本發(fā)明涉及一種用于光取向法的光取向用液晶取向劑、及使用其的光取向膜、液晶顯示元件。
背景技術(shù):
個人計算機(personal computer)的監(jiān)視器、液晶電視、攝像機的取景器(View Finder)、投影型顯示器等各種顯示裝置、進而光學印刷頭、光傅里葉變換元件、光閥等光電子學(optoelectronics)相關(guān)元件等如今已產(chǎn)品化且普遍流通的液晶顯示元件的主流是使用向列液晶的顯示元件。向列液晶顯示元件的顯示方式廣為人知的是扭轉(zhuǎn)向列(Twisted Nematic,TN)模式、超扭轉(zhuǎn)向列(Super Twisted Nematic,STN)模式。近年來為了改善這些模式的問題之一即視角狹小,提出有使用光學補償膜的TN型液晶顯示元件,并用垂直取向與突起構(gòu)造物的技術(shù)的多區(qū)域垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)模式或橫向電場方式的共面切換(In-Plane Switching,IPS)模式、邊緣場切換(Fringe Field Switching,F(xiàn)FS)模式等,且已實用化。
液晶顯示元件的技術(shù)的發(fā)展不僅僅通過這些驅(qū)動方式或元件結(jié)構(gòu)的改良而實現(xiàn),而且還通過元件中所使用的構(gòu)成構(gòu)件的改良而實現(xiàn)。液晶顯示元件中所使用的構(gòu)成構(gòu)件中,尤其是液晶取向膜是關(guān)系到顯示品質(zhì)的重要材料之一,隨著液晶顯示元件的高品質(zhì)化,使液晶取向膜的性能提高變得重要。
液晶取向膜是由液晶取向劑形成。目前,主要使用的液晶取向劑是使聚酰胺酸或可溶性的聚酰亞胺溶解在有機溶劑中而成的溶液(清漆)。將該溶液涂布在基板上后,通過加熱等方法來進行成膜,從而形成聚酰亞胺系液晶取向膜。制膜后,視需要實施適于所述顯示模式的取向處理。
可在工業(yè)性上簡便地進行大面積高速處理的摩擦法被作為取向處理法而廣泛地使用。摩擦法是使用移植了尼龍、人造絲、聚酯等纖維的布,在一個方向?qū)σ壕∠蚰さ谋砻孢M行摩擦的處理,由此可獲得液晶分子的一致的取向。然而,指出由摩擦法引起的起塵、靜電的產(chǎn)生等問題點,近年來正積極地開發(fā)代替摩擦法的取向處理法。
作為代替摩擦法的取向處理法而受到關(guān)注的是照射光而實施取向處理的光取向處理法。在光取向處理法中提出光分解法、光異構(gòu)化法、光二聚化法、光交聯(lián)法等大量的取向機構(gòu)(例如,參照非專利文獻1、專利文獻1及專利文獻2)。與摩擦法相比,光取向法的取向的均勻性高,且為非接觸的取向處理法,因此具有不損傷膜、能夠減少起塵或靜電等使液晶顯示元件產(chǎn)生顯示不良的原因等優(yōu)點。
目前為止,正在對聚酰胺酸中導(dǎo)入有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的光取向膜進行研究(例如,參照專利文獻3)。專利文獻3中記載有:通過對因紫外線而鍵斷裂從而分子鏈長變短的聚合物進行再排列,且使經(jīng)再排列的高分子以某概率進行再交聯(lián),而可賦予取向限制力。
近年來,在液晶顯示元件中,考慮到顯示品質(zhì)的提高或用于室外,也具有使成為光源的背光的亮度比以前增高的用途,從而要求一種即便長時間暴露于強烈的光下顯示品質(zhì)也不會下降的液晶顯示元件。作為由長時間使用所引起的顯示品質(zhì)下降的因素之一,可列舉液晶顯示元件的電壓保持率的下降,但即便利用所述技術(shù),仍難以提供滿足所述要求的光取向用液晶取向劑,從而需要進一步的改良。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平9-297313號公報
[專利文獻2]日本專利特開平10-251646號公報
[專利文獻3]日本專利特開2011-107266號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]《液晶》、第3卷、第4號、第262頁、1999年
技術(shù)實現(xiàn)要素:
[發(fā)明所要解決的課題]
本發(fā)明的課題在于提供一種即便長時間暴露于強烈的光下顯示品質(zhì)也不會下降的液晶顯示元件,而且,進而提供一種能夠提供此種顯示元件的液晶取向劑及液晶取向膜。
[用以解決課題的技術(shù)手段]
本發(fā)明者等人開發(fā)出一種光取向用液晶取向劑,其將由下述的式(1)所表示的二胺用作原料之一,且具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)。且發(fā)現(xiàn):具有通過涂布該光取向用液晶取向劑而形成的液晶取向膜的液晶顯示元件即便長時間暴露于強烈的光下顯示品質(zhì)也不會下降。本發(fā)明包含以下的構(gòu)成。
[1]一種光取向用液晶取向劑,其包含選自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺所組成的群組中的至少一種聚合物,所述聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺是使選自四羧酸二酐及其衍生物中的至少一種與二胺反應(yīng)而獲得,其中
所述聚合物的原料單體的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu),且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種:
式(1)中,R1是氫或甲基;而且,
R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基;且
所述四羧酸二酐的衍生物為四羧酸二酯或四羧酸二酯二氯化物。
[2]根據(jù)[1]所述的光取向用液晶取向劑,其包含:使選自四羧酸二酐及其衍生物中的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種;或者
同時包含:
使選自四羧酸二酐及其衍生物中的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種;以及
使四羧酸二酐及其衍生物的任一者均不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種:
式(1)中,R1是氫或甲基;而且,
R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基。
[3]根據(jù)[2]所述的光取向用液晶取向劑,其中,與使選自四羧酸二酐及其衍生物中的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種混合使用的其他聚合物為
使四羧酸二酐及其衍生物的任一者均不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物:
式(1)中,R1是氫或甲基;而且,
R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基。
[4]根據(jù)[2]所述的光取向用液晶取向劑,其中,與使選自四羧酸二酐及其衍生物中的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種混合使用的其他聚合物為
使四羧酸二酐及其衍生物的任一者均不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物:
式(1)中,R1是氫或甲基;而且,
R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基。
[5]根據(jù)[1]至[4]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其中由式(1)所表示的二胺為選自由式(1-1)所表示的二胺及由式(1-2)所表示的二胺所組成的群組中的至少一種:
式(1-1)及式(1-2)中,R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基。
[6]根據(jù)[1]至[4]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其中由式(1)所表示的二胺為選自由下述式(1-1-1)~式(1-1-6)、式(1-1-17)、式(1-1-18)、式(1-2-1)~式(1-2-6)、式(1-2-17)及式(1-2-18)所表示的二胺所組成的群組中的至少一種。
[7]根據(jù)[1]至[4]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其中具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物為選自由下述式(2)~式(6)所表示的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物所組成的群組中的至少一種:
式(2)~式(6)中,R3為由式(7)~式(9)所表示的結(jié)構(gòu);而且,
R8獨立為碳數(shù)1~5的烷基;
式(7)~式(9)中,R4~R7獨立為氫、碳數(shù)1~5的烷基或苯基。
[8]根據(jù)[7]所述的光取向用液晶取向劑,其中具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物為選自由下述式(10)~式(14)所表示的四羧酸二酐及其衍生物所組成的群組中的至少一種:
式(10)~式(14)中,R9~R12獨立為氫、甲基、苯基;而且,
R13獨立為碳數(shù)1~5的烷基。
[9]根據(jù)[8]所述的光取向用液晶取向劑,其中具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物為選自由下述式(15)~式(25)所表示的四羧酸二酐及其衍生物所組成的群組中的至少一種:
式(15)至式(24)中,R14獨立為碳數(shù)1~5的烷基。
[10]根據(jù)[1]至[9]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其中不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐為選自下述式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-5)、式(AN-4-17)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10-1)、式(AN-11-3)、式(AN-16-1)、式(AN-16-3)及式(AN-16-4)中的至少一種:
式(AN-1-2)及式(AN-4-17)中,m為1~12的整數(shù)。
[11]根據(jù)[1]至[10]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其中不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的二胺為選自由下述式(DI-1)~式(DI-16)、式(DIH-1)~式(DIH-3)及式(DI-31)~式(DI-35)所組成的群組中的至少一種:
式(DI-1)中,G20為-CH2-,至少一個-CH2-可被-NH-、-O-取代,m為1~12的整數(shù),亞烷基的至少一個氫可被-OH取代;
式(DI-3)及式(DI-5)~式(DI-7)中,G21獨立為單鍵、-NH-、-NCH3-、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-CONH-、-CONCH3-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m′-、-O-(CH2)m′-O-、-N(CH3)-(CH2)k-N(CH3)-、-(O-C2H4)m′-O-、-O-CH2-C(CF3)2-CH2-O-、-O-CO-(CH2)m′-CO-O-、-CO-O-(CH2)m′-O-CO-、-(CH2)m′-NH-(CH2)m′-、-CO-(CH2)k-NH-(CH2)k-、-(NH-(CH2)m′)k-NH-、-CO-C3H6-(NH-C3H6)n-CO-、-(CH2)k-NH-CO-NH-(CH2)k-或-S-(CH2)m′-S-,m′獨立為1~12的整數(shù),k為1~5的整數(shù),n為1或2;
式(DI-4)中,s獨立為0~2的整數(shù);
式(DI-6)及式(DI-7)中,G22獨立為單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳數(shù)1~10的亞烷基;
式(DI-2)~式(DI-7)中,環(huán)己烷環(huán)及苯環(huán)的至少一個氫可由-F、-Cl、碳數(shù)1~3的亞烷基、-OCH3、-OH、-CF3、-CO2H、-CONH2、-NHC6H5、苯基或芐基取代,并且,在式(DI-4)中,苯環(huán)的至少一個氫可由選自由下述式(DI-4-a)~式(DI-4-e)所表示的基的群組中的一個取代;
式(DI-4-a)及式(DI-4-b)中,R20獨立為氫或-CH3;
鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成環(huán)的碳原子上的基表示在所述環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意,-NH2在環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán)上的鍵結(jié)位置為除G21或G22的鍵結(jié)位置以外的任意的位置;
式(DI-11)中,r為0或1;
式(DI-8)~式(DI-11)中,鍵結(jié)在環(huán)上的-NH2的鍵結(jié)位置為任意的位置;
式(DI-12)中,R21及R22獨立為碳數(shù)1~3的烷基或苯基,G23獨立為碳數(shù)1~6的亞烷基、亞苯基或經(jīng)烷基取代的亞苯基,w為1~10的整數(shù);
式(DI-13)中,R23獨立為碳數(shù)1~5的烷基、碳數(shù)1~5的烷氧基或-Cl,p獨立為0~3的整數(shù),q為0~4的整數(shù);
式(DI-14)中,環(huán)B為單環(huán)式雜芳香族,R24為氫、-F、-Cl、碳數(shù)1~6的烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、碳數(shù)2~6的烯基、碳數(shù)1~6的炔基,q獨立為0~4的整數(shù);
式(DI-15)中,環(huán)C為含有雜原子的單環(huán);
式(DI-16)中,G24為單鍵、碳數(shù)2~6的亞烷基或1,4-亞苯基,r為0或1;
式(DI-13)~式(DI-16)中,鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成環(huán)的碳原子上的基表示在所述環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意;
式(DIH-1)中,G25為單鍵、碳數(shù)1~20的亞烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-;
式(DIH-2)中,環(huán)D為環(huán)己烷環(huán)、苯環(huán)或萘環(huán),所述環(huán)的至少一個氫可由甲基、乙基或苯基取代;
式(DIH-3)中,環(huán)E分別獨立為環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán),所述環(huán)的至少一個氫可由甲基、乙基或苯基取代,Y為單鍵、碳數(shù)1~20的亞烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-;
式(DIH-2)及式(DIH-3)中,鍵結(jié)在環(huán)上的-CONHNH2的鍵結(jié)位置為任意的位置;
式(DI-31)中,G26為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)m′-,m′為1~12的整數(shù),R25為碳數(shù)3~30的烷基、苯基、具有類固醇骨架的基或由下述的式(DI-31-a)所表示的基,所述烷基中,至少一個氫可由-F取代,至少一個-CH2-可由-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,所述苯基的氫可由-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、碳數(shù)3~30的烷基或碳數(shù)3~30的烷氧基取代,鍵結(jié)在苯環(huán)上的-NH2的鍵結(jié)位置表示在所述環(huán)中為任意的位置,
式(DI-31-a)中,G27、G28及G29為鍵結(jié)基,它們獨立為單鍵或碳數(shù)1~12的亞烷基,所述亞烷基的一個以上的-CH2-可由-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-取代,環(huán)B21、環(huán)B22、環(huán)B23及環(huán)B24獨立為1,4-亞苯基、1,4-亞環(huán)己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,7-二基或蒽-9,10-二基,環(huán)B21、環(huán)B22、環(huán)B23及環(huán)B24中,至少一個氫可由-F或-CH3取代,s、t及u獨立為0~2的整數(shù),它們的合計為1~5,當s、t或u為2時,各個括號內(nèi)的兩個鍵結(jié)基可以相同,也可以不同,兩個環(huán)可以相同,也可以不同,
R26為氫、-F、-OH、碳數(shù)1~30的烷基、碳數(shù)1~30的氟取代烷基、碳數(shù)1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,所述碳數(shù)1~30的烷基的至少一個-CH2-可由以下述式(DI-31-b)所表示的二價的基取代,
式(DI-31-b)中,R27及R28獨立為碳數(shù)1~3的烷基,v為1~6的整數(shù);
式(DI-32)及式(DI-33)中,G30獨立為單鍵、-CO-或-CH2-,R29獨立為氫或-CH3,R30為氫、碳數(shù)1~20的烷基或碳數(shù)2~20的烯基;
式(DI-33)中的苯環(huán)的一個氫可由碳數(shù)1~20的烷基或苯基取代,而且,
式(DI-32)及式(DI-33)中,鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成環(huán)的任一個碳原子上的基表示在所述環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意;
式(DI-34)及式(DI-35)中,G31獨立為-O-或碳數(shù)1~6的亞烷基,G32為單鍵或碳數(shù)1~3的亞烷基,
R31為氫或碳數(shù)1~20的烷基,所述烷基的至少一個-CH2-可由-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,R32為碳數(shù)6~22的烷基,R33為氫或碳數(shù)1~22的烷基,環(huán)B25為1,4-亞苯基或1,4-亞環(huán)己基,r為0或1,而且,鍵結(jié)在苯環(huán)上的-NH2表示在所述環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意。
[12]根據(jù)[11]所述的光取向用液晶取向劑,其中不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的二胺為選自由下述式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)、式(DI-7-3)、式(DI-13-1)、式(DI-16-1)、式(DIH-2-1)、式(DI-5-42)、式(DI-36-9)及式(DI-36-13)所組成的群組中的至少一種:
式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-7-3)及式(DI-36-13)中,m為1~12的整數(shù);
式(DI-5-30)及式(DI-5-42)中,k為1~5的整數(shù);
式(DI-7-3)中,n為1或2;
式(DI-36-9)中,e為2~10的整數(shù);而且,
式(DI-36-13)中,R44為-NHBoc或-N(Boc)2;
此處,Boc為叔丁氧基羰基。
[13]根據(jù)[1]至[12]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其還含有選自由烯基取代納迪克酰亞胺化合物、具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物、噁嗪化合物、噁唑啉化合物及環(huán)氧化合物所組成的化合物群組中的至少一種。
[14]根據(jù)[1]至[13]中任一項所述的光取向用液晶取向劑,其用于橫向電場型液晶顯示元件的制造。
[15]一種液晶取向膜,其是由根據(jù)[1]至[14]中任一項所述的光取向用液晶取向劑而形成。
[16]一種液晶顯示元件,其包括根據(jù)[15]所述的液晶取向膜。
[17]一種橫向電場型液晶顯示元件,其包括根據(jù)[15]所述的液晶取向膜。
[發(fā)明的效果]
具有由本發(fā)明的光取向用液晶取向劑而形成的光取向用液晶取向膜的液晶顯示元件即便長時間使用,電壓保持率也不會下降,且即便暴露于強烈的光下也可維持高的顯示品質(zhì)。
具體實施方式
<光取向用液晶取向劑>
本發(fā)明的光取向用液晶取向劑含有選自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺所組成的群組中的至少一種聚合物,所述聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺為選自四羧酸二酐及其衍生物中的至少一種與二胺的反應(yīng)產(chǎn)物,其特征在于:所述聚合物的原料單體的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu),且二胺包含由下述式(1)所表示的化合物的至少一種。所述聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺是指在制成含有溶劑的后述的液晶取向劑時溶解于溶劑中的成分,且是指當將該液晶取向劑制成后述的液晶取向膜時,可形成以聚酰亞胺為主成分的液晶取向膜的成分。聚酰胺酸酯可通過以下方法來合成:通過使所述的聚酰胺酸與含羥基的化合物、鹵化物、含環(huán)氧基的化合物等反應(yīng)而合成的方法,或通過使自四羧酸二酐衍生的四羧酸二酯或四羧酸二酯二氯化物與二胺反應(yīng)而合成的方法。自四羧酸二酐衍生的四羧酸二酯例如可使四羧酸二酐與2當量的醇反應(yīng)并開環(huán)而獲得,四羧酸二酯二氯化物可通過使四羧酸二酯與2當量的氯化劑(例如亞硫酰氯等)反應(yīng)而獲得。再者,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。本發(fā)明的光取向用液晶取向劑可包含一種所述的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺,也可包含兩種以上。
