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TWI838370B - 液晶調光元件 - Google Patents

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TWI838370B
TWI838370B TW108114733A TW108114733A TWI838370B TW I838370 B TWI838370 B TW I838370B TW 108114733 A TW108114733 A TW 108114733A TW 108114733 A TW108114733 A TW 108114733A TW I838370 B TWI838370 B TW I838370B
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Taiwan
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liquid crystal
group
carbon atoms
crystal alignment
component
Prior art date
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TW108114733A
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English (en)
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TW201945527A (zh
Inventor
鉄谷尚士
片山雅章
南悟志
後藤耕平
Original Assignee
日商日產化學股份有限公司
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Application filed by 日商日產化學股份有限公司 filed Critical 日商日產化學股份有限公司
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/12—Unsaturated polyimide precursors
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Abstract

本發明提供密封密著性優異，具備所欲電壓保持率(VHR)，且具有信賴性之液晶配向膜、形成該液晶配向膜之液晶配向劑、及具備該液晶配向膜之客主型液晶調光元件。 一種客主型液晶調光元件，其特徵為具備：具有透明電極之一對基板，與被前述一對基板所挾持之液晶層，前述液晶層包含主體液晶及二色性色素，前述基板為透明膜材，前述基板與液晶層接處之面具有液晶配向膜，且前述液晶配向膜係由含有下述(A)成分及(B)成分之液晶配向劑所得之液晶配向膜。 (A)成分：由包含具有下述式(N-1)所示基之二胺之至少1種之二胺成分與四羧酸二酐成分所得之聚醯胺酸之醯亞胺化聚合物。 (式中，R1 表示氫原子或甲基，R2 表示-CH2 -、-O-、 -O-CO-或伸苯基，R3 表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基，或碳數1~12之分枝狀烴基，R4 表示氫原子或甲基。＊表示鍵結處)。 (B)成分：具有2個以上環氧基之化合物。

Description

液晶調光元件
本發明關於使用膜基材之客主型液晶調光元件，及適宜於該液晶調光元件之液晶配向劑。
作為取代過往之窗簾或百葉窗者，已提出多數可因應從外部施加之電壓程度而可變性地控制光之穿透量或辨視性之電氣調光元件，而液晶調光元件也為其中之一。 尤其，使用膜基材之液晶調光元件在與玻璃基材之液晶調光元件相比，已知有較輕量性及形狀自由性優異，又，在既已設置之窗玻璃等上可從後方貼附等之優點。 已知有各種液晶元件之方式，其之一種如有使用將二色性色素混入主體液晶之客主型液晶之方式，也提出對膜基材適用客主型液晶之調光膜。(例如，參照專利文獻1)。
但，使用膜基材之液晶顯示元在從基材耐熱性之觀點，在元件之製造製程中則有在比使用玻璃基材之情況還要低溫之溫度下進行之必要。 又，使用二色性色素之客主型液晶仍有因二色性色素之影響而主體液晶材料所具有之電壓保持率特性大幅受損的課題。(例如，參照專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2017-21097號公報 [專利文獻2] 日本特開平9-40964號公報
[發明所欲解決之課題]
使用膜基材之液晶調光元件由於一般係以輥到輥(Roll to Roll)方式來製作，故液晶配向劑諸多係塗步於基材全表面，在此情況下使2枚基板接著之密封劑係塗布於液晶配向膜上。其後之密封劑之硬化一般係藉由紫外線及熱來進行，但為膜基材之情況，從耐熱性之觀點而有省略密封劑之熱硬化步驟，在較低溫度下實施硬化處理等情況，而仍有液晶配向膜與密封劑之密著強度不足的狀況。 並且，如前述般使用二色性色素之客主型液晶元件則有無法取得良好電壓保持率之問題。
基於上述原因，本發明之目的為在使用膜基材之客主型液晶調光元件中，同時改善液晶配向膜與密封劑之密著強度，與液晶顯示元件電壓保持率。 [用以解決課題之手段]
本發明係達成上述目的者，即一種客主型液晶調光元件，其特徵為具備設置有透明電極之一對基板，被前述一對基板所挾持之液晶層，且前述液晶層為包含主體液晶及二色性色素， 前述基板為透明膜材，在前述基板與液晶層接觸之面具有液晶配向膜，前述液晶配向膜係由含有下述(A)成分及(B)成分之液晶配向劑所得之液晶配向膜。 (A)成分：由二胺成分與四羧酸二酐成分所得之聚醯胺酸之醯亞胺化聚合物，且上述二胺成分包含具有下述式(N-1)所示基之二胺之至少1種。 (式中，R1 表示氫原子或甲基，R2 表示-CH2 -、-O-、 -O-CO-或伸苯基，R3 表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基，R4 表示氫原子或甲基。＊表示鍵結處)。 (B)成分：具有2個以上環氧基之化合物。 [發明之效果]
根據本發明，即使係在使用包含主體液晶及二色性色素之客主型液晶之情況，仍能提供取得之液晶配向膜之密封密著性優異，具備所欲之電壓保持率，且具有信賴性之液晶配向膜。 又，根據本發明，除了上述效果之外，也可提供形成該液晶配向膜之液晶配向劑，及具備該液晶配向膜之客主型液晶調光元件。 更進一步，根據本發明，加上上述效果，或除了上述效果之外，也能提供上述液晶配向膜之製造方法。
＜液晶配向劑＞ 本案發明使用之液晶配向劑含有(A)成分、及(B)成分。 ＜＜(A)成分＞＞ (A)成分為由二胺成分與四羧酸二酐成分所得之聚醯胺酸之醯亞胺化聚合物，且上述二胺成分包含具有下述式(N-1)所示基之二胺之至少1種。 (式中，R1 表示氫原子或甲基，R2 表示-CH2 -、-O-、 -O-CO-或伸苯基，R3 表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基、或碳數1~12之分枝狀烴基，R4 表示氫原子或甲基。＊表示鍵結處)。 [聚醯胺酸] 本發明之聚醯胺酸係可藉由使二胺化合物與四羧酸二酐反應而得。
＜二胺＞ 本發明之聚醯胺酸之聚合所使用之二胺係能以以下之式(1)表示。
上述式(1)中之A1 及A2 係各自獨立為氫原子、碳數1~5之烷基、碳數2~5之烯基、碳數2~5之炔基，Y1 為2價有機基。從液晶配向性之觀點，A1 及A2 係以氫原子或甲基為佳。
＜二胺A1＞ 本發明使用之二胺A1為具有下述式(N-1)所示基之二胺。 (式中，R1 表示氫原子或甲基，R2 表示-CH2 -、-O-、 -O-CO-或伸苯基，R3 表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基，R4 表示氫原子或甲基。＊表示鍵結處)。
