TW201708507A - 聚合物組成物、液晶配向劑、液晶配向膜、具有該液晶配向膜之基板及具有該液晶配向膜之液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供可有效率地得到配向控制能力安定,使產生的光照射量範圍擴大,具有更高的電壓保持率之液晶配向膜的液晶配向膜製造用之聚合物組成物、具體上為水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜製造用之聚合物組成物。
本發明提供含有(A)至少2種具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物;及(B)有機溶劑之聚合物組成物,且至少2種的聚合物中,1種聚合物具有交聯性基。
Description
本發明係關於液晶配向劑用、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向劑用之聚合物組成物、僅由該組成物所構成、或實質上僅由該組成物所構成或具有該組成物之液晶配向劑、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向劑、由該液晶配向劑所形成之液晶配向膜、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜、具有該液晶配向膜之基板、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用基板、及具有該基板之液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件。
液晶顯示元件已知為輕量、薄型且低耗電的顯示裝置,在近年,實現了可用在大型電視用途使用等注目的發展。液晶顯示元件例如藉由具備電極的透明之一對基板,挾持液晶層而構成。而,在液晶顯示元件,使用由有機材料所構成的有機膜作為液晶配向膜以使液晶在基板間成為期望之配向狀態。
即,液晶配向膜為液晶顯示元件之構成構件,且形成於挾持液晶之基板的與液晶相接之面,在該基板間,扮演使液晶在一定方向配向之角色。而,在液晶配向膜,除了扮演使液晶例如相對於基板於平行方向等、一定方向配向之角色,尚有追求扮演控制液晶的預傾角之角色。如此之液晶配向膜中之控制液晶的配向之能力(以下,稱配向控制能力。)可藉由對構成液晶配向膜之有機膜進行配向處理而得到。
作為賦予配向控制能力用之液晶配向膜的配向處理方法,除以往之摩擦法外,已知有光配向法。光配向法與以往的摩擦法比較,有不需要摩擦,無發塵或靜電產生之虞,即使對表面具有凹凸的液晶顯示元件的基板,亦可施以配向處理之優點。
光配向法具有種種方法,但藉由直線偏光或平行光在構成液晶配向膜之有機膜內形成各向異性,依據其各向異性使液晶配向。
作為光配向法,已知分解型的光配向法、光交聯型或光異構化型的光配向法等。
分解型的光配向法,例如為對聚醯亞胺膜照射偏光紫外線,利用分子構造之紫外線吸收的偏光方向依賴性,產生各向異性的分解,藉由不分解而殘留的聚醯亞胺使液晶配向之手法(例如專利文獻1作為參考)。
光交聯型或光異構化型的光配向法,例如為使用聚乙烯基肉桂酸酯,照射偏光紫外線,在與偏光平行
的2個側鏈之雙鍵部分,產生二聚化反應(交聯反應),在與偏光方向垂直之方向,使液晶配向之手法(例如非專利文獻1作為參考)。又,使用側鏈具有偶氮苯之側鏈型高分子時,照射偏光紫外線,在與偏光平行的側鏈之偶氮苯部,產生異構化反應,在與偏光方向垂直之方向,使液晶配向(例如非專利文獻2作為參考)。進而專利文獻3揭示使用光交聯、光異構化或光弗里斯重排所致之光配向法而得之液晶配向膜。
[專利文獻1]日本專利第3893659號公報
[專利文獻2]日本特開平2-37324號公報
[專利文獻3]WO2014/054785
[非專利文獻1]M. Shadt et al., Jpn. J. Appl. Phys. 31, 2155 (1992).
[非專利文獻2]K. Ichimura et al., Chem. Rev. 100, 1847 (2000).
如上述,光配向法,與作為液晶顯示元件的
配向處理方法之以往利用在工業之摩擦法相比,不需要摩擦步驟,而有很大優點。而,與藉由摩擦而配向控制能力幾乎為一定之摩擦法相比,在光配向法,藉由改變偏光光的照射量而可控制配向控制能力。
然而,光配向法中使用之主成分的配向控制能力若對偏光光的照射量過於敏感,則液晶配向膜的一部份或全體中配向變得不完全,有無法實現安定之液晶的配向之情形。
本發明之目的在於提供以高效率賦予配向控制能力、殘影特性優異的具有水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜之基板及具有該基板之水平電場驅動型液晶顯示元件。
具體上,本發明之目的在於提供可有效率地得到配向控制能力安定,使產生的光照射量範圍擴大,品質佳的液晶配向膜之液晶配向膜製造用之聚合物組成物、具體上為水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜製造用組成物。
又,本發明之目的除上述目的,在於提供具有提升之電壓保持率的水平電場驅動型液晶元件及該元件用之液晶配向膜製造用之聚合物組成物、具體上為水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜製造用組成物。
進一步,本發明之目的,除上述目的以外、或上述目的外尚提供僅由該組成物所構成,或本質上僅由該組成物所構成、或具有該組成物的液晶配向劑、使用該液晶配向
劑製造的液晶配向膜、具有該液晶配向膜之基板、具有該液晶配向膜及/或該基板的液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件。
又,本發明之目的,除上述目的以外、或上述目的外尚提供前述液晶配向膜之製造方法、具有該液晶配向膜之基板之製造方法、具有該液晶配向膜及/或該基板之液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件之製造方法。
本發明者們發現以下之發明。
<1>含有至少2種(A)具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物;及(B)有機溶劑;之聚合物組成物,至少2種的聚合物中,1種聚合物具有交聯性基。
<2>上述<1>中,至少2種的聚合物中,以一者之聚合物(A1)與另一者之聚合物(A2),彼此表現光反應性之構造的量不同為佳。
<3>上述<2>中,聚合物(A1)之表現光反應性之構造的量以比聚合物(A2)之表現光反應性之構造的量多為佳。
<4>上述<1>~<3>任一中,交聯性基為由下述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)(式中,虛線表示鍵結鍵,
R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基)所成群組中選出的至少1種基為佳。
<5>上述<2>~<4>任一中,以聚合物(A1)具有交聯性基為佳。
<6>上述<2>~<5>任一中,聚合物(A1)以再具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基為佳。
<7>上述<2>~<6>任一中,聚合物(A2)以再具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基為佳。
<8>上述<1>~<7>任一中,至少2種的聚合物以各自具有表現光反應性及液晶性之構造、及僅表現液晶性之構造為佳。
<9>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造以由
下述式(1)~(6)
(式中,A、B、D各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;S為碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;T為單鍵或碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;Y2為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;R為羥基、碳數1~6的烷氧基,或與Y1同定義;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;
Cou為香豆素-6-基或香豆素-7-基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;q1與q2,一者為1而另一者為0;q3為0或1;P及Q,各自獨立,為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基;但,X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-時,-CH=CH-鍵結側的P或Q為芳香環,P之數為2以上時,P彼此可為相同或相異,Q之數為2以上時,Q彼此可為相同或相異;l1為0或1;l2為0~2的整數;l1與l2皆為0時,T為單鍵時,A亦為單鍵;l1為1時,T為單鍵時,B亦為單鍵;H及I,各自獨立,為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、及彼等組合所選出的基。)
所成群組中選出的任1種構造為佳。
<10>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造以由下述式(7)~(10)
(式中,A、B、D各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,
鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數;m為0~2的整數,m1、m2為1~3的整數;n為0~12的整數(但是n=0時,B為單鍵);Y2為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;R為羥基、碳數1~6的烷氧基,或與Y1同定義)
所成群組中選出的任1種構造為佳。
<11>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造以由下述式(11)~(13)
(式中,A,各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數,m為0~2的整數,m1為1~3的整數;R為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫
原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代、或為羥基或者碳數1~6的烷氧基)所成群組中選出的任1種構造為佳。
<12>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造以下述式(14)或(15)
(式中,A各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為
氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;l為1~12的整數,m1、m2為1~3的整數)所表示之構造為佳。
<13>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造,以下述式(16)或(17)(式中,A為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數,m為0~2的整數)所表示之構造為佳。
<14>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造以下述式(18)或(19)
(式中,A、B各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;q1與q2,一者為1而另一者為0;l為1~12的整數,m1、m2為1~3的整數;R1為氫原子、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基)所成群組中選出的任1種構造為佳。
<15>上述<1>~<8>中之表現光反應性之構造、尤其<8>中之表現光反應性及液晶性之構造以下述式(20)(式中,A為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數,m為0~2的整數)所表示之構造為佳。
<16>上述<8>~<15>任一中,僅表現液晶性之構造以下述式(21)~(31)
(式中,A及B與上述同定義;Y3為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、及碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;R3為氫原子、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、碳數5~8的脂環式烴、碳數1~12的烷基、或碳數1~12的烷氧基;q1與q2,一者為1而另一者為0;l為1~12的整數,m為0到2的整數,但是,式(23)~(24)中,全部m的合計為2以上,式(25)~(26)中,全部m的合計為1以上,m1、m2及m3,各自獨立,為1~3的整數;R2為氫原子、-NO2、-CN、鹵素基、1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、及碳數5~8的脂環式
烴、及、烷基、或烷基氧基;Z1、Z2為單鍵、-CO-、-CH2O-、-CH=N-、-CF2-)所成群組中選出的任1種構造為佳。
<17>上述<2>~<16>任一中,以聚合物(A1)之
表現光反應性之構造的量,當聚合物(A1)之表現光反應性之構造與表現液晶性之構造的合計為100莫耳%時,為α莫耳%(α為15以上、較佳為15~100、更佳為20~80)、聚合物(A2)之表現光反應性之構造的量,當前述聚合物(A2)之表現光反應性之構造與表現液晶性之構造為100莫耳%時,為0.95α莫耳%以下,較佳為0.1α~0.8α莫耳%、更佳為0.25α~0.5α莫耳%為佳。
<18>上述<2>~<17>任一中,以聚合物(A1)之重量平均分子量為β(β為3萬以上、較佳為3萬~30萬、更佳為4萬~20萬、再佳為6萬~15萬),聚合物(A2)之重量平均分子量為0.1β~0.9β、較佳為0.2β~0.8β、更佳為0.3β~0.7β為佳。
<19>上述<2>~<18>任一中,以聚合物(A1)與聚合物(A2)之合計重量為100wt%,則聚合物(A1)為20~95wt%、較佳為50~90wt%、更佳為60~80wt%為佳。
<20>上述<1>~<19>任一中,至少2種的聚合物以具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);而形成者為佳。
<21>上述<20>中,單體(M1)以具有上述式(1)~(20)之任一所表示之構造者為佳。
<22>上述<20>或<21>中,單體(M2)以具有上述式(21)~(31)所表示之構造為佳。
<23>上述<20>~<22>任一中,單體(M1)以由
下述式MA1、MA3、MA4、MA5、MA14、MA16~MA23、MA25、MA28~MA30、MA32、MA34、MA36、MA38~MA42、MA44及MA46所成群組中選出的至少1種為佳。
