CN106167709A - 液晶配向剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关一种液晶配向剂,该液晶配向剂包含聚合物A、含环氧基的聚硅氧烷B及溶剂C,其中该聚合物A是由包含四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2的混合物所制得。本发明的液晶配向剂具有高耐摩擦性的优点。此外,本发明也提供一种由上述液晶配向剂所形成的液晶配向膜、一种液晶配向膜的制造方法及一种包含上述配向膜的液晶显示组件。
Description
技术领域
本发明是有关一种液晶配向剂及其应用,特别是一种可形成高耐摩擦性液晶配向膜的液晶配向剂、一种液晶配向膜的制造方法、其所形成的液晶配向膜及具有该配向膜的液晶显示组件。
背景技术
近年来,新的液晶显示组件的开发蓬勃发展,其中,例如业界开发出一种液晶显示组件,其通过单侧基板上以栉齿状方式配置两个电极来驱动液晶,使基板表面产生平行电场,以控制液晶分子。该液晶显示组件一般被称为横向电场效应型(IPS型),具有出色的广视角特性。然而,上述IPS型液晶显示组件仍有因离子密度过高而产生残影的问题。
日本专利特开第2006-259716号公报揭示一种低离子密度的液晶配向膜及一种用以制备液晶配向膜的含哌嗪(piperazine)结构的二胺化合物。通过使用该含哌嗪结构的二胺化合物制得的配向膜可改善离子密度过高的问题。然而该配向膜在后续工艺中以毛布进行摩擦(rubbing)处理时,却非常容易产生残屑,造成显示质量低下而无法被业者所接受。
由上述可知,为了符合目前IPS型液晶显示器业者的要求,提供一种可形成具有良好耐摩擦性的液晶配向膜的液晶配向剂,是本领域技术人员努力研究的目标。
发明内容
本发明利用特殊的聚合物及含环氧基的聚硅氧烷,得到水平配向型液晶配向剂,由上述液晶配向剂所形成的液晶配向膜及液晶显示组件具有高耐磨性的优点。
因此,本发明是有关一种液晶配向剂,其包含:
聚合物A,其是由包含四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2的混合物所制得;
含环氧基的聚硅氧烷B;及
溶剂C;
其中,该二胺化合物a2包括至少一种具有式(I)的二胺化合物a2-1;
其中,A7独立地表示一价有机基;及m表示0至3的整数。
在本发明提供的液晶配向剂中,优选的,所述具有式(I)的二胺化合物a2-1中,A7独立地表示C1至C10的烷基、C1至C10的烷氧基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子。
在本发明提供的液晶配向剂中,优选的,所述具有式(I)的二胺化合物a2-1中,两端的苯基具有对位的胺基。
在本发明提供的液晶配向剂中,优选的,基于所述二胺化合物a2的总使用量为100摩尔,所述具有结构式(I)的二胺化合物a2-1的使用量为1至50摩尔。
在本发明提供的液晶配向剂中,优选的,所述环氧基包括由式(1)、式(2)及式(3)所示的官能团的至少一种;
式(1)中,B表示氧原子或单键;c表示1至3的整数;及d表示0至6的整数,其中当d表示0时,B为单键;
式(2)中,e表示0至6的整数;
式(3)中,D表示碳数为2至6的伸烷基;及E表示氢原子或碳数为1至6的烷基。
在本发明提供的液晶配向剂中,优选的,所述含环氧基的聚硅氧烷B的重量平均分子量为1000至10000。
在本发明提供的液晶配向剂中,优选的,基于所述聚合物A的使用量为100重量份,所述含环氧基的聚硅氧烷B的使用量为1至10重量份;所述溶剂C的使用量为300至2000重量份。
本发明还提供一种液晶配向膜的制造方法,其包含使用前述的液晶配向剂施予基板上。
本发明也提供一种液晶配向膜,其是由前述的液晶配向剂制造的。
本发明又提供一种液晶显示组件,其包含前述的液晶配向膜。
附图说明
图1为说明本发明液晶显示组件的优选实施例结构的示意图。
110 第一单元
112 第一基板
114 电极
116 第一液晶配向膜
120 第二单元
122 第二基板
126 第二液晶配向膜
130 液晶单元
具体实施方式
本发明提供一种液晶配向剂,其包含:
聚合物A,其是由包含四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2的混合物所制得;
含环氧基的聚硅氧烷B;及
溶剂C;
其中,该二胺化合物a2包括至少一种具有式(I)的二胺化合物a2-1;
其中,A7独立地表示一价有机基;及m表示0至3的整数。
本发明的聚合物A是由四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2反应而得。
该聚合物A优选具体例为聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物,或上述组合。其中,聚酰亚胺系嵌段共聚合物优选具体例为聚酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亚胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物,或其组合。
本发明的四羧酸二酐化合物a1优选具体例为(1)脂肪族四羧酸二酐化合物、(2)脂环族四羧酸二酐化合物、(3)芳香族四羧酸二酐化合物或(4)具有式(a-1)至(a-6)的四羧酸二酐化合物a1等。
本发明的(1)脂肪族四羧酸二酐化合物包含但不限于乙烷四羧酸二酐或丁烷四羧酸二酐等的脂肪族四羧酸二酐化合物。
本发明的(2)脂环族四羧酸二酐化合物包含但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-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、1,3-二氯-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,3',4,4'-二环己基四羧酸二酐、顺-3,7-二丁基环庚基-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐或二环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐等的脂环族四羧酸二酐化合物。
