专利名称：液晶取向层用聚合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使液晶显示元件中的液晶取向的材料，涉及用于制造液晶的垂直取向层的液晶垂直取向层用聚合物。
背景技术：
用于使液晶取向的取向层是用于保持液晶的排列秩序并表现基于液晶分子所具有的折射率各向异性的光学特性的重要的材料，是用于构成液晶显示元件的必要构成部件。在液晶显示元件中，液晶的取向对其显示特性产生较大影响，因此一直在研究各种方式。其中，使用了垂直取向型液晶层的液晶显示装置(有时也被称为VA模式液晶显示装置。)由于优异的显示特性，因此代替使用了水平取向型液晶层的液晶显示装置而广泛用于显示器。但是，在VA模式液晶显示装置中，与自发光型显示元件相比时，其视场角特性也不 能说一定充分，为了改善视场角特性，一直在研究各种方法。在VA模式液晶显示装置中，为了改善视场角特性，导入在一个像素中形成多个液晶畴的取向分割结构的多畴垂直取向方式(MVA方式)已得到普及。在MVA方式中，为了形成取向分割结构，需要控制液晶分子的倾斜取向，作为其方法，使用设置在电极上所设的狭缝(开口部)或肋(突起结构)的方法。但是，与以往的由TN模式中所用的取向膜规定预倾斜方向的情况不同，在使用狭缝、肋时，由于狭缝、肋为线状，因而对液晶分子的取向控制力在像素内不均匀，因此具有例如响应速度产生分布这样的问题。进而，由于设有狭缝、肋的区域的光的透射率下降，因此还具有显示亮度下降这样的问题。作为控制倾斜取向的其它的方法，公开了如下技术预先将可利用光或热来聚合的单体混入液晶中，在施加电压而使液晶分子倾斜的状态下，使单体聚合，由此存储液晶分子的倾斜方向的聚合物取向支持(PSA ；Polymer Sustained Alignment,聚合物稳定取向)技术(参见专利文献I)。该方法能够解决设置狭缝、肋的方法中的响应速度的分布、光透射率降低的问题。但是，在该方法中，存在如下问题因将单体混入液晶材料中而引起的特性的变化、工艺控制困难、残存单体的不良影响等。为了避免这些问题，对于VA模式液晶显示装置，也优选通过利用取向膜控制倾斜取向来形成取向分割结构。作为赋予垂直取向膜以控制倾斜取向的能力的方法，有摩擦法，但具有这样的问题难以形成精密的取向分割结构，产生由摩擦引起的静电、杂质成分。作为利用取向膜来控制倾斜取向的方法，除了利用摩擦处理的方法之外，还已知光取向法(参见专利文献2)。在光取向法中，通过改变光的照射模式，可容易形成精密的取向分割结构，与摩擦处理相比，能够对取向膜以非接触方式实施处理，因此不易产生静电、杂质。然而，以往虽然关于利用光取向法的水平取向的控制是众所周知的，但是为了控制与取向的方向完全不同的垂直取向，需要使用具有与以往的水平取向用光取向膜完全不同的结构的、垂直取向层用组合物。对于该组合物，要求显现以较少的光的照射量控制液晶的倾斜取向的性能、并且也可以在有源矩阵驱动中使用的可靠性等诸特性，而用于形成满足这些的液晶的垂直取向层的材料迄今为止尚不为人知。
另一方面，已经公开了具有包含偶氮基的骨架作为可光化学异构化且不进行光化学交联的部位、具有桂皮酸骨架作为可光化学交联的部位的光取向层用组合物(参见专利文献3、4和5)。但是，在这些引用文献中，是出于使液晶分子在基板上水平取向的目的使用该组合物的，不可能对具有完全不同的取向的垂直取向层使用具有这些骨架的光取向层用组合物。进而，由于没有关于垂直取向中所用的具体方法的公开，因此希望开发可用于垂直取向用途的液晶垂直取向层用聚合物。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003 - 149647号公报
专利文献2 :日本专利2682771号专利文献3 :日本特开平6 - 287453号公报专利文献4 :日本特开平10 - 310613号公报专利文献5 :日本特表2002-517605号公报
发明内容
发明要解决的课题本发明的课题在于提供具有能以较少的紫外线照射量控制取向的液晶取向性、预倾角大、光稳定性优异的液晶垂直取向层用聚合物以及使用了该聚合物的垂直取向层。用于解决课题的方法 本申请发明人等为了解决上述课题而对各种材料进行了深入研究，结果发现，通过使用利用了具有三个特征性结构的聚合物(包括聚合物的混合物)的液晶垂直取向层，可以解决上述课题，从而完成了本申请发明。本申请发明提供液晶垂直取向层用聚合物、以及使用了该组合物的垂直取向层，该液晶垂直取向层用聚合物的特征在于，具有(a)可光化学异构化且不进行光化学交联的部位、(b)可光化学交联的部位、和(C)使垂直取向稳定的部位。发明效果通过使用本发明的液晶垂直取向层用聚合物，可以制作以较少的紫外线照射量来控制取向的垂直取向层。该垂直取向层由于预倾角大、光稳定性优异，因此可以有效制造具 有取向分割结构的视场角特性优异的VA模式液晶显示装置。
