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CN105087019B - 液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件 - Google Patents

液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件 Download PDF

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CN105087019B CN201510232289.4A CN201510232289A CN105087019B CN 105087019 B CN105087019 B CN 105087019B CN 201510232289 A CN201510232289 A CN 201510232289A CN 105087019 B CN105087019 B CN 105087019B
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Abstract

本发明提供一种兼具紫外线可靠性佳及离子密度低的液晶配向剂、由上述液晶配向剂形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶显示元件。液晶配向剂包括聚合物组合物(A)以及溶剂(B)。聚合物组合物(A)是由混合物反应而获得，混合物包括羧酸酐组份(a)及二胺组份(b)。羧酸酐组份(a)包括四羧酸二酐化合物(a‑1)及三羧酸酐化合物(a‑2)。二胺组份(b)包括由式(I)表示的二胺化合物(b‑1)。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件
技术领域
本发明是涉及一种液晶配向剂(liquid crystal alignment agent)、液晶配向膜(liquid crystal alignment film)及液晶显示元件，特别涉及一种紫外线可靠性佳且离子密度低的液晶配向剂、由上述液晶配向剂形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶显示元件。
背景技术
近年来，各界积极致力于开发新颖的液晶显示元件。以横向电场型的液晶显示元件为例，横向电场型(horizontal electric field type)的液晶显示元件是将两个电极在一对相对的基板的一侧上，并且将该些电极以栉齿状(pectinate shape)的方式进行设置。该些电极可产生与基板平行的电场，进而控制液晶分子。上述元件通常被称为共面切换(in-plane switching，IPS)型液晶显示元件。值得注意的是，虽然共面切换液晶显示元件因广视角特性优异而为人所知，但是共面切换型液晶显示元件中仍有因离子密度过高，而产生残影的问题。
日本专利特开第2009-175684号公报揭示一种低离子密度的液晶配向膜以及一种用来制备液晶配向膜的含哌嗪(piperazine)结构的二胺化合物。藉由使用含哌嗪结构的二胺化合物所制成的液晶配向膜可改善以往液晶显示器因离子密度过高而造成显示品质下降的问题。然而，液晶配向膜却有紫外线可靠性不佳的问题。具体而言，液晶配向膜经紫外线照射一段时间后，会产生电压保持率大幅下降的情形，进而造成液晶显示器发生对比下降等问题。
因此，如何能提供一种兼具紫外线可靠性佳及离子密度低的液晶配向剂，使其所形成的液晶配向膜应用于液晶显示元件时，在紫外线的长期照射下仍得以维持高电压保持率，实为目前本领域技术人员亟欲解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种紫外线可靠性佳且离子密度低的液晶配向剂(liquidcrystal alignment agent)、由上述液晶配向剂形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶显示元件。
本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组合物(A)以及溶剂(B)。聚合物组合物(A)是由混合物反应而获得，其中混合物包括羧酸酐组份(a)及二胺组份(b)。羧酸酐组份(a)包括四羧酸二酐化合物(a-1)及三羧酸酐化合物(a-2)。二胺组份(b)包括由式(I)表示的二胺化合物(b-1)。
式(I)中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子；R2各自独立表示碳数为1至3的烷基；m各自独立表示0至3的整数；n表示0至4的整数。
在本发明的一实施例中，式(I)中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基或乙酰胺基(acetamido，CH3CONH-)。
在本发明的一实施例中，三羧酸酐化合物(a-2)包括环状三羧酸酐化合物。
