TW202246388A - 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

本發明提供一種液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件。所製得的液晶顯示元件的驅動後閃爍度低。液晶配向劑包括聚合物(A)、以及溶劑(B)。聚合物(A)由包含四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的混合物經聚合反應所製得,且具有如式(I)所示的結構。

Description

液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件
本發明是有關於一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件,且特別是有關於一種利用所述液晶配向劑,以製得驅動後閃爍度較佳的液晶顯示元件。
用於液晶電視、液晶顯示器等的液晶顯示元件,通常在元件內部設置有控制液晶排列狀態用的液晶配向膜。目前工業上最常見的方法是以棉、尼龍、聚酯等布材沿一方向摩擦形成在電極基板上、由聚醯胺酸及/或將其醯亞胺化之聚醯亞胺所形成的膜表面,進行所謂的摩擦處理而製得此液晶配向膜。
在液晶配向膜的配向過程中將膜表面進行摩擦處理為工業上較易於生產的方法。然而,隨著對液晶顯示元件的高效能化、高精細度化、大型化的要求越來越高,在進行摩擦處理的時候,受配向膜表面的損傷、飛塵、因機械力和靜電力所產生的影響與在配向處理面上的不均勻性等種種的問題變得更加顯著。
做為取代摩擦處理的方法,目前已知有利用因偏光的紫外線照射而賦予液晶配向能的光配向法。所稱的光配向法之液晶配向處理是舉凡在反應機制上利用光致異構化(photoisomerization)反應的物質、利用光交聯(photocrosslink)反應的物質、利用光分解(photodecomposition)反應的物質等。再者,特開平9-297313號公報提出,光配向法使用主鏈具有環丁烷等的脂環構造的聚醯亞胺膜。使用聚醯亞胺做為光配向用配向膜的時候,因為此配向膜的耐熱性高於其他類型的配向膜,故看好此種配向膜的應用性。
光配向法為不摩擦配向處理的方法,其在工業上不僅具有利用簡單製程即可製造的優點,在橫向電場效應技術(In-Plane-Switching;IPS)驅動方式和邊界電場切換廣視角技術(Fringe Field Switching;FFS)驅動方式之液晶顯示元件中,相較於使用摩擦處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時,可望提升液晶顯示元件的對比度和視角特性,因此光配向法為具有前景而備受矚目的液晶配向處理方法。
然而,透過光配向法所製得的液晶配向膜應用於液晶顯示元件時,所製得之液晶顯示元件仍有驅動後閃爍度不佳的問題。由上述可知,為了符合目前光配向IPS型液晶顯示器業者之要求,提供一種可形成驅動後閃爍度較佳之液晶顯示元件的液晶配向劑,為本技術領域者努力研究之目標。
有鑑於此,本發明提供一種液晶配向劑,其能夠改善上述驅動後閃爍度不佳的問題。
本發明提供一種液晶配向劑,包括:聚合物(A)、以及溶劑(B)。聚合物(A)由包含四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的混合物經聚合反應所製得,且具有如下述式(I)所示的結構:
Figure 02_image001
式(I) 式(I)中,Y 1表示藉由熱而被氫原子取代的保護基,X 1、X 2各自獨立表示2價有機基,*表示鍵結處。
在本發明的一實施例中,上述的式(I)中,Y 1表示如下述式(Ⅱ)所示的基團:
Figure 02_image003
式(Ⅱ) 式(Ⅱ)中,Y 2表示碳數1~20的直鏈烴基、碳數3~20的支鏈烴基或碳數3~20的環狀烴基,*表示鍵結處。
在本發明的一實施例中,上述的二胺組份(b)包括具有如下述式(b-1)所示的結構的二胺化合物(b1):
Figure 02_image005
式(b-1) 式(b-1)中,Y 1為式(I)中的Y 1,X 3、X 4各自獨立表示碳數1~3的伸烷基,X 5、X 6各自獨立表示單鍵、-O-、-S-、-OCO-或-COO-。
在本發明的一實施例中,上述的四羧酸二酐組份(a)包括具有如下述式(a-1)所示的結構的四羧酸二酐化合物(a1):
Figure 02_image007
式(a-1) 式(a-1)中,R 1至R 4各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至6的烷基、碳數為2至6的烯基、碳數為2至6的炔基、含有氟原子且碳數為1至6的1價有機基團或苯基,R 1至R 4為相同或不相同,且R 1、R 2、R 3及R 4之至少一者不為氫原子。
在本發明的一實施例中,上述的二胺組份(b)包括具有如下述式(b-2)所示的結構的二胺化合物(b2):
Figure 02_image009
式(b-2) 式(b-2)中,Ar表示芳香環,X 11表示碳數1~5的伸烷基,X 12表示氫原子或碳數1~4的烷基。
在本發明的一實施例中,基於四羧酸二酐組份(a)的使用量為100莫耳,四羧酸二酐化合物(a1)的使用量為10莫耳至100莫耳。
在本發明的一實施例中,基於二胺組份(b)的使用量為100莫耳,二胺化合物(b1)的使用量為0.5莫耳至50莫耳。
在本發明的一實施例中,基於二胺組份(b)的使用量為100莫耳,二胺化合物(b2)的使用量為1莫耳至99.5莫耳。
在本發明的一實施例中,基於聚合物(A)的使用量為100重量份,溶劑(B)的使用量為800重量份至4000重量份。
本發明更提供一種液晶配向膜,利用如上述的液晶配向劑所形成。
本發明更提供一種液晶顯示元件,包括如上述的液晶配向膜。
基於上述,本發明的液晶配向劑因使用具有特定結構的聚合物(A),因此,該液晶配向劑可以改善先前技術存在驅動後閃爍度不佳的技術問題。
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,並配合所附圖式作詳細說明如下。
液晶配向劑 本發明提供一種液晶配向劑,包括聚合物(A)以及溶劑(B),並視情況包括添加劑(C)。聚合物(A)由包含四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的混合物經聚合反應所製得,且具有如式(I)所示的結構。以下將詳細說明用於本發明的液晶配向劑的各個成分。 聚合物( A
聚合物(A)由包含四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的混合物經聚合反應所製得,且具有如下述式(I)所示的結構:
Figure 02_image001
式(I) 式(I)中,Y 1表示藉由熱而被氫原子取代的保護基,X 1、X 2各自獨立表示2價有機基,*表示鍵結處。
聚合物(A)之較佳具體例為聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、聚醯亞胺系嵌段共聚合物或其組合。其中,聚醯亞胺系嵌段共聚合物之較佳具體例為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其任意組合。
作為由式(I)中的X 1、X 2所表示的2價有機基,可列舉:具有衍生自用於聚合物合成的單體骨架的結構的基團。
由式(I)中的Y 1所表示的藉由熱而被氫原子取代的保護基為一種熱脫離性基。更具體而言,Y 1為胺基之保護基,故只要是藉由熱而被氫原子取代的保護基時,其結構無特別限定。從液晶配向劑之保存安定性的觀點,此保護基Y 1較佳為在室溫下不會脫離者、更佳為以80℃以上的熱會脫離的保護基、又更佳為100℃以上、特佳為以120℃以上的熱會脫離的保護基。保護基Y 1脫離的溫度,較佳為250℃以下、更佳為230℃以下。若脫離的溫度太高,可能會導致聚合物分解。
式(I)中的Y 1較佳為表示如下述式(Ⅱ)所示的基團:
Figure 02_image003
式(Ⅱ) 式(Ⅱ)中,Y 2表示碳數1~20的直鏈烴基、碳數3~20的支鏈烴基或碳數3~20的環狀烴基,*表示鍵結處。 基於原料取得性的觀點,Y 2較佳可例如為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、芐基、正十六烷基或9-茀基甲基。基於聚合物之溶解性及熱解離性之觀點,Y 2較佳可例如為第三丁基。
