CN108885375A - 液晶取向膜、用于制备其的方法和使用其的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了液晶取向膜、用于制备其的方法以及使用其的液晶显示装置，所述液晶取向膜不仅具有优异的取向特性和稳定性，而且具有高的膜强度，并因此表现出优异的耐久性和高的余像特性。

Description

液晶取向膜、用于制备其的方法和使用其的液晶显示装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0159597号以及于2017年10月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0134828号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及液晶取向膜，以及使用其的液晶显示装置，所述液晶取向膜不仅具有优异的取向特性和稳定性，而且具有高的膜强度，并因此表现出优异的耐久性和高的余像特性。
背景技术
在液晶显示装置中，液晶取向膜起到使液晶以一定方向取向的作用。具体地，液晶取向膜用作液晶分子排列中的指向矢(director)，因此当通过电场使液晶移动以形成图像时，其可以帮助液晶分子沿着适当的方向移动。通常，为了在液晶显示装置中获得均匀的亮度和高的对比度，使液晶均匀地取向是必需的。
作为使液晶取向的常规方法，已经使用了这样的摩擦法：将聚合物膜(例如聚酰亚胺)涂覆在基底(例如玻璃等)上，并使用纤维(例如尼龙或聚酯)沿着预定的方向摩擦其表面。然而，由于当纤维与聚合物膜摩擦时出现细灰尘或静电放电(ESD)，摩擦法可能在制造液晶面板期间引起严重的问题。
为了解决摩擦法的问题，最近已经研究了用于通过光照射而不是摩擦在聚合物膜中引起各向异性并利用各向异性使液晶取向的光取向法。
作为可用于光取向法的材料，已经提出多种材料，其中，聚酰亚胺主要用于液晶取向膜的多种优异性能。然而，常用聚酰亚胺在溶剂中的溶解性通常较差，因此难以将其通过以溶液状态涂覆而直接应用于形成取向膜的制造过程。因此，在涂覆具有优异溶解性的前体形式(例如聚酰胺酸或聚酰胺酸酯)之后，进行高温热处理过程以形成聚酰亚胺，然后使聚酰亚胺经历光照射以使液晶取向。
然而，由于通过使聚酰亚胺形式的膜经历光照射来获得充分的液晶取向特性需要大量的能量，难以确保实际的生产率，此外，存在这样的限制：在光照射之后需要额外的热处理过程以确保取向稳定性。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的提供了液晶取向膜，其不仅具有优异的取向特性和稳定性，而且具有高的膜强度，并因此表现出优异的耐久性和高的余像特性。
本发明的另一个目的提供了用于制备液晶取向膜的方法，所述液晶取向膜不仅具有优异的取向特性和稳定性，而且具有高的膜强度，并且还具有提高的电特性例如电压保持率。
本发明的又一个目的提供了包括液晶取向膜的液晶显示装置。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种液晶取向膜，其包含：含有第一重复单元和第二重复单元的聚合物，所述第一重复单元包含选自以下化学式1至化学式3中的至少一者，所述第二重复单元包含选自以下化学式4和化学式5中的至少一者，其中液晶取向膜的延迟值为3nm或更高：
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中，在化学式1至5中，
R1和R2中的至少一者为具有1至10个碳原子的烷基，并且其余为氢，以及
X1至X5各自独立地为由以下化学式6表示的四价有机基团：
[化学式6]
其中，在化学式6中，
R3至R8各自独立地为氢或具有1至10个碳原子的烷基，
L1为选自以下的任一者：直接键、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR9R10-、-(CH2)Z-、-O(CH2)ZO-、-COO(CH2)ZOCO-、-CONH-、亚苯基、或其组合，
其中R9和R10各自独立地为氢、具有1至10个碳原子的烷基、或氟烷基，
Z为1至10的整数，以及
Y1至Y5各自独立地为由以下化学式7表示的二价有机基团：
[化学式7]
其中，在化学式7中，
A为由化学式6表示的四价有机基团，
D1和D2各自独立地为具有6至20个碳原子的亚芳基；以及
在化学式4和5中，
R'和R"中的至少一者为在分子中含有介晶基团的官能团，并且其余为氢。
如上所述，根据本发明的液晶取向膜包含通过使常用聚酰亚胺或其前体重复单元与反应性介晶环氧化物添加剂反应形成的第二重复单元以及包含常用聚酰亚胺或其前体重复单元的第一重复单元，由此制备具有优异的膜强度和良好的取向特性的取向膜。
特别地，在第一重复单元和第二重复单元中，每个由化学式7表示的二价有机基团独立地用于衍生自二胺的Y1至Y5官能团，因此含有第一重复单元的聚合物可以通过UV曝光而具有各向异性。
在本文中，在第二重复单元中，通过UV曝光期间由化学式7表示的二价有机基团获得的各向异性，由包含在第二重复单元中的含介晶基团的官能团来进行液晶取向，从而改善液晶取向性能。此外，第二重复单元中的含介晶基团的官能团可以在通过与聚酰亚胺或其前体的反应形成键的同时改善膜强度。
更具体地，根据本发明的液晶取向膜可以通过用于制备液晶取向膜的方法制备，所述方法包括以下步骤：1)将液晶取向剂组合物涂覆在基底上以形成涂覆膜；2)干燥涂覆膜；3)在干燥步骤之后立即用光照射涂覆膜以进行取向处理；4)使经取向处理的涂覆膜在200℃或更低下经历低温热处理；以及5)使经热处理的涂覆膜在比低温热处理的温度高的温度下经历热处理以使其固化，其中液晶取向剂组合物包含：i)用于液晶取向剂的第一聚合物，其含有选自由以下化学式21表示的重复单元、由以下化学式22表示的重复单元和由以下化学式23表示的重复单元中的至少两种重复单元，其中相对于由以下化学式21至23表示的全部重复单元，由以下化学式21表示的重复单元以5mol％至74mol％的量被包含；ii)用于液晶取向剂的第二聚合物，其含有由以下化学式24表示的重复单元；以及iii)反应性介晶环氧化物：
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
其中，在化学式21至24中，
R22和R23各自独立地为氢或C1-10烷基，前提条件是R22和R23不全为氢，
R24和R25各自独立地为氢或C1-10烷基，以及
X11为由以下化学式25表示的四价有机基团：
[化学式25]
其中，在化学式25中，
R26至R29各自独立地为氢或C1-6烷基，
X12、X13和X14各自独立地为衍生自具有4至20个碳原子的烃的四价有机基团，或者其中四价有机基团中的至少一个氢被卤素取代或者其中至少一个-CH2-被-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO2-或-CONH-取代使得其不直接与氧原子或硫原子键合的四价有机基团，以及
Y11、Y12、Y13和Y14各自独立地为由以下化学式26表示的二价有机基团：
[化学式26]
其中，在化学式26中，