具体实施例方式本申请发明中所用的液晶垂直取向层用聚合物的特征在于，具有(a)可光化学异构化且不进行光化学交联的部位、(b)可光化学交联的部位、和(C)使垂直取向稳定的部位，作为这些部位的结合方式，具体优选下面所记载的形态。(液晶垂直取向层用聚合物的形态I) 该聚合物为通式(Iaaa — I)、通式(Iaaa — 2)和通式(Iaaa — 3)所示的单体的固化物、或者该聚合物具有作为上述固化物的通式(Iaaa)所示的结构单元的形态。[化I]Ma-Sa-P (Iaaa-I)
Mb-Sb-D (Iaaa-2)Mc-Sc-Vc (Iaaa-3)(式中，Ma,Mb和Mc表示各自可以不同的聚合物的单体单元，Sa、Sb和S。表示各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Vc表示使垂直取向稳定的部位。)[化2]
权利要求
1.一种液晶垂直取向层用聚合物，其特征在于，具有(a)可光化学异构化且不进行光化学交联的部位、(b)可光化学交联的部位、和(C)使垂直取向稳定的部位。
2.根据权利要求I所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物为通式(Iaaa— I)、通式(Iaaa — 2)和通式(Iaaa — 3)所不的单体的固化物， Ma-Sa-P (Iaaa-I) Mb-Sb-D (Iaaa-2) Mc-Sc-Vc (Iaaa-3) 式中，Ma、Mb和Mc表示各自可以不同的聚合物的单体单元，Sa、Sb和S。表示各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Vc表示使垂直取向稳定的部位。、
3.根据权利要求2所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物具有通式(Iaaa)所示的结构单元，
4.根据权利要求I所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物为通式(Ibbb- I)和通式(Ibbb - 2)所示的单体的固化物， Ma—Sa—P—Saa—Va (Ibbb-I) Mb-Sb-D (Ibbb-2) 式中，13和札表示各自可以不同的聚合物的单体单元，SaA1^P Saa为各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Va表不使垂直取向稳定的部位。
5.根据权利要求4所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物具有通式(Ibbb)所示的结构单元，
6.根据权利要求I所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物为通式(Iccc- I)和通式(Iccc - 2)所示的单体的固化物， Ma——Sa——D——Saa——Va (Iccc-I) Mb-Sb-P(Iccc-2) 式中，13和札表示各自可以不同的聚合物的单体单元，SaA1^P Saa为各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Va表不使垂直取向稳定的部位。
7.根据权利要求6所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物具有通式(Iccc)所示的结构单元，
8.根据权利要求I所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物为通式(Iddd- I)、和通式(Iddd - 2)所示的单体的固化物， Ma—Sa—P—Saa—Va (Iddd-I) Mb-Sb-D-Sbb-Vb (Iddd-2) 式中，Ma和Mb表示各自可以不同的聚合物的单体单元，Sa、Sb、Saa和Sbb为各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Va和Vb表示各自可以不同的使垂直取向稳定的部位。
9.根据权利要求8所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物具有通式(Iddd)所示的结构单元，
