TW200535120A - Dianine, polymer, liquid crystal display aligned film and liquid crystal display device - Google Patents

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Description

200535120 16133pif.doc 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於新的二胺、以此二胺作爲原料之—所得 到的聚醯亞胺的前驅體聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚酿胺、聚 醯胺醯亞胺、含有此些聚合物中的至少一種的液晶配向 劑,及使用該液晶配向劑所製造的液晶配向膜。進-步本 發明係關於包含該液晶配向膜的液晶顯示元件。#巾,;$: 發明中術語「液晶配向劑」是指爲形成液晶配向膜而使用 的含有聚合物的組成物。 【先前技術】 伴隨畫面大型化及彩色化、提高對比度及呈色等顯示 品位及響應速度的要求,液晶顯示元件從扭轉向列型 (Twisted Nematic: TN),發展到超扭轉向歹[J型(Super Twisted Nematic: STN),進一步發展到每一個畫素配置薄膜電晶體 (Thin Filmed Transistor: TFT)的 TFT 型顯示裝置。近年來, TFT型顯示裝置的驅動方式在不斷改良,例如爲了進一步 擴大視角,開發了橫向電場切換(In Plain Switching: IPS)方 式及垂直排列(Vertical Alignment: VA)方式,另外正在開發 對於動畫可以保持響應速度的光學補償彎曲排列(Optically Compensated Bend: 0CB)方式。 配向膜達到二個效果:使液晶顯示元件中的液晶分子 按照一定方向配向以及相對於基板平面成傾斜狀態。液晶 分子相對於基板平面的傾斜稱爲預傾角。本說明書中以下 也使用該名稱。配向膜中,爲了將分子配向的隨時間的化 6 2005.35120 16l33pif.doc 學、及熱的劣化現象抑制到最小限度,其材料主要使用玻 璃轉移點(Tg)高、耐藥品性及耐熱性優異的聚醯亞胺薄 膜。通常將含有聚醯胺酸或可溶性聚醯亞胺的溶液(液晶配 向劑)以旋轉塗膜法或印刷法塗布於帶有電極的基板上,加 熱該基板,使聚醯胺酸脫水、閉環,或者使可溶性聚醯亞 胺溶液的溶劑蒸發,得到聚醯亞胺薄膜,進一步經過摩擦 疋向寺配向處理步驟得到液晶配向膜。藉由使用2枚如上 所得的具有液晶配向膜的基板,將其對向貼合組成盒,盒 內部減壓後,浸入液晶從開口部位將液晶注入盒中,可作 成液晶顯示元件。 S亥配向fl吴應爲液晶顯示元件帶來如下效果: (A) 賦予液晶分子合適的預傾角。此外,該預傾角對於 摩擦定向、清洗等液晶盒製造步驟中的條件或液晶盒周圍 溫度等環境變化安定。 (B) 液晶分子不發生配向缺陷。 (c)可以賦予液晶顯示元件合適的電壓保持率(voltage
Holding Ratio: VHR)。 (D) 液晶顯示元件不易發生所謂的「燒灼(burn-in)」的 現象’即長時間顯示任意畫像後再變換爲別的畫像時,前 一畫像殘留的現象。 (E) 不受來自液晶盒中同時使用的其他材料的影響。 近年來’由於耐熱性及耐藥性等優異,液晶配向膜中 廣泛使用聚醢S5胺。但是,先前的液晶配向膜發生燒灼現 象成爲問題。特別是TFT液晶顯示元件中所用的液晶配向 7 200535120 1 * 16133pif.doc 膜被要求具有高的電壓保持率及不易引起燒灼現象。 爲了有效地表現液晶配向膜所要求的特性,曾多次嘗 試了 2種以上薄膜化時表面能値不同的聚合物與溶解於溶 劑的液晶配向劑混合的方法(以下稱爲聚合物摻和)。例如, 專利文獻1中,記載了以2成分以上的聚合物混合在一起 的溶液(與上述液晶配向劑相同)形成樹脂塗膜的示例。該示 例中利用表面張力低的成分易自發偏析於膜表面的特性。 即,該方法爲:藉由表現良好液晶配向特性的樹脂塗膜的 ® 表面張力比表現良好電特性的樹脂塗膜的表面張力小2 dyne/cm或小2 dyne/cm以上,從而得到於液晶配向膜表面 以表現良好液晶配向性的樹脂、於膜內部以表現良好電特 性的樹脂成分爲主成分構造的液晶配向膜。 再者,有提案藉由於構成液晶配向膜的聚醯亞胺主鏈 上導入氨基、提高介電率,試圖改善電特性的液晶配向膜 (參照專利文獻2及專利文獻3)。但是,問題在於該些具有 N-無取代氨基的聚醯亞胺於溶劑中的溶解性低。 # [專利文獻1]特開平8〜4383 1號公報 [專利文獻2]特開平5〜224212號公報 [專利文獻3]特開平5〜224213號公報 【發明內容】 本發明的目的在於提供具有氨基的新二胺及以該二胺 爲原料的聚合物。進而藉由使用該聚合物,滿足上述特性 (A)〜(E),進一步解決含N-無取代氨基的聚釀亞胺所存在 的問題。 8 200535120 4 1 16133pif.doc 本發明者們發現含N-無取代氨基的聚醯胺酸、聚醯亞 胺、聚醯胺醯亞胺等聚合物之間的氫鍵是使對溶劑溶解度 降低的原因。繼而發現,以含N-取代氨基、特別是N-烷基 热基的一'妝作爲外1 口物原料,具有防止使用該聚合物所得 的液晶配向膜產生燒灼現象的效果 [1]如式(1)所示的二胺 本發明的構成如下。 ^}-Xi-C-N-X2 〇
(1) 其中,R1爲碳數1〜30的烷基 該烷基中的任意-ch2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-0_、_S-、_〇CO_、-COO 或取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-0-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。 9 200535^〇 [2]如第[l]項所述的二胺,其中R1爲碳數1〜2〇的烷 基,該院基中的任意-CH2-被I,4*·亞本基、I,4-亞環己基、 萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5_ 二基、喹啉-3,7-二基、-0-、-0C0-、-C00 或-(:11=(:11_取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;上述1,4-亞 苯基中,任意氫被氟、碳數1〜4的烷基、碳數1〜4的氟 代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1及X2個別爲單 鍵或碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4- * 亞苯基、M-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-—*基、1,3 - 一^氧陸園-2,5 - 一^基、唾咐-3,7 - _^基、-〇 -或 -CH=CH-取代亦可,進而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦 可;X2爲單鍵時,X1中的氨基苯基上結合的-CH2-不被_〇_ 取代;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲X1結合位 置及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯環的任意氣被 氟、碳數1〜5的烷基、碳數1〜5的氟代烷基或碳數1〜5 的烷氧基取代亦可。 # [3]如第Π]項所述的二胺,其中R1爲碳數1〜10的院 基,該烷基中的任意-CH2·被Μ-亞苯基、萘_2,7_二基、丨,心 亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而 該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2個別爲單鍵或碳 數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意<!^2_被丨,4_亞苯 基、I,4·亞環己基、-0-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞烷 基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,χι中的氨基苯 基上結合的-CHr不被-〇-取代;氨基苯基中,氨基在苯環上 200535120 16133pif.doc 的結合位置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間 位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [4] 如第[1]項所述的二胺,其中X1及X2皆爲單鍵。 [5] 如第Π]項所述的二胺,其中R1爲碳數1〜10的院 基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7-二基、1,心 亞環己基、-0-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而 該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2皆爲單鍵;進 而,氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲X1結合位置 及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯環的任意氫被 氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [6] 如第[1]項所述的二胺,其中R1爲碳數1〜10的太完 基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7-二基、丨,‘ 亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而 該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1爲碳數1〜10的亞;^ 基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、 -0-或-CH=CH-取代亦可,該亞烷基中的任意氫被氟取代亦 可,該亞烷基中結合於氨基苯基上的-CHr不被-0-所取代; X2爲單鍵;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲χ1 結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯環的 意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [7] 如第[1]項所述的二胺,其中R1爲碳數1〜10的;^ 基,該烷基中的任意-CH2-被I,4-亞苯基、萘-2,7-二基、丨,^ 亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而 該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2個別爲碳數 200535120 16133pif.doc 10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、-Ο-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞烷基中的任 意氫被氟取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位 置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進而 苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [8] 如第[1]項所述的二胺,其中R1爲碳數1〜10的院 基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7-二基、1,4-亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而 該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1爲單鍵;X2爲碳數1 〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、-〇-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞烷基中的任 意氫被氟取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位 置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進而 苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [9] 藉由使用一種如式(1)所示的二胺的其中之一或包 含至少一種如式(1)所示的二胺的二胺混合物作爲二胺原 料,使用四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及 二羧酸衍生物中的至少一種作爲羧酸原料,並使該些二胺 原料與羧酸原料反應可得到的聚合物: H2N^^X1-Η - X2~^NH2 ( 1 ) 〇 其中,r1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2- 12 200535120 16133pif.doc 被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO- ' -COO或-CH=CH·取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-〇-、-S-、-OCO-、-COO 或 _CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-0-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基或碳數1 〜10的烷氧基取代亦可。 [1〇]如第[9]項所述的聚合物,其中R1爲碳數1〜20 的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己 基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、毗啶-2,5-二基、1,3-二氧陸 圜,2,5-二基、喹啉-3,7-二基、-0-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;上述1,4-亞苯基中,任意氫被氟、碳數1〜4的烷基、碳數1〜4的 氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1及X2個別爲 單鍵或碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被 1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、吡 啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉-3,7-二基、-0-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞院基中的任意氫被氟取代 13 200535120 16133pif.doc 亦可;X2爲單鍵時,X1中的氨基苯基上結合的-ch2-不被-0-取代;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲X1結合位 置及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯環的任意氫被 氟、碳數1〜5的烷基、碳數1〜5的氟代烷基、或碳數1 〜5的烷氧基取代亦可。 [11] 如第[9]項所述的聚合物,其中R1爲碳數1〜10 的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7-二基、 ^ 1,4-亞環己基、-0_、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可, 進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2個別爲單鍵 或碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4-亞 苯基、1,4-亞環己基、-0-、或-CH=CH-取代亦可,進而該 亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中的氨 基苯基上結合的-CH2-不被-0-取代;氨基苯基中,氨基在苯 ί哀上的結合位置爲X結合位置及X2結合位置個別的對位 或間位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [12] 如第[9]項所述的聚合物,其中X1及X2皆爲單鍵。 # [13]如第[9]項所述的聚合物,其中羧酸原料爲四羧酸 二酐的至少一種。 [14]如第[13]項所述的聚合物,其中四羧酸二酐爲自 式(Α1)〜(Α9)中任一所示的化合物及亞萘基四羧酸二酐中 選出的至少一種。 14 200535120 16133pif.doc
該些式中,環B1個別爲環己環或苯環;環B2爲環己 ί哀、環己嫌環或苯環;G1爲單鍵、碳數1〜12的亞院基、 1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;G2爲單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、 •Ο…-CO-、-S-、-SO-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,進而 G2 在 環B1上的結合位置爲除2-氧丙烷-1,3-二基的結合位置以外 的任意位置;X3爲單鍵或-CH2-;X4爲單鍵、-CH2-、-CH2CH2-或-CH=CH- ; R2個另[J爲氫、甲基、乙基或苯基;R3爲氯或 甲基。 [15] 如第[9]項所述的聚合物,其中羧酸原料爲三羧 酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二羧酸衍生物的至少一種。 [16] 以第[15]項所述的聚合物作爲原料,其醯胺鍵結 合(-CO-NH-)上的氫被碳數1〜10的烷基取代所得的聚合 物0 15 200535120 [17] 如第[9]項所述的聚合物,其中羧酸原料爲四羧酸 二酐的至少一種,同時還有三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生 物及二羧酸衍生物的至少一種。 [18] 如第[17]項所述的聚合物,其中四羧酸二酐爲式 (A1)〜(A9)的任一所示化合物的至少一種。
(A1 )
(A2)
(A4)
〇 η
該些式中,環Β1個別爲環己環或苯環;環Β2爲環己 環、環己烯環或苯環;G1爲單鍵、碳數1〜12的亞院基、 1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;G2爲單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、 -Ο-、-CO-、-S-、-SO-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,進而 G2 在 環B1上的結合位置爲除2-氧丙烷-1,3-二基的結合位置以外 16 200535120 16133pif.doc 的任意位置;X3爲單鍵或-ch2-;x4爲單鍵、-ch2“-ch2ch2_ 或-CH=CH- ; R2個別爲氫、甲基、乙基或苯基;R3爲氨或 甲基。 [19] 一種液晶配向劑,其爲組成物:含有藉由一種如 式(1)所示的二胺的其中之一或包含至少一種如式(1)所示 二胺的二胺混合物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧 酸衍生物及二羧酸衍生物的至少一種反應而得到的聚合物 作爲必需成分,含有其他聚合物作爲任意成分,以該組成 物的全重量爲基準,作爲前述必需成分的該聚合物比例爲1 〜20重量%,作爲前述任意成分的其他聚合物的比例爲〇 〜20重量%,進而溶劑的比例爲80〜99重量%。 R1
X1—C——N—X2
II 〇 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-〇-、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-0-、-S-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 17 200535120 16133pif.doc 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時’ χ1中 的氣基苯基上結合的-CH〗 -不被-0-或-S-取代’热基本基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。 [2〇] —種液晶配向劑,其爲組成物:含有藉由一種如 式(1)所示的二胺的其中之一或包含至少一種如式(1)所示 二胺的二胺混合物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧 酸衍生物及二羧酸衍生物的至少一種反應而得到含有醯胺 基的聚合物,該醯胺基的氫被碳數丨〜;^的烷基取代所得 的聚合物作爲必需成分,含有其他聚合物作爲任意成分, 以該組成物的全重量爲基準,作爲前述必需成分的聚合物 比例爲1〜20重量%,作爲前述任意成分的其他聚合物的 比例爲0〜20重量。/〇,進而溶劑的比例爲8〇〜99重量%。 η2ν R1
X1—c—A—X2
其中’ R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意_Ch2_ 被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-〇-、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該院基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數ι〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;χι 18 200535120 16133pif.doc 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞院基,該亞院基中的任 意-CIi2-被亞苯基、亞瓌己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-〇-、-s-、-〇co、或-CH=CH_取代亦可’進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;χ2爲單鍵時,χ1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-0-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意’進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷棊、碳數1〜10的氟代院基或碳數1 〜1〇的烷氧基取代亦可。 [21] 如第[19]項或[2〇]項所述的液晶配向劑’其中前述 其他聚合物爲自聚醯胺酸、部分醯亞胺化的聚醯胺酸、聚 醯亞胺、聚醯胺及聚醯胺醯亞胺選出的至少一種。 [22] —種液晶配向劑,其爲組成物:含有藉由一種如 式(1)所示的二胺的其中之一或包含至少一種如式(1)所示 二胺的二胺混合物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧 酸衍生物及二竣酸衍生物的至少一種反應而得到的聚合物 作爲必需成分,含有聚醯胺酸、部分醯亞胺化的聚醯胺酸、 聚醯亞胺、或該些混合物的其他聚合物作爲任意成分,以 該組成物的全重量爲基準,作爲前述必需成分的聚合物比 例爲1〜2〇重量%,作爲前述任意成分的其他聚合物的比 例爲0〜2〇重量。/〇,進而溶劑的比例爲80〜99重量%。 U^M R1
sX2
19 2005觀 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-〇—、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的院基、 碳數1〜4的氣代院基或碳數1〜4的院氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 _ 環基、-0-、-S-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-ch2-不被-0-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。 [23]如第[22]項所述的液晶配向劑,其中不含作爲前 述任意成分的其他聚合物。 # [24]如第[22]項所述的液晶配向劑,其中作爲前述必 需成分的聚合物爲相對於構成其主鏈的醯亞胺基、醯胺基 及N-取代醯胺基的總和、N-取代醯胺基的莫耳比爲〇.1〜 0.5的聚合物。 [25] —種液晶配向膜,其爲使用如第[19]項所述的液 晶配向劑所形成的。 [26] —種液晶配向膜,其爲使用如第[19]項所述的液 晶配向劑所形成的,藉由照射直線偏振光賦予液晶配向能。 20 200535120 16133pif.doc [27] —種液晶配向膜,其爲使用如下液晶配向劑而形 成的:含有1〜20重量%的藉由一種如式(1-1)所示的二胺 的其中之一或包含至少一種如式(1-1)所示二胺的二胺混合 物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二羧 酸衍生物的至少一種反應而得到的聚合物及80〜99重量% 的溶劑,且藉由照射直線偏振光賦予液晶配向能。
(1-1) 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意_ch2_ 被亞芳基、亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被鹵素取代亦可;上述亞芳 基中,任意-CH=被-N=取代亦可,進而任意氫被鹵素、碳 數1〜4的院基、碳數1〜4的氟/代院基、或碳數1〜4的院 氧基取代亦可;上述亞環己基中,不相鄰的任意-CH2-被 取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲任意, 進而苯環的任意氫被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜1〇 的氟代烷基、或碳數1〜10的烷氧基取代亦可。 [28] 如第[27]項所述的液晶配向膜,其中R1爲碳數i 〜10的院基;氨基苯基中,苯環上氨基的結合位置爲 -CH=CH-的結合位置及-NiR1)-的結合位置個別的對位或間 位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 [29] —種液晶顯示元件,其包含如第[μ]至[28]中任〜 21 200535120 16133pif.doc 項所述的液晶配向膜。 [發明效果] 使用本發明的二胺所得的聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯 胺或聚醯胺醯亞胺對於溶劑的溶解性優異。進而,使用該 些聚合物所得的液晶配向膜可具有如下優異特性:使用其 所得的液晶顯示元件上殘留電荷少(不易引起燒灼現象)、電 壓保持率高、具有〇〜90度寬廣範圍內任意預傾角。 【實施方式】 首先,說明本發明所用的術語。 「其他二胺」定義爲不能用式(1)表示的二胺。「其他 聚合物」定義爲沒有使用式(1)所示的二胺作爲原料之一而 得到的聚合物。「任意的」表示無論位置還是個數皆爲任 意。進而,「任意的A被B、C或D取代亦可」表示具有 「一個A被B、C或D取代亦可」的含意及「多個A的任 一個被B、C或D的任一個取代亦可」的含意之外,還具 有「以B取代A、以C取代A、以D取代A的至少2種混 合」的含意。其中’表述「任意-CH2 -被-0-取代」時’不 包含連續的多個-CH2-被-0-取代的情形。本發明中烷基及 亞烷基,於任一情形下可以是直鏈基,也可以是支鏈基。 上述解釋適用於該些基中任意氫被鹵素或環式基等取代的 情形,也適用於任意-CH2-被-0-、-CH=CH-、亞環己基取 代的情形。 本發明的二胺如式(1)所示。以下的說明中,式(1)所示 22 200535120 16133pif.doc 的二胺表示爲二胺(1)。二胺(1)可以按照以下所示方法合 成。即,藉由參照 Organic Syntheses (John Wiley & Sons, Inc)、Organic Reactions (John Wiley & Sons,Inc)、 Comprehensive Organic Synthesis (Pergamon Press)、新實 用化學講座(九善)等記載的方法,並將其適當組合,可於 起始物上導入目的末端基、環及成鍵基。其中,以下所示 的方程式中記號及苯環上取代基的結合位置遵從式(1)中 的定義。 <羧酸氯化物的合成> o2n TVx1c-〇h 〇 SOCI, 〇2n DMF/toluene reflux
Tl>-x1c-ci o (S-1) (S - 2) 藉由將式(s-1)所示的羧酸衍生物與亞硫醯氯在N,N-二甲基甲醯胺的存在下,於甲苯中加熱回流,可得到式(S-2) 所示的羧酸氯化物衍生物。 <N-取代胺的合成(1)>
