橫向電場驅動用液晶取向處理劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及橫向電場驅動方式的液晶元件中使用的液晶取向處理劑、使用了其的 液晶取向膜、以及橫向電場驅動方式液晶元件。
【背景技術】
[0002] 液晶表示元件是利用了液晶的電光學變化的表示元件，裝置的體積小質量輕、耗 電少等特性備受關注，近年作為各種顯示器用的表示裝置實現了驚人的發展。
[0003] 作為液晶表示裝置，存在以下形式：針對與相對的一對透明基材平行地取向的液 晶分子，沿著垂直于基板的方向施加電場進行驅動而進行表示的形式；以及，沿著平行于基 板的方向施加電場進行驅動而進行表示的形式。前者被稱為TN模式的液晶表示裝置、后者 被稱為橫向電場驅動方式（IPS)的液晶表示裝置。
[0004] 橫向電場驅動方式的液晶表示裝置基本上即使移動視點也僅是觀察到液晶分子 的短軸方向，因此液晶分子的"所處位置"對于視野角沒有依賴性，能夠實現比TN模式的液 晶表示裝置更寬的視野角（參照專利文獻1)。因此，近年來，與TN模式的液晶表示裝置相 比，傾向于更多地使用IPS模式的液晶表示裝置。
[0005] 即使作為這種橫向電場驅動方式的液晶表示裝置中的液晶取向膜，從化學穩定 性、熱穩定性等的觀點出發，最普遍使用的是聚酰亞胺系液晶取向膜。
[0006] -般來說，聚酰亞胺系液晶取向膜是通過將作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸（也稱 為聚酰胺酸。）溶液涂布在基板上，并以150°C以上的溫度對其進行燒成而使其酰亞胺化 后，進行刷磨處理而制成液晶取向膜的。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開平2-37324號公報
【發明內容】
[0010] 發明要解決的問題
[0011] 從生產液晶表示元件的觀點出發，重要的是，取向膜對基板的密合性、印刷性、耐 刷磨性等特性。尤其是，刷磨處理是工業上采用的液晶取向處理方法，但存在因刷磨時的 摩擦而導致液晶取向膜從基板上剝離、或者損傷液晶取向膜從而對表示特性造成影響的問 題。
[0012] 對于由以往的聚酰亞胺系液晶取向處理劑得到的液晶取向膜，液晶取向處理劑所 含有的溶劑可溶性聚酰亞胺、聚酰胺酸這兩者作為液晶取向膜均具有互逆的優點、缺點，不 一定容易滿足作為液晶取向膜而必須的所有特性。因此，尤其是，期望對基板的印刷性、密 合性、耐刷磨性優異、且可靠性高的液晶取向處理劑。
[0013] 加之，根據本發明人的見解而發現：對于上述那樣的橫向電場驅動方式的液晶表 示元件而言，由聚酰亞胺系的液晶取向處理劑形成液晶取向膜時，所得液晶表示元件的彩 色表示時的黑階有問題，由此導致畫面的色調產生不協調。這是因為通過對橫向電場驅動 方式的液晶表示元件的液晶取向膜實施刷磨處理，從而決定了液晶分子排列的指向矢的朝 向。因此，由于經由刷磨工序，會產生初始取向的偏差。黑階的惡化被認為是由初始取向的 紊亂導致的現象，是應該被解決的問題。
[0014] 此處，作為消除初始取向紊亂的手段之一，有將包含溶劑可溶性聚酰亞胺的溶液 涂布于基板并進行燒成，從而形成液晶取向膜這一手段。但現狀是，溶劑可溶性聚酰亞胺的 溶解性通常差于聚酰亞胺前體、可使用的二胺也有限。尤其是，使用結晶性高的二胺時存在 溶解性惡化的傾向，使用這種二胺時，存在導入量受限這一問題。
[0015] 由此，本發明的目的在于，能夠得到如下的液晶取向膜的橫向電場驅動方式的液 晶表示元件用聚酰亞胺系液晶取向處理劑、使用了其的液晶取向膜、以及橫向電場驅動方 式的液晶元件，所述液晶取向膜不存在由于黑色因素使畫面的色調產生不協調的問題，且 對基板的印刷性、密合性優異，且刷磨時不從基板上剝離，另外不容易因刷磨而損傷取向 膜。
[0016] 用于解決問題的方案
[0017] 本發明人為了實現上述目的而進行了深入研究，結果著眼于如下內容：作為聚酰 亞胺系液晶取向處理劑使用溶劑可溶性聚酰亞胺、且作為溶劑可溶性聚酰亞胺的一個原料 即四羧酸二酐成分使用雙環[3. 3. 0]辛烷-2, 4, 6, 8-四羧酸二酐。并且發現：通過使用包 含所述溶劑可溶性聚酰亞胺的液晶取向處理劑，能夠解決橫向電場驅動方式的液晶表示元 件中的、尤其是由于黑色因素使畫面的色調產生不協調的問題而不對其它特性造成影響。