R30和R31各自独立地为卤素、氰基、C1-10烷基、C2-10烯基、C1-10烷氧基、C1-10氟烷基、或C1-10氟烷氧基，
h和i各自独立地为0至4的整数，
L3为单键、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)z-、-O(CH2)zO-、-O(CH2)z-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-COO-、或基于酰亚胺的官能团，
z为1至10的整数，以及
j为0至3的整数。
通常，已知当液晶取向剂中包含反应性介晶环氧化物时，取向膜的膜强度提高。还已知随着其含量增加，膜强度增加。然而，当反应性介晶环氧化物的含量增加时，存在这样的问题：在驱动液晶装置时引起余像特性。这是因为，虽然其含量在理论上没有限制，但是液晶取向剂的取向是在高温下进行的，因此液晶取向剂的取向和包含在反应性介晶环氧化物中的环氧化物的反应同时进行。
因此，在本发明中，将根据本发明的液晶取向剂组合物涂覆在基底上并干燥以形成膜，然后在没有酰亚胺化过程的情况下立即用线性偏振光照射以引起初始各向异性，随后，通过低温热处理首先引起存在于取向膜中的反应性介晶环氧化物的取向，然后进行环氧反应以在取向膜中制备反应性介晶液晶膜。然后，在比低温热处理的温度高的温度下进行高温热处理从而进行酰亚胺化的同时，可以由于在低温热处理过程中制备的液晶膜的各向异性而实现取向稳定化。因此，可以通过使用反应性介晶环氧化物在提高膜强度的同时防止出现余像特性。
根据如上所述的用于制备液晶取向膜的方法制备的液晶取向膜不仅表现出优异的取向特性，而且具有优异的高温AC亮度波动率，此外，其具有可以长时间保持高的电压保持率的特征。
下文中，将针对每个组分详细地描述本发明。
术语的定义
除非在本文中另有规定，否则以下术语可以如下定义。
具有4至20个碳原子的烃可以为具有4至20个碳原子的烷烃、具有4至20个碳原子的烯烃、具有4至20个碳原子的炔烃、具有4至20个碳原子的环烷烃、具有4至20个碳原子的环烯烃、具有6至20个碳原子的芳烃，或者其中至少一个环状烃共用两个或更多个原子的稠环，或者其中至少一个烃是化学键合的烃。具体地，具有4至20个碳原子的烃的实例可以包括正丁烷、环丁烷、1-甲基环丁烷、1,3-二甲基环丁烷、1,2,3,4-四甲基环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环己烯、1-甲基-3-乙基环己烯、联环己基、苯、联苯、二苯基甲烷、2,2-二苯基丙烷、1-乙基-1,2,3,4-四氢化萘、或1,6-二苯基己烷等。
具有1至10个碳原子的烷基可以为直链、支链或环状烷基。具体地，具有1至10个碳原子的烷基可以为具有1至10个碳原子的直链烷基；具有1至5个碳原子的直链烷基；具有3至10个碳原子的支链或环状烷基；或者具有3至6个碳原子的支链或环状烷基。更具体地，具有1至10个碳原子的烷基的实例可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环己基等。
具有1至10个碳原子的烷氧基可以为直链、支链或环状烷氧基。具体地，具有1至10个碳原子的烷氧基可以为具有1至10个碳原子的直链烷氧基；具有1至5个碳原子的直链烷氧基；具有3至10个碳原子的支链或环状烷氧基；或者具有3至6个碳原子的支链或环状烷氧基。更具体地，具有1至10个碳原子的烷氧基的实例可以包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、环己氧基等。
具有1至10个碳原子的氟烷基可以为其中具有1至10个碳原子的烷基中的至少一个氢被氟取代的基团，并且具有1至10碳原子的氟烷氧基可以为其中具有1至10个碳原子的烷氧基中的至少一个氢被氟取代的基团。
具有2至10个碳原子的烯基可以为直链、支链或环状烯基。具体地，具有2至10个碳原子的烯基可以为具有2至10个碳原子的直链烯基、具有2至5个碳原子的直链烯基、具有3至10个碳原子的支链烯基、具有3至6个碳原子的支链烯基、具有5至10个碳原子的环状烯基、或者具有6至8个碳原子的环状烯基。更具体地，具有2至10个碳原子的烯基的实例可以包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环己烯基等。
卤素可以为氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、或碘(I)。
在本说明书中，芳基没有特别地限制，但是优选具有6至60个碳原子的芳基，并且其可以为单环芳基或多环芳基。根据一个实施方案，芳基的碳原子数为6至30。根据一个实施方案，芳基的碳原子数为6至20。单环芳基可以为苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。多环芳基可以为萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基等，但不限于此。
在本说明书中，亚烷基为衍生自烷烃的二价官能团，并且其实例可以包括直链、支链或环状链的亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚仲丁基、亚叔丁基、亚戊基、亚己基等。
在本说明书中，亚芳基是指在芳基中具有两个键合位点的基团，即二价基团。可以应用上述芳基的描述，不同之处在于这些中的每一者都是二价基团。
衍生自任意化合物的多价有机基团是指其中与任意化合物键合的复数个氢原子被除去的残基。在一个实例中，衍生自环丁烷的四价有机基团是指其中与环丁烷键合的任意四个氢原子被除去的残基。
在本说明书中，符号是指其中相关位点处的氢被除去的残基。例如，符号是指其中与环丁烷的第1、2、3和4号碳键合的四个氢原子被除去的残基，即其是指衍生自环丁烷的四价有机基团中的任一者。在本说明书中，直接键意指在被表示为L1、L2、L等的部分中不存在其他原子。
液晶取向膜
一个实施方案的液晶取向膜可以包含含有第一重复单元和第二重复单元的聚合物，所述第一重复单元包含选自化学式1至化学式3中的至少一者，所述第二重复单元包含选自化学式4和化学式5中的至少一者。
即，第一重复单元可以包含一个化学式1的重复单元、一个化学式2的重复单元、一个化学式3的重复单元、或者其两者或更多者的混合物。此外，第二重复单元可以包含一个化学式4的重复单元、一个化学式5的重复单元、或者其两者或更多者的混合物。
可以通过使包含能够形成第一重复单元和第二重复单元的反应性前体化合物(单体、低聚物或聚合物)的组合物固化来制备聚合物，并且聚合物的重均分子量(通过GPC测量)可以为5000(MW)至100000(MW)。
重均分子量是指由通过GPC法测量的聚苯乙烯换算的重均分子量，并且可以使用g/mol作为单位。在测量由通过GPC法测量的聚苯乙烯换算的重均分子量的过程中，可以使用检测器和分析柱，例如公知的分析装置和差示折射率检测器，并且可以使用常用的温度条件、溶剂和流量。测量条件的具体实例可以包括30℃的温度、作为溶剂的氯仿和1mL/分钟的流量。
