喷墨涂布用液晶取向剂、 液晶取向膜及液晶显示元件 技术领域 本发明涉及主要含有聚硅氧烷、 特别是由烷氧基硅烷缩聚而得的聚硅氧烷、 能够 通过喷墨涂布而形成均一的膜的液晶取向剂、 由前述液晶取向剂获得的液晶取向膜、 以及 具有该液晶取向膜的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件通常已知具有将透明电极上设有液晶取向膜的 2 块基板相对配置、 在其间隙内填充液晶物质的结构。
最近， 作为商业用途和家庭影院用液晶投影仪 ( 被称为第 3 薄型电视机的背投 TV) 用的光源， 使用照射强度强的金属卤素灯。因此， 作为液晶取向膜的特性， 不仅需要高耐热 性， 还需要高耐光性。
通常所用的液晶取向膜材料有以聚酰胺酸或聚酰亚胺为主成分的液晶取向膜材 料， 无机系液晶取向膜也被提出。例如， 通过蒸镀形成液晶取向膜的液晶取向膜材料 ( 例如 参见专利文献 1)。 此外， 作为涂布型的无机系液晶取向膜被提出的有含有四烷氧基硅烷、 三烷氧基 硅烷、 醇和草酸的反应产物的取向剂组合物， 据报告称在液晶显示元件的电极基板上形成 垂直取向性、 耐热性和均一性优异的液晶取向膜 ( 例如参见专利文献 2)。
另外， 还提出了含有四烷氧基硅烷、 三烷氧基硅烷和水的反应产物与醇醚系溶剂 的液晶取向剂组合物， 据报告称形成防止显示不良、 长时间驱动后残像特性良好的、 使液晶 取向的能力不会降低的、 且电压保持率受光和热影响而降低的程度较小的液晶取向膜 ( 例 如参见专利文献 3)。
通常， 作为液晶取向膜的成膜法， 可例举旋涂法、 浸涂法、 胶版印刷法等， 实际上大 多使用胶版印刷法。 但是， 在胶版印刷中， 存在必须根据用于形成液晶取向膜的基板的大小 交换印刷版、 为稳定成膜工序必须假成膜等问题。
因此， 喷墨涂布法作为不使用印刷版的新型涂布方法而备受瞩目。喷墨涂布法是 在基板上滴下细微液滴、 通过液体的浸润扩散而成膜的方法， 不仅不使用印刷版， 而且可以 自由地设定印刷图案， 因此液晶显示元件的制造工序可得到简化。 而且， 还有不需要假成膜 而减少涂布液的浪费的优点。所以， 可期待液晶屏的成本降低、 生产效率的提高。
在这种状况下， 在需求耐热性和耐光性优异的无机系的液晶取向膜的同时还希望 引入通过喷墨涂布形成液晶取向膜的方法， 期待获得能够对应于这些需求的无机系液晶取 向剂。
〔专利文献 1〕 日本专利特开 2003-50397 号公报
〔专利文献 2〕 日本专利特开平 09-281502 号公报
〔专利文献 3〕 日本专利特开 2005-250244 号公报
发明内容本发明的目的是提供一种可用喷墨涂布法成膜的硅系液晶取向剂、 以及通过喷墨 涂布而形成的膜的面内均一性和膜端部的边缘平直性优异的液晶取向膜。
也就是说， 本发明具有以下技术内容。
(1) 喷墨涂布用液晶取向剂， 其特征在于， 含有具有被氟原子取代或未取代的碳数 8 ～ 30 的烃基构成的侧链的聚硅氧烷 (A)、 碳数 2 ～ 7 的二醇溶剂 (B)、 下述溶剂 (C) 和溶 剂 (D)，
溶剂 (C) ： 式 (A1) 表示的溶剂，
K1O(CH2)wOH (A1)
式中， K1 为碳数 1 ～ 4 的烷基， w 为 1 ～ 3 的整数，
溶剂 (D) ： 选自以下的溶剂 ： 选自式 (T1)、 式 (T2) 和式 (T3) 的至少 1 种化合物、 有 3 ～ 6 个碳原子的酮和碳数 5 ～ 12 的烷基醇，
式中， X1、 X3 和 X5 为碳数 1 ～ 4 的烷基， X2 和 X6 为氢原子或碳数 1 ～ 4 的烷基， X4 为碳数 1 ～ 4 的烷基， P 为碳数 1 ～ 3 的烷基， m、 n、 j、 k 各自独立地为 1 ～ 3 的整数， h为 2 ～ 3 的整数。
(2) 如上述 (1) 所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 溶剂 (D) 是选自式 (T1) ～式 (T3) 表示的化合物、 有 3 ～ 6 个碳原子的酮和碳数 5 ～ 12 的烷基醇的溶剂。
(3) 如上述 (1) 或 (2) 所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 聚硅氧烷 (A) 是由含 有式 (1) 表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷缩聚而得的聚硅氧烷，
R1Si(OR2)3 (1)
R1 为被氟原子取代或未取代的碳数 8 ～ 30 的烃基， R2 为碳数 1 ～ 5 的烃基。
(4) 如上述 (3) 所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 聚硅氧烷 (A) 是由含有式 (1) 表示的烷氧基硅烷和下式 (2) 表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷缩聚而得的聚硅氧烷，
(R3)nSi(OR4)4-n (2)
R3 为氢原子、 卤原子、 乙烯基或碳数 1 ～ 7 的烃基 ； 此时， 所述烃基的任意氢原子可 被环氧丙氧基、 巯基、 甲基丙烯酰氧基、 丙烯酰氧基、 异氰酸酯基、 氨基或脲基取代， 且可具 有杂原子 ； R4 为碳数 1 ～ 5 的烃基， n 为 0 ～ 3 的整数。
(5) 如上述 (3) 或 (4) 所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 聚硅氧烷 (A) 是由含 有式 (1) 表示的烷氧基硅烷和下式 (3) 表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷缩聚而得的聚硅氧 烷，
Si(OR4)4 (3)
R4 为碳数 1 ～ 5 的烃基。
