CN103959151B - 液晶取向处理剂、液晶取向膜及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明是含有下述的特定聚合物(A)、特定聚合物(B)及特定交联性化合物(C)的液晶取向处理剂。特定聚合物(B):选自下述聚酰亚胺前体及聚酰亚胺的至少一种聚合物,该聚酰亚胺前体将具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物用作原料的一部分、且原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例比特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例少;特定交联性化合物(C):具有两个以上选自环氧基的交联基团的交联性化合物。[化1](式[1]中,X1是单键或‑O‑等结合基团;X2是单键或‑(CH2)b‑(b是1~15的整数);X3是单键或‑O‑等结合基团;X4是选自苯环等的2价环状基团;X5是选自苯环等的2价环状基团;n是0~4的整数;X6是碳数1~18的烷基等)。
Description
技术领域
本发明涉及制作液晶取向膜时使用的液晶取向处理剂、以及使用该液晶取向处理剂的液晶取向膜以及液晶显示元件。
背景技术
液晶电视、液晶显示器等中使用的液晶显示元件作为实现薄型和轻量的显示器件,正在被广泛使用。作为使液晶取向的液晶取向膜,主要使用所谓的聚酰亚胺类的液晶取向膜,该液晶取向膜通过在玻璃基板等上涂布以聚酰胺酸(也称为聚酰胺酸(polyamicacid))等聚酰亚胺前体或可溶性聚酰亚胺的溶液作为主成分的液晶取向处理剂,进行烧成而得到。
伴随着液晶显示元件的进一步大型化、高清晰化,从液晶显示元件的对比度降低的抑制和残影现象的减少等要求考虑,液晶取向膜中,除了优异的液晶取向性、及稳定地显现和控制液晶分子相对于基板面的取向倾斜角(预倾角)以外,高电压保持率、抑制因交流驱动而产生的残影、施加直流电压时的残留电荷少、因直流电压而蓄积的残留电荷衰减快的特性也逐渐变得重要。作为液晶取向处理剂的成分的聚酰胺酸等聚酰亚胺前体和可溶性聚酰亚胺通常通过四羧酸二酐等四羧酸衍生物和二胺成分的反应来合成,四羧酸衍生物及二胺成分的结构可以为了满足上述的液晶取向膜的诸特性而进行各种选择。
例如,对于上述的液晶的预倾角特性,提出了使用由将具有侧链的二胺作为原料的一部分而制造的可溶性聚酰亚胺构成的液晶取向处理剂。该方法中,根据具有侧链的二胺的使用比例可控制预倾角,所以比较容易得到目标预倾角,作为增大预倾角的方法是有用的(例如参照专利文献1)。
但是,这样的仅由可溶性聚酰亚胺构成的液晶取向膜的残留电荷特性差。于是,为了能同时满足预倾角特性和残留电荷特性,提出了在上述可溶性聚酰亚胺中混合聚酰胺酸而得的液晶取向处理剂(参照专利文献2)。此外,还提出了含有特定的两种聚酰亚胺的液晶取向处理剂(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平5-043688号公报
专利文献2:日本专利特开平8-220541号公报
专利文献3:国际公开第2008/062877号文本
发明内容
发明所要解决的技术问题
可是,这些文献的液晶取向处理剂的情况下,涂布液晶取向处理剂时的涂膜均匀性差、即在涂膜面的端部有时会产生聚合物的凝集物(也称为发白和凝集)。
本发明的课题在于解决上述的现有技术的问题,提供一种能制造赋予液晶以高预倾角、蓄积电荷少的液晶取向膜,且不会发生发白和凝集的涂膜均匀性优异的液晶取向处理剂;以及液晶取向膜和液晶显示元件。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人进行了认真研究,结果发现包含具有特定结构的侧链且对该侧链的相对量进行了规定的两种特定聚合物及特定结构的交联性化合物的液晶取向处理剂对于达到上述目的极为有效,从而完成了本发明。
即,本发明具有以下技术内容。
1.一种液晶取向处理剂,其特征是,包含下述的特定聚合物(A)、特定聚合物(B)及特定交联性化合物(C);
特定聚合物(A):选自将具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物用作原料的一部分而得的聚酰亚胺前体及聚酰亚胺的至少一种聚合物;
特定聚合物(B):选自下述聚酰亚胺前体及聚酰亚胺的至少一种聚合物,该聚酰亚胺前体将具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物用作原料的一部分、且原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例比特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例少;
特定交联性化合物(C):具有两个以上的选自环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基及环碳酸酯基的至少一种取代基的交联性化合物,具有两个以上的选自羟基、羟烷基及碳数1~6的烷氧基烷基的至少一种取代基的交联性化合物,或具有两个以上的聚合性不饱和键的交联性化合物;
[化1]
式[1]中,X1是单键、-(CH2)a-、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-,其中a是1~15的整数;X2是单键或-(CH2)b-,其中b是1~15的整数;X3是单键、-(CH2)c-、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-,其中c是1~15的整数;X4是选自苯环、环己烷环及杂环的2价环状基团、或具有类固醇骨架的碳数12~25的2价有机基团,所述环状基团上的任意的氢原子可以被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;X5是选自苯环、环己烷环及杂环的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;n是0~4的整数;X6是碳数1~18的直链状或支链状烷基、碳数1~18的直链状或支链状含氟烷基、碳数1~18的直链状或支链状烷氧基、或碳数1~18的直链状或支链状含氟烷氧基;特定聚合物(A)的原料的二胺化合物所具有的以式[1]表示的侧链与特定聚合物(B)的原料的二胺化合物所具有的以式[1]表示的侧链可以相同或不同。
2.如1所述的液晶取向处理剂,其特征是,当将特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例记作1时,特定聚合物(B)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例为0.3以上且小于1.0。
3.如1或2所述的液晶取向处理剂,其特征是,作为特定聚合物(A)的原料的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物及作为特定聚合物(B)的原料的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物分别是以下述式[1a]表示的二胺化合物;
[化2]
式[1a]中,X1、X2、X3、X4、X5、X6、n与式[1]中的X1、X2、X3、X4、X5、X6、n相同;m是1~4的整数;作为特定聚合物(A)的原料以式[1a]表示的二胺化合物与作为特定聚合物(B)的原料的以式[1a]表示的二胺化合物可以相同或不同。
4.如1~3中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)中的至少一方,使用以下述式[2]表示的二胺化合物作为原料的二胺成分;
[化3]
式[2]中,Y1是-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-;Y2是单键、2价的碳数1~20的脂肪族烃基、非芳族环状烃基或芳族烃基;Y3是单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-或-O(CH2)i-,其中i是1~5的整数;Y4是1价的含氮芳族杂环;h是1~4的整数。
5.如1~4中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)使用以下述式[3]表示的四羧酸二酐作为原料的一部分;
[化4]
式[3]中,Z1是含有碳数4~6的非芳族环状烃基的碳数4~13的4价有机基团。
6.如5所述的液晶取向处理剂,其特征是,Z1是以下述式[3a]~式[3j]表示的结构;
[化5]
式[3a]中,Z2~Z5是氢原子、甲基、氯原子或苯环,它们彼此可以相同或不同;式[3g]中,Z6及Z7是氢原子或甲基,它们彼此可以相同或不同。
7.如1~6中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,特定交联性化合物(C)是具有氧杂环丁烷基的交联性化合物、具有环碳酸酯基的交联性化合物、或作为具有选自羟基、羟烷基及碳数1~6的烷氧基烷基的至少一种取代基的苯或酚性化合物的交联性化合物。
8.如1~7中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)是聚酰胺酸。
9.如1~7中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)是通过使聚酰胺酸脱水闭环而得的聚酰亚胺。
10.如1~9中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,相对于特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的总量100质量份,特定交联性化合物(C)为0.1质量份~50质量份。
11.如1~10中任一项所述的液晶取向处理剂,其特征是,含有5~60质量%的不良溶剂。
12.一种液晶取向膜,其特征是,通过使用1~11中任一项所述的液晶取向处理剂而得到。
13.如12所述的液晶取向膜,其特征是,被用于通过在具备电极的一对基板间具有液晶层而构成的、经过下述工序制造的液晶显示元件,该工序为:在所述一对基板间配置包含利用活性能量射线及热量中的至少一方进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,一边在所述电极间施加电压,一边使所述聚合性化合物聚合。
14.一种液晶显示元件,其特征是,具有12或13所述的液晶取向膜。
发明的效果
通过使用本发明的液晶取向处理剂,能够获得赋予液晶以高预倾角且制成液晶显示元件时的蓄积电荷少的液晶取向膜。此外,本发明的液晶取向处理剂可抑制发白和凝集,液晶取向膜的涂膜均匀性优异。此外,通过使用该液晶取向膜,可提供具有高预倾角、且蓄积电荷少的液晶显示元件。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
本发明是含有特定聚合物(A)、特定聚合物(B)及特定交联性化合物(C)的液晶取向处理剂。液晶取向处理剂是指用于形成液晶取向膜的涂布液,液晶取向膜是指使液晶沿规定的方向取向的膜。以下对本发明的液晶取向处理剂的各成分进行说明。
<特定聚合物(A)及特定聚合物(B)>
特定聚合物(A)及特定聚合物(B)是聚酰胺酸、聚酰胺酸酯等聚酰亚胺前体或聚酰亚胺。即、特定聚合物(A)和特定聚合物(B)分别只要是选自聚酰亚胺前体及聚酰亚胺的至少一种即可,对其组合没有特别限定。例如,可以是下述组合:特定聚合物(A)为聚酰亚胺且特定聚合物(B)是聚酰亚胺前体的组合,特定聚合物(A)和特定聚合物(B)两者都是聚酰亚胺前体的组合,或者特定聚合物(A)和特定聚合物(B)两者都是聚酰亚胺的组合。聚酰亚胺前体是通过使选自四羧酸及其衍生物的至少一种四羧酸成分与二胺成分进行聚合反应而得到的。此外,本发明中使用的特定聚合物(A)及特定聚合物(B)是,作为原料的二胺成分,使用具有以上述式[1]表示的结构作为侧链的二胺化合物进行合成而得的聚合物。
式[1]中,如上所述,X1是单键、-(CH2)a-(a是1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。其中,单键、-(CH2)a-(a是1~15的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-由于容易合成而优选。更优选单键、-(CH2)a-(a是1~10的整数)、-O-、-CH2O-或-COO-。
式[1]中,X2是单键或-(CH2)b-(b是1~15的整数)。其中,优选单键或-(CH2)b-(b是1~10的整数)。
式[1]中,X3是单键、-(CH2)c-(c是1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。其中,单键、-(CH2)c-(c是1~15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-由于容易合成而优选。更优选单键、-(CH2)c-(c是1~10的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-。
式[1]中,X4是选自苯环、环己烷环及杂环的2价环状基团、或具有类固醇骨架的碳数12~25的2价有机基团。此外,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。其中,优选苯环、环己烷环或具有类固醇骨架的碳数12~25的2价有机基团。
式[1]中,X5是选自苯环、环己烷环及杂环的2价环状基团。此外,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。
式[1]中,n为0~4的整数。优选0~2的整数。
式[1]中,X6是碳数1~18的直链状或支链状烷基、碳数1~18的直链状或支链状含氟烷基、碳数1~18的直链状或支链状烷氧基、或碳数1~18的直链状或支链状含氟烷氧基。其中,优选碳数1~18的直链状或支链状烷基、碳数1~10的直链状或支链状含氟烷基、碳数1~18的直链状或支链状烷氧基、或碳数1~10的直链状或支链状含氟烷氧基。更优选碳数1~12的直链状或支链状烷基或碳数1~12的直链状或支链状烷氧基。进一步优选碳数1~9的直链状或支链状烷基或碳数1~9的直链状或支链状烷氧基。
