聚合物、聚合物组合物和横向电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新型聚合物、包含该聚合物的组合物和使用了其的横向电场驱动型液 晶表示元件用液晶取向膜、以及具有该取向膜的基板的制造方法。进而，本发明涉及用于制 造残影特性优异的液晶表示元件的新方法。
【背景技术】
[0002] 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 使液晶在基板之间呈现期望取向状态。
[0003] 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。
[0004] 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，因此可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。
[0005] 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，无法用布均匀地摩擦液晶取向膜的表面、无法实现均 匀的液晶取向。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。）。
[0009] 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，使平行于偏振光的2个侧链的双键部分发生二聚反应(交联反应）。并且，使 液晶沿着与偏振方向垂直的方向进行取向（例如参照非专利文献1。）。另外，使用在侧链具 有偶氮苯的侧链型高分子时，照射偏振紫外线，使平行于偏振光的侧链的偶氮苯部分发生 异构化反应，使液晶沿着与偏振方向垂直的方向进行取向（例如参照非专利文献2。）。
[0010] 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。
[0011] 现有技术文献 [0012]专利文献
[0013] 专利文献1:日本特许第3893659号公报
[0014] 非专利文献
[0015] 非专利文献l:M.Shadt et al.，Jpn.J.Appl.Phys.31，2155(1992)
[0016] 非专利文献2:K.Ichimura et al.，Chem.Rev. 100,1847(2000)
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0018] 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或者无法实现稳定的液晶取向。
[0019] 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，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，液晶的取向的热稳定性、光稳定性差，因此 制成液晶表示元件时，存在发生取向不良、表示残影的问题。尤其是，横向电场驱动型的液 晶表示元件中，将液晶分子在面内进行切换，因此容易发生液晶驱动后的液晶取向偏移，由 AC驱动引起的表示残影被视作明显的课题。
[0020] 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。
[0021] 本发明的目的在于，提供以高效率被赋予取向控制能力、残影特性优异的、具有横 向电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的基板以及具有该基板的横向电场驱动型液晶 表示元件。
[0022] 另外，本发明的目的在于，在上述目的的基础上，提供具备电压保持率提高了的横 向电场驱动型液晶元件以及用于该元件的液晶取向膜。
[0023] 用于解决问题的方案
[0024] 本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究，结果发现如下发明。
[0025] 〈1> 一种侧链型高分子，其为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，还具有下述式(0)所示的侧链。
[0027] [式中，A、B各自独立地表示单键、-0-、-CH2-、-COO-、-0C0-、-C0NH-、-NH-C0-、-CH =CH-CO-O-或-O-CO-CH=CH-;
[0028] 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；
[0029] 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；