(6) 如上述 (1) ～ (5) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 二醇溶剂 (B) 是选自乙二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇、 1， 2- 丙二醇、 1， 3- 丙二醇、 1， 2- 丁二醇、 1， 3- 丁二醇、 2， 3- 丁二醇、 1， 4- 丁二醇、 1， 2- 戊二醇、 1， 3- 戊二醇、 1， 4- 戊二 醇、 1， 5- 戊二醇、 2， 3- 戊二醇、 2， 4- 戊二醇、 1， 2- 己二醇、 1， 3- 己二醇、 1， 4- 己二醇、 1， 5- 己 二醇、 1， 6- 己二醇、 2， 3- 己二醇、 2， 4- 己二醇、 2， 5- 己二醇、 3， 4- 己二醇、 1， 2- 庚二醇、 2， 3- 庚二醇、 3， 4- 庚二醇、 1， 3- 庚二醇、 2， 4- 庚二醇、 3， 5- 庚二醇、 1， 4- 庚二醇、 2， 5- 庚二醇、 1， 5- 庚二醇、 2， 6- 庚二醇、 1， 6- 庚二醇和 1， 7- 庚二醇的 1 种以上的溶剂。
(7) 如上述 (1) ～ (6) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 所述式 (T1) 中的 X2 为氢原子。
(8) 如上述 (1) ～ (7) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 相对于将聚 硅氧烷 (A) 所具有的硅原子换算为 SiO2 的值的合计量 100 质量份， 二醇溶剂 (B) 为 20 ～ 18000 质量份， 溶剂 (C) 为 2 ～ 17500 质量份， 溶剂 (D) 为 2 ～ 17500 质量份。
(9) 如上述 (1) ～ (8) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 相对于将聚 硅氧烷 (A) 所具有的硅原子换算为 SiO2 的值的合计量 100 质量份， 二醇溶剂 (B) 为 120 ～ 17000 质量份， 溶剂 (C) 为 2 ～ 16800 质量份， 溶剂 (D) 为 2 ～ 16800 质量份。 (10) 如上述 (1) ～ (9) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 所述取向剂 的粘度为 1.8 ～ 18mPa·s。
(11) 如上述 (1) ～ (10) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂， 其中， 所述取向 剂的表面张力为 20 ～ 40mN/m。
(12) 液晶取向膜， 将上述 (1) ～ (11) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶取向剂用喷 墨装置涂布于基板上后进行烧成而得。
(13) 液晶取向膜的形成方法， 将上述 (1) ～ (11) 中任一项所述的喷墨涂布用液晶 取向剂用喷墨装置涂布于基板上后进行烧成而得到液晶取向膜。
(14) 液晶显示元件， 具有上述 (12) 所述的液晶取向膜。
本发明的液晶取向剂通过喷墨涂布法， 可形成膜的面内均一性和膜端部的边缘平 直性优异的液晶取向膜。
具体实施方式
以下， 对本发明进行详述。
< 聚硅氧烷 A>
本发明所用的聚硅氧烷 (A) 是具有被氟原子取代或未取代的碳数 8 ～ 30、 优选 8 ～ 22 的烃基构成的侧链 ( 以下也称为 “特定有机基” ) 的聚硅氧烷。
上述特定有机基是具有使液晶朝着一个方向取向的效果的有机基， 只要是具有该 效果的有机基， 则无特别限定。 作为其例子， 可例举烷基、 氟代烷基、 链烯基、 苯乙基、 氟苯基 烷基、 苯乙烯基烷基、 萘基等。
其中， 烷基容易获得因而优选。
本发明中所用的聚硅氧烷 (A) 中可具有多种特定有机基。
本发明中所用的聚硅氧烷 (A) 在以改善与基板的密合性和与液晶分子的亲合性 等为目的、 不损害本发明效果的前提下， 可具有和特定有机基不同的侧链 ( 以下也称为 “第二有机基 )。上述第二有机基是碳数 1 ～ 7、 优选 1 ～ 6、 更优选 1 ～ 5 的有机基。第二有 机基可具有脂肪族烃 ； 脂肪族环、 芳香族环、 杂环这样的环结构 ； 不饱和键 ； 氧原子、 氮原子 或硫原子等杂原子 ； 分枝结构。第二有机基可以是乙烯基或碳数 1 ～ 7 的烃基， 该烃基的任 意氢原子可被环氧丙氧基、 巯基、 甲基丙烯酰氧基、 丙烯酰氧基、 异氰酸酯基、 氨基或脲基取 代， 还可具有杂原子。本发明所用的聚硅氧烷 (A) 可具有一种第二有机基， 也可具有多种第 二有机基。
得到上述聚硅氧烷 (A) 的方法没有特别的限定， 通常由烷氧基硅烷缩聚而得。
具体来说， 可由以下式 (1) 表示的烷氧基硅烷为必要成分的烷氧基硅烷缩聚而得 到聚硅氧烷 (A)。
R1Si(OR2)3 (1)
式 (1) 中， R1 表示特定有机基， 其例子和上述特定有机基的记载相同。其中， R1 为 烷基的烷氧基硅烷容易以比较廉价的市售品得到因而优选。R2 为碳数 1 ～ 5、 优选 1 ～ 4 的 烃基。
下面例举上述式 (1) 表示的烷氧基硅烷的具体例子， 但不限于此。