當液晶配向劑中的聚合物(A)不包含由式(I)所示的結構時,所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度不佳。 四羧酸二酐組份( a
四羧酸二酐組份(a)包括具有如式(a-1)所示的結構的四羧酸二酐化合物(a1)、以及其他四羧酸二酐化合物(a2)。 四羧酸二酐化合物( a1
四羧酸二酐化合物(a1)具有如下述式(a-1)所示的結構:
Figure 02_image007
式(a-1) 式(a-1)中,R 1至R 4各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至6的烷基、碳數為2至6的烯基、碳數為2至6的炔基、含有氟原子且碳數為1至6的1價有機基團或苯基,R 1至R 4為相同或不相同,且R 1、R 2、R 3及R 4之至少一者不為氫原子。
R 1、R 2、R 3及R 4較佳為盡可能立體障礙小之構造者。具體來說為較佳為氫原子、甲基或乙基,其中又以甲基為更佳。
具有如式(a-1)所示結構的四羧酸二酐化合物(a1)的具體例可列舉下述式(a-1-1)至式(a-1-8)所示的化合物。針對驅動後閃爍度而言,其中以式(a-1-1)為較佳。
Figure 02_image011
式(a-1-1)
Figure 02_image013
式(a-1-2)
Figure 02_image015
式(a-1-3)
Figure 02_image017
式(a-1-4)
Figure 02_image019
式(a-1-5)
Figure 02_image021
式(a-1-6)
Figure 02_image023
式(a-1-7)
Figure 02_image025
式(a-1-8)
四羧酸二酐化合物(a1)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
基於四羧酸二酐組份(a)的總使用量為100莫耳,四羧酸二酐化合物(a1)的使用量為10莫耳至100莫耳,較佳為15莫耳至80莫耳,且更佳為20莫耳至70莫耳。
若四羧酸二酐組份(a)包含四羧酸二酐化合物(a1)時,可進一步降低所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度。 其他四羧酸二酐化合物( a2
其他四羧酸二酐化合物(a2)的較佳具體例可列舉:(1)脂肪族四羧酸二酐化合物、(2)脂環族四羧酸二酐化合物、(3)芳香族四羧酸二酐化合物或(4)由式(a-2-1)至式(a-2-6)所示之四羧酸二酐化合物等。
(1)脂肪族四羧酸二酐化合物包含但不限於乙烷四羧酸二酐或丁烷四羧酸二酐等之脂肪族四羧酸二酐化合物。
(2)脂環族四羧酸二酐化合物包含但不限於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-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或二環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐等之脂環族四羧酸二酐化合物。
(3)芳香族四羧酸二酐化合物之具體例可包含但不限於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、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'-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、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'-雙(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'-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、3,3',4,4'-全氟異亞丙基二苯二酸二酐、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、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-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。
(4)由式(a-2-1)至式(a-2-6)所示的四羧酸二酐化合物如下所示。
Figure 02_image027
式(a-2-1)
Figure 02_image029
式(a-2-2)
Figure 02_image031
式(a-2-3)
Figure 02_image033
式(a-2-4)
Figure 02_image035
式(a-2-5) 式(a-2-5)中,A 1表示含有芳香環的二價基團;r表示1至2的整數;A 2及A 3可為相同或不同,且可各自獨立表示氫原子或烷基。由式(a-2-5)表示的四羧酸二酐化合物的具體例包括由式(a-2-5-1)至式(a-2-5-3)表示的化合物中的至少一種。
Figure 02_image037
式(a-2-5-1)
Figure 02_image039
式(a-2-5-2)
Figure 02_image041
式(a-2-5-3)
Figure 02_image043
式(a-2-6) 式(a-2-6)中,A 4表示含有芳香環的二價基團;A 5及A 6可為相同或不同,且各自獨立表示氫原子或烷基。由式(a-2-6)表示的四羧酸二酐化合物較佳為由式(a-2-6-1)表示的化合物。
Figure 02_image045
式(a-2-6-1)
其他四羧酸二酐化合物(a2)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
基於四羧酸二酐組份(a)的總使用量為100莫耳,其他四羧酸二酐化合物(a2)的使用量為0莫耳至90莫耳,較佳為20莫耳至85莫耳,且更佳為30莫耳至80莫耳。
基於後述的二胺組份(b)的總使用量為100莫耳,四羧酸二酐組份(a)的總使用量為20莫耳至200莫耳,較佳為30莫耳至120莫耳。 二胺組份( b
二胺組份(b)包括具有如式(b-1)所示的結構的二胺化合物(b1)、具有如式(b-2)所示的結構的二胺化合物(b2)、以及其他二胺化合物(b3)。 二胺化合物( b1
二胺化合物(b1)具有如下述式(b-1)所示的結構:
Figure 02_image005
式(b-1) 式(b-1)中,Y 1為式(I)中的Y 1,X 3、X 4各自獨立表示碳數1~3的伸烷基,X 5、X 6各自獨立表示單鍵、-O-、-S-、-OCO-或-COO-。
X 3、X 4各自獨立表示碳數1~3的伸烷基。伸烷基可為直鏈狀或具有支鏈。具體例可列舉:伸甲基、伸乙基、伸丙基、1-甲基伸乙基、2-甲基伸乙基等。其中,較佳為盡可能地具有自由旋轉部位,且立體障礙小之構造者。具體來說較佳為伸甲基、伸乙基、伸丙基。
X 5、X 6各自獨立表示單鍵、-O-、-S-、-OCO-或-COO-。其中,較佳為盡可能柔軟且立體障礙小之構造者。具體來說較佳為單鍵、-O-、-S-。
具有如式(b-1)所示結構的二胺化合物(b1)的具體例可列舉下述式(b-1-1)至式(b-1-11)所示的化合物。
Figure 02_image048
式(b-1-1)
Figure 02_image050
式(b-1-2)
Figure 02_image052
式(b-1-3)
Figure 02_image054
式(b-1-4)
Figure 02_image056
式(b-1-5)
Figure 02_image058
式(b-1-6)
Figure 02_image060
式(b-1-7)
Figure 02_image062
式(b-1-8)
Figure 02_image064
式(b-1-9)
Figure 02_image066
式(b-1-10)
Figure 02_image068
式(b-1-11)
二胺化合物(b1)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
基於二胺組份(b)的總使用量為100莫耳,二胺化合物(b1)的使用量為0.5莫耳至50莫耳,較佳為0.5莫耳至40莫耳,且更佳為0.5莫耳至30莫耳。
