TWI570159B

TWI570159B - Silicon liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display components

Info

Publication number: TWI570159B
Application number: TW101142897A
Authority: TW
Inventors: Jun Hashimoto; Shogo Himori; Koji Hiraga; Kenichi Motoyama; Daisuke Sakuma
Original assignee: Nissan Chemical Ind Ltd
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2017-02-11
Also published as: KR102082525B1; CN104054019B; TW201339208A; JP6107661B2; CN104054019A; JPWO2013073636A1; KR20140095555A; WO2013073636A1

Description

矽系液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件

本發明為關於含有使烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到的聚矽氧烷之液晶配向劑，及由前述液晶配向劑得到之液晶配向膜，以及具有該液晶配向膜之液晶顯示元件。

最近幾年、在液晶顯示元件的顯示方式之中，垂直(VA)方式的液晶顯示元件，廣用於大畫面的液晶電視或高精細的行動式用途(數位相機或行動電話的顯示部)等。已知在VA方式，為使控制液晶的倒向的突起形成於TFT基板或彩色濾色器基板的MVA方式(Multi Vertical Alignment)、或在基板的ITO電極形成狹縫藉由電場控制液晶的倒向的PVA(Patterned Vertical Alignment)方式。作為其它的配向方式，有PSA(Polymer sustained Alignment)方式。VA方式之中，PSA方式為最近幾年注目的技術。此方式為在液晶中添加光聚合性化合物，在製作液晶面板後，在外加電場且液晶倒下狀態使照射UV液晶面板。結果、因聚合性化合物光聚合而液晶的配向方向固定化，產生預傾角，提高反應速度。其特徵為在構成液晶面板的單側之電極製作狹縫，在對面側的電極圖型即使未設置如MVA般的突起或PVA般的狹縫之構造亦可運作，可得到製造的簡略化或優良的面板透過率。(專利文獻1作為參考。)

但是、在此方式的液晶顯示元件中，添加於液晶的聚合性化合物的溶解性低，使其添加量增加則有低溫時析出的問題。又在另一方面，使聚合性化合物的添加量減少則變得無法得到良好的配向狀態、反應速度。又、亦有殘留於液晶中的未反應之聚合性化合物成為液晶中的不純物，降低液晶顯示元件的信賴性的問題。

在此、設置與使使用在聚合物分子中導入光反應性的側鏈的聚合物之液晶配向劑塗佈於基板、燒成而得到的液晶配向膜接觸的液晶層，藉由邊外加電壓於該液晶層邊照射紫外線而作成液晶顯示元件，即使不添加聚合性化合物於液晶中，仍然可得到反應速度快的液晶顯示元件的技術被提議。(專利文獻2作為參考)

另一方面、與過去使用的聚醯亞胺等有機系的液晶配向膜材料同樣，無機系的液晶配向膜材料亦被熟知。例如作為塗佈型的無機系配向膜之材料，含有四烷氧基矽烷、與三烷氧基矽烷、與醇及乙二酸之反應生成物的配向劑組成物被提議，在液晶顯示元件的電極基板上形成優良的垂直配向性、耐熱性及均勻性之液晶配向膜被報告。(專利文獻3作為參考。)

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2004-302061號公報

[專利文獻2] 日本特開2011-95697號公報

[專利文獻3] 日本特開平09-281502號公報

在進行垂直配向的VA模式中，需要使垂直配向用的強力的垂直配向力，但在不使用聚合性化合物之此方式中，如提高垂直配向力則照射UV後的反應速度變慢，如提高照射UV後的反應速度，則垂直配向力降低。垂直配向力與照射UV後的反應速度提高為權恆的關係。

本發明的課題為提供即使在使用不添加聚合性化合物的液晶，與PSA方式同樣處理提高照射UV後之反應速度之方式的液晶顯示元件中，不降低垂直配向力，可形成能使照射UV後之反應速度提高之液晶配向膜之液晶配向劑，由該液晶配向劑得到的液晶配向膜，及具有該液晶配向膜之液晶顯示元件。

本發明，有以下主旨。

〔1〕含有下述之聚矽氧烷(A)之液晶配向劑。聚矽氧烷(A)：為使含有式(1)所表示之烷氧基矽烷及式(3)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷。R¹Si(OR²)₃ (1)(R¹表示下述式(2)之構造，R²表示碳數1~5之烷基。)

(式(2)中、Y¹為單鍵、-(CH₂)_a-(a為1~15之整數。)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-。Y²為單鍵、含有雙鍵之碳數3~8的直鏈狀或分枝狀的2價烴基、或(CR¹⁷R¹⁸)_b-(b為1~15之整數、R¹⁷、R¹⁸為各自獨立表示氫原子或碳數1~3之烷基)。Y³為單鍵、-(CH₂)_c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-。Y⁴為由苯環、環己基環、及雜環所成群中選出之2價的環狀基，或表示具有類固醇骨架之碳數12~25之2價的有機基，此等的環狀基上之任意的氫原子可以碳數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、及氟原子所成群中選出之者取代。Y⁵為苯環、環己基環及雜環所成群中選出之2價的環狀基，且此等的環狀基上之任意的氫原子為可以碳數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取代。n為0~4之整數。Y⁶表示氫原子、碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基或碳數1~18之含氟烷氧基。)R³Si(OR⁴)₃ (3)(R³為以丙烯酸基(acryl)、丙烯醯氧基、甲基丙烯酸基、甲基丙烯醯氧基、或苯乙烯基取代之碳數5~10之烷基。R⁴表示碳數1~5之烷基。)

〔2〕如上述〔1〕記載之液晶配向劑，其中，更含有聚矽氧烷(B)。聚矽氧烷(B)：為使含有以式(5)表示之烷氧基矽烷50~100莫耳%之烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷。Si(OR¹⁵)₄ (5)(R¹⁵表示碳數1~5之烷基。)

〔3〕如上述〔2〕記載之液晶配向劑，其中，聚矽氧烷(B)，為更且使含有式(3)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷。

〔4〕如上述〔2〕或〔3〕記載之液晶配向劑，其中，聚矽氧烷(B)，為更且使含有式(6)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷。R¹⁶Si(OR¹⁷)₃ (6)(R¹⁶為碳數1~5之烷基。R¹⁷表示碳數1~5之烷基。)

〔5〕如上述〔2〕~〔4〕中任一項記載之液晶配向劑，其中，聚矽氧烷(A)及聚矽氧烷(B)中至少一者，為更且使含有下述式(4)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷。(R¹³)_nSi(OR¹⁴)_4-n (4)(式(4)中、R¹³為可以氫原子、或雜原子、鹵原子、胺基、環氧丙氧基、巰基、異氰酸酯基、脲基取代之碳數1~10之烴基。R¹⁴為碳數1~5之烷基。n表示0~3之整數。)

