TWI689551B - 液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明為提供密封劑或形成與基板的密著性良好之液晶配向膜的液晶配向劑。
本發明的液晶配向劑為含有將以下聚醯亞胺前驅物及/或該聚醯亞胺前驅物經醯亞胺化所得之聚醯亞胺，該聚醯亞胺前驅物為反應含有具有式[1]所示結構的二胺之二胺成分與四羧酸成分所得者。
Figure 104130963-A0202-11-0001-1
 (R1、R2為氫原子、碳數1~4的烷基或式(2)的基，該 至少一方為式(2)的基。A為單鍵或由碳數1~4的烴基所成的2價基。)

Description

液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件
本發明係關於使用具有特定結構的二胺所得之液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件者。
現今液晶顯示元件的液晶配向膜為主要使用將含有聚醯亞胺系聚合物的液晶配向劑(亦稱為液晶配向處理劑)塗布於基板並經燒成的液晶配向膜。
液晶配向膜為使用在控制液晶的配向狀態之目的，隨著液晶顯示元件的高精細化，由液晶顯示元件之對比降低抑制或殘像影像的減低之要求來看，對於液晶配向膜而言，所謂電壓保持率高或輸入直流電壓時的殘留電荷較少、及/或藉由直流電壓的累積殘留電荷之快速緩和的特性係為重要事項。
又，已知液晶顯示元件係為輕量、薄型且低消費電力之顯示裝置。近年來市佔率急速擴大的手機、智慧型手機、平板電腦型元件等小型、高精細之液晶顯示元件亦有顯著發展以達到高顯示品質的要求。
特別在這些小型液晶顯示元件中，欲儘可能 確保顯示面，而要求將使用於接著液晶顯示元件之基板間的密封劑之寬度，設計成比過去窄，即所謂窄額緣化。隨著該面板之窄額緣化，使用於製造液晶顯示元件時的密封劑之塗佈位置可在銜接液晶配向膜之端部位置、或者塗布於液晶配向膜上面，但因於聚醯亞胺的極性基較少、或者沒有，於密封劑與液晶配向膜表面無法形成共價鍵，有著基板彼此之接著並未充分的問題點。
如此情況下，特別對於在高溫高濕條件下之使用，容易由密封劑與液晶配向膜之細縫間混入水，會產生於液晶顯示元件周圍之額緣附近產生顯示不均勻的問題。因此，提高聚醯亞胺系液晶配向膜與密封劑或基板之密著性(接著性)成為課題。如上述液晶配向膜的與密封劑或基板之接著性的改善必須在不使液晶配向膜所具有的液晶配向性或電氣特性降低的條件下達成，且還必須提高這些特性。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平09-278724號公報
[專利文獻2]日本特開平10-123532號公報
本發明為有鑑於上述情事所得者，該目的為於液晶顯示元件的額緣附近不會產生顯示不均勻，提供與密封劑或基板的密著性良好之使用於液晶配向膜的形成之液晶配向劑、及提供使用於該液晶配向劑之製造的具有特定結構之新穎二胺。
本發明者們欲達到上述目的進行重複詳細檢討結果，發現含有由以下聚醯亞胺前驅物及/或該聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺的液晶配向劑具有優良特性而完成本發明，該聚醯亞胺前驅物為使用具有特定結構之二胺者。
本發明的液晶配向劑為含有由反應二胺成分與四羧酸成分而得之聚醯亞胺前驅物及/或該聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺者，其特徵為前述二胺成分含有具有下述式(1)所示結構之二胺。
Figure 104130963-A0202-12-0003-3
 (R1及R2各獨立為氫原子、碳數1~4的烷基或下述式(2)所示基，該至少一方為式(2)所示基。式(2)中，A為單鍵或碳數1~4的烴基之2價基。)
Figure 104130963-A0202-12-0004-4
本發明之使用含有由使用具有特定結構的新穎二胺之聚醯亞胺前驅物及/或該聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺的液晶配向劑而形成之液晶配向膜為，因在液晶顯示元件中與密封劑或基板的密著性高，故即使在高溫高濕條件下，亦可抑制額緣附近的顯示不均勻之產生，又元件周圍之額緣面積可縮小。因可使顯示面積變大，故可有利使用於手機、智慧型手機、平板電腦型元件等小型、高精細的液晶顯示元件上。且因殘留電荷之緩和快速，故具有可將液晶顯示元件的殘像顯影在短時間內消失之優點。
又，本發明之由使用具有特定結構之二胺的聚醯亞胺前驅物及/或該聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺，因對於溶劑的溶解度亦大，故具有可得到高聚合物濃度之液晶配向劑的優點。
[實施發明的形態] [二胺]
本發明之於欲得到液晶配向劑所使用的二胺成分所含 有的二胺為分子中具有下述式(1)所示結構之二胺。
Figure 104130963-A0202-12-0005-6
Figure 104130963-A0202-12-0005-7
式(1)及(2)中，R1、R2及A如上述所定義者。其中亦以R1及R2的至少一方、或雙方皆以式(2)所示基為佳，由摩擦時之配向膜強度的觀點來看，R1及R2中僅任一方為式(2)所示基者為佳。
A較佳為單鍵。其中，A為單鍵時，式(2)的基為t-丁氧基羰基(本發明中亦稱為Boc基)。
分子內具有上述式(1)所示結構之二胺若可滿足相關要件時，可為任一種二胺。作為該較佳例子，可舉出下述式[1]所示二胺。
Figure 104130963-A0202-12-0005-5
式[1]中，R1及R2除各較佳者以外，亦包含與式(1)中之相同情況。m、n各獨立為0~3的整數，由原料獲得之容易性來看，較佳為0或1，更佳為1。
又，式[1]中，於各苯環中之胺基(-NH2)對於伸烷 基之鍵結位置，可為鄰、間、或對中任一位置，但由合成容易性、及聚合反應性之觀點來看，以間、或對之位置為佳，以對之位置為較佳。
作為式[1]所示二胺之例子，較佳可舉出以下化合物。且，對於以下所例示的化合物之式子中，Boc為下述所示基。
Figure 104130963-A0202-12-0006-8
Figure 104130963-A0202-12-0007-9
Figure 104130963-A0202-12-0008-10
式[1]所示二胺的合成法並無特別限定，作為一般合成法，如下述所示，可藉由將二胺X之二硝基化合物X1經還原而製造。且，R1、R2、m、n各在上述式(1)中，與R1、R2、m、n相同。
