CN113773858A - 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关一种液晶配向剂，其包含聚合物(A)及溶剂(B)，其中所述聚合物(A)包含第一聚合物(A1)与第二聚合物(A2)，所述第一聚合物(A1)由第一混合物反应而制得，所述第一混合物包含四羧酸二酐组分(a1)及二胺组分(b1)，其中所述二胺组分(b1)包含至少一种如式(I)所示的二胺化合物(b1‑1)；所述第二聚合物(A2)由第二混合物反应而制得，所述第二混合物包含四羧酸二酐组分(a2)及二胺组分(b2)，其中所述二胺组分(b2)包含至少一种如式(II)所示的二胺化合物(b2‑1)。此外，本发明还提供一种由前述液晶配向剂所形成的液晶配向膜、及一种包含前述液晶配向膜的液晶显示组件。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件
技术领域
本发明是关于一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件，特别是关于一种耐环境性佳、不易产生残影的液晶配向剂、由前述液晶配向剂形成的液晶配向膜及具有前述液晶配向膜的液晶显示组件。
背景技术
液晶电视、液晶显示器等的液晶显示组件，通常在组件内部设有液晶配向膜，以控制液晶排列状态。目前工业上最常见形成液晶配向膜的方法，是以聚酰胺酸及/或将其酰亚胺化的聚酰亚胺在电极基板上形成膜，接着对其进行摩擦处理(即以棉、尼龙、聚酯等布材沿单一方向摩擦膜表面)，而制得液晶配向膜。
在液晶配向膜的配向过程中，工业上较易于生产的方法是针对膜表面进行摩擦处理。然而，随着对液晶显示组件的高效能化、高精细度化、大型化的要求越来越高，在进行摩擦处理的时候，受到液晶配向膜表面的损伤、飞尘、因机械力和静电力所产生的影响，与在配向处理面上的不均匀性等的种种问题，也随之变得更加显著。
作为取代摩擦处理的方法，目前已知有利用因偏光的紫外线照射而赋予液晶配向能的光配向法。所述光配向法的液晶配向处理可包含在反应机制上利用光致异构化(photoisomerization)反应的物质、利用光交联(photocrosslink)反应的物质、利用光分解反应的物质等。再者，特开平9-297313号公报提出，光配向法使用主链具有环丁烷等的脂环构造的聚酰亚胺膜。使用聚酰亚胺作为光配向用配向膜的时候，因为此配向膜的耐热性高于其他类型的配向膜，故此种配向膜的应用性备受期待。
光配向法为不须摩擦配向处理的方法，其在工业上不仅具有制程简单的优点，在横向电场效应技术(In-Plane-Switching；IPS)驱动方式和边界电场切换广视角技术(Fringe Field Switching；FFS)驱动方式的液晶显示组件中，相较于使用摩擦处理法所得的液晶配向膜，使用上述光配向法所得的液晶配向膜，可望提升液晶显示组件的对比度和视角特性，因此光配向法为具有前景而备受瞩目的液晶配向处理方法。
然而，通过光配向法所制得的液晶配向膜应用于液晶显示组件时，仍有耐环境性不佳、易产生残影等问题。由上述可知，为了符合目前光配向IPS型液晶显示器业者的要求，提供一种可形成耐环境性佳、不易产生残影的液晶显示组件的液晶配向剂，为本技术领域技术人员努力研究的目标。
发明内容
本发明通过所述液晶配向剂的特殊组成及/或配比，可使其所制得的液晶配向膜应用于液晶显示组件时，具有耐环境性佳及/或不易产生残影等优点。
因此，本发明提供一种液晶配向剂，其包含：
聚合物(A)；及
溶剂(B)；
其中所述聚合物(A)包含第一聚合物(A1)与第二聚合物(A2)，所述第一聚合物(A1)由第一混合物反应而制得，所述第一混合物包含四羧酸二酐组分(a1)及二胺组分(b1)，其中所述二胺组分(b1)包含至少一种如式(I)所示的二胺化合物(b1-1)：
Figure BDA0003088012610000021
式(I)中，R1至R10为相同或不同的氢原子或一价有机基，其中R1至R10中至少含两个伯胺基；
所述第二聚合物(A2)由第二混合物反应而制得，所述第二混合物包含四羧酸二酐组分(a2)及二胺组分(b2)，其中所述二胺组分(b2)包含至少一种如式(II)所示的二胺化合物(b2-1)：
Figure BDA0003088012610000022
式(II)中，E1及E5各自独立地代表单键或碳数为1至5的亚烷基；E2及E4各自独立地代表碳数为1至5的亚烷基；E3代表碳数为1至6的亚烷基、或亚环烷基；B1及B5各自独立地代表单键、－O－、－NH－、－NCH3－、－C(＝O)－、－C(＝O)O－、－C(＝O)NCH3－、－OC(＝O)－、－NHC(＝O)－或－N(CH3)C(＝O)－；a代表0或1；且D1具有式(II-1)所示的结构：
Figure BDA0003088012610000031
式(II-1)中，R为碳数为1至20的直链、分支或环状的一价羟基，*代表连结基。
本发明另提供一种液晶配向膜，是由前述的液晶配向剂所形成。
本发明又提供一种液晶显示组件，包含前述的液晶配向膜。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的液晶显示组件的侧视图。
【符号说明】
100:液晶显示组件；
110:第一单元；
112:第一基板；
114:第一导电膜；
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)；及
溶剂(B)；
其中所述聚合物(A)包含第一聚合物(A1)与第二聚合物(A2)，所述第一聚合物(A1)由第一混合物反应而制得，所述第一混合物包含四羧酸二酐组分(a1)及二胺组分(b1)，其中所述二胺组分(b1)包含至少一种如式(I)所示的二胺化合物(b1-1)：
Figure BDA0003088012610000041
式(I)中，R1至R10为相同或不同的氢原子或一价有机基，其中R1至R10至少含两个伯胺基；
所述第二聚合物(A2)由第二混合物反应而制得，所述第二混合物包含四羧酸二酐组分(a2)及二胺组分(b2)，其中所述二胺组分(b2)包含至少一种如式(II)所示的二胺化合物(b2-1)：
Figure BDA0003088012610000042
