液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件制造技术

本发明专利技术涉及液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件。具体地，本发明专利技术涉及一种聚合物组合物，其含有：(A)在特定的温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子，所述侧链型高分子具有含有垂直取向基团的重复单元；以及(B)有机溶剂。根据本发明专利技术，提供以高效率被赋予取向控制能力，倾角特性优异的液晶取向膜，提供带来该液晶取向膜的聚合物组合物以及扭转向列型液晶表示元件和纵向电场型液晶表示元件。液晶表示元件和纵向电场型液晶表示元件。

【技术实现步骤摘要】
液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件
[0001]本申请是申请日为2016年7月29日、申请号为201680044830.1、专利技术名称为“液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及新型聚合物组合物、使用其的液晶取向膜、以及具有该取向膜的基板的制造方法。本专利技术还涉及一种用于制造倾角特性优异的液晶表示元件的新型方法。

技术介绍

[0003]液晶表示元件作为质量轻、截面薄且耗电低的表示装置是已知的，近年来被用于大型电视用途等，实现了显著的发展。液晶表示元件例如是利用具备电极的一对透明基板夹持液晶层而构成的。并且，在液晶表示元件中，包含有机材料的有机膜被用作液晶取向膜以使液晶在基板之间呈现期望取向状态。
[0004]即，液晶取向膜是液晶表示元件的构成部件，其形成在夹持液晶的基板的与液晶接触的表面，承担使液晶在该基板之间沿着特定方向取向这一作用。并且，对于液晶取向膜而言，除了使液晶沿着例如平行于基板的方向等特定方向取向这一作用之外，有时还要求对液晶预倾角进行控制这一作用。这种液晶取向膜的控制液晶取向的能力(以下称为取向控制能力。)通过对构成液晶取向膜的有机膜进行取向处理而被赋予。
[0005]作为用于赋予取向控制能力的液晶取向膜的取向处理方法，一直以来已知有刷磨法。刷磨法是指如下的方法：针对基板上的聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺等的有机膜，用棉花、尼龙、聚酯等的布沿着恒定方向摩擦(刷磨)其表面，从而使液晶沿着摩擦方向(刷磨方向)取向。该刷磨法能够简便地实现较稳定的液晶取向状态，因此利用于以往的液晶表示元件的制造工艺。并且，作为液晶取向膜中使用的有机膜，主要选择耐热性等可靠性、电特性优异的聚酰亚胺系有机膜。
[0006]然而，对包含聚酰亚胺等的液晶取向膜的表面进行摩擦的刷磨法存在产尘、产生静电的问题。另外，由于近年来的液晶表示元件的高清晰化、相应基板上的电极或液晶驱动用切换能动元件所导致的凹凸，因此，有时无法用布均匀地摩擦液晶取向膜的表面、无法实现均一的液晶取向。
[0007]因而，作为不进行刷磨的液晶取向膜的其它取向处理方法，积极地研究了光取向法。
[0008]光取向法有各种方法，通过直线偏振光或经准直的光而在构成液晶取向膜的有机膜内形成各向异性，根据该各向异性而使液晶进行取向。
[0009]作为主要的光取向法，已知有分解型的光取向法。例如，对聚酰亚胺膜照射偏振紫外线，利用分子结构的紫外线吸收的偏振方向依赖性而使其发生各向异性的分解。并且，通过未分解而残留的聚酰亚胺使液晶进行取向(例如参照专利文献1。)。
[0010]另一方面，液晶取向膜也承担着赋予液晶特定倾斜角(预倾角)的作用，赋予预倾角成为液晶取向膜开发中的重要的技术问题(参照专利文献2～5)。
[0011]另外，还已知有光交联型、光异构化型的光取向法。例如使用聚肉桂酸乙烯酯，照射偏振紫外线，使与偏振光平行的2个侧链的双键部分发生二聚反应(交联反应)。进而，通过沿倾斜方向照射偏振紫外线而产生预倾角(例如参照非专利文献1)。另外，为了通过光取向法赋予预倾角，已知使用特定聚合物从斜向照射光的方法(参照专利文献6，非专利文献2)。
[0012]如上述例子那样，在利用光取向法对液晶取向膜进行取向处理的方法中，无需进行刷磨，不用担心产尘、产生静电。并且，即使针对表面具有凹凸的液晶表示元件的基板也能够实施取向处理，从而成为适合于工业生产工艺的液晶取向膜的取向处理方法。另外，由于光取向方法可以通过紫外线控制液晶的取向方向，因此可以通过在像素中形成具有不同取向方向的多个区域(取向分割)来补偿视角依赖性，这有助于提高液晶表示元件的表示质量。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本特许第3893659号公报
[0016]专利文献2：日本特许公开公报平成2年第223916号
[0017]专利文献3：日本特许公开公报平成4年第281427号
[0018]专利文献4：日本特许公开公报平成5年第043687号
[0019]专利文献5：日本特许公开公报平成10年第333153号
[0020]专利文献6：日本特许公开公报2000年第212310号
[0021]非专利文献
[0022]非专利文献1：S.Kobayashi et al.,Journal of Photopolymer Science and Technology,Vol.8,No.2,pp25
‑
262(1995).
[0023]非专利文献2：M.Shadt et al.,Nature.Vol381,212(1996).

技术实现思路

[0024]专利技术要解决的问题
[0025]如上所述，与作为液晶表示元件的取向处理方法而一直以来进行工业利用的刷磨法相比，光取向法无需刷磨工序这一工序，因此具备明显的优点。并且，与刷磨所产生的取向控制能力基本固定的刷磨法相比，光取向法能够变更偏振光的照射量来控制取向控制能力。然而，在光取向法想要实现与利用刷磨法时的程度相同的取向控制能力的情况下，有时需要大量的偏振光照射量等无法实现稳定的液晶取向。
[0026]例如，在上述专利文献1所述的分解型光取向法中，需要对聚酰亚胺膜照射60分钟的由功率500W的高压汞灯发出的紫外光等，需要长时间且大量的紫外线照射。另外，在二聚型、光异构化型光取向法的情况下，也有时需要数J(焦耳)～数十J左右的大量紫外线照射。进而，在光交联型、光异构化型光取向法的情况下，液晶取向的热稳定性、光稳定性差，因此制成液晶表示元件时，有发生取向不良、表示残影的问题。
[0027]另外，在专利文献6的方法中，由于特定聚合物的溶解性低，所以使用了氯仿溶剂等卤化溶剂，在实际使用中仍然存在问题。
[0028]因此，对于光取向法而言，要求实现取向处理的高效率化、稳定的液晶取向，要求
能够对液晶取向膜高效地赋予高取向控制能力的液晶取向膜、液晶取向剂。
[0029]本专利技术的目的在于，提供具有以高效率被赋予了取向控制能力、倾角特性优异的液晶表示元件用液晶取向膜的基板以及具有该基板的扭转向列型液晶表示元件以及纵向电场型液晶表示元件。
[0030]另外，除上述目的之外，本专利技术的目的还在于，提供具有改进了的倾角特性的扭转向列型液晶表示元件以及纵向电场型液晶表示元件以及用于该元件的液晶取向膜。
[0031]用于解决问题的方案
[0032]本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现以下专利技术。
[0033]＜1＞一种聚合物组合物，其含有：
[0034](A)在特定的温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子，所述侧链型高分子具有包含垂直取向基团的重复单元；以及
[0035](B)有机溶剂。
[0036]＜2＞上述<1>中，垂直取向基团可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物组合物，其含有：(A)在特定的温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子，所述侧链型高分子具有感光性侧链且具有包含垂直取向基团的重复单元；以及(B)有机溶剂，其中，感光性侧链为由下述式(2)所示的侧链，式(2)中，A、B、D各自独立地表示单键、
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O
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、
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CH2‑
、
‑
COO
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、
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OCO
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、
‑
CONH
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、
‑
NH
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CO
‑
、
‑
CH＝CH
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CO
‑
O
‑
或
‑
O
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CO
‑
CH＝CH
‑
；S为碳数1～12的亚烷基，键合于它们的氢原子任选被卤素基团取代；T为单键或碳数1～12的亚烷基，键合于它们的氢原子任选被卤素基团取代；Y2为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、碳数5～8的脂环式烃和它们的组合组成的组中的基团，键合于它们的氢原子各自独立地任选被
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NO2、
‑
CN、
‑
CH＝C(CN)2、
‑
CH＝CH
‑
CN、卤素基团、碳数1～5的烷基或碳数1～5的烷基氧基取代；R表示羟基；X表示单键、
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COO
‑
、
‑
OCO
‑
、
‑
N＝N
‑
、
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CH＝CH
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、
‑
C≡C
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、
‑
CH＝CH
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CO
‑
O
‑
或
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O
‑
CO
‑
CH＝CH
‑
，X的数量为2时，X彼此相同或不同；P和Q各自独立地为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、碳数5～8的脂环式烃、以及它们的组合组成的组中的基团；其中，X为
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CH＝CH
‑
CO
‑
O
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、
‑
O
‑
CO
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CH＝CH
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时，
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CH＝CH
‑
所键合的一侧的P或Q为芳香环；l1为0或1；l2为0～2的整数；l1和l2均为0时，T为单键时，A也表示单键；l1为1时，T为单键时，B也表示单键；垂直取向基团为由下述式(v)所示的基团，式(v)中，Y1表示单键、或者选自
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O
