太阳城集团

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液晶表示元件、液晶取向膜和液晶取向处理剂.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201480024564.7

申请日:

2014.02.28

公开号:

CN105164580A

公开日:

2015.12.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G02F 1/1337申请日:20140228|||公开
IPC分类号: G02F1/1337; C08G73/10; G02F1/1334 主分类号: G02F1/1337
申请人: 日产化学工业株式会社
发明人: 三木徳俊; 后藤耕平; 片山雅章; 巴幸司; 菊池奈穂; 保坂和義
地址: 日本东京都
优先权: 2013-040398 2013.03.01 JP
专利代理机构: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277 代理人: 刘新宇; 李茂家
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法律状态
申请(专利)号:

CN201480024564.7

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2019.04.19|||2016.01.13|||2015.12.16

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团提供一种液晶的垂直取向性高、光学特性良好、尤其是未施加电压时的透明性和施加电压时的散射特性良好、且液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件。并且,提供用于该元件的液晶取向膜和液晶取向处理剂。一种液晶表示元件,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件:在前述一对基板之间配置液晶组合物,所述液晶组合物包含因活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物,进而,至少一个基板具备使液晶垂直取向且具有特定结构的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下,进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体。

权利要求书

权利要求书
1.  一种液晶表示元件,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件:在所述一对基板之间配置液晶组合物,所述液晶组合物包含因活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物,进而,至少一个基板具有使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行所述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,
所述液晶表示元件包含液晶取向膜,所述液晶取向膜是由包含具有下述式[1]所示结构的聚合物的液晶取向处理剂得到的,

Y1表示单键、-(CH2)a-、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-,其中,a为1~15的整数;Y2表示单键或(CH2)b-,其中,b为1~15的整数;Y3表示单键、-(CH2)c-、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-,其中,c为1~15的整数;Y4表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的2价环状基团或者具有类固醇骨架的碳原子数17~51的2价有机基团,所述环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;Y5表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的2价环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;n表示0~4的整数;Y6表示碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基。

2.  根据权利要求1所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂是包含选自由丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷组成 的组中的至少1种聚合物的液晶取向处理剂。

3.  根据权利要求2所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂是包含选自由将具有式[1]的侧链的二胺化合物用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物的液晶取向处理剂。

4.  根据权利要求3所述的液晶表示元件,其中,是选自由所述二胺化合物使用下述式[1a]所示的二胺化合物而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物,

Y1~Y6与所述式[1]中的意义相同;m表示1~4的整数。

5.  根据权利要求2~权利要求4中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂是包含选自由将下述式[2]所示的四羧酸成分用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物的液晶取向处理剂,

Z1表示选自由下述式[2a]~式[2j]组成的组中的结构,

Z2~Z5表示氢原子、甲基、氯原子或苯环,任选彼此相同或不同;Z6和Z7表示氢原子或甲基,任选彼此相同或不同。

6.  根据权利要求2所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂是包含使下述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与含有下述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷之中的任1种的液晶取向处理剂,
(A1)mSi(A2)n(OA3)p[A1]
A1表示所述式[1]所示的结构;A2分别表示氢原子或碳原子数1~5的烷基;A3分别表示碳原子数1~5的烷基;m表示1或2的整数;n表示0~2的整数;p表示0~3的整数;其中,m+n+p表示整数4,
(B1)mSi(B2)n(OB3)p[A2]
B1表示具有乙烯基、环氧基、氨基、巯基、异氰酸酯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基或肉桂酰基且碳原子数2~12的有机基团;B2分别表示氢原子或碳原子数1~5的烷基;B3分别表示碳原子数1~5的烷基;m表示1或2的整数;n表示0~2的整数;p表示0~3的整数;其中,m+n+p表示整数4,
(D1)nSi(OD2)4-n[A3]
D1分别表示氢原子或碳原子数1~5的烷基;D2表示碳原子数1~5的烷基;n表示0~3的整数。

7.  根据权利要求1~6中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶取向处理剂含有下述式[6]所示的化合物,

X1表示选自由下述式[6a-1]~[6a-7]所示结构组成的组中的至少1种结构; X2表示选自由单键、-CH2-、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-组成的组中的至少1种键合基团;X3表示选自由碳原子数1~20的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-、-(CH2-O-)q-、以及碳原子数6~20的具有苯环或环己烷环的有机基团组成的组中的至少1种,其中,p表示1~10的整数,q表示1~10的整数,此时,所述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换;X4表示选自由单键、-CH2-、-OCH2-和-O-CH2-CH2-组成的组中的至少1种键合基团;X5表示选自由下述式[6b-1]~[6b-8]所示结构组成的组中的至少1种结构;n表示1~3的整数;m表示1~3的整数,

A1表示氢原子或碳原子数1~5的亚烷基;A2、A3、A5、A6和A9各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的亚烷基;A4、A7和A8各自独立地表示碳原子数1~3的亚烷基,

B1表示氢原子或苯环;B2表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的至少1种环状基团;B3表示选自由碳原子数1~12的亚烷基、碳原子数1~12的含氟亚烷基、碳原子数1~12的烷氧基和碳原子数1~12的含氟烷氧基组成的组中的至少1种。

8.  根据权利要求1~7中任一项所述的液晶表示元件,其中,具有所述式[1]所示结构的聚合物的重均分子量为10,000~150,000。

9.  根据权利要求1~8中任一项所述的液晶表示元件,其中,所述液晶表示元件的基板为玻璃基板或塑料基板。

10.  一种液晶取向膜,其用于权利要求1~9中任一项所述的液晶表示元件。

11.  一种液晶取向处理剂,其用于形成权利要求10所述的液晶取向膜。

说明书

说明书液晶表示元件、液晶取向膜和液晶取向处理剂
技术领域
本发明涉及未施加电压时呈现透明状态且施加电压时呈现散射状态的透射散射型液晶表示元件、用于该元件的液晶取向膜、以及用于形成该液晶取向膜的液晶取向处理剂。
背景技术
作为使用了液晶材料的液晶表示元件,实际上使用TN(扭转向列,TwistedNematic)模式。该模式利用液晶的旋光特性来进行光的转换,用作液晶表示元件时需要使用偏振片。然而,由于使用偏振片而导致光的利用效率变低。
作为光的利用效率高且不使用偏振片的液晶表示元件,有在液晶的透射状态(也称为透明状态)与散射状态之间进行转换的液晶表示元件,一般来说,已知有使用高分子分散型液晶(PDLC(PolymerDispersedLiquidCrystal))、高分子网络型液晶(PNLC(PolymerNetworkLiquidCrystal))的液晶表示元件。
使用了它们的液晶表示元件是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且经由如下工序而制造的液晶表示元件,所述工序为:在前述一对基板之间配置液晶组合物,所述液晶组合物包含因活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体。并且,该液晶表示元件通过施加电压来控制液晶的透射状态和散射状态。
作为现有使用了PDLC、PNLC的液晶表示元件,已知如下标准型元件:其中,液晶分子在未施加电压时朝向随机的方向,因此呈现白浊(散射)状 态,液晶在施加电压时沿着电场方向排列,从而透射光而呈现透射状态。但是,标准型元件为了获得透射状态而需要一直施加电压,因此在用于透明状态的情况较多的用途中、例如用于窗玻璃时,其耗电量大。
作为标准型元件,报告有在未施加电压时呈现透射状态、在施加电压时呈现散射状态的逆向型(リバース型)元件(参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许2885116号公报
专利文献2:日本特许4132424号公报
发明内容
发明要解决的问题
逆向型元件中,必须使液晶垂直取向,因此可以使用使液晶垂直取向的液晶取向膜(也称为垂直液晶取向膜)。此时,垂直液晶取向膜是疏水性高的膜,因此液晶层与液晶取向膜的的密合性变低。因此,必须向用于逆向型元件的液晶组合物中大量导入用于提高液晶层与液晶取向膜的密合性的聚合性化合物(也称为固化剂)。然而,大量导入聚合性化合物时,存在液晶的垂直取向性受到阻碍、未施加电压时的透明性与施加电压时的散射特性大幅降低的问题。因此,用于逆向型元件的液晶取向膜需要较高的液晶垂直取向性。
因而,本发明的目的在于,提供兼具上述特性的液晶表示元件。即,本发明为液晶表示元件,其目的在于,提供液晶的垂直取向性高、光学特性良好即未施加电压时的透明性与施加电压时的散射特性良好、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件。另外,其目的在于,提供用于上述液晶表示元件的液晶取向膜和液晶取向处理剂。
用于解决问题的方案
本发明人进行了深入研究,结果发现:使用了由下述液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜的液晶表示元件对于实现上述目的而言是极其有效的,从而完成了本发明,所述液晶取向处理剂包含具有特定结构的侧链的聚合物。
即,本发明具有以下的主旨。
(1)一种液晶表示元件,其是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下得到的液晶表示元件:在前述一对基板之间配置液晶组合物,所述液晶组合物包含因活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物,进而,至少一个基板具有使液晶垂直取向的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体,
所述液晶表示元件包含液晶取向膜,前述液晶取向膜是由包含具有下述式[1]所示结构的聚合物的液晶取向处理剂得到的。

(Y1表示单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-,Y2表示单键或(CH2)b-(b为1~15的整数),Y3表示单键、-(CH2)c-(c为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-,Y4表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的2价环状基团或者具有类固醇骨架的碳原子数17~51的2价有机基团,前述环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,Y5表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的2价环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳 原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,n表示0~4的整数,Y6表示碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基)。
(2)根据上述(1)所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂是包含选自由丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷组成的组中的至少1种聚合物的液晶取向处理剂。
(3)根据上述(2)所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂是包含选自由将具有前述式[1]的侧链的二胺化合物用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物的液晶取向处理剂。
(4)根据上述(3)所述的液晶表示元件,其中,是选自由前述二胺化合物使用下述式[1a]所示的二胺化合物而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物。

(Y1~Y6与前述式[1]中的意义相同。m表示1~4的整数)。
(5)根据上述(2)~(4)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂是包含选自由将下述式[2]所示的四羧酸成分用于原料的一部分而得到的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺组成的组中的至少1种聚合物的液晶取向处理剂。

(Z1表示选自由下述式[2a]~式[2j]组成的组中的结构)。

(Z2~Z5表示氢原子、甲基、氯原子或苯环,任选彼此相同或不同,式[2g]中,Z6和Z7表示氢原子或甲基,任选彼此相同或不同)。
(6)根据上述(2)所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂是包含使下述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与含有下述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷的液晶取向处理剂。
(A1)mSi(A2)n(OA3)p[A1]
(A1表示前述式[1]所示的结构,A2分别表示氢原子或碳原子数1~5的烷基,A3分别表示碳原子数1~5的烷基,m表示1或2的整数,n表示0~2的整数,p表示0~3的整数。其中,m+n+p表示整数4)。
(B1)mSi(B2)n(OB3)p[A2]
(B1表示具有乙烯基、环氧基、氨基、巯基、异氰酸酯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基或肉桂酰基且碳原子数2~12的有机基团,B2分别表示氢原子或碳原子数1~5的烷基,B3分别表示碳原子数1~5的烷基,m表示1或2的 整数,n表示0~2的整数,p表示0~3的整数。其中,m+n+p表示整数4)。
(D1)nSi(OD2)4-n[A3]
(D1分别表示氢原子或碳原子数1~5的烷基,D2表示碳原子数1~5的烷基,n表示0~3的整数)。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶取向处理剂含有下述式[6]所示的化合物。

(X1表示选自由下述式[6a-1]~[6a-7]所示结构组成的组中的至少1种结构。X2表示选自由单键、-CH2-、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-组成的组中的至少1种键合基团。X3表示选自由碳原子数1~20的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、-(CH2-O-)q-(q表示1~10的整数)、以及碳原子数6~20的具有苯环或环己烷环的有机基团组成的组中的至少1种。此时,前述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换。X4表示选自由单键、-CH2-、-OCH2-和-O-CH2-CH2-组成的组中的至少1种键合基团。X5表示选自由下述式[6b-1]~[6b-8]所示结构组成的组中的至少1种结构。n表示1~3的整数。m表示1~3的整数。)

(A1表示氢原子或碳原子数1~5的亚烷基。A2、A3、A5、A6和A9各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的亚烷基。A4、A7和A8各自独立地表示碳原子数1~3的亚烷基。)