本发明的(3)芳香族四羧酸二酐化合物的具体例可包含但不限于3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯砜四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3'-4,4'-二苯基乙烷四羧酸二酐、3,3',4,4'-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酐、3,3',4,4'-四苯基硅烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四羧酸二酐、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、2,3,3',4'-二苯硫醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯硫醚四羧酸二酐、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯丙烷二酐、3,3',4,4'-全氟异亚丙基二苯二酸二酐、2,2',3,3'-二苯基四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯基四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基四羧酸二酐、双(苯二酸)苯膦氧化物二酐、对-伸苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、间-伸苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、双(三苯基苯二酸)-4,4'-二苯基醚二酐、双(三苯基苯二酸)-4,4'-二苯基甲烷二酐、乙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、丙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、2,2-双(4-羟苯基)丙烷-双(脱水偏苯三酸酯)、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二侧氧基四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酐等。
本发明的(4)式(a-1)至式(a-6)所示的四羧酸二酐化合物a1,详细叙述如下:
在式(a-5)中,A1表示含有芳香环的二价基团;r表示1至2的整数;A2及A3可相同或不同,且可分别代表氢原子或烷基。优选的,如式(a-5)所示的四羧酸二酐化合物a1可选自于如下式(a-5-1)至式(a-5-3)所示的化合物:
在式(a-6)中,A4代表含有芳香环的二价基团;A5及A6可相同或不同,且分别代表氢原子或烷基。优选的,如式(a-6)所示的四羧酸二酐化合物a1可选自于如下式(a-6-1)所示的化合物:
优选的,该四羧酸二酐化合物a1包含至少一种选自由脂肪族四羧酸二酐化合物以及脂环族四羧酸二酐化合物所组成的群的四羧酸二酐化合物。当该四羧酸二酐化合物a1包含至少一种选自由脂肪族四羧酸二酐化合物以及脂环族四羧酸二酐化合物所组成的群的四羧酸二酐化合物时,所制得的液晶配向膜具有高耐摩擦性。
优选的,脂肪族四羧酸二酐化合物包含但不限于乙烷四羧酸二酐或丁烷四羧酸二酐。
优选的,脂环族四羧酸二酐化合物包含但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐。
上述的四羧酸二酐化合物a1可以单独使用或者混合多种使用。
在本发明的具体例中,基于四羧酸二酐化合物a1的总使用量为100摩尔,脂肪族四羧酸二酐化合物和脂环族四羧酸二酐化合物的合计使用量为20至100摩尔;优选的,脂肪族四羧酸二酐化合物和脂环族四羧酸二酐化合物的合计使用量为30至90摩尔;更优选的,脂肪族四羧酸二酐化合物和脂环族四羧酸二酐化合物的合计使用量为40至80摩尔。
本发明的二胺化合物a2包含至少一种具有式(Ⅰ)的二胺化合物a2-1;
其中,A7独立地表示一价有机基;及m表示0至3的整数。
优选的,该具有式(I)的二胺化合物a2-1中,A7独立地表示C1至C10的烷基、C1至C10的烷氧基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子。
本发明的具有式(I)的二胺化合物a2-1可采用一般公知方法进行合成,如将含有对应取代基的硝基苯或其衍生物及4,4’-联哌啶(4,4’-bipiperidine),通过加热反应获得硝基化合物,在一般的还原条件下,使用锡、盐酸等还原剂可将硝基还原成胺基。
本发明的具有式(I)的二胺化合物a2-1的实施例为具有式(I-1)至式(I-27)的化合物:
基于二胺组合物a2的总使用量为100摩尔,二胺化合物a2-1的使用量通常为1到50摩尔;优选的,二胺化合物a2-1的使用量为3至45摩尔;更优选的,二胺化合物a2-1的使用量为5到40摩尔。当不使用二胺化合物a2-1,所制得的液晶配向膜会有耐摩擦性不佳的缺点。
在本发明的优选实施例中,该具有式(I)的二胺化合物a2-1中,两端的苯基具有对位的胺基时,所制得的液晶配向膜具有高耐摩擦性。
在本发明的优选实施例中,该二胺化合物还包含其他二胺化合物a2-2。
本发明的其他二胺化合物a2-2包含但不限于1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、4,4'-二胺基庚烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二胺基-2,5-二甲基己烷、1,7-二胺基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二胺基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二胺基-3-甲基庚烷、1,9-二胺基-5-甲基壬烷、2,11-二胺基十二烷、1,12-二胺基十八烷、1,2-双(3-胺基丙氧基)乙烷、4,4'-二胺基二环己基甲烷、4,4'-二胺基-3,3'-二甲基二环己基胺、1,3-二胺基环己烷、1,4-二胺基环己烷、异佛尔酮二胺、四氢二环戊二烯二胺、三环(6.2.1.02,7)-十一碳烯二甲基二胺、4,4'-亚甲基双(环己基胺)、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基乙烷、4,4'-二胺基二苯基砜、4,4'-二胺基苯甲酰苯胺、4,4'-二胺基二苯基醚、3,4'-二胺基二苯基醚、1,5-二胺基萘、5-胺基-1-(4'-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、6-胺基-1-(4'-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、六氢-4,7-甲桥伸氢茚基二亚甲基二胺、3,3'-二胺基二苯甲酮、3,4'-二胺基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(3-胺基苯氧基)苯、9,9-双(4-胺基苯基)-10-氢蒽、9,10-双(4-胺基苯基)蒽、2,7-二胺基茀、9,9-双(4-胺基苯基)茀、4,4'-亚甲基-双(2-氯苯胺)、4,4'-(对-伸苯基异亚丙基)双苯胺、4,4'-(间-伸苯基异亚丙基)双苯胺、2,2'-双[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4'-双[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基亚甲基-1,3-二胺基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}、1,1-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane}或下式(II-1)至式(II-25)所示的其他二胺化合物a2-2:
在式(II-1)中,B16代表 或B17代表含甾基团、三氟甲基、氟基、碳数为2至30的烷基或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪等含氮原子环状结构的一价基团。
上式(II-1)所示的其他二胺化合物a2-2优选为2,4-二胺基苯基甲酸乙酯(2,4-diaminophenyl ethyl formate)、3,5-二胺基苯基甲酸乙酯(3,5-diaminophenyl ethylformate)、2,4-二胺基苯基甲酸丙酯(2,4-diaminophenyl propyl formate)、3,5-二胺基苯基甲酸丙酯(3,5-diaminophenyl propyl formate)、1-十二烷氧基-2,4-二胺基苯(1-dodecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-二胺基苯(1-hexadecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-二胺基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)或
下式(II-1-1)至式(II-1-4)所示的其他二胺化合物a2-2:
在式(II-2)中,B18代表 或B19及B20表示伸脂肪族环、伸芳香族环或伸杂环基团;B21代表碳数为3至18的烷基、碳数为3至18的烷氧基、碳数为1至5的氟烷基、碳数为1至5的氟烷氧基、氰基或卤素原子。
上式(II-2)所示的其他二胺化合物a2-2优选为如下式(II-2-1)至式(II-2-13)所示的二胺化合物:
在式(II-2-10)至式(II-2-13)中,s可代表3至12的整数。
在式(II-3)中,B22代表氢、碳数为1至5的酰基、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基或卤素,且每个重复单元中的B22可相同或不同;B23为1至3的整数。
该式(II-3)所示的二胺化合物优选的是选自于(1)B23为1:对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二胺甲苯等;(2)B23为2:4,4'-二胺基联苯、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基联苯、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基联苯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基联苯、2,2'-二氯-4,4'-二胺基联苯、3,3'-二氯-4,4'-二胺基联苯、2,2',5,5'-四氯-4,4'-二胺基联苯、2,2'-二氯-4,4'-二胺基-5,5'-二甲氧基联苯或4,4'-二胺基-2,2'-双(三氟甲基)联苯等;(3)B23为3:1,4-双(4'-胺基苯基)苯等,更优选的是选自于对-二胺苯、2,5-二胺甲苯、4,4'-二胺基联苯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基联苯或1,4-双(4'-胺基苯基)苯。
在式(II-4)中,B24代表2至12的整数。
在式(II-5)中,B25代表1至5的整数。该式(II-5)优选的是4,4'-二胺基二苯基硫醚。
在式(II-6)中,B26及B28可相同或不同,且分别代表二价有机基团,B27代表衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪等含氮原子环状结构的二价基团。
在式(II-7)中,B29、B30、B31及B32可相同或不同,且分别可代表碳数为1至12的烃基。B33代表1至3的整数,且B34代表1至20的整数。
在式(II-8)中,B35代表-O-或伸环己烷基,B36代表-CH2-,B37代表伸苯基或伸环己烷基,B38代表氢或庚基。
该式(II-8)所示的二胺化合物优选的是选自于如下式(II-8-1)至式(II-8-2)所示的二胺化合物:
式(II-9)至式(II-25)所示的其他二胺化合物a2-2如下所示:
在式(II-17)至式(II-25)中,B39以碳数为1至10的烷基,或者碳数为1至10的烷氧基为优选,而B40以氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基为优选。
该其他二胺化合物a2-2优选为包含但不限于1,2-二胺基乙烷、4,4'-二胺基二环己基甲烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基亚甲基-1,3-二胺基苯、1,1-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷、2,4-二胺基苯基甲酸乙酯、式(II-1-1)、式(II-1-2)、式(II-2-1)、式(II-2-11)、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或式(II-8-1)所表示的化合物。
基于该二胺化合物a2的使用量为100摩尔,上述的其他二胺化合物a2-2的使用量通常为50摩尔至99摩尔,优选为55摩尔至97摩尔,更优选为60摩尔至95摩尔。
本发明的聚酰胺酸聚合物的制备可为一般的方法,优选的,该聚酰胺酸聚合物的制备方法包含以下步骤:将包括四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2的混合物溶于溶剂中,在0℃至100℃的温度条件下进行聚缩合反应并反应1小时至24小时,接着再将上述的反应溶液以蒸发器进行减压蒸馏,即可得到聚酰胺酸聚合物,或者将上述的反应溶液倒入大量的贫溶剂中,得到析出物,接着经减压干燥方式将该析出物进行干燥处理,即可得到聚酰胺酸聚合物。
优选的,基于该二胺化合物a2的使用量总摩尔数为100摩尔,该四羧酸二酐化合物a1的使用量为20摩尔至200摩尔;更优选的为30摩尔至120摩尔。
该用于聚缩合反应中的溶剂可与下述该液晶配向剂中的溶剂相同或不同,且该用于聚缩合反应中的溶剂并无特别的限制,只要是可溶解反应物与生成物即可。优选的,该溶剂包含但不限于(1)非质子系极性溶剂,例如:N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone;NMP)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非质子极性溶剂;(2)酚系溶剂,例如:间-甲酚、二甲苯酚、酚或卤化酚类等的酚系溶剂。基于该混合物的使用量为100重量份,该用于聚缩合反应中的溶剂的使用量优选为200重量份至2000重量份,更优选的为300重量份至1800重量份。
