液晶取向膜形成用組合物和液晶顯示元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包含下述以(A)～(D)表示的成分而成的液晶取向膜用組合物等，能夠使不施加電壓時的液晶分子取向并且還能夠?qū)υ撘壕Х肿拥念A(yù)傾角進(jìn)行控制。(A)以通式[1]表示的間苯二胺衍生物(B)以通式[2]表示的間苯二胺衍生物(C)以通式[3]表示的對亞芳基二胺(D)以通式[4]表示的四羧酸或以通式[4′]表示的四羧酸酐式中，R1表示碳原子數(shù)為1～6的烷基等，R2表示碳原子數(shù)為8～20的烷基等，t個Ra表示碳原子數(shù)為1～3的烷基等，n表示1～3的整數(shù)，t表示0～4的整數(shù)，T表示氧原子等，Y表示氨基，Z表示4價的烴基。
【專利說明】液晶取向膜形成用組合物和液晶顯示元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在制造液晶面板時所使用的液晶取向膜用組合物、由該組合物得到的 聚酰胺酸或聚酰亞胺、包含該聚酰胺酸或聚酰亞胺而成的液晶取向劑、由該液晶取向劑制 作的液晶取向膜、該液晶取向膜的制造方法、以及以具備該液晶取向膜為特征的液晶顯示 元件。進(jìn)一步詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及可以將不施加電壓時的液晶分子的預(yù)傾角控制為規(guī)定 的角度的液晶取向膜用組合物等。

【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示器成為桌面型個人電腦、筆記本型個人電腦的顯示器；數(shù)碼照相機(jī)、車載 導(dǎo)航等方面所必需的顯示器，最近，在電視機(jī)中也開始普及液晶顯示器。
[0003] 液晶顯示器根據(jù)對比度、視場角、響應(yīng)速度等所要求的性能而采用各種顯示方式。 作為顯示方式的具體例，例如有如下方式：1)使用不施加電壓時的液晶取向在夾著液晶的 基板間于水平方向上扭曲90度的液晶分子的TNCTwisted Nematic :扭曲向列）方式；2)使 用不施加電壓時的液晶取向在夾著液晶的基板間于水平方向上扭曲180-270度的液晶分 子的STN(Super Twisted Nematic :超級扭曲向列）方式；3)在夾著液晶分子的基板的面方 向上施加電場使液晶分子沿面內(nèi)的水平方向取向的IPS(In-Plane Switching :平面轉(zhuǎn)換） 方式；4)使用不施加電壓時相對于基板垂直堅立的液晶分子的VA (Vertically Aligned: 垂直取向）方式等，而各方式的不同基于液晶分子的取向的動作方式的不同（例如非專利 文獻(xiàn)1等）。
[0004] TN方式和STN方式在不施加電壓時形成白顯示，在施加電壓時形成黑顯示。在這 樣的TN方式和STN方式的液晶中，即使是為了顯示黑狀態(tài)而施加電壓的狀態(tài)，由于液晶分 子相對基板不是完全的垂直，因而液晶分子的外觀因觀看畫面的角度而發(fā)生改變。即，透過 液晶盒的光量產(chǎn)生差異，因此，存在較大的視場角依賴性（視場角狹窄）。
[0005] 與此相對，IPS方式由于通過施加/不施加電壓使液晶分子相對基板在水平方向 旋轉(zhuǎn)，因此在施加電壓時液晶分子相對于基板垂直堅立所導(dǎo)致的視場角依賴性非常小。但 是，透過液晶分子的光的分量具有波長依賴性，因此存在相對于視場角的顏色變化大這樣 的問題點或者由于使液晶分子相對基板在水平方向動作導(dǎo)致響應(yīng)速度慢這樣的問題點。
[0006] 另一方面，VA方式與TN方式或STN方式以及IPS方式等不同，在不施加電壓時， 液晶分子相對于基板垂直堅立，因此形成黑顯示，在施加電壓時，液晶分子相對于基板水平 傾倒而形成白顯示。在不施加電壓時，所有的液晶分子是完全垂直的，因此偏振后的光完全 不受液晶分子影響地通過液晶盒之間并被相反側(cè)的偏振片完全阻隔。因此，原理上黑畫質(zhì) 非常高。并且，垂直堅立的液晶分子無論從任何角度看起來都是相同形狀，因此在黑顯示下 幾乎沒有視場角依賴性（視場角寬）。進(jìn)一步，具有由于液晶分子的性質(zhì)而能夠高速響應(yīng) 之類的大量優(yōu)點。但是，進(jìn)行半色調(diào)顯示時，液晶分子與通常的TN方式一樣，形成向相同 方向傾斜的狀態(tài)，因此存在視場角依賴性變差這樣的問題點。MVA(Multi-domain Vertical Alignment :多疇垂直取向）方式解決了這種半色調(diào)下的視場角依賴性的問題點。
