液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件及其制造方法。本發(fā)明提供一種液晶取向劑，其提供在使用有機(jī)溶劑作為清洗液的情況下的耐清洗性(耐溶劑性)良好的液晶取向膜。所述液晶取向劑含有聚合物(S)，所述聚合物(S)通過單體組成中包含1分子中具有1個(gè)烷氧基硅烷基的烷氧基硅烷化合物(A)、及1分子中具有2個(gè)以上烷氧基硅烷基的烷氧基硅烷化合物(B)的聚合而獲得。另外，相對(duì)于烷氧基硅烷化合物(A)，聚合物(S)的聚合中使用的烷氧基硅烷化合物(B)為3摩爾％～30摩爾％。
【專利說明】液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為液晶顯示元件,除了扭轉(zhuǎn)向列(Twisted Nematic,TN)型、超扭轉(zhuǎn)向列(SuperTwisted Nematic, STN)型等所代表的使用具有正介電各向異性的向列型液晶(nematicliquid crystal)的水平取向模式的液晶顯示元件以外,還已知使用具有負(fù)介電各向異性的向列型液晶的垂直(homeotropic)取向模式的垂直取向(Vertical Alignment, VA)型液晶顯示元件等各種液晶顯示元件。這些液晶顯示元件具備具有使液晶分子在一定方向上取向的功能的液晶取向膜。構(gòu)成該液晶取向膜的材料已知有聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚有機(jī)硅氧烷等，特別是包含聚酰胺酸或者聚酰亞胺的液晶取向膜由于耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、與液晶分子的親和性優(yōu)異等，故而很久以來就優(yōu)選使用(參照專利文獻(xiàn)I~專利文獻(xiàn)3)。制造液晶顯示元件時(shí) ，液晶取向膜是使用這些聚合物成分溶解于有機(jī)溶劑中而成的液晶取向劑來形成。
[0003]另外，專利文獻(xiàn)4中公開了含有如下聚有機(jī)硅氧烷的液晶取向劑，該聚有機(jī)硅氧烷是使3官能及4官能的水解性硅烷化合物的混合物在乙二酸以及醇的存在下進(jìn)行反應(yīng)而獲得。該專利文獻(xiàn)4中說明:由所述液晶取向劑形成的液晶取向膜的垂直取向性以及耐熱性優(yōu)異。
[0004]另外，近年來提出有聚合物穩(wěn)定取向(Polymer Sustained Alignment, PSA)模式的液晶顯示元件。PSA模式為如下技術(shù):在包含至少I塊帶有圖案狀導(dǎo)電膜的基板的一對(duì)基板的間隙中，夾持含有聚合性化合物的液晶組合物，在對(duì)導(dǎo)電膜間施加電壓的狀態(tài)下照射紫外線，使聚合性化合物進(jìn)行聚合，由此表現(xiàn)出預(yù)傾角特性來控制液晶的取向方向。依據(jù)該技術(shù)，可通過將導(dǎo)電膜設(shè)為特定的構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)視角的放大以及液晶分子響應(yīng)的高速化，多域垂直取向(Mult1-domain Vertical Alignment,MVA)型面板中不可避免的透射率以及對(duì)比度不足的問題也被消除。
[0005]另外，最近，提出了涉及代替PSA模式的更新穎的顯示模式的技術(shù)(專利文獻(xiàn)5)。該技術(shù)預(yù)想:對(duì)包括具有光官能性的肉桂酸酯結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺薄膜照射無偏光的紫外線，利用由肉桂酸酯結(jié)構(gòu)的光異構(gòu)化所引起的分子旋轉(zhuǎn)來賦予所需的預(yù)傾角表現(xiàn)性。
[0006][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0007][專利文獻(xiàn)]
[0008][專利文獻(xiàn)I]日本專利特開平4-153622號(hào)公報(bào)
[0009][專利文獻(xiàn)2]日本專利特開昭56-91277號(hào)公報(bào)
[0010][專利文獻(xiàn)3]日本專利特開平11-258605號(hào)公報(bào)
[0011][專利文獻(xiàn)4]日本專利特開平9-281502號(hào)公報(bào)
[0012][專利文獻(xiàn)5]美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2009/0325453號(hào)說明書
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 出于將附著于涂膜表面的異物去除等目的，所述各種方法中使用液晶取向劑來形成的涂膜有時(shí)會(huì)使用有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗。該清洗步驟中，通常使用液晶取向劑中所含的聚合物成分的不良溶劑作為清洗液。另一方面，在所述步驟進(jìn)行清洗時(shí)，通過使涂膜表面與清洗液接觸，而于清洗液中溶解聚合物成分。該情況下，涂膜的膜厚減少，擔(dān)憂所形成的液晶取向膜中無法表現(xiàn)出所需的液晶取向性或電特性。
[0014]本發(fā)明是鑒于所述情況而形成，其目的之一在于提供一種液晶取向劑，該液晶取向劑提供在使用有機(jī)溶劑作為清洗液的情況下的耐清洗性(耐溶劑性)良好的液晶取向膜。
[0015]依據(jù)本發(fā)明，所述課題是由如下液晶取向劑來達(dá)成，所述液晶取向劑含有聚合物
(S)，該聚合物(S)是通過單體組成中包含I分子中具有I個(gè)烷氧基硅烷基的烷氧基硅烷化合物(A)、與I分子中具有2個(gè)以上烷氧基娃烷基的烷氧基硅烷化合物(B)的聚合而獲得，并且相對(duì)于所述烷氧基硅烷化合物(A)，所述聚合物(S)的聚合中所使用的所述烷氧基硅烷化合物(B)為3摩爾％~30摩爾％。所述聚合物(S)也可以經(jīng)過在例如堿金屬化合物或者有機(jī)喊的存在下，將烷氧基硅烷(A)與烷氧基硅烷(B)進(jìn)行水解或者水解.縮合的步驟來合成。
