液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、聚合体及化合物的制作方法

文档序号:22046567发布日期:2020-08-28 18:48阅读:422来源:国知局

相关申请的交叉参考

本申请基于2018年4月19日提出申请的日本申请编号2018-80881号,并将其记载内容引用于本申请中。

本公开涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、聚合体及化合物。



背景技术:

液晶元件用于以电视或个人计算机、智能手机等显示装置为代表的各种用途中。这些液晶元件包括具有使液晶分子在一定方向上取向的功能的液晶取向膜。通常,液晶取向膜是通过将使聚合体成分溶解于有机溶媒中而成的液晶取向剂涂布于基板上,优选为进行加热而形成于基板上。作为液晶取向剂的聚合体成分,就机械强度或液晶取向性、与液晶的亲和性优异的方面而言,广泛使用聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺(例如,参照专利文献1或专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2012/176822号

专利文献2:日本专利特开2017-138575号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

若液晶取向膜带来的液晶分子的取向限制力弱,则在使液晶元件长时间运行的情况下,初始取向的方向会偏离液晶元件制造最初的方向,有时会产生被称为交流(alternatingcurrent,ac)残像的烧印。尤其是,在通过光取向处理而获得液晶取向膜的情况下,与摩擦处理相比,液晶分子的取向限制力并不充分,存在容易产生ac残像的倾向。作为液晶元件,为了满足近年来的进一步的高性能化的要求,除了充分减少ac残像以外,还期望作为液晶元件的基本特性的电特性优异(电压保持率高)。

本公开是鉴于所述情况而成,其目的之一在于提供一种可获得显示出高的电压保持率且ac残像经减少的液晶元件的液晶取向剂。

解决问题的技术手段

根据本公开而提供以下的方法。

[1]一种液晶取向剂,含有聚合体(p),所述聚合体(p)具有:结构单元u1,源自下述式(1)所表示的化合物;以及结构单元u2,为源自具有下述式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所表示的部分结构的化合物的结构单元,且与所述结构单元u1不同:

(e1)i-(g1)j…(1)

(式(1)中,g1为具有显示出交联性的环状结构的基、具有芳香族缩合多环结构的基、或具有含氮杂环结构的基;e1为具有聚合性碳-碳不饱和键的基,形成聚合性碳-碳不饱和键的至少一个碳原子与g1所具有的显示出交联性的环状结构、芳香族缩合多环结构或含氮杂环结构的环通过单键而键结,或经由**-coo-、**-conr50-、**-ch2-conr50-、-o-或亚苯基(其中,“**”表示与形成聚合性碳-碳不饱和键的碳原子键结的键结键)而键结;r50为氢原子,或表示r50与其他基键结而构成的环结构;i及j中,其中一者为1且另一者为2,或i=j=1)

[化1]

(式(2)中,r1为碳数1以上的一价有机基,r2及r3分别独立地为氢原子或甲基;式(3)中,r4为碳数1以上的一价有机基,r5为氢原子或碳数1以上的一价有机基,r6及r7分别独立地为氢原子或甲基;式(4)中,r8为碳数1以上的一价有机基,r11为氢原子或碳数1以上的一价有机基,r9及r10分别独立地为氢原子或甲基;x10及x11中的一者为单键,另一者为亚甲基;式(5)中,r12为碳数1以上的一价有机基,r13及r14分别独立地为氢原子或甲基)。

[2]一种液晶取向膜,是使用所述[1]的液晶取向剂而形成。

[3]一种液晶元件,包括所述[2]的液晶取向膜。

[4]一种聚合体,具有:结构单元u1,源自所述式(1)所表示的化合物;以及结构单元u2,为源自具有所述式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所表示的部分结构的化合物的结构单元,且与所述结构单元u1不同。

[5]一种化合物,由下述式(6)表示,

[化2]

(式(6)中,b1为下述式(7)、式(8)、式(9)或式(10)所表示的一价基,d1为下述式(11)所表示的二价基,x1及x2分别独立地为单键、-co-o-、-o-co-、-cs-o-、-o-cs-、-co-s-、-s-co-、-o-ch2-、-ch2-o-或碳数1~3的烷二基,a1及a2分别独立地为经取代或未经取代的亚苯基、亚环己基或亚萘基,r18为碳数2~20的烷基、烷氧基、氟烷基、氟烷氧基或-r19-y1(其中,r19为碳数2~20的烷二基,y1为三烷基硅烷基);m为0~2的整数,n为1~3的整数;在m为2的情况下,多个a1、x1分别独立地具有所述定义;在n为2或3的情况下,多个r18分别独立地具有所述定义)

[化3]

(式(7)中,r2及r3分别与所述式(2)为相同含义;式(8)中,r5、r6及r7分别与所述式(3)为相同含义;式(9)中,r9、r10、r11、x10及x11分别与所述式(4)为相同含义;式(10)中,r13及r14分别与所述式(5)为相同含义;“*”表示键结键)

[化4]

(式(11)中,a3、a4及a5分别独立地为经取代或未经取代的亚苯基或亚环己基,l1及l2分别独立地为单键、碳数1~5的烷二基、或所述烷二基的至少一个亚甲基经“-o-”取代的基(其中,氧原子并不连续),x3及x4分别独立地为-co-o-、-o-co-、-cs-o-、-o-cs-、-co-s-、-s-co-或-o-,r16及r17分别独立地为氢原子、甲基、卤素原子或氰基;k及r分别独立地为0或1;“*1”及“*2”表示键结键;其中,包含“*1”与b1键结的情况、以及“*2”与b1键结的情况)。

发明的效果

根据含有聚合体(p)的液晶取向剂,可获得显示出高的电压保持率且ac残像经减少的液晶元件。

具体实施方式

<<液晶取向剂>>

本公开的液晶取向剂含有聚合体(p),所述聚合体(p)具有:结构单元u1,源自所述式(1)所表示的化合物;以及结构单元u2,为源自具有所述式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所表示的部分结构的化合物的结构单元且与所述结构单元u1不同。以下,对本公开的液晶取向剂中所含的成分、以及视需要而任意调配的其他成分进行说明。

再者,在本说明书中,所谓“烃基”,为包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含义。所谓“链状烃基”,是指在主链不含环状结构而仅由链状结构构成的直链状烃基及分支状烃基。其中,可饱和也可不饱和。所谓“脂环式烃基”,是指仅包含脂环式烃的结构作为环结构,而不包含芳香环结构的烃基。其中,无需仅由脂环式烃的结构构成,也包含在其一部分中具有链状结构的烃基。所谓“芳香族烃基”,是指包含芳香环结构作为环结构的烃基。其中,无需仅由芳香环结构构成,也可在其一部分中包含链状结构或脂环式烃的结构。

<聚合体(p)>

·关于结构单元u1

所述式(1)中,在g1为具有显示出交联性的环状结构的基的情况下,所述环状结构优选为可通过热或光而在相同或不同的分子间形成共价键的基。作为g1为具有显示出交联性的环状结构的基时的具体例,可列举具有环状醚结构、环状(硫代)碳酸酯结构、内酯结构、内酰胺结构或噁唑啉结构的基等。环状醚结构优选为氧杂环丙基(1,2-环氧乙烷结构)或氧杂环丁基(1,3-环氧丙烷结构),就通过热或光的反应性高的方面而言,更优选为氧杂环丙基。

作为g1为具有显示出交联性的环状结构的基时的优选的具体例,可列举下述式(2-a-1)~式(2-a-6)分别所表示的结构。

[化5]

(式(2-a-1)~式(2-a-6)中,r51~r56分别独立地为一价取代基;r1、r3、r5、r7、r9及r11分别独立地为0~2的整数,r2、r4、r6、r8及r10分别独立地为1~5的整数;“*”表示与e1中的形成聚合性碳-碳不饱和键的碳原子键结的键结键)

所述式(2-a-1)~式(2-a-6)中,作为r51~r56的具体例,可列举:甲基、乙基、卤素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)等。r1、r3、r5、r7、r9及r11优选为0或1,更优选为0。

作为芳香族缩合多环结构,例如可列举:萘环、蒽环、芴环等芳香族烃环;萘醌环、蒽醌环、喹啉环、喹唑啉环、苯并咪唑环、吲哚环等芳香族杂环、或在这些环的环部分导入有取代基的结构等。作为取代基,例如可列举:甲基、乙基、卤素原子、羧基、经保护的羧基、氨基、经保护的氨基等。这些中,芳香族缩合多环结构优选为具有萘环、芴环、蒽环、萘醌环或蒽醌环的结构,更优选为具有萘环或蒽环的结构。

作为含氮杂环结构,可为单环也可为缩合环,例如可列举:吡咯、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、吲哚、苯并咪唑、1h-吡咯并[2,3-b]吡啶、嘌呤、喹啉、异喹啉、萘啶、吩嗪、喹喔啉、酞嗪、三嗪、咔唑、吖啶、哌啶、哌嗪、吡咯烷、吗啉、六亚甲基亚胺、噁唑、异噁唑、4,5-二氢噁唑、4,5-二氢苯并噁唑、二氢马来酰亚胺、苯并马来酰亚胺等含氮杂环、以及在所述含氮杂环中导入有取代基的结构等。作为所述取代基,例如可列举:碳数1~5的烷基、烷氧基等。

在g1为具有含氮杂环结构的一价基的情况下,作为g1的优选的具体例,可列举:将与吡咯、咪唑、咔唑、嘌呤、吲哚、吗啉、苯并咪唑、二氢马来酰亚胺或苯并马来酰亚胺的氮原子键结的氢原子除去而得的基;将与吡啶、嘧啶、吡嗪、吖啶、吩嗪、喹啉、异喹啉、萘啶、异噁唑、4,5-二氢噁唑或苯并噁唑的碳原子键结的至少一个氢原子除去而得的基等。

所述式(1)中,关于e1所具有的聚合性碳-碳不饱和键,形成所述聚合性碳-碳不饱和键的至少一个碳原子与显示出交联性的环状结构、芳香族缩合多环结构或含氮杂环结构中的环经由单键、**-coo-、**-conr50-、**-ch2-conr50-、-o-或亚苯基而键结。具体而言,e1优选为下述式(e-1)~式(e-11)分别所表示的基的任一者。

[化6]

(式(e-1)~式(e-11)中,r20~r34、r36~r40、r42、r43及r45~r49分别独立地为氢原子或甲基;r35、r41及r44分别独立地为氢原子或碳数1以上的一价有机基;“*3”表示与g1所具有的环的键结键,“*4”表示与r50的键结键)

作为r35、r41、r44为一价有机基时的具体例,可列举:碳数1~30的一价烃基,所述烃基的至少一个亚甲基经-o-、-co-、-coo-或-nr60-(其中,r60为氢原子或一价烃基。以下相同)取代的基(以下,也称为“基α”),碳数1~30的一价烃基或基α的至少一个氢原子经卤素原子取代的基等。r36、r42优选为氢原子或碳数1~10的烷基,更优选为氢原子或碳数1~3的烷基。

