本發(fā)明涉及未施加電壓時(shí)呈現(xiàn)透明狀態(tài)且施加電壓時(shí)呈現(xiàn)散射狀態(tài)的透射散射型液晶表示元件。
背景技術(shù):
作為使用了液晶材料的液晶表示元件,tn模式已被實(shí)用化。該模式利用液晶的旋光特性來(lái)進(jìn)行光的切換,用作液晶表示元件時(shí)需要使用偏振片。然而,由于使用偏振片而導(dǎo)致光的利用效率變低。
作為光的利用效率高且不使用偏振片的液晶表示元件,有在液晶的透射狀態(tài)(也稱(chēng)為透明狀態(tài))與散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換的液晶表示元件,一般來(lái)說(shuō),已知有使用高分子分散型液晶(pdlc(polymerdispersedliquidcrystal))、高分子網(wǎng)絡(luò)型液晶(pnlc(polymernetworkliquidcrystal)的液晶表示元件。
使用了它們的液晶表示元件是在具備電極的一對(duì)基板之間配置包含通過(guò)紫外線而聚合的聚合性化合物的液晶組合物并通過(guò)照射紫外線來(lái)進(jìn)行前述液晶組合物的固化,從而形成有液晶層、即液晶與聚合性化合物的固化物復(fù)合體(例如為聚合物網(wǎng)絡(luò))的液晶表示元件。該液晶表示元件通過(guò)施加電壓來(lái)控制液晶的透射狀態(tài)和散射狀態(tài)。
以往的使用了pdlc、pnlc的液晶表示元件是液晶分子在未施加電壓時(shí)朝向隨機(jī)的方向而呈現(xiàn)白濁(散射)狀態(tài)、液晶在施加電壓時(shí)沿著電場(chǎng)方向排列來(lái)透射光從而呈現(xiàn)透射狀態(tài)的液晶表示元件(標(biāo)準(zhǔn)(normal)型元件)。但是,標(biāo)準(zhǔn)型元件為了獲得透射狀態(tài)而需要一直施加電壓,因此在以透明狀態(tài)使用的情況較多的用途中、例如作為窗玻璃等使用時(shí),耗電量變大。
另一方面,報(bào)告有使用了在未施加電壓時(shí)呈現(xiàn)透射狀態(tài)且在施加電壓時(shí)呈現(xiàn)散射狀態(tài)的pdlc的液晶表示元件(逆向型元件)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特許2885116號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特許4132424號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問(wèn)題
對(duì)于pdlc、pnlc而言,在形成固化物復(fù)合體的紫外線照射工序中,可以使用以金屬鹵化物燈、高壓汞燈作為光源的紫外線照射裝置。但是,這些光源存在如下問(wèn)題:難以控制紫外線的強(qiáng)度、波長(zhǎng)和溫度,無(wú)法控制均勻的固化物復(fù)合體即目標(biāo)聚合物網(wǎng)絡(luò)的尺寸和形狀,無(wú)法獲得良好的光學(xué)特性(也稱(chēng)為透射散射特性)等。因此,紫外線的照射工序中需要控制光源的強(qiáng)度、波長(zhǎng)和溫度。
液晶組合物中的聚合性化合物具有形成聚合物網(wǎng)絡(luò)而得到目標(biāo)光學(xué)特性的作用、作為提高液晶層與液晶取向膜(也稱(chēng)為垂直液晶取向膜)的密合性的固化劑的作用。為了提高其與液晶取向膜的密合性,需要使聚合物網(wǎng)絡(luò)更致密,但使聚合物網(wǎng)絡(luò)變得致密時(shí),存在阻礙液晶的垂直取向性、使逆向型元件的光學(xué)特性、即未施加電壓時(shí)的透明性和施加電壓時(shí)的散射特性變差的問(wèn)題。因此,關(guān)于逆向型元件中使用的液晶組合物,形成液晶層時(shí)的液晶垂直取向性需要變高。
并且,逆向型元件中使用的液晶取向膜為了使液晶垂直取向而為疏水性高的膜,因此存在液晶層與液晶取向膜的密合性變低的問(wèn)題。因此,逆向型元件中使用的液晶組合物必須大量包含具有固化劑作用的聚合性化合物。但是,含有大量聚合性化合物時(shí),存在液晶的垂直取向性受到阻礙、未施加電壓時(shí)的透明性和施加電壓時(shí)的散射特性大幅降低的問(wèn)題。因此,逆向型元件中使用的液晶取向膜的液晶垂直取向性必須高。
進(jìn)而,使用塑料基板、膜制作逆向型元件,并將其粘貼于汽車(chē)、建筑物的窗玻璃來(lái)使用時(shí),逆向型元件有時(shí)長(zhǎng)期在高溫高濕的環(huán)境下、暴露于光照射的環(huán)境下使用。因此,在這種嚴(yán)酷的環(huán)境中,也需要使液晶的垂直取向性不會(huì)降低且液晶層與液晶取向膜的密合性高。
因而,本發(fā)明的目的在于,提供液晶的垂直取向性高、光學(xué)特性良好、即未施加電壓時(shí)的透明性和施加電壓時(shí)的散射特性良好、進(jìn)而液晶層與液晶取向膜的密合性高、即使在長(zhǎng)期暴露于高溫高濕、光照射的環(huán)境中也能夠維持這些特性的液晶表示元件。
用于解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的而進(jìn)行了深入研究,結(jié)果完成了具有下述主旨的本發(fā)明。
(1)一種液晶表示元件,其特征在于,在具備電極的一對(duì)基板之間具有液晶層,且至少一個(gè)基板具備用于使液晶垂直取向的液晶取向膜,所述液晶層是通過(guò)在一對(duì)基板之間配置包含液晶和聚合性化合物的液晶組合物,并利用紫外線照射裝置照射紫外線使其固化而成的,前述紫外線照射裝置是能夠控制所照射的紫外線的照射光強(qiáng)度、波長(zhǎng)和前述一對(duì)基板的表面溫度的紫外線照射裝置,前述液晶組合物含有下述式[1]所示的化合物,前述液晶取向膜是由包含如下聚合物的液晶取向處理劑得到的液晶取向膜,所述聚合物具有下述式[2-1]或式[2-2]所示的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)。
(x1表示選自由下述式[1-a]~式[1-g]組成的組中的至少1種。x2表示選自由單鍵、-o-、-nh-、-n(ch3)-、-ch2o-、-conh-、-nhco-、-con(ch3)-、-n(ch3)co-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種鍵合基團(tuán)。x3表示單鍵或-(ch2)a-(a為1~15的整數(shù))。x4表示選自由單鍵、-o-、-och2-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種鍵合基團(tuán)。x5表示苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)、或者具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。x6表示選自由單鍵、-o-、-och2-、-ch2o-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種鍵合基團(tuán)。x7表示苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)。前述x5和x7的環(huán)狀基團(tuán)上的任意氫原子任選被碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧基、碳數(shù)1~3的含氟烷基、碳數(shù)1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。p表示0~4的整數(shù)。p表示0~4的整數(shù)。x8表示選自由碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)2~22的烯基、碳數(shù)1~18的含氟烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基和碳數(shù)1~18的含氟烷氧基組成的組中的至少1種。)
(xa表示氫原子或苯環(huán)。xb表示選自由苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)組成的組中的至少1種環(huán)狀基團(tuán)。xc表示選自由碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)1~18的含氟烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基和碳數(shù)1~18的含氟烷氧基組成的組中的至少1種。)
(y1表示選自由單鍵、-(ch2)a-(a為1~15的整數(shù))、-o-、-ch2o-、-conh-、-nhco-、-con(ch3)-、-n(ch3)co-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種鍵合基團(tuán)。y2表示單鍵或-(ch2)b-(b為1~15的整數(shù))。y3表示選自由單鍵、-(ch2)c-(c為1~15的整數(shù))、-o-、-ch2o-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種。y4表示選自由苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)組成的組中的至少1種2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、或者具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。y5表示選自由苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)組成的組中的至少1種環(huán)狀基團(tuán)。前述y4、y5的環(huán)狀基團(tuán)上的任意氫原子任選被碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧基、碳數(shù)1~3的含氟烷基、碳數(shù)1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。n表示0~4的整數(shù)。y6表示選自由碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)2~18的烯基、碳數(shù)1~18的含氟烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基和碳數(shù)1~18的含氟烷氧基組成的組中的至少1種。)
-y7-y8[2-2]
(y7表示選自由單鍵、-o-、-ch2o-、-conh-、-nhco-、-con(ch3)-、-n(ch3)co-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種鍵合基團(tuán)。y8表示碳數(shù)8~22的烷基或碳數(shù)6~18的含氟烷基。)
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,提供光學(xué)特性良好、即未施加電壓時(shí)的透明性和施加電壓時(shí)的散射特性良好、且液晶層與液晶取向膜的密合性高、進(jìn)而即使在長(zhǎng)期暴露于高溫高濕、光照射的環(huán)境下也能夠維持這些特性的逆向型液晶表示元件。通過(guò)本發(fā)明為何能夠獲得具有上述優(yōu)異特性的液晶表示元件的機(jī)理尚不明確,大致推測(cè)如下。
本發(fā)明的液晶表示元件中的前述紫外線照射裝置能夠控制所照射的紫外線的照射光強(qiáng)度、波長(zhǎng)和前述一對(duì)基板的表面溫度。因此,使用特定紫外線照射裝置時(shí),會(huì)形成均勻的固化物復(fù)合體、即被控制成目標(biāo)聚合物網(wǎng)絡(luò)(固化性樹(shù)脂)的大小或形狀的液晶層,能夠得到表現(xiàn)出良好光學(xué)特性的液晶表示元件。
本發(fā)明的液晶表示元件中的液晶組合物所含有的式[1]所示的特定化合物具有苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)之類(lèi)的剛直結(jié)構(gòu)的部位以及式[1]中的x1所示的通過(guò)紫外線而發(fā)生聚合反應(yīng)的部位。因此,使液晶組合物中含有特定化合物時(shí),特定化合物的剛直結(jié)構(gòu)的部位提高液晶的垂直取向性,進(jìn)而,會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)的部位與聚合性化合物發(fā)生反應(yīng),從而能夠提高液晶垂直取向性的穩(wěn)定性。由此可以認(rèn)為:即使在為了提高與液晶取向膜的密合性而使聚合物網(wǎng)絡(luò)變得致密的情況下,也不會(huì)阻礙液晶的垂直取向性,能夠得到表現(xiàn)出良好光學(xué)特性的逆向型元件。
此外,本發(fā)明中使用的液晶組合物優(yōu)選包含多官能硫醇化合物、以及氨基甲酸酯丙烯酸酯或氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯。這些化合物通過(guò)紫外線的照射而形成聚合物網(wǎng)絡(luò),并且還與液晶取向膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此,能夠提高液晶表示元件中的液晶層與液晶取向膜的密合性。
本發(fā)明的液晶表示元件的液晶取向膜能夠由包含具有前述式[2-1]或式[2-2]所示側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的聚合物的液晶取向處理劑得到,式[2-1]所示的特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)顯示出剛直的結(jié)構(gòu),因此,使用了具有該側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的液晶取向膜的液晶表示元件能夠獲得高且穩(wěn)定的液晶垂直取向性。因此可以認(rèn)為:尤其是使用了式[2-1]所示的特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的情況下,能夠得到表現(xiàn)出良好光學(xué)特性的逆向型元件。
此外,本發(fā)明的液晶表示元件中的液晶取向膜優(yōu)選使用含有特定聚合物的液晶取向處理劑,所述特定聚合物在具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的同時(shí),還具有前述式[3]所示的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)為特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(2))??梢哉J(rèn)為:該特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(2)在制作液晶表示元件時(shí)的工序、即紫外線照射工序中與液晶組合物中的聚合性化合物的反應(yīng)基團(tuán)發(fā)生光反應(yīng),液晶層與液晶取向膜的密合性變得更牢固。尤其是,特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(2)處于成為基體的聚合物中,因此,與液晶取向處理劑中包含具有這種會(huì)發(fā)生光反應(yīng)的基團(tuán)的化合物的情況相比,其效果變大。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明中的特定紫外線照射裝置-1的結(jié)構(gòu)概念圖。
圖2是本發(fā)明中的特定紫外線照射裝置-2的結(jié)構(gòu)概念圖。
具體實(shí)施方式
<液晶表示元件>
本發(fā)明的液晶表示元件是在具備電極的一對(duì)基板之間具有液晶層、且至少一個(gè)基板具備用于使液晶垂直取向的液晶取向膜的液晶表示元件,所述液晶層是通過(guò)在一對(duì)基板之間配置包含液晶和聚合性化合物的液晶組合物,并利用紫外線照射裝置照射紫外線使其固化而成的,所述液晶表示元件可適合地用作在未施加電壓時(shí)呈現(xiàn)透射狀態(tài)、在施加電壓時(shí)呈現(xiàn)散射狀態(tài)的逆向型元件。
本發(fā)明的液晶組合物含有液晶和通過(guò)紫外線進(jìn)行聚合的聚合性化合物,該聚合性化合物承擔(dān)形成聚合物網(wǎng)絡(luò)(固化性樹(shù)脂)的作用。此外,前述液晶層是液晶與聚合性化合物的固化物復(fù)合體,此處的固化物復(fù)合體如上所述,是指例如由聚合性化合物形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)中存在有液晶那樣的狀態(tài)。
<特定化合物>
本發(fā)明的液晶組合物是含有液晶、聚合性化合物和式[1]所示特定化合物的液晶組合物。
式[1]中,x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8和p如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),x1優(yōu)選為前述式[1-a]、式[1-b]、式[1-c]或式[1-e]所示的結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選為式[1-a]、式[1-b]或式[1-c]所示的結(jié)構(gòu)。從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),x2優(yōu)選為單鍵、-o-、-ch2o-、-conh-、-coo-或-oco-。更優(yōu)選為單鍵、-o-、-coo-或-oco-。x3優(yōu)選為單鍵或-(ch2)a-(a為1~10的整數(shù))。更優(yōu)選為-(ch2)a-(a為1~10的整數(shù))。
從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),x4優(yōu)選為單鍵、-o-或-coo-。更優(yōu)選為-o-。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),x5優(yōu)選為苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)、或者具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。更優(yōu)選為苯環(huán)或者具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。從合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),x6優(yōu)選為單鍵、-o-、-coo-或-oco-。更優(yōu)選為單鍵、-coo-或-oco-。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),x7優(yōu)選為苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),x8優(yōu)選為碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)2~18的烯基或碳數(shù)1~18的烷氧基。更優(yōu)選為碳數(shù)1~12的烷基或碳數(shù)2~12的烯基。從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),p優(yōu)選為0~2的整數(shù)。