若二胺組份(b)中不包含二胺化合物(b1)時,所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度不佳。 二胺化合物( b1 )的合成方法
二胺化合物(b1)的合成方法並無特別限定,作為一般合成法,如下述所示,可藉由將二胺化合物Cpd. 1之二硝基化合物Cpd. 2經還原而製造。且,X 3、X 4、X 5、X 6的含義與式(b-1)中所述的X 3、X 4、X 5、X 6的含義相同。
Figure 02_image070
上述還原反應含有在觸媒存在下之氫化反應、在質子共存下所進行的還原反應、將甲酸作為氫源的還原反應、將肼作為氫源的還原反應等,亦可組合這些還原反應。若考慮到二硝基化合物Cpd. 2之結構與還原反應的反應性時,以氫化反應為佳。
使用於還原反應的觸媒以可由販賣品獲得之活性碳載持金屬為佳,例如可舉出鈀-活性碳、鉑-活性碳、銠-活性碳等。又,氫氧化鈀、二氧化鉑、雷尼鎳等非必須為活性碳載持型的金屬觸媒亦可。一般廣泛使用的鈀-活性碳因可得到良好結果而較佳。
欲使還原反應更有效果地進行,在活性碳的共存下可實施反應。此時,所使用的活性碳量並無特別限定,對於二硝基化合物Cpd. 2以1~20質量%為佳,以5~10質量%為較佳。
同樣理由下,亦有在加壓下實施反應之情況。此時,欲避開苯環之還原,可在到達20氣壓之加壓範圍下進行。較佳為到達10氣壓之範圍下實施反應。
對於還原反應,以使用溶劑為佳,僅為不與各原料進行反應的溶劑即可,可無限制下使用。
例如可使用非質子性極性有機溶劑(DMF(N,N-二甲基甲醯胺)、DMSO(二甲基亞碸)、DMAc(二甲基乙醯胺)、NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)等);醚類(Et 2O(二乙基醚)、i-Pr 2O(二異丙基醚)、TBME(甲基第三丁基醚)、CPME(環戊基甲基醚)、THF(四氫呋喃)、二噁烷等);脂肪族烴類(戊烷、己烷、庚烷、石油醚等);芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、二氯苯、硝基苯、四氫萘等);鹵素系烴類(氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷等);低級脂肪酸酯類(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯等);腈類(乙腈、丙腈、丁腈等)。這些溶劑可考慮不容易起反應而做適宜選擇,可單獨使用1種或混合2種以上使用。視必要可使用適當脫水劑或乾燥劑乾燥溶劑,亦可作為非水溶劑使用。
溶劑之使用量(反應濃度)並無特別限定,對於二硝基化合物Cpd. 2為0.1~100質量倍。較佳為0.5~30質量倍,更佳為1~10質量倍。
反應溫度並無特別限定,以-100℃至所使用的溶劑之沸點的範圍為佳,較佳為-50~150℃。反應時間通常為0.05~350小時,較佳為0.5~100小時。
另一方面,二硝基化合物Cpd. 2的合成方法並無特別限定,可藉由任意方法進行合成。作為該具體例子為,將二硝基化合物Cpd. 3與二碳酸二第三丁酯在溶劑中依所需在鹼存在下進行反應。
Figure 02_image072
對於二硝基化合物Cpd. 3之羧基1當量而言,以使用1~5當量為佳,較佳為使用1.3~2.5當量之二碳酸二第三丁酯,藉由當量數等反應條件之設定,可控制Boc基之導入數。
反應中之鹼的存在並非必要,但使用鹼時,可使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、燐酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫等無機鹼;三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三異丙基胺、三丁基胺、二異丙基乙基胺、吡啶、二甲基胺基吡啶、咪唑、喹啉、可力丁等胺類;氫化鈉、氫化鉀、第三丁氧基鈉、第三丁氧基鉀等鹼等。
對於該反應中之溶劑,僅不與各原料進行反應的溶劑即可使用,可使用與由上述二硝基化合物Cpd. 2合成二胺化合物Cpd. 1時所記載的相同溶劑、非質子性極性有機溶劑、醚類、脂肪族烴類、芳香族烴類、鹵素系烴類、低級脂肪酸酯類等。這些溶劑為考慮到容易引起反應等因素而可適宜選擇,可單獨使用1種或混合2種以上使用。視必要可使用適當脫水劑或乾燥劑乾燥溶劑,作為非水溶劑使用。
溶劑的使用量並無特別限定,對於二硝基化合物Cpd. 3,可使用0.1~100質量倍之溶劑。較佳為0.5~30質量倍,更佳為1~10質量倍。反應溫度雖無特別限定,可使用自-100℃至所使用的溶劑之沸點的範圍,較佳為-50~150℃的範圍。反應時間通常為0.05~200小時,較佳為0.5~100小時。 二胺化合物( b2
二胺化合物(b2)具有如下述式(b-2)所示的結構:
Figure 02_image009
式(b-2) 式(b-2)中,Ar表示芳香環,X 11表示碳數1~5的伸烷基,X 12表示氫原子或碳數1~4的烷基。
Ar為用以使芳香族胺部位存在於在聚合反應部位具有2級胺之二胺上之部位,故只要為芳香環則無特別限定。由原料取得性或合成容易性、液晶配向性等之觀點,Ar較佳為伸苯基、萘基,由泛用性之觀點,較佳為伸苯基。Ar為伸苯基時,即H 2N-Ar為胺基苯時,X 11之取代位置為間位或對位為佳。
X 11表示碳數1~5的伸烷基。X 11只要在此碳數範圍內,可成為分支亦可成為環構造,較佳為直鏈構造,特佳為碳數1或2的伸烷基。
X 12表示氫原子或碳數1~4的烷基,烷基可為直鏈或分支構造。較佳為儘量小的基,特佳為氫原子、甲基或乙基。
具有如式(b-2)所示結構的二胺化合物(b2)的具體例可列舉下述式(b-2-1)至式(b-2-12)所示的化合物。
Figure 02_image075
式(b-2-1)
Figure 02_image077
式(b-2-2)
Figure 02_image079
式(b-2-3)
Figure 02_image081
式(b-2-4)
Figure 02_image083
式(b-2-5)
Figure 02_image085
式(b-2-6)
Figure 02_image087
式(b-2-7)
Figure 02_image089
式(b-2-8)
Figure 02_image091
式(b-2-9)
Figure 02_image093
式(b-2-10)
Figure 02_image095
式(b-2-11)
Figure 02_image097
式(b-2-12)
二胺化合物(b2)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
基於二胺組份(b)的總使用量為100莫耳,二胺化合物(b2)的使用量為1莫耳至99.5莫耳,較佳為2莫耳至80莫耳,且更佳為3莫耳至70莫耳。
若二胺組份(b)中包含二胺化合物(b2)時,可進一步降低所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度。 其他二胺化合物( b3
其他二胺化合物(b3)包括(1)脂肪族二胺化合物、(2)脂環族二胺化合物、(3)芳香族二胺化合物、(4)由式(b-3-1)至式(b-3-29)所示的二胺化合物、或其組合。
(1)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。
(2)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[6.2.1.0 2,7]-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。
(3)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、1,5-雙(4-胺基苯氧基亞甲基)金剛烷、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。
(4)由式(b-3-1)至式(b-3-29)所示的二胺化合物如下所示。
Figure 02_image099
式(b-3-1) 式(b-3-1)中,B 1表示
Figure 02_image101
Figure 02_image103
Figure 02_image105
Figure 02_image107
Figure 02_image109
,或
