TWI452088B

TWI452088B - 液晶配向劑

Info

Publication number: TWI452088B
Application number: TW100112994A
Authority: TW
Inventors: Li Hsin Chang; Kuan Ming Lin; Ming Chih Lai
Original assignee: Daxin Materials Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2014-09-11
Also published as: TW201241088A; JP2012226293A; CN102732262B; JP5429236B2; CN102732262A

Description

液晶配向劑

本發明是有關於一種液晶配向劑，且特別是有關於一種包括具有側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸以及具有側鏈二胺之聚醯胺酸的液晶配向劑。

液晶顯示器(liquid crystal display)為利用液晶光電變化之顯示器，其具有體積小、重量輕、低電力消耗與顯示品質佳等吸引人之優點，因此近年來已成為平面顯示器主流。

液晶顯示器的發展隨著畫面尺寸的擴大、對色彩的高飽和度、高對比度以及反應速度提升的要求，由扭轉向列(twisted nematic，TN)液晶顯示器、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)液晶顯示器，直至目前發展到每一個畫素中皆裝有薄膜電晶體(thin filmed transistor，TFT)的TFT型液晶顯示器。近年來持續對TFT型液晶顯示器的驅動方式進行改良。例如在改善視角方面，開發了垂直配向(vertical alignment，VA)方式或共平面轉換(in-plane switching，IPS)方式。此外，亦開發了可改善對應動畫的反應速度的光學補償彎(optically compensated bend，OCB)方式。

在液晶顯示器中，典型為扭轉向列(TN)電場效應型液晶顯示器，其使用具有正介電異方性向列液晶。一般而言，液晶分子置入一對含有電極的基板間，而這二個基板的配向方向相互垂直，且經由控制電場可控制液晶分子的排列方式。就此類型的液晶顯示器而言，使液晶分子的長軸方向與基板表面可以具有均勻傾斜角度的配向是相當重要的。使液晶分子排列成均勻預傾角(pre-tilt angle)配向的材料一般稱為配向膜(alignment film)。

目前工業界有兩種典型的配向膜製備方法。第一種方法是藉由蒸氣沈積將無機物質製成無機膜。例如，將二氧化矽傾斜蒸鍍於基板而形成薄膜，而液晶分子在蒸鍍方向被配向。然而，上述的方法雖然可獲得均勻的配向，但是較不具工業效益。第二種方法則是將有機膜塗佈在基板表面上，然後利用棉布、尼龍或聚酯類的軟布加以摩擦而使有機膜的表面被定向，以使液晶分子在摩擦方向被配向。由於此方法較簡易且相當容易獲得均勻配向，因此普遍應用於工業規模。可形成有機薄膜的聚合物例如為聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)、聚氧乙烯(polyethylene oxide，PEO)、聚醯胺(polyamide，PA)或聚醯亞胺，其中聚醯亞胺由於具有化學安定性和熱安定性等性質，因此最常被利用作為配向膜材料。

然而，當對液晶顯示器施加電壓時，所產生的離子性電荷會被液晶配向膜所吸附，且即使在解除所施加的電壓之後，亦很難使離子性電荷從液晶配向膜脫離，因而導致畫面產生殘像的問題。因此，近期配向膜材料的開發皆以改善殘像問題為首要課題。

本發明提供一種液晶配向劑，能獲得具有穩定預傾角性質、密著性極佳且能改善殘影問題之液晶顯示元件。

本發明提出一種液晶配向劑，包括聚合物(A)以及聚合物(B)。聚合物(A)是由下述式(1)所示之具有側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸。聚合物(B)是由下述式(2)所示之亦具有側鏈二胺之聚醯胺酸。聚合物(A)與聚合物(B)的重量比(A)/(B)例如是5/95至95/5。

