[go: up one dir, main page]

TWI693277B - 液晶顯示元件 - Google Patents

液晶顯示元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI693277B
TWI693277B TW104136955A TW104136955A TWI693277B TW I693277 B TWI693277 B TW I693277B TW 104136955 A TW104136955 A TW 104136955A TW 104136955 A TW104136955 A TW 104136955A TW I693277 B TWI693277 B TW I693277B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
group
formula
crystal display
display element
Prior art date
Application number
TW104136955A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201631131A (zh
Inventor
保坂和義
三木徳俊
大村浩之
橋本淳
馬場潤一
吉田翔太
Original Assignee
日商日產化學工業股份有限公司
日商九州奈米科技光學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日產化學工業股份有限公司, 日商九州奈米科技光學股份有限公司 filed Critical 日商日產化學工業股份有限公司
Publication of TW201631131A publication Critical patent/TW201631131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI693277B publication Critical patent/TWI693277B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1334Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/063Non-steroidal liquid crystal compounds containing one non-condensed saturated non-aromatic ring, e.g. cyclohexane ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K19/2014Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups containing additionally a linking group other than -COO- or -OCO-, e.g. -CH2-CH2-, -CH=CH-, -C=C-; containing at least one additional carbon atom in the chain containing -COO- or -OCO- groups, e.g. -(CH2)m-COO-(CH2)n-
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56Aligning agents
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0448Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/2035Ph-COO-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/542Macromolecular compounds
    • C09K2019/548Macromolecular compounds stabilizing the alignment; Polymer stabilized alignment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02Alignment layer characterised by chemical composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02Alignment layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/027Polyimide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

本發明提供一種無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性皆為良好,並且液晶層與垂直液晶配向膜之密著性高,在嚴苛環境下仍為高壽命之液晶顯示元件。
一種液晶顯示元件,其特徵為在具備電極之一對基板之間配置包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物,且具有藉由紫外線照射裝置照射紫外線使其硬化而成之液晶層,且基板之至少一者具備使液晶垂直配向之液晶配向膜;其中前述紫外線照射裝置係能控制所照射之紫外線之照射光強度、波長及前述一對基板之表面溫度之紫外線照射裝置,前述液晶組成物含有式[1]所示之化合物,前述液晶配向膜係由包含具有下述式[2-1]或式[2-2]所示之側鏈構造之聚合物之液晶配向處理劑所得之液晶配向膜。
Figure 104136955-A0202-11-0001-1
(X1為特定之側鏈構造;X2、X3、X4、X6為單鍵等;X5、X7為苯環等;p為0~4之整數;X8為碳數1~18之烷基等)
Figure 104136955-A0202-11-0002-4
(Y1、Y2、Y3為單鍵;Y4、Y5為苯環等;n為0~4;Y6為碳數1~18之烷基等)[化3]-Y7-Y8 [2-2](Y7為單鍵等;Y8為碳數8~22之烷基等)。

Description

液晶顯示元件
本發明係關於無施加電壓時為透明狀態,施加電壓時成為散射狀態之穿透散射型之液晶顯示元件者。
作為使用液晶材料之液晶顯示元件,如TN模式已受到實用化。此模式下係利用液晶之旋光特性而進行光之切換者,在使用作為液晶顯示元件時,則必須使用偏光板。然而,若使用偏光板,光之利用效率則會變低。
作為不使用偏光板但光之利用效率高之液晶顯示元件,如有在液晶之穿透狀態(亦稱為透明狀態)與散射狀態之間進行切換之液晶顯示元件,一般已知使用高分子分散型液晶(PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal))或高分子網路型液晶(PNLC(Polymer Network Liquid Crystal))者。
使用此等之液晶顯示元件係為在具備電極之一對基板之間配置包含因紫外線而聚合之聚合性化合物之液晶組成物,藉由照射紫外線而進行前述液晶組成物之硬化,使液晶層,即液晶與聚合性化合物之硬化物複合體 (例如聚合物網路)形成而成之液晶顯示元件。此液晶顯示元件藉由施加電壓,而控制液晶之穿透狀態與散射狀態。
以往使用PDLC或PNLC之液晶顯示元件係為無施加電壓時,由於液晶分子朝向無規方向,故呈現白濁(散射)狀態,但在施加電壓時液晶配列成電場方向,使光穿透而成為穿透狀態之液晶顯示元件(正向型(normal type)元件)。但,在正向型元件中,為了取得穿透狀態而有全時間施加電壓之必要,故在透明狀態下使用情況較多之用途上,例如,在使用作為窗玻璃等時,則會導致消耗電力增大。
另一方面,已提出有使用在無施加電壓時為穿透狀態,但在施加電壓時成為散射狀態之PDLC之液晶顯示元件(反向型(reverse type)元件)(例如,參照專利文獻1、2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利2885116號公報
[專利文獻2]日本專利4132424號公報
使用PDLC或PNLC在使硬化物複合體形成 之紫外線照射步驟中係使用將金屬鹵素燈或高壓水銀燈作為光源之紫外線照射裝置。但,此等光源下,難以控制紫外線之強度、波長及溫度,而無法控制成均勻硬化物複合體,即,無法控制作為目的之聚合物網路之大小或形狀,而有無法取得良好光學特性(亦稱為穿透散射特性)等之問題。因此,在紫外線照射步驟中,則有必要控制光源之強度、波長及溫度。
液晶組成物中之聚合性化合物具有使聚合物網路形成而取得目的之光學特性之功用,及作為提高液晶層與液晶配向膜(亦稱為垂直液晶配向膜)之密著性之硬化劑之功用。若欲提高與液晶配向膜之密著性,則必須更加緊密聚合物網路,若更加緊密聚合物網路時,則會阻礙液晶之垂直配向性,而導致有使反向型元件之光學特性惡化,即,使無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性惡化之問題。因此,使用於反向型元件之液晶組成物變得必須係在形成液晶層時之液晶垂直配向性會變高者。
此外,使用於反向型元件之液晶配向膜,為了使液晶垂直地配向,故為高疏水性膜,因此而有液晶層與液晶配向膜之密著性變低之問題。因此,使用於反向型元件之液晶組成物中必須含有大量具有硬化劑功用之聚合性化合物。但,若大量含有聚合性化合物時,液晶之垂直配向性受到阻礙,而有無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性大幅降低之問題。因此,使用於反向型元件之液晶配向膜必須係液晶之垂直配向性為高者。
並且,使用塑料基板或膜製作反向型元件,並將其貼至汽車或建築建物之窗玻璃上使用時,則有反向型元件長時間暴露在高溫高濕之環境下或光照射之環境下使用的情況。因此,變得必須要有即使在此種嚴酷之環境下,液晶之垂直配向性仍不會降低,且液晶層與液晶配向膜之密著性高。
因此,本發明之目的在於提供液晶之垂直配向性高,具有良好光學特性,即,無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性為良好,並且液晶層與液晶配向膜之密著性高,即使長時間暴露在高溫高濕或光照射之環境下,仍能維持此等特性之液晶顯示元件。
本發明者為了達成上述目的進行精心研究之結果,進而完成具有以下要旨之本發明。
(1)一種液晶顯示元件,其特徵為在具備電極之一對基板之間配置包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物,且具有藉由紫外線照射裝置照射紫外線使其硬化而成之液晶層,且基板之至少一者具備使液晶垂直配向之液晶配向膜;其中前述紫外線照射裝置係能控制所照射之紫外線之照射光強度、波長及前述一對基板之表面溫度之紫外線照射裝置,前述液晶組成物含有下述式[1]所示之化合物,前述液晶配向膜係由液晶配向處理劑所得之液晶配向膜,該液晶配向處理劑包含具有下述式[2-1]或式[2-2]所示之 側鏈構造之聚合物;
Figure 104136955-A0202-12-0005-5
(X1表示選自由下述式[1-a]~式[1-g]所成群之至少一種。X2表示選自由單鍵、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基。X3表示單鍵或-(CH2)a-(a為1~15之整數)。X4表示選自由單鍵、-O-、-OCH2-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基。X5表示苯環或環己烷環,或具有類固醇骨架之碳數17~51之2價有機基。X6表示選自由單鍵、-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基。X7表示苯環或環己烷環。前述X5及X7之環狀基上之任意氫原子可被碳數1~3之烷基、碳數1~3之烷氧基、碳數1~3之含氟烷基、碳數1~3之含氟烷氧基或氟原子所取代。p表示0~4之整數。p表示0~4之整數。X8表示選自由碳數1~18之烷基、碳數2~22之烯基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。)
Figure 104136955-A0202-12-0006-6
(XA表示氫原子或苯環。XB表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種環狀基。XC表示選自由碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。)
Figure 104136955-A0202-12-0006-7
(Y1表示選自由單鍵、-(CH2)a-(a為1~15之整數)、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基。Y2表示單鍵或-(CH2)b-(b為1~15之整數)。Y3表示選自由單鍵、-(CH2)c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH2O-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種。Y4表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種之2價環狀基,或具有類固醇骨架之碳數17~51之2價有機基。Y5表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種環狀基。前述Y4、Y5之環狀基上之任意氫原子可被碳數1~3之烷基、碳數1~3之 烷氧基、碳數1~3之含氟烷基、碳數1~3之含氟烷氧基或氟原子所取代。n表示0~4之整數。Y6表示選自由碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。)[化4]-Y7-Y8 [2-2](Y7表示選自由單鍵、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基。Y8表示碳數8~22之烷基或碳數6~18之含氟烷基。)
本發明提供一種具有良好光學特性,即,無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性為良好,且液晶層與液晶配向膜之密著性為高,並且即使長時間暴露在高溫高濕或光照射之環境下,仍能維持此等特性之反向型液晶顯示元件。藉由本發明,為何能取得上述具有優異特性之液晶顯示元件之機制並非充分明確,但幾乎係推測如以下。
本發明之液晶顯示元件中之前述紫外線照射裝置能控制所照射之紫外線之照射光強度、波長及前述一對基板之表面溫度。因此,若使用特定紫外線照射裝置,即能取得均勻硬化物複合體,即,取得所形成之目的之聚合物網路 (硬化性樹脂)之大小或形狀受到控制之液晶層,且展現良好光學特性之液晶顯示元件。
本發明之液晶顯示元件中之液晶組成物所含有之式[1]所示之特定化合物具有苯環或環己烷環之剛硬構造部位,與式[1]中之X1所示之藉由紫外線而進行聚合反應之部位。因此,使特定化合物包含於液晶組成物中時,特定化合物之剛硬構造部位提高液晶之垂直配向性,並且由於聚合反應之部位與聚合性化合物進行反應,故能提高液晶之垂直配向性之安定性。藉此,即使為了提高與液晶配向膜之密著性而聚合物網路變得緊密時,仍不會阻礙液晶之垂直配向性,且可取得展現良好光學特性之反向型元件。
又,本發明所使用之液晶組成物係以包含多官能硫醇化合物、胺基甲酸酯丙烯酸酯或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯為佳。此等化合物藉由紫外線之照射而形成聚合物網路,並同時亦與液晶配向膜進行化學反應。因此,能提高液晶顯示元件中之液晶層與液晶配向膜之密著性。
本發明之液晶顯示元件中之液晶配向膜係由含有具有前述式[2-1]或式[2-2]所示之側鏈構造之聚合物之液晶配向處理劑所得,由於式[2-1]所示之特定側鏈構造展現剛硬構造,故使用具有此側鏈構造之液晶配向膜之液晶顯示元能取得高且安定之液晶之垂直配向性。因此,認為特別係在使用式[2-1]所示之特定側鏈構造時,能取得展現良好光學特性之反向型元件。
又,本發明之液晶顯示元件中之液晶配向膜係以使用含有具有特定側鏈構造(1)且同時具有前述式[3]所示之側鏈構造(亦稱為特定側鏈構造(2))之特定聚合物的液晶配向處理劑為佳。認為此特定側鏈構造(2)在製作液晶顯示元件時之步驟即照射紫外線之步驟中,液晶組成物中之聚合性化合物之反應基與光反應,液晶層與液晶配向膜之密著性變得更加強固者。尤其,特定側鏈構造(2)由於係存在於成為基質之聚合物當中,故在與液晶配向處理劑中含有此種具有引起光反應之基之化合物的情況相比,其效果增大。
1、2‧‧‧特定紫外線照射裝置
2‧‧‧發光部
3‧‧‧電力供給部
4‧‧‧感測器
5‧‧‧控制裝置
6、7‧‧‧軟線(flexible cord)
8‧‧‧傳輸路徑
2a、2b‧‧‧發光部
3‧‧‧電力供給部
4a、4b‧‧‧感測器
5‧‧‧控制裝置
8‧‧‧傳輸路徑
9a、9b‧‧‧纜線
10a、10b‧‧‧纜線
[圖1]本發明中之特定紫外線照射裝置-1之構成概念圖。
[圖2]本發明中之特定紫外線照射裝置-2之構成概念圖。
<液晶顯示元件>
本發明之液晶顯示元件,其為在具備電極之一對基板之間配置包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物,且具有藉由紫外線照射裝置照射紫外線使其硬化而成之液晶層,且基板之至少一者具有使液晶垂直配向之液晶 配向膜的液晶顯示元件,能適宜使用作為在無施加電壓時成為穿透狀態,在施加電壓時成為散射狀態之反向型元件。
本發明中之液晶組成物含有液晶與因紫外線而聚合之聚合性化合物,且此聚合性化合物擔任形成聚合物網路(硬化性樹脂)之功用。又,前述液晶層為液晶與聚合性化合物之硬化物複合體,在此之硬化物複合體係如上述,意指例如由聚合性化合物所形成之聚合物網路中存在有液晶之狀態。
<特定化合物>
本發明中之液晶組成物為含有液晶、聚合性化合物及式[1]所示之特定化合物之液晶組成物。
Figure 104136955-A0202-12-0010-8
式[1]中,X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8及p係如同上述定義所示,但其中分別係以下述者為佳。
從液晶顯示元件之光學特性之觀點,X1係以前述式[1-a]、式[1-b]、式[1-c]或式[1-e]所示之構造為佳。較佳為式[1-a]、式[1-b]或式[1-c]所示之構造。從原料之取得性或合成容易度之觀點,X2係以單鍵、-O-、-CH2O-、-CONH-、-COO-或-OCO-為佳。較佳為單鍵、-O-、-COO-或-OCO-。X3係以單鍵或-(CH2)a-(a為1~10之整數)為佳。較佳為-(CH2)a-(a為1~10之整數)。
從原料之取得性或合成容易度之觀點,X4係以單鍵、-O-或-COO-為佳。較佳為-O-。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,X5係以苯環或環己烷環,或具有類固醇骨架之碳數17~51之2價有機基為佳。較佳為苯環或具有類固醇骨架之碳數17~51之2價有機基。從合成容易度之觀點,X6係以單鍵、-O-、-COO-或-OCO-為佳。較佳為單鍵、-COO-或-OCO-。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,X7係以苯環或環己烷環為佳。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,X8係以碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基或碳數1~18之烷氧基為佳。較佳為碳數1~12之烷基或碳數2~12之烯基。從原料取得性或合成容易度之觀點,p係以0~2之整數為佳。
式[1]中之理想之X1~X8及p之組合係如下述表1~表9所示。
