TWI402287B - 液晶光配向劑之環氧化合物、液晶光配向劑以及液晶光配向膜 - Google Patents

液晶光配向劑之環氧化合物、液晶光配向劑以及液晶光配向膜 Download PDF

Info

Publication number
TWI402287B
TWI402287B TW098141932A TW98141932A TWI402287B TW I402287 B TWI402287 B TW I402287B TW 098141932 A TW098141932 A TW 098141932A TW 98141932 A TW98141932 A TW 98141932A TW I402287 B TWI402287 B TW I402287B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
substituted
chemical formula
epoxy compound
unsubstituted
Prior art date
Application number
TW098141932A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201030042A (en
Inventor
Jae-Deuk Yang
Dong-Seon Uh
Tae-Hyoung Kwak
Hyo-Ju Seo
Original Assignee
Cheil Ind Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cheil Ind Inc filed Critical Cheil Ind Inc
Publication of TW201030042A publication Critical patent/TW201030042A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI402287B publication Critical patent/TWI402287B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/14—Polycondensates modified by chemical after-treatment
    • C08G59/1433—Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds
    • C08G59/1438—Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds containing oxygen
    • C08G59/145—Compounds containing one epoxy group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/44—Amides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/50—Physical properties
    • C08G2261/53—Physical properties liquid-crystalline

