TWI657297B - 液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明為提供一種液晶配向劑,其係含有對於液晶配向劑之溶解性及對於液晶之溶解性為提昇的聚合性化合物,且該液晶配向劑之保存安定性為提昇。
本發明為揭示一種液晶配向劑,其係含有:〔I〕選自由下述一般式I-1~I-3(式中,Ar1~Ar3各自獨立為含有芳香族環的二價有機基且該芳香族環具至少1個鹵素取代基,n1、n2及n6各自獨立表示0~6之整數,n3、n4及n5各自獨立表示1~6之整數,R1~R3各自獨立表示氫或碳數1~4之直鏈或分支鏈之烷基)所表示的化合物所成之群之至少1種的聚合性化合物;及〔II〕選自聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之至少1個的聚合物。

Description

液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件
本發明為關於一種可使用於液晶顯示元件之製造的「液晶配向劑」,且該液晶顯示元件為在對於液晶分子外加電壓之狀態下藉由照射紫外線而製作;以及關於具有該液晶配向劑而形成的「液晶配向膜」、具有該液晶配向膜的「液晶顯示元件」。
在藉由電場使相對於基板而言呈垂直配向的液晶分子應答之方式(亦稱為垂直配向(VA)方式)的液晶顯示元件中,在該製造過程中有包含對液晶分子外加電壓之同時照射紫外線之步驟。
如此般的垂直配向方式的液晶顯示元件,已知有事先在液晶組成物中添加光聚合性化合物,並與聚醯亞胺等之垂直配向膜一起使用,藉由對液晶晶胞外加電壓之同時照射紫外線來加快液晶的應答速度之技術(參考例如專利文獻1及非專利文獻1)(PSA(Polymer sustained Alignment)型液晶顯示器)。
通常,應答於電場的液晶分子的傾斜方向, 係藉由基板上所設置的突起或顯示用電極所設置的狹縫等來控制,但認為在液晶組成物中添加光聚合性化合物,並藉由對液晶晶胞外加電壓之同時照射紫外線,由於將在液晶配向膜上形成記憶液晶分子的傾斜的方向的聚合物構造物,故與僅藉由突起或狹縫來控制液晶分子的傾斜方向之方法相比時,液晶顯示元件的應答速度將變快。
又,有報告指出,即使是使光聚合性化合物添加於液晶配向膜中而非於液晶組成物中,液晶顯示元件之應答速度亦會變快(SC-PVA型液晶顯示器)(參考例如非專利文獻2)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2003-307720號公報。
〔非專利文獻〕
〔非專利文獻1〕K.Hanaoka, SID 04 DIGEST, P.1200-1202。
〔非專利文獻2〕K.H Y.-J.Lee, SID 09 DIGEST, P.666-668。
然而,期望著更加快液晶顯示元件的應答速 度。在此,認為藉由增加光聚合性化合物的添加量,可加快液晶顯示元件之應答速度,但以往的光聚合性化合物係具有難以溶解於液晶配向劑所使用的溶劑或液晶中之性質。因此,於保存液晶配向劑之際,該光聚合性化合物將會產生析出之保存安定性之問題。又,在該製造步驟中,液晶顯示元件被曝露於溫度變化時,聚合性化合物的一部份將從液晶配向膜中溶出至液晶中,或進而在液晶中有結晶化之情形。特別是聚合性化合物之對於液晶之溶解性為低時,認為容易在液晶中引起結晶化。如此般的在液晶中之聚合性化合物的結晶化,因為成為顯示元件中之輝點源,而導致元件的顯示品質之降低。進而若未溶解的光聚合性化合物殘留時將成為雜質,故將有可能成為降低液晶顯示元件之可靠性的原因。例如在液晶顯示元件中產生烙印(burn-in)或殘影,而將降低顯示品質之可能性。
本發明之目的係解決上述以往技術之問題點。
具體的而言,本發明之目的係提供一種液晶配向劑,其係含有對於液晶配向劑之溶解性及對於液晶之溶解性為提昇的聚合性化合物,且液晶配向劑具有已提昇的保存安定性。
又,本發明之目的係提供具有該液晶配向劑所形成的液晶配向膜、具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。
本發明人發現以下之發明。
<1>.一種液晶配向劑,其係含有:〔I〕選自由下述一般式I-1~I-3(式中,Ar1~Ar3各自獨立為含有芳香族環的二價有機基且該芳香族環具至少1個鹵素取代基,n1、n2及n6各自獨立表示0~6之整數,n3、n4及n5各自獨立表示1~6之整數,R1~R3各自獨立表示氫或碳數1~4之直鏈或分支鏈之烷基)所表示的化合物所成之群之至少1種的聚合性化合物;及〔II〕選自聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之至少1個的聚合物。
<2>.如上述<1>之液晶配向劑,其中,Ar1~Ar3係以各自獨立為選自由下述式IB-1~IB-3(式中,X表示鹵素基,m1~m8各自獨立為整數,m1+m2為1以上8以下,m3+m4+m5為1以上10以下,m6+m7+m8為1以上12以 下)所成之群之二價有機基為宜。
<3>.如上述<2>之液晶配向劑,其中,式IB-1所表示的基係以下述式IB-1a所表示的為宜;前述式IB-2所表示的基係以下述式IB-2a所表示的為宜;前述式IB-3所表示的基係以下述式IB-3a所表示的為宜。
<4>.如上述<1>~<3>中任一項之液晶配向劑,其中,〔II〕聚合物係以具有(I)使液晶垂直配向之側鏈為宜。
<5>.如上述<4>之液晶配向劑,其中,〔II〕聚合物 係以進而具有(II)光反應性之側鏈為宜。
<6>.一種液晶配向膜,其係具有如上述<1>~<5>中任一項之液晶配向劑而形成。
<7>.一種液晶顯示元件,其係具有上述<6>之液晶配向膜。
依據本發明,可提供一種液晶配向劑,其係含有對於液晶配向劑之溶解性及對於液晶之溶解性為提昇的聚合性化合物,且液晶配向劑具有已提昇的保存安定性。
又,依據本發明,可提供具有該液晶配向劑所形成的液晶配向膜、具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。
〔實施發明之的最佳形態〕
以下,詳細地說明本申請案所記載之發明。
本申請案係提供一種液晶配向劑,其係含有對於液晶配向劑之溶解性及對於液晶之溶解性為提昇的聚合性化合物。
又,本申請案係提供具有該液晶配向劑所形成的液晶配向膜、具有該液晶配向膜的液晶顯示元件。
以下,依「液晶配向劑」、「具有該液晶配向劑所形成的液晶配向膜」、「具有該液晶配向膜的液晶顯示元件」之順序來做說明。
<液晶配向劑>
本申請案係提供一種液晶配向劑,其係含有對於液晶配向劑之溶解性及對於液晶之溶解性為提昇的聚合性化合物。
本申請案之液晶配向劑係含有:
〔I〕選自由下述一般式I-1~I-3所表示的化合物所成之群之至少1種的聚合性化合物;及〔II〕選自聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之至少1個的聚合物。
一般式I-1~I-3中,Ar1~Ar3各自獨立為含有芳香族環的二價有機基且該芳香族環具至少1個鹵素取代基,n1、n2及n6各自獨立表示0~6之整數,n3、n4及n5各自獨立表示1~6之整數,R1~R3各自獨立表示氫或碳數1~4之直鏈或分支鏈之烷基。
<<〔I〕聚合性化合物>>
本申請案之液晶配向劑係含有:
〔I〕選自由上述一般式I-1~I-3所表示的化合物所成之群之至少1種的聚合性化合物。
一般式I-1~I-3的Ar1~Ar3係為各自獨立,以選自由下述式IB-1~IB-3(式中,X表示鹵素基,m1~m8各自獨立為整數,m1+m2為1以上8以下,較佳為1以上4以下,m3+m4+m5為1以上10以下,較佳為1以上6以下,且m4+m5為2以下,m6+m7+m8為1以上12以下,較佳為1以上4以下)所成之群之二價基為宜。
本申請案之液晶配向劑中,聚合性化合物可為1種,因應所需亦可為多種。
相對於液晶配向劑中的固形分,聚合性化合物之量係以1~30質量%為宜,較佳為3~20質量%,又較佳以5~15質量%為宜。
作為式IB-1~IB-3所表示的二價基,具體而言可舉例有下述式所表示的基,但並非限定於此等之中。
作為式IB-1~IB-3所表示的二價基,以下的基為宜。即,式IB-1所表示的基係以下述式IB-1a所表示的基為宜;式IB-2所表示的基係以下述式IB-2a所表示的基為宜;式IB-3所表示的基係以下述式IB-3a所表示的基為宜。
<〔II〕選自聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之至少1個的聚合物>
〔II〕選自聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之至少1個的聚合物,係可使用液晶配向劑中所使用的以往周知的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺,或將來可能成為周知的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺。尚,所謂聚醯亞胺前驅物,具體而言係包含聚醯胺酸及聚醯胺酸酯之意。
〔II〕聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺係作為PSA型液晶顯示器用,以具有(I)使液晶垂直配向之側鏈為宜。
<<(I)使液晶垂直配向之側鏈>>
所謂(I)使液晶垂直配向之側鏈(以下,亦稱為側鏈A),係指相對於基板,具有使液晶分子垂直配向的能力之側鏈,且只要具有該能力其構造並無限定。作為如此般的側鏈已知例如:長鏈之烷基或氟烷基、在末端具有烷基或氟烷基的環狀基、類固醇基等,亦可合適使用在本發明中。此等之基只要具有上述之能力即可,可直接鍵結在聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺的主鏈,亦可介隔著適當的鍵 結基來鍵結。
上述側鏈A係可示例如下述式(a)所表示者。
尚,式(a)中、l、m及n分別獨立表示為0或1之整數;R1表示碳原子數2至6的伸烷基、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-,或碳原子數1至3的伸烷基-醚基;R2、R3及R4分別獨立表示為伸苯基或伸環烷基;R5表示氫原子、碳原子數2至24之烷基或含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環、或由此等所成之大環狀的取代體。
式(a)中的R1表示碳原子數2至6的伸烷基、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、或碳原子數1至3的伸烷基-醚基。其中,就合成的容易性之觀點而言,以-O-、-COO-、-CONH-、碳原子數1至3的伸烷基-醚基為較佳。
式(a)中的R2、R3及R4分別獨立表示為伸苯基或伸環烷基。就合成之容易性及使液晶垂直配向的能力之觀點而言,以下述表所表示之l、m、n、R2、R3及R4的組合為較佳。
式(a)中的R5表示氫原子或碳原子數2至24之烷基或含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環、或由此等所成之大環狀的取代體。若l、m、n的至少一個為1時,作為R5的構造較佳為氫原子或碳原子數2至14之烷基或含氟烷基,又較佳為氫原子或碳原子數2至12之烷基或含氟烷基。
又,若l、m、n都為0時,作為R5的構造較佳為碳原子數12至22之烷基或含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環、或由此等所成之大環狀的取代體,又較佳為碳原子數12至20之烷基或含氟烷基。
使液晶垂直配向的能力係因上述的側鏈A之構造而有所不同,但通常若聚合物中所含有的側鏈A的量變多時,則使液晶垂直配向的能力提高,若變少則能力下降。又,相較於長鏈烷基的側鏈A,即使含有環狀構造的側鏈A之含有量少,亦具有能使液晶垂直配向之傾向。
作為本發明所使用的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺中之側鏈A的存在量,只要前述之液晶配向膜能使液晶垂直配向的範圍內並無特別限定。但,具備前述液晶配 向膜的液晶顯示元件中,若想要更加快液晶的應答速度時,在能保持垂直配向的範圍內,側鏈A的存在量以儘可能地少為較佳。
〔II〕聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺係作為SC-PVA型液晶顯示器用,除了上述之(I)使液晶垂直配向之側鏈以外,以具有(II)光反應性之側鏈為宜。
<(II)光反應性之側鏈>
所謂光反應性之側鏈(以下,亦稱為側鏈B),係指具有藉由紫外線之照射而反應並能形成共價鍵結的官能基(以下,亦稱為光交聯基)的交聯性側鏈、或具有藉由紫外線照射而產生自由基的官能基的光自由基產生側鏈,只要具有該能力即可,其構造沒有限定。
如此般的側鏈之中,例如作為光交聯基,已知含有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、蒽基、桂皮醯基、查耳酮基(chalconyl)、香豆素基、馬來醯亞胺基、二苯乙烯基等之側鏈等,可合適使用在本發明中。又,亦可合適使用藉由紫外線照射而產生自由基的特定構造。此等之基,只要具有上述之能力即可,可直接鍵結在聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺的主鏈,也可介隔著適當的鍵結基來鍵結。
上述側鏈B係可示例為例如下述式(b-1)~(b-3)所表示者。尚,式(b-2)所表示者係含有具有桂皮醯基及甲基丙烯醯基之構造,式(b-3)所表示者係具 有藉由紫外線照射使自由基產生的構造。對於式中Ar4、Q、R6~R17、S、T1、T2隨後說明。
式(b-1)中、R6表示-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-中之任一,R7表示環狀、非取代或被氟原子取代的碳數1至碳數20的伸烷基,在此伸烷基的任意的-CH2-可被-CF2-或-CH=CH-取代,如下列舉之任一基彼此不相鄰時,亦可被該等基取代:-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、碳環、雜環。R8表示-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-NH-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、碳環、或雜環中之任一,R9表示乙烯基苯基、-CR10=CH2基、碳環、雜環或以下之式R9-1~R9-34所表示的構造,R10表示氫原子或可被氟原子取代的甲基。