Figure 104136955-A0202-12-0012-9
Figure 104136955-A0202-12-0013-10
Figure 104136955-A0202-12-0014-11
Figure 104136955-A0202-12-0015-12
Figure 104136955-A0202-12-0016-13
Figure 104136955-A0202-12-0017-14
Figure 104136955-A0202-12-0018-15
Figure 104136955-A0202-12-0019-16
Figure 104136955-A0202-12-0019-17
從液晶顯示元件之光學特性之觀點,其中亦以(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)之組合為佳。
較佳為(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)之組合。
特佳為(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)之組合。
作為更具體之理想特定化合物,可舉出如下述式[1a-1]~式[1a-6]所示之化合物。
Figure 104136955-A0202-12-0020-18
Figure 104136955-A0202-12-0021-19
式[1a-1]~式[1a-6]中,Xa~Xk、及p1~p9係如同上述定義,其中分別係以下述者為佳。
從液晶顯示元件之光學特性之觀點,Xa、Xb、Xd、Xf、Xh及Xk係以各自獨立為碳數1~12之烷基或碳數1~12之烷氧基為佳。較佳為碳數1~8之烷基或碳數1~8之烷氧基。從原料取得性或合成容易度之觀點,Xc及Xi係以各自獨立為-O-或-COO-為佳。從原料取得性或合成容易度之觀點,Xe、Xg及Xj係以各自獨立為-COO-或-OCO-為佳。p1、p3、p5、p7、p8及p9係以各自獨立為1~10之整數為佳。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,較佳為1~8之整數。p2、p4及p6係以各自獨立為1或2之整數為佳。
從液晶顯示元件之光學特性之觀點,液晶組成物中之特定化合物之使用(含有)比例,在相對於去除特定化合物之液晶組成物100質量份而言,以0.1~20質量份為佳。較佳為0.5~15質量份,特佳為1~10質量份。
又,因應液晶顯示元件之光學特性或液晶層與液晶配向膜之密著性之特性,此等特定化合物可使用1種類或亦 可混合2種類以上使用。
液晶組成物中之液晶係能使用向列液晶、層列液晶或扭層液晶。其中亦具有負之介電異向性者為佳。又,從液晶顯示元件之低電壓驅動及散射特性之觀點,以介電率之異向性大且折射率之異向性為大者較佳。具體而言,介電率之異向性(亦稱為△ε:介電率異向性)係以-1~-10為佳,較佳為-3~-6。又,折射率之異向性(亦稱為△n:折射率異向性)係以0.150~0.350為佳,較佳為0.150~0.250。又,液晶之相轉移溫度係以40~120℃為佳,較佳為80~100℃。又,因應前述之相轉移溫度、介電率異向性及折射率異向性之各物性值,液晶係能混合2種以上之液晶使用。
為了使液晶顯示元件驅動作為TFT(Thin Film Transistor)等之主動元件,則會要求液晶之高電阻且電壓保持率(亦稱為VHR)為高。因此,液晶係以使用高電阻且受到紫外線等之活性能量線但VHR仍不會降低之氟系或氯系之液晶為佳。
更進一步,液晶顯示元件亦能使二色性染料溶解於液晶組成物中而作成客主型之元件。於此情況,可取得在無施加電壓時為透明,但在施加電壓時成為吸收(散射)之元件。又,此液晶顯示元件中,液晶之導向體之方向(配向之方向)係根據有無電壓施加而呈90度變化。因此,此液晶顯示元件係藉由利用二色性染料之吸光特性之差異,故與在無規配向與垂直配向下進行切換之以往客主型之元件相比,可取較高對比。又,溶解有二色性染料而成之客主 型之元件中,液晶在配向成水平方向時則成為有色,且僅在散射狀態下為不透明。因此,亦能取得伴隨施加電壓,從無施加電壓時之無色透明切換成有色不透明、有色透明之狀態之元件。
作為液晶組成物中之聚合性化合物,只要係因紫外線而進行聚合反應,而能形成液晶組成物之硬化物複合體(例如聚合物網路般者),即,形成液晶層者即可。於此之際,可使聚合性化合物之單體被含有於液晶組成物中,或,可使液晶組成物中含有預先使此單體進行聚合反應而成之聚合物。但,即使在作成聚合物之情況,仍必須具有藉由紫外線而進行聚合反應之部位。從液晶組成物之操作,即抑制液晶組成物之高黏度化或對液晶之溶解性之觀點,較佳係以使液晶組成物中含有單體,藉由液晶顯示元件製作時之紫外線之照射,使其進行聚合反應而形成硬化物之方法為理想。
聚合性化合物係以溶解於液晶者為佳。但,使聚合性化合物溶解於液晶時,則必須要存在液晶組成物之一部份或全體顯示液晶相之溫度。即使液晶組成物之一部顯示液晶相之情況,以肉眼確認液晶顯示元件,可取得元件內全體幾乎一致透明性與散射特性,故為佳。
聚合性化合物只要係因紫外線而引起聚合反應之化合物即可,此時以何種反應形式進行聚合而使液晶組成物之硬化物形成皆可。作為具體之反應形式,可舉出如自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合或加成聚合反 應。
其中,聚合性化合物之反應形式係以自由基聚合為佳。此時,作為聚合性化合物,可使用下述之自由基型之聚合性化合物(單體)及其寡聚物。又,如前述般,亦能使用使此等單體進行聚合反應而成之聚合物。
作為單官能聚合性化合物,可舉出例如、丙烯酸、2-乙基己基丙烯酸酯、丁基乙基丙烯酸酯、丁氧基乙基丙烯酸酯、2-氰基乙基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、羥基乙基丙烯酸酯、羥基丙基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基乙基丙烯酸酯、二環戊基丙烯酸酯(dicyclopentanyl acrylate)、二環戊烯基丙烯酸酯、環氧丙基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、異莰基丙烯酸酯、異癸基丙烯酸酯、月桂基丙烯酸酯、嗎啉丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基丙烯酸酯、2,2,3,3-四氟丙基丙烯酸酯、2,2,3,4,4,4-六氟丁基丙烯酸酯,或此等之甲基丙烯酸酯。
其中亦以丙烯酸、2-乙基己基丙烯酸酯、丁基乙基丙烯酸酯、丁氧基乙基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、羥基乙基丙烯酸酯、羥基丙基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、二環戊基丙烯酸酯、二環戊烯基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、異莰基丙烯酸酯、嗎啉丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯,或此等之甲基丙烯 酸酯為佳。較佳為丙烯酸、2-乙基己基丙烯酸酯、羥基乙基丙烯酸酯、羥基丙基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、異莰基丙烯酸酯、嗎啉丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯,或此等之甲基丙烯酸酯。
作為二官能聚合性化合物,可舉出例如,4,4’-二丙烯醯氧基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二甲基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二乙基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二丙基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二丁基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二戊基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二己基茋、4,4’-二丙烯醯氧基二氟茋、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’-聯苯基二丙烯酸酯、己烯雌酚二丙烯酸酯、1,4-雙丙烯醯氧基苯、4,4’-雙丙烯醯氧基二苯基醚、4,4’-雙丙烯醯氧基二苯基甲烷、3,9-[1,1-二甲基-2-丙烯醯氧基乙基]-2,4,8,10-四螺[5,5]十一烷、α,α’-雙[4-丙烯醯氧基苯基]-1,4-二異丙基苯、1,4-雙丙烯醯氧基四氟苯、4,4’-雙丙烯醯氧基八氟聯苯、二環戊基二丙烯酸酯(dicyclopentanyl diacrylate)、丙三醇二丙烯酸酯、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,或此等之二甲基丙烯酸酯。
其中亦以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,或此等之二甲基丙烯酸酯為佳。
作為多官能聚合性化合物,可舉出例如,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。
其中亦以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為佳。
本發明中,從液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,聚合性化合物中係以使用下述之多官能硫醇化合物為佳。
可舉出例如,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-環己烷二硫醇、1,2-環己烷二硫醇、1,4-環己烷二硫醇、1,1-環庚烷二硫醇、1,1-環戊烷二硫醇、4,8-二硫代十一烷-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’-二巰基丙基醚、2,3-二羥基丙基-2’,3’-二巰基丙基醚、2,6-二甲基辛-2,6-二硫醇、2,6-二甲基辛-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-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-1,2-二硫醇、10,11-二巰基十一烷酸、6,8-二巰基辛酸、2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑、2,2’-二巰基-聯苯、4,4’-二巰基聯苯、4,4’-二巰基聯苄、3,4-二巰基丁醇、3,4-二巰基乙酸丁基、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-甲基醚、2.3-二巰基丙基-2’,3’-二甲氧基丙基醚、3,4-噻吩二硫醇、1,10-癸二硫醇、1,12-十二烷二硫醇、3,5,5-三甲基己-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、降莰烯-2,3-二硫醇、雙(2-巰基異丙基)醚、雙(11-巰基十一基)硫醚、雙(2-巰基乙基)醚、雙(2-巰基乙基)硫醚、雙(18-巰基十八基)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-丙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、2,2-丙烷二硫醇、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-甲基環己烷-1,1-二硫醇、2-甲基丁-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、季戊四醇參(3-巰基丙酸酯)、1,3,5-苯三硫醇、2,4,6-均三甲苯三硫醇、新戊烷四硫醇、2,4,6-甲苯三硫醇、三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、參-[(3-巰基丙醯氧基)-乙基]-異三聚氰酸酯、季戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、四乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇陸(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇肆(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,3,5-參(3-巰基丁醯氧基乙基)-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-丙烷二硫醇、季戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、1,4-二硫-2,5-二(甲硫醇)等。
其中亦以三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、參-[(3-巰基丙醯氧基)-乙基]-異三聚氰酸酯、季戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、四乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇陸(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇肆(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,3,5-參(3-巰基丁醯氧基乙基)-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-丙烷二硫醇、季戊四醇肆(3- 巰基丙酸酯)或1,4-二硫-2,5-二(甲硫醇)為佳。
從液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,較佳為三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇肆(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷或1,4-二硫-2,5-二(甲硫醇)。
相對於液晶組成物中之液晶100質量份,多官能硫醇化合物之使用(含有)比例係以0.1~100質量份為佳,較佳為1~50質量份,特佳為5~40質量份。
並且,從液晶顯示元件之光學特性之觀點,聚合性化合物係以包含由二異氰酸酯成分與含羥基之丙烯酸酯化合物(或甲基丙烯酸酯)之反應所得之胺基甲酸酯丙烯酸酯化合物(或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯)為佳。此等可為單體,亦可為寡聚物,更亦可為已聚合物化者。尤其,二異氰酸酯成分係以脂肪族之構造為佳。
作為二異氰酸酯成分,具體地可舉出如伸乙基二異氰酸酯、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、1,8-二異氰酸根-4-異氰酸酯甲基辛烷、2,5,7-三甲基-1,8-二異氰酸酯-5-異氰酸酯甲基辛烷、雙(異 氰酸酯乙基)碳酸酯、雙(異氰酸酯乙基)醚、1,4-丁二醇二丙基醚-ω,ω’-二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯甲基酯、離胺酸三異氰酸酯、2-異氰酸酯乙基-,2,6-二異氰酸酯己酸酯、2-異氰酸酯丙基-2,6-二異氰酸酯己酸酯、伸茬基二異氰酸酯、雙(異氰酸酯乙基)苯、雙(異氰酸酯丙基)苯、a,a,a’,a’-四甲基伸若基二異氰酸酯、雙(異氰酸酯丁基)苯、雙(異氰酸酯甲基)萘、雙(異氰酸酯甲基)二苯基醚、雙(異氰酸酯乙基)酞酸酯、伸均三甲苯基三異氰酸酯或2,6-二(異氰酸酯甲基)呋喃、異佛爾酮二異氰酸酯、雙(異氰酸酯甲基)環己烷、二環己基甲烷二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、二環己基-二甲基甲烷二異氰酸酯、2,2’-二甲基二環己基甲烷二異氰酸酯、雙(4-異氰酸酯-n-亞丁基)-季戊四醇、二聚物酸二異氰酸酯、2-異氰酸酯甲基-3-(3-異氰酸酯丙基)-5-異氰酸酯-甲基-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-2-(3-異氰酸酯丙基)-6-異氰酸酯甲基-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-2-(3-異氰酸酯丙基)-5-異氰酸酯甲基-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-3-(3-異氰酸酯丙基)-6-異氰酸酯甲基-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-3-(3-異氰酸酯丙基)-5-(2-異氰酸酯甲基)-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-3-(3-異氰酸酯丙基)-6-(2-異氰酸酯乙基)-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-2-(3-異氰酸酯丙基)-5-(2-異氰酸酯乙基)-雙環-(2,2,1)-庚烷、2-異氰酸酯甲基-2-(3-異氰酸酯丙基)-6-(2-異氰酸酯乙基)-雙環-(2,2,1)-庚烷等之脂環式化 合物。
又,作為含羥基之丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯),可舉出如羥基乙基丙烯酸酯、羥基丙基丙烯酸酯、苯基環氧丙基醚丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯、或此等之甲基丙烯酸酯。
作為胺基甲酸酯丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯),從液晶顯示元件之光學特性之觀點,以苯基環氧丙基醚丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物、季戊四醇三丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物或二季戊四醇五丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯,或此等之甲基丙烯酸酯為佳。
相對於液晶組成物中之液晶100質量份,胺基甲酸酯丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)之使用(含有)比例係以1~200質量份為佳,較佳為5~150質量份,特佳為5~100質量份。
本發明中之聚合性化合物係使用前述之多官能硫醇化合物及胺基甲酸酯丙烯酸酯(或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯)之兩者為佳。
並且,聚合性化合物中係與前述之多官能硫醇化合物及胺基甲酸酯丙烯酸酯(或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯)一同地併用上述之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為佳。
