CN103718093B - 光取向处理法用的液晶取向剂、及使用该液晶取向剂的液晶取向膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影的液晶取向膜、及用于获得该液晶取向膜的光取向处理法用的液晶取向剂。该光取向处理法用的液晶取向剂包含下述(A)成分、(B)成分和有机溶剂,(B)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.1~15质量份。(A)成分:通过照射经偏振的放射线而进行光分解、光二聚或光异构的任何一种反应,在与偏振方向相同的方向或与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的一种以上的聚合物。(B)成分:含有下式(1)表示的结构的聚合物。(W1和W2独立地为具有碳数6~30的芳香族基团的二价有机基,A为具有碳数2~20的亚烷基的二价有机基。)‑W1‑A‑W2‑ (1)。
Description
技术领域
本发明涉及用于制作液晶取向膜的液晶取向剂、由该液晶取向剂获得的液晶取向膜。更具体涉及用于形成能够通过光取向处理法、即、经偏振的紫外线的照射来代替摩擦处理而赋予液晶取向能力的液晶取向膜的液晶取向剂、及由所述液晶取向剂获得的液晶取向膜。
背景技术
液晶电视、液晶显示器等所用的液晶显示元件通常在元件内设有用于控制液晶的取向状态的液晶取向膜。
目前,根据工业上最为普及的方法,该液晶取向膜通过对形成于电极基板上的由聚酰胺酸和/或将其酰亚胺化而得的聚酰亚胺形成的膜的表面用棉、尼龙、聚酯等的布朝一个方向摩擦、即所谓的摩擦处理来制成。
液晶取向膜的取向过程中对膜面进行摩擦处理的方法是简便且生产性良好的工业上有用的方法。但是,对于液晶显示元件的高性能化、高精细化、大型化的要求不断提高,由摩擦处理引起的取向膜的表面的损伤、起尘、机械力或静电所产生的影响,还有取向处理面内的不均匀性等各种问题不断显现。
作为替代摩擦处理的方法,已知有通过照射经偏振的放射线而赋予液晶取向能力的光取向法。采用光取向法的液晶取向处理提出有利用光异构反应的方法、利用光交联反应的方法、利用光分解反应的方法等(参照非专利文献1)。
在将聚酰亚胺用于光取向用液晶取向膜的情况下,具有比其它情况下高的耐热性,因此可期待其可利用性。专利文献1中,提出了将主链具有环丁烷环等脂环结构的聚酰亚胺膜用于光取向法。
如上所述的光取向法作为非摩擦取向处理方法而受到瞩目,不仅具有在工业上也可通过简便的制造工艺生产的优点,而且在IPS驱动方式或边缘场开关(以下称为FFS)驱动方式的液晶显示元件中,所得的液晶取向膜与用摩擦处理法得到的液晶取向膜相比,能够使液晶显示元件的对比度和视角特性等的性能提高。
另一方面,作为用于IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件的液晶取向膜,除了优异的液晶取向性和电特性等基本特性之外,还需要抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影。但是,以往通过光取向法获得的液晶取向膜的液晶的取向控制力及其稳定性不足,难以满足上述特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平9-297313号公报
非专利文献
非专利文献1:《液晶光取向膜》木户肋、市村,功能材料,1997年11月号,17卷,11号,13-22页
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的在于提供可抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影的光取向处理法用的液晶取向膜、及用于获得该液晶取向膜的光取向处理法用的液晶取向剂。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人为了实现上述的目的而进行了认真研究后发现,通过包含以下成分的液晶取向剂可达到上述的目的:通过照射经偏振的放射线而进行光分解、光二聚或光异构的任何一种反应,在与偏振方向相同的方向或与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的聚合物;同时具有刚直的芳香族基团和柔软的亚烷基的聚合物;和有机溶剂。
由此,本发明以下述内容为要点。
1.液晶取向剂,包含下述(A)成分、(B)成分和有机溶剂,(B)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.1~15质量份。
(A)成分:通过照射经偏振的放射线而进行光分解、光二聚或光异构的任何一种反应,在与偏振方向相同的方向或与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的一种或两种以上的聚合物。
(B)成分:含有下式(1)表示的结构的聚合物。
【化1】
-W1-A-W2- (1)
(式(1)中,W1和W2分别独立地为具有碳数6~30的芳香族基团的二价有机基,A为具有碳数2~20的亚烷基的二价有机基。)
2.如上述1所述的液晶取向剂,其中,(A)成分是通过照射经偏振的放射线而进行光分解反应,在与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的一种或两种以上的聚合物。
3.如上述1或2所述的液晶取向剂,其中,(A)成分是选自含有下式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种的聚合物。
【化2】
(式(2)中,X1为选自下式(X1-1)~(X1-9)表示的结构的至少一种,Y1为二价有机基,R1为氢原子或碳数1~4的烷基。)
【化3】
式(X1-1)中,R3、R4、R5和R6分别独立地为氢原子、卤原子、碳数1~6的烷基、碳数2~6的烯基、炔基或苯基,可相同也可不同。
4.如上述3所述的液晶取向剂,其中,(A)成分是选自相对于全部结构单元1摩尔含有60摩尔%以上的上式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种。
5.如上述3或4所述的液晶取向剂,其中,上式(2)中,X1为选自上式(X1-1)表示的结构的至少一种。
6.如上述3~5中任一项所述的液晶取向剂,其中,上式(2)中,X1为选自下式(X1-10)~(X1-11)表示的结构的至少一种。
【化4】
7.如上述3~6中任一项所述的液晶取向剂,其中,上式(2)中,Y1为选自下式(4)和(5)表示的结构的至少一种。
【化5】
(式(5)中,Z1为单键、酯键、酰胺键、硫酯键或碳数2~10的二价有机基。)
8.如上述7所述的液晶取向剂,其中,上式(2)中,Y1为上式(4)表示的结构。
9.如上述1~8中任一项所述的液晶取向剂,其中,(B)成分是选自含有下式(3)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种的聚合物。
【化6】
式(3)中,X2为具有碳数6~20的芳香族基团、且芳香族基团上具有键的四价有机基,Y2为选自下式(Y2-1)和(Y2-2)的至少一种的二价有机基,A1和A2分别独立地为氢原子或可具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基、炔基,R2为氢原子或碳数1~4的烷基。)
【化7】
式(Y2-1)中,A3为具有碳数2~20的亚烷基的二价有机基。式(Y2-2)中A4为-O-、-S-、-NR12-、酯键、酰胺键、硫酯键、脲键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键,R12为氢原子、甲基或叔丁氧基羰基,A5为碳数2~20的亚烷基。
10.如上述9所述的液晶取向剂,其中,(B)成分是选自相对于全部结构单元1摩尔含有60摩尔%以上的上式(3)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物。
11.如上述9或10所述的液晶取向剂,其中,上式(3)中,X2为选自下式(X2-1)~(X2-3)表示的结构的至少一种。
【化8】
12.如上述11所述的液晶取向剂,其中,上式(3)的X2为上式(X2-1)。
13.如上述9~12中任一项所述的液晶取向剂,其中,上式(3)的Y2为选自下式(Y2-3)~(Y2-12)表示的结构的至少一种。
【化9】
(式(Y2-10)和(Y2-11)中,R13分别独立地为氢原子或碳数1~10的烷基,可相同也可不同。)
14.液晶取向膜,将上述1~13中的任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成而获得。
15.液晶取向膜,将上述1~13中的任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成、再照射经偏振的放射线而获得。
16.液晶取向膜,将上述1~13中的任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成、照射经偏振的放射线后在150℃~250℃下加热而获得。