本發(fā)明的光取向用液晶取向劑為如下光取向用液晶取向劑,其包含:使選自由四羧酸二酐及其衍生物、以及二胺所組成的群組中的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由所述式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種;或者同時包含:使選自由四羧酸二酐及其衍生物、以及二胺所組成的群組中的至少一種具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種;以及使四羧酸二酐及其衍生物、以及二胺的任一者均不具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)、且二胺包含由式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種。
<光分解型結(jié)構(gòu)>
本發(fā)明中,光分解型結(jié)構(gòu)是指因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)??蛇m宜使用具有因紫外線而鍵斷裂的結(jié)構(gòu)的原料單體。
作為具有所述光分解型結(jié)構(gòu)的單體,可列舉:具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物,優(yōu)選選自感光性良好的由下述式(2)~式(6)所表示的化合物的群組中的至少一種。
式(2)~式(6)中,R3為由式(7)~式(9)所表示的結(jié)構(gòu),R8獨立為碳數(shù)1~5的烷基。
式(7)~式(9)中,R4~R7獨立為氫、碳數(shù)1~5的烷基或苯基。尤其是優(yōu)選R3為由式(7)所表示的的四羧酸二酐及其衍生物,更優(yōu)選由下述式(10)~式(14)所表示的四羧酸二酐及其衍生物。
式(10)~式(14)中,R9~R12獨立為氫、甲基、苯基,R14獨立為碳數(shù)1~5的烷基。
下述表示具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物的具體例。
式(15)~式(24)中,R14獨立為碳數(shù)1~5的烷基。
可將光分解型結(jié)構(gòu)并入至本發(fā)明的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺的主鏈或側(cè)鏈的任一者中,通過并入至主鏈,可適宜地用于橫向電場方式的液晶顯示元件。
在并用不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐或其衍生物的態(tài)樣中,為了防止液晶取向膜對光的感度的降低,相對于作為制造本發(fā)明的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及對它們進行酰亞胺化而獲得的聚酰亞胺時所使用的原料的四羧酸二酐及其衍生物的總量,具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐優(yōu)選30mol%(摩爾百分比)~100mol%,特優(yōu)選70mol%~100mol%。另外,為了改善對光的感度、電特性、殘像特性等所述各種特性,也可并用兩種以上的具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及其衍生物。
對本發(fā)明的由式(1)所表示的二胺進行說明。由式(1)所表示的二胺中,R1是氫或甲基,R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基。兩個氨基的苯環(huán)中的取代位置并無特別限定,為了設(shè)為更良好地排列液晶分子的液晶取向劑,理想的是相對于酰胺基的取代位置而為3,5位或2,5位。
由式(1)所表示的二胺被分類成R1為氫的由式(1-1)所表示的二胺與R1為甲基的由式(1-2)所表示的二胺。
式(1-1)及式(1-2)中,R2是氫、-OH、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基。
在需要于溶劑中的溶解性更高的液晶取向劑的情況下,優(yōu)選使用式(1-1)的二胺。而且,在需要可靠性更高的液晶取向膜的情況下,優(yōu)選使用式(1-1)及式(1-2)中R2為氫或-OH的化合物。
由式(1-1)所表示的二胺的具體例為由以下式(1-1-1)~式(1-1-28)所表示的化合物。
由式(1-2)所表示的二胺的具體例為由以下的式(1-2-1)~式(1-2-28)所表示的化合物。
能夠通過將由式(1-1-1)~式(1-1-4)、式(1-2-1)及式(1-2-2)所表示的二胺用作構(gòu)成本發(fā)明的液晶取向劑的聚合物的原料之一,來獲得即便長時間使用顯示品質(zhì)也不會下降的液晶取向性高的液晶取向膜。
通過將由式(1-2-1)~式(1-2-6)所表示的二胺用作構(gòu)成本發(fā)明的液晶取向劑的聚合物的原料之一,即便并用由式(1)所表示的二胺以外的其他二胺,也能夠在聚合物合成時抑制凝膠化。認為其原因在于:酰胺基的氫由甲基取代,所以氫鍵所形成的分子間的相互作用消失。
四羧酸二酐可大致劃分為具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐及不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐。
對用以制造本發(fā)明的含有選自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺中的至少一種的光取向用液晶取向劑的、不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐進行說明。
本發(fā)明中使用的不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐可無限制地從公知的不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐中選擇。此種不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐可為屬于二羧酸酐直接鍵結(jié)在芳香環(huán)上的芳香族系(包含雜芳香環(huán)系)、及二羧酸酐未直接鍵結(jié)在芳香環(huán)上的脂肪族系(包含雜環(huán)系)的任一群組中的四羧酸二酐。
作為所述不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐的適宜的例子,就原料獲得的容易性或聚合物聚合時的容易性、膜的電特性的觀點而言,可列舉由式(AN-I)~式(AN-VII)所表示的四羧酸二酐。
式(AN-I)、式(AN-IV)及式(AN-V)中,X獨立為單鍵或-CH2-。式(AN-II)中,G為單鍵、碳數(shù)1~20的亞烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-。式(AN-II)~式(AN-IV)中,Y獨立為選自下述的三價的基的群組中的一種,結(jié)合鍵與任意的碳連結(jié),該基的至少一個氫可由甲基、乙基或苯基取代。
式(AN-III)~式(AN-V)中,環(huán)A10為碳數(shù)3~10的單環(huán)式烴的基或碳數(shù)6~30的縮合多環(huán)式烴的基,該基的至少一個氫可由甲基、乙基或苯基取代,連接在環(huán)上的結(jié)合鍵與構(gòu)成環(huán)的任意的碳連結(jié),兩根結(jié)合鍵可與同一個碳連結(jié)。式(AN-VI)中,X10為碳數(shù)2~6的亞烷基,Me表示甲基,Ph表示苯基。式(AN-VII)中,G10獨立為-O-、-COO-或-OCO-,r獨立為0或1。
更詳細而言,可列舉由以下的式(AN-1)及式(AN-3)~式(AN-16-15)所表示的四羧酸二酐。
[由式(AN-1)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-1)中,G11為單鍵、碳數(shù)1~12的亞烷基、1,4-亞苯基或1,4-亞環(huán)己基。X11獨立為單鍵或-CH2-。G12獨立為下述的三價的基的任一種。
當G12為>CH-時,>CH-的氫可被-CH3取代。當G12為>N-時,G11不為單鍵及-CH2-,X11不為單鍵。而且,R11為氫或-CH3。
作為由式(AN-1)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
式(AN-1-2)及式(AN-1-14)中,m為1~12的整數(shù)。
[由式(AN-3)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-3)中,環(huán)A11為苯環(huán)。
作為由式(AN-3)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-4)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-4)中,G13為單鍵、-(CH2)m-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、-SO2-、-CO-、-C(CF3)2-或由下述的式(G13-1)所表示的二價的基,m為1~12的整數(shù)。環(huán)A11分別獨立為環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán)。G13可鍵結(jié)于環(huán)A11的任意的位置。
式(G13-1)中,G13a及G13b分別獨立為單鍵、-O-或由-NHCO-所表示的二價的基。亞苯基優(yōu)選1,4-亞苯基及1,3-亞苯基。
作為由式(AN-4)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
式(AN-4-17)中,m為1~12的整數(shù)。
[由式(AN-5)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-5)中,R11為氫或-CH3。鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成苯環(huán)的碳原子上的R11表示在苯環(huán)中的鍵結(jié)位置為任意。
作為由式(AN-5)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-6)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-6)中,X11獨立為單鍵或-CH2-。X12為-CH2-、-CH2CH2-或-CH=CH-。n為1或2。
作為由式(AN-6)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-7)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-7)中,X11為-CH2-。
作為由式(AN-7)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-8)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-8)中,X11為單鍵或-CH2-。R12為氫、-CH3、-CH2CH3或苯基,環(huán)A12為環(huán)己烷環(huán)或環(huán)己烯環(huán)。
作為由式(AN-8)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-9)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-9)中,r分別獨立為0或1。
作為由式(AN-9)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-10-1)及式(AN-10-2)所表示的四羧酸二酐]
[由式(AN-11)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-11)中,環(huán)A11獨立為環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán)。
作為由式(AN-11)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-12)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-12)中,環(huán)A11分別獨立為環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán)。
作為由式(AN-12)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-13)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-13)中,X13為碳數(shù)2~6的亞烷基,Ph表示苯基。
作為由式(AN-13)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
式(AN-13-1)中,Ph表示苯基。
[由式(AN-14)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-14)中,G14獨立為-O-、-COO-或-OCO-,r獨立為0或1。
作為由式(AN-14)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
[由式(AN-15)所表示的四羧酸二酐]
式(AN-15)中,w為1~10的整數(shù)。
作為由式(AN-15)所表示的四羧酸二酐的例子,可列舉由下述的式所表示的化合物。
作為所述以外的四羧酸二酐,可列舉下述的化合物。
對所述不具有光分解型結(jié)構(gòu)的四羧酸二酐中提高各特性的適宜材料進行敘述。
在重視提高液晶的取向性的情況下,優(yōu)選由式(AN-1)、式(AN-3)及式(AN-4)所表示的化合物,特優(yōu)選由式(AN-1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-5)、式(AN-4-17)及式(AN-4-29)所表示的化合物,其中,在式(AN-1-2)中,優(yōu)選m=4或8,在式(AN-4-17)中,優(yōu)選m=4或8,特優(yōu)選m=8。
在重視提高液晶顯示元件的透過率的情況下,所述四羧酸二酐中,優(yōu)選由式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10-1)、式(AN-16-3)及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中,在式(AN-1-2)中,優(yōu)選m=4或8,在式(AN-4-17)中,優(yōu)選m=4或8,特優(yōu)選m=8。
在重視提高液晶顯示元件的電壓保持率(voltage holding ratio,VHR)的情況下,所述四羧酸二酐中,優(yōu)選由式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-7-2)、式(AN-10-1)、式(AN-16-1)、式(AN-16-3)及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中,在式(AN-1-2)中,優(yōu)選m=4或8,在式(AN-4-17)中,優(yōu)選m=4或8,特優(yōu)選m=8。
作為防止燒痕的方法之一,有效的是通過使液晶取向膜的體積電阻值降低而使取向膜中的殘留電荷(殘留DC)的緩和速度提高。在重視該目的的情況下,所述四羧酸二酐中,優(yōu)選由式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)及式(AN-11-3)所表示的化合物。
在用于使用不具有光分解型結(jié)構(gòu)的單體的聚合物的酸二酐中,在重視提高液晶的取向性的情況下,特優(yōu)選由式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-1-13)、式(AN-4-17)及式(AN-4-29)所表示的化合物,其中,在式(AN-1-2)中,優(yōu)選m=4或8,在式(AN-4-17)中,優(yōu)選m=4或8。
在重視提高液晶顯示元件的透過率的情況下,所述酸二酐中,優(yōu)選由式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-5-1)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-16-3)及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中,在式(AN-1-2)中,優(yōu)選m=4或8,在式(AN-4-17)中,優(yōu)選m=4或8,特優(yōu)選m=8。
在重視提高液晶顯示元件的VHR的情況下,所述酸二酐中,優(yōu)選由式(AN-1-1)、式(AN-1-2)、式(AN-4-17)、式(AN-4-30)、式(AN-7-2)、式(AN-10)、式(AN-16-1)、式(AN-16-3)及式(AN-16-4)所表示的化合物,其中,在式(AN-1-2)中,優(yōu)選m=4或8,在式(AN-4-17)中,優(yōu)選m=4或8,特優(yōu)選m=8。
作為防止燒痕的方法之一,有效的是通過使液晶取向膜的體積電阻值降低而使取向膜中的殘留電荷(殘留DC)的緩和速度提高。在重視該目的的情況下,所述酸二酐中,優(yōu)選由式(AN-1-13)、式(AN-3-2)、式(AN-4-21)、式(AN-4-29)及式(AN-11-3)所表示的化合物。
對用以制造本發(fā)明的含有選自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺中的至少一種的光取向用液晶取向劑的由式(1)所表示的二胺以外的二胺及二酰肼進行說明。在制造本發(fā)明的光取向用液晶取向劑時,可無限制地從公知的二胺及二酰肼中選擇。
二胺可根據(jù)其結(jié)構(gòu)而分成兩種。即,具有側(cè)鏈基的二胺與不具有側(cè)鏈基的二胺,所述側(cè)鏈基是當將連結(jié)兩個氨基的骨架看作主鏈時,從主鏈中分支的基。該側(cè)鏈基是具有增大預(yù)傾角的效果的基。具有此種效果的側(cè)鏈基必須是碳數(shù)3以上的基,作為具體例,可列舉:碳數(shù)3以上的烷基、碳數(shù)3以上的烷氧基、碳數(shù)3以上的烷氧基烷基及具有類固醇骨架的基。具有一個以上的環(huán)、且其末端的環(huán)具有碳數(shù)1以上的烷基、碳數(shù)1以上的烷氧基及碳數(shù)2以上的烷氧基烷基的任一者作為取代基的基也具有作為側(cè)鏈基的效果。在以下的說明中,有時將具有此種側(cè)鏈基的二胺稱為側(cè)鏈型二胺。而且,有時將不具有此種側(cè)鏈基的二胺稱為非側(cè)鏈型二胺。
通過將非側(cè)鏈型二胺與側(cè)鏈型二胺適當?shù)胤珠_使用,可對應(yīng)于各自所需要的預(yù)傾角。側(cè)鏈型二胺優(yōu)選以無損本發(fā)明的特性的程度來并用。另外,關(guān)于側(cè)鏈型二胺及非側(cè)鏈型二胺,優(yōu)選以提高對于液晶的垂直取向性、電壓保持率、燒痕特性及取向性為目的進行取舍選擇來使用。
對非側(cè)鏈型二胺進行說明。作為已知的不具有側(cè)鏈的二胺,可列舉以下的式(DI-1)~式(DI-16)的二胺。
所述式(DI-1)中,G20為-CH2-,至少一個-CH2-可被-NH-、-O-取代,m為1~12的整數(shù),亞烷基的至少一個氫可被-OH取代。式(DI-3)及式(DI-5)~式(DI-7)中,G21獨立為單鍵、-NH-、-NCH3-、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-CONCH3-、-CONH-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-N(CH3)-(CH2)k-N(CH3)-、-(O-C2H4)m-O-、-O-CH2-C(CF3)2-CH2-O-、-O-CO-(CH2)m-CO-O-、-CO-O-(CH2)m-O-CO-、-(CH2)m-NH-(CH2)m-、-CO-(CH2)k-NH-(CH2)k-、-(NH-(CH2)m)k-NH-、-CO-C3H6-(NH-C3H6)n-CO-、-(CH2)k-NH-CO-NH-(CH2)k-或-S-(CH2)m-S-,m獨立為1~12的整數(shù),k為1~5的整數(shù),n為1或2。式(DI-4)中,s獨立為0~2的整數(shù)。式(DI-6)及式(DI-7)中,G22獨立為單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳數(shù)1~10的亞烷基。式(DI-2)~式(DI-7)中的環(huán)己烷環(huán)及苯環(huán)的至少一個氫可由-F、-Cl、碳數(shù)1~3的亞烷基、-OCH3、-OH、-CF3、-CO2H、-CONH2、-NHC6H5、苯基或芐基取代,并且,在式(DI-4)中,環(huán)己烷環(huán)及苯環(huán)的至少一個氫可由選自由下述式(DI-4-a)~式(DI-4-e)所表示的基的群組中的一個取代。鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成環(huán)的碳原子上的基表示在該環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意。而且,-NH2在環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán)上的鍵結(jié)位置為除G21或G22的鍵結(jié)位置以外的任意的位置。
式(DI-4-a)及式(DI-4-b)中,R20獨立為氫或-CH3。
式(DI-11)中,r為0或1。式(DI-8)~式(DI-11)中,鍵結(jié)在環(huán)上的-NH2的鍵結(jié)位置為任意的位置。
式(DI-12)中,R21及R22獨立為碳數(shù)1~3的烷基或苯基,G23獨立為碳數(shù)1~6的亞烷基、亞苯基或經(jīng)烷基取代的亞苯基,w為1~10的整數(shù)。式(DI-13)中,R23獨立為碳數(shù)1~5的烷基、碳數(shù)1~5的烷氧基或-Cl,p獨立為0~3的整數(shù),q為0~4的整數(shù)。式(DI-14)中,環(huán)B為單環(huán)的雜環(huán)式芳香族基,R24為氫、-F、-Cl、碳數(shù)1~6的烷基、烷氧基、乙烯基、炔基,q獨立為0~4的整數(shù)。式(DI-15)中,環(huán)C為雜環(huán)式芳香族基或雜環(huán)式脂肪族基。式(DI-16)中,G24為單鍵、碳數(shù)2~6的亞烷基或1,4-亞苯基,r為0或1。而且,鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成環(huán)的碳原子上的基表示在該環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意。式(DI-13)~式(DI-16)中,鍵結(jié)在環(huán)上的-NH2的鍵結(jié)位置為任意的位置。
作為所述式(DI-1)~式(DI-16)的不具有側(cè)鏈的二胺,可列舉以下的式(DI-1-1)~式(DI-16-1)的具體例。
以下表示由式(DI-1)所表示的二胺的例子。
式(DI-1-7)及式(DI-1-8)中,k分別獨立為1~3的整數(shù)。
以下表示由式(DI-2)~式(DI-3)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-4)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-5)所表示的二胺的例子。