例如， 可例举辛基三甲氧基硅烷、 辛基三乙氧基硅烷、 癸基三甲氧基硅烷、 癸基三 乙氧基硅烷、 十二烷基三甲氧基硅烷、 十二烷基三乙氧基硅烷、 十六烷基三甲氧基硅烷、 十六烷基三乙氧基硅烷、 十七烷基三甲氧基硅烷、 十七烷基三乙氧基硅烷、 十八烷基三甲 氧基硅烷、 十八烷基三乙氧基硅烷、 十九烷基三甲氧基硅烷、 十九烷基三乙氧基硅烷、 十一 烷基三乙氧基硅烷、 十一烷基三甲氧基硅烷、 21- 二十二烷基三乙氧基硅烷、 十三氟辛基三 甲氧基硅烷、 十三氟辛基三乙氧基硅烷、 十七氟癸基三甲氧基硅烷、 十七氟癸基三乙氧基 硅烷、 异辛基三乙氧基硅烷、 苯乙基三乙氧基硅烷、 七氟苯基丙基三甲氧基硅烷、 间—乙烯 基苯基乙基三甲氧基硅烷、 对—乙烯基苯基乙基三甲氧基硅烷、 (1- 萘基 ) 三乙氧基硅烷、 (1- 萘基 ) 三甲氧基硅烷、 烯丙氧基十一烷基三乙氧基硅烷、 苯甲酰氧基丙基三甲氧基硅 烷、 3-(4- 甲氧基苯氧基 ) 丙基三甲氧基硅烷、 1-[(2- 三乙氧基硅烷基 ) 乙基 ] 环己烷 -3， 4- 环氧化物、 2-( 二苯基膦基 ) 乙基三乙氧基硅烷、 二乙氧基甲基十八烷基硅烷、 二甲氧基 甲基十八烷基硅烷、 二乙氧基十二烷基甲基硅烷、 二甲氧基十二烷基甲基硅烷、 二乙氧基癸 基甲基硅烷、 二甲氧基癸基甲基硅烷、 二乙氧基辛基甲基硅烷、 二甲氧基辛基甲基硅烷、 乙 氧基二甲基十八烷基硅烷、 甲氧基二甲基十八烷基硅烷等。
其中， 优选辛基三甲氧基硅烷、 辛基三乙氧基硅烷、 癸基三甲氧基硅烷、 癸基三乙 氧基硅烷、 十二烷基三甲氧基硅烷、 十二烷基三乙氧基硅烷、 十六烷基三甲氧基硅烷、 十六 烷基三乙氧基硅烷、 十七烷基三甲氧基硅烷、 十七烷基三乙氧基硅烷、 十八烷基三甲氧基硅 烷、 十八烷基三乙氧基硅烷、 十九烷基三甲氧基硅烷、 十九烷基三乙氧基硅烷、 十一烷基三 乙氧基硅烷、 或十一烷基三甲氧基硅烷、 二乙氧基甲基十八烷基硅烷、 二乙氧基十二烷基甲 基硅烷。
本发明中， 可并用多种式 (1) 表示的烷氧基硅烷。
在为得到聚硅氧烷 (A) 而使用的全部烷氧基硅烷中， 式 (1) 表示的烷氧基硅烷的 使用比率不到 0.1 摩尔％时有时不能得到良好的液晶取向性， 因此优选在 0.1 摩尔％以上， 更优选在 0.5 摩尔％以上。此外， 超过 30 摩尔％时有时形成的液晶取向膜不能充分固化， 因此优选在 30 摩尔％以下， 更优选在 22 摩尔％以下， 更加优选在 15 摩尔％以下。另外， 本发明中由含有式 (1) 表示的烷氧基硅烷和下述式 (2) 表示的烷氧基硅烷 的烷氧基硅烷缩聚而得的聚硅氧烷是优选的。
(R3)nSi(OR4)4-n (2)
R3 为氢原子、 卤原子、 乙烯基或碳数 1 ～ 7 的烃基， 优选为氢原子或碳数 1 ～ 7 的 烃基。 前述烃基的任意氢原子可被环氧丙氧基、 巯基、 甲基丙烯酰氧基、 丙烯酰氧基、 异氰酸 酯基、 氨基或脲基取代， 还可具有杂原子 ； R4 为碳数 1 ～ 5、 优选 1 ～ 4、 更优选 1 ～ 3 的烃 基， n 为 0 ～ 3、 优选 0 ～ 2 的整数。
此外， 式 (2) 的 R3 为乙烯基或烃基时， R3 表示上述第二有机基。 因此， 在该场合下， R3 的例子和上述第二有机基的记载相同。
作为式 (2) 表示的烷氧基硅烷， 可例举甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、 甲 基三丙氧基硅烷、 乙基三甲氧基硅烷、 乙基三乙氧基硅烷、 丙基三甲氧基硅烷、 丙基三乙氧 基硅烷、 丁基三甲氧基硅烷、 丁基三乙氧基硅烷、 戊基三甲氧基硅烷、 戊基三乙氧基硅烷、 己 基三甲氧基硅烷、 己基三乙氧基硅烷、 3- 氨基丙基三甲氧基硅烷、 3- 氨基丙基三乙氧基硅 烷、 N-2( 氨基乙基 )3- 氨基丙基三乙氧基硅烷、 N-2( 氨基乙基 )3- 氨基丙基三甲氧基硅烷、 3-(2- 氨基乙基氨基丙基 ) 三甲氧基硅烷、 3-(2- 氨基乙基氨基丙基 ) 三乙氧基硅烷、 2- 氨 基乙基氨基甲基三甲氧基硅烷、 2-(2- 氨基乙基硫代乙基 ) 三乙氧基硅烷、 3- 巯基丙基三乙 氧基硅烷、 巯基甲基三甲氧基硅烷、 3- 脲基丙基三乙氧基硅烷、 乙烯基三乙氧基硅烷、 乙烯 基三甲氧基硅烷、 烯丙基三乙氧基硅烷、 3- 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 3- 甲基丙 烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、 3- 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 3- 丙烯酰氧基丙基三乙氧 基硅烷、 3- 异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、 三氟丙基三甲氧基硅烷、 氯丙基三乙氧基硅烷、 溴 丙基三乙氧基硅烷、 3- 巯基丙基三甲氧基硅烷等。 式 (2) 的烷氧基硅烷中， 作为 R3 为氢原子时的烷氧基硅烷的具体例子， 可例举三 甲氧基硅烷、 三乙氧基硅烷、 三丙氧基硅烷、 三丁氧基硅烷等。
式 (2) 的烷氧基硅烷中， n 为 0 的烷氧基硅烷表示式 (3) 的四烷氧基硅烷。
Si(OR4)4 (3)
式 (3) 中， R4 为碳数 1 ～ 5、 优选 1 ～ 4、 更优选 1 ～ 3 的烃基。式 (3) 表示的四 烷氧基硅烷容易与式 (1) 表示的烷氧基硅烷缩合， 因此在得到聚硅氧烷 (A) 上是优选的。 作为式 (3) 的四烷氧基硅烷的具体例子， 可例举四甲氧基硅烷、 四乙氧基硅烷、 四丙氧基硅 烷、 四丁氧基硅烷等。
使用上述式 (2) 或 (3) 表示的烷氧基硅烷时， 可根据需要适当使用一种或多种。
在并用式 (2) 或式 (3) 表示的烷氧基硅烷时， 在为得到聚硅氧烷 (A) 而使用的全 部烷氧基硅烷中， 式 (2) 或式 (3) 表示的烷氧基硅烷的合计使用量优选为 70 ～ 99.7 摩 尔％， 更优选为 78 ～ 99.7 摩尔％。更加优选的是， 式 (2) 或式 (3) 表示的烷氧基硅烷为 85 ～ 99.7 摩尔％。
本发明中所用的聚硅氧烷 (A) 由含有上述式 (1) 表示的烷氧基硅烷作为必要成分 的烷氧基硅烷在有机溶剂中缩合而得。此时， 含有式 (1)、 式 (2) 和式 (3) 表示的烷氧基硅 烷的烷氧基硅烷是优选的。通常， 聚硅氧烷 (A) 可作为由这种烷氧基硅烷缩聚、 均一地溶解 于有机溶剂中的溶液而获得。