17.液晶显示元件,具备上述14~16中的任一项所述的液晶取向膜。
发明的效果
由本发明的液晶取向膜获得的液晶取向膜可抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影。
对于本发明的液晶取向膜为何能够解决本发明的课题并不明确,但可认为原因大致如下所述。
已知通常通过提高液晶取向膜的各向异性和/或提高液晶取向膜与液晶之间的相互作用来抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影。另一方面,由光取向法获得的液晶取向膜即使赋予了充分的各向异性,也需要存在一定比例以上的通过放射线照射而反应的特定部位,因此难以提高与液晶之间的相互作用。具体而言,在将能够提高与液晶之间的相互作用的结构导入聚合物中的场合下,由于光反应部位的反应性降低或光反应性部位的密度降低,存在无法获得充分的各向异性的情况。
本发明人发现,在通过照射经偏振的放射线而被赋予各向异性的(A)成分中,以相对于(A)成分优选特定的量混合同时具有包含芳香族基团的刚直骨架和包含亚烷基的柔软骨架的含有与液晶类似的结构的聚合物((B)成分),藉此能够在维持照射经偏振的放射线时的各向异性不变的同时提高由光取向法获得的液晶取向膜与液晶之间的相互作用。
含有与液晶类似的骨架的(B)成分由于具有柔软骨架,因此可预见其在加热时的运动性高。在光取向处理时或液晶显示元件制造时,存在若干加热工序。本发明人认为,在该加热工序时,(B)成分的运动性提高,并沿着通过照射经偏振的放射线而被赋予的各向异性进行再取向。通过(B)成分的再取向,可获得即使是由光取向法获得的液晶取向膜其各向异性也高且与液晶之间的相互作用也高的液晶取向膜。
基于以上内容,可认为由本发明的液晶取向剂获得的液晶取向膜在具有高液晶取向性的同时,能够抑制IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影。
具体实施方式
<(A)成分>
本发明的液晶取向剂所含的(A)成分是通过照射经偏振的放射线而进行光分解、光二聚或光异构的任何一种反应,在与偏振方向相同的方向或与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的一种或两种以上的聚合物。
本发明的(A)只要是具有通过照射放射线而进行光分解、光二聚或光异构的任何一种反应的部位的聚合物即可,对其结构没有特别限定。若举具体例,作为进行光二聚反应的结构,可例举包含下式(A-1)表示的具有肉桂酰基的结构的聚合物;作为进行光异构反应的结构,可例举包含下式(A-2)表示的偶氮苯骨架的聚合物。作为进行光分解反应的结构,可例举选自包含下式(A-3)表示的具有脂环式基团的酰亚胺骨架的聚合物和该聚合物的前体的至少一种的聚合物。
式(A-1)中,Q为二价芳香族基团。式(A-3)中,X为四价脂环式基团,Y为二价有机基。
由于所得的液晶取向膜的耐热性高,在作为液晶显示元件时可获得高电压保持率的可靠性高的液晶显示元件,且所得的液晶取向膜的各向异性高,因此下式(A-3)表示的具有脂环式基团的酰亚胺骨架和酰亚胺骨架的酰亚胺化聚合物更为优选。
【化10】
式(A-1)中,Q为二价芳香族基团。式(A-3)中,X为四价脂环式基团,Y为二价有机基。
由于作为包含具有脂环式骨架的酰亚胺结构的聚合物和该聚合物的前体的光反应灵敏度高、所得的液晶取向膜的各向异性高,因此优选具有下式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物作为本发明所记载的(A)成分。从在有机溶剂中的溶解性的观点考虑,含有下式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体特别优选。
【化11】
式(2)中,R1为氢原子或碳数1~4的烷基。从容易通过加热来酰亚胺化的观点考虑,氢原子或甲基特别优选。X1为选自下式(X1-1)~(X1-9)表示的结构的至少一种。
【化12】
式(X1-1)中,R3、R4、R5和R6分别独立地为氢原子、卤原子、碳数1~6的烷基、碳数2~6的烯基、炔基或苯基,可相同也可不同。从液晶取向性的观点考虑,R1、R2、R3和R4优选为氢原子、卤原子、甲基或乙基,更优选为氢原子或甲基;X1进一步优选为选自下式(X1-10)~(X1-11)表示的结构的至少一种。
【化13】
Y1为二价有机基,其结构没有特别限定。由于所得的液晶取向膜的各向异性高,选自下式(4)和(5)表示的结构的至少一种是优选的。
【化14】
式(5)中,Z1为单键、酯键、酰胺键、硫酯键或碳数2~10的二价有机基。
Z1中,作为酯键以-C(O)O-或-OC(O)-表示。作为酰胺键可示出以-C(O)NH-或-C(O)NR-、-NHC(O)-、-NRC(O)-表示的结构。R为碳数1~10的烷基、烯基、炔基、芳基或它们的组合。
作为上述烷基的具体例,可例举甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、己基、辛基、环戊基、环己基、二环己基等。作为烯基,可例举将上述的烷基中存在的一个以上的CH-CH结构替换为C=C结构而得的基团,更具体可例举乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、2-己烯基、环丙烯基、环戊烯基、环己烯基等。作为炔基,可例举将上述的烷基中存在的1个以上的CH2-CH2结构替换为C≡C结构而得的基团,更具体可例举乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基等。作为芳基,可例举苯基。
作为硫酯键,可示出以-C(O)S-或-SC(O)-表示的结构。
Z1为碳数2~10的有机基的情况下,可用下式(6)的结构表示。
【化15】
-Z4-R9-Z5-R10-Z6- (6)
式(6)中的Z4、Z5、Z6分别独立地为单键、-O-、-S-、-NR11-、酯键、酰胺键、硫酯键、脲键、碳酸酯键或氨基甲酸酯键。R11为氢原子、甲基或叔丁氧基羰基。
对于Z4、Z5、Z6中的酯键、酰胺键和硫酯键,可示出与上述的酯键、酰胺键和硫酯键同样的结构。
作为脲键,可示出以-NH-C(O)NH-或-NR-C(O)NR-表示的结构。R为碳数1~10的烷基、烯基、炔基、芳基或它们的组合,可例举与上述的烷基、烯基、炔基、芳基同样的例子。
作为碳酸酯键,可示出以-O-C(O)-O-表示的结构。
作为氨基甲酸酯键,可示出以-NH-C(O)-O-、-O-C(O)-NH-、-NR-C(O)-O-或-O-C(O)-NR-表示的结构。R为碳数1~10的烷基、烯基、炔基、芳基或者它们的组合,可例举与上述的烷基、烯基、炔基、芳基同样的例子。
式(6)中的R9和R10分别独立地为选自单键、碳数1~10的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基和它们组合而成的基团的结构。在R9和R10中的任一个为单键的情况下,R9或R10为选自碳数2~10的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基和它们组合而成的基团的结构。
作为上述亚烷基,可例举从上述烷基除去一个氢原子而得的结构。更具体而言,可例举亚甲基、1,1-亚乙基、1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,2-亚丁基、1,2-亚戊基、1,2-亚己基、2,3-亚丁基、2,4-亚戊基、1,2-亚环丙基、1,2-亚环丁基、1,3-亚环丁基、1,2-亚环戊基、1,2-亚环己基等。
作为亚烯基,可例举从上述烯基除去一个氢原子而得的结构。更具体而言,可例举1,1-亚乙烯基、1,2-亚乙烯基、1,2-亚乙烯基亚甲基、1-甲基-1,2-亚乙烯基、1,2-亚乙烯基-1,1-亚乙基、1,2-亚乙烯基-1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基-1,2-亚丙基、1,2-亚乙烯基-1,3-亚丙基、1,2-亚乙烯基-1,4-亚丁基、1,2-亚乙烯基-1,2-亚丁基等。
作为亚炔基,可例举从上述炔基除去一个氢原子而得的结构。更具体而言,可例举亚乙炔基、亚乙炔基亚甲基、亚乙炔基-1,1-亚乙基、亚乙炔基-1,2-亚乙基、亚乙炔基-1,2-亚丙基、亚乙炔基-1,3-亚丙基、亚乙炔基-1,4-亚丁基、亚乙炔基-1,2-亚丁基等。
作为亚芳基,可例举从上述芳基除去一个氢原子而得的结构。更具体而言,可例举1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基等。
在Y1中具有线性高的结构或刚直结构的情况下,可获得具有良好的液晶取向性的液晶取向膜,因此Z1为单键或下式(A1-1)~(A1-25)的结构特别优选。
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
Y1具有越刚直的结构,可获得液晶取向性越好的液晶取向膜,因此Y1特别优选为上式(4)表示的结构。