式(1)以及式(2)中，T₁、T₂及T₃分別表示為四羧酸二酐單體之四價有機基，m+n=1，n≦0.5，D₁或D₂中至少一部份為選自由式(3)或由式(4)所示二胺化合物之二價有機基，D₃中至少一部份為由式(4)所示二胺化合物之二價有機基，且D₁、D₂及D₃中的其餘部分為二胺化合物之二價有機基，

式(3)中，R₁、R₂、R₃、R₅及R₆分別獨立表示為氫或碳數為1~5的烷基，R₄表示碳數為4~20的烷基、CO₂R₂₂、CONHR₂₂或(CH₂)_pCF₃，p為1~5的整數，R₂₂表示碳數為4~20的烷基，式(4)中，R₇~R₁₁中任二者為一級胺基，其餘各自獨立為氫原子或一級胺基以外的一價有機基，R₇~R₁₁各自可相同亦可相異，X₁及X₂表示為單鍵或選自由醚、酯、酮、醯胺以及二級胺所組成之族群之二價結合基，X₁及X₂各自可相同亦可相異，X₃及X₄表示為碳數1~3之直鏈狀伸烷基，X₃及X₄各自可相同亦可相異，R₁₂表示為碳數1~20之烷基、碳數3~40之脂環式骨架之一價有機基、碳數6~51之含芳香族骨架之一價有機基或雜環骨架之一價有機基。

依照本發明實施例所述，本發明之液晶配向劑中D₁、D₂及D₃中，除選自具有由式(3)或由式(4)所示二胺化合物之二價有機基的部份外，上述D₁、D₂及D₃中的其餘部分亦可選自由式(5)至式(12)所組成之族群，

其中R₁₃為碳數4~40的脂環族單價有機基或碳數8~20的長鏈脂肪族單價有機基；R₁₄為鹵素原子或單價有機基；R₁₅為碳數4~40的脂環族二價有機基；R₁₆為二價脂環族、二價芳香族或碳數1~8的長鏈脂肪族二價有機基；X與Y 分別為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基；Z為選自由-CF₃、-CN、COCH₃、-COOH、-NO₂、SOCH₃、-SO₂CH₃、-OCF₃、-F及-Cl所組成之族群的單價有機基。

依照本發明實施例所述，聚合物(A)中由式(3)所示二胺化合物之二價有機基的含量，以聚合物(A)所有二價有機基D₁及D₂總量計為0.1莫耳%至50莫耳%。

依照本發明實施例所述，聚合物(B)中由式(3)所示二胺化合物之二價有機基的含量，以聚合物(B)所有二價有機基D₃總量計為0.1莫耳%至50莫耳%。

依照本發明實施例所述，聚合物(A)中由式(4)所示二胺化合物之二價有機基的含量，以聚合物(A)所有二價有機基D₁及D₂總量計為5莫耳%至50莫耳%。

依照本發明實施例所述，聚合物(B)中由式(4)所示二胺化合物之二價有機基的含量，以聚合物(B)所有二價有機基D₃總量計為5莫耳%至100莫耳%。。

基於上述，由於本發明之液晶配向劑中包括如式(1)所示之具有側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸以及如式(2)所示之具有側鏈二胺之聚醯胺酸，因此以此液晶配向劑所形成的液晶配向膜可以具有穩定預傾角的功效，且使得液晶配向膜的密著性提高並可改善殘影問題，進而達到增進液晶顯示元件效能的目的。

為讓本發明之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。

本發明之液晶配向劑包括聚合物(A)以及聚合物(B)。聚合物(A)是由下述式(1)所示之具有側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸。聚合物(B)是由下述式(2)所示之亦具有側鏈二胺結構之聚醯胺酸。

式(1)以及式(2)中，T₁、T₂及T₃分別表示為四價的有機基，m+n=1，n≦0.5，D₁或D₂中至少一部份為選自由式(3)或由式(4)所示二胺化合物之二價有機基，D₃中至少一部份為由式(4)所示二胺化合物之二價有機基，且D₁、D₂及D₃中的其餘部分為二胺化合物之二價有機基。