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

液晶光配向劑之環氧化合物、液晶光配向劑以及液晶光配向膜 【相關申請案之交互參考】
本申請案主張分別於2008年12月23日及2009年12月4日向韓國智慧財產局所申請之韓國專利第10-2008-0132404號申請案及第10-2009-0119898號申請案的優先權及利益，其整體內容於此合併作為參考。
本發明是有關於一種液晶光配向劑之環氧化合物、一種液晶光配向劑及一種液晶光配向膜。
液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)包括液晶配向膜。液晶配向膜大部分是由聚合物材料所製造。液晶配向膜在配向液晶分子方面扮演著導向體(director)的角色。當液晶分子藉由電場的影響而移動以顯示影像時，液晶配向膜使其定向在一預定方向。一般而言，需要均勻地配向液晶分子，以提供液晶元件均勻的發光性(luminance)及高對比率(contrast ratio)。
配向液晶的傳統方法包括在由如玻璃的材料所製造的基板上塗佈如聚醯亞胺(polyimide)的聚合物膜，且以尼龍(nylon)或聚酯(polyester)的纖維在一特定方向摩擦基底的表面。然而，在製造液晶面板時，摩擦法(rubbing method)會導致嚴重的問題，原因在於當使用纖維摩擦聚合物膜時，會產生細微的灰塵或靜電放電(electrostatic discharge，ESD)
為了解決摩擦法的問題，近來已研究出一種光輻射法(photo-radiation method)，其藉由對膜照射光以引出聚合物膜的異向性(anisotropy)而配向液晶分子。
作為用於光配向法(photo-alignment method)的聚合物膜材料，建議的是具有如偶氮苯(azobenzene)、香豆素(coumarin)、查酮(chalcone)以及桂皮酸鹽(cinnamate)之光官能基(photo-functional group)的聚合物。製備具有光官能基的聚合物，應該使用具有優異的穩定性之二硝基類化合物(dinitro-based compound)。然而，在製備具有光官能基的聚合物的期間，由於偏極光輻射(polarized photo-radiation)會破壞發生光交聯(photo-crosslinking)處的雙鍵，因此難以應用二硝基類化合物至光配向劑。同樣的，製備具有光官能基的聚合物的製程太複雜而無法達到經濟效益。
本發明之一示範性實施例提供一種液晶光配向劑之環氧化合物，其可經由簡單的製程而製備，且可用以製備具有優異的發光性之光配向劑。
本發明的另一實施例提供一種液晶光配向劑，其包括前述環氧化合物且具有優異的發光性。
本發明的另一實施例提供一種液晶光配向膜，其使用前述液晶光配向劑且具有優異的發光性。
本發明的實施例並不限於前述的技術目的，且於此技術領域具有通常知識者可推知其他技術目的。
本發明之一實施例提出一種液晶光配向劑之環氧化合物，其由下列化學式1所表示。
在前述化學式1中，R1及R2獨立為氫(hydrogen)或經取代或未經取代的烷基(substituted or unsubstituted alkyl)，R3、R4及R5獨立為氫、鹵素(halogen)或經取代或未經取代的烷基，且n的範圍從1至20。
R1及R2獨立為氫，R3、R4及R5獨立為鹵素，且n為2。
前述環氧化合物包括由下列化學式2及化學式3所表示的至少一化合物：
本發明之另一實施例提出一種液晶光配向劑，其包括 由化學式1所表示的環氧化合物，以及選自由聚醯胺酸(polyamic acid)、聚醯亞胺及其混合物所組成的族群中之一者的聚合物。
基於100重量份的前述環氧化合物及前述聚合物，包括0.01重量份至60重量份的前述環氧化合物。
前述環氧化合物包括由下列化學式2及化學式3所表示的至少一化合物。
前述聚醯胺酸由下列化學式5所表示：
其中，在前述化學式5中，R31為衍生自脂族環酸二酐(aliphatic cyclic acid dianhydride)或芳族酸二酐(aromatic acid dianhydride)的四價有機基(quadrivalent organic group)，且R32為衍生自二胺(diamine)的二價有機基(divalent organic group)。
前述聚醯亞胺由下列化學式6所表示：
其中，在前述化學式6中，R33為衍生自脂族環酸二酐或芳族酸二酐的四價有機基，且R34為衍生自芳族二胺(aromatic diamine)的二價有機基或衍生自香豆素類光二胺(cumarin-based photodiamine)、查酮類光二胺(chalcone-based photodiamine)或桂皮酸鹽類光二胺(cinnamate-based photodiamine)的二價有機基。
本發明之另一實施例提出一種液晶光配向膜，其藉由以前述液晶光配向劑塗佈基板所製造。
本發明的其他實施例將被詳細地描述。
根據本發明之一實施例所製備的液晶光配向劑，其是用於製造具有優異的基板印刷性能(substrate printing performance)、可靠性及極佳的光學特性之液晶光配向膜。
本發明之示範性實施例將於下文中進行詳細地描述。然而，這些實施例僅用於作為示範，且本發明並不限於此。
其中所使用的名詞，當沒有提供特定定義時，名詞“烷 基”是指C1-C30的烷基，名詞“環烷基”是指C3-C30的環烷基，名詞“伸烷基(alkylene)”是指C1-C6的伸烷基，名詞“環伸烷基(cycloalkylene)”是指C3-C30的環伸烷基，名詞“雜環伸烷基(heterocycloalkylene)”是指C2-C30的雜環伸烷基，名詞“芳基(aryl)”是指C6-C30的芳基，名詞”雜芳基(heteroaryl)”是指C2-C30的雜芳基，名詞“伸芳基(arylene)”是指C6-C20的伸芳基，名詞“雜伸芳基(heteroarylene)”是指C2-C30的雜伸芳基，名詞“烷芳基(alkylaryl)”是指C7-C30的烷芳基，且名詞“鹵素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。
其中所使用的名詞，當沒有提供特定定義時，名詞經取代的烷基、經取代的伸烷基、經取代的環伸烷基、經取代的雜環伸烷基、經取代的芳基、經取代的伸芳基、經取代的雜芳基、經取代的雜伸芳基、經取代的嘧啶基(pyrimidinyl)、經取代的啶基(pyridinyl)、經取代的苯硫基(thiophenyl)、經取代的呋喃基(furanyl)、經取代的萘基(naphthyl)及經取代的苯基(phenyl)分別是指經選自由鹵素、C1至C30的烷基、C1至C30的鹵烷基(haloalkyl)、C6至C30的芳基、C2至C30的雜芳基、C1至C20的烷氧基(alkoxy)及其組合所組成的族群中之一者所取代的烷基、伸烷基、環伸烷基、雜環伸烷基、芳基、伸芳基、雜芳基、雜伸芳基、嘧啶基、啶基、苯硫基、呋喃基、萘基及苯基。
其中所使用的名詞，當沒有提供特定定義時，名詞“雜 環伸烷基”、“雜芳基”及“雜伸芳基”是指包括選自由氮(N)、氧(O)、硫(S)、矽(Si)及磷(P)原子所組成的族群中之一個至三個雜原子(heteroatom)且剩餘部份為呈環狀之碳原子的環伸烷基、芳基及伸芳基。
根據本發明之一實施例的液晶光配向劑之環氧化合物可由下列化學式1所表示。
在上述化學式1中，R1及R2獨立為氫或經取代或未經取代的烷基，R3、R4及R5獨立為氫、鹵素或經取代或未經取代的烷基，且n的範圍從1至20。
在本發明的一實施例中，R1及R2獨立為氫，R3、R4及R5獨立為鹵素，且n為2。
環氧化合物的範例包括由下列化學式2及化學式3所表示的至少一化合物。
[化學式3]
環氧化合物可藉由簡單的製備製程所製備，且當環氧化合物是用於液晶光配向劑時，其與聚醯胺酸的COOH反應，藉此減少可能存在於液晶光配向劑中之COOH基的數量。因此，可防止殘像(after-image)並改善發光性。
環氧化合物可藉由以下製程所製備。
在有機溶劑中，將由下列化學式1-A所表示的化合物及由下列化學式1-B所表示的化合物相互反應。
在上述化學式1-A中，R1、R2、R3、R4及R5與上文中所定義者相同，且R6為氫。
在上述化學式1-B中，R7為氫。
有機溶劑可為選自由二氯甲烷(methylene chloride)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)、二乙醚(diethylether)、二氯乙烷(ethylene chloride)及包括其中兩者或多者之組合所組成 的族群中之至少一者。
化學式1-A之化合物對化學式1-B之化合物的反應莫耳比(reaction molar ratio)之範圍可從1：1.2至1：2。
同樣地，反應可在含氮化合物(nitrogen-included comound)的存在下進行，其例如是選自由1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二醯亞胺(1-ethyl-3-(3-dimethylamino propyl)carbodiimide)、3-二甲基胺基丙胺(3-dimethylamino propylamine)及其組合所組成的族群中之至少一者。
在反應結束之後，可額外進行用以清洗、過濾及乾燥反應產品的一般清洗製程。
根據本發明之另一實施例，液晶光配向劑包括上述由化學式1所表示的環氧化合物及選自由聚醯胺酸、聚醯亞胺及其混合物所組成的族群中之一者的聚合物。
以下，將詳細地描述每一成份。
(A)環氧化合物
環氧化合物可由化學式1所表示。除了聚合物之外還包括環氧化合物的液晶光配向劑具有優異的發光性且能防止殘像，且聚合物為選自由聚醯胺酸、聚醯亞胺及其混合物所組成的族群中之一者。
基於100重量份的固體，根據本發明之實施例的環氧化合物之含量範圍可從0.01重量份至60重量份，其中上述固體為液晶光配向劑中的環氧化合物及聚合物。在一實施例中，環氧化合物的含量範圍可從0.01重量份至40重量份。當環氧化合物的含量在上述含量範圍中時，當液晶 光配向劑應用於基板時，液晶光配向劑可在不使其印刷性(printability)及平坦度(flatness)惡化的情況下，恰當地引起光聚合反應(photo-polymerization reaction)。
環氧化合物的非限定之範例(non-limiting example)可為由下列化學式2及化學式3所表示的化合物中的至少一者。
(B)聚合物
聚合物包括聚醯胺酸、聚醯亞胺或其混合物。當聚醯胺酸及聚醯亞胺混合時，其以1重量百分比(wt%)比99 wt%至99 wt%比1 wt%的比率進行混合。
(B-1)聚醯胺酸
用於液晶光配向劑的聚醯胺酸可為由酸二酐及二胺所合成的任何一者。
酸二酐可為脂族環酸二酐、芳族酸二酐或其混合物。二胺可為芳族二胺、官能性二胺(functional diamine)或芳族 二胺及官能性二胺的混合物。當使用芳族二胺及官能性二胺的混合物時，其變得容易控制液晶光配向膜中之液晶分子的預傾角(pretilt angle)，且液晶光配向膜可具有優異的配向特性。
藉由共聚合(co-polymerizing)酸二酐及二胺而製備聚醯胺酸的方法可為已知之能夠共聚合聚醯胺酸的方法。
根據本發明之一實施例的聚醯胺酸的非限定之範例可由下列化學式5所表示。
在以上化學式5中，R31為衍生自脂族環酸二酐或芳族酸二酐的四價有機基(quadrivalent organic group)，且R32為衍生自二胺的二價有機基。
(B-1-1)酸二酐 (B-1-1-1)脂族環酸二酐
脂族環酸二酐的非限定之範例包括1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride，CBDA)、5-(2,5-二氧四氫呋喃基)-3-甲基環己烯-1,2-二羧酸酐(5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methylcyclo-hexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride，DOCDA))、二環辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(bicyclooctene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride，BODA)、1,2,3,4- 環戊烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride，CPDA)、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride,CHDA)、1,2,4-三羧基-3-甲基羧基環戊烷二酐(1,2,4-tricarboxyl-3-methylcarboxyl cyclopentane dianhydride)、1,2,3,4-四羧基環戊烷二酐(1,2,3,4-tetracarboxyl cyclopentane dianhydride)、4,10-二疊氮-三環[6.3.1.02,7]十二烷-3,5,9,11-四酮(4,10-dioxa-tricyclo[6.3.1.02,7]dodecane-3,5,9,11-tetraone)或其混合物，但不限於此。
衍生自脂族環酸二酐的四價有機基可具有由下列化學式7至化學式11所表示之化合物中的至少一結構。
[化學式9]
在上述化學式7至化學式11中，R40為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，n40為範圍從0至3的整數，且R41至R47獨立為氫、經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基。
(B-1-1-2)芳族酸二酐
芳族酸二酐的非限定之範例包括苯均四酸二酐(pyromellitic acid dianhydride，PMDA)、聯苯四酸二酐(biphthalic acid dianhydride，BPDA)、二苯醚四酸二酐 (oxydiphthalic acid dianhydride，ODPA)、二苯酮四酸二酐(benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride，BTDA)、六氟異亞丙基二酞酸二酐(hexafluoroisopropylidene diphthalic acid dianhydride，6-FDA)或其混合物，但不限於此。
衍生自芳族酸二酐的四價有機基可具有由下列化學式12及化學式13所表示之化合物中的至少一結構。
在上述化學式12及化學式13中，R51及R52獨立為氫、經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，R54及R55獨立為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，n54及n55獨立為範圍從0至3的整數，R53為O、一氧化碳(CO)、經取代或未經取代的伸烷基，如-C(CF3)2-經取代或未經取代 的環伸烷基、或經取代或未經取代的雜環伸烷基，且n53為0或1的整數。
(B-1-2)二胺 (B-1-2-1)芳族二胺
芳族二胺的非限定之範例包括對苯二胺(paraphenylenediamine，p-PDA))、二胺基二苯甲烷(4,4-methylene dianiline，MDA)、2,2'-二甲基聯苯胺(2,2'-dimethyl benzidine，DMBZ)、3,3'-二甲基聯苯胺、二胺基二苯醚(4,4-oxydianiline，ODA)、間-雙胺基苯氧基二苯碸(metabisaminophenoxydiphenylsulfone，m-BAPS)、對-雙胺基苯氧基二苯碸(parabisaminophenoxydiphenyl-sulfone，p-BAPS)、2,2-雙[(胺基苯氧基)苯基)]丙烷(2,2-bis[(aminophenoxy)phenyl]propane，BAPP)、2,2-雙胺基苯氧基苯基六氟丙烷(2,2-bisaminophenoxyphenylhexafluoro-propane，HF-BAPP)、1,4-二胺基-2-甲氧基苯(1,4-diamino-2-methoxybenzene)或其混合物，但不限於此。
衍生自芳族二胺的二價有機基可具有由下列化學式14至化學式16所表示之化合物中的至少一結構。
[化學式15]
在上述化學式14至化學式16中，R61、R63、R64及R67至R69獨立為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基、或包括-O-、-COO-、-CONH-或-OCO-中之至少一者的烷基、芳基或雜芳基，R62、R65及R66獨立為-O-、-SO2-或C(R')(R")(其中，R'及R"獨立為氫、或經取代或未經取代的C1至C6的烷基，如-C(CF3)2-)，n61、n63、n64及n67至n69獨立為範圍從0至4的整數，且n62、n65及n66獨立為0或1。
(B-1-2-2)官能性二胺
至於官能性二胺，可使用由下列化學式17至化學式19所表示的化合物中的任何一者或其混合物。當使用官能性二胺及芳族二胺的混合物時，一部分經製備的聚醯胺酸包括衍生自芳族二胺的官能基，且另一部分經製備的聚醯胺酸包括衍生自官能性二胺的二價有機基。
[化學式17]
在上述化學式17中，R71為氫、經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，R72為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，且n72為範圍從0至3的整數。
在上述化學式18中，R73、R75及R76獨立為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，R74為-O-、-COO-、-CONH-、-OCO-、或經取代或未經取代的C1至C10的伸烷基，R77為氫、經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30 的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基、或包括-O-、-COO-、-CONH-或-OCO-中之至少一者的烷基、芳基或雜芳基，n73為0至3的整數，n75及n76獨立為範圍從0至4的整數，且n74為0或1的整數。
在上述化學式19中，R81及R83獨立為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，R82為氫、經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，R78及R79獨立為-O-或-COO-，R80為-O-、-COO-、-CONH-或-OCO-，n81及n83獨立為範圍從0至4的整數，且n78至n80獨立為0或1的整數。
(B-2)聚醯亞胺
聚醯亞胺可為用於液晶光聚合物及聚醯亞胺光聚合物的聚醯亞胺中之任何一者。
