TWI829853B - 液晶配向劑組成物以及使用其之液晶配向膜和液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本揭露內容是關於一種液晶配向劑組成物，包含：液晶配 向劑用聚合物及交聯劑化合物，在所述交聯劑化合物中末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端，其中在儲存期間粒子數目的變化低於一定水準；以及一種液晶配向膜及使用其的液晶顯示裝置。

Description

液晶配向劑組成物以及使用其之液晶配向膜和 液晶顯示裝置
本揭露內容是關於一種能夠實現改良的儲存穩定性及電特性同時具有極佳膜強度的液晶配向劑組成物，以及一種液晶配向膜及使用其的液晶顯示裝置。
相關申請案的交叉引用
本申請案主張基於在韓國智慧財產局中2019年1月21日申請的韓國專利申請案第10-2019-0007630號及2020年1月15日申請的韓國專利申請案第10-2020-0005494號的優先權益，所述申請案的揭露內容以全文引用的方式併入本文中。
在液晶顯示裝置中，液晶配向膜在預定方向上發揮配向液晶的作用。特定言之，液晶配向膜充當排列液晶分子的導向劑，且因此，當液晶由於電場而移動以形成影像時，其允許液晶在適當方向上配向。大體而言，為在液晶顯示裝置中獲得均勻的亮度及高對比率，均勻地配向液晶為必不可少的。
作為配向液晶的習知方法中的一者，已使用將諸如聚醯 亞胺的聚合物膜塗佈至諸如玻璃或類似者的基板上且使用諸如耐綸或聚酯的纖維在預定方向上摩擦其表面的摩擦方法。然而，摩擦方法可在液晶面板的製造製程期間引起嚴重的問題，此是因為當纖維及聚合物膜摩擦時會出現細粉塵或靜電放電(electrostatic discharge；ESD)。
為解決摩擦方法的問題，近年來已研究出藉由光照射而非摩擦來誘導聚合物膜中的各向異性且使用各向異性來配向液晶的光配向方法。
作為可用於光配向方法的材料，已引入各種材料，其中聚醯亞胺主要用於液晶配向膜的各種優良效能。出於此目的，在以諸如聚醯胺酸或聚醯胺酸酯的前驅體形式塗佈之後，在200℃或高於200℃及230℃或低於230℃的溫度下進行熱處理製程以形成聚醯亞胺，接著用光照射所述聚醯亞胺以進行配向處理。
然而，藉由使聚醯亞胺膜經受光照射來獲得足夠的液晶配向特性需要大量的能量，且因此，不僅難以確保實際產率，且亦需要額外熱處理製程，以確保光照射後的配向穩定性。由於面板大小的增加，在製造製程中會出現行空間(column space；CS)-掃掠現象，且在液晶配向膜的表面上產生渾濁，這造成星系問題。因此，存在一個限制，即不可充分實現面板的效能。
此外，對於液晶顯示裝置的高品質驅動應展現高電壓保持率(voltage holding ratio；VHR)，但藉由僅使用聚醯亞胺難以展現高電壓保持率。特定而言，最近隨著對低功率顯示器的需求增加，已發現液晶配向試劑不僅可影響液晶配向的基本特性，且亦影響電特性，諸如由DC/AC電壓所引起的後像或電壓保持率。因此， 愈來愈需要研發能夠同時實現極佳的液晶配向特性及電特性的液晶配向材料。
就此而言，為產生顯示領域所需的具有高膜強度的液晶配向膜，已提議將不同的交聯劑添加至液晶配向劑組成物的方法，但由於交聯劑化合物的穩定性降低且液晶配向劑組成物難以實現均一性，因此存在可靠性降低的限制。此外，由於交聯劑化合物的簡單添加，在高溫及低頻下的電特性降低，使得難以製造適用於高效能/低功率顯示器的液晶配向膜。
鑒於上文，需要研發能夠改良配向膜的配向特徵、儲存穩定性以及電特性，甚至同時生產具有高膜強度的配向層的液晶配向劑組成物。
本揭露內容的目標為提供一種能夠在合成液晶配向膜期間實現改良的儲存穩定性及電特性同時具有極佳膜強度的液晶配向劑組成物。
本揭露內容的另一目標為提供一種包含液晶配向劑組成物的經配向固化產物的液晶配向膜，及一種包含液晶配向膜的液晶顯示裝置。
在本揭露內容的一個態樣中，提供一種液晶配向劑組成物，包含液晶配向劑用聚合物；及交聯劑化合物，其中末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端，其中根據以下等式1的粒子 數目的變化為30或小於30。
[等式1]粒子數目的變化(△EA)=EA1-EA0
在等式1中，EA0為在獲得液晶配向劑組成物的第一時間點(0秒)包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，且EA1為在零下20℃或高於零下20℃及0℃或低於0℃下自第一時間點(0秒)儲存液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目。
在本揭露內容的另一態樣中，提供一種包含液晶配向劑組成物的經配向固化產物的液晶配向膜，及一種包含液晶配向膜的液晶顯示裝置。
在下文，將更詳細地描述根據本揭露內容的特定實施例的液晶配向劑組成物、液晶配向膜及使用其的液晶顯示裝置。
除非在本文中另外指定，否則可如下定義以下術語。
在整個說明書中，當一個部分「包含」一個組成元件時，除非另外特定描述，否則此不意謂排除另一組成元件，而是意謂可更包含另一組成元件。
如本文中所使用，術語「經取代」意謂化合物中的其他官能基而非氫原子結合，且待取代的位置不受限制只要位置為氫原子經取代的位置(亦即取代基可經取代的位置)即可，且當兩個或大於兩個取代基經取代時，兩個或大於兩個取代基可彼此相同或不同。
如本文中所使用，術語「經取代或未經取代」意謂未經取代或經一或多個由以下所組成的族群中選出的取代基取代：氘；鹵基；氰基；硝基；羥基；羰基；酯基；醯亞胺基；醯胺基；胺基；羧基；磺酸基；磺胺基；氧化膦基團；烷氧基；芳氧基；烷基硫氧基；芳基硫氧基；烷基磺氧基(alkylsulfoxy group)；芳基磺氧基；矽烷基；硼基；烷基；環烷基；烯基；芳基；芳烷基；芳烯基；烷芳基；芳基膦基；或含有N、O及S原子中的至少一者或未經取代或經上文所例示的取代基中兩個或大於兩個取代基所連接的取代基取代的雜環基。舉例而言，「與兩個或大於兩個取代基連接的取代基」可為聯苯基。亦即，聯苯基亦可為芳基，且可解釋為與兩個苯基連接的取代基。
如本文中所使用，符號
Figure 109101938-A0305-02-0007-47
或
Figure 109101938-A0305-02-0007-48
意謂連接至另一取代基的鍵，且直接鍵意謂無單獨的原子存在於由L表示的部分處的情況。
在本說明書中，烷基可為直鏈或分支鏈，且碳原子數受特定限制，但較佳為1至10。根據另一實施例，烷基的碳原子數為1至6。烷基的特定實例包含甲基、乙基、丙基、正丙基、異丙基、丁基、正丁基、異丁基、第三丁基、第二丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、異戊基、新戊基、第三戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、環戊基甲基、環己基甲基、辛基、正辛基、第三辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、異己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基以及類似基團，但不限於此。
在本說明書中，鹵烷基意謂其中在上文所提及的烷基中鹵基經取代的官能基，且鹵基的實例包含氟、氯、溴或碘。鹵烷基可經取代或未經取代。
第15族元素可為氮(N)、磷(P)、砷(As)、錫(Sn)或鉍(Bi)。
氮氧化物為其中氮原子及氧原子結合的化合物，且氮氧化物官能基意謂官能基中含有氮氧化物的官能基。作為氮氧化物官能基的一實例，可使用硝基(-NO2)或類似基團。
在本說明書中，芳基為衍生自芳烴的單價官能基並且不受特別限制，但較佳地具有6個至20個碳原子，且可為單環芳基或多環芳基。單環芳基可包含但不限於苯基、聯苯基、聯三苯基或類似基團。多環芳基可包含但不限於萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、
Figure 109101938-A0305-02-0008-50
基(chrycenyl group)、芴基或類似基團。芳基可經取代或未經取代。
在本說明書中，伸芳基為衍生自芳烴的二價官能基，且除了伸芳基為二價官能基以外，可應用如上文所定義的芳基的描述。
在本說明書中，多價有機基團為其中移除與任意化合物結合的多個氫原子的殘基，且例如，其可為二價官能基、三價官能基以及四價官能基。作為一實例，由環丁烷衍生的四價官能基意謂其中移除結合至環丁烷的任何四個氫原子的殘基。
如本文中所使用，直接鍵或單鍵意謂連接至其中對應位置處不存在原子或原子團的鍵線。具體而言，其意謂其中在化學式中表示為Ra或Lb(a及b各自為1至20的整數)的部分中不存在其他原子的情況。
如本文中所使用，重量平均分子量(weight average molecular weight)是指藉由GPC方法量測的相對於聚苯乙烯的重量平均分子量。在量測藉由GPC方法所量測的相對於聚苯乙烯的重量平均分子量的過程中，可使用偵測器及分析型管柱，諸如通常已知的分析設備及差示折射率偵測器，且可使用通常應用的溫度條件、溶劑以及流動速率。量測條件的特定實例如下：使用配備有聚合物實驗室(Polymer Laboratories)PLgel MIX-B 300毫米管柱的沃特世(Waters)PL-GPC220儀器，評估溫度為40℃，1,2,4-三氯苯用作溶劑，流動速率為1毫升/分鐘，以10毫克/10毫升的濃度製備樣本且接著饋入200微升的量，且可使用由聚苯乙烯標準物形成的校準曲線來判定Mw的值。聚苯乙烯標準物的分子量為2,000/10,000/30,000/70,000/200,000五個類型。