式(II)中，E1及E5各自独立地代表单键或碳数为1至5的亚烷基；E2及E4各自独立地代表碳数为1至5的亚烷基；E3代表碳数为1至6的亚烷基、或亚环烷基；B1及B5各自独立地代表单键、－O－、－NH－、－NCH3－、－C(＝O)－、－C(＝O)O－、－C(＝O)NCH3－、－OC(＝O)－、－NHC(＝O)－或－N(CH3)C(＝O)－；a代表0或1；且D1具有式(II-1)所示的结构：
Figure BDA0003088012610000043
式(II-1)中，R为碳数为1至20的直链、分支或环状的一价羟基，*代表连结基。
第一聚合物(A1)
本发明的第一聚合物(A1)，由第一混合物反应所制得。具体而言，所述第一聚合物(A1)可选自聚酰胺酸聚合物、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任意组合。其中，聚酰亚胺系嵌段共聚合物是选自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。
所述第一混合物包含四羧酸二酐组分(a1)及二胺组分(b1)，其中四羧酸二酐组分(a1)的较佳具体例为(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(a1-1)至式(a1-6)所示的四羧酸二酐化合物等。
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、均苯四羧酸二酐、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。
根据本发明的(4)具有如式(a1-1)至式(a1-6)所示的四羧酸二酐化合物，详细叙述如下。
Figure BDA0003088012610000061
Figure BDA0003088012610000071
于式(a1-5)中，A1代表含有芳香环的二价基团；r代表1至2的整数；A2及A3可为相同或不同，且可分别代表氢原子或烷基。较佳地，如式(a1-5)所示的四羧酸二酐化合物可选自于如下式(a1-5-1)至式(a1-5-3)所示的化合物。
Figure BDA0003088012610000072
于式(a1-6)中，A4代表含有芳香环的二价基团；A5及A6可为相同或不同，且分别地代表氢原子或烷基。较佳地，如式(a1-6)所示的四羧酸二酐化合物可选自于如下式(a1-6-1)所示的化合物。
Figure BDA0003088012610000081
于所述四羧酸二酐组分(a1)中，上述的四羧酸二酐化合物可以单独一种使用或者混合两种以上使用。
基于二胺组分(b1)的使用量为100摩尔，所述四羧酸二酐组分(a1)的使用量范围为20摩尔至200摩尔；较佳为30摩尔至120摩尔。
所述第一混合物的二胺组分(b1)包含至少一种如式(I)所示的二胺化合物(b1-1)：
Figure BDA0003088012610000082
式(I)中，R1至R10为相同或不同的氢原子或一价有机基，其中R1至R10中至少含两个伯胺基。
于一实施例中，R1至R10中的两个且仅有两个为伯胺基。
所述二胺化合物(b1-1)的具体例，可列举如下式(I-1)所示，其中R1至R10中的两个伯胺基连接在不同苯环上；或如下式(I-2)所示，其中R1至R10中的两个伯胺基连接在同一苯环上。
Figure BDA0003088012610000083
Figure BDA0003088012610000091
其余的R1至R10为相同或不同的氢原子或一价有机基，所述一价有机基可列举碳数为1至20的烷基、烯基、环烷基、苯基、联苯基、三联苯基、氟原子及其组合。所述二胺化合物(b1-1)中，依据其与四羧酸二酐的反应性以及形成液晶配向膜时的液晶配向性的观点而言，较佳为4,4'-二胺基二苯基胺、2,4-二胺基二苯基胺，更佳为2,4-二胺基二苯基胺。
基于二胺组分(b1)的总使用量为100摩尔，所述二胺化合物(b1-1)的使用量为3摩尔至50摩尔，较佳为5摩尔至50摩尔，然以5摩尔至45摩尔为更佳。
若所述二胺组分(b1)不包含二胺化合物(b1-1)时，所制得的液晶显示组件具有耐环境性差的缺陷。
所述二胺组分(b1)另可包含其他二胺化合物(b1-2)。
其他二胺化合物(b1-2)可包含但不限于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、2,6-二胺基吡啶、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)环己烷、1,5-双(4-胺基苯氧基亚甲基)金刚烷、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[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、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-ethyl phenyl)cyclohexane}或如下式(3-1)至式(3-31)所示的其他二胺化合物。
式(3-1)如下所示：
Figure BDA0003088012610000101
于式(3-1)中，Z1代表-O-、
Figure BDA0003088012610000102
Figure BDA0003088012610000103
且Z2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(3-1)所示的其他二胺化合物较佳可为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-diamino-benzene)、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(3-1-1)至式(3-1-6)所示的其他二胺化合物。
Figure BDA0003088012610000111
Figure BDA0003088012610000121
式(3-2)如下所示：
Figure BDA0003088012610000122
于式(3-2)中，Z3代表-O-、
Figure BDA0003088012610000123
Figure BDA0003088012610000124
