CN113930248A - 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件。所述液晶配向剂包含聚合物(A)及溶剂(B)。所述聚合物(A)是由特定的四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)反应而制得。液晶配向膜是由前述液晶配向剂所形成，而包含此液晶配向膜的液晶显示元件具有较低的驱动后的闪烁程度。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件
技术领域
本发明是有关于一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，特别是关于一种利用所述液晶配向剂，以制得驱动后即时的闪烁程度较佳的液晶显示元件。
背景技术
用于液晶电视、液晶显示器等的液晶显示元件，通常在元件内部设置有控制液晶排列状态用的液晶配向膜。目前工业上最常见的方法是以棉、尼龙、聚酯等布材沿一方向摩擦形成在电极基板上、由聚酰胺酸及/或将其酰亚胺化的聚酰亚胺所形成的膜表面，进行所谓的摩擦处理而制得此液晶配向膜。
在液晶配向膜的配向过程中将膜表面进行摩擦处理为工业上较易于生产的方法。然而，随着对液晶显示元件的高效能化、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种种的问题变得更加显著。
做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。所称的光配向法的液晶配向处理是举凡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，日本特开平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。使用聚酰亚胺做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，故看好此种配向膜的应用性。
光配向法为不摩擦配向处理的方法，其在工业上不仅具有利用简单制程即可制造的优点，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元件中，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时，可望提升液晶显示元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元件时，所制得的液晶显示元件仍有驱动后即时的闪烁程度不佳的问题，亦即该液晶配向膜经照光后所制得的液晶显示元件的积蓄电荷消除缓慢，导致残留电荷过高，进而生成残影的问题。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，提供一种可形成驱动后即时的闪烁程度较佳的液晶显示元件的液晶配向剂，为本技术领域者努力研究的目标。
发明内容
本发明的一态样是在提供一种液晶配向剂，其包含聚合物(A)与溶剂(B)。此液晶配向剂可改善所制得的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度。此外，本发明的液晶配向剂可选择性地包含添加剂(C)。
本发明的另一态样是在提供一种液晶配向膜，其是利用上述的液晶配向剂所形成。
本发明的又一态样是在提供一种液晶显示元件，其包含上述的液晶配向膜。
根据本发明的上述态样，提出一种液晶配向剂，且此液晶配向剂包含聚合物(A)与溶剂(B)，以下析述之。
聚合物(A)
本发明的聚合物(A)可由四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(b)经聚合反应而制得。
前述聚合物(A)的较佳具体例可为聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺是嵌段共聚合物或其组合。其中，聚酰亚胺是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。
四羧酸二酐组份(a)
四羧酸二酐化合物(a-1)
本发明的四羧酸二酐组份(a)包含至少一种如下式(I)所示的四羧酸二酐化合物(a-1)：
Figure BDA0003151997320000021
在式(I)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具有立体障碍结构的情况下，所制得的液晶配向剂将使得所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度不佳。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。
如式(I)所示的四羧酸二酐化合物(a-1)的具体例子可例如为如下式(I-1)至式(I-8)所示的化合物。针对驱动后即时的闪烁程度而言，以式(I-1)为较佳。
Figure BDA0003151997320000022
Figure BDA0003151997320000031
上述的四羧酸二酐化合物(a-1)可单独一种使用或混合多种使用。
基于四羧酸二酐组份(a)的总使用量为100摩尔，四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量为10摩尔至100摩尔，较佳为20摩尔至80摩尔，且更佳为30摩尔至70摩尔。
若四羧酸二酐组份(a)不包含四羧酸二酐化合物(a-1)时，所制得的液晶配向剂将使得所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度不佳。
