TWI683857B - 液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能作成應答速度快,且源自AC之殘像特性優異之液晶顯示元件之液晶配向劑及液晶顯示元件。
一種液晶顯示元件,其係藉由使液晶配向劑及/或液晶層含有式(1)所表示之聚合性化合物所形成。
Figure 105104147-A0202-11-0001-1
(X1、X2表示醚鍵等之結合基,S1、S2表示碳數2~9之直鏈伸烷基,S1、X1、X2、S2為選擇成使分子成為左右非對稱。)

Description

液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件
本發明係關於一種能適宜使用於在對液晶分子施加電壓之狀態,藉由照射紫外線所製作之液晶顯示元件中之液晶配向劑,由該液晶配向劑所形成之液晶配向膜,及具有該液晶配向膜之液晶顯示元件。
在藉由電場而使對基板呈垂直配向之液晶分子應答之方式(亦稱為垂直配向(VA)方式)之液晶顯示元件之中,於其製造過程中,有包含對液晶分子施加電壓並同時照射紫外線之步驟者。
該垂直配向方式之液晶顯示元件(PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶顯示器等)中,已知有藉由預先於液晶組成物中添加光聚合性化合物,與聚醯亞胺等之垂直配向膜一同使用,並對液晶單元施加電壓並同時照射紫外線,而使液晶之應答速度變快之技術(參照專利文獻1及非專利文獻1)。
通常,已應答電場之液晶分子之傾斜方向係藉由設置於基板上之突起或設置於顯示用電極之狹縫等而 控制,但於液晶組成物中添加光聚合性化合物,且對液晶單元施加電壓並同時照射紫外線時,由於已記憶液晶分子之傾斜方向之聚合物構造物係形成於液晶配向膜上,一般認為在與僅藉由突起或狹縫而控制液晶分子之傾斜方向之方法相比,液晶顯示元件之應答速度變快。
又,已提出即使藉由將光聚合性化合物添加於液晶配向膜中而不是液晶組成物中,液晶顯示元件之應答速度仍會變快(SC-PVA型液晶顯示器)(參照非專利文獻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。
近年來希望液晶顯示元件之應答速度能更加變快,認為藉由增多光聚合性化合物之添加量,可加快液晶顯示元件之應答速度,但過往之光聚合性化合物具有不易溶解於液晶配向劑所使用之溶劑中之性質。因此,在保存液晶配向劑時,則會產生該光聚合性化合物析出之保存安定性問題。又,液晶顯示元件在其製造步驟中遭受到溫度變化時,則有聚合性化合物之一部分從液晶配向膜中析出至液晶中,並且在液晶中結晶化的情況。尤其,聚合性化合物對液晶之溶解性為低時,認為變得容易引起液晶中之結晶化。此種液晶中之聚合性化合物之結晶化則會成為顯示元件中之亮點來源,而導致元件之顯示品質降低。
又,作為液晶顯示元件之另一課題,則有燒印(burn-in)(殘像),其係在長時間顯示同一圖型時有導致產生的情況。此燒印之原因之一係由電荷之累積所造成。電荷累積所造成之燒印係亦稱為DC燒印,藉由施加極性反轉之電壓之驅動,即,藉由極性反轉驅動,能某種程度地抑制。另一方面,即使預傾角微小變化仍會燒印。預傾角若變化,則對V-T特性產生影響,故即使施加相同電壓,仍會造成穿透率變化。由於顯示白色時之施加電壓與顯示黑色時之施加電壓相異,故因應施加電壓而傾斜角之變化量不同,其後,將全體切換成相同階度時,則因傾斜角之變化而發現燒印的情況。此種燒印即使施以極性反轉驅動仍無法抑制,其亦稱為AC燒印。
本發明之目的在於解決上述先前技術之問題點。
本發明者為了達成上述目的經過重複研究之結果,完成具有下述要旨之本發明。
1.一種液晶配向劑,其係含有下述式(1)所表示之聚合性化合物,與選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物。
Figure 105104147-A0202-12-0004-2
(式中,X1及X2係各自獨立表示選自醚鍵及酯鍵之結合基,S1及S2係各自獨立表示碳數2~9之直鏈伸烷基,且該S1、X1、X2及S2係選擇成使分子成為左右非對稱而成。)
2.如上述1之液晶配向劑,其係前述聚合性化合物(1)中,S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基。
3.如上述1或2之液晶配向劑,其係前述聚合性化合物(1)中,X1與X2之任意一者為醚鍵而另一者為酯鍵,或X1係以羰基側與S1結合之酯鍵而X2係以氧原子側與S2結合之酯基。
4.如上述1~3中任一項之液晶配向劑,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物係具有使液晶垂直配向之側鏈
5.如上述1~4中任一項之液晶配向劑,其中選自由聚 醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物係更具有光反應性之側鏈。
6.一種液晶配向膜,其係使用如上述1~5中任一項之液晶配向劑而成。
7.一種液晶顯示元件,其係具有如上述6之液晶配向膜。
8.一種液晶顯示元件之製造方法,其將含有選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物之液晶配向劑塗佈於2枚基板上而形成液晶配向層,使前述液晶配向層呈對向地配置2枚基板,於上述2枚基板之間夾持液晶層,對液晶層施加電場並同時照射紫外線之垂直配向方式之液晶顯示元件之製造方法,其特徵為使液晶配向劑及液晶層之至少一者含有式(1)所表示之聚合性化合物。
Figure 105104147-A0202-12-0005-3
(式中,X1及X2係各自獨立表示選自醚鍵及酯鍵之結合基,S1及S2係各自獨立表示碳數2~9之直鏈伸烷基,且該S1、X1、X2及S2係選擇成使分子成為左右非對稱。)
9.如上述8之製造方法,其係前述聚合性化合物(1)中,S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基。
10.如上述8或9記載之製造方法,其係前述聚合性化合物(1)中,X1與X2之任意一者為醚鍵而另一者為酯 鍵,或X1係以羰基側與S1結合之酯鍵而X2係以氧原子側與S2結合之酯基。
11.如上述8~10中任一項之製造方法,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物係具有使液晶垂直配向之側鏈。
12.如上述8~11中任一項之製造方法,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物係更具有光反應性之側鏈。
13.一種下述式(1)所表示之聚合性化合物。
Figure 105104147-A0202-12-0006-4
(式中,X1及X2係各自獨立表示選自醚鍵及酯鍵之結合基,S1及S2係各自獨立表示碳數2~9之直鏈伸烷基,且S1、X1、X2及S2係選擇成使分子成為左右非對稱。)
14.如上述13之聚合性化合物,其係式(1)中,S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基。
15.如上述13或14之聚合性化合物,其係式(1)中,X1與X2之任意一者為醚鍵而另一者為酯鍵,或X1係以羰基側與S1結合之酯鍵而X2係以氧原子側與S2結合之酯基。
依據本發明,可取得一種藉由使其被含有於 液晶配向劑及/或液晶層中,即能提供應答速度快,且源自AC之殘像特性優異之液晶顯示元件之新穎聚合性化合物、含有該新穎聚合性化合物之液晶配向劑、使用該液晶配向劑所形成之液晶配向膜,及應答速度快,特別係垂直配向方式之元件。
<聚合性化合物>
本發明之液晶配向劑所含有之聚合性化合物為下述式(1)所表示者。
Figure 105104147-A0202-12-0007-5
式(1)中,X1、X2、S1、及S2之定義係分別如以上所述。其中,亦以S1及S2係各自獨立為碳數2~6之直鏈伸烷基為佳。
作為讓S1、X1、X2及S2可使分子成為左右非對稱用之理想方法,有選擇使S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基的方法(方法1),及選擇使X1與X2互相成為左右非對稱之結合基的方法(方法2)。在此,亦能併用方法1與方法2。
作為方法2,具體地可舉出將X1與X2之任意一者作成醚鍵,並將另一者作成酯鍵之方法(方法2-1),將X1 作成在羰基側與S1結合之酯鍵,將X2作成氧原子側與S2結合之酯基之方法(方法2-2)。
此種化合物之中,互為具有相異碳數之伸烷基之化合物係能以國際專利申請公開WO2012/002513號公報記載之製造方法取得。又,欲將一者作成醚鍵而將另一者作成酯鍵時,在國際專利申請公開WO2012/002513號公報記載之製造方法中,取代雙酚而改用4-(4-羥基苯基)安息香酸作為原料進行製造即可。
尚且,作為使分子左右非對稱之方法,除上述方法1~方法2以外,尚有使左右之聚合性基相異之方法(方法3)、導入取代基而使苯環成為左右非對稱之方法(方法4)等。
藉由選擇選自上述之方法1及方法2之至少一種方法,可得知聚合性化合物之溶解性提升,且同時源自AC之殘像特性在與選擇方法3或方法4之情況較為優異。此理由並非明確,源自AC之殘像特性認為其原因在於聚合性化合物之環構造之堆疊,但認為在選擇方法1或方法2時,在與選擇方法3或方法4之情況相比,堆疊不會受到阻礙所致。
<來自聚醯亞胺前驅物及/或聚醯亞胺之聚合物>
作為在被含有於液晶配向劑及/或液晶層所形成之液晶顯示元件中,且適宜使用之選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物(以下,亦稱為特定聚合 物),能使用作為液晶配向劑所使用之公知之聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺。尚且,聚醯亞胺前驅物係指具體地包括聚醯胺酸及聚醯胺酸酯。
特定聚合物即聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺,在PSA型液晶顯示器用,以具有使液晶垂直配向之側鏈(I)者為佳,在作為SC-PVA型液晶顯示器用,以具有使液晶垂直配向之側鏈(I)且具有光反應性側鏈(II)者為佳。
<使液晶垂直配向之側鏈(I)>
使液晶垂直配向之側鏈(I)(以下,亦稱為側鏈A)係為具有使液晶分子相對於基板呈垂直配向之能力之側鏈,若具有此能力,其構造並無限定。作為該側鏈,已知有例如,長鏈之烷基、氟烷基、於末端具有烷基或氟烷基之環狀基、類固醇基等,亦能適宜使用在本發明中。此等之基只要係具有上述之能力,可直接結合於特定聚合物之主鏈,亦可介隔適當之結合基而結合。
側鏈A係可舉出例如下述式(a)所表示者。
尚且,式(a)中,l、m及n係各自獨立表示0或1之整數,R1表示碳數1~6之伸烷基、-O-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCO-、-CONH-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2COO-、-OCOCH2-或碳數1~3之伸烷基-醚基。R2、R3及R4係各自獨立表示伸苯基或環伸烷基,R5為氫原子、碳數1~24之烷基、碳數1~24之烷氧基、碳數1~24之含 氟烷基、碳數1~24之含氟烷氧基、氟基、氰基、硝基、偶氮基、甲醯基、乙醯基、乙醯氧基、羥基、芳香環、脂肪族環、雜環,或由此等所構成之大環狀取代體。
Figure 105104147-A0202-12-0010-6