式(3)

式(3)中，R₁、R₂、R₃、R₅及R₆分別獨立表示為氫或碳數為1~5的烷基，R₄表示碳數為4~20的烷基、CO₂R₂₂、CONHR₂₂或(CH₂)_pCF₃，p為1~5的整數，R₂₂表示碳數為4~20的烷基。

式(4)中，R₇~R₁₁中任二者為一級胺基，其餘各自獨立為氫原子或一級胺基以外的一價有機基，R₇~R₁₁各自可相同亦可相異，X₁及X₂表示為單鍵或選自由醚、酯、酮、醯胺以及二級胺所組成之族群之二價結合基，X₁及X₂各自可相同亦可相異，X₃及X₄表示為碳數1~3之直鏈狀伸烷基，X₃及X₄各自可相同亦可相異，R₁₂表示為碳數1~20之烷基、碳數3~40之脂環式骨架之一價有機基、碳數6~51之含芳香族骨架之一價有機基或雜環骨架之一價有機基。

聚合物(A)與聚合物(B)的重量比(A)/(B)例如是5/95至 95/5。

此外，本發明之液晶配向劑中D₁、D₂及D₃中，除選自具有由式(3)或由式(4)所示二胺化合物之二價有機基的部份外，上述D₁、D₂及D₃中的其餘部分亦可選自由式(5)至式(12)所組成之族群，

其中R₁₃為碳數4~40的脂環族單價有機基或碳數8~20的長鏈脂肪族單價有機基；R₁₄為鹵素原子或單價有機基；R₁₅為碳數4~40的脂環族二價有機基；R₁₆為二價脂環族、二價芳香族或碳數1~8的長鏈脂肪族二價有機基；X與Y分別為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基；Z為選自由-CF₃、-CN、COCH₃、-COOH、-NO₂、SOCH₃、-SO₂CH₃、-OCF₃、-F及-Cl所組成之族群的單價有機基。

本發明所合成之聚合物(A)的製備方法是藉由四羧酸二酐與二胺化合物於有機溶劑中進行聚合反應，並藉由脫水反應來進行部份閉環反應，即可得到具側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸產物。

用以合成聚合物(A)之四羧酸二酐可以選自如表一所示之化合物。用以合成聚合物(A)之二胺化合物可以選自如表二所示之具有由式(3)及由式(4)所示之二胺化合物；亦可選自如表三所示之不具有由式(3)及由式(4)所示之二胺化合物。用以合成聚合物(A)之二胺化合物至少一個選自由表二所示之化合物。

此外，本發明之用以合成聚合物(A)之四羧酸二酐可以為上述表一所示之化合物的異構物，亦可為此些異構物的混合物。本發明之用以合成聚合物(A)之二胺化合物可以為上述表二或表三所示之化合物的異構物，亦可為此些異構物的混合物。本發明不以上述例子為限，且所使用的四羧酸二酐與二胺化合物亦可以為上述化合物以外的化合物。

特別一提的是，欲使液晶顯示元件具有高的電壓保持率，可由表一中NO.1-2、1-3、1-4、1-5、1-6等具有脂環架構的化合物中至少選擇其中一種來達成。

此外，本發明之液晶配向劑中的液晶的預傾角可藉由改變聚醯亞胺-聚醯胺酸上的側鏈大小來調整，例如藉由改變二胺化合物上的側鏈基之大小來進行，因此可由表二中NO.2-1至2-3所表示的二胺化合物中至少選擇其中一種即能提供適當的預傾角。此外，亦可由表二中NO.2-4至2-7所表示的二胺化合物中至少選擇其中一種來獲得密著特性佳之液晶配向劑。

