橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方式用的液晶取向劑、液晶取向膜和使用了其的液晶表示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)基板施加平行電場(chǎng)而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方式的液晶表示元 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(shù)】
[0002] -直以來，液晶裝置被廣泛地用作個(gè)人電腦、手機(jī)、電視顯影儀等的表示部。液晶 裝置具備：例如夾持于元件基板與濾色器基板之間的液晶層、用于對(duì)液晶層施加電場(chǎng)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(duì)像素電極供 給的電信號(hào)的薄膜晶體管(TFT)等。
[0003] 作為液晶分子的驅(qū)動(dòng)方式，已知有TN(扭轉(zhuǎn)向列，Twisted Nematic)方式、VA(垂直 取向，Vertical Alignment)方式等縱向電場(chǎng)方式；IPS(平面開關(guān)，In-Place-Switching)方 式、邊緣場(chǎng)開關(guān)（以下記作FFS)方式等橫向電場(chǎng)方式。一般來說，與以往的對(duì)形成于上下基 板的電極施加電壓而使液晶驅(qū)動(dòng)的縱向電場(chǎng)方式相比，僅在基板的單側(cè)形成電極并沿著平 行于基板的方向施加電場(chǎng)的橫向電場(chǎng)方式作為具有寬廣視場(chǎng)角特性且能夠高品位表示的 液晶表示元件是已知的。
[0004] 然而，橫向電場(chǎng)方式的液晶單元雖然視場(chǎng)角特性優(yōu)異，但形成在基板內(nèi)的電極部 分少，因此液晶取向膜的電壓保持率弱時(shí)，不會(huì)對(duì)液晶施加充分的電壓、表示對(duì)比度降低。 另外，靜電容易蓄積在液晶單元內(nèi)，即使施加因驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的非對(duì)稱電壓，電荷也會(huì)蓄積在 液晶單元內(nèi)，這些蓄積電荷會(huì)造成液晶取向的紊亂或者以余像、殘影的形式對(duì)表示造成影 響，從而顯著地降低液晶元件的表示品質(zhì)。在這種狀態(tài)下再次通電時(shí)，在初始階段無法良好 地進(jìn)行液晶分子的控制而產(chǎn)生閃爍(flicker)等。尤其是，與縱向電場(chǎng)方式相比，橫向電場(chǎng) 方式中的像素電極與共用電極的距離近，因此，強(qiáng)電場(chǎng)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(jìn)而，IPS方式、FFS驅(qū)動(dòng)方式等利用橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)相對(duì)于基板水平取向的液晶分 子的方式中，液晶取向的穩(wěn)定性也變得重要。若取向的穩(wěn)定性小，則長時(shí)間驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)，液 晶恢復(fù)不到初始狀態(tài)，對(duì)比度降低或者導(dǎo)致殘影。
[0006] 作為解決上述由交流驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電荷蓄積的方法，報(bào)告有如下內(nèi)容:具有 由形成在電極上的第1取向膜和形成在該第1取向膜表面的第2取向膜構(gòu)成的液晶取向膜的 液晶表示裝置中，能夠抑制由交流驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電荷蓄積，且能夠快速緩和蓄積的電 荷，所述第2取向膜是由苯均四酸二酐與二胺形成的聚合物，且電阻低于第1取向膜(專利文 獻(xiàn)1)0
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-167782號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問題
[0011] 本發(fā)明人等進(jìn)行了研究，結(jié)果獲知:在IPS驅(qū)動(dòng)方式、FFS驅(qū)動(dòng)方式的液晶表示元件 中，難以利用由1種聚酰亞胺前體或該聚酰亞胺前體的酰亞胺化聚合物形成的液晶取向膜 同時(shí)實(shí)現(xiàn)抑制所產(chǎn)生的由交流驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電荷蓄積以及快速緩和因直流電壓而蓄 積的殘留電荷。具體而言，可知因直流電壓而蓄積的殘留電荷會(huì)快速緩和的液晶取向膜中， 由交流驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電荷蓄積會(huì)變大。
