液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、聚合物、二胺以及四羧酸二酐的制作方法_5

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64. 2g的化合物(VII)。
[0295] [合成例1-8 :化合物(VIII)的合成]
[0296] 依据下述流程8来合成化合物(VIII)。
[0297] [化 34]
[0299] 使4. 54g的4-甲基丙稀酰氧基苯甲酸、以及1. 08g的1,4-二氨基苯悬浮于30mL 的二氯甲烷中,进行冰浴冷却。在其中添加5. 76g的1-乙基-3- (3-二甲基氨基丙基)碳二 酰亚胺盐酸盐、以及〇. 488g的N,N-二甲基-4-氨基吡啶。在室温下搅拌6小时后,将悬浮 固体过滤,以乙醇来洗涤固体。使该固体干燥,以纯度99%获得3. 4g的化合物(viii-Ι)。
[0300] 使3. Og的化合物(viii-Ι)悬浮于30mL的THF中,在该溶液中,使2. Og的二碳酸 二叔丁酯(Boc20)溶解于30mL的THF中。在该溶液中添加1. 49g的二碳酸二叔丁酯(Boc20)。 在室温下搅拌3小时后,将溶液浓缩,使固体干燥,以纯度99%获得3. 4g的化合物(VIII)。 [0301][合成例1-9 :化合物(C-1)的合成]
[0302] 依据下述流程9来合成化合物(C-1)。
[0303] [化 35]
[0305] 在具备氮气导入管及回流管的500mL的茄型烧瓶中添加30. 2g的化合物(C-la)、 200mL的亚硫酰氯及0. lmL的N,N-二甲基甲酰胺,回流1小时。反应结束后,将浓缩、干固 而获得的粘稠液在环己烷中再结晶,进行过滤、干燥,由此获得27. lg的化合物(C-1)。
[0306] [合成例1-10 :化合物(ADBA1)的合成]
[0307] 依据下述流程13来合成化合物(ADBA1)。
[0308] [化 36]
[0310] 在1L的茄型烧瓶中添加28. 6g的化合物(DAI)、300mL的乙腈、45. 8g的二碳酸二 叔丁酯(Boc20)、以及l.Olg的三乙胺,在室温下反应6小时。反应结束后,将反应液浓缩至 100mL后,使其在1L的水中再沉淀,通过过滤将所产生的沉淀回收、干燥,由此获得43. 8g的 化合物(ADBA1)。
[0311] [合成例1-11 :化合物(ADC1)的合成]
[0312] 依据下述流程14来合成化合物(ADC1)。
[0313] [化 37]
[0315] 在具备氮气导入管及回流管的500mL的茄型烧瓶中添加27. 0g的化合物(DC1)、 200mL的亚硫酰氯以及0. lmL的N,N-二甲基甲酰胺,回流1小时。反应结束后,将浓缩、干 固而获得的粘稠液利用环己烷再结晶,进行过滤、干燥,由此获得27. 6g的化合物(ADC1)。
[0316] [合成例1-12 :化合物(3-7)的合成]
[0317] 依据下述流程17来合成化合物(3-7)。
[0318] [化 38]
[0319]
[0320] ?化合物(3-7A)的合成
[0321] 在1L的茄型烧瓶中添加16. 6g的硝基苯乙基胺、200mL的乙腈、43. 7g的二碳酸二 叔丁酯(Boc20)、以及1. 22g的N,N-二甲基氮基吡啶,在室温下反应6小时。反应结束后, 将反应液浓缩至100mL后,使其在1L的水中再沉淀,通过过滤将所产生的沉淀回收、干燥, 由此获得24. 0g的化合物(3-7A)。
[0322] ?化合物(3-7C)的合成
[0323] 在具备回流管及氮气导入管的1L的三口烧瓶中添加24. 0g的化合物(3-7A)、 17. 3g的化合物(3-7B)以及500mL的二氯甲烷,回流20小时。反应结束后,减压浓缩至 100mL,然后利用氧化铝管柱(展开溶剂己烷:乙酸乙酯=6 : 4)来溶出,进行浓缩、干固, 由此获得22. 9g的化合物(3-7C)。
[0324] ?化合物(3-7)的合成
[0325] 在2L的高压釜中投入22.9g的化合物(3-7C)、200mL的四氢呋喃、200mL的乙醇以 及1. 15g的5% Pd/C。接着,吹入氢气而成为1. 4kg/cm2后,在室温下反应20小时。反应结 束后,将进行硅藻土过滤而获得的滤液减压浓缩至50mL,使所获得的溶液在1L的水中再沉 淀。通过过滤将沉淀回收,以甲醇洗涤后,进行真空干燥,由此获得17. 9g的化合物(3-7)。