式[1]中的x1~x8與p的優(yōu)選組合如下述表1~表9所示。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
其中,從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為(1-1a)~(1-12a)、(1-13a)、(1-14a)、(1-17a)、(1-18a)、(1-21a)、(1-22a)、(1-25a)~(1-38a)、(1-41a)、(1-42a)、(1-45a)、(1-46a)、(1-49a)~(1-96a)或(1-121a)~(1-130a)的組合。
更優(yōu)選為(1-1a)~(1-4a)、(1-9a)~(1-12a)、(1-25a)~(1-28a)、(1-33a)~(1-36a)、(1-49a)~(1-52a)、(1-61a)~(1-64a)、(1-85a)~(1-88a)、(1-121a)、(1-122a)、(1-125a)或(1-126a)的組合。
特別優(yōu)選為(1-3a)、(1-4a)、(1-9a)、(1-10a)、(1-27a)、(1-28a)、(1-33a)、(1-34a)、(1-49a)~(1-52a)、(1-61a)~(1-64a)、(1-85a)~(1-88a)、(1-121a)、(1-122a)、(1-125a)或(1-126a)的組合。
作為更具體的優(yōu)選特定化合物,可列舉出下述式[1a-1]~式[1a-6]所示的化合物。
式[1a-1]~式[1a-6]中,xa~xk、和p1~p9如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),xa、xb、xd、xf、xh和xk各自獨(dú)立地優(yōu)選為碳數(shù)1~12的烷基或碳數(shù)1~12的烷氧基。更優(yōu)選為碳數(shù)1~8的烷基或碳數(shù)1~8的烷氧基。從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),xc和xi各自獨(dú)立地優(yōu)選為-o-或-coo-。從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),xe、xg和xj各自獨(dú)立地優(yōu)選為-coo-或-oco-。p1、p3、p5、p7、p8和p9各自獨(dú)立地優(yōu)選為1~10的整數(shù)。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為1~8的整數(shù)。p2、p4和p6各自獨(dú)立地優(yōu)選為1或2的整數(shù)。
從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),液晶組合物中的特定化合物的使用(含有)比例相對(duì)于除了特定化合物之外的液晶組合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量份。更優(yōu)選為0.5~15質(zhì)量份,特別優(yōu)選為1~10質(zhì)量份。
此外,這些特定化合物可根據(jù)液晶表示元件的光學(xué)特性、液晶層與液晶取向膜的密合性特性而使用1種或混合使用2種以上。
液晶組合物中的液晶可以使用向列液晶、近晶液晶或膽甾相液晶。其中,優(yōu)選具有負(fù)的介電各向異性。此外,從液晶表示元件的低電壓驅(qū)動(dòng)和散射特性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為介電常數(shù)的各向異性大、折射率的各向異性大的液晶。具體而言,介電常數(shù)的各向異性(△ε:也稱(chēng)為介電常數(shù)各向異性)優(yōu)選為-1~-10、更優(yōu)選為-3~-6。此外,折射率的各向異性(△n:也稱(chēng)為折射率各向異性)優(yōu)選為0.150~0.350、更優(yōu)選為0.150~0.250。此外,液晶的相變溫度優(yōu)選為40~120℃、更優(yōu)選為80~100℃。此外,液晶可根據(jù)前述相變溫度、介電常數(shù)各向異性和折射率各向異性的各物性值而混合使用2種以上的液晶。
為了以tft(薄膜晶體管,thinfilmtransistor)等能動(dòng)元件來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶表示元件,要求液晶的電阻高、電壓保持率(也稱(chēng)為vhr)高。因此,液晶優(yōu)選使用電阻高、且vhr不因紫外線等活性能量射線而降低的氟系、氯系液晶。
進(jìn)而,關(guān)于液晶表示元件,也可以使雙色性染料溶解在液晶組合物中而制成賓主型元件。此時(shí),能夠得到未施加電壓時(shí)為透明且施加電壓時(shí)出現(xiàn)吸收(散射)的元件。另外,該液晶表示元件中,液晶的指向矢的方向(取向方向)因是否施加電壓而出現(xiàn)90度變化。因此,與通過(guò)隨機(jī)取向和垂直取向進(jìn)行切換的現(xiàn)有賓主型元件相比,該液晶表示元件通過(guò)利用雙色性染料的吸光特性差異而能夠獲得高對(duì)比度。另外,溶解有雙色性染料的賓主型元件中,液晶沿著水平方向取向時(shí)變得有色,僅在散射狀態(tài)下變得不透明。因此,也能夠得到隨著電壓的施加而從未施加電壓時(shí)的無(wú)色透明切換成有色不透明、有色透明狀態(tài)的元件。
作為液晶組合物中的聚合性化合物,只要可通過(guò)紫外線發(fā)生聚合反應(yīng)而形成液晶組合物的固化物復(fù)合體(例如聚合物網(wǎng)絡(luò)那樣的物質(zhì))、即液晶層即可。此時(shí),可以使液晶組合物中含有聚合性化合物的單體,或者,也可以使液晶組合物中含有預(yù)先使該單體發(fā)生聚合反應(yīng)得到的聚合物。其中,即使在制成聚合物的情況下,也需要具有通過(guò)紫外線而發(fā)生聚合反應(yīng)的部位。從液晶組合物的處理、即液晶組合物的高粘度化的抑制、在液晶中的溶解性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為使液晶組合物中含有單體并通過(guò)制作液晶表示元件時(shí)的紫外線照射使其發(fā)生聚合反應(yīng)從而形成固化物的方法。
聚合性化合物優(yōu)選會(huì)溶解于液晶。其中,將聚合性化合物溶解于液晶時(shí),需要存在使液晶組合物的一部分或整體顯示液晶相的溫度。即使在液晶組合物的一部分顯示液晶相的情況下,用肉眼確認(rèn)液晶表示元件,元件內(nèi)整體也能夠獲得大致均勻的透明性和散射特性,故而優(yōu)選。
聚合性化合物只要是通過(guò)紫外線而發(fā)生聚合反應(yīng)的化合物即可,此時(shí),以何種反應(yīng)形式推進(jìn)聚合來(lái)形成液晶組合物的固化物均可。作為具體的反應(yīng)形式,可列舉出自由基聚合、陽(yáng)離子聚合、陰離子聚合或加聚反應(yīng)。
其中,聚合性化合物的反應(yīng)形式優(yōu)選為自由基聚合。此時(shí),作為聚合性化合物,可以使用下述自由基型的聚合性化合物(單體)及其低聚物。此外,如上所述,也可以使用使這些單體發(fā)生聚合反應(yīng)得到的聚合物。
作為單官能聚合性化合物,可列舉出例如丙烯酸、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、丙烯酸芐酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸n,n-二乙氨基乙酯、丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯、丙烯酸二環(huán)戊酯、丙烯酸二環(huán)戊烯酯、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、嗎啉丙烯酸酯(morpholineacrylate)、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、或者它們的甲基丙烯酸酯。
其中,優(yōu)選為丙烯酸、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二環(huán)戊酯、丙烯酸二環(huán)戊烯酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異冰片酯、嗎啉丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、或者它們的甲基丙烯酸酯。更優(yōu)選為丙烯酸、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異冰片酯、嗎啉丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、或者它們的甲基丙烯酸酯。
作為二官能聚合性化合物,可列舉出例如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、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、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、4,4’-聯(lián)苯二丙烯酸酯、己烯雌酚二丙烯酸酯(diethylstilbestroldiacrylate)、1,4-雙丙烯酰氧基苯、4,4’-雙丙烯酰氧基二苯基醚、4,4’-雙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]-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、α,α’-雙[4-丙烯酰氧基苯基]-1,4-二異丙基苯、1,4-雙丙烯酰氧基四氟苯、4,4’-雙丙烯酰氧基八氟聯(lián)苯、二丙烯酸二環(huán)戊酯、甘油二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、或者它們的二甲基丙烯酸酯。
其中,優(yōu)選為二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、或者它們的二甲基丙烯酸酯。
作為多官能聚合性化合物,可列舉出例如三羥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、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯、三羥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、雙三羥甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五甲基丙烯酸酯或三芳基異氰酸酯。
其中,優(yōu)選為三羥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、三羥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或三芳基異氰酸酯。
本發(fā)明中,從液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),聚合性化合物優(yōu)選使用下述的多官能硫醇化合物。
可列舉出例如1,11-十一烷二硫醇、4-乙基苯-1,3-二硫醇、1,2-乙二硫醇、1,8-辛二硫醇、1,18-十八烷二硫醇、2,5-二氯苯-1,3-二硫醇、1,3-(4-氯苯基)丙烷-2,2-二硫醇、1,1-環(huán)己二硫醇、1,2-環(huán)己二硫醇、1,4-環(huán)己二硫醇、1,1-環(huán)庚二硫醇、1,1-環(huán)戊二硫醇、4,8-二硫十一烷-1,11-二硫醇、二硫代季戊四醇、二硫代蘇糖醇、1,3-二苯基丙烷-2,2-二硫醇、1,3-二羥基-2-丙基-2’,3’-二巰基丙醚、2,3-二羥基丙基-2’,3’-二巰基丙醚、2,6-二甲基辛烷-2,6-二硫醇、2,6-二甲基辛烷-3,7-二硫醇、2,4-二甲基苯-1,3-二硫醇、4,5-二甲基苯-1,3-二硫醇、3,3-二甲基丁烷-2,2-二硫醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇、1,3-二(4-甲氧基苯基)丙烷-2,2-二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇、10,11-二巰基十一烷酸、6,8-二巰基辛烷酸、2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑、2,2’-二巰基-聯(lián)苯、4,4’-二巰基聯(lián)苯、4,4’-二巰基聯(lián)芐、3,4-二巰基丁醇、3,4-二巰基乙酸丁酯、2,3-二巰基-1-丙醇、1,2-二巰基-1,3-丁二醇、2,3-二巰基丙酸、1,2-二巰基丙基甲醚、2.3-二巰基丙基-2’,3’-二甲氧基丙醚、3,4-噻吩二硫醇、1,10-癸烷二硫醇、1,12-十二烷二硫醇、3,5,5-三甲基己烷-1,1-二硫醇、2,5-甲苯二硫醇、3,4-甲苯二硫醇、1,4-萘二硫醇、1,5-萘二硫醇、2,6-萘二硫醇、1,9-壬二硫醇、降冰片烯-2,3-二硫醇、雙(2-巰基異丙基)醚、雙(11-巰基十一烷基)硫醚、雙(2-巰基乙基)醚、雙(2-巰基乙基)硫醚、雙(18-巰基十八烷基)硫醚、雙(8-巰基辛基)硫醚、雙(12-巰基癸基)硫醚、雙(9-巰基壬基)硫醚、雙(4-巰基丁基)硫醚、雙(3-巰基丙基)醚、雙(3-巰基丙基)硫醚、雙(6-巰基己基)硫醚、雙(7-巰基庚基)硫醚、雙(5-巰基戊基)硫醚、2,2’-雙(巰基甲基)乙酸、1,1-雙(巰基甲基)環(huán)己烷、苯基甲烷-1,1-二硫醇、1,2-丁二硫醇、1,4-丁二硫醇、2,3-丁二硫醇、2,2-丁二硫醇、1,2-丙二硫醇、1,3-丙二硫醇、2,2-丙二硫醇、1,2-己二硫醇、1,6-己二硫醇、2,5-己二硫醇、1,7-庚二硫醇、2,6-庚二硫醇、1,5-戊二硫醇、2,4-戊二硫醇、3,3-戊二硫醇、7,8-十七烷二硫醇、1,2-苯二硫醇、1,3-苯二硫醇、1,4-苯二硫醇、2-甲基環(huán)己烷-1,1-二硫醇、2-甲基丁烷-2,3-二硫醇、乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)、1,2,3-丙三硫醇、1,2,4-丁三硫醇、季戊四醇三(3-巰基丙酸酯)、1,3,5-苯三硫醇、2,4,6-均三甲基苯三硫醇、新戊烷四硫醇、2,4,6-甲苯三硫醇、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、三-[(3-巰基丙酰氧基)乙基]異氰脲酸酯、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、四乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷三(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巰基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h.3h.5h)-三酮、新戊烷四硫醇、2,2’-雙(巰基甲基)-1,3-丙二硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、1,4-二噻烷-2,5-二(甲硫醇)等。
其中,優(yōu)選為三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、三-[(3-巰基丙酰氧基)乙基]異氰脲酸酯、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、四乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷三(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巰基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h.3h.5h)-三酮、新戊烷四硫醇、2,2’-雙(巰基甲基)-1,3-丙二硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)或1,4-二噻烷-2,5-二(甲硫醇)。
從液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷三(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁酰氧基)丁烷或1,4-二噻烷-2,5-二(甲硫醇)。
多官能硫醇化合物的使用(含有)比例相對(duì)于液晶組合物中的液晶100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~100質(zhì)量份、更優(yōu)選為1~50質(zhì)量份、特別優(yōu)選為5~40質(zhì)量份。
進(jìn)而,從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),聚合性化合物優(yōu)選包含由二異氰酸酯成分與含羥基的丙烯酸酯化合物(或甲基丙烯酸酯)的反應(yīng)得到的氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物(或氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯)。它們可以是單體,也可以是低聚物,還可以是經(jīng)聚合物化而得到的聚合物。二異氰酸酯成分特別優(yōu)選為脂肪族的結(jié)構(gòu)。
作為二異氰酸酯成分,具體而言,可列舉出亞乙基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、八亞甲基二異氰酸酯、九亞甲基二異氰酸酯、2,2’-二甲基戊烷二異氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二異氰酸酯、十亞甲基二異氰酸酯、丁烯二異氰酸酯、1,3-丁二烯-1,4-二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,6,11-十一烷三異氰酸酯、1,3,6-六亞甲基三異氰酸酯、1,8-二異氰酸酯-4-異氰酸根合甲基辛烷、2,5,7-三甲基-1,8-二異氰酸酯-5-異氰酸根合甲基辛烷、雙(異氰酸根合乙基)碳酸酯、雙(異氰酸根合乙基)醚、1,4-丁二醇二丙醚-ω,ω’-二異氰酸酯、賴(lài)氨酸二異氰酸酯甲酯、賴(lài)氨酸三異氰酸酯、2-異氰酸根合乙基-,2,6-二異氰酸根合己酸酯、2-異氰酸根合丙基-2,6-二異氰酸根合己酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、雙(異氰酸根合乙基)苯、雙(異氰酸根合丙基)苯、a,a,a’,a’-四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、雙(異氰酸根合丁基)苯、雙(異氰酸根合甲基)萘、雙(異氰酸根合甲基)二苯醚、雙(異氰酸根合乙基)苯二甲酸酯、均三甲基苯三異氰酸酯或2,6-二(異氰酸根合甲基)呋喃、異佛爾酮二異氰酸酯、雙(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、環(huán)己烷二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、二環(huán)己基二甲基甲烷二異氰酸酯、2,2’-二甲基二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、雙(4-異氰酸根合正丁叉基)季戊四醇、二聚酸二異氰酸酯、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-5-異氰酸根合甲基雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-6-異氰酸根合甲基雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-5-異氰酸根合甲基雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-6-異氰酸根合甲基-雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-5-(2-異氰酸根合甲基)雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-3-(3-異氰酸根合丙基)-6-(2-異氰酸根合乙基)雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-5-(2-異氰酸根合乙基)雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸根合甲基-2-(3-異氰酸根合丙基)-6-(2-異氰酸根合乙基)雙環(huán)-(2,2,1)-庚烷等脂環(huán)式化合物。
