液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件的制作方法_3

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9]
[0250] 以下,表示式(DI-9)所表示的二胺的例子。
[0251]
[0252] 以下,表示式(DI-10)所表示的二胺的例子。
[0253]
[0254] 以下,表示式(DI-Il)所表示的二胺的例子。
[0255]
[0256] 以下,表示式(DI-12)所表示的二胺的例子。
[0257]
[0258] 以下,表示式(DI-13)所表示的二胺的例子。
[0259]
[0260] 以下,表示式(DI-14)所表示的二胺的例子。
[0261]
[0262] 以下,表示式(DI-15)所表示的二胺的例子。
[0263]
[0264] 以下,表示式(DI-16)所表示的二胺的例子。
[0265]
[0266] 对二酰肼进行说明。作为已知的不具有侧链的二酰肼,可列举以下的式 (DIH-I)~式(DIH-3)所表示的化合物。
[0267]
[0268] 式(DIH-I)中,G25为单键、碳数 1 ~20 的亚烷基、-C0-、-0-、-S-、-S02-、-C(CH3)2-、 或-C (CF3) 2_。
[0269] 式(DIH-2)中,环D为环己烷环、苯环或萘环,该基的至少一个氢可被取代为甲基、 乙基、或苯基。式(DIH-3)中,环E分别独立为环己烷环、或苯环,该基的至少一个氢可被取 代为甲基、乙基、或苯基,Y为单键、碳数1~2〇的亚烷基、-co-、-o-、-s-、-so2-、-c(ch 3)2-、 或-C(CF3)2_。式(DIH-2)及式(DIH-3)中,键合在环上的-CONHNH 2的键合位置为任意位 置。
[0270] 以下,表示式(DIH-I)~式(DIH-3)所表示的化合物的例子。
[0271]
[0272] 式(DIH-1-2)中,m为1~12的整数。
[0273]
[0274]
[0275] 这种非侧链型二胺及酰肼具有使液晶显示元件的离子密度降低等改善电特性的 效果。在使用非侧链型二胺及/或酰肼作为用来制造本发明的液晶取向剂中使用的聚酰胺 酸或其衍生物的二胺的情况下,优选将非侧链型二胺及/或酰肼在二胺及二酰肼的总量中 所占的比率设为〇摩尔%~90摩尔%,更优选设为0摩尔%~50摩尔%。
[0276] 对侧链型二胺进行说明。作为侧链型二胺的侧链基,可列举以下的基。
[0277] 作为侧链基,首先可列举:烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烷基幾基、烷基幾氧基、烧氧 基幾基、烷基氣基幾基、條基、條氧基、條基幾基、條基幾氧基、條氧基幾基、條基氣基幾基、 炔基、块氧基、炔基幾基、炔基幾氧基、块氧基幾基、炔基氣基幾基等。这些基中的烷基、條基 及炔基均为碳数3以上的基。其中,烷氧基烷基中,只要以整个基计为碳数3以上即可。这 些基可为直链状,也可为支链状。
[0278] 其次,以末端的环具有碳数1以上的烷基、碳数1以上的烷氧基或碳数2以上的烷 氧基烷基作为取代基为条件,可列举:苯基、苯基烷基、苯基烷氧基、苯氧基、苯基幾基、苯基 羰氧基、苯氧基羰基、苯基氨基羰基、苯基环己氧基、碳数3以上的环烷基、环己基烷基、环 己氧基、环己氧基羰基、环己基苯基、环己基苯基烷基、环己基苯氧基、双(环己基)氧基、 双(环己基)烷基、双(环己基)苯基、双(环己基)苯基烷基、双(环己基)氧基羰基、双 (环己基)苯氧基羰基、及环己基双(苯基)氧基羰基等环结构的基。
[0279] 并且,可列举如下集合环基:具有两个以上苯环的基、具有两个以上环 己烷环的基、或由苯环及环己烷环构成的二环以上的基,且键合基分别独立为单 键、-〇-、-〇)〇-、-〇0)-、-〇)见1-或碳数1~3的亚烷基,且末端的环具有碳数1以上的烷基、 碳数1以上的经氟取代的烷基、碳数1以上的烷氧基、或碳数2以上的烷氧基烷基作为取代 基。具有类固醇骨架的基也作为侧链基有效。
[0280] 作为具有侧链的二胺,可列举以下的式(DI-31)~式(DI-35)所表示的化合物。
[0281]
