TWI525130B - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件 - Google Patents

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Description

液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
本發明係有關一種垂直配向型液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，特別是提供一種低離子密度之液晶配向劑，及其所形成液晶配向膜，以及具有該配向膜之液晶顯示元件。
由於消費者對液晶顯示器的廣視角特性的要求逐年提升，使得具廣視角的液晶顯示元件的電性特性或顯示特性的要求比以往更為嚴苛，其中，以垂直配向型(Vertical Alignment)液晶顯示元件最被廣為研究。為了具有較佳上述之特性，液晶配向膜便成為提升垂直配向型液晶顯示元件特性的重要研究對象之一。
該垂直配向型液晶顯示元件中的液晶配向膜主要是被用來使液晶分子有規則的排列以及在未提供電場下可使液晶分子具有一大的傾斜角度，且液晶配向膜的形成方式通常是將一含有聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物等高 分子材料的液晶配向劑塗佈於一基板表面，經加熱處理及配向處理後而形成。
一般而言，於上述高分子材料中導入液晶預傾成份可得到良好的液晶配向性。然而，該液晶預傾成份卻使高分子的溶解性降低，導致高分子容易凝集而使液晶配向劑塗佈於基板上時產生印刷缺陷(mura)。另外，長時間印刷時尚有高分子析出造成印刷性低下之問題的發生。
日本特開2013-101303揭示使用分子內具有一個以上羧基之二胺化合物與四羧酸二酐化合物聚合而得之聚醯亞胺系聚合物搭配1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-乙基-2-吡咯烷酮或式(III)所示之化合物等溶劑可得到印刷性良好之液晶配向劑。然而，該液晶配向劑仍有離子密度過高之問題，尤其於低電壓下無法顯示正常的色階：
於式(III)中，R6與R7分別獨立地代表氫原子、碳數為1至6之烴基或該烴基之碳-碳鍵結間包含-O-之一價基團，R6與R7可相互鍵結形成環狀結構；且R8代表碳數為1至6之烷基。
由上述可知，為了符合目前液晶顯示器業者的要求，如何能提供一種低離子密度的液晶配向劑，為本技術領域者努力研究的目標之一。
因此，本發明之一態樣是在提供一種液晶配向劑，此液晶配向劑包含聚合物組成物(A)、光聚合性化合物(B)及溶劑(C)，且此液晶配向劑可改善離子密度過高之缺點。
本發明之另一態樣是在提供一種液晶配向膜，其係利用上述之液晶配向劑所形成。
本發明之又一態樣是在提供一種液晶顯示元件，其具有上述之液晶配向膜。
根據本發明之上述態樣，提出一種液晶配向劑。此液晶配向劑包含聚合物組成物(A)、光聚合性化合物(B)及溶劑(C)，以下析述之。
聚合物組成物(A)
聚合物組成物(A)係選自於聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、聚醯亞胺系嵌段共聚合物或上述聚合物之任意組合。其中，聚醯亞胺系嵌段共聚合物係選自於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之任意組合。
聚合物組成物(A)中之聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物及聚醯亞胺系嵌段共聚合物均可由四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的混合物反應所製得，其中四羧酸二酐組份(a)、二胺組份(b)及製備聚合物組成物(A)的方法如下所述。
四羧酸二酐組份(a)
該四羧酸二酐組份(a)可選自於脂肪族四羧酸二酐 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或如下式(IV-1)至式(IV-6)所示之四羧酸二酐組份(a)等。
脂肪族四羧酸二酐化合物之具體例可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組份。
脂環族四羧酸二酐化合物之具體例可包含但不限於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。
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-Hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxofuran-3-yl)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。
式(IV-1)至式(IV-6)所示之四羧酸二酐組份(a)如下所示：
於式(IV-5)中，A1可代表含有芳香環的二價基團，A2及A3可為相同或不同，且可分別代表氫原子或烷基。r表示1至2之整數。較佳地，如式(IV-5)所示之四羧酸二酐組份(a)可選自於如下式(IV-5-1)至式(IV-5-3)所示之化合物：
於式(IV-6)中，A4代表含有芳香環的二價基團，A5及A6可為相同或不同，且分別地代表氫原子或烷基。較佳地，如式(IV-6)所示之四羧酸二酐組份(a)可選自於如下式(IV-6-1)所示之化合物：
