TWI426065B - 用於垂直配向模式的液晶顯示裝置之配向材料及其製備方法（ⅱ） - Google Patents

用於垂直配向模式的液晶顯示裝置之配向材料及其製備方法（ⅱ） Download PDF

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Description

用於垂直配向模式的液晶顯示裝置之配向材料及其製備方法(Ⅱ) 發明背景
本發明關於用於垂直配向(此後，VA)模式的液晶顯示裝置之配向材料以及更特別地，關於二胺苯衍生物，其等係以均勻且垂直的方式配向液晶，不只具有優良的機械性質，例如：抗熱性和表面強度，而且也具有高的液晶預傾角(pretilt angle)，以及特別地，能使得液晶的反應速率快速，用於其之製備的方法和使用其之液晶分子配向薄膜。
配向薄膜係被形成於直接地被連接至液晶顯示裝置中的液晶分子之部件上，以及作為一種控制液晶分子的配向之功能性薄膜，用於配向薄膜的材料在決定液晶顯示裝置的顯示特徵上具有一非常重要的角色。
目前，各種聚合物化合物已經知道為用於液晶分子配向材料的化合物。在其等之中，主要被使用的代表性的化合物是聚醯亞胺(polyimide)為主的聚合物組合物，其等經由醯亞胺化而使用聚醯胺酸。並且，依據目前已經知道的文件，以其他單價的有機基團取代醯胺鍵的氫原子之各種聚合物組合物，例如：聚丙烯(polyacryl)、聚乙烯，和聚醯胺，已經被提議。然而，因其等在液晶分子的配向性質、電氣－光學特性、塗覆性能、抗熱性、抗藥性等等上涉及不適任的問題，極少數的個案已經付諸實際用途。
由於其固有的高機械強度、抗熱性和耐溶劑性，聚醯亞胺已經於電氣和電子材料領域中被利用作為絕緣材料、保護材料，等等，以及其亦已經被注意為當前的液晶顯示裝置之液晶分子配向薄膜的材料，因為薄膜能被容易地被均勻地形成且其具有優良的抗久性。然而，近來，隨著有關液晶顯示裝置的技術的發展，不存在於以前的液晶分子配向薄膜的材料之新的特徵是需要的。
液晶分子配向薄膜的基本必要條件是預傾角的控制。已經知道液晶分子的預傾角係大大地被配向薄膜的表面形狀和側鏈的長度所影響。特別地，VA型的液晶顯示裝置要求88~90°之高的預傾角。一般而言，作為用於得到高的預傾角之手段，已經使用側鏈型聚醯亞胺化合物。然而，藉由僅僅側鏈型聚醯亞胺化合物的使用而在廣泛的基材之全部表面上得到配向具有均勻高的預傾角是困難的。為得到此等高的預傾角，已經發展聚醯亞胺液晶分子配向材料，其係利用作為一個單體，一種具有一個直鏈烷氧基團或未飽和的烷基基團之脂肪族烴側鏈型二胺作為一個側鏈，但是因該等側鏈的分佈和長度於此等聚醯亞胺配向薄膜內是不被控制的，其等之預傾角通常像大約3~25°一樣低。
舉例而言，日本專利早期公開案案號5－043687說明使用利用液晶分子配向薄膜之液晶顯示裝置，該等液晶分子配向薄膜係使用具有如一重複單元，一種以下列的結構1表示的化合物之聚醯亞胺樹脂：
其中A是一種構成四甲酸和其之衍生物的4價的有機基團，B是一種構成二胺的2價的有機基團，以及n是一個整數。
然而，藉由利用以上的聚醯亞胺配向薄膜以得到大約90°的預傾角是困難的，以及殘像頻繁地發生。再者，聚醯亞胺和聚醯胺酸的混合物由熱而被分離，以及由該等聚醯亞胺和聚醯胺酸的嵌段共聚合予以製備的液晶分子配向材料涉及太複雜的製備途徑。
並且，韓國專利早期公開案案號2004-0069565揭露具有一種長鏈的烷基基團或是烷基環己苯基基團作為一個側鏈的二胺苯衍生物以及使用其之聚醯亞胺液晶分子配向薄膜。
 發明概要