在習知的液晶配向劑組成物的情況下，添加不同的交聯劑以便製備具有高膜強度的液晶配向膜。然而，在含有交聯劑化合物的液晶配向劑組成物的情況下，不僅交聯劑化合物的穩定性降低且長期儲存困難，而且液晶配向劑組成物難以具有均一性且因此存在可靠性降低的限制。
因此，本發明人證實，當使用藉由等式1計算粒子數目變化的液晶配向劑組成物滿足如上文所描述的特定範圍時，由於甚至在長期儲存期間具有均一性，所以有可能製造具有增加的可靠性及穩定性的液晶配向膜。
大體而言，當液晶配向劑組成物不穩定時，不僅包含於液晶配向劑組成物中的化合物之間發生反應以形成副產物，而且由於溶解度降低發生沈澱或類似反應。因此，在長期儲存後包含於液 晶配向劑組成物中的粒子數目變小意謂液晶配向劑組成物具有極佳穩定性且適用於長期儲存。
因此，當以上一個實施例的液晶配向劑組成物中根據等式1的粒子數目變化滿足上文所提及的範圍時，甚至在長期儲存期間幾乎不形成副產物，且由於溶解度降低，交聯劑化合物的沈澱亦較少。藉由改良長期儲存穩定性及可靠性，不僅可改良由液晶配向劑組成物製備的液晶配向膜的物理特性，而且可實現顯著改良成膜製程的效率的作用。
在另一方面，當液晶配向劑組成物中根據等式1的粒子數目變化在上文所提及的範圍以外時，在長期儲存期間交聯劑化合物與液晶配向劑用聚合物之間發生交聯反應，或由於交聯劑化合物自身的溶解度降低，形成大量粒子，且因此由其製備的液晶配向膜的液晶配向特性可降低，或可能不適用於長期儲存。
1.液晶配向劑組成物
根據本揭露內容的一個實施例，可提供一種液晶配向劑組成物，包含液晶配向劑用聚合物及交聯劑化合物，在所述交聯劑化合物中末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端，其中根據等式1的粒子數目變化為30或小於30。
在等式1中，EA0為在獲得液晶配向劑組成物的第一時間點(0秒)包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，且EA1為在零下20℃或高於零下20℃及0℃或低於0℃下自第一時間點(0秒)儲存液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目。
在等式1中，EA0可為在獲得液晶配向劑組成物的第一時間點(0秒)包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米、0.5微米或大於0.5微米及100微米或小於100微米、0.5微米或大於0.5微米及50微米或小於50微米、0.5微米或大於0.5微米及10微米或小於10微米或0.5微米或大於0.5微米及5微米或小於5微米的粒子數目。且EA1可為在零下20℃或高於零下20℃及0℃或低於0℃下自第一時間點(0秒)儲存液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米、0.5微米或大於0.5微米及100微米或小於100微米、0.5微米或大於0.5微米及50微米或小於50微米、0.5微米或大於0.5微米及10微米或小於10微米或0.5微米或大於0.5微米及5微米或小於5微米的粒子數目。
在等式1中，EA1可為在零下20℃或高於零下20℃及0℃或低於0℃、零下20℃或高於零下20℃及零下10℃或低於零下10℃、零下20℃或高於零下20℃及15℃或低於15℃下自第一時間點(0秒)儲存液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目。
此外，在等式1中，EA1可為在常壓條件下自第一時間點(0秒)儲存30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，其中常壓條件不特別限制為標準大氣壓，但可意謂1標準大氣壓的壓力。
在等式1中，在15℃或大於15℃及35℃或小於35℃的溫度及1000或小於1000的粒子類別下，可使用粒度分析器量測粒子數目。
具體而言，1000或小於1000的粒子類別可意謂1立方呎內存在的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目為1000或小於1000的情況。
此外，粒度分析器可為使用光散射方法量測粒子的大小及數目的裝置，且具體而言，其可為液體粒子感測器。
光散射方法可為一種原理，其中藉由用光照射樣品而散射的光藉由光偵測器來偵測且轉化為電信號，經由電信號的量值來獲得粒子大小，且經由電信號的頻率來測定粒子數目。
在等式1中，在使用0.2微米或大於0.2微米、0.3微米或大於0.3微米、0.5微米或大於0.5微米、1.0微米或大於1.0微米以及2.0微米或大於2.0微米的總共5個通道中的4個或大於4個及5個或小於5個通道量測電信號之後，在15℃或高於15℃及35℃或低於35℃的溫度及1000或小於1000的粒子類別的條件下使用液體粒子感測器(KS-42B，瑞恩有限公司(Rion Co.,Ltd.))，自所量測的大於對於粒度為0.5微米的粒子所呈現的電信號的量值的電信號數目中可見粒子數目。具體而言，其可藉由將對0.5微米或大於0.5微米、1.0微米或大於1.0微米以及2.0微米或大於2.0微米的通道所量測的各粒子數目相加來計算，除對0.2微米或大於0.2微米及0.3微米或大於0.3微米的通道所量測的粒度小於0.5微米的粒子數目以外。
根據等式1的粒子數目的變化可為30或小於30、10或小於10、8或小於8、5或小於5、4或小於4、或3或小於3。
具體而言，在等式1中，EA0為在獲得液晶配向劑組成物的第一時間點(0秒)包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微 米或大於0.5微米的粒子數目，且可為30或小於30、15或小於15、12或小於12、11或小於11、10或小於10、或8或小於8。
在等式1中，EA1可為在零下20℃或高於零下20℃及0℃或低於0℃下自第一時間點(0秒)儲存液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，且可為500或小於500、100或小於100、30或小於30、20或小於20、14或小於14、13或小於13、或12或小於12。
在另一方面，當液晶配向劑組成物中根據等式1的粒子數目變化在上文所提及的範圍以外時，在長期儲存期間，交聯劑化合物與液晶配向劑用聚合物之間發生交聯反應，或由於交聯劑化合物自身的溶解度降低，形成大量粒子，且由其製備的液晶配向膜的液晶配向特性可劣化或可不適用於長期儲存。
包含於以上一個實施例的液晶配向劑組成物中的交聯劑化合物可為其中末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端的交聯劑化合物。較佳地，在交聯劑化合物中，所有末端交聯官能基可經可熱移除的保護基封端。
在交聯劑化合物中，末端交聯官能基是指能夠藉由與液晶配向劑用聚合物合併來誘導交聯反應的官能基，且可為例如羥基(-OH)。
在交聯劑化合物中，可熱移除的含矽保護基為取代末端交聯官能基中的氫原子的官能基，且可抑制液晶配向劑用聚合物與交聯劑化合物之間的交聯反應。
此外，經可熱移除的含矽保護基封端的交聯劑化合物的 末端交聯官能基意謂可熱移除的含矽保護基取代如上文所描述的末端交聯官能基中的氫原子，且例如可熱移除的含矽保護基可為含矽單價官能基。
在進行乾燥步驟、曝光步驟、固化步驟以及其類似步驟以由液晶配向劑組成物生產液晶配向膜之後，當溫度升高至某一水準或更高時，可解吸附可熱移除的保護基，同時用氫原子置換。
當交聯劑化合物的末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端時，與末端具有交聯官能基的習知交聯劑相比，初始乾燥步驟中的交聯劑的反應度降低，且在用於配向的曝光步驟之後，開始交聯反應，且由交聯劑所導致的初始配向的降低可減小。
當在某一水準或更高的溫度下，具體而言，在150℃或更高的溫度下進行熱處理時，引入至交聯劑化合物的交聯官能基的末端中的可熱移除的保護基經解吸附且移除，交聯官能基的末端經復原，且可繼續進行平穩的交聯反應。在低於150℃的溫度下，藉由交聯官能基抑制交聯反應，藉此最小化不必要的交聯結構的形成且改良組成物的穩定性及可靠性。亦即，在液晶配向膜的乾燥或焙燒步驟期間，在約150℃或高於150℃的溫度下藉由熱處理來解吸附且移除引入至交聯劑化合物的交聯官能基的末端中的可熱移除保護基，且同時，復原交聯官能基的末端且進行平穩的交聯反應，藉此改良配向膜的機械特性。
同時，粒子可包含交聯劑化合物的沈澱物，其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端。沈澱物意謂在結晶固體溶解的溶液狀態中，根據組成物的溶解度分離且形成結晶固體的物質。具體而言，由於溶解度降低，其中末端交聯官能基經可熱移除的保護 基封端的交聯劑化合物可自液晶配向劑組成物沈澱以形成粒子。
大體而言，將交聯劑化合物添加至液晶配向劑的組成物中，以便增強膜強度，但在現有交聯劑化合物的情況下，交聯劑化合物的溶解度變得較差，所述化合物自液晶配向劑的組成物沈澱，且因此，液晶配向劑的組成物的儲存穩定性變得較差。
同時，由於以上一個實施例的液晶配向劑的組成物包含交聯劑化合物，在所述交聯劑化合物中展現極佳溶解度的末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端，所以交聯劑化合物的沈澱量不顯著，且僅形成與不含交聯劑化合物的液晶配向劑的組成物中能夠形成的粒子數目相同水準的粒子，藉此實現甚至在長期儲存期間，在儲存穩定性及可靠性方面仍極佳的技術性作用。
