液晶取向剂、液晶取向膜及其制造方法、液晶显示元件、聚合物及化合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、液晶显示元件的制造方 法、聚合物及化合物。
【背景技术】
[0002] 以往，液晶显示元件已开发出电极结构或液晶分子的物性、制造步骤等不同 的多种驱动方式，例如已知扭转向列（Twisted Nematic，TN)型或超扭转向列（Super Twisted Nematic，STN)型、垂直取向（Vertical Alignment，VA)型、共面切换（In-Plane Switching，IPS)型、边缘场切换（Fringe Field Switching，FFS)型等各种液晶显示元件。 这些液晶显示元件具有用以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。
[0003] 近年来，大画面且高精细的液晶电视成为主体，另外，智能手机或平板PC等小型 的显示终端的普及推进，对于液晶显示器的高精细化的要求进一步提高。为了满足这种要 求，以往提出了多种液晶取向剂（例如参照专利文献1)。专利文献1中公开了 1，2_双（4-氨 基苯基）乙烷与1，3_二甲基环丁烷四羧酸二酐的脱水缩合物或者将其酯化而成的取向膜 材料、和对苯二胺与1，3_二甲基环丁烷四羧酸二酐的脱水缩合物或者将其酯化而成的取 向膜材料的混合物，来作为液晶取向剂。该专利文献1中，通过使用所述液晶取向剂来实现 液晶显示元件的交流（Alternating Current，AC)残像的减少。
[0004] [现有技术文献]
[0005] [专利文献]
[0006] [专利文献1]日本专利特开2013-178557号公报
【发明内容】
[0007] [发明所欲解决的问题]
[0008] 近年来，对液晶面板的高性能化的要求进一步提高，期望开发出用以获得难以产 生残像（图像的残像）的液晶显示元件的新的液晶取向剂。
[0009] 本发明是鉴于所述情况而形成，目的之一为提供一种可获得残像特性良好的液晶 显示元件的液晶取向剂。
[0010][解决问题的技术手段]
[0011] 本发明人等人着眼于通过对聚合物赋予柔软性来提高液晶取向膜的取向控制力， 构筑具有特定结构的四羧酸衍生物。另外，不仅使用所获得的四羧酸衍生物来合成聚合物， 而且将所述聚合物用于液晶取向剂的聚合物成分。因此发现可利用这种液晶取向剂来解决 所述问题，从而完成本发明。具体而言，由本发明来提供以下的液晶取向剂、液晶取向膜、液 晶显示元件、液晶显示元件的制造方法、聚合物及化合物。
[0012] 本发明的一方面为提供一种液晶取向剂，其含有选自由使四羧酸衍生物、与二胺 进行反应而获得的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一种聚合物 (A)，所述四羧酸衍生物是选自由四羧酸二酐、四羧酸二酯及四羧酸二酯二卤化物所组成的 组群中的至少一种，并且所述四羧酸衍生物包含选自由下述式（1)所表示的化合物（a)、以 及该化合物（a)的二酯化合物及二酯二卤素化合物所组成的组群中的至少一种化合物。
[0015] (式（1)中，R1为二价有机基，X 1及X2分别独立地为-0_C( = 0)_*、_C(= 0) -0-*、-S-C( = 0) -*、-C( = 0) -S-*、-0-、-S-或-NR5-(其中，R5为碳数 1 ~6 的一价烃 基，R5与R 1也可以键结而形成含氮杂环，在X 1及X 2为-NR 5_的情况下，2个R5也可以键结 而与R1-起形成含氮杂环；带有*的结合键与R 1键结）；R2及R3分别独立地为氢原子或者 一价有机基）