更具體而言，二胺A1係在側鏈具有選自由甲基丙烯醯基、丙烯醯基、乙烯基、及被碳數1~12之烴基所取代之取代乙烯基及桂皮醯基所成群之至少一種之部分構造(p)。 作為前述部分構造(p)，以選自甲基丙烯醯基、丙烯醯基、乙烯基、及被碳數1~12之烴基所取代之取代乙烯基之至少1種為較佳，以選自下述式(1-1)~(1-4)所示構造之至少一種為更佳。
式中，R1 表示氫原子或甲基，R3 表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基，R4 表示氫原子或甲基。「＊1」表示鍵結處。 作為前述式(1-2)之R3 中之直鏈狀烴基，可舉出如烷基或烯基，以烷基為較佳。較佳係碳數1~3之烷基，以甲基為較佳。 作為前述式(1-2)之R3 中之分枝狀烴基，可舉出如分枝狀烷基、分枝狀烯基，以分枝狀烷基為佳。較佳係碳數3~4之分枝狀烷基，以i-異丙基、或2-甲基丙基、1-甲基丙基為較佳。
作為具有前述部分構造(p)之側鏈，可舉出例如下述式(b)所示者。 式中，R8 表示單鍵或-CH2 -、-O-、-COO-、-OCO-、 -NHCO-、-CONH-、-NH-、-NHC(=O)NH-、-CH2 O-、 -N(Ra )-(Ra 表示碳數1~12之直鏈狀烴基，或碳數1~12之分枝狀烴基)、-CON(CH3 )-、-N(CH3 )CO-之任一者，R9 表示單鍵，或，未取代或被氟原子取代之碳數1~20之伸烷基，該伸烷基中至少一個-CH2 CH2 -可被-CH=CH-取代，至少一個-CH2 -可被-CF2 -取代，以下記載之任一基在互不相鄰之情況，亦可被該等之基取代；-O-、-COO-、-OCO-、 -NHCO-、-CONH-、-NH-、二價碳環、二價雜環；R10 表示前述之部分構造(p)，「＊1」表示鍵結於聚合物主鏈之鍵結處。
R8 係能以通常之有機合成性手法來形成，從合成容易性之觀點，以-CH2 -、-O-、-COO-、-NHCO-、 -NH-、-CH2 O-、-N(Ra )-(Ra 表示碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基)為佳。 作為R9 之任意之可取代-CH2 -之二價碳環或二價雜環，具體地可舉出如從環己烷、苯、萘、雙環己烷、環己基苯、聯苯基、4‐環己基聯苯基、甾烷、吡啶、吡咯、嘧啶、噻吩、呋喃、咔唑、噁唑、1,3,5-三嗪等之化合物去除2個氫原子而成之基，但並不受限於該等。 R10 為前述之部分構造(p)，較佳範圍亦係如同前述。
作為在側鏈具有前述部分構造(p)之二胺(I)，可舉出例如以下之化合物(1-D)，但並非係受限此者。 Sp表示單鍵、-O-或-O-QT -O-(在此，QT 表示包含伸苯基或萘基之2價基)，m為0或1。R8 、R9 、R10 係與上述式(b)中之R8 、R9 、R10 同義。
作為在側鏈具有前述部分構造(p)之二胺A1之較佳態樣，可舉出如以下之化合物(1-D1)~(1-D4)。 式中之R8 、R9 及R10 之定義係與上述式(b)之R8 、R9 及R10 同義。
作為前述二胺A1，以下述式(1-D1-1)~(1-D1-8)為更佳。
式中，X1 及X2 係各自獨立表示單鍵，或，選自-O-、-COO-、-NHCO-、及-NH-之結合基，Y表示未取代或被氟原子取代之碳數1~20之伸烷基，Ra 、Rb 、Rc 係分別與前述式(1-2)中之R3 、R1 、R4 同義。Rd 表示碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基。
前述式(1-D1-1)係以下述式(1-D1-9)為更佳。 式中，n為1~20之整數，R1 表示氫原子或甲基。
作為前述二胺A1，以前述式(1-D1-5)或(1-D1-9)為更佳。 包含上述式(1-D1-5)~(1-D1-9)之二胺成分由於單體之柔軟性高，故交聯反應容易進行，而可使液晶配向膜之交聯度更加提升。
前述式(1-D1-5)中，Ra 之碳數係以6以下為佳，較佳為3以下，特佳之Ra 為氫原子。 前述式(1-D1-5)中，Rb 、Rc 係以氫原子為佳。 前述式(1-D1-5)中，Rd 係以碳數6以下之直鏈狀烴基或分枝狀之烴基為佳，較佳係碳數3以下之直鏈狀烴基或分枝狀烴基。 前述式(1-D1-5)中，2個胺基之較佳位置係相對於N-烯丙基而在苯環上之2,4之位置、2,5之位置或3,5之位置。
以下，將上述式(1-D1-5)所示之構造之二胺之具體例展示於式(1-D1-5b)~(1-D1-5g)，但並非受限於此。 上述二胺之中，亦以式(1-D1-5b)或式(1-D1-5c)為佳。
前述式(1-D1-9)中之n較佳係1~10之整數。將上述式(1-D1-9)所示之具體例展示於下述式(1-D1-9a)~(1-D1-9b)，但並非係受限於此。 尚且，上述二胺A1係可單獨使用該等中之1種或可將2種以上組合使用。
本發明在欲使其垂直配向之情況，可使用具有垂直配向性基之二胺。作為此種具有垂直配向性基之二胺A2，可舉出如國際公開公報WO2013/125595之段落[0033]~[0042]記載之式[2-1]~[2-31]所示之二胺等，相對於二胺成分全體，該等二胺係以作成5莫耳%以上為佳，以作成10莫耳%以上為較佳，以作成20莫耳%以上為更佳。從提高前述硬化速度之觀點，以90莫耳%以下為佳，以80莫耳%以下為較佳。較佳之二胺為選自下述式[2a-24]~[2a-33]之至少1種。
式(2a-32)中，相對於1個胺基為鄰位時，R1 係各自獨立表示選自由-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-COOCH2 -及 -CH2 OCO-所成群之至少1種之結合基，相對於2個胺基為間位時，R1 除了表示上述所示之結合基之外，尚可表示選自由-CONH-、-NHCO-、及-CH2 -所成群之至少1種之結合基，R2 係各自獨立表示碳數1~22之直鏈狀或分枝狀烷基、碳數1~22之直鏈狀或分枝狀烷氧基，Cy為選自4,4’-聯苯基二基、4,4’-苯基環己基、及4,4’-二環己基之基。
上述式中，R3 表示-O-或CH2 O-，Cy2 係與前述Cy同義，R7 係各自獨立表示碳數3~12之直鏈狀或分枝狀烷基，1,4-伸環已基之順-反異構係表示反式異構物。
作為本發明中能使用之垂直配向二胺之一個較佳態樣，可舉出如下述式[Sd-1]~式[Sd-4]所示之於側鏈具有烷基、含氟烷基之二胺。 式中，A1 係各自獨立表示碳數1~22之烷基或碳數1~22之含氟烷基。
作為本發明之聚合物所使用之二胺成分，相對於二胺成分全體，前述二胺A1之量係以10~100莫耳%為佳。 又，在欲使其垂直配向之情況，相對於二胺成分全體，以包含前述二胺A1 40~80莫耳%，且包含前述二胺A2 20~60莫耳%為更佳。
藉由作成包含前述聚合物之液晶配向劑，前述部分構造(p)彼此形成交聯構造。藉由此種作用而聚合物之膜密度提升，即使係在使用包含主體液晶及二色性色素之客主型液晶之情況，仍可取得密封密著性優異，具備所欲之電壓保持率(VHR)，且具有信賴性之液晶配向膜。
＜四羧酸二酐＞ 作為四羧酸二酐，可舉出如例如，脂肪族四羧酸二酐、脂環式四羧酸二酐等。作為該等之具體例，分別可舉出如以下之[1]~[5]之群者等。
[1] 作為脂肪族四羧酸二酐，例如1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等； [2] 作為脂環式四羧酸二酐，例如下述式(X1-1)~(X1-13)(式(X1-1)~(X1-4)中，R3 ~R23 係各自獨立為氫原子、鹵素原子、碳數1~6之烷基、碳數2~6之烯基、碳數2~6之炔基、含氟原子之碳數1~6之1價有機基、或苯基，可為相同亦可為相異， 前述式中，RM 為氫原子或甲基，Xa為下述式(Xa-1)~(Xa-7)所示之4價有機基)等之酸二酐；
[3] 1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氫呋喃-2’,5’-二酮)、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降莰烷-2：3,5：6-二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6 ]十一烷-3,5,8,10-四酮等。
其中，作為四羧酸二酐，亦以使用包含選自下述之至少一種之四羧酸二酐之成分為佳。
尚且，上述四羧酸二酐係可單獨使用1種，或可將2種以上組合使用。 尚且，藉由作成包含前述聚合物之液晶配向劑，即使使用包含主體液晶及二色性色素之客主型液晶之情況，仍可取得密封密著性優異，具備所欲之電壓保持率(VHR)，且具有信賴性之液晶配向膜。
＜聚醯胺酸＞ 本發明所使用之聚醯亞胺前驅物即聚醯胺酸係藉由以下所示之方法進行合成。 具體而言，可藉由使四羧酸二酐成分與二胺成分在有機溶劑之存在下，在-20℃~150℃，較佳在0℃~50℃中，進行反應30分鐘~24小時，較佳反應1~12小時來合成。 上述反應使用之有機溶劑在單體及聚合物之溶解性之觀點，以N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯為佳，該等係可使用1種或可將2種以上混合使用。聚合物之濃度在從聚合物不易引起析出，且容易取得高分子量體之觀點，以1~30質量%為佳，以5~20質量%為較佳。
藉由上述操作而得之聚醯胺酸係藉由良好地攪拌反應溶液並同時注入貧溶劑，而使聚合物析出來回收。又，進行數次析出，並以貧溶劑洗淨後，藉由常溫或加熱乾燥而可取得經純化之聚醯胺酸之粉末。貧溶劑並無特別限定，可舉出如水、甲醇、乙醇、己烷、丁基溶纖劑、丙酮、甲苯等。
＜聚醯亞胺＞ 本發明使用之聚醯亞胺係可藉由將聚醯亞胺前驅物即前述聚醯胺酸酯或聚醯胺酸予以醯亞胺化來製造。從聚醯胺酸酯製造聚醯亞胺時，以對前述聚醯胺酸酯溶液，或使聚醯胺酸酯樹脂粉末溶解於有機溶劑而得之聚醯胺酸酯溶液添加鹼性觸媒之化學性醯亞胺化為簡便者。化學性醯亞胺化由於係在較低溫下進行醯亞胺化反應，且在醯亞胺化之過程中不易引起聚合物之分子量降低而為佳。
化學的醯亞胺化係可藉由在有機溶劑中鹼性觸媒存在下攪拌欲使其醯亞胺化之聚醯胺酸酯來進行。作為有機溶劑，可使用前述之聚合反應時所使用之溶劑。作為鹼性觸媒，可舉出如吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺等。其中，由於三乙基胺具有使反應進行之充分鹼性而為佳。
進行醯亞胺化反應時之溫度為-20℃~140，較佳為0℃~100℃，反應時間係能進行1~100小時。鹼性觸媒之量為醯胺酸酯基之0.5~30莫耳倍，較佳為2~20莫耳倍。取得之聚合物之醯亞胺化率係可藉由調節觸媒量、溫度、反應時間來進行控制。醯亞胺化反應後之溶液中由於會殘留經添加之觸媒等，故以藉由以下所述之手段，回收取得之醯亞胺化聚合物，並以有機溶劑進行再溶解，而作成本發明之液晶配向處理劑為佳。
從聚醯胺酸製造聚醯亞胺時，以對藉由二胺成分與四羧酸二酐之反應所得之前述聚醯胺酸之溶液添加觸媒之化學性醯亞胺化為簡便者。化學性醯亞胺化由於係在較低溫下進行醯亞胺化反應，且在醯亞胺化之過程中不易引起聚合物之分子量降低而為佳。 化學的醯亞胺化係藉由在有機溶劑中鹼性觸媒與酸酐之存在下攪拌欲使其醯亞胺化之聚合物來進行。作為有機溶劑，可使用前述之聚合反應時所使用之溶劑。作為鹼性觸媒，可舉出如吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺等。其中，由於吡啶具有使反應進行之適度鹼性而為佳。又，作為酸酐，可舉出如無水乙酸、無水偏苯三甲酸、無水苯均四酸等，其中由於在使用無水乙酸時反應結束後之純化會變得容易而為佳。
進行醯亞胺化反應時之溫度為-20℃~140℃，較佳為0℃~100℃，反應時間係可進行1~100小時。鹼性觸媒之量為醯胺酸基之0.5~30莫耳倍，較佳為2~20莫耳倍，酸酐之量為醯胺酸基之1~50莫耳倍，較佳為3~30莫耳倍。取得之聚合物之醯亞胺化率係可藉由調節觸媒量、溫度、反應時間來進行控制。
聚醯胺酸酯或聚醯胺酸之醯亞胺化反應後之溶液由於會殘留經添加之觸媒等，故以藉由以下所述之手段，回收取得之醯亞胺化聚合物，並以有機溶劑進行再溶解，而作成本發明之液晶配向處理劑為佳。 藉由上述操作而得之聚醯亞胺之溶液係可藉由良好地攪拌並同時注入貧溶劑而使聚合物析出。進行數次析出，並以貧溶劑洗淨後，進行常溫或加熱乾燥，而可取得經純化之聚醯胺酸酯之粉末。 前述貧溶劑並無特別限定，可舉出如甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纖劑、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯等。
本發明所使用之聚醯胺酸及聚醯亞胺之分子量係以重量平均分子量(以下，亦稱為Mw)在2,000~ 500,000為佳，較佳為5,000~300,000，更佳為10,000~ 100,000。又，數平均分子量(以下，亦稱為Mn)係以1,000~ 250,000為佳，較佳為2,500~150,000，更佳為5,000~50,000。
將液晶配向劑之總量設成100質量%時，(A)成分為1~15質量%，以1~8質量%為佳，較佳以1.5~7質量%為宜。
＜(B)成分＞ (B)成分為具有2個以上環氧基之化合物。作為(B)成分，以下述式(N-2)所示之化合物為佳。 式(N-2)中，R11 及R12 係各自獨立表示碳數1~10之直鏈或分枝狀之伸烷基，或碳數3~10之環伸烷基。 該伸烷基及／或該環伸烷基亦可具有選自由醚、及3級胺所成群之至少1種之基。又，該伸烷基亦可為飽和或不飽和之伸烷基。
R11 及R12 宜為碳數1~10，較佳係1~5之直鏈狀伸烷基，以碳數1~2之飽和之直鏈狀伸烷基為特佳。 R13 及R14 係各自獨立表示氫原子或碳數1~20之直鏈或分枝狀之烷基。 該烷基亦可具有選自由醚及3級胺所成群之至少1種基。又，該烷基亦可為飽和或不飽和之烷基。
R13 及R14 宜為氫原子或碳數1~2之烷基，較佳為氫原子。R15 表示z價之碳數1~24之脂肪族烴基，或z價之碳數3~24之脂環式烴基。 該脂肪族烴基中之碳-碳鍵之間亦可插入碳數3~12之環烷基、碳數5~12之芳香族烴基、(硫)醚、羰基、第3級胺之任一者，該脂肪族烴基亦可具有選自環氧基、鹵素之1種基。 該脂環式烴基中之碳-碳鍵之間亦可插入(硫)醚、羰基、第3級胺之任一者，不構成環之單鍵之一亦可被碳數1~12之伸烷基所取代； z為1~6之整數，較佳為1~4。
作為R15 之碳數3~12之環烷基，可舉出如從環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、環己烯、降莰烷、金剛烷之任一者去除z-1個氫原子之基。 作為R15 之碳數5~12之芳香族烴基，可舉出如從苯、聯苯基、吡啶、吡嗪、萘、呋喃、咪唑、噁唑、噻唑、呋喃之任一者去除z-1個氫原子之基。
作為R15 之碳數1~12之伸烷基，可舉出如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一基、伸十二基、伸乙烯基、伸丙烯基、伸丁烯基、伸戊烯基、伸乙炔基、伸丙炔基等。
z為1，R15 為1價之碳數1~24之脂肪族烴基時，作為R15 ，可舉出如碳數1~24之烷基、碳數2~24之烯基、碳數2~24之炔基等。 z為2以上，R15 為2價以上之碳數1~24之脂肪族烴基時，作為R15 ，可舉出如從前述1價之碳數1~24之脂肪族烴基去除z-1個氫原子而變成鍵結處者。 z為1，R15 為1價之碳數3~24之脂環式烴基時，作為R15 ，可舉出如環烷基、環十氫萘基、金剛烷基等之1價基。 z為2以上，R15 為2價以上之脂環式烴基時，作為R15 ，可舉出如從前述1價之碳數3~24之脂環式烴基去除z-1個氫原子而變成鍵結處者。