以上一個實施例的液晶配向劑組成物可包含聚合物樹脂溶液，其中將液晶配向劑用聚合物及交聯劑基團(其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端)溶解於有機溶劑中。
有機溶劑的特定實例包含N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-甲基己內醯胺、2-吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、N-乙烯吡咯啶酮、二甲亞碸、四甲基脲、吡啶、二甲碸、六甲亞碸、γ-丁內酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、1,3-二甲基-咪唑啶酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、環己酮、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、二乙二醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮以及類似溶劑。其可單獨使用或以兩種或多於兩種的組合形式使用。
液晶配向劑組成物可更包含除有機溶劑以外的其他組 分。在一非限制性實例中，當塗佈液晶配向劑組成物時，可更包含能夠改良膜的厚度均一性及表面光滑度、改良液晶配向膜與基板之間的黏著力、改變液晶配向膜的介電常數及導電性或增大液晶配向膜的稠密性的添加劑。此類添加劑的實例包含各種溶劑、界面活性劑、矽烷類化合物、介電質或交聯化合物等。
此外，一個實施例的液晶配向劑組成物可為其中將粒子分散於聚合物樹脂溶液中的液晶配向劑組成物。
亦即，在液晶配向劑用聚合物及交聯劑化合物(其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端)溶解於有機溶劑中的聚合物樹脂溶液中，可更包含粒子(包含交聯劑化合物)，其中由於溶解度降低，自液晶配向劑組成物沈澱的末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端。
以聚合物樹脂溶液中的固體含量計，交聯劑化合物(其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端)的含量可為0.1重量%或大於0.1重量%及30重量%或小於30重量%、或0.1重量%或大於0.1重量%及20重量%或小於20重量%、或1重量%或大於1重量%及20重量%或小於20重量%、或1重量%或大於1重量%及15重量%或小於15重量%、或5重量%或大於5重量%及15重量%或小於15重量%、或1重量%或大於1重量%及7重量%或小於7重量%、或13重量%或大於13重量%以及20重量%或小於20重量%。
在常用的交聯劑化合物的情況下，末端交聯官能基未經可熱移除的保護基封端，且因此，交聯劑化合物的溶解度變得較差。藉此，當交聯劑化合物過量地包含於液晶配向劑組成物中時， 不僅交聯劑化合物的一部分沈澱以形成粒子且液晶配向劑組成物的儲存穩定性變得較差，而且存在由其製備的液晶配向膜的配向特徵變得較差的問題。
相反地，由於一個實施例的交聯劑化合物(其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端)具有極佳溶解度，與現有交聯劑化合物相比，其可過量地包含於液晶配向劑組成物中，藉此液晶配向劑組成物的儲存穩定性為極佳的，且由其製備的液晶配向膜可展現極佳的膜強度及液晶配向特性。
當交聯劑化合物的含量過大時，液晶配向劑用聚合物的交聯程度過度增加，此導致聚合物的可撓性降低，且由於組成物的黏度增加，儲存穩定性降低，且由於組成物中的凝膠化反應，對基板的適用性可降低。
在另一方面，若交聯劑化合物的含量過小，則由於液晶配向劑用聚合物的交聯程度增加，難以完全實現改良機械強度及電特性的作用。
以上一個實施例的液晶配向劑組成物可包含液晶配向劑用聚合物。液晶配向劑用聚合物不受特定限制，但聚醯亞胺、聚醯亞胺前驅體及類似聚合物可舉例說明。
以上一個實施例的液晶配向劑組成物可包含液晶配向劑用聚合物，所述聚合物包含由以下所組成的族群中選出的至少一種：聚醯胺酸重複單元、聚醯胺酸酯重複單元、聚醯亞胺重複單元。
具體而言，以上一個實施例的液晶配向劑組成物可包含第一液晶配向劑用聚合物，所述聚合物包含由以下所組成的族群 中選出的至少一種重複單元：由以下化學式3表示的重複單元、由以下化學式4表示的重複單元以及由以下化學式5表示的重複單元；及第二液晶配向劑用聚合物，所述聚合物包含由以下所組成的族群中選出的至少一種重複單元：由以下化學式6表示的重複單元、由以下化學式7表示的重複單元以及由以下化學式8表示的重複單元。
Figure 109101938-A0305-02-0018-1
Figure 109101938-A0305-02-0018-2
Figure 109101938-A0305-02-0018-3
[化學式6]
Figure 109101938-A0305-02-0019-4
Figure 109101938-A0305-02-0019-5
Figure 109101938-A0305-02-0019-6
在化學式3至化學式8中，R6及R7中的至少一者為具有1個至10個碳原子的烷基且另一者為氫，R8及R9中的至少一者為具有1個至10個碳原子的烷基且另一者為氫，X1至X6各自獨立地為四價有機基團，Y1至Y3各自獨立地為由以下化學式9表示的二價有機基團，
Figure 109101938-A0305-02-0019-7
在化學式9中，T為由以下化學式10表示的四價有機基團， D1及D2各自獨立地為具有1個至20個碳原子的伸烷基、具有1個至10個碳原子的伸雜烷基、具有3個至20個碳原子的伸環烷基、具有6個至20個碳原子的伸芳基或具有2個至20個碳原子的伸雜芳基，
Figure 109101938-A0305-02-0020-8
在化學式10中，R10及R15各自獨立地為氫或具有1個至6個碳原子的烷基，L3為由以下所組成的族群中選出的任一者：單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR16R17-、-(CH2)Z-、-O(CH2)ZO-、-COO(CH2)ZOCO-、-CONH-、伸苯基或其組合，其中R16及R17各自獨立地為氫、具有1個至10個碳原子的烷基或鹵烷基，且z為1至10的整數，Y4至Y6各自獨立地為由以下化學式11表示的二價有機基團，
Figure 109101938-A0305-02-0020-9
在化學式11中，R18及R19各自獨立地為氫、鹵素、氰基、腈、具有1個至10個碳原子的烷基、具有1個至10個碳原子的烯基、具有1個至10個碳原子的烷氧基、具有1個至10個碳原子的氟烷基或具有1個至10個碳原子的氟烷氧基，p及q各自獨立地為0至4的整數，L4為單鍵、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)y-、-O(CH2)yO-、-O(CH2)y-、-NH-、-NH(CH2)y-NH-、-NH(CH2)yO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)y-OCO-或-OCO-(CH2)y-COO-，y為1至10的整數，k及m各自獨立地為0至3的整數，且n為0至3的整數。
具體而言，在根據一個實施例的液晶配向劑組成物中所包含的第一液晶配向劑用聚合物及第二液晶配向劑用聚合物中，化學式3至化學式8的重複單元中的X1至X6可各自獨立地為四價官能基。
作為一實例，X1至X6可各自獨立地為由化學式10表示的四價官能基。
此外，在根據一個實施例的液晶配向劑組成物中所包含的第一液晶配向劑用聚合物中，化學式3至化學式5的重複單元中的Y1至Y3可各自獨立地為由化學式9表示的二價官能基。
在化學式9中，T為四價官能基，D1及D2各自獨立地為具有1個至20個碳原子的伸烷基、具有1個至10個碳原子的伸雜烷基、具有3個至20個碳原子的伸環烷基、具有6個至20個碳原子的伸芳基或具有2個至20個碳原子的伸雜芳基。
化學式9對應於衍生自具有含醯亞胺基或類似基團的特定結構的二胺的重複單元的一部分，所述二胺為用於形成液晶配 向劑用聚合物的前驅體。
更具體而言，在化學式9中，D1及D2可各自獨立地為以下化學式12或化學式13。
Figure 109101938-A0305-02-0022-10
Figure 109101938-A0305-02-0022-11
在化學式13中，L5為單鍵、-O-、-SO2-或-CR20R21-，其中R20及R21各自獨立地為氫或具有1個至10個碳原子的烷基。
較佳地，化學式12可為以下化學式12-1。
Figure 109101938-A0305-02-0022-12
此外，化學式13可為以下化學式13-1。
Figure 109101938-A0305-02-0022-13
在化學式13-1中，L5為O或CH2。
更具體而言，由化學式9表示的有機基團的實例不受特定限制，但例如，其可為由以下化學式9-a或化學式9-b表示的官能基。
Figure 109101938-A0305-02-0023-14
Figure 109101938-A0305-02-0023-15
此外，更具體而言，在化學式9中，T可為由以下化學式10-1表示的官能基或由以下化學式10-2表示的官能基。
Figure 109101938-A0305-02-0023-16
Figure 109101938-A0305-02-0023-17
