TWI654222B - 液晶配向處理劑及使用其之液晶顯示元件 - Google Patents
液晶配向處理劑及使用其之液晶顯示元件Info
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Abstract
一種液晶配向處理劑,其特徵為,含有下述(A)成份及(B)成份。
(A)成份:含有由具有具氮原子的結構之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物。
(B)成份:含有由具有脲結構或硫脲結構的聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物。
Description
本發明為有關液晶顯示元件的製造中所使用的液晶配向處理劑、由此液晶配向處理劑所得之液晶配向膜及使用此液晶配向膜所得之液晶顯示元件之發明。
近年來,液晶顯示元件伴隨大畫面的液晶電視或高精密度之可攜帶用途(數位相機或携帶電話的顯示部份)而廣泛地實用化,故與以往相比較時,所使用的基板會形成大型化、基板段差的凹凸也會增大。於此種狀況下,顯示特性之部份,對於大型基板或段差,則尋求一種可形成均勻塗膜之液晶配向膜。該液晶配向膜的製作步驟中,將作為聚醯亞胺前驅體的聚醯胺酸或溶劑可溶性聚醯亞胺(亦稱為可溶性聚醯亞胺)的液晶配向處理劑(亦稱為塗佈溶液)塗佈於基板之情形,於工業上一般多進行凸版印刷法或噴霧塗佈法等。此時,塗佈溶液之溶劑中,除對樹脂具有優良溶解性的溶劑(亦稱為良溶劑)之N-甲基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯等以外,為提高液晶配向膜的塗膜均勻性之目的,亦有混合樹脂之溶解性較低之溶劑
(亦稱為貧溶劑)的丁基溶纖劑(cellosolve)等(例如專利文獻1)。
[專利文獻1]特開平2-37324號公報
液晶配向膜中,於控制液晶配向狀態(亦稱為液晶配向性)的同時,對於液晶顯示元件中之信賴性或殘影特性等電氣特性而言,亦尋求其機能之提升。對於此點,使用具有液晶配向性之特性的聚醯胺酸或可溶性聚醯亞胺的聚合物,與具有電氣特性的聚合物混合所得之液晶配向處理劑之方式,為被使用作為提高前述特性之方法。
但是,該些聚合物中,因聚合物之溶劑溶解性不同、聚合物之極性不同等情形極多。伴隨此點,含有該些聚合物之液晶配向處理劑中,於保管液晶配向處理劑之期間,聚合物成份常容易析出。如此,若聚合物成份發生析出現象時,於液晶配向處理劑塗佈於基板時,液晶配向膜的塗膜均勻性會有降低之傾向。即,受到析出聚合物成份之影響,會產生凹陷或沙孔等,而於作為液晶顯示元件之際,該部份將形成顯示上之缺陷。又,即使具有提高液晶配向處理劑的保存安定性之優點,但於液晶配向處理
劑塗佈於基板上之際,基板上也會產生聚合物成份凝聚(亦稱為白化‧凝聚)之情形。引起該白化‧凝聚之情形時,與前述說明相同般,會降低液晶配向膜之塗膜均勻性,而未能得到均勻的塗膜性,於液晶顯示元件中也為顯示上之缺陷。
近年來,使用光線照射量極多之背光源的液晶顯示元件,例如,汽車導航系統或大型電視,多為長時間暴露於高溫及光線照射環境下使用,或放置之情形。故即使在該些嚴苛條件下,關於液晶顯示元件的電氣特性之一的電壓保持率,也被要求具有高度之安定性。即,電壓保持率若受到背光源產生之光照射而降低時,將容易發生液晶顯示元件的顯示缺陷之一的殘影缺陷(亦稱為線性殘影),而無法製得具有高信賴性的液晶顯示元件。因此,液晶配向膜,被尋求一種除初期特性需為良好以外,例如,長時間暴露於光線照射之後,電壓保持率也不容易降低之特性。
因此,本發明為,提供兼備上述特性的液晶配向處理劑為目的。即,本發明之目的為,提供一種含有相異的2種類以上之聚合物的液晶配向處理劑,其為具有優良保存安定性之液晶配向處理劑,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,可抑制聚合物成份的白化‧凝聚現象,而可提供具有優良塗膜均勻性的液晶配向膜為目的。此外,並提供一種除具有良好初期特性以外,即使長時間暴露於光線照射之後,也可以抑制電壓保持率之下降的液
晶配向膜為目的。
又,本發明為以提供一種具有前述液晶配向膜的液晶顯示元件為目的。
此外,本發明以提供一種可提供前述液晶配向膜的液晶配向處理劑為目的。
本發明者們,進行深入研究結果,發現具有具特定結構的2個聚合物之液晶配向處理劑,就達成上述目的之觀點極為有效,進而完成本發明。
即,本發明為具有以下主要特徵者。
(1)含有下述(A)成份及(B)成份之液晶配向處理劑。
(A)成份:含有由具有具氮原子的結構之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物。
(B)成份:含有由具有下述式〔2〕所示結構的聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物。
(式〔2〕中,Y1及Y7各自獨立表示由單鍵、碳數1~10之伸烷基、-O-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1
~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1種的有機基,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之伸烷基,Y4表示氧原子或硫原子)。
(2)上述(1)所記載之液晶配向處理劑,前述(A)成份中之具有氮原子的結構,為由下述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構所選出之至少1種的結構。
(式〔1a〕中,X1表示苯環或含氮芳香族雜環,X2表示氫原子或被碳數1~12的脂肪族基所取代之二取代胺基,式〔1b〕中,X3及X7各自獨立表示具有6~15個碳原子,且具有1~2個苯環之芳香族基,X4及X6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,X5表示碳數2~5之伸烷基或聯苯基,m表示0或1之整數,式〔1c〕中,X8及X10各自獨立表示由下述式〔1c-a〕及式〔1c-b〕所示結構所選出之至少1種的結構,X9表示碳數1~5之伸烷基或苯環)。
(3)上述(1)或上述(2)所記載之液晶配向處理劑,前述(A)成份之聚合物為,使用下述式〔1-1〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物。
(式〔1-1〕中,XA表示具有由前述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構所選出之至少1種的結構的碳數5~50的有機基,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
(4)上述(3)所記載之液晶配向處理劑,前述二胺化合物,為使用下述式〔1a-1〕~式〔1c-1〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物。
(式〔1a-1〕中,X1表示苯環或含氮芳香族雜環,X2
表示氫原子或被碳數1~12的脂肪族基所取代之二取代胺基,式〔1b-1〕中,X3及X7各自獨立表示具有6~15個碳原子,且具有1~2個苯環之芳香族基,X4及X6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,X5表示碳數2~5之伸烷基或聯苯基,m表示0或1之整數,式〔1c-1〕中,X8及X10各自獨立表示由前述式〔1c-a〕及式〔1c-b〕所示結構所選出之至少1種的結構,X9表示碳數1~5之伸烷基或苯環,式〔1a-1〕~式〔1c-1〕中,A1~A6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
(5)上述(4)所記載之液晶配向處理劑,前述二胺化合物為由下述式〔1-1a〕~式〔1-4a〕所示二胺化合物所選出之至少1種的二胺化合物。
(式〔1-3a〕中,R1表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,式〔1-4a〕中,n表示1~10之整數,式〔1-1a〕~式〔1-4a〕中,A1~A8各自獨立表示氫原子或碳數1~5
之伸烷基)。
(6)上述(1)~上述(5)之任一者所記載的液晶配向處理劑,前述(B)成份之聚合物為使用下述式〔2-1〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物。
(式〔2-1〕中,YA表示具有前述式〔2〕所示結構的有機基,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
(7)上述(6)所記載之液晶配向處理劑,前述二胺化合物為使用下述式〔2a〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物。
(式〔2a〕中,Y1及Y7各自獨立表示由單鍵、碳數1~10之伸烷基、-O-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1
種的有機基,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之伸烷基,Y4表示氧原子或硫原子,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
(8)上述(7)所記載之液晶配向處理劑,前述二胺化合物為由下述式〔2-1a〕~式〔2-3a〕所示二胺化合物所選出之至少1種的二胺化合物。
(式〔2-1a〕~式〔2-3a〕中,A1~A6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
(9)上述(1)~上述(8)之任一者所記載的液晶配向處理劑,前述(A)成份之聚合物及(B)成份之聚合物為,由使用下述式〔3〕所示四羧酸成份而製得之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少1種的聚合物。
(式〔3〕中,Z表示由下述式〔3a〕~式〔3k〕所示結構所選出之至少1種的結構)。
(式〔3a〕中,Z1~Z4表示氫原子、甲基、乙基、丙基、氯原子或苯環,其可分別為相同亦可、相異亦可,式〔3g〕中,Z5及Z6表示氫原子或甲基,其可分別為相同亦可、相異亦可)。
(10)上述(9)所記載之液晶配向處理劑,前述四羧酸成份為,前述式〔3〕中之Z為由前述式〔3a〕及式〔3e〕~式〔3g〕所示結構所選出之至少1種的結構的四羧酸成份。
(11)上述(4)~上述(10)之任一者所
記載的液晶配向處理劑,前述(A)成份之聚合物中,前述式〔1a-1〕~式〔1c-1〕所示二胺化合物,於全部的二胺成份100莫耳%中,為5莫耳%~95莫耳%。
(12)上述(7)~上述(11)之任一者所記載的液晶配向處理劑,前述(B)成份之聚合物中,前述式〔2a〕所示二胺化合物,於全部的二胺成份100莫耳%中,為5莫耳%~95莫耳%。
(13)上述(1)~上述(12)之任一者所記載的液晶配向處理劑,前述(B)成份之聚合物,相對於前述(A)成份之聚合物100質量份,為0.5質量份~950質量份。
