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液晶取向劑、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶顯示元件、聚合物及化合物與流程

文檔序號(hào):11449621閱讀:294來(lái)源:國(guó)知局
液晶取向劑、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶顯示元件、聚合物及化合物與流程

本發(fā)明涉及一種液晶取向劑、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶顯示元件、聚合物及化合物。



背景技術(shù):

液晶顯示元件被廣泛用于電視或移動(dòng)設(shè)備、各種監(jiān)視器等。另外,液晶顯示元件中,為了對(duì)液晶單元中的液晶分子進(jìn)行取向控制而使用液晶取向膜。作為獲得具有液晶取向限制力的有機(jī)膜的方法,之前已知:對(duì)有機(jī)膜進(jìn)行摩擦的方法、斜向蒸鍍氧化硅的方法、形成具有長(zhǎng)鏈烷基的單分子膜的方法、對(duì)感光性的有機(jī)膜進(jìn)行光照射的方法(光取向法)等。

光取向法不僅可抑制靜電或灰塵的產(chǎn)生,而且可對(duì)感光性的有機(jī)膜賦予均勻的液晶取向性,而且也可精密地控制液晶取向方向,因此,近年來(lái)進(jìn)行了各種研究(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1中揭示:使用包含主鏈具有肉桂?;木埘啺非膀?qū)物、聚酰亞胺或者聚酰胺的液晶取向劑來(lái)形成液晶取向膜。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開第2013/161984號(hào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

近年來(lái),大畫面且高精細(xì)的液晶電視成為主體,另外,智能手機(jī)或平板pc等這樣的小型顯示終端的普及推進(jìn),對(duì)液晶面板的高精細(xì)化要求進(jìn)一步不斷提高。具體而言,為了改善液晶顯示元件的顯示品質(zhì),重要的是難以產(chǎn)生殘像(殘像特性)、以及對(duì)比度良好(對(duì)比度特性)等,要求進(jìn)一步改善這些各種特性。

本發(fā)明是鑒于所述課題而形成,目的之一在于提供一種可獲得殘像特性及對(duì)比度特性良好的液晶顯示元件的液晶取向劑。

解決課題的技術(shù)手段

本發(fā)明者等人為了達(dá)成如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的課題而進(jìn)行努力研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過使液晶取向劑中含有具有特定結(jié)構(gòu)的化合物,能夠解決所述課題,從而完成本發(fā)明。具體而言,提供以下的液晶取向劑、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶顯示元件、聚合物及化合物。

[1]一種液晶取向劑,其含有具有下述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的化合物(x),

[化1]

(式(1)中,r1及r2分別獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基,r3為取代基;其中,r1及r2的至少一個(gè)為鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基;x1為氧原子或-nr4-(其中,r4為氫原子、羥基或一價(jià)有機(jī)基,r4也可鍵結(jié)于其他基團(tuán)而與氮原子一并形成環(huán)結(jié)構(gòu));r3也可鍵結(jié)于其他基團(tuán)而構(gòu)成環(huán)的至少一部分;n為0~4的整數(shù);在n為2以上的情況下,多個(gè)r3可相同,也可不同;“*”表示結(jié)合鍵)。

[2]一種液晶取向膜的制造方法,其包括:將所述[1]的液晶取向劑涂布于基板上而形成涂膜的步驟;以及對(duì)所述涂膜進(jìn)行光照射的步驟。

[3]一種液晶取向膜,其是使用所述[1]的液晶取向劑而形成。

[4]一種液晶顯示元件,其包括根據(jù)所述[3]所述的液晶取向膜。

[5]一種聚合物,其是選自由聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚有機(jī)硅氧烷及聚(甲基)丙烯酸酯所組成的群組中的聚合物,且具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)。

[6]一種二胺化合物,其是由下述式(2-1)或式(2-2)所表示,

[化2]

h2n-r5-a1-r6-a2-r7-nh2(2-1)

(式(2-1)中,a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)或下述式(1-2)所表示的基團(tuán),a2為單鍵、下述式(1-1)所表示的基團(tuán)或下述式(1-2)所表示的基團(tuán);在a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r5為二價(jià)有機(jī)基,在a1為下述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r5為單鍵或二價(jià)有機(jī)基;在a2為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r7為二價(jià)有機(jī)基,在a2為下述式(1-2)所表示的基團(tuán)或單鍵的情況下,r7為單鍵或二價(jià)有機(jī)基;r6為二價(jià)有機(jī)基;其中,下述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”鍵結(jié)于r6)

[化3]

r8-a1-r9-a2-r10(2-2)

(式(2-2)中,a1及a2與所述式(2-1)為相同含義;在a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r8為一價(jià)有機(jī)基,在a1為下述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r8為氫原子或一價(jià)有機(jī)基;其中,在r8為氫原子的情況下,a1具有二氨基苯基,在r8為一價(jià)有機(jī)基的情況下,r8具有二氨基苯基;在a2為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r10為一價(jià)有機(jī)基,在a2為下述式(1-2)所表示的基團(tuán)或單鍵的情況下,r10為氫原子或一價(jià)有機(jī)基;r9為二價(jià)有機(jī)基;下述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”鍵結(jié)于r9)

[化4]

(式(1-1)及式(1-2)中,r1及r2分別獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基,r3為取代基;其中,r1及r2的至少一個(gè)為鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基;x1為氧原子或-nr4-(其中,r4為氫原子、羥基或一價(jià)有機(jī)基,r4也可鍵結(jié)于其他基團(tuán)而與氮原子一并形成環(huán)結(jié)構(gòu));n為0~4的整數(shù);在n為2以上的情況下,多個(gè)r3可相同,也可不同;“*1”表示結(jié)合鍵)。

[7]一種酸二酐,其是由下述式(5-1)或式(5-2)所表示,

[化5]

(式(5-1)中,a3為所述式(1-1)所表示的基團(tuán)或所述式(1-2)所表示的基團(tuán),a4為單鍵、所述式(1-1)所表示的基團(tuán)或所述式(1-2)所表示的基團(tuán);r15及r17分別獨(dú)立地為芳香族環(huán)基、脂環(huán)式基或雜環(huán)基,r16為二價(jià)有機(jī)基,x3及x4分別獨(dú)立地為單鍵或二價(jià)連結(jié)基;其中,所述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”鍵結(jié)于r16)

[化6]

(式(5-2)中,r18為二價(jià)有機(jī)基,r19為芳香族環(huán)基、脂環(huán)式基或雜環(huán)基;r1、r2及x1與所述式(5-1)為相同含義)。

[8]一種羧酸,其是由下述式(3)所表示,

[化7]

(式(3)中,a1為所述式(1-1)所表示的基團(tuán)或所述式(1-2)所表示的基團(tuán),a2為單鍵、所述式(1-1)所表示的基團(tuán)或所述式(1-2)所表示的基團(tuán);在a1為所述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r11為一價(jià)有機(jī)基,在a1為所述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r11為氫原子或一價(jià)有機(jī)基;r12為二價(jià)有機(jī)基;在a2為所述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r13為二價(jià)有機(jī)基,在a2為所述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r13為單鍵或二價(jià)有機(jī)基;s及r分別獨(dú)立地為0或1;其中,式(3)中具有一個(gè)羧基;所述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”鍵結(jié)于r12)。

發(fā)明的效果

通過包含所述化合物(x)的液晶取向劑,可獲得難以產(chǎn)生殘像(特別是由交流電壓引起的殘像)、而且對(duì)比度良好的液晶顯示元件。

附圖說明

圖1是邊緣場(chǎng)切換(fringefieldswitching,ffs)型液晶顯示元件的概略構(gòu)成圖。

圖2是用于利用光取向處理來(lái)制造液晶顯示元件的頂電極的平面示意圖。(a)為頂電極的俯視圖,(b)為頂電極的部分放大圖。

圖3是表示四系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電極的圖。

具體實(shí)施方式

以下,對(duì)本揭示的液晶取向劑中所含的各成分、以及視需要而任意調(diào)配的其他成分進(jìn)行說明。

<化合物(x)>

本揭示的液晶取向劑含有具有下述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的化合物(以下也稱為“化合物(x)”)。

[化8]

(式(1)中,r1及r2分別獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基,r3為取代基;其中,r1及r2的至少一個(gè)為鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基;x1為氧原子或-nr4-(其中,r4為氫原子、羥基或一價(jià)有機(jī)基,r4也可鍵結(jié)于其他基團(tuán)而與氮原子一并形成環(huán)結(jié)構(gòu));r3也可鍵結(jié)于其他基團(tuán)而構(gòu)成環(huán)的至少一部分;n為0~4的整數(shù);在n為2以上的情況下,多個(gè)r3可相同,也可不同;“*”表示結(jié)合鍵)

所述式(1)中,r1及r2的一價(jià)有機(jī)基例如可列舉:碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的氟烷基、碳數(shù)3~20的環(huán)烷基、碳數(shù)6~20的芳基、碳數(shù)7~20的芳烷基、環(huán)氧基、烷基硅烷基、烷氧基硅烷基等。

此處,碳數(shù)1~20的烷基可為直鏈狀,也可為分支狀,具體而言,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。另外,碳數(shù)1~20的烷氧基例如可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基等;碳數(shù)1~20的氟烷基例如可列舉:全氟甲基、全氟乙基、2,2,2-三氟乙基等;碳數(shù)3~20的環(huán)烷基例如可列舉:環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基等;碳數(shù)6~20的芳基例如可列舉:苯基、甲苯基等;碳數(shù)6~20的芳烷基例如可列舉:芐基等。

r1及r2的鹵素原子例如可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,優(yōu)選為氟原子。

關(guān)于r1及r2,雖然這些的至少一個(gè)為鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基,但就通過光照射而充分表現(xiàn)出液晶的取向限制力的觀點(diǎn)而言,優(yōu)選為至少r2為鹵素原子、氰基或一價(jià)有機(jī)基。具體而言,所述基團(tuán)中,r1優(yōu)選為氫原子、氟原子或碳數(shù)1~10的烷基,更優(yōu)選為氫原子、氟原子或甲基,進(jìn)而優(yōu)選為氫原子。另外,r2優(yōu)選為氟原子或碳數(shù)1~10的烷基,更優(yōu)選為氟原子或碳數(shù)1~3的烷基,進(jìn)而優(yōu)選為甲基。其中,特別優(yōu)選為r1為氫原子且r2為甲基的組合。

-nr4-中的r4優(yōu)選為氫原子、羥基、碳數(shù)1~6的烷基、或者保護(hù)基。保護(hù)基例如可列舉:胺甲酸酯系保護(hù)基、酰胺系保護(hù)基、酰亞胺系保護(hù)基、磺酰胺系保護(hù)基等。優(yōu)選為胺甲酸酯系保護(hù)基,作為其具體例,例如可列舉:叔丁氧基羰基、芐氧基羰基、1,1-二甲基-2-鹵乙基氧基羰基、1,1-二甲基-2-氰基乙基氧基羰基、9-芴基甲基羰基、烯丙基氧基羰基、2-(三甲基硅烷基)乙氧基羰基等。就容易通過熱而去保護(hù)的方面、或容易將脫離的化合物作為氣體而排出至膜外的方面而言,優(yōu)選為叔丁氧基羰基。

這些基團(tuán)中,r4優(yōu)選為氫原子、甲基、羥基或叔丁氧基羰基,更優(yōu)選為氫原子或者甲基。r4也可與其他基團(tuán)鍵結(jié)而與氮原子一并形成環(huán)結(jié)構(gòu)。所述環(huán)結(jié)構(gòu)例如可列舉:哌啶、哌嗪等。x1優(yōu)選為氧原子。

r3的取代基例如可列舉:碳數(shù)1~5的烷基、碳數(shù)1~5的烷氧基、鹵素原子、羥基、羧基、氨基、氰基、烷基硅烷基、烷氧基硅烷基、酯基等。r3與其他基團(tuán)鍵結(jié)而形成的環(huán)例如可列舉酰亞胺環(huán)等。n優(yōu)選為0~2,更優(yōu)選為0或1。式(1)中的“*”可鍵結(jié)于氫原子,也可鍵結(jié)于有機(jī)基,或者也可鍵結(jié)于r3而形成環(huán)結(jié)構(gòu)(例如酰亞胺環(huán)等)。

所述化合物(x)可為能夠成為液晶取向膜的主成分的聚合物成分,或者也可為與聚合物成分分別調(diào)配的添加劑成分。這些化合物中,就通過光取向法的各向異性的表現(xiàn)效果高的方面而言,優(yōu)選為作為聚合物成分的至少一部分而含有于液晶取向劑中,特別優(yōu)選為在聚合物的主鏈中具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)。

此處,本說明書中的所謂聚合物的“主鏈”,是指聚合物中包含最長(zhǎng)的原子鏈的“干”的部分。此外,容許所述“干”的部分包含環(huán)結(jié)構(gòu)。因此,所謂“在聚合物的主鏈中具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)”,是指所述部分結(jié)構(gòu)構(gòu)成主鏈的一部分。其中,并不排除所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)也存在于主鏈以外的部分、例如側(cè)鏈(自聚合物的“干”分支的部分)上的情況。所謂“有機(jī)基”是指包含烴基的基團(tuán),也可在結(jié)構(gòu)中包含雜原子。

化合物(x)為聚合物的情況下的主骨架并無(wú)特別限定,例如可列舉:聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚有機(jī)硅氧烷、聚酯、聚酰胺、纖維素衍生物、聚縮醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基順丁烯二酰亞胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等主骨架。

這些聚合物中,就耐熱性或機(jī)械強(qiáng)度、與液晶的親和性等觀點(diǎn)而言,優(yōu)選為選自由聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚有機(jī)硅氧烷及聚(甲基)丙烯酸酯所組成的群組中的至少一種聚合物(以下也稱為“聚合物(a)”),更優(yōu)選為選自由聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯及聚有機(jī)硅氧烷所組成的群組中的至少一種聚合物,進(jìn)而優(yōu)選為選自由聚酰胺酸、聚酰亞胺及聚酰胺酸酯所組成的群組中的至少一種聚合物。此外,液晶取向劑的制備中使用的聚合物可僅為一種,也可為兩種以上。(甲基)丙烯酸酯是指包含丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯。

[聚酰胺酸]

作為化合物(x)的聚酰胺酸為具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的聚酰胺酸,例如可通過使四羧酸二酐與二胺進(jìn)行反應(yīng)而獲得。具體而言,可列舉:[1]將包含具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐(以下也稱為“特定酸無(wú)二水物”)的單體進(jìn)行聚合的方法;[2]將包含具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的二胺(以下也稱為“特定二胺”)的單體進(jìn)行聚合的方法;[3]將包含所述特定酸無(wú)二水物及所述特定二胺的單體進(jìn)行聚合的方法等。這些方法中,就單體的合成比較容易的方面而言,優(yōu)選為使用特定二胺,具體而言優(yōu)選為所述[2]的方法。

(四羧酸二酐)

聚酰胺酸的合成中使用的特定酸二酐只要具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu),則其余的結(jié)構(gòu)并無(wú)特別限定,優(yōu)選的具體例可列舉下述式(5-1)所表示的化合物、下述式(5-2)所表示的化合物等。

[化9]

(式(5-1)中,a3為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)或下述式(1-2)所表示的基團(tuán),a4為單鍵、下述式(1-1)所表示的基團(tuán)或下述式(1-2)所表示的基團(tuán);r15及r17分別獨(dú)立地為芳香族環(huán)基、脂環(huán)式基或雜環(huán)基,r16為二價(jià)有機(jī)基,x3及x4分別獨(dú)立地為單鍵或二價(jià)連結(jié)基;其中,下述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”鍵結(jié)于r16)

[化10]