(B1表示氢原子或苯环。B2表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的至少1种环状基团。B3表示选自由碳原子数1~12的亚烷基、碳原子数1~12的含氟亚烷基、碳原子数1~12的烷氧基和碳原子数1~12的含氟烷氧基组成的组中的至少1种。)
(8)根据上述(1)~(7)中任一项所述的液晶表示元件,其中,具有前述式[1]所示结构的聚合物的重均分子量为10,000~150,000。
(9)根据上述(1)~上述(8)中任一项所述的液晶表示元件,其中,前述液晶表示元件的基板为玻璃基板或塑料基板。
(10)一种液晶取向膜,其用于上述(1)~(9)中任一项所述的液晶表示元件。
(11)一种液晶取向处理剂,其用于形成上述(10)所述的液晶取向膜。
发明的效果
根据本发明,通过使用由包含具有特定结构的侧链的聚合物的液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜,能够提供液晶的垂直取向性高、光学特性良好即未施加电压时的透明性与施加电压时的散射特性良好、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件。尤其是,本发明的液晶表示元件能够适合地用于在未施加电压时呈现透射状态、在施加电压时呈现散射状态的逆向型元件。另外,本发明的液晶表示元件可有利地用作以表示为目的的液晶显示器、用于控制光的透射和遮断的调光窗、光闸元件等。
具体实施方式
本发明的液晶表示元件中使用的式[1]所示的特定侧链结构在其侧链部位具有苯环、环己基环或杂环、或者带类固醇骨架的碳原子数17~25的2价有机基团。与使液晶垂直取向的现有技术即长链烷基的侧链结构相比,这些环和有机基团的侧链结构显示刚直的结构。由此,使用了具有特定侧链结构的垂直液晶取向膜的逆向型元件与现有的长链烷基侧链结构的逆向型元件相比能够得到较高且稳定的液晶垂直取向性。
另外,与现有的长链烷基的侧链结构相比,上述特定侧链结构即使侧链的导入量少也能够得到高垂直取向性。因此,使用了具有特定侧链结构的垂直液晶取向膜的逆向型元件的液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高。
从以上观点出发,使用了由包含具有特定侧链结构的聚合物的液晶取向处理剂得到的垂直液晶取向膜的本发明液晶表示元件能够得到液晶的垂直取向性高、光学特性良好即未施加电压时的透明性与施加电压时的散射特性 良好、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件。
<液晶表示元件>
本发明的液晶表示元件可适合地用于未施加电压时呈现透射状态、施加电压时呈现散射状态的逆向型元件,所述液晶表示元件是在具备电极的一对基板之间具有液晶层且如下形成的液晶表示元件:在前述一对基板之间配置液晶组合物,所述液晶组合物包含因活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物,进而,至少一个基板具有使液晶垂直取向那样的液晶取向膜,在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行前述液晶组合物的固化,形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体。
<液晶>
本发明中使用的液晶可以使用向列液晶、近晶液晶。其中,优选具有负的介电各向异性。另外,从元件的低电压驱动和散射特性的观点出发,优选的是:介电常数的各向异性大、折射率的各向异性大。进而,为了以TFT(ThinFilmtransistor,薄膜晶体管)等能动元件来驱动液晶表示元件,要求液晶的电阻高、电压保持率(VHR)高。因此,液晶优选使用电阻高、VHR不因紫外线等活性能量射线而降低的氟系、氯系液晶。
太阳城集团液晶表示元件,也可以使双色性染料溶解在液晶组合物中而制成宾主型元件。此时,能够得到未施加电压时为透明且施加电压时出现吸收(散射)的元件。另外,液晶表示元件中,液晶的指向矢的方向因是否施加电压而出现90度变化。因此,与通过随机取向和垂直取向进行转换的现有宾主型元件相比,通过利用该双色性染料的吸光特性差异而能够得到高对比度。另外,溶解有双色性染料的宾主型元件中,液晶沿着水平方向取向时变得有色,仅在散射状态下变得不透明。因此,也能够得到随着电压的施加而从未施加电压时的无色透明切换成有色不透明、有色透明的状态的元件。
<聚合性化合物>
本发明的液晶组合物中包含因紫外线等活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物。液晶组合物中包含的聚合性化合物是因紫外线等活性能量射线和热中的至少一者而聚合的聚合性化合物。此时,以何种反应形式推进聚合、形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体均可。作为具体的聚合反应形式,可列举出自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合或加聚反应。
上述聚合性化合物若溶解于液晶,则可以为任何化合物。其中,将聚合性化合物溶解于液晶时,需要存在液晶组合物的一部分或全部显示为液晶相的温度。即使是液晶组合物的一部分显示为液晶相的情况,用肉眼确认液晶表示元件而元件内整体能够得到基本一致的透明性和散射特性即可。
聚合性化合物的反应形式为自由基聚合时,可以使用下述自由基型聚合性化合物。
例如可列举出丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸2-氰基乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸二环戊酯、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸吗啉酯、丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-氰基乙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二环戊酯、甲基丙烯酸二环戊烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸吗啉酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟 丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、4,4’-联苯基二丙烯酸酯、二乙基己烯雌酚二丙烯酸酯、1,4-双丙烯酰氧基苯、4,4’-双丙烯酰氧基二苯醚、4,4’-双丙烯酰氧基二苯基甲烷、3,9-[1,1-二甲基-2-丙烯酰氧基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、α,α’-双[4-丙烯酰氧基苯基]-1,4-二异丙苯、1,4-双丙烯酰氧基四氟苯、4,4’-双丙烯酰氧基八氟联苯、二乙二醇丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、二环戊基二丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、4,4’-二丙烯酰氧基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二甲基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二乙基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二丙基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二丁基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二戊基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二己基茋、4,4’-二丙烯酰氧基二氟茋、2,2,3,3,4,4-六氟戊二醇-1,5-二丙烯酸酯、1,1,2,2,3,3-六氟丙基-1,3-二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、双(三羟甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五甲基丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4-六氟戊二醇-1,5-二甲基丙烯酸酯等的单体和低聚物。
其中,为了提高施加电压时的散射特性,优选使用具有3个以上官能团的多官能性型自由基型聚合性化合物。
具体而言,可列举出三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、双(三羟甲基丙烷)四甲 基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五甲基丙烯酸酯等的单体和低聚物。
上述自由基型聚合性化合物可以根据液晶表示元件的光学特性、液晶层与垂直液晶取向膜的密合性特性而使用1种或者将两种以上混合使用。
进而,聚合性化合物的反应形式为自由基聚合时,液晶组合物中也可以导入因紫外线而产生自由基的自由基引发剂。
具体而言,可列举出叔丁基过氧化异丁酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰基二氧化)己烷、1,4-双[α-(叔丁基二氧化)异丙氧基]苯、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基二氧化)己烯过氧化氢、α-(异丙苯基)异丙基过氧化氢、2,5-二甲基己烷、叔丁基过氧化氢、1,1-双(叔丁基二氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、丁基-4,4-双(叔丁基二氧化)戊酸酯、环己酮过氧化物、2,2’,5,5’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔戊基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔己基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’-双(叔丁基过氧化羰基)-4,4’-二羧基二苯甲酮、叔丁基过氧化苯甲酸酯、二叔丁基二过氧化间苯二甲酸酯等有机过氧化物;9,10-蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌等醌类;苯偶姻甲酯、苯偶姻乙酯、α-甲基苯偶姻、α-苯基苯偶姻等苯偶姻衍生物等。
聚合性化合物的反应形式为阳离子聚合或阴离子聚合时,可以使用下述离子型聚合性化合物。
具体而言,为具有选自由羟基、羟基烷基和低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种交联形成基团的化合物。
例如,可以使用氨基的氢原子被羟甲基、烷氧基甲基或其两者取代的密胺衍生物、苯并胍胺衍生物或甘脲。该密胺衍生物、苯并胍胺衍生物可以是低聚物。它们优选每1个三嗪环具有平均3个以上且不足6个羟甲基或烷氧基 甲基。
作为这种密胺衍生物、苯并胍胺衍生物的例子,可列举出市售品的每1个三嗪环取代有平均3.7个甲氧基甲基的MX-750、每1个三嗪环取代有平均5.8个甲氧基甲基的MW-30(以上为三和化学株式会社制),CYMEL300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等甲氧基甲基化密胺;CYMEL235、236、238、212、253、254等甲氧基甲基化丁氧基甲基化密胺;CYMEL506、508等丁氧基甲基化密胺;CYMEL1141之类的含羧基甲氧基甲基化异丁氧基甲基化密胺;CYMEL1123之类的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1123-10之类的甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1128之类的丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1125-80之类的含羧基甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺(以上为三井サイテック公司制)。另外,作为甘脲的例子,可列举出CYMEL1170之类的丁氧基甲基化甘脲、CYMEL1172之类的羟甲基化甘脲等。
作为具有羟基或烷氧基的苯或苯酚性化合物,例如可列举出1,3,5-三(甲氧基甲氧基)苯、1,2,4-三(异丙氧基甲氧基)苯、1,4-双(仲丁氧基甲氧基)苯、2,6-二羟基甲基对叔丁基苯酚等。
另外,作为上述离子型聚合性化合物,也可以使用包含环氧基、异氰酸酯基且具有交联形成基团的化合物。具体而言,可列举出双酚丙酮缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、四缩水甘油基氨基联苯、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷、四苯基缩水甘油醚乙烷、三苯基缩水甘油醚乙烷、双酚六氟乙酰基二缩水甘油醚、1,3-双(1-(2,3-环氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-双(2,3-环氧丙氧基)八氟联苯、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、2-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-双(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷、1,3-双(4- (1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
上述离子型聚合性化合物也可以根据光学特性、液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的特性而使用1种或者将两种以上混合使用。
进而,聚合性化合物的反应形式为阳离子聚合或阴离子聚合时,液晶组合物中也可以导入因紫外线而产生酸或碱的离子引发剂。
具体而言,可以使用三嗪系化合物、苯乙酮衍生物化合物、二砜系化合物、双偶氮甲烷系化合物、磺酸衍生物化合物、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐、三芳基磷鎓盐、铁芳烃络合物等,但不限定于它们。更具体而言,例如可列举出二苯基氯化碘、二苯基碘三氟甲烷磺酸盐、二苯基甲磺酸碘、二苯基甲苯磺酸碘、二苯基溴化碘、二苯基四氟硼酸碘、二苯基六氟锑酸碘、二苯基六氟砷酸碘、双(对叔丁基苯基)六氟磷酸碘、双(对叔丁基苯基)甲磺酸碘、双(对叔丁基苯基)甲苯磺酸碘、双(对叔丁基苯基)三氟甲烷磺酸碘、双(对叔丁基苯基)四氟硼酸碘、双(对叔丁基苯基)氯化碘、双(对氯苯基)氯化碘、双(对氯苯基)四氟硼酸碘、三苯基氯化锍、三苯基溴化锍、三(对甲氧基苯基)四氟硼酸锍、三(对甲氧基苯基)六氟膦酸锍、三(对乙氧基苯基)四氟硼酸锍、三苯基氯化磷、三苯基溴化磷、三(对甲氧基苯基)四氟硼酸磷、三(对甲氧基苯基)六氟膦酸磷、或者三(对乙氧基苯基)四氟硼酸磷。
另外,可列举出双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基己烷-1,6-二胺]、硝基苄基环己基氨基甲酸酯、二(甲氧基苄基)六亚甲基二氨基甲酸酯、双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基己烷-1,6-二胺]、硝基苄基环己基氨基甲酸酯、或者二(甲氧基苄基)六亚甲基二氨基甲酸酯。
上述聚合性化合物之中,对于本发明而言,从液晶表示元件的光学特性的观点出发,优选使用自由基型聚合性化合物。
液晶组合物中的聚合性化合物的导入量没有特别限定,聚合性化合物的导入量多时,聚合性化合物不溶解在液晶中、或者不存在液晶组合物显示为液晶相的温度、或者元件的透明状态与散射状态的变化变小而光学特性变差。另外,聚合性化合物的导入量少时,液晶层的固化性变低、进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性降低、液晶的取向性相对于机械外压容易变得紊乱。因此,聚合性化合物的导入量相对于液晶100质量份优选为1~50质量份,其中,优选为5~40质量份。特别优选为11~30质量份。
另外,用于促进聚合性化合物的反应的自由基引发剂和离子引发剂的导入量没有特别限定,相对于液晶100质量份优选为0.01~10质量份,其中,优选为0.05~5质量份。特别优选为0.05~3质量份。
<特定聚合物>
本发明的液晶表示元件的至少一个基板具有使液晶垂直取向之类的垂直液晶取向膜。此时的垂直液晶取向膜可以由包含特定聚合物的液晶取向处理剂得到,所述特定聚合物具有下述式[1]所示的特定侧链结构。

式[1]中,Y1表示单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)a-(a为1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
式[1]中,Y2表示单键或-(CH2)b-(b为1~15的整数)。其中,优选为单键或(CH2)b-(b为1~10的整数)。
式[1]中,Y3表示单键、-(CH2)c-(c为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。其中,从合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)c-(c为 1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)c-(c为1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
式[1]中,Y4为选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的2价环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。进而,Y4可以是选自由具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团组成的组中的2价有机基团。其中,从合成容易度的观点出发,优选为苯环、环己烷环或具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团。
式[1]中,Y5表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的2价环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。其中,优选为苯环或环己烷环。
式[1]中,n表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0~3。更优选为0~2。
式[1]中,Y6表示碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基。其中,优选为碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~10的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~10的含氟烷氧基。更优选为碳原子数1~12的烷基或碳原子数1~12的烷氧基。特别优选为碳原子数1~9的烷基或碳原子数1~9的烷氧基。
作为式[1]中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和n的优选组合,可列举出与国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的13页~34页的表6~表47中记载的(2-1)~(2-629)相同的组合。需要说明的是,国际公开公报的各表中的Y1~Y6分别理解为本发明的Y1~Y6。另外,国际公开公报的各表中记载的(2-605)~(2-629)中的具有类固醇骨架的碳原子数12~25的有机基团均理解为具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团。
作为具有上述特定侧链结构的特定聚合物,没有特别限定,优选为选自由丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素和聚硅氧烷组成的组中的至少1种聚合物。其中,优选为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺或聚硅氧烷。
上述特定聚合物使用聚酰亚胺前体或聚酰亚胺(也统称为聚酰亚胺系聚合物)时,他们优选为使二胺成分与四羧酸成分反应而得到的聚酰亚胺前体或聚酰亚胺。
聚酰亚胺前体是指下述式[A]所示的结构。