式(b-1)中,R6係選自-CH2-、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、及-N(CH3)CO-的鍵結基。此等之鍵結基可以一般的有機合成的方法形成,但就合成之容易性之觀點而言,以-CH2-、-O-、-COO-、-NHCO-、-NH-、-CH2O-為較佳。
式(b-1)中,R7表示環狀、非取代或被氟原子取代的碳數1至碳數20的伸烷基,在此伸烷基的任意的-CH2-可被-CF2-或-CH=CH-來取代,如下列舉之任一基彼此不相鄰時,亦可被該等基取代:-O-、-COO-、-NHCO-、-NH-、碳環、雜環。
作為碳環、雜環,具體而言可舉例如以下般的構造,但並非限定於此等之中。
式(b-1)中,R8係選自-CH2-、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、碳環及雜環的鍵結基。其中,就合成之容易度之觀點而言,以-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、NHCO-、-NH-、碳環、或雜環為較佳。作為碳環及雜環之具體的例子係如前述般。
式(b-1)中,R9表示苯乙烯基、-CR10=CH2、碳環、雜環或上述式R9-1~R9-31所表示的構造,R10表示氫原子或可被氟原子取代的甲基。
其中,就光反應性的觀點而言,以R9為苯乙烯基、-CH=CH2、-C(CH3)=CH2或上述式R9-2、R9-12或 R9-15為又較佳。
式(b-2)中,R10表示選自-CH2-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-CO-的基。
R11係以碳數1至碳數30所形成的伸烷基、二價的碳環或雜環,且該伸烷基、二價的碳環或雜環的1個或多個氫原子,還可被氟原子或有機基取代。又,R11中,如下列舉之任一基彼此不相鄰時,-CH2-亦可被該等基取代:-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、-CO-。R12表示-CH2-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-CO-、單鍵中之任一。
R13表示桂皮醯基、查耳酮基、香豆素基等之光交聯性基。
R14係單鍵、或以碳數1至碳數30所形成的伸烷基、二價的碳環或雜環,且該伸烷基、二價的碳環或雜環的1個或多個氫原子,可被氟原子或有機基來取代。又,R14中,如下列舉之任一基彼此不相鄰時,-CH2-亦可被該等基取代:-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、-CO-。
R15表示選自丙烯醯基、甲基丙烯醯基中之任一的光聚合性基。
式(b-2)所表示的側鏈之中,作為-R13-R14-R15所表 示的基之具體例,可舉例如以下般的構造,但並非限定於此等之中。尚,下述之構造中,R表示氫原子或甲基。
式(b-3)中,Ar4表示選自伸苯基、伸萘基、伸聯苯的芳香族烴基,且於該等之中亦可以有機基取代,氫原子亦可取代成鹵素原子。
R16及R17分別獨立為碳原子數1~10之烷基、烷氧基、或苄基、苯乙基,若為烷基或烷氧基時,可以R16、R17來形成環。
T1及T2分別獨立表示為單鍵、或-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)- 或-N(CH3)CO-的鍵結基。
S表示單鍵、或非取代或被氟原子取代的碳原子數1~20的伸烷基(但伸烷基的-CH2-或-CF2-係可以被-CH=CH-任意地取代,如下列舉之任一基彼此不相鄰時,亦可被該等基取代:-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二價的碳環、二價的雜環)。
Q表示下述式(式中,R表示氫原子或碳原子數1~4之烷基,R3表示-CH2-、-NR-、-O-、-S-)所表示的構造。
式(b-3)所表示的側鏈之中,作為-Ar4-CO-CQR16R17所表示的基之具體例,可舉例如以下般的構造,但並非限定於此等之中。
側鏈B之存在量,只要可加快液晶顯示元件之液晶的應答速度之範圍內即可,並無特別限定。若想要更加快液晶顯示元件之液晶的應答速度時,在不對其他特性造成影響的範圍內,儘可能越多越好。
<聚醯亞胺前驅物>
如上述般,所謂聚醯亞胺前驅物係包含聚醯胺酸及聚醯胺酸酯之意。以下,特別對於聚醯胺酸來做詳述,但對於聚醯胺酸酯也可藉由以往周知的方法、或與後述的聚醯胺酸相同或類似的方法來調製。
<聚醯胺酸>
具有側鏈A的聚醯胺酸,係藉由在原料的二胺及四羧酸酐之中,任一者具有側鏈A、或兩者皆具有側鏈A,使該原料反應而可得到。其中,就原料合成之容易性等而言,以使用具有側鏈A的二胺化合物之方法為較佳。
具有側鏈A及側鏈B的聚醯胺酸,係藉由在原料的二胺及四羧酸酐之中,任何一者為只有具有側鏈A及側鏈B、或任何一者為只有具有側鏈A且另一者為只有具有側鏈B、任何一者為具有側鏈A及側鏈B且另一者具有側鏈A、或任何一者為具有側鏈A及側鏈B且另一方為具有側鏈B、或兩者為具有側鏈A及側鏈B,使該原料反應而可得到。其中,就原料合成之容易性等而言,以使用具有側鏈A的二胺化合物、具有側鏈B的二胺化合物、及不具 有側鏈A或側鏈B的四羧酸的方法為較佳。
以下,對於具有側鏈A的二胺化合物,接著,對於具有側鏈B的二胺化合物來做說明。
<具有側鏈A的二胺化合物>
作為具有側鏈A的二胺化合物(以下,亦稱為二胺A),可以舉例在二胺側鏈中具有烷基、含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環、或由該等所成的大環狀取代體的二胺。具體而言,可舉例具有前述式(a)所表示的側鏈的二胺。更具體而言,可舉例如下述式(1)、(3)、(4)、(5)所表示的二胺,但並非限定於此等之中。尚,對於式(1)中的l、m、n、R1~R5之定義係與前述式(a)為相同。
式(3)或式(4)中,A10各自獨立表示為-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2-、-O-、-CO-、 或-NH-,A11表示單鍵或伸苯基,a表示側鏈A,a’表示選自由烷基、含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環的任意構造之組合所成的大環狀取代體。
式(5)中,A14為可被氟原子取代的碳數3~20之烷基,A15為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,A16為氧原子、或-COO-*(但,帶有「*」的鍵結鍵與A3鍵合),A17為氧原子、或-COO-*(但,帶有「*」的鍵結鍵與(CH2)a2鍵合)。又,a1為0、或1之整數,a2為2~10之整數,a3為0、或1之整數)。
式(1)中之二個胺基(-NH2)的鍵結位置並無限定。具體而言,可舉例相對於側鏈的鍵結基為苯環上的2,3的位置、2,4的位置、2,5的位置、2,6的位置、3,4的位置、3,5的位置。其中,就合成聚醯胺酸之際的反應性之觀點而言,以2,4的位置、2,5的位置、或3,5的位置為較佳。如果進一步考慮合成二胺化合物之際的容易性,以2,4的位置、或3,5的位置為又較佳。
作為式(1)之具體的構造,可示例下述之式〔A-1〕~式〔A-24〕所表示的二胺,但並非限定於此者。
式〔A-1〕~式〔A-5〕中,A1各自獨立為碳數2以上24以下之烷基或含氟烷基。
式〔A-6〕及式〔A-7〕中,A2各自獨立表示為-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-、或-CH2OCO-,A3各自獨立為碳數1以上22以下之烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。
式〔A-8〕~式〔A-10〕中,A4各自獨立表示為-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、或表示-CH2-,A5各自獨立為碳數1以上22以下之烷基、烷氧基、含氟烷基或含氟烷氧基。
式〔A-11〕及式〔A-12〕中,A6各自獨立表示為-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-、-O-、或-NH-、A7為氟基、氰基、三氟甲烷基、硝基、偶氮基、甲醯基、乙醯基、乙醯氧基、或羥基。
式〔A-13〕及式〔A-14〕中,A8各自獨立為碳數3以上12以下之烷基,1,4-環己基的順反異構性,分別為反式異構體。
式〔A-15〕及式〔A-16〕中,A9各自獨立為碳數3以上12以下之烷基,1,4-環己基的順反異構性,分別為反式異構體。
作為式(3)所表示的二胺之具體例,可舉例下述之式〔A-25〕~式〔A-30〕(A12表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2-、-O-、-CO-、或-NH-,A13表示碳數1以上22以下之烷基或含氟烷基)所表示的二胺,但並非限定於此者。
作為式(4)所表示的二胺之具體例,可舉例下述之式〔A-31〕~式〔A-32〕所表示的二胺,但並非限定於此者。
其中,就使液晶垂直配向的能力、液晶的應答速度之觀點而言,以〔A-1〕、〔A-2〕、〔A-3〕、〔A-7〕、〔A-14〕、〔A-16〕、〔A-21〕及〔A-22〕的二胺為較佳。
上述之二胺化合物係因應作為液晶配向膜之際的液晶配向性、預傾角、電壓保持特性、蓄積電荷等之特性,亦可混合1種類或2種類以上來使用。
在使用於具有側鏈A的聚醯胺酸之合成的二 胺成分100莫耳%之中,二胺A為5-70莫耳%,較佳為10-50莫耳%,又較佳以20-50莫耳%為宜。
<具有側鏈B的二胺化合物>
作為具有側鏈B的二胺化合物(以下,亦稱為二胺B)之例,可舉例在二胺側鏈中具有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、蒽基、桂皮醯基、查耳酮基、香豆素基、馬來醯亞胺基、二苯乙烯基等之光交聯基的二胺、或具有藉由紫外線照射而產生自由基的特定構造的二胺。具體而言,可舉例具有前述式(b-1)~(b-3)所表示的側鏈的二胺。作為具體例可舉例下述之一般式(2)(式(2)中的R6、R7、R8、R9及R10之定義係與前述式(b-1)為相同)所表示的二胺,但並非限定於此者。
式(2)中之二個胺基(-NH2)的鍵結位置並無限定。具體而言,可舉例相對於側鏈的鍵結基為苯環上的2,3的位置、2,4的位置、2,5的位置、2,6的位置、3,4的位置、3,5的位置。其中,就合成聚醯胺酸之際的反應性之觀點而言,以2,4的位置、2,5的位置、或3,5的位置為較佳。如果進一步考慮合成二胺化合物之際的容易性,以2,4的位置、或3,5的位置為又較佳。
具體而言可舉例如以下般的化合物,但並非限定於此者。尚,以下的化合物中,X獨立表示為單鍵、選自由醚、苄醚、酯、醯胺及胺基所成之群的鍵結基,R表示氫原子或甲基,S1表示單鍵、或非取代或可經氟原子取代的碳原子數1~20的伸烷基。又,l、m、及n表示各自獨立、且為0至20之整數。
上述之二胺化合物係因應作為液晶配向膜之際的液晶配向性、預傾角、電壓保持特性、蓄積電荷等之特性、作為液晶顯示元件之際的液晶之應答速度等,亦可混合1種類或2種類以上來使用。
在使用於為了聚醯胺酸之合成的二胺成分100莫耳%之中,二胺B為0%以上95莫耳%以下,較佳為20-80莫耳%,又較佳以40-70莫耳%為宜。
<其他的二胺化合物>
本發明中所使用的聚醯胺酸只要無損及本發明之效果,可併用除了二胺A及二胺B以外之其他的二胺化合物來作為二胺成分。該具體例舉例如下。
p-苯二胺、2,3,5,6-四甲基-p-苯二胺、2,5-二甲基-p-苯二胺、m-苯二胺、2,4-二甲基-m-苯二胺、2,5-二胺基甲苯、2,6-二胺基甲苯、2,5-二胺基酚、2,4-二胺基酚、3,5-二胺基酚、3,5-二胺基苄醇、2,4-二胺基苄醇、4,6-二胺基間苯二酚、4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二羥基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二羧基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氟-4,4’-聯苯、3,3’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,4’-二胺基聯苯、3,3’-二胺基聯苯、2,2’-二胺基聯苯、2,3’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,3’-二胺基二苯基甲烷、3,4’-二胺基二苯基甲烷、2,2’-二胺基二苯基甲烷、2,3’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、2,2’-二胺基二苯基醚、2,3’-二胺基二苯基醚、4,4’-磺醯二苯胺、3,3’-磺醯二苯胺、雙(4-胺基苯基)矽烷、雙(3-胺基苯基)矽烷、二甲基-雙(4-胺基苯基)矽烷、二甲基-雙(3-胺基苯基)矽烷、4,4’-硫二苯胺、3,3’-硫二苯胺、4,4’-二胺基二苯胺、3,3’-二胺基二苯胺、3,4’-二胺基二苯胺、2,2’-二胺基二苯胺、2,3’-二胺基二苯胺、N-甲基(4,4’-二胺基二苯基)胺、N- 甲基(3,3’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(3,4’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(2,2’-二胺基二苯基)胺、N-甲基(2,3’-二胺基二苯基)胺、4,4’-二胺基二苯基酮、3,3’-二胺基二苯基酮、3,4’-二胺基二苯基酮、1,4-二胺基萘、2,2’-二胺基二苯基酮、2,3’-二胺基二苯基酮、1,5-二胺基萘、1,6-二胺基萘、1,7-二胺基萘、1,8-二胺基萘、2,5-二胺基萘、2,6二胺基萘、2,7-二胺基萘、2,8-二胺基萘、1,2-雙(4-胺基苯基)乙烷、1,2-雙(3-胺基苯基)乙烷、1,3-雙(4-胺基苯基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯基)丙烷、1,4-雙(4胺基苯基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯基)丁烷、雙(3,5-二乙基-4-胺基苯基)甲烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯基)苯、1,4-雙(4-胺基苄基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-〔1,4-伸苯基雙(亞甲基)〕二苯胺、4,4’-〔1,3-伸苯基雙(亞甲基)〕二苯胺、3,4’-〔1,4-伸苯基雙(亞甲基)〕二苯胺、3,4’-〔1,3-伸苯基雙(亞甲基)〕二苯胺、3,3’-〔1,4-伸苯基雙(亞甲基)〕二苯胺、3,3’-〔1,3-伸苯基雙(亞甲基)〕二苯胺、1,4-伸苯基雙〔(4-胺基苯基)甲酮〕、1,4-伸苯基雙〔(3-胺基苯基)甲酮〕、1,3-伸苯基雙〔(4-胺基苯基)甲酮〕、1,3-伸苯基雙〔(3-胺基苯基)甲酮〕、1,4-伸苯基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,4-伸苯基雙(3-胺基苯甲酸酯)、1,3-伸苯基雙(4-胺基苯甲酸酯)、1,3-伸苯基雙(3-胺基苯甲酸酯)、雙(4-胺基苯 基)對苯二甲酸酯、雙(3-胺基苯基)對苯二甲酸酯、雙(4-胺基苯基)間苯二甲酸酯、雙(3-胺基苯基)間苯二甲酸酯、N,N’-(1,4-伸苯基)雙(4-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,3-伸苯基)雙(4-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,4-伸苯基)雙(3-胺基苯甲醯胺)、N,N’-(1,3-伸苯基)雙(3-胺基苯甲醯胺)、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)間苯二甲醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)間苯二甲醯胺、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)二苯碸、2,2’-雙〔4-(4-胺基苯氧基)苯基〕丙烷、2,2’-雙〔4-(4-胺基苯氧基)苯基〕六氟丙烷、2,2’-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-甲基苯基)丙烷、3,5-二胺基苯甲酸、2,5-二胺基苯甲酸、雙(4-胺基苯氧基)甲烷、1,2-雙(4-胺基苯氧基)乙烷、1,3-雙(4-胺基苯氧基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)丁烷、1,4-雙(3-胺基苯氧基)丁烷、1,5-雙(4-胺基苯氧基)戊烷、1,5-雙(3-胺基苯氧基)戊烷、1,6-雙(4-胺基苯氧基)己烷、1,6-雙(3-胺基苯氧基)己烷、1,7-雙(4-胺基苯氧基)庚烷、1,7-(3-胺基苯氧基)庚烷、1,8-雙(4-胺基苯氧基)辛烷、1,8-雙(3-胺基苯氧基)辛烷、1,9-雙(4-胺基苯氧基)壬烷、1,9-雙(3-胺基苯氧基)壬烷、 1,10-(4-胺基苯氧基)癸烷、1,10-(3-胺基苯氧基)癸烷、1,11-(4-胺基苯氧基)十一烷、1,11-(3-胺基苯氧基)十一烷、1,12-(4-胺基苯氧基)十二烷、1,12-(3-胺基苯氧基)十二烷等之芳香族二胺、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷等之脂環式二胺、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,11-二胺基十一烷、1,12-二胺基十二烷等之脂肪族二胺。
上述其他的二胺化合物係因應作為液晶配向膜之際的液晶配向性、預傾角、電壓保持特性、蓄積電荷等之特性,亦可混合1種類或2種類以上來使用。
<四羧酸二酐>
本發明所使用的聚醯胺酸之合成中,與上述之二胺成分反應的四羧酸二酐並無特別限定。該具體例舉例如下。
可舉例由:苯均四酸、2,3,6,7-萘四羧酸、1,2,5,6-萘四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸、2,3,6,7-蒽四羧酸、1,2,5,6-蒽四羧酸、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)碸、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、雙(3,4-二羧基苯基)二甲基矽烷、雙(3,4-二羧基苯基)二苯基矽烷、2,3,4,5-吡 啶四羧酸、2,6-雙(3,4-二羧基苯基)吡啶、3,3’,4,4’-二苯碸四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸、1,3-二苯基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、氧雙鄰苯二甲酸四羧酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環庚烷四羧酸、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸、3,4-二羧基-1-環己基琥珀酸、2,3,5-三羧基環戊基乙酸、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸、雙環〔3,3,0〕辛烷-2,4,6,8-四羧酸、雙環〔4,3,0〕壬烷-2,4,7,9-四羧酸、雙環〔4,4,0〕癸烷-2,4,7,9-四羧酸、雙環〔4,4,0〕癸烷-2,4,8,10-四羧酸、三環〔6.3.0.0<2,6>〕十一烷-3,5,9,11-四羧酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、4-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫化萘-1,2-二羧酸、雙環〔2,2,2〕辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸、5-(2,5-二氧代四氫呋喃)-3-甲基-3-環己烷-1,2-二羧酸、四環〔6,2,1,1,0,2,7〕十二烷-4,5,9,10-四羧酸、3,5,6-三羧基降莰烷-2:3,5:6二羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸等所得之四羧酸二酐。
四羧酸二酐係因應作為液晶配向膜之際的液晶配向性、電壓保持特性、蓄積電荷等之特性,可併用1種類或2種類以上。
<聚醯胺酸之合成>
藉由二胺成分與四羧酸二酐之反應而可得到聚醯胺酸 時,可使用周知之合成方法。通常是使二胺成分與四羧酸二酐在有機溶劑中反應之方法。二胺成分與四羧酸二酐之反應在有機溶劑中比較的容易進行,且在不產生副產物這點上為有利。
作為上述反應中所使用的有機溶劑,只要能溶解生成的聚醯胺酸即可,並無特別限定。進而即使是不能溶解聚醯胺酸的有機溶劑,只要是在生成的聚醯胺酸不會析出的範圍內,亦可與上述溶劑混合來使用。尚,因為有機溶劑中的水分不但阻害聚合反應,且進而成為使生成的聚醯胺酸水解之原因,故以使用脫水乾燥後的有機溶劑為較佳。
以下可舉例有機溶劑之具體例。
N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、四甲基脲、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、異丙醇、甲氧基甲基戊醇、二戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、乙酸甲賽路蘇酯、乙酸丁賽珞蘇酯、乙酸乙賽路蘇酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚、丙二醇-tert-丁醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚 乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇單乙酸酯單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單乙酸酯單乙醚、二丙二醇單丙醚、二丙二醇單乙酸酯單丙醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙醚、乙基異丁醚、二異丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁基醚、二異丁酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、二噁烷、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙醚、環己酮、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、2-乙基-1-己醇。此等之有機溶劑可單獨使用,亦可混合來使用。
使二胺成分與四羧酸二酐成分在有機溶劑中反應之際,可舉例如下方法:攪拌使二胺成分分散或溶解於有機溶劑而得到的溶液;將四羧酸二酐成分直接、或分散或溶解於有機溶劑後進行添加之方法,相反地,像使四羧酸二酐成分分散或溶解於有機溶劑而得到的溶液中添加二胺成分之方法;將四羧酸二酐成分與二胺成分交替添加之方法等,可使用此等中任一之方法。又,二胺成分或四羧酸二酐成分為多種的化合物所構成時,可以在預先混合的狀態下使其反應,亦可使其各別地依次反應,進而可使 各別地反應而得到的低分子量體混合反應而得到高分子量體。
使二胺成分與四羧酸二酐成分反應之際的溫度可選擇任意的溫度,例如-20℃~150℃,較佳為-5℃~100℃的範圍。又,反應可在任意的濃度下來進行,例如1~50質量%,較佳為5~30質量%。
上述之聚合反應中,相對於二胺成分之合計莫耳數,四羧酸二酐成分之合計莫耳數的比例,可因應想要得到的聚醯胺酸的分子量來選擇任意的值。與一般的縮聚反應相同,該莫耳比越接進1.0所生成的聚醯胺酸的分子量則越大。若要表示較佳的範圍為0.8~1.2。
本發明所使用的合成聚醯胺酸之方法並不限定於上述之方法,與一般的聚醯胺酸之合成方法為相同地,使用對應構造的四羧酸或四羧酸二醯鹵等之四羧酸衍生物來替代上述之四羧酸二酐,以周知的方法使其反應,這樣也可以得到對應的聚醯胺酸。
<聚醯亞胺>
作為使上述之聚醯胺酸醯亞胺化而作成聚醯亞胺之方法,可舉例直接加熱聚醯胺酸的溶液的熱醯亞胺化、在聚醯胺酸的溶液中添加催化劑的催化醯亞胺化。
本發明所使用的聚醯亞胺中,由聚醯胺酸至聚醯亞胺的醯亞胺化率沒有一定要是100%。
在溶液中使聚醯胺酸熱醯亞胺化時,溫度為 100℃~400℃,較佳為120℃~250℃,以將藉由醯亞胺化反應所生成的水排出至體系外,同時進行醯亞胺化為較佳。
聚醯亞胺前驅物的催化醯亞胺化,係可藉由在聚醯亞胺前驅物的溶液中添加鹼性催化劑與酸酐,在-20~250℃、較佳為0~180℃下攪拌來進行。鹼性催化劑的量為醯胺酸基的0.5~30莫耳倍,較佳為2~20莫耳倍,酸酐的量為醯胺酸基的1~50莫耳倍,較佳為3~30莫耳倍。作為鹼性催化劑,可舉例吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺、三辛胺等,其中吡啶具有對於使反應進行而言為適度的鹼性故為較佳。作為酸酐,可舉例乙酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸酐等,其中若使用乙酸酐時,易於進行反應結束後的純化故為較佳。採用催化醯亞胺化之醯亞胺化率,係可藉由調節催化量與反應溫度、反應時間來控制。
從聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺的反應溶液中回收生成的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺時,將反應溶液投入至弱溶劑中使其沈澱即可。作為使用於沈澱的弱溶劑,可舉例甲醇、丙酮、己烷、丁基賽珞蘇、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁酮、乙醇、甲苯、苯、水等。投入至弱溶劑中而使其沈澱的聚合物可在過濾回收後,在常壓或減壓下於常溫或加熱來進行乾燥。又,若重複使沈澱回收的聚合物再溶解至有機溶劑中,並再沈澱回收的操作2~10次,則可減少聚合物中的雜質。作為此時的弱溶劑,可舉例如:醇類、酮類、烴類等,若使用選自此等之中的3種類 以上的弱溶劑,則更進一步提高純化的效率故為較佳。
<液晶配向劑>
本發明之液晶配向劑係具有:上述〔I〕聚合性化合物;及上述〔II〕聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺;但除了該〔I〕及〔II〕成分以外,亦可具有能夠形成樹脂被膜的樹脂成分。全樹脂成分之含有量,在液晶配向劑100質量%中為1質量%~20質量%,較佳為3質量%~15質量%,又較佳以3~10質量%為宜。
本發明所使用的液晶配向劑中,上述之樹脂成分可為全部具有側鏈A的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺、或為具有側鏈A及側鏈B的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺,亦可為此等之混合物,進而亦可混合除了此者以外其他的聚合物。此時,樹脂成分中之上述其他的聚合物之含有量以0.5質量%~15質量%為較佳,又較佳為1質量%~10質量%。
作為上述其他的聚合物,可舉例如:不具有側鏈B的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺、同時不具有側鏈A與側鏈B的聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺等,但並非限定於此等之中。
上述之樹脂成分的聚合物之分子量,若考慮由此處可得的塗膜之強度及、塗膜形成時之作業性、塗膜之均勻性時,以GPC(Gel Permeation Chromatography)法所測定的重量平均分子量設以5,000~1,000,000為較 佳,又較佳為10,000~150,000。
<溶劑>
本發明之液晶配向劑所使用的有機溶劑,只要能溶解上述之樹脂成分的有機溶劑即可並無特別限定。該有機溶劑可為1種類的溶劑,亦可為2種類以上的混合溶劑。若要舉例有機溶劑的具體例,可以舉出在前述之聚醯胺酸合成所示例的有機溶劑。其中,就樹脂成分之溶解性之觀點而言,以N-甲基-2-吡咯啶酮、γ-丁內酯、N-乙基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺為較佳。
又,如以下所表示的溶劑因為能夠提昇塗膜之均勻性或平滑性,故以混合在對樹脂成分之溶解性為高的溶劑中來使用為較佳。