(式(1-1)及式(1-2)中,r1、r2、r3、x1及n與所述式(1)為相同含義;“*1”表示結(jié)合鍵)

[化11]

(式(5-2)中,r18為二價(jià)有機(jī)基,r19為芳香族環(huán)基、脂環(huán)式基或雜環(huán)基;r1、r2及x1與所述式(1)為相同含義)

所述式(5-1)中,r15及r17為自芳香族環(huán)、脂肪族環(huán)或雜環(huán)的環(huán)部分中去除三個(gè)氫原子而成的基團(tuán)。優(yōu)選為芳香族環(huán)基或脂環(huán)式基,更優(yōu)選為自苯環(huán)、萘環(huán)、環(huán)戊烷環(huán)或環(huán)己烷環(huán)的環(huán)部分中去除三個(gè)氫原子而成的基團(tuán),進(jìn)而優(yōu)選為自苯環(huán)或環(huán)己烷環(huán)的環(huán)部分中去除三個(gè)氫原子而成的基團(tuán)。

關(guān)于r16的二價(jià)有機(jī)基,可應(yīng)用下述式(2-1)的r5~r7的例示的說明。就使液晶顯示元件的殘像特性及對(duì)比度特性更良好的觀點(diǎn)而言,優(yōu)選為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族環(huán)基或脂環(huán)式基,更優(yōu)選為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族環(huán)基。

x3及x4的二價(jià)連結(jié)基可列舉:-o-、-co-、-coo-、-conr4-(r4與所述式(1)為相同含義)、下述式(2-1)的r5~r7中例示的二價(jià)有機(jī)基等。

關(guān)于所述式(1-1)及式(1-2)中的r1、r2、r3及x1,可應(yīng)用所述式(1)的說明。

就合成容易度的觀點(diǎn)而言,所述式(5-1)所表示的化合物優(yōu)選為a3為所述式(1-2)所表示的化合物,進(jìn)而更優(yōu)選為a4為單鍵。

所述式(5-2)中,關(guān)于r18的二價(jià)有機(jī)基,可應(yīng)用下述式(2-1)的r5~r7的例示的說明。關(guān)于r19,可應(yīng)用所述式(5-1)的r15及r17的例示以及優(yōu)選具體例的說明。所述式(5-2)所表示的化合物中,也可通過r18的至少一部分與r19鍵結(jié)而成的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步形成所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)。

作為特定酸二酐的優(yōu)選具體例,例如可列舉下述式(t-1)~式(t-31)分別所表示的化合物等。此外,特定酸二酐可單獨(dú)使用一種,也可將兩種以上組合使用。

[化12]

[化13]

(式(t-1)~式(t-4)及式(t-11)~式(t-15)中,r為碳數(shù)1~5的烷基,k及j分別獨(dú)立地為0~2的整數(shù))

[化14]

此外,所述式(t-1)~式(t-4)及式(t-11)~式(t-15)中,鍵結(jié)于1,4-亞苯基的環(huán)部分上的r的位置并無(wú)特別限定。具體而言,在1取代的情況下,可設(shè)為2-位、3-位、5-位或6-位,在2取代的情況下,優(yōu)選為2,4-位或3,5-位。r優(yōu)選為甲基。

特定酸二酐可通過將有機(jī)化學(xué)的常法適當(dāng)組合而合成。例如可通過如下方式而獲得:使具有“-c(r1)=c(r2)-co-x1-”的化合物、與鄰苯二甲酸衍生物進(jìn)行反應(yīng),合成具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的四羧酸,繼而,對(duì)所獲得的四羧酸進(jìn)行酸酐化。其中,特定酸二酐的合成方法并不限定于所述。

與所述方法[1]及方法[3]的情況下,作為化合物(x)的聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐可僅為特定酸二酐,也可并用不具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐(以下也稱為“其他酸二酐”)。所述方法[2]中,合成作為化合物(x)的聚酰胺酸時(shí),使用其他酸二酐作為四羧酸二酐。

其他酸二酐例如可列舉:脂肪族四羧酸二酐、脂環(huán)式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。作為這些四羧酸二酐的具體例,脂肪族四羧酸二酐例如可列舉:丁烷四羧酸二酐、下述式(an-2)或式(an-3)

[化15]

(式(an-2)中,x13及x14分別獨(dú)立地為自亞甲基中去除一個(gè)氫原子而成的基團(tuán)或氮原子,r41為碳數(shù)1~10的烷二基;式(an-3)中,x15及x16分別獨(dú)立地為自亞甲基中去除一個(gè)氫原子而成的基團(tuán)或氮原子,b1及b2分別獨(dú)立地為亞苯基或亞吡啶基,r42為碳數(shù)1~10的烷二基,m為1~3的整數(shù);其中,在m為2或3的情況下,多個(gè)r42可相互相同,也可不同)

所表示的化合物等;

脂環(huán)式四羧酸二酐例如可列舉:1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環(huán)戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氫萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氫萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、3-氧雜雙環(huán)[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺環(huán)-3'-(四氫呋喃-2',5'-二酮)、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環(huán)己烯-1,2-二羧酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2:3,5:6-二酐、雙環(huán)[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸-2:4,6:8-二酐、雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸2:3,5:6-二酐、4,9-二氧雜三環(huán)[5.3.1.02,6]十一烷-3,5,8,10-四酮、1,2,4,5-環(huán)己烷四羧酸二酐、雙環(huán)[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、環(huán)戊烷四羧酸二酐、乙二醇雙(脫水偏苯三甲酸酯)、1,3-丙二醇雙(脫水偏苯三甲酸酯)、下述式(an-4)

[化16]

所表示的化合物等;

芳香族四羧酸二酐例如可列舉:均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、下述式(an-1)

[化17]

(式(an-1)中,x11及x12分別獨(dú)立地為單鍵、氧原子、硫原子、-co-、*-coo-、*-oco-、*-co-nr21-、*-nr21-co-(其中,r21為氫原子或者碳數(shù)1~6的一價(jià)烴基;“*”表示與r20的結(jié)合鍵);r20為單鍵、碳數(shù)1~20的二價(jià)烴基、在所述烴基的碳-碳鍵間包含-o-的二價(jià)基、或者具有含氮雜環(huán)的二價(jià)基)

所表示的化合物、下述式(an-5-1)~式(an-5-4)

[化18]

分別所表示的化合物等;除此以外,還可使用日本專利特開2010-97188號(hào)公報(bào)中記載的四羧酸二酐。

所述式(an-2)中,r41及r42的碳數(shù)1~10的烷二基例如可列舉:亞甲基、亞乙基、亞丙基、丁二基、戊二基、己二基、庚二基、辛二基、壬二基、癸二基等,這些基團(tuán)可為直鏈狀,也可為分支狀。b1及b2優(yōu)選為1,4-亞苯基或2,5-亞吡啶基。

作為所述式(an-2)所表示的化合物的具體例,例如可列舉下述式(a-2)所表示的化合物等,作為所述式(an-3)所表示的化合物的具體例,例如可列舉下述式(an-3-1)~式(an-3-28)分別所表示的化合物等。

[化19]

[化20]

[化21]

[化22]

作為所述式(an-1)中的r20的碳數(shù)1~20的二價(jià)烴基的具體例,例如可列舉:亞甲基、亞乙基、亞丙基、丁二基、戊二基、己二基、庚二基、辛二基、壬二基、癸二基等烷二基;亞環(huán)己基等二價(jià)脂環(huán)式烴基;亞苯基、亞聯(lián)苯基等二價(jià)芳香族烴基等??蓪?dǎo)入至烴基的碳-碳鍵間的氧原子的數(shù)量可為一個(gè),也可為2個(gè)以上。在r20為具有含氮雜環(huán)的二價(jià)基的情況下,所述含氮雜環(huán)例如可列舉:吡咯環(huán)、咪唑環(huán)、吡啶環(huán)、吡嗪環(huán)、噠嗪環(huán)、哌啶環(huán)、哌嗪環(huán)、吡咯啶環(huán)等。

作為所述式(an-1)所表示的化合物的具體例,例如可列舉:下述式(an-1-1)~式(an-1-27)分別所表示的化合物、下述式(a-1)所表示的化合物、以及下述式(a-3)所表示的化合物等。

[化23]

[化24]

[化25]

此外,合成聚酰胺酸時(shí),四羧酸二酐可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

就電氣特性的觀點(diǎn)而言,其他酸二酐優(yōu)選為包含選自由脂肪族四羧酸二酐以及脂環(huán)式四羧酸二酐所組成的群組中的至少一種,具體而言,優(yōu)選為包含選自由所述式(a-2)所表示的化合物、雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸-2:3,5:6-二酐、1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環(huán)戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氫萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氫呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氫萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環(huán)[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸-2:4,6:8-二酐、以及環(huán)己烷四羧酸二酐所組成的群組中的至少一種化合物。相對(duì)于聚酰胺酸的合成中使用的其他酸二酐的總量,這些化合物的優(yōu)選化合物的使用量(在使用兩種以上的情況下為其合計(jì)量)優(yōu)選為設(shè)為10摩爾%以上,更優(yōu)選為設(shè)為20摩爾%以上,進(jìn)而優(yōu)選為設(shè)為50摩爾%以上。

就充分獲得液晶顯示元件的殘像特性以及對(duì)比度特性的改善效果的觀點(diǎn)而言,相對(duì)于聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐的總量,所述方法[1]中的特定酸二酐的使用比例優(yōu)選為設(shè)為10摩爾%以上,更優(yōu)選為設(shè)為20摩爾%以上,進(jìn)而優(yōu)選為設(shè)為30摩爾%以上。

(二胺)

聚酰胺酸的合成中使用的特定二胺只要具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu),則其余的結(jié)構(gòu)并無(wú)特別限制,例如可列舉下述式(2-1)所表示的化合物、以及下述式(2-2)所表示的化合物等。

[化26]

h2n-r5-a1-r6-a2-r7-nh2(2-1)

(式(2-1)中,a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)或下述式(1-2)所表示的基團(tuán),a2為單鍵、下述式(1-1)所表示的基團(tuán)或下述式(1-2)所表示的基團(tuán);在a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r5為二價(jià)有機(jī)基,在下述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r5為單鍵或二價(jià)有機(jī)基;在a2為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r7為二價(jià)有機(jī)基,在下述式(1-2)所表示的基團(tuán)或單鍵的情況下,r7為單鍵或二價(jià)有機(jī)基;r6為二價(jià)有機(jī)基)

[化27]

r8-a1-r9-a2-r10(2-2)

(式(2-2)中,a1及a2與所述式(2-1)為相同含義;在a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r8為一價(jià)有機(jī)基,在下述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r8為氫原子或一價(jià)有機(jī)基;其中,在r8為氫原子的情況下,a1具有二氨基苯基,在r8為一價(jià)有機(jī)基的情況下,r8具有二氨基苯基;在a2為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r10為一價(jià)有機(jī)基,在下述式(1-2)所表示的基團(tuán)或單鍵的情況下,r10為氫原子或一價(jià)有機(jī)基;r9為二價(jià)有機(jī)基)

[化28]

(式(1-1)及式(1-2)中,“*1”表示鍵結(jié)于r9的結(jié)合鍵;r1、r2、r3、x1及n與所述式(1)為相同含義)

所述式(2-1)中,r5~r7的二價(jià)有機(jī)基例如可列舉:碳數(shù)1~20的二價(jià)烴基;將所述烴基所具有的亞甲基的一部分以-o-、-co-、-coo-或-nr33-(r33為氫原子或者碳數(shù)1~6的烷基)取代而成的二價(jià)基、二價(jià)雜環(huán)基等;這些基團(tuán)也可具有取代基。此處,本說明書中的所謂“烴基”是包含鏈狀烴基、脂環(huán)式烴基及芳香族烴基的含義。這些基團(tuán)中,“鏈狀烴基”是指主鏈不含環(huán)狀結(jié)構(gòu),而僅由鏈狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的直鏈狀烴基以及分支狀烴基。其中,可為飽和,也可為不飽和?!爸h(huán)式烴基”是指僅包含脂環(huán)式烴的結(jié)構(gòu)作為環(huán)結(jié)構(gòu),而不包含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的烴基。其中,不需要僅由脂環(huán)式烴的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成,也包含在其一部分中具有鏈狀結(jié)構(gòu)者。“芳香族烴基”是指包含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)作為環(huán)結(jié)構(gòu)的烴基。其中,不需要僅由芳香環(huán)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成,也可在其一部分中包含鏈狀結(jié)構(gòu)或脂環(huán)式烴的結(jié)構(gòu)。

作為r5~r7中的碳數(shù)1~20的二價(jià)烴基的具體例,鏈狀烴基例如可列舉:亞甲基、亞乙基、丙二基、丁二基、戊二基、己二基、庚二基、辛二基、壬二基、癸二基等;脂環(huán)式烴基例如可列舉:亞環(huán)己基、-r30-r31-(其中,r30為亞環(huán)己基,r31為碳數(shù)1~3的烷二基)等;芳香族烴基例如可列舉:亞苯基、經(jīng)烷基取代的亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞萘基、-ar3-r32-(其中,ar3為亞苯基、亞聯(lián)苯基或亞萘基,r32為碳數(shù)1~3的烷二基或亞環(huán)己基)等。

r5~r7中的二價(jià)雜環(huán)基例如可列舉自吡啶、哌嗪、哌啶等含氮雜環(huán)去除2個(gè)氫原子而成的基團(tuán)等。r5~r7可具有的取代基例如可列舉鹵素原子、烷氧基等、羥基、羧基、氰基。

r5~r7中,r5及r7的二價(jià)有機(jī)基優(yōu)選為所述基團(tuán)中的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞萘基、亞環(huán)己基、亞吡啶基、或者-ar4-coo-*3(ar4為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞萘基或亞環(huán)己基,“*3”表示與苯環(huán)的結(jié)合鍵)。r6優(yōu)選為碳數(shù)1~6的烷二基、亞環(huán)己基、亞苯基、亞聯(lián)苯基或亞萘基。

所述式(2-2)中,r8及r10的一價(jià)有機(jī)基例如可列舉:碳數(shù)1~20的一價(jià)烴基;將所述烴基所具有的亞甲基的一部分以-o-、-co-、-coo-或-nr33-(r33為氫原子或者碳數(shù)1~6的烷基)取代而成的一價(jià)基、一價(jià)雜環(huán)基等;這些基團(tuán)也可具有取代基。作為r8及r10的一價(jià)有機(jī)基的具體例,例如可列舉:碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的氟烷基、環(huán)己基、苯基、甲苯基、芐基、聯(lián)苯、萘基、吡啶基、哌啶基等。

關(guān)于r9,可應(yīng)用所述式(2-1)中的r6的說明。所述式(2-2)所具有的二氨基苯基中,兩個(gè)氨基優(yōu)選為相對(duì)于其他基團(tuán)而位于2,4-位或3,5-位。

此外,所述式(1-1)及式(1-2)中的r1、r2、r3及x1的說明可應(yīng)用所述式(1)的說明。

特定二胺優(yōu)選為在分子內(nèi)具有下述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)的化合物。通過具有下述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu),就在液晶顯示元件中提高由交流電壓引起的殘像(交流電(alternatingcurrent,ac)殘像)的減少效果的方面而言優(yōu)選。

[化29]

(式(4)中,ar1及ar2分別獨(dú)立地為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的亞苯基或亞環(huán)己基,x2為單鍵、-coo-或-conr20-(r20為氫原子或一價(jià)有機(jī)基);其中,ar1也可構(gòu)成所述式(1)中的苯環(huán);t為1或2;t=2時(shí),ar2、x2分別獨(dú)立地具有所述定義;“*”表示結(jié)合鍵)