從合成容易性之觀點,R1係以-O-、-COO-、-CONH-、或碳數1~3之伸烷基-醚基為佳。
從合成容易性、及使液晶垂直配向之能力之觀點,R2、R3及R4係以如下述表1所示之l、m、n、R2、R3及R4之組合為佳。
Figure 105104147-A0202-12-0010-7
l、m及n之至少一個為1時,作為R5,較佳為氫原子、碳數2~14之烷基或碳數2~14之含氟烷基,更佳為氫原子、碳數2~12之烷基或碳數2~12之含氟烷基。又,l、m及n皆為0時,作為R5,較佳為碳數12~22之烷基、碳數12~22之含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜 環,或由此等所構成之大環狀取代體,較佳為碳數12~20之烷基或碳數12~20之含氟烷基。
使液晶垂直配向之能力雖係依據上述側鏈A之構造而不同,一般而言,聚合物中所含有之側鏈A之量變多時,則使液晶垂直配向之能力提升,若變少時則下降。又,含有環狀構造之側鏈A在與長鏈烷基之側鏈A相比,即使含量為少,仍有使液晶垂直配向之傾向。
作為特定聚合物中之側鏈A之量,只要係液晶配向膜能使液晶垂直配向之範圍內,即無特別限定。但,具備液晶配向膜之液晶顯示元件中,欲使液晶之應答速度變快時,在能保持垂直配向之範圍內,側鏈A之含量係以盡可能地少為佳。
<光反應性之側鏈(II)>
光反應性之側鏈(II)(以下,亦稱為側鏈B)係為具有因紫外線照射進行反應而能形成共價鍵之官能基(以下,亦稱為光交聯基)之交聯性側鏈,或,具有因紫外線照射而產生自由基之官能基之光自由基發生側鏈,若具有此能力,則其構造並無限定。
作為此種側鏈,已知有例如含有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、蒽基、桂皮醯基、查酮基、香豆素基、馬來醯亞胺基、茋基等作為光交聯基之側鏈等,本發明中皆可適宜使用。又,作為因紫外線照射而產生自由基之構造,可舉出如氧化醯基膦構造、苯乙酮構造、烷基苯酮 (alkylphenone)構造、蒽醌構造、咔唑構造、氧葱酮構造、噻噸酮構造、三苯基胺構造、茀酮構造、苯甲醛構造、安息香構造、二苯甲酮構造、茀構造等,具有此等構造之光自由基發生側鏈亦能適宜使用。其中亦以具有苯乙酮構造、二苯甲酮構造、或安息香構造之側鏈為佳。
此等基只要具有上述能力,則可直接結合於特定聚合物之主鏈,亦可介隔適當結合基而結合。
作為側鏈B,可例示例如下述式(b-1)~(b-3)。尚且,式(b-2)所表示之側鏈含有具有桂皮醯基及甲基丙烯醯基之構造,式(b-3)所表示之側鏈具有因紫外線照射而產生自由基之構造。
[化6]-R6-R7-R8-R9 (b-1)
式(b-1)中,R6為-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-、或-N(CH3)CO-。從合成容易性之觀點,R6係以-CH2-、-O-、-COO-、-NHCO-、-NH-或-CH2O-為佳。
R7表示環狀、非取代或可被氟原子取代之碳數1~20之伸烷基,伸烷基之任意之-CH2-亦可被-CF2-或-CH=CH-所取代,在不與以下舉出之任意之基相鄰時,亦可被此等基所取代;-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、碳環、或雜環。
作為碳環及雜環,具體地可舉出如以下之構造,但並 非係受限於此者。
Figure 105104147-A0202-12-0013-8
Figure 105104147-A0202-12-0013-9
R8表示-CH2-、-O-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-、-N(CH3)CO-、碳環、或雜環之任意者。從合成容易性之觀點,以-CH2-、-O-、-COO-、-OCO-、NHCO-、-NH-、碳環、或雜環為佳。碳環及雜環之具體例係如先前所述。
R9為苯乙烯基、-CR18=CH2基、碳環、雜環、或以下之式(R9-1)~(R9-34),R18表示氫原子或可被氟原子取代之甲基。
Figure 105104147-A0202-12-0014-10
Figure 105104147-A0202-12-0014-11
Figure 105104147-A0202-12-0015-12
從光反應性之觀點,其中R9係亦以苯乙烯基、-CH=CH2、-C(CH3)=CH2、或上述(R9-2)、(R9-12)或(R9-15)為較佳。
[化12]-R10-R11-R12-R13-R14-R15 (b-2)
上述式(b-2)中,R10為-CH2-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-、或-CO-。
R11為碳數1~30之伸烷基、二價之碳環或二價之雜環,伸烷基、二價之碳環及二價之雜環之1個以上之氫原子亦可被氟原子或有機基所取代。又,R11中之任意之 -CH2-在不與以下舉出之任意之基相鄰時,亦可被此等基所取代;-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、或-CO-。
R12為-CH2-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-CO-、或單鍵。
R13為桂皮醯基、查酮基、或香豆素基,表示光交聯基。
R14為單鍵、碳數1~30之伸烷基、二價之碳環或二價之雜環,伸烷基、二價之碳環及二價之雜環之1個以上之氫原子亦可被氟原子或有機基所取代。又,R14中之任意之-CH2-在不與以下舉出之任意之基相鄰時,亦可被此等之基所取代;-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、或-CO-。
R15為丙烯醯基或甲基丙烯醯基,表示光聚合性基。
式(b-2)所表示之側鏈當中,作為-R13-R14-R15所表示之基之具體例,可舉出如以下之構造,但並非受限於此等。尚且,下述之構造中,R表示氫原子或甲基。
Figure 105104147-A0202-12-0017-13
Figure 105104147-A0202-12-0017-14
式(b-3)中,Ar4表示選自伸苯基、伸萘基、及伸聯苯基之芳香族烴基,此等基亦可受有機基取代,此等之基之氫原子亦可被鹵素原子所取代。
R16及R17係各自獨立為碳數1~10之烷基、碳數1~10之烷氧基、苄基、或苯乙基,在為烷基或烷氧基時,R16與R17亦可形成環。
T1及T2係各自獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、-CH2O-、-N(CH3)-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-之結合基。
S4表示單鍵、非取代或可被氟原子所取代之碳數1~20之伸烷基(但,伸烷基之-CH2-或-CF2-亦可任意地被-CH=CH-所取代,在不與以下舉出之任意之基相鄰時,亦 可此等之基所取代;-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-、二價之碳環、或二價之雜環。)。
n2表示0或1。Q表示下述式所表示之構造。
Figure 105104147-A0202-12-0018-15
(式中,R表示氫原子或碳數1~4之烷基,R3表示-CH2-、-NR-、-O-、或-S-)
式(b-3)所表示之側鏈當中,作為-Ar4-CO-CQR16R17所表示之基之具體例,可舉出如以下之式(b-3-1)~(b-3-6)之構造,但並非受限於此等。
Figure 105104147-A0202-12-0018-16
特定聚合物中之側鏈B之量只要係在能加速液晶顯示元件中液晶之應答速度範圍內,即無特別限定。欲加速液晶顯示元件中之液晶之應答速度時,在不影響其他特性之範圍內,儘可能地含有較多為佳。
<聚醯亞胺前驅物>
聚醯亞胺前驅物係意指聚醯胺酸及聚醯胺酸酯。以下,記述關於聚醯胺酸之調製方法,但聚醯胺酸酯係能藉由過往公知之方法,或與以下記載之聚醯胺酸相同或類似之方法進行調製。
<聚醯胺酸>
具有側鏈A之聚醯胺酸係能藉由在原料之二胺及四羧酸酐之中,使任意一者具有側鏈A,或兩者具有側鏈A,並使該原料進行反應而取得。於此當中,從原料合成容易性等之觀點,以使用具有側鏈A之二胺之方法為佳。
又,具有側鏈A及側鏈B之聚醯胺酸係能藉由在原料之二胺及四羧酸酐之中,使單僅任意一者具有側鏈A及側鏈B,或任意一者僅具有側鏈A且另一者僅具有側鏈B,或任意一者具有側鏈A及側鏈B且另一者具有側鏈A,或任意一者具有側鏈A及側鏈B且另一者具有側鏈B,或,兩者具有側鏈A及側鏈B,並使該原料進行反應而取得。於此當中,從原料合成容易性等之觀點,以單僅二胺含有側鏈A及側鏈B為佳。
<具有側鏈A之二胺>
作為具有側鏈A之二胺(以下稱為二胺A),可舉出如於二胺側鏈具有烷基、含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環,或由此等所構成之大環狀取代體之二胺為例。具體 地可舉出如前述式(a)所表示之具有側鏈之二胺。更具體而言,可舉出如下述式(1)、(3)、(4)、(5)所表示之二胺,但並非係受限於此者。尚且,式(1)中之l、m、n、及R1~R5之定義係與前述式(a)相同。
Figure 105104147-A0202-12-0020-17
式(3)及式(4)中,A10係各自獨立表示-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’表示烷基、含氟烷基、芳香環、脂肪族環、雜環,或由選自此等之任意構造之組合所構成之大環狀取代體。
Figure 105104147-A0202-12-0020-18
式(5)中,A14為可被氟原子所取代之碳數3~20之烷基,A15為1,4-環伸已基或1,4-伸苯基,A16為氧原子或-COO-*(但,附有「*」之鍵結處係與A3結合),A17 為氧原子或-COO-*(但,附有「*」之鍵結處係與(CH2)a2結合)。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)之結合位置並無限定。具體地可舉出如,相對於側鏈之結合基,在苯環上之2,3之位置、2,4之位置、2,5之位置、2,6之位置、3,4之位置、3,5之位置。其中,從合成聚醯胺酸時之反應性之觀點,以2,4之位置、2,5之位置、或3,5之位置為佳。若亦加上考量合成二胺時之容易性,則以2,4之位置、或3,5之位置為較佳。
作為式(1)之具體構造,可例示如下述之式[A-1]~式[A-24]所示之二胺,但並非係受限於此者。
Figure 105104147-A0202-12-0021-19
Figure 105104147-A0202-12-0021-20
Figure 105104147-A0202-12-0022-21
式[A-1]~式[A-5]中,A1為碳數2~24之烷基或碳數2~24之含氟烷基。
式[A-6]及式[A-7]中,A2表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-、或-CH2OCO-,A3為碳數1~22之烷基、碳數1~22之烷氧基、碳數1~22之含氟烷基或碳數1~22之含氟烷氧基。
式[A-8]~式[A-10]中,A4表示、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、或-CH2-,A5表示碳數1~22之烷基、碳數1~22之烷氧基、碳數1~22之含氟烷基或碳數1~22之含氟烷氧基。
Figure 105104147-A0202-12-0022-22
