唑环、吡啶环、哌啶环、二苯乙炔骨架或茋骨架，m1～m4的任1个为1时，X1～X4为环己基环、苯环或哌啶环。2.如权利要求1所述的液晶定向剂，其特征在于，式(1)中的R1为式(2)表示的有机基团，式(2)中的A1为氢原子，X1为苯环，R4为碳数1～5的2价直链状烃基，Y2为单键，m2为1，m1、m3及m4为0。3.如权利要求1所述的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井秀则，
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