〔6〕如上述〔1〕~〔5〕中任一項記載之液晶配向劑，其中，前述式(1)所表示之烷氧基矽烷，於聚矽氧烷(A)所使用之全烷氧基矽烷中，含有2~20莫耳%，且前述式(3)所表示之烷氧基矽烷，於聚矽氧烷(A)所使用之全烷氧基矽烷中，含有5~70莫耳%。

〔7〕如上述〔1〕~〔6〕中任一項記載之液晶配向劑，其中，更含有溶劑，且全聚矽氧烷之含有量以SiO₂換算，為0.5~15重量%。

〔8〕一種液晶配向膜，其特徵係使上述〔1〕~〔7〕中任一項記載之液晶配向劑塗佈於基板、乾燥、燒成而得到。

〔9〕一種液晶顯示元件，其特徵係具有上述〔8〕記載之液晶配向膜。

〔10〕一種液晶顯示元件，其特徵係於以塗佈上述〔1〕~〔7〕中任一項記載之液晶配向劑、燒成的2片基板夾持液晶之液晶晶胞，在外加電壓狀態下照射UV。

〔11〕一種液晶顯示元件的製造方法，其特徵係以塗佈上述〔1〕~〔7〕中任一項記載之液晶配向劑、燒成的2片基板夾持液晶，在外加電壓狀態下照射UV。

依據本發明，藉由使用不添加聚合性化合物的液晶而與PSA方式同樣照射UV，可提供不降低垂直配向力、照射UV後可提高反應速度的液晶配向劑、由該液晶配向劑得到的液晶配向膜、及具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。

[實施發明之最佳形態]

以下、關於本發明詳細說明。

本發明為關於含有下述之聚矽氧烷(A)的液晶配向劑之發明。

聚矽氧烷(A)：為使含有式(1)所表示之烷氧基矽烷及式(3)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到之聚矽氧烷。

R¹Si(OR²)₃ (1) (R¹表示下述式(2)之構造、R²表示碳數1~5之烷基。)

(R³為以丙烯酸基、丙烯醯氧基、甲基丙烯酸基、甲基丙烯醯氧基、或苯乙烯基取代的碳數5~10之烷基。R⁴表示碳數1~5之烷基。)

又、本發明為含有聚矽氧烷(A)及下述之聚矽氧烷(B)的液晶配向劑之發明。

聚矽氧烷(B)：為使含有式(5)所表示之烷氧基矽烷50~100莫耳%的烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到的聚矽氧烷。

Si(OR¹⁵)₄ (5)(R¹⁵表示碳數1~5之烷基。)

<聚矽氧烷(A)>

本發明的液晶配向劑含有之聚矽氧烷(A)，為使含有式(1)所表示之烷氧基矽烷及式(3)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到之聚矽氧烷。

(R³為以丙烯酸基、丙烯醯氧基、甲基丙烯酸基、甲基丙烯醯氧基或苯乙烯基所取代的碳數5~10之烷基。R⁴表示碳數1~5之烷基。)

式(1)所表示之烷氧基矽烷的R¹(以下、亦稱為特定有機基)，表示在上述式(2)所表示的構造。

式(2)中、Y¹為單鍵、-(CH₂)_a-(a為1~15之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-之中的任一。其中、Y¹由單鍵、-(CH₂)_a-(a為1~15之整數)、-O-、-CH₂O、或COO-之中的任一選出，在容易合成側鏈構造的觀點上為佳。接著、Y¹以由單鍵、-(CH₂)_a-(a為1~10之整數) 、-O-、-CH₂O-或COO-之中的任一選出為更佳。Y¹以單鍵、或(CH₂)_a-(a為1~10之整數)為特別佳。

式(2)中、Y²為單鍵、含有雙鍵的碳數3~8之直鏈狀或分枝狀的2價之烴基、或(CR¹⁷R¹⁸)_b-(b為1~15之整數，R¹⁷、R¹⁸為各自獨立、表示氫原子或碳數1~3之烷基。)。其中、Y²在提高液晶顯示元件的反應速度更為顯著的觀點上，以-(CH₂)_b-(b為1~10之整數。)為佳。Y²為單鍵亦佳。

式(2)中、Y³為單鍵、-(CH₂)_c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-之中的任一。其中、Y³由單鍵、-(CH₂)_c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-之中的任一選出，在容易合成側鏈構造的觀點上為佳。接著、Y³以由單鍵、-(CH₂)_c-(c為1~10之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-之中的任一選出為更佳。Y³以單鍵、或O-為特別佳。

式(2)中、Y⁴為由苯環、環己基環及雜環所成群中選出之2價的環狀基，且此等的環狀基上之任意的氫原子為亦可以碳數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之中任一項取代。更且、Y⁴亦可為由具有類固醇骨架的碳數12~25之有機基選出之2價的有機基。其中、Y⁴以具有苯環、環己基環或類固醇骨架之中的任一之碳數12~25的有機基為佳。Y⁴為由苯環所成之2價的環狀基為特別佳。

式(2)中、Y⁵為由苯環、環己基環及雜環所成群中選出之2價的環狀基，且此等的環狀基上之任意的氫原子可以碳數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之中的任一取代。Y⁵以由環己基環所成之2價的環狀基為特別佳。

式(2)中、n為0~4之整數。較佳為0~2之整數、以1為特別佳。

式(2)中、Y⁶為碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基或碳數1~18之含氟烷氧基之中的任一。其中、Y⁶以碳數1~18之烷基、碳數1~10之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基或碳數1~10之含氟烷氧基之中的任一為佳。Y⁶較佳為碳數1~12之烷基或碳數1~12之烷氧基之中的任一。Y⁶更佳為碳數1~9之烷基或碳數1~9之烷氧基之中的任一。Y⁶以碳數1~9之烷基為特別佳。

式(1)所表示之烷氧基矽烷的R²為碳數1~5、較佳為1~3之烷基。更佳為R²為甲基或乙基。

此般的式(1)所表示之烷氧基矽烷，可藉由習知的合成方法(特開昭61-286393)進行合成。在以下舉例其具體例，但不僅只限定於此者。

(式〔1-19〕~式〔1-21〕中、R⁵表示-O-、-OCH₂-、-CH₂O-、-COOCH₂-或CH₂OCO-，R⁶為碳數1~22之烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。)

(式〔1-22〕~式〔1-24〕中、R⁷表示單鍵、-COO-、-OCO-、-COOCH₂-、-CH₂OCO-、-(CH₂)_nO-(n為1~5之整數)、-OCH₂-或CH₂-，R⁸為碳數1~22之烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。)

