TWI816960B - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明為提供即使長時間驅動後,預傾角變化為少的顯示信賴性優良,同時電壓保持特性高,且可減低電荷累積之液晶配向膜、具有此的液晶顯示元件與賦予此的液晶配向劑。
本發明為提供含有作為(A)成分之具有下述式(pa-1) (式中,A表示亞苯基等,R1
表示單鍵、氧原子等,R2
表示2價芳香族基等,R3
表示單鍵、氧原子等,R4
表示含有碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基或脂環式基之碳數3~40的1價有機基,D表示氧原子、硫原子或-NRd
-,a表示0~3的整數,*表示鍵結位置。)所示光配向性基與熱交聯性基A之聚合物、作為(B)成分之選自具有藉由光照射產生自由基之自由基產生基之聚醯亞胺,及其前驅物的聚合物,及溶劑之液晶配向劑。
Description
本發明係關於液晶配向劑、藉此所得之液晶配向膜,及具備所得之液晶配向膜的液晶顯示元件。更詳細為提供可賦予液晶配向性為良好,預傾角表現能亦優良,且可得到高信賴性之液晶配向膜的液晶配向劑,及表示品質優良的液晶顯示元件。
對於液晶顯示元件,液晶配向膜扮演著使液晶定向為一定方向之角色。現在,在工業上所使用的主要液晶配向膜係,使由聚醯亞胺前驅物之聚醯胺酸(亦稱為聚醯胺酸)、聚醯胺酸酯或,聚醯亞胺的溶液所成的聚醯亞胺系之液晶配向劑,塗布於基板並成膜而製作。
又,對於基板面欲使液晶呈現平行配向或傾斜配向時,經成膜後進一步藉由摩擦而進行表面延伸處理。
另一方面,使液晶配向為對於基板呈垂直時(稱為垂直配向(VA)方式),使用使長鏈烷基或環狀基或環狀基與烷基之組合(例如參照專利文獻1)、類固醇骨架(例如參照專利文獻2)等疏水性基導入於聚醯亞胺的側鏈之液晶配向膜。此時,於基板間輸入電壓而使液晶分子於基板傾向平行方向時,液晶分子必須自基板法線方向傾向於基板面內之一方向。作為如此手段,例如有人提出於基板上設置突起的方法、於顯示用電極上設置狹縫的方法、藉由摩擦使液晶分子自基板法線方向傾向基板面內之一方向(使其預傾)的方法,以及預先於液晶組成物中添加光聚合性化合物,與聚醯亞胺等垂直配向膜一起使用,一邊對於液晶單元輸入電壓,一邊照射紫外線,而使液晶預傾的方法(例如參照專利文獻3)等。如此技術稱為PSA(Polymer Sustained Alignment)。
近年來,亦有提出作為於VA方式的液晶配向控制中之突起或狹縫之形成,及作為取代PSA技術者而利用藉由偏光紫外線照射等之各向異性光化學反應的方法(光配向法)。即,已知有對於具有光反應性的垂直配向性之聚醯亞胺膜,進行偏光紫外線照射,而賦予配向規制能及預傾角表現性後,可均勻地控制電壓輸入時的液晶分子之傾斜方向(參照專利文獻4)。
由VA方式的液晶顯示元件具有對比高,且視野角較廣為特徴來看,可使用於TV或車內顯示器。TV用的液晶顯示元件欲得到高亮度時會使用發熱量大的背光,或對於使用於車內用途的液晶顯示元件,例如對於汽車導航系統或儀表板時,有時會有長時間高溫環境下使用或者放置之情況。對於如此嚴酷條件,當預傾角徐徐地產生變化時,會有無法得到初期顯示特性,或產生顯示不均等問題。且,使液晶驅動時的電壓保持特性或電荷累積特性亦受到液晶配向膜之影響,電壓保持率為低時,顯示畫面的對比會降低,對於直流電壓之電荷累積過大時,顯示畫面會產生燒焦現象。
其中,作為液晶配向層,已知使用含有具有光配向性基之重複單位,與具有聚合起始劑結構之重複單位的聚醯亞胺前驅物,藉由實施PSA處理,形成與配向維持層之共價鍵,而提高傾斜角之穩定性(專利文獻5)。又,已知藉由使用由具有光配向性基之聚合物所得之配向層,與藉由光吸收產生自由基之單體而形成的配向維持層,可提高傾斜角之穩定性(專利文獻6)。但,對於光配向處理後之PSA處理,有著進行光配向性基之逆反應而損害到光配向性之情況。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平3-179323號公報
[專利文獻2]日本特開平4-281427號公報
[專利文獻3]日本專利第4504626號公報
[專利文獻4]日本專利第4995267號公報
[專利文獻5]國際公開WO2011/001579號公報
[專利文獻6]國際公開WO2013/002084號公報
[發明所解決的問題]
本發明為有鑑於上述事項所成者,該課題為提供即使在長時間驅動後亦可使預傾角的變化為少且顯示信賴性優良的同時,電壓保持特性為高,且可減少電荷累積的液晶配向膜、具有此的液晶顯示元件與賦予此的液晶配向劑。
[解決課題的手段]
本發明者們,發現將以下<X>作為主旨的發明。
<X> 一種液晶配向劑,其為含有作為(A)成分之具有下述式(pa-1)所示光配向性基與熱交聯性基A之聚合物、作為(B)成分之選自具有藉由光照射產生自由基之自由基產生基的聚醯亞胺及其前驅物之聚合物,及溶劑者。
式中,A為視情況表示由選自氟、氯、氰基的基所取代,或由碳數1~5的烷氧基、直鏈狀或者分支鏈狀的烷基殘基(此為視情況由1個氰基或1個以上的鹵素原子所取代)所取代的嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、2,5-亞噻吩、2,5-亞呋喃、1,4-或者2,6-亞萘基或亞苯基,R1
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R2
表示2價芳香族基、2價脂環式基、2價雜環式基或2價縮合環式基,R3
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R4
表示含有碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基或脂環式基之碳數3~40的1價有機基,D表示氧原子、硫原子或-NRd
-(其中,Rd
表示氫原子或碳數1~3的烷基),a表示0~3的整數,*表示鍵結位置。
[發明之效果]
依據本發明可提供液晶配向性良好,預傾角表現能亦優良,且即使在長時間驅動後預傾角的變化亦少的顯示信賴性優良,同時電壓保持特性高,且可減低電荷累積之液晶配向膜,以及液晶配向劑。
又,依據本發明之方法所製造的液晶顯示元件具有優良的顯示特性。
[實施發明的型態]
本發明之液晶配向劑為含有自作為(A)成分之具有下述式(pa-1)所示光配向性基與熱交聯性基A之聚合物、作為(B)成分之選自具有藉由光照射產生自由基之自由基產生基的聚醯亞胺及其前驅物之聚合物,及溶劑。
式中,A為視情況表示由選自氟、氯、氰基的基所取代,或由碳數1~5的烷氧基、直鏈狀或者分支鏈狀的烷基殘基(此為視情況由1個氰基或1個以上的鹵素原子所取代)所取代的嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、2,5-亞噻吩、2,5-亞呋喃、1,4-或者2,6-亞萘基或亞苯基,R1
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R2
表示2價芳香族基、2價脂環式基、2價雜環式基或2價縮合環式基,R3
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R4
表示含有碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基或脂環式基之碳數3~40的1價有機基,D表示氧原子、硫原子或-NRd
-(其中,Rd
表示氫原子或碳數1~3的烷基),a表示0~3的整數,*表示鍵結位置。
液晶配向劑亦可為,其中(A)成分為進一步具有熱交聯性基A之聚合物,且滿足下述要件Z1及Z2的至少一方者。
Z1:(A)成分之聚合物進一步具有熱交聯性基B。
Z2:作為(C)成分,進一步含有於分子內具有2個以上熱交聯性基B的化合物。
熱交聯性基A及熱交聯性基B各獨立為選自由羧基、胺基、烷氧基甲基醯胺基、羥基甲基醯胺基、羥基、含環氧部位的基、氧雜環丁烷基、硫雜丙環基、異氰酸酯基及封閉型異氰酸酯基所成群的有機基,熱交聯性基A與熱交聯性基B為選擇藉由熱可進行交聯反應而成者,但熱交聯性基A及熱交聯性基B可彼此相同。
於此所謂「於分子內(具有)2個以上」表示,例如除於分子內具有2個以上的環氧基等之2個以上的同種基以外,例如亦包含於分子內含有如環氧基與硫雜環丙烷基之組合的2個以上異種基之情況。「於分子內(具有)2個以上」較佳為於分子內含有2個以上同種基。
於本發明之液晶配向劑中所含有的(A)成分之聚合物,因對於光的感度為高,故即使在低曝光量之偏光紫外線照射下,亦可表現配向控制能。
又,(A)成分之聚合物含有熱交聯性基A之同時,進一步於成分中含有熱交聯性基B之情況時,即使液晶配向劑的燒成時間為短之情況下,亦可進行含有(A)成分之聚合物的交聯反應。藉此,在光配向性部位藉由光反應表現各向異性時,因於液晶配向膜變得容易殘存(記憶體)各向異性,故可提高液晶配向性,且可表現液晶之預傾角。
又,本發明之液晶配向劑為藉由含有(B)成分之聚合物,特別可適用於使用含有烯基系液晶之液晶組成物而進行PSA處理之情況,可達成藉由PSA處理之預傾角的耐久性提高。
且,上述式(pa-1)所示光配向性基、熱交聯性基A及熱交聯性基B因皆可成為聚合物中之側鏈者,故視必要亦可稱為「側鏈」。
以下對於本發明之各構成要件進行詳細敘述。
<(A)成分:特定聚合物>
[式(pa-1)所示光配向性基]
對於本發明,於分子內具有上述式(pa-1)所示光配向性之部位,例如可由下述式(a-1)表示。又,該部位雖可舉出來自下述式(a-1-m)所示單體的結構,但並未限定於此。式中,Ia表示下述式(pa-1)所示1價有機基。
式(pa-1)中,A為視情況可由選自氟、氯、氰基的基所取代,或由碳數1~5的烷氧基、直鏈狀或者分支鏈狀的烷基殘基(此為視情況由1個氰基或1個以上的鹵素原子所取代)所取代的嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、2,5-亞噻吩、2,5-亞呋喃、1,4-或者2,6-亞萘基或亞苯基,R1
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R2
表示2價芳香族基、2價脂環式基、2價雜環式基或2價縮合環式基,R3
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R4
表示含有碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基或脂環式基之碳數3~40的1價有機基,D表示氧原子、硫原子或-NRd
-(其中,Rd
表示氫原子或碳數1~3的烷基),a表示0~3的整數,*表示鍵結位置。
上述式(a-1)或(a-1-m)中、Sa
表示間隔物單位,Sa
的左鍵結基表示於特定聚合物之主鏈上,隔著任意間隔物而進行鍵結者。
Sa
例如可表示下述式(Sp)的結構。
式(Sp)中,
W1
的左鍵結表示對Mb
之鍵結,
W3
的右鍵結表示對Ia
之鍵結,
W1
、W2
及W3
各獨立表示單鍵、二價雜環、-(CH2
)n
-(式中,n表示1~20)、-OCH2
-、-CH2
O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2
O-、-OCF2
-、-CF2
CF2
-或-C≡C-,但對於這些取代基,非隣接的CH2
基之一個以上獨立可由-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3
)2
-O-Si(CH3
)2
-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-OCO-NR-、