式(DI-5-1)中,m為1~12的整數(shù)。
式(DI-5-12)及式(DI-5-13)中,m為1~12的整數(shù)。
式(DI-5-16)中,v為1~6的整數(shù)。
式(DI-5-30)中,k為1~5的整數(shù)。
式(DI-5-35)~式(DI-5-37)、及式(DI-5-39)中,m為1~12的整數(shù),式(DI-5-38)、式(DI-5-39)及式(DI-5-42)中,k為1~5的整數(shù),式(DI-5-40)中,n為1或2的整數(shù)。
以下表示由式(DI-6)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-7)所表示的二胺的例子。
式(DI-7-3)及式(DI-7-4)中,m為1~12的整數(shù),n獨立為1或2。
以下表示由式(DI-8)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-9)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-10)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-11)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-12)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-13)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-14)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-15)所表示的二胺的例子。
以下表示由式(DI-16)所表示的二胺的例子。
對二酰肼進行說明。作為已知的不具有側(cè)鏈的二酰肼,可列舉以下的式(DIH-1)~式(DIH-3)。
式(DIH-1)中,G25為單鍵、碳數(shù)1~20的亞烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-。式(DIH-2)中,環(huán)D為環(huán)己烷環(huán)、苯環(huán)或萘環(huán),該基的至少一個氫可由甲基、乙基或苯基取代。式(DIH-3)中,環(huán)E分別獨立為環(huán)己烷環(huán)或苯環(huán),該基的至少一個氫可由甲基、乙基或苯基取代,Y為單鍵、碳數(shù)1~20的亞烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-。式(DIH-2)及式(DIH-3)中,鍵結(jié)在環(huán)上的-CONHNH2的鍵結(jié)位置為任意的位置。
以下表示式(DIH-1)~式(DIH-3)的例子。
式(DIH-1-2)中,m為1~12的整數(shù)。
此種非側(cè)鏈型二胺及二酰肼具有使液晶顯示元件的離子密度降低等改善電特性的效果。在使用非側(cè)鏈型二胺及/或二酰肼作為用以制造包含本發(fā)明的液晶取向劑中所使用的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯或聚酰亞胺的光取向用液晶取向劑的二胺的情況下,優(yōu)選在二胺及二酰肼的總量中所占的其比例設(shè)為0mol%~90mol%,更優(yōu)選設(shè)為0mol%~50mol%
對側(cè)鏈型二胺進行說明。作為側(cè)鏈型二胺的側(cè)鏈基,可列舉以下的基。
作為側(cè)鏈基,首先可列舉:烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烷基羰基、烷基羰氧基、烷氧基羰基、烷基氨基羰基、烯基、烯氧基、烯基羰基、烯基羰氧基、烯氧基羰基、烯基氨基羰基、炔基、炔氧基、炔基羰基、炔基羰氧基、炔氧基羰基、炔基氨基羰基等。這些基中的烷基、烯基及炔基均是碳數(shù)3以上的基。但是,在烷氧基烷基中,只要整個基的碳數(shù)為3以上即可。這些基可以是直鏈狀,也可以是支鏈狀。
其次,以末端的環(huán)具有碳數(shù)1以上的烷基、碳數(shù)1以上的烷氧基或碳數(shù)2以上的烷氧基烷基作為取代基為條件,可列舉:苯基、苯基烷基、苯基烷氧基、苯氧基、苯基羰基、苯基羰氧基、苯氧基羰基、苯基氨基羰基、苯基環(huán)己氧基、碳數(shù)3以上的環(huán)烷基、環(huán)己基烷基、環(huán)己氧基、環(huán)己氧基羰基、環(huán)己基苯基、環(huán)己基苯基烷基、環(huán)己基苯氧基、雙(環(huán)己基)氧基、雙(環(huán)己基)烷基、雙(環(huán)己基)苯基、雙(環(huán)己基)苯基烷基、雙(環(huán)己基)氧基羰基、雙(環(huán)己基)苯氧基羰基及環(huán)己基雙(苯基)氧基羰基等環(huán)結(jié)構(gòu)的基。
進而,可列舉如下的環(huán)集合基,其為具有兩個以上的苯環(huán)的基、具有兩個以上的環(huán)己烷環(huán)的基或包含苯環(huán)及環(huán)己烷環(huán)的兩個環(huán)以上的基,且鍵結(jié)基獨立為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-或碳數(shù)1~3的亞烷基,末端的環(huán)具有碳數(shù)1以上的烷基、碳數(shù)1以上的氟取代烷基、碳數(shù)1以上的烷氧基或碳數(shù)2以上的烷氧基烷基作為取代基。具有類固醇骨架的基作為側(cè)鏈基也有效。
作為具有側(cè)鏈的二胺,可列舉由以下的式(DI-31)~式(DI-35)所表示的化合物。
式(DI-31)中,G26為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)m′-,m′為1~12的整數(shù)。G26的優(yōu)選的例子為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-及碳數(shù)1~3的亞烷基,特優(yōu)選的例子為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-CH2-及-CH2CH2-。R25為碳數(shù)3~30的烷基、苯基、具有類固醇骨架的基或由下述的式(DI-31-a)所表示的基。該烷基中,至少一個氫可由-F取代,而且,至少一個-CH2-可由-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。該苯基的氫可由-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、碳數(shù)3~30的烷基或碳數(shù)3~30的烷氧基取代。鍵結(jié)在苯環(huán)上的-NH2的鍵結(jié)位置表示在該環(huán)中為任意的位置,該鍵結(jié)位置優(yōu)選間位或?qū)ξ?。即,當將基“R25-G26-”的鍵結(jié)位置設(shè)為1位時,兩個鍵結(jié)位置優(yōu)選3位與5位、或2位與5位。
式(DI-31-a)中,G27、G28及G29為鍵結(jié)基,它們獨立為單鍵或碳數(shù)1~12的亞烷基,該亞烷基的一個以上的-CH2-可由-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-取代。環(huán)B21、環(huán)B22、環(huán)B23及環(huán)B24獨立為1,4-亞苯基、1,4-亞環(huán)己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,7-二基或蒽-9,10-二基,環(huán)B21、環(huán)B22、環(huán)B23及環(huán)B24中,至少一個氫可由-F或-CH3取代,s、t及u獨立為0~2的整數(shù),它們的合計為1~5,當s、t或u為2時,各個括號內(nèi)的兩個鍵結(jié)基可以相同,也可以不同,而且,兩個環(huán)可以相同,也可以不同。R26為氫、-F、-OH、碳數(shù)1~30的烷基、碳數(shù)1~30的氟取代烷基、碳數(shù)1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,該碳數(shù)1~30的烷基的至少一個-CH2-可由以下述式(DI-31-b)所表示的二價的基取代。
式(DI-31-b)中,R27及R28獨立為碳數(shù)1~3的烷基,v為1~6的整數(shù)。R26的優(yōu)選的例子為碳數(shù)1~30的烷基及碳數(shù)1~30的烷氧基。
式(DI-32)及式(DI-33)中,G30獨立為單鍵、-CO-或-CH2-,R29獨立為氫或-CH3,R30為氫、碳數(shù)1~20的烷基或碳數(shù)2~20的烯基。式(DI-33)中的苯環(huán)的至少一個氫可由碳數(shù)1~20的烷基或苯基取代。而且,鍵結(jié)位置未固定在構(gòu)成環(huán)的任一個碳原子上的基表示在該環(huán)中的鍵結(jié)位置為任意。優(yōu)選式(DI-32)中的兩個基“-亞苯基-G30-O-”的一個鍵結(jié)在類固醇核的3位,另一個鍵結(jié)在類固醇核的6位。式(DI-33)中的兩個基“-亞苯基-G30-O-”在苯環(huán)上的鍵結(jié)位置優(yōu)選相對于類固醇核的鍵結(jié)位置,分別為間位或?qū)ξ?。?DI-32)及式(DI-33)中,鍵結(jié)在苯環(huán)上的-NH2表示在該環(huán)中的鍵結(jié)位置為任意。
式(DI-34)及式(DI-35)中,G31獨立為-O-或碳數(shù)1~6的亞烷基,G32為單鍵或碳數(shù)1~3的亞烷基。R31為氫或碳數(shù)1~20的烷基,該烷基的至少一個-CH2-可由-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。R32為碳數(shù)6~22的烷基,R33為氫或碳數(shù)1~22的烷基。環(huán)B25為1,4-亞苯基或1,4-亞環(huán)己基,r為0或1。而且,鍵結(jié)在苯環(huán)上的-NH2表示在該環(huán)上的鍵結(jié)位置為任意,但優(yōu)選獨立且相對于G31的鍵結(jié)位置為間位或?qū)ξ弧?/p>
以下例示側(cè)鏈型二胺的具體例。作為所述式(DI-31)~式(DI-35)的具有側(cè)鏈的二胺,可列舉由下述的式(DI-31-1)~式(DI-35-3)所表示的化合物。
以下表示由式(DI-31)所表示的化合物的例子。
式(DI-31-1)~式(DI-31-11)中,R34為碳數(shù)1~30的烷基或碳數(shù)1~30的烷氧基,優(yōu)選碳數(shù)5~25的烷基或碳數(shù)5~25的烷氧基。R35為碳數(shù)1~30的烷基或碳數(shù)1~30的烷氧基,優(yōu)選碳數(shù)3~25的烷基或碳數(shù)3~25的烷氧基。
式(DI-31-12)~式(DI-31-17)中,R36為碳數(shù)4~30的烷基,優(yōu)選碳數(shù)6~25的烷基。R37為碳數(shù)6~30的烷基,優(yōu)選碳數(shù)8~25的烷基。
式(DI-31-18)~式(DI-31-43)中,R38為碳數(shù)1~20的烷基或碳數(shù)1~20的烷氧基,優(yōu)選碳數(shù)3~20的烷基或碳數(shù)3~20的烷氧基。R39為氫、-F、碳數(shù)1~30的烷基、碳數(shù)1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,優(yōu)選碳數(shù)3~25的烷基或碳數(shù)3~25的烷氧基。而且,G33為碳數(shù)1~20的亞烷基。
以下表示由式(DI-32)所表示的化合物的例子。
以下表示由式(DI-33)所表示的化合物的例子。
以下表示由式(DI-34)所表示的化合物的例子。
式(DI-34-1)~式(DI-34-12)中,R40為氫或碳數(shù)1~20的烷基,優(yōu)選氫或碳數(shù)1~10的烷基,而且,R41為氫或碳數(shù)1~12的烷基。
以下表示由式(DI-35)所表示的化合物的例子。
式(DI-35-1)~式(DI-35-3)中,R37為碳數(shù)6~30的烷基,R41為氫或碳數(shù)1~12的烷基。
作為本發(fā)明中的二胺,也可以使用由式(DI-1-1)~式(DI-16-1)、式(DIH-1-1)~式(DIH-3-6)及式(DI-31-1)~式(DI-35-3)所表示的二胺以外的二胺。作為此種二胺,例如可列舉由下述式(DI-36-1)~式(DI-36-13)所表示的化合物。
式(DI-36-1)~式(DI-36-8)中,R42分別獨立地表示碳數(shù)3~30的烷基。
式(DI-36-9)~式(DI-36-11)中,e為2~10的整數(shù),式(DI-36-12)中,R43分別獨立為氫、-NHBoc或-N(Boc)2,R43的至少一個為-NHBoc或-N(Boc)2,式(DI-36-13)中,R44為-NHBoc或-N(Boc)2,而且,m為1~12的整數(shù)。此處,Boc為叔丁氧基羰基。
對所述二胺及二酰肼中提高各特性的適宜材料進行敘述。
在用于使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的單體的聚合物的二胺及二酰肼中,在重視進一步提高液晶的取向性的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-1-3)、式(DI-5-1)、式(DI-5-5)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-29)、式(DI-6-7)、式(DI-7-3)、式(DI-11-2)及式(DI-36-9)所表示的二胺,其中,在式(DI-5-1)中,優(yōu)選m=2、4或6,特優(yōu)選m=4,在式(DI-5-12)中,優(yōu)選m=2~6,特優(yōu)選m=5,在式(DI-5-13)中,優(yōu)選m=1或2,特優(yōu)選m=1,在式(DI-5-30)中,特優(yōu)選k=2,在式(DI-7-3)中,優(yōu)選m=1、2或3、n=1或2,特優(yōu)選m=1,在式(DI-36-9)中,優(yōu)選e=5。
在重視提高透過率的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-1-3)、式(DI-2-1)、式(DI-5-1)、式(DI-5-5)、式(DI-5-17)及式(DI-7-3)所表示的二胺,特優(yōu)選由式(DI-2-1)所表示的二胺。在式(DI-5-1)中,優(yōu)選m=2、4或6,特優(yōu)選m=4,在式(DI-7-3)中,優(yōu)選m=2或3、n=1或2,特優(yōu)選m=1。
在重視提高液晶顯示元件的VHR的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)及式(DI-13-1)所表示的二胺,特優(yōu)選由式(DI-2-1)、式(DI-5-1)及式(DI-13-1)所表示的二胺。其中,在式(DI-5-1)中,特優(yōu)選m=1,在式(DI-5-30)中,特優(yōu)選k=2。
作為防止燒痕的方法之一,有效的是通過使液晶取向膜的體積電阻值降低而使取向膜中的殘留電荷(殘留DC)的緩和速度提高。在重視該目的的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)及式(DI-16-1)所表示的二胺,特優(yōu)選由式(DI-4-1)、式(DI-5-1)及式(DI-5-13)所表示的二胺。其中,在式(DI-5-1)中,優(yōu)選m=2、4或6,特優(yōu)選m=4,在式(DI-5-12)中,優(yōu)選m=2~6,特優(yōu)選m=5,在式(DI-5-13)中,優(yōu)選m=1或2,特優(yōu)選m=1。
在用于未使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的單體的聚合物的二胺及二酰肼中,在重視進一步提高層分離性,即液晶的取向性的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-28)、式(DI-5-42)及式(DIH-2-1)所表示的二胺及二酰肼,其中,在式(DI-5-1)中,優(yōu)選m=1、2或4,特優(yōu)選m=1或2。
在重視提高透過率的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-1-2)、式(DI-2-1)、式(DI-5-1)及式(DI-7-3)所表示的二胺,特優(yōu)選由式(DI-2-1)所表示的二胺。在式(DI-5-1)中,優(yōu)選m=1、2或4,特優(yōu)選m=1或2,在式(DI-5-42)中,優(yōu)選k=2。
在重視提高液晶顯示元件的VHR的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-2-1)、式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)及式(DI-13-1)所表示的二胺,特優(yōu)選由式(DI-2-1)、式(DI-5-1)及式(DI-13-1)所表示的二胺。其中,在式(DI-5-1)中,特優(yōu)選m=1或2,在式(DI-5-30)中,特優(yōu)選k=2。
作為防止燒痕的方法之一,有效的是通過使液晶取向膜的體積電阻值降低而使取向膜中的殘留電荷(殘留DC)的緩和速度提高。在重視該目的的情況下,所述二胺及二酰肼中,優(yōu)選使用由式(DI-4-1)、式(DI-4-2)、式(DI-4-10)、式(DI-4-15)、式(DI-5-1)、式(DI-5-9)、式(DI-5-12)、式(DI-5-13)、式(DI-5-28)、式(DI-5-30)及式(DI-16-1)所表示的二胺,特優(yōu)選由式(DI-4-1)、式(DI-5-1)及式(DI-5-12)所表示的二胺。其中,在式(DI-5-1)中,優(yōu)選m=1或2,在式(DI-5-12)中,優(yōu)選m=2~6,特優(yōu)選m=5,在式(DI-5-13)中,優(yōu)選m=1或2,特優(yōu)選m=1,在式(DI-5-30)中,特優(yōu)選k=2。
在各二胺中,也可以在相對于二胺的單胺的比率為40mol%以下的范圍內(nèi),將二胺的一部分取代成單胺。此種取代可引起生成聚酰胺酸時的聚合反應(yīng)的終止,可抑制聚合反應(yīng)的進一步的進行。因此,通過此種取代,可容易地控制所獲得的聚合物(聚酰胺酸、聚酰胺酸酯或聚酰亞胺)的分子量,例如可無損本發(fā)明的效果而改善液晶取向劑的涂布特性。只要無損本發(fā)明的效果,則被取代成單胺的二胺可以是一種,也可以是兩種以上。作為所述單胺,例如可列舉:苯胺、4-羥基苯胺、環(huán)己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一胺、正十二胺、正十三胺、正十四胺、正十五胺、正十六胺、正十七胺、正十八胺及正二十胺。
本發(fā)明的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺可在其單體中進而含有單異氰酸酯化合物。通過在單體中含有單異氰酸酯化合物,所獲得的聚酰胺酸或其衍生物的末端得到修飾,分子量得到調(diào)節(jié)。通過使用該末端修飾型的聚酰胺酸或其衍生物,例如可無損本發(fā)明的效果而改善液晶取向劑的涂布特性。就所述觀點而言,相對于單體中的二胺及四羧酸二酐的總量,單體中的單異氰酸酯化合物的含量優(yōu)選1mol%~10mol%。作為所述單異氰酸酯化合物,例如可列舉:異氰酸苯酯及異氰酸萘酯。
本發(fā)明的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺可通過使所述酸酐的混合物與二胺在溶劑中進行反應(yīng)而獲得。在該合成反應(yīng)中,除原料的選擇以外,無需特別的條件,可直接應(yīng)用通常的聚酰胺酸合成中的條件。所使用的溶劑將后述。
本發(fā)明的光取向用液晶取向劑可進而含有本發(fā)明的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亞胺以外的其他成分。其他成分可以是一種,也可以是兩種以上。作為其他成分,例如可列舉后述的其他聚合物或化合物等。
作為其他聚合物,可列舉:使不具有光分解型結(jié)構(gòu)且不包含式(1)的二胺的原料單體反應(yīng)而獲得的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯或聚酰亞胺(以下,稱為“其他聚酰胺酸或其衍生物”)、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷、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??梢允且环N,也可以是兩種以上。這些聚合物中,優(yōu)選其他聚酰胺酸或其衍生物及聚硅氧烷,更優(yōu)選其他聚酰胺酸或其衍生物。
作為用于合成其他聚酰胺酸或其衍生物的四羧酸二酐,可無限制地從作為用于合成本發(fā)明的液晶取向劑的必需成分即聚酰胺酸或其衍生物的四羧酸二酐所公知的四羧酸二酐中選擇,可列舉與所述例示的四羧酸二酐相同者。
作為優(yōu)選的四羧酸二酐,可列舉所述用于未使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的單體的聚合物的四羧酸二酐。
作為用于合成其他聚酰胺酸或其衍生物的四羧酸二酐,優(yōu)選相對于所有四羧酸二酐而含有10mol%以上的芳香族四羧酸二酐,更優(yōu)選含有30mol%以上的芳香族四羧酸二酐。
作為用于合成其他聚酰胺酸或其衍生物的二胺及二酰肼,可列舉與以上作為可用于合成本發(fā)明的液晶取向劑的必需成分即聚酰胺酸或其衍生物的其他二胺及二酰肼所例示的二胺及二酰肼相同者。
作為優(yōu)選的二胺及二酰肼,可列舉所述用于未使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的單體的聚合物的二胺及二酰肼。
作為用于合成其他聚酰胺酸或其衍生物的二胺,優(yōu)選相對于所有二胺而含有30mol%以上的芳香族二胺,更優(yōu)選含有50mol%以上的芳香族二胺。
其他聚酰胺酸或其衍生物分別可依據(jù)以下作為本發(fā)明的液晶取向劑的必需成分即聚酰胺酸或其衍生物的合成方法所記載的方法來合成。
本發(fā)明的光取向用液晶取向劑為如上所述的光取向用液晶取向劑,其包含:使選自由四羧酸二酐及其衍生物、以及二胺所組成的群組中的至少一種具有光分解型結(jié)構(gòu)、且二胺包含由式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種;或者同時包含:使選自由四羧酸二酐及其衍生物、以及二胺所組成的群組中的至少一種具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種;以及使四羧酸二酐及其衍生物、以及二胺的任一者均不具有光分解型結(jié)構(gòu)、且二胺包含由式(1)所表示的化合物的至少一種的原料單體反應(yīng)而獲得的聚合物的至少一種。
本發(fā)明的光取向用液晶取向劑可含有至少兩種聚合物。若將兩種聚合物中具有光分解型結(jié)構(gòu)的聚合物設(shè)為[A]、將不具有光分解型結(jié)構(gòu)的聚合物設(shè)為[B],則認為通過將聚合物[A]的重量平均分子量控制為小于聚合物[B]的重量平均分子量,在將含有兩聚合物的混合物的液晶取向劑涂布于基板并進行預(yù)干燥的過程中,可在所形成的聚合物膜的上層使具有光分解型結(jié)構(gòu)的聚合物[A]偏析,在下層使不具有光分解型結(jié)構(gòu)的聚合物[B]偏析。因此,取向膜表面的具有光分解型結(jié)構(gòu)的聚合物[A]的存在成為支配性地位,即便以形成取向膜的聚合物的總量為基準而具有光分解型結(jié)構(gòu)的聚合物[A]的含量少,利用本發(fā)明的光取向用液晶取向劑所形成的取向膜也顯示出高的液晶取向性。
