CN104058993B - 感光性二胺、聚酰胺酸或其衍生物、液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种感光性二胺、聚酰胺酸或其衍生物、液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件。本发明的含有使包含式(1)所表示的感光性二胺的二胺成分与四羧酸二酐反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物的液晶取向剂可形成透射率高、取向性高的液晶取向膜。在式(1)中,环A、环B为单环式烃、缩合多环式烃或杂环;R1是碳数2~20的直链亚烷基、‑COO‑、‑OCO‑、‑NHCO‑、或‑N(CH3)CO‑;R2是碳数2~20的直链亚烷基、‑COO‑、‑OCO‑、‑CONH‑、或‑CON(CH3)‑;Ra~Rd分别独立为‑F、‑CH3、‑OCH3、‑CF3、或‑OH;a~d为0~4的整数。
Description
技术领域
本发明涉及一种新颖的感光性二胺、使用其而所得的聚酰胺酸或其衍生物、以及其用途。另外,本发明中的用语“液晶取向剂”是表示用以形成液晶取向膜的含有聚合物的组合物。
背景技术
在个人电脑(personal computer)的监视器(monitor)、液晶电视、摄像机(videocamera)的取景器(view finder)、投影显示器(projection display)等各种显示装置、另外光学打印头(optical printer head)、光学傅里叶变换(optical Fourier transform)元件、光阀(light valve)等光电子(optical electronics)相关元件等中,目前得到产品化而通常流通的液晶显示元件的主流是使用向列型液晶(nematic liquid crystal)的显示元件。向列型液晶显示元件的显示方式已知有扭转向列(Twisted Nematic,TN)模式、超扭转向列(Super Twisted Nematic,STN)模式。近年来,为了改善这些模式的问题点之一的视角狭窄,提出了使用光学补偿膜的TN型液晶显示元件、并用垂直取向与突起结构物技术的多域垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)模式、或横向电场方式的共面切换(In-Plane Switching,IPS)模式、边缘场转换(Fringe Field Switching,FFS)模式,并且得以实用化。
液晶显示元件的技术的发展不仅仅通过这些驱动方式或元件结构的改良而达成,而且还通过元件中所使用的构成构件的改良而达成。液晶显示元件中所使用的构成构件中,特别是液晶取向膜是关系到显示质量的重要材料之一,随着液晶显示元件的高品质化,使取向膜的性能提高变得重要。
液晶取向膜可使用液晶取向剂而形成。现在所主要使用的液晶取向剂是使聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺溶解于有机溶剂中而成的溶液(清漆)。将该溶液涂布于基板上之后,利用加热等手段进行成膜而形成聚酰亚胺系液晶取向膜。
可在工业性上简便地进行大面积高速处理的摩擦法被作为取向处理法而广泛地使用。摩擦法是使用移植了尼龙、人造丝、聚酯等纤维的布,在一个方向对液晶取向膜的表面进行摩擦的处理,由此可获得液晶分子的一致的取向。然而,指出由于摩擦法而产生尘埃、产生静电等问题点,正活跃进行代替摩擦法的取向处理法的开发。
作为代替摩擦法的取向处理法而受到关注的是照射光而实施取向处理的光取向处理法。于光取向处理法中提出了光分解法、光异构化法、光二聚化法、光交联法等众多的取向机构(例如参照非专利文献1、专利文献1及专利文献2)。光取向法具有如下的优点:与摩擦法相比而言取向的均一性高,且由于是非接触的取向处理法,因此并不使膜附有伤痕,且可减低尘埃或静电等产生液晶显示元件的显示不良的原因等。然而,相对于摩擦法而言锚定能(anchoring energy)小且取向性低,此现象成为液晶分子的响应速度降低或产生烧痕的原因,因此要求加以改善。
为了克服此种光取向处理法的缺点,我们对在聚酰胺酸结构中具有产生光异构化或光二聚化的光反应性基的光取向膜进行了研究(例如参照专利文献3~专利文献7)。将包含具有液晶性的聚酰胺酸或其衍生物的液晶取向剂涂布于基板上之后,进行光照射,其后进行煅烧,由此而获得锚定能大、取向性良好、且电压保持率等电气特性良好的光取向膜。然而,该光反应性基吸收光,因此存在透射率变低的问题,而且要求进一步更高的取向性,因此尚且存在改善的余地。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平9-297313
[专利文献2]日本专利特开平10-251646
[专利文献3]日本专利特开2005-275364
[专利文献4]日本专利特开2007-248637
[专利文献5]日本专利特开2009-069493
[专利文献6]日本专利特开2010-049230
[专利文献7]日本专利特开2010-197999
[非专利文献]
[非专利文献1]《液晶》、第3卷、第4号、第262页、1999年
发明内容
本发明的课题在于提供透射率高、取向性高的液晶取向剂。本发明的课题在于进一步提供使用该液晶取向剂的取向膜,提供使用该取向膜的液晶显示元件。
本发明人等人开发了式(1)所表示的感光性二胺。发现通过使用含有以该二胺为原料的聚酰胺酸或其衍生物的液晶取向剂,可获得透射率及取向性高的液晶取向膜,从而完成本发明。
本发明包含以下的构成。
[1]一种感光性二胺,其特征在于:以式(1)而表示;
在式(1)中,环A及环B分别独立为选自单环式烃、缩合多环式烃及杂环的至少1个;
R1是碳数2~20的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-;
R2是碳数2~20的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-;
在R1及R2中,直链亚烷基的-CH2-的1个或2个也可以被-O-取代;
Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3、或-OH;
a~d分别独立为0~4的整数;而且,
键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。
[2]根据[1]所述的感光性二胺,其特征在于:以式(2)而表示;
在式(2)中,R1是碳数2~20的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-;
R2是碳数2~20的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-;
在R1及R2中,直链亚烷基的-CH2-的1个或2个也可以被-O-取代;
Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3、或-OH;
a~d分别独立为0~4的整数;而且,
键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。
[3]根据[1]或[2]所述的感光性二胺,其特征在于:以式(3)而表示;
在式(3)中,R1是碳数2~20的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-;
R2是碳数2~20的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-;
Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3、或-OH;而且,
a~d分别独立为0~4的整数;而且,
键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的感光性二胺,其特征在于:以式(1-1)~式(1-5)的任意1个而表示;
[5]一种聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:使包含至少1个根据[1]~[4]中任一项所述的感光性二胺的二胺与四羧酸二酐反应而所得。
[6]根据[5]所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:使二胺与四羧酸二酐反应而所得,所述二胺除了式(1)所表示的感光性二胺以外,还包含选自由下述式(DI-1)~式(DI-16)、式(DIH-1)~式(DIH-3)、及式(DI-31)~式(DI-35)所构成的群组的至少1个;
在式(DI-1)中,G20为-CH2-,至少1个-CH2-也可以被取代为-NH-、-O-,m是1~12的整数,亚烷基的至少1个氢也可以被取代为-OH;
在式(DI-3)及式(DI-5)~式(DI-7)中,G21独立为单键、-NH-、-NCH3-、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-CONH-、-CONCH3-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m′-、-O-(CH2)m′-O-、-N(CH3)-(CH2)k-N(CH3)-、-(O-C2H4)m′-O-、-O-CH2-C(CF3)2-CH2-O-、-O-CO-(CH2)m′-CO-O-、-CO-O-(CH2)m′-O-CO-、-(CH2)m′-NH-(CH2)m′-、-CO-(CH2)k-NH-(CH2)k-、-(NH-(CH2)m′)k-NH-、-CO-C3H6-(NH-C3H6)n-CO-、或-S-(CH2)m′-S-,m′独立为1~12的整数,k为1~5的整数,n为1或2;
在式(DI-4)中,s独立为0~2的整数;
在式(DI-6)及式(DI-7)中,G22独立为单键、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或碳数1~10的亚烷基;
在式(DI-2)~式(DI-7)中,环己烷环及苯环的至少1个氢也可以被-F、-Cl、碳数1~3的亚烷基、-OCH3、-OH、-CF3、-CO2H、-CONH2、-NHC6H5、苯基、或苄基取代,另外在式(DI-4)中,环己烷环及苯环的至少1个氢也可以被下述式(DI-4-a)~式(DI-4-e)取代;
键结位置未固定在构成环的碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意,-NH2在环己烷环或苯环上的键结位置是除G21或G22的键结位置以外的任意位置;
在式(DI-4-a)及式(DI-4-b)中,R20独立为氢或-CH3;
在式(DI-11)中,r为0或1;
在式(DI-8)~式(DI-11)中,键结于环上的-NH2的键结位置为任意位置;
在式(DI-12)中,R21及R22独立为碳数1~3的烷基或苯基,G23独立为碳数1~6的亚烷基、亚苯基或经烷基取代的亚苯基,w为1~10的整数;
在式(DI-13)中,R23独立为碳数1~5的烷基、碳数1~5的烷氧基或-Cl,p独立为0~3的整数,q为0~4的整数;
在式(DI-14)中,环B为单环式杂芳香族,R24为氢、-F、-Cl、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数2~6的烯基、碳数1~6的炔基,q独立为0~4的整数;
在式(DI-15)中,环C是包含杂原子的单环;
在式(DI-16)中,G24为单键、碳数2~6的亚烷基或1,4-亚苯基,r为0或1;
在式(DI-13)~式(DI-16)中,键结位置未固定在构成环的碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意;
在式(DIH-1)中,G25为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-;
在式(DIH-2)中,环D为环己烷环、苯环或萘环,该环的至少1个氢也可以被甲基、乙基、或苯基取代;
在式(DIH-3)中,环E分别独立为环己烷环、或苯环,该环的至少1个氢也可以被甲基、乙基、或苯基取代,Y为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-;
在式(DIH-2)及式(DIH-3)中,键结于环上的-CONHNH2的键结位置为任意位置;
在式(DI-31)中,G26为单键、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-(CH2)m′-,m′为1~12的整数,R25是碳数3~30的烷基、苯基、具有类固醇骨架的基、或下述式(DI-31-a)所表示的基,在该烷基中,至少1个氢也可以被-F取代,至少1个-CH2-也可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,该苯基的氢也可以被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、碳数3~30的烷基或碳数3~30的烷氧基取代,键结于苯环上的-NH2的键结位置表示是在该环上的任意位置,
在式(DI-31-a)中,G27、G28及G29为结合基,这些独立为单键、或碳数1~12的亚烷基,该亚烷基的1个以上-CH2-也可以被-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-取代,环B21、环B22、环B23及环B24独立为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,7-二基或蒽-9,10-二基,在环B21、环B22、环B23及环B24中,至少1个氢也可以被-F或-CH3取代,s、t及u独立为0~2的整数,
这些的合计为1~5,在s、t或u为2时,各个括号内的2个结合基可相同也可以不同,2个环可相同也可以不同,
R26为氢、-F、-OH、碳数1~30的烷基、碳数1~30的经氟取代的烷基、碳数1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2、或-OCF3,该碳数1~30的烷基的至少1个-CH2-也可以被下述式(DI-31-b)所表示的2价基取代,
在式(DI-31-b)中,R27及R28独立为碳数1~3的烷基,v为1~6的整数;
在式(DI-32)及式(DI-33)中,G30独立为单键、-CO-或-CH2-,R29独立为氢或-CH3,R30为氢、碳数1~20的烷基、或碳数2~20的烯基;
式(DI-33)中的苯环的1个氢也可以被碳数1~20的烷基或苯基取代,而且,
在式(DI-32)及式(DI-33)中,键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意;
在式(DI-34)及式(DI-35)中,G31独立为-O-或碳数1~6的亚烷基,G32为单键或碳数1~3的亚烷基,
R31为氢或碳数1~20的烷基,该烷基的至少1个-CH2-也可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,R32是碳数6~22的烷基,R33是氢或碳数1~22的烷基,环B25是1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,r为0或1,而且,键结于苯环上的-NH2表示在该环上的键结位置为任意。
[7]根据[6]所述的聚酰胺酸或其衍生物,其是使二胺的混合物与四羧酸二酐反应而得,所述二胺的混合物除了式(1)的感光性二胺以外,还包含选自下述式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-5)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-24)、式(DI-5-28)~式(DI-5-30)、式(DI-6-7)、式(DI-7-3)、式(DI-11-2)、及式(DI-13-1)的至少1个;
在式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、及式(DI-7-3)中,m为1~12的整数;
在式(DI-5-30)中,k为1~5的整数;而且,
在式(DI-7-3)中,n为1或2。
[8]根据[5]~[7]中任一项所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:使进一步包含式(1)以外的感光性二胺的至少1个的二胺的混合物与四羧酸二酐反应而得。
[9]根据[8]所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:式(1)以外的感光性二胺是选自由偶氮苯衍生物、芪衍生物、乙炔衍生物、香豆素衍生物、肉桂酸衍生物、二苯甲酮衍生物所构成的群组的至少1个。
[10]根据[8]或[9]所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:式(1)以外的感光性二胺是选自由下述式(PDI-1)~式(PDI-12)所构成的群组的至少1个化合物;
在式(PDI-7)中,R51独立为-CH3、-OCH3、-CF3、或-COOCH3,s为0~2的整数,而且在式(PDI-12)中,R52是碳数1~10的烷基或烷氧基,至少1个氢也可以被取代为氟。
[11]根据[8]~[10]中任一项所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:式(1)以外的感光性二胺是下述式(PDI-7)所表示的化合物;
在式(PDI-7)中,R51独立为-CH3、-OCH3、-CF3、或-COOCH3,s独立为0~2的整数。
[12]根据[5]~[11]中任一项所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:四羧酸二酐是选自下述式(AN-I)~式(AN-VII)所表示的四羧酸二酐的群组的至少1个;
在式(AN-I)、式(AN-IV)及式(AN-V)中,X独立为单键或-CH2-;
在式(AN-II)中,G为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-;
在式(AN-II)~式(AN-IV)中,Y独立为选自下述3价基的群组的1种,
这些基的至少1个氢也可以被甲基、乙基或苯基取代;
在式(AN-III)~式(AN-V)中,环A10是碳数3~10的单环式烃的基或碳数6~30的缩合多环式烃的基,该基的至少1个氢也可以被甲基、乙基或苯基取代,环上所连的结合键与构成环的任意碳连结,也可以是2根结合键连结于同一碳上;
在式(AN-VI)中,X10是碳数2~6的亚烷基,Me表示甲基,Ph表示苯基,
在式(AN-VII)中,G10独立为-O-、-COO-或-OCO-;而且,r独立为0或1。
[13]根据[12]所述的聚酰胺酸或其衍生物,其特征在于:所述四羧酸二酐是包含选自下述式(AN-1-1)、式(AN--1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-3-2)、式(AN-4-5)、式(AN-4-17)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-11-3)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)的至少1个的四羧酸二酐;
在式(AN-1-2)及式(AN-4-17)中,m为1~12的整数。
[14]一种液晶取向剂,其特征在于:含有根据[5]~[13]中任一项所述的聚酰胺酸或其衍生物。
[15]一种液晶取向剂,其特征在于:含有根据[7]~[13]中任一项所述的聚酰胺酸或其衍生物、其他聚酰胺酸或其衍生物。
[16]根据[15]所述的液晶取向剂,其特征在于:其他聚酰胺酸或其衍生物是使选自由根据[6]所述的式(DI-1)~式(DI-16)、式(DIH-1)~式(DIH-3)、及式(DI-31)~式(DI-35)所构成的群组的至少1个二胺与四羧酸二酐反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物。
[17]根据[16]所述的液晶取向剂,其特征在于:其他聚酰胺酸或其衍生物是使选自下述式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)、式(DI-7-3)、式(DI-13-1)、式(DI-16-1)、及式(DIH-2-1)的至少1个二胺与四羧酸二酐反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物;
在式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、及式(DI-7-3)中,m为1~12的整数;
在式(DI-5-30)中,k为1~5的整数;而且,
在式(DI-7-3)中,n为1或2。
[18]根据[15]~[17]中任一项所述的液晶取向剂,其特征在于:其他聚酰胺酸或其衍生物是使选自根据[12]所述的式(AN-I)~式(AN-VII)所表示的四羧酸二酐的群组的至少1个四羧酸二酐与二胺反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物。
[19]根据[18]所述的液晶取向剂,其特征在于:其他聚酰胺酸或其衍生物是使选自下述式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN--1-13)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-3-2)、式(AN-4-5)、式(AN-4-17)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN--10)、式(AN-11-3)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)的至少1个四羧酸二酐与二胺反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物;
在式(AN-1-2)及式(AN-4-17)中,m为1~12的整数。
[20]根据[14]~[19]中任一项所述的液晶取向剂,其特征在于:进一步含有选自由经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物、具有自由基聚合性不饱和双键的化合物、噁嗪化合物、噁唑啉化合物、及环氧化合物所构成的化合物群组的至少1个。
[21]一种光取向用液晶取向剂,其特征在于:是根据[14]~[20]中任一项所述的液晶取向剂。
[22]一种横向电场方式的液晶显示元件用液晶取向剂,其特征在于:是根据[14]~[21]中任一项所述的液晶取向剂。
[23]一种液晶取向膜,其特征在于:利用根据[14]~[22]中任一项所述的液晶取向剂而形成。
[24]一种液晶显示装置,其特征在于:包含根据[23]所述的液晶取向膜。
[发明的效果]
含有以本发明的感光性二胺化合物为原料而所得的聚合物的光取向膜的取向性优异,且着色非常少。包含这些取向膜的液晶显示元件具有良好的显示性能,且电气特性也良好。而且,由将上述聚合物与基质用聚合物共混而制备的取向剂而所得的取向膜的取向性优异,另外着色变少,对于光的感度也不降低。通过使用该取向膜,可提供具有良好的显示特性及良好的电气特性的液晶显示元件。
具体实施方式
对本发明中所使用的用语加以说明。有时将式(I-1)所表示的化合物记述为化合物(I-1)。关于其他式所表示的化合物,有时也同样地略记。定义化学结构式时所使用的“任意的”表示不仅仅位置任意而且个数也任意。在化学结构式中,用圆或六边形围住文字(例如A)的基是表示环结构的基(环A)。
对本发明的感光性二胺加以说明。另外,于此以后,在说明书中有时将“感光性二胺”仅仅记载为“二胺”。
本发明的感光性二胺以下述式(1)而表示。