此外,作為含羥基的丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯),可列舉出丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、苯基縮水甘油醚丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯、或者它們的甲基丙烯酸酯。
作為氨基甲酸酯丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯),從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為苯基縮水甘油醚丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯氨基甲酸酯預(yù)聚物、季戊四醇三丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯氨基甲酸酯預(yù)聚物或二季戊四醇五丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯、或者它們的甲基丙烯酸酯。
氨基甲酸酯丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)的使用(含有)比例相對(duì)于液晶組合物中的液晶100質(zhì)量份優(yōu)選為1~200質(zhì)量份、更優(yōu)選為5~150質(zhì)量份、特別優(yōu)選為5~100質(zhì)量份。
本發(fā)明中的聚合性化合物優(yōu)選使用前述多官能硫醇化合物和氨基甲酸酯丙烯酸酯(或氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯)兩者。
進(jìn)而,聚合性化合物優(yōu)選在使用前述多官能硫醇化合物和氨基甲酸酯丙烯酸酯(或氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯)的同時(shí),組合使用上述單官能聚合性化合物、二官能聚合性化合物、多官能聚合性化合物等。
更優(yōu)選使用多官能硫醇化合物、氨基甲酸酯丙烯酸酯(或氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯)、單官能丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、單官能甲基丙烯酸酯和/或多官能丙烯酸酯。更優(yōu)選使用多官能硫醇化合物、氨基甲酸酯丙烯酸酯(或氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯)、單官能丙烯酸酯、單官能甲基丙烯酸酯和/或多官能甲基丙烯酸酯。
單官能丙烯酸酯的使用(含有)比例相對(duì)于液晶組合物中的液晶100質(zhì)量份優(yōu)選為10~300質(zhì)量份、更優(yōu)選為20~250質(zhì)量份、特別優(yōu)選為25~200質(zhì)量份。
單官能甲基丙烯酸酯的使用(含有)比例相對(duì)于液晶組合物中的液晶100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~100質(zhì)量份、更優(yōu)選為1~50質(zhì)量份、特別優(yōu)選為1~25質(zhì)量份。
多官能甲基丙烯酸酯的使用(含有)比例相對(duì)于液晶組合物中的液晶100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~200質(zhì)量份、更優(yōu)選為1~150質(zhì)量份、特別優(yōu)選為10~100質(zhì)量份。
本發(fā)明中,為了加快聚合性化合物的自由基聚合而促進(jìn)固化性樹(shù)脂的形成,優(yōu)選使液晶組合物中含有通過(guò)紫外線而產(chǎn)生自由基的自由基引發(fā)劑(也稱(chēng)為聚合引發(fā)劑)。
具體而言,可列舉出例如過(guò)氧化異丁酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲?;趸?己烷、1,4-雙[α-(叔丁基二氧基)異丙氧基]苯、過(guò)氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基二氧基)己烯過(guò)氧化氫、α-(異丙基苯基)異丙基過(guò)氧化氫、2,5-二甲基己烷、叔丁基過(guò)氧化氫、1,1-雙(叔丁基二氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、丁基-4,4-雙(叔丁基二氧基)戊酸酯、過(guò)氧化環(huán)己酮、2,2’,5,5’-四(叔丁基過(guò)氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔丁基過(guò)氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔戊基過(guò)氧化羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(叔己基過(guò)氧化羰基)二苯甲酮、3,3’-雙(叔丁基過(guò)氧化羰基)-4,4’-二羧基二苯甲酮、叔丁基過(guò)氧化苯甲酸、二過(guò)氧化間苯二甲酸二叔丁酯、1-甲基-1-苯基乙基過(guò)氧化物、枯烯過(guò)氧化氫等有機(jī)過(guò)氧化物;9,10-蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌等醌類(lèi);苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、α-甲基苯偶姻、α-苯基苯偶姻等苯偶姻衍生物等。
自由基引發(fā)劑的使用比例相對(duì)于液晶整體100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~50質(zhì)量份、更優(yōu)選為0.1~35質(zhì)量份、特別優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量份。
此外,這些自由基引發(fā)劑可根據(jù)液晶表示元件的光學(xué)特性、液晶層與液晶取向膜的密合性特性而使用1種或者混合使用2種以上。
另外,本發(fā)明中,從液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),液晶組合物中優(yōu)選含有有機(jī)磷酸化合物。
具體而言,可列舉出例如磷酸三苯酯、磷酸三壬酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、二苯基單(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸二乙酯、磷酸二苯酯、四苯基二丙二醇二磷酸酯、雙癸基季戊四醇二磷酸酯、磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲?;?氧化膦等。其中,優(yōu)選為磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯酯、四苯基二丙二醇二磷酸酯或二苯基(2,4,6-三甲基苯甲?;?氧化膦。從能夠進(jìn)一步提高上述效果的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為四苯基二丙二醇二磷酸酯或二苯基(2,4,6-三甲基苯甲?;?氧化膦。
有機(jī)磷酸化合物的使用(含有)比例相對(duì)于液晶整體100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~50質(zhì)量份、更優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量份、特別優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量份。
<特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)>
本發(fā)明中的特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)用下述式[2-1]或式[2-2]表示。
式[2-1]中,y1、y2、y3、y4、y5、y6和n如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),y1優(yōu)選為單鍵、-(ch2)a-(a為1~15的整數(shù))、-o-、-ch2o-或-coo-。更優(yōu)選為單鍵、-(ch2)a-(a為1~10的整數(shù))、-o-、-ch2o-或-coo-。y2優(yōu)選為單鍵或-(ch2)b-(b為1~10的整數(shù))。從合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),y3優(yōu)選為單鍵、-(ch2)c-(c為1~15的整數(shù))、-o-、-ch2o-或-coo-。更優(yōu)選為單鍵、-(ch2)c-(c為1~10的整數(shù))、-o-、-ch2o-或-coo-。從合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),y4優(yōu)選為苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)、或者具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的有機(jī)基團(tuán)。y5優(yōu)選為苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)。
y6優(yōu)選為碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)2~18的烯基、碳數(shù)1~10的含氟烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基或碳數(shù)1~10的含氟烷氧基。更優(yōu)選為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)2~12的烯基或碳數(shù)1~12的烷氧基。特別優(yōu)選為碳數(shù)1~9的烷基、碳數(shù)2~12的烯基或碳數(shù)1~9的烷氧基。從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),n優(yōu)選為0~3、更優(yōu)選為0~2。
y1、y2、y3、y4、y5、y6與n的優(yōu)選組合可列舉出與國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2011/132751號(hào)的13頁(yè)~34頁(yè)的表6~表47記載的(2-1)~(2-629)相同的組合。應(yīng)予說(shuō)明,該公報(bào)的各表中,將本發(fā)明的y1~y6示作y1~y6,但y1~y6可理解為y1~y6。此外,該公報(bào)的各表記載的(2-605)~(2-629)中,將本發(fā)明的具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的有機(jī)基團(tuán)示作具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)12~25的有機(jī)基團(tuán),但具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)12~25的有機(jī)基團(tuán)可理解為具有類(lèi)固醇骨架的碳數(shù)17~51的有機(jī)基團(tuán)。
其中,優(yōu)選為(2-25)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-268)~(2-315)、(2-364)~(2-387)、(2-436)~(2-483)、(2-603)~(2-615)或(2-624)的組合。特別優(yōu)選的組合是(2-49)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-603)~(2-606)、(2-607)~(2-609)、(2-611)、(2-612)或(2-624)。
-y7-y8[2-2]
式[2-2]中,y7和y8如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
y7優(yōu)選為單鍵、-o-、-ch2o-、-conh-、-con(ch3)-或-coo-。更優(yōu)選為單鍵、-o-、-conh-或-coo-。y8優(yōu)選為碳數(shù)8~18的烷基。
如上所述從能夠得到高且穩(wěn)定的液晶垂直取向性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)優(yōu)選為式[2-1]。
<特定聚合物>
作為具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的特定聚合物,沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為選自由丙烯酸類(lèi)聚合物、甲基丙烯酸類(lèi)聚合物、酚醛清漆樹(shù)脂、聚羥基苯乙烯、聚酰亞胺前體、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、纖維素和聚硅氧烷組成的組中的至少1種聚合物。更優(yōu)選為聚酰亞胺前體、聚酰亞胺或聚硅氧烷。特別優(yōu)選為聚酰亞胺前體或聚酰亞胺。
特定聚合物使用聚酰亞胺前體或聚酰亞胺(也統(tǒng)稱(chēng)為聚酰亞胺系聚合物)時(shí),它們優(yōu)選為使二胺成分與四羧酸成分反應(yīng)而得到的聚酰亞胺前體或聚酰亞胺。
聚酰亞胺前體具有下述式[a]所示的結(jié)構(gòu)。
(r1表示4價(jià)有機(jī)基團(tuán)。r2表示2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。a1和a2各自獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)1~8的烷基。a3和a4各自獨(dú)立地表示氫原子、碳數(shù)1~5的烷基或乙酰基。n表示正整數(shù)。)
作為二胺成分,可列舉出分子內(nèi)具有2個(gè)伯氨基或仲氨基的二胺,作為四羧酸成分,可列舉出四羧酸、四羧酸二酐、四羧酸二酰鹵、四羧酸二烷基酯或四羧酸二烷基酯二酰鹵。
聚酰亞胺系聚合物從通過(guò)以下述式[b]所示的四羧酸二酐和下述式[c]所示的二胺作為原料而比較簡(jiǎn)便地獲得這一理由出發(fā),優(yōu)選為包含下述式[d]所示重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)式的聚酰胺酸或者使該聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化而成的聚酰亞胺。
(r1和r2與式[a]中定義的意義相同。)
(r1和r2與式[a]中定義的意義相同。)
另外,也可以利用通常的合成方法,向上述得到的式[d]的聚合物中導(dǎo)入式[a]所示的a1和a2的碳數(shù)1~8的烷基、以及式[a]所示的a3和a4的碳數(shù)1~5的烷基或乙?;?。
作為將前述特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)導(dǎo)入至聚酰亞胺系聚合物的方法,優(yōu)選將具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的二胺用于原料的一部分。
具體而言,作為具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的二胺,優(yōu)選為下述式[2a]所示的二胺(也稱(chēng)為特定側(cè)鏈型二胺(1))。
式[2a]中,y為前述式[2-1]或式[2-2]。
此外,式[2-1]中的y1、y2、y3、y4、y5、y6與n的定義和優(yōu)選組合如上所述,式[2-2]中的y7和y8的定義和優(yōu)選組合如上所述。m表示1~4的整數(shù)。其中,優(yōu)選為1的整數(shù)。
作為具有式[2-1]所示特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的特定側(cè)鏈型二胺(1),具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的15頁(yè)~19頁(yè)記載的式[2-1]~式[2-6]、式[2-9]~式[2-31]的二胺化合物。應(yīng)予說(shuō)明,在該公報(bào)的記載中,式[2-1]~式[2-3]中的r2和式[2-4]~式[2-6]中的r4表示選自由碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)1~18的含氟烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基和碳數(shù)1~18的含氟烷氧基組成的組中的至少1種。此外,式[2-13]中的a4表示碳數(shù)3~18的直鏈狀或支鏈狀烷基。另外,式[2-4]~式[2-6]中的r3表示選自由-o-、-ch2o-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種。其中,優(yōu)選的二胺是該公報(bào)記載的式[2-1]~式[2-6]、式[2-9]~式[2-13]或式[2-22]~式[2-31]的二胺化合物。
本發(fā)明中,從制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性以及液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),最優(yōu)選為下述式[2a-32]~式[2a-36]所示的二胺。
(r1表示-ch2o-。r2表示碳數(shù)3~12的烷基。)
(r3表示碳數(shù)3~12的烷基,1,4-環(huán)亞己基的順-反異構(gòu)為反式異構(gòu)體。)