(R1为4价有机基团,R2为2价有机基团,A1和A2表示氢原子或碳原子数1~8的烷基,任选彼此相同或不同,A3和A4表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或乙酰基,任选彼此相同或不同,n表示正整数)。
作为前述二胺成分,是分子内具有2个伯氨基或仲氨基的二胺化合物,作为四羧酸成分,可列举出四羧酸化合物、四羧酸二酐、四羧酸二卤化物、四羧酸二烷基酯化合物或四羧酸二烷基酯二卤化物。
聚酰亚胺系聚合物可以通过将下述式[B]所示的四羧酸二酐和下述式[C]所示的二胺化合物作为原料来比较简便地获得,所以优选为包含下述式[D]所示重复单元的结构式的聚酰胺酸或使该聚酰胺酸进行酰亚胺化而成的聚酰亚胺。

(R1和R2与式[A]中的定义为相同意义。)

(R1和R2与式[A]中的定义为相同意义。)
另外,也可以利用通常的合成方法,向上述得到的式[D]的聚合物中导入式[A]所示的A1和A2的碳原子数为1~8的烷基和式[A]所示的A3和A4的碳原子数为1~5的烷基或乙酰基。
作为将上位特定侧链结构导入至聚酰亚胺系聚合物的方法,优选将具有特定侧链结构的二胺化合物用于原料的一部分。特别优选使用下述式[1a]所示的二胺化合物(也称为特定侧链型二胺化合物)。

式[1a]中,Y1表示单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)a-(a为1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)a-(a为1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
式[1a]中,Y2表示单键或-(CH2)b-(b为1~15的整数)。其中,优选为单键或(CH2)b-(b为1~10的整数)。
式[1a]中,Y3表示单键、-(CH2)c-(c为1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。其中,从合成容易度的观点出发,优选为单键、-(CH2)c-(c为1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。更优选为单键、-(CH2)c-(c为1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
式[1a]中,Y4为选自由苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。进而,Y4可以为选自具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团中的2价有机基团。其中,从合成容易度的观点出发,优选为苯环、环己烷环或具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团。
式[1a]中,Y5表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意氢原子任选被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。其中,优选为苯环或环己烷环。
式[1a]中,n表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0~3。更优选为0~2。
式[1a]中,Y6表示碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基。其中,优选为碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~10的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~10的含氟烷氧基。更优选为碳原子数1~12的烷基或碳原子数1~12的烷氧基。特别优选为碳原子数1~9的烷基或碳原子数1~9的烷氧基。
作为式[1a]中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和n的优选组合,可列举出与国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的13页~34页的表6~表47中记载的(2-1)~(2-629)相同的组合。需要说明的是,国际公开公报的各表中的Y1~Y6分别理解为本发明的Y1~Y6。
另外,国际公开公报的各表记载的(2-605)~(2-629)中的具有类固醇骨架的碳原子数12~25的有机基团均理解为本发明的具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团。
其中,优选为(2-25)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、 (2-268)~(2-315)、(2-364)~(2-387)、(2-436)~(2-483)或(2-603)~(2-615)的组合。特别优选的组合为(2-49)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-603)~(2-606)、(2-607)~(2-609)、(2-611)、(2-612)或(2-624)。
式[1a]中,m为1~4的整数。优选为1。
具体而言,例如可列举出下述式[1a-1]~式[1a-31]所示的结构。

(R1表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或-CH2OCO-,R2为碳原子数1~22的直链状或支链状烷基、碳原子数1~22的直链状或支链状烷氧基、碳原子数1~22的直链状或支链状含氟烷基或者含氟烷氧基。)

(R3表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2-,R4为碳原子数1~22的直链状或支链状烷基、碳原子数1~22的直链状或支链状烷氧基、碳原子数1~22的直链状或支链状含氟烷 基或者含氟烷氧基。)

(R5表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-、-O-或-NH-,R6为氟基、氰基、三氟甲烷基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基或羟基。)

(R7为碳原子数3~12的直链状或支链状烷基,1,4-环亚己基的顺-反异构分别为反式异构体。)

(R8为碳原子数3~12的直链状或支链状烷基,1,4-环亚己基的顺-反异构分别为反式异构体。)

(A4为任选被氟原子取代的碳原子数3~20的直链状或支链状烷基,A3为1,4-环亚己基或1,4-亚苯基,A2为氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与A3进行键合),A1为氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与(CH2)a2)进行键合)。另外,a1为0或1的整数,a2为2~10的整数,a3为0或1的整数。)



上述式[1a-1]~[1a-31]中,特别优选结构的二胺化合物为式[1a-1]~式[1a-6]、式[1a-9]~式[1a-13]或式[1a-22]~式[1a-31]等。
另外,本发明中,从液晶的垂直取向性以及液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的观点出发,这些特定侧链型二胺化合物优选为二胺成分整体的10摩尔%以上且80摩尔%以下。更优选为10摩尔%以上且70摩尔%以下。
上述特定侧链型二胺化合物可以根据聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶 解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合两种以上使用。
作为用于制作上述聚酰亚胺系聚合物的二胺成分,还优选使用下述式[2]所示的二胺化合物。

式[2]中,X表示选自由下述式[2a]、式[2b]、式[2c]和式[2d]组成的组中的结构的取代基。m表示1~4的整数。

式[2a]中,a表示0~4的整数。其中,从原料的获取、合成容易度的观点出发,优选为0或1的整数。b表示0~4的整数。其中,从原料获取性、合成容易度的观点出发,优选为0或1的整数。式[2c]中,X1和X2各自独立地表示碳原子数1~12的烃基。式[2d]中,X3表示碳原子数1~5的烷基。
以下列举出上述式[2]所示的二胺化合物的具体结构,但不限定于这些例子。
即,作为式[2]所示的二胺化合物,可列举出2,4-二甲基间苯二胺、2,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、2,4-二氨基苄醇、4,6-二氨基间苯二酚、2,4-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、3,5-二氨基苯甲酸、以及下述式[2-1]~[2-6]所示结构的二胺化合物。

其中,优选为2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、2,4-二氨基苄醇、4,6-二氨基间苯二酚、2,4-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、3,5-二氨基苯甲酸、式[2-1]、式[2-2]或式[2-3]所示的二胺化合物。特别优选为2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、3,5-二氨基苯甲酸、式[2-1]或式[2-2]所示的二胺化合物。
前述式[2]所示的二胺化合物可以根据聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合两种以上使用。
作为用于制作上述聚酰亚胺系聚合物的二胺成分,也可以将式[1a]和式[2]所示的二胺化合物之外的二胺化合物(也称为其它二胺化合物)用作二胺化合物。以下列举出其它二胺化合物的具体例,但不限定于这些例子。
例如可列举出间苯二胺、对苯二胺、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羟基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羧基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二氟-4,4’-二氨基联苯、3,3’-三氟甲基 -4,4’-二氨基联苯、3,4’-二氨基联苯、3,3’-二氨基联苯、2,2’-二氨基联苯、2,3’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-二氨基二苯基甲烷、2,3’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、2,2’-二氨基二苯醚、2,3’-二氨基二苯醚、4,4’-磺酰基二苯胺、3,3’-磺酰基二苯胺、双(4-氨基苯基)硅烷、双(3-氨基苯基)硅烷、二甲基-双(4-氨基苯基)硅烷、二甲基-双(3-氨基苯基)硅烷、4,4’-硫代二苯胺、3,3’-硫代二苯胺、4,4’-二氨基二苯基胺、3,3’-二氨基二苯基胺、3,4’-二氨基二苯基胺、2,2’-二氨基二苯基胺、2,3’-二氨基二苯基胺、N-甲基(4,4’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(3,3’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(3,4’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(2,2’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(2,3’-二氨基二苯基)胺、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、1,4-二氨基萘、2,2’-二氨基二苯甲酮、2,3’-二氨基二苯甲酮、1,5-二氨基萘、1,6-二氨基萘、1,7-二氨基萘、1,8-二氨基萘、2,5-二氨基萘、2,6二氨基萘、2,7-二氨基萘、2,8-二氨基萘、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、1,2-双(3-氨基苯基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯基)丙烷、1,4-双(4氨基苯基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯基)丁烷、双(3,5-二乙基-4-氨基苯基)甲烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯基)苯、1,3-双(4-氨基苯基)苯、1,4-双(4-氨基苄基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、4,4’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,4’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,4’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,3’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、3,3’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]二苯胺、1,4-亚苯基双[(4-氨基苯基)甲酮]、1,4-亚苯基双[(3-氨基苯基)甲酮]、1,3-亚苯基双[(4-氨基苯基)甲酮]、1,3-亚苯基双[(3-氨基苯基)甲酮]、1,4-亚苯基双(4-氨基苯甲酸酯)、1,4-亚苯基双(3-氨基苯甲酸酯)、1,3-亚苯基双(4-氨基苯 甲酸酯)、1,3-亚苯基双(3-氨基苯甲酸酯)、双(4-氨基苯基)对苯二甲酸酯、双(3-氨基苯基)对苯二甲酸酯、双(4-氨基苯基)间苯二甲酸酯、双(3-氨基苯基)间苯二甲酸酯、N,N’-(1,4-亚苯基)双(4-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,3-亚苯基)双(4-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,4-亚苯基)双(3-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,3-亚苯基)双(3-氨基苯甲酰胺)、N,N’-双(4-氨基苯基)对苯二甲酰胺、N,N’-双(3-氨基苯基)对苯二甲酰胺、N,N’-双(4-氨基苯基)间苯二甲酰胺、N,N’-双(3-氨基苯基)间苯二甲酰胺、9,10-双(4-氨基苯基)蒽、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯基砜、2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2’-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2’-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2’-双(3-氨基-4-甲基苯基)丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯氧基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,5-双(3-氨基苯氧基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1,6-双(3-氨基苯氧基)己烷、1,7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1,7-(3-氨基苯氧基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1,8-双(3-氨基苯氧基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1,9-双(3-氨基苯氧基)壬烷、1,10-双(4-氨基苯氧基)癸烷、1,10-双(3-氨基苯氧基)癸烷、1,11-双(4-氨基苯氧基)十一烷、1,11-双(3-氨基苯氧基)十一烷、1,12-双(4-氨基苯氧基)十二烷、1,12-双(3-氨基苯氧基)十二烷、双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,11-二氨基十一烷或1,12-二氨基十二烷等。
另外,作为其它二胺化合物,还可列举出在二胺化合物的侧链具有烷基、 含氟烷基或杂环的化合物等。
具体而言,可例示出下述式[DA1]~[DA13]所示的二胺化合物。

(A1表示碳原子数1~22的烷基或含氟烷基。)

(式[DA5]~式[DA10]中,A1表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2-、-O-、-CO-或-NH-,A2表示碳原子数1~22的直链状或支链状的烷基或者碳原子数1~22的直链状或支链状的含氟烷基。)

(p表示1~10的整数。)
作为上述其它二胺化合物,也可以使用下述式[DA12]~式[DA17]所示的二胺化合物。

(式[DA14]中,m表示0~3的整数,式[DA17]中,n表示1~5的整数)。
另外,在不损害本发明效果的范围内,也可以使用下述式[DA18]~式[DA21]所示的二胺化合物。

(式[DA18]中,A1表示单键、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-,m1和m2分别表示0~4的整数,且m1+m2表示1~4的整数;式[DA19]中,m3和m4分别表示1~5的整数;式[DA20]中,A2表示碳原子数1~5的直链或支化烷基,m5表示1~5的整数;式[DA21]中,A3表示单键、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-,m6表示1~4的整数)。
进而,在不损害本发明效果的范围内,也可以使用下述式[DA22]所示的二胺化合物。

(A1为选自由-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-组成的组中的2价有机基团,A2为单键、碳原子数1~20的脂肪族烃基、非芳香族环式烃基或芳香族烃基,A3选自 单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-或-O(CH2)m-(m为1~5的整数),A4为含氮芳香族杂环,n为1~4的整数。)
另外,作为其它二胺化合物,也可以使用下述式[DA23]和式[DA24]所示的二胺化合物。

上述其它二胺化合物可以根据聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合两种以上使用。
作为用于制作聚酰亚胺系聚合物的四羧酸成分,优选使用下述式[3]所示的四羧酸二酐、作为其四羧酸衍生物的四羧酸、四羧酸二卤化物、四羧酸二烷基酯化合物或四羧酸二烷基酯二卤化物(也将全部统称为特定四羧酸成分)。

(Z1为选自下述式[3a]~式[3j]中的结构的基团。)