較佳地，該四羧酸二酐組份(a)包含但不限於 1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、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、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、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。上述之四羧酸二酐組份(a)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
二胺組份(b)
該二胺組份(b)包含具有羧酸基之二胺化合物(b-1)、及其他二胺化合物(b-2)。
具有羧酸基之二胺化合物(b-1)
本發明所使用具有羧酸基之二胺化合物(b-1)具有如下式(II)所示之結構：
於式(II)中，X代表具有碳數為6至30之芳香環的有機基團，且n代表1至4之整數。
該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)只要具有羧酸基即可，其結構並沒有特別限定，且該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)可包含但不限於脂肪族二胺、脂環族二胺、芳香族二胺或二胺基有機矽氧烷。該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)較佳可為芳香族二胺，且其芳香環上鍵結有羧酸基。
該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)較佳可具有1至4個羧酸基，更佳係具有1或2個羧酸基。
如該式(II)所示之具有羧酸基之二胺化合物(b-1)可 包含但不限於如下式(II-1)至式(II-5)所示之二胺化合物：
於前述之式(II-1)至式(II-5)中，X1與X3分別可獨立地代表單鍵、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-。X2代表碳數為1至5之直鏈烷基或碳數為1至5之支鏈烷基。a與h分別獨立地代表1至4之整數。b與d分別獨立地代表0至4之整數，且(b+d)代表1至4之整數。e、f與g分別獨立地代表1至5之整數。
較佳地，於式(II-1)中，a可代表1或2；於式(II-2)中，X1代表單鍵、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-或-OCO-，且b及d同時代表1；於式(II-5)中，X3代表單鍵、-CH2-、-O-、 -CO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-或-OCO-，且h代表1或2。
該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)之具體例，如下式(II-6)至式(II-16)所示之二胺化合物：
於前述之式(II-14)及式(II-15)中，X5可代表單鍵、-CH2-、-O-、-CO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-或-OCO-。
前述具有羧酸基之二胺化合物(b-1)可單獨一種使用或混合複數種使用。
基於二胺組份(b)之總使用量為100莫耳，具有羧酸基之二胺化合物(b-1)的使用量一般為20莫耳至60莫耳，較佳為25莫耳至55莫耳，更佳為30莫耳至50莫耳。
當本發明之聚合物組成物(A)的二胺組份(b)不包含具有羧酸基之二胺化合物(b-1)時，所製備之液晶配向劑具有離子密度過高之缺陷。
其他二胺化合物(b-2)
該其他二胺化合物(b-2)可包含但不限於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、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)、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}或如下式(V-1)至式(V-30)所示之其他二胺化合物(b-2)：
於式(V-1)中，X6代表 或，且X7代表含甾基團、三氟甲基、氟基、碳數為2至30之烷基或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪等含氮原子環狀結構的一價基團。
上式(V-1)所示之其他二胺化合物(b-2)較佳為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-胺基苯(1-dodecoxy-2,4-aminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-胺基苯(1-hexadecoxy-2,4-aminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-胺基苯(1-octadecoxy-2,4-aminobenzene)或下式(V-1-1)至式(V-1-6)所示之其他二胺化合物(b-2)：
於式(V-2)中，X8代表 或，X9及X10表示伸脂肪族環、伸芳香族環或伸雜環基團，且X11代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之烷氧基、碳數為1至5之氟烷基、碳數為1至5之氟烷氧基、氰基或鹵素原子。
上式(V-2)所示之其他二胺化合物(b-2)較佳為如下式(V-2-1)至式(V-2-13)所示之二胺化合物：