聚醯亞胺可藉由醯胺化(imidizing)由化學式1所表示的聚醯胺酸所製備、或其可從光二胺及酸二酐中的至少一者所合成。由於關於本發明之藉由醯胺化聚醯胺酸而製備聚醯亞胺的方法及從光二胺及酸二酐製備聚醯亞胺的方法為餘此技術領域具有通常知識者所周知，故於文中將不提供其詳細說明。
關於本發明之一實施例的聚醯亞胺的非限定之範例可為由下列化學式6所表示的化合物。
在以上化學式6中，R33為衍生自脂族環酸二酐或芳族酸二酐的四價有機基，R34為衍生自芳族二胺的二價有機基或衍生自香豆素類光二胺、查酮類光二胺或桂皮酸鹽類光二胺的二價有機基。
(B-2-1)酸二酐
用於聚醯亞胺之製備的酸二酐可為脂族環酸二酐、芳族酸二酐或其混合物。其詳細說明與聚醯胺酸的詳細說明相同。
(B-2-2)光二胺
用於聚醯亞胺之製備的光二胺可為桂皮酸鹽類光二胺、查酮類光二胺、香豆素類光二胺或其混合物。
在本發明之一實施例中，桂皮酸鹽類光二胺可為由下 列化學式20所表示的化合物、由下列化學式21所表示的化合物或其混合物，且查酮類光二胺可為由下列化學式22所表示的化合物或其混合物。香豆素類光二胺可為由下列化學式23所表示的化合物或其混合物
在以上化學式20中，R91為氫、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、或經取代或未經取代的雜芳基，R92為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、或經取代或未經取代的雜芳基，且n92為範圍從0至3的整數。
在以上化學式21中，R97為芳族二胺、包括經取代或未經取代的C2至C24之直鏈(linear)或分枝(branched)的伸烷基二胺、或其組合，其中，在R97中，經取代的伸烷基為經鹵素或氰基(cyano)取代的伸烷基、包括經取代或未經 取代的伸芳基、經取代或未經取代的雜伸芳基、經取代或未經取代的環伸烷基、經取代或未經取代的雜環伸烷基、用以取代未相鄰(non-adjacent)CH2基之至少一者的-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR'-、-NR'-CO-、-CO-NR'-、-NR'-CO-O-、-O-CO-NR'-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(其中R'為氫、或經取代或未經取代的C1至C6的烷基)的伸烷基或其組合，R94為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的C6至C30的芳基、或經取代或未經取代的C2至C30的雜芳基，n94為範圍從0至4的整數，R95及R96獨立為氫、鹵素、氰基、或經取代或未經取代的C1至C12的烷基，其中，在R95及R96中，經取代的烷基為經雜原子(heteroatom)或氰基取代的烷基、包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-的烷基或其組合，且R93為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烷芳基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的嘧啶基、經取代或未經取代的啶基、經取代或未經取代的苯硫基、經取代或未經取代的呋喃基、經取代或未經取代的萘基、或經取代或未經取代的苯基，其中，在R93中，經取代的烷基為經鹵素或氰基取代的烷基、包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-的烷基或其組合，且經取代的烷芳基為包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-的烷芳基。
在以上化學式22中，R101為芳族二胺、包括經取代或未經取代的C2至C24之直鏈或分枝的伸烷基的二胺或其組合，其中，在R101中，經取代的伸烷基為經鹵素氰基取代的伸烷基、包括經取代或未經取代的伸芳基、經取代或未經取代的雜伸芳基、經取代或未經取代的環伸烷基、經取代或未經取代的雜環伸烷基、用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR'-、-NR'-CO-、-CO-NR'-、-NR'-CO-O-、-O-CO-NR'-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(其中R'為氫、或經取代或未經取代的C1至C6的烷基)的伸烷基或其組合，R102及R105獨立為經取代或未經取代的C1至C20的烷基、經取代或未經取代的芳基、或經取代或未經取代的雜芳基，n102及n105獨立為範圍從0至4的整數，R103及R104獨立為氫、鹵素、氰基、或經取代或未經取代的C1至C12的烷基，其中，在R103及R104中，經取代的烷基為經鹵素或氰基取代的烷基、包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-的烷基或其組合，且R106為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烷芳基、經取代或未經取代的環烷基、經取 代或未經取代的嘧啶基、經取代或未經取代的啶基、經取代或未經取代的苯硫基、經取代或未經取代的呋喃基、經取代或未經取代的萘基、或經取代或未經取代的苯基，其中，在R106中，經取代的烷基為經鹵素或氰基取代的烷基、包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-的烷基或其組合，且經取代的烷芳基為包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-的烷芳基。
在以上化學式23中，R111為芳族二胺、包括經取代或未經取代的C2至C24之直鏈或分枝的伸烷基的二胺或其組合，其中，在R111中，經取代的伸烷基為經鹵素或氰基取代的伸烷基、包括經取代或未經取代的伸芳基、經取代或未經取代的雜伸芳基、經取代或未經取代的環伸烷基、經取代或未經取代的雜環伸烷基、用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR'-、-NR'-CO-、-CO-NR'-、-NR'-CO-O-、-O-CO-NR'-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(其中R'為氫、或經取代或未經取代的C1至C6的烷基)的伸烷基或其組合，R112為經取代或未經取代的C1至C20的 烷基、經取代或未經取代的芳基、或經取代或未經取代的雜芳基，n112為範圍從0至4的整數，且R113及R114獨立為氫、鹵素、氰基、或經取代或未經取代的C1至C12的烷基，其中，在R113及R114中，經取代的烷基為經鹵素或氰基取代的烷基、包括用以取代未相鄰CH2基之至少一者的-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-的烷基或其組合。
(D)溶劑
關於本發明之一實施例的液晶光配向劑包括溶劑。
所述溶劑可為能夠溶解聚合物及環氧化合物的任何溶劑。
所述溶劑可為N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide)、N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethyl formamide)、二甲亞碸(dimethyl sulfoxide)、γ-丁內酯(γ-butyro lactone)或如間甲酚(meta cresol)、酚或鹵化酚(halgenated phenol)的酚類(phenol-based)溶劑。
同樣地，只要在不析出聚醯亞胺的適當比例中，溶劑更可包括不良溶劑(poor solvent)，例如是醇(alcohol)、酮(ketone)、酯(ester)、醚(ether)、烴(hydrocarbon)或鹵化烴(halgenated hydrocarbons)。這是因為不良溶劑降低液晶光配向劑的表面能量，當其應用於基板時，致使液晶光配向劑具有優異的分佈(spread)及平坦度特性。
基於全體溶劑的總量，可在從1體積百分比(vol%)至90vol%的含量範圍內使用不良溶劑。特別地，可在從1vol% 至70vol%的含量範圍內使用不良溶劑。