Z4及Z5代表伸脂肪族环、伸芳香族环或伸杂环基团，且Z6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(3-2)所示的其他二胺化合物较佳可为如下式(3-2-1)至式(3-2-13)所示的二胺化合物：
Figure BDA0003088012610000125
Figure BDA0003088012610000131
Figure BDA0003088012610000141
于式(3-2-10)至式(3-2-13)中，s可代表3至12的整数。
式(3-3)如下所示：
Figure BDA0003088012610000142
于式(3-3)中，Z7代表氢原子、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。P1代表1至3的整数。当P1大于1时，多个Z7可为相同或不同。
上述式(3-3)所示的二胺化合物较佳是选自于(1)P1为对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二胺甲苯等；(2)P1为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)P1为1,4-双(4'-胺基苯基)苯等，更佳是选自于对-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。
式(3-4)如下所示：
Figure BDA0003088012610000143
于上式(3-4)中，P2代表1至5的整数。式(3-4)所示的结构较佳是选自于4,4'-二胺基二苯基硫醚。
式(3-5)如下所示：
Figure BDA0003088012610000151
于式(3-5)中，Z8及Z10可为相同或不同，且分别代表二价有机基团，Z9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(3-6)如下所示：
Figure BDA0003088012610000152
于式(3-6)中，Z11、Z12、Z13及Z14分别可为相同或不同，且可代表碳数为1至12的烃基。P3代表1至3的整数，且P4代表1至20的整数。
Figure BDA0003088012610000153
于式(3-7)中，Z15代表-O-或伸环己烷基，Z16代表-CH2-，Z17代表伸苯基或伸环己烷基，且Z18代表氢原子或庚基。
上式(3-7)所示的二胺化合物较佳是选自于如下式(3-7-1)及式(3-7-2)所示的二胺化合物。
Figure BDA0003088012610000154
式(3-8)至式(3-31)所示的其他二胺化合物如下所示：
Figure BDA0003088012610000161
Figure BDA0003088012610000171
Figure BDA0003088012610000181
Figure BDA0003088012610000191
于式(3-16)至式(3-19)中，Z19较佳是碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。于式(3-20)至式(3-24)中，Z20较佳为氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。
其他二胺化合物(b1-2)较佳可包含但不限于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、1,3-双(3-胺基苯氧基)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、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯、式(3-1-1)、式(3-1-2)、式(3-1-5)、式(3-2-1)、式(3-2-11)、式(3-7-1)、式(3-25)或式(3-28)所表示的化合物。
前述的其他二胺化合物(b1-2)可单独一种或混合两种以上使用。
基于二胺组分(b1)的总使用量为100摩尔，其他二胺化合物(b1-2)的使用量为80摩尔至99摩尔，较佳为85摩尔至99摩尔，然以90摩尔至99摩尔为更佳。
第一聚合物(A1)的制备方法
本发明的聚酰胺酸聚合物的制备可为一般的方法，较佳地，前述聚酰胺酸聚合物的制备方法包含以下步骤：将包含四羧酸二酐组分(a1)与二胺组分(b1)的第一混合物溶于溶剂中，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方式，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不良溶剂中，得到一析出物，接着经由减压干燥方式将前述析出物进行干燥处理，即可得到聚酰胺酸聚合物。
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非质子系极性溶剂；(2)酚系溶剂，例如：间-甲酚、二甲苯酚、酚或卤化酚类等酚系溶剂。基于混合物的使用量为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。
特别地，于聚缩合反应中，溶剂可并用适量的不良溶剂，其中不良溶剂不会造成聚酰胺酸聚合物析出。不良溶剂可以单独一种使用或者混合两种以上使用，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醇类；(2)酮类，例如：丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类；(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、甲苯或二甲苯等烃类或上述溶剂的任意组合。基于二胺组分(b1)的使用量为100重量份，贫溶剂的使用量较佳为0重量份至60重量份，更佳为0重量份至50重量份。
本发明的聚酰亚胺聚合物的制备可为一般的方法，较佳地，聚酰亚胺聚合物的制备方法先将第一混合物溶解于溶液中，其中第一混合物包含四羧酸二酐组分(a1)与二胺组分(b1)，并进行聚合反应，以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，并进行脱水死循环反应，使得聚酰胺酸聚合物中的酰胺酸官能基经由脱水死循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。