[0012] 本發(fā)明的目的在于，提供能夠得到如下液晶取向膜的液晶取向劑：在IPS驅(qū)動(dòng)方 式、FFS驅(qū)動(dòng)方式的液晶表示元件中，降低所產(chǎn)生的由交流流動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電荷蓄積，且 快速緩和因直流電壓而蓄積的殘留電荷。 _3] 用于解決問題的方案
[0014] 本發(fā)明人等為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過使用選自由使 包含3,3'，4,4'_聯(lián)苯四羧酸二酐的四羧酸與具有特定結(jié)構(gòu)的二胺反應(yīng)而得到的聚酰胺酸 和聚酰胺酸的酰亞胺化聚合物組成的組中的至少1種，能夠得到在IPS驅(qū)動(dòng)方式、FFS驅(qū)動(dòng)方 式的液晶表示元件中降低所產(chǎn)生的由交流流動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電荷蓄積且快速緩和因直流 電壓而蓄積的殘留電荷的液晶取向膜，從而完成了本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明基于上述見解，具有下述主旨。
[0016] 1. -種液晶取向劑，其特征在于，其含有選自由聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺 化聚合物組成的組中的至少1種聚合物、以及有機(jī)溶劑，所述聚酰胺酸是使包含下述式(A) 的四羧酸二酐的四羧酸二酐成分與包含下述式(B)所示二胺的二胺成分反應(yīng)而得到的。
[0018](式(B)中，Yi為具有選自由氨基、亞氨基和含氮雜環(huán)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)的 2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，BjPB2各自獨(dú)立地為氫原子、碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)1~10的烯基或碳數(shù)1~ 10的炔基，這些基團(tuán)任選具有取代基。）
[0019] 2.根據(jù)前述1所述的液晶取向劑，其中，前述四羧酸二酐成分中的10~100摩爾％ 為式(A)的四羧酸二酐。
[0020] 3.根據(jù)前述1或2所述的液晶取向劑，其中，前述二胺成分中的10~100摩爾％為式 (B)的二胺。
[0021] 4.根據(jù)前述1~3中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑，其中，式(B)中的￥:是選自由結(jié)構(gòu)為 下述式(YD-1)~(YD-5)的基團(tuán)組成的組中的至少1種。
[0023] (式(YD-1)中，Μ為碳數(shù)3~15的含氮原子雜環(huán)，Zi為氫原子或任選具有取代基的碳 數(shù)1~20的烴基。
[0024] 式(YD-2)中，Wi為碳數(shù)1~10的烴基，A2為具有含氮原子雜環(huán)的碳數(shù)3~15的1價(jià)有 機(jī)基團(tuán)、或者被碳數(shù)1~6的脂肪族基取代的二取代氨基。
[0025] 式(YD-3)中，W2為碳數(shù)6~15且具有1~2個(gè)苯環(huán)的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，W3為碳數(shù)2~5的亞 烷基或亞聯(lián)苯基，辦為氫原子、碳數(shù)1~5的烷基或苯環(huán)，a為0~1的整數(shù)。
[0026] 式(YD-4)中，A3為碳數(shù)3~15的含氮原子雜環(huán)。
[0027]式(YD-5)中，A4為碳數(shù)3~15的含氮原子雜環(huán)，W5為碳數(shù)2~5的亞烷基。）
[0028] 5.根據(jù)前述1~4中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑，其中，式(YD-1)、（YD-2)、（YD-4WP (YD-5)所述的Αχ、A2、A3和A4各自獨(dú)立地為選自由吡咯烷、吡咯、咪唑、吡唑、噁唑、噻唑、哌 啶、哌嗪、吡啶、吡嗪、吲哚、苯并咪唑、喹啉和異喹啉組成的組中的至少1種。
[0029] 6.根據(jù)前述1~5中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑，其中，式(B)中的YA選自由具有下 述式(YD-6)~(YD-21)的結(jié)構(gòu)的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)組成的組中的至少1種。