本發明所合成之聚合物(B)的製備方法是藉由藉由四羧酸二酐與二胺化合物於有機溶劑中進行聚合反應，以得到具側鏈二胺之聚醯胺酸產物。

用以合成聚合物(B)之四羧酸二酐可以選自如表一所示之化合物。用以合成聚合物(B)之二胺化合物可以選自如表二所示之具有由式(3)及由式(4)所示之二胺化合物；亦可選自如表三所示之不具有由式(3)及由式(4)所示之二胺化合物。用以合成聚合物(B)之二胺化合物至少一個選自由表二NO.2-4至2-7所表示之化合物。

此外，本發明之用以合成聚合物(B)之四羧酸二酐可以為上述表一所示之化合物的異構物，亦可為此些異構物的混合物。本發明之用以合成聚合物(B)之二胺化合物可以為上述表二或表三所示之化合物的異構物，亦可為此些異構物的混合物。本發明不以上述例子為限，且所使用的四羧酸二酐與二胺化合物亦可以為上述化合物以外的化合物。

由式(3)所示之二價有機基具有極穩定之預傾角效果以及使液晶顯示元件極穩定之配向效果。聚合物(A)中由式(3)所示二胺化合物之二價有機基的含量較佳為以聚合物(A)所有二價有機基D₁及D₂總量計為0.1莫耳%至50莫耳%。聚合物(B)中由式(3)所示二胺化合物之二價有機基的含量較佳為以聚合物(B)所有二價有機基D₃總量計為0.1莫耳%至50莫耳%

由式(4)所示之二價有機基具有極穩定之預傾角效果以及使液晶顯示元件極穩定之配向效果。聚合物(A)中由式 (4)所示二胺化合物之二價有機基的含量較佳為以聚合物(A)所有二價有機基D₁及D₂總量計為5莫耳%至50莫耳%。聚合物(B)中由式(4)所示二胺化合物之二價有機基的含量較佳為以聚合物(B)所有二價有機基D₃總量計為5莫耳%至100莫耳%。

使用於本發明之聚合物(A)之合成反應的四羧酸二酐對二胺化合物之比例，以四羧酸二酐之酸酐基含量為1當量且二胺化合物之胺基含量為0.5當量至2當量較佳，二胺化合物之胺基含量為0.7當量至1.5當量更佳。

聚合物(A)之合成皆於有機溶劑中反應完成，而所使用之有機溶劑分成對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較佳與對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較差之有機溶劑。對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較佳之有機溶劑例如為N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、四甲基尿素、六甲基磷醯胺、γ-丁內酯、吡啶等，且以上溶劑可以兩種以上混合使用。

對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較差之溶劑亦可以與上述對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較佳之有機溶劑混合使用，其使用之限制為聚醯亞胺-聚醯胺酸不會被分離出來。溶解度較差之溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、環己醇、乙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、二乙基醚、丙酮、甲基乙基酮、環己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷等。

形成聚合物(A)需經脫水閉環反應。脫水閉環反應可藉由直接加熱脫水閉環或添加脫水劑及催化劑來進行。

(1)直接加熱脫水閉環：反應溫度例如介於50℃至300℃之間，以100℃至250℃為佳。當反應溫度低於50℃時，脫水閉環反應則不會進行。

(2)添加脫水劑及催化劑：反應溫度例如介於-20℃至150℃之間，以0℃至120℃為佳。脫水劑可使用酸酐，例如乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等。脫水劑的用量視所需的閉環率而定，以每1莫耳聚醯亞胺-聚醯胺酸之重現單元而使用0.01莫耳至20莫耳的脫水劑為佳。催化劑可使用三級胺，例如三乙基胺、吡啶、二甲基吡啶等。催化劑之用量以每1莫耳脫水劑用量而使用0.01莫耳至10莫耳為佳。