較佳係使用多官能硫醇化合物、胺基甲酸酯丙烯酸酯(或胺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及/或多官能丙烯酸酯。更佳為係使用多官能硫醇化合物、胺基甲酸酯丙烯酸酯(或胺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及/或多官能甲基丙烯酸酯
相對於液晶組成物中之液晶100質量份,單官能丙烯酸酯之使用(含有)比例係以10~300質量份為佳,較佳為20~250質量份,特佳為25~200質量份。
相對於液晶組成物中之液晶100質量份,單官能甲基丙烯酸酯之使用(含有)比例係以0.1~100質量份為佳,較佳為1~50質量份,特佳為1~25質量份。
相對於液晶組成物中之液晶100質量份,多官能甲基丙烯酸酯之使用(含有)比例係以0.1~200質量份為佳,較佳為1~150質量份,特佳為10~100質量份。
本發明中,在加速聚合性化合物之自由基聚合而促進硬化性樹脂形成之目的上,以在液晶組成物中含有因紫外線而產生自由基之自由基起始劑(亦稱為聚合起始劑)為佳。
具體而言,可舉出例如,tert-丁基過氧基-iso-丁酸酯、2,5-二甲基-2,5-雙(苄醯基二氧基)己烷、1,4-雙[α-(tert-丁基二氧基)-iso-丙氧基]苯、二-tert-丁基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-雙(tert-丁基二氧基)己烯氫過氧化物、α-(iso-丙基苯基)-iso-丙基氫過氧化物、2,5-二甲基己烷、tert-丁基氫過氧化物、1,1-雙(tert-丁基二氧基)-3,3,5-三甲 基環己烷、丁基-4,4-雙(tert-丁基二氧基)戊酸酯、環己酮過氧化物、2,2’,5,5’-四(tert-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(tert-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(tert-戊基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(tert-己基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’-雙(tert-丁基過氧基羰基)-4,4’-二羧基二苯甲酮、tert-丁基過氧基安息香酸、二-tert-丁基二過氧基異酞酸酯、1-甲基-1-苯基乙基過氧化物、異丙苯氫過氧化物等之有機過氧化物;9,10-蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯並蒽醌等之醌類;安息香甲基、安息香乙基醚、α-甲基安息香、α-苯基安息香等之安息香衍生物等。
相對於液晶全體100質量份,自由基起始劑之使用比例係以0.1~50質量份為佳,較佳為0.1~35質量份,特佳為0.1~10質量份。
又,因應液晶顯示元件之光學特性或液晶層與液晶配向膜之密著性之特性,此等自由基起始劑係能使用1種或混合2種以上使用。
此外,本發明中,從液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,液晶組成物中含有有機磷酸化合物為佳。
具體而言,可舉出例如,三苯基磷酸酯、參壬基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯、三乙基磷酸酯、參(2-乙基己基)磷酸酯、二苯基單(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸氫二乙基酯、磷酸氫二苯基酯、四苯基二丙二醇二磷酸酯、 雙(癸基)季戊四醇二磷酸酯、參(2,4-二-tert-丁基苯基)磷酸酯、二苯基(2,4,6-三甲基苄醯基)膦氧化物等。其中亦以三苯基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯、磷酸氫二苯基酯、四苯基二丙二醇二磷酸酯或二苯基(2,4,6-三甲基苄醯基)膦氧化物為佳。從能更加提升上述效果之觀點,較佳為四苯基二丙二醇二磷酸酯或二苯基(2,4,6-三甲基苄醯基)膦氧化物。
相對於液晶全體100質量份,有機磷酸化合物之使用(含有)比例係以0.1~50質量份為佳,較佳為0.1~20質量份,特佳為0.1~10質量份。
<特定側鏈構造(1)>
本發明中之特定側鏈構造(1)為下述之式[2-1]或式[2-2]所示者。
Figure 104136955-A0202-12-0034-22
式[2-1]中,Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6及n係如同前述所定義,其中分別係以下述者為佳。
從原料取得性或合成容易度之觀點,Y1係以單鍵、-(CH2)a-(a為1~15之整數)、-O-、-CH2O-或-COO-為佳。較佳為單鍵、-(CH2)a-(a為1~10之整數)、-O-、-CH2O-或-COO-。Y2係以單鍵或-(CH2)b-(b為1~10之整數)為佳。從合成容易度之觀點,Y3係以單鍵、-(CH2)c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH2O-或-COO-為佳。較佳為單鍵、 -(CH2)c-(c為1~10之整數)、-O-、-CH2O-或-COO-。從合成容易度之觀點,Y4係以苯環、環己烷環或具有類固醇骨架之碳數17~51之有機基為佳。Y5係以苯環或環己烷環為佳。
Y6係以碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、碳數1~10之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基或碳數1~10之含氟烷氧基為佳。較佳為碳數1~12之烷基、碳數2~12之烯基或碳數1~12之烷氧基。特佳為碳數1~9之烷基、碳數2~12之烯基或碳數1~9之烷氧基。從原料取得性或合成容易度之觀點,n係以0~3為佳,以0~2為較佳。
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6及n之理想組合,可舉出如與在國際公開公報WO2011/132751號第13頁~34頁之表6~表47所揭載之(2-1)~(2-629)相同組合。尚且,於同公報之各表中,本發明中之Y1~Y6係標示作為Y1~Y6,故應將Y1~Y6讀取作為Y1~Y6者。又,於同公報之各表所揭載之(2-605)~(2-629)中,本發明中之具有類固醇骨架之碳數17~51之有機基係標示為具有類固醇骨架之碳數12~25之有機基,故應將具有類固醇骨架之碳數12~25之有機基讀取作為具有類固醇骨架之碳數17~51之有機基。
其中亦以(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)之組合為佳。特 佳之組合為(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)。
[化9]-Y7-Y8 [2-2]
式[2-2]中,Y7及Y8係如前述所定義,其中分別係以下述者為佳。
Y7係以單鍵、-O-、-CH2O-、-CONH-、-CON(CH3)-或-COO-為佳。較佳為單鍵、-O-、-CONH-或-COO-。Y8係以碳數8~18之烷基為佳。
從能取得如上述般之高且安定之液晶之垂直配向性之觀點,本發明之特定側鏈構造(1)係以式[2-1]為佳。
<特定聚合物>
作為具有特定側鏈構造(1)之特定聚合物,並無特別限定,但以選自由丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、纖維素及聚矽氧烷所成群之至少一種之聚合物為佳。較佳為聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺或聚矽氧烷。特佳為聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺。
特定聚合物在使用聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺(亦總稱為聚醯亞胺系聚合物)時,此等係以使二胺成分與四羧酸成分反應而得之聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺為佳。
聚醯亞胺前驅物係指具有下述之式[A]所示之構造者。
Figure 104136955-A0202-12-0037-23
(R1表示4價之有機基。R2表示2價之有機基。A1及A2係各自獨立表示氫原子或碳數1~8之烷基。A3及A4係各自獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基或乙醯基。n表示正整數。)
作為二胺成分,可舉出如於分子內具有2個1級或2級胺基之二胺,作為四羧酸成分,可舉出如四羧酸、四羧酸二酐、四羧酸二鹵化物、四羧酸二烷基酯或四羧酸二烷基酯二鹵化物。
聚醯亞胺系聚合物由於係將下述之式[B]所示之四羧酸二酐與下述之式[C]所示之二胺作為原料,故從能較為簡便取得之理由,以由下述式[D]所示之重複單位之構造式所構成之聚醯胺酸或使該聚醯胺酸進行醯亞胺化而成之聚醯亞胺為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0037-24
(R1及R2係與式[A]中定義者為相同意義。)
Figure 104136955-A0202-12-0038-25
(R1及R2係與式[A]中定義者為相同意義。)
又,亦能使用通常之合成手法,對上述取得之式[D]之聚合物導入式[A]所示之A1及A2之碳數1~8之烷基、及式[A]所示之A3及A4之碳數1~5之烷基或乙醯基。
作為將前述特定側鏈構造(1)導入於聚醯亞胺系聚合物之方法,以將具有特定側鏈構造之二胺使用為原料之一部分為佳。
具體而言,作為具有特定側鏈構造(1)之二胺,以下述之式[2a]所示之二胺(亦稱為特定側鏈型二胺(1))為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0038-26
式[2a]中,Y為前述式[2-1]或式[2-2]。
又,式[2-1]中之Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6及n之定義及理想組合係如同先前所述,式[2-2]中之Y7及Y8之定義及理想組合係如先前所述。m表示1~4之整數。其中亦以1之整數為佳。
作為具有式[2-1]所示之特定側鏈構造(1)之特定側鏈型二胺(1),具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第15頁~19頁記載之式[2-1]~式[2-6]、式[2-9]~式[2-31]之二胺化合物。尚且,於同公報之記載中,式[2-1]~式[2-3]中之R2及式[2-4]~式[2-6]中之R4表示選自由碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。又,式[2-13]中之A4表示碳數3~18之直鏈狀或分枝狀烷基。此外,式[2-4]~式[2-6]中之R3表示選自由-O-、-CH2O-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種。其中,較佳之二胺係如同公報中記載之式[2-1]~式[2-6]、式[2-9]~式[2-13]或式[2-22]~式[2-31]之二胺化合物。
本發明中,從作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、及液晶顯示元件之光學特性之觀點,以下述之式[2a-32]~式[2a-36]所示之二胺為最佳。
Figure 104136955-A0202-12-0039-27
(R1表示-CH2O-。R2表示碳數3~12之烷基。)
Figure 104136955-A0202-12-0040-28
(R3表示碳數3~12之烷基,1,4-伸環己基之順-反異構為反式異構物。)
作為具有前述式[2-2]所示之特定側鏈構造(1)之特定側鏈型二胺(1),具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第23頁記載之式[DA1]~式[DA11]之二胺化合物。尚且,於同公報之記載中,式[DA1]~式[DA5]中之A1表示碳數8~22之烷基或碳數6~18之含氟烷基。
從作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、及液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,特定側鏈型二胺(1)之使用比例係在相對於二胺成分全體,以10~80莫耳%為佳,以20~70莫耳%為較佳。
又,因應聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,特定側鏈型二胺(1)係能使用1種或混合2種以上使用。
本發明中,特定聚合物係使用聚醯亞胺系聚合物時,以使用包含具有特定側鏈構造(1)之二胺,以及具有下述式[3]所示之特定側鏈構造(2)之二胺之二胺成分為佳。
[化16]-W1-W2-W3-W4 [3]
式[3]中,W1、W2、W3及W4係如前述所定義,其中分別係以下述者為佳。
從原料取得性或合成容易度之觀點,W1係以單鍵、-O-、-CH2O-、-CONH-、-CON(CH3)-或-COO-為佳。較佳為-O-、-CH2O-或-COO-。W2係以單鍵、碳數1~18之伸烷基、或具有苯環或環己烷環之碳數6~12之有機基為佳。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,較佳為碳數2~10之伸烷基。從原料取得性或合成容易度之觀點,W3係以單鍵、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-為佳。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,W4係以下述式[3-a]、式[3-b]、式[3-c]或式[3-e]為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0041-31
式[3]中之理想之W1~W4之組合係如下述之表10及表11所示。
Figure 104136955-A0202-12-0042-30
Figure 104136955-A0202-12-0043-32
從液晶顯示元件之光學特性之觀點,其中亦以(3-1a)~(3-9a)、(3-13a)~(3-24a)或(3-28a)~(3-30a)之組合為佳。較佳為(3-1a)~(3-9a)或(3-16a)~(3-24a)之組合。特佳為(3-1a)~(3-9a)或(3-16a)~(3-18a)之組合。
作為具有特定側鏈構造(2)之二胺,以使用下述式[3a]所示之二胺(亦稱為特定側鏈型二胺(2))為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0044-33
式[3a]中,W表示前述式[3]所示之構造。式[3]中之W1、W2、W3及W4之定義及理想組合係如先前所述。m表示1~4之整數。其中亦以1之整數為佳。
作為特定側鏈型二胺(2),具體地可舉出例如下述之式[3a-1]~式[3a-27]所示之構造,亦以使用此等為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0044-34
(d1表示2~10之整數。)
Figure 104136955-A0202-12-0045-35
Figure 104136955-A0202-12-0045-36
Figure 104136955-A0202-12-0045-37
(d2表示2~10之整數。)
Figure 104136955-A0202-12-0046-38
Figure 104136955-A0202-12-0046-39
Figure 104136955-A0202-12-0046-40
Figure 104136955-A0202-12-0047-41
(d3表示2~10之整數。)
從液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,特定側鏈型二胺(2)之使用比例係相對於二胺成分全體,以5~60莫耳%為佳,以10~50莫耳%為較佳。
又,因應聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,特定側鏈型二胺(2)係能使用1種或混合2種以上使用。
特定聚合物係使用聚醯亞胺系聚合物時,以一同使用特定側鏈型二胺(1)及特定側鏈型二胺(2),以及下述之式[4a]所示之二胺(亦稱為第3之二胺)作為其之二胺成分為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0047-42
T表示選自由下述之式[4-1]~式[4-4]所成群之至少一 種之取代基。r表示1~4之整數。其中亦以1之整數為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0048-43
式[4-1]中,a表示0~4之整數。從原料取得性或合成容易度之觀點,其中亦以0或1之整數為佳。式[4-2]中,b表示0~4之整數。從原料取得性或合成容易度之觀點,其中亦以0或1之整數為佳。式[4-3]中,T1及T2係各自獨立表示碳數1~12之烴基。式[4-4]中,T3表示碳數1~5之烷基。
以下例舉第3之二胺之具體構造,但並非係受限於此等例者。可舉出例如2,4-二甲基-m-伸苯基二胺、2,6-二胺基甲苯、2,4-二胺基酚、3,5-二胺基酚、3,5-二胺基苄基醇、2,4-二胺基苄基醇、4,6-二胺基間苯二酚、2,4-二胺基安息香酸、2,5-二胺基安息香酸或3,5-二胺基安息香酸之外,尚能例舉下述之式[4a-1]~[4a-6]所示之構造之二胺。
Figure 104136955-A0202-12-0049-44
其中亦以2,4-二胺基酚、3,5-二胺基酚、3,5-二胺基苄基醇、2,4-二胺基苄基醇、4,6-二胺基間苯二酚、2,4-二胺基安息香酸、2,5-二胺基安息香酸、3,5-二胺基安息香酸、式[4a-1]、式[4a-2]或式[4a-3]所示之二胺為佳。從聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性或液晶顯示元件之光學特性之觀點,特佳為2,4-二胺基酚、3,5-二胺基酚、3,5-二胺基苄基醇、3,5-二胺基安息香酸、式[4a-1]或式[4a-2]所示之二胺。
從液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,第3之二胺之使用比例係相對於二胺成分全體而言,以1~50莫耳%為佳,以1~40莫耳%為較佳,以5~40莫耳%為佳。
又,因應聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,第3之二胺係能使用1種或混合2種以上。
作為製作聚醯亞胺系聚合物用之二胺成分,在不損及 本發明之效果範圍內,亦能使用特定側鏈型二胺(1)、特定側鏈型二胺(2)及第3之二胺以外之其他二胺(亦稱為其他二胺)。
具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第19頁~23頁記載之其他二胺,同公報第24頁~25頁記載之式[DA12]、式[DA15]~式[DA20]及式[DA22]~式[25]之二胺、及同公報第25頁~26頁記載之式[DA27]及式[DA28]之二胺。
因應聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,其他二胺係能使用1種或混合2種以上使用。
作為製作聚醯亞胺系聚合物用之四羧酸成分,以下述式[5]所示之四羧酸二酐或其四羧酸衍生物,即四羧酸、四羧酸二鹵化物、四羧酸二烷基酯或四羧酸二烷基酯二鹵化物(全部亦總稱為特定四羧酸成分)為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0050-45
