專利名稱:二胺、液晶取向劑、液晶取向膜和液晶顯示裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種具側鏈結構的二胺和使用該二胺的聚合物(聚酰胺酸或其衍生物)溶解在溶劑中得到的液晶取向劑、具備由該液晶取向劑形成的液晶取向膜的液晶顯示裝置。
背景技術:
液晶顯示裝置用于筆記本電腦或臺式計算機的監視器以及攝像機(video camer)的取景器、投影型顯示器等各種液晶顯示設備中,最近電視機中也使用液晶顯示裝置。并且,液晶顯示裝置還用作光學打印機磁頭、光學傅里葉變換(optical fourier transform)裝置、光閥等光電子學相關裝置。
以往,液晶顯示裝置以使用向列液晶的顯示裝置為主流,已實際應用的液晶顯示裝置有1)90度扭轉的扭曲向列(Twisted Nematic,TN)型液晶顯示裝置;2)通常180度或180度以上扭轉的超扭曲向列(Super TwistedNematic,STN)型液晶顯示裝置;3)使用薄膜晶體管的所謂薄膜晶體管(ThinFilm Transistor,TFT)型液晶顯示裝置。
上述液晶顯示裝置具有以下缺點圖像可適當目視的視野角狹窄;從斜向觀看時,出現亮度或對比度下降以及中間色調的亮度轉換現象。近年來,關于上述視野角的問題,通過以下技術進行改良,即1)使用了光學補償膜的TN-TFT型液晶顯示裝置、2)使用了垂直取向和光學補償膜的垂直取向(Vertical Alignment,VA)型液晶顯示裝置、3)將垂直取向和突起結構物技術并用的多區域垂直取向(Multi Domain Vertical Alignment,MVA)型液晶顯示裝置、或4)橫電場式共面轉換(In-Plane Switching,IPS)型液晶顯示裝置、5)電控雙折射(Electrically Controlled Birefringence,ECB)型液晶顯示裝置、6)光學補償彎曲排列(Optically Compensated Bend或Opticallyself-Compensated BirefringenceOCB)型液晶顯示裝置等技術,改良的技術已實際應用或正在研究中。
液晶顯示裝置技術的發展不單是通過改良上述驅動方式或裝置結構來實現,還通過改良顯示裝置中使用的構成部件來實現。顯示裝置所使用的構成部件中,特別是液晶取向膜,是關系到液晶顯示裝置的顯示品質的重要要素之一,隨著顯示裝置的高品質化,液晶取向膜的作用也逐年變得重要起來。
液晶取向膜是由液晶取向劑制備的。目前,主要使用的液晶取向劑是將聚酰胺酸或可溶性的聚酰亞胺溶解在有機溶劑中的溶液。在基板上涂布上述溶液后,通過加熱等方法成膜,形成聚酰亞胺系取向膜。雖然也在研究除聚酰胺酸或可溶性聚酰亞胺以外的各種液晶取向劑,但從耐熱性、耐化學品性(耐液晶性)、涂布性、液晶取向性、電特性、光學特性、顯示特性等方面考慮,基本還未實現實用化。
為了提高液晶顯示裝置的顯示品質,液晶取向膜所要求的重要特性可以列舉出電壓保持率和殘留DC。若電壓保持率低,則在燃燒期間施加在液晶上的電壓下降,結果亮度下降,給正常的諧調顯示帶來障礙。另一方面,若殘留DC大,則施加電壓后盡管除去電壓,消去的圖像也會殘留,即出現所謂的“余象(afterimage)”。
作為解決上述問題的嘗試,最近提出了幾種方法。
1)已知用于形成液晶取向膜的、組合使用物理性質不同的兩種或兩種以上聚酰胺酸的聚酰胺酸組合物(參照專利文獻1日本特開平11-193345號公報、專利文獻2日本特開平11-193347號公報)。
2)已知使用聚合物成分和溶劑的清漆組合物,其中上述聚合物成分使用聚酰胺酸和聚酰胺(參照專利文獻3WO 00/61684號公報)。
3)已知使用物理性質不同的兩種或兩種以上的聚酰胺酸和聚酰胺以及溶劑的清漆組成物(參照專利文獻4WO 01/000733號公報)。
4)已知使用了高分子材料的清漆組合物,其中上述高分子材料使用由具有特定結構的胺成分合成的聚酰胺酸等(參照專利文獻5日本特開2002-162630號公報)。
但是,上述現有技術中,關于電壓保持率和殘留DC的問題還留有研究余地。另外,作為液晶顯示裝置的制作中使用的胺成分,本發明的保留式(I)結構的使電壓保持率和殘留DC得到改善的胺成分還不為人所知。
專利文獻1日本特開平11-193345號公報
專利文獻2日本特開平11-193347號公報
專利文獻3WO 2000/61684號小冊子
專利文獻4WO 2001/000733號小冊子
專利文獻5日本特開2002-162630號公報
發明內容
本發明的目的例如在于提供一種電壓保持率和殘留DC的問題得到改善的液晶顯示裝置用液晶取向劑。另外,本發明的目的還在于提供一種具備使用上述液晶取向劑形成的液晶取向膜的液晶顯示裝置。
并且,本發明的目的還在于提供一種用于合成上述液晶取向劑的新型聚合物、作為上述聚合物的原料的新型化合物(二胺)。
為了解決上述課題,本發明人等進行了深入研究。
結果發現使用特定的四羧酸二酐作為酸成分、使用包括下述通式(I)表示的二胺的特定二胺作為胺成分,使它們反應得到聚合物,并使用含有一種或兩種或兩種以上上述聚合物的液晶取向劑制作液晶取向膜,該液晶取向膜可以賦予具備其的液晶顯示裝置以良好的電壓保持率和顯著的殘留DC減少效果,從而完成了本發明。
并進一步發現通過適當選擇上述聚合物(聚酰胺酸或其衍生物),使用上述液晶取向劑制作的液晶取向膜適用于各種顯示驅動方式的液晶顯示裝置。
本發明包括以下構成。
[1]通式(I)表示的具側鏈結構的二胺。
[式(I)中, A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-;m為1~6的整數; R1為下式(II-A)表示的基團或下式(II-B)表示的基團。]
[式(II-A)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12 的亞烷基(alkylene); R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3; 環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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; R4表示-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0~4的整數; c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團; f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1。] [式(II-B)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2表示-H、-F或-CH3; R5分別獨立表示-H或-CH3; R6表示-H、碳原子數為1~20的烷基或碳原子數為2~20的烯基; a和b分別獨立表示0~4的整數; c和d分別獨立表示0~3的整數;e為0~2的整數; 環T表示環己烷或環己烯。] [2][1]所述的二胺,其中上述通式(I)中,A1為單鍵,R1為下式(II-A)表示的基團。
[式(II-A)中, A2、A3、R2、R3、R4、環S、a、b、c、d、e、f和g意思同上。] [3][2]所述的二胺,其中上述式(II-A)中,A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-或碳原子數為1~12的亞烷基; 環S表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基; R4表示-F、碳原子數為1~30的烷基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0或1; c、d和e分別獨立表示0或1; f和g為0,且c+d+e≥1。
[4][3]所述的二胺,其特征在于該二胺是下式(I-1)、(I-8)或(I-4)表示的二胺。
[式中,R7和R8表示碳原子數為1~30的烷基。] [5]一種聚合物,該聚合物是使用作為酸成分的四羧酸二酐和作為胺成分的[1]~[4]中任一項所述的具側鏈結構的二胺,使它們反應而得到的。
[6][5]所述的聚合物,其特征在于上述四羧酸二酐包括芳香族四羧酸二酐以及脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐中的任一種或兩種。
[7][6]所述的聚合物,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為選自下述結構式(1)、(2)、(5)、(6)和(7)所構成的組群的一種或一種以上;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為選自下述結構式(14)~(29)和(60)所構成的組群的一種或一種以上。
[8][7]所述的聚合物,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為上述結構式(1)表示的化合物;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為上述結構式(14)表示的化合物。
[9][5]~[8]中任一項所述的聚合物,其特征在于上述胺成分進一步使用選自下述通式(III)~(XIV)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
H2N-A4-NH2(III)
[式(III)中, A4表示-(CH2)m-,其中m為1~6的整數; 式(IV)~(IX)中, X表示單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-,其中m為1~6的整數; Y分別獨立表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳原子數為1~3的亞烷基; 環己烷環或苯環上結合的氫可以被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代。并且,式(VI)中的苯環上結合的氫可以被芐基取代。]
A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,其中m為1~6的整數; R1表示具類甾醇骨架的基團、下式(II)表示的基團,或者當苯環上結合的兩個氨基的位置關系為相對時,R1為碳原子數為1~30的烷基;或者當上述位置關系為相間時,R1為碳原子數為1~30的烷基或苯基; 上述烷基中,任意的-CH2-可以被-CF2-、-CHF-、-O-(但是不連續)、-CH=CH-或-C≡C-取代;-CH3可以被-CH2F、-CHF2或-CF3取代; 形成上述苯基環的碳上結合的氫可以獨立被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代。]
[式(II)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3; 環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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; R4表示-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0~4的整數; c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團; f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1。]
[式(XI)~(XII)中, R5分別獨立表示-H或-CH3; R6分別獨立表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基; A5分別獨立表示單鍵、-CO-或-CH2-; R7和R8分別獨立表示-H、碳原子數為1~20的烷基或苯基。]
[式(XIII)中, R9表示-H或碳原子數為1~20的烷基,該烷基中碳原子數為2~20的烷基的任意-CH2-可以被-O-(但是不連續)、-CH=CH-或-C≡C-取代; A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基; A7表示單鍵或碳原子數為1~3的亞烷基; 環U表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基; h為0或1。