[0326] 〈聚合物的合成〉
[0327] [合成例2-1 :聚合物(P1)的合成]
[0328] 将 100 摩尔份的均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride,PMDA)、100 摩尔 份的作为二胺的化合物⑴溶解于N-甲基-2-吡略烧酮(N-methyl-2-pyrrolidone,NMP) 中,在室温下进行6小时反应,获得含有20重量%的聚酰胺酸的溶液。将所获得的聚酰胺 酸溶液分取少量,添加 NMP而制成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定而得的溶液粘度 为92mPa · s。将此处所获得的聚酰胺酸作为聚合物(P1)。
[0329] [合成例2-2~合成例2-23、合成例2-27及合成例2-28]
[0330] 除了将所使用的四羧酸二酐以及二胺的种类及量变更为如下述表1所述以外,以 与所述合成例2-1相同的方式分别合成聚酰胺酸。关于合成例2-2、合成例2-5、合成例2-6、 合成例2-8、合成例2-10~合成例2-12、合成例2-14~合成例2-18、合成例2-20~合成例 2-23,将所获得的聚酰胺酸分别作为聚合物(P2)、聚合物(P5)、聚合物(P6)、聚合物(P8)、 聚合物(P10)~聚合物(P12)、聚合物(P14)~聚合物(P18)、聚合物(R2)~聚合物(R5)。
[0331] 另外,关于合成例2-3、合成例2-4、合成例2-7、合成例2-9、合成例2-13、合成例 2-19、合成例2-27、合成例2-28,在所获得的聚酰胺酸溶液中添加吡啶及乙酸酐,进行化学 酰亚胺化。化学酰亚胺化后的反应溶液浓缩,以浓度成为10重量%的方式利用NMP来制备。
[0332] [表 1]
[0333]
[0334] 表1中,四羧酸二酐的()内的数值表示相对于聚合物的合成中使用的四羧酸二酐 的合计100摩尔份而言的使用比例[摩尔份]。二胺的0内的数值表示相对于聚合物的合 成中使用的四羧酸二酐的合计100摩尔份而言的使用比例[摩尔份]。表1中的酸酐及二 胺的简称分别表示以下的化合物。
[0335] 〈四羧酸二酐〉
[0336] A-1:均苯四甲酸二酐
[0337] A-2 :1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
[0338] A-3 :2, 3, 5-三羧基环戊基乙酸二酐
[0339] A-4 :11?,23,43,51?-1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐
[0340] A-5 :对亚苯基双(偏苯三甲酸单酯酐)
[0341] 〈二胺〉
[0342] D-1 :对苯二胺
[0343] D-2 :4_氨基苯基-4'-氨基苯甲酰胺
[0344] D-3 :N- (4-氨基苯基)-N-苯基苯-1,4-二胺
[0345] D-4 :4_氨基苯基-V -氨基苯甲酸酯
[0346] D-5 :3- (3,5-二氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷
[0347] [合成例2-24 :聚合物(P19)的合成]
[0348] 依据下述流程10来合成聚合物(P19)。
[0349] [化 39]
[0351] 在具备氮气导入管及温度计的100mL三口烧瓶中,添加4. 55g的化合物(VI)、50mL 的四氢呋喃以及〇. 2mL的N,N-二甲基甲酰胺,在5°C以下进行冰浴冷却。接着,添加3. 39g 的化合物(C-1)后,缓缓添加2. 84g的N-乙基-N,N-二异丙胺,然后,恢复为室温,进行一 昼夜聚合。反应结束后,添加 l〇〇mL的环戊酮,以100mL的水进行3次分液洗涤后,在有机 层中添加100mL的N-甲基-2-吡咯烷酮,浓缩至70g后,再次添加100mL的N-甲基-2-吡 咯烷酮,然后浓缩至70g,由此获得聚合物(P19)的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(固体成分浓 度为10% )。聚合物(P19)的重量平均分子量为5, 500。
[0352] [合成例2-25 :聚合物(P20)的合成]