作為式(N-2)所示之化合物，以下述式(N-2-1)至(N-2-4)所示之環氧化合物為佳。 (N-2-1)至(N-2-4)中，X表示單鍵、亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、或六亞甲基。Y表示亞甲基、伸乙基、三亞甲基 、伸乙烯基、氧基、或硫基。Z表示環戊烷二基、環己烷二基、或降莰烷二基。
作為式(N-2)所示之化合物，以下述式(N-3-1)~(N-3-4)、1,3-雙(二環氧丙基胺基甲基)環己烷、1,4-雙(二環氧丙基胺基甲基)環己烷、2,5-雙(二環氧丙基胺基甲基)降莰烷、或2,6-雙(二環氧丙基胺基甲基)降莰烷為佳。
本案發明所使用之液晶配向劑中，(B)成分之含量係相對於(A)成分100質量%宜為1~30質量%，以為2~20質量%為佳，較佳為2~15質量%，更佳為2~10質量%。
＜＜(A)成分及(B)成分以外之成分＞＞ 本案發明使用之液晶配向劑係可適宜任意地含有上述之(A)成分及(B)成分以外之成分。 可舉出例如，N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯、1,3-二甲基咪唑啉酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、乙醇、異丙基醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁基醇、tert-丁基醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊基醇、tert-戊基醇、3-甲基-2-丁醇、新戊基醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、環己醇、1-甲基環己醇、2-甲基環己醇、3-甲基環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、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、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-已二醇、二丙基醚、二丁基醚、二己基醚、二噁烷、1,2-丁氧基乙烷、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、2-庚酮、4-庚酮、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、二乙二醇、丙二醇、1-(丁氧基乙氧基)丙醇、二丙二醇、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、三丙二醇單甲基醚、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸n-丙酯、乳酸n-丁酯或乳酸異戊酯、下述構造之有機溶劑，但並不受限於該等。
其中，從取得性與實用性之觀點，以a-22、a-13~a-21、a-24、a-26、a-27、a-31、a-34、a-37或a-38為佳，以a-22或a-37為較佳。
＜其他交聯性化合物＞ 作為(A)成分及(B)成分以外之成分，可舉出如交聯性化合物。 作為該交聯性化合物，可舉出例如，具有環氧基、異氰酸酯基、環氧丙烷(oxetane)基或環碳酸酯基之交聯性化合物，具有選自由羥基、羥基烷基及低級烷氧基烷基所成群之至少1種取代基之交聯性化合物，或具有聚合性不飽和鍵之交聯性化合物，但不受限於此等。尚且，宜在交聯性化合物中具有2個以上該等取代基或聚合性不飽和鍵。
作為具有環氧基或異氰酸酯基之交聯性化合物，可舉出例如，雙酚丙酮環氧丙基醚、苯酚酚醛環氧樹脂、甲酚酚醛環氧樹脂、三環氧丙基異三聚氰酸酯、四環氧丙基胺基二伸苯基、四苯基環氧丙基醚乙烷、三苯基環氧丙基醚乙烷、雙酚六氟乙醯二環氧丙基醚、1,3-雙(1-(2,3-環氧基丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-雙(2,3-環氧基丙氧基)八氟聯苯基、三環氧丙基-p-胺基酚、2-(4-(2,3-環氧基丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-雙(4-(2,3-環氧基丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷或1,3-雙(4-(1-(4-(2,3-環氧基丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-環氧基丙氧基)苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。
具有環氧丙烷基之交聯性化合物為具有至少2個下述式[4A]所示之環氧丙烷基之化合物。 具體而言，可舉出如國際公開公報WO2011/132751號第58~59頁記載之式[4a]~式[4k]所示之交聯性化合物。
作為具有環碳酸酯基之交聯性化合物，為具有至少2個下述式[5A]所示之環碳酸酯基之交聯性化合物。 具體而言，可舉出如國際公開公報WO2012/014898號第76~82頁記載之式[5-1]~式[5-42]所示之交聯性化合物。
作為具有選自由羥基及烷氧基所成群之至少1種取代基之交聯性化合物，例如，具有羥基或烷氧基之胺基樹脂，可舉出例如，三聚氰胺樹脂、脲樹脂、胍胺樹脂、乙炔脲-甲醛樹脂、琥珀醯基醯胺-甲醛樹脂或伸乙基脲-甲醛樹脂等。具體而言，可使用如胺基之氫原子被羥甲基或烷氧基甲基或其兩者所取代之三聚氰胺衍生物、苯胍胺衍生物、或乙炔脲。該三聚氰胺衍生物或苯胍胺衍生物係也能存在作為2聚物或3聚物。該等係以每1個三嗪環具有平均3個以上6個以下之羥甲基或烷氧基甲基者為佳。
作為上述之三聚氰胺衍生物或苯胍胺衍生物之例，可舉出如市售品之三嗪環每1個被平均3.7個甲氧基甲基取代之MX-750、三嗪環每1個被平均5.8個甲氧基甲基取代之MW-30(以上，三和化學公司製)或Cymel 300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等之甲氧基甲基化三聚氰胺，Cymel 235、236、238、212、253、254等之甲氧基甲基化丁氧基甲基化三聚氰胺，Cymel 506、508等之丁氧基甲基化三聚氰胺、如Cymel 1141之含羧基之甲氧基甲基化異丁氧基甲基化三聚氰胺、如Cymel 1123之甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯胍胺、如Cymel1123-10之甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯胍胺、如Cymel 1128之丁氧基甲基化苯胍胺、如Cymel1125-80之含羧基之甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯胍胺(以上，三井氰胺公司製)。又，作為乙炔脲之例，可舉出如Cymel 1170之丁氧基甲基化乙炔脲、如Cymel 1172之羥甲基化乙炔脲等，如Powderlink 1174之甲氧基羥甲基化乙炔脲等。
作為具有羥基或烷氧基之苯或酚性化合物，可舉出例如，1,3,5-參(甲氧基甲基)苯、1,2,4-參(異丙氧基甲基)苯、1,4-雙(sec-丁氧基甲基)苯或2,6-二羥基甲基-p-tert-丁基酚。 更具體而言，可舉出如國際公開公報WO2011/132751號第62~66頁記載之式[6-1]~式[6-48]之交聯性化合物。