10.根据权利要求I所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物为通式(Iaa— I)或通式(Ibb - I)所示的单体的固化物、通式(Icc - I)和通式(Icc - 2)所示的单体的固化物、或者通式(Idd - I)和通式(Idd - 2)所示的单体的固化物， Ma——Sa——P——Saa——D——Saaa——Va (Iaa-I) Ma——Sa——D——Saa——P——Saaa——Va (Ibb-I) 式中，Ma表示各自可以不同的聚合物的单体单元，Sa、Saa和Saaa表示各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Va表不使垂直取向稳定的部位； Ma—Sa—P—Saa—D (Icc-I) Mc——Sc——Vc(Icc-2) 式中，Ma和Μ。表示各自可以不同的聚合物的单体单元，Sa、Saa和S。表示各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Vc表不使垂直取向稳定的部位； Ma—Sa—D—Saa—P (Idd-I) Mc——Sc——Vc(Idd-2) 式中，Ma和Μ。表示各自可以不同的聚合物的单体单元，Sa、Saa和S。表示各自可以不同的间隔单元，P表示可光化学异构化且不进行光化学交联的部位，D表示可光化学交联的部位，Vc表不使垂直取向稳定的部位。
11.根据权利要求10所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物具有通式(Iaa)、通式(Ibb)、通式(Icc)、或者通式(Idd)所示的结构单元，
12.根据权利要求I所述的液晶垂直取向层用聚合物，该聚合物含有(a)具有可光化学异构化且不进行光化学交联的部位的聚合物、和(b)具有可光化学交联的部位的聚合物，所述(a)和(b)具有不同的结构。
13.根据权利要求12所述的液晶垂直取向层用聚合物，具有可光化学异构化且不进行光化学交联的部位的聚合物含有选自由下述通式(Ia) (Id)、(If) (Ii)、(Im) (Ip)组成的组中的聚合物，
14.根据权利要求13所述的液晶垂直取向层用聚合物，作为具有可光化学交联的部位的聚合物，包含通式(Ie)所示的聚合物、通式(Ij)所示的聚合物、或通式(Iq)，
15.根据权利要求12所述的液晶垂直取向层用聚合物，其含有通式(Ik一 I)所示的结构单元， Mc——Sc——Vc (Ik-I)式中，M。表示聚合物的单体单元，S。表示间隔单元，Vc表示使垂直取向稳定的部位。
16.根据权利要求12所述的液晶垂直取向层用聚合物，其含有通式(Ik)所示的聚合物
17.根据权利要求I 16中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物，具有可光化学交联的部位的聚合物为具有选自式(II-I)至式(ΙΙ-8)中的基团的聚合物，
18.根据权利要求I 18中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物，Ma、Mb和Μ。各自独立地表示式(III-I)至式(111-17)，
19.根据权利要求I 16中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物，Sa、Saa,Saaa, Sb、Sbb和S。各自独立地由下述通式(IV)表示，
20.根据权利要求I 16中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物，V、Va、Vb和V。各自独立地由下述通式(V)表示，
21.根据权利要求I 16中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物，P由下述通式(VI)表示，
22.根据权利要求I 16中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物，D由下述通式(VII)表示，
23.—种液晶垂直取向层,其使用权利要求I至22中任一项所述的液晶垂直取向层用聚合物。
24.—种液晶显不兀件,其使用权利要求23所述的液晶垂直取向层。
全文摘要
本发明涉及用于使液晶显示元件中的液晶取向的材料，涉及用于制造液晶的垂直取向层的液晶垂直取向层用聚合物。本发明的液晶垂直取向层用聚合物的特征在于，具有(a)可光化学异构化且不进行光化学交联的部位、(b)可光化学交联的部位、和(c)使垂直取向稳定的部位，且可以实现使用了具有能以较少的紫外线照射量控制取向的液晶取向性、预倾角大、光稳定性优异的液晶垂直取向层用聚合物的垂直取向层。
文档编号G02F1/1337GK102741740SQ201180007896
公开日2012年10月17日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者弗拉基米尔·奇格里诺夫, 西山伊佐, 郭海成, 野濑清香, 长岛丰, 马丁·沙特, 高津晴义 申请人:Dic株式会社