CN106398722B - 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件。此液晶配向剂包含由四羧酸二酐化合物(a)及二胺化合物(b)反应获得的聚合物组成物(A)及溶剂(B)。前述的二胺化合物(b)包含如式(I)所示的二胺(b‑1)及二胺(b‑2)。本发明的液晶配向剂具有较佳的信赖性及液晶反应速率：于式(I)中，R1代表碳数1至6的直链或支链烷基、碳数1至6的直链或支链羟基烷基、碳数1至6的烷氧基、碳数1至6的烷硫基、卤素原子、氨基或硝基；R2代表亚甲基、碳数2至10的二价烷基、碳数2至7的二价烯基，或者碳数2至6的二价炔基；且a代表0至3的整数。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件
技术领域
本发明是有关一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，特别是提供一种具有较佳信赖性与液晶反应速率的液晶配向剂，及其所形成液晶配向膜，以及具有该液晶配向膜的液晶显示元件。
背景技术
基于液晶显示元件的工作机制，习知的液晶显示元件可使用具有正介电异方向性的液晶分子，且其可为扭转向列(Twisted Nematic；TN)型、超扭转向列(Super TwistedNematic；STN)型、垂直配向(Vertical Alignment；VA)型、共面切换(In Plane Switching；IPS)型、边缘场切换(Fringe Field Switching；FFS)型或光学补偿弯曲(OpticallyCompensated Bend；OCB)型等液晶显示元件。其中，由有机膜所形成的液晶配向膜是被用以控制各液晶分子的配向。
由于上述TN型及STN型等液晶显示元件的液晶分子须高速响应，且VA型液晶显示元件在驱动液晶时，液晶分子的倾斜方向须一定。因此，TN型、STN型及VA型均需具有预倾角特性。于TN型及STN型中，预倾角通常是藉由摩擦法形成；于VA型中，预倾角通常是藉由摩擦法形成，或者利用设置突起物于基板表面上，而形成预倾角。
然而，前述摩擦法中所产生的灰尘或静电会导致液晶显示元件产生显示不良或电路损坏的缺陷。其次，设置突起物于基板表面上会降低液晶显示元件的亮度。
日本特开专利第2004-83810号揭示一种利用相对于膜法线倾斜的方向对感光性薄膜照射紫外线的光配向法。其藉由对形成在基板上的感放射线性的有机薄膜照射偏振光或非偏振光的放射线，以赋予薄膜异向性，而可控制液晶分子的配向。光配向法虽可抑制前述摩擦步骤所产生的灰尘或静电，而解决显示不良或良率下降的缺陷。
此外，日本特开专利第2005-037654号揭示一种包含具有共轭烯酮(conjugatedenone)的重复单元及具有酰亚胺构造的液晶配向剂，并利用前述的光配向法制作液晶配向膜。
然而，前述所制得的液晶配向剂惟仍具有信赖性及液晶反应速率不佳的缺陷。
由上述可知，为了符合目前液晶显示器业者的要求，如何能提供一种具有良好信赖性及液晶反应速率的液晶配向剂，为本技术领域者努力研究的目标之一。
发明内容
因此，本发明的一个方面在于提供一种液晶配向剂，此液晶配向剂包含聚合物组成物(A)及溶剂(B)，且此液晶配向剂可提升信赖性及液晶反应速率。
本发明的另一方面在于提供一种液晶配向膜，其是利用上述的液晶配向剂所形成。
本发明的又一方面在于提供一种液晶显示元件，其具有上述的液晶配向膜。
根据本发明的上述方面，提出一种液晶配向剂。此液晶配向剂包含聚合物组成物(A)及溶剂(B)，以下析述之。
聚合物组成物(A)
聚合物组成物(A)包含聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物或上述聚合物的组合。其中，聚酰亚胺系嵌段共聚合物包括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聚合物的组合。
聚合物组成物(A)中的聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物及聚酰亚胺系嵌段共聚合物均可由一混合物反应制得，且该混合物包含四羧酸二酐化合物(a)及二胺化合物(b)。其中，四羧酸二酐化合物(a)、二胺化合物(b)及制备聚合物组成物(A)的方法如下所述。
四羧酸二酐化合物(a)
四羧酸二酐化合物(a)包含脂肪族四羧酸二酐化合物、脂环族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物或具有如下式(IV-1)至式(IV-6)所示的结构的四羧酸二酐化合物等。
该脂肪族四羧酸二酐化合物的具体例可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。
该脂环族四羧酸二酐化合物的具体例可包含但不限于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。
该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-次苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、间-次苯基-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-Hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxofuran-3-yl)naphtha[1,2-c]furan-1,3-dione]}、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-1,3-二酮或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。
该具有如式(IV-1)至式(IV-6)所示的结构的四羧酸二酐化合物如下所示：
于式(IV-5)中，A1代表具有芳香环的二价基团，A2及A3可为相同或不同，且可分别独立地代表氢原子或烷基，且s代表1至2的整数。该具有如式(IV-5)所示的结构的的四羧酸二酐化合物较佳为具有如下式(IV-5-1)至式(IV-5-3)所示的结构的化合物：
于式(IV-6)中，A4代表具有芳香环的二价基团，A5及A6可为相同或不同，且分别独立地代表氢原子或烷基。该具有如式(IV-6)所示的结构的四羧酸二酐化合物较佳为具有如下式(IV-6-1)所示的结构的化合物：
该四羧酸二酐化合物(a)较佳可包含但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride)、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(2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride)、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、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(pyromellitic dianhydride)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐或3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐等。前述的四羧酸二酐化合物(a)可单独一种使用或者混合多种使用。
二胺化合物(b)
本发明的二胺化合物(b)包含至少一具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)、至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)及其它二胺(b-3)。
二胺(b-1)
本发明的二胺(b-1)可具有如下式(I)所示的结构：
于式(I)中，R1分别独立地代表碳数为1至6的直链或支链烷基、碳数为1至6的直链或支链羟基烷基、碳数为1至6的烷氧基、碳数为1至6的烷硫基、卤素原子、氨基或硝基；R2代表亚甲基、碳数为2至10的二价烷基、碳数为2至7的二价烯基、碳数为2至6的二价炔基；且a代表0至3的整数。