在式(1)中,环A及环B分别独立为选自单环式烃、缩合多环式烃及杂环式芳香族基的至少1个,R1是碳数2~20的直链的亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-,R2是碳数2~20的直链的亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-。在R1及R2中,直链亚烷基的至少1个-CH2-也可以被-O-取代。Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3或-OH,a~d分别独立为0~4的任意一个。键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。
本发明的二胺是如上所述那样具有4个环结构,环与环之间具有碳数2~20的直链亚烷基、酯基、酰胺基或N-甲基酰胺基的间隔基的含有偶氮基的二胺。使如4,4′-二氨基偶氮苯这样的具有2个环的含有偶氮苯的二胺与四羧酸二酐反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物通过偶氮基而具有长的共轭系统,因此吸收低能量的长波长的光。在作为液晶取向膜而使用的情况下,透射率变低,使液晶显示元件的显示品质降低。另一方面,使本发明的二胺与四羧酸二酐反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物与前述的聚酰胺酸或其衍生物相比较而言,由于具有R1及R2所表示的间隔基,因此其共轭系统变短,吸收波长向短波长侧偏移(shift),因此可抑制透射率降低。而且,成为更柔性(flexible)的结构,因此变得容易显示出液晶性,可使取向性提高。
在式(1)所表示的二胺化合物中,自原料的获得容易性考虑,优选式(2)所表示的二胺化合物。
在式(2)中,R1是碳数2~20的直链的亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-,R2是碳数2~20的直链的亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-。在R1及R2中,直链亚烷基的-CH2-的1个或2个也可以被-O-取代。Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3或-OH,a~d分别独立为0~4的任意者。键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的氨基表示在该环上的键结位置为任意。
在式(2)中,若重视使液晶的取向性提高,则优选氨基的键结位置为对位的式(3)所表示的二胺化合物。
在式(3)中,R1是碳数2~20的直链的亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-,R2是碳数2~20的直链的亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-。Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3或-OH,而且,a~d分别独立为0~4的任意者。
式(3)的二胺例如可通过下述的路径而合成。
对于二胺(a)及二胺(b),利用例如三氟乙酰基保护其中一个氨基,使其与过氧硼酸钠四水合物及硼酸作用,由此而获得(c)所表示的化合物。其次,使其与碳酸钾作用,将三氟乙酰基去保护,获得本发明的式(3)所表示的二胺。至于保护基,除了三氟乙酰基以外,还可以使用乙酰基、叔丁氧基羰基,与这些基团的保护及去保护相关的合成法在众多与有机合成相关的书籍中有所记载。
关于式(1)及式(2)的二胺,也可以通过如下的方式而同样地合成:将上述二胺(a)及二胺(b)的亚苯基的一个设为上述环A,且使胺的键结位置为任意位置。
本发明的二胺还可以视需要使用利用再结晶或管柱层析法等各种纯化法而进行纯化的二胺。另外,本发明的二胺除了可以利用于液晶取向剂用途中以外,还可以利用于各种聚酰亚胺涂布剂、聚酰亚胺树脂成型品、膜、纤维等中。
式(1)所表示的二胺的例子可列举下述式所表示的化合物。
在上述二胺中,在重视锚定能高、亦即进一步使液晶的取向性提高的情况下,优选式(1-1)~式(1-9)所表示的二胺;在重视使透射率提高的情况下,为了获得着色更少的取向膜而使用式(1-10)~式(1-12)的本发明的二胺,为了获得在溶剂中的溶解性更高的取向剂而使用式(1-13)及式(1-14)的本发明的二胺,由此而获得可达成所期望的特性的取向膜。而且,通过使用如式(1-1)~式(1-4)及式(1-7)~式(1-18)那样,式(1)中的R1及R2具有包含偶数个原子的主链的本发明的二胺,可合成在更广的温度范围显示出液晶性的本发明的聚酰胺酸及其衍生物。
自合成的容易性及抑制着色的观点考虑,优选为式(1-1)~式(1-5)、式(1-8)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-15)、及式(1-19)~式(1-22),特别优选为式(1-1)。
对本发明的聚酰胺酸及其衍生物加以说明。
本发明的聚酰胺酸及其衍生物是四羧酸二酐与包含式(1)所表示的二胺的二胺的反应产物。上述所谓聚酰胺酸的衍生物是指制成含有溶剂的后述的液晶取向剂时溶解于溶剂中的成分,是在将该液晶取向剂制成液晶取向膜时,可形成以聚酰亚胺为主成分的液晶取向膜的成分。此种聚酰胺酸的衍生物例如可列举可溶性聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、及聚酰胺酸酰胺等,更具体而言可列举:1)聚酰胺酸的全部氨基与羧基进行脱水闭环反应而成的聚酰亚胺、2)部分性进行脱水闭环反应而成的部分聚酰亚胺、3)将聚酰胺酸的羧基转换为酯的聚酰胺酸酯、4)将四羧酸二酐化合物中所含的酸二酐的一部分置换为有机二羧酸后使其反应而所得的聚酰胺酸-聚酰胺共聚物、以及5)使该聚酰胺酸-聚酰胺共聚物的一部分或全部进行脱水闭环反应而成的聚酰胺酰亚胺。上述聚酰胺酸及其衍生物可以是1种化合物,也可以是2种以上。而且,上述聚酰胺酸及其衍生物若为具有四羧酸二酐与二胺的反应产物的结构的化合物即可,亦可含有使用其他原料,利用四羧酸二酐与二胺的反应以外的其他反应的反应产物。
对用以制造本发明的聚酰胺酸及其衍生物的四羧酸二酐加以说明。
本发明中所使用的四羧酸二酐可自公知的四羧酸二酐中并无限制地选择。此种四羧酸二酐可以是属于在芳香环上直接键结有二羧酸酐的芳香族系(包含杂芳香环系)、及在芳香环上并未直接键结二羧酸酐的脂肪族系(包含杂环系)的任意群组的化合物。
作为此种四羧酸二酐的适宜的例子,自原料获得的容易性、聚合物聚合时的容易性、膜的电气特性的方面考虑,可列举式(AN-I)~式(AN-VII)所表示的四羧酸二酐。
在式(AN-I)、式(AN-IV)及式(AN-V)中,X独立为单键或-CH2-。在式(AN-II)中,G为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-。在式(AN-II)~式(AN-IV)中,Y独立为选自下述3价基的群组的1个,结合键与任意碳连结,该基的至少1个氢也可以被甲基、乙基或苯基取代。
在式(AN-III)~式(AN-V)中,环A10是碳数3~10的单环式烃的基或碳数6~30的缩合多环式烃的基,该基的至少1个氢也可以被甲基、乙基或苯基取代,环上所连的结合键与构成环的任意碳连结,也可以是2根结合键连结于同一碳上。在式(AN-VI)中,X10是碳数2~6的亚烷基,Me表示甲基,Ph表示苯基。在式(AN-VII)中,G10独立为-O-、-COO-或-OCO-,r独立为0或1。
更详细而言可列举以下式(AN-1)~式(AN-16-14)所表示的四羧酸二酐。
在式(AN-1)中,G11为单键、碳数1~12的亚烷基、1,4-亚苯基、或1,4-亚环己基。X11独立为单键或-CH2-。G12独立为下述3价基的任意一个。
在G12为>CH-时,>CH-的氢也可以被取代为-CH3。在G12为>N-时,G11并非单键及-CH2-,X11并非单键。而且,R11为氢或-CH3。式(AN-1)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-1-2)及式(AN-1-14)中,m为1~12的整数。
在式(AN-2)中,R12独立为氢、-CH3、-CH2CH3、或苯基。式(AN-2)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-3)中,环A11为环己烷环或苯环。式(AN-3)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-4)中,G13为单键、-(CH2)m-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、-SO2-、-CO-、-C(CF3)2-、或下述式(G13-1)所表示的2价基,m为1~12的整数。
在式(G13-1)中,G13a及G13b分别独立为单键、-O-或-NHCO-所表示的2价基。亚苯基优选为1,4-亚苯基及1,3-亚苯基。
环A11分别独立为环己烷环或苯环。G13可键结于环A11的任意位置。式(AN-4)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-4-17)中,m为1~12的整数。
在式(AN-5)中,R11为氢、或-CH3。键结位置未固定在构成苯环的碳原子上的R11表示在苯环上的键结位置为任意。式(AN-5)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-6)中,X11独立为单键或-CH2-。X12为-CH2-、-CH2CH2-或-CH=CH-。n为1或2。式(AN-6)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-7)中,X11为单键或-CH2-。式(AN-7)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-8)中,X11为单键或-CH2-。R12为氢、-CH3、-CH2CH3、或苯基,环A12为环己烷环或环己烯环。式(AN-8)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-9)中,r分别独立为0或1。式(AN-9)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
式(AN-10)是下述四羧酸二酐。
在式(AN-11)中,环A11独立为环己烷环或苯环。式(AN-11)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-12)中,环A11分别独立为环己烷环或苯环。式(AN-12)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-13)中,X13是碳数2~6的亚烷基,Ph表示苯基。式(AN-13)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-14)中,G14独立为-O-、-COO-或-OCO-,r独立为0或1。式(AN-14)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
在式(AN-15)中,w为1~10的整数。式(AN-15)所表示的四羧酸二酐的例子可列举下述式所表示的化合物。
上述以外的四羧酸二酐可列举下述化合物。
在上述酸二酐中,对使各特性提高的适宜材料加以叙述。在重视使液晶的取向性提高的情况下,优选式(AN-1)、式(AN-3)、及式(AN-4)所表示的化合物,特别优选式(AN-1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-17)及式(AN-4-29)所表示的化合物,其中在式(AN-1-2)中,优选m=4或8,在式(AN-4-17)中,优选m=4、或8,特别优选m=8。
在重视使液晶显示元件的透射率提高的情况下,上述酸二酐中优选式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中在式(AN-1-2)中,优选m=4或8,在式(AN-4-17)中,优选m=4、或8,特别优选m=8。
在重视使液晶显示元件的电压保持率(voltage holding ratio,VHR)提高的情况下,上述酸二酐中优选式(AN--1-1)、式(AN--1-2)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中在式(AN-1-2)中,优选m=4或8,在式(AN-4-17)中,优选m=4、或8,特别优选m=8。
作为防止烧痕的方法之一,有效的是通过使液晶取向膜的体积电阻值降低而使取向膜中的残留电荷(残留DC)的缓和速度提高。在重视该目的的情况下,上述酸二酐中优选式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、及式(AN-11-3)所表示的化合物。
在本发明中,可并用式(1)的感光性二胺与其他感光性材料,且可以自公知的感光性四羧酸二酐中无限制地选择。此种感光性四羧酸二酐可列举以下的式(PAN-1)及式(PAN-8)。
对用以制造本发明的聚酰胺酸及其衍生物的二胺及二酰肼加以说明。在制造本发明的聚酰胺酸或其衍生物时,可自公知的二胺及二酰肼中无限制地选择。
二胺根据其结构而可分为2种。亦即,将连接2个氨基的骨架视为主链时,具有自主链分支的基、亦即侧链基的二胺与不具有侧链基的二胺。该侧链基是具有使预倾角变大的效果的基。具有此种效果的侧链基必须是碳数3以上的基,具体例可列举碳数3以上的烷基、碳数3以上的烷氧基、碳数3以上的烷氧基烷基、及具有类固醇骨架的基。具有1个以上的环,且其末端的环具有碳数1以上的烷基、碳数1以上的烷氧基及碳数2以上的烷氧基烷基的任意1个作为取代基的基也具有作为侧链基的效果。在以下的说明中,有时将具有此种侧链基的二胺称为侧链型二胺。而且,有时将并不具有此种侧链基的二胺称为非侧链型二胺。
通过适宜地分为非侧链型二胺与侧链型二胺而使用,可分别与必要的预倾角对应。优选以不损及本发明的特性的程度并用侧链型二胺。而且,关于侧链型二胺及非侧链型二胺,优选以使对于液晶的垂直取向性、电压保持率、烧痕特性及取向性提高为目的而取舍选择使用。
对非侧链型二胺加以说明。已知的并不具有侧链的二胺可列举以下的式(DI-1)~式(DI-16)的二胺。
在上述式(DI-1)中,G20为-CH2-,至少1个-CH2-也可以被取代为-NH-、-O-,m为1~12的整数,亚烷基的至少1个氢也可以被取代为-OH。在式(DI-3)及式(DI-5)~式(DI-7)中,G21独立为单键、-NH-、-NCH3-、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-CONCH3-、-CONH-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m′-、-O-(CH2)m′-O-、-N(CH3)-(CH2)k-N(CH3)-、-(O-C2H4)m′-O-、-O-CH2-C(CF3)2-CH2-O-、-O-CO-(CH2)m′-CO-O-、-CO-O-(CH2)m′-O-CO-、-(CH2)m′-NH-(CH2)m′-、-CO-(CH2)k-NH-(CH2)k-、-(NH-(CH2)m′)k-NH-、-CO-C3H6-(NH-C3H6)n-CO-、或-S-(CH2)m′-S-,m′独立为1~12的整数,k为1~5的整数,n为1或2。在式(DI-4)中,s独立为0~2的整数。在式(DI-6)及式(DI-7)中,G22独立为单键、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或碳数1~10的亚烷基。式(DI-2)~式(DI-7)中的环己烷环及苯环的至少1个氢也可以被-F、-Cl、碳数1~3的亚烷基、-OCH3、-OH、-CF3、-CO2H、-CONH2、-NHC6H5、苯基、或苄基取代,另外在式(DI-4)中,环己烷环及苯环的至少1个氢也可以被下述式(DI-4-a)~式(DI-4-e)取代。键结位置未固定在构成环的碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。而且,-NH2在环己烷环或苯环上的键结位置是除G21或G22的键结位置以外的任意位置。
在式(DI-4-a)及式(DI-4-b)中,R20独立为氢或-CH3。
在式(DI-11)中,r为0或1。在式(DI-8)~式(DI-11)中,环上所键结的-NH2的键结位置为任意位置。
在式(DI-12)中,R21及R22独立为碳数1~3的烷基或苯基,G23独立为碳数1~6的亚烷基、亚苯基或经烷基取代的亚苯基,w为1~10的整数。在式(DI-13)中,R23独立为碳数1~5的烷基、碳数1~5的烷氧基或-Cl,p独立为0~3的整数,q为0~4的整数。在式(DI-14)中,环B为单环的杂环式芳香族基,R24为氢、-F、-Cl、碳数1~6的烷基、烷氧基、乙烯基、炔基,q独立为0~4的整数。在式(DI-15)中,环C为杂环式芳香族基或杂环式脂肪族基。在式(DI-16)中,G24为单键、碳数2~6的亚烷基或1,4-亚苯基,r为0或1。而且,键结位置未固定在构成环的碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。在式(DI-13)~式(DI-16)中,与环键结的-NH2的键结位置为任意位置。
上述式(DI-1)~式(DI-16)的不具有侧链的二胺可列举以下式(DI-1-1)~式(DI-16-1)的具体例。
以下表示式(DI-1)所表示的二胺的例子。
在式(DI-1-7)及式(DI-1-8)中,k分别独立为1~3的整数。
以下表示式(DI-2)~式(DI-3)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-4)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-5)所表示的二胺的例子。
在式(DI-5-1)中,m为1~12的整数。
在式(DI-5-12)及式(DI-5-13)中,m为1~12的整数。
在式(DI-5-16)中,v为1~6的整数。
在式(DI-5-30)中,k为1~5的整数。
在式(DI-5-35)~式(DI-5-37)、及式(DI-5-39)中,m为1~12的整数,在式(DI-5-38)及式(DI-5-39)中,k为1~5的整数,在式(DI-5-40)中,n为1或2的整数。
以下表示式(DI-6)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-7)所表示的二胺的例子。
在式(DI-7-3)及式(DI-7-4)中,m为1~12的整数,n独立为1或2。
以下表示式(DI-8)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-9)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-10)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-11)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-12)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-13)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-14)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-15)所表示的二胺的例子。
以下表示式(DI-16)所表示的二胺的例子。
对二酰肼加以说明。已知的并不具有侧链的二酰肼可列举以下的式(DIH-1)~式(DIH-3)。
在式(DIH-1)中,G25为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-。
在式(DIH-2)中,环D为环己烷环、苯环或萘环,该基的至少1个氢也可以被甲基、乙基、或苯基取代。在式(DIH-3)中,环E分别独立为环己烷环、或苯环,该基的至少1个氢也可以被甲基、乙基、或苯基取代,Y为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-。在式(DIH-2)及式(DIH-3)中,与环键结的-CONHNH2的键结位置为任意位置。
以下表示式(DIH-1)~式(DIH-3)的例子。
在式(DIH-1-2)中,m为1~12的整数。
此种非侧链型二胺及酰肼具有使液晶显示元件的离子密度降低等改善电气特性的效果。在使用非侧链型二胺和/或酰肼作为用以制造在本发明的液晶取向剂中所使用的聚酰胺酸或其衍生物的二胺的情况下,优选在二胺及二酰肼的总量中所占的其比例设为0mol%(摩尔百分比)~90mol%,更优选设为0mol%~50mol%。
对侧链型二胺加以说明。侧链型二胺的侧链基可列举以下的基。
作为侧链基,首先可列举烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烷基羰基、烷基羰氧基、烷氧基羰基、烷基氨基羰基、烯基、烯氧基、烯基羰基、烯基羰氧基、烯氧基羰基、烯基氨基羰基、炔基、炔氧基、炔基羰基、炔基羰氧基、炔氧基羰基、炔基氨基羰基等。这些基中的烷基、烯基及炔基均是碳数3以上的基。其中,在烷氧基烷基中,全部基的碳数3以上即可。这些基可为直链状也可以是分支链状。
其次,以末端的环具有碳数1以上的烷基、碳数1以上的烷氧基或碳数2以上的烷氧基烷基作为取代基为条件,可列举苯基、苯基烷基、苯基烷氧基、苯氧基、苯基羰基、苯基羰氧基、苯氧基羰基、苯基氨基羰基、苯基环己氧基、碳数3以上的环烷基、环己基烷基、环己氧基、环己氧基羰基、环己基苯基、环己基苯基烷基、环己基苯氧基、双(环己基)氧基、双(环己基)烷基、双(环己基)苯基、双(环己基)苯基烷基、双(环己基)氧基羰基、双(环己基)苯氧基羰基、及环己基双(苯基)氧基羰基等环结构的基。
另外,可列举集合环基,上述集合环基是具有2个以上苯环的基、具有2个以上环己烷环的基、或包含苯环及环己烷环的2环以上的基,且结合基独立为单键、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-或碳数1~3的亚烷基,末端的环具有碳数1以上的烷基、碳数1以上的经氟取代的烷基、碳数1以上的烷氧基、或碳数2以上的烷氧基烷基作为取代基。具有类固醇骨架的基作为侧链基而言也有效。
具有侧链的二胺可列举以下的式(DI-31)~式(DI-35)所表示的化合物。
在式(DI-31)中,G26为单键、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-(CH2)m′-,m′为1~12的整数。G26的优选的例子是单键、-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、及碳数1~3的亚烷基,特别优选的例子是单键、-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-CH2-及-CH2CH2-。R25是碳数3~30的烷基、苯基、具有类固醇骨架的基、或下述式(DI-31-a)所表示的基。在该烷基中,至少1个氢也可以被-F取代,而且至少1个-CH2-也可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。该苯基的氢也可以被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、碳数3~30的烷基或碳数3~30的烷氧基取代,。键结在苯环上的-NH2的键结位置表示在该环上为任意位置,但其键结位置优选为间位或对位。亦即,在将基“R25-G26-”的键结位置设为1位时,2个键结位置优选为3位与5位、或2位与5位。
在式(DI-31-a)中,G27、G28及G29为结合基,这些独立为单键、或碳数1~12的亚烷基,该亚烷基的1个以上-CH2-也可以被-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-取代。环B21、环B22、环B23及环B24独立为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,7-二基或蒽-9,10-二基,在环B21、环B22、环B23及环B24中,至少1个氢也可以被-F或-CH3取代,s、t及u独立为0~2的整数,这些的合计为1~5,在s、t或u为2时,各个括号内的2个结合基可相同也可以不同,而且,2个环可相同也可以不同。R26为氢、-F、-OH、碳数1~30的烷基、碳数1~30的经氟取代的烷基、碳数1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2、或-OCF3,该碳数1~30的烷基的至少1个-CH2-也可以被下述式(DI-31-b)所表示的2价基取代。
在式(DI-31-b)中,R27及R28独立为碳数1~3的烷基,v为1~6的整数。R26的优选的例子是碳数1~30的烷基及碳数1~30的烷氧基。
在式(DI-32)及式(DI-33)中,G30独立为单键、-CO-或-CH2-,R29独立为氢或-CH3,R30为氢、碳数1~20的烷基、或碳数2~20的烯基。式(DI-33)中的苯环的至少1个氢也可以被碳数1~20的烷基或苯基取代。而且,键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在该环上的键结位置为任意。优选式(DI-32)中的2个基“-亚苯基-G30-O-”的其中一个键结于类固醇核的3位上,另一个键结于类固醇核的6位上。式(DI-33)中的2个基“-亚苯基-G30-O-”在苯环上的键结位置优选为相对于类固醇核的键结位置而言分别为间位或对位。在式(DI-32)及式(DI-33)中,键结于苯环上的-NH2表示在该环上的键结位置为任意。
在式(DI-34)及式(DI-35)中,G31独立为-O-或碳数1~6的亚烷基,G32为单键或碳数1~3的亚烷基。R31为氢或碳数1~20的烷基,该烷基的至少1个-CH2-也可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。R32是碳数6~22的烷基,R33是氢或碳数1~22的烷基。环B25为1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,r为0或1。而且,与苯环键结的-NH2表示在该环上的键结位置为任意,优选相对于G31的键结位置而言独立地为间位或对位。
以下例示侧链型二胺的具体例。上述式(DI-31)~式(DI-35)的具有侧链的二胺可列举下述式(DI-31-1)~式(DI-35-3)所表示的化合物。
以下表示式(DI-31)所表示的化合物的例子。
在式(DI-31-1)~式(DI-31-11)中,R34是碳数1~30的烷基或碳数1~30的烷氧基,优选为碳数5~25的烷基或碳数5~25的烷氧基。R35是碳数1~30的烷基或碳数1~30的烷氧基,优选为碳数3~25的烷基或碳数3~25的烷氧基。
在式(DI-31-12)~式(DI-31-17)中,R36是碳数4~30的烷基,优选为碳数6~25的烷基。R37是碳数6~30的烷基,优选为碳数8~25的烷基。
在式(DI-31-18)~式(DI-31-43)中,R38是碳数1~20的烷基或碳数1~20的烷氧基,优选为碳数3~20的烷基或碳数3~20的烷氧基。R39为氢、-F、碳数1~30的烷基、碳数1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,优选为碳数3~25的烷基、或碳数3~25的烷氧基。而且G33是碳数1~20的亚烷基。
以下表示式(DI-32)所表示的化合物的例子。
以下表示式(DI-33)所表示的化合物的例子。
以下表示式(DI-34)所表示的化合物的例子。
在式(DI-34-1)~式(DI-34-12)中,R40是氢或碳数1~20的烷基,优选为氢或碳数1~10的烷基,而且R41是氢或碳数1~12的烷基。
以下表示式(DI-35)所表示的化合物的例子。
在式(DI-35-1)~式(DI-35-3)中,R37是碳数6~30的烷基,R41是氢或碳数1~12的烷基。
作为本发明中的二胺,还可以使用式(DI-1-1)~式(DI-16-1)、式(DIH-1-1)~式(DIH-3-6)及式(DI-31-1)~式(DI-35-3)所表示的二胺以外的二胺。此种二胺例如可列举下述式(DI-36-1)~式(DI-36-13)所表示的化合物。
在式(DI-36-1)~式(DI-36-8)中,R42分别独立地表示碳数3~30的烷基。
在式(DI-36-9)~式(DI-36-11)中,e为2~10的整数,在式(DI-36-12)中,R43分别独立为氢、-NHBoc或-N(Boc)2,R43的至少1个是-NHBoc或-N(Boc)2,在式(DI-36-13)中,R44为-NHBoc或-N(Boc)2,而且m为1~12的整数。此处,Boc为叔丁氧基羰基。
在重视进一步使液晶的取向性提高的情况下,上述二胺及二酰肼中,优选使用式(DI-1-3)、式(DI-5-1)、式(DI-5-5)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-29)、式(DI-6-7)、式(DI-7-3)、及式(DI-11-2)所表示的二胺,其中在式(DI-5-1)中,优选m=2、4或6,特别优选m=4,在式(DI-5-12)中,优选m=2~6,特别优选m=5,在式(DI-5-13)中,优选m=1、或2,特别优选m=1。
在重视使透射率提高的情况下,上述二胺及二酰肼中,优选使用式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-5-1)、式(DI-5-5)、式(DI-5-24)、及式(DI-7-3)所表示的二胺,特别优选(DI-2-1)所表示的二胺。在式(DI-5-1)中,优选m=2、4或6时,特别优选m=4,在式(DI-7-3)中,优选m=2、或3、n=1、或2,特别优选m=1。
在重视使液晶显示元件的VHR提高的情况下,上述二胺及二酰肼中优选使用式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)、及式(DI-13-1)所表示的二胺,特别优选式(DI-2-1)、式(DI-5-1)、及式(DI-13-1)所表示的二胺。其中在式(DI-5-1)中,特别优选m=1,在式(DI-5-30)中,特别优选k=2。
作为防止烧痕的方法之一,有效的是通过使液晶取向膜的体积电阻值降低而使取向膜中的残留电荷(残留DC)的缓和速度提高。在重视该目的的情况下,上述二胺及二酰肼中优选使用式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)、及式(DI-16-1)所表示的二胺,特别优选式(DI-4-1)、式(DI-5-1)、及式(DI-5-13)所表示的二胺。其中,在式(DI-5-1)中,优选m=2、4或6,特别优选m=4,在式(DI-5-12)中,优选m=2~6,特别优选m=5,在式(DI-5-13)中,优选m=1、或2,特别优选m=1。
在本发明中,可并用式(1)的感光性二胺与其他感光性材料,且可以自公知的感光性二胺中无限制地选择。例如可选自偶氮苯衍生物、芪衍生物、乙炔衍生物、香豆素衍生物、肉桂酸衍生物、二苯甲酮衍生物。此种感光性二胺化合物可列举以下的式(PDI-1)~式(PDI-12)。
在式(PDI-7)中,R51独立为-CH3、-OCH3、-CF3、或-COOCH3,s为0~2的整数,而且在式(PDI-12)中,R52是碳数1~10的烷基或烷氧基,至少1个氢还可以被取代为氟。
上述其他感光性二胺中,若重视使液晶的取向性进一步提高,则优选(PDI-7)。在并用本发明的式(1)的感光性二胺与上述其他感光性二胺化合物的形态中,若考虑取向性的提高及透射率,则在感光性二胺(1)/其他感光性二胺的比中,优选为100/0(mol%)~50/50(mol%),更优选为100/0(mol%)~80/20(mol%)。而且,为了改善电气特性、残像特性等上述诸多的特性,还可以并用2种以上其他感光性二胺。
在各二胺中,也可以在单胺相对于二胺的比率为40mol%以下的范围内,将二胺的一部分置换为单胺。此种置换可引起生成聚酰胺酸时的聚合反应的终止(termination),可抑制其以上的聚合反应的进行。因此,通过此种置换,可容易地控制所得的聚合物(聚酰胺酸或其衍生物)的分子量,例如可并不损及本发明的效果地改善液晶取向剂的涂布特性。至于置换为单胺的二胺,若不损及本发明的效果,则可为1种也可以是2种以上。上述单胺例如可列举苯胺、4-羟基苯胺、环己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷基胺、正十二烷胺、正十三烷基胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、正十七烷基胺、正十八烷基胺、及正二十烷基胺。
本发明的聚酰胺酸或其衍生物在其单体中还可以进一步包含单异氰酸酯化合物。通过在单体中包含单异氰酸酯化合物,所得的聚酰胺酸或其衍生物的末端得到修饰,分子量得到调节。通过使用该末端修饰型聚酰胺酸或其衍生物,例如可并不损及本发明的效果地改善液晶取向剂的涂布特性。自上述观点考虑,相对于单体中的二胺及四羧酸二酐的总量而言,优选单体中的单异氰酸酯化合物的含量为1mol%~10mol%。上述单异氰酸酯化合物例如可列举异氰酸苯酯、及异氰酸萘酯。
本发明的聚酰胺酸及其衍生物可通过使上述酸酐的混合物与二胺在溶剂中进行反应而获得。在该合成反应中,除了原料的选择以外无需特别的条件,可直接应用通常的聚酰胺酸合成的条件。关于所使用的溶剂如后所述。
本发明的液晶取向剂还可以进一步含有聚酰胺酸或其衍生物以外的其他成分。其他成分可为1种还可以是2种以上。其他成分例如可列举后述的其他聚合物或化合物等。
本发明的液晶取向剂还可以进一步含有本发明的聚酰胺酸或其衍生物以外的其他聚合物。其他聚合物是使四羧酸二酐与包含本发明的二胺的二胺反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物以外的聚合物,可列举:与不含式(1)的二胺的二胺反应而所得的聚酰胺酸或其衍生物(以下称为“其他聚酰胺酸或其衍生物”)、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷、纤维素衍生物、聚缩醛(polyacetal)、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基马来酰亚胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等。可为1种也可以是2种以上。这些中优选其他聚酰胺酸或其衍生物及聚硅氧烷,更优选其他聚酰胺酸或其衍生物。
在共混有本发明的聚酰胺酸或其衍生物与其他聚酰胺酸或其衍生物的取向剂中,控制各个聚合物的结构或分子量,如后所述那样涂布于基板上,进行预干燥,由此可将本发明的聚酰胺酸或其衍生物成分[A]分离为上表层,将其他聚酰胺酸或其衍生物成分[B]分离为下表层。其可通过利用如下现象而进行控制:在混合存在的聚合物中,表面能量小的聚合物分离为上表层,表面能量大的聚合物分离为下表层。至于层分离的确认,可通过所形成的取向膜的表面能量是与由仅含有[A]成分的液晶取向剂而形成的膜的表面能量相同或接近的值而确认。
作为用以合成其他聚酰胺酸或其衍生物的四羧酸二酐,可自作为用以合成本发明的液晶取向剂的必需成分的聚酰胺酸或其衍生物的四羧酸二酐而公知的四羧酸二酐中无限制地选择,可列举与上述所例示者相同的四羧酸二酐。
其中,在上述酸二酐中,在重视使层分离性提高的情况下,优选为式(AN-3-2)、式(AN-1-13)、及式(AN-4-30)。
在重视使液晶显示元件的透射率提高的情况下,上述酸二酐中优选式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中在式(AN-1-2)中,优选m=4或8,在式(AN-4-17)中,优选m=4、或8,特别优选m=8。
在重视使液晶显示元件的VHR提高的情况下,上述酸二酐中优选式(AN-2-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中在式(AN-1-2)中,优选m=4或8。
作为防止烧痕的方法之一,有效的是通过使液晶取向膜的体积电阻值降低而使取向膜中的残留电荷(残留DC)的缓和速度提高。在重视该目的的情况下,上述酸二酐中优选式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、及式(AN-11-3)所表示的化合物。
作为用以合成其他聚酰胺酸或其衍生物的四羧酸二酐,相对于所有四羧酸二酐而言,优选包含10mol%以上的芳香族四羧酸二酐,更优选包含30mol%以上。
作为用以合成其他聚酰胺酸或其衍生物的二胺及酰肼,可列举与作为可用以合成本发明的液晶取向剂的必需成分的聚酰胺酸或其衍生物的其他二胺而于上述所例示者相同的化合物。
其中,在重视使层分离性、亦即液晶的取向性进一步提高的情况下,上述二胺及二酰肼中优选使用式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-28)、及式(DIH-2-1)所表示的二胺及酰肼,其中在式(DI-5-1)中,优选m=1、2、或4,特别优选m=1、或2。
在重视使透射率提高的情况下,上述二胺及二酰肼中优选使用式(DI-1-2)、式(DI-2-1)、式(DI-5-1)、及式(DI-7-3)所表示的二胺,特别优选式(DI-2-1)所表示的二胺。在式(DI-5-1)中,优选m=1、2、或4,特别优选m=1、或2,在式(AN-7-3)中,优选m=2、或3、n=1、或2,特别优选m=1。
在重视使液晶显示元件的VHR提高的情况下,上述二胺及二酰肼中优选使用式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)、及式(DI-13-1)所表示的二胺,特别优选式(DI-2-1)、式(DI-5-1)、及式(DI-13-1)所表示的二胺。其中在式(DI-5-1)中,特别优选m=1、或2,在式(DI-5-30)中,特别优选k=2。
作为防止烧痕的方法之一,有效的是通过使液晶取向膜的体积电阻值降低而使取向膜中的残留电荷(残留DC)的缓和速度提高。在重视该目的的情况下,上述二胺及二酰肼中优选使用式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)、及式(DI-16-1)所表示的二胺,特别优选式(DI-4-1)、式(DI-5-1)、及式(DI-5-12)所表示的二胺。其中在式(DI-5-1)中,优选m=1、或2,在式(DI-5-12)中,优选m=2~6,特别优选m=5,在式(DI-5-13)中,优选m=1、或2,特别优选m=1,在式(DI-5-30)中,特别优选k=2。
作为用以合成其他聚酰胺酸或其衍生物的二胺,相对于所有二胺而言,优选包含30mol%以上的芳香族二胺,更优选包含50mol%以上。
其他聚酰胺酸或其衍生物可分别依照作为本发明的液晶取向剂的必需成分的聚酰胺酸或其衍生物的合成方法而于下述所记载者而进行合成。
相对于本发明的聚酰胺酸或其衍生物(上述[A]成分)及其他聚酰胺酸或其衍生物(上述[B]成分)的合计量而言,[A]成分的比例优选为10重量%~100重量%,更优选为20重量%~100重量%。
作为上述聚硅氧烷,可进一步含有日本专利特开2009-036966、日本专利特开2010-185001、日本专利特开2011-102963、日本专利特开2011-253175、日本专利特开2012-159825、国际公开2008/044644、国际公开2009/148099、国际公开2010/074261、国际公开2010/074264、国际公开2010/126108、国际公开201I/068123、国际公开201I/068127、国际公开201I/068128、国际公开2012/115157、国际公开2012/165354等中所记载的聚硅氧烷。
<经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物>
例如,本发明的液晶取向剂还能够以使液晶显示元件的电气特性长期稳定为目的而进一步含有经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物。经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物可使用1种,还可以并用2种以上。作为经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物的含量,自上述目的考虑,相对于聚酰胺酸或其衍生物而言,优选为1重量%~100重量%,更优选为1重量%~70重量%,进一步优选为1重量%~50重量%。
以下,对纳迪克酰亚胺化合物加以具体说明。
经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物优选可溶解于溶解有本发明中所使用的聚酰胺酸或其衍生物的溶剂中的化合物。此种经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物的例子可列举下述式(NA)所表示的化合物。
在式(NA)中,L1及L2独立为氢、碳数1~12的烷基、碳数3~6的烯基、碳数5~8的环烷基、碳数6~12的芳基或苄基,n为1或2。
在式(NA)中,在n=1时,W是碳数1~12的烷基、碳数2~6的烯基、碳数5~8的环烷基、碳数6~12的芳基、苄基、-Z1-(O)r-(Z2O)k-Z3-H(此处,Z1、Z2及Z3独立为碳数2~6的亚烷基,r为0或1,而且,k为1~30的整数)所表示的基、-(Z4)r-B-Z5-H(此处,Z4及Z5独立为碳数1~4的亚烷基或碳数5~8的亚环烷基,B为亚苯基,而且,r为0或1)所表示的基、-B-T-B-H(此处,B为亚苯基,而且,T为-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、-CO-、-S-、或-SO2-)所表示的基、或这些基的1个~3个氢被-OH取代而成的基。
此时,优选的W是碳数1~8的烷基、碳数3~4的烯基、环己基、苯基、苄基、碳数4~10的聚(亚乙基氧基)乙基、苯氧基苯基、苯基甲基苯基、苯基亚异丙基苯基、及这些基的1个或2个氢被-OH取代而成的基。
在式(NA)中,在n=2时,W是碳数2~20的亚烷基、碳数5~8的亚环烷基、碳数6~12的亚芳基、-Z1-O-(Z2O)k-Z3-(此处,Z1~Z3、及k的含义如上所述)所表示的基、-Z4-B-Z5-(此处,Z4、Z5及B的含义如上所述)所表示的基、-B-(O-B)r-T-(B-O)r-B-(此处,B是亚苯基,T是碳数1~3的亚烷基、-O-或-SO2-,r的含义如上所述)所表示的基、或这些基的1个~3个氢被-OH取代的基。
此时,优选的W是碳数2~12的亚烷基、亚环己基、亚苯基、甲代亚苯基(tolylene)、苯二甲基(xylylene)、-C3H6-O-(Z2-O)n-O-C3H6-(此处,Z2是碳数2~6的亚烷基,n为1或2)所表示的基、-B-T-B-(此处,B为亚苯基,而且,T为-CH2-、-O-或-SO2-)所表示的基、-B-O-B-C3H6-B-O-B-(此处,B为亚苯基)所表示的基、及这些基的1个或2个氢被-OH取代而成的基。
此种经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物例如可使用如日本专利2729565中所记载那样使经烯基取代的纳迪克酸酐衍生物与二胺在80℃~220℃的温度下保持0.5小时~20小时,由此进行合成而所得的化合物或市售的化合物。经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物的具体例可列举以下所示的化合物。
N-甲基-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-甲基-烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-甲基-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-甲基-甲基烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-乙基己基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、
N-(2-乙基己基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-烯丙基-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-烯丙基-烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-烯丙基-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-异丙烯基-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-异丙烯基-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-异丙烯基-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-环己基-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-环己基-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-环己基-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-苯基-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、
N-苯基-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-苄基-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-苄基-烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-苄基-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-羟基乙基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-羟基乙基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-羟基乙基)-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、
N-(2,2-二甲基-3-羟基丙基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2,2-二甲基-3-羟基丙基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2,3-二羟基丙基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2,3-二羟基丙基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(3-羟基-1-丙烯基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-羟基环己基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、