如上所述,可知如下現(xiàn)象:在使用包含兩種聚合物的液晶取向劑形成薄膜的過程中,將表面能量小的聚合物分離為上層,將表面能量大的聚合物分離為下層。所述的取向膜是否進行層分離的確認例如可通過以下方式確認:測定所形成的膜的表面能量,與利用僅含有聚合物[A]的液晶取向劑所形成的膜的表面能量的值是否相同,或者為與其相近的值。
關(guān)于聚合物的重量平均分子量,通過將聚合物[A]調(diào)整為8,000~40,000,將聚合物[B]調(diào)整為50,000~200,000,優(yōu)選通過將聚合物[A]的分子量(Mw)調(diào)整為10,000~30,000,將聚合物[B]的分子量(Mw)調(diào)整為80,000~160,000,可引起所述的層分離。聚合物的重量平均分子量例如可根據(jù)使四羧酸二酐與二胺反應(yīng)的時間而調(diào)整??刹扇∩倭烤酆戏磻?yīng)中的反應(yīng)液,通過凝膠滲透色譜(Gel Permeation Chromatography,GPC)法的測定來求出反應(yīng)液中所包含的聚合物的重量平均分子量,根據(jù)所述測定值來決定反應(yīng)的終點。而且,廣為人知的是在反應(yīng)開始時將相當量的四羧酸二酐及二胺取代成單羧酸或單胺,由此引起聚合反應(yīng)的終止,從而控制重量平均分子量的方法。
如上所述,為了顯示出良好的光取向性,當將所包含的聚合物總量設(shè)為100重量%時,本發(fā)明的光取向用液晶取向劑中的聚合物[A]的含量需要為20wt%(重量百分比)以上,優(yōu)選30wt%以上,更優(yōu)選50wt%以上。
可進而含有日本專利特開2009-036966、日本專利特開2010-185001、日本專利特開2011-102963、日本專利特開2011-253175、日本專利特開2012-159825、國際公開2008/044644、國際公開2009/148099、國際公開2010/074261、國際公開2010/074264、國際公開2010/126108、國際公開2011/068123、國際公開2011/068127、國際公開2011/068128、國際公開2012/115157、國際公開2012/165354等中所揭示的聚硅氧烷作為所述聚硅氧烷。
<烯基取代納迪克酰亞胺化合物>
例如,就使液晶顯示元件的電特性長期穩(wěn)定的目的而言,本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有烯基取代納迪克酰亞胺化合物。烯基取代納迪克酰亞胺化合物可使用一種,也可以并用兩種以上。就所述目的而言,相對于聚酰胺酸或其衍生物,烯基取代納迪克酰亞胺化合物的含量優(yōu)選1wt%~100wt%,更優(yōu)選1wt%~70wt%,進而更優(yōu)選1wt%~50wt%。
以下對納迪克酰亞胺化合物進行具體說明。
烯基取代納迪克酰亞胺化合物優(yōu)選可溶解在溶解本發(fā)明中所使用的聚酰胺酸或其衍生物的溶劑中的化合物。此種烯基取代納迪克酰亞胺化合物的例子可列舉由下述的式(NA)所表示的化合物。
式(NA)中,L1及L2獨立為氫、碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)3~6的烯基、碳數(shù)5~8的環(huán)烷基、碳數(shù)6~12的芳基或芐基,n為1或2。
式(NA)中,當n=1時,W為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)2~6的烯基、碳數(shù)5~8的環(huán)烷基、碳數(shù)6~12的芳基、芐基、由-Z1-(O)r-(Z2O)k-Z3-H(此處,Z1、Z2及Z3獨立為碳數(shù)2~6的亞烷基,r為0或1,而且,k為1~30的整數(shù))所表示的基、由-(Z4)r-B-Z5-H(此處,Z4及Z5獨立為碳數(shù)1~4的亞烷基或碳數(shù)5~8的亞環(huán)烷基,B為亞苯基,而且,r為0或1)所表示的基、由-B-T-B-H(此處,B為亞苯基,而且,T為-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、-CO-、-S-或-SO2-)所表示的基或這些基的一個氫~三個氫經(jīng)-OH取代的基。
此時,優(yōu)選的W為碳數(shù)1~8的烷基、碳數(shù)3~4的烯基、環(huán)己基、苯基、芐基、碳數(shù)4~10的聚(亞乙氧基)乙基、苯氧基苯基、苯基甲基苯基、苯基亞異丙基苯基及這些基的一個氫或兩個氫經(jīng)-OH取代的基。
式(NA)中,當n=2時,W為碳數(shù)2~20的亞烷基、碳數(shù)5~8的亞環(huán)烷基、碳數(shù)6~12的亞芳基、由-Z1-O-(Z2O)k-Z3-(此處,Z1~Z3、及k的定義如上所述)所表示的基、由-Z4-B-Z5-(此處,Z4、Z5及B的定義如上所述)所表示的基、由-B-(O-B)r-T-(B-O)r-B-(此處,B為亞苯基,T為碳數(shù)1~3的亞烷基、-O-或-SO2-,r的定義如上所述)所表示的基或這些基的一個氫~三個氫經(jīng)-OH取代的基。
此時,優(yōu)選的W為碳數(shù)2~12的亞烷基、亞環(huán)己基、亞苯基、苯亞甲基、苯二甲基、由-C3H6-O-(Z2-O)n-O-C3H6-(此處,Z2為碳數(shù)2~6的亞烷基,n為1或2)所表示的基、由-B-T-B-(此處,B為亞苯基,而且,T為-CH2-、-O-或-SO2-)所表示的基、由-B-O-B-C3H6-B-O-B-(此處,B為亞苯基)所表示的基及這些基的一個氫或兩個氫經(jīng)-OH取代的基。
此種烯基取代納迪克酰亞胺化合物可使用例如如日本專利2729565號公報中所記載般,通過將烯基取代納迪克酸酐衍生物與二胺在80℃~220℃的溫度下保持0.5小時~20小時來進行合成而獲得的化合物或市售的化合物。作為烯基取代納迪克酰亞胺化合物的具體例,可列舉以下所示的化合物。
N-甲基-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-甲基-烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-甲基-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-甲基-甲基烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2-乙基己基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、
N-(2-乙基己基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-烯丙基-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-烯丙基-烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-烯丙基-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-異丙烯基-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-異丙烯基-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-異丙烯基-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-環(huán)己基-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-環(huán)己基-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-環(huán)己基-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-苯基-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、
N-苯基-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-芐基-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-芐基-烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-芐基-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2-羥乙基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2-羥乙基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2-羥乙基)-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、
N-(2,2-二甲基-3-羥丙基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2,2-二甲基-3-羥丙基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2,3-二羥丙基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(2,3-二羥丙基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(3-羥基-1-丙烯基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(4-羥基環(huán)己基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、
N-(4-羥苯基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(4-羥苯基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(4-羥苯基)-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(4-羥苯基)-甲基烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(3-羥苯基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(3-羥苯基)-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-(對羥基芐基)-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-{2-(2-羥基乙氧基)乙基}-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、
N-{2-(2-羥基乙氧基)乙基}-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-{2-(2-羥基乙氧基)乙基}-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-{2-(2-羥基乙氧基)乙基}-甲基烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-[2-{2-(2-羥基乙氧基)乙氧基}乙基]-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-[2-{2-(2-羥基乙氧基)乙氧基}乙基]-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-[2-{2-(2-羥基乙氧基)乙氧基}乙基]-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-{4-(4-羥苯基亞異丙基)苯基}-烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-{4-(4-羥苯基亞異丙基)苯基}-烯丙基(甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、N-{4-(4-羥苯基亞異丙基)苯基}-甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺、及它們的寡聚物、
N,N′-亞乙基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞乙基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞乙基-雙(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-三亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-十二亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-十二亞甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞環(huán)己基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞環(huán)己基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、
1,2-雙{3′-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}乙烷、1,2-雙{3′-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}乙烷、1,2-雙{3′-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}乙烷、雙[2′-{3′-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}乙基]醚、雙[2′-{3′-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}乙基]醚、1,4-雙{3′-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}丁烷、1,4-雙{3′-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}丁烷、
N,N′-對亞苯基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對亞苯基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間亞苯基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間亞苯基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-{(1-甲基)-2,4-亞苯基}-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對苯二甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、
2,2-雙[4-{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-雙[4-{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-雙[4-{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、
雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(甲基烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}醚、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}醚、雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}醚、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}砜、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}砜、
雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}砜、1,6-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-3-羥基-己烷、1,12-雙(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-3,6-二羥基-十二烷、1,3-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-5-羥基-環(huán)己烷、1,5-雙{3′-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)丙氧基}-3-羥基-戊烷、1,4-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-2-羥基-苯、
1,4-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-2,5-二羥基-苯、N,N′-對(2-羥基)苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對(2-羥基)苯二甲基-雙(烯丙基甲基環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間(2-羥基)苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間(2-羥基)苯二甲基-雙(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對(2,3-二羥基)苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、
2,2-雙[4-{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-2-羥基-苯氧基}苯基]丙烷、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-2-羥基-苯基}甲烷、雙{3-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-4-羥基-苯基}醚、雙{3-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)-5-羥基-苯基}砜、1,1,1-三{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)}苯氧基甲基丙烷、N,N′,N″-三(亞乙基甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)異三聚氰酸酯及它們的寡聚物等。
進而,本發(fā)明中所使用的烯基取代納迪克酰亞胺化合物可為含有非對稱的亞烷基·亞苯基的由下述的式所表示的化合物。
以下表示烯基取代納迪克酰亞胺化合物中的優(yōu)選的化合物。
N,N′-亞乙基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞乙基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞乙基-雙(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-三亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-十二亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-十二亞甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞環(huán)己基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞環(huán)己基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、
N,N′-對亞苯基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對亞苯基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間亞苯基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間亞苯基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-{(1-甲基)-2,4-亞苯基}-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對苯二甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、2,2-雙[4-{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-雙[4-{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-雙[4-{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷。
雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(甲基烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}醚、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}醚、雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}醚、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}砜、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}砜、雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}砜。
以下表示更優(yōu)選的烯基取代納迪克酰亞胺化合物。
N,N′-亞乙基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞乙基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞乙基-雙(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-三亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-十二亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-十二亞甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞環(huán)己基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-亞環(huán)己基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)。