(S-3) (S-5) 藉由將化合物(S-3)與化合物(S-4)於極性溶劑中反 23 200535120 16133pif.doc 應,可得到式(S-5)所示的N-取代胺。 <N-取代胺的合成(2)> 〇2 N — \ \_/-χ2*ΝΗ2 (S-6) R1-Br 〇2n、/=\ R1
(S-7) ^ ^ /V-X2-N-H
Base or Pd ^~’ (S-5) 依照 Chemistry of Materials (1995),7(10),1843-8 中 記載的方法,藉由將化合物(S-6)與式(S-7)表示的含溴化合 物於鹼中反應,可得到式(S-5)所示的N-取代胺。藉由鈀催 化劑存在下使化合物(S-6)與化合物(S-7)反應亦可得到化 合物(S-5)。 <N,代醯胺的合成(1)> o2n X1TC, o2n
(S-5) --- Py/DMF
(S-2) R1 〇 (S-8) NO〇 藉由將上述化合物(S-2)與化合物(S-5)在吡啶(Py)存 在下、於N,N-二甲基甲醯胺(DMF)中反應,可得到化合物 (S~8h此時反應溫度可在從室溫至加熱回流溫度範圍內任 意選擇。 <N_取代醯胺的合成(2)> 24 200535120 16133pif.doc 〇2N'
x2-nh. (S-6) o2n、
(S-2) χ1τα
Py/DMF -X1-fj-A- 〇 (S-9) NO, R1—Br (S-7)
NaH ON
R1 -X1-C—N—X2 II 〇 (S-8)
NOo 藉由將上述化合物(S-2)與化合物(S-6)在吡啶(Py)存 在下、於N,N-. 下反應,可得到化合物(S-9)。藉由化合物(S-9)在氫化鈉存 在下與上述化合物(S-7)反應可得到化合物(S-8)。進而,藉 由化合物(S-8)在鈀/碳的存在下與氫反應,或鐵的存在下以 鹽酸處理,可將硝基還原得到二胺(1)。
式(1)中,R1爲碳數1〜30的烷基。該烷基中的任意 -CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環 基、-0-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可。進而該烷 基中的任意氫被鹵素取代亦可。該亞苯基、亞環己基、2 價的縮合環基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1 〜4的烷基、碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基 取代亦可。縮合環基或雜環基的示例爲萘-2,7-二基、芴 -2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉 -3,7-二基。 爲獲得電壓保持率高的液晶配向膜,R1爲烷基、烷 25 200535120 16133pif.doc 氧基、烯基、烯氧基、或該些基中任意氫被氟取代的基的 二胺(1)作爲聚合物原料爲佳。該些R1的示例爲甲基、乙 基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、 甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚 氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲 基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、 戊氧基甲基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、 3 -丁煉基、1-戊嫌基、2 -戊稀基、3-戊稀基、4 -戊讎基、2_ 丙烯氧基、2-丁烯氧基或2-戊烯氧基、1-丙炔基、1-戊炔 基、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-氟乙基、1,1,2-三氟乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、全氟乙基、 氟丙基、1,1,2,3,3,3_六氟丙基、1,2,2,3,3,3-六氟丙基、 全氟丙基。其中甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及 庚基較佳。 爲獲得高電壓保持率的液晶配向膜,上述R1的示例中 任意-CH2-被亞苯基或亞環己基取代亦佳。此時,爲保持 R1的直線性,適宜的亞苯基及亞環己基的示例爲1,4-亞苯 基、1,3-亞苯基、1,4-亞環己基及1,3-亞環己基,特別是1,4-亞苯基及1,4-亞環己基爲佳。 以含有使用R1爲碳數1〜5的烷基的二胺(1)所得聚合 物的液晶配向劑,可得到具有殘留電荷低、不易發生燒灼 特徵的液晶配向膜。該些烷基的適宜示例爲甲基、乙基、 丙基、丁基、戊基、異丙基及叔丁基。在液晶配向劑中種 類不同的多種聚合物倂用時,該些二胺爲原料的聚合物適 26 200535120 16133pif.doc 宜作爲表面能大的成分使用。即,認爲該液晶配向劑塗布 於基板時,該些聚合物偏在於基板側。因此可以認爲,在 以含有該些聚合物的液晶配向膜所得到的液晶配向膜中, 承擔著決定電壓保持率或殘留電荷特性等液晶配向膜的主 要電特性的功能。 以R1爲碳數6〜30的烷基的二胺(1)爲原料所得的聚 合物,與液晶配向劑中種類不同的多種聚合物倂用時,適 宜作爲表面能小的成分使用。即,認爲該液晶配向劑塗布 於基板時,該些聚合物偏在於空氣界面側。因此可以認爲, 在以含有該些聚合物的液晶配向膜所得到的液晶配向膜 中,承擔著決定預傾角或液晶分子應答速度等液晶-配向 膜界面特性的功能。該烷基中任意-CH2-被1,4-亞苯基或 1,4-亞環己基取代亦可。 式(1)中所含的2個氨基苯基中,苯環的任意氫被氟、 碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基或碳數1〜10 的烷氧基取代亦可。欲防止液晶配向膜削薄時,該些取代 基的適宜碳數爲1〜5。較佳的取代基爲甲基及甲氧基。進 而,氨基的結合位置是任意的。該結合位置爲對位或間位 爲佳,爲保持聚合物的直線性、對位爲最佳。 爲接著於玻璃基板或密封液晶,液晶顯示元件的周圍 常常使用環氧樹脂等密封劑。然而此時,來自該些樹脂的 雜質吸附於液晶配向膜,引起顯示不良。爲了防止上述情 況發生,使用氨基苯基的至少一個氫被氟、三氟甲基或三 氟甲氧基的二胺(1)作爲液晶配向膜原料爲佳。 27 200535120 16133pif.doc 式(1)中X1及x2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基, 該亞烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合 環基、2 價的雜環基、-0-、-S-、-OCO-、-COO 或-CH=CH- 取代亦可,進而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可。該亞 烷基的適宜示例爲碳原子數爲1〜10、任意-CH2-被1,4_亞 苯基、1,4-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉-3,7-二基、·〇-、-OCO-、 -COO或-CH=CH-取代亦可,進而任意氫被氟取代亦可的 亞烷基。然而,X2爲單鍵時,X1中的氨基苯基上結合的 -CHr沒有被-Ο-或-S-取代。爲獲得耐摩擦性優異且殘留電 荷少的液晶配向膜,使用X1及X2個別爲單鍵、碳數!〜3 的亞烷基或碳數2〜3的亞烯基的二胺(1)製造聚合物爲 佳。爲獲得配向性優異的液晶配向膜,使用χΐ及X2的至 少一個爲碳數4〜10的亞烷基或碳數4〜10的亞烯基的二 胺(1)製造聚合物爲佳。進一步,X1及X2的至少一個爲丨,‘ 亞環己基或含有1,4-亞環己基的基的二胺(1)作爲得到高電 壓保持率液晶配向膜的聚合物原料爲佳。其中,χ1或χ2 爲有立體配置的基時,爲保持聚合物的直線性,其立體配 置爲反式爲佳。 以下所不式(I)〜式(IV)爲式(1)的更爲具體的示例。 28 200535120 16133pif.doc
該些式中R1爲碳數1〜20的烷基,該烷基中的任意 -CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、卩ϋ:卩定-2,5-一基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹咐-3,7-二基、-〇_、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該 烷基中的任意氫被鹵素取代亦可;上述1,4-亞苯基中,任 意氫被鹵素、碳數1〜4的烷基、碳數1〜4的氟代烷基或 碳數1〜4的烷氧基取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯環上 的結合位置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間 位,進而苯環的任意氫被氟、碳數1〜5的烷基、碳數1〜 5的氟代烷基、或碳數1〜5的烷氧基取代亦可。進而,χΐ 及X2個別爲單鍵或碳數1〜1〇的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被1,4-亞苯基、I,4-亞環己基、萘_2,7·二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉-3,7- 29 200535120 16133pif.doc 二基、-Ο-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞烷基中的任意氫 被氟取代亦可。 式⑴〜式(IV)中R1的適宜示例爲碳數1〜1〇的烷基, 該烷基中的任意-CH2-被I,4-亞苯基、萘-2,7-二基、1,4-亞 環己基、-0-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而 該烷基中的任意氫被氟取代亦可。式(I)〜式(IV)中X1及 X2的適宜示例爲碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中任意 -〔仏-被Μ·亞苯基、14-亞環己基、〇_或_CIi=CH·取代亦 可’進而任意氫被氟取代亦可。進而,式(I)〜式(IV)中定 義爲作爲苯環的取代基亦可的氟、碳數1〜5的烷基、碳數 1〜5的氟代烷基及碳數1〜5的烷氧基的適宜示例爲氟、 甲基及甲氧基。 式⑴〜式(IV)個別所示化合物的具體例如下所示。
30 200535120 16133pif.doc
(Μ)
h2n
NH〇 (I-6)
NH〇
H2N
h7c3
(1-16)
(1-17)
31 200535120 16133pif.doc ^7^15
NH 2
-NH 2 (IM)
32 200535120 16133pif.doc (N-9) h2n- /=\ H3〇、 、、0 (11-10) 0 h2n- /=\ F1l95 \Λν〇Ν' F 0 (IM1) -b /=X 1 H2N-〇-\_dN—〇 h2n— P9H19 /=( h3c \ W b (11-12) (N-13) h2n- (11-14) (11-15) 乂]^·νη2
NH 2 〇~NH2 NH,
NH 2
CH3crN發叫 H15C7
NH〇 c4h9 c2h5
乂)~nh2 (II-20) (11-19) 33 200535120 16133pif.doc h2n-\
C4H9 (M-21)
34 200535120 16133pif.doc
^7H15
(II-36)
NH2 nh2
NH 2
h5c2 2
(II-42)
21。1〇 /=\ 35 200535120 16133pif.doc
(11-50)
36 200535120 16133pif.doc (MI-7) ch3
(111-8)
(IV-1)
H7C3 (IV-2)
H15^7 (IV-3) ,分浐H9 -NH〇 (IV-4) ch3 I C-N II 〇 (IV-5) -NHn
h2n^~Vc;〇-X=/ N—f-F H19C9 F (IV-6) -NH〇
H”c5 (,V-7)
IPS方式的液晶顯示元件中,有必要調整液晶分子的 37 200535120 16133pif.doc 預傾角至〇〜3度。爲獲得適應於該些液晶顯示元件的液晶 配向膜,使用於液晶分子的側位不含較大構造的基爲佳。 即,式(1)中W爲碳數丨〜3的烷基、使用環的側位不含較 大取代基的二胺(1)爲佳。該些二胺(1)的示例,上述具體例 中(M)〜(1-7)、(1-9)〜(1-13)、(11-1)、(11-2)、(Π-4)、(Π-7)、 (II-9)、(11-10)、(IM4)、(II-15)、(11-17)、(IM9)、(11-22)、 (11-26)、(11-29)、(Π-30)、(11-38)、(11-39)、(11-42)、(11-45) 〜(ΙΙ·49)、(111-1)、(ΙΠ-2)、(111-4)、(III-6)〜(111-8)、(IV-1)、 (IV-2)及(IV-5)。該些中,使用(1-1)、(1-2)或(1-3)做原料 的配向膜,可調整液晶分子的預傾角至0〜3度,且因經歷 長時間、長時間驅動,預傾角基本無變化,故作爲IPS方 式的液晶顯示元件用配向膜原料特佳。 TN-TFT、OCB方式的液晶顯示元件中,有必要調整 液晶分子的預傾角至3〜25度。爲獲得適應於該些液晶顯 示元件的液晶配向膜,適宜的二胺(1)示例爲上述具體例中 (1-8)、(1-14)〜(1-17)、(11-3)、(11-6)、(II-11)、(11-16)、(11-20)、 (11-21)、(11-24)、(11-27)、(11-28)、(11-33)、(11-3 5)、(11-40)、 (11-41)、(11-43)、(11-44)、(11-5 0)、(11-5 1)、(111-5)、(IV-3)、 (IV-4)及(IV-6)〜(IV-8)。該些中,式(1)中R1爲碳數4〜7 的有機基較佳。使用該些二胺(1)做原料所得的配向膜,可 調整液晶分子的預傾角至3〜25度,且因經歷長時間、長 時間驅動,預傾角基本無變化,故作爲TN-TFT、OCB方 式的液晶顯示元件用配向膜原料特佳。 VA方式的液晶顯示元件中,有必要調整液晶分子的預 38 200535120 16133pif.doc 傾角至90度。爲獲得適應於該些液晶顯示元件的液晶配向 膜,使用於液晶分子的側位含較大構造的基爲佳。即,適 宜的二胺(1)示例爲上述具體例中(I-18)〜(1-21)、(Π·5)、 (ΙΙ-8)、(11-12)、(ΙΙ-13)、(ΙΙ_18)、(ΙΙ-23)、(11-25)、(π_3ΐ)、 (11-32)、(11-34)、(ΙΙ·3 6)、(11-37)、(ΙΠ-3)、(IV-9)及(ΐν-1〇)。 該些中’使用(1-19)、(1-20)或(1-21)做原料的配向膜,液晶 分子的預傾角可調整至90度,且因經歷長時間、長時間驅 動,預傾角基本無變化,故作爲VA方式的液晶顯示元件 用配向膜原料特佳。 以下,說明本發明的聚合物。 本發明的聚合物爲由二胺原料與羧酸原料所得的縮合 聚合物,以使用二胺(1)作爲原料之一爲特徵的聚合物。可 以單獨使用二胺(1),使用二種以上二胺(1)的混合物亦可。 