TWI834646B - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
提供一種能夠得到電壓保持率為優異、累積電荷的緩和為快速、且液晶配向性或透明性為良好的液晶配向膜的液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件。
本發明的液晶配向劑,其特徵在於含有下述(A)成分、(B)成分及有機溶劑,
(A)成分:選自由聚醯亞胺前驅物、該聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化聚合物及在100~300℃的溫度範圍內展現出液晶性的感光性側鏈型丙烯酸聚合物所成的群組中的至少1種的聚合物;
(B)成分:下述式(1)所表示的化合物,
(Q1
、Q2
為(Q1-1)等,Q1
、Q2
中的任一者為(Q1-1))
(q1、q2為0或1,R1
為氫原子等,R2
、R3
為具有環氧部位的基等,R2
、R3
中的任一者為具有環氧部位的基)。
Description
本發明為關於新穎液晶配向劑、液晶配向膜及使用其的液晶顯示元件。
液晶顯示元件廣泛用作電腦、手機、智慧手機、電視等的顯示部。液晶顯示元件具備例如:夾在元件基板和濾色片基板之間的液晶層、對液晶層施加電場的像素電極和共用電極、控制液晶層的液晶分子的配向性的配向膜、切換提供給像素電極的電信號的薄膜電晶體(TFT)等。作為液晶分子的驅動方式,已知有TN方式、VA方式等的縱向電場方式、或IPS方式、FFS方式等的橫向電場方式。相較於以往的對形成在上下基板上的電極施加電壓來驅動液晶的「縱向電場方式」,僅在基板的單側形成電極並以平行於基板的方向來施加電場的「橫向電場方式」具有較廣的視野角特性,又,已知能作為高品位顯示的液晶顯示元件。
即便是橫向電場方式的液晶晶胞(liquid crystal cell)的視野角特性為優異,但由於形成在基板內的電極部分較少,所以如果電壓保持率低的話,則不會對液晶施加足夠的電壓,而顯示的對比度會降低。此外,如果液晶配向的穩定性小的話,則長時間驅動液晶時,液晶變得不會回復到初期狀態,而成為對比度降低、殘影的原因,因此液晶配向的穩定性為重要的。進而,靜電容易在液晶晶胞內累積,即便是利用施加由驅動所產生的正負不對稱電壓,電荷仍會累積在液晶晶胞內,該等被累積的電荷會以液晶配向紊亂或殘影的形式來影響顯示,而使得液晶元件的顯示品位會明顯地降低。
在如此般的橫向電場方式的液晶顯示元件中使用時,作為電壓保持率為優異、且電荷累積為降低的液晶配向劑,專利文獻1中揭示了一種含有特定的二胺與脂肪族四羧酸衍生物的液晶配向劑。另外,作為縮短至殘影消失為止的時間之方法,提案了使用如專利文獻2的體積電阻率為低的配向膜之方法、或使用如專利文獻3的體積電阻率不易受到液晶顯示元件的背光而產生變化的配向膜之方法。然而,隨著液晶顯示元件的高性能化,液晶配向膜所要求的特性也變得嚴格,該等的以往技術仍難以充分滿足所有的要求特性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開(WO)2004/021076號說明書
[專利文獻2]國際公開(WO)2004/053583號說明書
[專利文獻3]國際公開(WO)2013/008822號說明書
[發明所欲解決之課題]
本發明之課題為提供一種能夠得到電壓保持率為優異、累積電荷的緩和為快速、且液晶配向性或透明性為良好的液晶配向膜的液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件。
[解決課題之手段]
本發明人為了解決上述課題經深入研究之結果遂而完成本發明。
本發明為一種液晶配向劑,其特徵在於含有下述(A)成分、(B)成分及有機溶劑。
(A)成分:聚合物
(B)成分:下述式(1)所表示的化合物
(式中,Q1
及Q2
為選自下述(Q1-1)及單鍵中的1種,Q1
及Q2
的至少1個為(Q1-1),
q1及q2分別獨立為0或1,
R1
為氫原子或一價有機基,
R2
及R3
分別獨立為具有環氧部位的基及氫原子中的任一者,R2
及R3
的至少1個為具有環氧部位的基)。
[發明的效果]
藉由本發明的液晶配向劑,可提供電壓保持率為優異、累積電荷的緩和為快速、且液晶配向性或透明性為良好的液晶配向膜及顯示特性為優異的液晶顯示元件。
藉由本案發明而能夠解決上述課題之理由尚不明確,但大致上可認為是如下述。本發明的液晶配向劑中所含有的上述式(1)所表示的化合物的構造,係具有共軛構造。因此,例如在液晶配向膜中係能夠促進電荷的移動,並能夠促進累積電荷的緩和。
[實施發明之最佳形態]
<(A)成分>
本發明的液晶配向劑中所包含的(A)成分,其係選自由聚醯亞胺前驅物、該聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化聚合物及在指定的溫度範圍內展現出液晶性的感光性側鏈型丙烯酸聚合物所成的群組中的至少1種的聚合物。
<聚醯亞胺前驅物>
(A)成分的聚醯亞胺前驅物具有下述式(A1)所表示的構造單位。
式(A1)中,X1
為四價有機基,Y1
為二價有機基。
R1
為氫原子或碳數1~5的烷基,A1
及A2
分別獨立為氫原子、可具有取代基的碳數1~10的烷基、可具有取代基的碳數2~10的烯基或可具有取代基的碳數2~10的炔基。
作為R1
中的烷基的具體例,可舉出甲基、乙基、丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基等。就藉由加熱而可容易醯亞胺化之觀點而言,R1
較佳為氫原子或甲基。
X1
為源自於四羧酸衍生物的四價有機基,該構造並無特別限定。聚醯亞胺前驅物中,亦可混合存在2種類以上的X1
。
作為X1
的具體例,可舉出下述式(X-1)~(X-44)的構造。
上述式(X-1)中的R8
~R11
分別獨立為氫原子、鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數2~6的烯基、碳數2~6的炔基或苯基。若R8
~R11
為大體積的構造時,有可能會使液晶配向性降低,故又較佳為氫原子、甲基或乙基,特佳為氫原子或甲基。
作為X1
,就單體的取得性之觀點而言,較佳為選自式(X-1)~(X-14)中的構造。
作為上述選自式(X-1)~(X-14)中的構造的較佳的比例,係X1
整體的20莫耳%以上,又較佳為60莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上。
A1
及A2
分別獨立為氫原子、可具有取代基的碳數1~10的烷基、可具有取代基的碳數2~10的烯基或可具有取代基的碳數2~10的炔基。
作為上述烷基的具體例,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、t-丁基、己基、辛基、癸基、環戊基、環己基、雙環己基等。
作為烯基,可舉出將上述烷基中存在的1個以上的CH2
-CH2
構造取代成為CH=CH構造而成的構造。具體而言可舉出乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、2-己烯基、環丙烯基、環戊烯基、環己烯基等。
作為炔基,可舉出將存在於前述的烷基之1個以上的CH2
-CH2
構造取代成C≡C構造者。具體而言可舉出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基等。
上述的烷基、烯基、及炔基亦可具有取代基,進而亦可藉由取代基來形成環構造。尚,所謂藉由取代基來形成環構造係指取代基彼此或取代基與母骨架的一部分鍵結而成為環構造之涵義。
作為上述取代基之例子,可舉出鹵素基、羥基、硫醇基、硝基、芳基、有機氧基、有機硫基、有機矽烷基、醯基、酯基、硫酯基、磷酸酯基、醯胺基、烷基、烯基、炔基等。
作為取代基的鹵素基,可舉出氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
作為取代基的芳基,可舉出苯基。該芳基可進一步被前述的其他的取代基取代。
取代基的有機氧基,可由-O-R所表示的構造來表示。該R可為相同或相異,可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。作為有機氧基的具體例,可舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等。
