液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、聚合物及化合物的制作方法

本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、聚合物及化合物。

背景技术：

1、液晶元件被应用于从液晶电视或信息显示器(information display)等等相对大型的显示装置到智能手机等小型的显示装置的广泛用途中。液晶元件的性能由液晶的取向性或预倾角的大小、电压保持率等各种特性决定。为了提高液晶元件的性能，以往对用于使液晶沿一定方向排列的液晶取向膜进行了改良。

2、当通过对液晶元件施加电压而电荷蓄积于液晶单元内时，担心以残像(直流(direct current，dc)残像)的形式被观察者视认到，液晶元件的显示品质降低。因此，作为对液晶取向膜所要求的特性之一，可列举残留电荷的蓄积少。

3、因此，以往提出了各种用于抑制液晶单元内的残留电荷的蓄积并改善液晶元件的显示品质的技术(例如，参照专利文献1或专利文献2)。在专利文献1中公开了通过使液晶取向剂含有如下聚酰胺酸，即n4,n4'-双(4-氨基苯基)-联苯胺之类的包含含氮二胺的二胺化合物与四羧酸二酐反应而获得的聚酰胺酸来实现蓄积电荷的减低。在专利文献2中公开了通过使液晶取向剂含有由如下二胺，即具有通过氨基而键结有咔唑结构与苯环的结构的二胺获得的聚合物而获得蓄积电荷的缓和快的液晶取向膜。

4、[现有技术文献]

5、[专利文献]

6、[专利文献1]日本专利特开2008-107811号公报

7、[专利文献2]国际公开第2018/110354号

技术实现思路

1、[发明所要解决的问题]

2、近年来，广泛使用经大画面化或高精细化的液晶显示器件。在这些用途中，较以往而言进一步要求更高的显示均匀性或残像少。因此，关于液晶取向膜，要求能够使用显示出优异的涂布性(印刷性)的液晶取向剂来形成，而且残留电荷的蓄积少。另一方面，在如以往那样通过将三级胺或含氮芳香族杂环导入到液晶取向膜中来减低蓄积于液晶元件中的残留电荷的方法中，出现如下情况：通过聚合物成分所具有的官能基(例如，羧基)与含氮化合物相互作用而引起溶解性的降低，从而难以应对近年来的高涂布性。

3、另外，伴随着近年来的液晶器件的多用途化，要求开发更不易产生残像的液晶元件。为了抑制残像的产生来实现液晶元件的高品质化，而要求电荷不易蓄积于液晶单元中且所蓄积的电荷可迅速得到缓和。

4、本发明的目的在于提供一种液晶取向剂，其显示出良好的涂布性且可获得不易产生由残留电荷的蓄积所引起的残像的液晶元件。

5、[解决问题的技术手段]

6、本发明人等人进行了努力研究，结果发现，通过将特定的结构单元导入到液晶取向膜中而可解决所述课题，从而完成了本发明。具体而言，可通过本发明来提供以下手段。

7、＜1＞一种液晶取向剂，满足下述必要条件(i)及必要条件(ii)中的至少任一个。

8、必要条件(i)：含有在同一分子内包含下述部分结构(a)与部分结构(b)的化合物；

9、必要条件(ii)：含有在不同的分子内包含下述部分结构(a)与部分结构(b)的化合物；

10、部分结构(a)：选自由与含氮芳香族杂环键结的一个以上的氢原子经不会因在230℃以下的温度下的加热而脱离的吸电子性基取代的取代杂环结构、醌结构及四氰基醌二甲烷结构所组成的群组中的至少一种；

11、部分结构(b)：选自由下述式(b1)所表示的部分结构及吩噻嗪结构所组成的群组中的至少一种；

12、[化1]

13、*-x1-b1-x2-*       (b1)