Figure 105104147-A0202-12-0023-23
Figure 105104147-A0202-12-0023-24
式[A-11]及式[A-12]中,A6表示-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為碳數3~12之烷基,1,4-環伸己基之順-反異構係分別為反式異構物。
式[A-15]及式[A-16]中,A9為碳數3~12之烷基,1,4-環伸己基之順-反異構係分別為反式異構物。
Figure 105104147-A0202-12-0023-25
Figure 105104147-A0202-12-0024-26
Figure 105104147-A0202-12-0024-27
作為式(3)所表示之二胺之具體例,可舉出如下述之式[A-25]~式[A-30]所示之二胺,但不受限於此等。
Figure 105104147-A0202-12-0024-28
(A12表示-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH2-、-O-、-CO-、或-NH-,A13表示碳數1~22之烷基或碳數 1~22之含氟烷基。)
作為式(4)所表示之二胺之具體例,可舉出如下述之式[A-31]~式[A-32]所示之二胺,但不受限於此等。
Figure 105104147-A0202-12-0025-29
此等之中,從使液晶垂直配向之能力、液晶之應答速度之觀點,亦以[A-1]、[A-2]、[A-3]、[A-7]、[A-14]、[A-16]、[A-21]或[A-22]之二胺為佳。
上述二胺在因應作成液晶配向膜時之液晶配向性、預傾角、電壓保持特性、累積電荷等之特性,可使用1種類或可混合2種類以上使用。
合成具有側鏈A之聚醯胺酸所使用之二胺成分100莫耳%當中,二胺A為5~70莫耳%,較佳為10~50莫耳%,更佳宜為20~50莫耳%。
<具有側鏈B之二胺>
作為具有側鏈B之二胺(以下,亦稱為二胺B)之例,可舉出如於二胺側鏈具有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、蒽基、桂皮醯基、查酮基、香豆素基、馬來醯亞胺基、茋基等之光交聯基之二胺、具有因紫外線照射而產 生自由基之官能基之二胺。具體地可舉出如前述式(b-1)~(b-3)所表示之具有側鏈之二胺。作為具體例,可舉出如下述一般式(2)(式(2)中之R6、R7、R8及R9之定義係與前述式(b-1)中相同)所表示之二胺,但並非係受限於此者。
Figure 105104147-A0202-12-0026-30
式(2)中之二個胺基(-NH2)之結合位置並無特別限定。具體地可舉出如相對於側鏈之結合基,在苯環上之2,3之位置、2,4之位置、2,5之位置、2,6之位置、3,4之位置、3,5之位置。從合成聚醯胺酸時之反應性之觀點,其中亦以2,4之位置、2,5之位置或3,5之位置為佳。若加上考量合成二胺時之容易性,則以2,4之位置、或3,5之位置為較佳。
具體地可舉出如以下之化合物,但並非係受限於此等。尚且,以下之化合物中,X表示選自由醚、酯、醯胺及胺基所成群之結合基,R表示氫原子或甲基,S3表示單鍵,或非取代或亦可被氟原子所取代之碳數1~20之伸烷基。又,l、m、及n係各自獨立表示0~20之整數。
Figure 105104147-A0202-12-0027-31
Figure 105104147-A0202-12-0027-32
Figure 105104147-A0202-12-0027-33
Figure 105104147-A0202-12-0028-34
上述二胺在因應作成液晶配向膜時之液晶配向性、預傾角、電壓保持特性、累積電荷等之特性、液晶顯示元件時之液晶之應答速度等,可使用1種類或混合2種類以上使用。
用以合成聚醯胺酸所使用之二胺成分100莫耳%之中,二胺B為0~95莫耳%,較佳為20~80莫耳%,更佳為40~70莫耳%。
<其他二胺>
本發明所使用之聚醯胺酸在不損及本發明之效果範圍內,能併用上述具有使液晶垂直配向之側鏈之二胺,或具有光反應性基之二胺以外之其他二胺作為二胺成分。具體 地可舉出如p-伸苯基二胺、2,3,5,6-四甲基-p-伸苯基二胺、2,5-二甲基-p-伸苯基二胺、m-伸苯基二胺、2,4-二甲基-m-伸苯基二胺、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、3,5-二胺基苄基醇、2,4-二胺基苄基醇、4,6-二胺基間苯二酚、4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二羥基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二羧基-4,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二氟-4,4’-聯苯基、3,3’-三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯基、3,4’-二胺基聯苯基、3,3’-二胺基聯苯基、2,2’-二胺基聯苯基、2,3’-二胺基聯苯基、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’-磺醯基二苯胺、3,3’-磺醯基二苯胺、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’-二胺基二苯基胺、3,3’-二胺基二苯基胺、3,4’-二胺基二苯基胺、2,2’-二胺基二苯基胺、2,3’-二胺基二苯基胺、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’-二胺基二苯甲酮、3,3’-二胺基二苯甲酮、3,4’-二胺基二苯甲 酮、1,4-二胺基萘、2,2’-二胺基二苯甲酮、2,3’-二胺基二苯甲酮、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)對酞酸酯、雙(3-胺基苯基)對酞酸酯、雙(4-胺基苯基)異酞酸酯、雙(3-胺基苯基)異酞酸酯、N,N’-(1,4-伸苯基)雙(4-胺基苄醯胺)、N,N’-(1,3-伸苯基)雙(4-胺基苄醯胺)、N,N’-(1,4-伸苯基)雙(3-胺基苄醯胺)、N,N’- (1,3-伸苯基)雙(3-胺基苄醯胺)、N,N’-雙(4-胺基苯基)對酞醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)對酞醯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)異酞醯胺、N,N’-雙(3-胺基苯基)異酞醯胺、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)二苯基碸、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、3,5-二胺基安息香酸、2,5-二胺基安息香酸、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-雙(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-雙(4-胺基苯氧基)癸烷、1,10-雙(3-胺基苯氧基)癸烷、1,11-雙(4-胺基苯氧基)十一烷、1,11-雙(3-胺基苯氧基)十一烷、1,12-雙(4-胺基苯氧基)十二烷、1,12-雙(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。
上述其他二胺在因應作成液晶配向膜時之液晶配向性、預傾角、電壓保持特性、累積電荷等之特性,可使用1種類或亦可混合2種類以上使用。
<四羧酸二酐>
本發明所使用之聚醯胺酸之合成中,與上述二胺成分反應之四羧酸二酐並無特別限定。其具體例可舉出如以下。
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’-聯苯基四羧酸、2,3,3’,4’-聯苯基四羧酸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、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’-二苯基碸四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸、1,3-二苯基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸、氧二鄰苯二甲四羧酸、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基)-3-甲基-3-環己烷-1,2-二羧酸、四環[6,2,1,1,0,2,7]十二-4,5,9,10-四羧酸、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。
四羧酸二酐在因應作成液晶配向膜時之液晶配向性、電壓保持特性、累積電荷等之特性,可使用1種類或併用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取得聚醯胺酸之際,可使用公知之合成手法。一般而言,使二胺成分與四羧酸二酐在有機溶劑中進行反應之方法。二胺成分與四羧酸二酐之反應在有機溶劑中較容易進行,且不易產生副產物之面上較為有利。
作為上述反應所使用之有機溶劑,只要係會 溶解已生成之聚醯胺酸者,即無特別限定。並且,即使係不會溶解聚醯胺酸之有機溶劑,在生成之聚醯胺酸不析出之範圍,亦可混合於上述溶劑中使用。尚且,有機溶劑中之水分由於會成為阻礙聚合反應,且使經生成之聚醯胺酸進行水解之原因,故有機溶劑係以經過脫水乾燥者為佳。
作為有機溶劑,可舉出例如,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-二甲基丙烷醯胺、N-甲基己內醯胺、二甲亞碸、四甲基脲、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、異丙基醇、甲氧基甲基戊醇、雙戊烯、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、甲基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單丁基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、二異丁 烯、戊基乙酸酯、丁基丁酸酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、二噁烷、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、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、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、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-己醇等。此等有機溶劑係可單獨使用,亦可混合使用。