作為具有前述式[2-2]所示特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的特定側(cè)鏈型二胺(1),具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的23頁(yè)記載的式[da1]~式[da11]的二胺化合物。應(yīng)予說(shuō)明,在該公報(bào)的記載中,式[da1]~式[da5]中的a1表示碳數(shù)8~22的烷基或碳數(shù)6~18的含氟烷基。
從制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性以及液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),特定側(cè)鏈型二胺(1)的使用比例相對(duì)于二胺成分整體優(yōu)選為10~80摩爾%、更優(yōu)選為20~70摩爾%。
此外,特定側(cè)鏈型二胺(1)可根據(jù)聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
本發(fā)明中,特定聚合物使用聚酰亞胺系聚合物時(shí),優(yōu)選以包含具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的二胺和具有下述式[3]所示特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(2)的二胺的二胺成分的形式來(lái)使用。
-w1-w2-w3-w4[3]
式[3]中,w1、w2、w3和w4如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),w1優(yōu)選為單鍵、-o-、-ch2o-、-conh-、-con(ch3)-或-coo-。更優(yōu)選為-o-、-ch2o-或-coo-。w2優(yōu)選為單鍵、碳數(shù)1~18的亞烷基、或者具有苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)的碳數(shù)6~12的有機(jī)基團(tuán)。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為碳數(shù)2~10的亞烷基。從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),w3優(yōu)選為單鍵、-o-、-ch2o-、-coo-或-oco-。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),w4優(yōu)選為下述式[3-a]、式[3-b]、式[3-c]或式[3-e]。
式[3]中的w1~w4的優(yōu)選組合如下述表10和表11所示。
[表10]
[表11]
其中,從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為(3-1a)~(3-9a)、(3-13a)~(3-24a)或(3-28a)~(3-30a)的組合。更優(yōu)選為(3-1a)~(3-9a)或(3-16a)~(3-24a)的組合。特別優(yōu)選為(3-1a)~(3-9a)或(3-16a)~(3-18a)的組合。
作為具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(2)的二胺,優(yōu)選使用下述式[3a]所示的二胺(也稱(chēng)為特定側(cè)鏈型二胺(2))。
式[3a]中,w表示前述式[3]所示的結(jié)構(gòu)。式[3]中的w1、w2、w3和w4的定義和優(yōu)選組合如上所述。m表示1~4的整數(shù)。其中,優(yōu)選為1的整數(shù)。
作為特定側(cè)鏈型二胺(2),具體而言,可列舉出例如下述式[3a-1]~式[3a-27]所示的結(jié)構(gòu),優(yōu)選使用它們。
(d1表示2~10的整數(shù)。)
(d2表示2~10的整數(shù)。)
(d3表示2~10的整數(shù)。)
從液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),特定側(cè)鏈型二胺(2)的使用比例相對(duì)于二胺成分整體優(yōu)選為5~60摩爾%、更優(yōu)選為10~50摩爾%。
此外,特定側(cè)鏈型二胺(2)可根據(jù)聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
特定聚合物使用聚酰亞胺系聚合物時(shí),作為其二胺成分,優(yōu)選在使用特定側(cè)鏈型二胺(1)和特定側(cè)鏈型二胺(2)的同時(shí),還使用下述式[4a]所示的二胺(也稱(chēng)為第3種二胺)。
t表示選自由下述式[4-1]~式[4-4]組成的組中的至少1種取代基。r表示1~4的整數(shù)。其中,優(yōu)選為1的整數(shù)。
式[4-1]中,a表示0~4的整數(shù)。其中,從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為0或1的整數(shù)。式[4-2]中,b表示0~4的整數(shù)。其中,從原料獲取性、合成容易度的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為0或1的整數(shù)。式[4-3]中,t1和t2各自獨(dú)立地表示碳數(shù)1~12的烴基。式[4-4]中,t3表示碳數(shù)1~5的烷基。
以下列舉出第3種二胺的具體結(jié)構(gòu),但不限定于這些例子??闪信e出例如2,4-二甲基間苯二胺、2,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基芐醇、2,4-二氨基芐醇、4,6-二氨基間苯二酚、2,4-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸或3,5-二氨基苯甲酸、以及下述式[4a-1]~[4a-6]所示結(jié)構(gòu)的二胺。
其中,優(yōu)選為2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基芐醇、2,4-二氨基芐醇、4,6-二氨基間苯二酚、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[4a-1]、式[4a-2]或式[4a-3]所示的二胺。從聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性、液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),特別優(yōu)選為2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基芐醇、3,5-二氨基苯甲酸、式[4a-1]或式[4a-2]所示的二胺。
從液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),第3種二胺的使用比例相對(duì)于二胺成分整體優(yōu)選為1~50摩爾%、更優(yōu)選為1~40摩爾%、特別優(yōu)選為5~40摩爾%。
此外,第3種二胺可根據(jù)聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
作為用于制作聚酰亞胺系聚合物的二胺成分,在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi),也可以使用特定側(cè)鏈型二胺(1)、特定側(cè)鏈型二胺(2)和第3種二胺之外的其它二胺(也稱(chēng)為其它二胺)。
具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的19頁(yè)~23頁(yè)記載的其它二胺、該公報(bào)的24頁(yè)~25頁(yè)記載的式[da12]、式[da15]~式[da20]和式[da22]~式[25]的二胺、以及該公報(bào)的25頁(yè)~26頁(yè)記載的式[da27]和式[da28]的二胺。
其它二胺可根據(jù)聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
作為用于制作聚酰亞胺系聚合物的四羧酸成分,優(yōu)選為屬于下述式[5]所示的四羧酸二酐或其四羧酸衍生物的四羧酸、四羧酸二酰鹵、四羧酸二烷基酯或四羧酸二烷基酯二酰鹵(也全部統(tǒng)稱(chēng)為特定四羧酸成分)。
z表示選自由下述[5a]~式[5k]組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)。
從合成容易度、制造聚合物時(shí)的聚合反應(yīng)性容易度出發(fā),前述式[5]所示結(jié)構(gòu)中的z優(yōu)選為前述式[5a]、式[5c]、式[5d]、式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]所示的結(jié)構(gòu)。從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為式[5a]、式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]所示的結(jié)構(gòu)。
特定四羧酸成分的使用比例相對(duì)于全部四羧酸成分優(yōu)選為1摩爾%以上。更優(yōu)選為5摩爾%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為10摩爾%以上。其中,從液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),特別優(yōu)選為10~90摩爾%。
此外,使用前述式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]所示結(jié)構(gòu)的特定四羧酸成分時(shí),通過(guò)將其用量設(shè)為四羧酸成分整體的20摩爾%以上,能夠得到期望的效果。更優(yōu)選為30摩爾%以上。進(jìn)而,四羧酸成分可以全部是式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]所示結(jié)構(gòu)的四羧酸成分。
聚酰亞胺系聚合物可以在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)使用特定四羧酸成分之外的其它四羧酸成分。作為其它四羧酸成分,可列舉出以下示出的四羧酸、四羧酸二酐、二羧酸二酰鹵、二羧酸二烷基酯或二烷基酯二酰鹵。具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的27頁(yè)~28頁(yè)記載的其它四羧酸二酐。
特定四羧酸成分和其它四羧酸成分可根據(jù)聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
聚酰亞胺系聚合物的合成方法沒(méi)有特別限定。通常使二胺成分與四羧酸成分發(fā)生反應(yīng)來(lái)獲得。具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的29頁(yè)~33頁(yè)所述的方法。
關(guān)于二胺成分與四羧酸成分的反應(yīng),通常在包含二胺成分和四羧酸成分的溶劑中進(jìn)行。作為此時(shí)使用的溶劑,只要是溶解所生成的聚酰亞胺前體的溶劑,就沒(méi)有特別限定??闪信e出例如n-甲基-2-吡咯烷酮、n-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁內(nèi)酯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、1,3-二甲基咪唑烷酮等。此外,在聚酰亞胺前體的溶劑溶解性高的情況下,可以使用甲乙酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮或下述式[d-1]~式[d-3]所示的溶劑。它們可以單獨(dú)使用,也可以混合使用。
(d1、d2、d3各自獨(dú)立地表示碳數(shù)1~4的烷基。)
聚酰亞胺是使聚酰亞胺前體閉環(huán)而得到的聚酰亞胺,該聚酰亞胺中,酰胺酸基的閉環(huán)率(也稱(chēng)為酰亞胺化率。)不一定需要是100%,可以根據(jù)用途、目的來(lái)任意制備。其中,從聚酰亞胺系聚合物在溶劑中的溶解性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為30~80%。更優(yōu)選為40~70%。
關(guān)于聚酰亞胺系聚合物的分子量,從由其得到的液晶取向膜的強(qiáng)度、形成膜時(shí)的作業(yè)性和涂膜性的觀點(diǎn)出發(fā),利用gpc(凝膠滲透色譜,gelpermeationchromatography)法測(cè)定的mw優(yōu)選設(shè)為5000~1000000、更優(yōu)選為10000~150000。
特定聚合物使用聚硅氧烷時(shí),優(yōu)選為使下述式[a1]所示的烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷、或者使該式[a1]所示的烷氧基硅烷與下述式[a2]和/或式[a3]所示的烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷(也統(tǒng)稱(chēng)為聚硅氧烷系聚合物)。
式[a1]所示的烷氧基硅烷:
(a1)msi(a2)n(oa3)p[a1]
式[a1]中,a1表示前述式[2-1]或式[2-2]所示的結(jié)構(gòu)。此外,式[2-1]中的y1、y2、y3、y4、y5、y6與n的定義和優(yōu)選組合如上所述,式[2-2]中的y7和y8的定義和優(yōu)選組合如上所述。
本發(fā)明中,從制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性以及液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),a1優(yōu)選為式[2-1]所示的特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)。
式[a1]中,a2、a3、m、n和p如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。a2優(yōu)選為氫原子或碳數(shù)1~3的烷基。從縮聚反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā),a3優(yōu)選為碳數(shù)1~3的烷基。從合成的觀點(diǎn)出發(fā),m優(yōu)選為1的整數(shù)。n表示0~2的整數(shù)。從縮聚反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā),p優(yōu)選為1~3的整數(shù)、更優(yōu)選為2或3的整數(shù)。m+n+p為4的整數(shù)。
作為具有式[2-1]所示特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的烷氧基硅烷的具體例,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2014/061779號(hào)的41頁(yè)~44頁(yè)記載的式[a1-1]~式[a1-22]和式[a1-25]~式[a1-32]的烷氧基硅烷。應(yīng)予說(shuō)明,在該公報(bào)的記載中,式[a1-19]~式[a1-22]和式[a1-25]~式[a1-31]中的r2表示選自由-o-、-ch2o-、-coo-和-oco-組成的組中的至少1種。其中,從制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性以及液晶表示元件的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā),烷氧基硅烷優(yōu)選為該公報(bào)記載的式[a1-9]~式[a1-21]、式[a1-25]~式[a1-28]或式[a1-32]。
式[a1]所示的烷氧基硅烷可根據(jù)聚硅氧烷系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
式[a2]所示的烷氧基硅烷:
(b1)msi(b2)n(ob3)p[a2]
式[a2]中,b1、b2、b3、m、n和p如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
從獲取容易度出發(fā),b1優(yōu)選為具有乙烯基、環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯?;⒈;螂寤挠袡C(jī)基團(tuán)。更優(yōu)選為具有甲基丙烯?;⒈;螂寤挠袡C(jī)基團(tuán)。b2優(yōu)選為氫原子或碳數(shù)1~3的烷基。從縮聚反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā),b3優(yōu)選為碳數(shù)1~3的烷基。從合成的觀點(diǎn)出發(fā),m優(yōu)選為1的整數(shù)。n表示0~2的整數(shù)。從縮聚反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā),p優(yōu)選為1~3的整數(shù),更優(yōu)選為2或3的整數(shù)。m+n+p為4。
作為式[a2]所示的烷氧基硅烷的具體例,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2014/061779號(hào)的45頁(yè)~46頁(yè)記載的式[a2]所示的化合物。
其中,優(yōu)選為烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、3-環(huán)氧丙氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基(二乙氧基)甲基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷。
從液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),特別優(yōu)選為甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、3-環(huán)氧丙氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基(二乙氧基)甲基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷或2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷。
式[a2]所示的烷氧基硅烷可根據(jù)聚硅氧烷系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
式[a3]所示的烷氧基硅烷:
(d1)nsi(od2)4-n[a3]
式[a3]中,d1、d2和n如上述定義所述,其中,分別優(yōu)選為下述。
d1優(yōu)選為氫原子或碳數(shù)1~3的烷基。從縮聚反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā),d2優(yōu)選為碳數(shù)1~3的烷基。n表示0~3的整數(shù)。
作為式[a3]所示的烷氧基硅烷的具體例,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2014/061779號(hào)的47頁(yè)記載的式[a3]所示的烷氧基硅烷。
