液晶定向處理劑制造技術(shù)

＊＊＊ 本發(fā)明專利技術(shù)的液晶定向處理劑的特征是包含聚酰亞胺前體和溶劑可溶性聚酰亞胺樹脂。聚酰亞胺前體含有通式［１］表示的重復(fù)單位，其聚合度換算成比濃粘度為０．０５～５．０ｄｌ／ｇ（溫度為３０℃的Ｎ－甲基吡咯烷酮中，濃度為０．５ｇ／ｄｌ），溶劑可溶性聚酰亞胺樹脂含有通式［２］表示的重復(fù)單位，其聚合度換算成比濃粘度為０．０５～５．０ｄｌ／ｇ（溫度為３０℃的Ｎ－甲基吡咯烷酮中，濃度為０．５ｇ／ｄｌ），而且，對(duì)應(yīng)于全部聚合物的重量，含有１～８０重量％通式［２］表示的溶劑可溶性聚酰亞胺。式中Ｒ↑［１］和Ｒ↑［３］表示構(gòu)成四羧酸及其衍生物的４價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Ｒ↑［２］表示構(gòu)成二胺的２價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Ｒ↑［４］表示構(gòu)成不帶有含氟烷基或碳原子數(shù)在６以上的長(zhǎng)鏈烷基的二胺的２價(jià)有機(jī)基團(tuán)，ｍ和ｎ表示正整數(shù)。（*該技術(shù)在2018年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用于以液晶顯示器為代表的液晶元件的液晶定向處理劑。更具體涉及能夠獲得與液晶分子基板的傾角極小，且電壓保持率、電荷積累特性等液晶元件的電特性良好的液晶定向膜的液晶定向處理劑。
技術(shù)介紹
近年，使用了薄膜晶體管等的活動(dòng)模型驅(qū)動(dòng)方式由于其優(yōu)良的顯示特性正被充分開發(fā)。其中，所謂的TFT顯示方式是最具代表性的方式，其顯示性能更勝一籌。伴隨此種情況，對(duì)液晶定向膜的要求也應(yīng)使各種特性同時(shí)提高。一般，所謂TFT顯示方式所必須的液晶定向膜特性是液晶分子的傾角、電壓保持率、直流電壓的電荷積累特性等最基本的特性，需要滿足所有上述特性的定向膜材料。即，需要能夠獲得一般傾角在數(shù)度以上、電壓保持率較高、且直流電壓的電荷積累足夠小的液晶定向膜的液晶定向處理劑。上述液晶定向處理劑包括日本專利公開公報(bào)平8-220541號(hào)揭示的例子等。但是，近年為了開發(fā)新的液晶顯示元件或提高其性能，需要能夠獲得液晶分子的傾角降至2°以下、且電壓保持率較高、直流電壓的電荷積累特性足夠小的液晶定向膜的定向處理劑。以往針對(duì)上述情況，發(fā)現(xiàn)了傾角較小、電壓保持率較高的材料，其傾角雖在2°以下，但并不一定能夠滿足電荷積累極小的特性。即，以往的液晶定向處理劑一般都使用了一種聚酰亞胺或聚酰亞胺前體，通過選擇各種不同的結(jié)構(gòu)，一般可達(dá)到改善膜特性的目的。上述特性都受到所用的聚酰亞胺結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)際上，一種聚合物結(jié)構(gòu)是不可能滿足所有定向膜特性的。而且，以往的定向處理劑，如果電壓保持率良好，則其電荷積累較大；如果電壓保持率、電荷積累特性都較好，但傾角較大等，還未發(fā)現(xiàn)可同時(shí)滿足上述三種特性的材料。此外，實(shí)際大量生產(chǎn)液晶元件時(shí)，不僅需要滿足上述基礎(chǔ)特性，還對(duì)其在基板上的粘合性、印刷性、耐摩擦性等各種特性有所要求。由于還需要顯現(xiàn)與上述基礎(chǔ)特性相結(jié)合的包括生產(chǎn)性在內(nèi)的各種性能，所以，僅利用單一的聚酰亞胺樹脂實(shí)際上是不能夠獲得充分的性能的。作為以往的液晶定向處理劑，一般將溶劑中溶解了溶劑可溶性聚酰亞胺的漆涂布在基板上，燒成形成聚酰亞胺膜，然后，對(duì)其進(jìn)行摩擦處理，作為液晶定向膜使用，或者，將聚酰亞胺前體溶液涂布在基板上，一般在150℃以上的溫度下進(jìn)行燒成，使其酰亞胺化，形成薄膜，然后對(duì)其進(jìn)行摩擦處理，作為液晶定向膜使用。