-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中,R獨立表示氫或碳原子數1至5的直鏈或支鏈的烷基)所取代,
A1
及A2
各獨立表示選自單鍵、2價烷基、2價芳香族基、2價脂環式基,或2價雜環式基的基,各基可為無取代,或一個以上的氫原子可由氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基所取代。
式(a-1-m)中,Ma
表示聚合性基。作為該聚合性基,可舉出(甲基)丙烯酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、降冰片烯、(甲基)丙烯醯胺及其衍生物的自由基聚合性基及矽氧烷。較佳為(甲基)丙烯酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺、丙烯醯胺。
r為滿足1≦r≦3的整數。
Mb
為選自單鍵、(r+1)價雜環、碳數1~10的直鏈狀或支鏈狀烷基、(r+1)價芳香族基、(r+1)價脂環式基之基,各基可為無取代或一個以上的氫原子可由氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基所取代。
作為A1
、A2 、
及Mb
中之芳香族基,例如可舉出如苯、聯苯基、萘之碳數6~18的芳香族烴。作為A1
、A2 、
及Mb
中之脂環式基,例如可舉出如環己烷、聯環己烷的碳數6~12的脂環式烴。作為於A1
、A2 、
及Mb
中之雜環,例如可舉出吡啶、哌啶、哌嗪等含氮雜環。作為於A1
、A2
中之烷基,可舉出碳數1~10的直鏈狀或支鏈狀烷基等。
由可表現良好垂直配向控制能與穩定預傾角之觀點來看,上述(pa-1)所示基以下述(pa-1-a)所示基者為佳。又,該部位可舉出來自下述式(pa-1-ma)所示單體的結構,但並未限定於此。
式(pa-1-a)或(pa-1-ma)中,Ma
、Mb
及Sa
與上述相同定義。
又,Z為氧原子或硫原子。
Xa
及Xb
各獨立為氫原子、氟原子、氯原子、氰基或碳數1~3的烷基。
R1
為單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-。
R2
為2價芳香族基、2價脂環式基或2價雜環式基。
R3
為單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-。
R4
為碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基或含有脂環式基的碳數3~40的1價有機基。
R5
為碳數1~3的烷基、碳數1~3的烷氧基、氟原子或氰基,較佳為甲基、甲氧基或氟原子。
a表示0~3的整數,b為0~4的整數。
式(pa-1-a)或(pa-1-ma)中,作為Sa
的碳數1~10的直鏈或支鏈的伸烷基,以碳數1~8的直鏈或支鏈的伸烷基者為佳,例如以亞甲基、伸乙基、n-伸丙基、n-伸丁基、t-伸丁基、n-伸戊基、n-伸己基、n-伸庚基、n-伸辛基為佳。
作為Sa
的2價芳香族基,例如可舉出1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,3,5,6-四氟-1,4-伸苯基等。
式(pa-1-a)或(pa-1-ma)中,作為Sa
的2價脂環式基,例如可舉出反-1,4-環伸己基、反-反-1,4-聯環伸己基等。
作為Sa
的2價雜環式基,例如可舉出1,4-伸吡啶基、2,5-伸吡啶基、1,4-亞呋喃基、1,4-哌嗪基、1,4-哌啶基等。
Sa
以碳數1~8的伸烷基者為佳,較佳為碳數1~6的伸烷基,更佳為碳數1~4的伸烷基。
作為R2
的2價芳香族基,例如可舉出1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,3,5,6-四氟-1,4-伸苯基、亞萘基等。
作為R2
的2價脂環式基,例如可舉出反1,4-環伸己基、反-反-1,4-聯環伸己基等。
作為R2
的2價雜環式基,例如可舉出1,4-伸吡啶基、2,5-伸吡啶基、1,4-亞呋喃基、1,4-哌嗪基、1,4-哌啶基等。
R2
以1,4-伸苯基、反1,4-環伸己基、反-反-1,4-聯環伸己基為佳。
作為R4
的碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基,例如可舉出碳數1~20的直鏈或支鏈的烷基,該烷基的氫原子之一部分或全部可由氟原子所取代。作為該烷基的例子,例如可舉出甲基、乙基、n-丙基、n-丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-月桂基、n-十二烷基、n-十三烷基、n-十四烷基、n-十五烷基、n-十六烷基、n-十七烷基、n-十八烷基、n-十九烷基、n-二十烷基、4,4,4-三氟丁基、4,4,5,5,5-五氟戊基、4,4,5,5,6,6,6-七氟己基、3,3,4,4,5,5,5-七氟戊基、2,2,2-三氟乙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、2-(全氟丁基)乙基、2-(全氟辛基)乙基、2-(全氟癸基)乙基等。
作為R4
的含有脂環式基的碳數3~40的1價有機基,例如可舉出膽甾烯基、膽甾基、金剛烷基、下述式(Alc-1)或(Alc-2)(式中,R7
各為氫原子、氟原子或碳數1~20的烷基,碳數1~20的烷基可由氟原子所取代,*表示鍵結位置)所示基等。
作為上述式(pa-1-ma)所示單體,可舉出式(paa-1-ma1)~(paa-1-ma18)所示結構,但並未限定於此等。且,式中的「E」表示E體,「t」表示環己基為反型。
[熱交聯性基A及熱交聯性基B]
熱交聯性基A及熱交聯性基B各獨立為選自由羧基、胺基、烷氧基甲基醯胺基、羥基甲基醯胺基、羥基、含環氧部位的基、氧雜環丁烷基、硫雜丙環基、異氰酸酯基及封閉型異氰酸酯基所成群的有機基,熱交聯性基A與熱交聯性基B為選擇藉由熱可進行交聯反應而成者,但熱交聯性基A及熱交聯性基B可彼此相同。
作為如此熱交聯性基A與熱交聯性基B的組合,有一方為羧基,另一方為環氧基、氧雜環丁烷基或硫雜丙環基之組合、一方為羥基,另一方為封閉型異氰酸酯基之組合、一方為酚性羥基,另一方為環氧基、氧雜環丁烷基或硫雜丙環基之組合、一方為羧基,另一方為封閉型異氰酸酯基之組合、一方為胺基,另一方為封閉型異氰酸酯基之組合、兩者皆為N-烷氧基甲基醯胺之組合等。較佳的組合為,羧基與環氧基、羥基與封閉型異氰酸酯基等。
若要將該熱交聯性基A導入於(A)成分之聚合物時,僅使具有熱交聯性基A的單體進行共聚合即可。
又,本發明之液晶配向劑滿足要件Z1時,於製造(A)成分之聚合物時,使具有熱交聯性基A之單體及具有熱交聯性基B之單體的雙方進行共聚合即可。
作為具有熱交聯性基之單體,例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、單-(2-(丙烯醯氧基)乙基)鄰苯二甲酸酯、單-(2-(甲基丙烯醯氧)乙基)鄰苯二甲酸酯、N-(羧基苯基)馬來醯亞胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯醯胺,及N-(羧基苯基)丙烯醯胺等具有羧基之單體;
2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、2-羥基丙基丙烯酸酯、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、4-羥基丁基丙烯酸酯、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯、2,3-二羥基丙基丙烯酸酯、2,3-二羥基丙基甲基丙烯酸酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內酯2-(丙烯醯氧基)乙基酯、己內酯2-(甲基丙烯醯氧)乙基酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯醯氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧-6-內酯,及5-甲基丙烯醯氧-6-羥基降冰片烯-2-羧-6-內酯等具有羥基之單體;
羥基苯乙烯、N-(羥基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(羥基苯基)丙烯醯胺、N-(羥基苯基)馬來醯亞胺,及N-(羥基苯基)馬來醯亞胺等具有酚性羥基的單體;
胺基乙基丙烯酸酯、胺基乙基甲基丙烯酸酯、胺基丙基丙烯酸酯,及胺基丙基甲基丙烯酸酯等具有胺基的單體;
N-羥基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺等可由羥基甲基或烷氧基甲基所取代之(甲基)丙烯醯胺化合物;
烯丙基縮水甘油基醚、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2-甲基縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-n-丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-n-丁基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸3,4-環氧丁酯、甲基丙烯酸3,4-環氧丁酯、丙烯酸6,7-環氧庚酯、甲基丙烯酸6,7-環氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-環氧庚酯、o-乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、m-乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、p-乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、3-乙烯基-7-氧雜聯環[4.1.0]庚烷、1,2-環氧-5-己烯、1,7-辛二烯單環氧化物等具有含環氧部位的基之單體;
3-(丙烯醯氧基甲基)氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2-苯基氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2,2-二氟氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷、3-(丙烯醯氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2-乙基氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2-苯基氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2,2-二氟氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷、3-(2-丙烯醯氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷等丙烯酸酯;3-(甲基丙烯醯氧甲基)氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2-甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2-苯基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2,2-二氟氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2-乙基氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2-五氟乙基氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2-苯基氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2,2-二氟氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2,2,4-三氟氧雜環丁烷、3-(2-甲基丙烯醯氧乙基)-2,2,4,4-四氟氧雜環丁烷等具有氧雜環丁烷基之單體;
