液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種液晶取向齊Ij、液晶取向膜以及液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，液晶顯示元件已開發(fā)出電極結(jié)構(gòu)或所使用的液晶分子的物性等不同的多 種驅(qū)動方式，例如已知扭轉(zhuǎn)向列（Twisted Nematic，TN)型或超扭轉(zhuǎn)向列（Super Twisted Nematic，STN)型、垂直取向（Vertical Alignment，VA)型、多域垂直取向（Multidomain Vertical Alignment，MVA)型、共面切換型（In Plane Switching，IPS 型）、邊緣場切換 (Fringe Field Switching，F(xiàn)FS)型、光學(xué)補(bǔ)償彎曲（Optically Compensatory Bend，0CB) 型等各種液晶顯示元件。這些液晶顯示元件具有用以使液晶分子取向的液晶取向膜。液晶 取向膜的材料是使用聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚酯、聚有機(jī)硅氧烷等聚合 物，其中，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，通常使用聚酰 胺酸或聚酰亞胺。
[0003] 近年來，液晶面板不僅如以往般用于個人電腦等的顯示裝置，而且還用于例如液 晶電視或汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、移動電話、智能手機(jī)、信息顯示器等多種用途。液晶面板的重要特 性之一可列舉因使用而引起的品質(zhì)下降少、可靠性高，為了滿足該特性而提出了多種液晶 取向劑（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 專利文獻(xiàn)1中提出：使用將由三級丁氧基羰基（t-BOC基）所保護(hù)的氨基相對于一 級氨基而導(dǎo)入至鄰位而成的芳香族二胺，使利用該二胺而獲得的聚酰胺酸或聚酰亞胺含有 于液晶取向劑中。依據(jù)該技術(shù)，專利文獻(xiàn)1中記載有如下主旨：通過膜形成時的加熱，t-B0C 基去保護(hù)而生成氨基，通過所生成的氨基的分子內(nèi)反應(yīng)或者分子間反應(yīng)（交聯(lián)反應(yīng)）來改 善可靠性。
[0005] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0006] [專利文獻(xiàn)]
[0007] [專利文獻(xiàn)1]國際公開第2013/115228號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008][發(fā)明所要解決的問題]
[0009] 專利文獻(xiàn)1中記載的是利用通過膜形成時的加熱而生成的氨基的技術(shù)，由于難以 進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而被認(rèn)為無法充分改善液晶面板的可靠性。
[0010]另外，在使用熱分解性單體的情況下，若加熱后為殘存大量未反應(yīng)的官能基的狀 態(tài)，則認(rèn)為在液晶面板的長期點亮?xí)r會引起在面板中產(chǎn)生氣泡的不良情況。為了抑制這種 不良情況的產(chǎn)生，要求在后烘烤后來自液晶取向膜的逸出氣體少。
[0011] 本發(fā)明是鑒于所述問題而形成，目的之一在于提供一種液晶取向劑，其可獲得來 自液晶取向膜的逸出氣體量少、且可靠性高的液晶顯示元件。
[0012] [解決問題的技術(shù)手段]
[0013] 本發(fā)明者等人為了達(dá)成如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而積極研究，嘗試將被認(rèn)為表 現(xiàn)出熱分解性的特定結(jié)構(gòu)導(dǎo)入至聚合物中。而且發(fā)現(xiàn)，通過將具有該特定結(jié)構(gòu)的聚合物用 作液晶取向劑的聚合物成分，可解決所述問題，從而完成本發(fā)明。具體而言，由本發(fā)明提供 以下的液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件。