(式〔1-25〕及式〔1-26〕中、R⁹表示-COO-、-OCO-、-COOCH₂-、-CH₂OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CH₂-或O-，R¹⁰為氟基、氰基、三全氟甲烷基、硝基、偶氮基、甲醯基、乙醯基、乙醯氧基或羥基。)

(式〔1-27〕及式〔1-28〕中、R¹¹為碳數3~12之烷基、1,4-環己烯之順反異構，各自為反式異構物。)

(式〔1-29〕及式〔1-30〕中、R¹²為碳數3~12之烷基、1,4-環己烯之順反異構，各自為反式異構物。)

(式〔1-31〕中、B₄為可以氟原子取代之碳數3~20之烷基，B₃為1,4-環伸己基或1,4-伸苯基，B₂為氧原子或COO-＊(但、附「＊」之鍵結鍵為與B₃鍵結。)，B₁為氧原子或COO-＊(但、附「＊」之鍵結鍵為與(CH₂)a₂)鍵結。)。又、a₁為0或1之整數，a₂為2~10之整數，a₃為0或1之整數。)

上述的化合物，因應於作為矽氧烷聚合物時的對溶劑之溶解性、在作為液晶配向膜的情況的液晶之配向性、預傾角特性、電壓保持率、蓄積電荷等之特性，可混合1種類或2種類以上使用。又、亦可與含有碳數10~18的長鏈烷基之烷氧基矽烷併用。

具有上述之特定有機基的式(1)所表示之烷氧基矽烷，可以習知的方法製造。

具有上述之特定有機基的式(1)所表示之烷氧基矽烷，在為了得到聚矽氧烷而使用的全烷氧基矽烷中，為了得到良好的液晶配向性，以2莫耳%以上為佳。式(1)所表示之烷氧基矽烷，較佳為3莫耳%以上。又、式(1)所表示之烷氧基矽烷，為了得到使形成的液晶配向膜有充分硬化特性，以20莫耳%以下為佳。更佳為15莫耳%以下。

式(3)所表示之烷氧基矽烷的R³為碳數1~5之烷基、較佳為碳數1~3、特別佳為碳數1~2。

式(3)所表示之烷氧基矽烷，在為了得到聚矽氧烷而使用的全烷氧基矽烷中，為了得到良好的液晶反應速度，以5莫耳%以上為佳。式(3)所表示之烷氧基矽烷，較佳為10莫耳%以上、更佳為20莫耳%以上，但以70莫耳%以下為佳、50莫耳%以下為更佳。

在製造聚矽氧烷(A)，在式(1)及式(3)所表示之烷氧基矽烷以外，以改善與基板的密著性、與液晶分子的親和性等為目的，在以不損害本發明的效果為限，亦可使用下述式(4)所表示之烷氧基矽烷的一種或多種。式(4)所表示之烷氧基矽烷，因可賦予聚矽氧烷種種的特性，因應必要的特性可選擇一種或多種而使用。

(R¹³)_nSi(OR¹⁴)_4-n (4)(式(4)中、R¹³為可以氫原子、或雜原子、鹵原子、胺基、環氧丙氧基、巰基、異氰酸酯基、脲基取代之碳數1~10之烴基。R¹⁴為碳數1~5、較佳為1~3之烷基。n表示0~3、較佳為0~2之整數。)

式(4)所表示之烷氧基矽烷的R¹³為氫原子或碳數為1~10的有機基(以下、亦稱為第三的有機基)。作為第三的有機基之例，為可含有脂肪族烴；脂肪族環、芳香族環及雜環般的環構造；不飽和鍵結；及氧原子、氮原子、硫原子等的雜原子等，且可具有分枝構造的碳數為1~6之有機基。此外、該有機基可以鹵原子、胺基、環氧丙氧基、巰基、異氰酸酯基、脲基等取代。

舉例此般的式(4)所表示之烷氧基矽烷的具體例，但不僅只限定於此者。可舉例如3-(2-胺基乙基胺基丙基)三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基胺基丙基)三乙氧基矽烷、2-胺基乙基胺基甲基三甲氧基矽烷、2-(2-胺基乙基硫乙基)三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、巰基甲基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷、氯丙基三乙氧基矽烷、溴丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基乙氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、γ-脲基丙基三乙氧基矽烷、γ-脲基丙基三甲氧基矽烷及γ-脲基丙基三丙氧基矽烷等。

在式(4)所表示之烷氧基矽烷中，n為0之烷氧基矽烷為四烷氧基矽烷。四烷氧基矽烷，因容易與式(1)及(3)所表示之烷氧基矽烷縮合，於得到本發明之聚矽氧烷上較佳。

在此般的式(4)中n為0之烷氧基矽烷，以四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷或四丁氧基矽烷為較佳、特別以四甲氧基矽烷或四乙氧基矽烷為佳。

於本發明，式(1)所表示之烷氧基矽烷，在使用於製造聚矽氧烷(A)的全烷氧基矽烷中，較佳為2~20莫耳%、特別佳為含有3~15莫耳%，且式(3)所表示之烷氧基矽烷，在使用於製造聚矽氧烷(A)的全烷氧基矽烷中、含有5~70莫耳%、特別佳為10~50莫耳%。

<聚矽氧烷(B)>

聚矽氧烷(B)為含有式(5)所表示之烷氧基矽烷50~100莫耳%的烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到之聚矽氧烷。

Si(OR¹⁵)₄ (5)(R¹⁵表示碳數1~5之烷基。)

作為此般的式(5)所表示之烷氧基矽烷的具體例，以四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷或四丁氧基矽烷為較佳、特別以四甲氧基矽烷或四乙氧基矽烷為佳。

聚矽氧烷(B)為以式(5)所表示之烷氧基矽烷以外，更且亦可為使含有式(3)所表示之烷氧基矽烷之烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到的聚矽氧烷。

聚矽氧烷(B)為以式(5)所表示之烷氧基矽烷以外，更且亦可為使含有式(6)所表示之烷氧基矽烷之烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到的聚矽氧烷。

R¹⁶Si(OR¹⁷)₃ (6)(R¹⁶為碳數1~5之烷基。R¹⁷表示碳數1~5之烷基。)

式(6)所表示之烷氧基矽烷的R¹⁶為碳數1~5之烷基。烷基之碳數以1~4為佳、較佳為1~3。

式(6)所表示之烷氧基矽烷的R¹⁷為碳數1~5之烷基、較佳為碳數1~3、特別佳為碳數1~2。

舉例式(6)所表示之烷氧基矽烷的具體例，但不僅只限定於此等者。例如甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、二甲基三甲氧基矽烷、二甲基三乙氧基矽烷、n-丙基三甲氧基矽烷、n-丙基三乙氧基矽烷。