可舉例如:異丙醇、甲氧基甲基戊醇、甲基賽璐蘇、乙基賽璐蘇、丁基賽璐蘇、乙酸甲賽路蘇酯、乙酸丁賽珞蘇酯、乙酸乙賽路蘇酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚、丙二醇-tert-丁醚、二丙二醇單甲醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇單乙酸酯單甲醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單乙酸酯單乙醚、二丙二醇單丙醚、二丙二醇單乙酸酯單丙 醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙醚、乙基異丁醚、二異丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁基醚、二異丁酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-單乙醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸n-丙酯、乳酸n-丁酯、乳酸異戊酯、2-乙基-1-己醇等。此等之溶劑可多種類混合。若使用此等之溶劑時,以液晶配向劑中所含的溶劑全體的5~80質量%為較佳,又較佳為20~60質量%。
液晶配向劑中亦可含有除了上述以外的成分。作為其例子,可舉例能夠提昇塗布液晶配向劑之際的膜厚均勻性或表面平滑性的化合物、能夠提昇液晶配向膜與基板之密合性的化合物等。
作為能夠提昇膜厚的均勻性或表面平滑性的化合物,可舉例氟系界面活性劑、矽氧烷類界面活性劑、非離子性界面活性劑等。更具體而言,可舉例如:Eftop EF301、EF303、EF352(Tohkem Products公司製))、 MEGAFACE F171、F173、R-30(大日本油墨公司製)、Fluorad FC430、FC431(住友3M公司製)、AsahiGuard AG710、SurflonS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子公司製)等。若使用此等之界面活性劑時,其使用比例相對於液晶配向劑中所含有的樹脂成分的100質量份,較佳為0.01~2質量份,又較佳為0.01~1質量份。
作為能夠提昇液晶配向膜與基板之密合性的化合物之具體例,可舉例含有官能性矽烷的化合物或含有環氧基的化合物等。可舉例如:3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-三乙氧基矽烷基丙基三伸乙基三胺、N-三甲氧基矽烷基丙基三伸乙基三胺、10-三甲氧基矽烷-1,4,7-三氧雜癸烷、10-三乙氧基矽烷-1,4,7-三氧雜癸烷、9-三甲氧基矽烷-3,6-二氧雜壬基乙酸酯、9-三乙氧基矽烷-3,6-二氧雜壬基乙酸酯、N-苄基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苄基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-雙(氧乙烯基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧乙烯基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、 乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、1,3,5,6-四縮水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’,-四縮水甘油基-m-二甲苯二胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷、N,N,N’,N’,-四縮水甘油基-4、4’-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷等。又,為了進一步提高使用本發明的樹脂之耐磨性,亦可添加2,2’-雙(4-羥基-3,5-二羥基甲基苯基)丙烷、四(甲氧基甲基)雙酚等之酚化合物。若使用此等之化合物時,相對於液晶配向劑中所含有的樹脂成分的100質量份以0.1~30質量份為較佳,又較佳為1~20質量份。
本發明所使用的液晶配向劑中,除了上述以外,只要不損及本發明之效果的範圍內,亦可添加以改變液晶配向膜的介電率或導電性等之電特性為目的的電介質或導電物質。
<液晶配向膜>
將本發明的液晶配向劑塗布在基板上後,因應所需進行乾燥並藉由進行燒成而可得的硬化膜,直接亦可使用作為液晶配向膜。又,可將該硬化膜進行摩擦處理、或照射偏光或特定的波長的光等、或進行離子束等之處理、或作 為SC-PVA用配向膜在對填充液晶後的液晶顯示元件外加電壓的狀態下照射UV。
此時,作為所使用的基板只要是透明性高的基板即可,並無特別限定,可以使用玻璃板、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚碸、聚芳酯、聚胺基甲酸酯、聚碸、聚醚、聚醚酮、三甲基戊烯、聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、(甲基)丙烯腈、三乙醯纖維素、二乙醯纖維素、乙酸丁酸纖維素等。又,就製程的簡化之觀點而言,以使用已形成有用於液晶驅動的ITO(Indium Tin Oxide)電極等的基板為較佳。又,反射型的液晶顯示元件中,僅限於一側的基板可使用矽晶圓等之不透明的物質,此時的電極亦可使用鋁等反射光的材料。
液晶配向劑之塗布方法並無特別限定,可舉例:網版印刷、平板印刷、柔版印刷等之印刷法、噴墨法、噴霧法、輥塗法、或浸漬塗布、輥塗布機、狹縫塗布機、旋布機等。就生產性之面而言,工業上大多使用轉印印刷法,亦可合適使用於本發明。
以上述之方法塗布液晶配向劑所形成的塗膜,燒成後可作為硬化膜。塗布液晶配向劑後的乾燥步驟並非一定必要,但在塗布後至燒成前的時間對每一片基板而言都不固定時、或塗布後不立即進行燒成時,以進行乾燥步驟為較佳。該乾燥,只要將溶劑除去至塗膜形狀不會因為基板之搬送等而變形之程度即可,對於該乾燥方法並無特別限定。可舉例如:溫度40℃~150℃,較佳為在60℃ ~100℃的加熱板上乾燥0.5分鐘~30分鐘,較佳為1分鐘~5分鐘之方法。
藉由塗布液晶配向劑所形成的塗膜之燒成溫度並無限定,可在例如100~350℃的任意溫度下進行,但較佳為120℃~300℃,更佳為150℃~250℃。燒成時間可在5分鐘~240分鐘的任意時間內進行燒成。較佳為10分鐘~90分鐘,又較佳為20分鐘~90分鐘。加熱可使用一般周知的方法,以例如加熱板、熱風循環爐、紅外線爐等來進行。
又,燒成後所得的液晶配向膜的厚度並無特別限定,但較佳為5~300nm,又較佳為10~120nm。
<具有液晶配向膜的液晶顯示元件>
本發明之液晶顯示元件係藉由上述之方法,在基板上形成液晶配向膜後,以周知的方法製作液晶晶胞後可得到。作為液晶顯示元件之具體例,係具備有:以對向之方式所配置的2片基板;被設置在基板間的液晶層;與被設置在基板和液晶層之間,藉由本發明的液晶配向劑所形成的上述液晶配向膜的液晶晶胞的垂直配向方式之液晶顯示元件。具體而言如具備有下述般所製作的液晶晶胞的垂直配向方式之液晶顯示元件:藉由將本發明之液晶配向劑塗布在2片基板上後進行燒成來形成液晶配向膜,以該液晶配向膜為對向之方式配置2片基板,並在該2片基板之間夾持以液晶所構成的液晶層(即,使與液晶配向膜接觸來 設置液晶層),藉由一邊向液晶配向膜及液晶層外加電壓,一邊照射紫外線。使用如此般藉由本發明之液晶配向劑所形成的液晶配向膜,一邊向液晶配向膜及液晶層外加電壓,一邊照射紫外線後使聚合性化合物聚合,同時藉由聚合物所具有的光反應性的側鏈彼此、或使聚合物所具有的光反應性的側鏈與聚合性化合物反應,而使液晶的配向被更有效率地固定,將成為應答速度為明顯優異的液晶顯示元件。
作為本發明之液晶顯示元件中所使用的基板,只要是透明性高的基板即可,並無特別限定,但一般是在基板上形成有用於驅動液晶的透明電極的基板。作為具體例,可舉例與上述液晶配向膜中記載的基板為相同者。在本發明之液晶顯示元件中,亦可使用以往之設置有電極圖型或突起圖型的基板,但作為形成液晶配向膜的液晶配向劑,由於使用上述本發明之液晶配向劑,故即使在一側基板上形成例如1至10μm的線狀/狹縫電極圖型,而在對向基板上未形成狹縫圖型或突起圖型的構造中亦可動作,藉由該構造的液晶顯示元件,不但可簡化製造時的製程,且可得到高透過率。
又,在如TFT型元件之類的高性能元件中,可使用在用於液晶驅動的電極與基板之間形成有如電晶體之元件。
透過型的液晶顯示元件之情形,一般為使用如上述的基板,但對於反射型的液晶顯示元件,如果僅是一側的基 板,亦可使用矽晶圓等之不透明的基板。此時,在基板上所形成的電極亦可使用反射光的材料,例如鋁。
液晶配向膜係藉由在該基板上塗布本發明之液晶配向劑後進行燒成而所形成的,詳細如上述般。
構成本發明之液晶顯示元件之液晶層的液晶材料並無特別限定,在以往的垂直配向方式中所使用的液晶材料,可使用例如默克公司製的MLC-6608或MLC-6609等之負型的液晶。
作為在2片基板之間夾持該液晶層之方法係可舉例周知的方法。可舉例如:準備形成有液晶配向膜的1對的基板,在一側的基板的液晶配向膜上散布珠粒等之間隔物,將另一側的基板以形成液晶配向膜的面為內側之方式貼合,減壓注入液晶並密封之方法。又,準備形成有液晶配向膜的1對的基板,在一側的基板的液晶配向膜上散布珠粒等之間隔物後滴下液晶,之後將另一側的基板以形成液晶配向膜的面為內側之方式貼合並進行密封之方法,亦可製作液晶晶胞。此時,間隔物的厚度較佳為1~30μm,又較佳為2~10μm。
藉由向液晶配向膜及液晶層外加電壓一邊照射紫外線來製作液晶晶胞之步驟係可舉例如藉由基板上所設置的電極間施予電壓,從而向液晶配向膜及液晶層外加電場,在保持該電場狀態下照射紫外線之方法。在此,作為電極間施予電壓例如為5~30Vp-p,較佳為5~20Vp-p。紫外線的照射量例如為1~60J/cm2,較佳為40J/cm2以 下,更佳為20J/cm2以下。紫外線照射量少時,可抑制構成液晶顯示元件的液晶或構件的破壞所產生的可靠性下降,且藉由減少紫外線照射時間可提高製造效率故為合適。
如此般地若向液晶配向膜及液晶層外加電壓,一邊照射紫外線時,聚合性化合物反應後形成聚合物,藉由該聚合物液晶分子傾斜的方向被記憶,因而可加快所得的液晶顯示元件之應答速度。又,若向液晶配向膜及液晶層外加電壓,一邊照射紫外線時,由於選自具有反應性的側鏈的聚醯亞胺前驅物、及將該聚醯亞胺前驅物進行醯亞胺化後所得的聚醯亞胺之至少一種的聚合物所具有的光反應性的側鏈彼此、或聚合物所具有的光反應性之側鏈與聚合性化合物反應,故可加快所得的液晶顯示元件之應答速度。
又,上述液晶配向劑,係不僅可使用作為在用於製作PSA型液晶顯示器或SC-PVA型液晶顯示器等之垂直配向方式的液晶顯示元件的液晶配向劑,亦可合適使用在藉由摩擦處理或光配向處理所製作的液晶配向膜之用途。
以下,藉由實施例更具體的說明本發明,但本發明並非限定於此等之實施例中。
〔實施例〕
於下述液晶配向劑之調製所使用的縮寫如以 下般。
(酸二酐)
BODA:雙環〔3,3,0〕辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐。
CBDA:1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐。
PMDA:苯均四酸二酐。
TCA:2,3,5-三羧基環戊基乙酸-1,4,2,3-二酐。
下述式DA-1所表示的二胺,係以日本專利第4085206號所記載之方法所合成。
下述式DA-2所表示的二胺,係以日本專利第4466373號所記載的方法所合成。
下述式DA-3所表示的二胺,係以日本專利第5273035號所記載的方法所合成。
下述式DA-4所表示的二胺,係購入東京化成工業股份有限公司製產品。
下述式DA-5所表示的二胺,係以WO2009/093704所記載的方法所合成。
下述式DA-6所表示的二胺,係藉由日本特願2013-132874號所記載的方法所調製。
下述式DA-7所表示的二胺,係購入和光純藥工業股份有限公司製產品。
下述式DA-8所表示的二胺,係藉由日本特願2013-182351號所記載的方法所調製。
下述式DA-9所表示的二胺,係藉由後述所(原料合成例:DA-9之合成)記載的方法所調製。
<溶劑>
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮。
BCS:丁基賽璐蘇。
<添加劑>
3AMP:3-胺甲基吡啶。
<聚合性化合物>
下述式RM1~RM10及RM11所表示的聚合性化合物。
又,聚醯亞胺之分子量測定條件係如以下般。
裝置:senshu科學公司製 常溫凝膠滲透色譜(GPC)裝置(SSC-7200)、管柱:Shodex公司製管柱(KD-803、KD-805)、管柱溫度:50℃、 溶離液:N,N’-二甲基甲醯胺(作為添加劑,溴化鋰-水合物(LiBr‧H2O)為30mmol/L、磷酸‧無水結晶(o-磷酸)為30mmol/L、四氫呋喃(THF)為10ml/L)、流速:1.0ml/分鐘、檢量線製作用標準樣品:tosoh公司製TSK標準聚環氧乙烷(分子量約9000,000、150,000、100,000、30,000)、及、Polymer Laboratories公司製聚乙二醇(分子量約12,000、4,000、1,000)。
又,聚醯亞胺之醯亞胺化率係如以下之方式來做測定。
將聚醯亞胺粉末20mg裝入NMR樣品管(草野科學公司製NMR樣品管 5)中,添加氘化二甲基亞碸(DMSO-d6、0.05%TMS混合品)1.0ml,並施以超音波使其完全地溶解。將該溶液藉由日本電子Datum公司製NMR測定器(JNW-ECA500)來測定500MHz的質子NMR。醯亞胺化率係使用來自醯亞胺化前後不變化的構造的質子作為標準質子,使用來自該質子峰累積值與9.5~10.0ppm附近所出現的醯胺酸的NH基的質子峰累積值,並藉由以下式可求得。尚下述式中,x係來自醯胺酸的NH基的質子峰累積值、y係標準質子峰累積值、α係相對於1個聚醯胺酸(醯亞胺化率為0%)時醯胺酸的NH基的質子的標準質子個數比例。
醯亞胺化率(%)=(1-α‧x/y)×100
下述合成例所記載之生成物係藉由1H-NMR 分析來鑑定(分析條件如下述般)。
裝置:Varian NMR System 400 NB(400MHz)
測定溶劑:CDCl3 DMSO-d6
基準物質:四甲基矽烷(TMS)(δ 0.0ppm for 1H)(原料合成例:DA-9之合成)
<DA-9-1之合成>
在1000mL四頸燒瓶中,於THF600g中裝入膽固醇120g(310mmol,1.0eq)與三乙胺33.3g(329mmol,1.1eq),並花1小時添加3,5-二硝基苯甲醯氯69.2g(300mmol)。添加後,經整夜室溫下攪拌後,進行藉由水之再沈澱。以IPA與乙酸乙酯將所得的固體分別進行再結晶,可得到DA-9-1的粗產物179g(收率:100%)。
1H-NMR(CDCl3,δ ppm):9.22(s,1H),9.16 (s,2H),5.46-5.44(m,1H),5.00-4.95(m,1H),2.56-2.48(m,2H),2.06-1.95(m,4H),1.87-1.81(m,2H),1.63-0.86(m,32H),0.70(s,3H)。