式[a3]中,作為n為0的烷氧基硅烷,可列舉出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷,優(yōu)選使用這些烷氧基硅烷。
式[a3]所示的烷氧基硅烷可根據(jù)聚硅氧烷系聚合物在溶劑中的溶解性、制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
聚硅氧烷系聚合物是使前述式[a1]所示的烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷、或者使該式[a1]所示的烷氧基硅烷與前述式[a2]和/或式[a3]所示的烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷。即,聚硅氧烷系聚合物可以是如下聚硅氧烷中的任一種:僅使式[a1]所示的烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷;使式[a1]與式[a2]所示的兩種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷;使式[a1]與式[a3]所示的兩種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷;以及使式[a1]、式[a2]和式[a3]所示的三種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷。
其中,從縮聚反應(yīng)性、聚硅氧烷系聚合物在溶劑中的溶解性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為使多種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷。即,優(yōu)選使用如下聚硅氧烷中的任一種:使式[a1]與式[a2]所示的兩種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷;使式[a1]與式[a3]所示的兩種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷;以及,使式[a1]、式[a2]和式[a3]所示的三種烷氧基硅烷縮聚而得到的聚硅氧烷。
在制作聚硅氧烷系聚合物時(shí)使用多種烷氧基硅烷的情況下,式[a1]所示的烷氧基硅烷的使用比例在所有烷氧基硅烷中優(yōu)選為1~40摩爾%、更優(yōu)選為1~30摩爾%。另外,式[a2]所示的烷氧基硅烷的使用比例在所有烷氧基硅烷中優(yōu)選為1~70摩爾%、更優(yōu)選為1~60摩爾%。進(jìn)而,式[a3]所示的烷氧基硅烷的使用比例在所有烷氧基硅烷中優(yōu)選為1~99摩爾%、更優(yōu)選為1~80摩爾%。
制作聚硅氧烷系聚合物的縮聚反應(yīng)的方法沒(méi)有特別限定。具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2014/061779號(hào)的49頁(yè)~52頁(yè)記載的方法。
制作聚硅氧烷系聚合物的縮聚反應(yīng)中,使用多種式[a1]、式[a2]或式[a3]所示的烷氧基硅烷時(shí),可以使用將多種烷氧基硅烷預(yù)先混合而成的混合物進(jìn)行反應(yīng),也可以一邊依次添加多種烷氧基硅烷一邊反應(yīng)。
本發(fā)明中,可以將利用前述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液直接用作特定聚合物,根據(jù)需要也可以將利用上述方法得到的聚硅氧烷系聚合物的溶液濃縮、或者添加溶劑來(lái)稀釋、或者置換成其它溶劑,從而用作特定聚合物。
稀釋時(shí)使用的溶劑(也稱(chēng)為添加溶劑。)可以是縮聚反應(yīng)中使用的溶劑、其它溶劑。該添加溶劑只要均勻地溶解聚硅氧烷系聚合物就沒(méi)有特別限定,可以任意選擇并使用1種或2種以上。作為這種添加溶劑,在前述縮聚反應(yīng)中使用的溶劑的基礎(chǔ)上,可列舉出例如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮等酮系溶劑;醋酸甲酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯等酯系溶劑等。進(jìn)而,特定聚合物使用聚硅氧烷系聚合物和除此之外的聚合物時(shí),優(yōu)選的是,向聚硅氧烷系聚合物中混合除此之外的聚合物之前,預(yù)先在常壓或減壓下蒸餾去除聚硅氧烷系聚合物的縮聚反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的醇。
<液晶取向處理劑>
液晶取向處理劑是用于形成液晶取向膜的溶液,是包含具有前述式[2-1]或式[2-2]所示特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的特定聚合物的溶液。作為具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的特定聚合物,如上所述,沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為選自由丙烯酸類(lèi)聚合物、甲基丙烯酸類(lèi)聚合物、酚醛清漆樹(shù)脂、聚羥基苯乙烯、聚酰亞胺前體、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、纖維素和聚硅氧烷組成的組中的至少1種聚合物。更優(yōu)選為聚酰亞胺前體、聚酰亞胺或聚硅氧烷。另外,特定聚合物可以使用這些聚合物中的1種或2種以上。
液晶取向處理劑中的所有聚合物成分可以全部是特定聚合物,也可以混合有除此之外的聚合物。此時(shí),除此之外的聚合物的含量相對(duì)于特定聚合物100質(zhì)量份為0.5~15質(zhì)量份、優(yōu)選為1~10質(zhì)量份。作為除此之外的聚合物,可列舉出不具有前述式[2-1]或式[2-2]所示特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的前述聚合物。
液晶取向處理劑中的溶劑含量可以從液晶取向處理劑的涂布方法、獲得目標(biāo)膜厚的觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)適當(dāng)選擇。其中,從通過(guò)涂布而形成均勻的液晶取向膜的觀點(diǎn)出發(fā),液晶取向處理劑中的溶劑含量?jī)?yōu)選為50~99.9質(zhì)量%、更優(yōu)選為60~99質(zhì)量%。特別優(yōu)選為65~99質(zhì)量%。
用于液晶取向處理劑的溶劑只要是溶解特定聚合物的溶劑就沒(méi)有特別限定。其中,特定聚合物為聚酰亞胺前體、聚酰亞胺、聚酰胺或聚酯時(shí),或者丙烯酸類(lèi)聚合物、甲基丙烯酸類(lèi)聚合物、酚醛清漆樹(shù)脂、聚羥基苯乙烯、纖維素或聚硅氧烷在溶劑中的溶解性低時(shí),優(yōu)選使用下述所示的溶劑(也稱(chēng)為溶劑a類(lèi)。)。
例如為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、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯、1,3-二甲基-咪唑烷酮、甲乙酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。其中,優(yōu)選使用n-甲基-2-吡咯烷酮、n-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁內(nèi)酯。此外,它們可以單獨(dú)使用,也可以混合使用。
特定聚合物為丙烯酸類(lèi)聚合物、甲基丙烯酸類(lèi)聚合物、酚醛清漆樹(shù)脂、聚羥基苯乙烯、纖維素或聚硅氧烷時(shí),進(jìn)而,特定聚合物為聚酰亞胺前體、聚酰亞胺、聚酰胺或聚酯且這些特定聚合物在溶劑中的溶解性高時(shí),可以使用下述所示的溶劑(也稱(chēng)為溶劑b類(lèi)。)。
作為溶劑b類(lèi)的具體例,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的35頁(yè)~37頁(yè)記載的不良溶劑。
其中,優(yōu)選使用1-己醇、環(huán)己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚、二丙二醇二甲醚、環(huán)己酮、環(huán)戊酮或前述式[d1]~式[d3]所示的溶劑。
此外,使用這些溶劑b類(lèi)時(shí),為了改善液晶取向處理劑的涂布性,優(yōu)選組合使用前述溶劑a類(lèi)的n-甲基-2-吡咯烷酮、n-乙基-2-吡咯烷酮或γ-丁內(nèi)酯。更優(yōu)選組合使用γ-丁內(nèi)酯。
這些溶劑b類(lèi)可以使涂布液晶取向處理劑時(shí)的液晶取向膜的涂膜性、表面平滑性提高,因此,特定聚合物使用聚酰亞胺前體、聚酰亞胺、聚酰胺或聚酯時(shí),優(yōu)選與前述溶劑a類(lèi)組合使用。此時(shí),溶劑b類(lèi)優(yōu)選為液晶取向處理劑中包含的溶劑整體的1~99質(zhì)量%。其中,優(yōu)選為10~99質(zhì)量%。更優(yōu)選為20~95質(zhì)量%。
本發(fā)明中,液晶取向處理劑優(yōu)選導(dǎo)入選自由光自由基產(chǎn)生劑、光酸產(chǎn)生劑和光堿產(chǎn)生劑組成的組中的至少1種產(chǎn)生劑(也稱(chēng)為特定產(chǎn)生劑。)。
作為特定產(chǎn)生劑,具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)2014/171493號(hào)的54頁(yè)~56頁(yè)記載的物質(zhì)。其中,從液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),特定產(chǎn)生劑優(yōu)選使用光自由基產(chǎn)生劑。
液晶取向處理劑中的特定產(chǎn)生劑的使用(含有)比例相對(duì)于全部聚合物成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量份。從上述效果的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為0.5~15質(zhì)量份、特別優(yōu)選為1~10質(zhì)量份。
本發(fā)明的液晶取向處理劑中,從提高液晶表示元件的液晶層與液晶取向膜的密合性的目的出發(fā),優(yōu)選包含具有選自由下述式[b-1]~式[b-8]組成的組中的至少1種結(jié)構(gòu)的化合物(也稱(chēng)為特定密合性化合物)。
式[b-4]中,ba表示氫原子或苯環(huán)。其中,優(yōu)選為氫原子。式[b-8]中,bb表示選自由苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)組成的組中的至少1種環(huán)狀基團(tuán)。bc表示選自由碳數(shù)1~18的烷基、碳數(shù)1~18的含氟烷基、碳數(shù)1~18的烷氧基和碳數(shù)1~18的含氟烷氧基組成的組中的至少1種。其中,優(yōu)選為碳數(shù)1~12的烷基或碳數(shù)1~12的烷氧基。
作為特定密合性化合物,具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2015/012368號(hào)(2015.1.29公開(kāi))的43頁(yè)~46頁(yè)記載的式[6]的化合物。
其中,特定密合性化合物優(yōu)選為選自由下述式[7a-1]和式[7a-5]組成的組中的至少1種化合物。
(n2表示1~10的整數(shù)。m2表示1~10的整數(shù)。)
進(jìn)而,作為特定密合性化合物,也可以使用國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2014/171493號(hào)的61頁(yè)~63頁(yè)記載的化合物。
液晶取向處理劑中的特定密合性化合物的使用(含有)比例相對(duì)于全部聚合物成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~150質(zhì)量份。為了推進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)而表現(xiàn)出目標(biāo)效果,更優(yōu)選為0.1~100質(zhì)量份、特別優(yōu)選為1~50質(zhì)量份。
特定密合性化合物可根據(jù)制成液晶取向膜時(shí)的液晶垂直取向性、進(jìn)而液晶表示元件的光學(xué)特性等特性而使用1種或者混合使用2種以上。
本發(fā)明的液晶取向處理劑優(yōu)選包含:具有環(huán)氧基、異氰酸酯基、氧雜環(huán)丁烷基、環(huán)碳酸酯基的化合物;具有選自由羥基、羥基烷基和碳數(shù)1~3的烷氧基烷基組成的組中的至少1種基團(tuán)的化合物(也統(tǒng)稱(chēng)為特定交聯(lián)性化合物)。此時(shí),這些基團(tuán)需要在化合物中存在2個(gè)以上。
作為具有環(huán)氧基或異氰酸酯基的交聯(lián)性化合物的例子,具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的37頁(yè)~38頁(yè)記載的化合物。
作為具有氧雜環(huán)丁烷基的交聯(lián)性化合物,具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2011/132751號(hào)的58頁(yè)~59頁(yè)記載的式[4a]~式[4k]所示的化合物。
作為具有環(huán)碳酸酯基的交聯(lián)性化合物,具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2012/014898號(hào)的76頁(yè)~82頁(yè)記載的式[5-1]~式[5-42]所示的交聯(lián)性化合物。
作為具有選自由羥基、羥基烷基和低級(jí)烷氧基烷基組成的組中的至少1種基團(tuán)的交聯(lián)性化合物,具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)2013/125595號(hào)的39頁(yè)~40頁(yè)記載的三聚氰胺衍生物或苯并胍胺衍生物、以及國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2011/132751號(hào)的62頁(yè)~66頁(yè)記載的式[6-1]~式[6-48]所示的交聯(lián)性化合物。
液晶取向處理劑中的特定交聯(lián)性化合物的使用(含有)比例相對(duì)于全部聚合物成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~100質(zhì)量份。為了推進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)而表現(xiàn)出目標(biāo)效果,更優(yōu)選為0.1~50質(zhì)量份、特別優(yōu)選為1~30質(zhì)量份。
液晶取向處理劑中,為了促進(jìn)液晶取向膜中的電荷移動(dòng)、促進(jìn)元件的脫電荷,也可以添加國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2011/132751號(hào)的69頁(yè)~73頁(yè)記載的式[m1]~式[m156]所示的含氮雜環(huán)胺。該胺可以直接添加至液晶取向處理劑,優(yōu)選用適當(dāng)?shù)娜軇┮詽舛葹?.1~10質(zhì)量%、優(yōu)選為1~7質(zhì)量%的溶液的形態(tài)添加。作為該溶劑,只要是溶解特定聚合物的有機(jī)溶劑就沒(méi)有特別限定。
此外,液晶取向處理劑可以在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)使用使涂布液晶取向處理劑時(shí)的液晶取向膜的膜厚均勻性、表面平滑性提高的化合物。進(jìn)而,也可以使用使液晶取向膜與基板的密合性提高的化合物等。
作為使液晶取向膜的膜厚均勻性、表面平滑性提高的化合物,可列舉出氟系表面活性劑、有機(jī)硅系表面活性劑、非離子系表面活性劑等。具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的42頁(yè)~43頁(yè)記載的化合物。
表面活性劑的使用(含有)量相對(duì)于液晶取向處理劑中含有的全部聚合物成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.01~2質(zhì)量份、更優(yōu)選為0.01~1質(zhì)量份。
作為使液晶取向膜與基板的密合性提高的化合物的具體例,可列舉出含官能性硅烷的化合物、含環(huán)氧基的化合物。具體而言,可列舉出國(guó)際公開(kāi)公報(bào)wo2013/125595號(hào)的43頁(yè)~44頁(yè)記載的化合物。
這些使液晶取向膜與基板的密合性提高的化合物的使用(含有)比例相對(duì)于全部聚合物成分100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量份。更優(yōu)選為1~20質(zhì)量份,若低于0.1質(zhì)量份,則無(wú)法期待提高密合性的效果,若多于30質(zhì)量份,則液晶取向處理劑的保存穩(wěn)定性有時(shí)會(huì)變差。
液晶取向處理劑中,作為上述之外的化合物,只要在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi),也可以添加用于變更液晶取向膜的介電常數(shù)、導(dǎo)電性等電特性的電介質(zhì)、導(dǎo)電物質(zhì)。
<液晶取向膜和液晶表示元件的制作方法、以及特定紫外線照射裝置>
作為本發(fā)明的液晶表示元件中使用的基板,只要是透明性高的基板就沒(méi)有特別限定,除了玻璃基板之外,還可以使用丙烯酸類(lèi)基板、聚碳酸酯基板、pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)基板等塑料基板、以及它們的薄膜。將液晶表示元件制成逆向型元件并用于調(diào)光窗等時(shí),優(yōu)選為塑料基板、薄膜。另外,從簡(jiǎn)化工藝的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選使用形成有用于驅(qū)動(dòng)液晶的ito(氧化銦錫,indiumtinoxide)電極、izo(氧化銦鋅,indiumzincoxide)電極、igzo(氧化銦鎵鋅,indiumgalliumzincoxide)電極、有機(jī)導(dǎo)電膜等的基板。另外,制成反射型的逆向型元件時(shí),若僅是單側(cè)基板,則可以使用硅晶片、鋁等金屬、形成有電介質(zhì)多層膜的基板。
本發(fā)明的液晶表示元件的至少一個(gè)基板具有使液晶分子垂直取向的液晶取向膜。該液晶取向膜可以將液晶取向處理劑涂布在基板上并燒成后,通過(guò)刷磨處理、光照射等進(jìn)行取向處理而得到。其中,在本發(fā)明的液晶取向膜的情況下,不進(jìn)行這些取向處理也能夠用作液晶取向膜。
液晶取向處理劑的涂布方法沒(méi)有特別限定,工業(yè)上有絲網(wǎng)印刷、膠版印刷、柔性印刷、噴墨法、浸漬法、輥涂法、狹縫涂布法、旋涂法、噴涂法等,可根據(jù)基板的種類(lèi)、液晶取向膜的目標(biāo)膜厚來(lái)適當(dāng)選擇。