[0282] 式(DI-31)中,G36为单键、-0-、-C00-、-0C0-、-C0-、-C0NH-、-CH20-、-0CH 2-、-CF20- 、-OCF2-、或-(CH丄,-,m,为 1 ~12 的整数。G26的优选例为单键、-0-、-C00-、-0C0-、-CH20-、 及碳数1~3的亚烷基,特别优选例为单键、-〇-、-〇)〇-、-〇C〇-、-CH2〇-、-CH2-及-CH 2CH2-。R25为碳数3~30的烷基、苯基、具有类固醇骨架的基、或下述式(DI-31-a)所表示的基。该烷 基中,至少一个氢可被取代为-F,且至少一个-CH2-可被取代为-0-、-CH = CH-或-C = C-。 该苯基的氢可被取代为-F、-CH3、-〇CH3、-〇CH2F、-〇CHF 2、-OCF3、碳数3~30的烷基或碳数 3~30的烷氧基。虽然披露了键合在苯环上的-NH2的键合位置在该环上为任意位置,但该 键合位置优选间位或对位。即,于将基"r25-g26-"的键合位置设为1位时,两个键合位置优 选3位与5位、或2位与5位。
[0283]
[0284] 式(01-31_&)中,627、628及6 29为键合基,这些键合基分别独立为单键、或碳数1~ 12的亚烷基,该亚烷基的一个以上的-CH2-可被取代为-0-、-C00-、-0C0-、-C0NH-、-CH = CH-。环B21、环B22、环B23及环B 24分别独立为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-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, 环B21、环B22、环B23及环B 24中,至少一个氢可被取代为-F或-CH 3, s、t及u分别独立为0~ 2的整数,且这些的总计为1~5,于s、t或u为2时,各括号内的两个键合基可相同,也可 不同,且两个环可相同,也可不同。R26为氢、-F、-〇H、碳数1~30的烷基、碳数1~30的经 氟取代的烷基、碳数1~30的烷氧基、-CN、-〇CH2F、-〇CHF2、或-OCF 3,该碳数1~30的烷基 的至少一个-CH2-可被取代为下述式(DI-31-b)所表示的二价基。
[0285]
[0286] 式(DI-31-b)中,R27及R 28分别独立为碳数1~3的烷基,V为1~6的整数。R26的优选例为碳数1~30的烷基及碳数1~30的烷氧基。
[0287]
[0288] 式(DI-32)及式(DI-33)中,G3tl分别独立为单键、-CO-或-CH 2-,R29分别独立为 氢或-CH3, R3tl为氢、碳数1~20的烷基、或碳数2~20的烯基。式(DI-33)中的苯环的至 少一个氢可被取代为碳数1~20的烷基或苯基。而且,键合位置没有被固定在构成环的任 一个碳原子上的基表示在该环上的键合位置为任意。优选为,式(DI-32)中的两个基亚 苯基-G3°-0_"的其中一个键合在类固醇核的3位,另一个键合在类固醇核的6位。优选为, 式(DI-33)中的两个基亚苯基-G3°-0_"的在苯环上的键合位置相对于类固醇核的键合 位置分别为间位或对位。式(DI-32)及式(DI-33)中,键合在苯环上的-NH2表示在该环上 的键合位置为任意。
[0289]
[0290] 式(DI-34)及式(DI-35)中,G31分别独立为-0-或碳数1~6的亚烷基,G 32为单 键或碳数1~3的亚烷基。R31为氢或碳数1~20的烷基,该烷基的至少一个-CH2-可被取 代为-〇_、-CH = CH-或-C E C-。R32为碳数6~22的烷基,R 33为氢或碳数1~22的烷 基。环B25为1,4_亚苯基或1,4_亚环己基,r为0或1。而且,键合在苯环上的_順2表示 在该环上的键合位置为任意,但优选分别独立地相对于G31的键合位置为间位或对位。
[0291] 以下,例示侧链型二胺的具体例。作为所述式(DI-31)~式(DI-35)的具有侧链 的二胺,可列举下述式(DI-31-1)~式(DI-35-3)所表示的化合物。
[0292] 以下,表示式(DI-31)所表示的化合物的例子。
[0293]
[0294] 式(DI-31-1)~式(DI-31-11)中,R34为碳数1~30的烷基或碳数1~30的烷 氧基,优选碳数5~25的烷基或碳数5~25的烷氧基。R35为碳数1~30的烷基或碳数 1~30的烷氧基,优选碳数3~25的烷基或碳数3~25的烷氧基。
[0295]
[0296] 式(DI-31-12)~式(DI-31-17)中,R36为碳数4~30的烷基,优选碳数6~25 的烷基。R37为碳数6~30的烷基,优选碳数8~25的烷基。
[0297]
[0298]

[0300] 式(DI-31-18)~式(DI-31-43)中,R38为碳数1~20的烷基或碳数1~20的烷 氧基,优选碳数3~20的烷基或碳数3~20的烷氧基。R39为氢、-F、碳数1~30的烷基、 碳数1~30的烷氧基、-CN、-〇CH2F、_0(:册2或-OCF 3,优选碳数3~25的烷基、或碳数3~ 25的烷氧基。而且,G33为碳数1~20的亚烷基。