此外，根據一個實施例的液晶配向劑組成物可包含由化學式3、化學式4以及化學式5表示的重複單元當中的由化學式3表示的重複單元，其為醯亞胺重複單元，其量為以總重複單元計5莫耳%或大於5莫耳%及74莫耳%或小於74莫耳%，較佳地10莫 耳%或大於10莫耳%及60莫耳%或小於60莫耳%。
如上文所描述，當使用含有特定含量的由化學式3表示的醯亞胺重複單元的聚合物時，第一液晶配向劑用聚合物含有特定含量的已經亞胺化的醯亞胺重複單元。因此，儘管省略高溫熱處理步驟且立即執行光照射，但仍可能製備具有極佳的配向特性及穩定性的液晶配向膜。
若以低於所述範圍的量含有由化學式3表示的重複單元，則可能不會展現足夠的配向特性，且配向穩定性可劣化。若以高於所述範圍的量含有由化學式3表示的重複單元，則其可導致難以製備可塗佈的穩定配向溶液的問題。因此，就提供儲存穩定性、電特性、配向特徵以及配向穩定性極佳的液晶配向用聚合物而言，較佳的以上述範圍內的量包含由化學式3表示的重複單元。
此外，視所需特性而定，可以適當的量包含由化學式4表示的重複單元或由化學式5表示的重複單元。
具體而言，以由化學式3至化學式5表示的重複單元的總和計，由化學式4表示的重複單元的含量可為0莫耳%或大於0莫耳%及40莫耳%或小於40莫耳%，較佳地0莫耳%或大於0莫耳%及30莫耳%或小於30莫耳%。由化學式4表示的重複單元至醯亞胺的轉化率在光照射之後的高溫熱處理步驟期間較低，且因此若其含量超過以上範圍，則整體亞胺化速率不充分且配向穩定性可降低。因此，當在以上範圍內使用由化學式4表示的重複單元時，其展現適當溶解度，藉此提供能夠實現高亞胺化速率同時具有極佳製程特性的液晶配向劑用聚合物。
此外，以由化學式3至化學式5表示的重複單元的總和 計，由化學式5表示的重複單元的含量可為0莫耳%或大於0莫耳%及95莫耳%或小於95莫耳%，較佳地10莫耳%或大於10莫耳%及90莫耳%或小於90莫耳%。當在以上範圍內使用由化學式5表示的重複單元時，其展示極佳塗佈特性，藉此提供能夠實現高亞胺化速率同時具有極佳製程特性的液晶配向劑用聚合物。
具體而言，在以上一個實施例的液晶配向劑組成物中，由以下所組成的族群中選出的至少一種重複單元可包含四甲酸二酐及二胺的組合：由化學式3表示的重複單元、由化學式4表示的重複單元以及由化學式5表示的重複單元。四甲酸二酐及二胺的組合對應於四甲酸二酐及二胺的反應產物。在化學式3至化學式5中，X1至X3可為衍生自用於合成聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或聚醯亞胺的四甲酸二酐化合物的四價有機基團，且Y1至Y3可為衍生自用於合成聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或聚醯亞胺的二胺化合物的二價有機基團。
亦即，四甲酸二酐可由以下化學式10-a表示，且在以下化學式10-a中，X0的定義可與以上化學式10中所描述的彼等定義相同。
Figure 109101938-A0305-02-0025-18
此外，二胺可由以下化學式9-1表示，且在以下化學式9- 1中，D1至D1及T的定義可與以上化學式9中所描述的彼等定義相同。
Figure 109101938-A0305-02-0026-19
此外，在根據一個實施例的液晶配向劑組成物中的第二液晶配向劑用聚合物中，化學式6至化學式8的重複單元中的Y4至Y6可各自獨立地為由化學式11表示的二價官能基。
在化學式11中，R18及R19各自獨立地為氫、鹵素、氰基、腈、具有1個至10個碳原子的烷基、具有1個至10個碳原子的烯基、具有1個至10個碳原子的烷氧基、具有1個至10個碳原子的氟烷基或具有1個至10個碳原子的氟烷氧基，p及q各自獨立地為0至4的整數，L4為單鍵、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)y-、-O(CH2)yO-、-O(CH2)y-、-NH-、-NH(CH2)y-NH-、-NH(CH2)yO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)y-OCO-或-OCO-(CH2)y-COO-，y為1至10的整數，k及m各自獨立地為0至3的整數，且n為0至3的整數。
更具體而言，化學式11可各自獨立地為以下化學式14或化學式15。
[化學式14]
Figure 109101938-A0305-02-0027-20
Figure 109101938-A0305-02-0027-21
在化學式15中，L6為單鍵、-O-、-SO2-或-CR26R27-，其中R26及R27各自獨立地為氫或具有1個至10個碳原子的烷基。
較佳地，化學式14可為以下化學式14-1。
Figure 109101938-A0305-02-0027-22
此外，化學式15可為以下化學式15-1。
Figure 109101938-A0305-02-0027-23
在化學式15-1中，L6為O或CH2。
更佳地，化學式11由化學式15-1表示，且在式15-1中，L6可為-O-。
具體而言，在以上一個實施例的液晶配向劑組成物中，由以下所組成的族群中選出的至少一種重複單元可包含四甲酸二酐及二胺的組合：由化學式6表示的重複單元、由化學式7表示的重複單元以及由化學式8表示的重複單元。四甲酸二酐及二胺的組合對應於四甲酸二酐及二胺的反應產物。在化學式6至化學式8中，X4至X6可為衍生自用於合成聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或聚醯 亞胺的四甲酸二酐化合物的四價有機基團，且Y4至Y6可為衍生自聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或用於合成聚醯亞胺的二胺化合物的二價有機基團。
亦即，四甲酸二酐可由以下化學式10-a表示，且在以下化學式10-a中，X0的定義可與以上化學式10中所描述的彼等定義相同。
Figure 109101938-A0305-02-0028-24
此外，二胺可由以下化學式11-1表示，且在以下化學式11-1中，R18至R19、L4、p、q、k、m以及n的定義可與以上化學式11中所描述的彼等定義相同。
Figure 109101938-A0305-02-0028-25
同時，在根據一個實施例的液晶配向劑組成物中，可以約1：2或大於1：2及1：5或小於1：5，較佳地約1：2或大於1：2及1：4或小於1：4，或1：2或大於1：2及1：3或小於1：3的比率包含第一液晶配向劑用聚合物及第二液晶配向劑用聚合物。
此外，第一液晶配向劑用聚合物及第二液晶配向劑用聚合物的重量平均分子量可為1000公克/莫耳或大於1000公克/莫耳 及200000公克/莫耳或小於200000公克/莫耳。
根據以上一個實施例的交聯劑化合物(其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端)可為具有由以下化學式1-1表示的特定化學結構的交聯劑化合物。
Figure 109101938-A0305-02-0029-26
在化學式1-1中，A為單價至四價官能基，j為1至4的整數，L1及L2彼此相同或不同，且各自獨立地為具有1個至10個碳原子的伸烷基或具有6個至20個碳原子的伸芳基中的一者，且R1及R2各自獨立地為含矽單價官能基。
在化學式1-1中，A為單價至四價官能基，且j可為1至4的整數。A為位於交聯劑化合物的中心的官能基，且化學式1-1中由捲曲方括號「[]」表示的官能基可藉由j的數目結合至A中含有的末端官能基。
亦即，在化學式1-1中，當j為1時，A為單價官能基。同樣，當j為2時，A為二價官能基。此外，當j為3時，A為三價官能基。此外，當j為4時，A為四價官能基。較佳地，在化學式1-1中，j為2，且A可為具有1個至10個碳原子的伸烷基，具體而言，伸丁基。
在化學式1-1中，L1及L2彼此相同或不同，且各自獨立地為具有1個至10個碳原子的伸烷基或具有6個至20個碳原子 的伸芳基中的一者，且較佳地，L1及L2可各自獨立地為具有1個至5個碳原子的伸烷基，例如伸乙基。
在化學式1-1中，R1及R2為取代羥基(-OH)末端的氫原子的官能基，所述官能基為交聯劑化合物的可交聯官能基，且可抑制聚醯亞胺或其前驅體聚合物與由化學式1-1表示的交聯劑化合物之間的交聯反應。
在執行用以自液晶配向劑組成物製備液晶配向膜的乾燥步驟、曝光步驟、固化步驟等之後，當溫度升高至150℃或大於150℃時R1及R2經解吸附，同時經氫原子置換。
在與液晶配向劑用聚合物一起添加的交聯劑化合物中，如在以上一個實施例的液晶配向劑組成物中，當作為可交聯官能基的羥基(-OH)末端經化學式1-1中所展示的R1及R2的特定官能基取代時，不僅液晶配向劑組成物的膜強度增加，而且實現極佳的電特性。
此外，當作為可交聯官能基的羥基(-OH)末端經R1及R2的含矽官能基取代時，證實了藉由含有含矽官能基，與現有羥基(-OH)末端交聯劑相比，初始乾燥步驟中的交聯劑的反應度降低，在用於配向的曝光步驟之後開始交聯反應，且因此，由交聯劑導致的初始配向的降低減少。此外，在用於配向的曝光之後的亞胺化過程期間，亞胺化的轉化率增加，且重排率亦增加，且因此，配向特性可增加。
當熱處理至90℃或高於90℃的溫度時，引入至交聯劑化合物的可交聯官能基的末端中的R1及R2的官能基經解吸附且移除，可交聯官能基的末端處的羥基經復原且可繼續進行平穩的交 聯反應。在低於150℃的溫度下，藉由交聯官能基抑制交聯反應，藉此最小化不必要的交聯結構的形成且改良組成物的穩定性及可靠性。此外，在液晶配向膜的乾燥或焙燒步驟期間，在約150℃或高於150℃的溫度下藉由熱處理解吸附且移除所述官能基，且復原可交聯官能基的末端處的羥基且進行平穩的交聯反應，藉此改良配向膜的機械特性。