於式(V-2-10)至式(V-2-13)中，s可代表3至12之整數。
於式(V-3)中，X12代表氫原子、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，且每個重複單元中的X12可為相同或不同。X13為1至3的整數。
該式(V-3)所示之二胺化合物較佳是選自於(1)X13為1：對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯或2,5-二胺甲苯等；(2)X13為2：4,4’-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；(3)X13為3：1,4-雙(4’-胺基苯基)苯等，更佳是選自於對-二胺苯、2,5-二胺甲苯、4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯或1,4-雙(4’-胺基苯基)苯。
於式(V-4)中，X14代表2至12的整數。
於式(V-5)中，X15代表1至5之整數。該式(V-5)較佳係選自於4,4’-二胺基二苯基硫醚。
於式(V-6)中，X16及X18可為相同或不同，且分別代表二價有機基團，X17代表衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪等含氮原子環狀結構的二價基團。
於式(V-7)中，X19、X20、X21及X22分別可為相同或不同，且可代表碳數為1至12的烴基。X23代表1至3之整 數，且X24代表1至20之整數。
於式(V-8)中，X25代表-O-或伸環己烷基，X26代表-CH2-，X27代表伸苯基或伸環己烷基，且X28代表氫原子或庚基。
該式(V-8)所示之二胺化合物較佳係選自於如下式(V-8-1)至式(V-8-2)所示之二胺化合物：
式(V-9)至式(V-30)所示之其他二胺化合物(b-2)如下所示：
於式(V-17)至式(V-25)中，X29以碳數為1至10之烷基，或著碳數為1至10之烷氧基為較佳，而X30以氫原子、 碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之烷氧基為較佳。
該其他二胺化合物(b-2)較佳可包含但不限於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、式(V-1-1)、式(V-1-2)、式(V-1-5)、式(V-2-1)、式(V-2-11)、對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯、式(V-8-1)、式(V-26)或式(V-29)所表示的化合物。
前述之其他二胺化合物(b-2)可單獨一種或混合複數種使用。
基於該二胺組份(b)之總使用量為100莫耳，上述之其他二胺化合物(b-2)之使用量通常為40莫耳至80莫耳，較佳為45莫耳至75莫耳，更佳為50莫耳至70莫耳。
製備聚合物組成物(A)的方法
製備聚醯胺酸聚合物的方法
製備該聚醯胺酸聚合物的方法係先將一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，以蒸發器對上述的反應溶液進行減壓蒸餾，即可得到聚醯胺酸聚合物。或者，將上述的反應溶液倒入大量的貧溶劑中，以得到一析出物。接著，以減壓乾燥之方式乾燥該析出物，即可得到聚醯胺酸聚合物。
其中，基於該二胺組份(b)的總使用量為100莫耳， 該四羧酸二酐組份(a)的總使用量較佳為20莫耳至200莫耳，更佳為30莫耳至120莫耳。
該用於聚縮合反應中的溶劑可與下述該液晶配向劑中的溶劑相同或不同，且該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。較佳地，該溶劑包含但不限於(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之非質子系極性溶劑；(2)酚系溶劑，例如：間-甲酚、二甲苯酚、酚或鹵化酚類等之酚系溶劑。基於該混合物的總使用量為100重量份，該用於聚縮合反應中之溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，更佳為300重量份至1800重量份。
特別地，於該聚縮合反應中，該溶劑可併用適量的貧溶劑，其中該貧溶劑不會造成該聚醯胺酸聚合物析出。該貧溶劑可以單獨一種使用或者混合複數種使用，且其包含但不限於(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之醇類；(2)酮類，例如：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等之酮類；(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之酯類；(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之醚類；(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-二氯苯等之鹵化烴類；(6)烴類，例如：四氫呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等之烴類或上述溶劑之任意組合。基於二胺組份(b)的總使用量為100重量份，該貧溶劑的用量較佳為0重量份至60重量份，更佳為0重量份至50重量份。
製備聚醯亞胺聚合物的方法