(14)上述(1)~上述(13)之任一者所記載的液晶配向處理劑,液晶配向處理劑的溶劑為,含有由N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮及γ-丁內酯所選出之至少1種的溶劑。
(15)上述(1)~上述(14)之任一者所記載的液晶配向處理劑,液晶配向處理劑的溶劑為,含有由1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚及二丙二醇二甲醚所選出之至少1種的溶劑。
(16)上述(1)~上述(15)之任一者所記載的液晶配向處理劑,液晶配向處理劑中含有,具有環氧基、異氰酸酯基、環氧丙烷基或環碳酸酯基的交聯性化合物、具有由羥基、羥烷基或低級烷氧基烷基所成群所選
出之至少1種的取代基的交聯性化合物,及由具有聚合性不飽和鍵結的交聯性化合物所選出之至少1種的交聯性化合物。
(17)一種液晶配向膜,上述(1)~上述(16)之任一者所記載的液晶配向處理劑所製得。
(18)一種液晶配向膜,其為使用上述(1)~上述(16)之任一者所記載的液晶配向處理劑,以噴墨法而得。
(19)一種液晶顯示元件,其具有上述(17)或上述(18)所記載之液晶配向膜。
本發明之含有2種類的由具有特定結構之聚醯亞胺前驅體或聚醯亞胺所選出之至少1種的聚合物之液晶配向處理劑,其為具有優良保存安定性之液晶配向處理劑,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,可抑制聚合物成份的白化‧凝聚現象,而可得到具有優良塗膜均勻性之液晶配向膜。此外,為一種除具有良好初期特性以外,即使長時間暴露於光線照射之後,也可以抑制電壓保持率降低的液晶配向膜。因此,具有由本發明之液晶配向處理劑所得之液晶配向膜的液晶顯示元件,為具有優良信賴性者,而適合被使用於大畫面且高精密的液晶電視,或中小型汽車導航系統或智慧型手機等。
以下,將對本發明作詳細之說明。
本發明為,一種含有下述(A)成份及(B)成份之液晶配向處理劑、使用該該液晶配向處理劑所得之液晶配向膜、及,具有該液晶配向膜之液晶顯示元件。
(A)成份:含有由具有具氮原子的結構之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物(亦稱為特定聚合物(A))。
(B)成份:含有由具有下述式〔2〕所示結構(亦稱為特定結構(2))的聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物(亦稱為特定聚合物(B))。
(式〔2〕中,Y1及Y7各自獨立表示由單鍵、碳數1~10之伸烷基、-O-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1種的有機基,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之伸烷基,Y4表示氧原子或硫原子)。
本發明之液晶配向處理劑所製得液晶配向
膜,其可解決本發明問題之理由,仍未完全明瞭,但應為下述說明內容。
即,特定聚合物(A)中所含之具有氮原子的結構中的氮原子與特定聚合物(B)中的羧基(COOH基)相互作用,與特定聚合物(B)中前述式〔2〕中的氮原子與特定聚合物(A)中的羧基相互作用結果,使特定聚合物(A)與特定聚合物(B)相溶,而可抑制於保存液晶配向處理劑期間,該些聚合物成份之析出及塗佈於基板上之際產生之白化‧凝聚現象。
又,特定聚合物(A)中,具有氮原子的結構,推測可捕集造成電壓保持率降低要因之離子性雜質成份。即,液晶顯示元件,可捕集因長時間暴露於光線照射所發生的離子性雜質,因此同時也可以抑制電壓保持率之下降。
由以上各點得知,本發明之含有2種類的由具有特定結構之聚醯亞胺前驅體或聚醯亞胺所選出之至少1種的聚合物之液晶配向處理劑,其為具有優良保存安定性之液晶配向處理劑,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,可抑制聚合物成份的白化‧凝聚現象,而可得到具有優良塗膜均勻性之液晶配向膜。此外,亦為一種除具有良好初期特性以外,即使長時間暴露於光線照射之後,也可以抑制電壓保持率之下降的液晶配向膜。
本發明之特定聚合物(A)為,含有由具有具氮原子的結構之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物。
具有氮原子的結構之具體性結構,可列舉如,下述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構等。
式〔1a〕中,X1表示苯環或含氮芳香族雜環。
式〔1a〕中,X2表示氫原子或被碳數1~12之脂肪族基所取代的二取代胺基。
又,式〔1a〕中,X2為氫原子之情形,X1表示含氮芳香族雜環,X2為被碳數1~12之脂肪族基所取代的二取代胺基之情形,X1表示苯環。
式〔1b〕中,X3及X7各自獨立表示具有6~15個碳原子,且具有1~2個苯環的芳香族基。
式〔1b〕中,X4及X6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
式〔1b〕中,X5表示碳數2~5之伸烷基或聯苯基。
式〔1b〕中,m表示0或1之整數。
式〔1c〕中,X8及X10各自獨立表示由下述式〔1c-a〕及式〔1c-b〕所示結構所選出之至少1種的結構。
式〔1c〕中,X9表示碳數1~5之伸烷基或苯環。
本發明之特定聚合物(B)為,含有由具有下述式〔2〕所示特定結構(2)的聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種之聚合物。
式〔2〕中,Y1及Y7各自獨立表示由單鍵、碳數1~10之伸烷基、-O-、-S-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1種的有機基。其中,又以單鍵、-O-、-S-、
-OCO-或-COO-為佳。更佳者,就液晶配向性與液晶配向膜之膜硬度等觀點,可例如,單鍵、-O-或-S-。
式〔2〕中,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基。其中,又以碳數1~3之伸烷基為佳,其結構可為直鏈或支鏈之任一者皆可。具體而言,就液晶配向性與液晶配向膜之膜硬度等觀點,以具有自由迴轉部位,且立體障礙較小的結構之伸甲基(-CH2-)、伸乙基(-CH2CH2-)、伸丙基(-(CH2)3-)或異丙基(-C(CH2)2-)為佳。
式〔2〕中,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之烷基。其中,又以氫原子或碳數1~3之烷基為佳。特佳為氫原子。
式〔2〕中,Y4表示氧原子或硫原子。其中,就液晶配向膜之膜硬度之觀點,又以氧原子為佳。
本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B),為由聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺(亦統稱為聚醯亞胺系聚合物)所選出之至少1種的聚合物。其中,本發明之聚醯亞胺系聚合物,又以由二胺成份與四羧酸成份反應所得之聚醯亞胺前驅體或聚醯亞胺為佳。
聚醯亞胺前驅體為,如下述式〔A〕所示結構。
(式〔A〕中,R1為4價之有機基,R2為2價之有機基,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,A3及A4各自獨立表示氫原子、碳數1~5之伸烷基或乙醯基,n表示正整數)。
前述二胺成份,例如,分子內具有2個一級或二級之胺基的二胺化合物等。
又,前述四羧酸成份,可列舉如,四羧酸化合物、四羧酸二酐、四羧酸二鹵化物化合物、四羧酸二烷酯化合物或四羧酸二烷酯二鹵化物化合物等。
為製得式〔A〕中之A1及A2為氫原子的聚醯胺酸時,前述分子內具有2個一級或二級之胺基的二胺化合物,與四羧酸化合物或四羧酸酐進行反應而可製得。
為製得式〔A〕中之A1及A2為碳數1~5之伸烷基的聚醯胺酸烷酯時,可使前述二胺化合物,與四羧酸二鹵化物化合物、四羧酸二烷酯化合物或四羧酸二烷酯二鹵化物化合物進行反應而可製得。又,亦可於前述方法所製得之聚醯胺酸中,導入式〔A〕所示A1及A2之碳數1~5的伸烷基。
本發明之特定聚合物(A)為,具有具氮原子的結構之聚合物。其中,又以前述式〔1a〕~式〔1c〕所
示結構為佳。
將本發明之具有氮原子的結構導入特定聚合物(A)中之方法,並未有特別之限定,又以將具有前述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構的二胺化合物作為原料的一部份予以使用者為佳。
具體而言,以使用下述式〔1-1〕所示二胺化合物(亦稱為特定二胺化合物(1))為佳。
式〔1-1〕中,XA表示具有由前述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構所選出之至少1種的結構的有機基。
式〔1-1〕中,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
更具體而言,以使用下述式〔1a-1〕~式〔1c-1〕所示二胺化合物為佳。
式〔1a-1〕中,X1表示苯環或含氮芳香族雜環。
式〔1a-1〕中,X2表示氫原子或被碳數1~12
之脂肪族基所取代的二取代胺基。
又,式〔1a-1〕中,X2為氫原子之情形,X1表示含氮芳香族雜環,X2為被碳數1~12之脂肪族基所取代的二取代胺基之情形,X1表示苯環。
式〔1b-1〕中,X3及X7各自獨立表示具有6~15個碳原子,且具有1~2個苯環的芳香族基。
式〔1b-1〕中,X4及X6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
式〔1b-1〕中,X5表示碳數2~5之伸烷基或聯苯基。
式〔1b-1〕中,m表示0或1之整數。
式〔1c-1〕中,X8及X10各自獨立表示由下述式〔1c-a〕及式〔1c-b〕所示結構所選出之至少1種的結構。
式〔1c-1〕中,X9表示碳數1~5之伸烷基或苯環。
本發明之特定二胺化合物(1)之具體的二胺化合物,可列舉如,下述式〔1-1a〕~式〔1-4a〕所示二胺化合物等。
式〔1-3a〕中,R1表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
式〔1-4a〕中,n表示1~10之整數。
式〔1-1a〕~式〔1-4a〕中,A1~A8各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
其中,又以使用前述式〔1-3a〕或式〔1-4a〕所示二胺化合物為佳。
本發明之特定聚合物(A)中之特定二胺化合物(1),於全部的二胺成份100莫耳%中,以1莫耳%~95莫耳%為佳。其中,又以5莫耳%~95莫耳%為佳。更佳者為20莫耳%~80莫耳%。
本發明之特定二胺化合物(1),可依本發明之特定聚合物(A)對於溶劑之溶解性或液晶配向處理劑之塗佈性、作為液晶配向膜之情形中的液晶配向性、電壓保持率、蓄積電荷等之特性,將1種類或2種類以上混合
使用。
本發明之特定聚合物(B),為具有特定結構(2)之聚合物。
將本發明之特定結構(2)導入特定聚合物(B)中之方法,並未有特別之限定,又以使用將具有特定結構(2)的二胺化合物作為二胺成份使用者為佳。特佳為使用具有前述式〔2〕所示結構的二胺化合物。
具體而言,又以使用下述式〔2-1〕所示二胺化合物(亦稱為特定二胺化合物(2))為佳。
式〔2-1〕中,YA表示具有前述式〔2〕所示結構之有機基。
式〔2-1〕中,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
更具體而言,以使用下述式〔2a〕所示二胺化合物為佳。
式〔2a〕中,Y1及Y7各自獨立表示由單鍵、
碳數1~10之伸烷基、-O-、-S-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1種的有機基。其中,又以單鍵、-O-、-S-、-OCO-或-COO-為佳。更佳為,就液晶配向性與膜硬度之觀點,例如具有更為柔軟,且具有立體障礙較小的結構之單鍵、-O-或-S-。
式〔2a〕中,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基。其中,又以碳數1~3之伸烷基為佳,其結構可為直鏈或支鏈之任一者皆可。具體而言,就液晶配向性與液晶配向膜之膜硬度等觀點,以具有自由迴轉部位,且立體障礙較小的結構之伸甲基(-CH2-)、伸乙基(-CH2CH2-)、伸丙基(-(CH2)3-)或異丙基(-C(CH2)2-)為佳。
式〔2a〕中,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之烷基。其中,又以氫原子或碳數1~3之烷基為佳。特佳為氫原子。
式〔2a〕中,Y4表示氧原子或硫原子。其中,就液晶配向膜之膜硬度之觀點,又以氧原子為佳。
式〔2a〕中,較佳之Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6及Y7的組合,例如,下述表1所示之內容。
其中,又以式〔2-1a〕、式〔2-2a〕、式[2-4a]、式〔2-5a〕、式[2-7a]及式〔2-8a〕所示組合為佳。
式〔2a〕中,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基。
本發明之特定二胺化合物(2)之具體的二胺化合物,可列舉如,下述式〔2-1a〕~式〔2-3a〕所示二胺化合物等。
(式〔2-1a〕~式〔2-3a〕中,A1~A6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
本發明之特定聚合物(B)中之特定二胺化合物(2),於全部二胺成份100莫耳%中,以1莫耳%~95莫耳%為佳。其中,又以5莫耳%~95莫耳%為佳。更佳者為20莫耳%~80莫耳%。
本發明之特定二胺化合物(2),可依本發明之特定聚合物(B)對於溶劑之溶解性或液晶配向處理劑之塗佈性、作為液晶配向膜之情形中的液晶配向性、電壓保持率、蓄積電荷等之特性,將1種類或2種類以上混合使用。
本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的二胺成份,於未損害本發明之效果的範圍內,亦可使用特定二胺化合物(1)及特定二胺化合物(2)以外的其他二胺化合物(亦稱為其他二胺化合物)。
具體而言,2,4-二甲基-m-伸苯基二胺、2,6-二胺基甲苯、m-伸苯基二胺、p-伸苯基二胺、4,4’-二胺基聯
苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二羥基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二羧基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氟-4,4’-聯苯基、3,3’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,4’-二胺基聯苯、3,3’-二胺基聯苯、2,2’-二胺基聯苯、2,3’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,3’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基甲烷、2,2’-二胺基二苯基甲烷、2,3’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯醚、3,3’-二胺基二苯醚、3,4’-二胺基二苯醚、2,2’-二胺基二苯醚、2,3’-二胺基二苯醚、4,4’-磺醯基二苯胺、3,3’-磺醯基二苯胺、雙(4-胺基苯基)矽烷、雙(3-胺基苯基)矽烷、二甲基-雙(4-胺基苯基)矽烷、二甲基-雙(3-胺基苯基)矽烷、4,4’-硫代二苯胺、3,3’-硫代二苯胺、4,4’-二胺基二苯基胺、3,3’-二胺基二苯基胺、3,4’-二胺基二苯基胺、2,2’-二胺基二苯基胺、2,3’-二胺基二苯基胺、N-甲基(4,4’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(3,3’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(3,4’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(2,2’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(2,3’-二胺基二苯基)胺、4,4’-二胺基二苯甲酮、3,3’-二胺基二苯甲酮、3,4’-二胺基二苯甲酮、1,4-二胺基萘、2,2’-二胺基二苯甲酮、2,3’-二胺基二苯甲酮、1,5-二胺基萘、1,6-二胺基萘、1,7-二胺基萘、1,8-二胺基萘、2,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘、2,7-二胺基萘、2,8-二胺基萘、1,2-雙(4-胺基苯基)乙烷、1,2-雙(3-胺基苯基)乙烷、1,3-雙(4-胺基苯基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基
苯基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯基)丁烷、雙(3,5-二乙基-4-胺基苯基)甲烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯基)苯、1,4-雙(4-胺基苄基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-〔1,4-伸苯基雙(伸甲基)〕二苯胺、4,4’-〔1,3-伸苯基雙(伸甲基)〕二苯胺、3,4’-〔1,4-伸苯基雙(伸甲基)〕二苯胺、3,4’-〔1,3-伸苯基雙(伸甲基)〕二苯胺、3,3’-〔1,4-伸苯基雙(伸甲基)〕二苯胺、3,3’-〔1,3-伸苯基雙(伸甲基)〕二苯胺、1,4-伸苯基雙〔(4-胺基苯基)甲酮〕、1,4-伸苯基雙〔(3-胺基苯基)甲酮〕、1,3-伸苯基雙〔(4-胺基苯基)甲酮〕、1,3-伸苯基雙〔(3-胺基苯基)甲酮〕、1,4-伸苯基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,4-伸苯基雙(3-胺基苯甲酸酯)、1,3-伸苯基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,3-伸苯基雙(3-胺基苯甲酸酯)、雙(4-胺基苯基)對苯二甲酸酯、雙(3-胺基苯基)對苯二甲酸酯、雙(4-胺基苯基)間苯二甲酸酯、雙(3-胺基苯基)間苯二甲酸酯、N,N’-(1,4-伸苯基)雙(4-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,3-伸苯基)雙(4-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,4-伸苯基)雙(3-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,3-伸苯基)雙(3-胺基苯甲醯胺)、N,N’-雙(4-胺基苯基)對酞醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)對酞醯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)間酞醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)間酞醯胺、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)二苯基碸、2,2’-雙〔4-(4-胺基
苯氧基)苯基〕丙烷、2,2’-雙〔4-(4-胺基苯氧基)苯基〕六氟丙烷、2,2’-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-甲基苯基)丙烷、1,3-雙(4-胺基苯氧基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯氧基)丁烷、1,5-雙(4-胺基苯氧基)戊烷、1,5-雙(3-胺基苯氧基)戊烷、1,6-雙(4-胺基苯氧基)己烷、1,6-雙(3-胺基苯氧基)己烷、1,7-雙(4-胺基苯氧基)庚烷、1,7-(3-胺基苯氧基)庚烷、1,8-雙(4-胺基苯氧基)辛烷、1,8-雙(3-胺基苯氧基)辛烷、1,9-雙(4-胺基苯氧基)壬烷、1,9-雙(3-胺基苯氧基)壬烷、1,10-(4-胺基苯氧基)癸烷、1,10-(3-胺基苯氧基)癸烷、1,11-(4-胺基苯氧基)十一烷、1,11-(3-胺基苯氧基)十一烷、1,12-(4-胺基苯氧基)十二烷、1,12-(3-胺基苯氧基)十二烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,11-二胺基十一烷或1,12-二胺基十二烷,此外,又例如該些胺基為二級胺基之二胺化合物等。
又,亦可使用二胺化合物的側鏈具有高疏水性的長鏈烷基之二胺化合物。
本發明之其他二胺化合物,可配合本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)對溶劑之溶解性或液晶配向處理劑之塗佈性、作為液晶配向膜之情形中的液晶配向性、電壓保持率、蓄積電荷等特性,將1種類或2種類以上混合使用。
本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B),即,欲製作該些聚醯亞胺系聚合物時所使用的四羧酸成份,以使用下述式〔3〕所示四羧酸二酐為佳。此時,不僅式〔3〕所示四羧酸二酐,亦可使用其四羧酸衍生物的四羧酸、四羧酸二鹵化物化合物、四羧酸二烷酯化合物或四羧酸二烷酯二鹵化物化合物(式〔3〕所示四羧酸二酐及及其衍生物亦統稱為特定四羧酸成份)。
(式〔3〕中,Z表示由下述式〔3a〕~式〔3k〕所示結構所選出之至少1種的結構)。
式〔3a〕中,Z1~Z4表示氫原子、甲基、乙基、丙基、氯原子或苯環,其可分別為相同亦可、相異亦可。