<DA-9之合成>
在2000mL四頸燒瓶中,於THF750g及純水750g中裝入DA-9-1 146g(251mmol)、氯化錫284g(1497mmol,6.0eq),並以70℃攪拌整夜。反應結束後,進行中和藉由過濾來除去所析出的錫。之後,藉由分液及IPA來進行再結晶,可得到DA-9 76.3g(收率:58%)。
1H-NMR(CDCl3,δ ppm):6.78(s,2H),6.18(s,1H),5.42-5.40(m,1H),4.84-4.77(m,1H),3.67(s,4H),2.43(d,2H),1.63-0.86(m,38H),0.69(s,3H)。
<合成例1-RM1之合成->
<RM1-A之合成>
在具備磁攪拌器的1L四頸燒瓶中,於THF350g及水117g中裝入4-溴-2-氟酚58.3g(305mmol)與4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)酚67.2g(1.0eq)、碳酸鉀84.8g(2.0eq)、三(o-甲苯基)膦7.42g(8mol%),並於氮取代後,加入雙(三苯基膦)鈀(II)氯化物10.9g(5mol%),以65℃使其反應15小時。
反應結束後,藉由減壓濃縮來餾除THF,並以乙酸乙酯466g來做稀釋後,加入3.0M HCl水溶液268g,藉由過濾來除去Pd等之不溶物,進而使用乙酸乙酯233g來進 行燒瓶或過濾物之洗淨。接著,分離水相來回收有機相,藉由純水350g將所回收的有機相洗淨3次,且利用硫酸鎂來做脫水處理後,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品日本Enviro Chemicals製)2.92g,並以室溫攪拌30分鐘左右,藉由進行過濾乾燥可得到粗產物。藉由甲苯292g以室溫條件下將粗產物2次漿化洗淨後,藉由進行過濾乾燥可得到RM1-A 42.0g(收率:67%、性狀:淡粉紅色的結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:6.80ppm(dd,J=2.0Hz,J=6.8Hz,2H),6.97ppm(t,J=8.8Hz,1H),7.21ppm(dd,J=2.0Hz,J=8.4Hz,1H),7.35ppm(dd,J=2.4Hz,J=13.2Hz,1H),7.42ppm(dd,J=2.0Hz,J=6.4Hz,2H),9.49ppm(s,1H),9.82ppm(s,1H)。
<RM1-B之合成>
在具備磁攪拌器的200ml四頸燒瓶中,於丙酮80ml中裝入上述所得的化合物(RM1-A)6.00g(24.5mmol)與2-(4-溴丁基)-1,3-二氧戊環12.0g(2.2eq)、碳酸鉀13.8g(4.0eq),以60℃使其反應24小時。之後,藉由將反應溶液投入純水中使結晶析出,並藉由進行過濾乾燥可得到RM1-B 10.4g(收率:92%)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3:1.60-1.67ppm(m,4H),1.71-1.78ppm(m,4H),1.82-1.93ppm(m, 4H),3.82-4.10ppm(m,12H),4.89ppm(t,J=4.6Hz,2H),6.92-7.00ppm(m,3H),7.20-7.30ppm(m,2H),7.43ppm(d,J=8.8Hz,2H)。
<RM1之合成>
在具備磁攪拌器的100ml四頸燒瓶中,於THF40ml中裝入以上述所得的化合物(RM1-B)2.90g(6.30mmol)與2-(溴甲基)丙烯酸2.5g(2.4eq)、氯化錫(酐)2.8g(2.4eq),並加入10%HCl水溶液12ml,以70℃使其反應20小時。之後,藉由將反應溶液投入純水中使結晶析出,藉由進行過濾乾燥可得到粗產物。藉由將所得到的粗產物在THF/EtOH中進行再結晶,可得到RM1 2.2g(收率:69%)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3:1.55-1.93ppm(m,12H),2.61ppm(dd,J=7.6Hz,J=18.4Hz,2H),3.09ppm(dd,J=6.8Hz,J=16.6Hz,2H),4.00ppm(t,J=6.2Hz,2H),4.08ppm(t,J=6.4Hz,2H),4.35-4.60ppm(m,2H),5.64ppm(s,2H),6.24ppm(s,2H),6.93-7.01ppm(m,3H),7.22-7.289ppm(m,2H),7.45ppm(d,J=8.8Hz,2H)。
<合成例2-RM2之合成->
<RM2-A之合成>
在具備磁攪拌器的1L四頸燒瓶中,於THF281g中裝入甲基丙烯酸2-羥基乙酯70.2g(539mmol)、三乙胺76.4g(1.4eq),在冰冷卻攪拌下,滴下以THF35.1g所稀釋的甲磺醯基氯化物74.6g(1.2eq)後,以室溫攪拌2小時。之後,過濾從反應液所析出的鹽,且在濾液中添加二丁基羥基甲苯0.35g,並進行濃縮乾燥。接著,在濃縮物殘渣中加入乙酸乙酯281g並加入純水210g時,由於產生不溶物故加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)3.5g,以室溫攪拌30分鐘。接著,過濾此者確認已除去不溶物後,將水相除去。進而將有機相以純水210g洗淨2次,並以硫酸鎂來做脫水處理後,進行濃縮乾燥可得到RM2-A 99.0g(收率:86%、性狀: 黃色液體)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3:1.93-1.94ppm(m,3H),3.03ppm(s,3H),4.39-4.41ppm(m,2H),4.46-4.44ppm(m,2H),5.61-5.62ppm(m,1H),6.15(m,1H)。
<RM2-B之合成>
在具備磁攪拌器的300ml四頸燒瓶中,於THF72.8g及純水31.2g中裝入4-溴-2-氟酚10.4g(54.4mmol)與6-羥基-2-萘基硼酸9.68g(1.0eq)、碳酸鉀15.1g(2.0eq)、三(o-甲苯基)膦1.32g(8mol%),於氮取代後,加入雙(三苯基膦)鈀(II)氯化物1.91g(5mol%),以65℃使其反應2小時。之後,藉由減壓濃縮除去THF,並以乙酸乙酯104g來做稀釋後,加入3.0M HCl水溶液47.8g進行攪拌。接著,藉由過濾除去Pd,進而使用乙酸乙酯52.0g來洗淨過濾物等後,將水相分離。將所回收的有機相藉由純水72.8g洗淨3次,且以硫酸鎂來做脫水處理後,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.52g以室溫攪拌1小時左右,並進行過濾乾燥。將粗產物以甲苯72.8g來做漿化洗淨後,藉由以矽凝膠管柱層析法(乙酸乙酯/甲苯/己烷(=1/1/2vol))來純化,可得到RM2-B 6.47g(收率:49%、性狀:白色固體)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:7.03-7.13ppm(m, 3H),7.42-7.40ppm(m,1H),7.57ppm(dd,J=13Hz,J=2.2Hz,1H),7.67ppm(dd,J=8.6Hz,J=1.8Hz,1H),7.72ppm(d,J=8.4Hz,1H),7.80ppm(d,J=8.4Hz,1H),8.01ppm(s,1H),9.78ppm(s,1H),9.96ppm(s,1H)。
<RM2之合成>
在具備磁攪拌器的200mL四頸燒瓶中,於DMF48.6g中裝入上述所得的化合物(RM2-B)6.07g(23.9mmol)與聚合性側鏈(RM2-A)11.1g(2.2eq)、碳酸鉀9.93g(3.0eq),並在氮氣體環境下以65℃使其反應22小時。
之後,以乙酸乙酯48.6g稀釋反應溶液後,藉由過濾除去無機鹽後,以乙酸乙酯42.5g來洗淨過濾物。將所回收的有機相以純水48.6g來洗淨3次,並將有機相以硫酸鎂來做脫水處理後,進行濃縮乾燥。乾燥後,在所回收的粗產物中添加2,6-二-tert-丁基-p-甲酚12.1mg,且加入THF5.77g藉由以45℃來做加熱使其能完全地溶解,並加入甲醇35.8g後以5.0℃來進行再結晶。但,由於確認到雜質,故在所回收的固體中加入THF4.89g藉由以45℃來做加熱使其能完全地溶解,並加入甲醇24.9g後,藉由以室溫來進行再結晶,可得到RM2 6.37g(收率:56%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.89ppm(s,6H),4.38-4.42ppm(m,4H),4.46-2.47ppm(m, 2H),4.49-4.51ppm(m,2H),5.70-5.71ppm(m,2H),6.05ppm(d,J=6.8Hz,2H),7.22ppm(dd,J=9.0Hz,J=2.8Hz,1H),7.33ppm(t,J=9.0Hz,1H),7.40ppm(d,J=2.4Hz,1H),7.59ppm(d,J=9.6Hz,1H),7.70ppm(dd,J=12.8Hz,J=2.0Hz,1H),7.80ppm(dd,J=8.6Hz,J=1.8Hz,1H),7.88ppm(t,J=9.2Hz,2H),8.15ppm(s,1H)。
<合成例3-RM3之合成->
<RM3-A之合成>
在具備機械攪拌器的2L四頸燒瓶中,於THF179g及純水76.6g中裝入1,4-二溴-2-氟苯25.5g(101mmol)、4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)酚45.5g(2.0eq)、碳酸鉀41.7g(3.0eq)、雙(三苯基膦)鈀(II)氯化物2.12g,並在氮氣體環境下以65℃攪拌24小時。之後,藉由設為減壓濃縮來餾除THF,且以乙酸乙酯 255g稀釋反應溶液,並加入3.0M HCl水溶液99.5g,藉由過濾來除去Pd等之不溶物。從濾液除去水相後,將所得的有機相以純水179g洗淨3次。所回收的有機相以硫酸鎂來做脫水處理,且加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)1.30g,以室溫條件下攪拌30分鐘左右後,藉由進行過濾乾燥可得到粗產物。將所回收的粗產物懸濁在甲苯153g中,以60℃進行1小時漿化洗淨2次,並藉由進行過濾乾燥,可得到RM3-A 22.4g(收率:79%,性狀:淡粉紅色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:6.85-6.88ppm(m,4H),7.41ppm(dd,J=1.2Hz J=8.4Hz,2H),7.46-7.49ppm(m,3H),7.57ppm(d,J=8.8Hz,2H),9.65ppm(s,2H)。
<RM3之合成>
在具備機械攪拌器的500mL四頸燒瓶中,於DMF113g中裝入聚合性側鏈(RM2-A)23.0g(2.2eq)與上述所得的化合物(RM3-A)14.1g(50.2mmol)、碳酸鉀20.9g(3.0eq),並在氮氣體環境下以65℃攪拌18小時。18小時後,由於原料殘存著,故追加聚合性側鏈(RM2-A)(0.2eq/2)並進而使其反應4小時。之後,以乙酸乙酯113g稀釋反應溶液後,藉由過濾除去無機鹽後,以乙酸乙酯70.5g來洗淨過濾物。將所回收的有機相以純水141g洗淨的結果,由於微量的白色結晶產生,故 追加乙酸乙酯70.5g,進而以純水141g洗淨2次,且將有機相以硫酸鎂來做脫水處理,並進行過濾乾燥。在所回收的粗產物中,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.71g,以室溫條件下攪拌30分鐘左右後進行過濾乾燥,加入乙酸乙酯222g並藉由50℃來做加熱使其完全地溶解,加入己烷98.2g,藉由以2℃進行再結晶可得到RM3 15.0g(收率:59%,性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.89ppm(s,6H),4.30-4.33ppm(m,4H),4.45-4.46ppm(m,4H),5.71ppm(s,2H),6.05ppm(s,2H),7.07-7.10ppm(m,4H),7.52-7.56ppm(m,5H),7.70ppm(d,J=8.4Hz,2H)。
<合成例4-RM4之合成->
<RM4之合成>
在具備磁攪拌器的300mL四頸燒瓶中,於DMF73.4g中裝入F含有聯苯酚化合物(RM1-A)9.18g(45.0mmol)與碳酸鉀18.6g(3.0eq)、聚合性側鏈(RM2-A)20.7g(2.2eq),並在氮氣體環境下以62℃使其反應15小時。之後,以乙酸乙酯138g來稀釋反應溶液,並藉由過濾除去無機鹽。在所回收的濾液中進而加入乙酸乙酯45.9g後以純水91.8g洗淨3次,並以硫酸鈉來做脫水處理。接著,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.46g以室溫下攪拌30分鐘左右後,過濾此者並將濾液進行濃縮乾燥。在濃縮物中添加2,6-二-tert-丁基-p-甲酚9.2mg,且加入IPA184g藉由加熱至57℃使其完全溶解,並以室溫條件下進行再結晶,可得到RM4 13.4g(收率:70%、性狀:淡黃色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.87-1.88ppm(m,6H),4.27-4.29ppm(m,2H),4.34-4.37ppm(m,2H),4.43-4.46ppm(m,4H),5.69-5.70ppm(m,2H),6.03ppm(d,J=4.8Hz,2H),7.03ppm(d,J=8.8Hz,2H),7.25ppm(t,J=8.8Hz,1H),7.39ppm(dd,J=1.6Hz,J=8.4Hz,1H),7.50ppm(dd,J=2.0Hz,J=13Hz,1H),7.58ppm(d,J=8.8Hz,2H)。
<合成例5-RM5之合成->
藉由WO2012/002513號所記載之方法來合成上述的 RM5。
<合成例6-RM6之合成->
藉由WO2012/133820號所記載之方法(特別是參考段落號碼〔0163〕)來合成上述的RM6。
<合成例7-RM7之合成->
<RM7-A之合成>