不良溶劑的非限定之範例包括甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、異丙醇(isopropanol)、環己醇(cyclo hexanol)、乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、三伸乙甘醇(triethylene glycol)、丙酮(acetone)、丁酮(methylethylketone)、環己酮(cyclohexanone)、乙酸甲酯(methyl acetate)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、乙酸丁酯(butyl acetate)、二乙基氫氧化物(diethyl hydroxide)、丙二酸酯(malonic acid ester)、二乙醚(diethyl ether)、乙二醇單甲醚(ethylene glycol monomethyl ether)、乙二醇單乙醚(ethylene glycol monoethyl ether)、乙二醇苯醚(ethylene glycol phenyl ether)、乙二醇苯甲醚(ethylene glycol phenyl methyl ether)、乙二醇苯乙醚(ethylene glycol phenyl ethyl ether)、乙二醇二甲基乙醚(ethylene glycol dimethylethyl ether)、二乙二醇二甲基乙醚(diethylene glycol dimethylethyl ether)、二乙二醇醚(diethylene glycol ether)、二乙二醇單甲醚(diethyleneglycol monomethyl ether)、二乙二醇單乙醚(diethylene glycol monoethyl ether)、二乙二醇單甲醚醋酸酯(diethylene glycol monomethyl ether acetate)、二乙二醇單乙醚醋酸酯(diethylene glycol monoethyl ether acetate)、乙二醇甲醚醋酸酯(ethylene glycol methyl ether acetate)、乙二醇乙醚醋酸酯(ethylene glycol ethyl ether acetate)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮(4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone)、2-羥基丙酸乙酯 (2-hydroxy ethyl propionate)、2-羥基-2甲基丙酸乙酯(2-hydroxy-2-methyl ethyl propionate)、乙氧基醋酸乙酯(ethoxy ethyl acetate)、羥乙基醋酸酯(hydroxy ethyl acetate)、2-羥基-3甲基丁酸甲酯(2-hydroxy-3-methyl methyl butanoate)、3-甲氧基丙酸甲酯(3-methoxy methyl propionate)、3-甲氧基丙酸乙酯(3-methoxy ethyl propionate)、3-乙氧基丙酸乙酯(3-ethoxy ethyl propionate)、3-乙氧基丙酸甲酯(3-ethoxy methyl propionate)、甲基甲氧基丁醇(methyl methoxy butanol)、乙基甲氧基丁醇(ethyl methoxy butanol)、甲基乙氧基丁醇(methyl ethoxy butanol)、乙基乙氧基丁醇(ethyl ethoxy butanol)、四氫呋喃、二氯甲烷(dichloromethane)、1,2-二氯乙烷(1,2-dichloroethane)、1,4-二氯丁烷(1,4-dichloro butane)、三氯乙烷(trichloro ethane)、氯苯(chlorobenzene)、鄰-二氯苯(o-dichlorobenzene)、己烷(hexane)、庚烷(heptane)、辛烷(octane)、苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)及其混合物。
溶劑的總量並不限於此液晶光配向劑中，但根據本發明之一實施例，液晶光配向劑的固體含量範圍從1 wt%至30 wt%。在另一實施例中，液晶光配向劑的固體含量範圍從3 wt%至15 wt%，且在又一實施例中，其範圍從5 wt%至10 wt%。當固體含量在上述範圍內時，由於在印刷製成過程中之適當的黏度，膜不會受到基板之表面的影響，因此可適當地達成膜均勻度(film uniformity)及透光度 (transmittance)。
根據本發明之另一實施例的液晶光配向膜是使用此液晶光配向劑所製造。
液晶光配向劑塗佈在基板上而形成液晶光配向膜。液晶光配向劑可使用如旋轉塗佈(spin coating)、柔版印刷(flexo printing)、噴墨印刷(inkjet printing)及其同類進行塗佈。柔版印刷可實現膜之優異的均勻度及可輕易地形成較大的液晶光配向膜。
只要基板為透明的，基板沒有特別的限制，但可包括玻璃基板(glass substrate)或如丙烯醯基基板(acryl substrate)或聚碳酸酯基板(polycarbonate substrate)的塑膠基板(plastic substrate)。此外，在簡化製程方面，其可包括用於液晶操作之包括銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)電極及其同類的基板。
為了改善膜均勻度，液晶光配向劑可被均勻地塗佈在基板上，且在室溫至200℃、30℃至150℃或40℃至120℃下預乾燥(pre-dried)1分鐘至100分鐘。預乾燥可控制液晶光配向劑的每一成份的揮發性，而獲得沒有厚度誤差(thickness deviation)之均勻的膜。
然後，其在80℃至300℃或120℃至280℃的溫度下燃燒5分鐘至300分鐘，以完全蒸發溶劑，而製造液晶光配向膜。
採用藉由偏極紫外(UV)光或摩擦的單軸配向處理(uniaxial alignment treatment)之液晶光配向膜可被用於液 晶顯示器，或為了如垂直配向膜及其同類的某些用途，液晶光配向膜不採用單軸配向處理。
根據本發明之一實施例的液晶光配向膜為了單軸配向處理，可被暴露於範圍從10 mJ至5000 mJ的能量中0.1 分鐘至180分鐘。當降低光暴露強度時，進行單軸配向處理可完全地移除包括於聚醯亞胺光聚合物中的雙鍵。
以下範例更詳細地說明本發明。然而，這些範例不應以任何意向被解釋為限制本發明的範圍。
於此技術領域具有通常知識者可充分地了解本發明未明確說明的部份。
(製備範例1：環氧化合物的製備)
[反應體制1]
根據反應體制1所示的方法製備環氧化合物。
1當量(equivalent)的化合物24溶解於二氯甲烷中，且在室溫下攪拌。1當量的縮水甘油(glysidol)、溶解於HCl中之1當量的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亞胺(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide，EDC)及 1.2當量的3-二甲基胺基丙胺(DMAP)添加至此溶液中並攪拌16小時。
反應的終點藉由薄膜層析(thin film chromatography)(其使用包括體積比為2：1之己烷及乙酸乙脂的擴散溶劑)進行確定，且反應溶液被濃縮。
此濃縮反應溶液藉由乙酸乙脂進行懸浮(suspended)，且經由矽膠墊(silica gel pad)進行過濾，藉此已移除基質(base)及無機物質。濃縮所獲得的濾液(filtrate)，且此濃縮溶液使用矽凝膠管(silica gel column)以及以1：1：0.5的體積比混合己烷、二氯甲烷及乙酸乙脂所製備的擴散溶劑進行純化，藉此生產出純化產物。濃縮此純化產物，且使用乙醇清洗、過濾及乾燥此濃縮的剩餘物，而藉此製備由化學式2所表示的環氧化合物，其中使用乙醇清洗是在乙醇存在下藉由懸浮及攪拌此濃縮的剩餘物而進行。
測量環氧化合物的1H NMR且顯示於圖1中。
同樣地，使用高效液相層析法(high performance liquid chromatography，HPLC)測量所製備之環氧化合物的純度(purity)且顯示於圖2中。圖2只顯示關於目標產物明顯地出現的尖峰，其確定已獲得高純度且幾乎不具有雜質的目標產物。
(製備範例2：聚醯胺酸(PAA-1)的製備)
藉由使氮通過連接至攪拌器(agitator)、溫度控制器、氮氣植入機(nitrogen gas implanter)及冷卻器的四頸燒瓶，且添加0.9莫耳的對苯二胺、0.1莫耳的官能性二胺-由下 列化學式25所表示的3,5-二胺基苯基癸基丁二醯亞胺(3,5-diaminophenyldecyl succinimide)及N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)而製備混合溶液。
1.0莫耳的固態1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐添加至此混合溶液中並強烈地攪拌。此固體的含量為20 wt%，且將溫度的範圍維持在30℃與50℃之間反應10小時，而藉此製備聚醯胺酸樹脂。將N-甲基-2-吡咯烷酮及γ-丁內酯之混合有機溶劑添加至所製備的聚醯胺酸樹脂，且將此混合溶液在室溫下攪拌24小時，而藉此製備包括6 wt%的固體之聚醯胺酸溶液(PAA-1)。
(製備範例3：聚醯亞胺(SPI-1)的製備)
藉由使氮通過連接至攪拌器、溫度控制器、氮氣植入機及冷卻器的四頸燒瓶，且添加0.8莫耳的苯二胺(phenylenediamine)、0.2莫耳的二胺-由下列化學式25所表示的3,5-二胺基苯基癸基丁二醯亞胺及N-甲基-2-吡咯烷酮而製備混合溶液。
除了為了混合溶液而使用4,10-二疊氮-三環[6.3.1.02,7]十二烷-3,5,9,11-四酮取代1.0莫耳的固態 1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐之外，根據與製備範例1相同的方法來製備聚醯胺酸溶液(PAA-2)。此固體的含量為20 wt%，且藉由將溫度的範圍維持在30℃與50℃之間反應10小時而製備此聚醯胺酸溶液。
藉由添加3.0莫耳的乙酸酐(acetic anhydride)及5.0莫耳的吡啶(pyridine)至所製備的聚醯胺酸溶液、將溫度升高至80℃、發生反應6小時、且經由真空蒸餾(vacuum distillation)移除催化劑及溶劑，而製備可溶的聚醯亞胺樹脂。