特别地,在该聚缩合反应中,该溶剂可并用适量的贫溶剂,其中该贫溶剂不会造成该聚酰胺酸聚合物析出。该贫溶剂可以单独使用或者混合多种使用,且其包含但不限于(1)醇类,例如:甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇类;(2)酮类,例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等的酮类;(3)酯类,例如:醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯或乙二醇乙基醚醋酸酯等的酯类;(4)醚类,例如:二乙基醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚或二乙二醇二甲基醚等的醚类;(5)卤化烃类,例如:二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或邻-二氯苯等的卤化烃类;(6)烃类,例如:四氢呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烃类或上述溶剂的任意组合。基于二胺化合物a2的使用量为100重量份,该贫溶剂的用量优选为0重量份至60重量份,更优选为0重量份至50重量份。
本发明的聚酰亚胺聚合物的制备可为一般的方法,优选的,该聚酰亚胺聚合物的制备方法是先将混合物溶解于溶液中,其中混合物包含四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2,并进行聚合反应,形成聚酰胺酸聚合物。接着,在脱水剂及触媒的存在下,进一步加热,并进行脱水闭环反应,使得该聚酰胺酸聚合物中的酰胺酸官能团经脱水闭环反应转变成酰亚胺官能团,即酰亚胺化,从而得到聚酰亚胺聚合物。
该用于脱水闭环反应中的溶剂可与下述该液晶配向剂中的溶剂相同,故不另外赘述。基于聚酰胺酸聚合物的使用量为100重量份,该用于脱水闭环反应中的溶剂的使用量优选为200重量份至2000重量份,更优选为300重量份至1800重量份。
为获得优选的聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度,该脱水闭环反应的操作温度优选为40℃至200℃,更优选为40℃至150℃。当该脱水闭环反应的操作温度低于40℃时,酰亚胺化的反应不完全,从而会降低该聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度。然而,当脱水闭环反应的操作温度高于200℃时,所得的聚酰亚胺聚合物的重量平均分子量偏低。
用于脱水闭环反应中的脱水剂可选自于酸酐类化合物,其具体例如:醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐类化合物。基于该聚酰胺酸聚合物为1摩尔,该脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。该用于脱水闭环反应中的触媒可选自于(1)吡啶类化合物,例如:吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶类化合物;(2)三级胺类化合物,例如:三乙基胺等的三级胺类化合物。基于该脱水剂的使用量为1摩尔,该触媒的使用量为0.5摩尔至10摩尔。
本发明的聚酰亚胺系嵌段共聚合物的优选实施例为聚酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亚胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物,或上述组合。
本发明的聚酰亚胺系嵌段共聚合物的制备可为一般的方法,优选的,该聚酰亚胺系嵌段共聚合物的制备方法是先将起始物溶解于溶剂中,并进行聚缩合反应,其中该起始物包括上述的至少一种聚酰胺酸聚合物及/或上述的至少一种聚酰亚胺聚合物,且可进一步地包括四羧酸二酐化合物a1及二胺化合物a2。
该起始物中的四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2是与上述制备聚酰胺酸聚合物中所使用的四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2相同,且该用于聚缩合反应中的溶剂可与下述该液晶配向剂中的溶剂相同,在此不另外赘述。
基于该起始物的使用量为100重量份,该用于聚缩合反应中的溶剂的使用量优选为200重量份至2000重量份,更优选为300重量份至1800重量份。该聚缩合反应的操作温度优选为0℃至200℃,更优选为0℃至100℃。
优选的,该起始物包含但不限于(1)二种末端基相异且结构相异的聚酰胺酸聚合物;(2)二种末端基相异且结构相异的聚酰亚胺聚合物;(3)末端基相异且结构相异的聚酰胺酸聚合物及聚酰亚胺聚合物;(4)聚酰胺酸聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份,其中,该四羧酸二酐组份及二胺组份的中的至少一种与形成聚酰胺酸聚合物所使用的四羧酸二酐组份及二胺组份的结构相异;(5)聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份,其中,该四羧酸二酐组份及二胺组份中的至少一种与形成聚酰亚胺聚合物所使用的四羧酸二酐组份及二胺组份的结构相异;(6)聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份,其中,该四羧酸二酐组份及二胺组份中的至少一种与形成聚酰胺酸聚合物或聚酰亚胺聚合物所使用的四羧酸二酐组份及二胺组份的结构相异;(7)二种结构相异的聚酰胺酸聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份;(8)二种结构相异的聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份;(9)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰胺酸聚合物以及二胺组份;(10)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰胺酸聚合物以及四羧酸二酐组份;(11)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰亚胺聚合物以及二胺组份;(12)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰亚胺聚合物以及四羧酸二酐组份。