含有上式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物中,上式(2)表示的结构单元的比率相对于聚合物中的全部结构单元1摩尔优选为60摩尔%~100摩尔%。上式(2)表示的结构单元的比率越高,则可获得具有越好的液晶取向性的液晶取向膜,因此更优选80摩尔%~100摩尔%,进一步优选90摩尔%~100摩尔%。
本发明的(A)成分也可以是除了上式(2)表示的结构单元以外还含有下式(7)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物。
【化20】
式(7)中,R1和上式(2)的R1具有同样的定义。X3为四价有机基,其结构无特别限定。若举具体例,可例举下式(X-9)~(X-42)的结构。从化合物的获得难易度的观点考虑,X可例举X-17、X-25、X-26、X-27、X-28、X-32或X-39。此外,从获得因直流电压而积聚的残留电荷的缓解快的液晶取向膜的观点考虑,优选使用具有芳香族环结构的四羧酸二酐,X更优选为X-26、X-27、X-28、X-32、X-35或X-37。
【化21】
【化22】
上式(7)中,Y3为二价有机基,其结构无特别限定。若举Y3的具体例,可例举下式(Y-1)~(Y-74)。
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
由于可期待(A)成分在有机溶剂中的溶解性的提高,优选作为式(4)和式(5)以外的结构包含具有Y-8、Y-20、Y-21、Y-22、Y-28、Y-29、Y-30、Y-72、Y-73或Y-74的结构单元。
在(A)成分中上式(7)表示的结构单元的比率高的情况下,会使液晶取向膜的液晶取向性下降,因此上式(7)表示的结构单元的比率相对于全部结构单元1摩尔优选为0~40摩尔%,更优选为0~20摩尔%。
<(B)成分>
本发明的(B)成分是含有下式(1)表示的结构的聚合物。
【化31】
-W1-A-W2- (1)
式(1)中,W1和W2分别独立地为具有碳数6~30的芳香族基团的二价有机基,可相同也可不同。作为W1和W2所含的芳香族基团,可例举苯、萘、蒽、联苯或联三苯。A为具有碳数2~20的亚烷基的二价有机基。作为碳数2~20的亚烷基,可例举1,1-亚乙基、1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、2,3-亚丁基、2,4-亚戊基等。
由于可获得具有高液晶取向性的液晶取向膜,优选(B)成分是选自含有上式(1)表示的结构的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种的聚合物。
具体而言,选自具有下式(3)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种更为优选。
【化32】
式(3)中,R2包括其优选例也和上式(2)的R1具有同样的定义。A1和A2分别独立地为氢原子或可具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基或炔基,可例举与上述的烷基、烯基、炔基同样的结构。
上述的烷基、烯基、炔基作为整体其碳数为1~10即可,可具有取代基,还可通过取代基形成环结构。此外,所谓通过取代基形成环结构,意思是指取代基之间或取代基与母体骨架的一部分结合而形成环结构。
作为该取代基的例子,可例举卤素基团、羟基、巯基、硝基、芳基、有机氧基、有机硫基、有机硅烷基、酰基、酯基、硫酯基、磷酸酯基、酰胺基、烷基、烯基、炔基。
作为取代基卤素基团,可例举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为取代基芳基,可例举苯基。该芳基也可被上述的其它取代基进一步取代。
作为取代基有机氧基,可示出以O-R表示的结构。该R可相同也可不同,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。作为烷氧基的具体例,可例举甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等。
作为取代基有机硫基,可示出以-S-R表示的结构。作为该R,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。作为烷硫基的具体例,可例举甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、戊硫基、己硫基、庚硫基、辛硫基等。
作为取代基有机硅烷基,可示出以-Si-(R)3表示的结构。该R可相同也可不同,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。作为烷基硅烷基的具体例,可例举三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、三丙基硅烷基、三丁基硅烷基、三戊基硅烷基、三己基硅烷基、戊基二甲基硅烷基、己基二甲基硅烷基等。
作为取代基酰基,可示出以-C(O)-R表示的结构。作为该R,可例示上述的烷基、烯基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。作为酰基的具体例,可例举甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、苯甲酰基等。
作为取代基酯基,可示出以-C(O)O-R或-OC(O)-R表示的结构。作为该R,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。
作为取代基硫酯基,可示出以-C(S)O-R或-OC(S)-R表示的结构。作为该R,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。
作为取代基磷酸酯基,可示出以-OP(O)-(OR)2表示的结构。该R可相同也可不同,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。
作为取代基酰胺基,可示出以-C(O)NH2、-C(O)NHR、-NHC(O)R、-C(O)N(R)2或-NRC(O)R表示的结构。该R可相同也可不同,可例示上述的烷基、烯基、炔基、芳基等。这些R可被上述的取代基进一步取代。
作为取代基芳基,可示出与上述的芳基相同的基团。这些芳基可被上述的其它取代基进一步取代。
作为取代基烷基,可示出与上述的烷基相同的基团。这些烷基可被上述的其它取代基进一步取代。
作为取代基烯基,可示出与上述的烯基相同的基团。这些烯基可被上述的其它取代基进一步取代。
作为取代基炔基,可示出与上述的炔基相同的基团。这些炔基可被上述的其它取代基进一步取代。
通常,如果导入体积较大的结构,则有可能使氨基的反应性或液晶取向性下降,因此作为A1和A2更优选氢原子或可具有取代基的碳数1~5的烷基,特别优选氢原子、甲基或乙基。
X2为具有碳数6~20的芳香族基团、且芳香族基团上具有键的四价有机基。作为碳数6~20的芳香族基团,可例举苯、萘、蒽、联苯、联三苯。为提高与液晶之间的相互作用、提高残影的抑制效果,作为X2,优选仅由芳香族基团构成的四价有机基,更优选例举下式(X2-1)~(X2-3)表示的结构。其中,式(X2-1)表示的结构特别优选。
【化33】
Y2为选自下式(Y2-1)~(Y2-2)的至少一种的二价有机基。
【化34】
式(Y2-1)中,A3为具有碳数2~20的亚烷基的二价有机基,具有多个亚烷基也无妨。作为碳数2~20的亚烷基,可例举1,1-亚乙基、1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、2,3-亚丁基、2,4-亚戊基等。从液晶取向性的观点考虑,A3优选为具有碳数2~10的亚烷基的二价有机基。
式(Y2-2)中,A4为单键、-O-、-S-、-NR12-、酯键、酰胺键、硫酯键、脲键、碳酸酯键或氨基甲酸酯键,R12为氢原子、甲基或叔丁氧基羰基,这些基团可示出与上述的基团同样的结构。从液晶取向性的观点考虑,A5为碳数2~20的亚烷基,可示出与上述的亚烷基同样的结构。从液晶取向性的观点考虑,A4优选为单键,A5优选为碳数2~6的亚烷基。
作为能够提高与液晶之间的相互作用、使液晶取向性上升的Y2的具体例,可例举下式(Y2-3)~(Y2-12)表示的结构。其中,下式(Y2-3)表示的结构特别优选。
【化35】
含有上式(3)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物中,上式(3)表示的结构单元的比率相对于聚合物中的全部结构单元1摩尔优选为60摩尔%~100摩尔%。上式(3)表示的结构单元的比率越高,则可获得具有越好的液晶取向性的液晶取向膜,因此更优选80摩尔%~100摩尔%,进一步优选90摩尔%~100摩尔%。
本发明中所用的(B)成分也可以是除了上式(3)表示的结构单元以外还含有下式(8)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物。
【化36】