特別在式(5)所表示之烷氧基矽烷以外，更且含有使含有式(6)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合而得到之聚矽氧烷(B)的液晶配向劑，垂直配向力高而佳。

使用不添加聚合性化合物的液晶，藉由邊外加電壓邊照射UV以提高液晶顯示元件的反應速度，具有第二的特定有機基之式(3)所表示之烷氧基矽烷，在為了得到聚矽氧烷而使用的全烷氧基矽烷中，以10莫耳%以上為佳。更佳為20莫耳%以上。又更佳為30莫耳%以上。又、為了使形成的液晶配向膜充分硬化，以75莫耳%以下為佳。

製造聚矽氧烷(B)，除式(3)、式(5)、及式(6)所表示之烷氧基矽烷以外，以提高與基板的密著性、與液晶分子的親和性等為目的，且以在不損害本發明的效果為限，可使用上述式(4)所表示之烷氧基矽烷的一種或多種。式(4)所表示之烷氧基矽烷，因為可賦予聚矽氧烷種種的特性，因應需要的特性可選擇使用一種或多種。

在製造混合聚矽氧烷(A)及聚矽氧烷(B)之液晶配向劑之情況，關於聚矽氧烷(A)與聚矽氧烷(B)的混合比例，相同固形分換算(A)與(B)的重量比以10：90~50：50為佳。

<聚矽氧烷的製造方法>

得到本發明中使用的聚矽氧烷的方法未特別限定。在本發明的聚矽氧烷(A)中，以上述之式(1)及式(3)為必須成分的烷氧基矽烷，可在有機溶劑中縮合而得到。通常聚矽氧烷，使此般的烷氧基矽烷水解．聚縮合，可得到在有機溶劑中均一溶解的溶液。

作為使聚矽氧烷水解．聚縮合的方法，可舉例如使烷氧基矽烷在醇或二醇等之溶劑中水解．聚縮合的方法。彼時、水解．聚縮合反應可為部分水解及完全水解中的任一。完全水解的情況，理論上、可加入烷氧基矽烷中的全烷氧基的0.5倍莫耳的水，但通常以加入較0.5倍莫耳多的水量為佳。

在本發明中，在上述反應中使用的水量，可藉由所期望而適宜選擇，但通常以烷氧基矽烷中的全烷氧基的0.5~2.5倍莫耳為佳。

又、通常以促進水解．聚縮合反應為目的，可使用鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸、蟻酸、乙二酸、馬來酸、富馬酸等之酸；氨、甲基胺、乙基胺、乙醇胺、三乙基胺等之鹼；鹽酸、硫酸、硝酸等之酸的金屬鹽；等之觸媒。此外，使烷氧基矽烷的溶解溶液加熱，更促進水解．聚縮合反應亦為一般。彼時、加熱溫度及加熱時間可藉由所期望而適宜選擇。可舉例如在50℃加熱．攪拌24小時，在迴流下加熱．攪拌1小時等方法。

又、作為其他方法，可舉例如使烷氧基矽烷、溶劑及乙二酸的混合物加熱水解．聚縮合的方法。具體為預先在醇加入乙二酸作成乙二酸的醇溶液後，在使該溶液為加熱狀態下，使烷氧基矽烷混合的方法。彼時、使用的乙二酸量，相對烷氧基矽烷具有的全烷氧基之1莫耳以0.2~2莫耳為佳。於該方法中的加熱，可以液體溫度50~180℃進行。較佳為在不發生液體的蒸發、揮散等，以迴流下加熱數十分鐘至數十小時的方法。

在得到聚矽氧烷之時，使用多種烷氧基矽烷的情況，可使烷氧基矽烷預先以混合的混合物混合，亦可使多種之烷氧基矽烷依序混合。

使烷氧基矽烷水解．聚縮合時所使用之溶劑(以下、亦稱為聚合溶劑)，如可使烷氧基矽烷溶解者則未特別限定。又、烷氧基矽烷不溶解的情況，如烷氧基矽烷的水解．聚縮合反應進行中可溶解者亦可。一般、為了藉由烷氧基矽烷的水解．聚縮合反應使醇生成，可使用醇類、二醇類、二醇醚類、或與醇類相溶性良好的有機溶劑。

作為此般的聚合溶劑的具體例，可舉例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，二丙酮醇等的醇類：乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-戊二醇、1,6-己二醇等的二醇類：乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丙基醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丙基醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇二丁醚等的二醇醚類、N-甲基-2-吡咯酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、γ-丁內酯、二甲基亞碸、四甲基尿素、六甲基磷三醯胺、m-甲酚等。

在本發明中，可混合使用多種上述的聚合溶劑。

在上述的方法得到的聚矽氧烷之聚合溶液(以下、亦稱為聚合溶液。)，作為原料而放入的全烷氧基矽烷的矽原子以SiO₂換算的濃度(以下、稱為SiO₂換算濃度。)較佳為20重量%以下、進而以5~15重量%為更佳。可藉由在該濃度範圍中選擇任意的濃度，而抑制凝膠生成、且得到均質的溶液。

<聚矽氧烷的溶液>

在本發明中，可使上述的方法得到的聚合溶液直接作為聚矽氧烷的溶液，因應於必要，亦可使在上述的方法得到的溶液，濃縮、加入溶劑而稀釋或以其他的溶劑取代，作為聚矽氧烷的溶液。

彼時、使用的溶劑(以下、亦稱為添加溶劑)，可與聚合溶劑相同、亦可為其它的溶劑。該添加溶劑，如聚矽氧烷可均一溶解其中則未特別限定，可選擇任意一種或多種使用。

作為此般的添加溶劑的具體例，作為上述的聚合溶劑的例而舉出的溶劑以外，可舉例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮等的酮類；醋酸甲酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯等的酯類。

此等的溶劑，以可調整液晶配向劑的黏度的調整、或以旋轉塗佈法、柔版印刷、噴墨印刷等塗佈液晶配向劑於基板上時可改善塗佈性。

<其他的成分>

在本發明中，在不損害本發明的效果下，可含有聚矽氧烷以外的其他的成分，例如無機微粒子、金屬氧烷低聚物、金屬氧烷聚合物、平坦劑、進而界面活性劑等的成分。

作為無機微粒子，以二氧化矽微粒子、氧化鋁微粒子、二氧化鈦微粒子、或氟化鎂微粒子等的微粒子為佳、特別以膠體溶液狀態者為佳。該膠體溶液，可為使無機微粒子分散於分散媒者、亦可為市售物的膠體溶液。在本發明中，藉由含有無機微粒子，可賦予形成之硬化被膜的表面形狀及其他的機能。作為無機微粒子，其平均粒子徑以0.001~0.2μm為佳、更佳為0.001~0.1μm。無機微粒子的平均粒子徑為超過0.2μm的情況，有使用調製的塗佈液而形成之硬化被膜的透明性降低的情況。