由于包含在聚合物中的第一重复单元和第二重复单元包含由化学式7表示的二价有机基团，因此可以通过在形成涂覆膜之后在没有热处理过程的情况下直接照射光来产生各向异性，然后进行热处理以完成取向膜，并且因此，可以制备不仅能够减少大量的光照射能量而且具有优异的取向特性和稳定性以及高的电压保持率和电特性的液晶取向膜。
在分子中含有介晶基团的官能团可以由以下化学式8表示：
[化学式8]
其中，在化学式8中，
Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基或亚萘基，Q1和Q2为直接键、具有1至10个碳原子的亚烷基、或具有1至10个碳原子的亚烷氧基，每个L独立地为直接键、-COO-、-C(CH3)＝CH-、或-C(CH3)＝N＝N＝C(CH3)-，n为0、1或2的整数，以及m为1至10的整数或者1至5的整数。
例如，当Ar2为亚苯基并且m为2时，其可以为亚联苯基官能团。
具有1至10个碳原子的亚烷氧基为其中具有1至10个碳原子的亚烷基和酯基键合的官能团，具体地，其可以由式-RO-表示。在该式中，R为具有1至10个碳原子的亚烷基。
优选地，在分子中含有介晶基团的官能团可以是在分子中包含芳环中的酯基的官能团。具体地，例如，在化学式8中，其可以是这样的官能团：其中Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基，Q1和Q2各自独立地为具有1至3个碳原子的亚烷氧基，L为-COO-，n为1，并且m为1。更具体地，在化学式8中，其可以是衍生自4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯的官能团，其中Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基，Q1和Q2各自独立地为具有1个碳原子的亚甲氧基，L为-COO-，并且n为1，该官能团由以下化学式8-1表示。
[化学式8-1]
此外，在化学式8中，其可以是这样的官能团：其中Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基，Q1和Q2各自独立地为具有1至3个碳原子的亚烷氧基，L为-COO-，n为2，并且m为1。更具体地，在化学式8中，其可以是衍生自1,4-亚苯基双(4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯)的官能团，其中Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基，Q1和Q2各自独立地为具有1个碳原子的亚甲氧基，L为-COO-，并且n为2，该官能团由以下化学式8-2表示。
[化学式8-2]
如上所述，在化学式4和5中，由于使用包含芳环中的酯基的官能团作为在分子中含有介晶基团的官能团，液晶取向特性得以提高，并且因此，使用该液晶取向膜制备的液晶单元的延迟值增加，由此实现优异的AC余像特性。
同时，所述聚合物在至少一个末端处还可以包含由化学式9表示的官能团或由化学式10表示的官能团：
[化学式9]
其中，在化学式9中，
X1、Y1、和R'及R"如在化学式1、4和5中所限定的，
[化学式10]
其中，在化学式10中，
R11和R12各自独立地为氢或具有1至10个碳原子的烷基，以及
X2、Y2、R'和R"如在化学式2、4和5中所限定的。
同时，所述聚合物还可以包括含有第三重复单元和第四重复单元的聚合物，所述第三重复单元包含选自化学式11至13中的至少一者，所述第四重复单元包含选自化学式14和15中的至少一者：
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
其中，在化学式11至15中，
R13和R14中的至少一者为具有1至10个碳原子的烷基，并且其余为氢，
X6至X10各自独立地为由化学式6表示的四价有机基团，以及
Y6至Y10各自独立地为由以下化学式16表示的二价有机基团：
[化学式16]
其中，在化学式16中，
R15和R16各自独立地为氢、卤素、氰基、腈、具有1至10个碳原子的烷基、具有1至10个碳原子的烯基、具有1至10个碳原子的烷氧基、具有1至10个碳原子的氟烷基、或者具有1至10个碳原子的氟烷氧基，
p和q各自独立地为0至4的整数，
L2为直接键、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)y-、-O(CH2)yO-、-O(CH2)y-、-NH-、-NH(CH2)y-NH-、-NH(CH2)yO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)y-OCO-、或-OCO-(CH2)y-COO-，
y为1至10的整数，
k和m各自独立地为0至3的整数，
n为0至3的整数，以及
R'和R"如化学式4和5中所限定的。
在液晶取向膜中，含有第三重复单元和第四重复单元的聚合物与含有第一重复单元和第二重复单元的聚合物之间的重量比可以为10:90至90:10、15:85至85:15、或20:80至80:20，所述第三重复单元包含选自化学式11至化学式13中的至少一者，所述第四重复单元包含选自化学式14和化学式15中的至少一者，所述第一重复单元包含选自化学式1至化学式3中的至少一者，所述第二重复单元包含选自化学式4和化学式5中的至少一者。
同时，可以以其中混合有含有包含选自化学式1至化学式3中的至少一者的第一重复单元和包含选自化学式4和化学式5中的至少一者的第二重复单元的聚合物的状态将含有包含选自化学式11至化学式13中的至少一者的第三重复单元和包含选自化学式14和化学式15中的至少一者的第四重复单元的聚合物用于液晶取向膜，由此显著提高取向膜的电特性，例如电压保持率。
同时，液晶取向膜的AC亮度波动率(其由以下数学式1表示)可以为3.5％或更小、0.1％至3.5％、2％至3％、或2.5％至2.9％。
[数学式1]
亮度波动率(％)＝[在驱动包括液晶取向膜的液晶显示装置之前测量的初始亮度(L0)–在驱动之后测量的亮度(L1)]/在驱动之前测量的初始亮度(L0)×100
在数学式1中：
在驱动包括液晶取向膜的液晶显示装置之前测量的初始亮度(L0)是在其中将偏光板粘附至液晶显示装置的上板和下板使得它们彼此垂直并将偏光板粘附至7000cd/m2的背光的黑模式下的亮度；并且
在驱动之后测量的亮度(L1)是在其中在将偏光板粘附至液晶显示装置的上板和下板使得它们彼此垂直并将偏光板粘附至7000cd/m2的背光，在室温下以5V的AC电压将液晶显示装置驱动24小时之后的黑模式下的亮度。
包括液晶取向膜的液晶显示装置的制备方法的实例没有特别地限制，并且可以应用先前已知的各种液晶显示装置的制备方法。优选地，将浸渍有尺寸为3μm的球形间隔物的密封剂施加至上板的除了液晶注入孔之外的边缘，并将形成在上板和下板上的本发明的取向膜排列成使得它们面向彼此，并且排列方向为彼此对齐，然后将上板和下板结合在一起并使密封剂固化以制备空的空间，随后将液晶注入空的单元中以制备IPS模式液晶单元。
此外，液晶取向膜的延迟值可以为3nm或更高、4nm或更高、3nm至10nm、4nm至10nm、7nm至10nm、或者7.9nm至8.7nm。可以例如通过使用由Axometrics制造的AxoStep设备照射波长为550nm的偏振光对液晶取向膜的延迟进行测量。