该碳数为1至6的直链或支链烷基的具体例可包含但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基或正丁基等；较佳是甲基、乙基或异丙基。碳数为1至6的直链或分支链羟基烷基的具体例可包含但不限于羟基己基、羟基戊基、羟基丁基、羟基丙基如1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基异丙基、2-羟基异丙基、羟基乙基如1-羟基乙基、2-羟基乙基或羟基甲基等；较佳是羟基甲基、羟基乙基或羟基丙基。该碳数为1至6的烷氧基的具体例可包含但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基或己氧基等；较佳是甲氧基。该碳数为1至6的烷硫基的具体例可包含但不限于甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、戊硫基或己硫基等；较佳为碳数1至4的烷硫基，更佳为碳数1至2的烷硫基，最佳为甲硫基。
该碳数为2至10的二价烷基的具体例可包含但不限于甲基亚甲基、二甲基亚甲基、乙基亚甲基、次乙基、甲基次乙基、正次丙基、异次丙基、正次丁基、仲次丁基、异次丁基、叔次丁基、正次戊基、异次戊基、新次戊基、正次己基、3-甲基次己基、2,2-二甲基次戊基、2,3-二甲基次戊基、正次庚基、正次辛基、正次壬基或正次癸基等。该碳数为2至7的二价烯基的具体例可包含但不限于次丙烯基、异丙烯基或二丙烯基亚甲基等。该碳数为2至6的二价炔基的具体例可包含但不限于甲基次丁炔基等。
该具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)的具体例可包含但不限于2,5-二胺-4-氟-苯甲醇(2,5-diamino-4-fluoro-benzenemethanol)、3-(3,4,5-三氨基苯)-2-丙烯-1-醇[3-(3,4,5-triaminophenyl)-2-propen-1-ol]、4,5-二氨基-2-溴-苯甲醇(4,5-diamino-2-bromo-benzenemethanol)、2,5-二氨基-3,4-二甲氧基-苯甲醇(2,5-diamino-3,4-dimethoxy-benzenemethanol)、4,5-二氨基-2,3-二氟-苯甲醇(4,5-diamino-2,3-difluoro-benzenemethanol)、2,4-二氨基-5-甲氧基-苯甲醇(2,4-diamino-5-methoxy-benzenemethanol)、4,5-二氨基-2-氯-苯甲醇(4,5-diamino-2-chloro-benzenemethanol)、4,5-二氨基-2-氟-苯甲醇(4,5-diamino-2-fluoro-benzenemethanol)、3,4-二氨基-2-氟-α,α-二甲基-苯甲醇(3,4-diamino-2-fluoro-α,α-dimethyl-benzenemethanol)、2,4-二氨基-苯甲醇(2,4-diamino-benzenemethanol)、3,4-二氨基-苯乙醇(3,4-diamino-benzeneethanol)、3,5-二氨基-4-甲基-苯甲醇(3,5-diamino-4-methyl-benzenemethanol)、3,5-二氨基-2-甲基苯甲醇(3,5-diamino-2-methyl-benzenemethanol)、3,4-二氨基-α,α-二-2-丙烯-1-基-苯甲醇(3,4-diamino-α,α-di-2-propen-1-yl-benzenemethanol)、2,5-二氨基-α1,α1,α3,α3-四甲基-1,3-苯二甲醇(2,5-diamino-α1,α1,α3,α3-tetramethyl-1,3-benzenedimethanol)、2,5-二氨基-1,3-苯二甲醇(2,5-diamino-1,3-benzene dimethanol)、2,5-二氨基-3-甲基-苯乙醇(2,5-diamino-3-methyl-benzeneethanol)、2,5-二氨基-α,3-二甲基-苯甲醇(2,5-diamino-α,3-dimethyl-benzenemethanol)、2,5-二氨基-3-甲基-苯甲醇(2,5-diamino-3-methyl-benzenemethanol)、4,6-二氨基-1,3-苯二甲醇(4,6-diamino-1,3-benzenedimethanol)、2,4-二氨基-α-甲基-苯甲醇(2,4-diamino-α-methyl-benzenemethanol)、2,4,6-三氨基-苯乙醇(2,4,6-triamino-benzeneethanol)、4,6-二氨基-1,3-苯二乙醇(4,6-diamino-1,3-benzenediethanol)、2,5-二氨基-α-甲基-苯甲醇(2,5-diamino-α-methyl-benzenemethanol)、3-(2,5-二氨基苯)-2-丙烯-1-醇[3-(2,5-diaminophenyl)-2-propen-1-ol]、2,5-二氨基-β-甲烯-苯乙醇(2,5-diamino-β-methylene-benzeneethanol)、2,5-二氨基-α-乙基-苯甲醇(2,5-diamino-α-ethyl-benzenemethanol)、3,4-二氨基-苯甲醇(3,4-diamino-benzenemethanol)、3,5-二氨基-2,4,6-三碘-苯乙醇(3,5-diamino-2,4,6-triiodo-benzeneethanol)、2,5-二氨基-4-甲基-苯乙醇(2,5-diamino-4-methyl-benzeneethanol)、2,5-二氨基-4-甲硫基-苯乙醇[2,5-diamino-4-(methylthio)-benzeneethanol]、2,5-二氨基-4-氯-苯乙醇(2,5-diamino-4-chloro-benzeneethanol)、3,5-二氨基-α-甲基-苯乙醇(3,5-diamino-α-methyl-benzenemethanol)、3,5-二氨基-2,4,6-三碘-苯甲醇(3,5-diamino-2,4,6-triiodo-benzenemethanol)、2,5-二氨基-苯乙醇(2,5-diamino-benzeneethanol)、2,5-二氨基-α-甲基-苯乙醇(2,5-diamino-α-methyl-benzeneethanol)、2,4-二氨基-苯乙醇(2,4-diamino-benzeneethanol)、2,4-二氨基-α-甲基-苯乙醇(2,4-diamino-α-methyl-benzeneethanol)、3,5-二氨基-苯乙醇(3,5-diamino-benzeneethanol)、2,5-二氨基-α-甲基-3-硝基-苯乙醇(2,5-diamino-α-methyl-3-nitro-benzeneethanol)、2,5-二氨基-3-硝基-苯乙醇(2,5-diamino-3-nitro-benzeneethanol)、4-(3,4-二氨基苯)-2-甲基-3-丙炔-2-醇[4-(3,4-diaminophenyl)-2-methyl-3-butyn-2-ol]、2,5-二氨基-苯甲醇(2,5-diamino-benzenemethanol)、2,5-二氨基-苯丙醇(2,5-diamino-benzenepropanol)、3,5-二氨基-4-甲氧基-苯甲醇(3,5-diamino-4-methoxy-benzenemethanol)、4,6-二氨基-α1,α1,α3,α3-四甲基-1,3-苯二甲醇(4,6-diamino-α1,α1,α3,α3-tetramethyl-1,3-benzene dimethanol)、3,5-二氨基-苯甲醇(3,5-diamino-benzenemethanol)、3,4-二氨基-α-甲基-苯甲醇(3,4-diamino-α-methyl-benzenemethanol)或2,4-二氨基-4-甲氧基-苯乙醇(2,4-diamino-4-methoxy-benzeneethanol)等。
前述具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地，该具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)可包含3-(3,4,5-三氨基苯)-2-丙烯-1-醇、2,5-二氨基-α-乙基-苯甲醇、2,5-二氨基-苯乙醇、2,4-二氨基-5-甲氧基-苯甲醇、4,5-二氨基-2-溴-苯甲醇、4,6-二氨基-1,3-苯二乙醇、2,5-二氨基-3-甲基-苯乙醇或3,4-二氨基-苯乙醇。