將N-甲基-2-吡咯烷酮及γ-丁內酯之混合有機溶劑添加至所製備之可溶的聚醯亞胺樹脂，且將此溶液在室溫下攪拌24小時，而製備包括6 wt%的固體之聚醯亞胺溶液(SPI-1)。
(液晶光配向劑的製備) (範例1)
藉由添加20g之由製備範例3所獲得的包括6 wt%的固體的SPI-1溶液至80g之由製備範例2所獲得的包括6 wt%的固體的PAA-1溶液，而製備聚合物溶液。藉由添加在製備範例1中所製備的環氧化合物至此聚合物溶液、在使氮通過時攪拌此溶液24小時、且使用具有0.1 μm之粒徑(particle diameter)的過濾器過濾此溶液，而獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-1)。基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量為4重量份。
(範例2)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為10重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-2)。
(範例3)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為20重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-3)。
(範例4)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為8重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-4)。
(範例5)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為12重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-5)。
(範例6)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為15重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的 固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-6)。
(範例7)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為25重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-7)。
(範例8)
除了基於100重量份之PAA-1溶液、SPI-1溶液及環氧化合物的全體固體，所使用之環氧化合物的總量改為30重量份之外，根據與範例1相同的方法獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-8)。
(比較範例1)
藉由在使氮通過時攪拌100 g之由製備範例2所獲得的包括6 wt%的固體的PAA-1溶液24小時、且使用具有0.1 μm之粒徑的過濾器過濾此溶液，而獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-10)。
(比較範例2)
藉由在使氮通過時攪拌100 g之由製備範例3所獲得的包括6 wt%的固體的SPI-1溶液24小時、且使用具有0.1 μm之粒徑的過濾器過濾此溶液，而獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-11)。
(比較範例3)
藉由添加20g之由製備範例3所獲得的包括6 wt%的固體的SPI-1溶液至80g之由製備範例2所獲得的包括6 wt%的固體的PAA-1溶液、在使氮通過時攪拌此混合溶液24小時、且使用具有0.1 μm之粒徑的過濾器過濾此溶液，而獲得包括6 wt%的固體的液晶光配向劑(以下稱作PSPI-12)。
印刷性及最終膜均勻度的評價
藉由使用配向膜印刷機(alignment film printer)(CZ 200®，Nakan公司製)將根據範例1至範例8及比較範例1至比較範例3所製備的液晶光配向劑柔版印刷至經清洗的具有ITO貼附於其上之玻璃基板上。為了膜的預乾燥，經印刷的基板在50℃至90℃之溫度的熱墊(hot plate)中維持25分鐘至5分鐘。
在此基板進行預乾燥之後，此基板在溫度範圍從200℃至230℃之熱墊中烘烤10分鐘至30分鐘，暴露於範圍從10 mJ至5000 mJ的能量中0.1分鐘至180分鐘，而藉此製備具有液晶光配向膜貼附於其上的基板。
以裸眼(bare eyes)及電子顯微鏡(MX50® Olympus Company)觀察液晶光配向膜的膜表面，且橫跨基板(包括基板的中央部及邊緣)測量如小孔(pinhole)及污染(stain)的印刷性、及光配向膜之厚度的變動。結果如以下的表1所示。
在以下的表1中，當小孔的數量為0至3時，印刷性註記為“佳”，當小孔的數量為3至5時，註記為“正常”，且當小孔的數量為6或多於6時，註記為“差”。當沒有污染出現時，污染註記為“佳”，當污染出現時，污染註記為 “差”。當厚度誤差為小於0.005 μm時，膜均勻度註記為“佳”，當厚度誤差為0.005 μm與0.01 μm之間時，膜均勻度註記為“正常”，當厚度誤差為超過0.01 μm時，膜均勻度註記為“差”。
(液晶光配向膜的液晶定向(Liquid Crystal Orientation))
製造液晶單元(liquid crystal cell)以測量液晶光配向劑的液晶定向特性。液晶單元依照下述內容進行製造。
標準化ITO玻璃基板是藉由微影製程(photolithography process)移除除了面積為1.5cm×1.5cm的正方形ITO以及用以向其施加電壓的電極ITO之外的部份ITO，而進行圖案化。
從範例1至範例8及比較範例1至比較範例3所得到的每一液晶光配向劑被應用且旋轉塗佈於經圖案化的ITO基板上，以提供0.1 μm的厚度，且接著在70℃與210℃進行固化(cured)。
經固化的ITO基板以曝光機(exposer)(UIS-S2021J7-YD01，Ushio LPUV)在某種角度及某種能量下進行暴露。兩片此類的基板彼此相對放置，因此暴露方向為相對(VA模式，90度)，且當維持4.75 μm的單元間隙(cell gap)時進行黏合(bonded)，以使彼此之正方形ITO外形完全相同。在此暴露製程(exposure process)的期間，光源為2 kW的深紫外線燈(deep UV lamp)(深紫外線燈，UXM-2000)。
所得到的單元以液晶填滿，且接著以垂直偏光顯微鏡(perpendicularly polarized optical microscope)觀察液晶定向特性。結果顯示於以下的表1中。
(液晶光配向膜的電性特性及光學特性)
液晶光配向膜的電性及光學特性是使用具有4.75 μm的單元間隙之液晶單元且藉由測量電壓-穿透率曲線(voltage-transmission curve)、電壓保持率(voltage holding ratio)及殘留直流電壓(residual DC voltage)而定。
如電壓-穿透率曲線、電壓保持率及殘留直流電壓的電性及光學特性摘要說明如下。
電壓-穿透率曲線是重要的電性及光學特性之一，且決定LCD的驅動電壓。當電壓施加於液晶單元時，此為考慮如100%的最亮態(brightest state)之光量及如0%的最暗態(darkest state)之光量的標準化曲線，用以測量穿透率。
電壓保持率是在主動陣列薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)中，為了未選擇期間(unselected period)，由浮置液晶層(floating liquid crystal layer)(具外部電源)維持充電電壓(charged voltage)的程度而定。當數值達到100%較為理想。
殘留直流電壓是指當外部電壓未施加時施加至液晶層的電壓，導因於被吸收在此配向膜上之液晶層的離子化雜質(ionized impurities)。當此數值變的較小時較為理想。測量殘留直流電壓常見的方法包括使用閃爍(flicker)的方法及使用依據DC(direct current，直流電)電壓之液晶層的 電容改變曲線(electrical capacity change curve)(C-V)的方法。
使用液晶單元之液晶光配向膜的電性及光學特性的結果顯示於以下的表1中。
表1顯示出範例1至範例8的液晶光配向劑具有優異的印刷性、膜均勻度、電壓-穿透率、電壓保持率及殘留DC特性。
電壓保持率及殘留DC用以作為決定液晶光配向膜之 殘像特性的參考。當電壓保持率增加且殘留DC減少時，其具有漸增之較佳的殘像特性。因此，可以了解的是，相較於根據比較範例1至比較範例3的液晶光配向劑，根據範例1至範例8的液晶光配向劑具有較佳的殘像特性。
本發明並不限於伴隨圖式及圖表進行說明的實施例，但是於此技術領域具有通常知識者在包括於所附之申請專利範圍之精神和範圍內，可製作成各種變型及均等的佈置。因此，上述實施例應被理解為示範性的，而非以任何方式限制本發明。
圖1為顯示根據本發明之範例1所製備的環氧化合物之核磁共振光譜(nuclear magnetic resonance(NMR)spectroscopy)之結果的圖。
圖2為顯示根據本發明之範例1所製備的環氧化合物之高效液相層析法(HPLC)之結果的圖。