所述式(4)中,r20的一價(jià)有機(jī)基例如可列舉碳數(shù)1~6的烷基、保護(hù)基等。作為保護(hù)基的具體例,例如可列舉:叔丁氧基羰基、芐氧基羰基、1,1-二甲基-2-鹵乙基氧基羰基、烯丙基氧基羰基等。

x2優(yōu)選為單鍵或-coo-。

ar1及ar2的環(huán)部分的取代基優(yōu)選為碳數(shù)1~5的烷基或鹵素原子,更優(yōu)選為甲基或氟原子。

作為所述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)選具體例,例如可列舉:4,4'-亞聯(lián)苯基、4,4'-雙亞環(huán)己基、以及下述式(4-1)~式(4-4)分別所表示的基團(tuán)、以及在這些基團(tuán)的環(huán)部分具有甲基或氟原子的基團(tuán)等。

[化30]

(式中,“*”表示結(jié)合鍵)

在對(duì)使用液晶取向劑而形成的涂膜,通過光取向法來(lái)賦予取向限制力的情況下,就液晶顯示元件的ac殘像的減少以及對(duì)比度的改善效果高的方面而言,優(yōu)選為使用所述式(2-1)所表示的化合物作為特定二胺。通過使用所述式(2-1)所表示的化合物作為特定二胺,可獲得主鏈具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的聚合物。

作為特定二胺的具體例,所述式(2-1)所表示的化合物例如可列舉下述式(b-1)~式(b-17)、式(b-26)~式(b-56)分別所表示的化合物等;所述式(2-2)所表示的化合物例如可列舉下述式(b-18)~式(b-59)分別所表示的化合物等。

[化31]

[化32]

[化33]

[化34]

此外,合成聚酰胺酸時(shí),特定二胺可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。所述式(b-1)~式(b-59)中,式(b-1)、式(b-3)、式(b-5)~式(b-7)、式(b-11)、式(b-18)、式(b-20)、式(b-22)~式(b-26)、式(b-28)、式(b-41)~式(b-45)、式(b-47)、式(b-54)、式(b-56)及式(b-57)相當(dāng)于具有所述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)的化合物。

特定二胺可通過將有機(jī)化學(xué)的常法適當(dāng)組合來(lái)合成。其一例可列舉如下方法:合成代替所述式(2-1)或式(2-2)所表示的化合物的一級(jí)氨基而具有硝基的二硝基中間體,繼而,使用適用的還原系,將所獲得的二硝基中間體的硝基進(jìn)行氨基化。

合成二硝基中間體的方法可根據(jù)作為目標(biāo)的化合物來(lái)適當(dāng)選擇。具體而言,例如可通過使“o2n-r5-a1-h”所表示的化合物、與“ho-r6-a2-r7-no2”所表示的化合物,優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中,視需要在催化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)而獲得。

二硝基中間體的還原反應(yīng)優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中,例如使用鈀碳、氧化鉑、鋅、鐵、錫、鎳等催化劑來(lái)實(shí)施。此處使用的有機(jī)溶媒例如可列舉乙酸乙酯、甲苯、四氫呋喃、醇系等。其中,特定二胺的合成順序并不限定于所述方法。

合成作為化合物(x)的聚酰胺酸時(shí),可單獨(dú)使用特定二胺,或也可并用不具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的二胺(其他二胺)。

所述其他二胺例如可列舉:脂肪族二胺、脂環(huán)式二胺、芳香族二胺、二氨基有機(jī)硅氧烷等。作為這些二胺的具體例,脂肪族二胺例如可列舉:間苯二甲胺、1,3-丙二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、1,3-雙(氨基甲基)環(huán)己烷、1,2-雙(2-氨基乙氧基)乙烷等;

脂環(huán)式二胺例如可列舉:1,4-二氨基環(huán)己烷、4,4'-亞甲基雙(環(huán)己基胺)等;

芳香族二胺例如可列舉:十二烷氧基二氨基苯、十四烷氧基二氨基苯、十五烷氧基二氨基苯、十六烷氧基二氨基苯、十八烷氧基二氨基苯、膽甾烷基氧基二氨基苯、膽甾烯基氧基二氨基苯、二氨基苯甲酸膽甾烷基酯、二氨基苯甲酸膽甾烯基酯、二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-雙(4-氨基苯甲?;趸?膽甾烷、3,6-雙(4-氨基苯氧基)膽甾烷、1,1-雙(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基環(huán)己烷、1,1-雙(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基環(huán)己烷、1,1-雙(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基環(huán)己烷、1,1-雙(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基環(huán)己基)環(huán)己烷、n-(2,4-二氨基苯基)-4-(4-庚基環(huán)己基)苯甲酰胺、下述式(e-1)

[化35]

(式(e-1)中,xi及xii分別獨(dú)立地為單鍵、-o-、*4-coo-或*4-oco-(其中,“*4”為鍵結(jié)于苯環(huán)的結(jié)合鍵),ri為碳數(shù)1~3的烷二基,rii為單鍵或碳數(shù)1~3的烷二基,a為0或1,b為0~2的整數(shù),c為1~20的整數(shù),d為0或1;其中,a及b不會(huì)同時(shí)成為0)

所表示的化合物、下述式(da-1)或式(da-2)

[化36]

所表示的化合物等含取向性基的二胺:

對(duì)苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基胺、4,4'-二氨基二苯基硫醚、4-氨基苯基-4'-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、1,5-雙(4-氨基苯氧基)戊烷、1,7-雙(4-氨基苯氧基)庚烷、雙[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、n,n-雙(4-氨基苯基)甲基胺、1,5-二氨基萘、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基聯(lián)苯、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-雙(4-氨基苯基)芴、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(對(duì)亞苯基二亞異丙基)雙苯胺、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、2,6-二氨基吡啶、2,4-二氨基嘧啶、3,6-二氨基吖啶、3,6-二氨基咔唑、n-甲基-3,6-二氨基咔唑、n,n'-雙(4-氨基苯基)-聯(lián)苯胺、n,n'-雙(4-氨基苯基)-n,n'-二甲基聯(lián)苯胺、1,4-雙-(4-氨基苯基)-哌嗪、3,5-二氨基苯甲酸、下述式(da-3)~式(da-17)

[化37]

分別所表示的化合物等;

二氨基有機(jī)硅氧烷例如可列舉:1,3-雙(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等;除此以外,還可使用日本專利特開2010-97188號(hào)公報(bào)中記載的二胺。

所述式(e-1)中的“-xi-(ri-xii)d-”所表示的二價(jià)基優(yōu)選為:碳數(shù)1~3的烷二基、*-o-、*-coo-或*-o-c2h4-o-(其中,帶有“*”的結(jié)合鍵與二氨基苯基鍵結(jié))?;?cch2c+1”例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、十二烷基等,這些基團(tuán)優(yōu)選為直鏈狀。二氨基苯基中的兩個(gè)氨基優(yōu)選為相對(duì)于其他基團(tuán)而位于2,4-位或3,5-位。

作為所述式(e-1)所表示的化合物的具體例,例如可列舉下述式(e-1-1)~式(e-1-4)分別所表示的化合物等。

[化38]

此外,聚酰胺酸的合成中使用的二胺可將這些化合物的一種單獨(dú)使用,或者適當(dāng)選擇兩種以上來(lái)使用。

在應(yīng)用于扭轉(zhuǎn)向列(twistednematic,tn)型、超扭轉(zhuǎn)向列(supertwistednematic,stn)型或者垂直取向型的液晶顯示元件用液晶取向劑的情況下,也可在聚酰胺酸的側(cè)鏈導(dǎo)入不論是否進(jìn)行光照射均可表現(xiàn)出液晶取向限制力的官能基(液晶取向性基)。所述液晶取向性基例如可列舉:碳數(shù)4~20的烷基、碳數(shù)4~20的氟烷基、碳數(shù)4~20的烷氧基、碳數(shù)17~51的具有類固醇骨架的基團(tuán)、具有多環(huán)結(jié)構(gòu)的基團(tuán)(例如具有所述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)的基團(tuán))等。具有液晶取向性基的聚酰胺酸例如可通過單體組成中包含所述含取向性基的二胺的聚合而獲得。在使用含取向性基的二胺的情況下,就使液晶取向性良好的觀點(diǎn)而言,相對(duì)于合成中使用的全部二胺,所述含取向性基的二胺的調(diào)配比例優(yōu)選為設(shè)為3摩爾%以上,更優(yōu)選為設(shè)為5摩爾%~70摩爾%。

在利用所述方法[2]來(lái)合成聚酰胺酸的情況下,就充分獲得液晶顯示元件的殘像特性以及對(duì)比度特性的改善效果的觀點(diǎn)而言,相對(duì)于聚酰胺酸的合成中使用的二胺的總量,特定二胺的使用比例優(yōu)選為設(shè)為10摩爾%以上,更優(yōu)選為設(shè)為20摩爾%以上,進(jìn)而優(yōu)選為設(shè)為30摩爾%以上。

另外,在利用所述方法[3]來(lái)合成聚酰胺酸的情況下,相對(duì)于合成中使用的四羧酸二酐以及二胺的總量,優(yōu)選為將特定酸二酐與特定二胺的合計(jì)量設(shè)為10摩爾%以上,更優(yōu)選為設(shè)為20摩爾%以上,尤其優(yōu)選為設(shè)為30摩爾%以上。

(聚酰胺酸的合成)

聚酰胺酸可通過使如上所述的四羧酸二酐與二胺,視需要與分子量調(diào)整劑一并進(jìn)行反應(yīng)而獲得。提供給聚酰胺酸的合成反應(yīng)的四羧酸二酐與二胺的使用比例優(yōu)選為相對(duì)于二胺的氨基1當(dāng)量,四羧酸二酐的酸酐基成為0.2當(dāng)量~2當(dāng)量的比例,更優(yōu)選為成為0.3當(dāng)量~1.2當(dāng)量的比例。

分子量調(diào)整劑例如可列舉:順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、下述式(f-1)~式(f-4)

[化39]

分別所表示的化合物等酸單酐,苯胺、環(huán)己基胺、正丁基胺等單胺化合物,異氰酸苯基酯、異氰酸萘基酯等單異氰酸酯化合物等。

另外,分子量調(diào)整劑也可使用具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的單官能性化合物。所述化合物優(yōu)選為可使用單胺化合物及酸單酐。具體而言,例如可列舉下述式(ma-1)~式(ma-15)分別所表示的化合物、下述式(mt-1)~式(mt-10)分別所表示的化合物等。[化40]

[化41]

相對(duì)于所使用的四羧酸二酐以及二胺的合計(jì)100重量份,分子量調(diào)整劑的使用比例優(yōu)選為設(shè)為20重量份以下,更優(yōu)選為設(shè)為10重量份以下。此外,分子量調(diào)整劑可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

聚酰胺酸的合成反應(yīng)優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中進(jìn)行。此時(shí)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為-20℃~150℃,更優(yōu)選為0℃~100℃。另外,反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.1小時(shí)~24小時(shí),更優(yōu)選為0.5小時(shí)~12小時(shí)。

反應(yīng)中使用的有機(jī)溶媒例如可列舉:非質(zhì)子性極性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、鹵化烴、烴等。這些有機(jī)溶媒中,優(yōu)選為使用選自由非質(zhì)子性極性溶媒及酚系溶媒所組成的群組(第一群組的有機(jī)溶媒)中的一種以上,或者選自第一群組的有機(jī)溶媒中的一種以上與選自由醇、酮、酯、醚、鹵化烴及烴所組成的群組(第二群組的有機(jī)溶媒)中的一種以上的混合物。在后者的情況下,相對(duì)于第一群組的有機(jī)溶媒以及第二群組的有機(jī)溶媒的合計(jì)量,第二群組的有機(jī)溶媒的使用比例優(yōu)選為50重量%以下,更優(yōu)選為40重量%以下,進(jìn)而優(yōu)選為30重量%以下。

特別優(yōu)選的有機(jī)溶媒優(yōu)選為使用選自由n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、間甲酚、二甲酚及鹵化苯酚所組成的群組中的一種以上作為溶媒,或者在所述比例的范圍內(nèi)使用這些溶媒的一種以上與其他有機(jī)溶媒的混合物。有機(jī)溶媒的使用量(a)優(yōu)選為設(shè)為相對(duì)于反應(yīng)溶液的總量(a+b),四羧酸二酐以及二胺的合計(jì)量(b)成為0.1重量%~50重量%的量。

以所述方式,可獲得將聚酰胺酸溶解而成的反應(yīng)溶液。所述反應(yīng)溶液可直接提供給液晶取向劑的制備,也可將反應(yīng)溶液中所含的聚酰胺酸分離后再提供給液晶取向劑的制備,或者將分離的聚酰胺酸純化后再提供給液晶取向劑的制備。在將聚酰胺酸進(jìn)行脫水閉環(huán)而制成聚酰亞胺的情況下,可將所述反應(yīng)溶液直接提供給脫水閉環(huán)反應(yīng),也可將反應(yīng)溶液中所含的聚酰胺酸分離后再提供給脫水閉環(huán)反應(yīng),或者也可將分離的聚酰胺酸純化后再提供給脫水閉環(huán)反應(yīng)。聚酰胺酸的分離及純化可依據(jù)公知的方法來(lái)進(jìn)行。

[聚酰胺酸酯]

作為化合物(x)的聚酰胺酸酯例如可通過以下方法來(lái)獲得:[i]使具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的聚酰胺酸、與酯化劑進(jìn)行反應(yīng)的方法;[ii]使四羧酸二酯與二胺進(jìn)行反應(yīng)的方法;[iii]使四羧酸二酯二鹵化物與二胺進(jìn)行反應(yīng)的方法等。

此外,本說明書中所謂“四羧酸二酯”,是指四羧酸所具有的四個(gè)羧基中的兩個(gè)被酯化,其余的兩個(gè)為羧基的化合物。所謂“四羧酸二酯二鹵化物”,是指四羧酸所具有的四個(gè)羧基中的兩個(gè)被酯化,其余的兩個(gè)被鹵化而成的化合物。

方法[i]中使用的酯化劑例如可列舉:含羥基的化合物、縮醛系化合物、鹵化物、含環(huán)氧基的化合物等。作為這些化合物的具體例,含羥基的化合物例如可列舉:甲醇、乙醇、丙醇等醇類,苯酚、甲酚等酚類等;縮醛系化合物例如可列舉:n,n-二甲基甲酰胺二乙基縮醛、n,n-二乙基甲酰胺二乙基縮醛等;鹵化物例如可列舉:溴代甲烷、溴代乙烷、溴代十八烷、氯代甲烷、氯代十八烷、1,1,1-三氟-2-碘乙烷、氯甲基甲醚、2-氯甲氧基-1,1,1-三氟乙烷、碳酸氯甲基異丙酯、三甲基乙酸氯甲酯、乙酸氯甲酯、丁酸氯甲酯、氯甲基甲基硫醚等;含環(huán)氧基的化合物例如可列舉:環(huán)氧丙烷等。

方法[ii]中使用的四羧酸二酯例如可通過使用甲醇或乙醇等醇類,將所述聚酰胺酸的合成中例示的四羧酸二酐進(jìn)行開環(huán)而獲得。所使用的二胺可列舉聚酰胺酸的合成中例示的二胺。方法[ii]的反應(yīng)優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中,在適當(dāng)?shù)拿撍呋瘎┑拇嬖谙逻M(jìn)行。有機(jī)溶媒可列舉作為聚酰胺酸的合成中使用者而例示的有機(jī)溶媒。脫水催化劑例如可列舉:4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉鎓鹵化物、羰基咪唑、磷系縮合劑等。此時(shí)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為-20℃~150℃,更優(yōu)選為0℃~100℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.1小時(shí)~24小時(shí),更優(yōu)選為0.5小時(shí)~12小時(shí)。