亦即，在保持在低於150℃的溫度下的液晶配向劑組成物中，由化學式1-1表示的交聯劑化合物的結構經保持，從而可抑制液晶配向劑用聚合物與由化學式1-1表示的交聯劑化合物之間的交聯反應。此外，在執行用以自液晶配向劑組成物製備液晶配向膜的乾燥步驟、曝光步驟、固化步驟等之後，當藉由熱處理增加溫度時，由化學式1-1表示的交聯劑化合物中的R1及R2經氫原子置換，且液晶配向劑用聚合物與由化學式1-1表示的交聯劑化合物之間的交聯反應可繼續進行。
因此，以上一個實施例的液晶配向劑組成物可抑制添加於組成物中的交聯劑化合物的交聯反應度，且因此充分改良交聯劑化合物及液晶配向劑用聚合物的分散性。在下文所描述的另一實施例的液晶配向膜的生產過程期間，經由組成物中交聯劑化合物與液晶配向劑用聚合物之間的交聯反應來改良配向膜的強度，且可在最終產生的液晶配向單元中實現極佳的配向特徵及電特性。
R1及R2可各自獨立地為含矽單價官能基。
具體而言，含矽單價官能基可為由以下化學式2表示的官能基。
Figure 109101938-A0305-02-0032-27
在化學式2中，R3至R5可各自獨立地為氫或具有1個至10個碳原子的烷基。
更具體而言，在化學式2中，R3至R5可為具有1個至10個碳原子的烷基，較佳地甲基。
在化學式1-1中，A為具有1個至10個碳原子的伸烷基，且j可為2。亦即，由化學式1-1表示的交聯劑化合物可包含由以下化學式1-a表示的化合物。
Figure 109101938-A0305-02-0032-28
在化學式1-a中，A'為具有1個至10個碳原子的伸烷基，L7至L10各自獨立地為具有1個至5個碳原子的伸烷基，且R22至R25可各自獨立地為含矽單價官能基。
更具體而言，由化學式1-a表示的交聯劑化合物的實例可為由以下化學式1-b表示的化合物，其中A'為具有4個碳原子的伸丁基，L7至L10皆為具有2個碳原子的伸乙基，且R22至R25皆為由化學式2表示的官能基(R3及R5為甲基)。
[化學式1-b]
Figure 109101938-A0305-02-0033-29
此外，由化學式1-a表示的交聯劑化合物的另一實例可為由以下化學式1-c表示的化合物，其中A'為具有4個碳原子的伸丁基，L7至L10皆為具有2個碳原子的伸乙基，且R22至R25皆為由化學式2表示的官能基(R22至R25為乙基)。
Figure 109101938-A0305-02-0033-30
2.液晶配向膜
同時，根據本揭露內容的另一實施例，提供一種根據上文所描述的用於製備液晶配向膜的方法所製備的液晶配向膜。具體而言，液晶配向膜可包含一個實施例的液晶配向劑組成物的經配向固化產物。經配向固化產物意謂經由一個實施例的液晶配向劑組成物的配向步驟及固化步驟所獲得的材料。
如上文所描述，當使用包含液晶配向劑用聚合物，及交聯劑化合物(其中末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端)的液晶配向劑組成物時，其中根據以下等式1的粒子數目的變化為30或小於30，有可能製備具有增強的液晶配向特性及穩定性的液 晶配向膜。
具體而言，液晶配向膜可具有根據ASTM D 3363測試標準在50公克負載下使用鉛筆硬度測試儀所量測的2H或大於2H、或3H或大於3H、或4H或大於4H的膜強度。
液晶膜的厚度不受特定限制，但例如其可在0.01微米或大於0.01微米及1000微米或小於1000微米的範圍內自由調節。當液晶膜的厚度增加或減少了特定值時，液晶膜中所量測的物理特性亦可改變一定值。
同時，用於製備液晶配向膜的方法的實例不受特定限制，但例如，可使用一種包含以下的用於製備液晶配向膜的方法：將液晶配向劑組成物塗佈於基板上以形成塗膜的步驟(步驟1)；乾燥塗膜的步驟(步驟2)；用光照射經乾燥塗膜或摩擦塗膜以進行配向處理的步驟(步驟3)；以及熱處理且固化經配向處理的塗膜的步驟(步驟4)。
步驟1為將液晶配向劑組成物塗佈至基板上以形成塗膜的步驟。液晶配向劑組成物的細節包含上文在一個實施例中所描述的彼等細節。
將液晶配向劑組成物塗佈至基板上的方法不受特定限制，且例如可使用諸如網版印刷、平版印刷、柔版印刷(flexographic printing)、噴墨以及類似方法的方法。
此外，液晶配向劑組成物可溶解或分散於有機溶劑中。有機溶劑的特定實例包含N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-甲基己內醯胺、2-吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、N-乙烯吡咯啶酮、二甲亞碸、四甲基脲、吡啶、二甲碸、六 甲亞碸、γ-丁內酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、1,3-二甲基-咪唑啶酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、環己酮、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、二乙二醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丙醚、乙二醇單丙醚乙酸酯、乙二醇單異丙醚、乙二醇單異丙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚乙酸酯以及類似溶劑。其可單獨使用或以兩種或多於兩種的組合形式使用。
此外，液晶配向劑組成物可更包含除有機溶劑以外的其他組分。在一非限制性實例中，當塗佈液晶配向劑組成物時，可更包含能夠改良膜的厚度均一性及表面光滑度、或改良液晶配向膜與基板之間的黏著力、或改變液晶配向膜的介電常數及導電性或增大液晶配向膜的稠密性的添加劑。此等添加劑的實例包含各種溶劑、界面活性劑、矽烷類化合物、介電質或交聯化合物等。
步驟2為乾燥藉由將液晶配向劑組成物塗佈至基板上形成的塗膜的步驟。
乾燥塗膜的步驟可使用諸如加熱塗膜或真空蒸發的方法，且較佳地在50℃或高於50℃及150℃或低於150℃，或60℃或高於60℃及140℃或低於140℃的溫度下進行。
步驟3為用光照射塗膜以進行配向處理的步驟。
配向處理步驟中的塗膜可指緊接在乾燥步驟之後的塗膜，且可為在乾燥步驟之後經受熱處理的塗膜。「緊接在乾燥步驟之後的塗膜」是指緊接在乾燥步驟之後照射光而不在高於乾燥步 驟的溫度的溫度下進行熱處理，且可添加除熱處理以外的其他步驟。
更具體而言，當使用包含聚醯胺酸或聚醯胺酸酯的習知液晶配向劑製備液晶配向膜時，其包含在基本上執行高溫熱處理之後的照射光的步驟以用於使聚醯胺酸亞胺化。然而，當使用上文所描述的一個實施例的液晶配向劑製備液晶配向膜時，其不包含熱處理步驟，且直接照射光以進行配向處理，且接著藉由熱處理來固化經配向處理的塗膜，藉此能夠製備液晶配向膜。
在配向處理步驟中，藉由照射波長為150奈米或大於150奈米及450奈米或小於450奈米的偏光紫外線來進行光照射。在此情況下，曝光的強度可視液晶配向劑用聚合物的種類而變化，且可照射較佳10毫焦/平方公分或大於10毫焦/平方公分及10焦耳/平方公分或小於10焦耳/平方公分的能量，較佳30毫焦/平方公分或大於30毫焦/平方公分及2焦耳/平方公分或小於2焦耳/平方公分的能量。
對於紫外線，照射偏光紫外線以進行配向處理，所述偏光紫外線由以下中選出：藉由穿過使用基板(其中將介電各向異性材料塗佈至透明基板(諸如石英玻璃、鹼石灰玻璃、不含石灰鈉的玻璃等)的表面上)的偏光裝置、偏光板(鋁或金屬線精細地沈積於其上)或反射石英玻璃等的布魯斯特偏光裝置(Brewster's polarizing device)或利用所述偏光裝置、所述偏光板或所述布魯斯特偏光裝置進行反射的方法來經受偏光處理的紫外線。在本文中，偏光紫外線可垂直於基板表面照射，或可藉由朝向特定角度引導入射角來照射。藉由此方法，向塗膜賦予液晶分子的配向能力。
此外，在配向處理步驟中，摩擦處理可使用利用摩擦布的方法。更具體而言，在摩擦處理中，在熱處理步驟之後的塗膜表面可在一個方向上摩擦同時旋轉其中摩擦布附著於金屬輥的摩擦輥。
步驟4為熱處理及固化經配向處理的塗膜的步驟。
在熱處理及固化經配向處理的塗膜的步驟中，由化學式1-1表示的交聯劑化合物的R1及R2官能基可解吸附，同時經配向處理的塗膜中的氫原子取代，且可繼續進行與液晶配向劑用聚合物的交聯反應。
具體而言，在熱處理及固化經配向處理塗膜的步驟中，由以下化學式1-2表示的交聯劑化合物可包含於經配向處理塗膜中。
Figure 109101938-A0305-02-0037-31
在化學式1-2中，A、j、L1以及L2與以上一個實施例的化學式1-1定義的相同。
具體而言，由化學式1-2表示的交聯劑化合物可為由化學式1-1表示的交聯劑化合物的取代反應的產物。在由化學式1表示的交聯劑化合物中，作為可交聯官能基的羥基(-OH)末端經R1及R2的特定官能基取代，但當熱處理及固化經配向處理塗膜的步驟中溫度升高至90℃或高於90℃時，由化學式1-1表示的交聯劑化合物中的R1及R2的官能基經氫原子取代，且藉此可產生由化 學式1-2表示的交聯劑化合物。
當在一個實施例的液晶配向劑組成物中包含由化學式1-2表示的交聯劑化合物時，一些交聯反應在組成物內繼續進行，且因此交聯劑化合物難以均勻地分散於組成物中，且儲存穩定性亦降低。
同時，根據本揭露內容，在液晶配向劑組成物中，藉由添加由化學式1-1表示的交聯劑化合物來抑制組成物中的交聯反應，且接著在熱處理及固化經配向處理塗膜的步驟中，可誘導由化學式1-1表示的交聯劑化合物，從而轉化為由化學式1-2表示的交聯劑化合物。藉此，組成物可改良交聯劑化合物的分散性及穩定性，且在配向膜中經由形成交聯結構來實現改良膜強度的作用。