式(8)中,R2、A1和A2与式(3)中的R2、A1和A2包括其优选例具有同样的定义。X4为具有脂环式基团的四价有机基,只要是具有脂环式基团的四价有机基则其结构没有特别限定。若举其具体例,可例举上式(X1-1)~(X1-9)、(X-9)~(X-15)、(X-22~25)、(X-39)、(X-40)。Y4为二价有机基,其结构没有特别限定。若举其具体例,可例举上式(Y2-3)~(Y2-12)、上式(4)、上式(5)、式(Y-1)~(Y-74)。
在(B)成分中所含的上式(8)表示的结构单元的比率高的情况下,会使液晶取向膜的液晶取向性下降,因此上式(8)表示的结构单元的比率相对于全部结构单元1摩尔优选为0~40摩尔%、更优选为0~20摩尔%。
<聚酰亚胺前体的制造方法>
作为本发明中所用的聚酰亚胺前体的聚酰胺酸酯可通过以下所示的(1)~(3)的方法来合成。
(1)由聚酰胺酸来合成的情况
聚酰胺酸酯可通过对由四羧酸二酐与二胺而得的聚酰胺酸进行酯化来合成。
具体而言,可通过使四羧酸二酐与二胺在有机溶剂的存在下于-20℃~150℃、优选0℃~50℃反应30分钟~24小时、优选1~4小时来合成。
作为酯化剂,优选是容易通过提纯而除去的酯化剂,可例举N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二乙基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二丙基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二新戊基丁基缩醛、N,N-二甲基甲酰胺二叔丁基缩醛、1-甲基-3-对甲苯基三氮烯、1-乙基-3-对甲苯基三氮烯、1-丙基-3-对甲苯基三氮烯、4-(4,6-二甲氧基)-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐等。优选酯化剂的添加量相对于聚酰胺酸的重复单元1摩尔为2~6摩尔当量。
从聚合物的溶解性考虑,用于上述反应的溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯,这些溶剂可使用一种或两种以上混合使用。从不易发生聚合物的析出且易获得高分子量体的观点考虑,合成时的浓度优选为1~30质量%、更优选为5~20质量%。
(2)通过四羧酸二酯二酰氯与二胺的反应来合成的情况
聚酰胺酸酯可由四羧酸二酯二酰氯与二胺来合成。
具体而言,可通过使四羧酸二酯二酰氯与二胺在碱和有机溶剂的存在下于-20℃~150℃、优选0℃~50℃反应30分钟~24小时、优选1~4小时来合成。
作为上述碱,可使用吡啶、三乙胺、4-二甲基氨基吡啶等,但为使反应缓和进行而优选吡啶。从作为容易除去的量且容易获得高分子量体的观点考虑,优选碱的添加量相对于四羧酸二酯二酰氯为2~4倍摩尔。
从单体和聚合物的溶解性考虑,用于上述反应的溶剂优选为N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯,这些溶剂可使用一种或两种以上混合使用。从不易发生聚合物的析出且易获得高分子量体的观点考虑,合成时的聚合物浓度优选为1~30质量%、更优选为5~20质量%。此外,为了防止四羧酸二酯二酰氯的水解,聚酰胺酸酯的合成中所用的溶剂优选是尽可能脱水的溶剂,优选处于氮气氛中以防止外来气体的混入。
(3)由四羧酸二酯与二胺来合成聚酰胺酸的情况
聚酰胺酸酯可通过对四羧酸二酯与二胺进行缩聚来合成。
具体而言,可通过使四羧酸二酯与二胺在缩合剂、碱、有机溶剂的存在下于0℃~150℃、优选0℃~100℃反应30分钟~24小时、优选3~15小时来合成。
作为上述缩合剂,可使用亚磷酸三苯酯、二环己基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N,N’-羰基二咪唑、二甲氧基-1,3,5-三嗪甲基吗啉、O-(苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲脲四氟硼酸盐、O-(苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲脲六氟磷酸酯、(2,3-二氢-2-硫代-3-苯并唑基)膦酸二苯酯等。优选缩合剂的添加量相对于四羧酸二酯为2~3倍摩尔。
作为上述碱,可使用吡啶、三乙胺等叔胺,从作为容易除去的量且容易获得高分子量体的观点考虑,优选碱的添加量相对于二胺成分为2~4倍摩尔。
此外,上述反应中,通过加入路易斯酸作为添加剂可使反应有效地进行。作为路易斯酸,优选是氯化锂、溴化锂等的卤化锂。优选路易斯酸的添加量相对于二胺成分为0~1.0倍摩尔。
在上述三种聚酰胺酸酯的合成方法中,由于可获得高分子量的聚酰胺酸酯,上述(1)或上述(2)的合成法特别优选。
如上所述得到的聚酰胺酸酯的溶液可通过将其在充分搅拌的同时注入不良溶剂中而使聚合物析出。进行数次析出,用不良溶剂清洗后经常温或加热干燥,从而可获得提纯后的聚酰胺酸酯粉末。不良溶剂无特别限定,可例举水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纤剂、丙酮、甲苯等。
<聚酰胺酸的制造方法>
作为本发明中所用的聚酰亚胺前体的聚酰胺酸可通过以下所示的方法来合成。
具体而言,可通过使四羧酸二酐与二胺在有机溶剂的存在下于-20℃~150℃、优选0℃~50℃反应30分钟~24小时、优选1~12小时来合成。
从单体和聚合物的溶解性来考虑,用于上述反应的有机溶剂优选是N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯,这些溶剂可使用一种或两种以上混合使用。从不易发生聚合物的析出且易获得高分子量体的观点考虑,聚合物的浓度优选是1~30质量%、更优选是5~20质量%。
如上所述得到的聚酰胺酸可通过将反应溶液在充分搅拌的同时注入不良溶剂中而使聚合物析出来回收。进行数次析出,用不良溶剂清洗后经常温或加热干燥,从而可获得提纯后的聚酰胺酸粉末。不良溶剂无特别限定,可例举水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纤剂、丙酮、甲苯等。
<聚酰亚胺的制造方法>
本发明中所用的聚酰亚胺可通过对上述聚酰胺酸酯或聚酰胺酸等聚酰亚胺前体进行酰亚胺化来制造。在由聚酰胺酸酯来制造聚酰亚胺的情况下,在上述聚酰胺酸酯溶液或聚酰胺酸酯树脂粉末溶解于有机溶剂中而得的聚酰胺酸溶液中添加碱性催化剂的化学酰亚胺化是简便的。化学酰亚胺化由于在较低温度下进行酰亚胺化反应、且在酰亚胺化的过程中不易引起聚合物的分子量下降而优选。
化学酰亚胺化可通过将欲酰亚胺化的聚酰胺酸酯在有机溶剂中于碱性催化剂的存在下搅拌来进行。作为有机溶剂可使用上述的聚合反应时所用的溶剂。作为碱性催化剂,可例举吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等。其中,三乙胺由于具有足以使反应进行的碱性而优选。
进行酰亚胺化反应时的温度为-20℃~140℃、优选0℃~100℃,反应时间可以是1~100小时。碱性催化剂的量是酰胺酸酯基的0.5~30摩尔倍、优选2~20摩尔倍。所得的聚合物的酰亚胺化率可通过调节催化剂量、温度、反应时间来控制。酰亚胺化反应后的溶液中残留有添加的催化剂等,因此优选通过以下所述的方法来回收所得的酰亚胺化聚合物并将其用有机溶剂再溶解,成为本发明的液晶取向剂。
在由聚酰胺酸来制造聚酰亚胺的情况下,在由二胺成分与四羧酸二酐反应而得的上述聚酰胺酸的溶液中添加催化剂的化学酰亚胺化是简便的。化学酰亚胺化由于在较低温度下进行酰亚胺化反应、且在酰亚胺化的过程中不易引起聚合物的分子量下降而优选。
化学酰亚胺化可通过将欲酰亚胺化的聚合物在有机溶剂中于碱性催化剂和酸酐的存在下搅拌来进行。作为有机溶剂可使用上述的聚合反应时所用的溶剂。作为碱性催化剂,可例举吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等。其中,吡啶由于具有使反应进行的适当碱性而优选。此外,作为酸酐可例举乙酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐等,其中乙酸酐由于在使用时容易进行反应结束后的提纯而优选。
进行酰亚胺化反应时的温度为-20℃~140℃、优选0℃~100℃,反应时间可以是1~100小时。碱性催化剂的量为酰胺酸基的0.5~30摩尔倍、优选2~20摩尔倍,酸酐的量为酰胺酸基的1~50摩尔倍、优选3~30摩尔倍。所得的聚合物的酰亚胺化率可通过调节催化剂量、温度、反应时间来控制。
聚酰胺酸酯或聚酰胺酸的酰亚胺化反应后的溶液中残留有添加的催化剂等,因此优选通过以下所述的方法来回收所得的酰亚胺化聚合物并将其用有机溶剂再溶解,成为本发明的液晶取向剂。
如上所述得到的聚酰亚胺的溶液可通过将其在充分搅拌的同时注入不良溶剂中而使聚合物析出来回收。进行数次析出,用不良溶剂清洗后经常温或加热干燥,从而可获得提纯后的聚酰胺酸酯粉末。
上述不良溶剂无特别限定,可例举甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纤剂、庚烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。
<液晶取向剂>