作為無機微粒子的分散媒，可舉例水及有機溶劑。作為膠體溶液，在被膜形成用塗佈液的安定性的觀點上，pH或pKa以調整為1~10為佳。又較佳為2~7。

作為膠體溶液的分散媒使用之有機溶劑，可舉例甲醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙二醇單丙基醚等的醇類；甲基乙基酮、甲基異丁酮等的酮類；甲苯、二甲苯等的芳香族烴類；二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯酮等的醯胺類；醋酸乙酯、醋酸丁酯、γ-丁內酯等的酯類；四氫呋喃、1,4-二噁烷等的醚類。此等之中，以醇類或酮類為佳。此等有機溶劑，可作為單獨或2種以上混合的分散媒而使用。

作為金屬氧烷低聚物、金屬氧烷聚合物，可使用矽、鈦、鋁、鉭、銻、鉍、錫、銦、鋅等的單獨或複合氧化物前驅物。作為金屬氧烷低聚物、金屬氧烷聚合物，可為市售物、亦可為藉由金屬醇鹽、硝酸鹽、鹽酸鹽、羧酸鹽等的單體，以水解等的常法而得到者。

作為市售物的金屬氧烷低聚物、金屬氧烷聚合物之具體例，可舉例如Colcoat公司製的甲基矽酸酯51、甲基矽酸酯53A、乙基矽酸酯40、乙基矽酸酯48、EMS-485、SS-101等之矽氧烷低聚物或矽氧烷聚合物、關東化學公司製的鈦-n-丁氧化物四聚物等的鈦氧烷(titanoxane)低聚物。此等可單獨或2種以上混合使用。

又、平坦劑及界面活性劑等，可使用習知者、特別以市售物因容易取得為佳。

又、聚矽氧烷與上述其他的成分混合的方法，可與聚矽氧烷同時、亦可在其之後，未特別限定。

<液晶配向劑>

本發明的液晶配向劑為含有上述的聚矽氧烷、因應於必要之其他的成分之溶液。彼時、作為溶劑，可使用上述的聚矽氧烷的聚合溶劑及添加溶劑所成群中選出之溶劑。液晶配向劑中聚矽氧烷的含有量，SiO₂換算濃度較佳為0.5~15重量%、又較佳為1~6重量%。如在此般的SiO₂換算濃度的範圍內，塗佈一次可容易得到所期望的膜厚，容易得到充分的溶液之可操作期。

本發明的液晶配向劑的調製方法未特別限定。本發明中使用的聚矽氧烷、可因應於必要而加入的其他的成分可為均一混合的狀態即可。通常、因聚矽氧烷在溶劑中水解．聚縮合，可直接使用聚矽氧烷的溶液，或簡單在聚矽氧烷的溶液中因應於必要而添加其他的成分。更以直接使用聚矽氧烷之聚合溶液的方法為最簡便。

又、在調整液晶配向劑中聚矽氧烷的含有量之時，可使用上述的聚矽氧烷的聚合溶劑及添加溶劑所成群中選出之溶劑。

<液晶配向膜>

本發明的液晶配向膜可使用本發明的液晶配向劑而得到。例如使本發明的液晶配向劑，塗佈於基板後，進行乾燥．燒成而得到的硬化膜，亦可直接使用作為液晶配向膜。又、亦可使該硬化膜摩擦、或照射偏光或特定波長的光線等、離子束等的處理、亦可在對充填液晶後的液晶顯示元件外加電壓狀態下照射UV。

作為塗佈液晶配向劑的基板，如為高透明性的基板則未特別限定，但以在基板上形成有驅動液晶用之透明電極的基板為佳。

舉例具體例，可舉例在玻璃板、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚碸、聚芳酯、聚胺基甲酸酯、聚碸、聚醚、聚醚酮、三甲基戊烯、聚烯烴、聚乙烯對苯二甲酸酯、(甲基)丙烯腈、三乙醯纖維素、二乙醯纖維素、醋酸丁酸纖維素等之塑膠板等形成透明電極的基板。

作為液晶配向劑的塗佈方法，可舉例如旋轉塗佈法、印刷法、噴墨印刷法、噴霧法、滾輪塗佈法等，但由生產性方面在工業上廣用轉印印刷法，在本發明亦適用。

塗佈液晶配向劑後乾燥的步驟，不一定需要，但塗佈後至燒成為止的時間，每個基板為不一定的情況下，或在塗佈後不馬上燒成的情況下，以含有乾燥步驟為佳。該乾燥，以不因搬送基板等而塗膜形狀變形的程度且可除去溶劑即可，關於其乾燥手段不特別限定。可舉例如在溫度為40℃~150℃、較佳為60℃~100℃加熱板上，以0.5~30分鐘、較佳為1~5分鐘乾燥的方法。

在上述的方法塗佈液晶配向劑而形成的塗膜，可燒成為硬化膜。彼時、燒成溫度為可以100℃~350℃之任意的溫度進行，但較佳為140℃~300℃、又較佳為150℃~230℃、更佳為160℃~220℃。燒成時間可以5分鐘~ 240分鐘的任意時間進行燒成。較佳為10~90分鐘、又較佳20~80分鐘。加熱通常以習知的方法，可使用例如加熱板、熱風循環烤箱、IR烤箱、帶式爐等。

液晶配向膜中的聚矽氧烷，在燒成步驟中，進行聚縮合。但是、在本發明中，以不損害本發明的效果為限，不必要為完全的聚縮合。但、以在比液晶晶胞製造行程中為必要的密封劑硬化等之熱處理的溫度高10℃以上之溫度燒成為佳。

該硬化膜的厚度可因應於必要而選擇，但較佳為5nm以上、又較佳10nm以上的情況，因容易取得液晶顯示元件的信賴性而佳。又、硬化膜的厚度較佳為300nm以下、又較佳150nm以下的情況，因不使液晶顯示元件的消費電力極端變大而佳。

<液晶顯示元件>

本發明的液晶顯示元件，藉由上述的方法，在基板形成液晶配向膜後，可以習知的方法製作液晶晶胞而得到。舉例液晶晶胞製作的一例，使形成液晶配向膜的1對基板，夾住間隔件，以密封劑固定、且注入液晶而密封的方法為一般。彼時、使用之間隔件的大小為1~30μm，但較佳為2~10μm。