2,3-環硫丙基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,及2-或3-或4-(β-環硫丙基硫基甲基)苯乙烯、2-或3-或4-(β-環硫丙基氧基甲基)苯乙烯、2-或3-或4-(β-環硫丙基硫基)苯乙烯、2-或3-或4-(β-環硫丙基氧基)苯乙烯等具有硫雜丙環基之單體;
丙烯酸2-(0-(1’-甲基丙炔胺基)羧基胺基)乙酯、丙烯酸2-(3,5-二甲基吡唑基)羰基胺基)乙酯、甲基丙烯酸2-(0-(1’-甲基丙炔胺基)羧基胺基)乙酯、甲基丙烯酸2-(3,5-二甲基吡唑基)羰基胺基)乙酯等具有封閉型異氰酸酯基之單體;等。且,所謂(甲基)丙烯醯胺表示丙烯醯胺與甲基丙烯醯胺之雙方。
又,對於本發明,欲得到特定共聚物時,除具有上述式(a-1-m)所示光配向性基之單體,及具有熱交聯性基A及視必要具有熱交聯性基B之單體以外,亦可並用可與此等單體進行共聚合之其他單體。
作為如此其他單體的具體例子,可舉出丙烯酸酯化合物、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、乙烯基化合物、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、丙烯醯胺等丙烯醯胺化合物、具有氮芳香族雜環基與聚合性基之單體。
作為丙烯酸酯化合物,例如可舉出甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、異丙基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸酯、萘丙烯酸酯、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。
作為甲基丙烯酸酯化合物,例如可舉出甲基丙烯酸甲酯、乙基甲基丙烯酸酯、異丙基甲基丙烯酸酯、十六烷基甲基丙烯酸酯、十八烷基甲基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸甲酯、萘甲基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸甲酯、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。
作為前述(甲基)丙烯酸醯胺化合物,例如可舉出丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺等。
作為前述乙烯基化合物,例如可舉出甲基乙烯基醚、苯甲基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基縮水甘油基醚及3-乙烯基-7-氧雜聯環[4.1.0]庚烷等。
作為前述苯乙烯化合物,例如可舉出苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯及溴苯乙烯等。
作為前述馬來醯亞胺化合物,例如可舉出馬來醯亞胺、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。
含氮芳香族雜環可為至少含有1個,較佳為含有1個~4個的選自由下述式[N-a]~[N-b](式中,Z2
為碳數1~5的直鏈或分支烷基)所成群的結構之芳香族環式烴者為佳。
具體可舉出噁唑環、噻唑環、吡啶環、嘧啶環、喹啉環、1-吡唑啉環、異喹啉環、噻二唑環、噠嗪環、三嗪環、吡嗪環、菲咯啉環、喹喔啉環、苯並噻唑環、噁二唑環、吖啶環等。於這些含氮芳香族雜環之碳原子,可具有含有雜原子之取代基。此等中,例如可舉出吡啶環。
作為具有含氮芳香族雜環基與聚合性基之單體,例如可舉出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。
使用於本發明的其他單體可單獨使用1種類,又可組合2種以上的單體而使用。
含於本發明之液晶配向劑的(A)成分之聚合物的上述式(pa-1)所示光反應性之部位,可單獨使用1種類,亦可組合2種以上的部位而使用。
上述式(pa-1)所示光反應性的部位,以(A)成分之聚合物的全重複單位之5~95 mol%、10~60 mol%,或15~50 mol%之比例下含有者為佳。
於本發明之聚合物所含有的具有熱交聯性基之部位可單獨使用熱交聯性基A,又亦可組合含有熱交聯性基A與熱交聯性基B之2種以上部位而使用。
具有熱交聯性基之部位的導入量為,(A)成分之聚合物的全重複單位之5~95 mol%、40~90 mol%,或50~85 mol%者為佳。
上述來自其他單體之結構的含有量為,(A)成分之聚合物的全重複單位之0~40 mol%、0~30 mol%,或0~20 mol%含有者為佳。
<特定聚合物之製造方法>
於本發明之液晶配向劑所含有的(A)成分之特定聚合物,可藉由使具有上述式(pa-1)所示光配向性基的單體、具有上述熱交聯性基A的單體,及視所需具有上述熱交聯性基B的單體進行共聚合而得。又,亦可與上述其他單體進行共聚合。
對於本發明中之(A)成分的特定聚合物之製造方法,雖無特別限定者,但可利用在工業上廣被使用的方法。具體而言,利用單體的乙烯基之陽離子聚合或藉由自由基聚合、負離子聚合而可製造。在此等中由反應控制之容易度等觀點來看,以自由基聚合特佳。
作為自由基聚合的聚合起始劑,可使用自由基聚合起始劑或可逆加成-開裂型鏈轉移(RAFT)聚合試藥等公知化合物。
自由基熱聚合起始劑為可藉由在分解溫度以上進行加熱而產生自由基的化合物。作為如此自由基熱聚合起始劑,例如可舉出酮過氧化物類(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-丁基氫過氧化物、異丙苯過氧化氫等)、二烷基過氧化物類(二-tert-丁基過氧化物、二枯基過氧化物、二月桂醯基過氧化物等)、過氧縮酮類(二丁基過氧環己烷等)、烷基過酸酯類(過氧新癸烷酸-tert-丁基酯、過氧特戊酸-tert-丁基酯、過氧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)。
如此自由基熱聚合起始劑可單獨使用1種,或者組合2種以上而使用。
自由基光聚合起始劑若可使自由基聚合藉由光照射而開始進行的化合物即可,並無特別限定。作為如此自由基光聚合起始劑,可舉出二苯甲酮、米蚩酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、呫噸酮、噻噸酮、異丙基呫噸酮等公知化合物。這些化合物可單獨使用,亦可混合2種以上後使用。
自由基聚合法並無特別限制,可使用乳化聚合法、懸浮聚合法、分散聚合法、沈澱聚合法、塊狀聚合法、溶液聚合法等。
作為使用於(A)成分的特定聚合物之聚合反應的溶劑,若為可溶解所生成的高分子者即可,並無特別限定。作為具體例子,可舉出後述<溶劑>項所記載的溶劑,例如可舉出N-烷基-2-吡咯啶酮類、二烷基咪唑啉酮類、內酯類、碳酸酯類、酮類、式(Sv-1)所示化合物及式(Sv-2)所示化合物、四氫呋喃、1,4-二噁烷、二甲基碸、二甲基亞碸等。
這些溶劑可單獨使用,亦可經混合後使用。且,即使為不能溶解所生成的高分之溶劑,在不會析出所生成的高分子之範圍下,可混合於上述溶劑而使用。
又,對於自由基聚合,溶劑中之氧會成為阻礙聚合反應之原因,故使用有機溶劑盡可能脫氣至某程度者為佳。
自由基聚合時的聚合溫度可選擇30~150℃中任意溫度,但較佳為50~100℃的範圍。又,反應亦可在任意濃度下進行,但單體濃度以1~50質量%為佳,較佳為5~30質量%。反應初期在高濃度下進行,其後可追加有機溶劑。
對於上述自由基聚合反應,因自由基聚合起始劑比率對於單體而言較多而得的高分子之分子量會變小,較少而得的高分子之分子量會變大,故自由基起始劑之比率對於所要聚合的單體而言以0.1~10 mol%者為佳。又,在聚合時可追加各種單體成分或溶劑、起始劑等。
[聚合物之回收]
自藉由上述反應所得的反應溶液回收所生成的高分子時,將反應溶液投入於弱溶劑中,使這些聚合物沈澱即可。作為使用於沈澱的弱溶劑,可舉出甲醇、丙酮、己烷、庚烷、丁基溶纖劑、庚烷、乙醇、甲苯、苯、二乙基醚、甲基乙基醚、水等。投入於弱溶劑而使其沈澱之聚合物,經過濾並回收後,在常壓或者減壓下,可經常溫或者加熱進行乾燥。又,將沈澱回收的聚合物再次溶解於有機溶劑中,再沈澱回收之操作重複進行2次~10次後,可減少聚合物中之雜質。作為此時的弱溶劑,例如可舉出醇類、酮類、烴等,使用選自此等的3種類以上之弱溶劑時,可更一層地提高效率故較佳。
(A)成分之特定聚合物的分子量若考慮到所得的塗膜之強度、塗膜形成時之作業性,及塗膜之均勻性時,以GPC(Gel Permeation Chromatography)法進行測定的重量平均分子量以2000~1000000為佳,較佳為5000~100000。
<(B)成分>
含於本發明之液晶配向劑的(B)成分為,選自具有藉由光照射產生自由基之自由基產生基的聚醯亞胺及其前驅物之聚合物。
如此作為自由基產生基,可舉出下述結構所示[X-1]~[X-18]、[W]、[Y]、[Z]所示有機基。
式[X-1]~[X-18]中,*表示與化合物分子之聚合性反應基以外的部分之鍵結部位,S1
、S2
各獨立表示
-O-、-NR-、-S-,R表示氫原子、鹵素原子、碳數1~10的烷基、碳數1~10的烷氧基,R1
、R2
各獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數1~4的烷基。
式[W]、[Y]、[Z]中,*表示與化合物分子的聚合性反應基以外之部分的鍵結部位,Ar表示選自由可具有有機基及/或鹵素原子作為取代基的亞苯基、亞萘基及亞聯苯所成群的芳香族烴基,R9
及R10
各獨立表示碳數1~10的烷基或碳數1~10的烷氧基,R9
與R10
為烷基時,在末端可形成彼此鍵結的環結構。Q表示下述結構。
上述式中,R11
表示-CH2
-、-NR-、-O-或-S-,R表示氫原子或碳原子數1~4的烷基,*表示表示與化合物分子的Q以外之部分的鍵結部位。
R12
表示氫原子、鹵素原子、碳數1~10的烷基或碳數1~10的烷氧基。
將具有自由基產生基的聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物進行醯亞胺化而製造聚醯亞胺的方法並無特別限定。例如可舉出使含有具有自由基產生基的二胺之二胺成分與四羧酸二酐進行聚合的方法、使含有具有自由基產生基的二胺之二胺成分與四羧酸二酯進行聚合的方法、使含有具有自由基產生基的四羧酸二酐之四羧酸二酐成分與二胺化合物進行聚合的方法、使四羧酸二酐與二胺進行聚合後,將含有自由基產生基的化合物進行某種反應後對聚合物進行修飾的方法等。其中,亦由製造之容易性的觀點來看,使含有具有自由基產生基的二胺之二胺成分與四羧酸二酐,或四羧酸二酯進行聚合之方法為佳。
