液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件的制作方法

本发明涉及一种液晶取向剂、由该液晶取向剂得到的液晶取向膜以及具有该液晶取向膜的液晶显示元件。

背景技术：

1、以往，作为液晶显示元件，开发了电极结构、使用的液晶分子的物性等不同的各种驱动方式，例如已知tn(twisted nematic：扭曲向列)型、stn(super twisted nematic：超扭曲向列)型、va(vertical alignment：垂直取向)型、ips(in plane switching：面内转换)型、ffs(fringe field switching：边缘场开关)型等的各种显示元件。这些液晶显示元件具有用于使液晶分子取向的液晶取向膜。作为液晶取向膜的材料，例如已知聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺等。

2、在作为液晶显示元件的驱动方式之一的va型的液晶显示元件中，已知预先向液晶组合物中添加光聚合性化合物，并且使用聚酰亚胺系等的垂直取向膜，对液晶盒一边施加电压一边照射紫外线，由此加快液晶的响应速度的技术(psa(polymer sustainedalignment：聚合物稳定取向)方式元件)(例如参照专利文献1和非专利文献1)。

3、近年来，大画面且高精细的液晶电视广泛实用化，在这样的用途中的液晶显示元件中，要求与至今为止的以文字、静态图像为主而显示的显示器用途相比，能承受严酷的使用环境下的长期使用的特性。其中使用的液晶取向膜需要可靠性比以往高，例如关于被称为电压保持率的液晶取向膜的电特性，要求不仅初始特性良好，而且在长时间暴露于高温高湿下后，也维持良好的特性。作为解决这样的问题的液晶取向膜，在专利文献2中提出了具有噁唑啉骨架的聚酰亚胺系液晶取向膜。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2003－307720号公报

7、专利文献2：国际公开2019/054443号公报

8、非专利文献

9、非专利文献1：k.hanaoka，sid 04digest，p1200－1202

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、此外，最近对液晶显示元件的低成本化的要求高至以往以上，用于液晶显示元件的液晶材料也使用了各种液晶材料。特别是，在使用了低成本的液晶材料的情况下，液晶显示元件的电压保持率恶化的概率变高，因此要求具有高至以往以上的电压保持率的液晶取向膜。

3、本发明的目的在于，鉴于上述情况，提供一种液晶取向剂、由该液晶取向剂得到的液晶取向膜以及使用了该液晶取向膜的液晶显示元件，所述液晶取向剂能得到即使在长时间暴露于高温高湿下后，电压保持率也高的液晶取向膜。

4、用于解决问题的方案

5、本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，含有特定的成分的液晶取向剂用于实现上述的目的是有效的，从而完成了本发明。

6、本发明基于所述见解，以下述内容为主旨。

7、[1]一种液晶取向剂，其含有聚合物成分，所述聚合物成分满足下述条件(i)和(ii)中的至少任意者。

8、条件(i)：所述聚合物成分含有：选自由具有下述式(1)所示的重复单元(a1)和下述式(1’)所示的重复单元(a1’)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物。

9、条件(ii)：所述聚合物成分含有：选自由具有下述式(1)所示的重复单元(a1)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物；以及选自由具有下述式(1’)所示的重复单元(a1’)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物。

10、

11、(x1和x1’各自独立地表示四价有机基团。y1表示具有噁唑啉骨架的二价有机基团。y1’表示具有脂肪族羧基的二价有机基团(ah)或具有酚性羟基的二价有机基团(ph)。r和z各自独立地表示氢原子或一价有机基团。)

12、[2]根据[1]所述的液晶取向剂，其中，所述二价有机基团(ph)具有：作为具有所述酚性羟基的结构的、下述式(ph－1)所示的结构。

13、

14、(ar表示苯环或萘环。r表示氢原子、甲基、甲氧基或卤素原子。*表示键合键。

15、在ar为苯环的情况下，p表示1～5的整数，q表示0～4的整数，r表示1～5的整数，p、q以及r的合计为6。

16、在ar为萘环的情况下，p表示1～7的整数，q表示0～6的整数，r表示1～7的整数，p、q以及r的合计为8。)

17、[3]根据[1]或[2]所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物成分至少满足所述条件(i)。

18、[4]根据[1]或[2]所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物成分至少满足所述条件(ii)。

19、[5]根据[1]～[4]中任一项所述的液晶取向剂，其中，y1中的所述噁唑啉骨架位于具有y1的聚合物的主链。

20、[6]根据[1]～[5]中任一项所述的液晶取向剂，其中，y1具有下述式(m－ox)所示的部分结构，所述式(m－ox)所示的部分结构位于具有y1的聚合物的主链。

21、

22、(r1表示氢原子或一价有机基团，*表示键合键。)

23、[7]根据[1]～[6]中任一项所述的液晶取向剂，其中，在所述脂肪族羧基中，羧基与亚甲基的碳原子或形成脂环式结构的碳原子键合。

24、[8]根据[1]～[7]中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述二价有机基团(ah)为从作为具有脂肪族羧基的二胺的特定二胺(ah)中去除两个氨基而成的基团，该特定二胺(ah)为“a1’－(l－ah)m’”或“(a11’)2－ah’”所示的芳香族二胺。