Figure 104130963-A0202-12-0008-11
上述還原反應含有在觸媒存在下之氫化反應、在質子共存下所進行的還原反應、將甲酸作為氫源的還原反應、將肼作為氫源的還原反應等，亦可組合這些還原反應。若考慮到二硝基化合物X1之結構與還原反應的反應性時，以氫化反應為佳。
使用於還原反應的觸媒以可由販賣品獲得之活性碳載 持金屬為佳，例如可舉出鈀-活性碳、鉑-活性碳、銠-活性碳等。又，氫氧化鈀、二氧化鉑、雷尼鎳等非必須為活性碳載持型的金屬觸媒亦可。一般廣泛使用的鈀-活性碳因可得到良好結果而較佳。
欲使還原反應更有效果地進行，在活性碳的共存下可實施反應。此時，所使用的活性碳量並無特別限定，對於二硝基化合物X1以1~20質量%為佳，以5~10質量%為較佳。
同樣理由下，亦有在加壓下實施反應之情況。此時，欲避開苯核之還原，可在到達20氣壓之加壓範圍下進行。較佳為到達10氣壓之範圍下實施反應。
對於還原反應，以使用溶劑為佳，僅為不與各原料進行反應的溶劑即可，可無限制下使用。
例如可使用非質子性極性有機溶劑(DMF(N,N-二甲基甲醯胺)、DMSO(二甲基亞碸)、DMAc(二甲基乙醯胺)、NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)等)；醚類(Et2O(二乙基醚)、i-Pr2O(二iso-丙基醚)、TBME(甲基tert-丁基醚)、CPME(環戊基甲基醚)、THF(四氫呋喃)、二噁烷等)；脂肪族烴類(戊烷、己烷、庚烷、石油醚等)；芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、二氯苯、硝基苯、四氫萘等)；鹵素系烴類(氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷等)；低級脂肪酸酯類(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯等)；腈類(乙腈、丙腈、丁腈等)。這些溶劑可考慮不容易起反應 而做適宜選擇，可單獨使用1種或混合2種以上使用。視必要可使用適當脫水劑或乾燥劑乾燥溶劑，亦可作為非水溶劑使用。
溶劑之使用量(反應濃度)並無特別限定，對於二硝基化合物X1為0.1~100質量倍。較佳為0.5~30質量倍，更佳為1~10質量倍。
反應溫度並無特別限定，以-100℃至所使用的溶劑之沸點的範圍為佳，較佳為-50~150℃。反應時間通常為0.05~350小時，較佳為0.5~100小時。
另一方面，二硝基化合物X1的合成方法並無特別限定，可藉由任意方法進行合成。作為該具體例子為，將化合物X2與二碳酸二-tert-丁酯在溶劑中依所需在鹼存在下進行反應。
Figure 104130963-A0202-12-0010-12
對於化合物X2之羧基1基，以使用1~5當量為佳，較佳為使用1.3~2.5當量之二碳酸二-tert-丁基，藉由當量數等反應條件之設定，可控制Boc基之導入數。
反應中之鹼的存在並非必要，但使用鹼時，可使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、燐酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫等無機鹼；三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三異丙基胺、三丁基胺、二 異丙基乙基胺、吡啶、二甲基胺基吡啶、咪唑、喹啉、可力丁等胺類；氫化鈉、氫化鉀、tert-丁氧基鈉、tert-丁氧基鉀等鹼等。
對於該反應中之溶劑，僅不與各原料進行反應的溶劑即可使用，可使用與由上述X合成X1時所記載的相同溶劑、非質子性極性有機溶劑、醚類、脂肪族烴類、芳香族烴類、鹵素系烴類、低級脂肪酸酯類等。這些溶劑為考慮到容易引起反應等因素而可適宜選擇，可單獨使用1種或混合2種以上使用。視必要可使用適當脫水劑或乾燥劑乾燥溶劑，作為非水溶劑使用。
溶劑的使用量並無特別限定，對於二硝基化合物X2，可使用0.1~100質量倍之溶劑。較佳為0.5~30質量倍，更佳為1~10質量倍。反應溫度雖無特別限定，可使用自-100℃至所使用的溶劑之沸點的範圍，較佳為-50~150℃的範圍。反應時間通常為0.05~200小時，較佳為0.5~100小時。
又，二硝基化合物X1係可由將如下述羰基化合物(α)與賦予Boc基的胺化合物X2及X2’在溶劑中進行反應而合成。作為該具體例子如下述流程所示。
Figure 104130963-A0202-12-0012-13
對於硝基化合物X2及X2’，R1與R2各獨立表示氫或者Boc基。
對於羰基化合物(α)，Y及Z為1~2價有機基，作為羰基化合物(α)，例如可舉出光氣、三光氣、二苯基碳酸酯、雙(硝基苯基)碳酸酯、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯、伸乙基碳酸酯、1.1’-羰基雙-1H-咪唑、氯甲酸甲基、氯甲酸苯甲基、氯甲酸4-硝基苯基等。又，取代羰基化合物(α)可使用碳氧化物。
且，上述化合物為一例子，並無特別限定。
對於上述流程，欲得到將脲基於中心成為對稱結構的化合物，若將硝基化合物X2及X2’為相同，可得到非對稱化合物，故將硝基化合物X2對於羰基化合物(α)進行等莫耳反應後，加入與硝基化合物X2為相異結構之硝基化合物X2’進行反應即可。此時，對於加成Boc基之胺的導入之順序並無特別限制。
鹼的添加並非必要，但使用鹼時，可使用氫氧化鈉、 氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、燐酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫等無機鹼；三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三異丙基胺、三丁基胺、二異丙基乙基胺、吡啶、咪唑、喹啉、可力丁等胺類；氫化鈉、氫化鉀、tert-丁氧基鈉、tert-丁氧基鉀等鹼等。
有關反應中之溶劑，僅為不與各原料進行反應的溶劑即可使用，可使用與自上述X合成X1時所記載的相同溶劑的非質子性極性有機溶劑、醚類、脂肪族烴類、芳香族烴類、鹵素系烴類、低級脂肪酸酯類等。這些溶劑若考慮不容易起反應等因素下可適宜選擇，可單獨使用1種或混合2種以上使用。視必要可使用適當脫水劑或乾燥劑乾燥溶劑，作為非水溶劑使用。