就可进一步提高所获得的液晶元件的电压保持率的方面、可进一步减少ac残像的方面、及单体的选择自由度高的方面而言,所述中,e1优选为所述式(e-1)~式(e-4)分别所表示的基的任一者,更优选为所述式(e-1)~式(e-3)分别所表示的基的任一者。

i及j优选为均为1。

关于所述式(1)所表示的化合物的具体例,作为g1为具有显示出交联性的环状结构的基的化合物(以下,也称为“化合物(g-1)”),例如可列举下述式(1-1-1)~式(1-1-18)分别所表示的化合物、下述式(1-3-11)所表示的化合物等;作为g1为具有芳香族缩合多环结构的基的化合物(以下,也称为“化合物(g-2)”),例如可列举下述式(1-2-1)~式(1-2-19)分别所表示的化合物等;作为g1为具有含氮杂环结构的基的化合物(以下,也称为“化合物(g-3)”),例如可列举下述式(1-3-1)~式(1-3-18)、式(1-1-10)、式(1-1-11)、式(1-2-8)及式(1-2-9)分别所表示的化合物等。再者,聚合体(p)可具有源自这些中的一种化合物的结构单元,也可具有源自两种以上的化合物的结构单元。

[化7]

[化8]

[化9]

(式中,r为氢原子或甲基)

聚合体(p)可具有源自化合物(g-1)的结构单元、源自化合物(g-2)的结构单元、以及源自化合物(g-3)的结构单元中的仅一种作为结构单元u1,也可具有这些中的两种以上作为结构单元u1。另外,聚合体(p)也可具有源自化合物(g-1)的结构单元与源自化合物(g-2)的结构单元以及源自化合物(g-3)的结构单元。

就充分获得电压保持率的提高效果及ac残像的减少效果的观点而言,相对于聚合体(p)所具有的源自单体的结构单元的总量,聚合体(p)中的结构单元u1的含有比例优选为设为1摩尔%以上,更优选为设为3摩尔%~60摩尔%,进而优选为设为4摩尔%~50摩尔%。

·关于结构单元u2

所述式(2)~式(5)中,关于r5及r11的一价有机基的具体例,可应用所述式(e-6)的r35及式(e-8)的r41的一价有机基的说明。

作为r1、r4、r8及r12的一价有机基,例如可列举:碳数1~30的一价烃基、所述烃基的至少一个亚甲基经-o-、-co-、-coo-或-nr60-取代的基α、碳数1~30的一价烃基或基α的至少一个氢原子经卤素原子取代的基、具有光取向性基的一价基、具有交联性基的基等。

通过对使用聚合体(p)形成的有机膜照射偏光或非偏光的放射线而对膜赋予各向异性,由此可控制液晶的取向,就所述方面而言,聚合体(p)所具有的结构单元u2的至少一部分优选为具有光取向性基。所述情况下,聚合体(p)具有r1、r4或r8为具有光取向性基的一价基的结构单元作为结构单元u2。

光取向性基优选为通过利用光照射的光异构化反应、光二聚化反应、光致弗里斯重排(photofriesrearrangement)反应或光分解反应而可对膜赋予各向异性的官能基。作为光取向性基的具体例,可列举:包含偶氮苯或其衍生物作为基本骨架的含偶氮苯的基、包含肉桂酸或其衍生物(肉桂酸结构)作为基本骨架的含肉桂酸结构的基、包含查耳酮或其衍生物作为基本骨架的含查耳酮的基、包含二苯甲酮或其衍生物作为基本骨架的含二苯甲酮的基、包含香豆素或其衍生物作为基本骨架的含香豆素的基、包含环丁烷或其衍生物作为基本骨架的含环丁烷的结构等。就对光的感度高的方面、或者容易导入至聚合体侧链的方面而言,这些中,光取向性基优选为含肉桂酸结构的基。

聚合体(p)优选为具有源自下述式(6)所表示的化合物(以下,也称为“特定单体”)的结构单元作为结构单元u2。

[化10]

(式(6)中,b1为下述式(7)、式(8)、式(9)或式(10)所表示的一价基,d1为下述式(11)所表示的二价基,x1及x2分别独立地为单键、-co-o-、-o-co-、-cs-o-、-o-cs-、-co-s-、-s-co-、-o-ch2-、-ch2-o-或碳数1~3的烷二基,a1及a2分别独立地为经取代或未经取代的亚苯基、亚环己基或亚萘基,r18为碳数2~20的烷基、烷氧基、氟烷基、氟烷氧基或-r19-y1(其中,r19为碳数2~20的烷二基,y1为三烷基硅烷基);m为0~2的整数,n为1~3的整数;在m为2的情况下,多个a1、x1分别独立地具有所述定义;在n为2或3的情况下,多个r18分别独立地具有所述定义)

[化11]

(式(7)中,r2及r3分别与所述式(2)为相同含义;式(8)中,r5、r6及r7分别与所述式(3)为相同含义;式(9)中,r9、r10、r11、x10及x11分别与所述式(4)为相同含义;式(10)中,r13及r14分别与所述式(5)为相同含义;“*”表示键结键)

[化12]

(式(11)中,a3、a4及a5分别独立地为经取代或未经取代的亚苯基或亚环己基,l1及l2分别独立地为单键、碳数1~5的烷二基、或所述烷二基的至少一个亚甲基经“-o-”取代的基(其中,氧原子并不连续),x3及x4分别独立地为-co-o-、-o-co-、-cs-o-、-o-cs-、-co-s-、-s-co-或-o-,r16及r17分别独立地为氢原子、甲基、卤素原子或氰基;k及r分别独立地为0或1;“*1”及“*2”表示键结键;其中,包含“*1”与b1键结的情况、以及“*2”与b1键结的情况)。

所述式(6)中,就容易进行聚合反应且获得分子量充分大的聚合体的观点而言,b1优选为所述式(7)、式(8)或式(9)所表示的基,特别优选为所述式(7)或式(8)所表示的基。所述式(9)中,包含下述式(9-1)及式(9-2)。

[化13]

(式(9-1)及式(9-2)中,r9、r10、r11、x10及x11分别与所述式(4)为相同含义;“*”表示键结键)

就可进一步提高所获得的液晶元件的电压保持率的改善效果的方面而言,x1及x2优选为单键、-co-o-、-o-co-、-o-或碳数1~3的烷二基,更优选为单键、-co-o-或-o-co-。在a1及a2具有取代基的情况下,作为所述取代基,例如可列举:甲基、乙基、卤素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)。作为r16及r17为卤素原子时的具体例,可列举:氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。r16及r17优选为氢原子。

就可进一步减少所获得的液晶元件的ac残像的方面而言,m优选为1或2。所述情况下,就可进一步提高液晶元件的电特性及ac残像特性的改善效果的方面而言,式(6)中的“-a2-x2-(a1-x1)m-”优选为下述式(a-1)~式(a-9)分别所表示的基的任一者。这些中,更优选为下述式(a-1)~式(a-3)、及式(a-6)~式(a-8)分别所表示的基,进而优选为下述式(a-1)、式(a-7)及式(a-8)分别所表示的基,特别优选为下述式(a-1)及式(a-8)分别所表示的基。

[化14]

(式中,“*5”表示与r18键结的键结键,“*6”表示与b1键结的键结键)

r18的烷基、烷氧基、氟烷基、氟烷氧基及-r19-y1可为直链状也可为分支状,优选为直链状。就可进一步提高液晶元件的电压保持率的提高及ac残像的减少的效果的方面而言,r18优选为氟烷基、氟烷氧基或-r19-y1,更优选为氟烷基或氟烷氧基,特别优选为“-r61-y2”所表示的基(其中,r61为烷二基,y2为全氟烷基,r61与y2的合计碳数为2以上)。n优选为1或2。在r18为烷基、烷氧基、氟烷基或氟烷氧基的情况下,r18的碳数优选为3以上,更优选为4以上。

就可进一步提高所获得的液晶元件的电特性及ac残像减少的改善效果的方面而言,所述式(6)所表示的化合物优选为具有下述式(b-1)所表示的基。再者,式(b-1)中的“r80-(cf2)a1-(ch2)a2-x5-”对应于式(6)的r18

[化15]

(式(b-1)中,a6、a7及a8分别独立地为经取代或未经取代的1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,x5为单键或氧原子,r80为氟甲基或甲基,a1为0~2的整数,a2为1~20的整数,a3为0或1;其中,在r80为甲基的情况下,a1=0;“*”表示键结键)

所述式(b-1)中,就可进一步提高ac残像的减少效果及电压保持率的方面而言,a6优选为经取代或未经取代的1,4-亚环己基,特别优选为1,4-亚环己基。

在a3为0的情况下,a8优选为1,4-亚环己基,在a3为1的情况下,a8优选为1,4-亚苯基,更优选为a7为1,4-亚环己基,a8为1,4-亚苯基。

作为a6~a8可具有的取代基,例如可列举:甲基、乙基、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)。a1优选为0或1。a2优选为2以上。就合成或获得的容易性的方面而言,a3优选为1;就残像特性的改善效果高的方面而言,a3优选为2。就可进一步提高液晶元件的电特性及ac残像减少的改善效果的方面而言,r80优选为三氟甲基。

关于所述式(11),a3、a4及a5可具有的取代基可应用所述a1及a2的取代基的说明。

就所获得的液晶元件的电压保持率的提高效果更高的方面而言,x3及x4优选为-co-o-、-o-co-、-o-或碳数1~3的烷二基,更优选为-co-o-或-o-co-。

在“*2”与b1键结的情况下,就可进一步提高ac残像的减少效果的方面而言,l1优选为单键,特别优选为l1为单键且k=0,或l1为单键且x3为-co-o-或-o-co-。就相同的理由而言,在“*1”与b1键结的情况下,在r=1时,优选为l2为单键,特别优选为l2为单键且x4为-co-o-或-o-co-。

作为特定单体的具体例,例如可列举下述式(6-1)~式(6-41)分别所表示的化合物等。这些中,特定单体可优选地使用式(11)中的“*2”与b1键结的化合物。再者,聚合体(p)可具有仅一种源自特定单体的结构单元作为结构单元u1,也可具有两种以上的源自特定单体的结构单元作为结构单元u1。

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

(式(6-1)~式(6-41)中,b1与所述式(6)为相同含义;r64为碳数2~20的亚烷基或氧亚烷基,b1为2~20的整数,b2为1或2)