由溶劑可溶性聚酰亞胺形成的液晶定向膜即使其傾角在2°以下，有時(shí)也不能夠獲得充分的熱穩(wěn)定性。如果傾角較小且穩(wěn)定，電壓保持率也較好，但仍然存在電荷積累特性不夠好的問題。此外，一般還存在對(duì)基板的粘合性和印刷性較差的問題。另一方面，使用了聚酰亞胺前體的液晶定向膜具備較高、更穩(wěn)定的傾角和電荷積累特性較低的優(yōu)點(diǎn)，或者對(duì)基板的粘合性或印刷性良好等優(yōu)點(diǎn)。但是，要獲得充分小的傾角很困難，電壓保持率較差的情況也較多，而且，有時(shí)特性對(duì)燒成溫度存在依賴性，在酰亞胺化率不夠充分的情況下，具有膜表面的耐溶劑性較差的缺陷。如上所述，溶劑可溶性聚酰亞胺、聚酰亞胺前體作為液晶定向膜互有長(zhǎng)處和短處，要滿足所謂TFT用定向膜所必須的所有的特性是不容易的。如上所述，為了提高新的液晶顯示元件或傳統(tǒng)元件的性能，需要能夠同時(shí)滿足液晶分子的傾角降至2°以下、較穩(wěn)定，且電壓保持率較高，電荷積累特性極小等特性的良好的液晶定向處理劑。即，本專利技術(shù)的目的是提供上述定向膜特性良好的液晶定向處理劑。專利技術(shù)的揭示本專利技術(shù)者們?yōu)榱私鉀Q上述課題，對(duì)在附有透明電極的基板上涂布、燒成，并對(duì)該膜表面進(jìn)行摩擦處理等定向處理而形成液晶定向膜時(shí)所用的液晶定向處理劑進(jìn)行了認(rèn)真地探討，從而完成了本專利技術(shù)。即，本專利技術(shù)的液晶定向處理劑的特征是包含聚酰亞胺前體和溶劑可溶性聚酰亞胺樹脂，聚酰亞胺前體含有通式表示的重復(fù)單位 (式中，R1表示構(gòu)成四羧酸及其衍生物的4價(jià)有機(jī)基團(tuán)，R2表示2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m表示正整數(shù))，其聚合度換算成比濃粘度為0.05～5.0dl/g(溫度為30℃的N-甲基吡咯烷酮中，濃度為0.5g/dl)，溶劑可溶性聚酰亞胺樹脂含有通式表示的重復(fù)單位 (式中，R3表示構(gòu)成四羧酸及其衍生物的4價(jià)有機(jī)基團(tuán)，R4表示構(gòu)成不帶有含氟烷基或碳原子數(shù)在6以上的長(zhǎng)鏈烷基的二胺的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，n表示正整數(shù))，其聚合度換算成比濃粘度為0.05～5.0dl/g(溫度為30℃的N-甲基吡咯烷酮中，濃度為0.5g/dl)，而且，對(duì)應(yīng)于全部聚合物的重量，含有1～80重量％通式表示的溶劑可溶性聚酰亞胺。實(shí)施專利技術(shù)的最佳狀態(tài)以下，對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)的液晶定向處理劑在涂布于附有透明電極的基板上后，干燥，燒成，形成聚酰亞胺膜，然后，對(duì)膜表面進(jìn)行摩擦處理等定向處理，作為液晶定向膜使用。本專利技術(shù)的液晶定向處理劑的特征是含有上述通式表示的聚酰亞胺前體和通式表示的溶劑可溶性聚酰亞胺。使四羧酸及其衍生物和二銨在極性溶劑中反應(yīng)，通過聚合就可獲得通式表示的聚酰亞胺前體。通式中的四羧酸及其衍生物的具體例子如下所示。均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、聯(lián)苯四羧酸及萘四羧酸等芳香族四羧酸及它們的二酐和它們的二羧酸二酸鹵化物，環(huán)丁烷四羧酸、環(huán)戊烷四羧酸、環(huán)己烷四羧酸及3，4-二羧基-1，2，3，4-四氫-1-萘琥珀酸二酐等脂環(huán)族四羧酸及它們的二酐和它們的二羧酸二酸鹵化物，丁烷四羧酸等脂肪族四羧酸及它們的二酐和它們的二羧酸二酸鹵化物等。上述四羧酸及其衍生物可單獨(dú)使用也可2種以上混合使用。特別是混合使用2種以上前述四羧酸時(shí)，為了改善電荷積累特性，通式的聚酰亞胺前體中作為構(gòu)成共聚體的單體的式中的R1最好是構(gòu)成芳香族四羧酸及其衍生物的4價(jià)有機(jī)基團(tuán)。對(duì)具有構(gòu)成該芳香族四羧酸及其衍生物的4價(jià)有機(jī)基團(tuán)的單體組分的比例沒有特別的限定，但全部四羧酸及其衍生物組分至少在30摩爾％以上。通式中的二胺的具體例子如下所示，但本專利技術(shù)并不僅限于此。對(duì)苯二胺、1，4-雙(4-氨基苯基)苯、4，4′-二氨基聯(lián)苯、3，3′-二甲基-4，4′-二氨基聯(lián)苯、3，3′-二甲氧基-4，4′-二氨基聯(lián)苯、3，3′-二羥基-4，4′-二氨基聯(lián)苯、3，3′-二氯-4，4′-二氨基聯(lián)苯、3，3′-二羧基-4，4′-二氨基聯(lián)苯、4，4′-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基醚、2，2-二氨基二苯基丙烷、4，4′-二氨基二苯砜、二氨基二苯甲酮、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-雙(4-氨基苯氧基)二苯砜、2，2-雙丙烷、1，1，1，3，3，3-六氟-2，2-雙丙烷等芳香族二胺，二氨基二環(huán)己基甲烷、二氨基二環(huán)己基醚、二氨基環(huán)己烷等脂環(huán)族二胺，1，2-二氨基乙烷、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷等脂肪族二胺，還包括 (1表示1～10的整數(shù))等二氨基硅氧烷。此外，為了獲得較小的傾角，上述二胺中最好不含有含氟烷基或碳原子數(shù)在6以上的長(zhǎng)鏈烷基等。而且，上述二胺可單獨(dú)使用也可2種以上混合使用。四羧酸及其衍生物與二胺反應(yīng)，聚合后獲得聚酰亞胺前體時(shí)所用的四羧酸衍生物一般為四羧酸二酐。四羧酸及其衍生物和二胺的摩爾比最好為0.8～1.2。與通常的縮聚反應(yīng)一樣，摩爾比越接近1聚合體的聚合度越大。如果聚合度過小，則聚酰亞胺涂膜的強(qiáng)度不夠，如果聚合度過大，則形成聚酰亞胺涂膜時(shí)的操作性較差。所以，本反應(yīng)的生成物的聚合度換算成聚酰亞胺前體溶液的比濃本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液晶定向處理劑，其特征在于，包含聚酰亞胺前體和溶劑可溶性聚酰亞胺樹脂，所述聚酰亞胺前體含有通式［１］表示的重復(fù)單位＊＊＊ ［１］（式中，Ｒ↑［１］表示構(gòu)成四羧酸及其衍生物的４價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Ｒ↑［２］表示構(gòu)成二胺的２價(jià)有機(jī)基團(tuán)，ｍ表 示正整數(shù)），其聚合度換算成比濃度為０．０５～５．０ｄｌ／ｇ（溫度為３０℃的Ｎ－甲基吡咯烷酮中，濃度為０．５ｇ／ｄｌ），所述溶劑可溶性聚酰亞胺樹脂含有通式［２］表示的重復(fù)單位＊＊＊ ［２］（式中，Ｒ↑［３］表示構(gòu)成四羧酸及其衍生物的４ 價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Ｒ↑［４］表示構(gòu)成不帶有含氟烷基或碳原子數(shù)在６以上的長(zhǎng)鏈烷基的二胺的２價(jià)有機(jī)基團(tuán)，ｎ表示正整數(shù)），其聚合度換算成比濃粘度為０．０５～５．０ｄｌ／ｇ（溫度為３０℃的Ｎ－甲基吡咯烷酮中，濃度為０．５ｇ／ｄｌ），而且，對(duì)應(yīng)于全部聚合物的重量，含有１～８０重量％通式［２］表示的溶劑可溶性聚酰亞胺。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：佐野俊一，澤畑清，袋裕善，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]