通常，双折射材料在预定波长λ下的延迟可以通过在该波长下的双折射率△η和层厚度d的乘积来定义。此时，双折射率△η可以通过以下数学式2获得。
[数学式2]
△η＝ηe-η0
在数学式2中，η0被定义为与光的偏振方向无关的在具有恒定速度的方向上的折射率，并且ηe被定义为取决于偏振方向的在具有不同速度的方向上的折射率。
液晶取向膜具有相对高的延迟值，为3nm或更高、4nm或更高、3nm至10nm、4nm至10nm、7nm至10nm、或者7.9nm至8.7nm。这是因为液晶取向膜使用其中具有特定结构的环氧化物添加剂(例如，基于苯甲酸酯的环氧化物)与聚酰亚胺前体混合在一起的液晶取向组合物来制备。
具体地，将上述液晶取向剂组合物涂覆在基底上并干燥以形成膜，然后在没有酰亚胺化过程的情况下直接用线性偏振光对其进行照射以引起初始各向异性，随后，通过低温热处理首先引起存在于取向膜中的反应性介晶环氧化物的取向，然后进行环氧反应以在取向膜中产生反应性介晶液晶膜。然后，在比低温热处理的温度高的温度下进行高温热处理从而进行酰亚胺化的同时，可以由于在低温热处理中制备的液晶膜的各向异性而实现取向稳定化。因此，可以通过使用反应性介晶环氧化物在提高膜强度的同时防止出现余像特性。
根据上述用于制备液晶取向膜的方法制备的液晶取向膜的特征在于其不仅表现出优异的取向特性，而且具有优异的高温AC亮度波动，并且此外，其可以长时间保持高的电压保持率。
此外，液晶取向膜的膜强度可以为2H或更高、2H至5H、或者3H至4H。用于测量膜强度的方法的实例没有特别地限制，但是例如，可以通过铅笔硬度测试仪根据ASTM D3363测试标准通过装载50g的重量并使用各种硬度的铅笔来测量。
可以通过下述用于制备液晶取向膜的具体方法来制备液晶取向膜。
用于制备液晶取向膜的方法
此外，本发明提供了用于制备液晶取向膜的方法，所述方法包括以下步骤：1)将液晶取向剂组合物涂覆在基底上以形成涂覆膜；2)干燥涂覆膜；3)在干燥步骤之后立即用光照射涂覆膜以进行取向处理；4)使经取向处理的涂覆膜在200℃或更低下经历低温热处理；以及5)使经热处理的涂覆膜在比低温热处理的温度高的温度下经历热处理以使其固化，其中液晶取向剂组合物包含：i)用于液晶取向剂的第一聚合物，其含有选自由化学式21表示的重复单元、由化学式22表示的重复单元和由化学式23表示的重复单元中的至少两种重复单元，其中相对于由化学式21至23表示的全部重复单元，由化学式21表示的重复单元以5mol％至74mol％的量被包含；ii)用于液晶取向剂的第二聚合物，其含有由化学式24表示的重复单元；以及iii)反应性介晶环氧化物。
-将液晶取向剂组合物涂覆在基底上以形成涂覆膜(步骤1)
步骤1是将液晶取向剂组合物涂覆在基底上以形成涂覆膜的步骤。液晶取向剂组合物包含：i)用于液晶取向剂的第一聚合物，其含有选自由化学式21表示的重复单元、由化学式22表示的重复单元和由化学式23表示的重复单元中的至少两种重复单元，其中相对于由化学式21至23表示的全部重复单元，由化学式21表示的重复单元以5mol％至74mol％的量被包含；ii)用于液晶取向剂的第二聚合物，其含有由化学式24表示的重复单元；以及iii)反应性介晶环氧化物。
当使用常规聚酰亚胺作为液晶取向膜时，将具有优异溶解性的聚酰亚胺前体(聚酰胺酸或聚酰胺酸酯)涂覆并干燥以形成涂覆膜，然后在高温下通过热处理过程将其转化为聚酰亚胺，对其进行光照射，并对其进行取向处理。然而，通过对聚酰亚胺形式的层进行光照射来获得充分的液晶取向特性需要大量的光照射能量，此外，在光照射之后进行额外的热处理过程以确保取向稳定性。由于大量的光照射能量和额外的高温热处理过程就工艺成本和工艺时间而言是非常不利的，因此在应用于实际大规模生产过程方面存在限制。
因此，本发明人通过实验发现，当将基本上含有由化学式21表示的重复单元并且另外含有选自由化学式22表示的重复单元和由化学式23表示的重复单元中的至少一个重复单元的用于液晶取向剂的第一聚合物与含有由化学式24表示的重复单元的用于液晶取向剂的第二聚合物混合并使用时，第一聚合物含有一定量的已经酰亚胺化的酰亚胺重复单元，因此可以通过在形成涂覆膜之后在没有热处理过程的情况下直接照射光来产生各向异性，然后进行热处理过程以完成取向膜，并且因此，可以制备不仅能够减少大量的光照射能量而且具有优异的取向特性和稳定性以及高的电压保持率和电特性的液晶取向膜。
在由化学式21、化学式22和化学式23表示的重复单元中，相对于全部重复单元，用于液晶取向剂的第一聚合物可以包含量为10mol％至74mol％、优选20mol％至60mol％的为酰亚胺重复单元的由化学式21表示的重复单元。如上所述，当使用含有特定量的由化学式21表示的酰亚胺重复单元的用于液晶取向剂的第一聚合物时，由于该聚合物含有预定量的已经酰亚胺化的酰亚胺重复单元，因此即使当在没有在高温下进行热处理过程的情况下直接照射光时也可以制备具有优异的取向特性和稳定性以及优异的电压保持率和电特性的液晶取向膜。当包含小于上述含量范围的由化学式21表示的重复单元时，不会表现出充分的取向特性并且取向稳定性可能劣化。当由化学式21表示的重复单元的含量超过上述范围时，由于低的溶解性，可能难以制备能够涂覆的稳定取向溶液。因此，优选包含在上述含量范围内的由化学式21表示的重复单元以提供具有优异的储存稳定性、电特性、取向特性和取向稳定性的用于液晶取向剂的聚合物。
具体地，上述化学式26的L3中的基于酰亚胺的官能团可以是由以下化学式30表示的官能团：
[化学式30]
其中，在化学式30中，
Q为衍生自具有4至20个碳原子的烃的四价有机基团，或者其中四价有机基团中的至少一个氢被卤素取代或者其中至少一个-CH2-被-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO2-或-CONH-取代使得其可以不直接与氧原子或硫原子键合的四价有机基团。
此外，用于液晶取向剂的第一聚合物可以根据期望的特性包含适当量的由化学式22表示的重复单元或由化学式23表示的重复单元。具体地，相对于由化学式21至23表示的全部重复单元，由化学式22表示的重复单元可以以0mol％至40mol％、优选0mol％至30mol％的量被包含。由化学式22表示的重复单元在光照射之后在高温热处理过程期间转换成酰亚胺的速率低，因此如果超过上述范围，则总体酰亚胺化率不足，由此使取向稳定性劣化。因此，由化学式22表示的重复单元在上述范围内表现出适当的溶解性并因此可以提供可以实现高的酰亚胺化率同时具有优异的加工特性的用于液晶取向剂的聚合物。此外，相对于由化学式21至23表示的全部重复单元，由化学式23表示的重复单元可以以0mol％至95mol％、优选10mol％至90mol％的量被包含。在这样的范围内，可以表现出优异的涂覆特性，由此提供可以实现高酰亚胺化率同时具有优异的加工特性的用于液晶取向剂的聚合物。
同时，将用于液晶取向剂的第二聚合物与为经部分酰亚胺化的聚合物的用于液晶取向剂的第一聚合物混合并用作液晶取向剂，并且因此与其中仅使用用于液晶取向剂的第一聚合物的情况相比，可以显著提高取向膜的电特性，例如电压保持率。