進一步,使用二胺(1)的至少一種與其他二胺的至少一種的 混合物亦可。羧酸原料爲四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、 一竣酸衍生物及一竣酸衍生物的至少一種。二胺(1 )於溶劑 中與四羧酸一酐反應,可得到含有聚醯胺酸、部分醯亞胺 化的聚醯胺酸或該些混合物的溶液,該溶液即可作爲液晶 配向劑使用。藉由將該些的聚醯胺酸、部分醯亞胺化的聚 醯胺酸、聚醯胺酸與部分醯亞胺化的聚醯胺酸的混合物進 行脫水反應、閉環反應以得到含有聚醯亞胺的溶液。該溶 液亦可就此作爲液晶配向劑使用。藉由蒸餾去除該些溶液 中的溶劑,可得到聚醯胺酸、部分醯亞胺化的聚醯胺酸、 A醯胺酸與部分醯亞胺化的聚醯胺酸的混合物或聚醯亞 39 200535120 16133pif.doc 胺。使用使用2種以上二胺(1)及四羧酸二酐亦可。二胺(1) 可以與其他二胺倂用。 藉由二胺(1)與三羧酸、二羧酸或該些酸的衍生物反 應,可得到聚醯胺。藉由二胺(1)與四羧酸二酐及三羧酸、 二羧酸或該些酸的衍生物的混合物反應,可得到聚醯胺醯 亞胺。三羧酸的衍生物的示例爲三羧酸三氯化物、三羧酸 三烷基酯及三羧酸二烷基酯。二羧酸衍生物的示例爲二羧 酸二氯化物及二羧酸的二烷基酯。聚醯胺及聚醯胺醯亞胺 的製造中,使用與上述四羧酸二酐反應時相同的溶劑,可 分別得到可作爲液晶配向劑使用的溶液。此時,可以使用 2種以上的二胺(1),也可以倂用其他二胺。四羧酸二酐、 三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二羧酸衍生物分別各使 用2種以上亦可。進而,該聚醯胺中醯胺基(-CO-NH-)的氫 被碳數1〜10的烷基取代,可進一步提高本發明的目的。 本發明較佳的聚合物爲一種二胺(1)或含有至少一種 二胺(1)的二胺混合物與至少一種四羧酸二酐反應而得到 的聚合物。此時所使用的四羧酸二酐的適宜示例如下所 示。以下式中,環B1個別爲環己烷環或苯環。環B2爲環 己烷環、環己烯環或苯環。G1爲單鍵、碳數1〜12的亞烷 基、1,4-亞苯基或1,4-亞環己基。G2爲單鍵、-CH2-、 -CH2CH2-、-Ο-、-CO-、-S-、-SO-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-, 進而G2在環B1上的結合位置爲除2-氧丙烷-1,3-二基的結 合位置之外的任意位置。X3爲單鍵或-CH2-。X4爲單鍵、 -CH2-、-CH2CH2-或-CH=CH-。R2個別爲氫、甲基、乙基 200535120 16133pif.doc 或苯基。進而,R3爲氫或甲基。
(A1 ) (A2)
本發明所用的四羧酸二酐的具體例如下所示。
41 200535120 16133pif.doc
42 200535120 16133pif.doc
倂用其他二胺時,以使用的二胺總量爲基準,二胺(1) 的適宜比例爲0.5莫耳%以上。若爲該範圍,則本發明的 43 200535120 16133pif.doc 效果可明確認定。 可與二胺(1)倂用的其他二胺的示例爲脂肪族二胺、脂 h2n—(ch2)3-nh2 (D-1) 。該些二胺的具體例如下所示。 H2N—(CH2)4-NH2 H2N-(CH2)6-NH2 h2n-(ch2)12-nh2 (D-2) (D-3) h2n—〈〉—nh2 (D-5)
h2nH^Knh2 (D-8) /〇c12h25 H2N-{^NH2 (D-11) (D-6) H2N—|j^^j—NH2 (D-9) (D-4)
H2N
CH:
H2N (D-14) h3c H2N— h3c (D-17) (D-12)
(D-13)
CH,
ch3
(D-18) (D-19)
44 200535120 16133pif.doc
(D-40) 45 200535120 16133pif.doc
可與二胺(1)倂用的其他二胺的其他示例爲含有矽氧 (siloxane)鍵的二胺。該二胺的適宜示例爲式(2)所示的化合 物。 / R8 \ R8 h2n4r7VH 卜0卜+―^R7 七-叫 (2) 乂 R9 4 R9 46 200535120 16133pif.doc 此處,R7爲亞甲基、亞苯基或烷基取代的亞苯基;R8 及R9個別爲碳數1〜3的烷基或苯基;h爲1〜6的整數, k爲1〜10的整數。 製造本發明聚合物中所使用溶劑的示例爲N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基乙醯 胺(DMAc)、二甲亞颯(DMSO)、乙二醇單丁基醚(BC)、乙 二醇單乙基醚及γ-丁內酯(GBL)。該些溶劑混合使用亦可。 該些溶劑亦可作爲上述反應生成物的溶劑使用。可以用於 本發明的溶劑並不限於該些溶劑的示例。若可溶解本發明 的聚合物、不防礙本發明的目的,任何溶劑皆可使用。 本發明液晶配向劑的首例爲如下組成物,其爲含有藉 由一種如式(1)所示的二胺的其中之一或包含至少一種如 式(1)所示二胺的二胺混合物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧 酸、三羧酸衍生物及二羧酸衍生物的至少一種反應而得到 的聚合物作爲必需成分,並含有其他聚合物作爲任意成 分,以該組成物的全重量爲基準,作爲必需成分的聚合物 比例爲1〜20重量%,作爲任意成分的其他聚合物的比例 爲0〜20重量%,進而溶劑的比例爲80〜99重量%。該溶 液可以是製造本發明聚合物時所得的反應液,亦可以是使 該反應液蒸餾去除溶劑所得的固形物(以下稱爲反應生成 物)溶解於不同於反應時所用的溶劑中所得的溶液。因而, 本發明液晶配向劑所用的溶劑的適宜示例,與製造必需成 分的聚合物時使用的溶劑基本相同。藉由使液晶配向劑所 含溶劑中10〜50重量%爲上述BC,可提高本發明液晶配 47 200535120 16133pif.doc 向劑於基板上的塗布性。至於溶劑的殘留成分,以不損害 本發明的效果爲限,可使用任何溶劑。 本發明的液晶配向劑的其次示例爲如下組成物,其含 有藉由一種如式(1)所示的二胺的其中之一或包含至少一 種如式(1)所示二胺的二胺混合物與四羧酸二酐、三羧酸、 二羧酸、三羧酸衍生物及二羧酸衍生物的至少一種反應而 得到含有醯胺基的聚合物,該醯胺基的氫被碳數1〜10的 烷基取代所得的聚合物作爲必需成分,並含有其他聚合物 響 作爲任意成分,以該組成物的全重量爲基準,作爲必需成 分的聚合物比例爲1〜20重量%,作爲任意成分的其他聚 合物的比例爲0〜20重量%,進而溶劑的比例爲80〜99重 量%。 上述作爲必需成分的聚合物皆爲本發明的聚合物。藉 由使用含有1〜20重量%的本發明聚合物,可製作燒灼少 的液晶顯示元件。進而,藉由倂用其他聚合物,可進〜步 改善液晶配向膜的特性。 • 本發明的適宜液晶配向劑示例爲如下組成物,其含有 藉由一種如式(1)所示的二胺的其中之一或包含至少一種 如式(1)所示二胺的二胺混合物與至少一種四羧酸二酐反 應得到的聚合物作爲必需成分,此時,該配向劑中作爲必 需成分的聚合物比例爲1〜2〇重量%,其他聚合物的比例 爲0〜20重量%,進而溶劑的比例爲80〜99重量%。本發 明的效果藉由主鏈中導入N-取代醯胺基而得以發揮。因而 含有僅使用二胺(1)所得到聚合物的液晶配向劑最佳。即, 48 200535120 16133pif.doc 不含其他聚合物的液晶配向劑最佳。由二胺(丨)與四殘酸二 酐得到的聚合物中,相對於構成主鏈的醯亞胺基、醯胺基 及N-取代醯胺基的總和,N-取代醯胺基的莫耳比爲〇.5。 即’使用其他二胺時,該莫耳比接近〇·5爲佳。進而,爲 獲得本發明的效果’適宜的莫耳比範圍爲以上。 爲進一步改善液晶配向膜的特性,本發明的聚合物中 含有聚醯胺酸或聚醯亞胺與聚醯胺作爲液晶配向劑亦可。 此時,使用聚醯胺醯亞胺替代聚醯胺亦可。進而,含有該 聚合物混合物的液晶配向劑中,該聚醯胺或聚醯胺醯亞胺 的適宜的配比爲相對於全部聚合物〇·〇1〜30重量%。該比 例的較佳範圍爲〇·〇ΐ〜10重量%,特佳範圍爲0.1〜5重 量%。 作爲任意成分的其他聚合物的示例爲聚醯胺酸、聚醯 亞胺、聚醯胺及聚醯胺醯亞胺,該些以外種類的聚合物亦 可。其他聚合物的適宜示例爲聚醯胺酸、部分醯亞胺化的 聚醯胺酸及聚醯亞胺,該些混合物亦可。使用其他聚合物 時,其適宜的含量比例以液晶配向劑所含聚合物全量爲基 準爲1〜99重量%。該比例的較佳範圍爲5〜95重量%, 更佳範圍爲10〜90重量%。 液晶配向劑中聚合物全量的適宜比例相對於液晶配向 劑的全重量爲1〜20重量%。該範圍的較佳範圍爲3〜10 重量%。藉由使用含有該濃度範圍聚合物的液晶配向劑製 成液晶配向膜,可得到配向性沒有損害,不易發生上述顯 示凌亂的液晶顯示元件。 49 200535120 16133pif.doc 本發明的液晶配向劑,爲改善液晶配向膜於玻璃基板 的密接性,可以添加有機矽化合物。該有機矽化合物的示 例爲氨丙基三甲氧基矽烷、氨丙基三乙氧基矽烷、乙烯基 三甲氧基矽烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基矽 烷、N_(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧 基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-脫水甘油 基_丙基三甲氧基矽烷、3-脫水甘油基丙基甲基二甲氧基矽 烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、二甲基聚矽氧 烷、聚二甲基矽氧烷及聚二苯基矽氧烷。該有機矽化合物 的添加比例爲相對於液晶配向劑所含聚合物的0.01〜5重 量%,0.1〜3重量%爲佳。 本發明的液晶配向膜,在幾乎全部液晶顯示元件中皆 可奏效。應用於要求高電壓保持率的TFT用液晶顯示元件 時,確認具有明顯的防止燒灼、不致發生配向不良等本發 明效果。應用於TFT用液晶顯示元件、IPS方式的液晶顯 示元件、TN方式的液晶顯示元件、0CB方式的液晶顯示 元件及VA方式的液晶顯示元件中任一情形時,可賦予各 顯示方式以適當的預傾角。 本發明液晶配向膜的製造方法的示例如下所示。即, 本發明的液晶配向劑經毛刷塗法、浸漬法、旋轉法、濺射 法、噴墨法或印刷法等塗布於帶有透明電極的玻璃基板 上,接著,該玻璃基板的溫度升至50〜150°C,較佳爲80 〜120°C,使溶劑蒸發。其後,藉由升溫至150〜400X:, 較佳爲180〜280°C ’於該玻璃基板上形成聚合物薄膜。藉 50 200535120 16133pif.doc 由以布等沿一個方向摩擦該膜表面,得到本發明的液晶配 向膜。 賦予聚合物薄膜液晶配向能的其他方法的示例爲以直 線偏$紫外線或雷射光照射玻璃基板上塗布的感光性聚合 物薄te的方法。由於基板上的薄膜不與其他部件接觸,該 方、法具有不產生靜電及雜質混入的優點。 爲獲得該些感光性聚合物薄膜,使用式(1)中R1、X1 及X2的至少一個爲含有_c=c_基的二胺作爲原料爲佳。χ1 及χ2的至少一個爲含有-C=c-基的二胺(1)爲特佳。具體而 曰’爲⑴1 5)、(11-6)、(11-9)、(11-12)、(11-15)、(11-21)、(11-29)、 (Π-34)、(Π·38)、(II-40)、(III-5)、(IV-4)及(IV-8)。該些中 較佳的示例爲(ΙΙ-9)、(11-12)、(11-15)、(11-38)、(11-40)、 (ΙΙΙ-5)、及,特佳的示例爲、(Π-15)、(Π-38)及 (IV-4) 〇 其中’將本發明的液晶配向劑塗布於帶有透明的玻璃 基板之前’該玻璃基板若經矽烷耦合劑處理,則該玻璃基 板表面上所形成的液晶配向膜與基板的接著性提升。 本發明的液晶顯示元件中使用任何液晶組成物皆可。 本發明的液晶配向膜適於製作TFT裝置。含本發明液晶配 向膜的TFT裝置中特別適宜使用含有曾記載於專利第 3086228號公報、專利26355435號公報、特表平5〜501735 號公報、特開2001〜48822號公報、特開2001〜192657 號公報劑特開平9〜255956號公報的、末端帶有-〇CF3基 的化合物或含1〜3個或以上氟原子的化合物等,具有高電 200535120 16133pif.doc 壓保持率的氟系液晶組成物。 【實施例】 以下具體示例本發明的二胺合成實施例、使用該二胺 的聚醯胺酸的合成實施例及使用該聚醯胺酸的液晶配向膜 的實施例,然而本發明並不限定於該些實施例。首先,說 明實施例中使用的液晶顯示元件的評價法。物性値的測定 依照日本電子機械工業標準(Standard of Electronic Industries Association of Japan)、EIAJ.ED-2521A 中記載的 方法、或其改進方法而實施。實施例中的各物性的測定値 皆爲25°C下的値。 (1) 預傾角 藉由晶體旋轉法測定。測定所用光的波長爲589nm。 (2) 殘留電荷(燒灼) 藉由「三宅他、信學技報、EID91-111, pl9」中記載 的方法測定殘留電荷。該殘留電荷作爲燒灼的指標。總之, 殘留電荷越多越容易燒灼。測定時使液晶盒上重疊施加 5〇mV,1kHz的交流及頻率〇·〇〇36Ηζ的土 10V的重疊三角波 的交流電壓。 (3) 電壓保持率 藉由「水嶋他,第I4回液晶討論會預稿集P78」中 記載的方法進行。測定所用的交流脈衝電壓爲柵幅69以、 頻率30Hz、波高±4.5V。 (4) 來自密封材的液晶配向膜雜質吸附(Vth凌亂) 52 200535120 16133pif.doc 於液晶盒施加電壓、進行顯示時,目視觀察顯示不良 的部分。 【實施例1】 <化合物(1-1)的合成>