溶劑的使用量(反應濃度)並無特別限定，對於硝基化合物X2，使用0.1~100質量倍的溶劑為佳。較佳為0.5~30質量倍，更佳為1~10質量倍。反應溫度並無特別限定，以自-100℃至所使用的溶劑之沸點的範圍為佳，較佳為-50~150℃的範圍。反應時間通常為0.05~200小時，較佳為0.5~100小時。
又，於合成n為相異的非對稱之二硝基化合物X1時，如下述可將異氰酸酯化合物X4與賦予Boc基的胺化合物X2進行反應而合成。作為該具體例子如下述流程所示。
Figure 104130963-A0202-12-0014-14
對於異氰酸酯化合物X4與胺化合物X2之反應，胺化合物X2的使用量對於異氰酸酯化合物X4而言，僅可使0.98~1.2當量倍進行反應即可。較佳為1.0~1.02當量倍。
作為反應溶劑，僅對於反應為惰性者即可，並無特別限定，例如可舉出己烷、環己烷、苯、甲苯等的烴類；四氯化碳、氯仿、1,2-二氯乙烷等鹵素系烴類；二乙基醚、二異丙基醚、1,4-二噁烷、四氫呋喃等醚類；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮類；乙腈、丙腈等腈類；乙酸乙酯、丙酸乙酯等羧酸酯類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等含氮非質子性極性溶劑；二甲基亞碸、環丁碸等含硫非質子性極性溶劑；吡啶、甲基吡啶等吡啶類等。這些溶劑可單獨使用，亦可混合這些之2種類以上後使用。較佳為甲苯、乙腈、或乙酸乙酯，更佳為甲苯或乙酸乙酯。
溶劑的使用量(反應濃度)並無特別限定，亦可不使用溶劑下實施反應，又使用溶劑時，對於異氰酸酯化合物X4而言使用0.1~100質量倍的溶劑。較佳為0.5~30質量倍，更佳為1~10質量倍。
反應溫度並無特別限定，例如-90~150℃，較佳為 -30~100℃，更佳為0~80℃。反應時間通常為0.05~200小時，較佳為0.5~100小時。
欲縮短反應時間可添加觸媒。作為該例子，可舉出二丁基錫二月桂酯、二辛基錫雙(異辛基硫基甘醇酸酯)、二丁基錫雙(異辛基硫基甘醇酸酯)、二丁基錫二乙酸酯等有機錫化合物；三乙基胺、三甲基胺、三丙基胺、三丁基胺、二異丙基乙基胺、N,N-二甲基環己基胺、吡啶、四甲基丁烷二胺、N-甲基嗎啉、1,4-二氮雜雙環-2.2.2-辛烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳烯、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烯-5等胺類；p-甲苯磺酸、甲磺酸、氟硫酸等有機磺酸；硫酸、磷酸、過氯酸等無機酸；四丁基鈦酸鹽、四乙基鈦酸鹽、四異丙基鈦酸鹽等鈦化合物；鉍參(2-乙基己酸酯)等鉍系化合物；四級銨鹽等。這些觸媒可單獨使用1種，亦可組合2種以上使用。又，這些觸媒可為液體或溶解於反應溶劑者為佳。
添加觸媒時，對於異氰酸酯化合物X4的總使用量(質量)而言使用0.005~100wt%量之觸媒。較佳為0.05~10wt%，更佳為0.1~5wt%。作為觸媒若使用有機錫化合物、鈦化合物、或鉍系化合物時，較佳為0.005~0.1wt%。
[液晶配向劑]
本發明之液晶配向劑為含有由將含有上述式[1]所示二胺中任一者的二胺成分與四羧酸成分進行反應而得之聚 醯亞胺前驅物、及/或該聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺者。
[四羧酸成分]
四羧酸成分的較佳例子如下述式[8]~[10]中任一者所示。
Figure 104130963-A0202-12-0016-15
上述四羧酸衍生物之中，藉由反應式[8]所示四羧酸酐與二胺，得到聚醯胺酸。又，可藉由將式[9]所示四羧酸二酯二氯化物或式[10]所示四羧酸二酯與二胺進行反應而得到聚醯胺酸酯。
又，聚醯亞胺可藉由將該聚醯胺酸或者聚醯胺酸酯進行醯亞胺化而合成。
式[9]及式[10]中，R6為氫原子或碳數1~4的烷基。作為烷基的具體的例子，可舉出甲基、乙基、丙基、2-丙基、丁基、t-丁基等。一般聚醯胺酸酯為隨著該所具有的烷基碳數之增加，進行醯亞胺化的溫度會變高。因此，該烷基由藉由熱容易進行醯亞胺化的觀點來看，以甲基或乙基為佳，以甲基為特佳。
式[8]~[10]中，X以具有4~6員環的脂環或者芳香族環之結構的4價烴基為佳。作為X的較佳具體例 子，可舉出以下所示(X-1)~(X-46)。
Figure 104130963-A0202-12-0017-16
Figure 104130963-A0202-12-0017-17
Figure 104130963-A0202-12-0017-18
Figure 104130963-A0202-12-0018-19
[其他二胺]
欲得到本發明之液晶配向劑所含有之聚醯亞胺前驅物時，對於不損害本發明之效果下，作為二胺成分，於上述特定二胺以外，可併用下述式[11]所示其他二胺。
[化18]H2N-Y-NH2 [11]
式[11]中，Y為由烴所成的2價基，較佳為具有6員環之脂環或者芳香族環的結構之基。若要例示Y的較佳具體例子，可舉出(Y-1)~(Y-97)。
Figure 104130963-A0202-12-0018-20
Figure 104130963-A0202-12-0019-21
Figure 104130963-A0202-12-0019-22
Figure 104130963-A0202-12-0019-23
Figure 104130963-A0202-12-0020-24
Figure 104130963-A0202-12-0020-25
Figure 104130963-A0202-12-0020-30
Figure 104130963-A0202-12-0021-27
Figure 104130963-A0202-12-0021-28
Figure 104130963-A0202-12-0021-29
Figure 104130963-A0202-12-0022-31
Figure 104130963-A0202-12-0022-32
[聚醯亞胺前驅物1(聚醯胺酸)之合成]
聚醯胺酸(以下亦稱為聚合物)可藉由四羧酸二酐與二胺(以下亦稱為單體)之聚加成反應而合成。
Figure 104130963-A0202-12-0023-33
具體而言，可將四羧酸二酐與二胺在有機溶劑存在下，於-20~150℃，較佳為0~50℃，反應30分鐘~24小時，較佳為反應1~12小時而合成。
於上述反應所使用的有機溶劑由單體及所得之聚合物的溶解性來看，以N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯等為佳，亦可混合這些1種或2種以上後使用。於反應系中之聚合物濃度，由不容易引起聚合物的析出，且容易得到高分子量材料之觀點來看，以1~30質量%為佳，以5~20質量%為較佳。
