液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、液晶显示元件的制造方法、聚合物以及化合物的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、液晶显示元件的制造方 法、聚合物以及化合物。
【背景技术】
[0002] 液晶显示元件中，作为垂直取向模式而现有已知的多域垂直取向（Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)型面板通过在液晶面板中形成突起物来控制液晶分子的倒塌方 向，借此实现视角的扩大。但是，依据该方式，由突起物引起的透过率以及对比度的不足无 法避免，进而存在液晶分子的响应速度慢的问题。
[0003] 近年来，为了解决如上所述的MVA型面板的问题，提出了聚合物稳定取向 (Polymer Sustained Alignment，PSA)模式（例如参照专利文献1)。该PSA技术是将通过 光照射而聚合的聚合性成分混入液晶单元的液晶层中，在通过施加电压而使液晶分子倾斜 的状态下对液晶单元进行光照射，由此使聚合性成分进行聚合来控制液晶分子的分子取向 的技术。
[0004] 然而，在利用PSA技术来控制液晶分子的取向的情况下，必须以比较高的照射量 来进行光照射。因此，除了会产生液晶分子分解的不良情况以外，即便通过紫外线照射也未 聚合的未反应化合物会残留于液晶层中，这些情况相互作用而产生显示不均，会对电压保 持特性造成不良影响，或者面板的长期可靠性产生问题，所述情况变得明确，尚未达到实用 的水平。
[0005] 与此相对，非专利文献1提出了使用由含有反应性液晶原的聚酰亚胺系液晶取向 剂所形成的液晶取向膜的方法。依据非专利文献1，具备利用该方法来形成的液晶取向膜的 液晶显不兀件的液晶分子的响应为尚速。
[0006] 另外，本申请人已提出了如下技术：可对使用液晶取向剂来形成的涂膜，以尽可能 少的光照射量来赋予所需的预倾角特性，且用以获得液晶分子对电压变化的响应速度足够 快速的液晶显示元件（例如参照专利文献2)。该专利文献2中公开了 ：使用含有在侧链上 具有（甲基）丙烯酰基的聚有机硅氧烷作为聚合物成分的液晶取向剂，在基板上形成液晶 取向膜，并且使用该基板来形成液晶单元，在对基板间施加电压的状态下对液晶单元进行 光照射，借此制造液晶显示元件。
[0007] [现有技术文献]
[0008] [专利文献]
[0009] [专利文献1]日本专利特开2003-149647号公报 [0010][专利文献2]日本专利特开2011-118358号公报 [0011][非专利文献]
[0012][非专利文献1]Y.-J.李等人，《二次成像传播09文摘（Secondary Imagery Dissemination 09DIGEST)》，第 666 页（2009)
【发明内容】
[0013] [发明所欲解决的问题]
[0014] 然而，非专利文献1中未记载关于应该以何种量来使用何种反应性液晶原的准 贝1J。另外，所需的紫外线照射量也依然很多，关于显示特性或电压保持特性、面板的长期可 靠性的担忧并未消除。特别是近年来，对于液晶显示元件的高性能化的要求进而提高，作为 液晶取向剂，要求可使液晶显示元件的显示品质或长期可靠性较以往更良好。
[0015] 本发明是鉴于所述情况而形成，主要目的为提供一种用以获得视角广、液晶分子 的响应速度快、长期可靠性优异的液晶显示元件的液晶取向剂。
[0016] [解决问题的技术手段]
[0017] 本发明人等为了达成如上所述的现有技术的问题而进行积极研宄，结果发现，能 够通过使用具有特定结构的化合物作为液晶取向剂的一成分来解决所述问题，从而完成了 本发明。具体而言，由本发明来提供以下的液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、液晶显 示元件的制造方法、聚合物以及化合物。
[0018] 本发明的一方面为提供一种液晶取向剂，其含有具有下述式（0)所表示的结构的 化合物（C)。
[0019] [化 1]
[0020]
[0021] (式（0)中，E1分别独立地为1价有机基；其中，多个E1中的至少1个具有选自由 环氧基、酸酐基、（甲基）丙烯酰基、乙烯基、巯基、氨基及异氰酸酯基所组成的组群中的至 少一种；Y1分别独立地为下述式（Y-I)或下述式（Y-2)
[0022] [化 2]
[0023]
[0024] (式（Y-I)及式（Y-2)中，R4及R 6分别独立地为1价有机基，R 5为氢原子或1价 有机基；Z1为氧原子或碳数1~6的烷二基；"* 表示与键结于Y1上的氧原子的结合键）