合成特定单体的方法并无特别限定,可通过根据所需的化合物的分子结构将有机化学的常规方法适宜组合来合成。例如,b1为所述式(7)所表示的基的化合物可通过如下方法获得:使含羟基的马来酰亚胺(4-羟基苯基马来酰亚胺、4-羟基环己基马来酰亚胺、3-羟基苯基马来酰亚胺、4-羟基-2-甲基苯基马来酰亚胺、4-羟基-3-甲基苯基马来酰亚胺等)、与具有对应的基“r18-a2-x2-(a1-x1)m-”的肉桂酸衍生物反应。另外,b1为所述式(8)所表示的基的化合物例如可通过如下方法获得:使“r18-a2-x2-(a1-x1)m-d1-nh2”所表示的胺化合物、与马来酸酐反应。b1为所述式(9)所表示的基的化合物例如可通过如下方法获得:使“r18-a2-x2-(a1-x1)m-d1-nh2”所表示的胺化合物、与衣康酸酐反应,b1为所述式(10)所表示的基的化合物例如可通过使b1为所述式(9)所表示的基的化合物b1中的酮部分还原而获得。其中,特定单体的合成方法并不限定于所述方法。

聚合体(p)可仅包含具有光取向性基的结构单元(以下,也称为“结构单元u2a”)作为结构单元u2,但也可在包含结构单元u2a的同时包含不具有光取向性基的结构单元(以下,也称为“结构单元u2b”)。结构单元u2b并无特别限定,例如可列举:n-甲基马来酰亚胺、n-环己基马来酰亚胺、n-苯基马来酰亚胺、n-(4-缩水甘油基氧基苯基)马来酰亚胺、n-缩水甘油基马来酰亚胺、3-(2,5-二氧代-3-吡咯啉-1-基)苯甲酸、4-(2,5-二氧代-3-吡咯啉-1-基)苯甲酸、4-(2,5-二氧代-3-吡咯啉-1-基)苯甲酸甲酯、n-甲基衣康酰亚胺、n-(间甲氧基苯基)衣康酰亚胺、及这些的开环体等。

相对于聚合体(p)所具有的源自单体的结构单元的总量,聚合体(p)中的结构单元u2的含有比例(在具有结构单元u2a及结构单元u2b的情况下为其合计量)优选为设为1摩尔%以上,更优选为设为3摩尔%~60摩尔%,进而优选为设为4摩尔%~40摩尔%。

就可充分获得ac残像的减少效果的方面而言,相对于聚合体(p)所具有的源自单体的结构单元的总量,结构单元u2a的含有比例优选为设为1摩尔%以上,更优选为设为3摩尔%~50摩尔%,进而优选为设为4摩尔%~30摩尔%。

本公开的液晶取向剂通过含有具有结构单元u1及结构单元u2的聚合体而可改善电特性及ac残像特性,为了进一步提高所述特性的改善效果,聚合体(p)也可具有结构单元u1及结构单元u2以外的其他结构单元。关于聚合体(p),作为其他结构单元,优选为在侧链具有下述(x1)及(x2)中的至少任一者,特别优选为在侧链具有(x1)及(x2)两者。

(x1)氧杂环丁基及氧杂环丙基(其中,将结构单元u1所具有的氧杂环丁基及氧杂环丙基除外)的至少一者的官能基(以下,也称为“官能基(x1)”)

(x2)通过加热而与氧杂环丁基及氧杂环丙基的至少一者反应的官能基(以下,也称为“官能基(x2)”)

(关于官能基(x1))

聚合体(p)具有官能基(x1)的情况就即便在降低取向膜形成时的煅烧温度的情况下也可获得显现出高的液晶取向性的液晶取向膜的方面而言优选。作为官能基(x1),在氧杂环丁基及氧杂环丙基(以下,也简称为“环氧基”)中,就反应性高的方面而言,优选为氧杂环丙基。

(关于官能基(x2))

就可更充分地发挥ac残像的减少及高的电压保持率的方面而言,聚合体(p)优选为具有官能基(x2)。作为官能基(x2),例如可列举:羧基、羟基、异氰酸酯基及氨基、以及这些各基经保护基保护而成的基、烷氧基甲基等。就可使所获得的液晶取向剂的保存稳定性更良好、且通过加热而与氧杂环丁烷环及氧杂环丙烷环的反应性高的方面而言,其中,官能基(x2)优选为选自由羧基、经保护的羧基(以下,也称为“保护羧基”)、氨基、以及经保护的氨基(以下,也称为“保护氨基”)所组成的群组中的至少一种。再者,氨基包含一级氨基、二级氨基及三级氨基。

保护羧基只要通过热而脱离并生成羧基则并无特别限定。作为保护羧基的优选的具体例,可列举下述式(12)所表示的结构、羧酸的缩醛酯结构、羧酸的缩酮酯结构等。

[化20]

(式(12)中,r31,r32及r33分别独立地为碳数1~10的烷基或碳数3~20的一价脂环式烃基,或者r31与r32相互键结并与r31及r32所键结的碳原子一起形成碳数4~20的二价脂环式烃基或环状醚基,且r33为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数6~20的芳基;“*”表示键结键)

保护氨基只要通过热而脱离并生成一级氨基则并无特别限定。作为保护基,例如可列举:氨基甲酸酯系保护基、酰胺系保护基、酰亚胺系保护基、磺酰胺系保护基等。这些中,就通过热的脱离性高的方面、及可尽可能减少源自脱离了的保护基的化合物在膜中的残存量的方面而言,特别优选为叔丁氧基羰基(tert-butoxycarbonylgroup,boc基)。

就可使所获得的液晶元件的电特性更良好的方面、以及单体的选择自由度高的方面而言,官能基(x1)及官能基(x2)优选为通过选自由苯乙烯系化合物及(甲基)丙烯酸系化合物所组成的群组中的至少一种来导入至聚合体(p)中。再者,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸系化合物”是指在一分子内具有仅一个(甲基)丙烯酸基的化合物,从而与马来酰亚胺系化合物及衣康酰亚胺系化合物加以区别。

作为其他结构单元,在具有源自具有官能基(x1)的化合物(以下,也称为“化合物e1”)的结构单元的情况下,化合物e1优选为具有下述式(13)所表示的部分结构作为具有环氧基的基。下述式(13)中的r70优选为碳数2以上。

*-r70-g2…(13)

(式(13)中,r70为碳数1~20的烷二基或在所述烷二基的碳-碳键间具有-o-、-coo-或-oco-的基,g2为氧杂环丁基、氧杂环丙基或3,4-环氧环己基;“*”表示键结键)

化合物e1、以及具有官能基(x2)的化合物(以下,也称为“化合物e2”)若可与形成结构单元u1的单体及形成结构单元u2的单体聚合,则并无特别限定,就容易进行聚合反应的方面及单体的选择自由度高的方面而言,优选为选自由所述式(e-1)、式(e-3)~式(e-7)及式(e-10)所组成的群组中的至少一种,更优选为选自由所述式(e-3)及式(e-5)~式(e-7)所组成的群组中的至少一种。

作为化合物e1的具体例,苯乙烯系化合物例如可列举:3-(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、4-(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、4-缩水甘油基-α-甲基苯乙烯等,

(甲基)丙烯酸系化合物例如可列举:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、α-乙基丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯、丙烯酸4-羟基丁基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯等。再者,化合物e1可单独使用这些的一种,也可将两种以上组合使用。

作为化合物e2的具体例,苯乙烯系化合物例如可列举:3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸、下述式(m1-1)~式(m1-4)分别所表示的化合物等,

(甲基)丙烯酸化合物例如可列举:(甲基)丙烯酸、α-乙基丙烯酸、马来酸、富马酸、乙烯基苯甲酸、丁烯酸、柠康酸、中康酸、衣康酸、3-马来酰亚胺苯甲酸、3-马来酰亚胺丙酸等含羧基的化合物;下述式(m2-1)~式(m2-12)分别所表示的含保护羰基的化合物;下述式(m1-5)~式(m1-7)分别所表示的含氨基的化合物;下述式(m1-8)及式(m1-9)分别所表示的含保护氨基的化合物等。再者,在合成聚合体(p)时,化合物e2可单独使用这些的一种或将两种以上组合使用。

[化21]

[化22]

(式中,r15为氢原子或甲基)

聚合体(p)中,相对于聚合体(p)所具有的源自单体的结构单元的总量,源自化合物e1的结构单元的含有比例优选为设为2摩尔%以上,更优选为设为5摩尔%~70摩尔%,进而优选为设为10摩尔%~60摩尔%。

相对于聚合体(p)所具有的源自单体的结构单元的总量,源自化合物e2的结构单元的含有比例优选为设为2摩尔%以上,更优选为设为3摩尔%~60摩尔%,进而优选为设为5摩尔%~50摩尔%。

聚合体(p)也可具有源自不具有官能基(x1)及官能基(x2)的任一者的单体的结构单元作为其他结构单元。作为所述单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸系化合物;苯乙烯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物;1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯化合物;马来酸酐等。相对于聚合体(p)所具有的源自单体的结构单元的总量,源自所述单体的结构单元的含有比例优选为设为20摩尔%以下,更优选为设为10摩尔%以下,进而优选为设为3摩尔%以下。

(聚合体(p)的合成)

合成聚合体(p)的方法并无特别限定,例如可通过在聚合引发剂的存在下、在有机溶媒中使所述单体进行自由基聚合而获得。作为使用的聚合引发剂,例如优选为2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物。相对于反应中使用的所有单体100质量份,聚合引发剂的使用比例优选为设为0.01质量份~30质量份。作为使用的有机溶媒,例如可列举:醇、醚、酮、酰胺、酯、烃化合物等。

所述聚合反应中,反应温度优选为设为30℃~120℃,反应时间优选为设为1小时~36小时。有机溶媒的使用量(a)优选为设为反应中使用的单体的合计量(b)相对于反应溶液的总体量(a+b)而成为0.1质量%~60质量%的量。溶解聚合体而成的反应溶液例如可使用如下现有的分离方法将反应溶液中所含的聚合体(p)分离后供于液晶取向剂的制备,所述分离方法为对将反应溶液注入大量的不良溶媒中所获得的析出物在减压下进行干燥的方法、利用蒸发器将反应溶液减压蒸馏去除的方法等。聚合体(p)的合成例如可通过使用可逆加成断裂链转移聚合(reversibleadditionfragmentationchaintransferpolymerization,raft)试剂的活性自由基聚合等来进行。

聚合体(p)的通过凝胶渗透色谱法(gelpermeationchromatography,gpc)测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)优选为1,000~300,000,更优选为2,000~100,000。mw与通过gpc测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(mn)的比所表示的分子量分布(mw/mn)优选为7以下,更优选为5以下。再者,液晶取向剂的制备中使用的聚合体(p)可仅为一种,也可组合两种以上。

就可充分获得液晶元件的电特性及低残像特性的改善效果的方面而言,相对于液晶取向剂中所含的聚合体成分的总量,液晶取向剂中的聚合体(p)的含有比例优选为设为1质量%以上,更优选为设为2质量%以上,进而优选为设为3质量%以上。聚合体(p)的含有比例的上限值并无特别限制,为了充分获得并用与聚合体(p)不同的聚合体所带来的各种特性(例如,液晶取向性或电特性等)的改善效果、及为了实现低成本化,优选为相对于液晶取向剂中所含的所有聚合体而设为90质量%以下,更优选为设为60质量%以下,进而优选为设为40质量%以下。