本发明的液晶取向剂具有(A)成分和(B)成分溶解于有机溶剂中而成的溶液的形态。作为(A)成分和(B)成分的聚合物的分子量以重均分子量计均优选为2000~500000、更优选为5000~300000、进一步优选为10000~100000。此外,数均分子量均优选为1000~250000、更优选为2500~150000、进一步优选为5000~50000。
本发明的液晶取向剂中所含的包含(A)成分和(B)成分的聚合物的浓度可根据要形成的涂膜的厚度的设定来适当改变,但从形成均匀且没有缺陷的涂膜的角度考虑,优选在1质量%以上,从溶液的保存稳定性的角度考虑优选在10质量%以下。特别优选2~8质量%。
本发明的液晶取向剂中的(A)成分为了在照射经偏振的放射线时呈现出高各向异性,并在作为液晶取向膜时显现出良好的液晶取向性,其含量相对于有机溶剂通常为1~10质量%,优选为2~8质量%。此外,液晶取向剂中所含的(B)成分的含量如果过多,则即使照射经偏振的放射线也无法得到各向异性,液晶取向性变得不足,过少则无法充分获得本发明的效果。因此,(B)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.1~15质量份、优选1~10质量份、更优选1~5质量份。
本发明的液晶取向剂所含的有机溶剂只要是(A)成分和(B)成分均匀溶解的溶剂则无特别限定。若举其具体例,可例举N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、二甲砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺等。它们可使用一种或两种以上混合使用。此外,即使是单独无法均匀溶解聚合物成分的溶剂,只要在聚合物不析出的范围内,也可混入上述的有机溶剂。
本发明的液晶取向剂除了用于溶解聚合物成分的有机溶剂以外,还可包含用于提高将液晶取向剂涂布于基板时的涂膜均匀性的溶剂。所述溶剂一般采用表面张力比上述有机溶剂低的溶剂。若举其具体例,可例举乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-单甲醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-单***-2-乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异戊酯等。这些溶剂可并用两种以上。
本发明的液晶取向剂中,除了上述成分之外,只要是在不损害本发明的效果的范围内,还可添加(A)成分、(B)成分的聚合物以外的聚合物、以改变液晶取向膜的介电常数或导电性等电特性为目的的电介质或导电物质、以使液晶取向膜与基板之间密合性提高为目的的硅烷偶联剂、以提高制成液晶取向膜时的膜的硬度或致密度为目的的交联性化合物、还有以对涂膜进行烧成时使聚酰胺酸的酰亚胺化有效进行为目的的酰亚胺化促进剂等。
<液晶取向膜>
本发明的液晶取向膜是将液晶取向剂涂布于基板上、经干燥、烧成而得的涂膜,对该涂膜面以基本直线照射经偏振的放射线而获得。
作为涂布本发明的液晶取向剂的基板,只要是透明性高的基板即可,无特别限定,可使用玻璃基板、氮化硅基板、丙烯酸基板或聚碳酸酯基板等塑料基板等,从工艺简化的观点来看,优选使用形成有用于驱动液晶的ITO电极等的基板。此外,反射型液晶显示元件中,可以使用硅晶片等不透明的物质,但仅限于一侧的基板,此时的电极也可以使用铝等反射光的材料。作为本发明的液晶取向剂的涂布方法,可例举旋涂法、印刷法、喷墨法等。
涂布本发明的液晶取向剂后的干燥、烧成工序可选择任意的温度和时间。通常,为了充分除去所含的有机溶剂,在50℃~120℃干燥1分钟~10分钟,然后在150℃~300℃进行5分钟~120分钟的烧成。烧成后的涂膜的厚度无特别限定,但如果太薄,则存在液晶显示元件的可靠性下降的情况,因此厚度为5~300nm、优选为10~200nm。
本发明的液晶取向剂在用于光取向处理法的情况下特别有用。
作为光取向处理法的具体例,可例举如下的方法:对所述涂膜表面沿一定方向照射经偏振的放射线,根据情况再于150~250℃的温度下进行加热处理,赋予液晶取向能力。作为放射线的波长,可使用具有100nm~800nm的波长的紫外线和可见光。其中,优选是具有100nm~400nm的波长的紫外线,特别优选是具有200nm~400nm的波长。此外,为了改善液晶取向性,可将涂膜基板在50~250℃下加热并同时照射放射线。所述放射线的照射量优选在1~10000mJ/cm2的范围内、特别优选在100~5000mJ/cm2的范围内。
为诱发(B)成分的再取向,优选在照射了经偏振的紫外线之后,于150~250℃的温度下进行加热处理,更优选于200~250℃的温度下进行加热处理。
<液晶显示元件>
本发明的液晶显示元件是在通过上述方法由本发明的液晶取向剂制得带液晶取向膜的基板、进行了取向处理后用公知的方法制造液晶晶胞而制成的液晶显示元件。
液晶晶胞的制造方法无特别限定。若举一例,通常是以下方法:将形成有液晶取向膜的一对基板以使液晶取向膜面朝向内侧的方式夹持优选1~30μm、更优选2~10μm的间隔物而设置之后,用密封剂固定周围,注入液晶后密封。对液晶的封入方法无特别限定,可例举将制成的液晶晶胞内减压后注入液晶的真空法、滴下液晶后进行密封的滴下法等。
实施例
以下例举实施例来对本发明进行更具体的说明,但本发明并不仅限于此。此外,本实施例和比较例中使用的化合物的缩写和各特性的测定方法如下所述。
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
BCS:丁基溶纤剂
GBL:γ-丁内酯
AIBN:2,2’-偶氮二异丁腈
DA-1:下式(DA-1)
DA-2:下式(DA-2)
MA1:下式(MA-1)
[粘度]
合成例中,聚酰胺酸酯和聚酰胺酸溶液的粘度使用E型粘度计TVE-22H(东机产业株式会社(東機産業社)制)以样品量1.1mL、锥形转子TE-1(1°34’,R24)、温度25℃的条件测定。
[分子量]
此外,聚酰胺酸酯的分子量通过GPC(常温凝胶渗透色谱)装置测定,以聚乙二醇、聚环氧乙烷换算值计,算出数均分子量(以下也称Mn)和重均分子量(以下也称Mw)。
GPC装置:昭和电工株式会社(Shodex社)制(GPC-101)
柱:昭和电工株式会社制(KD803、KD805的串联)
柱温:50℃
洗脱液:N,N-二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂一水合物(LiBr·H2O)为30mmol/L,磷酸·无水结晶(o-磷酸)为30mmol/L,四氢呋喃(THF)为10ml/L)
流速:1.0ml/分钟
校正曲线制作用标准样品:东曹株式会社(東ソー社)制TSK标准聚环氧乙烷(重均分子量(Mw)约900000、150000、100000、30000)以及聚合物实验室公司(ポリマーラボラトリー社)制聚乙二醇(峰顶分子量(Mp)约12000、4000、1000)。为了避免峰重叠,测定分别对两组样品进行,即混合了900000、100000、12000、1000这四种的样品以及混合了150000、30000、4000这三种的样品。
[FFS驱动液晶晶胞的交流驱动烧结]
在形成有边缘场开关(Fringe Field Switching:以下称为FFS)驱动用电极的玻璃基板上通过旋涂而涂布液晶取向剂,该边缘场开关驱动用电极在玻璃基板上具有第一层形成作为电极的形状的膜厚50nm的ITO电极,第二层形成作为绝缘膜的形状的膜厚500nm的氮化硅,第3层形成作为电极的梳齿状的ITO电极(电极宽度:3μm,电极间隔:6μm,电极高度:50nm)。在80℃的加热板上干燥5分钟后,于250℃的热风循环式炉内烧成60分钟,形成膜厚100nm的涂膜。隔着偏振板对该涂膜面照射波长254nm的紫外线,获得带液晶取向膜的基板。此外,在作为对向基板的未形成电极的具有高4μm的柱状间隔物的玻璃基板上也同样地形成涂膜,实施取向处理。
将上述两块基板作为一组,在基板上印刷密封剂,以液晶取向膜面相对的取向方向为0°的方式贴合另一块基板后,使密封剂固化而制成空晶胞。向该空晶胞通过减压注入法注入液晶MLC-2041(默克公司(メルク株式会社)制),将注入口密封,获得FFS驱动液晶晶胞。
测定该FFS驱动液晶晶胞的58℃温度下的V-T特性(电压-透射率特性)后,施加±4V/120Hz的矩形波4小时。4小时后断电,在58℃的温度下放置60分钟后,再次测定V-T特性,算出矩形波施加前后的透射率达到50%的电压的差(△V50)。
(合成例1)
向带搅拌装置和氮气导入管的3000mL四口烧瓶中加入2394g NMP,添加196.34g(1.00mol)1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。在搅拌该四羧酸二酐的浆液的同时添加101.11g(0.935mol)对苯二胺,再加入NMP使固体成分浓度达到8质量%,在室温下搅拌24小时而获得聚酰胺酸(PAA-1)的溶液。该聚酰胺酸溶液的温度25℃时的粘度为115mPa·s。
(合成例2)