在本发明的一实施例中，基于羧酸酐组份(a)的总摩尔数为100摩尔，三羧酸酐化合物(a-2)的使用量为1至50摩尔。
在本发明的一实施例中，基于二胺组份(b)的总摩尔数为100摩尔，二胺化合物(b-1)的使用量为1至80摩尔。
在本发明的一实施例中，三羧酸酐化合物(a-2)与二胺化合物(b-1)的摩尔比值(a-2)/(b-1)为0.1至5。
在本发明的一实施例中，液晶配向剂更包括具有至少两个环氧基的化合物(C)。
本发明另提供一种液晶配向膜，其是由上述的液晶配向剂而形成。
本发明更提供一种液晶显示元件，其包括上述的液晶配向膜。
基于上述，本发明的液晶配向剂的紫外线可靠性佳且离子密度低而适用于形成液晶配向膜，并且上述液晶配向膜适用于液晶显示元件。
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，并配合所附图式作详细说明如下。
图式简单说明
图1是根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。
符号说明
100：液晶显示元件
110：第一单元
112：第一基板
114：电极
116：第一液晶配向膜
120：第二单元
122：第二基板
126：第二液晶配向膜
130：液晶单元
具体实施方式
<液晶配向剂>
本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组合物(A)以及溶剂(B)。此外，若需要，液晶配向剂可更包括具有至少两个环氧基的化合物(C)、添加剂(D)或上述两者的组合。
以下将详细说明用于本发明的液晶配向剂的各个成分。
在此说明的是，以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯；同样地，以(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基及/或甲基丙烯酰基。
聚合物组合物(A)
聚合物组合物(A)是由混合物反应而获得，混合物包括羧酸酐组份(a)及二胺组份(b)。
羧酸酐组份(a)
羧酸酐组份(a)包括四羧酸二酐化合物(a-1)及三羧酸酐化合物(a-2)。
四羧酸二酐化合物(a-1)
四羧酸二酐化合物(a-1)包括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、由式(1)至式(6)表示的四羧酸二酐化合物中的至少一种，或上述化合物的组合。
脂肪族四羧酸二酐化合物的具体例可包括但不限于乙烷四羧酸二酐(ethanetetracarboxylic dianhydride)、丁烷四羧酸二酐(butane tetracarboxylicdianhydride)或上述化合物的组合。
脂环族四羧酸二酐化合物的具体例可包括但不限于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、顺式-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、二环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐或上述化合物的组合。
芳香族四羧酸二酐化合物的具体例可包括但不限于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、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、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、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(4,4’-bis(3,4-dicarboxy phenoxy)diphenylpropane dianhydride)、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二苯二酸二酐、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-1,2-二羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐化合物或上述化合物的组合。
由式(1)至式(6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
式(5)中，A1表示含有芳香环的二价基团；r表示1至2的整数；A2及A3可为相同或不同，且可各自独立表示氢原子或烷基。由式(5)表示的四羧酸二酐化合物的具体例包括由式(5-1)至式(5-3)表示的化合物中的至少一种。
式(6)中，A4表示含有芳香环的二价基团；A5及A6可为相同或不同，且各自独立表示氢原子或烷基。由式(6)表示的四羧酸二酐化合物较佳为由式(6-1)表示的化合物。
上述的四羧酸二酐化合物(a-1)可以单独使用或者组合多种来使用。
