液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的制作方法_3

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[0136] 由式(2-3)表示的基如下所示。
[0137]
[0138] 式(2-3)中,D表示碳数为2至6的亚烷基;E表示氢原子或碳数为1至6的烷基。
[0139] 聚硅氧烷(B)可由含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)自行聚缩合而成;或者由 含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)与含环氧基的硅烷化合物(b2)共聚缩合 (copolycondensation)而成。除此之外,在不影响本发明的功效的范围内,形成聚硅氧烷 (B)的单体可还包括其他硅烷化合物(b3)。
[0140] 含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)
[0141] 含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)所含有的聚合性不饱和基包括由上述式(1-1)表示的基、由上述式(1-2)表示的基,或其组合。
[0142] 含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)的具体例包括
[0143] 3_(甲基)丙烯酰氧基丙基三氯硅烷、3_(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、2_(甲基)丙烯酰氧基乙基三氯硅烷、2-(甲基)丙烯 酰氧基乙基三甲氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基 丁基三氯硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基三乙氧 基硅烷、乙烯基二氣硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷、稀丙基二氣硅烷、稀 丙基二甲氧基硅烷、稀丙基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基^氣硅烷、^乙烯基^氣硅烷、^乙 烯基二甲氧基硅烷、氯乙烯基二甲基硅烷、甲氧基乙烯基二甲基硅烷,或上述化合物的组 合。
[0144] 含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)的具体例较佳为包括3_(甲基)丙烯酰氧基 丙基三氯硅烷、3_(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基 硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷,或上述化合物的组合。
[0145] 基于含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)、含环氧基的硅烷化合物(b2)及其他硅 烷化合物(b3)的合计使用量为1.0摩尔,含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)的使用量为 0.2至1.0摩尔,较佳为0.3至0.9摩尔,更佳为0.4至0.8摩尔。
[0146] 聚硅氧烷(B)的聚合用硅烷化合物中,若未使用含聚合性不饱和基的硅烷化合物 (bl),则所制得的液晶显示元件有耐紫外线衰退性不佳的问题。
[0147] 含环氧基的硅烷化合物(b2)
[0148] 含环氧基的硅烷化合物(b2)所含有的含环氧基的基团例如是缩水甘油基 (glycidyl group)、缩水甘油酿基(glycidyloxy group)、环氧环己基(epoxycyclohexyl group)或环氧丙烷基(oxetanyl group)。
[0149] 具体而言,含环氧基的基团可包括由上述式(2-1)表示的基、由上述式(2-2)表示 的基以及由上述式(2-3)表示的基中的至少一者。
[0150] 含环氧基的基团较佳为包括由式(2-1-1)表示的基、由式(2-2-2)表示的基以及由 式(2-3-1)表示的基中的至少一者。
[0151]
[0152] 含环氧基的硅烷化合物(b2)的具体例包括3-(N,N_二缩水甘油基)胺基丙基三甲 氧基硅烷、3- (N-烯丙基-N-缩水甘油基)胺基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三甲 氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘 油醚基丙基二甲基乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基 三乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基甲基二乙氧 基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基二甲基甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基二甲基乙氧基硅烷、 4_缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基 丁基甲基二甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基二 甲基甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基二甲基乙氧基硅烷、2-( 3,4-环氧环己基)乙基三甲 氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅 烷、3-(3,4_环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧 基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲 氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷或((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙烷二甲基甲氧基硅烷、 市售商品例如DMS-E01、DMS-E12、DMS-E21、EMS-32 (JNC制),或上述化合物的组合。
[0153] 含环氧基的硅烷化合物(b2)的具体例较佳为包括3-缩水甘油醚基丙基三甲氧基 硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环 氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧 丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基硅烷, DMS-E01、DMS-E12或上述化合物的组合。
[0154] 基于含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)、含环氧基的硅烷化合物(b2)及其他硅 烷化合物(b3)的合计使用量为1.0摩尔,含环氧基的硅烷化合物(b2)的使用量为0至0.8摩 尔,较佳为〇. 1至〇. 7摩尔,更佳为0.2至0.6摩尔。
[0155] 其他硅烷化合物(b3)
[0156] 其他硅烷化合物(b3)例如是具有1个硅原子的化合物。具有1个硅原子的化合物包 括具有4个水解性基团的硅烷化合物、具有3个水解性基团的硅烷化合物、具有2个水解性基 团的硅烷化合物、具有1个水解性基团的硅烷化合物,或其组合。
[0157] 具有4个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括四氯硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧 基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四第二丁氧基硅烷,或上述化 合物的组合。
[0158] 具有3个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括三氯硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧 基硅烷、氟三氯硅烷、氟三甲氧基硅烷、氟三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅 烷、甲基三乙氧基硅烷、2-(三氟甲基)乙基三氯硅烷、2-(三氟甲基)乙基三甲氧基硅烷、2-(三氟甲基)乙基三乙氧基硅烷、羟甲基三氯硅烷、羟甲基三甲氧基硅烷、羟乙基三甲氧基硅 烷、巯甲基三氯硅烷、3-巯丙基三氯硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷、3-巯 丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙 氧基硅烷,或上述化合物的组合。
[0159] 具有2个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括甲基二氯硅烷、甲基二甲氧基硅 烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基 [2_(全氟正辛基)乙基]二氯硅烷、甲基[2_(全氟正辛基)乙基]二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲 基^氣硅烷、3-疏丙基甲基二甲氧基硅烷、^苯基^氣硅烷、^苯基^甲氧基硅烷,或上述 化合物的组合。
[0160] 具有1个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括氯二甲基硅烷、甲氧基二甲基硅 烷、氯三甲基硅烷、溴三甲基硅烷、碘三甲基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、氯甲基二苯基硅烷、 甲氧基甲基二苯基硅烷,或上述化合物的组合。
[0161] 其他硅烷化合物(b3)的市售商品的具体例可列举1((:-89、1((:-893、乂-21-3153、父-21-5841、X-21-5842、X-21-5843、X-21-5844、X-21-5845、X-21-5846、X-21-5847、X-21-5848、X-22-160AS、X-22-170B、X-22-170BX、X-22-170D、X-22-170DX、X-22-176B、X-22-176D、X-22-176DX、X-22-176F、X-40-2308、X-40-2651、X-40-2655A、X-40-2671、X-40-2672、 X-40-9220、X-40-9225、X-40-9227、X-40-9246、X-40-9247、X-40-9250、X-40-9323、X-41-1053、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR-213、KR-217、 KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、 KR5235、KR9218、KR9706(信越化学制);玻璃树脂(GLASS RESIN,昭和电工制);SH804、 SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(东 丽道康宁制);FZ3711、FZ3722 (NUC制);015-512、015-515、015-521、015-527、015-531、01^-S32、DMS-S33、DMS-S35、DMS-S38、DMS-S42、DMS-S45、DMS-S51、DMS-227、PSD-0332、PDS- 1615、卩05-9931、父]\^-5025(爪(:制);]\^51、]\^56(三菱化学制);以及61?100、61?650、61?908、 GR950 (昭和电工制)等的部分缩合物。
[0162] 其他硅烷化合物(b3)较佳为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲 基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙 基三乙氧基硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲 基二乙氧基硅烷,或上述化合物的组合。
[0163] 基于含聚合性不饱和基的硅烷化合物(bl)、含环氧基的硅烷化合物(b2)及其他硅 烷化合物(b3)的合计使用量为1.0摩尔,其他硅烷化合物(b3)的使用量为0至0.8摩尔,较佳 为0.1至0.7摩尔,更佳为0.2至0.6摩尔。
[0164] 形成聚硅氧烷(B)的聚缩合反应可使用一般的方法,例如,在上述硅烷化合物或其 混合物中添加有机溶剂、水或选择性地进一步添加触媒,接着利用油浴等进行50°C至150°C 的加热,较佳加热时间为0.5小时至120小时。加热中,可将混合液进行搅拌,也可以置于回 流条件下。
[0165] 上述有机溶剂并没有特别限制,可与本发明液晶配向剂中所含的溶剂(D)为相同 或不同。
[0166] 该有机溶剂的具体例包括甲苯、二甲苯等的烃类化合物;甲基乙基酮、甲基异丁基 酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、环己酮等的酮类化合物;醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异戊酯、 丙二醇单甲基醚醋酸酯、醋酸-3-甲氧基丁酯、乳酸乙基等的酯类化合物;乙二醇二甲基醚、 乙二醇二乙基醚、四氢呋喃、二恶烷(dioxane)等的醚类化合物;1 -己醇、4-甲基2-戊醇、乙 二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、丙二醇单甲基醚、 丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚等的醇类化合物,或上述有机溶剂的组合。
[0167] 上述有机溶剂可单独使用或组合多种来使用。
[0168] 基于所有硅烷化合物为100重量份,有机溶剂的使用量较佳为10重量份至1200重 量份,更佳为30重量份至1,000重量份。
[0169] 基于所有硅烷化合物的水解性基团为1摩尔,水的使用量较佳为0.5摩尔至100摩 尔,更佳为1摩尔至30摩尔。
[0170]该触媒没有特别的限制,较佳地,该触媒是选自于酸、碱金属化合物、有机碱、钛化 合物、锆化合物,或其组合。
[0171] 酸的具体例包括盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蚁酸、多元羧 酸、多元酸酐,或其组合。
[0172] 碱金属化合物的具体例包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇 钾,或其组合。
[0173] 有机碱的具体例包括乙胺、二乙胺、哌嗪(piperazine)、哌啶(piperidine)、吡略 啶(pyrrolidine)、吡略(pyrrole)等的一级或二级的有机胺;三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、 P比啶(pyridine )、4-二甲胺基吡啶、二氮杂二环^--稀(diazabicycloundecene)等的三级 有机胺;四甲基氢氧化铵等的四级有机胺等,或上述化合物的组合。
[0174]触媒的使用量根据种类、温度等反应条件等而异,并可适当地设定,例如基于所有 硅烷化合物为1摩尔,该触媒的添加量为0.01摩尔至5摩尔,较佳为0.03摩尔至3摩尔,更佳 为0.05摩尔至1摩尔。
[0175] 基于安定性观点,待聚缩合反应结束后,较佳为将从反应液中分馏的有机溶剂层 以水清洗。进行该清洗时,较佳为使用包含少量盐的水,例如〇. 2重量%左右的硝酸铵水溶 液等进行清洗。清洗可进行至清洗后的水层成为中性为止,然后将有机溶剂层视需要以无 水硫酸钙、分子筛(molecular sieves)等干燥剂进行干燥后,去除有机溶剂,即可获得聚硅 氧烧(B)。
[0176] 本发明的聚硅氧烷(B),根据凝胶渗透色谱分析法所测得经聚苯乙烯换算的重量 平均分子量为500至100,000,较佳为800至50,000,更佳为1,000至20,000。
[0177] 基于聚合物(A)的使用量为100重量份,聚硅氧烷(B)的使用量为1至25重量份,较 佳为2至20重量份,且更佳为3至15重量份。
[0178] 若液晶配向剂不使用聚硅氧烷(B),则液晶显示元件有耐紫外线衰退性不佳的问 题。
[0179]含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)
[0180] 含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)所含有的二苯甲酮结构是选自由式(3-1)至 式(3-7)所组成的族群中的至少一种。
[0181]
[0182]
式(3-7)
[0183] 另外,含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)可具有一个以上的光反应基 (photoreactive group)。光反应基为光聚合基或光交联基,其中"光聚合基"为通过光照而 引发聚合的官能基,而"光交联基"为通过光照与聚合物(A)反应而交联的官能基,另外,"光 交联基"彼此间也可发生反应。
[0184] 值得注意的是,含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)较佳为具有两个以上的光反 应基。当液晶配向剂所使用的含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)的光反应基为两个以上 时,所制造的液晶显示元件的耐紫外线衰退性更佳。
[0185] 含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)所含有的光反应基是选自由式(3a)至式(3d) 所组成的族群由的革小一种"
[0186]
[0187]
[0188] 式(3a)至式(3d)中,R1表示氢原子或碳数为1至4的烷基;Z1表示可经碳数为1至12 的烷基或碳数为1至12的烷氧基取代的二价芳香环基或二价杂环基;Z 2表示可经碳数为1至 12的烷基或碳数为1至12的烷氧基取代的一价芳香环基或一价杂环基。
[0189 ]含二苯甲酮结构的聚合性化合物(C)包括由式(3-8-1)至式(3-8-3)表示的具有两 个光聚合基的含二苯甲酮结构的聚合性化合物;由式(3-9-1)至式(3-9-4)表示的具有一个 光聚合基及一个光交联基的含二苯甲酮结构的聚合性化合物;由式(3-10-1)至式(3-10-2) 表示的具有两个光交联基的含二苯甲酮结构的聚合性化合物,或上述聚合性化合物的组 合。
[0190]
[0191]
[0192] 在式(3-8-1)至式(3-8-3)、式(3-9-1)至式(3-9-4)以及式(3-10-1)至式(3-10-2) 中,R^Z 1及Z2分别与式(3a)至式(3d)中的R1^1及Z 2相同,在此不另行赘述。Q1表示具有二苯 酮结构的二价有机基团。
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