TW201617408A - 液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可形成耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶顯示元件的液晶配向劑、液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶顯示元件。液晶配向劑包括聚合物(A)、聚矽氧烷(B)、光聚合性化合物(C)以及溶劑(D)。聚合物(A)是由混合物反應而獲得，混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)。聚矽氧烷(B)含有聚合性不飽和基，其中聚合性不飽和基包括由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基或上述兩者的組合。 □

Description

液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件
本發明是關於一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，特別是關於一種可形成耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶顯示元件的液晶配向劑、由上述液晶配向劑形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶顯示元件。
隨著液晶顯示器朝向大尺寸的顯示規格發展，為了克服大尺寸顯示下的視角問題，液晶顯示面板的廣視角技術也必須不停地進步與突破。多域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)液晶顯示面板即為常見的一種廣視角技術。多域垂直配向型的液晶顯示面板是在液晶面板中形成突起物，此突起物可限定液晶分子傾倒的方向，藉此可達到廣視角的顯示效果。然而，多域垂直配向型的液晶顯示面板卻無法避免源自於突起物的透光率及對比度不足以及液晶分子應答速度緩慢的問題。
近年來，為了解決上述問題，目前發展出一種聚合物穩 定配向型(Polymer Sustained Alignment，PSA)的技術。此技術乃是在由具有圖案狀導電膜的基板與不具有圖案狀導電膜的基板所組成的一對基板的間隙中、或者由兩枚具有圖案狀導電膜的基板所組成的一對基板的間隙中，挾持含有聚合性化合物的液晶組成物，於導電膜間施加電壓的狀態下，對液晶組成物照射紫外光而使聚合性化合物進行聚合，藉此展現出預傾角特性，並控制液晶配向方向。此技術可使導電膜形成特定的構成，而達到擴大視角及使液晶分子應答高速化的效果，從而解決了多域垂直配向型的液晶顯示面板無法避免的透光率及對比度不足的問題。
然而，為了使聚合性化合物產生聚合而必須照射如100,000J/m2的大量紫外線，因此除了液晶分子有分解之虞，照射紫外線而未聚合的未反應化合物也同時殘存於液晶層中，形成雜質汙染(contamination)，而使液晶顯示元件產生色相不均(mura)的問題，特別是對電氣特性有不良的影響。此外，液晶層所使用的液晶分子的種類也必須因應所添加的聚合性化合物，而有所限制。
因此，如何解決上述液晶層存在雜質污染的問題，並且提供一種耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶顯示元件，實為目前本領域技術人員積極研究的課題。
有鑑於此，本發明研發了表面控制垂直配向(Surface Control Vertical Alignment，SCVA)技術，並且提供一種可形成耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶顯示元件的液晶配向劑、由上述液晶配向劑形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶顯示元件。
本發明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物(A)、聚矽氧烷(B)、光聚合性化合物(C)以及溶劑(D)。聚合物(A)是由混合物反應而獲得，混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)。聚矽氧烷(B)含有聚合性不飽和基，其中聚合性不飽和基包括由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基或上述兩者的組合。
具體而言，由式(1-1)表示的基如下所示。
式(1-1)中，A表示氫原子或甲基；a表示1至3的整數。
另外，由式(1-2)表示的基如下所示。
式(1-2)中，b表示0或1的整數。
在本發明的一實施例中，上述的聚矽氧烷(B)更含有含環氧基的基團，含環氧基的基團包括由式(2-1)表示的基、由式(2-2)表示的基以及由式(2-3)表示的基中的至少一者。
具體而言，由式(2-1)表示的基如下所示。
式(2-1)中，B表示氧原子或單鍵；c表示1至3的整數；d表示0至6的整數，其中當d表示0時，B為單鍵。
另外，由式(2-2)表示的基如下所示。
式(2-2)中，e表示0至6的整數。
由式(2-3)表示的基如下所示。
式(2-3)中，D表示碳數為2至6的伸烷基；E表示氫原子或碳數為1至6的烷基。
在本發明的一實施例中，上述的光聚合性化合物(C)為由式(3)表示的化合物。
式(3)中，R1各自獨立表示由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基、氫原子、鹵素原子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N=C=O、-N=C=S或碳數為1至20的烷基，其中烷基中任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，且含氫原子的官能基中，任意的氫原子可經鹵素原子或-CN取代；R1的至少一者為由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基；Y獨立表示碳數為3至20的飽和或不飽和的獨立環、縮合環或螺環的2價基，其中環中任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的-H可經鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、經1至3個具有碳數為1至4的烷基或苯基取代的矽基、碳數為1至10的直鏈烷基、碳數為1至10的支鏈烷基或碳數為1至10的鹵烷基取代，且烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代；Z各自獨立表示單鍵或碳數為1至20的伸烷基，其中，伸烷基中任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、 -N=N-、-N(O)=N-()或-C≡C-取代，且任意的-H 可經鹵素原子、碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的鹵烷基取代；f表示1至6的整數，且當f為2至6的整數時，多個-Y-Z-為相同或不同。
由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基如下所示。
式(3-1)至式(3-5)中，R2表示氫原子、鹵素原子、-CF3或碳數為1至5的烷基。
在本發明的一實施例中，上述的光聚合性化合物(C)的R1的至少一者為由式(3-1)至式(3-3)表示的聚合性官能基。
在本發明的一實施例中，上述的光聚合性化合物(C)的Y各自獨立表示1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、四氫化萘-2,6-二基、芴-2,7-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4- 二基、雙環[3.1.0]己烷-3,6-二基或三蝶烯-1,4-二基的二價基團化合物；在環中的任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的-H可經鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、經1至3個具有碳數為1至4的烷基或苯基取代的矽基(亦即，矽基的1個至3個氫原子經具有碳數為1至4的烷基或苯基取代所形成的基團)、碳數為1至10的直鏈烷基或支鏈烷基，或者碳數為1至10的鹵烷基取代；且於烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
在本發明的一實施例中，上述的Y各自獨立表示選自由式(3-6)至式(3-30)表示的官能基所組成的族群中的至少一者。
式(3-6)至式(3-30)中，R3表示鹵素原子、碳數為1至3的烷基、碳數為1至3的烷氧基或碳數為1至3的鹵烷基。
在本發明的一實施例中，上述的光聚合性化合物(C)選自由式(3-31)至式(3-42)表示的化合物所組成的族群中的至少一者。
式(3-31)至式(3-42)中，R4各自獨立表示氫原子或甲基；R5各自獨立表示氫原子、鹵素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上的2個R5形成碳數為6至15的飽和或不飽和的烴環；g及h各自獨立表示1至20的整數。
在本發明的一實施例中，上述的二胺組份(a2)包括由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)。
式(II)中，B1表示-O-、-COO、-OCO-、-NHCO-、-CONH-或-CO-；B2表示由式(II-1)表示的有機基；
式(II-1)中，B3表示氟原子或甲基；B4、B5或B6各自獨立表示單鍵、-O-、-COO、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-CO-或碳數為1至3的伸烷基； B7表示或，其中B9及B10各自獨立表 示氟原子或甲基，n1及n2各自獨立表示0至2的整數；B8表示氫原子、氟原子、碳數為1至12的烷基、碳數為1至12的氟烷基、碳數為1至12的烷氧基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；i表示0至2的整數；j、k及m各自獨立表示0至4的整數；n、p及q各自獨立表示0至3的整數，且n+p+q≧3。
在本發明的一實施例中，基於二胺組份(a2)的總使用量為100莫耳，二胺化合物(a2-1)的使用量為5莫耳至50莫耳。
在本發明的一實施例中，上述的聚合物(A)的醯亞胺化率為30%至90%。
在本發明的一實施例中，基於聚合物(A)為100重量份，聚矽氧烷(B)的使用量為1至25重量份；光聚合性化合物(C)的使用量為1至35重量份；溶劑(D)的使用量為800至4000重量份。
本發明還提供一種液晶配向膜，其是由上述的液晶配向劑而形成。
本發明另提供一種液晶顯示元件，其包括如上述的液晶配向膜。
基於上述，本發明的表面控制垂直配向型液晶配向劑中，除了含有聚合物以及溶劑之外，更將光聚合性化合物添加於液晶配向劑中，因此不會有液晶層受到雜質污染的問題。進一步而言，本發明的表面控制垂直配向型液晶配向劑同時含有特定結構的聚矽氧烷及光聚合性化合物，而使液晶顯示元件的耐紫外線衰退性佳，並且無色相不均的問題，因此適用於製造液晶配向膜及液晶顯示元件。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例詳細說明如下。
<液晶配向劑>
本發明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物(A)、聚矽氧烷(B)、光聚合性化合物(C)以及溶劑(D)。此外，若需要， 液晶配向劑可更包括添加劑(E)。
在下文中，將詳細說明用於本發明的液晶配向劑的各個成分。
在此說明的是，以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，並以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯；同樣地，以(甲基)丙烯醯基表示丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基。