<其他成分>

本公开的液晶取向剂视需要也可含有聚合体(p)以外的其他成分。作为其他成分,只要无损本公开的效果,则并无特别限定,例如可列举以下成分。

(聚合体(q))

本公开的液晶取向剂优选为在含有聚合体(p)的同时含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种聚合体(以下,也称为“聚合体(q)”)。所述情况下,使聚合体(p)偏向存在于上层,由此,可通过尽可能少量的聚合体(p)来实现聚合体(p)带来的电特性及ac残像特性的改善效果,就所述方面而言适宜。通过设为聚合体(p)为具有卤素原子或硅原子的聚合体且聚合体(q)为不具有卤素原子及硅原子的聚合体的组合,而可容易产生相分离,就所述方面而言优选。

聚合体(q)可依照现有现有的方法来合成。例如,聚酰胺酸可通过使四羧酸二酐与二胺反应而获得。再者,在本说明书中,“四羧酸衍生物”为包含四羧酸二酐、四羧酸二酯及四羧酸二酯二卤化物的含义。

聚合中使用的四羧酸二酐并无特别限定,可使用各种四羧酸二酐。作为这些的具体例,可列举:丁烷四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐等脂肪族四羧酸二酐;1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、2,4,6,8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、环戊烷四羧酸二酐、环己烷四羧酸二酐等脂环式四羧酸二酐;均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、对亚苯基双(偏苯三甲酸单酯酐)、乙二醇双(偏苯三甲酸酐)、1,3-丙二醇双(偏苯三甲酸酐)等芳香族四羧酸二酐等,除此以外,也可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的四羧酸二酐。再者,四羧酸二酐可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。

作为所述聚合中使用的二胺,例如可列举:乙二胺、四亚甲基二胺等脂肪族二胺;对环己烷二胺、4,4'-亚甲基双(环己基胺)等脂环式二胺;十六烷氧基二氨基苯、胆甾烷基氧基二氨基苯、二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、二氨基苯甲酸胆甾烯基酯、二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3,6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、2,5-二氨基-n,n-二烯丙基苯胺、下述式(2-1)~式(2-3)

[化23]

分别所表示的化合物等侧链型的芳香族二胺;对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基胺、4-氨基苯基-4'-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、3,5-二氨基苯甲酸、2,4-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、4,4'-二氨基联苯-3-羧酸、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、双(4-氨基苯基)胺、n,n-双(4-氨基苯基)甲基胺、n,n'-双(4-氨基苯基)-联苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4-(4-氨基苯氧基羰基)-1-(4-氨基苯基)哌啶、4,4'-[4,4'-丙烷-1,3-二基双(哌啶-1,4-二基)]二苯胺等非侧链型的芳香族二胺;1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等二氨基有机硅氧烷等,除此以外,也可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的二胺。再者,二胺可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。

聚酰胺酸的合成反应优选为在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为-20℃~150℃,反应时间优选为0.1小时~24小时。作为反应中使用的有机溶媒,例如可列举:非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。有机溶媒的使用量优选为设为四羧酸二酐及二胺化合物的合计量相对于反应溶液的总量而成为0.1质量%~50质量%的量。

在聚合体(q)为聚酰胺酸酯的情况下,所述聚酰胺酸酯例如可通过如下方法等而获得:使所述获得的聚酰胺酸与酯化剂(例如,甲醇或乙醇、n,n-二甲基甲酰胺二乙基缩醛等)反应的方法、使四羧酸二酯与二胺化合物在适当的脱水催化剂的存在下反应的方法、使四羧酸二酯二卤化物与二胺在适当的碱的存在下反应的方法。

在聚合体(q)为聚酰亚胺的情况下,所述聚酰亚胺例如可通过将所述获得的聚酰胺酸脱水闭环并加以酰亚胺化而获得。聚酰亚胺的酰亚胺化率优选为20%~95%,更优选为30%~90%。所述酰亚胺化率是以百分率来表示聚酰亚胺的酰亚胺环结构的数量相对于酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计所占的比例。

关于聚合体(q),通过gpc测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)优选为1,000~500,000,更优选为2,000~300,000。分子量分布(mw/mn)优选为7以下,更优选为5以下。再者,液晶取向剂中含有的聚合体(q)可仅为一种,或者也可组合两种以上。

在使用聚合体(p)与聚合体(q)作为液晶取向剂的聚合体成分的情况下,就充分获得ac残像特性及电特性的改善效果的观点而言,相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合体(q)的100质量份,聚合体(p)的调配比例优选为设为1质量份以上。更优选为2质量份~50质量份,进而优选为5质量份~30质量份。再者,聚合体(p)及聚合体(q)分别可单独使用一种,也可将两种以上组合使用。

(溶剂)

本公开的液晶取向剂是以溶液状组合物的形式而制备,所述溶液状组合物是将聚合体成分及视需要而任意调配的成分优选为溶解于有机溶媒中而成。所述有机溶媒例如可列举:非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。溶剂成分可为这些的一种,也可为两种以上的混合溶媒。

作为液晶取向剂的溶剂成分,可列举聚合体的溶解性及流平性高的溶剂(以下,也称为“第一溶剂”)、润湿扩展性良好的溶剂(以下,也称为“第二溶剂”)、以及这些的混合溶剂。

作为溶剂的具体例,第一溶剂例如可列举:n-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、二异丁基酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、n-乙基-2-吡咯烷酮、n-(正戊基)-2-吡咯烷酮、n-(叔丁基)-2-吡咯烷酮、n-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、3-丁氧基-n,n-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-n,n-二甲基丙酰胺等;

第二溶剂例如可列举:乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、二丙酮醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、3-甲氧基-1-丁醇、环戊酮、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、异戊基丙酸酯、异戊基异丁酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇单甲基醚、丙二醇单丁醚、二异戊基醚等。再者,溶剂可单独使用这些的一种,也可将两种以上混合使用。

在将液晶取向剂的溶剂成分设为第一溶剂与第二溶剂的混合溶剂的情况下,相对于溶剂成分的总量,第一溶剂的含有比例优选为设为10质量%以上,更优选为设为15质量%~85质量%。

作为液晶取向剂中所含的其他成分,除了所述以外,例如还可列举:与聚合体(p)及聚合体(q)不同的聚合体、在分子内具有至少一个环氧基的分子量1000以下的低分子化合物(例如,乙二醇二缩水甘油醚、n,n,n',n'-四缩水甘油基-间苯二甲胺、n,n,n',n'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷等)、官能性硅烷化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯、抗氧化剂、金属螫合化合物、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在无损本公开的效果的范围内,根据各化合物而适宜选择。

液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量在液晶取向剂的总质量中所占的比例)可考虑粘性、挥发性等适宜选择,优选为1质量%~10质量%的范围。在固体成分浓度小于1质量%的情况下,涂膜的膜厚过小而难以获得良好的液晶取向膜。另一方面,在固体成分浓度超过10质量%的情况下,涂膜的膜厚过大而难以获得良好的液晶取向膜,另外液晶取向剂的粘性增大而存在涂布性降低的倾向。

<<液晶取向膜及液晶元件>>

本公开的液晶取向膜是由如所述那样制备的液晶取向剂形成。另外,本公开的液晶元件包括使用所述说明的液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件中的液晶的运行模式并无特别限定,例如可应用于扭转向列(twistednematic,tn)型、超扭转向列(supertwistednematic,stn)型、垂直取向(verticalalignment,va)型(包括垂直取向-多域垂直取向(verticalalignment-multi-domainverticalalignment,va-mva)型、垂直取向-图案垂直取向(verticalalignment-patternedverticalalignment,va-pva)型等)、共面切换(in-planeswitching,ips)型、边缘场切换(fringefieldswitching,ffs)型、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend,ocb)型、聚合物稳定取向(polymersustainedalignment,psa)型等各种模式。液晶元件例如可通过包括以下的步骤1~步骤3的方法来制造。步骤1中,使用基板视所需的运行模式而不同。步骤2及步骤3在各运行模式下通用。

<步骤1:涂膜的形成>

首先,在基板上涂布液晶取向剂,优选为对涂布面进行加热,由此在基板上形成涂膜。作为基板,例如可使用包含以下材料的透明基板:浮法玻璃、钠玻璃等玻璃;聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料。设置于基板的一个面上的透明导电膜可使用:包含氧化锡(sno2)的奈塞(nesa)膜(美国ppg公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(in2o3-sno2)的氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)膜等。在制造tn型、stn型或va型液晶元件的情况下,使用设置有经图案化的透明导电膜的两块基板。另一方面,在制造ips型或ffs型液晶元件的情况下,使用设置有经图案化为梳齿型的电极的基板、与并未设置电极的相向基板。对基板涂布液晶取向剂是在电极形成面上优选为通过胶版印刷法、柔版印刷法、旋转涂布法、辊涂布机法或喷墨印刷法进行。

涂布液晶取向剂后,出于防止所涂布的液晶取向剂的滴液等目的,优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃~200℃,预烘烤时间优选为0.25分钟~10分钟。其后,出于将溶剂完全去除、视需要将聚合体中存在的酰胺酸结构加以热酰亚胺化的目的,而实施煅烧(后烘烤)步骤。此时的煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃~250℃,更优选为80℃~200℃。后烘烤时间优选为5分钟~200分钟。如此形成的膜的膜厚优选为0.001μm~1μm。

<步骤2:取向处理>

在制造tn型、stn型、ips型或ffs型的液晶元件的情况下,实施对所述步骤1中形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理(取向处理)。由此,对涂膜赋予液晶分子的取向能力而成为液晶取向膜。作为取向处理,可列举:利用卷绕着包含例如尼龙(nylon)、人造丝(rayon)、棉(cotton)等纤维的布的辊对涂膜朝一定方向进行擦拭而对涂膜赋予液晶取向能力的摩擦处理、对基板上所形成的涂膜进行光照射而对涂膜赋予液晶取向能力的光取向处理等。这些中优选为光取向处理。在制造垂直取向型液晶元件的情况下,可将所述步骤1中形成的涂膜直接用作液晶取向膜,但为了进一步提高液晶取向能力,也可对所述涂膜实施取向处理。

用于光取向的光照射可通过如下方法等进行:对后烘烤步骤后的涂膜进行照射的方法、对预烘烤步骤后且后烘烤步骤前的涂膜进行照射的方法、在预烘烤步骤及后烘烤步骤的至少任一步骤中在涂膜的加热过程中对涂膜进行照射的方法。作为照射至涂膜的放射线,例如可使用包含150nm~800nm的波长的光的紫外线及可见光线。优选为包含200nm~400nm的波长的光的紫外线。在放射线为偏光的情况下,可为直线偏光也可为部分偏光。在使用的放射线为直线偏光或部分偏光的情况下,照射可从垂直于基板面的方向进行,也可从倾斜方向进行,或者也可将这些方向组合来进行。非偏光的放射线时的照射方向设为倾斜方向。

