液晶取向劑、液晶取向膜以及使用了其的液晶表示元件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對基板施加平行電場而進行驅動的液晶表示元件中使用的液晶取向 劑、液晶取向膜、以及使用了其的液晶表示元件。
【背景技術】
[0002] -直以來，液晶表示元件被廣泛地用作個人電腦、手機、電視顯影儀等的表示部。 液晶表示元件具備：例如夾持在元件基板與濾色器基板之間的液晶層、用于對液晶層施加 電場的像素電極和共用電極、用于控制液晶層的液晶分子取向性的取向膜、用于切換對像 素電極供給的電信號的薄膜晶體管(TFT)等。
[0003] 作為液晶分子的驅動方式，已知有TN(扭轉向列，Twisted Nematic)方式、VA(垂直 取向，Virtical Alignment)方式等縱向電場方式;IPS(平面開關，In-Place-Switching)方 式、邊緣場開關(Fringe Field Switching:以下稱為FFS)方式等橫向電場方式。一般來說， 與以往的對形成于上下基板的電極施加電壓而使液晶驅動的縱向電場方式相比，僅在基板 的單側形成電極并沿著平行于基板的方向施加電場的橫向電場方式作為具有寬廣視場角 特性且能夠高品質表示的液晶表示元件是已知的。
[0004] 然而，橫向電場方式的液晶表示元件雖然視場角特性優異，但形成在基板內的電 極部分少，因此液晶取向膜的電壓保持率弱時，不會對液晶施加充分的電壓、表示對比度降 低。另外，由于現存問題即源自有源矩陣結構而被施加的直流電壓成分、近年來備受關注的 交流驅動時的正負電壓不對稱，電荷被蓄積在液晶表示元件內，這些蓄積的電荷會打亂液 晶的取向，進而以余像、殘影的形式對表示造成影響，從而顯著地降低液晶表示元件的表示 品質。或者，在電荷蓄積的狀態下驅動時，剛驅動之后無法正常地控制液晶分子，從而產生 閃爍(fl icker)等。尤其是，與縱向電場方式相比，橫向電場方式中的像素電極與共用電極 的距離近，因此，強電場作用于取向膜、液晶層，從而存在這些不良情況容易變得顯著的問 題。
[0005] 進而，IPS方式、FFS驅動方式等利用橫向電場驅動相對于基板平行取向的液晶分 子的方式中，液晶取向的穩定性也變得重要。若取向的穩定性欠缺，則長時間驅動液晶時， 液晶恢復不到初始狀態，對比度降低或者導致余像或殘影。
[0006] 隨著液晶表示元件的高性能化，對液晶取向膜追求的特性要求也變得嚴格。即，液 晶取向性優異和取向穩定性優異、電壓保持率高、以及電壓保持率相對于長時間驅動的穩 定性、施加直流電壓時的蓄積電荷少、抑制由交流驅動時的正負電壓不對稱導致的電荷蓄 積、蓄積電荷的快速緩和等特性變得重要。
[0007] 對于聚酰亞胺系的液晶取向膜而言，為了應對上述那樣的要求而進行了各種提 案。例如，作為截止至因施加直流電壓而產生的余像消失為止的時間短的液晶取向膜，提出 了使用除了含有聚酰胺酸、含酰亞胺基的聚酰胺酸之外還含有特定結構的叔胺的液晶取向 劑(例如參照專利文獻1);使用了含有可溶性聚酰亞胺的液晶取向劑，所述可溶性聚酰亞胺 將具有吡啶骨架等的特定二胺化合物用于原料(例如參照專利文獻2)等。
[0008] 另外，作為印刷性和耐刷磨性優異、且余像和殘影少的橫向電場驅動方式用液晶 取向劑，專利文獻3公開了如下液晶取向劑，其通過共聚或混合而含有源自芳香族四羧酸的 酰胺酸單元和源自脂環式四羧酸的酰胺酸單元這兩者。
[0009] 另外，作為用于獲得取向性、取向約束力、刷磨耐性優異、電壓保持率高、且施加直 流電壓時的電荷蓄積得以降低的液晶取向膜的液晶取向劑，專利文獻4公開了如下液晶取 向劑和使用了該液晶取向劑的液晶表示元件，所述液晶取向劑的特征在于，其含有:制成膜 時的體積電阻率為1 X 101()~1 X 1014 Ω cm的低電阻聚酰亞胺前體、以及具有特定結構的高 取向聚酰亞胺前體或聚酰亞胺。
[0010] 另外，作為電壓保持率高、且即使長時間暴露于高溫后也會維持高電壓保持率、進 而施加直流電壓時的殘留電荷少的液晶取向劑，專利文獻5公開了如下液晶取向劑和使用 了該液晶取向劑的液晶表示元件，所述液晶取向劑的特征在于，其包含:使含有特定分子結 構的叔胺的二胺與含有羧基的二胺與酸二酐反應而得到的共聚物。
[0011] 另外，報告有如下內容:具有由形成在電極上的第1取向膜和形成于第1取向膜表 面的第2取向膜構成的液晶取向膜的液晶表示元件中，能夠抑制由交流驅動時的正負電壓 不對稱導致的電荷蓄積，且實現了蓄積電荷的快速緩和，所述第2取向膜是由苯均四酸二酐 和二胺形成的聚合物，且電阻低于第1取向膜(參照專利文獻6)。
[0012] 然而，關于利用1種取向膜同時實現抑制由交流驅動時的正負電壓不對稱導致的 電荷蓄積和蓄積電荷的快速緩和的取向膜，尚不存在報告。
[0013] 現有技術文獻
[0014] 專利文獻
[0015] 專利文獻1:日本特開平9-316200號公報 [0016] 專利文獻2:日本特開平10-104633號公報 [0017] 專利文獻3:國際公開公報W002/33481號小冊子 [0018] 專利文獻4:國際公開公報W02004/53583號小冊子 [0019] 專利文獻5:國際公開公報W02009/93709號小冊子 [0020] 專利文獻6:日本特開2013-167782號公報
【發明內容】
[0021] 發明要解決的問題