在具備磁攪拌器的200mL四頸燒瓶中,於NMP 18g中裝入含F聯苯酚化合物(RM1-A)9.00g(44.1mmol)、溴乙醛二甲基縮醛22.4g(3.0eq)、碳酸鉀24.4g(4.0eq)、碘化鉀2.2g(0.30eq),並以120℃攪拌18小時。於18小時後,追加溴乙醛二甲基縮醛7.45g(1.0eq)、碘化鉀1.4g(0.2eq),進而攪拌8小時。反應結束後,以THF99.0g稀釋反應溶液並過濾無機鹽後, 將濾液進行減壓濃縮。接著,以乙酸乙酯198g來稀釋該殘渣並以純水99.0g洗淨2次後,以硫酸鎂來做脫水處理。之後,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.45g以室溫攪拌1小時,過濾此者並將濾液進行減壓濃縮。接著,在所得的粗產物中加入THF19.8g以50℃使其溶解後,加入IPA60.3g並在冰冷卻下攪拌。將藉此所析出的結晶進行過濾乾燥,可得到RM7-A 11.5g(收率:62%、性狀:淡茶色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:3.36ppm(m,12H),4.01ppm(d,J=5.2Hz,2H),4.08ppm(d,J=5.2Hz,2H),4.74-4.69ppm(m,2H),7.03ppm(d,J=11.6Hz 2H),7.25ppm(t,J=8.8Hz 1H),7.40-7.37ppm(m,1H),7.51ppm(dd,J=13Hz,J=2.2Hz 1H),7.58ppm(d,J=8.4Hz 2H)。
<RM7之合成>
在具備磁攪拌器的500mL四頸燒瓶中,於THF103g中裝入上述所得的化合物(RM7-A)10.4g(27.2mmol)、2-(溴甲基)丙烯酸乙酯11.6g(2.2eq)、氯化錫12.4g(2.4eq)、10wt% HCl水溶液36.2g,以70℃攪拌39小時。反應結束後,添加2,6-二-tert-丁基-p-甲酚30mg,將THF進行減壓餾除,並以乙酸乙酯104g來做稀釋。除去藉此所分離的水相後,以40℃將有機相以純水62.4g洗淨3次。接著,將有機相以硫酸鎂來做脫水處理 後,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.52g以室溫攪拌1小時,過濾此者並將濾液進行減壓濃縮去。接著,在所得的粗產物中加入THF52g以60℃使其溶解後,加入EtOH156g並在冰冷卻下攪拌。將藉此所析出的結晶進行過濾乾燥,可得到RM7 3.42g(收率:30%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:2.88-2.50ppm(m,2H),3.17-2.11ppm(m,2H),4.14ppm(dd,J=5.6Hz,11.2Hz,1H),4.28-4.20ppm(m,2H),4.33ppm(dd,J=2.8Hz,11.0Hz,1H),5.00-4.95ppm(m,2H),6.99ppm(d,J=6.8Hz,2H),7.22ppm(t,J=8.8Hz,1H),7.41ppm(d,J=8.4Hz,1H),7.52ppm(dd,J=2Hz,12.8Hz,1H),7.61ppm(d,J=2.0Hz,2H)。
<合成例8-RM8之合成->
<RM8-A之合成>
在具備磁攪拌器的200mL四頸燒瓶中,於NMP15.3g中裝入含F聯苯酚化合物(RM1-A)10.0g(53.7mmol)、碳酸鉀20.4g(3.0eq)、碘化鉀1.61g(0.20eq),在氮氣體環境80℃下,花3小時滴下以NMP5.30g所稀釋的4-氯丁醛二甲基縮醛16.6g(2.2eq)。滴下19小時後,追加4-氯丁醛二甲基縮醛2.25g(0.3eq)與碘化鉀1.61g(0.2eq),進而使其反應25小時。反應結束後,以乙酸乙酯80.0g來稀釋反應溶液,並藉由過濾除去碳酸鉀。進而追加乙酸乙酯20.0g,以純水60.0g洗淨3次後,以硫酸鎂來做脫水處理。之後,將藉由減壓濃縮除去溶劑可得到粗產物。加入THF10g及MeOH70g將所得的粗產物以50℃來做加熱,藉由冰冷卻使結晶析出,並藉由進行過濾乾燥可得到RM8-A 11.7g(收率:55%、性狀:白色固體)。又,將濾液進行減壓濃縮來除去溶劑,加入THF5g及IPA70g並將粗產物以40℃來做加熱,藉由冰冷卻使結晶析出,可得到RM8-A 3.0g(收率14%、性狀:淡黃色固體)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.77-1.67ppm(m,8H),3.23ppm(s,12H),4.01ppm(t,J=6Hz,2H),4.08ppm(t,J=6Hz,2H),4.44-4.41ppm(m,2H),6.97ppm(d,J=6.8Hz,2H),7.19ppm(t,J=8.8Hz,1H),7.38ppm(d,J=7.6Hz,1H),7.48ppm(dd,J=13.2Hz,2.4Hz,1H),7.56ppm(d,J=8.8Hz,2H)。
<RM8之合成>
在具備磁攪拌器的300mL四頸燒瓶中,於THF133g中裝入上述所得的化合物(RM8-A)13.2g(30.3mmol)、2-(溴甲基)丙烯酸乙酯12.9g(2.2eq)、氯化錫13.8g(2.4eq)、10wt%HCl水溶液46.3g,並以50℃使其反應5小時。5小時後,加入20wt%HCl水溶液13.2g使其反應19小時。反應結束後,將THF進行減壓餾除且以乙酸乙酯106g稀釋後,以純水52.8g水洗淨3次。接著,進而加入乙酸乙酯26.4g與純水79.2g,並加入碳酸氫鈉來做中和。中和後,藉由過濾來除去鹽,在濾液中加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.70g以室溫下攪拌並進行過濾。將所得的溶液以純水66g洗淨2次後,藉由減壓濃縮來除去溶劑,加入THF79.2g及IPA158g以50℃來做加熱,藉由冰冷卻使結晶析出,並藉由進行過濾來回收結晶。加入THF46.2g及MeOH92.4g將所得的結晶以50℃來做加熱,藉由冰冷卻使結晶析出,並藉由進行過濾乾燥可得到RM8 8.92g(收率:61%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3:2.02-1.87ppm(m,8H),2.67-2.60ppm(m,2H),3.15-3.08ppm(m,2H),4.13-4.02ppm(m,4H),4.65-4.60ppm(m,2H),5.66ppm(s,2H),6.25ppm(d,J=2.4Hz,2H),6.94ppm(d,J=8.8Hz,2H),6.99ppm(t,J=8.6 Hz,1H)7.28-7.22ppm(m,2H),7.44ppm(d,J=8.8Hz,2H)。
<合成例9-RM9之合成->
<RM9-A之合成>
在具備磁攪拌器的300mL四頸燒瓶中,於DMF50.0g中裝入4,4’-聯苯酚20.0g(107mmol)與碳酸鉀44.6g(3.0eq)、碘化鉀1.82g(0.1eq),加熱至100℃,滴下以DMF10.0g所稀釋的2-溴甲基-1,3-二氧戊環39.8g(2.2eq),並以相同溫度攪拌6小時。6小時後,進而追加2-溴甲基-1,3-二氧戊環5.38g(0.3eq)並攪拌18小時。反應結束後,將反應液加入純水400g中使結晶析出並進行過濾,以MeOH60.0g將過濾物來做漿料洗淨,藉由再次過濾可得到白色固體。將所得的白色固體懸濁在THF500g中,添加活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本 Enviro Chemicals製)1.00g,並以60℃攪拌30分後進行熱過濾(45℃)。將濾液冷卻後由於析出白色結晶,故藉由進行過濾乾燥可得到RM9-A 13.0g(收率:34%、性狀:白色固體)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:3.85-3.93ppm(m,4H),3.95-3.99ppm(m,4H),4.03ppm(d,J=4.0Hz,4H),5.21ppm(t,J=4.0Hz,2H),7.01ppm(d,J=8.8Hz,4H),7.53ppm(d,J=8.4Hz,4H)。
<RM9之合成>
在具備磁攪拌器的300mL四頸燒瓶中,於THF99.5g中裝入上述所得的化合物(RM9-A)9.95g(27.8mmol)、2-(溴甲基)丙烯酸乙酯11.8g(2.2eq)、氯化錫12.6g(2.4eq)、10wt%鹽酸水溶液34.8g,並以60℃攪拌1.5小時。1.5小時後,追加20wt%鹽酸水溶液9.95g後,進而攪拌21小時並使反應結束。之後,將THF進行減壓餾除,並加入乙酸乙酯199g將水相除去。接著,將有機層以純水59.7g洗淨2次。回收有機相且將乙酸乙酯進行減壓餾除後,加入THF149g進行迴流攪拌。接著,加入活性碳(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)0.48g攪拌1小時,並以硫酸鎂來做脫水處理後,過濾此者可得到均勻的濾液。接著,將此者進行減壓濃縮,且將THF量設為79.6g並以55℃加入MeOH159g後,暫時進行冰冷卻攪拌。將藉此所析出的結 晶進行過濾乾燥,可得到RM9 8.4g(收率:74%,性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:2.82-2.89ppm(m,2H),3.10-3.18ppm(m,2H),4.14ppm(dd,J=5.4Hz,J=11.0Hz,2H),4.25ppm(dd,J=2.6Hz,J=11.0Hz,2H),5.78-5.79ppm(m,2H),6.10-6.08ppm(m,2H),7.00ppm(d,J=8.4Hz,4H),7.55ppm(d,J=8.4Hz)。
<合成例10-RM10之合成->
<RM10-A之合成>
在具備磁攪拌器的200mL四頸燒瓶中,於NMP 20.0g中裝入4,4’-聯苯酚10.0g(53.7mmol)、4-氯丁醛二甲基縮醛18.4g(2.2eq)、碳酸鉀22.3g(3.0eq)、碘化鉀 1.78g(0.2eq),並以80℃攪拌3小時。之後,追加4-氯丁醛二甲基縮醛2.45g(0.3eq),進而攪拌16小時。反應後,以乙酸乙酯50.0g稀釋反應液且過濾無機鹽後,以乙酸乙酯50.0g稀釋濾液,並將此者以50℃純水50.0g洗淨3次。之後,將該有機相以硫酸鈉來做脫水處理且減壓濃縮至總重量68.0g為止,並過濾所析出的結晶。在粗產物中加入THF5.0g及MeOH20.0g以50℃使其溶解後,冷卻並暫時進行攪拌。將所析出的結晶進行過濾乾燥,可得到RM10-A 15.8g(收率:70%、性狀:白色固體)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.66-1.75ppm(m,8H),3.24ppm(s,12H),4.00ppm(t,J=6.2Hz,4H),4.42ppm(t,J=5.2Hz,2H),6.97ppm(d,J=8.8Hz,4H),7.52ppm(d,J=8.4Hz,4H)。
<RM10之合成>
在具備磁攪拌器的500mL四頸燒瓶中,於THF56.4g中裝入上述所得的化合物(RM10-A)14.8g(35.4mmol)、2-(溴甲基)丙烯酸乙酯15.0g(2.2eq)、氯化錫16.1g(2.4eq)、2,6-二-tert-丁基-p-甲酚0.39g(5mol%)、20wt%HCl水溶液51.8g,並以60℃攪拌3小時。反應後,將反應液進行減壓濃縮且加入純水148g後,過濾所析出的結晶並以純水148g洗淨2次。接著,在該粗產物中加入THF118g及MeOH118g以50℃使其溶解後,放置冷卻至室溫並暫時進行攪拌。經由過濾藉此所 得到的結晶可得到粗產物。進而,在該粗產物中加入THF237g及IPA237g以60℃使其溶解後,冷卻至室溫並暫時進行攪拌。過濾藉此所析出的結晶,並以THF74.0g洗淨3次後進行減壓乾燥,可得到RM10 7.20g(收率:44%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.75-1.85ppm(m,8H),2.60-2.68ppm(m,2H),3.08-3.15ppm(m,2H),4.03ppm(t,J=5.2Hz,4H),4.61-4.67ppm(m,2H)5.72-5.73ppm(m,2H),6.04-6.05ppm(m,2H),6.98ppm(d,J=8.8Hz,4H),7.52ppm(d,J=8.8Hz,4H)。
<合成例11-液晶配向劑D1之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-2(2.40g、6.0mmol)、DA-4(0.94g、6.2mmol)、DA-6(1.77g、3.8mmol)、DA-8(1.32g、4.0mmol)溶解在NMP(32.2g)中,以60℃使其反應3小時之後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(10.7g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(5.7g)、及吡啶(2.9g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺 粉末(A)-1。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%,數平均分子量為12000、重量平均分子量為33000。
所得的聚醯亞胺粉末(A)-1(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D1。
<合成例12-液晶配向劑D2之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-8(3.30g、10.0mmol)、DA-2(4.00g、10.0mmol)溶解在NMP(34.8g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(11.6g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(5.3g)、及吡啶(2.7g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-2。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為15000、重量平均分子量為41000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-2(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、 BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D2。