[0030] X 表示单键、-⑶ 〇-、-0C0-、_N=N-、_CH=CH-、-C 三 C-、_CH = CH-C0-0-或-0-C0-CH = CH-，X的数量为2时，X任选彼此相同或不同；
[0031 ] 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 脂环式烃和它们的组合组成的组中的基团；其中，X为-CH=CH-C0-0-、-〇-C〇-CH=CH-时，_ CH=CH-所键合的一侧的P或Q为芳香环，P的数量为2以上时，P任选彼此相同或不同，Q的数 量为2以上时，Q任选彼此相同或不同；
[0032] 11 为〇或 1;
[0033] 12为0~2的整数；
[0034] 11和12均为0时，T为单键时A也表示单键；
[0035] 11为1时，T为单键时B也表示单键；
[0036] G为选自下述式(G-l)、(G-2)、(G-3)和(G-4)中的基团，
[0038] (式中，虚线表示连接键;R5()表示选自氢原子、卤素原子、碳数1~3的烷基、苯基中 的基团，存在多个R 5<)时，任选彼此相同或不同；t为1~7的整数;J表示0、S、NH或NR51，R51表示 选自碳数1~3的烷基和苯基中的基团）]
[0039] 〈2>上述〈1>中，侧链型高分子可以具有会发生光交联、光异构化或光弗利斯重排 的感光性侧链。
[0040] 〈3>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有选自由下述式（1)~（6)组成的组中 的任一种感光性侧链。
[0043] 式中，A、B、D各自独立地表示单键、-0-、-CH2-、-COO-、-0C0-、-C0NH-、-NH-C0-、-CH =CH-CO-O-或-O-CO-CH=CH-;
[0044] 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；
[0045] 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；
[0046]心表示选自1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环和碳数5~8的脂环式烃中的 环，或者是选自这些取代基中的相同或不同的2~6个环借助键合基团B键合而成的基团，键 合于它们的氢原子各自独立地任选被-COOR〇(式中，Ro表示氢原子或碳数1~5的烷基）、_ 从) 2、-^-〇1=(：(0心、-〇1=〇1-^卤素基团、碳数1~5的烷基或碳数1~5的烷氧基取代；
[0047] ￥2为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、啦咯环、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-N0 2、-CN、-CH = C (〇%、-01=01-^卤素基团、碳数1~5的烷基或碳数1~5的烷氧基取代；
[0048] R表示羟基、碳数1~6的烷氧基，或者表示与Υι相同的定义；
[0049 ] X 表示单键、-⑶ 0-、-0C0-、-N=N-、-CH=CH-、-C 三 C-、-CH = CH-C0-0-或-0-C0-CH = CH-，X的数量为2时，X任选彼此相同或不同；
[0050] Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，键合于它们的氢原子各自独立地任选被-从)2、-^-〇1=(：(0心、-〇1=〇1-^卤素基团、碳数1~5的烷基或碳数1~5的烷氧基取代 ；
[0051] ql和q2中的一者为1，另一者为0;
[0052] q3 为0或 1;
[0053] 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 脂环式烃和它们的组合组成的组中的基团；其中，X为-CH=CH-C0-0-、-〇-C〇-CH=CH-时，_ CH=CH-所键合的一侧的P或Q为芳香环，P的数量为2以上时，P任选彼此相同或不同，Q的数 量为2以上时，Q任选彼此相同或不同；
[0054] 11 为〇或 1;
[0055] 12为0~2的整数；
[0056] 11和12均为0时，T为单键时A也表示单键；
[0057] 11为1时，T为单键时B也表示单键；
[0058] Η和I各自独立地为选自2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环和它们的组合中 的基团。
[0059] 〈4>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有选自由下述式(7)~（10)组成的组中 的任一种感光性侧链。
[0060] 式中，六^^^^乂^:^和尺具有与上述相同的定义；
[0061] 1表示1~12的整数；
[0062] m表示0~2的整数，ml、m2表示1~3的整数；
[0063] η表示0~12的整数(其中，n = 0时，B为单键）。
[0065] 〈5>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有选自由下述式（11)~（13)组成的组 中的任一种感光性侧链。
[0066] 式中，六、乂、1、!11、1111和1?具有与上述相同的定义。
[0068] 〈6>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有下述式（14)或（15)所示的感光性侧 链。
[0069] 式中，和m2具有与上述相同的定义。
[0071] 〈7>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有下述式（16)或（17)所示的感光性侧 链。
[0072] 式中，A、X、1和m具有与上述相同的定义。
[0074] 〈8>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有下述式（18)或（19)所示的感光性侧 链。
[0075] 式中，六、8、￥14142、!111和1112具有与上述相同的定义。
[0076] Ri表示氢原子、，02、-^-〇1=(：(0心、-〇1=〇?^、卤素基团、碳数1~5的烷基或 碳数1~5的烷氧基。
[0078] 〈9>上述〈1>或〈2>中，侧链型高分子可以具有下述式(20)所示的感光性侧链。
[0079] 式中，A、Yi、X、l和m具有与上述相同的定义。
[0081] 〈10>上述〈1>~〈9>的任一者中，侧链型高分子可以具有选自由下述式(21)~(31) 组成的组中的任一种液晶性侧链。
[0082] 式中，A和B具有与上述相同的定义；
[0083] 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-n〇2、-cn、卤 素基团、碳数1~5的烷基或碳数1~5的烷氧基取代；
[0084] R3表示氢原子、，02、-^-〇1 = (：(0~)2、-〇1 = 〇1-01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；
[0085] ql和q2中的一者为1，另一者为0;
[0086] 1表示1~12的整数，m表示0~2的整数，其中，式(23)~(24)中，所有的m的总和为2 以上，式(25)~(26)中，所有的m的总和为1以上，ml、m2和m3各自独立地表示1~3的整数；
[0087] R2表示氢原子、-N02、-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，以及烷基或烷氧基；
[0088] Ζι、Z2 表示单键、-CO-、-CH2〇-、_CH=N-、-CF2-。
[0091] 〈11> 一种聚合物组合物，其特征在于，其含有(A)上述〈1>~〈10>中任一项所述的 侧链型高分子和(B)有机溶剂。
[0092] 〈12>上述〈11>中，聚合物组合物可以还含有(C)胺化合物，所述胺化合物在分子内 具有1个伯氨基、以及含氮芳香族杂环，且前述伯氨基键合于脂肪族烃基或非芳香族环式烃 基。
[0093] 〈13>上述〈12>中，（C)成分可以为下述式A-[l](式中，Yn为具有脂肪族烃基或非芳 香族环式烃基的2价有机基团，Υ12为含氮芳香族杂环)所示的胺化合物。
[0095] <14> 一种具有横向电场驱动型液晶表不兀件用液晶取向I旲的基板的制造方法，其 通过具备如下工序而得到被赋予了取向控制能力的前述液晶取向膜：
[0096] [I]将上述〈11>~〈13>中任一组合物涂布在具有横向电场驱动用导电膜的基板上 而形成涂膜的工序；
[0097] [II]对[I]中得到的涂膜照射偏振紫外线的工序；以及 [0098] [ III ]将[II ]中得到的涂膜进行加热的工序。
[0099] 〈15>-种具有横向电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的基板，其是通过上述 〈14>的方法而制造的。
[0100] 〈16>-种横向电场驱动型液晶表示元件，其具有上述〈15>的基板。
[0101] 〈17>-种横向电场驱动型液晶表示元件的制造方法，其通过具备如下工序而得到 该液晶表示元件：
[0102] 准备上述〈15>的基板(第1基板)的工序；
[0103] 获得具有下述液晶取向膜的第2基板的工序，其通过具备下述工序[Ι']、[ΙΓ]和 [ΙΙΓ]而得到被赋予了取向控制能力的液晶取向膜;以及
[0104] [ IV]以第1基板和第2基板的液晶取向膜隔着液晶相对的方式，对向配置第1基板 和第2基板，从而得到液晶表示元件的工序，
[0105] 所述工序[Ι']、[ΙΓ]和[ΙΙΓ]为：
[0106] [Γ]在第2基板上涂布上述〈11>~〈13>中的任一聚合物组合物而形成涂膜的工 序；
[0107] [ΙΓ]对[Γ]中得到的涂膜照射偏振紫外线的工序；以及
[0108] [IIΓ ]将[IΓ ]中得到的涂膜进行加热的工序。
[0109] 〈18>-种横向电场驱动型液晶表示元件，其是通过上述〈17>而制造的。
[0110] 发明的效果
[0111] 通过本发明，能够提供以高效率被赋予取向控制能力、残影特性优异的、具有横向 电场驱动型液晶表示元件用液晶取向膜的基板以及具有该基板的横向电场驱动型液晶表 示元件。
[0112] 通过本发明的方法而制造的横向电场驱动型液晶表示元件被高效地赋予了取向 控制能力，因此即使长时间连续驱动也不会损害表示特性。
[0113] 另外，通过本发明，在上述效果的基础上，能够提供在液晶取向膜的界面吸附液晶 中的离子性杂质、具备得以提高的电压保持率的横向电场驱动型液晶元件以及用于该元件 的液晶取向膜。
【附图说明】
[0114] 图1是示意性地说明本发明所用的液晶取向膜的制造方法中的各向异性导入处理 的一个例子的图，是感光性的侧链使用交联性有机基团且所导入的各向异性小时的图。
[0115] 图2是示意性地说明本发明所用的液晶取向膜的制造方法中的各向异性导入处理 的一个例子的图，是感光性的侧链使用交联性有机基团且所导入的各向异性大时的图。
[0116] 图3是示意性地说明本发明所用的液晶取向膜的制造方法中的各向异性导入处理 的一个例子的图，是感光性的侧链使用会发生弗利斯重排或异构化的有机基团且所导入的 各向异性小时的图。
[0117] 图4是示意性地说明本发明所用的液晶取向膜的制造方法中的各向异性导入处理 的一个例子的图，是感光性的侧链使用会发生弗利斯重排或异构化的有机基团且所导入的 各向异性大时的图。
【具体实施方式】
[0118] 本发明人进行了深入研究，结果得到如下见解，从而完成了本发明。
[0119] 本发明的制造方法中使用的聚合物组合物具有能够表现出液晶性的感光性侧链 型高分子（以下也简称为侧链型高分子），使用前述聚合物组合物而得到的涂膜是具有能够 表现出液晶性的感光性侧链型高分子的膜。该涂膜无需进行刷磨处理，通过偏振光照射而 进行取向处理。并且，在进行偏振光照射后，经由加热该侧链型高分子膜的工序，从而成为 被赋予了取向控制能力的涂膜（以下也称为液晶取向膜）。此时，通过偏振光照射而表现出 的微小各向异性成为驱动力，液晶性的侧链型高分子自身因自组装化而有效地再取向。其 结果，能够作为液晶取向膜而实现高效的取向处理，得到被赋予了高取向控制能力的液晶 取向膜。
[0120] 以下，针对本发明的实施方式进行详细说明。
[0121 ]〈具有液晶取向膜的基板的制造方法〉和〈液晶表示元件的制造方法〉
[0122] 本发明的具有液晶取向|吴的基板的制造方法具备如下工序：
[0123] [I]将含有(A)侧链型高分子和(B)有机溶剂的聚合物组合物涂布在具有横向电场 驱动用导电膜的基板上而形成涂膜的工序，所述(A)侧链型高分子是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，还具有上述式(〇)所示的侧链；
[0124] [II]对[I]中得到的涂膜照射偏振紫外线的工序；以及
[0125] [ III]将[II]中得到的涂膜进行加热的工序。
[0126] 通过上述工序，能够获得被赋予了取向控制能力的横向电场驱动型液晶表示元件 用液晶取向膜，能够获得具有该液晶取向膜的基板。
[0127] 另外，除了上述得到的基板(第1基板)之外，通过准备第2基板，能够获得横向电场 驱动型液晶表示元件。
[0128] 对于第2基板，除了使用不具有横向电场驱动用导电膜的基板来代替具有横向电 场驱动用导电膜的基板之外，通过使用上述工序[I]~[IIIK由于使用不具有横向电场驱 动用导电膜的基板，因此为了方便，在本申请中有时简称为工序[Γ]~[ΙΙΓ])，能够获得 具有被赋予了取向控制能力的液晶取向膜的第2基板。
[0129] 横向电场驱动型液晶表示元件的制造方法具备如下工序：
[0130] [IV]将上述得到的第1基板和第2基板以第1基板和第2基板的液晶取向膜隔着液 晶相对的方式进行对向配置，从而得到液晶表示元件的工序。由此，能够得到横向电场驱动 型液晶表示元件。
[0131] 以下，针对本发明的制造方法所具备的[I]~[III]和[IV]的各工序进行说明。
[0132] 〈工序[1]>
[0133] 工序[I