式[3a]中,Z2~Z5表示氢原子、甲基、氯原子或苯环,任选彼此相同或不同。
式[3g]中,Z6和Z7表示氢原子或甲基,任选彼此相同或不同。
属于上述特定四羧酸成分的式[3]所示结构中,从合成容易度、制造聚合物时的聚合反应性容易度的观点出发,Z1优选为式[3a]、式[3c]、式[3d]、式[3e]、式[3f]或式[3g]所示的结构。更优选为式[3a]、式[3e]、式[3f]或式[3g]所示的结构,特别优选为式[3e]、式[3f]或式[3g]。
特定四羧酸成分优选为全部四羧酸成分中的1摩尔%以上。更优选为5摩尔%以上,特别优选为10摩尔%以上。
另外,使用式[3e]、式[3f]或式[3g]结构的特定四羧酸成分时,通过使其用量为四羧酸成分整体的20摩尔%以上,能够得到期望的效果。优选为30摩尔%以上。进而,四羧酸成分可以全部为式[3e]、式[3f]或式[3g]结构的四羧 酸成分。
聚酰亚胺系聚合物在不损害本发明效果的范围内可以使用特定四羧酸成分以外的其它四羧酸成分。
作为其它四羧酸成分,可列举出以下所示的四羧酸化合物、四羧酸二酐、二羧酸二卤化物、二羧酸二烷基酯化合物或二烷基酯二卤化物。
即,作为其它四羧酸成分,可列举出苯均四酸、2,3,6,7-萘四羧酸、1,2,5,6-萘四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸、2,3,6,7-蒽四羧酸、1,2,5,6-蒽四羧酸、3,3’,4,4’-联苯四羧酸、2,3,3’,4’-联苯四羧酸、双(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、双(3,4-二羧基苯基)砜、双(3,4-二羧基苯基)甲烷、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷、双(3,4-二羧基苯基)二苯基硅烷、2,3,4,5-吡啶四羧酸、2,6-双(3,4-二羧基苯基)吡啶、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸或1,3-二苯基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸。
特定四羧酸成分和其它四羧酸成分可以根据聚酰亚胺系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或混合两种以上使用。
合成聚酰亚胺系聚合物的方法没有特别限定。通常使二胺成分与四羧酸成分反应而得到。一般而言,使选自由四羧酸及其衍生物组成的组中的至少1种四羧酸成分与包含1种或多种二胺化合物的二胺成分反应而得到聚酰胺酸。具体而言,可以使用:使四羧酸二酐与伯二胺化合物或仲二胺化合物缩聚而得到聚酰胺酸的方法、使四羧酸与伯二胺化合物或仲二胺化合物进行脱水缩聚反应而得到聚酰胺酸的方法、或者使二羧酸二卤化物与伯二胺化合物或仲二胺化合物缩聚而得到聚酰胺酸的方法。
为了得到聚酰胺酸烷基酯,可以使用:使对羧酸基进行二烷基酯化而成的四羧酸与伯二胺化合物或仲二胺化合物进行缩聚的方法、使对羧酸基进行 二烷基酯化而成的二羧酸二卤化物与伯二胺化合物或仲二胺化合物进行缩聚的方法、或者将聚酰胺酸的羧基转换为酯的方法。
为了得到聚酰亚胺,可以使用使前述聚酰胺酸或聚酰胺酸烷基酯进行闭环而制成聚酰亚胺的方法。
太阳城集团二胺成分与四羧酸成分的反应,通常将二胺成分和四羧酸成分在溶剂中进行。作为此时使用的溶剂,只要是所生成的聚酰亚胺前体会溶解的溶剂就没有特别限定。以下列举出反应中使用的溶剂的具体例,但不限定于这些例子。
例如可列举出N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1,3-二甲基-咪唑啉酮、甲乙酮、环己酮、环戊酮或4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。
它们可以单独使用,也可以混合使用。进而,即使为不溶解聚酰亚胺前体的溶剂,在所生成的聚酰亚胺前体不会析出的范围内,也可以混合至上述溶剂来使用。另外,溶剂中的水分会阻碍聚合反应、还成为使所生成的聚酰亚胺前体水解的原因,因此优选使用脱水干燥后的溶剂。
使二胺成分与四羧酸成分在溶剂中反应时,可列举出如下方法:搅拌使二胺成分分散或溶解于溶剂而成的溶液,直接添加四羧酸成分或者使其分散或溶解于溶剂来添加的方法;反之,向使四羧酸成分分散或溶解于溶剂的溶液中添加二胺成分的方法;交替地添加二胺成分和四羧酸成分的方法等,可以使用这些之中的任一方法。另外,二胺成分或四羧酸成分分别使用多种并使其反应时,可以在预先混合了的状态下发生反应,也可以分别依次反应,还可以是单独反应而成的低分子量体发生混合反应而制成聚合物。此时的聚合温度可以选择-20~150℃的温度,优选为-5~100℃。另外,反应可以以任意浓度来进行,但浓度过低时,难以获得高分子量的聚合物,浓度过高时,反应液的粘性变得过高、难以均匀搅拌。因此,优选为1~50质量%、更优选为 5~30质量%。反应初期以高浓度进行,其后可以追加溶剂。
聚酰亚胺前体的聚合反应中,二胺成分的总摩尔数与四羧酸成分的总摩尔数之比优选为0.8~1.2。与通常的缩聚反应同样地,该摩尔比越接近1.0,则生成的聚酰亚胺前体的分子量变得越大。
聚酰亚胺是使前述聚酰亚胺前体闭环而得到的聚酰亚胺,该聚酰亚胺中,酰胺酸基的闭环率(也称为酰亚胺化率)不一定需要是100%,可以根据用途、目的来任意调整。
作为使聚酰亚胺前体进行酰亚胺化的方法,可列举出:将聚酰亚胺前体的溶液直接加热的热酰亚胺化或者向聚酰亚胺前体的溶液中添加催化剂的催化酰亚胺化。
使聚酰亚胺前体在溶液中进行热酰亚胺化时的温度为100~400℃、优选为120~250℃,优选的是,一边将酰亚胺化反应中生成的水排出至体系外,一边进行热酰亚胺化的方法。
聚酰亚胺前体的催化酰亚胺化可以通过向聚酰亚胺前体的溶液中添加碱性催化剂和酸酐,以-20~250℃、优选以0~180℃搅拌来进行。碱性催化剂的量为酰胺酸基的0.5~30摩尔倍、优选为2~20摩尔倍,酸酐的量为酰胺酸基的1~50摩尔倍、优选为3~30摩尔倍。作为碱性催化剂,可列举出吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺或三辛胺等,其中,吡啶具有适于推进反应的碱性,故而优选。作为酸酐,可列举出醋酸酐、苯偏三酸酐或苯均四酸酐等,其中,使用醋酸酐时,反应结束后的精制变得容易,故而优选。基于催化酰亚胺化的酰亚胺化率可以通过调整催化剂量和反应温度、反应太阳城集团来控制。
从聚酰亚胺前体或聚酰亚胺的反应溶液中回收所生成的聚酰亚胺前体或聚酰亚胺时,可以将反应溶液投入至溶剂中使其沉淀。作为用于沉淀的溶剂,可列举出甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、己烷、丁基溶纤剂、庚烷、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲苯、苯、水等。投入至溶剂并使其沉淀的聚合物在过 滤回收后可以在常压或减压下常温干燥或进行加热来干燥。另外,将使沉淀回收的聚合物再次溶解于溶剂并进行再沉淀回收的操作重复2~10次时,能够减少聚合物中的杂质。作为此时的溶剂,可列举出例如醇类、酮类或烃等,使用从这些之中选择的3种以上溶剂时,精制效率进一步提高,故而优选。
太阳城集团上述聚酰亚胺系聚合物的分子量,考虑到由其得到的液晶取向膜的强度、形成膜时的作业性和涂膜性时,优选的是,利用GPC(GelPermeationChromatography,凝胶渗透色谱)法测定的重均分子量为5,000~1,000,000、更优选为10,000~150,000。
特定聚合物使用聚硅氧烷时,优选为使下述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与含有下述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷(也统称为聚硅氧烷系聚合物)之中的任一种。
(A1)mSi(A2)n(OA3)p[A1]
式[A1]中,A1表示前述式[1]所示的结构,作为式[1]中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和n的优选组合,可列举出与国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的13页~34页的表6~表47中记载的(2-1)~(2-629)相同的组合。需要说明的是,国际公开公报的各表中的Y1~Y6分别理解为本发明的Y1~Y6。另外,国际公开公报的各表记载的(2-605)~(2-629)中的具有类固醇骨架的碳原子数12~25的有机基团均理解为本发明的具有类固醇骨架的碳原子数17~51的有机基团。
式[A1]中,A2分别为氢原子或碳原子数1~5的烷基。其中,优选为氢原子或碳原子数1~3的烷基。A3分别为碳原子数1~5的烷基。其中,从缩聚反应 性的观点出发,优选为碳原子数1~3的烷基。m为1或2的整数。其中,从合成的观点出发,优选为1。n为0~2的整数。p为0~3的整数。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为1~3的整数。更优选为2或3。m+n+p为整数4。
作为式[A1]所示的烷氧基硅烷的具体例,也可以使用下述式[A1-1]~[A1-32]所示的烷氧基硅烷。


(R1分别表示碳原子数1~3的烷基,R2表示碳原子数1~3的烷基,m表示2或3,n表示0或1。)

(R1分别表示碳原子数1~3的烷基,R2表示碳原子数1~3的烷基,m表示2或3,n表示0或1,R3分别表示-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或-CH2OCO-,R4分别表示碳原子数1~12的烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。)

(R1分别表示碳原子数1~3的烷基,R2表示碳原子数1~3的烷基,m表示2或3,n表示0或1,R3分别表示-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或-CH2OCO-,R4分别表示碳原子数1~12的烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基、氟基、氰基、三氟甲烷基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基或羟基。)

(R1分别表示碳原子数1~3的烷基,R2表示碳原子数1~3的烷基,m表示2或3,n表示0或1,R3分别表示-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或-CH2OCO-,R4 分别表示碳原子数1~12的烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。)