(1-1) 三口燒瓶中加入4-硝基苯甲醯氯(20g,220mm〇l),安 裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於DMF(200ml) 中。將N-甲基-4-硝基苯胺(15g,200mmol)溶解於 DMF(200ml)與吡啶(40ml)的混合溶劑中所得的溶液緩慢 滴入上述燒瓶內。氮氣環境下,8(TC加熱攪拌8小時。放 冷後,將反應液投入水(200ml)中,以二氯甲烷(300ml)萃 取。有機層以水(300ml)洗滌2次後,加入無水硫酸鎂(30g) 使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶 劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到4,4’-二硝基-N-甲基苯甲醯苯胺。(收量32g,收率53%) 所得的4,4’-二硝基-N-甲基苯甲醯苯胺(30g,lOOmmol) 溶解於DMF(400ml)中,加入鈀/碳粉末(3.0g),氫壓800kPa 下,40°C攪拌12小時。去除鈀/碳粉末,減壓蒸餾去除溶 劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=1〇 : 1)分離精製,所得的 粗結晶以乙醇重結晶,得到4,4’-二氨基-N-甲基苯甲醯苯 53 200535120 16133pif.doc 胺。(收量23g,收率91%) H-NMR(ppm): 2.78 (s,wH3, 3H),3 74(br、s,-NH2, 4H),6-44_7.70(m,arm,H,8H) 【實施例2】 <化合物(1-3)的合成> h2n-^^c; C3H7 燒瓶中加入4_溴硝基苯(20g,100mm〇l),溶解於 NMP(50ml)中。其中滴入正丙基胺(12g,2〇〇mm〇1),氯氣瓌 境下,l5〇°C加熱攪拌8小時。放冷後,將反應液投入水中’ 以甲苯(3〇Oml)萃取。有機層以水(3〇〇ml)洗滌2次後,加 入無水硫酸鎂(3〇g)使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂 後、減壓蒸餾去除溶劑。所得的粗結晶以庚烷重結晶、得 到N-正丙基硝基苯胺。(收量16g,收率76%) 三口燒瓶中加入4-硝基苯甲醯氯(15g,80mmol),安裝 溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於DMF(1 50ml)中。 將所得的N-正丙基-4-硝基苯胺(l〇g,70mmol)溶解於 DMF(150ml)與吡啶(30ml)的混合溶劑中所得的溶液緩慢 滴入上述燒瓶內。氮氣環境下,8〇°C加熱攪拌8小時。放 冷後,將反應液投入水(200ml)中,以二氯甲烷(3〇〇ml)萃 取。有機層以水(300ml)洗滌2次後’加入無水硫酸鎂(3〇g) 200535120 16133pif.doc 使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶 劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到4,4’-二硝基-N-正丙基苯甲醯苯胺。(收量14g,收率61%) 所得的4,4’-二硝基-N-正丙基苯甲醯苯胺(13g, 40mmol)溶解於DMF(200ml)中,加入鈀/碳粉末(1.5g),氫 壓800kPa下,40°C攪拌12小時。去除鈀/碳粉末,減壓蒸 餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=10: 1)分離精製, 所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到4,4’-二氨基-N-正丙基 苯甲醢苯胺。(收量10g,收率89%) iH-NMR^ppm): 0.96 (t,-CH3,3H)、1·63 (m,-CH2-, 2H)、3·20 (m,-CH2-,2H)、3.74(br、s,-NH2,4H)、 6.44-7.70(m,arm,H,8H) 【實施例3】 <化合物(1-7)的合成>
ch3 (1-7) 燒瓶中加入2,3,5,6-四氟-4-氨基苯甲酸(25g, 120mmol),溶解於甲苯(100ml)中。加入亞硫醯氯(45ml)及 數滴DMF加熱回流6小時。放冷後,減壓蒸餾去除溶劑 及未反應的亞硫醯氯。得到2,3,5,6-四·_4-氨基苯甲醯 氯。(收量27g,收率96%) 55 200535120 16133pif.doc 三口燒瓶中加入所得的2,3,5,6-四氟-4-氨基苯甲酸氣 (25g,l2〇mmol),安裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗使 溶解於DMF(200ml)中。將N-甲基-4-硝基苯胺(l7g’ llOmmol)溶解於DMF(200ml)與吡啶(50ml)的混合洛劑中 所得的溶液緩慢滴入上述燒瓶內。氮氣環境下,8〇°C加熱 攪拌8小時。放冷後,將反應液投入水(200ml)中,以二氯 甲烷(300ml)萃取。有機層以水(300ml)洗滌2次後,加入 無水硫酸鎂(30g)使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、 減壓蒸餾去除溶劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得 到1-氨基_6-硝基-2,3,9,10-四氟*^-甲基苯甲醯苯胺。(收量 22g,收率 53% ) 所得的1-氨基-6-硝基-2,3,9,10-四氟-:^-甲基苯甲醯苯 胺(2〇g,60mmol)溶解於DMF(300ml)中,加入鈀/碳粉末 (2-〇g) ’氫壓SOOkPa下,40°C攪拌12小時。去除鈀/碳粉 末,減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷··甲醇=10 ·· 1)分離精製,所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到4,4,-二氨 基-N_丁基苯甲醯苯胺。(收量Hg,收率92%) lH_NMR(ppm): 2.78(s,=N-CH3, 3H)、3.74(br、s,-NH2, 4H),4.08 (br、s,-NH2, 2H)、6.44-7.39(m,arm,H,8H) 【實施例4】 <化合物(1-21)的合成> 56 200535120 16133pif.doc C3H7
NH; (1-21) 燒瓶中加入依照特開平10〜251186號公報記載的方 法合成的4-(4-(4-正丙基環己基)環己基)溴苯(34g, 90mmol)、4-硝基苯胺(38g,270mmol)、叔丁氧基鈉(34g, 360mmol)、三(二节叉丙酮 benzylideneacetone)钯(1.6g, 1.8mmol)及2-(二叔丁基膦基)聯苯(l.Og,3.6mmol),溶解於 甲苯。氮氣環境下,80°C加熱攪拌12小時。放冷後,將反 應液投入水(4〇Oml)中,以甲苯(500ml)萃取。有機層以飽 和氯化銨水溶液(500ml)洗滌2次、接著以水(500ml)洗滌2 次後’加入無水硫酸鎂(50g)使之乾燥。藉由過濾去除無水 硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(甲苯)分離精製, 所得的粗結晶以甲苯重結晶,得到N-(4-(4-(4-正丙基環己 基)環己基)本基硝基苯胺。(收量28g,收率73%) 二口燒瓶中加入‘硝基苯甲醯氯(15g,80mm〇1),安裝 溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於DMF(3〇〇ml)中。 將所得的N-(4-(‘(t正丙基環己基)環己基)苯基)-4-硝基 本胺(28g,6〇mm〇l)溶解於DMF(2〇〇mi)與吡啶(4〇mi)的混 合溶劑中所得的溶液緩慢滴入上述燒瓶內。氮氣環境下, 57 200535120 16133pif.doc 8〇°C加熱攪拌8小時。放冷後,將反應液投入水(3〇〇ml)中,' 以二氯甲烷(50〇ml)萃取。有機層以水(500ml)洗滌2次後, 加入無水硫酸鎂(5〇g)使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂 後、減壓蒸餾去除溶劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、 得到4,4’-二硝基-N-(4-(4-(4-正丙基環己基)環己基)苯基) 苯甲醯苯胺。(收量24g,收率68%) 所得的4,4’-二硝基-N-(4-(4-(4-正丙基環己基)環己基) 苯基)苯甲醯苯胺(24g,40mmol)溶解於DMF(300ml)中,加 I 入鈀/碳粉末(2.4g),氫壓800kPa下,40°C攪拌12小時。 去除鈀/碳粉末,減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷: 甲醇二10 : 1)分離精製,所得的粗結晶以乙醇重結晶,得 到4,4’-二氨基-N-(4-(4-(4-正丙基環己基)環己基)苯基)苯 甲醯苯胺。(收量19g,收率94%) 1H-NMR(pPm): l.〇3(t, -CH3? 3H)^ 1.28-1.73 (m, -CH2-9 cyC.hex.-CH2-,-CH-,23H)、2.83(m,-CH-,lH)、3.84(br、 s,-NH2, 4H)、6.38-7.98(m,arm,H,8H) i 【實施例5】 <化合物(Π-7)的合成>
2_(4-硝基苯基)丙酸(25§,130mm〇l)溶解於甲苯(100ml) 58 200535120 16133pif.doc 中。加入亞硫醯氯(45ml)及數滴E>MF加熱回流6小時。 放冷後,減壓蒸餾去除溶劑及未反應的亞硫醯氯。得到 2-(4-硝基苯基)丙醯氯。(收量26g ’收率95%) 燒瓶中加入4-溴硝基苯(2〇g,100mmoD,溶解於 NMP(5 0ml)中。其中滴入丙基胺(12心200mm〇l) ’氮氣環境 下,150°C加熱攪拌8小時。放冷後,將反應液投入水中, 以甲苯(300ml)萃取。有機層以水(300ml)洗滌2次後’加 入無水硫酸鎂(3〇g)使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂 後、減壓蒸餾去除溶劑。所得的粗結晶以庚烷重結晶、得 到N-丙基-4-硝基苯胺。(收量I5g ’收率83%) 三口燒瓶中加入所得的2-(心硝基苯基)丙醯氯(19§, 90mmol),安裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗’使之溶解於 DMF(200ml)中。將所得的N-丙基-心硝基苯胺(15§,80mmo1) 溶解於〇乂?(20〇1111)與吡啶(5〇1111)的混合溶劑中所得的溶 液緩慢滴入上述燒瓶內。氮氣環境下’ 80°CW熱攪拌8小 時。放冷後,將反應液投入水(200ml)中,以二氯甲烷(300ml) 萃取。有機層以水(300ml)洗滌2次後,加入無水硫酸鎂(30g) 使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶 劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到2,N-二-(4-硝 基苯基)-N-丙基丙酿胺。(收量21g,收率66%) 所得的2,Ν·二_(4_硝基苯基)_N•丙基丙醯胺(2lg, 6〇mmol)溶解於DMF(3〇〇ml)中,加入鈀/碳粉末(2.〇g),氫 壓SOOkPa下,4〇°C攪拌12小時。去除鈀/碳粉末,減壓蒸 餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=丨〇 :丨)分離精製, 59 200535120 所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到2,N- — -(4-氣基苯基)-N-丙基-丙醯胺。(收量17g,收率93%) ^-NMRCppm): 1.52(d,-CH3,3H)、2.78(s,=N-CH3, 3H)、3·74 (br、s,-NH2, 4H)、3.79(m,-CH-,1H)、6.41-6.87(m, arm,H,8H) 【實施例6】 <化合物(Π-9)的合成> h3c — h2n~^)^^ (n·9) % 4-硝基苯丙烯酸(25g,130mmol)溶解於甲苯(100ml) 中。加入亞硫醯氯(45ml)及數滴DMF加熱回流6小時。 放冷後,減壓蒸餾去除溶劑及未反應的亞硫醯氯。得到4-硝基苯丙烯醯氯。(收量25g,收率93%) φ 三口燒瓶中加入所得的4-硝基苯丙烯醯氯(25g, 120mmol),安裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於 DMF(200ml)中。將N-甲基-4-硝基苯胺(17g,llOmmol)溶解 於DMF(200ml)與吡啶(50ml)的混合溶劑中所得的溶液緩 慢滴入上述燒瓶內。氮氣環境下,80°C加熱攪拌8小時。 放冷後,將反應液投入水(2〇〇ml)中,以二氯甲烷(300ml) 萃取。有機層以水(300ml)洗滌2次後,加入無水硫酸鎂(30g) 使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶 200535120 16133pif.doc 劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到N-甲基-3,N-二(4-硝基苯基)丙烯醯胺。(收量22g,收率60%) 燒瓶中所得的N-甲基-3,N-二(4-硝基苯基)丙烯醯胺 (22g,70mmol)及鐵粉(12g,210mmol)溶解於乙醇(200ml) 中。氮氣環境下加熱回流,滴下鹽酸(15ml)與乙醇(50ml) 的混合溶液,繼續加熱回流6小時。過濾去除鐵粉後,濾 液中加入15%氫氧化鈉水溶液,使反應混合溶液呈中性。 放冷後,以二氯甲院(300ml)萃取,有機層以水(300ml)洗 ^ 滌2次後,加入無水硫酸鎂(30g)使之乾燥。藉由過濾去除 無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷: 甲醇=10 : 1)分離精製,所得的粗結晶以乙醇重結晶,得 到N-甲基-3,N-二(4-氨基苯基)丙烯醯胺。(收量17g,收率 91%) W-NMR^ppm): 2.69(s,=N-CH3,3H)、3.79(m,-CH-, lH)、3.88(br、s,-NH2, 4H)、6.44-7.39(m,arm,H,8H)、6.84(s, -CH=,1H)、7.55(s,-CH=,1H) 【實施例7】 <化合物(Π-10)的合成> h3c — h2n-^^^ /Χν_^}^νη2 (ii-io) % 三口燒瓶中加入4-硝基桂皮酸(27g,130mmol),安裝 61 200535120 16133pif.doc 溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於DMF(lOOml)中。 將N-甲基-4-硝基苯胺(20g,130mmol)溶解於DMF(200ml) 與吡啶(15ml)的混合溶劑中所得的溶液緩慢滴入上述燒瓶 內。氮氣環境下,80°C加熱攪拌8小時。放冷後,過濾反 應溶液,所得的結晶以純水(150ml)洗滌。所得的粗結晶以 DMF重結晶、得到N-甲基-4,4’-二硝基桂皮酸醯苯胺。(收 量2 1 g,收率61 % ) 所得的N-甲基-4,4’-二硝基桂皮酸醯苯胺(21g, 79mmol)溶解於DMF(400ml)中,加入鈀/碳粉末(2.1g),氫 壓800kPa下,40°C攪拌12小時。去除鈀/碳粉末,減壓蒸 餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=10: 1)分離精製, 所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到N-甲基-3,N-二(4-氨基 苯基)丙醯胺。(收量19,收率87%) ^-NMRippm): 2.31(t,-CH2-,3H)、2.78(t,-CH2-, 3H)、3.19(s,-CH3,3H)、3.56(br、s,-NH2,2H)、3.74(br、 s,-NH2, 2H)、6.56-6.64(m,arm,H,4H)、6.79-6.87(m,arm, H,4H) 【實施例8】 <化合物(IV-3)的合成>