式[1]中的X1、X2、X3、X4、X5、X6及n的优选组合如表1~表42所示。
[表1]
[表2]
c为1~10的整数。
[表3]
c为1~10的整数。
[表4]
c为1~10的整数。
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
a为1~10的整数。
[表11]
a为1~10的整数。
[表12]
a为1~10的整数。
[表13]
a为1~10的整数。
[表14]
a为1~10的整数。
[表15]
a、c分别独立地为1~10的整数。
[表16]
c为1~10的整数。
[表17]
c为1~10的整数。
[表18]
c为1~10的整数。
[表19]
c为1~10的整数。
[表20]
c为1~10的整数。
[表21]
[表22]
c为1~10的整数。
[表23]
c为1~10的整数。
[表24]
[表25]
b为碳数1~10的整数。
[表26]
b为碳数1~10的整数。
[表27]
b为碳数1~10的整数。
[表28]
b为碳数1~10的整数。
[表29]
b为碳数1~10的整数。
[表30]
b为碳数1~10的整数。
[表31]
b为碳数1~10的整数。
[表32]
b为碳数1~10的整数。
[表33]
b为碳数1~10的整数。
[表34]
b为碳数1~10的整数。
[表35]
b为碳数1~10的整数。
[表36]
b为碳数1~10的整数。
[表37]
b为碳数1~10的整数。
[表38]
b为碳数1~10的整数。
[表39]
b为碳数1~10的整数。
[表40]
b为碳数1~10的整数。
[表41]
b、c分别独立地为1~10的整数。
[表42]
b、c分别独立地为1~10的整数。
作为具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物,可例举例如以上述式[1a]表示的二胺化合物。式[1a]中,m是1~4的整数,优选为1。此外,上述式[1a]中的X1、X2、X3、X4、X5、X6及n的优选基团与上述式[1]中的X1、X2、X3、X4、X5、X6及n相同,优选组合也与式[1]同样地示于表1~表42。
此外,对上述式[1a]中的两个氨基(-NH2)的结合位置没有限定。具体可例举,相对于侧链的结合基团(X1),在苯环上的2,3位、2,4位、2,5位、2,6位、3,4位或3,5位。其中,从合成聚合物时的反应性的观点考虑,优选2,4位、2,5位或3,5位。如果还考虑合成二胺化合物时的容易度,则更优选2,4位或2,5位。
更具体而言,式[1a]是例如下述以式[1-1]~式[1-31]表示的结构。
[化6]
(式[1-1]~式[1-3]中,R1是-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或-CH2OCO-;R2是碳数1~22的直链状或支链状烷基、碳数1~22的直链状或支链状烷氧基、碳数1~22的直链状或支链状含氟烷基、或含氟烷氧基。)
[化7]
(式[1-4]~式[1-6]中,R3是-COO-、-OCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-或-CH2-;R4是碳数1~22的直链状或支链状烷基、碳数1~22的直链状或支链状烷氧基、碳数1~22的直链状或支链状含氟烷基、或含氟烷氧基。)
[化8]
(式[1-7]及式[1-8]中,R5是-COO-、-OCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-或-O-;R6是氟基、氰基、三氟甲基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基或羟基。)
[化9]
(式[1-9]及式[1-10]中,R7为碳数3~12的直链状或支链状烷基,1,4-亚环己基的顺-反异构性分别为反式异构体。)
[化10]
(式[1-11]及式[1-12]中,R8为碳数3~12的直链状或支链状烷基,1,4-亚环己基的顺-反异构性分别为反式异构体。)
[化11]
(式[1-13]中,A16是可以被氟原子取代的碳数3~20的直链状或支链状烷基;A15是1,4-亚环己基或1,4-亚苯基;A14是氧原子或-COO-*(其中带“*”的键与A15连接);A13是氧原子或-COO-*(其中带“*”的键与(CH2)a2)连接);此外,a1是0或1的整数;a2是2~10的整数;a3是0或1的整数。)
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
[化16]
作为特定聚合物(A)的原料使用的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物,可以与作为特定聚合物(B)的原料使用的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物相同或不同。此外,根据制成液晶取向膜时的液晶取向性、电压保持率及蓄积电荷等所需的特性,也可以将一种或两种以上混合使用。
作为特定聚合物(A)的原料使用的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物,优选是侧链上具有长链烷基或环结构(饱和或不饱和的环状烃基)为3个以上等疏水性较高的基团的二胺化合物,具体而言,优选上述式[1-9]、式[1-10]、式[1-11]、式[1-12]、式[1-22]、式[1-23]、式[1-24]、式[1-25]、式[1-26]、式[1-27]、式[1-28]、式[1-29]、式[1-30]及式[1-31]。其中,优选上述式[1-9]、式[1-10]、式[1-11]、式[1-12]、式[1-22]、式[1-23]、式[1-24]、式[1-25]、式[1-28]及式[1-29]。特别优选上述式[1-9]、式[1-10]、式[1-11]及式[1-12]。
此外,作为特定聚合物(B)的原料使用的以上述式[1]表示的二胺化合物,优选是具有环结构为2个以下等亲水性高的侧链基的二胺,具体而言,优选上述式[1-1]、式[1-2]、式[1-3]、式[1-4]、式[1-5]、式[1-6]、式[1-7]及式[1-8]。
而且,本发明中,特定聚合物(B)的原料的全部二胺成分中的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例,需要比特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例少。换言之,具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物相对于特定聚合物(B)的原料的二胺成分总量的比例,需要比具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物相对于特定聚合物(A)的原料的二胺成分总量的比例少。
具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物相对于作为特定聚合物(A)或特定聚合物(B)的原料的二胺成分总量的比例,如上所述除了需要使特定聚合物(B)比特定聚合物(A)少以外,没有特别限定,例如,在特定聚合物(A)中,作为原料的二胺成分可以仅为以上述式[1]表示的二胺化合物。当然,作为特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的原料的二胺成分中,在不损害本发明的效果的范围内,分别可以含有除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的二胺化合物,但具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例越多,则可得到能赋予液晶越高的预倾角的液晶取向膜。为了提高该预倾角特性,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)中,分别优选作为原料的二胺成分总量的5~80摩尔%是具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物。其中,从液晶取向处理剂的涂布性及制成液晶取向膜时的电特性的观点考虑,优选二胺成分总量的5~60摩尔%是具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物。但是,如果特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的量与特定聚合物(B)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的量之差过大,即、特定聚合物(A)中的具有以式[1]表示的结构的侧链的量与特定聚合物(B)中的具有以式[1]表示的结构的侧链的量之差过大,则会导致特定聚合物(A)及特定聚合物(B)发生凝集,因此优选在满足上述条件的同时,尽可能减小侧链的量的差。具体而言,当将特定聚合物(A)的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例记作1时,特定聚合物(B)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例优选在0.3以上且小于1.0,更优选在0.6以上且小于1.0。另外,本说明书中,如果没有特别记载,“比例”是指以摩尔数为基准的比例。
可作为特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的原料的二胺成分使用的除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的其他二胺化合物,可例举含杂环的二胺化合物。作为含杂环的二胺化合物,优选使用以上述式[2]表示的二胺化合物。另外,上述式[2]中,-(-Y1-Y2-Y3-Y4)h表示h个取代基-Y1-Y2-Y3-Y4,它们彼此可以相同或不同。
式[2]中,Y1是选自-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-的2价有机基团。其中,-O-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-、-CH2O-或-OCO-,由于容易合成二胺化合物而优选。特别优选-O-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3)-或-CH2O-。
式[2]中,Y2是单键、2价的碳数1~20的脂肪族烃基、非芳族环状烃基或芳族烃基。
碳数1~20的脂肪族烃基可以是直链状,也可以是支链状。此外,还可以具有不饱和键。优选是碳数1~10的直链状或支链状烷基或碳数1~10的具有不饱和键的烷基。
作为非芳族烃基的具体例,可例举环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、环壬烷环、环癸烷环、环十一烷环、环十二烷环、环十三烷环、环十四烷环、环十五烷环、环十六烷环、环十七烷环、环十八烷环、环十九烷环、环二十烷环、三环二十烷环、三环二十二烷环、双环庚烷环、十氢化萘环、降冰片烯环、金刚烷环等。
作为芳族烃基的具体例,可例举苯环、萘环、四氢化萘环、薁环、茚环、芴环、蒽环、菲环、非那烯环(日文:フェナレン環)等。
式[2]中,优选的Y2是单键、碳数1~10的直链状或支链状烷基、碳数1~10的具有不饱和键的烷基、环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、降冰片烯环、金刚烷环、苯环、萘环、四氢化萘环、芴环或蒽环,更优选为单键、碳数1~10的直链状或支链状烷基、碳数1~10的具有不饱和键的烷基、环己烷环、降冰片烯环、金刚烷环、苯环、萘环、芴环或蒽环,进一步优选单键、碳数1~10的直链状或支链状烷基、环己烷环、苯环或萘环,特别优选单键、碳数1~5的直链状或支链状烷基或苯环。
式[2]中,Y3是单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-或-O(CH2)i-(i是1~5的整数),优选单键、-O-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-或-O(CH2)i-(i是1~5的整数),更优选单键、-O-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-或-O(CH2)i-(i是1~5的整数),进一步优选单键、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-或-O(CH2)i-(i是1~5的整数)。
式[2]中,Y4是1价的含氮芳族杂环,例如是含有选自下述的式[2-A]、式[2-B]或式[2-C]的至少1种结构的芳族杂环。
[化17]
(式[2-C]中,A17是碳数1~5的直链状或支链状烷基。)
具体可例举吡咯环、咪唑环、唑环、噻唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、喹啉环、吡唑啉环、异喹啉环、咔唑环、嘌呤环、噻二唑环、哒嗪环、吡唑啉环、三嗪环、吡唑烷环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环、苯并咪唑环、邻二氮杂萘环、菲咯啉环、吲哚环、喹喔啉环、苯并噻唑环、吩噻嗪环、二唑环、吖啶环等。