製備該聚醯亞胺聚合物的方法係先將一混合物溶解於溶液中，其中混合物包含四羧酸二酐組份(a)與二胺組份(b)，並進行聚合反應，以形成聚醯胺酸聚合物。接著，在脫水劑及觸媒的存在下，進一步加熱，並進行脫水閉環反應，使得該聚醯胺酸聚合物中的醯胺酸官能基經由脫水閉環反應轉變成醯亞胺官能基(即醯亞胺化)，而得到聚醯亞胺聚合物。
該用於脫水閉環反應中之溶劑可與下述該液晶配向劑中的溶劑相同，故在此不另贅述。基於聚醯胺酸聚合物的使用量為100重量份，該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，更佳為300重量份至1800重量份。
為獲得較佳之聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度，該脫水閉環反應的操作溫度較佳為40℃至200℃，更佳為40℃至150℃。若該脫水閉環反應的操作溫度低於40℃時，醯亞胺化之反應不完全，而降低該聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度。然而，若脫水閉環反應的操作溫度高於200℃ 時，所得的聚醯亞胺聚合物的重量平均分子量偏低。
該聚合物組成物(A)的醯亞胺化率範圍通常為30%至90%，較佳為35%至85%，更佳為40%至80%。當聚合物組成物(A)的醯亞胺化率介於上述之範圍時，則所製備之液晶配向劑具有較低之離子密度。
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之酸酐類化合物。基於該聚醯胺酸聚合物為1莫耳，該脫水劑的使用量為0.01莫耳至20莫耳。該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之吡啶類化合物；(2)三級胺類化合物，例如：三乙基胺等之三級胺類化合物。基於該脫水劑的使用量為1莫耳，該觸媒的使用量為0.5莫耳至10莫耳。
製備聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法
該聚醯亞胺系嵌段共聚合物係選自於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之任意組合。
較佳地，製備該聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法係先將一起始物溶解於溶劑中，並進行聚縮合反應，其中該起始物包括上述之至少一種聚醯胺酸聚合物及/或上述之至少一種聚醯亞胺聚合物，且可進一步地包括四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)。
該起始物中之四羧酸二酐組份(a)與二胺組份(b)是與上述製備聚醯胺酸聚合物中所使用的四羧酸二酐組份(a) 與二胺組份(b)相同，且該用於聚縮合反應中的溶劑可與下述該液晶配向劑中的溶劑相同，在此不另贅述。
基於該起始物的使用量為100重量份，該用於聚縮合反應中之溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，更佳為300重量份至1800重量份。該聚縮合反應的操作溫度較佳為0℃至200℃，更佳為0℃至100℃。
較佳地，該起始物包含但不限於(1)二種末端基相異且結構相異之聚醯胺酸聚合物；(2)二種末端基相異且結構相異之聚醯亞胺聚合物；(3)末端基相異且結構相異之聚醯胺酸聚合物及聚醯亞胺聚合物；(4)聚醯胺酸聚合物、四羧酸二酐組份及二胺組份，其中，該四羧酸二酐組份及二胺組份之中的至少一種與形成聚醯胺酸聚合物所使用的四羧酸二酐組份及二胺組份的結構相異；(5)聚醯亞胺聚合物、四羧酸二酐組份及二胺組份，其中，該四羧酸二酐組份及二胺組份中的至少一種與形成聚醯亞胺聚合物所使用的四羧酸二酐組份及二胺組份的結構相異；(6)聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、四羧酸二酐組份及二胺組份，其中，該四羧酸二酐組份及二胺組份中的至少一種與形成聚醯胺酸聚合物或聚醯亞胺聚合物所使用的四羧酸二酐組份及二胺組份的結構相異；(7)二種結構相異之聚醯胺酸聚合物、四羧酸二酐組份及二胺組份；(8)二種結構相異之聚醯亞胺聚合物、四羧酸二酐組份及二胺組份；(9)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯胺酸聚合物以及二胺組份；(10)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯胺酸聚合物以及四羧 酸二酐組份；(11)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯亞胺聚合物以及二胺組份；(12)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯亞胺聚合物以及四羧酸二酐組份。
在不影響本發明之功效範圍內，較佳地，該聚醯胺酸聚合物、該聚醯亞胺聚合物以及該聚醯亞胺系嵌段共聚合物可以是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，可改善該液晶配向劑的塗佈性能。製備該末端修飾型聚合物的方式可藉由在該聚醯胺酸聚合物進行聚縮合反應的同時，加入一單官能性化合物來製得，該單官能性化合物包含但不限於(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之一元酸酐；(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之單胺化合物；(3)單異氰酸酯化合物，例如：異氰酸苯酯或異氰酸萘基酯等之單異氰酸酯化合物。
光聚合性化合物(B)