本发明中所用的缩合聚硅氧烷 (A) 的方法没有特别的限定， 例如， 可例举将烷氧
基硅烷在醇或二醇溶剂中水解·缩合的方法。此时， 水解·缩合反应可以是部分水解和完 全水解中的任一种。在完全水解的场合下， 理论上可加入烷氧基硅烷中全部烷氧基的 0.5 倍摩尔的水， 通常加入比 0.5 倍摩尔多的过剩量的水。
本发明中， 上述反应中所用的水的量可根据需要适当选择， 通常以烷氧基硅烷中 的全部烷氧基的 0.5 ～ 2.5 倍摩尔为优选。
另外， 通常， 为促进水解·缩合反应， 可使用盐酸、 硫酸、 硝酸、 乙酸、 甲酸、 草酸、 马 来酸、 富马酸等酸， 氨、 甲胺、 乙胺、 乙醇胺、 三乙醇胺等碱， 和盐酸、 硫酸、 硝酸等的金属盐等 催化剂。再者， 通常加热溶解了烷氧基硅烷的溶液可更进一步促进水解· 缩合反应。此时， 加热温度和加热时间可根据需要适当选择， 例如， 可例举在 50℃下加热· 搅拌 24 小时， 或在 回流下加热·搅拌 1 小时等方法。
此外， 作为其它方法， 例如， 可例举将烷氧基硅烷、 溶剂和草酸的混合物加热后缩 聚的方法。 具体来说， 是预先将草酸加入醇中形成草酸的醇溶液之后、 在加热该溶液的状态 下混入烷氧基硅烷的方法。此时， 相对于烷氧基硅烷所具有的全部烷氧基 1 摩尔， 所用的草 酸的量优选为 0.2 ～ 2 摩尔。该方法中的加热可在液温 50 ～ 180℃下进行， 优选以不引起 液体的蒸发、 挥散等的方式， 例如在具备回流管的容器中的回流下进行几十分钟～十几小 时的加热。
得到聚硅氧烷 (A) 时， 在使用多种烷氧基硅烷的场合下， 可以将烷氧基硅烷作为 预先混合好的混合物混合， 也可将多种烷氧基硅烷依次混合。
烷氧基硅烷缩聚时所用的溶剂 ( 以下也称为 “聚合溶剂” ) 只要是溶解烷氧基硅烷 的溶剂即可， 没有特别的限定。 另外， 也可以是即使在烷氧基硅烷不溶解的场合下也能在烷 氧基硅烷的缩聚反应进行的同时溶解烷氧基硅烷的溶剂。通常， 由烷氧基硅烷的缩聚反应 生成醇， 因此可使用醇类、 二醇类、 醇醚类或与醇类相溶性良好的有机溶剂。
作为这种聚合溶剂的具体例子， 可例举甲醇、 乙醇、 丙醇、 丁醇、 乙二醇、 二乙二醇、 丙二醇、 二丙二醇、 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇、 乙基卡必醇、 丁基卡必醇、 乙二醇二甲醚、 乙二醇 二乙醚、 乙二醇二丙醚、 乙二醇二丁醚、 二乙二醇单甲醚、 二乙二醇单乙醚、 二乙二醇单丙 醚、 二乙二醇单丁醚、 二乙二醇二甲醚、 二乙二醇二乙醚、 二乙二醇二丙醚、 二乙二醇二丁 醚、 丙二醇单甲醚、 丙二醇单乙醚、 丙二醇单丙醚、 丙二醇单丁醚、 丙二醇二甲醚、 丙二醇二 乙醚、 丙二醇二丙醚、 丙二醇二丁醚、 N- 甲基 -2- 吡咯烷酮、 N， N- 二甲基甲酰胺、 N， N- 二甲 基乙酰胺、 γ- 丁内酯、 二甲亚砜、 四甲脲、 六甲基膦酰三胺、 间甲酚等。
本发明中， 上述聚合溶剂可多种混合后使用。
进行了这种方法之后所得的溶液中的作为原料添加的全部烷氧基硅烷的硅原子 换算为 SiO2 的浓度 ( 以下也称为 “SiO2 换算浓度” ) 通常在 20 质量％以下， 优选在 15 质 量％以下。通过在该浓度范围内选择任意的浓度， 可抑制凝胶的生成， 得到均质的溶液。
< 聚硅氧烷 (A) 的溶液 >
本发明中， 可将上述方法得到的溶液直接作为聚硅氧烷 (A) 的溶液， 也可根据需 要将上述方法得到的溶液经浓缩、 加溶剂稀释或置换为其它溶剂后作为聚硅氧烷 (A) 的溶 液。
此时， 所用的溶剂 ( 以下也称为 “添加溶剂” ) 可以是和缩聚中所用的溶剂相同的 溶剂， 也可以是其它溶剂。该溶剂只要能够均一地溶解聚硅氧烷 (A) 即可， 没有特别的限定， 可任意选择使用一种或多种。
作为这种添加溶剂的具体例子， 可例举甲醇、 乙醇、 丙醇、 丁醇、 双丙酮醇等醇类 ； 丙酮、 甲乙酮、 甲基异丁基酮等酮类 ； 乙二醇、 二乙二醇、 丙二醇、 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇等二 醇类 ； 乙二醇二甲醚、 乙二醇二乙醚、 乙二醇二丙醚、 乙二醇二丁醚、 二乙二醇单甲醚、 二乙 二醇单乙醚、 二乙二醇单丙醚、 二乙二醇单丁醚、 二乙二醇二甲醚、 二乙二醇二乙醚、 二乙二 醇二丙醚、 丙二醇单甲醚、 丙二醇单乙醚、 丙二醇单丙醚、 丙二醇单丁醚等二醇醚类 ； 乙酸甲 酯、 乙酸乙酯、 乳酸乙酯等酯类 ； N- 甲基 -2- 吡咯烷酮、 N， N- 二甲基甲酰胺、 N， N- 二甲基乙 酰胺、 γ- 丁内酯、 二甲亚砜、 四甲脲、 六甲基膦酰三胺、 间甲酚等。
本发明中， 如上所述得到的聚硅氧烷 (A) 的溶液可使用 1 种， 也可使用多种。
< 二醇溶剂 (B)>
本发明中所用的二醇溶剂 (B) 是碳数 2 ～ 7、 优选 2 ～ 5 的二醇溶剂， 作为其具体例 子， 可例举乙二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇、 1， 2- 丙二醇、 1， 3- 丙二醇、 1， 2- 丁二醇、 1， 3- 丁二醇、 2， 3- 丁二醇、 1， 4- 丁二醇、 1， 2- 戊二醇、 1， 3- 戊二醇、 1， 4- 戊二醇、 1， 5- 戊二醇、 2， 3- 戊二醇、 2， 4- 戊二醇、 1， 2- 己二醇、 1， 3- 己二醇、 1， 4- 己二醇、 1， 5- 己二 醇、 1， 6- 己二醇、 2， 3- 己二醇、 2， 4- 己二醇、 2， 5- 己二醇、 3， 4- 己二醇、 1， 2- 庚二醇、 2， 3- 庚 二醇、 3， 4- 庚二醇、 1， 3- 庚二醇、 2， 4- 庚二醇、 3， 5- 庚二醇、 1， 4- 庚二醇、 2， 5- 庚二醇、 1， 5- 庚二醇、 2， 6- 庚二醇、 1， 6- 庚二醇、 1， 7- 庚二醇等。二醇溶剂 (B) 可多种并用。其中， 乙 二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇、 1， 2- 丙二醇、 1， 3- 丙二醇、 1， 2- 丁二醇、 1， 3- 丁二醇、 2， 3- 丁二醇、 1， 4- 丁二醇、 1， 2- 戊二醇、 1， 3- 戊二醇、 1， 4- 戊二醇、 1， 5- 戊二 醇、 2， 3- 戊二醇、 2， 4- 戊二醇、 1， 2- 己二醇、 1， 3- 己二醇、 1， 4- 己二醇、 1， 5- 己二醇、 1， 6- 己 二醇、 2， 3- 己二醇、 2， 4- 己二醇、 2， 5- 己二醇、 3， 4- 己二醇或它们的混合溶剂是优选的。
这种二醇溶剂 (B) 可作为聚硅氧烷 (A) 缩聚时的聚合溶剂或添加溶剂的全部或一 部分使用， 也可以在之后添加到用其它溶剂合成的聚硅氧烷 (A) 中。
在液晶取向剂中， 相对于将聚硅氧烷 (A) 所具有的硅原子换算为 SiO2 的值的合计 量 100 质量份， 本发明中所用的二醇溶剂 (B) 的含量为 20 ～ 18000 质量份、 优选为 120 ～ 17000 质量份、 更优选为 150 ～ 16000 质量份。比 20 质量份少时不能得到良好的涂布性。
本发明中所用的二醇溶剂 (B) 特别具有涂布时抑制液体扩散的效果， 特别是能够 获得边缘平直性优异的膜。
< 溶剂 (C)>
本发明中所用的溶剂 (C) 是选自式 (A1) 表示的溶剂的 1 种以上的溶剂。
K1O(CH2)wOH (A1)
式中， K1 为碳数 1 ～ 4 的烷基， w 为 1 ～ 3 的整数。
作为溶剂 (C) 的具体例子， 可例举 2- 甲氧基乙醇、 2- 乙氧基乙醇、 2- 丙氧基乙醇、 2- 丁氧基乙醇等。
本发明中使用的溶剂 (C) 可作为聚硅氧烷 (A) 缩聚时的聚合溶剂或添加溶剂的全 部或一部分使用， 也可以在之后添加到用其它溶剂合成的聚硅氧烷 (A) 中。
相对于将聚硅氧烷 (A) 所具有的硅原子换算为 SiO2 的值的合计量 100 质量份， 溶 剂 (C) 的含量为 2 ～ 175000 质量份、 优选为 2 ～ 16800 质量份、 更优选为 2 ～ 16000 质量 份。比 2 质量份少时不能得到良好的涂布性。所述溶剂 (C) 具有使涂布时的液体扩散的效果， 特别是能够获得膜内均一性优异的膜。 < 溶剂 (D)>
本发明中所用的溶剂 (D) 是选自以下溶剂的 1 种以上的溶剂 ： 选自式 (T1)、 式 (T2) 和式 (T3) 的至少 1 种化合物、 有 3 ～ 6 个碳原子的酮和碳数 5 ～ 12 的烷基醇，
式中， X1、 X3 和 X5 为碳数 1 ～ 4 的烷基， X2 和 X6 为氢原子或碳数 1 ～ 4 的烷基， X4为碳数 1 ～ 4 的烷基， P 为碳数 1 ～ 3 的烷基， m、 n、 j、 k 各自独立地为 1 ～ 3 的整数， h为 2 ～ 3 的整数。
本发明中所用的溶剂 (D) 优选是选自式 (T1) ～式 (T3) 的化合物、 碳数 3 ～ 6 的 酮和碳数 5 ～ 12 的烷基醇的 1 种以上的溶剂。
本发明中所用的溶剂 (D) 例如可以是上述式 (T1) 表示的化合物、 上述式 (T3) 表 示的化合物、 碳数 3 ～ 6 的酮或碳数 5 ～ 12 的烷基醇的单独溶剂， 也可以是式 (T1) 表示的 化合物和式 (T2) 表示的化合物的混合溶剂， 还可以是式 (T1) 表示的化合物和碳数 5 ～ 12 的烷基醇的混合溶剂。
此外， 上述式 (T1) 和 (T3) 的 X2 和 X6 优选为氢原子。
作为式 (T1) 表示的化合物的具体例子， 优选 1- 甲氧基 -2- 丙醇 ( 丙二醇单甲 醚 )、 1- 乙氧基 -2- 丙醇 ( 丙二醇单乙醚 )、 1- 丙氧基 -2- 丙醇 ( 丙二醇单丙醚 )、 1- 丁氧 基 -2- 丙醇 ( 丙二醇单丁醚 )、 1， 2- 二甲氧基丙烷 ( 丙二醇二甲醚 )、 1， 2- 二乙氧基丙烷 ( 丙二醇二乙醚 )、 1， 2- 二丙氧基丙烷 ( 丙二醇二丙醚 )、 1， 2- 二丁氧基丙烷 ( 丙二醇二丁 醚 )。其中， 1- 甲氧基 -2- 丙醇、 1- 乙氧基 -2- 丙醇、 1- 丙氧基 -2- 丙醇或 1- 丁氧基 -2- 丙 醇是优选的。
作为式 (T2) 表示的化合物的具体例子， 可例举乙二醇二甲醚、 乙二醇二乙醚、 乙 二醇二丙醚、 乙二醇二丁醚等。其中， 乙二醇二甲醚或乙二醇二丁醚是优选的。
作为式 (T3) 表示的化合物的具体例子， 可例举二乙二醇单甲醚、 二乙二醇单乙 醚、 二乙二醇单丙醚、 二乙二醇单丁醚、 二乙二醇二甲醚、 二乙二醇二乙醚、 二乙二醇二丙 醚、 二乙二醇二丁醚等。其中， 二乙二醇单丙醚、 二乙二醇单丁醚、 二乙二醇二甲醚、 二乙二 醇二乙醚、 二乙二醇二丙醚或二乙二醇二丁醚是优选的。
作为溶剂 (D) 的碳数 3 ～ 6 的酮类的具体例子， 可例举甲乙酮、 甲基异丙基酮等。
作为溶剂 (D) 的碳数 5 ～ 12 的烷基醇类的具体例子， 可例举己醇、 庚醇、 辛醇、 壬 醇、 癸醇、 十一烷醇、 十二烷醇等。其中， 己醇、 庚醇、 辛醇、 壬醇或癸醇是优选的。本发明中使用的溶剂 (D) 可作为聚硅氧烷 (A) 缩聚时的聚合溶剂或添加溶剂的全 部或一部分使用， 也可以在之后添加到用其它溶剂合成的聚硅氧烷 (A) 中。
相对于将聚硅氧烷 (A) 所具有的硅原子换算为 SiO2 的值的合计量 100 质量份， 溶 剂 (D) 的含量为 2 ～ 175000 质量份、 优选为 2 ～ 16800 质量份、 更优选为 2 ～ 16000 质量 份。比 2 质量份少时不能得到良好的涂布性。
该溶剂 (D) 具有使涂布时的液体扩散的效果， 特别是能够获得面内均一性优异的 膜。
< 其它溶剂 >