[0016][發(fā)明的效果]
[0017]本發(fā)明的液晶取向劑可提供在利用有機(jī)溶劑對(duì)所形成的涂膜進(jìn)行清洗的情況下的耐清洗性良好的液晶取向膜。因此，由本發(fā)明的液晶取向劑所獲得的液晶取向膜在清洗后仍具有充分的膜厚，例如即便應(yīng)用于之前已知的VA型液晶顯示元件、PSA模式或者更新的顯示模式的液晶顯示元件，也能夠?qū)崿F(xiàn)所期望的顯示品質(zhì)。另外，就制品良率的觀點(diǎn)而言也有利。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示經(jīng)圖案化為狹縫狀的透明電極的電極圖案的圖。
[0019]圖2是FFS型液晶顯示元件的概略構(gòu)成圖。
[0020]圖3(a)及圖3(b)是上電極的平面示意圖。圖3(a)是上電極的俯視圖，圖3 (b)是上電極的部分放大圖。
[0021][符號(hào)的說明]
[0022]10:液晶顯示元件
[0023]lla、llb:玻璃基板
[0024]12:底電極
[0025]13:氮化硅膜
[0026]14:上電極
[0027]15a、15b:液晶取向膜
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的液晶取向劑含有通過單體組成中包含烷氧基硅烷化合物的聚合而獲得的聚合物(S)。以下，對(duì)本發(fā)明的液晶取向劑中所含的各成分、以及視需要而任意調(diào)配的其他成分進(jìn)行說明。
[0029]<聚合物⑶>
[0030]聚合物(S)是使用I分子中具有I個(gè)烷氧基硅烷基的烷氧基硅烷化合物(A)、與I分子中具有2個(gè)以上烷氧基硅烷基的烷氧基硅烷化合物(B)來作為單體而獲得的聚合物。[0031 ](烷氧基硅烷化合物(A))
[0032]所述烷氧基硅烷化合物(A)只要具有I個(gè)烷氧基硅烷基，則并無特別限定，可以是單烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷、四烷氧基硅烷中的任一種。另外，烷氧基硅烷化合物(A)例如可具有環(huán)氧基、乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰基、氨基、異氰酸S1、Iif 倉。
[0033]作為烷氧基硅烷化合物(A)，具體而言，例如，單烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷以及三烷氧基硅烷的具體例例如可列舉:
[0034]3_縮水甘油氧基丙基二甲氧基硅烷、3_縮水甘油氧基丙基二乙氧基硅烷、3_縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、3_縮水甘油氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、2_縮水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基三乙氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基二甲基甲氧基硅烷、
2-縮水甘油氧基乙基二甲基乙氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基三甲氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基三乙氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基二甲基甲氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基二甲基乙氧基硅烷、2-(3，4_環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4_環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(3，4_環(huán)氧基環(huán)己基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3，4_環(huán)氧基環(huán)己基)丙基三乙氧基硅烷等含環(huán)氧基的硅烷化合物；
[0035]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)丙烯酰氧基丁基二乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酸氧基丁基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酸氧基戍基二甲氧基硅烷、3_(甲基)丙烯酰氧基己基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基庚基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基壬基三甲氧基硅烷、3_(甲基)丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基三甲氧基硅烷、3_(甲基)丙烯酰氧基十二烷基三甲氧基硅烷等含(甲基)丙烯?；墓柰榛衔?；