作为所使用的光源,例如可列举低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、准分子激光等。放射线的照射量优选为400j/m2~50,000j/m2,更优选为1,000j/m2~20,000j/m2。在用于赋予取向能力的光照射后,也可进行对基板表面使用例如水、有机溶媒(例如,甲醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯等)或这些的混合物进行清洗的处理、或对基板进行加热的处理。

<步骤3:液晶单元的构筑>

准备两块以所述方式形成有液晶取向膜的基板,并将液晶配置于相向配置的两块基板之间,由此制造液晶单元。在制造液晶单元时,例如可列举如下方法等:以液晶取向膜相向的方式隔着间隙将两块基板相向配置,使用密封剂将两块基板的周边部贴合,在由基板表面与密封剂所包围的单元间隙内注入/填充液晶并将注入孔密封的方法;利用液晶滴注(onedropfilling,odf)方式的方法。密封剂例如可使用含有硬化剂及作为间隔物(spacer)的氧化铝球的环氧树脂等。液晶可列举向列液晶及碟状液晶,其中优选为向列液晶。psa模式中,在构筑液晶单元后,进行在对一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下对液晶单元进行光照射的处理。

继而,视需要在液晶单元的外侧表面上贴合偏光板,制成液晶元件。偏光板可列举:以乙酸纤维素保护膜将一面使聚乙烯醇延伸取向一面使其吸收碘而成的被称为“h膜”的偏光膜夹持所得的偏光板、或包含h膜本身的偏光板。

本公开的液晶元件可有效地应用于各种用途,例如可应用于钟表、便携式游戏、文字处理器、笔记型个人计算机、汽车导航系统、摄录机、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)、数字照相机、移动电话、智能手机、各种监视器、液晶电视、信息显示器等各种显示装置、或调光膜、相位差膜等中。

实施例

以下,通过实施例进行具体说明,但本公开的内容并不限定于以下实施例。

在以下的例子中,聚合体的重量平均分子量(mw)、数量平均分子量(mn)及分子量分布(mw/mn)是通过以下方法测定。

<重量平均分子量、数量平均分子量及分子量分布>

通过凝胶渗透色谱法(gpc)在下述条件下测定mw及mn。另外,分子量分布(mw/mn)是根据所获得的mw及mn而算出。

装置:昭和电工(股)的“gpc-101”

gpc管柱:将岛津glc(shimadzuglc)(股)制造的“gpc-kf-801”、“gpc-kf-802”、“gpc-kf-803”及“gpc-kf-804”连接

移动相:四氢呋喃(tetrahydrofuran,thf)、或含溴化锂及磷酸的n,n-二甲基甲酰胺溶液

管柱温度:40℃

流速:1.0ml/分钟

试样浓度:1.0质量%

试样注入量:100μl

检测器:示差折射计

标准物质:单分散聚苯乙烯

以下示出下述例中使用的化合物的结构式。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[化24]

[化25]

<单体的合成>

[合成例1:化合物(mi-01)的合成]

按照下述流程1来合成化合物(mi-01)。

[化26]

·化合物(mi-01)的合成

在装有搅拌器的100ml茄形烧瓶中添加14.0g的(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸、20g的亚硫酰氯、以及0.01g的n,n-二甲基甲酰胺,并在80℃下搅拌1小时。其后,利用隔膜泵将过剩的亚硫酰氯去除,并添加100g的四氢呋喃而制成溶液a。

重新在装有搅拌器的500ml三口烧瓶中添加5.67g的4-羟基苯基马来酰亚胺、200g的四氢呋喃、以及12.1g的三乙基胺,并进行冰浴。向其中滴加溶液a并在室温下搅拌3小时。利用800ml的水对反应液进行再沉淀,对所获得的白色固体进行真空干燥,由此获得14.3g的化合物(mi-01)。

[合成例2:化合物(mi-02)的合成]

按照下述流程2来合成化合物(mi-02)。

[化27]

·化合物(m-2-1)的合成

在装有搅拌器的1000ml三口烧瓶中取11.5g的4-氨基-环己醇,添加150g的四氢呋喃并进行冰浴。向其中滴加包含9.81g的马来酸酐与150g的四氢呋喃的溶液,并在室温下搅拌3小时。其后,通过过滤回收所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得20.2g的化合物(m-2-1)。

·化合物(m-2-2)(4-羟基环己基马来酰亚胺)的合成

在装有搅拌器的500ml三口烧瓶中添加17.1g的化合物(m-2-1)、10.9g的氯化锌(ii)、以及250g的甲苯,并在80℃下加热搅拌。向其中滴加包含23.2g的双(三甲基硅烷基)胺与100g的甲苯的溶液,并在80℃下搅拌5小时。其后,向反应液中添加300g的乙酸乙酯,并进行2次利用1mol/l盐酸的分液清洗、1次利用碳酸氢钠水溶液的分液清洗、3次利用水的分液清洗。其后,利用旋转蒸发器(rotaryevaporator)对有机层进行浓缩。将所获得的白色固体放入至thf/乙醇/水的混合溶媒中,并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得7.99g的化合物(m-2-2)。

·化合物(mi-02)的合成

在合成例1中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基环己基马来酰亚胺,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.0g的化合物(mi-02)。

[合成例3:化合物(mi-03)的合成]

按照下述流程3来合成化合物(mi-03)。

[化28]

·化合物(m-3-1)的合成

在装有搅拌器的2000ml三口烧瓶中取11.5g的n-boc-4-羟基苯胺(n-boc-4-hydroxyaniline)、23.3g的(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸,添加1000g的二氯甲烷并进行冰浴。向其中依次添加1.21g的n,n-二甲基氨基吡啶、11.5g的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二酰亚胺盐酸盐,在室温下搅拌8小时后,利用500g的蒸馏水进行4次分液清洗。其后,利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为100g为止,并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得31.6g的化合物(m-3-1)。

·化合物(m-3-2)的合成

在装有搅拌器的300ml茄形烧瓶中取30.3g的化合物(m-3-1)、33.8g的三氟乙酸,添加50g的二氯甲烷,在室温下搅拌1小时。其后,利用饱和碳酸氢钠水溶液进行中和后,利用50g的蒸馏水进行4次分液清洗。其后,利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为50g为止,并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得24.8g的化合物(m-3-2)。

·化合物(mi-03)的合成

在装有搅拌器的2000ml三口烧瓶中取24.7g的化合物(m-3-2),添加200g的四氢呋喃并进行冰浴。向其中滴加包含4.34g的马来酸酐与200g的四氢呋喃的溶液,并在室温下搅拌3小时。其后,通过过滤回收所析出的固体。对所述黄色固体进行真空干燥,由此获得28.9g的化合物(mi-03)。

[合成例4:化合物(mi-04)的合成]

按照下述流程4来合成化合物(mi-04)。

[化29]

·化合物(mi-04)的合成

在装有搅拌器的500ml茄形烧瓶中添加6.53g的马来酸单甲酯、25g的亚硫酰氯、以及0.01g的n,n-二甲基甲酰胺,并在60℃下搅拌2小时。其后,利用隔膜泵将过剩的亚硫酰氯去除,并添加50g的四氢呋喃而制成溶液a。

重新在装有搅拌器的1000ml三口烧瓶中添加26.8g的化合物(m-3-2)、500g的四氢呋喃、以及13.2g的三乙基胺,并进行冰浴。向其中滴加溶液a并在室温下搅拌8小时。利用1200ml的水对反应液进行再沉淀,对所获得的白色固体进行真空干燥,由此获得25.4g的化合物(mi-04)。

[合成例5:化合物(mi-05)的合成]

在合成例3中,作为原料而使用化合物(m-3-2)、以及代替马来酸酐而使用衣康酸酐,除此以外,通过与合成例1-3相同的方法而获得19.1g的化合物(mi-05)。

[合成例6:化合物(mi-06)的合成]

在合成例1中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基-2-甲基苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.4g的化合物(mi-06)。再者,在合成例2的m-2-1的合成中,代替4-羟基环己基胺而使用2-甲基-4-羟基苯胺来合成4-羟基-2-甲基苯基马来酰亚胺。

[合成例7:化合物(mi-07)的合成]

在合成例1中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基-3-甲基苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.5g的化合物(mi-07)。再者,在合成例2的化合物(m-2-1)的合成中,代替4-羟基环己基胺而使用3-甲基-4-羟基苯胺来合成4-羟基-3-甲基苯基马来酰亚胺。

[合成例8:化合物(mi-08)的合成]

按照下述流程8来合成化合物(mi-08)。

[化30]

·4-羟基-α-甲基肉桂酸(化合物(m-8-1))的合成

在装有搅拌器的200ml三口烧瓶中混合9.74g的4-羟基苯甲醛、25g的丙酸酐、以及15.2g的丙酸钠,在氮气环境下、145℃下搅拌16小时。反应后,利用冰浴进行冷却,添加100ml的水并搅拌3小时,使固体析出并进行过滤。将所获得的固体添加至10%氢氧化钠水溶液中,在0℃下搅拌30分钟。对不溶物进行过滤后,在滤液中添加盐酸并制成酸性,过滤所生成的固体。使固体溶解于乙酸乙酯200ml中,利用水清洗3次。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后,将溶媒减压蒸馏去除,获得8.73g的4-羟基-α-甲基肉桂酸(将其设为化合物(m-8-1))。

·化合物(m-8-2)的合成

通过与合成例1相同的方法使4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羧酸与4-羟基-α-甲基肉桂酸反应,从而获得15.0g的化合物(m-8-2)。

·化合物(mi-08)的合成

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-8-2),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.6g的化合物(mi-08)。

[合成例9:化合物(mi-09)的合成]

按照下述流程9来合成化合物(mi-09)。

[化31]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-9-1),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.5g的化合物(mi-09)。再者,在合成例8中,代替4-羟基-α-甲基肉桂酸而使用2-甲基-4-羟基肉桂酸,除此以外,通过相同的方法来合成化合物(m-9-1)。

[合成例10:化合物(mi-10)的合成]

按照下述流程10来合成化合物(mi-10)。

[化32]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-10-1),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.5g的化合物(mi-10)。再者,在合成例8中,代替4-羟基-α-甲基肉桂酸而使用3-甲基-4-羟基肉桂酸,除此以外,通过相同的方法来合成化合物(m-10-1)。

[合成例11:化合物(mi-11)的合成]

按照下述流程11来合成化合物(mi-11)。

[化33]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)硫基)苯基)丙烯酸酯,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.4g的化合物(mi-11)。