[0353] 依据下述流程11来合成聚合物(P20)。
[0354] [化 40]
[0355]
[0356] 在具备氮气导入管及温度计的lOOmL三口烧瓶中,添加7. 12g的化合物(VII)、 70mL的四氢呋喃以及0. 2mL的N,N-二甲基甲酰胺,在5°C以下进行冰浴冷却。接着,添加 3. 25g的化合物(A-6)后,缓缓添加2. 84g的N-乙基-N,N-二异丙胺,然后,恢复为室温,进 行一昼夜聚合。反应结束后,添加140mL的环戊酮,以140mL水进行3次分液洗涤后,在有机 层中添加140mL的N-甲基-2-吡咯烷酮,浓缩至92g后,再次,添加140mL的N-甲基-2-吡 咯烷酮,浓缩至92g,由此获得聚合物(P20)的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(固体成分浓度为 10% )。聚合物(P20)的重量平均分子量为6, 100。
[0357] [合成例2-26 :聚合物(R6)的合成]
[0358] 依据下述流程12来合成聚合物(R6)。
[0359] [化 41]
[0361] 在具备温度计及氮气导入管的200mL的三口烧瓶中,投入2. 54g的化合物(vi-Ι)、 50mL的氯仿、50mL的水以及0. 8g的氢氧化钠,在5°C以下进行冰浴冷却。接着,添加3. 39g 的化合物(C-1),剧烈搅拌4小时后获得白色沉淀。该沉淀不溶于四氢呋喃以及N-甲 基-2-吡咯烷酮中。
[0362] [合成例2-29 :聚合物(AP3)的合成]
[0363] 依据下述流程15来合成聚合物(AP3)。
[0364] [化 42]
[0365]
[0366] 在具备滴加漏斗、氮气导入管及温度计的lOOmL三口烧瓶中,添加4. 87g的化合物 (ADBA1)、25mL的四氢呋喃以及4. 8g的氢化钠,在5°C以下进行冰浴冷却。接着,缓缓滴加 将2. 70g的化合物(ADC1)溶解于25mL的四氢呋喃中而成的溶液,然后,恢复为室温,进行 一昼夜聚合。反应结束后,添加 l〇〇mL的环戊酮,以lOOmL的水进行3次分液洗涤后,在有机 层中添加 lOOmL的环戊酮,浓缩至61g。然后,再次添加 lOOmL的环戊酮,继而浓缩至61g, 由此获得聚合物(AP3)的环戊酮溶液(固体成分浓度为10% )。聚合物(AP3)的重量平均 分子量为5, 000。
[0367] [合成例2-30 :聚合物(AP4)的合成]
[0368] 依据下述流程16来合成聚合物(AP4)。
[0369] [化 43]
[0371] 在具备氧气导入管及温度计的500mL的三口烧瓶中,投入60mL的N,N-二甲基乙 酰胺、〇. 5g的氯化铜、20mL的吡啶以及7. 24g的化合物(V)。继而,导入248mL的氧,在室 温下反应2小时。反应结束后,添加100mL的环戊酮,以100mL的水进行3次分液洗涤。接 着,在有机层中添加72g的环戊酮,通过减压浓缩而浓缩至72g,再次添加72g的环戊酮,浓 缩至72g,由此获得聚合物(AP4)的环戊酮溶液(固体成分浓度为10% )。聚合物(AP4)的 重量平均分子量为14, 000。
[0372] [合成例2-31 :聚合物(P21)的合成]
[0373] 将作为四羧酸二酐的100摩尔份的1R,2S,4S,5R-1,2,4, 5-环己烷四羧酸二酐、以 及作为二胺的70摩尔份的化合物⑴及30摩尔份的化合物(3-7)溶解于N-甲基-2-吡 咯烷酮(NMP)中,在室温下进行6小时反应,获得含有20重量%的聚酰胺酸的溶液。将所 获得的聚酰胺酸溶液分取少量,添加 NMP而制成聚酰胺酸浓度为10重量%的溶液,测定而 得的溶液粘度为89mPa*s。将此处所获得的聚酰胺酸作为聚合物(P21)。
[0374] [实施例1]
[0375] 〈液晶取向剂的制备〉
[0376] 在作为聚合物的所述合成例2-1中获得的聚合物(P1)中,添加作为有机溶媒的 NMP及丁基溶纤剂(BC),制成溶媒组成为NMP : BC = 50 : 50 (重量比)、固体成分浓度为 5. 0重量%的溶液。通过使用孔径为1 μ m的过滤器,对该溶液进行过滤,由此制备液晶取向 剂。
[0377] 〈保存稳定性的评价〉