用于脱水死循环反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同，故不另赘述。基于聚酰胺酸聚合物的使用量为100重量份，用于脱水死循环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。
为获得较佳的聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度，脱水死循环反应的操作温度较佳为40℃至200℃，更佳为40℃至150℃。若脱水死循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，若脱水死循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。
用于脱水死循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。用于脱水死循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吡啶类化合物；(2)三级胺类化合物，例如：三乙基胺等三级胺类化合物。基于脱水剂的使用量为1摩尔，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较佳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，或其任意组合。
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，较佳地，聚酰亚胺系嵌段共聚合物的制备方法先将起始物溶解于溶剂中，并进行聚缩合反应，其中所述起始物包含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，且可进一步地包含四羧酸二酐组分(a1)及二胺组分(b1)。
前述起始物中的四羧酸二酐组分(a1)与二胺组分(b1)是与上述制备聚酰胺酸聚合物中所使用的四羧酸二酐组分(a1)与二胺组分(b1)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。
基于前述起始物的使用量为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℃，且更佳为0℃至100℃。
较佳地，起始物包含但不限于(1)两种末端基相异且结构相异的聚酰胺酸聚合物；(2)两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之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分(a1)及二胺组分(b1)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，所述四羧酸二酐化合物及二胺化合物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分(a1)及二胺组分(b1)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分(a1)及二胺组分(b1)的结构相异；(7)两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)两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)两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)两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)两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；(12)两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，较佳地，前述聚酰胺酸聚合物、前述聚酰亚胺聚合物以及前述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，可改善液晶配向剂的涂布性能。制备前述末端修饰型聚合物的方式可通过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单异氰酸酯化合物。
本发明的第一聚合物(A1)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10,000至100,000，较佳为10,000至90,000，且更佳为10,000至75,000。
第二聚合物(A2)
本发明的第二聚合物(A2)，是由第二混合物反应所制得。具体而言，所述第二聚合物(A2)可选自聚酰胺酸聚合物、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任意组合。其中，聚酰亚胺系嵌段共聚合物是选自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。
所述第二混合物包含四羧酸二酐组分(a2)及二胺组分(b2)，其中四羧酸二酐组分(a2)包括至少一种由式(III)表示的四羧酸二酐化合物(a2-1)：
Figure BDA0003088012610000231
式(III)中，R1至R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至6的烷基、碳数为2至6的烯基、碳数为2至6的炔基、含有氟原子且碳数为1至6的一价有机基团或苯基，R1至R4为相同或不相同，且R1、R2、R3及R4的至少一者不为氢原子。
在R1、R2、R3及R4具有空间位阻结构的情况下，会造成液晶配向剂的液晶配向性不佳。因此，R1、R2、R3及R4较佳为氢原子、甲基或乙基，其中又以甲基为更佳。
式(III)所示结构的四羧酸二酐化合物(a2-1)的具体例可例如为下式(III-1)至式(III-8)所示的化合物。针对液晶配向性而言，以式(III-1)为较佳。