式〔3g〕中,Z5及Z6各自獨立表示氫原子或甲基,其可分別為相同亦可、相異亦可。
式〔3〕中之Z中,就合成之容易度或製造聚合物時之聚合反應性之容易度的觀點,以式〔3a〕、式〔3c〕~式〔3g〕或式〔3k〕所示結構之四羧酸二酐及其四羧酸衍生物為佳。更佳者為式〔3a〕或式〔3e〕~式〔3g〕所示結構者。特佳為式〔3a〕、式〔3e〕或式〔3f〕所示結構之四羧酸二酐及其四羧酸衍生物。
本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)中之特定四羧酸成份,於全部的四羧酸成份100莫耳%中,以1莫耳%~100莫耳%為佳。其中,又以5莫耳%~95莫耳%為佳。更佳者為20莫耳%~80莫耳%。
本發明之特定四羧酸成份,可配合本發明之
特定聚合物(A)及特定聚合物(B)對溶劑之溶解性,或液晶配向處理劑之塗佈性、作為液晶配向膜之情形中的液晶之配向性、電壓保持率、蓄積電荷等特性,而可使用1種類或將2種類以上混合使用。
本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的聚醯亞胺系聚合物中,於未損害本發明之效果的範圍內,亦可使用特定四羧酸成份以外的其他四羧酸成份。
其他四羧酸成份,可列舉如,以下所示之四羧酸化合物、四羧酸二酐、四羧酸二鹵化物化合物、四羧酸二烷酯化合物或四羧酸二烷酯二鹵化物化合物等。
即,其他之四羧酸成份,可列舉如,1,2,5,6-萘四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸、1,2,5,6-蒽四羧酸、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸、2,3,3’,4-聯苯基四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)碸、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、雙(3,4-二羧基苯基)二甲基矽烷、雙(3,4-二羧基苯基)二苯基矽烷、2,3,4,5-吡啶四羧酸、2,6-雙(3,4-二羧基苯基)吡啶、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸或1,3-二苯基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸等。
本發明之其他四羧酸成份,可配合本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)對溶劑之溶解性或
液晶配向處理劑之塗佈性、作為液晶配向膜之情形中的液晶配向性、電壓保持率、蓄積電荷等特性,將1種類或2種類以上混合使用。
本發明中,特定聚合物(A)及特定聚合物(B),即,製作該些聚醯亞胺系聚合物所使用之方法並未有特別之限定。通常可由二胺成份與四羧酸成份反應而得。一般而言,可列舉如,使由四羧酸二酐及其四羧酸之衍生物所成群中所選出之至少1種的四羧酸成份,與由1種或複數種的二胺化合物所成之二胺成份進行反應,而製得聚醯胺酸之方法等。具體而言,可使用例如,使四羧酸二酐與一級或二級的二胺化合物進行聚縮合反應而製得聚醯胺酸之方法、使四羧酸與一級或二級的二胺化合物進行脫水聚縮合反應而製得聚醯胺酸之或四羧酸二鹵化物與一級或二級的二胺化合物進行聚縮合反應,而製得聚醯胺酸之方法。
製得聚醯胺酸烷酯之方法,例如可使用使羧酸基經二烷酯化而得之四羧酸與一級或二級的二胺化合物進行聚縮合之方法、羧酸基經二烷酯化而得之四羧酸二鹵化物與一級或二級的二胺化合物進行聚縮合之方法或使聚醯胺酸的羧基變換為酯之方法。
製得聚醯亞胺之方法,例如可使用使前述聚醯胺酸或聚醯胺酸烷酯進行閉環反應以形成聚醯亞胺之方法。
二胺成份與四羧酸成份之反應,通常,為使二胺成份與四羧酸成份於溶劑中進行。此時所使用的溶劑,只要可使所生成的聚醯亞胺前驅體溶解之溶劑時,並未有特別之限定。下述內容中,將列舉反應所使用之溶劑的具體例,但並不僅限定於該些例示。
例如,N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸或1,3-二甲基-四氫咪唑酮等。又,聚醯亞胺前驅體之溶劑溶解性為較高之情形,可使用甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮或下述式〔D-1〕~式〔D-3〕所示溶劑。
(式〔D-1〕中,D1表示碳數1~3之伸烷基,式〔D-2〕中,D2表示碳數1~3之伸烷基,式〔D-3〕中,D3表示碳數1~4之伸烷基)。
該些溶劑可單獨使用亦可、混合使用亦可。此外,即使為不溶解聚醯亞胺前驅體之溶劑,只要為不會析出生成之聚醯亞胺前驅體之範圍,亦可與前述溶劑混合使用。又,溶劑中之水分為阻礙聚合反應,甚至會造成生成之聚醯亞胺前驅體水解之原因,故溶劑以使用脫水乾燥
者為佳。
二胺成份與四羧酸成份於溶劑中進行反應之際,例如可使用,使二胺成份分散或溶解於溶劑的溶液於攪拌中,將四羧酸成份無處理下,或使其分散或溶解於溶劑下進行添加之方法,或相反地,於四羧酸成份分散於溶劑,或溶解所得之溶液中,添加二胺成份之方法、將二胺成份與四羧酸成份交互添加之方法等,上述任一種方法皆可使用。又,二胺成份或四羧酸成份分別使用複數種進行反應之情形,可以預先混合之狀態下進行反應亦可、各別依序進行反應亦可、將各別反應所得之低分子量體進行混合反應以製得之聚合物亦可。此時之聚合溫度可選擇於-20℃~150℃之任意溫度,較佳為-5℃~100℃之範圍。又,反應可於任意濃度下進行亦可,但濃度過低時將不易得到高分子量的聚合物,濃度過高時,因反應液的黏性過高而不易進行均勻的攪拌。因此,較佳為1~50質量%、更佳為5~30質量%。也可以在反應初期以高濃度進行,其後再追加溶劑亦可。
聚醯亞胺前驅體的聚合反應中,二胺成份的合計莫耳數與四羧酸成份的合計莫耳數之比,以0.8~1.2為佳。其與通常之聚縮合反應相同般,該莫耳比越趨近1.0時,所生成之聚醯亞胺前驅體的分子量越大。
本發明之聚醯亞胺為使前述聚醯亞胺前驅體經閉環而得之聚醯亞胺,此聚醯亞胺中,醯胺酸基之閉環率(亦稱為醯亞胺化率),並非必須為100%,而可配合
用途或目的作任意的調整。
使聚醯亞胺前驅體醯亞胺化之方法,可列舉如,使聚醯亞胺前驅體的溶液於無處理下進行加熱使其熱醯亞胺化,或於聚醯亞胺前驅體的溶液中添加觸媒而進行觸媒醯亞胺化之方法等。
使聚醯亞胺前驅體於溶液中進行熱醯亞胺化之情形的溫度為100℃~400℃,較佳為120℃~250℃,又以將醯亞胺化反應所生成的水排除於反應系外之方式進行為佳。
聚醯亞胺前驅體之觸媒醯亞胺化之方法為,將鹼性觸媒與酸酐添加於聚醯亞胺前驅體之溶液中,於-20℃~250℃,較佳為於0℃~180℃中以攪拌方式進行。鹼性觸媒的量為醯胺酸基之0.5莫耳倍~30莫耳倍,較佳為2莫耳倍~20莫耳倍,酸酐的量為醯胺酸基之1莫耳倍~50莫耳倍,較佳為3莫耳倍~30莫耳倍。鹼性觸媒,可列舉如,吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺或三辛基胺等,其中,又以吡啶於進行反應時可維持適當之鹼性而為較佳。酸酐,可列舉如,乙酸酐、偏苯三酸酐或苯均四酸二酐等,其中,又以使用乙酸酐時,於反應結束後容易進行精製而為較佳。觸媒醯亞胺化之醯亞胺化率,可以依調節觸媒量與反應溫度、反應時間等方式予以控制。
由聚醯亞胺前驅體或聚醯亞胺的反應溶液中,回收所生成之聚醯亞胺前驅體或聚醯亞胺之方式,只
要將反應溶液投入溶劑中使其沈澱即可。沈澱所使用的溶劑,可列舉如,甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、己烷、丁基溶纖劑、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁酮、甲苯、苯、水等。將投入溶劑使其沈澱之聚合物經濾過回收後,可於常壓或減壓下,以常溫或加熱予以乾燥。又,重複2次~10次將沈澱回收之聚合物再溶解於溶劑、再沈澱回收之操作後,可降低聚合物中之雜質。此時之溶劑,例如,醇類、酮類或烴等,由該些之中選擇3種類以上的溶劑使用時,以其可進一步提高精製之效率而為較佳。
本發明之液晶配向處理劑為,形成液晶配向膜(亦稱為樹脂被膜)所使用的塗佈溶液,其為形成含有特定聚合物(A)、特定聚合物(B)及溶劑的液晶配向膜所使用之塗佈溶液。
本發明之特定聚合物(A),可使用聚醯胺酸、聚醯胺酸烷酯及聚醯亞胺中之任一種聚醯亞胺系聚合物皆可。其中,又以聚醯胺酸烷酯或聚醯亞胺為佳。更佳為聚醯亞胺。具體而言,以醯亞胺化率為50%以上的聚醯亞胺為佳,以醯亞胺化率為70%以上的聚醯亞胺為更佳。
本發明之特定聚合物(B),可使用聚醯胺酸、聚醯胺酸烷酯及聚醯亞胺中之任一種聚醯亞胺系聚合物皆可。其中,又以聚醯胺酸或聚醯胺酸烷酯為佳。更佳為聚醯胺酸。
本發明之液晶配向處理劑中,特定聚合物(A)與特定聚合物(B)之比例為,相對於特定聚合物(A)100質量份,特定聚合物(B)以0.5質量份~950質量份為佳。其中,又以10質量份~900質量份為佳,更佳者為10質量份~400質量份。
本發明之液晶配向處理劑中,所有的聚合物成份,可全部為本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)亦可,或與該些以外的其他聚合物混合者亦可。該些以外的聚合物,可列舉如,不具有本發明之氮原子的結構的聚醯亞胺系聚合物,及不具有特定結構(2)的聚醯亞胺系聚合物等。此外,又例如,纖維素系聚合物、丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、聚苯乙烯、聚醯胺或聚矽氧烷等。此時,該些以外的其他聚合物之含量為,相對於本發明之特定聚合物(A)及特定聚合物(B)全部的特定聚合物100質量份,為0.5質量份~30質量份。其中,又以1質量份~20質量份為佳。
又,本發明之液晶配向處理劑中之溶劑之含量,以70質量%~99.9質量%為佳。此含量可配合液晶配向處理劑的塗佈方法或作為目的之液晶配向膜的膜厚度,作適當之變更。
本發明之液晶配向處理劑所使用之溶劑,只要為可溶解特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的溶劑(亦稱良溶劑)時,並未有特別之限定。以下將列舉良溶劑的具體例示,但並不僅限定於該些例示。
例如,N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、二甲基亞碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-四氫咪唑酮、甲基乙基酮、環己酮、環戊酮或4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。
其中,又以使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯為佳。
此外,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)對溶劑具有高度溶解性之情形,以使用前述式〔D-1〕~式〔D-3〕所示溶劑為佳。