本发明中， 在不损害本发明效果的前提下， 可并用二醇溶剂 (B)、 溶剂 (C) 和溶剂 (D) 以外的溶剂。作为其它溶剂的具体例子， 可例举甲醇、 乙醇、 丙醇、 丁醇、 双丙酮醇等醇 类； 丙酮、 乙酸甲酯、 乙酸乙酯、 乳酸乙酯等酯类 ； N- 甲基 -2- 吡咯烷酮、 N， N- 二甲基甲酰 胺、 N， N- 二甲基乙酰胺、 γ- 丁内酯、 二甲亚砜、 四甲脲、 六甲基膦酰三胺、 间甲酚等。
< 其它成分 >
本发明中， 在不损害本发明效果的前提下， 可以包含除聚硅氧烷 (A)、 二醇溶剂 (B)、 溶剂 (C) 和溶剂 (D) 以外的其它成分， 例如无机微粒、 金属氧烷 ( メタロキサン ) 低聚 物、 金属氧烷聚合物、 均化剂以及表面活性剂等成分。 作为无机微粒， 优选是二氧化硅微粒、 氧化铝微粒、 二氧化钛微粒和氟化镁微粒等 微粒， 这些无机微粒的胶体溶液特别优选。该胶体溶液可以是将无机微粒粉末分散于分散 介质而得的胶体溶液， 也可以是市售的胶体溶液。
本发明中， 通过含有无机微粒， 可以赋予所形成的固化被膜的表面形状和其它功 能。 作为无机微粒， 其平均粒径优选为 0.001 ～ 0.2μm， 更优选是 0.001 ～ 0.1μm。 无机微 粒的平均粒径超过 0.2μm 时， 使用所调制的涂布液形成的固化被膜的透明性有时会下降。
作为无机微粒的分散介质， 可例举水和有机溶剂。 作为胶体溶液， 从被膜形成用涂 布液的稳定性的角度来看， pH 或 pKa 优选调整到 1 ～ 10， 更优选调整到 2 ～ 7。
作为用于胶体溶液的分散介质的有机溶剂， 可例举甲醇、 乙醇、 丙醇、 丁醇、 乙二 醇、 丙二醇、 丁二醇、 戊二醇、 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇、 二乙二醇、 二丙二醇、 乙二醇单丙醚等醇 类； 甲乙酮、 甲基异丁基酮等酮类 ； 甲苯、 二甲苯等芳香族烃类 ； 二甲基甲酰胺、 二甲基乙酰 胺、 N- 甲基吡咯烷酮等酰胺类 ； 乙酸乙酯、 乙酸丁酯、 γ- 丁内酯等酯类 ； 四氢呋喃、 1， 4- 二
烷等醚类。其中， 醇类和酮类是优选的。这些有机溶剂可以单独或 2 种以上混合来作为 分散介质使用。
作为金属氧烷低聚物或金属氧烷聚合物， 可以使用硅、 钛、 锆、 铝、 钽、 锑、 铋、 锡、 铟、 锌等的单独氧化物前体或复合氧化物前体。 作为金属氧烷低聚物或金属氧烷聚合物， 可 以是市售品， 也可以是通过水解等常用方法由金属醇盐、 硝酸盐、 盐酸盐、 羧酸盐等单体得 到的制品。
本发明中， 通过含有金属氧烷低聚物或金属氧烷聚合物， 可以使固化被膜的折射 率提高， 或者赋予感光性。 使用金属氧烷低聚物或金属氧烷聚合物时， 可以在合成聚硅氧烷 (A) 时同时使用， 也可以在合成后添加至聚硅氧烷 (A) 中。
作为市售的金属氧烷低聚物或金属氧烷聚合物的具体例子， 可例举可儿康株式会 社 ( コルコ一ト社 ) 制硅酸甲酯 51、 硅酸甲酯 53A、 硅酸乙酯 40、 硅酸乙酯 48、 EMS-485、SS-101 等硅氧烷低聚物或硅氧烷聚合物， 关东化学株式会社 ( 関東化学社 ) 制正丁氧基钛 四聚体等钛氧烷 ( チタノキサン ) 低聚物。它们可以单独或 2 种以上混合使用。
此外， 均化剂和表面活性剂等可以使用公知的试剂， 特别是市售品因容易获得而 优选。
此外， 在聚硅氧烷 (A) 中混合上述的其它成分的方法可以是与聚硅氧烷 (A) 的溶 液和二醇溶剂 (B) 同时混合， 也可以在它们混合后进行混合， 没有特别限定。
< 液晶取向剂的调制 >
本发明的液晶取向剂的调制方法没有特别限定。只要聚硅氧烷 (A) 和二醇溶剂 (B)、 溶剂 (C) 和溶剂 (D) 及其它成分呈均一混合的状态即可。
通常， 聚硅氧烷 (A) 在溶剂中缩聚， 所以以溶液的状态获得。因此， 简便的方法是 直接使用上述的聚硅氧烷 (A) 的聚合溶液。在聚硅氧烷 (A) 的聚合溶剂为二醇溶剂 (B) 或 溶剂 (C) 或溶剂 (D) 的情况下， 之后可以不用添加二醇溶剂 (B) 或溶剂 (C) 或溶剂 (D)。此 外， 在聚硅氧烷 (A) 的溶液不含二醇溶剂 (B) 或溶剂 (C) 或溶剂 (D) 的情况下， 可以在调制 液晶取向剂时加入二醇溶剂 (B) 或溶剂 (C) 或溶剂 (D) 使用。
调制液晶取向剂时， 液晶取向剂中的 SiO2 换算浓度优选为 0.5 ～ 15 质量％， 更优 选为 1 ～ 6 质量％。如果在这样的 SiO2 换算浓度范围内， 则容易通过一次涂布就获得所需 的膜厚， 容易获得足够的溶液的贮存寿命。
另外， 此时用于 SiO2 换算浓度的调整的溶剂可以使用选自聚硅氧烷 (A) 的聚合溶 剂、 添加溶剂和二醇溶剂 (B) 的至少 1 种溶剂。
本发明的液晶取向剂通过喷墨涂布， 可形成膜的面内均一性和膜端部的边缘平直 性优异的液晶取向膜。
< 液晶取向膜及其形成方法 >
作为用于形成液晶取向膜的液晶取向剂的涂布方法， 可例举旋涂法、 印刷法、 喷墨 涂布法、 喷涂法、 辊涂法等， 但可期待生产性更高的喷墨涂布法备受瞩目。
喷墨涂布法是将在基板上滴下细微液滴、 通过液体的浸润扩散而成膜的方法。
本发明的液晶取向剂具有良好的涂布性， 在使用喷墨涂布法的场合下， 能够稳定 地涂布， 由该涂布法可获得液晶取向膜。此外， 在涂布后进行烧成可得到固化膜。
为更均一地使用喷墨涂布法成膜， 必须要从喷墨的喷嘴稳定地吐出液体。稳定地 吐出液体的关键因素之一与液体的粘度有关。 液晶取向剂的优选液体粘度根据所用的喷墨 涂布装置的不同而不同， 对于 E 型粘度计 ( 例如东机产业株式会社 ( 束機産業社 ) 制 TV-20) 而言优选约为 1.8 ～ 18mPa·s( 测定温度 25℃ ) 的范围， 更优选为 3 ～ 15mPa·s。