取代基的有機硫基,可由-S-R所表示的構造來表示。作為該R可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。作為有機硫基的具體例,可舉出甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、戊硫基、己硫基、庚硫基、辛硫基等。
取代基的有機矽烷基,可由-Si-(R)3
所表示的構造來表示。該R可為相同或相異,可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。作為有機矽烷基的具體例,可舉出三甲基甲矽烷基、三乙基甲矽烷基、三丙基甲矽烷基、三丁基甲矽烷基、三戊基甲矽烷基、三己基甲矽烷基、戊基二甲基甲矽烷基、己基二甲基甲矽烷基等。
取代基的醯基,可由-C(O)-R所表示的構造來表示。作為該R可示例如前述的烷基、烯基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。作為醯基的具體例,可舉出甲醯基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、異戊醯基、苯甲醯基等。
取代基的酯基,可由-C(O)O-R或-OC(O)-R所表示的構造來表示。作為該R可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。
取代基的硫酯基,可由-C(S)O-R、或
-OC(S)-R所表示的構造來表示。作為該R可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。
取代基的磷酸酯基,可由-OP(O)-(OR)2
所表示的構造來表示。該R可為相同或相異,可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。
取代基的醯胺基,可由-C(O)NH2
、或
-C(O)NHR、-NHC(O)R、-C(O)N(R)2
、-NRC(O)R所表示的構造來表示。該R可為相同或相異,可示例如前述的烷基、烯基、炔基、芳基等。該等的R可進一步被前述的取代基取代。
取代基的芳基,可舉出與前述的芳基為相同者。該芳基可進一步被前述的其他的取代基取代。
取代基的烷基,可舉出與前述的烷基為相同者。該烷基可進一步被前述的其他的取代基取代。
取代基的烯基,可舉出與前述的烯基為相同者。該烯基可進一步被前述的其他的取代基取代。
取代基的炔基,可舉出與前述的炔基為相同者。該炔基可進一步被前述的其他的取代基取代。
通常,若導入體積大的構造時,會有使胺基的反應性或液晶配向性降低之可能性,因此,作為A1
及A2
係以氫原子、或可具有取代基的碳數1~5的烷基為又較佳,以氫原子、甲基或乙基為特佳。
Y1
係源自於二胺的二價有機基,該構造並無特別限定。作為Y1
的具體例可舉出下述式(Y-1)~(Y-119)。
式(Y-109)中,m及n分別為1~11的整數,m+n為2~12的整數。
式(Y-114)中,h為1~3的整數,式(Y-111)及(Y-117)中,j為0~3的整數。
作為Y1
,就所得到的液晶配向膜的液晶配向性或預傾角之觀點而言,以選自下述式(5)及(6)所表示的構造中之至少1種為又較佳。
式(5)中,R12
為單鍵或碳數1~30的二價有機基,R13
為氫原子、鹵素原子或碳數1~30的一價有機基,a為1~4的整數。當a為2以上時,R12
及R13
互相可為相同或相異。
式(6)中,R14
為單鍵、-O-、-S-、-NR15
-、醯胺鍵、酯鍵、尿素鍵或碳數1~40的二價有機基,R15
為氫原子或甲基。
作為式(5)及式(6)所表示的Y1
的具體例,在前述式(Y-1)~(Y-119)之中,可舉出以下的構造。
高直線性的構造的Y1
,於製成液晶配向膜時可提高液晶的配向性,因此以式(Y-7)、(Y-21)、(Y-22)、(Y-23)、(Y-25)、(Y-43)、(Y-44)、(Y-45)、(Y-46)、(Y-48)、(Y-63)、(Y-71)、(Y-72)、(Y-73)、(Y-74)、 (Y-75)、(Y-98)、(Y-99)、(Y-100)、或(Y-118)為較佳。
可提高液晶的配向性的上述Y1
的構造的比例,以Y1
整體的20莫耳%以上為較佳,又較佳為60莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上。
於製成液晶配向膜時,欲提高液晶的預傾角的話,作為Y1
,較佳為在側鏈具有長鏈烷基、芳香族環、脂肪族環、類固醇骨架、或組合該等的構造。作為如此般的Y1
,以式(Y-76)~(Y-97)為較佳。欲提高預傾角時之上述Y1
的構造的比例,以Y1
整體的1~30莫耳%為較佳,以1~20莫耳%為又較佳。
又,作為(A)成分的聚合物,若使用具有光配向性側鏈的聚醯亞胺前驅物或者聚醯亞胺時,該聚醯亞胺前驅物或者聚醯亞胺係以具有下述的光反應性側鏈為較佳。
(式(c)中,R6
表示-CH2
-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2
O-、-N(CH3
)-、-CON(CH3
)-或
-N(CH3
)CO-。R7
表示環狀、非取代或可被氟原子取代的碳數1~20的伸烷基(伸烷基的任意的-CH2
-,可被-CF2
-或
-CH=CH-所取代,或可被以下所舉出之任一之基,以互不相鄰之方式來取代(作為該基為:-O-、-COO-、-OCO-
、-NHCO-、-CONH-、-NH-、碳環或雜環))。R8
表示
-CH2
-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-NH-、-N(CH3
)-
、-CON(CH3
)-、-N(CH3
)CO-、碳環或雜環。R9
表示乙烯基苯基、-CR10
=CH2
基、-CR10
(OH)-CH3
基、碳環、雜環或下述的式所表示的構造,R10
表示可被氫原子或氟原子取代的甲基)。
製造上述的聚醯亞胺前驅物時,作為二胺,以使用上述式(c)所表示的側鏈經取代的二胺為便利。
又,亦可使用在主鏈具有光配向性基的聚醯亞胺前驅物。此情形時,使用如下述式(2)所表示般的在胺與胺之間具有包含光配向性基的鍵結的二胺為便利。
式(2)中,X1
為單鍵或碳數1~5的伸烷基,X2
為-OCO-CH=CH-或-CH=CH-COO-,X3
為單鍵、碳數1~10的伸烷基或二價苯環,X4
為單鍵、-OCO-CH=CH-或-CH=CH-COO-,X5
為單鍵或碳數1~5的伸烷基。但具有1個以上的桂皮醯基。
作為式(2)所表示的二胺,可舉出下述式(2-a)~(2-d)。
式中,X為選自單鍵或醚(-O-)、酯(-COO-或OCO-)及醯胺(-CONH-或NHCO-)中的鍵結基,Y為單鍵或碳數1~5的伸烷基,Z為碳數1~10的伸烷基或伸苯基。苯環上的胺基的鍵結位置、或鍵結基相對於中央的苯環的位置並無特別限定。
又,作為式(2)所表示的二胺的具體例,可舉出下述二胺。
使用含有以上述式(2)所表示的二胺來作為原料之本發明的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯等的聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺或聚醯胺的液晶配向劑而形成的液晶配向膜,可降低因AC(交流)驅動所造成的液晶配向性能的變化(例如,液晶的配向方位的變化)。因此,具有該液晶配向膜的液晶顯示元件,在AC驅動下的液晶配向膜的液晶配向性能為穩定,因此不易產生因AC驅動所造成殘影。即,可發揮出因AC驅動所造成的殘影特性為非常地良好之類的效果。
又,使用上述式(2)所表示的二胺而形成的液晶配向膜,其液晶配向性能本身亦為優異,能夠實現實質上未有配向缺陷的液晶配向膜。
本發明中使用的聚醯亞胺前驅物係由二胺成分與四羧酸衍生物的反應而得到者,可舉出聚醯胺酸或聚醯胺酸酯等。
<聚醯亞胺前驅物(聚醯胺酸)之製造>
作為被使用於本發明中的聚醯亞胺前驅物的聚醯胺酸,可藉由以下之方法來製造。具體而言係可藉由將四羧酸二酐與二胺,在有機溶劑的存在下以-20~150℃(較佳為0~50℃)中,以30分鐘~24小時(較佳為1~12小時)使其反應來合成。
二胺成分與四羧酸成分的反應,一般為在有機溶劑中來進行。作為此時使用的有機溶劑,只要是能溶解已生成的聚醯亞胺前驅物即可,並無特別限定。於下述舉出反應中使用的有機溶劑的具體例,但並非被限定於該等的例子。可舉出例如N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸或1,3-二甲基-咪唑啶酮。