Z表示選自由下述[5a]~式[5k]所成群之至少一種構造。
Figure 104136955-A0202-12-0051-46
從合成容易度或製造聚合物時之聚合反應性之容易度之觀點,前述式[5]所示構造中之Z係以前述式[5a]、式[5c]、式[5d]、式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]所示之構造為佳。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,較佳為式[5a]、式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]所示之構造。
相對於全四羧酸成分,特定四羧酸成分之使用比例係以1莫耳%以上為佳。較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上。從液晶顯示元件之光學特性之觀點,其中亦以10~90莫耳%為特佳。
又,在使用前述式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]之構造之特定四羧酸成分時,藉由將其使用量設成四羧酸成分全體之20莫耳%以上,即能取得所欲之效果。較佳為30莫耳%以上。並且,四羧酸成分亦可全部皆為式[5e]、式[5f]、式[5g]或式[5k]之構造之四羧酸成分。
聚醯亞胺系聚合物在不損及本發明之效果範圍內,可使用特定四羧酸成分以外之其他四羧酸成分。作為其他四羧酸成分,可舉出如以下所示之四羧酸、四羧酸二酐、二 羧酸二鹵化物、二羧酸二烷基酯或二烷基酯二鹵化物。具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第27頁~28頁記載之其他四羧酸二酐。
因應聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,特定四羧酸成分及其他四羧酸成分係能使用1種或混合2種以上使用。
合成聚醯亞胺系聚合物之方法並無特別限定。通常係使二胺成分與四羧酸成分進行反應而得。具體而言,可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第29頁~33頁記載之方法。
二胺成分與四羧酸成分之反應通常係在包含二胺成分與四羧酸成分之溶劑中進行。作為此時所使用之溶劑,只要會溶解經生成之聚醯亞胺前驅物者,即無特別限定。可舉出例如N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、1,3-二甲基-咪唑啉酮等。又,在聚醯亞胺前驅物之溶劑溶解性為高時,能使用甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮或下述之式[D-1]~式[D-3]所示之溶劑。此等係可單獨使用,亦可混合使用。
Figure 104136955-A0202-12-0053-47
(D1、D2、D3係各自獨立表示碳數1~4之烷基。)
聚醯亞胺係使聚醯亞胺前驅物閉環而得之聚醯亞胺,此聚醯亞胺中,醯胺酸基之閉環率(亦稱為醯亞胺化率)並不需要一定為100%,因應用途或目的而能任意地調製。從聚醯亞胺系聚合物對溶劑之溶解性之觀點,其中亦以30~80%為佳。較佳為40~70%。
聚醯亞胺系聚合物之分子量在從由其所得之液晶配向膜之強度、膜形成時之作業性及塗膜性之觀點,使用GPC(Gel Permeation Chromatography)法所測量之Mw係以作成5,000~1,000,000為佳,較佳為10,000~150,000。
特定聚合物在使用聚矽氧烷時,以使下述式[A1]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷,或,使該式[A1]所示之烷氧基矽烷與下述式[A2]及/或式[A3]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷(亦總稱為聚矽氧烷系聚合物)為佳。
式[A1]所示之烷氧基矽烷:[化33](A1)mSi(A2)n(OA3)p [A1]
式[A1]中,A1表示前述式[2-1]或式[2-2]所示之構 造。又,式[2-1]中之Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6及n之定義及理想組合係如同先前所述,式[2-2]中之Y7及Y8之定義及理想組合係如同先前所述。
從作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、及從液晶顯示元件之光學特性之觀點,本發明中A1係以式[2-1]所示之特定側鏈構造為佳。
式[A1]中,A2、A3、m、n及p係如上述所定義,其中分別係以以下者為佳。A2係以氫原子或碳數1~3之烷基為佳。從縮聚合反應性之觀點,A3係以碳數1~3之烷基為佳。從合成之觀點,m係以1之整數為佳。n表示0~2之整數。從縮聚合反應性之觀點,p係以1~3之整數為佳,較佳為2或3之整數。m+n+p為4之整數。
作為具有式[2-1]所示之特定側鏈構造之烷氧基矽烷之具體例,可舉出如國際公開公報WO2014/061779號第41頁~44頁記載之式[A1-1]~式[A1-22]及式[A1-25]~式[A1-32]之烷氧基矽烷。尚且,於同公報之記載中,式[A1-19]~式[A1-22]及式[A1-25]~式[A1-31]中之R2表示選自由-O-、-CH2O-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種。其中,從作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性及從液晶顯示元件之光學特性之觀點,較佳之烷氧基矽烷為同公報記載之式[A1-9]~式[A1-21]、式[A1-25]~式[A1-28]或式[A1-32]。
因應聚矽氧烷系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件 之光學特性等之特性,式[A1]所示之烷氧基矽烷係能使用1種或混合2種以上使用。
式[A2]所示之烷氧基矽烷:[化34](B1)mSi(B2)n(OB3)p [A2]
式[A2]中,B1、B2、B3、m、n及p係如同前述所定義,其中分別係如以下者為佳。
從取得容易度之觀點,B1係以具有乙烯基、環氧基、胺基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基或脲基之有機基為佳。較佳為具有甲基丙烯醯基、丙烯醯基或脲基之有機基。B2係以氫原子或碳數1~3之烷基為佳。從縮聚合反應性之觀點,B3係以碳數1~3之烷基為佳。從合成之觀點,m係以1之整數為佳。n表示0~2之整數。從縮聚合反應性之觀點,p係以1~3之整數為佳,以2或3之整數為較佳。m+n+p為4。
作為式[A2]所示之烷氧基矽烷之具體例,可舉出如國際公開公報WO2014/061779號第45頁~46頁記載之式[A2]所表示者。
其中亦以烯丙基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、二乙氧基甲基乙烯基矽烷、二甲氧基甲基乙烯基矽烷、三乙氧基乙烯基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、3-(三乙氧基矽基)丙基甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基矽基)丙基丙烯酸酯、3-(三甲氧基矽基)丙基甲基丙烯酸酯、3-環氧丙氧基丙基(二甲氧基) 甲基矽烷、3-環氧丙氧基丙基(二乙氧基)甲基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷或2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷為佳。
從液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,特佳為3-(三乙氧基矽基)丙基甲基丙烯酸酯、3-(三甲氧基矽基)丙基丙烯酸酯、3-(三甲氧基矽基)丙基甲基丙烯酸酯、3-環氧丙氧基丙基(二甲氧基)甲基矽烷、3-環氧丙氧基丙基(二乙氧基)甲基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷或2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷。
因應聚矽氧烷系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,式[A2]所示之烷氧基矽烷係能使用1種或混合2種以上使用。
式[A3]所示之烷氧基矽烷:[化35](D1)nSi(OD2)4-n [A3]
式[A3]中,D1、D2及n係如同前述所定義,其中分別係如以下者為佳。
D1係以氫原子或碳數1~3之烷基為佳。從縮聚合反應性之觀點,D2係以碳數1~3之烷基為佳。n表示0~3之整數。
作為式[A3]所示之烷氧基矽烷之具體例,可舉出如國際公開公報WO2014/061779號第47頁記載之式 [A3]所表示之烷氧基矽烷。
作為式[A3]中n為0之烷氧基矽烷,可舉出如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷或四丁氧基矽烷,且係以使用此等烷氧基矽烷為佳。
因應聚矽氧烷系聚合物對溶劑之溶解性、作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,式[A3]所示之烷氧基矽烷係能使用1種或混合2種以上使用。
聚矽氧烷系聚合物係為使前述式[A1]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷、或使該式[A1]所示之烷氧基矽烷與前述式[A2]及/或式[A3]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷。即,聚矽氧烷系聚合物係為:僅使式[A1]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷、使式[A1]與式[A2]所示之2種之烷氧基矽烷縮聚合而得之聚矽氧烷、使式[A1]與式[A3]所示之2種之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷、以及式[A1]、式[A2]及式[A3]所示之3種之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷當中之任意一種。
從縮聚合反應性或聚矽氧烷系聚合物對溶劑之溶解性之觀點,其中亦以使複數種之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷為佳。即,以使用使式[A1]與式[A2]所示之2種之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷、使式[A1]與式[A3]所示之2種之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷、以及使式[A1]、式[A2]及式[A3]所示之3種 之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷當中之任意一種為佳。
在製作聚矽氧烷系聚合物之際使用複數種之烷氧基矽烷時,式[A1]所示之烷氧基矽烷之使用比例在全部烷氧基矽烷當中係以1~40莫耳%為佳,以1~30莫耳%為較佳。又,式[A2]所示之烷氧基矽烷之使用比例在全部烷氧基矽烷當中係以1~70莫耳%為佳,以1~60莫耳%為較佳。並且,式[A3]所示之烷氧基矽烷之使用比例在全部之烷氧基矽烷中係以1~99莫耳%為佳,以1~80莫耳%為較佳。
製造聚矽氧烷系聚合物之縮聚合反應之方法並無特別限定。具體地可舉出如國際公開公報WO2014/061779號第49頁~52頁記載之方法。
在製作聚矽氧烷系聚合物之縮聚合反應中,在使用複數種式[A1]、式[A2]或式[A3]所示之烷氧基矽烷時,可使用預先混合複數種之烷氧基矽烷而成混合物進行反應,亦可依順序添加複數種之烷氧基矽烷並同時進行反應。
本發明中,可將前述方法所得之聚矽氧烷系聚合物之溶液直接使用作為特定聚合物,因應必要亦可將上述方法取得之聚矽氧烷系聚合物之溶液予以濃縮,或添加溶劑進行稀釋,或取代成其他溶劑而使用作為特定聚合物。
進行稀釋時使用之溶劑(亦稱為添加溶劑)可為縮聚合 反應所用之溶劑或亦可為其他溶劑。此添加溶劑只要係均勻溶解聚矽氧烷系聚合物者,即無特別限定,能任意選擇使用1種或2種以上。作為此種添加溶劑,除可舉出前述縮聚合反應使用之溶劑,尚可舉出例如,丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等之酮系溶劑、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等之酯系溶劑等。並且,特定聚合物在使用聚矽氧烷系聚合物與其以外之聚合物時,在對聚矽氧烷系聚合物混合其以外之聚合物前,以預先在常壓或減壓下餾除在聚矽氧烷系聚合物之縮聚合反應時產生之醇為佳。
<液晶配向處理劑>
液晶配向處理劑係形成液晶配向膜用之溶液,且係含有具有前述式[2-1]或式[2-2]所示之特定側鏈構造之特定聚合物的溶液。作為具有特定側鏈構造之特定聚合物,如先前所述並無特別限定,但以選自由丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、纖維素及聚矽氧烷所成群之至少一種聚合物為佳。較佳為聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺或聚矽氧烷。又,特定聚合物係能使用此等聚合物當中之一種,或能使用2種以上。
液晶配向處理劑中之全部聚合物成分可全部為特定聚合物,亦可混合有其以外之聚合物。於此之際,其以外之聚合物之含量係相對於特定聚合物100質量份為0.5~15質量份,較佳為1~10質量份。作為其以外之聚合 物,可舉出如不具有前述式[2-1]或式[2-2]所示之特定側鏈構造之前述聚合物。
從液晶配向處理劑之塗佈方法或取得作為目的之膜厚之觀點,液晶配向處理劑中之溶劑含量係能適宜選擇。其中從藉由塗佈而形成更均勻之液晶配向膜之觀點,液晶配向處理劑中之溶劑含量係以50~99.9質量%為佳,較佳為60~99質量%。特佳為65~99質量%。
液晶配向處理劑所使用之溶劑只要係能使特定聚合物溶解的溶劑即無特別限定。其中,特定聚合物為聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺或聚酯時,或,丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯、纖維素或聚矽氧烷之溶劑之溶解性為低時,亦以使用下述所示之溶劑(亦稱為溶劑A類)為佳。
例如,N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、二甲亞碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、甲基乙基酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。其中,亦以使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯為佳。又,此等係可單獨使用,亦可混合使用。
特定聚合物為丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯、纖維素或聚矽氧烷時,又特定聚合物為聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺或聚酯,且對於此等特定聚合物之溶劑之溶解性為高時,能使用下述所示之溶劑(亦稱為溶劑B類)。
作為溶劑B類之具體例,可舉出如國際公開公報WO2013/125595號之第35頁~37頁記載之貧溶劑。
其中,亦以使用1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁基醚、乙二醇單丁基醚、二丙二醇二甲基醚、環己酮、環戊酮或前述式[D1]~式[D3]所示之溶劑為佳。
又,使用此等溶劑B類時,在改善液晶配向處理劑之塗佈性之目的上,以併用使用前述溶劑A類之N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮或γ-丁內酯為佳。較佳為併用γ-丁內酯。
此等溶劑B類由於能塗佈液晶配向處理劑時之液晶配向膜之塗膜性或表面平滑性,故在特定聚合物係使用聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺或聚酯時,以與前述溶劑A類併用而使用為佳。於此之際,溶劑B類係以液晶配向處理劑所包含之溶劑全體之1~99質量%為佳。其中亦以10~99質量%為佳。較佳為20~95質量%。
本發明之液晶配向處理劑中係以導入選自由光自由基產生劑、光酸產生劑及光鹼產生劑所成群之至少一種產生劑(亦稱為特定產生劑)為佳。
作為特定產生劑,具體地可舉出如國際公開公報2014/171493號第54頁~56頁中所記載者。其中,從液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,特定產生劑亦以使用光自由基產生劑為佳。
液晶配向處理劑中之特定產生劑之使用(含有)比例在 相對於全部聚合物成分100質量份而言,以0.1~20質量份為佳。從上述效果之觀點,以0.5~15質量份為較佳,特佳為1~10質量份。
在提高液晶顯示元件之液晶層與液晶配向膜之密著性之目的上,本發明之液晶配向處理劑係以含有、具有選自由下述式[b-1]~式[b-8]所成群之至少1種類之構造之化合物(亦稱為特定密著性化合物)為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0062-48
式[b-4]中,Ba表示氫原子或苯環。其中亦以氫原子為佳。式[b-8]中,Bb表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種之環狀基。Bc表示選自由碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。其中亦以碳數1~12之烷基或碳數1~12之烷氧基為佳。
作為特定密著性化合物,具體地可舉出如國際公開公報WO2015/012368號(2015.1.29公開)第43頁~46頁記載之式[6]之化合物。
其中特定密著性化合物係以選自由下述式[7a- 1]及式[7a-5]所成群之至少一種之化合物為佳。
Figure 104136955-A0202-12-0063-49
(n2表示1~10之整數。m2表示1~10之整數)
更進一步,作為特定密著性化合物,亦能使用國際公開公報WO2014/171493號第61頁~63頁所記載者。
液晶配向處理劑中之特定密著性化合物之使用(含有)比例在相對於全部聚合物成分100質量份而言,以0.1~150質量份為佳。為了使交聯反應進行而展現目的之效果,以0.1~100質量份為較佳,特佳為1~50質量份。
因應作成液晶配向膜時之液晶之垂直配向性、以及液晶顯示元件之光學特性等之特性,特定密著性化合物係能使用1種或能混合2種以上使用。
本發明之液晶配向處理劑中係以含有具有環氧基、異氰酸酯基、環氧丙烷基、環碳酸酯基之化合物,選自由羥基、羥基烷基及碳數1~3之烷氧基烷基所成群之至少一種 基之化合物(亦總稱作為特定交聯性化合物)為佳。此時,在化合物中必須具有此等2個以上。
作為具有環氧基或異氰酸酯基之交聯性化合物之例,具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第37頁~38頁中記載者。
作為具有環氧丙烷基之交聯性化合物,具體地可舉出如國際公開公報WO2011/132751號第58頁~59頁中揭載之式[4a]~式[4k]所示者。