25、(a1’表示两个伯氨基与芳香族基团键合而成的m’价基团。

26、a11’表示一个伯氨基与芳香族基团键合而成的一价基团。

27、l表示单键、－o－、－co－、－co－o－、－nr－(r表示氢原子或甲基)或－nr－co－(r表示氢原子或甲基)。

28、ah表示一价脂肪族羧基。

29、m’为1～2的整数。

30、ah’表示二价脂肪族羧基。)

31、[9]根据[1]～[8]中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物成分满足下述条件(i－1)、(ii－1)以及(ii－2)中的至少任意者。

32、条件(i－1)：所述聚合物成分含有：选自由具有所述式(1)所示的重复单元(a1)、所述式(1’)所示的重复单元(a1’)以及下述式(2)所示的重复单元(a2)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物。

33、条件(ii－1)：所述聚合物成分含有：选自由具有所述式(1)所示的重复单元(a1)和下述式(2)所示的重复单元(a2)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物；以及选自由具有所述式(1’)所示的重复单元(a1’)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物。

34、条件(ii－2)：所述聚合物成分含有：选自由具有所述式(1)所示的重复单元(a1)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物；以及选自由具有所述式(1’)所示的重复单元(a1’)和下述式(2)所示的重复单元(a2)的聚酰亚胺前体和作为该聚酰亚胺前体的酰亚胺化物的聚酰亚胺构成的组中的至少一种聚合物。

35、

36、(x2表示四价有机基团。y2表示具有基团－x－j的二价有机基团。r和z各自独立地表示氢原子或一价有机基团。

37、所述基团－x－j中，x表示单键、－(ch2)a－(a为1～15的整数)、－conh－、－nhco－、－co－n(ch3)－、－nh－、－o－、－coo－、－oco－、－ak－o－co－ch＝ch－**(**表示与芳香族烃基键合的键合键。ak表示碳原子数1～10的二价有机基团)或－(a1)a0－((ch2)a1－a1)m1－(a0为0或1的整数，a1为1～15的整数，a1各自独立地表示－o－或－coo－，m1为1～2的整数。在m1为2的情况下，多个a1各自独立地具有所述定义)。

38、j表示具有选自由碳原子数4～40的脂环式烃基和碳原子数6～40的芳香族烃基构成的组中的至少一种基团的一价有机基团。其中，所述脂环式烃基和芳香族烃基所具有的氢原子中的至少一个被作为卤素原子、碳原子数1～10的含卤素原子的烷基、碳原子数1～10的含卤素原子的烷氧基、碳原子数3～10的烷基、碳原子数3～10的烷氧基或碳原子数3～10的烯基的取代基(v)取代。而且这些取代基(v)(其中，不包括卤素原子)中的任意的碳－碳单键任选地被－o－中断。)

39、[10]根据[1]～[9]中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述x1和x1’中的四价有机基团为源自四羧酸二酐或其衍生物的四价有机基团，该四价有机基团为源自非环式脂肪族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐、或它们的衍生物的四价有机基团。

40、[11]一种液晶取向膜，其由如[1]～[10]中任一项所述的液晶取向剂得到。

41、[12]一种液晶显示元件，其具备如[11]所述的液晶取向膜。

42、[13]一种液晶显示元件的制造方法，其包括依次进行以下的工序(1)～(3)。

43、工序(1)：将如[1]～[10]中任一项所述的液晶取向剂涂布于具有导电膜的一对基板中的至少一方的基板上，形成涂膜的工序。

44、工序(2)：对所述涂膜进行烧成的工序。

45、工序(3)：在所述一对基板之间形成液晶层，制作液晶盒的工序。

46、[14]根据[13]所述的液晶显示元件的制造方法，其中，包括在工序(1)～(3)之后，进一步进行以下的工序(4)。

47、工序(4)：对所述液晶盒照射光的工序。

48、需要说明的是，在本说明书中，*在任意情况下均表示键合键。作为卤素原子，可列举出：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。

49、发明效果

50、根据本发明的液晶取向剂，能得到即使在长时间暴露于高温高湿下后，电压保持率也高的液晶取向膜。

51、得到本发明的上述效果的机理未必明确，但可认为以下所述的内容是原因之一。在本发明中使用的聚合物所含的噁唑啉骨架〔例如后述的结构(s－ox)和(m－ox)〕在后烘时开环，与酰胺酸中的羧酸进行交联反应。该开环反应在酸性条件下通过催化效果而得到促进，因此可认为通过含有具有脂肪族羧基的二价有机基团(ah)或具有酚性羟基的二价有机基团(ph)，开环反应进一步进行，与羧酸交联，所得到的液晶取向膜的膜密度提高，因此能得到电压保持率变高的液晶取向膜。