再者,(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)硫基)苯基)丙烯酸是使用4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羧酸与4-巯基肉桂酸并通过与所述流程8相同的方法来合成。4-巯基肉桂酸可通过日本专利第2646314号公报中记载的方法来合成。

[合成例12:化合物(mi-12)的合成]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-3-(4-((4'-戊基-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得13.4g的化合物(mi-12)。

[合成例13:化合物(mi-13)的合成]

按照下述流程13来合成化合物(mi-13)。

[化34]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-3-(4-((4-(4-(4,4,4-三氟丁基)环己基)苯甲酰基)氧基)苯基)丙烯酸,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得12.3g的化合物(mi-13)。再者,(e)-3-(4-((4-(4-(4,4,4-三氟丁基)环己基)苯甲酰基)氧基)苯基)丙烯酸酯是使用4-(4-(4,4,4-三氟丁基)环己基)苯甲酸与香豆酸并通过与所述流程8相同的方法来合成。

[合成例14:化合物(mi-14)的合成]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-3-(4-((4-(4-(3-(三甲基硅烷基)丙氧基)环己基)苯甲酰基)氧基)苯基)丙烯酸,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得15.7g的化合物(mi-14)。

[合成例15:化合物(mi-15)的合成]

按照下述流程15来合成化合物(mi-15)。

[化35]

·化合物(m-15-1)的合成

在300ml三口烧瓶中放入6.36g的叔丁醇钾,并进行氮气置换。继而,滴加溶解于四氢呋喃180ml中的碘化4,4,4-三氟丁基三苯基鏻28.3g,在室温下反应1小时。其后,添加4-(1,4-二氧杂螺环[4.5]癸-8-基)环己酮10.4g,在室温下反应72小时。利用旋转蒸发器将溶媒蒸馏去除后,利用二乙基醚进行提取,并将己烷/乙酸乙酯作为展开溶媒利用硅胶管柱进行精制。利用旋转蒸发器将溶剂去除而获得8.1g的化合物(m-15-1)。

·化合物(m-15-2)的合成

在500ml三口烧瓶中放入7.7g的化合物(m-15-1),并进行氮气置换。继而,添加225ml的甲醇与1.23g的钯-活性炭(pd10%),利用氢气对烧瓶内进行置换,安装充满氢气的气球(balloon)。在室温下剧烈搅拌12小时后,利用硅藻土进行过滤,并利用二氯甲烷清洗残留物。利用水对滤液进行3次分液清洗,并利用旋转蒸发器将溶剂去除,从而获得7.5g的化合物(m-15-2)。

·化合物(m-15-3)的合成

在200ml三口烧瓶中放入7.5g的化合物(m-15-2),并进行氮气置换。继而,添加30ml的丙酮与15ml的水后,滴加23.4ml的三氟乙酸,并在室温下反应16小时。利用旋转蒸发器将溶剂去除,并利用硅胶管柱(己烷/乙酸乙酯)对乙酸乙酯提取液进行精制。利用旋转蒸发器将溶剂去除后,进行真空干燥,由此获得4.6g的化合物(m-15-3)。

·化合物(m-15-4)的合成

在100ml三口烧瓶中放入0.44g的镁,并进行氮气置换。继而,添加脱水四氢呋喃10ml,并利用冰浴进行冷却。缓慢滴加溶解于脱水四氢呋喃4ml中的碘化苯0.15ml,在室温下反应30分钟,且在70℃下反应30分钟。恢复至室温并利用冰浴进行冷却,缓慢滴加4.6g的溶解于脱水四氢呋喃20ml中的化合物(m-15-3)。恢复至室温并将反应了5小时的溶液投入至氯化铵饱和水溶液中。回收有机层,并利用氯化铵饱和水溶液进行2次分液清洗,之后将己烷/乙酸乙酯作为展开溶媒并利用硅胶管柱进行精制。利用旋转蒸发器将溶剂去除而获得4.1g的化合物(m-15-4)。

·化合物(m-15-5)的合成

在100ml三口烧瓶中放入4.1g的化合物(m-15-4),并进行氮气置换。继而,添加2.5ml的乙酸与0.25g的钯-活性炭(pd10%)、20ml的四氢呋喃,置换为氢气环境,并在室温下搅拌6小时。利用硅藻土对反应液进行过滤,并利用四氢呋喃进行清洗。利用旋转蒸发器对滤液进行浓缩,并添加乙酸乙酯,在0℃下搅拌1小时。对所析出的固体进行过滤并进行真空干燥,由此获得3.4g的化合物(m-15-5)。

·化合物(m-15-6)的合成

在100ml三口烧瓶中放入3.4g的化合物(m-15-5)与氯化铁(iii)0.03g,并进行氮气置换。继而,添加5.5g的15%溴氢酸水溶液,之后滴加7.4g的10%次氯酸钠水溶液,并在室温下搅拌2小时。回收有机层,并依次利用5%碳酸氢钠水溶液、蒸馏水进行分液清洗。利用旋转蒸发器将溶剂去除后,进行真空干燥,由此获得2.5g的化合物(m-15-6)。

·化合物(m-15-7)的合成

在100ml三口烧瓶中放入0.43g的丙烯酸、2.02g的叔丁醇钾,并进行氮气置换。继而,添加12ml的水并在室温下搅拌10分钟,之后添加1.35g的乙酸钯与2.5g的化合物(m-15-6),在100℃下搅拌24小时。恢复至室温后,滴加盐酸水溶液直至ph值为1为止。其后,利用二氯甲烷进行提取,并依次利用盐水(brine)、硫酸钠水溶液、水进行分液清洗。利用快速管柱色谱法(flashcolumnchromatography)进行精制,并利用旋转蒸发器将溶剂去除且进行真空干燥,由此获得2.1g的化合物(m-15-7)。

·化合物(mi-15)的合成

在合成例1-1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-15-7),除此以外,通过与合成例1-1相同的方法而获得1.7g的化合物(mi-15)。

[合成例16:化合物(mi-16)的合成]

按照下述流程16来合成化合物(mi-16)。

[化36]

·化合物(m-16-1)的合成

在500ml三口烧瓶中放入22.4g的4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羧酸,并进行氮气置换。继而,添加200ml的thf,并在0℃下进行搅拌。向其中添加3.3g的硼氢化钠后,缓慢滴加12.1g的三氟化硼二乙基醚,并反应18小时。反应结束后,将反应液转移至2l的烧杯中,利用盐酸进行中和,向其中添加1.5l的水。对所析出的固体进行过滤后,进行真空干燥,由此获得20.6g的化合物(m-16-1)。

·化合物(m-16-2)的合成

在1l三口烧瓶中添加20.6g的化合物(m-16-1)、0.819g的n,n-二甲基-4-氨基吡啶、200ml的二氯甲烷、13.6g的三乙基胺,并冷却至0℃。向其中缓慢滴加使14.1g的对甲苯磺酰氯溶解于100ml的二氯甲烷中而成的溶液,其后,反应20小时。反应结束后,添加100ml的二氯甲烷,并利用500ml的水对反应液进行3次分液,利用硫酸镁对有机层进行干燥,之后,利用过滤将硫酸镁去除。继而,利用旋转蒸发器将滤液的溶媒蒸馏去除并对所生成的固体进行真空干燥,由此获得29.3g的化合物(m-16-2)。

·化合物(m-16-3)的合成

向1l三口烧瓶中添加29.3g的化合物(m-16-2)、7.82g的4-羟基苯甲醛、13.3g的碳酸钾、200ml的n,n-二甲基甲酰胺,并在100℃下反应5小时。反应结束后,添加500ml的乙酸乙酯,并利用500ml的水进行3次分液,之后利用硫酸镁对有机层进行干燥。继而,利用过滤将硫酸镁去除。继而,利用过滤对硫酸镁进行过滤,并利用旋转蒸发器将滤液的溶媒蒸馏去除且对所生成的固体进行真空干燥,由此获得23.4g的化合物(m-16-3)。

·化合物(m-16-4)的合成

在1l茄形烧瓶中添加23.4g的化合物(m-16-3)、11.9g的丙二酸、300ml的吡啶、7.29g的哌啶,并在回流条件下反应8小时。其后,将反应液冷却至室温后,添加300ml的乙醇,滤取固体。利用乙醇对所获得的固体进行清洗后,进行真空干燥,由此获得18.1g的化合物(m-16-4)。

·化合物(mi-16)的合成

在合成例1-1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-16-4),除此以外,通过与合成例1-1相同的方法而获得17.8g的化合物(mi-16)。

[合成例17:化合物(mi-17)的合成]

按照下述流程17来合成化合物(mi-17)。

[化37]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-3-(4-((4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基)氧基)苯基)丙烯酸酯,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得12.6g的化合物(mi-17)。

[合成例18:化合物(mi-18)的合成]

按照下述流程18来合成化合物(mi-18)。

[化38]

·化合物(m-18-1)的合成

在1l茄形烧瓶中投入82g的4-羟基苯甲酸甲酯、166g的碳酸钾、以及400ml的n,n-二甲基乙酰胺,并在室温下进行1小时搅拌后,添加95g的4,4,4-三氟-1-碘丁烷,并在室温下、5小时搅拌下进行反应。反应结束后,利用水进行再沉淀。其次,向所述沉淀中添加32g的氢氧化钠及400ml的水,并回流4小时,进行水解反应。反应结束后,利用盐酸进行中和,并利用乙醇对所生成的沉淀进行再结晶,由此获得80g的化合物(m-18-1)。

·化合物(mi-18-2)的合成

在反应容器中取46.4g的化合物(m-18-1),向其中添加200ml的亚硫酰氯及0.2ml的n,n-二甲基甲酰胺,并在80℃下搅拌1小时。其次,在减压下将亚硫酰氯蒸馏去除后,添加四氢呋喃并制成溶液a。其次,在与所述不同的2l三口烧瓶中投入30g的4-羟基苯甲酸、55g的碳酸钾、2.4g的四丁基铵、200ml的四氢呋喃、以及400ml的水。对所述水溶液进行冰浴冷却,并缓慢滴加溶液a,进而在2小时搅拌下进行反应。反应结束后,向反应混合物中添加盐酸并进行中和,利用乙酸乙酯进行提取后,利用硫酸镁对提取液进行干燥,并进行浓缩,之后利用乙醇进行再结晶,由此获得39g的化合物(m-18-2)的白色结晶。

·化合物(m-18-3)的合成

作为原料,代替化合物(m-18-1)而使用化合物(m-18-2),并代替4-羟基苯甲酸而使用4-羟基肉桂酸,除此以外,通过与化合物(m-18-2)相同的方法获得33g的化合物(m-18-3)。

·化合物(mi-18)的合成

在合成例1-1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(mi-18-3),除此以外,通过与合成例1-1相同的方法而获得15.4g的化合物(mi-18)。

[合成例19:化合物(mi-19)的合成]