如上述所得之聚醯胺酸藉由一邊仔細攪拌反應溶液一邊注入於弱溶劑，可析出聚合物而回收。又，進行數次析出，以弱溶劑洗淨後，藉由常溫或者加熱乾燥可得到經純化的聚醯胺酸粉末。弱溶劑並無特別限定，可舉出水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纖劑、丙酮、甲苯等。
[聚醯亞胺前驅物2(聚醯胺酸酯)之合成]
聚醯胺酸酯可由以下(A)~(C)中任一方法而合成。
(A)由聚醯胺酸合成聚醯胺酸酯之情況
聚醯胺酸酯係可藉由將自四羧酸二酐與二胺所得之聚醯胺酸進行酯化而合成。
Figure 104130963-A0202-12-0024-34
具體為可將聚醯胺酸與酯化劑在有機溶劑之存在下，於-20~150℃，較佳為0~50℃，進行30分鐘~24小時，較佳為1~4小時反應而合成。
作為酯化劑，以可藉由純化而容易除去者為佳，可舉出N,N-二甲基甲醯胺二甲基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二乙基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二丙基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二新戊基丁基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二-t-丁基縮醛、1-甲基-3-p-甲苯基三氮烯、1-乙基-3-p-甲苯基三氮烯、1-丙基-3-p-甲苯基三氮烯等。酯化劑之添加量對於聚醯胺酸的重複單位1莫耳而言，以2~6莫耳當量為佳。使用於上述反應之有機溶劑由聚合物之溶解性來看，以N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯等為佳，亦可混合這些1種或2種以上而使用。合成時的濃度由不易引起聚合物析出且容易得到高分子量材料之觀點來看以1~30質量%為佳，以5~20質量%為較佳。
(B)由四羧酸二酯二氯化物與二胺合成聚醯胺酸酯之情況
聚醯胺酸酯可藉由四羧酸二酯二氯化物與二胺之反應而合成。
Figure 104130963-A0202-12-0025-35
具體為可將四羧酸二酯二氯化物與二胺，在鹼與有機溶劑之存在下，於-20~150℃，較佳為0~50℃，進行30分鐘~24小時，較佳為1~4小時之反應而合成。
對於鹼可使用吡啶、三乙基胺、4-二甲基胺基吡啶等，但欲使反應可穩緩和下進行時，以吡啶為佳。鹼的添加量由可除去之容易量，且可容易得到高分子量材料之觀點來看，對於四羧酸二酯二氯化物以2~4倍莫耳為佳。
使用於上述反應之有機溶劑，由單體及聚合物之溶解性來看以N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯等為佳，亦可混合這些1種或2種以上而使用。合成時之濃度由不容易引起聚合物析出且可容易得到高分子量材料之觀點來看，以1~30質量%為佳，以5~20質量%為較佳。
又，欲防止四羧酸二酯二氯化物之水解，使用於聚醯胺酸酯之合成的溶劑，儘可能以經脫水者為佳，反應在氮環境中可防止外氣之混入而較佳。
(C)自四羧酸二酯與二胺合成聚醯胺酸之情況
聚醯胺酸酯可藉由將四羧酸二酯與二胺由縮合劑進行 聚縮合而合成。
Figure 104130963-A0202-12-0026-36
具體為可將四羧酸二酯與二胺在縮合劑、鹼、及有機溶劑之存在下，於0~150℃，較佳為0~100℃下，進行30分鐘~24小時，較佳為3~15小時反應而合成。
對於縮合劑可使用三苯基亞磷酸酯、二環己基碳二亞胺、1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽、N,N’-羰基二咪唑、二甲氧基-1,3,5-三嗪基甲基嗎啉鎓、O-(苯並***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲 四氟硼酸酯、O-(苯並***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯、(2,3-二氫-2-硫代基-3-苯並噁唑基)膦酸二苯基等。縮合劑之添加量對於四羧酸二酯而言以2~3倍莫耳為佳。
對於鹼，可使用吡啶、三乙基胺等3級胺。鹼之添加量由容易除去之量且可容易得到高分子量材料之觀點來看，對於二胺成分而言以2~4倍莫耳者為佳。
又，對於上述反應，藉由將路易氏酸作為添加劑之添加，可有效率地進行反應。作為路易氏酸，以氯化鋰、溴化鋰等之鹵素化鋰為佳。路易氏酸之添加量對於二胺成分而言以0~1.0倍莫耳為佳。
上述3的聚醯胺酸酯合成方法之中，亦因可得到高分子量之聚醯胺酸酯，以(A)及(B)之合成法為特佳。
將如上述所得之聚醯胺酸酯的溶液，藉由一邊仔細攪拌一邊注入於弱溶劑，可析出聚合物。進行數次析出，以弱溶劑洗淨後，在常溫或者加熱乾燥後，可得到經純化的聚醯胺酸酯粉末。弱溶劑並無特別限定，可舉出水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纖劑、丙酮、甲苯等。
[聚醯亞胺前驅物之分子量]
聚醯亞胺前驅物之分子量對塗漆之黏度、或聚醯亞胺膜的物理性強度有著影響。由欲得到塗漆之良好塗佈作業性或塗膜良好均勻性之觀點來看，重量平均分子量以500,000以下為佳，由可得到充分強度之聚醯亞胺膜的觀點來看以2,000以上為佳，較佳為2,000~300,000，更佳為5,000~100,000。聚醯亞胺前驅物的分子量可藉由調整使用於前述聚合反應的二胺成分與四羧酸衍生物之比率而控制。作為該比率，可例示出莫耳比為1：0.7~1.2。該莫耳比越接近1：1，所得之聚醯亞胺前驅物的分子量變的越大。
[聚醯亞胺之合成]
本發明之聚醯亞胺可藉由將前述聚醯亞胺前驅物經醯亞胺化而合成。作為由聚醯亞胺前驅物合成聚醯亞胺之簡便且較佳方法，有於由二胺成分與四羧酸二酐的反應所得 之前述聚醯胺酸的溶液中，添加觸媒之化學性醯亞胺化，在比較低溫下進行醯亞胺化反應，在醯亞胺化之過程中不容易引起聚合物之分子量降低故較佳。
化學性醯亞胺化為可將經醯亞胺化的聚合物在有機溶劑中，在鹼性觸媒與酸酐之存在下藉由攪拌而進行。作為有機溶劑，可使用前述的聚合反應時所使用的溶劑。作為鹼性觸媒，可舉出吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺等。其中亦以吡啶在進行反應時具有適度鹼性而較佳。又，作為酸酐，可舉出乙酸酐、偏苯三酸酐、苯四酸酐等。其中亦以使用乙酸酐時，可使反應終了後的純化變的容易而較佳。