基于二胺化合物(b)的总使用量为100摩尔，具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)的使用量为5摩尔至40摩尔，较佳为5摩尔至35摩尔，且更佳为10摩尔至35摩尔。当聚合物组成物(A)的二胺化合物(b)不使用具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)时，所制得的液晶显示元件具有较差的信赖性及液晶反应速率。
二胺(b-2)
本发明的二胺(b-2)可包含具有光反应性结构的二胺。该光反应性结构较佳为具有藉由光照射可进行至少一反应的结构，其中该至少一反应是选自异构化反应或二聚化反应。该具有光反应性结构的二胺较佳为进一步包含可使液晶分子配向的基团。
该二胺(b-2)可具有如下式(II)所示的结构：
于式(II)中，R3及R4分别独立地代表碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的烷氧基、卤素原子或氰基，b及d分别独立地代表0至4的整数，e代表0或1，且「*」分别独立地代表连接键。
该具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)可包含具有如式(II-1)所示的结构的化合物、具有如式(II-2)所示的结构的化合物或上述化合物的组合：
于式(II-1)及式(II-2)中，R5、R6、R7及R8分别独立地代表碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的烷氧基、卤素原子或氰基；R9及R10分别独立地代表碳数为1至40的烷基或经氟原子取代且碳数为1至40的烷基；Y1、Y2及Y3分别独立地代表-O-、 且该R11代表氢原子或碳数为1至4的烷基；Z1及Z2分别独立地代表亚甲基、次芳基、二价的脂环基、-Si(CH3)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、具有取代基的亚甲基、具有取代基的次芳基、具有取代基的二价脂环基、具有取代基的-Si(CH3)2-或具有取代基的-CH＝CH-，且该取代基为氰基、卤素原子或碳数为1至4的烷基；f、g、m及n分别独立地代表0至4的整数；h及p分别独立地代表0或1；i及q分别独立地代表1至6的整数；j及r分别独立地代表0至2的整数；k代表0或1；当i、j、k、q或r大于1时，多个Y1、Y2、Y3、Z1或Z2可为相同或不同；「*」分别独立地代表连接键。
该经氟原子取代且碳数为1至40的烷基可为一部份或全部的氢原子被氟员子取代且碳数为1至40的烷基。前述的R9及R10较佳分别可为碳数为1至20的烷基，且该烷基的一部份或全部的氢原子可被氟原子取代。
于经氟原子取代且碳数为1至40的烷基中，该烷基的具体例可包含但不限于正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正月桂基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、4,4,4-三氟丁基、4,4,5,5,5-五氟戊基、4,4,5,5,6,6,6-七氟己基、3,3,4,4,5,5,5-七氟戊基、2,2,2-三氟乙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、2-(全氟丁基)乙基、2-(全氟辛基)乙基或2-(全氟癸基)乙基等。
该经氟原子原子取代且碳数为1至40的烷基较佳可为直链状或分枝状且碳原子数为1至16的氟代烷基。基于提升液晶配向性的观点，该直链状或分枝状且碳原子数为1至16的氟代烷基较佳可为碳数为1至8的直链氟代烷基，且更佳可为碳数为3至6的直链氟代烷基。
前述直链状或分枝状且碳原子数为1至16的氟代烷基的具体例可包含但不限于2,2,2-三氟乙基、3,3,3-三氟正丙基、4,4,4-三氟正丁基、4,4,5,5,5-五氟正戊基或4,4,5,5,6,6,6-七氟己基等，并且较佳为2,2,2-三氟乙基、3,3,3-三氟正丙基、4,4,4-三氟正丁基或4,4,5,5,5-五氟正戊基。
该具有光反应性结构的二胺只要具有1个或2个以上光反应性结构即可，且较佳具有1个或2个该光反应性结构。
前述具有如式(II-1)所示的结构的化合物的具体例可包含如下式(II-1-1)至式(II-1-25)所示的化合物：
前述具有如式(II-2)所示的结构的化合物的具体例可包含如下式(II-2-1)或式(II-2-2)所示的化合物：
该二胺(b-2)的具体例较佳可包含如式(II-1-3)、式(II-1-6)、式(II-1-7)或式(II-2-1)所示的二胺，或者上述化合物的任意组合。
基于二胺化合物(b)的总使用量为100摩尔，具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的使用量为30摩尔至70摩尔，较佳为35摩尔至70摩尔，且更佳为35摩尔至65摩尔。当聚合物组成物(A)的二胺化合物(b)不使用具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)时，所制得的液晶显示元件具有较差的信赖性及液晶反应速率。
前述具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)与具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的摩尔比值[(b-1)/(b-2)]可为0.1至1.2，较佳为0.2至1.2，且更佳可为0.2至1.1。
若具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)与具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的摩尔比值[(b-1)/(b-2)]为前述的范围时，所制得的液晶配向剂具有较佳的信赖性。
其它二胺基(b-3)
该其它二胺基(b-3)的具体例可包含但不限于1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、4,4’-二氨基庚烷、1,3-二氨基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二氨基-2,5-二甲基己烷、1,7-二氨基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二氨基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二氨基-3-甲基庚烷、1,9-二氨基-5-甲基壬烷、2,11-二氨基十二烷、1,12-二氨基十八烷、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基胺、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、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(环己基氨基)、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基乙烷、4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基苯甲酰苯胺、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、1,5-二氨基萘、5-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、6-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、六氢-4,7-甲桥次氢茚基二亚甲基二胺、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、9,9-双(4-氨基苯基)-10-氢蒽、9,10-双(4-氨基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二氨基芴、9,9-双(4-氨基苯基)芴、4,4’-亚甲基-双(2-氯苯胺)、4,4’-(对-次苯基异亚丙基)双苯胺、4,4’-(间-次苯基异亚丙基)双苯胺、2,2’-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-双[(4-氨基-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-1,3-二氨基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane}或具有如式(III-1)至式(III-25)所示的结构的其它二胺。