本發明之液晶配向處理劑中之良溶劑,以佔液晶配向處理劑所含溶劑全體的20質量%~99質量%為佳。其中,又以20質量%~90質量%為佳。更佳者為30質量%~80質量%。
本發明之液晶配向處理劑,於無損本發明之效果之範圍,於塗佈液晶配向處理劑之際,可使用提升液晶配向膜的塗膜性或表面平滑性之溶劑(亦稱為貧溶劑)。以下將列舉貧溶劑之具體例示,但並不僅限定於該些例示。
例如,乙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、tert-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、tert-戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、環己醇、1-甲基環己醇、2-甲基環己醇、3-甲基環己
醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊烷二醇、2-甲基-2,4-戊烷二醇、2-乙基-1,3-已二醇、二丙醚、二丁醚、二己醚、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二***、乙二醇二丁醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二***、二乙二醇甲基***、二乙二醇二丁醚、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、4-庚酮、3-乙氧基丁基乙酸酯、1-甲基戊基乙酸酯、2-乙基丁基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、丙烯碳酸酯、乙烯碳酸酯、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、乙二醇單丁醚、乙二醇單異戊醚、乙二醇單己醚、2-(己基氧基)乙醇、糠醇、二乙二醇、丙二醇、丙二醇單丁醚、1-(丁氧基乙氧基)丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單***、二丙二醇二甲醚、三丙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單***乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇單***乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單***、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單***、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸n-丙酯、乳酸n-丁酯、
乳酸異戊酯或前述式〔D-1〕~式〔D-3〕所示溶劑等。
其中,又以使用1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚或二丙二醇二甲醚為佳。
該些貧溶劑,以佔液晶配向處理劑中所含溶劑全體的1質量%~80質量%為佳。其中,又以10質量%~80質量%為佳。更佳為20質量%~70質量%。
本發明之液晶配向處理劑中,以導入具有環氧基、異氰酸酯基、環氧丙烷基或環碳酸酯基的交聯性化合物、具有由羥基、羥烷基及低級烷氧基烷基所成群所選出之至少1種的取代基之交聯性化合物,或具有聚合性不飽和鍵結的交聯性化合物者為佳。該些取代基或聚合性不飽和鍵結,於交聯性化合物中必須具有2個以上。
具有環氧基或異氰酸酯基之交聯性化合物,例如,雙酚丙酮縮水甘油醚、酚-酚醛清漆環氧樹脂、甲酚-酚醛清漆環氧樹脂、三縮水甘油異三聚氰酸酯、四縮水甘油胺基二亞苯、四縮水甘油-m-二甲苯二胺、四縮水甘油-1,3-雙(胺基乙基)環己烷、四苯基縮水甘油醚乙烷、三苯基縮水甘油醚乙烷、雙酚六氟乙醯二縮水甘油醚、1,3-雙(1-(2,3-環氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-雙(2,3-環氧丙氧基)九氟聯苯基、三縮水甘油-p-胺基酚、四縮水甘油甲基二甲苯二胺、2-(4-(2,3-環氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-雙(4-(2,3-環氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷或1,3-雙(4-(1-(4-
(2,3-環氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-環氧丙氧基)苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
具有環氧丙烷基之交聯性化合物,例如,至少具有2個下述式〔4A〕所示環氧丙烷基的交聯性化合物。
具體而言,例如,國際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)之58頁~59頁所揭示之式〔4a〕~式〔4k〕所示交聯性化合物等。
具有環碳酸酯基之交聯性化合物,例如,至少具有2個下述式〔5A〕所示環碳酸酯基之交聯性化合物。
具體而言,例如,國際公開公報WO2012/014898(2012.2.2公開)之76頁~82頁所揭示之式〔5-1〕~式〔5-42〕所示交聯性化合物。
具有由羥基及烷氧基所成群所選出之至少1種的取代基之交聯性化合物,例如,具有羥基或烷氧基的胺基樹脂,例如,三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、呱樹脂、乙炔脲-甲醛樹脂、琥珀醯基醯胺-甲醛樹脂或乙烯尿素-甲醛樹脂等。具體而言,例如,可使用胺基的氫原子被羥甲基或烷氧基甲基或其二者所取代之三聚氰胺衍生物、苯併呱衍生物,或乙炔脲。該三聚氰胺衍生物或苯併呱衍生物,亦可以2聚物或3聚物方式存在。該些以每一個三環,平均具有3個以上,6個以下之羥甲基或烷氧基甲基者為佳。
該些三聚氰胺衍生物或苯併呱衍生物之例示,例如,市售品之每一個三環平均有3.7個取代之甲氧基甲基的MX-750、每一個三環平均有5.8個取代之甲氧基甲基的MW-30(以上,三和化學公司製)或CYMEL-300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等之甲氧基甲基化三聚氰胺、CYMEL-235、236、238、212、253、254等之甲氧基甲基化丁氧基甲基化三聚氰胺、CYMEL-506、508等之丁氧基甲基化三聚氰胺、CYMEL-1141等含羧基之甲氧基甲基化異丁氧基甲基化三聚氰胺、CYMEL-1123等甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯併呱、CYMEL-1123-10等甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯併呱、CYMEL-1128等丁氧基甲基化苯併呱、CYMEL-1125-80等含羧基之甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯併呱(以上,三井氰酸公司製)等。又,乙炔脲之例
如,CYMEL-1170等丁氧基甲基化乙炔脲、CYMEL-1172等羥甲基化乙炔脲等,POWER-LINK1174等甲氧基羥甲基化乙炔脲等。
具有羥基或烷氧基的苯或酚性化合物,例如,1,3,5-三(甲氧基甲基)苯、1,2,4-三(異丙氧基甲基)苯、1,4-雙(sec-丁氧基甲基)苯或2,6-二羥基甲基-p-tert-丁基酚等。
更具體而言,例如,國際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)之62頁~66頁所揭示之、式〔6-1〕~式〔6-48〕所示交聯性化合物等。
具有聚合性不飽和鍵結的交聯性化合物,例如,分子內具有3個三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯醯氧基乙氧基三羥甲基丙烷或丙三醇聚縮水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯等之聚合性不飽和基的交聯性化合物,此外,又如分子內具有2個乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、氧化乙烯雙酚A型二(甲基)丙烯酸酯、氧化丙烯雙酚型二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯
酸酯、二乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、酞酸二縮水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯或羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等之聚合性不飽和基的交聯性化合物,此外,又如分子內具有1個2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基-2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙基酞酸酯、3-氯-2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、丙三醇單(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基磷酸酯或N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等聚合性不飽和基的交聯性化合物等。
此外,亦可使用下述式〔7A〕所示化合物。
(式〔7A〕中,E1為為表示由環己烷環、雙環己烷環、苯環、聯苯基環、聯三苯環、萘環、茀環、蒽環或菲環所成群所選出之基,E2表示由下述式〔7a〕或式〔7b〕所選出之基,n表示1~4之整數)。
上述化合物為交聯性化合物之一例示,但並
不僅限定於該些內容。又,本發明之液晶配向處理劑所使用之交聯性化合物,可為1種類亦可、2種類以上之組合亦可。
本發明之液晶配向處理劑中,交聯性化合物之含量,相對於全部聚合物成份100質量份,以0.1質量份~150質量份為佳。其中,又以進行交聯反應可達目的之效果等觀點,相對於全部聚合物成份100質量份,以0.1質量份~100質量份為佳。更佳者為1質量份~50質量份。
本發明之液晶配向處理劑,於無損本發明之效果之範圍,於塗佈液晶配向處理劑之際,可使用提高液晶配向膜的膜厚均勻性或表面平滑性等化合物。
提高液晶配向膜的膜厚均勻性或表面平滑性之化合物,例如,氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、非離子系界面活性劑等。