基于羧酸酐组份(a)的总摩尔数为100摩尔，四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量可为50至99摩尔，较佳为55至97摩尔，且更佳为60至95摩尔。
三羧酸酐化合物(a-2)
三羧酸酐化合物(a-2)可包括脂肪族三羧酸酐化合物、脂环族三羧酸酐化合物或芳香族三羧酸酐化合物等。
脂肪族三羧酸酐化合物的具体例可包括但不限于3-羧酸基甲基戊酸酐(3-carboxymethyl glutaric anhydride)、1,2,4-丁烷三羧酸-1,2-酐(1,2,4-butanetricarboxylic-1,2-anhydride)、顺式-丙烯-1,2,3-三羧酸-1,2-酐(cis-propene-1,2,3-tricarboxylic-1,2-anhydride)或上述化合物的组合。
脂环族三羧酸酐化合物的具体例可包括但不限于1,2,3-三羧酸基环丙烷-1,2-酐(1,2,3-tricarboxycyclopropane-1,2-anhydride)、1,2,3-三羧酸基环丁烷-1,2-酐(1,2,3-tricarboxycyclobutane-1,2-anhydride)、1,3,4-环戊烷三羧酸酐(1,3,4-cyclopentane tricarboxylic anhydride)、1,2,4-三羧酸基环己烷-1,2-酐(1,2,4-tricarboxycyclohexane-1,2-anhydride)、1,3,4-三羧酸基环己烷-3,4-酐(1,3,4-tricarboxycyclohexane-3,4-anhydride)、1,3,5-三羧酸基环己烷-3,5-酐(1,3,5-tricarboxycyclohexane-3,5-anhydride)、1,2,3-三羧酸基环己烷-2,3-酐(1,2,3-tricarboxycyclohexane-2,3-anhydride)、6-甲基-4-环己烷-1,2,3-三羧酸-1,2-酐(6-methyl-4-cyclohexane-1,2,3-tricarboxylic-1,2-anhydride)或降冰片烷三羧酸酐(norbornane tricarboxylic anhydride)等脂环族三羧酸酐化合物。
芳香族三羧酸酐化合物的具体例可包括但不限于偏苯三甲酸酐(trimelliticannydride)、1,2,3-三羧酸苯-1,2-酐(1,2,3-tricarboxybenzene-1,2-anhydride)、1,2,4-三羧酸苯-2,4-酐(1,2,4-tricarboxybenzene-2,4-anhydride)、4-(4-羧酸基苯氧基)邻苯二甲酸酐(4-(4-carboxyphenoxy)phthalic anhydride)、乌头酸酐(aconiticanhydride)、1,2,3-苯三羧酸酐(1,2,3-benzenetricarboxylic anhydride)等、1,2,4-萘三羧酸酐(1,2,4-naphthalene tricarboxylic anhydride)、1,2,5-萘三羧酸酐(1,2,5-naphthalene tricarboxylic anhydride)、1,2,6-萘三羧酸酐(1,2,6-naphthalenetricarboxylic anhydride)、1,2,7-萘三羧酸酐(1,2,7-naphthalene tricarboxylicanhydride)、1,2,8-萘三羧酸酐(1,2,8-naphthalene tricarboxylic anhydride)、1,3,8-萘三羧酸酐(1,3,8-naphthalene tricarboxylic anhydride)、1,4,5-萘三羧酸酐(1,4,5-naphthalene tricarboxylic anhydride)、1,6,7-萘三羧酸酐(1,6,7-naphthalenetricarboxylic anhydride)、2,3,5-萘三羧酸酐(2,3,5-naphthalene tricarboxylicanhydride)、2,3,6-萘三羧酸酐(2,3,6-naphthalene tricarboxylic anhydride)、3,4,4’-二苯甲酮三羧酸酐(3,4,4’-benzophenone tricarboxylic anhydride)、3,4,4’-联苯醚三羧酸酐(3,4,4’-biphenyl ether tricarboxylic anhydride3,4,4’-联苯三羧酸酐(3,4,4’-biphenyl tricarboxylic anhydride)、2,3,2’-联苯三羧酸酐(2,3,2’-biphenyltricarboxylic anhydride)、3,4,4’-联苯甲烷三羧酸酐(3,4,4’-biphenylmethanetricarboxylic anhydride)、3,4,4’-联苯砜三羧酸酐(3,4,4’-biphenyl sulfonetricarboxylic anhydride)等或上述化合物的组合。上述的三羧酸酐化合物化合物(a-2)可以单独使用或者组合多种来使用。