又,聚醯亞胺前驅物的溶解性為高時,可使用甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮或下述的式[D-1]~式[D-3]所表示的有機溶劑。
式[D-1]中,D1
表示碳數1~3的烷基,式[D-2]中,D2
表示碳數1~3的烷基,式[D-3]中,D3
表示碳數1~4的烷基。
該等的有機溶劑係可單獨使用、亦可混合來使用。進而,即使是不會溶解聚醯亞胺前驅物的溶劑,在已生成的聚醯亞胺前驅物為不會析出的範圍內,亦可混合在前述溶劑中來使用。又,有機溶劑中之水分,因會阻礙聚合反應,進而成為使已生成的聚醯亞胺前驅物水解的原因,故有機溶劑係以使用已脫水乾燥者為較佳。
反應系中的聚醯胺酸聚合物的濃度,就不易引起聚合物的析出、且容易得到高分子量體之點而言,以1~30質量%為較佳,以5~20質量%為又較佳。
以上述般之方式所得到的聚醯胺酸係藉由一邊充分使反應溶液攪拌,一邊注入在不良溶劑中,從而可使聚合物析出並回收。又,進行多次析出,並利用不良溶劑洗淨後,藉由常溫或者加熱乾燥,從而可得到被純化的聚醯胺酸的粉末。不良溶劑並無特別限定,可舉出水、甲醇、乙醇、己烷、丁基賽路蘇、丙酮、甲苯等。
<聚醯亞胺前驅物(聚醯胺酸酯)之製造>
作為被使用於本發明中的聚醯亞胺前驅物的聚醯胺酸酯,可依以下所表示的(1)、(2)或(3)的製法來製造。
(1)由聚醯胺酸來製造時
聚醯胺酸酯係可藉由將如前述般所製造的聚醯胺酸進行酯化而來製造。具體而言可藉由將聚醯胺酸與酯化劑在有機溶劑的存在下,以-20~150℃,較佳為0~50℃中,以30分鐘~24小時,較佳為1~4小時使其反應而來製造。
作為酯化劑係以藉由純化而可容易去除者為較佳,可舉出N,N-二甲基甲醯胺二甲基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二乙基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二丙基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二新戊基丁基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二-t-丁基縮醛、1-甲基-3-p-甲苯三氮烯、1-乙基-3-p-甲苯三氮烯、1-丙基-3-p-甲苯三氮烯、4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉鎓氯化物等。酯化劑的添加量,相對於聚醯胺酸的重複單位1莫耳,以2~6莫耳當量為較佳。
作為有機溶劑,可舉出例如N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸或1,3-二甲基-咪唑啶酮。又,聚醯亞胺前驅物的溶劑溶解性為高時,可使用甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮或前述式[D-1]~式[D-3]所表示的有機溶劑。
該等的有機溶劑係可單獨使用、亦可混合來使用。進而,即使是不會溶解聚醯亞胺前驅物的溶劑,在已生成的聚醯亞胺前驅物為不會析出的範圍內,亦可混合在前述溶劑中來使用。又,有機溶劑中之水分,因會阻礙聚合反應,進而成為使已生成的聚醯亞胺前驅物水解的原因,故有機溶劑係以使用已脫水乾燥者為較佳。
上述的反應中使用的溶劑,就聚合物的溶解性而言,以N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯為較佳,該等係可混合1種或2種以上來使用。製造時的濃度,就不易引起聚合物的析出、且容易得到高分子量體之點而言,以1~30質量%為較佳,以5~20質量%為又較佳。
(2)藉由四羧酸二酯二氯化物與二胺的反應來製造時
聚醯胺酸酯係可由四羧酸二酯二氯化物(tetracarboxylic acid diester dichloride)與二胺來製造。具體而言可藉由將四羧酸二酯二氯化物與二胺,在鹼與有機溶劑的存在下,以-20~150℃,較佳為0~50℃中,以30分鐘~24小時,較佳為1~4小時使其反應來製造。
作為前述鹼係可使用吡啶、三乙基胺、4-二甲基胺基吡啶等,但為了使反應穩定地進行,以吡啶為較佳。鹼的添加量,就容易去除的量、且容易得到高分子量體之點而言,相對於四羧酸二酯二氯化物,以2~4倍莫耳為較佳。
作為前述有機溶劑,就單體及聚合物的溶解性而言,以N-甲基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯為較佳,該等亦可混合1種或2種以上來使用。
製造時的聚合物濃度,就不易引起聚合物的析出、且容易得到高分子量體之點而言,以1~30質量%為較佳,以5~20質量%為又較佳。又,為了防止四羧酸二酯二氯化物的水解,故聚醯胺酸酯的製造中使用的有機溶劑以盡可能進行脫水者為較佳,在氮環境中,以防止外氣的混入者為較佳。
(3)由四羧酸二酯與二胺來製造時
聚醯胺酸酯係可藉由四羧酸二酯與二胺進行縮聚合來製造。具體而言係可藉由將四羧酸二酯與二胺,在縮合劑、鹼、及有機溶劑的存在下,以0~150℃,較佳為0~100℃中,以30分鐘~24小時,較佳為3~15小時使其反應來製造。
作為前述縮合劑係可使用三苯基亞磷酸酯、二環己基碳二亞胺、1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽、N,N’-羰基二咪唑、二甲氧基-1,3,5-三嗪基甲基嗎福林鎓、O-(苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲四氟硼酸鹽、O-(苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸鹽、(2,3-二氫-2-硫酮基-3-苯并噁唑基)膦酸二苯基酯等。縮合劑的添加量,相對於四羧酸二酯,以2~3倍莫耳為較佳。
作為前述鹼,可使用吡啶、三乙基胺等的3級胺。鹼的添加量,就容易去除的量、且容易得到高分子量體之點而言,相對於二胺成分,以2~4倍莫耳為較佳。
又,上述反應中,藉由加入路易斯酸來作為添加劑,可使反應有效率地進行。作為路易斯酸係以氯化鋰、溴化鋰等的鹵化鋰為較佳。路易斯酸的添加量,相對於二胺成分,以0~1.0倍莫耳為較佳。
上述3種的聚醯胺酸酯之製造方法中,為了得到高分子量的聚醯胺酸酯,故以上述(1)或(2)的製法為特佳。
以上述般之方式所得到的聚醯胺酸酯的溶液係藉由一邊充分使其攪拌,一邊注入在不良溶劑中,從而可使聚合物析出。進行多次析出,並利用不良溶劑洗淨後,藉由常溫或者加熱乾燥,從而可得到被純化的聚醯胺酸酯的粉末。不良溶劑並無特別限定,可舉出水、甲醇、乙醇、己烷、丁基賽路蘇、丙酮、甲苯等。
<聚醯亞胺>
被使用於本發明中的聚醯亞胺((A)成分中的醯亞胺化聚合物),可藉由將前述的聚醯胺酸酯或聚醯胺酸進行醯亞胺化來製造。
由聚醯胺酸來製造聚醯亞胺時,在以二胺成分與四羧酸二酐的反應而得到的前述聚醯胺酸的溶液中,添加觸媒來使其反應的化學性醯亞胺化為簡便。該化學性醯亞胺化係以相對低溫來進行醯亞胺化反應,因而在醯亞胺化的過程中不易引起聚合物的分子量降低,故為較佳。
化學性醯亞胺化係可藉由如下述般來進行:將欲使其醯亞胺化的聚醯胺酸,在有機溶劑中,在鹼性觸媒與酸酐的存在下進行攪拌。作為有機溶劑,可使用前述的聚合反應時中使用的有機溶劑。作為鹼性觸媒,可舉出吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺等。其中,吡啶係具有使反應進行的適度的鹼性,故為較佳。又,作為酸酐可舉出乙酸酐、偏苯三酸酐、焦蜜石酸二酐等,其中,若使用乙酸酐時,反應結束後的純化將變得容易,故為較佳。
進行上述醯亞胺化反應時的溫度為-20~140℃,較佳為0~100℃,反應時間可以0.5~100小時,較佳可以1~80小時來進行。鹼性觸媒的量為醯胺酸的0.5~30莫耳倍,較佳為2~20莫耳倍,酸酐的量為醯胺酸的1~50莫耳倍,較佳為3~30莫耳倍。所得到的聚合物的醯亞胺化率係可藉由調節觸媒量、溫度、反應時間來控制。
聚醯胺酸酯或聚醯胺酸的醯亞胺化反應後的溶液中,因為殘留已添加的觸媒等,故藉由以下所述的手段來回收所得到的醯亞胺化聚合物,並利用有機溶劑進行再溶解後,作為本發明的液晶配向劑的(A)成分來使用為較佳。
以上述般之方式所得到的聚醯亞胺的溶液係可藉由一邊充分攪拌,一邊注入在不良溶劑中,從而使聚合物析出。進行多次析出,並利用不良溶劑洗淨後,藉由常溫或者加熱乾燥,從而可得到被純化的聚醯亞胺的粉末。