式[2]中,优选的Y4是吡咯环、咪唑环、唑环、噻唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、喹啉环、吡唑啉环、异喹啉环、咔唑环、嘌呤环、噻二唑环、哒嗪环、吡唑啉环、三嗪环、吡唑烷环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环、苯并咪唑环、邻二氮杂萘环、菲咯啉环、吲哚环、喹喔啉环、苯并噻唑环、吩噻嗪环、二唑环或吖啶环,更优选的是吡咯环、咪唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、吡唑啉环、咔唑环、哒嗪环、吡唑啉环、三嗪环、吡唑环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环或苯并咪唑环。进一步优选吡咯环、咪唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环或苯并咪唑环,特别优选吡咯环、咪唑环、吡唑环、吡啶环或嘧啶环。
另外,Y3优选与不和Y4所包含的式[2-A]、式[2-B]及式[2-C]相邻的取代基结合。
式[2]中的Y1、Y2、Y3及Y4的优选组合如表43~表48所示。
[表43]
Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | |
1-1 | -O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡咯环 |
1-2 | -O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 咪唑环 |
1-3 | -O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡唑环 |
1-4 | -O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡啶环 |
1-5 | -O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 嘧啶环 |
1-6 | -NH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡咯环 |
1-7 | -NH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 咪唑环 |
1-8 | -NH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡唑环 |
1-9 | -NH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡啶环 |
1-10 | -NH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 嘧啶环 |
1-11 | -CONH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡咯环 |
1-12 | -CONH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 咪唑环 |
1-13 | -CONH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡唑环 |
1-14 | -CONH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡啶环 |
1-15 | -CONH- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 嘧啶环 |
1-16 | -NHCO- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡咯环 |
1-17 | -NHCO- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 咪唑环 |
1-18 | -NHCO- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡唑环 |
1-19 | -NHCO- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡啶环 |
1-20 | -NHCO- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 嘧啶环 |
1-21 | -CH2O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡咯环 |
1-22 | -CH2O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 咪唑环 |
1-23 | -CH2O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡唑环 |
1-24 | -CH2O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡啶环 |
1-25 | -CH2O- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 嘧啶环 |
1-26 | -CON(CH3)- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡咯环 |
1-27 | -CON(CH3)- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 咪唑环 |
1-28 | -CON(CH3)- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡唑环 |
1-29 | -CON(CH3)- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 吡啶环 |
1-30 | -CON(CH3)- | 碳数1~5的直链或支链烷基 | 单键 | 嘧啶环 |
[表44]
Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | |
1-31 | -O- | 苯环 | -O- | 吡咯环 |
1-32 | -O- | 苯环 | -O- | 咪唑环 |
1-33 | -O- | 苯环 | -O- | 吡唑环 |
1-34 | -O- | 苯环 | -O- | 吡啶环 |
1-35 | -O- | 苯环 | -CONH- | 嘧啶环 |
1-36 | -O- | 苯环 | -CONH- | 吡咯环 |
1-37 | -O- | 苯环 | -CONH- | 咪唑环 |
1-38 | -O- | 苯环 | -CONH- | 吡唑环 |
1-39 | -O- | 苯环 | -NHCO- | 吡啶环 |
1-40 | -O- | 苯环 | -NHCO- | 嘧啶环 |
1-41 | -O- | 苯环 | -NHCO- | 吡咯环 |
1-42 | -O- | 苯环 | -NHCO- | 咪唑环 |
1-43 | -O- | 苯环 | -COO- | 吡唑环 |
1-44 | -O- | 苯环 | -COO- | 吡啶环 |
1-45 | -O- | 苯环 | -COO- | 嘧啶环 |
1-46 | -O- | 苯环 | -COO- | 吡咯环 |
1-47 | -O- | 苯环 | -OCO- | 咪唑环 |
1-48 | -O- | 苯环 | -OCO- | 吡唑环 |
1-49 | -O- | 苯环 | -OCO- | 吡啶环 |
1-50 | -O- | 苯环 | -OCO- | 嘧啶环 |
1-51 | -O- | 苯环 | -O-{CH2)i- | 吡咯环 |
1-52 | -O- | 苯环 | -O-{CH3)i- | 咪唑环 |
1-53 | -O- | 苯环 | -O-{CH4)i- | 吡唑环 |
1-54 | -O- | 苯环 | -O-{CH2)i- | 吡啶环 |
1-55 | -NH- | 苯环 | -O- | 吡咯环 |
1-56 | -NH- | 苯环 | -O- | 咪唑环 |
1-57 | -NH- | 苯环 | -O- | 吡唑环 |
1-58 | -NH- | 苯环 | -O- | 吡啶环 |
1-59 | -NH- | 苯环 | -CONH- | 嘧啶环 |
1-60 | -NH- | 苯环 | -CONH- | 吡咯环 |
i是1~5的整数。
[表45]
Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | |
1-61 | -NH- | 苯环 | -CONH- | 咪唑环 |
1-62 | -NH- | 苯环 | -CONH- | 吡唑环 |
1-63 | -NH- | 苯环 | -NHCO- | 吡啶环 |
1-64 | -NH- | 苯环 | -NHCO- | 嘧啶环 |
1-65 | -NH- | 苯环 | -NHCO- | 吡咯环 |
1-66 | -NH- | 苯环 | -NHCO- | 咪唑环 |
1-67 | -NH- | 苯环 | -COO- | 吡唑环 |
1-68 | -NH- | 苯环 | -COO- | 吡啶环 |
1-69 | -NH- | 苯环 | -COO- | 嘧啶环 |
1-70 | -NH- | 苯环 | -COO- | 吡咯环 |
1-71 | -NH- | 苯环 | -OCO- | 咪唑环 |
1-72 | -NH- | 苯环 | -OCO- | 吡唑环 |
1-73 | -NH- | 苯环 | -OCO- | 吡啶环 |
1-74 | -NH- | 苯环 | -OCO- | 嘧啶环 |
1-75 | -NH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡咯环 |
1-76 | -NH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 咪唑环 |
1-77 | -NH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡唑环 |
1-78 | -NH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡啶环 |
1-79 | -CONH- | 苯环 | -O- | 吡咯环 |
1-80 | -CONH- | 苯环 | -O- | 咪唑环 |
1-81 | -CONH- | 苯环 | -O- | 吡唑环 |
1-82 | -CONH- | 苯环 | -O- | 吡啶环 |
1-83 | -CONH- | 苯环 | -CONH- | 嘧啶环 |
1-84 | -CONH- | 苯环 | -CONH- | 吡咯环 |
1-85 | -CONH- | 苯环 | -CONH- | 咪唑环 |
1-86 | -CONH- | 苯环 | -CONH- | 吡唑环 |
1-87 | -CONH- | 苯环 | -NHCO- | 吡啶环 |
1-88 | -CONH- | 苯环 | -NHCO- | 嘧啶环 |
1-89 | -CONH- | 苯环 | -NHCO- | 吡咯环 |
1-90 | -CONH- | 苯环 | -NHCO- | 咪唑环 |
i是1~5的整数。
[表46]
Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | |
1-91 | -CONH- | 苯环 | -COO- | 吡唑环 |
1-92 | -CONH- | 苯环 | -COO- | 吡啶环 |
1-93 | -CONH- | 苯环 | -COO- | 嘧啶环 |
1-94 | -CONH- | 苯环 | -COO- | 吡咯环 |
1-95 | -CONH- | 苯环 | -OCO- | 咪唑环 |
1-96 | -CONH- | 苯环 | -OCO- | 吡唑环 |
1-97 | -CONH- | 苯环 | -OCO- | 吡啶环 |
1-98 | -CONH- | 苯环 | -OCO- | 嘧啶环 |
1-99 | -CONH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡咯环 |
1-100 | -CONH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 咪唑环 |
1-101 | -CONH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡唑环 |
1-102 | -CONH- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡啶环 |
1-103 | -NHCO- | 苯环 | -O- | 吡咯环 |
1-104 | -NHCO- | 苯环 | -O- | 咪唑环 |
1-105 | -NHCO- | 苯环 | -O- | 吡唑环 |
1-106 | -NHCO- | 苯环 | -O- | 吡啶环 |
1-107 | -NHCO- | 苯环 | -CONH- | 嘧啶环 |
1-108 | -NHCO- | 苯环 | -CONH- | 吡咯环 |
1-109 | -NHCO- | 苯环 | -CONH- | 咪唑环 |
1-110 | -NHCO- | 苯环 | -CONH- | 吡唑环 |
1-111 | -NHCO- | 苯环 | -NHCO- | 吡啶环 |
1-112 | -NHCO- | 苯环 | -NHCO- | 嘧啶环 |
1-113 | -NHCO- | 苯环 | -NHCO- | 吡咯环 |
1-114 | -NHCO- | 苯环 | -NHCO- | 咪唑环 |
1-115 | -NHCO- | 苯环 | -COO- | 吡唑环 |
1-116 | -NHCO- | 苯环 | -COO- | 吡啶环 |
1-117 | -NHCO- | 苯环 | -COO- | 嘧啶环 |
1-118 | -NHCO- | 苯环 | -COO- | 吡咯环 |
1-119 | -NHCO- | 苯环 | -OCO- | 咪唑环 |
1-120 | -NHCO- | 苯环 | -OCO- | 吡唑环 |
i是1~5的整数。
[表47]
Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | |
1-121 | -NHCO- | 苯环 | -OCO- | 吡啶环 |
1-122 | -NHCO- | 苯环 | -OCO- | 嘧啶环 |
1-123 | -NHCO- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡咯环 |
1-124 | -NHCO- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 咪唑环 |
1-125 | -NHCO- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡唑环 |
1-126 | -NHCO- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡啶环 |
1-127 | -CH2O- | 苯环 | -O- | 吡咯环 |
1-128 | -CH2O- | 苯环 | -O- | 咪唑环 |
1-129 | -CH2O- | 苯环 | -O- | 吡唑环 |
1-130 | -CH2O- | 苯环 | -O- | 吡啶环 |
1-131 | -CH2O- | 苯环 | -CONH- | 嘧啶环 |
1-132 | -CH2O- | 苯环 | -CONH- | 吡咯环 |
1-133 | -CH2O- | 苯环 | -CONH- | 咪唑环 |
1-134 | -CH2O- | 苯环 | -CONH- | 吡唑环 |
1-135 | -CH2O- | 苯环 | -NHCO- | 吡啶环 |
1-136 | -CH2O- | 苯环 | -NHCO- | 嘧啶环 |
1-137 | -CH2O- | 苯环 | -NHCO- | 吡咯环 |
1-138 | -CH2O- | 苯环 | -NHCO- | 咪唑环 |
1-139 | -CH2O- | 苯环 | -COO- | 吡唑环 |
1-140 | -CH2O- | 苯环 | -COO- | 吡啶环 |
1-141 | -CH2O- | 苯环 | -COO- | 嘧啶环 |
1-142 | -CH2O- | 苯环 | -COO- | 吡咯环 |
1-143 | -CH2O- | 苯环 | -OCO- | 咪唑环 |
1-144 | -CH2O- | 苯环 | -OCO- | 吡唑环 |
1-145 | -CH2O- | 苯环 | -OCO- | 吡啶环 |
1-146 | -CH2O- | 苯环 | -OCO- | 嘧啶环 |
1-147 | -CH2O- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡咯环 |
1-148 | -CH2O- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 咪唑环 |
1-1491-150 | -CH2O--CH2O- | 苯环苯环 | -O-(CH2)i--O-(CH2)i- | 吡唑环吡啶环 |
i是1~5的整数。
[表48]
Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | |
1-151 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O- | 吡咯环 |
1-152 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O- | 咪唑环 |
1-153 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O- | 吡唑环 |
1-154 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O- | 吡啶环 |
1-155 | -CON(CH3)- | 苯环 | -CONH- | 嘧啶环 |
1-156 | -CON(CH3)- | 苯环 | -CONH- | 吡咯环 |
1-157 | -CON(CH3)- | 苯环 | -CONH- | 咪唑环 |
1-158 | -CON(CH3)- | 苯环 | -CONH- | 吡唑环 |
1-159 | -CON(CH3)- | 苯环 | -NHCO- | 吡啶环 |
1-160 | -CON(CH3)- | 苯环 | -NHCO- | 嘧啶环 |
1-161 | -CON(CH3)- | 苯环 | -NHCO- | 吡咯环 |
1-162 | -CON(CH3)- | 苯环 | -NHCO- | 咪唑环 |
1-163 | -CON(CH3)- | 苯环 | -COO- | 吡唑环 |
1-164 | -CON(CH3)- | 苯环 | -COO- | 吡啶环 |
1-165 | -CON(CH3)- | 苯环 | -COO- | 嘧啶环 |
1-166 | -CON(CH3)- | 苯环 | -COO- | 吡咯环 |
1-167 | -CON(CH3)- | 苯环 | -OCO- | 咪唑环 |
1-168 | -CON(CH3)- | 苯环 | -OCO- | 吡唑环 |
1-169 | -CON(CH3)- | 苯环 | -OCO- | 吡啶环 |
1-170 | -CON(CH3)- | 苯环 | -OCO- | 嘧啶环 |
1-171 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡咯环 |
1-172 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 咪唑环 |
1-173 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡唑环 |
1-174 | -CON(CH3)- | 苯环 | -O-(CH2)i- | 吡啶环 |
i是1~5的整数。
其中,优选上述表43~表48中的[1-7]、[1-9]、[1-12]、[1-14]、[1-17]、[1-19]、[1-22]、[1-24]、[1-27]、[1-29]、[1-52]、[1-54]、[1-124]、[1-126]、[1-148]、[1-150]、[1-172]及[1-173]的组合。
式[2]中,h是1~4的整数,从与四羧酸二酐的反应性的观点考虑,优选1~3的整数。
特定聚合物(A)及特定聚合物(B)两者同时使用含杂环的二胺化合物作为原料时,作为特定聚合物(A)的原料使用的含杂环的二胺化合物与作为特定聚合物(B)的原料使用的含杂环的二胺化合物可以相同或不同。此外,根据制成液晶取向膜时的液晶取向性、电压保持率、蓄积电荷等所需的特性,也可以将一种或两种以上混合使用。
上述含杂环的二胺化合物的比例越多,则可获得因直流电压而蓄积的电荷的衰减特性越能够得到改善的液晶取向膜、即蓄积电荷越少的液晶取向膜。为了提高该蓄积电荷的衰减特性,上述含杂环的二胺化合物相对于具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物1摩尔,优选为0.01~99摩尔。更优选为0.1~50摩尔,进一步优选0.2~20摩尔,最优选0.2~10摩尔。
此外,作为除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的其他二胺化合物,可例举对苯二胺、2,3,5,6-四甲基对苯二胺、2,5-二甲基对苯二胺、间苯二胺、2,4-二甲基间苯二胺、2,5-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、2,5-二氨基苯酚、2,4-二氨基苯酚、3,5-二氨基苯酚、3,5-二氨基苄醇、2,4-二氨基苄醇、4,6-二氨基间苯二酚、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羟基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羧基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二氟-4,4’-联苯、3,3’-三氟甲基-4,4’-二氨基联苯、3,4’-二氨基联苯、3,3’-二氨基联苯、2,2’-二氨基联苯、2,3’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2’-二氨基二苯基甲烷、2,3’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、2,2’-二氨基二苯基醚、2,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-磺酰基双苯胺、3,3’-磺酰基双苯胺、双(4-氨基苯基)硅烷、双(3-氨基苯基)硅烷、二甲基-双(4-氨基苯基)硅烷、二甲基-双(3-氨基苯基)硅烷、4,4’-硫代双苯胺、3,3’-硫代双苯胺、4,4’-二氨基二苯胺、3,3’-二氨基二苯胺、3,4’-二氨基二苯胺、2,2’-二氨基二苯胺、2,3’-二氨基二苯胺、N-甲基(4,4’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(3,3’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(3,4’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(2,2’-二氨基二苯基)胺、N-甲基(2,3’-二氨基二苯基)胺、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、1,4-二氨基萘、2,2’-二氨基二苯甲酮、2,3’-二氨基二苯甲酮、1,5-二氨基萘、1,6-二氨基萘、1,7-二氨基萘、1,8-二氨基萘、2,5-二氨基萘、2,6-二氨基萘、2,7-二氨基萘、2,8-二氨基萘、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、1,2-双(3-氨基苯基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯基)丁烷、双(3,5-二乙基-4-氨基苯基)甲烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯基)苯、1,3-双(4-氨基苯基)苯、1,4-双(4-氨基苄基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]双苯胺、4,4’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]双苯胺、3,4’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]双苯胺、3,4’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]双苯胺、3,3’-[1,4-亚苯基双(亚甲基)]双苯胺、3,3’-[1,3-亚苯基双(亚甲基)]双苯胺、1,4-亚苯基双[(4-氨基苯基)甲酮]、1,4-亚苯基双[(3-氨基苯基)甲酮]、1,3-亚苯基双[(4-氨基苯基)甲酮]、1,3-亚苯基双[(3-氨基苯基)甲酮]、1,4-亚苯基双(4-氨基苯甲酸酯)、1,4-亚苯基双(3-氨基苯甲酸酯)、1,3-亚苯基双(4-氨基苯甲酸酯)、1,3-亚苯基双(3-氨基苯甲酸酯)、双(4-氨基苯基)对苯二甲酸酯、双(3-氨基苯基)对苯二甲酸酯、双(4-氨基苯基)间苯二甲酸酯、双(3-氨基苯基)间苯二甲酸酯、N,N’-(1,4-亚苯基)双(4-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,3-亚苯基)双(4-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,4-亚苯基)双(3-氨基苯甲酰胺)、N,N’-(1,3-亚苯基)双(3-氨基苯甲酰胺)、N,N’-双(4-氨基苯基)对苯二甲酰胺、N,N’-双(3-氨基苯基)对苯二甲酰胺、N,N’-双(4-氨基苯基)间苯二甲酰胺、N,N’-双(3-氨基苯基)间苯二甲酰胺、9,10-双(4-氨基苯基)蒽、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2’-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2’-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2’-双(3-氨基-4-甲基苯基)丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯氧基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,5-双(3-氨基苯氧基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1,6-双(3-氨基苯氧基)己烷、1,7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1,7-(3-氨基苯氧基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1,8-双(3-氨基苯氧基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1,9-双(3-氨基苯氧基)壬烷、1,10-(4-氨基苯氧基)癸烷、1,10-(3-氨基苯氧基)癸烷、1,11-(4-氨基苯氧基)十一烷、1,11-(3-氨基苯氧基)十一烷、1,12-(4-氨基苯氧基)十二烷、1,12-(3-氨基苯氧基)十二烷、4-(氨基甲基)苯胺、3-(氨基甲基)苯胺、4-(2-氨基乙基)苯胺或3-(2-氨基乙基苯胺)等芳香族二胺;双(4-氨基环己基)甲烷或双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷等脂环族二胺;1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,11-二氨基十一烷或1,12-二氨基十二烷等脂肪族二胺。