三羧酸酐化合物(a-2)较佳为包括环状三羧酸酐化合物，其中环状三羧酸酐化合物包括1,2,3-三羧酸基环丙烷-1,2-酐、1,2,3-三羧酸基环丁烷-1,2-酐、1,2,4-三羧酸基环己烷-1,2-酐或降冰片烷三羧酸酐等的脂环族三羧酸酐化合物；偏苯三甲酸酐、1,2,3-三羧酸苯-1,2-酐、1,2,5-萘三羧酸酐、1,4,5-萘三羧酸酐、2,3,5-萘三羧酸酐、2,3,6-萘三羧酸酐、4-(4-羧酸基苯氧基)邻苯二甲酸酐、3,4,4’-二苯甲酮三羧酸酐或3,4,4’-联苯醚三羧酸酐等的芳香族三羧酸酐化合物；或上述化合物的组合。当三羧酸酐化合物(a-2)包括环状三羧酸酐化合物时，可进一步提高紫外线可靠性。
基于羧酸酐组份(a)的总摩尔数为100摩尔，三羧酸酐化合物(a-2)的使用量可为1至50摩尔，较佳为3至45摩尔，且更佳为5至40摩尔。当液晶配向剂未使用三羧酸酐化合物(a-2)时，所制得的液晶配向剂的紫外线可靠性不佳。
二胺组份(b)
二胺组份(b)包括由式(I)表示的二胺化合物(b-1)。
式(I)中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子；R2各自独立表示碳数为1至3的烷基；m各自独立表示0至3的整数；n表示0至4的整数。
在式(I)中，R1较佳为各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基或乙酰胺基。当R1各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基或乙酰胺基时，可进一步提高紫外线可靠性。
由式(I)表示的化合物的具体例包括但不限于由(I-1)至式(I-28)表示的二胺化合物中的至少一种。
二胺化合物(b-1)可以单独使用或者组合多种来使用。
基于二胺组份(b)的总摩尔数为100摩尔，二胺化合物(b-1)的使用量可为1至80摩尔，较佳为10摩尔至70摩尔，且更佳为20摩尔至60摩尔。当液晶配向剂未使用二胺化合物(b-1)时，会产生所制得的液晶配向剂的离子密度过高的问题。
三羧酸酐化合物(a-2)与二胺化合物(b-1)的摩尔比值(a-2)/(b-1)可为0.1至5，较佳为0.3至4，且更佳为0.5至3。当摩尔比值为上述范围时，可进一步提高紫外线可靠性。
其他二胺化合物(b-2)
除二胺化合物(b-1)外，在不影响功效的范围内，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)。其他二胺化合物(b-2)的具体例包括但不限于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、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、异佛尔酮二胺、四氢二环戊二烯二胺、三环(6.2.1.02,7)-十一碳烯二甲基二胺、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、2,7-二胺基芴(fluorene)、9,9-双(4-胺基苯基)芴、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}、由式(II-1)至式(II-30)表示的二胺化合物中的至少一种，或上述化合物的组合。
由式(II-1)至式(II-30)表示的二胺化合物如下所示。
式(II-1)中，Y1表示或Y2表示含甾基团、三氟甲基、氟基、碳数为2至30的烷基、或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子环状结构的一价基团。
由式(II-1)表示的化合物的具体例包括但不限于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 ethylformate)、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-2,4-二胺基苯(1-dodecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-二胺基苯(1-hexadecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-二胺基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)、由式(II-1-1)至式(II-1-6)表示的化合物中的至少一种，或上述化合物的组合。
由式(II-1-1)至式(II-1-6)表示的化合物如下所示。
式(II-2)中，Y1与式(II-1)中的Y1相同，Y3及Y4各自独立表示二价脂肪族环、二价芳香族环或二价杂环基团；Y5表示碳数为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。