作為具有環碳酸酯基之交聯性化合物,具體地可舉出如國際公開公報WO2012/014898號第76頁~82頁揭載之式[5-1]~式[5-42]所示之交聯性化合物。
作為具有選自由羥基、羥基烷基及低級烷氧基烷基所成群之至少一種基之交聯性化合物,具體地可舉出如國際公開公報2013/125595號第39頁~40頁記載之三聚氰胺衍生物或苯胍胺衍生物,及國際公開公報WO2011/132751號第62頁~66頁揭載之式[6-1]~式[6-48]所示之交聯性化合物。
液晶配向處理劑中之特定交聯性化合物之使用(含有)比例在相對於全部聚合物成分100質量份而言,以0.1~100質量份為佳。為了使交聯反應進行而展現目的之效果,以0.1~50質量份為較佳,特佳為1~30質量份。
為了促進液晶配向膜中之電荷移動,且促進元件之電荷流失,液晶配向處理劑中能添加國際公開公報WO2011/132751號第69頁~73頁揭載之式[M1]~式[M156] 所示之含氮雜環胺。可對液晶配向處理劑直接添加此胺亦無妨,但以適當溶劑中濃度0.1~10質量%,較佳係以1~7質量%之溶液進行添加為佳。作為此溶劑,只要係可溶解特定聚合物之有機溶劑即無特別限定。
又,在不損及本發明之效果範圍內,液晶配向處理劑中亦能使用提升塗佈液晶配向處理劑後之液晶配向膜之膜厚均勻性或表面平滑性之化合物。並且,亦能使用提升液晶配向膜與基板之密著性之化合物等。
作為提升液晶配向膜之膜厚均勻性或表面平滑性之化合物,可舉出如氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、非離子系界面活性劑等。具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第42頁~43頁中記載者。
界面活性劑之使用(含有)量在相對於液晶配向處理劑所含有之全部聚合物成分100質量份,以0.01~2質量份為佳,較佳為0.01~1質量份。
作為提升液晶配向膜與基板之密著性之化合物之具體例,可舉出如含官能性矽烷之化合物或含環氧基之化合物。具體地可舉出如國際公開公報WO2013/125595號第43頁~44頁中記載者。
此等提升與基板之密著性之化合物之使用(含有)比例在相對於全部聚合物成分100質量份而言,以0.1~30質量份為佳。較佳為1~20質量份,若未滿0.1質量份則無法期待密著性提升之效果,若多於30質量份則有液晶配向處理劑之保存安定性變差的情況。
只要係不損及本發明之效果範圍內,液晶配向處理劑中,除上述以外之化合物,亦可添加使液晶配向膜之介電率或導電性等之電特性改變為目的之介電體或導電物質。
<液晶配向膜及液晶顯示元件之製作方法、及特定紫外線照射裝置>
作為本發明之液晶顯示元件使用之基板,只要係高透明性之基板即無特別限定,除能使用玻璃基板之外,尚能使用丙烯醯基板、聚碳酸酯基板、PET(聚對酞酸乙二酯)基板等之塑料基板、以及此等之膜。將液晶顯示元件作為反向型元件而使用於調光窗等時,以塑料基板或膜為佳。又,從製程簡便化之觀點,以使用已形成液晶驅動用之ITO(Indium Tin Oxide)電極、IZO(Indium Zinc Oxide)電極、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)電極、有機導電膜等之基板為佳。又,在作成反射型之反向型元件時,若僅為單側之基板,能使用矽晶圓或已形成鋁等之金屬或介電體多層膜之基板。
本發明之液晶顯示元件在基板之至少一面具有使液晶分子垂直配向之液晶配向膜。此液晶配向膜係能將液晶配向處理劑塗佈於基板上並進行燒成後,以磨擦處理或光照射等進行配向處理而得。但,本發明之液晶配向膜之情況,即使沒有配向處理,仍能使用作為液晶配向膜。
液晶配向處理劑之塗佈方法並未受到特限定,工業上 如有網版印刷、平板印刷、柔版印刷、噴墨法、浸漬法、輥塗法、狹縫塗佈法、旋轉塗佈法、噴霧法等,能因應基板之種類或作為目的之液晶配向膜之膜厚而適宜選擇。
將液晶配向處理劑塗佈於基板上後,因應基板之種類或液晶配向處理劑所使用之溶劑,藉由加熱板、熱循環型烤箱、IR(紅外線)型烤箱等之加熱手段,在30~300℃,較佳在30~250℃之溫度下使溶劑蒸發而能作成液晶配向膜。尤其,基板係使用塑料基板時,在30~150℃之溫度進行處理為佳。
燒成後之液晶配向膜之厚度若過厚時,則在液晶顯示元件之消耗電力之面上變得不利,若過薄時.由於元件之信賴性降低之情況,故以5~500nm為佳。較佳為10~300nm,特佳為10~250nm。
本發明之液晶顯示元件所使用之液晶組成物係如先前所述,但其中亦能使用含有控制液晶顯示元件之電極間隙(亦稱為空隙(gap))用之間隔器。
液晶組成物之注入方法並無特別限定,例如可舉出如以下之方法。即,可舉出如在基板係使用玻璃基板時,準備已形成液晶配向膜之一對基板,將單側基板之4邊除一部分以外塗佈密封劑,其後使液晶配向膜之面成為內側,將另一單側基板予以貼合而製作成空晶胞。其後,從未塗佈密封劑之場所,減壓注入液晶組成物,而取得液晶組成物注入晶胞的方法。此外,可舉出如在基板係使用塑料基板或膜時,準備已形成液晶配向膜之一對基板,在單側基 板之上,使用ODF(One Drop Filling)法或噴墨法等滴入液晶組成物,其後貼合另一單側基板,而取得液晶組成物注入晶胞的方法。本發明之液晶顯示元件由於液晶層與液晶配向膜之密著性高,故在基板之4邊上亦可不塗佈密封劑。
液晶顯示元件之空隙係能以前述間隔器等進行控制。其之方法,可舉出如前述般,使液晶組成物中含有作為目的大小之間隔器的方法,或使用具有作為目的大小之柱間隔器之基板的方法等。又,在基板係使用塑料或膜基板,且基板之貼合係使用層合機進行時,不使其含有間隔器仍能控制空隙。
液晶顯示元件之空隙之大小係以1~100μm為佳,較佳為2~50μm。特佳為5~20μm。空隙若過小時,則液晶顯示元件之對比降低,若過大時則元件之驅動電壓變高。
本發明之液晶顯示元件係藉由照射紫外線而進行液晶組成物之硬化,且使液晶與聚合性化合物之硬化物複合體之液晶層形成而取得者。此液晶組成物之硬化係對液晶組成物進行照射紫外線。紫外線之光源即使不使用波長選擇濾波器,亦無照射光強度之損失,且能照射特定波長之紫外線,並且由於能抑制從光源所產生之熱源,故以使用紫外線發光二極體(亦稱為特定紫外線照射裝置)為佳。又,光源能由於能促進液晶組成物之硬化,故係以配置在裝置之上下為佳。
特定紫外線照射裝置之理想具體例係如圖1 及圖2所示。
圖1展示特定紫外線照射裝置之一種(特定紫外線照射裝置-1)之構成圖。圖1中,「2」表示發光部,「3」表示電力供給部。發光部「2」具備複數個紫外線發光二極體作為光源,此等紫外線發光二極體係收受從電力供給部「3」經由軟線「6」所供給之電源電力進行發光,而變得能照射目的強度之紫外線。紫外線發光二極體皆為發射單波長之紫外線者,且係為了製作液晶顯示元件而發出必要波長之紫外線者。
又,發光部「2」係裝載於圖1中未記載之操縱器之前端,根據既定之軟體或在操作者之控制下,而變得能自由自在移動至工作空間內之任意位置或停止。並且,能自由自在地變更發光部「2」或紫外線發光二極體之指向角度,且能將紫外線照射向目的之方向。因此,此特定紫外線照射裝置-1係能適宜使用在有必要使處理對象物,即,使僅有前述液晶組成物注入晶胞之一部分在狹小範圍下進行部分曝光的情況,或,在對於具有複雜形狀或立體構造之處理對象物照射紫外線的情況等。
更進一步,特定紫外線照射裝置-1係構成為能夠常時監視相對於處理對象物,即,相對於前述液晶組成物注入晶胞之紫外線照射光強度、明亮度及溫度,且同時能將此等控制限縮在固定範圍內。具體而言,測量從紫外線發光二極體所照射之紫外線強度及處理對象物之表面之明亮度與溫度的感測器「4」係配置於發光部「2」之附 近,由此感測器「4」所得之計測值係經由軟線「7」,始終輸入至控制裝置「5」。此控制裝置「5」內藏有運算電路,接受來自感測器「4」之計測值,為了將對於處理對象物之紫外線照射光強度、明亮度及溫度作成在固定範圍內,藉由運算電路算出必須之紫外線發光二極體之輸出條件(亦稱為供給電力之值),擷取與現行輸出條件之差而算出輸出條件之修正值。此輸出條件之修正值係從控制裝置「5」經由傳輸路徑「8」而傳達至電力供給部「3」。其後,電力供給部「3」接收經傳達之修正值而變更輸出條件。其結果係能將紫外線之照射光強度、明亮度及溫度限縮在固定範圍內。
尚且,控制對象項目係能因應處理對象物,即,前述液晶組成物注入晶胞之種類或性質等而任意選擇,能全部控制紫外線之照射光強度、明亮度及溫度,並且亦能單僅控制此等之當中之一種或二種。又,各控制對象項目之上限值或下限值亦係能因應處理對象物之種類或性質等而任意選擇。
此外,亦可於紫外線發光二極體之前端設置聚焦鏡。於此情況,能縮小紫外線之照射光,而能在微小範圍,例如1μm以下照射紫外線。並且,在希望變得能自由控制聚焦鏡之情況,能在其性能範圍內自由自在地變更紫外線之照射範圍。
圖2展示與上述不同之特定紫外線照射裝置之一種(特定紫外線照射裝置-2)之構成圖。如圖2所示, 特定紫外線照射裝置-2係具有隔出固定間隔平行配置於上下二段之二個發光部「2a」及「2b」。各發光部「2a」及「2b」中,多數(n×m個)紫外線發光二極體分別朝水平方向整齊排列配置成格子狀(n行×m列)作為光源。尚且,特定紫外線照射裝置-2係在各發光部「2a」及「2b」中,紫外線發光二極體整齊排列配置成n行×m列之格子狀,但紫外線發光二極體亦能配置成鋸齒狀、放射狀或蜂巢狀。又,紫外線發光二極體之整齊排列方向並不需要一定為水平方向,只要沿著平面方向,即,一個平面或徐緩之曲面整齊排列即可。具體地例如,可為朝垂直方向整齊排列之構造。
此外,紫外線發光二極體係與特定紫外線照射裝置-1同様皆為發出單波長紫外線者,且係為了製作液晶顯示元件而發出必要波長之紫外線者。
又,上段之發光部「2a」之紫外線發光二極體皆係配置成朝下,接受從電力供給部「3」經由纜線「9a」所供給之電源電力而進行發光,而變得能將目的強度之紫外線照射至向下方向。另一方面,下段之發光部「2b」之紫外線發光二極體皆係配置成朝上,接受從電力供給部「3」經由纜線「9b」所供給之電源電力而進行發光,從而構成為將目的強度之紫外線照射至向上方向。因此,特定紫外線照射裝置-2對於處理對象物,即對於前述液晶組成物注入晶胞,能以面之方式照射紫外線,且變得能對處理對象物之上面側與下面側同時照射紫外線。
並且,特定紫外線照射裝置-2係構造成能常時監視對於處理對象物,即對於前述液晶組成物注入晶胞之紫外線照射光強度、明亮度及溫度,並且將此等控制限縮至固定範圍內。具體而言,測量從紫外線發光二極體所照射之紫外線強度及處理對象物表面之明亮度與溫度的感測器「4a」及「4b」係分別配置在發光部「2a」及「2b」之附近,由此感測器「4a」及「4b」所得之計測值係經由纜線「10a」及「10b」而常時輸入至控制裝置「5」。此控制裝置「5」係內藏有運算電路,接收來自感測器「4a」及「4b」之計測值,藉由運算電路算出為了將對於處理對象物之紫外線照射光強度、明亮度及溫度作成在固定範圍內所必須之紫外線發光二極體之輸出條件,擷取與現行輸出條件之差而算出輸出條件之修正值。此輸出條件之修正值係從控制裝置「5」經由傳輸路徑「8」而傳達至電力供給部「3」。其後,電力供給部「3」接收經傳達之修正值而變更輸出條件。其結果係能將紫外線之照射光強度、明亮度及溫度限縮在固定範圍內。
尚且,此特定紫外線照射裝置-2中係能個別獨立調整配置於發光部「2a」及「2b」之全部紫外線發光二極體之輸出(亦稱為電力供給量)。又,感測器「4a」及「4b」由於係分別一個一個對應配置於發光部「2a」及「2b」之紫外線發光二極體之個別者,故能分別獨立控制全部紫外線發光二極體之紫外線照射光強度、明亮度及溫度。因此,能免除所照射之紫外線照射光強度、明亮度及 處理對象物,即前述液晶組成物注入晶胞之表面溫度之偏差,故在處理對象物表面之全部領域上能均勻地進行紫外線之照射。又,因應處理對象物之種類或其製作步驟,能預先作成各自適宜之控制條件(亦稱為設定(profile)),在進行照射紫外線時藉由套用該等,而能作出因應處理對象物之特性或目的等之最佳紫外線之照射環境。
作為設定之具體例,可舉出如(1)將全部紫外線發光二極體之照射光強度設為100%;(2)將半數紫外線發光二極體之照射光強度設為100%,且將剩餘半數之紫外線發光二極體之照射光強度設為50%;(3)將全體之3分之1之紫外線發光二極體之照射光強度設為50%,且將剩餘紫外線發光二極體之照射光強度設為25%等。
為了製作本發明之液晶顯示元件,由於需能控制照射紫外線之波長、照射光強度、明亮度及溫度,故以使用前述特定紫外線照射裝置-1或-2為佳。特佳為使用特定紫外線照射裝置-2。
在使用特定紫外線照射裝置-1或-2時之紫外線發光二極體之紫外線波長係以200~500nm為佳,較佳為250~450nm,特佳為300~400nm。
紫外線發光二極體之照射光強度係以0.1~150mW/cm2為佳,較佳為0.1~100mW/cm2,特佳為1~40mW/cm2。從液晶顯示元件之光學特性及液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,最佳為1~20mW/cm2。紫外線之照射時間係以1~600秒為佳,較佳為5~300秒,從液晶顯示元件之光學特 性及液晶層與液晶配向膜之密著性之觀點,特佳為5~120秒。
並且,照射紫外線時之處理對象物,即前述液晶組成物注入晶胞之表面溫度係以0~100℃為佳,較佳為10~50℃。特佳為15~30℃。
如以上之操作,藉由使用利用特定紫外線照射裝置所製作之含有液晶、聚合性化合物及特定化合物之液晶組成物、及從包含具有特定側鏈構造之特定聚合物之液晶配向處理劑所得之液晶配向膜,即能取得良好之光學特性,即能取得無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性為良好,並且液晶層與液晶配向膜之密著性高之液晶顯示元件。
[實施例]
以下例舉實施例更具體地說明本發明,但並非係受限於此等者。以下所使用之略稱係如以下所示。
(特定化合物)
Figure 104136955-A0202-12-0074-50
(液晶)
L1:MLC-6608(默克公司製)
(聚合性化合物)
Figure 104136955-A0202-12-0075-51
(R4:苯基環氧丙基醚丙烯酸酯甲苯二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物)
(光起始劑)
Figure 104136955-A0202-12-0075-52
(有機磷酸化合物)
X1:四苯基二丙二醇二磷酸酯
(特定側鏈型二胺(1))
Figure 104136955-A0202-12-0076-54
(特定側鏈型二胺(2))
Figure 104136955-A0202-12-0076-55
(第3二胺)
Figure 104136955-A0202-12-0076-56
(其他二胺)
Figure 104136955-A0202-12-0077-57
(特定四羧酸成分)
Figure 104136955-A0202-12-0077-58
<製作聚矽氧烷系聚合物用之單體>
F1:下述F1所表示之化合物
F2:十八基三乙氧基矽烷
F3:3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
F4:3-脲基丙基三乙氧基矽烷
F5:四乙氧基矽烷
Figure 104136955-A0202-12-0077-59
<特定產生劑>
Figure 104136955-A0202-12-0078-60
<特定密著性化合物>
Figure 104136955-A0202-12-0078-64
<特定交聯性化合物>
Figure 104136955-A0202-12-0078-61
<溶劑>
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
NEP:N-乙基-2-吡咯啶酮
γ-BL:γ-丁內酯
BCS:乙二醇單丁基醚
PB:丙二醇單丁基醚
PGME:丙二醇單甲基醚
ECS:乙二醇單乙基醚
EC:二乙二醇單乙基醚
「聚醯亞胺系聚合物之分子量測量」
使用常溫凝膠滲透層析(GPC)裝置(GPC-101)(昭和電工公司製)、管柱(KD-803,KD-805)(Shodex公司製),如以下之操作進行測量。
管柱溫度:50℃
溶析液:N,N’-二甲基甲醯胺(添加劑為溴化鋰-水合物(LiBr‧H2O)30mmol/L(公升)、磷酸‧無水結晶(o-磷酸)30mmol/L、四氫呋喃(THF)10ml/L)
流速:1.0ml/分
作成檢量線用標準試樣:TSK標準聚環氧乙烷(分子量;約900,000、150,000、100,000及30,000)(東曹公司製)及聚乙二醇(分子量;約12,000、4,000及1,000)(聚合物實驗室公司製)。
「聚醯亞胺系聚合物之醯亞胺化率之測量」
將聚醯亞胺粉末20mg放入NMR(核磁共振)試樣管(NMR試樣管標準、
Figure 104136955-A0202-12-0079-91
5(草野科學公司製)),並添加氘化二甲亞碸(DMSO-d6,0.05質量%TMS(四甲基矽烷)混合品)(0.53ml),施以超音波使其完全溶解。在NMR測量機(JNW-ECA500)(日本電子資料公司製)中測量此溶液之 500MHz之質子NMR。醯亞胺化率係將源自醯亞胺化前後皆不會變化之構造之質子決定作為基準質子,使用此質子之波峰積分值,與在9.5ppm~10.0ppm附近出現之源自醯胺酸之NH基之質子波峰積分值,藉由以下之式而求得者。
醯亞胺化率(%)=(1-α‧x/y)×100(x為源自醯胺酸之NH基之質子波峰積分值、y為基準質子之波峰積分值、α為基準質子對聚醯胺酸(醯亞胺化率為0%)之情況下之醯胺酸之NH基質子1個的個數比例。)
「聚醯亞胺系聚合物之合成」 <合成例1>
使E1(3.50g,17.8mmol)、A2(2.85g,7.22mmol)、B2(1.92g,5.42mmol)及C1(0.83g,5.46mmol)在PGME(27.3g)中進行混合,在40℃下反應30小時而取得聚醯胺酸溶液(1)(樹脂固形分濃度(Rc:25質量%)。此聚醯胺酸之數平均分子量(Mn)為11,100,重量平均分子量(Mw)為46,300。
<合成例2>
使E2(1.98g,7.91mmol)、A1(3.05g,8.01mmol)、B1(1.27g,4.81mmol)及C1(0.49g,3.22mmol)在NMP(16.7g)中進行混合,在50℃下反應8小時後,添加E1(1.55g,7.90mmol)與NMP(8.33g),並使其在40℃下反 應8小時而取得聚醯胺酸溶液(2)(Rc:25質量%)。此聚醯胺酸之Mn為21,000,Mw為62,700。
<合成例3>
對合成例2取得之聚醯胺酸溶液(2)(30.0g)添加NMP而稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.90g)及吡啶(2.40g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應4小時。將此反應溶液投入於甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(3)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為58%,Mn為18,800,Mw為50,100。
<合成例4>
使E2(1.02g,4.08mmol)、A2(2.28g,5.78mmol)、B2(1.76g,4.97mmol)及C2(1.18g,5.80mmol)在NMP(17.3g)中進行混合,在50℃反應8小時,後,添加E1(2.40g,12.2mmol)與NMP(8.64g),在40℃下反應8小時,而取得聚醯胺酸溶液(Rc:25質量%)。
對取得之聚醯胺酸溶液(30.0g)添加NMP而稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.85g)及吡啶(2.45g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應4小時。將此反應溶液投入甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(4)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%,Mn為17,200,Mw為 48,900。
