液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件转让专利

申请号 : CN201410162871.3

文献号 : CN104130784B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 张维伦

申请人 : 奇美实业股份有限公司

摘要 :

本发明是有关一种液晶配向剂、利用前述的液晶配向剂制作的液晶配向膜,以及具有上述的液晶配向膜的液晶显示元件。此液晶配向剂包含一聚合物(A)及一溶剂(B)。前述的聚合物(A)是由一混合物反应所制得,其中此混合物包括四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)。前述的液晶配向剂具有良好的制程稳定性,且可快速消除积蓄电荷。

权利要求 :

1.一种液晶配向剂,包含:

一聚合物(A),由包括四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)的一混合物反应所制得;以及一溶剂(B);

其中,所述四羧酸二酐组份(a)为由结构式(I-1)至结构式(I-3)所构成群组的至少一四羧酸二酐化合物(a-1),且所述二胺组份(b)为由结构式(II-1)所示的至少一二胺化合物(b-1):于所述结构式(I-3)中,R1代表氢原子,或者碳数为1至6的烷基,且R2代表氢原子,或者碳数为1至6的烷基;

于 所 述 结 构 式 (II-1) 中,R3代 表 -O-、且R4代表含甾基团、碳数为2至30的亚烷基或下结构式(II-2)所示的基团:

于所述结构式(II-2)中,R5代表氢原子、氟原子或甲基;R6、R7或R8各自代表单键、-O-、或碳数为1至3的亚烷基;R9代表其中R11及R12各自代表氢原子、氟原子或甲基;R10代表氢原子、氟原子、碳数为1至12的烷基、碳数为1至12的氟烷基、碳数为1至12的烷氧基、-OCH2F、OCHF2或-OCF3;a代表1或2;b、c及d各自代表0至4的整数;e、f及g各自代表0至3的整数,且e+f+g≧1;h及I各自代表1或2;且当R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11或R12为多个时,R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11或R12各自是相同或不同的。

2.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中基于所述四羧酸二酐组份(a)的总使用量为

100摩尔,所述四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量为20摩尔至100摩尔。

3.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中基于所述二胺组份(b)的总使用量为100摩尔,具有所述二胺化合物(b-1)的使用量为1摩尔至50摩尔。

4.如权利要求1所述的液晶配向剂,还包含一环氧化合物。

5.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中所述聚合物(A)的酰亚胺化率为30%至

95%。

6.一种液晶配向膜,其是由如权利要求1至5中的任一项所述的液晶配向剂所形成。

7.一种液晶显示元件,其特征在于具有如权利要求6所述的液晶配向膜。

说明书 :

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件

技术领域

[0001] 本发明是有关一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件,特别是提供一种快速消除积蓄电荷且制程稳定性佳的液晶配向剂,利用此液晶配向剂所形成的液晶配向膜,以及具有该液晶配向膜的液晶显示元件。

背景技术

[0002] 近年来,由于液晶显示器的显示品质的要求逐年提升,液晶配向剂的品质与特性的要求变得比以往更为严苛,如液晶配向性、电压保持率或残留电荷等特性。其中,当残留电荷过高时,液晶显示器易产生残影的问题。前述的残影是指在施加电压后,将电压关闭时,原来的画面仍会残存不消失,且前述的残影甚至会与新的画面重叠,而造成显示品质严重下降。
[0003] 日本特开平2004-86184揭示一种低残留电荷及高电压保持率的液晶配向剂,其包含聚酰胺酸化合物。此聚酰胺酸化合物是利用15摩尔%至35摩尔%的芳香族四羧酸二酐、85摩尔%至65摩尔%的脂肪族或脂环式四羧酸二酐与不含长侧链的二胺化合物来反应制得。然而,上述液晶配向剂所制得的液晶配向膜应用于液晶显示元件时,仍有积蓄电荷消除缓慢,导致残留电荷过高,进而生成残影的问题。
[0004] 另外,前述的液晶配向剂于印刷时存在有制程稳定性不佳的问题,使得后续加工制程不良率会提高。因此,为了符合目前液晶显示器业者的要求,改善上述问题为本技术领域者努力研究的目标之一。