在带搅拌装置和氮气导入管的100mL四口烧瓶中取5.73g(20.0mmol)1,5-二(4-氨基苯氧基)戊烷,加入65.4g NMP,在输送氮气的同时进行搅拌而使其溶解。在搅拌该二胺溶液的同时添加4.19g(19.2mmol)均苯四甲酸二酐,再加入NMP使固体成分浓度达到12质量%,在室温下搅拌24小时,获得聚酰胺酸(PAA-2)的溶液。该聚酰胺酸溶液的温度25℃时的粘度为520mPa·s。
(合成例3)
在带搅拌装置的300ml四口烧瓶中取5.42g(19.2mmol)2,5-二(甲氧基羰基)对苯二甲酸,加入100g NMP,进行搅拌而使其溶解。接着,加入4.45g(43.98mmol)三乙胺、5.17g(20.0mmol)1,3-二(4-氨基苯氧基)丙烷,进行搅拌而使其溶解。在搅拌该溶液的同时添加16.60g4-(4,6-二甲氧基)-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐(15±2重量%水合物),再加入13.74g NMP,于水冷下反应4小时。
将所得的聚酰胺酸酯溶液一边搅拌一边投入872g的2-丙醇,滤取析出的沉淀物,接着用290g的2-丙醇清洗5次,通过干燥获得聚酰胺酸酯树脂粉末。该聚酰胺酸酯的分子量为Mn=13462,Mw=28462。
在50ml的三角烧瓶中取1.08g所得的聚酰胺酸酯树脂粉末,加入9.78g NMP,在室温下搅拌24小时而使其溶解,获得聚酰胺酸酯溶液(PAE-1)。
(合成例4)
在带搅拌装置和氮气导入管的1000mL四口烧瓶中加入309g GBL、67.25g(30.0mmol)1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐。然后,加入487g NMP。在搅拌该四羧酸二酐的浆液的同时加入31.14g(28.80mmol)对苯二胺,再加入NMP使固体成分浓度达到10质量%,在室温下搅拌24小时而获得聚酰胺酸(PAA-3)的溶液。该聚酰胺酸溶液的温度25℃时的粘度为471mPa·s。
(合成例5)
在带搅拌装置和氮气导入管的300mL四口烧瓶中加入6.43g(59.46mmol)对苯二胺、2.49g(10.49mmol)DA-1、195g NMP,进行搅拌使其溶解。在搅拌该溶液的同时加入15.09g(67.31mmol)1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐,再加入NMP使固体成分浓度达到10质量%,在室温下搅拌24小时而获得聚酰胺酸(PAA-4)的溶液。该聚酰胺酸溶液的温度25℃时的粘度为230mPa·s。
(合成例6)
在带搅拌装置和氮气导入管的300mL四口烧瓶中加入11.93g(39.98mmol)DA-2、162g NMP,进行搅拌使其溶解。在搅拌该溶液的同时加入8.03g(36.82mmol)均苯四甲酸二酐,再加入NMP使固体成分浓度达到10质量%,在室温下搅拌24小时而获得聚酰胺酸(PAA-5)的溶液。该聚酰胺酸溶液的温度25℃时的粘度为108mPa·s。
(合成例7)
在带搅拌装置的300ml四口烧瓶中取5.19g(18.4mmol)2,5-二(甲氧基羰基)对苯二甲酸,加入107g NMP,进行搅拌而使其溶解。接着,加入4.45g(44.0mmol)三乙胺、6.00g(19.97mmol)1,6-二(4-氨基苯氧基)己烷,进行搅拌而使其溶解。在搅拌该溶液的同时添加16.88g(2,3-二羟基-2-硫代-3-苯并唑基)膦酸二苯酯,再加入15g NMP,于水冷下反应4小时。将所得的聚酰胺酸酯溶液一边搅拌一边投入614g的2-丙醇,滤取析出的沉淀物,接着用307g的2-丙醇清洗5次,通过干燥获得聚酰胺酸酯树脂粉末。
该聚酰胺酸酯的分子量为Mn=6286,Mw=17648。
在50ml的三角烧瓶中取2.00g所得的聚酰胺酸酯树脂粉末,加入18.04g NMP,在室温下搅拌24小时而使其溶解,获得聚酰胺酸酯溶液(PAE-2)。
(合成例8)
在带搅拌装置的300ml四口烧瓶中取5.19g(18.4mmol)2,5-二(甲氧基羰基)对苯二甲酸,加入109g NMP,进行搅拌而使其溶解。接着,加入4.45g(44.0mmol)三乙胺、6.28g(19.97mmol)1,7-二(4-氨基苯氧基)庚烷,进行搅拌而使其溶解。在搅拌该溶液的同时添加16.87g(2,3-二羟基-2-硫代-3-苯并唑基)膦酸二苯酯,再加入15g NMP,于水冷下反应4小时。将所得的聚酰胺酸酯溶液一边搅拌一边投入629g的2-丙醇,滤取析出的沉淀物,接着用314g的2-丙醇清洗5次,通过干燥获得聚酰胺酸酯树脂粉末。
该聚酰胺酸酯的分子量为Mn=5004,Mw=17542。
在50ml的三角烧瓶中取2.00g所得的聚酰胺酸酯树脂粉末,加入18.02g NMP,在室温下搅拌24小时而使其溶解,获得聚酰胺酸酯溶液(PAE-3)。
(合成例9)
在带搅拌装置的300ml四口烧瓶中取5.19g(18.4mmol)2,5-二(甲氧基羰基)对苯二甲酸,加入112g NMP,进行搅拌而使其溶解。接着,加入4.45g(44.0mmol)三乙胺、6.56g(19.97mmol)1,8-二(4-氨基苯氧基)辛烷,进行搅拌而使其溶解。在搅拌该溶液的同时添加16.87g(2,3-二羟基-2-硫代-3-苯并唑基)膦酸二苯酯,再加入15g NMP,于水冷下反应4小时。将所得的聚酰胺酸酯溶液一边搅拌一边投入642g的2-丙醇,滤取析出的沉淀物,接着用321g的2-丙醇清洗5次,通过干燥获得聚酰胺酸酯树脂粉末。
该聚酰胺酸酯的分子量为Mn=6319,Mw=17702。
在50ml的三角烧瓶中取2.00g所得的聚酰胺酸酯树脂粉末,加入18.01g NMP,在室温下搅拌24小时而使其溶解,获得聚酰胺酸酯溶液(PAE-4)。
(合成例10)
在带搅拌装置的300ml四口烧瓶中加入12.41g(35.0mmol)MA1、111.7g NMP,使其溶解后,用隔膜泵进行6分钟脱气。然后,加入0.287g(1.80mmol)AIBN,再进行6分钟脱气。之后,在60℃下反应30小时,得到甲基丙烯酸酯的聚合物溶液(MA-1)。该聚合物的数均分子量为13000,重均分子量为51000。
(实施例1)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入7.13g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、0.29g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)、4.60g NMP和3.02gBCS,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-1)。
(实施例2)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入3.95g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、0.19g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)、3.88g NMP、2.00gBCS和0.02g1-丁基咪唑,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-2)。
(实施例3)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入3.79g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、0.37g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)、3.89g NMP、2.00gBCS和0.02g1-丁基咪唑,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-3)。
(实施例4)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入7.42g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、0.08g合成例3中得到的聚酰胺酸酯溶液(PAE-1)、4.53g NMP和3.03g BCS,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-4)。
(比较例1)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入4.16g合成例1中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-1)、3.82g NMP和2.0g BCS,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(B-1)。
(实施例5)