熱處理及固化經配向處理塗膜的步驟為甚至在使用含有聚醯胺酸或聚醯胺酸酯的液晶配向劑用聚合物來製備液晶配向膜的習知方法中在光照射之後進行的步驟，且區別於藉由將液晶配向劑塗佈至基板上且接著在照射光之前或在照射光的同時進行液晶配向劑的亞醯胺化所進行的熱處理步驟。
在此情況下，可藉由加熱構件(諸如加熱板、熱空氣循環爐、紅外線爐以及類似構件)進行熱處理，且可在150℃或高於150℃及300℃或低於300℃，或200℃或高於200℃及250℃或低於250℃下進行熱處理。
同時，若需要，在乾燥塗膜的步驟(步驟2)之後，方法可更包含緊接在乾燥步驟之後在等於或高於乾燥步驟溫度的溫度下熱處理塗膜。可藉由加熱構件(諸如加熱板、熱空氣循環爐、紅外線爐以及類似構件)進行熱處理，且可在150℃或高於150℃及 250℃或低於250℃下進行熱處理。在此過程中，可將液晶配向劑亞胺化。
亦即，用於製備液晶配向膜的方法可包含：將液晶配向劑塗佈至基板上以形成塗膜的步驟(步驟1)；乾燥塗膜的步驟(步驟2)；緊接在乾燥步驟之後在等於或高於乾燥步驟的溫度下熱處理塗膜的步驟(步驟3)；用光照射經熱處理塗膜或使經熱處理塗膜經受摩擦處理以進行配向處理的步驟(步驟4)；以及熱處理及固化經配向處理塗膜的步驟(步驟5)。
3.液晶顯示裝置
此外，根據本揭露內容的又一實施例，提供一種包含上文所描述的液晶配向膜的液晶顯示裝置。
液晶配向膜可藉由已知方法引入至液晶單元中，且液晶單元可藉由已知方法引入至液晶顯示裝置中。液晶配向膜可由包含液晶配向劑用聚合物及交聯劑化合物(其中末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端)的液晶配向劑組成物來製備，藉此達成極佳的穩定性以及極佳的各種物理特性。藉此，提供能夠展現高可靠性的液晶顯示裝置。
同時，在1赫茲及60℃下使用可自東陽公司(TOYO CORPORATION)獲得的6254C儀器所量測的液晶顯示裝置的電壓保持率(voltage holding ratio；VHR)可為85%或大於85%、85%或大於85%及99%或小於99%、88%或大於88%及99%或小於99%、89%或大於89%及99%或小於99%、90%或大於90%及99%或小於99%、或94%或大於94%及99%或小於99%。
根據本揭露內容，可提供一種能夠實現改良的儲存穩定性及電特性同時在合成液晶配向膜期間具有極佳膜強度的液晶配向劑組成物、一種液晶配向膜以及一種使用其的液晶顯示裝置。
在下文中，將藉助於實例更詳細地描述本揭露內容。然而，僅出於說明性目的而給出此等實例，且本揭露內容的範疇不意欲限制此等實例或受此等實例限制。
<製備實例>
製備實例1：製備二胺DA-1
根據以下反應流程合成二胺DA-1：
Figure 109101938-A0305-02-0040-32
具體而言，將1,3-二甲基環丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐(DMCBDA)及4-硝基苯胺溶解於二甲基甲醯胺(DMF)中以製備混合物。接著，在約80℃下使混合物反應約12小時以製備醯胺 酸。接著，將醯胺酸溶解於DMF中，且向其中添加乙酸酐及乙酸鈉，藉此製備混合物。接著，在約90℃下使混合物中所包含的醯胺酸亞胺化約4小時。將由此獲得的醯亞胺溶解於二甲基乙醯胺(DMAc)中，且接著向其中添加Pd/C，藉此製備混合物。在45℃及6巴的氫氣壓力下還原混合物20小時，藉此製備二胺DA-1。
製備實例2：製備交聯劑
Figure 109101938-A0305-02-0041-33
將5公克(15.6毫莫耳)的N,N,N',N'-四(2-羥乙基)己二醯胺及10.2公克(94毫莫耳)的氯三甲基矽烷添加至150毫升的氯仿中，且接著向其中添加17.3公克(125毫莫耳)的碳酸鉀(K2CO3)，且在0℃氮氣環境下攪拌混合物10小時。在反應完成之後，所得混合物經由矽藻土墊過濾，且濃縮濾液以得到7.3公克(產率：77%)的N1,N1,N6,N6-四(2-(三甲基矽烷氧基)乙基)己二醯胺。
比較製備實例1：製備交聯劑
作為製備實例2的反應物的N,N,N',N'-四(2-羥乙基)己二醯胺用作比較製備實例1的交聯劑。
<合成實例>
合成實例1：製備液晶配向劑用聚合物P-1
將製備實例1中所製備的5.665公克(0.014莫耳)的DA-1 完全溶解於77.3公克的無水N-甲基吡咯啶酮(NMP)中。接著，在冰浴下，將2.92公克(0.013莫耳)的1,3-二甲基-環丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐(DMCBDA)添加至溶液中，且將混合物在室溫下攪拌16小時以得到液晶配向劑用聚合物P-1。
合成實例2：製備液晶配向劑用聚合物Q-1
將14.492公克(0.073毫莫耳)的4,4'-亞甲基苯胺(MDA)完全溶解於195.5公克的無水N-甲基吡咯啶酮(NMP)中。
接著，在冰浴下，將20公克(0.068毫莫耳)的4,4'-二鄰苯二甲酸酐(BPDA)添加至溶液中，且將混合物在室溫下攪拌16小時以得到液晶配向劑用聚合物Q-1。
合成實例3：製備液晶配向劑用聚合物Q-2
將14.636公克(0.073毫莫耳)的4,4'-氧基二苯胺(ODA)完全溶解於196.3公克的無水N-甲基吡咯啶酮(NMP)中。
接著，在冰浴下，將20公克(0.068毫莫耳)的4,4'-二鄰苯二甲酸酐(BPDA)添加至溶液中，且將混合物在室溫下攪拌16小時以得到液晶配向劑用聚合物Q-2。
<實例及比較實例：製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜、液晶配向單元>
實例1
(1)製備液晶配向劑組成物
利用如下表1中所示出的組成物，將合成實例1中製備的6 公克的液晶配向劑用聚合物P-1及合成實例2中製備的14公克的液晶配向劑用聚合物Q-1添加至12.4公克的NMP及7.6公克的正丁氧基乙醇中以獲得5重量%溶液。接著，向溶液中添加製備實例2中獲得的其量按總溶液中含有的固體含量計為5重量%的作為交聯劑的N1,N1,N6,N6-四(2-(三甲基矽烷氧基)乙基)己二醯胺，且接著在25℃下攪拌混合物16小時。接著，將所獲得的溶液經由由聚(四芴乙烯)製成且具有0.1微米的孔徑的過濾器進行壓力過濾，藉此製備液晶配向劑組成物。
(2)製備液晶配向膜
將液晶配向劑組成物塗佈至電壓保持率(VHR)的上部基板及下部基板中的每一者上，其中使用旋塗法在大小為2.5公分×2.7公分的矩形玻璃基板上圖案化厚度為60奈米且面積為1公分×1公分的ITO電極。接著，將其上塗佈有液晶配向劑組成物的基板置放於約70℃的加熱板上且乾燥3分鐘以蒸發溶劑。
為使由此獲得的塗膜進行配向處理，使用曝光設備以約0.1焦耳/平方公分至1焦耳/平方公分的強度照射254奈米的紫外線，其中線形偏光器黏附於上部板/下部板中的每一者的塗膜。隨後，在約230℃下於烘箱中煅燒(固化)經配向處理的上部板/下部板30分鐘以獲得厚度為0.1微米的塗膜。
(3)製備液晶配向單元
將浸漬有大小為4.5微米的球類間隔劑的密封劑塗佈至不包含液晶注入洞的上部板的邊緣上。接著，形成於上部板及下部板上 的配向膜經配向以使得其彼此面對且配向方向彼此對準，且接著將上部板及下部板結合在一起，且密封劑經UV及熱固化以製備空單元。接著，將液晶注入空單元中且用密封劑密封注入孔以製備液晶配向單元。
實例2
除了利用如下表1中所示出的組成物，交聯劑以按總溶液中含有的固體含量計10重量%的量添加，以與實例1中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜以及液晶配向單元。
實例3
除了利用如下表1所展示的組成物，交聯劑以按總溶液中含有的固體含量計15重量%的量添加，以與實例3中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜以及液晶配向單元。
實例4
除了利用下表1中所示的組成物，使用合成實例3中所製備的液晶配向劑用聚合物Q-2而非合成實例2中所製備的液晶配向劑用聚合物Q-1，以與實例1中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜以及液晶配向單元。
比較實例1
除了利用如下表1中所示的組成物，未添加製備實例2的交聯劑，以與實例1中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配 向膜以及液晶配向單元。
比較實例2
除了利用如下表1中所示的組成物，以按總溶液中含有的固體含量計3重量%的量添加比較製備實例1的N,N,N',N'-四(2-羥乙基)己二醯胺而非製備實例2的交聯劑，以與實例1中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜以及液晶配向單元。
比較實例3
除了利用如下表1中所示的組成物，以按總溶液中含有的固體含量計8重量%的量添加比較製備實例1的N,N,N',N'-四(2-羥乙基)己二醯胺而非製備實例2的交聯劑，以與實例1中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜以及液晶配向單元。
參考實例1
除了利用如下表1中所示的組成物，以按總溶液中含有的固體含量計3重量%的量添加由以下化學式A表示的交聯劑而非製備實例2的交聯劑，以與實例1中相同的方式製備液晶配向劑組成物、液晶配向膜以及液晶配向單元。
[化學式A]
Figure 109101938-A0305-02-0046-34