该具有如式(III-1)至式(III-25)所示的结构的其它二胺如下所示：
式(III-1)中，B1代表-O-、 B2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。
具有如式(III-1)所示的结构的其它二胺较佳可为2,4-二氨基苯基甲酸乙酯(2,4-diaminophenyl ethyl formate)、3,5-二氨基苯基甲酸乙酯(3,5-diaminophenyl ethylformate)、2,4-二氨基苯基甲酸丙酯(2,4-diaminophenyl propyl formate)、3,5-二氨基苯基甲酸丙酯(3,5-diaminophenyl propyl formate)、1-十二烷氧基-2,4-二氨基苯(1-dodecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-二氨基苯(1-hexadecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-二氨基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)或如下式(III-1-1)至式(III-1-4)所示的其它二胺：
式(III-2)中，B3代表-O-、 B4及B5表示次脂肪族环、次芳香族环或次杂环基团；B6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。
具有如式(III-2)所示的结构的其它二胺较佳可为如下式(III-2-1)至式(III-2-13)所示的结构的二胺：
于式(III-2-10)至式(III-2-13)中，t代表3至12的整数。
式(III-3)中，B7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B7可为相同或不同；u为1至3的整数。
如式(III-3)所示的二胺较佳可选自于(1)当u为1时：对-二氨基苯、间-二氨基苯、邻-二氨基苯或2,5-二氨基甲苯等；(2)当u为2时：4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二氨基-5,5’-二甲氧基联苯或4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯等；(3)当u为3时：1,4-双(4’-氨基苯基)苯等。更佳地，该如式(III-3)所示的二胺可包含对-二氨基苯、2,5-二氨基甲苯、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯或1,4-双(4’-氨基苯基)苯。
式(III-4)中，v代表2至12的整数。
式(III-5)中，w代表1至5的整数。如式(III-5)所示的二胺较佳可选自于4,4’-二氨基二苯基硫醚。
式(III-6)中，B8及B10可为相同或不同，且各自独立地代表二价有机基团，B9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。
式(III-7)中，B11、B12、B13及B14各自为相同或不同，且可代表碳数为1至12的烃基。y代表1至3的整数，且x代表1至20的整数。
式(III-8)中，B15代表-O-或次环己烷基，B16代表亚甲基，B17代表次苯基或次环己烷基，B18代表氢或庚烷基。
如式(III-8)所示的二胺较佳可选自具有如下式(III-8-1)至式(III-8-2)所示的结构的二胺：
如式(III-9)至式(III-25)所示的其它二胺如下所示：
于式(III-17)至式(III-25)中，B19较佳可为碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基；B20较佳可为氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。
该其它二胺(b-3)的具体例可包含但不限于3,3’-二氨基查耳酮(3,3’-diaminochalcone)、4,4’-二氨基查耳酮(4,4’-diaminochalcone)、3,4’-二氨基查耳酮(3,4’-diaminochalcone)或3,4-二氨基查耳酮(3,4-diaminochalcone)等具有查耳酮(chalcone)构造的二胺；3,3’-二氨基均二苯乙烯(3,3’-diaminostilbene)、4,4’-二氨基均二苯乙烯(4,4’-diaminostilbene)、4,4’-二氨基均二苯乙烯-2,2’-磺酸(4,4’-diaminostilbene-2,2’-sulfonic acid)或4,4’-双(4-氨基-1-萘基偶氮)-2,2’-均二苯乙烯磺酸[4,4’-bis(4-amino-1-naphthylazo)-2,2’-stilbene sulfonic acid]等具有均二苯乙烯(stilbene)构造的二胺；1,2-二氨基蒽醌(1,2-diamino anthraquinone)、1,4-二氨基蒽醌(1,4-diamino anthraquinone)、1,5-二氨基蒽醌(1,5-diamino anthraquinone)或1,4-二氨基蒽醌-2,3-二氰基-9,10-蒽醌(1,4-diamino anthraquinone-2,3-dicyano-9,10-anthraquinone)等具有蒽醌(anthraquinone)的二胺；或者3,6-二氨基咔唑等具有咔唑(carbazole)构造的二胺。
较佳地，该其它二胺(b-3)可包含但不限于1,2-二氨基乙烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基亚甲基-1,3-二氨基苯、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷、2,4-二氨基苯基甲酸乙酯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯(2,2’-dimethyl-4,4’-diaminodiphenyl)、4,4’-亚甲基双(环己基胺)[4,4’-methylenebis(cyclohexylamine)]、1,4-二氨基环己烷(1,4-diaminocyclohexane)、对-二氨基苯、间-二氨基苯、邻-二氨基苯、3,3’-二氨基查耳酮、4,4’-二氨基均二苯乙烯，或者具有如式(III-1-1)、式(III-1-2)、式(III-2-1)、式(III-2-11)或式(III-8-1)所示的二胺。
基于二胺化合物(b)的总使用量为100摩尔，其它二胺(b-3)的使用量为0摩尔至65摩尔，较佳为0摩尔至60摩尔，且更佳为0摩尔至55摩尔。
制备聚合物组成物(A)的方法
制备聚酰胺酸聚合物的方法
制备聚酰胺酸聚合物的方法为先将混合物溶解于溶剂中，其中混合物包括四羧酸二酐化合物(a)与二胺化合物(b)，并于0℃至100℃的温度下进行聚缩合反应。反应1小时至24小时后，以蒸发器对上述反应溶液进行减压蒸馏，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，以得到析出物。接着，以减压干燥的方式干燥析出物，即可得到聚酰胺酸聚合物。
其中，基于二胺化合物(b)的总使用量为100摩尔，四羧酸二酐化合物(a)的使用量可为20摩尔至200摩尔，且较佳为30摩尔至120摩尔。