其他四羧酸二酐化合物(a-2)
本发明的四羧酸二酐组份(a)可选择性地包含其他四羧酸二酐化合物(a-2)。其他四羧酸二酐化合物(a-2)较佳的具体例可为(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)如下式(V-1)至式(V-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。
根据本发明的(4)如式(V-1)至式(V-6)所示的四羧酸二酐化合物，详细叙述如下：
Figure BDA0003151997320000041
Figure BDA0003151997320000051
在式(V-5)中，N1代表含有芳香环的二价基团；r代表1至2的整数；N2及N3可为相同或不同，且可分别代表氢原子或烷基。较佳地，如式(V-5)所示的四羧酸二酐化合物可选自于如下式(V-5-1)至式(V-5-3)所示的化合物。
Figure BDA0003151997320000052
在式(V-6)中，N4代表含有芳香环的二价基团；N5及N6可为相同或不同，且分别地代表氢原子或烷基。较佳地，如式(V-6)所示的四羧酸二酐化合物可选自于如下式(V-6-1)所示的化合物。
Figure BDA0003151997320000053
上述的其他四羧酸二酐化合物(a-2)可单独一种使用或混合多种使用。
基于四羧酸二酐组份(a)的总使用量为100摩尔，其他四羧酸二酐化合物(a-2)的使用量为0摩尔至90摩尔，较佳为20摩尔至80摩尔，且更佳为30摩尔至70摩尔。
基于二胺组份(b)的使用量为100摩尔，四羧酸二酐组份(a)的使用量范围为20摩尔至200摩尔，且较佳为30摩尔至120摩尔。
二胺组份(b)
本发明的二胺组份(b)可包含如下式(II)所示的二胺化合物(b-1)。
HN2·-X1-M1-A-M2-X2-NH2 (II)
在式(II)中，M1与M2分别独立地代表单键、-O-、-S-、-NM3-、酯基、酰胺基、硫酯基、脲基、碳酸酯基或胺基甲酸酯基，其中M3代表氢原子或甲基，且M1与M2可相同或不同；A代表碳数为2至20的伸烷基；X1与X2分别独立地代表如下式(III-1)至式(III-19)所示的二价有机基团，且X1与X2是选自式(III-1)至式(III-19)中相异的二结构，其中X1与X2的至少一者代表如式(III-17)、式(III-18)或式(III-19)所示的结构。
Figure BDA0003151997320000061
Figure BDA0003151997320000071
在式(III-2)中，X3代表碳数为1至5的伸烷基；在式(III-14)中，X4代表氢原子、卤素原子、甲基、羟基或甲氧基；在式(III-17)中，X5与X6分别独立地代表卤素原子、甲基、羟基或甲氧基；在式(III-18)中，X7与X8分别独立地代表氢原子、卤素原子、甲基、羟基或甲氧基，且X7与X8的至少一者不为氢原子。
须说明的是，前述X1与X2选自式(III-1)至式(III-19)中相异的二结构是指X1与X2具有相异的主结构(即式(III-1)至式(III-19)所示的结构)，而非仅是官能基的差异。换言之，若X1与X2具有相同的主结构，且两者的主结构具有相异的官能基时，虽其化学结构具有官能基的差异，但此些二胺化合物亦不属于本发明的二胺化合物(b-1)。在式(II)中，当X1与X2是选自式(III-1)至式(III-19)中相同的结构式(即相同的主结构，且主结构所键结的官能基是相同或相异的)时，所制得的液晶配向剂将使得所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度不佳。
在式(II)中，M1与M2分别较佳为单键、-O-、-S-、-NM3-、酯基或酰胺基，且更佳为-O-。其次，基于液晶配向性的观点，A较佳代表碳数为2至6的伸烷基，且更佳为碳数为2至4的伸烷基。
在式(III-2)中，X3较佳代表碳数为1至3的伸烷基，且在式(III-14)中，X4较佳代表氢原子或甲基。
在式(II)中，若X1与X2的至少一者不代表如式(III-17)、式(III-18)或式(III-19)所示的结构时，所制得的液晶配向剂将使得所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度不佳。
在一些实施例中，二胺化合物(b-1)可选自如下式(II-1-1)至式(II-1-3)所示的二胺化合物。
Figure BDA0003151997320000072
Figure BDA0003151997320000081
在式(II-1-1)至式(II-1-3)中，A、M1、M2、X5、X6、X7与X8的定义分别如前所述。
当二胺化合物(b-1)选自如式(II-1-1)至式(II-1-3)所示的二胺化合物时，所制得的液晶配向剂可更进一步地降低所形成的液晶显示元件的驱动后即时的闪烁程度。
前述式(II)所示的二胺化合物(b-1)的具体例可包含但不限于如下式(II-2-1)至式(II-2-56)所示的二胺化合物。
Figure BDA0003151997320000082
Figure BDA0003151997320000091
Figure BDA0003151997320000101
Figure BDA0003151997320000111
Figure BDA0003151997320000121
Figure BDA0003151997320000131
在式(II-2-16)与式(II-2-24)中，M3的定义如前所述，在此不另赘述。
上述的二胺化合物(b-1)可单独一种使用或混合多种使用。