方法[iii]中使用的四羧酸二酯二鹵化物例如可通過使以所述方式獲得的四羧酸二酯,與亞硫酰氯等適當(dāng)?shù)穆然瘎┻M(jìn)行反應(yīng)而獲得。所使用的二胺可列舉聚酰胺酸的合成中例示的二胺。方法[iii]的反應(yīng)優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中,在適當(dāng)?shù)膲A的存在下進(jìn)行。有機(jī)溶媒可列舉作為聚酰胺酸的合成中使用者而例示的有機(jī)溶媒。堿例如可優(yōu)選地使用:吡啶、三乙基胺等三級(jí)胺;氫化鈉、氫化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、鈉、鉀等堿金屬類等。此時(shí)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為-20℃~150℃,更優(yōu)選為0℃~100℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.1小時(shí)~24小時(shí),更優(yōu)選為0.5小時(shí)~12小時(shí)。

液晶取向劑中含有的聚酰胺酸酯可僅具有酰胺酸酯結(jié)構(gòu),也可為酰胺酸結(jié)構(gòu)與酰胺酸酯結(jié)構(gòu)并存的部分酯化物。此外,將聚酰胺酸酯溶解而成的反應(yīng)溶液可直接提供給液晶取向劑的制備,也可將反應(yīng)溶液中所含的聚酰胺酸酯分離后再提供給液晶取向劑的制備,或者也可將分離的聚酰胺酸酯純化后再提供給液晶取向劑的制備。聚酰胺酸酯的分離及純化可依據(jù)公知的方法來(lái)進(jìn)行。

[聚酰亞胺]

作為化合物(x)的聚酰亞胺例如可通過將以所述方式合成的作為化合物(x)的聚酰胺酸進(jìn)行脫水閉環(huán),加以酰亞胺化而獲得。

聚酰亞胺可為將作為其前驅(qū)物的聚酰胺酸所具有的酰胺酸結(jié)構(gòu)全部進(jìn)行脫水閉環(huán)而成的完全酰亞胺化物,也可為僅將酰胺酸結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行脫水閉環(huán)而使酰胺酸結(jié)構(gòu)與酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)并存的部分酰亞胺化物。反應(yīng)中使用的聚酰亞胺優(yōu)選為其酰亞胺化率為20%以上,更優(yōu)選為30%~99%,進(jìn)而優(yōu)選為40%~99%。所述酰亞胺化率是相對(duì)于聚酰亞胺的酰胺酸結(jié)構(gòu)的數(shù)量與酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)量的合計(jì),以百分率來(lái)表示酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)量所占的比例。此處,酰亞胺環(huán)的一部分也可為異酰亞胺環(huán)。

聚酰胺酸的脫水閉環(huán)優(yōu)選為通過以下方法來(lái)進(jìn)行:對(duì)聚酰胺酸進(jìn)行加熱的方法;或者將聚酰胺酸溶解于有機(jī)溶媒中,在所述溶液中添加脫水劑及脫水閉環(huán)催化劑,視需要進(jìn)行加熱的方法。其中,優(yōu)選為利用后者的方法。

對(duì)于在聚酰胺酸的溶液中添加脫水劑及脫水閉環(huán)催化劑的方法,脫水劑例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。相對(duì)于聚酰胺酸的酰胺酸結(jié)構(gòu)的1摩爾,脫水劑的使用量?jī)?yōu)選為設(shè)為0.01摩爾~20摩爾。脫水閉環(huán)催化劑例如可使用吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙基胺等三級(jí)胺。相對(duì)于所使用的脫水劑1摩爾,脫水閉環(huán)催化劑的使用量?jī)?yōu)選為設(shè)為0.01摩爾~10摩爾。脫水閉環(huán)反應(yīng)中使用的有機(jī)溶媒可列舉作為聚酰胺酸的合成中使用者而例示的有機(jī)溶媒。脫水閉環(huán)反應(yīng)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為0℃~180℃,更優(yōu)選為10℃~150℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為1.0小時(shí)~120小時(shí),更優(yōu)選為2.0小時(shí)~30小時(shí)。

以所述方式,可獲得含有聚酰亞胺的反應(yīng)溶液。所述反應(yīng)溶液可直接提供給液晶取向劑的制備,也可自反應(yīng)溶液中去除脫水劑及脫水閉環(huán)催化劑后再提供給液晶取向劑的制備,也可將聚酰亞胺分離后再提供給液晶取向劑的制備,或者還可將分離的聚酰亞胺純化后再提供給液晶取向劑的制備。這些純化操作可依據(jù)公知的方法來(lái)進(jìn)行。除此以外,聚酰亞胺也可通過聚酰胺酸酯的酰亞胺化而獲得。

以所述方式可獲得的作為化合物(x)的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺優(yōu)選為具有選自由下述式(6-1)~式(6-10)分別所表示的部分結(jié)構(gòu)所組成的群組中的至少一種。

此外,合成化合物(x)時(shí),在使用所述特定酸二酐中的所述式(5-1)所表示的化合物的情況下,可獲得具有選自由下述式(6-1)所表示的部分結(jié)構(gòu)以及下述式(6-2)所表示的部分結(jié)構(gòu)所組成的群組中的至少一種部分結(jié)構(gòu)的聚合物。在使用所述特定酸二酐中的所述式(5-2)所表示的化合物的情況下,可獲得具有選自由下述式(6-3)所表示的部分結(jié)構(gòu)以及下述式(6-4)所表示的部分結(jié)構(gòu)所組成的群組中的至少一種部分結(jié)構(gòu)的聚合物。另外,在使用所述特定二胺中的所述式(2-1)所表示的化合物的情況下,可獲得具有選自由下述式(6-5)所表示的部分結(jié)構(gòu)以及下述式(6-6)所表示的部分結(jié)構(gòu)所組成的群組中的至少一種部分結(jié)構(gòu)的聚合物。在使用所述特定二胺中的所述式(2-2)所表示的化合物的情況下,可獲得具有選自由下述式(6-7)~式(6-10)分別所表示的部分結(jié)構(gòu)所組成的群組中的至少一種部分結(jié)構(gòu)的聚合物。

[化42]

(式(6-1)及式(6-2)中,a3、a4、r15、r16、r17、x3及x4分別與所述式(5-1)為相同含義;r20及r21分別獨(dú)立地為氫原子或一價(jià)有機(jī)基)

[化43]

(式(6-3)及式(6-4)中,r1、r2及x1分別與所述式(1)為相同含義,r18及r19分別與所述式(5-2)為相同含義;r20及r21分別獨(dú)立地為氫原子或一價(jià)有機(jī)基)

[化44]

(式(6-5)及式(6-6)中,a1、a2、r5、r6及r7分別與所述式(2-1)為相同含義;r20及r21分別獨(dú)立地為氫原子或一價(jià)有機(jī)基,r22及r23分別獨(dú)立地為三價(jià)有機(jī)基)

[化45]

(式(6-7)~式(6-10)中,a1、a2、r9及r10分別與所述式(2-2)為相同含義;r20及r21分別獨(dú)立地為氫原子或一價(jià)有機(jī)基,r22及r23分別獨(dú)立地為三價(jià)有機(jī)基)

關(guān)于所述式(6-1)~式(6-8),r20及r21的一價(jià)有機(jī)基例如可列舉:碳數(shù)1~10的一價(jià)烴基、具有桂皮酸結(jié)構(gòu)的基團(tuán)等。r22及r23的三價(jià)有機(jī)基可列舉:鏈狀烴基、脂環(huán)式基、芳香族環(huán)基、雜環(huán)基等。優(yōu)選為脂環(huán)式基或芳香族環(huán)基,關(guān)于其具體例,可應(yīng)用所述式(5-1)的r15及r17的說明。

作為化合物(x)的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯以及聚酰亞胺優(yōu)選為當(dāng)將其制成濃度為10重量%的溶液時(shí),具有10mpa·s~800mpa·s的溶液粘度者,更優(yōu)選為具有15mpa·s~500mpa·s的溶液粘度者。此外,所述聚合物的溶液粘度(mpa·s)是對(duì)使用所述聚合物的良溶媒(例如γ-丁內(nèi)酯、n-甲基-2-吡咯烷酮等)來(lái)制備的濃度為10重量%的聚合物溶液,使用e型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì),在25℃下測(cè)定的值(關(guān)于以下的聚合物也相同)。

聚酰胺酸、聚酰胺酸酯以及聚酰亞胺的利用凝膠滲透色譜法(gelpenetrationchromatography,gpc)來(lái)測(cè)定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(mw)優(yōu)選為1,000~500,000,更優(yōu)選為2,000~300,000。另外,mw與利用gpc來(lái)測(cè)定的聚苯乙烯換算的數(shù)量平均分子量(mn)的比所表示的分子量分布(mw/mn)優(yōu)選為15以下,更優(yōu)選為10以下。通過在所述的分子量范圍內(nèi),可確保液晶顯示元件的良好的取向性及穩(wěn)定性。

[聚酰胺]

作為化合物(x)的聚酰胺例如可通過使二羧酸與二胺進(jìn)行反應(yīng)的方法等而獲得。此處,二羧酸優(yōu)選為使用例如亞硫酰氯等適當(dāng)?shù)穆然瘎┻M(jìn)行酰氯化后,提供給與二胺的反應(yīng)。

聚酰胺的合成中使用的二羧酸并無(wú)特別限制,例如可列舉:乙二酸、丙二酸、二甲基丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,3-二乙基丁二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸、反丁烯二酸、粘康酸(muconicacid)等脂肪族二羧酸;

環(huán)丁烷二羧酸、1-環(huán)丁烯二羧酸、環(huán)戊烷二羧酸、環(huán)己烷二羧酸等具有脂環(huán)式結(jié)構(gòu)的二羧酸;

鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、5-甲基間苯二甲酸、5-叔丁基間苯二甲酸、2,5-二甲基對(duì)苯二甲酸、萘二羧酸、4,4'-聯(lián)苯二羧酸、4,4'-二苯基甲烷二羧酸、4,4'-二苯基丙烷二羧酸、4,4'-二苯基醚二羧酸、4,4'-羰基二苯甲酸、4-羧基桂皮酸、對(duì)亞苯基二丙烯酸、3,3'-[4,4'-(亞甲基二-對(duì)亞苯基)]二丙酸、4,4'-[4,4'-(氧雙-對(duì)亞苯基)]二丁酸、3,4-二苯基-1,2-環(huán)丁烷二羧酸等具有芳香族環(huán)的二羧酸等。此外,二羧酸可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

合成作為化合物(x)的聚酰胺時(shí)使用的二胺包含特定二胺。另外,視需要也可并用其他二胺。相對(duì)于聚酰胺的合成中使用的二胺的總量,特定二胺的使用比例優(yōu)選為設(shè)為10摩爾%以上,更優(yōu)選為設(shè)為20摩爾%以上,進(jìn)而優(yōu)選為設(shè)為30摩爾%以上。此外,二胺可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

提供給聚酰胺的合成反應(yīng)的二羧酸與二胺的使用比例優(yōu)選為相對(duì)于二胺的氨基1當(dāng)量,二羧酸的羧基成為0.2當(dāng)量~2當(dāng)量的比例,更優(yōu)選為成為0.3當(dāng)量~1.2當(dāng)量的比例。

二羧酸(優(yōu)選為經(jīng)酰氯化的二羧酸)與二胺的反應(yīng)優(yōu)選為在堿的存在下,在有機(jī)溶媒中進(jìn)行。此時(shí)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為設(shè)為0℃~200℃,更優(yōu)選為設(shè)為10℃~100℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為設(shè)為0.5小時(shí)~48小時(shí),更優(yōu)選為設(shè)為1小時(shí)~36小時(shí)。

反應(yīng)中使用的有機(jī)溶媒例如可優(yōu)選地使用四氫呋喃、二噁烷、甲苯、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、n-甲基-2-吡咯烷酮等。相對(duì)于二羧酸及二胺的合計(jì)量100重量份,有機(jī)溶媒的使用量?jī)?yōu)選為設(shè)為400重量份~900重量份,更優(yōu)選為設(shè)為500重量份~700重量份。

所述反應(yīng)中使用的堿例如可優(yōu)選地使用吡啶、三乙基胺、n-乙基-n,n-二異丙基胺等三級(jí)胺。相對(duì)于二胺1摩爾,堿的使用量?jī)?yōu)選為設(shè)為2摩爾~4摩爾,更優(yōu)選為設(shè)為2摩爾~3摩爾。

以所述方式,可獲得將聚酰胺溶解而成的反應(yīng)溶液。所述反應(yīng)溶液可直接提供給液晶取向劑的制備,也可將反應(yīng)溶液中所含的聚酰胺分離后再提供給液晶取向劑的制備,或者也可將分離的聚酰胺純化后再提供給液晶取向劑的制備。聚酰胺的分離及純化可依據(jù)公知的方法來(lái)進(jìn)行。

作為化合物(x)的聚酰胺的溶液粘度優(yōu)選為當(dāng)將其制成濃度為10重量%的溶液時(shí),具有10mpa·s~800mpa·s的溶液粘度者,更優(yōu)選為具有15mpa·s~500mpa·s的溶液粘度者。另外,關(guān)于聚酰胺,利用gpc來(lái)測(cè)定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(mw)優(yōu)選為1,000~500,000,更優(yōu)選為5,000~300,000。

[聚有機(jī)硅氧烷]

作為化合物(x)的聚有機(jī)硅氧烷(以下也稱為“聚合物(s)”)例如可通過使水解性的硅烷化合物進(jìn)行水解·縮合而獲得。具體而言,可列舉下述[1]或[2]:

[1]將具有環(huán)氧基的水解性的硅烷化合物(ms-1)、或者所述硅烷化合物(ms-1)與其他硅烷化合物的混合物進(jìn)行水解縮合而合成含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷,繼而使所獲得的含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷、與具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的羧酸(以下也稱為“特定羧酸”)進(jìn)行反應(yīng)的方法;

[2]使具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的水解性的硅烷化合物(ms-2)、或者所述硅烷化合物(ms-2)與其他硅烷化合物的混合物進(jìn)行水解縮合的方法等。這些方法中,[1]的方法簡(jiǎn)便,而且就提高聚合物(s)中的所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的導(dǎo)入率的方面而言優(yōu)選。[1]的方法中,使用具有環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷與羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物作為化合物(x)。

作為具有環(huán)氧基的水解性的硅烷化合物(ms-1)的具體例,例如可列舉:3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基二甲基甲氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基二甲基乙氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基三甲氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基二甲基甲氧基硅烷、4-縮水甘油氧基丁基二甲基乙氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)丙基三甲氧基硅烷等。作為硅烷化合物(ms-1),可將這些化合物中的一種單獨(dú)使用或者將兩種以上混合使用。

其他硅烷化合物只要是顯示出水解性的硅烷化合物,則并無(wú)特別限制,例如可列舉:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷等烷氧基硅烷;

3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、巰基甲基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-(3-環(huán)己基氨基)丙基三甲氧基硅烷、n-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等含氮·硫原子的烷氧基硅烷;

3-(甲基)丙烯?;趸籽趸柰椤?-(甲基)丙烯?;趸已趸柰?、6-(甲基)丙烯?;趸夯籽趸柰?、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、對(duì)苯乙烯基三甲氧基硅烷等含不飽和烴的烷氧基硅烷;除此以外,還可列舉三甲氧基硅烷基丙基丁二酸酐等。其他硅烷化合物可單獨(dú)使用一種,或者將兩種以上組合使用。

硅烷化合物的水解·縮合反應(yīng)可通過使如上所述的硅烷化合物的一種或者兩種以上與水,優(yōu)選為在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┮约坝袡C(jī)溶媒的存在下反應(yīng)而進(jìn)行。