[0022] 本發明人等確認到:難以利用1種液晶取向膜同時實現抑制由交流驅動時的正負 電壓不對稱導致的電荷蓄積以及蓄積電荷的快速緩和。
[0023]本發明的目的在于，提供可得到如下的液晶取向膜的液晶取向劑:能夠抑制橫向 電場驅動方式中尤為成問題的由交流驅動時的正負電壓不對稱導致的電荷蓄積，且能夠使 蓄積電荷快速緩和，還具有優異的液晶取向性和優異的取向穩定性。
[0024] 用于解決問題的方案
[0025] 本發明人等為了解決上述課題而進行了深入研究，結果完成了本發明。即，本發明 的主旨如下所示。
[0026] 1. -種液晶取向劑，其含有選自由聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺化聚合物組成 的組中的至少1種聚合物，所述聚酰胺酸是使含有苯均四酸二酐的四羧酸二酐成分與二胺 成分反應而得到的，所述二胺成分含有下述式（1)的二胺、以及選自由下述式(2)和(3)所示 的二胺組成的組中的至少1種二胺。
[0028](式(2)中，A!為含有碳數1~10的直鏈亞烷基的2價有機基團，Rd，各自獨立地為 氫原子或碳數1~4的烷基，式⑶中，AA單鍵、-0-、-5-、-順6-、酯鍵、酰胺鍵、硫酯鍵、脲鍵、 碳酸酯鍵或氨基甲酸酯鍵，R 6為氫原子、甲基或叔丁氧基羰基，R3為碳數1~10的直鏈亞烷 基，RdPR5各自獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基。）
[0029] 2.根據前述1所述的液晶取向劑，其中，前述四羧酸二酐成分的10~100摩爾％為 苯均四酸二酐。
[0030] 3.根據前述1或2所述的液晶取向劑，其中，前述二胺成分的10~90摩爾％為前述 式(1)的二胺。
[0031] 4.根據前述1~3中任一項所述的液晶取向劑，其中，前述二胺成分的10~90摩 爾％為選自由前述式(2)和(3)所示的二胺組成的組中的至少1種二胺。
[0032] 5. -種液晶取向劑，其含有以下的聚合物(A)和(B):
[0033] 聚合物(A):選自聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺化聚合物中的至少1種聚合物， 所述聚酰胺酸是使含有苯均四酸二酐的四羧酸二酐成分與含有上述式（1)的二胺的二胺成 分反應而得到的。
[0034] 聚合物(B):選自聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺化聚合物中的至少1種聚合物， 所述聚酰胺酸是使四羧酸二酐成分與含有選自上述式(2)和(3)的二胺中的至少1種二胺的 二胺成分反應而得到的。
[0035] 6.根據前述5所述的液晶取向劑，其中，前述聚合物(A)中，四羧酸二酐成分的20~ 100摩爾％為苯均四酸二酐。
[0036] 7.根據前述5或6所述的液晶取向劑，其中，前述聚合物(A)中，二胺成分的20~100 摩爾％為前述式(1)的二胺。
[0037] 8.根據前述5~7中任一項所述的液晶取向劑，其中，前述聚合物(B)中，二胺成分 的20~100摩爾％為選自由前述式(2)和(3)所示的二胺組成的組中的至少1種二胺。
[0038] 9.根據前述1~8中任一項所述的液晶取向劑，其中，前述式(2)的二胺為選自由下 述式(4)~(9)所示的二胺組成的組中的至少1種，前述式(3)的二胺為選自由下述式（10)所 示的二胺組成的組中的至少1種。
[0039]
[0040] (式(4)中，R7和Rs各自獨立地為碳數1~10的直鏈亞烷基，任選相同或不同。式（10) 中，R9為氫原子或碳數1~4的烷基，R 1Q為碳數1~10的直鏈亞烷基。）
[0041] 10.根據前述1~9中任一項所述的液晶取向劑，其中，前述式(2)的二胺為選自由 上述式(6)和下述式（11)~（14)所示的二胺組成的組中的至少1種，前述式(3)的二胺為選 自由下述式（15)和（16)所示的二胺組成的組中的至少1種。
[0042]
[0043] 11.-種液晶取向膜，其是涂布前述1~10中任一項所述的液晶取向劑并燒成而得 到的。
[0044] 12.-種液晶表示元件，其具備前述11所述的液晶取向膜。
[0045] 發明的效果
[0046] 由本發明的液晶取向劑得到的液晶取向膜以及使用了該液晶取向膜的液晶表示 元件能夠抑制由交流驅動時的正負電壓不對稱導致的電荷蓄積，且能夠使蓄積電荷快速緩 和，還具有優異的液晶取向性和優異的取向穩定性。
【具體實施方式】
[0047] 〈聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺化聚合物〉
[0048] 本發明的液晶取向劑的特征在于，其含有選自由聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺 化聚合物（以下也稱為單一系聚合物)組成的組中的至少1種聚合物，所述聚酰胺酸是使含 有苯均四酸二酐的四羧酸二酐成分與二胺成分反應而得到的，所述二胺成分含有下述式 (1)的二胺、以及選自由下述式（2)和（3)所示的二胺組成的組中的至少1種二胺（以下也稱 為特定二胺）。
[0050]上述式(2)中，Ai為具有碳數1~10的直鏈亞烷基的2價有機基團，心和辦各自獨立 地為氫原子或碳數1~4的烷基，任選相同或不同。