為了要解決先前技藝的問題，本發明的一個目的要提供一種二胺苯衍生物，其係一種用於垂直配向模式的液晶顯示裝置之配向材料，其以均勻且垂直的方式配向液晶，不只具有優良的機械性質例如：抗熱性和表面強度，而且也具有高的液晶預傾角，以及特別地，能使得液晶的反應速率快速，其之一種製備方法和一種使用其之液晶分子配 向薄膜。
為了達成上述目的，本發明提供一種以化學式1表示的二胺苯衍生物：
其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團或烷氧基團。
另外，本發明提供一種用於以如上定義的化學式1表示的該側鏈的二胺化合物的製備方法，其包含：a)製備一種化學式3的化合物：
其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團或烷氧基團，其係藉由反應一種化學式2的化合物：
其中R是一個3至5個碳原子的烷基基團或烷氧基團，與 1-溴-4-(3-第三丁氧基-烷基)-苯，肆(三苯膦)鈀，氟化銫和1,2-二甲氧-乙烷；b)製備一種化學式4的化合物：
其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團或烷氧基團，其係藉由反應化學式3的化合物與乙酸和溴酸，以及接而反應其與碳酸鉀和甲醇；c)製備一種化學式5的化合物：
其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團或烷氧基團，其係藉由反應化學式4的化合物與三乙胺、四氫呋喃，和3,5-二硝基苯甲醯氯；以及d)在一種Pd/C催化劑之下予以氫還原化學式5的化合物以及從該處分離一種反式異構物化合物。
再進一步，本發明提供一種用於製備一種用於液晶顯示裝置的垂直配向材料之聚醯亞胺樹脂的方法，其包含：a)製備一種聚醯胺酸為主的嵌段共聚物，其係藉由於一種溶劑之中予以反應如上定義的化學式1的化合物，一種化學式6的四甲酸二酐：
其中A是一種4價的有機基團，以及一種不具有側鏈基團之化學式7的二胺化合物：
其中C是一種不具有側鏈的2價有機基團；以及b)藉由熱處理予以轉化該聚醯胺酸為主的嵌段共聚物、經由合環脫水成為一種聚醯亞胺。
再進一步，本發明提供一種藉由以上的方法予以製備的、用於液晶顯示裝置的垂直配向材料之聚醯亞胺樹脂，其具有1,000至200,000的重量平均分子量。
再進一步，本發明提供一種藉由利用如上所說明的聚醯亞胺樹脂予以製備之液晶分子配向薄膜。
再進一步，本發明提供一種包含以上的液晶分子配向薄膜之液晶顯示裝置。
 較佳實施例之詳細說明
本發明進一步詳盡地予以說明。
如本發明之液晶分子配向材料包含如以上的化學式1 中所顯示的一個烷基鏈基團、芳香環和2,3-二氟苯基基團作為官能性側鏈，其藉由被設計成要具有該等側鏈，藉此其等係以均勻且垂直的方式配向液晶，不只具有優良的機械性質，例如：抗熱性和表面強度，而且也具有高的液晶預傾角，以及特別地，能使得液晶的反應速率快速。
座落於該側鏈的末端上之該烷基鏈能運用垂直的配向性質、減低表面張力以及創造有機溶劑能穿透至介於聚合物鏈之間的空間中，藉此增加溶解度。只具有該烷基鏈作為一個側鏈之該等聚醯亞胺本身無法展現垂直的配向性質。並且，該芳香環保持液晶分子垂直以及進一步，其等之堅硬核心基團和末端的烷基基團被連結成如液晶般的條狀以及因而藉由與該液晶的側邊之相互作用而能增加垂直的配向性質，當該液晶被放置於該側鏈周邊時。另外，2,3-二氟苯基基團於二胺分子短軸的方向上感應一種強的偶極(dipole moment)。此位於該分子的短軸方向上之偶極，不像該二胺化合物的長軸方向，使得當電場被施加時，該聚醯亞胺的側鏈與該等液晶化合物一起移動，以及當電場被移除時，該側鏈的回復力和液晶的回復力合作，藉此明顯地縮短反應速率。