將液晶取向處理劑涂布在基板上后,利用熱板、熱循環(huán)型烘箱、ir(紅外線)型烘箱等的加熱手段,根據(jù)基板的種類(lèi)、液晶取向處理劑中使用的溶劑,以30~300℃、優(yōu)選以30~250℃的溫度使溶劑蒸發(fā),從而能夠制成液晶取向膜。尤其是,基板使用塑料基板時(shí),優(yōu)選以30~150℃的溫度進(jìn)行處理。
燒成后的液晶取向膜的厚度過(guò)厚時(shí),在液晶表示元件的耗電方面是不利的,厚度過(guò)薄時(shí),元件的可靠性有時(shí)會(huì)降低,因此優(yōu)選為5~500nm。更優(yōu)選為10~300nm,特別優(yōu)選為10~250nm。
本發(fā)明的液晶表示元件中使用的液晶組合物如上所述,其中,也可以含有用于控制液晶表示元件的電極間隙(也稱(chēng)為間隙)的間隔物。
液晶組合物的注入方法沒(méi)有特別限定,例如可列舉出如下方法。即,基板使用玻璃基板時(shí),可列舉出如下方法:準(zhǔn)備形成有液晶取向膜的一對(duì)基板,將單側(cè)的基板的4邊除了一部分之外均涂布密封劑,其后,以液晶取向膜的面朝向內(nèi)側(cè)的方式粘貼于另一側(cè)的基板,由此制作空單元。然后,從未涂布密封劑的部位減壓注入液晶組合物,從而得到注入有液晶組合物的單元。進(jìn)而,基板使用塑料基板、薄膜時(shí),可列舉出如下方法:準(zhǔn)備形成有液晶取向膜的一對(duì)基板,在單側(cè)的基板上利用odf(液晶滴下式注入,onedropfilling)法、噴墨法等滴加液晶組合物,其后粘貼另一側(cè)的基板,從而得到注入有液晶組合物的單元。本發(fā)明的液晶表示元件中,由于液晶層與液晶取向膜的密合性高,因此,基板的4邊上也可以不涂布密封劑。
液晶表示元件的間隙可以用前述間隔物等控制。該方法可列舉出:如上所述地使液晶組合物中含有目標(biāo)大小的間隔物的方法、使用具有目標(biāo)大小的柱間隔物的基板的方法等。此外,基板使用塑料、膜基板且通過(guò)層壓進(jìn)行基板的貼合時(shí),可以不含有間隔物地控制間隙。
液晶表示元件的間隙尺寸優(yōu)選為1~100μm、更優(yōu)選為2~50μm。特別優(yōu)選為5~20μm。若間隙過(guò)小,則液晶表示元件的對(duì)比度降低,若間隙過(guò)大,則元件的驅(qū)動(dòng)電壓變高。
本發(fā)明的液晶表示元件通過(guò)照射紫外線而進(jìn)行液晶組合物的固化,形成液晶與聚合性化合物的固化物復(fù)合體的液晶層來(lái)獲得。該液晶組合物的固化通過(guò)對(duì)液晶組合物照射紫外線來(lái)進(jìn)行。關(guān)于紫外線的光源,從不使用波長(zhǎng)選擇過(guò)濾器也不會(huì)產(chǎn)生照射光強(qiáng)度的損失,能夠照射特定波長(zhǎng)的紫外線,進(jìn)而能夠抑制由光源產(chǎn)生的熱源的方面出發(fā),優(yōu)選使用紫外線發(fā)光二極管(也稱(chēng)為特定紫外線照射裝置)。此外,從能夠促進(jìn)液晶組合物的固化的方面出發(fā),光源優(yōu)選配置在裝置的上下。
特定紫外線照射裝置的優(yōu)選具體例如圖1和圖2所示。
圖1表示特定紫外線照射裝置之一(特定紫外線照射裝置-1)的構(gòu)成圖。圖1中,“2”表示發(fā)光部,“3”表示供電部。發(fā)光部”2”具備多個(gè)紫外線發(fā)光二極管作為光源且如下構(gòu)成:這些紫外線發(fā)光二極管接受由供電部“3”藉由軟線”6”供給的電源電力而發(fā)光,從而能夠照射目標(biāo)強(qiáng)度的紫外線。紫外線發(fā)光二極管均發(fā)出單波長(zhǎng)的紫外線,發(fā)出對(duì)于制作液晶表示元件而言所需波長(zhǎng)的紫外線。
另外,發(fā)光部“2”安裝于圖1未標(biāo)示出的操縱器的前端,按照既定的程序或者在操作者的控制下,能夠向工作空間內(nèi)的任意位置自由地移動(dòng)、停止。進(jìn)而,能夠自由地變更發(fā)光部“2”或紫外線發(fā)光二極管的指向角度,能夠使紫外線對(duì)目標(biāo)方向進(jìn)行照射。因此,該特定紫外線照射裝置-1適用于如下情況:需要使處理對(duì)象物即前述注入有液晶組合物的單元的僅一部分在狹窄范圍內(nèi)局部曝光的情況;對(duì)具有復(fù)雜形狀、立體結(jié)構(gòu)的處理對(duì)象物進(jìn)行紫外線照射的情況等。
進(jìn)而,特定紫外線照射裝置-1如下構(gòu)成:不斷監(jiān)測(cè)對(duì)于處理對(duì)象物即前述注入有液晶組合物的單元的紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度,同時(shí)進(jìn)行控制以使它們維持在一定的范圍內(nèi)。具體而言,在發(fā)光部“2”的附近配置有用于測(cè)定自紫外線發(fā)光二極管照射的紫外線強(qiáng)度以及處理對(duì)象物的表面亮度和表面溫度的傳感器“4”,由該傳感器“4”得到的測(cè)量值藉由軟線“7”而不斷地輸入至控制裝置“5”。該控制裝置“5”內(nèi)置有計(jì)算電路,接受來(lái)自傳感器“4”的測(cè)量值,通過(guò)計(jì)算電路算出為了使對(duì)于處理對(duì)象物的紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度維持在一定范圍內(nèi)所需的紫外線發(fā)光二極管的輸出功率條件(也稱(chēng)為供電值。),采取其與現(xiàn)行輸出功率條件的差值,算出輸出功率條件的校正值。該輸出功率條件的校正值由控制裝置“5”藉由傳輸路徑“8”而被傳達(dá)至供電部“3”。然后,供電部“3”接受所傳達(dá)的校正值而變更輸出功率條件。其結(jié)果,能夠?qū)⒆贤饩€的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度維持在一定的范圍內(nèi)。
予以說(shuō)明,控制對(duì)象項(xiàng)目可以根據(jù)處理對(duì)象物即前述注入有液晶組合物的單元的種類(lèi)、性質(zhì)等來(lái)任意選擇,也可以控制紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度中的全部,進(jìn)而,還可以?xún)H控制這些之中的一個(gè)或兩個(gè)。另外,針對(duì)各控制對(duì)象項(xiàng)目的上限值、下限值,可根據(jù)處理對(duì)象物的種類(lèi)、性質(zhì)等來(lái)任意地選擇。
另外,紫外線發(fā)光二極管的前端也可以設(shè)置聚焦透鏡。此時(shí),能夠使紫外線照射光的光圈縮小,能夠進(jìn)行微小范圍、例如1μm以下的紫外線照射。進(jìn)而,能夠自由地控制聚焦透鏡時(shí),可以在其性能范圍內(nèi)自由地變更紫外線的照射范圍。
圖2表示與上述不同的特定紫外線照射裝置之一(特定紫外線照射裝置-2)的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示那樣,特定紫外線照射裝置-2具有隔著規(guī)定的間隔平行地配置成上下二部分的兩個(gè)發(fā)光部“2a”和“2b”。各發(fā)光部“2a”和“2b”中,作為光源,多個(gè)(n×m個(gè))紫外線發(fā)光二極管分別沿著水平方向排列配置成格子狀(n行×m列)。予以說(shuō)明,特定紫外線照射裝置-2的各發(fā)光部“2a”和“2b”中,紫外線發(fā)光二極管排列配置成n行×m列的格子狀,但紫外線發(fā)光二極管也可以配置成鋸齒狀、放射狀或蜂窩狀。另外,紫外線發(fā)光二極管的排列方向不一定需要為水平方向,也可以沿著平面方向即一個(gè)平面或和緩的曲面進(jìn)行排列。具體而言,例如可以為沿垂直方向排列而成的結(jié)構(gòu)。
另外,紫外線發(fā)光二極管與特定紫外線照射裝置-1同樣地均發(fā)出單波長(zhǎng)的紫外線,發(fā)出對(duì)于制作液晶表示元件而言所需波長(zhǎng)的紫外線。
此外,上部的發(fā)光部“2a”的紫外線發(fā)光二極管均朝下配置,接受由供電部“3”藉由電纜“9a”供給的電源電力而發(fā)光,從而能夠向下照射目標(biāo)強(qiáng)度的紫外線。另一方面,下部的發(fā)光部“2b”的紫外線發(fā)光二極管均朝上配置,接受由供電部“3”藉由電纜“9b”供給的電源電力而發(fā)光,從而向上照射目標(biāo)強(qiáng)度的紫外線。像這樣,特定紫外線照射裝置-2能夠?qū)μ幚韺?duì)象物即前述注入有液晶組合物的單元進(jìn)行紫外線的面照射,且能夠同時(shí)對(duì)處理對(duì)象物的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)冗M(jìn)行紫外線照射。
進(jìn)而,特定紫外線照射裝置-2如下構(gòu)成:不斷監(jiān)測(cè)對(duì)于處理對(duì)象物即前述注入有液晶組合物的單元的紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度,同時(shí)進(jìn)行控制以使它們維持在一定的范圍內(nèi)。具體而言,在發(fā)光部“2a”和“2b”的附近分別配置有用于測(cè)定自紫外線發(fā)光二極管照射的紫外線強(qiáng)度以及處理對(duì)象物的表面亮度和表面溫度的傳感器“4a”和“4b”,由該傳感器“4a”和“4b”得到的測(cè)量值藉由電纜“10a”和“10b”而不斷地輸入至控制裝置“5”。該控制裝置“5”內(nèi)置有計(jì)算電路,接受來(lái)自傳感器“4a”和“4b”的測(cè)量值,通過(guò)計(jì)算電路算出為了使對(duì)于處理對(duì)象物的紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度維持在一定范圍內(nèi)所需的紫外線發(fā)光二極管的輸出功率條件,采取其與現(xiàn)行輸出功率條件的差值,算出輸出功率條件的校正值。該輸出功率條件的校正值由控制裝置“5”藉由傳輸路徑“8”而被傳達(dá)至供電部“3”。然后,供電部“3”接受所傳達(dá)的校正值而變更輸出功率條件。其結(jié)果,能夠?qū)⒆贤饩€的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度維持在一定的范圍內(nèi)。
予以說(shuō)明,該特定紫外線照射裝置-2中,可以分別單獨(dú)地調(diào)整發(fā)光部“2a”和“2b”中配置的所有紫外線發(fā)光二極管的輸出功率(也稱(chēng)為供電量。)。另外,傳感器“4a”和“4b”分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光部“2a”和“2b”中配置的一個(gè)個(gè)紫外線發(fā)光二極管,因此,能夠分別單獨(dú)地控制所有紫外線發(fā)光二極管的紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和溫度。因此,能夠消除所照射的紫外線的照射光強(qiáng)度、亮度和處理對(duì)象物即前述注入有液晶組合物的單元的表面溫度的偏差,能夠在處理對(duì)象物表面的所有區(qū)域整體均勻地進(jìn)行紫外線照射。另外,根據(jù)處理對(duì)象物的種類(lèi)、其制作工序,通過(guò)預(yù)先制作各自的適合控制條件(也稱(chēng)為簡(jiǎn)檔。),在進(jìn)行紫外線照射時(shí)應(yīng)用它們,從而能夠制作與處理對(duì)象物的特性、目的等相符的最佳的紫外線照射環(huán)境。
作為簡(jiǎn)檔的具體例,可列舉出:(1)將所有紫外線發(fā)光二極管的照射光強(qiáng)度設(shè)為100%;(2)將一半的紫外線發(fā)光二極管的照射光強(qiáng)度設(shè)為100%,并將剩余一半的紫外線發(fā)光二極管的照射光強(qiáng)度設(shè)為50%;(3)將整體的三分之一的紫外線發(fā)光二極管的照射光強(qiáng)度設(shè)為50%,將剩余的紫外線發(fā)光二極管的照射光強(qiáng)度設(shè)為25%等。
為了制作本發(fā)明的液晶表示元件,從可以控制所照射的紫外線的波長(zhǎng)、照射光強(qiáng)度、亮度和溫度的方面出發(fā),優(yōu)選使用前述特定紫外線照射裝置-1或特定紫外線照射裝置-2。特別優(yōu)選使用特定紫外線照射裝置-2。
使用特定紫外線照射裝置-1或特定紫外線照射裝置-2時(shí)的紫外線發(fā)光二極管的紫外線波長(zhǎng)優(yōu)選為200~500nm、更優(yōu)選為250~450nm、特別優(yōu)選為300~400nm。
紫外線發(fā)光二極管的照射光強(qiáng)度優(yōu)選為0.1~150mw/cm2、更優(yōu)選為0.1~100mw/cm2、特別優(yōu)選為1~40mw/cm2。從液晶表示元件的光學(xué)特性以及液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),最優(yōu)選為1~20mw/cm2。紫外線的照射時(shí)間優(yōu)選為1~600秒、更優(yōu)選為5~300秒,從液晶表示元件的光學(xué)特性以及液晶層與液晶取向膜的密合性的觀點(diǎn)出發(fā),特別優(yōu)選為5~120秒。
進(jìn)而,照射紫外線時(shí)的處理對(duì)象物、即前述注入有液晶組合物的單元的表面溫度優(yōu)選為0~100℃、更優(yōu)選為10~50℃。特別優(yōu)選為15~30℃。
如上操作,通過(guò)使用特定紫外線照射裝置進(jìn)行制作且使用由下述液晶取向處理劑得到的液晶取向膜,能夠得到光學(xué)特性良好、即未施加電壓時(shí)的透明性與施加電壓時(shí)的散射特性良好、進(jìn)而液晶層與液晶取向膜的密合性高的液晶表示元件,所述液晶取向處理劑包含:含有液晶、聚合性化合物和特定化合物的液晶組合物;以及具有特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的特定聚合物。
實(shí)施例
以下列舉出實(shí)施例來(lái)更具體地說(shuō)明本發(fā)明,但不限定于它們。以下使用的簡(jiǎn)稱(chēng)如下所示。
(特定化合物)
(液晶)
l1:mlc-6608(merckcorporation制)
(聚合性化合物)
(r4:苯基縮水甘油醚丙烯酸酯甲苯二異氰酸酯氨基甲酸酯預(yù)聚物)
(光引發(fā)劑)
(有機(jī)磷酸化合物)
x1:四苯基二丙二醇二磷酸酯
(特定側(cè)鏈型二胺(1))
(特定側(cè)鏈型二胺(2))
(第3種二胺)
(其它二胺)
(特定四羧酸成分)
<用于制作聚硅氧烷系聚合物的單體>
f1:下述f1所示的化合物
f2:十八烷基三乙氧基硅烷
f3:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
f4:3-脲丙基三乙氧基硅烷
f5:四乙氧基硅烷
<特定產(chǎn)生劑>
<特定密合性化合物>
<特定交聯(lián)性化合物>
<溶劑>
nmp:n-甲基-2-吡咯烷酮
nep:n-乙基-2-吡咯烷酮
γ-bl:γ-丁內(nèi)酯
bcs:乙二醇單丁醚
pb:丙二醇單丁醚
pgme:丙二醇單甲醚
ecs:乙二醇單乙醚
ec:二乙二醇單乙醚
“聚酰亞胺系聚合物的分子量測(cè)定”
使用常溫凝膠浸透色譜(gpc)裝置(gpc-101)(昭和電工株式會(huì)社制)、柱(kd-803、kd-805)(shodex公司制),如下操作來(lái)測(cè)定。
柱溫:50℃
洗脫液:n,n’-二甲基甲酰胺(作為添加劑,溴化鋰一水合物(libr·h2o)為30mmol/l(升)、磷酸·無(wú)水晶體(正磷酸)為30mmol/l、四氫呋喃(thf)為10ml/l)
流速:1.0ml/分鐘
標(biāo)準(zhǔn)曲線制作用標(biāo)準(zhǔn)樣品:tsk標(biāo)準(zhǔn)聚環(huán)氧乙烷(分子量:約為900000、150000、100000和30000)(東曹株式會(huì)社制)和聚乙二醇(分子量:約為12000、4000和1000)(polymerlaboratoriesltd.制)。
“聚酰亞胺系聚合物的酰亞胺化率的測(cè)定”
將聚酰亞胺粉末20mg投入至nmr(核磁共振)樣品管(nmr樣品管規(guī)格、φ5(草野科學(xué)株式會(huì)社制)),添加氘代二甲基亞砜(dmso-d6、0.05質(zhì)量%tms(四甲基硅烷)混合品)(0.53ml),施加超聲波而使其完全溶解。將該溶液利用nmr測(cè)定機(jī)(jnw-eca500)(jeoldatum公司制)測(cè)定500mhz的質(zhì)子nmr。酰亞胺化率將源自酰亞胺化前后不發(fā)生變化的結(jié)構(gòu)的質(zhì)子作為基準(zhǔn)質(zhì)子來(lái)確定,使用該質(zhì)子的峰積分值和9.5~10.0ppm附近出現(xiàn)的源自酰胺酸的nh基的質(zhì)子峰積分值,利用下式來(lái)求出。
酰亞胺化率(%)=(1-α·x/y)×100
(x為源自酰胺酸的nh基的質(zhì)子峰積分值、y為基準(zhǔn)質(zhì)子的峰積分值、α為聚酰胺酸(酰亞胺化率為0%)時(shí)的基準(zhǔn)質(zhì)子個(gè)數(shù)相對(duì)于酰胺酸的nh基的1個(gè)質(zhì)子的比例。)
“聚酰亞胺系聚合物的合成”
<合成例1>
將e1(3.50g、17.8mmol)、a2(2.85g、7.22mmol)、b2(1.92g、5.42mmol)和c1(0.83g、5.46mmol)在pgme(27.3g)中混合,以40℃反應(yīng)30小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(1)(樹(shù)脂固體成分濃度(rc:25質(zhì)量%)。該聚酰胺酸的數(shù)均分子量(mn)為11100、重均分子量(mw)為46300。
<合成例2>
將e2(1.98g、7.91mmol)、a1(3.05g、8.01mmol)、b1(1.27g、4.81mmol)和c1(0.49g、3.22mmol)在nmp(16.7g)中混合,以50℃反應(yīng)8小時(shí)后,添加e1(1.55g、7.90mmol)和nmp(8.33g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(2)(rc:25質(zhì)量%)。該聚酰胺酸的mn為21000、mw為62700。
<合成例3>
向通過(guò)合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.90g)和吡啶(2.40g),以50℃反應(yīng)4小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(3)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為58%、mn為18800、mw為50100。
<合成例4>
將e2(1.02g、4.08mmol)、a2(2.28g、5.78mmol)、b2(1.76g、4.97mmol)和c2(1.18g、5.80mmol)在nmp(17.3g)中混合,以50℃反應(yīng)8小時(shí)后,添加e1(2.40g、12.2mmol)和nmp(8.64g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(rc:25質(zhì)量%)。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.85g)和吡啶(2.45g),以50℃反應(yīng)4小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(4)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為60%、mn為17200、mw為48900。
<合成例5>
將e2(2.11g、8.43mmol)、a4(2.10g、4.26mmol)、b1(0.90g、3.41mmol)和c1(1.43g、9.40mmol)在nep(16.4g)中混合,以50℃反應(yīng)8小時(shí)后,添加e1(1.65g、8.41mmol)和nep(8.18g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(rc:25質(zhì)量%)。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.85g)和吡啶(2.40g),以50℃反應(yīng)2小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(5)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為49%、mn為16500、mw為46300。
<合成例6>
將e3(3.55g、15.8mmol)、a2(2.85g、7.22mmol)、b1(0.85g、3.22mmol)、c2(0.82g、4.03mmol)和d1(0.17g、1.57mmol)在nmp(24.7g)中混合,以40℃反應(yīng)12小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(rc:25質(zhì)量%)。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.85g)和吡啶(2.40g),以50℃反應(yīng)4.5小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(6)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為64%、mn為15600、mw為46500。
<合成例7>
將e3(3.55g、15.8mmol)、a4(1.98g、4.02mmol)、b2(2.27g、6.40mmol)和c1(0.85g、5.59mmol)在nmp(26.0g)中混合,以40℃反應(yīng)12小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(rc:25質(zhì)量%)。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.90g)和吡啶(2.50g),以50℃反應(yīng)2小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(7)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為50%、mn為18100、mw為49900。
<合成例8>
將e4(2.22g、7.39mmol)、a3(2.27g、5.25mmol)、b1(0.40g、1.51mmol)、b2(1.06g、2.99mmol)和c1(0.80g、5.26mmol)在nmp(16.4g)中混合,以40℃反應(yīng)12小時(shí)后,添加e1(1.45g、7.39mmol)和nmp(8.19g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(rc:25質(zhì)量%)。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(4.50g)和吡啶(3.10g),以50℃反應(yīng)4小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(8)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為71%、mn為16500、mw為44600。
<合成例9>
將e5(1.57g、7.40mmol)、a2(2.96g、7.50mmol)、b2(1.59g、4.49mmol)和c2(0.61g、3.00mmol)在pgme(16.4g)中混合,以50℃反應(yīng)24小時(shí)后,添加e1(1.45g、7.39mmol)和pgme(8.18g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(9)(rc:25質(zhì)量%)。該聚酰胺酸的mn為10300、mw為50100。
<合成例10>
將e2(1.98g、7.91mmol)、a5(3.02g、8.02mmol)、b1(1.27g、4.81mmol)和c1(0.49g、3.22mmol)在nmp(16.6g)中混合,以50℃反應(yīng)8小時(shí)后,添加e1(1.55g、7.90mmol)和nmp(8.30g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(rc:25質(zhì)量%)。
向所得聚酰胺酸溶液(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.90g)和吡啶(2.40g),以50℃反應(yīng)4小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(10)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為59%、mn為17200、mw為49800。
<合成例11>
將e2(3.19g、12.7mmol)、c1(0.79g、5.19mmol)和d1(2.23g、20.6mmol)在nmp(17.4g)中混合,以50℃反應(yīng)8小時(shí)后,添加e1(2.50g、12.7mmol)和nmp(8.71g),以40℃反應(yīng)8小時(shí),從而得到聚酰胺酸溶液(11)(rc:25質(zhì)量%)。該聚酰胺酸的mn為24900、mw為76600。
<合成例12>
向通過(guò)合成例11得到的聚酰胺酸溶液(11)(30.0g)中添加nmp而稀釋至6質(zhì)量%后,作為酰亞胺化催化劑而添加乙酸酐(3.90g)和吡啶(2.40g),以50℃反應(yīng)4小時(shí)。將該反應(yīng)溶液投入至甲醇(460ml)中,濾取所得到的沉淀物。將該沉淀物用甲醇清洗,以60℃進(jìn)行減壓干燥,從而得到聚酰亞胺粉末(12)。該聚酰亞胺的酰亞胺化率為59%、mn為22300、mw為58600。
將通過(guò)合成例得到的聚酰亞胺系聚合物示于表12。
[表12]
*1:聚酰胺酸
“聚硅氧烷系聚合物的合成”
<合成例13>
在安裝有溫度計(jì)和回流管的200ml的四頸反應(yīng)燒瓶中混合ecs(28.3g)、f1(4.10g)、f3(7.45g)和f5(32.5g),從而制備烷氧基硅烷單體的溶液。在25℃下耗費(fèi)30分鐘向該溶液中滴加預(yù)先混合ecs(14.2g)、水(10.8g)和作為催化劑的草酸(0.70g)而制備的溶液,進(jìn)一步在25℃下攪拌30分鐘。其后,使用油浴進(jìn)行加熱而回流30分鐘后,添加預(yù)先制備的f4的含量為92質(zhì)量%的甲醇溶液(1.20g)和ecs(0.90g)的混合溶液。進(jìn)而回流30分鐘后,自然冷卻而得到聚硅氧烷溶液(1)(sio2換算濃度(sc):12質(zhì)量%)。
<合成例14>
在安裝有溫度計(jì)和回流管的200ml的四頸反應(yīng)燒瓶中混合ec(25.4g)、f1(8.20g)、f3(19.9g)和f5(20.0g),從而制備烷氧基硅烷單體的溶液。在25℃下耗費(fèi)30分鐘向該溶液中滴加預(yù)先混合ec(12.7g)、水(10.8g)和作為催化劑的草酸(1.10g)而制備的溶液,進(jìn)而在25℃下攪拌30分鐘。其后,使用油浴進(jìn)行加熱而回流30分鐘后,添加預(yù)先制備的f4的含量為92質(zhì)量%的甲醇溶液(1.20g)和ec(0.90g)的混合溶液。進(jìn)而回流30分鐘后,自然冷卻而得到聚硅氧烷溶液(2)(sc:12質(zhì)量%)。
<合成例15>
在安裝有溫度計(jì)和回流管的200ml的四頸反應(yīng)燒瓶中混合ec(29.2g)、f1(4.10g)和f5(38.8g),從而制備烷氧基硅烷單體的溶液。在25℃下耗費(fèi)30分鐘向該溶液中滴加預(yù)先混合ec(14.6g)、水(10.8g)和作為催化劑的草酸(0.50g)而制備的溶液,進(jìn)而在25℃下攪拌30分鐘。其后,使用油浴進(jìn)行加熱而回流30分鐘后,添加預(yù)先制備的f4的含量為92質(zhì)量%的甲醇溶液(1.20g)和ec(0.90g)的混合溶液。進(jìn)而回流30分鐘后,自然冷卻而得到聚硅氧烷溶液(3)(sc:12質(zhì)量%)。
<合成例16>
在安裝有溫度計(jì)和回流管的200ml的四頸反應(yīng)燒瓶中混合ecs(28.3g)、f2(4.07g)、f3(7.45g)和f5(32.5g),從而制備烷氧基硅烷單體的溶液。在25℃下耗費(fèi)30分鐘向該溶液中滴加預(yù)先混合ecs(14.2g)、水(10.8g)和作為催化劑的草酸(0.70g)而制備的溶液,進(jìn)而在25℃下攪拌30分鐘。其后,使用油浴進(jìn)行加熱而回流30分鐘后,添加預(yù)先制備的f4的含量為92質(zhì)量%的甲醇溶液(1.20g)和ecs(0.90g)的混合溶液。進(jìn)而回流30分鐘后,自然冷卻而得到聚硅氧烷溶液(4)(sc:12質(zhì)量%)。
將通過(guò)各合成例得到的聚硅氧烷系聚合物示于表13。
[表13]
“液晶組合物的制備”
液晶組合物(1):將l1(2.40g)、r1(1.20g)、r2(1.20g)、s1(0.024g)和p1(0.012g)混合而得到。
液晶組合物(2):將l1(2.40g)、r1(1.20g)、r2(1.20g)、s1(0.168g)和p1(0.012g)混合而得到。
液晶組合物(3):將l1(2.40g)、r1(0.60g)、r2(0.60g)、r3(0.60g)、r4(0.60g)、s1(0.168g)和p1(0.012g)混合而得到。
液晶組合物(4):將l1(2.40g)、r1(0.60g)、r2(0.60g)、r3(0.60g)、r4(0.60g)、s2(0.048g)和p1(0.012g)混合而得到。
液晶組合物(5):將l1(2.40g)、r1(0.60g)、r2(0.60g)、r3(0.60g)、r4(0.60g)、s1(0.168g)、p1(0.012g)和x1(0.012g)混合而得到。
液晶組合物(6):將l1(2.40g)、r1(1.20g)、r2(1.20g)和p1(0.012g)混合而得到。
“液晶表示元件的制作(玻璃基板)”
將通過(guò)實(shí)施例4、12、13、18、19、22和比較例1、2、5、6、9、10得到的液晶取向處理劑用孔徑為1μm的膜濾器進(jìn)行加壓過(guò)濾。將所得溶液旋涂在經(jīng)用純水和ipa(異丙醇)清洗的帶ito電極的玻璃基板(縱:100mm、橫:100mm、厚度:0.7mm)的ito面上,在加熱板上以100℃加熱處理5分鐘,用熱循環(huán)型清潔烘箱以210℃加熱處理30分鐘,從而得到帶膜厚為100nm的液晶取向膜的ito基板。準(zhǔn)備2塊該ito基板,在其中一塊基板的液晶取向膜面上涂布間隔物(粒徑為6μm、觸媒化成株式會(huì)社制)。其后,在該基板的涂布有間隔物的液晶取向膜面上,利用odf(液晶滴下式注入)法滴加前述液晶組合物,接著,以朝向另一塊基板的液晶取向膜面的方式進(jìn)行貼合,從而得到處理前的液晶表示元件。
針對(duì)該處理前的液晶表示元件,使用圖2所示的具備紫外線發(fā)光二極管作為光源的特定紫外線照射裝置(也稱(chēng)為特定紫外線照射裝置),照射紫外線。具體而言,紫外線發(fā)光二極管的光源波長(zhǎng)為365nm,紫外線的強(qiáng)度為10mw/cm2,照射時(shí)間為60秒,進(jìn)而將基板表面的溫度控制為20℃。
此外,比較例5、9中,使用具備金屬鹵化物燈作為光源的紫外線照射裝置,對(duì)處理前的液晶表示元件進(jìn)行紫外線的照射。具體而言,以30mw/cm2的紫外線的強(qiáng)度、隔著能截去350nm以下波長(zhǎng)的濾波器照射紫外線,將照射時(shí)間設(shè)為30秒。此時(shí),未控制基板表面的溫度,確認(rèn)溫度大約上升至50℃為止。
由此得到液晶表示元件(逆向型元件)(玻璃基板)。使用該液晶表示元件,進(jìn)行液晶取向性的評(píng)價(jià)。關(guān)于液晶取向性,利用偏振光顯微鏡(eclipsee600wpol、尼康公司制)觀察該元件,確認(rèn)液晶是否垂直取向。實(shí)施例的液晶表示元件中,液晶垂直取向。另一方面,比較例1和2的液晶表示元件中,液晶未垂直取向。
“液晶表示元件的制作(塑料基板)”
將通過(guò)實(shí)施例1~3、5~11、14~17、20、21和比較例3、4、7、8得到的液晶取向處理劑用孔徑為1μm的膜濾器進(jìn)行加壓過(guò)濾。將所得溶液用棒涂機(jī)涂布在經(jīng)用純水清洗的帶ito電極的pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)基板(縱:150mm、橫:150mm、厚度:0.2mm)的ito面上,在加熱板上以100℃加熱處理5分鐘,用熱循環(huán)型清潔烘箱以120℃加熱處理2分鐘,從而得到帶膜厚為100nm的液晶取向膜的ito基板。準(zhǔn)備2塊該ito基板,在其中一塊基板的液晶取向膜面上涂布間隔物(粒徑為6μm、觸媒化成株式會(huì)社制)。其后,在該基板的涂布有間隔物的液晶取向膜面上,利用odf法滴加液晶組合物,接著,以朝向另一塊基板的液晶取向膜面的方式進(jìn)行貼合,從而得到處理前的液晶表示元件。
針對(duì)該處理前的液晶表示元件,使用圖2所示的具備紫外線發(fā)光二極管作為光源的特定紫外線照射裝置,照射紫外線。具體而言,紫外線發(fā)光二極管的光源波長(zhǎng)為365nm,紫外線的強(qiáng)度為10mw/cm2,照射時(shí)間為60秒,進(jìn)而將基板表面的溫度控制為20℃。
此外,比較例7中,使用具備金屬鹵化物燈作為光源的紫外線照射裝置,對(duì)上述處理前的液晶表示元件進(jìn)行紫外線的照射。具體而言,以30mw/cm2的紫外線的強(qiáng)度、隔著能截去350nm以下波長(zhǎng)的濾波器照射紫外線,將照射時(shí)間設(shè)為30秒。此時(shí),未控制基板表面的溫度,確認(rèn)溫度大約上升至50℃為止。
由此得到液晶表示元件(逆向型元件)(塑料基板)。
使用該液晶表示元件,進(jìn)行液晶取向性的評(píng)價(jià)。關(guān)于液晶取向性,利用偏振光顯微鏡(eclipsee600wpol)(尼康公司制)觀察該元件,確認(rèn)液晶是否垂直取向。實(shí)施例的液晶表示元件中,液晶垂直取向。另一方面,比較例3、4的液晶表示元件中,液晶未垂直取向。
“光學(xué)特性(透明性和散射特性)的評(píng)價(jià)”
使用通過(guò)前述方法得到的液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板),進(jìn)行光學(xué)特性(透明性和散射特性)的評(píng)價(jià)。
未施加電壓時(shí)的透明性評(píng)價(jià)通過(guò)在未施加電壓的狀態(tài)下測(cè)定液晶表示元件(玻璃基板和塑料基板)的透射率來(lái)進(jìn)行。具體而言,測(cè)定裝置為uv-3600(島津制作所制),在溫度為25℃、掃描波長(zhǎng)為300~800nm的條件下進(jìn)行測(cè)定。此時(shí),在液晶表示元件(玻璃基板)的情況下,參照使用上述帶ito電極的玻璃基板,在液晶表示元件(塑料基板)的情況下,使用上述帶ito電極的pet基板。關(guān)于評(píng)價(jià),以450nm波長(zhǎng)的透射率作為基準(zhǔn),透射率越高,則視作透明性越優(yōu)異。
此外,還進(jìn)行了在溫度為80℃、濕度為90%rh的恒溫恒濕槽內(nèi)保管36小時(shí)后的透射率評(píng)價(jià)。相對(duì)于剛剛制作液晶表示元件后的透射率(初始值),在恒溫恒濕槽內(nèi)保管后的透射率的降低比例越低,則視作該評(píng)價(jià)越優(yōu)異。
進(jìn)而,使用臺(tái)式uv固化裝置(hct3b28hex-1、sentlight公司制),照射以365nm換算為5j/cm2的紫外線后,進(jìn)行透射率的評(píng)價(jià)。
進(jìn)而,在實(shí)施例1~3、5~8、14~19和22中,除了上述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)之外,作為強(qiáng)調(diào)試驗(yàn),還進(jìn)行了在溫度為80℃、濕度為90%rh的恒溫恒濕槽內(nèi)保管72小時(shí)后的透射率評(píng)價(jià)。應(yīng)予說(shuō)明,評(píng)價(jià)方法為與上述相同的條件。
施加電壓時(shí)的散射特性的評(píng)價(jià)通過(guò)對(duì)液晶表示元件(玻璃基板)以交流驅(qū)動(dòng)施加30v,目視觀察液晶的取向狀態(tài)來(lái)進(jìn)行。液晶表示元件發(fā)生白濁、即能夠得到散射特性時(shí),視作該評(píng)價(jià)優(yōu)異(表中的良好表示)。
此外,還進(jìn)行了在溫度為80℃、濕度為90%rh的恒溫恒濕槽內(nèi)保管36小時(shí)后的液晶取向狀態(tài)的確認(rèn)。
進(jìn)而,使用臺(tái)式uv固化裝置(hct3b28hex-1、sentlight公司制),照射以365nm換算為5j/cm2的紫外線后,確認(rèn)液晶的取向狀態(tài)。
將剛剛制作液晶表示元件后(初始)、恒溫恒濕槽內(nèi)保管后(恒溫恒濕)和紫外線照射后(紫外線)的透射率(%)、以及散射特性的結(jié)果示于表18~表20。
“液晶層與液晶取向膜的密合性的評(píng)價(jià)”
使用通過(guò)前述方法得到的液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板),進(jìn)行液晶層與液晶取向膜的密合性評(píng)價(jià)。
將液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板)在溫度為80℃、濕度為90%rh的恒溫恒濕槽內(nèi)保管36小時(shí),確認(rèn)液晶表示元件內(nèi)有無(wú)氣泡和元件的剝離。具體而言,元件內(nèi)未觀察到氣泡且元件未發(fā)生剝離(液晶層與液晶取向膜發(fā)生剝離的狀態(tài))時(shí),記作該評(píng)價(jià)優(yōu)異(表中的良好表示)。
此外,對(duì)于液晶表示元件(玻璃基板、塑料基板),使用臺(tái)式uv固化裝置(hct3b28hex-1)(sentlight公司制),照射以365nm換算為5j/cm2的紫外線后,確認(rèn)液晶表示元件內(nèi)有無(wú)氣泡和元件的剝離。
進(jìn)而,在實(shí)施例1~3、5~8、14~19、22中,除了上述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)之外,作為強(qiáng)調(diào)試驗(yàn),在溫度為80℃、濕度為90%rh的恒溫恒濕槽內(nèi)保管72小時(shí)后,也進(jìn)行了密合性評(píng)價(jià)。應(yīng)予說(shuō)明,評(píng)價(jià)方法是與上述相同的條件。
將在恒溫恒濕槽內(nèi)保管后(恒溫恒濕)和紫外線照射后(紫外線)的液晶層與液晶取向膜的密合性的結(jié)果(密合性)示于表21~表23。
<實(shí)施例1>