本發明之光聚合性化合物(B)具有如下式(I)所示之化合物：
於式(1)中，R1可獨立地代表如下式(I-1)至(I-5)所示之 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之烷基，其中烷基中任意之-CH2-可被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意之氫原子則可被鹵素原子或-CN所取代。Y可獨立地代表碳數為3至20之飽和或不飽和的獨立環、縮合環或螺環之二價基，且環中任意之-CH2-可被-O-所取代，任意之-CH=可被-N=所取代，任意之-H可被鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、矽基、碳數為1至10之直鏈烷基、碳數為1至10之支鏈烷基或碳數為1至10之鹵烷基所取代，其中烷基之-CH2-可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。Z可獨立地代表單鍵或碳數為1至20之伸烷基，其中伸烷基中任意之-CH2-可被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-或-C≡C-所取代，且任意之-H可被鹵素原子、碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之鹵烷基所取代。m可代表1至6之整數，且當m代表2至6之整數時，複數個-Y-Z-可為相同或不相同。
前述R1之至少一者代表如下式(I-1)至式(I-5)所示之聚合性官能基：
於式(I-1)至式(I-5)中，R2可代表氫原子、鹵素原子、-CF3或碳數為1至5之烷基。
於前述之式(I)中，光聚合性化合物之R1的至少一者較佳係包含如式(I-1)至式(I-3)所示之結構。
於上述之式(I)中，Y之環狀基團的具體例，如：1,4-亞環己基、1,4-環己烯基、1,4-亞苯基、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-1,4-二基之二價基團化合物。環類基團中之任意的-CH2-可被-O-所取代，任意之-CH=可被-N=所取代，任意之-H可被鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、1至3個具有碳數為1至4之烷基或苯基取代之矽基、碳數為1至10之直鏈烷基或支鏈烷基，或著碳數為1至10之鹵烷基所取代。於烷基中，任意之-CH2-則可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。
於前述之式(I)中，Y之環狀基團較佳係如下式(I-6)至式(I-30)所示之基團：
於式(I-6)至式(I-30)中，R3可代表鹵素原子、碳數為1至3之烷基、碳數為1至3之烷氧基或碳數為1至3之鹵烷基。
前述之光聚合性化合物(B)可單獨一種或混合複數種使用。
較佳地，該光聚合性化合物(B)可包含但不限於如下式(I-31)至式(I-42)所示之化合物：
於式(I-31)至式(I-42)中，R4可分別獨立地代表氫原子或甲基，而R5可分別獨立地代表氫原子、鹵素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上之二個R5形成碳數為6至15之飽和或不飽和的碳氫環。i與j則可分別獨立地代表1至20之整數。
更佳地，該光聚合性化合物(B)之具體例可包含但不限於如下式(I-43)至式(I-97)所示之化合物：
該光聚合性化合物(B)較佳係如前述式(I-44)至式(I-50)或式(I-69)至式(I-97)所示之化合物。當光聚合性化合物(B)包含上述之化合物時，所製備之液晶配向劑具有較低之離子密度。
基於聚合物組成物(A)之使用量為100重量份，光聚合性化合物(B)之使用量一般為5重量份至30重量份，較佳為8重量份至25重量份，更佳為10重量份至20重量份。
若液晶配向劑不使用光聚合性化合物(B)時，所製備之液晶配向劑仍有離子密度過高之缺陷。
溶劑(C)
適用於本發明之溶劑以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、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單甲基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚乙酸酯、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺等為較佳。其中，該溶劑(C)可以單 獨一種使用或者混合複數種使用。
添加劑(D)
在不影響本發明之功效範圍內，該液晶配向劑還可選擇性地添加一添加劑(D)，且該添加劑(D)為環氧化合物或具有官能性基團之矽烷化合物等。該添加劑(D)的作用是用來提高該液晶配向膜與基板表面的附著性。該添加劑(D)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
該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。
基於聚合物組成物(A)的使用量為100重量份，該環氧化合物的使用量一般為40重量份以下，較佳為0.1重量份至30重量份。
該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。
基於聚合物組成物(A)的使用量為100重量份，該矽烷化合物的使用量一般為10重量份以下，較佳為0.5重量份至10重量份。
製備液晶配向劑