聚合物(A)
聚合物(A)是由混合物反應而獲得，混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)。
詳細而言，聚合物(A)包括聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或這些聚合物的組合。其中，聚醯亞胺系嵌段共聚合物包括聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或上述聚合物的組合。聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物及聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物皆可由四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)的混合物反應所製得。
四羧酸二酐組份(a1)
四羧酸二酐組份(a1)包括脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物、 由式(I-1)至式(I-6)表示的四羧酸二酐化合物中的至少一種，或上述化合物的組合。
以下列舉脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物的具體例，但本發明並不限於這些具體例。
脂肪族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限於乙烷四羧酸二酐(ethane tetracarboxylic dianhydride)、丁烷四羧酸二酐(butane tetracarboxylic dianhydride)或上述化合物的組合。
脂環族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二酐、順式-3,7-二丁基環庚基-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、雙環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐或上述化合物的組合。
芳香族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限於3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯碸四羧酸二酐、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’-二甲基二苯基矽烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基矽烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯碸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯丙烷二酐(4,4’-bis(3,4-dicarboxy phenoxy)diphenylpropane dianhydride)、3,3’,4,4’-全氟異亞丙基二苯二酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基四羧酸二酐、雙(苯二酸)苯膦氧化物二酐、對-伸苯基-雙(三苯基苯二酸)二酐、間-伸苯基-雙(三苯基苯二酸)二酐、雙(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基醚二酐、雙(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、丙二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷-雙(脫水偏苯三酸酯)、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二側氧基-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-dioxo-3-furanyl)naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione)}、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]- 呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二側氧基四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐化合物或上述化合物的組合。
由式(I-1)至式(I-6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
式(I-5)中，A1表示含有芳香環的二價基團；r表示1至2的整數；A2及A3可為相同或不同，且可各自獨立表示氫原子或烷基。由式(I-5)表示的四羧酸二酐化合物的具體例包括由式(I-5-1)至式(I-5-3)表示的化合物中的至少一種。
式(I-6)中，A4表示含有芳香環的二價基團；A5及A6可為相同或不同，且各自獨立表示氫原子或烷基。由式(I-6)表示的四羧酸二酐化合物較佳為由式(I-6-1)表示的化合物。
四羧酸二酐組份(a1)可以單獨使用或者組合多種來使用。
四羧酸二酐組份(a1)的具體例較佳為包括1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride)、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐(2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride)、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-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以及3,3’,4,4’-聯苯碸四羧酸二酐，或上述化合物的組合。
基於二胺組份(a2)的總莫耳數為100莫耳，四羧酸二酐組份(a1)的使用量範圍較佳為20莫耳至200莫耳；四羧酸二酐組份(a1)的使用量範圍更佳為30莫耳至120莫耳。
二胺組份(a2)
二胺組份(a2)包括二胺化合物(a2-1)及二胺化合物(a2-2)。
二胺化合物(a2-1)
二胺組份(a2)包括由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)。具體而言，由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)如下所示。
式(II)中，B1表示-O-、-COO、-OCO-、-NHCO-、-CONH-或-CO-；B2表示由式(II-1)表示的有機基。
式(II-1)中，B3表示氟原子或甲基；B4、B5或B6各自獨立表示單鍵、-O-、-COO、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-CO-或碳數為 1至3的伸烷基；B7表示或，其中B9及B10 各自獨立表示氟原子或甲基，n1及n2各自獨立表示0至2的整數；B8表示氫原子、氟原子、碳數為1至12的烷基、碳數為1至12的氟烷基、碳數為1至12的烷氧基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；i表示0至2的整數；j、k及m各自獨立表示0至4的整數；n、p及q各自獨立表示0至3的整數，且n+p+q≧3。當B3、B4、B5、B6、B7、B9或B10為多個時，各自可為相同或不同。
二胺化合物(a2-1)的具體例包括由式(II-2)至式(II-9)表示的二胺化合物中的至少一種，或上述化合物的組合。
式(II-2)至式(II-9)中，B11為氫原子、碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的烷氧基。
由式(II-2)至式(II-9)表示的二胺化合物較佳為由式(II-10)至式(II-14)表示的二胺化合物中的至少一種，或上述化合物的組合。
上述的二胺化合物(a2-1)可單獨使用或組合多種來使用。
基於二胺組份(a2)的總使用量為100莫耳，二胺化合物(a2-1)的使用量可為5莫耳至50莫耳，較佳為10莫耳至45莫耳，更佳為15莫耳至40莫耳。
若液晶配向劑的二胺組份(a2)使用二胺化合物(a2-1)，則可進一步提升液晶顯示元件的耐紫外線衰退性。
二胺化合物(a2-2)
二胺化合物(a2-2)包括脂肪族二胺化合物、脂環族二胺化合物、芳香族二胺化合物、具有式(III-1)至式(III-25)的二胺化合物、或其組合。
脂肪族二胺化合物的具體例包括但不限於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-雙(3-胺基丙氧基)乙烷，或上述化合物的組合。
脂環族二胺化合物的具體例包括但不限於4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二環己基胺、1,3-二胺基環己烷、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環戊二烯二胺、三環[6.2.1.02,7]-十一碳烯二甲基二胺、4,4’-亞甲基雙(環己基胺)，或上述化合物的組合。
芳香族二胺化合物的具體例包括但不限於4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、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)-1,3,3-三甲基氫茚、6-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氫茚、六氫-4,7-甲橋伸氫茚 基二亞甲基二胺、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-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二胺基茀、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、4,4’-亞甲基-雙(2-氯苯胺)、4,4’-(對-伸苯基異亞丙基)雙苯胺、4,4’-(間-伸苯基異亞丙基)雙苯胺、2,2’-雙[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-雙[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟聯苯、5-[4-(4-正戊烷基環己基)環己基]苯基-亞甲基-1,3-二胺基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}、1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)環己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane}，或上述化合物的組合。
具有式(III-1)至式(III-25)的二胺化合物如下所示。
式(III-1)中，B12表示 ，或；B13表示具有甾(膽固醇(steroid))骨架 的基、三氟甲基、氟基、碳數為2至30的烷基、或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子環狀結構的一價基團。