Figure 02_image111
;B 2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(b-3-1)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(b-3-1-1)至式(b-3-1-6)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(b-3-1-1)至式(b-3-1-6)表示的化合物如下所示。
Figure 02_image113
式(b-3-1-1)
Figure 02_image115
式(b-3-1-2)
Figure 02_image117
式(b-3-1-3)
Figure 02_image119
式(b-3-1-4)
Figure 02_image121
式(b-3-1-5)
Figure 02_image123
式(b-3-1-6)
Figure 02_image125
式(b-3-2) 式(b-3-2)中,B 1與式(b-3-1)中的B 1相同,B 3及B 4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;B 5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(b-3-2)表示的化合物的具體例包括由式(b-3-2-1)至式(b-3-2-13)表示的化合物中的至少其中一種。
Figure 02_image127
式(b-3-2-1)
Figure 02_image129
式(b-3-2-2)
Figure 02_image131
式(b-3-2-3)
Figure 02_image133
式(b-3-2-4)
Figure 02_image135
式(b-3-2-5)
Figure 02_image137
式(b-3-2-6)
Figure 02_image139
式(b-3-2-7)
Figure 02_image141
式(b-3-2-8)
Figure 02_image143
式(b-3-2-9)
Figure 02_image145
式(b-3-2-10)
Figure 02_image147
式(b-3-2-11)
Figure 02_image149
式(b-3-2-12)
Figure 02_image151
式(b-3-2-13) 式(b-3-2-1)至式(b-3-2-13)中,s表示3至12的整數。
Figure 02_image153
式(b-3-3) 式(b-3-3)中,B 6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B 6可為相同或不同;u表示1至3的整數。
由式(b-3-3)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(b-3-3)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。
Figure 02_image155
式(b-3-4) 式(b-3-4)中,w表示1至5的整數。由式(b-3-4)表示的化合物較佳為4,4’-二胺基-二苯基硫醚。
Figure 02_image157
式(b-3-5) 式(b-3-5)中,B 7及B 9各自獨立表示二價有機基團,且B 7及B 9可為相同或不同;B 8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。
Figure 02_image159
式(b-3-6) 式(b-3-6)中,B 10、B 11、B 12及B 13各自獨立表示碳數為1至12的烴基,且B 10、B 11、B 12及B 13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。
Figure 02_image161
式(b-3-7) 式(b-3-7)中,B 14表示氧原子或伸環己烷基;B 15表示亞甲基(methylene,-CH 2-);B 16表示伸苯基或伸環己烷基;B 17表示氫原子或庚基。
由式(b-3-7)表示的化合物的具體例包括由式(b-3-7-1)表示的化合物、由式(b-3-7-2)表示的化合物或上述化合物的組合。
Figure 02_image163
式(b-3-7-1)
Figure 02_image165
式(b-3-7-2)
由式(b-3-8)至式(b-3-29)表示的化合物如下所示。
Figure 02_image167
式(b-3-8)
Figure 02_image169
式(b-3-9)
Figure 02_image171
式(b-3-10)
Figure 02_image173
式(b-3-11)
Figure 02_image175
式(b-3-12)
Figure 02_image177
式(b-3-13)
Figure 02_image179
式(b-3-14)
Figure 02_image181
式(b-3-15)
Figure 02_image183
式(b-3-16)
Figure 02_image185
式(b-3-17)
Figure 02_image187
式(b-3-18)
Figure 02_image189
式(b-3-19)
Figure 02_image191
式(b-3-20)
Figure 02_image193
式(b-3-21)
Figure 02_image195
式(b-3-22)
Figure 02_image197
式(b-3-23)
Figure 02_image199
式(b-3-24)
Figure 02_image201
式(b-3-25)
Figure 02_image203
式(b-3-26)
Figure 02_image205
式(b-3-27)
Figure 02_image207
式(b-3-28)
Figure 02_image209
式(b-3-29) 式(b-3-16)至式(b-3-24)中,B 18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;B 19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。
其他二胺化合物(b3)可單獨使用或組合多種來使用。
其他二胺化合物(b3)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、1,3-雙(3-胺基苯氧基)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、對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯、式(b-3-1-1)、式(b-3-1-2)、式(b-3-1-5)、式(b-3-2-1)、式(b-3-2-11)、式(b-3-7-1)、式(b-3-25)或式(b-3-28)所表示的化合物。
基於二胺組份(b)的總使用量為100莫耳,其他二胺化合物(b3)的使用量為0莫耳至98.5莫耳,較佳為0莫耳至97.5莫耳,且更佳為0莫耳至96.5莫耳。 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(a)與二胺組份(b),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(B)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(B)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。 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(a)與二胺組份(b)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(B)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10,000至90,000,較佳為12,000至75,000,更佳為15,000至60,000。 溶劑( B
本發明的液晶配向劑中所使用的溶劑(B)並無特別的限制,只要是可溶解聚合物(A)與其他任意成份,且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,亦可併用合成前述聚醯胺酸時所使用的貧溶劑。