可舉出如在使二胺成分與四羧酸二酐成分在有機溶劑中反應時,攪拌使二胺成分分散或溶解於有機溶劑而成之溶液,且直接添加四羧酸二酐成分,或使其分散或溶解於有機溶劑中才添加之方法;反過來對使四羧酸二酐成分分散或溶解於有機溶劑而成之溶液添加二胺成分之方法;交互添加四羧酸二酐成分與二胺成分之方法等,可使用此等任意之方法。又,二胺成分或四羧酸二酐成分係由複數種化合物所構成時,可在預先混合之狀態下使其反應,亦可個別地依順反應,更亦可使個別反應而成之低分子量體進行混合反應而成為高分子量體。
使二胺成分與四羧酸二酐成分反應時之溫度,能選擇任意溫度,例如在-20~150℃,較佳在-5~100℃之範圍。又,反應係能在任意濃度下進行,例如,相對於反應液,二胺成分與四羧酸二酐成分之合計量為1~50 質量%,較佳為5~30質量%。
上述聚合反應中,四羧酸二酐成分之合計莫耳數對二胺成分之合計莫耳數之比率係能因應所欲取得之聚醯胺酸之分子量而選擇任意之值。與通常之縮聚合反應同樣地,此莫耳比越接近1.0則所生成之聚醯胺酸之分子量變得越大。較佳之範圍為0.8~1.2。
合成本發明所使用之聚醯胺酸的方法並非受限於上述手法,與一般聚醯胺酸之合成方法同樣地,即使取代上述四羧酸二酐而改用對應構造之四羧酸或四羧酸二鹵化物等之四羧酸衍生物,以公知方法使其反應,仍能取得對應之聚醯胺酸。
作為使上述聚醯胺酸進行醯亞胺化而作成聚醯亞胺之方法,可舉出直接加熱聚醯胺酸溶液之熱醯亞胺化、對聚醯胺酸溶液添加觸媒之觸媒醯亞胺化。
本發明所使用之聚醯亞胺中,由聚醯胺酸轉換成聚醯亞胺之醯亞胺化率並不一定必須為100%。
在溶液中使聚醯胺酸進行熱醯亞胺化時之溫度為100~400℃,較佳為120~250℃,以藉由將因醯亞胺化反應所生成之水去除至系統外並同時實施為佳。
聚醯亞胺前驅物之觸媒醯亞胺化係能藉由對聚醯亞胺前驅物溶液添加鹼性觸媒與酸酐,在-20~250℃,較佳在0~180℃下進行攪拌而實施。鹼性觸媒之量為醯胺酸基之0.5~30莫耳倍,較佳為2~20莫耳倍,酸酐之量為醯胺酸基之1~50莫耳倍,較佳為3~30莫耳倍。作為 鹼性觸媒,可舉出如吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺等,其中由於吡啶具有能使反應之適度鹼性,故為佳。作為酸酐,可舉出如無水乙酸、無水偏苯三甲酸、無水苯均四酸等,其中在使用無水乙酸時,由於反應結束後之純化變得容易,故為佳。觸媒醯亞胺化所成之醯亞胺化率係能藉由調節觸媒量與反應溫度、反應時間等而控制。
在從聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺之反應溶液回收已生成之聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺時,將反應溶液投入於貧溶劑中使其沉澱即可。作為生成沉澱所使用之貧溶劑,可舉出如甲醇、丙酮、己烷、丁基賽珞蘇、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯、水等。投入於貧溶劑使其沉澱後之聚合物在過濾回收後,能在常壓或減壓下,在常溫或加熱下進行乾燥。又,若重複2~10次之使已沉澱回收之聚合物再溶解於有機溶劑,且再沉澱回收之操作,即能減少聚合物中之雜質。作為此時之貧溶劑,可舉出例如醇類、酮類、烴等,使用選自此等當中之3種類以上之貧溶劑時,由於純化之效率更加提升,故為佳。
<液晶配向劑>
本發明之液晶配向劑含有上述式(1)所表示之聚合性化合物、及上述選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物。此等成分以外,亦可含有形成樹脂 被膜用之其他聚合物成分。全樹脂成分之含量係在液晶配向劑100質量%中為1~20質量%,較佳為3~15質量%,更佳為3~10質量%。
本發明之液晶配向劑中之樹脂成分,其全部可為選自由具有側鏈A及/或側鏈B之聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物,亦可為此等之混合物,並且亦可混合其外之其他聚合物。此時,樹脂成分中之其他聚合物之含量係以0.5~15質量%為佳,較佳為1~10質量%。
作為其他聚合物,可舉出例如,不具有側鏈B之聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺、不具有側鏈A與側鏈B兩者之聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺等,但不受限於此等。
上述樹脂成分之聚合物之分子量在考量到取得之塗膜之強度、塗膜形成時之作業性、及塗膜之均勻性等時,使用GPC(Gel Permeation Chromatography)法所測量之重量平均分子量(Mw)係以5,000~1,000,000為佳,較佳為10,000~150,000。
本發明之液晶配向劑中之式(1)所表示之聚合性化合物之含量在相對於樹脂成分100質量份為3~30質量份,較佳為5~20質量份,更佳為5~15質量份。於該含量之情況下,可取得本發明之效果。
<溶劑>
本發明之液晶配向劑所使用之有機溶劑只要係會溶解 上述樹脂成分之有機溶劑,即無特別限定。此有機溶劑可為1種類之溶劑,亦可為2種類以上之混合溶劑。作為有機溶劑之具體例,可舉出如前述聚醯胺酸之合成中所例示之有機溶劑。其中,從樹脂成分溶解性之觀點,亦以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、或3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺為佳。
又,以下所示之溶劑具有使塗膜之均勻性或平滑性提升之效果,以混合於對樹脂成分之溶解性為高之溶劑中使用為佳。
例如,可舉出異丙基醇、甲氧基甲基戊醇、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇、甲基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單丁基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、二異丁烯、戊基乙酸酯、丁基丁酸酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、 丙基醚、二己基醚、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、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-單甲基醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-單乙基醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲基酯、乳酸乙基酯、乳酸n-丙基酯、乳酸n-丁酯、乳酸異戊基酯、2-乙基-1-己醇等。此等溶劑係亦可複數種類。使用此等溶劑時,以液晶配向劑所包含之溶劑全體之5~80質量%為佳,較佳為20~60質量%。
液晶配向劑中亦可含有上述以外之成分。例如,可舉出如在塗佈液晶配向劑時提升膜厚均勻性或表面平滑性之化合物,提升液晶配向膜與基板之密著性之化合物等。
作為提升膜厚之均勻性或表面平滑性之化合物,可舉出如氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、非離子系界面活性劑等。更具體地可舉出例如,Eftop EF301、EF303、EF352(Tohkem Products公司製))、MegafacF171、F173、R-30(大日本油墨公司製)、Fluorad FC430、FC431(住友3M公司製)、Asahiguard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、 SC104、SC105、SC106(旭硝子公司製)等。在使用此等界面活性劑時,其使用比例在相對於液晶配向劑所含有之樹脂成分100質量份而言,較佳為0.01~2質量份,更佳為0.01~1質量份。
作為提升液晶配向膜與基板之密著性之化合物之具體例,可舉出如含官能性矽烷之化合物、含環氧基之化合物等。可舉出例如,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-三乙氧基矽基丙基三伸乙三胺、N-三甲氧基矽基丙基三伸乙三胺、10-三甲氧基矽基-1,4,7-三氮雜癸烷、10-三乙氧基矽基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基矽基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三乙氧基矽基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、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)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、三丙二醇二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚、新戊二醇二環氧丙基醚、1,6-已二醇二環氧丙基醚、丙三醇二環氧 丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二環氧丙基醚、1,3,5,6-四環氧丙基-2,4-已二醇、N,N,N’,N’,-四環氧丙基-m-茬二胺、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)環己烷、N,N,N’,N’,-四環氧丙基-4、4’-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷等。
又,為了更加提升由液晶配向劑所得之塗膜之摩擦耐性,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。在使用此等化合物時,在相對於液晶配向劑所含有之樹脂成分100質量份而言,以0.1~30質量份為佳,較佳為1~20質量份。
只要不損及本發明之效果範圍內,本發明之液晶配向劑中除了上述之外,亦可添加使液晶配向膜之介電率或導電性等之電氣特性變化為目的之介電體或導電物質。
<液晶配向膜>
亦能將本發明之液晶配向劑塗佈於基板後,且因應必要藉由進行乾燥、燒成所取得之硬化膜直接使用作為液晶配向膜。又,亦可對此硬化膜施加摩擦、照射偏光或特定波長之光等、離子束等之處理,亦能作為SC-PVA用配向膜而在在對液晶填充後之液晶顯示元件施加電壓之狀態下照射UV。
作為基板,只要係高透明性之基板,即無特別限定,可使用如玻璃板、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸 酯、聚醚碸、聚芳香酯、聚胺基甲酸酯、聚碸、聚醚、聚醚酮、三甲基戊烯、聚烯烴、聚對酞酸乙二酯、(甲基)丙烯腈、三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、乙酸酯丁酸酯纖維素等。又,從製程之簡單化之觀點,以使用已形成有驅動液晶驅動用之ITO(Indium Tin Oxide)電極等之基板為佳。又,反射型之液晶顯示元件中,若僅在單側之基板,則亦尚能使用矽晶圓等之不透明之物,此時之電極亦能使用鋁等之反射光之材料。
液晶配向劑之塗佈方法並無特別限定,可舉出如網版印刷、平板印刷、柔版印刷等之印刷法、噴墨法、噴霧法、輥塗法、浸漬法、輥塗法、狹縫塗佈法、旋轉塗佈法等。在生產性之面上,工業上係廣泛使用轉印印刷法,在本發明中亦能適宜使用。