前述不良溶劑並無特別限定,可舉出甲醇、丙酮、己烷、丁基賽珞蘇、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。
<側鏈型丙烯酸聚合物>
作為本發明的(A)成分的樣態之一的側鏈型丙烯酸聚合物係在指定的溫度範圍內展現出液晶性並具有感光性。
側鏈型丙烯酸聚合物,較佳以200~450nm的波長範圍的光來進行反應,且在100~300℃的溫度範圍內展現出液晶性者為佳。
作為側鏈型丙烯酸聚合物,較佳為具有下述般的感光性側鏈:以較佳為200~450nm(又較佳為250~400nm)的波長範圍的光來進行反應的感光性側鏈。
作為側鏈型丙烯酸聚合物,較佳為具有下述般的液晶基(mesogenic group):用來在較佳為100~350℃(又較佳為120~300℃)的溫度範圍內展現出液晶性的液晶基。
側鏈型丙烯酸聚合物係鍵結了主鏈具有感光性的側鏈,故對光感應而可引起交聯反應、異構化反應、或光弗萊斯重排(Fries rearrangement)。具有感光性的側鏈的構造,係以對光感應而引起交聯反應、或光弗萊斯重排者為宜,以引起交聯反應者為更適宜。此時,即使是被暴露於熱等的外部應力下,亦可長時間穩定地保持所實現的配向控制能力。
能夠展現出液晶性的感光性側鏈型丙烯酸聚合物膜的構造,只要是滿足這種特性即可,並無特別限定,但以側鏈構造具有剛硬的液晶基成分為較佳。此時,將該側鏈型丙烯酸聚合物製成液晶配向膜時,可得到穩定的液晶配向。
作為側鏈型丙烯酸聚合物的構造,較佳為例如下述般的構造:具有主鏈與和該主鏈鍵結的側鏈,該側鏈具有聯苯基、三聯苯基、苯基環己基、苯基苯甲酸酯基、偶氮苯基等的液晶基成分,與鍵結於先端部的對光感應而進行交聯反應或異構化反應的感光性基的構造;或者,具有主鏈與和該主鏈鍵結的側鏈,該側鏈成為液晶基成分,且具有會進行光弗萊斯重排反應的苯基苯甲酸酯基的構造。
作為側鏈型丙烯酸聚合物的構造的具體例,較佳為具有下述的主鏈與側鏈的構造:主鏈為源自於選自由烴、(甲基)丙烯酸酯、依康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺及降莰烯所成的群組中的至少1種的化合物的自由聚合性基,側鏈為由下述式(i)~(v)之至少1種所成。
式中,Ar1
表示從苯環、萘環、吡咯環、呋喃環、噻吩環或吡啶環之中去除2個氫原子而成的二價取代基。
Ar2
及Ar3
分別獨立為從苯環、萘環、吡咯環、呋喃環、噻吩環或吡啶環之中去除2個氫原子而成的二價取代基。q1與q2之一方為1,另一方為0。
Ar4
及Ar5
分別獨立表示從苯環、萘環、吡咯環、呋喃環、噻吩環或吡啶環之中去除2個氫原子而成的二價取代基。Y1
-Y2
表示-CH=CH-、-CH=N-、-N=CH-或-C≡C-。
S1
、S2
及S3
分別獨立表示單鍵、碳數1~18的直鏈或分支狀的伸烷基、碳數5~8的伸環烷基、伸苯基或伸聯苯基,或表示選自單鍵、醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、尿素鍵、胺基甲酸酯鍵、胺基鍵、羰基或此等的組合中的1種或2種以上的鍵結,或者表示介隔前述鍵結來將選自碳數1~18的直鏈或分支狀的伸烷基、碳數5~8的伸環烷基、伸苯基、伸聯苯基或此等的組合中的2以上10以下的部位予以連結而成的構造。尚,前述二價取代基亦可為下述的構造:介隔前述鍵結來將分別的複數個前述二價取代基予以連結而成的構造。
R11
表示氫原子、羥基、巰基、胺基、碳數1~10的烷基、碳數1~10的烷氧基、碳數1~8的烷基胺基或碳數2~16的二烷基胺基。
前述苯環及/或萘環係可被選自鹵素原子、氰基、硝基、羧基及碳數2~11的烷氧基羰基中的相同或相異的1以上的基所取代。此時,碳數1~10的烷基可以是直鏈狀、分支或環狀,亦可以是組合此等的構造,亦可被鹵素原子所取代。
本發明的側鏈型丙烯酸聚合物係以含有液晶性側鏈為較佳。
液晶性側鏈所具有的液晶基,可以是聯苯基或苯基苯甲酸酯等的單獨成為液晶基構造的基,亦可以是如苯甲酸等般的側鏈彼此進行氫鍵結而成為液晶基構造的基。作為側鏈所具有的液晶基係以下述的構造為較佳。
<側鏈型丙烯酸聚合物>
本發明的側鏈型丙烯酸聚合物,可藉由具有上述的感光性側鏈的光反應性側鏈單體及液晶性側鏈單體進行聚合而來得到。
[光反應性側鏈單體]
所謂光反應性側鏈單體,係指該單體在形成高分子時,可形成高分子的側鏈部位具有感光性側鏈的高分子。
作為側鏈所具有的光反應性基係以上述式(i)~(v)所表示的構造為較佳。
光反應性側鏈單體的更具體的例子,較佳為具有選自由烴、(甲基)丙烯酸酯、依康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺及降莰烯所成的群組中的至少1種化合物的自由聚合性基,及選自由上述式(i)~(v)所成的群組中的至少1種所成的感光性側鏈而成的構造。
[液晶性側鏈單體]
所謂液晶性側鏈單體係指源自該單體的高分子為展現出液晶性,且該高分子可在側鏈部位形成液晶基的單體。
液晶性側鏈單體的更具體的例子,較佳為具有選自由烴、(甲基)丙烯酸酯、依康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯基、馬來醯亞胺及降莰烯所成的群組中的至少1種化合物的自由聚合性基,及具有選自由前述的液晶基所成的群組中的至少1種的液晶性側鏈而成的構造。
本發明的側鏈型丙烯酸聚合物,可藉由上述展現出液晶性的光反應性側鏈單體之聚合反應來得到。又,亦可藉由未展現出液晶性的光反應性側鏈單體與液晶性側鏈單體的共聚合、或展現出液晶性的光反應性側鏈單體與液晶性側鏈單體的共聚合來得到。進而,在不損及液晶性之展現能力的範圍內,可與其他的單體共聚合。
作為其他的單體,可舉出例如可工業上取得的能夠進行自由聚合反應的單體。
作為其他的單體之具體例,可舉出不飽和羧酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、馬來醯亞胺、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯化合物、乙烯基化合物等。
作為不飽和羧酸之具體例,可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、馬來酸、福馬酸等。
作為丙烯酸酯,可舉出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽基酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯基酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸tert-丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸異莰基酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、丙烯酸2-丙基-2-金剛烷基酯、丙烯酸8-甲基-8-三環癸酯、丙烯酸8-乙基-8-三環癸酯等。
作為甲基丙烯酸酯,可舉出例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸萘基酯、甲基丙烯酸蒽基酯、甲基丙烯酸蒽基甲酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸tert-丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異莰基酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、甲基丙烯酸2-丙基-2--金剛烷基酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三環癸酯、及甲基丙烯酸8-乙基-8-三環癸酯等。進而,亦可使用(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸(3-甲基-3-氧雜環丁烷基)甲酯、(甲基)丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲酯等的具有環狀醚基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作為乙烯基化合物,可舉出例如乙烯基醚、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、丙基乙烯基醚等。