聚合物(A)之純化方式是先將聚醯亞胺-聚醯胺酸之反應溶劑倒入大量溶解度較差溶劑中而得到沈澱物。然後，於減壓下進行乾燥，即可得到聚醯亞胺-聚醯胺酸。之後，將聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解於有機溶劑中，並以溶解度較差溶劑進行沈澱。此步驟可進行一次或多次來純化聚醯亞胺-聚醯胺酸。最後，以溶解度較佳之溶劑溶解進行上述步驟後的聚醯亞胺-聚醯胺酸而得到純化的聚合物(A)。

本發明之液晶配向劑之黏度(η_ln)可由式(I)得到。

本發明之液晶配向劑根據黏度與揮發性而選擇之固體含量以1重量%至10重量%較佳。

將本發明之液晶配向劑塗佈於基板上成膜，即形成液晶配向膜。當液晶配向劑之固體含量低於1重量%時，所塗佈的配向膜膜厚變的太薄，因而降低了液晶配向性；當液晶配向劑的固體含量高於10重量%時，則會影響塗佈品質。

此外，製備本發明之液晶配向劑的溫度以0℃至150℃較佳，以20℃至50℃更佳。

本發明之液晶配向劑的有機溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單丁基醚等，且上述溶劑可以兩種以上混合使用。除此之外，在上述溶劑以外只要可以溶解聚醯亞胺-聚醯胺酸之有機溶劑皆可使用。

本發明之液晶配向劑亦可含有有機矽(氧)烷化合物，例如胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三乙基矽烷、乙烯基甲基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環已基)乙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三乙氧基胺矽烷、N-三乙氧基甲矽烷基丙基三伸乙基三胺、N-三甲氧基甲矽烷基丙基三伸乙基三胺、N-雙(氧基伸乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧基伸乙基)-3-胺基丙基三乙基矽烷等。上述有機矽(氧)烷化合物在其含量於液晶配向劑中不影響液晶配向膜所要求之特性的條件下，能改善液晶配向膜對基板表面的密著性(adhesion)。若液晶配向劑中的有機矽(氧)烷化合物的含量過多，則所形成的液晶配向膜容易產生配向不良的現象；若液晶配向劑中的有機矽(氧)烷化合物的含量過少，則所形成的液晶配向膜可能產生刷摩不良(rubbing mura)與粉屑(particle)過多的現象。因此，本發明之液晶配向劑中若含有有機矽(氧)烷化合物，有機矽(氧)烷化合物之濃度相對於液晶配向劑中的聚合物重量以0.01重量%至5重量%為佳，以0.1重量%至3重量%為特佳。

另外，本發明之液晶配向劑亦可含有環氧化合物，例如乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-已烷二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、1,3,5,6-四縮水甘油-2,4-已烷二醇、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-間-苯二甲苯、1,3-雙(N,N-二縮水甘油胺基甲基)環己烷、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷。上述之環氧化合物在其含量於液晶配向劑中不影響液晶配向膜所要求之特性的條件下，能改善液晶配向膜對基板表面之密著性。若液晶配向劑中的環氧化合物的含量過多，則所形成的液晶配向膜容易產生配向不良的現象；若液晶配向劑中的環氧化合物的含量過少，則所形成的液晶配向膜可能產生刷摩不良與粉屑過多的現象。因此，本發明之液晶配向劑中若含有環氧化合物，環氧化合物之濃度相對於液晶配向劑的總重量以0.01重量%至3重量%為佳，以0.1重量%至2重量%為特佳。

以下說明利用本發明之液晶配向劑所製成的液晶顯示面板，上述液晶顯示面板可以藉由下述步驟製得。

(1)將本發明之液晶配向劑藉由滾輪塗佈法、旋轉塗佈法或印刷塗佈法施加於玻璃基板上。此玻璃基板具有經圖案化的透明導電膜。塗佈液晶配向劑之後，進行加熱烘烤，以移除液晶配向劑中的有機溶劑以及促進未環化之聚醯胺酸進行脫水/閉環反應而形成聚醯亞胺薄膜。上述加熱烘烤的溫度介於80℃至300℃之間，以100℃至240℃為最佳。所形成之薄膜厚度以0.005微米至0.5微米為最佳。