发明内容

[0005] 因此,本发明的一个方面在于提供一种液晶配向剂,此液晶配向剂包含聚合物(A)及溶剂(B),且此液晶配向剂可改善积蓄电荷消除缓慢及制程稳定性不佳的缺点。
[0006] 本发明的另一方面在于提供一种液晶配向膜,其是利用上述的液晶配向剂所形成。
[0007] 本发明的又一方面在于提供一种液晶显示元件,其具有上述的液晶配向膜。
[0008] 根据本发明的上述方面,提出一种液晶配向剂。此液晶配向剂包含聚合物(A)及溶剂(B),以下析述之。
[0009] 聚合物(A)
[0010] 聚合物(A)是选自于聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物,或上述聚合物的任意组合。其中,聚酰亚胺系嵌段共聚合物是选自于聚酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亚胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物,或上述聚合物的任意组合。
[0011] 聚合物(A)中的聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物及聚酰亚胺系嵌段共聚合物均可由四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)的混合物反应所制得,其中四羧酸二酐组份(a)、二胺组份(b)及制备聚合物(A)的方法如下所述。
[0012] 四羧酸二酐组份(a)
[0013] 四羧酸二酐化合物(a-1)
[0014] 四羧酸二酐组份(a)包括由下结构式(I-1)至下结构式(I-3)所构成的群组的至少一种四羧酸二酐化合物(a-1):
[0015]
[0016] 于结构式(I-3)中,R1代表氢原子,碳数为1至6的烷基,具体例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基或正己基等的烷基,以及碳数为6至14的单环或缩合多环芳香族基,具体例如:苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、1-萘基、
2-萘基、1-蒽基、2-蒽基或9-蒽基等的单环或缩合多环芳香族基。其中,以甲基、乙基、异丙基、叔丁基及苯基等为较佳。于结构式(I-3)中,R2可为氢原子,且R2亦可相同于R1。其中,R2以氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基及苯基为较佳。以氢原子为更佳。
[0017] 结构式(I-3)的具体例如:9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-苯基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-3-苯基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-苯基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-2-苯基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-甲基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-3-甲基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-甲基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-2-甲基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-乙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-3-乙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-乙基苯基]茀二酐、
9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-2-乙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-丙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-3-丙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-丙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-2-丙基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-丁基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-3-丁基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-丁基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-2-丁基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-叔丁基苯基]茀二酐、9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-3-叔丁基苯基]茀二酐、
9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-叔丁基苯基]茀二酐或9,9-双[4-(2,3-二羧酸苯氧基)-2-叔丁基苯基]茀二酐等的四羧酸二酐化合物(a-1)。其中,以9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-苯苯基]茀二酐、9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-苯苯基]茀二酐、
9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-3-甲基苯基]茀二酐及9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-甲基苯基]茀二酐为较佳。
[0018] 基于四羧酸二酐组份(a)的总使用量为100摩尔,四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量通常为20摩尔至100摩尔,较佳为30摩尔至90摩尔,更佳为40摩尔至80摩尔。
[0019] 当四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量介于上述的范围时,该液晶配向剂可进一步提升制程稳定性。
[0020] 其他四羧酸二酐化合物(a-2)
[0021] 本发明中,四羧酸二酐组份(a)除可单独使用上述的四羧酸二酐化合物(a-1)外,亦可选择性地混合使用其他四羧酸二酐化合物(a-2)。
[0022] 该其他四羧酸二酐化合物(a-2)可选自于脂肪族四羧酸二酐化合物、脂环族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物,或具有下结构式(I-4)至结构式(I-9)的其他四羧酸二酐化合物(a-2)等。上述的其他四羧酸二酐化合物(a-2)可以单独一种使用或者混合多种使用。
[0023] 脂肪族四羧酸二酐化合物的具体例可包含但不限于乙烷四羧酸二酐或丁烷四羧酸二酐等的脂肪族四羧酸二酐化合物。
[0024] 脂环族四羧酸二酐化合物的具体例可包含但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、