为了表现出这样的效果，就提高电压保持率而言，优选由化学式24表示的重复单元中的X14衍生自芳族结构。
此外，在由化学式24表示的重复单元中，优选Y14为由化学式26表示的二价有机基团。在本文中，R30和R31各自独立地为具有3或更少个碳原子的短链官能团，或者更优选不包含为支化结构的R30和R31(h和i为0)。
优选地，Q、X12、X13和X14各自独立地为由以下化学式27表示的四价有机基团：
[化学式27]
其中，在化学式27中，
R32至R35各自独立地为氢或C1-6烷基，
L4为单键、-O-、-CO-、-S-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)z-、-O(CH2)zO-、或-COO-(CH2)z-OCO-，以及
z为1至10的整数。
此外，用于液晶取向剂的第一聚合物和用于液晶取向剂的第二聚合物可以以约15:85至85:15、优选约20:80至80:20的重量比混合。如上所述，用于液晶取向剂的第一聚合物含有一定量的已经酰亚胺化的酰亚胺重复单元，因此其特征在于，可以通过在形成涂膜之后在没有高温热处理过程的情况下直接照射光来产生各向异性，然后进行热处理以完成取向膜。用于液晶取向剂的第二聚合物的特征在于其可以提高电特性，例如电压保持率。当具有这样的特性的用于液晶取向剂的第一聚合物和用于液晶取向剂的第二聚合物以上述重量比范围混合并使用时，用于液晶取向剂的第一聚合物的优异的光反应特性和液晶取向特性与用于液晶取向剂的第二聚合物的优异的电特性可以彼此互补，并且因此可以制备同时具有优异的取向特性和电特性的液晶取向膜。
除了上述用于液晶取向剂的第一聚合物和用于液晶取向剂的第二聚合物之外，根据本发明的液晶取向剂组合物还包含反应性介晶环氧化物，并且因此可以提高由其制备的液晶取向膜的膜强度。
反应性介晶环氧化物是指其中在介晶基团的两个末端处取代有缩水甘油基的化合物。具体地，反应性介晶环氧化物可以为由以下化学式28表示的化合物：
[化学式28]
R36——MG——R36
其中，在化学式28中，
R36为缩水甘油氧基或N(缩水甘油氧基)2，以及
MG为二价介晶基团。
优选地，MG由以下化学式29表示：
[化学式29]
其中，在化学式29中，
Ar3和Ar4各自独立地为亚苯基或亚萘基，
每个L5独立地为单键、具有1至3个碳原子的亚烷基、-COO-、-C(CH3)＝CH-、或-C(CH3)＝N＝N＝C(CH3)-，
n为0、1或2，以及m为1至10的整数或者1至5的整数。
例如，当Ar4为亚苯基并且m为2时，其可以变为亚联苯基官能团。
更优选地，MG为选自以下列出的基团中的任一者。
此外，优选的是，相对于上述用于液晶取向剂的第一聚合物和用于液晶取向剂的第二聚合物的总重量，反应性介晶环氧化物以0.1重量％至30重量％的量被包含。
同时，将液晶取向剂组合物涂覆在基底上的方法没有特别地限制，并且例如，可以使用诸如丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷、喷墨印刷等方法。
此外，液晶取向剂组合物可以是其中用于液晶取向剂的第一聚合物和用于液晶取向剂的第二聚合物溶解或分散在有机溶剂中的组合物。有机溶剂的具体实例包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-咪唑烷酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甘醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丙醚、乙二醇单丙醚乙酸酯、乙二醇单异丙醚、乙二醇单异丙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯等。它们可以单独使用或组合使用。
此外，除了用于液晶取向剂的聚合物和有机溶剂之外，液晶取向剂组合物还可以包含其他组分。在一个非限制性实例中，当涂覆液晶取向剂组合物时，还可以包含这样的添加剂：其能够改善层厚度的均匀性和或表面平滑度，改善光取向膜与基底之间的粘合性，改变光取向膜的介电常数或电导率，或者增加光取向膜的密实度。这样的添加剂的实例包括各种溶剂、表面活性剂、基于硅烷的化合物、电介质、交联化合物等。
-干燥涂覆膜(步骤2)
步骤2是干燥步骤1中制备的涂覆膜的步骤。
干燥涂覆膜的步骤是为了除去液晶取向剂组合物中使用的溶剂等，并且例如可以使用诸如加热涂覆膜或真空蒸发的方法。干燥可以优选在50℃至130℃下，并且更优选在70℃至120℃下进行。
-在干燥步骤之后立即用光照射涂覆膜以进行取向处理(步骤3)
步骤3是用光照射在步骤2中干燥的涂覆膜以进行取向处理的步骤。
在本说明书中，“在干燥步骤之后立即照射膜”是指在干燥步骤之后在没有在等于或高于干燥步骤的温度的温度下进行热处理的情况下立即照射光，并且可以添加热处理之外的其他步骤。
更具体地，当使用包含聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的常规液晶取向剂制备液晶取向膜时，包括在基本上进行高温热处理以使聚酰胺酸酰亚胺化之后照射光的步骤。然而，当使用上述一个实施方案的液晶取向剂制备液晶取向膜时，不包括热处理步骤，而是直接照射光以进行取向处理，然后通过热处理使经取向处理的涂覆膜固化，由此即使在少量的光辐射能量下也制备了具有充分的取向特性和改善的稳定性的液晶取向膜。
此外，在取向处理步骤中，优选通过照射波长为150nm至450nm的偏振紫外光进行光照射。在本文中，曝光强度根据用于液晶取向剂的聚合物的种类而变化，并且可以照射优选10mJ/cm2至10J/cm2的能量，更优选30mJ/cm2至2J/cm2的能量。
对于紫外光，照射偏振紫外光以进行取向处理，所述偏振紫外光选自通过穿过以下偏振装置或经由以下偏振装置反射的方法经历偏振处理的紫外光：(1)使用透明基底(例如石英玻璃、苏打石灰玻璃、不含苏打石灰的玻璃等)的表面上涂覆有介电各向异性材料的基底的偏光装置，(2)其上细微地沉积有铝线或金属线的偏光器板，或(3)使用石英玻璃的反射的布鲁斯特(Brewster)偏振装置等。在本文中，偏振紫外线可以垂直于基底的表面照射，或者可以通过以特定角度引导入射角来照射。通过该方法，赋予涂覆膜液晶分子的取向能力。
-使经取向处理的涂覆膜经历低温热处理(步骤4)
步骤4是使步骤3中的经取向处理的涂覆膜经历低温热处理的步骤。
如上所述，由于在步骤3中通过在没有酰亚胺化过程的情况下直接照射线性偏振光引起了初始各向异性，因此这是通过低温热处理使取向膜的一部分再取向并且首先引起存在于取向膜中的反应性介晶环氧化物的取向、然后进行环氧反应以在取向膜中制备反应性介晶液晶膜的步骤。此外，这种低温热处理步骤不同于通过稍后描述的热处理使经取向处理的涂覆膜固化的步骤。
用于低温热处理的温度优选为200℃或更低。优选地，用于低温热处理的温度为110℃至200℃，并且更优选130℃至180℃。在本文中，热处理的装置没有特别地限制，并且可以通过加热装置例如热板、热空气循环路径、红外线炉等来进行。
-使经热处理的涂覆膜在比低温热处理的温度高的温度下进行热处理以使其固化(步骤5)