此外,作为除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的其他二胺化合物,可使用侧链上具有烷基或含氟烷基的二胺化合物。具体而言,可例示下述的以式[DA-1]~式[DA-12]表示的二胺。
[化18]
(式[DA-1]~式[DA-5]中,A1为碳数1~22的直链状或支链状烷基,或者碳数1~22的直链状或支链状含氟烷基。)
[化19]
(式[DA-6]~式[DA-11]中,A2表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2-、-O-、-CO-或-NH-;A3表示碳数1~22的直链状或支链状烷基或碳数1~22的直链状或支链状含氟烷基。)
[化20]
(式[DA-12]中,p是1~10的整数。)
此外,作为除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的其他二胺化合物,还可以使用下述的以式[DA-13]~式[DA-20]表示的二胺化合物。
[化21]
(式[DA-17]中,k为0~3的整数;式[DA-20]中,l为1~5的整数。)
此外,作为除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的其他二胺化合物,还可以使用下述的以式[DA-21]~式[DA-25]表示的分子内具有羧基的二胺化合物。
[化22]
(式[DA-21]中,m1是1~4的整数;式[DA-22]中,A4是单键、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-;m2及m3分别是0~4的整数,且m2+m3是1~4的整数;式[DA-23]中,m4及m5分别是1~5的整数;式[DA-24]中,A5是碳数1~5的直链状或支链状烷基;m6是1~5的整数;式[DA-25]中,A6是单键、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-;m7是1~4的整数。)
此外,作为除具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物以外的其他二胺化合物,还可以使用下述的以式[DA-26]及式[DA-27]表示的二胺化合物。
[化23]
上述的其他二胺化合物可以根据制成液晶取向膜时的液晶取向性、电压保持率、蓄积电荷等特性,使用一种或将两种以上混合使用。
本发明中,对于合成特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的方法,除了采用具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物作为原料的一部分以外,没有特别限定。通常,可通过使二胺成分和四羧酸成分反应而获得。一般而言,可通过使选自四羧酸及其衍生物的至少1种的四羧酸成分和由1种或多种二胺化合物构成的二胺成分反应来获得聚酰胺酸。为了获得聚酰胺酸烷基酯,可使用将聚酰胺酸的羧基转化成酯的方法等。还有,为了获得聚酰亚胺,可以是将上述的聚酰胺酸或聚酰胺酸烷基酯进行酰亚胺化而制成聚酰亚胺的方法。
作为用于获得本发明的特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的原料的四羧酸成分,优选使用以上述式[3]表示的四羧酸二酐。
式[3]中,从聚合反应性及合成的容易度考虑,Z1的特别优选的结构是式[3a]、式[3c]、式[3d]、式[3e]、式[3f]或式[3g]。其中,优选式[3a]、式[3e]、式[3f]或式[3g]。
此外,对于以上述式[3]表示的四羧酸二酐相对于作为特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的原料的四羧酸成分总量的比例没有特别限定,例如,作为原料的四羧酸成分可以仅为以上述式[3]表示的四羧酸二酐。当然,作为特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的原料的四羧酸成分,在不损害本发明的效果的范围内,也可以包含除上述以式[3]表示的四羧酸二酐以外的四羧酸及四羧酸衍生物。此时,优选四羧酸成分总量的1摩尔%以上是以上述式[3]表示的四羧酸二酐,更优选5摩尔%以上,进一步优选10摩尔%以上。
作为除上述以式[3]表示的四羧酸二酐以外的其他四羧酸二酐,可例举均苯四甲酸、2,3,6,7-萘四甲酸、1,2,5,6-萘四甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸、2,3,6,7-蒽四甲酸、1,2,5,6-蒽四甲酸、3,3’,4,4’-联苯四甲酸、2,3,3’,4-联苯四甲酸、双(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯酮四甲酸、双(3,4-二羧基苯基)砜、双(3,4-二羧基苯基)甲烷、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷、双(3,4-二羧基苯基)二苯基硅烷、2,3,4,5-吡啶四甲酸、2,6-双(3,4-二羧基苯基)吡啶、3,3’,4,4’-二苯砜四甲酸、3,4,9,10-苝四甲酸、或1,3-二苯基-1,2,3,4-环丁烷四甲酸。
以上述式[3]表示的四羧酸二酐、及其他的四羧酸和四羧酸衍生物,也可以根据制成液晶取向膜时的液晶取向性、电压保持率及蓄积电荷等所需的特性使用1种或将2种以上混合使用。
二胺成分和四羧酸成分的反应通常在有机溶剂中进行。作为此时使用的有机溶剂,只要能够溶解生成的聚酰亚胺前体即可,没有特别的限定。作为具体例子,可例举N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、二甲亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、异丙醇、甲氧基甲基戊醇、二戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇叔丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇单乙酸酯单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单乙酸酯单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单乙酸酯单丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二异丙醚、乙基异丁基醚、二异丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁醚、二异丁基酮、甲基环己烯、丙醚、二己醚、二烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、二乙醚、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、乳酸甲酯、乳酸乙基、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇酯单乙基醚、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、二甘醇二甲醚或4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合使用。并且,即使是不能溶解聚酰亚胺前体的溶剂,也可以在生成的聚酰亚胺前体不析出的范围内,混合在上述溶剂中使用。另外,因为有机溶剂中的水分阻碍聚合反应,并且成为使生成的聚酰亚胺前体水解的原因,所以理想的是使用经脱水干燥的有机溶剂。
使二胺成分和四羧酸成分在有机溶剂中反应时,可例举下述方法:搅拌使二胺成分分散或溶解于有机溶剂而得的溶液,然后直接添加四羧酸成分或者使四羧酸成分分散或溶解于有机溶剂后再添加的方法;相反地在将四羧酸二酐分散或溶解于有机溶剂而得的溶液中添加二胺成分的方法;交替添加四羧酸成分和二胺成分的方法等,可以使用其中的任一种方法。此外,在二胺成分或四羧酸成分分别由多种化合物构成而进行反应的情况下,可以使其在预先混合的状态下反应,也可以使其分别依次反应,还可以使分别反应而得的低分子量聚合物混合反应来获得特定聚合物(A)及特定聚合物(B)。此时的聚合温度可以选择-20℃~150℃的任意温度,较好是-5℃~100℃的范围。此外,反应能以任意的浓度进行,但如果浓度过低则难以得到高分子量的特定聚合物(A)及特定聚合物(B),如果浓度过高则反应液的粘度过高,难以进行均匀的搅拌。因此,二胺成分和四羧酸成分的总量的浓度在反应液中优选为1~50质量%、更优选5~30质量%。可以在反应初期在高浓度下进行,之后追加有机溶剂。
聚酰亚胺前体的聚合反应中,二胺成分的总摩尔数与四羧酸成分的总摩尔数之比优选为0.8~1.2。与通常的缩聚反应相同,该摩尔比越接近于1.0,生成的聚酰亚胺前体的分子量越大。
由此聚合而得的特定聚合物(A)及特定聚合物(B)例如是下述作为具有以式[a]表示的重复单元的聚合物的聚酰亚胺前体。
[化24]
(式[a]中,R11是4价有机基团;R12是来源于原料的二胺成分的2价有机基团;A11及A12是氢原子或碳数1~8的烷基,它们彼此可以相同或不同;j表示正整数。)
上述式[a]中,R11及R12分别可以是一种且具有相同的重复单元的聚合物,此外,R11及R12可以是多种且具有不同结构的重复单元的聚合物。
上述式[a]中,R11是来源于作为原料的下述以式[c]等表示的四羧酸成分的基团;R12是来源于作为原料的下述以式[b]等表示的二胺成分的基团。例如,如果R12是来源于具有以上述式[1]表示的侧链的二胺的基团,则是在聚酰亚胺前体的主链、即聚酰胺酸骨架上直接或介以适当的结合基团将以上述式[1]表示的结构作为侧链结合而成的聚合物。
[化25]
(式[b]及式[c]中,R11及R12与式[a]中的定义相同。)
另外,通过采用以上述式[b]表示的二胺成分和以上述式[c]表示的四羧酸二酐成分作为原料,可以比较简便地获得,从该理由考虑,优选由下述的以式[d]表示的重复单元的结构式构成的聚酰胺酸或使聚酰胺酸酰胺化而得的聚酰亚胺。
[化26]
(式[d]中,R11、R12及j与式[a]中的定义相同。)
此外,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)也可以采用使上述的聚酰亚胺前体脱水闭环而得的聚酰亚胺。该聚酰亚胺作为用于得到液晶取向膜的聚合物是有用的。
作为使聚酰亚胺前体进行酰亚胺化的方法,可例举直接加热聚酰亚胺前体的溶液的热酰亚胺化,或在聚酰亚胺前体的溶液中添加催化剂的催化酰亚胺化。
在溶液中使聚酰亚胺前体热酰亚胺化时的温度为100℃~400℃,较好是120℃~250℃,较好是在将通过酰亚胺化反应生成的水排除至体系外的同时进行。
聚酰亚胺前体的催化酰亚胺化可通过在聚酰亚胺前体溶液中添加碱性催化剂和酸酐,且在-20~250℃、优选在0~180℃下搅拌而进行。碱性催化剂的量是酰胺酸基的0.5~30摩尔倍,优选2~20摩尔倍,酸酐的量是酰胺酸基的1~50摩尔倍,优选3~30摩尔倍。作为碱性催化剂,可例举吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺或三辛胺等,其中吡啶具有对于使反应进行而言适度的碱性,因此优选。作为酸酐,可例举乙酸酐、偏苯三酸酐或均苯四甲酸酐等,其中,使用乙酸酐时易于进行反应结束后的纯化,因此优选。采用催化酰亚胺化的酰亚胺化率可以通过调整催化剂量和反应温度、反应时间来控制。
从聚酰亚胺前体或聚酰亚胺的反应溶液中回收生成的聚酰亚胺前体或聚酰亚胺时,将反应溶液投入到溶剂中而使其沉淀即可。作为用于沉淀的溶剂,可例举甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纤剂、庚烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙醇、甲苯、苯或水等。投入到溶剂中而沉淀的聚合物可以在过滤回收之后,在常压或减压下、在常温或加热下来进行干燥。另外,如果重复进行2~10次使沉淀回收的聚合物再溶解于有机溶剂并再沉淀回收的操作,则可以减少聚合物中的杂质。作为此时的溶剂,可例举例如醇类、酮类或烃类等,如果使用选自上述溶剂的3种以上的溶剂,则纯化效率进一步提高,因此优选。
作为特定聚合物(A)使用的聚酰亚胺的酰胺酸基的脱水闭环率(酰亚胺化率)不一定必须为100%,可以在0%至100%的范围内根据用途和目的任意选择,从垂直取向性更好的观点考虑,优选20%~80%,更优选40%~60%。
此外,作为特定聚合物(B)使用的聚酰亚胺的酰亚胺化率也同样地不一定必须为100%,可以在0%至100%的范围内任意选择,从进一步抑制液晶取向处理剂的凝集和析出的观点考虑,特定聚合物(B)的酰亚胺化率在特定聚合物(A)也采用聚酰亚胺时优选与特定聚合物(A)的酰亚胺化率相同或在其以上,特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的量、与特定聚合物(B)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的量之差越大,即、特定聚合物(A)中的以式[1]表示的侧链的量与特定聚合物(B)中的以式[1]表示的侧链的量之差越大,则越有利于加大特定聚合物(A)与特定聚合物(B)的酰亚胺化率之差。
本发明的液晶取向处理剂中的特定聚合物(A)和特定聚合物(B)的掺合比例没有特别限定,例如,相对于特定聚合物(A)100质量份,优选含有40~400质量份的特定聚合物(B)。
此外,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的分子量,考虑由此所得的聚合物被膜的强度、聚合物被膜形成时的操作性、聚合物被膜的均匀性,以利用GPC(凝胶渗透色谱)法测得的重均分子量计优选为5000~1000000,更优选10000~150000。