由式(III-1)表示的化合物的具體例包括但不限於 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 ethyl formate)、2,4-二胺基苯基甲酸丙酯(2,4-diaminophenyl propyl formate)、3,5-二胺基苯基甲酸丙酯(3,5-diaminophenyl propyl formate)、1-十二烷氧基-2,4-二胺基苯(1-dodecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-二胺基苯(1-hexadecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-二胺基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)、由式(III-1-1)至式(III-1-6)表示的化合物中的至少其中一種，或上述化合物的組合。
由式(III-1-1)至式(III-1-6)表示的化合物如下 所示。
式(III-2)中，B12與式(III-1)中的B12相同，B14及B15各自獨立表示二價脂肪族環、二價芳香族環或二價雜環基團；B16表示碳數為3至18的烷基、碳數為3至18的烷氧基、碳數為1至5的氟烷基、碳數為1至5的氟烷氧基、氰基或鹵素原子。
由式(III-2)表示的化合物的具體例包括由式(III-2-1)至式(III-2-13)表示的化合物中的至少其中一種。具體而言，由式(III-2-1)至式(III-2-13)表示的化合物如下所示。
式(III-2-10)至式(III-2-13)中，s表示3至12的整數。
式(III-3)中，B17各自獨立表示氫原子、碳數為1至5的醯基、碳數為1至5的烷基、碳數為1至5的烷氧基或鹵素原子，且每個重複單元中的B17可為相同或不同；u表示1至3的整數。
由式(III-3)表示的化合物的具體例包括當u為1時：對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯或2,5-二胺基甲苯等；當u為2時：4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺 基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基聯苯或4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯等；或當u為3時：1,4-雙(4’-胺基苯基)苯等。
由式(III-3)表示的化合物的具體例較佳為包括對-二胺苯、2,5-二胺基甲苯、4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、1,4-雙(4’-胺基苯基)苯或上述化合物的組合。
式(III-4)中，v表示2至12的整數。
式(III-5)中，w表示1至5的整數。由式(III-5)表示的化合物較佳為4,4’-二胺基-二苯基硫醚。
式(III-6)中，B18及B20各自獨立表示二價有機基團，且B18及B20可為相同或不同；B19表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子的環狀結構的二價基團。
式(III-7)中，B21、B22、B23及B24各自獨立表示碳數為1至12的烴基，且B21、B22、B23及B24可為相同或不同；X1各自獨立表示1至3的整數；X2表示1至20的整數。
式(III-8)中，B25表示氧原子或伸環己烷基；B26表示亞甲基(methylene，-CH2-)；B27表示伸苯基或伸環己烷基； B28表示氫原子或庚基。
由式(III-8)表示的化合物的具體例包括由式(III-8-1)表示的化合物、由式(III-8-2)表示的化合物或上述化合物的組合。
由式(III-9)至式(III-30)表示的化合物如下所示。
式(III-17)至式(III-25)中，B29較佳為表示碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的烷氧基；B30較佳為表示氫原子、碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的烷氧基。
上述的二胺化合物(a2)可單獨使用或組合多種來使用。
二胺化合物(a2)的具體例較佳為包括但不限於1,2-二胺基乙烷、4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基環己基)環己基]苯基亞甲基-1,3-二胺基苯、1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)環己烷、2,4-二胺基苯基甲酸乙酯、由式(III-1-1)表示的化合物、由式(III-1-2)表示的化合物、由式(III-1-5)表示的化合物、由式(III-2-1)表示的化合物、由式(III-2-11)表示的化合物、對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯、由式(III-8-1)表示的化合物，或上述化合物的組合。
基於所述二胺組份(a2)的總使用量為100莫耳，二胺化合物(a2-2)的使用量可為50莫耳至95莫耳，較佳為55莫耳至90莫耳，更佳為60莫耳至85莫耳。
當液晶配向劑中聚合物(A)含有式(III-1)、式(III-2)表示的二胺化合物(a2)中的至少一種時，可進一步改善液晶顯示元件的色相不均的問題。
製備聚合物(A)的方法
聚合物(A)可包括聚醯胺酸及聚醯亞胺中的至少一者。另外，聚合物(A)可更包括聚醯亞胺系嵌段共聚合物。以下進一步說明上述各種聚合物的製備方法。
製備聚醯胺酸的方法
製備聚醯胺酸的方法為先將混合物溶解於溶劑中，其中混合物包括四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(a2)，並於0℃至100℃的溫度下進行聚縮合反應。反應1小時至24小時後，以蒸發器對反應溶液進行減壓蒸餾，即可得到聚醯胺酸。或者，將反應溶液倒入大量的貧溶劑中，以得到析出物。接著，以減壓乾燥的方式乾燥析出物，即可得到聚醯胺酸。
用於聚縮合反應中的溶劑可與下述液晶配向劑中的溶劑相同或不同，且用於聚縮合反應中的溶劑並無特別的限制，只要是可溶解反應物與生成物即可。溶劑較佳為包括但不限於(1)非質子系極性溶劑，例如：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone；NMP)、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非質 子系極性溶劑；或(2)酚系溶劑，例如：間-甲酚、二甲苯酚、酚或鹵化酚類等的酚系溶劑。基於混合物的總使用量為100重量份，用於聚縮合反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，且更佳為300重量份至1800重量份。
值得注意的是，於聚縮合反應中，溶劑可併用適量的貧溶劑，其中貧溶劑不會造成聚醯胺酸析出。貧溶劑可以使用單獨一種或者組合多種來使用，且其包括但不限於(1)醇類，例如：甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇類；(2)酮類，例如：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等的酮類；(3)酯類，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類；(4)醚類，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、乙二醇異丙基醚、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類；(5)鹵化烴類，例如：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或鄰-二氯苯等的鹵化烴類；或(6)烴類，例如：四氫呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烴類或上述溶劑的任意組合。基於二胺組份(a2)的使用量為100重量份，貧溶劑的用量較佳為0重量份至60重量份，且更佳為0重量份至50重量份。
製備聚醯亞胺的方法
製備聚醯亞胺的方法為將上述製備聚醯胺酸的方法所製 的聚醯胺酸在脫水劑及觸媒的存在下進行加熱而得。在加熱過程中，聚醯胺酸中的醯胺酸官能基可經由脫水閉環反應轉變成醯亞胺官能基(即醯亞胺化)。
用於脫水閉環反應中的溶劑可與液晶配向劑中的溶劑(D)相同，故在此不另贅述。基於聚醯胺酸的使用量為100重量份，用於脫水閉環反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，且更佳為300重量份至1800重量份。
為獲得較佳的聚醯胺酸的醯亞胺化程度，脫水閉環反應的操作溫度較佳為40℃至200℃，更佳為40℃至150℃。若脫水閉環反應的操作溫度低於40℃時，醯亞胺化的反應不完全，而降低聚醯胺酸的醯亞胺化程度。然而，若脫水閉環反應的操作溫度高於200℃時，所得的聚醯亞胺的重量平均分子量偏低。
用於脫水閉環反應中的脫水劑可選自於酸酐類化合物，其具體例如：醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐類化合物。基於聚醯胺酸為1莫耳，脫水劑的使用量為0.01莫耳至20莫耳。用於脫水閉環反應中的觸媒可選自於(1)吡啶類化合物，例如：吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶類化合物；(2)三級胺類化合物，例如：三乙基胺等的三級胺類化合物。基於脫水劑的使用量為1莫耳，觸媒的使用量可為0.5莫耳至10莫耳。
聚合物(A)的醯亞胺化率可為30%至90%，較佳為35%至88%，且更佳為40%至85%。當液晶配向劑中聚合物(A)的醯亞胺化率在上述範圍內時，可進一步提升液晶顯示元件的耐紫 外線衰退性。
製備聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法
聚醯亞胺系嵌段共聚合物為選自聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或上述聚合物的任意組合。
製備聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法較佳為先將起始物溶解於溶劑中，並進行聚縮合反應，其中起始物包括至少一種聚醯胺酸及/或至少一種聚醯亞胺，且可進一步包括羧酸酐組份與二胺組份。
起始物中的羧酸酐組份與二胺組份可與製備聚醯胺酸的方法中所使用的四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(a2)相同，且用於聚縮合反應中的溶劑可與下述液晶配向劑中的溶劑相同，在此不另贅述。
基於起始物的使用量為100重量份，用於聚縮合反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，且更佳為300重量份至1800重量份。聚縮合反應的操作溫度較佳為0℃至200℃，且更佳為0℃至100℃。
起始物較佳為包括但不限於(1)二種末端基相異且結構相異的聚醯胺酸；(2)二種末端基相異且結構相異的聚醯亞胺；(3)末端基相異且結構相異的聚醯胺酸及聚醯亞胺；(4)聚醯胺酸、羧酸酐組份與二胺組份，其中，羧酸酐組 份與二胺組份之中的至少一種與形成聚醯胺酸所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異；(5)聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份，其中，羧酸酐組份與二胺組份中的至少一種與形成聚醯亞胺所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異；(6)聚醯胺酸、聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份，其中，羧酸酐組份與二胺組份中的至少一種與形成聚醯胺酸或聚醯亞胺所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異；(7)二種結構相異的聚醯胺酸、羧酸酐組份與二胺組份；(8)二種結構相異的聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份；(9)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯胺酸以及二胺組份；(10)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯胺酸以及羧酸酐組份；(11)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯亞胺以及二胺組份；或者(12)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯亞胺以及羧酸酐組份。