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、
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CH2O
‑
、
‑
COO
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、
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OCO
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、
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NHCO
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、
‑
NH
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CO
‑
O
‑
以及
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NH
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CO
‑
NH
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的键合基团；Y2表示单键、碳数1～15的亚烷基或
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CH2‑
CH(OH)
‑
CH2‑
基，或者表示选自苯环或杂环的2价环状基团，环状基团上的任意氢原子任选被Z取代；Y3表示单键或碳数1～15的亚烷基；Y4表示单键，或者表示选自苯环或杂环的2价环状基团，环状基团上的任意氢原子任选被Z取代；Y5表示选自苯环、环己烷环或杂环的2价环状基团，这些环状基团上的任意氢原子任选
被Z取代；m表示1或2，m为2时，Y5彼此相同或不同；Y6表示氢原子、碳数1～17的烷基、碳数1～17的氟烷基、碳数1～17的烷氧基或碳数1～17的氟烷氧基；Z表示碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的氟烷基、碳数1～3的氟烷氧基或氟原子；此处，只要键合基团彼此不相邻，则亚烷基、烷基、氟烷基、烷氧基以及氟烷氧基任选在其中具有1～3个上述键合基团，Y2～Y6中，亚烷基、
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CH2‑
CH(OH)
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CH2‑
基、2价环状基团、烷基以及氟烷基任选借助上述键合基团和与它们相邻基团键合；其中，Y2～Y6表示的取代基的总碳数为1～30，其中，末端具有烷基的情况下，末端的烷基为碳数1～17的烷基。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中，(A)成分具有选自由下述式(21)～(31)组成的组中的一种或多种液晶性侧链，式中，A和B具有与上述相同的定义；Y3为选自由1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、含氮杂环和碳数5～8的脂环式烃、以及它们的组合组成的组中的基团，键合于它们的氢原子各自独立地任选被
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NO2、
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CN、卤素基团、碳数1～5的烷基或碳数1～5的烷基氧基取代；R3表示氢原子、
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NO2、
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CN、
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CH＝C(CN)2、
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CH＝CH
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CN、卤素基团、1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、含氮杂环、碳数5～8的脂环式烃、碳数1～12的烷基或碳数1～12的烷氧基；q1和q2中的一者为1，另一者为0；l表示1～12的整数；m表示0～2的整数；其中，式(23)～(24)中，所有m的总和为2以上，式(25)～(26)中，所有m的总和为1以上，m1、m2和m3各自独立地表示1～3的整数；R2表示氢原子、
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NO2、
‑
CN、卤素基团、1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、含氮杂环和碳数5～8的脂环式烃、以及烷基或烷基氧基；Z1、Z2表示单键、
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CO
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、
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CH2O
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、
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CH＝N
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、
‑
CF2‑
，
3.一种具有液晶取向膜的基板的制造方法，其通过具备如下工序而得到被赋予了取向控制能力的所述液晶取向膜：[I]将权利要求1或2所述的组合物涂布在具有液晶驱动用电极的基板上而形成涂膜的工序；[II]对[I]中得到的涂膜从斜向照射偏振紫外线的工序；以及[III]将[II]中得到的涂膜加热的工序。4.一种基板，其具有由权利要求3所述的方法制造的液晶取向膜。5.一种扭转向列型液晶表示元件以及纵向电场型液晶表示元件，其具有权利要求4所述的基板。
6.一种液晶表示元件的制造方法，其通过具备如下工序而得到扭转向列型液晶表示元件：准备权利要求4所述的基板即第一基板的工序；获得具有下述液晶取向膜的第二基板的工序，其通过具备下述工序[I
’
]、[II
’
]和[III<...

【专利技术属性】
技术研发人员：名木达哉，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：