作為苯乙烯化合物,可舉出例如苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作為馬來醯亞胺化合物,可舉出例如馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。
本發明的側鏈型丙烯酸聚合物的製造方法並不被特別限定,可利用工業上使用的通用方法。具體而言係可藉由利用液晶性側鏈單體或光反應性側鏈單體的乙烯基之陽離子聚合、自由聚合、陰離子聚合等而來製造。該等之中,就反應控制的難易度等的觀點而言,以自由聚合為特佳。
自由聚合的聚合起始劑係可使用AIBN(偶氮雙異丁腈)等的周知自由聚合起始劑、或可逆性加成-裂解型連鏈移動(RAFT)聚合試劑等的周知化合物。
自由聚合法並無特別限制,可使用乳化聚合法、懸濁聚合法、分散聚合法、沉澱聚合法、塊狀聚合法、溶液聚合法等。
作為前述側鏈型丙烯酸聚合物的聚合反應中使用的有機溶劑,只要是生成的聚合物為溶解者即可,並無特別限定。以下可舉出其具體例。
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、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、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、倍異丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、二噁烷、四氫呋喃、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、環己酮、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、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、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。
該等有機溶劑係可單獨使用、亦可混合來使用。進而,即使是不使生成的高分子溶解的溶劑,在生成的高分子不會析出的範圍內,亦可與上述的有機溶劑混合來使用。
又,自由聚合中,有機溶劑中之氧氣係因成為阻礙聚合反應的原因,故有機溶劑係以使用盡可能脫氣者為較佳。
自由聚合時的聚合溫度係可在30~150℃之任意的溫度來做選擇,較佳為50~100℃的範圍。
又,反應係可在任意的濃度來進行,但濃度過低時則變得難以得到高分子量的聚合物,若濃度過高時,則反應液黏性變得過高而使得均勻的攪拌變得困難,因此單體濃度較佳為1~50質量%,又較佳為5~30質量%。反應初期在高濃度來進行,之後,以追加有機溶劑為較佳。
上述自由聚合反應中,自由聚合起始劑的比率相對於單體為多時則所得到的高分子的分子量變小,若少時則所得到的高分子的分子量則變大,因此自由聚合起始劑的比率係相對於聚合的單體,較佳為0.05~15莫耳%,又較佳為0.1~10莫耳%。又,聚合時亦可追加各種單體成分、有機溶劑、自由聚合起始劑等。
從藉由上述聚合反應所得到的含有側鏈型丙烯酸聚合物的反應溶液回收生成的聚合物時,以將反應溶液投入在不良溶劑中,使已生成的聚合物沉澱為較佳。作為沉澱時使用的不良溶劑,可舉出甲醇、丙酮、己烷、庚烷、丁基賽珞蘇、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。投入在不良溶劑中並使其沉澱的聚合物係以進行過濾並回收後,以在常壓或者減壓下,以常溫或者加熱來進行乾燥為較佳。又,沉澱回收的聚合物再溶解於有機溶劑中,重複再沉澱並回收的操作2~10次時,可使聚合物中之雜質減少。作為再沉澱時的不良溶劑,可舉出例如醇類、酮類、醚類、烴等,若使用選自該等之中的3種類以上的不良溶劑時,更進一步提升純化的效率,因此為較佳。
本發明的側鏈型丙烯酸聚合物的分子量,若考慮所得到的塗膜的強度、塗膜形成時的作業性、及塗膜的均勻性時,以GPC(Gel Permeation Chromatography)法所測定的重量平均分子量,以2,000~500,000為較佳,又較佳為5,000~100,000。
本發明的液晶配向劑中的(A)成分之聚合物的含有量,可依欲形成之塗膜的厚度設定來作適當變更,但就形成均勻且無缺陷的塗膜之觀點而言,以1重量%以上為較佳,就溶液的保存穩定性之觀點而言,以10重量%以下為較佳,其中以3~7重量%為較佳。
<(B)成分>
本發明的液晶配向劑中所含有的(B)成分為下述式(1)所表示的化合物。
(式中,Q1
及Q2
為選自下述式(Q1-1)及單鍵中的1種,Q1
及Q2
的至少1個為式(Q1-1),q1及q2分別獨立為0或1,R2
及R3
分別獨立為具有環氧部位的基及氫原子中的任一者,R2
及R3
的至少1個為具有環氧部位的基)
(式(Q1-1)中,R1
為氫原子或一價有機基。R1
的一價有機基,又較佳為甲基、苯基、具有環氧部位的基或熱分解性脫離基。
所謂熱分解性脫離基係指藉由加熱來進行脫離並被取代成氫原子的取代基。上述熱分解性脫離基係胺基的保護基,只要是藉由熱被取代成氫原子的官能基即可,該構造並無特別限定。就液晶配向劑的保存穩定性之觀點而言,該保護基D係以在室溫中不會脫離為佳,較佳為以80℃以上的熱來進行脫離的保護基,更佳為以100℃以上的熱來進行脫離的保護基。就進行脫離的溫度之觀點而言,D係以tert-丁氧基羰基、或9-茀基甲氧基羰基為特佳。
作為R1
、R2
及R3
的定義中的具有環氧部位的基,可舉出縮水甘油基、3,4-環氧環己基等,就合成的難易度而言,以縮水甘油基為較佳。
作為(B)成分所表示的化合物的較佳的例子,可舉出例如下述(B-1)至(B-6)的化合物。
(B-1):上述式(1)中,q1及q2為0,Q1
為(Q1-1),R2
及R3
為具有環氧基的基而成的化合物;
(B-2):上述式(1)中,q1及q2為0,Q1
為(Q1-1),R2
為氫原子,R3
為具有環氧基的基而成的化合物;
(B-3):上述式(1)中,q1及q2為1,Q1
為單鍵或(Q1-1),Q2
為(Q1-1),R2
及R3
為具有環氧基的基而成的化合物;
(B-4):上述式(1)中,q1及q2為1,Q1
為單鍵或(Q1-1),Q2
為(Q1-1),R2
為氫原子,R3
為具有環氧基的基而成的化合物;
(B-5):上述式(1)中,q1及q2為1,Q1
為(Q1-1),Q2
為單鍵,R2
及R3
為具有環氧基的基而成的化合物;
(B-6):上述式(1)中,q1及q2為1,Q1
為(Q1-1),Q2
為單鍵,R2
為氫原子,R3
為具有環氧基的基而成的化合物。
上述之中,作為較佳的(B)成分,可舉出例如由下述式B-1-1~式B-5-1中任意所表示的化合物。
上述(B)成分的化合物係使環氧鹵丙烷(epihalohydrin)與下述式(0)所表示的二胺反應後,藉由將所得到的加成反應物利用鹼處理來使其環化反應而可得到。
作為式(0)所表示的二胺亦可使用周知種類。
為了製造式(1)中R2
及R3
的兩方為具有環氧部位的基之化合物時,相對於式(0)所表示的二胺,使用4當量以上的環氧鹵丙烷,較佳為使用8當量以上,之後再以鹼來進行處理即可。但,為了製造R1
亦為具有環氧部位的基之化合物時,則大量使用該環氧鹵丙烷即可。欲製造R2
及R3
的一方為具有環氧部位的基,另一方為氫原子之化合物時,相對於式(0)所表示的二胺,使用2~2.2當量的環氧鹵丙烷,之後再以鹼來進行處理即可。
(B)成分若過多時,會對液晶配向性帶來影響,若過少時,則無法充分得到本發明的效果。因此,液晶配向劑中的(B)成分的含有量,相對於(A)成分(100質量%),以0.1~20質量%為較佳,以1~10質量%為又較佳。
<液晶配向劑>
被使用於本發明中的液晶配向劑係具有選自由前述的(A)成分的聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化聚合物所成的群組中的至少1種的聚合物(以下,稱為特定構造聚合物)及(B)成分的化合物被溶解在有機溶劑中的溶液之形態。特定構造聚合物的分子量係以重量平均分子量2,000~500,000為較佳,又較佳為5,000~300,000,更佳為10,000~100,000。又,數平均分子量係較佳為1,000~250,000,又較佳為2,500~150,000,更佳為5,000~50,000。
被使用於本發明中的液晶配向劑之聚合物的濃度,可依欲形成之塗膜的厚度設定來做適當變更,但就形成均勻且無缺陷的塗膜之觀點而言,以1重量%以上為較佳,就溶液的保存穩定性之觀點而言,以設為10重量%以下為較佳。