更具體而言,例如,F-Top EF301、EF303、EF352(以上,道康寧化學製程公司製)、MEGAFACE F171、F173、R-30(以上,大日本塗料公司製)、FLUORAD FC430、FC431(以上,住友3M公司製)、AsahiGuard AG710、SurflonS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上,旭硝子公司製)等。
該些界面活性劑之使用比例,相對於液晶配向處理劑所含有的全部聚合物成份100質量份,較佳為
0.01質量份~2質量份、更佳為0.01質量份~1質量份。
此外,本發明之液晶配向處理劑中,作為促進液晶配向膜中之電荷移動所使用的促進元件解除電荷之化合物,可添加國際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)之69頁~73頁所揭示之式〔M1〕~式〔M156〕所示含氮雜環之胺化合物。此胺化合物,可直接添加於液晶配向處理劑中亦可,可以適當之溶劑調整為濃度0.1質量%~10質量%,較佳為1質量%~7質量%之溶液方式添加為佳。此溶劑只要可溶解上述特定聚合物(A)及特定聚合物(B)之溶劑時,並未有特別之限定。
本發明之液晶配向處理劑中,除上述貧溶劑、交聯性化合物、提高樹脂被膜或液晶配向膜的膜厚均勻性或表面平滑性的化合物及促進解除電荷之化合物以外,只要為不損害本發明效果之範圍,可添加以改變液晶配向膜的介電係數或導電性等電氣特性為目的的介電體或導電物質。
本發明之液晶配向處理劑為,於塗佈、燒結於基板上之後,可經施以摩擦處理或光照射等配向處理,而作為液晶配向膜使用者。又,於垂直配向等用途之情形中,亦可不施以配向處理而作為液晶配向膜使用。此時所使用之基板,只要為具有高度透明性之基板時,並未有特別之限
定,除玻璃基板以外,其他亦可使用丙烯酸基板或聚碳酸酯基板等塑膠基板等。就製程簡單化之觀點,就進行液晶驅動之觀點,以使用形成有ITO電極等之基板為佳。又,為反射型之液晶顯示元件中,若僅為單側之基板時,亦可使用矽晶圓等不透明之基板,該情形之電極,亦可使用鋁等反射光線之材料。
液晶配向處理劑之塗佈方法,並未有特別之限定,工業上,一般可使用網版印刷、平版印刷、凸版印刷或噴墨法等方式進行。其他之塗佈方法,例如,浸漬法、輥塗佈法、縫狀塗佈法、旋轉法或噴霧法等,其可配合目的而使用該些方法使用即可。
液晶配向處理劑塗佈於基板上之後,可使用加熱板、熱循環型烘箱或IR(紅外線)型烘箱等加熱手段,配合液晶配向處理劑所使用的溶劑,於30~300℃,較佳為30~250℃之溫度,使溶劑蒸發而形成液晶配向膜。燒結後的液晶配向膜之厚度,若過厚時就液晶顯示元件的消費電力之觀點而言為不利,過薄時將會造成液晶顯示元件信賴性降低等情形,故較佳為5~300nm,更佳為10~100nm。欲使液晶成為水平配向或傾斜配向之情形,可對燒結後的液晶配向膜進行摩擦或偏光紫外線照射等方式進行處理。
本發明之液晶顯示元件,可依上述之手法,本發明之液晶配向處理劑製得附有液晶配向膜之基板之後,再依公知方法製作液晶晶胞而作為液晶顯示元件。
液晶晶胞之製作方法,可例如,準備形成有液晶配向膜的一對之基板,於一側的基板之液晶配向膜上散佈間隔器,使液晶配向膜面為內側之方式,將另一側的基板貼合,並減壓注入液晶後予以密封之方法,或,將液晶滴入散佈有間隔器之液晶配向膜面之後,再貼合基板進行密封之方法等例示。
如以上所述般,本發明之液晶配向處理劑,為具有優良保存安定性之液晶配向處理劑,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,可抑制聚合物成份的白化‧凝聚現象,而可得到具有優良塗膜均勻性之液晶配向膜。此外,除具有良好初期特性以外,即使長時間暴露於光線照射之後,也可以抑制電壓保持率之下降的液晶配向膜。因此,具有由本發明之液晶配向處理劑所得之液晶配向膜的液晶顯示元件,為具有優良信賴性者,而適合被使用於大畫面且高精密的液晶電視,或中小型汽車導航系統或智慧型手機等。
以下將列舉實施例對本發明作更詳細之說明,但並不僅限定於該些內容。
合成例、實施例及比較例所使用之簡稱,係如以下所
示。
A1:下述式〔A1〕所示二胺化合物
A2:下述式〔A2〕所示二胺化合物
B1:下述式〔B1〕所示二胺化合物
C1:p-伸苯基二胺
C2:下述式〔C2〕所示二胺化合物
C3:下述式〔C3〕所示二胺化合物
D1:1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐
D2:雙環〔3,3,0〕辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐
D3:下述式〔D3〕所示四羧酸二酐
E1:苯均四酸二酐
K1:下述式〔K1〕所示交聯性化合物
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
γ-BL:γ-丁內酯
BCS:乙二醇單丁醚
DPM:二丙二醇單甲醚
合成例中之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺之分子量,為使用常溫凝膠滲透色層分析儀(GPC)裝置(GPC-101)(昭和電工公司製)、管柱(KD-803,KD-805)(Shodex公司製),依以下方式測定者。
管柱溫度:50℃
溶離液:N,N’-二甲基甲醯胺(添加劑為,溴化鋰-水和物(LiBr‧H2O)為30mmol/L(公升)、磷酸‧無水結晶(o-磷酸)為30mmol/L、四氫呋喃(THF)為10ml/L)
流速:1.0ml/分
檢量線製作用之標準樣品:TSK標準聚氧乙烯(分子量;約900,000、150,000、100,000及30,000)(東曹公司製)及聚乙二醇(分子量;約12,000、4,000及1,000)(Polymer Laboratories公司製)。
合成例中之聚醯亞胺的醯亞胺化率係依下式測定者。即,將聚醯亞胺粉末20mg置入NMR(核磁共振)採樣管(NMR標準採樣管, 5(草野科學公司製)),添加氘代二甲基亞碸(DMSO-d6,0.05質量%TMS(四甲基矽烷)混合品)(0.53ml),施以超音波使其完全溶解。使用NMR測定機(JNW-ECA500)(日本電子DATUM公司製)測定此溶液的500MHz之質子NMR。醯亞胺化率為,以醯亞胺化前後未變化的結構所產生之質子作為基準質子予以決定,使用此質子的波峰積算值,與9.5ppm~10.0ppm附近出現的醯胺酸的NH基所產生的質子波峰積算值,並依下式求得者。
醯亞胺化率(%)=(1-α‧x/y)×100
上述式中,x為由醯胺酸的NH基產生的質子波峰積算值、y為基準質子的波峰積算值、α為聚醯胺酸(醯亞胺化率為0%)之情形中,相對於醯胺酸的1個NH基質子之基準質子的個數比例。
將D3(13.5g,45.0mmol)、B1(2.69g,9.02mmol)、C1(3.40g,31.4mmol)及C3(1.56g,4.48mmol)於NMP(84.7g)中混合,於40℃下反應20小時,製得樹脂固形分濃度為20質量%的聚醯胺酸溶液。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為900mPa‧s。
將NMP(200.0g)加入所得聚醯胺酸溶液(80.0g)稀釋後,加入作為醯亞胺化觸媒之乙酸酐(36.5g)及吡啶(17.0g),於40℃下反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(1170ml)中,濾出所得沈澱物。此沈澱物以甲醇洗淨,於100℃下減壓乾燥,而製得聚醯亞胺粉末(1)。此聚醯亞胺的醯亞胺化率為85%,數平均分子量為11,900、重量平均分子量為28,500。
將D2(2.25g,8.99mmol)、D3(10.8g,36.0mmol)、B1(2.68g,8.98mmol)、C1(3.40g,31.4mmol)及C3(1.57g,4.50mmol)於NMP(82.9g)中混合,於40℃下反應24小時,製得樹脂固形分濃度為20質量%的聚醯胺酸溶液。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為980mPa‧s。
將NMP(200.0g)加入所得聚醯胺酸溶液(80.0g)稀釋後,加入作為醯亞胺化觸媒之乙酸酐
(37.2g)及吡啶(17.3g),於40℃下反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(1170ml)中,濾出所得沈澱物。此沈澱物以甲醇洗淨,於100℃下減壓乾燥,而製得聚醯亞胺粉末(2)。此聚醯亞胺的醯亞胺化率為65%,數平均分子量為10,200、重量平均分子量為21,500。
將D1(3.92g,20.0mmol)、E1(3.66g,16.8mmol)、A2(2.55g,12.0mmol)及C2(5.55g,28.0mmol)於NMP(44.2g)及γ-BL(44.2g)中混合,於25℃下反應2小時,製得樹脂固形分濃度15質量%之聚醯胺酸溶液(3)。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為340mPa‧s。又,此聚醯胺酸的數平均分子量為14,200、重量平均分子量為29,900。
將D1(3.92g,20.0mmol)、E1(3.66g,16.8mmol)、A1(2.39g,12.0mmol)及C2(5.55g,28.0mmol)於NMP(44.2g)及γ-BL(44.2g)中混合,於25℃下反應2小時,製得樹脂固形分濃度15質量%之聚醯胺酸溶液(4)。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為330mPa‧s。又,此聚醯胺酸的數平均分子量為13,300、重量平均分子量為27,900。
將D1(5.65g,28.8mmol)、D3(2.40g,7.99mmol)、A1(6.38g,32.0mmol)及C2(1.58g,7.97mmol)於NMP(44.2g)及γ-BL(44.2g)中混合,於25℃下反應2小時,製得樹脂固形分濃度10質量%之聚醯胺酸溶液(5)。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為170mPa‧s。又,此聚醯胺酸的數平均分子量為16,700、重量平均分子量為35,700。
將D3(14.4g,48.0mmol)、C1(4.67g,43.2mmol)及C3(1.67g,4.79mmol)於NMP(83.0g)中混合,於40℃下反應20小時,製得樹脂固形分濃度為20質量%的聚醯胺酸溶液。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為890mPa‧s。
將NMP(200.0g)加入所得聚醯胺酸溶液(80.0g)稀釋後,加入作為醯亞胺化觸媒之乙酸酐(41.7g)及吡啶(19.1g),於40℃下反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(1190ml)中,濾出所得沈澱物。此沈澱物以甲醇洗淨,於100℃下減壓乾燥,而製得聚醯亞胺粉末(6)。此聚醯亞胺的醯亞胺化率為85%,數平均分子量為10,300、重量平均分子量為22,800。