式(XIV)中, R10為碳原子數為6~22的烷基; R11為-H或碳原子數為1~22的烷基; A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基。] [10][9]所述的聚合物,其特征在于上述胺成分為選自下述通式(VI-1)~(VI-5)、(VI-14)~(VI-16)、式(VII-1)~(VII-15)、式(VII-26)、式(VII-27)、式(VII-31)、式(VIII-1)、式(VIII-2)、式(VIII-6)以及式(IX-1)~(IX-5)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
[11][10]所述的聚合物,其特征在于上述胺成分為選自上述通式(VI-1)、(VI-2)、(VII-1)~(VII-12)以及(IX-2)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
[12]一種液晶取向劑,其特征在于其中含有使用下述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺而得到的聚合物。
[式(I)中, A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-;m為1~6的整數; R1為下式(II-A)表示的基團或下式(II-B)表示的基團。]
[式(II-A)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3; 環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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; R4表示-OH、-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0~4的整數; c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團; f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1。] [式(II-B)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2表示-H、-F或-CH3; R5分別獨立表示-H或-CH3; R6表示-H、碳原子數為1~20的烷基或碳原子數為2~20的烯基; a和b分別獨立表示0~4的整數; c和d分別獨立表示0~3的整數;e為0~2的整數; 環T表示環己烷或環己烯。] [13][12]所述的液晶取向劑,其中上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺中,A1為單鍵,R1為下式(II-A)表示的基團。
[式(II-A)中, A2、A3、R2、R3、R4、環S、a、b、c、d、e、f和g意思同上。] [14][13]所述的液晶取向劑,其中上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺的上述式(II-A)中,A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-或碳原子數為1~12的亞烷基; 環S表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基; R4表示-OH、-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0或1; c、d和e分別獨立表示0或1; f和g為0,且c+d+e≥1。
[15][14]所述的液晶取向劑,其特征在于上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺為下式(I-1)、(I-8)或(I-4)表示的二胺。
[式中,R7和R8表示碳原子數為1~30的烷基或碳原子數為1~30的烷氧基。] [16][12]~[15]中任一項所述的液晶取向劑,其特征在于上述聚合物是使用四羧酸二酐作為酸成分而得到的聚合物。
[17][16]所述的液晶取向劑,其特征在于上述四羧酸二酐包括芳香族四羧酸二酐以及脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐中的任一種或兩種 [18][17]所述的液晶取向劑,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為選自下述結構式(1)、(2)、(5)、(6)和(7)所構成的組群的一種或一種以上;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為選自下述結構式(14)~(29)和(60)所構成的組群的一種或一種以上。
[19][18]所述的液晶取向劑,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為上述結構式(1)表示的化合物;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為上述結構式(14)表示的化合物。
[20][12]~[19]中任一項所述的液晶取向劑,其特征在于上述聚合物是進一步使用選自下述通式(III)~(XIV)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上而得到的聚合物。
[式(III)中, A4表示-(CH2)m-,其中m為1~6的整數; 式(IV)~(IX)中, X表示單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-;其中m為1~6的整數; Y分別獨立表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳原子數為1~3的亞烷基; 環己烷環或苯環上結合的氫可以被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代。并且,式(VI)中的苯環上結合的氫可以被芐基取代。]
[式(X)中, A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,其中m為1~6的整數; R1表示具類甾醇骨架的基團、下式(II)表示的基團,或者當苯環上結合的兩個氨基的位置關系為相對時,R1為碳原子數為1~30的烷基;或者當上述位置關系為相間時,R1為碳原子數為1~30的烷基或苯基; 上述烷基中,任意的-CH2-可以被-CF2-、-CHF-、-O-(但是不連續)、-CH=CH-或-C≡C-取代;-CH3可以被-CH2F、-CHF2或-CF3取代; 形成上述苯基環的碳上結合的氫可以獨立被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代。]
[式(II)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3; 環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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; R4表示-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0~4的整數; c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團; f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1。]
[式(XI)~(XII)中, R5分別獨立表示-H或-CH3; R6分別獨立表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基; A5分別獨立表示單鍵、-CO-或-CH2-; R7和R8分別獨立表示-H、碳原子數為1~20的烷基或苯基。]
[式(XIII)中, R9表示-H或碳原子數為1~20的烷基,上述烷基中碳原子數為2~20的烷基的任意-CH2-可以被-O-(但是不連續)、-CH=CH-或-C≡C-取代; A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基; A7表示單鍵或碳原子數為1~3的亞烷基; 環U表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基; h為0或1。
式(XIV)中, R10表示碳原子數為6~22的烷基; R11表示-H或碳原子數為1~22的烷基; A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基。] [21][20]所述的液晶取向劑,其特征在于上述二胺為選自下述通式(VI-1)~(VI-5)、(VI-14)~(VI-16)、式(VII-1)~(VII-15)、式(VII-26)、式(VII-27)、式(VII-31)、式(VIII-1)、式(VIII-2)、式(VIII-6)以及(IX-1)~(IX-5)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
[22][21]所述的液晶取向劑,其特征在于上述二胺為選自上述通式(VI-1)、(VI-2)、(VII-1)~(VII-12)以及(IX-2)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
[23][12]~[22]中任一項所述的液晶取向劑,其特征在于其中進一步含有使用除上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺以外的二胺而得到的第二聚合物。
[24][23]所述的液晶取向劑,其特征在于上述第二聚合物是使用四羧酸二酐作為酸成分而得到的。
[25][23]或[24]所述的液晶取向劑,其特征在于除上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺以外的二胺包括選自下式(III)~(XIV)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
[式(III)中, A4表示-(CH2)m-,其中m表示1~6的整數; 式(IV)~(IX)中, X表示單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-,其中m為1~6的整數; Y分別獨立表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳原子數為1~3的亞烷基; 環己烷環或苯環上結合的氫可以被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代。并且,式(VI)中的苯環上結合的氫可以被芐基取代。]
[式(X)中, A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,其中m為1~6的整數; R1表示具類甾醇骨架的基團、下式(II)表示的基團;或者當苯環上結合的兩個氨基的位置關系為相對時,R1表示碳原子數為1~30的烷基;或者當上述位置關系為相間時,R1表示碳原子數為1~30的烷基或苯基; 上述烷基中,任意的-CH2-可以被-CF2-、-CHF-、-O-(但是不連續)、-CH=CH-或-C≡C-取代;-CH3可以被-CH2F、-CHF2或-CF3取代; 形成上述苯基環的碳上結合的氫可以獨立被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代。]
[式(II)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3; 環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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; R4表示-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0~4的整數; c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團; f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1。]
[式(XI)~(XII)中, R5分別獨立表示-H或-CH3; R6分別獨立表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基; A5分別獨立表示單鍵、-CO-或-CH2-; R7和R8分別獨立表示-H、碳原子數為1~20的烷基或苯基。]
[式(XIII)中, R9表示-H或碳原子數為1~20的烷基,上述烷基中碳原子數為2~20的烷基的任意-CH2-可以被-O-(但是不連續)、-CH=CH-或-C≡C-取代; A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基; A7表示單鍵或碳原子數為1~3的亞烷基; 環U表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基; h為0或1。
式(XIV)中, R10表示碳原子數為6~22的烷基; R11表示-H或碳原子數為1~22的烷基; A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基。] [26]一種液晶取向膜,該取向膜是通過涂布[12]~[25]中任一項所述的液晶取向劑并進行加熱而形成的。
[27]一種液晶顯示裝置,該裝置包括[26]所述的液晶取向膜。
通過本發明,可以提供電壓保持率高且殘留DC得到抑制的上述TN和VA方式的液晶顯示裝置。
上述說明僅是本發明技術方案的概述,為了能夠更清楚了解本發明的技術手段,并可依照說明書的內容予以實施,以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
圖1是使實施例4中合成的PA1的聚合物在超純水中再沉淀,將其過濾并在真空下加熱干燥而得到的樣品的紅外線吸收光譜。
圖2是使實施例5中合成的PA2的聚合物在超純水中再沉淀,將其過濾并在真空下加熱干燥而得到的樣品的紅外線吸收光譜。
圖3是使實施例6中合成的PA3的聚合物在超純水中再沉淀,將其過濾并在真空下加熱干燥而得到的樣品的紅外線吸收光譜。
圖4是使實施例7中合成的PA4的聚合物在超純水中再沉淀,將其過濾并在真空下加熱干燥而得到的樣品的紅外線吸收光譜。
具體實施例方式 本發明的液晶取向劑是含有一種或兩種或兩種以上聚合物的組合物。本發明的聚合物是使用酸成分和特定的胺成分,并使之反應而得到的聚酰胺酸或其衍生物。
<1.本發明的具側鏈結構的二胺> 本發明的二胺為下述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺。通過使用本發明的二胺,可以得到特別是電壓保持率和殘留DC的問題得到改善的液晶顯示裝置用液晶取向劑。
[式(I)中, A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-;m為0~6的整數; R1為下式(II-A)或下式(II-B)表示的基團。]
[式(II-A)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3; 環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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; R4優選為-OH、-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;特別優選為-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3; a和b分別獨立表示0~4的整數; c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團; f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1。] [式(II-B)中, A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基; R2表示-H、-F或-CH3; R5分別獨立表示-H或-CH3; R6表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基; a和b分別獨立表示0~4的整數; c和d分別獨立表示0~3的整數;e為0~2的整數; 環T表示環己烷或環己烯。] 通式(I)表示的二胺可以列舉如以下二胺。
式中,R7優選碳原子數為1~30的烷基或碳原子數為1~30的烷氧基,更優選碳原子數為3~20的烷基或碳原子數為3~20的烷氧基。R8優選-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-OH、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,更優選碳原子數為3~20的烷基或碳原子數為3~20的烷氧基。
式(I-20)~(I-22)中,R9優選碳原子數為4~30的烷基,更優選碳原子數為5~20的烷基。
式中,R10優選碳原子數為1~30的烷基或碳原子數為1~30的烷氧基,更優選碳原子數為3~20的烷基或碳原子數為3~20的烷氧基。R11優選-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-OH、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,更優選碳原子數為3~20的烷基或碳原子數為3~20的烷氧基。
本發明的二胺(通式(I)表示的化合物)可以通過任意方法來制備,例如可以通過以下圖解所示的方法進行合成。
按照日本特開2003-267934號公報中記載的方法,將1表示的化合物和苯胺鹽酸鹽以及苯胺加熱攪拌,從而得到2表示的二胺化合物。1表示的化合物的合成方法記載在日本特開2002-121190號公報、Organic FunctionalGroup Preparations Second Edition(有機官能團制備第二版),Vol.1 p180~p358,(1983),Academic Press等文獻中。
上述反應中也可以使用對反應沒有影響的溶劑,上述溶劑具體有甲苯、二甲苯等芳香族系溶劑;戊烷、己烷等脂肪族烴系溶劑;二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等鹵素系溶劑;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜等非質子性極性溶劑。上述溶劑的使用量是任意的。但是,為了提高產物的產量且抑制副反應,希望在過剩量的用作原料的苯胺中進行反應。所使用的苯胺量相對于1表示的化合物為1~20倍摩爾,優選為3~10倍摩爾。
本發明中,上述反應的反應溫度在80℃~300℃范圍內,優選在100℃~200℃范圍內。
本發明中,上述反應的反應時間通常為0.5小時~30小時。但是,如果長時間進行反應,則副產物的生成增加、目標化合物的產率降低,因此優選反應時間為1小時~15小時。
<2.本發明的聚合物> 本發明的液晶取向劑所包括的聚合物中,至少有一種是使用上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺作為胺成分和使用四羧酸二酐作為酸成分,使之反應而得到的聚酰胺酸或聚酰胺酸衍生物。
本發明的酸成分包括一種或兩種或兩種以上的四羧酸二酐,但是可以將一部分四羧酸二酐置換成二羧酸。其中,為了使分子量不至于過分降低,相對于總酸成分二羧酸的比率優選小于等于10摩爾%。
本發明的胺成分包括一種或兩種或兩種以上的二胺,但是可以將一部分二胺置換為單胺。其中,為了使分子量不至于過分降低,相對于總胺成分單胺的比率優選小于等于10摩爾%。
本發明的聚合物除了包括聚酰胺酸以外,還包括以下聚酰胺酸衍生物1)聚酰胺酸的全部氨基和羧酸發生脫水閉環反應而得到的聚酰亞胺;2)一部分發生脫水閉環反應而得到的部分聚酰亞胺;3)將聚酰胺酸的羧酸變換成酯而得到的聚酰胺;4)將酸成分中包含的二酸酐的一部分置換成有機二羧酸并使之反應而得到的聚酰胺酸-聚酰胺共聚物;以及5)使該聚酰胺酸-聚酰胺共聚物的一部分或全部發生脫水閉環反應而得到的聚酰胺酰亞胺。
如上所述,本發明的聚合物是使用胺成分和使用四羧酸二酐作為酸成分,使之反應而得到的聚酰胺酸或其衍生物,其中上述胺成分中至少有一種使用上述通式(I)表示的二胺。
本發明的胺成分可以單獨包括一種上述通式(I-1)~(I-40)表示的二胺,也可以包括兩種或兩種以上。
上述胺成分中所包括的、除通式(I)表示的二胺以外的二胺可以任意選擇,優選列舉出通式(III)~(IX)表示的二胺。
通式(III)表示的二胺可以列舉如式(III-1)~(III-3)表示的二胺。
通式(IV)表示的二胺可以列舉如式(IV-1)、(IV-2)表示的二胺。
通式(V)表示的二胺可以列舉如式(V-1)~(V-3)表示的二胺。
通式(VI)表示的二胺可以列舉如式(VI-1)~(VI-16)表示的二胺。
通式(VII)表示的二胺可以列舉如式(VII-1)~(VII-32)表示的二胺。
通式(VIII)表示的二胺可以列舉如式(VIII-1)~(VIII-6)表示的二胺。
通式(IX)表示的二胺可以列舉如式(IX-1)~(IX-11)表示的二胺。
其中,更優選列舉式(VI-1)~(VI-5)、(VI-14)~(VI-16)、式(VII-1)~(VII-15)、式(VII-26)、式(VII-27)、式(VII-31)、式(VIII-1)、(VIII-2)、式(VIII-6)以及式(IX-1)~(IX-5)表示的二胺;最優選列舉式(VI-1)、式(VI-2)、式(VII-1)~(VII-12)以及式(IX-2)表示的二胺。
本發明的胺成分可以單獨使用一種上述通式(III)~(IX)表示的二胺,也可以使用兩種或兩種以上。本發明的總胺成分中,上述通式(III)~(IX)表示的二胺的摩爾比可以根據所選擇的上述通式(III)~(IX)表示的二胺的結構和所需的電壓保持率以及殘留DC減少效果進行調整,優選為1~95%,更優選為5~80%。
如上所述,本發明的胺成分包括一種或兩種或兩種以上的二胺,但是特別是在VA型液晶顯示裝置、OCB型液晶顯示裝置、STN型液晶顯示裝置等要求大預傾角(pretilt angle)的用途中,優選除了使用上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺以外,還進一步使用其他具側鏈結構的二胺的胺成分。
應說明的是,本發明的胺成分中,具側鏈結構的二胺(上述通式(I)表示的二胺和其他具側鏈結構的二胺)的摩爾比可以根據所選擇的具側鏈結構的二胺的結構和所需的預傾角來調整,優選為1~100%,更優選為5~80%。
本說明書中,具側鏈結構的二胺是指以連接兩個氨基的鏈為主鏈時具有側鏈的二胺。即,具側鏈結構的二胺通過與四羧酸二酐反應,可以提供相對于高分子主鏈而言具有側鏈基團的聚酰胺酸或聚酰亞胺(支鏈聚酰胺酸或支鏈聚酰亞胺)。由含有上述相對于高分子主鏈而言具有側鏈基團的聚酰胺酸或聚酰亞胺的液晶取向劑形成的液晶取向膜可以增大液晶顯示裝置的預傾角。上述內容記載在例如上述專利文獻1(日本特開平11-193345)中。
因而,具側鏈結構的二胺中的側鏈可以根據所要求的預傾角來適當選擇。例如,上述側鏈可以優選列舉出碳原子數大于等于3的基團。具體可以列舉出以下基團 1)可具有取代基的苯基、可具有取代基的環己基亞苯基、可具有取代基的雙(環己基)亞苯基或碳原子數大于等于3的烷基、烯基或炔基; 2)可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的環己氧基、可具有取代基的雙(環己)氧基、可具有取代基的苯基環己氧基、可具有取代基的環己基苯氧基或碳原子數大于等于3的烷氧基、烯氧基或炔氧基; 3)苯羰基或碳原子數大于等于3的烷羰基、烯羰基或炔羰基; 4)苯羰氧基或碳原子數大于等于3的烷羰氧基、烯羰氧基或炔羰氧基; 5)可具有取代基的苯氧羰基(phenylcarbonyloxy)、可具有取代基的環己氧羰基、可具有取代基的雙(環己)氧羰基、可具有取代基的雙(環己基)苯氧羰基、可具有取代基的環己基雙(苯基)氧羰基或碳原子數大于等于3的烷氧羰基、烯氧羰基或炔氧羰基; 6)苯胺羰基或碳原子數大于等于3的烷胺羰基、烯胺羰基或炔胺羰基; 7)碳原子數大于等于3的環狀亞烷基; 8)可具有取代基的環己基亞烷基、可具有取代基的苯基亞烷基、可具有取代基的雙(環己基)亞烷基、可具有取代基的環己基苯基亞烷基、可具有取代基的雙(環己基)苯基亞烷基、可具有取代基的苯基烷氧基、烷基苯氧羰基或烷基聯苯氧羰基; 9)烷基、氟代烷基或被烷氧基取代的苯基或環己基;以及 10)兩個或兩個以上的苯環或環己烷環單鍵結合或通過-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-或碳原子數為1~3的亞烷基結合的烷基、氟代烷基或被烷氧基取代的環集合基團、或具類甾醇骨架的基團等,但并不受限于此。