[0025] 所表示的基团；表示结合键）
[0026] 本发明的另一方面为提供一种液晶取向膜，其是使用所述液晶取向剂而形成。另 外，本发明提供一种包括该液晶取向膜的液晶显示元件。
[0027] 本发明的另一方面为提供一种液晶显示元件的制造方法，其包括：将所述液晶取 向剂分别涂布于具有导电膜的一对基板的该导电膜上，继而对其进行加热而形成涂膜的步 骤；将形成有所述涂膜的一对基板，隔着液晶层且以所述涂膜相对的方式对向配置而构筑 液晶单元的步骤；以及在对所述一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下对所述液晶 单元进行光照射的步骤。
[0028] 本发明的一方面为提供一种聚合物，其具有所述式（0)所表示的部分结构。另外， 提供具有下述式（3)所表示的结构的化合物、以及下述式（O-A)所表示的化合物。
[0029] [化 3]
[0030]
[0031] (式（3)中，E1分别独立地为1价有机基；其中，多个E1中的至少1个具有选自由 环氧基、酸酐基、（甲基）丙烯酰基、巯基、氨基及异氰酸酯基所组成的组群中的至少一种； Y2分别独立地为下述式（3-1)或下述式（3-2)
[0032] [化 4]
[0033]
[0034] (式（3-1)及式（3-2)中，R3及R 5分别独立地为氢原子或者1价有机基，R 4及R6分别独立地为1价有机基；Z1为氧原子或碳数1~6的烷二基；表示与键结于Y2上的 氧原子的结合键）
[0035] 所表示的2价基）
[0036] [化 5]
[0037]
[0038] (式（O-A)中，E1分别独立地为1价有机基；其中，多个E1中的至少1个具有选自 由环氧基、酸酐基、（甲基）丙烯酰基、巯基、氨基及异氰酸酯基所组成的组群中的至少一 种；V1为1价碱金属原子）
[0039] [发明的效果]
[0040] 通过本发明的液晶取向剂，可获得一种视角广、液晶分子的响应速度快、且长期可 靠性优异的液晶显示元件。
【附图说明】
[0041] 图1是表示由实施例及比较例来制造的具有经图案化的透明导电膜的液晶单元 中的透明导电膜的图案的说明图。
[0042] 符号的说明
[0043] A、B:电极
【具体实施方式】
[0044] 本发明的液晶取向剂含有具有所述式（0)所表示的结构（以下也称为"特定结构 (〇)"）的化合物（C)。以下，对本发明的液晶取向剂中所含的各成分、以及视需要而任意调 配的其他成分进行说明。此外，以下的说明中，有时将"式X所表示的化合物"仅记作"化合 物X"。另外，有时将"具有式X所表示的重复单元的聚合物"仅记作"聚合物X"。
[0045] 《特定结构（0)》
[0046] 所述式（0)中，多个E1中的至少任1个具有选自由环氧基、酸酐基、（甲基）丙烯 酰基、乙烯基、巯基、氨基及异氰酸酯基所组成的组群中的至少一种官能基。E1所具有的官 能基可相互相同，也可以不同。此外，本说明书中的所谓"（甲基）丙烯酰基"是包含丙烯酰 基及甲基丙烯酰基的含义。
[0047] E1中的所述官能基优选为经由2价连结基而键结于硅原子上。所述2价连结基例 如可列举：碳数1~20的烷二基，将碳数1~20的烷二基中的亚甲基以-0-、-C0-、-C00-、 -5-、-(^-、-順-、-(1)順-、-顺1°-、-(1)顺1°-〇?1°为碳数1~6的烷基）或者亚环己基取代而 成的2价基等。另外，这些各基团中的键结于碳原子上的氢原子可经卤素原子（氟原子、氯 原子、溴原子、碘原子等）、羟基、氰基等所取代。
[0048] 具有所述官能基的E1的具体例分别可列举：缩水甘油氧基丙基、缩水甘油基、3， 4-环氧基环己基乙基等含环氧基的基团；下述式（E-I)所表示的基团等含酸酐基的基团； 甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基丙基等含（甲基）丙烯酰基的基团；巯基丙基等含巯基的 基团；3-氨基丙基、3-甲基氨基丙基、3-(2-乙基氨基）丙基、3-苯基氨基丙基等含氨基的 基团；3-异氰酸基丙基等含异氰酸酯基的基团等。
[0049] [化 6]
[0050]
[0051] E1所具有的官能基优选为环氧基、酸酐基、（甲基）丙烯酰基或者异氰酸酯基，就 容易赋予表现出液晶取向能力的基团（以下也称为"液晶取向基"）等功能性侧链的方面而 言，更优选为环氧基。另外，所述基团中，E1优选为缩水甘油氧基丙基、3,4_环氧基环己基 乙基、甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基丙基、3-异氰酸基丙基或者所述式（E-I)所表示的 基团，特别优选为3，4-环氧基环己基乙基。