在不影响本发明的功效范围内,优选的,该聚酰胺酸聚合物、该聚酰亚胺聚合物以及该聚酰亚胺系嵌段共聚合物可以是先进行分子量调节后的末端修饰型聚合物。通过使用末端修饰型的聚合物,可改善该液晶配向剂的涂布性能。制备该末端修饰型聚合物的方式可通过在该聚酰胺酸聚合物进行聚缩合反应的同时,加入单官能性化合物来制得,该单官能性化合物包含但不限于(1)一元酸酐,例如:马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐或正十六烷基琥珀酸酐等的一元酸酐;(2)单胺化合物,例如:苯胺、环己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五烷胺、正十六烷胺、正十七烷胺、正十八烷胺或正二十烷胺等的单胺化合物;(3)单异氰酸酯化合物,例如:异氰酸苯酯或异氰酸萘基酯等的单异氰酸酯化合物。
本发明的含环氧基的聚硅氧烷B,其中,该环氧基包括由式(1)、式(2)及式(3)所示的官能团的至少一种;
式(1)中,B表示氧原子或单键;c表示1至3的整数;及d表示0至6的整数,其中当d表示0时,B为单键;
式(2)中,e表示0至6的整数;
式(3)中,D表示碳数为2至6的伸烷基;及E表示氢原子或碳数为1至6的烷基。
该含环氧基的聚硅氧烷B可由含环氧基的硅烷化合物b-1自行聚缩合而成;或者由含环氧基的硅烷化合物b-1与其他硅烷化合物b-2共聚缩合(copolycondensation)而成。
本发明的含环氧基的硅烷化合物b-1所具有的含环氧基的基团例如是缩水甘油基(glycidyl group)、缩水甘油醚基(glycidyloxy group)、环氧环己基(epoxycyclohexylgroup)或环氧丙烷基(oxetanyl group)。
具体而言,含环氧基的基团可包括由式(1)表示的基团、由式(2)表示的基团以及由式(3)表示的基团中的至少一种。
含环氧基的基团优选为包括由式(1-1)表示的基团、由式(2-1)表示的基团以及由式(3-1)表示的基团中的至少一种。
该含环氧基的硅烷化合物b-1的具体例是指包含但不限于3-(N,N-二缩水甘油基)胺基丙基三甲氧基硅烷、3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)胺基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基二甲基乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基甲基二乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基二甲基甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基二甲基乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基二甲基甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基二甲基乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、[(3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基]丙基三甲氧基硅烷、[(3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基]丙基三乙氧基硅烷、[(3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基]丙基甲基二甲氧基硅烷或[(3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基]丙烷二甲基甲氧基硅烷或上述化合物的组合。
该含环氧基的硅烷化合物b-1的具体例优选的,包括3-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、[(3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基]丙基三甲氧基硅烷、[(3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基]丙基三乙氧基硅烷或上述化合物的组合。
基于该含环氧基的硅烷化合物b-1及其他硅烷化合物b-2的合计使用量为1.00摩尔,该含环氧基的硅烷化合物b-1的使用量为0.20至1.00摩尔;优选为0.30至0.95摩尔;更优选为0.40至0.90摩尔。
本发明的其他硅烷化合物b-2,例如是具有1个硅原子的化合物。具有1个硅原子的化合物包括具有4个水解性基团的硅烷化合物、具有3个水解性基团的硅烷化合物、具有2个水解性基团的硅烷化合物、具有1个水解性基团的硅烷化合物或其组合。
该具有4个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括四氯硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四第二丁氧基硅烷或上述化合物的组合。
该具有3个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括三氯硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、氟三氯硅烷、氟三甲氧基硅烷、氟三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、2-(三氟甲基)乙基三氯硅烷、2-(三氟甲基)乙基三甲氧基硅烷、2-(三氟甲基)乙基三乙氧基硅烷、羟甲基三氯硅烷、羟甲基三甲氧基硅烷、羟乙基三甲氧基硅烷、巯甲基三氯硅烷、3-巯丙基三氯硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷或上述化合物的组合。
该具有2个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括甲基二氯硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二氯硅烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二氯硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、、二苯基二氯硅烷、二苯基二甲氧基硅烷或上述化合物的组合。
该具有1个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括氯二甲基硅烷、甲氧基二甲基硅烷、氯三甲基硅烷、溴三甲基硅烷、碘三甲基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、氯甲基二苯基硅烷、甲氧基甲基二苯基硅烷或上述化合物的组合。