<特定交联性化合物(C)>
本发明的液晶取向处理剂中所含的特定交联性化合物(C)是具有两个以上的选自环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基、环碳酸酯基的至少一种取代基的交联性化合物,具有两个以上的选自羟基、羟烷基及碳数1~6的烷氧基烷基的至少一种取代基的交联性化合物,或具有两个以上聚合性不饱和键的交联性化合物。
作为具有两个以上的环氧基或异氰酸酯基的交联性化合物,可例举例如双酚丙酮缩水甘油醚、线型酚醛环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、四缩水甘油基氨基联二亚苯、四缩水甘油基间二甲苯二胺、四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷、四苯基缩水甘油醚乙烷、三苯基缩水甘油醚乙烷、双酚六氟乙酰基二缩水甘油醚、1,3-双(1-(2,3-环氧丙氧基)-1-三氟甲基-2,2,2-三氟甲基)苯、4,4-双(2,3-环氧丙氧基)八氟联苯、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间二甲苯二胺、2-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-2-(4-(1,1-双(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)乙基)苯基)丙烷、或1,3-双(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-(4-(1-(4-(2,3-环氧丙氧基)苯基)-1-甲基乙基)苯基)乙基)苯氧基)-2-丙醇等。其中,优选双酚丙酮缩水甘油醚、四缩水甘油基氨基联二亚苯、或四缩水甘油基-1,3-双(氨基乙基)环己烷。
作为具有两个以上的氧杂环丁烷基的交联性化合物,可例举具有至少两个
下述的以式[4]表示的氧杂环丁烷基的交联性化合物。
[化27]
具体而言,是下述的以式[4-1]~式[4-11]表示的交联性化合物。
[化28]
(式[4-1]中,n1是1~3的整数;式[4-7]中,n2是1~3的整数;式[4-8]中,n3是1~3的整数;式[4-9]中,n4是1~100的整数;式[4-11]中,n5是1~10的整数。)
其中,优选上述式[4-2]、式[4-4]、式[4-10]、式[4-11]。
作为具有两个以上的环碳酸酯基的交联性化合物,是具有至少两个以下式[5]表示的环碳酸酯基的交联性化合物。
[化30]
具体而言,可例举下述的以式[5-1]~式[5-37]表示的交联性化合物。
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
(式[5-24]中,n6是1~5的整数;式[5-25]中,n7是1~5的整数;式[5-36]中,n8是1~100的整数;式[5-37]中,n9是1~10的整数。)
还有,作为特定交联性化合物(C),可例举具有以下式[5-38]~式[5-40]表示的至少一种结构的聚硅氧烷。
【化39】
(式[5-38]~式[5-40]中,R21、R22、R23、R24及R25分别独立地为以式[5]表示的结构、氢原子、羟基、碳数1~10的烷基、烷氧基、脂肪族环或芳族环,至少1个是以式[5]表示的结构。)
更具体而言,可例举下述的式[5-41]及式[5-42]的化合物。
[化40]
(式[5-41]中,R26是以上述式[5]表示的环碳酸酯基;式[5-42]中,n10是1~10的整数。)
其中,作为具有两个以上的环碳酸酯基的交联性化合物,优选上述式[5-1]、式[5-2]、式[5-3]、式[5-5]、式[5-12]、式[5-20]、式[5-41]及式[5-42]。
作为具有选自羟基、羟烷基及烷氧基烷基的至少一种取代基的交联性化合物,可例举例如具有羟基、羟基或烷氧基的氨基树脂,例如三聚氰胺树脂、脲醛树脂、胍胺树脂、甘脲-甲醛树脂、琥珀酰胺-甲醛树脂、亚乙基脲-甲醛树脂等。具体而言,可以使用氨基的氢原子被羟甲基或烷氧基甲基或这两者取代了的三聚氰胺衍生物、苯并胍胺衍生物或甘脲。该三聚氰胺衍生物或苯并胍胺衍生物也能以二聚体或三聚体的形式存在。它们较好是相对于每1个三嗪环平均具有3个以上6个以下的羟甲基或烷氧基甲基。
作为这样的三聚氰胺衍生物或苯并胍胺衍生物的例子,可例举作为市售品的每1个三嗪环平均被3.7个甲氧基甲基取代了的MX-750、每1个三嗪环平均被5.8个甲氧基甲基取代了的MW-30(以上为三和化学株式会社(三和ケミカル)制),サイメル300、301、303、350、370、771、325、327、703、712等甲氧基甲基化三聚氰胺、サイメル235、236、238、212、253、254等甲氧基甲基化丁氧基甲基化三聚氰胺、サイメル506、508等丁氧基甲基化三聚氰胺、サイメル1141之类的含羧基的甲氧基甲基化异丁氧基甲基化三聚氰胺、サイメル1123之类的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺、サイメル1123-10之类的甲氧基甲基化丁氧基甲基化苯并胍胺、サイメル1128之类的丁氧基甲基化苯并胍胺、サイメル1125-80之类的含羧基的甲氧基甲基化乙氧基甲基化苯并胍胺(以上为三井氰胺株式会社(三井サイアナミド)制)。作为甘脲的例子,可例举サイメル1170之类的丁氧基甲基化甘脲、サイメル1172之类的羟甲基化甘脲等、パウダーリンク1174之类的甲氧基羟甲基化甘脲等。其中,优选サイメル303、サイメル1141。
此外,作为具有选自羟基、羟烷基及烷氧基烷基的至少一种取代基的交联性化合物,可例举具有羟基、羟烷基或烷氧基的苯、或具有羟基、羟烷基或烷氧基的酚性化合物,作为具有羟基、羟烷基或烷氧基的苯或酚性化合物,可例举例如1,3,5-三(甲氧基甲基)苯、1,2,4-三(异丙氧基甲基)苯、1,4-双(仲丁氧基甲基)苯或2,6-二羟基甲基-对叔丁基苯酚等。
更具体而言,是以下述式[6-1]~式[6-48]表示的交联性化合物。
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
其中,优选上述式[6-14]、式[6-15]、式[6-17]、式[6-20]、式[6-21]、式[6-25]、式[6-26]。
作为具有聚合性不饱和键的交联性化合物,例如可例举三羟甲基丙烷三(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)丙烯酰氧基乙氧基三羟甲基丙烷、或甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯等分子内具有3个聚合性不饱和基团的交联性化合物;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、环氧乙烷双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷双酚型二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、或羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等分子内具有2个聚合性不饱和基团的交联性化合物;以及(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-苯氧基-2-羟基丙酯、邻苯二甲酸-2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、或N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等分子内具有1个聚合性不饱和基团的交联性化合物。
此外,作为具有聚合性不饱和键的交联性化合物,还可以使用以下述式[7]表示的化合物。
[化46]
(式[7]中,E1是选自环己烷环、双环己烷环、苯环、联苯环、联三苯环、萘环、芴环、蒽环或菲环的基团;E2是选自下述的式[7a]或式[7b]的基团;n11是1~4的整数。)
[化47]
上述的特定交联性化合物(C)可以根据制成液晶取向膜时的液晶取向性、电压保持率、蓄积电荷等特性,使用一种或将两种以上混合使用。
通过制成这样的含有特定聚合物(A)、特定聚合物(B)和特定交联性化合物(C)的本发明的液晶取向处理剂,可得到赋予液晶以高预倾角、且制成液晶显示元件时的蓄积电荷少的液晶取向膜。此外,本发明的晶取向处理剂在涂膜面的端部不会产生聚合物的凝集物、即不发生所谓的白化、凝集,涂膜均匀性优异。
通过采用本发明的构成、具体而言是含有特定聚合物(A)、特定聚合物(B)和特定交联性化合物(C)的液晶取向处理剂,可获得这样的预倾角特性、蓄积电荷特性、以及涂膜均匀性的效果的理由虽不一定很明确,但大致可如下考虑。
本发明的液晶取向处理剂中所含有的特定聚合物(B)的原料的二胺成分中的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例,比特定聚合物(A)的原料的二胺成分中的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例更低。因此,认为由本发明的液晶取向处理剂得到的液晶取向膜中,增加液晶取向膜的电阻的侧链的比例(即侧链的密度)比单独使用特定聚合物(A)时更少,所以不易积聚因直流电压而蓄积的电荷。
这里,为了减少蓄积电荷,可考虑单纯地减少具有侧链的二胺化合物的量,但是如果减少具有侧链的二胺化合物的量,则会产生预倾角特性变差的问题。本发明中,可推测通过采用上述本发明的构成,通过使原料的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例相对较少的特定聚合物(B)位于液晶取向膜的基板侧,使原料的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例相对较多的特定聚合物(A)位于液晶取向膜表面(即、与液晶接触的面),主要由于特定聚合物(A)而使液晶显现出良好的预倾角。而且,可认为由于使原料的具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例相对较少的特定聚合物(B)位于液晶取向膜的基板侧(即、不与液晶接触的侧),所以蓄积电荷减少。
此外,可认为本发明的液晶取向处理剂中所含有的特定交联性化合物(C)利用热量或紫外线与特定聚合物(A)及特定聚合物(B)中的羧基、羧酸酯基及氨基反应,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的主链间发生交联,通过特定交联性化合物(C)的作用,将以上述式[1]表示的侧链结构进一步稳定化,从而与液晶的种类无关,液晶取向膜显现出高且稳定的预倾角。
此外,可认为特定聚合物(A)的侧链和特定聚合物(B)的侧链两者都具有以式[1]表示的结构,所以可抑制因特定聚合物(A)和特定聚合物(B)的特性的差异而引起的凝集或析出,因而涂膜均匀性优异。
另外,这样的液晶取向膜的预倾角特性、蓄积电荷特性、及涂膜均匀性的全部特性都良好的效果是仅在下述情况下才发挥出的效果:特定聚合物(A)和特定聚合物(B)两者都使用具有作为特定结构的以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物作为原料,即特定聚合物(A)和特定聚合物(B)两者在侧链都具有作为特定结构的以上述式[1]表示的结构,且具有特定交联性化合物(C)。
本发明的液晶取向处理剂中的特定交联性化合物(C)的含量,相对于特定聚合物(A)和特定聚合物(B)合计的100质量份优选为0.1~150质量份,为了使交联反应进行而显现出所需的预倾角等特性、且使液晶的取向性不下降,更优选0.1~100质量份,特别优选1~50质量份。
<其他液晶取向处理剂的成分>
本发明的液晶取向处理剂中,聚合物成分可以仅仅是特定聚合物(A)和特定聚合物(B),也可以在特定聚合物(A)和特定聚合物(B)中混合除此以外的其他聚合物。此时,相对于特定聚合物(A)和特定聚合物(B),除此以外的其他聚合物的含量为0.5~15质量%,优选1.0~10质量%。作为除此以外的其他聚合物,可例举由不含具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物的二胺成分和不含以上述式[3]表示的四羧酸二酐的四羧酸二酐成分得到的聚酰亚胺前体或聚酰亚胺。还有,作为聚酰亚胺前体及聚酰亚胺以外的聚合物,具体而言,可例举丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、聚苯乙烯或聚酰胺等。
此外,本发明的液晶取向处理剂也可以含有有机溶剂。
对于本发明的液晶取向处理剂中的有机溶剂,从通过涂布形成均匀的聚合物被膜的观点考虑,有机溶剂的含量优选为70~99质量%。其含量可根据目标液晶取向膜的膜厚进行适当改变。作为此时的有机溶剂,只要是能溶解上述特定聚合物(A)和特定聚合物(B)的有机溶剂,就没有特别限定。更具体而言,可例举N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸异丙烯酯、二甘醇二甲醚及4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合使用。
本发明的液晶取向处理剂中,作为促进液晶取向膜中的电荷转移、促进使用该液晶取向膜的液晶晶胞的电荷释放的化合物,优选添加下述的以式[M1]~式[M155]表示的含氮杂环胺化合物。该胺化合物直接添加在将特定聚合物(A)和特定聚合物(B)溶解于上述有机溶剂等而得的溶液中也无妨,较好是用合适的溶剂制成浓度为0.1~10质量%、优选1.0~7.0质量%的溶液后再添加。作为该含氮的杂环胺化合物的溶剂,只要是能溶解上述的特定聚合物(A)和特定聚合物(B)的有机溶剂,就没有特别限定。
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