14、(式(b1)中，x1、b1及x2满足下述[i]或[ii]；“*”表示键结键；

15、[i]x1为芳香环基；b1为-ny3-或芳香族杂环基；x2及y3是x2为芳香环基且y3为氢原子或一价有机基、或者表示x2与y3相互结合并与x2及y3所键结的氮原子一起构成的含氮稠环结构；其中，所述含氮稠环结构具有芳香环，b1中的氮原子与所述含氮稠环结构中的芳香环键结；

16、[ii]b1为-ny3-；y3为氢原子或一价有机基；x1及x2表示相互结合并与x1及x2所键结的氮原子一起构成的含氮稠环结构；其中，所述含氮稠环结构具有多个芳香环，b1中的氮原子将所述含氮稠环结构中的两个芳香环连结)

17、＜2＞根据所述＜1＞所记载的液晶取向剂，含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种聚合物(p)，所述聚合物(p)包含源自具有所述部分结构(b)的二胺化合物的结构单元。

18、＜3＞根据所述＜1＞或＜2＞所记载的液晶取向剂，含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种聚合物(p)，所述聚合物(p)在同一分子内包含下述结构单元(ua)与结构单元(ub)、或者在不同的分子内包含下述结构单元(ua)与结构单元(ub)。

19、结构单元(ua)：源自选自由二胺化合物(da-1)及二胺化合物(da-2)所组成的群组中的至少一种的结构单元，所述二胺化合物(da-1)具有与含氮芳香族杂环键结的一个以上的氢原子经不会因在230℃以下的温度下的加热而脱离的吸电子性基取代的取代杂环结构，所述二胺化合物(da-2)具有醌结构；

20、结构单元(ub)：源自选自由二胺化合物(db-1)及二胺化合物(db-2)所组成的群组中的至少一种的结构单元，所述二胺化合物(db-1)具有所述式(b1)所表示的部分结构，所述二胺化合物(db-2)具有吩噻嗪结构；

21、＜4＞根据所述＜3＞所记载的液晶取向剂，其中，所述二胺化合物(da-1)为下述式(a1-1)所表示的化合物。

22、[化2]

23、

24、(式(a1-1)中，a1为具有与含氮芳香族杂环键结的一个以上的氢原子经不会因在230℃以下的温度下的加热而脱离的吸电子性基取代的取代杂环结构的基；r1为单键或(n1+1)价连结基；ar1为芳香环基；n1为1或2)

25、＜5＞根据所述＜3＞或＜4＞所记载的液晶取向剂，其中，所述二胺化合物(da-2)为选自由下述式(a2-1)所表示的化合物及下述式(a2-2)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。

26、[化3]

27、

28、(式(a2-1)中，a2为具有醌结构的基；r2为单键或(n2+1)价连结基；ar2为芳香环基；n2为1或2；

29、式(a2-2)中，a3为具有醌结构的基；r3及r4分别独立地为单键或二价有机基；ar3及ar4分别独立地为芳香环基)

30、＜6＞根据所述＜3＞至＜5＞中任一项所记载的液晶取向剂，其中，所述二胺化合物(db-2)为下述式(b2-1)所表示的化合物。

31、[化4]

32、

33、(式(b2-1)中，a4为具有吩噻嗪结构的基；r5为单键或(n3+1)价连结基；ar5为芳香环基；n3为1或2)

34、＜7＞根据所述＜2＞至＜6＞中任一项所记载的液晶取向剂，其中，所述聚合物(p)还包含源自具有下述式(2)所表示的部分结构的二胺化合物的结构单元(uc)。

35、[化5]

36、

37、(式(2)中，x5及x6分别独立地为芳香环基；r7及r8分别独立地为单键、碳数1～10的烷二基或碳数1～10的取代烷二基；y5及y6分别独立地为*4-nr9-co-或*4-co-nr9-；r9为氢原子或一价有机基；“*4”表示与z5的键结键；z5为单键或二价有机基；m为0或1；在m为0的情况下，r7、r8或它们两者为碳数1～10的烷二基或取代烷二基；“*”表示键结键)