[0301]
[0302]
[0303] 以下,表示式(DI-32)所表示的化合物的例子。
[0304]
[0305] 以下,表示式(DI-33)所表示的化合物的例子。
[0306]
[0307]
[0308] 以下,表示式(DI-34)所表示的化合物的例子。
[0309]
[0310]
[0311]
[0312] 式(DI-34-1)~式(DI-34-12)中,R4tl为氢或碳数1~20的烷基,优选氢或碳数 1~10的烷基,且R41为氢或碳数1~12的烷基。
[0313] 以下,表示式(DI-35)所表示的化合物的例子。
[0314]
[0315] 式(01-35-1)~式(01-35-3)中,妒7为碳数6~30的烷基,1? 41为氢或碳数1~ 12的烷基。
[0316] 作为本发明中的二胺,也可使用除式(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。作为这种二胺, 例如可列举下述式(DI-36-1)~式(DI-36-13)所表示的化合物。
[0317]
[0318] 式(DI-36-1)~式(DI-36-8)中,R42分别独立地表示碳数3~30的烷基。
[0319]
[0320] 式(DI-36-9)~式(DI-36-11)中,e 为 2 ~10 的整数,式(DI-36-12)中,R43分 别独立为氢、-NHBoe 或-N(Boc)2, R43的至少一个为-NHBoc 或-N(Boc) 2,式(DI-36-13)中, R44为-NHBoc或-N(Boc) 2,且m为1~12的整数。此处,Boc为叔丁氧基羰基。
[0321] 在重视进一步提高液晶取向性的情况下,所述二胺及二酰肼中,优选使用式 (DI-5-1)、式(DI-7-3)、式(DI-34-4)、及(DI-34-7)所表示的二胺。其中,式(DI-5-1)中, 优选m = 2、4或6的化合物,更优选m = 4的化合物。式(DI-7-3)中,优选m = 2或3且 η = 1或2的化合物,更优选m = 3且η = 1的化合物。
[0322] 在重视提高透射率的情况下,所述二胺及二酰肼中,优选使用式(DI-5-1)、式 (DI-5-17)、及式(DI-7-3)所表示的二胺。式(DI-5-1)中,优选m = 2、4或6的化合物,更 优选m = 4的化合物。式(DI-7-3)中,优选m=2或3且n=l或2的化合物,更优选m =3且η = 1的化合物。
[0323] 在重视提高液晶显示元件的电压保持率(Voltage Holding Ratio, VHR)的情况 下,所述二胺及二酰肼中,优选使用式(DI-5-17)、式(DI-5-30)、及式(DI-13-1)所表示的 二胺,特别优选式(DI-2-1)、式(DI-5-1)、及(DI-13-1)所表示的二胺。其中,式(DI-5-30) 中,特别优选k = 2。
[0324] 作为防止残像的方法之一,有效的是通过降低液晶取向膜的体积电阻值而提高取 向膜中的残留电荷(残留DC)的缓和速度。在重视该目的的情况下,所述二胺及二酰肼中, 优选使用式(DI-5-13)所表示的二胺。
[0325] 本发明的聚酰胺酸或其衍生物可从公知的感光性二胺中不受限制地进行选择。例 如,可从偶氮苯衍生物、芪(stilbene)衍生物、乙炔衍生物、香豆素衍生物、肉桂酸衍生物、 二苯甲酮衍生物中进行选择。作为这种感光性二胺化合物,可列举以下的式(PDI-I)~式 (ΗΠ -13)。
[0326]
[0327]
[0328] 式(PDI-7)中,R51分别独立为-CH 3、-〇CH3、_CF3、或-COOCH3, s 分别独立 为0~2的整数。式(PDI-8)中,R52分别独立为单键、碳数1~20的直链亚烷 基、-C00-、-0C0-、或-C0NH-,直链亚烷基的至少一个-CH2-可被取代为-0-。R53分别独立 为-F、_CH3、-〇CH3、_0&、或-OH,q分别独立为0~4的整数。式(PDI-12)中,R 54为碳数 1~10的烷基或烷氧基,至少一个氢可被取代为氟。式(roi-1)~式(PDI-8)中,键合位置 没有被固定在构成环的任一个碳原子上的基表示在该环上的键合位置为任意。
[0329] 所述感光性二胺中,如果重视进一步提高液晶取向性,则优选式(PDI-I)、式 (PDI-6)、及式(PDI-7),特别优选下述式(PDI-7-1)、及式(PDI-7-2)所表示的二胺。另外, 为了改善电特性、余像特性等所述各特性,也可将两种以上的感光性二胺并用。