(R1分别表示碳原子数1~3的烷基,R2表示碳原子数1~3的烷基,m表示2或3,n表示0或1,B4表示任选被氟原子取代且碳原子数3~20的烷基,B3表示1,4-环亚己基或1,4-亚苯基,B2表示氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与B3进行键合。),B1为氧原子或-COO-*(其中,附带“*”的键与(CH2)a2)进行键合。)。a1表示0或1的整数,a2表示2~10的整数,a3表示0或1的整数。)
上述式[A1]所示的烷氧基硅烷可以根据聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合两种以上使用。
式[A2]所示的烷氧基硅烷用下述式[A2]表示。
(B1)mSi(B2)n(OB3)p[A2]
式[A2]中,B1为具有乙烯基、环氧基、氨基、巯基、异氰酸酯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基、脲基或肉桂酰基且碳原子数2~12的有机基团。其中,从获取容易度的观点出发,优选为乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基或脲基。更优选为甲基丙烯酰基、丙烯酰基或脲基。
式[A2]中,B2分别为氢原子或碳原子数1~5的烷基。其中,优选为氢原子或碳原子数1~3的烷基。式[A2]中,B3分别为碳原子数1~5的烷基。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为碳原子数1~3的烷基。式[A2]中,m为1或2的整数。其中,从合成的观点出发,优选为1。式[A2]中,n为0~2的整数。p为0~3的整数。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为1~3的整数。更优选为2或3。m+n+p为整数4。
作为式[A2]所示的烷氧基硅烷的具体例,可列举出烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、间苯乙烯基乙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基乙基三乙氧基硅烷、间苯乙烯基甲基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基甲基三乙氧基硅烷、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基(3-缩水甘油醚氧基丙基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基二甲氧基甲基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基甲基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]硅烷、3-巯基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基甲基丙烯酸酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)乙基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)乙基丙烯酸酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)甲基甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)甲基甲基丙烯酸酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)甲基丙烯酸酯、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、γ-脲丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三丙氧基硅烷、(R)-N-1-苯基乙基-N’-三乙氧基甲硅烷基丙基脲、(R)-N-1-苯基乙基-N’-三甲氧基甲硅烷基丙基脲、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]脲、双[3-(三丙氧基甲硅烷基)丙基]脲、1-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]脲等。
其中,优选为烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基甲 基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、3-缩水甘油醚氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基(二乙氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。
上述式[A2]所示的烷氧基硅烷可以根据聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合两种以上使用。
式[A3]所示的烷氧基硅烷是用式[A3]表示的烷氧基硅烷。
(D1)nSi(OD2)4-n[A3]
(D1分别为氢原子或碳原子数1~5的烷基,它们任选被卤素原子、氮原子、氧原子、硫原子取代。其中,优选为氢原子或碳原子数1~3的烷基。D2分别为碳原子数1~5的烷基。其中,从缩聚反应性的观点出发,优选为碳原子数1~3的烷基。式[A3]中,n为0~3的整数。)
作为式[A3]所示的烷氧基硅烷的具体例,可列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙氧基二乙基硅烷、二丁氧基二甲基硅烷、(氯甲基)三乙氧基硅烷、3-氯丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、2-氰基乙基三乙氧基硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、己基三甲氧基硅烷或3-三甲氧基甲硅烷基丙基氯化物等。
式[A3]中,作为n为0的烷氧基硅烷,可列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基 硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷,优选使用这些烷氧基硅烷。
式[A3]所示的烷氧基硅烷可以根据聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性、制成垂直液晶取向膜时的液晶的垂直取向性、以及液晶表示元件的光学特性等特性而使用1种或者混合两种以上使用。
聚硅氧烷系聚合物是使前述式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与包含前述式[A2]或式[A3]所示的烷氧基硅烷中任一种的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷之中的任一种。即,是仅使式[A1]所示的烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与式[A2]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与式[A3]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的三种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷之中的任一种。
其中,从缩聚反应性、聚硅氧烷系聚合物在溶剂中的溶解性的观点出发,优选为使多种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷。即,使式[A1]与式[A2]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、使式[A1]与式[A3]所示的两种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷、或者使式[A1]与式[A2]与式[A3]所示的三种烷氧基硅烷缩聚而得到的聚硅氧烷。
制作上述聚硅氧烷系聚合物时,在使用多种烷氧基硅烷的情况下,式[A1]所示的烷氧基硅烷在全部烷氧基硅烷中优选为1~40摩尔%、更优选为1~30摩尔%。另外,式[A2]所示的烷氧基硅烷在全部烷氧基硅烷中优选为1~70摩尔%、更优选为1~60摩尔%。进而,式[A3]所示的烷氧基硅烷在全部烷氧基硅烷中优选为1~99摩尔%、更优选为1~80摩尔%。
制作聚硅氧烷系聚合物的方法没有特别限定。太阳城集团聚硅氧烷系聚合物,可列举出:使前述式[A1]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法、使式[A1]与前述式[A2]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法、使式 [A1]与前述式[A3]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法、以及使式[A1]和式[A2]和式[A3]所示的烷氧基硅烷在溶剂中缩聚而得到的方法。另外,聚硅氧烷系聚合物可以作为将这些烷氧基硅烷缩聚并均匀溶解于溶剂而成的溶液而得到。
缩聚聚硅氧烷系聚合物的方法没有特别限定。例如可列举出使烷氧基硅烷在醇系溶剂、二醇系溶剂中进行水解/缩聚反应的方法。此时,水解/缩聚反应可以部分水解,也可以完全水解。在进行完全水解的情况下,理论上可以添加烷氧基硅烷中的所有烷氧基的0.5倍摩尔量的水,优选添加多于0.5倍摩尔量的水。为了得到聚硅氧烷系聚合物,用于上述水解/缩聚反应的水量可以根据目的来适当选择,优选为烷氧基硅烷中的所有烷氧基的0.5~2.5倍摩尔量。
另外,为了促进水解/缩聚反应,可以使用盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、甲酸、草酸、马来酸、富马酸等酸性化合物;氨、甲胺、乙胺、乙醇胺或三乙胺等碱性化合物;或者盐酸、硝酸、草酸等的金属盐等催化剂。另外,通过将溶解有烷氧基硅烷的溶液进行加热,还能够促进水解/缩聚反应。此时的加热温度和加热太阳城集团可以根据目的来适当选择。例如可列举出以50℃加热搅拌24小时并在其后在回流条件下搅拌1小时等的条件。
进而,作为进行缩聚的其它方法,可列举出加热烷氧基硅烷、溶剂和草酸的混合物并进行缩聚反应的方法。具体而言,是预先向溶剂中添加草酸而制成草酸溶液后,在加热该溶液的状态下混合烷氧基硅烷的方法。此时,用于上述反应的草酸量相对于烷氧基硅烷中的所有烷氧基1摩尔优选设为0.2~2.0摩尔。另外,该反应可以在50~180℃的溶液温度下进行,优选以溶剂不会蒸发、挥散的方式在回流下进行几十分钟~几十小时。
制作聚硅氧烷系聚合物的缩聚反应中,使用多种前述式[A1]、式[A2]和式[A3]所示的烷氧基硅烷时,可以使用将多种烷氧基硅烷预先混合而成的混 合物进行反应,也可以边依次添加多种烷氧基硅烷边进行反应。
作为烷氧基硅烷的缩聚反应中使用的溶剂,只要是烷氧基硅烷会溶解的溶剂,就没有特别限定。另外,即使是不溶解烷氧基硅烷的溶剂,只要在推进烷氧基硅烷的缩聚反应的同时进行溶解即可。作为用于缩聚反应的溶剂,一般而言,通过烷氧基硅烷的缩聚反应而产生醇,因此可以使用醇系溶剂、二醇系溶剂、二醇醚系溶剂或与醇相溶性良好的溶剂。作为用于这种缩聚反应的溶剂的具体例,可列举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或二丙酮醇等醇系溶剂;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-戊二醇或1,6-己二醇等二醇系溶剂;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二丙醚或丙二醇二丁醚等二醇醚系溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四甲基脲、六甲基磷三酰胺或间甲酚等与醇相溶性良好的溶剂。
另外,本发明中,在进行缩聚反应时,这些溶剂可以使用1种或者混合两种以上使用。
太阳城集团由前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液,将作为原料而投入的所有烷氧基硅烷具有的硅原子换算成SiO2的浓度(也称为SiO2换算浓度)优选为20质量%以下。其中,优选为5~15质量%。通过在该浓度范围内选择任意浓度,能够抑制溶液中产生凝胶,能够得到均匀的聚硅氧烷系聚合物的溶液。
由前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液可以直接用作特定聚合物,根据需要,也可以将利用前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液浓缩、或者添加溶剂进行稀释、或者置换成其它溶剂,从而用作特定聚合物。
前述添加溶剂进行稀释时使用的溶剂(也称为添加溶剂)可以是用于缩聚反应的溶剂、其它溶剂。该添加溶剂只要在聚硅氧烷系聚合物均匀溶解的范围内就没有特别限定,可以任意选择并使用1种或者两种以上。作为这种添加溶剂,除了前述缩聚反应中使用的溶剂之外,还可列举出丙酮、甲乙酮或甲基异丁基酮等酮系溶剂、醋酸甲酯、醋酸乙酯或乳酸乙酯等酯系溶剂等。
进而,本发明中,特定聚合物使用聚硅氧烷系聚合物和除此之外的聚合物时,优选的是,在聚硅氧烷系聚合物中混合除此之外的聚合物之前,预先在常压或减压下对聚硅氧烷系聚合物的缩聚反应时产生的醇进行蒸馏去除。
<液晶取向处理剂>
本发明的液晶取向处理剂是用于形成垂直液晶取向膜的涂布溶液,是含有具有前述式[1]所示特定侧链结构的特定聚合物和溶剂的涂布溶液。
作为具有上述特定侧链结构的特定聚合物,没有特别限定,优选为选自丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、纤维素或聚硅氧烷中的至少1种聚合物。其中,优选为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺或聚硅氧烷。另外,特定聚合物可以使用这些聚合物之中的1种或两种以上。
液晶取向处理剂中的所有聚合物成分可以均是特定聚合物,也可以混合有除此之外的其它聚合物。此时,除此之外的其它聚合物的含量相对于特定聚合物100质量份为0.5质量份~15质量份、优选为1质量份~10质量份。作为除此之外的其它聚合物,可列举出不存在前述式[1]所示的特定侧链结构的前述聚合物。
从液晶取向处理剂的涂布方法、获得目标膜厚的观点出发,液晶取向处 理剂中的溶剂含量可以适当选择。其中,从利用涂布而形成均匀的垂直液晶取向膜这一观点出发,液晶取向处理剂中的溶剂含量优选为50~99.9质量%。其中,优选为60~99质量%、特别优选为65~99质量%。
液晶取向处理剂中使用的溶剂只要是溶解特定聚合物的溶剂,就没有特别限定。其中,特定聚合物为聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺或聚酯时,或者丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、纤维素、聚硅氧烷等在溶剂中的溶解性低时,优选使用下述所示的溶剂(也称为溶剂A类)。
例如为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、甲乙酮、环己酮、环戊酮或4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。其中,优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯。它们可以单独使用,也可以混合使用。
特定聚合物为丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸类聚合物、酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯、纤维素或聚硅氧烷时,可以使用下述所示的溶剂(也称为溶剂B类)。
例如可列举出乙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二丙醚、二丁醚、二己醚、二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二丁醚、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、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单异戊醚、乙二醇单己醚、2-(己氧基)乙醇、糠醇、二乙二醇、丙二醇、丙二醇单丁醚、1-(丁氧基乙氧基)丙醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸丙二醇单乙醚、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、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异戊酯、或者下述式[D1]~式[D3]所示的溶剂等。

(式[D1]中,D1表示碳原子数1~3的烷基;式[D2]中,D2表示碳原子数1~3的烷基;式[D3]中,D3表示碳原子数1~4的烷基)。
其中,优选使用1-己醇、环己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚或式[D1]~式[D3]所示的溶剂。
这些溶剂B类能够提高涂布液晶取向处理剂时的垂直液晶取向膜的涂膜性、表面平滑性,因此特定聚合物使用聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、聚酰胺或聚酯时,优选与前述溶剂A类混合来使用。此时,溶剂B类优选为液晶取向处理剂中包含的溶剂整体的1~70质量%。其中,优选为10~60质量%、更优选 为20~60质量%。
为了提高液晶层与垂直液晶取向膜的密合性,液晶取向处理剂中优选含有下述式[6]所示的化合物(以下称为密合性化合物)。

式[6]中,X1表示选自由下述式[6a-1]~[6a-7]所示结构组成的组中的至少1种结构。其中,从本发明的密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为式[6a-1]、式[6a-2]、式[6a-3]、式[6a-5]或式[6a-6]所示的结构。更优选为式[6a-1]、式[6a-3]、式[6a-5]或式[6a-6]所示的结构。

式[6a-2]中,A1表示氢原子或碳原子数1~5的亚烷基。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。更优选为氢原子或甲基。
式[6a-3]中,A2表示氢原子或碳原子数1~3的亚烷基。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。更优选为氢原子或甲基。
式[6a-5]中,A3和A5各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的亚烷基。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为氢原子或碳原子数1~2 的亚烷基。更优选为氢原子或甲基。
式[6a-5]中,A4表示碳原子数1~3的亚烷基。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为碳原子数1~2的亚烷基。
式[6a-6]中,A6和A9各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的亚烷基。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。更优选为氢原子或碳原子数1的亚烷基(甲基)。
式[6a-6]中,A7和A8各自独立地表示碳原子数1~3的亚烷基。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为碳原子数1~2的亚烷基。
式[6]中,X2表示选自由单键、-CH2-、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-和-N(CH3)CO-组成的组中的至少1种键合基团。其中,从密合性化合物的合成容易度的观点出发,优选为单键、-CH2-、-O-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-。更优选为单键、-CH2-、-O-、-NH-、-CONH-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-或-OCO-。特别优选为单键、-O-、-CONH-、-OCH2-、-COO-或-OCO-。
式[6]中,X3表示选自由碳原子数1~20的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、-(CH2-O-)q-(q表示1~10的整数)、以及碳原子数6~20的具有苯环或环己烷环的有机基团组成的组中的至少1种。此时,前述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为碳原子数1~20的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、-(CH2-O-)q-(q表示1~10的整数)或下述式[6c-1]~式[6c-5]所示的结构。更优选为碳原子数1~15的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、-(CH2-O-)q-(q 表示1~10的整数)、下述式[6c-1]、式[6c-3]、式[6c-4]或式[6c-5]所示的结构。特别优选为碳原子数1~15的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、式[6c-1]、式[6c-4]或式[6c-5]所示的结构。

式[6]中,X4表示选自由单键、-CH2-、-OCH2-和O-CH2-CH2-组成的组中的至少1种键合基团。其中,从密合性化合物的合成容易度的观点出发,优选为单键、-CH2-或-OCH2-所示的结构。
式[6]中,X5表示选自由下述式[6b-1]~[6b-8]所示的结构组成的组中的至少1种结构。其中,从密合性化合物的合成容易度的观点出发,优选为式[6b-1]、式[6b-2]或式[6b-6]所示的结构。更优选为式[6b-1]或式[6b-2]所示的结构。

式[6b-4]中,B1表示氢原子或苯环。
式[6b-8]中,B2表示选自由苯环、环己烷环和杂环组成的组中的至少1种环状基团。
式[6b-8]中,B3表示选自由碳原子数1~12的亚烷基、碳原子数1~12的含 氟亚烷基、碳原子数1~12的烷氧基和碳原子数1~12的含氟烷氧基组成的组中的至少1种。
式[6]中,n表示1~3的整数。其中,从密合性化合物的合成容易度的观点出发,优选为1或2。更优选为1。
式[6]中,m表示1~3的整数。其中,从密合性化合物的合成容易度的观点出发,优选为1或2。
作为密合性化合物的更具体结构,可列举出下述式[6-1a]~[6-3a]、式[6-1b]~[6-3b]、式[6-1c]~[6-3c]和式[6-1d]~[6-3d]所示的化合物。

式[6-1a]中的Xa、式[6-2a]中的Xd和式[6-3a]中的Xg各自独立地表示选自由单键、-O-、-CONH-、-OCH2-、-COO-和-OCO-组成的组中的至少1种键合基团。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为单键、-O-、-OCH2-或-OCO-。更优选为单键、-O-或-OCH2-。
式[6-1a]中的Xb、式[6-2a]中的Xe和式[6-3a]中的Xh各自独立地表示选自由碳原子数1~15的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、式[6c-1]、式[6c-4]和式[6c-5]所示结构组成的组中的至少1种。此时,前述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换。
式[6-1a]中的Xc、式[6-2a]中的Xf和式[6-3a]中的Xi各自独立地表示选自由 单键、-CH2-和-OCH2-组成的组中的至少1种键合基团。
式[6-1a]中的n1、式[6-2a]中的n2和式[6-3a]中的n3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。
式[6-1a]中的m1、式[6-2a]中的m2和式[6-3a]中的m3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。

