液晶取向剂、液晶取向膜以及使用了其的液晶表示元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对基板施加平行电场而进行驱动的液晶表示元件中使用的液晶取向 剂、液晶取向膜、以及使用了其的液晶表示元件。
【背景技术】
[0002] -直以来，液晶表示元件被广泛地用作个人电脑、手机、电视显影仪等的表示部。 液晶表示元件具备：例如夹持在元件基板与滤色器基板之间的液晶层、用于对液晶层施加 电场的像素电极和共用电极、用于控制液晶层的液晶分子取向性的取向膜、用于切换对像 素电极供给的电信号的薄膜晶体管(TFT)等。
[0003] 作为液晶分子的驱动方式，已知有TN(扭转向列，Twisted Nematic)方式、VA(垂直 取向，Virtical Alignment)方式等纵向电场方式;IPS(平面开关，In-Place-Switching)方 式、边缘场开关(Fringe Field Switching:以下称为FFS)方式等横向电场方式。一般来说， 与以往的对形成于上下基板的电极施加电压而使液晶驱动的纵向电场方式相比，仅在基板 的单侧形成电极并沿着平行于基板的方向施加电场的横向电场方式作为具有宽广视场角 特性且能够高品质表示的液晶表示元件是已知的。
[0004] 然而，横向电场方式的液晶表示元件虽然视场角特性优异，但形成在基板内的电 极部分少，因此液晶取向膜的电压保持率弱时，不会对液晶施加充分的电压、表示对比度降 低。另外，由于现存问题即源自有源矩阵结构而被施加的直流电压成分、近年来备受关注的 交流驱动时的正负电压不对称，电荷被蓄积在液晶表示元件内，这些蓄积的电荷会打乱液 晶的取向，进而以余像、残影的形式对表示造成影响，从而显著地降低液晶表示元件的表示 品质。或者，在电荷蓄积的状态下驱动时，刚驱动之后无法正常地控制液晶分子，从而产生 闪烁(fl icker)等。尤其是，与纵向电场方式相比，横向电场方式中的像素电极与共用电极 的距离近，因此，强电场作用于取向膜、液晶层，从而存在这些不良情况容易变得显著的问 题。
[0005] 进而，IPS方式、FFS驱动方式等利用横向电场驱动相对于基板平行取向的液晶分 子的方式中，液晶取向的稳定性也变得重要。若取向的稳定性欠缺，则长时间驱动液晶时， 液晶恢复不到初始状态，对比度降低或者导致余像或残影。
[0006] 随着液晶表示元件的高性能化，对液晶取向膜追求的特性要求也变得严格。即，液 晶取向性优异和取向稳定性优异、电压保持率高、以及电压保持率相对于长时间驱动的稳 定性、施加直流电压时的蓄积电荷少、抑制由交流驱动时的正负电压不对称导致的电荷蓄 积、蓄积电荷的快速缓和等特性变得重要。
[0007] 对于聚酰亚胺系的液晶取向膜而言，为了应对上述那样的要求而进行了各种提 案。例如，作为截止至因施加直流电压而产生的余像消失为止的时间短的液晶取向膜，提出 了使用除了含有聚酰胺酸、含酰亚胺基的聚酰胺酸之外还含有特定结构的叔胺的液晶取向 剂(例如参照专利文献1);使用了含有可溶性聚酰亚胺的液晶取向剂，所述可溶性聚酰亚胺 将具有吡啶骨架等的特定二胺化合物用于原料(例如参照专利文献2)等。
[0008] 另外，作为印刷性和耐刷磨性优异、且余像和残影少的横向电场驱动方式用液晶 取向剂，专利文献3公开了如下液晶取向剂，其通过共聚或混合而含有源自芳香族四羧酸的 酰胺酸单元和源自脂环式四羧酸的酰胺酸单元这两者。
[0009] 另外，作为用于获得取向性、取向约束力、刷磨耐性优异、电压保持率高、且施加直 流电压时的电荷蓄积得以降低的液晶取向膜的液晶取向剂，专利文献4公开了如下液晶取 向剂和使用了该液晶取向剂的液晶表示元件，所述液晶取向剂的特征在于，其含有:制成膜 时的体积电阻率为1 X 101()~1 X 1014 Ω cm的低电阻聚酰亚胺前体、以及具有特定结构的高 取向聚酰亚胺前体或聚酰亚胺。
[0010] 另外，作为电压保持率高、且即使长时间暴露于高温后也会维持高电压保持率、进 而施加直流电压时的残留电荷少的液晶取向剂，专利文献5公开了如下液晶取向剂和使用 了该液晶取向剂的液晶表示元件，所述液晶取向剂的特征在于，其包含:使含有特定分子结 构的叔胺的二胺与含有羧基的二胺与酸二酐反应而得到的共聚物。
[0011] 另外，报告有如下内容:具有由形成在电极上的第1取向膜和形成于第1取向膜表 面的第2取向膜构成的液晶取向膜的液晶表示元件中，能够抑制由交流驱动时的正负电压 不对称导致的电荷蓄积，且实现了蓄积电荷的快速缓和，所述第2取向膜是由苯均四酸二酐 和二胺形成的聚合物，且电阻低于第1取向膜(参照专利文献6)。
[0012] 然而，关于利用1种取向膜同时实现抑制由交流驱动时的正负电压不对称导致的 电荷蓄积和蓄积电荷的快速缓和的取向膜，尚不存在报告。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1:日本特开平9-316200号公报 [0016] 专利文献2:日本特开平10-104633号公报 [0017] 专利文献3:国际公开公报W002/33481号小册子 [0018] 专利文献4:国际公开公报W02004/53583号小册子 [0019] 专利文献5:国际公开公报W02009/93709号小册子 [0020] 专利文献6:日本特开2013-167782号公报