本发明的其他硅烷化合物b-2的市售商品的具体例可列举KC-89、KC-89S、X-21-3153、X-21-5841、X-21-5842、X-21-5843、X-21-5844、X-21-5845、X-21-5846、X-21-5847、X-21-5848、X-22-160AS、X-22-170B、X-22-170BX、X-22-170D、X-22-170DX、X-22-176B、X-22-176D、X-22-176DX、X-22-176F、X-40-2308、X-40-2651、X-40-2655A、X-40-2671、X-40-2672、X-40-9220、X-40-9225、X-40-9227、X-40-9246、X-40-9247、X-40-9250、X-40-9323、X-41-1053、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR-213、KR-217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(信越化学制);玻璃树脂(GLASS RESIN,昭和电工制);SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(东丽道康宁制);FZ3711、FZ3722(NUC制);DMS-S12、DMS-S15、DMS-S21、DMS-S27、DMS-S31、DMS-S32、DMS-S33、DMS-S35、DMS-S38、DMS-S42、DMS-S45、DMS-S51、DMS-227、PSD-0332、PDS-1615、PDS-9931、XMS-5025(JNC制);MS51、MS56(三菱化学制);以及GR100、GR650、GR908、GR950(昭和电工制)等的部分缩合物。
该其他硅烷化合物b-2优选为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或上述化合物的组合。
基于含环氧基的硅烷化合物b-1及其他硅烷化合物b-2的合计使用量为1.00摩尔,其他硅烷化合物b-2的使用量为0至0.80摩尔;优选为0.05至0.70摩尔;更优选为0.10至0.60摩尔。
本发明的形成含环氧基的聚硅氧烷B的聚缩合反应可使用一般的方法,例如,在上述硅烷化合物或其混合物中添加有机溶剂、水或选择性地进一步添加触媒,接着利用油浴等进行50℃至150℃的加热,优选加热时间为0.5小时至120小时。加热中,可将混合液进行搅拌,也可以置于回流条件下。另外,在加热搅拌的过程中,必要时,也可通过蒸馏方式除去水解副产物(例如甲醇、乙醇等醇类)以及缩合副产物(例如水)。
上述有机溶剂并没有特别限制,可与本发明中所含的溶剂C相同或不同。
该有机溶剂的具体例包括甲苯、二甲苯等的烃类化合物;甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、环己酮等的酮类化合物;醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异戊酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、醋酸-3-甲氧基丁酯、乳酸乙基等的酯类化合物;乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、四氢呋喃、二恶烷(dioxane)等的醚类化合物;1-己醇、4-甲基2-戊醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚等的醇类化合物,或上述有机溶剂的组合。
上述有机溶剂可单独使用或组合多种来使用。
基于所有硅烷化合物为100重量份,有机溶剂的使用量优选为10重量份至1200重量份,更优选为30重量份至1000重量份。
基于所有硅烷化合物的水解性基团为1摩尔,水的使用量优选为0.5摩尔至100摩尔,更优选为1摩尔至30摩尔。
该触媒没有特别的限制,优选的,该触媒选自于酸、碱金属化合物、有机碱、钛化合物、锆化合物,或其组合。
酸的具体例包括盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蚁酸、多元羧酸、多元酸酐,或其组合。
碱金属化合物的具体例包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾或其组合。
有机碱的具体例包括乙胺、二乙胺、哌嗪(piperazine)、哌啶(piperidine)、吡咯啶(pyrrolidine)、吡咯(pyrrole)等的一级或二级的有机胺;三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、吡啶(pyridine)、4-二甲胺基吡啶、二氮杂二环十一烯(diazabicycloundecene)等的三级有机胺;四甲基氢氧化铵等的四级有机胺等或上述化合物的组合。
该触媒的使用量根据种类、温度等反应条件等而异,并可适当地设定,例如基于所有硅烷化合物为1摩尔,该触媒的添加量为0.01摩尔至5摩尔,优选为0.03摩尔至3摩尔,更优选为0.05摩尔至1摩尔。
基于安定性观点,待聚缩合反应结束后,优选为将从反应液中分馏的有机溶剂层以水清洗。进行该清洗时,优选为使用包含少量盐的水,例如以0.2重量%左右的硝酸铵水溶液等进行清洗。清洗可进行至清洗后的水层成为中性为止,然后将有机溶剂层按需要以无水硫酸钙、分子筛(molecular sieves)等干燥剂进行干燥后,去除有机溶剂,即可获得含环氧基的聚硅氧烷B。
本发明的含环氧基的聚硅氧烷B,根据凝胶渗透色层分析法所测得经聚苯乙烯换算的重量平均分子量为1000至10000,优选为1200至8000,更优选为1500至5000。当含环氧基的聚硅氧烷B的重量平均分子量在上述范围内时,所制得的液晶配向膜具有高耐摩擦性。
基于聚合物A的使用量为100重量份,该含环氧基的聚硅氧烷B的使用量为1至10重量份,优选为2至9重量份,且更优选为3至8重量份。当不使用环氧基的聚硅氧烷B,所制得的液晶配向膜会有耐摩擦性不佳的缺点。
本发明的溶剂C优选具体例为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲基醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单甲基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺。该溶剂可以单独使用或者混合多种使用。
本发明的该液晶配向剂,其中,基于该聚合物A的使用量为100重量份,该溶剂C的使用量为500至3000重量份;优选为800至2500重量份;更优选为1000至2000重量份。
在不影响本发明的功效范围内,本发明的液晶配向剂优选的,包含添加剂D。该添加剂D优选为具有至少2个环氧基的化合物或具有官能性基团的硅烷化合物等。该添加剂D的作用是用来提高该液晶配向膜与基板表面的附着性。该添加剂D可以单独使用或者混合多种使用。
该具有至少2个环氧基的化合物包含但不限于乙二醇二环氧丙基醚、聚乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、三丙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、新戊二醇二环氧丙基醚、1,6-己二醇二环氧丙基醚、丙三醇二环氧丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二环氧丙基醚、1,3,5,6-四环氧丙基-2,4-己二醇、N,N,N',N'-四环氧丙基-间-二甲苯二胺、1,3-双(N,N-二环氧丙基胺基甲基)环己烷、N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-环氧丙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、3-(N,N-二环氧丙基)胺基丙基三甲氧基硅烷等。