由式(II-2)表示的化合物的具体例包括由式(II-2-1)至式(II-2-13)表示的化合物中的至少一种。具体而言，由式(II-2-1)至式(II-2-13)表示的化合物如下所示。
式(II-2-10)至式(II-2-13)中，s表示3至12的整数。
式(II-3)中，Y6各自独立表示氢原子、碳数为1至5的酰基、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基或卤素原子，且每个重复单元中的Y6可为相同或不同；u表示1至3的整数。
由式(II-3)表示的化合物的具体例包括(1)当u为1时：对-二胺苯(p-diaminobenzene)、间-二胺苯(m-diaminobenzene)、邻-二胺苯(o-diaminobenzene)或2,5-二胺甲苯(2,5-diaminotoluene)等；(2)当u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；或(3)当u为3时：1,4-双(4’-胺基苯基)苯等。
由式(II-3)表示的化合物的具体例较佳为包括对-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、1,4-双(4’-胺基苯基)苯或上述化合物的组合。
式(II-4)中，v表示2至12的整数。
式(II-5)中，w表示1至5的整数。由式(II-5)表示的化合物较佳为4,4’-二胺基-二苯基硫醚。
式(II-6)中，Y7及Y9各自独立表示二价有机基团，且Y7及Y9可为相同或不同；Y8表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子的环状结构的二价基团。
式(II-7)中，Y10、Y11、Y12及Y13各自独立表示碳数为1至12的烃基，且Y10、Y11、Y12及Y13可为相同或不同；a各自独立表示1至3的整数；b表示1至20的整数。
式(II-8)中，Y14表示氧原子或伸环己烷基；Y15表示亚甲基(methylene，-CH2-)；Y16表示伸苯基或伸环己烷基；Y17表示氢原子或庚基。
由式(II-8)表示的化合物的具体例包括由式(II-8-1)表示的化合物、由式(II-8-2)表示的化合物或上述化合物的组合。
由式(II-9)至式(II-30)表示的化合物如下所示。
式(II-17)至式(II-25)中，Y18较佳为表示碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基；Y19较佳为表示氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。
其他二胺化合物(b-2)的具体例较佳为包括但不限于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、2,4-二胺基苯基甲酸乙酯、由式(II-1-1)表示的化合物、由式(II-1-2)表示的化合物、由式(II-1-5)表示的化合物、由式(II-2-1)表示的化合物、由式(II-2-11)表示的化合物、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯、由式(II-8-1)表示的化合物、由式(II-26)表示的化合物、由式(II-29)表示的化合物，或上述化合物的组合。
上述的其他二胺化合物(b-2)可单独使用或组合多种来使用。
基于二胺组份(b)的总摩尔数为100摩尔，其他二胺化合物(b-2)的使用量可为20至99摩尔，较佳为30摩尔至90摩尔，且更佳为40摩尔至80摩尔。
制备聚合物组合物(A)的方法
聚合物组合物(A)可包括聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰亚胺系嵌段共聚合物或上述聚合物的组合。以下进一步说明上述各种聚合物的制备方法。
制备聚酰胺酸的方法
制备聚酰胺酸的方法为先将混合物溶解于溶剂中，并于0℃至100℃的温度下进行聚缩合反应以形成反应溶液，其中混合物包括羧酸酐组份(a)与二胺组份(b)。将羧酸酐组份(a)与二胺组份(b)溶解于溶剂中的顺序并没有特别的限制，详言之，例如可将所有羧酸酐组份(a)与二胺组份(b)同时溶解于溶剂中；也可预先将一部分的羧酸酐组份(a)与一部分的二胺组份(b)溶解于一部分的溶剂中，再加入剩余的其他羧酸酐组份(a)、二胺组份(b)以及溶剂。在一实施例中，制备聚酰胺酸的方法为先将三羧酸酐化合物(a-2)以及二胺化合物(b-1)先溶于一部分的溶剂中，接者，再加入四羧酸二酐化合物(a-1)、其他二胺化合物(b-2)以及溶剂。
上述反应溶液进行反应1小时至24小时后，以蒸发器对反应溶液进行减压蒸馏，即可得到聚酰胺酸。或者，将反应溶液倒入大量的贫溶剂中，以得到析出物。接着，以减压干燥的方式干燥析出物，即可得到聚酰胺酸。