本發明之液晶配向劑的製備方法並無特別的限制，其可採用一般的混合方法來製備。例如：先將四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)混合均勻，以反應形成一聚合物組成物(A)。接著，將聚合物組成物(A)與光聚合性化合物(B)於溫度為0℃至200℃的條件下加入溶劑(C)，並可選擇性地添加添加劑(D)，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，將該溶劑(C)添加至該聚合 物組成物(A)與光聚合性化合物(B)中。
液晶配向膜之製備
本發明之液晶配向膜的形成方式包含下列步驟。利用輥塗佈法、旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法(ink-jet)等方法，將上述製得之液晶配向劑塗佈在一基材的表面上，以形成一預塗層。接著，將該預塗層經過預烤處理(pre-bake treatment)、後烤處理(post-bake treatment)及配向處理(alignment treatment)，以製得該液晶配向膜。
上述之預烤處理目的在於使該預塗層中的有機溶劑揮發。該預烤處理的操作溫度通常為30℃至120℃，較佳為40℃至110℃，更佳為50℃至100℃。
該配向處理並無特別的限制，其可採用尼龍、人造絲、棉類等纖維所製成的布料纏繞在滾筒上，並以一定方向摩擦進行配向。上述之配向處理為本技術領域者所周知，在此不另贅述。
上述之後烤處理步驟之目的在於使該預塗層中的聚合物再進一步進行脫水閉環(醯亞胺化)反應。該後烤處理的操作溫度範圍通常為150℃至300℃，較佳為180℃至280℃，更佳為200℃至250℃。
液晶顯示元件之製造方法
該液晶顯示元件的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。
請參照第1圖，其係繪示根據本發明一實施例之液晶顯示元件的側視圖。在一較佳實施例中，本發明之液晶顯示元件100包含一第一單元110、一第二單元120及一液晶單元130，其中第二單元120與第一單元110間隔相對，且液晶單元130係設置在該第一單元110與第二單元120之間。
該第一單元110包括一第一基板111、一第一導電膜113及一第一液晶配向膜115，其中第一導電膜113形成於該第一基板111之表面，且第一液晶配向膜115形成在該第一導電膜113之表面。
該第二單元120包括一第二基板121、一第二導電膜123及一第二液晶配向膜125，其中第二導電膜123形成於該第二基板121的表面，且第二液晶配向膜125形成在該第二導電膜123的表面。
該第一基板111與第二基板121是選自於一透明材料等，其中，該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、聚醯碸、聚碳酸酯等。該第一導電膜113與第二導電膜123的材質是擇自於氧化錫(SnO2)、氧化銦-氧化錫(In2O3-SnO2)等。
該第一液晶配向膜115及第二液晶配向膜125分別為上述之液晶配向膜，其作用在於使該液晶單元130形成一預傾角，且該液晶單元130可被該第一導電膜113與第二導電膜123配合產生的電場驅動。
該液晶單元130所使用的液晶可單獨或混合複數種使用，該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(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。
以下利用數個實施方式以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明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，當可作各種之更動與潤飾。
100‧‧‧液晶顯示元件
110‧‧‧第一單元
111‧‧‧第一基板
113‧‧‧第一導電膜
115‧‧‧第一液晶配向膜
120‧‧‧第二單元
121‧‧‧第二基板
123‧‧‧第二導電膜
125‧‧‧第二液晶配向膜
130‧‧‧液晶單元
第1圖係繪示根據本發明一實施例之液晶顯示元件的側視圖。
製備聚合物組成物(A)
以下係根據第1表製備合成例A-1-1至A-2-12之聚合物組成物(A)。
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2.28克(0.015莫耳)如上述式(II-6)所示之二胺化合物(b-1-1)、3.78克(0.035莫耳)的對-二胺苯(b-2-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮，並於室溫下攪拌至溶解。接著，加入10.91克(0.05莫耳)的苯均四羧酸二酐(a-1)及20克的N-甲基-2-吡咯烷酮，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，即可得聚合物組成物(A-1-1)。所得之聚合物組成物(A-1-1)的醯亞胺化率以下述之評價方式進行評價，其結果如第1表所示。其中醯亞胺化率之檢測方法容後再述。
合成例A-1-2至A-1-5