本发明的液晶取向处理剂中,在不损害本发明的效果的范围内,可以含有能提高涂布液晶取向处理剂时的聚合物被膜的膜厚均匀性及表面平滑性的有机溶剂(也称为不良溶剂)或化合物。还有,还可以含有能提高液晶取向膜与基板的密合性的化合物等。作为能提高膜厚的均匀性和表面平滑性的不良溶剂的具体例,可例举异丙醇、甲氧基甲基戊醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇叔丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单乙酸酯单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单乙酸酯单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单乙酸酯单丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二异丙醚、乙基异丁基醚、二异丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁醚、二异丁基酮、甲基环己烯、丙醚、二己醚、正己烷、正戊烷、正辛烷、二乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇酯单乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙基酯、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、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-单甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-单乙基醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯或乳酸异戊酯等具有低表面张力的有机溶剂等。
这些不良溶剂可以使用一种,或将多种混合使用。使用如上所述的不良溶剂时,较好是占液晶取向处理剂中所含的有机溶剂总量的5~80质量%,更优选20~60质量%。
作为能提高膜厚均匀性及表面平滑性的化合物,可例举氟类表面活性剂、硅氧烷类表面活性剂、非离子型表面活性剂等。更具体地,可例举例如エフトップEF301、EF303、EF352(托凯姆产品株式会社(トーケムプロダクツ社)制)、メガファックF171、F173、R-30(大日本油墨株式会社(大日本インキ社)制)、フロラードFC430、FC431(住友3M株式会社(住友スリーエム社)制)、アサヒガードAG710、サーフロンS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子株式会社(旭硝子社)制)等。这些表面活性剂的使用比例相对于液晶取向处理剂中包含的聚合物成分100质量份,优选0.01~2质量份,更优选0.01~1质量份。
作为能提高液晶取向膜和基板的密合性的化合物,可例举含官能性硅烷的化合物及含环氧基的化合物,例如,可例举3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-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、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基甲硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧乙烯基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧乙烯基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基-间二甲苯二胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷等。
使用这些能够与基板密合的化合物时,相对于液晶取向处理剂中含有的聚合物成分100质量份,其含量优选0.1~30质量份,更优选1~20质量份。如果不足0.1质量份,则无法期待密合性提高的效果,如果多于30质量份,则有时液晶的取向性变差。
本发明的液晶取向处理剂中除了上述不良溶剂和化合物以外,只要是在不损害本发明的效果的范围内,则可以添加用于达到改变液晶取向膜的介电常数、导电性等电特性的目的的电介质和导电物质。
<液晶取向膜和液晶显示元件>
本发明的液晶取向处理剂在涂布于基板上并烧成后,可以进行摩擦处理或光照射等取向处理,从而用作液晶取向膜。此外,用于垂直取向用途等时,即使不进行取向处理也可以用作液晶取向膜。此时,使用的基板只要是透明性高的基板即可,无特别限定,除玻璃基板外,也可以使用丙烯酸基板、聚碳酸酯基板等塑料基板等。从工艺简化的观点来看,较好使用形成有用于液晶驱动的ITO电极等的基板。另外,反射型液晶显示元件中,也可以使用硅晶片等不透明的基板,但仅限于单侧的基板,此时的电极也可以使用铝等反射光的材料。
对液晶取向处理剂的涂布方法没有特别限定,工业上通常采用通过丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷或喷墨法等进行涂布的方法。作为其他涂布方法,还有浸涂法、辊涂法、狭缝涂布法、旋涂法或喷涂法等,可以根据目的使用这些方法。本发明的上述液晶取向处理剂的涂膜均匀性优异,所以将其涂布而形成的涂膜的发白和凝集得到抑制,形成均匀的膜。
将液晶取向处理剂涂布于基板上后,可以通过加热板、热循环式炉或IR(红外线)型炉等加热装置在50~300℃、优选在80~250℃下使溶剂蒸发,从而形成聚合物被膜(液晶取向膜)。如果烧成后的聚合物被膜的厚度过厚,则在液晶显示元件的消耗电力方面不利,如果过薄,则有时液晶显示元件的可靠性降低,因此优选5~300nm,更优选10~100nm。使液晶水平取向或倾斜取向时,通过摩擦或偏光紫外线照射等对烧成后的聚合物被膜实施处理。
本发明的液晶显示元件是通过上述方法由本发明的液晶取向处理剂获得带液晶取向膜的基板后,通过公知的方法制造液晶晶胞而成的液晶显示元件。
作为液晶晶胞的制造方法,可例示如下方法:准备形成有上述液晶取向膜的一对基板,在一块基板的液晶取向膜上散布间隔物,以液晶取向膜面处于内侧的方式将另一块基板贴合,减压注入液晶并密封的方法;或者在散布有间隔物的液晶取向膜面上滴加液晶之后,将基板贴合而进行密封的方法等。
液晶采用具有正的介电各向异性的正型液晶或具有负的介电各向异性的负型液晶。
还有,本发明的液晶取向处理剂适用于由在具备电极的一对基板间具有液晶层而构成的、经过下述工序制造的液晶显示元件,该工序为:在一对基板间配置包含利用活性能量射线及热量中的至少一方进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,一边在电极间施加电压一边通过活性能量射线的照射及加热中的至少一方使聚合性化合物聚合。这里,活性能量射线优选紫外线。
上述液晶显示元件通过PSA(Polymer Sustained Alignment:聚合物稳定取向)方式来控制液晶分子的预倾角。PSA方式中,在液晶材料中预先混入少量的光聚合性化合物、例如光聚合性单体,组装好液晶晶胞后,在对液晶层施加规定的电压的状态下向光聚合性化合物照射紫外线等,利用生成的聚合物来控制液晶分子的预倾角。聚合物生成时的液晶分子的取向状态在除去电压后也会被记忆下来,所以通过控制液晶层中形成的电场等,能够调整液晶分子的预倾角。此外,采用PSA方式时,不需要摩擦处理,所以适合难以通过摩擦处理来控制预倾角的垂直取向型的液晶层的形成。
即,本发明的液晶显示元件能够是如下所述的液晶显示元件:通过上述方法由本发明的液晶取向处理剂得到带液晶取向膜的基板后,制造液晶晶胞,通过紫外线的照射及加热中的至少一方使聚合性化合物聚合,从而控制液晶分子的取向。
若例举制造液晶晶胞的一例,可例举如下方法:准备形成有液晶取向膜的一对基板,在一块基板的液晶取向膜上散布间隔物,以液晶取向膜面处于内侧的方式将另一块基板贴合,减压注入液晶并密封的方法;或在散布有间隔物的液晶取向膜面上滴加液晶之后,将基板贴合而进行密封的方法等。
液晶中可混合通过加热或照射紫外线进行聚合的聚合性化合物。作为聚合性化合物,可例举分子内具有1个以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基等聚合性不饱和基团的化合物。此时,聚合性化合物相对于液晶成分100质量份优选0.01~10质量份,更优选0.1~5质量份。聚合性化合物如果不足0.01质量份,则聚合性化合物不聚合,无法控制液晶的取向,如果多于10质量份,则未反应的聚合性化合物增多,液晶显示元件的烧屏特性(日文:焼き付き特性)下降。
制成液晶晶胞后,一边对液晶晶胞施加交流或直流的电压,一边加热或照射紫外线,使聚合性化合物聚合,藉此来控制液晶分子的取向。
还有,本发明的液晶取向处理剂也优选用于如下液晶显示元件,该液晶显示元件通过在具备电极的一对基板间具有液晶层而构成、且经过下述工序制得,该工序为:在一对基板间配置包含利用活性能量射线及热量中的至少一方进行聚合的聚合性基团的液晶取向膜,在电极间施加电压。这里,活性能量射线优选紫外线。
为了获得包含利用活性能量射线及热量中的至少一方而聚合的聚合性基团的液晶取向膜,可例举在液晶取向处理剂中添加含该聚合性基团的化合物的方法,及使用含聚合性基团的聚合物成分的方法。液晶取向处理剂如果包含例如具有利用热量或紫外线的照射而反应的双键部位的特定胺化合物,则可通过紫外线的照射及加热中的至少一方来控制液晶分子的取向。
若例举制造液晶晶胞的一例,可例举如下方法:准备形成有液晶取向膜的一对基板,在一块基板的液晶取向膜上散布间隔物,以液晶取向膜面处于内侧的方式将另一块基板贴合,减压注入液晶并密封的方法;或在散布有间隔物的液晶取向膜面上滴加液晶之后,将基板贴合而进行密封的方法等。
制成液晶晶胞后,通过一边对液晶晶胞施加交流或直流的电压,一边加热或照射紫外线,从而可控制液晶分子的取向。
如上所述,使用本发明的液晶取向处理剂而制得的液晶显示元件的可靠性良好,可很好地用于大画面且高清晰的液晶电视等。
实施例
下面例举实施例进行说明。但是,本发明不应被解释为局限于此。
<特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的合成>
下述使用的缩写如下所示。
(四羧酸二酐)
A-1:1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
A-2:二环[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐
A-3:均苯四甲酸二酐
(具有以上述式[1]表示的侧链的二胺化合物)
B-1:1,3-二氨基-5-[4-{1-(反-4-正庚基环己基)-反-4-环己基}苯氧基甲基]苯
B-2:1,3-二氨基-4-{4-(4-正庚基环己基)苯氧基}苯
[化54]
(其他二胺化合物)
B-3:1,4-苯二胺
B-4:N-(3-吡啶甲基)-3,5-二氨基苯甲酰胺
B-5:3,5-二氨基苯甲酸
B-6:二氨基二苯基甲烷
(添加剂)
C-1:3-氨基吡啶
(交联性化合物)
D-1:2,2-双(4-羟基-3,5-二羟基甲基苯基)丙烷
(有机溶剂)
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
BCS:丁基溶纤剂
(聚酰胺酸、聚酰亚胺的分子量测定)
聚酰胺酸和聚酰亚胺的分子量是通过昭和电工株式会社(昭和電工社)制的常温凝集渗透色谱(GPC)装置(GPC-101)、肖德士株式会社(Shodex社)制的柱(KD-803、KD-805)按照如下方法测定。
柱温:50℃
洗脱液:N,N'-二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂水合物(LiBr·H2O)为30毫摩尔/升、磷酸酐结晶(o-磷酸)为30毫摩尔/升、四氢呋喃(THF)为10ml/L)
流速:1.0ml/分钟
校正曲线制作用标准试样:东曹公司(東ソー社)制TSK标准聚环氧乙烷(分子量约为900000、150000、100000、30000)及聚合物实验室公司(ポリマーラボラトリー社)制聚乙二醇(分子量约为12000、4000、1000)。
(酰亚胺化率的测定)
将20mg的聚酰亚胺粉末加入到NMR取样管(草野科学株式会社制NMR取样管的规格φ5),添加0.53ml的氘化二甲亚砜(DMSO-d6、0.05%TMS(四甲基硅烷)混合物),用超声波使其完全溶解。对于该溶液,用日本电子丹丁株式会社(日本電子データム社)制的NMR测定仪(JNW-ECA500)测定了500MHz的质子NMR。酰亚胺化率如下所述求得:利用来自于在酰亚胺化前后不发生变化的结构的质子作为标准质子,利用该质子峰的积分值以及9.5至10.0ppm的附近出现的来自于酰胺酸的NH基的质子峰的积分值,通过下式来求得。
酰亚胺化率(%)=(1-α·x/y)×100
上式中,x是来自于酰胺酸的NH基的质子峰的积分值,y是标准质子的峰积分值,α是为聚酰胺酸(酰亚胺化率为0%)时相对于酰胺酸的1个NH基质子的标准质子的个数比例。
<实施例1>
将A-2(48.9g,19.5毫摩尔)、B-1(31.0g,6.89毫摩尔)、B-3(17.4g、16.0毫摩尔)在NMP(290g)中混合,使其于40℃反应5小时后,添加A-1(5.77g,2.94毫摩尔)和NMP(120g),使其于40℃反应15小时,得到聚酰胺酸的溶液(浓度20.0质量%)。该聚酰胺酸的数均分子量为11700,重均分子量为40600。
在该聚酰胺酸的溶液(485g)中添加NMP以稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂添加乙酸酐(66.2g)、吡啶(34.2g),使其于100℃反应2.5小时。将该反应溶液注入甲醇(6010g)中,过滤分离生成的沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,在100℃下减压干燥得到聚酰亚胺的粉末(相当于特定聚合物(A))。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为60%,数均分子量为10900,重均分子量为38900。