作為具有聚合性不飽和鍵之交聯性化合物，可舉出例如，三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯醯氧基乙氧基三羥甲基丙烷或丙三醇聚環氧丙基醚聚(甲基)丙烯酸酯等之分子內具有3個聚合性不飽和基之交聯性化合物，以及，乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷雙酚A型二(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷雙酚型二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二環氧丙基醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二環氧丙基醚二(甲基)丙烯酸酯、酞酸二環氧丙基酯二(甲基)丙烯酸酯或羥基叔戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等之分子內具有2個聚合性不飽和基之交聯性化合物，此外尚可舉出如，2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基-2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基-2-羥基丙基酞酸酯、3-氯-2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、丙三醇單(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基磷酸酯或N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等之分子內具有1個聚合性不飽和基之交聯性化合物等。
更進一步，也使用下述式[7A]所示之化合物。 式[7A]中，E1 表示選自由環己烷環、雙環己烷環、苯環、聯苯基環、三聯苯基環、萘環、茀環、蒽環或菲環所成群之基，E2 表示選自下述式[7a]或式[7b]之基，n表示1~4之整數。
上述僅為交聯性化合物之一例，且並係受到該等所限定者。又，本發明之液晶配向劑所使用之交聯性化合物係可為1種類，亦可組合2種類以上。
本發明之液晶配向劑中之交聯性化合物之含量在相對於全部聚合物成分100質量份而言，以0.1~150質量份為佳。其中，為了使交聯反應進行且展現目的之效果，相對於全部聚合物成分100質量份，以0.1~100質量份為佳。較佳為1~50質量份。
＜其他任意成分＞ 本發明之液晶配向劑可使用為了使在塗佈液晶配向劑後之液晶配向膜之膜厚之均勻性或表面平滑性提升用之化合物。 作為使液晶配向膜之膜厚之均勻性或表面平滑性提升用之化合物，可舉出如氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、非離子系界面活性劑等。該等之具體例係可舉出如國際公開公報WO2016/047771之段落[0117]之界面活性劑。更具體地可舉出例如，Eftop EF301、EF303、EF352 (以上，Tohkem Products公司製)、Megafac F171、F173、R-30(以上，大日本油墨公司製)、Fluorad FC430、FC431 (以上，住友3M公司製)、Asahiguard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上，旭硝子公司製)等。 相對於液晶配向劑所含有之全部聚合物成分100質量份，界面活性劑之使用量係以0.01~2質量份為佳，較佳為0.01~1質量份。
並且，液晶配向劑中也可添加作為促進液晶配向膜中之電荷移動而促進元件之電荷流失之化合物，如國際公開公報WO2011/132751號第69~73頁記載之式[M1]~式[M156]所示之含氮雜環胺化合物。該胺化合物係直接添加於液晶配向劑亦無妨，以作成濃度0.1~10質量%，較佳係1~7質量%之溶液後再添加為佳。該溶劑只要係會使特定聚合物(A)溶解，即無特別限定。
本發明之液晶配向劑中，除了可添加上述之貧溶劑、交聯性化合物、樹脂被膜或使液晶配向膜之膜厚均勻性或表面平滑性提升用之化合物及促進電荷流失之化合物之外，亦可添加本發明記載之聚合物以外之聚合物、以提升配向膜與基板之密著性為目的之矽烷耦合劑，以及在燒成塗膜之際使聚醯亞胺前驅物藉由加熱之醯亞胺化有效進行為目的之醯亞胺化促進劑等。
本案之液晶配向劑具有含有上述之(A)成分及(B)成分之溶液形態。 本發明所使用之液晶配向劑之聚合物之濃度可係根據形成之塗膜厚度之設定而適宜變更，從形成均勻且無缺陷之塗膜之觀點，以1質量%以上為佳，從溶液保存安定性之觀點，以作成10質量%以下為佳。
本案之液晶配向劑係可根據形成之塗膜厚度之設定而適宜變更固體成分濃度(液晶配向劑之溶劑以外之成分之合計質量在液晶配向劑之總質量中所占之比例)，從形成均勻且無缺陷之塗膜之觀點，以1質量%以上為佳，從溶液保存安定性之觀點，以作成10質量%以下為佳。
特佳之固體成分濃度之範圍係根據將液晶配向劑塗布於基板上之方法而不同。例如在使用旋塗法之情況，聚合物之濃度係以在1.5~4.5質量%之範圍為特佳。在使用印刷法之情況，將固體成分濃度作成3~9質量%之範圍，並因此將溶液黏度作成12~50mPa･s之範圍為特佳。在使用噴墨法之情況，將固體成分濃度作成1~5質量%之範圍，並因此將溶液黏度作成3~15mPa･s之範圍為特佳。
本案之(A)成分之聚合物之分子量以Mw計係宜係以2,000~500,000為佳，較佳為5,000~300,000，更佳為10,000~100,000。又，Mn宜係以1,000~250,000為佳，較佳為2,500~150,000，更佳為5,000~50,000。
根據本發明之另一態樣，提供一種使用本發明之液晶配向劑所形成之液晶配向膜。 又根據本發明之其他另一態樣，提供一種液晶配向膜之製造方法，其係包含：將本發明之液晶配向劑塗佈基板上而形成塗膜之步驟，及，在前述塗膜未與液晶層接觸之狀態下或在與液晶層接觸之狀態下對前述塗膜進行光照射之步驟。 更進一步，根據本發明之其他另一態樣，提供一種液晶調光元件，其係具備：本發明之液晶配向膜，或藉由本發明之前述製造方法而得知液晶配向膜。以下展示詳細內容。
＜液晶配向膜･液晶調光元件＞ 藉由使用上述液晶配向劑，而可製造液晶配向膜。又，本發明之液晶調光元件具備使用上述液晶配向劑所形成之液晶配向膜。本發明之液晶調光元件之動作模式係可適用例如TN(扭轉向列(Twisted Nematic)型、STN型、垂直配向型(包括VA-MVA型、VA-PVA型等)等各種動作模式。
本發明之液晶調光元件係可藉由例如包含以下步驟(1-1)~(1-3)之步驟進行製造。 [步驟(1-1)：塗膜之形成] 首先，在基板上塗布本發明之液晶配向劑，其次藉由加熱塗布面而在基板上形成塗膜。 在製造例如TN型、STN型或VA型之液晶調光元件的情況，首先，將設有已圖型化之透明導電膜之基板二枚當作一對，在其之各透明性導電膜形成面上，較佳係藉由平板印刷法、旋轉塗佈法、輥塗法或噴墨印刷法來分別塗布上述調製之液晶配向劑。作為基板，可使用例如浮法玻璃、鈉玻璃等之玻璃；由聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚(脂環式烯烴)等之塑料所構成之透明基板。作為設置於基板之一面上之透明導電膜，可使用如由氧化錫(SnO2 )所構成之NESA膜(美國PPG公司註冊商標)，由氧化銦-氧化錫(In2 O3 -SnO2 )所構成之ITO膜等。
為了取得已圖型化之透明導電膜，可使用例如在形成無圖型透明導電膜後，藉由光･蝕刻而形成圖型之方法；在形成透明導電膜之際使用具有所欲圖型之遮罩之方法等。在塗布液晶配向劑之塗布，為了使基板表面及透明導電膜與塗膜之接著性更加良好，亦可先行對基板表面之中形成塗膜之面施加預先塗布官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等之前處理。