N,N′-對亞苯基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對亞苯基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間亞苯基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間亞苯基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-{(1-甲基)-2,4-亞苯基}-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-對苯二甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)、N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)。
2,2-雙[4-{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-雙[4-{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、2,2-雙[4-{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯氧基}苯基]丙烷、雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(甲基烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、雙{4-(甲基烯丙基甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷。
而且,作為特優(yōu)選的烯基取代納迪克酰亞胺化合物,可列舉:由下述式(NA-1)所表示的雙{4-(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)苯基}甲烷、由式(NA-2)所表示的N,N′-間苯二甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)及由式(NA-3)所表示的N,N′-六亞甲基-雙(烯丙基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亞胺)。
<具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物>
例如,就使液晶顯示元件的電特性長期穩(wěn)定的目的而言,本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物。具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物可以是一種化合物,也可以是兩種以上的化合物。再者,在具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物中不含烯基取代納迪克酰亞胺化合物。就所述目的而言,相對于聚酰胺酸或其衍生物,具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物的含量優(yōu)選1wt%~100wt%,更優(yōu)選1wt%~70wt%,進而更優(yōu)選1wt%~50wt%。
再者,關(guān)于相對于烯基取代納迪克酰亞胺化合物的具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物的比率,為了降低液晶顯示元件的離子密度、抑制離子密度的經(jīng)時的增加、進而抑制殘像的產(chǎn)生,具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物/烯基取代納迪克酰亞胺化合物以重量比計優(yōu)選0.1~10,更優(yōu)選0.5~5。
以下對具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物進行具體說明。
作為具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物,可列舉:(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酸衍生物及雙順丁烯二酰亞胺。具有自由基聚合性不飽和雙鍵的化合物更優(yōu)選具有兩個以上的自由基聚合性不飽和雙鍵的(甲基)丙烯酸衍生物。
作為(甲基)丙烯酸酯的具體例,例如可列舉:(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯及(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯。
作為二官能(甲基)丙烯酸酯的具體例,例如可列舉:亞乙基雙丙烯酸酯,作為東亞合成化學工業(yè)(股份)的制品的阿羅尼克斯M-210(Aronix M-210)、阿羅尼克斯M-240及阿羅尼克斯M-6200,作為日本化藥(股份)的制品的卡亞德HDDA(KAYARAD HDDA)、卡亞德HX-220、卡亞德R-604及卡亞德R-684,作為大阪有機化學工業(yè)(股份)的制品的V260、V312及V335HP,以及作為共榮社油脂化學工業(yè)(股份)的制品的輕丙烯酸酯BA-4EA(Light Acrylate BA-4EA)、輕丙烯酸酯BP-4PA及輕丙烯酸酯BP-2PA。
作為三官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯的具體例,例如可列舉:4,4′-亞甲基雙(N,N-二羥基亞乙基丙烯酸酯苯胺),作為東亞合成化學工業(yè)(股份)的制品的阿羅尼克斯M-400、阿羅尼克斯M-405、阿羅尼克斯M-450、阿羅尼克斯M-7100、阿羅尼克斯M-8030、阿羅尼克斯M-8060,作為日本化藥(股份)的制品的卡亞德TMPTA、卡亞德DPCA-20、卡亞德DPCA-30、卡亞德DPCA-60、卡亞德DPCA-120,及作為大阪有機化學工業(yè)(股份)的制品的VGPT。
作為(甲基)丙烯酰胺衍生物的具體例,例如可列舉:N-異丙基丙烯酰胺、N-異丙基甲基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-正丙基甲基丙烯酰胺、N-環(huán)丙基丙烯酰胺、N-環(huán)丙基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基乙基丙烯酰胺、N-乙氧基乙基甲基丙烯酰胺、N-四氫糠基丙烯酰胺、N-四氫糠基甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-甲基-N-正丙基丙烯酰胺、N-甲基-N-異丙基丙烯酰胺、N-丙烯?;哙?、N-丙烯酰基吡咯烷、N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺、N,N′-亞乙基雙丙烯酰胺、N,N′-二羥基亞乙基雙丙烯酰胺、N-(4-羥苯基)甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、N-丁基甲基丙烯酰胺、N-(異丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-[2-(N,N-二甲氨基)乙基]甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺、N-(甲氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-(羥甲基)-2-甲基丙烯酰胺、N-芐基-2-甲基丙烯酰胺及N,N′-亞甲基雙甲基丙烯酰胺。
所述(甲基)丙烯酸衍生物之中,特優(yōu)選N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺、N,N′-二羥基亞乙基-雙丙烯酰胺、亞乙基雙丙烯酸酯及4,4′-亞甲基雙(N,N-二羥基亞乙基丙烯酸酯苯胺)。
作為雙順丁烯二酰亞胺,例如可列舉:KI化成(股份)制造的BMI-70及BMI-80、以及大和化成工業(yè)(股份)制造的BMI-1000、BMI-3000、BMI-4000、BMI-5000及BMI-7000。
<噁嗪化合物>
例如,就使液晶顯示元件的電特性長期穩(wěn)定的目的而言,本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有噁嗪化合物。噁嗪化合物可以是一種化合物,也可以是兩種以上的化合物。就所述目的而言,相對于聚酰胺酸或其衍生物,噁嗪化合物的含量優(yōu)選0.1wt%~50wt%,更優(yōu)選1wt%~40wt%,進而更優(yōu)選1wt%~20wt%。
以下對噁嗪化合物進行具體說明。
噁嗪化合物優(yōu)選可溶于使聚酰胺酸或其衍生物溶解的溶劑中、且具有開環(huán)聚合性的噁嗪化合物。
另外,噁嗪化合物中的噁嗪結(jié)構(gòu)的數(shù)量并無特別限定。
噁嗪的結(jié)構(gòu)已知有各種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中,噁嗪的結(jié)構(gòu)并無特別限定,在噁嗪化合物中的噁嗪結(jié)構(gòu)中,可列舉苯并噁嗪或萘并噁嗪等具有含有縮合多環(huán)芳香族基的芳香族基的噁嗪的結(jié)構(gòu)。
作為噁嗪化合物,例如可列舉下述式(OX-1)~式(OX-6)所示的化合物。再者,在下述式中,朝向環(huán)的中心所表示的鍵表示鍵結(jié)在構(gòu)成環(huán)且可鍵結(jié)取代基的任一個碳上。
式(OX-1)~式(OX-3)中,L3及L4為碳數(shù)1~30的有機基,式(OX-1)~式(OX-6)中,L5~L8為氫或碳數(shù)1~6的烴基,式(OX-3)、式(OX-4)及式(OX-6)中,Q1為單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)v-、-O-(CH2)v-O-、-S-(CH2)v-S-,此處,v為1~6的整數(shù),式(OX-5)及式(OX-6)中,Q2獨立為單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳數(shù)1~3的亞烷基,Q2中的苯環(huán)、萘環(huán)上所鍵結(jié)的氫獨立且可由-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代。
另外,噁嗪化合物包括側(cè)鏈上具有噁嗪結(jié)構(gòu)的寡聚物或聚合物、主鏈中具有噁嗪結(jié)構(gòu)的寡聚物或聚合物。
作為由式(OX-1)所表示的噁嗪化合物,例如可列舉以下的噁嗪化合物。
式(OX-1-2)中,L3優(yōu)選碳數(shù)1~30的烷基,進而更優(yōu)選碳數(shù)1~20的烷基。
作為由式(OX-2)所表示的噁嗪化合物,例如可列舉以下的噁嗪化合物。
式中,L3優(yōu)選碳數(shù)1~30的烷基,進而更優(yōu)選碳數(shù)1~20的烷基。
作為由式(OX-3)所表示的噁嗪化合物,可列舉由下述式(OX-3-I)所表示的噁嗪化合物。
式(OX-3-I)中,L3及L4為碳數(shù)1~30的有機基,L5~L8為氫或碳數(shù)1~6的烴基,Q1為單鍵、-CH2-、-C(CH3)2-、-CO-、-O-、-SO2-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-。作為由式(OX-3-I)所表示的噁嗪化合物,例如可列舉以下的噁嗪化合物。
式中,L3及L4優(yōu)選碳數(shù)1~30的烷基,進而更優(yōu)選碳數(shù)1~20的烷基。
作為由式(OX-4)所表示的噁嗪化合物,例如可列舉以下的噁嗪化合物。
作為由式(OX-5)所表示的噁嗪化合物,例如可列舉以下的噁嗪化合物。
作為由式(OX-6)所表示的噁嗪化合物,例如可列舉以下的噁嗪化合物。
這些之中,更優(yōu)選可列舉由式(OX-2-1)、式(OX-3-1)、式(OX-3-3)、式(OX-3-5)、式(OX-3-7)、式(OX-3-9)、式(OX-4-1)~式(OX-4-6)、式(OX-5-3)、式(OX-5-4)及式(OX-6-2)~式(OX-6-4)所表示的噁嗪化合物。
噁嗪化合物可通過與國際公開2004/009708、日本專利特開平11-12258、日本專利特開2004-352670中所記載的方法相同的方法來制造。
由式(OX-1)所表示的噁嗪化合物可通過使酚化合物與一級胺及醛進行反應(yīng)而獲得(參照國際公開2004/009708)。
由式(OX-2)所表示的噁嗪化合物可通過如下方式獲得:通過向甲醛中緩慢地添加一級胺的方法進行反應(yīng)后,添加具有萘酚系羥基的化合物進行反應(yīng)(參照國際公開2004/009708)。
由式(OX-3)所表示的噁嗪化合物可通過如下方式獲得:在二級脂肪族胺、三級脂肪族胺或堿性含氮雜環(huán)化合物的存在下,使酚化合物1摩爾、相對于該酚化合物的一個酚性羥基至少為2摩爾以上的醛、以及1摩爾的一級胺在有機溶劑中進行反應(yīng)(參照國際公開2004/009708及日本專利特開平11-12258)。
由式(OX-4)~式(OX-6)所表示的噁嗪化合物可通過如下方式獲得:在90℃以上的溫度下,使4,4′-二氨基二苯基甲烷等具有多個苯環(huán)及與這些苯環(huán)鍵結(jié)的有機基的二胺、福爾馬林等醛、以及苯酚在正丁醇中進行脫水縮合反應(yīng)(參照日本專利特開2004-352670)。
<噁唑啉化合物>
例如,就使液晶顯示元件的電特性長期穩(wěn)定的目的而言,本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有噁唑啉化合物。噁唑啉化合物為具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的化合物。噁唑啉化合物可以是一種化合物,也可以是兩種以上的化合物。就所述目的而言,相對于聚酰胺酸或其衍生物,噁唑啉化合物的含量優(yōu)選0.1wt%~50wt%,更優(yōu)選1wt%~40wt%,進而更優(yōu)選1wt%~20wt%?;蛘撸攲f唑啉化合物中的噁唑啉結(jié)構(gòu)換算成噁唑啉時,就所述目的而言,相對于聚酰胺酸或其衍生物,噁唑啉化合物的含量優(yōu)選0.1wt%~40wt%。
以下對噁唑啉化合物進行具體說明。
噁唑啉化合物可在一種化合物中僅具有一種噁唑啉結(jié)構(gòu),也可以具有兩種以上。另外,噁唑啉化合物只要在一種化合物中具有一個噁唑啉結(jié)構(gòu)即可,但優(yōu)選具有兩個以上。另外,噁唑啉化合物可以是側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的聚合物,也可以是共聚物。側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的聚合物可以是側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的單體的均聚物,也可以是側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的單體與不具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的單體的共聚物。側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的共聚物可以是側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的兩種以上的單體的共聚物,也可以是側(cè)鏈上具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的兩種以上的單體與不具有噁唑啉結(jié)構(gòu)的單體的共聚物。
噁唑啉結(jié)構(gòu)優(yōu)選以噁唑啉結(jié)構(gòu)中的氧及氮的一者或兩者與聚酰胺酸的羰基可進行反應(yīng)的方式存在于噁唑啉化合物中的結(jié)構(gòu)。
作為噁唑啉化合物,例如可列舉:2,2′-雙(2-噁唑啉)、1,2,4-三-(2-噁唑啉基-2)-苯、4-呋喃-2-基亞甲基-2-苯基-4H-噁唑-5-酮、1,4-雙(4,5-二氫-2-噁唑基)苯、1,3-雙(4,5-二氫-2-噁唑基)苯、2,3-雙(4-異丙烯基-2-噁唑啉-2-基)丁烷、2,2′-雙-4-芐基-2-噁唑啉、2,6-雙(異丙基-2-噁唑啉-2-基)吡啶、2,2′-亞異丙基雙(4-叔丁基-2-噁唑啉)、2,2′-亞異丙基雙(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2′-亞甲基雙(4-叔丁基-2-噁唑啉)及2,2′-亞甲基雙(4-苯基-2-噁唑啉)。除這些噁唑啉化合物以外,也可以列舉如艾波克羅斯(Epocros)(商品名,日本觸媒(股份)制造)般的具有噁唑基的聚合物或寡聚物。這些噁唑啉化合物之中,更優(yōu)選可列舉1,3-雙(4,5-二氫-2-噁唑基)苯。
<環(huán)氧化合物>
例如,就使液晶顯示元件的電特性長期穩(wěn)定的目的而言,本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有環(huán)氧化合物。環(huán)氧化合物可以是一種化合物,也可以是兩種以上的化合物。就所述目的而言,相對于聚酰胺酸或其衍生物,環(huán)氧化合物的含量優(yōu)選0.1wt%~50wt%,更優(yōu)選1wt%~40wt%,進而更優(yōu)選1wt%~20wt%。
以下對環(huán)氧化合物進行具體說明。
作為環(huán)氧化合物,可列舉分子內(nèi)具有一個或兩個以上的環(huán)氧環(huán)的各種化合物。作為分子內(nèi)具有一個環(huán)氧環(huán)的化合物,例如可列舉:苯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、3,3,3-三氟甲基環(huán)氧丙烷、氧化苯乙烯、六氟環(huán)氧丙烷、環(huán)氧己烷(cyclohexane oxide)、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺、(九氟-N-丁基)環(huán)氧化物、全氟乙基縮水甘油醚、表氯醇、表溴醇、N,N-二縮水甘油基苯胺及3-[2-(全氟己基)乙氧基]-1,2-環(huán)氧基丙烷。
作為分子內(nèi)具有兩個環(huán)氧環(huán)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、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、3,4-環(huán)氧基環(huán)己烯基甲基-3′,4′-環(huán)氧基環(huán)己烯羧酸酯、硅羅基賽德8000(Celloxide8000)(商品名、大賽璐(Daicel)(股份)制造)及3-(N,N-二縮水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷。
作為分子內(nèi)具有三個環(huán)氧環(huán)的化合物,例如可列舉:2-[4-(2,3-環(huán)氧基丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-雙[4-([2,3-環(huán)氧基丙氧基]苯基)]乙基]苯基]丙烷(商品名“鐵克摩亞VG3101L(Techmore VG3101L)”,(三井化學(股份)制造))。
作為分子內(nèi)具有四個環(huán)氧環(huán)的化合物,例如可列舉:1,3,5,6-四縮水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-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′-二氨基二苯基甲烷及3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷。
除所述以外,也可以列舉具有環(huán)氧環(huán)的寡聚物或聚合物作為分子內(nèi)具有環(huán)氧環(huán)的化合物的例子。作為具有環(huán)氧環(huán)的單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧基環(huán)己酯及(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯。
作為與具有環(huán)氧環(huán)的單體進行共聚的其他單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲酯、N-環(huán)己基順丁烯二酰亞胺及N-苯基順丁烯二酰亞胺。
作為具有環(huán)氧環(huán)的單體的聚合物的優(yōu)選的具體例,可列舉聚甲基丙烯酸縮水甘油酯等。另外,作為具有環(huán)氧環(huán)的單體與其他單體的共聚物的優(yōu)選的具體例,可列舉:N-苯基順丁烯二酰亞胺-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、N-環(huán)己基順丁烯二酰亞胺-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸芐酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物及苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
這些例之中,特優(yōu)選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、商品名“鐵克摩亞VG3101L”、3,4-環(huán)氧基環(huán)己烯基甲基-3′,4′-環(huán)氧基環(huán)己烯羧酸酯、N-苯基順丁烯二酰亞胺-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、硅羅基賽德8000(商品名、大賽璐(股份)制造)及2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷。
更系統(tǒng)地說,作為環(huán)氧化合物,例如可列舉:縮水甘油醚、縮水甘油酯、縮水甘油胺、含有環(huán)氧基的丙烯酸系樹脂、縮水甘油基酰胺、異三聚氰酸縮水甘油脂、鏈狀脂肪族型環(huán)氧化合物及環(huán)狀脂肪族型環(huán)氧化合物。再者,環(huán)氧化合物是指具有環(huán)氧基的化合物,環(huán)氧樹脂是指具有環(huán)氧基的樹脂。
作為環(huán)氧化合物,例如可列舉:縮水甘油醚、縮水甘油脂、縮水甘油胺、含有環(huán)氧基的丙烯酸系樹脂、縮水甘油基酰胺、異三聚氰酸縮水甘油酯、鏈狀脂肪族型環(huán)氧化合物及環(huán)狀脂肪族型環(huán)氧化合物。