[0007] MVA方式也被稱為取向分割化，在1個像素內(nèi)或者1個子像素內(nèi)具有2個以上液 晶分子的取向不同的區(qū)域。MVA方式具有如下特征：即使在施加電壓時，透過液晶盒的光量 無論從任何角度觀察都是均勻化的，因此可以大幅改善視場角依賴性。關(guān)于能夠?qū)崿F(xiàn)這種 MVA方式的技術(shù)，已知有各種技術(shù)，其中，作為適合于MVA方式的技術(shù)之一，已知有肋棱狹縫 (U 7 U 7卜）法（例如專利文獻(xiàn)1等）。
[0008] 肋棱狹縫法是在封入有液晶分子的基板的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置三棱柱狀的突起（肋 棱），將該形狀與電場效應(yīng)組合從而改變?nèi)∠虻姆椒?，由于在像素上或者子像素上制作肋?和狹縫，由此被稱作肋棱狹縫法。在肋棱狹縫法中，通常不施加電壓時的液晶分子相對于基 板垂直堅立，但是，通過在基板表面設(shè)置斜面狀的肋棱，由此即使在不施加電壓時，肋棱附 近的液晶分子也會呈類似傾斜。由于相對于基板垂直地施加電場，因而在施加電壓時，液晶 分子向沿斜面下降的方向均勻地傾倒。在基板表面設(shè)置雙斜面狀肋棱時，以肋棱的頂部為 界線，液晶分子分別向2個方向傾斜。因此，自動產(chǎn)生雙方向疇，可以實現(xiàn)寬視角化所需要 的取向分割化。這樣的肋棱狹縫法在進(jìn)行半色調(diào)的顯示時，解決了視場角依賴性變差這樣 的VA方式的問題點，其是能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角化的方法。
[0009] 另一方面，除了肋棱狹縫法以外，作為適合于MVA方式的技術(shù)，已知有掩膜摩擦 (^ 79匕' > 夕'' )法。掩膜摩擦法是通過沿2個以上方向?qū)ν坎加诨迳系囊壕∠蚰?進(jìn)行摩擦，使液晶分子沿著該摩擦方向傾斜，由此產(chǎn)生2個以上方向的疇，從而實現(xiàn)寬視角 化所需要的取向分割化（例如專利文獻(xiàn)2等）。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平11-242225號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-316363號公報
[0014] 非專利文獻(xiàn)
[0015] 非專利文獻(xiàn)1 :圖解入門通俗易懂的最新顯示器技術(shù)的基本和結(jié)構(gòu)（図解入門 〈杓分 3 最新 7 4 技術(shù) Q 基本 i 仕組?) :ISBN 978-4-7980-2375-5


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明所要解決的問題
[0017] 但是，肋棱狹縫法存在在像素或者子像素表面設(shè)置使光無法通過的肋棱和狹縫的 結(jié)構(gòu)，肋棱上的光會被散逸，光利用效率變差（開口率降低）這樣的問題點；或者少量的背 光源的光從狹縫漏出，因此對比率降低（黑顯示變亮）這樣的問題點。
[0018] 另外，現(xiàn)有的掩膜摩擦法通過摩擦液晶取向膜而使液晶分子傾斜，但存在如下問 題點：在不施加電壓時，液晶分子相對基板幾乎不會從垂直方向傾斜，難以產(chǎn)生2個以上方 向的疇。
[0019] 在這樣的情況下，要求開發(fā)出能夠適用于可以進(jìn)行寬視角化的MVA方式并且解決 肋棱狹縫法及現(xiàn)有的掩膜摩擦法中的問題點的液晶顯示裝置。