另外， 作为使滴下的液滴扩散的关键因素之一， 液体的表面张力也有很大影响。 液 晶取向剂的液体表面张力根据所用材料种类的不同而不同， 对悬滴法 ( 例如协和界面科学 株式会社 ( 協和界面科学社 ) 制 AUTO DISPENCER AD-3、 测定温度 25℃ ) 而言优选约为 20 ～ 40mN/m 的范围。
本发明的液晶取向剂优选粘度为 1.8 ～ 18mPa·s( 测定温度 25℃ )， 且表面张力 为 20 ～ 40mN/m( 测定温度 25℃ )。
涂布液晶取向剂后的干燥工序不是必需的， 但在涂布后到烧成前的这段时间对每 一块基板而言都不固定或涂布后不立即烧成的情况下， 优选包括干燥工序。 该干燥中， 溶剂蒸发至涂膜形状不因基板的搬运等而变形的程度即可， 对于该干燥方法没有特别限定。例 如， 可例举在温度 40 ～ 150℃、 优选 60 ～ 100℃的加热板上干燥 0.5 ～ 30 分钟、 优选 1 ～ 5 分钟的方法。
通过上述的方法涂布液晶取向剂而形成的涂膜可以进行烧成而制成固化膜。此 时， 烧成温度可以是 100 ～ 350 ℃的任意温度， 优选是 140 ℃～ 300 ℃， 更优选是 150 ℃～ 230℃， 更加优选是 160℃～ 220℃。
液晶取向膜中的聚硅氧烷 (A) 在烧成工序中进行缩聚。但是， 本发明中， 在不损害 本发明效果的前提下， 并不需要使其完全缩聚。 不过， 优选在比液晶晶胞的制造工序中所需 的密封剂固化等的热处理温度高 10℃以上的温度下烧成。
该固化膜的厚度可以根据需要选择。固化膜的厚度在 5nm 以上时， 液晶显示元件 的可靠性容易获得， 所以是优选的。更优选是在 10nm 以上。此外， 在 300nm 以下时， 液晶显 示元件的消耗电力不会过大， 所以是优选的。更优选是在 150nm 以下。
这样的固化膜可以直接用作液晶取向膜， 但也可以对该固化膜进行摩擦处理、 或 照射偏振光或特定波长的光等， 或进行离子束等的处理等， 从而制成液晶取向膜。
由上述方法形成的本发明的液晶取向膜显示出高疏水性， 因此可得到良好的液晶 垂直取向性。
< 液晶显示元件 >
本发明的液晶显示元件可以在通过上述的方法在基板上形成液晶取向膜后， 以公 知的方法制成液晶晶胞来获得。
若要例举液晶晶胞制作的一例， 通常方法是将形成了液晶取向膜的 1 对基板夹着 间隔物， 用密封剂固定， 注入液晶后密封。这时， 使用的间隔物的尺寸为 1 ～ 30μm， 优选是 2 ～ 10μm。注入液晶的方法没有特别限定， 可以例举将制成的液晶晶胞内减压后注入液晶 的真空法、 滴加液晶后进行密封的滴加法等。
作为用于液晶显示元件的基板， 只要是透明性高的基板即可， 没有特别限定， 通常 是在基板上形成有用于驱动液晶的透明电极的基板。作为具体例， 可例举在玻璃板或聚碳 酸酯、 聚 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 聚醚砜、 多芳基化合物、 聚氨酯、 聚砜、 聚醚、 聚醚酮、 三甲基戊 烯、 聚烯烃、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 ( 甲基 ) 丙烯腈、 三乙酰基纤维素、 二乙酰基纤维素、 乙 酸丁酸纤维素等塑料板等上形成有透明电极的基板。
此外， 在 TFT 型液晶显示元件这样的高功能元件中， 可使用在用于液晶驱动的电 极和基板间形成有诸如晶体管的元件的基板。
在透射型的液晶元件的场合下， 通常使用如上所述的基板， 但对于反射型液晶显 示元件， 也可以仅在一侧基板使用硅晶片等不透明基板。 此时， 在基板上形成的电极也可使 用反射光的诸如铝的材料。 实施例
以下通过本发明的实施例进行更具体的说明， 但不解释为受此所限。 本实施例中所用的化合物的缩写如下。 TEOS ： 四乙氧基硅烷 C18 ： 十八烷基三乙氧基硅烷UPS ： 3- 脲基丙基三乙氧基硅烷
HG ： 2- 甲基 -2， 4- 戊二醇
BCS ： 2- 丁氧基乙醇
PB ： 1- 丁氧基 -2- 丙醇
1， 3-BDO ： 1， 3- 丁二醇
NMP ： N- 甲基 -2- 吡咯烷酮
DEDE ： 二乙二醇二乙醚
EDM ： 乙二醇二甲醚
MIBK ： 甲基异丁基酮
C8OH ： 1- 辛醇
< 合成例 1>
在装有温度计、 回流管的 1 升 (L) 四口反应烧瓶中投入 22.6g 的 HG、 7.5g 的 BCS、 39.6g 的 TEOS 和 4.2g 的 C18 并搅拌， 制成烷氧基硅烷单体的溶液。在该溶液中， 于室温下 用 30 分钟滴加 11.3g 的 HG、 3.8g 的 BCS、 10.8g 的水和 0.2g 的作为催化剂的草酸预先混合 而得的草酸溶液， 滴加结束后于室温下搅拌 30 分钟。然后， 在回流下加热 1 小时后放冷， 得 到 SiO2 换算固体成分浓度为 12 质量％的聚硅氧烷溶液 (K1)。 < 合成例 2>
在装有温度计、 回流管的 1L 四口反应烧瓶中投入 30.2g 的 HG、 39.6g 的 TEOS 和 4.2g 的 C18 并搅拌， 制成烷氧基硅烷单体的溶液。在该溶液中， 于室温下用 30 分钟滴加 15.1g 的 HG、 10.8g 的水和 0.2g 的作为催化剂的草酸预先混合而得的草酸溶液， 滴加结束后 于室温下搅拌 30 分钟。然后， 在回流下加热 1 小时后放冷， 得到 SiO2 换算固体成分浓度为 12 质量％的聚硅氧烷溶液 (K2)。
< 合成例 3>
在装有温度计、 回流管的 1L 四口反应烧瓶中投入 30.2g 的 BCS、 39.6g 的 TEOS 和 4.2g 的 C18 并搅拌， 制成烷氧基硅烷单体的溶液。在该溶液中， 于室温下用 30 分钟滴加 15.1g 的 BCS、 10.8g 的水和 0.2g 的作为催化剂的草酸预先混合而得的草酸溶液， 滴加结束 后于室温下搅拌 30 分钟。然后， 在回流下加热 1 小时后放冷， 得到 SiO2 换算固体成分浓度 为 12 质量％的聚硅氧烷溶液 (K3)。
< 合成例 4>