【发明内容】
[0021] 发明要解决的问题
[0022] 本发明人等确认到:难以利用1种液晶取向膜同时实现抑制由交流驱动时的正负 电压不对称导致的电荷蓄积以及蓄积电荷的快速缓和。
[0023]本发明的目的在于，提供可得到如下的液晶取向膜的液晶取向剂:能够抑制横向 电场驱动方式中尤为成问题的由交流驱动时的正负电压不对称导致的电荷蓄积，且能够使 蓄积电荷快速缓和，还具有优异的液晶取向性和优异的取向稳定性。
[0024] 用于解决问题的方案
[0025] 本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果完成了本发明。即，本发明 的主旨如下所示。
[0026] 1. -种液晶取向剂，其含有选自由聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物组成 的组中的至少1种聚合物，所述聚酰胺酸是使含有苯均四酸二酐的四羧酸二酐成分与二胺 成分反应而得到的，所述二胺成分含有下述式（1)的二胺、以及选自由下述式(2)和(3)所示 的二胺组成的组中的至少1种二胺。
[0028](式(2)中，A!为含有碳数1~10的直链亚烷基的2价有机基团，Rd，各自独立地为 氢原子或碳数1~4的烷基，式⑶中，AA单键、-0-、-5-、-顺6-、酯键、酰胺键、硫酯键、脲键、 碳酸酯键或氨基甲酸酯键，R 6为氢原子、甲基或叔丁氧基羰基，R3为碳数1~10的直链亚烷 基，RdPR5各自独立地为氢原子或碳数1~4的烷基。）
[0029] 2.根据前述1所述的液晶取向剂，其中，前述四羧酸二酐成分的10~100摩尔％为 苯均四酸二酐。
[0030] 3.根据前述1或2所述的液晶取向剂，其中，前述二胺成分的10~90摩尔％为前述 式(1)的二胺。
[0031] 4.根据前述1~3中任一项所述的液晶取向剂，其中，前述二胺成分的10~90摩 尔％为选自由前述式(2)和(3)所示的二胺组成的组中的至少1种二胺。
[0032] 5. -种液晶取向剂，其含有以下的聚合物(A)和(B):
[0033] 聚合物(A):选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物， 所述聚酰胺酸是使含有苯均四酸二酐的四羧酸二酐成分与含有上述式（1)的二胺的二胺成 分反应而得到的。
[0034] 聚合物(B):选自聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物中的至少1种聚合物， 所述聚酰胺酸是使四羧酸二酐成分与含有选自上述式(2)和(3)的二胺中的至少1种二胺的 二胺成分反应而得到的。
[0035] 6.根据前述5所述的液晶取向剂，其中，前述聚合物(A)中，四羧酸二酐成分的20~ 100摩尔％为苯均四酸二酐。
[0036] 7.根据前述5或6所述的液晶取向剂，其中，前述聚合物(A)中，二胺成分的20~100 摩尔％为前述式(1)的二胺。
[0037] 8.根据前述5~7中任一项所述的液晶取向剂，其中，前述聚合物(B)中，二胺成分 的20~100摩尔％为选自由前述式(2)和(3)所示的二胺组成的组中的至少1种二胺。
[0038] 9.根据前述1~8中任一项所述的液晶取向剂，其中，前述式(2)的二胺为选自由下 述式(4)~(9)所示的二胺组成的组中的至少1种，前述式(3)的二胺为选自由下述式（10)所 示的二胺组成的组中的至少1种。
[0039]
[0040] (式(4)中，R7和Rs各自独立地为碳数1~10的直链亚烷基，任选相同或不同。式（10) 中，R9为氢原子或碳数1~4的烷基，R 1Q为碳数1~10的直链亚烷基。）
[0041] 10.根据前述1~9中任一项所述的液晶取向剂，其中，前述式(2)的二胺为选自由 上述式(6)和下述式（11)~（14)所示的二胺组成的组中的至少1种，前述式(3)的二胺为选 自由下述式（15)和（16)所示的二胺组成的组中的至少1种。
[0042]
[0043] 11.-种液晶取向膜，其是涂布前述1~10中任一项所述的液晶取向剂并烧成而得 到的。
[0044] 12.-种液晶表示元件，其具备前述11所述的液晶取向膜。
[0045] 发明的效果
[0046] 由本发明的液晶取向剂得到的液晶取向膜以及使用了该液晶取向膜的液晶表示 元件能够抑制由交流驱动时的正负电压不对称导致的电荷蓄积，且能够使蓄积电荷快速缓 和，还具有优异的液晶取向性和优异的取向稳定性。
【具体实施方式】
[0047] 〈聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺化聚合物〉
[0048] 本发明的液晶取向剂的特征在于，其含有选自由聚酰胺酸和该聚酰胺酸的酰亚胺 化聚合物（以下也称为单一系聚合物)组成的组中的至少1种聚合物，所述聚酰胺酸是使含 有苯均四酸二酐的四羧酸二酐成分与二胺成分反应而得到的，所述二胺成分含有下述式 (1)的二胺、以及选自由下述式（2)和（3)所示的二胺组成的组中的至少1种二胺（以下也称 为特定二胺）。
[0050]上述式(2)中，Ai为具有碳数1~10的直链亚烷基的2价有机基团，心和办各自独立 地为氢原子或碳数1~4的烷基，任选相同或不同。