以上述方法塗佈液晶配向劑所形成之塗膜係能進行燒成而作成硬化膜。並不一定需要塗佈液晶配向劑後之乾燥之步驟,但在各基板從塗佈後至燒成為止之時間而基板並非固定的情況,或塗佈後並未隨及燒成的情況,則以進行乾燥步驟為佳。此乾燥係只需去除溶劑直到不會因搬送基板搬送等而使塗膜形狀變形之程度即可,該乾燥手段並無特別限定。例如,可舉出在溫度40~150℃,較佳在60~100℃之加熱板上,乾燥0.5~30分,較佳乾燥1~5分乾燥之方法。
藉由塗佈液晶配向劑所形成之塗膜之燒成溫度並無限定,例如,能在100~350℃之任意溫度下實施, 較佳為120~300℃,更佳為150~250℃。燒成時間係能在5~240分之任意時間下進行燒成。較佳為10~90分,更佳為20~90分。加熱係能以公知之方法,例如、加熱板、熱風循環爐、紅外線爐等進行。
又,燒成而得之液晶配向膜之厚度並無特別限定,較佳為5~300nm,更佳為10~120nm。
<液晶顯示元件>
本發明之液晶顯示元件係能藉由上述之方法,於基板上形成液晶配向膜,使用公知方法製作液晶單元而得。
作為液晶顯示元件之具體例,如具備具有經對向配置之2枚基板、設置於基板間之液晶層、及設置於基板與液晶層之間之由本發明之液晶配向劑所形成之液晶配向膜之液晶單元之垂直配向方式之液晶顯示元件。具體而言,其係具備液晶單元之垂直配向方式之液晶顯示元件,而該液晶單元係藉由將本發明之液晶配向劑塗佈於2枚基板上並進行燒成而形成液晶配向膜,使此液晶配向膜呈對向地配置2枚基板,於此2枚基板之間夾持由液晶所構成之液晶層,使其接觸液晶配向膜而設置液晶層,對液晶配向膜及液晶層施加電壓並照射紫外線而製成者。
使用由本發明之液晶配向劑所形成之液晶配向膜,對液晶配向膜及液晶層施加電壓並同時照射紫外線,使聚合性化合物聚合之同時,因聚合物所具有之光反應性之側鏈彼此,或聚合物所具有之光反應性之側鏈與聚合性化合物 進行反應,可有效率地固定化液晶之配向,進而成為應答速度顯著優異之液晶顯示元件。
作為本發明之液晶顯示元件所使用之基板,只要係高透明性之基板,即無特別限定,通常為在基板上已形成驅動液晶用之透明電極之基板。作為具體例,可舉出如與在上述液晶配向膜中記載之基板為相同者。
本發明之液晶顯示元件亦可使用過往之已設置電極圖型或突起圖型之基板,但藉由具有使用本發明之液晶配向劑所形成之液晶配向膜,即便使用單側基板上例如形成1~10μm之線/狹縫電極圖型,對向基板上未形成狹縫圖型或突起圖型之構造之基板,仍可動作,故能簡略化液晶顯示元件製造時之製程,且能取得高穿透率。
又,如TFT型之元件般之高機能元件中係使用在驅動液晶用之電極與基板之間形成有如電晶體之元件者。
在穿透型之液晶顯示元件之情況,一般係使用上述基板,但在反射型之液晶顯示元件中,若僅係單側之基板,則亦能使用矽晶圓等之不透明基板。此時,形成於基板上之電極係亦能使用反射光之如鋁之材料。
液晶配向膜係藉由在此基板上塗佈本發明之液晶配向劑後進行燒成所形成者,詳細內容係如以上所述。
構成本發明之液晶顯示元件之液晶層之液晶材料並無特別限定,可使用過往在垂直配向方式下使用之 液晶材料,可使用例如默克公司製之MLC-6608、MLC-6609等之負型之液晶。
尚且,在製造本發明之液晶顯示元件時,使液晶配向劑與上述液晶層之至少一者含有本發明之聚合性化合物即可。
作為將此液晶層夾持於2枚基板之間之方法,可舉出公知之方法。可舉出例如,準備已形成液晶配向膜之一對基板,在一個基板之液晶配向膜上散布珠粒等之間隔器,使已形成液晶配向膜側之面朝向內側而貼合於另一個基板,減壓注入液晶且密封之方法。
又,準備已形成液晶配向膜之一對基板,在一個基板之液晶配向膜上散布珠粒等之間隔器後滴下液晶,其後使已形成液晶配向膜側之面朝向內側而貼合於另一個基板,且進行密封之方法亦能製造液晶單元。此時之間隔器之厚度係以1~30μm為佳,較佳為2~10μm。
藉由對液晶配向膜及液晶層施加電壓並同時照射紫外線而製作液晶單元之步驟,可舉出例如,在設置於基板上之電極間施加電壓,對液晶配向膜及液晶層施加電場,保持此電場之狀態下照射紫外線之方法。在此,作為施加在電極間之電壓,例如為5~30Vp-p,較佳為5~20Vp-p。紫外線之照射量係例如1~60J/cm2,較佳為40J/cm2以下,更佳為20J/cm2以下。紫外線照射量若少,則能抑制因構成液晶顯示元件之液晶或構件損壞所產生之信賴性降低,且因減少紫外線之照射時間,而製造效 率提升,故較為適宜。
所使用之紫外線之波長係以300~400nm為佳,以310~370nm為較佳。
若對液晶配向膜及液晶層施加電壓並同時照射紫外線,則聚合性化合物進行反應而形成聚合物,藉由此聚合物而液晶分子傾斜之方向受到記憶,故能使取得之液晶顯示元件之應答速度變快。
又,對液晶配向膜及液晶層施加電壓並同時照射紫外線時,選自由具有反應性側鏈之聚醯亞胺前驅物、及將此聚醯亞胺前驅物予以醯亞胺化而得之聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物所具有之光反應性之側鏈彼此,或聚合物所具有之光反應性側鏈與聚合性化合物進行反應,故能使取得之液晶顯示元件之應答速度變快。
又,本發明之液晶配向劑不僅能有用作為製作PSA型液晶顯示器或SC-PVA型液晶顯示器等之垂直配向方式之液晶顯示元件用之液晶配向劑,亦能適宜使用於製作藉由摩擦處理或光配向處理而形成之液晶配向膜。
[實施例]
以下例舉實施例更加詳細說明本發明,但本發明並非係受到此等所限定者。下述使用之化合物之略稱係如以下所示。
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:苯均四酸酐。
TCA:2,3,5-三羧基環戊基乙酸-1,4,2,3-二酐。
DBA:3,5-二胺基安息香酸
Figure 105104147-A0202-12-0048-35
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮。
BCS:丁基賽珞蘇。
3AMP:3-二甲基吡啶胺(3-picolylamine)。
Figure 105104147-A0202-12-0048-36
<合成例1>
Figure 105104147-A0202-12-0049-37
<RM1-A之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL(毫升)四頸燒瓶添加4-(4-羥基苯基)安息香酸20g(93.4mmol)、NMP 70.0g(3.5wt)、碳酸鉀38.7g(3.0eq)、及碘化鉀0.776g(5.0mol%),使用NMP 10.0g(0.5wt)洗淨燒瓶壁面並添加至反應液後,進行攪拌。其後,升溫至100℃,使用4-氯丁基醛二甲基縮醛35.7g(2.5eq)及NMP 10.0g(0.5wt)洗淨附著於燒瓶壁面之粉末,並流入反應系統內,攪拌18小時使其反應。
反應後,添加甲苯120g(6.0wt)進行過濾,使用甲苯20.0g(1wt)洗淨過濾物2次。其次,將全部甲苯之濾液以水80.0g(4wt)洗淨3次。其後,在50℃下進行真空乾燥而去除溶劑。對殘渣添加乙酸乙酯30.0g(1.5wt),並升溫至50℃使其溶解。其後,滴入庚烷 140g(7wt)並冷卻至0℃。添加少量種晶而使結晶析出。過濾結晶且使用庚烷20.0g(1wt)洗淨2次後,在30℃下真空乾燥而取得38.0g之RM1-A(收率:91%、性狀:白色固體)。
<RM1之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之1L四頸燒瓶添加RM1-A 35.0g(78.4mmol)、及THF 105g(3.0wt),攪拌確認溶解後,依序投入氯化錫2水合物38.9g(2.2eq)及2-(溴甲基)丙烯酸乙酯33.4g(2.2eq),升溫至60℃。其次,滴入0.1M鹽酸125g(3.6wt)後,使用THF 245g(7wt)洗淨附著於燒瓶壁面之粉末,並流入反應系統內,攪拌14.5小時使其反應。
冷卻反應液至50℃,添加甲苯350g(10wt)並進行分液,去除鹽酸層。其後,將有機層以30分鐘滴入於50℃之12.9質量%氫氧化鉀水溶液263g(7.5wt),並進行攪拌後,分液有機層。對取得之有機層添加5.2質量%氫氧化鉀水溶液262g(7.5wt)進行攪拌後,在50℃下進行分液。對經分液之有機層添加活性碳3.49g(10wt%),在50℃下攪拌30分後,在50℃下進行過濾。使用甲苯17.5g(0.5wt)洗淨過濾物2次,攪拌全部甲苯之濾液並同時冷卻至5℃,使其熟成1小時。過濾經析出之固體,使用庚烷17.5g(0.5wt)洗淨2次過濾物。過濾物在40℃下進行真空乾燥而取得19.7g之RM1(收率:51%、性 狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.79-1.87ppm(m,8H),2.64ppm(dd,J=7.4,18.6Hz,2H),3.10ppm(dd,J=8.4. 14.0Hz,2H),4.08ppm(t,J=5.6Hz,2H),4.31ppm(t,J=6.8Hz,2H),4.61-4.68ppm(m,2H),5.73ppm(s,2H),6.04ppm(d,J=4.8Hz,2H),7.06ppm(d,J=8.8Hz,2H),7.70ppm(d,J=4.4Hz,2H),7.78ppm(d,J=4.4Hz,2H),8.01ppm(d,J=8.4Hz,2H)。
<合成例2>
Figure 105104147-A0202-12-0052-39
<RM2-A之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶添加4,4’-雙酚80.0g(430mmol)、及DMF 160.0g(2.0wt),進行攪拌使其溶解。其後,依序加入碳酸鉀77.2g(1.3eq)及碘化鉀3.57g(5.0mol%)。其後,升溫至80℃,將4-氯丁基醛二甲基縮醛65.6g(1.0eq)以1小時滴入,攪拌19.5小時使其反應。
將反應液滴入水1600g(20wt)中後,攪拌0.5小時,過濾經析出之固體。使用水40.0g(0.5wt)洗淨過濾物2次。其後,在40℃下減壓乾燥過濾物1.5小時。對乾燥後之過濾物添加甲醇880g(11wt),在懸浮狀態下藉由攪拌洗淨結晶(以下,稱為漿體洗淨)後,進行過濾。使用甲醇8.00g(0.1wt)洗淨過濾物2次。在減壓下餾除全部甲醇等之濾液之溶劑而取得殘渣。使用氯仿1040g(13wt)對取得之殘渣進行漿體洗淨並進行過濾。使用氯仿16.0g(0.2wt)洗淨過濾物2次,餾除全部氯仿之濾液之溶劑。對取得之殘渣添加THF 104g(1.3wt)及庚烷326g(4.1wt),冷卻至0℃使其晶析。對經析出之固體添加甲醇400g(5wt)進行漿體洗淨並進行過濾。在40℃下減壓乾燥過濾物,而取得33.6g之RM2-A(收率:26%、性狀:白色固體)。
<RM2-B之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶添加RM2-A 33.6g(111mmol)、及DMF 169g(5wt),進行攪拌使其溶解,添加碳酸鉀20.0g(1.3eq)。其後,升溫至80℃,滴入2-(4-溴丁基)-1,3-二氧戊烷25.6g(1.3eq),攪拌24.5小時使其反應。
將反應液滴入於水672g(20wt)後,攪拌0.5小時,並過濾經析出之固體。使用水16.8g(0.5wt)洗淨過濾物2次。其次,在40℃下真空乾燥過濾物1.5小時。對乾燥 後之過濾物添加甲苯100g(3.0wt),升溫至70℃使其溶解。其後,滴入庚烷198g(6.0wt),冷卻至0℃,且過濾經析出之固體。使用庚烷10.0g(0.3wt)洗淨取得之過濾物2次。在40℃下真空乾燥過濾物,而取得35.6g之RM2-B(收率:75%、性狀:白色固體)。