[0330]
[0331] 本发明的聚酰胺酸或其衍生物也可在其单体中还含有单异氰酸酯化合物。通过在 单体中含有单异氰酸酯化合物,而将所获得的聚酰胺酸或其衍生物的末端改性,调节分子 量。通过使用该末端改性型聚酰胺酸或其衍生物,例如可无损本发明的效果而改善液晶取 向剂的涂布特性。就所述观点而言,单体中的单异氰酸酯化合物的含量优选相对于单体中 的二胺及四羧酸二酐的总量为1摩尔%~10摩尔%。作为所述单异氰酸酯化合物,例如可 列举异氰酸苯酯、及异氰酸萘酯。
[0332] 本发明的聚酰胺酸及其衍生物是通过使所述四羧酸二酐、二胺化合物及氨基硅烷 化合物在溶剂中进行反应而获得。在该合成反应中,除原料选择以外无需特别的条件,可直 接应用通常合成聚酰胺酸时的条件。关于所使用的溶剂在下文说明。
[0333] 本发明的液晶取向剂除含有通过使四羧酸二酐、二胺化合物及氨基硅烷化合物进 行反应而获得的末端封端的聚酰胺酸或其衍生物以外,也可还含有其他成分。作为其他成 分,例如可列举下述其他聚合物或化合物等。
[0334] 作为其他聚合物,可列举:使四羧酸二酐与二胺进行反应而获得的聚酰胺酸或其 衍生物(以下称为"其他聚酰胺酸或其衍生物")、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷、纤维素衍生物、 聚缩醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基马来酰亚胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等。 这些聚合物可使用一种,也可以使用两种以上。这些中,优选其他聚酰胺酸或其衍生物及聚 硅氧烷,更优选其他聚酰胺酸或其衍生物。
[0335] 在掺合了本发明的聚酰胺酸或其衍生物及其他聚酰胺酸或其衍生物的取向剂中, 控制各聚合物的结构或分子量,且如下文所述涂布在基板上并进行预干燥,由此可分离为 本发明的聚酰胺酸或其衍生物成分[A]、与其他聚酰胺酸或其衍生物成分[B]。这可通过使 用如下现象进行控制,即,混合存在的聚合物中,表面能(surface energy)小的聚合物分离 为上层,表面能大的聚合物分离为下层。层分离的确认可根据如下情况进行确认,即,所形 成的取向膜的表面能与由仅含有[A]成分的液晶取向剂所形成的膜的表面能为相同或相 近的值。
[0336] 关于用来合成其他聚酰胺酸或其衍生物的二胺,相对于全部二胺,优选含有30摩 尔%以上的芳香族二胺,更优选含有50%以上的芳香族二胺。
[0337] 其他聚酰胺酸或其衍生物可分别依据下述所记载的本发明的液晶取向剂的必须 成分即聚酰胺酸或其衍生物的合成方法而进行合成。
[0338] 作为[A]成分相对于本发明的聚酰胺酸或其衍生物(所述[A]成分)及其他聚酰 胺酸或其衍生物(所述[B]成分)的总计量的比率,优选10重量%~100重量%,进而优 选20重量%~100重量%。
[0339] 作为所述聚硅氧烷,可还含有日本专利特开2009-036966、日本专利特开 2010-185001、日本专利特开2011-102963、日本专利特开2011-253175、日本专利特开 2012-159825、国际公开 2008/044644、国际公开 2009/148099、国际公开 2010/074261、国际 公开 2010/074264、国际公开 2010/126108、国际公开 2011/068123、国际公开 2011/068127、 国际公开2011/068128、国际公开2012/115157、国际公开2012/165354等所披露的聚硅氧 烷。
[0340] 〈经烯基取代的纳迪克酰亚胺(nadiimide)化合物〉
[0341] 例如,就使液晶显示元件的电特性长期稳定的目的而言,本发明的液晶取向剂也 可还含有经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物。经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物可使用一 种,也可并用两种以上。就所述目的而言,经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物的含量相对于 聚酰胺酸或其衍生物优选1重量%~100重量%,更优选1重量%~70重量%,
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