Figure BDA0003088012610000232
Figure BDA0003088012610000241
上述的四羧酸二酐化合物(a2-1)可以单独一种使用或者混合两种以上使用。
基于四羧酸二酐组分(a2)的总使用量为100摩尔，四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量为30摩尔至100摩尔，较佳为40摩尔至100摩尔，然以50摩尔至100摩尔为更佳。
若四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量落于上述范围时，所制得的液晶显示组件不容易产生残影。
所述四羧酸二酐组分(a2)另可包含其他四羧酸二酐化合物(a2-2)，所述其他四羧酸二酐化合物(a2-2)的种类可与前述第一聚合物(A1)中的四羧酸二酐组分(a1)所列相同，故于此不再赘述。
基于四羧酸二酐组分(a2)的总使用量为100摩尔，其他四羧酸二酐化合物(a2-2)的使用量为0摩尔至70摩尔，较佳为0摩尔至60摩尔，然以0摩尔至50摩尔为更佳。
所述二胺组分(b2)包含至少一种如式(II)所示的二胺化合物(b2-1)：
Figure BDA0003088012610000251
式(II)中，E1及E5各自独立地代表单键或碳数为1至5的亚烷基。以密封剂中的官能基的反应性而言，较佳为单键或亚甲烷基。E2及E4各自独立地代表碳数为1至5的亚烷基，较佳为亚甲烷基或亚乙烷基。
E3代表碳数为1至6的亚烷基、或亚环烷基。以密封剂中的官能基的反应性而言，较佳为亚甲烷基或亚乙烷基。a代表0或1。
B1及B2各自独立地代表单键、－O－、－NH－、－NCH3－、－C(＝O)－、－C(＝O)O－、－C(＝O)NCH3－、－OC(＝O)－、－NHC(＝O)－或－N(CH3)C(＝O)－。以所得的液晶配向剂的液晶配向性而言，较佳为单键或－O－。
D1具有式(II-1)所示的结构：
Figure BDA0003088012610000252
式(II-1)中，R为碳数为1至20的直链、分支或环状的一价羟基。
以原料取得的方便性而言，R较佳为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己烷基、正辛烷基、芐基、正十六烷基或9-芴基甲基，更佳为叔丁基或9-芴基甲基。
D1的实例可列举例如叔丁氧羰基、9-芴基甲氧羰基、二甲氧羰基、乙氧羰基、异丙氧羰基、芐氧羰基、己氧羰基或辛氧羰基。其中，较佳使用热解离性基团，例如叔丁氧羰基或9-芴基甲氧羰基。若D1为热解离性基团时，所制得的液晶显示组件不容易产生残影。
式(II)所示的二胺化合物(b2-1)的实例可列举例如下式(II-2)至(II-47)所示：
Figure BDA0003088012610000253
Figure BDA0003088012610000261
Figure BDA0003088012610000271
Figure BDA0003088012610000281
Figure BDA0003088012610000291
式(II-2)至式(II-47)中，Me为甲基、Et为乙基、iPr为异丙基、Bn为苄基、Boc为叔丁氧羰基。
基于二胺组分(b2)的总使用量为100摩尔，所述二胺化合物(b2-1)的使用量为3摩尔至50摩尔，较佳为5摩尔至50摩尔，然以5摩尔至45摩尔为更佳。
若二胺组分(b2)不包含二胺化合物(b2-1)时，所制得的液晶显示组件具有容易产生残影的缺陷。
所述二胺组分(b2)另可包含其他二胺化合物(b2-2)，所述其他二胺化合物(b2-2)的种类可与前述第一聚合物(A1)中的二胺组分(b1)的其他二胺化合物(b1-2)所列相同，故于此不再赘述。
基于二胺组分(b2)的总使用量为100摩尔，其他二胺化合物(b2-2)的使用量为50摩尔至97摩尔，较佳为50摩尔至95摩尔，然以55摩尔至95摩尔为更佳。
第二聚合物(A2)的制备方法
本发明的第二聚合物(A2)的制备方法与前述第一聚合物(A1)的制备方法相同，不同之处是第二聚合物(A2)是使用前述的四羧酸二酐组分(a2)与二胺组分(b2)来反应制得，故在此不另赘述第二聚合物(A2)的制备方法。
本发明的第二聚合物(A2)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10,000至90,000，较佳为12,000至75,000，且更佳为15,000至60,000。
基于聚合物(A)的总使用量为100重量份，第一聚合物(A1)的使用量为30重量份至90重量份，较佳为40重量份至90重量份；且第二聚合物(A2)的使用量为5重量份至70重量份，较佳为10重量份至70重量份，更佳为10重量份至60重量份。
当第一聚合物(A1)的使用量及第二聚合物(A2)的使用量为前述的范围时，则所形成的液晶显示组件的耐环境性佳。
溶剂(B)
本发明的液晶配向剂中所使用的溶剂并无特别的限制，只要是可溶解聚合物(A)与其他任意成份，且不与其产生反应即可，较佳为同前述合成聚酰胺酸中所使用的溶剂，同时，还可并用合成前述聚酰胺酸时所使用的贫溶剂。
溶剂(B)的具体例包含但不限于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、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯或N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethyl acetamide)等。
溶剂(B)可以单独一种使用或者混合两种以上使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，溶剂(B)的使用量为800重量份至4000重量份，较佳为900重量份至3500重量份，且更佳为1000至3000重量份。
添加剂(C)
在不影响本发明的功效范围内，本发明的液晶配向剂可选择性地包含添加剂(C)，且添加剂(C)可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)的作用是用来提高前述液晶配向膜与基板表面的附着性。添加剂(C)可以单独一种使用或者混合两种以上使用。