<RM2之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之1L四頸燒瓶添加RM2-B 50.0g(116mmol)、及THF 500g(10wt),進行攪拌確認溶解後,依序投入氯化錫2水合物57.7g(2.2eq)及2-(溴甲基)丙烯酸乙酯49.3g(2.2eq),升溫至60℃。其後,滴入0.1M鹽酸179g(3.6wt),攪拌26小時使其反應。
冷卻反應液至50℃,加入甲苯500g(10wt),進行分液去除鹽酸層。將有機層以30分鐘滴入於50℃之12.9質量%氫氧化鉀水溶液375g(7.5wt),其後,分液有機層。對有機層加入5.2質量%氫氧化鉀水溶液375g(7.5wt),在50℃下進行分液。使用水375g(7.5wt)洗淨已分液之有機層。對已洗淨之有機層添加活性碳5.12g(10wt%),在50℃下攪拌30分後,在50℃下進行過濾。使用甲苯25.0g(0.5wt)洗淨過濾物2次,攪拌全部甲苯之濾液並同時冷卻至5℃,使其熟成1小時。過濾經析出之固體,使用庚烷25.0g(0.5wt)洗淨過濾物2次。在40℃下真空乾燥過濾物,而取得35.6g之RM2(收 率:83%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.42-1.58ppm(m,2H),1.62-1.86ppm(m,8H),2.58-2.67ppm(m,2H),3.06-3.11ppm(m,2H),4.00-4.03ppm(m,4H),4.55-4.66ppm(m,2H),5.71ppm(s,1H),5.73ppm(s,1H),6.03ppm(s,1H),6.05ppm(s,1H),6.98ppm(d,J=8.8Hz,4H),7.52ppm(d,J=8.8Hz,4H)。
<合成例3>
Figure 105104147-A0202-12-0055-40
<RM3-A之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶添加4,4’-雙酚50.0g(269mmol)、及DMF 175g,進行攪拌使其溶解後,加入碳酸鉀48.24g(1.3eq)。其後,升溫至80℃,以1小時滴入2-(2-溴乙基)-1,3-二氧戊烷48.61g(1.0eq),攪拌7小時使其反應。其次,將反應液滴入於水1000g中,在室溫下攪拌0.5小時後,過濾經析出之固體。對過濾物添加甲醇550g,在室溫下進行漿體洗淨後,在0~5℃下進行過濾。對濾液之溶劑被餾除之殘渣添加氯仿650g,在室溫下進行漿體洗淨後,進行過濾。對濾液之溶劑被餾除之殘渣添加THF 15g,使其溶解後,加入甲苯37.5g,在冰浴中攪拌0.5小時。過濾經析出之結晶,洗淨(甲苯12.5g)後,在40℃下減壓乾燥而取得9.0g之RM3-A(收率:12%、性狀:灰色結晶)。
<RM3-B之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶添加RM3-A 8.31g(29mmol)及NMP 12.5g,進行攪拌使其溶解後,加入碳酸鉀6.01g(1.5eq.)。其後,升溫至80℃,以10分鐘滴入2-(4-溴丁基)-1,3-二氧戊烷5.79g(1.1eq),攪拌19小時使其反應。其次,於反應液中添加乙酸乙酯83g,過濾經析出之無機鹽。其後,使用水24g分液洗淨濾液3次,並餾除濾液之溶劑。對取得之殘渣添加甲苯24g,在70℃下使其溶解後,加入庚烷48g,在冰浴中短暫攪拌。過濾經析出之結晶,在40℃下減壓 乾燥而取得12.2g之RM3-B(收率:91%、性狀:白色固體)。
<RM3之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶添加RM3-B 11.0g(26.5mmol)及THF 110g,進行攪拌使其溶解後,依序添加氯化錫2水合物14.4g(2.4eq)及2-(溴甲基)丙烯酸乙酯49.3g(2.2eq)。其後,滴入10質量%鹽酸38.5g使其反應120小時。減壓濃縮反應液至3分之1程度後,冷卻至15℃,過濾經析出之結晶並進行洗淨(水44g×3次)。其次,使此結晶溶解於THF 165g,添加甲苯110g進行稀釋。將取得之溶液在室溫下滴入於12.9質量%氫氧化鉀水溶液82.5g中,分液並去除水層。在室溫下對取得之有機層添加5.2質量%氫氧化鉀水溶液82.5g,分液並去除水層。其後,使用水82.5g洗淨有機層5次,加入特製白鷺活性碳0.55g(5質量%),在室溫下攪拌1小時,並對此進行過濾。其後,減壓濃縮濾液至15g程度,在5℃下短暫攪拌。過濾經析出之結晶並進行洗淨(庚烷5.5g×2次),在40℃下減壓乾燥而取得7.1g之RM3(收率:53%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.40-1.82ppm(m,6H),2.08-2.13ppm(m,2H),2.55-2.81ppm(m,2H),3.06-3.11ppm(m,2H),3.98-4.18ppm(m,4H),4.55-4.85ppm(m,2H),5.72ppm(d, J=8.8Hz,2H),6.05ppm(d,J=8.8Hz,2H),6.97-7.08ppm(m,4H),7.52-7.61ppm(m,4H)。
<合成例4>
依據WO2012/002513號中揭示之方法合成RM4。
<合成例5>
依據日本特願2014-015830號揭示之方法合成RM5。
<合成例6>
Figure 105104147-A0202-12-0059-41
<RM6-A之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之1L四頸燒瓶依序添加4,4’-雙酚55.8g(300mmol)、2-(4-溴丁基)-1,3-二氧戊烷62.7g(1.0eq)、及丙酮234g(4.2wt),攪拌且同時更添加碳酸鉀53.9g(1.3eq)後,使用丙酮156g(2.8wt)洗淨附著於燒瓶壁面之粉末,並使其流入於反應系統內。其後,升溫至60℃,攪拌41.5小時使其反 應。
其後,放置冷卻至室溫後,將反應液滴入於水3013g(54wt)中,攪拌30分。其次,過濾經析出之固體,在30℃下減壓乾燥過濾物。對經乾燥之固體添加甲醇614g(11wt)進行攪拌,且進行漿體洗淨。其後,進行過濾並濃縮取得之濾液。對取得之殘渣添加氯仿725g(13wt),進行攪拌且進行漿體洗淨。其次,減壓濃縮取得之濾液。對取得之殘渣添加THF 72.5g(1.3wt),再滴入庚烷273g(4.9wt),冷卻至0℃。過濾經析出之固體,以庚烷洗淨後,減壓乾燥而取得31.6g之RM6-A(收率:34%、性狀:白色固體)。
<RM6-B之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶依序添加RM6-A 19.7g(62.6mmol)、碳酸鉀43.1g(5.0eq)、碘化鉀1.04g(10mol%)、及DMF 148g(7.5wt),進行攪拌,升溫至100℃。並且,滴入4-氯-1-丁醇4.80g(1.8eq),攪拌27小時使其反應。途中,由於反應變慢,故追加2次4-氯-1-丁醇2.40g(0.3eq)。
其後,過濾反應液,過濾分離碳酸鉀。將濾液濃縮至4.3wt,將殘渣滴入於水400g(20wt)中而使結晶析出。對取得之結晶添加THF 197g(10wt),在40℃下使其溶解,藉由滴入庚烷197g(10wt)而使結晶析出。其後,使包含結晶之溶液冷卻至0℃後,進行過濾,減壓乾燥取 得之結晶而取得19.4g之RM6-B(收率:80%、性狀:淡褐色固體)。
<RM6-C之合成>
在室溫下,對RM6-B 19.4g(50.3mmol)添加THF 155g(8.0wt),進行攪拌並確認溶解後,依序添加BHT 55.4mg(0.5mol%)、氯化錫2水合物20.4g(1.8eq)及2-(溴甲基)丙烯酸乙酯17.5g(1.8eq)。其後,升溫至60℃,滴入0.1M鹽酸69.4g(3.6wt),攪拌18小時使其反應。
其次,調節溫度至50℃後,加入甲苯194g(10wt)並進行分液。將有機層以30分滴入於50℃之12.9質量%氫氧化鉀水溶液150g(7.5wt),但不溶物析出。因此,追加12.9質量%氫氧化鉀水溶液637g(32.8wt)使不溶物溶解,其後在50℃下進行分液。其次,使用5.2質量%氫氧化鉀水溶液150g(7.5wt),以及水150g(7.5wt)洗淨經分液之有機層。對已洗淨之有機層添加活性碳2.00g(特製白鷺、10wt%),在50℃下攪拌30分後進行熱過濾。使用甲苯10.5g(0.5wt)洗淨過濾物2次,在5℃下使全部濾液熟成30分。其後,過濾經析出之固體,以庚烷10.5g(0.5wt)洗淨2次。在40℃下減壓乾燥取得之固體而得到3.2g之RM6-C(收率:16%、性狀:白色固體)。
<RM6之合成>
在室溫下,對具備磁攪拌器之500mL四頸燒瓶添加RM6-C 3.1g(7.5mmol),加入THF 308g(100wt),攪拌並確認溶解。其後,以1小時滴入三乙基胺10.3g(13.6eq.)及甲基丙烯酸氯10.2g(13eq),攪拌19.5小時使其反應。
其次,加入水217g(70wt)而使三乙基胺鹽酸鹽,再加入甲苯208g(67wt)進行分液。使用水151g(49wt)洗淨經分液之有機層2次。其後,為了避免引起聚合反應,在25℃下將溶劑之量減壓餾除至10g(3.3wt)為止。對取得之殘渣滴入庚烷40.3g(13wt)後,冷卻至0℃,使其熟成1小時。過濾經析出之固體,以庚烷9.3g(3.0wt)洗淨2次。在25℃下真空乾燥取得之固體而得到2.4g之RM6(收率:67%、性狀:白色結晶)。
1H-NMR(400MHz)in DMSO-d6:1.42-1.84ppm(m,10H),1.88ppm(s,3H),2.60ppm(dd,J=6.0,17.2Hz,1H),3.10ppm(dd,J=8.0,17.2Hz,1H),3.99-4.00ppm(m,4H),4.17ppm(t,J=6.0Hz,2H),4.59ppm(quint,J=6.0Hz,1H),5.69ppm(d,J=16.4Hz,2H),6.03ppm(s,2H),6.97ppm(d,J=6.0Hz,4H),7.51ppm(d,J=8.0Hz,4H)。
尚且,合成例之氫核磁共振(1HNMR)係使用NMR測量器(日本電子資料公司製、JNW- ECA500),在氘化二甲亞碸(DMSO-d6)溶劑中進行測量,化學位移係表示成將四甲基矽烷當作內部標準時之δ值(ppm)。
<聚醯亞胺分子量測量>
裝置:泉洲科學公司製常溫凝膠滲透層析(GPC)裝置(SSC-7200)、管柱:Shodex公司製管柱(KD-803、KD-805)、管柱溫度:50℃、溶析液: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、檢量線作成用標準試樣:東曹公司製TSK標準聚環氧乙烷(分子量約9000,000、150,000、100,000、及30,000),及,聚合物實驗室公司製聚乙二醇(分子量約12,000、4,000、及1,000)。
<醯亞胺化率之測量>
將聚醯亞胺粉末20mg放入NMR試樣管(草野科學公司製NMR取樣管標準
Figure 105104147-A0202-12-0063-46