<24>上述<20>~<23>任一中,單體(M2)以由下述式MA2、MA9~MA13、MA15、MA24、MA26、MA27、MA31、MA35、MA37、MA43及MA45所成群組中選出的至少1種為佳。
<25>上述<1>~<24>任一中,聚合物(A1)以具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);
(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);及(M-3)具有由式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)(式中,虛線表示鍵結鍵,R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基)所成群組中選出的至少1種基之單體(M3);而形成為佳。
<26>上述<25>中,(M-3)單體(M3)以具有下述式(0)
(式(0)中,A、B各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;S為碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;T為單鍵或碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;
X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;P及Q,各自獨立,為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基;但,X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-時,-CH=CH-鍵結側的P或Q為芳香環;l1為0或1;l2為0~2的整數;l1與l2皆為0時,T為單鍵時,A亦為單鍵;l1為1時,T為單鍵時,B亦為單鍵;G為由下述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)(式中,虛線表示鍵結鍵,R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基)所選出的基)
所表示之構造者為佳。
<27>上述<25>或<26>中,聚合物(A1)以具有(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成者為佳。
<28>上述<1>~<27>任一中,聚合物(A2)以具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);及(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成者為佳。
<29>上述<27>或<28>中,(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4)以下述式MA6~MA8、及MA33所成群組中選出的至少1種為佳。
<30>上述<25>~<29>任一中,單體(M1)與單體(M2)之合計為100莫耳%時,聚合物(A1)以單體(M1)為α莫耳%(α為15以上、較佳為15~100、更佳為20~80),且其餘為單體(M2)之方式形成,
聚合物(A2)以單體(M1)為0.95α莫耳%以下,較佳為0.1α~0.8α莫耳%、更佳為0.25α~0.5α莫耳%,且其餘為單體(M2)之方式形成者為佳。
<31>具有上述<1>~<30>的任一之聚合物組成物的液晶配向劑。
<32>由上述<31>的液晶配向劑所形成之液晶配向膜。
<33>藉由具有[I]將上述<1>~<30>之聚合物組成物塗佈於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,形成塗膜之步驟;[II]對[I]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;及[III]加熱[II]所得到的塗膜之步驟;而得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜的液晶配向膜之製造方法。
<34>具有上述<32>的液晶配向膜之基板。
<35>藉由具有[I]將上述<1>~<30>的任一之聚合物組成物塗佈於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,形成塗膜之步驟;[II]對[I]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;及[III]加熱[II]所得到的塗膜之步驟;而得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜之具有液晶配向膜之基板之製造方法。
<36>具有上述<34>的基板之液晶顯示元件。
<37>藉由具有準備上述<34>的基板(第1基板)之步
驟;藉由具有[I’]於第2基板上塗佈請求項1~26中任1項記載之聚合物組成物而形成塗膜之步驟;[II’]對[I’]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;[III’]加熱[II’]所得到的塗膜之步驟;而得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜之得到具有前述液晶配向膜之第2基板的步驟;及[IV]介隔液晶以前述第1及第2基板的液晶配向膜相對向之方式,對向配置前述第1及第2基板而得到液晶顯示元件之步驟;而得到液晶顯示元件之液晶顯示元件之製造方法。
根據本發明,可提供以高效率賦予配向控制能力、殘影特性優異的具有水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜之基板及具有該基板之水平電場驅動型液晶顯示元件。
具體上,根據本發明,可提供可有效率地得到配向控制能力安定,使產生的光照射量範圍擴大,品質佳的液晶配向膜之液晶配向膜製造用之聚合物組成物、具體上為水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜製造用組成物。
又,根據本發明,除上述效果,尚提供具有提升之電壓保持率的水平電場驅動型液晶元件及該元件用之液晶配
向膜製造用之聚合物組成物、具體上為水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜製造用組成物。
進一步,根據本發明,上述效果以外、或除上述效果尚可提供僅由該組成物所構成,或實質上僅由該組成物所構成、或具有該組成物的液晶配向劑、使用該液晶配向劑製造的液晶配向膜、具有該液晶配向膜之基板、具有該液晶配向膜及/或該基板的液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件。
又,根據本發明,上述效果以外、或除上述效果尚可提供前述液晶配向膜之製造方法、具有該液晶配向膜之基板之製造方法、具有該液晶液晶配向膜及/或該基板之液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件之製造方法。
本發明之液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件,因為高效率地被賦予配向控制能力,即使長時間連續驅動亦不損及顯示特性。
又,根據本發明,上述效果以外、或除上述效果尚可提供在液晶配向膜界面中吸附液晶中之離子性雜質,具有提升之電壓保持率的液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶元件及該元件用之液晶配向膜。
本發明提供,液晶配向劑用、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向劑用之聚合物組成物。
又,本發明提供,僅由該組成物所構成,或實質上僅由該組成物所構成或具有該組成物的液晶配向劑、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向劑。
進一步,本發明提供,該液晶配向劑所形成之液晶配向膜、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向膜、具有該液晶配向膜之基板、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用基板、及具有該基板之液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件。
以下,依序詳細說明。
本發明提供,液晶配向劑用、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用液晶配向劑用之聚合物組成物。
本發明之聚合物組成物具有至少2種(A)具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物;及(B)有機溶劑。
又,至少2種的聚合物中,1種聚合物具有交聯性基。
進一步,至少2種的聚合物中,一者之聚合物(A1)與另一者之聚合物(A2)彼此表現光反應性之構造的量不同。尤其一者之聚合物(A1)之表現光反應性之構造的量比另一者之聚合物(A2)之表現光反應性之構造的量多為佳。
本說明書中,交聯性基係指與羧基可因熱而交聯之取代基。
至少2種的聚合物中,藉由1種聚合物具有交聯性基,使聚合物組成物形成液晶配向膜時,可對該液晶配向膜賦予電壓保持率(VHR)等之高信賴性。此認為係因為作成液晶配向膜時,交聯性基具有交聯劑般作用,而膜密度提升,降低離子性雜質溶出至液晶。
作為交聯性基,可舉例如環氧基、氧雜環丁烷基、封閉型異氰酸酯基、硫雜丙環基、硫雜環丁烷基等,但不限於此等。
具體上,交聯性基,例如,以下述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)所成群組中選出的至少1種基為佳。
式中,虛線表示鍵結鍵,R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基。
以聚合物之一部份側鏈的末端具有交聯性基為佳。
又,交聯性基以至少具有於表現光反應性之構造的量相對多的聚合物、即聚合物(A1)為佳。又,交聯性基以實質上不含有於表現光反應性之構造的量相對少的聚合物、即聚合物(A2)為佳。
本發明之至少2種的聚合物中,以至少1種聚合物再含有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基者為佳。又,至少2種的聚合物之兩者亦可再具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基。此時,各聚合物可具有各自可為相同或相異的含氮芳香族雜環基等。
含氮芳香族雜環以含有至少1個由下述式[20a]、式[20b]及式[20c](式中,Z2為碳數1~5之直鏈或分枝烷基)所成群組中選出的構造、較佳為含有1個~4個該構造的芳香族環式烴為佳。
具體上,可舉例如吡咯環、咪唑環、噁唑
環、噻唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、喹啉環、吡唑啉環、異喹啉環、咔唑環、嘌呤環、噻二唑環、噠嗪環、吡唑啉環、三嗪環、吡唑烷環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹啉環、菲繞啉環、吲哚環、喹喔啉環、苯並噻唑環、硫代二苯胺環、噁二唑環、吖啶環等。進而此等含氮芳香族雜環的碳原子中,可具有含雜原子之取代基。
此等中,例如以吡啶環為佳。
至少2種的聚合物中,藉由1種聚合物具有由含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所選出的基,可使電壓保持率(VHR)等之信賴性更提高。認為此係因此等之基捕捉離子性雜質。
至少2種的聚合物,以各自具有表現光反應性及液晶性之構造、及僅表現液晶性之構造為佳。又,本說明書中,「僅表現液晶性之構造」之「僅液晶性」係指考量「光反應性」與「液晶性」時使用之用語,將不表現「光反應性」但表現「液晶性」以「僅」之用語表現。
本說明書中,「表現光反應性之構造」係指在某波長範圍的光,尤其在250nm~400nm的波長範圍的光進行反應之構造,例如以聚合物側鏈具有該構造為佳。
又,本說明書中,「光反應性」雖不特別限定,係指
與光反應,顯示交聯反應、異構化反應、或光弗里斯重排,較佳為顯示交聯反應者為佳。使用具有「表現光反應性之構造」之聚合物時,即使暴露於熱等之外部壓力,可長期間安定地維持已實現之配向控制能力。
本說明書中,「表現液晶性之構造」係指在某溫度範圍,尤其在100~300℃的溫度範圍顯示液晶性之構造,例如以聚合物之側鏈具有液晶元基或液晶元成分之構造為佳。
使用具有「表現液晶性之構造」之聚合物時,將該聚合物作為液晶配向膜時,可得到安定的液晶配向。
該聚合物之構造,例如以具有主鏈與鍵結於其之側鏈,且該側鏈為具有「表現光反應性之構造」及「表現液晶性之構造」者為佳。又,「表現光反應性之構造」與「表現液晶性之構造」可存在於相同側鏈、或相異側鏈。較佳為於某側鏈具備表現光反應性及液晶性之構造,且於另外側鏈具備僅表現液晶性之構造般聚合物。
有「表現光反應性之構造」與「表現液晶性之構造」存在於相同側鏈之情形、側鏈具有聯苯基、聯三苯基、苯基環己基、苯基苯甲酸酯基、偶氮苯基等之液晶元成分與鍵結於先端部的感應光顯現交聯反應或異構化反應之「表現光反應性之構造」之情形、該側鏈亦為「表現液晶性之構造」之液晶元成分且具有「表現光反應性之構造」之進行光弗里斯重排反應之苯基苯甲酸酯基的構造之情形等。
本發明之至少2種的聚合物之主鏈的具體例
方面,雖不特別限定,以各自獨立,由烴、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所構成群組中選出的至少1種所構成者為佳。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及液晶性之構造以由式(1)~(6)所成群組中選出的任1種所表示之構造為佳。又,式中,A、B、D、S、Y1、Y2、R、X、Cou、q1與q2、q3、P及Q、l1、l2、H、以及I具有與上述相同定義。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及液晶性之構造,以由式(7)~(10)所成群組中選出的任1種所表示之構造為佳。又,式中,A、B、D、Y1、X、l、m、m1、m2、n、Y2、及R具有與上述相同定義。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及液晶性之構造,以由式(11)~(13)所成群組中選出的任1種所表示之構造為佳。又,式中,A、X、l、m、m1及R具有與上述相同定義。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及
液晶性之構造,以式(14)或(15)所表示之構造為佳。又,式中,A、Y1、l、m1、m2具有與上述相同定義。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及液晶性之構造,以式(16)或(17)所表示之構造為佳。又,式中,A、X、l、m具有與上述相同定義。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及液晶性之構造,以式(18)或(19)所表示之構造為佳。又,式中,A、B、Y1、q1、q2、l、m1、m2、R1具有與上述同定義。
表現光反應性之構造、尤其表現光反應性及液晶性之構造,以式(20)所表示之構造為佳。又,式中,A、Y1、X、l及m具有與上述相同定義。
僅表現液晶性之構造,以由式(21)~(31)所成群組中選出的任1種所表示之構造為佳。又,式中,A、B、Y3、R3、q1、q2、l、m、m1、m2、m3、R2、Z1、Z2具有與上述相同定義。
至少2種的聚合物之各自中,表現光反應性之構造與僅表現液晶性之構造之合計為100莫耳%時,聚合物(A1)之表現光反應性之構造的量為α莫耳%(α為15以上、較佳為15~100、更佳為20~80),聚合物(A2)之表現光反應性之構造的量以比聚合物(A1)之表現光反應性之構造的量少者為佳,具體上為0.95α莫耳%以下,較佳為0.1α~0.8α莫耳%、更佳為0.25α~0.5α莫耳%。
認為係藉由使用表現光反應性之構造的量相異的聚合物,而具有下述般作用者。即,藉由表現光反應性之構造相對多的聚合物(聚合物(A1)),決定紫外線照射所致之配向性。另一方面,表現光反應性之構造相對少,但表現液晶性之構造相對多的聚合物(聚合物(A2)),依據聚合物(A1)決定的配向性進行配向。至少2種的聚合物中,各聚合物分擔各自具有的作用,且可有效發揮該作用。
又,至少2種的聚合物中,以一者的重量平均分子量為β(β為3萬以上、較佳為3萬~30萬、更佳為4萬~20萬、再佳為6萬~15萬),另一者的重量平均分子量為0.1β~0.9β、較佳為0.2β~0.8β、更佳為0.3β~0.7β為佳。
又,本說明書中,未特別記載時,重量平均分子量為
以GPC(Gel Permeation Chromatography)法測定者。
尤其,以表現光反應性之構造的量相對多的聚合物(A1),其重量平均分子量為β(β為3萬以上、較佳為3萬~30萬、更佳為4萬~20萬、再佳為6萬~15萬),表現光反應性之構造的量相對少的聚合物(A2),其重量平均分子量為0.1β~0.9β、較佳為0.2β~0.8β、更佳為0.3β~0.7β為佳。
藉由使用至少2種具有不同重量平均分子量的聚合物,使該聚合物形成為液晶配向膜時,重量平均分子量大的聚合物有形成於液晶配向膜的相對下層(相對靠近基板之層)之傾向,另一方面,重量平均分子量小的聚合物有形成於液晶配向膜的相對上層(相對遠離基板之層)之傾向。
認為係藉由具有如此之構成,而達成下述般作用者。
即,表現光反應性之構造相對多且重量平均分子量大的聚合物(A1),形成於液晶配向膜的相對下層(相對靠近基板之層)。另一方面,表現光反應性之構造相對少且重量平均分子量小的聚合物(A2)形成於液晶配向膜的相對上層(相對遠離基板之層)。在該狀況,照射偏光紫外線,則相對下層(相對靠近基板之層)之聚合物(A1)依據偏光紫外線而進行配向。另一方面,認為相對上層(相對遠離基板之層)之聚合物(A2)為產生沿著聚合物(A1)之配向而配向之作用者。
以聚合物(A1)與聚合物(A2)之合計重量為100wt%,則聚合物(A1)為20~95wt%、較佳為50~90wt%、更佳為60~80wt%,而,聚合物(A2)為其餘者為佳。
聚合物(A1)與聚合物(A2),在上述3個特性,即,「表現光反應性之構造的量」、「重量平均分子量」、及「重量比」中,以具備2個以上之特性、較佳為具備全部3個特性者為佳。
本發明之至少2種的聚合物為具有上述構成者,則其製造方法不特別限定。
例如,本發明之至少2種的聚合物以具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);而形成者為佳。
具體上,聚合物(A1)以具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);及(M-3)具有交聯性基的單體、具體上為具有由上述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)所成群組中選出的至少1種基之單體(M3)、更具體上為具有下述式(0)(式(0)中,A、B、S、T、X、P、Q、l1、l2、G具有與上述相同定義)所表示之構造之單體;
而形成者為佳。
又,聚合物(A1)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基時,該聚合物(A1)以再具有(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成者為佳。
聚合物(A2)以具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);而形成者為佳。
又,聚合物(A2)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基時,該聚合物(A2)以再具有
(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成者為佳。
又,聚合物(A2)具有交聯性基時,該聚合物(A2)可再具有上述(M-3)單體(M3)而形成。
又,聚合物(A1)及聚合物(A2)除上述單體以外,在不損及光反應性及/或液晶性之表現能力範圍,可藉由具有其他的單體共聚合而形成。
同上述,本發明之至少2種的聚合物以具有單體(M1)及單體(M2)而形成,但單體(M1)及單體(M2)之合計為100莫耳%時,至少2種的聚合物中之聚合物(A1),以單體(M1)為α莫耳%(α為15以上、較佳為15~100、更佳為20~80)且其餘為單體(M2)之方式形成為佳。
又,聚合物(A2),以單體(M1)為0.95α莫耳%以下,較佳為0.1α~0.8α莫耳%、更佳為0.25α~0.5α莫耳%且其餘為單體(M2)之方式形成為佳。
又,聚合物(A1)及聚合物(A2)中使用之單體(M1)及單體(M2)以互為共通者為佳。
本發明之至少2種的聚合物以具有上述具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);而形成、具體上藉由共聚合而得者為佳。
具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1),係指形成聚合物時,於聚合物之側鏈部位可形成具有表現光反應性及液晶性之構造之聚合物的單體。
於側鏈部位表現光反應性之構造,以下述構造及其衍生物為佳。
單體(M1)之更具體例方面,以具有烴、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所構成群組中選出的至少1種所構成的聚合性基、與上述式(1)~(6)之至少1種所構成的表現光反應性及液晶性之構造、較佳為例如,上述式(7)~(10)之至少1種所構成的表現光反應性及液晶性之構造、上述式(11)~(13)之至少1種所構成的表現光反應性及液晶性之構造、上述式(14)或(15)所表示之表現光反應性及液晶性之構造、上述式(16)或(17)所表示之表現光反應性及液晶
性之構造、上述式(18)或(19)所表示之表現光反應性及液晶性之構造、上述式(20)所表示之表現光反應性及液晶性之構造之構造為佳。
單體(M1)以下述式MA1、MA3、MA4、MA5、MA14、MA16~MA23、MA25、MA28~MA30、MA32、MA34、MA36、MA38~MA42、MA44及MA46、以及、彼等之化合物中作為聚合性基具有甲基丙烯酸酯的化合物之聚合性基被丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯及矽氧烷所構成群組中選出的聚合性基取代的化合物所成群組中選出的至少1種為佳。尤其單體(M1),以作為聚合性基,具有(甲基)丙烯酸酯者為佳,較佳為例如側鏈的末端為COOH。
又,MA1~MA46可如下述合成。
MA1可依據專利文獻(WO2011-084546)記載之合成法進行合成。
MA2可依據專利文獻(日本特開平9-118717)記載之合成法進行合成。
MA3依據非專利文獻(Macromolecules 2002,35,706-713)記載之合成法進行合成。
MA4可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA5可依據專利文獻(日本特開2010-18807)記載之合成法進行合成。
MA6~MA9可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA10可使用能以市售購入的M6BC(綠化學股份公司製)。
MA11~13可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA14~18可使用可以市售購入的分別為M4CA、M4BA、M2CA、M3CA、及M5CA(此等全部係綠化學股份公司製)。
MA19~23可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA24可依據非專利文獻(Polymer Journal,Vol.29,No.4,pp303-308(1997))記載之合成方法進行合成。
MA25可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA26及MA27各自可依據非專利文獻(Macromolecules(2012),45(21),8547-8554)、非專利文獻(Liquid Crystals(1995),19(4),433-40)記載之合成方法進行合成。
MA28~33可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA34~39可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA40及41可依據專利文獻(特表2009-511431號)記載之合成方法進行合成。
MA42可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
MA43可依據專利文獻(WO2012-115129)記載之合成方法進行合成。
MA44可依據專利文獻(WO2013-133078)記載之合成方法進行合成。
MA45可依據專利文獻(WO2008-072652)記載之合成方法進行合成。
MA46可依據專利文獻(WO2014/054785)記載之合成方法進行合成。
具有僅表現液晶性之構造之單體(M2)係指來自該單體之聚合物表現液晶性,該聚合物可在側鏈部位形成液晶元
基之單體。
側鏈所具有的液晶元基,可為聯苯基或苯基苯甲酸酯等之單獨成為液晶元構造之基,亦可為安息香酸等般藉由側鏈彼此進行氫鍵結而成為液晶元構造之基。側鏈所具有的液晶元基,以下述構造為佳。
具有僅表現液晶性之構造之單體(M2)之更具體例方面,以具有烴、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所構成群組中選出的至少1種所構成的聚合性基、與上述式(21)~(31)之至少1種所構成的構造的構造為佳。
單體(M2)以上述式MA2、MA9~MA13、MA15、MA24、MA26、MA27、MA31、MA35、MA37、
MA43及MA45、以及彼等之化合物中作為聚合性基具有甲基丙烯酸酯的化合物之聚合性基被丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯及矽氧烷所構成群組中選出的聚合性基取代的化合物所成群組中選出的至少1種為佳。尤其、單體(M2)以作為聚合性基,具有(甲基)丙烯酸酯者為佳、較佳為例如側鏈的末端為COOH者。
上述般,聚合物(A1)、或依期望之聚合物(A2)以具有(M-3)具有交聯性基的單體、具體上為具有下述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)所成群組中選出的至少1種基的單體(M3)、更具體上為具有下述式(0)所表示之構造的單體;而形成者為佳。
具有上述式(0)所表示之構造的單體之更具體例方面,以具有烴、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所構成群組中選出的至少1種所構成的聚合性基、與上述式(0)所表示之構造者為佳。
如此之單體中,具有環氧基的單體,具體上可舉例如縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、(3,4-環氧基環己基)甲基(甲基)丙烯酸酯、烯丙基縮水甘油基醚等之化合物,其中,可舉例如縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、(3,4-環氧基環己基)甲基(甲基)丙烯酸酯、3-乙烯基-7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷、1,2-環氧基-5-己烯、1,7-辛二烯單環氧化物等。
具有硫雜丙環之單體方面,具體上可舉例如上述具有環氧基的單體之環氧基構造取代為硫雜丙環者等。
具有氮丙啶之單體方面,具體上可舉例如上述具有環氧基的單體之環氧基構造取代為氮丙啶或1-甲基氮丙啶者等。
具有氧雜環丁烷基之單體方面,例如具有氧雜環丁烷基之(甲基)丙烯酸酯等。如此之單體中,可舉例如3-(甲基丙烯醯氧基甲基)氧雜環丁烷、3-(丙烯醯基氧基甲基)氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-3-甲基-氧雜環丁烷、3-(丙烯醯基氧基甲基)-3-甲基-氧雜環丁烷、3-
(甲基丙烯醯氧基甲基)-3-乙基-氧雜環丁烷、3-(丙烯醯基氧基甲基)-3-乙基-氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯基氧基甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-2-苯基-氧雜環丁烷、3-(丙烯醯基氧基甲基)-2-苯基-氧雜環丁烷、2-(甲基丙烯醯氧基甲基)氧雜環丁烷、2-(丙烯醯基氧基甲基)氧雜環丁烷、2-(甲基丙烯醯氧基甲基)-4-三氟甲基氧雜環丁烷、2-(丙烯醯基氧基甲基)-4-三氟甲基氧雜環丁烷為佳、3-(甲基丙烯醯氧基甲基)-3-乙基-氧雜環丁烷、3-(丙烯醯基氧基甲基)-3-乙基-氧雜環丁烷等。
具有硫雜環丁烷基之單體方面,以例如具有氧雜環丁烷基之單體之氧雜環丁烷基取代為硫雜環丁烷基的單體為佳。
具有吖丁啶基之單體方面,以例如具有氧雜環丁烷基之單體之氧雜環丁烷基取代為吖丁啶基的單體為佳。
上述中,由取得性等之觀點,以具有環氧基的單體與具有氧雜環丁烷基之單體為佳、具有環氧基的單體更佳。其中,由取得性之觀點,以縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯為佳。
上述般,聚合物(A1)或聚合物(A2)依期望,以具有(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所
成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成者為佳。
含氮芳香族雜環,以含有至少1個下述式[20a]、式[20b]及式[20c](式中,Z2為碳數1~5之直鏈或分枝烷基)所成群組中選出的構造,較佳為含有1個~4個該構造之芳香族環式烴為佳。
具體上,可舉例如吡咯環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、喹啉環、吡唑啉環、異喹啉環、咔唑環、嘌呤環、噻二唑環、噠嗪環、吡唑啉環、三嗪環、吡唑烷環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹啉環、菲繞啉環、吲哚環、喹喔啉環、苯並噻唑環、硫代二苯胺環、噁二唑環、吖啶環等。進而此等含氮芳香族雜環的碳原子中,可具有含雜原子之取代基。