前述的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、N,N-环氧丙基-对-环氧丙氧基苯胺、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，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。
上述具有官能性基团的硅烷化合物可包含但不限于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，硅烷化合物的使用量一般为10重量份以下，且较佳为0.5重量份至10重量份。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，添加剂(C)的使用量可为0.5重量份至50重量份，且较佳为1重量份至45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，可采用一般的混合方法，例如先混合第一聚合物(A1)及第一聚合物(A2)以形成聚合物(A)，接着将聚合物(A)于温度为0℃至200℃的条件下加入溶剂(B)和添加剂(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，将聚合物(A)和添加剂(C)加入溶剂(B)。
液晶配向膜的形成方法
本发明另提供一种液晶配向膜，是由前述的液晶配向剂所形成。于一实施例中，所述液晶配向剂可涂布于基板上，并经预烤处理、后烤处理及光配向处理以形成所述液晶配向膜。
本发明的液晶配向剂所涂布的基板选自于透明材料，其中，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，较佳可使用液晶驱动用的ITO电极已形成于基板上者，以简化制程。再者，对只有单侧基板的反射型液晶显示器而言，前述基板可使用硅晶圆等不透明的材质，在这种情况下的电极可使用铝等会反射光的材料来形成。本发明的液晶配向剂的涂布方法可例如旋转涂布法、印刷法、喷墨法等。
本发明的液晶配向剂可选择任意的温度和时间，进行涂布后的干燥和烘烤制程。一般而言，为充分去除所含的有机溶剂，需在50℃至120℃下进行1分钟至10分钟的干燥。之后，在150℃至300℃下进行5分钟至120分钟的烘烤。烘烤后的涂膜厚度并未有特别限制，但过薄的涂膜会造成液晶显示器的可信赖度劣化，故上述涂膜厚度以5nm至300nm为宜，又以10nm至200nm为较佳。
本发明的液晶配向剂虽然可进行熟知的摩擦定向处理，但在使用光配向处理法的情况时效果更佳。
光配向处理法的具体例可例如：将前述涂膜的表面，以朝特定方向偏光的放射线照射，然后视情况在150℃至250℃的温度下进行加热处理，以赋予上述涂膜液晶配向能。其中，可使用具有100nm至800nm波长的紫外线或可见光做为上述放射线，又以波长为100nm至400nm的紫外线较佳，而以波长为200nm至400nm者为更佳。再者，为了改善液晶配向性，可在150℃至250℃下加热涂膜基板的同时，以放射线照射涂膜基板。前述放射线的照射量较佳为1mJ/cm2至10,000mJ/cm2，又以100mJ/cm2至5,000mJ/cm2为更佳。按照上述方式制得的液晶配向膜，可使液晶分子以一定方向稳定地被配向。
本发明的液晶配向剂经预烤处理、后烤处理及光配向处理后而形成液晶配向膜，前述液晶配向膜的预倾角为0°至3°。
液晶显示组件的制造方法
本发明又提供一种液晶显示组件，包含前述的液晶配向膜。
液晶显示组件的制作方式为本技术领域技术人员所周知，因此，以下仅简单地进行陈述。
参阅图1，本发明液晶显示组件100的较佳实施例包含第一单元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设置在第一单元110与第二单元120之间。
第一单元110包含第一基板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第一基板112的表面，且第一液晶配向膜116形成在电极114的表面。
第二单元120包含第二基板122及第二液晶配向膜126，其中第二液晶配向膜126形成在第二基板122的表面。
第一基板112与第二基板122是选自于透明材料等，其中，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。电极114的材质是选自于氧化锡(SnO2)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等的透明电极；或铬等金属电极。
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，其作用在于使液晶单元130形成预倾角，且液晶单元130可被电极114产生的平行电场驱动。
液晶单元130所使用的液晶可单独或混合两种以上使用，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、联苯类液晶、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，且可视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)的手性(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等液晶显示组件。此外，根据所选择的液晶，还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。
兹以下列实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例所公开的内容。
合成聚合物(A1)
合成例A1-1
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0.0015摩尔的4,4'-二胺基二苯基胺(b1-1-1)、0.0235摩尔的对-二胺苯(b1-2-1)、0.025摩尔的2,2'-二甲基-4,4'-二胺基联苯(b1-2-2)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP)，并于室温下搅拌至溶解。接着，加入0.005摩尔的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(a1-1)及20克的NMP，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，即可得聚合物(A1-1)，其配方如表1所示。