所述[1]的方法中,就不僅可將足夠量的所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)導(dǎo)入至聚合物的側(cè)鏈中,而且抑制因環(huán)氧基為過剩量而引起的副反應(yīng)的觀點(diǎn)而言,含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷的環(huán)氧當(dāng)量?jī)?yōu)選為100g/摩爾~10,000g/摩爾,更優(yōu)選為150g/摩爾~1,000g/摩爾。因此,合成含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷時(shí),優(yōu)選為以所獲得的聚有機(jī)硅氧烷的環(huán)氧當(dāng)量成為所述范圍的方式調(diào)整硅烷化合物(ms-1)的使用比例。

水解·縮合反應(yīng)時(shí),相對(duì)于硅烷化合物(合計(jì)量)1摩爾,水的使用比例優(yōu)選為0.5摩爾~100摩爾,更優(yōu)選為1摩爾~30摩爾。

水解·縮合反應(yīng)時(shí)使用的催化劑例如可列舉酸、堿金屬化合物、有機(jī)堿、鈦化合物、鋯化合物等。作為所述催化劑,就能夠抑制環(huán)氧基的開環(huán)等副反應(yīng)的方面、或能夠加快水解縮合速度的方面、保存穩(wěn)定性優(yōu)異的方面等而言,這些化合物中優(yōu)選為堿金屬化合物或者有機(jī)堿,特別優(yōu)選為三級(jí)或者四級(jí)的有機(jī)堿。

有機(jī)堿的使用量根據(jù)有機(jī)堿的種類、溫度等反應(yīng)條件等而不同,可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定,相對(duì)于全部硅烷化合物,優(yōu)選為0.01倍摩爾~3倍摩爾,更優(yōu)選為0.05倍摩爾~1倍摩爾。

水解·縮合反應(yīng)時(shí)使用的有機(jī)溶媒例如可列舉烴、酮、酯、醚、醇等。作為這些有機(jī)溶媒的具體例,烴例如可列舉:甲苯、二甲苯等;酮例如可列舉:甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮等;酯例如可列舉:乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異戊酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、乳酸乙酯等;醚例如可列舉:乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、四氫呋喃、二噁烷等;醇例如可列舉:1-己醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單-正丙醚、乙二醇單-正丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單-正丙醚等。這些中優(yōu)選為使用非水溶性的有機(jī)溶媒。此外,這些有機(jī)溶媒可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上混合使用。

相對(duì)于反應(yīng)中使用的全部硅烷化合物100重量份,水解縮合反應(yīng)中的有機(jī)溶媒的使用比例優(yōu)選為10重量份~10,000重量份,更優(yōu)選為50重量份~1,000重量份。

水解·縮合反應(yīng)優(yōu)選為將如上所述的硅烷化合物溶解于有機(jī)溶媒中,將所述溶液與有機(jī)堿及水混合,例如通過油浴等進(jìn)行加熱而實(shí)施。水解·縮合反應(yīng)時(shí),優(yōu)選為將加熱溫度設(shè)為130℃以下,更優(yōu)選為設(shè)為40℃~100℃。加熱時(shí)間優(yōu)選為設(shè)為0.5小時(shí)~12小時(shí),更優(yōu)選為設(shè)為1小時(shí)~8小時(shí)。加熱過程中,可將混合液攪拌,也可置于回流下。反應(yīng)結(jié)束后,優(yōu)選為將自反應(yīng)液中分取的有機(jī)溶媒層以水洗滌。所述洗滌時(shí),使用包含少量鹽的水(例如0.2重量%左右的硝酸銨水溶液等)進(jìn)行洗滌,由此就洗滌操作變得容易的方面而言優(yōu)選。洗滌進(jìn)行至洗滌后的水層成為中性為止,然后,將有機(jī)溶媒層視需要以無(wú)水硫酸鈣、分子篩等干燥劑進(jìn)行干燥后,去除溶媒,由此能夠獲得聚有機(jī)硅氧烷。

在所述[1]的方法中,使通過所述反應(yīng)而獲得的含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷繼而與特定羧酸進(jìn)行反應(yīng)。由此,含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷所具有的環(huán)氧基與羧酸進(jìn)行反應(yīng),能夠獲得作為在側(cè)鏈具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷的聚合物(s)。

作為特定羧酸的具體例,例如可列舉下述式(3)所表示的化合物等。

[化46]

(式(3)中,a1及a2分別與所述式(2-1)為相同含義;其中,所述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”表示鍵結(jié)于r12的結(jié)合鍵;在a1為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r11為一價(jià)有機(jī)基,在a1為下述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r11為氫原子或一價(jià)有機(jī)基;r12為二價(jià)有機(jī)基;在a2為下述式(1-1)所表示的基團(tuán)的情況下,r13為二價(jià)有機(jī)基,在a2為下述式(1-2)所表示的基團(tuán)的情況下,r13為單鍵或二價(jià)有機(jī)基;s及r分別獨(dú)立地為0或1;其中,式(3)中具有一個(gè)羧基)

所述式(3)中,關(guān)于r11的一價(jià)有機(jī)基的例示,可應(yīng)用所述式(2-2)中的r8及r10的說明。另外,r12及r13的二價(jià)有機(jī)基的例示可應(yīng)用所述式(2-1)中的r5~r7的說明。a1及a2的r1、r2、r3及x1的說明可應(yīng)用所述式(1)的說明。

就提高ac殘像的減少效果的觀點(diǎn)而言,特定羧酸優(yōu)選為在分子內(nèi)不僅具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu),而且還具有所述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)。此外,所述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)選具體例可應(yīng)用特定二胺的情況下的說明。另外,也可由所述式(1)中的苯環(huán)來(lái)構(gòu)成所述式(4)所表示的結(jié)構(gòu)的一部分的方面與特定二胺相同。

作為特定羧酸的具體例,例如可列舉下述式(g-1)~式(g-13)分別所表示的化合物等。

[化47]

此外,在合成聚合物(s)時(shí),特定羧酸可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。所述式(g-1)~式(g-13)中,式(g-1)、式(g-2)、式(g-4)~式(g-8)、及式(g-11)~式(g-13)相當(dāng)于具有所述式(4)所表示的部分結(jié)構(gòu)的化合物。

就使對(duì)光的感度良好的觀點(diǎn)而言,聚合物(s)的一分子中的所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的含有比例優(yōu)選為相對(duì)于聚合物(s)所具有的硅原子而設(shè)為3摩爾%~100摩爾%,更優(yōu)選為設(shè)為5摩爾%~95摩爾%,進(jìn)而優(yōu)選為設(shè)為10摩爾%~90摩爾%。因此,合成聚合物(s)時(shí),優(yōu)選為以所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的含有比例成為所述范圍的方式選擇特定羧酸的使用比例。

此外,特定羧酸可通過將有機(jī)化學(xué)的常法適當(dāng)組合而合成。作為其一例,例如可利用如下方法等而獲得:使“r11-a1-h”所表示的化合物、與“ho-r12-a2-r13-coom(其中,m為羧基的保護(hù)基)”所表示的化合物,優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中,視需要在催化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng),繼而,進(jìn)行去保護(hù)。其中,特定羧酸的合成順序并不限定于所述方法。

合成聚合物(s)時(shí),與含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷的反應(yīng)中使用的羧酸可僅為特定羧酸,也可并用特定羧酸以外的其他羧酸。

其他羧酸只要是不具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的羧酸,則并無(wú)特別限制,例如可列舉具有所述液晶取向性基的羧酸等。作為其他羧酸的具體例,例如可列舉:己酸、月桂酸、十五烷基酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、11-十八碳烯酸(vaccenicacid)、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生酸等碳數(shù)6~20的脂肪酸、下述式(c-2-1)~式(c-2-10)分別所表示的化合物等。

[化48]

(式中,j為0~12的整數(shù),h為1~10的整數(shù))

此外,其他羧酸可單獨(dú)使用選自這些羧酸中的一種或者將兩種以上組合使用。

相對(duì)于聚有機(jī)硅氧烷所具有的環(huán)氧基的合計(jì)1摩爾,與含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷進(jìn)行反應(yīng)的羧酸的使用比例優(yōu)選為設(shè)為0.001摩爾~1.5摩爾,更優(yōu)選為設(shè)為0.01摩爾~1.0摩爾。

就充分獲得本發(fā)明的效果的觀點(diǎn)而言,相對(duì)于與含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷進(jìn)行反應(yīng)的羧酸的合計(jì)量,其他羧酸的使用比例優(yōu)選為設(shè)為80摩爾%以下,更優(yōu)選為設(shè)為50摩爾%以下。

含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷與羧酸的反應(yīng)優(yōu)選為在催化劑及有機(jī)溶媒的存在下進(jìn)行。

含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷與羧酸的反應(yīng)中使用的催化劑例如可使用作為有機(jī)堿、促進(jìn)環(huán)氧化合物的反應(yīng)的所謂硬化促進(jìn)劑而公知的化合物等。此處,所述有機(jī)堿例如可列舉:乙基胺、哌嗪、哌啶等一級(jí)有機(jī)胺~二級(jí)有機(jī)胺;三乙基胺、吡啶等三級(jí)有機(jī)胺;氫氧化四甲基銨等四級(jí)有機(jī)胺等。這些化合物中,有機(jī)堿優(yōu)選為三級(jí)有機(jī)胺或者四級(jí)有機(jī)胺。

所述硬化促進(jìn)劑可列舉:三級(jí)胺、咪唑化合物、有機(jī)磷化合物、四級(jí)鏻鹽、二氮雜雙環(huán)烯烴、辛酸錫之類的有機(jī)金屬化合物,四級(jí)銨鹽、硼化合物、氯化錫之類的金屬鹵素化合物等。這些化合物中,優(yōu)選為四級(jí)銨鹽,具體而言,例如可列舉:溴化四乙基銨、溴化四-正丁基銨、氯化四乙基銨、氯化四-正丁基銨等。

相對(duì)于含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷100重量份,所述催化劑優(yōu)選為以100重量份以下、更優(yōu)選為0.01重量份~100重量份,進(jìn)而優(yōu)選為0.1重量份~20重量份的比例來(lái)使用。

所述反應(yīng)中使用的有機(jī)溶媒例如可列舉:烴、醚、酯、酮、酰胺、醇等。這些有劑溶媒中,就原料及產(chǎn)物的溶解性、以及產(chǎn)物的純化的容易度的觀點(diǎn)而言,優(yōu)選為醚、酯、酮,特別優(yōu)選的溶媒的具體例可列舉:2-丁酮、2-己酮、甲基異丁基酮及乙酸丁酯等。所述有機(jī)溶媒優(yōu)選為以固體成分濃度(反應(yīng)溶液中的溶媒以外的成分的合計(jì)重量相對(duì)于溶液的總重量所占的比例)成為0.1重量%以上的比例來(lái)使用,更優(yōu)選為以成為5重量%~50重量%的比例來(lái)使用。

所述反應(yīng)中的反應(yīng)溫度優(yōu)選為0℃~200℃,更優(yōu)選為50℃~150℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0.1小時(shí)~50小時(shí),更優(yōu)選為0.5小時(shí)~20小時(shí)。另外,反應(yīng)結(jié)束后,優(yōu)選為將自反應(yīng)液中分取的有機(jī)溶媒層以水洗滌。水洗后,將有機(jī)溶媒層視需要以適當(dāng)?shù)母稍飫┻M(jìn)行干燥,然后去除溶媒,由此可獲得聚合物(s)。此外,聚有機(jī)硅氧烷的合成方法并不限定于如上所述的水解·縮合反應(yīng),例如也可采用使水解性硅烷化合物在乙二酸及醇的存在下進(jìn)行反應(yīng)的方法等。

以所述方式獲得的聚合物(s)優(yōu)選為包括通過具有環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷與羧酸的反應(yīng)而形成的部分結(jié)構(gòu),具體而言,優(yōu)選為包括下述式(7)所表示的部分結(jié)構(gòu)。

[化49]

(式(7)中,a1、a2、r11、r12、r13、s及r分別與所述式(3)為相同含義;z1為二價(jià)有機(jī)基;“*”表示與硅原子的結(jié)合鍵)

此外,關(guān)于z1的二價(jià)有機(jī)基,可列舉所述式(2-1)的r5~r7所例示的基團(tuán)等。

本揭示的液晶取向劑中所含有的聚合物(s)優(yōu)選為當(dāng)將其制成濃度為10重量%的溶液時(shí),具有1mpa·s~500mpa·s的溶液粘度者,更優(yōu)選為具有3mpa·s~200mpa·s的溶液粘度者。關(guān)于聚合物(s),利用gpc來(lái)測(cè)定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(mw)優(yōu)選為1,000~200,000,更優(yōu)選為2,000~50,000,進(jìn)而優(yōu)選為3,000~20,000。

[聚(甲基)丙烯酸酯]

作為化合物(x)的聚(甲基)丙烯酸酯例如可利用如下方法而獲得:使具有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸系單量體(m-1)、或者所述(甲基)丙烯酸系單量體(m-1)與其他(甲基)丙烯酸系單量體的混合物,在聚合引發(fā)劑的存在下進(jìn)行聚合后,使所述所獲得的聚合物(以下也稱為“含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯”)、與特定羧酸進(jìn)行反應(yīng)。

(甲基)丙烯酸系單量體(m-1)例如可列舉具有環(huán)氧基的不飽和羧酸酯。作為其具體例,例如可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丁基丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧基丁酯、α-乙基丙烯酸3,4-環(huán)氧基丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲酯、(甲基)丙烯酸6,7-環(huán)氧基庚酯、α-乙基丙烯酸6,7-環(huán)氧基庚酯、丙烯酸4-羥基丁基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環(huán)丁烷-3-基)甲酯等。此外,(甲基)丙烯酸系單量體(m-1)可將所述單量體中的一種單獨(dú)使用或者將兩種以上組合使用。

其他(甲基)丙烯酸系單量體例如可列舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸ω-羧基聚己內(nèi)酯、丁烯酸、α-乙基丙烯酸、α-正丙基丙烯酸、α-正丁基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、檸康酸、中康酸、衣康酸、乙烯基苯甲酸等不飽和羧酸;

(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸芐基酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸三甲氧基硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-n,n-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-n,n-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇、(甲基)丙烯酸辛氧基聚乙二醇、(甲基)丙烯酸四氫糠基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯等(甲基)丙烯酸酯;α-甲氧基丙烯酸甲酯、α-乙氧基丙烯酸甲酯等α-烷氧基丙烯酸酯;丁烯酸甲酯、丁烯酸乙酯等丁烯酸酯等不飽和羧酸酯;

順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐、順式-1,2,3,4-四氫鄰苯二甲酸酐等不飽和多元羧酸酐等。此外,其他(甲基)丙烯酸系單量體可單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

合成聚(甲基)丙烯酸酯時(shí),每1g含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯的環(huán)氧基的合計(jì)量(摩爾數(shù))優(yōu)選為5.0×10-5以上,更優(yōu)選為1.0×10-4摩爾/g~1.0×10-2摩爾/g,進(jìn)而優(yōu)選為5.0×10-4摩爾/g~5.0×10-3摩爾/g。因此,關(guān)于(甲基)丙烯酸系單量體(m-1)的使用比例,優(yōu)選為以每1g含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯的環(huán)氧基的合計(jì)摩爾數(shù)成為所述數(shù)值范圍的方式來(lái)調(diào)整。

此外,聚合時(shí),也可使用(甲基)丙烯酸系單量體以外的其他單體。其他單體例如可列舉:1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等共軛二烯系化合物;苯乙烯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物等。相對(duì)于聚(甲基)丙烯酸酯的合成中使用的單體的合計(jì),其他單體的使用比例優(yōu)選為設(shè)為30摩爾%以下,更優(yōu)選為設(shè)為20摩爾%以下。