其中,“取代基”可以列舉出烷基、烷氧基或烷氧烷基等。
另外,雙(環己基)或雙(苯基)可以被亞烷基中斷。
應說明的是,在本說明書中,當提及“烷基”、“烯基”、“炔基”時,這些基團既可以是線狀也可以是分支狀。
可以用于本發明的其他具側鏈接構的二胺具體可以列舉出上述通式(X)~(XIV)表示的二胺。
在上述通式(X)中,兩個氨基結合在苯基環的碳上,但優選兩個氨基的結合位置關系為相間或相對。并且,當以“R1-A1-”的結合位置為1位時,優選兩個氨基分別結合在3位和5位或2位和5位上。
通式(X)表示的二胺可以列舉如下式(X-1)~(X-48)表示的二胺。
式中,R12優選碳原子數為3~12的烷基或碳原子數為3~12的烷氧基,更優選碳原子數為5~12的烷基或碳原子數為5~12的烷氧基。
R13優選碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為1~10的烷氧基,更優選碳原子數為3~10的烷基或碳原子數為3~10的烷氧基。
(X-16)(X-17) 式(X-12)~(X-15)中,R14優選碳原子數為4~16的烷基,更優選碳原子數為6~16的烷基。式(X-16)以及式(X-17)中,R15優選碳原子數為6~20的烷基,更優選碳原子數為8~20的烷基。
式中,R16優選碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為1~12的烷氧基,更優選碳原子數為3~12的烷基或碳原子數為3~12的烷氧基。R17優選-H、-F、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為1~12的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3,更優選碳原子數為3~12的烷基或碳原子數為3~12的烷氧基。A9表示碳原子數為1~12的亞烷基。
其中優選列舉式(X-1)~式(X-11)表示的二胺。更優選列舉式(X-2)、式(X-4)、式(X-5)和式(X-6)表示的二胺。
上述通式(XI)中,優選兩個“NH2-Ph-A5-O-”中的其中一個結合在甾核的3位、另一個結合在6位。兩個氨基分別結合在苯基環的碳上,優選相對于A5的結合位置結合在間位或對位上。
通式(XI)表示的二胺可以列舉如下式(XI-1)~(XI-4)表示的二胺。
上述通式(XII)中,兩個“NH2-(R8-)Ph-A5-O-”分別結合在苯基環的碳上,優選相對于甾核所結合的碳而言結合在間位或對位的碳上。兩個氨基分別結合在苯基環的碳上,優選相對于A5結合在間位或對位上。
通式(XII)表示的二胺可以列舉如下式(XII-1)~(XII-8)表示的二胺。
上述通式(XIII)中,兩個氨基分別結合在苯基環的碳上,優選相對于A6結合在間位或對位上。
通式(XIII)表示的二胺可以列舉如下式(XIII-1)~(XIII-9)表示的二胺。
式中,R18優選-H或碳原子數為1~20的烷基;R19優選-H或碳原子數為1~10的烷基。
上述通式(XIV)中,兩個氨基分別結合在苯基環的碳上,優選相對于A6結合在間位或對位上。
通式(XIV)表示的二胺可以列舉如式(XIV-1)~(XIV-3)表示的二胺。
式中,R20優選為碳原子數為6~22的烷基,R21優選為-H或碳原子數為1~12的烷基。
本發明的胺成分可以單獨包括一種上述通式(IX)~(XIV)表示的二胺,也可以包括兩種或兩種以上。
并且,本發明的胺成分所包括的除通式(I)表示的具側鏈結構的二胺、通式(III)~(IX)表示的二胺、通式(X)~(XIV)表示的具側鏈結構的二胺以外的二胺是任意的,但也可以列舉如具萘結構的萘系二胺、具芴結構的芴系二胺或具硅氧烷鍵的硅氧烷系二胺或除通式(X)~(XIV)以外的具側鏈結構的二胺。
硅氧烷系二胺沒有特別限定,在本發明中可以優選使用下述通式(XV)表示的二胺。
(式中,R22和R23獨立表示碳原子數為1~3的烷基或苯基,A10表示亞甲基、亞苯基或烷基取代的亞苯基。i表示1~6的整數,j表示1~10的整數。) 并且,其他二胺沒有特別限定,在本發明中可以優選使用例如下式(1’)~(8’)表示的二胺。
(式中,R24和R25獨立表示碳原子數為3~20的烷基。) 應說明的是,本發明的胺成分所包括的除通式(I)表示的二胺和通式(III)~(XIV)以外的二胺并不限于上述二胺,在達到本發明目的的范圍內當然存在其它各種形態的二胺。上述其它二胺可以單獨使用一種或將兩種或兩種以上組合使用。
本發明的胺成分通過適當選擇二胺的種類及其組合,可以賦予使用本發明的液晶取向劑形成的液晶取向膜以合適的預傾角。
當為VA型液晶顯示裝置時,往往要求80~90°左右的大預傾角;當為OCB型液晶顯示裝置時,往往要求7~20°左右的預傾角;當為TN型液晶顯示裝置或STN型液晶顯示裝置時,往往要求3~15°左右的預傾角。因而,可以適當調整預傾角的本發明的液晶取向劑可以適用于任意種類的液晶顯示裝置。
以下,對本發明的胺成分以及其與液晶顯示裝置的驅動方式和預傾角的關系進行說明。
1)VA型液晶顯示裝置的場合 為了賦予VA型液晶顯示裝置以合適的大預傾角,具側鏈結構的二胺可以特別優選使用通式(I)表示的二胺、同時具有亞苯基二胺結構和側鏈結構的二胺,例如上述式(X-1)~(X-48)表示的二胺。
具亞苯基二胺結構的二胺當以連接兩個氨基的鏈為主鏈時,例如與上述式(VII)~(IX)表示的二胺相比,主鏈結構部分的分子長度變短。其結果,在使用該二胺和四羧酸二酐并使之反應而得到的聚合物中,可以提高側鏈結構的空間密度(側鏈密度),因此更適合用作VA型液晶顯示裝置的液晶取向劑。
并且,同時具有亞苯基二胺結構和側鏈結構的二胺可以和其他具側鏈結構的二胺、上述通式(III)~(IX)表示的二胺或芴系二胺、硅氧烷系二胺等組合使用。
2)OCB型液晶顯示裝置、TN型液晶顯示裝置、STN型液晶顯示裝置的場合 為了賦予OCB型液晶顯示裝置、TN型液晶顯示裝置、STN型液晶顯示裝置等液晶顯示裝置以合適的預傾角,可以優選使用上述通式(I)表示的二胺、通式(X)~(XIV)表示的具側鏈結構的二胺。更優選將具側鏈結構的二胺和上述通式(I)表示的二胺、通式(III)~(IX)表示的二胺或芴系二胺、硅氧烷系二胺等組合使用。本發明的胺成分通過適當選擇二胺的種類及其組合,可以賦予上述液晶顯示裝置以合適的預傾角。
如上所述,可以將本發明的胺成分中所包括的二胺的一部分置換成單胺。通過將一部分二胺置換成單胺,可以使聚合反應終止、可以抑制除此以外的反應的進行,因此可以容易地控制所得聚合物(聚酰胺酸)的分子量。相對于總胺成分的單胺的比率只要處于不損及本發明效果的范圍內即可,作為標準優選小于等于總胺成分的10摩爾%。
本發明的聚合物的合成中使用的上述四羧酸二酐可以任意選擇,可以是1)芳香族四羧酸二酐、2)脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐中的任一種。
應說明的是,為了將本發明的聚合物用作液晶取向劑成分,優選使其成為在溶劑中可溶的形態。為了使本發明的聚合物成為上述可溶形態,優選適當選擇酸成分中所包括的四羧酸二酐。
其中,作為1)芳香族四羧酸二酐,其具體例子可以列舉如下式(1)~(13)表示的二酸酐。下述芳香族四羧酸二酐中,更優選列舉式(1)、式(2)、式(5)、式(6)、式(7)表示的二酸酐;最優選列舉式(1)表示的苯均四酸二酐。
作為本發明的酸成分中所包括的、上述2)脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐,具體列舉如下式(14)~(62)表示的二酸酐。
下述四羧酸二酐中,更優選列舉出式(14)~(29)、式(60)表示的二酸酐;特別優選列舉出式(14)表示的1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐(1,2,3,4-cyclobutane tetra carboxylic acid dianhydride)。另外,當將本發明的聚酰胺酸制成可溶于溶劑的聚酰亞胺時,優選使用式(19)、式(20)、式(27)~(29)、式(60)表示的二酸酐。
本發明的酸成分可以單獨使用一種式(1)~(62)表示的四羧酸二酐,還可以將兩種或兩種以上組合使用。由包括芳香族四羧酸二酐和脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐(特別優選苯均四酸二酐和/或1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐)的本發明的酸成分合成聚酰胺酸,使用含有上述聚酰胺酸的液晶取向劑而形成的液晶取向膜可以賦予含有其的液晶顯示裝置以特別良好的電壓保持率和顯著的殘留DC減少效果。
并且,本發明的酸成分中所包括的除式(1)~(62)表示的四羧酸二酐以外的四羧酸二酐是任意的,但也可以列舉如具側鏈結構的四羧酸二酐。使用具側鏈結構的四羧酸二酐,由本發明的酸成分合成聚合物,使用含有上述聚合物的液晶取向劑形成的液晶取向膜可以增大含有其的液晶顯示裝置中的預傾角。
具側鏈結構的四羧酸二酐沒有特別限定,在本發明中可以優選使用下述式(63)、式(64)表示的具類甾醇骨架的四羧酸二酐。
應說明的是,本發明的酸成分中所包括的除式(1)~(62)表示的四羧酸二酐以外的四羧酸二酐并不限于上述四羧酸二酐,在達到本發明目的的范圍內當然還存在其它各種形態的四羧酸二酐。上述其它四羧酸二酐可以單獨使用一種或將兩種或兩種以上組合使用。
如上所述,本發明的酸成分中所包括的四羧酸二酐的一部分可以置換成羧酸酐。通過將一部分四羧酸二酐置換成羧酸酐,可以使聚合反應終止、可以抑制除此以外的反應的進行,從而可以容易地控制所得聚合物(聚酰胺酸)的分子量。相對于酸成分總體的羧酸酐的比率只要處于不損及本發明效果的范圍內即可,作為標準優選小于等于總酸成分的10摩爾%。
本發明的聚合物可以具有任意的重量平均分子量,沒有特別限定,當用作液晶取向劑的成分時優選為大于等于5×103,更優選為大于等于1×104。具有大于等于5×103的重量平均分子量的聚合物在燒結取向膜的步驟中不會蒸發,作為液晶取向劑的成分具有令人滿意的物理性質。
其中,聚合物的重量平均分子量通過凝膠滲透色譜(GPC)法進行測定。例如,將得到的聚合物用二甲基甲酰胺(DMF)稀釋,使聚合物濃度為約1重量%,使用色譜紙束(chromatopack)C-R7A(島津制作所制),以DMF為展開溶劑,利用凝膠滲透色譜分析(GPC)法進行測定,通過聚苯乙烯換算而求得。并且,為了精度良好地進行聚酰胺酸或聚丙烯酸等的GPC測定,有時將磷酸、鹽酸、硝酸、硫酸等無機酸或溴化鋰、氯化鋰等無機鹽溶解在DMF溶劑中制備展開溶劑。
本發明的聚合物的分子量分布可以用多分散度表示,多分散度是指重量平均分子量/數平均分子量(Mw/Mn)的值,該值優選為2~5。其中分子量分布利用與分子量測定相同的GPC法來測定。
本發明的聚合物可以利用公知的方法進行制備。例如,向具備原料投入口、氮導入口、溫度計、攪拌機以及冷凝器的反應容器中裝入一種或兩種或兩種以上上述通式(I)表示的二胺,并根據情況裝入一種或兩種或兩種以上其他的通式(III)~(XIV)表示的二胺以及根據情況裝入一種或兩種或兩種以上選自其它二胺的二胺,進一步根據需要加入所需量的單胺。
其次,加入溶劑(例如作為酰胺系極性溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮或二甲基甲酰胺等)以及一種或兩種或兩種以上的四羧酸二酐,進一步根據需要加入羧酸酐。此時四羧酸二酐的總投料量優選與二胺的總摩爾數大致相等(摩爾比為0.9~1.1左右)。
攪拌下使之在溫度0~70℃下反應1~48小時,從而可以得到聚合物溶液。另外,還可以加熱來升高反應溫度(例如50~80℃),從而得到分子量小的聚合物。
用大量不良溶劑使本發明的聚合物沉淀,通過過濾等將固體成分和溶劑完全分離,利用IR、NMR進行分析,由此可以進行鑒定。并且,利用KOH或NaOH等強堿水溶液將固態聚合物分解后,用有機溶劑進行萃取,利用GC、HPLC或GC-MS進行分析,從而可以鑒定所使用的單體。
所得聚合物溶液可以用溶劑進行稀釋以調整至所需粘度后再使用。
另外,當將本發明的聚合物作成可溶性聚酰亞胺時,可以通過使所得聚合物溶液和脫水劑醋酸酐、丙酸酐、三氟醋酸酐等酸酐以及脫水閉環催化劑三乙胺、吡啶、三甲基吡啶等叔胺一起在溫度20~150℃下進行酰亞胺化反應而得到。
或者,還可以使用大量不良溶劑(甲醇、乙醇、異丙醇等醇系溶劑或二醇系溶劑)使聚酰胺酸從所得聚合物溶液中析出,使析出的聚酰胺酸和與上述相同的脫水劑以及脫水閉環催化劑一起在甲苯、二甲苯等溶劑中、在溫度20~150℃下進行酰亞胺化反應而得到。
在上述酰亞胺化反應中,脫水劑和脫水閉環催化劑的比例優選為0.1~10(摩爾比)。相對于所使用的酸成分中含有的二酸酐的合計摩爾量而言,脫水劑和脫水閉環催化劑的合計用量優選為1.5~10倍摩爾。通過調整上述化學酰亞胺化的脫水劑、催化劑量、反應溫度以及反應時間,可以控制酰亞胺化的程度,得到部分聚酰亞胺。
可以將得到的聚酰亞胺和溶劑分離,并將其再溶解于下述溶劑中,作為液晶取向劑使用;或者也可以不將其與溶劑分離而作為液晶取向劑使用。
而且,如上所述,本發明的酸成分中所包括的二酸酐的一部分可以置換成有機二羧酸。若使用進一步使用了有機二羧酸的酸成分來制備本發明的聚合物,則可以得到聚酰胺酸-聚酰胺共聚物。其中,相對于總酸成分的二羧酸的比率只要處于不損及本發明效果的范圍內即可,作為標準優選為小于等于10摩爾%。
并且,通過將上述聚酰胺酸-聚酰胺共聚物化學酰亞胺化,可以制備聚酰胺酰亞胺。
后述本發明的液晶取向劑的其他優選形態為含有包括兩種或兩種以上聚合物的組合物的液晶取向劑。
上述聚合物中的一種為使用酸成分A1和胺成分A2,并使它們反應而得到的聚合物A(以下也稱作“聚酰胺酸A”),上述胺成分A2包括上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺。
上述聚合物中的另一種為使用酸成分B1和胺成分B2,并使它們反應而得到的聚合物B(以下也稱作“聚酰胺酸B”)。
因此,聚酰胺酸A和聚酰胺酸B是聚酰胺酸或聚酰胺酸衍生物。
本發明的酸成分A1和酸成分B1包括一種或兩種或兩種以上的四羧酸二酐,但是其中一部分四羧酸二酐可以置換成二羧酸。其中,相對于總酸成分,二羧酸的比率優選為小于等于10摩爾%。
本發明的胺成分A2和胺成分B2包括一種或兩種或兩種以上的二胺,但是其中一部分二胺可以置換成單胺。其中,相對于總胺成分,單胺的比率優選為小于等于10摩爾%。
其中,聚酰胺酸衍生物包括1)聚酰胺酸的全部氨基和羧基發生脫水閉環反應得到的聚酰亞胺;2)一部分進行脫水閉環反應得到的部分聚酰亞胺;3)將酸成分中所含有的二酸酐的一部分置換成有機二羧酸,并使之反應而得到的聚酰胺酸-聚酰胺共聚物;以及4)使一部分或全部上述聚酰胺酸-聚酰胺共聚物發生脫水閉環反應而得到的聚酰胺酰亞胺。
應說明的是,本發明的組合物可以只含有聚酰胺酸A和B,還可以進一步含有除聚酰胺酸A和B以外的聚合物。
如上所述,本發明的聚酰胺酸A是使酸成分和胺成分反應而得到的聚合物,其中胺成分A2包括上述通式(I)表示的二胺。
上述胺成分A2可以單獨含有一種通式(I)表示的二胺,也可以含有兩種或兩種以上。通式(I)表示的二胺的總含量優選為總胺成分總體的10~100摩爾%。由本發明的胺成分合成聚合物,使用含有上述聚合物的液晶取向劑形成的液晶取向膜可以賦予使用其的液晶顯示裝置以良好的電壓保持率和顯著的殘留DC減少效果。
并且,本發明的聚合物A可以是以下聚合物使用四羧酸二酐作為酸成分A1、使用上述通式(III)~(IX)表示的二胺作為胺成分A2,使它們反應而得到的聚合物。
胺成分A2包括一種或兩種或兩種以上的二胺,但優選進一步包括上述通式(III)~(IX)表示的二胺。由使用上述通式(III)~(IX)表示的二胺的胺成分合成聚合物,使用含有上述聚合物的液晶取向劑形成的液晶取向膜可以賦予使用其的液晶顯示裝置以良好的電壓保持率和顯著的殘留DC減少效果。
胺成分A2根據需要可以進一步含有任意的其他二胺。其中,其他二胺可以列舉出上述通式(X)~(XIV)表示的二胺或芴系二胺、硅氧烷系二胺等。
胺成分A2中,上述通式(III)~(IX)表示的二胺的摩爾比可以根據所選擇的上述通式(III)~(IX)表示的二胺的結構和所需的電壓保持率和殘留DC減少效果來調整,優選為1~95%,更優選為5~80%。
另一方面,本發明的聚合物B可以是以下聚合物使用四羧酸二酐作為酸成分B1、至少使用上述通式(III)~(XIV)表示的二胺作為胺成分B2,使它們反應而得到的聚合物。由使用本發明的二胺的胺成分合成聚合物,使用含有上述聚合物的液晶取向劑形成的液晶取向膜可以賦予使用其的液晶顯示裝置以合適的預傾角。
胺成分B2包括一種或兩種或兩種以上二胺,但是至少包括上述通式(III)~(XIV)表示的二胺。胺成分B2根據需要可以進一步含有任意的其他二胺。其中,其他二胺可以列舉出芴系二胺、硅氧烷系二胺等。
胺成分B2中,通式(III)~(XIV)表示的二胺的摩爾比可以根據所需預傾角來進行調整,優選為1~100%,更優選為5~80%。
通過將本發明的聚合物A和聚合物B組合(混合),可以賦予作為本發明的液晶取向劑成分的令人滿意的特性。
具體而言,關于聚合物的原料胺成分A2和胺成分B2,通過適當選擇所含有的二胺的種類及其組合,可以賦予使用本發明組合物形成的液晶取向膜以更良好的電壓保持率和顯著的殘留DC減少效果以及合適的預傾角。
本發明的聚酰胺酸A和聚酰胺酸B的重量平均分子量以及分子量分布通過與上述本發明聚合物相同的方法進行測定。關于優選的重量平均分子量和多分散度也與上述本發明的聚合物相同。
本發明的聚合物A和聚合物B可以通過與上述本發明聚合物相同的方法來制備。
<3.本發明的液晶取向劑> 本發明的液晶取向劑包括上述本發明的聚合物或上述聚合物A和聚合物B的組合物以及溶劑,還可以進一步包括通常的液晶取向劑中所含有的各種添加劑。
應說明的是,本發明的聚合物A和聚合物B的組合物通過混合上述聚合物A和聚合物B來進行制備。所混合的聚合物A和聚合物B的重量比優選為A/B=99/1~50/50,更優選為A/B=95/5~80/20。使聚合物A和聚合物B的重量比處于上述范圍是為了控制電壓保持率、殘留DC和合適的預傾角。上述重量比可以根據所要求的預傾角來適當調整,只要提高聚合物B的比率就可以增大預傾角。
本發明的液晶取向劑中的聚合物的含有率可以根據向基板上涂布液晶取向劑的涂布方法來適當選擇。例如,在通常的液晶顯示裝置的制造工序中使用的打印機(包括平版印刷打印或噴墨打印機。以下有時簡記為「打印機」。)所使用的液晶取向劑中,為了印刷均勻且平坦的膜,聚合物的含有率優選為0.5~30重量%,更優選為1~15重量%,可根據聚合物的含有率與液晶取向劑粘度(后述)之間的關系來適當調整。
在上述液晶取向劑的制作所使用的聚合物的合成中,從用于液晶顯示裝置時的電壓保持率和殘留DC減少方面考慮,二胺成分中上述通式(I)表示的二胺的摩爾比在TN和OCB模式中優選為1~80%,更優選為5~70%。同樣,上述摩爾比在VA模式中優選為10~100%,更優選為20~100%。
本發明所使用的溶劑廣泛包括在聚酰胺酸、可溶性聚酰亞胺以及聚酰胺酰亞胺等高分子成分的制造工序或用途中通常使用的溶劑,可以根據使用目的來適當選擇。上述溶劑優選為包括下述成分的混合溶劑,上述成分為1)相對于聚酰胺酸或可溶性聚酰亞胺而言為易溶性的非質子性極性有機溶劑和2)以通過改變表面張力來改善涂布性等為目的的溶劑。
上述溶劑列舉如下 1)相對于聚酰胺酸或可溶性聚酰亞胺而言為良溶劑的非質子性極性有機溶劑(以下記作非質子性極性有機溶劑)例如有N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑烷酮、N-甲基己內酰胺、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-丁內脂、γ-戊內脂。其中更優選列舉N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑烷酮、γ-丁內脂、γ-戊內脂等。
2)以通過改變表面張力來改善涂布性等為目的的溶劑(以下記作其它溶劑)例如有乳酸烷基酯、3-甲基-3-甲氧基丁醇、萘滿、異佛爾酮、乙二醇單丁基醚等乙二醇單烷基醚、二甘醇單乙基醚等二甘醇單烷基醚、乙二醇單烷基或苯基乙酸酯、三甘醇單烷基醚、丙二醇單丁基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、上述乙酸酯類等酯化合物。其中,更優選列舉乙二醇單丁基醚、二甘醇單乙基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲醚等。
非質子性極性溶劑和其它溶劑的種類以及比例,可以考慮液晶取向劑的印刷性、涂布性、溶解性以及保存穩定性等而適當設定。與其它溶劑相比,非質子性極性溶劑在溶解性和保存穩定性方面相對優異;而其它溶劑存在著印刷性和涂布性優異的趨勢。
如上所述,本發明的液晶取向劑可以含有各種添加劑。各種添加劑例如有除聚合物以外的高分子化合物或低分子化合物,可以根據各自目的而選擇使用。
例如,可以將可溶于有機溶劑的高分子化合物作為添加劑,通過添加上述高分子化合物可以控制所形成的取向膜的電特性或取向性。上述高分子化合物的例子有聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酯、聚環氧化物、聚酯多元醇、硅改性聚氨酯、硅改性聚酯等。
作為低分子化合物添加劑的例子,1)當希望改善涂布性時,可以使用遵循所涉及的目的的表面活性劑;2)當必需提高抗靜電性時,可以使用抗靜電劑;3)當希望提高與基板的密合性或耐摩擦性時,可以使用硅烷耦合劑、鈦系耦合劑或含有環氧基的化合物;以及4)當在低溫下進行酰亞胺化時,可以使用酰亞胺化催化劑。
上述硅烷耦合劑的例子有乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(2-胺乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、對氨苯基三甲氧基硅烷、對氨苯基三乙氧基硅烷、間氨苯基三甲氧基硅烷、間氨苯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-(三乙氧甲硅烷基)-1-丙胺、N,N’-雙[3-(三甲氧甲硅烷基)丙基]亞乙基二胺等。
上述環氧化合物的例子有乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、1,3,5,6-四縮水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-間二甲苯二胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基氨甲基)環己烷、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4’-二氨基二苯基甲烷等。
上述酰亞胺化催化劑的例子有三甲胺、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、羥基取代咪唑等環式胺類等催化劑。特別是可以列舉出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、異喹啉等。
硅烷耦合劑的添加量通常為聚合物總重量的0~10%,優選為0.1~3%。
環氧化合物的添加量通常為聚合物總重量的0.1~30%,優選為1~20%。
酰亞胺化催化劑的添加量通常相對于聚合物的羰基為0.01~5等量(equivalent),優選為0.05~3等量。
其它添加劑的添加量通常為聚合物總重量的0~30%,優選為0.1~10%。
本發明的液晶取向劑的粘度因涂布方法、聚合物濃度、所使用的聚合物種類、溶劑的種類和比例而不同。例如,當利用打印機進行涂布時,液晶取向劑的粘度為5~100mPa·s(更優選為10~80mPa·s)。若液晶取向劑的粘度小于5mPa·s,則難以得到足夠的膜厚;若液晶取向劑的粘度超過100mPa·s,則印刷不均有時會變大。當用旋涂法進行涂布時,液晶取向劑的粘度為5~200mPa·s(更優選為10~100mPa·s)是適合的。
液晶取向劑的粘度通過旋轉粘度測定法來測定,例如使用旋轉粘度計(東機產業制TVE-20L型)來測定(測定溫度25℃)。
<4.本發明的液晶顯示裝置> 本發明的液晶顯示裝置包括1)相向配置的一對基板;2)形成于上述一對基板各自相向的面之上的液晶取向膜;以及3)挾持在上述一對基板之間的液晶層。
上述液晶取向膜是在上述基板上涂布本發明的液晶取向劑并進行加熱而形成的液晶取向膜。其中液晶取向膜的膜厚優選為10~300nm,更優選為30~100nm。另外,TN模式中使用的液晶取向膜優選對其實施摩擦處理。
上述相向配置的一對具有電極的基板優選為透明基板(例如玻璃基板)。
挾持在上述一對基板之間的液晶層包括液晶組合物。其中液晶組合物沒有特別限定,根據驅動模式還可以使用介電各向異性為正的液晶組合物以及介電各向異性為負的液晶組合物中的任一種組合物。