N-(4-羟基苯基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-羟基苯基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-羟基苯基)-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-羟基苯基)-甲基烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(3-羟基苯基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(3-羟基苯基)-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(对羟基苄基)-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-{2-(2-羟基乙氧基)乙基}-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、
N-{2-(2-羟基乙氧基)乙基}-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-{2-(2-羟基乙氧基)乙基}-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-{2-(2-羟基乙氧基)乙基}-甲基烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-[2-{2-(2-羟基乙氧基)乙氧基}乙基]-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-[2-{2-(2-羟基乙氧基)乙氧基}乙基]-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-[2-{2-(2-羟基乙氧基)乙氧基}乙基]-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-{4-(4-羟基苯基亚异丙基)苯基}-烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-{4-(4-羟基苯基亚异丙基)苯基}-烯丙基(甲基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-{4-(4-羟基苯基亚异丙基)苯基}-甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、及这些的寡聚物、N,N′-亚乙基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚乙基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚乙基-双(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-三亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-六亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-六亚甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-十二亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-十二亚甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚环己基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚环己基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、
1,2-双{3′-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}乙烷、1,2-双{3′-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}乙烷、1,2-双{3′-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}乙烷、双[2′-{3′-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}乙基]醚、双[2′-{3′-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}乙基]醚、1,4-双{3′-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}丁烷、1,4-双{3′-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}丁烷、
N,N′-对亚苯基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对亚苯基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间亚苯基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间亚苯基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-{(1-甲基)-2,4-亚苯基}-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、
2,2-双[4-{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、
双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(甲基烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}醚、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}醚、双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}醚、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}砜、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}砜、
双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}砜、1,6-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-3-羟基-己烷、1,12-双(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-3,6-二羟基-十二烷、1,3-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-5-羟基-环己烷、1,5-双{3′-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)丙氧基}-3-羟基-戊烷、1,4-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-2-羟基-苯、
1,4-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-2,5-二羟基-苯、N,N′-对(2-羟基)苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对(2-羟基)苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间(2-羟基)苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间(2-羟基)苯二甲基-双(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对(2,3-二羟基)苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、
2,2-双[4-{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-2-羟基-苯氧基}苯基]丙烷、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-2-羟基-苯基}甲烷、双{3-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-4-羟基-苯基}醚、双{3-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)-5-羟基-苯基}砜、1,1,1-三{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)}苯氧基甲基丙烷、N,N′,N″-三(亚乙基甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)异三聚氰酸酯、及这些的寡聚物等。
另外,本发明中所使用的经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物也可以是包含不对称的亚烷基、亚苯基的且由下述式所表示的化合物。
经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物中,优选的化合物如下所示。
N,N′-亚乙基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚乙基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚乙基-双(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-三亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-六亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-六亚甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-十二亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-十二亚甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚环己基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚环己基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、
N,N′-对亚苯基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对亚苯基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间亚苯基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间亚苯基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-{(1-甲基)-2,4-亚苯基}-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、2,2-双[4-{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、
双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(甲基烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}醚、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}醚、双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}醚、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}砜、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}砜、双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}砜。
更优选的经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物如下所示。
N,N′-亚乙基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚乙基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚乙基-双(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-三亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-六亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-六亚甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-十二亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-十二亚甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚环己基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-亚环己基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、
N,N′-对亚苯基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对亚苯基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间亚苯基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间亚苯基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-{(1-甲基)-2,4-亚苯基}-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-对苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、
2,2-双[4-{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯氧基}苯基]丙烷、双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(甲基烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、双{4-(甲基烯丙基甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷。
而且,特别优选的经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物可列举下述式(NA-1)所表示的双{4-(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)苯基}甲烷、式(NA-2)所表示的N,N′-间苯二甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)、及式(NA-3)所表示的N,N′-六亚甲基-双(烯丙基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺)。
<具有自由基聚合性不饱和双键的化合物>
例如自使液晶显示元件的电气特性长期稳定的目的考虑,本发明的液晶取向剂还可以进一步含有具有自由基聚合性不饱和双键的化合物。具有自由基聚合性不饱和双键的化合物可以是1种化合物,也可以是2种以上的化合物。另外,在具有自由基聚合性不饱和双键的化合物中并不含有经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物。作为具有自由基聚合性不饱和双键的化合物的含量,自上述目的考虑,相对于聚酰胺酸或其衍生物而言优选为1重量%~100重量%,更优选为1重量%~70重量%,进一步更优选为1重量%~50重量%。
另外,至于具有自由基聚合性不饱和双键的化合物相对于经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物的比率,为了减低液晶显示元件的离子密度、抑制离子密度随时间经过而增加、进一步抑制残像的产生,具有自由基聚合性不饱和双键的化合物/经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物以重量比计而言优选为0.1~10,更优选为0.5~5。
以下,对具有自由基聚合性不饱和双键的化合物加以具体说明。
具有自由基聚合性不饱和双键的化合物可列举(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酸衍生物、及双马来酰亚胺。具有自由基聚合性不饱和双键的化合物更优选为具有2个以上自由基聚合性不饱和双键的(甲基)丙烯酸衍生物。
作为(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、及(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯。
作为2官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举二丙烯酸乙二酯、东亚合成化学工业(股)的产品ARONIX M-210、ARONIX M-240及ARONIX M-6200、日本化药(股)的产品KAYARAD HDDA、KAYARAD HX-220、KAYARAD R-604及KAYARAD R-684、大阪有机化学工业(股)的产品V260、V312及V335HP、以及共荣社油脂化学工业(股)的产品Light Acrylate BA-4EA、Light Acrylate BP-4PA及Light Acrylate BP-2PA。
作为3官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举4,4′-亚甲基双(N,N-二羟基亚乙基丙烯酸酯苯胺)、东亚合成化学工业(股)的产品ARONIX M-400、ARONIXM-405、ARONIX M-450、ARONIX M-7100、ARONIX M-8030、ARONIX M-8060、日本化药(股)的产品KAYARAD TMPTA、KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120、及大阪有机化学工业(股)的产品VGPT。
作为(甲基)丙烯酰胺衍生物的具体例,例如可列举N-异丙基丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-正丙基甲基丙烯酰胺、N-环丙基丙烯酰胺、N-环丙基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基乙基丙烯酰胺、N-乙氧基乙基甲基丙烯酰胺、N-四氢呋喃甲基(tetrahydrofurfuryl)丙烯酰胺、N-四氢呋喃甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-甲基-N-正丙基丙烯酰胺、N-甲基-N-异丙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吡咯烷(pyrrolidine)、N,N′-亚甲双丙烯酰胺、N,N′-亚乙基双丙烯酰胺、N,N′-二羟基亚乙基双丙烯酰胺、N-(4-羟基苯基)甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、N-丁基甲基丙烯酰胺、N-(异丁氧甲基)甲基丙烯酰胺、N-[2-(N,N-二甲基氨基)乙基]甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-[3-(二甲基氨基)丙基]甲基丙烯酰胺、N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-(羟基甲基)-2-甲基丙烯酰胺、N-苄基-2-甲基丙烯酰胺、及N,N′-亚甲基双甲基丙烯酰胺。
上述(甲基)丙烯酸衍生物中,特别优选N,N′-亚甲双丙烯酰胺、N,N′-二羟基亚乙基-双丙烯酰胺、二丙烯酸乙二酯、及4,4′-亚甲基双(N,N-二羟基亚乙基丙烯酸酯苯胺)。
双马来酰亚胺例如可列举KI Chemical Industry Co.,Ltd.制造的BMI-70及BMI-80、以及大和化成工业(股)制造的BMI-1000、BMI-3000、BMI-4000、BMI-5000及BMI-7000。
<噁嗪化合物>
例如自使液晶显示元件中的电气特性长期稳定的目的考虑,本发明的液晶取向剂还可以进一步包含噁嗪化合物。噁嗪化合物可以是1种化合物,也可以是2种以上的化合物。自上述目的考虑,相对于聚酰胺酸或其衍生物而言,噁嗪化合物的含量优选为0.1重量%~50重量%,更优选为1重量%~40重量%,进一步更优选为1重量%~20重量%。
以下,对噁嗪化合物加以具体说明。
噁嗪化合物优选为可溶于溶解有聚酰胺酸或其衍生物的溶剂中,另外具有开环聚合性的噁嗪化合物。
而且,噁嗪化合物中的噁嗪结构数并无特别限定。
噁嗪结构已知有各种结构。在本发明中,噁嗪的结构并无特别限定,噁嗪化合物中的噁嗪结构可列举苯并噁嗪或萘并噁嗪等具有芳香族基(包括缩合多环芳香族基)的噁嗪结构。
噁嗪化合物例如可列举下述式(OX-1)~式(OX-6)所表示的化合物。另外,在下述式中,作为转向环的中心而表示的键,表示其键结于构成环且可键结取代基的任意碳上。
在式(OX-1)~式(OX-3)中,L3及L4是碳数1~30的有机基,在式(OX-1)~式(OX-6)中,L5~L8是氢或碳数1~6的烃基,在式(OX-3)、式(OX-4)及式(OX-6)中,Q1是单键、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)v-、-O-(CH2)v-O-、-S-(CH2)v-S-,此处,v为1~6的整数,在式(OX-5)及式(OX-6)中,Q2独立为单键、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳数1~3的亚烷基,Q2中的苯环、萘环上所键结的氢也可以独立地被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代。
而且,噁嗪化合物包括在侧链具有噁嗪结构的寡聚物或聚合物、在主链中具有噁嗪结构的寡聚物或聚合物。
式(OX-1)所表示的噁嗪化合物例如可列举以下的噁嗪化合物。
在式(OX-1-2)中,L3优选为碳数1~30的烷基,更优选为碳数1~20的烷基。
式(OX-2)所表示的噁嗪化合物例如可列举以下的噁嗪化合物。
式中,L3优选为碳数1~30的烷基,更优选为碳数1~20的烷基。
式(OX-3)所表示的噁嗪化合物可列举下述式(OX-3-I)所表示的噁嗪化合物。
在式(OX-3-I)中,L3及L4是碳数1~30的有机基,L5至L8是氢或碳数1~6的烃基,Q1是单键、-CH2-、-C(CH3)2-、-CO-、-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-。式(OX-3-I)所表示的噁嗪化合物例如可列举以下的噁嗪化合物。
式中,L3及L4优选为碳数1~30的烷基,更优选为碳数1~20的烷基。
式(OX-4)所表示的噁嗪化合物例如可列举以下的噁嗪化合物。
式(OX-5)所表示的噁嗪化合物例如可列举以下的噁嗪化合物。
式(OX-6)所表示的噁嗪化合物例如可列举以下的噁嗪化合物。