進行醯亞胺化反應時的溫度為-20~200℃，較佳為0~180℃，反應時間為進行1~100小時，較佳為1~8小時。鹼性觸媒的量為醯胺酸基之0.5~30莫耳倍，較佳為2~20莫耳倍，酸酐的量為醯胺酸基之1~50莫耳倍，較佳為3~30莫耳倍。所得之聚合物的醯亞胺化率可藉由調整觸媒量、溫度、反應時間等而控制。因醯亞胺化反應後之溶液中因殘留所添加的觸媒等，故藉由以下所示手段，回收所得之醯亞胺化聚合物，在有機溶劑進行再溶解後得到本發明之液晶配向劑者為佳。
由上述方法所得之聚醯亞胺的溶液因藉由一邊仔細攪拌一邊注入於弱溶劑，可析出聚合物。進行數次析出，以弱溶劑洗淨後，在常溫或者加熱進行乾燥後，可得到經純化的聚醯亞胺粉末。弱溶劑僅可析出聚合物者即 可，並無特別限定，可舉出甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纖劑、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。
[液晶配向劑]
本發明之液晶配向劑為含有如上述所得之聚醯亞胺前驅物及/或聚醯亞胺(以下將這些亦稱為聚合物成分)的塗漆狀溶液。本發明之液晶配向劑可含有2種類以上的聚醯亞胺前驅物或2種類以上的聚醯亞胺，亦可含有聚醯亞胺前驅物與聚醯亞胺雙方。且液晶配向劑亦可含有本發明之聚醯亞胺前驅物或本發明之聚醯亞胺以外的聚合物。
作為本發明之液晶配向劑的最單純構成例子，可舉出由上述聚醯亞胺前驅物及/或聚醯亞胺的聚合物成分與使用於溶解此的有機溶劑所成的組成物。該組成物可為合成聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺時的反應溶液本身，亦可為將該反應溶液以後述溶劑進行稀釋者。又，將聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺作為粉末進行回收時，可將此溶解於有機溶劑中作為聚合物溶液者。
將聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺的粉末溶解於有機溶劑時的聚合物成分之濃度以10~30質量%為佳，以10~15質量%為特佳。又，將這些進行溶解時可加熱。加熱溫度以20~150℃為佳，以20~80℃為特佳。
作為使用於溶解聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺時的有機溶劑，僅為可使聚合物成分均勻地溶解者即可，並無特別 限定。具體可舉出N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、N-甲基己內醯胺、2-吡咯啶酮、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、二甲基亞碸、二甲基碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺等。亦可使用這些的1種或混合2種以上者。又，即使為單獨時無法均勻地溶解聚合物成分的溶劑，僅在不會析出聚合物的範圍下亦可混合於上述有機溶劑。
本發明之液晶配向劑的溶劑成分除使用於溶解聚合物成分時的有機溶劑以外，可含有使用於提高將液晶配向劑塗布於基板時的塗膜均勻性之溶劑。如此溶劑一般為使用比上述有機溶劑更低表面張力之溶劑。若要舉出該具體例子，可舉出乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、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、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-單甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-單乙基醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲基酯、乳酸乙酯酯、乳酸n-丙基酯、乳酸n-丁基酯、乳酸異戊基酯等。這些溶劑可併用2種類以上。
本發明之液晶配向劑中的聚合物濃度可藉由所形成之液晶配向膜的厚度做適宜變更，但由會形成均勻且沒有缺陷的塗膜之觀點來看，以1質量%以上為佳，由溶液之保存安定性的觀點來看，以10質量%以下為佳。 聚合物濃度以2~8質量%為較佳。
本發明之液晶配向劑可含有其他的矽烷偶合劑或交聯劑等各種添加劑。
矽烷偶合劑係以提高液晶配向劑所形成之基板與形成於此的液晶配向膜的密著性為目的下添加。矽烷偶合劑的具體例子可舉出國際公開公報WO2010/050523號(國際申請PCT/JP2009/068523)之段落0164第1行~最後行)所記載者。
矽烷偶合劑的使用量由未反應者對液晶配向性不會有壞影響，且表現密著性效果之觀點來看，對於聚合物成分以0.01~5質量%為佳，以0.1~1質量%為較佳。添加矽烷偶合劑時，欲防止聚合物的析出，在添加前述欲提高塗膜均勻性的溶劑前添加者為佳。
[液晶配向膜]
將本發明之液晶配向劑塗布於基板，並經乾燥、燒成所得之塗膜，視必要於該塗膜面可實施已知的配向處理。作為塗布液晶配向劑之基板，僅為透明性高之基板即可，並無特別限定，可使用玻璃基板、氮化矽基板、丙烯酸基板或聚碳酸酯基板等塑質基板等，使用形成有欲液晶驅動的ITO電極等的基板時，由製程之簡單化的觀點來看為佳。又，在反射型之液晶顯示元件中，若為僅單面側基板，亦可使用矽晶圓等不透明物質，電極亦可使用鋁等反射光的材料。
作為液晶配向劑的塗佈方法，可舉出旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法等。塗布液晶配向劑後之乾燥、燒成步驟可選擇任意溫度與時間。通常為了充分除去所含有的有機溶劑，可在50~120℃下進行1~10分鐘乾燥，其後在150~300℃進行5~120分鐘燒成。
燒成後之塗膜厚度並無特別限定，若過薄時，液晶顯示元件的信賴性會有降低之情況產生，故以5~300nm為佳，較佳為10~200nm。欲使液晶呈水平配向、或傾斜配向時，燒成後的塗膜可經摩擦、或光配向處理。
[液晶顯示元件]
由本發明之液晶配向劑得到附有液晶配向膜之基板後，以已知方法製作液晶單元，作為液晶顯示元件。