式[6-1b]中的Xa、式[6-2b]中的Xd和式[6-3b]中的Xg各自独立地表示选自由单键、-O-、-CONH-、-OCH2-、-COO-和-OCO-组成的组中的至少1种键合基团。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为单键、-O-、-OCH2-或-OCO-。更优选为单键、-O-或-OCH2-。
式[6-1b]中的Xb、式[6-2b]中的Xe和式[6-3b]中的Xh各自独立地表示选自由碳原子数1~15的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、式[6c-1]、式[6c-4]和式[6c-5]所示结构组成的组中的至少1种。此时,前述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换。
式[6-1b]中的Xc、式[6-2b]中的Xf和式[6-3b]中的Xi各自独立地表示选自单键、-CH2-和-OCH2-中的至少1种键合基团。
式[6-1b]中的A1、式[6-2b]中的A2和式[6-3b]中的A3各自独立地表示氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。其中,优选为氢原子或甲基。
式[6-1b]中的n1、式[6-2b]中的n2和式[6-3b]中的n3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。
式[6-1b]中的m1、式[6-2b]中的m2和式[6-3b]中的m3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。

式[6-1c]中的Xa、式[6-2c]中的Xd和式[6-3c]中的Xg各自独立地表示选自由单键、-O-、-CONH-、-OCH2-、-COO-和-OCO-组成的组中的至少1种键合基团。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为单键、-O-、-OCH2-或-OCO-。更优选为单键、-O-或-OCH2-。
式[6-1c]中的Xb、式[6-2c]中的Xe和式[6-3c]中的Xh各自独立地表示选自由碳原子数1~15的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、式[6c-1]、式[6c-4]和式[6c-5]所示结构组成的组中的至少1种。此时,前述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换。
式[6-1c]中的Xc、式[6-2c]中的Xf和式[6-3c]中的Xi各自独立地表示选自由单键、-CH2-和-OCH2-组成的组中的至少1种键合基团。
式[6-1c]中的A1、式[6-2c]中的A4和式[6-3c]中的A7各自独立地表示氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。其中,优选为氢原子或甲基。
式[6-1c]中的A2、式[6-2c]中的A5和式[6-3c]中的A8各自独立地表示碳原子数1~2的亚烷基。
式[6-1c]中的A3、式[6-2c]中的A6和式[6-3c]中的A9各自独立地表示氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。其中,优选为氢原子或甲基。
式[6-1c]中的n1、式[6-2c]中的n2和式[6-3c]中的n3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。
式[6-1c]中的m1、式[6-2c]中的m2和式[6-3c]中的m3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。

式[6-1d]中的Xa、式[6-2d]中的Xd和式[6-3d]中的Xg各自独立地表示选自由单键、-O-、-CONH-、-OCH2-、-COO-和-OCO-组成的组中的至少1种键合基团。其中,从密合性化合物的制造容易度的观点出发,优选为单键、-O-、-OCH2-或-OCO-。更优选为单键、-O-或-OCH2-。
式[6-1d]中的Xb、式[6-2d]中的Xe和式[6-3d]中的Xh各自独立地表示选自由碳原子数1~15的亚烷基、-(CH2-CH2-O)p-(p表示1~10的整数)、式[6c-1]、 式[6c-4]和式[6c-5]所示结构组成的组中的至少1种。此时,前述亚烷基的任意-CH2-基任选被-COO-、-OCO-、-CONH-、NHCO-、-CO-、-S-、-SO2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-OSi(CH3)2-或-Si(CH3)2O-置换,键合于任意碳原子的氢原子任选被羟基(OH基)、羧基(COOH基)或卤素原子置换。
式[6-1d]中的Xc、式[6-2d]中的Xf和式[6-3d]中的Xi各自独立地表示选自单键、-CH2-和-OCH2-中的至少1种键合基团。
式[6-1d]中的A1、式[6-2d]中的A5和式[6-3d]中的A8各自独立地表示氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。其中,优选为氢原子或甲基。
式[6-1d]中的A2、式[6-2d]中的A6和式[6-3d]中的A9各自独立地表示碳原子数1~2的亚烷基。
式[6-1d]中的A3、式[6-2d]中的A7和式[6-3d]中的A10各自独立地表示碳原子数1~2的亚烷基。
式[6-1d]中的A4、式[6-2d]中的A8和式[6-3d]中的A11各自独立地表示氢原子或碳原子数1~2的亚烷基。其中,优选为氢原子或甲基。
式[6-1d]中的n1、式[6-2d]中的n2和式[6-3d]中的n3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。
式[6-1d]中的m1、式[6-2d]中的m2和式[6-3d]中的m3各自独立地表示1或2的整数。其中,优选为1。
作为密合性化合物,优选使用选自由下述式[6-1]和式[6-5]所示的化合物组成的组中的至少1种化合物。


(式[6-4]中,n表示1~10的整数;式[6-5]中,m表示1~10的整数)。
进而,例如作为密合性化合物的具体例,可列举出下述示出的化合物。
可列举出:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙氧基三羟甲基丙烷、甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯等分子内具有3个聚合性不饱和基团的化合物;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷双酚型二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等分子内具有2个聚合性不饱和基团的化合物;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、2-苯氧基-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯、3-氯-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等分子内具有1个聚合性不饱和基团的化合物。
上述密合性化合物是化合物的一例,但不限定于它们。密合性化合物可以是1种,也可以组合两种以上。
液晶取向处理剂中的密合性化合物的含量相对于所有聚合物成分100质量份优选为0.1~150质量份。为了使交联反应推进而表现出目标效果,相对于全部聚合物成分100质量份更优选为0.1~100质量份,尤其是最优选为1~50质量份。
液晶取向处理剂中,在不损害本发明效果的范围内,也可以导入具有环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基或环碳酸酯基的化合物;或者具有选自由羟基、羟基烷基和低级烷氧基烷基组成的组中的至少1种取代基的化合物(也统称为交联性化合物)。此时,这些取代基需要在交联性化合物中具有2个以上。
作为具有环氧基或异氰酸酯基的交联性化合物,例如可列举出双酚丙酮缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、四缩水甘油基氨基联苯、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷、四苯基缩水甘油醚乙烷、三苯基缩水甘油醚乙烷、双酚六氟乙酰基二缩水甘油醚、1,3-双(1-(2,3-环氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-双(2,3-环氧丙氧基)八氟联苯、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、2-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-双(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷或1,3-双(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
具有氧杂环丁烷基的交联性化合物是具有至少2个下述式[4]所述的氧杂环丁烷基的交联性化合物。

具体而言,可列举出国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开) 的58项~59项中记载的式[4a]~式[4k]所示的交联性化合物。
作为具有环碳酸酯基的交联性化合物,为具有至少2个下述式[5]所示的环碳酸酯基的交联性化合物。

具体而言,可列举出国际公开公报WO2012/014898(2012.2.2公开)的76项~82项中记载的式[5-1]~式[5-42]所示的交联性化合物。
作为具有选自由羟基和烷氧基组成的组中的至少1种取代基的交联性化合物,例如可列举出具有羟基或烷氧基的氨基树脂,例如密胺树脂、脲树脂、胍胺树脂、甘脲-甲醛树脂、琥珀酰胺-甲醛树脂或乙撑脲-甲醛树脂等。具体而言,可以使用氨基的氢原子被羟甲基或烷氧基甲基或这两者取代而成的密胺衍生物、苯并胍胺衍生物、或者甘脲。该密胺衍生物或苯并胍胺衍生物可以以二聚体或三聚体的形式存在。它们优选每1个三嗪环具有平均3个以上且6个以下的羟甲基或烷氧基甲基。
作为上述密胺衍生物或苯并胍胺衍生物的例子,可列举出市售品的每1个三嗪环取代有平均3.7个甲氧基甲基的MX-750、每1个三嗪环取代有平均5.8个甲氧基甲基的MW-30(以上为三和化学株式会社制),CYMEL300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等甲氧基甲基化密胺;CYMEL235、236、238、212、253、254等甲氧基甲基化丁氧基甲基化密胺;CYMEL506、508等丁氧基甲基化密胺;CYMEL1141之类的含羧基甲氧基甲基化异丁氧基甲基化密胺;CYMEL1123之类的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1123-10之类的甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1128之类的丁氧基甲基化苯并胍胺;CYMEL1125-80之类的含羧基甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺(以上为三井サイアナミド公司制)。另外,作为甘 脲的例子,可列举出CYMEL1170之类的丁氧基甲基化甘脲、CYMEL1172之类的羟甲基化甘脲等;Powderlink1174之类的甲氧基羟甲基化甘脲等。
作为具有羟基或烷氧基的苯或苯酚性化合物,例如可列举出1,3,5-三(甲氧基甲基)苯、1,2,4-三(异丙氧基甲基)苯、1,4-双(仲丁氧基甲基)苯或2,6-二羟基甲基对叔丁基苯酚等。
更具体而言,可列举出国际公开公报WO2011/132751.(2011.10.27公开)的62页~66页中记载的式[6-1]~式[6-48]所示的交联性化合物。
液晶取向处理剂中的交联性化合物的含量相对于所有聚合物成分100质量份优选为0.1~100质量份。为了使交联反应推进而表现出目标效果,相对于所有聚合物成分100质量份,更优选为0.1~50质量份,尤其是最优选为1~30质量份。
液晶表示元件中,作为促进液晶取向膜中的电荷移动、促进元件脱电荷的化合物,也可以添加国际公开公报WO2011/132751(2011.10.27公开)的69页~73页中记载的式[M1]~[M156]所示的含氮杂环胺化合物。该胺化合物可以直接添加至液晶取向处理剂中,优选用适当的溶剂制成浓度为0.1~10质量%、优选制成1~7质量%的溶液后再添加。作为该溶剂,只要是溶解上述特定聚合物的有机溶剂,就没有特别限定。
在不损害本发明效果的范围内,液晶取向处理剂可以使用使涂布液晶取向处理剂时的垂直液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物。进而,也可以使用使垂直液晶取向膜与基板的密合性提高的化合物等。
作为使垂直液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物,可列举出氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂、非离子系表面活性剂等。
具体而言,例如可列举出EftopEF301、EF303、EF352(以上为TohkemproductsCorporation制);MegafacF171、F173、R-30(以上为DICCorporation制);FluoradFC430、FC431(以上为Sumitomo3MLimited制);AsahiGuard AG710、SurflonS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上为旭硝子株式会社制)等。这些表面活性剂的使用比例相对于液晶取向处理剂中含有的所有聚合物成分100质量份优选为0.01~2质量份、更优选为0.01~1质量份。
作为使垂直液晶取向膜与基板的密合性提高的化合物的具体例,可列举出以下示出的含官能性硅烷的化合物、含环氧基的化合物。
例如可列举出3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三乙三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三乙三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧亚乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧亚乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基间苯二甲胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油氨基甲基)环己烷或N,N,N’,N’,-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷等。
使用这些使液晶取向膜与基板密合的化合物时,相对于液晶取向处理剂中含有的所有聚合物成分100质量份优选为0.1~30质量份、更优选为1~20质 量份。不足0.1质量份时,无法期待提高密合性的效果,多于30质量份时,有时液晶取向处理剂的保存稳定性变差。
液晶取向处理剂中,除了上述以外的化合物之外,只要在不损害本发明效果的范围内,则也可以添加用于变更垂直液晶取向膜的介电常数、导电性等电特性的介电体、导电物质。
<垂直液晶取向膜/液晶表示元件的制作方法>
作为液晶表示元件中使用的基板,只要是透明性高的基板就没有特别限定,除了玻璃基板之外,还可以使用丙烯酸类基板、聚碳酸酯基板或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板等塑料基板等。将本发明的液晶表示元件制成逆向型元件并用于调光窗等时,优选为塑料基板。另外,从简化工艺的观点出发,优选使用形成有用于驱动液晶的ITO(IndiumTinOxide,氧化铟锡)电极等的基板。另外,制成反射型的逆向型元件时,若仅是单侧基板,则也可以使用硅晶片、铝等金属、形成有介电体多层膜的基板。
液晶表示元件的至少一个基板具有使液晶分子垂直取向的垂直液晶取向膜。该垂直液晶取向膜可以通过将液晶取向处理剂涂布在基板上并烧成后,通过刷磨处理、光照射等进行取向处理而得到。另外,在垂直液晶取向膜的情况下,不进行取向处理也能够用作垂直液晶取向膜。
液晶取向处理剂的涂布方法没有特别限定,工业上有丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、喷墨法、浸涂法、辊涂法、狭缝涂布法、旋涂机法或喷涂法等,可以根据基板的种类、垂直液晶取向膜的目标膜厚来适当选择。
将液晶取向处理剂涂布在基板上后,利用热板、热循环型烘箱或IR(红外线)型烘箱等的加热手段,根据液晶取向处理剂中使用的溶剂,以30~300℃、优选以30~250℃的温度使溶剂蒸发,从而能够制成垂直液晶取向膜。烧成后的垂直液晶取向膜的厚度过厚时,在液晶表示元件的耗电方面是不利的,厚度过薄时,元件的可靠性有时会降低,因此优选为5~300nm、更 优选为10~200nm。
液晶表示元件中使用的液晶组合物是至少具有液晶和聚合性化合物的液晶组合物。作为液晶和聚合性化合物之外的物质,可列举出前述引发剂、用于控制液晶表示元件的电极间隙(也称为间隙,gap)的间隔物。
液晶组合物的注入方法没有特别限定,例如可列举出如下方法。即,基板使用玻璃基板时,可列举出如下方法:准备形成有垂直液晶取向膜的一对基板,将单侧的4块基板除了一部分之外均涂布密封剂,其后,以垂直液晶取向膜的面朝向内侧的方式粘贴于另一侧的基板,由此制作空单元。并且,从未涂布密封剂的部位减压注入液晶组合物,从而得到注入有液晶组合物的单元。
进而,基板使用塑料基板时,可列举出如下方法:准备形成有垂直液晶取向膜的一对基板,在单侧的基板上利用ODF(液晶滴下式注入,OneDropFilling)法、喷墨法等滴加液晶组合物,其后粘贴另一侧的基板,从而得到注入有液晶组合物的单元。
本发明的液晶表示元件中,由于液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高,因此4块基板上也可以不涂布密封剂。
液晶表示元件的间隙可以用间隔物等控制。该方法可列举出:向上述液晶组合物中导入目标大小的间隔物的方法、使用具有目标大小的柱间隔物的基板的方法。另外,间隙的大小优选为1~100μm、更优选为2~50μm。特别优选为3~30μm。间隙过小时,液晶表示元件的对比度降低,过大时,元件的驱动电压变高。
液晶表示元件通过在液晶组合物的一部分或全部显示液晶性的状态下进行液晶组合物的固化,从而形成液晶与聚合性化合物的固化物复合体从而得到。该液晶组合物的固化通过对前述得到的注入有液晶组合物的单元进行活性能量射线照射和加热中的至少一个处理来进行。此处,作为活性能量射 线,适合为紫外线。作为紫外线,波长为250nm~400nm、优选为310nm~370nm。另外,进行加热处理时,其温度为40~120℃、优选为60~80℃。另外,也可以同时进行紫外线处理和加热处理这两者,还可以在紫外线处理后进行加热处理。液晶组合物的固化优选仅进行紫外线处理。
本发明中的液晶表示元件可适合地用于汽车、火车和飞机等运输机器和运输机械中使用的液晶表示元件,具体而言,用于控制光的透射和遮断的调光窗、后视镜中使用的光闸元件等。
尤其是,如上所述,由于未施加电压时的透明性和施加电压时的散射特性良好,因此将本元件用于交通工具的玻璃窗时,与使用了现有逆向型元件的情况相比,夜晚的光的获取效率高,进而,防止外部光线炫目的效果也变高。因此,能够进一步改善驾驶交通工具时的安全性、乘车时的舒适性。另外,利用薄膜基板制作液晶表示元件并将其粘贴于交通工具的玻璃窗而使用时,与现有的逆向型元件相比,本元件的可靠性变高。即,不容易发生由液晶层与垂直取向膜的密合性低而导致的不良、劣化。
另外,液晶表示元件也可以用于LCD(LiquidCrystalDisplay,液晶显示器)、OLED(OrganicLight-emittingDiode,有机发光二极管)显示器等显示器装置的导光板、使用了这些显示器的透明显示器的背板。具体而言,用于透明显示器的背板时,组合透明显示器和液晶表示元件而在透明显示器上进行画面表示时,液晶表示元件能够用于抑制光从其背面进入。由此,液晶表示元件在透明显示器上进行画面表示时呈现施加有电压的散射状态、能够使画面表示清晰,在结束画面表示后,呈现不施加电压的透明状态。
实施例
以下列举实施例来具体说明本发明,但不限定于它们。
“合成例、实施例和比较例中使用的简称”
L1(液晶):MLC-6608(MerckCorporation制)
R1(聚合性化合物):下述式[R1]所示的化合物
P1(光引发剂):下述式[P1]所示的化合物