C7H15 62 200535120 16133pif.doc 燒瓶中加入4-氨基-4’-硝基聯苯(25g,115mmol),溶解 於NMP(50ml)中。其中滴入正庚基胺(12g, 200mmol),氮 氣環境下,150°C加熱攪拌8小時。放冷後,將反應液投入 水中,以甲苯(3〇〇ml)萃取。有機層以水(300ml)洗滌2次 後,加入無水硫酸鎂(30g)使之乾燥。藉由過濾去除無水硫 酸鎂後、減壓蒸餾去除溶劑。所得的粗結晶以庚院重結晶' 得到4-(N-正庚基氨基)-4,-硝基聯苯。(收量32g ’收率87 %) 三口燒瓶中加入4-硝基苯甲醯氯(l〇g,ll〇mmol),安 裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於DMF(2GGml) 中。將所得的4-(N-正庚基氨基)-4,-硝基聯苯(32g, 1 OOmmol)溶解於DMF(200ml)與吡啶(40ml)的混合溶劑中 所得的溶液緩慢滴入上述燒瓶內。氮氣環境下’ 8〇°C加熱 攪拌8小時。放冷後,將反應液投入水中,以二氯甲烷 (300ml)萃取。有機層以水(3〇〇ml)洗滌2次後’加入無水 硫酸鎂(30g)使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓 蒸餾去除溶劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到N_ 正庚基-4-硝基苯基-N-(4-(4-硝基聯苯基))苯甲醯胺。(收量 26g,收率 55%) 所得的N-正庚基-4-硝基苯基-N-(4-(4-硝基聯苯基))苯 甲醯胺(26g,70mmol)溶解於DMF(300ml)中,加入鈀/碳粉 末(2.6g),氫壓800kPa下,40°C攪拌12小時。去除鈀/碳 粉末,減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=10 : 1)分離精製,所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到N_正庚基 63 200535120 16133pif.doc -4-氨基苯基-N-(4-(4-氨基聯苯基))苯甲醯胺。(收量26g, 收率9〇%) ^-NMRCppm): 0.96(t? -CH3, 3H) ^ 1.29-1.57(m9 -CH2-? 10H)、3.20(d,=N-CH2-,2Η)、3·81 (br、s,-NH2, 4H)、3.79(m, -CH_,1H)、6.52-7.70(m,arm,H,12H) 【實施例9】
<化合物(II-17)的合成>
4-(4-硝基苯基)丁酸(25g,120mm〇l)溶解於甲苯(100ml) 中。加入亞硫醯氯(45ml)及數滴DMF加熱回流6小時。 放冷後,減壓蒸餾去除溶劑及未反應的亞硫醯氯。得到 4-(4-硝基苯基)丁醯氯。(收量27g,收率93%) # 三口燒瓶中加入所得的4-(4-硝基苯基)丁醯氯(27g, 120mmol),安裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於 DMF(200ml)中。將N-甲基-4-硝基苯胺(17g,llOmmol)溶解 於DMF(200ml)與吡啶(40ml)的混合溶劑中所得的溶液緩 慢滴入上述燒瓶內。氮氣環境下,80°C加熱攪拌8小時。 放冷後,將反應液投入水(2〇〇ml)中,以二氯甲烷(300ml) 萃取。有機層以水(300ml)洗滌2次後,加入無水硫酸鎂(30g) 使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶 64 200535120 16133pif.doc 劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到N-甲基-4,N-二(4-硝基苯基)丁醯胺。(收量23g,收率61%) 所得的N·甲基-4,N-二(4-硝基苯基)丁醯胺(23g, 65mmol)溶解於DMF(300ml)中,加入鈀/碳粉末(2.3g),氫 壓800kPa下,40°C攪拌12小時。去除鈀/碳粉末,減壓蒸 餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=10: 1)分離精製, 所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到N-甲基-4,N-二(4-氨基 苯基)丁醯胺。(收量17g,收率94%) 1H-NMR(ppm): 2.01-2.55(m? -CH2-, 6H)、2.73(s, =N-CH3, 3H)、3.98(br、s,-NH2, 4H)、6.41-6.87(m,arm, H, 8H)
【實施例10】 <化合物(11-39)的合成>
燒瓶中加入6-溴-2-萘酸(25g,lOOmmol)、4-溴苯基硼 酸(24g,120mmol)、碳酸鈉(22g,200mmol)及銷/碳粉末 (2.5g),使其溶解於300ml甲苯:solmix :水=1 : 1 : 1混 合溶劑中。氮氣環境下,加熱回流攪拌8小時。放冷後, 將反應液投入水(300ml)中,以甲苯(300ml)萃取。有機層 以水(300ml)洗滌2次後,加入無水硫酸鎂(30g)使之乾燥。 藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶劑。經層析 65 200535120 16133pif.doc 法(甲苯:乙酸乙酿=1 : 1)分離精製,所得的粗結晶以甲 苯重結晶,得到溴苯基)-2-萘酸。(收量25g,收率77 %) 所得的6-(4-溴苯基萘酸(25g,80mmol)溶解於甲苯 (100ml)中。加入亞硫醯氯(45ml)及數滴DMF加熱回流6 小時。放冷後,減虜蒸飽去除溶劑及未反應的亞硫醯氯。 得到6-(4-溴苯基)-2-萘醯氯。(收量24g,收率89%) 三口燒瓶中加入所得的6-(4_溴苯基)_2_萘醯氯(24g, ® 7〇mm〇l),安裝溫度計、冷卻管及滴下漏斗,使之溶解於 DMF(200ml)中。將N-甲基-4-硝基苯胺(9g,60匪。1)溶解於 01^(10〇1111)與卩比[1定(2〇1111)的混合丨谷劑中所得的溶液緩慢 滴入上述燒瓶內。氮氣環境下’ 80°CW熱攪拌8小時。放 冷後,將反應液投入水(200ml)中,以二氯甲烷(300mi)萃 取。有機層以水(3 0 〇1111)洗滌2次後’加入無水硫酸錶(3 〇 g) 使之乾燥。藉由過濾去除無水硫酸鎂後、減壓蒸飽去除溶 劑。所得的粗結晶以乙酸乙酯重結晶、得到6-(4-溴苯基)-2-• 萘酸甲基-(4-硝基苯基)醯胺。(收量21g,收率64%) 燒瓶中加入所得的6-(4-溴苯基)_2_萘酸甲基-(4-硝基 苯基)醯胺(21g,45mm〇l)、二苯甲基胺(26g,135mmol)、 叔丁氧基鈉(17g,180mm〇l)、三(二苄叉丙酮)鈀(0.8g, 0.9mmol)及2-(二叔丁基膦基)聯苯(〇.5g,1.8mmol),溶解於 甲苯。氮氣環境下,80°C加熱攪拌12小時。放冷後,將反 應液投入水(2〇〇ml)中,以甲苯(300ml)萃取。有機層以飽 和氯化銨水溶液O〇0ml)洗滌2次、接著以水(3()()ml)洗滌2 66 200535120 16133pif.doc 次後,加入無水硫酸鎂(30g)使之乾燥。藉由過濾去除無水 硫酸鎂後、減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(甲苯)分離精製, 所得的粗結晶以甲苯重結晶,得到6-(4-二苯甲基氨基苯 基)-2-萘酸甲基-(4-硝基苯基)醯胺。(收量22g,收率84 %) 所得的6-(4-二苯甲基氨基苯基)-2-萘醯甲基-(4-硝基 苯基)胺(22g,40mm〇l)溶解於DMF(300ml)中,加入鈀/碳粉 末(2.2g),氫壓800kPa下,40t攪拌12小時。去除鈀/碳 粉末,減壓蒸餾去除溶劑。經層析法(二氯甲烷:甲醇=10 : 1)分離精製,所得的粗結晶以乙醇重結晶,得到6-(4-氨基 苯基)-2-萘酸甲基-(4-氨基苯基)醯胺。(收量15g,收率92 %) iH-NMR^ppm): 2.81(s,=N-CH3, 3H)、3.75(br、s,-NH2, 4H)、6.52-8.56(m,arm,H,14H) 【實施例Π】 <聚醯胺酸的配製> 於燒瓶中加入實施例1中合成的化合物(1-1)(3.2g, 13mmol),使其溶解於NMP(50g)中。該溶液中加入1,2,4,5-苯四羧酸二酐(PMDA,1.5g,6.5mmol)及環丁四羧酸二酐 (CBDA,1.3g,6.5mmol),氮氣環境、室溫下攪拌12小時。 該反應液中加入乙二醇丁醚(BC,44g),進一步於氮氣環 境、室溫下攪拌2小時,得到6重量%聚醯胺酸溶液。以 該溶液作爲液晶配向劑A。 67 200535120 16133pif.doc 【實施例12】 <聚醯胺的配製> 於燒瓶中加入實施例1中合成的化合物(1-1)(6.0g, 25mmol)、對苯二甲酸(4.1g,25mmol)、口比D定(lml)及亞硫醯 氯(6.0g,140mmol),使其溶解於NMP(200ml)中。該溶液中 滴入亞磷酸三苯基酯(19g,60mmol),氮氣環境下100°C攪 拌4小時。放冷後,將該反應混合溶液投入甲醇中、使聚 合物再沉澱,過瀘分離得到粗產物。該粗產物2次以水 (500ml)、1次以曱醇分別煮沸30分鐘洗滌。真空乾燥8 小時、得到l〇g聚醯胺。該聚醯胺的重量平均分子量約爲 85,000 〇 【實施例13】 <聚甲醯胺的配製> 於燒瓶中加入實施例11中聚醯胺(log),使其溶解於 NMP(150ml)中。該溶液中滴入甲氧基鈉(2.6g,50mmol), 室溫下攪拌3小時。該溶液中加入碘化甲基(8.4g, 60mmol),繼續於室溫下攪拌2小時。將該反應混合溶液 投入水中、使聚合物再沉澱,過濾分離得到粗產物。該粗 產物2次以水(1L)分別煮沸30分鐘洗滌。進一步以水-異 丙醇混合溶劑(重量比1 : 1,500ml)洗滌1次。120°C真空 乾燥9小時、得到8.0g聚甲醯胺。該聚甲醯胺作爲聚醯胺 A。該聚甲酿胺的重量平均分子量約爲55,000。進而,由 68 200535120 16133pif.doc NMR測定結果確認醯胺中氫的甲基取代率爲100%。 【實施例14〜24及比較例1〜2】 除以表中的化合物替代二胺,其使用量爲13mmol之 外,以實施例10記載的方法爲基準配製配向劑。其中,爲 使各配向劑中聚合物濃度爲6重量%,調整BC的添加量。 <表1〉
配向劑名稱 二胺 Pw 實施例10 配向劑A 1-1 75,000 實施例13 配向劑B 1-3 68,000 實施例14 配向劑C 1-7 70,000 實施例15 配向劑D 1-16 64,000 實施例16 配向劑E 1-21 45,000 實施例17 配向劑F ΙΙ-7 80,000 實施例18 配向劑G ΙΙ-9 52,000 實施例19 配向劑Η IV-3 64,000 實施例20 配向劑I 11-17 48,000 實施例21 配向劑J 11-24 70,000 實施例22 配向劑Κ I-1(20)+DDM(80) 63,000 比較例1 配向劑L DBA 66,000 比較例2 配向劑Μ DDM 92,000 (注1)DBA爲4,4’-二氛基苯甲醯胺。 (注2)DDM爲4,4’-二氨基二苯基甲烷。 69 200535120 16133pif.doc (注3)實施例22中二胺欄內括弧內的數字表示以二胺總量 爲基準的莫耳%。即,該實施例中N-取代醯胺基相對於醯 亞胺基的莫耳比爲0.1。 【實施例25】 燒瓶中加入配向劑A(20g),加入NMP(lOg)及 BC(10g),氮氣環境、室溫下攪拌2小時,得到聚合物濃度 約3重量%的溶液。於設置有ITO電極的透明玻璃基板的 單面上滴加該溶液,經旋轉法塗布(25OOrpm,15秒)。塗布 後80°C放置5分鐘、使溶劑蒸發,其後於烘箱中250t進 行加熱處理30分鐘,形成膜厚60nm的薄膜。 藉由摩擦處理該膜面製成液晶配向膜,按照摩擦方向 逆平行而貼合2枚液晶配向膜,組成盒厚20μηι的液晶盒。 該盒中注入液晶組成物A,110°C進行30分鐘等向性處理, 冷卻至室溫,得到液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘留 電荷爲25°C 0.082V; 30Hz及0·3Ηζ電壓保持率分別爲 98.2%及93.5%。預傾角爲1.1度。進而,該液晶顯示元件 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲1.1度。 200535120 16133pif.doc
〈液晶組成物A〉 F
17 wt%
17wt% 16 wt% 10wt%
5 wt% 10 wt%
6wt%
F
【實施例26】 6wt% 13wt% 除使用配向劑B替代配向劑A之外,以實施例25記 71 200535120 16133pif.doc 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘 留電荷爲25°C 0.079V ; 30Hz及0.3Hz電壓保持率分別爲 98.5%及93.9%。預傾角爲1」度。進而,該液晶顯示元件 於U0°C加熱20小時後的預傾角爲1.1度。 【實施例27】 除使用配向劑C替代配向劑A之外,以實施例25記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘 留電荷爲25°C 0.083V ; 30Hz及0.3Hz電壓保持率分別爲 99.0%及94.2%。預傾角爲1.3度。進而,該液晶顯示元件 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲1.3度。 【實施例28】 除使用配向劑G替代配向劑A之外,以實施例25記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘 留電荷爲25°C 0.092V ; 30Hz及0.3Hz電壓保持率分別爲 99.2%及94.5%。預傾角爲1.2度。進而,該液晶顯示元件 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲1.2度。 【實施例29】 除使用配向劑Η替代配向劑A之外,以實施例25記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘 留電荷爲25°C 0.089V ; 30Hz及0·3Ηζ電壓保持率分別爲 99.5%及95.1%。預傾角爲1.1度。進而,該液晶顯示元件 72 200535120 16133pif.doc 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲1.1度。 【實施例30】 除使用配向劑J替代配向劑A之外,以實施例25記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘 留電荷爲25°C 0.087V ; 30Hz及0·3Ηζ電壓保持率分別爲 98.9%及94.1%。預傾角爲1.3度。進而,該液晶顯示元件 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲1.3度。 【實施例31】 除使用配向劑K替代配向劑A之外,以實施例25記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘 留電荷爲25°C 0.084V ; 30Hz及0·3Ηζ電壓保持率分別爲 99.2%及95.0%。預傾角爲4.1度。進而,該液晶顯示元件 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲4.0度。 【實施例32】 燒瓶中加入配向劑D(4g)及配向劑N(16g),加入 NMP(lOg)及BC(10g),氮氣環境、室溫下攪拌2小時,得 到聚合物濃度約3重量%的溶液。於設置有ITO電極的透 明玻璃基板的單面上滴加該溶液,經旋轉法塗布(2500rpm, 15秒)。塗布後80°C放置5分鐘、使溶劑蒸發,其後於烘 箱中250°C進行加熱處理30分鐘,形成膜厚60nm的薄膜。 藉由摩擦處理該膜面製成液晶配向膜,按照摩擦方向 73 200535120 16133pif.doc 逆平行而貼合2枚液晶配向膜,組成盒厚20μιη的液晶盒。 該盒中注入液晶組成物A,11(TC進行30分鐘等向性處理, 冷卻至室溫,得到液晶顯示元件。該液晶顯示元件的殘留 電荷爲25°C 0.079V; 30Hz及0·3Ηζ電壓保持率分別爲 99.1%及95.7%。預傾角爲6.5度。進而,該液晶顯示元件 於ll〇°C加熱20小時後的預傾角爲6.4度。 【實施例33】 除使用配向劑F替代配向劑D之外,以實施例32記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該裝置的殘留電荷爲 25°C 〇.〇8:3V ; 30Hz及〇·3Ηζ電壓保持率分別爲98·8%及 94.9%。預傾角爲3·8度。進而,該液晶顯示元件於U〇°C 加熱20小時後的預傾角爲3·8度。 【實施例34】 除使用配向劑I替代配向劑D之外,以實施例32記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該裝置的殘留電荷爲 25°(: 0.079¥;30沿及0.3出電壓保持率分別爲98.9%及 95.0%。預傾角爲10·2度。進而,該液晶顯示元件於il〇°C 加熱20小時後的預傾角爲1〇 3度。 【實施例35】 除使用配向劑E替代配向劑D、液晶組成物B替代液 晶組成物A之外,以實施例32記載的方法爲基準製作液 74 200535120 16133pif.doc 晶顯示元件。該裝置的殘留電荷爲25°C 0.098V ; 30Hz及 0·3Ηζ電壓保持率分另丨J爲96·9%及93·4%〇預傾角爲90度。 進而,該液晶顯示元件於1 l〇t加熱20小時後的預傾角爲 90度。
75 200535120 16133pif.doc 〈液晶組成物B〉 n-CgHj n-CgH-j
Fv F Π-ΟβΗγ
〇-c2h5 η~^δΗι Π-〇3Η7 η-ΟβΗγ 〇-C2H5 n-C3H7
12 w% 11 w% 15 w% 15 w% 5 w% 6 w% 6 w% 5 w% 5 w% 6 w% 6 w% 4 w% 4 w% 76 200535120 16133pif.doc 【比較例3】 除使用配向劑Μ替代配向劑A之外,以實施例25記 載的方法爲基準製作液晶顯示元件。該裝置的殘留電荷爲 251 0.083V ; 30Hz及0·3Ηζ電壓保持率分別爲97.6%及 93.3%。預傾角爲1.2度。進而,該液晶顯示元件於110t 加熱20小時後的預傾角爲1.6度。即,由於長時間放置於 高溫下,預傾角發生變動。 W 【實施例36】 <聚合物的相溶性(1)> 燒瓶中加入配向劑A(10g)及配向劑N(90g),室溫下攪 拌1小時。所得的溶液轉移至透明玻璃容器中,-5°C的冰 箱中靜置1周,結果沒有發現該溶液混濁。 【實施例37】 <聚合物的相溶性(2)> φ 燒瓶中加入配向劑A(50g)及配向劑N(50g),室溫下攪 拌1小時。所得的溶液轉移至透明玻璃容器中,-5°C的冰 箱中靜置1周,結果沒有發現該溶液混濁。 【比較例4】 <聚合物的相溶性> 燒瓶中加入配向劑M(10g)及配向劑N(90g),室溫下攪 拌1小時。所得的溶液轉移至透明玻璃容器中,_5°C的冰 77 200535120 16133pif.doc 箱中靜置1周,結果發現該溶液混濁。 【實施例38】 燒瓶中加入配向劑G(20g),加入NMP(lOg)及 BC(10g),氮氣環境、室溫下攪拌2小時,得到聚合物濃度 約3重量%的溶液。於設置有ITO電極的透明玻璃基板的 單面上滴加該溶液,經旋轉法塗布(2500rpm,15秒)。塗布 後80°C放置5分鐘、使溶劑蒸發,其後於烘箱中25(TC進 行加熱處理30分鐘,形成膜厚60nm的薄膜。進而,使用 * 超高壓汞燈365nm左右波長的直線偏光紫外線以強度 100mJ/cm2照射上述膜表面。 該基板沿平行於紫外線偏光方向貼合,組成盒厚20μπι 的液晶盒。該盒中注入Chisso(股)製液晶JC-5006,110°C 進行30分鐘等向性處理,冷卻至室溫,得到液晶顯示元 件。目視確認液晶顯示元件的配向良好。 【實施例39】 Φ 燒瓶中加入配向劑G(20g),加入NMP(lOg)及 BC(10g),氮氣環境、室溫下攪拌2小時,得到聚合物濃度 約3重量%的溶液。於設置有ITO電極的透明玻璃基板的 單面上滴加該溶液,經旋轉法塗布(2500rpm,15秒)。塗布 後80°C放置5分鐘、使溶劑蒸發。進而,使用超高壓汞燈 365nm左右波長的直線偏光紫外線以強度lOOmJ/cm2照射 上述膜表面。照射後,於烘箱中250°C進行加熱處理30分 鐘,形成膜厚60nm的薄膜。 78 200535120 16133pif.doc 該基板沿平行於紫外線偏光方向貼合,組成盒厚20μπι 的液晶盒。該盒中注入Chisso(股)製液晶JC-5006,110°C 進行30分鐘等向性處理,冷卻至室溫,得到液晶顯示元 件。目視確認液晶顯示元件的配向良好。 【實施例40】 燒瓶中加入配向劑L(20g),加入NMP(lOg)及 ^ BC(10g),氮氣環境、室溫下攪拌2小時,得到聚合物濃度 * 約3重量%的溶液。於設置有ITO電極的透明玻璃基板的 單面上滴加該溶液,經旋轉法塗布(25OOrpm,15秒)。塗布 後80°C放置5分鐘、使溶劑蒸發,其後於烘箱中25(TC進 行加熱處理30分鐘,形成膜厚60nm的薄膜。所得的薄膜 上以蒸鍍法於6處形成直徑5mm的電極圖案,製作測定介 電常數用試樣。該試樣在頻率100kHz的頻率下、使用橫 河·惠普(股)製HP16451B電極及HP4284A精密LCR測量 器、藉由CV法測定該薄膜的介電常數爲4.4。 參 【實施例41】 除使用配向劑N替代配向劑L之外,以實施例40中 記載的方法爲基準測定介電常數爲3.5。 【實施例42】 <液晶中離子量的測定> 液晶盒的液晶中離子量(離子密度)是瞭解自配向膜向 79 200535120 16133pif.doc 液晶中流出雜質離子程度的指標。該離子密度小,則可以 認爲自配向膜向液晶中流出的雜質離子少。 實施例25中製作的液晶盒的液晶中離子量(離子密 度),依照「應用物理,第65卷,第10號,1065(1996)」 中記載的方法、使用東陽技術公司製、液晶物性測定系統 6254型,以頻率0.01Hz的三角波、於±10V的電壓範圍內 測定。其結果,該液晶盒的液晶中離子密度爲lOpC/cm2。 ^【賴例43】 除以實施例29中製作的盒替代實施例25中製作的盒 之外,以實施例42中記載的方法爲基準,測定液晶盒的液 晶中離子密度爲12pC/cm2。 【比較例5】 除以比較例3中製作的盒替代實施例25中製作的盒之 外,以實施例42中記載的方法爲基準,測定液晶盒的液晶 中離子密度爲170pC/cm2。 【圖式簡單說明】 Μ j \ \\ 【主要元件符號說明】

Claims (1)

  1. 200535120 16133pif.doc 十、申請專利範圍: 1.一種二胺,其如式(1)所示: h2n
    其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO- ' -COO或-CH=CH_取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數丨〜4的烷基、 碳數1〜4的贏代院基或碳數1〜4的院氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-0-、-S-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-0-或取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜1 〇的院基、碳數1〜1 〇的氟代院基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。 2.如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中R1爲碳數 1〜20的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉-3,7-二基、-〇-、-OCO-、-COO 200535120 16133pif.doc 或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦 可;上述1,4-亞苯基中,任意氫被氟、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉-3,7-二基、-〇-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞烷基中的任意氫 被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中的氨基苯基上結合的 -CH2-不被-0-取代;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置 爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯 環的任意氫被氟、碳數1〜5的烷基、碳數1〜5的氟代院 基或碳數1〜5的烷氧基取代亦可。 3.如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中R1爲碳數 1〜10的院基,該院基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7»» 二基、1,4-亞環己基、-0-、-OCO·、-COO 或-CH=CH-取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2個別 爲單鍵或碳數1〜10的亞院基,該亞院基中的任意_CH2-被 M-亞苯基、I,4-亞環己基、-0-或-CH=CH-取代亦可,進而 該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,χι中白勺 氨基苯基上結合的-CH2·不被-0-取代;氨基苯基中,氨基在 本環上的結合位置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對 位或間位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦 可。 4·如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中χι及χ2 82 200535120 16133pif.doc 皆爲單鍵。 5·如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中R1爲碳數 1〜10的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7-二基、1,4-亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2皆爲 單鍵;進而,氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲χΐ 結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯環的任 意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 6·如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中R1爲碳數 1〜10的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2,7-二基、1,4-亞環己基、-〇-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1爲碳數1 〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,‘ 亞環己基、-〇-或-CH=CH-取代亦可,該亞烷基中的任意氫 被氟取代亦可,該亞烷基中結合於氨基苯基上的-CH2-不被 -〇-所取代;X2爲單鍵;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合 位置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進 而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 7·如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中R1爲碳數 1〜10的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2, 二基、1,4-亞環己基、-〇-、-OCO-、_COO 或-CH=CH·取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2個別 爲碳數1〜1〇的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,‘亞 苯基、1,4-亞環己基、-0-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞 83 200535120 16133pif.doc 烷基中的任意氫被氟取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯環 上的結合位置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或 間位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 8. 如申請專利範圍第1項所述之二胺,其中R1爲碳數 1〜10的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘-2, 二基、1,4-亞環己基、-0-、-OCO-、-COO 或-CH=CH·取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1爲單鍵; X2爲碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、M-亞環己基、-0-或-CH=CH-取代亦可,進而該 亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯 環上的結合位置爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位 或間位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦可。 9. 一種聚合物,其爲二胺原料與羧酸原料反應所得到 的,其特徵在於二胺原料爲一種如式(1)所示的二胺的其中 之一或包含至少一種如式(1)所示的二胺的二胺混合物,羧 酸原料爲四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及