此等中,例如以吡啶環為佳。
聚合物(A1)或聚合物(A2)藉由具有由含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所選出的基,將本發明之聚合物組成物作為液晶配向膜時,降低離子性雜質的溶出,同時促進上述交聯性基之交聯反應、更具體上為上述式(0)所表示之基之交聯反應,故可得到耐久性更高的液
晶配向膜。製造具有由含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所選出的基之聚合物時,將單體(M4)與上述單體(M1)及單體(M2)、期望之單體(M3)共聚合即可。
作為單體(M4),以具有烴、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所構成群組中選出的至少1種所構成的聚合性基、與具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基之構造者為佳。醯胺基及胺基甲酸酯基之NH可經取代或不經取代。可經取代時的取代基方面,可舉例如烷基、胺基之保護基、苄基等。
如此之單體中,具有含氮芳香族雜環基的單體,具體上可舉例如2-(2-吡啶基羰基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(3-吡啶基羰基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(4-吡啶基羰基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯等。
具有醯胺基或胺基甲酸酯基的單體方面,具體上可舉例如2-(4-甲基哌啶-1-基羰基胺基)乙基(甲基)丙烯酸酯、4-(6-甲基丙烯醯氧基己基氧基)安息香酸N-(第三丁基氧基羰基)哌啶-4-基酯、4-(6-甲基丙烯醯氧基己基氧基)安息香酸2-(第三丁基氧基羰基胺基)乙基酯等。
(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4),以下述式MA6~MA8、及MA33、以及、彼等之化合物中作為聚合性基具有甲基丙烯酸酯的化合物之聚合性基被丙烯酸
酯、衣康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-伸甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯及矽氧烷所構成群組中選出的聚合性基取代的化合物所成群組中選出的至少1種為佳。
上述般,在不損及光反應性及/或液晶性之表現能力範圍,可與其他的單體共聚合。
其他的單體方面,例如工業上可取得之可進行自由基聚合反應的單體。
其他的單體的具體例方面,例如不飽和羧酸、丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來醯亞胺化合物、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯化合物及乙烯基化合物等。
作為不飽和羧酸的具體例,可舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、馬來酸酯、富馬酸等。
丙烯酸酯化合物方面,例如,甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、異丙基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、萘基丙烯酸酯、蒽基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、tert-丁基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、3-甲氧基丁基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基丙烯酸酯、8-甲基-8-三環癸基丙烯酸酯、及、8-乙基-8-三環癸基丙烯酸酯等。
甲基丙烯酸酯化合物方面,例如,甲基甲基丙烯酸酯、乙基甲基丙烯酸酯、異丙基甲基丙烯酸酯、苄基甲基丙烯酸酯、萘基甲基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、蒽基甲基甲基丙烯酸酯、苯基甲基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、tert-丁基甲基丙烯酸酯、環己基甲基丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、四氫糠基甲基丙烯酸酯、3-甲氧基丁基甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、8-甲基-8-三環癸基甲基丙烯
酸酯、及、8-乙基-8-三環癸基甲基丙烯酸酯等。
乙烯基化合物方面,例如,乙烯基醚、甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、2-羥基乙基乙烯基醚、苯基乙烯基醚、及、丙基乙烯基醚等。
苯乙烯化合物方面,例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
馬來醯亞胺化合物方面,例如,馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、及N-環己基馬來醯亞胺等。
關於本發明之至少2種的聚合物之製造方法,不特別限定,可利用工業上廣泛使用的方法。具體上,可藉由利用上述具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及具有僅表現液晶性之構造之單體(M2)、依期望之具有交聯性基的單體(M3)、及、再依期望之具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基的單體(M4)之乙烯基的陽離子聚合或自由基聚合、陰離子聚合來製造。在此等中,由反應控制難易等之觀點,以自由基聚合特別佳。
自由基聚合之聚合起始劑方面,可使用自由基聚合起始劑、或可逆的加成-開裂型連鏈移動(RAFT)聚合試藥等之習知化合物。
自由基熱聚合起始劑為藉由在分解溫度以上進行加熱,產生自由基之化合物。如此之自由基熱聚合起始劑方面,例如酮過氧化物類(甲基乙基酮過氧化物、環
己酮過氧化物等)、二醯基過氧化物類(乙醯基過氧化物、苯甲醯基過氧化物等)、氫過氧化物類(過氧化氫、tert-丁基過氧化氫、異丙苯氫過氧化物等)、二烷基過氧化物類(二-tert-丁基過氧化物、二異丙苯基過氧化物、二月桂醯過氧化物等)、過氧基縮酮類(二丁基過氧基環己烷等)、烷基過酸酯類(過氧基新癸烷酸-tert-丁基酯、過氧基新戊酸-tert-丁基酯、過氧基2-乙基環己烷酸-tert-戊基酯等)、過硫酸鹽類(過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等)、偶氮系化合物(偶氮二異丁腈、及2,2'-二(2-羥基乙基)偶氮二異丁腈等)。如此之自由基熱聚合起始劑,可1種單獨使用或者2種以上組合使用。
自由基光聚合起始劑,為藉由光照射開始自由基聚合之化合物,則不特別限定。如此之自由基光聚合起始劑方面,可舉例如二苯甲酮、米氏酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、呫噸酮、噻噸酮、異丙基呫噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-乙基蒽醌、苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基-4’-異丙基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮、異丙基安息香醚、異丁基安息香醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、樟腦醌、苯蒽酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1、4-二甲基胺基安息香酸乙基酯、4-二甲基胺基安息香酸異戊基酯、4,4’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,4,4’-三(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、2-(4’-甲
氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(2’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(2’-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4’-戊基氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、4-[p-N,N-二(乙氧基羰基甲基)]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(2’-氯苯基)-s-三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(4’-甲氧基苯基)-s-三嗪、2-(p-二甲基胺基苯乙烯基)苯噁唑、2-(p-二甲基胺基苯乙烯基)苯噻唑、2-巰基苯並噻唑、3,3’-羰基雙(7-二乙基胺基香豆素)、2-(o-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’雙(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、3-(2-甲基-2-二甲基胺基丙醯基)咔唑、3,6-雙(2-甲基-2-嗎啉代丙醯基)-9-n-十二烷基咔唑、1-羥基環己基苯基酮、雙(5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦、3,3’,4,4’-四(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(t-己基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’-二(甲氧基羰基)-4,4’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,4’-二(甲氧基羰基)-4,3’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、4,4’-二(甲氧基羰基)-3,3’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2-(3-甲基-3H-苯並噻唑-2-叉)-1-萘-2-基-乙酮、或2-(3-甲基-1,3-苯並噻唑-2(3H)-叉)-1-(2-苯甲醯基)乙酮等。此等之
化合物可單獨使用或混合2種以上使用。
自由基聚合法,不特別限定,可使用乳化聚合法、懸濁聚合法、分散聚合法、沈澱聚合法、塊狀聚合法、溶液聚合法等。
作為將具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及具有僅表現液晶性之構造之單體(M2)、依期望之具有交聯性基的單體(M3)、及再依期望之具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基的單體(M4)共聚合而各自得到本發明之至少2種的聚合物之反應所用之有機溶劑方面,為溶解生成的聚合物者,則不特別限定。其具體例如以下。
N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、四甲基尿素、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、異丙基醇、甲氧基甲基戊醇、二戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯
單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、二異丁烯、戊基乙酸酯、丁基丁酸酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、二噁烷、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、環己酮、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、乳酸甲基酯、乳酸乙基酯、乙酸甲基酯、乙酸乙基酯、乙酸n-丁基酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲基酯、丙酮酸乙基酯、3-甲氧基丙酸甲基酯、3-乙氧基丙酸甲基乙基酯、3-甲氧基丙酸乙基酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙基酯、3-甲氧基丙酸丁基酯、二甘醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺等。
此等有機溶劑可單獨使用或混合使用。進而即使為不溶解生成之聚合物的溶劑,在生成之聚合物不析出範圍,可與上述有機溶劑混合使用。
又,自由基聚合中,有機溶劑中之氧,成為阻礙聚合反應之原因,故有機溶劑以使用盡可能經脫氣者為佳。
自由基聚合時之聚合溫度,可選擇30℃~150℃的任意的溫度,但較佳為50℃~100℃的範圍。又,反應雖可在任意濃度進行,但濃度過低則變得難以得到高分子量之聚合物,濃度過高則反應液的黏性變得過高,變得難均勻攪拌,故單體濃度較佳為1質量%~50質量%、更佳為5質量%~30質量%。反應初期可以高濃度進行,之
後,再追加有機溶劑。
上述自由基聚合反應中,自由基聚合起始劑的比率比單體多,則得到的高分子之分子量變小,少則得到的高分子之分子量變大,故自由基起始劑的比率相對聚合之單體而言,以0.1莫耳%~10莫耳%為佳。又聚合時亦可追加各種單體成分或溶劑、起始劑等。
由上述反應得到的反應溶液,回收生成的聚合物時,將反應溶液投入於貧溶劑後,使彼等聚合物沈澱即可。沈澱所用之貧溶劑方面,可舉例如甲醇、丙酮、己烷、庚烷、丁基溶纖劑、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯、二乙基醚、甲基乙基醚、水等。投入於貧溶劑後沈澱的聚合物在過濾回收後,可在常壓或者減壓下、常溫或者加熱進行乾燥。又,重複進行將沈澱回收的聚合物再溶解於有機溶劑,進行再沈澱回收之操作2次~10次,可使聚合物中之雜質減少。此時之貧溶劑,可舉例如醇類、酮類、烴等,若使用由此等之中所選出的3種類以上之貧溶劑,進一步提升精製之效率而佳。
本發明使用之聚合物組成物,以合適於液晶配向膜的形成之方式調製為塗佈液為佳。即,本發明使用之聚合物組成物以調製成形成樹脂被膜用的樹脂成分溶於有機溶劑
的溶液為佳。在此,該樹脂成分係指已說明的含有至少2種(A)具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物,且其中1種聚合物含交聯性基之樹脂成分。此時,樹脂成分的含量以1質量%~20質量%為佳、更佳為1質量%~15質量%、尤其較佳為1質量%~10質量%。