並且，該含有聚醯亞胺樹脂的側鏈決定該等聚醯亞胺樹脂之二胺側鏈的長度和介於該等聚醯亞胺樹脂之側鏈間的長度，端視該等液晶分子的長軸之平均長度和需要的預傾角大小而定。較佳地，在上文化學式1的具側鏈的二胺化合物中的側鏈基團的長度係被決定的，以致於該聚醯亞胺 的側鏈基團的長度和該等液晶分子的長軸之平均長度的比率係於0.8至1.5的範圍內。介於該等聚醯亞胺樹脂之側鏈基團間的寬度在決定被配置於基材表面上的側鏈基團的密度上是一重要因子。因此，插入不具有側鏈的二胺化合物至該等聚醯亞胺的主鏈中係較佳的，藉此介於該等聚醯亞胺側鏈基團之間的長度成為該等液晶分子的長度之1.5至3.5倍。
上文的化學式1的側鏈的二胺化合物能經由此等如反應流程1的方法予以製備：
其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團或烷氧基團。
步驟1
上文的化學式3的4’-(3-第三丁氧基-烷基)-2,3-二氟-4-(4-烷基-1-環己烯基)-聯苯能藉由以下方式得到：溶解1-溴-4-(3-第三丁氧基-烷基)-苯和上文的化學式2的化合物於1,2-二甲氧乙烷中，添加催化量的肆(三苯膦)鈀和2M氟化銫水溶液至其中以及回流其等。
步驟2 上文的化學式4的2,3－二氟－4－(4－烷基－1－環己烯基)－聯苯－4’－烷基醇能藉由以下方式得到：首先溶解上文的化學式3的化合物於乙酸中，添加催化量的溴酸至其中且反應其等，以及接而，溶解獲得的化合物於甲醇中，添加2M碳酸鉀水溶液至其中以及回流其等。
步驟3 上文的化學式5的2,3－二氟－4－(4－烷基－1－環己烯基)－聯苯－4’－烷基3,5－二硝基苯甲酸酯能藉由以下方式得到：溶解上文的化學式4的化合物於精鍊的四氫呋喃內，以等價的比例添加催化量的三乙胺和3,5－二硝基苯甲醯氯至其中以及回流其等。
步驟4 最終的化學式1的二胺化合物，2,3－二氟－4－(4－烷基－環己基)－聯苯－4’－烷基3,5－二胺苯甲酸酯能藉由以下方式得到：於一種Pd/C催化劑之下予以氫還原上文的化學式5化合物以及分離異構物。
另外，本發明提供一種用於聚醯亞胺樹脂之製備的方法，其係利用上文的化學式1的二胺化合物和該等聚醯亞胺樹脂，以及用於該等聚醯亞胺樹脂的製備之方法係特徵在於：包含a)製備一種聚醯胺酸為主的嵌段共聚物，其係藉由於一種溶劑之中予以反應一種如上定義的化學式1之側鏈型二胺化合物，一種化學式6的四甲酸二酐：
其中A是一種4價的有機基團，和一種不具有側鏈基團之化學式7的二胺化合物：
其中C是一種不具有側鏈之2價的有機基團；以及b)藉由熱處理予以轉化該聚醯胺酸為主的嵌段共聚物、經由合環脫水成為一種聚醯亞胺。
作為一特定的實例，在氮氣的氛圍下，上文的化學式6的四甲酸二酐被緩慢逐滴地添加至一種被溶解於N-甲基-2-吡咯酮(N-methyl-2-pyrrolidone)之內的上文的化學式1的側鏈型二胺化合物和上文的化學式7的二胺之反應溶液歷時2小時，然而溫度被維持在5℃，以及予以攪拌歷時6小時以製備聚醯胺酸為主的嵌段共聚物。黏性能藉由利用此類溶纖劑(cellosolve)型的溶劑而予以調整，如：二乙二醇單甲醚(diethyleneglycolmonomethylether)、二乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚，等等。
繼而，該等聚醯胺酸為主的嵌段共聚物能藉由介於100至230℃之間的熱處理歷時30min至2小時、經由合環脫水反應而予以轉化成為具有一個化學式5的重複單元之聚醯亞胺。