將D1(3.92g,20.0mmol)、E1(3.66g,16.8mmol)及C2(7.93g,40.0mmol)於NMP(44.2g)及γ-BL(44.2g)中混合,於25℃下反應2小時,製得樹脂固形分濃度15質量%之聚醯胺酸溶液(7)。此聚醯胺酸於溫度25℃下的黏度為330mPa‧s。又,此聚醯胺酸的數平均分子量為13,600、重量平均分子量為34,200。
本發明之聚醯亞胺系聚合物係如表2所示。
* 1:聚醯胺酸。
下述實施例1~實施例6及比較例1~比較例3中,為記載液晶配向處理劑之製造例。又,該液晶配向處理劑,亦被使用於評估內容中。
本發明之液晶配向處理劑係如表3及表4所示。
使用本發明之實施例及比較例所得之液晶配向處理劑,進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
將本發明之實施例及比較例所得之液晶配向處理劑,使用細孔徑1μm的膜式過濾器進行加壓過濾,於-15℃下保管48小時。隨後,以目視觀察方式,確認液晶配向處理劑中是否產生混濁或析出物。
表5及表6中,為標記實施例及比較例所得之結果。又,表中,未發現混濁、析出物而呈均勻溶液者標記為○,發現混濁或析出物者標記為×。
又,將上述於-15℃下保管48小時之液晶配向處理劑,旋轉塗佈於經進行純水及IPA洗淨之附有30×40mmITO電極的基板(縱40mm×橫30mm、厚度0.7mm)之ITO面上,於加熱板上進行100℃、5分鐘加熱處理,而製得附有液晶配向膜之ITO基板。隨後,評估所製得之附有液晶配向膜的基板上之沙孔。
評估,為於鈉燈下以目視方式觀察此基板。具體而言,計算於附有液晶配向膜之基板上所觀察之沙孔數目,沙孔之數目越少時,表示液晶配向處理劑中之析出物越少,於本評估中評定為優(表5及表6中為標記沙孔之數目)。
表5及表6中,為標記實施例及比較例所得之結果。
將本發明之實施例及比較例所得之液晶配向處理劑,使用細孔徑1μm的膜式過濾器進行加壓過濾,滴入1ml於100×100mm之Cr基板上。隨後,將其放置於溫度27℃、濕度65%之環境下,測定滴下之液晶配向處理劑至產生混濁(白化‧凝聚)為止之時間。
評估結果為,產生混濁為止之時間越長時,表示液晶配向處理劑之白化‧凝聚特性為良好之意(表5及表6為標示時間)。
表5及表6中,為標記實施例及比較例所得之結果。
將本發明之實施例及比較例所得之液晶配向處理劑,使用細孔徑1μm的膜式過濾器進行加壓過濾後,旋轉塗佈於經進行純水及IPA洗淨之40×30mm附有ITO電極之基板(縱40mm×橫30mm、厚度0.7mm)之ITO面,於加熱板上以80℃進行90秒、IR(紅外線)型無塵烘箱中以230℃進行15分鐘加熱處理,製得膜厚為100nm的附有聚醯亞胺液晶配向膜之ITO基板。
將此ITO基板的塗膜面置於滾筒徑為120mm
之摩擦裝置,使用棉布,以滾筒迴轉數為1000rpm、滾筒進行速度為35mm/sec、加壓量為0.7mm之條件下進行摩擦處理。
準備2片此附有液晶配向膜的ITO基板,將液晶配向膜面設為內側之方式,製作組合有挾夾4μm的間隔器,使用密封劑黏著周圍所得之空晶胞。將MLC-3018U(默克‧日本公司製)使用減壓注入法注入此空晶胞內,密封注入口而製得液晶晶胞。
使用所得之液晶晶胞,進行電壓保持率之評估。具體而言,於90℃之溫度下施加60μs之4V的電壓,測定166.7ms後之電壓,計算電壓能保持之程度作為電壓保持率(亦稱為VHR)。又,測定為使用電壓保持率測定裝置(VHR-1)(東陽科技公司製),於Voltage:±1V、Pulse Width:60μs、Flame Period:166.7ms之設定下進行。
此外,使用桌上型UV硬化裝置(HCT3B28HEX-1)(SEN LIGHT公司製),以365nm換算為5J/cm2之紫外線照射經測定上述液晶晶胞製作後之即時電壓保持率後的液晶晶胞,並依與上述相同條件下進行電壓保持率之測定。
評估結果為,液晶晶胞製作後立即之電壓保持率之值為較高,且,對於液晶晶胞製作後立即測得之電壓保持率之值而言,紫外線照射後之數值降低度越小時,表示為良好(表5及表6中,為表示液晶晶胞製作後立即
及紫外線照射後之VHR之數值)。
表5及表6中,為標記實施例及比較例所得之結果。
於合成例1之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(1)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),以50℃攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例3之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(3)中的樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中加入K1(0.15g),以25℃攪拌20小時,得液晶配向處理劑(1)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(1),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例1之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(1)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於
50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使合成例4之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(4)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(2)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(2),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例1之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(1)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例5之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(5)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶
液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(3)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(3),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例2之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(2)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例3之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(3)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(4)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(4),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例2之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(2)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例4之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(4)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(5)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(5),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例2之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(2)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例5之合成手法
所得之聚醯胺酸溶液(5)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(6)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(6),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例6之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(6)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例7之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(7)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(7)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(7),進行「液
晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於合成例1之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(1)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例7之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(7)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(8)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(8),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
於依合成例6之合成手法所得之聚醯亞胺粉末(6)(3.00g)中,加入NMP(11.0g)及γ-BL(11.0g),於50℃下攪拌20小時,使其溶解。於此溶液中,加入NMP
(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)及DPM(5.00g),於50℃下攪拌20小時,製得聚合物溶液。