被使用於本發明中的液晶配向劑所含有的有機溶劑(良溶劑),只要是特定構造聚合物能均勻地溶解即可,並無特別限定。
可舉出例如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-乙基-2-吡咯啶酮、二甲亞碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-咪唑啶酮、甲基乙基酮、環己酮、環戊酮或4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。
其中,以使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯為較佳。
進而,本發明的聚合物對溶劑的溶解性為高時,以使用前述式[D-1]~式[D-3]所表示的溶劑為較佳。
本發明的液晶配向劑中的良溶劑係以液晶配向劑中所包含的溶劑整體的20~99質量%為佳。其中,以20~90質量%為較佳。又較佳為30~80質量%。
本發明的液晶配向劑中,可使用用來提升塗佈液晶配向劑時的液晶配向膜的塗膜性或表面平滑性的溶劑(亦稱為不良溶劑)。以下為舉出不良溶劑的具體例,但並非被限定於該等的例子中。
可舉出例如乙醇、異丙基醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁基醇、tert-丁基醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊基醇、tert-戊基醇、3-甲基-2-丁醇、新戊基醇、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、環己醇、1-甲基環己醇、2-甲基環己醇、3-甲基環己醇、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、二丙基醚、二丁基醚、二己基醚、二噁烷、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二丁基醚、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、4-庚酮、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、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、碳酸伸丙酯、碳酸伸乙酯、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、乙二醇單丁基醚、乙二醇單異戊基醚、乙二醇單己基醚、2-(己氧基)乙醇、糠醇、二乙二醇、丙二醇、丙二醇單丁基醚、1-(丁氧基乙氧基)丙醇、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇二甲基醚、三丙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、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、乳酸異戊基酯或前述式[D-1]~式[D-3]所表示的溶劑等。
其中,以使用1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁基醚、乙二醇單丁基醚或二丙二醇二甲基醚為較佳。
該等不良溶劑係以液晶配向劑中所包含的溶劑整體的1~80質量%為佳。其中,以10~80質量%為較佳。又較佳為20~70質量%。
本發明的液晶配向劑,除了上述以外,亦可添加:本發明所記載的聚合物以外之聚合物;使液晶配向膜的介電率或導電性等的電特性變化為目的之介電質或者導電物質;使液晶配向膜與基板的密著性提升為目的之矽烷偶合劑;製成液晶配向膜時以提高膜的硬度或緻密度為目的之交聯性化合物;及進而,使聚醯亞胺前驅物在燒成塗膜時能效率良好地藉由加熱來進行醯亞胺化為目的之醯亞胺化促進劑等。
<液晶配向膜>
本發明的液晶配向膜係將上述液晶配向劑塗佈在基板上,並進行乾燥、燒成後所得到的膜。作為塗佈本發明的液晶配向劑的基板,只要是具有高透明性的基板即可,並無特別限定,可使用玻璃基板、氮化矽基板、丙烯酸基板、聚碳酸酯基板等的塑膠基板等,以使用形成有用來驅動液晶的ITO電極的基板,就製程的簡單化之觀點而言為較佳。又,反射型的液晶顯示元件因僅於單側的基板,故亦可使用矽晶圓等的不透明的物質,此時電極亦可使用鋁等的可反射光的材料。
作為本發明的液晶配向劑的塗佈方法,可舉出旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法等。塗佈本發明的液晶配向劑後的乾燥、燒成步驟係可選擇任意的溫度與時間。通常為了充分去除所含有的有機溶劑,以50℃~120℃使其乾燥1分鐘~10分鐘,之後再以150℃~300℃燒成5分鐘~120分鐘。燒成後的塗膜的厚度並無特別限定,若過薄時則會有液晶顯示元件的可靠性降低之情形,因此以5~300nm,較佳為10~200nm。
作為將所得到的液晶配向膜進行配向處理之方法,可舉出摩擦法、光配向處理法等。
摩擦處理係可利用既有的摩擦裝置來進行。作為此時的摩擦布材質,可舉出棉、尼龍、嫘縈等。作為摩擦處理的條件係通常可使用旋轉速度300~2000rpm、送入速度5~100mm/s、壓入量0.1~1.0mm之類條件。之後,使用純水或醇等藉由超音波洗淨,來去除因摩擦所產生的殘渣。
作為光配向處理法的具體例,可舉出對前述塗膜表面照射一定方向偏向的放射線,依照各種情形進而以150~250℃的溫度進行加熱處理,從而賦予液晶配向能之方法。作為放射線係可使用具有100~800nm的波長的紫外線及可見光線。其中,以具有100~400nm的波長的紫外線為較佳,以具有200~400nm的波長者為特佳。又,為了改善液晶配向性,亦可將塗膜基板以50~250℃一邊加熱,一邊照射放射線。前述放射線的照射量係以1~10,000mJ/
cm2
為較佳,以100~5,000mJ/cm2
為特佳。以上述般之方式所製作的液晶配向膜,可使液晶分子朝一定方向穩定地配向。
偏光的紫外線的消光比越高,則可賦予越高的異向性,故為較佳。具體而言,直線偏光的紫外線的消光比係以10:1以上為較佳,以20:1以上為又較佳。
上述,經照射偏光的放射線的膜,接下來亦可利用包含選自水及有機溶劑中的至少1種的溶劑來進行接觸處理。
作為接觸處理中使用的溶劑,只要是可溶解因光照射而生成的分解物的溶劑即可,並無特別限定。作為具體例,可舉出水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基賽路蘇、乳酸乙酯、乳酸甲酯、二丙酮醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、及乙酸環己酯等。該等的溶劑亦可併用2種以上。
就廣用性或安全性之觀點而言,以選自由水、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇及乳酸乙酯所成的群組中的至少1種為又較佳。以水、2-丙醇、及水與2-丙醇的混合溶劑為特佳。
本發明中,經照射偏光的放射線的膜與包含有機溶劑的溶液的接觸處理,能以浸漬處理、噴霧(spray)處理等的,膜與溶液可較佳充分接觸之類的處理來進行。其中,在包含有機溶劑的溶液中,將膜較佳以10秒鐘~1小時,又較佳以1~30分鐘的浸漬處理之方法為較佳。接觸處理可為常溫亦可以是加溫下進行,較佳以10~80℃,又較佳以20~50℃來實施。又,因應所需可施予超音波等的提高接觸之手段。
於上述接觸處理後,就去除所使用的溶液中的有機溶劑之目的,可進行藉由水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮等的低沸點溶劑之水洗(淋洗)或乾燥中之任一者、或兩者。
進而,經上述藉由溶劑的接觸處理的膜,就使溶劑的乾燥及膜中的分子鏈進行再配向為目的,亦可再以150℃以上來進行加熱。
作為加熱的溫度係以150~300℃為較佳。溫度越高雖會促進分子鏈的再配向,但溫度過高時將會有伴隨分子鏈的分解之虞。因此,作為加熱溫度係以180~250℃為又較佳,以200~230℃為特佳。
加熱時間越短時,將會有無法得到分子鏈再配向之效果的可能性,但過長時,因分子鏈將會有分解的可能性,故以10秒鐘~30分鐘為較佳,以1~10分鐘為又較佳。
<液晶顯示元件>