Claims (9)

  1. 一種液晶光配向劑之環氧化合物，其由下列化學式1所表示： 其中，在前述化學式1中，R1及R2獨立為氫或經取代或未經取代的烷基，R3、R4及R5獨立為氫、鹵素或經取代或未經取代的烷基，且n的範圍從1至20。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光配向劑之環氧化合物，其中R1及R2獨立為氫，R3、R4及R5獨立為鹵素，且n為2。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶光配向劑之環氧化合物，其中所述環氧化合物包括由下列化學式2及化學式3所表示的至少一化合物： [化學式3]
  4. 一種液晶光配向劑，包括：由下列化學式1所表示的一環氧化合物；以及選自由聚醯胺酸、聚醯亞胺及其混合物所組成的族群中的一聚合物， 其中，在前述化學式1中，R1及R2獨立為氫或經取代或未經取代的烷基，R3、R4及R5獨立為氫、鹵素或經取代或未經取代的烷基，且n的範圍從1至20。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶光配向劑，其中基於100重量份的所述環氧化合物及所述聚合物，包括0.01重量份至60重量份的所述環氧化合物。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶光配向劑，其中所述環氧化合物包括由下列化學式2及化學式3所表示的至少一化合物：
  7. 如申請專利範圍第4項所述之液晶光配向劑，其中所述聚醯胺酸由下列化學式5所表示： 其中，在前述化學式5中，R31為衍生自脂族環酸二酐或芳族酸二酐的四價有機基，且R32為衍生自二胺的二價有機基。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之液晶光配向劑，其中所述聚醯亞胺由下列化學式6所表示： 其中，在前述化學式6中，R33為衍生自脂族環酸二酐或芳族酸二酐的四價有機基，且R34為衍生自芳族二胺的二價有機基或衍生自香豆素類光二胺、查酮類光二胺或桂皮酸鹽類光二胺的二價有機基。
  9. 一種液晶光配向膜，其藉由應用如申請專利範圍第4項至第8項中任何一項所述之液晶光配向劑所製造。
TW098141932A 2008-12-23 2009-12-08 液晶光配向劑之環氧化合物、液晶光配向劑以及液晶光配向膜 TWI402287B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080132404 2008-12-23
KR1020090119898A KR101245628B1 (ko) 2008-12-23 2009-12-04 액정 광배향제용 에폭시 화합물, 액정 광배향제, 및 액정 광배향막