基于二胺组份(b)的总使用量为100摩尔，二胺化合物(b-1)的使用量为5摩尔至50摩尔，较佳为5摩尔至40摩尔，且更佳为5摩尔至30摩尔。
若二胺组份(b)不包含二胺化合物(b-1)时，所制得的液晶配向剂将使得所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度不佳。
二胺化合物(b-2)
本发明的二胺组份(b)可包含如下式(IV)所示的二胺化合物(b-2)。
Figure BDA0003151997320000132
在式(IV)中，Z1与Z5分别独立地代表单键、-CH2-或-CH2CH2-；Z2与Z4分别独立地代表-CH2-或-CH2CH2-；Z3代表碳数为1至6的伸烷基或伸环己基；Y1与Y2分别独立地代表单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-C(＝O)NH-、-C(＝O)N(CH3)-、-OC(＝O)-、-NHC(＝O)-或N(CH3)C(＝O)-；Y3代表碳数为1至20的直链烃基、碳数为3至20的支链烃基或碳数为3至20的环状烃基；且a代表0或1。
在式(IV)中，Z1与Z5较佳代表单键或-CH2-；Z2与Z4较佳代表-CH2-。当Z1与Z5为相同时，Z2与Z4较佳为不相同的。当Z1与Z5为不相同时，Z2与Z4较佳为相同的。
在式(IV)中，Y1与Y2较佳代表单键、-O-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-C(＝O)NH-、-C(＝O)N(CH3)-、-OC(＝O)-、-NHC(＝O)-或N(CH3)C(＝O)-，更佳为分别独立地代表单键或-O-，当Y1与Y2分别独立地代表单键或-O-时，所制得的液晶配向剂可进一步降低所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度。
基于原料的取得性的观点，Y3较佳可例如为甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、t-丁基、芐基、n-十六烷基或9-芴基甲基。
基于合成容易性的观点，a较佳为0。
式(IV)所示的二胺化合物(b-2)的具体例可包含但不限于如下式(IV-1)至式(IV-46)所示的二胺化合物。
Figure BDA0003151997320000141
Figure BDA0003151997320000151
Figure BDA0003151997320000161
Figure BDA0003151997320000171
Figure BDA0003151997320000181
Figure BDA0003151997320000191
在式(IV-1)至式(IV-46)中，Me代表甲基；Et代表乙基；i-Pr代表i-丙基；Bn代表芐基；且Boc代表tert-丁氧基羰基。
前述的二胺化合物(b-2)可单独一种使用或混合多种使用。
基于二胺组份(b)的总使用量为100摩尔，二胺化合物(b-2)的使用量为1摩尔至10摩尔，较佳为1摩尔至8摩尔，且更佳为1摩尔至5摩尔。
当二胺组份(b)包含二胺化合物(b-2)时，所制得的液晶配向剂可进一步降低所形成的液晶显示元件驱动后即时的闪烁程度。
其他二胺化合物(b-3)
本发明的二胺组份可选择性地包含其他二胺化合物(b-3)。
其他二胺化合物(b-3)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、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[6.2.1.0(2,7)]-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-ethylphenyl)cyclohexane}或如下式(VI-1)至式(VI-29)所示的其他二胺化合物。
Figure BDA0003151997320000201
在式(VI-1)中，F1代表
Figure BDA0003151997320000202
Figure BDA0003151997320000203
且F2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(VI-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(VI-1-1)至式(VI-1-6)所示的其他二胺化合物。
Figure BDA0003151997320000211
Figure BDA0003151997320000221
在式(VI-2)中，F3代表
Figure BDA0003151997320000222
Figure BDA0003151997320000223
F4及F5代表伸脂肪族环、伸芳香族环或伸杂环基团，且F6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(VI-2)所示的其他二胺化合物较佳可为如下式(VI-2-1)至式(VI-2-13)所示的二胺化合物：
Figure BDA0003151997320000224
Figure BDA0003151997320000231
在式(VI-2-10)至式(VI-2-13)中，s可代表3至12的整数。
Figure BDA0003151997320000241
在式(VI-3)中，F7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F7可为相同或不同。