作為縮水甘油醚,例如可列舉:雙酚A型環(huán)氧化合物、雙酚F型環(huán)氧化合物、雙酚S型環(huán)氧化合物、雙酚型環(huán)氧化合物、氫化雙酚-A型環(huán)氧化合物、氫化雙酚-F型環(huán)氧化合物、氫化雙酚-S型環(huán)氧化合物、氫化雙酚型環(huán)氧化合物、溴化雙酚-A型環(huán)氧化合物、溴化雙酚-F型環(huán)氧化合物、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物、溴化苯酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物、溴化甲酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物、雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧化合物、含有萘骨架的環(huán)氧化合物、芳香族聚縮水甘油醚化合物、二環(huán)戊二烯苯酚型環(huán)氧化合物、脂環(huán)式二縮水甘油醚化合物、脂肪族聚縮水甘油醚化合物、多硫化物型二縮水甘油醚化合物及聯(lián)苯酚型環(huán)氧化合物。
作為縮水甘油酯,例如可列舉:二縮水甘油酯化合物及縮水甘油酯環(huán)氧化合物。
作為縮水甘油胺,例如可列舉:聚縮水甘油胺化合物及縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂。
作為含有環(huán)氧基的丙烯酸系化合物,例如可列舉:具有氧雜環(huán)丙基(oxiranyl)的單體的均聚物及共聚物。
作為縮水甘油基酰胺,例如可列舉:縮水甘油基酰胺型環(huán)氧化合物。
作為鏈狀脂肪族型環(huán)氧化合物,例如可列舉:將烯烴化合物的碳-碳雙鍵氧化而獲得的含有環(huán)氧基的化合物。
作為環(huán)狀脂肪族型環(huán)氧化合物,例如可列舉:將環(huán)烯烴化合物的碳-碳雙鍵氧化而獲得的含有環(huán)氧基的化合物。
作為雙酚A型環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER828、jER1001、jER1002、jER1003、jER1004、jER1007、jER1010(均為商品名、三菱化學(股份)制造),艾普托妥YD-128(Epotohto YD-128)(東都化成(股份)制造),DER-331、DER-332、DER-324(均為陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)制造),艾匹克隆840(Epiclon840)、艾匹克隆850、艾匹克隆1050(均為商品名、迪愛生(DIC)(股份)制造),艾波米克R-140(Epomik R-140)、艾波米克R-301及艾波米克R-304(均為商品名、三井化學(公司)制造)。
作為雙酚F型環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER806、jER807、jER4004P(均為商品名、三菱化學(股份)制造),艾普托妥YDF-170、艾普托妥YDF-175S、艾普托妥YDF-2001(均為商品名、東都化成(股份)制造),DER-354(商品名、陶氏化學公司制造),艾匹克隆830及艾匹克隆835(均為商品名、迪愛生(股份)制造)。
作為雙酚型環(huán)氧化合物,例如可列舉:2,2-雙(4-羥苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的環(huán)氧化物。
作為氫化雙酚-A型環(huán)氧化合物,例如可列舉:商托妥ST-3000(Suntohto ST-3000)(商品名、東都化成(股份)制造)、里卡雷新HBE-100(Rikaresin HBE-100)(商品名、新日本理化(股份)制造)及戴娜克爾EX-252(Denacol EX-252)(商品名、長瀨化成(Nagase chemteX)(股份)制造)。
作為氫化雙酚型環(huán)氧化合物,例如可列舉:氫化2,2-雙(4-羥苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的環(huán)氧化物。
作為溴化雙酚-A型環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER5050、jER5051(均為商品名、三菱化學(股份)制造),艾普托妥YDB-360、艾普托妥YDB-400(均為商品名、東都化成(股份)制造),DER-530、DER-538(均為商品名、陶氏化學公司制造),艾匹克隆152及艾匹克隆153(均為商品名、迪愛生(股份)制造)。
作為苯酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER152、jER154(均為商品名、三菱化學(股份)制造),YDPN-638(商品名、東都化成公司制造),DEN431、DEN438(均為商品名、陶氏化學公司制造),艾匹克隆N-770(商品名、迪愛生(股份)制造),EPPN-201及EPPN-202(均為商品名、日本化藥(股份)制造)。
作為甲酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER180S75(商品名、三菱化學(股份)制造),YDCN-701、YDCN-702(均為商品名、東都化成公司制造),艾匹克隆N-665、艾匹克隆N-695(均為商品名、迪愛生(股份)制造),EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025及EOCN-1027(均為商品名、日本化藥(股份)制造)。
作為雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER157S70(商品名、三菱化學(股份)制造)及艾匹克隆N-880(商品名、迪愛生(股份)制造)。
作為含有萘骨架的環(huán)氧化合物,例如可列舉:艾匹克隆HP-4032、艾匹克隆HP-4700、艾匹克隆HP-4770(均為商品名、迪愛生(股份)制造),及NC-7000(商品名、日本化藥公司制造)。
作為芳香族聚縮水甘油醚化合物,例如可列舉:對苯二酚二縮水甘油醚(下述式EP-1),兒茶酚二縮水甘油醚(下述式EP-2),間苯二酚二縮水甘油醚(下述式EP-3),2-[4-(2,3-環(huán)氧基丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-雙[4-([2,3-環(huán)氧基丙氧基]苯基)]乙基]苯基]丙烷(下述式EP-4),三(4-縮水甘油氧基苯基)甲烷(下述式EP-5),jER1031S、jER1032H60(均為商品名、三菱化學(股份)制造),塔克替克斯-742(TACTIX-742)(商品名、陶氏化學公司制造),戴娜克爾EX-201(商品名、長瀨化成(股份)制造),DPPN-503、DPPN-502H、DPPN-501H、NC6000(均為商品名、日本化藥(股份)制造),鐵克摩亞VG3101L(商品名、三井化學(股份)制造),由下述式EP-6所表示的化合物,及由下述式EP-7所表示的化合物。
作為二環(huán)戊二烯苯酚型環(huán)氧化合物,例如可列舉:塔克替克斯-556(商品名、陶氏化學公司制造)及艾匹克隆HP-7200(商品名、迪愛生(股份)制造)。
作為脂環(huán)式二縮水甘油醚化合物,例如可列舉:環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚化合物及里卡雷新DME-100(商品名、新日本理化(股份)制造)。
作為脂肪族聚縮水甘油醚化合物,例如可列舉:乙二醇二縮水甘油醚(下述式EP-8),二乙二醇二縮水甘油醚(下述式EP-9),聚乙二醇二縮水甘油醚,丙二醇二縮水甘油醚(下述式EP-10),三丙二醇二縮水甘油醚(下述式EP-11),聚丙二醇二縮水甘油醚,新戊二醇二縮水甘油醚(下述式EP-12),1,4-丁二醇二縮水甘油醚(下述式EP-13),1,6-己二醇二縮水甘油醚(下述式EP-14),二溴新戊二醇二縮水甘油醚(下述式EP-15),戴娜克爾EX-810、戴娜克爾EX-851、戴娜克爾EX-8301、戴娜克爾EX-911、戴娜克爾EX-920、戴娜克爾EX-931、戴娜克爾EX-211、戴娜克爾EX-212、戴娜克爾EX-313(均為商品名、長瀨化成(股份)制造),DD-503(商品名、艾迪科(ADEKA)(股份)制造),里卡雷新W-100(商品名、新日本理化(股份)制造),1,3,5,6-四縮水甘油基-2,4-己二醇(下述式EP-16),甘油聚縮水甘油醚,山梨醇聚縮水甘油醚,三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚,季戊四醇聚縮水甘油醚,戴娜克爾EX-313、戴娜克爾EX-611、戴娜克爾EX-321及戴娜克爾EX-411(均為商品名、長瀨化成(股份)制造)。
作為多硫化物型二縮水甘油醚化合物,例如可列舉:FLDP-50及FLDP-60(均為商品名、東麗巧固樂(Toray Thiokol)(股份)制造)。
作為聯(lián)苯酚型環(huán)氧化合物,例如可列舉:YX-4000、YL-6121H(均為商品名、三菱化學(股份)制造),NC-3000P及NC-3000S(均為商品名、日本化藥(股份)制造)。
作為二縮水甘油酯化合物,例如可列舉:對苯二甲酸二縮水甘油酯(下述式EP-17)、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(下述式EP-18)、鄰苯二甲酸雙(2-甲基氧雜環(huán)丙基甲基)酯(下述式EP-19)、六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(下述式EP-20)、由下述式EP-21所表示的化合物、由下述式EP-22所表示的化合物及由下述式EP-23所表示的化合物。
作為縮水甘油酯環(huán)氧化合物,例如可列舉:jER871、jER872(均為商品名、三菱化學(股份)制造),艾匹克隆200、艾匹克隆400(均為商品名、迪愛生(股份)制造),戴娜克爾EX-711及戴娜克爾EX-721(均為商品名、長瀨化成(股份)制造)。
作為聚縮水甘油胺化合物,例如可列舉:N,N-二縮水甘油基苯胺(下述式EP-24)、N,N-二縮水甘油基-鄰甲苯胺(下述式EP-25)、N,N-二縮水甘油基-間甲苯胺(下述式EP-26)、N,N-二縮水甘油基-2,4,6-三溴苯胺(下述式EP-27)、3-(N,N-二縮水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷(下述式EP-28)、N,N,O-三縮水甘油基-對氨基苯酚(下述式EP-29)、N,N,O-三縮水甘油基-間氨基苯酚(下述式EP-30)、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′-二氨基二苯基甲烷(下述式EP-31)、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-間苯二甲胺(鐵特拉德-X(TETRAD-X)(商品名、三菱瓦斯化學(股份)制造),下述式EP-32)、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基氨基甲基)環(huán)己烷(鐵特拉德-C(商品名、三菱瓦斯化學(股份)制造),下述式EP-33)、1,4-雙(N,N-二縮水甘油基氨基甲基)環(huán)己烷(下述式EP-34)、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基氨基)環(huán)己烷(下述式EP-35)、1,4-雙(N,N-二縮水甘油基氨基)環(huán)己烷(下述式EP-36)、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基氨基)苯(下述式EP-37)、1,4-雙(N,N-二縮水甘油基氨基)苯(下述式EP-38)、2,6-雙(N,N-二縮水甘油基氨基甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚烷(下述式EP-39)、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′-二氨基二環(huán)己基甲烷(下述式EP-40)、2,2′-二甲基-(N,N,N′,N′-四縮水甘油基)-4,4′-二氨基聯(lián)苯(下述式EP-41)、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′-二氨基二苯醚(下述式EP-42)、1,3,5-三(4-(N,N-二縮水甘油基)氨基苯氧基)苯(下述式EP-43)、2,4,4′-三(N,N-二縮水甘油基氨基)二苯醚(下述式EP-44)、三(4-(N,N-二縮水甘油基)氨基苯基)甲烷(下述式EP-45)、3,4,3′,4′-四(N,N-二縮水甘油基氨基)聯(lián)苯(下述式EP-46)、3,4,3′,4′-四(N,N-二縮水甘油基氨基)二苯醚(下述式EP-47)、由下述式EP-48所表示的化合物及由下述式EP-49所表示的化合物。
作為具有氧雜環(huán)丙基的單體的均聚物,例如可列舉聚甲基丙烯酸縮水甘油酯。作為具有氧雜環(huán)丙基的單體的共聚物,例如可列舉:N-苯基順丁烯二酰亞胺-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、N-環(huán)己基順丁烯二酰亞胺-甲基丙烯酸縮水甘油脂共聚物、甲基丙烯酸芐酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油脂共聚物及苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油脂共聚物。
作為具有氧雜環(huán)丙基的單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧基環(huán)己酯及(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯。
作為具有氧雜環(huán)丙基的單體的共聚物中的具有氧雜環(huán)丙基的單體以外的其他單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲酯、N-環(huán)己基順丁烯二酰亞胺及N-苯基順丁烯二酰亞胺。
作為異三聚氰酸縮水甘油酯,例如可列舉:1,3,5-三縮水甘油基-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮(下述式EP-50)、1,3-二縮水甘油基-5-烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮(下述式EP-51)及異三聚氰酸縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂。
作為鏈狀脂肪族型環(huán)氧化合物,例如可列舉:環(huán)氧化聚丁二烯及艾波里德PB3600(Epolead PB3600)(商品名、大賽璐(股份)制造)。
作為環(huán)狀脂肪族型環(huán)氧化合物,例如可列舉:3,4-環(huán)氧基環(huán)己烯基甲基-3′,4′-環(huán)氧基環(huán)己烯羧酸酯(硅羅基賽德2021(大賽璐(股份)制造),下述式EP-52),2-甲基-3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基-2′-甲基-3′,4′-環(huán)氧基環(huán)己基羧酸酯(下述式EP-53),2,3-環(huán)氧基環(huán)戊烷-2′,3′-環(huán)氧基環(huán)戊烷醚(下述式EP-54),ε-己內(nèi)酯改性3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基-3′,4′-環(huán)氧基環(huán)己烷羧酸酯,1,2∶8,9-二環(huán)氧基檸檬烯(硅羅基賽德3000(商品名、大賽璐(股份)制造),下述式EP-55),由下述式EP-56所表示的化合物,硅羅基賽德8000(商品名、大賽璐(股份)制造,下述式EP-57),CY-175、CY-177、CY-179(均為商品名、汽巴嘉基化學公司(The Ciba-Geigy Chemical Corp.)制造(可從日本亨斯邁(Huntsman·Japan)(股份)獲得)),EHPD-3150(商品名、大賽璐(股份)制造),及環(huán)狀脂肪族型環(huán)氧樹脂。
環(huán)氧化合物優(yōu)選聚縮水甘油胺化合物、雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧化合物、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物、及環(huán)狀脂肪族型環(huán)氧化合物的一種以上,更優(yōu)選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、商品名“鐵克摩亞VG3101L”、3,4-環(huán)氧基環(huán)己烯基甲基-3′,4′-環(huán)氧基環(huán)己烯羧酸酯、N-苯基順丁烯二酰亞胺-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、N,N,O-三縮水甘油基-對氨基苯酚、雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧化合物及甲酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物的一種以上。
另外,例如本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有各種添加劑。作為各種添加劑,例如可列舉聚酰胺酸及其衍生物以外的高分子化合物及低分子化合物,可根據(jù)各個目的而選擇使用。
例如,作為所述高分子化合物,可列舉可溶于有機溶劑的高分子化合物。就控制所形成的液晶取向膜的電特性或取向性的觀點而言,優(yōu)選將此種高分子化合物添加至本發(fā)明的液晶取向劑中。作為該高分子化合物,例如可列舉:聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚酯、聚環(huán)氧化物、聚酯多元醇、硅酮改性聚氨基甲酸酯及硅酮改性聚酯。
另外,作為所述低分子化合物,例如1)當期望提高涂布性時可列舉符合該目的的界面活性劑,2)當需要提高抗靜電時可列舉抗靜電劑,3)當期望提高與基板的密接性時可列舉硅烷偶聯(lián)劑或鈦系的偶聯(lián)劑,另外,4)當在低溫下進行酰亞胺化時可列舉酰亞胺化催化劑。
作為硅烷偶聯(lián)劑,例如可列舉:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基三甲氧基硅烷、對氨基苯基三甲氧基硅烷、對氨基苯基三乙氧基硅烷、間氨基苯基三甲氧基硅烷、間氨基苯基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-(三乙氧基硅烷基)-1-丙胺及N,N′-雙[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺。優(yōu)選的硅烷偶聯(lián)劑為3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
作為酰亞胺化催化劑,例如可列舉:三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺等脂肪族胺類;N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、甲基取代苯胺、羥基取代苯胺等芳香族胺類;吡啶、甲基取代吡啶、羥基取代吡啶、喹啉、甲基取代喹啉、羥基取代喹啉、異喹啉、甲基取代異喹啉、羥基取代異喹啉、咪唑、甲基取代咪唑、羥基取代咪唑等環(huán)式胺類。所述酰亞胺化催化劑優(yōu)選選自N,N-二甲基苯胺、鄰羥基苯胺、間羥基苯胺、對羥基苯胺、鄰羥基吡啶、間羥基吡啶、對羥基吡啶及異喹啉中的一種或兩種以上。
硅烷偶聯(lián)劑的添加量通常為聚酰胺酸或其衍生物的總重量的0wt%~20wt%,優(yōu)選0.1wt%~10wt%。
相對于聚酰胺酸或其衍生物的羰基,酰亞胺化催化劑的添加量通常為0.01當量~5當量,優(yōu)選0.05當量~3當量。
其他添加劑的添加量根據(jù)其用途而不同,但通常為聚酰胺酸或其衍生物的總重量的0wt%~100wt%,優(yōu)選0.1wt%~50wt%。
本發(fā)明的聚酰胺酸或其衍生物可與用于聚酰亞胺的膜的形成的公知的聚酰胺酸或其衍生物同樣地制造。四羧酸二酐的總添加量優(yōu)選設(shè)為與二胺的總摩爾數(shù)大致等摩爾(摩爾比為0.9~1.1左右)。
本發(fā)明的聚酰胺酸或其衍生物的分子量以聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)計,優(yōu)選7,000~500,000,更優(yōu)選10,000~200,000。所述聚酰胺酸或其衍生物的分子量可由利用凝膠滲透色譜(GPC)法的測定來求出。
本發(fā)明的聚酰胺酸或其衍生物可通過如下方式來確認它的存在:利用紅外線(Infrared,IR)、核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)對使本發(fā)明的聚酰胺酸或其衍生物在大量的不良溶劑中沉淀而獲得的固體成分進行分析。另外,可通過如下方式來確認所使用的單體:利用氣相色譜法(Gas Chromatography,GC)、高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)或氣相色譜質(zhì)譜法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)對使用KOH或NaOH等強堿的水溶液將所述聚酰胺酸或其衍生物分解后,使用有機溶劑從其分解物中所提取出的提取物進行分析。
另外,例如就液晶取向劑的涂布性或所述聚酰胺酸或其衍生物的濃度的調(diào)整的觀點而言,本發(fā)明的液晶取向劑可進一步含有溶劑。所述溶劑只要是具有溶解高分子成分的能力的溶劑,則可無特別限制地應(yīng)用。所述溶劑廣泛包含通常用于聚酰胺酸、可溶性聚酰亞胺等高分子成分的制造步驟或用途方面的溶劑,可根據(jù)使用目的而適宜選擇。所述溶劑可以是一種,也可以是兩種以上的混合溶劑。
作為溶劑,可列舉所述聚酰胺酸或其衍生物的親溶劑或以改善涂布性為目的的其他溶劑。
作為相對于聚酰胺酸或其衍生物為親溶劑的非質(zhì)子性極性有機溶劑,可列舉:N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑烷酮(dimethylimidazolidinone)、N-甲基己內(nèi)酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、二乙基乙酰胺、γ-丁內(nèi)酯等內(nèi)酯。
作為以改善涂布性等為目的的其他溶劑的例子,可列舉:乳酸烷基酯、3-甲基-3-甲氧基丁醇、四氫萘、異佛爾酮、乙二醇單丁醚等乙二醇單烷基醚、二乙二醇單乙醚等二乙二醇單烷基醚、乙二醇單烷基乙酸酯或乙二醇單苯基乙酸酯、三乙二醇單烷基醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚等丙二醇單烷基醚、丙二酸二乙酯等丙二酸二烷基酯、二丙二醇單甲醚等二丙二醇單烷基醚、這些乙酸酯類等酯化合物。
這些溶劑之中,所述溶劑特優(yōu)選N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑烷酮、γ-丁內(nèi)酯、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚及二丙二醇單甲醚。
本發(fā)明的取向劑中的聚酰胺酸的濃度優(yōu)選0.1wt%~40wt%。當將該取向劑涂布在基板上時,為了調(diào)整膜厚,有時需要事先利用溶劑對所含有的聚酰胺酸進行稀釋的操作。
本發(fā)明的取向劑中的固體成分濃度并無特別限定,只要結(jié)合下述的各種涂布法而選擇最合適的值即可。通常,為了抑制涂布時的不均或針孔等,相對于清漆重量,優(yōu)選0.1wt%~30wt%,更優(yōu)選1wt%~10wt%。