1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酐、顺-3,7-二丁基环庚基-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐,或二环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐等的脂环族四羧酸二酐化合物。
[0025] 芳香族四羧酸二酐化合物的具体例可包含但不限于3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-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’-联苯砜四羧酸二酐、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’-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基硅烷四羧酸二酐、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’-双(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’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯丙烷二酐、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二苯二酸二酐、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、双(苯二酸)苯膦氧化物二酐、对-伸苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、间-伸苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、双(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基醚二酐、双(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、丙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、2,2-双(4-羟苯基)丙烷-双(脱水偏苯三酸酯)、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二侧氧基-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-六氢-5-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、
1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、
5-(2,5-二侧氧基四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酐等。
[0026] 具有结构式(I-4)至结构式(I-9)的其他四羧酸二酐化合物(a-2)如下所示:
[0027]
[0028]
[0029] 于结构式(I-8)中,X1表示含有芳香环的二价基团;t表示1至2的整数;X2及X3可为相同或不同,且可分别代表氢原子或烷基。较佳地,具有结构式(I-8)的其他四羧酸二酐化合物(a-2)可选自于如下结构式(I-8-1)至结构式(I-8-3)所示的化合物:
[0030]
[0031]
[0032] 于结构式(I-9)中,X4代表含有芳香环的二价基团;X5及X6可为相同或不同,且分别地代表氢原子或烷基。较佳地,具有结构式(I-9)其他四羧酸二酐化合物(a-2)可选自于如下结构式(I-9-1)所示的化合物:
[0033]
[0034] 较佳地,该其他四羧酸二酐化合物(a-2)包含但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-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’-联苯砜四羧酸二酐。
[0035] 二胺组份(b)
[0036] 二胺化合物(b-1)
[0037] 该二胺组份(b)是选自于具有下结构式(II-1)的至少一种二胺化合物(b-1):
[0038]
[0039] 于结构式(II-1)中,R3代表或者 R4代表含甾基团、碳
数为2至30的亚烷基或下结构式(II-2)所示的基团:
[0040]
[0041] 于结构式(II-2)中,R5代表氢原子、氟原子或甲基;R6、R7或R8各自代表单键、或碳数为1至3的亚烷基;R9代表 其中R11及R12各自代表氢原子、氟原子或甲基;该R10代
表氢原子、氟原子、碳数为1至12的烷基、碳数为1至12的氟烷基、碳数为1至12的烷氧基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3;a代表1或2;b、c及d各自代表0至4的整数;e、f及g各自代表0至3的整数,且e+f+g≧1;h及i各自代表1或2;当R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11或R12为多个时,R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11或R12各自是相同或不同的。
[0042] 该二胺化合物(b-1) 的具体例如: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) 或 1- 十 八 烷 氧 基 -2,4- 胺 基 苯(1-octadecoxy-2,4-aminobenzene)等的化合物,以及下结构式(II-3)至结构式(II-31)所示的化合物:
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]
[0047] 于该结构式(II-3)至结构式(II-13)中,R13以碳数为1至10的烷基,或碳数为1至10的烷氧基为较佳,而R14以氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基为较佳。于该结构式(II-25)至结构式(II-28)中,j代表3至12的整数。
[0048] 上述的二胺化合物(b-1)可以单独一种使用或混合多种使用。
[0049] 若液晶配向剂同时使用前述的四羧酸二酐化合物(a-1)及二胺化合物(b-1)时,该液晶配向剂的制程稳定性佳,且可快速消除积蓄电荷。
[0050] 基于二胺组份(b)的总使用量为100摩尔,二胺化合物(b-1)的使用量通常为1摩尔至50摩尔,较佳为2摩尔至40摩尔,更佳为3摩尔至30摩尔。
[0051] 当二胺化合物(b-1)的使用量介于上述的范围时,该液晶配向剂可进一步提升制程稳定性。
[0052] 其他二胺化合物(b-2)
[0053] 除上述的二胺化合物(b-1)外,本发明的二胺组份(b)亦可选择性地混合使用其他二胺化合物(b-2)。该其他二胺化合物(b-2)可包含但不限于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、1,12-二胺基十八烷或1,2-双(3-胺基丙氧基)乙烷、4,4’-二胺基二环己基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二环己基胺、1,3-二胺基环己烷、1,4-二胺基环己烷、2,7
异佛尔酮二胺、四氢二环戊二烯二胺、三环(6.2.1.0 )-十一碳烯二甲基二胺或4,4’-亚甲基双(环己基胺)、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基砜、4,4’-二胺基苯甲酰苯胺、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)-1,3,3-三甲基氢茚、6-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、六氢-4,7-甲桥伸氢茚基二亚甲基二胺、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-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、
2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(4-胺基苯氧基)苯、
1,3-双(3-胺基苯氧基)苯、9,9-双(4-胺基苯基)-10-氢蒽、9,10-双(4-胺基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二胺基茀、9,9-双(4-胺基苯基)茀、
4,4’-亚甲基-双(2-氯苯胺)、4,4’-(对-伸苯基异亚丙基)双苯胺、4,4’-(间-伸苯基异亚丙基)双苯胺、2,2’-双[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、
4,4’-双[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基-亚甲基-1,3-二胺基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}或1,1-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane}、下结构式(II-32)至结构式(II-54)所示的其他二胺化合物(b-2):
[0054]
[0055] 于结构式(II-32)中,R3如前所述,且R15代表三氟甲基、氟基,或者衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子环状结构的一价基团。
[0056]
[0057] 于结构式(II-33)中,R3如前所述,且R16及R17代表脂肪族环、芳香族环或杂环基团,且R18代表碳数为3至18的烷基、碳数为3至18的烷氧基、碳数为1至5的氟烷基、碳数为1至5的氟烷氧基、氰基或卤素原子。
[0058] 较佳地,具有该结构式(II-33)的其他二胺化合物(b-2)是选自于下结构式(II-33-1)至结构式(II-33-5)所示的化合物:
[0059]
[0060] 于结构式(II-34)中,R19表示氢原子、碳数为1至5的酰基、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基或卤素,且每个重复单元中的R19可为相同或不同,且k为1至3的整数。较佳地,具有该结构式(II-34)的其他二胺化合物(b-2)是选自于(1)当k为1时:对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二胺甲苯等;(2)当k为2时:4,4’-二胺基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基联苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基联苯、
2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二胺基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基联苯或
4,4’-二胺基-2,2’-双(三氟甲基)联苯等;(3)当k为3时:1,4-双(4’-胺基苯基)苯等。其中,以对-二胺苯、2,5-二胺甲苯、4,4’-二胺基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基联苯及1,4-双(4’-胺基苯基)苯为更佳。
[0061]
[0062] 于结构式(II-35)中,m为2至12的整数。
[0063]
[0064] 于结构式(II-36)中,n为1至5的整数。较佳地,结构式(II-36)是选自于4,4’-二胺基-二苯基硫醚。
[0065]
[0066] 于结构式(II-37)中,R20及R22为相同或不同,且分别地表示二价有机基团;R21表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子环状结构的二价基团。
[0067]
[0068] 于结构式(II-38)中,R23、R24、R25及R26为相同或不同的,且表示碳数为1至12的烃基;o代表1至3的整数;p代表1至20的整数。
[0069]
[0070] 于结构式(II-39)中,R27代表氧原子或亚环己烷基;R28代表-CH2-;R29代表亚苯基或亚环己烷基;R30代表氢原子或庚基。较佳地,具有该结构式(II-39)的其他二胺化合物(b-2)是选自于如下结构式(II-39-1)及结构式(II-39-2)所示的化合物:
[0071]
[0072] 具有结构式(II-40)至结构式(II-46)的其他二胺化合物(b-2)如下所示:
[0073]
[0074] 于结构式(II-40)至结构式(II-46)中,R13以碳数为1至10的烷基,或者碳数为1至10的烷氧基为较佳,而R14以氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基为较佳。
[0075] 具有结构式(II-47)至结构式(II-54)的其他二胺化合物(b-2)如下所示:
[0076]
[0077] 上述的其他二胺化合物(b-2)中,以1,2-二胺基乙烷、4,4’-二胺基二环己基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基亚甲基-1,3-二胺基苯、1,1-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯,或者具有结构式(II-39-1)的化合物为较佳。
[0078] 制备聚合物(A)的方法
[0079] 制备聚酰胺酸聚合物的方法
[0080] 制备该聚酰胺酸聚合物的方法是先将一混合物溶解于溶剂中,其中混合物包括四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(b),并于0℃至100℃的温度下进行聚缩合反应。反应1小时至24小时后,以蒸发器对上述的反应溶液进行减压蒸馏,即可得到聚酰胺酸聚合物。或者,将上述的反应溶液倒入大量的贫溶剂中,以得到一析出物。接着,以减压干燥的方式干燥该析出物,即可得到聚酰胺酸聚合物。
[0081] 其中,基于该二胺组份(b)的总使用量为100摩尔,该四羧酸二酐(a)的使用量较佳为20摩尔至200摩尔,更佳为30摩尔至120摩尔。
[0082] 该用于聚缩合反应中的溶剂可与下述该液晶配向剂中的溶剂相同或不同,且该用于聚缩合反应中的溶剂并无特别的限制,只要是可溶解反应物与生成物即可。较佳地,该溶剂包含但不限于(1)非质子系极性溶剂,例如:N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone;NMP)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非质子系极性溶剂;(2)酚系溶剂,例如:间-甲酚、二甲苯酚、酚或卤化酚类等的酚系溶剂。基于该混合物的总使用量为100重量份,该用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份,更佳为300重量份至1800重量份。
[0083] 特别地,于该聚缩合反应中,该溶剂可并用适量的贫溶剂,其中该贫溶剂不会造成该聚酰胺酸聚合物析出。该贫溶剂可以单独一种使用或者混合多种使用,且其包含但不限于(1)醇类,例如:甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇类;(2)酮类,例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等的酮类;(3)酯类,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的酯类;(4)醚类,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、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚或二乙二醇二甲基醚等的醚类;(5)卤化烃类,例如:二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或邻-二氯苯等的卤化烃类;(6)烃类,例如:四氢呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烃类,或上述溶剂的任意组合。基于二胺组份(b)的使用量为100重量份,该贫溶剂的用量较佳为0重量份至60重量份,更佳为0重量份至50重量份。
[0084] 聚酰亚胺聚合物
[0085] 制备该聚酰亚胺聚合物的方法是先将一混合物溶解于溶液中,其中混合物包含四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(b),并进行聚合反应,以形成聚酰胺酸聚合物。接着,在脱水剂及催化剂的存在下,进一步加热,并进行脱水闭环反应,使得该聚酰胺酸聚合物中的酰胺酸官能基经由脱水闭环反应转变成酰亚胺官能基(即酰亚胺化),而得到聚酰亚胺聚合物。
[0086] 该用于脱水闭环反应中的溶剂可与下述该液晶配向剂中的溶剂相同,故在此不另赘述。基于聚酰胺酸聚合物的使用量为100重量份,该用于脱水闭环反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份,更佳为300重量份至1800重量份。
[0087] 为获得较佳的聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度,该脱水闭环反应的操作温度较佳为40℃至200℃,更佳为40℃至150℃。若该脱水闭环反应的操作温度低于40℃时,酰亚胺化的反应不完全,而降低该聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度。然而,若脱水闭环反应的操作温度高于200℃时,所得的聚酰亚胺聚合物的重量平均分子量偏低。
[0088] 该聚合物(A)的酰亚胺化率范围通常为30%至95%,较佳为40%至90%,更佳为50%至85%。当聚合物(A)的酰亚胺化率介于上述的范围时,则所制作的液晶配向剂可快速消除积蓄电荷。
[0089] 用于脱水闭环反应中的脱水剂可选自于酸酐类化合物,其具体例如:醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐类化合物。基于该聚酰胺酸聚合物为1摩尔,该脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。该用于脱水闭环反应中的催化剂可选自于(1)吡啶类化合物,例如:吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶类化合物;(2)三级胺类化合物,例如:三乙基胺等的三级胺类化合物。基于该脱水剂的使用量为1摩尔,该催化剂的使用量为0.5摩尔至10摩尔。
[0090] 聚酰亚胺系嵌段共聚合物
[0091] 该聚酰亚胺系嵌段共聚合物是选自于聚酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亚胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物,或上述聚合物的任意组合。
[0092] 较佳地,制备该聚酰亚胺系嵌段共聚合物的方法是先将一起始物溶解于溶剂中,并进行聚缩合反应,其中该起始物包括上述的至少一种聚酰胺酸聚合物及/或上述的至少一种聚酰亚胺聚合物,且可进一步地包括四羧酸二酐组份及二胺组份。
[0093] 该起始物中的四羧酸二酐组份与二胺组份是与上述制备聚酰胺酸聚合物中所使用的四羧酸二酐组份(a)与二胺组份(b)相同,且该用于聚缩合反应中的溶剂可与下述该液晶配向剂中的溶剂相同,在此不另赘述。
[0094] 基于该起始物的使用量为100重量份,该用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份,更佳为300重量份至1800重量份。该聚缩合反应的操作温度较佳为0℃至200℃,更佳为0℃至100℃。
[0095] 较佳地,该起始物包含但不限于(1)二种末端基相异且结构相异的聚酰胺酸聚合物;(2)二种末端基相异且结构相异的聚酰亚胺聚合物;(3)末端基相异且结构相异的聚酰胺酸聚合物及聚酰亚胺聚合物;(4)聚酰胺酸聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份,其中,该四羧酸二酐组份及二胺组份之中的至少一种与形成聚酰胺酸聚合物所使用的四羧酸二酐组份及二胺组份的结构相异;(5)聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份,其中,该四羧酸二酐组份及二胺组份中的至少一种与形成聚酰亚胺聚合物所使用的四羧酸二酐组份及二胺组份的结构相异;(6)聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份,其中,该四羧酸二酐组份及二胺组份中的至少一种与形成聚酰胺酸聚合物或聚酰亚胺聚合物所使用的四羧酸二酐组份及二胺组份的结构相异;(7)二种结构相异的聚酰胺酸聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份;(8)二种结构相异的聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐组份及二胺组份;(9)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰胺酸聚合物,以及二胺组份;(10)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰胺酸聚合物,以及四羧酸二酐组份;(11)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰亚胺聚合物,以及二胺组份;(12)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰亚胺聚合物,以及四羧酸二酐组份。
[0096] 在不影响本发明的功效范围内,较佳地,该聚酰胺酸聚合物、该聚酰亚胺聚合物,以及该聚酰亚胺系嵌段共聚合物可以是先进行分子量调节后的末端修饰型聚合物。藉由使用末端修饰型的聚合物,可改善该液晶配向剂的涂布性能。制备该末端修饰型聚合物的方式可藉由在该聚酰胺酸聚合物进行聚缩合反应的同时,加入一单官能性化合物来制得,该单官能性化合物包含但不限于(1)一元酸酐,例如:马来酸酐、邻苯二甲酸酐、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的一元酸酐;(2)单胺化合物,例如:苯胺、环己胺、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的单胺化合物;(3)单异氰酸酯化合物,例如:异氰酸苯酯或异氰酸萘基酯等的单异氰酸酯化合物。
[0097] 溶剂(B)
[0098] 适用于本发明的溶剂以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲基醚、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、乙二醇异丙基醚、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、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单甲基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺等为较佳。其中,该溶剂(B)可以单独一种使用或者混合多种使用。
[0099] 添加剂(C)
[0100] 在不影响本发明的功效范围内,该液晶配向剂还可选择性地添加一添加剂(C),且该添加剂(C)为环氧化合物或具有官能性基团的硅烷化合物等。该添加剂(C)的作用是用来提高该液晶配向膜与基板表面的附着性。该添加剂(C)可以单独一种使用或者混合多种使用。
[0101] 该环氧化合物包含但不限于乙二醇二环氧丙基醚、聚乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、三丙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、新戊二醇二环氧丙基醚、1,6-己二醇二环氧丙基醚、丙三醇二环氧丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二环氧丙基醚、1,3,5,6-四环氧丙基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四环氧丙基-间-二甲苯二胺、1,3-双(N,N-二环氧丙基胺基甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、N,N-环氧丙基-对-环氧丙氧基苯胺、3-(N-烯丙基-N-环氧丙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、3-(N,N-二环氧丙基)胺基丙基三甲氧基硅烷等。
[0102] 该具有官能性基团的硅烷化合物包含但不限于3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、2-胺基丙基三甲氧基硅烷、2-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷(3-ureidopropyl trimethoxysilane)、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三伸乙三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三伸乙三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、9-三乙氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、N-苯甲基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-苯甲基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基硅烷等。
[0103] 制备液晶配向剂
[0104] 本发明的液晶配向剂的制备方法并无特别的限制,其可采用一般的混合方法来制备。例如:先将四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)混合均匀,以反应形成一聚合物(A)。接着,将聚合物(A)于温度为0℃至200℃的条件下加入溶剂(B),并可选择性地添加添加剂(C),以搅拌装置持续搅拌至溶解即可。较佳地,于20℃至60℃的温度下,将该溶剂(B)添加至该聚合物组成物中。
[0105] 较佳地,于25℃时,本发明的液晶配向剂的粘度通常为15cps至35cps,较佳为17cps至33cps,更佳为20cps至30cps。
[0106] 液晶配向膜的制备
[0107] 本发明的液晶配向膜的形成方式包含下列步骤。利用辊涂布法、旋转涂布法、印刷法、喷墨法(ink-jet)等方法,将上述制得的液晶配向剂涂布在一基材的表面上,以形成一预涂层。接着,将该预涂层经过预先加热处理(pre-bake treatment)、后加热处理(post-bake treatment)及配向处理(alignment treatment)而制得。
[0108] 上述的预先加热处理目的在于使该预涂层中的有机溶剂挥发。该预先加热处理的操作温度通常为30℃至120℃,较佳为40℃至110℃,更佳为50℃至100℃。
[0109] 该配向处理并无特别的限制,其可采用尼龙、人造丝、棉类等纤维所制成的布料缠绕在滚筒上,并以一定方向摩擦进行配向。上述的配向处理为本技术领域者所周知,在此不另赘述。
[0110] 上述的后加热处理步骤的目的在于使该预涂层中的聚合物再进一步进行脱水闭环(酰亚胺化)反应。该后加热处理的操作温度范围通常为150℃至300℃,较佳为180℃至280℃,更佳为200℃至250℃。
[0111] 液晶显示元件的制造方法
[0112] 该液晶显示元件的制作方式为本技术领域者所周知。因此,以下仅简单地进行陈述。
[0113] 请参照图1,其是绘示根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。在一较佳实施例中,本发明的液晶显示元件100包含一第一单元110、一第二单元120,及一液晶单元130,其中第二单元120与第一单元110间隔相对,且液晶单元130是设置在该第一单元110与第二单元120之间。
[0114] 该第一单元110包括一第一基板111、一第一导电膜113及一第一液晶配向膜115,其中第一导电膜113形成于该第一基板111的表面,且第一液晶配向膜115形成在该第一导电膜113的表面。
[0115] 该第二单元120包括一第二基板121、一第二导电膜123及一第二液晶配向膜125,其中第二导电膜123形成于该第二基板121的表面,且第二液晶配向膜125形成在该第二导电膜123的表面。
[0116] 该第一基板111与第二基板121是选自于一透明材料等,其中,该透明材料包含但不限于用于液晶显示装置的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚醚砜、聚碳酸酯等。该第一导电膜113与第二导电膜123的材质是择自于氧化锡(SnO2)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等。
[0117] 该第一液晶配向膜115及第二液晶配向膜125分别为上述的液晶配向膜,其作用在于使该液晶单元130形成一预倾角,且该液晶单元130可被该第一导电膜113与第二导电膜123配合产生的电场驱动。
[0118] 该液晶单元130所使用的液晶可单独或混合多种使用,该液晶包含但不限于二胺基苯类液晶、哒嗪(pyridazine)类液晶、希夫氏碱(shiff Base)类液晶、氧化偶氮基(azoxy)类液晶、苯基环己烷类液晶、联苯(biphenyl)类液晶、苯基环己烷(phenylcyclohexane)类液晶、酯(ester)类液晶、三联苯(terphenyl)、联苯环己烷(biphenylcyclohexane)类液晶、嘧啶(pyrimidine)类液晶、二氧六环(dioxane)类液晶、双环辛烷(bicyclooctane)类液晶、立方烷(cubane)类液晶等,且可视需求再添加如氯化胆固醇(cholesteryl chloride)、胆固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、胆固醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等的胆甾型液晶,或是以商品名为「C-15」、「CB-15」(默克公司制造)的手性(chiral)剂等,或者对癸氧基苯亚甲基-对胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强诱电性(ferroelectric)类液晶。
[0119] 经相关测试验证,本发明提供的液晶配向剂具有良好的制程稳定性,且可快速消除积蓄电荷。
[0120] 以下利用数个实施方式以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,本发明技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。

附图说明

[0121] 图1是绘示根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图;
[0122] 其中,符号说明:
[0123] 100 液晶显示元件 110 第一单元
[0124] 111 第一基板 113 第一导电膜
[0125] 115 第一液晶配向膜 120 第二单元
[0126] 121 第二基板 123 第二导电膜
[0127] 125 第二液晶配向膜 130 液晶单元。

具体实施方式

[0128] 制备聚合物(A)
[0129] 以下是根据表1及表2制备合成例A-1-1至A-2-10及比较合成例A-3-1至A-3-6的聚合物(A)。
[0130] 合成例A-1-1
[0131] 在一容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,加入0.188克(0.0005摩尔)的1-十八烷氧基-2,4-胺基苯(以下简称为b-1-1)、9.83克(0.0495摩尔)的4,4’-二胺基二苯基甲烷(以下简称为b-2-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP),并于室温下搅拌至溶解。接着,加入26.8克(0.04摩尔)的9,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-甲基苯基]茀二酐(以下简称为a-1-1)、2.18克(0.01摩尔)的苯均四羧酸二酐(以下简称为a-2-1)及20克的NMP,并于室温下反应2小时。反应结束后,将反应溶液倒入1500毫升的水中,以析出聚合物,过滤所得的聚合物,并以甲醇重复进行清洗及过滤的步骤三次。之后,将产物置入真空烘箱中,并以温度
60℃进行干燥,即可得聚酰胺酸聚合物(A-1-1)。所得的聚酰胺酸聚合物(A-1-1)的酰亚胺化率以下述的评价方式进行评价,其结果如表1所示。其中酰亚胺化率的检测方法容后再述。
[0132] 合成例A-1-2至A-1-5及合成比较例A-3-5与A-3-6
[0133] 合成例A-1-2至A-1-5及合成比较例A-3-5与A-3-6是使用与合成例A-1-1的聚酰胺酸聚合物的制作方法相同的制备方法,不同之处在于合成例A-1-2至A-1-5及合成比较例A-3-5与A-3-6是改变聚酰胺酸聚合物中原料的种类与使用量,其配方及评价结果分别如表1与表2所示,此处不另赘述。
[0134] 合成例A-2-1
[0135] 在一容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,加入0.188克(0.0005摩尔)的b-1-1、9.83克(0.0495摩尔)的b-2-1及80克的NMP,并于室温下搅拌至溶解。接着,加入26.8克(0.04摩尔)的a-1-1、2.18克(0.01摩尔)的a-2-1及20克的NMP。室温下反应6小时后,加入97克的NMP、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶,升温至60℃,且持续搅拌2小时,以进行酰亚胺化反应。反应结束后,将反应溶液倒入1500毫升的水中,以析出聚合物,过滤所得的聚合物,并以甲醇重复进行清洗及过滤的步骤三次。之后,将产物置入真空烘箱中,并以温度60℃进行干燥,即可得聚酰亚胺聚合物(A-2-1)。所得的聚酰亚胺聚合物(A-2-1)的酰亚胺化率的评价结果如表1所示。
[0136] 合成例A-2-2至A-2-10及合成比较例A-3-1至A-3-4
[0137] 合成例A-2-2至A-2-10及合成比较例A-3-1至A-3-4是使用与合成例A-2-1的聚酰亚胺聚合物的制作方法相同的制备方法,不同之处在于合成例A-2-2至A-2-10及合成比较例A-3-1至A-3-4是改变聚酰亚胺聚合物中原料的种类与使用量,其配方及评价结果分别如表1与表2所示,此处不另赘述。
[0138] 制备液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件
[0139] 以下是根据表3及表4制备实施例1至15及比较例1至5的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件。
[0140] 实施例1
[0141] 将100重量份的聚合物(A-1-1)加入1200重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称为B-1)及600重量份的乙二醇正丁基醚(以下简称为B-2)中,并于室温下,以搅拌装置持续搅拌至溶解,即可制得液晶配向剂。
[0142] 然后,以印刷机(日本写真印刷株式会社制,型号为S15-036)将上述制得的液晶配向剂分别涂布于两片具有由ITO(indium-tin-oxide)构成的导电膜的玻璃基板,并形成一预涂层。接着,将该预涂层置于加热板上,以温度100℃进行预烤(pre-bake)。经过5分钟后,取出该预涂层,并将其置于循环烘箱中,以温度220℃进行后烤(post-bake)。经过30分钟后,对该预涂层进行配向处理,即可形成液晶配向膜于该玻璃基板上。
[0143] 接着,将热压胶涂于前述制得的两片具有液晶配向膜的玻璃基板的其中一者,并洒上尺寸为4μm的间隙子(spacer)于另一片玻璃基板上。然后,将两片玻璃基板以顺彼此配向垂直方向进行贴合,并藉由热压机施以10kg的压力,于温度150℃时,对上述的两片玻璃基板进行热压贴合。之后,以液晶注入机(岛津制作所制,型号为ALIS-100X-CH)进行液晶注入,利用紫外光硬化胶封住液晶注入口,并以紫外光灯照射,以使该紫外光硬化胶硬化。然后,在温度设定为60℃的烘箱中进行液晶回火处理,经过30分钟后,即可制得实施例1的液晶显示元件。
[0144] 所得的液晶配向剂及液晶显示元件分别以下列各评价方式进行评价,其结果如表3所示,其中制程稳定性及积蓄电荷的检测方法容后再述。
[0145] 实施例2至15及比较例1至5
[0146] 实施例2至15及比较例1至5是使用与实施例1的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件的制作方法相同的制备方法,不同之处在于实施例2至15及比较例1至5是改变液晶配向剂中原料的种类及使用量,其配方及评价结果分别如表3及表4所示,此处不另赘述。
[0147] 评价方式
[0148] 1.酰亚胺化率
[0149] 酰亚胺化率是指通过聚酰亚胺聚合物中的酰胺酸官能基的数目和酰亚胺环的数目的合计量为基准,来计算酰亚胺环的数目所占的比例,并以百分率表示。
[0150] 酰亚胺化率的检测方法是对上述的合成例A-1-1至A-2-10及比较合成例A-3-1至A-3-6的聚合物进行减压干燥后,将前述的聚合物溶解于适当的氘化溶剂(deuteration solvent;例如氘化二甲基亚砜)中,并以四甲基硅烷作为基准物质,于室温(例如25℃)下1
测定 H-NMR(氢原子核磁共振)的结果,经下式(III)计算聚合物的酰亚胺化率(%):
[0151]
[0152] 于式(III)中,Δ1代表NH基质子在10ppm附近的化学位移(chemical shift)所产生的峰值(peak)面积,Δ2代表其他质子的峰值面积,且α代表聚合物(A)中这些聚合物的聚酰胺酸前驱物中NH基的1个质子相对于其他质子个数比例。
[0153] 2.制程稳定性
[0154] 将上述实施例1至15及比较例1至5的液晶配向剂制作成液晶显示元件。其中,于制备该液晶显示元件的制程中,分别以80℃、90℃、100℃、110℃及120℃的预烤温度对液晶显示元件进行预烤处理,而可制得五个液晶显示元件。接着,分别测量这些液晶显示元件的预倾角均一性P,经下式(IV)计算出预倾角均一性P的变化率,并依据以下基准进行评价:
[0155] P的变化率=(P最大值-P最小值)×100% 式(IV)
[0156] ◎:P的变化率≦2%。
[0157] ○:2%<P的变化率≦5%。
[0158] △:5%<P的变化率≦10%。
[0159] ╳:10%<P的变化率。
[0160] 3.积蓄电荷
[0161] 将利用实施例1至15及比较例1至5所制得的液晶显示元件分别以3伏特的直流电压施加30分钟,接着以电气测量机台(TOYO Corporation制,型号Model6254)测量液晶显示元件于电压解除后的积蓄电压(VR1)及电压解除后15分钟的积蓄电压(VR2),经下式(V)计算出积蓄电荷消除坡度(VS),并依据以下基准进行评价:
[0162]
[0163] ◎:70%<VS。
[0164] ○:65%<VS≦70%。
[0165] △:60%<VS≦65%。
[0166] ╳:VS≦60%。
[0167] 由表3及表4的结果可知,当液晶配向剂同时使用四羧酸二酐化合物(a-1)及二胺化合物(b-1)时,所制作的液晶配向剂具有良好的制程稳定性,且可快速消除积蓄电荷。
[0168] 其次,于液晶配向剂中,基于四羧酸二酐组份(a)的总使用量为100摩尔时,当四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量介于20摩尔至100摩尔时,所制作的液晶配向剂具有较佳的制程稳定性。再者,基于二胺组份(b)的总使用量为100摩尔时,当二胺化合物(b-1)的使用量介于1摩尔至50摩尔%时,所制作的液晶配向剂亦具有较佳的制程稳定性。
[0169] 此外,当液晶配向剂中的聚合物(A)的酰亚胺化率是介于30%至95%时,所制作的液晶配向剂可快速消除积蓄电荷。
[0170] 需补充的是,本发明虽以特定的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或特定仪器作为例示,说明本发明的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件,惟本发明所属技术领域中任何具有通常知识者可知,本发明并不限于此,在不脱离本发明的精神和范围内,本发明的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件亦可使用其他的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或仪器进行。
[0171] 虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。
[0172]
[0173] 表2
[0174]
[0175] a-1-19,9-双[4-(3,4-二羧酸苯氧基)-2-甲基苯基]茀二酐
[0176] a-1-2结构式I-1的四羧酸二酐
[0177] a-1-3结构式I-2的四羧酸二酐
[0178] a-2-1苯均四羧酸二酐
[0179] a-2-21,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
[0180] a-2-3丁烷四羧酸二酐
[0181] a-2-41,2,4,5-环己烷四羧酸二酐
[0182] b-1-11-十八烷氧基-2,4-胺基苯
[0183] b-1-2结构式(II-15)的二胺化合物
[0184] b-1-3结构式(II-23)的二胺化合物
[0185] b-1-4结构式(II-11)的二胺化合物,R14为正戊基
[0186] b-2-14,4'-二胺基二苯基甲烷
[0187] b-2-24,4'-二胺基二苯基醚
[0188] b-2-3对-二胺苯
[0189] b-2-49,9-双(4-胺基苯基)茀
[0190] 表3
[0191]
[0192] B-1N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)
[0193] B-2乙二醇正丁基醚
[0194] B-3N,N-二甲基乙酰胺
[0195] C-1N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二胺基二苯基甲烷
[0196] C-2N,N-环氧丙基-对-环氧丙氧基苯胺
[0197] 表4
[0198]
[0199] B-1N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)
[0200] B-2乙二醇正丁基醚
[0201] B-3NN-二甲基乙酰胺
[0202] C-1N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二胺基二苯基甲烷
[0203] C-2N,N-环氧丙基-对-环氧丙氧基苯胺