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CN104098496B - 液晶配向剂、液晶配向膜、液晶显示元件及其制造方法 - Google Patents

液晶配向剂、液晶配向膜、液晶显示元件及其制造方法 Download PDF

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CN104098496B CN201310201267.2A CN201310201267A CN104098496B CN 104098496 B CN104098496 B CN 104098496B CN 201310201267 A CN201310201267 A CN 201310201267A CN 104098496 B CN104098496 B CN 104098496B
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Abstract

本发明提供一种液晶配向剂、液晶配向膜、以及液晶显示元件及其制造方法。液晶配向剂包括：溶剂，所述溶剂包括由式1表示的吡咯烷酮式1，其中R为C3‑C12支链烃基。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜、液晶显示元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶配向剂，尤其涉及一种溶剂中含有吡咯烷酮（pyrrolidone）的液晶配向剂、使用这种液晶配向剂制成的液晶配向膜，以及包括该液晶配向膜的液晶显示元件及其制造方法。
背景技术
液晶显示器（liquid crystal display）为利用液晶的光电性质的显示器，其具有体积小、重量轻、低电力消耗与显示品质佳等吸引人的优点，近年来已成为平面显示器的主流。
随着画面尺寸的扩大，对色彩的高饱和度、高对比度及对高反应速度的要求，液晶显示器由扭转向列（Twisted Nematic,TN）发展至超扭转向列（Super Twisted Nematic,STN），再发展到每一个画素中皆装有薄膜电晶体（Thin Filmed Tansistor,TFT）的TFT型显示元件。近年来持续对TFT型显示元件的驱动方式进行改良，在改善视角方面，开发了垂直配向（Vertical Alignment,VA）方式或横向电场效应（In-Plane Switching,IPS）方式，此外，亦开发可改善对应动画的反应速度的光学补偿弯（Optically Compensated Bend,OCB）方式。
在液晶显示器元件中，典型的液晶元件为扭转向列（TN）电场效应型液晶元件，其使用具有正介电异方性的向列液晶。一般而言，液晶分子置入一对含有电极的基板间，这两个基板的配向方向相互垂直，经由控制电场可控制液晶分子的排列方式。就此类型的液晶显示器元件而言，让液晶分子的长轴方向与基板表面可以有均匀倾斜角度的配向是相当重要的，而可使液晶分子排列成均匀预倾角（pre-tilt angle,PTA）配向的材料称为配向膜（alignment film）。
目前工业界有两种典型的配向膜制备方法。第一种方法是藉由蒸气沉积将无机物质制成无机膜。第二种方法则是将有机膜涂布在基板表面上，然后利用棉布、尼龙或聚酯类的软布对有机膜进行定向摩擦，以使液晶分子得以沿着摩擦方向配向。由于此方法较简易且相当容易获得均匀配向，因此普遍应用于工业规模。可形成有机配向膜的聚合物例如聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）、聚氧乙烯（polyethylene oxide,PEO）、聚酰胺酸（polyamide acid,PAA）或聚酰亚胺（polyimide,PI），其中聚酰亚胺由于具有化学安定性和热安定性等性质，最常被利用作为配向膜的材料。
其中，由于聚酰亚胺及聚酰胺酸对水的溶解度极差，因此通常使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为溶剂，然而，N-甲基吡咯烷酮的吸湿性高，故在涂布过程中，会因为聚酰亚胺或聚酰胺酸本身溶解度不佳或是配向剂中含有过多水分而展膜不均甚至析出，而无法得到均匀良好的液晶配向膜。
发明内容
本发明提供一种液晶配向剂，其提供良好的印刷性，并且具有良好的电气性质与抗吸湿性等特性。
本发明另提供一种液晶配向膜，其藉由前述液晶配向剂而制成，在不同制程条件下亦可维持良好的预倾角稳定度。
本发明又提供一种液晶显示元件，其包括前述液晶配向膜，因此具有高电压保持率等功效，进而达到增进液晶显示元件效能的目的。
本发明再提供一种液晶显示元件的制造方法，可以制造高效能的液晶显示元件。
本发明提出一种液晶配向剂，包括溶剂，所述溶剂包括由式1表示的吡咯烷酮（pyrrolidone）
式1，其中R为C3-C12支链烃基。
在本发明的一实施例中，R为C3-C8支链烃基。
在本发明的一实施例中，R为C3-C5支链烃基。
在本发明的一实施例中，R为烷基。
在本发明的一实施例中，由式1表示的吡咯烷酮在溶剂中所占比例为0.5重量%～90重量%。
在本发明的一实施例中，由式1表示的吡咯烷酮在溶剂中所占比例为0.5重量%～50重量%。
在本发明的一实施例中，液晶配向剂还包括聚合物，前述聚合物包括聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚酰亚胺与聚酰胺酸的共聚物或聚酰亚胺与聚酰胺酸的混合物。
本发明另提出一种液晶配向膜，其特征在于：通过将前述的液晶配向剂涂布至基板上而制得。
本发明又提出一种液晶显示元件，包括前述的液晶配向膜。
本发明再提出一种液晶显示元件的制造方法，包括：将前述的液晶配向剂涂布至基板，接着对基板加热烘烤而形成液晶配向膜。
基于上述，本发明的液晶配向剂，其藉由包括具有C3-C12支链烃基的吡咯烷酮类溶剂，不仅可良好地溶解聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚酰胺及聚酰胺酸酯等聚合物，同时亦可降低吸湿性及提升涂布性。因此，由前述液晶配向剂制成的本发明的液晶配向膜可维持良好的预倾角稳定度。因而，具有此液晶配向膜的本发明的液晶显示元件得以具有高电压保持率、优良的显示品质以及短的反应时间。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的实验例2与比较例1的液晶显示元件于不同加热制程下的预倾角变化示意图。
具体实施方式
以下将列举实施例来进一步说明本发明的各种态样。在本说明书中，如果没有特别指明某一基团是否经过取代，则该基团可表示经取代或未经取代的基团。例如，“烷基”可表示经取代或未经取代的烷基。另外，对某一基团冠以“CX”来描述时，表示该基团的主链具有X个碳原子。
在本文中，化合物的结构有时以键线式（skeleton formula）表示。这种表示法可以省略碳原子、氢原子以及碳氢键。当然，结构式中有明确绘出官能基的，则以显示者为准。
在本说明书中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，对某一特定数值范围的描述，意欲涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，就如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。例如，“温度为80°C～300°C”的范围，无论说明书中是否列举其他数值，均涵盖“温度为100°C～250°C”的范围。
本发明的第一实施例提供一种液晶配向剂，包括：包含由式1表示的吡咯烷酮类的溶剂。其中，吡咯烷酮类的溶剂对于溶解度较差的聚酰亚胺/聚酰胺酸等聚胺类聚合物亦具有良好的溶解性。
式1。
在本实施例中，R例如是C3-C12支链烃基。一般而言，R的碳数愈高，则抗吸湿性愈佳，然而分子接触面积以及分子与分子间的凡德瓦力（Van der Waals force）也愈大，因而沸点（Boiling Point）也愈高。若R为碳数大于12的烃基，则沸点过高，导致溶剂不易挥发或挥发速率较慢而不适用于目前常见的低温制程；若R为碳数小于3的烃基，则抗吸湿性不佳，涂布性亦不佳。此外，发明人发现，相较于直链烃基，支链烃基具有在藉由碳数提高而提升抗吸湿性的同时有助于溶解度的增加的不可预期的性质。综合考虑以上因素，较佳的R例如是C3-C8支链烃基、更佳的R例如是C3-C5支链烃基。
在本实施例中，R可以是烷基。由于同碳数的烃基中，烷基的沸点较低，因而可较佳地用于低温制程中。具体而言，R例如可列举异丙基、新丁基、异丁基等。亦即，在本实施例中，由式1表示的吡咯烷酮类的溶剂例如可具体列举N-异丙基-2-吡咯烷酮、N-新丁基-2-吡咯烷酮、N-异丁基-2-吡咯烷酮（分别如下述式1a、式1b、式1c）等。
在本实施例中，从粘度与挥发性的观点来看，液晶配向剂的固体含量（组成物中非挥发性物质所占的比例）较佳为1重量%～10重量%。若液晶配向剂的固体含量低于1重量%，则由涂布液晶配向剂所形成的液晶配向膜的膜厚太薄，降低液晶配向性；若液晶配向剂的固体含量高于10重量%，则会影响涂布品质。
在本发明中，液晶配向剂的固体成份例如包括聚合物，所述聚合物可以是具有液晶配向效果的任意一种聚合物。在本实施例中，所述聚合物例如是聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚酰亚胺与聚酰胺酸的共聚物或聚酰亚胺与聚酰胺酸的混合物等。在本实施例中，聚酰亚胺、聚酰胺酸例如是由二胺及四羧酸二酐反应而得，而且所述共聚物与混合物例如是聚酰亚胺、聚酰胺酸两者的任意比例的共聚物或混合物。更具体而言，例如是藉由单胺化合物、四羧酸二酐与二胺化合物于有机溶剂中进行聚合反应，并藉由脱水反应来进行部份环合，而得到聚酰亚胺-聚酰胺酸产物。以下将进行更详细的叙述。
〈二胺化合物〉
本实施例中所使用的二胺化合物并无特别限定，可使用一种或一种以上的二胺化合物。具体实例如表一所示，但不以此为限。
表一
在上述化合物中若为可具有异构物者，则亦可为此些化合物的异构物或其混合物。
〈四羧酸二酐化合物〉
本实施例中所使用的四羧酸二酐化合物并无特别限定，可使用一种或一种以上的四羧酸二酐化合物。具体例子如表二所示，但不以此为限。
表二
在上述化合物中若为可具有异构物者，则亦可为此些化合物的异构物或其混合物。
〈聚酰亚胺-聚酰胺酸的合成〉
在本实施例中，使用于聚酰亚胺-聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐与二胺的比例例如是，以1当量该二胺的胺基计，四羧酸二酐的酸酐基含量为0.5当量～2当量，更佳为0.7当量～1.5当量。
在本实施例中，聚酰亚胺-聚酰胺酸的合成皆于有机溶剂中完成，而所使用的有机溶剂分为溶解度较佳的有机溶剂与溶解度较差的有机溶剂。
对于聚酰亚胺-聚酰胺酸溶解度较佳的有机溶剂包括由式1表示的吡咯烷酮类的溶剂，此类溶剂可以混合使用两种以上，亦可并用如下的溶剂：N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基己内酰胺、二甲基亚砜、四甲基尿素、六甲基磷酰胺、γ-丁内酯等。此外，在本实施例中，由式1表示的吡咯烷酮在溶剂中所占比例较佳为0.5重量%～90重量%、更佳为0.5重量%～50重量%。若将由式1表示的吡咯烷酮在溶剂中所占比例设为0.5重量%～50重量%，则溶剂溶解度更佳，并可提高流平剂的使用量。
对于聚酰亚胺-聚酰胺酸溶解度较差的有机溶剂亦可以与前述有机溶剂混合使用，但使用的前提为聚酰亚胺-聚酰胺酸仍可均匀地分散于溶剂中。溶解度较差的溶剂包括：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、环己醇、乙二醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、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、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、四氢呋喃、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。考虑到液晶配向剂的涂布性，较佳为使用低表面张力的溶剂，例如：乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚等。以上溶剂亦可以混合使用两种以上。
在本实施例中，聚酰亚胺-聚酰胺酸的形成包括经脱水闭环反应，而脱水闭环反应例如可藉由：
方法(1)：直接加热进行脱水闭环反应，其中反应温度例如是50°C～300°C，又以120°C～230°C更佳。当反应温度低于50°C时，脱水闭环反应将不会进行。
方法(2)：添加脱水剂及催化剂来进行脱水闭环反应，其中反应温度例如是-20°C～150°C，又以0°C～120°C更佳。脱水剂例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐，脱水剂用量视所需闭环率而定，较佳为相对于每1摩尔聚酰亚胺-聚酰胺酸的重现单元（即一酸酐及一二胺反应而成的重复单元）而使用0.01摩尔～20摩尔的脱水剂。催化剂例如可使用三乙基胺、吡啶、二甲基吡啶等三级胺，较佳为相对于每1摩尔的脱水剂用量而使用0.01摩尔～10摩尔的催化剂。
在本实施例中，聚酰亚胺-聚酰胺酸的纯化方式例如是：将聚酰亚胺-聚酰胺酸的反应溶剂大量倒入溶解度较差的溶剂中而得到沉淀物，继而进行减压干燥而可获得聚酰亚胺-聚酰胺酸，然后将聚酰亚胺-聚酰胺酸溶解于溶解度较差的有机溶剂中再次进行沉淀，进行一次或重复进行多次此步骤来纯化聚酰亚胺-聚酰胺酸。最后，以溶解度较佳的溶剂溶解聚酰亚胺-聚酰胺酸。
再者，在本实施例中，视需要，液晶配向剂例如可还包括添加剂，例如有机硅(氧)烷化合物、环氧化合物等。
在本实施例中，有机硅(氧)烷化合物并没有特别的限定，例如可列举：胺基丙基三甲氧基硅烷、胺基丙基三乙基硅烷、乙烯基甲基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三乙氧基胺硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-双(氧基亚乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧基亚乙基)-3-胺基丙基三乙基硅烷等。
可藉由适当控制有机硅(氧)烷化合物于液晶配向剂中的含量，而于不影响液晶配向膜的需求特性的情况下，进而改善液晶配向膜对基板表面的密着性。若液晶配向剂中的有机硅(氧)烷化合物的含量过多，所形成的液晶配向膜易产生配向不良的现象；若液晶配向剂中的有机硅(氧)烷化合物的含量过少，所形成的液晶配向膜容易产生刷膜不良与粉屑过多的现象。因此，在本实施例中，相对于液晶配向剂所含的聚合物的总重量，有机硅(氧)烷化合物浓度较佳为0.01重量%～5重量%，更佳为0.1重量%～3重量%。
在本实施例中，环氧化合物并没有特别的限定，例如可例举：乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己烷二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油-2,4-己烷二醇、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-间-苯二甲苯、1,3-双(N,N-二缩水甘油胺基甲基)环己烷、N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4′-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)胺基丙基三甲氧基硅烷、3-(N,N-二缩水甘油基)胺基丙基三甲氧基硅烷。
可藉由适当控制环氧化合物于液晶配向剂中的含量，而于不影响液晶配向膜的需求特性的情况下，进而改善液晶配向膜对基板表面的密着性。若液晶配向剂中的环氧化合物的含量过多，所形成的液晶配向膜易产生配向不良的现象；若液晶配向剂中的环氧化合物的含量过少，所形成的液晶配向膜容易产生刷膜不良与粉屑过多的现象。因此，在本实施例中，相对于液晶配向剂总重量，环氧化合物浓度较佳为0.01重量%～3重量%、更佳为0.1重量%～2重量%。
本发明的第二实施例提供一种液晶配向膜，其特征在于，所述液晶配向膜是通过将本发明的第一实施例中所述的液晶配向剂涂布于基板上并且烧制而成。
一般而言，由前述方法形成的液晶配向膜的膜厚较佳为0.005μm～0.5μm。液晶配向膜的厚度，通常会根据液晶配向剂的粘度及液晶配向剂的涂布方法而进行调整。另外，液晶配向膜的厚度，可利用段差计及椭圆偏光计（ellipsometer）等常见的膜厚测定装置进行测定。
在本实施例中，基板可使用现有已知的任意基板，较佳为可承受后述的处理条件者。例如可列举：塑胶基板、玻璃环氧树脂基板、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板等。
塑胶基板的材料例如可列举：热硬化性树脂（例如环氧树脂、酚树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂等）、热塑性树脂（例如苯氧树脂、聚醚砜、聚砜、聚苯砜（Polyphenylenesulfone）等）。
陶瓷基板的材料例如可列举：氧化铝、氮化铝、氧化锆、硅、氮化硅、碳化硅等。
玻璃基板的材料例如可列举：钠玻璃、钾玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃、铝硅酸玻璃、铅玻璃等。
金属基板的材料例如可列举：铝、锌、铜等。
此外，基板亦可为上述塑胶基板、玻璃基板、陶瓷基板、金属基板等积层（laminate）2层以上而成的结构。当然，亦可为具有图案化透明导电膜的基板。
然后，在本实施例中，涂布的方法例如可列举：滚轮涂布法、旋转涂布法、印刷法等，藉由这些方法可将液晶配向剂涂布于基板上。
再者，在本实施例中，烧制的方式例如是加热烘烤，而加热烘烤的方法例如可列举：于烘箱或者红外线炉中进行加热处理的方法、于热板上进行加热处理的方法等。藉由加热烘烤，可以移除液晶配向剂内的有机溶剂，并且促使聚酰胺酸进行脱水闭环反应。在本实施例中，加热烘烤温度较佳是80°C～300°C，更佳是100°C～240°C，最佳是120°C～220°C。
本发明的第三实施例提供一种液晶显示元件的制造方法，包括：将本发明的第一实施例中所述的液晶配向剂涂布至基板，接着对基板加热烘烤而形成液晶配向膜。
首先，在本实施例中，基板例如是液晶显示元件用基板，而其材质例如可使用本发明的第二实施例中所列举的材质。此外，涂布的方法以及加热烘烤的方法可使用本发明的第二实施例中所列举的方法，亦可使用其他常见的任何方法。
接着，在本实施例中，于加热烘烤形成液晶配向膜后，例如可藉由卷绕有耐纶或棉纤维布的滚筒进行定向摩擦（rubbing），使此液晶配向膜提供液晶分子配向性。
继而，在本实施例中，于一个具有前述液晶配向膜的基板上涂布框胶，于另一具有前述液晶配向膜的基板上喷洒间隙物，然后将两个液晶配向膜基板以彼此刷膜方向互相垂直或互相平行的方式组合，并且于其间隙中注入液晶，再密封注射孔，而初步形成液晶显示元件。至于后续完成液晶显示元件的制程为熟悉此项技术者所周知，于此不再赘述。
本发明的第四实施例提供一种液晶显示元件，其包括本发明的第二实施例所述的液晶配向膜。在本实施例中，液晶显示元件的制造方法例如可使用本发明的第三实施例所述的液晶显示元件的制造方法。
〈实验〉
以下藉由比较例与实验例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限定于这些实验例。
〈聚酰胺酸的合成〉
合成例1与合成例2
依序将二胺及四羧酸二酐添加于N-甲基-2-吡咯烷酮中（其化学结构与份量如表一和表三所示），制备固体成分为20重量%的溶液，并于40°C～60°C下反应4小时～6小时，而得到聚酰胺酸聚合物，继而再以对聚酰胺酸聚合物溶解度较差的溶剂（如甲醇或水）进行纯化，并藉由减压干燥得到聚合物A1和聚合物A2。
合成例3与合成例4
依序将二胺及四羧酸二酐添加于N-异丙基-2-吡咯烷酮中（其化学结构与份量如表一和表三所示），制备固体成分为20重量%的溶液，并于40°C～60°C下反应4小时～6小时，而得到聚酰胺酸聚合物，继而再以对聚酰胺酸聚合物溶解度差的溶剂（如甲醇或水）进行纯化，并藉由减压干燥得到聚合物A3和聚合物A4。
合成例5
依序将二胺及四羧酸二酐添加于N-甲基-2-吡咯烷酮中（如表三所示），制备固体成分为20重量%的溶液，并于40°C～60°C下反应4小时～6小时，而得到聚酰胺酸聚合物，继而添加吡啶与醋酸酐于所得的聚酰胺酸聚合物中（添加量取决于聚酰亚胺化比例），于100°C～110°C下进行脱水/闭环反应3小时～4小时，对所得的溶液以甲醇进行沉淀，并以甲醇进行纯化，最后收集并藉由减压干燥得到聚合物B1。
合成例6
于合成例6中，除了以N-异丙基-2-吡咯烷酮取代N-甲基-2-吡咯烷酮外（如表三所示），以相同于合成例5的方式进行，得到聚合物B2。
表三
藉由将聚合物固体溶解于溶剂中，制备固体含量为6重量%的溶液，并以直径0.2μm的过滤器过滤，而所收集的滤液即作为液晶配向剂。液晶配向剂中，聚合物固体的组成与溶剂的组成分别如表四所示。应注意的是，在〈实验〉部分中，使用聚酰胺酸作为配向膜的高分子材料，一则是因为聚酰胺酸是一种常用的配向膜材料，二则也是因为聚酰胺酸的溶解度较差。各实验例中配制的溶剂既经证实适用于聚酰胺酸，则亦可适用于其他常用的配向膜材料。
藉由滚轮印刷机将液晶配向剂涂布于玻璃基板上，且以220°C的加热板进行干燥12分钟，形成厚度约为0.05微米的薄膜（即液晶配向膜）。继而于一个具有前述液晶配向膜的基板上涂布框胶，于另一具有前述液晶配向膜的基板上喷洒间隙物，然后将两液晶配向膜的基板以彼此刷膜方向互相垂直的方式组合，并且于其间隙中注入液晶材料（Merck公司生产的ZLI-4792），再密封注射孔，而形成液晶显示元件。
对所得的液晶配向剂及液晶显示元件以下述评价方法进行评估。
〈评价方法〉
(1)液晶配向剂的涂布性
(A)将液晶配向剂以印刷法涂于铟锡氧化物（Indium Tin Oxide，ITO）基板上并经由烘箱进行烘烤，观察膜面是否平整或有无色斑。若无色斑则判断为良好；若有色斑则判断为不良。
(B)量测膜面边缘膜厚不均匀区（Hollow area）。若低于100μm则为优良；若为100μm～150μm则为可；若高于150μm则为差。
(2)液晶配向剂的白化现象
将液晶配向剂以印刷法涂于ITO基板上，静置10分钟后进行烘烤，以光学显微镜观察是否有析出的现象。若无析出则为○；若有析出则为X。
(3)预倾角于不同制程条件的稳定度
将液晶配向剂以印刷法涂于ITO基板上，并经由烘箱以200°C或220°C进行烘烤12分钟或25分钟，组成液晶显示元件（液晶材料：Merck公司生产的ZLI-4792），藉由结晶旋转法量测元件中心的预倾角。结果如图1所示。
(4)配向膜的刷膜性
将液晶配向剂以印刷法涂于ITO基板上，并经由烘箱进行烘烤，续以转速1000（转/分）、平台移动速度60（毫米/秒）、押入量0.6mm来进行定向刷膜，并藉由偏光显微镜目视观察刷膜后的表面是否有刮痕或碎屑。
(5)电压保持率
测量条件：在60°C环境温度下，将交流电（5V，60Hz，脉冲宽60μsec）施加于液晶显示元件，并测量液晶显示元件的电压保持率。若为90%以上则为良好；若为90%以下则为不良。
将以上评价结果纪录于表四中。
表四
在表四中，a为γ-丁内酯、b为丁基溶纤剂、c为N-甲基-2-吡咯烷酮、d为N-乙基-2-吡咯烷酮、e为N-异丙基-2-吡咯烷酮、f为N-新丁基-2-吡咯烷酮。
由表四可以看出，本发明的液晶配向剂涂布性极佳，而且所形成的液晶配向膜不仅膜面平整、无色斑，膜面边缘亦优良。此外，烘烤后亦不会发生白化现象。再者，本发明的液晶显示元件在不仅维持了良好的电压保持率，同时亦具有优异的刷膜性。
对实施例2及比较例1的液晶显示元件量测不同加热制程的预倾角，将结果表示于图1。由图1可知本发明的液晶显示元件的预倾角的变化在0.5度以内，亦即可知本发明的液晶显示元件具有相当良好的预倾角稳定度，热处理的温度条件操作区间（working window）较大，因此适用于各种液晶显示元件的制程。
综上所述，本发明揭示一种液晶配向剂及其液晶配向膜、以及包括此液晶配向膜的液晶显示元件及其制造方法。此液晶配向剂由于包括包含吡咯烷酮（此吡咯烷酮具有C3-C12支链烃基）的溶剂，因此不仅对聚酰亚胺、聚酰胺酸等的溶解度及保存能力良好，还具有较低的吸湿性以及沸点，因而可以提升涂布性而使得印刷不均匀区域缩小，而且即便于较低温制程下仍可得到良好的膜面。从而，由此液晶配向剂所制造的液晶配向膜在不同制程条件（如温度、时间等）下具有良好的预倾角稳定度，而且亦提供极佳的刷膜性。因而，包括此液晶配向膜的液晶显示元件具有能维持良好的电压保持率、短的反应时间、大的对比度、较长寿命等特性。总而言之，本发明可应用于TN、STN、VA、IPS等液晶显示元件。更广泛而言，本发明可应用于手表、行动电话、工业用液晶面板、电脑荧幕、笔记型电脑、液晶电视等显示装置。
虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作适当的改动和同等替换，故本发明的保护范围应当以权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种液晶配向剂，其特征在于，包括：
溶剂，所述溶剂包括由式1表示的吡咯烷酮；以及
聚合物，所述聚合物为聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚酰亚胺与聚酰胺酸的共聚物或聚酰亚胺与聚酰胺酸的混合物，
其中R为C3-C12支链烷基，
其中由式1表示的所述吡咯烷酮在所述溶剂中所占比例为0.5重量％～90重量％。
2.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，R为C3-C8支链烷基。
3.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，R为C3-C5支链烷基。
4.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其特征在于，由式1表示的所述吡咯烷酮在所述溶剂中所占比例为0.5重量％～50重量％。
5.一种液晶配向膜，其特征在于，所述液晶配向膜是通过将如权利要求1-4中任一项所述的液晶配向剂涂布至基板上而制得。
6.一种液晶显示元件，其特征在于，包括如权利要求5所述的液晶配向膜。
7.一种液晶显示元件的制造方法，其特征在于，包括：将如权利要求1-4中任一项所述的液晶配向剂涂布至基板，接着对所述基板加热烘烤而形成液晶配向膜。
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