作為該等溶劑，使用惰性溶劑係較佳的。該等惰性溶劑之具體實例是N－甲基－2－吡咯酮(NMP)、N,N－二甲基甲醯胺(DMF)、二甲亞碸(DMSO)、六甲磷醯胺、四亞甲碸(tetramethylenesulfone)、對氯酚、對溴酚、2－氯－4－羥基甲苯、二噁烷(dioxane)、四氫呋喃(THF)、環己酮以及類似物。
作為以上的化學式6的四甲酸二酐，具有一種4價的有機基團之化合物能被使用。其等之具體實例是：3,3’,4,4’－二苯甲酮四甲酸二酐、4,4’－氧雙鄰苯二甲酸酐(4,4’－oxydiphthalic anhydride)(ODPA)、3,3’,4,4’－聯苯四甲酸二酐(BPDA)、1,2,4,5－苯四甲酸二酐(PMDA)、順－1,2,3,4－環戊烷四甲酸二酐(CPDA)、環丁烷四甲酸二酐(CBDA)和4－(2,5－二氧四氫呋喃－3－基)－1,2,3,4－四氫萘－1,2－甲酸二酐(TDA)。
並且，作為以上的化學式7的二胺化合物，不具有側面的取代基之二胺化合物能被使用。特別地，有4,4’－二胺二苯醚(ODA)、4,4’－亞甲基雙環己胺(PACM)、4,4’－亞甲基－2－甲環己胺(ANCAMINE)、4,4’－亞甲基二苯胺、二胺二苯甲酮、4,4’－亞甲基二苯二胺(MDA)、4,4’－六氟異丙二苯二胺(6FDA)、對苯二胺，等等。
被包括於化學式1中的化合物，其係該等聚醯亞胺內的側鏈型2價有機基團，係被使用來賦予反應速率的性質和垂直的配向性質之改進，以及不具有側鏈之2價的有機基團(C)係被使用來控制介於該等側鏈之間的寬度和決定該等側鏈基團的分佈。
該側鏈型2價有機基團的側鏈長度被控制是該等液晶分子的長軸之平均長度的0.8至1.5倍。並且，決定該2價的有機基團(C)的種類和量係明智的，藉此介於該等側鏈之間的長度能是該等液晶分子的長軸長度的1.5至3.5倍。更佳地，上文中的化學式6的化合物係以和以上的化學式1的化合物和化學式7的化合物之總莫耳相同的莫耳量予以使用，以及化學式1的化合物和化學式7的化合物的量以莫耳比例較佳地是1：1至10，更佳地是2至4。以上的方法使得具有一種特定結構的聚醯亞胺樹脂的製備成為可能，該等側鏈能顯示優良的垂直配向性質以及在溶解度和膜的可透性上改進的性質。較佳地，該等聚醯亞胺樹脂的平均重量分子量是1,000至200,000。
另外，本發明提供利用該等聚醯亞胺樹脂的液晶分子配向薄膜，以及該等液晶分子配向薄膜能藉由以下方法得到：塗覆包含該等聚醯亞胺化合物的配向溶液至圖案化的基材上以及接而鍛燒其等。被使用於該配向溶液內的溶劑通常被使用於該等液晶分子配向溶液內，以及其等不被限制於特定的幾個，只要其等能溶解該等聚醯亞胺化合物，以及該等配向溶液較佳地包括以重量計1至30%的量之聚醯亞胺化合物。
並且，該配向溶液能藉由進一步地與以化學式8表示的二胺矽氧摻合而予以使用：
其中R2 是一種具有3至6個碳原子的2價的有機基團脂肪族烴或是芳香烴基團，以及m是一個1至100的整數，俾以增加對基材表面的附著性。較佳地，該二胺矽氧係以重量計0.1至20%的量被包括。
本發明之液晶分子配向薄膜係以均勻且垂直的方式配向液晶，不只具有優良的機械性質，例如：抗熱性和表面強度，而且也具有高的液晶預傾角，以及特別地，能使得液晶的反應速率快速。
本發明將藉由參照以下的實施例而予以詳盡地說明，本發以任何方式不被其等所限制。
實施例 實施例1
化學式1的二胺化合物係藉由反應流程1予以合成。各步驟的合成係如下。
(步驟1)