[0016] 本发明的一方面为提供一种液晶取向膜的制造方法，其包括：将所述液晶取向剂 涂布于基板上而形成涂膜的步骤、以及对形成于该基板上的涂膜进行光照射而对所述涂膜 赋予液晶取向能力的步骤。另外，另一方面为提供一种使用所述液晶取向剂而形成的液晶 取向膜。另外，提供一种具备该液晶取向膜的液晶显示元件。
[0017] [发明的效果]
[0018] 依据本发明的液晶取向剂，可获得残像特性良好的液晶显示元件。
【附图说明】
[0019] 图1是FFS型液晶显示元件的概略构成图。
[0020] 图2的（a)及图2的（b)是通过光取向处理来制造液晶显示元件时所使用的顶电 极的平面示意图。图2的（a)为顶电极的俯视图，图2的（b)为顶电极的部分放大图。
[0021] 图3是表示四个系统的驱动电极的图。
[0022] 符号的说明
[0023] 10 :液晶显示元件
[0024] 11a、lib:玻璃基板
[0025] 12 :液晶取向膜
[0026] 13:顶电极
[0027] 14 :绝缘层
[0028] 15:底电极
[0029] 16 :液晶层
[0030] C1:由虚线包围的部分
[0031] dl:电极的线宽
[0032] d2:电极间的距离
[0033] A、B、C、D、E:电极
[0034] F :像素边缘部分
【具体实施方式】
[0035] 本发明的液晶取向剂含有聚合物（A)以及视需要而任意调配的其他成分。以下对 本发明的液晶取向剂的各成分进行说明。
[0036] 〈聚合物⑷〉
[0037] 聚合物（A)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一 种，是通过使四羧酸衍生物与二胺进行反应而获得，所述四羧酸衍生物为选自由四羧酸二 酐、四羧酸二酯及四羧酸二酯二卤化物所组成的组群中的至少一种。
[0038] 此外，本说明书中所谓"四羧酸二酯"，是指四羧酸所具有的4个羧基中的2个经酯 化而成的化合物。所谓"四羧酸二酯二卤化物"，是指四羧酸所具有的4个羧基中的2个经 酯化、其余的2个经卤化而成的化合物。
[0039] [聚酰胺酸]
[0040] 作为聚合物（A)的聚酰胺酸例如可通过使四羧酸二酐与二胺进行反应而获得。
[0041] [四羧酸二酐]
[0042] 作为聚合物（A)的聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐包含下述式（1)所表示的 化合物（以下也称为"化合物（a) "）。
[0045] (式（1)中，R1为二价有机基，X 1及X2分别独立地为-0_C( = 0)_*、_C(= 0) -0-*、-S-C( = 0) -*、-C( = 0) -S-*、-0-、-S-或-NR5-(其中，R5为碳数 1 ~6 的一价烃 基，R5与R 1也可以键结而形成含氮杂环，在X 1及X 2为-NR 5_的情况下，2个R5也可以键结 而与R1-起形成含氮杂环；带有*的结合键与R 1键结）；R2及R3分别独立地为氢原子或者 一价有机基）
[0046] 所述式⑴中，R1的二价有机基例如可列举：二价烃基，在二价烃基的碳-碳键间 具有-0-、-C00-、-COS-、-C0-、-C0NRa-、-S-、-NRa-、-S0 2-、-Si (R8) 2-等含杂原子的基团（其 中，Ra为氢原子或者碳数1~5的烷基，R8为碳数1~12的一价烃基）的基团，具有杂环的 二价基等。另外，这些各基团中，键结于碳原子上的氢原子的至少一个可经取代基所取代。 该取代基例如可列举：卤素原子（氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等）、羟基、硝基、氨基、羧 基、硫醇基、"_Si (R9)3"（其中，R9为碳数1~10的烷基或者烷氧基，多个R 9可以相同，也可 以不同）、烷氧基等。