步骤5是使步骤4中在低温下经热处理的涂覆膜经历高温热处理以使其固化的步骤。
使经取向处理的涂覆膜经历热处理以使其固化的步骤是即使在使用包含常规聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的用于液晶取向剂的聚合物制备液晶取向膜的方法中也在光照射之后进行的步骤，并且其不同于在将液晶取向剂组合物涂覆在基底上之后并且在照射光之前或在照射光的同时使液晶取向剂组合物酰亚胺化的热处理步骤。
此外，进行反应性介晶环氧化物的环氧反应，因此可以改善取向稳定化。因此，用于热处理的温度是进行用于液晶取向剂的聚合物的酰亚胺化和反应性介晶环氧化物的环氧反应的温度，并且优选高于步骤4的用于低温热处理的温度。优选地，热处理在200℃至250℃，并且更优选在210℃至240℃的温度下进行。在本文中，热处理的装置没有特别地限制，并且可以通过加热装置例如热板、热空气循环路径、红外线炉等进行。
液晶显示装置
此外，本发明提供了包括上述液晶取向膜的液晶显示装置。
可以通过已知方法将液晶取向膜引入到液晶单元中，同样地，可以通过已知方法将液晶单元引入到液晶显示装置中。包括液晶取向膜的液晶显示装置的制备方法的实例没有特别地限制，但是可以应用先前已知的液晶显示装置的各种制备方法。优选地，将浸渍有尺寸为3μm的球形间隔物的密封剂施加至上板的除了液晶注入孔之外的边缘，并将形成在上板和下板上的本发明的取向膜排列成使得它们面向彼此并且排列方向为彼此对齐，然后将上板和下板结合在一起并使密封剂固化以制备空的空间。随后，将液晶注入空的单元中以生产平行排列模式的液晶单元。
有益效果
根据本发明，可以提供液晶取向膜、用于制备其的方法和使用其的液晶显示装置，所述液晶取向膜不仅具有优异的取向特性和稳定性，而且具有高的膜强度，并且因此表现出优异的耐久性和高的余像特性。
具体实施方式
在下文中，将通过实施例更详细地描述本发明。然而，给出这些实施例仅出于说明的目的，并且本发明的范围不旨在受这些实施例的限制。
制备例1：二胺的合成
将环丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐(CBDA)和4-硝基苯胺溶解在DMF(二甲基甲酰胺)中以制备混合物。然后，使混合物在约80℃下反应约12小时以制备酰胺酸。随后，将酰胺酸溶解在DMF中，并向其中添加乙酸酐和乙酸钠以制备混合物。然后，使包含在混合物中的酰胺酸在约90℃下酰亚胺化约4小时。将由此获得的酰亚胺溶解在DMAc(二甲基乙酰胺)中，然后向其中添加Pd/C以制备混合物。使混合物在6巴的氢压力下在45℃下还原20分钟以制备二胺。
制备例2：用于液晶取向剂的聚合物P-1的制备
(步骤1)
将5.0g(13.3mmol)制备例1中制备的二胺完全溶解在71.27g的无水N-甲基吡咯烷酮(NMP)中。然后，在冰浴下向溶液中添加2.92g(13.03mmol)1,3-二甲基-环丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐并在室温下搅拌16小时。
(步骤2)
将步骤1中获得的溶液倒入过量的蒸馏水中以形成沉淀物。然后，将形成的沉淀物过滤并用蒸馏水洗涤两次并用甲醇洗涤三次。将由此获得的固体产物在40℃的真空烘箱中干燥24小时以获得6.9g用于液晶取向剂的聚合物P-1。
作为通过GPC确认P-1的分子量的结果，数均分子量(Mn)为15500g/mol，并且重均分子量(Mw)为31000g/mol。此外，聚合物P-1的单体结构由所使用的单体的当量比率确定，并且在分子中酰亚胺结构的比率为50.5％，而酰胺酸结构的比率为49.5％。
制备例3：用于液晶取向剂的聚合物Q-1的制备
将5.00g 4,4'-亚甲基二苯胺和5.05g 4,4'-氧二苯胺完全溶解在221.4g NMP中。然后，在冰浴下向溶液中添加14.55g 4,4'-邻苯二甲酸酐并在室温下搅拌16小时。随后，以与制备例2的步骤2相同的方式制备聚合物Q-1。
实施例1
(1)液晶取向剂组合物的制备
将5重量份的制备例2中制备的P-1、5重量份的制备例3中制备的Q-1和0.8重量份的4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯(相对于用于液晶取向剂的聚合物，8重量％)完全溶解在重量比为8:2的NMP和正丁氧基乙醇的混合溶剂中。然后，用由聚(四氟乙烯)制成的孔尺寸为0.2μm的过滤器使所得物经历压滤以制备液晶取向剂组合物。
(2)液晶取向膜的制备
使用旋涂法将实施例1中制备的液晶取向剂组合物分别涂覆在基底(下板)和玻璃基底(上板)上，在所述基底(下板)中，在尺寸为2.5cm×2.7cm的矩形玻璃基底上形成有厚度为60nm、电极宽度为3μm且电极之间的间距为6μm的梳形IPS模式型ITO电极图案，所述玻璃基底(上板)不具有电极图案。
然后，将其上涂覆有液晶取向剂组合物的基底放置在约80℃的热板上1分钟以使溶剂蒸发。为了使由此获得的涂覆膜取向，使用其中粘附有线性起偏振器的曝光设备以0.3J/cm2的强度向上板和下板各自的涂覆膜照射254nm的紫外光。
随后，将涂覆膜放置在130℃的热板上500秒，由此使其经历低温热处理。然后，将涂覆膜在约230℃的烘箱中煅烧(固化)20分钟以获得膜厚度为0.1μm的液晶取向膜。
实施例2
以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于使用1.0重量份(相对于用于液晶取向剂的聚合物，10重量％)量的4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯。
实施例3
以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于使用1,4-亚苯基双(4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯)代替4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯。
比较例1
以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于使用以下化合物(BATG)代替4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯。
比较例2
以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于使用以下化合物(CDMDG)代替4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯。
比较例3
以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于省略低温热处理并将煅烧(固化)温度调整为240℃。
比较例4
以与实施例2相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于省略低温热处理并将煅烧(固化)温度调整为240℃。
比较例5