液晶單元的製造方法並無特別限定，但若要舉出一例子，一般為將形成液晶配向膜之1對基板，以液晶配向膜面作為內側，夾住較佳為1~30μm，更佳為2~10μm的間隔物而設置後，將周圍以密封劑固定，注入液晶並封止的方法。對於液晶封入之方法並無特別限制，可舉出將製作之液晶單元內進行減壓後，注入液晶的真空法、滴入液晶後進行封止的滴下法等。
作為製造液晶單元的其他方法，可舉出將液晶配向劑塗布於2片基板上形成液晶配向層，配置2片基板使該液晶配向層對向，於該2片基板之間夾持液晶層，一邊於液晶層輸入電場，一邊照射紫外線而製作的方法。 所使用的基板僅為透明性高的基板即可，並無特別限定，通常為於基板上形成欲使液晶驅動的透明電極之基板，亦可使用設有電極圖型或突起圖型的基板。若使用於液晶單元的單面基板上形成1~10μm的線/縫電極圖型，於對向基板上未形成狹縫圖型或突起圖型的電極結構者時，可簡化製造時的製程並得到高透過率者，故較佳。
所謂上述液晶配向層，其為使用於配向液晶時的樹脂膜，使用液晶配向劑於基板上形成液晶配向層的方法可適用在前述液晶配向膜所記載的塗佈方法及經塗佈後之燒成方法。
一邊於液晶層輸入電場，一邊照射紫外線之步驟，例如可舉出藉由對於設置於基板上的電極間施予電壓，於液晶層外加電場，保持該電場下，照射紫外線之方法。其中，作為於電極間所施予的電壓，例如為5~30Vp-p，較佳為5~20Vp-p。紫外線之照射量，例如以1~60J為佳，以40J以下為較佳。紫外線比較少時，可抑制造成構成液晶顯示元件之構件的破壞為原因之信賴性降低，且藉由選擇紫外線之照射時間，可提高製造效率故較佳。
[實施例]
以下舉出實施例更詳細說明本發明，但本發明並未受限於此等解釋者。所使用的化合物之簡稱、分析方法、分析條件、及特性評估方法如以下所示。
NMP：N-甲基-2-吡咯啶酮 BCS：丁基溶纖劑
DMAP：二甲基胺基吡啶
Boc2O：二碳酸二-tert-丁基
DMAP：二甲基胺基吡啶 Pd/C：鈀碳
DIEPA：二異丙基乙基胺
DMF：二甲基甲醯胺
THF：四氫呋喃
Figure 104130963-A0202-12-0034-37
(1H-NMR的測定)
裝置：Varian NMR system 400NB(400MHz)(Varian公司製)、及JMTC-500/54/SS(500MHz)(JEOL公司製)
測定溶劑：CDCl3(重氫化氯仿)，DMSO-d6(重氫化二甲基亞碸)
基準物質：TMS(四甲基矽烷)(δ：0.0ppm，1H)及CDCl3(δ：77.0ppm，13C)
(聚醯亞胺前驅物及醯亞胺化聚合物之分子量測定)
使用常溫凝膠滲透層析法(GPC)裝置(GPC-101)(昭和電工公司製)、及管柱(KD-803，KD-805)(Shodex公司製)，如以下進行測定。
管柱溫度：50℃
溶離液：N,N’-二甲基甲醯胺(作為添加劑為溴化鋰-水合物(LiBr‧H2O)30mmol/L(公升)、磷酸‧無水結晶(o-磷酸)30mmol/L、四氫呋喃(THF)10ml/L)
流速：1.0ml/分
標準曲線作成用標準試樣：TSK標準聚乙烯氧化物(分子量；約900,000、150,000、100,000、及30,000)(Tosoh公司公司製)及聚乙二醇(分子量；約12,000、4,000、及1,000)(Polymer Laboratory公司製)。
<二胺(A1)之合成>
Figure 104130963-A0202-12-0035-38
於1L(公升)的四口燒瓶中，裝入二硝基化合物B(100g，279mmol)、及1,2-二氯乙烷(700g)，攪拌翼攪拌下升溫至85℃，將DMAP(0.3g，2.8mmol)、Boc2O(103g，474mmol)、及1,2-二氯乙烷(300g)經30分鐘滴入，進行2小時攪拌。以HPLC(高速液體層析法)確認反應終了後，將溶液減壓濃縮至350g，其次加入2-丙醇(600g)，冷卻至5℃後進行1小時攪拌。將析出的結晶經減壓過濾，並以2-丙醇(200g)洗淨後經乾燥後得到粉末結晶A1-1(產量120g，產率94%)。
1H-NMR(500MHz，CDCl3)；8.76(1H，s)，8.17(4H，m)，7.39(4H，m)，3.93(2H，t)，3.57(2H，t)，2.97(4H，m)，1.49(9H，s)
將A1-1(100g，218mmol)、5質量%Pd/C(50%含水型)、及甲苯(1200ml)的混合物於氫存在下在60℃進行5小時攪拌。反應終了後過濾觸媒後，將溶液冷卻至5℃，再進行1小時攪拌。將析出之結晶經減壓過濾，並以甲苯(200g)洗淨後經乾燥得到粉末結晶A1(產量70g，產率80%)。
1H-NMR(500MHz，CDCl3)；8.70(1H，s)，7.00(4H，m)，6.64(4H，m)，3.82(2H，t)，3.57(1H，br)，3.45(4H，m)，2.74(4H，m)，1.47(9H，s)
<二胺(A2)之合成>
Figure 104130963-A0202-12-0037-39
於1L(公升)之四口燒瓶中，於二硝基衍生物B(53.8g，150mmol)的DMF溶液(269g)中加入DIEPA(21.3g，165mmol)與DMAP(1.83g，15mmol)後，將Boc2O(32.7g，150mmol)在室溫下經30分鐘滴入。於室溫攪拌2小時後，追加DIEPA(21.3g，165mmol)與Boc2O(32.7g，165mol)，在室溫進行24小時攪拌。其後再加入DIEPA(21.3g，165mmol)與Boc2O(32.7g，150mmol)，在室溫進行18小時攪拌。將所得之反應液以乙酸乙酯(1078g)稀釋後，以10質量%NaCl水溶液(1000g)進行3次洗淨。其後將有機層以硫酸鎂乾燥後經濃縮，將所得之粗物使用乙酸乙酯與己烷(容積比為1：3，以下相同)進行管柱層析法，得到二硝基體A2-1(產量17.7g，產率21%)。
1H-NMR(CDCl3，δppm)：8.19-8.15(m，2H)，7.42-7.27(m，2H)，3.86(br，4H)，3，07(br，4H)，1.50(s，18H)
於二硝基體A2-1(17.7g，31.7mmol)的 THF溶液(88.5g)中，加入5質量%Pd/C(50%含水型)(1.71g，10wt%)，其後進行氫氣取代，在室溫下進行24小時攪拌。其次藉由濾膜濾器進行過濾，除去Pd/C後，經濃縮得到粗物。將所得之粗物使用乙酸乙酯與己烷(容積比為2：3)，進行管柱層析法，得到二胺A2(產量12.2g，產率77%)。
1H-NMR(CDCl3，δppm)：7.06-7.02(m，2H)，6.65-6.62(m，2H)，3.78(br，4H)，3.56(s，4H)，2.86(br，4H)，1.48(s，18H)