在塗布液晶配向劑後，以防止經塗布之液晶配向劑之液滴落下等之目的，較佳實施預備加熱(預烘烤(pre-bake))。預烘烤溫度係以30~200℃為佳，較佳為40~ 150℃，特佳為40~100℃。預烘烤時間係以0.25~10分鐘為佳，較佳為0.5~5分鐘。其後，完全去除溶劑，因應必要實施以使存在於聚合物之醯胺酸構造進行熱醯亞胺化為目的之燒成(後烘烤)步驟。此時之燒成溫度(後烘烤溫度)係以80~300℃為佳，較佳為120~250℃。後烘烤時間係以5~200分鐘為佳，較佳為10~100分鐘。藉此操作所形成之膜之膜厚係以0.001~1μm為佳，較佳為0.005~0.5μm。
[步驟(1-2)：配向能賦予處理] 在製造TN型、STN型液晶調光元件之情況，實施對上述步驟(1-1)所形成之塗膜賦予液晶配向能之處理。藉此，液晶分子之配向能被賦予至塗膜而成為液晶配向膜。作為配向能賦予處理，可舉出例如使用將捲繞有由尼龍、嫘縈、棉花等之纖維所構成之布之輥，將塗膜朝固定方向進行摩擦之摩擦處理，對塗膜照射偏光或非偏光之放射線之光配向處理等。另一方面，在製造VA型液晶調光元件之情況，可直接將上述步驟(1-1)所形成之塗膜直接使用作為液晶配向膜，也可對該塗膜施加配向能賦予處理。
藉由光配向處理而對塗膜賦予液晶配向能之情況，作為照射於塗膜之放射線，可使用例如包含150~ 800nm波長之光之紫外線及可見光線。放射線為偏光時，可為直線偏光亦可為部分偏光。又，所使用之放射線為直線偏光或部分偏光時，照射係可從對基板面為垂直之方向進行，亦可從斜面方向進行，或亦可組合該等來進行。在照射非偏光之放射線時，照射方向係作成斜面方向。 作為使用之光源，可使用例如低壓水銀燈、高壓水銀燈、氘燈、金屬鹵素燈、氬共振燈、氙氣燈、準分子雷射等。較佳之波長區域之紫外線係可藉由將光源與例如過濾器、衍射光栅等併用之手段等來取得。放射線之照射量係以10~5,000mJ/cm2 為佳，較佳為30~2,000mJ/cm2 。
又，為了提高反應性，亦可加溫塗布並同時進行塗膜之光照射。加溫時之溫度通常為30~250℃，以40~200℃為佳，較佳為50~150℃。 又，在使用包含150~800nm波長之光之紫外線時，可直接將上述步驟所得之光照射膜使用作為液晶配向膜，並亦可燒成該光照射膜。此時之燒成溫度係以80~300℃為佳，較佳為120~250℃。燒成時間係以5~200分鐘為佳，較佳為10~100分鐘。在此之光配向處理係該當於在未與液晶層接觸之狀態下之光照射處理。
尚且，亦可實施藉由對摩擦處理後之液晶配向膜更加對液晶配向膜之一部分照射紫外線，而使液晶配向膜之一部分區域之預傾角變化之處理，或，在液晶配向膜表面之一部分形成阻劑膜後，在與先前之摩擦處理相異之方向進行摩擦處理後去除阻劑膜之處理，而使液晶配向膜之個別領域具有相異之液晶配向能。於此情況，能改善取得之液晶調光元件之視域特性。
[步驟(1-3)：液晶單元之構築] 如上述操作準備2枚已形成液晶配向膜之基板，藉由在經對向配置之2枚基板間配置液晶而製造出液晶單元。製造液晶單元之方法可舉出例如以下之2種方法。第一方法為過往已知之方法。首先，以使個別之液晶配向膜成為對向之方式隔著間隙(單元間隙(cell gap))來對向配置2枚基板，使用密封劑來貼合2枚基板之周邊部，對被基板表面及密封劑所隔開之單元間隙內注入填充液晶後，藉由密封注入孔而製造出液晶單元。第二方法係稱為ODF(一滴填充(One Drop Fill))方式之手法。在已形成液晶配向膜之2枚基板之中之一者之基板上之規定場所塗布例如紫外光硬化性之密封劑，並且在液晶配向膜面上之規定之數個場所滴下液晶後，使液晶配向膜成為對向之方式來貼合另一之基板，並同時將液晶壓向基板之全表面使其展開，其次藉由對基板之全表面照射紫外光使密封劑硬化，而製造出液晶單元。即使在使用任一方法之情況下，皆係以對藉由上述操作所製造之液晶單元，進一步加熱所使用之液晶至成為均質相之溫度後，藉由徐冷至室溫，而去除液晶填充時之流動配向為理想。
作為密封劑，可使用例如含有硬化劑及作為間隔器之氧化鋁球之環氧樹脂等。 作為液晶，可舉出如向列液晶、層列液晶等，其中亦以向列液晶為佳。可使用例如，希夫鹼系、氧化偶氮系、聯苯基系、苯基環己烷系、酯系、三聯苯基系、聯苯基環己烷系、嘧啶系、二噁烷系、聯環辛烷系、立方烷系等。又，亦可對該等液晶添加例如，氯化膽固醇、壬酸膽固醇基酯、碳酸膽固醇基酯等之扭層液晶；販售作為「C-15」、「CB-15」(默克公司商品名製)之手性劑；p-癸氧基亞苄基-p-胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等之強介電性液晶等來使用。
本發明所使用之客主型液晶係上述液晶追加包含有異向性染料者。用語「染料」係可意指可在可見光區域，例如，400nm至700nm波長範圍內至少一部分或全體範圍內之光集中地吸收或變形之物質，用語「異向性染料」係可意指在前述可見光領域之至少一部分或全體範圍下能達成光之異向性吸收之物質。通過使用如前述之染料而可調節液晶單元之色感。異向性染料之種類並無特別限制，可使用例如，黑色染料(black dye)或彩色染料(color dye)。異向性染料對液晶之比例只要係不損及作為目的物性之範圍內皆可適宜選擇。例如，相對於液晶化合物100質量份，在0.01~5質量份之比例下包含異向性染料，但前述之比例係可根據必要變更成適合範圍。
且，藉由在液晶單元之外側表面貼合偏光板，而可取得液晶調光元件。作為貼合在液晶單元之外表面上之偏光板，可舉出如使用乙酸纖維素保護膜夾住使聚乙烯醇延伸配向並同時吸收有碘之被稱為「H膜」之偏光膜而成之偏光板，或由H膜自身所構成之偏光板。
如上述之操作，藉由使用本發明之液晶配向劑，即使係在使用包含主體液晶及二色性色素之客主型液晶之情況，仍可取得電壓保持率成為所欲之值，密封密著性優異，且具有信賴性之液晶配向膜。 [實施例]
以下例舉實施例，更加詳細說明本發明，但本發明並非係解釋成受限於該等者。尚且，以下所使用之化合物之略稱等之意義係如以下所述。 (四羧酸二酐) CA-1：1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐 CA-2：雙環[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐 (二胺化合物) DA-1：3-胺基苄基胺 DA-2：N,N-二烯丙基-2,4-二胺基苯胺 DA-3：下述式DA-3所示之二胺 DA-4：1,3-二胺基-4-{4-[反-4-(反-4-n-戊基環己基)環己基]苯氧基}苯
實施例與比較例中所使用之(B)成分之構造係如以下所示。
(有機溶劑) GBL：γ-丁基內酯、 PGME：丙二醇單甲基醚
(分子量測量) 聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之Mn及Mw係使用常溫凝膠滲透層析(GPC)裝置(GPC-101)(昭和電工公司製)、管柱(KD-803、KD-805)(Shodex公司製)，藉由以下操作進行測量。 管柱溫度：50℃ 溶析液：N,N’-二甲基甲醯胺(作為添加劑之溴化鋰-水合物(LiBr・H2 O)為30mmol/L(公升)、磷酸･無水結晶(o-磷酸)為30mmol/L、四氫呋喃(THF)為10ml/L) 流速：1.0ml/分 檢量線作成用標準試樣：TSK標準聚環氧乙烷(分子量約900,000、150,000、100,000、30,000)(東曹公司製)及聚乙二醇(分子量約12,000、4,000、1,000)(聚合物研究室公司製)。
(醯亞胺化率之測量) 將聚醯亞胺粉末20mg放入NMR試樣管(NMR取樣管標準ϕ5(草野科學公司製))，添加氘化二甲亞碸(DMSO-d6，0.05質量%TMS(四甲基矽烷)混合品)0.53ml，施加超音波使其完全溶解。對該溶液使用NMR測量機(JNW-ECA500) (日本電子資料公司製)測量500MHz之質子NMR。醯亞胺化率係將源自在醯亞胺化前後皆未變化之構造之質子決定當作基準質子，使用該質子之峰值累積值，與源自在9.5至10.0ppm附近出現之醯胺酸之NH基之質子峰值累積，藉由以下之式而求出者。 醯亞胺化率(%)=(1-α･x/y)×100 上述式中，x為源自醯胺酸之NH基之質子峰值累積值、y為基準質子之峰值累積值、α為聚醯胺酸(醯亞胺化率為0%)之情況下基準質子對醯胺酸之NH基質子1個之個數比例。