[0031] (式(YD-17)中，h為1~3的整數(shù);式(YD-14)和(YD-21)中，j為1~3的整數(shù)。）
[0032] 7 .根據(jù)前述1~6中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑，其中，式(B)中的￥:為選自由具有上 述式(YD-14)和(YD-18)的結(jié)構(gòu)的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)組成的組中的至少1種。
[0033] 8.-種液晶取向膜，其是涂布前述1~7中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑并燒成而得到 的。
[0034] 9. -種液晶表示元件，其具備前述8所述的液晶取向膜。
[0035] 發(fā)明的效果
[0036]由本發(fā)明的液晶取向劑得到的液晶取向膜能夠抑制由交流驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱導(dǎo)致的電 荷蓄積，快速緩和因直流電壓而蓄積的殘留電荷，可用作液晶表示元件。
【具體實(shí)施方式】
[0037]〈聚酰胺酸和該聚酰胺酸的酰亞胺化聚合物〉
[0038]本發(fā)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 化聚合物組成的組中的至少1種聚合物、以及有機(jī)溶劑，所述聚酰胺酸是使包含下述式(A) 所示四羧酸二酐的四羧酸成分與包含下述式(B)所示二胺的二胺成分反應(yīng)而得到的。
[0040]式(B)中，Yi為具有選自由氨基、亞氨基和含氮雜環(huán)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)的2 價(jià)有機(jī)基團(tuán)，~B2各自獨(dú)立地為氫原子、碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)1~10的烯基或碳數(shù)1~10 的炔基，這些基團(tuán)任選具有取代基。
[0041 ]〈四羧酸二酐成分〉
[0042]本發(fā)明的液晶取向劑的制造中使用的四羧酸二酐成分含有上述式(A)的四羧酸二 酐。式(A)所示的四羧酸二酐的比例過少時(shí)，無法獲得本發(fā)明的效果。式(A)所示的四羧酸二 酐的比例為，相對(duì)于全部四羧酸二酐1摩爾優(yōu)選為10~100摩爾％、更優(yōu)選為30~100摩 爾％、進(jìn)一步優(yōu)選為50~100摩爾％。
[0043]作為本發(fā)明的液晶取向劑中含有的聚酰胺酸，除了使用上述式(A)所示的四羧酸 二酐之外，還可以使用下述式（1)所示的四羧酸二酐。
[0045]式（1)中，X為4價(jià)有機(jī)基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)沒有特別限定。若列舉出具體例，則可列舉出結(jié) 構(gòu)為下述式(X-1)~(X-42)的基團(tuán)。

[0048] 式(Χ-l)中，R3~R6各自獨(dú)立地為氫原子、碳數(shù)1~6的烷基或苯基，更優(yōu)選為氫原子 或甲基。
[0049] 從化合物的獲取性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為四羧酸二酐，優(yōu)選為選自由下述式(2)所示的 結(jié)構(gòu)組成的組中的至少1種四羧酸二酐。
[0051] (式(2)中，心為選自由上述式(x-l)~(X-14)所示結(jié)構(gòu)組成的組中的至少1種。）
[0052] 由于能夠進(jìn)一步提高所得液晶取向膜的可靠性，因此，優(yōu)選為僅包含(X-1)~(X-7)和(X-11)之類的脂肪族基的結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選為(X-1)所示的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，為了顯示出良好的 液晶取向性，作為X:的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)選為下述式(X1-1)或(X1-2)。
[0054]式（1)所示的四羧酸二酐的比例增加時(shí)，有可能損害本發(fā)明的效果，故不優(yōu)選。因 此，式（1)所示的四羧酸二酐的比例為，相對(duì)于全部四羧酸二酐1摩爾優(yōu)選為0~90摩爾％、 更優(yōu)選為〇~70摩爾％、進(jìn)一步優(yōu)選為0~50摩爾％。
[0055]〈二胺成分〉
[0056]本發(fā)明的液晶取向劑的制造中使用的二胺成分含有上述式(B)的二胺。式(B)中， Yi為具有選自由氨基、亞氨基和含氮雜環(huán)組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，BdP