2.5g(9.26mmol)的1-溴-4-(3-第三丁氧基-丙基)-苯以及和且3.11g(0.0111mol)的1,2-二氟-3-(4-丙基-1-環己烯基)－苯硼酸(1,2－difluoro－3－(4－propyl－1－cyclohexenyl)－benzene boronicacid)被溶解於90 ml的1,2－二甲氧乙烷之內。90 ml的2M氟化銫水溶液和0.32 g(3 mol%)的肆(三苯膦)鈀逐滴地被添加至該反應溶液以及接而予以回流歷時3小時。該反應溶液以醚和氯化鈉予以萃取，繼而透過無水硫酸鎂予以乾燥且於一減低的壓力之下予以蒸餾，以及接而以乙酸乙酯和乙醇予以再結晶，提供一種白色固體(產率：74%)。
質譜：426(M＋),370,339,325,255,229,134,81,57。
(步驟2)9.4 g(0.0221 mol)的4’－(3－第三丁氧基－丙基)－2,3－二氟－4－(4－丙基－1－環己烯基)－聯苯被溶解於120 ml的乙酸和30 ml的溴酸之內，以及接而在50℃予以攪拌歷時1小時。當反應完成時，其係以醚和氯化鈉予以萃取且得到的黃色液體係於一減低的壓力之下予以蒸餾，以及接而被溶解於100 ml的甲醇之內，接著添加100 ml的3.5 M碳酸鉀以及接而予以回流歷時3小時。當反應完成時，其係以醚和氯化鈉予以萃取，繼而透過無水硫酸鎂予以乾燥且於一減低的壓力之下予以蒸餾，以及接而以乙酸乙酯和乙醇予以再結晶，提供2,3－二氟－4－(4－丙基－1－環己烯基)－聯苯－4’－丙基醇(產率：92%)。
質譜：370(M＋),352,313,274,255,201,91,55。
1 H NMR(400 MHz,CDCl3 )：7.47(2H,d),7.28(2H,d),7.10(1H,m),7.03(1H,m),6.01(1H,s),3.71(2H,t),2.76(2H,t),2.41(1H,m),1.90(4H,m),1.62(2H,m),1.35(7H,m),0.93(3H,t)。
(步驟3)7.0 g(0.0189 mol)的2,3－二氟－4－(4－丙基－1－環己烯基)－聯苯－4’－丙基醇被溶解於100 ml的精鍊的四氫呋喃內，接著添加4.35 g(0.0189 mol)的三乙胺。被溶解於100 ml的精鍊的四氫呋喃之內的4.35 g(0.0189 mol)的3,5－二硝基苯甲醯氯逐滴地被添加至反應溶液以及予以回流歷時3小時。在反應的進程被檢查之後，該反應溶液係以醚和氯化鈉予以萃取，透過無水硫酸鎂予以乾燥，於一減低的壓力之下予以蒸餾，以及以乙酸乙酯和乙醇予以再結晶，提供2,3－二氟－4－(4－丙基－1－環己烯基)－聯苯－4’－丙基3,5－二硝基苯甲酸酯(產率：75%)。
1 H NMR(400 MHz,CDCl3 )：9.19(1H,t),9.08(2H,d),7.46(2H,d),7.30(2H,d),7.03(2H,m),6.02(1H,s),4.53(2H,t),2.86(2H,t),2.36(2H,m),2.24(2H,m),1.87(2H,m),1.65(1H,m),1.55(2H,m),1.39(2H,m),1.32(2H,m),0.94(3H,t)。
(步驟4)5 g(8.86 mmol)的2,3－二氟－4－(4－丙基－1－環己烯基)－聯苯－4’－丙基3,5－二硝基苯甲酸酯被溶解於100 ml的乙醇之內，接著添加0.5 g的10%(wt)Pd/C,以及接而其在4.5 kg/cm2 的氫壓力之下於室溫下攪拌歷時12小時。在反應完成之後，Pd/C係利用cellite予以過濾，以及該反應溶液透過無水硫酸鎂予以乾燥，於一減低的壓力之下予以蒸餾，以及以乙醇予以再結晶，提供2,3－二氟－4－(4－烷基－環己基)－聯苯－4’－烷基3,5－二胺苯甲酸酯(產率：66%)。