用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同或不同，且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。较佳地，溶剂可包含但不限于(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系极性溶剂；或(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。基于混合物的总使用量为100重量份，用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份，且更佳为300重量份至1800重量份。
特别地，于聚缩合反应中，溶剂可并用适量的贫溶剂，其中贫溶剂不会造成聚酰胺酸聚合物析出。贫溶剂可以使用单独一种或者混合多种来使用，且其可包含但不限于(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、甲基异丁基酮或环己酮等的酮类；(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；或(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(b)的使用量为100重量份，贫溶剂的用量较佳为0重量份至60重量份，更佳为0重量份至50重量份。
制备聚酰亚胺聚合物的方法
制备聚酰亚胺聚合物的方法为先将混合物溶解于溶液中，其中混合物包括四羧酸二酐化合物(a)与二胺化合物(b)，并进行聚合反应，以形成聚酰胺酸聚合物。接着，在脱水剂及催化剂的存在下，进一步加热，并进行脱水闭环反应，使得聚酰胺酸聚合物中的酰胺酸官能基经由脱水闭环反应转变成酰亚胺官能基(即酰亚胺化)，而得到聚酰亚胺聚合物。
用于脱水闭环反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同，故在此不另赘述。基于聚酰胺酸聚合物的使用量为100重量份，用于脱水闭环反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份，且更佳为300重量份至1800重量份。
为获得较佳的聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度，脱水闭环反应的操作温度较佳为40℃至200℃，且更佳可为40℃至150℃。若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，而降低聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度。然而，若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。
聚合物组成物(A)的酰亚胺化率范围通常为30％以下，较佳为20％以下，且更佳为10％以下。
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。基于聚酰胺酸聚合物为1摩尔，脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。用于脱水闭环反应中的催化剂可选自于(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。基于脱水剂的使用量为1摩尔，催化剂的使用量为0.5摩尔至10摩尔。
制备聚酰亚胺系嵌段共聚合物的方法
聚酰亚胺系嵌段共聚合物为选自于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聚合物的任意组合。
较佳地，制备聚酰亚胺系嵌段共聚合物的方法为先将起始物溶解于溶剂中，并进行聚缩合反应，其中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(a)及二胺化合物(b)。
起始物中的四羧酸二酐化合物(a)与二胺化合物(b)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(a)与二胺化合物(b)相同，且用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同，在此不另赘述。
基于起始物的使用量为100重量份，用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份，更佳为300重量份至1800重量份。聚缩合反应的操作温度较佳为0℃至200℃，更佳为0℃至100℃。
较佳地，起始物可包含但不限于(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、四羧酸二酐化合物及二胺化合物，其中四羧酸二酐化合物及二胺化合物中的至少一者与形成该聚酰胺酸聚合物所使用的四羧酸二酐化合物或二胺化合物的结构相异；(5)聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物，其中四羧酸二酐化合物及二胺化合物中的至少一者与形成该聚酰亚胺聚合物所使用的四羧酸二酐化合物或二胺化合物的结构相异；(6)聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物，其中，四羧酸二酐化合物及二胺化合物中的至少一者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化合物或二胺化合物的结构相异；(7)二种结构相异的聚酰胺酸聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物；(8)二种结构相异的聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物；(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化合物；(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化合物；(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化合物；或者(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化合物。
在不影响本发明的功效范围内，聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物以及聚酰亚胺系嵌段共聚合物较佳可以是先进行分子量调节后的末端修饰型聚合物。藉由使用末端修饰型的聚合物，可改善液晶配向剂的涂布性能。制备末端修饰型聚合物的方式可藉由在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，单官能性化合物可包含但不限于(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；或(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。
溶剂(B)
溶剂(B)的具体例可包含N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone；NMP)、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(Ethylene glycol n-butyl ether)、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、乙二醇正丁基醚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(N,N-dimethyl acetamide)，或上述溶剂的任意组合。溶剂(B)较佳可为N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇正丁基醚、N,N-二甲基乙酰胺或上述溶剂的任意组合。溶剂(B)可单独一种使用或者混合多种使用。
基于聚合物组成物(A)的使用量为100重量份，溶剂(B)的使用量可为500重量份至2000重量份，较佳为800重量份至2000重量份，且更佳为800重量份至1800重量份。