38、＜8＞根据所述＜2＞所记载的液晶取向剂，含有具有所述部分结构(a)的化合物(其中，聚合物除外)与所述聚合物(p)。

39、＜9＞根据所述＜1＞至＜8＞中任一项所记载的液晶取向剂，其中，所述吸电子性基为选自由卤素原子、氰基、卤化烷基及酰基所组成的群组中的至少一种。

40、＜10＞根据所述＜1＞至＜9＞中任一项所记载的液晶取向剂，还含有不具有所述部分结构(a)及所述部分结构(b)的任一结构的聚合物(q)。

41、＜11＞根据所述＜10＞所记载的液晶取向剂，其中，所述聚合物(q)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及加成聚合物所组成的群组中的至少一种。

42、＜12＞一种液晶取向膜，使用根据所述＜1＞至＜11＞中任一项所记载的液晶取向剂而形成。

43、＜13＞一种液晶元件，包括根据所述＜12＞所记载的液晶取向膜。

44、＜14＞一种聚合物，为聚酰胺酸、聚酰胺酸酯或聚酰亚胺，且在同一分子内包含下述结构单元(ua)与结构单元(ub)。

45、结构单元(ua)：源自选自由二胺化合物(da-1)及二胺化合物(da-2)所组成的群组中的至少一种的结构单元，所述二胺化合物(da-1)具有与含氮芳香族杂环键结的一个以上的氢原子经不会因在230℃以下的温度下的加热而脱离的吸电子性基取代的取代杂环结构，所述二胺化合物(da-2)具有醌结构；

46、结构单元(ub)：源自选自由二胺化合物(db-1)及二胺化合物(db-2)所组成的群组中的至少一种的结构单元，所述二胺化合物(db-1)具有下述式(b1)所表示的部分结构，所述二胺化合物(db-2)具有吩噻嗪结构；

47、[化6]

48、*-x1-b1-x2-*       (b1)

49、(式(b1)中，x1、b1及x2满足下述[i]或[ii]；

50、[i]x1为芳香环基；b1为-ny3-或芳香族杂环基；x2及y3是x2为芳香环基且y3为氢原子或一价有机基、或者表示x2与y3相互结合并与x2及y3所键结的氮原子一起构成的含氮稠环结构；其中，所述含氮稠环结构具有芳香环，b1中的氮原子与所述含氮稠环结构中的芳香环键结；

51、[ii]b1为-ny3-；y3为氢原子或一价有机基；x1及x2表示相互结合并与x1及x2所键结的氮原子一起构成的含氮稠环结构；其中，所述含氮稠环结构具有多个芳香环，b1中的氮原子将所述含氮稠环结构中的两个芳香环连结；

52、“*”表示键结键)

53、＜15＞一种化合物，由下述式(a1-1)表示。

54、[化7]

55、

56、(式(a1-1)中，a1为具有与含氮芳香族杂环键结的一个以上的氢原子经选自由卤素原子、氰基、卤化烷基及酰基所组成的群组中的至少一种取代的取代杂环结构的基；r1为单键或(n1+1)价连结基；ar1为芳香环基；n1为1或2)

57、＜16＞一种化合物，由下述式(a2-2)表示。

58、[化8]

59、h2n-ar3-r3-a3-r4-ar4-nh2                       (a2-2)

60、(式(a2-2)中，a3为具有醌结构的基；r3及r4分别独立地为单键或二价有机基；ar3及ar4分别独立地为芳香环基)

61、＜17＞一种化合物，由下述式(b2-1)表示。

62、[化9]

63、

64、(式(b2-1)中，a4为具有吩噻嗪结构的基；r5为单键或(n3+1)价饱和链状烃基；ar5为芳香环基；n3为1或2)

65、[发明的效果]

66、根据本发明的液晶取向剂，显示出良好的涂布性，同时可获得残留电荷的蓄积少且不易产生残像(dc残像)的液晶元件。