1 H NMR(400 MHz,CDCl3 )：7.46(2H,d),7.28(2H,d),7.11(1H,m),7.02(1H,m),6.77(2H,d),6.19(1H,m),4.31(2H,t),3.68(4H,s),2.86(1H,m),2.81(2H,t),2.10(2H,m),1.89(4H,m),1.50(1H,m),1.35(4H,m),1.24(2H,m),1.09(2H,m),0.91(3H,m)。
實施例2
10.0 g(0.02 mol)的2,3－二氟－4－(4－烷基－環己基)－聯苯－4’－烷基3,5－二胺苯甲酸酯和8.0 g(0.04 mol)的4,4’－二胺二苯醚(ODA)被溶解於170.0 g的N－甲基－2－吡咯酮內，以及如此得到的反應溶液被添加至19.32 g(0.06 mol)的3,3’,4,4’－二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)內且予以反應歷時4小時，然而溫度被維持在5℃。該反應溶液以過量的去離子水予以沈澱，提供聚醯胺酸。該聚醯胺酸固體利用一混合器以去離子水予以清洗數次。之後，其係於一個50℃的真空烘箱內予以乾燥歷時2天，提供聚醯胺酸固體，以及獲得的聚合物之性質被顯示於以下的表1中。
實施例3
除了被使用於實施例2的3,3’,4,4’－二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)係以4,4’－氧雙鄰苯二甲酸(4,4’－oxydiphthalic acid)(ODPA)予以取代之外，如實施例2相同的程序係予以進行，提供聚醯胺酸固體，以及該等獲得的聚合物之性質被顯示於以下的表1中。
實施例4
除了被使用於實施例2的3,3’,4,4’－二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)係以3,3’,4,4’－聯苯四甲酸二酐(BPDA)予以取代之外，如實施例2相同的程序係予以進行，提供聚醯胺酸固體，以及該等獲得的聚合物之性質被顯示於以下的表1中。
比較實施例1
除了被使用於實施例2的2,3－二氟－4－(4－烷基－環己基)－聯苯－4’－烷基3,5－二胺苯甲酸酯係以4’－(4－戊基環己基)聯苯－3,5－二胺予以取代之外，如實施例2相同的程序係予以進行，提供聚醯胺酸固體，以及該等獲得的聚合物之性質被顯示於以下的表1中。
該等性質係利用以下的方法予以評估。
1)聚合物的重量平均分子量為計算該等聚合物的重量平均分子量，凝膠滲透層析(GPC)被測量。聚合物本體被充滿的管柱之滯留時間係利用二甲基乙醯胺(DMAc)作為移動相而在60℃下予以測量，以及該聚醯胺酸固體的平均分子量係藉由滯留時間和苯乙烯聚合物的平均分子量的調整而予以計算。構成液晶分子配向材料之聚合物具有大約2,000至1,500,000 g/mol的重量平均分子量。
2)醯亞胺化速率其係藉由以下的數學式1予以計算：
依據FT－IR測量中的溫度變化，利用關於在1500 cm－1 的苯環C＝C延伸吸收強度(A1500 )之在1380 cm－1 的醯亞胺環C－N延伸吸收強度(A1380 )的變化。
3)表面張力其係得自介於液晶分子配向薄膜的表面自由能(表面張力)和來自於碘化的亞甲基的接觸角和純水的接觸角之接觸角之間的關係，其等係依據於文件中(D.K.Owens.J.Appl.,Pol.,Sci.vol 13.1741－1747(1969))所說明的方法於液晶分子配向薄膜上測量。該等接觸角係利用KRSS DSA100予以測量，以及藉由添加水和碘化的亞甲基於該等薄膜上且計算10 sec接觸角的平均值而得到。