注入液晶的方法未特別制限，可舉例如使製作的液晶晶胞內減壓後、注入液晶的真空法、滴下液晶後進行密封的滴下法等。

藉由在導入液晶的液晶晶胞之兩側基板的電極間外加電壓的狀態且照射UV，使配向膜中的丙烯酸基、甲基丙烯酸基等的交聯性基在該場合聚合且交聯，使液晶顯示的反應速度變快。在此、外加電壓為AC5~50Vp-p或DC5~30V、但較佳為5~30Vp-p或DC5~20V。照射的照射UV量，使用高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈等，且為1~60J、但較佳為40J以下、照射UV量較少者可抑制因構成液晶顯示的構件破壞之信賴性降低、且減少照射UV的時間可提高製造上的節拍所以合適。

作為使用於液晶顯示元件的基板，如為高透明性的基板則不特別限定，但通常、為在基板上形成驅動液晶用的透明電極的基板。具體例與在〔液晶配向膜〕記載的基板相同。亦可使用稱為標準的PVA或MVA的電極圖型或突起圖型。與PSA方式的液晶顯示器同樣，在單側基板形成1~10μm的線/狹縫電極圖型，在對面的基板未形成狹縫圖型或突起圖型的構造中亦可運作，藉由此構造的液晶顯示器，可簡略化製造時的製程、且得到高透過率。

又、在TFT型的元件般的高機能元件中，可使用在驅動液晶用的電極與基板之間形成電晶體元件者。

透過型之液晶元件的情況，使用上述般的基板為一般，但在反射型的液晶顯示元件，亦可僅於單側的基板使用反射光之鋁般的材料、亦可使用矽晶圓等的不透明基板。

[實施例]

藉由以下本發明的實施例更具體的說明，不限定於此等解釋者。

<化合物8的合成例1>

在備有磁攪拌子的500ml四口燒瓶，加入金屬鎂1.71g，容器內以氮取代且密閉。加入THF(脫水)2ml後，在強攪拌狀態，使化合物7 20.68g溶於THF(脫水)155ml的溶液花1小時滴下。之後、昇溫至55℃、攪拌2小時，確認金屬鎂消失。接著、冰冷下(內溫4℃)，一口氣加入四甲氧基矽烷30.53g後，加熱迴流，攪拌3小時。使反應液冷卻至室溫後，加入飽和氯化銨水溶液210ml，使生成之不溶物以減壓過濾除去。更且、以260ml n-己烷洗淨過濾物。除去濾液的水相部分，使有機相以純水200ml洗淨。使有機相濃縮乾燥，得到粗生成物21.65g。將此以減壓蒸餾，以外溫220~230℃/壓力0.8torr的條件餾出，得到化合物8 5.74g(回收率25%)。

¹H-NMR(400MHz)in CDCl₃：0.90ppm(t,J=7.2 Hz,3H)，1.00-1.09ppm(m,2H)，1.20-1.34ppm(m,9H)，1.40-1.52ppm(m,2H)，1.83-1.91ppm(m,4H)，2.41-2.51ppm(m, 1H)，3.62ppm(s,9H)，7.23ppm(d,J=8.2 Hz,2H)，7.56ppm(d,J=8.2 Hz,2H)

<化合物10的合成例2>

在備有磁攪拌子的500ml四口燒瓶，加入化合物9 30.00g、碳酸鉀25.24g、及DMF 120g，在室溫下、滴下溴化烯丙基酯22.10g。之後、在50℃攪拌11小時。使反應液以500g的醋酸乙酯稀釋，使有機相以200g的純水洗淨3次。使有機相以硫酸鈉乾燥，將此過濾後，使濾液濃縮乾燥、得到化合物10 34.80g(回收率100%)。

¹H-NMR(400MHz)in CDCl₃：0.90ppm(t,J=7.2 Hz,3H)，0.99-1.09ppm(m,2H)，1.18-1.46ppm(m,11H)，1.84-1.89ppm(m,4H)，2.37-2.44ppm(m,1H)，4.51ppm(dt,J=5.4 Hz,1.6 Hz,2H)，5.26ppm(dq,J=10.6 Hz,1.6 Hz,1H)，5.40ppm(dq,J=17.2 Hz,1.6 Hz,1H)，6.07ppm(ddd,J=17.2 Hz,10.6 Hz,5.4 Hz,1H)，6.83ppm(dd,J=8.8 Hz,2.9 Hz,2H)，7.10ppm(dd,J=8.8 Hz,2.9 Hz,2H)

<化合物11的合成例3>

在備有磁攪拌子的300ml四口燒瓶，加入化合物10 20.00g、甲苯120g、在室溫攪拌。接著、添加karstedt觸媒(白金(0)-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物0.1mol/L二甲苯溶液)700μl後，滴下三甲氧基矽烷12.4ml。在室溫攪拌29小時後，使反應液濃縮乾燥，得到粗生成物。將此減壓蒸餾，以外溫245℃/壓力0.8torr的條件餾出，得到化合物11 12.15g(回收率43%)。

¹H-NMR(400MHz)in CDCl₃：0.76-0.82ppm(m,2H)，0.89ppm(t,J=7.2 Hz,3H)，0.98-1.08ppm(m,2H)，1.18-1.45ppm(m,11H)，1.84-1.93ppm(m,6H)，2.36-2.43ppm(m,1H)，3.58ppm(s,9H)，3.91ppm(t,J=6.8 Hz,2H)，6.81ppm(d,J=8.8 Hz,2H)，7.08ppm(d,J=8.8 Hz,2H)

藉由以下本發明的實施例更具體的說明，但不僅只限定於此等的解釋者。

在本實施例使用之化合物的簡稱如下。

TEOS：四乙氧基矽烷

C18：十八基三乙氧基矽烷

MPMS：3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷

M8MS：3-甲基丙烯醯氧辛基三甲氧基矽烷

MTES：甲基三乙氧基矽烷

HG：2-甲基-2,4-戊二醇(別名：己二醇)

BCS：2-丁氧基乙醇

UPS：3-脲基丙基三乙氧基矽烷

<實施合成例1>

在具備溫度計、迴流管的200mL四口反應燒瓶中使HG 20.5g、BCS 6.8g、TEOS 22.5g、在化合物合成例3得到的化合物11 4.1g、及MPMS 19.9g混合，調製烷氧基矽烷單體的溶液。於該溶液，使預先混合HG 10.2g、BCS 3.4g、水10.8g及作為觸媒的乙二酸1.3g的溶液，在室溫下花30分鐘滴下，更且在室溫攪拌30分鐘。之後使用油浴加熱迴流30分鐘後，加入預先混合的UPS含有量92重量%的甲醇溶液0.6g、HG 0.3g及BCS 0.1g的混合液。更於迴流30分鐘放冷後得到SiO₂換算濃度為12重量%的聚矽氧烷溶液。