本實施形態的聚合物組成物中,前述樹脂成分,可全部為上述至少2種之(A)具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物,但在不損及液晶表現能力及感光性能範圍,可混合彼等以外之其他聚合物。此時,樹脂成分中之其他聚合物之含量為0.5質量%~80質量%、較佳為1質量%~50質量%。
如此之其他聚合物,例如由聚(甲基)丙烯酸酯或聚醯胺酸或聚醯亞胺等所構成,非為具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物的聚合物等。
本發明使用之聚合物組成物所用之有機溶劑,為溶解樹脂成分之有機溶劑,則不特別限定。其具體例如以下。
可舉例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-甲基己內醯胺、2-吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶酮、二甲基亞碸、四甲基尿素、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、1,3-二甲基-咪唑啉酮、乙基
戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、環己酮、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二甘醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚等。此等可單獨使用或混合使用。
本發明使用之聚合物組成物,可含有上述(A)及(B)成分以外之成分。尤其將本發明之聚合物組成物用於液晶顯示元件用、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件用之液晶配向膜時,可含有上述(A)及(B)成分以外之成分。其例方面,可舉例如提升聚合物組成物塗佈於基板、尤其液晶顯示元件用之基板、更尤其為水平電場驅動型液晶顯示元件用之基板時的膜厚均勻性或表面平滑性之溶劑或化合物、提升液晶配向膜與基板之密著性之化合物等,但不限於此。
本發明使用之聚合物組成物,作為上述(A)及(B)成分以外的成分,可具有(C)特定的胺化合物。
作為(C)成分之特定的胺化合物,具體上可為分子內具有1個1級胺基與含氮芳香族雜環,且前述1級胺基鍵
結於脂肪族烴基或非芳香族環式烴基的胺化合物。藉由本發明之聚合物組成物含有該胺化合物,將本發明之聚合物組成物作為液晶配向膜時,降低離子性雜質的溶出,同時促進上述交聯性基之交聯反應、更具體上為促進上述式(0)所表示之基之交聯反應,可得到耐久性更高的液晶配向膜。
特定的胺化合物為本發明使用之聚合物組成物形成液晶配向膜時,達到下述效果i)及/或ii)者即可,不特別限定。達成i)液晶配向膜界面中,吸附液晶中之離子性雜質、或及/或ii)提升的電壓保持率。
特定的胺化合物的量為達成上述效果者,則不特別限定,但在本發明使用之聚合物組成物100質量份中,為0.01~10質量份、較佳為0.1~5質量份。
脂肪族烴基的具體例,可舉例如直鏈狀伸烷基、具有分枝構造的伸烷基、具有不飽和鍵的2價烴基等。脂肪族烴基之碳數,較佳為1~20、更佳為1~15、進而較佳為1~10。
2價非芳香族環式烴基的具體例,可舉例如環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、環十五烷環、環十六烷環、環十七烷環、環十八烷環、環十九烷環、環二十烷環、三環二十烷環、三環二十二烷環、雙環庚烷環、十氫萘環、降冰片烯環、金剛烷環等。較佳為碳數3~20所構成的環、更
佳為碳數3~15所構成的環、進而較佳為碳數3~10所構成的環的非芳香族環式烴基。
胺化合物所含有的含氮芳香族雜環,以含有至少1個下述式[20a]、式[20b]及式[20c](式中,Z2為碳數1~5之直鏈或分枝烷基)所成群組中選出的構造、較佳為含有1個~4個該構造之芳香族環式烴為佳。
具體上,可舉例如吡咯環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、喹啉環、吡唑啉環、異喹啉環、咔唑環、嘌呤環、噻二唑環、噠嗪環、吡唑啉環、三嗪環、吡唑烷環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹啉環、菲繞啉環、吲哚環、喹喔啉環、苯並噻唑環、硫代二苯胺環、噁二唑環、吖啶環等。進而、此等含氮芳香族雜環的碳原子中,可具有含雜原子之取代基。
更佳胺化合物,以下述式A-[1](式中,Y11為具有脂肪族烴基或非芳香族環式烴基的2價有機基、Y12為含氮芳香族雜環)所表示之胺化合物為佳。式A-[1]中,Y12為具有脂肪族烴基或非芳香族環式烴基的2價有機基,則不特別限定。
式A-[1]中較佳的Y11以具有碳數1~20的脂肪族烴基及碳數3~20的非芳香族環式烴基所選出的1種之2價有機基為佳。作為非芳香族環式烴基,可舉例如上述構造。Y11更佳可舉例如碳數1~15的脂肪族烴基、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、降冰片烯環、金剛烷環等。Y11特佳為碳數1~10之直鏈或分枝伸烷基。
又,Y11所含有的不與胺基相鄰的任意脂肪族烴基或非芳香族環式烴基中之-CH2-,可被-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-S-、-S(O)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-、-Si(CH3)2-、-O-Si(CH3)2-、-Si(CH3)2-O-、-O-Si(CH3)2-O-、2價環狀烴基或雜環取代。又,鍵結於任意碳原子的氫原子,可被碳數1~20之直鏈或分枝伸烷基、環狀烴基、碳數1~10的含氟烷基、雜環、氟原子、羥基取代。
作為2價環狀烴基的具體例,可舉例如苯環、萘環、四氫萘環、薁環、茚環、茀環、蒽環、菲環、非那烯環、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、
環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、環十五烷環、環十六烷環、環十七烷環、環十八烷環、環十九烷環、環二十烷環、三環二十烷環、三環二十二烷環、雙環庚烷環、十氫萘環、降冰片烯環、金剛烷環等。
又,作為2價雜環的具體例,可舉例如吡咯環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、喹啉環、吡唑啉環、異喹啉環、咔唑環、嘌呤環、噻二唑環、噠嗪環、吡唑啉環、三嗪環、吡唑烷環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹啉環、菲繞啉環、吲哚環、喹喔啉環、苯並噻唑環、硫代二苯胺環、噁二唑環、吖啶環等。
式A-[1]中之Y12為含氮芳香族雜環,同上述,以含有由式[20a]、式[20b]、及式[20c]所成群組中選出的至少1個構造的芳香族環式烴為佳。其具體例方面,可舉例如上述構造。此等中,以吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹喔啉環、氮雜(Azepine)環、二氮雜(Azepine)環、萘錠環、吩嗪環、酞嗪環為佳。
又,由含氮芳香族雜環與特定聚醯亞胺中之羧基之鹽形成或氫鍵結,所謂靜電的相互作用的難易觀點,Y11以與不和Y12所含有的式[20a]、式[20b]、及式[20c]相鄰之取代基鍵結為佳。
進一步,式A-[1]之Y12亦即含氮芳香族雜環的碳原
子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
式A-[1]中較佳的Y11及Y12的組合係Y11為具有由碳數1~20的脂肪族烴基及碳數3~20的非芳香族環式烴基所成群組中選出的1種的2價有機基、Y12為吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹喔啉環、氮雜(Azepine)環、二氮雜(Azepine)環、萘錠環、吩嗪環、或酞嗪環。又,Y12的含氮芳香族雜環的碳原子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
更佳之胺化合物方面,為下述式A-[2](式中,Y13為碳數1~10的2價脂肪族烴基或非芳香族環式烴基,Y14為單鍵、或者-O-、-NH-、-S-、-SO2-或碳數1~19的2價有機基。又,Y13與Y14具有的碳原子的合計為1~20。Y15為含氮芳香族雜環。)所表示之胺化合物。
式A-[2]中之Y13為碳數1~10的2價脂肪族烴基或非芳香族環式烴基。其具體例,可舉例如碳數1~10之直鏈或分枝伸烷基、碳數1~10的不飽和伸烷基、
環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、環十五烷環、環十六烷環、環十七烷環、環十八烷環、環十九烷環、環二十烷環、三環二十烷環、三環二十二烷環、雙環庚烷環、十氫萘環、降冰片烯環、金剛烷環等。更佳為碳數1~10之直鏈或分枝伸烷基、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、降冰片烯環、金剛烷環。尤佳為碳數1~10之直鏈或分枝伸烷基。
Y13所含有的不與胺基相鄰的任意脂肪族烴基或非芳香族環式烴基中之-CH2-,可被-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-S-、-S(O)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-、-Si(CH3)2-、-O-Si(CH3)2-、-Si(CH3)2-O-、-O-Si(CH3)2-O-、2價環狀烴基或雜環取代。又,鍵結於任意碳原子的氫原子,可被碳數1~20之直鏈或分枝烷基、環狀烴基、碳數1~10的含氟烷基、雜環、氟原子、羥基取代。在此所謂環狀烴基及雜環,與式A-[1]中之Y11所述定義相同。
式A-[2]中之Y14為單鍵、或者-O-、-NH-、-S-、-SO2-或碳數1~19的2價有機基。該碳數1~19的2價有機基,為具有1~19個碳原子的2價有機基、可含有氧原子、氮原子、硫原子、矽原子等。如此之Y14之具體
例如以下。
例如,單鍵、-O-、-NH-、-S-、-SO2-、碳數1~19的烴基、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-CF2-、-C(CF3)2-、-CH(OH)-、-C(CH3)2-、-Si(CH3)2-、-O-Si(CH3)2-、-Si(CH3)2-O-、-O-Si(CH3)2-O-、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、環十五烷環、環十六烷環、環十七烷環、環十八烷環、環十九烷環、環二十烷環、三環二十烷環、三環二十二烷環、雙環庚烷環、十氫萘環、降冰片烯環、金剛烷環、苯環、萘環、四氫萘環、薁環、茚環、茀環、蒽環、菲環、非那烯環、吡咯環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、喹啉環、吡唑啉環、異喹啉環、咔唑環、嘌呤環、噻二唑環、噠嗪環、三嗪環、吡唑烷環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹啉環、菲繞啉環、吲哚環、喹喔啉環、苯並噻唑環、硫代二苯胺環、噁二唑環、吖啶環、噁唑環、哌嗪環、哌啶環、二噁烷環、嗎啉環等。Y14可含有此等2種以上。
該含有2種以上者之具體例方面,可舉例如-NH-CH2-、-NH-C2H4-、-NH-C3H6-、-NH-C4H8-、-S-CH2-、-S-C2H4-、-S-C3H6-、-S-C4H8-、-O-CH2-、-O-C2H4-、-O-C3H6-、-O-C4H8-、-NH-CO-CH2-、-NH-CO-C2H4-、-NH-CO-C3H6-、-NH-CO-C4H8-、-CO-CH2-、-CO-C2H4-、
-CO-C3H6-、-CO-C4H8-、-CO-NH-CH2-、-CO-NH-C2H4-、-CO-NH-C3H6-、-CO-NH-C4H8-、-NH-CH2-CH(CH3)-、-NH-C2H4-CH(CH3)-、-NH-C3H6-CH(CH3)-、-NH-C4H8-CH(CH3)-、-S-CH2-CH(CH3)-、-S-C2H4-CH(CH3)-、-S-C3H6-CH(CH3)-、-S-C4H8-CH(CH3)-、-O-CH3-CH(CH3)-、-O-C2H4-CH(CH3)-、-O-C3H6-CH(CH3)-、-O-C4H8-CH(CH3)-、-NH-CO-CH2-CH(CH3)-、-NH-CO-C2H4-CH(CH3)-、-NH-CO-C3H6-CH(CH3)-、-NH-CO-C4H8-CH(CH3)-、-CH(OH)-CH2-、-CH(OH)-C2H4-、-CH(OH)-C3H6-、-CH(OH)-C4H8-、-CH(CH2OH)-CH2-、-CH(CH2OH)-C2H4-、-CH(CH2OH)-C3H6-、-CH(CH2OH)-C4H8-、-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-NH-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-S-CH(CH2OH)-CH2-、-O-CH(CH2OH)-CH2-、-CH(N(CH3)2)-、-C6H4-O-、-C6H4-NH-、-C6H4-CO-NH-、-C6H4-NH-CO-、-C6H4-CO-、-C6H4-CH2-、-C6H4-S-等。
式A-[2]中之Y15為含氮芳香族雜環,與式A-[1]之Y12的定義相同。其具體例方面,可舉例如與上述Y12相同構造。此等中,以吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹喔啉環、氮雜(Azepine)環、二氮雜(Azepine)環、萘錠環、吩嗪環、或酞嗪環為佳。
又,由含氮芳香族雜環與特定聚醯亞胺中之
羧基之鹽形成或氫鍵結所謂靜電的相互作用的難易觀點,Y14以與不和Y15所含有的式[20a]、式[20b]或式[20c]相鄰的碳原子鍵結為佳。
進一步,式A-[2]之Y15即含氮芳香族雜環的碳原子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
式A-[2]中之Y13、Y14及Y15較佳組合為,Y13為碳數1~10之直鏈或分枝伸烷基、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、環十三烷環、環十四烷環、降冰片烯環或金剛烷環,Y14為單鍵、碳數1~10之直鏈或分枝伸烷基、-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-O-Si(CH3)2-、-Si(CH3)2-O-、-O-Si(CH3)2-O-、-CH(OH)-、-NH-CH2-、-NH-C2H4-、-NH-C3H6-、-NH-C4H8-、-S-CH2-、-S-C2H4-、-S-C3H6-、-S-C4H8-、-O-CH2-、-O-C2H4-、-O-C3H6-、-O-C4H8-、-NH-CO-CH2-、-NH-CO-C2H4-、-NH-CO-C3H6-、-NH-CO-C4H8-、-CO-CH2-、-CO-C2H4-、-CO-C3H6-、-CO-C4H8-、-CO-NH-CH2-、-CO-NH-C2H4-、-CO-NH-C3H6-、-CO-NH-C4H8-、-NH-CH2-CH(CH3)-、-NH-C2H4-CH(CH3)-、-NH-C3H6-CH(CH3)-、-NH-C4H8-CH(CH3)-、-S-CH2-CH(CH3)-、-S-C2H4-CH(CH3)-、-S-C3H6-CH(CH3)-、
-S-C4H8-CH(CH3)-、-O-CH3-CH(CH3)-、-O-C2H4-CH(CH3)-、-O-C3H6-CH(CH3)-、-O-C4H8-CH(CH3)-、-NH-CO-CH2-CH(CH3)-、-NH-CO-C2H4-CH(CH3)-、-NH-CO-C3H6-CH(CH3)-、-NH-CO-C4H8-CH(CH3)-、-CH(OH)-CH2-、-CH(OH)-C2H4-、-CH(OH)-C3H6-、-CH(OH)-C4H8-、-CH(CH2OH)-CH2-、-CH(CH2OH)-C2H4-、-CH(CH2OH)-C3H6-、-CH(CH2OH)-C4H8-、-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-NH-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-S-CH(CH2OH)-CH2-、-O-CH(CH2OH)-CH2-、-CH(N(CH3)2)-、-C6H4-O-、-C6H4-NH-、-C6H4-CO-NH-、-C6H4-NH-CO-、-C6H4-CO-、-C6H4-CH2-、-C6H4-S-、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環、降冰片烯環、金剛烷環、苯環、萘環、四氫萘環、薁環、茚環、茀環、蒽環、菲環、非那烯環,Y15為吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹喔啉環、氮雜(Azepine)環、二氮雜(Azepine)環、萘錠環、吩嗪環、或酞嗪環。又,Y15的含氮芳香族雜環的碳原子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
式A-[2]中之Y13、Y14及Y15的更佳組合為,Y13為碳數1~5之直鏈或分枝伸烷基、環丙烷環、環丁烷
環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、降冰片烯環、或金剛烷環,Y14為單鍵、碳數1~5之直鏈或分枝伸烷基、-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-S-、-S(O)2-、-CH(OH)-、-NH-CH2-、-S-CH2-、-O-CH2-、-O-C2H4-、-NH-CO-CH2-、-CO-CH2-、-CO-NH-CH2-、-NH-CH2-CH(CH3)-、-S-CH2-CH(CH3)-、-O-CH3-CH(CH3)-、-NH-CO-CH2-CH(CH3)-、-CH(OH)-CH2-、-CH(OH)-C2H4-、-CH(CH2OH)-CH2-、-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-NH-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-S-CH(CH2OH)-CH2-、-O-CH(CH2OH)-CH2-、-CH(N(CH3)2)-、-C6H4-O-、-C6H4-NH-、-C6H4-CO-NH-、-C6H4-NH-CO-、-C6H4-CO-、-C6H4-CH2-、-C6H4-S-、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、降冰片烯環、金剛烷環、苯環、萘環、四氫萘環、薁環、茚環、茀環、蒽環、菲環、或非那烯環,Y15為吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、苯並咪唑環、喹喔啉環、氮雜(Azepine)環、二氮雜(Azepine)環、萘錠環、吩嗪環、或酞嗪環。又,Y15的含氮芳香族雜環的碳原子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
式A-[2]中之Y13、Y14及Y15的更佳之組合為,Y13為碳數1~5之直鏈或分枝伸烷基、環丙烷環、環
丁烷環、環戊烷環、或環己烷環,Y14為單鍵、碳數1~5之直鏈或分枝伸烷基、-O-、-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-CH(OH)-、-NH-CH2-、-S-CH2-、-O-CH2-、-NH-CO-CH2-、-CO-CH2-、-CO-NH-CH2-、-NH-CH2-CH(CH3)-、-S-CH2-CH(CH3)-、-O-CH3-CH(CH3)-、-NH-CO-CH2-CH(CH3)-、-CH(OH)-CH2-、-CH(OH)-C2H4-、-CH(CH2OH)-CH2-、-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-NH-CH(CH2OH)-CH2-、-NH-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-CO-CH(CH2OH)-CH2-、-S-CH(CH2OH)-CH2-、-O-CH(CH2OH)-CH2-、-CH(N(CH3)2)-、-C6H4-O-、-C6H4-NH-、-C6H4-CO-NH-、-C6H4-NH-CO-、-C6H4-CO-、-C6H4-CH2-、-C6H4-S-、環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、降冰片烯環、金剛烷環、苯環、萘環、四氫萘環、茀環、或蒽環,Y15為吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、三唑環、吡嗪環、苯並咪唑環、或苯並咪唑環。又,Y15的含氮芳香族雜環的碳原子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
式A-[2]中之Y13、Y14及Y15尤佳組合為,Y13為碳數1~5之直鏈或分枝伸烷基、環丁烷環、或環己烷環,Y14為單鍵、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH(OH)-、苯環、萘環、茀環、或蒽環,Y15為吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡啶環、或嘧啶環。又,
Y15的含氮芳香族雜環的碳原子,可具有鹵素原子及/或有機基之取代基,該有機基可含有氧原子、硫原子、氮原子等之雜原子。
本發明之(C)成分的特定的胺化合物的具體例,可舉例如M1~M156之化合物。
更佳化合物方面,可舉例如M6~M8、M10、M16~M21、M31~M36、M40~M45、M47~M57、M59~M63、M68、M69、M72~M82、M95~M98、M100~M103、M108~M125、M128~M137、M139~M143、M149~M156。再較佳者為M6~M8、M16~M20、M32~M36、M40、M41、M44、M49~M54、M59~M62、M68、M69、M75~M82、M100~M103、M108~M112、M114~M116、M118~M121、M125、M134~M136、M139、M140、M143、M150、M152~M156。
本發明使用之聚合物組成物,作為上述(A)及(B)成分
以外的成分,可具有以下的(D)成分。
即,(D)成分為具有烷氧基矽烷基與1位及3位皆經取代的脲構造的化合物(以下,亦稱化合物D)。
化合物D為於該化合物中具有1個以上之烷氧基矽烷基與1個以上之1位及3位皆經取代的脲構造,則其他的構造不特別限定,但由取得性等之觀點,下述式(d)所表示之化合物為較佳例之一。
(式中,X102為碳數1~20的脂肪族烴基、或含芳香族烴基之n價有機基,n為1~6之整數,R102為氫原子、或烷基,n為2以上時,R102與其他的R102一起成為伸烷基、或n為1乃至6時,亦可藉由亦與X102鍵結,與X102一起形成環構造,L為碳數2乃至20的伸烷基,R103及R104各自獨立,為碳數1~4的烷基、碳數2~4之烯基、或碳數2~4之炔基,q為1乃至3之自然數。)
式(d)中之R103及R104方面,各自獨立可舉例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基,但由原料的取得性、或反應性觀點來看,以甲基或
乙基為佳。
式(d)中之L方面,可舉例如碳數2乃至20的伸烷基,但由原料的取得之觀點,以三伸甲基為佳。
式(d)中之q方面,以2或3為佳、3特別佳。
式(d)中之n方面,以1、2或3為佳、1或2特別佳。
(D)成分之化合物之一個態樣為,X102為2價有機基,R102為氫原子,L為三伸甲基之化合物。
如此之式(2-1)所表示之化合物係藉由二胺與2.05當量的三烷氧基矽烷基丙基異氰酸酯反應所得到。
式(2-1)所表示之化合物中之X方面,較佳為下述構造式所選出的構造。
(D)成分之化合物之一個態樣為,X102為2價有機基,R102彼此一起形成伸烷基,且L為三伸甲基之化合物。
如此之式(2-2)所表示之化合物,藉由含2個NH之環狀化合物與2.05當量的三烷氧基矽烷基丙基異氰
酸酯反應而得到。
式(2-2)所表示之化合物中之X方面,較佳為下述構造式所選出的構造。又,方便上記載為含環內之氮原子。
(D)成分之化合物之一個態樣為,X102為2價有機基,R102的一者為氫原子、另一者為亦與X102鍵結形成環,且L為三伸甲基之化合物。
如此之式(2-3)所表示之化合物,藉由二胺與2.05當量的三烷氧基矽烷基丙基異氰酸酯反應而得到。
式(2-3)所表示之化合物中之X方面,較佳為下述構造式所選出的構造。又,方便上記載為含環內之氮原子。
(D)成分之化合物之一個態樣為,X102為3價有機基,R102為氫原子,且L為三伸甲基之化合物。
如此之式(2-4)所表示之化合物,藉由三胺化合物與3.05當量的三烷氧基矽烷基丙基異氰酸酯反應而得到。
式(2-4)所表示之化合物中之X方面,較佳為下述構造式所選出的構造。
(D)成分之化合物之一個態樣為,X102為1價有機基,R102為氫原子,且L為三伸甲基之化合物。
如此之式(2-5)所表示之化合物,藉由單胺化合物與1.05當量的三烷氧基矽烷基丙基異氰酸酯反應而得到。
式(2-5)所表示之化合物中之X方面,較佳為下述構造式所選出的構造。
(D)成分之化合物之一個態樣為,X102為1價有機基,R102與X102鍵結形成環,且L為三伸甲基之化合物。
如此之式(2-6)所表示之化合物,藉由含1個
NH之環狀化合物與1.05當量的三烷氧基矽烷基丙基異氰酸酯反應而得到。
式(2-6)所表示之化合物中之X方面,較佳為下述構造式所選出的構造。又,方便上記載為含環內之氮原子。
又,上述胺與異氰酸酯之反應中,異氰酸酯化合物之使用量,相對NH或NH2基1基,以0.98當量倍~1.2當量倍反應即可。更佳為1.0當量倍~1.05當量倍。
反應溶劑方面,為對反應惰性者則不特別限制,例如,己烷、環己烷、苯、甲苯等之烴類;四氯化碳、氯仿、1,2-二氯乙烷等之鹵素系烴類;二乙基醚、二異丙基醚、1,4-二噁烷、四氫呋喃等之醚類;丙酮、甲基
乙基酮、甲基異丁基酮等之酮類;乙腈、丙腈等之腈類;乙酸乙酯、丙酸乙酯等之羧酸酯類;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等之含氮非質子性極性溶劑;二甲基亞碸、環丁碸等之含硫非質子性極性溶劑;吡啶、甲吡啶等之吡啶類等。此等之溶劑可單獨使用,亦可混合此等中的2種類以上使用。較佳為甲苯、乙腈、乙酸乙酯、四氫呋喃、再佳為乙腈、四氫呋喃。
溶劑的使用量(反應濃度)雖不特別限定,可不使用溶劑實施反應,又使用溶劑時,相對異氰酸酯化合物,可使用0.1~100質量倍的溶劑。較佳為0.5~30質量倍、再佳為1~10質量倍。
反應溫度雖不特別限定,例如為-90~150℃、較佳為-30~100℃、再佳為0℃至80℃。
反應時間,通常為0.05至200小時、較佳為0.5至100小時。
為了使反應時間縮短,可添加觸媒,其例方面,可舉例如二丁基錫二月桂酸酯、二辛基錫雙(異辛基乙硫醇酸酯)、二丁基錫雙(異辛基乙硫醇酸酯)、二丁基錫二乙酸酯等之有機錫化合物;三乙基胺、三甲基胺、三丙基胺、三丁基胺、二異丙基乙基胺、N,N-二甲基環己基胺、吡啶、四甲基丁烷二胺、N-甲基嗎啉、1,4-二氮雜雙環-2.2.2-辛烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烯-5等之胺類;p-甲苯磺酸、甲磺酸、氟硫
酸等之有機磺酸;硫酸、磷酸、過氯酸等之無機酸;四丁基鈦酸酯、四乙基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯等之鈦化合物;鉍參(2-乙基己酸酯)等之鉍系化合物;四級銨鹽等。此等觸媒可1種單獨使用,亦可2種以上組合使用。又,此等觸媒可為液體、或溶於反應溶劑者為佳。
添加觸媒之場合,相對具有異氰酸酯基之化合物之總使用量(質量),可使用0.005wt%~100wt%的量之觸媒、較佳為0.05wt%~10wt%、再佳為0.1wt%~5wt%。作為觸媒,若使用有機錫化合物、鈦化合物、鉍系化合物,則較佳同為0.005wt%~0.1wt%。
本反應可在常壓或加壓下進行,且可為批次式或連續式。
較佳(D)成分的具體例方面,可舉例如S1乃至S4之任一所表示之化合物。
(D)成分之化合物過多則影響液晶配向性或預傾角,過少則無法得到本發明之效果。因此,(D)成分之化合物之添加量,相對(A)成分之聚合物,以0.1~20質量%為佳、1~10質量%更佳。
進一步,本發明使用之聚合物組成物,作為上述(A)及(B)成分以外的成分,可舉例如下,但不限於此等。
提升膜厚之均勻性或表面平滑性的溶劑(貧溶劑)的具體例方面,可舉例如下述者。
例如,異丙基醇、甲氧基甲基戊醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑
乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、二異丁烯、戊基乙酸酯、丁基丁酸酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、1-己醇、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、乳酸甲基酯、乳酸乙基酯、乙酸甲基酯、乙酸乙基酯、乙酸n-丁基酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲基酯、丙酮酸乙基酯、3-甲氧基丙酸甲基酯、3-乙氧基丙酸甲基乙基酯、3-甲氧基丙酸乙基酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙基酯、3-甲氧基丙酸丁基酯、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-單甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-單乙基醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲基酯、乳酸乙基酯、乳酸n-丙基酯、乳酸n-丁基酯、乳酸異戊基酯等之具有低表面張力的溶劑等。
此等之貧溶劑可1種類或複數種類混合使
用。使用上述般溶劑時,為了不使聚合物組成物所含有的溶劑全體之溶解性顯著降低,以溶劑全體之5質量%~80質量%為佳、更佳為20質量%~60質量%。
提升膜厚之均勻性或表面平滑性的化合物方面,可舉例如氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑及非離子系界面活性劑等。
更具體上可舉例如EFTOP(註冊商標)301、EF303、EF352(Tochem Products.公司製)、MEGAFAC(註冊商標)F171、F173、R-30(DIC公司製)、FluoradFC430、FC431(住友3M公司製)、Asahiguard(註冊商標)AG710(旭硝子公司製)、Surflon(註冊商標)S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(AGC清美化學公司製)等。此等之界面活性劑的使用比例,相對聚合物組成物所含有之樹脂成分的100質量份,較佳為0.01質量份~2質量份、更佳為0.01質量份~1質量份。
提升液晶配向膜與基板之密著性的化合物的具體例方面,可舉例如下所示之含官能性矽烷之化合物等。
例如3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基
矽烷、N-三乙氧基矽烷基丙基三乙烯三胺、N-三甲氧基矽烷基丙基三乙烯三胺、10-三甲氧基矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、10-三乙氧基矽烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三乙氧基矽烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、N-苄基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苄基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-雙(氧乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。
進一步,除基板與液晶配向膜的密著性之提升,以防止構成液晶顯示元件時的背光所致之電特性之降低等為目的,可於聚合物組成物中含有以下般酚醛樹脂系或含環氧基之化合物之添加劑。具體的酚醛樹脂系添加劑如以下所示,但不限於該構造。
具體的含環氧基之化合物方面,可舉例如乙二醇二縮水甘油基醚、聚乙二醇二縮水甘油基醚、丙二醇
二縮水甘油基醚、三丙二醇二縮水甘油基醚、聚丙二醇二縮水甘油基醚、新戊基二醇二縮水甘油基醚、1,6-己二醇二縮水甘油基醚、甘油二縮水甘油基醚、2,2-二溴新戊基二醇二縮水甘油基醚、1,3,5,6-四縮水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-m-二甲苯二胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4、4’-二胺基二苯基甲烷等。
使用提升與基板的密著性之化合物時,其使用量,相對聚合物組成物所含有之樹脂成分的100質量份,以0.1質量份~30質量份為佳、更佳為1質量份~20質量份。使用量未達0.1質量份,則無法期待密著性提升之效果,比30質量份多,則有液晶的配向性變差之情形。
添加劑,亦可使用光增感劑。以無色增感劑及三重態增感劑(triplet sensitizer)為佳。
光增感劑方面,有芳香族硝基化合物、香豆素(7-二乙基胺基-4-甲基香豆素、7-羥基4-甲基香豆素)、香豆素酮、羰基雙香豆素、芳香族2-羥基酮、及經胺基取代的芳香族2-羥基酮(2-羥基二苯甲酮、單-或者二-p-(二甲基胺基)-2-羥基二苯甲酮)、苯乙酮、蒽醌、呫噸酮、噻噸酮、苯蒽酮、噻唑啉(2-苯甲醯基伸甲基-3-甲基-β-萘並噻唑啉、2-(β-萘甲醯基伸甲基)-3-甲基苯並噻唑啉、2-(α-萘甲醯基伸甲基)-3-甲基苯並噻唑啉、2-(4-雙酚伸甲基)-3-甲基苯並噻唑啉、2-(β-萘甲醯基伸甲基)-3-甲基-β-萘並噻唑
啉、2-(4-雙酚伸甲基)-3-甲基-β-萘並噻唑啉、2-(p-氟苯甲醯基伸甲基)-3-甲基-β-萘並噻唑啉)、噁唑啉(2-苯甲醯基伸甲基-3-甲基-β-萘並噁唑啉、2-(β-萘甲醯基伸甲基)-3-甲基苯並噁唑啉、2-(α-萘甲醯基伸甲基)-3-甲基苯並噁唑啉、2-(4-雙酚伸甲基)-3-甲基苯並噁唑啉、2-(β-萘甲醯基伸甲基)-3-甲基-β-萘並噁唑啉、2-(4-雙酚伸甲基)-3-甲基-β-萘並噁唑啉、2-(p-氟苯甲醯基伸甲基)-3-甲基-β-萘並噁唑啉)、苯並噻唑、硝基苯胺(m-或者p-硝基苯胺、2,4,6-三硝基苯胺)或硝基苊(5-硝基苊)、(2-[(m-羥基-p-甲氧基)苯乙烯基]苯並噻唑、安息香烷基醚、N-烷基化酞酮、苯乙酮縮酮(2,2-二甲氧基苯基乙酮)、萘、蒽(2-萘甲醇、2-萘羧酸、9-蒽甲醇、及9-蒽羧酸)、苯並哌喃、偶氮吲哚嗪、甲基香豆素等。
較佳為芳香族2-羥基酮(二苯甲酮)、香豆素、香豆素酮、羰基雙香豆素、苯乙酮、蒽醌、呫噸酮、噻噸酮、及苯乙酮縮酮。
聚合物組成物中,上述者外,若不損及本發明之效果範圍,以改變液晶配向膜的介電常數或導電性等之電特性為目的,可添加介電體或導電物質,進而以提高作成液晶配向膜時的膜的硬度或緻密度為目的,可添加交聯性化合物。
本發明提供具有上述之聚合物組成物、或本質上由上
述之聚合物組成物所構成、或僅由上述之聚合物組成物所構成的液晶配向劑、尤其液晶顯示元件用、更尤其為水平電場驅動型液晶顯示元件用的液晶配向劑。
本發明係提供由上述液晶配向劑所形成之液晶配向膜、尤其液晶顯示元件用、更尤其為水平電場驅動型液晶顯示元件用的液晶配向膜。
又,本發明係提供具有由上述液晶配向劑所形成之液晶配向膜、尤其液晶顯示元件用、更尤其為水平電場驅動型液晶顯示元件用的液晶配向膜之基板、尤其液晶顯示元件用、更尤其為水平電場驅動型液晶顯示元件用之基板。
上述液晶配向膜藉由具有[I]將上述之聚合物組成物或上述液晶配向劑,塗佈於基板上,例如具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,形成塗膜之步驟;[II]對[I]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;及[III]加熱[II]所得到的塗膜之步驟;,可得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜、尤其液晶顯示元件用、更尤其為水平電場驅動型液晶顯示元件用的液晶配向膜或具有該液晶配向膜之基板。
關於基板,雖未特別限定,但製造之液晶顯示元件為透過型時,以使用透明性高的基板為佳。此時,雖未特別限定,可使用玻璃基板、或丙烯酸基板或聚碳酸酯基板等之塑膠基板等。
又,考量適用於反射型的液晶顯示元件,矽晶圓等之不透明的基板亦可使用。
基板用於水平電場驅動型液晶顯示元件時,具有水平電場驅動用之導電膜。
作為該導電膜,液晶顯示元件為透過型時,可舉例如ITO(Indium Tin Oxide:氧化銦錫)、IZO(Indium Zinc Oxide:氧化銦鋅)等,但不限於此等。
又,為反射型的液晶顯示元件時,作為導電膜,可舉例如鋁等之反射光的材料等,但不限於此等。
於基板形成導電膜之方法可使用以往已知的手法。
在步驟[I],於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,塗佈在指定的溫度範圍表現液晶性之本發明之聚合物組成物而形成塗膜。
將上述聚合物組成物或上述液晶配向劑塗佈
於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上之方法不特別限定。
塗佈方法,在工業上,一般以網版印刷、膠版印刷、柔版印刷或噴墨法等進行。其他的塗佈方法方面,有浸漬法、輥塗佈法、狹縫塗佈法、旋塗法(旋轉塗佈法)或噴霧法等,因應目的亦可使用此等。
於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,塗佈聚合物組成物或液晶配向劑後,可藉由加熱板、熱循環型烤箱或IR(紅外線)型烤箱等之加熱手段,在50~200℃、較佳為50~150℃使溶劑蒸發而得到塗膜。此時的乾燥溫度以比本發明之(A)成分之聚合物之液晶相表現溫度低為佳。又,在此(A)成分之聚合物之液晶相表現溫度係指(A)成分的至少2種的聚合物為全體,表現液晶相之溫度。
塗膜的厚度過厚,則在液晶顯示元件的耗電面不利,過薄,則有液晶顯示元件的信賴性降低之情形,故較佳為5nm~300nm、更佳為10nm~150nm。
又,[I]步驟後,在接下來的[II]步驟前亦可設置將形成有塗膜的基板冷卻至室溫的步驟。
在步驟[II],對步驟對[I]所得到的塗膜照射偏光紫外線。對塗膜的膜面照射偏光紫外線時,對基板照射從一定方向透過偏光板偏光的紫外線。使用之紫外線方面,可使
用波長100nm~400nm範圍的紫外線。較佳為依使用之塗膜的種類,而透過濾波器等選擇最適當波長。而,例如可選擇使用波長290nm~400nm範圍的紫外線,以選擇性引發光交聯反應。紫外線方面,例如可使用由高壓水銀燈所放射的光。
偏光紫外線的照射量相依於使用之塗膜。照射量以在可實現該塗膜中之與偏光紫外線的偏光方向平行方向之紫外線吸光度與垂直方向之紫外線吸光度之差△A之最大值(以下,亦稱△Amax)的偏光紫外線的量之1%~70%範圍內為佳、1%~50%範圍內更佳。
在步驟[III],加熱在步驟[II]經偏光紫外線照射的塗膜。藉由加熱,可對塗膜賦予配向控制能力。
加熱,可使用加熱板、熱循環型烤箱或IR(紅外線)型烤箱等之加熱手段。加熱溫度,可考量表現使用之塗膜的液晶性的溫度來決定。
加熱溫度,以本發明之(A)成分之聚合物表現液晶性之溫度(以下,稱液晶性表現溫度)的溫度範圍內為佳。為塗膜般薄膜表面時,塗膜表面的液晶性表現溫度預測比本發明之(A)成分之聚合物以大宗觀察時的液晶性表現溫度低。因此,加熱溫度,以塗膜表面的液晶性表現溫度的溫度範圍內更佳。即,偏光紫外線照射後的加熱溫度的溫度範圍,以比使用的鏈型高分子的液晶性表現溫度的
溫度範圍的下限還低10℃之溫度為下限,以比其液晶溫度範圍的上限低10℃之溫度為上限之範圍的溫度為佳。加熱溫度比上述溫度範圍低,則有塗膜中之因熱所致之各向異性之增幅效果變得不足之傾向,又加熱溫度比上述溫度範圍過高,則有塗膜的狀態變得接近等方性之液體狀態(等方相)之傾向,此時,有變得難以由自我組織化而在一方向再配向之情形。
又,液晶性表現溫度,係指本發明之(A)成分之聚合物或塗膜表面由固體相發生相轉移為液晶相之玻璃轉移溫度(Tg)以上,且為由液晶相產生相轉移至各向同性相(等方相)之各向同性相轉移溫度(Tiso)以下的溫度。
加熱後形成之塗膜的厚度,由步驟[I]記載的相同理由,較佳為5nm~300nm、更佳為50nm~150nm。
藉由具有以上之步驟,在本發明之製造方法,可實現高效率之對塗膜導入各向異性。而,可高效率地製造附液晶配向膜之基板。
本發明係提供具有上述所得到的具有液晶配向膜之基板的液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件。
具體上,上述所得到的具有液晶配向膜之基板(第1基板)外,藉由準備第2基板,可得到水平電場驅動型液晶顯示元件。
第2基板在取代具有水平電場驅動用之導電膜的基
板,而使用不具有水平電場驅動用的導電膜的基板時,與第1基板同樣地有使用具有水平電場驅動用之導電膜的基板之情形。又,第2基板與第1基板同樣地以具有液晶配向膜者為佳。
液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件之製造方法係具有[IV]使上述所得到的第1及第2基板透過液晶以第1及第2基板的液晶配向膜相對之方式,進行對向配置而得到液晶顯示元件之步驟。藉由此,可得到液晶顯示元件、尤其水平電場驅動型液晶顯示元件。
[IV]步驟係使[III]所得到的水平電場驅動用的導電膜上具有液晶配向膜之基板(第1基板)、與同樣地上述[I’]~[III’]所得到的附液晶配向膜之基板(第2基板),透過液晶,以雙方之液晶配向膜相對之方式進行對向配置後,以已知的方法製作液晶晶胞,而製作水平電場驅動型液晶顯示元件之步驟。又,步驟[I’]~[III’],除步驟[I]中,水平電場驅動用的導電膜的有無之差異以外,可與步驟[I]~[III]同樣地進行。因為步驟[I]~[III]與步驟[I’]~[III’]之相異點僅在上述導電膜的有無,故省略步驟[I’]~[III’]之說明。
液晶晶胞或液晶顯示元件之製作例,可舉例如準備上述第1及第2基板,在其中一片的基板的液晶配
向膜上散佈間隔件,以液晶配向膜面為內側之方式,貼合另一片的基板,使液晶減壓注入後進行密封之方法、或、於散佈有間隔件的液晶配向膜面,滴下液晶後,貼合基板後進行密封之方法等。此時,製造水平電場驅動型液晶顯示元件時,以於一側的基板使用具有水平電場驅動用的梳齒般構造的電極之基板為佳。
間隔件的直徑較佳為1μm~30μm、更佳為2μm~10μm。該間隔件直徑決定挾持液晶層之一對基板間距離,即,液晶層的厚度。
如上述,本發明之聚合物組成物或液晶配向劑、使用該組成物或液晶配向劑所形成的液晶配向膜或具有該配向膜之基板、及具有該液晶配向膜或基板所形成的液晶顯示元件,尤其水平電場驅動型液晶顯示元件,係信賴性優異,且宜利用於大畫面且高精細之液晶電視等。
實施例使用的具有光反應性基的單體M1、具有液晶性基的單體M2、具有交聯基的單體HBAGE、以及具有醯胺基的單體A1,如以下所示。
M1、M2各自如下述合成。即,M1以專利文獻(WO2011-084546)記載之合成法進行合成。M2依據專利文獻(日本特開平9-118717)記載之合成法進行合成。又,以M1為單體形成的聚合物具有光反應性及液晶性,以M2
為單體形成的聚合物僅具有液晶性。
共聚合之單體A1藉由下述合成例1記載之合成法進行合成。
HBAGE(羥基丁基丙烯酸酯縮水甘油基醚)使用可以市售購入者。
此外本實施例使用的試藥縮寫如下所示。
THF:四氫呋喃。
NMP:N-乙基-2-吡咯啶酮。
EDC:N-(3-二甲基胺基丙基)-N’-乙基碳二醯亞胺(縮合劑)。
DMAP:4-二甲基胺基吡啶。
PB:丙二醇單丁基醚。
AIBN:2,2’-偶氮二異丁腈。
化合物A1之合成
於1L四口燒瓶,加入化合物[A](63.42g、287mmol)、化合物[B](50.00g、406mmol)、EDC(93.43g、487mmol)、DMAP(4.96g、40.6mmol)、THF(500g),在23℃進行反應。以HPLC進行反應追蹤,確認反應完畢後,將反應溶液注入蒸餾水(3L),加入乙酸乙酯(1L),並以分液操作將水層除去。之後,將有機層以蒸餾水(1L)進行2次洗淨後,使有機層以硫酸鎂乾燥。之後,以過濾、蒸發器進行溶劑餾去,得到油狀化合物之化合物[A1]86.3g(收率92%)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,δppm):8.81-8.79(2H,dd),7.86-7.85(2H,dd),6.16-6.14(1H,m),5.62-5.60(1H,m),4.63-4.61(2H,m),5.62-5.60(2H,m),4.63-4.61(2H,m),4.52-4.60(2H,m),1.97-1.95(3H,m).