4)液晶的配向性質當電壓於開啟/關閉模式中被施加至液晶顯示裝置時，該等液晶單元之中的不正常領域的存在/不存在係以一顯微鏡觀察，以及當沒有不正常領域時，其被定名為‘良好’。
5)液晶顯示裝置的預傾角其係依據於文件中(T.J.Schffer,等人,J.,Appl.,Phys.,vol.19,2013(1980))所說明的方法、利用一種He－Ne雷射光(632.8 nm)，藉由一種晶體旋轉方法予以測量。
6)液晶顯示裝置的電壓保持率在5V的電壓被施加至液晶顯示裝置歷時60微秒之後，電壓保持率在施加移除的16.67毫秒之後予以測量。
7)液晶顯示裝置的反應速率＋4.4V~－4.4V，60 Hz的方形波經由一個波產生器予以施加以及在一個偏光片和分析器被調整之後，藉此偏壓被設定在1V，當施加電壓被移除時，感光位準(light－receiving level)變成0%，且當全部的施加電壓被施加時，感光位準變成100%，在驅動電壓被施加之後直至當感光位準達到90%時之時間總和，以及在驅動電壓被移除之後直至當感光位準達到10%時之時間總和被測量。
如以上的表1中所見，當相較於比較實施例1之時，如本發明之實施例2至4的聚醯胺酸衍生物顯示出改進的可透性，以及其等具有37,000至61,000的重量平均分子量和1.13至1.78的多分散指數。
並且，實施例2至4和比較實施例1所製備的聚醯胺酸固體係以重量計4%的量被溶解於NMP和2－丁氧乙醇的溶液之內，其等係以以體積計4：1的比例予以混合。如此得到的溶液係經由0.1 μm的濾材予以過濾，以及藉由一種旋轉的方法、以600的厚度予以塗覆於一種帶有被圖案化於其上的透明的傳導薄膜之玻璃基材上。在塗覆之後，其在90℃被預鍛燒歷時3 min且在220℃被鍛燒歷時1小時，以及如此得到的薄膜的特徵係被評估和總結於以下的表2中。
如於表2中所見，實施例2至4的聚醯亞胺薄膜顯示出100%醯亞胺化比率和39.52至40.36的表面張力，以及比較實施例1顯示出99%醯亞胺化比率和37.56的表面張力。
另外，液晶分子配向薄膜被形成於其上的二個如上的基材以某種程度的空間(單元間隙(cell gap))予以相反地配置(counter－arranged)而不摩擦該配向薄膜側邊，該等二個基材的周圍係利用一密封劑予以結合，由該基材表面和密封劑界定的單元間隙係藉由注入而以液晶予以充滿，以及注入孔被密封藉此液晶單元被製造。如此產生的液晶單元的特徵被顯示於以下的表3中。
如於以上的表3中所見，如本發明之實施例2至4和比較實施例1藉由不摩擦的方法而均顯示出優良的垂直配向，以及其等之VHR和配向性質係優良的。特別地，實施例2至4顯示出較比較實施例1為更快速的反應速率。
如在上文中所說明的，本發明的之化學式1的側鏈的二胺化合物對於用於非摩擦性垂直配向材料的聚醯亞胺樹脂之製造係有用的，以及利用該等二胺化合物予以製備的該等聚醯亞胺樹脂具有良好的液晶之垂直配向且能以非摩擦性的方法運用89°或更大的預傾角，不管摩擦方法的情況，以及再者，依據本發明之聚醯亞胺樹脂具有下降的反應速率以及因而其等對於作為液晶顯示裝置的配向材料是有用的。

Claims (8)

  1. 一種以化學式1表示的二胺苯衍生物： 其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團。