[0014] 本發(fā)明的一方面為提供一種液晶取向劑，其含有選自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚 酰亞胺及聚酰胺所組成的組群中的至少一種聚合物，且該聚合物的至少一部分為具有下述 式（1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的聚合物（P)。
[0015] [化 1]
[0017](式⑴中，A1及A 2分別獨立地為氫原子或一價有機(jī)基，A 1與A 2的碳數(shù)的合計為 〇~7 J1為氧原子或硫原子，R 1為氫原子或碳數(shù)1~6的一價烴基，X 1為單鍵或二價有機(jī) 基；顯示結(jié)合鍵。）
[0018] 本發(fā)明的另一方面為提供使用所述液晶取向劑來形成的液晶取向膜、以及包括該 液晶取向膜的液晶顯示元件。
[0019] [發(fā)明的效果]
[0020] 依據(jù)所述包含聚合物（P)的液晶取向劑，可形成逸出氣體量少的液晶取向膜。另 外，本發(fā)明的液晶顯示元件由于包括使用所述包含聚合物（P)的液晶取向劑來形成的液晶 取向膜，故而隨著使用的品質(zhì)劣化少，可靠性優(yōu)異。
【附圖說明】
[0021] 圖1是表示實施例及比較例中使用的透明電極膜的電極圖案的圖。
[0022] 圖2是表示實施例中使用的透明電極膜的電極圖案的圖。
[0023] 圖3是表示實施例中使用的透明電極膜的電極圖案的圖。
[0024] 附圖標(biāo)記說明：
[0025] I: ITO 電極；
[0026] 2 :狹縫部；
[0027] A、B:基板。
【具體實施方式】
[0028] 以下，對液晶取向劑中所含的各成分、以及視需要來任意調(diào)配的其他成分進(jìn)行說 明。
[0029] 〈聚合物（P) >
[0030] 本發(fā)明的液晶取向劑含有聚合物（P)作為聚合物成分，所述聚合物（P)是以選自 由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亞胺及聚酰胺所組成的組群中的至少一種作為主骨架，且具 有下述式（1)所表示的部分結(jié)構(gòu)。
[0031] [化 2]
[0033] (式⑴中，A1及A 2分別獨立地為氫原子或一價有機(jī)基；其中，A1與A 2的碳數(shù)的 合計為〇~7 J1為氧原子或硫原子，R 1為氫原子或碳數(shù)1~6的一價烴基，X 1為單鍵或二 價有機(jī)基；" "表不結(jié)合鍵）
[0034] 所述式（1)中，A1及A2的一價有機(jī)基例如可列舉：一價烴基；對一價烴基的亞甲基 以-〇-、-s-、-co-、-coo-、-cos-等二價的含雜原子基進(jìn)行取代的基團(tuán)；對一價烴基所具有 的氫原子的至少一個以鹵素原子（氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等）等進(jìn)行取代的基團(tuán)； 具有雜環(huán)的一價基等。只要A 1與A 2的碳數(shù)的合計為0~7的范圍內(nèi)，則A 1及A 2的碳數(shù)并 無特別限制，但就使由通過后烘烤時的加熱而脫離的基團(tuán)"-CHAT"而來的化合物在取向膜 中殘存的量減少的觀點而言，優(yōu)選為〇~6,更優(yōu)選為0~4,尤其優(yōu)選為0~3。
[0035] 此處，本說明書中所謂"烴基"是包含鏈狀烴基、脂環(huán)式烴基及芳香族烴基的含義。 所謂"鏈狀烴基"，是指主鏈上不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)，而是僅由鏈狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的直鏈狀烴基以及 分支狀烴基。其中，可以飽和，也可以不飽和。所謂"脂環(huán)式烴基"，是指僅包含脂環(huán)式烴的 結(jié)構(gòu)作為環(huán)結(jié)構(gòu)，而不含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的烴基。其中，未必需要僅由脂環(huán)式烴的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成， 也包含其一部分中具有鏈狀結(jié)構(gòu)的烴基。所謂"芳香族烴基"，是指包含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)作為環(huán) 結(jié)構(gòu)的烴基。其中，未必需要僅由芳香環(huán)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，也可以在其一部分中包含鏈狀結(jié)構(gòu)或 脂環(huán)式烴的結(jié)構(gòu)。