溶劑(B)的具體例包含但不限於N-甲基-2-吡咯烷酮(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(B)可單獨一種使用或混合複數種使用。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份,溶劑(B)的使用量為800重量份至4000重量份,較佳為900重量份至3500重量份,且更佳為1000至3000重量份。 加劑( C
在不影響本發明之功效範圍內,本發明之液晶配向劑可選擇性地包含添加劑(C),且添加劑(C)可為環氧化合物或具有官能性基團之矽烷化合物等。添加劑(C)的作用是用來提高前述液晶配向膜與基板表面的附著性。添加劑(C)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
前述之環氧化合物可包含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-烯丙基-N-環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷等。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份,環氧化合物的使用量一般為40重量份以下,且較佳為0.1重量份至30重量份。
上述具有官能性基團之矽烷化合物可包含但不限於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-ureidopropyltrimethoxysilane)、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等。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份,矽烷化合物的使用量一般為10重量份以下,且較佳為0.5重量份至10重量份。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份,添加劑(C)的使用量可為0.5重量份至50重量份,且較佳為1重量份至45重量份。 液晶配向劑的製造方法
本發明的液晶配向劑之製造方法並無特別之限制,可採用一般之混合方法,如先將四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)混合均勻,以反應形成聚合物(A)。接著,將聚合物(A)於溫度為0℃至200℃的條件下加入溶劑(B)和添加劑(C),以攪拌裝置持續攪拌至溶解即可。較佳地,於20℃至60℃的溫度下,將聚合物(A)和添加劑(C)加入溶劑(B)。 液晶配向膜的製造方法
本發明之液晶配向膜是將上述所形成的液晶配向劑塗佈於基板上,並經乾燥和烘烤而製得的膜。
本發明之液晶配向劑所塗佈的基板選自於透明材料,其中,透明材料包含但不限於用於液晶顯示裝置的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚醚碸、聚碳酸酯等,較佳可使用液晶驅動用的ITO電極已形成於基板上者,以簡化製程。再者,對只有單側基板的反射型液晶顯示器而言,前述基板可使用矽晶圓等不透明的材質,在這種情況下的電極可使用鋁等會反射光的材料來形成。本發明之液晶配向劑的塗佈方法可例如旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法等。
本發明的液晶配向劑可選擇任意的溫度和時間,進行塗佈後的乾燥和烘烤製程。一般而言,為充分去除所含的有機溶劑,需在50℃至120℃下進行1分鐘至10分鐘的乾燥。之後,在150℃至300℃下進行5分鐘至120分鐘的烘烤。烘烤後的塗膜厚度並未有特別限制,但過薄的塗膜會造成液晶顯示器的可信賴度劣化,故上述塗膜厚度以5 nm至300 nm為宜,又以10 nm至200 nm為較佳。
本發明之液晶配向劑雖然可進行習知的摩擦定向處理,但在使用光配向處理法的情況時效果更佳。
光配向處理法的具體例可例如:將前述塗膜的表面,以朝特定方向偏光的放射線照射,然後視情況在150℃至250℃的溫度下進行加熱處理,以賦予上述塗膜液晶配向能。其中,可使用具有100 nm至800 nm之波長的紫外線或可見光做為上述放射線,又以波長為100 nm至400 nm的紫外線較佳,而以波長為200 nm至400 nm者為更佳。再者,為了改善液晶配向性,可在50℃至250℃下加熱塗膜基板的同時,以放射線照射塗膜基板。前述放射線的照射量較佳為1 mJ/cm 2至10,000 mJ/cm 2,又以100 mJ/cm 2至5,000 mJ/cm 2為更佳。按照上述方式製得的液晶配向膜,可使液晶分子以一定方向穩定地被配向。
本發明的液晶配向劑經預烤處理、後烤處理及光配向處理後而形成液晶配向膜,前述液晶配向膜之預傾角為0°至3°。 液晶顯示元件的製造方法
本發明又提供一種液晶顯示元件,其包含前述之液晶配向膜。
液晶顯示元件之製作方式為本技術領域者所周知,因此,以下僅簡單地進行陳述。
參閱圖1,本發明液晶顯示元件100之較佳實施例包含第一單元110、第二單元120及液晶單元130,其中第二單元120與第一單元110間隔相對,且液晶單元130設置在第一單元110與第二單元120之間。
第一單元110包含第一基板112、電極114及第一液晶配向膜116,其中電極114以櫛齒型圖案化的方式形成於第一基板112之表面,且第一液晶配向膜116形成在電極114之表面。
第二單元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與第二基板122是選自於透明材料等,其中,透明材料包含但不限於用於液晶顯示裝置的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚醚碸、聚碳酸酯等。電極114的材質是擇自於氧化錫(SnO 2)、氧化銦-氧化錫(In 2O 3-SnO 2)等的透明電極;或鉻等金屬電極。
第一液晶配向膜116及第二液晶配向膜126分別為上述之液晶配向膜,其作用在於使液晶單元130形成預傾角,且液晶單元130可被電極114產生的平行電場驅動。
液晶單元130所使用的液晶可單獨或混合複數種使用,液晶包含但不限於二胺基苯類液晶、噠嗪(pyridazine)類液晶、希夫氏鹼(shiff base)類液晶、氧化偶氮基(azoxy)類液晶、聯苯類液晶、苯基環己烷類液晶、聯苯(biphenyl)類液晶、苯基環己烷(phenylcyclohexane)類液晶、酯(ester)類液晶、三聯苯(terphenyl)、聯苯環己烷(biphenylcyclohexane)類液晶、嘧啶(pyrimidine)類液晶、二氧六環(dioxane)類液晶、雙環辛烷(bicyclooctane)類液晶、立方烷(cubane)類液晶等,且可視需求再添加如氯化膽固醇(cholesteryl chloride)、膽固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、膽固醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等的膽固醇型液晶,或是以商品名為「C-15」、「CB-15」(默克公司製造)的對掌(chiral)劑等,或者對癸氧基苯亞甲基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等強誘電性(ferroelectric)類液晶。
本發明的液晶配向劑所製作之液晶顯示元件適用於各式向列液晶,如TN、STN、TFT、VA、IPS等之液晶顯示元件。此外,根據所選擇的液晶,亦可使用於強誘電性或反強誘電性等不同的液晶顯示元件。上述液晶顯示元件中,特別適用於IPS型之液晶顯示元件。
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。 實施例 聚合物( A )的合成例
以下說明聚合物(A)的合成例:
合成例A-1-1 在一容積500毫升之四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計,並導入氮氣。然後,加入0.096克(0.00025莫耳)的如式(b-1-1)所示的二胺化合物(以下簡稱b-1-1)、6.078克(0.04975莫耳)的如式(b-2-1)所示的二胺化合物(以下簡稱b-2-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),並於室溫下攪拌至溶解。接著,加入1.12克(0.005莫耳)的如式(a-1-1)所示的四羧酸二酐化合物(以下簡稱a-1-1)、9.815克(0.045莫耳)的苯均四羧酸二酐(以下簡稱a-2-1)及20克的NMP,並於室溫下反應2小時。反應結束後,將反應溶液倒入1500毫升的水中,以析出聚合物,過濾所得之聚合物,並以甲醇重複進行清洗及過濾之步驟三次。之後,將產物置入真空烘箱中,並以溫度60℃進行乾燥,即可製得合成例A-1-1之聚合物(A-1-1),其配方如表1所示。
合成例A-1-2至合成例A-1-15與比較合成例A'-1-1至比較合成例A'-1-3 合成例A-1-2至合成例A-1-15與比較合成例A'-1-1至比較合成例A'-1-3使用與合成例A-1-1之聚合物(A-1-1)的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例A-1-2至合成例A-1-15與比較合成例A'-1-1至比較合成例A'-1-3改變聚合物中原料的種類與使用量,其配方如表1、表2所示,此處不另贅述。
合成例A-2-1 在一容積500毫升之四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計,並導入氮氣。然後,加入0.096克(0.00025莫耳)的如式(b-1-1)所示的二胺化合物(以下簡稱b-1-1)、6.078克(0.04975莫耳)的如式(b-2-1)所示的二胺化合物(以下簡稱b-2-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),並於室溫下攪拌至溶解。接著,加入1.12克(0.005莫耳)的如式(a-1-1)所示的四羧酸二酐化合物(以下簡稱a-1-1)、9.815克(0.045莫耳)的苯均四羧酸二酐(以下簡稱a-2-1)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60℃的溫度進行乾燥後,即可得聚合物(A-2-1),其配方如表2所示。
合成例A-2-2至合成例A-2-5與比較合成例A'-2-1 合成例A-2-2至合成例A-2-5與比較合成例A'-2-1使用與合成例A-2-1之聚合物(A-2-1)的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例A-2-2至合成例A-2-5與比較合成例A'-2-1改變聚合物中原料的種類與使用量,其配方如表2所示,此處不另贅述。
另外,表1、表2中的簡稱所對應的化合物如下所示。
簡稱 中文名稱
a-1-1 如式(a-1-1)所示的四羧酸二酐化合物
Figure 02_image211
a-1-2 如式(a-1-2)所示的四羧酸二酐化合物
Figure 02_image213
a-1-3 如式(a-1-3)所示的四羧酸二酐化合物
Figure 02_image215
a-1-4 如式(a-1-5)所示的四羧酸二酐化合物
Figure 02_image019
a-1-5 如式(a-1-8)所示的四羧酸二酐化合物
Figure 02_image025
a-2-1 苯均四羧酸二酐(pyromellitic dianhydride)
a-2-2 2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐 (2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride)
a-2-3 3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐 (3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1-succinic dianhydride)
b-1-1 如式(b-1-1)所示的二胺化合物
Figure 02_image219
b-1-2 如式(b-1-2)所示的二胺化合物
Figure 02_image221
b-1-3 如式(b-1-3)所示的二胺化合物
Figure 02_image223
b-1-4 如式(b-1-4)所示的二胺化合物
Figure 02_image225
b-1-5 如式(b-1-5)所示的二胺化合物
Figure 02_image227
b-1-6 如式(b-1-7)所示的二胺化合物
Figure 02_image229
b-1-7 如式(b-1-8)所示的二胺化合物
Figure 02_image231
b-1-8 如式(b-1-9)所示的二胺化合物
Figure 02_image233
b-1-9 如式(b-1-10)所示的二胺化合物
Figure 02_image235
b-1-10 如式(b-1-11)所示的二胺化合物
Figure 02_image237
b'-1-1 如式(b’-1-1)所示的二胺化合物
Figure 02_image239
b'-1-2 如式(b’-1-2)所示的二胺化合物
Figure 02_image241
b-2-1 如式(b-2-1)所示的二胺化合物
Figure 02_image242
b-2-2 如式(b-2-2)所示的二胺化合物
Figure 02_image244
b-2-3 如式(b-2-3)所示的二胺化合物
Figure 02_image246
b-2-4 如式(b-2-5)所示的二胺化合物
Figure 02_image248
b-2-5 如式(b-2-8)所示的二胺化合物
Figure 02_image250
b-2-6 如式(b-2-11)所示的二胺化合物
Figure 02_image252
b-3-1 對-二胺苯(p-diaminobezene)
b-3-2 4,4’-二胺基二苯基甲烷(4,4'-diaminodiphenylmethane)
b-3-3 1,2-雙(4-胺基苯氧基)乙烷
b-3-4 1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯
[表1]
成份 (單位:mole%) 合成例
A-1-1 A-1-2 A-1-3 A-1-4 A-1-5 A-1-6 A-1-7 A-1-8 A-1-9 A-1-10 A-1-11 A-1-12
四羧酸二酐 組份 (a) a-1-1 10 - - - - 60 - - - - 10 -
a-1-2 - 20 - - - - 70 - - - - 30
a-1-3 - - 30 - - - - 80 - - - -
a-1-4 - - - 40 - - - - 90 - - -
a-1-5 - - - - 50 - - - - 100 - -
a-2-1 90 - - 60 - - 30 - - - 90 -
a-2-2 - 80 - - 50 - - 20 - - - 70
a-2-3 - - 70 - - 40 - - 10 - - -
二胺 組份 (b) b-1-1 0.5 - - - - - - - - - 20 -
b-1-2 - 0.3 - - - - - - - - - 30
b-1-3 - - 1 - - - - - - - - -
b-1-4 - - - 10 - - - - - - - -
b-1-5 - - - - 20 10 - - - - - -
b-1-6 - - - - - 20 - - - - - -
b-1-7 - - - - - - 40 - - - - -
b-1-8 - - - - - - - 50 - - - -
b-1-9 - - - - - - - - 0.5 - - -
b-1-10 - - - - - - - - - 10 - -
b'-1-1 - - - - - - - - - - - -
b'-1-2 - - - - - - - - - - - -
b-2-1 99.5 - - - - - - - - - - 20
b-2-2 - - 90 - - - - - - - - -
b-2-3 - - - 20 - - - - - - - -
b-2-4 - - - 50 50 - - - - - - -
b-2-5 - - - - - 40 - - - - - -
b-2-6 - - - - - - - - - - 30 -