这些中更优选列举式(OX-2-1)、式(OX-3-1)、式(OX-3-3)、式(OX-3-5)、式(OX-3-7)、式(二OX-3-9)、式(OX-4-1)~式(OX-4-6)、式(OX-5-3)、式(OX-5-4)、及式(OX-6-2)~式(OX-6-4)所表示的噁嗪化合物。
噁嗪化合物可利用与国际公开2004/009708、日本专利特开平11-12258、日本专利特开2004-352670中所记载的方法同样的方法而制造。
式(OX-1)所表示的噁嗪化合物可通过使酚化合物与伯胺(primary amine)、醛反应而获得(参照国际公开2004/009708)。
式(OX-2)所表示的噁嗪化合物可通过如下方式而获得:利用将伯胺缓缓加入至甲醛中的方法而使其反应,然后添加具有萘酚系羟基的化合物而使其反应(参照国际公开2004/009708)。
式(OX-3)所表示的噁嗪化合物可通过如下方式而获得:在有机溶剂中,于仲脂肪族胺、叔脂肪族胺或碱性含氮杂环化合物的存在下使酚化合物1摩尔、相对于酚化合物的酚性羟基1摩尔而言为至少2摩尔以上的醛、及1摩尔的伯胺反应(参照国际公开2004/009708及日本专利特开平11-12258)。
式(OX-4)~式(OX-6)所表示的噁嗪化合物可通过如下方式而获得:于正丁醇中、90℃以上的温度下,使4,4′-二氨基二苯基甲烷等具有多个苯环和键结这些苯环的有机基的二胺、福尔马林等醛、及苯酚进行脱水缩合反应(参照日本专利特开2004-352670)。
<噁唑啉化合物>
例如,自使液晶显示元件的电气特性长期稳定的目的考虑,本发明的液晶取向剂还可以进一步含有噁唑啉化合物。噁唑啉化合物是具有噁唑啉结构的化合物。噁唑啉化合物可以是1种化合物,也可以是2种以上的化合物。自上述目的考虑,相对于聚酰胺酸或其衍生物而言,噁唑啉化合物的含量优选为0.1重量%~50重量%,更优选为1重量%~40重量%,进一步优选为1重量%~20重量%。或者,自上述目的考虑,在将噁唑啉化合物中的噁唑啉结构换算为噁唑啉时,相对于聚酰胺酸或其衍生物而言,噁唑啉化合物的含量优选为0.1重量%~40重量%。
以下,对噁唑啉化合物加以具体说明。
噁唑啉化合物可以在1个化合物中具有仅仅1种噁唑啉结构,也可以具有2种以上。而且,噁唑啉化合物在1个化合物中具有1个噁唑啉结构即可,但优选具有2个以上。而且,噁唑啉化合物可以是在侧链具有噁唑啉环结构的聚合物,也可以是共聚物。在侧链具有噁唑啉结构的聚合物可以是在侧链具有噁唑啉结构的单体的均聚物,也可以是在侧链具有噁唑啉结构的单体与不具有噁唑啉结构的单体的共聚物。在侧链具有噁唑啉结构的共聚物可以是在侧链具有噁唑啉结构的2种以上单体的共聚物,还可以是在侧链具有噁唑啉结构的2种以上单体与不具有噁唑啉结构的单体的共聚物。
噁唑啉结构优选为以噁唑啉结构中的氧以及氮的一个或两个可与聚酰胺酸的羰基反应的形式存在于噁唑啉化合物中的结构。
噁唑啉化合物例如可列举2,2′-双(2-噁唑啉)、1,2,4-三-(2-噁唑啉基-2)-苯、4-呋喃-2-基亚甲基-2-苯基-4H-噁唑-5-酮、1,4-双(4,5-二氢-2-噁唑基)苯、1,3-双(4,5-二氢-2-噁唑基)苯、2,3-双(4-异丙烯基-2-噁唑啉-2-基)丁烷、2,2′-双-4-苄基-2-噁唑啉、2,6-双(异丙基-2-噁唑啉-2-基)吡啶、2,2′-亚异丙基双(4-叔丁基-2-噁唑啉)、2,2′-亚异丙基双(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2′-亚甲基双(4-叔丁基-2-噁唑啉)、及2,2′-亚甲基双(4-苯基-2-噁唑啉)。除了这些化合物以外,还可以列举如EPOCROS(商品名、(股)日本触媒制造)这样的具有噁唑基的聚合物或寡聚物。这些中更优选列举1,3-双(4,5-二氢-2-噁唑基)苯。
<环氧化合物>
例如自使液晶显示元件的电气特性长期稳定的目的考虑,本发明的液晶取向剂还可以进一步含有环氧化合物。环氧化合物可以是1种化合物,也可以是2种以上的化合物。自上述目的考虑,相对于聚酰胺酸或其衍生物而言,环氧化合物的含量优选为0.1重量%~50重量%,更优选为1重量%~40重量%,进一步更优选为1重量%~20重量%。
以下,对环氧化合物加以具体说明。
环氧化合物可列举在分子内具有1个或2个以上环氧环的各种化合物。在分子内具有1个环氧环的化合物例如可列举苯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、3,3,3-三氟甲基环氧丙烷、氧化苯乙烯、六氟环氧丙烷、环氧环己烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺、(九氟正丁基)环氧化物、全氟乙基缩水甘油醚、表氯醇、表溴醇、N,N-二缩水甘油基苯胺、及3-[2-(全氟己基)乙氧基]-1,2-环氧丙烷。
在分子内具有2个环氧环的化合物例如可列举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、3,4-环氧环己烯基甲基-3′,4′-环氧环己烯甲酸酯及3-(N,N-二缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷。
在分子内具有3个环氧环的化合物例如可列举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(商品名“Tecmoa VG3101L”、(三井化学(股)制造))。
在分子内具有4个环氧环的化合物例如可列举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-间苯二甲胺、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、及3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷。
除上述以外,在分子内具有环氧环的化合物的例子还可以列举具有环氧环的寡聚物或聚合物。具有环氧环的单体例如可列举(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧环己酯、以及(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯。
与具有环氧环的单体进行共聚的其他单体例如可列举(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸-(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲酯、N-环己基马来酰亚胺以及N-苯基马来酰亚胺。
具有环氧环的单体的聚合物的优选具体例可列举聚甲基丙烯酸缩水甘油酯等。而且,具有环氧环的单体与其他单体的共聚物的优选具体例可列举N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、N-环己基马来酰亚胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物以及苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
在这些例中,特别优选N,N,N′,N′-四缩水甘油基-间苯二甲胺、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、商品名“Tecmoa VG3101L”、3,4-环氧环己烯基甲基-3′,4′-环氧环己烯甲酸酯、N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、以及2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。
更具体而言,环氧化合物例如可列举缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、含有环氧基的丙烯酸系树脂、缩水甘油酰胺、缩水甘油基异三聚氰酸酯、链状脂肪族型环氧化合物、以及环状脂肪族型环氧化合物。另外,环氧化合物表示具有环氧基的化合物,环氧树脂表示具有环氧基的树脂。
环氧化合物例如可列举缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、含有环氧基的丙烯酸系树脂、缩水甘油酰胺、缩水甘油基异三聚氰酸酯、链状脂肪族型环氧化合物、及环状脂肪族型环氧化合物。
缩水甘油醚例如可列举双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、双酚型环氧化合物、氢化双酚-A型环氧化合物、氢化双酚-F型环氧化合物、氢化双酚-S型环氧化合物、氢化双酚型环氧化合物、溴化双酚-A型环氧化合物、溴化双酚-F型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、溴化苯酚酚醛清漆型环氧化合物、溴化甲酚酚醛清漆型环氧化合物、双酚A酚醛清漆型环氧化合物、含有萘骨架的环氧化合物、芳香族聚缩水甘油醚化合物、二环戊二烯苯酚型环氧化合物、脂环式二缩水甘油醚化合物、脂肪族聚缩水甘油醚化合物、多硫化物型二缩水甘油醚化合物、及联苯酚(biphenol)型环氧化合物。
缩水甘油酯例如可列举二缩水甘油酯化合物及缩水甘油酯环氧化合物。
缩水甘油胺例如可列举聚缩水甘油胺化合物及缩水甘油胺型环氧树脂。
含有环氧基的丙烯酸系化合物例如可列举具有氧杂环丙烷基的单体的均聚物及共聚物。
缩水甘油酰胺例如可列举缩水甘油酰胺型环氧化合物。
链状脂肪族型环氧化合物例如可列举对烯烃(alkene)化合物的碳-碳双键进行氧化而所得的含有环氧基的化合物。
环状脂肪族型环氧化合物例如可列举对环烯烃化合物的碳-碳双键进行氧化而所得的含有环氧基的化合物。
双酚A型环氧化合物例如可列举jER828、jER1001、jER1002、jER1003、jER1004、jER1007、jER1010(均为三菱化学(股)制造)、Epotohto YD-128(东都化成(股)制造)、DER-331、DER-332、DER-324(均为陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)制造)、Epiclon840、Epiclon850、Epiclon 1050(均为DIC(股)制造)、EPOMIK R-140、EPOMIK R-301、及EPOMIKR-304(均为三井化学(股)制造)。
双酚F型环氧化合物例如可列举jER806、jER807、jER4004P(均为三菱化学(股)制造)、Epotohto YDF-170、Epotohto YDF-175S、Epotohto YDF-2001(均为东都化成(股)制造)、DER-354(陶氏化学公司制造)、Epiclon830、及Epiclon835(均为DIC(股)制造)。
双酚型环氧化合物例如可列举2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的环氧化物。
氢化双酚-A型环氧化合物例如可列举Santohto ST-3000(东都化成(股)制造)、Rika Resin HBE-100(新日本理化(股)制造)、及DENACOL EX-252(长濑化成(股)制造)。
氢化双酚型环氧化合物例如可列举氢化2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的环氧化物。
溴化双酚-A型环氧化合物例如可列举jER5050、jER5051(均为三菱化学(股)制造)、Epotohto YDB-360、Epotohto YDB-400(均为东都化成(股)制造)、DER-530、DER-538(均为陶氏化学公司制造)、Epiclon152、及Epiclon153(均为DIC(股)制造)。
苯酚酚醛清漆型环氧化合物例如可列举jER152、jER154(均为三菱化学(股)制造)、YDPN-638(东都化成公司制造)、DEN431、DEN438(均为陶氏化学公司制造)、Epiclon N-770(DIC(股)制造)、EPPN-201、及EPPN-202(均为日本化药(股)制造)。
甲酚酚醛清漆型环氧化合物例如可列举jER180S75(三菱化学(股)制造)、YDCN-701、YDCN-702(均为东都化成公司制造)、EpiclonN-665、Epiclon N-695(均为DIC(股)制造)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、及EOCN-1027(均为日本化药(股)制造)。
双酚A酚醛清漆型环氧化合物例如可列举jER157S70(三菱化学(股)制造)、及Epiclon N-880(DIC(股)制造)。
含有萘骨架的环氧化合物例如可列举Epiclon HP-4032、Epiclon HP-4700、Epiclon HP-4770(均为DIC(股)制造)、及NC-7000(日本化药公司制造)。
芳香族聚缩水甘油醚化合物例如可列举对苯二酚二缩水甘油醚(下述式EP-1)、邻苯二酚二缩水甘油醚(下述式EP-2)、间苯二酚二缩水甘油醚(下述式EP-3)、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(下述式EP-4)、三(4-缩水甘油氧基苯基)甲烷(下述式EP-5)、jER1031S、jER1032H60(均为三菱化学(股)制造)、TACTIX-742(陶氏化学公司制造)、DENACOL EX-201(长濑化成(股)制造)、DPPN-503、DPPN-502H、DPPN-501H、NC6000(均为日本化药(股)制造)、Tecmoa VG3101L(三井化学(股)制造)、下述式EP-6所表示的化合物、及下述式EP-7所表示的化合物。
二环戊二烯苯酚型环氧化合物例如可列举TACTIX-556(陶氏化学公司制造)、及EpiclonHP-7200(DIC(股)制造)。
脂环式二缩水甘油醚化合物例如可列举环己烷二甲醇二缩水甘油醚化合物、及Rika Resin DME-100(新日本理化(股)制造)。
脂肪族聚缩水甘油醚化合物例如可列举乙二醇二缩水甘油醚(下述式EP-8)、二乙二醇二缩水甘油醚(下述式EP-9)、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚(下述式EP-10)、三丙二醇二缩水甘油醚(下述式EP-11)、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚(下述式EP-12)、1,4-丁二醇二缩水甘油醚(下述式EP-13)、1,6-己二醇二缩水甘油醚(下述式EP-14)、二溴新戊二醇二缩水甘油醚(下述式EP-15)、DENACOL EX-810、DENACOLEX-851、DENACOL EX-8301、DENACOL EX-911、DENACOLEX-920、DENACOL EX-931、DENACOLEX-211、DENACOL EX-212、DENACOL EX-313(均为长濑化成(股)制造)、DD-503((股)艾迪科(ADEKA)制造)、Rika Resin W-100(新日本理化(股)制造)、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇(下述式EP-16)、甘油聚缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、DENACOL EX-313、DENACOL EX-611、DENACOL EX-321、及DENACOL EX-411(均为长濑化成(股)制造)。
多硫化物型二缩水甘油醚化合物例如可列举FLDP-50、及FLDP-60(均为TorayThiokol(股)制造)。
联苯酚型环氧化合物例如可列举YX-4000、YL-6121H(均为三菱化学(股)制造)、NC-3000P、及NC-3000S(均为日本化药(股)制造)。
二缩水甘油酯化合物例如可列举对苯二甲酸二缩水甘油基酯(下述式EP-17)、邻苯二甲酸二缩水甘油基酯(下述式EP-18)、邻苯二甲酸双(2-甲基氧杂环丙烷基甲基)酯(下述式EP-19)、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油基酯(下述式EP-20)、下述式EP-21所表示的化合物、下述式EP-22所表示的化合物、及下述式EP-23所表示的化合物。
缩水甘油酯环氧化合物例如可列举jER871、jER872(均为三菱化学(股)制造)、Epiclon200、Epiclon400(均为DIC(股)制造)、DENACOL EX-711、及DENACOL EX-721(均为长濑化成(股)制造)。
聚缩水甘油胺化合物例如可列举N,N-二缩水甘油基苯胺(下述式EP-24)、N,N-二缩水甘油基-邻甲苯胺(下述式EP-25)、N,N-二缩水甘油基-间甲苯胺(下述式EP-26)、N,N-二缩水甘油基-2,4,6-三溴苯胺(下述式EP-27)、3-(N,N-二缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷(下述式EP-28)、N,N,O-三缩水甘油基-对氨基苯酚(下述式EP-29)、N,N,O-三缩水甘油基-间氨基苯酚(下述式EP-30)、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷(下述式EP-31)、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-间苯二甲胺(TETRAD-X(三菱瓦斯化学(股)制造)、下述式EP-32)、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(TETRAD-C(三菱瓦斯化学(股)制造)、下述式EP-33)、1,4-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(下述式EP-34)、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基)环己烷(下述式EP-35)、1,4-双(N,N-二缩水甘油基氨基)环己烷(下述式EP-36)、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基)苯(下述式EP-37)、1,4-双(N,N-二缩水甘油基氨基)苯(下述式EP-38)、2,6-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷(下述式EP-39)、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4′-二氨基二环己基甲烷(下述式EP-40)、2,2′-二甲基-(N,N,N′,N′-四缩水甘油基)-4,4′-二氨基联苯(下述式EP-41)、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯基醚(下述式EP-42)、1,3,5-三(4-(N,N-二缩水甘油基)氨基苯氧基)苯(下述式EP-43)、2,4,4′-三(N,N-二缩水甘油基氨基)二苯基醚(下述式EP-44)、三(4-(N,N-二缩水甘油基)氨基苯基)甲烷(下述式EP-45)、3,4,3′,4′-四(N,N-二缩水甘油基氨基)联苯(下述式EP-46)、3,4,3′,4′-四(N,N-二缩水甘油基氨基)二苯基醚(下述式EP-47)、下述式EP-48所表示的化合物、及下述式EP-49所表示的化合物。
具有氧杂环丙烷基的单体的均聚物例如可列举聚甲基丙烯酸缩水甘油酯。具有氧杂环丙烷基的单体的共聚物例如可列举N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、N-环己基马来酰亚胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、及苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
具有氧杂环丙烷基的单体例如可列举(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧环己酯、及(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯。
至于具有氧杂环丙烷基的单体的共聚物中的具有氧杂环丙烷基的单体以外的其他单体,例如可列举(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、N-环己基马来酰亚胺、及N-苯基马来酰亚胺。
缩水甘油基异三聚氰酸酯例如可列举1,3,5-三缩水甘油基-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮(下述式EP-50)、1,3-二缩水甘油基-5-烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮(下述式EP-51)、及缩水甘油基异三聚氰酸酯型环氧树脂。
链状脂肪族型环氧化合物例如可列举环氧化聚丁二烯、及Epolead PB3600((股)大赛璐制造)。
环状脂肪族型环氧化合物例如可列举3,4-环氧环己烯基甲基-3′,4′-环氧环己烯甲酸酯(Celloxide2021((股)大赛璐制造)、下述式EP-52)、2-甲基-3,4-环氧环己基甲基-2′-甲基-3′,4′-环氧环己基甲酸酯(下述式EP-53)、2,3-环氧环戊烷-2′,3′-环氧环戊烷醚(下述式EP-54)、ε-己内酯改质3,4-环氧环己基甲基-3′,4′-环氧环己烷羧酸酯、1,2:8,9-二环氧柠檬烯(Celloxide3000((股)大赛璐制造)、下述式EP-55)、下述式EP-56所表示的化合物、CY-175、CY-177、CY-179(均为汽巴-嘉基化学公司(The Ciba-Geigy ChemicalCorp.)制造(可自亨斯迈日本(股)(Huntsman Japan K.K.)获得))、EHPD-3150((股)大赛璐制造)、及环状脂肪族型环氧树脂。
环氧化合物优选为聚缩水甘油胺化合物、双酚A酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、及环状脂肪族型环氧化合物的一种以上,更优选为N,N,N′,N′-四缩水甘油基-间苯二甲胺、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、商品名“TecmoaVG3101L”、3,4-环氧环己烯基甲基-3′,4′-环氧环己烯甲酸酯、N-苯基马来酰亚胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、N,N,O-三缩水甘油基-对氨基苯酚、双酚A酚醛清漆型环氧化合物、及甲酚酚醛清漆型环氧化合物的一种以上。
而且,例如本发明的液晶取向剂还可以进一步含有各种添加剂。各种添加剂例如可列举聚酰胺酸及其衍生物以外的高分子化合物及低分子化合物,可根据各自的目的而选择使用。
例如,上述高分子化合物可列举在有机溶剂中为可溶性的高分子化合物。自控制所形成的液晶取向膜的电气特性或取向性的观点考虑,优选将此种高分子化合物添加于本发明的液晶取向剂中。该高分子化合物例如可列举聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酯、聚环氧化物、聚酯多元醇、硅酮改质聚氨酯、及硅酮改质聚酯。
而且,作为上述低分子化合物,例如1)当期望提高涂布性时可列举用来实现该目的的表面活性剂、2)当需要提高抗静电时可列举抗静电剂、3)当期望提高与基板的密接性时可列举硅烷偶联剂或钛系偶联剂、而且,4)当在低温下进行酰亚胺化的情况下可列举酰亚胺化催化剂。
硅烷偶联剂例如可列举乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基三甲氧基硅烷、对氨基苯基三甲氧基硅烷、对氨基苯基三乙氧基硅烷、间氨基苯基三甲氧基硅烷、间氨基苯基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基硅烷基)-1-丙基胺、及N,N′-双[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺。优选的硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