使用(甲基)丙烯酸系單量體的聚合反應(yīng)優(yōu)選為通過自由基聚合而進(jìn)行。所述聚合反應(yīng)時(shí)使用的聚合引發(fā)劑可列舉自由基聚合時(shí)通常使用的引發(fā)劑,例如可列舉:2,2'-偶氮雙(異丁腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、過氧化三甲基乙酸叔丁酯、1,1'-雙(叔丁基過氧化)環(huán)己烷等有機(jī)過氧化物;過氧化氫;包含這些過氧化物及還原劑的氧化還原型引發(fā)劑等。這些化合物中優(yōu)選為偶氮化合物,更優(yōu)選為2,2'-偶氮雙(異丁腈)。聚合引發(fā)劑可將這些化合物單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

相對(duì)于反應(yīng)中使用的全部單體100重量份,聚合引發(fā)劑的使用比例優(yōu)選為設(shè)為0.01重量份~50重量份,更優(yōu)選為設(shè)為0.1重量份~40重量份。

(甲基)丙烯酸系單量體的聚合反應(yīng)優(yōu)選為在有機(jī)溶媒中進(jìn)行。所述反應(yīng)中使用的有機(jī)溶媒例如可列舉醇、醚、酮、酰胺、酯、烴化合物等。這些化合物中,優(yōu)選為使用選自由醇及醚所組成的群組中的至少一種,更優(yōu)選為使用多元醇的部分醚。作為其優(yōu)選具體例,例如可列舉二乙二醇甲基乙醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等。此外,有機(jī)溶媒可將這些化合物單獨(dú)使用一種或者將兩種以上組合使用。

(甲基)丙烯酸系單量體的聚合反應(yīng)時(shí),反應(yīng)溫度優(yōu)選為設(shè)為30℃~120℃,更優(yōu)選為設(shè)為60℃~110℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為設(shè)為1小時(shí)~36小時(shí),更優(yōu)選為設(shè)為2小時(shí)~24小時(shí)。另外,有機(jī)溶媒的使用量(a)優(yōu)選為設(shè)為相對(duì)于反應(yīng)溶液的整體量(a+b),反應(yīng)中使用的單體的合計(jì)量(b)成為0.1重量%~50重量%的量。

對(duì)通過所述反應(yīng)而獲得的含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯,繼而使特定羧酸進(jìn)行反應(yīng)。特定羧酸的具體例可應(yīng)用聚合物(s)的說明。另外,所述反應(yīng)時(shí),可單獨(dú)使用特定羧酸,或者也可并用特定羧酸以外的其他羧酸。

相對(duì)于含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯所具有的環(huán)氧基的合計(jì)1摩爾,與含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯進(jìn)行反應(yīng)的羧酸的使用比例優(yōu)選為設(shè)為0.001摩爾~0.95摩爾。更優(yōu)選為0.01摩爾~0.9摩爾,進(jìn)而優(yōu)選為設(shè)為0.05摩爾~0.8摩爾。

含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯與羧酸的反應(yīng)優(yōu)選為在催化劑及有機(jī)溶媒的存在下進(jìn)行。此處,反應(yīng)中使用的催化劑例如可列舉作為聚合物(s)的合成中可使用的催化劑而例示的化合物。這些化合物中優(yōu)選為四級(jí)銨鹽。相對(duì)于含環(huán)氧基的聚(甲基)丙烯酸酯100重量份,催化劑的使用量?jī)?yōu)選為100重量份以下,更優(yōu)選為0.01重量份~100重量份以下,進(jìn)而優(yōu)選為0.1重量份~20重量份。

反應(yīng)中使用的有機(jī)溶媒可應(yīng)用(甲基)丙烯酸系單量體的聚合時(shí)可使用的有機(jī)溶媒的例示,其中優(yōu)選為酯。所述有機(jī)溶媒優(yōu)選為以固體成分濃度(反應(yīng)溶液中的溶媒以外的成分的合計(jì)重量相對(duì)于溶液的總重量所占的比例)成為0.1重量%以上的比例來(lái)使用,更優(yōu)選為以成為5重量%~50重量%的比例來(lái)使用。反應(yīng)溫度優(yōu)選為設(shè)為0℃~200℃,更優(yōu)選為設(shè)為50℃~150℃。反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為設(shè)為0.1小時(shí)~50小時(shí),更優(yōu)選為設(shè)為0.5小時(shí)~20小時(shí)。

以所述方式獲得含有作為化合物(x)的聚(甲基)丙烯酸酯的溶液。所述反應(yīng)溶液可直接提供給液晶取向劑的制備,也可將反應(yīng)溶液中所含的聚(甲基)丙烯酸酯分離后再提供給液晶取向劑的制備,或者也可將分離的聚(甲基)丙烯酸酯純化后再提供給液晶取向劑的制備。聚(甲基)丙烯酸酯的分離及純化可依據(jù)公知的方法來(lái)進(jìn)行。

此外,作為化合物(x)的聚(甲基)丙烯酸酯的合成方法并不限定于所述方法。例如也可利用如下方法等而獲得:使具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸系單量體、或者所述(甲基)丙烯酸系單量體與其他(甲基)丙烯酸系單量體的混合物,在聚合引發(fā)劑的存在下進(jìn)行聚合。

就不僅使所形成的液晶取向膜的液晶取向性良好,而且確保其液晶取向性的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)而言,關(guān)于聚(甲基)丙烯酸酯,利用gpc來(lái)測(cè)定的聚苯乙烯換算的數(shù)量平均分子量(mn)優(yōu)選為250~500,000,更優(yōu)選為500~100,000,進(jìn)而優(yōu)選為1,000~50,000。

<其他成分>

本發(fā)明的液晶取向劑含有如上所述的化合物(x),視需要也可含有其他成分??商砑佑谒鲆壕∠騽┲械钠渌煞掷缈闪信e:所述化合物(x)以外的其他聚合物、分子內(nèi)具有至少一個(gè)環(huán)氧基的化合物(以下稱為“含環(huán)氧基的化合物”)、官能性硅烷化合物、具有光聚合性基的化合物(以下稱為“含光聚合性基的化合物”)、光增感劑等。

[其他聚合物]

所述其他聚合物可為了改善溶液特性或電氣特性而使用。所述其他聚合物為不具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的聚合物,對(duì)其主骨架并無(wú)特別限定。具體而言,例如可列舉將聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚有機(jī)硅氧烷、聚酯、聚酰胺、纖維素衍生物、聚縮醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基順丁烯二酰亞胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等作為主骨架的聚合物。這些聚合物中,優(yōu)選為選自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亞胺、聚有機(jī)硅氧烷、聚(甲基)丙烯酸酯及聚酰胺所組成的群組中的至少一種聚合物。

在將其他聚合物添加于液晶取向劑中的情況下,相對(duì)于液晶取向劑中所含的聚合物的合計(jì)100重量份,所述其他聚合物的調(diào)配比例優(yōu)選為設(shè)為90重量份以下,更優(yōu)選為設(shè)為0.1重量份~80重量份,尤其優(yōu)選為設(shè)為0.1重量份~70重量份。

[含環(huán)氧基的化合物]

含環(huán)氧基的化合物可為了提高液晶取向膜的與基板表面的粘接性或電氣特性而使用。如上所述的含環(huán)氧基的化合物例如可列舉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、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、n,n,n',n'-四縮水甘油基-間苯二甲胺、1,3-雙(n,n-二縮水甘油基氨基甲基)環(huán)己烷、n,n,n',n'-四縮水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、n,n-二縮水甘油基-芐基胺、n,n-二縮水甘油基-氨基甲基環(huán)己烷、n,n-二縮水甘油基-環(huán)己基胺等作為優(yōu)選者。除此以外,含環(huán)氧基的化合物的例子可使用國(guó)際公開第2009/096598號(hào)記載的含環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷。

在將這些環(huán)氧化合物添加于液晶取向劑中的情況下,相對(duì)于液晶取向劑中所含的聚合物的合計(jì)100重量份,所述環(huán)氧化合物的調(diào)配比例優(yōu)選為設(shè)為40重量份以下,更優(yōu)選為設(shè)為0.1重量份~30重量份。

[官能性硅烷化合物]

所述官能性硅烷化合物可出于提高液晶取向劑的印刷性的目的而使用。如上所述的官能性硅烷化合物例如可列舉:3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、n-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-三乙氧基硅烷基丙基三亞乙基三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4,7-三氮雜癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二氮雜壬基乙酸酯、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二氮雜壬酸甲酯、n-芐基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、縮水甘油氧基甲基三甲氧基硅烷、2-縮水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷等。

在將這些官能性硅烷化合物添加于液晶取向劑中的情況下,相對(duì)于液晶取向劑中所含的聚合物的合計(jì)100重量份,所述官能性硅烷化合物的調(diào)配比例優(yōu)選為設(shè)為2重量份以下,更優(yōu)選為設(shè)為0.02重量份~0.2重量份。

[含光聚合性基的化合物]

在通過對(duì)使用液晶取向劑來(lái)形成的涂膜進(jìn)行光照射而賦予液晶取向能力的情況下,含光聚合性基的化合物可出于提高液晶取向膜的取向限制力的目的而使用。此處,光聚合性基例如可列舉具有聚合性不飽和鍵的基團(tuán)等,具體而言,例如可列舉:(甲基)丙烯?;趸⒈揭蚁┗?、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、亞乙烯基、乙烯基氧基(ch2=ch-o-)、順丁烯二酰亞氨基等。

就光反應(yīng)性高的方面而言,所述含光聚合性基的化合物可優(yōu)選地使用(甲基)丙烯酸酯化合物,具體而言,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸芐基酯、2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯等單官能(甲基)丙烯酸酯;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚a二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯等。

在將含光聚合性基的化合物添加于液晶取向劑中的情況下,相對(duì)于液晶取向劑中所含的聚合物的合計(jì)100重量份,所述含光聚合性基的化合物的調(diào)配比例優(yōu)選為設(shè)為30重量份以下,更優(yōu)選為設(shè)為1重量份~20重量份。

[光增感劑]

光增感劑可使用具有光增感功能的多種化合物。此處,所謂“光增感功能”,是指通過光的照射而成為單重激發(fā)態(tài)后,視情況進(jìn)而產(chǎn)生系間交叉,若與其他分子碰撞,則使對(duì)方改變?yōu)榧ぐl(fā)狀態(tài),且自身恢復(fù)為基底狀態(tài)的功能。作為光增感劑的具體例,例如可列舉下述式(h-1)~式(h-6)分別所表示的化合物等。

[化50]

在使用光增感劑的情況下,相對(duì)于液晶取向劑中所含的聚合物100重量份,所述光增感劑的調(diào)配比例優(yōu)選為設(shè)為0.01重量份~50重量份,更優(yōu)選為設(shè)為0.1重量份~20重量份。

此外,其他成分可使用液晶取向劑的制備中通常使用的添加劑。所述以外的添加劑例如可列舉:分子內(nèi)具有至少一個(gè)氧雜環(huán)丁基的化合物、抗氧化劑、表面活性劑、分散劑等。

<溶劑>

本發(fā)明的液晶取向劑以所述特定化合物以及視需要使用的其他成分優(yōu)選為分散或者溶解于適當(dāng)?shù)娜苊街卸傻囊籂罱M合物的形式制備。

所使用的有機(jī)溶媒例如可列舉:n-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇-正丙醚、乙二醇-異丙醚、乙二醇-正丁醚(丁基溶纖劑)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二異丁基酮、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、二異戊基醚、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯等。這些有機(jī)溶劑可單獨(dú)使用或者將兩種以上混合使用。

本發(fā)明的液晶取向劑可僅含有一種聚合物作為聚合物成分,也可含有兩種以上的聚合物。含有兩種以上的聚合物的情況下的優(yōu)選形態(tài)例如可列舉以下的[1]~[3]等。

[1]含有作為化合物(x)的聚合物(以下也稱為“特定聚合物”)及其他聚合物,且特定聚合物及其他聚合物為選自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亞胺及聚酰胺中的至少一種的形態(tài)。

[2]含有多種特定聚合物,且這些多種特定聚合物為選自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亞胺及聚酰胺中的至少一種的形態(tài)。

[3]含有特定聚合物及其他聚合物,且特定聚合物為聚有機(jī)硅氧烷,其他聚合物為選自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亞胺及聚酰胺中的至少一種的形態(tài)。

此外,在[1]的形態(tài)中推測(cè)為:通過將特定聚合物設(shè)為具有氟原子或硅原子的聚合物,則具有氟原子或硅原子的特定聚合物偏在于上層,不具有氟原子及硅原子的其他聚合物偏在于下層,因此可在液晶取向膜中產(chǎn)生聚合物的分布的偏差。

此外,在使用包含化合物(x)的液晶取向劑的情況下,獲得液晶顯示元件的殘像特性以及對(duì)比度特性的改善效果的原因并不確定,作為假設(shè)之一,考慮如下。即認(rèn)為:化合物(x)通過在所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)中,在羰基的α碳及β碳的至少一個(gè)、優(yōu)選為羰基的α碳上導(dǎo)入一價(jià)有機(jī)基,則當(dāng)照射光時(shí),與具有所述式(1)中的r1及r2為氫原子的部分結(jié)構(gòu)(肉桂酰基)的化合物相比,光二聚化反應(yīng)得到抑制,光異構(gòu)化反應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行。由此,使用包含化合物(x)的液晶取向劑來(lái)形成的液晶取向膜中液晶的取向限制力提高,推測(cè)其結(jié)果為獲得液晶顯示元件的殘像特性及對(duì)比度特性的改善效果。

本發(fā)明的液晶取向劑中的固體成分濃度(液晶取向劑的溶媒以外的成分的合計(jì)重量在液晶取向劑的總重量中所占的比例)是考慮到粘性、揮發(fā)性等而適當(dāng)選擇,優(yōu)選為1重量%~10重量%的范圍。即,本發(fā)明的液晶取向劑通過以后述方式涂布于基板表面,優(yōu)選為進(jìn)行加熱,而形成作為液晶取向膜的涂膜或者成為液晶取向膜的涂膜。此時(shí),在固體成分濃度小于1重量%的情況下,涂膜的膜厚變得過小而難以獲得良好的液晶取向膜。另一方面,在固體成分濃度超過10重量%的情況下,涂膜的膜厚變得過大而難以獲得良好的液晶取向膜,另外,存在液晶取向劑的粘性增大而涂布性下降的傾向。

特別優(yōu)選的固體成分濃度的范圍根據(jù)在基板涂布液晶取向劑時(shí)使用的方法而不同。例如在使用旋轉(zhuǎn)器法的情況下,固體成分濃度(液晶取向劑中的溶媒以外的所有成分的合計(jì)重量在液晶取向劑的總重量中所占的比例)為1.5重量%~4.5重量%的范圍。在利用印刷法的情況下,特別優(yōu)選為將固體成分濃度設(shè)為3重量%~9重量%的范圍,由此將溶液粘度設(shè)為12mpa·s~50mpa·s的范圍。在利用噴墨法的情況下,特別優(yōu)選為將固體成分濃度設(shè)為1重量%~5重量%的范圍,由此,將溶液粘度設(shè)為3mpa·s~15mpa·s的范圍。制備本發(fā)明的液晶取向劑時(shí)的溫度優(yōu)選為10℃~50℃,更優(yōu)選為20℃~30℃。

<液晶取向膜以及液晶顯示元件>

可通過使用所述說明的本發(fā)明的液晶取向劑來(lái)制造液晶取向膜。另外,本發(fā)明的液晶顯示元件包括使用所述液晶取向劑來(lái)形成的液晶取向膜。本發(fā)明的液晶顯示元件的動(dòng)作模式并無(wú)特別限定,例如可應(yīng)用于tn型、stn型、垂直取向(verticalalignment,va)型(包括垂直取向-多域垂直取向(verticalalignment-multi-domainverticalalignment,va-mva)型、垂直取向-圖案垂直取向(verticalalignment-patternedverticalalignment,va-pva)型等)、共面切換(in-planeswitching,ips)型、邊緣場(chǎng)切換(fringefieldswitching,ffs)型、光學(xué)補(bǔ)償彎曲(opticallycompensatorybend,ocb)型等多種動(dòng)作模式。

本發(fā)明的液晶顯示元件例如可通過包含以下的步驟(1-1)~步驟(1-3)的步驟來(lái)制造。步驟(1-1)根據(jù)所需的動(dòng)作模式而使用不同的基板。步驟(1-2)及步驟(1-3)在各動(dòng)作模式中共用。

[步驟(1-1):涂膜的形成]

首先,在基板上涂布本發(fā)明的液晶取向劑,繼而,對(duì)涂布面進(jìn)行加熱,由此在基板上形成涂膜。

(1-1a)在制造例如tn型、stn型或va型的液晶顯示元件的情況下,首先,將設(shè)置有經(jīng)圖案化的透明導(dǎo)電膜的兩塊基板作為一對(duì),在所述基板的各透明性導(dǎo)電膜形成面上,優(yōu)選為利用平版印刷法、旋轉(zhuǎn)涂布法、輥涂布機(jī)法或者噴墨印刷法來(lái)分別涂布本發(fā)明的液晶取向劑?;謇缈墒褂茫焊》úA?、鈉玻璃等玻璃;包含聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂環(huán)式烯烴)等塑料的透明基板。設(shè)置于基板的一面的透明導(dǎo)電膜可使用:包含氧化錫(sno2)的奈塞(nesa)膜(美國(guó)ppg公司注冊(cè)商標(biāo))、包含氧化銦-氧化錫(in2o3-sno2)的氧化銦錫(indiumtinoxide,ito)膜等。為了獲得經(jīng)圖案化的透明導(dǎo)電膜,例如可利用以下方法:形成無(wú)圖案的透明導(dǎo)電膜后,通過光·蝕刻而形成圖案的方法;形成透明導(dǎo)電膜時(shí)使用具有所需圖案的掩模的方法等。涂布液晶取向劑時(shí),為了使基板表面以及透明導(dǎo)電膜與涂膜的粘接性更良好,也可對(duì)基板表面中形成涂膜的面,實(shí)施預(yù)先涂布官能性硅烷化合物、官能性鈦化合物等的預(yù)處理。

涂布液晶取向劑后,出于防止所涂布的液晶取向劑的流掛等目的,優(yōu)選為實(shí)施預(yù)加熱(預(yù)烘烤)。預(yù)烘烤溫度優(yōu)選為30℃~200℃,更優(yōu)選為40℃~150℃,特別優(yōu)選為40~100℃。預(yù)烘烤時(shí)間優(yōu)選為0.25分鐘~10分鐘,更優(yōu)選為0.5分鐘~5分鐘。然后,將溶劑完全去除,視需要出于將存在于聚合物中的酰胺酸結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱酰亞胺化的目的而實(shí)施煅燒(后烘烤)步驟。此時(shí)的煅燒溫度(后烘烤溫度)優(yōu)選為80℃~300℃,更優(yōu)選為120℃~250℃。后烘烤時(shí)間優(yōu)選為5分鐘~200分鐘,更優(yōu)選為10分鐘~100分鐘。以所述方式形成的膜的膜厚優(yōu)選為0.001μm~1μm,更優(yōu)選為0.005μm~0.5μm。

(1-1b)在制造ips型或ffs型的液晶顯示元件的情況下,在設(shè)置有如下電極的基板的電極形成面、與未設(shè)置電極的對(duì)向基板的一面,分別涂布本發(fā)明的液晶取向劑,繼而,對(duì)各涂布面進(jìn)行加熱,由此形成涂膜,所述電極包含經(jīng)圖案化為梳齒型的透明導(dǎo)電膜或者金屬膜。關(guān)于此時(shí)所使用的基板及透明導(dǎo)電膜的材質(zhì)、涂布方法、涂布后的加熱條件、透明導(dǎo)電膜或者金屬膜的圖案化方法、基板的預(yù)處理、以及所形成的涂膜的優(yōu)選膜厚,與所述(1-1a)相同。金屬膜例如可使用包含鉻等金屬的膜。

在所述(1-1a)及(1-1b)的任一種情況下,均通過在基板上涂布液晶取向劑后,去除有機(jī)溶媒而形成液晶取向膜或者成為液晶取向膜的涂膜。此時(shí),也可通過在涂膜形成后進(jìn)一步加熱,而使調(diào)配于本發(fā)明的液晶取向劑中的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺進(jìn)行脫水閉環(huán)反應(yīng),形成經(jīng)進(jìn)一步酰亞胺化的涂膜。

[步驟(1-2):取向能力賦予處理]

在制造tn型、stn型、ips型或ffs型的液晶顯示元件的情況下,實(shí)施對(duì)所述步驟(1-1)中形成的涂膜賦予液晶取向能力的處理。由此,液晶分子的取向能力被賦予至涂膜而成為液晶取向膜。取向能力賦予處理例如可列舉:利用卷繞有包含尼龍、嫘縈、棉等纖維的布的輥,將涂膜向一定方向擦拭的摩擦處理;對(duì)涂膜照射偏光或非偏光的放射線的光取向處理等。另一方面,在制造va型液晶顯示元件的情況下,可將所述步驟(1-1)中形成的涂膜直接用作液晶取向膜,也可對(duì)所述涂膜實(shí)施取向能力賦予處理。

光取向處理中的光照射可利用以下方法來(lái)獲得:[1]對(duì)后烘烤步驟后的涂膜進(jìn)行照射的方法;[2]對(duì)預(yù)烘烤步驟后且后烘烤步驟前的涂膜進(jìn)行照射的方法;[3]在預(yù)烘烤步驟及后烘烤步驟的至少任一步驟中,在涂膜的加熱過程中對(duì)涂膜進(jìn)行照射的方法等。這些方法中,就液晶顯示元件的殘像特性以及對(duì)比度特性的改善效果高的方面而言,優(yōu)選為利用[2]的方法。

對(duì)涂膜照射的放射線例如可使用包含150nm~800nm波長(zhǎng)的光的紫外線以及可見光線。在放射線為偏光的情況下,可為直線偏光,也可為部分偏光。另外,在所使用的放射線為直線偏光或者部分偏光的情況下,可自與基板面垂直的方向進(jìn)行照射,也可自傾斜方向進(jìn)行,或者也可將這些照射組合進(jìn)行。在照射非偏光的放射線的情況下,照射的方向設(shè)為傾斜方向。

所使用的光源例如可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、氘燈、金屬鹵化物燈、氬共振燈、氙燈、準(zhǔn)分子激光等。優(yōu)選的波長(zhǎng)區(qū)域的紫外線可通過將光源與例如濾光器、衍射光柵等并用的方法等來(lái)獲得。放射線的照射量?jī)?yōu)選為100j/m2~50,000j/m2,更優(yōu)選為300j/m2~20,000j/m2。另外,為了提高反應(yīng)性,也可一邊對(duì)涂膜加溫,一邊對(duì)涂膜進(jìn)行光照射。加溫時(shí)的溫度通常為30℃~250℃,優(yōu)選為40℃~200℃,更優(yōu)選為50℃~150℃。

此外,也可對(duì)摩擦處理后的液晶取向膜進(jìn)一步進(jìn)行以下處理而使液晶取向膜在每個(gè)區(qū)域具有不同的液晶取向能力:通過對(duì)液晶取向膜的一部分照射紫外線而使液晶取向膜的一部分區(qū)域的預(yù)傾角變化的處理;或在液晶取向膜表面的一部分形成抗蝕劑膜后,在與剛才的摩擦處理不同的方向進(jìn)行摩擦處理后,去除抗蝕劑膜的處理。所述情況下,可改善所獲得的液晶顯示元件的視野特性。適合于va型液晶顯示元件的液晶取向膜也可適合用于聚合物穩(wěn)定取向(polymersustainedalignment,psa)型液晶顯示元件。

[步驟(1-3):液晶單元的構(gòu)筑]

(1-3a)通過準(zhǔn)備以所述方式形成有液晶取向膜的兩塊基板,在對(duì)向配置的兩塊基板間配置液晶來(lái)制造液晶單元。為了制造液晶單元,例如可列舉以下兩種方法。第一方法為之前已知的方法。首先,以各個(gè)液晶取向膜對(duì)向的方式經(jīng)由間隙(單元間隙)而使兩塊基板對(duì)向配置,使用密封劑將兩塊基板的周邊部貼合,在由基板表面及密封劑所劃分的單元間隙內(nèi)注入填充液晶后,將注入孔密封,由此制造液晶單元。第二方法為被稱為液晶滴注(onedropfill,odf)方式的方法。在形成有液晶取向膜的兩塊基板中的其中一塊基板上的既定部位,涂布例如紫外光硬化性的密封劑,進(jìn)而在液晶取向膜面上的既定的數(shù)個(gè)部位滴加液晶后,以液晶取向膜對(duì)向的方式貼合另一塊基板,并且使液晶在基板的整個(gè)面上鋪開,繼而,對(duì)基板的整個(gè)面照射紫外光而使密封劑硬化,由此制造液晶單元。在利用任一種方法的情況下,理想為對(duì)于以所述方式制造的液晶單元,進(jìn)而加熱至所使用的液晶取得各向同性相的溫度后,緩緩冷卻至室溫,由此去除液晶填充時(shí)的流動(dòng)取向。

密封劑例如可使用含有硬化劑以及作為間隔物的氧化鋁球的環(huán)氧樹脂等。

液晶可列舉向列液晶以及碟狀液晶,其中優(yōu)選為向列液晶,例如可使用:希夫堿(schiffbase)系液晶、氧化偶氮(azoxy)系液晶、聯(lián)苯系液晶、苯基環(huán)己烷系液晶、酯系液晶、聯(lián)三苯系液晶、聯(lián)苯環(huán)己烷系液晶、嘧啶系液晶、二噁烷系液晶、雙環(huán)辛烷系液晶、立方烷(cubane)系液晶等。另外,也可在這些液晶中添加以下物質(zhì)來(lái)使用:例如氯化膽甾醇(cholesterylchloride)、膽甾醇壬酸酯(cholesterylnonanoate)、碳酸膽甾烯基酯等膽固醇型液晶;以商品名“c-15”、“cb-15”(默克(merck)公司制造)來(lái)銷售的手性劑;對(duì)癸氧基苯亞甲基-對(duì)氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯等鐵電液晶等。

(1-3b)在制造psa型液晶顯示元件的情況下,除了與液晶一并注入或滴加光聚合性化合物的方面以外,以與所述(1-3a)相同的方式構(gòu)筑液晶單元。然后,在對(duì)一對(duì)基板所具有的導(dǎo)電膜間施加電壓的狀態(tài)下對(duì)液晶單元進(jìn)行光照射。此處施加的電壓例如可設(shè)為5v~50v的直流或交流。另外,作為照射的光,例如可使用包含150nm~800nm波長(zhǎng)的光的紫外線以及可見光線,優(yōu)選為包含300nm~400nm波長(zhǎng)的光的紫外線。照射光的光源例如可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、氘燈、金屬鹵化物燈、氬共振燈、氙燈、準(zhǔn)分子激光等。此外,所述的優(yōu)選波長(zhǎng)區(qū)域的紫外線可通過將光源與例如濾光器衍射光柵等并用的方法等而獲得。光的照射量?jī)?yōu)選為1,000j/m2以上且小于200,000j/m2,更優(yōu)選為1,000j/m2~100,000j/m2。

(1-3c)在使用包含具有光聚合性基的化合物(聚合物或者添加劑)的液晶取向劑而在基板上形成涂膜的情況下,也可采用如下方法:以與所述(1-3a)相同的方式構(gòu)筑液晶單元,然后,通過經(jīng)過在對(duì)一對(duì)基板所具有的導(dǎo)電膜間施加電壓的狀態(tài)下對(duì)液晶單元進(jìn)行光照射的步驟,來(lái)制造液晶顯示元件。依據(jù)所述方法,則可以少的光照射量來(lái)實(shí)現(xiàn)psa模式的優(yōu)點(diǎn)。所施加的電壓、或所照射的光的條件可應(yīng)用所述(1-3b)的說明。

接著,可通過在液晶單元的外側(cè)表面貼合偏光板而獲得本發(fā)明的液晶顯示元件。貼合于液晶單元的外表面的偏光板可列舉:以乙酸纖維素保護(hù)膜夾持被稱為“h膜”的偏光膜的偏光板或者包含h膜其本身的偏光板,所述“h膜”是使聚乙烯醇一邊延伸取向一邊吸收碘而成。

本發(fā)明的液晶顯示元件可有效地應(yīng)用于多種裝置,例如可用于:鐘表、便攜式游戲、文字處理器、筆記型個(gè)人計(jì)算機(jī)、汽車導(dǎo)航、攝錄機(jī)、個(gè)人數(shù)碼助理(personaldigitalassistant,pda)、數(shù)碼攝影機(jī)(digitalcamera)、移動(dòng)電話、智能手機(jī)、各種監(jiān)視器、液晶電視、信息顯示器等各種顯示裝置。

[實(shí)施例]

以下,通過實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行具體說明,但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。

以下的例中,利用以下方法來(lái)測(cè)定聚合物的重量平均分子量mw以及環(huán)氧當(dāng)量。此外,以下有時(shí)將式a所表示的化合物僅表示為“化合物a”。

[聚合物的重量平均分子量mw]

mw是通過以下條件下的gpc來(lái)測(cè)定的聚苯乙烯換算值。

管柱:東曹(tosoh)(股)制造,tskgelgrcxlii

溶劑:四氫呋喃

溫度:40℃

壓力:68kgf/cm2

[環(huán)氧當(dāng)量]

環(huán)氧當(dāng)量是利用jisc2105中記載的鹽酸-甲基乙基酮法來(lái)測(cè)定。

<化合物的合成>

[實(shí)施例1-1:化合物(b-1)的合成]

依據(jù)下述流程1來(lái)合成化合物(b-1)。

[化51]

使9.6g的4-硝基苯甲醛與15.0g的甲基丙二酸溶解于100ml的吡啶中,向其中添加12.5ml的哌啶,然后在80℃下攪拌5小時(shí)。將反應(yīng)液放置冷卻至室溫后,添加100ml的乙酸乙酯,繼而添加100ml的鹽酸,將其分液。將純水再次分液后,將其濃縮,以純度99%獲得10.5g的作為白色固體的中間體(b-1-1)。

將所獲得的10g中間體(b-1-1)添加于30ml的亞硫酰氯中,添加催化劑量的n,n-二甲基甲酰胺,然后在80℃下攪拌1小時(shí)。將反應(yīng)液濃縮,將殘留物溶解于100ml的四氫呋喃中。將所述溶液作為反應(yīng)液(a)。將9.4g的4-羥基-4'-硝基聯(lián)苯與8.9g的三乙基胺添加于60ml的四氫呋喃中,將其冷卻至0℃,攪拌5分鐘。繼而,緩慢滴加反應(yīng)液(a)。滴加結(jié)束后,在室溫下攪拌4小時(shí),使反應(yīng)完結(jié)。加入300ml的乙酸乙酯以及100ml的四氫呋喃(tetrahydrofuran,thf),將本溶液以鹽酸、碳酸鈉水溶液、純水進(jìn)行分液后,將其濃縮,以純度99%獲得19.0g的作為白色固體的中間體(b-1-2)。