合成例A1-1至A1-8及合成比较例A1'-1至A1'-3
合成例A1-1至A1-8及合成比较例A1'-1至A1'-3使用与合成例A1-1的聚合物(A1-1)的制作方法相同的制备方法，不同之处在于合成例A1-1至A1-8及合成比较例A1'-1至A1'-3改变聚合物中原料的种类与使用量，其配方如表1所示，此处不另赘述。
表1中：
Figure BDA0003088012610000341
表1：
Figure BDA0003088012610000351
合成聚合物(A2)
合成例A2-1至A2-11及合成比较例A2'-1至A2'-3
合成例A2-1至A2-11及合成比较例A2'-1至A2'-3使用与合成例A1-1的聚合物(A1-1)的制作方法相同的制备方法，不同之处在于合成例A2-1至A2-11及合成比较例A2'-1至A2'-3改变聚合物中原料的种类与使用量，其配方如表2所示，此处不另赘述。
表2中：
Figure BDA0003088012610000361
Figure BDA0003088012610000371
表2：
Figure BDA0003088012610000381
实施例1
制备液晶配向剂
称取30重量份的合成例A1-1的聚合物(A1-1)、70重量份的合成例A2-1的聚合物(A2-1)及800重量份的NMP，并于室温下搅拌混合，即可制得实施例1的液晶配向剂。
制备液晶配向膜以及液晶显示组件
将前述所制得的液晶配向剂旋转涂布在玻璃基板上，其中前述玻璃基板上形成有画素电极，其中前述画素电极为具有一对ITO电极(电极宽：10μm，电极间隔：10μm，电极高度：50nm)的IPS驱动用电极，该对ITO电极是分别具有栉齿状的形状、且彼此的栉齿状部分是以分开并咬合的方式来配置。之后，将涂布有液晶配向剂的玻璃基板在80℃的加热板上干燥5分钟后，在250℃的热风循环式烘箱中烘烤60分钟，以形成膜厚为100nm的涂膜。
透过一偏光板，对涂膜面照射波长为254nm的紫外线，以制得有液晶配向膜的基板。接下来，同样地，在对向基板上形成涂膜并施予配向处理，所述对向基板为未有电极形成但具有高度为4μm的柱状间隔件的玻璃基板。
上述两个基板为一组，在其中一者上印刷密封剂，而另一者以与液晶配向膜面对且配向方向为0°的方式，黏合二者，之后硬化密封剂以制得空的晶胞。将这个空晶胞以减压注入法，注入液晶MLC-2041(Merck公司制)，并密封注入口，即为实施例1的液晶显示组件。
将实施例1的液晶显示组件以后述评价方式进行评价，其结果如表3-1所示。
实施例2至15及比较例1至8
实施例2至15及比较例1至8使用与实施例1的液晶配向剂相同的制备方法，不同之处在于实施例2至15及比较例1至8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3-1、表3-2及表4所示，此处不另赘述。
表3-1：
Figure BDA0003088012610000401
表3-2：
Figure BDA0003088012610000411
表4：
Figure BDA0003088012610000421
表3-1、表3-2及表4中：
Figure BDA0003088012610000431
评价方式
耐环境性
将实施例1至15及比较例1至8的液晶显示组件分别放置于温度为65℃且相对湿度为85％的环境中，经120小时后，利用电气测量机台(东阳公司制，型号Model6254)分别测量实施例1至实施例16及比较例1至比较例10的液晶显示组件的离子密度。测试条件是于60℃温度下施加1.7伏特电压、0.01Hz的三角波，于电流-电压的波形中，计算0至1伏特范围的波峰面积可测得离子密度(pC)。离子密度越低，代表耐环境性越佳。离子密度的评价基准如下所示。
◎：离子密度＜20
○：20≦离子密度＜40
△：40≦离子密度＜50
╳：50≦离子密度
残影测试
将实施例1至15及比较例1至8的液晶显示组件分别以交流电压10V驱动30小时之后，使用在光源与光量检测器之间配置有偏光器与检偏器的装置测定，并以下式计算最小相对透过率(％)。
最小相对透射率(％)＝(β-B0)/(B100-B0)×100
上式中，B0为空白(blank)，且为正交尼科耳(crossed nicols)下的光的透过量；B100为空白，且为平行尼科耳(parallel nicols)下的光的透过量；β为正交尼科耳下在偏光器与检偏器之间夹持液晶单元且变得最小的光透过量。
暗状态的黑色水平是由液晶显示组件的最小相对透过率表示，黑色水平越小则对比(contrast)越优异，即残影性越优异。
◎：最小相对透过率≦0.5％
○：0.5％＜最小相对透过率≦1.0％
△：1.0％＜最小相对透过率≦1.5％
╳：最小相对透过率＞1.5％。
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。熟知此技术的人士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后述的申请专利范围所列。

Claims (12)

1.一种液晶配向剂，其包含：
聚合物(A)；及
溶剂(B)；
其中所述聚合物(A)包含第一聚合物(A1)与第二聚合物(A2)，所述第一聚合物(A1)由第一混合物反应而制得，所述第一混合物包含四羧酸二酐组分(a1)及二胺组分(b1)，其中所述二胺组分(b1)包含至少一种如式(I)所示的二胺化合物(b1-1)：
Figure FDA0003088012600000011
式(I)中，R1至R10为相同或不同的氢原子或一价有机基，其中R1至R10中至少含两个伯胺基；
所述第二聚合物(A2)由第二混合物反应而制得，所述第二混合物包含四羧酸二酐组分(a2)及二胺组分(b2)，其中所述二胺组分(b2)包含至少一种如式(II)所示的二胺化合物(b2-1)：
Figure FDA0003088012600000012
