液晶取向剂、液晶取向膜及其制造方法以及液晶显示元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及其制造方法、以及液晶显示元件。
【背景技术】
[0002] 之前，液晶显示元件开发出电极结构或所使用的液晶分子的物性等不同的多种 驱动方式，例如已知有扭转向列（TwistedNematic，TN)型或超扭转向列（SuperTwisted Nematic，STN)型、垂直取向（VerticalAlignment，VA)型、共面切换（InPlaneSwitching， IPS)型、边缘场切换（FringeFieldSwitching，FFS)型等各种液晶显示元件。该些液晶 显示元件具有用于使液晶分子取向的液晶取向膜。就耐热性、机械强度、与液晶的亲和性等 各种特性良好的方面而言，液晶取向膜的材料通常使用聚酰胺酸或聚酰亚胺。液晶取向膜 通常是藉由将聚酰胺酸等聚合物溶解于溶剂中而得的液晶取向剂涂布于基板上，对该涂布 面进行加热而形成。
[0003] 近年来，液晶显示元件不仅如之前般用于个人电脑等显示终端，而且用于例如液 晶电视或汽车导航系统（carnavigationsystem)、行动电话、智慧型手机、情报显示器 (informationdisplay)等多种用途。另外，伴随着此种多用途化，谋求液晶显示元件的显 示品质的进一步高品质化，为了满足上述要求而提出了多种液晶取向剂（例如参照专利文 献1或专利文献2)。
[0004] 例如，专利文献1中提出：除了聚酰胺酸或者聚酰亚胺以外，使极少量的选自分子 内具有1个羧基的化合物、分子内具有1个羧酸酐基的化合物以及分子内具有1个三级氨 基的化合物中的化合物含有于液晶取向剂中，藉此改善所形成的液晶显示元件的电压保持 率以及残像特性。另外，专利文献2中提出：藉由使抗氧化剂以及具有环氧基的化合物与聚 酰胺酸或者聚酰亚胺一起含有于液晶取向剂中，不仅改善于光应力、热、湿气等严酷的环境 下进行长时间的连续驱动的情况下的电特性，而且改善二次加工（rework)性。
[0005] 作为对使用液晶取向剂而形成的高分子薄膜赋予液晶取向能力的方法，近年来， 提出有利用光异构化或光二聚化、光分解等的光取向法作为代替摩擦法的技术（例如参照 专利文献3)。该光取向法是藉由对形成于基板上的感放射线性高分子薄膜照射偏光或者非 偏光的放射线，来对膜赋予各向异性，藉此控制液晶分子的取向的技术。依据该方法，与现 有的摩擦法相比，可抑制工序内的灰尘或静电的产生，因此可抑制由灰尘等所引起的显示 不良的产生或良率的下降。另外，亦具有对形成于基板上的涂膜均匀地赋予液晶取向能力 的优点。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利特开平8-76128号公报
[0009] 专利文献2:日本专利特开2012-194538号公报
[0010] 专利文献3:日本专利特开2003-307736号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的技术课题
[0012] 近年来，液晶显示元件的利用范围扩大，设想于较之前更严酷的环境下使用液晶 显示元件。因此，液晶取向膜要求能够耐受在较之前的液晶取向膜的使用环境更严酷的环 境下使用（可靠性尚）。另外，就制品的良率提尚的观点而目，液晶取向剂要求可于对基板 的涂布范围中形成均匀且平滑的膜，即匀平性良好。
[0013]另外，于藉由紫外线等的照射而产生化学变化的光取向法的情况下，与现有的藉 由摩擦处理的液晶取向膜相比较，存在于液晶的取向限制力的方面差的倾向。因此，于利用 光取向法来进行取向能力赋予的情况下，存在液晶取向性并不充分，或例如于横向电场方 式的液晶显示元件中烧印成为问题的情况。
[0014]本发明是鉴于上述课题而形成，主要目的为提供一种用于获得高性能的液晶显示 元件的液晶取向剂。具体面言，目的之一为提供用于获得可靠性高、且匀平性良好的液晶取 向膜的液晶取向剂。另外，其他另一目的为提供用于获得液晶取向性良好且烧印少的液晶 显示元件的液晶取向剂。
[0015]解决课题的技术手段
[0016]本发明人等人为了达成如上所述的现有技术的课题而进行积极研宄，结果发现， 可藉由使特定的化合物与聚酰胺酸或聚酰亚胺等聚合物一起含有于液晶取向剂中，来解决 上述课题，从而完成本发明。具体而言，藉由本发明来提供以下的液晶取向剂、液晶取向膜 以及液晶显示元件。
[0017]本发明的一方面为提供一种液晶取向剂，其含有化合物（B')、及聚合物成分（其 中，相当于上述化合物（B')的化合物除外），上述化合物（B')的自40°C起以20°C/分 钟的升温条件测定而得的120°C下的热重量减少量为30%以下，且250°C下的热重量减少 量为90%以上。
[0018]本发明的一方面为提供如下液晶取向剂，其含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯以 及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一种聚合物（A)、及下述式（b)所表示的化合物（B)。
[0019][化1]
[0020]
【主权项】
1. 一种液晶取向剂，其含有化合物（B')、及聚合物成分（其中，相当于上述化合物 (B')的化合物除外），上述化合物（B')的自40°C起以20°C/分钟的升温条件测定而得 的120°C的情况下的热重量减少量为30%以下，且250°C的情况下的热重量减少量为90% 以上。
2. 如权利要求1所述的液晶取向剂，其含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯以及聚酰亚 胺所组成的组群中的至少一种聚合物（A)作为上述聚合物成分。
3. 如权利要求2所述的液晶取向剂，其包含主链上具有选自由下述式（ph-Ι)所表示的 结构、可具有取代基的环丁烷环、碳-碳不饱和键以及偶氮苯骨架所组成的组群中的至少 一种结构的聚合物作为上述聚合物（A):
(式（Ph-I)中，X3为硫原子、氧原子或者-NH- 分别表示结合键；其中，2个中 至少一个键结于芳香环上）。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的液晶取向剂，其中上述化合物（B')为具有下述 式（cl)所表示的重复单元的仆合物.