本發(fā)明的液晶取向劑的粘度由于涂布的方法、聚酰胺酸或其衍生物的濃度、所使用的聚酰胺酸或其衍生物的種類、溶劑的種類與比例而優(yōu)選的范圍不同。例如,在利用印刷機進行涂布的情況下為5mPa·s~100mPa·s(更優(yōu)選為10mPa·s~80mPa·s)。若小于5mPa·s,則變得難以獲得充分的膜厚;若超過100mPa·s,則存在印刷不均變大的現(xiàn)象。在利用旋涂進行涂布的情況下,適合的是5mPa·s~200mPa·s(更優(yōu)選為10mPa·s~100mPa·s)。在使用噴墨涂布裝置進行涂布的情況下,適合的是5mPa·s~50mPa·s(更優(yōu)選為5mPa·s~20mPa·s)。液晶取向劑的粘度可通過旋轉(zhuǎn)粘度測定法而測定,例如使用旋轉(zhuǎn)粘度計(東機產(chǎn)業(yè)制造的TVE-20L型)而測定(測定溫度為25℃)。
對本發(fā)明的液晶取向膜進行詳細說明。本發(fā)明的液晶取向膜是通過對所述本發(fā)明的液晶取向劑的涂膜進行加熱所形成的膜。本發(fā)明的液晶取向膜可通過從液晶取向劑制作液晶取向膜的通常的方法而獲得。例如,本發(fā)明的液晶取向膜可通過經(jīng)過形成本發(fā)明的液晶取向劑的涂膜的步驟、進行加熱干燥的步驟及進行加熱煅燒的步驟而獲得。針對本發(fā)明的液晶取向膜,視需要,可如后述般對經(jīng)過加熱干燥步驟、加熱煅燒步驟所獲得的膜進行摩擦處理來賦予各向異性。或者,視需要,可在涂膜步驟、加熱干燥步驟后照射光,或在加熱煅燒步驟后照射光來賦予各向異性。另外,也可以用作不進行摩擦處理的垂直取向(Vertical Alignment,VA)用液晶取向膜。
涂膜可與通常的液晶取向膜的制作同樣地,通過將本發(fā)明的液晶取向劑涂布在液晶顯示元件中的基板上來形成?;蹇闪信e可設(shè)置有氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化銦鋅(In2O3-ZnO,IZO)、氧化銦鎵鋅(In-Ga-ZnO4,IGZO)電極等電極或彩色濾光片等的玻璃制的基板。
作為將液晶取向劑涂布在基板上的方法,通常已知有旋轉(zhuǎn)器法、印刷法、浸漬法、滴加法、噴墨法等。這些方法也可以同樣地應(yīng)用于本發(fā)明中。
所述加熱干燥步驟通常已知有在烘箱或紅外爐中進行加熱處理的方法、在加熱板上進行加熱處理的方法等。加熱干燥步驟優(yōu)選在溶劑可蒸發(fā)的范圍內(nèi)的溫度下實施,更優(yōu)選在相對于加熱煅燒步驟中的溫度為比較低的溫度下實施。具體而言,加熱干燥溫度優(yōu)選30℃~150℃的范圍,進而更優(yōu)選50℃~120℃的范圍。
所述加熱煅燒步驟可在所述聚酰胺酸或其衍生物呈現(xiàn)脫水·閉環(huán)反應(yīng)所需要的條件下進行。所述涂膜的煅燒通常已知有在烘箱或紅外爐中進行加熱處理的方法、在加熱板上進行加熱處理的方法等。這些方法也可以同樣地應(yīng)用于本發(fā)明中。通常優(yōu)選在100℃~300℃左右的溫度下進行1分鐘~3小時,更優(yōu)選120℃~280℃,進而更優(yōu)選150℃~250℃。
在本發(fā)明的液晶取向膜的形成方法中,為了使液晶相對于水平方向及/或垂直方向在一個方向上進行取向,可適宜地使用摩擦法或光取向法等公知的形成方法作為對取向膜賦予各向異性的方法。
使用摩擦法的本發(fā)明的液晶取向膜可經(jīng)過如下的步驟而形成:將本發(fā)明的液晶取向劑涂布在基板上的步驟、對涂布有取向劑的基板進行加熱干燥的步驟、對該膜進行加熱煅燒的步驟以及對膜進行摩擦處理的步驟。
摩擦處理可與通常的用于液晶取向膜的取向處理的摩擦處理同樣地進行,只要是可在本發(fā)明的液晶取向膜中獲得充分的延遲的條件即可。優(yōu)選的條件是毛壓入量為0.2mm~0.8mm,平臺移動速度為5mm/sec~250mm/sec,輥旋轉(zhuǎn)速度為500rpm~2,000rpm。
對利用光取向法的本發(fā)明的液晶取向膜的形成方法進行詳細說明。使用光取向法的本發(fā)明的液晶取向膜可通過如下方式形成:對涂膜進行加熱干燥后,通過照射放射線的直線偏光或無偏光,對涂膜賦予各向異性,然后對所述膜進行加熱煅燒。另外,可通過對涂膜進行加熱干燥,且進行加熱煅燒后,照射放射線的直線偏光或無偏光而形成。就取向性的觀點而言,優(yōu)選在加熱煅燒步驟后進行放射線的照射步驟。
進而,為了提高液晶取向膜的液晶取向能力,也可一面對涂膜進行加熱一面照射放射線的直線偏光或無偏光。放射線的照射可在對涂膜進行加熱干燥的步驟、或在對涂膜進行加熱煅燒的步驟中進行,也可在加熱干燥步驟與加熱煅燒步驟之間進行。該步驟的加熱干燥溫度優(yōu)選30℃~150℃的范圍,進而更優(yōu)選50℃~120℃的范圍。另外該步驟的加熱煅燒溫度優(yōu)選30℃~300℃的范圍,進而更優(yōu)選50℃~250℃的范圍。
作為放射線,可使用包含例如150nm~800nm的波長的光的紫外線或可見光,優(yōu)選包含200nm~400nm的光的紫外線。另外可使用直線偏光或無偏光。這些光只要為能夠?qū)λ鐾磕べx予液晶取向能力的光,則并無特別限定,在欲對液晶表現(xiàn)出強的取向限制力的情況下,優(yōu)選直線偏光。
本發(fā)明的液晶取向膜即便在低能量的光照射下也可顯示出高的液晶取向能力。所述放射線照射步驟中的直線偏光的照射量優(yōu)選0.05J/cm2~20J/cm2,更優(yōu)選0.5J/cm2~10J/cm2。另外直線偏光的波長優(yōu)選150nm~800nm,更優(yōu)選200nm~400nm。直線偏光對膜表面的照射角度并無特別限定,在欲對液晶表現(xiàn)出強的取向限制力的情況下,就取向處理時間縮短的觀點而言,優(yōu)選相對于膜表面盡量垂直。另外,本發(fā)明的液晶取向膜通過照射直線偏光,可朝相對于直線偏光的偏光方向而垂直的方向使液晶取向。
在欲表現(xiàn)出預(yù)傾角的情況下,對所述膜照射的光與所述同樣,可為直線偏光,也可為無偏光。在欲表現(xiàn)出預(yù)傾角的情況下,對所述膜照射的光的照射量優(yōu)選0.05J/cm2~20J/cm2,特優(yōu)選0.5J/cm2~10J/cm2,其波長優(yōu)選250nm~400nm,特優(yōu)選200nm~300nm。在欲表現(xiàn)出預(yù)傾角的情況下,對所述膜照射的光相對于所述膜表面的照射角度并無特別限定,就取向處理時間縮短的觀點而言,優(yōu)選30度~60度。
在照射放射線的直線偏光或無偏光的步驟中使用的光源中,可無限制地使用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、深紫外線(Deep UV)燈、鹵素燈、金屬鹵化物燈、大功率金屬鹵化物燈、氙燈、水銀氙燈、準分子燈、KrF準分子激光、熒光燈、發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)燈、鈉燈、微波激發(fā)無極燈(microwave discharged electrodeless lamp)等。
本發(fā)明的液晶取向膜可通過進而包含所述步驟以外的其他步驟的方法而適宜地獲得。例如,本發(fā)明的液晶取向膜雖然不將利用清洗液對煅燒或放射線照射后的膜進行清洗的步驟作為必需步驟,但可根據(jù)其他步驟的情況而設(shè)置清洗步驟。
作為利用清洗液的清洗方法,可列舉:刷洗、噴霧、蒸氣清洗或超聲波清洗等。這些方法可以單獨進行,也可以并用。作為清洗液,可使用:純水,或甲醇、乙醇、異丙醇等各種醇類,苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類,二氯甲烷等鹵素系溶劑,丙酮、甲基乙基酮等酮類,但并不限定于這些清洗液。當然,這些清洗液可使用經(jīng)充分精制的雜質(zhì)少的清洗液。此種清洗方法也可以應(yīng)用于形成本發(fā)明的液晶取向膜時的所述清洗步驟中。
為了提高本發(fā)明的液晶取向膜的液晶取向能力,可在加熱煅燒步驟的前后、摩擦步驟的前后、或者偏光或無偏光的放射線照射的前后應(yīng)用利用熱或光的退火處理。在該退火處理中,退火溫度為30℃~180℃,優(yōu)選50℃~150℃,時間優(yōu)選1分鐘~2小時。另外,在用于退火處理的退火光中,可列舉UV燈、熒光燈、LED燈等。光的照射量優(yōu)選0.3J/cm2~10J/cm2。
本發(fā)明的液晶取向膜的膜厚并無特別限定,但優(yōu)選10nm~300nm,更優(yōu)選30nm~150nm。本發(fā)明的液晶取向膜的膜厚可通過輪廓儀或橢偏儀(ellipsometer)等公知的膜厚測定裝置來測定。
本發(fā)明的液晶取向膜的各向異性的大小可通過日本專利特開2005-275364等中所記載的使用偏光IR的方法來評價。另外,如以下的實施例所示般,也可以通過使用橢偏測量術(shù)(ellipsometry)的方法來評價。詳細而言,可使用分光橢偏儀來測定液晶取向膜的延遲值。膜的延遲值與聚合物主鏈的取向度成比例地增大。即,具有大的延遲值的膜具有大的取向度,當將本發(fā)明的取向膜用作液晶取向膜時,可認為具有更大的各向異性的取向膜對于液晶組合物具有大的取向限制力。
本發(fā)明的液晶取向膜可適宜地用于橫向電場方式的液晶顯示元件中。在用于橫向電場方式的液晶顯示元件中的情況下,預(yù)傾角越小,且液晶取向能力越高,則在暗狀態(tài)下的黑顯示水平越變高,對比度越提高。預(yù)傾角優(yōu)選0.1°以下。
除液晶顯示器用的液晶組合物的取向用途以外,本發(fā)明的液晶取向膜可用于光學補償材料或其他所有液晶材料的取向控制。另外,本發(fā)明的取向膜由于具有大的各向異性,因此可單獨用于光學補償材料用途。
對本發(fā)明的液晶顯示元件進行詳細說明。
本發(fā)明提供一種液晶顯示元件,其包括對向配置的一對基板、形成在所述一對基板各自的對向面的一者或兩者上的電極、形成在所述一對基板各自的對向面上的液晶取向膜、以及形成在所述一對基板間的液晶層,且所述液晶取向膜為本發(fā)明的取向膜。
所述電極只要是形成在基板的一面上的電極,則并無特別限定。此種電極例如可列舉ITO或金屬的蒸鍍膜等。另外,電極可形成在基板的一個面的整個面上,也可以形成為例如經(jīng)圖案化的所期望的形狀。電極的所述所期望的形狀例如可列舉梳型或鋸齒結(jié)構(gòu)等。電極可形成在一對基板中的一個基板上,也可以形成在兩個基板上。電極的形成形態(tài)根據(jù)液晶顯示元件的種類而不同,例如在IPS型液晶顯示元件的情況下,將電極配置在所述一對基板的一者上,在其他液晶顯示元件的情況下,將電極配置在所述一對基板兩者上。在所述基板或電極上形成所述液晶取向膜。
所述液晶層是以通過形成有液晶取向膜的面對向的所述一對基板來夾持液晶組合物的形式形成。在液晶層的形成過程中,視需要可使用微粒子或樹脂片等介于所述一對基板之間并形成適當?shù)拈g隔的間隔物。
液晶組合物并無特別限制,可使用介電常數(shù)各向異性為正或負的各種液晶組合物。介電常數(shù)各向異性為正的優(yōu)選的液晶組合物可列舉:日本專利3086228、日本專利2635435、日本專利特表平5-501735、日本專利特開平8-157826、日本專利特開平8-231960、日本專利特開平9-241644(EP885272A1)、日本專利特開平9-302346(EP806466A1)、日本專利特開平8-199168(EP722998A1)、日本專利特開平9-235552、日本專利特開平9-255956、日本專利特開平9-241643(EP885271A1)、日本專利特開平10-204016(EP844229A1)、日本專利特開平10-204436、日本專利特開平10-231482、日本專利特開2000-087040、日本專利特開2001-48822等中所揭示的液晶組合物。
即便向介電常數(shù)各向異性為正或負的液晶組合物中添加一種以上的光學活性化合物來使用,也無任何影響。
對所述介電常數(shù)各向異性為負的液晶組合物加以說明。負的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物例如可列舉含有選自由下述式(NL-1)所表示的液晶化合物的群組的至少一種液晶化合物作為第1成分的組合物。
此處,R1a及R2a獨立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、碳數(shù)2~12的烯基或至少一個氫由氟取代的碳數(shù)2~12的烯基,環(huán)A2及環(huán)B2獨立為1,4-亞環(huán)己基、四氫吡喃(tetrahydropyran)-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、2,5-二氟-1,4-亞苯基、2,3-二氟-1,4-亞苯基、2-氟-3-氯-1,4-亞苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-亞苯基、2,6-萘二基或7,8-二氟色滿(chromane)-2,6-二基,此處,環(huán)A2及環(huán)B2的至少一個是2,3-二氟-1,4-亞苯基、2-氟-3-氯-1,4-亞苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-亞苯基或7,8-二氟色滿-2,6-二基,Z1獨立為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-或-CF2O-,j為1、2或3,j為2或3時,任意兩個環(huán)A2可以相同,也可以不同,任意兩個Z1可以相同,也可以不同。
為了使介電常數(shù)各向異性提高,優(yōu)選的環(huán)A2及環(huán)B2分別為2,3-二氟-1,4-亞苯基或四氫吡喃-2,5-二基,為了使粘度降低,優(yōu)選的環(huán)A2及環(huán)B2分別為1,4-亞環(huán)己基。
為了使介電常數(shù)各向異性提高,優(yōu)選的Z1為-CH2O-,為了使粘度降低,優(yōu)選的Z1為單鍵。
為了使下限溫度降低,優(yōu)選的j為1,為了使上限溫度提高,優(yōu)選的j為2。
所述式(NL-1)的液晶化合物的具體例可列舉由下述式(NL-1-1)~式(NL-1-32)所表示的化合物。
此處,R1a及R2a獨立為碳數(shù)1~12的烷基、碳數(shù)1~12的烷氧基、碳數(shù)2~12的烯基或至少一個氫由氟取代的碳數(shù)2~12的烯基,環(huán)A21、環(huán)A22、環(huán)A23、環(huán)B21及環(huán)B22獨立為1,4-亞環(huán)己基或1,4-亞苯基,Z11及Z12獨立為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-或-COO-。
為了使對于紫外線或熱的穩(wěn)定性等提高,優(yōu)選的R1a及R2a是碳數(shù)1~12的烷基,或者為了使介電常數(shù)各向異性的絕對值提高,優(yōu)選的R1a及R2a是碳數(shù)1~12的烷氧基。
優(yōu)選的烷基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。為了使粘度降低,進而更優(yōu)選的烷基是乙基、丙基、丁基、戊基或庚基。
優(yōu)選的烷氧基是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。為了使粘度降低,進而更優(yōu)選的烷氧基是甲氧基或乙氧基。
優(yōu)選的烯基是乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基或5-己烯基。為了使粘度降低,進而更優(yōu)選的烯基是乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基或3-戊烯基。這些烯基中的-CH=CH-優(yōu)選的立體構(gòu)型(steric configuration)依存于雙鍵的位置。自用以使粘度降低等方面考慮,在如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基這樣的烯基中優(yōu)選為反式。在如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基這樣的烯基中優(yōu)選為順式。在這些烯基中,與分支相比而言優(yōu)選為直鏈的烯基。
至少一個氫由氟取代的烯基的優(yōu)選的例子是2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基及6,6-二氟-5-己烯基。為了使粘度降低,進而更優(yōu)選的例子是2,2-二氟乙烯基及4,4-二氟-3-丁烯基。
為了使粘度降低,優(yōu)選的環(huán)A21、環(huán)A22、環(huán)A23、環(huán)B21及環(huán)B22分別為1,4-亞環(huán)己基。
為了使介電常數(shù)各向異性提高,優(yōu)選的Z11及Z12是-CH2O-,為了使粘度降低,優(yōu)選的Z11及Z12是單鍵。
所述具有負的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物中,作為第1成分而優(yōu)選的化合物(NL-1)是化合物(NL-1-1)、化合物(NL-1-4)、化合物(NL-1-7)或化合物(NL-1-32)。
所述具有負的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物的優(yōu)選的例子可列舉在日本專利特開昭57-114532、日本專利特開平2-4725、日本專利特開平4-224885、日本專利特開平8-40953、日本專利特開平8-104869、日本專利特開平10-168076、日本專利特開平10-168453、日本專利特開平10-236989、日本專利特開平10-236990、日本專利特開平10-236992、日本專利特開平10-236993、日本專利特開平10-236994、日本專利特開平10-237000、日本專利特開平10-237004、日本專利特開平10-237024、日本專利特開平10-237035、日本專利特開平10-237075、日本專利特開平10-237076、日本專利特開平10-237448(EP967261A1)、日本專利特開平10-287874、日本專利特開平10-287875、日本專利特開平10-291945、日本專利特開平11-029581、日本專利特開平11-080049、日本專利特開2000-256307、日本專利特開2001-019965、日本專利特開2001-072626、日本專利特開2001-192657、日本專利特開2010-037428、國際公開201I/024666、國際公開2010/072370、日本專利特表2010-537010、日本專利特開2012-077201、日本專利特開2009-084362等中所揭示的液晶組合物。
而且,例如自使取向性提高的觀點考慮,例如本發(fā)明的元件中所使用的液晶組合物還可以進一步添加添加物。此種添加物為光聚合性單體、光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合引發(fā)劑、聚合抑制劑等。
為了改善液晶的取向性,光聚合性單體或寡聚物的最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)可列舉式(PM-1-1)~式(PM-1-6)的結(jié)構(gòu)。
為了表現(xiàn)出決定聚合后的液晶的傾斜方向的效果,相對于未添加添加物的液晶組合物100重量份,光聚合性單體或寡聚物的添加量理想的是0.01重量份以上。另外,為了使聚合后的聚合物的取向效果適宜,或者為了避免在紫外線照射后,未反應(yīng)的單體或寡聚物溶出至液晶中,理想的是30重量份以下。
為了引起液晶的螺旋結(jié)構(gòu)而賦予扭轉(zhuǎn)角,在組合物中混合光學活性化合物。此種化合物的例子是化合物(PAC-1-1)至化合物(PAC-1-4)。
相對于未添加添加物的液晶組合物100重量份,光學活性化合物的優(yōu)選的添加量為5重量份以下。進而更優(yōu)選的添加量為0.01重量份至2重量份的范圍。
為了防止由于在大氣中加熱而造成的比電阻(specific resistance)降低,或者為了在長時間使用元件后,不僅僅在室溫下而且在高的溫度下也可以維持大的電壓保持率,在液晶組合物中混合抗氧化劑。
抗氧化劑的優(yōu)選的例子是w為1至10的整數(shù)的化合物(AO-1)等。在化合物(AO-1)中,優(yōu)選的w是1、3、5、7或9。進而更優(yōu)選的w是1或7。w為1的化合物(AO-1)的揮發(fā)性大,因此在防止由于在大氣中加熱而造成的比電阻降低時有效。w為7的化合物(AO-1)的揮發(fā)性小,因此在長時間使用元件后,不僅僅在室溫下而且在高的溫度下也可以有效地維持大的電壓保持率。為了獲得所述效果,相對于未添加添加物的液晶組合物100重量份,抗氧化劑的優(yōu)選的添加量為50ppm以上,為了不使上限溫度降低或者不使下限溫度提高,抗氧化劑的優(yōu)選的添加量為600ppm以下。進而更優(yōu)選的添加量為100ppm至300ppm的范圍。
紫外線吸收劑的優(yōu)選的例子是二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外,如具有位阻(steric hindrance)的胺這樣的光穩(wěn)定劑也優(yōu)選。為了獲得所述效果,相對于未添加添加物的液晶組合物100重量份,這些吸收劑或穩(wěn)定劑的優(yōu)選的添加量為50ppm以上,為了不使上限溫度降低或者不使下限溫度提高,這些吸收劑或穩(wěn)定劑的優(yōu)選的添加量為10000ppm以下。進而更優(yōu)選的添加量為100ppm至10000ppm的范圍。
為了適合賓主(Guest host,GH)模式的元件,在組合物中混合如偶氮系色素、蒽醌系色素等這樣的二色性色素(dichroic dye)。色素的優(yōu)選的比例為0.01wt%至10wt%的范圍。
為了防止起泡,在組合物中混合二甲基硅油、甲基苯基硅油等消泡劑。為了獲得所述效果,相對于未添加添加物的液晶組合物100重量份,消泡劑的優(yōu)選的添加量為1ppm以上,為了防止顯示不良,消泡劑的優(yōu)選的添加量為1000ppm以下。進而更優(yōu)選的添加量為1ppm至500ppm的范圍。
為了適合聚合物穩(wěn)定取向(Polymer sustained alignment,PSA)模式的元件,可在組合物中混合可聚合的化合物。可聚合的化合物的優(yōu)選的例子是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、環(huán)氧化合物(氧雜環(huán)丙烷、氧雜環(huán)丁烷)、乙烯基酮等具有可聚合的基的化合物。特優(yōu)選的例子是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。此種化合物的例子是化合物(PM-2-1)至化合物(PM-2-9)。為了獲得所述效果,相對于未添加添加物的液晶組合物100重量份,可聚合的化合物的優(yōu)選的添加量為約0.05重量份以上,為了防止顯示不良,可聚合的化合物的優(yōu)選的添加量為約10重量份以下。進而更優(yōu)選的添加量為約0.1重量份至約2重量份的范圍。
此處,R3a、R4a、R5a及R6a獨立為丙烯?;蚣谆;?,R7a及R8a獨立為氫、鹵素或碳數(shù)1至10的烷基,Z13、Z14、Z15及Z16獨立為單鍵或碳數(shù)1至12的亞烷基,至少一個-CH2-也可以被-O-或-CH=CH-取代,s、t及u分別獨立為0、1或2。
作為容易產(chǎn)生自由基或離子、引發(fā)鏈聚合反應(yīng)所需要的物質(zhì),可將聚合引發(fā)劑與可聚合的化合物一同混合于液晶組合物中。例如,作為光聚合引發(fā)劑的艷佳固(Irgacure)651(注冊商標)、艷佳固184(注冊商標)或達羅卡(Darocure)1173(注冊商標)(日本汽巴股份有限公司(Ciba Japan K.K.))對于自由基聚合而言適宜。相對于可聚合的化合物100重量份,優(yōu)選在0.1wt%至5wt%的范圍內(nèi)添加光聚合引發(fā)劑,特優(yōu)選的是在1wt%至3wt%的范圍內(nèi)添加光聚合引發(fā)劑。