5),添加氘化二甲亞碸(DMSO-d6、0.05質量%TMS混合品)1.0ml,施加超音波使其完全溶解。在NMR測量器(日本電子資料公司製 之JNW-ECA500)中測量此溶液之500MHz之質子NMR。醯亞胺化率係源自醯亞胺化前後未變化之構造之質子決定當作基準質子,使用此質子之波峰累算值,與源自出現於9.5~10.0ppm附近之醯胺酸之NH基之質子波峰累算值,藉由以下之式所求得者。尚且,下述式中,x為源自醯胺酸之NH基之質子波峰累算值、y為基準質子之波峰累算值、α為基準質子之對聚醯胺酸(醯亞胺化率為0%)時之醯胺酸之NH基之質子1個的個數比例。
醯亞胺化率(%)=(1-α‧x/y)×100
<合成例7>
使BODA(10.0g、40.0mmol)、DA-1(15.2g、40.0mmol)、DA-2(4.85g、20.0mmol)及DA-3(13.2g、40.0mmol)在NMP(164.4g)中溶解,在60℃下反應3小時。其次,添加CBDA(11.5g、58.6mmol)與NMP(54.8g),在40℃下反應10小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(250g)加入NMP稀釋成6.5質量%後,添加無水乙酸(46.4g)、及吡啶(14.4g)作為醯亞胺化觸媒,在70℃下反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(2900g),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末A。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為73%,Mn為13000、Mw為39000。
對取得之聚醯亞胺粉末A(10.0g)添加NMP (48.8g),在70℃下攪拌12小時使其溶解。對此溶液添加3AMP(1wt%NMP溶液)10.0g、NMP(31.2g)及BCS(66.7g),在室溫攪拌5小時而取得液晶配向劑A1。
<合成例8>
使BODA(18.0g、72.0mmol)、DA-1(13.7g、36.0mmol)、DA-2(8.72g、36.0mmol)及DBA(7.30g、48.0mmol)在NMP(173.5g)中溶解,在60℃下反應3小時。其後,加入PMDA(10.1g、46.3mmol)與NMP(57.8g),在室溫下反應10小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(250g)添加NMP稀釋成10質量%後,添加無水乙酸(52.6g)及吡啶(40.8g)作為醯亞胺化觸媒,在80℃下使其反應4小時。將此反應溶液投入甲醇(2900g),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末B。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為77%,Mn為12000,Mw為35000。除取代聚醯亞胺粉末A而改用聚醯亞胺粉末B(10.0g)以外,其他係與合成例7同樣地實施而取得液晶配向劑B1。
<合成例9>
對合成例7中取得之70.0g液晶配向劑A1添加合成例8中取得之30.0g液晶配向劑B1,藉由在室溫下攪拌5小時而取得液晶配向劑C1。
<合成例10>
使BODA(6.51g、26.0mmol)、DA-1(14.8g、38.9mmol)及DBA(13.9g、91.0mmol)在NMP(165.3g)中溶解,在60℃下反應3小時。其後,添加CBDA(19.9g、101.5mmol)與NMP(55.1g),在40℃下反應12小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(250g)添加NMP稀釋成6.5質量%後,添加無水乙酸(59.7g)及吡啶(18.5g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下使其反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(2900g),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末D。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為75%,Mn為12000,Mw為32000。除了取代聚醯亞胺粉末A而改用聚醯亞胺粉末D(10.0g)以外,其他係與合成例7同樣地實施而取得液晶配向劑D1。
<合成例11>
對合成例7中取得之70.0g液晶配向劑A1,添加合成例10中取得之30.0g液晶配向劑D1,藉由在室溫下攪拌5小時而取得液晶配向劑E1。
<合成例12>
使BODA(10.0g、40.0mmol)、DA-1(19.0g、50.0 mmol)及DA-3(16.5g、50.0mmol)在NMP(171.1g)中溶解,在60℃下反應3小時。其後,添加CBDA(11.5g、58.6mmol)與NMP(57.0g),在40℃下反應12小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(250g)添加NMP稀釋成6.5質量%後,添加無水乙酸(44.5g)及吡啶(13.8g)作為醯亞胺化觸媒,在70℃下反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(2900g),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末F。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為73%,Mn為14000,Mw為38000。除了取代聚醯亞胺粉末A而改用聚醯亞胺粉末F(10.0g)以外,其他係與合成例7同樣地實施而取得液晶配向劑F1。
<合成例13>
對合成例12中取得之70.0g液晶配向劑F1添加合成例8中取得之30.0g液晶配向劑B1,在室溫下攪拌5小時而取得液晶配向劑G1。
<合成例14>
使BODA(10.0g、40.0mmol)、DA-1(15.2g、40.0mmol)、DA-3(9.91g、30.0mmol)及DA-5(7.93g、30.0mmol)在NMP(163.7g)中溶解,在60℃下反應3小時。其後,添加CBDA(11.5g、58.6mmol)與NMP (54.6g),在40℃下反應10小時而取得聚醯胺酸溶液。
對聚醯胺酸溶液(250g)添加NMP稀釋成6.5質量%後,添加無水乙酸(46.5g)及吡啶(14.4g)作為醯亞胺化觸媒,在70℃下反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(2900g),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末H。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為74%,Mn為16000、Mw為45000。除了取代聚醯亞胺粉末A而改用聚醯亞胺粉末H(10.0g)以外,其他係與合成例7同樣地實施而取得液晶配向劑H1。
<合成例15>
使TCA(1.35g、6.0mmol)、DA-1(2.28g、6.0mmol)、及DA-3(2.97g、9.0mmol)溶解於NMP(24.9g)中,在80℃反應3小時。其後,添加CBDA(1.74g、8.9mmol)與NMP(8.3g),在室溫下反應10小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(36g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(4.0g)及吡啶(2.1g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下使其反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(700ml),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得聚醯亞胺粉末I。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%,Mn為20000,Mw為43000。
對取得之聚醯亞胺粉末I(6.0g)添加NMP(44.0g),在50℃下攪拌5小時使其溶解。對此溶液添加3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g),在室溫下攪拌5小時而取得液晶配向劑I1。
<合成例16>
使BODA(2.00g、8.0mmol)、DA-3(4.63g、14.0mmol)、及DA-4(2.61g、6.0mmol)在NMP(34.5g)中溶解,在60℃下反應3小時。其後,添加CBDA(2.27g、11.6mmol)與NMP(11.5g),在室溫下反應10小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(50g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(5.3g)及吡啶(2.7g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下使其反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(700ml),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥而取得醯亞胺粉末J。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%,Mn為17000,Mw為35000。除了取代聚醯亞胺粉末I而改用聚醯亞胺粉末J(10.0g)以外,其他係與合成例15同樣地實施而取得液晶配向劑J1。
<合成例17>
使BODA(1.30g、5.2mmol)、DA-6(2.03g、3.9mmol)及DA-3(3.00g、9.1mmol)在NMP(23.5g)中 溶解,在60℃下反應3小時。其後,添加CBDA(1.43g、7.3mmol)與NMP(7.8g),在室溫下反應10小時而取得聚醯胺酸溶液。
對此聚醯胺酸溶液(36g)添加NMP稀釋成6質量%後,添加無水乙酸(3.6g)及吡啶(1.9g)作為醯亞胺化觸媒,在50℃下使其反應3小時。將此反應溶液投入甲醇(700ml),過濾分離取得之沉澱物。使用甲醇洗淨此沉澱物,在100℃下減壓乾燥,而取得聚醯亞胺粉末K。此聚醯亞胺之醯亞胺化率為60%,Mn為16000,Mw為36000。除了取代聚醯亞胺粉末I而改用聚醯亞胺粉末K(10.0g)以外,其他係與合成例15同樣地實施而取得液晶配向劑K1。
(實施例1)
對合成例9中取得之10.0g液晶配向劑C1,添加0.042g合成例1中取得之聚合性化合物RM1(相對於固體成分為7質量%),在室溫下攪拌3小時使其溶解而調製成液晶配向劑L1。
(實施例2)
除了將聚合性化合物RM1之量改成0.06g(相對於固體成分為10質量%)以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑L2。
(實施例3)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例2中得之RM2以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑L3。