A1:1,3-二氨基-4-〔4-(反式-4-正庚基环己基)苯氧基〕苯
A2:1,3-二氨基-4-〔4-(反式-4-正庚基环己基)苯氧基甲基〕苯
A3:1,3-二氨基-4-{4-〔反式-4-(反式-4-正戊基环己基)环己基〕苯氧基}苯
A4:下述式[A4]所示的二胺

B1:对苯二胺
B2:间苯二胺
B3:3,5-二氨基苯甲酸
B4:下述式[B4]所示的二胺
B5:1,3-二氨基-4-十八烷氧基苯(现有型的二胺)

C1:1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
C2:双环[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐
C3:下述式[C3]所示的四羧酸二酐
C4:下述式[C4]所示的四羧酸二酐

D1:下述式[D1]所示的烷氧基硅烷单体(具有特定侧链结构的烷氧基硅烷单体)
D2:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(式[A2]的烷氧基硅烷单体)
D3:3-脲丙基三乙氧基硅烷(式[A2]的烷氧基硅烷单体)
D4:四乙氧基硅烷(式[A3]的烷氧基硅烷单体)
D5:十八烷基三乙氧基硅烷(现有型的烷氧基硅烷单体)

M1:下述式[M1]所示的密合性化合物
M2:下述式[M2]所示的密合性化合物
M3:下述式[M3]所示的密合性化合物

K1:下述式[K1]所示的交联性化合物

NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
NEP:N-乙基-2-吡咯烷酮
γ-BL:γ-丁内酯
BCS:乙二醇单丁醚
ECS:乙二醇单乙醚
PB:丙二醇单丁醚
“聚酰亚胺前体和聚酰亚胺系聚合物的分子量测定”
使用常温凝胶渗透色谱(GPC)装置(GPC-101)(昭和电工株式会社制)、柱(KD-803、KD-805,Shodex公司制),如下操作来测定。
柱温:50℃
洗脱液:N,N’-二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂一水合物(LiBr·H2O)为30mmol/L(升)、磷酸·无水结晶(正磷酸)为30mmol/L、四氢呋喃(THF)为10ml/L)
流速:1.0ml/分钟
标准曲线制作用标准样品:TSK标准聚环氧乙烷(分子量:约900,000、150,000、100,000和30,000)(东曹株式会社制)和聚乙二醇(分子量:约12,000、4,000和1,000)(PolymerLaboratoriesLtd.制)。
“聚酰亚胺系聚合物的酰亚胺化率的测定”
将聚酰亚胺粉末20mg投入至NMR(核磁共振)样品管(NMR样品管规格,φ5(草野科学株式会社制))中,添加氘代二甲基亚砜(DMSO-d6,0.05质量%TMS(四甲基硅烷)混合品)(0.53ml),用超声波使其完全溶解。利用NMR测定机(JNW-ECA500)(JEOLDATUM公司制)对该溶液测定500MHz的质子NMR。酰亚胺化率将源自酰亚胺化前后不发生变化的结构的质子作为基准质子来确定,使用该质子的峰积算值和源自9.5ppm~10.0ppm附近出现的酰胺酸的NH基的质子峰积算值,利用下式来求出。
酰亚胺化率(%)=(1-α·x/y)×100
(x为源自酰胺酸的NH基的质子峰积算值、y为基准质子的峰积算值、α为聚酰胺酸(酰亚胺化率为0%)时的基准质子相对于酰胺酸的NH基质子1个的个数比例。)
“聚酰亚胺系聚合物的合成”
<合成例1>
在NMP(20.9g)中混合C1(2.96g、15.1mmol)、A1(2.91g、7.65mmol)、B2(0.17g、1.57mmol)和B3(0.93g、6.11mmol),以40℃反应8小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液(1)。该聚酰胺酸的数均分子量为27,600、重均分子量为81,000。
<合成例2>
在NMP(26.3g)中混合C2(3.83g、15.3mmol)、A2(6.04g、15.3mmol)和B3(2.33g、15.3mmol),以50℃反应2小时后,添加C1(2.94g、15.0mmol) 和NMP(23.9g),以40℃反应6小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液(2)。该聚酰胺酸的数均分子量为18,500、重均分子量为62,400。
<合成例3>
向利用合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(3.91g)和吡啶(2.42g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(3)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为60%,数均分子量为20,900、重均分子量为58,100。
<合成例4>
在NMP(21.4g)中混合C2(2.64g、10.6mmol)、A3(4.56g、10.5mmol)、B3(1.60g、10.5mmol)和B4(1.07g、5.26mmol),以80℃反应5小时后,添加C1(3.02g、15.8mmol)和NMP(17.7g),以40℃反应8小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(3.88g)和吡啶(2.41g),以50℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(4)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为55%,数均分子量为18,900、重均分子量为52,200。
<合成例5>
在NMP(19.1g)中混合C2(2.50g、10.0mmol)、A4(2.96g、6.00mmol)、B1(0.22g、2.00mmol)、B3(1.52g、10.0mmol)和B4(0.41g、2.00mmol),以80℃反应5小时后,添加C1(1.92g、9.80mmol)和NMP(9.50g),以40℃反应6小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(4.02g)和吡啶(2.49g),以50℃反应2小时。 将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(5)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为48%,数均分子量为15,600、重均分子量为47,300。
<合成例6>
在NMP(38.6g)中混合C3(5.45g、24.3mmol)、A2(5.81g、14.7mmol)、B3(1.12g、7.36mmol)和B4(0.50g、2.46mmol),以40℃反应10小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(4.00g)和吡啶(2.48g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(6)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为63%,数均分子量为16,400、重均分子量为46,200。
<合成例7>
在NMP(35.1g)中混合C3(5.45g、24.3mmol)、A4(3.63g、7.37mmol)和B3(2.61g、17.2mmol),以40℃反应5小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(8.00g)和吡啶(2.48g),以50℃反应3小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(7)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为54%,数均分子量为16,900、重均分子量为46,300。
<合成例8>
在NMP(27.6g)中混合C4(4.59g、15.3mmol)、A3(6.62g、15.3mmol)、B3(1.86g、12.2mmol)和B4(0.62g、3.05mmol),以40℃反应8小时后,添加C1(2.94g、15.0mmol)和NMP(22.3g),以25℃反应10小时,得到树脂 固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(7.24g)和吡啶(2.24g),以40℃反应1.5小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(8)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为70%,数均分子量为17,100、重均分子量为37,200。
<合成例9>
在NMP(24.6g)中混合C2(3.83g、15.3mmol)、B3(2.33g、15.3mmol)和B5(5.76g、15.3mmol),以80℃反应1小时后,添加C1(2.94g、15.0mmol)和NMP(20.0g),以40℃反应6小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液(9)。该聚酰胺酸的数均分子量为21,500、重均分子量为63,400。
<合成例10>
向利用合成例9得到的聚酰胺酸溶液(9)(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(3.93g)和吡啶(2.43g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(10)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为61%,数均分子量为18,900、重均分子量为54,100。
<合成例11>
在NMP(23.3g)中混合C2(3.25g、13.0mmol)、B3(0.99g、6.51mmol)和B5(7.35g、19.5mmol),以80℃反应5小时后,添加C1(2.53g、12.9mmol)和NMP(19.1g),以40℃反应6小时,得到树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加NMP而稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂,添加醋酸酐(3.52g)和吡啶(2.18g),以70℃反应2小时。将该反应溶液投入至甲醇(460ml)中,滤取所得沉淀物。将该沉淀物用甲 醇清洗,以100℃减压干燥而得到聚酰亚胺粉末(11)。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为60%,数均分子量为19,200、重均分子量为60,100。将聚酰亚胺系聚合物示于表1。
[表1]

*1:聚酰胺酸。
“聚硅氧烷系聚合物的合成”
<合成例12>
在具备温度计和回流管的200ml四颈反应烧瓶中,混合ECS(28.3g)、D1(4.10g)、D2(7.45g)和D4(32.5g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃花费30分钟滴加预先将ECS(14.2g)、水(10.8g)、作为催化剂的草酸(0.70g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使 用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的D3含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与ECS(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(1)。
<合成例13>
在具备温度计和回流管的200ml四颈反应烧瓶中,混合ECS(25.4g)、D1(8.20g)、D2(19.9g)和D4(20.0g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃花费30分钟滴加预先将ECS(12.7g)、水(10.8g)和作为催化剂的草酸(1.10g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的D3含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与ECS(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(2)。
<合成例14>
在具备温度计和回流管的200ml四颈反应烧瓶中,混合ECS(29.2g)、D1(4.10g)和D4(38.8g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃花费30分钟滴加预先将ECS(14.6g)、水(10.8g)和作为催化剂的草酸(0.50g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的D3含量为92质量%的甲醇溶液(1.20g)与ECS(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(3)。
<合成例15>
在具备温度计和回流管的200ml四颈反应烧瓶中,混合ECS(28.3g)、D2(7.45g)、D4(32.5g)和D5(4.07g),制备烷氧基硅烷单体的溶液。向该溶液中以25℃花费30分钟滴加预先将ECS(14.2g)、水(10.8g)、作为催化剂的草酸(0.70g)混合而制备的溶液,进而以25℃搅拌30分钟。其后,使用油浴进行加热并回流30分钟后,添加预先制备的D3含量为92质量%的甲醇 溶液(1.20g)与ECS(0.90g)的混合溶液。进而回流30分钟后,放冷而得到SiO2换算浓度为12质量%的聚硅氧烷溶液(4)。
将聚硅氧烷系聚合物(聚硅氧烷溶液)示于表2。
[表2]