酰亚胺化催化剂例如可列举三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺等脂肪族胺类;N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、经甲基取代的苯胺、经羟基取代的苯胺等芳香族胺类;吡啶、经甲基取代的吡啶、经羟基取代的吡啶、喹啉、经甲基取代的喹啉、经羟基取代的喹啉、异喹啉、经甲基取代的异喹啉、经羟基取代的异喹啉、咪唑、经甲基取代的咪唑、经羟基取代的咪唑等环式胺类。上述酰亚胺化催化剂优选为选自N,N-二甲基苯胺、邻羟基苯胺、间羟基苯胺、对羟基苯胺、邻羟基吡啶、间羟基吡啶、对羟基吡啶、以及异喹啉的1种或2种以上。
硅烷偶联剂的添加量通常为聚酰胺酸或其衍生物的总重量的0重量%~20重量%,优选为0.1重量%~10重量%。
通常相对于聚酰胺酸或其衍生物的羰基而言,酰亚胺化催化剂的添加量为0.01当量~5当量,优选为0.05当量~3当量。
其他添加剂的添加量因其用途而异,通常是聚酰胺酸或其衍生物的总重量的0重量%~100重量%,优选为0.1重量%~50重量%。
本发明的聚酰胺酸或其衍生物可与聚酰亚胺膜的形成中所使用的公知的聚酰胺酸或其衍生物同样地制造。四羧酸二酐的总装入量优选设为与二胺的总摩尔数大致等摩尔(摩尔比为0.9~1.1左右)。
本发明的聚酰胺酸或其衍生物的分子量以聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)计而言优选为7,000~500,000,更优选为10,000~200,000。上述聚酰胺酸或其衍生物的分子量可根据利用凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)法的测定而求出。
本发明的聚酰胺酸或其衍生物可通过如下方式而确认其存在:利用红外线(Infrared,IR)、核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)对以大量的不良溶剂使其沉淀而所得的固体成分进行分析。而且,用KOH或NaOH等强碱的水溶液而使上述聚酰胺酸或其衍生物分解,用GC、HPLC或GC-MS对用有机溶剂从该分解物萃取的萃取物进行分析,由此可确定所使用的单体。
而且,例如自液晶取向剂的涂布性或上述聚酰胺酸或其衍生物的浓度的调整的观点考虑,本发明的液晶取向剂还可以进一步含有溶剂。上述溶剂如果是具有溶解高分子成分的能力的溶剂,则可以无特别限制地应用。上述溶剂广泛包括在聚酰胺酸、可溶性聚酰亚胺等高分子成分的制造步驟或用途方面所通常使用的溶剂,可根据使用目的而适宜选择。上述溶剂可以是1种也可以是2种以上的混合溶剂。
溶剂可列举上述聚酰胺酸或其衍生物的母液或者以改善涂布性为目的的其他溶剂。
作为相对于聚酰胺酸或其衍生物而言为母液的非质子性极性有机溶剂可列举:N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑啉酮(imidazolidinone)、N-甲基己内酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、二乙基乙酰胺、γ-丁内酯等内酯。
以改善涂布性等为目的的其他溶剂的例子可列举:乳酸烷基酯、3-甲基-3-甲氧基丁醇、萘满、异佛尔酮、乙二醇单丁醚等乙二醇单烷基醚、二乙二醇单乙醚等二乙二醇单烷基醚、乙二醇单烷基或苯醚乙酸酯、三乙二醇单烷基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚等丙二醇单烷基醚、丙二酸二乙酯等丙二酸二烷基酯、二丙二醇单甲醚等二丙二醇单烷基醚、这些的乙酸酯类等酯化合物。
这些中,上述溶剂特别优选N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑啉酮、γ-丁内酯、乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、及二丙二醇单甲醚。
本发明的取向剂中的聚酰胺酸的浓度优选为0.1重量%~40重量%。在将该取向剂涂布于基板上时,有时为了调整膜厚而需要预先用溶剂稀释所含有的聚酰胺酸的操作。
本发明的取向剂中的固体成分浓度并无特别限定,若根据下述各种涂布法而选择最适合的值即可。通常情况下,为了抑制涂布时的不均或针孔(pinhole)等,相对于清漆重量而言优选为0.1重量%~30重量%,更优选为1重量%~10重量%。
本发明的液晶取向剂的粘度由于涂布的方法、聚酰胺酸或其衍生物的浓度、所使用的聚酰胺酸或其衍生物的种类、溶剂的种类与比例而优选的范围不同。例如,在利用印刷机而进行涂布的情况下为5mPa·s~100mPa·s(更优选为10mPa·s~80mPa·s)。若小于5mpa·s,则变得难以获得充分的膜厚;若超过100mPa·s,则存在印刷不均变大的现象。在利用旋涂而进行涂布的情况下,适合的是5mPa·s~200mPa·s(更优选为10mPa·s~100mPa·s)。在使用喷墨涂布装置而进行涂布的情况下,适合的是5mPa·s~50mPa·s(更优选为5mPa·s~20mPa·s)。液晶取向剂的粘度可通过旋转粘度测定法而测定,例如使用旋转粘度计(东机产业制造的TVE-20L型)而测定(测定温度为25℃)。
对本发明的液晶取向膜加以详细说明。本发明的液晶取向膜是通过对前述的本发明的液晶取向剂的涂膜进行加热而形成的膜。本发明的液晶取向膜可通过由液晶取向剂而制作液晶取向膜的通常方法而获得。例如,本发明的液晶取向膜可经过如下步骤而获得:形成本发明的液晶取向剂的涂膜的步骤、进行加热干燥的步骤、进行加热煅烧的步骤。关于本发明的液晶取向膜,还可以视需要如后述那样对经过加热干燥步骤、加热煅烧步骤而所得的膜进行摩擦处理而赋予各向异性。或者还可以视需要在涂膜步骤、加热干燥步骤之后进行光照射,或在加热煅烧步骤之后进行光照射而赋予各向异性。而且,还可以作为并未进行摩擦处理的垂直取向(Vertical Alignment,VA)用液晶取向膜而使用。
涂膜可通过如下方式而形成:与通常的液晶取向膜的制作同样地在液晶显示元件的基板上涂布本发明的液晶取向剂。基板可列举还可以设有氧化铟锡(Indium TinOxide,ITO)、氧化铟锌(In2O3-ZnO,IZO)、氧化铟镓锌(In-Ga-ZnO4,IGZO)电极等电极或彩色滤光片等的玻璃制基板。
将液晶取向剂涂布于基板上的方法通常已知有旋转器(spinner)法、印刷法、浸渍法、滴加法、喷墨法等。这些方法也可以同样地应用于本发明中。
上述加热干燥步骤通常已知有在烘箱或红外炉中进行加热处理的方法、在加热板上进行加热处理的方法等。加热干燥步骤优选在溶剂可蒸发的范围内的温度下实施,更优选在相对于加热煅烧步骤的温度而言比较低的温度下实施。具体而言,加热干燥温度优选为30℃~150℃的范围,更优选为50℃~120℃的范围。
上述加热煅烧步骤可在上述聚酰胺酸或其衍生物呈现脱水、闭环反应所需的条件下进行。上述涂膜的煅烧通常已知有在烘箱或红外炉中进行加热处理的方法、在加热板上进行加热处理的方法等。这些方法也可以同样地应用于本发明中。通常情况下优选在100℃~300℃左右的温度下进行1分钟~3小时,更优选为120℃~280℃,进一步更优选为150℃~250℃。
在本发明的液晶取向膜的形成方法中,为了使液晶相对于水平和/或垂直方向而言在一个方向上取向,对取向膜赋予各向异性的手段可适宜使用摩擦法或光取向法等公知的形成方法。特别是可适宜使用光取向法。
使用摩擦法的本发明的液晶取向膜可经过如下步骤而形成:将本发明的液晶取向剂涂布于基板上的步骤、对涂布了取向剂的基板进行加热干燥的步骤、对该膜进行加热煅烧的步骤、对膜进行摩擦处理的步骤。
摩擦处理若为可与用以通常的液晶取向膜的取向处理的摩擦处理同样地进行,在本发明的液晶取向膜中获得充分的延迟的条件即可。优选的条件是毛压入量为0.2mm~0.8mm、平台移动速度为5mm/sec~250mm/sec、辊旋转速度为500rpm~2,000rpm。
对利用光取向法的本发明的液晶取向膜的形成方法加以详细说明。使用光取向法的本发明的液晶取向膜可通过如下方式而形成:对涂膜进行加热干燥后,照射放射线的直线偏光或无偏光,由此而赋予涂膜各向异性,对该膜进行加热煅烧。或者可通过如下方式而形成:对涂膜进行加热干燥,进行加热煅烧后,照射放射线的直线偏光或无偏光。自取向性的方面考虑,放射线的照射步骤优选在加热煅烧步骤前进行。
另外,为了提高液晶取向膜的液晶取向能力,还可以一面对涂膜进行加热一面照射放射线的直线偏光或无偏光。放射线的照射可以在对涂膜进行加热干燥的步骤、或进行加热煅烧的步骤中进行,还可以在加热干燥步骤与加热煅烧步骤之间进行。该步骤中的加热干燥温度优选为30℃~150℃的范围,更优选为50℃~120℃的范围。而且,该步骤中的加热煅烧温度优选为30℃~300℃的范围,更优选为50℃~250℃的范围。
放射线例如可使用包含150nm~800nm波长的光的紫外线或可见光,优选包含300nm~400nm波长的光的紫外线。而且,可使用直线偏光或无偏光。这些光若为可对上述涂膜赋予液晶取向能力的光,则并无特别限定,在欲对液晶表现出强的取向限制力的情况下,优选直线偏光。
本发明的液晶取向膜即使是低能量的光照射也可以显示出高的液晶取向能力。上述放射线照射步骤中的直线偏光的照射量优选为0.05J/cm2~20J/cm2,更优选为0.5J/cm2~10J/cm2。而且,直线偏光的波长优选为200nm~400nm,更优选为300nm~400nm。直线偏光相对于膜表面的照射角度并无特别限定,在欲对液晶表现出强的取向限制力的情况下,自缩短取向处理时间的观点考虑,优选相对于膜表面而言尽可能垂直。而且,本发明的液晶取向膜可通过照射直线偏光而使液晶取向于相对于直线偏光的偏光方向而言为垂直的方向上。
在欲表现出预倾角的情况下,对上述膜所照射的光与上述同样地可以是直线偏光,也可以是无偏光。在欲表现出预倾角的情况下,对上述膜所照射的光的照射量优选为0.05J/cm2~20J/cm2,特别优选为0.5J/cm2~10J/cm2,其波长优选为250nm~400nm,特别优选为300nm~380nm。在欲表现出预倾角的情况下,对上述膜所照射的光相对于上述膜表面的照射角度并无特别限定,自缩短取向处理时间的观点考虑,优选为30度~60度。
在照射放射线的直线偏光或无偏光的步骤中所使用的光源可无限制地使用:超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、深紫外线(Deep UV)灯、卤素灯、金属卤素灯(metalhalide lamp)、高功率金属卤素灯、氙气灯、水银氙气灯、准分子灯、KrF准分子激光、荧光灯、发光二极管(Light Emitting Diode,LED)灯、钠灯、微波激发无电极灯等。
本发明的液晶取向膜可通过进一步包含前述步骤以外的其他步骤的方法而适宜地获得。例如,本发明的液晶取向膜虽然无需用清洗液对煅烧或放射线照射后的膜进行清洗的步骤,但在其他步骤的情况下可设置清洗步骤。
利用清洗液的清洗方法可列举:刷洗(brushing)、喷雾(jet spray)、蒸汽清洗或超声波清洗等。这些方法可以单独进行,也可以并用。清洗液可使用纯水,或者甲醇、乙醇、异丙醇等各种醇类,苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类,二氯甲烷等卤素系溶剂,丙酮、甲基乙基酮等酮类,但并不限定于这些清洗液。当然,这些清洗液需使用经过充分纯化的杂质少的清洗液。此种清洗方法还可以应用于本发明的液晶取向膜的形成中的上述清洗步骤中。
为了提高本发明的液晶取向膜的液晶取向能力,可在加热煅烧步骤的前后、摩擦步骤的前后、或偏光或无偏光的放射线照射的前后使用利用热或光的退火处理。在该退火处理中,退火温度为30℃~180℃、优选为50℃~150℃,时间优选为1分钟~2小时。而且,退火处理中所使用的退火光源可列举UV灯、荧光灯、LED灯等。光的照射量优选为0.3J/cm2~10J/cm2。
本发明的液晶取向膜的膜厚并无特别限定,优选为10nm~300nm,更优选为30nm~150nm。本发明的液晶取向膜的膜厚可以使用轮廓仪(profilometer)或椭偏仪(ellipsometer)等公知的膜厚测定装置而进行测定。
本发明的液晶取向膜的特征在于具有特别大的取向各向异性。此种各向异性的大小可利用在日本专利特开2005-275364等中所记载的使用偏光IR的方法而进行评价。而且,还可以如以下实施例所示那样利用使用椭圆偏振的方法而进行评价。详细而言,可利用分光椭偏仪测定液晶取向膜的延迟值。膜的延迟值与聚合物主链的取向度成比例地而变大。亦即,具有大的延迟值者具有大的取向度,在制成液晶取向膜而使用的情况下,认为具有更大的各向异性的取向膜相对于液晶组合物而具有大的取向限制力。
本发明的液晶取向膜的特征在于:着色少,透射率高。透射率可使用紫外可见分光光度计而进行评价。为了表现出良好的显示特性,根据380nm~780nm的吸光度的平均值而算出的透射率优选为85%以上,更优选为87%以上。
本发明的液晶取向膜可适宜地用于横向电场方式的液晶显示元件中。在用于横向电场方式的液晶显示元件中的情况下,Pt角越小,且液晶取向能力越高,则在暗状态下的黑显示水准越变高,对比度越提高。Pt角优选为0.1°以下。
本发明的取向膜除了液晶显示器用液晶组合物的取向用途以外,还可以用于光学补偿材料或其他所有液晶材料的取向控制中。而且,本发明的取向膜具有大的各向异性,因此可单独用于光学补偿材料用途中。
对本发明的液晶显示元件加以详细说明。
本发明提供一种液晶显示元件,其是包含对向配置的一对基板、形成在上述一对基板各自对向的面的其中一个面或两个面的电极、形成在上述一对基板各自对向的面的液晶取向膜、形成在上述一对基板间的液晶层的液晶显示元件,上述液晶取向膜是本发明的取向膜。
上述电极若为可形成于基板的一个面的电极则并无特别限定。此种电极例如可列举ITO或金属的蒸镀膜等。而且,电极可形成于基板的其中一个面的整个面上,例如还可以形成为图案化的所期望的形状。电极的上述所期望的形状例如可列举梳型或锯齿状(zigzag)结构等。电极可形成于一对基板中的其中一个基板上,也可以形成于两个基板上。电极的形成形态根据液晶显示元件的种类而有所不同,例如于IPS型液晶显示元件的情况下,于上述一对基板的其中一个上配置电极;于其他液晶显示元件的情况下,于上述一对基板的两个上配置电极。于上述基板或电极上形成上述液晶取向膜。
上述液晶层是以形成有液晶取向膜的面对向着的上述一对基板夹持液晶组合物的形式而形成的。于液晶层的形成中,可视需要使用微粒子或树脂薄板等介隔于上述一对基板之间而形成适当间隔的间隔物。
液晶组合物并无特别限制,可使用介电各向异性(dielectric anisotropy)为正或负的各种液晶组合物。介电各向异性为正的优选的液晶组合物可列举日本专利3086228、日本专利2635435、日本专利特表平5-501735、日本专利特开平8-157826、日本专利特开平8-231960、日本专利特开平9-241644(EP885272A1)、日本专利特开平9-302346(EP806466A1)、日本专利特开平8-199168(EP722998A1)、日本专利特开平9-235552、日本专利特开平9-255956、日本专利特开平9-241643(EP885271A1)、日本专利特开平10-204016(EP844229A1)、日本专利特开平10-204436、日本专利特开平10-231482、日本专利特开2000-087040、日本专利特开2001-48822等中所记载的液晶组合物。
还可以在介电各向异性为正或负的液晶组合物中添加1种以上的光学活性化合物而使用。
对上述介电各向异性为负的液晶组合物加以说明。负的介电各向异性的液晶组合物例如可列举含有选自下述式(NL-1)所表示的液晶化合物的群组的至少1个液晶化合物作为第1成分的组合物。
此处,R1a及R2a独立为碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、碳数2~12的烯基、或至少1个氢被氟取代的碳数2~12的烯基;环A2及环B2独立为1,4-亚环己基、四氢吡喃(tetrahydropyran)-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氟-3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-亚苯基、2,6-萘二基、或7,8-二氟色满(chromane)-2,6-二基,此处,环A2及环B2的至少1个是2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氟-3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-亚苯基、或7,8-二氟色满-2,6-二基;Z1独立为单键、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、或-CF2O-;j为1、2、或3。
上述式(NL-1)的液晶化合物的具体例可列举下述式(NL-1-1)~式(NL-1-32)所表示的化合物。
此处,R1a及R2a独立为碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基、碳数2~12的烯基、或至少1个氢被氟取代的碳数2~12的烯基。为了使对于紫外线或热的稳定性等提高,优选的R1a及R2a是碳数1~12的烷基,或者为了使介电各向异性的绝对值提高,优选的R1a及R2a是碳数1~12的烷氧基。
优选的烷基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。为了使粘度降低,更优选的烷基是乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
优选的烷氧基是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基。为了使粘度降低,更优选的烷氧基是甲氧基或乙氧基。
优选的烯基是乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基。为了使粘度降低,更优选的烯基是乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。这些烯基中的-CH=CH-优选的立体构型(steric configuration)依存于双键的位置。自用以使粘度降低等方面考虑,在如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基这样的烯基中优选为反式。在如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基这样的烯基中优选为顺式。在这些烯基中,与分支相比而言优选为直链的烯基。
至少1个氢被氟取代的烯基的优选的例子是2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基。为了使粘度降低,更优选的例子是2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
环A2及环B2独立为1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氟-3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-亚苯基、2,6-萘二基、7,8-二氟色满-2,6-二基,此处,环A2及环B2的至少1个是2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氟-3-氯-1,4-亚苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-亚苯基、7,8-二氟色满-2,6-二基,j为2或3时,任意2个环A2可相同亦可不同。为了使介电各向异性提高,优选的环A2及环B2分别为2,3-二氟-1,4-亚苯基或四氢吡喃-2,5-二基,为了使粘度降低,优选的环A2及环B2分别为1,4-亚环己基。
环A21、环A22、环A23、环B21、及环B22独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。为了使粘度降低,优选的环A21、环A22、环A23、环B21、及环B22分别为1,4-亚环己基。
Z1及Z2独立为单键、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、-CF2O-,j为2或3时,任意2个Z1可相同也可以不同,k为2或3时,任意2个Z2可相同也可以不同,为了使介电各向异性提高,优选的Z1及Z2是-CH2O-,为了使粘度降低,优选的Z1及Z2是单键。
Z11及Z12独立为单键、-(CH2)2-、-CH2O-、或-COO-。为了使介电各向异性提高,优选的Z11及Z12是-CH2O-,为了使粘度降低,优选的Z11及Z12是单键。
j为1、2、或3。为了使下限温度降低,优选的j为1,为了使上限温度提高,优选的j为2。
上述具有负的介电各向异性的液晶组合物中,作为第1成分而优选的化合物(NL-1)是化合物(NL-1-1)、化合物(NL-1-4)、化合物(NL-1-7)或化合物(NL-1-32)。
上述具有负的介电各向异性的液晶组合物的优选的例子可列举在日本专利特开昭57-114532、日本专利特开平2-4725、日本专利特开平4-224885、日本专利特开平8-40953、日本专利特开平8-104869、日本专利特开平10-168076、日本专利特开平10-168453、日本专利特开平10-236989、日本专利特开平10-236990、日本专利特开平10-236992、日本专利特开平10-236993、日本专利特开平10-236994、日本专利特开平10-237000、日本专利特开平10-237004、日本专利特开平10-237024、日本专利特开平10-237035、日本专利特开平10-237075、日本专利特开平10-237076、日本专利特开平10-237448(EP967261A1)、日本专利特开平10-287874、日本专利特开平10-287875、日本专利特开平10-291945、日本专利特开平11-029581、日本专利特开平11-080049、日本专利特开2000-256307、日本专利特开2001-019965、日本专利特开2001-072626、日本专利特开2001-192657、日本专利特开2010-037428、国际公开2011/024666、国际公开2010/072370、日本专利特表2010-537010、日本专利特开2012-077201、日本专利特开2009-084362等中所记载的液晶组合物。
而且,例如自使取向性提高的观点考虑,本发明的元件中所使用的液晶组合物还可以进一步添加添加物。此种添加物为光聚合性单体、光学活性的化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合引发剂、聚合抑制剂等。
为了改善液晶的取向性,光聚合性单体或寡聚物的最优选的结构可列举式(PM-1-1)~(PM-1-6)的结构。
为了表现出决定聚合后的液晶的倾斜方向的效果,光聚合性单体或寡聚物理想的是0.01重量%以上。而且,为了使聚合后的聚合物的取向效果适宜,或者为了避免在紫外线照射后,未反应的单体或寡聚物溶出至液晶中,理想的是30重量%以下。
为了引起液晶的螺旋结构而赋予扭转角,在组合物中混合光学活性化合物。此种化合物的例子是化合物(PAC-1-1)至化合物(PAC-1-4)。
光学活性化合物的优选比例为5重量%以下。更优选的比例是0.01重量%至2重量%的范围。
为了防止由于在大气中加热而造成的比电阻(specific resistance)降低,或者为了在长时间使用元件后,不仅仅在室温下而且在高的温度下也可以维持大的电压保持率,在液晶组合物中混合抗氧化剂。
抗氧化剂的优选的例子是w为1至10的整数的化合物(AO-1)等。在化合物(AO-1)中,优选的w是1、3、5、7、或9。更优选的w是1或7。w为1的化合物(AO-1)的挥发性大,因此在防止由于在大气中加热而造成的比电阻降低时有效。w为7的化合物(AO-1)的挥发性小,因此在长时间使用元件后,不仅仅在室温下而且在高的温度下也可以有效地维持大的电压保持率。为了获得其效果,抗氧化剂的优选的比例为50ppm以上,为了不使上限温度降低或者不使下限温度提高,抗氧化剂的优选的比例为600ppm以下。更优选的比例为100ppm至300ppm的范围。
紫外线吸收剂的优选的例子是二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。具有空间位阻(steric hindrance)的如胺这样的光稳定剂也优选。为了获得其效果,这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为50ppm以上,为了不使上限温度降低或者不使下限温度提高,这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为10000ppm以下。更优选的比例为100ppm至10000ppm的范围。
为了适合宾主(Guest host,GH)模式的元件,在组合物中混合如偶氮系色素、蒽醌系色素等这样的二色性色素(dichroic dye)。色素的优选的比例为0.01重量%至10重量%的范围。
为了防止起泡,在组合物中混合二甲基硅油、甲基苯基硅油等消泡剂。为了获得其效果,消泡剂的优选的比例为1ppm以上,为了防止显示不良,消泡剂的优选的比例为1000ppm以下。更优选的比例为1ppm至500ppm的范围。
为了适合聚合物稳定取向(polymer sustained alignment,PSA)模式的元件,可在组合物中混合可聚合的化合物。可聚合的化合物的优选的例子是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、乙烯基酮等具有可聚合的基的化合物。特别优选的例子是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。此种化合物的例子是化合物(PM-2-1)至化合物(PM-2-9)。为了获得其效果,可聚合的化合物的优选的比例是约0.05重量%以上,为了防止显示不良,可聚合的化合物的优选的比例是约10重量%以下。更优选的比例是约0.1重量%至约2重量%的范围。
此处,R3a、R4a、R5a、及R6a独立为丙烯酰基或甲基丙烯酰基,R7a及R8a独立为氢、卤素、或碳数1至10的烷基,Z13、Z14、Z15、及Z16独立为单键或碳数1至12的亚烷基,至少1个-CH2-也可以被-O-或-CH=CH-取代,s、t、及u分别独立为0、1、或2。
作为容易产生自由基或离子,引发链聚合反应所需要的物质,可混合聚合引发剂。例如,作为光聚合引发剂的Irgacure651(注册商标)、Irgacure184(注册商标)、或Darocure1173(注册商标)(日本汽巴股份有限公司(Ciba Japan K.K.))对于自由基聚合而言适宜。可聚合的化合物优选在0.1重量%至5重量%的范围内包含光聚合引发剂。特别优选的是在1重量%至3重量%的范围内包含光聚合引发剂。
在自由基聚合系统中,可利用如下目的而混合聚合抑制剂:与由聚合引发剂或单体所产生的自由基迅速地反应而变化为稳定的自由基或中性的化合物,其结果使聚合反应停止。聚合抑制剂在结构上可分类为数种。其中之一是如三-对硝基苯基甲基、二-对氟苯基胺等这样的其自身稳定的自由基,另一种是与聚合系统中所存在的自由基容易地反应而变为稳定的自由基者,其代表是硝基、亚硝基、氨基、多羟基化合物等。后者的代表可列举对苯二酚、二甲氧基苯等。为了获得其效果,聚合抑制剂的优选的比例为5ppm以上,为了防止显示不良,聚合抑制剂的优选的比例为1000ppm以下。更优选的比例为5ppm至500ppm的范围。
本发明的液晶显示元件中使用具有负的介电各向异性的液晶组合物,由此可提供残像特性优异、且取向稳定性良好的液晶显示元件。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明加以说明。另外,在实施例中所使用的评价法及化合物如下所述。
<评价法>
1.粘度
使用粘度计(东机产业公司制造、TV-22),在25℃下进行测定。
2.重量平均分子量(Mw)
聚酰胺酸的重量平均分子量是通过使用2695分离模块-2414示差折射仪(Waters制造)而利用GPC法测定,进行聚苯乙烯换算而求出。将所得的聚酰胺酸用磷酸-DMF混合溶液(磷酸/DMF=0.6/100:重量比)稀释至聚酰胺酸浓度成为约2重量%。管柱使用HSPgel RTMB-M(Waters制造),将上述混合溶液作为展开剂,在管柱温度为50℃、流速为0.40mL/min的条件下进行测定。标准聚苯乙烯是使用东曹(股)制造的TSK标准聚苯乙烯。
3.取向膜的延迟及膜厚测定
使用分光椭偏仪M-2000U(J.A.Woollam Co.Inc.制造)而求出。在本实施例的情况下,膜的延迟值与聚合物主链的取向度成比例地变大。亦即,具有大的延迟值者具有大的取向度。
4.透射率
测定形成了后述的液晶取向膜的基板的透射率,算出380nm~780nm的吸光度的平均值。紫外可见分光光度计是使用紫外可见分光光度计V-660(日本分光股份有限公司制造)。
5.预倾角测定
依据晶体旋转法(Crystal rotation method)而测定。
6.电压保持率
利用“水嵨他、第14次液晶讨论会论文集第78页(1988)”中所记载的方法而进行。对单元(cell)施加波高(wave height)±5V的矩形波而进行测定。在60℃下进行测定。该值是表示所施加的电压在帧周期(frame period)后保持何种程度的指标,该值若为100%则表现出保持所有的电荷。
8.液晶中的离子量测定(离子密度)
依照《应用物理》、第65卷、第10号、1065(1996)中所记载的方法,使用东阳技术公司制造的液晶物性测定系统6254型而进行测定。使用频率为0.01Hz的三角波,在±10V的电压范围、60℃的温度下进行测定(电极的面积为1cm2)。若离子密度大,则容易产生由于离子性杂质所造成的烧痕等不良情况。亦即,离子密度是成为预测烧痕产生的指标的物性值。
<四羧酸二酐>
酸二酐(AN-1-1):1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐
酸二酐(AN-1-2,m=8):3,3′-(辛烷-1,8-二基)双(二氢呋喃-2,5-二酮)
酸二酐(AN-1-13):乙二胺四乙酸二酐
酸二酐(AN-2-1):1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
酸二酐(AN-3-1):1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐
酸二酐(AN-3-2):均苯四羧酸二酐
酸二酐(AN-4-5):3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐
酸二酐(AN-4-17,m=4):1,4-双(3,4-二羧酸苯基)丁烷二酐
酸二酐(AN-4-17,m=8):1,8-双(3,4-二羧酸苯基)辛烷二酐
酸二酐(AN-4-21):3,3′,4,4′-二苯基醚四羧酸二酐
酸二酐(AN-4-29):5,5′-对亚苯基双(异苯并呋喃-1,3-二酮)
酸二酐(AN-4-30):N,N′-(1,4-亚苯基)双(1,3-二氧代八氢异苯并呋喃-5-甲酰胺)
酸二酐(AN-7-2):2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐
酸二酐(AN-10):双环[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐
<二胺及二酰肼>
二胺(1-1):通过实施例1的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-2):通过实施例2的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-4):通过实施例3的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-5):通过实施例373的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-8):依据实施例1的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-12):依据实施例1的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-13):依据实施例1的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(1-19):依据实施例374的合成路径而所得的二胺化合物
二胺(DI-1-3):1,6-二氨基己烷
二胺(DI-2-1):1,4-环己二胺
二胺(DI-4-1):1,4-苯二胺
二胺(DI-5-1,m=1):4,4’-二氨基二苯基甲烷
二胺(DI-5-1,m=2):4,4′-二氨基二苯基乙烷
二胺(DI-5-1,m=4):4,4′-二氨基二苯基丁烷
二胺(DI-5-9):4,4′-二氨基二苯基醚
二胺(DI-5-12,m=5):1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷
二胺(DI-5-28):4,4′-二氨基二苯基胺
二胺(DI-5-30,k=2):N,N′-双(4-氨基苯基)-N,N′-二甲基乙二胺
二胺(DI-6-7):4,4′-对苯二苯胺
二胺(DI-7-3,m=3,n=1):1,3-双(4-((4-氨基苯基)甲基)苯基)丙烷
二胺(DI-13-1):4,4′-N,N′-双(4-氨基苯基)哌嗪
二胺(DI-16-1):1-(4-氨基苯基)-1H-吲哚-5-胺
二酰肼(DIH-2-1):对苯二甲酸二酰肼
二胺(PDI-7-a):4,4′-二氨基偶氮苯
二胺(PDI-8-a):4,4′-双[(4-氨基苯基)甲基]偶氮苯
<溶剂>
N-甲基-2-吡咯烷酮:NMP
丁基溶纤剂(乙二醇单丁醚):BC
<添加剂>
添加剂(Ad1):1,3-双(4,5-二氢-噁唑基)苯
添加剂(Ad2):N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4′-二氨基二苯基甲烷
添加剂(Ad3):3-氨基丙基三乙氧基硅烷
[实施例1]化合物(1-1)的合成
<第1阶段:氨基的保护>
在安装有温度计、氮气导入管及滴液漏斗的500mL三口烧瓶中放入1,2-双(4-氨基苯基)乙烷(25.0g、117.8mmol)、4-二甲基氨基吡啶(2.9g、23.5mmol)及三乙胺(17.9g、176.6mmol),加入二氯甲烷250mL。将该溶液冷却至0℃。一面将溶液保持为0℃一面于其中滴加三氟乙酸酐(37.1g、176.6mmol)。其后,一面将溶液保持为0℃一面在氮气环境下搅拌6小时。将反应溶液加入至水250mL中,用纯水对有机层进行3次清洗。用硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。用甲苯/乙醇=10/1的混合溶剂对粗结晶进行再结晶,获得1-(4-N-三氟乙酰基苯基)-2-(4-氨基苯基)乙烷(产量为33.4g、产率为92%)。
<第2阶段:偶氮化合物的合成>
在安装有回流管及温度计的500mL三口烧瓶中放入第1阶段所得的1-(4-N-三氟乙酰基苯基)-2-(4-氨基苯基)乙烷(30g、97.3mmol)、过氧硼酸钠四水合物(20.0g、131.3mmol)及硼酸(5.1g、84.7mmol),加入乙酸300mL。在60℃下进行1小时的加热搅拌,然后加入过氧硼酸钠四水合物(7.7g、48.7mmol),进一步进行6小时的加热搅拌。将反应液加入至纯水600mL中,滤取沉淀。用纯水对所得的沉淀进行3次清洗,将所得的结晶在60℃下进行8小时的真空干燥而获得4,4′-双(2-(4-N-三氟乙酰基苯基)乙基)偶氮苯(产量为25.3g、产率为85%)。
<第3阶段:去保护>
在安装有温度计及回流管的三口烧瓶中加入第2阶段所得的4,4′-双(2-(4-N-三氟乙酰基苯基)乙基)偶氮苯(25.0g、40.8mmol)及碳酸钾(13.5g、98.0mmol),加入甲醇200mL、四氢呋喃25mL及纯水10mL。在60℃下进行12小时的加热搅拌,将反应溶液加入至纯水300mL中,用乙酸乙酯500mL进行萃取。用硫酸镁对有机层加以干燥后,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。用甲苯/乙醇=1/1(容量比)的混合溶剂对粗结晶进行再结晶,获得4,4′-双(2-(4-氨基苯基)乙基)偶氮苯(产量:15.5g、产率为90%)。
[实施例2]化合物(1-2)的合成
<第1阶段:酯化>
在安装有温度计及滴液漏斗的三口烧瓶中放入偶氮苯-4,4′-二甲酰二氯(dicarbonyl dichloride)(25.0g、81.4mmol)及三乙胺(19.8g、195.4mmol),加入二氯甲烷150mL。一面将该溶液保持为5℃以下,一面于其中滴加在二氯甲烷(100mL)中溶解有4-(N-叔丁氧基羰基氨基)苯酚(34.5g、179.1mmol)的溶液,使其升温至室温,进行6小时的搅拌。将反应液加入至水(250mL)中,用纯水(300mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得偶氮苯-4,4′-双(4-(N-叔丁氧基羰基氨基)苯基)二苯甲酸酯(产量为44.6g、产率为84%)。
<第2阶段:去保护>
在安装有温度计及滴液漏斗的三口烧瓶中放入第1阶段所得的偶氮苯-4,4′-双(4-(N-叔丁氧基羰基氨基)苯基)二苯甲酸酯(44.0g、67.4mmol),加入二氯甲烷(300mL)。在将该溶液保持为5℃以下的状态下,于其中滴加47%氢溴酸(25.5g、148.3mmol)与乙酸(75mL)的混合溶液。使反应液升温至室温,进行6小时的搅拌。于该反应液中加入饱和碳酸氢钠水溶液直至溶液的pH成为7以上。将该溶液加入至水(500mL)中,加入二氯甲烷200mL而进行萃取操作,用纯水(500mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。用乙醇对所得的粗结晶进行再结晶,获得偶氮苯-4,4′-双(4-氨基苯基)二苯甲酸酯(产量为23.8g、产率为78%)。
[实施例3]化合物(1-4)的合成
<第1阶段:酰胺化>
在安装有温度计及滴液漏斗的三口烧瓶中放入偶氮苯-4,4′-二甲酰二氯(25.0g、81.4mmol)及三乙胺(19.8g、195.4mmol),加入二氯甲烷150mL。一面将该溶液保持为5℃以下,一面于其中滴加在二氯甲烷(100mL)中溶解有4-(N-叔丁氧基羰基氨基)苯胺(37.3g、179.1mmol)的溶液,升温至室温而进行6小时的搅拌。将反应液加入至水(250mL)中,用纯水(300mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得下述的化合物(产量为42.9g、产率为81%)。
<第2阶段:去保护>
在安装有温度计及滴液漏斗的三口烧瓶中放入第1阶段中所得的化合物(40.0g、61.5mmol),加入二氯甲烷(300mL)。在将该溶液保持为5℃以下的状态下,于其中滴加47%氢溴酸(23.3g、135.2mmol)与乙酸(75mL)的混合溶液。将反应液升温至室温而进行6小时的搅拌。于该反应液中加入饱和碳酸氢钠水溶液直至溶液的pH成为7以上。将该溶液加入至水(500mL)中,加入二氯甲烷200mL而进行萃取操作,用纯水(500mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,对溶剂进行减压馏去而获得粗结晶。用乙醇对所得的粗结晶进行再结晶,而获得化合物(1-4)(产量为20.2g、产率为73%)。
[实施例4]
<聚酰胺酸的合成>
在安装有搅拌翼、温度计的三口烧瓶中秤取实施例1中合成的化合物(1-1)2.5427g及化合物(AN-4-17)(m=8)2.4573g,于其中加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)65g。在室温下进行12小时搅拌,于其中加入乙二醇单丁醚(BC)30g,进一步进行2小时搅拌。将溶液加热至60℃而进行减粘操作直至溶液的粘度成为35m·Pa,获得聚酰胺酸浓度为5重量%的溶液。将该溶液作为清漆A。该清漆中的聚酰胺酸的重量平均分子量为72,000。
[实施例5~实施例20]
如下述表1所示,依据实施例4中记载的方法而获得成为光取向膜形成用聚合物的聚酰胺酸浓度为5重量%的清漆。()内表示将原料的总量设为100mol%的情况下的摩尔百分比。在实施例15~实施例17中,如前述同样地制备清漆后,分别以每100重量份聚合物中为10重量份的比例添加添加剂(Ad1)~添加剂(Ad3)而进行调整。实施例4在表中再次加以揭示。
表1
*)每100重量份聚合物中添加10重量份
[比较例1~比较例3]
如下述表2所示,依据实施例4中所记载的方法获得成为光取向膜形成用聚合物的聚酰胺酸浓度为5重量%的清漆。()内表示将原料的总量设为100mol%的情况下的摩尔百分比。
表2
[实施例21]
在样品瓶中量取清漆A1.0g,加入NMP/BC=1/1(重量比)使其成为1.67g。在透明玻璃基板上滴加该约3重量%的聚酰胺酸溶液,利用旋转器法进行涂布(2,000rpm、15秒)。在涂布后,将基板在80℃下进行3分钟的加热,使溶剂蒸发后,使用牛尾电机(股)制造的MultiLight ML-501C/B,对于基板,自铅垂方向隔着偏光板而照射紫外线的直线偏光。此时的曝光能量使用牛尾电机(股)制造的紫外线累计光量计UIT-150(光接收器:UVD-S365)而测定光量,以在波长365nm下成为1.3J/cm2±0.1J/cm2的方式调整曝光时间。将光照射后的基板在烘箱中、210℃下进行15分钟的加热处理,获得膜厚约100nm的取向膜A。使用J.A.WoollamCo.Inc.制造的分光椭偏仪M-2000U而求出取向膜A的延迟。在本实施例的情况下,膜的延迟值与聚合物主链的取向度成比例地变大。亦即,具有大的延迟值者具有大的取向度。测定该取向膜A的延迟,结果是19.2nm。而且,使用日本分光制造的V-660而测定所得的取向膜A的UV-Vis光谱,算出380nm~780nm的透射率的平均值作为取向膜A的透射率,结果是92.5%。取向膜的UV-Vis光谱的参考使用未形成取向膜的玻璃基板。
[实施例22~实施例34]及[比较例4~比较例6]
至于清漆B~清漆N及清漆X~清漆Z,也通过依据实施例21的操作而形成取向膜B~取向膜N及取向膜X~取向膜Z,依据实施例21的方法而测定延迟及透射率。将这些结果表示于表3及表4中。关于实施例21的结果,也再次揭示于表3中。
表3
表4
在由清漆A~清漆N所得的取向膜A~取向膜N中,可知在所有的取向膜中均具有大的延迟及高的透射率。在由清漆X所得的取向膜X中,虽然具有大的延迟,但透射率低,且目视观察到在膜上存在着色现象。在由清漆Y及清漆Z所得的取向膜中,可知延迟小,透射率也低。
[实施例35]
将玻璃基板替换为在单面设有ITO电极的透明玻璃基板,除此以外利用依据实施例21的方法而获得膜厚约100nm的取向膜A。使2片在ITO电极上形成有这些取向膜的基板的形成有取向膜的面对向,且在对向的取向膜之间设置用以注入液晶组合物的空隙而将其贴合。此时,使对各个取向膜照射的直线偏光的偏光方向变平行。在该单元中注入下述所示的正型液晶组合物A,制作单元厚度7μm的液晶单元A(液晶显示元件)。
<正型液晶组合物A>
物性值:NI为100.1℃;Δε为5.1;Δn为0.093;η为25.6mPa·s。
通过目视观察该液晶单元A,结果完全未观察到液晶自注入口排列为放射状的所谓流动取向。使偏光显微镜成为正交尼科尔棱镜状态,若使液晶单元A旋转则观察到明了的明状态及暗状态。该液晶单元A的预倾角(以下有时略记为Pt角)为0.0°。而且,VHR(电压保持率)及离子密度是99.0%(30Hz)、87.0%(0.3Hz)及80pC。
[实施例36~实施例48]及[比较例7~比较例9]
依据实施例35中所记载的方法,关于清漆B~清漆N、及清漆X~清漆Y也制作液晶单元B~液晶单元N、及液晶单元X~液晶单元Y,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表5及表6中。实施例35也再次揭示于表5中。
表5
表6
在液晶单元A~液晶单元N及液晶单元X中显示出良好的取向状态,Pt角也是0.1°以下而显示出良好的黑显示。而且,VHR、离子密度所表示的电气特性也是良好的结果。在液晶单元Y及液晶单元Z中,电气特性良好,但确认到液晶的流动取向,成为显示不良的液晶单元。
<聚合物共混>
[实施例49~实施例58]
如下述表5所示,依据实施例4中所记载的方法而获得成为基质用聚合物的聚酰胺酸浓度为5重量%的清漆。()内表示将原料的总量设为100mol%的情况下的摩尔百分比。
表7
[实施例59]
在样品瓶中量取清漆A0.2g及清漆a0.8g,加入NMP/BC=1/1(重量比)使其成为1.67g而获得光取向膜形成聚合物清漆∶基质用聚合物清漆=2∶8(重量比)的聚合物共混的清漆Aa。在透明玻璃基板上滴加该约3重量%的聚酰胺酸溶液,利用旋转器法进行涂布(2,000rpm、15秒)。于涂布后,将基板在80℃下进行3分钟的加热,使溶剂蒸发后,使用牛尾电机(股)制造的Multi Light ML-501C/B,对于基板,自铅垂方向隔着偏光板而照射紫外线的直线偏光。此时的曝光能量使用牛尾电机(股)制造的紫外线累计光量计UIT-150(光接收器:UVD-S365)而测定光量,以在波长365nm下成为1.3J/cm2±0.1J/cm2的方式调整曝光时间。将光照射后的基板在烘箱中、210℃下进行15分钟的加热处理,获得膜厚约100nm的取向膜Aa。使用J.A.WoollamCo.Inc.制造的分光椭偏仪M-2000U而求出取向膜Aa的延迟。在本实施例的情况下,膜的延迟值与聚合物主链的取向度成比例地变大。亦即,具有大的延迟值者具有大的取向度。测定该取向膜Aa的延迟,结果是19.3nm。而且,使用日本分光制造的V-660而测定所得的取向膜Aa的UV-Vis光谱,算出380nm~780nm的透射率的平均值作为取向膜Aa的透射率,结果是95.5%。取向膜的UV-Vis光谱的参考使用未形成取向膜的玻璃基板。
[实施例60~实施例158]及[比较例10~比较例19]
关于清漆B~清漆N及清漆X,通过依据实施例59的操作而获得聚合物共混的清漆Ab~清漆Nj及清漆Xa~清漆Xj。其次,依据实施例59而形成取向膜Ab~取向膜Nj及取向膜Xa~取向膜Xj,测定延迟及透射率。将这些结果表示于表8~表12中。关于实施例59的结果,也再次揭示于表8中。如上所述,在以大写字母与小写字母的组合表示清漆或取向膜时,大写字母表示光取向膜形成聚合物的种类,小写字母表示基质用聚合物的种类。共混的2种清漆的重量比均是光取向膜形成聚合物清漆∶基质用聚合物清漆=2∶8。
在表11及表12中所示的实施例129~实施例158中,在共混的清漆中添加添加剂(Ad1)、添加剂(Ad2)或添加剂(Ad3)。相对于聚合物共混后的聚合物重量的合计100重量份而言,添加剂的添加量为10重量份。于表中,在框内一并记载大写字母、小写字母与添加剂的记号。
表8
表9
表10
表11
表12
表13
清漆A~清漆N即使进行聚合物共混亦可获得具有大的延迟的取向膜,由此可知对于光的感度并未降低。而且,可知通过进行聚合物共混而获得具有更高透射率的取向膜。在清漆X中,对于光的感度并未降低,即使进行聚合物共混也成为透射率低的结果。
[实施例159]
将玻璃基板替换为在单面设有ITO电极的透明玻璃基板,除此以外利用依据实施例56的方法而获得膜厚约100nm的取向膜Aa。使2片在ITO电极上形成有这些取向膜的基板的形成有取向膜的面对向,且在对向的取向膜之间设置用以注入液晶组合物的空隙而将其贴合。此时,使对各个取向膜照射的直线偏光的偏光方向变平行。在这些单元中注入前述的液晶组合物A,制作单元厚度7μm的液晶单元Aa(液晶显示元件)。
通过目视观察该液晶单元Aa,结果完全未观察到液晶自注入口排列为放射状的所谓流动取向。使偏光显微镜成为正交尼科尔棱镜状态,若使液晶单元Aa旋转则观察到明了的明状态及暗状态。该液晶单元Aa的预倾角为0.0°。而且,VHR(电压保持率)及离子密度是99.2%(30Hz)、87.3%(0.3Hz)及60pC。
[实施例160~实施例258]及[比较例20~比较例29]
依据实施例159中所记载的方法,关于清漆Ab~清漆Kj、清漆Oa~清漆Qj、及清漆Xa~清漆Xj也制作液晶单元Ab~液晶单元Kj、液晶单元Oa~液晶单元Qj、及液晶单元Xa~液晶单元Xj,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表14~表19中。实施例159也再次揭示于表14中。
表14
表15
表16
表17
表18
表19
所制作的所有液晶单元均显示出良好的取向状态,Pt角也是0.1°以下而显示出良好的黑显示。而且,VHR、离子密度所表示的电气特性也是良好的结果。
[实施例259]
将液晶组合物由正型液晶组合物A替换为下述负型液晶组合物B,除此以外依照实施例32中所记载的方法而制作液晶单元A′。通过目视观察该液晶单元A′,结果完全未观察到液晶自注入口排列为放射状的所谓流动取向。使偏光显微镜成为正交尼科尔棱镜状态,若使液晶单元A′旋转则观察到明了的明状态及暗状态。该液晶单元A′的预倾角为0.0°。而且,VHR(电压保持率)及离子密度是99.0%(30Hz)、87.0%(0.3 Hz)及80pC。
<负型液晶组合物B>
物性值:NI为75.7℃;Δε为-4.1;Δn为0.101;η为14.5mPa·s。
[实施例260~实施例272]
依据实施例259中所记载的方法,关于清漆B~清漆N也制作液晶单元B′~液晶单元N′,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表20中。实施例259也再次揭示于表20中。
表20
[实施例273~实施例372]
依据实施例259中所记载的方法,关于清漆Aa~清漆Kj及清漆Oa~清漆Qj也制作液晶单元Aa′~液晶单元Kj′及液晶单元Oa′~液晶单元Qj′,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表21~表25中。
表21
表22
表23
表24
表25
可知即使将液晶组合物由正型液晶组合物A替换为负型液晶组合物B,包含含有本发明的取向膜的液晶显示元件的视野特性及电气特性也优异。
[实施例373]化合物(1-5)的合成
<第1阶段:酰胺化>
在安装有温度计及滴液漏斗的三口烧瓶中放入偶氮苯-4,4′-二甲酰二氯(25.0g、81.4mmol),加入二氯甲烷150mL。一面将该溶液保持为5℃以下,一面于其中滴加在二氯甲烷(100mL)中溶解有4-硝基-N-甲基苯胺(27.3g、179.1mmol)及三乙胺(19.8g、195.4mmol)的溶液,使其升温至室温而进行6小时的搅拌。将反应液加入至水(250mL)中,用纯水(300mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得下述化合物(产量为33.3g、产率为76%)。
<第2阶段:硝基的还原>
在2L茄形烧瓶中放入第1阶段所得的化合物(30.0g、55.7mmol)及硫酸钠九水合物(80.3g、334.2mmol),加入乙醇750mL及纯水750mL而进行8小时加热回流。将反应液加入至乙酸乙酯1000mL中,用纯水(1000mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。用乙醇对所得的粗结晶进行再结晶,获得化合物(1-5)(产量为19.2g、产率为72%)。
[实施例374]化合物(1-19)的合成
<第1阶段>
在安装有温度计及滴液漏斗的1L三口烧瓶中放入1,4-二溴环己烷(25.0g、103.3mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(1.5g、2.1mmol)及碘化铜(I)(0.8g、4.1mmol),加入三乙胺(200mL)及四氢呋喃(100mL)。一面使该溶液加热回流,一面于其中滴加在四氢呋喃60mL中溶解有4-乙炔基苯胺(11.5g、98.1mmol)的溶液,在滴加结束后进一步在氮气环境下进行3小时加热回流。放置冷却后,通过过滤去除不溶物,然后将滤液加入至纯水(500mL)中,用乙酸乙酯(500mL)进行萃取。用纯水(500mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。对粗结晶进行管柱层析(硅胶、溶出液;甲苯∶甲醇=10∶1(容量比))分离纯化,获得下述化合物(产量:16.2g、产率:63%)。
<第2阶段>
在1L茄形烧瓶中加入第1阶段中所得的化合物(16.0g、57.5mmol)及N.E.Chemcat制造的氢化催化剂BNA-5D(1.6g)。在室温下、氢气环境下进行18小时搅拌,通过过滤将催化剂除去,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。由乙醇∶甲苯=1∶3的混合溶剂对粗结晶进行再结晶而获得下述化合物(产量:14.8g、产率:91%)。
<第3阶段>
在1L茄形烧瓶中放入第2阶段所得的化合物(14.5g、51.4mmol)、二苯甲酮亚胺(10.2g、56.5mmol)、[1,3-双(2,6-二异丙基苯基)咪唑-2-亚基](3-氯-吡啶基)二氯化钯(II)(1.4g、2.1mmol)及叔丁氧基钾(8.7g、77.1mmol),加入1,4-二噁烷(100mL),在氮气环境下、80℃下进行8小时搅拌。放置冷却后,通过过滤将不溶物去除,然后将滤液加入至纯水(500mL)中,用乙酸乙酯(500mL)进行萃取。用纯水(500mL)对有机层进行3次清洗。用无水硫酸镁使有机层干燥后,将溶剂减压馏去而获得粗结晶。对粗结晶进行管柱层析(硅胶、溶出液;甲苯∶甲醇=10∶1(容量比))分离纯化,获得下述化合物(产量:16.1g、产率:82%)。
<第4阶段>
在安装有回流管及温度计的500mL三口烧瓶中放入第3阶段所得的化合物(16.0g、41.8mmol)、过氧硼酸钠四水合物(8.6g、56.4mmol)及硼酸(2.2g、36.4mmol),加入乙酸150mL。在60℃下进行1小时加热搅拌,然后加入过氧硼酸钠四水合物(3.2g、20.9mmol),进一步进行6小时的加热搅拌。将反应液加入至纯水400mL中,滤取沉淀。用纯水对所得的沉淀进行3次清洗,将所得的结晶在60℃下进行8小时的真空干燥而获得下述化合物(产量为12.6g、产率为79%)。
<第5阶段>
在500mL茄形烧瓶中放入第4阶段所得的化合物(12.0g、15.8mmol),加入3N-盐酸40mL及四氢呋喃120mL。在室温下进行12小时搅拌,将溶剂减压馏去。于其中加入纯水(100mL),加入20%氢氧化钠水溶液直至该溶液的pH成为8。
滤取所析出的结晶,由乙醇∶甲苯=1∶1(容量比)的混合溶剂对该粗结晶进行再结晶而获得下述化合物(1-19)(产量:5.5g、产率;80%)。
[实施例375及实施例376]
如下述表26所示,依据实施例4中所记载的方法获得成为光取向膜形成用聚合物的聚酰胺酸浓度为5重量%的清漆。()内表示将原料的总量设为100mol%的情况下的摩尔百分比。
表26
[实施例377及实施例378]
通过依据实施例21的操作,使用清漆R形成取向膜R,使用清漆S形成取向膜S,依据实施例21的方法而测定延迟及透射率。将这些结果表示于表27中。
表27
可知由清漆R所得的取向膜R及由清漆S所得的取向膜S均在所有的取向膜中具有大的延迟及高的透射率。
[实施例379及实施例380]
依据实施例35中所记载的方法,使用清漆R制作液晶单元R,使用清漆S制作液晶单元S,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表28中。
表28
液晶单元R及液晶单元S均显示出良好的取向状态,Pt角也是0.1°以下而显示出良好的黑显示。而且,VHR、离子密度所表示的电气特性也是良好的结果。
[实施例381及实施例382]
使用清漆R代替实施例59中的清漆A,使用清漆d代替清漆a,除此以外通过依据实施例59的操作而获得聚合物共混的清漆Rd。同样地使用清漆S代替实施例59中的清漆A,使用清漆h代替清漆a,除此以外通过依据实施例59的操作而获得聚合物共混的清漆Sh。其次,依据实施例59形成取向膜Rd及取向膜Sh,测定延迟及透射率。将这些结果表示于表29中。如上所述,在以大写字母与小写字母的组合表示清漆或取向膜时,大写字母表示光取向膜形成用聚合物的种类,小写字母表示基质用聚合物的种类。共混的2种清漆的重量比均是光取向膜形成聚合物清漆∶基质用聚合物清漆=2∶8。
表29
清漆R及清漆S即使进行聚合物共混亦可获得具有大的延迟的取向膜,由此可知对于光的感度并未降低。
[实施例383及实施例384]
依据实施例159中所记载的方法,使用清漆Rd制作液晶单元Rd,使用清漆Sh制作液晶单元Sh,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表30中。
表30
使用清漆Rd而形成液晶取向膜的液晶单元Rd及使用清漆Sh而形成液晶取向膜的液晶单元Sh均显示出良好的取向状态,Pt角也是0.1°以下而显示出良好的黑显示。而且,VHR、离子密度所表示的电气特性均是良好的结果。
[实施例385及实施例386]
依据实施例259中所记载的方法,使用清漆R制作液晶单元R′,使用清漆S制作液晶单元S′,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表31中。
表31
[实施例387及实施例388]
依据实施例259中所记载的方法,使用清漆Rd制作液晶单元Rd′,使用清漆Sh制作液晶单元Sh′,测定取向状态、预倾角、VHR及离子密度。将测定结果表示于表32中。
表32
可知即使将液晶组合物由正型液晶组合物A替换为负型液晶组合物B,使用清漆R、清漆S、清漆Rd、及清漆Sh而制作的液晶显示元件的视野特性及电气特性也优异。
[产业上的可利用性]
通过使用光取向剂(上述光取向剂使用以本发明的二胺为原料的聚酰胺酸或其衍生物),可获得由于光照射所造成的化学变化的感度良好、透射率及取向性高的取向膜。通过使用该取向膜,可获得显示特性及电气特性优异的液晶显示元件。
Claims (23)
1.一种感光性二胺,其由式(3)表示;
在式(3)中,R1是碳数2的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-NHCO-、或-N(CH3)CO-;
R2是碳数2的直链亚烷基、-COO-、-OCO-、-CONH-、或-CON(CH3)-;
Ra~Rd分别独立为-F、-CH3、-OCH3、-CF3、或-OH;而且,
a~d为0。
2.根据权利要求1所述的感光性二胺,其由式(1-1)~式(1-5)的任意1个表示;
3.一种感光性二胺,其由式(1-19)表示;
4.一种聚酰胺酸,其是使包含至少1个根据权利要求1至3中任一项所述的感光性二胺的二胺与四羧酸二酐反应而得。
5.根据权利要求4所述的聚酰胺酸,其是使二胺与四羧酸二酐反应而得,所述二胺除了式(1)所表示的感光性二胺以外,还包含选自由下述式(DI-1)~式(DI-16)、式(DIH-1)~式(DIH-3)、及式(DI-31)~式(DI-35)所构成的群组的至少1个;
在式(DI-1)中,G20为-CH2-,至少1个-CH2-也可以被取代为-NH-、-O-,m是1~12的整数,亚烷基的至少1个氢也可以被取代为-OH;
在式(DI-3)及式(DI-5)~式(DI-7)中,G21独立为单键、-NH-、-NCH3-、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-CONH-、-CONCH3-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m'-、-O-(CH2)m'-O-、-N(CH3)-(CH2)k-N(CH3)-、-(O-C2H4)m'-O-、-O-CH2-C(CF3)2-CH2-O-、-O-CO-(CH2)m'-CO-O-、-CO-O-(CH2)m'-O-CO-、-(CH2)m'-NH-(CH2)m'-、-CO-(CH2)k-NH-(CH2)k-、-(NH-(CH2)m')k-NH-、-CO-C3H6-(NH-C3H6)n-CO-、或-S-(CH2)m'-S-,m'独立为1~12的整数,k为1~5的整数,n为1或2;
在式(DI-4)中,s独立为0~2的整数;
在式(DI-6)及式(DI-7)中,G22独立为单键、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或碳数1~10的亚烷基;
在式(DI-2)~式(DI-7)中,环己烷环及苯环的至少1个氢也可以被-F、-Cl、碳数1~3的亚烷基、-OCH3、-OH、-CF3、-CO2H、-CONH2、-NHC6H5、苯基、或苄基取代,另外在式(DI-4)中,环己烷环及苯环的至少1个氢也可以被下述式(DI-4-a)~式(DI-4-e)取代;
键结位置未固定在构成环的碳原子上的基表示在所述环上的键结位置为任意,-NH2在环己烷环或苯环上的键结位置是除G21或G22的键结位置以外的任意位置;
在式(DI-4-a)及式(DI-4-b)中,R20独立为氢或-CH3;
在式(DI-11)中,r为0或1;
在式(DI-8)~式(DI-11)中,键结于环上的-NH2的键结位置为任意位置;
在式(DI-12)中,R21及R22独立为碳数1~3的烷基或苯基,G23独立为碳数1~6的亚烷基、亚苯基或经烷基取代的亚苯基,w为1~10的整数;
在式(DI-13)中,R23独立为碳数1~5的烷基、碳数1~5的烷氧基或-Cl,p独立为0~3的整数,q为0~4的整数;
在式(DI-14)中,环B为单环式杂芳香族,R24为氢、-F、-Cl、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数2~6的烯基、碳数1~6的炔基,q独立为0~4的整数;
在式(DI-15)中,环C是包含杂原子的单环;
在式(DI-16)中,G24为单键、碳数2~6的亚烷基或1,4-亚苯基,r为0或1;
在式(DI-13)~式(DI-16)中,键结位置未固定在构成环的碳原子上的基表示在所述环上的键结位置为任意;
在式(DIH-1)中,G25为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-;
在式(DIH-2)中,环D为环己烷环、苯环或萘环,所述环的至少1个氢也可以被甲基、乙基、或苯基取代;
在式(DIH-3)中,环E分别独立为环己烷环、或苯环,所述环的至少1个氢也可以被甲基、乙基、或苯基取代,Y为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-;
在式(DIH-2)及式(DIH-3)中,键结于环上的-CONHNH2的键结位置为任意位置;
在式(DI-31)中,G26为单键、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-(CH2)m'-,m'为1~12的整数,R25是碳数3~30的烷基、苯基、具有类固醇骨架的基、或下述式(DI-31-a)所表示的基,在所述烷基中,至少1个氢也可以被-F取代,至少1个-CH2-也可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,所述苯基的氢也可以被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、碳数3~30的烷基或碳数3~30的烷氧基取代,键结于苯环上的-NH2的键结位置表示是在所述环上的任意位置,
在式(DI-31-a)中,G27、G28及G29为结合基,这些独立为单键、或碳数1~12的亚烷基,所述亚烷基的1个以上-CH2-也可以被-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-取代,环B21、环B22、环B23及环B24独立为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,7-二基或蒽-9,10-二基,在所述环B21、环B22、环B23及环B24中,至少1个氢也可以被-F或-CH3取代,s、t及u独立为0~2的整数,
这些的合计为1~5,在s、t或u为2时,各个括号内的2个结合基可相同也可以不同,2个环可相同也可以不同,
R26为氢、-F、-OH、碳数1~30的烷基、碳数1~30的经氟取代的烷基、碳数1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2、或-OCF3,所述碳数1~30的烷基的至少1个-CH2-也可以被下述式(DI-31-b)所表示的2价基取代,
在式(DI-31-b)中,R27及R28独立为碳数1~3的烷基,v为1~6的整数;
在式(DI-32)及式(DI-33)中,G30独立为单键、-CO-或-CH2-,R29独立为氢或-CH3,R30为氢、碳数1~20的烷基、或碳数2~20的烯基;
式(DI-33)中的苯环的1个氢也可以被碳数1~20的烷基或苯基取代,而且,在式(DI-32)及式(DI-33)中,键结位置未固定在构成环的任意碳原子上的基表示在所述环上的键结位置为任意;
在式(DI-34)及式(DI-35)中,G31独立为-O-或碳数1~6的亚烷基,G32为单键或碳数1~3的亚烷基,
R31为氢或碳数1~20的烷基,所述烷基的至少1个-CH2-也可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,R32是碳数6~22的烷基,R33是氢或碳数1~22的烷基,环B25是1,4-亚苯基或1,4-亚环己基,r为0或1,而且,键结于苯环上的-NH2表示在所述环上的键结位置为任意。
6.根据权利要求5所述的聚酰胺酸,其是使二胺的混合物与四羧酸二酐反应而得,所述二胺的混合物除了式(1)的感光性二胺以外,还包含选自下述式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-5)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-24)、式(DI-5-28)~式(DI-5-30)、式(DI-6-7)、式(DI-7-3)、式(DI-11-2)、及式(DI-13-1)的至少1个;
在式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、及式(DI-7-3)中,m为1~12的整数;
在式(DI-5-30)中,k为1~5的整数;而且,
在式(DI-7-3)中,n为1或2。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的聚酰胺酸,其是使进一步包含式(1)以外的感光性二胺的至少1个的二胺的混合物与四羧酸二酐反应而得。
8.根据权利要求7所述的聚酰胺酸,其中:所述式(1)以外的感光性二胺是选自由偶氮苯衍生物、芪衍生物、乙炔衍生物、香豆素衍生物、肉桂酸衍生物、二苯甲酮衍生物所构成的群组的至少1个。
9.根据权利要求7所述的聚酰胺酸,其中:所述式(1)以外的感光性二胺是选自由下述式(PDI-1)~式(PDI-12)所构成的群组的至少1个化合物;
在式(PDI-7)中,R51独立为-CH3、-OCH3、-CF3、或-COOCH3,s为0~2的整数,而且在式(PDI-12)中,R52是碳数1~10的烷基或烷氧基,至少1个氢也可以被取代为氟。
10.根据权利要求7所述的聚酰胺酸,其中:所述式(1)以外的感光性二胺是下述式(PDI-7)所表示的化合物;
在式(PDI-7)中,R51独立为-CH3、-OCH3、-CF3、或-COOCH3,s独立为0~2的整数。
11.根据权利要求4至6中任一项所述的聚酰胺酸,其中:所述四羧酸二酐是选自下述式(AN-I)~式(AN-VII)所表示的四羧酸二酐的群组的至少1个;
在式(AN-I)、式(AN-IV)及式(AN-V)中,X独立为单键或-CH2-;
在式(AN-II)中,G为单键、碳数1~20的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-;
在式(AN-II)~式(AN-IV)中,Y独立为选自下述3价基的群组的1种,
这些基的至少1个氢也可以被甲基、乙基或苯基取代;
在式(AN-III)~式(AN-V)中,环A10是碳数3~10的单环式烃的基或碳数6~30的缩合多环式烃的基,所述基的至少1个氢也可以被甲基、乙基或苯基取代,环上所连的结合键与构成环的任意碳连结,也可以是2根结合键连结于同一碳上;
在式(AN-VI)中,X10是碳数2~6的亚烷基,Me表示甲基,Ph表示苯基,
在式(AN-VII)中,G10独立为-O-、-COO-或-OCO-;而且,r独立为0或1。
12.根据权利要求11所述的聚酰胺酸,其中:所述四羧酸二酐是包含选自下述式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-3-2)、式(AN-4-5)、式(AN-4-17)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-11-3)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)的至少1个的四羧酸二酐;
在式(AN-1-2)及式(AN-4-17)中,m为1~12的整数。
13.一种液晶取向剂,其含有根据权利要求4至12中任一项所述的聚酰胺酸。
14.一种液晶取向剂,其含有根据权利要求6至12中任一项所述的聚酰胺酸、其他聚酰胺酸。
15.根据权利要求14所述的液晶取向剂,其中:所述其他聚酰胺酸是使选自由根据权利要求5所述的式(DI-1)~式(DI-16)、式(DIH-1)~式(DIH-3)、及式(DI-31)~式(DI-35)所构成的群组的至少1个二胺与四羧酸二酐反应而得的聚酰胺酸。
16.根据权利要求15所述的液晶取向剂,其中:所述其他聚酰胺酸是使选自下述式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)、式(DI-7-3)、式(DI-13-1)、式(DI-16-1)、及式(DIH-2-1)的至少1个二胺与四羧酸二酐反应而得的聚酰胺酸;
在式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、及式(DI-7-3)中,m为1~12的整数;
在式(DI-5-30)中,k为1~5的整数;而且,
在式(DI-7-3)中,n为1或2。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的液晶取向剂,其中:所述其他聚酰胺酸是使选自根据权利要求11所述的式(AN-I)~式(AN-VII)所表示的四羧酸二酐的群组的至少1个四羧酸二酐与二胺反应而得的聚酰胺酸。
18.根据权利要求17所述的液晶取向剂,其中:所述其他聚酰胺酸是使选自下述式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-2-1)、式(AN-3-1)、式(AN-3-2)、式(AN-4-5)、式(AN-4-17)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-11-3)、式(AN-16-3)、及式(AN-16-4)的至少1个四羧酸二酐与二胺反应而得的聚酰胺酸;
在式(AN-1-2)及式(AN-4-17)中,m为1~12的整数。
19.根据权利要求13至16中任一项所述的液晶取向剂,其进一步含有选自由经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物、具有自由基聚合性不饱和双键的化合物、噁嗪化合物、噁唑啉化合物、及环氧化合物所构成的化合物群组的至少1个。
20.一种光取向用液晶取向剂,其是根据权利要求13至19中任一项所述的液晶取向剂。
21.一种横向电场方式的液晶显示元件用液晶取向剂,其是根据权利要求13至20中任一项所述的液晶取向剂。
22.一种液晶取向膜,其是利用根据权利要求13至21中任一项所述的液晶取向剂而形成。
23.一种液晶显示装置,其包含根据权利要求22所述的液晶取向膜。
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