添加剂(C)
在不影响本发明的功效范围内，液晶配向剂还可选择性地添加添加剂(C)，且添加剂(C)为环氧化合物或具有官能性基团的硅烷化合物等。添加剂(C)的作用是用来提高液晶配向膜与基板表面的附着性。添加剂(C)可以使用单独一种或者混合多种来使用。
环氧化合物可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-二环氧丙基氨基甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、N,N-二环氧丙基-对-环氧丙氧基苯胺、3-(N-烯丙基-N-环氧丙基)氨基丙基三甲氧基硅烷或3-(N,N-二环氧丙基)氨基丙基三甲氧基硅烷等。
基于聚合物组成物(A)的使用量为100重量份，环氧化合物的使用量一般为40重量份以下，且较佳为0.1重量份至30重量份。
具有官能性基团的硅烷化合物可包含但不限于3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨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-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三次乙三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三次乙三胺、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-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯甲基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-双(氧化乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。
基于聚合物组成物(A)的使用量为100重量份，硅烷化合物的使用量可为10重量份以下，且较佳为0.5重量份至10重量份。
液晶配向剂的制备方法
本发明的液晶配向剂的制备方法并无特别的限制，其可采用一般的混合方法来制备。例如：先将四羧酸二酐化合物(a)及二胺化合物(b)混合均匀，以反应形成聚合物组成物(A)。接着，将聚合物组成物(A)于温度为0℃至200℃的条件下加入溶剂(B)，并可选择性地添加添加剂(C)，以搅拌装置持续搅拌至溶解即可。较佳地，于20℃至60℃的温度下，将溶剂(B)添加至聚合物组成物中。
较佳地，于25℃时，本发明的液晶配向剂的粘度通常为15cps至35cps，较佳为17cps至33cps，且更佳可为20cps至30cps。
液晶配向膜的制备方法
本发明的液晶配向剂，可以适当用于通过光配向法形成液晶配向膜。
形成液晶配向膜的方法可以列举例如将液晶配向剂涂附在基板上形成涂膜，并从相对于涂膜面倾斜的方向上对该涂膜照射偏振或非偏振的紫外线；或者从相对于涂膜面垂直的方向上对该涂膜照射偏振紫外线，藉此对涂膜赋予液晶配向的功能的方法。
首先，通过例如辊涂法、旋涂法、印刷法、喷墨法(ink-jet)等适当的涂布方法，将本发明的液晶配向剂涂布在设置了图案状透明导电膜的基板的透明导电膜一侧。涂布后，对该涂布面进行预烤处理(pre-bake treatment)，接着进行后烤处理(post-baketreatment)，藉此形成涂膜。上述的预烤处理目的在于使预涂层中的有机溶剂挥发。预烤处理可于40℃至120℃下进行0.1分钟至5分钟。后烤处理的温度较佳可为120℃至300℃，更佳为150℃至250℃，且较佳是进行5分钟至200分钟，更佳是进行10分钟至100分钟。后烤后的涂膜膜厚较佳可为0.001μm至1μm，且更佳为0.005μm至0.5μm。
基板可为浮法玻璃(float glass)或钠钙玻璃等的玻璃；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚砜或聚碳酸酯等的聚合物材料所形成的透明基板。
该透明导电膜可为由SnO2所形成的NESA膜或由In2O3-SnO2所形成的ITO膜等。为了形成这些透明导电膜图案可以采用光蚀刻技术(photo-etching)或在形成透明导电膜时使用光罩(mask)的方法等。
在涂布液晶配向剂时，为了使基板或透明导电膜与涂膜的密着性更加良好，可以在基板和透明导电膜上预先涂布官能性硅烷化合物或钛酸酯化合物(titanate)等。
接着，通过对涂膜照射偏振光或非偏振光的放射线，而使涂膜具有液晶配向的功能，进而形成液晶配向膜。所使用的放射线可为波长为150nm至800nm的紫外线和可见光，且较佳为波长为300nm至400nm的紫外线。当所使用的放射线为偏振光(直线偏振光或部分偏振光)时，可以从相对于涂膜面垂直的方向上进行照射，而为了赋予预倾角，也可以从倾斜方向进行照射。另一方面，当照射非偏振光的放射线时，必须从相对于涂膜面倾斜的方向上进行照射。
照射放射线的光源可为低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩气共振灯、氙灯或准分子雷射器等。前述较佳波长区域的紫外线可藉由并用前述的光源与滤光片或衍射光栅等的光学元件而获得。
前述放射线的照射量较佳可为1J/m2至10000J/m2，且更佳可为10J/m2至3000J/m2。另外，利用光配向法对习知的液晶配向剂所形成的涂膜赋予液晶配向的功能时，放射线的照射量需要10000J/m2以上。然而，若利用本发明的液晶配向剂形成涂膜时，光配向法所使用的放射线照射量可为3000J/m2以下，进一步可为1000J/m2以下，且更进一步可为300J/m2以下，所制得的液晶配向膜具有良好的液晶配向功能，进而有助于降低液晶显示元件的制造成本。
液晶显示元件的制备方法
本发明的液晶显示元件可包含由本发明的液晶配向剂所制得的液晶配向膜。本发明的液晶显示元件可以下述的方法制造。
准备两块如上所述具有液晶配向膜的基板，并在这两块基板间配置液晶，制造液晶胞。为了制造液晶胞(cell)，可以列举如以下两种方法：
第一种方法：先将两块基板隔着间隙(胞间隙)相对配置，并使各自的液晶配向膜相对向。然后，使用密封剂将两块基板的周边部位贴合在一起，由基板表面和密封剂所划分的胞间隙注入液晶，并将液晶注入孔封闭，即可制得液晶胞；
第二种方法：被称之为ODF(One Drop Fill；滴注)的方法。先在形成液晶配向膜的两块基板中的一块基板上的规定部位涂布紫外线固化性密封材料，并在液晶配向膜面上滴下液晶。然后，贴合两块基板，并使液晶配向膜相对向。接着，对基板照射紫外线，以使密封剂固化，藉此可以制得液晶胞。
在采用上述任一方法的情况下，都希望接着将液晶胞加热至所用液晶呈各向同性相的温度后，缓慢冷却至室温，藉此除去填充液晶时的流动配向。
然后，通过在液晶胞的外侧表面上贴合偏振片，即可制得本发明的液晶显示元件。当液晶配向膜为水平配向性时，通过调整所形成液晶配向膜的两片基板中所照射的直线偏振光放射线的偏振方向所构成的角度以及各个基板与偏振板的角度，即可制得具有TN型或STN型液晶胞的液晶显示元件。当液晶配向膜为垂直配向性时，通过构成液晶胞，使所形成的液晶配向膜的两片基板的配向容易轴(easy-to-align axis)的方向互相平行，并将偏振板与该液晶胞粘合在一起，使其偏振方向与配向容易轴的夹角成45°，即可制得具有垂直配向型液晶胞的液晶显示元件。
前述密封剂的具体例可包含作为间隔物的氧化铝球或固化剂的环氧树脂等。
前述液晶的具体例可包含但不限于向列型液晶或碟状型液晶等。