  2. 一種用於以化學式1表示的二胺苯衍生物之製備的方法，其包含：a)製備一種化學式3的化合物： 其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團，其係藉由反應一種化學式2的化合物： 其中R是一個3至5個碳原子的烷基基團，與1-溴-4-(3-第三丁氧基-烷基)-苯，肆(三苯膦)鈀，氟化銫和1,2-二甲氧-乙烷，b)製備一種化學式4的化合物： 其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團，其係藉由反應化學式3的化合物與乙酸和溴酸，以及接而反應其與碳酸鉀和甲醇；c)製備一種化學式5的化合物： 其中n是一個1至5的整數以及R是一個3至5個碳原子的烷基基團，其係藉由反應化學式4的化合物與三乙胺、四氫呋喃，和3,5-二硝基苯甲醯氯；以及d)在一種Pd/C催化劑之下予以氫還原化學式5的化合物以及從該處分離一種反式異構物化合物。
  3. 一種用於製備聚醯亞胺樹脂的方法，該聚醯亞胺樹脂係用於液晶顯示裝置的垂直配向材料，該方法包含：a)製備一種聚醯胺酸為主的嵌段共聚物，其係藉由在一溶劑中將一如請求項1定義的化學式1之二胺苯衍生物與一化學式6的四甲酸二酐及一不具有側鏈基團之化學式7的二胺化合物反應； 其中A是一種4價的有機基團，C是一種不具有側鏈的2價有機基團；其中，該四甲酸二酐係選自於由下列所組成之群組：3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、4,4’-氧雙鄰苯二甲酸酐(4,4’-oxydiphthalic anhydride)(ODPA)、3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐(BPDA)、1,2,4,5-苯四甲酸二酐(PMDA)、順-1,2,3,4-環戊烷四甲酸二酐(CPDA)、環丁烷四甲酸二酐(CBDA)及4-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-甲酸二酐(TDA)；該二胺化合物係選自於由下列所組成之群組：4,4’-二胺二苯醚(ODA)、4,4’-亞甲基雙環己胺(PACM)、4,4’-亞甲基-2-甲環己胺(ANCAMINE)、4,4’-亞甲基二苯胺、二胺二苯甲酮、4,4’-亞甲基二苯二胺(MDA)、4,4’-六氟異丙二苯二胺(6FDA)及對苯二胺；b)藉由在100~230℃之間的熱處理，將該聚醯胺酸為主的嵌段共聚物經由脫水閉環轉化成一聚醯亞胺。
  4. 如申請專利範圍第3項之用於製備用於液晶顯示裝置的垂直配向材料之聚醯亞胺樹脂的方法，其中該溶劑是一或多種選自於以下所構成的群組之惰性溶劑：N-甲基-2-吡咯酮(NMP)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、二甲亞碸(DMSO)、六甲磷醯胺、四亞甲碸 (tetramethylenesulfone)、對氯酚、對溴酚、2-氯-4-羥基甲苯、二噁烷(dioxane)、四氫呋喃(THF)以及環己酮。
  5. 一種用於液晶顯示裝置的垂直配向材料之具有1,000至200,000的重量平均分子量的聚醯亞胺樹脂，其係藉由如申請專利範圍第3項之方法予以製備。
  6. 如申請專利範圍第5項之聚醯亞胺樹脂，其中該聚醯亞胺樹脂的側鏈長度是液晶分子的長軸長度的0.8至1.5倍，以及介於該聚醯亞胺樹脂之側鏈間的長度是該液晶分子的長軸長度的1.5至3.5倍。
  7. 一種液晶分子配向薄膜，其係藉由使用如申請專利範圍第5項之用於液晶顯示裝置的垂直配向材料之聚醯亞胺樹脂予以製備。
  8. 一種液晶顯示裝置，其包含如申請專利範圍第7項之液晶分子配向薄膜。
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