[合成例1]
於附有攪拌裝置及氮導入管的50ml四口燒瓶中，放入秤取的DA-1(0.42g，2.8mmol)、及DA-3(1.67g、4.2mmol)後，加入NMP21.7g，一邊送入氮氣一邊進行攪拌並使其溶解。一邊攪拌該二胺溶液，一邊加入CA-1(0.534g，2.45mmol)及CA-2(0.837g、4.27mmol)，進一步加入NMP5.4g。其後進行3小時攪拌，得到樹脂固體成分濃度12質量%之聚醯胺酸溶液。將該聚醯胺酸溶液在25℃之黏度以E型黏度計(東機產業公司製)進行確認後其為320mPa‧s。該聚醯胺酸之分子量為Mn=10,550、Mw=32,000。
[合成例2]
於附有攪拌裝置及氮導入管之50ml四口燒瓶中，放 入秤取的DA-1(0.42g，2.8mmol)、及DA-4(2.09g、4.2mmol)後，加入NMP21.7g，一邊送入氮氣一邊進行攪拌並使其溶解。一邊攪拌該二胺溶液，一邊加入CA-1(0.534g，2.45mmol)及CA-2(0.837g、4.27mmol)，再加入NMP5.4g。其後進行3小時攪拌後得到樹脂固體成分濃度12質量%之聚醯胺酸溶液。該聚醯胺酸溶液在25℃的黏度以E型黏度計(東機產業公司製)進行確認後其為370mPa‧s。該聚醯胺酸的Mn為19,000、Mw為50,500。
[比較合成例1]
於附有攪拌裝置及氮導入管之50ml四口燒瓶中，放入秤取的DA-1(0.42g，2.8mmol)、及DA-2(1.25g、4.2mmol)後，加入NMP21.7g，一邊送入氮氣一邊進行攪拌並使其溶解。一邊攪拌該二胺溶液，一邊加入CA-1(0.534g，2.45mmol)及CA-2(0.837g、4.27mmol)，進一步加入NMP5.4g。其後進行3小時攪拌後得到樹脂固體成分濃度12質量%的聚醯胺酸溶液。該聚醯胺酸溶液在25℃的黏度以E型黏度計(東機產業公司製)進行確認後其為330mPa‧s。該聚醯胺酸的分子量為Mn=9,900、Mw=21,800。
[實施例1]
於由合成例1所得之聚醯胺酸溶液10.0g中，加入 NMP5.65g、放有3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷1.0質量%之NMP溶液1.0g、及BCS5.55g，得到濃度為4.5質量%之液晶配向劑(A-1)。對於該液晶配向劑(A-1)，確認其為未見到混濁或析出物產生等異常現像之均勻溶液。
[實施例2]
於合成例2所得之聚醯胺酸溶液10.0g中，加入NMP5.65g、放有3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷1.0質量%之NMP溶液1.0g、及BCS5.55g，得到濃度為4.5質量%之液晶配向劑(A-2)。對於液晶配向劑(A-2)，確認其為未見到混濁或析出物產生等異常現像之均勻溶液。
[比較例1]
於比較合成例1所得之聚醯胺酸溶液10.0g中，加入NMP5.65g、放有3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷1.0質量%之NMP溶液1.0g、及BCS5.55g，得到濃度為4.5質量%之液晶配向劑(B-1)。對於該液晶配向劑(B-1)，確認其為未見到混濁或析出物產生等異常現像之均勻溶液。
<對γ-丁基內酯之溶解性>
於所得之液晶配向劑5.0g的攪拌溶液中，一邊加入γ-丁基內酯(GBL)，一邊記錄溶劑量至固體被析出為 止，而實施溶解性評估。
有關液晶配向劑A-1、A-2、及B-1，所實施之GBL的添加量結果如表1所示。
Figure 104130963-A0202-12-0041-40
<接著性評估試樣之製作>
將液晶配向劑以1.0μm的濾器過濾後，於附有透明電極之玻璃基板上進旋塗，在80℃之加熱板上進行2分鐘乾燥後，在230℃進行20分鐘燒成，得到膜厚為100nm之塗膜。準備如此所得之2片基板，於一方基板的液晶配向膜面上，散布直徑4μm之珠子間隔物後，將密封劑(協立化學公司製XN-1500T)塗布成點狀。其次將另一方基板的液晶配向膜面作為內側，欲使基板的重疊寬度成成為1cm，並欲使於基板重疊部分之中心放置密封劑下進行貼合。此時，欲使經貼合後的密封劑之直徑成為約3mm而調整密封劑之滴入量。將貼合的2片基板以夾具固定後，在120℃進行1小時熱硬化，至做出接著性評估用之試樣品。
<接著力的測定>
將製作之試樣品使用島津製作所公司製之桌上型精密萬能試驗機(AGS-X 500N)，固定上下基板之端部分後，自基板重疊部分的上部開始按下，測定剝離時的壓力(N)。
由計測的密封劑之直徑進行估計的面積(mm2)除壓力(N)所計算出的規格化值作為接著力之指標。
液晶配向劑A-1、及B-1的接著力結果如表1所示。
Figure 104130963-A0202-12-0042-41
<液晶單元之製作>
將液晶配向劑以1.0μm的濾器過濾後，於附有透明電極之玻璃基板上進行旋塗，在80℃之加熱板上進行2分鐘乾燥後，在230℃進行20分鐘燒成，得到膜厚100nm之塗膜。將該醯亞胺化聚合物膜以人造纖維布進行摩擦(輥徑120mm、轉動數1000rpm、移動速度20mm/sec、按下量0.4mm)後，於純水中進行1分鐘超音波照射，在80℃進行10分鐘乾燥。如此所得之附有液晶配向膜之基板準備2片，於一方基板的液晶配向膜面設置4μm間隔物後，組合成2片基板的摩擦方向呈逆平行，密封液晶注入口的周圍，製造出胞間隙為4μm之空胞。於該晶胞將 液晶(MLC-2041、默克公司製)在常溫下進行真空注入，封入注入口作為反平行液晶單元。
<液晶配向性>
將該液晶單元之配向狀態以偏光顯微鏡進行觀察，將無配向缺陷者評斷為「良好」，經有配向缺陷者評斷為「不良」。液晶配向劑A-1、A-2及B-1之配向性的評估結果如表3所示。
Figure 104130963-A0202-12-0043-42
<電氣特性評估用液晶單元之製作>
製作出具備FFS(Fringe Field Switching)方式之液晶顯示元件的構成之液晶單元。
首先準備附有電極之基板。基板為30mm×35mm之尺寸，且厚度為0.7mm之玻璃基板，於基板上作為第1層而構成對向電極，形成紮實圖型之IZO(Indium Tin Oxide)電極。作為於第1層的對向電極上之第2層，形成藉由CVD(Chemical Vapor Deposition)法經成膜之SiN(氮化矽)膜。第2層的SiN膜之膜厚為500nm，其作為層間絶緣膜的功能使用。於第2層的SiN膜上，配置 有作為第3層而製圖IZO膜所形成的梳齒狀畫素電極，形成第1畫素及第2畫素之2種畫素。各畫素的尺寸為縱10mm且橫約5mm。此時，第1層的對向電極與第3層的畫素電極藉由第2層的SiN膜之作用而成電氣性絶緣。