合成例A-1-2至A-1-5係使用與合成例A-1-1之聚合物組成物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A-1-5係改變聚合物組成物中原料的種類與使用量，其配方及評價結果如第1表所示，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、加熱器、冷凝管及溫度計，並導入氮氣。然後，加入2.28克(0.015莫耳)如上述式(II-6)所示之二胺化合物(b-1-1)、3.78克(0.035莫耳)的對-二胺苯(b-2-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮，並於室溫下攪拌至溶解。接著，加入10.91克(0.05莫耳)的苯均四羧酸二酐(a-1)及20克的N-甲基-2-吡咯烷酮。室溫下反應6小時後，加入97克的N-甲基-2-吡咯烷酮、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。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，即可得聚合物組成物(A-2-1)。所得之聚合物組成物(A-2-1)的醯亞胺化率之評價結果如第1表所示。
合成例A-2-2至A-2-12
合成例A-2-2至A-2-12係使用與合成例A-2-1之聚合物組成物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A-2-12係改變聚醯亞胺聚合物中原料的種類與使用量，其配方及評價結果分別如第1表與第2表所示，此處不另贅述。
製備液晶配向劑
以下係根據第2表製備實施例1至12及比較例1至6之液晶配向劑。
實施例1
將100重量份之聚合物(A-1-1)及10重量份如上式(I-43)所示之光聚合性化合物(B-1)加入1200重量份之N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱為C-1)及600重量份之乙二醇正丁基醚(以下簡稱為C-2)中，並於室溫下，以攪拌裝置持續攪拌至溶解，即可製得實施例1之液晶配向劑。所得之液晶配向劑以下列之評價方式進行評價，其結果如第2表所示，其中離子密度之檢測方法容後再述。
實施例2至12及比較例1至6
實施例2至12及比較例1至6係使用與實施例1之液晶配向劑的製作方法相同之製備方法，不同之處在於實施例2至12及比較例1至6係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第2表所示，此處不另贅述。
評價方式 1.醯亞胺化率
醯亞胺化率係指透過聚醯亞胺聚合物中之醯胺酸官能基之數目和醯亞胺環之數目的合計量為基準，來計算醯亞胺環之數目所佔的比例，並以百分率表示。
醯亞胺化率之檢測方法係對上述之合成例A-1-1至A-2-12之聚合物組成物(A)進行減壓乾燥後，將前述之聚合物組成物(A)溶解於適當的氘化溶劑(deuteration solvent；例如氘化二甲基亞碸)中，並以四甲基矽烷作為基準物質，於 室溫(例如25℃)下測定1H-NMR(氫原子核磁共振)之結果，經下式(VI)計算聚合物組成物(A)之醯亞胺化率(%)：
於式(VI)中，△1代表NH基質子在10ppm附近的化學位移(chemical shift)所產生之峰值(peak)面積，△2代表其他質子之峰值面積，且α代表聚合物組成物(A)中該等聚合物的聚醯胺酸前趨物中NH基的1個質子相對於其他質子個數比例。
2.離子密度
藉由電器量測機台(TOYO公司製，型號為6254)量測前述實施例1至12及比較例1至6所製作之液晶顯示元件的離子密度。其量測條件係施加電壓為1.7伏特且頻率為0.01Hz之三角波。然後，於電流-電壓之波形中，計算0伏特至1伏特之波峰面積，即可測得離子密度(單位為pC/cm2)，並依據以下基準進行評價：
◎：離子密度<50。
○：50≦離子密度<100。
△：100≦離子密度<200。
×：200≦離子密度。
由第1與2表之結果可知，當液晶配向劑使用光聚合性化合物(B)且聚合物組成物(A)中之二胺組份(b)使用具有羧酸基之二胺化合物(b-1)時，所製備之液晶配向劑可有 效降低離子密度。
其次，當聚合物組成物(A)之醯亞胺化率介於前述之範圍時，所製備之液晶配向劑具有較低之離子密度。
再者，當液晶配向劑中所使用之光聚合性化合物(B)具有如上式(I-44)至式(I-50)或式(I-69)至式(I-97)所示之化合物時，所製備之液晶配向劑亦具有較低之離子密度。
需補充的是，本發明雖以特定的化合物、組成、反應條件、製程、分析方法或特定儀器作為例示，說明本發明之液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，惟本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者可知，本發明並不限於此，在不脫離本發明之精神和範圍內，本發明之液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件亦可使用其他的化合物、組成、反應條件、製程、分析方法或儀器進行。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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 (12)