[0020] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種即使不使用肋棱狹縫也可 以使不施加電壓時的液晶分子取向而且還能夠控制該液晶分子的預(yù)傾角的液晶取向膜用 組合物、聚酰胺酸或聚酰亞胺、液晶取向膜以及液晶顯示元件等。具體而言，本發(fā)明提供在 MVA方式中可以使不施加電壓時的液晶分子如同存在有肋棱狹縫那樣維持相對基板從垂直 方向向水平方向傾斜幾度的狀態(tài)，并且在施加電壓時通過使該液晶分子向基板的水平方向 傾倒由此生成疇，從而能夠?qū)崿F(xiàn)取向分割化的液晶取向膜用組合物、由該組合物得到的聚 酰胺酸或聚酰亞胺、由該聚酰胺酸或聚酰亞胺構(gòu)成的液晶取向膜、該液晶取向膜的制造方 法、以及以具備該液晶取向膜為特征的液晶顯示裝置等。另外，提供用于該液晶取向膜用組 合物的化合物也是本發(fā)明的目的之一。
[0021] 用于解決問題的手段
[0022] 本發(fā)明涉及一種液晶取向膜用組合物，其包含以（A)?（D)表示的成分而成。
[0023] ㈧以通式[1]表示的間苯二胺衍生物
[0024] [化 1]
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種液晶取向膜用組合物，其包含下述以（A)?（D)表示的成分而成， (A)以通式[1]表示的間苯二胺衍生物 [化1]
式中，R1表示碳原子數(shù)為1?6的烷基或碳原子數(shù)為2?7的?；?，η表示1?3的整 數(shù)； (Β)以通式[2]表示的間苯二胺衍生物 [化2]
式中，R2表示碳原子數(shù)為8?20的烷基或具有留體骨架的基團(tuán)，Τ表示氧原子或羰氧 基； (C) 以通式[3]表示的對亞芳基二胺 [化3]
式中，Υ表示氨基、4-氨基苯基或4-氨基苯基甲基，tfRa各自獨立地表示碳原子數(shù) 為1?3的烷基、碳原子數(shù)為6?10的芳基或碳原子數(shù)為7?12的芳烷基，t表示0?4 的整數(shù)，其中，t個Ra的一部分或全部可以成為以Y表示的4-氨基苯基或4-氨基苯基甲基 中的苯基的取代基； (D) 以通式[4]表示的四羧酸或以通式[4']表示的四羧酸酐 [化4]
式中，Z表示4價的烴基。
2. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述（A)、⑶和（C)的摩爾濃度分別為10摩 爾％?60摩爾％、10摩爾％?50摩爾％和10摩爾％?80摩爾％。
3. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述㈧是以通式[Γ ]表示的， [化5]
式中，f表示碳原子數(shù)為2?7的?；?，η表示1?3的整數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述㈧是以通式[1' -Α]表示的， [化6]
式中，f表示碳原子數(shù)為2?7的?；潜硎??3的整數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述（Α)為乙酸2, 4-二氨基苯乙酯或丁酸 2, 4-二氨基苯乙酯。
6. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述⑶是以通式[2']表示的， [化7]
式中，#表示具有留體骨架的基團(tuán)。
7. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述（Β)為2, 4-二氨基苯甲酸β-膽留烷基酯、 3, 5-二氨基苯甲酸β-膽留烷基酯或2, 4-二氨基苯基β-膽留烷基醚。
8. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述（Β)為2, 4-二氨基苯甲酸β-膽留烷基酯 或3, 5-二氨基苯甲酸β-膽留烷基酯。
9. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述（C)為對苯二胺。
10. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述（D)為2-羧甲基-1，3, 4-環(huán)戊烷三羧 酸-1，4:2,3-二酐。
11. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，該組合物用于形成垂直取向型液晶顯示元件用 的液晶取向膜。
12. -種聚酰胺酸或聚酰亞胺，其通過使下述以（Α)?（D)表示的成分反應(yīng)而得到的， (Α)以通式[1]表示的間苯二胺衍生物 [化8]
式中，R1表示碳原子數(shù)為1?6的烷基或碳原子數(shù)為2?7的?；?，η表示1?3的整 數(shù)； (Β)以通式[2]表示的間苯二胺衍生物 [化9]
式中，R2表示碳原子數(shù)為8?20的烷基或具有留體骨架的基團(tuán)，T表示氧原子或羰氧 基； (C) 以通式[3]表示的對亞芳基二胺 [化 10]
式中，Υ表示氨基、4-氨基苯基或4-氨基苯基甲基，tfRa各自獨立地表示碳原子數(shù) 為1?3的烷基、碳原子數(shù)為6?10的芳基或碳原子數(shù)為7?12的芳烷基，t表示0?4 的整數(shù)，其中，t個Ra的一部分或全部可以成為以Y表示的4-氨基苯基或4-氨基苯基甲基 中的苯基的取代基； (D) 以通式[4]表示的四羧酸或以通式[4']表示的四羧酸酐 [化 11]
式中，Z表示4價的烴基。
13. 如權(quán)利要求12所述的聚酰胺酸或聚酰亞胺，其中，所述（A)、（B)和（C)的摩爾濃 度分別為10摩爾％?60摩爾％、10摩爾％?50摩爾％和10摩爾％?80摩爾％。
14. 一種液晶取向劑，其包含權(quán)利要求12所述的聚酰胺酸或聚酰亞胺而成。
15. -種液晶取向膜，其是由權(quán)利要求14所述的液晶取向劑制作的。
16. -種液晶顯示元件，其特征在于，其具備權(quán)利要求15所述的液晶取向膜。
17. -種以通式[1']表示的化合物， [化 12]
式中，f表示碳原子數(shù)為2?7的?；?，η表示1?3的整數(shù)。
18. 如權(quán)利要求17所述的化合物，其中，該化合物用于將不施加電壓時的液晶取向膜 上的液晶分子的預(yù)傾角控制為75?87°。
19. 一種垂直取向型液晶顯示元件用的液晶取向膜的制造方法，其包含下述工序而成： 在支撐體上涂布使下述以（Α)?（D)表示的成分反應(yīng)而得到的聚酰胺酸或聚酰亞胺的溶液 來形成涂布膜的工序；和對涂布膜的表面進(jìn)行摩擦處理的工序， (A)以通式[1]表示的間苯二胺衍生物 [化 13]
式中，R1表示碳原子數(shù)為1?6的烷基或碳原子數(shù)為2?7的?；?，η表示1?3的整 數(shù)； (Β)以通式[2]表示的間苯二胺衍生物 [化 14]
式中，R2表示碳原子數(shù)為8?20的烷基或具有留體骨架的基團(tuán)，Τ表示氧原子或羰氧 基； (C) 以通式[3]表示的對亞芳基二胺 [化 15]
式中，Υ表示氨基、4-氨基苯基或4-氨基苯基甲基，tfRa各自獨立地表示碳原子數(shù) 為1?3的烷基、碳原子數(shù)為6?10的芳基或碳原子數(shù)為7?12的芳烷基，t表示0?4 的整數(shù)，其中，t個Ra的一部分或全部可以成為以Y表示的4-氨基苯基或4-氨基苯基甲基 中的苯基的取代基； (D) 以通式[4]表示的四羧酸或以通式[4']表示的四羧酸酐 [化 16]
式中，Z表示4價的烴基。
20. 如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中，所述形成涂布膜的工序是涂布聚酰亞胺的 溶液而形成涂布膜的工序。
21. 如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中，該制造方法得到能夠?qū)⒉皇┘与妷簳r的液 晶分子的預(yù)傾角控制為75?87°的液晶取向膜。
【文檔編號】C08G73/10GK104145212SQ201380012185
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月16日
【發(fā)明者】保坂幸宏, 佐藤道彥, 吳墨 申請人:株式會社壯驥