第3層的畫素電極為具有以下梳齒狀，該梳齒狀為將中央部分成彎曲之「ㄑ」字形狀的電極元件以複數配列所構成者。各電極元件之橫向方向的寬度為3μm，電極元件間之間隔為6μm。形成各畫素之畫素電極因其為將中央部分成彎曲之「ㄑ」字形狀的電極元件以複數配列所構成者，故各畫素的形狀並非長方形狀，與電極元件同樣地在中央部分為彎曲，具備類似粗字的「ㄑ」字形狀者。而各畫素將各中央之彎曲部分作為邊界分割成上下部份，具有彎曲部分的上側之第1區域與下側的第2區域。
若比較各畫素的第1區域與第2區域時，構成這些的畫素電極之電極元件的形成方向成為相異者。即，將後述液晶配向膜之摩擦方向作為基準時，在畫素的第1區域，畫素電極之電極元件形成為+10°之角度(順時針方向)，在畫素的第2區域，畫素電極之電極元件形成為-10°之角度(順時針方向)。即，在各畫素的第1區域與第2區域係構成為藉由畫素電極與對向電極之間的電壓外加所引起的液晶之在基板面內的轉動動作(平面‧開關)方向呈相互逆方向。
其次，將所得之液晶配向劑以1.0μm的濾器進行過濾後，於準備的上述附有電極之基板上，以旋塗塗 佈進行塗佈。在80℃之加熱板上進行120秒乾燥後，在230℃的遠紅外線式烤箱中進行20分鐘燒成，得到膜厚60nm之聚醯亞胺膜。將該聚醯亞胺膜以人造纖維布進行摩擦(輥筒直徑：120mm、輥筒轉動數：500rpm、移動速度：30mm/sec、按下長：0.3mm、摩擦方向：對第3層IZO梳齒電極傾斜10°方向)後，以純水經1分鐘超音波照射並進行洗淨，以吹氣除去水滴後，在80℃進行15分鐘乾燥後得到附有液晶配向膜之基板。又，作為對向基板，對於具有在裏面形成ITO電極之高度4μm的柱狀間隔物之玻璃基板，亦與上述同樣地形成聚醯亞胺膜，以與上述相同程序，得到施予配向處理之附有液晶配向膜的基板。將這些2片附有液晶配向膜之基板作為1組，於基板上以殘留在液晶注入口的形狀印刷密封劑，將另1片的基板面對液晶配向膜面，貼合成與摩擦方向呈逆平行後，硬化密封劑製作出晶胞間隙為4μm之空胞。於該空胞藉由減壓注入法，注入液晶MLC-2041(默克公司製)，封住注入口，得到FFS方式之液晶單元。其後將所得之液晶單元在110℃進行30分加熱，在23℃放置一晚後使用於各評估。
<累積的殘留電荷之緩和特性>
將上述液晶單元(通常使用液晶)設置於偏光軸呈垂直而配置的2片偏光板之間，將畫素電極與對向電極成短路而成為同電位之狀態下，自2片偏光板之下方照射LED 背光，調節液晶單元之角度而使在2片偏光板之上方所測定之LED背光透過光的亮度成最小。
其次，於該液晶單元一邊外加頻率數30Hz之矩形波，一邊在23℃的溫度下測定V-T特性(電壓-透過率特性)，算出相對透過率成為23%之交流電壓。該交流電壓因相當於對電壓之亮度變化較大的區域，適用於介著亮度評估殘留電荷。
其次，在相對透過率成23%之交流電壓，且外加頻率數30Hz之矩形波5分鐘後，重疊+1.0V之直流電壓並驅動30分鐘。其後，切斷直流電壓，再次以相對透過率為23%之交流電壓，且僅頻率數30Hz的矩形波外加30分鐘。
累積的電荷的緩和越快，對於重疊直流電壓時的液晶單元之電荷累積亦快速，故累積電荷的緩和特性係以重疊直流電壓後的相對透過率40%以上的狀態降低到35%之所需時間做評估。該時間越短表示累積電荷的緩和特性越良好而進行評估。液晶配向劑A-1、及B-1之緩和特性如表4所示。
Figure 104130963-A0202-12-0046-44
[產業上可利用性]
本發明之液晶配向劑為對於元件可形成與密封劑或基板的密著性良好之液晶配向膜，額緣附近之顯示不均勻較少，且可確保較大顯示面積，故可利用於手機、智慧型手機、平板電腦型端末等，特別可利用於小型高精細之液晶顯示元件等。
且，於2014年9月18日所申請的日本專利申請2014-190292號的說明書、申請專利範圍、及發明摘要之全內容全被引用於此，作為本發明之說明書的開示內容。

Claims (10)

  1. 一種液晶配向劑，其為含有由下述聚醯亞胺前驅物及/或該聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺，該聚醯亞胺前驅物係由將二胺成分與四羧酸成分進行反應所得者，其特徵為前述二胺成分為含有下述式[1]所示之二胺者；
    Figure 104130963-A0305-02-0050-1
     (R1及R2各獨立為氫原子，碳數1~4的烷基或下述式(2)所示基，其至少一方為式(2)所示基；m及n各獨立為0~3；式(2)中，A為單鍵或碳數1~4的烴基之2價基)
    Figure 104130963-A0305-02-0050-2
  2. 如請求項1之液晶配向劑，其中前述二胺成分中含有前述式[1]所示二胺5~100莫耳%。
  3. 如請求項1或2之液晶配向劑，其中聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之合計含有量為1~20重量%。
  4. 如請求項1之液晶配向劑，其中於式[1]所示二胺的苯環中之胺基的取代位置對於伸烷基之鍵結位置而言為間位或對位。
  5. 一種下述式[1]所示二胺，其特徵為
    Figure 104130963-A0305-02-0051-4
     (R1及R2各獨立為氫原子、碳數1~4的烷基或下述式(2)之基，其至少一方為式(2)之基；m及n各獨立為0~3；式(2)中，A為單鍵或碳數1~4的烴基之2價基)；
    Figure 104130963-A0305-02-0051-3
  6. 如請求項5之二胺，其中於苯環中之NH2基對於伸烷基之鍵結位置而言為間位或對位。
  7. 如請求項5之二胺，其為下述二胺中任一；
    Figure 104130963-A0305-02-0052-5
    Figure 104130963-A0305-02-0053-6
     (但，Boc為下述式所示基)
    Figure 104130963-A0305-02-0053-7
  8. 一種液晶配向膜，其特徵為由如請求項1~4中任一項之液晶配向劑所形成者。
  9. 如請求項8之液晶配向膜，其中膜厚度為5~500nm。
  10. 一種液晶顯示元件，其特徵為具有如請求項8或9之液晶配向膜的基板為玻璃基板或塑質基板。
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