在装有温度计、 回流管的 1L 四口反应烧瓶中投入 23.0g 的 HG、 7.7g 的 BCS、 40.4g 的 TEOS 和 0.8g 的 C18 并搅拌， 制成烷氧基硅烷单体的溶液。 在该溶液中， 于室温下用 30 分 钟滴加 11.5g 的 HG、 3.8g 的 BCS、 10.8g 的水和 0.2g 的作为催化剂的草酸预先混合而得的 草酸溶液， 滴加结束后于室温下搅拌 30 分钟。然后， 在回流下加热 1 小时后投入 1.15g 的 UPS 92 质量％甲醇溶液、 0.48g 的 HG、 0.16g 的 BCS 的混合溶液， 再于回流下过热 30 分钟后 放冷， 得到 SiO2 换算固体成分浓度为 12 质量％的聚硅氧烷溶液 (K4)。
表1
< 实施例 1 ～ 7、 比较例 3 和 4>
将 50g 合成例 1 中得到的聚硅氧烷溶液 (K1) 与各溶剂混合以达到表 1 所示的溶 剂组成， 得到 SiO2 换算固体成分浓度为 3 质量％的液晶取向剂 (KL1 ～ 7、 KM3 ～ 4)。
< 实施例 8>
将 50g 合成例 4 中得到的聚硅氧烷溶液 (K4) 与各溶剂混合以达到表 2 所示的溶 剂组成， 得到 SiO2 换算固体成分浓度为 3 质量％的液晶取向剂 (KL8)。
< 比较例 1>
将 50g 合成例 2 中得到的聚硅氧烷溶液 (K2) 与 150g 的 HG 混合并搅拌， 得到 SiO2 换算固体成分浓度为 3 质量％的液晶取向剂 (KM1)。
< 比较例 2>
将 50g 合成例 3 中得到的聚硅氧烷溶液 (K3) 与 150g 的 BCS 混合并搅拌， 得到 SiO2 换算固体成分浓度为 3 质量％的液晶取向剂 (KM2)。
表2
实施例 1 ～ 8 和比较例 1 ～ 4 中得到的液晶取向剂的溶液粘度和表面张力示于表 3。另外， 溶液粘度和表面张力用以下方法测定。
[ 溶液粘度 ]
使用 E 型粘度计 ( 东机产业株式会社 ( 束機産業社 ) 制 TV-20)， 在温度 25℃下测 定。
[ 表面张力 ]
使用协和界面科学株式会社 ( 協和界面科学社 ) 制 AUTO DISPENCER AD-3 测定。
表3
[ 喷墨涂布 ]
喷墨涂布用下述装置、 条件进行。
装置名 ： 日立装置技术株式会社 ( 日立プラントテクノロジ一社 ) 制、 细微图案涂 布装置 HIS-200-1H。
涂布基板 ： 100×100mm ITO 基板
涂布面积 ： 30×40mm
涂布条件 ： 分解能 25μm、 级速度 50mm/ 秒、 频率 1000Hz、 脉宽 9.6 微秒、 液滴量 42pl、 间距宽度 70.5μm、 间距长度 125μm、 施加电压 ： 14 ～ 19V( 调整到膜厚达到 100nm)、 喷嘴间隙 0.5mm、 整平时间 30 秒、 干燥温度 60℃、 干燥时间 2 分钟 ( 加热板 )。
[ 涂布性 ]
通过目视及显微镜观察所得的膜， 确认涂布性。
能否成膜 ： 能无缺陷地成膜者为○， 不能者为 ×。
面内均一性 ： 膜的面内均一者为○、 产生橘皮或线状不均者为 ×。
边缘平直性 ： 平直性非常良好者为○、 平直性差者为 ×。
表4
从表 4 可见， 比较例 1 和比较例 4 不能成膜， 而实施例 1 ～ 8 与比较例 2、 3 相比， 面内均一性和边缘平直性良好， 涂布性提高。
[ 液晶晶胞的制作 ]
准备 2 块附有形成了液晶取向膜的透明电极的玻璃基板， 在一块基板的液晶取向 膜面散布 6μm 的间隔物后， 在基板的外缘部通过丝网印刷法涂布环氧系粘接剂后， 以液晶 取向膜相对的方式粘合并压接， 然后固化而制成空的晶胞。向该空的晶胞通过真空注入法 注入默克公司 ( メルク社 ) 制 MLC-6608( 商品名 ) 后， 通过 UV 固化树脂密封注入孔， 制成 液晶晶胞 (cell)。 此时， 使用的是用实施例中上述 [ 喷墨涂布 ] 中记载的方法形成涂膜、 在 温度 80℃的加热板上干燥 5 分钟后用温度 200℃的热风循环式洁净烘箱烧成 60 分钟而得 的膜厚 80nm 的液晶取向膜。而比较例中， 使用的是除了用旋涂法代替喷墨涂布以外和实施 例相同的方法得到的膜厚 100nm 的液晶取向膜。
[ 液晶取向性 ]
用偏光显微镜观察通过上述的 [ 液晶晶胞的制作 ] 方法制成的液晶晶胞， 确认液 晶的取向状态。液晶晶胞整体呈无缺陷的均一取向状态的情况为○， 液晶晶胞的一部分发 现取向缺陷的情况和未垂直取向的情况为 ×。其结果示于表 5。
[ 接触角 ]
向液晶取向膜滴加 3μL 纯水， 使用协和界面科学株式会社 ( 協和界面科学 ( 株 ) 社 ) 制的自动接触角计 CA-Z 型， 测定接触角。其结果示于表 5。
使用的是用实施例中上述 [ 喷墨涂布 ] 中记载的方法形成涂膜、 在温度 80℃的加 热板上干燥 5 分钟后用温度 200℃的热风循环式洁净烘箱烧成 60 分钟而得的膜厚 80nm 的 液晶取向膜。而参考例中， 使用的是除了用旋涂法代替喷墨涂布以外和实施例相同的方法 得到的膜厚 100nm 的液晶取向膜。
表5
19102317848 A CN 102317855
取向剂 测定例 参考例
KL1 KL1说明书液晶取向性 ○ ○ 水的接触角 /° 89 8717/17 页涂布方法 喷墨涂布法 旋涂法从表 5 可知， 即使是由喷墨涂布法得到的液晶取向膜也显示出和由其它方法得到 的膜同等的垂直取向性。
产业上的利用可能性
由本发明的喷墨涂布用液晶取向剂得到的液晶取向膜的膜的面内均一性和膜端 部的边缘平直性优异， 因此使用该液晶取向膜的液晶显示元件能够适合作为可靠性高的液 晶显示器件使用。
另外， 在这里引用 2008 年 12 月 25 日提出申请的日本专利申请 2008-329123 号和 2009 年 1 月 7 日提出申请的日本专利申请 2009-001359 号的说明书、 权利要求书和摘要的 全部内容作为本发明的说明书的揭示。20