使M1(1.66g:0.1mol%)、M2(13.79g:0.9mol%)溶於THF(146.42g)中,以隔膜泵進行脫氣後,加入AIBN(0.82g),再進行脫氣。之後,在60℃進行8小時反應,得到甲基丙烯酸酯之聚合物溶液。使該聚合物溶液滴下至甲醇(300ml),過濾得到的沈澱物。使該沈澱物以甲醇洗淨,進行減壓乾燥,得到甲基丙烯酸酯聚合物粉末P1。
除使用表1所示之組成以外,使用與聚合物合成例P1同樣方法,合成甲基丙烯酸酯聚合物粉末P2~P4。
於NMP(5.65g),加入聚合物合成例P1所得之甲基丙烯酸酯聚合物粉末P1(0.105g)、與聚合物合成例P2所得之甲基丙烯酸酯聚合物粉末P2(0.245g),在室溫進行1小時攪拌使溶解。藉由於該溶液,加入PB(4.0g)並進行攪拌,得到聚合物溶液T1。該聚合物溶液T1直接作為形成液晶配向膜用之液晶配向劑。
於NMP(5.65g),加入聚合物合成例P2所得之甲基丙烯酸酯聚合物粉末P2(0.35g),在室溫進行1小時攪拌使溶解。藉由於該溶液,加入PB(4.0g)並進行攪拌,得到控制組聚合物溶液CT1。該聚合物溶液直接作為形成液晶配向膜用的液晶配向劑。
於NMP(5.65g),加入聚合物合成例P3所得之甲基丙烯酸酯聚合物粉末P3(0.35g),在室溫進行1小時攪拌使溶解。藉由於該溶液,加入PB(4.0g)並進行攪拌,得到控制組聚合物溶液CT2。該聚合物溶液直接作為形成液晶配向膜用的液晶配向劑。
於NMP(5.65g),加入聚合物合成例P4所得之甲基丙烯酸酯聚合物粉末P4(0.35g),在室溫進行1小時攪拌使溶解。藉由於該溶液,加入PB(4.0g)並進行攪拌,得到控制組聚合物溶液CT3。該聚合物溶液直接作為形成液晶配向膜用的液晶配向劑。
關於實施例1之液晶配向劑T1、及控制組1~3之液晶配向劑CT1~CT3,使用的聚合物種與其wt%、實施例1使用2種的聚合物,而各聚合物中之光反應性基的量、各聚合物中之「光反應性基」及「液晶性基」來源的單體種與該單體中之「光反應性基的量」、以及由彼等導出的液晶配向劑中之「全光反應性基量」,歸納於以下表2。
又,表2中之「各聚合物中之光反應性基量」及「全光反應性基量」,例如可以下述求出。
即,實施例1之液晶配向劑T1中,使用聚合
物種P1及P2,其合計重量中,使用P1為30wt%、P2為70wt%。聚合物種P1中之「光反應性基」來源的單體,如上述,為M1。M2僅具有「液晶性基」。「各聚合物中之光反應性基量」為「液晶性基」與「光反應性基」之合計為100mol%時之「光反應性基」之mol%值,故聚合物種P1之「光反應性基量」為100×{0.1/(0.1+0.9)},成為10mol%。又,同樣地聚合物種P2中之「光反應性基量」成為20mol%。
「全光反應性基量」由聚合物種P1與P2的重量比、與上述聚合物種P1及P2中之「光反應性基量」求出,由0.1mol%×0.3(源自P1種為30wt%)+0.2mol%×0.7(源自P2種為70wt%),求出0.17mol%。
將實施例1所得到的液晶配向劑(T1)以0.45μm的過濾器進行過濾後,在附透明電極之玻璃基板上進行旋轉塗佈,在70℃的加熱板上進行90秒鐘乾燥後,形成膜厚100nm的液晶配向膜。接著,於塗膜面透過偏光板,照射10~80mJ/cm2之313nm的紫外線後,在140℃的加熱板進行10分鐘加熱,得到附液晶配向膜之基板。準備如此之附液晶配向膜之基板2枚,於一者的基板的液晶配向膜面設置6μm的間隔件後,以2枚的基板的摩擦方向平行之方式組合,留下液晶注入口而將周圍密封,製作晶胞間隙為4μm的空晶胞。於該空晶胞以減壓注入法注入液晶MLC-3019(默克股份公司製),並將注入口密封,得到液晶平行配向之液晶晶胞。
同樣地使用控制組1~3所得到的液晶配向劑CT1、CT2及CT3,製作液晶晶胞。
將實施例1、控制組1~3製作的液晶晶胞設置於偏光軸垂直配置的2枚偏光板間,以無外加電壓狀態預先使背光點燈,以透過光亮度成為最小之方式調整液晶晶胞的配置角度。以目視確認該液晶晶胞,該液晶晶胞良好地配向且未確認有流動配向則為「○」、雖然配向但確認有流動配向則為「△」、無配向則為「×」。
使用上述製作的液晶晶胞,在70℃溫度下外加5V的電壓60μs鐘,測定16.67ms後的電壓,以電壓可保持多少作為電壓保持率(VHR)來計算。又,電壓保持率之測定,使用TOYO Corporation製的電壓保持率測定裝置VHR-1。
實施例1及控制組1~3之VHR結果,一併與<配向性評估>的結果及「全光反應性基量」記錄於表3。
由表3可知實施例1中,藉由使用光反應性基量互為相異的2種的聚合物,且使用光反應性基量相對多的聚合物為具有環氧基(源自源自HBAGE)之聚合物,而在廣範圍的UV照射量中,顯示良好的配向性且良好的VHR。
具體上,比較實施例1與控制組1,兩者全光反應性基量幾乎相同程度(實施例1:0.17;控制組1:0.20)且兩者中,使用具有環氧基(源自HBAGE)及含氮芳香族雜環基的聚合物,而藉此VHR顯示幾乎相同程度的值。然而,兩者中,在實施例1,作為聚合物種使用2種(P1及
P2),另一方面,在控制組1,作為聚合物種僅使用1種(P2)。由該差異可知,在實施例1,UV照射量50mJ/cm2及80mJ/cm2確認到良好的配向性,而在控制組1,UV照射量50mJ/cm2及80mJ/cm2為無配向,實施例1與控制組1比較,在廣範圍的UV照射量中,顯示良好的配向性且VHR亦成為期望值。
比較實施例1與控制組2,兩者全光反應性基量幾乎相同程度(實施例1:0.17;控制組2:0.20),藉此兩者在廣範圍的UV照射量中,顯示良好的配向性。然而,兩者中,在實施例1,作為聚合物種使用2種(P1及P2)且該2種的聚合物中,使用具有環氧基(源自HBAGE)及含氮芳香族雜環基的聚合物,而控制組2,作為聚合物種,僅使用1種(P3)。因該差異,在實施例1,VHR顯示期望值,而在控制組2,VHR比期望值低,且實施例1相較於控制組2,在廣範圍的UV照射量中,顯示良好的配向性且VHR亦成為期望值。
比較實施例1與控制組3,兩者全光反應性基量為相同(實施例1:0.17;控制組3:0.17),但作為聚合物種,使用2種(P1及P2)且該2種的聚合物中,使用具有環氧基(源自HBAGE)及含氮芳香族雜環基的聚合物,而在控制組3,作為聚合物種,僅使用1種(P4),該P4在不具有環氧基(源自HBAGE)及含氮芳香族雜環基此點上相異。由該差異可知,在實施例1,在廣範圍的UV照射量中,顯示良好的配向性且VHR亦為期望值,而在控制組3,
VHR比期望值低且關於UV照射量亦無論在何種照射量中,皆無法達到期望特性。
Claims (35)
- 一種聚合物組成物,其係含有至少2種(A)具有表現光反應性之構造及表現液晶性之構造的聚合物;及(B)有機溶劑;,其特徵係前述至少2種的聚合物中,1種聚合物具有交聯性基。
- 如請求項1記載之組成物,其中,前述至少2種的聚合物中,一者之聚合物(A1)與另一者之聚合物(A2),彼此表現光反應性之構造的量不同。
- 如請求項2記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)之表現光反應性之構造的量比前述聚合物(A2)之表現光反應性之構造的量多。
- 如請求項1~3中任一記載之組成物,其中,前述交聯性基為由下述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)(式中,虛線表示鍵結鍵,R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基)所成群組中選出的至少1種基,
- 如請求項2~4中任1項記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)具有前述交聯性基。
- 如請求項2~5中任一記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)再具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基。
- 如請求項2~6之任一記載之組成物,其中,前述聚合物(A2)再具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基。
- 如請求項1~7中任1項記載之組成物,其中,前述至少2種的聚合物為各自具有表現光反應性及液晶性之構造、及僅表現液晶性之構造。
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為由下述式(1)~(6)(式中,A、B、D各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;S為碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;T為單鍵或碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基, 鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;Y2為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;R為羥基、碳數1~6的烷氧基,或與Y1同定義;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;Cou為香豆素-6-基或香豆素-7-基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;q1與q2,一者為1而另一者為0;q3為0或1;P及Q,各自獨立,為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基;但,X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-時,-CH=CH-鍵結側的P或Q為芳香環,P之數為2以上時,P彼此可為相同或相異,Q之數為2 以上時,Q彼此可為相同或相異;l1為0或1;l2為0~2的整數;l1與l2皆為0時,T為單鍵時,A亦為單鍵;l1為1時,T為單鍵時,B亦為單鍵;H及I,各自獨立,為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、及彼等組合所選出的基)所成群組中選出的任1種構造,
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為由下述式(7)~(10)(式中,A、B、D各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數;m為0~2的整數,m1、m2為1~3的整數;n為0~12的整數(但是n=0時,B為單鍵);Y2為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代; R為羥基、碳數1~6的烷氧基,或與Y1同定義)所成群組中選出的任1種構造,
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為由下述式(11)~(13)(式中,A,各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數,m為0~2的整數,m1為1~3的整數;R為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出 的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代、或為羥基或者碳數1~6的烷氧基)所成群組中選出的任1種構造,
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為下述式(14)或(15)(式中,A各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為 氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;l為1~12的整數,m1、m2為1~3的整數)所表示之構造,
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為下述式(16)或(17)(式中,A為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數,m為0~2的整數)所表示之構造,
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為下述式(18)或(19)(式中,A、B各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;q1與q2,一者為1而另一者為0;l為1~12的整數,m1、m2為1~3的整數;R1為氫原子、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基)所成群組中選出的任1種構造,
- 如請求項1~8中任1項記載之組成物,其中,前述表現光反應性之構造為下述式(20)(式中,A為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;Y1為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8的脂環式烴所選出的環,或由彼等取代基所選出的相同或相異的2~6個環透過鍵結基B鍵結而成的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立可被-COOR0(式中,R0為氫原子或碳數1~5的烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異;l為1~12的整數,m為0~2的整數)所表示之構造,
- 如請求項8~15中任1項記載之組成物,其中,前述僅表現液晶性之構造為下述式(21)~(31)(式中,A及B與上述同定義;Y3為由1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、及碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基,鍵結於彼等之氫原子,各自獨立,可被-NO2、-CN、鹵素基、碳數1~5的烷基、或碳數1~5的烷基氧基所取代;R3為氫原子、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、碳數5~8的脂環式烴、碳數1~12的烷基、或碳數1~12的烷氧基;q1與q2,一者為1而另一者為0;l為1~12的整數,m為0到2的整數,但是,式(23)~(24)中,全部m的合計為2以上,式(25)~(26)中,全部m的合計為1以上,m1、m2及m3,各自獨立,為1~3的整數;R2為氫原子、-NO2、-CN、鹵素基、1價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、及碳數5~8的脂環式烴、及、烷基、或烷基氧基;Z1、Z2為單鍵、-CO-、-CH2O-、-CH=N-、-CF2-)所成群組中選出的任1種構造,
- 如請求項2~16中任1項記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)之表現光反應性之構造的量,當前述聚合 物(A1)之表現光反應性之構造與表現液晶性之構造的合計為100莫耳%時,為α莫耳%(α為15以上),前述聚合物(A2)之表現光反應性之構造的量,當前述聚合物(A2)之表現光反應性之構造與表現液晶性之構造為100莫耳%時,為0.95α莫耳%以下。
- 如請求項2~17中任1項記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)之重量平均分子量為β(β為3萬以上)、前述聚合物(A2)之重量平均分子量為0.1β~0.9β。
- 如請求項2~18中任一記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)與前述聚合物(A2)之合計重量為100wt%,則前述聚合物(A1)為20~95wt%。
- 如請求項1~19中任1項記載之組成物,其中,前述至少2種的聚合物為具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);及(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);而形成。
- 如請求項20記載之組成物,其中,前述單體(M1)係具有前述式(1)~(20)之任一所表示之構造,前述單體(M2)係具有前述式(21)~(31)所表示之構造。
- 如請求項20或21記載之組成物,其中,前述單體(M1)為下述式MA1、MA3、MA4、MA5、MA14、MA16~MA23、MA25、MA28~MA30、MA32、MA34、MA36、MA38~MA42、MA44及MA46所成群組中選出的至少1種,前述單體(M2)為下述式MA2、MA9~MA13、MA15、 MA24、MA26、MA27、MA31、MA35、MA37、MA43及MA45所成群組中選出的至少1種,
- 如請求項1~22中任一記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)係具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);及 (M-3)具有由式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)(式中,虛線表示鍵結鍵,R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基)所成群組中選出的至少1種基之單體(M3);而形成,
- 如請求項22記載之組成物,其中,前述(M-3)單體(M3)具有下述式(0)(式(0)中,A、B各自獨立,為單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-;S為碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;T為單鍵或碳數1~12的伸烷基,鍵結於彼等之氫原子可被鹵素基取代;X為單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-,X之數為2時,X彼此可為相同或相異; P及Q,各自獨立,為由2價苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8的脂環式烴、及、彼等組合所成群組中選出的基;但,X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-時,-CH=CH-鍵結側的P或Q為芳香環;l1為0或1;l2為0~2的整數;l1與l2皆為0時,T為單鍵時,A亦為單鍵;l1為1時,T為單鍵時,B亦為單鍵;G為下述式(G-1)、(G-2)、(G-3)及(G-4)(式中,虛線表示鍵結鍵,R50為氫原子、鹵素原子、碳數1~3的烷基、苯基所選出的基,R50為複數時,可互為相同或相異,t為1~7的整數,J為O、S、NH或NR51,R51為碳數1~3的烷基及苯基所選出的基)所選出的基)所表示之構造,
- 如請求項23或24記載之組成物,其中,前述聚合物(A1)再具有 (M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成。
- 如請求項1~25中任一記載之組成物,其中,前述聚合物(A2)係具有(M-1)具有表現光反應性及液晶性之構造之單體(M1);(M-2)具有僅表現液晶性之構造之單體(M2);及(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4);而形成。
- 如請求項25或26記載之組成物,其中,前述(M-4)具有含氮芳香族雜環基、醯胺基及胺基甲酸酯基所成群組中選出的至少1種基之單體(M4)為由下述式MA6~MA8、及MA33所成群組中選出的至少1種,
- 如請求項23~27中任一記載之組成物,其中,前述單體(M1)及前述單體(M2)之合計為100莫耳%時,前述聚合物(A1)係由前述單體(M1)為α莫耳%(α為15以上)而其餘為前述單體(M2)來形成, 前述聚合物(A2)係由前述單體(M1)為0.95α莫耳%以下而其餘為前述單體(M2)來形成。
- 一種液晶配向劑,其特徵係具有請求項1~28中任1項記載之聚合物組成物。
- 一種液晶配向膜,其特徵係由請求項29記載之液晶配向劑形成。
- 一種液晶配向膜之製造方法,其特徵係藉由具有[I]將請求項1~28中任1項記載之聚合物組成物塗佈於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,形成塗膜之步驟;[II]對[I]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;及[III]加熱[II]所得到的塗膜之步驟;而得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜。
- 一種基板,其特徵係具有請求項30記載的液晶配向膜。
- 一種具有液晶配向膜之基板之製造方法,其特徵係藉由具有[I]將請求項1~28中任1項記載之聚合物組成物塗佈於具有水平電場驅動用之導電膜的基板上,形成塗膜之步驟;[II]對[I]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;及[III]加熱[II]所得到的塗膜之步驟;而得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜。
- 一種液晶顯示元件,其特徵係具有請求項32記 載之基板。
- 一種液晶顯示元件之製造方法,其特徵係藉由具有準備請求項32記載之基板(第1基板)的步驟;藉由具有[I’]於第2基板上塗佈請求項1~28中任1項記載之聚合物組成物而形成塗膜之步驟;[II’]對[I’]所得到的塗膜照射偏光紫外線之步驟;[III’]加熱[II’]所得到的塗膜之步驟;而得到被賦予配向控制能力的液晶配向膜之得到具有前述液晶配向膜之第2基板的步驟;及[IV]介隔液晶以前述第1及第2基板的液晶配向膜相對向之方式,對向配置前述第1及第2基板而得到液晶顯示元件之步驟;而得到液晶顯示元件。
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