<合成例13-液晶配向劑D3之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-6(4.67g、10.0mmol)、DA-2(4.00g、10.0mmol)溶解在NMP(38.9g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(13.0g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(3.1g)、及吡啶(12.1g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-3。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為15000、重量平均分子量為36000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-3(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D3。
<合成例14-液晶配向劑D4之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-7(2.64g、10.0 mmol)、DA-2(4.00g、10.0mmol)溶解在NMP(32.8g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(10.9g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(3.7g)、及吡啶(14.4g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-4。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為25000、重量平均分子量為45000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-4(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D4。
<合成例15-液晶配向劑D5之合成->
將TCA(1.35g、6.0mmol)、DA-1(2.28g、6.0mmol)、DA-8(2.97g、9.0mmol)溶解在NMP(24.9g)中,以80℃使其3小時反應後,加入CBDA(1.74g、8.9mmol)與NMP(8.3g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(36g)中加入NMP並稀釋成6質 量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(4.0g)、及吡啶(2.1g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-5。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為20000、重量平均分子量為43000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-5(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D5。
<合成例16-液晶配向劑D6之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-8(4.63g、14.0mmol)、DA-3(2.61g、6.0mmol)溶解在NMP(34.5g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(11.5g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(5.3g)、及吡啶(2.7g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-6。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均 分子量為17000、重量平均分子量為35000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-6(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D6。
<合成例17-液晶配向劑D7之合成->
將BODA(1.30g、5.2mmol)、DA-9(2.09g、3.9mmol)、DA-8(3.00g、9.1mmol)溶解在NMP(23.5g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(1.43g、7.3mmol)與NMP(7.8g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(36g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(3.6g)、及吡啶(1.9g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-7。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為16000、重量平均分子量為36000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-7(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑 D7。
<合成例18-液晶配向劑D8之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-8(3.96g、12.0mmol)、DA-1(3.04g、8.0mmol)溶解在NMP(33.9g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(11.3g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(5.4g)、及吡啶(2.8g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-8。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為18000、重量平均分子量為40000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-8(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D8。
<合成例19-液晶配向劑D9之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-1(2.28g、6.0mmol)、DA-4(1.22g、8.0mmol)、DA-5(1.45g、 6.0mmol)溶解在NMP(29.5g)中,以60℃使其反應3小時後,加入PMDA(2.53g、11.6mmol)與NMP(9.5g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(6.4g)、及吡啶(3.3g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-9。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為10000、重量平均分子量為31000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-9(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D9。
<合成例20-液晶配向劑D10之合成->
對於合成例18所得的液晶配向劑D8 7.0g,加入合成例19所得的液晶配向劑D9 3.0g,並藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D10。
<合成例21-液晶配向劑D11之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-1(1.52g、4.0 mmol)、DA-4(1.22g、8.0mmol)、DA-8(2.64g、8.0mmol)溶解在NMP(20.7g)中,以60℃使其反應3小時後,加入PMDA(2.53g、11.6mmol)與NMP(9.9g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(6.1g)、及吡啶(3.2g),以50℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-10。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%、數平均分子量為9000、重量平均分子量為25000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-10(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D11。
<合成例22-液晶配向劑D12之合成->
對於合成例18所得的液晶配向劑D8 7.0g,加入合成例21所得的液晶配向劑D11 3.0g,並藉由以室溫攪拌5小時,可得到液晶配向劑D12。
<合成例23-液晶配向劑D13之合成->
將BODA(3.75g、15.0mmol)、DA-1(3.81g、10.0mmol)、DA-4(1.52g、10.0mmol)溶解在NMP(30.0g)中,以80℃使其反應5小時後,加入CBDA(0.94g、4.8mmol)與NMP(10.0g),以40℃使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。
在該聚醯胺酸溶液(50g)中加入NMP並稀釋成6質量%後,加入作為醯亞胺化催化劑的乙酸酐(4.7g)、及吡啶(3.7g),以80℃使其反應3小時。將該反應溶液投入在甲醇(700ml)中,並過濾所得的沈澱物。將該沈澱物以甲醇洗淨,並以100℃進行減壓乾燥可得到聚醯亞胺粉末(A)-11。該聚醯亞胺之醯亞胺化率為55%、數平均分子量為20000、重量平均分子量為40000。
在所得的聚醯亞胺粉末(A)-11(6.0g)中加入NMP(44.0g),以50℃攪拌5小時並使其溶解。在該溶液中加入3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D13。
<合成例24-液晶配向劑D14之合成->
將BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-6(6.53g、14.0mmol)、DA-2(2.40g、6.0mmol)溶解在NMP(26.4g)中,以60℃使其反應3小時後,加入CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(13.2g),以室溫使其反應10小時可得到聚醯胺酸溶液。該聚醯胺酸溶液之數平均分子量為 20000、重量平均分子量為40000。
在該聚醯胺酸溶液(30g)中加入NMP(40.0g)、BCS(30.0g),藉由以室溫攪拌5小時可得到液晶配向劑D14。
<合成例25-RM11之合成->
<RM11-A之合成>
在具備磁攪拌器的300ml四頸燒瓶中,於NMP18.1g中裝入RM1-A 9.0g(44.1mmol),以NMP 17.9g預洗後,加入碳酸鉀18.3g(3.0eq),再以NMP 18.0g預洗。將此者以80℃攪拌,同時以30分鐘滴下2-(2-溴乙基)-1,3-二氧戊環17.6g(2.2eq)後,攪拌18小時。18小時後,進而追加2-(2-溴乙基)-1,3-二氧戊環2.4g(0.3eq),再使其反應3.5小時,確認中間物的消失。反 應結束後,以室溫在反應液中加入大量的水,溶解碳酸鉀同時使目的物的結晶析出並過濾。將回收的結晶以純水進行2次漿料洗淨,並進行過濾乾燥可得到RM11-A的粗產物17.8g(收率:100%、性狀:淡茶色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:7.57ppm(d,J=8.8Hz,2H),7.49ppm(dd,J=2.2Hz,J=13.0Hz,1H),7.38ppm(d,J=10.0Hz,1H),7.21ppm(t,J=8.8Hz,1H),6.99ppm(d,J=8.4Hz,2H),5.02-4.99ppm(m,2H),4.18ppm(t,J=6.6Hz,2H),4.10ppm(t,J=6.6Hz,2H),3.94-3.91ppm(m,4H),3.82-3.78ppm(m,4H),2.09-2.02ppm(m,4H)。
<RM11之合成>
在具備磁攪拌器的500ml四頸燒瓶中,於THF135g中加入RM11-A 15.0g(37.1mmol)、氯化錫(II)酐16.9g(2.4eq)、2-(溴甲基)丙烯酸乙酯15.9g(2.2eq)後,以20~30℃並以45分鐘滴下10wt%HCl水溶液52.5g。之後,以室溫攪拌7天使原料及中間物消失。接著,藉由在反應液中加入甲苯300g來分成2相,並以熱時分液(50℃)除去鹽酸相。暫時將有機相先回收至燒瓶,並滴下於6wt%KOH水溶液300g、50℃攪拌狀態下的附有夾套的分液瓶中。由於途中不溶物在界面產生,故追加6wt%KOH水溶液150g。接著,除去鹼性相後,將有機相以純水300g洗淨3次後,回收有機相。在此者中 加入活性碳0.75g(品名:特製白鷺dry品 日本Enviro Chemicals製)、硫酸鈉30.0g、THF105g,以室溫攪拌30分鐘後,進行固液分離並回收濾液。將此者進行濃縮乾固並加入MeOH45.0g後,以室溫來做1小時漿料洗淨。過濾此者後,將所得的過濾物以MeOH7.5g洗淨後,進行減壓乾燥可得到RM 11 7.6g(收率:45%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:7.59ppm(d,J=8.8Hz,2H),7.51ppm(dd,J=2.0Hz,J=12.8Hz,1H),7.40ppm(dd,J=1.6Hz,J=8.0Hz,1H),7.34ppm(t,J=9.0Hz,1H),7.01ppm(d,J=8.8Hz,2H),6.05ppm(dd,J=2.6Hz,J=5.0Hz,2H),5.74ppm(d,J=2.0Hz,2H),4.81-4.75ppm(m,2H),4.20ppm(t,J=6.2Hz,2H),4.13ppm(t,J=6.2Hz,2H),3.21-3.12ppm(m,2H),2.79-2.71ppm(m,2H),2.17-2.08ppm(m,4H).
〔實施例1〕
對於合成例11所得的液晶配向劑D1 10.0g,添加合成例1所得的聚合性化合物RM1 0.06g(相對於固形分為10質量%),並以室溫攪拌3小時使其溶解來調製液晶配向劑D15。
若將所得的液晶配向劑D15以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例2〕
在實施例1中,除了將聚合性化合物RM1之量設為0.09g(相對於固形分為15質量%)以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D16。
將所得的液晶配向劑D16以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例3〕
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例2所得的聚合性化合物RM2以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D17。
將所得的液晶配向劑D17以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例4〕
在實施例2中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例2所得的聚合性化合物RM2以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D18。
將所得的液晶配向劑D18以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例5〕
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除 了使用合成例3所得的聚合性化合物RM3以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D19。
將所得的液晶配向劑D19以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例6〕
在實施例2中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例3所得的聚合性化合物RM3以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D20。
將所得的液晶配向劑D20以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例7〕
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例4所得的聚合性化合物RM4以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D21。
將所得的液晶配向劑D21以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例8〕
在實施例2中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例4所得的聚合性化合物RM4以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D22。
將所得的液晶配向劑D22以-20℃的冷凍庫保存1 天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例9〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例12所得的液晶配向劑D2以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D23。
將所得的液晶配向劑D23以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例10〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例13所得的液晶配向劑D3以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D24。
將所得的液晶配向劑D24以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例11〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例14所得的液晶配向劑D4以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D25。
將所得的液晶配向劑D25以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例12〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例15所得的液晶配向劑D5以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D26。
將所得的液晶配向劑D26以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例13〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例16所得的液晶配向劑D6以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D27。
將所得的液晶配向劑D27以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例14〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例17所得的液晶配向劑D7以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D28。
將所得的液晶配向劑D28以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例15〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例20所得的液晶配向劑D10以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D29。
將所得的液晶配向劑D29以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例16〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例22所得的液晶配向劑D12以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D30。
將所得的液晶配向劑D30以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例17〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例23所得的液晶配向劑D13以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D31。
將所得的液晶配向劑D31以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例18〕
在實施例1中,替代液晶配向劑D1,除了使用合成例24所得的液晶配向劑D14以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D32。
將所得的液晶配向劑D32以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例19〕
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例7所得的聚合性化合物RM7以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D33。
將所得的液晶配向劑D33以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例20〕
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例8所得的聚合性化合物RM8以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D34。
將所得的液晶配向劑D34以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
(比較例1)
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例5所得的聚合性化合物RM5以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D35。
將所得的液晶配向劑D35以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
(比較例2)
在實施例2中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例5所得的聚合性化合物RM5以外,藉由與實施例2 相同之方法來調製液晶配向劑D36。
將所得的液晶配向劑D36以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時可確認到析出物。
(比較例3)
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例6所得的聚合性化合物RM6以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D37。
將所得的液晶配向劑D37以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時可確認到析出物。
(比較例4)
在實施例2中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例6所得的聚合性化合物RM6以外,藉由與實施例2相同之方法來調製液晶配向劑D38。
將所得的液晶配向劑D38以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時可確認到析出物。
(比較例5)
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例9所得的聚合性化合物RM9以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D39。
將所得的液晶配向劑D39以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
(比較例6)
在實施例1中,替代聚合性化合物RM1,除了使用合成例10所得的聚合性化合物RM10以外,藉由與實施例1相同的方法來調製液晶配向劑D40。
將所得的液晶配向劑D40以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
〔實施例21〕 <液晶晶胞之製作>
使用實施例1所得的液晶配向劑D15,並以如下述所表示的步驟來進行SC-PVA方式的液晶晶胞之製作。
將實施例1所得的液晶配向劑D15旋轉塗布在畫素尺寸為100μm×300μm,且形成有線狀/空隙分別為5μm的ITO電極圖型的ITO電極基板的ITO面上,以80℃的加熱板乾燥90秒鐘後,以200℃的熱風循環式烘箱進行30分鐘燒成,來形成膜厚100nm的液晶配向膜。
又,將液晶配向劑D1旋轉塗布在未形成有電極圖型的ITO面上,以80℃的加熱板使其乾燥90秒鐘後,以200℃的熱風循環式烘箱進行30分鐘燒成來形成膜厚100nm的液晶配向膜。
對於上述之2片的基板,在其中一片基板的液晶配向膜上散布4μm的珠狀間隔物後,從其上印刷密封劑(溶 劑型熱硬化型的環氧樹脂)。接著,將另一片的基板以形成液晶配向膜側的面為內側,並與先前的基板貼合後,使密封劑硬化來製作空晶胞。藉由減壓注入法在該空晶胞中注入液晶MLC-6608(默克公司製商品名),來製作液晶晶胞。之後,所製作的液晶晶胞放入120℃的熱風循環式烘箱中1小時,來進行液晶之再配向處理。
藉由下述方法來測定所得的液晶晶胞之應答速度。之後,在對該液晶晶胞外加15V的DC電壓之狀態下,從該液晶晶胞的外側照射10J/cm2的通過365nm之帶通濾波器的UV。之後,再次測定應答速度,並比較UV照射前後的應答速度。
又,對於UV照射後的晶胞來測定畫素部分的預傾角。
進而,將未照射UV的晶胞放置一天,之後,進行液晶晶胞之偏光顯微鏡觀察。若聚合性化合物之對於液晶之溶解性為低時,即使是液晶晶胞中亦變得易於析出,係認為會產生輝點。將結果表示於表2。
<應答速度之測定方法>
首先,在以背光源、設為正交尼科耳之狀態的一組偏光板、光量檢測器之順序所構成的測定裝置中,將液晶晶胞配置在一組偏光板之間。此時,使形成線狀/空隙的ITO電極的圖型以相對於正交尼科耳呈45°的角度之方式設置。又,對上述之液晶晶胞外加電壓±6V、周波數1kHz 的矩形波,藉由示波器讀取經由光量檢測器所觀測的輝度達到飽和為止的變化,將未外加電壓時的輝度設為0%、外加±4V的電壓並飽和的輝度值設為100%,將輝度由10%變化至90%所需的時間設為應答速度。
<預傾角之測定>
使用名菱Technica製LCD分析儀LCA-LUV42A。
(實施例22~40)
替代液晶配向劑D15,除了使用表1記載之液晶配向劑以外,進行與實施例21相同之操作,並比較UV照射前後之應答速度。又,亦進行預傾角之測定及液晶晶胞中之輝點觀察。
尚,在實施例23、24、27、28中,使用140℃的熱風循環式烘箱來替代200℃的熱風循環式烘箱。
(實施例41)
對於合成例18所得的液晶配向劑D8(7.0g),加入合成例19所得的液晶配向劑D9(3.0g),藉由以室溫攪拌5小時來調製液晶配向劑D10 10.0g。在該液晶配向劑D10(10.0g)中,添加合成例25所合成的RM11 0.06g(相對於液晶配向劑D10的固形分為10質量%),並以室溫攪拌3小時使其溶解來調製液晶配向劑D41。
將所得的液晶配向劑D41以-20℃的冷凍庫保存1天,並以室溫放置3小時解凍時未確認到析出物。
(實施例42)
將實施例41所調製的液晶配向劑D41,進行與實施例21相同的操作,並比較UV照射前後之應答速度。又,進行預傾角之測定與液晶晶胞中之輝點觀察。
(比較例7~12)
替代液晶配向劑D15,除了分別使用液晶配向劑D35~D40以外,進行與實施例21相同之操作,並比較UV照射前後之應答速度。又,亦進行預傾角之測定及液晶晶胞中之輝點觀察。
若對比實施例21及22與比較例7及8時,特別是對比實施例22與比較例8時,可得知當具有相同的骨架之情形(RM1與RM5為F取代之有(RM1)‧無(RM5)之差別),藉由鹵素基之導入對清漆之溶解性將為提昇。又,藉由液晶晶胞中的輝點觀察,可得知聚合性化合物之對於液晶之溶解性亦為提昇。
就相同的觀點而言,若對比實施例39與比較例11(RM7與RM9為F取代之有(RM7)‧無(RM9)之差別)、實施例40與比較例12(RM8與RM10為F取代之有(RM8)‧無(RM10)之差別)時,藉由液晶晶胞中 的輝點觀察,可得知聚合性化合物之對於液晶之溶解性為提昇。
又,從實施例25及實施例26可確認得知,即使具有較聯苯骨架為剛直且溶解性為低的聯三苯骨架,藉由鹵素基之導入,可提昇聚合性化合物之對於液晶配向劑之溶解性,且液晶配向劑之保存安定性亦為提昇。
同樣地,從實施例23、24、27、28可確認得知,聚合性化合物之對於液晶配向劑之高溶解性。
據此,可得知經鹵素所取代的聚合性化合物,可提昇聚合性化合物之對於液晶配向劑之溶解性,且液晶配向劑顯示出高度保存安定性,進而對液晶之溶解性亦為提昇。
進而,可確認在SC-PVA方式的液晶晶胞中,添加經鹵素所取代的聚合成化合物的液晶配向劑,與添加未經鹵素所取代的聚合性化合物的液晶配向劑,相同地發現到傾斜角。

Claims (7)

  1. 一種液晶配向劑,其係含有:〔I〕選自由下述一般式I-1~I-3(式中,Ar1~Ar3各自獨立為含有芳香族環的二價有機基且該芳香族環具至少1個鹵素取代基,n1、n2及n6各自獨立表示0~6之整數,n3、n4及n5各自獨立表示1~6之整數,R1~R3各自獨立表示氫或碳數1~4之直鏈或分支鏈之烷基)所表示的化合物所成之群之至少1種的聚合性化合物;及〔II〕選自聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺之至少1個的聚合物,
  2. 如請求項1之液晶配向劑,其中,前述Ar1~Ar3各自獨立為選自由下述式IB-1~IB-3(式中,X表示鹵素基,m1~m8各自獨立為整數,m1+m2為1以上8以下,m3+m4+m5為1以上10以下,m6+m7+m8為1以上12以下)所成之群之二價基,
  3. 如請求項2之液晶配向劑,其中,前述式IB-1所表示的基為下述式IB-1a所表示的基,前述式IB-2所表示的基為下述式IB-2a所表示的基,前述式IB-3所表示的基為下述式IB-3a所表示的基,
  4. 如請求項1~3中任一項之液晶配向劑,其中,前述〔II〕聚合物具有(I)使液晶垂直配向之側鏈。
  5. 如請求項4之液晶配向劑,其中,前述〔II〕聚合物進而具有(II)光反應性之側鏈。
  6. 一種液晶配向膜,其係具有請求項1~5中任一項之液晶配向劑而形成。
  7. 一種液晶顯示元件,其係具有請求項6之液晶配向膜。
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