[0036] 作為一價烴基的具體例，鏈狀烴基例如可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己 基、庚基等烷基；乙烯基、丙烯基、丁烯基等烯基；乙炔基、丙炔基等炔基等；這些基團(tuán)可以 是直鏈狀，也可以是分支狀。另外，脂環(huán)式烴基例如可列舉：環(huán)己基、甲基環(huán)己基等；芳香族 烴基例如可列舉：苯基、甲苯基等。
[0037] 就因加熱而引起的基團(tuán)"-CHAT"的脫離容易度的觀點而言，A1及A 2優(yōu)選為其中 的氫原子、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的一價鏈狀烴基，更優(yōu)選為氫原子、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取 代的烷基。此外，A 1與A 2彼此可以相同，也可以不同。
[0038] R1的碳數(shù)1~6的一價烴基例如可列舉：碳數(shù)1~6的烷基、烯基、炔基、環(huán)己基、 苯基等。此外，關(guān)于烷基、烯基及炔基的具體例，可列舉A 1及A 2中所例示的基團(tuán)中的碳數(shù) 1~6的基團(tuán)。R1優(yōu)選為氫原子或碳數(shù)1~6的烷基。
[0039] X1的二價有機(jī)基例如可列舉：二價烴基；對二價烴基的亞甲基以-0-、-3-、-(1)-、-C00-、-C0S-、-NR 3-、-C0NR3-(其中，R3為氫原子或碳數(shù)1~6的一價烴基）等二價的含雜原 子基進(jìn)行取代的基團(tuán)；對二價烴基所具有的氫原子的至少一個以鹵素原子等進(jìn)行取代的基 團(tuán)；具有雜環(huán)的^?價基等。
[0040] 此處，作為二價烴基的具體例，鏈狀烴基例如可列舉亞甲基、亞乙基、丙二基、丁二 基、戊二基、己二基等烷二基等，這些基團(tuán)可以是直鏈狀，也可以是分支狀。另外，脂環(huán)式烴 基例如可列舉亞環(huán)己基等；芳香族烴基例如可列舉亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞萘基等。
[0041] X1優(yōu)選為單鍵、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二價鏈狀烴基，更優(yōu)選為單鍵、或者經(jīng)取 代或未經(jīng)取代的烷二基。
[0042] 式（1)中的優(yōu)選為鍵結(jié)于芳香族環(huán)上。式（1)中的所鍵結(jié)的芳香族環(huán)例 如可列舉：苯環(huán)、萘環(huán)、吡啶環(huán)、嘧啶環(huán)、吡嗪環(huán)、咪唑環(huán)、硫醇環(huán)等。優(yōu)選為苯環(huán)、萘環(huán)或吡啶 環(huán)。
[0043] 就化合物的合成容易度的方面而言，Y1優(yōu)選為氧原子。
[0044] 作為聚合物（P)的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亞胺及聚酰胺可依據(jù)現(xiàn)有公知的 方法來合成。具體例可列舉如下方法等：使用包含選自由四羧酸二酐、四羧酸二酯、四羧酸 二酯二鹵化物及二羧酸所組成的組群中的至少一種羧酸衍生物以及二胺的原料來合成聚 合物（P)。
[0045] [聚酰胺酸]
[0046] 作為聚合物（P)的聚酰胺酸例如可通過使四羧酸二酐與二胺進(jìn)行反應(yīng)來獲得。具 體的方法可列舉：[1]通過在原料組成中包含具有所述式（1)所表示的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐 的聚合來合成的方法；[2]通過在原料組成中包含具有所述式（1)所表示的結(jié)構(gòu)的二胺的 聚合來合成的方法；[3]通過在原料組成中包含具有所述式（1)所表示的結(jié)構(gòu)的四羧酸二 酐以及具有所述式（1)所表示的結(jié)構(gòu)的二胺的聚合來合成的方法等。這些方法中，就單體 的制約少的方面而言，優(yōu)選為利用[2]的方法。
[0047] (四羧酸二酐）