(2)將所形成之薄膜藉由捲繞有耐綸或棉纖維布的滾筒進行定向摩擦，以使液晶分子具有配向性。

(3)於具有上述液晶配向膜的基板上塗佈框膠，以及於另一個具上述液晶配向膜的基板上噴灑間隙物，然後將二個基板以彼此刷摩方向互相垂直或互相平行的方式組合，且於二個基板的間隙中注入液晶並密封注射孔，即可形成液晶顯示面板。

對於液晶顯示元件，一般會利用以下特性做為評價指標：

(1)預傾角

將已注入液晶之液晶顯示面板藉由結晶旋轉法進行測量。

(2)預傾角變異度量測

量測液晶盒面內九個點，將最大值及最小值的差值作為變異度評估，預傾角變異度越小表示穩定性越佳。

(3)電壓保持率

在90℃的環境溫度下，將3V的直流電施加於液晶顯示元件60Hz，脈衝寬60μsec，以測量液晶顯示元件中的電壓保持率。

(4)殘影現象判定

先於通電壓下，測量液晶顯示元件特定位置的穿透度與電壓變化。接著，將上述液晶顯示元件進行直流電30V的充電兩小時，然後放電一段時間。之後在對相同位置進行穿透度與電壓變化量的測量。以穿透度50%的電壓為基準，量測在基準電壓下穿透度前後變化量，並且除以原本穿透度，以百分比表示，穿透度前後變化量<5%判定為優，>5%判定為中，大於10%判定為差。

(4)環化率(醯亞胺化比率)

將聚合物或液晶配向劑於室溫下進行減壓乾躁，然後將乾躁後之固體溶解於經氘化之二甲基亞碸中，使用四甲基矽烷作為參考物質，藉由¹H-NMR測量，自式(II)得到醯亞胺化比率。

醯亞胺化比率(%)=(1-A¹/A²×α)×100 (II)

A¹：自NH基團之質子衍生之尖峰面積(10ppm)

A²：自其他質子衍生之尖峰面積

α：其他質子相對於聚合物前驅物(聚醯胺酸)中NH基團之一質子的數量比

(5)密著性

將液晶配向劑塗佈於ITO基板上，並將ITO基板以100℃水煮1小時後，以3M膠帶進行百格測試(cross cut method)。

以下說明合成聚合物A1-A7、B1-B6與a1、b1~b3的合成方法。

依序將二胺化合物及四羧酸二酐添加於N-甲基-2-吡咯烷酮中(比例如表四、表五所示)，製備固體成份為25重量%之溶液，並於50℃至60℃的溫度下反應4小時至5小時，可得到聚醯胺酸。添加吡啶與醋酸酐於所得的聚醯胺酸中(其用量須視聚醯亞胺化比例添加)，於100℃至110℃下進行脫水/閉環反應3至4小時。將所得到的溶液使用甲醇進行沈澱，並以甲醇進行純化。最後，收集並以減壓乾躁，以得到具有如表四、表五所示的固有黏度(intrinsic viscosity)及醯亞胺化比率之聚合物A1-A7、B1-B6、a1與b1~b3，其中a1以及b1~b3並不含具有由式(3)及由式(4)所示之二胺化合物。

實施例與對照例之實驗方法

將固定比例的固體聚合物(A)與固體聚合物(B)溶解於γ-丁內酯與N-甲基-2-吡咯烷酮的混合溶劑中，製備固體成份為6重量%之溶液，並以直徑1微米的過濾器過濾。所收集的濾液即為本發明之液晶配向劑。

藉由滾輪印刷機將本發明之液晶配向劑施加於玻璃基板上，且以溫度為200℃的加熱板進行乾躁20分鐘，以形成厚度為0.08微米的薄膜。將此薄膜以滾輪轉速1000(轉/ 分)、平台移動速度60(毫米/秒)、壓入量(penetration depth)0.4微米進行定向摩擦。