介電各向異性為正的優選的液晶組合物的例子公開在日本專利第3086228號公報、日本專利第2635435號公報、日本特表平5-501735號公報、日本特開平8-157828號公報、日本特開平8-231960號公報、日本特開平9-241644號公報(EP885272A1)、日本特開平9-302346號公報(EP806466A1)、日本特開平8-199168號公報(EP722998A1)、日本特開平9-235552號公報、日本特開平9-255956號公報、日本特開平9-241643號公報(EP885271A1)、日本特開平10-204016號公報(EP844229A1)、日本特開平10-204436號公報、日本特開平10-231482號公報、日本特開2000-087040公報、日本特開2001-48822公報等中。
VA型液晶顯示裝置中使用的液晶組合物可以是介電各向異性為負的各種液晶組合物。優選的液晶組合物的例子公開在日本特開昭57-114532號公報、日本特開平2-4725號公報、日本特開平4-224885號公報、日本特開平8-40953號公報、日本特開平8-104869號公報、日本特開平10-168076號公報、日本特開平10-168453號公報、日本特開平10-236989號公報、日本特開平10-236990號公報、日本特開平10-236992號公報、日本特開平10-236993號公報、日本特開平10-236994號公報、日本特開平10-237000號公報、日本特開平10-237004號公報、日本特開平10-237024號公報、日本特開平10-237035號公報、日本特開平10-237075號公報、日本特開平10-237076號公報、日本特開平10-237448號公報(EP967261A1)、日本特開平10-287874號公報、日本特開平10-287875號公報、日本特開平10-291945號公報、日本特開平11-029581號公報、日本特開平11-080049號公報、日本特開2000-256307公報、日本特開2001-019965公報、日本特開2001-072626公報、日本特開2001-192657公報等中。
也不妨向上述介電各向異性為正或負的液晶組合物中添加一種或一種以上的光學活性化合物后再使用。
本發明的液晶顯示裝置當然可以包括其它構件。
例如,在使用了薄膜晶體管的彩色顯示TFT型液晶裝置中,在第一透明基板上形成有薄膜晶體管、絕緣膜、保護膜、信號電極以及像素電極等;在第二透明基板上可以具有遮斷像素區域以外的光的黑色矩陣、彩色濾光片、平整化膜以及像素電極等。
另外,在VA型液晶顯示裝置、特別是在MVA型液晶顯示裝置中,在第一透明基板上形成被稱作域(domain)的微小突起物。還可以形成用于調整基板間的間隔(cell gap)的間隙控制材料(spacer)。
本發明的液晶顯示裝置可以通過任意方法來制作,例如,通過包括以下工序的方法來制作,上述工序為1)在上述兩塊透明基板上涂布液晶取向劑的工序;2)將所涂布的液晶取向劑干燥的工序;3)為了使干燥的液晶取向劑發生脫水·閉環反應而進行必需的加熱處理的工序;4)對所得取向膜進行取向處理的工序;以及5)將兩塊基板貼合后在基板間封入液晶的工序或向其中一塊基板上滴加液晶后使其與另一塊基板貼合的工序。
在涂布上述液晶取向劑的工序中,涂布方法一般已知有旋涂法、印刷法、浸涂法、滴入法、噴墨法等。上述方法在本發明中也可以使用。
上述干燥工序以及實施脫水·閉環反應所必需的加熱處理的工序的方法一般已知有在烘箱或紅外爐中進行加熱處理的方法、在電熱板上進行加熱處理的方法等。上述方法在本發明中也可以使用。干燥工序優選在溶劑能夠蒸發的范圍內的較低溫度(50~100℃)下進行。加熱處理工序一般優選在150~300℃左右的溫度下進行。
至于取向處理,在OCB型液晶顯示裝置、TN型液晶顯示裝置、STN型液晶顯示裝置中通常進行摩擦處理。在VA型液晶顯示裝置中往往不進行摩擦處理,但是也可以進行。
接著,在其中一塊基板上涂布粘合劑,進行貼合,在真空下注入液晶。當采用滴加注入法時,在貼合之前向基板上滴加液晶,之后用另一塊基板進行貼合。利用熱或紫外線使貼合所使用的粘合劑固化,從而制作本發明的液晶顯示裝置。
本發明的液晶顯示裝置中可以安裝偏光板(偏光膜)、波長板、光散射膜、驅動電路等。
VA型液晶顯示裝置中使用的液晶取向膜優選提供80~90°左右的預傾角;OCB型液晶顯示裝置中使用的液晶取向膜優選提供5~45°左右、優選7~20°左右的預傾角;TN型液晶顯示裝置或STN型液晶顯示裝置中使用的液晶取向膜優選提供3~15°左右的預傾角。如上所述,預傾角的調整主要通過調整1)本發明的具側鏈結構的二胺的種類和本發明的胺成分中的具側鏈結構的二胺的摩爾比、2)本發明組合物中的聚酰胺酸A和B的重量比等來實現。
本發明的液晶顯示裝置具有電壓保持率高且殘留DC低的特征。這是因為本發明的液晶顯示裝置的液晶取向膜是如下形成的,即使用包括上述通式(I)表示的二胺的胺成分并使之反應得到聚合物,由含有上述聚合物的液晶取向劑形成的。上述情況在下述實施例中還進行說明。
實施例
以下,通過實施例來說明本發明,但本發明并不受限于這些實施例。應說明的是,實施例中使用的四羧酸二酐、二胺以及溶劑的名稱有時用以下簡略符號表示。
[四羧酸二酐] 苯均四酸二酐{式(1)}PMDA 環丁烷四甲酸二酐{式(14)}CBDA [二胺] 4,4’-二氨基二苯基甲烷{式(VII-1)}DDM 4,4’-二氨基二苯基乙烷{式(VII-7)}DDET 1,1-雙(4-氨基苯基)-4-戊基二環己基甲烷{式(I-8)/R7=C5H11}5HHDDM1,1-雙(4-氨基苯基)-4-十二烷基環己基甲烷{式(I-1)/R7=C12H25}12HDDM 1,1-雙(4-氨基苯基)-4-十六烷基苯基甲烷{式(I-4)/R8=C16H33}16PDDM5-[4-(4-正戊基環己基)環己基]苯甲基-1,3-二氨基苯{式(X-5)/R13=C5H11}5ChCh [溶劑] N-甲基-24吡咯烷酮NMP 丁基溶纖素(乙二醇單丁基醚)BC <1.二胺的合成> [二胺的合成] (實施例1) 將10g(38mmol)按照日本特開2002-121190中記載的方法合成的4-(4-戊基環己基)環己烷羧甲醛、12g(92mmol)苯胺鹽酸鹽和11g(114mmol)苯胺的混合物在160℃下攪拌12小時。冷卻后,將反應溶液倒入20%氫氧化鈉水溶液(300ml)中,用二氯甲烷(300ml)進行萃取。將有機層用純水(300ml)洗滌2次后,加入無水硫酸鎂,干燥。將硫酸鎂過濾后,減壓蒸餾除去溶劑。用柱色譜法(二氯甲烷∶甲醇=20∶1)進行分離純化,將所得粗結晶從乙醇中重結晶,得到1,1-雙(4-氨基苯基)-1-(4-(4-戊基環己基)環己基)甲烷(5HHDDM)。產量4.0g,產率24%。
熔點182.6-185.8℃ 1H-NM R0.81-1.29(m、21H)、1.63-1.66(m、9H)、1.83-1.89(m、1H)、3.21(d、J=10.55、1H)、3.48(br.S、4H)、6.56-6.58(m、4H)、6.99-7.25(m、4H) (實施例2) 使用34g(121mmol)按照日本特開2002-121190中記載的方法合成的4-十二烷基環己烷羧甲醛,與上述合成例1同樣進行反應和后處理。用柱色譜法(二氯甲烷∶甲醇=10∶1)進行分離純化,將所得粗結晶從乙醇中重結晶2次,得到1,1-雙(4-氨基苯基)-1-(4-十二烷基環己基)甲烷(12HDDM)。產量7.8g,產率14%。
熔點104.6-107.3℃ 1H-NM R0.86-1.26(m、27H)、1.58-1.66(m、7H)、1.92(d、J=10.00、1H)、2.22(d、J=10.00、1H)、3.60(br.S、4H)、6.50-6.66(m、4H)、7.11-7.23(m、4H) (實施例3) 使用28g(85mmol)按照日本特開2002-121190號公報中記載的方法合成的4-(正十六烷基)苯甲醛,與上述合成例1同樣進行反應和后處理。用柱色譜法(甲苯∶甲醇=10∶1)進行分離純化,使所得粗結晶從乙醇中重結晶2次,得到雙(4-氨基苯基)-(4-(正十六烷基)苯基)甲烷(16PDDM)。產量17g,產率41%。
熔點90.9-92.8℃ 1H-NM R;0.88(t、3H、J=6.95)、1.25-1.30(m、28H)、2.55(t、2H、J=8.15)、3.56(br.s、4H)、5.30(s、1H)、6.60(d、4H、J=8.30)、6.89(d、4H、J=8.20)、6.94-7.26(m、4H) <2.聚酰胺酸的合成> [聚酰胺酸的合成] (實施例4) 向具備溫度計、攪拌機、原料投入口以及氮氣導入口的100ml四頸燒瓶中裝入0.666g 12HDDM、0.258g DDET和15g脫水NMP,在干燥氮氣流下攪拌、溶解。接著,添加0.471g PMDA和0.106g CBDA,在室溫環境下使之反應30小時。反應中當反應溫度上升時,將反應溫度控制在小于等于約70℃來進行反應。
向所得溶液中加入8.5g BC,合成濃度為6重量%的聚合物溶液(PA1)。所得PA1的粘度為19mPa·s。生成的聚合物的重量平均分子量為43,000。
其中,聚合物的重量平均分子量如下測定將所得聚合物用稀釋液(磷酸/DMF=0.6/100重量比)稀釋,使聚合物濃度為約1重量%,使用色譜紙束(chromatopack)C-R7A(島津制作所制),以上述稀釋液為展開劑,利用GPC法進行測定,通過聚苯乙烯換算而求得。應說明的是,色譜柱使用GF-7HQ(昭和電工(股)公司制),在柱溫50℃、流速0.6ml/min的條件下進行測定。
實施例5、實施例6、實施例7、合成例1、合成例2 除了按表1所示的比例變更四羧酸二酐、二胺以及溶劑的組成以外,根據實施例4合成聚合物溶液(PA2、PA3、PA4、PA5、PA6)。包括實施例4在內,結果總結在表1中。另外,將合成的PA1、PA2、PA3和PA4的各聚合物在超純水中再沉淀,將其過濾并在真空下加熱干燥而得到的樣品的紅外線吸收光譜分別總結在圖1、圖2、圖3和圖4中。
<表1> <3.液晶顯示裝置的制作> (1)TN型液晶顯示裝置的制作 使用旋轉器在兩塊具有ITO電極的玻璃基板上涂布液晶取向劑,形成膜厚為70nm的膜。涂膜后在80℃下加熱干燥約5分鐘,之后在220℃下加熱處理10分鐘,形成液晶取向膜。
使用(股)公司飯沼gage制作所制的摩擦處理裝置,在摩擦布(毛長1.9mm人造絲)的毛(pile)壓入量為0.40mm、載臺移動速度為60mm/sec、輥筒旋轉速度為1000rpm的條件下,對其中一塊形成有液晶取向膜的玻璃基板進行摩擦處理。對于另一塊玻璃基板,將摩擦方向改變90°使與另一摩擦方向垂直,按同樣方法進行摩擦處理。將該基板在超純水中超聲波洗滌5分鐘,之后在烘箱中、在120℃下干燥30分鐘。在其中一塊玻璃基板上散布7μm的間隔(gap)材。
以形成有取向膜的面為內側進行相向配置,使摩擦方向垂直,之后用環氧固化劑密封,制作間隔為7μm的90°旋轉盒(twist cell)。向該盒中注入以下組合物,即向100重量份上述液晶組合物A中加入5重量份光學活性物質膽甾醇壬酸酯(cholesteric nonanoate)并均勻化而得到的組合物,用光固化劑封住注入口。然后,在110℃下加熱處理30分鐘,制作TN型液晶顯示裝置。
[實施例8] 將實施例4中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA1)和合成例1中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA5)按重量比1/9混合。將所得混合物用NMP/BC=1/1(重量比)的混合溶劑稀釋至濃度為4重量%,作為液晶取向劑。使用所得液晶取向劑,利用上述制造方法制作TN型液晶顯示裝置。
(2)VA型液晶顯示裝置的制作方法 使用旋轉器在兩塊具有ITO電極的玻璃基板上涂布液晶取向劑,形成膜厚為70nm的膜。涂膜后在80℃下加熱干燥約5分鐘,之后在220℃下加熱處理40分鐘,形成液晶取向膜。
將形成有取向膜的玻璃基板在超純水中超聲波洗滌5分鐘,之后在烘箱中、在120℃下干燥30分鐘。
在其中一塊玻璃基板上散布4μm的間隔材,以形成有取向膜的面為內側進行相向配置,使摩擦方向反平行,之后用環氧固化劑密封,制作間隔為4μm的盒。向該盒中注入下述液晶組合物B,用光固化劑封住注入口。然后,在110℃下加熱處理30分鐘,制作VA型液晶顯示裝置。
[實施例9] 將實施例5中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA2)和合成例1中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA5)按重量比1/9混合。將所得混合物用NMP/BC=1/1(重量比)的混合溶劑稀釋至濃度為4重量%,作為液晶取向劑。使用上述液晶取向劑,利用上述制造方法制作VA型液晶顯示裝置。