[0048] 聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐例如可列舉：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。作為這些四羧酸二酐的具體例，
[0049] 脂肪族四羧酸二酐例如可列舉：1，2,3,4_ 丁烷四羧酸二酐等；
[0050] 脂環(huán)式四羧酸二酐例如可列舉：1，2, 3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、2, 3, 5-三羧基環(huán)戊 基乙酸二酐、1，3,3&，4,5，％-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基）-萘并[1，2-(：]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、環(huán)戊烷四羧酸二酐等；
[0051] 芳香族四羧酸二酐例如可列舉：均苯四甲酸二酐等；
[0052] 除此以外，還可使用日本專利特開2010-97188號公報中記載的四羧酸二酐等。此 外，所述四羧酸二酐可單獨使用一種或者將兩種以上組合使用。
[0053] 作為聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐，就對溶劑的溶解性或透明性良好的方 面而言，優(yōu)選為包含脂環(huán)式四羧酸二酐。其中，更優(yōu)選為包含選自由2, 3, 5-三羧基環(huán)戊基 乙酸二酐、1，3, 3a，4, 5,9b-六氫-5-(四氫-2, 5-二氧代-3-呋喃基）-萘并[l，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、2,4,6,8_ 四羧基雙環(huán)[3.3.0]辛烷-2 :4,6 :8_二酐、1，2,4,5_環(huán) 己烷四羧酸二酐、1，2,3,4_環(huán)戊烷四羧酸二酐及1，2,3,4_環(huán)丁烷四羧酸二酐所組成的組 群中的至少一種，尤其優(yōu)選為包含選自由2, 3, 5-三羧基環(huán)戊基乙酸二酐、2,4,6,8-四羧基 雙環(huán)[3. 3.0]辛烷-2 :4,6 :8-二酐、1，2, 3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2,4, 5-環(huán)己烷四羧酸 二酐及1，2,3,4_環(huán)戊烷四羧酸二酐所組成的組群中的至少一種化合物（以下也稱為"特定 四羧酸二酐"）。
[0054] 作為聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐，優(yōu)選為相對于合成中使用的四羧酸二 酐的總量而包含20摩爾％以上的所述特定四羧酸二酐，更優(yōu)選為包含40摩爾％以上，尤其 優(yōu)選為包含60摩爾％以上。
[0055] (二胺）
[0056] 聚酰胺酸的合成中使用的二胺優(yōu)選為包含具有所述式（1)所表示的結(jié)構(gòu)以及兩 個一級氨基的化合物（以下也稱為"特定二胺"）。
[0057] 作為特定二胺的具體例，例如可列舉下述式（C)所表示的化合物。
[0058] [化 3]
[0060](式（c)中，B1為具有所述式（1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的二價有機(jī)基，B 2及B 3分別 獨立地為氫原子或者具有所述式（1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的一價有機(jī)基，Z1及Z 2分別獨立地 為單鍵或二價連結(jié)基，R5及R6分別獨立地為鹵素原子或碳數(shù)1~6的一價烴基；nl及n2分 別獨立地為0~2的整數(shù)，ml及m2分別獨立地為0或1 ;其中，在ml = 1的情況下，B2具 有所述式⑴所表示的部分結(jié)構(gòu)，在ml = 0且m2 = 0的情況下，B2及B 3中至少一者具有 所述式⑴所表示的部分結(jié)構(gòu)，在ml = 0且m2 = 1的情況下，B1、B2及B 3中至少任一者具 有所述式（1)所表不的部分結(jié)構(gòu)）
[0061] 所述式（C)中，作為B1的具體例，例如可列舉下述式（b-Ι)所表示的基團(tuán)等。
[0062] [化 4]
[0064](式（b-Ι)中，R4為氮原子或三價烴基；A