在不影響本發明的功效的範圍內，聚醯胺酸、聚醯亞胺以及聚醯亞胺系嵌段共聚合物較佳為先進行分子量調節後的末端修飾型聚合物。藉由使用末端修飾型的聚合物，可改善液晶配向劑的塗佈性能。製備末端修飾型聚合物的方式可藉由在聚醯胺酸進行聚縮合反應的同時，加入單官能性化合物來製得。
單官能性化合物的具體例包括但不限於(1)一元酸酐，例如：馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、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)單胺化合物，例如：苯胺、環己胺、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單胺化合物；或(3)單異氰酸酯化合物，例如：異氰酸苯酯或異氰酸萘基酯等單異氰酸酯化合物。
本發明的聚合物(A)，根據凝膠滲透色層分析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所測得經聚苯乙烯換算的重量平均分子量為2,000至200,000，較佳為3,000至100,000，更佳為4,000至50,000。
聚矽氧烷(B)
聚矽氧烷(B)含有聚合性不飽和基，聚合性不飽和基包括由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基或上述兩者的組合。
具體而言，由式(1-1)表示的基及由式(1-2)表示的基如下所示。
式(1-1)中，A表示氫原子或甲基；a表示1至3的整數。
式(1-2)中，b表示0或1的整數。
詳言之，聚矽氧烷(B)可更含有含環氧基的基團，含環氧基的基團包括由式(2-1)表示的基、由式(2-2)表示的基以及由式(2-3)表示的基中的至少一者。當聚矽氧烷(B)更含有含環氧基的基團時，可進一步改善液晶顯示元件的色相不均的問題。
具體而言，由式(2-1)表示的基、由式(2-2)表示的基以及由式(2-3)表示的基如下所示。
式(2-1)中，B表示氧原子或單鍵；c表示1至3的整數；d表示0至6的整數，其中當d表示0時，B為單鍵。
另外，由式(2-2)表示的基如下所示。
式(2-2)中，e表示0至6的整數。
由式(2-3)表示的基如下所示。
式(2-3)中，D表示碳數為2至6的伸烷基；E表示氫原子或碳數為1至6的烷基。
聚矽氧烷(B)可由含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)自行聚縮合而成；或者由含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)與含環氧基的矽烷化合物(b2)共聚縮合(copolycondensation)而成。除此之外，在不影響本發明的功效的範圍內，形成聚矽氧烷(B)的單體可更包括其他矽烷化合物(b3)。
含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)
含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)所含有的聚合性不飽和基包括由上述式(1-1)表示的基、由上述式(1-2)表示的基，或其組合。
含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)的具體例包括3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三氯矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基三氯矽烷、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基三乙氧基矽烷、4-(甲基)丙烯醯氧基丁基三氯矽烷、4-(甲基)丙烯醯氧基丁基三甲氧基 矽烷、4-(甲基)丙烯醯氧基丁基三乙氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、烯丙基三氯矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、甲基乙烯基二氯矽烷、二乙烯基二氯矽烷、二乙烯基二甲氧基矽烷、氯乙烯基二甲基矽烷、甲氧基乙烯基二甲基矽烷，或上述化合物的組合。
含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)的具體例較佳為 包括3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三氯矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷，或上述化合物的組合。
基於含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)、含環氧基的 矽烷化合物(b2)及其他矽烷化合物(b3)的合計使用量為1.0莫耳，含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)的使用量為0.2至1.0莫耳，較佳為0.3至0.9莫耳，更佳為0.4至0.8莫耳。
聚矽氧烷(B)的聚合用矽烷化合物中，若未使用含聚合 性不飽和基的矽烷化合物(b1)，則所製得的液晶顯示元件有耐紫外線衰退性不佳的問題。
含環氧基的矽烷化合物(b2)
含環氧基的矽烷化合物(b2)所含有的含環氧基的基團例如是縮水甘油基(glycidyl group)、縮水甘油醚基(glycidyloxy group)、環氧環己基(epoxycyclohexyl group)或環氧丙烷基(oxetanyl group)。
具體而言，含環氧基的基團可包括由上述式(2-1)表示的基、由上述式(2-2)表示的基以及由上述式(2-3)表示的基中的至少一者。
含環氧基的基團較佳為包括由式(2-1-1)表示的基、由式(2-2-1)表示的基以及由式(2-3-1)表示的基中的至少一者。
含環氧基的矽烷化合物(b2)的具體例包括3-(N,N-二縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚 基丙基二甲基甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基二甲基乙氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基三甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基三乙氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基甲基二甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基甲基二乙氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基二甲基甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基二甲基乙氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基三甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基三乙氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基甲基二甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基甲基二乙氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基二甲基甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基二甲基乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、3-(3,4-環氧環己基)丙基三甲氧基矽烷、3-(3,4-環氧環己基)丙基三乙氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基甲基二甲氧基矽烷或((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙烷二甲基甲氧基矽烷，或上述化合物的組合。
含環氧基的矽烷化合物(b2)的具體例較佳為包括3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基三甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基矽烷或上述化合物的組合。
基於含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)、含環氧基的矽烷化合物(b2)及其他矽烷化合物(b3)的合計使用量為1.0莫耳，含環氧基的矽烷化合物(b2)的使用量為0至0.8莫耳，較佳為0.1至0.7莫耳，更佳為0.2至0.6莫耳。
其他矽烷化合物(b3)
其他矽烷化合物(b3)例如是具有1個矽原子的化合物。具有1個矽原子的化合物包括具有4個水解性基團的矽烷化合物、具有3個水解性基團的矽烷化合物、具有2個水解性基團的矽烷化合物、具有1個水解性基團的矽烷化合物，或其組合。
具有4個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括四氯矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四正丁氧基矽烷、四第二丁氧基矽烷，或上述化合物的組合。
具有3個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括三氯矽烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、氟三氯矽烷、氟三甲氧基矽烷、氟三乙氧基矽烷、甲基三氯矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、2-(三氟甲基)乙基三氯矽烷、2-(三氟甲基)乙基三甲氧基矽烷、2-(三氟甲基)乙基三乙氧基矽烷、羥甲基三氯矽烷、羥甲基三甲氧基矽烷、羥乙基三甲氧基矽烷、巰甲基三氯矽烷、3-巰丙基三氯矽烷、巰甲基三甲氧基矽烷、巰甲基三乙氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三乙氧基矽烷、苯基 三氯矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷，或上述化合物的組合。
具有2個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括甲基二 氯矽烷、甲基二甲氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、二甲基二氯矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二氯矽烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二甲氧基矽烷、3-巰丙基甲基二氯矽烷、3-巰丙基甲基二甲氧基矽烷、、二苯基二氯矽烷、二苯基二甲氧基矽烷，或上述化合物的組合。
具有1個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括氯二甲 基矽烷、甲氧基二甲基矽烷、氯三甲基矽烷、溴三甲基矽烷、碘三甲基矽烷、甲氧基三甲基矽烷、、氯甲基二苯基矽烷、甲氧基甲基二苯基矽烷，或上述化合物的組合。