将实施例1中得到的液晶取向剂(A-1)用1.0μm的滤器过滤后,通过旋涂涂布在形成有FFS驱动用电极的玻璃基板上,所述FFS驱动用电极具有在玻璃基板上作为第一层的膜厚50nm的ITO电极、作为第二层的绝缘膜的膜厚500nm的氮化硅、作为第3层的梳齿状的ITO电极(电极宽度:3μm,电极间隔:6μm,电极高度:50nm)。在80℃的加热板上干燥5分钟后,在230℃的热风循环式炉内烧成15分钟,形成膜厚100nm的涂膜。对该涂膜面隔着偏振片照射1500mJ/cm2的波长254nm的紫外线,再于230℃的热风循环式炉内烧成30分钟,获得带液晶取向膜的基板。此外,在作为对向基板的未形成电极的具有高4μm的柱状间隔物的玻璃基板上也同样地形成涂膜,实施取向处理。
将上述两块基板作为一组,在基板上印刷密封剂,以液晶取向膜面相对的取向方向为0°的方式贴合另一块基板后,使密封剂固化而制成空晶胞。向该空晶胞通过减压注入法注入液晶MLC-2041(默克公司制),将注入口密封,获得FFS驱动液晶晶胞。
对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.8mV。
(实施例6)
除了使用实施例2中得到的液晶取向剂(A-2)以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.3mV。
(实施例7)
除了使用实施例3中得到的液晶取向剂(A-3)以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.2mV。
(实施例8)
除了使用实施例4中得到的液晶取向剂(A-4)以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.1mV。
(比较例2)
除了使用比较例1中得到的液晶取向剂(B-1)以外,通过与实施例6同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为5.0mV。
[表1]
(实施例9)
向装入搅拌子的50ml试样管中加入16.29g合成例4中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-3)、0.45g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)、7.38g NMP、6.05gBCS和0.23g作为酰亚胺化促进剂的N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-5)。
(实施例10)
向装入搅拌子的50ml试样管中加入10.79g合成例4中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-3)、0.31g合成例6中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-5)、6.02g NMP、6.05g BCS和作为酰亚胺化促进剂的N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-6)。
(实施例11)
向装入搅拌子的50ml试样管中加入10.90g合成例5中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-4)、0.10g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-2)、5.08g NMP、4.26g BCS和0.15g作为酰亚胺化促进剂的N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-7)。
(实施例12)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入7.45g合成例5中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-4)、0.08g合成例7中得到的聚酰胺酸酯溶液(PAE-2)、4.39g NMP、3.02g BCS和0.08g作为酰亚胺化促进剂的N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-8)。
(实施例13)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入7.43g合成例5中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-4)、0.08g合成例8中得到的聚酰胺酸酯溶液(PAE-3)、4.38g NMP、3.11g BCS和0.08g作为酰亚胺化促进剂的N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-9)。
(实施例14)
向装入搅拌子的20ml试样管中加入7.43g合成例5中得到的聚酰胺酸溶液(PAA-4)、0.08g合成例9中得到的聚酰胺酸酯溶液(PAE-4)、4.35g NMP、3.02gBCS和0.08g作为酰亚胺化促进剂的N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-τ-叔丁氧基羰基-L-组氨酸,用磁力搅拌器搅拌30分钟,获得液晶取向剂(A-10)。
(实施例15)
除了使用实施例9中得到的液晶取向剂(A-5)、照射500mJ/cm2的波长254nm的紫外线以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为0.8mV。
(实施例16)
除了使用实施例10中得到的液晶取向剂(A-6)、照射500mJ/cm2的波长254nm的紫外线以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.0mV。
(实施例17)
除了使用实施例11中得到的液晶取向剂(A-7)、照射500mJ/cm2的波长254nm的紫外线以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为0.8mV。
(实施例18)
除了使用实施例12中得到的液晶取向剂(A-8)、照射500mJ/cm2的波长254nm的紫外线以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为0.6mV。
(实施例19)
除了使用实施例13中得到的液晶取向剂(A-9)、照射500mJ/cm2的波长254nm的紫外线以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.1mV。
(实施例20)
除了使用实施例14中得到的液晶取向剂(A-10)、照射500mJ/cm2的波长254nm的紫外线以外,通过与实施例5同样的方法制成FFS驱动液晶晶胞。对于该FFS驱动液晶晶胞,评价了交流驱动烧结特性,结果△V50为1.1mV。
(实施例21)
向装入搅拌子的50ml试样管中加入12.44g合成例10中得到的甲基丙烯酸酯的聚合物溶液(M-1)、0.32g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(A-2)、2.08g NMP和6.19g BCS,在室温下搅拌5小时,获得液晶取向剂(A-11)。
(实施例22)
向装入搅拌子的50ml试样管中加入12.41g合成例10中得到的甲基丙烯酸酯的聚合物溶液(M-1)、0.54g合成例2中得到的聚酰胺酸溶液(A-2)、2.09g NMP和6.20g BCS,在室温下搅拌5小时,获得液晶取向剂(A-12)。
(比较例3)
向装入搅拌子的50ml试样管中加入12.44g合成例10中得到的甲基丙烯酸酯的聚合物溶液(M-1)、2.05g NMP和6.21g BCS,在室温下搅拌5小时,获得液晶取向剂(B-2)。
(实施例23)
使用实施例21中得到的液晶取向剂(A-11),按照以下所示的步骤制作液晶晶胞。
基板是30mm×40nm大小的、厚0.7mm的玻璃基板,ITO膜采用经图案化而形成的配置有梳齿状像素电极的ITO膜。像素电极具有由中央部分欲弯曲的“の”字形电极元件多个排列而构成的梳齿状。各电极元件的短边方向的宽度为10μm,电极元件间的间距为20μm。形成各像素的像素电极由中央部分欲弯曲的“の”字形电极元件多个排列而构成,因此各像素的形状并非长方形,而是具备和电极元件同样地在中央部分弯曲的、类似粗体的“く”字的形状。于是,各像素以其中央的弯曲部分为界划分为上下两区,具有弯曲部分上侧的第一区域和下侧的第二区域。如果将各像素的第一区域与第二区域相比较,则构成它们的像素电极的电极元件的形成方向是不同的。
也就是说,在以后述的液晶取向膜的取向处理方向为基准的情况下,像素的第一区域中像素电极的电极元件以成+15°的角度(顺时针)形成,像素的第二区域中像素电极的电极元件以成-15°的角度(顺时针)形成。换言之,各像素的第一区域和第二区域中,由像素电极与对向电极之间的电压施加而引发的液晶的基板面内的旋转动作(平面转换(In-plane Switching))的方向以成互为逆向的方式构成。将实施例21中得到的液晶取向剂(A-11)旋涂于准备好的带上述电极的基板上。接着,使其在80℃的加热板上干燥90秒后,用160℃的热风循环式炉进行30分钟烧成,形成膜厚100nm的液晶取向膜。
继而,对涂膜面隔着偏振片照射313nm的紫外线500mJ/cm2之后用160℃的热风循环式炉加热,得到带有液晶取向膜的基板。此外,在作为对向基板的未形成有电极的具有高4μm柱状间隔物的玻璃基板上,也同样地形成涂膜,实施取向处理。在一块基板的液晶取向膜上印刷密封剂(协力化学株式会社(協立化学社)制XN-1500T)。接着,以使液晶取向膜面相对的取向方向为0°的方式贴合另一块基板后,使密封剂固化而制成空晶胞。向该空晶胞通过减压注入法注入液晶MLC-2041(默克公司制),将注入口密封,制得具备IPS(平面转换)型液晶显示元件的结构的液晶晶胞。
将由上述方法制得的IPS型用液晶晶胞设置在以偏振轴正交的方式配置的两块偏振片之间,在无电压施加的状态下点亮光源,调整液晶晶胞的配置角度以使透射光的亮度最小。接着,算出使液晶晶胞从像素的第二区域最暗的角度旋转到第一区域最暗的角度为止的旋转角度作为初期取向方位角。然后,于60℃的烘箱中,在频率30Hz下施加8VPP的交流电压168小时。之后,使液晶晶胞的像素电极与对向电极之间处于发射(ショート)状态下,保持该状态在室温下放置1小时。放置后,同样地测定取向方位角,算出交流驱动前后的取向方位角之差作为角度△(deg.)。交流驱动前后的取向方位角之差越小,可判断交流驱动烧结特性越好。结果,交流驱动前后的取向方位角之差、即角度△(deg.)为0.5°。
(实施例24)
除了使用实施例22中得到的液晶处理剂(A-12)以外,用和实施例23相同的方法制作IPS驱动液晶晶胞。对于该IPS驱动液晶晶胞,用和实施例23同样的方法评价了交流驱动烧结特性,结果交流驱动前后的取向方位角之差、即角度△(deg.)为0.4°。
(比较例4)
除了使用比较例3中得到的液晶处理剂(B-2)以外,用和实施例23相同的方法制作IPS驱动液晶晶胞。对于该IPS驱动液晶晶胞,用和实施例23同样的方法评价了交流驱动烧结特性,结果交流驱动前后的取向方位角之差、即角度△(deg.)为1.7°。
[表2]
液晶取向剂 | 角度△(deg.) | |
实施例23 | A-11 | 0.5 |
实施例24 | A-12 | 0.4 |
比较例4 | B-2 | 1.7 |
产业上利用的可能性
由本发明的液晶取向剂获得的液晶取向膜作为IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件中产生的交流驱动引起的残影减少、且因直流电压而积聚的残留电荷的缓解快因此残影特性优异的IPS驱动方式或FFS驱动方式的液晶显示元件或液晶电视的液晶取向膜特别有用。
另外,在此引用2011年8月4日提出申请的日本专利申请2011-171227号的说明书、权利要求书和说明书摘要的全部内容作为本发明说明书的揭示。
Claims (16)
1.液晶取向剂,其特征在于,包含下述(A)成分、(B)成分和有机溶剂,(B)成分的含量相对于(A)成分100质量份为0.1~15质量份,
(A)成分:通过照射经偏振的放射线而进行光分解、光二聚或光异构的任何一种反应,在与偏振方向相同的方向或与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的一种或两种以上的聚合物,
(B)成分:选自含有下式(3)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种的聚合物,
X2为具有碳数6~20的芳香族基团、且芳香族基团上具有键的四价有机基,Y2为选自下式(Y2-1)~(Y2-2)的至少一种的二价有机基,A1和A2分别独立地为氢原子或可具有取代基的碳数1~10的烷基、烯基、炔基,R2为氢原子或碳数1~4的烷基,
A3为具有碳数2~20的亚烷基的二价有机基,式(Y2-2)中,A4为单键、-O-、-S-、-NR12-、酯键、酰胺键、硫酯键、脲键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键,R12为氢原子、甲基或叔丁氧基羰基,A5为碳数2~10的亚烷基。
2.如权利要求1所述的液晶取向剂,其特征在于,(A)成分是通过照射经偏振的放射线而进行光分解反应,在与偏振方向垂直的方向上被赋予各向异性的一种或两种以上的聚合物。
3.如权利要求1或2所述的液晶取向剂,其特征在于,(A)成分是选自含有下式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种的聚合物,
X1为选自下式(X1-1)~(X1-9)表示的结构的至少一种,Y1为二价有机基,R1为氢原子或碳数1~4的烷基,
R3、R4、R5和R6分别独立地为氢原子、卤原子、碳数1~6的烷基、碳数2~6的烯基、炔基或苯基。
4.如权利要求3所述的液晶取向剂,其特征在于,(A)成分是选自相对于全部结构单元1摩尔含有60摩尔%以上的上式(2)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种。
5.如权利要求3所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(2)中,X1为选自上式(X1-1)表示的结构的至少一种。
6.如权利要求3所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(2)中,X1为选自下式(X1-10)~(X1-11)表示的结构的至少一种,
7.如权利要求3所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(2)中,Y1为选自下式(4)和(5)表示的结构的至少一种,
Z1为单键、酯键、酰胺键、硫酯键或碳数2~10的二价有机基。
8.如权利要求7所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(2)中,Y1为上式(4)表示的结构。
9.如权利要求1所述的液晶取向剂,其特征在于,(B)成分是选自相对于全部结构单元1摩尔含有60摩尔%以上的上式(3)表示的结构单元的聚酰亚胺前体及该聚酰亚胺前体的酰亚胺化聚合物的至少一种聚合物。
10.如权利要求1或9所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(3)中,X2为选自下式(X2-1)~(X2-3)表示的结构的至少一种,
11.如权利要求10所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(3)的X2为上式(X2-1)。
12.如权利要求1所述的液晶取向剂,其特征在于,上式(3)的Y2为选自下式(Y2-3)~(Y2-12)表示的结构的至少一种,
式(Y2-10)和(Y2-11)中,R13分别独立地为氢原子或碳数1~10的烷基,可相同也可不同。
13.液晶取向膜,将权利要求1~12中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成而获得。
14.液晶取向膜,将权利要求1~12中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成、再照射经偏振的放射线而获得。
15.液晶取向膜,将权利要求1~12中任一项所述的液晶取向剂涂布、烧成、照射经偏振的放射线后在150℃~300℃下加热而获得。
16.液晶显示元件,具备权利要求13~15中任一项所述的液晶取向膜。
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Citations (7)
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---|---|---|---|---|
CN1779531A (zh) * | 2004-11-26 | 2006-05-31 | Jsr株式会社 | 液晶取向剂和横电场式液晶显示元件 |
CN101210184A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Jsr株式会社 | 垂直取向型液晶取向剂以及垂直取向型液晶显示元件 |
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CN101210184A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Jsr株式会社 | 垂直取向型液晶取向剂以及垂直取向型液晶显示元件 |
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CN101487954A (zh) * | 2008-01-18 | 2009-07-22 | Jsr株式会社 | 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶显示元件 |
CN101812304A (zh) * | 2009-02-19 | 2010-08-25 | Jsr株式会社 | 液晶取向剂、液晶显示元件及其制造方法 |
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