    〇 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 84 200535120 16133pif.doc 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-0-、-S-、-OCO·、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被_0-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基或碳數1 〜10的烷氧基取代亦可。 10.如申請專利範圍第9項所述之聚合物,其中R1爲碳 數1〜20的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、萘-2,7-二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、喹啉-3,7-二基、_0-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦 可;上述1,4-亞苯基中,任意氫被氟、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2·被1,4-亞苯基、ι,4-亞環己基、萘·2,7-二基、芴-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、唾啉-3,7-二基、-〇-或-CH=CH-取代亦可,進而該亞烷基中的任意氫 被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中的氨基苯基上結合的 -CHr不被取代;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置 85 200535120 16133pif.doc 爲X1結合位置及X2結合位置個別的對位或間位,進而苯 環的任意氫被氟、碳數1〜5的烷基、碳數1〜5的氟代烷 基、或碳數1〜5的烷氧基取代亦可。 11. 如申請專利範圍第9項所述之聚合物,其中R1爲碳 數1〜10的烷基,該烷基中的任意-CH2-被1,4-亞苯基、萘 -2,7-二基、1,4-亞環己基、-0-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意氫被氟取代亦可;X1及X2 個別爲單鍵或碳數1〜10的亞烷基,該亞烷基中的任意 ® -CH2-被1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、-Ο-、或-CH=CH-取代 亦可,進而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵 時,X1中的氨基苯基上結合的-ch2-不被-0-取代;氨基苯 基中,氨基在苯環上的結合位置爲X1結合位置及X2結合 位置個別的對位或間位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或 甲氧基取代亦可。 12. 如申請專利範圍第9項所述之聚合物,其中X1及 X2皆爲單鍵。 Φ 13.如申請專利範圍第9項所述之聚合物,其中羧酸原 料爲四羧酸二酐的至少一種。 14.如申請專利範圍第13項所述之聚合物,其中四羧 酸二酐爲自式(A1)〜(A9)中任一所示的化合物及亞萘基四 羧酸二酐中選出的至少一種: 86 200535120 16133pif.doc
    (A2)
    (A4)
    〇 η
    該些式中,環B1個別爲環己環或苯環;環B2爲環己 環、環己烯環或苯環;G1爲單鍵、碳數i〜12的亞院基、 Μ-亞苯基或1,4·亞環己基;G2爲單鍵、-Ch2-、-CH2CH2-、 -Ο-、-CO-、_S-、-SO-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,進而 G2 在 垣B1上的結合位置爲除2 -氧丙院-1,3 -二基的結合位置以外 的任意位置;X3爲單鍵或-ch2-;x4爲單鍵、-CH2-、-CH2CH2-或-CH=CH- ; R2個別爲氫、甲基、乙基或苯基;R3爲氨或 甲基。 15·如申請專利範圍第9項所述之聚合物,其中羧酸原 料爲三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二羧酸衍生物的至 少一種。 16·—種聚合物,其特徵在於以如申請專利範圍第15 87 200535120 16133pif.doc 項所述之聚合物作爲原料,其醯胺鍵結合(-CO-NH-)上的氫 被碳數1〜10的烷基取代而得到的。 17·如申請專利範圍第9項所述之聚合物,其中羧酸原 料爲四羧酸二酐的至少一種,同時還有三羧酸、二羧酸、 三羧酸衍生物及二羧酸衍生物的至少一種。 18.如申請專利範圍第17項所述之聚合物,其中四羧 酸二酐爲式(A1)〜(A9)的任一所示化合物的至少一種:
    (A1 ) 〇 〇
    (A4)
    (Α2)
    該些式中,環Β1個別爲環己環或苯環;環Β2爲環己 環、環己烯環或苯環;G1爲單鍵、碳數1〜12的亞烷基、 1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;G2爲單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、 -Ο-、-CO-、-S-、-SO-、-C(CH3)2-或/(CF^-,進而 G2 在 88 200535120 16133pif.doc 環B1上的結合位置爲除2-氧丙烷-1,3-二基的結合位置以外 的任意位置;X3爲單鍵或-CH2-;X4爲單鍵、-CH2-、-CH2CH2-或-CH=CH- ; R2個別爲氫、甲基、乙基或苯基;R3爲氫或 甲基。 19· 一種液晶配向劑,爲含有藉由一種如式(1)所示的二 胺的其中之一或包含至少一種如式(1)所示二胺的二胺混合 物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二竣 酸衍生物的至少一種反應而得到的聚合物作爲必需成分, 以及含有其他聚合物作爲任意成分的組成物,以該組成物 的全重量爲基準’作爲前述必需成分的該聚合物比例爲i 〜20重量%,作爲前述任意成分的其他聚合物的比例爲〇 〜20重量%,進而溶劑的比例爲80〜99重量% :
    〇 """ h2n ® 其中,R1爲碳數1〜3〇的烷基,該烷基中的任意-CH2- 被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-〇-、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的院基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;χΐ 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 89 200535120 16133pif.doc 環基、-Ο-、-S-、_OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,χΐ中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-0-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜1〇的烷基、碳數1〜ίο的氟代烷基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。
    20.—種液晶配向劑,爲含有藉由一種如式(1)所示的二 胺的其中之一或包含至少一種如式(1)所示二胺的二胺混合 物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二羧 酸衍生物的至少一種反應而得到含有醯胺鍵結合的聚合 物,該醯胺鍵結合的氫被碳數1〜10的烷基取代所得的聚 合物作爲必需成分,以及含有其他聚合物作爲任意成分的 組成物,以該組成物的全重量爲基準,作爲前述必需成分 的該聚合物比例爲1〜20重量%,作爲前述任意成分的其 他聚合物的比例爲0〜20重量%,進而溶劑的比例爲80〜 99重量% :
    H2Nw=\ 〒 X1—jj—N—X2 〇 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO-、-COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 200535120 16133pif.doc 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數i〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-0-、-S-、-OCO-、-COO 或-CH=CH·取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基或碳數1 〜1〇的烷氧基取代亦可。 21.如申請專利範圍第19項或第20項所述之液晶配向 劑,其中前述其他聚合物爲自聚醯胺酸、部分醯亞胺化的 聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺及聚醯胺醯亞胺選出的至少 一種。 22·—種液晶配向劑,爲含有藉由一種如式(1)所示的二 胺的其中之一或包含至少一種如式(1)所示二胺的二胺混合 物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物及二羧 酸衍生物的至少一種反應而得到的聚合物作爲必需成分’ 以及含有聚醯胺酸、部分醯亞胺化的聚醯胺酸、聚醯亞胺 或該些混合物的其他聚合物作爲任意成分的組成物’以該 組成物的全重量爲基準,作爲前述必需成分的聚合物比例 爲1〜20重量%,作爲前述任意成分的其他聚合物的比例 爲0〜20重量%,進而溶劑的比例爲8〇〜99重量% : 91 200535120 16133pif.doc
    ⑴ Η2Νχ(=\ , X1—C—N—X2 〇 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO…COO或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數i〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-0-、-S-、-OCO·、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-0-或-S-取代;氨基苯基 中’氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。 23·如申請專利範圍第22項所述之液晶配向劑,其中 不含作爲前述任意成分的其他聚合物。 24·如申請專利範圍第22項所述之液晶配向劑,其中 作爲前述必需成分的聚合物爲相對於構成其主鏈的醯亞胺 基、醯胺基及N-取代醯胺基的總和,N-取代醯胺基的莫耳 比爲0.1〜0.5的聚合物。 25·-種液晶配向膜,其特徵在於爲使用如申請專利範 92 200535120 16133pif.doc 圍第19項所述之液晶配向劑所形成的。 26. —種液晶配向膜,其特徵在於爲使用如申請專利範 圍第19項所述之液晶配向劑所形成的,藉由照射直線偏振 光賦予液晶配向能。 27. —種液晶配向膜,其特徵在於爲使用如下液晶配向 劑而形成的:含有1〜20重量%的藉由一種如式(1-1)所示 的二胺的其中之一或包含至少一種如式(1-1)所示二胺的二 胺混合物與四羧酸二酐、三羧酸、二羧酸、三羧酸衍生物 及二羧酸衍生物的至少一種反應而得到的聚合物及80〜99 重量%的溶劑,且藉由照射直線偏振光賦予液晶配向能: h2n
    R1 ^—C—N-II 〇
    (1-1) 其中,R1爲碳數1〜30的烷基,該烷基中的任意-CH2-被亞芳基、亞環己基、·〇-、-OCO-、-COO或-CH=CH-取代 亦可,進而該烷基中的任意氫被鹵素取代亦可;上述亞芳 基中,任意-CH=被-N=取代亦可,進而任意氫被鹵素、碳 數1〜4的烷基、碳數1〜4的氟代烷基、或碳數1〜4的烷 氧基取代亦可;上述亞環己基中,不相鄰的任意-CH2-被-0、 取代亦可;氨基苯基中,氨基在苯環上的結合位置爲任意, 進而苯環的任意氫被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10 的氟代烷基、或碳數1〜1〇的烷氧基取代亦可。 28.如申請專利範圍第27項所述之液晶配向膜,其中 93 200535120 16133pif.doc R1爲碳數1〜10的烷基;氨基苯基中,苯環上氨基的結合 位置爲-CH=CH-的結合位置及-^R1)-的結合位置個別的對 位或間位,進而苯環的任意氫被氟、甲基或甲氧基取代亦 可。 29.—種液晶顯示元件,其特徵在於包含如申請專利範 圍第25至28中任一項所述之液晶配向膜。
    94 200535120 • * 16133pif.doc 七、 指定代表圖: (一) 本案指定代表圖爲:無 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 無 八、 本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵 的化學式: H2NX=\ 一 馨 〇—X1-C—N—X2-<Q^nh (1) 〇 2 其中’ R1爲碳數1〜3〇的烷基,該烷基中的任意-ch2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜環基、-Ο-、 -OCO-、-coo或-CH=CH-取代亦可,進而該烷基中的任意 氫被鹵素取代亦可;上述亞苯基、亞環己基、2價的縮合環 基及2價的雜環基中,任意氫被鹵素、碳數1〜4的烷基、 碳數1〜4的氟代烷基或碳數1〜4的烷氧基取代亦可;X1 0 及X2個別爲單鍵或碳數1〜20的亞烷基,該亞烷基中的任 意-CH2-被亞苯基、亞環己基、2價的縮合環基、2價的雜 環基、-〇-、-S-、-OCO-、-COO 或-CH=CH-取代亦可,進 而該亞烷基中的任意氫被氟取代亦可;X2爲單鍵時,X1中 的氨基苯基上結合的-CH2-不被-〇-或-S-取代;氨基苯基 中,氨基在苯環上的結合位置爲任意,進而苯環的任意氫 被氟、碳數1〜10的烷基、碳數1〜10的氟代烷基、或碳 數1〜10的烷氧基取代亦可。 5
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