在TN型或STN型液晶胞情况下，前述的液晶较佳可为具有正介电异方向性的向列型液晶，例如联苯类液晶(biphenyl-based liquid crystals)、苯基环己烷类液晶(phenylcyclohexane-based liquid crystal)、酯类液晶、三联苯类液晶(terphenyl liquidcrystal)、联苯基环己烷类液晶(biphenyl cyclohexane-based liquid crystals)、嘧啶类液晶(pyrimidine-based liquid crystals)、二恶烷类液晶(dioxane-based liquidcrystals)、双环辛烷类液晶(bicyclooctane-based liquid crystals)或立方烷类液晶(cubane-based liquid crystals)等。此外，在前述液晶中还可以进一步添加氯化胆甾醇(cholesteryl chloride)、胆甾醇壬酸酯(cholesteryl nonabenzoate)或胆甾醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等的胆甾型液晶(cholesteric liquid crystal)；默克公司制造的手性剂，且其型号可为C-15或CB-15等；或者对癸氧基苯亚甲基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯(p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methyl butyl cinnamate)等的强介电性液晶(ferroelectric liquid crystal)。
另一方面，在垂直配向型液晶胞情况下，前述的液晶较佳可为具有负介电异方向性的向列型液晶，例如二氰基苯类液晶(dicyanobenzene-based liquid crystal)、哒嗪类液晶(pyridazine-based liquid crystals)、希夫碱类液晶(Schiff base-based liquidcrystal)、氧化偶氮类液晶(azoxy-based liquid crystals)、联苯类液晶(biphenyl-based liquid crystals)、苯基环己烷类液晶(phenyl cyclohexane-based liquidcrystals)等。
液晶胞外侧所使用的偏振板可为藉由乙酸纤维素(cellulose acetate)保护膜夹住使聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)拉伸配向的同时吸收碘所制得的偏振膜(亦称为「H膜」)或H膜自身所形成的偏振板。
利用前述方法所制造的本发明的液晶显示元件具有优良的显示性能，且经长时间使用后，其显示性能亦不会变差。
图1是根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。液晶显示元件100包括第一单元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分离配置，且液晶单元130设置在第一单元110与第二单元120之间。
第一单元110包括第一基板111、第一导电膜113及第一液晶配向膜115，其中第一导电膜113位于第一基板111与第一液晶配向膜115之间，且第一液晶配向膜115位于液晶单元130的一侧。
第二单元120包括第二基板121、第二导电膜123及第二液晶配向膜125，其中第二导电膜123位于第二基板121与第二液晶配向膜125之间，且第二液晶配向膜125是位于液晶单元130的另一侧。换言之，液晶单元130是位于第一液晶配向膜115与第二液晶配向膜125之间。
第一基板111与第二基板121的材料是选自于透明材料，其中透明材料可包含但不限于用于液晶显示装置的无碱玻璃、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、聚醚砜或聚碳酸酯等。第一导电膜113与第二导电膜123的材料是选自于氧化锡(SnO2)或氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等。
第一液晶配向膜115及第二液晶配向膜125各自为上述的液晶配向膜，其作用在于使液晶单元130形成预倾角。此外，对第一导电膜113与第二导电膜123施加电压时，第一导电膜113与第二导电膜123之间可产生电场，且此电场可驱动液晶单元130，进而使液晶单元130中的液晶分子的排列发生改变。
以下利用数个实施方式以说明本发明的应用，然其并非用以限定本发明，本发明技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。
附图说明
图1是绘示根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图；
其中，符号说明：
100：液晶显示元件 110：第一单元
111：第一基板 113：第一导电膜
115：第一液晶配向膜 120：第二单元
121：第二基板 123：第二导电膜
125：第二液晶配向膜 130：液晶单元。
具体实施方式
制备聚合物组成物(A)
以下是根据表1及表2制备合成例A-1-1至A-1-10及比较合成例A-2-1至A-2-5的聚合物组成物(A)。
合成例A-1-1
在一容积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。然后，加入0.4475克(0.0025摩尔，5％摩尔比)的3-(3,4,5-三氨基苯)-2-丙烯-1-醇(b-1-1)、7.47克(0.015摩尔，30％摩尔比)如上述式(II-1-3)所示的二胺(b-2-1)、3.51克(0.0325摩尔，65％摩尔比)的对-二氨基苯(b-3-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮，并于室温下搅拌至溶解。接着，加入11.2克(0.05摩尔，100％摩尔比)的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(a-1-1)及20克的N-甲基-2-吡咯烷酮，并于室温下反应2小时。反应结束后，将反应溶液倒入1500毫升的水中，以析出聚合物，过滤所得的聚合物，并以甲醇重复进行清洗及过滤的步骤三次。之后，将产物置入真空烘箱中，并以温度60℃进行干燥，即可制得合成例A-1-1的聚合物组成物(A-1-1)。
合成例A-1-2至A-1-10及比较合成例A-2-1至A-2-5
合成例A-1-2至A-1-10及比较合成例A-2-1至A-2-5是使用与合成例A-1-1的聚合物组成物的制作方法相同的制备方法，不同之处在于合成例A-1-2至A-1-10及比较合成例A-2-1至A-2-5是改变聚合物组成物中原料的种类与使用量，且其配方如表1与表2所示，在此不另赘述。
制备液晶配向剂
以下是根据表3与表4制备实施例1至15及比较例1至5的液晶配向剂。
实施例1
将100重量份的聚合物组成物(A-1-1)加入1200重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称为B-1)及600重量份的乙二醇正丁基醚(以下简称为B-2)中，并于室温下，以搅拌装置持续搅拌至溶解，即可制得实施例1的液晶配向剂。所得的液晶配向剂以下列的评价方式进行评价，其结果如表3所示，其中信赖性及液晶反应速率的检测方法容后再述。
实施例2至15及比较例1至5
实施例2至15及比较例1至5是使用与实施例1的液晶配向剂的制作方法相同的制备方法，不同之处在于实施例2至15及比较例1至5是改变液晶配向剂中原料的种类及使用量，其配方及评价结果分别如表3与表4所示，此处不另赘述。
评价方式
1.信赖性
将上述实施例1至15及比较例1至5的液晶配向剂制作为液晶配向膜。然后，将具有实施例1至15及比较例1至5的液晶配向膜的液晶显示元件分别放置于温度为65℃且相对湿度为85％的环境中，以进行信赖性测试。经过120小时后，以电气测量机台(TOYOCorporation制，型号为Model 6254)分别测量液晶显示元件的电压保持率。其中，测试条件是以4伏特电压历时2毫秒的施加时间，1667毫秒的跨距施加后，量测施加解除起1667毫秒后的电压保持率，并依据以下基准进行评价：
◎：98％≦电压保持率
○：95％≦电压保持率＜98％
△：92％≦电压保持率＜95％
╳：电压保持率≦92％
2.液晶反应速率
将上述实施例1至15及比较例1至5的液晶配向剂制作为液晶配向膜。然后，将具有实施例1至15及比较例1至5的液晶配向膜的液晶显示元件放置于检测装置中，以测定其液晶反应速率，其中该检测装置包含偏光显微镜、光检测器和脉冲发生器。
该液晶反应速率是代表对前述的液晶显示元件从未施加电压的状态到最大施加1秒5V的电压时，液晶显示元件的透光率由10％变化至90％所需的时间[毫秒(msec.)]，并依据以下基准进行评价：
◎：液晶反应速率≦8msec.
○：8msec.＜液晶反应速率≦15msec.
△：15msec.＜液晶反应速率≦20msec.