以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂组合物和液晶取向膜，不同之处在于不使用4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯。
实验例
将浸渍有尺寸为3μm的球形间隔物的密封剂施加至上板的除了液晶注入孔之外的边缘。此外，将形成在上板和下板上的实施例和比较例的取向膜排列成使得它们面向彼此并且排列方向为彼此对齐，然后将上板和下板结合在一起并使密封剂固化以制备空的空间。随后，将液晶注入空的单元中以生产平行排列模式的液晶单元。
(1)延迟(R)
测量实施例和比较例中获得的液晶取向膜的延迟(R)。具体地，通过使用由Axometrics制造的AxoStep设备照射波长为550nm的偏振光来测量各延迟，并且5次重复测量的测量值的平均值示于下表1中。
(2)膜强度
测量实施例和比较例中获得的取向膜的膜强度并将结果示于下表1中。具体地，经由铅笔硬度测试仪根据ASTM D3363测试标准通过装载50g的重量并使用各种硬度的铅笔对取向膜的膜强度进行测量。
(3)亮度波动率
使用实施例和比较例中获得的液晶取向膜来测量所制备的液晶单元的亮度波动率。具体地，将偏光板粘附至液晶单元的上板和下板，使得它们彼此垂直。然后将粘附有偏光板的液晶单元粘附至7000cd/m2的背光，并使用为用于测量亮度的装置的PR-880设备对黑模式下的亮度进行测量。然后，在室温下以5V的AC电压将液晶单元驱动24小时。随后，在其中液晶单元的电压关闭的状态下以与上述相同的方式测量黑模式下的亮度，并且将结果示于下表1中。
在驱动液晶单元之前测量的初始亮度(L0)与驱动之后测量的亮度(L1)之差除以初始亮度(L0)并乘以100以计算亮度波动率。随着由此计算的亮度波动率越接近0％，意味着取向稳定性优异。
表1
*A-1：4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯
*A-2：1,4-亚苯基双(4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯甲酸酯)
*B-1：BATG
*B-2：CDMDG
如上表1所示，当使用与实施例的环氧化物添加剂相比具有不同结构的环氧化物添加剂时(类似于比较例1和2)，确定延迟值显著低于实施例的那些，并且亮度波动率增加。由此确定，在通过使用基于苯甲酸苯酯的RM(反应性介晶)环氧化物添加剂获得的液晶取向膜的情况下，延迟增加，由此实现优异的AC余像特性，并且还降低了亮度波动率，由此实现优异的取向稳定性。
此外，在表1中，类似于比较例3和4，虽然使用相同量的基于苯甲酸苯酯的环氧化物添加剂，但是当省略低温热处理并将煅烧(固化)温度调整为240℃时，确定延迟值显著低于实施例的那些并且亮度波动率增加。由此确定，类似于实施例，由于在热处理之后进行固化，最终制备的取向膜的延迟增加，由此实现优异的AC余像特性，并且还降低了亮度波动率，由此实现优异的取向稳定性。
同时，类似于比较例5，当不添加基于苯甲酸苯酯的环氧化物添加剂时，确定与实施例的那些相比，膜强度显著降低，因此可以通过使用实施例中的特定环氧化物添加剂来提高液晶取向膜的强度。

Claims (20)

1.一种液晶取向膜，包含：含有第一重复单元和第二重复单元的聚合物，所述第一重复单元包含选自以下化学式1至化学式3中的至少一者；
所述第二重复单元包含选自以下化学式4和化学式5中的至少一者，
其中所述液晶取向膜的延迟值为3nm或更高：
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中，在化学式1至5中，
R1和R2中的至少一者为具有1至10个碳原子的烷基，并且其余为氢，以及
X1至X5各自独立地为由以下化学式6表示的四价有机基团：
[化学式6]
其中，在化学式6中，
R3至R8各自独立地为氢或具有1至10个碳原子的烷基，
L1为选自以下的任一者：直接键、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR9R10-、-(CH2)Z-、-O(CH2)ZO-、-COO(CH2)ZOCO-、-CONH-、亚苯基、或其组合，
其中R9和R10各自独立地为氢、具有1至10个碳原子的烷基、或氟烷基，
Z为1至10的整数，以及
Y1至Y5各自独立地为由以下化学式7表示的二价有机基团：
[化学式7]
其中，在化学式7中，
A为由化学式6表示的四价有机基团，以及
D1和D2各自独立地为具有6至20个碳原子的亚芳基；以及
在化学式4和5中，
R'和R"中的至少一者为在分子中含有介晶基团的官能团，并且其余为氢。
2.根据权利要求1所述的液晶取向膜，其中所述在分子中含有介晶基团的官能团由以下化学式8表示：
[化学式8]
其中，在化学式8中，
Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基或亚萘基，
Q1和Q2为直接键、具有1至10个碳原子的亚烷基、或具有1至10个碳原子的亚烷氧基，
每个L独立地为直接键、-COO-、-C(CH3)＝CH-、或-C(CH3)＝N＝N＝C(CH3)-，
n为0、1或2的整数，以及
m为1至10的整数。
3.根据权利要求2所述的液晶取向膜，其中，
在化学式8中，Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基，
Q1和Q2各自独立地为具有1至3个碳原子的亚烷氧基，
L为-COO-，
n为1，并且m为1。
4.根据权利要求2所述的液晶取向膜，其中，
在化学式8中，Ar1和Ar2各自独立地为亚苯基，
Q1和Q2各自独立地为具有1至3个碳原子的亚烷氧基，
L为-COO-，
n为2，并且m为1。
5.根据权利要求1所述的液晶取向膜，其中所述聚合物在至少一个末端处还包含由以下化学式9表示的官能团或由以下化学式10表示的官能团：
[化学式9]
其中，在化学式9中，
X1、Y1、R'和R"如权利要求1中所限定的，
[化学式10]
其中，在化学式10中，
R11和R12各自独立地为氢或具有1至10个碳原子的烷基，以及
X2、Y2、R'和R"如权利要求1中所限定的。
6.根据权利要求1所述的液晶取向膜，其中所述聚合物还包括含有第三重复单元和第四重复单元的聚合物，所述第三重复单元包含选自化学式11至13中的至少一者，所述第四重复单元包含选自化学式14和15中的至少一者：
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
其中，在化学式11至15中，
R13和R14中的至少一者为具有1至10个碳原子的烷基，并且其余为氢，
X6至X10各自独立地为权利要求1中所限定的由化学式6表示的四价有机基团，以及
Y6至Y10各自独立地为由以下化学式16表示的二价有机基团：
[化学式16]
其中，在化学式16中，
R15和R16各自独立地为氢、卤素、氰基、腈、具有1至10个碳原子的烷基、具有1至10个碳原子的烯基、具有1至10个碳原子的烷氧基、具有1至10个碳原子的氟烷基、或具有1至10个碳原子的氟烷氧基，
p和q各自独立地为0至4的整数，