按照下述流程19来合成化合物(mi-19)。

[化39]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-19-3),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得16.1g的化合物(mi-19)。再者,在合成例18中,代替4,4,4-三氟-1-碘丁烷而使用1,1,1,2,2-五氟-4-碘丁烷来合成化合物(m-19-1)~化合物(mi-19-3)。

[合成例20:化合物(mi-20)的合成]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-4-((3-(4-((4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基)氧基)苯基)丙烯酰基)氧基)苯甲酸,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得16.1g的化合物(mi-20)。

[合成例21:化合物(mi-21)的合成]

按照下述流程21来合成化合物(mi-21)。

[化40]

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(mi-21-3),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得15.8g的化合物(mi-21)。再者,在合成例22中,将起始物质自4-羟基-2,3,5,6-四氟苯基苯甲酸代替为3-氟-4-羟基苯甲酸,除此以外,通过相同的方法来合成化合物(m-21-1)~化合物(m-21-3)。

[合成例22:化合物(mi-22)的合成]

按照下述流程22来合成化合物(mi-22)。

[化41]

·化合物(m-22-1)的合成

在装有搅拌器的1000ml三口烧瓶中添加21.0g的4-羟基-2,3,5,6-四氟苯基苯甲酸、53.0g的4,4,4-三氟-1-碘丁烷、83.2g的碳酸钾、以及500ml的二甲基乙酰胺,并在氮气环境下、90℃下加热10小时。反应后,注入至500ml的水中,并利用300ml乙酸乙酯进行3次提取。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后,将溶媒减压蒸馏去除。向所获得的粗产物中添加100ml的thf、100ml的乙醇、以及50ml的水,进而添加9.2g的氢氧化锂一水合物,并在室温下搅拌5小时。反应后,利用1规定盐酸而制成酸性,之后利用100ml的乙酸乙酯进行3次提取。向有机层中添加无水硫酸钠并进行干燥,之后将溶媒减压蒸馏去除,并利用乙酸乙酯/己烷进行再结晶,获得25.0g的化合物(m-22-1)。

·化合物(m-22-2)的合成

在合成例18中,代替化合物(m-18-2)而使用化合物(m-22-1),除此以外,通过相同的方法来合成,从而获得22.1g的化合物(m-22-2)。

·化合物(m-21-3)的合成

在合成例18中,代替化合物(m-18-1)而使用化合物(m-22-2),除此以外,通过相同的方法来合成,从而获得17.1g的化合物(m-22-3)。

·化合物(mi-22)的合成

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-22-3),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得17.2g的化合物(mi-22)。

[合成例23:化合物(mi-23)的合成]

按照下述流程23来合成化合物(mi-23)。

[化42]

·化合物(m-23-1)的合成

在装有搅拌器的500ml三口烧瓶中添加16.8g的3、4-二羟基苯甲酸甲酯、53.0g的4,4,4-三氟-1-碘丁烷、83.2g的碳酸钾、以及500ml的二甲基乙酰胺,并在氮气环境下、90℃下加热10小时。反应后,注入至500ml的水中,并对沉淀进行过滤。将经过滤的固体添加至10%氢氧化钠水溶液中,并在室温下搅拌5小时。反应后,利用1规定盐酸制成酸性,并对所生成的沉淀进行过滤,之后,利用真空干燥机进行干燥,从而获得28.0g的化合物(m-23-1)。

·化合物(m-23-2)的合成

在合成例18中,代替化合物(m-18-2)而使用化合物(m-23-1),除此以外,通过相同的方法来合成,从而获得23.4g的化合物(m-23-2)。

·化合物(m-23-3)的合成

在合成例18中,代替化合物(m-18-1)而使用化合物(m-23-2),除此以外,通过相同的方法来合成,从而获得17.3g的化合物(m-23-2)。

·化合物(mi-23)的合成

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(mi-23-3),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得17.2g的化合物(mi-23)。

[合成例24:化合物(mi-24)的合成]

按照下述流程24来合成化合物(mi-24)。

[化43]

·化合物(m-24-1)的合成

在装有搅拌器的500ml茄形烧瓶中添加10.0g的4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羧酸、37g的亚硫酰氯、以及0.02g的n,n-二甲基甲酰胺,在60℃下搅拌2小时。其后,利用隔膜泵将过剩的亚硫酰氯去除,并添加250g的四氢呋喃而制成溶液a。

重新在装有搅拌器的1000ml三口烧瓶中添加6.8g的对苯二酚、140g的四氢呋喃、以及4.9g的吡啶,并进行冰浴。向其中滴加溶液a并在室温下搅拌8小时。利用2500ml的水对反应液进行再沉淀,对所获得的白色固体进行真空干燥。利用乙酸乙酯进行提取,并将己烷/乙酸乙酯作为展开溶媒且利用硅胶管柱进行精制。利用旋转蒸发器将溶剂去除后,进行真空干燥,由此获得3.8g的化合物(m-24-1)。

·化合物(mi-24)的合成

添加1.77g的(e)-3-(4-(2,5-二氧代-2,5-二氢-1h-吡咯-1-基)苯基)丙烯酸、8.7g的亚硫酰氯、以及0.01g的n,n-二甲基甲酰胺,在60℃下搅拌2小时。其后,利用隔膜泵将过剩的亚硫酰氯去除,并添加50g的四氢呋喃而制成溶液b。

重新在装有搅拌器的100ml三口烧瓶中添加3.0g的化合物(m-24-1)、25g的四氢呋喃、以及1.2g的吡啶,并进行冰浴。向其中滴加溶液b并在室温下搅拌8小时。利用1000ml的水对反应液进行再沉淀,对所获得的白色固体进行真空干燥,由此获得3.7g的化合物(mi-24)。

[合成例25]

按照下述流程25来合成化合物(mi-25)。

[化44]

·化合物(m-25-1)的合成

在合成例18中,代替4-羟基苯甲酸甲酯而使用6-羟基-2-萘甲酸甲酯,除此以外,通过相同的方法来合成,从而获得30.1g的化合物(m-25-1)。

·化合物(m-25-2)的合成

在合成例18中,代替化合物(m-18-2)而使用化合物(m-25-1),除此以外,通过相同的方法来合成,从而获得15.0g的化合物(m-25-2)。

·化合物(mi-25)的合成

在合成例1中,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用化合物(m-25-2),除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得13.5g的化合物(mi-25)。

[合成例26:化合物(mi-26)的合成]

在合成例1中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用3-羟基苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与合成例1相同的方法而获得14.2g的化合物(mi-26)。

[合成例27:化合物(mi-27)的合成]

按照下述流程27来合成化合物(mi-27)。

[化45]

·化合物(m-27-1)的合成

在装有搅拌器的2000ml三口烧瓶中取6.90g的(4-氨基苯基)乙醇,添加200g的四氢呋喃并进行冰浴。向其中滴加包含5.11g的马来酸酐与200g的四氢呋喃的溶液,并在室温下搅拌3小时。其后,通过过滤回收所析出的固体。对所述固体进行真空干燥,由此获得11.5g的化合物(m-27-1)。

·化合物(m-27-2)的合成

在装有搅拌器的500ml三口烧瓶中添加10.9g的化合物(m-27-1)、9.38g的氯化锌(ii)、250g的甲苯,并在80℃下加热搅拌。向其中滴加包含14.8g的双(三甲基硅烷基)胺与100g的甲苯的溶液,并在80℃下搅拌5小时。其后,向反应液中添加300g的乙酸乙酯,并进行2次利用1mol/l盐酸的分液清洗、1次利用碳酸氢钠水溶液的分液清洗、1次利用饱和食盐水的分液清洗。其后,利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为50g为止,并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得5.86g的化合物(m-27-2)。

·化合物(mi-27)的合成

在装有搅拌器的100ml茄形烧瓶中添加9.37g的(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸、25g的亚硫酰氯、0.02g的n,n-二甲基甲酰胺,并在80℃下搅拌1小时。其后,利用隔膜泵将过剩的亚硫酰氯去除,从而获得化合物(m-27-3)。向其中添加100g的四氢呋喃而制成溶液a。

重新在装有搅拌器的500ml三口烧瓶中添加4.34g的化合物(m-27-2)、200g的四氢呋喃、以及2.58g的三乙基胺,并进行冰浴。向其中滴加溶液a并在室温下搅拌3小时。利用800ml的水对反应液进行再沉淀,对所获得的白色固体进行真空干燥,由此获得8.78g的化合物(mi-27)。

[合成例28:化合物(mi-28)的合成]

按照下述流程28来合成化合物(mi-28)。

[化46]

在合成例27的化合物(mi-27)的合成中,作为原料,代替化合物(m-27-3)及化合物(m-27-2)而使用1-[4-(羟基甲基)苯基]吡咯-2,5-二酮,除此以外,通过与合成例27的化合物(mi-27)的合成相同的方法来获得24.1g的化合物(mi-28)。

[合成例29:化合物(mi-29)的合成]

按照下述流程29来合成化合物(mi-29)。

[化47]

·化合物(m-29-1)的合成

在装有搅拌器的2000ml三口烧瓶中取15.1g的4-(4-氨基苯基)丙烷-1-醇、1000g的四氢呋喃,添加15.2g的三乙基胺并进行冰浴。向其中滴加包含26.1g的二碳酸叔丁酯与100g的四氢呋喃的溶液,并在室温下搅拌10小时,之后向反应液中添加300g的乙酸乙酯,并利用200g的蒸馏水进行4次分液清洗。其后,利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为100g为止,并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得23.6g的化合物(m-29-1)。

·化合物(m-29-2)~化合物(m-29-4)的合成

在合成例3中,作为原料,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸及n-boc-4-羟基苯胺而使用化合物(m-29-1),除此以外,通过与合成例3相同的方法而获得30.0g的化合物(m-29-4)。

·化合物(mi-29)的合成

在装有搅拌器的2000ml三口烧瓶中添加30.0g的化合物(m-29-4)、8.79g的氯化锌(ii)、以及250g的甲苯,并在80℃下加热搅拌。向其中滴加包含13.8g的双(三甲基硅烷基)胺与100g的甲苯的溶液,并在80℃下搅拌5小时。其后,向反应液中添加300g的乙酸乙酯,并进行2次利用1mol/l盐酸的分液清洗、1次利用碳酸氢钠水溶液的分液清洗、1次利用饱和食盐水的分液清洗。其后,利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为50g为止,并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥,由此获得9.18g的化合物(mi-29)。

[合成例30:化合物(mi-30)的合成]

按照下述流程30来合成化合物(mi-30)。

[化48]

·化合物(m-30-1)的合成

在装有搅拌器的500ml三口烧瓶中添加20.9g的n-boc-4-羟基苯胺、15.0g的2-溴乙醇、20.7g的碳酸钾、250ml的n,n-二甲基甲酰胺,并在60℃下反应4小时。反应后,将反应液注入至1500ml的蒸馏水中,并滤取所析出的固体。其后,对固体进行真空干燥,由此获得24.8g的化合物(m-30-1)。