[實施例10] 將實施例6中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA3)和合成例1中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA5)按重量比1/9混合。將所得混合物用NMP/BC=1/1(重量比)的混合溶劑稀釋至濃度為4重量%,作為液晶取向劑。使用上述液晶取向劑,利用上述制造方法制作VA型液晶顯示裝置。
[實施例11] 將實施例7中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA4)和合成例1中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA5)按重量比1/9混合。將所得混合物用NMP/BC=1/1(重量比)的混合溶劑稀釋至濃度為4重量%,作為液晶取向劑。使用上述液晶取向劑,利用上述制造方法制作VA型液晶顯示裝置。
[比較例1] 將合成例2中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA6)和合成例1中合成的濃度為6重量%的聚合物溶液(PA5)按重量比1/9混合。將所得混合物用NMP/BC=1/1(重量比)的混合溶劑稀釋至濃度為4重量%,作為液晶取向劑。使用上述液晶取向劑,利用上述制造方法制作VA型液晶顯示裝置。
液晶組合物A
液晶組合物B
<4.電特性評價> [試驗例1~5] 對實施例8~11和比較例1中制作的液晶顯示裝置進行電特性和預傾角的評價。電特性評價具體是指1)測定電壓保持率;2)利用介電吸收法測定殘留DC。各項測定如下進行。
1)電壓保持率的測定 使用東陽technica制6254型液晶物理性質評價裝置測定電壓保持率。測定條件為選通脈沖寬度60μs、頻率0.3Hz、波高±5V,測定溫度為60℃。此值越大說明電特性越好。
2)利用介電吸收法進行殘留DC的測定 使用東陽technica制6254型液晶物理性質評價裝置,通過介電吸收法測定殘留DC。測定條件為對盒施加5V直流電壓,施加時間為1小時,之后終止1秒鐘,觀察電位差30分鐘。表中記載著最大殘留DC和最小殘留DC。測定溫度為60℃。該值越小說明電特性越好。
3)預傾角的測定 針對試驗例1,使用中央精機制OMS-CA3型液晶特性評價裝置進行測定。針對試驗例2、3和4(比較例1),在正交尼科耳棱鏡(cross Nicol)下求出樣品旋轉角-透射率曲線,由透射率極小的樣品旋轉角的值算出預傾角。
<表2> 如表2所示,電壓保持率為在試驗例1中約93.8%,試驗例2中約92.3%,試驗例3中約92.1%。
另一方面,與試驗例5(比較例1)相比,殘留DC得到顯著抑制。就預傾角而言,試驗例1的預傾角的值適合于TN型液晶顯示裝置;試驗例2、試驗例3、試驗例4的預傾角的值適合于VA型液晶顯示裝置。另外,試驗例1的預傾角的值也適合于OCB型液晶顯示裝置。試驗例4中,作為VA型液晶顯示裝置電壓保持率稍低一點,但是當合成具有與PA4相同側鏈的PA6并進行同樣的試驗時,結果(試驗例5)發現,使用PA4的液晶顯示裝置的電壓保持率高,殘留DC也得到顯著抑制。因此,只要是使用了相同側鏈的聚合物,通過引入本發明的式(I)的結構,就可以改善電壓保持率和殘留DC。
如上所述,由包括本發明的通式(I)表示的二胺的胺成分合成聚合物,含有上述聚合物的液晶取向劑可以用于各種顯示驅動方式的液晶顯示裝置的液晶取向膜的形成。而且,在任一種顯示驅動方式的液晶顯示裝置中,電壓保持率均高,且殘留DC均得到抑制。
以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明作任何形式上的限制,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本發明技術方案范圍內,當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例,但是凡是未脫離本發明技術方案的內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種二胺,其特征在于其為通式(I)表示的具側鏈結構的二胺
式(I)中,
A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,m為1~6的整數;
R1為下式(II-A)表示的基團或下式(II-B)表示的基團
式(II-A)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3;
環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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;
R4表示-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團;
f和g分別獨立表示0~2的整數,且c+d+e≥1;
式(II-B)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2表示-H、-F或-CH3;
R5分別獨立表示-H或-CH3;
R6表示-H、碳原子數為1~20的烷基或碳原子數為2~20的烯基;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c和d分別獨立表示0~3的整數;e為0~2的整數;
環T表示環己烷或環己烯。
2.根據權利要求1所述的二胺,其中上述通式(I)中A1為單鍵,R1為下式(II-A)表示的基團;
式(II-A)中,
A2、A3、R2、R3、R4、環S、a、b、c、d、e、f和g意思同上。
3.根據權利要求2所述的二胺,其中上述式(II-A)中,A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-或碳原子數為1~12的亞烷基;
環S表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;
R4表示-F、碳原子數為1~30的烷基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0或1;
c、d和e分別獨立表示0或1;
f和g為0,且c+d+e≥1。
4.根據權利要求3所述的二胺,其特征在于該二胺是下式(I-1)、(I-8)或(I-4)表示的二胺
式中,R7和R8表示碳原子數為1~30的烷基。
5.一種聚合物,其特征在于該聚合物是使用作為酸成分的四羧酸二酐和作為胺成分的權利要求1~4中任一項所述的具側鏈結構的二胺,并使它們反應而得到的。
6.根據權利要求5所述的聚合物,其特征在于上述四羧酸二酐包括芳香族四羧酸二酐以及脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐中的任一種或兩種。
7.根據權利要求6所述的聚合物,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為選自下述結構式(1)、(2)、(5)、(6)和(7)所構成的組群的一種或一種以上;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為選自下述結構式(14)~(29)和(60)所構成的組群的一種或一種以上。
8.根據權利要求7所述的聚合物,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為上述結構式(1)表示的化合物;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為上述結構式(14)表示的化合物。
9.根據權利要求5~8中任一項所述的聚合物,其特征在于上述胺成分進一步使用選自下述通式(III)~(XIV)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上;
式(III)中,
A4表示-(CH2)m-,其中m為1~6的整數;
式(IV)~(IX)中,
X表示單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-,其中m為1~6的整數;
Y分別獨立表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳原子數為1~3的亞烷基;
環己烷環或苯環上結合的氫可以被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代;并且,式(VI)中的苯環上結合的氫可以被芐基取代;
式(X)中,
A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,其中m為1~6的整數;
R1表示具類甾醇骨架的基團、下式(II)表示的基團;或者當苯環上結合的兩個氨基的位置關系為相對時,R1表示碳原子數為1~30的烷基;或者當上述位置關系為相間時,R1表示碳原子數為1~30的烷基或苯基;
上述烷基中,任意的-CH2-可以被-CF2-、-CHF-、-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,但是上述-O-不連續;-CH3可以被-CH2F、-CHF2或-CF3取代;
形成上述苯基環的碳上結合的氫可以獨立被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代;
式(II)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3;
環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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;
R4表示-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團;
f和g分別獨立表示0~2的整數,且
c+d+e≥1;
式(XI)~(XII)中,
R5分別獨立表示-H或-CH3;
R6分別獨立表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基;
A5分別獨立表示單鍵、-CO-或-CH2-;
R7和R8分別獨立表示-H、碳原子數為1~20的烷基或苯基;
式(XIII)中,
R9表示-H或碳原子數為1~20的烷基,上述烷基中碳原子數為2~20的烷基的任意-CH2-可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,但上述-O-不連續;
A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基;
A7表示單鍵或碳原子數為1~3的亞烷基;
環U表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;
h為0或1;
式(XIV)中,
R10表示碳原子數為6~22的烷基;
R11表示-H或碳原子數為1~22的烷基;
A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基。
10.根據權利要求9所述的聚合物,其特征在于上述胺成分為選自下述通式(VI-1)~(VI-5)、(VI-14)~(VI-16)、式(VII-1)~(VII-15)、式(VII-26)、式(VII-27)、式(VII-31)、式(VIII-1)、式(VIII-2)、式(VIII-6)以及式(IX-1)~(IX-5)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上,
11.根據權利要求10所述的聚合物,其特征在于上述胺成分為選自上述通式(VI-1)、(VI-2)、(VII-1)~(VII-12)以及(IX-2)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
12.一種液晶取向劑,其特征在于其中包括使用下述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺而得到的聚合物;
式(I)中,
A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,m為1~6的整數;
R1為下式(II-A)表示的基團或下式(II-B)表示的基團;
式(II-A)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3;
環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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;