另外,添加NMP,使依合成例3之合成手法所得之聚醯胺酸溶液(3)中之樹脂固形分濃度達6質量%,而製得聚合物溶液。
隨後,將前述2個聚合物溶液混合,於該溶液中,加入K1(0.15g),於25℃下攪拌20小時,而製得液晶配向處理劑(9)。此液晶配向處理劑中,未發現混濁或析出等異常現象,而確認為均勻之溶液。
使用所得之液晶配向處理劑(9),進行「液晶配向處理劑的保存安定性之評估」、「液晶配向處理劑之白化‧凝聚之評估」及「電壓保持率之評估」。
* 1:表示相對於全部聚合物100質量份,特定聚合物(A)之導入量(質量份)。
* 2:表示相對於全部聚合物100質量份,特定聚合
物(B)之導入量(質量份)。
* 3:表示相對於全部溶劑100質量份,其他聚合物之導入量(質量份)。
* 1:表示相對於全部聚合物100質量份,特定聚合物(A)之導入量(質量份)。
* 2:表示相對於全部聚合物100質量份,特定聚合物(B)之導入量(質量份)。
* 3:表示相對於全部溶劑100質量份,其他聚合物之導入量(質量份)。
由上述之結果得知,本發明之實施例的液晶配向處理劑,與比較例的液晶配向處理劑相比較得知,其為具有優良保存安定性之液晶配向處理劑,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,可抑制聚合物成份之白化‧凝聚現象。此外,除具有良好初期特性以外,即使長時間暴露於光線照射之後,也可以抑制電壓保持率之降低。
具體而言,使用本發明之特定聚合物(A)與特定聚合物(B)之液晶配向處理劑的實施例,與使用不含特定二胺化合物(1)之聚合物與不含特定二胺化合物(2)之聚合物所得之液晶配向處理劑的比較,即,為實施例1與比較例1之比較。此比較例,與對應之實施例相比較時,得知液晶配向處理劑於保管中,容易產生混濁或析出物,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,聚合物成份容易產生白化‧凝聚現象等。此外,關於電壓保持率,得知液晶晶胞製作後立即測定之數值以外,暴露於長時間光照射之後,亦大幅降低。
此外,使用本發明之特定聚合物(A)與特定聚合物(B)之液晶配向處理劑的實施例,與未使用其中任一者所得之液晶配向處理劑的實施例之比較,即,實施
例1與比較例2或比較例3之比較。該些比較例中,與前述內容相同般,其與對應之實施例相比較時,得知液晶配向處理劑於保管中,容易產生混濁或析出物,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,聚合物成份容易產生白化‧凝聚現象等。此外,關於電壓保持率,得知液晶晶胞製作後立即測定之數值以外,暴露於長時間光照射之後,亦大幅降低。
本發明之液晶配向處理劑,其為具有優良保存安定性之液晶配向處理劑,且,於液晶配向處理劑塗佈於基板上之際,可抑制聚合物成份的白化‧凝聚現象,可提供具有優良塗膜均勻性之液晶配向膜。此外,除具有良好初期特性以外,即使長時間暴露於光線照射之後,也可以抑制電壓保持率之下降的液晶配向膜。
因此,具有由本發明之液晶配向處理劑所得之液晶配向膜的液晶顯示元件,為具有優良信賴性者,而適合被使用於大畫面且高精密的液晶電視,或中小型汽車導航系統或智慧型手機等。
Claims (19)
- 一種液晶配向處理劑,其特徵為,含有下述(A)成份及(B)成份,(A)成份:含有由具有選自下述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構之至少1種結構之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物;(B)成份:含有由具有下述式〔2〕所示結構的聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少任一種的聚合物;(式〔2〕中,Y1及Y7各自獨立表示單鍵、碳數1~10之伸烷基、-O-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1種的有機基,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之伸烷基,Y4表示氧原子或硫原子);(式〔1a〕中,X1表示苯環或含氮芳香族雜環,X2表示氫原子或被碳數1~12的脂肪族基所取代之二取代胺基,式〔1b〕中,X3及X7各自獨立表示具有6~15個碳原子,且具有1~2個苯環之芳香族基,X4及X6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,X5表示碳數2~5之伸烷基或聯苯基,m表示0或1之整數,式〔1c〕中,X8及X10各自獨立表示由下述式〔1c-a〕及式〔1c-b〕所示結構所選出之至少1種的結構,X9表示碳數1~5之伸烷基或苯環)
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,前述(A)成份之聚合物為,使用下述式〔1-1〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物,(式〔1-1〕中,XA表示具有由前述式〔1a〕~式〔1c〕所示結構所選出之至少1種的結構的碳數5~50的有機基,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
- 如請求項2之液晶配向處理劑,其中,前述二胺化合物,為使用下述式〔1a-1〕~式〔1c-1〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物,(式〔1a-1〕中,X1表示苯環或含氮芳香族雜環,X2表示氫原子或被碳數1~12的脂肪族基所取代之二取代胺基,式〔1b-1〕中,X3及X7各自獨立表示具有6~15個碳原子,且具有1~2個苯環之芳香族基,X4及X6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,X5表示碳數2~5之伸烷基或聯苯基,m表示0或1之整數,式〔1c-1〕中,X8及X10各自獨立表示由前述式〔1c-a〕及式〔1c-b〕所示結構所選出之至少1種的結構,X9表示碳數1~5之伸烷基或苯環,式〔1a-1〕~式〔1c-1〕中,A1~A6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
- 如請求項3之液晶配向處理劑,其中,前述二胺化合物為由下述式〔1-1a〕~式〔1-4a〕所示二胺化合物所選出之至少1種的二胺化合物,(式〔1-3a〕中,R1表示氫原子或碳數1~5之伸烷基,式〔1-4a〕中,n表示1~10之整數,式〔1-1a〕~式〔1-4a〕中,A1~A8各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,前述(B)成份之聚合物為使用下述式〔2-1〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物,(式〔2-1〕中,YA表示具有前述式〔2〕所示結構的有機基,A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
- 如請求項5之液晶配向處理劑,其中,前述二胺化合物為使用下述式〔2a〕所示二胺化合物作為原料的一部份而製得之聚合物,(式〔2a〕中,Y1及Y7各自獨立表示單鍵、碳數1~10之伸烷基、-O-、-N(R1)-(R1表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CON(R2)-(R2表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-N(R3)CO-(R3表示氫原子或碳數1~3之伸烷基)、-CH2O-、-COO-及-OCO-所選出之至少1種的有機基,Y2及Y6各自獨立表示碳數1~10之伸烷基,Y3及Y5各自獨立表示氫原子或碳數1~10之伸烷基,Y4表示氧原子或硫原子’A1及A2各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
- 如請求項6之液晶配向處理劑,其中,前述二胺化合物為由下述式〔2-1a〕~式〔2-3a〕所示二胺化合物所選出之至少1種的二胺化合物,(式〔2-1a〕~式〔2-3a〕中,A1~A6各自獨立表示氫原子或碳數1~5之伸烷基)。
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,前述(A)成份之聚合物及(B)成份之聚合物為,由使用下述式〔3〕所示四羧酸成份而製得之聚醯亞胺前驅體及聚醯亞胺所選出之至少1種的聚合物,(式〔3〕中,Z表示由下述式〔3a〕~式〔3k〕所示結構所選出之至少1種的結構)(式〔3a〕中,Z1~Z4表示氫原子、甲基、乙基、丙基、氯原子或苯環,其可分別為相同亦可、相異亦可,式〔3g〕中,Z5及Z6表示氫原子或甲基,其可分別為相同亦可、相異亦可)。
- 如請求項8之液晶配向處理劑,其中,前述四羧酸成份為前述式〔3〕中之Z為由〔3a〕及式〔3e〕~式〔3g〕所示結構所選出之至少1種的結構的四羧酸成份。
- 如請求項3之液晶配向處理劑,其中,前述(A)成份之聚合物中,前述式〔1a-1〕~式〔1c-1〕所示二胺化合物,於全部的二胺成份100莫耳%中,為5莫耳%~95莫耳%。
- 如請求項6之液晶配向處理劑,其中,前述(B)成份之聚合物中,前述式〔2a〕所示二胺化合物,於全部的二胺成份100莫耳%中,為5莫耳%~95莫耳%。
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,前述(B)成份之聚合物,相對於前述(A)成份之聚合物100質量份,為0.5質量份~950質量份。
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,液晶配向處理劑的溶劑為,含有由N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮及γ-丁內酯所選出之至少1種的溶劑。
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,液晶配向處理劑的溶劑為,含有由1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚及二丙二醇二甲醚所選出之至少1種的溶劑。
- 如請求項1之液晶配向處理劑,其中,液晶配向處理劑中含有,具有環氧基、異氰酸酯基、環氧丙烷基或環碳酸酯基的交聯性化合物、具有由羥基、羥烷基或低級烷氧基烷基所成群所選出之至少1種的取代基的交聯性化合物,及由具有聚合性不飽和鍵結的交聯性化合物所選出之至少1種的交聯性化合物。
- 一種液晶配向膜,其特徵為,由請求項1~請求項15之任一項之液晶配向處理劑所製得。
- 一種液晶配向膜,其特徵為,使用請求項1~請求項15之任一項之液晶配向處理劑,以噴墨法而製得者。
- 一種液晶顯示元件,其特徵為,具有請求項16之液晶配向膜。
- 一種液晶顯示元件,其特徵為,具有請求項17之液晶配向膜。
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