·化合物(mi-30)的合成

在合成例29的化合物(m-29-1)~化合物(m-29-4)及化合物(mi-29)的合成中,作为原料,代替化合物(m-29-1)而使用化合物(m-30-1),除此以外,通过与合成例29相同的方法而获得32.0g的化合物(mi-30)。

[合成例31:化合物(mi-31)的合成]

在合成例27中,作为原料,代替(e)-3-(4-((4'-(4,4,4-三氟丁基)-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸而使用(e)-3-(4-((4'-戊基-[1,1'-联(环己烷)]-4-羰基)氧基)苯基)丙烯酸,除此以外,通过与合成例27相同的方法而获得14.4g的化合物(mi-31)。

[比较例合成例1及比较合成例2]

化合物(mi-32)是依照日本专利第4296821号公报的记载方法来合成,化合物(mi-33)是依照日本专利第3055062号公报的记载方法来合成。

[合成例32:化合物(mi-34)的合成]

在合成例15中,代替丙烯酸而使用甲基丙烯酸,除此以外,通过与化合物(mi-15)相同的方法来获得化合物(mi-34)(参照下述流程32)。

[化49]

[合成例33:化合物(mi-35)的合成]

在合成例15中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基-3-甲基苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与化合物(mi-15)相同的方法而获得化合物(mi-35)(参照下述流程33)。

[化50]

[合成例34:化合物(mi-36)的合成]

在合成例15中,代替丙烯酸而使用甲基丙烯酸,且代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基-3-甲基苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与化合物(mi-15)相同的方法而获得化合物(mi-36)。

[合成例35:化合物(mi-37)的合成]

在化合物(mi-34)的合成中,代替碘化4,4,4-三氟丁基三苯基鏻而使用碘化戊基三苯基鏻,除此以外,通过与化合物(mi-34)相同的方法而获得化合物(mi-37)(参照下述流程35)。

[化51]

[合成例36:化合物(mi-38)的合成]

在化合物(mi-35)的合成中,代替碘化4,4,4-三氟丁基三苯基鏻而使用碘化戊基三苯基鏻,除此以外,通过与化合物(mi-35)相同的方法而获得化合物(mi-38)。

[合成例37:化合物(mi-39)的合成]

在化合物(mi-36)的合成中,代替碘化4,4,4-三氟丁基三苯基鏻而使用碘化戊基三苯基鏻,除此以外,通过与化合物(mi-36)相同的方法而获得化合物(mi-39)。

[合成例38:化合物(mi-40)的合成]

在化合物(mi-37)的合成中,代替甲基丙烯酸而使用2-(三氟甲基)丙烯酸,除此以外,通过与化合物(mi-37)相同的方法而获得化合物(mi-40)。

[合成例39:化合物(mi-41)的合成]

在合成例15中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基-3-甲氧基苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与化合物(mi-15)相同的方法而获得化合物(mi-41)。再者,关于4-羟基-3-甲氧基苯基马来酰亚胺,是通过在合成例2的化合物(m-2-1)的合成中代替4-羟基环己基胺而使用4-羟基-3-甲氧基苯胺来合成。

[合成例40:化合物(mi-42)的合成]

在化合物(m-37)的合成中,代替4-羟基苯基马来酰亚胺而使用4-羟基-3-氟苯基马来酰亚胺,除此以外,通过与化合物(mi-37)相同的方法而获得化合物(mi-42)。再者,关于4-羟基-3-氟苯基马来酰亚胺,是通过在合成例2的化合物(m-2-1)的合成中代替4-羟基环己基胺而使用3-氟-4-羟基苯胺来合成。

[合成例41:化合物(mi-43)的合成]

在化合物(m-36)的合成中,代替甲基丙烯酸而使用2-氟丙烯酸,除此以外,通过与化合物(mi-36)相同的方法来获得化合物(mi-43)。

<聚合体的合成>

[实施例1-1:聚合体(p-1)的合成]

在氮气下,在100ml二口烧瓶中添加作为聚合单体的5.00g(7.5mmol)的所述合成例27中所获得的化合物(mi-27)、1.05g(7.5mmol)的化合物(a-3)、4.80g(33.8mmol)的化合物(d-1)、以及2.26g(26.3mmol)的化合物(d-4)、作为自由基聚合引发剂的0.39g(1.6mmol)的2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、作为链转移剂的0.39g(1.7mmol)的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及作为溶媒的52.5ml的n-甲基-2-吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidone,nmp),并在70℃下聚合6小时。在甲醇中进行再沉淀后,对沉淀物进行过滤,并在室温下进行8小时真空干燥,由此获得目标聚合体(p-1)。通过利用gpc的聚苯乙烯换算而测定的重量平均分子量mw为30000,分子量分布mw/mn为2。

[实施例1-2~实施例1-45及比较聚合例1-1~比较聚合例1-8]

将聚合单体设为下述表7及表8所示的种类及摩尔比,除此以外,与实施例1-1同样地进行聚合,获得与聚合体(p-1)为同等的重量平均分子量及分子量分布的聚合体(p-2)~聚合体(p-45)及聚合体(r-1)~聚合体(r-8)的各聚合体。再者,聚合单体的总摩尔数与实施例1-1同样地设为75.1mmol。表7及表8中的数值表示相对于聚合体的合成中使用的所有单体的、各单体的投入量[摩尔%]。

[表7]

[表8]

[合成例42:聚酰胺酸的合成]

使作为四羧酸二酐的11.0g(49.0mmol)的2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、作为二胺的10.0g(50.0mmol)的4,4'-亚甲基二苯胺溶解于84g的nmp中,并在60℃下进行24小时反应,由此获得含有20质量%的聚酰胺酸的溶液。继而,将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中并使反应产物沉淀。利用甲醇对所述沉淀物进行清洗,并在减压下以40℃干燥15小时,由此获得聚酰胺酸(polyamicacid,paa)。

<光垂直型液晶显示元件的制造及评价>

[实施例2-1]

1.液晶取向剂(al-1)的制备

向放入有10质量份的实施例1-1中获得的聚合体(p-1)、及100质量份的聚酰胺酸(paa)的容器中添加作为溶剂的nmp及丁基溶纤剂(bc),制成溶媒组成为nmp/bc=50/50(质量比)、固体成分浓度为3.5质量%的溶液。利用孔径为1μm的过滤器对所述溶液进行过滤,由此制备液晶取向剂(al-1)。

2.光垂直型液晶显示元件的制造

在带包含ito膜的透明电极的玻璃基板的透明电极面上使用旋转器涂布所述制备的液晶取向剂(al-1),并以80℃的热板进行1分钟预烘烤。其后,在对库内进行了氮气置换的烘箱中,以230℃加热1小时,形成膜厚0.1μm的涂膜。继而,对所述涂膜表面使用hg-xe灯及格兰-泰勒棱镜(glan-taylorprism),从自基板法线倾斜40°的方向照射包含313nm的明线的1,000j/m2的偏光紫外线而赋予液晶取向能力。重复进行相同的操作,制成一对(两块)具有液晶取向膜的基板。

在所述基板中的一块基板的具有液晶取向膜的面的外周,利用网版印刷来涂布加入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂后,使一对基板的液晶取向膜面相向,以各基板的紫外线的光轴在基板面的投影方向成为逆平行的方式进行压接,在150℃下历时1小时使接着剂热硬化。继而,从液晶注入口在基板间的间隙中填充负型液晶(默克(merck)公司制造、mlc-6608)后,以环氧系接着剂将液晶注入口密封。进而,为了去除液晶注入时的流动取向,将其以130℃加热后缓缓冷却到室温。其次,在基板的外侧两面,以偏光板的偏光方向彼此正交且与液晶取向膜的紫外线的光轴在基板面的射影方向成45°角度的方式贴合偏光板,由此制造液晶显示元件。

3.电压保持率(vhr)的评价

对于所述2.中制造的液晶显示元件,以60微秒的施加时间、167毫秒的跨距(span)施加5v的电压后,测定从施加解除起167毫秒后的电压保持率。测定装置是使用东阳技术(toyotechnica)(股)制造的vhr-1。此时,在电压保持率为90%以上的情况下设为“优良(a)”,在70%以上且小于90%的情况下设为“良好(b)”,在小于70%的情况下设为“不良(c)”。结果,所述实施例中的电压保持率为“优良(a)”的评价。

4.预倾角的评价

关于所述2.中制造的液晶显示元件,依据非专利文献(t.j.谢弗(t.j.scheffer)等人的《应用物理学杂志(journalofappliedphysics,j.appl.phys.)》第19卷第2013页(1980))中所记载的方法,通过使用he-ne激光的结晶旋转法来测定液晶分子相对于基板面的倾斜角的值,并将所述值设为预倾角。此时,在预倾角为85.0°以上且小于88.0°的情况下设为“优良(a)”,在88.0°以上且小于89.0°的情况下设为“良好(b)”,在89.0°以上或小于85.0°的情况下设为“不良(c)”。结果,所述实施例中,预倾角为“良好(b)”的评价。

5.ac残像特性的评价

关于所述2.中制造的液晶显示元件,以交流电压15v驱动20小时后,测定预倾角,并通过下述数式(1)来求出倾斜差δθ。

δθ=θ1-θ2…(1)

(数式(1)中,θ1为驱动前的预倾角,θ2为驱动后的预倾角)

在δθ为0.05°以下的情况下设为“优良(a)”,在大于0.05°且小于0.10°的情况下设为“良好(b)”,在0.10°以上的情况下设为“不良(c)”。结果,所述实施例中为“优良(a)”的评价。

[实施例2-2~实施例2-49、及比较例2-1~比较例2-8]

将调配组成如下述表9~表11所示那样加以变更,除此以外,以与实施例1相同的固体成分浓度进行制备,分别获得液晶取向剂。另外,使用各液晶取向剂与实施例2-1同样地制造光垂直型液晶显示元件并进行各种评价。将这些结果示于下述表9~表11中。再者,实施例2-8及实施例2-24中,作为添加剂而将化合物(ad-1)、化合物(ad-2)分别调配至液晶取向剂中。

[表9]

[表10]

[表11]

如表9~表11所示那样,在使用含有聚合体(p)的液晶取向剂的实施例2-1~实施例2-49中,电压保持率为“a”或“b”。另外,预倾角特性及ac残像特性也为“a”或“b”,且至少一者为“a”的评价,电特性、预倾角特性及ac残像特性经平衡良好地改善。相对于此,使用并不含有聚合体(p)的液晶取向剂的比较例2-1~比较例2-8中,为比实施例2-1~实施例2-49差的结果。再者,比较例2-2及比较例2-4中,预倾角的评价为“c”,但这些的预倾角均为89°以上而为高的值。

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