b-3-1 - 99.7 - - - 30 - - - 90 - -
b-3-2 - - 9 - - - 60 - - - 50 -
b-3-3 - - - 20 - - - 50 - - - 50
b-3-4 - - - - 30 - - - 99.5 - - -
[表2]
成份 (單位:mole%) 合成例 比較合成例
A-1-13 A-1-14 A-1-15 A-2-1 A-2-2 A-2-3 A-2-4 A-2-5 A'-1-1 A'-1-2 A'-1-3 A'-2-1
四羧酸二酐 組份 (a) a-1-1 - - - 10 - - - - 10 - 10 -
a-1-2 - - - - 30 - - - - 70 - 30
a-1-3 50 - - - - 50 - - - - - -
a-1-4 - 80 - - - - 80 - - - - -
a-1-5 - - 100 - - - - 100 - - - -
a-2-1 - 20 - 90 - - 20 - 90 30 90 -
a-2-2 - - - - 70 - - - - - - 70
a-2-3 50 - - - - 50 - - - - - -
二胺 組份 (b) b-1-1 - - - 0.5 - - - - - - - -
b-1-2 - - - - - - - - - - - -
b-1-3 40 - - - 30 - - - - - - -
b-1-4 - 50 - - - - - - - - - -
b-1-5 - - 55 - - 50 - - - - - -
b-1-6 - - - - - - - - - - - -
b-1-7 - - - - - - - - - - - -
b-1-8 - - - - - - 10 - - - - -
b-1-9 - - - - - - - - - - - -
b-1-10 - - - - - - - 40 - - - -
b'-1-1 - - - - - - - - - - 20 -
b'-1-2 - - - - - - - - - 40 - -
b-2-1 - - - 99.5 - - - - 99.5 - - -
b-2-2 10 - - - - - - - - - - -
b-2-3 - 1 - - 50 - - - - - - 50
b-2-4 - - - - - - - - - - - -
b-2-5 - - - - - - 1 - - - - -
b-2-6 - - - - - - - - - - 30 -
b-3-1 - 49 - - 20 - - - 0.5 - - 20
b-3-2 - - 45 - - - 89 - - 60 50 30
b-3-3 - - - - - - - 60 - - - -
b-3-4 50 - - - - 50 - - - - - -
液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件的實施例
實施例1 秤取100重量份之合成例A-1-1所製得的聚合物(以下簡稱A-1-1)與800重量份之N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP,以下簡稱B-1),並於室溫下攪拌混合,即可製得實施例1之液晶配向劑。
將實施例1所製得的液晶配向劑旋轉塗佈在玻璃基板上,且此玻璃基板上具有畫素電極,其中畫素電極為具有一對ITO電極(電極寬:10 μm,電極間隔:10 μm,電極高度:50 nm)之IPS驅動用電極,該對ITO電極分別具有櫛齒狀之形狀、且彼此之櫛齒狀部份以分開並咬合之方式來配置。然後,將塗佈有液晶配向劑的玻璃基板在80℃的加熱板上乾燥,經過5分鐘後,在250℃之熱風循環式烘箱中烘烤60分鐘,以形成膜厚為100 nm的塗膜。
透過一偏光板,對塗膜面照射波長為254 nm的紫外線,以製得具有液晶配向膜的基板。接著,同樣地,在對向基板上形成塗膜並施予配向處理,所述對向基板為不具有電極但具有高度為4 μm之柱狀間隔件的玻璃基板。
上述二個基板為一組,在其中一者上印刷密封劑,而另一者以與液晶配向膜面對且配向方向為0°的方式來黏合二者。然後,硬化密封劑,以製得空的晶胞。之後,利用減壓注入法將液晶MLC-2041(Merck公司製)注入空晶胞中,並密封注入口,即製得實施例1之液晶顯示元件。
實施例2至實施例20與比較例1至比較例4 實施例2至實施例20與比較例1至比較例4是使用與實施例1之液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件相同之製造方法,不同之處在於:改變液晶配向劑中原料的種類及使用量,其配方及評價結果分別如表3、表4所示,此處不另贅述。
另外,表3、表4中的簡稱所對應的化合物如下所示。
簡稱 中文名稱
A-1-1 合成例A-1-1之聚合物(A-1-1)
A-1-2 合成例A-1-2之聚合物(A-1-2)
A-1-3 合成例A-1-3之聚合物(A-1-3)
A-1-4 合成例A-1-4之聚合物(A-1-4)
A-1-5 合成例A-1-5之聚合物(A-1-5)
A-1-6 合成例A-1-6之聚合物(A-1-6)
A-1-7 合成例A-1-7之聚合物(A-1-7)
A-1-8 合成例A-1-8之聚合物(A-1-8)
A-1-9 合成例A-1-9之聚合物(A-1-9)
A-1-10 合成例A-1-10之聚合物(A-1-10)
A-1-11 合成例A-1-11之聚合物(A-1-11)
A-1-12 合成例A-1-12之聚合物(A-1-12)
A-1-13 合成例A-1-13之聚合物(A-1-13)
A-1-14 合成例A-1-14之聚合物(A-1-14)
A-1-15 合成例A-1-15之聚合物(A-1-15)
A-2-1 合成例A-2-1之聚合物(A-2-1)
A-2-2 合成例A-2-2之聚合物(A-2-2)
A-2-3 合成例A-2-3之聚合物(A-2-3)
A-2-4 合成例A-2-4之聚合物(A-2-4)
A-2-5 合成例A-2-5之聚合物(A-2-5)
A'-1-1 比較合成例A'-1-1之聚合物(A'-1-1)
A'-1-2 比較合成例A'-1-2之聚合物(A'-1-2)
A'-1-3 比較合成例A'-1-3之聚合物(A'-1-3)
A'-2-1 比較合成例A'-2-1之聚合物(A'-2-1)
B-1 N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone;NMP)
B-2 乙二醇正丁基醚(ethylene glycol n-butyl ether)
B-3 N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethylacetamide)
C-1 N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷 (N,N,N’,N’-tetraepoxypropyl-4,4’-diaminodiphenyl methane)
C-2 新戊二醇二環氧丙基醚(Neopentyl Glycol Diglycidyl Ether)
[表3]
成份 單位:重量份 實施例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
聚合物 (A) A-1-1 100 - - - - - - - - - - -
A-1-2 - 100 - - - - - - - - - -
A-1-3 - - 100 - - - - - - - - -
A-1-4 - - - 100 - - - - - - - -
A-1-5 - - - - 100 - - - - - - -
A-1-6 - - - - - 100 - - - - - -
A-1-7 - - - - - - 100 - - - - -
A-1-8 - - - - - - - 100 - - - -
A-1-9 - - - - - - - - 100 - - -
A-1-10 - - - - - - - - - 100 - -
A-1-11 - - - - - - - - - - 100 -
A-1-12 - - - - - - - - - - - 100
溶劑 (B) B-1 800 - 700 - 1000 - 550 - 1250 950 - -
B-2 - 1000 - 1500 2300 200 - 400 2300 - 2000 -