使得到的聚矽氧烷溶液10.0g、及BCS 20.0g混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑中間物〔S1〕。

在具備溫度計、迴流管的200mL的四口反應燒瓶中使HG 23.8g、BCS 7.9g、TEOS 37.1g、及MTES 3.6g混合，調製烷氧基矽烷單體的溶液。於該溶液，使預先混合HG 11.9g、BCS 4.0g、水10.8g及作為觸媒的乙二酸0.4g的溶液，在室溫下花30分鐘滴下，更且在室溫攪拌30分鐘。之後使用油浴加熱迴流30分鐘後，加入預先準備的 UPS含有量92重量%的甲醇溶液0.6g、HG 0.3g及BCS 0.1g的混合液。更迴流30分鐘放冷後得到SiO₂換算濃度為12重量%的聚矽氧烷溶液。

使得到的聚矽氧烷溶液10.0g、BCS 20.0g混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑中間物(U1)。

得到的液晶配向劑中間物(S1)與液晶配向劑中間物(U1)，以2：8的重量比率混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑〔K1〕。

<實施合成例2>

在具備溫度計、迴流管的200mL的四口反應燒瓶中使HG 17.9g、BCS6.0g、TEOS 25.0g、在化合物合成例3得到的化合物11 8.2g、及M8MS 19.1g混合，調製烷氧基矽烷單體的溶液。於該溶液、使預先混合的HG 9.0g、BCS 3.0g、水10.8g及作為觸媒的乙二酸1.1g的溶液，在室溫下花30分鐘滴下，更且在室溫攪拌30分鐘。之後使用油浴加熱迴流60分鐘後放冷得到SiO₂換算濃度為12重量%的聚矽氧烷溶液。

使得到的聚矽氧烷溶液10.0g、BCS 20.0g混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑中間物〔S2〕。

使得到的液晶配向劑中間物(S2)與在合成例1得到的液晶配向劑中間物(U1)，以2：8的重量比率混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑〔K2〕。

<實施合成例3>

在具備溫度計、迴流管的200mL的四口反應燒瓶中使HG 19.4g、BCS 6.5g、TEOS 22.5g、在化合物合成例3得到的化合物11 8.2g、MPMS 14.9g、及M8MS 3.2g混合，調製烷氧基矽烷單體的溶液。於該溶液、使預先混合HG 9.7g、BCS 3.2g、水10.8g及作為觸媒的乙二酸1.1g的溶液，在室溫下花30分鐘滴下，更且在室溫攪拌30分鐘。之後使用油浴加熱迴流30分鐘後，加入預備的UPS含有量92重量%的甲醇溶液0.6g、HG 0.3g及BCS 0.1g的混合液。更在迴流30分鐘放冷後得到SiO₂換算濃度為12重量%的聚矽氧烷溶液。

使得到的聚矽氧烷溶液10.0g、BCS 20.0g混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑中間物(S3)。

使得到的液晶配向劑中間物(S3)與在合成例1得到的液晶配向劑中間物(U1)，以2：8重量比率混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑〔K3〕。

<比較合成例1>

在具備溫度計、迴流管的200mL的四口反應燒瓶中使HG 22.6g、BCS 7.5g、TEOS 39.2g、及C18 4.2g混合，調製烷氧基矽烷單體的溶液。於該溶液、使預先混合的HG 11.3g、BCS 3.8g、水10.8g及作為觸媒的乙二酸0.2g溶液，在室溫下花30分鐘滴下，更且在室溫攪拌30分鐘。之後使用油浴加熱迴流30分鐘後，加入預備的UPS含有量92重量%的甲醇溶液0.6g、HG 0.3g及BCS 0.1g混合液。更迴流30分鐘放冷後得到SiO₂換算濃度為12重量%的聚矽氧烷溶液。

使得到的聚矽氧烷溶液10.0g、BCS 20.0g混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑中間物(S4)。

使得到的液晶配向劑中間物(S4)與在合成例1得到的液晶配向劑中間物(U1)，以2：8重量比率混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑〔L1〕。

<比較合成例2>

在具備溫度計、迴流管的200mL的四口反應燒瓶中使HG 20.4g、BCS 6.8g、TEOS 22.5g、C18 4.2g、及MPMS 19.9g混合，調製烷氧基矽烷單體的溶液。於該溶液、使預先混合HG 10.2g、BCS 3.4g、水10.8g及作為觸媒的乙二酸1.3g的溶液，在室溫下花30分鐘滴下、更且在室溫攪拌30分鐘。之後使用油浴加熱迴流30分鐘後，使預先混合UPS含有量92重量%的甲醇溶液0.6g、HG 0.3g及BCS 0.1g的混合液加入。更迴流30分鐘放冷後得到SiO₂換算濃度為12重量%的聚矽氧烷溶液。

使得到的聚矽氧烷溶液10.0g、BCS 20.0g混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑中間物(S5)。

使得到的液晶配向劑中間物(S5)與在合成例1得到的液晶配向劑中間物(U1)，以2：8的重量比率混合，得到SiO₂換算濃度為4重量%的液晶配向劑〔L2〕。

<實施例1>

使在實施合成例1得到的液晶配向劑〔K1〕，在畫素尺寸為100×300微米、形成線/空間各自為5微米的ITO電極圖型之ITO電極基板的ITO面施以旋轉塗佈。在80℃的加熱板乾燥2分鐘後，在200℃或220℃的熱風循環式烤箱進行燒成30分鐘，形成膜厚100nm的液晶配向膜。使在實施合成例1得到的液晶配向處理劑〔K1〕，在未形成電極圖型的ITO面施以旋轉塗佈，在80℃加熱板乾燥2分鐘後，與上述基板同樣在200℃或220℃的熱風循環式烤箱進行燒成30分鐘，形成膜厚100nm的液晶配向膜。準備此等的2片基板，在一基板的液晶配向膜面上散布4μm的圓珠間隔件後，由其上印刷密封劑。使另一基板的液晶配向膜面在內側，貼合後、使密封劑硬化製作空晶胞。使液晶MLC-6608(Merck公司製商品名)，在空晶胞藉由減壓注入法，製作注入前述液晶的液晶晶胞。

此等液晶晶胞的反應速度特性，藉由後述的方法測定。

之後、在該液晶晶胞施加20V的DC電壓狀態，由該液晶晶胞外側使用超高壓水銀燈換算365nm照射UV20J 。之後、再測定反應速度特性，比較照射UV前後的反應速度。其結果表示於表1。

之後、使得到的液晶晶胞在100℃的循環式烤箱進行退火30分鐘。取出的晶胞，在偏光板為正交偏光狀態，進行顯微鏡觀察，觀察液晶的配向紊亂之區域狀態。其結果亦整合表示於表1。