╳：20msec.＜液晶反应速率
由第1至4表的结果可知，当聚合物组成物(A)的二胺化合物(b)不包含二胺(b-1)或二胺(b-2)时，所制得的液晶配向剂具有信赖性与液晶反应速率不佳的缺陷。
其次，当二胺化合物(b)的二胺(b-1)与二胺(b-2)的摩尔比值[(b-1)/(b-2)]为0.1至1.2时，所制得的液晶配向剂具有较佳的信赖性。
需补充的是，本发明虽以特定的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或特定仪器作为例示，说明本发明的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，惟本发明所属技术领域中任何具有通常知识者可知，本发明并不限于此，在不脱离本发明的精神和范围内，本发明的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件亦可使用其它的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或仪器进行。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。
表1
a-1-1 2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐
a-1-2 1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐
a-1-3 苯均四羧酸二酐
b-1-1 3-(3，4，5-三氨基苯)-2-丙烯-1-醇
b-1-3 2，5-二氨基-α-乙基-苯甲醇
b-1-3 2，5-二氨基-苯乙醇
b-1-4 2，4-二氨基-5-甲氧基-苯甲醇
b-1-5 4，5-二氨基-2-溴-苯甲醇
b-1-6 4，6-二氨基-1，3-苯二乙醇
b-1-7 2，5-二氨基-3-甲基-苯乙醇
b-1-8 3，4-二氨基-苯乙醇
b-2-1 如式(II-1-3)所示的二胺
b-2-2 如式(II-1-6)所示的二胺
b-2-3 如式(II-2-1)所示的二胺
b-2-4 如式(II-1-7)所示的二胺
b-3-1 对-二氨基苯
b-3-2 2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯
b-3-3 4，4’-亚甲基双(环己基胺)
b-3-4 1，4-二氨基环己烷
b-3-5 3，3’-二氨基查耳酮(3，3’-diaminochalcone)
b-3-6 3，3’-二羟基-4，4’-联苯二胺(3，3′-dihydroxy-4，4′-diaminobiphenyl)
表2
a-1-1 2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐
a-1-2 1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐
a-1-3 苯均四羧酸二酐
b-1-1 3-(3，4，5-三氨基苯)-2-丙烯-1-醇
b-1-3 2，5-二氨基-α-乙基-苯甲醇
b-1-3 2，5-二氨基-苯乙醇
b-1-4 2，4-二氨基-5-甲氧基-苯甲醇
b-1-5 4，5-二氨基-2-溴-苯甲醇
b-1-6 4，6-二氨基-1，3-苯二乙醇
b-1-7 2，5-二氨基-3-甲基-苯乙醇
b-1-8 3，4-二氨基-苯乙醇
b-2-1 如式(II-1-3)所示的二胺
b-2-2 如式(II-1-6)所示的二胺
b-2-3 如式(II-2-1)所示的二胺
b-2-4 如式(II-1-7)所示的二胺
b-3-1 对-二氨基苯
b-3-2 2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯
b-3-3 4，4’、亚甲基双(环己基胺)
b-3-4 1，4-二氨基环己烷
b-3-5 3，3’-二氨基查耳酮(3，3’-diaminochalcone)
b-3-6 3，3’-二羟基-4，4’-联苯二胺(3，3′-dihydroxy-4，4′-diaminobiphenyl)
表4
B-1 N-甲基-2-吡咯烷酮
B-2 乙二醇正丁基醚
B-3 N，N-二甲基乙酰胺
C-1 N，N，N’，N’-四环氧丙基-4，4’-二氨基二苯基甲烷
C-2 N，N-环氧丙基-对-环氧丙氧基苯胺

Claims (7)

1.一种液晶配向剂，其特征在于，该液晶配向剂包含：
聚合物组成物(A)，由一混合物反应制得，且该混合物包含四羧酸二酐化合物(a)及二胺化合物(b)；以及
溶剂(B)，且
其中，该二胺化合物(b)包含至少一具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)及至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)：
于式(I)中，R1分别独立地代表碳数为1至6的直链或支链烷基、碳数为1至6的直链或支链羟基烷基、碳数为1至6的烷氧基、碳数为1至6的烷硫基、卤素原子、氨基或硝基；R2代表亚甲基、碳数为2至10的二价烷基、碳数为2至7的二价烯基、碳数为2至6的二价炔基；且a代表0至3的整数；
于式(II)中，R3及R4分别独立地代表碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的烷氧基、卤素原子或氰基；b及d分别独立地代表0至4的整数；e代表0或1；且「*」分别独立地代表连接键，且
其中，该至少一具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)与该至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的摩尔比值[(b-1)/(b-2)]为0.1至1.2。
2.如权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，该至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)包含具有如式(II-1)所示的结构的化合物、具有如式(II-2)所示的结构的化合物或上述化合物的组合：
于式(II-1)及式(II-2)中，R5、R6、R7及R8分别独立地代表碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的烷氧基、卤素原子或氰基；R9及R10分别独立地代表碳数为1至40的烷基或经氟原子取代且碳数为1至40的烷基；Y1、Y2及Y3分别独立地代表 且R11代表氢原子或碳数为1至4的烷基；Z1及Z2分别独立地代表亚甲基、次芳基、二价的脂环基、-Si(CH3)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、具有取代基的亚甲基、具有取代基的次芳基、具有取代基的二价脂环基、具有取代基的-Si(CH3)2-或具有取代基的-CH＝CH-，且该取代基为氰基、卤素原子或碳数为1至4的烷基；f、g、m及n分别独立地代表0至4的整数；h及p分别独立地代表0或1；i及q分别独立地代表1至6的整数；j及r分别独立地代表0至2的整数；k代表0或1；且「*」分别独立地代表连接键。
3.如权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，基于该二胺化合物(b)的总使用量为100摩尔，该至少一具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)的使用量为5摩尔至40摩尔，且该至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的使用量为30摩尔至70摩尔。
4.如权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，该至少一具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)与该至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的摩尔比值[(b-1)/(b-2)]为0.2至1.2。
5.如权利要求4所述的液晶配向剂，其特征在于，该至少一具有如式(I)所示的结构的二胺(b-1)与该至少一具有如式(II)所示的结构的二胺(b-2)的摩尔比值[(b-1)/(b-2)]为0.2至1.1。
6.一种液晶配向膜，其特征在于，该液晶配向膜藉由如权利要求1至5中的任一项所述的液晶配向剂所形成。
7.一种液晶显示元件，其特征在于，该液晶显示元件包含如权利要求6所述的液晶配向膜。
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