本發明的液晶顯示元件,其特徵在於具備藉由前述液晶配向膜的製造方法所得到的液晶配向膜。
本發明的液晶顯示元件係將本發明的液晶配向劑藉由前述液晶配向膜的製造方法,來得到附帶液晶配向膜的基板後,利用周知之方法來製作液晶晶胞,並使用其來作為液晶顯示元件。
作為液晶晶胞製作方法之一例,將以被動矩陣構造的液晶顯示元件為例來做說明。尚,構成畫面顯示的各像素部分,亦可為設置有TFT(Thin Film Transistor)等的切換元件的主動矩陣構造的液晶顯示元件。
首先,準備透明的玻璃製的基板,在一側的基板上設置共用電極,在另一側的基板上設置節段電極。該等的電極係可設為例如ITO電極,並以經圖型化來形成所期望的畫面顯示。接下來,在各基板上以被覆共用電極與節段電極之方式來設置絕緣膜。絕緣膜係可設為藉由例如溶膠-凝膠法所形成的由SiO2
-TiO2
所成的膜。
接下來,在各基板上形成本發明的液晶配向膜。接下來,將一側的基板與另一側的基板以互相的配向膜面對向之方式來進行重疊,並利用密封材來接著周邊。為了控制基板間隙,密封材中通常為混入有間隔件。又,未設置密封材的面內部分,亦以散布基板間隙控制用的間隔件為較佳。密封材的一部分為被設置有可由外部填充液晶的開口部。
接下來,通過設置於密封材的開口部,將液晶材料注入於由2片的基板與密封材所包圍的空間內。之後,將該開口部利用接著劑密封。注入亦可使用真空注入法,亦可使用在大氣中利用毛細管現象之方法。接下來,進行偏光板的設置。具體而言在相對於2片的基板的液晶層為相反側之面上貼附一對偏光板。經由以上的步驟可得到本發明的液晶顯示元件。
本發明中,作為密封劑可使用具有例如環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、羥基、烯丙基、乙醯基等的反應性基的藉由紫外線照射或加熱而硬化的樹脂。特別是以使用具有環氧基與(甲基)丙烯醯基的兩者的反應性基的硬化樹脂系為較佳。
本發明的密封劑,就以接著性、耐濕性的提升為目的亦可調配無機填充劑。作為能夠使用的無機填充劑並無特別限定,具體而言可舉出球狀二氧化矽、熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、氧化鈦、鈦黑、碳化矽、氮化矽、氮化硼、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、硫酸鈣、雲母、滑石、黏土、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氫氧化鋁、矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鋰鋁、矽酸鋯、鈦酸鋇、硝子纖維、碳纖維、二硫化鉬、石棉等,較佳為球狀二氧化矽、熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、氧化鈦、鈦黑、氮化矽、氮化硼、碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、雲母、滑石、黏土、氧化鋁、氫氧化鋁、矽酸鈣、矽酸鋁。前述的無機填充劑係可混合2種以上來使用。
[實施例]
以下為舉出實施例等來對於本發明進行具體地說明,但本發明並非被限定於該等的實施例中。尚,化合物的簡略符號的意思係如下述般。
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮(N-methyl-2-pyrrolidone)
BCS:丁基賽路蘇(butyl cellosolve)
THF:四氫呋喃
AIBN:2,2’-偶氮雙異丁腈
(1
H-NMR之測定)
裝置:Varian NMR system 400NB(400MHz)(Varian公司製)、及JMTC-500/54/SS(500MHz)(JEOL公司製)
測定溶劑:CDCl3
(重氫化三氯甲烷),DMSO-d6
(重氫化二甲基亞碸)
基準物質:TMS(四甲基矽烷)(δ:0.0ppm,1
H)及CDCl3
(δ:77.0ppm,13
C)
<添加劑E1之合成>
在甲苯(25g)及純水(2.5g)中,加入環氧氯丙烷(52.1g)及4,4’-二胺基-N-甲基二苯基胺(10.0g、46.9mmol),並以80℃攪拌4小時。冷卻至室溫後,加入硫酸氫四丁基銨(0.48g)及48%氫氧化鈉水溶液(23.5g),以35℃攪拌3小時後,再以室溫攪拌16小時。加入純水(50g)並進行分液操作,利用純水(50g)洗淨油層,藉由利用硫酸鎂進行脫水並濃縮濾液從而得到粗產物。利用甲苯(150g)使粗產物溶解後,使用過濾面為填充有二氧化矽凝膠(20g)的桐山漏斗(Hirsch funnel)來進行過濾。進而,將甲苯(50g)沖走後,藉由將合併的濾液濃縮從而得到化合物[E1](收量:13.2g、收率:64%、茶色黏性物)。
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6, δppm):6.78-6.73(m,
8H), 3.59(t, 4H, J = 16 Hz), 3.38-3.26(m, 4H), 3.13-3.04(m, 7H), 2.75-2.71(m, 4H), 2.58-2.55(m, 4H).
<添加劑E2之合成>
在甲苯(25g)及純水(2.5g)中,加入環氧氯丙烷(55.4g)及4,4’-二胺基二苯基醚(10.0g、49.9mmol),並以80℃攪拌23小時。冷卻至室溫後,加入硫酸氫四丁基銨(0.51g)及48%氫氧化鈉水溶液(25.0g),以35℃攪拌5小時。加入純水(50g)並進行分液操作,利用純水(50g)洗淨油層,藉由利用硫酸鎂進行脫水並濃縮濾液從而得到粗產物。利用甲苯(150g)使粗產物溶解後,使用過濾面為填充有二氧化矽凝膠(20g)的桐山漏斗來進行過濾。進而,將甲苯(50g)沖走後,藉由將合併的濾液濃縮從而得到化合物[E2](收量:15.3g、收率:72%、橙色黏性物)。
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6, δppm):6.84-6.80(m, 8H), 3.64(t, 4H, J = 16 Hz), 3.40-3.28(m, 4H), 3.14-3.08(m, 4H), 2.76-2.72(m, 4H), 2.59-2.56(m, 4H).
<黏度>
合成例中,聚合物溶液的黏度係使用E型黏度計TVE-22H(東機產業公司製),以樣品量1.1mL、錐形轉子TE-1(1°34’、R24)、溫度25℃來進行測定。
(合成例1)
在附帶攪拌裝置及氮導入管的5L四頸燒瓶中,量取57.3g 的DA-1 (200mmol),加入1147g 的NMP,一邊送氮一邊攪拌來使其溶解。在水冷下一邊攪拌該二胺溶液,一邊添加29.4g的CA-1 (150mmol),再加入191g的NMP,並在氮環境下以23℃攪拌1小時。之後,量取119.3g 的DA-2 (400mmol)、60.1g 的DA-3 (400mmol),並加入1721g的NMP,一邊送氮一邊攪拌來使其溶解。將該二胺溶液在水冷下一邊攪拌一邊添加158.8g的CA-1(810mmol),再加入765g的NMP,並在氮環境下23℃攪拌6小時,從而得到聚醯胺酸溶液(黏度為180mPa・s)。
(合成例2)
將MA1(5.3g)、MA2(19.6g) 溶解在THF(102.6g)中,利用隔膜泵進行脫氣後,加入AIBN(0.39g)再次進行脫氣。之後,以60℃使其反應8小時從而得到甲基丙烯酸酯的聚合物溶液。將該聚合物溶液滴入在甲醇(600ml)中,過濾所得到的沉澱物。將該沉澱物利用甲醇來洗淨,在40℃的烘箱中進行減壓乾燥,從而得到甲基丙烯酸酯聚合物粉末MP1。
[實施例1]及[比較例1、2]
以所得到的液晶配向劑的組成成為表1所表示的組成之方式,一邊攪拌合成例1所得到的聚醯胺酸溶液,一邊加入溶劑及添加劑,進而藉由在室溫下攪拌2小時,從而得到液晶配向劑。
※1:表示相對於液晶配向劑中的全聚合物100重量份的各聚合物的含有量(重量份)。
※2:表示相對於液晶配向劑中的全聚合物100重量份的各添加劑的含有量(重量份)。
※3:表示相對於液晶配向劑100質量份的各溶劑的含有量(重量份)。
[實施例2]及[比較例3、4]
在合成例2所得到的甲基丙烯酸酯粉末中加入NMP,使其攪拌30分鐘,從而得到甲基丙烯酸酯聚合物溶液。以所得到的液晶配向劑的組成成為表2所表示的組成之方式,一邊攪拌一邊加入溶劑及添加劑,進而藉由在室溫下攪拌2小時,從而得到液晶配向劑。
