液晶取向处理剂、液晶取向膜和液晶表示元件的制作方法_4

文档序号:9438748阅读:来源:国知局
并胍胺(以上为三井 寸彳S卜''公司制)。另外,作为甘脲的例子,可列举出CYMEL 1170之类的丁氧基甲基化 甘脲、CYMEL 1172之类的羟甲基化甘脲等;Powder link 1174之类的甲氧基羟甲基化甘脲 等。
[0172] 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。
[0173] 更具体而言,可列举出国际公开公报W02011/132751的62页~66页中记载的式 [6-1]~式[6-48]所示的交联性化合物。
[0174] 作为具有聚合性不饱和键的交联性化合物,例如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或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交联性化合物;进而,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、或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交联性化合物;以及,(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、或者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交联性化合物。
[0175] 进而,也可以使用下式[7]所示的化合物。
[0177](式[7]中,E1表示选自由环己烷环、双环己烷环、苯环、联苯环、三联苯基环、萘 环、芴环、蒽环或菲环组成的组中的基团,E2表示选自下式[7a]或式[7b]中的基团,η表示 1~4的整数。)
[0179] 上述化合物为交联性化合物的一例,但不限定于它们。另外,本发明的液晶取向处 理剂中使用的交联性化合物可以是1种,也可以组合两种以上。
[0180] 本发明的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 质量份优选为〇. 1~150质量份。为了推进交联反应而表现出目标效果,相对于所有聚合 物成分100质量份,更优选为〇. 1~100质量份,尤其是最优选为1~50质量份。
[0181] 使用了应用本发明组合物的液晶取向处理剂制作液晶取向膜时,作为促进液晶取 向膜中的电荷移动、促进使用了该液晶取向膜的液晶单元脱电荷的化合物,优选添加国际 公开公报W02011/132751的69页~73页中记载的式[Ml]~式[Μ156]所示的含氮杂环 胺化合物。该胺化合物可以直接添加至组合物中,优选用适当的溶剂制成浓度为〇. 1质 量%~10质量%、优选为1质量%~7质量%的溶液后再添加。作为该溶剂,只要是使上 述特定聚酰亚胺系聚合物溶解的有机溶剂,就没有特别限定。
[0182] 在不损害本发明效果的范围内,本发明的液晶取向处理剂可以使用使涂布液晶取 向处理剂时的液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物。进而,也可以使用使液 晶取向膜与基板的密合性提高的化合物等。
[0183] 作为使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。
[0184] 更具体而言,例如可列举出 Eftop EF301、EF303、EF352(以上为 Tohkem products Corporation 制);Megafac F171、F173、R_30(以上为 DIC Corporation 制);Fluorad FC430、FC431(以上为 Sumitomo 3M Limited 制);AsahiGuard AG710、Surflon S-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0.0 l~ 2质量份、更优选为0. 01~1质量份。
[0185] 作为使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。
[0186] 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_氛基丙基二甲氧基硅烷、N-苄基_3_氛基丙基二乙氧基硅烷、N-苯基_3_氛基 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、Ν,Ν,Ν',Ν',-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Ν,Ν,Ν',Ν',-四缩水甘油基-4, 4' -二 氣基^苯基甲烧等。
[0187] 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质量份优选为〇. 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。
[0188] 本发明的液晶取向处理剂中,除了上述不良溶剂、交联性化合物、促进液晶单元脱 电荷的化合物以及使液晶取向膜的膜厚均匀性、表面平滑性提高的化合物之外,只要在不 损害本发明效果的范围内,也可以添加用于变更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。
[0189] 〈液晶取向膜/液晶表示元件〉
[0190] 本发明的液晶取向处理剂在涂布于基板上并烧成后,通过刷磨处理、光照射等进 行取向处理,从而可用作液晶取向膜。另外,在垂直取向用途等的情况下,不进行取向处理 也可以用作液晶取向膜。作为此时使用的基板,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、聚碳酸酯基板等塑料基板等。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电极等的基板。另外,在反射型的液晶表示元 件中,若仅是单侧基板,则也可以使用硅晶片等不透明的基板,作为此时的电极,也可以使 用铝等会反射光的材料。
[0191] 液晶取向处理剂的涂布方法没有特别限定,工业上通常为利用丝网印刷、凹版印 刷、胶版印刷或喷墨法等进行的方法。作为其它涂布方法,有浸涂法、辊涂法、狭缝涂布法、 旋涂法或喷涂法等,可以根据目的使用这些方法。
[0192] 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 箱等加热手段,根据液晶取向处理剂中使用的溶剂,以30~300°C、优选以30~250°C的温 度使溶剂蒸发,从而能够制成液晶取向膜。烧成后的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,液晶表示元件的可靠性有时会降低,因此优选为 5~300nm、更优选为10~100nm。使液晶水平取向、倾斜取向时,利用刷磨或偏光紫外线照 射等对烧成后的液晶取向膜进行处理。
[0193] 关于本发明的液晶表示元件,利用上述方法,由本发明的液晶取向处理剂得到带 液晶取向膜的基板后,利用公知方法制作液晶单元,从而制成液晶表示元件。若列举出一 例,则为具有如下液晶单元的液晶表示元件,所述液晶单元具备:相对配置的2炔基板、设 置在基板之间的液晶层、以及设置于基板与液晶层之间且利用本发明的液晶取向处理剂形 成的上述液晶取向膜。作为这种本发明的液晶表示元件,可列举出垂直取向(VA :Vertical Alignment)方式、水平取向(IPS :In_Plane Switching)方式、扭转向列(TN :Twisted Nematic)方式、OCB取向(OCB :Optically Compensated Bend)等各种方式,另外,也可以是 PSA(Polymer Sustained Alignment)方式等方式。需要说明的是,液晶取向膜设置于2块 基板之中的至少一者即可。
[0194] 作为液晶单元的制作方法,可例示出如下方法:准备形成有液晶取向膜的一对基 板,在单个基板的液晶取向膜上散布间隔物,以液晶取向膜面朝向内侧的方式粘贴另一个 基板,减压注入液晶并密封的方法;或者,向散布有间隔物的液晶取向膜面上滴加液晶后, 粘贴基板并进行密封的方法等。
[0195] 如上那样操作,使用本发明的液晶取向处理剂制作的液晶表示元件具有即使长时 间暴露于光照射、其电压保持率的降低也受到抑制的液晶取向膜,因此可靠性优异,可适合 地用于大画面且高清晰的液晶电视等。
[0196] 以下更详细地说明本发明的实施方式。
[0197] 实施例
[0198] 以下列举出实施例,进一步详细说明本发明,但不限定于它们。
[0199] 合成例和实施例中使用的简称如下所示。
[0200] 〈四羧酸二酐〉
[0201](特定四羧酸二酐)
[0202] Al :下式[Al]所示的四羧酸二酐
[0204] (特定脂肪族四羧酸二酐)
[0205] A2 :1,2, 3, 4-环丁烷四羧酸二酐(下式[A2]所示的四羧酸二酐)
[0206] A3 :双环[3. 3. 0]辛烷-2, 4, 6, 8-四羧酸二酐(下式[A3]所示的四羧酸二酐)
[0207] A4 :下式[A4]所示的四羧酸二酐
[0208] A5 :下式[A5]所示的四羧酸二酐 CN 105190415 A ^ T> 26/38 贞
[0210] (其它四羧酸二酐)
[0211] Α6 :苯均四酸二酐(下式[Α6]所示的四羧酸二酐)
[0213] 〈二胺成分〉
[0214] Bl :1,3-二氨基-4-〔4-(反式-4-正庚基环己基)苯氧基〕苯(下式[Β1]所示 的二胺化合物)
[0215] Β2 :1,3_二氨基-5-〔4-(反式-4-正庚基环己基)苯氧基甲基〕苯(下式[Β2] 所示的二胺化合物)
[0216] Β3 :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 (下式[B3]所示的二胺化合物)
[0217] B4 :1,3-二氨基-5-{4_〔4_(反式-4-正戊基环己基)环己基〕苯氧基甲基}苯 (下式[B4]所示的二胺化合物)
[0218] B5 :下式[B5]所示的特定侧链型二胺化合物
[0219] B6 :1,3-二氨基-4-十八烷氧基苯(下式[B6]所示的二胺化合物)
[0220] B7 :间苯二胺(下式[B7]所示的二胺化合物)
[0221] B8 :对苯二胺(下式[B8]所示的二胺化合物)
[0222] B9 :3, 5-二氨基苯甲酸(下式[B9]所示的二胺化合物)
[0223] BlO :下式[B10]所示的二胺化合物
[0224] CN 105190415 A 说明书 27/38 页
[0225] 〈有机溶剂〉
[0226] (极性溶剂)
[0227] NMP :N-甲基-2-吡咯烷酮
[0228] NEP :N-乙基-2-吡咯烷酮
[0229] G-BL :γ_ 丁内酯
[0230] (其它有机溶剂)
[0231] BCS :2_ 丁氧基乙醇
[0232] PB :丙二醇单丁醚
[0233] 〈聚酰亚胺前体和聚酰亚胺的分子量测定〉
[0234] 合成例中的聚酰亚胺前体和聚酰亚胺的分子量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。
[0235] 柱温:50°C
[0236] 洗脱液:N,N' -二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂一水合物(LiBr ·Η20)为 30mmol/L (升)、磷酸?无水结晶(正磷酸)为30mmol/L、四氢咲喃(THF)为10ml/L)
[0237] 流速:1.0ml/分钟
[0238] 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) (Polymer Laboratories Ltd.制)
[0239] 〈聚酰亚胺的酰亚胺化率的测定〉
[0240] 合成例中的聚酰亚胺的酰亚胺化率如下操作来测定。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(DMS0-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) (JE0L DATUM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~10.0 ppm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。
[0241] 酰亚胺化率(% ) = (1-α · χ/y) XlOO
[0242] 上述式中,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(酰亚胺化率为〇%)时的基准质子相对于酰胺酸的NH基质子1个的个数
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