[0378] 将所述制备的液晶取向剂加入样品瓶中,在温度为40°C的烘箱中放置一周,测定 粘度(mPa*s)的变化。使用E型旋转粘度计,在25°C下测定粘度。观察一周后的粘度的 增减变化,在小于5%的情况下评价为保存稳定性"良好(〇)",在5%以上且小于10%的 情况下评价为保存稳定性"可(△)",在10%以上的情况下评价为保存稳定性"不良(X)"。 其结果为,该实施例中判断为保存稳定性"良好"。
[0379] 〈摩擦取向用液晶显示元件的制造〉
[0380] 作为基板,在单面具有经图案化为梳齿状的包含铬的2系统的金属电极(电极A 及电极B)的玻璃基板上,利用旋转器来涂布所述制备的液晶取向剂,在80°C的加热板上进 行1分钟的预烘烤后,在230°C的加热板上进行10分钟后烘烤,形成膜厚约8撕A的涂膜。 对于所形成的涂膜面,使用具有卷绕着尼龙制布的辊的摩擦机器,以辊的转数1,OOOrpm、平 台的移动速度25mm/秒、毛压入长度0.4mm来进行摩擦处理,赋予液晶取向能力。进而将该 基板在超纯水中进行1分钟超声波洗涤,在l〇〇°C洁净烘箱中干燥10分钟,由此制造在含有 梳齿状铬电极的面上具有液晶取向膜的基板。将该具有液晶取向膜的基板作为"基板A"。
[0381] 与此不同,另外在不具有电极的厚度为1mm的玻璃基板的一面,以与所述相同的 方式形成液晶取向剂的涂膜以及进行摩擦处理,进行洗涤及干燥,制造在单面上具有液晶 取向膜的基板。将该具有液晶取向膜的基板作为"基板B"。
[0382] 继而,在基板的经摩擦处理的具有液晶取向膜的面的外缘,涂布加入有直径为 5. 5 μπι的氧化铝球的环氧树脂粘接剂后,以各液晶取向膜中的摩擦方向成为反平行的方 式,经由间隙将两炔基板Α、Β对向配置,使外缘部彼此抵接而压接,使粘接剂硬化。继而,自 液晶注入口向一对基板间填充向列液晶(默克(Merck)公司制造,MLC-2042)后,利用丙烯 酸系光硬化粘接剂将液晶注入口密封,由此制造面内切换方式的液晶单元。
[0383] 〈残像特性(图像暂留特性)的评价〉
[0384] 使用与所述"摩擦取向用液晶显示元件的制造"相同的方法来制造面内切换方式 的液晶显示元件。将该面内切换方式液晶显示元件放置于25°C、1气压的环境下,对电极B 不施加电压,而对电极A施加3. 5V交流电压与5V直流电压的合成电压2小时。然后即刻 对电极A及电极B此两者施加4V的交流电压。测定自对两电极开始施加4V的交流电压的 时刻起,直至以目视不再能够确认到电极A及电极B的光透过性之差为止的时间。将该时 间小于100秒的情况评价为残像特性"良好(〇)",将100秒以上且小于150秒的情况评 价为残像特性"可(△)",而且将超过150秒的情况的残像特性评价为"不良(X)"。其结 果为,该实施例中为"良好"的评价。
[0385] [实施例2~实施例9、实施例27以及比较例2、比较例3、比较例5]
[0386] 除了将所使用的聚合物的种类及量设为如下述表2所记载的方面以外,以与所述 实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂。另外,使用所制备的液晶取向剂,以与所述实施 例1相同的方式分别进行保存稳定性的评价、摩擦取向用液晶显示元件的制造、以及残像 特性的评价。将它们的结果示于下述表2中。
[0387] [表 2]
[0388]
[0389] 表2中,聚合物的调配比的数值表示相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合物成 分的合计100重量份而言的调配比例[重量份]。
[0390] [实施例10~实施例22、实施例28、实施例32、实施例33、实施例36以及比较例 1、比较例4]
[0391] 除了将所使用的聚合物的种类及量设为如所述表2所记载的方面以外,以与所述 实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂。另外,使用所制备的液晶取向剂,以与所述实施 例1相同的方式分别进行保存稳定性的评价、摩擦取向用液晶显示元件的制造、以及残像 特性的评价。将它们的结果示于所述表2中。
[0392] 〈相分离性评价〉
[0393] 对于将两种聚合物掺合而成的液晶取向剂评价聚合物彼此的相分离性。首先,除 了仅使用两种聚合物中的其中一种的方面以外,进行与所述实施例1相同的
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