液晶取向剂、液晶取向膜及液晶表示元件制造技术

本发明专利技术提供响应速度快的液晶表示元件、特别是PSA型液晶表示元件中适宜的液晶取向剂。一种液晶取向剂，其特征在于，含有具有下述式(I)所示的侧链结构的聚合物。(I)(Ar表示芳香族烃基；R1、R2表示碳原子数1～10的烷基等；T1、T2表示单键等；S表示单键等；Q表示下述结构)(II)(R表示氢原子等；R3表示-CH2-等)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过在对液晶分子施加电压的状态下照射紫外线而制作的垂直取向方式的液晶表示元件等中能使用的液晶取向剂、液晶取向膜、及液晶表示元件。
技术介绍
关于在利用电场使相对于基板垂直取向的液晶分子产生响应的方式(也称为垂直取向(VA)方式)的液晶表示元件，其制造过程中包括对液晶分子边施加电压边照射紫外线的工序。关于这种垂直取向方式的液晶表示元件，已知如下技术：预先在液晶组合物中添加光聚合性化合物，并且使用聚酰亚胺系等的垂直取向膜，对液晶单元边施加电压边照射紫外线，从而加快液晶响应速度的技术(PSA(PolymerSustainedAlignment；聚合物稳定取向)方式元件，例如参照专利文献1及非专利文献1。)。上述PSA方式元件中，通常，响应于电场的液晶分子的倾斜方向受到基板上设置的突起、表示用电极中设置的狭缝等的控制，而通过向液晶组合物中添加光聚合性化合物并对液晶单元边施加电压边照射紫外线，从而在液晶取向膜上形成液晶分子的倾斜方向被记忆了的聚合物结构物，因此与仅利用突起、狭缝控制液晶分子的倾斜方向的方法相比，据称液晶表示元件的响应速度变快。另一方面，该PSA方式的液晶表示元件中，存在液晶中添加的聚合性化合物的溶解性低、增加添加量时其在低温时析出之类的问题，而减少聚合性化合物的添加量时，无法获得良好的取向状态。另外，液晶中残留的未反应的聚合性化合物会成为液晶中的杂质(污染)，因此还存在使液晶表示元件可靠性降低的问题。另外，PSA方式所需的UV照射处理的照射量多时，液晶中的成分发生分解而导致可靠性降低。进而，报道了：通过向液晶取向膜而非液晶组合物中添加光聚合性化合物，液晶表示元件的响应速度也变快(SC-PVA型液晶显示器，例如参照非专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-307720号公报非专利文献非专利文献1：K.Hanaoka,SID04DIGEST、P.1200-1202非专利文献2：K.HY.-J.Lee,SID09DIGEST、P.666-668
技术实现思路
专利技术要解决的问题近年来，伴随液晶表示元件的品质提高，期望进一步加快液晶对施加电压的响应速度。为此，需要通过不伴随液晶中成分分解的长波长的紫外线照射使聚合性化合物效率良好地反应，发挥取向固定化能力。进而，还需要在紫外线照射后不残留未反应的聚合性化合物，不对液晶表示元件的可靠性造成不良影响。本专利技术的课题在于提供能够提高使用使液晶中和/或液晶取向膜中的聚合性化合物反应的工序而得到的液晶表示元件的响应速度而不伴有上述现有技术问题的液晶取向剂、液晶取向膜、及液晶表示元件。用于解决问题的方案本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，对于构成液晶取向剂的聚合物导入通过紫外线照射而产生自由基的特定结构，通过使用该液晶取向剂，提高使用使液晶中和/或液晶取向膜中的聚合性化合物反应的工序而得到的液晶表示元件中的聚合性化合物的反应性，由此能够达成上述课题，完成了本专利技术。即，本专利技术具有以下的要旨。(1)一种液晶取向剂，其特征在于，含有具有下述式(I)所示的侧链结构的聚合物。(Ar表示选自亚苯基、亚萘基及亚联苯基中的芳香族烃基，这些烃基上任选取代有有机基团，氢原子任选被卤素原子取代。R1、R2分别独立地为碳原子数1～10的烷基、烷氧基、苄基或苯乙基，在烷基和/或烷氧基的情况下，任选由R1、R2形成环。T1、T2分别独立地为单键、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-。S为单键、或者未取代或被氟原子取代的碳原子数1～20的亚烷基(其中，亚烷基的-CH2-或CF2-任选用-CH＝CH-置换，此外，在如下的任意基团未彼此相邻的情况下任选被这些基团置换：-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二价碳环或者二价杂环。)。Q表示下述结构。(R表示氢原子或碳原子数1～4的烷基，R3表示-CH2-、-NR-、-O-或-S-。)(2)根据上述(1)所述的液晶取向剂，其中，前述具有式(I)所示的侧链结构的聚合物为选自由具有前述式(I)所示的侧链结构的聚酰亚胺前体及将其酰亚胺化而得到的聚酰亚胺组成的组中的至少一种聚合物。(3)根据上述(1)或(2)所述的液晶取向剂，其中，式(I)中的Ar为苯基，Q为-OR。(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的液晶取向剂，其中，上述聚合物还具有使液晶垂直取向的侧链。(5)根据上述(4)所述的液晶取向剂，其中，上述使液晶垂直取向的侧链为选自下述式(II-1)及(II-2)中的至少一者。(X1表示单键、-(CH2)a-(a为1～15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-。X2表示单键或(CH2)b-(b为1～15的整数)。X3表示单键、-(CH2)c-(c为1～15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-。X4表示选自苯环、环己烷环及杂环中的二价环状基团，这些环状基团的任意的氢原子任选被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基或氟原子取代，而且X4任选为选自具有类固醇骨架的碳数17～51的有机基团中的二价有机基团。X5表示选自苯环、环己烷环及杂环中的二价环状基团，这些环状基团上的任意的氢原子任选被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基或氟原子取代。