具有自由基產生基的二胺,具體可舉出例如含有具有產生自由基而可聚合之側鏈的二胺,可舉出下述一般式(6)所示二胺,但並未限定於此等。
式(6)中,R6
表示單鍵、-CH2
-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2
O-、-N(CH3
)-、-CON(CH3
)-或-N(CH3
)CO-,
R7
表示單鍵,或非取代或者藉由氟原子所取代的碳數1~20的伸烷基,該伸烷基之任意的-CH2
-或-CF2
-之1個以上各獨立可由選自-CH=CH-、二價碳素環及二價的雜環之基所取代,進一步可具出以下任一基,即將-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-或-NH-彼此不鄰接之條件下,亦可由此等基所取代;
R8
表示選自上述式[X-1]~[X-18]的基。
式(6)中之二個胺基(-NH2
)之鍵結位置並無限定。具體為,對於側鏈的鍵結基,可舉出苯環上之2,3的位置、2,4的位置、2,5的位置、2,6的位置、3,4的位置、3,5的位置。其中亦由合成聚醯胺酸時的反應性之觀點來看,以2,4的位置、2,5的位置或3,5的位置為佳。若又要考慮到合成二胺時的容易性時,以2,4的位置或3,5的位置為較佳。
作為具有含有選自由甲基丙烯酸基、丙烯酸基、乙烯基、烯丙基、香豆素基、苯乙烯基及肉桂醯基所成群的至少1種之光反應性基的二胺,具體可舉出如以下的化合物,但並未限定於此等。
上述式中,J1
為選自單鍵、-O-、-COO-、
-NHCO-或-NH-的鍵結基,J2
表示單鍵,或非取代或者由氟原子所取代的碳數1~20的伸烷基。
具有藉由紫外線照射而分解並產生自由基之部位作為側鏈的二胺,可舉出下述一般式(7)所示二胺,但並未限定於此等。
式(7)中,T1
及T2
各獨立為單鍵、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2
O-、
-N(CH3
)-、-CON(CH3
)-或-N(CH3
)CO-,
S表示單鍵,或非取代或者由氟原子所取代的碳數1~20的伸烷基,該伸烷基的任意之-CH2
-或-CF2
-的1個以上可各獨立地由選自-CH=CH-、二價碳素環,及二價雜環的基所取代,且以下所舉出的任一基,即將-O-、-COO-、
-OCO-、-NHCO-、-CONH-或-NH-未彼此鄰接作為條件下,可由此等基進行取代,J為選自上述式[W]、[Y]及[Z]的基。
上述式(7)中之二個胺基(-NH2
)之鍵結位置並未限定。具體為對於側鏈之鍵結基,可舉出苯環上之2,3的位置、2,4的位置、2,5的位置、2,6的位置、3,4的位置、3,5的位置。其中,亦由合成聚醯胺酸時的反應性之觀點來看,以2,4的位置、2,5的位置或3,5的位置為佳。若又考慮合成二胺時的容易性,以2,4的位置或3,5的位置為較佳。
特別由合成之容易度、廣泛性的高度、特性等觀點來看,以下述式所示結構為最佳,但並未限定於此等。下述式中,n為2~8的整數。
上述二胺為配合作為液晶配向膜時的液晶配向性、於聚合反應中之感度、電壓保持特性、累積電荷等特性下,亦可混合1種類或2種類以上而使用。
具有如此自由基產生基的二胺,其使用量為使用於選自具有自由基產生基的聚醯亞胺及其前驅物之聚合物的合成之二胺成分全體的5~50莫耳%量者為佳,較佳為10~40莫耳%,特佳為15~30莫耳%。
且,欲得到使用於本發明的選自具有自由基產生基的聚醯亞胺及其前驅物之聚合物時,對於不損害本發明之效果下,可將除上述具有自由基產生基之二胺以外的其他二胺作為二胺成分而併用。具體而言,例如可舉出p-亞苯基二胺、2,3,5,6-四甲基-p-亞苯基二胺、2,5-二甲基-p-亞苯基二胺、m-亞苯基二胺、2,4-二甲基-m-亞苯基二胺、2,5-二胺基甲苯、2,6-二胺基甲苯、2,5-二胺基酚、2,4-二胺基酚、3,5-二胺基酚、3,5-二胺基苯甲基醇、2,4-二胺基苯甲基醇、4,6-二胺基間苯二酚、4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二羥基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二羧基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二氟-4,4’-聯苯基、3,3’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯基、3,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二胺基聯苯基、2,2’-二胺基聯苯基、2,3’-二胺基聯苯基、4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,3’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基甲烷、2,2’-二胺基二苯基甲烷、2,3’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、2,2’-二胺基二苯基醚、2,3’-二胺基二苯基醚、4,4’-磺醯基二苯胺、3,3’-磺醯基二苯胺、雙(4-胺基苯基)矽烷、雙(3-胺基苯基)矽烷、二甲基-雙(4-胺基苯基)矽烷、二甲基-雙(3-胺基苯基)矽烷、4,4’-硫二苯胺、3,3’-硫二苯胺、4,4’-二胺基二苯基胺、3,3’-二胺基二苯基胺、3,4’-二胺基二苯基胺、2,2’-二胺基二苯基胺、2,3’-二胺基二苯基胺、N-甲基(4,4’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(3,3’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(3,4’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(2,2’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(2,3’-二胺基二苯基)胺、4,4’-二胺基二苯甲酮、3,3’-二胺基二苯甲酮、3,4’-二胺基二苯甲酮、1,4-二胺基萘、2,2’-二胺基二苯甲酮、2,3’-二胺基二苯甲酮、1,5-二胺基萘、1,6-二胺基萘、1,7-二胺基萘、1,8-二胺基萘、2,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘、2,7-二胺基萘、2,8-二胺基萘、1,2-雙(4-胺基苯基)乙烷、1,2-雙(3-胺基苯基)乙烷、1,3-雙(4-胺基苯基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯基)丙烷、1,4-雙(4胺基苯基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯基)丁烷、雙(3,5-二乙基-4-胺基苯基)甲烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯基)苯、1,4-雙(4-胺基苯甲基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-[1,4-亞苯基雙(亞甲基)]二苯胺、4,4’-[1,3-亞苯基雙(亞甲基)]二苯胺、3,4’-[1,4-亞苯基雙(亞甲基)]二苯胺、3,4’-[1,3-亞苯基雙(亞甲基)]二苯胺、3,3’-[1,4-亞苯基雙(亞甲基)]二苯胺、3,3’-[1,3-亞苯基雙(亞甲基)]二苯胺、1,4-亞苯基雙[(4-胺基苯基)甲酮]、1,4-亞苯基雙[(3-胺基苯基)甲酮]、1,3-亞苯基雙[(4-胺基苯基)甲酮]、1,3-亞苯基雙[(3-胺基苯基)甲酮]、1,4-亞苯基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,4-亞苯基雙(3-胺基苯甲酸酯)、1,3-亞苯基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,3-亞苯基雙(3-胺基苯甲酸酯)、雙(4-胺基苯基)對苯二甲酸酯、雙(3-胺基苯基)對苯二甲酸酯、雙(4-胺基苯基)間苯二甲酸酯、雙(3-胺基苯基)間苯二甲酸酯、N,N’-(1,4-亞苯基)雙(4-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,3-亞苯基)雙(4-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,4-亞苯基)雙(3-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,3-亞苯基)雙(3-胺基苯甲醯胺)、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)異鄰苯二醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)異鄰苯二醯胺、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)二苯基碸、2,2’-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2’-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-甲基苯基)丙烷、反-1,4-雙(4-胺基苯基)環己烷、3,5-二胺基安息香酸、2,5-二胺基安息香酸、雙(4-胺基苯氧基)甲烷、1,2-雙(4-胺基苯氧基)乙烷、1,3-雙(4-胺基苯氧基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯氧基)丁烷、1,5-雙(4-胺基苯氧基)戊烷、1,5-雙(3-胺基苯氧基)戊烷、1,6-雙(4-胺基苯氧基)己烷、1,6-雙(3-胺基苯氧基)己烷、1,7-雙(4-胺基苯氧基)庚烷、1,7-雙(3-胺基苯氧基)庚烷、1,8-雙(4-胺基苯氧基)辛烷、1,8-雙(3-胺基苯氧基)辛烷、1,9-雙(4-胺基苯氧基)壬烷、1,9-雙(3-胺基苯氧基)壬烷、1,10-雙(4-胺基苯氧基)癸烷、1,10-雙(3-胺基苯氧基)癸烷、1,11-雙(4-胺基苯氧基)十一烷、1,11-雙(3-胺基苯氧基)十一烷、1,12-雙(4-胺基苯氧基)十二烷、1,12-雙(3-胺基苯氧基)十二烷等之芳香族二胺;雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷等之脂環式二胺;1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,11-二胺基十一烷、1,12-二胺基十二烷等之脂肪族二胺;1,3-雙[2-(p-胺基苯基)乙基]脲、1,3-雙[2-(p-胺基苯基)乙基]-1-第三丁基氧羰基脲等具有脲結構之二胺;N-p-胺基苯基-4-p-胺基苯基(第三丁基氧羰基)胺基甲基哌啶等具有含氮不飽和雜環結構之二胺;N-第三丁氧基羰基-N-(2-(4-胺基苯基)乙基)-N-(4-胺基苯甲基)胺等具有N-Boc基的二胺等。
上述其他二胺為,配合作為液晶配向膜時的液晶配向性、於聚合反應中之感度、電壓保持特性、累積電荷等特性,可混合1種類或2種類以上後使用。
與上述二胺成分進行反應的四羧酸二酐並無特別限定。具體可舉出苯四酸、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’-聯苯基四羧酸、2,3,3’,4’-聯苯基四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)碸、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、雙(3,4-二羧基苯基)二甲基矽烷、雙(3,4-二羧基苯基)二苯基矽烷、2,3,4,5-吡啶四羧酸、2,6-雙(3,4-二羧基苯基)吡啶、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸、1,3-二苯基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、氧鄰苯二甲酸四羧酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環庚烷四羧酸、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸、3,4-二羧基-1-環己基琥珀酸、2,3,5-三羧基環戊基乙酸、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸、聯環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸、聯環[4,3,0]壬烷-2,4,7,9-四羧酸、聯環[4,4,0]癸烷-2,4,7,9-四羧酸、聯環[4,4,0]癸烷-2,4,8,10-四羧酸、三環[6.3.0.0<2,6>]十一烷-3,5,9,11-四羧酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、4-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸、聯環[2,2,2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸、5-(2,5-二氧代四氫呋喃)-3-甲基-3-環己烷-1,2-二羧酸、四環[6,2,1,1,0<2,7>]十二-4,5,9,10-四羧酸、3,5,6-三羧基降冰片烷-2:3,5:6二羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸等四羧酸之二酐。
當然四羧酸二酐亦可配合作為液晶配向膜時的液晶配向性、於聚合反應中之感度、電壓保持特性、累積電荷等特性,使用1種類或並用2種類以上。
聚合物在聚醯胺酸酯時的合成,與上述二胺成分進行反應的四羧酸二烷基酯之結構雖無特別限定,但該具體例子可舉出以下者。
作為脂肪族四羧酸二酯之具體例子,可舉出1,2,3,4-環丁烷四羧酸二烷基酯、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二烷基酯、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二烷基酯、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二烷基酯、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二烷基酯、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二烷基酯、1,2,4,5-環己烷四羧酸二烷基酯、3,4-二羧基-1-環己基琥珀酸二烷基酯、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸二烷基酯、1,2,3,4-丁烷四羧酸二烷基酯、聯環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二烷基酯、3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二烷基酯、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二烷基酯、順-3,7-二丁基環辛-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二烷基酯、三環[4.2.1.0<2,5>]壬烷-3,4,7,8-四羧酸-3,4:7,8-二烷基酯、六環[6.6.0.1<2,7>.0<3,6>.1<9,14>.0<10,13>]十六烷-4,5,11, 12-四羧酸-4,5:11,12-二烷基酯、4-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘ー1,2-二香芹酮二烷基酯等。
作為芳香族四羧酸二烷基酯,可舉出苯四酸二烷基酯、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二烷基酯、2,2’,3,3’-聯苯基四羧酸二烷基酯、2,3,3’,4-聯苯基四羧酸二烷基酯、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二烷基酯、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二烷基酯、雙(3,4-二羧基苯基)醚二烷基酯、雙(3,4-二羧基苯基)碸二烷基酯、1,2,5,6-萘四羧酸二烷基酯、2,3,6,7-萘四羧酸二烷基酯等。
本案的(B)成分之聚合物以與(A)成分之聚合物之表面能量接近的成分者為佳。如此(A)成分的丙烯酸成分在基本上其極性低,表面能量低。另一方面,聚醯亞胺成分的極性高且表面能量高。然而,該二成分之表面能量的差異若過大時,因無法順利地相溶而產生凝集,而有著產生具有凹凸之膜,或因產生排斥或不均而使製程幅度變狹隘之問題的顧慮。因此,雖藉由降低聚醯亞胺成分之極性,會使表面能量比丙烯酸成分高,但可使差異控制在較小值。作為減低聚醯亞胺成分之極性的方法,有進行化學性醯亞胺化後,與(A)成分混合的方法或導入側鏈之方法。
作為如此聚合物可舉出以下公知者,將四羧酸二酐等四羧酸衍生物,與前述含有具有自由基產生基之二胺之二胺成分進行聚合後,經化學性醯亞胺化而得之聚合物、使用含有具有前述自由基產生基之二胺且同時具有側鏈之二胺的二胺成分而得之聚醯亞胺前驅物、將此經醯亞胺化而得之聚醯亞胺、使用含有具有前述自由基產生基之二胺且同時具有第三丁氧基羰基氧基之二胺而得之聚醯亞胺前驅物、將此經醯亞胺化而得之聚醯亞胺等。藉由如此側鏈或化學性醯亞胺化,因可將表面能量接近(A)成分之丙烯酸聚合物,故在將液晶配向劑經塗布、燒成而形成硬化膜時,不會引起凝集等,且可賦予平坦硬化膜。作為具有側鏈之二胺,可舉出國際專利申請公開WO2016/125870之段落[0023]~[0039]所記載的式(2)、(3)、(4)、(5)所示二胺及其具體例子中的式[A-1]~[A-32]所示二胺。作為具有第三丁氧基羰基氧基之二胺,可舉出國際專利申請公開WO2017/119461之段落[0011]~[0034]所記載的具有式[A-1]、[A-2]、[A-3]之結構的二胺及其作為具體例子而例示的二胺。
本發明之液晶配向劑中之(A)成分的聚合物與(B)成分之聚合物的含有比率,(A)成分:(B)成分之質量比以5:95~95:5者為佳,以10:90~90:10者為較佳,以20:80~60:40者為更佳。
<(C)成分>
使用於本發明的液晶配向劑若滿足要件Z2時,含有作為(C)成分之交聯劑。作為(C)成分,可舉出具有2個以上的熱交聯性基B之交聯劑。
作為(C)成分之交聯劑,可舉出環氧化合物、具有2個以上胺基之化合物、羥甲基化合物、異氰酸酯化合物、酚醛樹脂化合物、嵌段異氰酸酯化合物等低分子化合物、N-烷氧基甲基丙烯醯胺之聚合物、具有環氧基之化合物的聚合物、具有異氰酸酯基之化合物的聚合物等聚合物。
作為上述環氧化合物之具體例子,可舉出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)環己烷及N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4、4’-二胺基二苯基甲烷等。
作為具有2個以上胺基之化合物的例子,可舉出脂環式二胺、芳香族二胺、芳香族-脂肪族二胺、脂肪族二胺等二胺。
作為脂環式二胺類之例子,可舉出1,4-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷、4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二環己基胺、異佛爾酮二胺等。
作為芳香族二胺類之例子,可舉出o-亞苯基二胺、m-亞苯基二胺、p-亞苯基二胺、2,4-二胺基甲苯、2,5-二胺基甲苯、3,5-二胺基甲苯、1,4-二胺基-2-甲氧基苯、2,5-二胺基-p-二甲苯及1,3-二胺基-4-氯苯等。
作為芳香族-脂肪族二胺之例子,可舉出3-胺基苯甲基胺、4-胺基苯甲基胺、3-胺基-N-甲基苯甲基胺、4-胺基-N-甲基苯甲基胺、3-胺基苯乙基胺、4-胺基苯乙基胺、3-胺基-N-甲基苯乙基胺、4-胺基-N-甲基苯乙基胺、3-(3-胺基丙基)苯胺、4-(3-胺基丙基)苯胺、3-(3-甲基胺基丙基)苯胺、4-(3-甲基胺基丙基)苯胺、3-(4-胺基丁基)苯胺、4-(4-胺基丁基)苯胺、3-(4-甲基胺基丁基)苯胺、4-(4-甲基胺基丁基)苯胺、3-(5-胺基戊基)苯胺、4-(5-胺基戊基)苯胺、3-(5-甲基胺基戊基)苯胺、4-(5-甲基胺基戊基)苯胺、2-(6-胺基萘)甲基胺、3-(6-胺基萘)甲基胺、2-(6-胺基萘)乙基胺、3-(6-胺基萘)乙基胺等。
作為脂肪族二胺類之例子,可舉出1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二胺基-2,5-二甲基己烷、1,7-二胺基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二胺基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二胺基-3-甲基庚烷、1,9-二胺基-5-甲基庚烷等。
作為羥甲基化合物之具體例子,可舉出烷氧基甲基化乙二醇脲、烷氧基甲基化苯並胍胺、及烷氧基甲基化三聚氰胺等化合物。
作為烷氧基甲基化乙二醇脲之具體例子,例如可舉出1,3,4,6-肆(甲氧基甲基)乙二醇脲、1,3,4,6-肆(丁氧基甲基)乙二醇脲、1,3,4,6-肆(羥基甲基)乙二醇脲、1,3-雙(羥基甲基)尿素、1,1,3,3-肆(丁氧基甲基)尿素、1,1,3,3-肆(甲氧基甲基)尿素、1,3-雙(羥基甲基)-4,5-二羥基-2-咪唑啉酮、及1,3-雙(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。作為販售品,可舉出Mitsui Cytec(股)製乙二醇脲化合物(商品名:Cymel(註冊商標)1170、Powder link(註冊商標)1174)等化合物、甲基化尿素樹脂(商品名:UFR(註冊商標)65)、丁基化尿素樹脂(商品名:UFR(註冊商標)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、DIC(股)製尿素/甲醛系樹脂(高縮合型,商品名:Becamine(註冊商標)J-300S、同P-955、同N)等。
作為烷氧基甲基化苯並胍胺之具體例子,例如可舉出四甲氧基甲基苯並胍胺等。作為販售品,可舉出Mitsui Cytec(股)製(商品名:Cymel(註冊商標)1123)、(股)三和化學製(商品名:NIKALACK(註冊商標)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等。
作為烷氧基甲基化三聚氰胺之具體例子,例如可舉出六甲氧基甲基三聚氰胺等。作為販售品,可舉出Mitsui Cytec(股)製甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:Cymel(註冊商標)300、同301、同303、同350)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:My coat(註冊商標)506、同508)、三和化學製甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:NIKALACK(註冊商標)MW-30、同MW-22、同MW-11、同MS-001、同MX-002、同MX-730、同MX-750、同MX-035)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:NIKALACK(註冊商標)MX-45、同MX-410、同MX-302)等。
又,由如此胺基的氫原子由羥甲基或烷氧基甲基所取代的三聚氰胺化合物、尿素化合物、乙二醇脲化合物及苯並胍胺化合物經縮合而得之化合物亦可。例如可舉出於美國專利第6323310號所記載的由三聚氰胺化合物及苯並胍胺化合物所製造的高分子量之化合物。作為前述三聚氰胺化合物之販售品,可舉出商品名:Cymel(註冊商標)303(Mitsui Cytec(股)製)等,作為前述苯並胍胺化合物之販售品,可舉出商品名:Cymel(註冊商標)1123(Mitsui Cytec(股)製)等。
作為異氰酸酯化合物之具體例子,例如可舉出VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上為異氰脲酸酯型變性聚異氰酸酯、Degussa Japan(股)製)、Takenate(註冊商標)B-882N、同B-7075(以上為異氰脲酸酯型變性聚異氰酸酯、三井化學(股)製)等。
作為酚醛樹脂化合物之具體例子可舉出以下化合物,但酚醛樹脂化合物並未限定於以下化合物例者。
作為於前述分子末端具有2個以上羥基烷基醯胺基之化合物的具體例子,例如可舉出下述化合物或Primid XL-552、Primid SF-4510。
作為嵌段異氰酸酯化合物,例如可舉出CoronateAPStableM、Coronate2503、2515、2507、2513、2555、MillionateMS-50(以上為日本聚胺基甲酸酯工業(股)製)、TakenateB-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上為三井化學(股)製)等。
且作為上述N-烷氧基甲基丙烯醯胺的聚合物,例如可舉出使用的N-羥基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺等由羥基甲基或烷氧基甲基所取代的丙烯醯胺化合物或甲基丙烯醯胺化合物而製造的聚合物。
作為如此聚合物之具體例子,例如可舉出聚(N-丁氧基甲基丙烯醯胺)、N-丁氧基甲基丙烯醯胺與苯乙烯之共聚物、N-羥基甲基甲基丙烯醯胺與甲基丙烯酸甲酯之共聚物、N-乙氧基甲基甲基丙烯醯胺與苯甲基丙烯酸甲酯之共聚物,及N-丁氧基甲基丙烯醯胺與苯甲基丙烯酸甲酯與2-羥基丙基甲基丙烯酸酯之共聚物等。如此聚合物之重量平均分子量為1,000至200,000,較佳為3,000至150,000,更佳為3,000至50,000。
作為具有環氧基的化合物之聚合物,例如可舉出使用縮水甘油基甲基丙烯酸酯、3,4-環氧環己基甲基丙烯酸甲酯、3,4-環氧環己基甲基丙烯酸甲酯等具有環氧基之化合物而製造之聚合物。
作為如此聚合物之具體例子,例如可舉出聚(3,4-環氧環己基甲基丙烯酸甲酯)、聚(縮水甘油基甲基丙烯酸酯)、縮水甘油基甲基丙烯酸酯與甲基丙烯酸甲酯之共聚物、3,4-環氧環己基甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸甲酯之共聚物、縮水甘油基甲基丙烯酸酯與苯乙烯之共聚物等。如此聚合物之重量平均分子量為1,000至200,000,較佳為3,000至150,000,更佳為3,000至50,000。
作為上述具有異氰酸酯基之化合物的聚合物,例如可舉出使用2-異氰酸根乙基甲基丙烯酸酯(KarenzMOI[註冊商標]、昭和電工(股)製)、2-異氰酸根乙基丙烯酸酯(KarenzAOI[註冊商標]、昭和電工(股)製)等具有異氰酸酯基之化合物、或2-(0-[1’-甲基丙炔胺基]羧基胺基)乙基甲基丙烯酸酯(KarenzMOI-BM[註冊商標]、昭和電工(股)製)、2-[(3,5-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙基甲基丙烯酸酯(KarenzMOI-BP[註冊商標]、昭和電工(股)製)等具有封閉型異氰酸酯基之化合物而製造之聚合物。
作為如此聚合物的具體例子,例如可舉出聚(2-異氰酸根乙基丙烯酸酯)、聚(2-(0-[1’-甲基丙炔胺基]羧基胺基)乙基甲基丙烯酸酯)、2-異氰酸根乙基甲基丙烯酸酯與苯乙烯之共聚物、2-[(3,5-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙基甲基丙烯酸酯與甲基丙烯酸甲酯之共聚物等。如此聚合物之重量平均分子量為1,000至200,000,較佳為3,000至150,000,更佳為3,000至50,000。
這些交聯劑可單獨或組合2種以上後使用。
於使用於本發明的液晶配向劑中含有(C)成分之交聯劑時的含有量,以(A)成分之樹脂的100質量份為基準,以1質量份至100質量份者為佳,較佳為1質量份至80質量份。
[液晶配向劑之調製]
使用於本發明的液晶配向劑,以調製至適合形成液晶配向膜之塗布液者為佳。即,本發明之液晶配向劑以調製出作為欲形成樹脂被膜的樹脂成分溶解於有機溶劑之溶液者為佳。其中,所謂該樹脂成分為,已經說明的(A)成分之特定聚合物及(B)成分之聚合物。此時,(A)成分之特定聚合物的含有量與(B)成分之聚合物的含有量之合計,對於液晶配向劑全體而言以0.5~20質量%為佳,較佳為1~20質量%,更佳為1~15質量%,特佳為1~10質量%。
<溶劑>
於使用於本發明的液晶配向劑中所含有的溶劑,若可溶解(A)成分、(B)成分及視必要的(C)成分之溶劑即可,並無特別限定。含於液晶配向劑之溶劑可為1種,亦可為混合2種類以上而使用。又,即使為不會溶解(A)成分或(B)成分之溶劑,可並用可溶解(A)成分或(B)成分之溶劑。此時,若不溶解(A)成分或(B)成分的溶劑之表面能量比溶解(A)成分或(B)成分之溶劑更低時,可使液晶配向劑對基板之塗布性變得良好故較佳。
作為具體例子,可舉出水、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮等之N-烷基-2-吡咯啶酮類、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基己內醯胺、四甲基尿素、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等之二烷基咪唑啉酮類、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯等之內酯類、伸乙基碳酸酯、伸丙基碳酸酯等之碳酸酯類、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、異戊基甲基酮、甲基異丙基酮、二異丁基酮、環己酮、環戊酮、甲基異丁基酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮等之酮類、下述式(Sv-1)所示化合物及下述式(Sv-2)所示化合物、乙酸4-甲基-2-戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸環己酯、乙酸2-甲基環己酯、丁酸丁酯、丁酸異戊酯、二異丁基甲醇(Carbinol)、二異戊基醚等。
式(Sv-1)~(Sv-2)中,Y1
及Y2
各獨立為氫原子或碳數1~6的1價烴基,X1
為氧原子或-COO-,X2
為單鍵或羰基,R1
為碳數2~4的烷烴二基。n1
為1~3的整數。n1
為2或3時,複數的R1
可相同或相異。Z1
為碳數1~6的2價烴基,Y3
及Y4
各獨立為氫原子或碳數1~6的1價烴基)等。
式(Sv-1)中,作為Y1
及Y2
的碳數1~6的1價烴基,例如可舉出碳數1~6的1價鏈狀烴基、碳數1~6的1價脂環式烴基及碳數1~6的1價芳香族烴基等。作為碳數1~6的1價鏈狀烴基,可舉出碳數1~6的烷基等。R1
的烷烴二基可為直鏈狀亦可為支鏈狀。
式(Sv-2)中,作為Z1
的碳數1~6的2價烴基,例如可舉出碳數1~6的烷烴二基等。
作為Y3
及Y4
的碳數1~6的1價烴基,可舉出碳數1~6的1價鏈狀烴基、碳數1~6的1價脂環式烴基及碳數1~6的1價芳香族烴基等。作為碳數1~6的1價鏈狀烴基,可舉出碳數1~6的烷基等。
作為式(Sv-1)所示溶劑之具體例子,例如可舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇-n-丙基醚、乙二醇-i-丙基醚、乙二醇單丁基醚(丁基溶纖劑)、乙二醇單己基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇單甲基醚、丙二醇二乙酸酯、乙二醇、1,4-丁二醇、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-乙氧基丁基乙酸酯等;
作為(Sv-2)所示溶劑之具體例子,例如各可舉出甘醇酸甲酯、甘醇酸乙酯、甘醇酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸異戊酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、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-甲氧基丙酸丁酯等。
作為前述溶劑之沸點以80~200℃者為佳。較佳為80℃~180℃,作為較佳溶劑,可舉出N,N-二甲基甲醯胺、四甲基尿素、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、丙醇、異丙醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、乙基戊基酮、甲基乙基酮、異戊基甲基酮、甲基異丙基酮、二異丁基酮、環己酮、環戊酮、甲基異丁基酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙酸4-甲基-2-戊基、乙酸2-乙基丁酯、乙酸環己酯、乙酸2-甲基環己酯、丁酸丁酯、丁酸異戊酯、二異丁基甲醇(Carbinol)、二異戊基醚、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇-n-丙基醚、乙二醇-i-丙基醚、乙二醇單丁基醚(丁基溶纖劑)、乙二醇二甲基醚、乙二醇單乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇單甲基醚、3-甲氧基丁基乙酸酯、甘醇酸甲酯、甘醇酸乙酯、甘醇酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸異戊酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、3-甲氧基丙酸乙酯等。