“液晶组合物(1)的制造”
将L1(11.5g)、R1(1.73g)和P1(0.12g)混合,对其进行加热后,冷却至25℃时,得到显示液晶性的均匀液晶组合物(1)。
“液晶组合物(2)的制造”
将L1(12.0g)、R1(2.40g)和P1(0.12g)混合,对其进行加热后,冷却至25℃时,得到显示液晶性的均匀的液晶组合物(2)。
“液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)”
将后述实施例或比较例的液晶取向处理剂用孔径为1μm的膜滤器进行加压过滤,进行液晶表示元件(逆向型元件)的制作。具体而言,将该溶液旋涂于经用纯水和IPA(异丙醇)清洗的带100×100mm的ITO电极的玻璃基板(纵:100mm、横:100mm、厚:0.7mm)的ITO面上,在热板上以100℃加热处理5分钟,用热循环型清洁烘箱以230℃加热处理30分钟,从而得到带膜厚100nm的垂直液晶取向膜的ITO基板。准备2块所得的带垂直液晶取向膜的ITO基板,向其中一个基板的垂直液晶取向膜面涂布6μm的间隔物。其后,向该基板的涂布有间隔物的垂直液晶取向膜面上利用ODF法滴加前述液晶组合物,接着,以朝向另一个基板的垂直液晶取向膜界面的方式进行贴合, 得到处理前的液晶表示元件。
针对上述处理前的液晶表示元件,使用照度为60mW的金属卤化物灯,截掉350nm以下的波长,进行以365nm换算为7J/cm2的紫外线照射,得到液晶表示元件。将对液晶表示元件照射紫外线时的照射装置内控制在25℃。
使用该液晶表示元件,进行液晶取向性的评价。液晶取向性通过用偏光显微镜(ECLIPSEE600WPOL、尼康株式会社制)观察该元件,确认液晶是否垂直取向。具体而言,将液晶垂直取向的样品视作该评价优异(表示为表7~表10的良好)。
“液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(塑料基板)”
将后述实施例或比较例的液晶取向处理剂用孔径为1μm的膜滤器进行加压过滤,进行液晶表示元件的制作。具体而言,利用棒涂机将该溶液涂布在经用纯水清洗的带150×150mm的ITO电极的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板(纵:150mm、横:150mm、厚:0.2mm)的ITO面上,在热板上以100℃加热处理5分钟,用热循环型清洁烘箱以180℃加热处理1分钟,从而得到带膜厚100nm的垂直液晶取向膜的ITO基板。准备2块所得的带垂直液晶取向膜的ITO基板,向其中一个基板的垂直液晶取向膜面涂布6μm的间隔物。其后,向该基板的涂布有间隔物的垂直液晶取向膜面上利用ODF法滴加前述液晶组合物,接着,以朝向另一个基板的垂直液晶取向膜界面的方式进行贴合,得到处理前的液晶表示元件。
针对所得处理前的液晶表示元件,使用照度为60mW的金属卤化物灯,截掉350nm以下的波长,进行以365nm换算为7J/cm2的紫外线照射,得到液晶表示元件。将对液晶单元照射紫外线时的照射装置内控制在25℃。
使用该液晶表示元件,进行液晶取向性的评价。液晶取向性通过用偏光显微镜(ECLIPSEE600WPOL、尼康株式会社制)观察该元件,确认液晶是否垂直取向。具体而言,将液晶垂直取向的样品视作评价优异(表示为表7~ 表10中的良好)。
“光学特性(透明性和散射特性)的评价(玻璃基板)”
通过测定液晶表示元件(玻璃基板)在未施加电压状态下的透射率来进行评价。具体而言,在测定装置为UV-3600(岛津制作所制)、25℃、对照为上述带ITO电极的玻璃基板、扫描波长为300~800nm的条件下测定透射率。评价用波长450nm的透射率来进行,透射率越高,则视作评价越优异(表7~表10示出透射率的值)。
施加电压时的散射特性通过对液晶表示元件以交流驱动施加40V并目视观察液晶的取向状态来进行评价。具体而言,该元件白浊、即能够得到散射特性时视作评价优异(表示为表7~表10中的良好)。
“光学特性(透明性和散射特性)的评价(塑料基板)”
通过使用液晶表示元件(塑料基板),测定其未施加电压状态的透射率来进行评价。具体而言,测定装置使用UV-3600(岛津制作所制),在25℃、对照为上述带ITO电极的PET基板、扫描波长为300~800nm的条件下测定透射率。评价用波长450nm的透射率来进行,透射率越高,则视作评价越优异。
施加电压时的散射特性通过对液晶表示元件以交流驱动施加40V并目视观察液晶的取向状态来进行评价。具体而言,该元件白浊、即能够得到散射特性时视作评价优异(表示为表7~表9中的良好)。
“液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(玻璃基板)”
将液晶表示元件在温度80℃、湿度90%的高温高湿槽内保管24小时,确认该元件内有无气泡和元件的剥离。此时,将该元件内未观察到气泡且元件未发生剥离(液晶层与垂直液晶取向膜发生了剥离的状态)视作该评价优异(表示为表7~表10中的良好)。
将该液晶表示元件的液晶层与垂直液晶取向膜的密合性结果示于表7~表10。
“液晶层与垂直液晶取向膜的密合性的评价(塑料基板)”
将液晶表示元件在温度80℃、湿度90%的高温高湿槽内保管24小时,确认该元件内有无气泡和元件的剥离。此时,将该元件内未观察到气泡且元件未发生剥离(液晶层与垂直液晶取向膜发生了剥离的状态)视作该评价优异(表示为表7~表9中的良好)。
<实施例1>
向利用合成例1得到的聚酰胺酸溶液(1)(6.00g)中添加NMP(9.60g)、BCS(9.40g)、M2(0.15g)和K1(0.08g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(1)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(1)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例2>
向利用合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(6.20g)中添加NMP(7.50g)和BCS(12.1g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(2)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(2)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、光学特性的评价(玻璃基板、塑料基板)和密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
<实施例3>
使用利用实施例2得到的液晶取向处理剂(2)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例4>
向利用合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(1.55g)中添加NMP(13.4g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(10.9g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(3)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(3)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例5>
使用实施例4得到的液晶取向处理剂(3)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例6>
向利用合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(1.50g)中添加NEP(14.1g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加PB(9.40g)、M2(0.45g)和K1(0.15g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(4)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(4)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、光学特性的评价(玻璃基板、塑料基板)和密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
<实施例7>
向利用合成例3得到的聚酰亚胺粉末(3)(1.52g)中添加NEP(11.9g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(11.9g)和M1(0.53g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(5)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(5)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件 的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例8>
向利用合成例4得到的聚酰亚胺粉末(4)(1.50g)中添加NEP(15.3g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(8.20g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(6)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(6)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例9>
向利用合成例4得到的聚酰亚胺粉末(4)(1.52g)中添加NEP(15.5g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加PB(8.30g)、M2(0.53g)和K1(0.15g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(7)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(7)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例10>
向利用合成例4得到的聚酰亚胺粉末(4)(1.55g)中添加γ-BL(13.4g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(10.9g)和M3(0.23g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(8)。该液晶取向处理剂中没有白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(8)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密 合性的评价(玻璃基板)。
<实施例11>
向利用合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(1.50g)中添加NMP(16.5g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(7.10g)和K1(0.23g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(9)。该液晶取向处理剂中没有白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(9)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、光学特性的评价(玻璃基板、塑料基板)和密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
<实施例12>
向利用合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(1.50g)中添加NEP(16.5g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(7.10g)和M3(0.08g),以25℃搅拌5小时,得到液晶取向处理剂(10)。该液晶取向处理剂中没有白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(10)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例13>
向利用合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(1.50g)中添加NEP(15.3g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(2.40g)、PB(5.90g)、M2(0.45g)和K1(0.08g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(11)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(11)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、光学特性的评价(玻璃基板、塑料基板)和密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
<实施例14>
向利用合成例5得到的聚酰亚胺粉末(5)(1.50g)中添加γ-BL(17.6g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(5.90g)和M1(0.60g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(12)。该液晶取向处理剂中没有白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(12)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例15>
向利用合成例6得到的聚酰亚胺粉末(6)(1.55g)中添加NEP(13.4g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加PB(10.9g)、M2(0.47g)和K1(0.08g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(13)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(13)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例16>
向利用合成例6得到的聚酰亚胺粉末(6)(1.53g)中添加NMP(14.4g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.60g)和K1(0.15g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(14)。该液晶取向处理剂中没有白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(14)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例17>
向利用合成例7得到的聚酰亚胺粉末(7)(1.55g)中添加NEP(15.8g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加PB(8.50g)、M2(0.39g)和K1(0.16g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(15)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(15)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、光学特性的评价(玻璃基板、塑料基板)和密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
<实施例18>
向利用合成例7得到的聚酰亚胺粉末(7)(1.50g)中添加NMP(16.5g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(7.10g)、M3(0.15g)和K1(0.08g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(16)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(16)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例19>
向利用合成例8得到的聚酰亚胺粉末(8)(1.55g)中添加γ-BL(14.6g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(9.70g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(17)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(17)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例20>
向利用合成例8得到的聚酰亚胺粉末(8)(1.51g)中添加NEP(13.0g), 以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(10.6g)、M2(0.45g)和K1(0.15g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(18)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(18)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例21>
向利用合成例12得到的聚硅氧烷溶液(1)(15.0g)中添加ECS(3.70g)和BCS(11.3g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(19)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(19)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板、塑料基板)、光学特性的评价(玻璃基板、塑料基板)、和密合性的评价(玻璃基板、塑料基板)。
<实施例22>
使用利用实施例20得到的液晶取向处理剂(19)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)、和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例23>
向利用合成例13得到的聚硅氧烷溶液(2)(16.0g)中添加ECS(10.0g)和BCS(6.00g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(20)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(20)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例24>
使用实施例23得到的液晶取向处理剂(20)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例25>
向利用合成例13的合成方法得到的聚硅氧烷溶液(2)(10.0g)中添加ECS(10.0g)、BCS(6.00g)和M2(0.24g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(21)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(21)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例26>
向利用合成例14得到的聚硅氧烷溶液(3)(15.5g)中添加ECS(9.70g)、PB(5.80g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(22)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(22)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<实施例27>
使用利用实施例26得到的液晶取向处理剂(22)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例1>
向利用合成例9得到的树脂固体成分浓度为25质量%的聚酰胺酸溶液(9)(6.50g)中添加NMP(7.90g)和BCS(12.7g),以25℃搅拌5小时,从 而得到液晶取向处理剂(23)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(23)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例2>
使用利用比较例1得到的液晶取向处理剂(23)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例3>
向利用合成例10得到的聚酰亚胺粉末(10)(1.70g)中添加NMP(14.6g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(12.0g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(24)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(24)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例4>
使用利用比较例3得到的液晶取向处理剂(24)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例5>
向利用合成例11得到的聚酰亚胺粉末(11)(1.65g)中添加NMP(14.2g),以70℃搅拌24小时使其溶解。向该溶液中添加BCS(11.6g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(25)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、 析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(25)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例7>
向利用合成例15得到的聚硅氧烷溶液(4)(16.0g)中添加ECS(4.00g)和BCS(12.0g),以25℃搅拌5小时,从而得到液晶取向处理剂(26)。该液晶取向处理剂未观察到白浊、析出等异常,确认为均匀的溶液。
使用液晶取向处理剂(26)和液晶组合物(1),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
<比较例8>
使用比较例7得到的液晶取向处理剂(26)和液晶组合物(2),进行上述液晶表示元件的制作/液晶取向性的评价(玻璃基板)、光学特性的评价(玻璃基板)和密合性的评价(玻璃基板)。
[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

*1:元件内观察到取向缺陷。
*2:液晶未垂直取向。
*3:液晶未垂直取向,故无法测定。
*4:元件内观察到气泡。
*5:元件的液晶层与垂直液晶取向膜之间发生剥离。
如上可知,与比较例相比,实施例的液晶表示元件中的液晶的垂直取向性高,光学特性良好、即未施加电压时的透明性与施加电压时的散射特性良好,进而液晶层与垂直液晶取向膜的密合性高。尤其是,即使在液晶组合物中的聚合性化合物的含量多的情况下,即实施例中使用液晶组合物(2)时,液晶的垂直取向性也高、光学特性也良好、即未施加电压时的透明性与施加电压时的散射特性良好。
具体而言,在聚合物中的侧链结构不同的实施例与比较例的对比、即实施例2与比较例1的对比、实施例4与比较例3的对比、以及实施例21与比较例7的对比中,与实施例相比,比较例的液晶表示元件因液晶的垂直取向性不足而观察到取向缺陷,未施加电压时的透射率也变低。进而,由于使用液晶组合物中的聚合性化合物的含量少的液晶组合物(1),因此比较例中的液晶层与垂直液晶取向膜的密合性低,通过在高温高湿槽内保管而在液晶表示元件内观察到气泡。
另外,使用液晶组合物中的聚合性化合物的含量多的液晶组合物(2),仅聚合物中的侧链结构存在特定侧链结构和现有型侧链结构的差异的实施例与比较例的对比,即实施例3与比较例2的对比、实施例5与比较例4的对比、以及实施例22与比较例8的对比中,比较例的液晶表示元件呈现液晶层与垂直液晶取向膜的密合性优异但液晶未垂直取向的结果。
另外,聚合物中的侧链结构使用现有型侧链结构且增加其含量时,即比较例5、6的液晶表示元件中,液晶的垂直取向性和施加电压时的透射率的特性优异,但通过在高温高湿槽内保管,液晶层与垂直液晶取向膜的密合性差,因此液晶表示元件发生剥离。
产业上的可利用性
本发明的液晶表示元件对于以表示为目的的液晶显示器、进而用于控制光的透射和遮断的住宅、大厦、车辆用等的调光窗、光闸元件等而言是有用的。
需要说明的是,将2013年3月1日申请的日本专利申请2013-040398号的说明书、权利要求书和摘要的全部内容援引至此,作为本发明说明书的公开内容。

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液晶 表示 元件 取向 处理
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