上述式(VI-3)所示的二胺化合物较佳是选自于(1)P1为1：对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二胺甲苯等；(2)P1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)P1为3：1,4-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。
Figure BDA0003151997320000242
在上式(VI-4)中，P2代表1至5的整数。式(VI-4)所示的结构较佳是选自于4,4'-二胺基二苯基硫醚。
Figure BDA0003151997320000243
在式(VI-5)中，F8及F10可为相同或不同，且分别代表二价有机基团，F9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。
Figure BDA0003151997320000244
在式(VI-6)中，F11、F12、F13及F14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 BDA0003151997320000245
在式(VI-7)中，F15代表-O-或伸环己烷基，F16代表-CH2-，F17代表伸苯基或伸环己烷基，且F18代表氢原子或碳数1至8的烷基。
上式(VI-7)所示的二胺化合物较佳为选自于如下式(VI-7-1)及式(VI-7-2)所示的二胺化合物。
Figure BDA0003151997320000251
式(VI-8)至式(VI-29)所示的其他二胺化合物如下所示：
Figure BDA0003151997320000252
Figure BDA0003151997320000261
Figure BDA0003151997320000271
Figure BDA0003151997320000281
在式(VI-16)至式(VI-19)中，F19较佳是碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。在式(VI-20)至式(VI-24)中，F20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(b-3)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(VI-1-1)、式(VI-1-2)、式(VI-1-5)、式(VI-2-1)、式(VI-2-11)、式(VI-7-1)、式(VI-25)或式(VI-28)所表示的化合物。
前述的其他二胺化合物(b-3)可单独一种使用或混合多种使用。
基于二胺组份(b)的总使用量为100摩尔，其他二胺化合物(b-3)的使用量为40摩尔至94摩尔，较佳为52摩尔至94摩尔，且更佳为65摩尔至94摩尔。
聚合物(A)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份(a)与二胺组份(b)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贫溶剂中，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(B)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)非质子是极性溶剂，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是极性溶剂；(2)酚是溶剂，例如：间-甲酚、二甲苯酚、酚或卤化酚类等的酚是溶剂。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，在聚缩合反应中，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。贫溶剂可以单独一种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。基于二胺组份(b)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混合物溶解于溶液中，其中混合物包含四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(b)，并进行聚合反应，以形成聚酰胺酸聚合物。接着，在脱水剂及触媒的存在下，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，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℃，更佳为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。
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。
本发明的聚酰亚胺是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。
本发明的聚酰亚胺是嵌段共聚合物的制备可为一般的方法，较佳地，聚酰亚胺是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份(a)及二胺组份(b)。