＜黏度測量＞ 聚醯胺酸溶液等之黏度係使用E型黏度計TVE-22H(東機產業公司製)，利用試樣量1.1mL，錐形轉子TE-1 (1°34’、R24)在溫度25℃下進行測量。
「液晶單元之製作」 將液晶配向處理劑旋轉塗布於附30mm×40mm ITO電極之基板之ITO面，在加熱板上以60℃加熱處理5分鐘，在熱循環型無塵烤箱中以220℃加熱處理30分鐘，而取得附膜厚100nm聚醯亞胺液晶配向膜之ITO基板。使用嫘縈布以輥徑120mm之摩擦裝置，在輥旋轉數1000rpm、輥行進速度50mm/sec、及壓入量0.2mm之條件下，對該ITO基板之塗膜面進行摩擦處理。 準備2枚取得之附液晶配向膜之ITO基板，使液晶配向膜面成為內側之方式，夾住間隔器徑為4μm之珠粒間隔器並予以組合，以密封劑接著周圍而製作出空單元。將相對於MLC-6608(日本默克公司製)100質量%混合有下述式所示之色素化合物蘇丹藍II(Aldrich公司製)0.4質量%之液晶藉由減壓注入法注入於該空單元後，密封注入口而取得液晶單元。
「電特性之評價」 在60℃下保管上述之「液晶單元之製作」取得之液晶單元72小時後，在60℃之溫度下施加1V之電壓60μm，並測量50ms後之電壓，並將電壓能保持多久計算作為電壓保持率(VHR)。尚且，電壓測量係使用電壓保持率測量裝置(東陽科技公司製、VHR-1)，在Voltage(施加電壓)：±1V、Pulse Width(施加脈衝)：60μs、及Frame Period(訊框周期)：50ms之設定下實施。
＜接著性評價試樣之製作＞ 使用孔徑1.0μm之過濾器將液晶配向處理劑過濾後，旋轉塗布於附透明電極之玻璃基板上，在60℃之加熱板上乾燥1分鐘後，以120℃燒成5分鐘而取得膜厚100nm之塗膜。準備藉此操作而得之2枚基板，在一個基板之液晶配向膜面上散布直徑4μm珠粒間隔器(日揮觸媒化成公司製，真絲球，SW-D1)後，滴下UV(紫外線)硬化型接著劑。 其次，以使另一個基板之液晶配向膜面朝向內側，基板之重疊寬度成為0.5cm之方式來進行貼合。此時，以使貼合後之密封劑之直徑為約3mm之方式來調整密封劑之滴下量。以夾具固定貼合後之2枚基板後，使用波長325nm以下之截止濾波器照射波長365nm之UV 1.0J而製作出接著性評價用之試樣。並且，在120℃下使其熱硬化1小時，而製作出接著性評價用之試樣，實施已照射UV之試樣與已進行UV及熱硬化雙方之試樣之比較。
＜接著力之測量＞ 使用桌上形精密萬能試驗機(島津製作所公司製EZ-SX)，將上述製作之試樣之上下基板之末端部分固定後，從基板短邊之兩端上下拉開，並測量剝離時之壓力(N)。其後，使用以根據已計算測量之密封劑之直徑所估計之面積(mm2 )來將壓力(N)規格化後之值，實施接著力之評價。觀察3mm徑之密封斷裂面。將密封剖面之密著形狀係斷裂成密封材與密封材之情況判定為良好，將在密封材與有機膜之間斷裂之情況判斷，及在ITO與密封材之間斷裂之情況判定為不良。
＜剝離試驗＞ 使用細孔徑1um之膜濾器加壓過濾實施例及比較例取得之液晶配向劑。 將液晶配向劑塗布於100×100mm之附ITO電極之PET膜基板(縱：100mm，橫：100mm，厚度：50um)上，在加熱板上以120℃進行5分鐘加熱處理後切出100×20mm之大小，而製作出附有膜厚100nm之液晶配向膜之ITO基板2枚。 在單個基板上散布間隔器徑為30um之珠粒間隔器，並且在另一個基板之液晶配向膜上印刷密封劑(協立化學公司製723K1)，並以重疊該等基板之方式貼合。此時，密封劑之量係調整成貼合後之密封劑面積會成為縱50×橫10mm。以夾具固定已貼合之2枚基板後，照射紫外光3 J/cm2 ，其次以120℃熱硬化1小時，而製作出本評價用之測試試樣基板。
其後，使用桌上形精密萬能試驗機(AGS-X 500N)(島津製作所公司製)，將本測試試樣基板之上下基板之末端部分固定後，測量上方向拉伸時之應力(N/10mm)，即，測量剝離強度(N/10mm)。 評價係前述剝離強度(N/10mm)之值為越大者則表示與密封劑及基底基板之密著性越優異)。 作為剝離試驗之評價結果，將剝離強度(N/10mm)之值展示於表5及表6。
＜合成例1＞ 將附攪拌裝置之50mL(毫升)之四頸燒瓶作成氮環境，量取添加DA-1 1.12g(9.20mmol)DA-2 1.87(9.20mmol)及DA-4 2.00g(4.60mmol)，並添加NMP 39.5g，輸送氮並同時攪拌使其溶解。攪拌該二胺溶液，並同時添加CA-2 2.88g(11.5mmol)，在60℃下使其反應3小時後，添加CA-1(2.25g，10.8mmol)與NMP(4.39g)，在40℃下使其反應6小時，而取得樹脂固體成分濃度為20.0質量%之聚醯胺酸溶液(PAA-1)。該聚醯胺酸溶液之黏度為660.1mPa･s。該聚醯胺酸之Mn為12,426，Mw為41,548。
＜合成例2~4，比較合成例1＞ 使用下述表1所示之成分，分別與合成例1進行相同之操作而取得聚醯胺酸(PAA-2)~(PAA-5)。將取得之聚醯胺酸溶液之黏度及分子量展示於下述表1。
＜合成例6＞ 對合成例1取得之聚醯胺酸溶液(2)(50.0g)添加NMP稀釋成7.50質量%後，添加無水乙酸(6.26g)、及吡啶(19.4g)作為醯亞胺化觸媒，在50℃下使其反應3小時。將該反應溶液投入甲醇(556ml)中，過濾分離取得之沉澱物。以甲醇洗淨該沉澱物，在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末(PI-1)。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為51%。該聚醯亞胺粉末之Mn為11,201，Mw為32,594。
＜合成例7~9，比較合成例2＞ 使用下述表2所示之成分，分別與合成例6進行相同之操作而取得聚醯亞胺粉末(PI-2)~(PI-5)。
＜實施例1＞ 對合成例6取得之聚醯亞胺粉末(PI-1)(1.50g)添加GBL(10.0g)與PGME 38.5g，在室溫下攪拌24小時使其溶解。攪拌並同時對該溶液添加包含10質量%之TETRAD-C之混合溶液0.45g，其次在室溫下攪拌2小時而取得液晶配向劑(AL-1)。
＜實施例2~4，比較實施例1~6＞ 使用下述表3所示之成分，分別與實施例1進行相同之操作而取得液晶配向劑(AL-2~AL-10)。
＜評價＞ 對於上述取得之實施例1~4及比較例1~6之個別之液晶配向處理劑(AL-1)~(AL-10)進行電壓保持率、及密封密著性之評價。將結果展示於表4及表5。
從上述之表4、5之結果可得知，由本發明實施例之液晶配向劑取得之液晶配向膜在與由比較例之液晶配向劑取得之液晶配向膜相比，在使用含有色素之液晶之情況，60℃72小時後之電壓保持率為高，在UV照射所成之硬化下與密封材之密著為良好，且UV照射後之熱硬化所成之硬化亦為良好。 不包含特定胺化合物與特定胺化合物及特定添加劑之比較例2之電壓保持率為低，在UV照射所成之硬化下與密封材之密著為不良，且UV照射後之熱硬化所成之硬化亦為不良。
在包含特定胺化合物之實施例與不包含特定胺化合物之比較例之比較中，在包含特定胺化合物之實施例中，藉由UV照射所成之硬化而密封材與有機膜密著，且觀察到密封材間之斷裂，即為良好；相對於此，不包含特定胺化合物之比較例中，觀察到在密封材與有機膜之邊界斷裂，即為不良。具體而言，上述係實施例1、2、3、4與比較例1之比較。
又，在包含特定添加劑之實施例與不包含特定添加劑之比較例之比較中，包含特定添加劑之實施例係藉由在UV照射後進行熱硬化，由於與密封材之密著及膜會硬化，從而觀察到密封材間之斷裂，即為良好；相對於此，不包含特定添加劑之比較例中，在ITO與有機膜之邊界觀察到斷裂，即為不良。具體而言，上述係實施例3、4、比較例1，與，比較例2、3及4之比較。