繼而,將18.0g的中間體(b-1-2)與14.5g的鋅粉末添加于150ml的四氫呋喃中,進(jìn)而添加5.4g的乙酸。然后,在60℃下攪拌5小時(shí)。將反應(yīng)液放置冷卻至室溫后,添加150ml的乙酸乙酯,以純水進(jìn)行分液后,將其濃縮,以純度99%獲得13.5g的作為黃色固體的化合物(b-1)。

[實(shí)施例1-2:化合物(b-2)的合成]

除了在實(shí)施例1-1的流程1的第二階段,將4-羥基-4'-硝基聯(lián)苯變更為4-硝基苯酚以外,利用與實(shí)施例1-1相同的方法來(lái)合成,獲得化合物(b-2)。

[實(shí)施例1-3:化合物(b-3)的合成]

除了在實(shí)施例1-1的流程1的第二階段,將4-羥基-4'-硝基聯(lián)苯變更為4-氨基-4'-硝基聯(lián)苯以外,利用與實(shí)施例1-1相同的方法來(lái)合成,獲得化合物(b-3)。

[實(shí)施例1-4:化合物(g-1)的合成]

除了在實(shí)施例1-1的流程1的第一階段,將4-硝基苯甲醛變更為4-苯基苯甲醛以外,進(jìn)行與流程1的第一階段相同的操作,以一個(gè)階段獲得化合物(g-1)。

[實(shí)施例1-5:化合物(b-27)的合成]

除了在實(shí)施例1-1的流程1的第二階段,將4-羥基-4'-硝基聯(lián)苯變更為2-甲基-4-硝基苯胺以外,利用與實(shí)施例1-1相同的方法來(lái)合成,獲得化合物(b-27)。

[實(shí)施例1-6:化合物(t-5)的合成]

依據(jù)下述流程2來(lái)合成化合物(t-5)。

[化52]

使5.0g的哌嗪與12.3g的三乙基胺溶解于100ml的四氫呋喃中,將其冷卻至0℃,攪拌5分鐘。向其中,緩慢地滴加將12.1g的甲基丙烯酰氯添加于100ml的四氫呋喃中而成的溶液。滴加結(jié)束后,在室溫下攪拌4小時(shí),使反應(yīng)完結(jié)。加入300ml的乙酸乙酯,將本溶液以鹽酸、碳酸鈉水溶液、純水進(jìn)行分液后,將其濃縮,以純度99%獲得11.6g的作為白色固體的中間體(t-5-1)。

將10g的所獲得的中間體(t-5-1)、22.0g的4-溴鄰苯二甲酸、1.0g的乙酸鈀、2.7g的三(鄰甲苯基)膦、以及36,4g的三乙基胺添加于120ml的n,n-二甲基乙酰胺中。然后,在60℃下攪拌6小時(shí)。將反應(yīng)液放置冷卻至室溫后,添加300ml的乙酸乙酯,將本溶液以純水進(jìn)行分液。向所獲得的水層中添加鹽酸而形成酸性水溶液后,添加乙酸乙酯進(jìn)行分液。最后,將有機(jī)層以純水進(jìn)行分液后,將其濃縮,以純度99%獲得20.0g的作為淡黃色固體的中間體(t-5-2)。

繼而,將18.0g的中間體(t-5-2)添加于100ml的乙酸酐中。然后,在60℃下攪拌12小時(shí)。將反應(yīng)液放置冷卻至室溫后,將析出的固體進(jìn)行過濾,以己烷洗滌后進(jìn)行干燥,以純度99%獲得15.5g的作為淡黃色固體的化合物(t-5)。

<聚合物的合成>

[實(shí)施例2-1:聚合物(a-1)的合成]

將作為四羧酸二酐的100摩爾份的所述式(a-1)所表示的化合物、以及作為二胺的100摩爾份的化合物(b-1)溶解于n-甲基-2-吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidone,nmp)中,在60℃下進(jìn)行6小時(shí)反應(yīng),獲得含有20重量%的聚酰胺酸的溶液。所獲得的聚酰胺酸(聚合物(a-1))的重量平均分子量mw為45,000。

[實(shí)施例2-2~實(shí)施例2-9以及合成例1~合成例3]

除了將所使用的四羧酸二酐及二胺的種類及量變更為如下述表1所述以外,以與所述實(shí)施例2-1相同的方式分別合成聚酰胺酸(聚合物(a-2)~聚合物(a-9)以及聚合物(b-1)~聚合物(b-3))。

[表1]

表1中,四羧酸二酐及二胺的括弧內(nèi)的數(shù)值表示相對(duì)于用于合成聚合物的四羧酸二酐的合計(jì)100摩爾份而言的使用比例[摩爾份]。表1中的略稱分別為以下含義。

<四羧酸二酐>

a-1:所述式(a-1)所表示的化合物

a-2:所述式(a-2)所表示的化合物

a-3:1,3-丙二醇雙(脫水偏苯三甲酸酯)(所述式(a-3)所表示的化合物)

a-4:1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐

a-5:4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐

a-6:均苯四甲酸二酐

t-5:所述式(t-5)所表示的化合物

<二胺>

b-1:所述式(b-1)所表示的化合物

b-2:所述式(b-2)所表示的化合物

b-3:所述式(b-3)所表示的化合物

b-27:所述式(b-27)所表示的化合物

c-1:下述式(c-1)所表示的化合物

c-2:下述式(c-2)所表示的化合物

c-3:對(duì)苯二胺

c-4:n,n-雙(4-氨基苯基)甲基胺

c-5:4,4'-二氨基-2,2'-二甲基聯(lián)苯

[化53]

[合成例4:聚合物(es-1)的合成]

將100.0g的2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、500g的甲基異丁基酮以及10.0g的三乙基胺在室溫下混合。繼而,緩慢滴加100g的純水后,在80℃下攪拌6小時(shí)。然后,取出有機(jī)層,將其利用0.2重量%硝酸銨水溶液來(lái)洗滌至洗滌后的水成為中性為止,然后將其濃縮,以粘調(diào)的透明液體的形式獲得具有環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷(es-1)。所述具有環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷(es-1)的mw為2,200,環(huán)氧當(dāng)量為186g/摩爾。

[實(shí)施例2-10:聚合物(s-1)的合成]

將9.3g的所述合成例4中獲得的具有環(huán)氧基的聚有機(jī)硅氧烷(es-1)、26g的甲基異丁基酮、3g的所述實(shí)施例1-4中獲得的化合物(g-1)、以及0.10g的ucat18x(商品名,三亞普羅(san-apro)(股)制造的四級(jí)胺鹽)進(jìn)行混合,在80℃下攪拌12小時(shí)。然后,對(duì)將反應(yīng)混合物投入至甲醇中而生成的沉淀物進(jìn)行過濾,將其溶解于乙酸乙酯中而形成溶液,將所述溶液以純水進(jìn)行分液后,進(jìn)行濃縮,由此以白色粉末的形式獲得6.3g的作為化合物(x)的聚有機(jī)硅氧烷(聚合物(s-1))。聚合物(s-1)的重量平均分子量mw為4,000。

[實(shí)施例3-1]

1.液晶取向劑的制備

在含有所述實(shí)施例2-1中獲得的聚合物(a-1)作為聚合物成分的溶液中,添加nmp以及丁基溶纖劑(bc),充分?jǐn)嚢?,形成溶媒組成為nmp:bc=70:30(重量比)、固體成分濃度為3.0重量%的溶液。使用孔徑為0.45μm的過濾器將所述溶液進(jìn)行過濾,由此制備液晶取向劑。

2.光ffs型液晶顯示元件的制造

制作圖1所示的ffs型液晶顯示元件10。首先,將在單面具有如下電極對(duì)的玻璃基板11a、與未設(shè)置有電極的對(duì)向玻璃基板11b作為一對(duì),在玻璃基板11a的具有透明電極的面以及對(duì)向玻璃基板11b的一面,使用旋轉(zhuǎn)器,分別涂布所述1.中制備的液晶取向劑而形成涂膜,所述電極對(duì)依次形成有不具有圖案的底電極15、作為絕緣層14的氮化硅膜、以及經(jīng)圖案化為梳齒狀的頂電極13。

將所使用的頂電極13的平面示意圖示于圖2中。此外,圖2(a)為頂電極13的俯視圖,圖2(b)為圖2(a)的由虛線包圍的部分c1的放大圖。本實(shí)施例中,將電極的線寬d1設(shè)為4μm,將電極間的距離d2設(shè)為6μm。另外,頂電極13是使用電極a、電極b、電極c及電極d的四系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電極(圖3)。此外,底電極15作為對(duì)四系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電極全部發(fā)揮作用的共用電極而工作,四系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電極的區(qū)域各自成為像素區(qū)域。

利用旋轉(zhuǎn)器形成涂膜后,將涂膜在80℃的加熱板下進(jìn)行1分鐘預(yù)烘烤。繼而,在涂膜的各表面,使用hg-xe燈及格蘭泰勒棱鏡(glan-taylorprism)來(lái)照射5,000j/m2的偏光紫外線,獲得具有液晶取向膜的一對(duì)基板。此時(shí),偏光紫外線的照射方向設(shè)為自基板法線方向,以偏光紫外線的偏光面投影至基板上的線段的方向成為圖2(b)中的雙向箭頭的方向的方式設(shè)定偏光面方向后再進(jìn)行光照射處理。光照射后,在對(duì)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行了氮置換的烘箱中,在230℃下加熱(后烘烤)1小時(shí),形成平均膜厚為0.1μm的涂膜。

繼而,在所述基板中的其中一塊基板的具有液晶取向膜的面的外周,通過網(wǎng)版印刷來(lái)涂布加入有直徑為3.5μm的氧化鋁球的環(huán)氧樹脂粘接劑后,使一對(duì)基板的液晶取向膜面對(duì)向,以將偏光紫外線的偏光面投影至基板的方向成為平行的方式重疊壓接,在150℃下花1小時(shí)使粘接劑進(jìn)行熱硬化。繼而,自液晶注入口中向基板間隙中填充默克(merck)公司制造的液晶“mlc-7028”后,以環(huán)氧樹脂粘接劑將液晶注入口密封。然后,為了消除液晶注入時(shí)的流動(dòng)取向,將其加熱至150℃后緩緩冷卻至室溫。

繼而,通過在基板的外側(cè)兩面貼合偏光板而制造ffs型液晶顯示元件。此時(shí),偏光板中的其中一塊是以其偏光方向成為與液晶取向膜的偏光紫外線的偏光面在基板面的射影方向平行的方式來(lái)貼附,另一塊是以其偏光方向與剛才的偏光板的偏光方向正交的方式來(lái)貼附。

另外,將后烘烤前的紫外線照射量在100j/m2~10,000j/m2的范圍內(nèi)分別變更來(lái)實(shí)施所述一系列操作,由此制造紫外線照射量不同的三個(gè)以上的液晶顯示元件。

3.液晶顯示元件的評(píng)價(jià)

使用所述2.中制造的液晶顯示元件來(lái)進(jìn)行以下的(1)的評(píng)價(jià)。另外,除了不貼合偏光板的方面以外,進(jìn)行與所述2.相同的操作,由此制造液晶顯示元件(未貼合偏光板的液晶單元),進(jìn)行以下的(2)的評(píng)價(jià)。此外,關(guān)于評(píng)價(jià)結(jié)果,自紫外線照射量不同的三個(gè)以上的液晶顯示元件中選出最優(yōu)的結(jié)果,提供給液晶顯示元件的評(píng)價(jià)。

(1)ac殘像特性的評(píng)價(jià)

將所述2.中制造的ffs型液晶顯示元件放置于25℃、1氣壓的環(huán)境下。將底電極設(shè)為四系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電極全部的共用電極,將底電極的電位設(shè)定為0v電位(接地電位)。將電極b及電極d短路為共用電極而成為0v施加狀態(tài),并且對(duì)電極a及電極c施加包含5v交流電壓的合成電壓100小時(shí)。經(jīng)過100小時(shí)后,立即對(duì)電極a~電極d全部施加交流1.5v的電壓。接著,測(cè)定自對(duì)電極a~電極d全部開始施加交流1.5v的電壓的時(shí)刻起,直至以目視無(wú)法再確認(rèn)到驅(qū)動(dòng)應(yīng)力施加區(qū)域(電極a及電極c的像素區(qū)域)與驅(qū)動(dòng)應(yīng)力未施加區(qū)域(電極b及電極d的像素區(qū)域)的亮度差為止的時(shí)間,將其作為殘像消去時(shí)間ts。此外,所述時(shí)間越短,越難以產(chǎn)生殘像。將殘像消去時(shí)間ts小于30秒的情況評(píng)價(jià)為“良好(○)”,將30秒以上且小于120秒的情況評(píng)價(jià)為“可(△)”,將120秒以上的情況評(píng)價(jià)為“不良(×)”,結(jié)果,本實(shí)施例的液晶顯示元件評(píng)價(jià)為殘像特性“良好”。

(2)驅(qū)動(dòng)應(yīng)力后的對(duì)比度的評(píng)價(jià)

將所述2.中制造的液晶顯示元件以交流電壓10v驅(qū)動(dòng)30小時(shí)后,使用于光源與光量檢測(cè)器之間配置有偏光器及檢偏器的裝置,測(cè)定下述數(shù)學(xué)式(1)所表示的最小相對(duì)透過率(%)。

最小相對(duì)透過率(%)=(β-b0)/(b100-b0)×100…(1)

(數(shù)學(xué)式(1)中,b0是空白樣品中在正交尼科耳下的光的透過量;b100是空白樣品中在平行尼科耳下的光的透過量;β是在正交尼科耳下在偏光器與檢偏器之間夾持液晶顯示元件,成為最小的透過量)

暗狀態(tài)的黑階是由液晶顯示元件的最小相對(duì)透過率來(lái)表示,暗狀態(tài)下的黑階越小,對(duì)比度越優(yōu)異;將最小相對(duì)透過率小于0.5%者作為“良好(○)”,將0.5%以上且小于1.0%者作為“可(△)”,將1.0%以上者作為“不良(×)”。其結(jié)果為,所述液晶顯示元件的對(duì)比度評(píng)價(jià)判斷為“良好”。

[實(shí)施例3-2~實(shí)施例3-10以及比較例1]

除了將所使用的聚合物的種類變更為如下述表2所示以外,以與所述實(shí)施例3-1相同的溶劑比以及固體成分濃度來(lái)分別制備液晶取向劑。另外,使用各液晶取向劑,以與實(shí)施例3-1相同的方式制造液晶顯示元件,并且使用所獲得的液晶顯示元件來(lái)進(jìn)行各種評(píng)價(jià)。將其結(jié)果示于下述表2中。

[表2]

使用包含化合物(x)的液晶取向劑來(lái)制造的液晶顯示元件中,ac殘像特性以及對(duì)比度特性的評(píng)價(jià)在任一實(shí)施例中均為“良好”或者“可”。(實(shí)施例3-1~實(shí)施例3-10)。特別是對(duì)于在聚合物的主鏈中具有所述式(1)所表示的部分結(jié)構(gòu)的實(shí)施例3-1~實(shí)施例3-7以及實(shí)施例3-9~實(shí)施例3-10,與在聚硅氧烷骨架的側(cè)鏈具有所述部分結(jié)構(gòu)的實(shí)施例3-8相比獲得良好的結(jié)果。另外可知,通過使用具有如聯(lián)苯結(jié)構(gòu)之類的多環(huán)結(jié)構(gòu)的二胺,ac殘像特性的改善效果提高。

與此相對(duì),不包含化合物(x)的比較例的液晶取向劑中,ac殘像特性以及對(duì)比度特性較實(shí)施例的液晶取向劑更差。

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