<合成例5>
使E2(2.11g,8.43mmol)、A4(2.10g,4.26mmol)、B1(0.90g,3.41mmol)及C1(1.43g,9.40mmol)在NEP(16.4g)中進行混合,在50℃下反應8小時後,添加E1(1.65g,8.41mmol)與NEP(8.18g),在40℃反應8小時而取得聚醯胺酸溶液(Rc:25質量%)。
對取得之聚醯胺酸溶液(30.0g)添加NMP而稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.85g)及吡啶(2.40g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應2小時。將此反應溶液投入甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(5)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為49%,Mn為16,500,Mw為46,300。
<合成例6>
使E3(3.55g,15.8mmol)、A2(2.85g,7.22mmol)、B1(0.85g,3.22mmol)、C2(0.82g,4.03mmol)及D1(0.17g,1.57mmol)在NMP(24.7g)中進行混合,在40℃下反應12小時而取得聚醯胺酸溶液(Rc:25質量%)。
對取得之聚醯胺酸溶液(30.0g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.85g)及吡啶(2.40g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應4.5小時。將此反應溶液投入甲醇 (460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(6)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為64%,Mn為15,600,Mw為46,500。
<合成例7>
使E3(3.55g,15.8mmol)、A4(1.98g,4.02mmol)、B2(2.27g,6.40mmol)及C1(0.85g,5.59mmol)在NMP(26.0g)中進行混合,在40℃下反應12小時而取得聚醯胺酸溶液(Rc:25質量%)。
對取得之聚醯胺酸溶液(30.0g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.90g)及吡啶(2.50g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應2小時。將此反應溶液投入甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(7)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為50%,Mn為18,100,Mw為49,900。
<合成例8>
使E4(2.22g,7.39mmol)、A3(2.27g,5.25mmol)、B1(0.40g,1.51mmol)、B2(1.06g,2.99mmol)及C1(0.80g,5.26mmol)在NMP(16.4g)中進行混合,在40℃下反應12小時後,添加E1(1.45g,7.39mmol)與NMP(8.19g),在40℃下反應8小時而取得聚醯胺酸溶液(Rc: 25質量%)。
對取得之聚醯胺酸溶液(30.0g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(4.50g)及吡啶(3.10g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應4小時。將此反應溶液投入甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(8)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為71%,Mn為16,500、Mw為44,600。
<合成例9>
使E5(1.57g,7.40mmol)、A2(2.96g,7.50mmol)、B2(1.59g,4.49mmol)及C2(0.61g,3.00mmol)在PGME(16.4g)中進行混合,在50℃反應24小時後,添加E1(1.45g,7.39mmol)與PGME(8.18g),在40℃下使其反應8小時而取得聚醯胺酸溶液(9)(Rc:25質量%)。此聚醯胺酸之Mn為10,300,Mw為50,100。
<合成例10>
使E2(1.98g,7.91mmol)、A5(3.02g,8.02mmol)、B1(1.27g,4.81mmol)及C1(0.49g,3.22mmol)在NMP(16.6g)中進行混合,在50℃下反應8小時後,添加E1(1.55g,7.90mmol)與NMP(8.30g),在40℃下反應8小時而取得聚醯胺酸溶液(Rc:25質量%)。
對取得之聚醯胺酸溶液(30.0g)添加NMP稀釋成6質 量%後,添加無水乙酸(3.90g)及吡啶(2.40g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下反應4小時。將此反應溶液投入甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(10)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為59%,Mn為17,200,Mw為49,800。
<合成例11>
使E2(3.19g,12.7mmol)、C1(0.79g,5.19mmol)及D1(2.23g,20.6mmol)在NMP(17.4g)中進行混合,在50℃下反應8小時後,添加E1(2.50g,12.7mmol)與NMP(8.71g),在40℃下使其反應8小時而取得聚醯胺酸溶液(11)(Rc:25質量%)。此聚醯胺酸之Mn為24,900,Mw為76,600。
<合成例12>
對合成例11取得之聚醯胺酸溶液(11)(30.0g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.90g)及吡啶(2.40g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下使其反應4小時。將此反應溶液投入甲醇(460ml)中,過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在60℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(12)。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為59%,Mn為22,300,Mw為58,600。
將合成例中取得之聚醯亞胺系聚合物展示於表12 中。
Figure 104136955-A0202-12-0086-72
*1:聚醯胺酸
「聚矽氧烷系聚合物之合成」 <合成例13>
在裝設有溫度計及迴流管之200ml之四頸反應燒瓶中混合ECS(28.3g)、F1(4.10g)、F3(7.45g)及F5(32.5g)而調製成烷氧基矽烷單體之溶液。在25℃下對此溶液以30分鐘滴入已預先混合ECS(14.2g)、水(10.8g)、及觸媒之蓚酸(0.70g)而調製成之溶液,更在25℃下攪拌30分鐘。其後,使用油浴進行加熱使其迴流30分鐘後,添加預先已調製之F4含量為92質量%之甲醇溶液(1.20g)與ECS (0.90g)之混合溶液。再使其迴流30分鐘後,放置冷卻而取得聚矽氧烷溶液(1)(SiO2換算濃度(Sc):12質量%)。
<合成例14>
在裝設有溫度計及迴流管之200ml之四頸反應燒瓶中混合EC(25.4g)、F1(8.20g)、F3(19.9g)及F5(20.0g)而調製成烷氧基矽烷單體之溶液。在25℃下對此溶液以30分鐘滴入預先混合EC(12.7g)、水(10.8g)及觸媒之蓚酸(1.10g)調製而成之溶液,更在25℃下攪拌30分鐘。其後,使用油浴進行加熱使其迴流30分鐘後,添加預先已調製之F4之含量為92質量%之甲醇溶液(1.20g)與EC(0.90g)之混合溶液。再使其迴流30分鐘後,放置冷卻而取得聚矽氧烷溶液(2)(Sc:12質量%)。
<合成例15>
在裝設有溫度計及迴流管之200ml之四頸反應燒瓶中混合EC(29.2g)、F1(4.10g)及F5(38.8g)而調製成烷氧基矽烷單體之溶液。在25℃下對此溶液以30分鐘滴入預先混合EC(14.6g)、水(10.8g)及觸媒之蓚酸(0.50g)調製而成之溶液,更在25℃下攪拌30分鐘。其後,使用油浴進行加熱使其迴流30分鐘後,添加預先已調製之F4之含量為92質量%之甲醇溶液(1.20g)與EC(0.90g)之混合溶液。再使其迴流30分鐘後,放置冷卻而取得聚矽氧烷溶液(3)(Sc:12質量%)。
<合成例16>
在裝設有溫度計及迴流管之200ml之四頸反應燒瓶中混合ECS(28.3g)、F2(4.07g)、F3(7.45g)及F5(32.5g)而調製成烷氧基矽烷單體之溶液。在25℃下對此溶液以30分鐘滴入預先混合ECS(14.2g)、水(10.8g)及觸媒之蓚酸(0.70g)調製而成之溶液,更在25℃下攪拌30分鐘。其後,使用油浴進行加熱使其迴流30分鐘後,添加預先已調製之F4之含量為92質量%之甲醇溶液(1.20g)與ECS(0.90g)之混合溶液。再使其迴流30分鐘後,放置冷卻而取得聚矽氧烷溶液(4)(Sc:12質量%)。
各合成例中取得之聚矽氧烷系聚合物係如表13所示。
Figure 104136955-A0202-12-0088-67
「液晶組成物之調製」
液晶組成物(1):混合L1(2.40g)、R1(1.20g)、R2(1.20g)、S1(0.024g)及P1(0.012g)而得。
液晶組成物(2):混合L1(2.40g)、R1(1.20g)、R2(1.20g)、S1(0.168g)及P1(0.012g)而得。
液晶組成物(3):混合L1(2.40g)、R1(0.60g)、R2(0.60g)、R3(0.60g)、R4(0.60g)、S1(0.168g)及P1(0.012g)而得。
液晶組成物(4):混合L1(2.40g)、R1(0.60g)、R2(0.60g)、R3(0.60g)、R4(0.60g)、S2(0.048g)及P1(0.012g)而得。
液晶組成物(5):混合L1(2.40g)、R1(0.60g)、R2(0.60g)、R3(0.60g)、R4(0.60g)、S1(0.168g)、P1(0.012g)及X1(0.012g)而得。
液晶組成物(6):混合L1(2.40g)、R1(1.20g)、R2(1.20g)及P1(0.012g)而得。
「液晶顯示元件之製作(玻璃基板)」
使用細孔徑1μm之膜過濾器加壓濾過實施例4、12、13、18、19、22、及比較例1、2、5、6、9、10中取得之液晶配向處理劑。將取得之溶液旋轉塗佈在已使用純水及IPA(異丙基醇)洗淨之附ITO電極之玻璃基板(長:100mm、寬:100mm、厚度:0.7mm)之ITO面上,並在加熱板上以100℃加熱處理5分鐘,在熱循環型無塵烤箱中以210℃加熱處理30分鐘,而取得膜厚100nm之附液晶配向膜之ITO基板。準備此ITO基板2枚,且在其中一個基板之液晶配向膜面上塗佈間隔器(粒徑6μm,觸媒化 成公司製)。其後,在該基板之塗佈有間隔器之液晶配向膜面上,使用ODF(One Drop Filling)法滴下前述液晶組成物,其次,使另一基板之液晶配向膜面互相面對進行貼合,而取得處理前之液晶顯示元件。
使用圖2所示之具有紫外線發光二極體作為光源之特定紫外線照射裝置(亦稱為特定紫外線照射裝置),對此處理前之液晶顯示元件照射紫外線。具體而言,紫外線發光二極體之光源波長為365nm,紫外線之強度為10mW/cm2,照射時間為60秒,並且將基板表面溫度控制在20℃。
又,比較例5、9中,使用具有金屬鹵素燈作為光源之紫外線照射裝置,對處理前之液晶顯示元件進行紫外線之照射。具體而言,經由截止紫外線強度30mW/cm2、350nm以下波長之截止濾波器而照射紫外線,並將照射時間設成30秒。此時,並未控制基板表面之溫度,且確認到溫度上升至約50℃。
藉此,取得液晶顯示元件(反向型元件)(玻璃基板)。使用此液晶顯示元件進行液晶配向性之評價。液晶配向性係使用偏光顯微鏡(ECLIPSE E600WPOL、Nikon公司製)觀察本元件,並確認液晶是否配向成垂直。實施例之液晶顯示元件中,液晶係配向成垂直。另一方面,比較例1及2之液晶顯示元件中,液晶並未呈現垂直配向。
「液晶顯示元件之製作(塑料基板)」
使用細孔徑1μm之膜過濾器加壓過濾實施例1~3、5~11、14~17、20、21、及比較例3、4、7、8中取得之液晶配向處理劑。以棒塗佈機將取得之溶液塗佈在已使用純水洗淨之附ITO電極之PET(聚對酞酸乙二酯)基板(長:150mm、寬:150mm、厚度:0.2mm)之ITO面上,在加熱板上以100℃加熱處理5分鐘,在熱循環型無塵烤箱中以120℃加熱處理2分鐘,而取得膜厚為100nm之附液晶配向膜之ITO基板。準備此ITO基板2枚,且在其中一個基板之液晶配向膜面上塗佈間隔器(粒徑6μm、觸媒化成公司製)。其後,在該基板之塗佈有間隔器之液晶配向膜面上,使用ODF法滴下液晶組成物,其次,使另一基板之液晶配向膜面互相面對進行貼合,而取得處理前之液晶顯示元件。
使用圖2所示之具有紫外線發光二極體作為光源之特定紫外線照射裝置,對此處理前之液晶顯示元件照射紫外線。具體而言,紫外線發光二極體之光源波長為365nm,紫外線強度為10mW/cm2,照射時間為60秒,並且將基板表面之溫度控制在20℃。
又,在比較例7中,使用具有金屬鹵素燈作為光源之紫外線照射裝置,上述處理前之液晶顯示元件進行紫外線之照射。具體而言,經由截止紫外線強度30mW/cm2、350nm以下波長之截止濾波器而照射紫外線,並將照射時間設成30秒。此時,並未控制基板表面之溫度,且確認到溫度上升至約50℃。
藉此,取得液晶顯示元件(反向型元件)(塑料基板)。
使用此液晶顯示元件進行液晶配向性之評價。液晶配向性係使用偏光顯微鏡(ECLIPSE E600WPOL、Nikon公司製)觀察本元件,並確認液晶是否配向成垂直。實施例之液晶顯示元件中,液晶係配向成垂直。另一方面,比較例3、4之液晶顯示元件中,液晶並未呈現垂直配向。
「光學特性(透明性與散射特性)之評價」
使用由前述手法所得之液晶顯示元件(玻璃基板、塑料基板),進行光學特性(透明性與散射特性)之評價。
無施加電壓時之透明性之評價係進行藉由測量電壓無施加狀態下之液晶顯示元件(玻璃基板及塑料基板)之穿透率。具體而言,測量裝置係使用UV-3600(島津製作所公司製),在溫度25℃、掃描波長300~800nm之條件進行測量。此時,液晶顯示元件(玻璃基板)之情況係使用上述附ITO電極之玻璃基板當作參考,液晶顯示元件(塑料基板)之情況係使用上述附ITO電極之PET基板。評價係將450nm之波長穿透率當作基準,穿透率越高者,即係評價為透明性越優異。
又,亦實施在溫度80℃、濕度90%RH之恆溫恆濕槽內保管36小時後之穿透率之評價。相對於液晶顯示元件製作後當下之穿透率(初期值),在恆溫恆濕槽內保管後之穿透率之降低比例越低者,本評價即為優異。
更進一步,使用桌上型UV硬化裝置(HCT3B28HEX-1、Sentlight公司製),亦進行在照射365nm換算下5J/cm2之紫外線後之穿透率之評價。
並且,實施例1~3、5~8、14~19及22中,除上述標準試驗之外,作為強調試驗亦實施在溫度80℃、濕度90%RH之恆溫恆濕槽內保管72小時後之穿透率之評價。尚且,評價方法係與上述同様之條件。
施加電壓時之散射特性之評價係對液晶顯示元件(玻璃基板)在交流驅動下施加30V,以目視觀察液晶之配向狀態。將液晶顯示元件為白濁者,即取得散射特性者,在本評價中評為優異(表中標示為良好)。
又,亦確認在溫度80℃、濕度90%RH之恆溫恆濕槽內保管36小時後之液晶配向狀態。
並且,使用桌上型UV硬化裝置(HCT3B28HEX-1、Sentlight公司製),亦確認在照射365nm換算下5J/cm2之紫外線後之液晶之配向狀態。
將液晶顯示元件之製作後當下(初期)、恆溫恆濕槽內保管後(恆溫恆濕)及紫外線照射後(紫外線)之穿透率(%)、及散射特性之結果展示於表18~表20。
「液晶層與液晶配向膜之密著性之評價」
使用由前述手法所得之液晶顯示元件(玻璃基板、塑料基板),進行液晶層與液晶配向膜之密著性之評價。
將液晶顯示元件(玻璃基板、塑料基板)保管在溫度80 ℃、濕度90%RH之恆溫恆濕槽內36小時,並確認有無液晶顯示元件內之氣泡及元件之剝離。具體而言,元件內未發現氣泡且未造成元件之剝離(液晶層與液晶配向膜未經剝離之狀態)者,在本評價中評為優異(表中標示為良好)。
又,使用桌上型UV硬化裝置(HCT3B28HEX-1)(Sentlight公司製),亦確認對液晶顯示元件(玻璃基板、塑料基板)照射在365nm換算下5J/cm2之紫外線後之液晶顯示元件內之氣泡之有無及元件之剝離。
並且,在實施例1~3、5~8、14~19、22中,除上述標準試驗之外,作為強調試驗亦實施在溫度80℃、濕度90%RH之恆溫恆濕槽內保管72小時後之密著性之評價。尚且,評價方法係與上述同様之條件。
將恆溫恆濕槽內保管後(恆溫恆濕)及紫外線照射後(紫外線)之液晶層與液晶配向膜之密著性之結果(密著性)展示於表21~表23。
<實施例1>
對合成例1取得之聚醯胺酸溶液(1)(5.50g)添加PGME(20.7g)及γ-BL(4.38g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(1)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(1)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例2>
對合成例1取得之聚醯胺酸溶液(1)(5.50g)添加N1(0.069g)、M1(0.207g)、K1(0.097g)、PGME(20.7g)及γ-BL(4.38g),在25℃下攪拌6小時而取得液晶配向處理劑(2)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(2)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例3>
使用實施例2之液晶配向處理劑(2)與液晶組成物(3)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例4>
對合成例2取得之聚醯胺酸溶液(2)(5.50g)添加NMP(11.9g)及BCS(13.1g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(3)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(3)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例5>
對合成例3取得之聚醯亞胺粉末(3)(1.50g)添加γ-BL(3.18g)及PGME(28.7g),在60℃下攪拌24小時而取得液晶配向處理劑(4)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用液晶配向處理劑 (4)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例6>
對合成例4取得之聚醯亞胺粉末(4)(1.50g)添加γ-BL(6.37g)及PGME(25.5g),在60℃下攪拌24小時而取得液晶配向處理劑(5)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(5)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例7>
使用實施例6之液晶配向處理劑(5)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例8>
使用實施例6之液晶配向處理劑(5)與液晶組成物(3)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例9>
對合成例4取得之聚醯亞胺粉末(4)(1.50g)添加γ-BL(6.37g)及PGME(25.5g),在60℃下攪拌24小時。其後,添加N1(0.105g)、M1(0.45g)及K1(0.075g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(6)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(6)與液晶組成物(5)製成液晶顯示 元件並進行評價。
<實施例10>
對合成例5取得之聚醯亞胺粉末(5)(1.55g)添加γ-BL(8.22g)及PGME(24.7g),在60℃下攪拌24小時。其後,添加N1(0.047g)、M1(0.155g)及K1(0.078g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(7)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(7)與液晶組成物(4)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例11>
對合成例6取得之聚醯亞胺粉末(6)(1.50g)添加γ-BL(3.18g)及PGME(28.7g),在60℃下攪拌24小時。其後,添加N1(0.075g)及K1(0.105g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(8)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(8)與液晶組成物(3)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例12>
對合成例7取得之聚醯亞胺粉末(7)(1.50g)添加γ-BL(12.7g)、BCS(9.55g)及PB(9.55g),在60℃下攪拌24小時。其後,添加N1(0.105g)、M2(0.075g)及K1 (0.075g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(9)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(9)與液晶組成物(5)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例13>
對合成例8取得之聚醯亞胺粉末(8)(1.50g)添加NEP(15.9g)、BCS(6.37g)及PB(9.55g),在60℃下攪拌24小時。其後,添加N1(0.075g)及K1(0.045g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(10)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(10)與液晶組成物(4)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例14>
對合成例9取得之聚醯胺酸溶液(9)(5.50g)添加PGME(22.1g)及γ-BL(2.92g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(11)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(11)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例15>
使用實施例14之液晶配向處理劑(11)與液晶組成物 (3)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例16>
使用實施例14之液晶配向處理劑(11)與液晶組成物(5)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例17>
對合成例10取得之聚醯亞胺粉末(10)(1.50g)添加γ-BL(3.18g)及γ-BL(28.7g),在60℃下攪拌24小時而取得液晶配向處理劑(12)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(12)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例18>
對合成例13取得之聚矽氧烷溶液(1)(12.5g)添加ECS(1.73g)、BCS(9.55g)及PB(9.55g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(13)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(13)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例19>
使用實施例18之液晶配向處理劑(13)與液晶組成物(3)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例20>
對合成例14取得之聚矽氧烷溶液(2)(12.0g)添加N1(0.072g)、M1(0.288g)、EC(0.14g)、PB(10.7g)及PGME(9.17g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(14)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(14)與液晶組成物(5)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例21>
對合成例15取得之聚矽氧烷溶液(3)(12.0g)添加EC(0.14g)、PB(10.7g)及PGME(9.17g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(15)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(15)與液晶組成物(4)製成液晶顯示元件並進行評價。
<實施例22>
對合成例16取得之聚矽氧烷溶液(4)(12.0g)添加ECS(1.66g)、BCS(9.17g)及PB(9.17g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(16)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(16)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例1>
對合成例11取得之聚醯胺酸溶液(11)(5.50g)添加NMP(11.9g)及BCS(13.1g),在25℃下攪拌4小時而取得液晶配向處理劑(17)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(17)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例2>
使用比較例1之液晶配向處理劑(17)與液晶組成物(6)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例3>
對合成例12取得之聚醯亞胺粉末(12)(1.50g)添加γ-BL(3.18g)及PGME(28.7g),在60℃下攪拌24小時而取得液晶配向處理劑(18)。確認到此液晶配向處理劑並未發現混濁或析出等之異常,且為均勻溶液。使用此液晶配向處理劑(18)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例4>
使用比較例3之液晶配向處理劑(18)與液晶組成物(6)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例5>
使用實施例4之液晶配向處理劑(3)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。尚且,紫外線照射裝置係使用前述金屬鹵素燈型紫外線照射裝置。
<比較例6>
使用實施例4之液晶配向處理劑(3)與液晶組成物(6)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例7>
使用實施例5之液晶配向處理劑(4)與液晶組成物(1)製成液晶顯示元件並進行評價。尚且,紫外線照射裝置係使用前述金屬鹵素燈型紫外線照射裝置。
<比較例8>
使用實施例5之液晶配向處理劑(4)與液晶組成物(6)製成液晶顯示元件並進行評價。
<比較例9>
使用實施例18之液晶配向處理劑(13)與液晶組成物(2)製成液晶顯示元件並進行評價。尚且,紫外線照射裝置係使用前述金屬鹵素燈型紫外線照射裝置。
<比較例10>
使用實施例18之液晶配向處理劑(13)與液晶組成物(6)製成液晶顯示元件並進行評價。
Figure 104136955-A0202-12-0103-68
Figure 104136955-A0202-12-0104-69
Figure 104136955-A0202-12-0104-70
Figure 104136955-A0202-12-0105-71
*1:表示相對於全聚合物100質量份之特定產生劑之含量(質量份)。
*2:表示相對於全聚合物100質量份之特定密著性化合物之含量(質量份)。
*3:表示相對於全聚合物100質量份之特定交聯性化合物之含量(質量份)。
Figure 104136955-A0202-12-0106-73
Figure 104136955-A0202-12-0107-74
Figure 104136955-A0202-12-0108-75
*1:液晶未垂直地配向。*2:於元件內之極小一部分之場所發現液晶配向性之混亂。*3:於元件內之數個場所發現液晶配向性之混亂(比*2之場所更多)。*4:於元件內發現液晶配向性之混亂(比*3之場所更多)。
Figure 104136955-A0202-12-0109-76
Figure 104136955-A0202-12-0109-77
Figure 104136955-A0202-12-0110-78
*1:由於液晶未垂直配向,故無法評價。*2:於元件內發現極少量之氣泡。*3:於元件內發現少量之氣泡(比*2更多)。*4:於元件內發現諸多氣泡(比*3更多)。
從上述可得知與比較例相比,實施例之液晶顯示元件展現良好光學特性,即初期、恆溫恆濕槽內保管後、及紫外線照射後之無施加電壓時之透明性皆為良好,且液晶層與液晶配向膜之密著性亦高。即使液晶顯示元件之基板係使用塑料基板時,此等特性仍為良好。
尤其,在與使用金屬鹵化物型紫外線照射裝置之比較例相比,使用特定紫外線照射裝置之實施例,其液晶顯示元件之無施加電壓時之透明性高,且恆溫恆濕槽內保管後及紫外線照射後之散射特性優異。具體而言,在同一條件下之比較,即為實施例4與比較例5、實施例5與比較例7、及實施例18與比較例9之比較。
在液晶組成物中包含特定化合物之實施例在 與不包含特定化合物之比較例相比,特別係具有在液晶顯示元件之無施加電壓時之透明性較高之結果。具體而言,同一條件下之比較,即為實施例4與比較例6、實施例5與比較例8、及實施例18與比較例10之比較。
在使用包含不含有特定側鏈構造(1)之聚合物之液晶配向處理劑的比較例中,液晶並未垂直地配向。具體而言,如比較例1~4。
在與較少之情況相比,在液晶組成物中之特定化合物之量較多之情況下,液晶顯示元件之無施加電壓時之透明性更高。具體而言,同一條件下之比較,即為實施例6與7之比較。
又,使液晶組成物中含有多官能硫醇化合物與胺基甲酸酯丙烯酸酯之情況,在與不含有之情況相比,液晶顯示元件中之液晶層與液晶配向膜之密著性呈現更加改善之結果。具體而言,即為實施例7與實施例8、實施例14與實施例15、及實施例18與實施例19之比較。
特定側鏈構造之中,使用具有式[2-1]構造之二胺之情況,在與使用具有式[2-2]構造之二胺之情況相比,液晶顯示元件之無施加電壓時之透明性變高,即使係在強調試驗中進行長時間、恆溫恆濕槽內之保管後,無施加電壓時之透明性仍變高。並且,於液晶層與液晶配向膜之密著性之評價中,使用具有式[2-1]構造之二胺之情況,即使在強調試驗中進行長時間、恆溫恆濕槽內保管後,此等密著性仍呈現較高之結果。具體而言,在同一條件下之 比較,即為實施例5與實施例17、及實施例18與比較例22之比較。
並且,若使液晶配向處理劑含有特定產生劑、特定密著性化合物及特定交聯性化合物的情況,在與不含有彼等之情況相比,液晶顯示元件中之液晶層與液晶配向膜之密著性呈現更加改善之結果。具體而言,同一條件下之比較,即為實施例1與實施例2之比較。
[產業上之可利用性]
本發明之液晶顯示元件(本元件)能適宜使用於以顯示為目的之液晶顯示器、以及控制光之穿透與遮蔽之調光窗或光閘元件等。
本元件能適宜使用於汽車、鐵路及航空機等之輸送機器或輸送機械所使用之液晶顯示元件,具體而言如控制光之穿透與遮蔽之調光窗或後視鏡所使用之光閘元件等。尤其,本元件在無施加電壓時之透明性與施加電壓時之散射特性皆為良好,將本元件使用於交通工具之玻璃窗時,夜間時之光之進入效率為高,亦具有防止來自外光之眩光,更加駕駛時之安全性或乘車時之舒適性。又,將本元件製成膜並將此貼在交通工具之玻璃窗上使用時,與先前之反向型元件相比,不易引起液晶層與液晶配向膜之低密著性之肇因之不良或劣化,而元件之信賴性變高。
更且,本元件亦能使用於LCD或OLED等之顯示器裝置之導光板或使用此等顯示器之透明顯示器之背 板。具體而言,使用為透明顯示器之背板時,例如,配合透明顯示器與本元件在透明顯示器上進行畫面顯示時,能以本元件抑制來自其背面之光之進入。本元件在透明顯示器上進行畫面顯示時,成為施加有電壓施加之散射狀態,能使畫面顯示變為鮮明,且畫面顯示結束後,成為無施加電壓之透明狀態。
尚且,將2014年11月7日提出申請之日本專利申請案第2014-227294號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之全部內容引用至此,而導入作為本發明之說明書之揭示內容者。
1‧‧‧特定紫外線照射裝置
2‧‧‧發光部
3‧‧‧電力供給部
4‧‧‧感測器
5‧‧‧控制裝置
6、7‧‧‧軟線
8‧‧‧傳輸路徑

Claims (23)

  1. 一種液晶顯示元件,其特徵為在具備電極之一對基板之間配置包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物,且具有藉由紫外線照射裝置照射紫外線使其硬化而成之液晶層,且基板之至少一者具備使液晶垂直配向之液晶配向膜;其中紫外線照射裝置係能控制所照射之紫外線之照射光強度、波長及前述一對基板之表面溫度之紫外線照射裝置,前述液晶組成物含有下述式[1]所示之化合物,前述液晶配向膜係由液晶配向處理劑所得之液晶配向膜,該液晶配向處理劑包含具有下述式[2-1]或式[2-2]所示之側鏈構造之聚合物;
    Figure 104136955-A0305-02-0118-1
    X1表示選自由下述式[1-a]~式[1-g]所成群之至少一種;X2表示選自由單鍵、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基;X3表示單鍵或-(CH2)a-(a為1~15之整數);X4表示選自由單鍵、-O-、-OCH2-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基;X5表示苯環或環己烷環、或具有類固醇骨架之碳數17~51之2價有機基;X6表示選自由單鍵、-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基;X7表示苯環或環己烷環;前述X5、X7之環狀基上之任意氫原子可被碳數1~3之烷基、碳數1~3之烷氧基、碳數1~3之含氟烷 基、碳數1~3之含氟烷氧基或氟原子所取代;p表示0~4之整數;X8表示選自由碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種;
    Figure 104136955-A0305-02-0119-7
    XA表示氫原子或苯環;XB表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種環狀基;XC表示選自由碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種;
    Figure 104136955-A0305-02-0119-2
    Y1表示選自由單鍵、-(CH2)a-(a為1~15之整數)、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基;Y2表示單鍵或-(CH2)b-(b為1~15之整數);Y3表示選自由單鍵、-(CH2)c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH2O-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種;Y4表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種之2價環狀基,或具有類固醇骨架之碳數17~51之2價有機基;Y5表示選自由苯環、環 己烷環及雜環所成群之至少一種環狀基;前述Y4、Y5之環狀基上之任意之氫原子可被碳數1~3之烷基、碳數1~3之烷氧基、碳數1~3之含氟烷基、碳數1~3之含氟烷氧基或氟原子所取代;n表示0~4之整數;Y6表示選自由碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種;-Y 7 -Y 8 [2-2]Y7表示選自由單鍵、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基;Y8表示碳數8~22之烷基或碳數6~18之含氟烷基。
  2. 如請求項1之液晶顯示元件,其中,前述紫外線照射裝置係構造成在發光部具備複數個紫外線發光二極體,前述發光部係構造成能移動至工作空間內之任意位置,又同時係構造成能自由自在變更照射光之指向角度,且係構成於前述發光部之附近配置測量從前述紫外線發光二極體所照射之紫外線之照射光強度、處理對象物之表面明亮度、及處理對象物之表面溫度的感測器,並由此感測器之計測值算出為了將對處理對象物之紫外線之照射強度、明亮度及溫度作成固定範圍內所必須之紫外線發光二極體之輸出條件,進而輸出至電力供給部;亦或,前述紫外線照射裝置係構造成具有一個或複數之多數 紫外線發光二極體整列配置成平面方向而成之發光部,而能對處理對象物進行面曝光,且係構造成於前述發光部之附近配置測量從前述紫外線發光二極體所照射之紫外線之強度、處理對象物之表面明亮度、及處理對象物之表面溫度的感測器,並由此感測器之計測值算出為了將對處理對象物之紫外線之照射強度、明亮度及溫度作成固定範圍內所必須之紫外線發光二極體之輸出條件,進而輸出至電力供給部。
  3. 如請求項2之液晶顯示元件,其中前述紫外線照射裝置之照射光強度為1~40mW/cm2
  4. 如請求項2或3之液晶顯示元件,其中使用前述紫外線照射裝置照射紫外線時之處理對象物之表面溫度為15~30℃。
  5. 如請求項2之液晶顯示元件,其中使用前述紫外線照射裝置照射紫外線時之照射紫外線之時間為5~120秒。
  6. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述式[1]所示之化合物為選自由下述式[1a-1]~式[1a-6]所成群之至少一種;
    Figure 104136955-A0305-02-0121-10
    Figure 104136955-A0305-02-0121-11
    Figure 104136955-A0305-02-0121-12
    Figure 104136955-A0305-02-0122-13
    Figure 104136955-A0305-02-0122-14
    Figure 104136955-A0305-02-0122-15
    Xa、Xb、Xd、Xf、Xh及Xk係各自獨立表示碳數1~18之烷基或碳數1~18之烷氧基;Xc及Xi係各自獨立表示-O-、-COO-或-OCO-;Xe、Xg及Xj係各自獨立表示-CH2-、-O-、-COO-或-OCO-;p1、p3、p5、p7、p8及p9係各自獨立表示1~12之整數;p2、p4及p6係各自獨立表示1或2之整數。
  7. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶之相轉移溫度為40~120℃,折射率異向性(△n)為0.150~0.350,介電率異向性(△ε)為-1~-10。
  8. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶組成物所包含之聚合性化合物為包含多官能硫醇化合物,與胺基甲酸酯丙烯酸酯或胺基甲酸酯甲基丙烯酸酯。
  9. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶組成物包含有機磷酸化合物。
  10. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑包含選自由丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、纖維素及聚矽氧烷所成群之至少一種之聚合物。
  11. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑包含由二胺成分與四羧酸成分之反應而得之聚醯亞胺前驅物或使將該聚醯亞胺前驅物予以醯亞胺化之聚醯亞胺,該二胺成分含有具有前述式[2-1]或式[2-2]所示之側鏈構造之二胺。
  12. 如請求項11之液晶顯示元件,其中具有前述式[2-1]或式[2-2]所示之側鏈構造之二胺為下述式[2a]所示之二胺;
    Figure 104136955-A0305-02-0123-16
    Y表示前述式[2-1]或式[2-2]所示之構造;m表示1~4之整數。
  13. 如請求項11之液晶顯示元件,其中前述二胺成分含有具有下述式[3]所示之側鏈構造之二胺;-W 1 -W 2 -W 3 -W 4 [3]W1表示選自由單鍵、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-及-OCO-所成群之至少一種結合基;W2表示單鍵、碳數1~18之伸烷基,或具有選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種之環狀基之碳數6~24之有機基,且此等環狀基上之任意之氫原子可被碳數1~3之烷基、碳數1~3之烷氧基、碳數1~3之含氟烷基、或碳數1~3之含氟烷氧基所取代;W3表示選自由單鍵、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、 -COO-及-OCO-所成群之至少一種;W4表示選自由下述式[3-a]~式[3-g]所示之構造所成群之至少一種;
    Figure 104136955-A0305-02-0124-8
    WA表示氫原子或苯環;WB表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種環狀基;WC表示選自由碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。
  14. 如請求項13之液晶顯示元件,其中具有前述式[3]所示之側鏈構造之二胺為下述式[3a]所示之二胺;
    Figure 104136955-A0305-02-0124-5
    W表示前述式[3]所示之構造;q表示1~4之整數。
  15. 如請求項11之液晶顯示元件,其中前述四羧酸成分為包含下述式[5]所示之四羧酸二酐之四羧酸成分;
    Figure 104136955-A0305-02-0124-3
    Z表示選自由下述式[5a]~式[5k]所成群之至少一種之基;
    Figure 104136955-A0305-02-0125-9
    Z1~Z4係各自獨立表示選自由氫原子、甲基、氯原子及苯環所成群之至少一種;Z5及Z6係各自獨立表示氫原子或甲基。
  16. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑包含使下述式[A1]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷,或使該式[A1]所示之烷氧基矽烷與下述式[A2]及/或式[A3]所示之烷氧基矽烷進行縮聚合而得之聚矽氧烷;(A 1 ) m Si(A 2 ) n (OA 3 ) p [A1]A1表示前述式[2-1]或式[2-2]所示之側鏈構造;A2表示氫原子或碳數1~5之烷基;A3表示碳數1~5之烷基;m表示1或2之整數;n表示0~2之整數;p表示0~3之整數;但,m+n+p為4;(B 1 ) m Si(B 2 ) n (OB 3 ) p [A2]B1表示具有選自由乙烯基、環氧基、胺基、巰基、異氰酸酯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、脲基及桂皮醯基所成群之至少一種之碳數2~12之有機基;B2表示氫原子或碳數1~5之烷基;B3表示碳數1~5之烷基;m表示1或2 之整數;n表示0~2之整數;p表示0~3之整數;但,m+n+p為4;(D 1 ) n Si(OD 2 ) 4-n [A3]D1表示氫原子或碳數1~5之烷基;D2表示碳數1~5之烷基;n表示0~3之整數。
  17. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑含有選自由光自由基產生劑、光酸產生劑及光鹼產生劑所成群之至少一種產生劑。
  18. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑含有具有選自由下述式[b-1]~式[b-8]所成群之至少一種基之化合物;
    Figure 104136955-A0305-02-0126-18
    Ba表示氫原子或苯環;Bb表示選自由苯環、環己烷環及雜環所成群之至少一種環狀基;Bc表示選自由碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基及碳數1~18之含氟烷氧基所成群之至少一種。
  19. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑含有具有選自由環氧基、異氰酸酯基、環氧丙烷基、環碳酸酯基、羥基、羥基烷基及碳數1~3之烷氧基烷 基所成群之至少一種取代基之化合物。
  20. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑含有選自由1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁基醚、乙二醇單丁基醚、二丙二醇二甲基醚、環己酮、環戊酮及下述式[D1]~式[D3]所示之溶劑所成群之至少一種溶劑;
    Figure 104136955-A0305-02-0127-6
    D1、D2、D3表示碳數1~4之烷基。
  21. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶配向處理劑含有選自由N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮及γ-丁內酯所成群之至少一種溶劑。
  22. 如請求項1之液晶顯示元件,其中液晶層之厚度5~20μm。
  23. 如請求項1之液晶顯示元件,其中前述液晶顯示元件之基板為玻璃基板或塑料基板。
TW104136955A 2014-11-07 2015-11-06 液晶顯示元件 TWI693277B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014227294 2014-11-07
JP2014-227294 2014-11-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201631131A TW201631131A (zh) 2016-09-01
TWI693277B true TWI693277B (zh) 2020-05-11

Family

ID=55909221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104136955A TWI693277B (zh) 2014-11-07 2015-11-06 液晶顯示元件

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10241359B2 (zh)
EP (1) EP3217212B1 (zh)
JP (1) JP6348984B2 (zh)
KR (1) KR102449935B1 (zh)
CN (1) CN107077024B (zh)
ES (1) ES2769244T3 (zh)
TW (1) TWI693277B (zh)
WO (1) WO2016072498A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3529334B1 (en) * 2016-10-19 2020-10-07 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium
JP7301498B2 (ja) * 2017-01-09 2023-07-03 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 液晶媒体
JP6870689B2 (ja) * 2017-01-24 2021-05-12 Jsr株式会社 液晶素子及びその製造方法、並びに表示装置
KR102596591B1 (ko) * 2017-02-28 2023-10-31 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자
WO2019004433A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 日産化学株式会社 ゼロ面アンカリング膜の製造方法及び液晶表示素子
KR102558626B1 (ko) * 2017-07-27 2023-07-21 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 수지 조성물, 수지막 및 액정 표시 소자
KR102803758B1 (ko) * 2017-12-27 2025-05-07 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 제로면 앵커링막의 제조 방법 및 액정 표시 소자
JP6447757B1 (ja) 2018-01-12 2019-01-09 凸版印刷株式会社 調光シート、および、調光装置
CN111868614A (zh) * 2018-03-20 2020-10-30 日产化学株式会社 液晶表示元件
WO2019244821A1 (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 日産化学株式会社 ゼロ面アンカリング膜の製造方法及び液晶表示素子
JP2020016710A (ja) * 2018-07-23 2020-01-30 Jsr株式会社 液晶素子及びその製造方法、表示装置、並びに液晶組成物
CN113260909B (zh) * 2018-12-27 2025-04-01 日产化学株式会社 液晶取向处理剂、液晶取向膜以及液晶显示元件
KR102811814B1 (ko) * 2019-03-08 2025-05-22 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 수지 조성물, 수지막 및 액정 표시 소자
JP7708109B2 (ja) * 2020-08-06 2025-07-15 日産化学株式会社 液晶組成物、液晶表示素子の製造方法、及び液晶表示素子
CN117099040A (zh) * 2021-01-18 2023-11-21 日产化学株式会社 取向膜形成材料、取向膜、以及高分子分散型液晶元件
KR20230134517A (ko) * 2021-01-18 2023-09-21 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 배향막 형성 재료, 배향막, 및 고분자 분산형 액정소자
WO2022176905A1 (ja) * 2021-02-18 2022-08-25 Jsr株式会社 分散組成物及び分散剤
WO2022196361A1 (ja) * 2021-03-15 2022-09-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置の製造方法
WO2023022155A1 (ja) * 2021-08-19 2023-02-23 日産化学株式会社 高分子分散型液晶素子およびその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201124512A (en) * 2009-11-09 2011-07-16 Chisso Corp Liquid crystal display device, liquid crystal composition and aligning agent, fabricating method of liquid crystal display device and use thereof
WO2014171493A1 (ja) * 2013-04-16 2014-10-23 日産化学工業株式会社 液晶表示素子、液晶配向膜及び液晶配向処理剤

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH075440A (ja) * 1993-06-16 1995-01-10 Ajinomoto Co Inc 調光液晶素子用液晶樹脂配合物
JP2885116B2 (ja) 1994-07-05 1999-04-19 日本電気株式会社 液晶光学素子およびその製造方法
JP4132424B2 (ja) 1999-06-22 2008-08-13 旭硝子株式会社 液晶光学素子の製造方法
US20040018865A1 (en) * 2002-07-24 2004-01-29 Gilmore Jason C. Gaming machine with interacting video and mechanical displays
JP4504626B2 (ja) * 2003-03-31 2010-07-14 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
JP5017963B2 (ja) 2006-08-29 2012-09-05 Dic株式会社 液晶素子
US8070081B2 (en) * 2009-05-14 2011-12-06 Wark Rickey E Pressure monitor for pulverizer
US8865274B2 (en) * 2010-04-02 2014-10-21 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device, alignment film, and methods for manufacturing the same
CN102643387B (zh) * 2011-11-29 2014-09-10 北京京东方光电科技有限公司 一种液晶显示面板及其制备方法
KR101986398B1 (ko) * 2011-12-28 2019-06-05 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 표시 소자 및 액정 표시 소자의 제조 방법
WO2013125595A1 (ja) * 2012-02-22 2013-08-29 日産化学工業株式会社 組成物、液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6459959B2 (ja) * 2013-03-01 2019-01-30 日産化学株式会社 液晶表示素子、液晶配向膜及び液晶配向処理剤
CN107003570B (zh) * 2014-09-25 2020-10-09 日产化学工业株式会社 液晶表示元件
JP6414226B2 (ja) 2014-09-25 2018-10-31 日産化学株式会社 液晶表示素子

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201124512A (en) * 2009-11-09 2011-07-16 Chisso Corp Liquid crystal display device, liquid crystal composition and aligning agent, fabricating method of liquid crystal display device and use thereof
WO2014171493A1 (ja) * 2013-04-16 2014-10-23 日産化学工業株式会社 液晶表示素子、液晶配向膜及び液晶配向処理剤

Also Published As

Publication number Publication date
TW201631131A (zh) 2016-09-01
CN107077024B (zh) 2020-11-17
KR102449935B1 (ko) 2022-09-30
ES2769244T3 (es) 2020-06-25
US10241359B2 (en) 2019-03-26
EP3217212A1 (en) 2017-09-13
KR20170072238A (ko) 2017-06-26
EP3217212B1 (en) 2020-01-08
EP3217212A4 (en) 2018-05-30
CN107077024A (zh) 2017-08-18
US20170343840A1 (en) 2017-11-30
JP6348984B2 (ja) 2018-06-27
WO2016072498A1 (ja) 2016-05-12
JPWO2016072498A1 (ja) 2017-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI693277B (zh) 液晶顯示元件
CN105637410B (zh) 液晶表示元件
TWI620971B (zh) 液晶顯示元件
KR102437798B1 (ko) 액정 표시 소자
KR102546376B1 (ko) 액정 표시 소자
TWI695881B (zh) 液晶顯示元件
TWI747882B (zh) 液晶顯示元件
CN105593752A (zh) 液晶表示元件、液晶取向处理剂和液晶取向膜