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201030042A TW201030042A (en) 2010-08-16
TWI402287B true TWI402287B (zh) 2013-07-21

Family

ID=42636835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098141932A TWI402287B (zh) 2008-12-23 2009-12-08 液晶光配向劑之環氧化合物、液晶光配向劑以及液晶光配向膜

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101245628B1 (zh)
TW (1) TWI402287B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102069288B1 (ko) 2013-08-28 2020-01-23 삼성디스플레이 주식회사 액정 배향제 및 액정 표시 장치
KR101597124B1 (ko) * 2014-05-29 2016-02-25 한국생산기술연구원 광배향 소재 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW498091B (en) * 1998-11-09 2002-08-11 Kanegafuchi Chemical Ind Polyimide composition and its manufacture process

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100782437B1 (ko) 2005-12-30 2007-12-05 제일모직주식회사 액정 배향제
JP5170372B2 (ja) 2006-06-02 2013-03-27 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
JP5516836B2 (ja) 2006-12-28 2014-06-11 Ｊｓｒ株式会社 垂直配向型液晶配向剤および垂直配向型液晶表示素子

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW498091B (en) * 1998-11-09 2002-08-11 Kanegafuchi Chemical Ind Polyimide composition and its manufacture process

Also Published As

Publication number Publication date
KR101245628B1 (ko) 2013-03-21
TW201030042A (en) 2010-08-16
KR20100073993A (ko) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI531596B (zh) 液晶光對準劑、包含該對準劑的液晶光對準膜與包含該對準膜的液晶顯示器
US8088301B2 (en) Epoxy compound for liquid crystal photo-alignment agent, liquid crystal photo-alignment agent, and liquid crystal photo-alignment film
TWI402284B (zh) 液晶光配向劑與使用該對光配向劑製造的液晶光配向膜
KR101212674B1 (ko) 액정 광배향제, 및 이를 이용하여 제조된 액정 광배향막, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP2011133825A (ja) 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
TWI805674B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶元件及液晶元件的製造方法
KR101444190B1 (ko) 액정 배향제, 이를 이용한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
TWI556042B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
JP6424609B2 (ja) 液晶配向剤、液晶表示素子の製造方法、液晶配向膜及び液晶表示素子
TWI402287B (zh) 液晶光配向劑之環氧化合物、液晶光配向劑以及液晶光配向膜
KR101443754B1 (ko) 액정 배향제, 이를 이용한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
TWI458755B (zh) 液晶配向劑、使用該液晶配向劑製造的液晶配向膜、以及含有該液晶配向膜的液晶顯示元件
CN106398721B (zh) 液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、液晶取向膜的制造方法、聚合物以及二胺
JP6315193B2 (ja) 液晶配向剤
KR20130054846A (ko) 신규 에폭시 화합물, 액정 배향제,　액정 배향막 및 액정표시소자
KR101201830B1 (ko) 액정 광배향제 및　이를 이용하여 제조된 액정 광배향막
TW202003818A (zh) 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元件
KR101387737B1 (ko) 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막, 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
KR101333710B1 (ko) 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
TWI458756B (zh) 液晶配向劑、使用該液晶配向劑製造的液晶配向膜、以及含有該液晶配向膜的液晶顯示元件
JP2016095478A (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
KR20130071176A (ko) 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
KR20130057928A (ko) 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막, 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees