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CN106462011A - 液晶表示元件、液晶取向膜和液晶取向处理剂 - Google Patents

液晶表示元件、液晶取向膜和液晶取向处理剂 Download PDF

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Abstract

一种液晶表示元件,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件,在前述一对基板之间配置包含利用活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,进而,至少一个基板具备使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,从而得到所述液晶表示元件,前述液晶取向膜包含由液晶取向处理剂得到的液晶取向膜,所述液晶取向处理剂包含下述式[1]所示的溶剂,且包含具有选自由下述式[2‑1]和式[2‑2]所示的结构组成的组中的至少1种结构的聚合物。式[1](S1和S2表示碳数1~4的烷基。)式[2‑1](Y1、Y2、Y3表示单键等,Y4、Y5表示苯环等,n表示0~4,Y6表示碳数1~18的烷基等。)式[2‑2](Y7表示单键等,Y8表示碳数8~22的烷基等。)

Description

液晶表示元件、液晶取向膜和液晶取向处理剂
技术领域
本发明涉及在未施加电压时呈现透明状态且施加电压时呈现散射状态的透射散射型液晶表示元件、用于该元件的液晶取向膜、以及用于形成该液晶取向膜的液晶取向处理剂。
背景技术
作为使用了液晶材料的液晶表示元件,TN(扭转向列,Twisted Nematic)模式已被实用化。该模式利用液晶的旋光特性来进行光的切换,用作液晶表示元件时需要使用偏振片。然而,由于使用偏振片而导致光的利用效率变低。
作为不使用偏振片而光的利用效率高的液晶表示元件,有在液晶的透射状态(也称为透明状态)与散射状态之间进行切换的液晶表示元件,一般来说,已知有使用高分子分散型液晶(也称为PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal))、高分子网络型液晶(PNLC(Polymer Network Liquid Crystal))的液晶表示元件。
使用了它们的液晶表示元件是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且经由如下工序而制造的液晶表示元件,所述工序为:在前述一对基板之间配置包含利用活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体。该液晶表示元件通过电压的施加来控制液晶的透射状态和散射状态。
现有的使用了PDLC、PNLC的液晶表示元件中,液晶分子在未施加电压时朝向随机的方向,因此呈现白浊(散射)状态,液晶在施加电压时沿着电场方向排列,从而使光透射,呈现透射状态(也称为标准型元件)。但是,该标准型元件为了获得透射状态而需要一直施加电压,因此,用于大多在透明状态下使用时的用途、例如窗玻璃等时,其耗电量变大。
针对标准型元件,报告有使用了在未施加电压时呈现透射状态、在施加电压时呈现散射状态的PDLC的液晶表示元件(也称为逆向型元件)(例如参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许2885116号公报
专利文献2:日本特许4132424号公报
发明内容
发明要解决的问题
逆向型元件使用使液晶垂直取向的液晶取向膜(也称为垂直液晶取向膜)。此时,垂直液晶取向膜为疏水性高的膜,因此液晶层与液晶取向膜的密合性变低。因此,必须向逆向型元件所使用的液晶组合物中大量导入用于提高液晶层与液晶取向膜的密合性的聚合性化合物(也称为固化剂)。但是,大量导入聚合性化合物时,液晶的垂直取向性受损,未施加电压时的透明性和施加电压时的散射特性大幅降低。因此,逆向型元件中使用的液晶取向膜需要较高的液晶垂直取向性。
现在主要应用的液晶取向膜可以使用耐久性优异、适于控制液晶预倾角的由聚酰亚胺系聚合物构成的有机膜。该聚酰亚胺系聚合物是作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸和/或将聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的聚酰亚胺,液晶取向膜由使用了这些聚合物的液晶取向处理剂制作。对于使用了该聚酰亚胺系聚合物的液晶取向处理剂的溶剂而言,由于这些聚酰亚胺系聚合物的溶剂溶解性低,因此使用N-甲基-2-吡咯烷酮(也称为NMP)等高极性的溶剂。这些高极性的溶剂的沸点高,例如,NMP的沸点为200℃以上。因此,为了使用将NMP用于溶剂的液晶取向处理剂来制作液晶取向膜,为了消除液晶取向膜中残留的NMP,需要在NMP的沸点附近的200℃左右的高温下进行烧成。
与此相对,液晶表示元件的基板使用轻薄但耐热性低的塑料基板时,制作液晶取向膜时的烧成需要在更低的温度下进行。同样地,还要求通过降低该烧成温度来削减液晶表示元件的制造中的能量消耗。
另外,对液晶表示元件要求液晶取向膜的涂膜均匀性高。即,需要消除收缩、针孔等涂膜不良、涂膜不均。液晶取向膜的涂膜均匀性低时,涂膜不良、涂膜不均会成为表示缺陷、表示不均,会使液晶表示元件的表示特性降低。因此,需要使液晶取向处理剂对于作为液晶表示元件的基板的即玻璃基板、塑料基板具备高的润湿扩散性。
本发明的目的在于,提供液晶的垂直取向性高、能够获得良好的光学特性、且液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高、垂直液晶取向膜的涂膜均匀性高、不易发生与收缩、针孔等涂膜不良相伴的取向缺陷的液晶表示元件。
进而,其目的在于,提供制作液晶表示元件中使用的垂直液晶取向膜时的烧成能够在低温下进行的液晶取向处理剂。
用于解决问题的方案
本发明人进行了深入研究,结果发现:使用了下述垂直液晶取向膜的液晶表示元件对于实现上述目的而言是极其有效的,从而完成了本发明,所述垂直液晶取向膜是由包含特定结构的溶剂和具有特定结构的侧链的聚合物的液晶取向处理剂得到的。即,本发明具有下述主旨。
(1)一种液晶表示元件,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件,在前述一对基板之间配置包含利用活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,进而,至少一个基板具备使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,从而得到所述液晶表示元件,前述液晶取向膜包含由液晶取向处理剂得到的液晶取向膜,所述液晶取向处理剂包含下述式[1]所示的溶剂,且包含具有选自由下述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种结构的聚合物。
(S1和S2各自独立地表示碳数1~4的烷基。)
(Y1表示选自单键、-(CH2)a-(a表示1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种;Y2表示单键或-(CH2)b-(b表示1~15的整数);Y3表示选自单键、-(CH2)c-(c表示1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种;Y4表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团或者具有类固醇骨架的碳数17~51的2价有机基团,前述环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;Y5表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;n表示0~4的整数;Y6表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的至少1种。)
-Y7-Y8 [2-2]
(Y7表示选自单键、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-和-OCO-中的至少1种键合基团;Y8表示碳数8~22的烷基或碳数6~18的含氟烷基。)
(2)根据上述(1)所述的液晶表示元件,其中,前述式[1]所示的溶剂为选自2-丁酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮和2,6-二甲基-4-庚酮中的至少1种溶剂。
(3)根据上述(1)或(2)所述的液晶表示元件,其中,前述聚合物为选自丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷中的至少1种聚合物。
(4)根据上述(3)所述的液晶表示元件,其中,前述聚合物是选自由将如下二胺用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,所述二胺具有选自由前述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种侧链。
(5)根据上述(4)所述的液晶表示元件,其中,前述二胺为下述式[2]所示的二胺。
(Y表示选自由前述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种结构;n表示1~4的整数。)
(6)根据上述(3)~(5)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述聚合物是选自由将下述式[3]所示的第二种二胺用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物。
(X为选自下述式[3a]~式[3d]所示的结构中的至少1种,m表示1~4的整数。)
-(CH2)a-OH [3a] -(CH2)b-COOH [3b]
(式[3a]中,a表示0~4的整数;式[3b]中,b表示0~4的整数;式[3c]中,X1和X2各自独立地表示碳数1~12的烃基;式[3d]中,X3表示碳数1~5的烷基。)
(7)根据上述(3)~(6)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述聚合物为选自由将下述式[4]所示的四羧酸成分用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物。
(Z为选自下述式[4a]~式[4k]所示的结构中的至少1种。)
(式[4a]中,Z1~Z4各自独立地表示氢原子、甲基、氯原子或苯环;式[4g]中,Z5和Z6各自独立地表示氢原子或甲基。)
(8)根据上述(3)所述的液晶表示元件,其中,前述聚合物为选自下述聚硅氧烷中的至少1种聚硅氧烷:使下述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷;使式[A1]与包含下述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中的任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷;以及使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷。
(A1)mSi(A2)n(OA3)p [A1]
(A1表示选自由前述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种结构;A2表示氢原子或碳数1~5的烷基;A3表示碳数1~5的烷基;m表示1或2的整数;n表示0~2的整数;p表示0~3的整数。其中,m+n+p表示整数4。)
(B1)mSi(B2)n(OB3)p [A2]
(B1表示具有选自乙烯基、环氧基、氨基、巯基、异氰酸酯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基和肉桂酰基中的至少1种的碳数2~12的有机基团;B2表示氢原子或碳数1~5的烷基;B3表示碳数1~5的烷基;m表示1或2的整数;n表示0~2的整数;p表示0~3的整数。其中,m+n+p表示整数4。)
(D1)nSi(OD2)4-n [A3]
(D1表示氢原子或碳数1~5的烷基;D2表示碳数1~5的烷基;n表示0~3的整数。)
(9)根据上述(1)~(8)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂含有选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮和γ-丁内酯组成的组中的至少1种溶剂。
(10)根据上述(1)~(9)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂含有选自由1-己醇、环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚和二丙二醇二甲醚组成的组中的至少1种溶剂。
(11)根据上述(1)~(10)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂含有选自由环戊酮、环己酮和下述式[S1]~式[S3]所示的溶剂组成的组中的至少1种溶剂。
(式[S1]中,T1表示碳数1~3的烷基;式[S2]中,T2表示碳数1~3的烷基;式[S3]中,T3表示碳数1~4的烷基。)
(12)根据上述(1)~(11)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂含有选自由光自由基产生剂、光酸产生剂和光碱产生剂组成的组中的至少1种产生剂。
(13)根据上述(1)~(12)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂包含选自由具有下述式[M1]~式[M8]所示的结构的化合物组成的组中的至少1种化合物。
(式[M4]中,W1表示氢原子或苯环;式[M7]中,W2表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团;W3表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的1种。)
(14)根据上述(1)~(13)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂包含具有2个以上选自由环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基、环碳酸酯基、羟基、羟基烷基和低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种取代基的化合物。
(15)根据上述(1)~(14)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述基板为塑料基板。
(16)一种液晶取向膜,其用于上述(1)~(15)中任一项所述的液晶表示元件。
(17)一种液晶取向处理剂,其用于形成上述(16)所述的液晶取向膜。
发明的效果
本发明的液晶表示元件通过使用由包含特定结构的溶剂和具有特定结构的侧链的聚合物的液晶取向处理剂得到的垂直取向膜,液晶的垂直取向性高,能够获得良好的光学特性,液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高,不易发生与收缩、针孔等涂膜不良相伴的取向缺陷,可特别适合地用于在未施加电压时呈现透射状态且在施加电压时呈现散射状态的逆向型元件,也可用作以表示为目的的液晶显示器、进而用于控制光的透射和隔绝的调光窗、光闸元件等。
进而,由于能够在低温下进行制作垂直液晶取向膜时的烧成,因此基板可以使用塑料基板。
具体实施方式
本发明是一种液晶表示元件,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件,在前述一对基板之间配置包含利用活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,进而,至少一个基板具备使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,从而得到所述液晶表示元件,前述液晶取向膜包含由液晶取向处理剂得到的液晶取向膜,所述液晶取向处理剂包含上述式[1]所示的溶剂(也称为特定溶剂),且包含具有选自由上述式[2-1]和式[2-2]所示的结构(也统称为特定侧链结构)组成的组中的至少1种结构的聚合物(也称为特定聚合物)。
本发明的液晶表示元件主要可适用于在未施加电压时呈现透射状态且在施加电压时呈现散射状态的逆向型元件。
本发明中使用的特定溶剂与以往的液晶取向处理剂中使用的溶剂、例如NMP相比沸点更低,因此,制作液晶取向膜时的烧成工序能够在低温下进行。
另外,特定溶剂的作为溶剂的粘度低,因此将使用了其的液晶取向处理剂涂布于基板时,液晶取向处理剂的润湿扩散性变高,能够得到涂膜均匀性优异的液晶取向膜。尤其是,逆向型元件中使用的液晶取向膜需要提高液晶的垂直取向性,因此,需要向制作该液晶取向膜的液晶取向处理剂所使用的聚合物中大量导入疏水性的侧链基团。因此,对于用于制作本元件的液晶取向处理剂而言,液晶取向处理剂的润湿扩散性容易变低,但通过使用本发明的特定溶剂,能够改善这种情况。
特定侧链结构中,式[2-1]的结构中,侧链部位具有:苯环、环己烷环、杂环或者具有类固醇骨架的碳数17~51的2价有机基团。这些环和有机基团的侧链结构显示刚直的结构,因此,使用了具有式[2-1]所示的特定侧链结构的垂直液晶取向膜的逆向型元件能够获得高且稳定的液晶垂直取向性。
从上述观点出发,通过使用由包含特定结构的溶剂和具有特定侧链结构的聚合物的液晶取向处理剂得到的垂直取向膜,能够获得液晶的垂直取向性高、可得到良好的光学特性、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件。
另外,通过使用本发明的液晶取向处理剂,能够获得垂直液晶取向膜的涂膜均匀性高、不易发生与收缩和/或针孔等涂膜不良相伴的取向缺陷的液晶表示元件。
本发明的液晶表示元件可特别适合地用于在未施加电压时呈现透射状态且在施加电压时呈现散射状态的逆向型元件,可用作以表示为目的的液晶显示器、进而用于控制光的透射和隔绝的调光窗、光闸元件等。另外,由于制作垂直液晶取向膜时的烧成能够在低温下进行,因此,基板可以使用塑料基板。
<液晶表示元件>
本发明的液晶表示元件在具备电极的一对基板之间具有液晶层且经由如下工序而制造,所述工序为:在前述一对基板之间配置包含利用活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,进而,至少一个基板具备使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,所述液晶表示元件可适合地用于在未施加电压时呈现透射状态且在施加电压时呈现散射状态的逆向型元件。
<特定溶剂>
特定溶剂用下述式[1]表示。
S1和S2各自独立地表示碳数1~4的烷基。
作为式[1],优选为选自2-丁酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮和2,6-二甲基-4-庚酮中的至少1种。
另外,特定溶剂可根据特定聚合物的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或混合2种以上使用。
<特定侧链结构>
本发明的液晶表示元件是至少一个基板具有使液晶垂直取向的垂直液晶取向膜的元件。前述垂直液晶取向膜由包含具有下述式[2-1]或式[2-2]的结构的特定聚合物的液晶取向处理剂得到。
Y1表示选自单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)a-(a为1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
Y2表示单键或-(CH2)b-(b表示1~15的整数)。其中,优选为单键或-(CH2)b-(b表示1~10的整数)。
Y3表示选自单键、-(CH2)c-(c表示1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种。其中,从合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)c-(c表示1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)c-(c表示1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
Y4表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。进而,Y4可以为选自具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团中的2价有机基团。其中,从合成容易度的观点出发,优选为苯环、环己烷环或者具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团。
Y5表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。其中,优选为苯环或环己烷环。
n表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0~3。更优选为0~2。
Y6表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的1种。其中,优选为碳数1~18的烷基、碳数1~10的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基或碳数1~10的含氟烷氧基。更优选为碳数1~12的烷基或碳数1~12的烷氧基,特别优选为碳数1~9的烷基或碳数1~9的烷氧基。
作为式[2-1]中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与n的优选组合,可列举出与国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的13页~34页的表6~表47中记载的(2-1)~(2-629)相同的组合。需要说明的是,国际公开公报的各表中,本发明中的Y1~Y6被示作Y1~Y6,但Y1~Y6可理解为Y1~Y6。另外,国际公开公报的各表所记载的(2-605)~(2-629)中,本发明中的具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团被示作具有类固醇骨架的碳数12~25的有机基团,但具有类固醇骨架的碳数12~25的有机基团可理解为具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团。
-Y7-Y8 [2-2]
Y7表示选自单键、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-和-OCO-中的至少1种键合基团。其中,优选为单键、-O-、-CH2O-、-CONH-、-CON(CH3)-或-COO-。更优选为单键、-O-、-CONH-或-COO-。
Y8表示碳数8~22的烷基或碳数6~18的含氟烷基。其中,优选为碳数8~18的烷基。
作为特定侧链结构,从能够获得高且稳定的液晶垂直取向性这一点出发,优选使用前述式[2-1]所示的特定侧链结构。
<特定聚合物>
作为具有特定侧链结构的特定聚合物,没有特别限定,优选为选自由丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷组成的组中的至少1种聚合物。其中,优选为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺或聚硅氧烷。
本发明的特定聚合物使用聚酰亚胺前体或聚酰亚胺(也统称为聚酰亚胺系聚合物)时,它们优选为使二胺成分与四羧酸成分反应而得到的聚酰亚胺前体或聚酰亚胺。
聚酰亚胺前体是指下述式[A]所示的结构。
(R1为4价有机基团;R2为2价有机基团;A1和A2表示氢原子或碳数1~8的烷基,彼此任选相同或不同;A3和A4表示氢原子、碳数1~5的烷基或乙酰基,彼此任选相同或不同;n表示正整数。)
作为前述二胺成分,是分子内具有2个伯氨基或仲氨基的二胺,作为四羧酸成分,可列举出四羧酸化合物、四羧酸二酐、四羧酸二酰卤化合物、四羧酸二烷基酯化合物或四羧酸二烷基酯二酰卤化合物。
本发明的聚酰亚胺系聚合物从通过以下述式[B]所示的四羧酸二酐和下述式[C]所示的二胺作为原料而能够较简便地获得这一理由出发,优选为包含下述式[D]所示重复单元的结构式的聚酰胺酸或者使该聚酰胺酸进行酰亚胺化而成的聚酰亚胺。其中,本发明的特定聚酰亚胺系聚合物中,从垂直液晶取向膜的物理稳定性和化学稳定性的观点出发,优选使用聚酰亚胺。
(R1和R2与式[A]中的定义为相同意义。)
(R1和R2与式[A]中的定义为相同意义。)
另外,也可以利用通常的合成方法,向上述得到的式[D]的聚合物中导入式[A]所示的A1和A2的碳数1~8的烷基和式[A]所示的A3和A4的碳数1~5的烷基或乙酰基。
作为将特定侧链结构导入至聚酰亚胺系聚合物的方法,优选将具有特定侧链结构的二胺用于原料的一部分。特别优选为下述式[2]的二胺(也称为特定侧链型二胺)。
Y为前述式[2-1]或式[2-2]所示的结构。其中,从能够获得高且稳定的液晶垂直取向性这一点出发,优选为式[2-1]所示的结构。n表示1~4的整数。其中,优选为整数1。
作为特定侧链型二胺,从能够获得高且稳定的液晶垂直取向性这一点出发,优选使用下述式[2-1a]的二胺。
Y1表示选自单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)a-(a为1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
Y2表示单键或-(CH2)b-(b表示1~15的整数)。其中,优选为单键或-(CH2)b-(b表示1~10的整数)。
Y3表示选自单键、-(CH2)c-(c表示1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种。其中,从合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)c-(c表示1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)c-(c表示1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
Y4表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。进而,Y4可以为选自具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团中的2价有机基团。其中,从合成容易度的观点出发,优选为苯环、环己烷环或者具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团。
Y5表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。其中,优选为苯环或环己烷环。
n表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0~3。更优选为0~2。
Y6表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的1种。其中,优选为碳数1~18的烷基、碳数1~10的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基或碳数1~10的含氟烷氧基。更优选为碳数1~12的烷基或碳数1~12的烷氧基,特别优选为碳数1~9的烷基或碳数1~9的烷氧基。
作为式[2-1a]中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与n的优选组合,可列举出与国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的13页~34页的表6~表47中记载的(2-1)~(2-629)相同的组合。需要说明的是,国际公开公报的各表中,本发明中的Y1~Y6被示作Y1~Y6,但Y1~Y6可理解为Y1~Y6。另外,国际公开公报的各表所记载的(2-605)~(2-629)中,本发明中的具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团被示作具有类固醇骨架的碳数12~25的有机基团,但具有类固醇骨架的碳数12~25的有机基团可理解为具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团。
其中,优选为(2-25)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-268)~(2-315)、(2-364)~(2-387)、(2-436)~(2-483)或(2-603)~(2-615)的组合。特别优选的组合是(2-49)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-603)~(2-606)、(2-607)~(2-609)、(2-611)、(2-612)或(2-624)。
m为1~4的整数。优选为整数1。
更具体而言,可列举出下述式[2a-1]~式[2a-31]所示的二胺。
(R1各自独立地表示选自-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-和-CH2OCO-中的至少1种键合基团;R2各自独立地表示碳数1~22的直链状或支链状烷基、碳数1~22的直链状或支链状烷氧基、碳数1~22的直链状或支链状含氟烷基、或者碳数1~22的直链状或支链状含氟烷氧基。)
(R3各自独立地表示选自-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-和-CH2-中的至少1种键合基团;R4各自独立地表示碳数1~22的直链状或支链状烷基、碳数1~22的直链状或支链状烷氧基、碳数1~22的直链状或支链状含氟烷基、或者碳数1~22的直链状或支链状含氟烷氧基。)
(R5各自独立地表示选自-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-、-O-和-NH-中的至少1种键合基团;R6各自独立地表示选自氟基、氰基、三氟甲烷基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基和羟基中的至少1种。)
(R7各自独立地表示碳数3~12的直链状或支链状烷基,1,4-环亚己基的顺-反异构分别表示反式异构体。)
(R8各自独立地表示碳数3~12的直链状或支链状烷基,1,4-环亚己基的顺-反异构分别表示反式异构体。)
(A4表示任选被氟原子取代的碳数3~20的直链状或支链状烷基;A3表示1,4-环亚己基或1,4-亚苯基;A2表示氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与A3进行键合);A1表示氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与(CH2)a2)进行键合)。另外,a1表示0或1的整数;a2表示2~10的整数;a3表示0或1的整数。)
特别优选的结构的二胺是式[2a-1]~式[2a-6]、式[2a-9]~式[2a-13]、式[2a-22]~式[2a-31]等的二胺。
另外,作为具有前述式[2-2]的特定侧链结构的特定侧链型二胺,优选使用下述式[2a-32]~式[2a-35]的二胺。
(A1各自独立地表示碳数1~22的烷基或碳数1~22的含氟烷基)。
从液晶表示元件中的液晶垂直取向性以及液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的观点出发,特定侧链型二胺优选为二胺成分整体的10摩尔%以上且80摩尔%以下。更优选为10摩尔%以上且70摩尔%以下。
特定侧链型二胺可根据聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合2种以上使用。
本发明中,特定聚合物使用聚酰亚胺系聚合物时,作为二胺成分,优选将前述特定侧链型二胺和下述式[3]所示的第二种二胺一同用于原料的一部分。
X表示选自下述式[3a]~式[3d]所示的结构中的至少1种。
-(CH2)a-OH [3a] -(CH2)b-COOH [3b]
a表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0或1的整数。b表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0或1的整数。X1和X2各自独立地表示碳数1~12的烃基。X3表示碳数1~5的烷基。
m表示1~4的整数。其中,优选为整数1。
作为第二种二胺,具体而言,可列举出下述的二胺。
可列举出2,4-二甲基间苯二胺、2,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、2,4-二氨基苄醇、4,6-二氨基间苯二酚、2,4-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、3,5-二氨基苯甲酸等。
进而,可列举出下述式[3-1]~式[3-6]所示的结构的二胺。
第二种二胺之中,优选使用2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、2,4-二氨基苄醇、4,6-二氨基间苯二酚、2,4-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、3,5-二氨基苯甲酸、式[3-1]、式[3-2]或式[3-3]所示的二胺。特别优选为2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、3,5-二氨基苯甲酸、式[3-1]或式[3-2]所示的二胺。
第二种二胺可根据本发明的聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶垂直取向性、以及本发明的液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合2种以上使用。
作为特定聚合物使用聚酰亚胺系聚合物时的二胺成分,也可以将前述式[2]所示的特定侧链型二胺和前述式[3]所示的第二种二胺之外的二胺(也称为其它二胺)用作二胺成分。下述列举出其它二胺的具体例,不限定于这些例子。
即,可列举出间苯二胺、对苯二胺、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羟基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羧基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二氟-4,4’-二氨基联苯、3,3’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯、3,4’-二氨基联苯、3,3’-二氨基联苯、2,2’-二氨基联苯、2,3’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-二氨基二苯基甲烷、2,3’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、2,2’-二氨基二苯醚、2,3’-二氨基二苯醚、4,4’-磺酰基二苯胺、3,3’-磺酰基二苯胺、双(4-氨基苯基)硅烷、双(3-氨基苯基)硅烷、二甲基-双(4-氨基苯基)硅烷、二甲基-双(3-氨基苯基)硅烷、4,4’-硫代二苯胺、3,3’-硫代二苯胺、4,4’-二氨基二苯基胺、3,3’-二氨基二苯基胺、3,4’-二氨基二苯基胺、2,2’-二氨基二苯基胺、2,3’-二氨基二苯基胺、N-甲基(4,4’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(3,3’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(3,4’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(2,2’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(2,3’-二氨基二苯基)胺、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、1,4-二氨基萘、2,2’-二氨基二苯甲酮、2,3’-二氨基二苯甲酮、1,5-二氨基萘、1,6-二氨基萘、1,7-二氨基萘、1,8-二氨基萘、2,5-二氨基萘、2,6二氨基萘、2,7-二氨基萘、2,8-二氨基萘、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、1,2-双(3-氨基苯基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯基)丙烷、1,4-双(4氨基苯基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯基)丁烷、双(3,5-二乙基-4-氨基苯基)甲烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯基)苯、1,3-双(4-氨基苯基)苯、1,4-双(4-氨基苄基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、4,4’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,4’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,4’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,3’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,3’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、1,4-亚苯基双[(4-氨基苯基)甲酮]、1,4-亚苯基双[(3-氨基苯基)甲酮]、1,3-亚苯基双[(4-氨基苯基)甲酮]、1,3-亚苯基双[(3-氨基苯基)甲酮]、1,4-亚苯基双(4-氨基苯甲酸酯)、1,4-亚苯基双(3-氨基苯甲酸酯)、1,3-亚苯基双(4-氨基苯甲酸酯)、1,3-亚苯基双(3-氨基苯甲酸酯)、双(4-氨基苯基)对苯二甲酸酯、双(3-氨基苯基)对苯二甲酸酯、双(4-氨基苯基)间苯二甲酸酯、双(3-氨基苯基)间苯二甲酸酯、N,N’-(1,4-亚苯基)双(4-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,3-亚苯基)双(4-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,4-亚苯基)双(3-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,3-亚苯基)双(3-氨基苯甲酰胺)、N,N’-双(4-氨基苯基)对苯二甲酰胺、N,N’-双(3-氨基苯基)对苯二甲酰胺、N,N’-双(4-氨基苯基)间苯二甲酰胺、N,N’-双(3-氨基苯基)间苯二甲酰胺、9,10-双(4-氨基苯基)蒽、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯基砜、2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2’-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2’-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2’-双(3-氨基-4-甲基苯基)丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯氧基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,5-双(3-氨基苯氧基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1,6-双(3-氨基苯氧基)己烷、1,7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1,7-(3-氨基苯氧基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1,8-双(3-氨基苯氧基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1,9-双(3-氨基苯氧基)壬烷、1,10-双(4-氨基苯氧基)癸烷、1,10-双(3-氨基苯氧基)癸烷、1,11-双(4-氨基苯氧基)十一烷、1,11-双(3-氨基苯氧基)十一烷、1,12-双(4-氨基苯氧基)十二烷、1,12-双(3-氨基苯氧基)十二烷、双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷等。
另外,作为其它二胺,可以使用下述式[DA1]~式[DA11]所示的二胺。
(式[DA1]中,p表示1~10的整数。)
(式[DA4]中,m表示0~3的整数;式[DA7]中,n表示1~5的整数。)
(式[DA8]中,A1表示选自单键、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-中的至少1种键合基团,m1和m2各自独立地表示0~4的整数,且m1+m2表示1~4的整数;式[DA9]中,m3和m4各自独立地表示1~5的整数;式[DA10]中,A2表示碳数1~5的直链或支链烷基,m5表示1~5的整数;式[DA11]中,A3表示选自单键、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-中的至少1种键合基团,m6表示1~4的整数。)
进而,作为其它二胺,在不损害本发明效果的范围内,也可以使用下述式[DA12]所示的二胺。
(A1表示选自-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-中的至少1种键合基团;A2表示选自单键、碳数1~20的脂肪族烃基、非芳香族环式烃基和芳香族烃基中的至少1种;A3表示选自单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-和-O(CH2)m-(m为1~5的整数)中的至少1种键合基团;A4表示含氮芳香族杂环;n表示1~4的整数。)
进而,作为其它二胺,可以使用下述式[DA13]和式[DA14]所示的二胺。
其它二胺可根据本发明的聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶垂直取向性、以及本发明的液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合2种以上使用。
作为特定聚合物使用聚酰亚胺系聚合物时的四羧酸成分,优选将下述式[4]所示的四羧酸二酐、作为其四羧酸衍生物的四羧酸、四羧酸二酰卤化合物、四羧酸二烷基酯化合物或四羧酸二烷基酯二酰卤化合物(也将全部统称为特定四羧酸成分)用于原料的一部分。
Z表示选自下述式[4a]~式[4k]中的至少1种结构。
Z1~Z4各自独立地为氢原子、甲基、氯原子或苯环。Z5和Z6各自独立地表示氢原子或甲基。
作为特定四羧酸成分,从合成容易度、制造聚合物时的聚合反应容易度的观点出发,前述式[4]的Z优选为式[4a]、式[4c]、式[4d]、式[4e]、式[4f]或式[4g]所示的结构。更优选为式[4a]、式[4e]、式[4f]或式[4g],特别优选为式[4e]、式[4f]或式[4g]。
特定四羧酸成分优选为全部四羧酸成分中的1摩尔%以上,更优选为5摩尔%以上,特别优选为10摩尔%以上。
另外,使用式[4]的Z为式[4e]、式[4f]或式[4g]所示结构的特定四羧酸成分时,其用量优选设为四羧酸成分整体的20摩尔%以上。更优选为30摩尔%以上。进而,四羧酸成分可以全部是式[4e]、式[4f]或式[4g]所示结构的四羧酸成分。
特定聚合物使用聚酰亚胺系聚合物时的四羧酸成分中,在不损害本发明效果的范围内,可以使用特定四羧酸成分之外的其它四羧酸成分。
作为其它的四羧酸成分,可列举出以下示出的四羧酸化合物、四羧酸二酐、二羧酸二酰卤化合物、二羧酸二烷基酯化合物或二烷基酯二酰卤化合物。
作为其它的四羧酸成分,可列举出苯均四酸、2,3,6,7-萘四羧酸、1,2,5,6-萘四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸、2,3,6,7-蒽四羧酸、1,2,5,6-蒽四羧酸、3,3’,4,4’-联苯四羧酸、2,3,3’,4’-联苯四羧酸、双(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、双(3,4-二羧基苯基)砜、双(3,4-二羧基苯基)甲烷、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷、双(3,4-二羧基苯基)二苯基硅烷、2,3,4,5-吡啶四羧酸、2,6-双(3,4-二羧基苯基)吡啶、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸或1,3-二苯基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸。
特定四羧酸成分和其它的四羧酸成分可根据聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合2种以上使用。
特定聚合物使用聚酰亚胺系聚合物时,制作该聚酰亚胺系聚合物的方法没有特别限定,通常已知使二胺成分与四羧酸成分发生反应来制作的方法。即,使选自由四羧酸及其衍生物组成的组中的至少1种四羧酸成分与包含1种或多种二胺的二胺成分发生反应而得到聚酰胺酸的方法。更具体而言,使四羧酸二酐与伯二胺或仲二胺进行缩聚而得到聚酰胺酸的方法、使四羧酸与伯二胺或仲二胺发生脱水缩聚反应而得到聚酰胺酸的方法、或者使二羧酸二酰卤与伯二胺或仲二胺进行缩聚而得到聚酰胺酸的方法。
为了得到聚酰胺酸烷基酯,可以使用:使对羧酸基进行二烷基酯化而成的四羧酸与伯二胺或仲二胺进行缩聚的方法、使对羧酸基进行二烷基酯化而成的二羧酸二酰卤与伯二胺或仲二胺进行缩聚的方法、或者将聚酰胺酸的羧基转换成酯的方法。
为了得到聚酰亚胺,可以使用使前述聚酰胺酸或聚酰胺酸烷基酯进行闭环而制成聚酰亚胺的方法。
二胺成分与四羧酸成分的反应通常在溶剂中进行。作为此时使用的溶剂,只要是本发明的特定溶剂、会溶解所生成的聚酰亚胺前体的溶剂,就没有特别限定。以下列举出反应中使用的溶剂的具体例,但不限定于这些例子。
可列举出例如本发明的特定溶剂、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1,3-二甲基咪唑啉酮、环己酮、环戊酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。
它们可以单独使用,也可以混合使用。进而,即使为不溶解聚酰亚胺前体的溶剂,在所生成的聚酰亚胺前体不会析出的范围内,也可以混合至上述溶剂来使用。另外,溶剂中的水分会阻碍聚合反应,还会导致所生成的聚酰亚胺前体发生水解,因此,优选使用经脱水干燥的溶剂。
使二胺成分与四羧酸成分在溶剂中反应时,可列举出如下方法:搅拌使二胺成分分散或溶解于溶剂而成的溶液,直接添加四羧酸成分或者使其分散或溶解于溶剂来添加的方法;反之,向使四羧酸成分分散或溶解于溶剂的溶液中添加二胺成分的方法;交替地添加二胺成分和四羧酸成分的方法等,可以使用这些之中的任一方法。另外,二胺成分或四羧酸成分分别使用多种并使其反应时,可以在预先混合了的状态下发生反应,也可以分别依次反应,还可以是单独反应而成的低分子量体发生混合反应而制成聚合物。
此时的聚合温度可以选择-20~150℃的任意温度,优选为-5~100℃的范围。另外,反应可以以任意浓度来进行,浓度过低时,难以获得高分子量的聚合物,浓度过高时,反应液的粘性变得过高、难以均匀的搅拌。因此,优选为1~50质量%、更优选为5~30质量%。反应初期以高浓度进行,其后可以追加溶剂。
聚酰亚胺前体的聚合反应中,二胺成分的总摩尔数与四羧酸成分的总摩尔数之比优选为0.8~1.2。该摩尔比越接近1.0,则生成的聚酰亚胺前体的分子量变得越大。
使前述聚酰亚胺前体闭环时,能够得到聚酰亚胺。聚酰亚胺的酰亚胺化率(酰胺酸基的闭环率)不一定需要是100%,可以根据用途、目的来任意调整。
作为使聚酰亚胺前体进行酰亚胺化的方法,可列举出:将聚酰亚胺前体的溶液直接加热的热酰亚胺化、或者向聚酰亚胺前体的溶液中添加催化剂的催化酰亚胺化。
使聚酰亚胺前体在溶液中进行热酰亚胺化时的温度为100~400℃、优选为120~250℃,优选的是,一边将酰亚胺化反应中生成的水排出至体系外,一边进行热酰亚胺化。
聚酰亚胺前体的催化酰亚胺化可以通过向聚酰亚胺前体的溶液中添加碱性催化剂和酸酐,以-20~250℃、优选以0~180℃搅拌来进行。碱性催化剂的量为酰胺酸基的0.5~30摩尔倍、优选为2~20摩尔倍,酸酐的量为酰胺酸基的1~50摩尔倍、优选为3~30摩尔倍。作为碱性催化剂,可列举出吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等,其中,吡啶具有适于推进反应的碱性,故而优选。作为酸酐,可列举出醋酸酐、苯偏三酸酐、苯均四酸酐等,其中,使用醋酸酐时,反应结束后的精制变得容易,故而优选。基于催化酰亚胺化的酰亚胺化率可以通过调整催化剂量和反应温度、反应时间来控制。
从聚酰亚胺前体或聚酰亚胺的反应溶液中回收所生成的聚酰亚胺前体或聚酰亚胺时,可以将反应溶液投入至溶剂中使其沉淀。作为用于沉淀的溶剂,可列举出甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、己烷、丁基溶纤剂、庚烷、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲苯、苯、水等。投入至溶剂并使其沉淀而得到的聚合物在过滤回收后可以在常压或减压下常温干燥或进行加热来干燥。另外,将使沉淀回收的聚合物再次溶解于溶剂并进行再沉淀回收的操作重复2~10次时,能够减少聚合物中的杂质。作为此时的溶剂,可列举出例如醇类、酮类、烃等,使用从这些之中选择的3种以上溶剂时,精制效率进一步提高,故而优选。
关于聚酰亚胺系聚合物的分子量,考虑到由其得到的垂直液晶取向膜的强度、形成垂直膜时的作业性和涂膜性时,利用GPC(凝胶渗透色谱,Gel PermeationChromatography)法测定的重均分子量优选为5000~1000000、更优选为10000~150000。
特定聚合物使用聚硅氧烷时,优选为使下述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与包含下述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中的任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷(也统称为聚硅氧烷系聚合物)中的任一种。
(A1)mSi(A2)n(OA3)p [A1]
式[A1]中,A1表示选自由前述式[2-1]和式[2-2]组成的组中的至少1种结构。其中,从能够得到高且稳定的液晶垂直取向的观点出发,优选为式[2-1]所示的结构。
作为式[2-1]中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与n的优选组合,可列举出与国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的13页~3页的表6~表47中记载的(2-1)~(2-629)相同的组合。需要说明的是,国际公开公报的各表中,本发明中的Y1~Y6被示作Y1~Y6,但Y1~Y6可理解为Y1~Y6。另外,国际公开公报的各表所记载的(2-605)~(2-629)中,本发明中的具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团被示作具有类固醇骨架的碳数12~25的有机基团,但具有类固醇骨架的碳数12~25的有机基团可理解为具有类固醇骨架的碳数17~51的有机基团。
A2表示氢原子或碳数1~5的烷基。其中,优选为氢原子或碳数1~3的烷基。A3表示碳数1~5的烷基。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为碳数1~3的烷基。m表示1或2的整数。其中,从合成的观点出发,优选为1。n表示0~2的整数。p表示0~3的整数。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为1~3的整数。更优选为2或3。m+n+p表示整数4。
作为具有前述式[2-1]的特定侧链结构的式[A1]的烷氧基硅烷的具体例,可列举出下述式[A1-1]~式[A1-32]的烷氧基硅烷。
(式[A1-1]~式[A1-4]中,R1、R3、R5和R7各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R4、R6和R8各自独立地表示碳数1~3的烷基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1。)
(式[A1-5]~式[A1-8]中,R1、R3、R5和R7各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R4、R6和R8各自独立地表示碳数1~3的烷基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1。)
(式[A1-9]~式[A1-12]中,R1、R3、R5和R7各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R4、R6和R8各自独立地表示碳数1~3的烷基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1。)
(式[A1-13]~式[A1-16]中,R1、R3、R5和R7各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R4、R6和R8各自独立地表示碳数1~3的烷基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1。)
(式[A1-17]和式[A1-18]中,R1和R3各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2和R4各自独立地表示碳数1~3的烷基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1。)
(式[A1-19]~式[A1-22]中,R1、R5、R9和R13各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R6、R10和R14各自独立地表示碳数1~3的烷基;R3、R7、R11和R15各自独立地表示选自-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-和-CH2OCO-中的至少1种键合基团;R4、R8、R12和R16各自独立地表示碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、碳数1~12的含氟烷基或碳数1~12的含氟烷氧基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地为0或1;式[A1-20]~式[A1-22]中的1,4-环亚己基的顺-反异构分别表示反式异构体。)
(式[A1-23]和式[A1-24]中,R1和R5各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2和R6各自独立地表示碳数1~3的烷基;R3和R7各自独立地表示选自-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-和-CH2OCO-中的至少1种键合基团;R4和R8各自独立地表示选自由碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、碳数1~12的含氟烷基、碳数1~12的含氟烷氧基、氟基、氰基、三氟甲烷基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基和羟基组成的组中的至少1种有机基团;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1。)
(式[A1-25]~式[A1-28]中,R1、R5、R9和R13各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R6、R10和R14各自独立地表示碳数1~3的烷基;R3、R7、R11和R15各自独立地表示选自-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-和-CH2OCO-中的至少1种键合基团;R4、R8、R12和R16各自独立地表示碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、碳数1~12的含氟烷基或碳数1~12的含氟烷氧基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1;式[A1-26]~式[A1-28]中的1,4-环亚己基的顺-反异构分别表示反式异构体。)
(式[A1-29]~式[A1-31]中,R1、R5和R9各自独立地表示碳数1~3的烷基;R2、R6和R10各自独立地表示碳数1~3的烷基;R3、R7和R11各自独立地表示选自-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-和-CH2OCO-中的至少1种键合基团;R4、R8和R12各自独立地表示碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、碳数1~12的含氟烷基或碳数1~12的含氟烷氧基;m各自独立地表示2或3;n各自独立地表示0或1;式[A1-29]~式[A1-31]中的1,4-环亚己基的顺-反异构分别表示反式异构体。)
(式[A1-32]中,R1表示碳数1~3的烷基;R2表示碳数1~3的烷基;m表示2或3;n表示0或1;B4表示任选被氟原子取代的碳数3~20的烷基;B3表示1,4-环亚己基或1,4-亚苯基;B2表示氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与B3进行键合);B1为氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与(CH2)a2)进行键合)。另外,a1表示0或1的整数;a2表示2~10的整数;a3表示0或1的整数。)
前述式[A1-1]~式[A1-32]所示的烷氧基硅烷之中,特别优选的结构的烷氧基硅烷为式[A1-9]~式[A1-18]、式[A1-19]~式[A1-21]、式[A1-23]~式[A1-28]或式[A1-32]所示的烷氧基硅烷。
另外,作为具有前述式[2-2]所示的特定侧链结构的式[A1]所示的烷氧基硅烷的具体例,可列举出下述的烷氧基硅烷。
即,可列举出辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、十七烷基三甲氧基硅烷、十七烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、十九烷基三甲氧基硅烷、十九烷基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、苯乙基三乙氧基硅烷、五氟苯基丙基三甲氧基硅烷、间苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷、1-萘基三乙氧基硅烷、1-萘基三甲氧基硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟正辛基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、三乙氧基苯基硅烷等。
前述式[A1]所示的烷氧基硅烷可根据聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而混合2种以上使用。
(B1)mSi(B2)n(OB3)p [A2]
式[A2]中,B1表示具有选自乙烯基、环氧基、氨基、巯基、异氰酸酯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基和肉桂酰基中的至少1种的碳数2~12的有机基团。其中,从获取容易度的观点出发,优选为具有乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基或脲基的碳数2~12的有机基团。更优选为具有甲基丙烯酰基、丙烯酰基或脲基的碳数2~12的有机基团。
B2表示氢原子或碳数1~5的烷基。其中,优选为氢原子或碳数1~3的烷基。
B3表示碳数1~5的烷基。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为碳数1~3的烷基。
m表示1或2的整数。其中,从合成的观点出发,优选为1。
n表示0~2的整数。
p表示0~3的整数。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为1~3的整数。更优选为2或3。
式[A2]中,m+n+p表示整数4。
作为本发明的式[A2]所示的烷氧基硅烷的具体例,可列举出下述的烷氧基硅烷。
即,可列举出烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、间苯乙烯基乙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基乙基三乙氧基硅烷、间苯乙烯基甲基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基甲基三乙氧基硅烷、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基(3-缩水甘油醚氧基丙基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基二甲氧基甲基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基甲基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]硅烷、3-巯基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)乙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)乙酯、丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)乙酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)乙酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)甲酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)甲酯、丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)甲酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)甲酯、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、γ-脲丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三丙氧基硅烷、(R)-N-1-苯基乙基-N’-三乙氧基甲硅烷基丙基脲、(R)-N-1-苯基乙基-N’-三甲氧基甲硅烷基丙基脲、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]脲、双[3-(三丙氧基甲硅烷基)丙基]脲、1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]脲等。
其中,作为前述式[A2]所示的烷氧基硅烷,优选使用烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、3-缩水甘油醚氧基(二甲氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基(二乙氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷或2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。
前述式[A2]所示的烷氧基硅烷可根据聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而混合2种以上使用。
(D1)nSi(OD2)4-n [A3]
式[A3]中,D1表示氢原子或碳数1~5的烷基,它们任选被卤素原子、氮原子、氧原子、硫原子取代。其中,优选为氢原子或碳数1~3的烷基。
D2表示碳数1~5的烷基。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为碳数1~3的烷基。
n表示0~3的整数。
作为式[A3]所示的烷氧基硅烷的具体例,可列举出下述的烷氧基硅烷。
即,可列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙氧基二乙基硅烷、二丁氧基二甲基硅烷、(氯甲基)三乙氧基硅烷、3-氯丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、2-氰基乙基三乙氧基硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、己基三甲氧基硅烷、3-三甲氧基甲硅烷基丙基氯化物等。
另外,式[A3]中,作为n为0的烷氧基硅烷,可列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷,作为式[A3]所示的烷氧基硅烷,优选使用这些烷氧基硅烷。
前述式[A3]所示的烷氧基硅烷可根据本发明的聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而混合2种以上使用。
本发明的特定聚合物使用聚硅氧烷系聚合物时,优选为使前述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与包含前述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中的任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷之中的任一种。
即,是仅使式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与式[A2]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与式[A3]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的三种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷之中的任一种。
其中,从缩聚反应性、聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性的观点出发,优选为使多种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷。即,优选为使式[A1]与式[A2]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与式[A3]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的三种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷。
制作聚硅氧烷系聚合物时,在使用多种烷氧基硅烷的情况下,式[A1]所示的烷氧基硅烷在全部烷氧基硅烷中优选为1~40摩尔%、更优选为1~30摩尔%。另外,式[A2]所示的烷氧基硅烷在全部烷氧基硅烷中优选为1~70摩尔%、更优选为1~60摩尔%。进而,式[A3]所示的烷氧基硅烷在全部烷氧基硅烷中优选为1~99摩尔%、更优选为1~80摩尔%。
制作本发明中使用的聚硅氧烷系聚合物的方法没有特别限定。可列举出:使前述式[A1]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法、使式[A1]与前述式[A2]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法、使式[A1]与前述式[A3]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法、以及使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法。另外,本发明的聚硅氧烷系聚合物可以将这些烷氧基硅烷缩聚并以均匀溶解于溶剂而成的溶液的形式来获得。
使聚硅氧烷系聚合物缩聚的方法没有特别限定。例如可列举出使烷氧基硅烷在本发明的特定溶剂、醇系溶剂或二醇系溶剂中进行水解/缩聚反应的方法。此时,水解/缩聚反应可以部分水解,也可以完全水解。在进行完全水解的情况下,理论上可以添加烷氧基硅烷中的所有烷氧基的0.5倍摩尔量的水,优选添加多于0.5倍摩尔量的水。为了得到本发明的聚硅氧烷系聚合物,用于上述水解/缩聚反应的水量可根据目的来适当选择,优选为烷氧基硅烷中的所有烷氧基的0.5~2.5倍摩尔量。
另外,为了促进水解/缩聚反应,可以使用盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、甲酸、草酸、马来酸、富马酸等酸性化合物;氨、甲胺、乙胺、乙醇胺、三乙胺等碱性化合物;或者盐酸、硝酸、草酸等的金属盐等催化剂。另外,通过将溶解有烷氧基硅烷的溶液进行加热,还能够促进水解/缩聚反应。此时的加热温度和加热时间可以根据目的来适当选择。例如可列举出以50℃加热搅拌24小时并在其后在回流条件下搅拌1小时等的条件。
进而,作为进行缩聚的其它方法,可列举出加热烷氧基硅烷、溶剂和草酸的混合物并进行缩聚反应的方法。具体而言,是预先向溶剂中添加草酸而制成草酸溶液后,在加热该溶液的状态下混合烷氧基硅烷的方法。此时,用于上述反应的草酸量相对于烷氧基硅烷中的所有烷氧基1摩尔优选设为0.2~2.0摩尔。另外,该反应可以在50~180℃的溶液温度下进行,优选以溶剂不会蒸发、挥散的方式在回流下进行几十分钟~几十小时。
制作聚硅氧烷系聚合物的缩聚反应中,使用多种前述式[A1]、式[A2]和式[A3]所示的烷氧基硅烷时,可以使用将多种烷氧基硅烷预先混合而成的混合物进行反应,也可以边依次添加多种烷氧基硅烷边进行反应。
作为烷氧基硅烷的缩聚反应中使用的溶剂,只要是本发明的特定溶剂、烷氧基硅烷会溶解的溶剂,就没有特别限定。另外,即使是不溶解烷氧基硅烷的溶剂,只要在烷氧基硅烷的缩聚反应进行的同时进行溶解即可。作为用于缩聚反应的溶剂,一般而言,通过烷氧基硅烷的缩聚反应而产生醇,因此可以使用醇系溶剂、二醇系溶剂、二醇醚系溶剂或与醇相容性良好的溶剂。
作为用于这种缩聚反应的溶剂的具体例,可列举出本发明的特定溶剂;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二丙酮醇等醇系溶剂;乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-戊二醇、1,6-己二醇等二醇系溶剂;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二丙醚、丙二醇二丁醚等二醇醚系溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四甲基脲、六甲基磷三酰胺、间甲酚等与醇相容性良好的溶剂。
另外,本发明中,在进行缩聚反应时,这些溶剂也可以混合2种以上使用。
关于由前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液,将作为原料而投入的所有烷氧基硅烷具有的硅原子换算成SiO2的浓度(也称为SiO2换算浓度)优选为20质量%以下。其中,优选为5~15质量%。通过在该浓度范围内选择任意浓度,能够抑制溶液中产生凝胶,能够得到均匀的聚硅氧烷系聚合物的溶液。
本发明中,由前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液可以直接用作特定聚合物,根据需要,也可以将利用前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液浓缩、或者添加溶剂进行稀释、或者置换成其它溶剂,从而用作特定聚合物。
前述添加溶剂进行稀释时使用的溶剂(也称为添加溶剂)可以是用于缩聚反应的溶剂、其它溶剂。该添加溶剂只要在聚硅氧烷系聚合物均匀溶解的范围内就没有特别限定,可以任意选择并使用1种或2种以上。作为这种添加溶剂,除了前述缩聚反应中使用的溶剂之外,还可列举出醋酸甲酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯等酯系溶剂等。
进而,本发明中,特定聚合物使用聚硅氧烷系聚合物和除此之外的聚合物时,优选的是,在聚硅氧烷系聚合物中混合除此之外的聚合物之前,预先在常压或减压下对聚硅氧烷系聚合物的缩聚反应时产生的醇进行蒸馏去除。
<液晶取向处理剂>
本发明的液晶取向处理剂是用于形成垂直液晶取向膜的涂布溶液,是包含前述式[1]所示的特定溶剂以及具有选自由前述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种特定侧链结构的特定聚合物的涂布溶液。
作为具有特定侧链结构的特定聚合物,如上所述没有特别限定,优选为选自由丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷组成的组中的至少1种聚合物。其中,优选为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺或聚硅氧烷,特别优选为聚酰亚胺或聚硅氧烷。另外,本发明的特定聚合物可以使用这些聚合物之中的1种或2种以上。
本发明的液晶取向处理剂中的所有聚合物成分可以全部是本发明的特定聚合物,也可以混合有除此之外的其它聚合物。此时,除此之外的其它聚合物的含量相对于本发明的特定聚合物100质量份为0.5~15质量份、优选为1~10质量份。作为除此之外的其它聚合物,可列举出不具有前述式[2-1]或式[2-2]所示的特定侧链结构的前述聚合物。
本发明的液晶取向处理剂中的溶剂含量可以从液晶取向处理剂的涂布方法、获得目标膜厚的观点出发来适当选择。其中,从利用涂布而形成均匀的垂直液晶取向膜的观点出发,液晶取向处理剂中的溶剂含量优选为50~99.9质量%。其中,优选为60~99质量%,特别优选为65~99质量%。
本发明的液晶取向处理剂中使用的溶剂可以全部是本发明的特定溶剂,优选将本发明的特定溶剂与使特定聚合物溶解的溶剂组合使用。此时,本发明的特定聚合物为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺或聚酯时,或者,丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、纤维素或聚硅氧烷在溶剂中的溶解性低时,优选使用下述示出那样的溶剂(也称为A类溶剂)。
即,为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、环己酮、环戊酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。其中,优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯。
另外,它们可以单独使用,也可以混合使用。
特定聚合物为丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、纤维素或聚硅氧烷时,进而,本发明的特定聚合物为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺或聚酯且这些特定聚合物在溶剂中的溶解性高时,优选使用下述所示那样的溶剂(也称为B类溶剂)。
即,为乙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二丙醚、二丁醚、二己醚、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二丁醚、3-乙氧基丁基乙酸酯、1-甲基戊基乙酸酯、2-乙基丁基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单异戊醚、乙二醇单己醚、2-(己基氧)乙醇、糠醇、二乙二醇、丙二醇、丙二醇单丁醚、1-(丁氧基乙氧基)丙醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇单乙醚醋酸酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异戊酯、环戊酮、环己酮或下述式[S1]~式[S3]所示的溶剂。
(T1、T2和T3与前述中的定义为相同意义。)
其中,优选使用1-己醇、环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚或二丙二醇二甲醚。
另外,也优选使用环戊酮、环己酮或上述式[S1]~式[S3]所示的溶剂。
这些B类溶剂能够提高涂布液晶取向处理剂时的垂直液晶取向膜的涂膜性、表面平滑性,因此,特定聚合物使用聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺或聚酯时,优选与前述A类溶剂混合使用。
本发明的液晶取向处理剂中的溶剂可以全部是本发明的特定溶剂,但优选为液晶取向处理剂中包含的溶剂整体的1~80质量%。更优选为1~70质量%,特别优选为5~60质量%。最优选为5~50质量%。
本发明的液晶取向处理剂中,优选导入选自由光自由基产生剂、光酸产生剂和光碱产生剂组成的组中的至少1种产生剂(也称为特定产生剂)。
作为光自由基产生剂,只要是通过紫外线而产生自由基的物质就没有特别限定,可列举出例如下述示出的光自由基产生剂。
即,为叔丁基过氧化异丁酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰基过氧化)己烷、1,4-双[α-(叔丁基过氧化)异丙氧基]苯、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烯过氧化氢、α-(异丙苯基)异丙基过氧化氢、2,5-二甲基己烷、叔丁基过氧化氢、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、丁基-4,4-双(叔丁基过氧化)戊酸酯、环己酮过氧化物、2,2’,5,5’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔戊基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔己基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’-双(叔丁基过氧化羰基)-4,4’-二羧基二苯甲酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、二过氧化间苯二甲酸二叔丁酯等有机过氧化物;9,10-蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌等醌类;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、α-甲基苯偶姻、α-苯基苯偶姻等苯偶姻衍生物等。
另外,作为光酸产生剂和光碱产生剂,只要是通过紫外线而产生酸或碱的物质,就没有特别限定,可列举出例如三嗪系化合物、苯乙酮衍生物化合物、二砜(disulfone)系化合物、重氮甲烷系化合物、磺酸衍生物化合物、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐、三芳基鏻盐、铁芳烃络合物等。更具体而言,可列举出下述的光酸产生剂和光碱产生剂。
即,为二苯基氯化碘、二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐、二苯基碘鎓甲磺酸盐、二苯基碘鎓甲苯磺酸盐、二苯基溴化碘、二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、双(4-叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓甲磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓甲苯磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓三氟甲烷磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓四氟硼酸盐、双(对叔丁基苯基)氯化碘、双(对氯苯基)氯化碘、双(对氯苯基)碘鎓四氟硼酸盐、三苯基氯化锍、三苯基溴化锍、三(对甲氧基苯基)锍四氟硼酸盐、三(对甲氧基苯基)锍六氟磷酸盐、三(对乙氧基苯基)锍四氟硼酸盐、三苯基氯化锍、三苯基溴化锍、三(对甲氧基苯基)锍四氟硼酸盐、三(对甲氧基苯基)锍六氟磷酸盐、三(对乙氧基苯基)锍四氟硼酸盐、双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基己烷-1,6-二胺]、硝基苄基环己基氨基甲酸酯、二(甲氧基苄基)六亚甲基二氨基甲酸酯、双[[(2-硝基苄基)氧]羰基己烷-1,6-二胺]、硝基苄基环己基氨基甲酸酯、二(甲氧基苄基)六亚甲基二氨基甲酸酯等。
其中,本发明的特定产生剂中,从能够提高液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的观点出发,优选使用光自由基产生剂。
本发明的液晶取向处理剂中的特定产生剂的含量相对于所有聚合物成分100质量份优选为0.01~50质量份。更优选为0.01~30质量份、特别优选为0.1~20质量份。
另外,特定产生剂可根据特定产生剂在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而混合2种以上使用。
本发明的液晶取向处理剂中,从提高液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的目的出发,优选导入选自由具有下述式[M1]~式[M8]所示结构的化合物组成的组中的至少1种化合物(也称为特定密合性化合物)。此时,这些式[M1]~式[M8]所示的结构优选在化合物中存在2个以上。
式[M4]中,W1表示氢原子或苯环。
式[M7]中,W2表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团;W3表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的1种。
更具体而言,可列举出下述示出的物质。
即,为三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙氧基三羟甲基丙烷、甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯等分子内具有3个聚合性不饱和基团的化合物;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷双酚型二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等分子内具有2个聚合性不饱和基团的化合物;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基-2-羟基丙酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等分子内具有1个聚合性不饱和基团的化合物等。
此外,也可以使用下述式[7A]所示的化合物。
(式[7A]中,E1表示选自由环己烷环、双环己烷环、苯环、联苯环、三联苯环、萘环、芴环、蒽环和菲环组成的组中的至少1种,E2表示下述式[7a]或式[7b],n表示1~4的整数。)
本发明的液晶取向处理剂中的特定密合性化合物的含量相对于全部聚合物成分100质量份优选为0.1~150质量份。为了进行交联反应而表现出目标效果,相对于全部聚合物成分100质量份,更优选为0.1~100质量份,尤其是,最优选为1~50质量份。
另外,特定密合性化合物可根据特定密合性化合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而混合2种以上使用。
本发明的液晶取向处理剂中,在不损害本发明效果的范围内,优选导入具有环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基或环碳酸酯基的化合物;具有选自由羟基、羟基烷基和低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种取代基的化合物(也统称为特定交联性化合物)。此时,这些取代基需要在交联性化合物中存在2个以上。
作为具有环氧基或异氰酸酯基的交联性化合物,可列举出例如下述化合物。
即,为双酚丙酮缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、四缩水甘油基氨基联苯、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷、四苯基缩水甘油醚乙烷、三苯基缩水甘油醚乙烷、双酚六氟乙酰基二缩水甘油醚、1,3-双(1-(2,3-环氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-双(2,3-环氧丙氧基)八氟联苯、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、2-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-双(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷、1,3-双(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
具有氧杂环丁烷基的交联性化合物是具有至少2个下述式[4A]所示的氧杂环丁烷基的交联性化合物。
具体而言,可列举出国际公开WO2011/132751(2011.10.27公开)的58页~59页中记载的式[4a]~式[4k]所示的交联性化合物。
作为具有环碳酸酯基的交联性化合物,是具有至少2个下述式[5A]所示的环碳酸酯基的交联性化合物。
具体而言,可列举出国际公开WO2012/014898(2012.2.2公开)的76页~82页中记载的式[5-1]~式[5-42]所示的交联性化合物。
作为具有选自由羟基和烷氧基组成的组中的至少1种取代基的交联性化合物,例如可列举出具有羟基或烷氧基的氨基树脂,例如密胺树脂、脲树脂、胍胺树脂、甘脲-甲醛树脂、琥珀酰胺-甲醛树脂或乙撑脲-甲醛树脂等。具体而言,可以使用氨基的氢原子被羟甲基和/或烷氧基甲基取代而成的密胺衍生物、苯并胍胺衍生物、或者甘脲。该密胺衍生物或苯并胍胺衍生物可以以二聚体或三聚体的形式存在。它们优选相对于每1个三嗪环具有平均3个以上且6个以下的羟甲基或烷氧基甲基。
作为这种密胺衍生物或苯并胍胺衍生物的例子,可列举出市售品的每1个三嗪环取代有平均3.7个甲氧基甲基的MX-750、每1个三嗪环取代有平均5.8个甲氧基甲基的MW-30(以上为三和化学株式会社制),CYMEL 300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等甲氧基甲基化密胺;CYMEL 235、236、238、212、253、254等甲氧基甲基化丁氧基甲基化密胺;CYMEL 506、508等丁氧基甲基化密胺;CYMEL 1141之类的含羧基甲氧基甲基化异丁氧基甲基化密胺;CYMEL 1123之类的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL 1123-10之类的甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL 1128之类的丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1125-80之类的含羧基甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺(以上为Mitsui-CyanamidLtd.制)。另外,作为甘脲的例子,可列举出CYMEL 1170之类的丁氧基甲基化甘脲、CYMEL1172之类的羟甲基化甘脲等;Powder link 1174之类的甲氧基羟甲基化甘脲等。
作为具有羟基或烷氧基的苯或酚性化合物,可列举出例如1,3,5-三(甲氧基甲基)苯、1,2,4-三(异丙氧基甲基)苯、1,4-双(仲丁氧基甲基)苯、2,6-二羟基甲基对叔丁基苯酚等。
更具体而言,可列举出国际公开WO2011/132751(2011.10.27公开)的62页~66页中记载的式[6-1]~式[6-48]所示的交联性化合物。
本发明的液晶取向处理剂中的特定交联性化合物的含量相对于全部聚合物成分100质量份优选为0.1~100质量份。为了进行交联反应而表现出目标效果,相对于全部聚合物成分100质量份,更优选为0.1~50质量份,尤其是,最优选为1~40质量份。
另外,前述特定交联性化合物可根据特定交联性化合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而混合2种以上使用。
本发明的液晶表示元件中,作为促进液晶取向膜中的电荷移动、促进元件脱电荷的化合物,也可以添加国际公开WO2011/132751(2011.10.27公开)的69页~73页中记载的式[M1]~式[M156]所示的含氮杂环胺化合物。该胺化合物可以直接添加至液晶取向处理剂中,优选用适当的溶剂制成浓度为0.1~10质量%、优选为1~7质量%的溶液后再添加。作为溶剂,只要是溶解上述特定聚合物的有机溶剂,就没有特别限定。
在不损害本发明效果的范围内,本发明的液晶取向处理剂可以使用使涂布液晶取向处理剂时的垂直液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物。进而,也可以使用使垂直液晶取向膜与基板的密合性提高的化合物等。
作为使垂直液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物,可列举出氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂、非离子系表面活性剂等。更具体而言,例如可列举出Eftop EF301、EF303、EF352(以上为Tohkem products Corporation制);Megafac F171、F173、R-30(以上为DIC Corporation制);Fluorad FC430、FC431(以上为Sumitomo 3MLimited制);AsahiGuard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上为旭硝子株式会社制)等。这些表面活性剂的使用比例相对于液晶取向处理剂中含有的所有聚合物成分100质量份优选为0.01~2质量份、更优选为0.01~1质量份。
作为使垂直液晶取向膜与基板的密合性提高的化合物的具体例,可列举出以下示出的含官能性硅烷的化合物、含环氧基的化合物。
例如可列举出3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧亚乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧亚乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基间苯二甲胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷等。
使用使液晶取向膜与基板密合的化合物时,相对于液晶取向处理剂中含有的所有聚合物成分100质量份优选为0.1~30质量份、更优选为1~20质量份。不足0.1质量份时,无法期待提高密合性的效果,多于30质量份时,有时液晶取向处理剂的保存稳定性变差。本发明的液晶取向处理剂中,除了上述以外的化合物之外,只要在不损害本发明效果的范围内,则也可以添加用于变更垂直液晶取向膜的介电常数、导电性等电特性的介电体、导电物质。
<液晶组合物>
本发明的液晶表示元件所使用的液晶组合物中的液晶可以使用向列液晶、近晶型液晶。其中,本发明的液晶表示元件优选具有负的介电各向异性。另外,从本发明的液晶表示元件的低电压驱动和散射特性的观点出发,优选为介电常数的各向异性大、折射率的各向异性大的元件。进而,为了使本发明的液晶表示元件作为TFT(薄膜晶体管,Thin FilmTransistor)等的能动元件而进行驱动,要求液晶的电阻高、电压保持率(也称为VHR)高。因此,液晶优选使用电阻高、VHR不会因紫外线等活性能量射线而降低的氟系、氯系液晶。并且,本发明的液晶表示元件所使用的液晶优选使用双折射率(Δn)大的液晶。
关于本发明的液晶表示元件,也可以使二色性染料溶解至液晶组合物中而制成宾主型的元件。此时能够得到在未施加电压时呈现透明且在施加电压时呈现吸收(散射)的元件。另外,本发明的液晶表示元件中,液晶的取向方向通过是否施加电压而呈90度变化。因此,与在随机取向和垂直取向上进行切换的以往的宾主型元件相比,本发明的液晶表示元件通过利用该二色性染料的吸光特性差异而能够得到高的对比度。另外,溶解有二色性染料的宾主型的元件在液晶沿着水平方向取向时变为有色,仅在散射状态下变为不透明。因此,还能够得到随着电压的施加而从未施加电压时的无色透明切换成有色不透明、有色透明状态的元件。
本发明的液晶表示元件的液晶组合物中包含利用紫外线等活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物。此时,以任何反应形式进行聚合来形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体均可。作为具体的聚合反应形式,可列举出自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合或加聚反应。
本发明的聚合性化合物只要溶解于液晶,则可以为任何化合物。其中,使聚合性化合物溶解于液晶时,需要存在本发明的液晶组合物的一部分或全部显示出液晶相的温度。即使在液晶组合物的一部分显示出液晶相的情况下,通过肉眼确认本发明的液晶表示元件,元件内整体能够得到基本一致的透明性和散射特性即可。
聚合性化合物的反应形式为自由基聚合时,可以使用下述的自由基型聚合性化合物。
即,为丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸2-氰基乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸二环戊酯、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸吗啉酯、丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-氰基乙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二环戊酯、甲基丙烯酸二环戊烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸吗啉酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、4,4’-联苯二丙烯酸酯、二乙基已烯雌酚二丙烯酸酯、1,4-双丙烯酰氧基苯、4,4’-双丙烯酰氧基二苯醚、4,4’-双丙烯酰氧基二苯基甲烷、3,9-[1,1-二甲基-2-丙烯酰氧基乙基]-2,4,8,10-四杂螺[5,5]十一烷、α,α’-双[4-丙烯酰氧基苯基]-1,4-二异丙基苯、1,4-双丙烯酰氧基四氟苯、4,4’-双丙烯酰氧基八氟联苯、二乙二醇丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸二环戊酯、甘油二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、4,4’-二丙烯酰氧基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二甲基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二乙基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二丙基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二丁基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二戊基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二己基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二氟茋、2,2,3,3,4,4-六氟戊二醇-1,5-二丙烯酸酯、1,1,2,2,3,3-六氟丙基-1,3-二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五甲基丙烯酸酯或2,2,3,3,4,4-六氟戊二醇-1,5-二甲基丙烯酸酯等的单体和低聚物。
其中,在本发明的液晶表示元件中,为了提高施加电压时的散射特性,优选使用具有3个以上官能团的多官能性的自由基型聚合性化合物。
具体而言,可列举出三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯或二季戊四醇单羟基五甲基丙烯酸酯等的单体和低聚物。
前述自由基型聚合性化合物也可根据液晶表示元件的光学特性、液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的特性而混合2种以上使用。
进而,聚合性化合物的反应形式为自由基聚合时,也可以向液晶组合物中导入通过紫外线而产生自由基的自由基引发剂。
具体而言,可列举出叔丁基过氧化异丁酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰基过氧化)己烷、1,4-双[α-(叔丁基过氧化)异丙氧基]苯、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烯过氧化氢、α-(异丙基苯基)异丙基过氧化氢、2,5-二甲基己烷、叔丁基过氧化氢、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、丁基-4,4-双(叔丁基过氧化)戊酸酯、环己酮过氧化物、2,2’,5,5’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔戊基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔己基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’-双(叔丁基过氧化羰基)-4,4’-二羧基二苯甲酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、二过氧化间苯二甲酸二叔丁酯等有机过氧化物;9,10-蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌等醌类;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、α-甲基苯偶姻、α-苯基苯偶姻等苯偶姻衍生物等。
聚合性化合物的反应形式为阳离子聚合或阴离子聚合时,可以使用下述的离子型聚合性化合物。
即,为具有选自由羟基、羟基烷基、低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种交联形成基团的化合物。具体而言,为氨基的氢原子被羟甲基和/或烷氧基甲基取代而成的密胺衍生物、苯并胍胺衍生物或甘脲。密胺衍生物、苯并胍胺衍生物可以为低聚物。它们优选每1个三嗪环具有平均3个以上且不足6个羟甲基或烷氧基甲基。
作为这种密胺衍生物、苯并胍胺衍生物的例子,可列举出市售品的每1个三嗪环取代有平均3.7个甲氧基甲基的MX-750、每1个三嗪环取代有平均5.8个甲氧基甲基的MW-30(以上为三和化学株式会社制),CYMEL 300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等甲氧基甲基化密胺;CYMEL 235、236、238、212、253、254等甲氧基甲基化丁氧基甲基化密胺;CYMEL 506、508等丁氧基甲基化密胺;CYMEL 1141之类的含羧基甲氧基甲基化异丁氧基甲基化密胺;CYMEL 1123之类的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL 1123-10之类的甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL 1128之类的丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1125-80之类的含羧基甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺(以上为Mitsui-Cytec Ltd.制)。
另外,作为甘脲的例子,可列举出CYMEL 1170之类的丁氧基甲基化甘脲、CYMEL1172之类的羟甲基化甘脲等。
作为具有羟基或烷氧基的苯或酚性化合物,例如可列举出1,3,5-三(甲氧基甲氧基)苯、1,2,4-三(异丙氧基甲氧基)苯、1,4-双(仲丁氧基甲氧基)苯、2,6-二羟基甲基对叔丁基苯酚等。
作为本发明的离子型聚合性化合物,也可以使用包含环氧基或异氰酸酯基且具有交联形成基团的化合物。具体而言,可列举出双酚丙酮缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、四缩水甘油基氨基联苯、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷、四苯基缩水甘油醚乙烷、三苯基缩水甘油醚乙烷、双酚六氟乙酰基二缩水甘油醚、1,3-双(1-(2,3-环氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-双(2,3-环氧丙氧基)八氟联苯、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、2-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-双(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷、1,3-双(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
前述离子型聚合性化合物也可根据液晶表示元件的光学特性、液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的特性而混合2种以上使用。
进而,聚合性化合物的反应形式为阳离子聚合或阴离子聚合时,液晶组合物中也可以导入通过紫外线而产生酸或碱的离子引发剂。
具体而言,可以使用三嗪系化合物、苯乙酮衍生物化合物、二砜系化合物、重氮甲烷系化合物、磺酸衍生物化合物、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐、三芳基鏻盐、铁芳烃络合物等,但不限定于它们。更具体而言,例如可列举出二苯基氯化碘、二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐、二苯基碘鎓甲磺酸盐、二苯基碘鎓甲苯磺酸盐、二苯基溴化碘、二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、双(4-叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓甲磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓甲苯磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓三氟甲烷磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓四氟硼酸盐、双(对叔丁基苯基)氯化碘、双(对氯苯基)氯化碘、双(对氯苯基)碘鎓四氟硼酸盐、三苯基氯化锍、三苯基溴化锍、三(对甲氧基苯基)锍四氟硼酸盐、三(对甲氧基苯基)锍六氟膦酸盐、三(对乙氧基苯基)锍四氟硼酸盐、三苯基氯化鏻、三苯基溴化鏻、三(对甲氧基苯基)鏻四氟硼酸盐、三(对甲氧基苯基)鏻六氟膦酸盐、三(对乙氧基苯基)鏻四氟硼酸盐。可列举出双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基己烷-1,6-二胺]、硝基苄基环己基氨基甲酸酯、二(甲氧基苄基)六亚甲基二氨基甲酸酯、双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基己烷-1,6-二胺]、硝基苄基环己基氨基甲酸酯、二(甲氧基苄基)六亚甲基二氨基甲酸酯等。
本发明的液晶表示元件中,从本元件的光学特性的观点出发,在前述聚合性化合物之中优选使用自由基型聚合性化合物。
液晶组合物中的聚合性化合物的导入量没有特别限定,聚合性化合物的导入量多时,聚合性化合物不溶解在液晶中、或者不存在液晶组合物显示出液晶相的温度、或者元件的透明状态与散射状态的变化变小而导致光学特性变差。另外,聚合性化合物的导入量少时,液晶层的固化性变低、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性降低、液晶的取向性变得容易受到机械外压而发生紊乱。因此,聚合性化合物的导入量相对于液晶100质量份优选为1~70质量份,其中,优选为5~60质量份。特别优选为11~50质量份。
另外,用于促进聚合性化合物的反应的自由基引发剂和离子引发剂的导入量没有特别限定,相对于液晶100质量份优选为0.01~20质量份,其中,优选为0.05~10质量份。特别优选为0.05~5质量份。
<垂直液晶取向膜/液晶表示元件的制作方法>
作为本发明的液晶表示元件中使用的基板,只要是透明性高的基板就没有特别限定,除了玻璃基板之外,还可以使用丙烯酸类基板、聚碳酸酯基板、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板等塑料基板等。
将本发明的液晶表示元件制成逆向型元件并用于调光窗等时,优选为塑料基板。另外,从简化工艺的观点出发,优选使用形成有用于驱动液晶的ITO(氧化铟锡,Indium TinOxide)电极等的基板。另外,制成反射型的逆向型元件时,若仅是单侧基板,则可以使用硅晶片、铝等金属、形成有介电体多层膜的基板。
本发明的液晶表示元件的至少一个基板具有使液晶分子垂直取向的垂直液晶取向膜。该垂直液晶取向膜可以通过将液晶取向处理剂涂布在基板上并烧成后,通过刷磨处理、光照射等进行取向处理而得到。另外,在本发明的垂直液晶取向膜的情况下,不进行这些取向处理也能够用作垂直液晶取向膜。
液晶取向处理剂的涂布方法没有特别限定,工业上有丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、喷墨法、浸涂法、辊涂法、狭缝涂布法、旋涂器法、喷涂法等,可以根据基板的种类、垂直液晶取向膜的目标膜厚来适当选择。
将液晶取向处理剂涂布在基板上,然后利用热板、热循环型烘箱、IR(红外线)型烘箱等的加热手段,根据液晶取向处理剂中使用的溶剂,以30~300℃、优选以30~250℃的温度使溶剂蒸发,从而能够得到垂直液晶取向膜。烧成后的垂直液晶取向膜的厚度过厚时,在液晶表示元件的耗电方面是不利的,厚度过薄时,本元件的可靠性有时会降低,因此优选为5~300nm、更优选为10~200nm。
本发明的液晶表示元件中使用的液晶组合物是至少具有液晶和聚合性化合物的液晶组合物。作为液晶和聚合性化合物之外的物质,可列举出前述引发剂、用于控制液晶表示元件的电极间隙(也称为间隔(gap))的间隔物。
液晶组合物的注入方法没有特别限定,例如可列举出如下方法。即,基板使用玻璃基板时,可列举出如下方法:准备形成有垂直液晶取向膜的一对基板,将单侧的基板的四边除了一部分之外均涂布密封剂,其后,以垂直液晶取向膜的面朝向内侧的方式粘贴于另一侧的基板,由此制作空单元。并且,从未涂布密封剂的部位减压注入液晶组合物,从而得到注入有液晶组合物的单元。
进而,基板使用塑料基板时,可列举出如下方法:准备形成有垂直液晶取向膜的一对基板,在单侧的基板上利用ODF(液晶滴下式注入,One Drop Filling)法、喷墨法等滴加液晶组合物,其后粘贴另一侧的基板,从而得到注入有液晶组合物的单元。此时,本发明的液晶表示元件中,由于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高,因此基板的四边也可以不涂布密封剂。
液晶表示元件的间隙可以用间隔物等控制。该方法可列举出:向上述液晶组合物中导入目标大小的间隔物的方法、使用具有目标大小的柱间隔物的基板的方法。另外,间隙的大小优选为1~100μm、更优选为2~50μm。特别优选为3~30μm。间隙过小时,液晶表示元件的对比度降低,过大时,本元件的驱动电压变高。
本发明的液晶表示元件通过在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行液晶组合物的固化,从而形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体从而得到。该液晶组合物的固化通过对前述得到的注入有液晶组合物的单元进行活性能量射线照射和加热中的至少一个处理来进行。此处,活性能量射线适合为紫外线。作为紫外线,波长为250~400nm、优选为310~370nm。另外,进行加热处理时,其温度为40~120℃、优选为60~80℃。另外,也可以同时进行紫外线处理和加热处理这两者,还可以在紫外线处理后进行加热处理。本发明中,液晶组合物的固化优选仅进行紫外线处理。
如上那样操作,本发明的使用了由包含特定聚合物的液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜的液晶表示元件成为液晶垂直取向性高、能够得到良好的光学特性、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件。另外,通过使用本发明的液晶取向处理剂,能够提供液晶取向膜的涂膜均匀性高、不易发生与收缩和/或针孔等涂膜不良相伴的取向缺陷的液晶表示元件。进而,制作垂直液晶取向膜的烧成能够在低温下进行。因此,本发明的液晶表示元件可特别适合地用于在未施加电压时呈现透射状态且在施加电压时呈现散射状态的逆向型元件,可用作以表示为目的的液晶显示器、以及用于控制光的透射和隔绝的调光窗、光闸元件等。此时,该液晶表示元件的基板可以使用塑料基板。
另外,本发明的液晶表示元件可适合地用于汽车、火车和飞机等运输机器和运输机械中使用的液晶表示元件,具体而言,用于控制光的透射和隔绝的调光窗、后视镜所使用的光闸元件等。
尤其是,如上所述,本发明的液晶表示元件由于未施加电压时的透明性和施加电压时的散射特性良好,因此将本元件用于交通工具的玻璃窗时,与使用了现有逆向型元件的情况相比,夜晚的光的获取效率高,进而,防止源自外部光线的炫目的效果也变高。因此,能够进一步改善驾驶交通工具时的安全性、乘车时的舒适性。另外,利用薄膜基板制作本发明的液晶表示元件并将其粘贴于交通工具的玻璃窗而使用时,与现有的逆向型元件相比,本发明的元件的可靠性变高。即,不容易发生由液晶层与垂直取向膜的密合性低而导致的不良、劣化。
另外,本发明的液晶表示元件也可以用于LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)、OLED(Organic Light-emitting Diode,有机发光二极管)显示器等显示装置的导光板、使用了这些显示器的透明显示器的背板。具体而言,用于透明显示器的背板时,组合透明显示器和本发明的液晶表示元件而在透明显示器上进行画面表示时,本发明的液晶表示元件能够用于抑制光从其背面进入。由此,本发明的液晶表示元件在透明显示器上进行画面表示时呈现施加电压而得到的散射状态、能够使画面表示清晰,在结束画面表示后,呈现不施加电压的透明状态。
实施例
以下列举出实施例来更详细地说明本发明,但本发明不限定于它们。合成例、实施例和比较例中使用的化合物的简称如下所示。
<液晶组合物>
(液晶)
L1:MLC-6608(Merck Corporation制)
(聚合性化合物):下述式[R1]
(光引发剂):下述式[P1]
(特定侧链型二胺)
A1:1,3-二氨基-4-〔4-(反式-4-正庚基环己基)苯氧基〕苯
A2:1,3-二氨基-4-〔4-(反式-4-正庚基环己基)苯氧基甲基〕苯
A3:1,3-二氨基-4-{4-〔反式-4-(反式-4-正戊基环己基)环己基〕苯氧基}苯
A4:下述式[A4]所示的化合物
A5:1,3-二氨基-4-十八烷氧基苯
(第二种二胺)
(其它二胺)
(四羧酸成分)
<烷氧基硅烷>
E1:下述式[E1]所示的烷氧基硅烷
E2:十八烷基三乙氧基硅烷
E3:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
E4:3-脲丙基三乙氧基硅烷
E5:四乙氧基硅烷
<特定溶剂>
MEK:2-丁酮
MIBK:4-甲基-2-戊酮
DIBK:2,6-二甲基-4-庚酮
<其它溶剂>
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
NEP:N-乙基-2-吡咯烷酮
γ-BL:γ-丁内酯
PGME:丙二醇单甲醚
ECS:乙二醇单乙醚
BCS:乙二醇单丁醚
PB:丙二醇单丁醚
EC:二乙二醇单乙醚
<特定产生剂>
<特定密合性化合物>
<特定交联性化合物>
“分子量测定”
使用常温凝胶渗透色谱(GPC)装置(GPC-101)(昭和电工株式会社制)、柱(KD-803、KD-805)(Shodex公司制),如下操作来测定。
柱温:50℃
洗脱液:N,N’-二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂一水合物(LiBr·H2O)为30mmol/L(升)、磷酸·无水结晶(正磷酸)为30mmol/L、四氢呋喃(THF)为10ml/L)
流速:1.0ml/分钟
标准曲线制作用标准样品:TSK标准聚环氧乙烷(分子量:约900000、150000、100000和30000)(东曹株式会社制)和聚乙二醇(分子量:约12000、4000和1000)(PolymerLaboratories Ltd.制)。
“酰亚胺化率的测定”
将试样粉末20mg投入至NMR(核磁共振)样品管(NMR样品管规格,(草野科学株式会社制))中,添加氘代二甲基亚砜(DMSO-d6,0.05质量%TMS(四甲基硅烷)混合品)(0.53ml),用超声波使其完全溶解。利用NMR测定机(JNW-ECA500)(JEOL DATUM公司制)对该溶液测定500MHz的质子NMR。酰亚胺化率将源自酰亚胺化前后不发生变化的结构的质子作为基准质子来确定,使用该质子的峰积分值和源自9.5~10.0ppm附近出现的酰胺酸的NH基的质子峰积分值,利用下式来求出。
酰亚胺化率(%)=(1-α·x/y)×100
上述式中,x为源自酰胺酸的NH基的质子峰积分值、y为基准质子的峰积分值、α为聚酰胺酸(酰亚胺化率为0%)时的基准质子相对于酰胺酸的NH基质子1个的个数比例。
“聚酰亚胺系聚合物的合成”
<合成例1>
在NEP(21.0g)中混合D1(2.96g、15.1mmol)、A1(2.91g、7.65mmol)、B1(0.93g、6.11mmol)和C2(0.17g、1.57mmol),以40℃反应8小时,从而得到树脂固体成分浓度(Rs)为25质量%的聚酰胺酸溶液(1)。该聚酰胺酸的数均分子量(Mn)为23600、重均分子量(Mw)为71800。
<合成例2>
在NMP(26.4g)中混合D2(3.83g、15.3mmol)、A2(6.04g、15.3mmol)和B1(2.33g、15.3mmol),以50℃反应2小时后,添加D1(2.94g、15.0mmol)和NMP(23.8g),以40℃反应6小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液(2)。该聚酰胺酸的Mn为22500、Mw为67100。
<合成例3>
向通过合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(3.90g)和吡啶(2.40g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(3)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为60%、Mn为20100、Mw为57100。
<合成例4>
在NMP(21.9g)中混合D2(2.64g、10.6mmol)、A3(4.56g、10.5mmol)、B1(1.60g、10.5mmol)和B2(1.07g、5.26mmol),以80℃反应5小时后,添加D1(3.02g、15.8mmol)和NMP(17.2g),以40℃反应8小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(3.85g)和吡啶(2.42g),以50℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(4)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为56%、Mn为18500、Mw为54000。
<合成例5>
在NMP(19.0g)中混合D2(2.50g、10.0mmol)、A4(2.96g、6.00mmol)、B1(1.52g、10.0mmol)、B2(0.41g、2.00mmol)和C1(0.22g、2.00mmol),以80℃反应5小时后,添加D1(1.92g、9.80mmol)和NMP(9.50g),以40℃反应6小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(4.00g)和吡啶(2.50g),以50℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(5)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为49%、Mn为16100、Mw为49800。
<合成例6>
在NMP(38.6g)中混合D3(5.45g、24.3mmol)、A2(5.81g、14.7mmol)、B1(1.12g、7.36mmol)和B2(0.50g、2.46mmol),以40℃反应10小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(4.00g)和吡啶(2.48g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(6)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为63%、Mn为17200、Mw为49100。
<合成例7>
在NMP(35.1g)中混合D3(5.45g、24.3mmol)、A4(3.63g、7.37mmol)和B1(2.61g、17.2mmol),以40℃反应5小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(8.00g)和吡啶(2.50g),以50℃反应3小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(7)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为54%、Mn为17400、Mw为47800。
<合成例8>
在NMP(27.6g)中混合D4(4.59g、15.3mmol)、A3(6.62g、15.3mmol)、B1(1.86g、12.2mmol)和B2(0.62g、3.05mmol),以40℃反应8小时后,添加D1(2.94g、15.0mmol)和NMP(22.3g),以25℃反应10小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(7.25g)和吡啶(2.22g),以40℃反应1.5小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(8)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为71%、Mn为17100、Mw为38800。
<合成例9>
在NMP(26.4g)中混合D2(3.83g、15.3mmol)、A5(5.76g、15.3mmol)和B1(2.33g、15.3mmol),以50℃反应2小时后,添加D1(2.94g、15.0mmol)和NMP(23.8g),以40℃反应6小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(3.90g)和吡啶(2.40g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(9)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为61%、Mn为19000、Mw为58100。
<合成例10>
在NMP(37.5g)中混合D2(3.83g、15.3mmol)和B1(4.66g、30.6mmol),以50℃反应2小时后,添加D1(2.94g、15.0mmol)和NMP(12.8g),以40℃反应6小时,从而得到Rs为25质量%的聚酰胺酸溶液(10)。该聚酰胺酸的Mn为25900、Mw为79100。
<合成例11>
向通过合成例10得到的聚酰胺酸溶液(10)(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,添加作为酰亚胺化催化剂的醋酸酐(3.85g)和吡啶(2.40g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将沉淀物用甲醇清洗,并以100℃进行减压干燥,从而得到聚酰亚胺粉末(11)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为59%、Mn为21200、Mw为60100。
将所得聚酰亚胺系聚合物总结示于表1。表1中,“*1”表示聚酰胺酸。
[表1]
“聚硅氧烷系聚合物的合成”
<合成例12>
在具备温度计和回流管的200ml的四颈反应烧瓶中混合ECS(28.3g)、E1(4.10g)、E3(7.45g)和E5(32.5g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃耗费30分钟滴加预先将ECS(14.2g)、水(10.8g)和作为催化剂的草酸(0.70g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的E4的含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与ECS(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(1)。
<合成例13>
在具备温度计和回流管的200ml的四颈反应烧瓶中混合EC(25.4g)、E1(8.20g)、E3(19.9g)和E5(20.0g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃耗费30分钟滴加预先将EC(12.7g)、水(10.8g)和作为催化剂的草酸(1.10g)混合而制备的溶液。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的E4的含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与EC(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(2)。
<合成例14>
在具备温度计和回流管的200ml的四颈反应烧瓶中混合EC(29.2g)、E1(4.10g)和E5(38.8g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃耗费30分钟滴加预先将EC(14.6g)、水(10.8g)和作为催化剂的草酸(0.50g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的E4的含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与EC(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(3)。
<合成例15>
在具备温度计和回流管的200ml的四颈反应烧瓶中混合ECS(28.3g)、E2(4.07g)、E3(7.45g)和E5(32.5g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃耗费30分钟滴加预先将ECS(14.2g)、水(10.8g)和作为催化剂的草酸(0.70g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的E4的含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与ECS(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(4)。
将所得聚硅氧烷系聚合物(聚硅氧烷溶液)总结示于表2。
[表2]
(液晶组合物(1)的制作)
将L1(11.5g)、R1(1.73g)和P1(0.12g)混合,得到液晶组合物(1)。
(液晶组合物(2)的制作)
将L1(12.0g)、R1(2.40g)和P1(0.12g)混合,得到液晶组合物(2)。
“液晶取向处理剂、垂直液晶取向膜和液晶表示元件的制作及其评价”
后述实施例和比较例中记载了液晶取向处理剂的制造例。所得液晶取向处理剂用于垂直液晶取向膜和液晶表示元件(逆向型元件)的制作及其评价。
将所得液晶取向处理剂总结示于表3~7。需要说明的是,表3~7中,“*1”表示相对于全部溶剂100质量份的特定溶剂和其它溶剂的含量(质量份)。“*2”表示相对于特定聚合物100质量份的特定产生剂的含量(质量份)。“*3”表示相对于特定聚合物100质量份的特定密合性化合物的含量(质量份)。“*4”表示相对于特定聚合物100质量份的特定交联性化合物的含量(质量份)。
另外,使用实施例和比较例中得到的液晶取向处理剂,进行垂直液晶取向膜的涂膜均匀性的评价(玻璃基板、塑料基板)、液晶表示元件的制作(玻璃基板、塑料基板)、液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、以及液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
“垂直液晶取向膜的涂膜均匀性的评价(玻璃基板)”
将实施例或比较例的液晶取向处理剂用孔径为1μm的薄膜过滤器进行加压过滤后,旋涂在未清洗的附带100×100mm的ITO电极的玻璃基板(纵:100mm、横:100mm、厚度:0.7mm)的ITO面上,在热板上以80℃加热处理3分钟,从而制作附带垂直液晶取向膜的基板。
使用所得附带垂直液晶取向膜的基板,进行针孔的评价。具体而言,在钠灯下通过目视观察来确认垂直液晶取向膜上的针孔数量。本评价中,针孔数量越少则视作越优异(表8~表12中的针孔数量)。
“垂直液晶取向膜的涂膜均匀性的评价(塑料基板)”
将液晶取向处理剂用孔径为1μm的薄膜过滤器进行加压过滤后,利用棒涂机涂布在未清洗的附带150×150mm的ITO电极的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板(纵:150mm、横:150mm、厚度:0.2mm)的ITO面上,在热板上以80℃加热处理3分钟,从而制作附带垂直液晶取向膜的基板。
使用所得附带垂直液晶取向膜的基板,利用与前述“垂直液晶取向膜的涂膜均匀性的评价(玻璃基板)”相同的条件,进行针孔的评价。本评价中,针孔数量越少则视作越优异(表8~表12中的针孔数量)。
“液晶表示元件的制作(玻璃基板)”
将液晶取向处理剂用孔径为1μm的薄膜过滤器进行加压过滤后,旋涂在经用纯水和IPA(异丙醇)清洗的附带100×100mm的ITO电极的玻璃基板(纵:100mm、横:100mm、厚度:0.7mm)的ITO面上,在热板上以80℃加热处理3分钟,并用热循环型清洁烘箱以150℃加热处理10分钟,从而得到附带膜厚为100nm的垂直液晶取向膜的ITO基板。准备2块所得的附带垂直液晶取向膜的ITO基板,在其中一块基板的垂直液晶取向膜面上涂布6μm的间隔物。其后,在该基板的涂布有间隔物的垂直液晶取向膜面上,利用ODF(One Drop Filling)法滴加前述液晶组合物,接着,以朝向另一块基板的垂直液晶取向膜界面的方式进行粘贴,从而得到处理前的液晶表示元件。
针对所得处理前的液晶表示元件,使用照度为60mW的金属卤化物灯,截掉350nm以下的波长,进行以365nm换算为7J/cm2的紫外线照射,得到液晶表示元件(玻璃基板)。将对液晶单元照射紫外线时的照射装置内的温度控制在25℃。
“液晶表示元件的制作(塑料基板)”
将液晶取向处理剂用孔径为1μm的薄膜过滤器进行加压过滤后,利用棒涂机涂布在经用纯水清洗的附带150×150mm的ITO电极的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板(纵:150mm、横:150mm、厚度:0.2mm)的ITO面上,在热板上以80℃加热处理3分钟,并用热循环型清洁烘箱以120℃加热处理10分钟,从而得到附带膜厚为100nm的垂直液晶取向膜的ITO基板。准备2块所得附带垂直液晶取向膜的ITO基板,在其中一块基板的垂直液晶取向膜面上涂布6μm的间隔物。其后,在该基板的涂布有间隔物的垂直液晶取向膜面上,利用ODF法滴加前述液晶组合物,接着,以朝向另一块基板的垂直液晶取向膜界面的方式进行粘贴,从而得到处理前的液晶表示元件。
针对所得处理前的液晶表示元件,利用与前述“液晶表示元件的制作(玻璃基板)”相同的条件进行紫外线照射,从而得到液晶表示元件(塑料基板)。
“液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)”
使用通过与前述相同的方法得到的液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板),进行液晶取向性的评价。关于液晶取向性,用偏振光显微镜(ECLIPSE E600WPOL)(尼康公司制)观察本元件,确认液晶是否垂直取向。具体而言,液晶垂直取向时视作优异(表8~表12中的良好表示)。
进而,将上述液晶取向性的评价已经结束的液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板)在温度80℃的高温槽内保管240小时。放冷后,利用与上述相同的条件进行液晶取向性的评价。具体而言,液晶取向性未见紊乱且液晶均匀取向时视作优异(表8~表12中的良好表示)。
“液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)”
使用进行了前述液晶取向性的评价的液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板),进行液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价。具体而言,将液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板)在温度80℃、湿度90%RH的高温高湿槽内保管48小时,确认本元件内有无气泡和元件的剥离。本评价中,本元件内未见气泡且元件未发生剥离(液晶层与垂直液晶取向膜剥离开的状态)时视作优异(表8~表12中的良好表示)。
下述实施例和比较例中,制作上述液晶表示元件,进行上述的“垂直液晶取向膜的涂膜均匀性的评价、液晶取向性的评价、以及液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价”,将所得评价结果总结示于表8~表12。
需要说明的是,表8~表12中,“*1”表示玻璃基板/塑料基板中的垂直液晶取向膜上的针孔数量。“*2”表示玻璃基板/塑料基板的液晶取向性。“*3”表示玻璃基板/塑料基板的液晶层与垂直液晶取向膜的密合性。“-”表示未实施。
另外,表12中,“*4”~“*12”分别表示下述意义。
*4:液晶未垂直取向。
*5:液晶未垂直取向,因此无法测定。
*6:未观察到与针孔相伴的取向缺陷。
*7:可观察到与针孔相伴的取向缺陷,并且液晶取向性可见紊乱。
*8:元件内可观察到气泡。
*9:元件内可观察到少量的气泡。
*10:可观察到大量与针孔相伴的取向缺陷。
*11:元件中的液晶层与垂直液晶取向膜之间发生剥离。
*12:可观察到少量与针孔相伴的取向缺陷。
<实施例1>
向通过合成例1得到的聚酰胺酸溶液(1)(10.0g)中添加NMP(15.9g)、NEP(3.11g)、PB(10.6g)、MIBK(15.9g)、S2(0.25g)、M2(0.125g)和K1(0.25g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(1)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(1)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例2>
向通过合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(10.0g)中添加NMP(19.0g)、BCS(10.6g)和MIBK(15.9g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(2)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(2)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例3>
使用实施例2中得到的液晶取向处理剂(2)和液晶组合物(2),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例4>
向通过合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(2.20g)中添加NMP(18.7g)和NEP(4.67g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.34g)和MIBK(14.0g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(3)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(3)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例5>
使用实施例4中得到的液晶取向处理剂(3)和液晶组合物(2),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例6>
向通过合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(2.15g)中添加γ-BL(9.13g)和PGME(13.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(9.13g)和MEK(13.7g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(4)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(4)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,作为加速试验,还进行了在温度80℃、湿度90%RH的高温高湿槽内保管96小时时的评价(其它条件与前述条件相同)。其结果,在元件内未观察到气泡。
<实施例7>
向通过合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(2.20g)中添加γ-BL(4.67g)和PGME(28.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MEK(9.34g)、MIBK(4.67g)、S1(0.154g)、M1(0.22g)和K1(0.33g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(5)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(5)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例8>
向通过合成例4得到的聚酰亚胺粉末(4)(2.20g)中添加γ-BL(9.34g)和PGME(18.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加EC(14.0g)、DIBK(4.67g)、S2(0.22g)、M2(0.11g)和K1(0.22g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(6)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(6)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例9>
使用实施例8中得到的液晶取向处理剂(6)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例10>
向通过合成例4得到的聚酰亚胺粉末(4)(2.25g)中添加γ-BL(2.39g)和PGME(28.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(4.78g)、MEK(7.96g)、MIBK(3.98g)、S2(0.225g)、M1(0.113g)和K1(0.45g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(7)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(7)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例11>
向通过合成例4得到的聚酰亚胺粉末(4)(2.25g)中添加γ-BL(4.78g)和PGME(19.1g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MIBK(23.9g)、S1(0.068g)、M2(0.068g)和K1(0.158g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(8)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(8)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例12>
向通过合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(2.20g)中添加NEP(18.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(9.34g)、MIBK(14.0g)和DIBK(4.67g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(9)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(9)和液晶组合物(2),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例13>
向通过合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(2.20g)中添加γ-BL(4.67g)和PGME(28.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MEK(4.67g)、MIBK(9.34g)和K1(0.22g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(10)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(10)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,在与实施例6相同的条件(其中,高温高湿槽内的保管为144小时)下进行加速试验。其结果,在元件内可观察到少量的气泡。
<实施例14>
向通过合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(2.20g)中添加γ-BL(4.67g)和PGME(28.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MEK(4.67g)、MIBK(9.34g)、S1(0.22g)和K1(0.22g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(11)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(11)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,在与实施例6相同的条件(其中,高温高湿槽内的保管为144小时)下进行加速试验。其结果,在元件内可观察到少量的气泡。
<实施例15>
向通过合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(2.20g)中添加γ-BL(4.67g)和PGME(28.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MEK(4.67g)、MIBK(9.34g)、S1(0.22g)、M2(0.154g)和K1(0.22g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(12)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(12)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,在与实施例6相同的条件(其中,高温高湿槽内的保管为144小时)下进行加速试验。其结果,在元件内未观察到气泡。
<实施例16>
向通过合成例6得到的聚酰亚胺粉末(6)(2.10g)中添加γ-BL(11.1g)和PGME(20.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(2.28g)、MIBK(11.1g)和K1(0.42g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(13)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(13)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例17>
向通过合成例6得到的聚酰亚胺粉末(6)(2.20g)中添加γ-BL(11.7g)和PGME(28.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(4.67g)、MIBK(2.33g)、S2(0.066g)、M1(0.11g)和K1(0.066g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(14)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(14)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例18>
向通过合成例6得到的聚酰亚胺粉末(6)(1.65g)中添加NMP(4.67g)和NEP(14.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.34g)、PB(4.67g)、DIBK(14.0g)和K1(0.44g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(15)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(15)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例19>
向通过合成例7得到的聚酰亚胺粉末(7)(2.15g)中添加γ-BL(2.28g)和PGME(29.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MEK(13.7g)、S2(0.323g)、M2(0.108g)和K1(0.323g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(16)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(16)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例20>
向通过合成例7得到的聚酰亚胺粉末(7)(2.20g)中添加NEP(14.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(4.67g)、PB(18.7g)、DIBK(9.34g)、S1(0.066g)、M1(0.154g)和K1(0.22g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(17)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(17)和液晶组合物(2),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例21>
向通过合成例8得到的聚酰亚胺粉末(8)(2.20g)中添加NMP(16.3g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(7.00g)、PB(14.0g)、DIBK(9.34g)、S2(0.11g)、M2(0.22g)和K1(0.22g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(18)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(18)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例22>
向通过合成例8得到的聚酰亚胺粉末(8)(2.20g)中添加γ-BL(4.67g)和PGME(30.4g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加MIBK(11.7g)、S1(0.22g)、M1(0.11g)和K1(0.44g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(19)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(19)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例23>
向通过合成例8得到的聚酰亚胺粉末(8)(2.20g)中添加NEP(18.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(18.7g)和DIBK(9.34g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(20)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(20)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例24>
向通过合成例9得到的聚酰亚胺粉末(9)(2.20g)中添加NMP(4.67g)和NEP(18.7g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.34g)和MIBK(14.0g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(21)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(21)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例25>
向通过合成例9得到的聚酰亚胺粉末(9)(2.10g)中添加γ-BL(8.91g)和PGME(13.4g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(8.91g)和MEK(13.4g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(22)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(22)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于“液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板)”,与标准试验一起,在与实施例6相同的条件下进行加速试验。其结果,在元件内可观察到少量的气泡。
<实施例26>
向通过合成例12得到的聚硅氧烷溶液(1)(20.0g)中添加ECS(7.87g)、BCS(10.2g)、MIBK(15.3g)、S2(0.12g)和M2(0.12g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(23)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(23)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,在与实施例6相同的条件下进行加速试验。其结果,在元件内未观察到气泡。
<实施例27>
使用实施例26中得到的液晶取向处理剂(23)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例28>
向通过合成例13得到的聚硅氧烷溶液(2)(20.0g)中添加EC(7.87g)、PB(5.09g)、MEK(5.09g)和MIBK(15.3g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(24)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(24)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例29>
使用实施例28中得到的液晶取向处理剂(24)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<实施例30>
向通过合成例14得到的聚硅氧烷溶液(3)(21.0g)中添加EC(8.26g)、BCS(16.0g)、MIBK(2.68g)、DIBK(8.03g)和K1(0.076g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(25)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(25)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,在与实施例6相同的条件(其中,高温高湿槽内的保管为144小时)下进行加速试验。其结果,在元件内可观察到少量的气泡。
<实施例31>
向通过合成例14得到的聚硅氧烷溶液(3)(21.0g)中添加EC(8.26g)、BCS(16.0g)、MIBK(2.68g)、DIBK(8.03g)、S1(0.126g)、M2(0.252g)和K1(0.076g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(26)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(26)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,实施例6相同的条件(其中,高温高湿槽内的保管为144小时)下进行加速试验。其结果,在元件内未观察到气泡。
<实施例32>
向通过合成例15得到的聚硅氧烷溶液(4)(20.0g)中添加ECS(7.87g)、BCS(10.2g)、MIBK(15.3g)、S2(0.12g)和M2(0.12g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(27)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(27)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
需要说明的是,关于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板),与前述标准试验一起,实施例6相同的条件下进行加速试验。其结果,在元件内可观察到少量的气泡。
<比较例1>
向通过合成例10得到的聚酰胺酸溶液(10)(10.0g)中添加NMP(19.0g)、BCS(10.6g)和MIBK(15.9g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(28)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(28)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例2>
向通过合成例11得到的聚酰亚胺粉末(11)(2.20g)中添加NMP(18.7g)和NEP(4.67g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.34g)和MIBK(14.0g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(29)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(29)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例3>
向通过合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(10.0g)中添加NMP(29.6g)和BCS(15.9g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(30)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(30)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例4>
使用比较例3中得到的液晶取向处理剂(30)和液晶组合物(2),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例5>
向通过合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(2.15g)中添加NMP(31.9g)和NEP(4.56g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.12g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(31)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(31)和液晶组合物(1),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例6>
使用比较例5中得到的液晶取向处理剂(31)和液晶组合物(2),制作以玻璃为基板的液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例7>
向通过合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(2.20g)中添加γ-BL(23.3g)和PGME(14.0g),以70℃搅拌24小时而使其溶解。向该溶液中添加PB(9.34g),以25℃搅拌2小时,从而得到液晶取向处理剂(32)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(32)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例8>
向通过合成例13得到的聚硅氧烷溶液(2)(20.0g)中添加EC(23.2g)和PB(10.2g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(33)。该液晶取向处理剂未观察到浑浊、析出等异常情况,可确认其是均匀的溶液。
使用所得液晶取向处理剂(33)和液晶组合物(1),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
<比较例9>
使用比较例8中得到的液晶取向处理剂(33)和液晶组合物(2),制作以玻璃和塑料为基板的2种液晶表示元件,进行上述的各评价。
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
由上述结果可知:与比较例相比,由实施例的液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜的涂膜均匀性高,即针孔数量少。具体而言,是特定聚合物相同且使用了特定溶剂的实施例与未使用特定溶剂的比较例的对比,即实施例2与比较例3、实施例4与比较例5、实施例6与比较例7、以及实施例28与比较例9的对比。
另外,与比较例相比,使用了由实施例的液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜的液晶表示元件的液晶垂直取向性高,显示出良好的液晶取向性。尤其是,本发明的实施例中,即使在高温槽内长期保管后也未观察到液晶取向性的紊乱。具体而言,是特定聚合物相同且使用了特定溶剂的实施例与未使用特定溶剂的比较例的对比,即实施例2与比较例3、实施例3与比较例4、实施例4与比较例5、实施例5与比较例6、实施例6与比较例7、实施例28与比较例8、以及实施例29与比较例9的对比。尤其是,比较例中,在初期可观察到与针孔相伴的取向缺陷。
进而,与比较例相比,使用了由实施例的液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜的液晶表示元件的液晶层与垂直液晶取向膜的密合性变高。具体而言,是特定聚合物相同且使用了特定溶剂的实施例与未使用特定溶剂的比较例的对比,即实施例2与比较例3、实施例3与比较例4、实施例4与比较例5、实施例5与比较例6、实施例6与比较例7、实施例28与比较例8、和实施例29与比较例9的对比。
与特定侧链结构使用式[2-2]所示结构的情况相比,使用式[2-1]所示的结构时能够获得液晶层与垂直液晶取向膜的密合性变得更高的结果。具体而言,是液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板)的加速试验结果,即实施例6与实施例25、以及实施例26与比较例32的对比。
另外,与本发明的液晶取向处理剂中未导入特定产生剂和特定密合性化合物的情况相比,导入这些特定产生剂和特定密合性化合物时,能够得到液晶层与垂直液晶取向膜的密合性变得更高的结果。具体而言,是液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板)的加速试验结果,即实施例13与实施例14或实施例15、以及实施例30与比较例31的对比。
进而,使用不含特定侧链结构的聚合物时,液晶未发生垂直取向。具体而言,是比较例1和比较例2。
产业上的可利用性
本发明的液晶表示元件可适合地用于逆向型元件,进而,垂直液晶取向膜的涂膜均匀性高、不易发生与收缩和/或针孔等涂膜不良相伴的取向缺陷,因此可用于以表示为目的的液晶显示器、用于控制光的透射和隔绝的调光窗、光闸元件等。
需要说明的是,将2014年3月27日申请的日本专利申请2014-065759号的说明书、权利要求书和摘要的全部内容援引至此,作为本发明说明书的公开内容。

Claims (17)

1.一种液晶表示元件,其特征在于,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件,在所述一对基板之间配置包含利用活性能量射线和热中的至少一者进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,进而,至少一个基板具备使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行所述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,从而得到所述液晶表示元件,所述液晶取向膜包含由液晶取向处理剂得到的液晶取向膜,所述液晶取向处理剂包含下述式[1]所示的溶剂,且包含具有选自由下述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种结构的聚合物,
S1和S2各自独立地表示碳数1~4的烷基,
Y1表示选自单键、-(CH2)a-、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种,其中,a表示1~15的整数;Y2表示单键或-(CH2)b-,其中,b表示1~15的整数;Y3表示选自单键、-(CH2)c-、-O-、-CH2O-、-COO-和-OCO-中的至少1种,其中,c表示1~15的整数;Y4表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团或者具有类固醇骨架的碳数17~51的2价有机基团,所述环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;Y5表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;n表示0~4的整数;Y6表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的至少1种,
-Y7-Y8 [2-2]
Y7表示选自单键、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-和-OCO-中的至少1种键合基团;Y8表示碳数8~22的烷基或碳数6~18的含氟烷基。
2.根据权利要求1所述的液晶表示元件,其中,所述式[1]所示的溶剂为选自2-丁酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮和2,6-二甲基-4-庚酮中的至少1种溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的液晶表示元件,其中,所述聚合物为选自丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷中的至少1种聚合物。
4.根据权利要求3所述的液晶表示元件,其中,所述聚合物是选自由将如下二胺用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,所述二胺具有选自由所述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种侧链。
5.根据权利要求4所述的液晶表示元件,其中,所述二胺为下述式[2]所示的二胺,
Y表示选自由所述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种;n表示1~4的整数。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述聚合物是选自由将下述式[3]所示的第二种二胺用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,
X为选自下述式[3a]~式[3d]所示的结构中的至少1种;m表示1~4的整数,
-(CH2)a-OH [3a] -(CH2)b-COOH [3b]
-X3 [3d]
式[3a]中,a表示0~4的整数;式[3b]中,b表示0~4的整数;式[3c]中,X1和X2各自独立地表示碳数1~12的烃基;式[3d]中,X3表示碳数1~5的烷基。
7.根据权利要求3~6中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述聚合物是选自由将下述式[4]所示的四羧酸成分用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,
Z为选自下述式[4a]~式[4k]所示的结构中的至少1种,
式[4a]中,Z1~Z4各自独立地表示氢原子、甲基、氯原子或苯环;式[4g]中,Z5和Z6各自独立地表示氢原子或甲基。
8.根据权利要求3所述的液晶表示元件,其中,所述聚合物为选自下述聚硅氧烷中的至少1种聚硅氧烷:使下述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷;使式[A1]与包含下述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中的任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷;以及使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷,
(A1)mSi(A2)n(OA3)p [A1]
A1表示选自由所述式[2-1]和式[2-2]所示的结构组成的组中的至少1种;A2表示氢原子或碳数1~5的烷基;A3表示碳数1~5的烷基;m表示1或2的整数;n表示0~2的整数;p表示0~3的整数,其中,m+n+p表示整数4,
(B1)mSi(B2)n(OB3)p [A2]
B1表示具有选自乙烯基、环氧基、氨基、巯基、异氰酸酯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基和肉桂酰基中的至少1种的碳数2~12的有机基团;B2表示氢原子或碳数1~5的烷基;B3表示碳数1~5的烷基;m表示1或2的整数;n表示0~2的整数;p表示0~3的整数,其中,m+n+p表示整数4,
(D1)nSi(OD2)4-n [A3]
D1表示氢原子或碳数1~5的烷基;D2表示碳数1~5的烷基;n表示0~3的整数。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂含有选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮和γ-丁内酯组成的组中的至少1种溶剂。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂含有选自由1-己醇、环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚和二丙二醇二甲醚组成的组中的至少1种溶剂。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂含有选自由环戊酮、环己酮和下述式[S1]~式[S3]所示的溶剂组成的组中的至少1种溶剂,
式[S1]中,T1表示碳数1~3的烷基;式[S2]中,T2表示碳数1~3的烷基;式[S3]中,T3表示碳数1~4的烷基。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂含有选自由光自由基产生剂、光酸产生剂和光碱产生剂组成的组中的至少1种产生剂。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂包含选自由具有下述式[M1]~式[M8]所示结构的化合物组成的组中的至少1种化合物,
式[M4]中,W1表示氢原子或苯环;式[M7]中,W2表示选自苯环、环己烷环和杂环中的至少1种环状基团;W3表示选自碳数1~18的烷基、碳数1~18的含氟烷基、碳数1~18的烷氧基和碳数1~18的含氟烷氧基中的1种。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂包含具有2个以上选自由环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基、环碳酸酯基、羟基、羟基烷基和低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种取代基的化合物。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述基板为塑料基板。
16.一种液晶取向膜,其用于权利要求1~15中任一项所述的液晶表示元件。
17.一种液晶取向处理剂,其用于形成权利要求16所述的液晶取向膜。
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