式(II)中，E1及E5各自独立地代表单键或碳数为1至5的亚烷基；E2及E4各自独立地代表碳数为1至5的亚烷基；E3代表碳数为1至6的亚烷基、或亚环烷基；B1及B5各自独立地代表单键、－O－、－NH－、－NCH3－、－C(＝O)－、－C(＝O)O－、－C(＝O)NCH3－、－OC(＝O)－、－NHC(＝O)－或－N(CH3)C(＝O)－；a代表0或1；且D1具有式(II-1)所示的结构：
Figure FDA0003088012600000013
式(II-1)中，R为碳数为1至20的直链、分支或环状的一价羟基，*代表连结基。
2.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中式(II-1)中，R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己烷基、正辛烷基、芐基、正十六烷基或9-芴基甲基。
3.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中式(II-1)中，R为叔丁基或9-芴基甲基。
4.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中所述第二混合物中的四羧酸二酐组分(a2)包括至少一种由式(III)表示的四羧酸二酐化合物(a2-1)：
Figure FDA0003088012600000021
式(III)中，R1至R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至6的烷基、碳数为2至6的烯基、碳数为2至6的炔基、含有氟原子且碳数为1至6的一价有机基团或苯基，R1至R4为相同或不相同，且R1、R2、R3及R4的至少一者不为氢原子。
5.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中所述第一混合物中，基于所述二胺组分(b1)的总使用量为100摩尔，所述式(I)所示的所述二胺化合物(b1-1)的使用量为3摩尔至50摩尔。
6.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中所述第二混合物中，基于所述二胺组分(b2)的总使用量为100摩尔，所述式(II)所示的所述二胺化合物(b2-1)的使用量为3摩尔至50摩尔。
7.如权利要求4所述的液晶配向剂，其中所述第二混合物中，基于所述四羧酸二酐组分(a2)的总使用量为100摩尔，所述式(III)所示的所述四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量为30摩尔至100摩尔。
8.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中基于所述聚合物(A)的总使用量为100重量份，所述第一聚合物(A1)的使用量为30重量份至95重量份，且所述第二聚合物(A2)的使用量为5重量份至70重量份。
9.如权利要求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，所述溶剂(B)的使用量为800重量份至3000重量份。
10.一种液晶配向膜，是由如权利要求1至9中任一项所述的液晶配向剂所形成。
11.如权利要求10所述的液晶配向膜，其中所述液晶配向剂是经预烤处理、后烤处理及光配向处理以形成所述液晶配向膜。
12.一种液晶显示组件，包含如权利要求11所述的液晶配向膜。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101231429A (zh) * 2002-08-29 2008-07-30 日产化学工业株式会社 液晶取向剂及利用该取向剂的液晶显示元件
CN105723276A (zh) * 2013-11-15 2016-06-29 日产化学工业株式会社 液晶取向剂和使用了其的液晶表示元件
CN105849630A (zh) * 2013-10-23 2016-08-10 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件
CN109937380A (zh) * 2016-09-13 2019-06-25 日产化学株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶表示元件
WO2020158818A1 (ja) * 2019-01-30 2020-08-06 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子
CN115210637A (zh) * 2020-03-06 2022-10-18 日产化学株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101231429A (zh) * 2002-08-29 2008-07-30 日产化学工业株式会社 液晶取向剂及利用该取向剂的液晶显示元件
CN105849630A (zh) * 2013-10-23 2016-08-10 日产化学工业株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜和液晶表示元件
CN105723276A (zh) * 2013-11-15 2016-06-29 日产化学工业株式会社 液晶取向剂和使用了其的液晶表示元件
CN109937380A (zh) * 2016-09-13 2019-06-25 日产化学株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶表示元件
WO2020158818A1 (ja) * 2019-01-30 2020-08-06 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子
CN115210637A (zh) * 2020-03-06 2022-10-18 日产化学株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件

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