[0036]甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基二乙氧基硅烷、甲基二氣硅烷、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、二苯基二氯硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、氣二甲基硅烷、甲氧基二甲基硅烷、乙氧基二甲基硅烷、氣二甲基硅烷、漠二甲基硅烷、鵬二甲基硅烷、甲氧基二甲基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、十二烷基二乙氧基硅烷、十八烷基二氣硅烷、十八烷基二甲氧基硅烷、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等其他的硅烷化合物等。另外，四烷氧基硅烷的具體例例如可列舉:四丁氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷等。此外，本說明書中“(甲基)丙烯酰氧基”是包含“丙烯酰氧基”以及“甲基丙烯酰氧基”的含義。所述烷氧基硅烷化合物(A)可將所述化合物中的I種單獨(dú)使用或者將2種以上組合使用。
[0037]就提高聚合物(S)的分子量的方面等而言，烷氧基硅烷化合物(A)優(yōu)選為包含三烷氧基硅烷。相對(duì)于反應(yīng)所使用的烷氧基硅烷化合物(A)的合計(jì)量，三烷氧基硅烷的使用比例優(yōu)選為設(shè)為80摩爾％以上，更優(yōu)選為設(shè)為90摩爾％以上，尤其優(yōu)選為設(shè)為95摩爾％以上。
[0038]于使用四烷氧基硅烷作為烷氧基硅烷化合物(A)的情況下，相對(duì)于烷氧基硅烷化合物(A)與烷氧基硅烷化合物(B)的總摩爾數(shù)，所述四烷氧基硅烷的使用比例優(yōu)選為30摩爾％以下。通過設(shè)為所述范圍，可將通過合成而獲得的聚合物(S)的分子量設(shè)為優(yōu)選的范圍。另外，能夠抑制聚合物(S)的凝膠化或析出，能夠獲得保存穩(wěn)定性優(yōu)異的聚合物溶液。更優(yōu)選為20摩爾％以下，尤其優(yōu)選為15摩爾％。
[0039](烷氧基硅烷化合物(B))
[0040]所述烷氧基硅烷化合物(B)只要具有2個(gè)以上的烷氧基硅烷基，則并無特別限定，例如可列舉下述式(B')所表示的化合物等。
[0041][化I]
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種液晶取向劑，其特征在于:含有聚合物(S)，所述聚合物(S)是通過單體組成中包含I分子中具有I個(gè)烷氧基硅烷基的烷氧基硅烷化合物(A)、及I分子中具有2個(gè)以上烷氧基娃烷基的烷氧基硅烷化合物(B)的聚合而獲得，并且 相對(duì)于所述烷氧基硅烷化合物(A)，所述聚合物(S)的聚合中使用的所述烷氧基硅烷化合物⑶為3摩爾％~30摩爾％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶取向劑，其特征在于:相對(duì)于所述烷氧基硅烷化合物(A)與所述烷氧基硅烷化合物(B)的總摩爾數(shù)，所述烷氧基硅烷化合物(A)中所含的四烷氧基硅烷的量為30摩爾％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶取向劑，其特征在于:所述聚合物(S)具有環(huán)氧基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶取向劑，其特征在于:含有所述聚合物(S)與選自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯以及聚酰亞胺所組成的組群中的至少一種聚合物(P)作為聚合物成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶取向劑，其特征在于:含有具有聚合性雙鍵的聚有機(jī)硅氧烷作為所述聚合物(S)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶取向劑，其特征在于:含有聚有機(jī)硅氧烷作為所述聚合物(S)，所述聚有機(jī)硅氧烷含有具有使液晶分子取向的功能的液晶取向性基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶取向劑，其特征在于:含有聚有機(jī)硅氧烷作為所述聚合物(S)，所述聚有機(jī)硅氧烷具有可通過光異構(gòu)化反應(yīng)或者光二聚化反應(yīng)而對(duì)膜賦予各向異性的光取向性基。
8.一種液晶顯示元件的制造方法，其特征在于包括: 將根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑分別涂布于具有導(dǎo)電膜的一對(duì)基板的所述導(dǎo)電膜上，繼而對(duì)其加熱而形成涂膜的步驟；以所述涂膜隔著包含液晶性化合物的液晶層而相對(duì)的方式，將形成有所述涂膜的一對(duì)基板對(duì)向配置而構(gòu)筑液晶單元的步驟；以及在對(duì)所述一對(duì)基板所具有的導(dǎo)電膜間施加電壓的狀態(tài)下對(duì)所述液晶單元進(jìn)行光照射的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于:使所述液晶層中含有具有烯基結(jié)構(gòu)的化合物作為所述液晶性化合物。
10.一種液晶顯示元件的制造方法，其特征在于包括:取向處理步驟，使用根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶取向劑，在基板上形成涂膜，繼而，在一定方向?qū)迕孢M(jìn)行光照射，對(duì)所述涂膜賦予各向異性。
11.一種液晶取向膜，其特征在于:由根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液晶取向劑來形成。
12.一種液晶顯示元件，其特征在于:具備根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶取向膜。
【文檔編號(hào)】C09K19/56GK103980911SQ201410025139
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月7日
【發(fā)明者】樫下幸志, 平野哲, 吉澤滿代 申請(qǐng)人:Jsr株式會(huì)社