n表示0～4的整数。X6表示碳数1～18的烷基、碳数1～18的含氟烷基、碳数1～18的烷氧基或碳数1～18的含氟烷氧基。)——x7——x8[II-2](X7表示单键、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-或OCO-。X8表示碳数8～22的烷基或碳数6～18的含氟烷基。)(6)根据上述(1)～(4)中任一项所述的液晶取向剂，其中，上述聚合物还具有结构中含有光反应性基团的侧链。(7)根据上述(6)所述的液晶取向剂，其中，上述结构中含有光反应性基团的侧链由下述(III)或式(IV)表示。——R8——R9——R10[III](R8表示单键、-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-。R9表示单键、任选被氟原子取代的碳数1～20的亚烷基，亚烷基的-CH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶取向剂，其特征在于，含有具有下述式(I)所示的侧链结构的聚合物，Ar表示选自亚苯基、亚萘基及亚联苯基中的芳香族烃基，这些烃基上任选取代有有机基团，氢原子任选被卤素原子取代，R1、R2分别独立地为碳原子数1～10的烷基、烷氧基、苄基或苯乙基，在烷基和/或烷氧基的情况下，任选由R1、R2形成环，T1、T2分别独立地为单键、‑O‑、‑COO‑、‑OCO‑、‑NHCO‑、‑CONH‑、‑NH‑、‑CH2O‑、‑N(CH3)‑、‑CON(CH3)‑或‑N(CH3)CO‑，S为单键、或者未取代或被氟原子取代的碳原子数1～20的亚烷基，其中，亚烷基的‑CH2‑或CF2‑任选用‑CH＝CH‑置换，此外，在如下的任意基团未彼此相邻的情况下任选被这些基团置换：‑O‑、‑COO‑、‑OCO‑、‑NHCO‑、‑CONH‑、‑NH‑、二价碳环或者二价杂环，Q表示下述结构，R表示氢原子或碳原子数1～4的烷基，R3表示‑CH2‑、‑NR‑、‑O‑或‑S‑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.03 JP 2013-1823511.一种液晶取向剂，其特征在于，含有具有下述式(I)所示的侧链结构的聚合物，
Ar表示选自亚苯基、亚萘基及亚联苯基中的芳香族烃基，这些烃基上任选取代有有机
基团，氢原子任选被卤素原子取代，R1、R2分别独立地为碳原子数1～10的烷基、烷氧基、苄基
或苯乙基，在烷基和/或烷氧基的情况下，任选由R1、R2形成环，T1、T2分别独立地为单键、-
O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-，S为单
键、或者未取代或被氟原子取代的碳原子数1～20的亚烷基，其中，亚烷基的-CH2-或CF2-任
选用-CH＝CH-置换，此外，在如下的任意基团未彼此相邻的情况下任选被这些基团置换：-
O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二价碳环或者二价杂环，Q表示下述结构，
R表示氢原子或碳原子数1～4的烷基，R3表示-CH2-、-NR-、-O-或-S-。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述具有式(I)所示的侧链结构的聚合物
为选自由具有所述式(I)所示的侧链结构的聚酰亚胺前体及将其酰亚胺化而得到的聚酰亚
胺组成的组中的至少一种聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的液晶取向剂，其中，式(I)中的Ar为苯基，Q为-OR。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物还具有使液晶垂
直取向的侧链。
5.根据权利要求4所述的液晶取向剂，其中，所述使液晶垂直取向的侧链为选自下述式
(II-1)及(II-2)中的至少一者，
X1表示单键、-(CH2)a-、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-，其中a为1～15的整数，X2表示单键或
(CH2)b-，其中b为1～15的整数，X3表示单键、-(CH2)c-、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-，其中c为1
～15的整数，X4表示选自苯环、环己烷环及杂环中的二价环状基团，这些环状基团的任意的
氢原子任选被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟
烷氧基或氟原子取代，而且X4任选为选自具有类固醇骨架的碳数17～51的有机基团中的二
价有机基团，X5表示选自苯环、环己烷环及杂环中的二价环状基团，这些环状基团上的任意
的氢原子任选被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含
氟烷氧基或氟原子取代，n表示0～4的整数，X6表示碳数1～18的烷基、碳数1～18的含氟烷
基、碳数1～18的烷氧基或碳数1～18的含氟烷氧基，
-X7-X8[II-2]
X7表示单键、-O-、-CH2O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、-COO-或OCO-，X8表
示碳数8～22的烷基或碳数6～18的含氟烷基。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物还具有结构中含
有光反应性基团的侧链。
7.根据权利要求6所述的液晶取向剂，其中，所述结构中含有光反应性基团的侧链由下
述式(III)或式(IV)表示，
-R8-R9-R10[III]
R8表示单键、-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON
(CH3)-或-N(CH3)CO-，R...

【专利技术属性】
技术研发人员：野田尚宏，芦泽亮一，后藤耕平，桥本淳，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP