JPH03220162A - ジアミノ化合物及びその中間体 - Google Patents
ジアミノ化合物及びその中間体Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
する。さらに詳しくは、高いプレチルト角になる液晶表
示素子の配向膜用ポリイミドの原料として有用な新規な
ジアミノ化合物およびその中間体であるジニトロ化合物
、ジオール化合物に関する。
枚で一対金なす電極基板の間でネマチック液晶分子の配
列方向を90度に捻った構造のツイスト・ネマチック(
以下TNと略す)モードが主流として使われている。し
かし、この表示モードは、高デユーティ−駆動した場合
コントラストが低く、視野角が狭いため、表示品質、表
示面積の向上全針るためには十分々ものではなかった。
birefringence effect ) (T
、 J 。
Appl−phys−Lett−45(10)、10
21(1984))を利用した液晶表示装置が発表され
て以来、上、下電極基板の間でネマチック液晶分子の配
列方向?180〜300&Kaつたスーパーツイスト・
ネマチック(以下STNと略す)モードを利用し念液晶
表示素子が開発され、大画面液晶表示素子でも表示品位
の満足できる本のとなってきた。これらのものに使用す
る配向膜においては単に液晶分子を配列させるだけでな
く、応答性をよくし、双安定性を確実にするために基板
平面と液晶分子の間に所定の角度(以下プレチルト角と
略す)をもたせなけれjハならない、また捻り角を大き
くするにつれて、プレチルト角も大きくすることが望ま
しい。これらのうち、捻れ角の比較的小さいもの(18
0〜200度ツイスト)では、電極基板上の界面処理は
、現在一般に使用されているプレチルト角(0と略す)
が5度以下の界面を持つ配向膜を備えたセルで十分であ
る。しかし、より表示品質の良い200〜300度の捻
れ角を持つ方式のものにあっては、より高いプレチルト
角(5°くθ≦300)の界面を使わねばならず、この
ため、これらのプレチルト角を満足する配向膜を備えた
液晶表示セルが必要である。
、工業的規模で生産されている表示セルのプレチルト角
Fi5度が限界である。
ミド配向膜も存在してい″るが、それらは広い表示面積
のセル基板の全域にわたるプレチルト角の安定性および
再現性に問題を残している。確実に、高いプレチルト角
を得るためKtiSiO等の真空斜方蒸着による薄膜形
成が、現在性われている最良の方法である。しかし、真
空蒸着による薄膜の形成は工業的に大量生産する場合、
その製造装置の面からコスト的に不利であシ、従来のT
Nモードで用いられているのと同じ方法である有機質薄
膜のラビングによる界面処理で配向および高いプレチル
ト角金得、かつプレチルト角の安定性および再現性を実
現することが切望されている。
た液晶配向膜を備えた液晶表示素子が開示されている。
合物が望まれている。
ラビング処理することにより配向性が良く、均一で高い
プレチルト角の実現を可能にする有機質配向膜の原料と
なる新規なジアミノ化合物およびその中間体を提供する
ことにある。
ド配向膜では、後記する比較例に示すように高いプレチ
ルト角が得られないという・・・(1) で表わされることt%徴とする。
と全特徴とする。
−R6は水素もしくは炭素v、1〜22のアルキル基で
あり、相互に同じであっても、一部もしくは全部が異な
っていてもよい。また% Ry〜R14は水素もしくは
炭素数1〜3のアルキル基であり、相互に同じであって
も、一部もしくは全部が異なっていてもよい。
)−4−(2−シクロヘキシルエチル)シクロヘキサン
、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−メチルシクロヘキシル
)エチルコシクロヘキサン、1.1−ビス(4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル)−4−(2−()ランス
−4−エチルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサン
、1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル)−4−(2−()ランス−4−n−グロビルシクロ
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)−4−(2−()ランス−4−n−ブチルシクロヘキ
シル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ペンチルシクロヘ
キシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)−4−(2−(トランス−4−n−へキシルシクロヘ
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キシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−オクチルシクロヘ
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シル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−デシルシクロヘキ
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)−4−(2−()ランス−4−n−ウンデシルシクロ
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)−4−(2−(トランス−4−n−トリテシルシクロ
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)−4−(2−(トランス−4−n−テトラデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ペンタデシル7ク
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)−4−(2−()ランス−4−n−ヘキサデシルシク
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)−4−(2−()ランス−4−n−ヘプタデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
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)−4−(2−()ランス−4−n−ノナデシルシクロ
ヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 などをあげることができる。
)−4−(2−シクロヘキシルエチル)シクロヘキサン
、 1.1−ビス(4−(4−二トロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−メチルシクロヘキシル
)エチルコシクロヘキサン、1.1−ビス(4−(4−
ニトロフェノキシ)フェニル)−4−(2−()ランス
−4−エチルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサン
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ル)−4−(2−()ランス−4−n−プロピルシクロ
ヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−二トロフェノキシ)フェニル
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ヘキシル〕エチル〕シクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−へキシルシクロヘ
キシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−へブチルシクロヘ
キシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−オクチルシクロヘ
キシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ノニルシクロヘキ
シル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−二トロフエノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−デシルシクaヘキ
シル)エテルコシクロへ+サン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ウンデシルシクロ
ヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−二トロフエノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ドデシルシクロヘ
キシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−トリテシルシクロ
ヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−(トランス−4−n−テトラデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ペンタデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ヘキサデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ヘプタデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−二トロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−オクタデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−(4−ニトロフェノキシ)フェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ノナデシルシクロ
ヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 などをあげることができる。
シクロヘキシルエチル)シクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−メチルシクロヘキシル)エチル)シク
ロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−エチルシクロヘキシル)エチルコシク
ロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)エチル
コシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−ブチルシクロヘキシル)エチルコ
シクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−ペンチルシクロヘキシル)エチル
コシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−へキシルシクロヘキシル)エチル
コシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−へブチルシクロヘキシル)エチル
コシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−オクチルシクロヘキシル)エチル
コシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−ノニルシクロヘキシル)エチルコ
シクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−デシルシクロヘキシル)エチルコ
シクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−ウンデシルシクロヘキシル)エチ
ルコシクロヘキサン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)−4−(2−()ランス−4−n−ドデシルシ
クロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−
()ランス−4−n−トリデシルシクロヘキシル)エチ
ルコシクロヘキサン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)−4−(2−()ランス−4−n−テトラデシ
ルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、1.1−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−(トラン
ス−4−n−ペンタデシルシクロヘキシル)エチルコシ
クロヘキサン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル
)−4−(2−()ランス−4−n−ヘキサデシルシク
ロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、1.1−ビス(
4−ヒドロキシフェニル)−4−(2−()ランス−4
−n−ヘプタデシルシクロヘキシル)エチルコシクロヘ
キサン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4
−(2−()ランス−4−n−オクタデシルシクロヘキ
シル)エチルコシクロヘキサン、1.1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)−4−(2−(トランス−4−n−
ノナデシルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサン、
などをあげることができる、 不発明のジアミノ化合物(1)は、つぎの反応工程で製
造することができる。そうして、本発明のジオール化合
物(3)と本発明のジニトロ化合物(2)は、その中間
体となる。
の式を示し、R+−RsおよびR9−R14は前述と同
じである。) 本発明のジアミノ化合物の製造について、更に具体的に
説明する。
エチルコツクロヘキサノンもしくハその誘導体(a)と
フェノールもしくはその誘導体〔(b)例えば、O−ク
レゾール、m−クレゾール、2.6−シメチルフエノー
ル〕とを、無溶媒ま之は適当な溶媒(例えば、トルエン
、キシレン)中、θ〜70’C(好ましくは10〜40
℃)で濃塩酸全作用させ、ジオール化& vJ(3)が
得られる。
もしくはその誘導体〔(C)、たとえば、5−クロロ−
2−二トロトルエン〕ヲジメチルスルオキシド(以下、
DMSOと略す)溶媒中で、KOH4たはNa0Hk用
いて40〜80℃で縮合させジニトロ化& * (2)
が得られる。
キシレン、ベンゼン、エタノール、メタノール)中で、
パラジウム・カーボン(以下、Pd−Cと略す)触媒音
用い、30〜80℃で接触水素還元するととKより、ジ
アミノ化合物(1)が得られる。
RいR1〜R+otl−適宜選択することにより、種々
のジオール化合物、第二段の工程においてさらにR11
〜R14’に適宜選択することにより、ジニトロ化合物
、ジアミノ化合物を選択的に製造することができる。
ともに得られたポリイミド樹脂の液晶配向膜としての応
用の結果を例示する。
シクロヘキシル)エチルコシクロへキサノン112.4
Fとフェノール152.7Fおよび塩化カルシウム90
.1f’を混合し、室温で激しく攪拌しながら濃塩酸6
8m1t徐々に滴下した。滴下終了後、攪拌を30分間
行い、さらに24時間室温で放置し九、これに温水0.
51、酢貸工千ル2gを加、え加熱溶解し、飽和食塩水
(40〜50℃の温水使用)で洗浄しNJL2SO4に
て乾性後、濾過濃縮し、濃縮物をエチルアルコール−メ
チルアルコール4合(s’y : 13 )溶媒(日本
化成製ツルミックス)で再結晶すること!でより、不発
明のジオール化合物である白色91.1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)−4−(2−()ランス−4−n−
ペンチルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサンの結
晶f7B、8f得fc5@点JrK、 2・08.4
〜20 t4℃であつ+。
ロキシフェニル)−4−(2−()ランス−4−n−ペ
ンチルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサン481
g、DMSO300dおよびKOH14,7fを加え、
65℃で加熱溶解した。これにp−クロロニトロベンゼ
ン30.8fのDMSO100s/溶液を65℃で滴下
反応し、5時間熟成した。反応終了後、室温に冷却し、
ジクロロメタンで抽出し念後にIN−HCtで洗浄し、
その後I N −NaOH水溶液、さらに飽和食塩水で
中性になるまで洗浄した。
行い、その溶出液を留去した。濃縮物をトルエン溶媒で
再結晶することにより、不発明のジニトロ化合物である
淡黄色の1.1−ビス〔4−(4−ニトロフェノキシ)
フェニル)−4−(2−()ランス−4−n−ヘンチル
シクロヘキシル)エチルコシクロヘキサンIFs 晶k
57. OV得た。融点は160.5〜163.0℃
であった。
−二トロフェノキシ)フェニル〕−4−(2−()ラン
ス−4−n−ペンチルシクロヘキシル)エチルコシクロ
ヘキサン25.8Fをトルエン200g/、ツルミック
ス60m1の混合溶嫁に溶解し、Pd−C触媒(5%品
水分55.9%含)1.5ft−加え、常圧にて水冷
、攪拌しながら水素ガスと接触させた。反応終了後、触
媒を炉別し、溶媒を濃縮した。濃縮物をトルエン・ノル
ミックス混合溶媒で再結晶することKより、本発明のジ
アミノ化合物である1、1−ビス(4−(4−アミノフ
ェノキ/)フェニル)−4−(2−(トランス−4−n
−ペンチルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサン1
0.5y金得た。、融点は170.7〜171.9°C
であった。
ンチルシクロヘキシル)エチルフシクロヘキサノン’f
c4 (2−()ランス−4−n−へブチルシクロヘ
キシル)エチルコシクロヘキサノ/に変えた外は実施例
1に準じた操作全行った。
シフェニル)−4−(2−()ランス−4−n−へブチ
ルシクロヘキシル)エチル〕シクαヘキサン全得たユ融
点Vi188.7〜189.6°Cであった。
−ニトロフェノキシ)フェニル)−4−(2−(トラン
ス−4−n−へブチルシクロヘキシル)エチルコシクロ
ヘキサンを得り。
ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕〜4−
(2−()ランス−4−n−へブチルシクロヘキシル)
エチルコシクロヘキサンを得た。融点は167.7〜1
68.3°Cであった。
付しfc 200 mlの4日フラスコに脱水精製した
N−メチル−2−ピロリドン60m/、ついで、1.1
−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)−4
−(2−(トランス−4−n−ペンチルシクロヘキシル
)エチルコシクロヘキサン10.43fを仕込み攪拌溶
解した。
12fk−度に投入し、冷却しながら攪拌反応させ之、
1時間後、バラアミノフェニルトリメトキシシラン0.
911i加えて20°C,1時間攪拌反応させた。その
後反応液をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)75
g#で希釈することKよりポリアミック酸10fii%
の透明溶液が得られた。この溶液の25℃における粘度
(東京計器ml製 E型粘度計を使用し、温度25±0
.1 ’Cで測定した。)ti155センチボイズであ
った。この溶液をブチルセロソルブ、N〜メチル−2−
ピロリドン1:1で混合した溶液で3Xi%に希釈した
後、片面KITo透明電極を設けた透明ガラス基板上に
回転塗布法(スピンナー法)で塗布し之。回転条件は2
500rpm、20秒であった。塗布後100℃で10
分間乾燥した後、オーブン中で200°C190分加熱
処理を行い、塗膜の厚さ約700人のポリエーテルイミ
ド膜を得た。
面をそれぞれラビング処理し液晶配向膜とし、ラビング
方向が平行で、かつ互いに対向するようにセル厚20μ
mの液晶セルを組み立て、メルク社袈液晶ZLI−11
32fC封入した、封入後、等方性液体温度まで加熱し
、徐冷することによって液晶素子を得た。この液晶素子
の配向性は良好であり、電気容量測定から算出し次この
液晶のプレチルト角は20 iテあった。
)フェニル)−4−(2−(トランス−4−n−ペンチ
ルシクロヘキシル)エチルコシクロヘキサンを1,1−
ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル】〜4−
(2−()ランス−4−n−へブチルシクロヘキシル)
エチルコシクロヘキサンに置き換える以外は実施例1と
まったく同様の操作で、粘度 145 cpのポリア
ミック酸10i[量%の溶液が得られた。
理を行い、膜厚的 11DO人のポリエーテルイミド膜
を得た。
沙I+ 1と同様にして液晶配向膜として後、セル厚2
0μmの液晶素子を得た。この液晶孝子にメルク社製液
晶ZLI−1132ケ封入したところ、配向性は良好で
あった。この液晶7子のプレチルト角は153 度であ
った。
〕プロパン24.92Fと無水ピロメリット酸15.1
6qおよびバラアミノフェニルトリメトキシシラン8.
36ffN−メチル−2−ピロリドン380.3m1k
溶媒として5°C〜10°Cで重合し、ポリアミック酸
溶液(10″M量%、η2o= 113 eps )を
得た。この溶液をN−メチル−2−ピロリドン1部、ブ
チルセロソルブ1部ケ混合し次溶媒で3%に希釈した後
、回転塗布法(スピンナー法)で塗布した。塗布条件は
回転数3.00 Orpm、 20秒であった。塗布
後100℃で10分間予備加熱を行った後、200°C
11時間で加熱処理を行ない膜厚約600人のポリエー
テルイミド膜を得た。さらに、これにラビング処理を施
し、液晶セルを組み立てた液晶素子のプレチルト角は、
5度であった、 この結果から1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル)−4−(2−()?ンスー4−アルキル
シクロヘキシル)エチルコシクロヘキサンを配向膜の原
料とすることKより、高いプレチルト角を得ることがで
きる。また、原料中のシクロヘキサンに結合しているア
ルキル鎖の鎖長を長くするとプレチルト角を大きくする
ことができ、適当な鎖長を選択することにより、液晶素
子を製造する際に必要なもつとも最適なプレチルト角を
得ることができる。
ロ化合物、ジオール化合物は従来存在しなかった新規な
化合物である。該ジアミノ化合物を原料として調製され
るポリイミド化合物11sTN液晶表示素子に要求され
ている高いプレチルト角全通常のラビング処理により実
現でへ、つゆこれ1、原料のジアミノ化合物のもつシク
ロヘキサン環とそれに結合するアルキル基、こよっても
たらされるものと考えらねる。この:うな特徴全もつ本
発明のジアミノ化合物は、STN用有機配向嘆の原料中
間体を主目的としてデザインされたが、その他のポリイ
ミド、ポリアミド等の高分子化合物およびその改質にも
使用可能であり、エポキシ架橋材等の他の目的に使用し
、ま次高分子化合物に新しい特性全導入することが期待
できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(1) (ここで、R_1〜R_6は水素もしくは炭素数1〜2
2のアルキル基であり、相互に同じであつても、一部も
しくは全部が異なつていてもよい。またR_7〜R_1
_4は水素もしくは炭素数1〜3のアルキル基であり、
相互に同じであつても、一部もしくは全部が異なつてい
てもよい。)で表わされることを特徴とするジアミノ化
合物。 2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(2) (ここで、R_1〜R_6は水素もしくは炭素数1〜2
2のアルキル基であり、相互に同じであつても、一部も
しくは全部が異なつていてもよい。また、R_7〜R_
1_4は水素もしくは炭素数1〜3のアルキル基であり
、相互に同じであつても、一部もしくは全部が異なつて
いてもよい。)で表わされるジニトロ化合物。 3)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(3) (ここで、R_1〜R_6は水素もしくは炭素数1〜2
2のアルキル基であり、相互に同じであつても、一部も
しくは全部が異なつていてもよい。また、R_7〜R_
1_0は水素もしくは炭素数1〜3のアルキル基であり
、相互に同じであつても、一部もしくは全部が異なつて
いてもよい。)で表わされることを特徴とするジオール
化合物。
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