於基板上塗佈框膠，並於另一基板上噴灑間隙物。然後，將兩個基板以彼此刷摩方向互相垂直的方式組合，且於兩個基板的間隙中注入液晶(ZLI-4792)並密封注射孔，以形成液晶顯示元件。

將所得的液晶顯示元件進行預傾角、電壓保持率、殘影特性與密著性之評估。評估結果如表六所示。

綜上所述，由於本發明之液晶配向劑中包括如式(1) 所示之具有側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸以及如式(2)所示之具有側鏈二胺之聚醯胺酸，因此以此液晶配向劑所形成的液晶配向膜可以具有穩定預傾角的功效，且使得液晶配向膜的密著性與刷膜性提高，還能改善殘影問題，進而達到增進液晶顯示元件效能的目的。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種液晶配向劑，包括：一聚合物(A)，是由式(1)所示之具有側鏈二胺之聚醯亞胺-聚醯胺酸；以及一聚合物(B)，是由式(2)所示之具有側鏈二胺之聚醯胺酸，其中該聚合物(A)與該聚合物(B)的重量比(A)/(B)為5/95至95/5，在式(1)與式(2)中，T₁、T₂及T₃分別為四價的有機基；n/(m+n)≦0.5；D₁、D₂及D₃為二價有機基，且D₁或D₂中至少一部分選自由式(3)或由式(4)所示二胺單體之二價有機基，D₃中至少一部分為由式(4)所示二胺單體之二價有機基，式(3)中，R₁、R₂、R₃、R₅及R₆分別獨立表示為氫或碳數為1~5的烷基；R₄表示碳數為4~20的烷基、CO₂R₂₂、CONHR₂₂或(CH₂)_pCF₃，其中p為1~5的整數，R₂₂表示碳數為4~20的烷基，式(4)中，R₇~R₁₁中任二者為一級胺基，其餘各自獨立為氫原子或一級胺基以外的一價有機基，R₇~R₁₁各自可相同亦可相異；X₁及X₂表示為單鍵或選自由醚、酯、酮、醯胺以及二級胺所組成之族群之二價結合基，X₁及X₂各自可相同亦可相異；X₃及X₄表示為碳數1~3之直鏈狀伸烷基，X₃及X₄各自可相同亦可相異；R₁₂表示為碳數1~20之烷基、碳數3~40之脂環式骨架之一價有機基、碳數6~51之含芳香族骨架之一價有機基或雜環骨架之一價有機基。
如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中所述D₁、D₂及D₃中的其餘部分為選自由式(5)至式(12)所組成之族群，其中R₁₃為碳數4~40的脂環族單價有機基或碳數8~20的長鏈脂肪族單價有機基；R₁₄為鹵素原子或單價有機基；R₁₅為碳數4~40的脂環族二價有機基；R₁₆為二價脂環族、二價芳香族或碳數1~8的長鏈脂肪族二價有機基；X與Y分別為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基；Z為選自由 -CF₃、-CN、COCH₃、-COOH、-NO₂、SOCH₃、-SO₂CH₃、-OCF₃、-F及-Cl所組成之族群的單價有機基。
如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該聚合物(A)中由式(3)所示二胺單體之二價有機基的含量，以該聚合物(A)所有二價有機基D₁及D₂總量計為0.1莫耳%至50莫耳%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該聚合物(B)中由式(3)所示二胺單體之二價有機基的含量，以該聚合物(B)所有二價有機基D₃總量計為0.1莫耳%至50莫耳%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該聚合物(A)中由式(4)所示二胺單體之二價有機基的含量，以該聚合物(A)所有二價有機基D₁及D₂總量計為5莫耳%至50莫耳%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該聚合物(B)中由式(4)所示二胺單體之二價有機基的含量，以該聚合物(B)所有二價有機基D₃總量計為5莫耳%至100莫耳%。