B-3 - - 800 - - 1800 950 1000 - 300 - 1000
添加劑 (C) C-1 - - - - - - 10 - - - - -
C-2 - 0.5 - - - - - - - - - 3
驅動後閃爍度
[表4]
成份 單位:重量份 實施例 比較例
13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4
聚合物 (A) A-1-7 - - - - - 80 - - - - - -
A-1-8 - - - - - - - 20 - - - -
A-1-13 100 - - - - - - - - - - -
A-1-14 - 100 - - - - - - - - - -
A-1-15 - - 100 - - - - - - - - -
A-2-1 - - - 100 - - - - - - - -
A-2-2 - - - - 100 - - - - - - -
A-2-3 - - - - - 20 - - - - - -
A-2-4 - - - - - - 100 - - - - -
A-2-5 - - - - - - - 80 - - - -
A'-1-1 - - - - - - - - 100 - - -
A'-1-2 - - - - - - - - - 100 - -
A'-1-3 - - - - - - - - - - 100 -
A'-2-1 - - - - - - - - - - - 100
溶劑 (B) B-1 - 2500 - 550 - 950 500 1000 800 550 - -
B-2 1500 1500 200 - 400 800 1500 - - - 2000 400
B-3 - - 1800 950 1000 - - 2300 - 950 - 1000
添加劑 (C) C-1 - - - - - - - - - 10 - -
C-2 - - - - - - - - - - - -
驅動後閃爍度 X X X X
評價方式 驅動後閃爍度
將所製得之液晶顯示元件設置於偏光軸以垂直交叉方式配置的兩片偏光板之間,於無施加電壓之狀態下點亮LED背光,調整液晶顯示元件之配置角度,使透過之光線亮度達最小之狀態。接著,對此液晶顯示元件施加頻率30 Hz之交流電壓,並同時測定V-T曲線(電壓-透過率曲線),算出相對透過率為23%之交流電壓,以作為驅動電壓。
驅動後閃爍度之測定方法為,於液晶顯示元件之溫度為23℃之狀態的溫度條件下,關閉已點亮之LED背光,於72小時間遮光放置後,再度點亮,並於背光點亮開始的同時施加相對透過率為23%之頻率30 Hz的交流電壓,對液晶顯示元件進行60分鐘之驅動,並追蹤閃爍之振幅。閃爍之振幅為使用與光二極體及I-V變換增幅器連接之資料擷取/資料記錄切換裝置34970A (Agilent technologies公司製),讀取通過兩片偏光板及於其中間的液晶顯示元件之亮度值。閃爍度(FL)為依以下式(III)而算出,當閃爍度越低則該表示以該液晶配向劑所製得之液晶顯示元件品質越佳。
Figure 02_image254
式(III)
於式(III)中,z為使用上述裝置34970A,以相對透過率為23%之頻率30 Hz的交流電壓驅動時所讀取之亮度值。 ◎:FL<3% ○:4%>FL≧3% ∆:5%>FL≧4% ╳:FL≧5%。 評價結果
由表3以及表4得知,與含有具有由式(I)所示的結構的聚合物(A)的液晶配向劑所製得的液晶顯示元件(實施例1至20)相比,未含有具有由式(I)所示的結構的聚合物(A)的比較例1-4的液晶顯示元件有即時之閃爍程度不佳的問題。
此外,當聚合物(A)中的二胺組份(b)更含有0.5莫耳%至50莫耳%的二胺化合物(b1)(實施例1、3-14、16-20)時,可進一步降低所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度。
另外,當聚合物(A)中的二胺組份(b)更含有二胺化合物(b2)(實施例1、3-6、11-14、16、17、19)時,可進一步降低所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度。
綜上所述,本發明的液晶配向劑因使用具有特定結構的聚合物(A),因此,該液晶配向劑可以改善先前技術存在即時之閃爍程度不佳的技術問題。
此外,當聚合物(A)中的二胺組份(b)中更含有特定含量的二胺化合物(b1)、或者二胺化合物(b2)時,將能進一步降低所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度。
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。
100:液晶顯示元件 110:第一單元 112:第一基板 114:第一導電膜 116:第一液晶配向膜 120:第二單元 122:第二基板 126:第二液晶配向膜 130:液晶單元
圖1是本發明的液晶顯示元件的結構的示意圖。
Figure 110117969-A0101-11-0002-3
100:液晶顯示元件
110:第一單元
112:第一基板
114:第一導電膜
116:第一液晶配向膜
120:第二單元
122:第二基板
126:第二液晶配向膜
130:液晶單元

Claims (11)

  1. 一種液晶配向劑,包括: 聚合物(A);以及 溶劑(B), 所述聚合物(A)由包含四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的混合物經聚合反應所製得,且具有如下述式(I)所示的結構:
    Figure 03_image001
    式(I) 式(I)中,Y 1表示藉由熱而被氫原子取代的保護基,X 1、X 2各自獨立表示2價有機基,*表示鍵結處。
  2. 如請求項1所述的液晶配向劑,其中所述式(I)中,Y 1表示如下述式(Ⅱ)所示的基團:
    Figure 03_image003
    式(Ⅱ) 式(Ⅱ)中,Y 2表示碳數1~20的直鏈烴基、碳數3~20的支鏈烴基或碳數3~20的環狀烴基,*表示鍵結處。
  3. 如請求項1所述的液晶配向劑,其中所述二胺組份(b)包括具有如下述式(b-1)所示的結構的二胺化合物(b1):
    Figure 03_image005
    式(b-1) 式(b-1)中,Y 1為所述式(I)中的Y 1,X 3、X 4各自獨立表示碳數1~3的伸烷基,X 5、X 6各自獨立表示單鍵、-O-、-S-、-OCO-或-COO-。
  4. 如請求項1所述的液晶配向劑,其中所述四羧酸二酐組份(a)包括具有如下述式(a-1)所示的結構的四羧酸二酐化合物(a1):
    Figure 03_image007
    式(a-1) 式(a-1)中,R 1至R 4各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至6的烷基、碳數為2至6的烯基、碳數為2至6的炔基、含有氟原子且碳數為1至6的1價有機基團或苯基,R 1至R 4為相同或不相同,且R 1、R 2、R 3及R 4之至少一者不為氫原子。
  5. 如請求項1所述的液晶配向劑,其中所述二胺組份(b)包括具有如下述式(b-2)所示的結構的二胺化合物(b2):
    Figure 03_image009
    式(b-2) 式(b-2)中,Ar表示芳香環,X 11表示碳數1~5的伸烷基,X 12表示氫原子或碳數1~4的烷基。
  6. 如請求項4所述的液晶配向劑,其中基於所述四羧酸二酐組份(a)的使用量為100莫耳,所述四羧酸二酐化合物(a1)的使用量為10莫耳至100莫耳。
  7. 如請求項1所述的液晶配向劑,其中基於所述二胺組份(b)的使用量為100莫耳,所述二胺化合物(b1)的使用量為0.5莫耳至50莫耳。
  8. 如請求項5所述的液晶配向劑,其中基於所述二胺組份(b)的使用量為100莫耳,所述二胺化合物(b2)的使用量為1莫耳至99.5莫耳。
  9. 如請求項1所述的液晶配向劑,其中基於所述聚合物(A)的使用量為100重量份,所述溶劑(B)的使用量為800重量份至4000重量份。
  10. 一種液晶配向膜,利用如請求項1至9中任一項所述的液晶配向劑所形成。
  11. 一種液晶顯示元件,包括如請求項10所述的液晶配向膜。
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