Figure 109101938-A0305-02-0046-35
<實驗實例>
1)評估液晶配向特性
將偏光器黏附於如上所製備的液晶單元的上部板及下部板以與彼此正交。此時，使附接至下部板的偏光板的偏光軸平行於液晶配向單元的配向軸。接著，將黏附於偏光板的液晶單元置放於亮度為7000坎德拉/平方公分的背光w上，且用肉眼觀測到漏光。此時，若液晶配向膜的配向特性極佳且液晶經佈置良好，則光不通過彼此豎直黏附的上部偏光板及下部偏光板，且觀測到無瑕疵的黑 暗。在此情況下，配向特性評估為「良好」，且當觀測到諸如液晶流動標記或亮點的漏光時，評估為「較差」。結果示出於下表2中。
2)量測電壓保持率(VHR)
使用TOYO 6254儀器來量測作為前述實例及比較實例中所獲得的液晶配向單元的電特徵的電壓保持率(VHR)。在1伏、1赫茲及60℃的嚴格條件下量測電壓保持率，且結果在下表2中示出。
3)膜強度
根據前述實例及比較實例中所獲得的液晶配向膜，量測配向膜的膜強度，且結果在下表2中示出。具體而言，根據ASTM D 3363測試標準在50公克負載下藉由鉛筆硬度測試儀使用不同硬度的鉛筆來量測配向膜的膜強度。
4)粒子數目的變化
根據前述實例及比較實例中所獲得的液晶配向劑組合物，量測根據以下等式1的粒子數目的變化。
[等式1]粒子數目的變化(△EA)=EA1-EA0
在等式1中，EA0為在獲得液晶配向劑組成物的第一時間點(0秒)包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，以及 EA1為在約零下70℃的溫度條件下自第一時間點(0秒)儲存液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目。
在等式1中，如下量測粒子數目。在23℃及1000或小於1000的粒子類別的條件下，使用液體粒子感測器(KS-42B，瑞恩有限公司，光源波長為780奈米，光源輸出為40兆瓦，流動速率為10毫升/分鐘，最大粒子數目為1200個/毫升，同時量測損失為5%，DC12伏)來量測0.2微米或大於0.2微米、0.3微米或大於0.3微米、0.5微米或大於0.5微米、1.0微米或大於1.0微米以及2.0微米或大於2.0微米的五個通道的粒子數目，且接著可藉由將0.5微米或大於0.5微米、1.0微米或大於1.0微米、2.0微米或大於2.0微米通道的所述通道中所量測的所有粒子數目相加來計算粒子數目。
Figure 109101938-A0305-02-0048-36
如表2中所示，證實了組成物中含有製備實例2的交聯劑以及聚醯亞胺類聚合物的實例的液晶配向劑組成物展現極佳的液晶配向特徵，且同時，膜強度展現3H或大於3H及4H或小於4H的高值，且電壓保持率展現88%或大於88%及94%或小於94% 的極高值。藉此，證實了由各實例的液晶配向劑組成物產生的配向單元具有極佳的配向特徵及膜強度，且同時實現極佳的電特性。
相反地，證實了在由不含製備實例2的交聯劑的比較實例1的液晶配向劑組成物獲得的配向膜的情況下，量測膜強度為1H，且因此薄膜強度極差，而且電壓保持率亦顯示為65%，此與實例相比顯著降低。
同時，證實了在使用比較製備實例1的交聯劑的比較實例2及比較實例3的液晶配向劑組成物的情況下，電壓保持率展示為與實例的液晶配向劑組成物的所述電壓保持率相同的水準，但粒子數目的變化為550或大於550，此顯示與實例相比粒子數目極大地改變，且此外，液晶配向劑組成物的長期儲存穩定性明顯次於本揭露內容的實例的長期儲存穩定性。
相反地，證實了含有製備實例2的交聯劑的實例的液晶配向劑組成物展現9或小於9的粒子數目變化，此顯示與不含交聯劑的比較實例1的液晶配向劑組成物相同水準的粒子數目變化。
此外，由使用由化學式A表示的交聯劑的參考實例1的液晶配向劑組成物獲得的配向膜具有1H的膜強度，且因此，膜強度極差，且電壓保持率似乎為68%，所述電壓保持率與實例相比極大地降低。
藉此，證實了含有製備實例2的交聯劑的實例的液晶配向劑組成物在粒子數目上呈現明顯小的變化，且長期儲存穩定性極好，且同時實現極佳的配向特性、膜強度以及極佳的電特性。

Claims (11)

  1. 一種液晶配向劑組成物，包括：液晶配向劑用聚合物；以及交聯劑化合物，其中末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端，其中根據以下等式1的粒子數目的變化為30或小於30，[等式1]粒子數目的變化(△EA)=EA1-EA0在等式1中，EA0為在獲得所述液晶配向劑組成物的第一時間點(0秒)包含於所述液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，以及EA1為在零下20℃或高於零下20℃及0℃或低於0℃下自所述第一時間點(0秒)儲存所述液晶配向劑組成物30天後的時間點包含於所述液晶配向劑組成物中的粒度為0.5微米或大於0.5微米的粒子數目，其中在等式1中，在15℃或高於15℃及35℃或低於35℃的溫度下及1000或低於1000的粒子類別下使用粒度分析器來量測粒子數目。
  2. 如請求項1所述之液晶配向劑組成物，其中所述粒子包含末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端的交聯劑化合物的沈澱物。
  3. 如請求項1所述之液晶配向劑組成物，其中所述液晶配向劑組成物包含聚合物樹脂溶液，在所述聚合物樹脂溶液中 所述液晶配向劑用聚合物及末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端的交聯劑基團溶解於有機溶劑中。
  4. 如請求項3所述之液晶配向劑組成物，其中所述粒子分散於所述聚合物樹脂溶液中。
  5. 如請求項3所述之液晶配向劑組成物，其中以所述聚合物樹脂溶液中的固體含量計，所述交聯劑基團的含量為0.1重量%或大於0.1重量%及30重量%或小於30重量%，在所述交聯劑基團中所述末端交聯官能基經可熱移除的保護基封端。
  6. 如請求項1所述之液晶配向劑組成物，其中所述液晶配向劑組成物包含由以下所組成的族群中選出的至少一者：聚醯胺酸重複單元、聚醯胺酸酯重複單元、聚醯亞胺重複單元。
  7. 如請求項1所述之液晶配向劑組成物，其中所述液晶配向劑組成物包含第一液晶配向劑用聚合物，包含由以下所組成的族群中選出的至少一種重複單元：由以下化學式3表示的重複單元、由以下化學式4表示的重複單元以及由以下化學式5表示的重複單元；以及第二液晶配向劑用聚合物，包括由以下所組成的族群中選出的至少一種重複單元：由以下化學式6表示的重複單元、由以下化學式7表示的重複單元以及由以下化學式8表示的重複單元：[化學式3]
    Figure 109101938-A0305-02-0052-37
    Figure 109101938-A0305-02-0052-38
    Figure 109101938-A0305-02-0052-39
    Figure 109101938-A0305-02-0052-40
     [化學式7]
    Figure 109101938-A0305-02-0053-41
    Figure 109101938-A0305-02-0053-42
     在化學式3至化學式8中，R6及R7中的至少一者為具有1個至10個碳原子的烷基且另一者為氫，R8及R9中的至少一者為具有1個至10個碳原子的烷基且另一者為氫，X1至X6各自獨立地為四價有機基團，Y1至Y3各自獨立地為由以下化學式9表示的二價有機基團，
    Figure 109101938-A0305-02-0053-43
     在化學式9中，T為由以下化學式10表示的四價有機基團，D1及D2各自獨立地為具有1個至20個碳原子的伸烷基、具有1個至10個碳原子的伸雜烷基、具有3個至20個碳原子的伸 環烷基、具有6個至20個碳原子的伸芳基或具有2個至20個碳原子的伸雜芳基，
    Figure 109101938-A0305-02-0054-44
     在化學式10中，R10及R15各自獨立地為氫或具有1個至6個碳原子的烷基，L3為由以下所組成的族群中選出的任一者：單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR16R17-、-(CH2)Z-、-O(CH2)ZO-、-COO(CH2)ZOCO-、-CONH-、伸苯基或其組合，其中R16及R17各自獨立地為氫、具有1個至10個碳原子的烷基或具有1個至10個碳原子的鹵烷基，以及z為1至10的整數，Y4至Y6各自獨立地為由以下化學式11表示的二價有機基團，
    Figure 109101938-A0305-02-0054-45
     在化學式11中，R18及R19各自獨立地為氫、鹵素、氰基、腈、具有1個至10個碳原子的烷基、具有1個至10個碳原子的烯基、具有1個至10個碳原子的烷氧基、具有1個至10個碳原子的氟烷基或具有1個至10個碳原子的氟烷氧基，p及q各自獨立地為1至4的整數，L4為單鍵、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)y-、-O(CH2)yO-、-O(CH2)y-、-NH-、-NH(CH2)y-NH-、-NH(CH2)yO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)y-OCO-或-OCO-(CH2)y-COO-，y為1至10的整數，k及m各自獨立地為0至3的整數，以及n為0至3的整數。
  8. 如請求項7所述之液晶配向劑組成物，其中以1：2或大於1：2及1：5或小於1：5的比率包含所述第一液晶配向劑用聚合物及所述第二液晶配向劑用聚合物。