※1:表示相對於液晶配向劑中的全聚合物100重量份的各聚合物的含有量(重量份)。
※2:表示相對於液晶配向劑中的全聚合物100重量份的各添加劑的含有量(重量份)。
※3:表示相對於液晶配向劑100質量份的各溶劑的含有量(重量份)。
於下為表示用來評估累積電荷的緩和特性、閃爍(flicker)特性、液晶配向性的液晶晶胞的製作方法。
製作具備FFS方式的液晶顯示元件的構成的液晶晶胞。首先,準備帶有電極的基板。基板係長30mm、寬35mm、厚度0.7mm的玻璃基板。在基板上,作為第1層為整面形成構成對置電極的IZO電極。在第1層的對置電極上,作為第2層為形成藉由CVD法所成膜的SiN(氮化矽)膜。第2層的SiN膜的膜厚為500nm,發揮作為層間絕緣膜的機能。在第2層的SiN膜上,作為第3層,配置將IZO膜圖型化而形成的梳齒狀的像素電極,來形成第1像素及第2像素的2個像素。各像素的尺寸係長10mm、寬約5mm。此時,第1層的對置電極與第3層的像素電極係因第2層的SiN膜的作用而電絕緣。
第3層的像素電極具有排列多個中央部分彎曲的「く字」形狀的電極元件所構成的梳齒狀的形狀。各電極元件的短邊方向寬度為3μm,電極元件間的間隔為6μm。形成各像素的像素電極由排列多個中央部分為彎曲的「く字」形狀的電極元件所構成,故各像素的形狀不是長方形狀,而是具備與電極元件相同地中央部分彎曲的類似粗體字的「く字」的形狀。又,各像素係以其中央的彎曲部分為界被上下分割,而具有彎曲部分的上側的第1區域與下側的第2區域。
若比較各像素的第1區域與第2區域時,構成此等的像素電極的電極元件的形成方向將為不同。即,將後述的液晶配向膜的摩擦方向作為基準之情形時,像素的第1區域中,像素電極的電極元件以呈+10°的角度(順時針)之方式形成,像素的第2區域中,像素電極的電極元件以呈-10°的角度(順時針)之方式形成。即,各像素的第1區域與第2區域中,藉由像素電極與對置電極之間的電壓施加而誘發的液晶在基板面內的旋轉動作(面內轉向)的方向互為相反的逆方向之方式來構成。
接著,利用孔徑1.0μm的過濾器,過濾實施例及比較例所得到的液晶配向劑後,藉由旋轉塗佈機塗佈,塗佈在已準備附帶上述電極的基板上。以80℃的加熱板上使其乾燥2分鐘後,在230℃的熱風循環式烘箱中進行20分鐘燒成,從而得到膜厚60nm的聚醯亞胺膜。利用嫘縈布來摩擦該聚醯亞胺膜 (輥直徑:120mm、輥旋轉數:500rpm、移動速度:30mm/sec、壓入長度:0.3mm、摩擦方向:相對於第3層IZO梳齒電極傾斜10°的方向)後,在純水中施予1分鐘超音波照射來進行洗淨,藉由鼓風去除水滴。之後,以80℃乾燥15分鐘,從而得到帶有液晶配向膜的基板。又,作為對向基板,與上述以相同之方式,在裏面為形成有ITO電極且具有高度4μm的柱狀間隔件的玻璃基板上亦形成聚醯亞胺膜,依與上述為相同的製程,得到附帶施予配向處理的液晶配向膜的基板。將該等2片的附帶液晶配向膜的基板作為1組,在基板上以留有液晶注入口的形式來印刷密封劑,以液晶配向膜面為面對面、摩擦方向呈逆平行之方式來黏貼另1個基板。之後,使密封劑硬化,從而製作晶胞間距為4μm的空晶胞。藉由減壓注入法,向該空晶胞注入液晶MLC-3019(Merck公司製)並密封注入口,從而得到FFS方式的液晶晶胞。之後,將所得到的液晶晶胞以120℃加熱1小時,以23℃放置一晩後,用於液晶配向性之評估。
<累積電荷的緩和特性>
將上述液晶晶胞設置在偏光軸為垂直方式配置的2片的偏光板之間,在使像素電極與對置電極短路且呈相同電位之狀態下,從2片的偏光板的下方照射LED背光,以在2片的偏光板的上方所測定的LED背光透過光的亮度成為最小之方式,來調節液晶晶胞的角度。
接著,一邊對該液晶晶胞施加頻率30Hz的矩形波,一邊測定23℃的溫度下的V-T特性(電壓-透過率特性),算出相對透過率為23%時的交流電壓。該交流電壓係因相當於對電壓的亮度變化為大的區域,故藉由亮度來評估累積電荷為方便。
接著,在23℃的溫度,相對透過率為23%的交流電壓下,尚且施加頻率30Hz的矩形波5分鐘後,疊加+1.0V的直流電壓,並驅動30分鐘。之後,切斷直流電壓,再次在相對透過率為23%的交流電壓下,尚且僅施加頻率30Hz的矩形波15分鐘。
累積的電荷的緩和越快速的話,則疊加直流電壓時對液晶晶胞的電荷累積亦為快速,因此,累積電荷的緩和特性係以從疊加直流電壓後不久的相對透過率降低至2%以上為止所需要的時間,來進行評估。即,相對透過率在30分鐘以內降低至2%以上之情形時,則定義為「良好」;即使是經過30分鐘,相對降低率亦不會降低至2%以上之情形時,則定義為「不良」,來進行評估。
<液晶配向性之評估>
使用該液晶晶胞,在60℃的恆溫環境下,施加頻率為30Hz、9VPP的交流電壓190小時。之後,使液晶晶胞的像素電極與對置電極之間發生短路之狀態下,直接以室溫下放置一天。
放置後,將液晶晶胞設置在偏光軸為垂直方式配置的2片的偏光板之間,在無電壓施加之狀態下使背光點燈,以透過光的亮度成為最小之方式來調整液晶晶胞的配置角度。又,將液晶晶胞從第1像素的第2區域為最暗的角度,旋轉至第1區域為最暗的角度時,將該旋轉角度以角度Δ來算出。第2像素亦相同地,比較第2區域與第1區域,來算出同樣的角度Δ。又,將第1像素與第2像素的角度Δ值的平均值作為液晶晶胞的角度Δ來算出。該液晶晶胞的角度Δ的值若未滿0.2度之情形時,則定義為「良好」;角度Δ的值若為0.2度以上之情形時,則定義為「不良」,來進行評估。
<電壓保持率(VHR)之評估>
在60℃的溫度下對所得到的液晶晶胞施加1V的電壓60μs,測定50ms後的電壓,從而計算電壓可保持多少來作為電壓保持率。尚,電壓保持率之測定係使用TOYO Corporation製的電壓保持率測定裝置VHR-1。
<光學特性(透明性)之評估>
準備長40mm、寬40mm、厚度1.0mm的石英基板。接下來,利用1.0μm的過濾器來過濾液晶配向劑後,旋轉塗佈在上述石英基板上。接下來,在80℃的加熱板上乾燥2分鐘後,以230℃燒成20分鐘,從而在各基板上得到膜厚100nm的聚醯亞胺膜。
透明性之評估係藉由測定依前述方法所得到的基板的透過率來進行。具體而言,測定裝置為使用UV-3600(島津製作所公司製),以溫度25℃、掃描波長設為300~800nm之條件下來測定透過率。此時,作為基準(參考例)係使用未塗佈的石英基板來進行。評估係算出400~800nm的波長的平均透過率,透過率越高者,則透明性視為越優異。
<評估結果>
關於使用上述實施例1~4、及比較例1~3的各液晶配向劑之液晶顯示元件,將上述所實施的殘影消失時間之評估、液晶配向之穩定性之評估、及透明性之評估之結果表示於表3。
※1:表示相對於液晶配向劑中的全聚合物100重量份的各聚合物的含有量(重量份)。
※2:表示相對於液晶配向劑中的全聚合物100重量份的各添加劑的含有量(重量份)。
如表3所示可得知,使用實施例1的液晶配向劑的液晶顯示元件係電壓保持率為優異、累積電荷的緩和為快速,且液晶配向性或透明性為良好。
[產業利用性]
本發明的液晶配向劑係被廣泛使用於TN方式、VA方式等的縱向電場方式,特別是IPS方式、FFS方式等的橫向電場方式的液晶顯示元件。
尚,將2018年3月19日所提出專利申請的日本特願2018-51092號的說明書、申請專利範圍、及摘要的全部內容援用於此,以採用作為本發明的說明書的揭示內容。
Claims (10)
- 如請求項1之液晶配向劑,其中,前述(A)成分的在100~300℃的溫度範圍內展現出液晶性的感光性側鏈型丙烯酸聚合物具有由下述式(i)~(v)的至少1種所成的側鏈構造,
- 如請求項1~4中任一項之液晶配向劑,其中,前述有機溶劑為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、二甲亞碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-咪唑啶酮、甲基乙基酮、環己酮、環戊酮或4-羥基-4-甲基-2-戊酮。
- 如請求項5之液晶配向劑,其中,前述有機溶劑進一步包含用來提升液晶配向膜的塗膜性或表面平滑性的溶劑。
- 如請求項1~4中任一項之液晶配向劑,其中,液晶配向劑中含有1~10質量%的包含前述(A)成分的聚合物。
- 如請求項7之液晶配向劑,其中,相對於前述(A)成分,含有0.1~20質量%的前述(B)成分。
- 一種由請求項1~8中任一項之液晶配向劑而得到的液晶配向膜。
- 一種具備請求項9之液晶配向膜的液晶顯示元件。
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