沸點若在該範圍時,特別在含有前述溶劑之液晶配向劑於後述塑質基板上進行塗布時為佳。
<其他成分>
使用於本發明的液晶配向劑,亦可含有上述(A)成分、(B)成分及視必要的上述(C)成分以外之其他成分。作為如此其他成分,可舉出交聯觸媒,或塗布液晶配向劑時欲提高膜厚均勻性或表面平滑性之化合物、欲提高液晶配向膜與基板之密著性的化合物等,但並未限定於此。
<交聯觸媒>
於使用於本發明的液晶配向劑中,以促進熱交聯性基A與熱交聯性基B之反應作為目的,可添加交聯觸媒。作為如此交聯觸媒,可舉出p-甲苯磺酸、樟腦磺酸、三氟甲磺酸、p-酚磺酸、2-萘磺酸、三甲苯磺酸、p-二甲苯-2-磺酸、m-二甲苯-2-磺酸、4-乙基苯磺酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛烷磺酸、全氟(2-乙氧基乙烷)磺酸、五氟乙磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、十二烷基苯磺酸等磺酸或該水和物或鹽等。作為藉由熱而產生酸之化合物,例如可舉出雙(甲苯磺醯氧基)乙烷、雙(甲苯磺醯氧基)丙烷、雙(甲苯磺醯氧基)丁烷、p-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、o-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、1,2,3-亞苯基參(甲基磺酸鹽)、p-甲苯磺酸吡啶鎓鹽、p-甲苯磺酸嗎啉鎓鹽、p-甲苯磺酸乙基酯、p-甲苯磺酸丙基酯、p-甲苯磺酸丁基酯、p-甲苯磺酸異丁基酯、p-甲苯磺酸甲基酯、p-甲苯磺酸苯乙基酯、氰基甲基p-甲苯磺酸鹽、2,2,2-三氟乙基p-甲苯磺酸鹽、2-羥基丁基p-甲苯磺酸鹽、N-乙基-p-甲苯磺醯胺等。
[欲提高膜厚之均勻性或表面平滑性之化合物]
作為欲提高膜厚之均勻性或表面平滑性的化合物,可舉出氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑及非離子系界面活性劑等。
具體可舉出例如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)、Asahi Guard(註冊商標)AG710(旭硝子公司製)、Surflon(註冊商標)S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(AGCSeimi Chemical公司製)等。
這些界面活性劑之使用比例對於含於聚合物組成物之樹脂成分100質量份而言,較佳為0.01質量份~2質量份,更佳為0.01質量份~1質量份。
[欲提高液晶配向膜與基板之密著性的化合物]
作為欲提高液晶配向膜與基板之密著性的化合物之具體例子,可舉出以下所示含有官能性矽烷之化合物等。
例如可舉出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-脲丙基三甲氧基矽烷、3-脲丙基三乙氧基矽烷、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-三乙氧基矽基丙基三伸乙基三胺、N-三甲氧基矽基丙基三伸乙基三胺、10-三甲氧基矽基-1,4,7-三氮雜癸烷、10-三乙氧基矽基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基矽基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三乙氧基矽基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、N-苯甲基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯甲基-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(氧基伸乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧基伸乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等含有胺基系矽烷之化合物。
使用於提高與基板之密著性的化合物時,該使用量對於含於聚合物組成物之樹脂成分100質量份而言,以0.1質量份~30質量份者為佳,較佳為1質量份~20質量份。
對於其中一實施形態,作為欲提高光配向性基之光反應性的添加劑,可使用光增感劑。作為具體例子,可舉出芳香族2-羥基酮(二苯甲酮)、香豆素、酮香豆素、羰基雙香豆素、苯乙酮、蒽醌、呫噸酮、噻噸酮、及苯乙酮縮酮等。
<液晶配向膜及液晶顯示元件>
本發明之液晶配向劑為塗布於基板上,並經燒成後,藉由摩擦處理或光照射等進行配向處理,或在一部分的垂直配向用途等可未經過配向處理而作為液晶配向膜使用。作為基板,例如可使用浮法玻璃、蘇打玻璃等之玻璃;聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚(脂環式烯烴)、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醚醚酮(PEEK)樹脂薄膜、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、聚醯胺、聚醯亞胺、丙烯酸及三乙醯纖維素等由塑質所成的透明基板。
作為設置在基板一面之透明導電膜,可使用由氧化錫(SnO2
)所成的NESA膜(美國PPG公司註冊商標)、由氧化銦-氧化錫(In2
O3
-SnO2
)所成的ITO膜等。
<塗膜形成步驟>
本發明之液晶配向劑的塗布方法並無特別限定,但可藉由絲網印刷、柔版印刷、膠版印刷、噴墨、浸漬塗布、輥塗布、狹縫塗布、旋塗等配合目的而使用。藉由此等方法塗布於基板上後,藉由加熱板等加熱手段使溶劑蒸發後可形成塗膜
塗布液晶配向劑後之燒成可在40~300℃中之任意溫度下進行,但以40℃~250℃為佳,較佳為40℃~230℃。
於基板上所形成的塗膜之膜厚,以5~1,000nm為佳,較佳為10~500nm或10~300nm。該燒成可藉由加熱板、熱風循環爐、紅外線爐等進行。
摩擦處理為可使用人造纖維布、尼龍布、棉花布等進行。
<光照射步驟>
對於其中一實施形態可進行藉由光照射之配向處理,例如亦可含有將上述液晶配向劑塗布於基板上而形成塗膜之步驟、在前述塗膜與液晶層不接觸之狀態或與液晶層進行接觸之狀態下,對前述塗膜進行光照射之步驟。
作為以藉由光照射的配向處理進行照射之光,例如可舉出含有150~800nm之波長的光之紫外線、可見光線等。此等中,以含有300~400nm之波長光的紫外線為佳。照射光可為偏光者亦可為非偏光者。作為偏光,使用含有直線偏光之光者為佳。
在光照射中所使用的光為偏光時,可自於基板面為垂直方向進行,亦可自斜面方向進行,或者亦可組合這些而進行。於照射非偏光時,自對於基板面為斜面方向進行者為佳。
光之照射量,以0.1 mJ/cm2
以上且未達1,000 mJ/cm2
者為佳,以1~500 mJ/cm2
者為較佳,以2~200 mJ/cm2
者為更佳。
<液晶顯示元件>
本發明之液晶顯示元件為具備以下液晶單元的垂直配向方式的液晶顯示元件,該液晶單元為,設置於配置成對向的2片基板、設置於基板間之液晶層、基板與液晶層之間,藉由本發明之液晶配向劑而形成者。具體為具備以下液晶單元的垂直配向方式之液晶顯示元件,該液晶單元為,將本發明之液晶配向劑藉由塗布於2片基板上而燒成後形成液晶配向膜,欲使該液晶配向膜成對向而配置2片基板,於該2片基板之間挾持以液晶所構成的液晶層,經紫外線照射而製作者。
如此,使用藉由本發明之液晶配向劑所形成的液晶配向膜,被推測為因於液晶配向膜及液晶層經紫外線照射後,於液晶與本發明之液晶配向膜之間產生相互作用,使得液晶殘留DC變小,且難以產生燒痕的液晶顯示元件。
作為使用於本發明之液晶顯示元件的基板,若為透明性高的基板即可,並無特別限定,通常為於基板上形成欲使液晶驅動之透明電極的基板。作為具體例子,可舉出與在上述液晶配向膜所記載之相同基板者。
本發明之液晶顯示元件可使用過去的設有電極圖型或突起圖型之基板,但藉由具有使用本發明之液晶配向劑所形成的液晶配向膜,即使使用於片側基板形成1~10μm之線/狹縫電極圖型,於對向基板未形成狹縫圖型或突起圖型之結構的基板,亦可操作,可簡化元件製造時之製程,且可得到高透過率。
又,對於如此TFT型之元件的高功能元件,使用於欲液晶驅動之電極與基板之間形成如電晶體的元件者。
透過型之液晶顯示元件的情況為,雖一般使用上述基板,但對於反射型液晶顯示元件,若僅在片側的基板,亦可使用矽晶圓等不透明基板。此時,於形成於基板的電極上,可使用反射光之如鋁的材料。
液晶配向膜為,於該基板上塗布本發明之液晶配向劑後,藉由燒成後而形成者,詳細內容如上述所示。
作為使用於本發明之液晶顯示元件的液晶組成物,可使用具有負的介電各向異性之向列液晶。例如可使用二氰苯系液晶、噠嗪系液晶、席夫鹼系液晶、疊氮系液晶、聯苯基系液晶、苯基環己烷系液晶、三聯苯系液晶等。又,以並用烯基系液晶者為佳。作為如此烯基系液晶,可使用過去公知者。例如可舉出下述式所示化合物等,但未限定於此等。
構成本發明之液晶顯示元件的液晶層之液晶組成物,若為以垂直配向方式下使用的液晶材料者即可,並無特別限定。例如可使用默克公司製的具有負之介電各向異性的液晶組成物,可使用MLC-6608、MLC-6609等。且,可使用含有烯基系液晶且具有負之介電各向異性的液晶組成物之默克公司製的MLC-3022、MLC-3023(含有光聚合性化合物(RM))等。
作為將該液晶層挾持於2片基板之間的方法,可舉出公知方法。例如準備形成有液晶配向膜之1對基板,另一片基板之液晶配向膜上散布珠子等間隔物,於基板之周圍塗布接著劑後,使形成有液晶配向膜之側面成為內側,貼合另一片基板,減壓注入液晶而進行封止之方法。
又,準備形成有液晶配向膜之1對基板,於一片基板的液晶配向膜上,散布珠子等間隔物後滴入液晶,其後欲使形成有液晶配向膜之側面成為內側,貼合另一片基板而進行密封的方法,亦可製作液晶單元。此時的間隔物之厚度以1~30μm為佳,較佳為2~10μm。
對於液晶配向膜及液晶層藉由照射紫外線而製造液晶單元之步驟,僅為液晶封入後即可並未限定在何時。紫外線之照射量,例如1~60 J/cm2
,較佳40 J/cm2
以下,紫外線照射量較少時,可抑制因構成液晶顯示元件之構件的破壞所引起的信賴性降低。
所使用的紫外線的波長以300~500nm為佳,以300~400nm為較佳。且,在作成液晶單元的步驟所使用的紫外線之波長,與在前述光照射步驟所使用的紫外線之波長相異者為佳。其中亦由在使用作成液晶單元的步驟中所使用的紫外線之波長,比在前述光照射步驟所使用的紫外線之波長更長的波長時,對於作成液晶單元之步驟中,可防止光照射步驟之逆反應的觀點來看故較佳。
例如使用在前述光照射步驟的紫外線之波長為300~350nm,在作成液晶單元之步驟所使用的紫外線之波長以350~400nm者為佳。藉此,對於光配向處理後之PSA處理,進行光配向性基之逆反應,可迴避造成損害光配向性之問題。
又,對於液晶配向膜及液晶層之紫外線的照射為,亦可在輸入電壓而保持該電場下進行。其中,作為輸入於電極間之電壓,例如為5~30Vp-p,較佳為5~20Vp-p。
於液晶含有聚合性化合物之PSA方式的情況時,對液晶配向膜及液晶層照射紫外線時,聚合性化合物經反應而形成聚合物,藉由該聚合物液晶分子傾斜方向被記憶下,可快速所得之液晶顯示元件的應答速度。
本發明之液晶配向劑因含有選自具有自由基產生基之聚醯亞胺及其前驅物的至少1種聚合物,故適合於對PSA方式之利用。即,藉由上述光配向步驟,(A)成分之聚合物的光配向性基經光反應後,賦予傾斜角。其後,於PSA處理時,自(B)成分的聚合物產生自由基,藉由聚合液晶組成物中之烯基液晶,可固定賦予的傾斜角。藉此,可提高所得之液晶顯示元件的傾斜角之耐久性。
又,上述液晶配向劑不僅可作為欲製造PSA型液晶顯示或SC-PVA型液晶顯示等垂直配向方式之液晶顯示元件的液晶配向劑為有用,亦可適用於藉由摩擦處理或光配向處理所形成的液晶配向膜之製作。
[實施例]
在實施例所使用的簡稱如以下所示。
<甲基丙烯酸單體>
(光配向性單體)
MA-p-1:下述式(MA-p-1)所示化合物。
式(MA-p-1)中,雙鍵之立體表示E體。
(熱交聯性單體)
MA-B-1:下述式(MA-B-1)所示化合物
MA-B-2:下述式(MA-B-2)所示化合物
<四羧酸二酐>
T-1:下述式(T-1)所示四羧酸二酐
T-2:下述式(T-2)所示四羧酸二酐
T-3:下述式(T-3)所示四羧酸二酐
T-4:下述式(T-4)所示四羧酸二酐
<配向二胺>
DA-v-1:下述式(DA-v-1)所示配向二胺
DA-v-2:下述式(DA-v-2)所示配向二胺
DA-v-3:下述式(DA-v-3)所示配向二胺
DA-v-4:下述式(DA-v-3)所示配向二胺
<自由基產生二胺>
DA-r-1:下述式(DA-r-1)所示二胺
<其他二胺>
DA-c-1:下述式(DA-c-1)所示其他二胺
DA-c-2:下述式(DA-c-2)所示其他二胺
(交聯劑成分)
B-1:下述式(B-1)所示交聯劑成分
B-2:下述式(B-2)所示交聯劑成分
其他在本實施例所使用的試藥之簡稱如以下所示。
(聚合起始劑)
AIBN:偶氮二異丁腈
(溶劑)
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
BCS:丁基溶纖劑
THF:四氫呋喃
DMF:N,N-二甲基甲醯胺
(分子量測定)
於合成例中之聚合物的分子量為使用Senshu Science公司製之常溫凝膠滲透層析法(GPC)裝置(SSC-7200、Shodex公司製管柱(KD-803、KD-805)如以下所示進行測定。
管柱溫度:50℃、溶離液:DMF(作為添加劑,使用溴化鋰-水合物(LiBr•H2
O)為30 mmol/L、磷酸•無水結晶(o-磷酸)為30 mmol/L,THF為10ml/L)、流速:1.0ml/分
製作標準曲線所使用的標準試樣:Tosoh公司製 TSK 標準聚環氧乙烷(分子量約9000,000、150,000、100,000、30,000)及Polymer laboratory公司製 聚乙二醇(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
(醯亞胺化率測定)
於合成例中之醯亞胺化率如以下所示進行測定。將聚醯亞胺粉末20mg放入於NMR試樣管(草野科學公司製之NMR取樣試管標準 φ5),添加重氫化二甲基亞碸(DMSO-d6,0.05%TMS混合品)1.0ml,施予超音波使其完全溶解。將該溶液以日本電子數據公司製NMR測定器(JNW-ECA500)測定500MHz之質子NMR。醯亞胺化率係由來自在醯亞胺化前後無變化之結構的質子作為基準質子而決定,使用該質子之吸收峰積分值,與出現於9.5~10.0ppm附近的來自醯胺酸之NH基的質子吸收峰積分值,藉由以下式子求得。且對於下述式,x為來自醯胺酸之NH基的質子吸收峰積分值,y為基準質子之吸收峰積分值,α為聚醯胺酸(醯亞胺化率為0%)時,對於1個醯胺酸的NH基之質子,基準質子之個數比例。
醯亞胺化率(%)=(1-α•x/y)×100
<聚合物之合成>
[甲基丙烯酸酯聚合物合成例]
(合成例M-1)
於4口燒瓶中秤取出MA-p-1(10.12g、20.0 mmol)、MA-B-1(2.61g、30.0 mmol)及MA-B-2(2.35g、16.5 mmol),加入NMP至固體成分濃度成為20wt%。溶解各單體成分,以隔膜泵進行脫氣後,作為聚合起始劑加入AIBN (0.55g、3.33 mmol),再次進行脫氣。此後在60℃進行13小時反應,得到聚合物固體成分濃度成為20質量%之聚合物(PMA-1)的溶液。
如下述表1所示,使用甲基丙烯酸單體及有機溶劑,各以與甲基丙烯酸酯聚合物合成例1之同樣程序實施,得到如下述表1所示的甲基丙烯酸酯聚合物(PMA-2)之溶液。表1中之括弧內數值表示對於甲基丙烯酸單體成分為,對於使用於合成的甲基丙烯酸單體之合計量100莫耳份,各化合物之配合比例(莫耳份),對於有機溶劑為,對於使用於合成的有機溶劑之合計量100重量份之各有機溶劑的配合比例(重量份)。
[聚醯亞胺系聚合物合成例]
(合成例P-1)
秤取DA-c-1(4.56g、30.0 mmol)、DA-c-2(7.27g、30.0 mmol)、DA-r-1(3.30g、10.0 mmol)、DA-v-1(11.42g、30.0 mmol)及T-2(5.00g、20.0 mmol),添加NMP至反應濃度成為18質量%,在60℃進行5小時反應。其次,秤取T-4 (4.36g、20.0 mmol)及T-1(10.60g、54.1 mmol),添加NMP至反應濃度成為20質量%,在40℃進行10小時反應後得到聚醯胺酸溶液。
秤取上述聚醯胺酸溶液180.0g,添加NMP至固體成分濃度成為6.5質量%,進行30分鐘攪拌。於所得之聚醯胺酸溶液中,添加乙酸酐38.0g、吡啶11.5g,在70℃進行3小時加熱,進行化學醯亞胺化。將所得之反應液於反應液質量之3倍量甲醇中一邊攪拌一邊投入,過濾析出之沈澱物,繼續以甲醇進行洗淨。將所得之樹脂粉末在100℃進行減壓乾燥,得到聚醯亞胺(PI-A-1)之粉末。該聚醯亞胺樹脂粉末之醯亞胺化率為72%。於所得之聚醯亞胺(PI-A-1)中添加NMP至固體成分濃度成為12%,在70℃進行20小時攪拌後,得到固體成分濃度為12質量%之聚醯亞胺(PI-A-1)的溶液。
(合成例P-2~11)
於表2所示組成中,使用與聚合物合成例P-1之同樣方法,合成聚醯亞胺(PI-A-2)~(PI-A-11)之溶液。
<液晶配向劑之調製>
(實施例1)
使用在合成例M-1所得之聚合物(PMA-1)的溶液,及在合成例P-1所得之聚合物(PI-A-1)的溶液,藉由NMP及BCS進行稀釋,進一步添加化合物(B-1)至對全聚合物100質量份而言為10質量份,並在室溫下攪拌。其此,將所得之溶液以孔徑0.5μm之濾器進行過濾後,得到聚合物之成分比率為(PMA-1):(PI-A-1)=30:70(固體成分換算質量比)、溶劑組成比為NMP:BCS=60:40(質量比)、聚合物固體成分濃度為6質量%之液晶配向劑(1)(下述表3)。對於該液晶配向劑並未見到混濁或析出等異常現像,確認為均勻溶液。
(實施例2~12、及比較例1~2)
對於表3所示組成,使用與實施例1之同樣方法,得到液晶配向劑(2)~(12)及(R1)~(R2)。
<液晶顯示元件之製作>
將所得之液晶配向劑對於由ITO膜所成的附有透明電極之玻璃基板的ITO面上進行旋塗,以70℃之加熱板進行90秒乾燥後,在230℃之加熱板進行30分鐘燒成,形成膜厚100nm之液晶配向膜。
其次,於塗膜面隔著偏光板,將照射強度4.3 mW/cm2
之313nm的直線偏光紫外線自基板法線方向呈40˚傾斜之角度照射50 mJ/cm2
,得到附有液晶配向膜之基板。直線偏光紫外線為對於高壓水銀燈之紫外光通過313nm之帶通濾光器後,通過313nm之偏光板而調製。
準備2片上述基板,於一方基板之液晶配向膜上散布4μm的珠子間隔物後,塗布密封劑(三井化學製之XN-1500T)。其次,貼合另一方的基板使液晶配向膜面所面向的配向方向成為180˚後,在120℃進行90分鐘使密封劑熱硬化。在室溫下冷卻後,將液晶(默克公司製之MLC-3022)藉由減壓注入法而注入。
對該液晶單元在電壓無輸入之狀態下,自胞外側照射通過365nm的帶通濾光器之紫外光10 J/cm2
後,使用螢光UV燈(FLR40SUV32/A-1)進行30分鐘照射後得到液晶顯示元件。
<評估>
1.液晶配向性
將在上述所製作之液晶顯示元件的預傾角,使用Axo Metrix公司製之AxoScan,藉由穆勒矩陣法(Mueller matrix method)測定。評估結果如表4所示。
2.預傾角變化之評估
對於測定上述預傾角之液晶顯示元件輸入直流電壓15V,經36小時後再次測定預傾角。由在輸入直流電壓之前後的預傾角,求得預傾角變化量(Δpretilt
)。評估結果如表4所示。
由上述實施例與比較例之對比可確認,於聚醯亞胺系聚合物中導入具有自由基開始部位之單體時,即使在如365nm之長波長的紫外線照射下亦可表現充分的預傾角。
[產業上可利用性]
對於本發明之液晶配向劑,使用由此所得之液晶配向膜的液晶顯示元件可適用於要求車用等耐久性之液晶顯示元件上。
Claims (7)
- 一種液晶配向劑,其特徵為含有作為(A)成分之具有下述式(pa-1)所示光配向性基與熱交聯性基A的聚合物、作為(B)成分之選自具有藉由光照射產生自由基的自由基產生基之聚醯亞胺及其前驅物的聚合物,及溶劑者; (式中,A為視情況表示由選自氟、氯、氰基的基所取代,或由碳數1~5的烷氧基、直鏈狀或者分支鏈狀的烷基殘基(此為視情況由1個氰基或1個以上的鹵素原子所取代)所取代的嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、2,5-亞噻吩、2,5-亞呋喃、1,4-或者2,6-亞萘基或亞苯基, R1 表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-, R2 表示2價芳香族基、2價脂環式基、2價雜環式基或2價縮合環式基, R3 表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-, R4 表示含有碳數1~40的直鏈或支鏈的烷基或脂環式基之碳數3~40的1價有機基, D表示氧原子、硫原子或-NRd -(其中,Rd 表示氫原子或碳數1~3的烷基), a表示0~3的整數,*表示鍵結位置)。
- 如請求項1之液晶配向劑,其中引起(A)成分所具有光配向性基之光反應之光的波長,與引起(B)成分所具有自由基產生基的自由基產生反應之光的波長為彼此相異者。
- 如請求項2之液晶配向劑,其中與引起(A)成分所具有光配向性基的光反應之光的波長相比,引起(B)成分所具有自由基產生基的自由基產生反應之光的波長為較長的波長。
- 如請求項1至請求項3中任一項之液晶配向劑,其中進一步滿足下述要件Z1及Z2中至少一方者; Z1:(A)成分之聚合物進一步具有熱交聯性基B。 Z2:作為(C)成分,進一步含有於分子內具有2個以上的熱交聯性基B之化合物; 熱交聯性基A及熱交聯性基B各獨立為選自由羧基、胺基、烷氧基甲基醯胺基、羥基甲基醯胺基、羥基、含環氧部位的基、氧雜環丁烷基、硫雜丙環基、異氰酸酯基及封閉型異氰酸酯基所成群的有機基,熱交聯性基A與熱交聯性基B為選擇藉由熱可進行交聯反應而成者,但熱交聯性基A及熱交聯性基B可彼此相同。
- 一種液晶配向膜,其特徵為使用如請求項1~請求項4中任一項之液晶配向劑而形成者。
- 一種液晶配向膜之製造方法,其為含有將如請求項1~請求項4中任一項所記載的液晶配向劑塗布於基板上而形成塗膜的步驟,與在前述塗膜與液晶層不接觸之狀態,或與液晶層接觸之狀態下,對於前述塗膜進行光照射的步驟者。
- 一種液晶顯示元件,其特徵為具備藉由如請求項5之液晶配向膜,或如請求項6之製造方法所得之液晶配向膜者。
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