基于聚合物A的使用量为100重量份,该具有至少2个环氧基的化合物的使用量一般为40重量份以下,优选为0.1重量份至30重量份。
该具有官能性基团的硅烷化合物包含但不限于3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、2-胺基丙基三甲氧基硅烷、2-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷(3-ureidopropyltrimethoxysilane)、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三伸乙三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三伸乙三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、9-三乙氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、N-苯甲基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-苯甲基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基硅烷等。
基于聚合物A的使用量为100重量份,该具有官能性基团的硅烷化合物的使用量一般为0至10重量份,优选为0.5重量份至10重量份。
该液晶配向剂的制备方法并无特别的限制,可采用一般的混合方法,如先将四羧酸二酐化合物a1及二胺化合物a2混合均匀,以反应形成聚合物A。接着,将聚合物A及含环氧基的聚硅氧烷B在温度为0℃至200℃的条件下加入溶剂C,并可选择性地添加添加剂D,以搅拌装置持续搅拌至溶解即可。优选的,在20℃至60℃的温度下,将该溶剂C添加至该聚合物组成物中。
优选的,基于该聚合物A的总使用量为100重量份,该添加剂D的使用量为0.5重量份至50重量份;更优选的,该添加剂的使用量为1重量份至45重量份。
本发明还提供一种液晶配向膜的制造方法,其包含使用前述的液晶配向剂施予基板上。
本发明也提供一种液晶配向膜,其是由前述的液晶配向剂制造的。
优选的,该液晶配向膜的形成方式包含的步骤为:将上述的液晶配向剂利用辊涂布法、旋转涂布法、印刷法、喷墨法(ink-jet)等方法,涂布在基材的表面上,形成预涂层,接着将该预涂层经过预先加热处理(pre-bake treatment)、后加热处理(post-baketreatment)及配向处理(alignment treatment)而制得该液晶配向膜。
该预先加热处理的目的在于使该预涂层中的有机溶剂挥发。优选的,该预先加热处理的操作温度范围为30℃至120℃,更优选的,为40℃至110℃,再优选的,为50℃至100℃。
该配向处理并无特别的限制,可采用尼龙、人造丝、棉类等纤维所做成的布料缠绕在滚筒上,以一定方向磨擦进行配向。该配向处理为本领域技术人员所周知,因此不再多加赘述。
后加热处理步骤目的在于使该预涂层中的聚合物再进一步进行脱水闭环(酰亚胺化)反应。优选的,该后加热处理的操作温度范围为150℃至300℃,更优选的,为180℃至280℃,再优选的,为200℃至250℃。
本发明又提供一种液晶显示组件,其包含前述的液晶配向膜。
该液晶显示组件的制作方式为本领域技术人员所周知,因此,以下仅简单地进行陈述。
参考图1,本发明液晶显示组件的优选实施例是包含第一单元110、第二单元120及液晶单元130,其中第二单元120与第一单元110间隔相对,且液晶单元130是设置在该第一单元110与第二单元120之间。
该第一单元110包括第一基板112、电极114及第一液晶配向膜116,其中电极114以栉齿型图案化的方式形成于该第一基板112的表面,且第一液晶配向膜116形成在该电极114的表面。
该第二单元120包括第二基板122及第二液晶配向膜126,其中第二液晶配向膜126形成在该第二基板122的表面。
该第一基板112与第二基板122选自于透明材料等,其中,该透明材料包含但不限于用于液晶显示设备的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚醚砜、聚碳酸酯等。该电极114的材质选自于氧化锡(SnO2)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等的透明电极;或铬等金属电极。
该第一液晶配向膜116及第二液晶配向膜126分别为上述的液晶配向膜,其作用在于使该液晶单元130形成预倾角,且该液晶单元130可被该电极114产生的平行电场驱动。
该液晶单元130所使用的液晶可单独或混合多种使用,该液晶包含但不限于二胺基苯类液晶、哒嗪(pyridazine)类液晶、希夫氏碱(shiff base)类液晶、氧化偶氮基(azoxy)类液晶、苯基环己烷类液晶、联苯(biphenyl)类液晶、苯基环己烷(phenylcyclohexane)类液晶、酯(ester)类液晶、三联苯(terphenyl)、联苯环己烷(biphenylcyclohexane)类液晶、嘧啶(pyrimidine)类液晶、二氧六环(dioxane)类液晶、双环辛烷(bicyclooctane)类液晶、立方烷(cubane)类液晶等,且可按需求再添加如氯化胆固醇(cholesteryl chloride)、胆固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、胆固醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等的胆固醇型液晶,或是以商品名为“C-15”、“CB-15”(默克公司制造)的对掌(chiral)剂等,或者对癸氧基苯亚甲基-对胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强诱电性(ferroelectric)类液晶。
本发明的液晶配向剂所制作的液晶显示组件适用于各种向列液晶,如TN、STN、TFT、VA、IPS等的液晶显示组件。此外,根据所选择的液晶,也可使用于强诱电性或反强诱电性等不同的液晶显示组件。上述液晶显示组件中,特别适用于IPS型的液晶显示组件。
现以下列实施例予以详细说明本发明,但并不意味本发明仅局限于此等实施例所揭示的内容。
聚合物A的制备
合成例A-1-1:
在容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气,加入进料反应物包括:1.27克的式(I-7)所示的化合物(以下简称a2-1-1)、4.86克的对-二胺苯(以下简称a2-2-1)、0.5克的4,4’-二胺基二苯基醚(以下简称a2-2-3)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP),在室温下搅拌至溶解,再加入10.9克的苯均四羧酸二酐(以下简称a1-1)及20克的NMP,在室温下反应2小时,反应结束后,将反应液倒入1500毫升水中将聚合物析出,过滤所得的聚合物重复以甲醇清洗及过滤三次,置于真空烘箱中,以温度60℃进行干燥后,即可得聚合物A-1-1。
合成例A-1-2至A-1-5:
合成例A-1-2至A-1-5是以与合成例A-1-1相同的步骤来制备该聚合物,不同的地方在于:改变四羧酸二酐化合物或二胺化合物的种类及其使用量,如表1所示。
合成例A-2-1:
在容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气,加入进料反应物包括:1.27克的式(I-7)所示的化合物(以下简称a2-1-1)、4.86克的对-二胺苯(以下简称a2-2-1)、0.5克的4,4’-二胺基二苯基醚(以下简称a2-2-3)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP),在室温下搅拌至溶解,再加入10.9克的苯均四羧酸二酐(以下简称a1-1)及20克的NMP。在室温下反应6小时后,加入97克的NMP、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶,升温至60℃,且持续搅拌2小时,以进行酰亚胺化反应。反应结束后,将反应液倒入1500毫升水中将聚合物析出,过滤所得的聚合物重复以甲醇清洗及过滤三次,置于真空烘箱中,以温度60℃进行干燥后,即可得聚合物A-2-1。
合成例A-2-2至A-2-5及比较合成例A-3-1至A-3-4:
合成例A-2-2至A-2-3及比较合成例A-3-1至A-3-4是以与合成例A-2-1相同的步骤来制备该聚合物,不同的地方在于:改变四羧酸二酐化合物、二胺化合物、脱水剂或触媒的种类及其使用量,如表1与表2所示。
表2
表1及表2中:
含环氧基的聚硅氧烷B的制备
合成例B-1:
在容积500毫升的三颈烧瓶上设置搅拌器、冷凝管及温度计。然后,在三颈烧瓶中,加入1.00摩尔的2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(以下简称为ECETS)、2000克的甲基异丁基酮(以下简称MIBK)、500克的丙二醇单甲基醚(以下简称PGME)以及20克的三乙胺(Triethylamine,以下简称为TEA),并在室温下一边搅拌一边在30分钟内滴加180克的去离子水。接着,将三颈烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟后,在30分钟内将油浴升温至95℃,待溶液的内温达到80℃时,持续搅拌进行聚缩合反应3小时。待反应结束后,取出有机层,以0.2重量%的硝酸铵水溶液清洗有机层直到洗净的后的水变成中性,即可获得聚硅氧烷b-1。
合成例B-2至B-7及B'-1:
合成例B-2至B-7及B'-1是以与合成例B-1相同的步骤来制备该聚合物,不同的地方在于:改变含环氧基的硅烷化合物、其他硅烷化合物、溶剂或触媒的种类及其使用量、反应温度及聚缩合时间,如表3所示。
表3
液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件的制备
实施例1
秤取100重量份的聚合物A-1-1及3重量份的含环氧基的聚硅氧烷b-1加入800重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称C-1)及800重量份的乙二醇正丁基醚(以下简称C-2)中,在室温下搅拌混合形成液晶配向剂。
将该液晶配向剂进行各检测项目评价,所得结果如表4所示。
实施例2至12及比较例1至9
实施例2至12及比较例1至9是以与实施例1相同的步骤来制备该液晶配向剂,不同的地方在于:改变聚合物、溶剂及添加剂的种类及其使用量,如表4及5所示。将该等液晶配向剂进行各检测项目评价,所得结果如表4及5所示。
表4
表5
表4及表5中:
检测项目
耐摩擦性:
将实施例1至12及比较例1至9的液晶配向剂以旋转涂布的方式,涂布在具有ITO电极的玻璃基板上。然后,在加热板上以80℃预烤2分钟,并在循环烘箱中以230℃后烤15分钟后,可得液晶配向膜。接着,使用毛布在该液晶配向膜上进行不同押入量的摩擦处理,其条件如下所述:
滚轮直径:120mm
转数:1000rpm
移动速度:20mm/s
押入量:0.6mm
在摩擦处理后,使用显微镜在倍率5倍下观察液晶配向膜的表面状态,其评价方式如下:
◎:无出现残屑
○:有些许残屑
Δ:有明显残屑
╳:有大量残屑
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效,而非限制本发明。熟知此技术的人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求所列。
Claims (10)
1.一种液晶配向剂,其包含:
聚合物A,其是由包含四羧酸二酐化合物a1与二胺化合物a2的混合物所制得;
含环氧基的聚硅氧烷B;及
溶剂C;
其中,所述二胺化合物a2包括至少一种具有式(I)的二胺化合物a2-1;
其中,A7独立地表示一价有机基;及m表示0至3的整数。
2.根据权利要求1所述的液晶配向剂,其中,所述具有式(I)的二胺化合物a2-1中,A7独立地表示C1至C10的烷基、C1至C10的烷氧基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子。
3.根据权利要求1或2所述的液晶配向剂,其中,所述具有式(I)的二胺化合物a2-1中,两端的苯基具有对位的胺基。
4.根据权利要求1所述的液晶配向剂,其中,基于所述二胺化合物a2的总使用量为100摩尔,所述具有结构式(I)的二胺化合物a2-1的使用量为1至50摩尔。
5.根据权利要求1所述的液晶配向剂,其中,所述环氧基包括由式(1)、式(2)及式(3)所示的官能团的至少一种;
式(1)中,B表示氧原子或单键;c表示1至3的整数;及d表示0至6的整数,其中当d表示0时,B为单键;
式(2)中,e表示0至6的整数;
式(3)中,D表示碳数为2至6的伸烷基;及E表示氢原子或碳数为1至6的烷基。
6.根据权利要求1所述的液晶配向剂,其中,所述含环氧基的聚硅氧烷B的重量平均分子量为1000至10000。
7.根据权利要求1所述的液晶配向剂,其中,基于所述聚合物A的使用量为100重量份,所述含环氧基的聚硅氧烷B的使用量为1至10重量份;所述溶剂C的使用量为300至2000重量份。
8.一种液晶配向膜的制造方法,其中,所述制造方法包含使用权利要求1至7中任一项所述的液晶配向剂施予基板上。
9.一种液晶配向膜,其中,所述液晶配向膜是由权利要求1至7任一项所述的液晶配向剂制造的。
10.一种液晶显示组件,其中,所述组件包含权利要求9所述的液晶配向膜。
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