[0018] 本發明基于所述見解，以下述內容作為主旨。
[0019] 1. -種橫向電場用液晶取向處理劑，其特征在于，其含有將聚酰亞胺前體脫水閉 環而得到的聚酰亞胺，所述聚酰亞胺前體中，作為源自四羧酸二酐的結構單元具有下述式 (1)所示結構單元。
[0020]
[0021] 式⑴中，X1為下述式（X1)所示的4價有機基團，R1為氫原子或碳原子數1~10 的烷基。
[0022]
[0023] 2.根據上述1所述的橫向電場用液晶取向處理劑，其特征在于，前述聚酰亞胺前 體中，作為源自二胺的結構單元具有下述式（2)所示的結構單元。
[0024]
[0025] 式⑵中，η為1~12。
[0026] 3.根據上述1或2所述的橫向電場驅動用液晶取向處理劑，其中，上述式（X1)所 示的4價有機基團為選自式[IV]~[VI]的異構體中的單一成分或它們的混合物。
[0027]
[0028] 4.根據上述3所述的橫向電場驅動用液晶取向處理劑，其中，異構體[IV]的含有 率為90%以上。
[0029] 5.根據上述1~4中任一項所述的橫向電場用液晶取向處理劑，其中，上述式（1) 所示的結構單元的含量相對于1摩爾源自四羧酸衍生物的所有結構單元為30~100摩 爾％。
[0030] 6.根據上述1~5中任一項所述的橫向電場用液晶取向處理劑，其中，上述式（2) 所示的結構單元的含量相對于1摩爾源自二胺的所有結構單元為20~100摩爾％。
[0031] 7. -種橫向電場驅動用液晶取向膜，其是將上述1~6中任一項所述的液晶取向 處理劑涂布于基板并燒成而得到的。
[0032] 8. -種橫向電場驅動用液晶表示元件，其具有上述7所述的液晶取向膜。
[0033] 發明的效果
[0034] 根據本發明的液晶取向處理劑，可獲得能夠解決橫向電場驅動方式的液晶表示元 件中的由于黑色因素使畫面的色調產生不協調的問題、且對基板的印刷性、密合性優異、且 刷磨時不從基板上剝離、另外不容易因刷磨而損傷取向膜的液晶取向膜。
[0035] 尚未明確利用本發明的液晶取向處理劑為何能夠解決橫向電場驅動方式的液晶 表示元件中的由于黑色因素使畫面的色調產生不協調的問題的機理，但大致推測如下。
[0036] 液晶表示元件中的實基板上形成了存在顯著凹凸的電路，因此在平坦部和高低差 部均需要使液晶均勻取向。平坦部要求高液晶取向性，而高低差部重要的是聚合物鏈的延 伸性。由于受到高低差的影響而產生刷磨條件不同的部位，因此使膜具備柔軟性來改善延 伸特性對于高低差部是有效的。本發明中，認為通過使用具有良好取向性的特定二胺化合 物和具有柔軟性的特定四羧酸二酐，結果改善了平坦部和高低差部中的取向秩序。
【具體實施方式】
[0037] 〈液晶取向處理劑〉
[0038] 本發明的液晶取向處理劑的特征在于，其含有將聚酰亞胺前體閉環而得到的聚酰 亞胺，所述聚酰亞胺前體中，作為源自四羧酸二酐的結構單元具有下述式（1)所示結構單 J L 〇
[0039]
[0040] 式⑴中，X1為下述式（X 4所示的4價有機基團，R1為氫原子或碳原子數1~10 的烷基。
[0041 ]
[0042] 式（X1)所示的結構源自雙環[3. 3.0]-辛烷-2, 4, 6, 8-四羧酸。雙環[3. 3.0]-辛 烷-2, 4, 6, 8-四羧酸的（X1)具有下述式[IV]、[V]和[VI]的結構異構體，在本發明中，可 以使用其異構體中的1種來制造聚酰亞胺前體，或者也可以使用異構體的混合物來制造聚 酰亞胺前體。從聚酰亞胺前體的制造中的聚合反應性的觀點出發，異構體[IV]的含有率優 選為90%以上、更優選為95%以上。
[0043]
[0044] 本發明的聚酰亞胺前體中，式（1)的結構單元相對于1摩爾源自四羧酸衍生物的 所有結構單元優選為30~100摩爾％、更優選為50~80摩爾％。
[0045] 本發明所使用的聚酰亞胺前體中，作為源自四羧酸衍生物的結構單元，可以包含 下述式（3)所示的結構單元。
[0046]
[0047] 式⑶中，R2為氫原子或碳原子數1~10的烷基，X為4價有機基團。但不包括 X為上述式（1)中的X1的情況。
[0048] 若示出X的具體例，則可列舉出以下示出的（X-I)~（X-42)。
[0051] 上述式（X-I)中，R3~R6各自獨立地表示氫原子、甲基或苯基。其中，從化合物獲 取性的觀點出發，X的結構可列舉出式