在混合物中，基于二胺组份(b)的总使用量为100摩尔，羧酸酐组份(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。
用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同或不同，且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。溶剂较佳为包括但不限于(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；或(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。基于混合物的总使用量为100重量份，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，且更佳为300重量份至1800重量份。
值得注意的是，于聚缩合反应中，溶剂可并用适量的贫溶剂，其中贫溶剂不会造成聚酰胺酸析出。贫溶剂可以使用单独一种或者组合多种来使用，且其包括但不限于(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；或(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，贫溶剂的用量较佳为0重量份至60重量份，且更佳为0重量份至50重量份。
制备聚酰亚胺的方法
制备聚酰亚胺的方法为将上述制备聚酰胺酸的方法所制的聚酰胺酸在脱水剂及触媒的存在下进行加热而得。在加热过程中，聚酰胺酸中的酰胺酸官能基可经由脱水闭环反应转变成酰亚胺官能基(即酰亚胺化)。
用于脱水闭环反应中的溶剂可与液晶配向剂中的溶剂(B)相同，故在此不另赘述。基于聚酰胺酸的使用量为100重量份，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，且更佳为300重量份至1800重量份。
为获得较佳的聚酰胺酸的酰亚胺化程度，脱水闭环反应的操作温度较佳为40℃至200℃，更佳为40℃至150℃。若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，而降低聚酰胺酸的酰亚胺化程度。然而，若脱水闭环反应的操作温度高于200℃时，所得的聚酰亚胺的重量平均分子量偏低。
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。基于聚酰胺酸为1摩尔，脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。用于脱水闭环反应中的触媒可选自于(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。基于脱水剂的使用量为1摩尔，触媒的使用量可为0.5摩尔至10摩尔。
制备聚酰亚胺系嵌段共聚合物的方法
聚酰亚胺系嵌段共聚合物为选自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。
制备聚酰亚胺系嵌段共聚合物的方法较佳为先将起始物溶解于溶剂中，并进行聚缩合反应，其中起始物包括至少一种聚酰胺酸及/或至少一种聚酰亚胺，且可进一步包括羧酸酐组份与二胺组份。
起始物中的羧酸酐组份与二胺组份可与制备聚酰胺酸聚合物的方法中所使用的羧酸酐组份(a)与二胺组份(b)相同，且用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同，在此不另赘述。
基于起始物的使用量为100重量份，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，且更佳为300重量份至1800重量份。聚缩合反应的操作温度较佳为0℃至200℃，且更佳为0℃至100℃。
起始物较佳为包括但不限于(1)二种末端基相异且结构相异的聚酰胺酸；(2)二种末端基相异且结构相异的聚酰亚胺；(3)末端基相异且结构相异的聚酰胺酸及聚酰亚胺；(4)聚酰胺酸、羧酸酐组份与二胺组份，其中，羧酸酐组份与二胺组份之中的至少一种与形成聚酰胺酸所使用的羧酸酐组份与二胺组份的结构相异；(5)聚酰亚胺、羧酸酐组份与二胺组份，其中，羧酸酐组份与二胺组份中的至少一种与形成聚酰亚胺所使用的羧酸酐组份与二胺组份的结构相异；(6)聚酰胺酸、聚酰亚胺、羧酸酐组份与二胺组份，其中，羧酸酐组份与二胺组份中的至少一种与形成聚酰胺酸或聚酰亚胺所使用的羧酸酐组份与二胺组份的结构相异；(7)二种结构相异的聚酰胺酸、羧酸酐组份与二胺组份；(8)二种结构相异的聚酰亚胺、羧酸酐组份与二胺组份；(9)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰胺酸以及二胺组份；(10)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰胺酸以及羧酸酐组份；(11)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰亚胺以及二胺组份；或者(12)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰亚胺以及羧酸酐组份。