其他矽烷化合物(b3)的市售商品的具體例可列舉 KC-89、KC-89S、X-21-3153、X-21-5841、X-21-5842、X-21-5843、X-21-5844、X-21-5845、X-21-5846、X-21-5847、X-21-5848、X-22-160AS、X-22-170B、X-22-170BX、X-22-170D、X-22-170DX、X-22-176B、X-22-176D、X-22-176DX、X-22-176F、X-40-2308、X-40-2651、X-40-2655A、X-40-2671、X-40-2672、X-40-9220、X-40-9225、X-40-9227、X-40-9246、X-40-9247、X-40-9250、X-40-9323、X-41-1053、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR-213、KR-217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、 KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(信越化學製)；玻璃樹脂(GLASS RESIN，昭和電工製)；SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(東麗道康寧製)；FZ3711、FZ3722(NUC製)；DMS-S12、DMS-S15、DMS-S21、DMS-S27、DMS-S31、DMS-S32、DMS-S33、DMS-S35、DMS-S38、DMS-S42、DMS-S45、DMS-S51、DMS-227、PSD-0332、PDS-1615、PDS-9931、XMS-5025(JNC製)；MS51、MS56(三菱化學製)；以及GR100、GR650、GR908、GR950(昭和電工製)等的部分縮合物。
其他矽烷化合物(b3)較佳為四甲氧基矽烷、四乙氧基 矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三乙氧基矽烷、巰甲基三甲氧基矽烷、巰甲基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷，或上述化合物的組合。
基於含聚合性不飽和基的矽烷化合物(b1)、含環氧基的 矽烷化合物(b2)及其他矽烷化合物(b3)的合計使用量為1.0莫耳，其他矽烷化合物(b3)的使用量為0至0.8莫耳，較佳為0.1至0.7莫耳，更佳為0.2至0.6莫耳。
形成聚矽氧烷(B)的聚縮合反應可使用一般的方法，例 如，在上述矽烷化合物或其混合物中添加有機溶劑、水或選擇性地進一步添加觸媒，接著利用油浴等進行50℃至150℃的加熱，較佳加熱時間為0.5小時至120小時。加熱中，可將混合液進行攪 拌，也可以置於回流條件下。
上述有機溶劑並沒有特別限制，可與本發明液晶配向劑中所含的溶劑(D)為相同或不同。
該有機溶劑的具體例包括甲苯、二甲苯等的烴類化合物；甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、環己酮等的酮類化合物；醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異戊酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、醋酸-3-甲氧基丁酯、乳酸乙基等的酯類化合物；乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、四氫呋喃、二噁烷(dioxane)等的醚類化合物；1-己醇、4-甲基2-戊醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚等的醇類化合物，或上述有機溶劑的組合。
上述有機溶劑可單獨使用或組合多種來使用。
基於所有矽烷化合物為100重量份，有機溶劑的使用量較佳為10重量份至1200重量份，更佳為30重量份至1,000重量份。
基於所有矽烷化合物的水解性基團為1莫耳，水的使用量較佳為0.5莫耳至100莫耳，更佳為1莫耳至30莫耳。
該觸媒沒有特別的限制，較佳地，該觸媒是選自於酸、鹼金屬化合物、有機鹼、鈦化合物、鋯化合物，或其組合。
酸的具體例包括鹽酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蟻酸、多元羧酸、多元酸酐，或其組合。
鹼金屬化合物的具體例包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉、甲醇鉀、乙醇鈉、乙醇鉀，或其組合。
有機鹼的具體例包括乙胺、二乙胺、哌嗪(piperazine)、哌啶(piperidine)、吡咯啶(pyrrolidine)、吡咯(pyrrole)等的一級或二級的有機胺；三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、吡啶(pyridine)、4-二甲胺基吡啶、二氮雜二環十一烯(diazabicycloundecene)等的三級有機胺；四甲基氫氧化銨等的四級有機胺等，或上述化合物的組合。
觸媒的使用量根據種類、溫度等反應條件等而異，並可適當地設定，例如基於所有矽烷化合物為1莫耳，該觸媒的添加量為0.01莫耳至5莫耳，較佳為0.03莫耳至3莫耳，更佳為0.05莫耳至1莫耳。
基於安定性觀點，待聚縮合反應結束後，較佳為將從反應液中分餾的有機溶劑層以水清洗。進行該清洗時，較佳為使用包含少量鹽的水，例如0.2重量%左右的硝酸銨水溶液等進行清洗。清洗可進行至清洗後的水層成為中性為止，然後將有機溶劑層視需要以無水硫酸鈣、分子篩(molecular sieves)等乾燥劑進行乾燥後，去除有機溶劑，即可獲得聚矽氧烷(B)。
本發明的聚矽氧烷(B)，根據凝膠滲透色層分析法所測得經聚苯乙烯換算的重量平均分子量為500至100,000，較佳為800至50,000，更佳為1,000至20,000。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份，聚矽氧烷(B) 的使用量為1至25重量份，較佳為2至20重量份，且更佳為3至15重量份。
若液晶配向劑不使用聚矽氧烷(B)，則液晶顯示元件有耐紫外線衰退性不佳的問題。
光聚合性化合物(C)
光聚合性化合物(C)為由式(3)表示的化合物。
式(3)中，R1各自獨立表示由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基、氫原子、鹵素原子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N=C=O、-N=C=S或碳數為1至20的烷基，其中烷基中任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，且含氫原子的官能基中，任意的氫原子可經鹵素原子或-CN取代；R1的至少一者為由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基；Y獨立表示碳數為3至20的飽和或不飽和的獨立環、縮合環或螺環的2價基，其中環中任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的-H可經鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、經1至3個具有碳數為1至4的烷基或苯基取代的矽基、碳數為1至10的直鏈烷基、碳數為1至10的支鏈烷基或碳數為1至10的鹵烷基取代， 且烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代；Z各自獨立表示單鍵或碳數為1至20的伸烷基，其中，伸烷基中任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-或-C≡C-取代，且任意的-H可經鹵素原子、碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的鹵烷基取代；f表示1至6的整數，且當f為2至6的整數時，多個-Y-Z-為相同或不同。
由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基如下所示。
式(3-1)至式(3-5)中，R2表示氫原子、鹵素原子、-CF3或碳數為1至5的烷基。
式(3)中，R1的至少一者較佳為為由式(3-1)至式(3-3) 表示的聚合性官能基。
式(3)中，具體而言，Y各自獨立表示1,4-伸環己基、 1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、四氫化萘-2,6-二基、芴-2,7-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、雙環[3.1.0]己烷-3,6-二基或三蝶烯-1,4-二基的二價基團化合物；在環中的任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的-H可經鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、經1至3個具有碳數為1至4的烷基或苯基取代的矽基、碳數為1至10的直鏈烷基或支鏈烷基，或者碳數為1至10的鹵烷基取代；且於烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
Y較佳為各自獨立表示選自由式(3-6)至式(3-30)表 示的官能基所組成的族群中的至少一者。
式(3-6)至式(3-30)中，R3表示鹵素原子、碳數為1至3的烷基、碳數為1至3的烷氧基或碳數為1至3的鹵烷基。
光聚合性化合物(C)較佳為選自由式(3-31)至式(3-42)表示的化合物所組成的族群中的至少一者。
式(3-31)至式(3-42)中，R4各自獨立表示氫原子或甲基；R5各自獨立表示氫原子、鹵素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上的2個R5形成碳數為6至15的飽和或不飽和的烴環；g及h各自獨立表示1至20的整數。
光聚合性化合物(C)的具體例更佳為包括由式(3-43)至式(3-97)表示的化合物的至少一者。
光聚合性化合物(C)特佳為包括由式(3-44)至式(3-50)或式(3-69)至式(3-97)表示的化合物中的至少一者。當光聚合性化合物(C)為式(3-44)至式(3-50)或式(3-69)至式(3-97)所示的化合物時，所製造的液晶顯示元件的耐紫外線衰退性特別佳。
光聚合性化合物(C)可單獨使用或組合多種來使用。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份，光聚合性化合物(C)的使用量為1至35重量份，較佳為3至30重量份，且更佳為5至25重量份。
若液晶配向劑不使用光聚合性化合物(C)，則液晶顯示元件有色相不均的問題。
溶劑(D)
本發明的液晶配向劑中所使用的溶劑並無特別的限制，只要是可溶解聚合物(A)、聚矽氧烷(B)與其他任意成份且並不與其產生反應即可，較佳為同前述合成聚醯胺酸中所使用的溶劑，同時，亦可併用合成該聚醯胺酸時所使用的貧溶劑。
溶劑(D)的具體例包括但不限於N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲基醚、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、乙二醇異丙基醚、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、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯或N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide)等。溶劑(D)可以單獨使用或者組合多種來使用。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份，溶劑(D)的使用量為800至4000重量份，較佳為900至3500重量份，且更佳為1000至3000重量份。
添加劑(E)
在不影響本發明的功效的範圍內，液晶配向劑還可選擇性地添加添加劑(E)，其中添加劑(E)包括具有至少兩個環氧基的化合物、具有官能性基團的矽烷化合物，或其組合。
具有至少兩個環氧基的化合物包括但不限於乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、三丙二醇二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚、新戊二醇二環氧丙基醚、1,6-己二醇二環氧丙基醚、丙三醇二環氧丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二環氧丙基醚、1,3,5,6-四環氧丙基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四環氧丙基-間-二甲苯二胺、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)環己烷、N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、N,N-環氧丙基-對-環氧丙氧基苯胺、3-(N,N-二環氧丙基)胺 基丙基三甲氧基矽烷，或上述化合物的組合。
上述具有至少兩個環氧基的化合物可單獨使用或組合多種來使用。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份，具有至少兩個環氧基的化合物的使用量可為0至40重量份，且較佳為0.1重量份至30重量份。
具有官能性基團的矽烷化合物的具體例包括但不限於3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷(3-ureidopropyltrimethoxy silane)、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-三乙氧基矽烷基丙基三伸乙三胺、N-三甲氧基矽烷基丙基三伸乙三胺、10-三甲氧基矽烷基-1,4,7-三吖癸烷、10-三乙氧基矽烷基-1,4,7-三吖癸烷、9-三甲氧基矽烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、9-三乙氧基矽烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、N-苯甲基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯甲基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-雙(氧化乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧化乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷，或上述化合物的組合。
添加劑(E)可以單獨使用或組合多種來使用。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份，具有官能性基團的矽烷化合物的使用量可為0至10重量份，且較佳為0.5重量份至10重量份。
基於聚合物(A)的總使用量為100重量份，添加劑(E)的使用量較佳為0.5重量份至50重量份，且更佳為1重量份至45重量份。
<液晶配向劑的製備方法>
本發明的液晶配向劑的製備方法並無特別的限制，可採用一般的混合方法來製備。舉例而言，先將以上述方式製備而成的聚合物(A)、聚矽氧烷(B)、光聚合性化合物(C)混合均勻形成混合物。接著，於溫度為0℃至200℃的條件下添加溶劑(D)，並選擇性地加入添加劑(E)，最後以攪拌裝置持續攪拌至溶解即可。另外，較佳的是於20℃至60℃的溫度下添加溶劑(D)。
在25℃下，本發明的液晶配向劑的黏度通常為15cps至35cps，較佳為17cps至33cps，且更佳為20cps至30cps。
<液晶配向膜的形成方法>
將本發明的液晶配向劑塗佈於基板後，必要時經由預烤(pre-bake)、後烤(post-bake)等加熱處理所得的塗膜來直接作為液晶配向膜使用。又，可對該塗膜進行摩擦(rubbing)、照射偏振光或特定波長的光等、或離子束等處理，又，或在將電壓施加 於液晶充填後的液晶顯示元件的狀態下照射紫外線，以作為表面控制垂直配向膜。
此時，所使用的基板只要是透明性高的基板即可，並無特別限定。基板例如是玻璃板、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚碸、聚芳酯、聚氨酯(polyurethane)、聚碸、聚醚、聚醚酮、三甲基戊烯、聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、(甲基)丙烯腈、三乙酸纖維素、二乙酸纖維素或乙酸丁酸纖維素(cellulose acetate butyrate)等。而就製程簡單化的觀點而言，基板較佳為使用形成有液晶驅動用的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)電極等的基板。又，反射型液晶顯示元件若為僅單側基板時，亦可使用矽晶圓等不透明物，另外，此時的電極也可使用鋁等反射光的材料。
液晶配向劑的塗佈方法並無特別限定，例如是網版印刷(screen printing)、平板印刷(offset printing)、柔版印刷(flexo printing)等的印刷法、噴墨法、噴塗法、輥塗佈法、浸漬、狹縫塗佈(slit coating)、旋轉塗佈等。從生產性方面來看，工業上廣泛採用的轉印印刷法也可適用於本發明。
以上述的方法塗佈液晶配向劑後，經預烤及後烤處理可形成塗膜。塗佈液晶配向劑後的預烤步驟，雖非必要，但塗佈後至後烤的時間，各基板均未固定時，或塗佈後未馬上後烤時，較佳為進一步進行預烤步驟。此預烤步驟只要是因基板的搬送等不會使塗膜形狀變形的程度下，使有機溶劑揮發即可。預烤處理的條件並無特別限定，例如是在40℃至150℃的任意溫度下進行， 較佳為50℃至120℃，更佳為60℃至100℃。預烤處理可於0.1分鐘至30分鐘的任意時間內進行，較佳為進行0.5分鐘至15分鐘，更佳為進行1分鐘至5分鐘。
後烤處理的條件並無特別限定，例如是在100℃至350℃ 的任意溫度下進行，較佳為120℃至300℃，更佳為150℃至250℃。後烤處理可於5分鐘至240分鐘的任意時間內進行，較佳為進行10分鐘至100分鐘，更佳為進行20分鐘至90分鐘。上述加熱可藉由一般公知方法，例如可以加熱板、熱風循環爐或紅外線爐進行加熱。
後烤後所得的液晶配向膜的厚度並無特別限定，例如可 為1至1000nm，較佳為5至500nm，更佳為10至300nm。
<液晶顯示元件及其製造方法>
本發明的液晶顯示元件包括由本發明的液晶配向劑所形成的液晶配向膜。本發明的液晶顯示元件可以如下述方法製造。
詳言之，本發明的液晶顯示元件可藉由上述方法於基板上形成液晶配向膜後，以公知方法製作液晶晶胞(cell)而得。液晶顯示元件的具體例，例如具備液晶晶胞的垂直配向型液晶顯示元件，其中液晶晶胞具有：對向配置的2片基板、設置於基板間的液晶層，以及設置於基板與液晶層之間並藉由本發明的液晶配向劑所形成的上述液晶配向膜。
具體而言，具備液晶晶胞的垂直配向型液晶顯示元件， 其中液晶晶胞是由以下方式來製作：將本發明的液晶配向劑塗佈於2片基板上，並藉由預烤及後烤處理而形成液晶配向膜，接著，使此液晶配向膜以對向的方式配置2片基板，並於此2片基板之間挾持著以液晶構成的液晶層，即接觸液晶配向膜而設置液晶層，最後，對液晶配向膜及液晶層施加電壓，同時照射紫外線。
如上述使用藉由本發明的液晶配向劑所形成的液晶配向 膜，一邊對液晶配向膜及液晶層施加電壓，一邊照射紫外線，而使聚合性化合物進行聚合，同時使聚矽氧烷所具有的聚合性不飽和基彼此進行反應，或者使該聚合性不飽和基與聚合性化合物進行反應，可使液晶的配向更有效率地被固定化，而形成耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶顯示元件。
將此液晶層挾持於2片基板間的方法，例如是下述兩種公知的方法：
(方法一)
準備形成有液晶配向膜的一對基板，於其中一片基板的液晶配向膜上散佈珠粒(beads)等的間隔物(spacer)，並使該二液晶配向膜以對向的方式再貼合另一片基板，接著減壓注入液晶，並且進行封止。
(方法二)
準備形成有液晶配向膜的一對基板，於其中一片基板的液晶配向膜上散佈珠粒等的間隔物後，將液晶滴下，然後使該二液晶配向膜以對向的方式再貼合另一片基板，並且進行封止。
在上述兩種方法中，間隔物的厚度，較佳為1至30μm，更佳為2至10μm。
對液晶配向膜及液晶層施加電壓、同時照射紫外線而製造液晶晶胞的步驟，例如將電壓施加於設置於基板上的電極間，以對液晶配向膜及液晶層外加電場，保持此電場的狀態下，照射紫外線。其中，對電極間施加的電壓，例如5Vp-p至30Vp-p，較佳為5Vp-p至20Vp-p。紫外線的照射量，例如1J至60J，較佳為40J以下，更佳為10J以下。紫外線照射量越少，越能抑制因構成液晶顯示元件的液晶或材料的破壞所產生的信賴性低下，且藉由減少紫外線照射時間可提高製造效率。本發明即使以較少的紫外線照射量也可提高應答速度，因此即使以例如5J程度的低照射量，也可形成應答速度充分快速的液晶顯示元件。
如此，對液晶配向膜及液晶層施加電壓，同時照射紫外線時，可使聚合性化合物進行反應形成聚合物，除此之外，聚矽氧烷所具有的聚合性不飽和基亦可於紫外線照射時彼此間進行反應，或者與聚合性化合物進行反應。藉由上述反應，可使液晶配向膜獲得較佳的固化結構，使得所得的液晶顯示元件具有耐紫外線衰退性佳與無色相不均的性質。
另外，上述液晶配向劑不僅可作為製造表面控制垂直配向型(SCVA)液晶顯示器等垂直配向方式的液晶顯示元件用的液晶配向劑使用，亦可適用於藉由摩擦處理或光配向處理所製作的液晶配向膜的用途。
上述液晶包括向列型液晶或碟狀型液晶等。液晶的具體例包括但不限於具有正介電異方向性的液晶，其可以使用例如聯苯類液晶(biphenyl-based liquid crystals)、苯基環己烷類液晶(phenyl cyclohexane-based liquid crystal)、酯類液晶、三聯苯類液晶(terphenyl liquid crystal)、聯苯基環己烷類液晶(biphenyl cyclohexane-based liquid crystals)、嘧啶類液晶(pyrimidine-based liquid crystals)、二噁烷類液晶(dioxane-based liquid crystals)、雙環辛烷類液晶(bicyclooctane-based liquid crystals)、立方烷類液晶(cubane-based liquid crystals)，或上述液晶的組合。此外，在前述液晶中還可以進一步添加例如氯化膽甾醇(cholesteryl chloride)、膽甾醇壬酸酯(cholesteryl nonabenzoate)、膽甾醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等膽甾型液晶(cholesteric liquid crystal)；以商品名「C-15」、「CB-15」(默克公司製造)進行銷售的手性劑；對癸氧基苯亞甲基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯(p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methyl butyl cinnamate)等強介電性液晶(ferroelectric liquid crystal)等進行使用。
另外，液晶的具體例也可包括具有負介電異方向性的液晶，其可以使用例如二氰基苯類液晶(dicyanobenzene-based liquid crystal)、噠嗪類液晶(pyridazine-based liquid crystal)、希夫鹼類液晶(Schiff base-based liquid crystal)、氧化偶氮類液晶(azoxy-based liquid crystal)、聯苯類液晶(biphenyl-based liquid crystal)、苯基環己烷類液晶(phenyl cyclohexane-based liquid crystal)，或上述液晶的組合。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明，而不應被解釋為本發明實施的限制。
聚合物(A)的合成例
以下說明聚合物(A)的合成例A-1-1至合成例A-1-5：
合成例A-1-1
在容積500毫升的四頸燒瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計，並導入氮氣。然後，在四頸燒瓶中，加入4.86克(0.045莫耳)的對-二胺苯(簡稱為a2-2-1)、1.91克(0.005莫耳)的由式(III-12)表示的二胺化合物(簡稱為a2-2-4)以及80克的N-甲基-2-吡酪烷酮(簡稱為NMP)，並於室溫下攪拌至溶解。接著，加入9.80克(0.05莫耳)的1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(簡稱為a1-1)及20克的NMP，並於室溫下反應2小時。待反應結束後，將反應溶液倒入1500毫升水中，以使聚合物析出。然後，過濾所得的聚合物，並重複以甲醇清洗及過濾三次，置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚合物(A-1-1)。
合成例A-1-2至合成例A-1-5
合成例A-1-2至合成例A-1-5是以與合成例A-1-1相同的步驟來分別製備聚合物(A-1-2)至聚合物(A-1-5)，並且其不同處在於：改變單體的種類及其使用量(如表1所示)。
以下說明聚合物(A)的合成例A-2-1至合成例A-2-10：
合成例A-2-1
在容積500毫升的四頸燒瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計，並導入氮氣。然後，在四頸燒瓶中，加入4.86克(0.045莫耳)的對-二胺苯(簡稱為a2-2-1)、1.91克(0.005莫耳)的由式(III-12)表示的二胺化合物(簡稱為a2-2-4)以及80克的N-甲基-2-吡酪烷酮(簡稱為NMP)，並於室溫下攪拌至溶解。接著，加入9.80克(0.05莫耳)的1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(簡稱為a1-1)及20克的NMP。於室溫下反應6小時後，加入97克的NMP、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶，升溫至60℃，且持續攪拌2小時，以進行醯亞胺化反應。待反應結束後，將反應溶液倒入1500毫升水中，以使聚合物析出。然後，過濾所得的聚合物，並重複以甲醇清洗及過濾三次，置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚合物(A-2-1)。
合成例A-2-2至合成例A-2-10
合成例A-2-2至合成例A-2-10是以與合成例A-2-1相同 的步驟來分別製備聚合物(A-2-2)至聚合物(A-2-10)，並且其不同處在於：改變單體的種類及其使用量(如表1所示)。
表1中簡稱所對應的化合物如下所示。
聚矽氧烷(B)的合成例
以下說明聚矽氧烷(B)的合成例B-1至合成例B-6：
合成例B-1
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管及溫度計。然後，在三頸燒瓶中，加入0.4莫耳的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(以下簡稱為GAPTS)、0.5莫耳的甲基三甲氧基矽烷(以下簡稱為MTMS)以及0.1莫耳的苯基三甲氧基矽烷(以下簡稱為PTMS)以及6克的丙二醇單甲基醚(以下簡稱為PGME)，並於室溫下一邊攪拌一邊於30分鐘內添加三乙胺(Triethylamine，以下簡稱為TEA)水溶液(20克TEA/200克H2O)。接著，將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘，然後於30分鐘內將油浴升溫至90℃，待溶液的內溫達到75℃時，持續加熱攪拌進行聚縮合6小時。待反應結束後，取出有機層並使用0.2重量%的硝酸銨水溶液進行清洗後，即可獲得聚矽氧烷(B-1)。
合成例B-2至合成例B-6
合成例B-2至合成例B-6的聚矽氧烷(B-2)至聚矽氧烷(B-6)是以與合成例B-1相同的步驟來製備，並且其不同處在於：改變聚矽氧烷(B)的反應物的種類及其使用量、觸媒及溶劑的種類及其使用量、反應溫度及聚縮合時間(如表2所示)。
合成例B’-1至合成例B’-3
合成例B’-1至合成例B’-3的聚矽氧烷(B’-1)至聚矽氧烷(B’-3)是以與合成例B-1相同的步驟來製備，並且其不同處在於：改變聚矽氧烷(B)的反應物的種類及其使用量、觸媒及溶劑的種類及其使用量、反應溫度及聚縮合時間(如表2所示)。
表2中簡稱所對應的化合物如下所示。
液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件的實施例與比較例
以下說明液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件的實施例1至實施例15以及比較例1至比較例14：
實施例1 a.液晶配向劑
秤取100重量份的聚合物(A-1-1)、5重量份的聚矽氧烷(B-1)、8重量份的由式(3-43)表示的光聚合性化合物(C-1)、1200重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(簡稱為D-1)以及1200重量份的乙二醇正丁基醚(簡稱為D-2)，並且在室溫下，以攪拌裝置持續攪拌至溶解，即可形成實施例1的液晶配向劑。
b.液晶配向膜及液晶顯示元件
使用上述所得的液晶配向劑，以下述所示的順序製作液晶晶胞。將液晶配向劑以旋轉塗佈的方式，分別塗佈於兩片具有ITO電極的玻璃基板上，其中，該ITO電極為線/間距(Line/Space)各自為5μm的狹縫狀(slit)圖案。接著，於加熱板上以80℃預烤2分鐘後，再於循環烘箱中以220℃進行20分鐘的後烤，即可形成實施例1的液晶配向膜。
對於上述2片上面形成了液晶配向膜的玻璃基板，其中一片上塗佈熱壓膠，另一片散佈4μm的間隔物。接著，將兩片玻璃基板進行貼合，再以熱壓機施以10kg的壓力，在溫度為150℃的條件下進行熱壓貼合。然後，以液晶注入機(島津製作所製造，型號為ALIS-100X-CH)注入液晶)後，利用紫外光硬化膠封住液晶注入口，並以紫外光燈照光使其硬化。接著，於兩個ITO電極 之間施加20Vp-p交流電，並在液晶為驅動狀態下照射30J的紫外線後，即可獲得實施例1的液晶顯示元件。將實施例1的液晶顯示元件以後述各評價方式進行評價，其結果如表3所示。
實施例2至實施例15
實施例2至實施例15的液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件是以與實施例1相同的步驟分別製備，並且其不同處在於：改變成分的種類及其使用量，如表3所示。將實施例2至15所製得液晶顯示元件以後述評價方式進行評價，其結果如表3所示。
比較例1至比較例13
比較例1至比較例13的液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件是以與實施例1相同的步驟分別製備，不同的地方在於：改變成分的種類及其使用量，如表4所示。對比較例1至比較例13所製得液晶顯示元件以後述評價方式進行評價，其結果如表4所示。
表3及表4中簡稱所對應的化合物如下所示。
<評價方式> a.醯亞胺化率
醯亞胺化率是指透過聚合物中的醯胺酸官能基數目和醯亞胺環數目的合計量為基準，計算醯亞胺環數目所佔的比例，以百分率表示。
檢測的方法是將合成例的聚合物分別進行減壓乾燥後，溶解於適當的氘化溶劑(deuteration solvent)，例如：氘化二甲基亞碸中，以四甲基矽烷作為基準物質，從室溫(例如25℃)下測定1H-核磁共振(1H-Nuclear magnetic resonance，1H-NMR)的結果，再由數學式(1)即可求得醯亞胺化率(%)。
△1：NH基質子在10ppm附近的化學位移(chemical shift)所產生的峰值(peak)面積；△2：其他質子的峰值面積；α：聚合物的前驅物(聚醯胺酸)中的NH基的1個質子相對於其他質子的個數比例。
b.耐紫外線衰退性
液晶顯示元件的耐紫外線衰退性是以液晶顯示元件的電壓保持率來評價。進一步而言，液晶顯示元件的電壓保持率的量測方法如下所述。
利用電氣測量機台(東陽公司製，型號Model 6254)分別測量實施例及比較例的液晶顯示元件的電壓保持率。測試條件是施加4伏特電壓，歷時2毫秒後解除電壓，並量測解除起1667毫秒後的電壓保持率(計為V1)。接著，將液晶顯示元件以30mJ/cm2的紫外光(紫外光照射機型號為KN-SH48K1；光能興業製造)照射後，以相同測試條件測量經紫外光照射後的電壓保持率(計為V2)。最後，以數學式(2)計算即可獲得電壓保持率變化百分比(計為VUV-decay(%))。電壓保持率變化百分比越低，代表液晶顯示元件的耐紫外線衰退性越佳。
電壓保持率變化百分比的評價基準如下所示。
◎：VUV-decay<3%
○：3%≦VUV-decay<5%
△：5%≦VUV-decay<10%
×：10%≦VUV-decay
c.色相不均
將實施例及比較例的液晶顯示元件在標準C光源的背光源照射下，透過偏光板觀察液晶顯示元件是否有色相不均的產生。色相不均的評價基準如下所示。
◎：未出現色相不均。
○：出現輕微色相不均，但不明顯。
△：出現明顯色相不均。
×：出現嚴重色相不均。
比較例14
以與比較例11相同的步驟製備比較例14的液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，其中成分的種類及其使用量大致上相同，惟不同的地方在於：於所使用的液晶層中更添加2.4重量%的光聚合性化合物(C-1)。將所得到的液晶顯示元件亦以上述評價方式進行評價後，其耐紫外線衰退性及色相不均的表現皆為×。
<評價結果>
由表3以及表4得知，與同時使用聚合物(A)、聚矽氧烷(B)及光聚合性化合物(C)的液晶配向劑所製得的液晶顯示元件(實施例1至實施例15)相比，比較例1至13的液晶顯示元件不具耐紫外線衰退性並且有嚴重色相不均的問題。
另外，當使用醯亞胺化率為30%至90%的聚合物(A)(即聚合物(A-2-4)至聚合物(A-2-9))時(實施例9至實施例14)，時，液晶顯示元件的耐紫外線衰退性更佳。
又，當使用含環氧基的基團的聚矽氧烷(B)(即聚矽氧烷(B-2)至聚矽氧烷(B-4)時(實施例2至實施例4、實施例8至實施例10、實施例12至實施例14)，可進一步改善液晶顯示元件的色相不均的問題。
此外，當使用由式(3-44)至式(3-50)及式(3-69)至式(3-97)表示的化合物中的至少一者作為光聚合性化合物(C) (實施例3至實施例5、實施例7、實施例10至實施例12、實施例14至實施例15)時，液晶顯示元件的耐紫外線衰退性更佳。
另外，當聚合物(A)含有式(II)表示的二胺化合物(a2-1)中的至少一種時(實施例2、實施例5、實施例8及實施例12)，可進一步提升液晶顯示元件的耐紫外線衰退性。
另外，當聚合物(A)含有式(III-1)、式(III-2)、表示的二胺化合物(a2-2)中的至少一種時(實施例4至實施例5、實施例9至實施例10、實施例15)，可進一步改善液晶顯示元件的色相不均的問題。
另外，根據比較例14的評價結果得知，於所使用的液晶層中進一步添加光聚合性化合物(C-1)時，液晶顯示元件不具耐紫外線衰退性並且有嚴重色相不均的問題。
綜上所述，本發明的表面控制垂直配向型液晶配向劑中，除了含有聚合物以及溶劑之外，更將光聚合性化合物添加於液晶配向劑中，而非如聚合物穩定配向型般將光聚合性化合物添加於液晶層中，因此解決了習知液晶層受到雜質污染的問題。
另一方面，本發明的液晶配向劑含有特定聚合性不飽和基(例如丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基以及碳碳雙鍵)的聚矽氧烷，而使液晶顯示元件的耐紫外線衰退性佳；並且含有光聚合性化合物，而使液晶顯示元件的無色相不均的問題，因此適用於製造液晶配向膜及液晶顯示元件。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本 發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (13)

  1. 一種液晶配向劑，包括：聚合物(A)；聚矽氧烷(B)；光聚合性化合物(C)；以及溶劑(D)，其中，所述聚合物(A)是由混合物反應而獲得，所述混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)，所述聚矽氧烷(B)含有聚合性不飽和基，所述聚合性不飽和基包括由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基或上述兩者的組合， 式(1-1)中，A表示氫原子或甲基；a表示1至3的整數， 式(1-2)中，b表示0或1的整數。
  2. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，所述聚 矽氧烷(B)更含有含環氧基的基團，所述含環氧基的基團包括由式(2-1)表示的基、由式(2-2)表示的基以及由式(2-3)表示的基中的至少一者， 式(2-1)中，B表示氧原子或單鍵；c表示1至3的整數；d表示0至6的整數，其中當d表示0時，B為單鍵， 式(2-2)中，e表示0至6的整數， 式(2-3)中，D表示碳數為2至6的伸烷基；E表示氫原子或碳數為1至6的烷基。
  3. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，所述光聚合性化合物(C)為由式(3)表示的化合物， 式(3)中，R1各自獨立表示由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基、氫原子、鹵素原子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N=C=O、-N=C=S或碳數為1至20的烷基，其中所述烷基中任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，且含氫原子的官能基中，任意的所述氫原子可經鹵素原子或-CN取代；R1的至少一者為由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基；Y獨立表示碳數為3至20的飽和或不飽和的獨立環、縮合環或螺環的2價基，其中所述環中任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的-H可經鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、經1至3個具有碳數為1至4的烷基或苯基取代的矽基、碳數為1至10的直鏈烷基、碳數為1至10的支鏈烷基或碳數為1至10的鹵烷基取代，且所述烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代；Z各自獨立表示單鍵或碳數為1至20的伸烷基，其中，所述伸烷基中任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O) =N-或-C≡C-取代，且任意的-H可經鹵素原子、碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的鹵烷基取代；f表示1至6的整數，且當f為2至6的整數時，多個-Y-Z-為相同或不同； 式(3-1)至式(3-5)中，R2表示氫原子、鹵素原子、-CF3或碳數為1至5的烷基。
  4. 如專利申請範圍第3項所述的液晶配向劑，其中，所述光聚合性化合物(C)的R1的至少一者為由式(3-1)至式(3-3)表示的聚合性官能基。
  5. 如專利申請範圍第3項所述的液晶配向劑，其中，所述光聚合性化合物(C)的Y各自獨立表示1,4-伸環己基、1,4-伸環己 烯基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、四氫化萘-2,6-二基、芴-2,7-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、雙環[3.1.0]己烷-3,6-二基或三蝶烯-1,4-二基的二價基團化合物；在所述環中的任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的-H可經鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、經1至3個具有碳數為1至4的烷基或苯基取代的矽基、碳數為1至10的直鏈烷基或支鏈烷基，或者碳數為1至10的鹵烷基取代；且於所述烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
  6. 如專利申請範圍第5項所述的液晶配向劑，其中，Y各自獨立表示選自由式(3-6)至式(3-30)表示的官能基所組成的族群中的至少一者， 式(3-6)至式(3-30)中，R3表示鹵素原子、碳數為1至3的烷基、碳數為1至3的烷氧基或碳數為1至3的鹵烷基。
  7. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，所述光聚合性化合物(C)選自由式(3-31)至式(3-42)表示的化合物所組成的族群中的至少一者， 式(3-31)至式(3-42)中，R4各自獨立表示氫原子或甲基；R5各自獨立表示氫原子、鹵素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上的2個R5形成碳數為6至15的飽和或不飽和的烴環；g及h各自獨立表示1至20的整數。
  8. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，所述二胺組份(a2)包括由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)， 式(II)中，B1表示-O-、-COO、-OCO-、-NHCO-、-CONH-或-CO-； B2表示由式(II-1)表示的有機基； 式(II-1)中，B3表示氟原子或甲基；B4、B5或B6各自獨立表示單鍵、-O-、-COO、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-CO-或碳數為1至3的伸烷基； B7表示或，其中B9及B10各自獨立表 示氟原子或甲基，n1及n2各自獨立表示0至2的整數；B8表示氫原子、氟原子、碳數為1至12的烷基、碳數為1至12的氟烷基、碳數為1至12的烷氧基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；i表示0至2的整數；j、k及m各自獨立表示0至4的整數；n、p及q各自獨立表示0至3的整數，且n+p+q≧3。
  9. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，基於所述二胺組份(a2)的總使用量為100莫耳，所述二胺化合物(a2-1)的使用量為5莫耳至50莫耳。
  10. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，所述聚合物(A)的醯亞胺化率為30%至90%。
  11. 如專利申請範圍第1項所述的液晶配向劑，其中，基於所述聚合物(A)為100重量份，所述聚矽氧烷(B)的使用量為1至25重量份；所述光聚合性化合物(C)的使用量為1至35重量份；所述溶劑(D)的使用量為800至4000重量份。
  12. 一種液晶配向膜，其是由如專利申請範圍第1項至第11項中任一項所述的液晶配向劑而形成。
  13. 一種液晶顯示元件，其包括如專利申請範圍第12項所述的液晶配向膜。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI653494B (zh) * 2015-08-18 2019-03-11 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件
JP6296320B2 (ja) * 2015-10-01 2018-03-20 Dic株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
CN105647548B (zh) * 2016-02-23 2018-10-16 京东方科技集团股份有限公司 配向剂、配向膜的制作方法、显示面板及显示装置
TWI671358B (zh) * 2016-10-26 2019-09-11 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑及其製造方法、液晶配向膜及其製造方法以及液晶顯示元件及其製造方法
KR102387706B1 (ko) * 2017-06-12 2022-04-18 삼성디스플레이 주식회사 염료 화합물, 이를 이용한 편광 소자 및 염료 화합물을 이용한 표시 장치
TWI763760B (zh) * 2017-12-29 2022-05-11 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TWI679217B (zh) * 2018-03-02 2019-12-11 達興材料股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
JP2020050714A (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 横浜ゴム株式会社 オルガノポリシロキサン、シリコーン樹脂組成物及び光半導体装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000297082A (ja) * 1999-04-13 2000-10-24 Jsr Corp 不飽和エポキシ化合物、その製造方法および不飽和エポキシ化合物の（共）重合体
CN100334493C (zh) * 2004-05-28 2007-08-29 友达光电股份有限公司 用于聚合物稳定配向过程的单体以及包括该单体生成的聚合物的液晶显示面板
JP2007002065A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Fujifilm Holdings Corp 液晶材料、その製造方法、及び、該液晶材料を含む表示素子
KR101143129B1 (ko) * 2007-08-02 2012-05-08 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제, 액정 배향막 및 그의 형성 방법 및 액정 표시 소자
KR101534887B1 (ko) * 2007-12-26 2015-07-07 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 액정 배향막의 형성 방법
JP5057074B2 (ja) * 2008-02-21 2012-10-24 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
JP5776908B2 (ja) * 2010-06-30 2015-09-09 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子並びに液晶表示素子の製造方法
JP5780389B2 (ja) * 2010-07-02 2015-09-16 Jsr株式会社 液晶表示素子の製造方法
JP5967094B2 (ja) * 2011-08-31 2016-08-10 Jsr株式会社 液晶表示素子の製造方法
JP2013117681A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Jsr Corp 液晶配向剤
JP6048117B2 (ja) * 2012-03-22 2016-12-21 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及び液晶表示素子の製造方法

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