R4表示-OH、-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團;
f和g分別獨立表示0~2的整數,且
c+d+e≥1;
式(II-B)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2表示-H、-F或-CH3;
R5分別獨立表示-H或-CH3;
R6表示-H、碳原子數為1~20的烷基或碳原子數為2~20的烯基;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c和d分別獨立表示0~3的整數;e為0~2的整數;
環T表示環己烷或環己烯。
13.根據權利要求12所述的液晶取向劑,其中上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺中,A1為單鍵,R1為下式(II-A)表示的基團
式(II-A)中,
A2、A3、R2、R3、R4、環S、a、b、c、d、e、f和g意思同上。
14.根據權利要求13所述的液晶取向劑,其中上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺的上述式(II-A)中,A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-或碳原子數為1~12的亞烷基;
環S表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;
R4表示-OH、-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0或1;
c、d和e分別獨立表示0或1;
f和g為0,且
c+d+e≥1。
15.根據權利要求14所述的液晶取向劑,其特征在于上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺為下式(I-1)、(I-8)或(I-4)表示的二胺
式中,R7和R8表示碳原子數為1~30的烷基或碳原子數為1~30的烷氧基。
16.根據權利要求12~15中任一項所述的液晶取向劑,其特征在于上述聚合物是使用四羧酸二酐作為酸成分而得到的聚合物。
17.根據權利要求16所述的液晶取向劑,其特征在于上述四羧酸二酐包括芳香族四羧酸二酐以及脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐中的任一種或兩種。
18.根據權利要求17所述的液晶取向劑,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為選自下述結構式(1)、(2)、(5)、(6)和(7)所構成的組群的一種或一種以上;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為選自下述結構式(14)~(29)和(60)所構成的組群的一種或一種以上,
19.根據權利要求18所述的液晶取向劑,其特征在于上述芳香族四羧酸二酐為上述結構式(1)表示的化合物;上述脂肪族四羧酸二酐或脂環式四羧酸二酐為上述結構式(14)表示的化合物。
20.根據權利要求12~15中任一項所述的液晶取向劑,其特征在于上述聚合物是進一步使用選自下述通式(III)~(XIV)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上而得到的聚合物;
式(III)中,
A4表示-(CH2)m-,其中m為1~6的整數;
式(IV)~(IX)中,
X表示單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-,其中m為1~6的整數;
Y分別獨立表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳原子數為1~3的亞烷基;
環己烷環或苯環上結合的氫可以被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代;并且,式(VI)中的苯環上結合的氫可以被芐基取代;
式(X)中,
A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,其中m為1~6的整數;
R1表示具類甾醇骨架的基團、下式(II)表示的基團;或者當苯環上結合的兩個氨基的位置關系為相對時,R1表示碳原子數為1~30的烷基;或者當上述位置關系為相間時,R1表示碳原子數為1~30的烷基或苯基;
上述烷基中,任意的-CH2-可以被-CF2-、-CHF-、-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,但上述-O-不連續;-CH3可以被-CH2F、-CHF2或-CF3取代;
形成上述苯基環的碳上結合的氫可以獨立被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代;
式(II)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3;
環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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;
R4表示-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團;
f和g分別獨立表示0~2的整數,且
c+d+e≥1;
式(XI)~(XII)中,
R5分別獨立表示-H或-CH3;
R6分別獨立表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基;
A5分別獨立表示單鍵、-CO-或-CH2-;
R7和R8分別獨立表示-H、碳原子數為1~20的烷基或苯基;
式(XIII)中,
R9表示-H或碳原子數為1~20的烷基;上述烷基中碳原子數為2~20的烷基的任意-CH2-可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,但上述-O-不連續;
A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基;
A7表示單鍵或碳原子數為1~3的亞烷基;
環U表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;
h為0或1;
式(XIV)中,
R10表示碳原子數為6~22的烷基;
R11表示-H或碳原子數為1~22的烷基;
A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基。
21.根據權利要求20所述的液晶取向劑,其特征在于上述二胺為選自下述通式(VI-1)~(VI-5)、(VI-14)~(VI-16)、式(VII-1)~(VII-15)、式(VII-26)、式(VII-27)、式(VII-31)、式(VIII-1)、式(VIII-2)、式(VIII-6)以及式(IX-1)~(IX-5)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上,
22.根據權利要求21所述的液晶取向劑,其特征在于上述二胺為選自上述通式(VI-1)、(VI-2)、(VII-1)~(VII-12)以及(IX-2)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上。
23.根據權利要求12~15中任一項所述的液晶取向劑,其特征在于其中進一步包括使用除上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺以外的二胺而得到的第二聚合物。
24.根據權利要求23所述的液晶取向劑,其特征在于上述第二聚合物是使用四羧酸二酐作為酸成分而得到的。
25.根據權利要求23所述的液晶取向劑,其特征在于除上述通式(I)表示的具側鏈結構的二胺以外的二胺包括選自下式(III)~(XIV)表示的二胺所構成的組群的一種或一種以上;
H2N-A4-NH2(III)
式(III)中,
A4表示-(CH2)m-,其中m為1~6的整數;
式(IV)~(IX)中,
X表示單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-,其中m為1~6的整數;
Y分別獨立表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳原子數為1~3的亞烷基;
環己烷環或苯環上結合的氫可以被-F、-CH3、-OH、-COOH、-SO3H、-PO3H2取代;并且,式(VI)中的苯環上結合的氫可以被芐基取代;
式(X)中,
A1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-,其中m為1~6的整數;
R1表示具類甾醇骨架的基團、下式(II)表示的基團;或者當苯環上結合的兩個氨基的位置關系為相對時,R1表示碳原子數為1~30的烷基;或者當上述位置關系為相間時,R1表示碳原子數為1~30的烷基或苯基;
上述烷基中,任意的-CH2-可以被-CF2-、-CHF-、-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,但上述-O-不連續;-CH3可以被-CH2F、-CHF2或-CF3取代;
形成上述苯基環的碳上結合的氫可以獨立被-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代;
式(II)中,
A2和A3分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳原子數為1~12的亞烷基;
R2和R3分別獨立表示-H、-F或-CH3;
環S表示1,4-亞苯基、1,4-亞環己基、1,3-二惡烷-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;
R4表示-H、-F、碳原子數為1~30的烷基、碳原子數為1~30的氟代烷基、碳原子數為1~30的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;
a和b分別獨立表示0~4的整數;
c、d和e分別獨立表示0~3的整數;當e為2或3時,多個環S可以是相同的基團也可以是不同的基團;
f和g分別獨立表示0~2的整數,且
c+d+e≥1;
式(XI)~(XII)中,
R5分別獨立表示-H或-CH3;
R6分別獨立表示-H或碳原子數為1~20的烷基或烯基;
A5分別獨立表示單鍵、-CO-或-CH2-;
R7和R8分別獨立表示-H、碳原子數為1~20的烷基或苯基;
式(XIII)中,
R9表示-H或碳原子數為1~20的烷基;上述烷基中碳原子數為2~20的烷基的任意-CH2-可以被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,但上述-O-不連續;
A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基;
A7表示單鍵或碳原子數為1~3的亞烷基;
環U表示1,4-亞苯基或1,4-亞環己基;
h為0或1;
式(XIV)中,
R10表示碳原子數為6~22的烷基;
R11表示-H或碳原子數為1~22的烷基;
A6分別獨立表示-O-或碳原子數為1~6的亞烷基。
26.一種液晶取向膜,該取向膜是通過涂布權利要求12~25中任一項所述的液晶取向劑并進行加熱而形成的。
27.一種液晶顯示裝置,其中包括權利要求26所述的液晶取向膜。
全文摘要
本發明提供一種電壓保持率高且殘留DC得到抑制的液晶顯示裝置。還提供用于制作上述液晶顯示裝置的液晶取向膜、用于制作上述液晶取向膜的液晶取向劑、上述液晶取向劑中所含有的聚合物以及上述聚合物的合成中使用的新型化合物。本發明提出下述通式(I)表示的二胺、含有一種或兩種或兩種以上聚合物的一種組合物,這種組合物是使用四羧酸二酐作為酸成分和使用下述通式(I)表示的二胺作為胺成分并使它們反應而得到的聚合物、含有上述聚合物的液晶取向劑、由上述液晶取向劑制作的液晶取向膜、以及由上述液晶取向膜制作的液晶顯示裝置。[式(I)中,A1和R1如權利要求中所定義]
文檔編號C07C211/00GK101117319SQ20071013802
公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月2日 優先權日2006年8月4日
發明者近藤史尚, 藤原武, 藤馬大亮 申請人:智索株式會社, 智索石油化學株式會社