向该聚酰亚胺的粉末(3.85g)中添加NMP(18.8g),于70℃搅拌30小时使其溶解后,添加NMP、C-1的NMP溶液、BCS,于50℃搅拌20小时,按照聚酰亚胺为6质量%、C-1为0.5质量%、NMP为48.5质量%、BCS为45质量%的条件制备聚酰亚胺溶液(A)。
<实施例2>
将A-2(236g,94.0毫摩尔)、B-2(84.5g,22.2毫摩尔)、B-4(53.7g、22.1毫摩尔)、B-5(101g、66.3毫摩尔)在NMP(1510g)中混合,使其于80℃反应5小时后,添加A-1(30.4g,15.5毫摩尔)和NMP(506g),使其于40℃反应15小时,得到聚酰胺酸的溶液(浓度20.0质量%)。该聚酰胺酸的数均分子量为12600,重均分子量为61400。
在该聚酰胺酸的溶液(600g)中添加NMP以稀释至6质量%后,作为酰亚胺化催化剂添加乙酸酐(268g)、吡啶(41.6g),使其于100℃反应4小时。将该反应溶液注入甲醇(8080g)中,过滤分离生成的沉淀物。将该沉淀物用甲醇清洗,在100℃下减压干燥得到聚酰亚胺的粉末(相当于特定聚合物(B))。该聚酰亚胺的酰亚胺化率为80%,数均分子量为10900,重均分子量为38900。
向该聚酰亚胺的粉末(3.85g)中添加NMP(18.8g),于70℃搅拌30小时使其溶解后,添加NMP、C-1的NMP溶液、BCS,于50℃搅拌20小时,按照聚酰亚胺为6质量%、C-1为0.3质量%、NMP为48.5质量%、BCS为45质量%的条件制备聚酰亚胺溶液(B)。
<实施例3>
将由实施例1得到的聚酰亚胺溶液(A)和由实施例2得到的聚酰亚胺溶液(B)按照聚酰亚胺溶液(A)和聚酰亚胺溶液(B)以质量%计为20:80的条件在室温下混合,进一步添加相对于聚酰亚胺为3质量%的D-1,进行搅拌,用细孔径1μm的膜过滤器进行加压过滤,得到实施例3的液晶取向处理剂。
<实施例4>
与实施例3同样,将聚酰亚胺溶液(A)和聚酰亚胺溶液(B)按照聚酰亚胺溶液(A)和聚酰亚胺溶液(B)以质量%计为40:60的条件在室温下混合,进一步添加相对于聚酰亚胺为3质量%的D-1,进行搅拌,用细孔径1μm的膜过滤器进行加压过滤,得到实施例4的液晶取向处理剂。
<实施例5>
与实施例3同样,将聚酰亚胺溶液(A)和聚酰亚胺溶液(B)按照聚酰亚胺溶液(A)和聚酰亚胺溶液(B)以质量%计为70:30的条件在室温下混合,进一步添加相对于聚酰亚胺为3质量%的D-1,进行搅拌,用细孔径1μm的膜过滤器进行加压过滤,得到实施例5的液晶取向处理剂。
<比较例1>
向由实施例1得到的聚酰亚胺溶液(A)中以相对于聚酰亚胺为3质量%的条件添加D-1,进行搅拌,用细孔径1μm的膜过滤器进行加压过滤,得到比较例1的液晶取向处理剂。
<比较例2>
将由实施例1得到的聚酰亚胺溶液(A)和由实施例2得到的聚酰亚胺溶液(B)按照聚酰亚胺溶液(A)和聚酰亚胺溶液(B)以质量%计为20:80的条件在室温下混合,用细孔径1μm的膜过滤器进行加压过滤,得到比较例2的液晶取向处理剂。
<比较例3>
参考专利文献2,将A-1(19.6g,10毫摩尔)、A-3(20.1g,9.19毫摩尔)、B-6(39.7g,20毫摩尔)在NMP(450g)中混合,使其于23℃反应4小时,得到聚酰胺酸的溶液(浓度15.0质量%)。向该溶液中添加NMP、BCS,按照聚酰胺酸为6质量%、NMP为49质量%、BCS为45质量%的条件制备聚酰胺酸溶液(C)。
将由实施例1得到的聚酰亚胺溶液(A)和聚酰胺酸溶液(C)按照聚酰亚胺溶液(A)和聚酰胺酸溶液(C)以质量%计为20:80的条件在室温下混合。进一步以相对于聚酰亚胺和聚酰胺酸的总和为3质量%的条件添加D-1,进行搅拌,用细孔径1μm的膜过滤器进行加压过滤,得到比较例3的液晶取向处理剂。
将由实施例和比较例得到的液晶取向处理剂示于表49中。
[表49]
<残留DC的评价>
用旋涂法将液晶取向处理剂涂布在带ITO电极的玻璃基板上,在80℃的加热板上干燥5分钟后,在230℃的热风循环式加热炉内进行30分钟的烧成,形成膜厚100nm的膜,得到带液晶取向膜的基板。准备两片该带液晶取向膜的基板,在其中一片的液晶取向膜面上散布4μm的间隔物后,在其上印刷密封剂,以使液晶取向膜面相对的方式贴合另一片基板后,使密封剂固化,制得空晶胞。采用减压注入法,向该空晶胞中注入液晶MLC-2041(默克日本公司(メルク·ジャパン社)制),将注入口密封,得到垂直取向的液晶晶胞。另外,使用实施例3~5及比较例1~3的液晶取向处理剂,分别进行上述操作,得到垂直取向液晶晶胞。
对这些液晶晶胞施加30Hz、13Vpp的交流电压、及1V的直流电压,在23℃的温度下驱动12小时。然后评价闪烁值(日文:フリッカ),将其强度最小时的施加电压作为残留DC。评价结果示于表50。
<预倾角的评价>
用旋涂法将液晶取向处理剂涂布在带ITO电极的玻璃基板上,在80℃的加热板上干燥5分钟后,在230℃的热风循环式加热炉内进行30分钟的烧成,形成膜厚100nm的膜,得到带液晶取向膜的基板。用棉布对本基板在辊转速1000rpm、级速度50mm/秒、辊压入量0.2mm的条件下进行摩擦处理。接着,准备两片该基板,在其中一片的液晶取向膜面上散布4μm的间隔物后,在其上印刷密封剂,在使液晶取向膜面相对、且摩擦方向为反平行方向的条件下贴合另一片基板,使密封剂固化,制得空晶胞。采用减压注入法,向该空晶胞中注入液晶MLC-2041(默克日本公司(メルク·ジャパン社)制),将注入口密封,得到垂直取向的液晶晶胞。另外,使用实施例3~5及比较例1~3的液晶取向处理剂,分别进行上述操作,得到垂直取向液晶晶胞。
通过晶体旋转法测定这些液晶晶胞的延迟值,根据液晶的常光折射率和异常光折射率算出液晶的预倾角。另外,本预倾角定义是:在由基板法线方向和摩擦方向形成的面内,与基板水平方向所成的角度。评价结果示于表50。
[表50]
残留DC[V] | 预倾角[度] | |
实施例3 | 0.07 | 87 |
实施例4 | 0.09 | 87 |
实施例5 | 0.09 | 87 |
比较例1 | 0.29 | 87 |
比较例2 | 0.28 | 43 |
比较例3 | 0.17 | 86 |
<发白和凝集的评价>
将实施例3~5及比较例1~3的各液晶取向处理剂旋涂在铬基板(蒸镀有的玻璃基板)上,在温度23℃、相对湿度60%的气氛下放置10分钟,然后,目视观察在涂膜面端部是否发生聚合物的凝集物。评价结果示于表51。
[表51]
凝集物的有无 | |
实施例3 | 无 |
实施例4 | 无 |
实施例5 | 无 |
比较例1 | 无 |
比较例2 | 无 |
比较例3 | 有 |
其结果是,使用含有规定的特定聚合物(A)、特定聚合物(B)和交联性化合物(C)的实施例3~5的液晶取向处理剂而得的液晶晶胞的预倾角大,而且残留DC小。还有,实施例3~5的液晶取向处理剂没有发生发白和凝集,涂膜均匀性优异。
另一方面,不含规定的特定聚合物(A)、特定聚合物(B)和交联性化合物(C)的比较例1~3的预倾角特性、蓄积电荷特性及液晶取向处理剂的涂膜均匀性都不好。具体而言,使用比较例1~3的液晶取向处理剂而得的液晶晶胞的情况下,与实施例3~5相比,残留DC高。此外,在实施例3和比较例2的比较中,使用不含特定交联性化合物(C)的比较例2的液晶取向处理剂而得的液晶晶胞的情况下,预倾角小。还有,在实施例3和比较例3的比较中,不含特定聚合物(B)的比较例3的液晶取向处理剂的情况下,发生了发白和凝集。
Claims (14)
1.一种液晶取向处理剂,其特征在于,包含下述的特定聚合物(A)、特定聚合物(B)及特定交联性化合物(C),特定聚合物(A)及特定聚合物(B)中的至少一方使用以下述式[2]表示的二胺化合物作为原料的二胺成分;
特定聚合物(A):选自将具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物用作原料的一部分而得的聚酰亚胺前体及聚酰亚胺的至少一种聚合物;
特定聚合物(B):选自下述聚酰亚胺前体及聚酰亚胺的至少一种聚合物,该聚酰亚胺前体将具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物用作原料的一部分、且原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的摩尔比例比特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的摩尔比例少;
特定交联性化合物(C):具有两个以上的选自环氧基、异氰酸酯基、氧杂环丁烷基及环碳酸酯基的至少一种取代基的交联性化合物,具有两个以上的选自羟基、羟烷基及碳数1~6的烷氧基烷基的至少一种取代基的交联性化合物,或具有两个以上的聚合性不饱和键的交联性化合物;
[化1]
式[1]中,X1是单键、-(CH2)a-、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-,其中a是1~15的整数;X2是单键或-(CH2)b-,其中b是1~15的整数;X3是单键、-(CH2)c-、-O-、-CH2O-、-COO-或-OCO-,其中c是1~15的整数;X4是选自苯环、环己烷环及杂环的2价环状基团、或具有类固醇骨架的碳数12~25的2价有机基团,所述环状基团上的任意的氢原子可以被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;X5是选自苯环、环己烷环及杂环的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧基、碳数1~3的含氟烷基、碳数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代;n是0~4的整数;X6是碳数1~18的直链状或支链状烷基、碳数1~18的直链状或支链状含氟烷基、碳数1~18的直链状或支链状烷氧基、或碳数1~18的直链状或支链状含氟烷氧基;特定聚合物(A)的原料的二胺化合物所具有的以式[1]表示的侧链与特定聚合物(B)的原料的二胺化合物所具有的以式[1]表示的侧链可以相同或不同;
[化2]
式[2]中,Y1是-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-;Y2是单键、2价的碳数1~20的脂肪族烃基、非芳族环状烃基或芳族烃基;Y3是单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-或-O(CH2)i-,其中i是1~5的整数;Y4是1价的含氮芳族杂环;h是1~4的整数。
2.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,当将特定聚合物(A)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例记作x时,特定聚合物(B)的原料的全部二胺成分中的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物的比例为0.3x以上且小于1.0x。
3.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,作为特定聚合物(A)的原料的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物及作为特定聚合物(B)的原料的具有以式[1]表示的侧链的二胺化合物分别是以下述式[1a]表示的二胺化合物;
[化3]
式[1a]中,X1、X2、X3、X4、X5、X6、n与式[1]中的X1、X2、X3、X4、X5、X6、n相同;m是1~4的整数;作为特定聚合物(A)的原料的以式[1a]表示的二胺化合物与作为特定聚合物(B)的原料的以式[1a]表示的二胺化合物可以相同或不同。
4.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)使用以下述式[3]表示的四羧酸二酐作为原料的一部分;
[化4]
式[3]中,Z1是含有碳数4~6的非芳族环状烃基的碳数4~13的4价有机基团。
5.如权利要求4所述的液晶取向处理剂,其特征在于,Z1是以下述式[3a]~式[3j]表示的结构;
[化5]
式[3a]中,Z2~Z5是氢原子、甲基、氯原子或苯环,它们彼此可以相同或不同;式[3g]中,Z6及Z7是氢原子或甲基,它们彼此可以相同或不同。
6.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,特定交联性化合物(C)是具有氧杂环丁烷基的交联性化合物、具有环碳酸酯基的交联性化合物、或作为具有选自羟基、羟烷基及碳数1~6的烷氧基烷基的至少一种取代基的苯或酚性化合物的交联性化合物。
7.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)是聚酰胺酸。
8.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,特定聚合物(A)及特定聚合物(B)是通过使聚酰胺酸脱水闭环而得的聚酰亚胺。
9.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,相对于特定聚合物(A)及特定聚合物(B)的总量100质量份,特定交联性化合物(C)为0.1质量份~50质量份。
10.如权利要求1所述的液晶取向处理剂,其特征在于,含有5~60质量%的不良溶剂。
11.一种液晶取向膜,其特征在于,通过使用权利要求1~10中任一项所述的液晶取向处理剂而得到。
12.如权利要求11所述的液晶取向膜,其特征在于,被用于通过在具备电极的一对基板间具有液晶层而构成的、经过下述工序制造的液晶显示元件,该工序为:在所述一对基板间配置包含利用活性能量射线及热量中的至少一方进行聚合的聚合性化合物的液晶组合物,一边在所述电极间施加电压,一边使所述聚合性化合物聚合。
13.一种液晶显示元件,其特征在于,具有权利要求11所述的液晶取向膜。
14.一种液晶显示元件,其特征在于,具有权利要求12所述的液晶取向膜。
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