L2为直接键、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)y-、-O(CH2)yO-、-O(CH2)y-、-NH-、-NH(CH2)y-NH-、-NH(CH2)yO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)y-OCO-、或-OCO-(CH2)y-COO-，
y为1至10的整数，
k和m各自独立地为0至3的整数，
n为0至3的整数，以及
R'和R"如权利要求1中所限定的。
7.根据权利要求6所述的液晶取向膜，其中，在所述液晶取向膜中，所述含有第三重复单元和第四重复单元的聚合物与所述含有第一重复单元和第二重复单元的聚合物之间的重量比为10:90至90:10，所述第三重复单元包含选自化学式11至13中的至少一者，所述第四重复单元包含选自化学式14和15中的至少一者，所述第一重复单元包含权利要求1所限定的选自化学式1至3中的至少一者，所述第二重复单元包含选自化学式4和5中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的液晶取向膜，其中所述聚合物的重均分子量为5000至100000(通过GPC法测量)。
9.一种用于制备液晶取向膜的方法，包括以下步骤：
1)将液晶取向剂组合物涂覆至基底上以形成涂覆膜；
2)干燥所述涂覆膜；
3)在干燥步骤之后立即用光照射所述涂覆膜以进行取向处理；
4)使经取向处理的涂覆膜在200℃或更低下经历低温热处理；以及
5)使经热处理的涂覆膜在比所述低温热处理的温度高的温度下经历热处理以使其固化，
其中所述液晶取向剂组合物包含：i)用于液晶取向剂的第一聚合物，所述用于液晶取向剂的第一聚合物含有选自由以下化学式21表示的重复单元、由以下化学式22表示的重复单元和由以下化学式23表示的重复单元中的至少两种重复单元，其中相对于由以下化学式21至23表示的全部重复单元，由以下化学式21表示的重复单元以5mol％至74mol％的量被包含；ii)用于液晶取向剂的第二聚合物，所述用于液晶取向剂的第二聚合物含有由以下化学式24表示的重复单元；以及iii)反应性介晶环氧化物：
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
其中，在化学式21至24中，
R22和R23各自独立地为氢或C1-10烷基，前提条件是R22和R23不全为氢，
R24和R25各自独立地为氢或C1-10烷基，以及
X11为由以下化学式25表示的四价有机基团：
[化学式25]
其中，在化学式25中，
R26至R29各自独立地为氢或C1-6烷基，
X12、X13和X14各自独立地为衍生自具有4至20个碳原子的烃的四价有机基团，或者其中四价有机基团中的至少一个氢被卤素取代或者其中至少一个-CH2-被-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO2-或-CONH-取代使得其不直接与氧原子或硫原子键合的四价有机基团，以及
Y11、Y12、Y13和Y14各自独立地为由以下化学式26表示的二价有机基团：
[化学式26]
其中，在化学式26中，
R30和R31各自独立地为卤素、氰基、C1-10烷基、C2-10烯基、C1-10烷氧基、C1-10氟烷基、或C1-10氟烷氧基，
h和i各自独立地为0至4的整数，
L3为单键、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)z-、-O(CH2)zO-、-O(CH2)z-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)z-OCO-、-OCO-(CH2)z-COO-、或基于酰亚胺的官能团，
z为1至10的整数，以及
j为0至3的整数。
10.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中X12、X13和X14各自独立地为由以下化学式27表示的四价有机基团：
[化学式27]
其中，在化学式27中，
R32至R35各自独立地为氢或C1-6烷基，
L4为单键、-O-、-CO-、-S-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)z-、-O(CH2)zO-、或-COO-(CH2)z-OCO-，以及
z为1至10的整数。
11.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中所述反应性介晶环氧化物由以下化学式28表示：
[化学式28]
R36-MG-R36
其中，在化学式28中，
R36为缩水甘油氧基或N(缩水甘油氧基)2，以及
MG为二价介晶基团。
12.根据权利要求11所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中MG由以下化学式29表示：
[化学式29]
其中，在化学式29中，
Ar3和Ar4各自独立地为亚苯基或亚萘基，
每个L5独立地为单键、具有1至3个碳原子的亚烷基、-COO-、-C(CH3)＝CH-、或-C(CH3)＝N＝N＝C(CH3)-，
n为0、1或2，以及
m为1至10的整数。
13.根据权利要求11所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中MG为选自以下列出的基团中的任一者：
14.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中相对于用于液晶取向剂的聚合物的重量，所述介晶环氧化物以0.1重量％至30重量％的量被包含。
15.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中化学式26的L3中的所述基于酰亚胺的官能团为由以下化学式30表示的官能团：
[化学式30]
其中，在化学式30中，
Q为衍生自具有4至20个碳原子的烃的四价有机基团，或者其中四价有机基团中的至少一个氢被卤素取代或者其中至少一个-CH2-被-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO2-或-CONH-取代使得其不直接与氧原子或硫原子键合的四价有机基团。
16.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中步骤2的所述干燥在50℃至130℃下进行。
17.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中步骤3的所述取向处理通过照射波长为150nm至450nm的偏振紫外光来进行。
18.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中步骤4的所述低温热处理在110℃至200℃下进行。
19.根据权利要求9所述的用于制备液晶取向膜的方法，其中步骤5的所述热处理在200℃至250℃下进行。
20.一种液晶显示装置，包括根据权利要求1所述的液晶取向膜。
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