[0047] 此处，本说明书中所谓"烃基"，是包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含 义。所谓"链状烃基"，是指主链上不含环状结构，而是仅由链状结构所构成的烃基。其中， 链状结构可以是直链状，也可以是分支状，可是饱和，也可是不饱和。所谓"脂环式烃基"是 指其环结构仅包含脂环式烃的结构，而不包含芳香环结构的烃基。但，并不需要仅由脂环式 烃的结构所构成，也包含其一部分中具有链状结构的。所谓"芳香族烃基"，是指包含芳香环 结构作为环结构的烃基。但，并不需要仅由芳香环结构所构成，也可以在其一部分中包含链 状结构或脂环式烃的结构。
[0048] 作为R1的优选例，例如可列举下述式（r-Ι)所表示的基团。
[0051] (式（r-Ι)中，R6及R 7分别独立地为碳数1~15的烷二基，在碳数1~15的烷 二基的碳-碳键间具有-〇_、-C0-、-C00-或"-Si (Rs)2_"（其中，R8为碳数1~12的一价 烃基，多个R8可以相同，也可以不同）的基团；或者将碳数1~15的烷二基所具有的氢原 子的至少1个以氟原子或"-Si (R9)3"（其中，R9为烷基或者烷氧基，多个R9可以相同，也可 以不同）所取代的基团；Ar1为亚环己基、亚苯基、亚联苯基或者亚萘基，键结于环上的氢原 子的至少1个可经氟原子或-Si (妁3所取代；d、e及f分别独立地为0或1 ;其中，d、e及 f不会同时成为〇)
[0052] 所述式（r-Ι)中，R6及R 7的碳数1~15的烷二基例如可列举：亚甲基、亚乙基、 丙二基、丁二基、戊二基、己二基、庚二基、辛二基等，这些基团可以是直链状，也可以是分支 状。就通过对聚合物（A)赋予柔软性而使涂膜表现出足够高的液晶取向控制力的观点而 言，优选为直链状。
[0053] 就赋予柔软性的观点而言，Ar1优选为亚环己基，就提高聚合物（A)的结晶性的观 点而言，Ar1优选为亚苯基、亚联苯基或者亚萘基。
[0054] 就通过柔软性的提高而表现出优异的残像特性的观点而言，所述基团中，所述式 (r-Ι)所表示的基团优选为：碳数1~20的烷二基，在碳数1~20的烷二基的碳-碳键间 具有-0-、-C0-、-C00-或-Si (Rs)2-的基团，将碳数1~20的烷二基所具有的氢原子的至 少一个以氟原子或-Si (R9)3所取代的基团，或者亚环己基。这些基团中，优选为碳数2以上 的直链结构或者亚环己基，更优选为：碳数2~20的直链状的烷二基，在碳数3~20的直 链状的烷二基的碳-碳键间具有-〇_、-C0-或-C00-的基团，将碳数2~20的烷二基所具 有的氢原子的至少一个以氟原子所取代的基团，或者亚环己基。
[0055] 就化合物的合成容易度的观点而言，所述式⑴及式（2)中的X1及X2优选 为-0-C ( = 0)-*、-S-C ( = 0)-*、-0-或-S-(其中，带有*的结合键与R1键结），更优选 为-0-C( = 0)-* 或-0-。
[0056] 在X1及X2为-NR5-的情况下，R 5的一价烃基例如可列举：甲基、乙基、丙基等烷基、 环己基、苯基等。R5与R 1键结而形成的含氮杂环、以及2个R5键结而与R 1-起形成的含氮 杂环例如可列举：哌嗪环、哌啶环、高哌嗪环等。
[0057] R2及R 3的一价有机基例如可列举：羟基、硝基、卤素原子、碳数1~10的烷基、碳 数1~10的烷氧基、碳数1~10的氟烷基等。R2及R3优选为氢原子。此外，式中的多个 R2可以相同，也可以不同，多个R3可以相同，也可以不同。
[0058] 作为化合物（a)的具体例，例如可列举下述式（a-Ι)~式（a-19)分别所表示的化 合物等。
[0063] 所述中，就图像的残像及对比度的改善效果高的方面而言，优选为所述式（a-1)、 式（a-2)、式（a-4)~式（a-19)分别所表示的化合物，更优选为所述式（a-1)、式（a-2)、式 (a-4)、式（a-5)、式（a-7)~式（a-19)分别所表示的化合物。此外，化合物（a