(實施例4)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例3中取得之RM3以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑L4。
(實施例5)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例7中得之液晶配向劑A1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑M1。
(實施例6)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例11中得之液晶配向劑E1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑N1。
(實施例7)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例13中得之液晶配向劑G1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑O1。
(實施例8)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例14中得之液晶配向劑H1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑P1。
(實施例9)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例15中得之液晶配向劑I1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑Q1。
(實施例10)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例16中得之液晶配向劑J1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑R1。
(實施例11)
除了取代液晶配向劑C1而改用合成例17中得之液晶配向劑K1以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑S1。
(比較例1)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例4中得之RM4以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液 晶配向劑L5。
(比較例2)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例5中得之RM5以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑L6。
(比較例3)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例5中得之RM5以外,其他係藉由與實施例2同樣之方法而調製成液晶配向劑L7。
(比較例4)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例6中得之RM6以外,其他係藉由與實施例1同樣之方法而調製成液晶配向劑L8。
(比較例5)
除了取代聚合性化合物RM1而改用合成例6中得之RM6以外,其他係藉由與實施例2同樣之方法而調製成液晶配向劑L9。
<液晶單元之製作> (實施例12)
使用實施例1中得之液晶配向劑L1,依照下述操作順序進行製作液晶單元。
將液晶配向劑L1旋轉塗佈於畫素尺寸為87μm×89μm,且已形成線/空間分別為3μm之IZO電極圖型(魚骨,fishbone)之4畫素之IZO電極基板之IZO面,在80℃之加熱板上乾燥90秒鐘。其後,在200℃之熱風循環式烤箱中進行燒成20分鐘,而形成膜厚100nm之液晶配向膜。
並且,將液晶配向劑L1旋轉塗佈於未形成電極圖型之ITO電極基板之ITO面上,在80℃之加熱板上乾燥90秒。其後,在200℃之熱風循環式烤箱中進行燒成20分鐘,而形成膜厚100nm之液晶配向膜。
關於上述2枚基板,在一個基板之液晶配向膜上散布3.3μm之珠粒間隔器後,並從其上方印刷密封劑(溶劑型熱硬化型之環氧樹脂)。其次,使另一個基板之形成有液晶配向膜側之面朝向內側而與先前之基板貼合後,使密封劑硬化而製成空單元。藉由減壓注入法對此空單元注入液晶MLC-6608(商品名、默克公司製)。其後,放入於120℃之熱風循環式烤箱中1小時進行液晶之再配向處理,而製成液晶單元1。
「液晶單元中之亮點觀察」
藉由下述方法觀察取得之液晶單元1中之亮點。將上述之再配向處理後之液晶單元1在室溫下放置2天,其後 進行液晶單元之偏光顯微鏡觀察。認為在聚合性化合物對液晶之溶解性為低時,在液晶單元中變得容易析出,而出現亮點。將未出現亮點者評為良好,將出現者評為不良。
「源自AC之殘像之評價」
藉由下述方法測量取得之液晶單元1之源自AC之殘像。
在對液晶單元1施加15V之DC電壓之狀態下,從此液晶單元1之外側照射6J/cm2之通過365nm帶通濾光器之UV。尚且,UV之照度係使用ORC公司製之UV-MO3A進行測量。其後,在未施加電壓之狀態下,使用東芝照明技術公司製之UV-FL照射裝置,照射UV(UV燈:FLR40SUV32/A-1)30分鐘。在液晶單元1之兩面上,使偏光膜之偏光軸與液晶之導向器成為45°般地,將偏光膜以正交尼寇稜鏡(crossed nicols)之狀態予以貼附。在具有4個畫素之中,單僅對任意一個畫素與在其對角之一個畫素施加30Hz、20Vpp之矩形波70小時。切斷電壓後,連接液晶單元之電極彼此,使其短路。其後,將此液晶單元放置於背光上,藉由目視比較電壓施加畫素與非電壓施加畫素之亮度。殘像特性為良好之情況,認為電壓施加畫素與非電壓施加畫素之亮度差變小,從正面觀察單元,將無法辨識亮度差者評為良好,將可辨識者評為不良。
「預傾角之測量」
在液晶單元1之製作中,除了取代4畫素之IZO電極基板而改用畫素尺寸為100μm×300μm,且已形成線/空間分別為5μm之ITO電極圖型之ITO電極基板,且取代3.3μm之珠粒間隔器而改用4μm之珠粒間隔器以外,其他係藉由與製作液晶單元1相同之方法,製成液晶單元2。
在對取得之液晶單元2施加15V之DC電壓之狀態下,從此液晶單元2之外側照射6J/cm2之通過365nm帶通濾光器之UV。尚且,UV之照度係使用ORC公司製之UV-MO3A進行測量。其後,在未施加電壓之狀態下,使用UV-FL照射裝置(東芝照明技術公司製)照射UV(UV燈:FLR40SUV32/A-1)30分鐘。
使用LCD分析儀LCA-LUV42A(名菱科技公司製)測量UV照射後之畫素部分之預傾角。
(實施例13~22、比較例6~10)
除了取代液晶配向劑L1而改用表2所示之個別之液晶配向劑以外,其他係與實施例12進行相同之操作而製成液晶單元,對於個別液晶單元進行上述評價。將此等結果整理整理展示於表2。
Figure 105104147-A0202-12-0077-42
從實施例12~15與比較例6之亮點觀察結果,可得知藉由將使用之聚合性化合物之分子構造作成非對稱,對液晶之溶解性提升。
又,從實施例12、14、15與比較例7及8之對比,可得知在與對苯環導入取代基而使其成為左右非對稱之方法(方法4)相比,本發明之聚合性化合物之分子構造之 非對稱化之方法(上述之方法1及2)在源自AC之殘像特性上較為優異。
同樣地,從實施例12、14及15與比較例9及10之結果,可得知即使在與使左右之聚合性基相異之方法(方法3)相比,本發明之聚合性化合物之分子構造之非對稱化之方法在源自AC之殘像特性上較為優異。
而此結果認為係因在與聚合性基之單方並非為環構造之甲基丙烯醯基之化合物相比較,由於環構造之堆疊較強,故取得之聚合物之網路變得較為剛硬所致。
[產業上之可利用性]
具有使用本發明之液晶配向劑所形成之液晶配向膜之液晶顯示元件,其液晶之應答速度快,能廣泛利用作為例如PSA型液晶顯示器等之垂直配向方式之液晶顯示元件。
尚且,將2015年2月6日提出申請之日本專利申請案2015-22123號之說明書、申請專利範圍、及摘要之全部內容引用至此,並導入當作本發明之說明書之揭示內容者。

Claims (12)

  1. 一種液晶配向劑,其係含有下述式(1)所表示之聚合性化合物(1),與選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物;
    Figure 105104147-A0305-02-0081-1
    式中,X1及X2係各自獨立表示選自醚鍵及酯鍵之結合基,S1及S2係各自獨立表示碳數2~9之直鏈伸烷基,且X1與X2之任意一者為醚鍵而另一者為酯鍵,或X1係以羰基側與S1結合之酯鍵而X2係以氧原子側與S2結合之酯鍵。
  2. 如請求項1之液晶配向劑,其係前述聚合性化合物(1)中,S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基。
  3. 如請求項1或2之液晶配向劑,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物具有使液晶垂直配向之側鏈。
  4. 如請求項1或2之液晶配向劑,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物更具有光反應性之側鏈。
  5. 一種液晶配向膜,其係使用如請求項1~4中任一項之液晶配向劑而成。
  6. 一種液晶顯示元件,其係具有如請求項5之液晶配向膜。
  7. 一種液晶顯示元件之製造方法,其係將含有選自由 聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物之液晶配向劑塗佈於2枚基板上而形成液晶配向層,使前述液晶配向層呈對向地配置2枚基板,於上述2枚基板之間夾持液晶層,對液晶層施加電場並同時照射紫外線之垂直配向方式之液晶顯示元件之製造方法,其特徵為使液晶配向劑及液晶層之至少一者含有式(1)所表示之聚合性化合物;
    Figure 105104147-A0305-02-0082-2
    式中,X1及X2係各自獨立表示選自醚鍵及酯鍵之結合基,S1及S2係各自獨立表示碳數2~9之直鏈伸烷基,且X1與X2之任意一者為醚鍵而另一者為酯鍵,或X1係以羰基側與S1結合之酯鍵而X2係以氧原子側與S2結合之酯鍵。
  8. 如請求項7之製造方法,其中前述聚合性化合物(1)中,S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基。
  9. 如請求項7或8之製造方法,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物具有使液晶垂直配向之側鏈。
  10. 如請求項7或8之製造方法,其中選自由聚醯亞胺前驅物及聚醯亞胺所成群之至少一種聚合物具有反應性之側鏈。
  11. 一種下述式(1)所表示之聚合性化合物;
    Figure 105104147-A0305-02-0083-3
    式中,X1及X2係各自獨立表示選自醚鍵及酯鍵之結合基,S1及S2係各自獨立表示碳數2~9之直鏈伸烷基,且X1與X2之任意一者為醚鍵而另一者為酯鍵,或X1係以羰基側與S1結合之酯鍵而X2係以氧原子側與S2結合之酯鍵。
  12. 如請求項11之聚合性化合物,其係式(1)中,S1與S2互相為具有相異碳數之伸烷基。
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