  9. 如請求項1所述之液晶配向劑組成物，其中所述交聯劑化合物由以下化學式1-1表示，在所述交聯劑化合物中所述末端交聯官能基經可熱移除的含矽保護基封端，
    Figure 109101938-A0305-02-0055-46
     在化學式1-1中，A為單價至四價官能基，j為1至4的整數，L1及L2彼此相同或不同，且各自獨立地為具有1個至10個碳原子的伸烷基或具有6個至20個碳原子的伸芳基中的一者，以及R1及R2各自獨立地為含矽單價官能基。
  10. 一種液晶配向膜，包括如請求項1所述之液晶配向劑組成物的經配向固化產物。
  11. 一種液晶顯示裝置，包括如請求項10所述之液晶配向膜。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200804519A (en) * 2006-06-16 2008-01-16 Jsr Corp Liquid crystal alignment agent for ink-jet coating and liquid crystal display device
US20100243955A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Daxin Materials Corporation Liquid crystal alignment solution
JP2015212807A (ja) * 2014-04-14 2015-11-26 Jnc株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
CN106716327A (zh) * 2014-06-27 2017-05-24 微软技术许可有限责任公司 利用无缝转换的阅读和编辑的合并体验

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101265309B1 (ko) 2008-05-15 2013-05-16 주식회사 엘지화학 배향막 조성물, 이를 이용한 액정 배향막 제조방법,배향막을 포함하는 광학 이방성 필름, 이를 포함하는편광판 및 액정표시장치
WO2010050523A1 (ja) 2008-10-29 2010-05-06 日産化学工業株式会社 ジアミン、ポリイミド、液晶配向剤及び液晶配向膜
KR101699564B1 (ko) 2009-04-02 2017-01-24 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 폴리아믹산알킬에스테르를 함유하는 폴리이미드 전구체 조성물
WO2011149071A1 (ja) 2010-05-28 2011-12-01 日産化学工業株式会社 熱脱離性基含有化合物を含有する液晶配向剤、及び液晶配向膜
JP5655583B2 (ja) 2011-01-19 2015-01-21 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP5929298B2 (ja) 2011-03-02 2016-06-01 Jnc株式会社 ジアミン、これを用いた液晶配向剤、液晶表示素子および液晶配向膜の形成方法
WO2012177061A2 (ko) 2011-06-23 2012-12-27 주식회사 동진쎄미켐 광활성 가교제 화합물, 이의 제조방법, 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
CN103430086B (zh) 2011-08-17 2014-09-03 积水化学工业株式会社 液晶显示元件用密封剂以及液晶显示元件
KR101574835B1 (ko) 2012-12-12 2015-12-04 제일모직주식회사 광경화 조성물, 이를 포함하는 장벽층 및 이를 포함하는 봉지화된 장치
TWI637029B (zh) * 2013-11-15 2018-10-01 日商日產化學工業股份有限公司 Liquid crystal alignment agent and liquid crystal display element using same
JP6492688B2 (ja) 2014-04-23 2019-04-03 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及びその製造方法、並びに液晶表示素子
JP6287577B2 (ja) 2014-05-23 2018-03-07 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及びその製造方法、並びに液晶表示素子
TWI675095B (zh) * 2014-09-26 2019-10-21 日商日產化學工業股份有限公司 液晶配向處理劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
KR102227960B1 (ko) 2014-10-21 2021-03-15 삼성디스플레이 주식회사 광배향제, 광배향막, 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101748928B1 (ko) * 2015-02-04 2017-07-03 주식회사 엘지화학 액정 배향막 조성물 및 액정 배향막
JP6558068B2 (ja) 2015-05-15 2019-08-14 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6682771B2 (ja) * 2015-06-17 2020-04-15 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
KR102413935B1 (ko) 2015-09-03 2022-06-28 삼성디스플레이 주식회사 배향막 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치용 어레이 기판
KR101856725B1 (ko) 2016-05-13 2018-05-10 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정 표시소자
KR101856727B1 (ko) 2016-06-21 2018-05-10 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
KR101959515B1 (ko) 2016-08-19 2019-03-18 주식회사 엘지화학 액정 배향막의 제조 방법
CN109952531B (zh) 2016-11-18 2022-12-27 日产化学株式会社 液晶取向剂、液晶取向膜、和液晶表示元件
KR101994430B1 (ko) 2017-06-30 2019-09-24 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
KR102220974B1 (ko) 2018-01-10 2021-02-26 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막 및 액정표시소자
KR102202053B1 (ko) * 2018-01-17 2021-01-11 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
KR102391473B1 (ko) * 2019-01-17 2022-04-26 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정표시소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200804519A (en) * 2006-06-16 2008-01-16 Jsr Corp Liquid crystal alignment agent for ink-jet coating and liquid crystal display device
US20100243955A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Daxin Materials Corporation Liquid crystal alignment solution
JP2015212807A (ja) * 2014-04-14 2015-11-26 Jnc株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
CN106716327A (zh) * 2014-06-27 2017-05-24 微软技术许可有限责任公司 利用无缝转换的阅读和编辑的合并体验

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021516368A (ja) 2021-07-01
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US11561438B2 (en) 2023-01-24

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