[0052] 所述式（0)中的多个E1只要其中的至少1个具有所述官能基即可。具有所述官能 基的E1的数量并无特别限制，可根据使化合物（C)所具有的反应性的高低等来适当选择。 优选为全部的E1具有所述官能基的形态。此外，在多个E 1的一部分不具有所述官能基的情 况下，该E1例如可设为甲基、乙基、丙基等烷基等，苯基、甲苯基等芳基等。
[0053] 所述式（Y-I)及式（Y-2)中，R4、R5及R 6的1价有机基的具体例可列举所述E 1的 1价有机基所例示的基团等。R5优选为具有选自由环氧基、酸酐基、（甲基）丙烯酰基、乙烯 基、巯基、氨基、异氰酸酯基以及卤素原子所组成的组群中的至少一种官能基的1价基，或 者氢原子。R4及R6优选为碳数1~6的烷基，更优选为甲基或者乙基。此外，所述式（Y-2) 中的多个R6分别可相互相同，也可以不同。
[0054] Z1的碳数1~6的烷二基例如可列举：亚甲基、亚乙基、丙二基、丁二基、戊二基、己 二基，这些基团可以是直链状，也可以是分支状。Z1优选为氧原子、亚甲基或者亚乙基。
[0055] 《化合物（C)》
[0056] 使所述化合物（C)包含于液晶取向剂中的态样并无特别限制。例如，可将所述化 合物（C)设为分子内具有1个所述特定结构（0)的化合物（以下也称为"化合物（C-I) ")， 将其以添加剂方式来调配。或者，也可以将所述化合物（C)设为主链上具有所述特定结构 (〇)的聚合物（以下也称为"聚合物（C-2)"），将其作为聚合物成分的至少一部分来调配。 此外，本说明书中所谓聚合物的"主链"，是指通过单体反复键结而形成的结构。
[0057] 〈化合物（C-I) >
[0058] 具有所述特定结构（0)的化合物（C-I)的具体例可列举所述式（3)所表示的化合 物。
[0059] 此处，所述式（3)中的E1的说明可应用所述式（0)的E1的说明。所述式（3-1)及 式（3-2)中，关于R4、R5、R6及Z S分别可应用所述式（Y-I)及式（Y-2)的R4、R5、R6及Z 1的 说明。R3的1价有机基的具体例可列举所述E1的1价有机基中例示的基团等，其优选的例 示与R5相同。此外，所述式（3-2)中的多个R5可相互相同，也可以不同。
[0060] 所述式（3-1)及式（3-2)所表示的基团的优选具体例例如可列举下述式 (3-1-1)~式（3-1-10)及式（3-2-1)分别所表示的基团等。
[0061] [化 7]
[0062]
[0063] (式中，V表示与氧原子的结合键）
[0064] 所述基团中，Y2优选为所述式（3_1_1)、式（3_1_2)、式（3_1_3)、式（3_1_4)、式 (3-1-5)、式（3-1-7)、式（3-1-8)或式（3-1-9)所表示的基团。所述式⑶中的多个Y2可 相互相同，也可以不同。
[0065] 所述式（3)所表示的化合物的优选具体例例如可列举下述式（1-1)~式（1-6)分 别所表示的化合物等。
[0066] [化 8]
[0067]
[0068] (式（1-1)~式（1-6)中，R9分别独立地为单键或碳数1~10的2价烃基，R 11分 别独立地为1价有机基，R12分别独立地为氢原子或甲基；R25分别独立地为巯基或-NR 28H (R28为氢原子、碳数1~6的烷基或碳数6~12的芳基），R19分别独立地为碳数1~6的烷二 基；E1与所述式（0)含义相同）
[0069] [化合物⑶的合成]
[0070] 所述式（3)所表示的化合物例如可以下述流程0的方式来合成。
[0071] [化 9]
[0072]
[0073] (流程0中，R°为碳数1~6的烷基或者乙酰基；V 1为1价碱金属；E 1及Y 2与所述 式⑶含义相同）
[0074] 在所述流程0中，起始原料（0-1)中的R°的碳数1~6的烷基例如可列举：甲基、 乙基、丙基、丁基、戊基、己基等，这些基团可以是直链状，也可以是分支状。其中，R°优选为 甲基或乙基。起始原料（0-1)优选为使用包含E1的三烷氧基硅烷。
[0075] 用以由起始原料（0-1)来获得作为最终产物的化合物（3)的反应优选为在碱及溶 剂的存在下进行。反应中使用的碱例如可使用：三乙基胺、三丙基胺、二氮杂双环十一烯、咪 唑、四甲基氢氧化按、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、氟化铯等。此 外，通过使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、氟化铯等碱金属盐作 为碱，能够获得所述式（O-A)所表示的中间物。相对于起始原料（0-1)的100摩尔，碱的使 用比例通常为10摩尔