又，在包含特定添加劑之實施例，與包含並非為特定添加劑之添加劑之比較例的比較中，包含特定添加劑之實施例係藉由在UV照射後進行熱硬化，由於與密封材之密著及膜會硬化，從而觀察到密封材間之斷裂，即為良好；相對於此，包含並非係特定添加劑之添加劑之比較例係在ITO與有機膜之邊境觀察到斷裂，即為不良。具體而言，上述為實施例3與比較例5之比較。 [產業上之可利用性]
藉由使用本發明之液晶配向劑，即便經過低溫燒成製程，仍可取得對含有色素之液晶之電壓保持率優異，且對密封劑之密著性優異之液晶配向膜。使用由本發明之液晶配向處理劑所得之液晶配向膜之液晶調光元件係能適宜使用在各種液晶模式之調光元件。且，該等元件在以顯示為目的之液晶顯示器，以及，控制光穿透與遮蔽之調光窗或光閘等中亦為有用者。
尚且，將2018年4月27日提出專利申請之日本專利申請案2018-086640號之說明書、申請專利範圍、圖式、及摘要之全部內容引用至此，並導入作為本發明說明書之揭示內容者。

Claims (6)

  1. 一種客主型液晶調光元件，其係具備：具有透明電極之一對基板，與被前述一對基板所挾持之液晶層，且前述液晶層包含主體液晶及二色性色素，前述基板為透明膜材，在前述基板與液晶層接觸之面具有液晶配向膜，且前述液晶配向膜係由含有下述(A)成分及(B)成分之液晶配向劑所得之液晶配向膜；(A)成分：由包含下述式(1-D)所示之化合物之至少1種之二胺成分與四羧酸二酐成分所得之聚醯胺酸之醯亞胺化聚合物，
    Figure 108114733-A0305-02-0056-1
     式中，Sp表示單鍵、-O-或-O-QT-O-(在此，QT表示包含伸苯基或萘基之2價基)，m為0或1，R8表示單鍵或-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-NHC(=O)NH-、-CH2O-、-N(Ra)-(Ra表示碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基)、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-之任一者；R9表示單鍵，或，未取代或可被氟原子取代之碳數1~20之伸烷基，該伸烷基中至少一個-CH2CH2-係可被 -CH=CH-取代，至少一個-CH2-係可被-CF2-取代，以下記載之任一基在互不相鄰的情況，亦可被該等之基取代；-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、2價之碳環、二價之雜環；R10為式(N-1)所示之基，
    Figure 108114733-A0305-02-0057-2
     式中，R1表示氫原子或甲基，R2表示-CH2-、-O-、-O-CO-或伸苯基，R3表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基，R4表示氫原子或甲基，＊表示鍵結處；(B)成分：下述式(N-2)所示之環氧化合物，
    Figure 108114733-A0305-02-0057-3
     式中，R11及R12係相同或相異地表示碳數1~10之直鏈或分枝狀之伸烷基，或碳數3~10之環伸烷基，R13及R14係相同或相異地表示氫原子，或碳數1~20之直鏈或分枝狀之烷基，R15表示z價之碳數1~24之直鏈或分枝狀之脂肪族烴基，或z價之碳數3~24之脂環式烴基，該脂肪族烴基中之碳-碳鍵之間亦可插入碳數3~12之環烷基、碳數5~12之芳香族烴基、(硫)醚、羰基或第3級 胺之任一者，該脂肪族烴基亦可具有選自環氧基或鹵素之1種之基，又，該脂環式烴基中之碳-碳鍵之間亦可插入(硫)醚、羰基或第3級胺之任一者，不構成環之單鍵之一係可被碳數1~12之伸烷基取代，z為1~6之整數；前述(A)成分中，聚醯胺酸不具有直接鍵結於芳香環上之羧基，前述液晶配向劑中(A)成分之含量係將液晶配向劑之總量設為100質量%時為1~15質量%，前述液晶配向劑中(B)成分之含量係相對於(A)成分100質量%為1~30質量%。
  2. 如請求項1之液晶調光元件，其中前述(A)成分中，醯亞胺化聚合物之醯亞胺化率為40~60%。
  3. 如請求項1或2之液晶調光元件，其中前述(A)成分中，四羧酸二酐成分包含選自下述之至少一種之四羧酸二酐；
    Figure 108114733-A0305-02-0058-4
  4. 如請求項1之液晶調光元件，其中前述式(N-2)所示之化合物為下述式(N-2-1)~(N-2-4)所示之化合物；
    Figure 108114733-A0305-02-0059-5
     式中，X表示單鍵、亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、或六亞甲基；Y表示亞甲基、伸乙基、三亞甲基、伸乙烯基、氧基、或硫基；Z表示環戊烷二基、環己烷二基、或降莰烷二基。
  5. 一種液晶配向劑，其特徵為含有下述(A)成分及(B)成分；(A)成分：由二胺成分與四羧酸二酐成分所得之聚醯胺酸之醯亞胺化聚合物，且上述二胺成分包含下述式(1-D)所示之化合物之至少1種，
    Figure 108114733-A0305-02-0059-6
     式中，Sp表示單鍵、-O-或-O-QT-O-(在此，QT表示包含伸苯基或萘基之2價基)，m為0或1，R8表示單鍵或-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、 -NHC(=O)NH-、-CH2O-、-N(Ra)-(Ra表示碳數1~12之直鏈狀烴基或碳數1~12之分枝狀烴基)、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-之任一者；R9表示單鍵，或，未取代或可被氟原子取代之碳數1~20之伸烷基，該伸烷基中至少一個-CH2CH2-係可被-CH=CH-取代，至少一個-CH2-係可被-CF2-取代，以下記載之任一基在互不相鄰的情況，亦可被該等之基取代；-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、2價之碳環、二價之雜環；R10為式(N-1)所示之基，
    Figure 108114733-A0305-02-0060-7
     式中，R1表示氫原子或甲基，R2表示-CH2-、-O-、-O-CO-或伸苯基，R3表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀烴基，或碳數1~12之分枝狀烴基，R4表示氫原子或甲基，＊表示鍵結處；(B)成分：下述式(N-2)所示之環氧化合物，
    Figure 108114733-A0305-02-0060-8
     式中，R11及R12係相同或相異地表示碳數1~10之直鏈或分枝狀之伸烷基，或碳數3~10之環伸烷基，R13及R14係相同或相異地表示氫原子，或碳數1~20之 直鏈或分枝狀之烷基，R15表示z價之碳數1~24之直鏈或分枝狀之脂肪族烴基，或z價之碳數3~24之脂環式烴基，該脂肪族烴基中之碳-碳鍵之間亦可插入碳數3~12之環烷基、碳數5~12之芳香族烴基、(硫)醚、羰基或第3級胺之任一者，該脂肪族烴基亦可具有選自環氧基或鹵素之1種之基，又，該脂環式烴基中之碳-碳鍵之間亦可插入(硫)醚、羰基或第3級胺之任一者，不構成環之單鍵之一係可被碳數1~12之伸烷基取代，z為1~6之整數；前述(A)成分中，聚醯胺酸不具有直接鍵結於芳香環上之羧基，前述液晶配向劑中(A)成分之含量係將液晶配向劑之總量設為100質量%時為1~15質量%，前述液晶配向劑中(B)成分之含量係相對於(A)成分100質量%為1~30質量%。
  6. 一種液晶配向膜，其係由如請求項5之液晶配向劑所得者。
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