  1. 一種液晶配向劑，包含：一聚合物組成物(A)，由包括四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)的一混合物反應所製得，其中該二胺組份(b)包含至少一種具有羧酸基之二胺化合物(b-1)及其他二胺化合物(b-2)；如下式(I)所示之光聚合性化合物(B)： 於式(I)中，該R1獨立地代表如下式(I-1)至(I-5)所示之聚合性官能基、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之烷基，其中該烷基中任意之-CH2-可被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意之氫原子可被鹵素原子或-CN所取代，且該R1之至少一者代表如下該式(I-1)至該式(I-5)所示之該聚合性官能基；該Y獨立地代表碳數為3至20之飽和或不飽和的獨立環、縮合環或螺環之二價基，其中該環中任意之-CH2-可被-O-所取代，任意之-CH=可被-N=所取代，任意之-H可被鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、矽基、碳數為1至10之直鏈烷基、碳數為1至10之支鏈烷基或碳數為1至10之鹵烷基所取代，且該烷基之-CH2-可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-所取代；該Z獨立地代表單鍵或碳數為1至 20之伸烷基，其中該伸烷基中任意之-CH2-可被-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-或-C≡C-所取代，且任意之-H可被鹵素原子、碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之鹵烷基所取代；該m代表1至6之整數，且當該m代表2至6之整數時，複數個-Y-Z-係相同或不相同： 於式(I-1)至式(I-5)中，該R2代表氫原子、鹵素原子、-CF3或碳數為1至5之烷基；以及一溶劑(C)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)具有如下式(II)所示之結構： 於該式(II)中，該X代表具有碳數為6至30之芳香環的有機基團，且該n代表1至4之整數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶配向劑，其中該具有羧酸基的二胺化合物(b-1)係選自於由如下式(II-1)至(II-5)所示之化合物的任意組合所組成之一族群： 於該式(II-1)至該式(II-5)中，該X1與該X3分別獨立地代表單鍵、-CH2-、-C2H4-、-C(CH3)2-、-CF2-、-C(CF3)2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH3)-或-N(CH3)CO-；該X2代表碳數為1至5之直鏈烷基或碳數為1至5之支鏈烷基；該a與該h分別獨立地代 表1至4之整數；該b與該d分別獨立地代表0至4之整數，且(b+d)代表1至4之整數；該e、該f與該g分別獨立地代表1至5之整數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該光聚合性化合物(B)係選自於由如該式(I-1)至該式(I-3)所示之化合物的任意組合所組成之一族群。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該光聚合性化合物(B)之該Y分別獨立地代表1,4-亞環己基、1,4-環己烯基、1,4-亞苯基、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-1,4-二基之二價基團化合物；在該環類基團中之任意的-CH2-可被-O-所取代，任意之-CH=可被-N=所取代，任意之-H可被鹵素原子、-CN、-NO2、-NC、-N=C=O、-N=C=S、1至3個具有碳數為1至4之烷基或苯基取代之矽基、碳數為1至10之直鏈烷基或支鏈烷基，或著碳數為1至10之鹵烷基所取代；且於該烷基中，任意之-CH2-可被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶配向劑，其中該光聚合性化合物(B)之該Y代表如下式(I-6)至式(I-30)所示之化合物的任意組合所組成之一族群： 於該式(I-6)至該式(I-30)中，該R3代表鹵素原子、碳數為1至3之烷基、碳數為1至3之烷氧基或碳數為1至3之鹵烷基。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該光聚合性化合物(B)係選自於由如下式(I-31)至式(I-42)所示之化合物的任意組合所組成之一族群： 於該式(I-31)至該式(I-42)中，該R4分別獨立地代表氫原子或甲基；該R5分別獨立地代表氫原子、鹵素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上之二個R5形成碳數為6至15之飽和或不飽和的碳氫環；該i與該j分別獨立地代表1至20之整數。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，基於該二胺組份之總使用量為100莫耳，該具有羧酸基之二胺化合物(b-1)之使用量為20至60莫耳。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，基於該聚合物組成物(A)之使用量為100重量份，該光聚合性化合物(B)之使用量為5重量份至30重量份。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向劑，其中該聚合物組成物(A)之醯亞胺化率係30%至90%。
  11. 一種液晶配向膜，其係由如申請專利範圍第1至10項中之任一項所述之液晶配向劑所形成。
  12. 一種液晶顯示元件，其係包含具有如申請專利範圍第11項所述之液晶配向膜。
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