<實施例2>

在使液晶配向劑〔K1〕變更為在實施合成例2得到的液晶配向劑〔K2〕以外，與實施例1同樣製作液晶晶胞、測定反應速度、觀察退火後的配向紊亂區域。使其結果表示於表1。

<實施例3>

使液晶配向劑〔K1〕變更為在實施合成例3得到的液晶配向劑〔K3〕以外，與實施例1同樣製作液晶晶胞、測定反應速度、觀察退火後的配向紊亂區域。使其結果表示於表1。

<比較例1>

使液晶配向劑〔K1〕變更為在比較合成例1得到的液晶配向劑〔L1〕以外，與實施例1同樣製作液晶晶胞、測定反應速度、觀察退火後的配向紊亂區域。使其結果表示於表1。

<比較例2>

使液晶配向劑〔K1〕變更為在比較合成例2得到的液晶配向劑〔L2〕以外，與實施例1同樣製作液晶晶胞，測定反應速度，觀察退火後的配向紊亂區域。使其結果表示於表1。

[反應速度特性]

將於液晶晶胞外加±5V的AC電壓、周波數1kHz的矩形波時之液晶面板的輝度的時間變化以示波器讀取。以不外加電壓時之輝度為0%、外加±5V的電壓、飽和之輝度值為100%，使輝度由10%~90%為止變化的時間為上升的反應速度。

反應速度的判定○：快(良好)×：慢(不良)

退火後之區域觀察結果

×：可觀察到多數區域

○：良好

◎：非常良好

如由表1可知，在實施例1，照射UV後的反應速度快、且退火後的區域觀察結果，亦有良好結果。另一方面在比較例1中，退火後的區域觀察結果為非常良好，但反應速度慢。在比較例2中，反應速度快，但退火後觀察到多數區域。更在實施例2、3中，照射UV後的反應速度快、且退火後的區域觀察結果亦表示非常良好的結果。

[產業上的利用可能性]

使用本發明的液晶配向劑而製作的液晶顯示元件，可提供在使用不添加聚合性化合物的液晶，與PSA方式同樣處理，使照射UV後之反應速度提高的方式之液晶顯示元件中，亦不降低垂直配向力，可形成照射UV後可提高反應速度的液晶配向膜之液晶配向劑、由該液晶配向劑得到的液晶配向膜、及具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。因此、以上述方法製造的TFT液晶顯示元件、TN液晶顯示元件、VA液晶顯示元件等為有用。

又、在2011年11月17日申請的日本專利申請2011-251377號說明書、申請專利範圍、及發明摘要的全內容在此引用，作為本發明說明書的揭示，且取用者。

Claims

一種液晶配向劑，其特徵係含有下述之聚矽氧烷(A)及下述之聚矽氧烷(B)，聚矽氧烷(A)：為使含有式(1)所表示之烷氧基矽烷及式(3)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷，R¹Si(OR²)₃ (1)(R¹表示下述式(2)之構造，R²表示碳數1~5之烷基) (式(2)中，Y¹為單鍵、-(CH₂)_a-(a為1~15之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-，Y²為單鍵、含有雙鍵之碳數3~8的直鏈狀或分枝狀的2價烴基、或(CR¹⁷R¹⁸)_b-(b為1~15之整數，R¹⁷、R¹⁸為各自獨立表示氫原子或碳數1~3之烷基)，Y³為單鍵、-(CH₂)_c-(c為1~15之整數)、-O-、-CH₂O-、-COO-或OCO-，Y⁴表示由苯環、環己基環、及雜環所成群中選擇之2價的環狀基，或具有類固醇骨架之碳數12~25之2價的有機基，此等的環狀基上之任意的氫原子可以碳數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、及氟原子所成群中選擇出者取代，Y⁵為苯環、環己基環及雜環所成群中選擇之2價的環狀基，且此等的環狀基上之任意的氫原子為可以碳數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取代，n為0~4之整數，Y⁶表示氫原子、碳數1~18之烷基、碳數1~18之含氟烷基、碳數1~18之烷氧基或碳數1~18之含氟烷氧基)R³Si(OR⁴)₃ (3)(R³為以丙烯酸基、丙烯醯氧基、甲基丙烯酸基、甲基丙烯醯氧基、或苯乙烯基取代之碳數5~10之烷基，R⁴表示碳數1~5之烷基)聚矽氧烷(B)：為使含有以式(5)表示之烷氧基矽烷50~100莫耳%之烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷Si(OR¹⁵)₄ (5)(R¹⁵表示碳數1~5之烷基)。
如請求項1記載之液晶配向劑，其中，聚矽氧烷(B)，為更且使含有式(3)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷。
如請求項1記載之液晶配向劑，其中，聚矽氧烷(B)，為更且使含有式(6)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷，R¹⁶Si(OR¹⁷)₃ (6)(R¹⁶為碳數1~5之烷基，R¹⁷表示碳數1~5之烷基)。
如請求項1記載之液晶配向劑，其中，聚矽氧烷(A)及聚矽氧烷(B)中至少一者，為更且使含有下述式(4)所表示之烷氧基矽烷的烷氧基矽烷水解．聚縮合得到之聚矽氧烷，(R¹³)_nSi(OR¹⁴)_4-n (4)(式(4)中、R¹³為可以氫原子、或雜原子、鹵原子、胺基、環氧丙氧基、巰基、異氰酸酯基、脲基取代之碳數1~10之烴基，R¹⁴為碳數1~5之烷基，n表示0~3之整數)。
如請求項1~4中任一項記載之液晶配向劑，其中，前述式(1)所表示之烷氧基矽烷，於聚矽氧烷(A)所使用之全烷氧基矽烷中，含有2~20莫耳%，且前述式(3)所表示之烷氧基矽烷，於聚矽氧烷(A)所使用之全烷氧基矽烷中，含有5~70莫耳%。
如請求項1~5中任一項記載之液晶配向劑，其中，更含有溶劑，且全聚矽氧烷之含有量以SiO₂換算，為0.5~15重量%。
一種液晶配向膜，其特徵係使請求項1~6中任一項記載之液晶配向劑塗佈於基板、乾燥、燒成而得到。
一種液晶顯示元件，其特徵係具有請求項7記載之液晶配向膜。
一種液晶顯示元件，其特徵係於以塗佈請求項1~6中任一項記載之液晶配向劑、燒成的2片基板夾持液晶之液晶晶胞，在外加電壓狀態下照射UV。
一種液晶顯示元件的製造方法，其特徵係於以塗佈請求項1~6中任一項記載之液晶配向劑、燒成的2片基板夾持液晶，在外加電壓狀態下照射UV。