在自由基聚合系統(tǒng)中,可出于如下目的而在液晶組合物中一同混合聚合抑制劑與可聚合的化合物:與由聚合引發(fā)劑或單體所產(chǎn)生的自由基迅速地反應(yīng)而變化為穩(wěn)定的自由基或中性的化合物,其結(jié)果使聚合反應(yīng)停止。聚合抑制劑在結(jié)構(gòu)上可分類為數(shù)種。其中之一是如三-對硝基苯基甲基、二-對氟苯基胺等這樣的其自身穩(wěn)定的自由基,另一種是與聚合系統(tǒng)中所存在的自由基容易地反應(yīng)而變?yōu)榉€(wěn)定的自由基者,其代表是硝基、亞硝基、氨基、多羥基化合物等。后者的代表可列舉對苯二酚、二甲氧基苯等。為了獲得所述效果,相對于可聚合的化合物100重量份,聚合抑制劑的優(yōu)選的添加量為5ppm以上,為了防止顯示不良,聚合抑制劑的優(yōu)選的添加量為1000ppm以下。進而更優(yōu)選的添加量為5ppm至500ppm的范圍。
本發(fā)明的液晶顯示元件中使用具有負的介電常數(shù)各向異性的液晶組合物,由此可提供殘像特性優(yōu)異、且取向穩(wěn)定性良好的液晶顯示元件。
[實施例]
以下,通過實施例來說明本發(fā)明。再者,在實施例中所使用的評價法及化合物如下所述。
1.重量平均分子量(Mw)
聚酰胺酸的重量平均分子量通過如下方式來求出:使用2695分離模塊·2414示差折射儀(沃特世(Waters)制造)并利用GPC法來測定,然后進行聚苯乙烯換算。利用磷酸-二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)混合溶液(磷酸/DMF=0.6/100∶重量比),以聚酰胺酸濃度變成約2wt%的方式對所獲得的聚酰胺酸進行稀釋。管柱使用HSPgel RT MB-M(沃特世制造),將所述混合溶液作為展開劑,在管柱溫度為50℃、流速為0.40mL/min的條件下進行測定。標準聚苯乙烯使用東曹(Tosoh)(股份)制造的TSK標準聚苯乙烯。
2.電壓保持率
利用“水嶋等人、第14次液晶討論會論文集第78頁(1988)”中所記載的方法而進行。對單元(cell)施加波高(wave height)±5V的矩形波而進行測定。在60℃下進行測定。該值是表示所施加的電壓在幀周期(frame period)后保持何種程度的指標,該值若為100%則表示保持所有的電荷。當在搭載有正型液晶的單元中為99.0%以上,在搭載有負型液晶的單元中為97.5%以上時,成為顯示品質(zhì)良好的液晶顯示元件。
3.液晶中的離子量測定(離子密度)
依照《應(yīng)用物理》、第65卷、第10號、1065(1996)中所記載的方法,使用東陽技術(shù)公司制造的液晶物性測定系統(tǒng)6254型而進行測定。使用頻率為0.01Hz的三角波,在±10V的電壓范圍、60℃的溫度下進行測定(電極的面積為1cm2)。若離子密度大,則容易產(chǎn)生由于離子性雜質(zhì)所造成的燒痕等不良情況。即,離子密度是成為預(yù)測燒痕產(chǎn)生的指標的物性值。當該值為40pC以下時,成為顯示品質(zhì)良好的液晶顯示元件。
<光分解型酸二酐及其衍生物>
<非光分解型酸二酐>
<二胺>
式(DI-36-13)中,R44為NHBoc基。此處,Boc為叔丁氧基羰基。
<溶劑>
N-甲基-2-吡咯烷酮
丁基溶纖劑(乙二醇單丁醚)
γ-丁內(nèi)酯
<添加劑>
添加劑(Ad1):N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′-二氨基二苯基甲烷
添加劑(Ad2):1,3-雙(4,5-二氫-2-噁唑基)苯
添加劑(Ad3):2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷
添加劑(Ad4):硅羅基賽德8000(大賽璐(股份)制造)
[實施例1]清漆的合成
向安裝有攪拌翼、氮氣導(dǎo)入管的100mL的三口燒瓶中,加入由式(1-1-1)所表示的化合物0.4308g、由式(DI-5-28)所表示的化合物2.6602g,并添加N-甲基-2-吡咯烷酮34.0g。使該溶液冰浴冷卻而將液溫設(shè)為5℃后,添加由式(15)所表示的化合物2.9090g,在室溫下攪拌12小時。向其中添加γ-丁內(nèi)酯30.0g及丁基溶纖劑30.0g,將所述溶液在60℃下進行加熱攪拌,直至溶質(zhì)的聚合物的重量平均分子量成為所需的重量平均分子量為止,從而獲得溶質(zhì)的重量平均分子量大約為22,000且樹脂成分濃度為6wt%的清漆1。
[實施例2~實施例73]
變更四羧酸二酐及二胺,除此以外,依據(jù)實施例1來制備聚合物固體成分濃度為6wt%的清漆2~清漆73。關(guān)于重量平均分子量,將使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料的聚合物調(diào)整為大約20,000至25,000,將未使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料的聚合物調(diào)整為60,000至70,000。將所使用的四羧酸二酐及二胺與所獲得的聚合物的重量平均分子量示于表1。表1中也再次揭示實施例1。
表1-1
表1-2
表1-3
表1-4
表1-5
表1-6
[實施例74]單層型取向劑的制備、電特性測定用單元的制成及電特性測定
向安裝有攪拌翼、氮氣導(dǎo)入管的50mL茄型燒瓶中秤取10.0g的實施例1中合成的清漆1,向其中添加N-甲基-2-吡咯烷酮5.0g及丁基溶纖劑5.0g,在室溫下攪拌1小時,獲得樹脂成分濃度為3wt%的取向劑1。利用旋轉(zhuǎn)器將該取向劑涂布于帶有IPS電極的玻璃基板及帶有柱隔體(column spacer)的玻璃基板(2,000rpm、15秒)。涂布后,以80℃對基板進行3分鐘加熱,使溶劑蒸發(fā)后,以230℃進行60分鐘煅燒處理,形成膜厚大約為100nm的膜。繼而,使用牛尾(Ushio)電機(股份)制造的姆奇萊特(Multi-Light)ML-501C/B,自相對于基板而垂直的方向經(jīng)由偏光板照射紫外線的直線偏光。此時的曝光能量是使用牛尾電機(股份)制造的紫外線累計光量計UIT-150(光接收器:UVD-S254)而測定光量,以在波長254nm下成為1.0J/cm2±0.1J/cm2的方式調(diào)整曝光時間。將形成有所述取向膜的兩塊基板以使形成有取向膜的面對向、并在所對向的取向膜之間設(shè)置用以注入液晶組合物的空隙的方式加以貼合。此時,將照射至各自的取向膜的直線偏光的偏光方向設(shè)為平行。向所述單元中注入正型液晶組合物A來制作單元厚度為7μm的液晶單元(液晶顯示元件)。
<正型液晶組合物A>
物性值:NI 100.1℃;Δε5.1;Δn 0.093;η25.6mPa·s.
該液晶單元的電壓保持率在5V-30Hz下為99.7%,離子密度為8pC。將該單元載置于經(jīng)點燈的背光試驗機(富士膠片(股份)制造,富士色彩LED觀察器(FujiCOLOR LED Viewer)Pro HR-2;亮度2,700cd/m2)之上1,000小時而進行可靠性試驗??煽啃栽囼灪蟮臏y定用單元的電壓保持率為99.5%,離子密度為10pC。
[實施例75~實施例134]
變更所使用的清漆,除此以外,依據(jù)實施例74來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果與實施例74一并示于表2。
表2-1
表2-2
在實施例74~實施例134的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例135]摻合型取向劑的制備、電特性測定用單元的制成及電特性測定
向安裝有攪拌翼、氮氣導(dǎo)入管的50mL茄型燒瓶中秤取2.0g的實施例1中合成的清漆1及8.0g的實施例71中合成的清漆65,向其中添加N-甲基-2-吡咯烷酮5.0g及丁基溶纖劑5.0g,在室溫下攪拌1小時,獲得樹脂成分濃度為3wt%的取向劑62。依據(jù)實施例74中所記載的方法來制作液晶單元。該液晶單元的電壓保持率在5V-30Hz下為99.8%,離子密度為3pC??煽啃栽囼灪蟮臏y定用單元的電壓保持率為99.6%,離子密度為10pC。
[實施例136~實施例215]
變更所使用的清漆,除此以外,依據(jù)實施例135來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將所使用的清漆及測定結(jié)果與實施例135一并示于表3。再者,表3中,清漆A表示含有使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料的聚合物的清漆,清漆B表示含有未使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料的聚合物的清漆。
表3-1
表3-2
在實施例135~實施例215的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例216]
將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)實施例74中所記載的方法來制備取向劑,并制成液晶單元,從而測定電特性。
<負型液晶組合物B>
物性值:NI 75.7℃;Δε-4.1;Δn 0.101;η14.5mPa·s.
該液晶單元的電壓保持率在5V-30Hz下為99.4%,離子密度為18pC??煽啃栽囼灪蟮臏y定用單元的電壓保持率為99.2%,離子密度為26pC。
[實施例217~實施例276]
變更所使用的清漆,除此以外,依據(jù)實施例216來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果與實施例216一并示于表4。
表4-1
表4-2
在實施例216~實施例276的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例277]
將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)實施例135中所記載的方法來制備取向劑,并制作液晶單元,從而進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。該液晶單元的電壓保持率在5V-30Hz下為99.5%,離子密度為16pC??煽啃栽囼灪蟮臏y定用單元的電壓保持率為99.4%,離子密度為23pC。
[實施例278~實施例357]
變更所使用的清漆,除此以外,依據(jù)實施例277來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果與實施例277一并示于表5。
表5-1
表5-2
在實施例277~實施例357的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例358]
向?qū)嵤├?0所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑10中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad1)。使用所獲得的取向劑143,利用依據(jù)實施例74的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例359]
向?qū)嵤├?0所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑10中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad2)。使用所獲得的取向劑144,利用依據(jù)實施例74的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例360]
向?qū)嵤├?0所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑10中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad3)。使用所獲得的取向劑145,利用依據(jù)實施例74的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例361]
向?qū)嵤├?0所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑10中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad4)。使用所獲得的取向劑146,利用依據(jù)實施例74的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例362]
向?qū)嵤├?80所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑107中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad1)。使用所獲得的取向劑147,利用依據(jù)實施例74的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例363]
向?qū)嵤├?80所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑107中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad2)。使用所獲得的取向劑148,利用依據(jù)實施例74的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
將實施例358~實施例363的測定結(jié)果示于表6。
表6
在實施例358~實施例363的所有單元中,即便添加添加劑,初期值、可靠性試驗后的值也獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[比較例1~比較例3]
將清漆1替換為清漆62、清漆63或清漆64,除此以外,依據(jù)實施例74中所記載的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表7。
表7
在比較例1~比較例3的所有單元中,尤其獲得可靠性試驗后的值大幅下降的結(jié)果。
[比較例4~比較例6]
將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)比較例1~比較例3中所記載的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表8。
表8
在比較例4~比較例6的所有單元中,尤其獲得可靠性試驗后的值大幅下降的結(jié)果。
[比較例7~比較例15]
變更所使用的清漆,除此以外,依據(jù)實施例135來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將所使用的清漆及測定結(jié)果示于表9。
表9
在比較例7~比較例15的所有單元中,尤其獲得可靠性試驗后的值大幅下降的結(jié)果。
[比較例16~比較例24]
將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)比較例7~比較例15中所記載的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表10。
表10
在比較例16~比較例24的所有單元中,尤其獲得可靠性試驗后的值大幅下降的結(jié)果。
[實施例364]
向安裝有攪拌翼、氮氣導(dǎo)入管的300mL的三口燒瓶中,加入由式(1-1-1)所表示的二胺0.914g、由式(DI-5-1)(m=2)所表示的二胺6.018g、由式(26)所表示的四羧酸二酯7.80g,進而添加作為堿的三乙胺1.60g、作為縮合劑的4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉-4-鎓鹽24.90g,并添加N-甲基-2-吡咯烷酮230.8g,在室溫下反應(yīng)3小時,從而獲得聚酰胺酸酯溶液74。
將所獲得的聚酰胺酸酯溶液74投入至1500g的甲醇中,回收沉淀出的固體成分。在100℃下對固體成分進行減壓干燥,從而獲得聚酰胺酸酯粉末74。該聚酰胺酸酯粉末74的重量平均分子量大約為30,000。
秤取6.0g的聚酰胺酸酯粉末74,添加N-甲基-2-吡咯烷酮34.0g、γ-丁內(nèi)酯30.0g、丁基溶纖劑30.0g,在室溫下攪拌4小時,結(jié)果聚酰胺酸酯粉末74完全溶解。將以此方式獲得的6wt%的聚酰胺酸酯溶液設(shè)為清漆No.74。
[實施例365]
向安裝有攪拌翼、氮氣導(dǎo)入管的300mL的三口燒瓶中,加入由式(1-1-1)所表示的二胺0.8616g、由式(DI-4-1)所表示的二胺2.5608g、由式(DI-36-9)(e=5)所表示的二胺1.435g、由式(27)所表示的四羧酸二酯二氯化物9.689g,進而添加作為堿的吡啶4.74g,并添加N-甲基-2-吡咯烷酮215.1g,在室溫下反應(yīng)3小時,從而獲得聚酰胺酸酯溶液75。
將所獲得的聚酰胺酸酯溶液75投入至1500g的甲醇中,回收沉淀出的固體成分。在100℃下對固體成分進行減壓干燥,從而獲得聚酰胺酸酯粉末75。該聚酰胺酸酯粉末75的重量平均分子量大約為32,000。
秤取6.0g的聚酰胺酸酯粉末75,添加N-甲基-2-吡咯烷酮34.0g、γ-丁內(nèi)酯30.0g、丁基溶纖劑30.0g,在室溫下攪拌4小時,結(jié)果聚酰胺酸酯粉末75完全溶解。將以此方式獲得的6wt%的聚酰胺酸酯溶液設(shè)為清漆No.75。
[實施例366~實施例385]
變更二胺,除此以外,依據(jù)實施例364或?qū)嵤├?65來制備聚酰胺酸酯的固體成分濃度為6wt%的清漆No.76~清漆No.95。將所使用的四羧酸二酯二氯化物、二羧酸二酯及二胺與所獲得的聚酰胺酸酯的重量平均分子量示于表11。表11中也再次揭示實施例364及實施例365。
表11-1
表11-2
表11-3
[實施例386~實施例403]
依據(jù)實施例74,使用清漆No.74~清漆No.91來制備取向劑No.158~取向劑No.175。使用這些取向劑來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表12。
表12
在實施例386~實施例403的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例404~實施例421]
依據(jù)實施例135而獲得取向劑176~取向劑193。使用所述取向劑,依據(jù)實施例74中所記載的方法來制作液晶單元。將所使用的清漆及測定結(jié)果示于表13。再者,表13中,清漆A表示含有使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料的聚酰胺酸酯的清漆,清漆B表示含有未使用具有光分解型結(jié)構(gòu)的原料的聚合物的清漆。
表13
在實施例404~實施例421的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例422~實施例439]
使用實施例386~實施例403中所使用的清漆,并將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)實施例74中所記載的方法來制備取向劑,并制成液晶單元,從而測定電特性。將測定結(jié)果示于表14。
表14
在實施例422~實施例439的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例440~實施例457]
使用實施例404~實施例421中所使用的清漆,并將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)實施例74中所記載的方法來制備取向劑,并制成液晶單元,從而測定電特性。將測定結(jié)果示于表15。
表15
在實施例440~實施例457的所有單元中,初期值、可靠性試驗后的值均獲得良好的結(jié)果。此處,初期值是指制作單元后,未載置于所述背光試驗機而測定的結(jié)果。
[實施例458]
向?qū)嵤├?40所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑176中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad1)。使用所獲得的取向劑194,利用依據(jù)實施例440的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例459]
向?qū)嵤├?41所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑177中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad2)。使用所獲得的取向劑195,利用依據(jù)實施例440的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例460]
向?qū)嵤├?42所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑178中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad3)。使用所獲得的取向劑196,利用依據(jù)實施例440的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
[實施例461]
向?qū)嵤├?43所制備的聚合物固體成分濃度為3wt%的取向劑179中,添加相對于聚合物100重量份而為5重量份的添加劑(Ad4)。使用所獲得的取向劑197,利用依據(jù)實施例440的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。
將實施例458~實施例461的測定結(jié)果示于表16。
表16
[比較例25~比較例28]
使用清漆No.92~清漆No.95,依據(jù)實施例74中所記載的方法來制備取向劑No.198~取向劑No.201。使用所獲得的取向劑來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表17。
表17
[比較例29~比較例32]
將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)比較例25~比較例28中所記載的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表18。
表18
[比較例33~比較例36]
變更所使用的清漆,除此以外,依據(jù)實施例135來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將所使用的清漆及測定結(jié)果示于表19。
表19
[比較例37~比較例40]
將注入至單元的正型液晶組合物A替換為負型液晶組合物B,除此以外,依據(jù)比較例33~比較例36中所記載的方法來制作液晶單元,并進行電壓保持率、離子密度的測定及可靠性試驗。將測定結(jié)果示于表20。
表20
在比較例25~比較例40的所有單元中,尤其獲得可靠性試驗后的值大幅下降的結(jié)果。
[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]
若使用本發(fā)明的光取向用液晶取向劑,則可提供一種即便長時間使用也可維持高的電壓保持率及耐光性、顯示品質(zhì)高的液晶顯示元件。本發(fā)明的光取向用液晶取向劑可適宜地應(yīng)用于橫向電場型液晶顯示元件。