向通過(guò)合成例1得到的聚酰胺酸溶液(1)(5.50g)中添加pgme(20.7g)和γ-bl(4.38g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(1)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(1)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例2>
向通過(guò)合成例1得到的聚酰胺酸溶液(1)(5.50g)中添加n1(0.069g)、m1(0.207g)、k1(0.097g)、pgme(20.7g)和γ-bl(4.38g),在25℃下攪拌6小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(2)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(2)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例3>
使用實(shí)施例2的液晶取向處理劑(2)和液晶組合物(3)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例4>
向通過(guò)合成例2得到的聚酰胺酸溶液(2)(5.50g)中添加nmp(11.9g)和bcs(13.1g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(3)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(3)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例5>
向通過(guò)合成例3得到的聚酰亞胺粉末(3)(1.50g)中添加γ-bl(3.18g)和pgme(28.7g),以60℃攪拌24小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(4)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(4)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例6>
向通過(guò)合成例4得到的聚酰亞胺粉末(4)(1.50g)中添加γ-bl(6.37g)和pgme(25.5g),以60℃攪拌24小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(5)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(5)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例7>
使用實(shí)施例6的液晶取向處理劑(5)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例8>
使用實(shí)施例6的液晶取向處理劑(5)和液晶組合物(3)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例9>
向通過(guò)合成例4得到的聚酰亞胺粉末(4)(1.50g)中添加γ-bl(6.37g)和pgme(25.5g),以60℃攪拌24小時(shí)。其后,添加n1(0.105g)、m1(0.45g)和k1(0.075g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(6)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(6)和液晶組合物(5)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例10>
向通過(guò)合成例5得到的聚酰亞胺粉末(5)(1.55g)中添加γ-bl(8.22g)和pgme(24.7g),以60℃攪拌24小時(shí)。其后,添加n1(0.047g)、m1(0.155g)和k1(0.078g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(7)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(7)和液晶組合物(4)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例11>
向通過(guò)合成例6得到的聚酰亞胺粉末(6)(1.50g)中添加γ-bl(3.18g)和pgme(28.7g),以60℃攪拌24小時(shí)。其后,添加n1(0.075g)和k1(0.105g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(8)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(8)和液晶組合物(3)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例12>
向通過(guò)合成例7得到的聚酰亞胺粉末(7)(1.50g)中添加γ-bl(12.7g)、bcs(9.55g)和pb(9.55g),以60℃攪拌24小時(shí)。其后,添加n1(0.105g)、m2(0.075g)和k1(0.075g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(9)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(9)和液晶組合物(5)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例13>
向通過(guò)合成例8得到的聚酰亞胺粉末(8)(1.50g)中添加nep(15.9g)、bcs(6.37g)和pb(9.55g),以60℃攪拌24小時(shí)。其后,添加n1(0.075g)和k1(0.045g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(10)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(10)和液晶組合物(4)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例14>
向通過(guò)合成例9得到的聚酰胺酸溶液(9)(5.50g)中添加pgme(22.1g)和γ-bl(2.92g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(11)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(11)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例15>
使用實(shí)施例14的液晶取向處理劑(11)和液晶組合物(3)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例16>
使用實(shí)施例14的液晶取向處理劑(11)和液晶組合物(5)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例17>
向通過(guò)合成例10得到的聚酰亞胺粉末(10)(1.50g)中添加γ-bl(3.18g)和γ-bl(28.7g),以60℃攪拌24小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(12)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(12)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例18>
向通過(guò)合成例13得到的聚硅氧烷溶液(1)(12.5g)中添加ecs(1.73g)、bcs(9.55g)和pb(9.55g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(13)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(13)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例19>
使用實(shí)施例18的液晶取向處理劑(13)和液晶組合物(3)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例20>
向通過(guò)合成例14得到的聚硅氧烷溶液(2)(12.0g)中添加n1(0.072g)、m1(0.288g)、ec(0.14g)、pb(10.7g)和pgme(9.17g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(14)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(14)和液晶組合物(5)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例21>
向通過(guò)合成例15得到的聚硅氧烷溶液(3)(12.0g)中添加ec(0.14g)、pb(10.7g)和pgme(9.17g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(15)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(15)和液晶組合物(4)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<實(shí)施例22>
向通過(guò)合成例16得到的聚硅氧烷溶液(4)(12.0g)中添加ecs(1.66g)、bcs(9.17g)和pb(9.17g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(16)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(16)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例1>
向通過(guò)合成例11得到的聚酰胺酸溶液(11)(5.50g)中添加nmp(11.9g)和bcs(13.1g),以25℃攪拌4小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(17)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(17)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例2>
使用比較例1的液晶取向處理劑(17)和液晶組合物(6)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例3>
向通過(guò)合成例12得到的聚酰亞胺粉末(12)(1.50g)中添加γ-bl(3.18g)和pgme(28.7g),以60℃攪拌24小時(shí),從而得到液晶取向處理劑(18)。該液晶取向處理劑觀察不到渾濁、析出等異常,確認(rèn)其是均勻的溶液。使用該液晶取向處理劑(18)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例4>
使用比較例3的液晶取向處理劑(18)和液晶組合物(6)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例5>
使用實(shí)施例4的液晶取向處理劑(3)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中,紫外線照射裝置使用了前述金屬鹵化物燈型紫外線照射裝置。
<比較例6>
使用實(shí)施例4的液晶取向處理劑(3)和液晶組合物(6)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例7>
使用實(shí)施例5的液晶取向處理劑(4)和液晶組合物(1)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中,紫外線照射裝置使用了前述金屬鹵化物燈型紫外線照射裝置。
<比較例8>
使用實(shí)施例5的液晶取向處理劑(4)和液晶組合物(6)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<比較例9>
使用實(shí)施例18的液晶取向處理劑(13)和液晶組合物(2)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中,紫外線照射裝置使用了前述金屬鹵化物燈型紫外線照射裝置。
<比較例10>
使用實(shí)施例18的液晶取向處理劑(13)和液晶組合物(6)制作液晶表示元件并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[表14]
[表15]
[表16]
[表17]
*1:表示特定產(chǎn)生劑相對(duì)于全部聚合物100質(zhì)量份的含量(質(zhì)量份)。
*2:表示特定密合性化合物相對(duì)于全部聚合物100質(zhì)量份的含量(質(zhì)量份)。
*3:表示特定交聯(lián)性化合物相對(duì)于全部聚合物100質(zhì)量份的含量(質(zhì)量份)。
[表18]
[表19]
[表20]
*1:液晶未垂直取向。*2:元件內(nèi)的極少一部分部位觀察到液晶取向性的紊亂。*3:元件內(nèi)的數(shù)個(gè)部位觀察到液晶取向性的紊亂(比*2中的部位多)。*4:元件內(nèi)觀察到液晶取向性的紊亂(比*3中的部位多)。
[表21]
[表22]
[表23]
*1:液晶未垂直取向,因此無(wú)法評(píng)價(jià)。*2:元件內(nèi)觀察到極少量的氣泡。*3:元件內(nèi)觀察到少量的氣泡(比*2多)。*4:元件內(nèi)觀察到大量氣泡(比*3多)。
如上所述可知:與比較例相比,實(shí)施例的液晶表示元件的光學(xué)特性良好,即在初始、恒溫恒濕槽內(nèi)保管后以及紫外線照射后的未施加電壓時(shí)的透明性良好,液晶層與液晶取向膜的密合性也高。液晶表示元件的基板使用塑料基板時(shí),這些特性也良好。
尤其是,與使用了金屬鹵化物燈型紫外線照射裝置的比較例相比,使用了特定紫外線照射裝置的實(shí)施例中,液晶表示元件的未施加電壓時(shí)的透明性高,在恒溫恒濕槽內(nèi)保管后和紫外線照射后的散射特性?xún)?yōu)異。具體而言,相同條件下的對(duì)比是實(shí)施例4與比較例5、實(shí)施例5與比較例7、以及實(shí)施例18與比較例9的對(duì)比。
液晶組合物中包含特定化合物的實(shí)施例與不含特定化合物的比較例相比,尤其呈現(xiàn)液晶表示元件的未施加電壓時(shí)的透明性高的結(jié)果。具體而言,相同條件下的對(duì)比是實(shí)施例4與比較例6、實(shí)施例5與比較例8、以及實(shí)施例18與比較例10的對(duì)比。
使用了包含不含特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)(1)的聚合物的液晶取向處理劑而得到的比較例中,液晶未垂直取向。具體而言,是比較例1~4。
在液晶組合物中的特定化合物量多的情況下,與量少的情況相比,液晶表示元件的未施加電壓時(shí)的透明性更高。具體而言,相同條件下的對(duì)比是實(shí)施例6與7的對(duì)比。
此外,液晶組合物中含有多官能硫醇化合物和氨基甲酸酯丙烯酸酯時(shí),與不含多官能硫醇化合物和氨基甲酸酯丙烯酸酯的情況相比,呈現(xiàn)液晶表示元件中的液晶層與液晶取向膜的密合性進(jìn)一步改善的結(jié)果。具體而言,是實(shí)施例7與實(shí)施例8、實(shí)施例14與實(shí)施例15、以及實(shí)施例18與實(shí)施例19的對(duì)比。
特定側(cè)鏈結(jié)構(gòu)之中,使用了具有式[2-1]結(jié)構(gòu)的二胺時(shí),與使用了具有式[2-2]結(jié)構(gòu)的二胺的情況相比,液晶表示元件的未施加電壓時(shí)的透明性變高,即使在強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)中進(jìn)行的長(zhǎng)期在恒溫恒濕槽內(nèi)保管后,未施加電壓時(shí)的透明性也變高。進(jìn)而,在液晶層與液晶取向膜的密合性的評(píng)價(jià)中,使用了具有式[2-1]結(jié)構(gòu)的二胺時(shí),即使在強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)中進(jìn)行的長(zhǎng)期在恒溫恒濕槽內(nèi)保管后,也呈現(xiàn)它們的密合性高的結(jié)果。具體而言,相同條件下的對(duì)比是實(shí)施例5與實(shí)施例17、以及實(shí)施例18與比較例22的對(duì)比。
進(jìn)而,若使液晶取向處理劑中含有特定產(chǎn)生劑、特定密合性化合物和特定交聯(lián)性化合物,與不含它們的情況相比,呈現(xiàn)液晶表示元件中的液晶層與液晶取向膜的密合性進(jìn)一步改善的結(jié)果。具體而言,相同條件下的對(duì)比是實(shí)施例1與實(shí)施例2的對(duì)比。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的液晶表示元件(該元件)可適合地用于以表示作為目的的液晶顯示器、以及用于控制透光和遮光的調(diào)光窗、光閘元件等。
該元件可適合地用于汽車(chē)、鐵道和航空器等運(yùn)輸機(jī)器、運(yùn)輸機(jī)械中使用的液晶表示元件,具體而言,適合用于控制透光和遮光的調(diào)光窗、后視鏡中使用的光閘元件等。尤其是,該元件在未施加電壓時(shí)的透明性和施加電壓時(shí)的散射特性良好,將該元件用于交通工具的玻璃窗時(shí),夜間時(shí)的光獲取效率高,還具有防止源自外部光的炫目的效果,進(jìn)一步改善駕駛時(shí)的安全性、乘車(chē)時(shí)的舒適性。此外,用薄膜制作該元件并將其粘貼至交通工具的玻璃窗來(lái)使用時(shí),與現(xiàn)有的逆向型元件相比,不會(huì)發(fā)生由液晶層與液晶取向膜的低密合性導(dǎo)致的不良、劣化,元件的可靠性變高。
進(jìn)而,該元件也可以用于lcd、oled等顯示器裝置的導(dǎo)光板、使用了這些顯示器的透明顯示器的背板。具體而言,用于透明顯示器的背板時(shí),例如將透明顯示器與該元件一并在透明顯示器上進(jìn)行畫(huà)面表示時(shí),可利用該元件抑制光從其背面進(jìn)入。該元件在透明顯示器上進(jìn)行畫(huà)面表示時(shí),呈現(xiàn)施加電壓而得到的散射狀態(tài),能夠使畫(huà)面表示變得清晰,在結(jié)束畫(huà)面表示后,呈現(xiàn)未施加電壓的透明狀態(tài)。
應(yīng)予說(shuō)明,將2014年11月7日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2014-227294號(hào)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要的全部?jī)?nèi)容援引至此,作為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的公開(kāi)內(nèi)容并入。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1、2:特定紫外線照射裝置2:發(fā)光部3:供電部4:傳感器5:控制裝置6、7:軟線8:傳輸路徑2a、2b:發(fā)光部3:供電部4a、4b:傳感器5:控制裝置8:傳輸路徑9a、9b:電纜10a、10b:電纜。