前述起始物中的四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(b)是与上述制备聚酰胺酸聚合物中所使用的四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(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)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份(a)及二胺组份(b)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份(a)及二胺组份(b)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份(a)及二胺组份(b)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；(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，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是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。借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。制备前述末端修饰型聚合物的方式可借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。
本发明的聚合物(A)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。
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，亦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(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。
前述的溶剂(B)可单独一种使用或混合多种使用。
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多种使用。
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，如先将四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)混合均匀，以反应形成聚合物(A)。接着，将聚合物(A)在温度为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，在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
本发明的液晶配向膜是将上述所形成的液晶配向剂涂布于基板上，并经干燥和烘烤而制得的膜。
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、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现有习知的摩擦定向处理，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的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50℃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°。
液晶显示元件的制造方法
本发明又提供一种液晶显示元件，其包含前述的液晶配向膜。
液晶显示元件的制作方式为本技术领域者所周知，因此，以下仅简单地进行陈述。
参阅图1，本发明液晶显示元件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、聚碳酸酯等。电极114的材质是择自于氧化锡(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多种使用，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元件适用于各式向列液晶，如TN、STN、TFT、VA、IPS等的液晶显示元件。此外，根据所选择的液晶，亦可使用于强诱电性或反强诱电性等不同的液晶显示元件。上述液晶显示元件中，特别适用于IPS型的液晶显示元件。
以下利用实施例以说明本发明的应用，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，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
为了对本发明的实施例及其优点有更完整的理解，现请参照以下的说明并配合相应的图式。必须强调的是，各种特征并非依比例描绘且仅是为了图解目的。相关图式内容说明如下：
图1是绘示根据本发明的一实施例所述的液晶显示元件的结构示意图。
【主要元件符号说明】
100：液晶显示元件
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
制备聚合物(A-1)
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0.87克(0.0025摩尔)的如式(II-2-12)所示的二胺化合物(b-1-4)、0.235克(0.0005摩尔)的如式(IV-3)所示的二胺化合物(b-2-1)与5.076克(0.047摩尔)的对-二胺苯(b-3-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP)，并在室温下搅拌至溶解。接着，加入11.2克(0.05摩尔)的如式(I-1)所示的化合物(a-1-1)及20克的NMP，并在室温下反应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(A-1-1)，其配方如第1表所示。
合成例A-1-2至合成例A-1-15与比较合成例A'-1-1至比较合成例A'-1-4
合成例A-1-2至合成例A-1-15与比较合成例A'-1-1至比较合成例A'-1-4使用与合成例A-1-1的聚合物(A-1-1)的制作方法相同的制备方法，不同之处在于合成例A-1-2至合成例A-1-15与比较合成例A'-1-1至比较合成例A'-1-4改变聚合物中原料的种类与使用量，其配方如第1表所示，此处不另赘述。
制备聚合物(A-2)
合成例A-2-1
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0.87克(0.0025摩尔)的如式(II-2-12)所示的二胺化合物(b-1-4)、0.235克(0.0005摩尔)的如式(IV-3)所示的二胺化合物(b-2-1)与5.076克(0.047摩尔)的对-二胺苯(b-3-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP)，并在室温下搅拌至溶解。接着，加入11.2克(0.05摩尔)的如式(I-1)所示的化合物(a-1-1)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。待反应结束后，将反应溶液倒入1500毫升水中，以使聚合物析出。然后，过滤所得的聚合物，并重复以甲醇清洗及过滤三次，置入真空烘箱中，以温度60℃进行干燥后，即可得聚合物(A-2-1)，其配方如第1表所示。
合成例A-2-2至合成例A-2-5与比较合成例A'-2-1至比较合成例A'-2-3
合成例A-2-2至合成例A-2-5与比较合成例A'-2-1至比较合成例A'-2-3使用与合成例A-2-1的聚合物(A-2-1)的制作方法相同的制备方法，不同之处在于A-2-2至合成例A-2-5与比较合成例A'-2-1至比较合成例A'-2-3改变聚合物中原料的种类与使用量，其配方如第1表所示，此处不另赘述。
Figure BDA0003151997320000341
Figure BDA0003151997320000351
制备液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件
实施例1
秤取100重量份的合成例A-1-1所制得的聚合物(A-1-1)与800重量份的NMP(B-1)，并在室温下搅拌混合，即可制得实施例1的液晶配向剂。
将前述实施例1所制得的液晶配向剂旋转涂布在玻璃基板上，且此玻璃基板上具有画素电极，其中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、且彼此的栉齿状部份是以分开并咬合的方式来配置。然后，将涂布有液晶配向剂的玻璃基板在80℃的加热板上干燥，经过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，以制得具有液晶配向膜的基板。接着，同样地，在对向基板上形成涂膜并施予配向处理，所述对向基板为不具有电极但具有高度为4μm的柱状间隔件的玻璃基板。
上述二个基板为一组，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°的方式来粘合二者。然后，硬化密封剂，以制得空的晶胞。之后，利用减压注入法将液晶MLC-2041(Merck公司制)注入空晶胞中，并密封注入口，即制得实施例1的液晶显示元件。
所得的液晶显示元件以下列的评价方式进行评价，其结果如第2表所示，其中驱动后即时的闪烁程度的检测方法容后再述。
实施例2至实施例20与比较例1至比较例7
实施例2至实施例20与比较例1至比较例7是使用与实施例1的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件相同的制备方法，不同之处在于实施例2至实施例20与比较例1至比较例7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第2与3表所示，此处不另赘述。
第2表
Figure BDA0003151997320000361
第3表
Figure BDA0003151997320000371
在第3表中，B-1、B-2、B-3、C-1与C-2的种类如第2表所述，在此不另赘述。
评价方式
驱动后即时的闪烁程度
将所制得的液晶显示元件设置于偏光轴以垂直交叉方式配置的两片偏光板之间，在无施加电压的状态下点亮LED背光，调整液晶显示元件的配置角度，使透过的光线亮度达最小的状态。接着，对此液晶显示元件施加频率30Hz的交流电压，并同时测定V-T曲线(电压-透过率曲线)，算出相对透过率为23％的交流电压，以作为驱动电压。
驱动后闪烁度的测定方法为，在液晶显示元件的温度为23℃的状态的温度条件下，关闭已点亮的LED背光，在72小时间遮光放置后，再度点亮，并在背光点亮开始的同时施加相对透过率为23％的频率30Hz的交流电压，对液晶显示元件进行60分钟的驱动，并追踪闪烁的振幅。闪烁的振幅为使用与光二极管及I-V变换增幅器连接的资料撷取/资料记录切换装置34970A(Agilent technologies公司制)，读取通过两片偏光板及在其中间的液晶显示元件的亮度值。闪烁度(FL)为依以下式(VII)而算出，当闪烁度越低则该表示以该液晶配向剂所制得的液晶显示元件品质越佳。
Figure BDA0003151997320000372
在式(VII)中，z为使用上述装置34970A，以相对透过率为23％的频率30Hz的交流电压驱动时所读取的亮度值。
※：FL＜2％。
◎：3％＞FL≧2％。
○：4％＞FL≧3％。
△：5％＞FL≧4％。
╳：FL≧5％。
由第2与3表的结果可知，若本发明液晶配向剂的四羧酸二酐组份(a)不包含如式(I)所示的四羧酸二酐化合物(a-1)时，所形成的液晶显示元件的驱动后即时的闪烁程度不佳。其次，若本发明液晶配向剂的二胺组分(b)不包含如式(II)所示的二胺化合物(b-1)时，所形成的液晶显示元件的驱动后即时的闪烁程度不佳。
若如式(II)所示的二胺化合物(b-1)具有如前述式(II-1-1)至式(II-1-3)所示的二胺化合物时，所形成的液晶显示元件的驱动后即时的闪烁程度可更进一步地被降低。
另外，当本发明的液晶配向剂的二胺组份(b)包含如式(IV)所示的二胺化合物(b-2)时，所形成的液晶显示元件的驱动后即时的闪烁程度可进一步被降低。
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他的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或仪器进行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种液晶配向剂，其特征在于，该液晶配向剂包含：
聚合物(A)，由四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)经聚合反应而制得，其中该四羧酸二酐组份(a)包含至少一种如下式(I)所示的四羧酸二酐化合物(a-1)，且该二胺组份(b)包含如下式(II)所示的二胺化合物(b-1)：
Figure FDA0003151997310000011
在该式(I)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；
HN2-X1-M1-A-M2-X2-NH2 (II)
在该式(II)中，M1与M2分别独立地代表单键、-O-、-S-、-NM3-、酯基、酰胺基、硫酯基、脲基、碳酸酯基或胺基甲酸酯基，其中M3代表氢原子或甲基，且M1与M2相同或不同；A代表碳数为2至20的伸烷基；X1与X2分别独立地代表如下式(III-1)至式(III-19)所示的二价有机基团，且X1与X2是选自式(III-1)至式(III-19)中相异的二结构，其中X1与X2的至少一者代表如式(III-17)、式(III-18)或式(III-19)所示的结构：
Figure FDA0003151997310000012
Figure FDA0003151997310000021
在该式(III-2)中，X3代表碳数为1至5的伸烷基；在该式(III-14)中，X4代表氢原子、卤素原子、甲基、羟基或甲氧基；在该式(III-17)中，X5与X6分别独立地代表卤素原子、甲基、羟基或甲氧基；在该式(III-18)中，X7与X8分别独立地代表氢原子、卤素原子、甲基、羟基或甲氧基，且X7与X8的至少一者不为氢原子；以及
溶剂(B)。
2.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，该二胺化合物(b-1)选自如下式(II-1-1)至式(II-1-3)所示的二胺化合物：
Figure FDA0003151997310000022
Figure FDA0003151997310000031
在该式(II-1-1)至该式(II-1-3)中，A、M1、M2、X5、X6、X7与X8的定义如前所述。
3.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，该二胺组份(b)包含如下式(IV)所示的二胺化合物(b-2)：
Figure FDA0003151997310000032
在该式(IV)中，Z1与Z5分别独立地代表单键、-CH2-或-CH2CH2-；Z2与Z4分别独立地代表-CH2-或-CH2CH2-；Z3代表碳数为1至6的伸烷基或伸环己基；Y1与Y2分别独立地代表单键、-O-、-NH-、-N(CH3)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-C(＝O)NH-、-C(＝O)N(CH3)-、-OC(＝O)-、-NHC(＝O)-或N(CH3)C(＝O)-；Y3代表碳数为1至20的直链烃基、碳数为3至20的支链烃基或碳数为3至20的环状烃基；且a代表0或1。
4.根据权利要求3所述的液晶配向剂，其特征在于，Y1与Y2分别独立地代表单键或-O-。
5.根据权利要求3所述的液晶配向剂，其特征在于，a代表0。
6.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，基于该四羧酸二酐组份(a)的总使用量为100摩尔，该四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量为10摩尔至100摩尔，且基于该二胺组份(b)的总使用量为100摩尔，该二胺化合物(b-1)的使用量为5摩尔至50摩尔。
7.根据权利要求3所述的液晶配向剂，其特征在于，基于该二胺组份(b)的总使用量为100摩尔，该二胺化合物(b-2)的使用量为1摩尔至10摩尔。
8.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，基于该聚合物(A)的总使用量为100重量份，该溶剂(B)的使用量为800重量份至4000重量份。
9.一种液晶配向膜，其特征在于，该液晶配向膜是利用如权利要求1至8中任一项所述的液晶配向剂所形成。
10.一种液晶显示元件，其特征在于，该液晶显示元件包含如权利要求9所述的液晶配向膜。
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