(式（cl)中，R1及R2分别独立地为氢原子、氟原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的 卤化烷基或者苯基；X4为氧原子、羰基、碳酸酯基、羰基氧基、-CH = N-、或者-CR 13 (OH)-(其 中，R13为氢原子或者碳数1~6的烷基）；rl为1~6的整数；其中，于rl为2以上的情况 下，重复单元中的多个R 1、R2可相同亦可不同；R \ R2及rl可于所有重复单元中相同，亦可 于重复单元间不同）。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的液晶取向剂，其中上述化合物（B')为选自由下 述式（c2-l)~式（c2-4)分别所表示的化合物所组成的组群中的至少一种：
(式（c2-l)中，R51为碳数1~12的烷基；R52及R53分别独立地为碳数1~12的烷基， 或者相互键结而与R52及R53所键结的碳原子一起形成2价脂环式烃基；s为1~4的整数； R54于S为1、3或4的情况下为s价有机基，于S = 2的情况下为单键或者s价有机基）
(式（c2-2)中，R55及R56分别独立地为碳数1~12的烷基，或者相互键结而与R 55及 R56所键结的碳原子一起形成1价环状醚基；t为1~4的整数；R 57于t为1、3或4的情况 下为t价有机基，于t = 2的情况下为单键或者t价有机基）
(式（c2-3)中，R33及R 34分别独立地为碳数1~6的烷基，X 31及X 32分别独立地为单 键、-0-、-COO-或者-CO- ;X33及X 34分别独立地为卤素原子；kl、k2、k3及k4分别独立地为 0~5的整数，满足kl+k3 < 5及k2+k4 < 5)
(式（c2-4)中，R35及R 36分别独立地为碳数1~18的烷基，X 35及X 36分别独立地为单 键、_0_、_CO〇-或者-CO-)。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的液晶取向剂，其中上述化合物（B')为下述式 (b)所表示的化合物（B):
(式（b)中，X1及Y 1分别独立地为氢原子、羟基、碳数1~6的烷基、碳数1~6的卤化 烷基、氨基、环氧基、环氧甲基、苯基、乙烯基、（甲基）丙烯酰氧基、巯基或者羧基；R1及R2分 别独立地为氢原子、氟原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的卤化烷基或者苯基；m为1~ 5的整数，η为2~20的整数；其中，于m为2以上的情况下，重复单元中的多个R\R 2可相 同亦可不同；R1、R2及m可于所有重复单元中相同，亦可于重复单元间不同）。
7. 如权利要求6所述的液晶取向剂，其中相对于上述聚合物成分的合计100重量份，上 述化合物（B)的含有比例为0. 1重量份~50重量份。
8. 如权利要求6或7所述的液晶取向剂，其中上述η为3以上的整数。
9. 一种液晶取向膜的制造方法，其包括： 膜形成工序，将如权利要求1至8中任一项所述的液晶取向剂涂布于基板上而形成涂 膜；以及 光照射工序，对上述涂膜进行光照射而形成液晶取向膜。
10. 如权利要求9所述的液晶取向膜的制造方法，其中上述膜形成工序包括： 预烘烤工序，对涂布于上述基板上的上述液晶取向剂进行预加热；以及后烘烤工序，对 上述预烘烤后的上述涂膜进一步加热；并且 上述光照射工序是对上述预烘烤工序后且上述后烘烤工序前的上述涂膜进行光照射 的工序。
11. 一种液晶取向膜，其是使用如权利要求1至8中任一项所述的液晶取向剂而形成。
12. -种液晶显示元件，其包括如权利要求11所述的液晶取向膜。
【专利摘要】本发明提供一种液晶取向剂，其含有化合物(B’)、及聚合物成分(其中，相当于上述化合物(B’)的化合物除外)，上述化合物(B’)的自40℃起以20℃/分钟的升温条件测定而得的120℃下的热重量减少量为30％以下，且250℃下的热重量减少量为90％以上。藉由使用此种液晶取向剂来形成液晶取向膜，而获得于可靠性、匀平性、液晶取向性、残像特性等各种特性方面为高性能的液晶显示元件。聚合物成分可列举选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯以及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一种聚合物(A)等。
【IPC分类】C08K5-06, C08L71-02, C08L79-08, G02F1-1337
【公开号】CN104756002
【申请号】CN201380055744
【发明人】片桐宽, 樫下幸志, 秋池利之, 野辺洋平
【申请人】Jsr株式会社
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年11月18日
【公告号】WO2014080865A1