在不影响本发明的功效的范围内，聚酰胺酸、聚酰亚胺以及聚酰亚胺系嵌段共聚合物较佳为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，可改善液晶配向剂的涂布性能。制备末端修饰型聚合物的方式可藉由在聚酰胺酸进行聚缩合反应的同时，加入单官能性化合物来制得。
单官能性化合物的具体例包括但不限于(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单胺化合物；或(3)单异氰酸酯化合物，例如：异氰酸苯酯或异氰酸萘基酯等单异氰酸酯化合物。
溶剂(B)
溶剂(B)的具体例包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，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(ethylene glycol n-butyl ether)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯或N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethyl acetamide)等。溶剂(B)可以单独使用或者组合多种来使用。
基于聚合物组合物(A)的使用量为100重量份，溶剂(B)的使用量为500至3000重量份，较佳为800至2500重量份，且更佳为1000至2000重量份。当液晶配向剂中溶剂(B)的使用量在上述范围内时，可进一步提高液晶配向剂的印刷性。
具有至少两个环氧基的化合物(C)
本发明的液晶配向剂可选择性地添加具有至少两个环氧基的化合物(C)。
具有至少两个环氧基的化合物(C)包括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或上述化合物的组合。
上述具有至少两个环氧基的化合物(C)可单独使用或组合多种来使用。
基于聚合物组合物(A)的使用量为100重量份，具有至少两个环氧基的化合物(C)的使用量可为0至40重量份，且较佳为0.1重量份至30重量份。当液晶配向剂中使用具有至少两个环氧基的化合物(C)时，可进一步降低离子密度。
添加剂(D)
在不影响本发明的功效的范围内，液晶配向剂还可选择性地添加添加剂(D)，其中添加剂(D)可为具有官能性基团的硅烷化合物。
具有官能性基团的硅烷化合物的具体例包括但不限于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-ureidopropyltrimethoxysilane)、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，或上述化合物的组合。添加剂(D)可以单独使用或组合多种来使用。
基于聚合物组合物(A)的总使用量为100重量份，添加剂(D)的使用量较佳为0.5重量份至50重量份，且更佳为1重量份至45重量份。
<液晶配向剂的制备方法>
液晶配向剂的制备方法并无特别的限制，可采用一般的混合方法来制备。举例而言，先将聚合物组合物(A)于温度为0℃至200℃的条件下加入溶剂(B)中，并且选择性地添加具有至少两个环氧基的化合物(C)、添加剂(D)或上述两者的组合。接着，使用搅拌装置持续搅拌至溶解即可。此外，较佳为在20℃至60℃的条件下，将聚合物组合物(A)加入溶剂(B)中。
<液晶配向膜的制备方法>
本发明的液晶配向膜可由上述的液晶配向剂而形成。
具体而言，液晶配向膜的制备方式例如可以是：将液晶配向剂利用辊涂布法、旋转涂布法、印刷法或喷墨法(ink-jet)等方法，涂布在基板的表面上，形成预涂层。接着，对预涂层进行预烘烤处理(pre-bake treatment)、后烘烤处理(post-bake treatment)及配向处理(alignment treatment)后而制得形成了液晶配向膜的基板。
预烘烤处理的目的在于使预涂层中的有机溶剂挥发。预烘烤处理的操作温度较佳为30℃至120℃，且更佳为40℃至110℃，尤佳为50℃至100℃。
配向处理并无特别的限制，可将尼龙、人造丝或棉类等纤维所做成的布料缠绕在滚筒上，并以一定方向摩擦进行配向。
后烘烤处理步骤的目的在于使预涂层中的聚合物再进一步进行脱水闭环(酰亚胺化)反应。后烘烤处理的操作温度较佳为150℃至300℃，更佳为180℃至280℃，尤佳为200℃至250℃。
<液晶显示元件及其制备方法>
本发明的液晶显示元件包括由本发明的液晶配向剂所形成的液晶配向膜。本发明的液晶显示元件可以如下述方法制造。
准备两片如上所述形成了液晶配向膜的基板，并在这两片基板间配置液晶，并制造液晶胞。为了制造液晶胞(cell)，可以列举例如以下两种方法。
第一种方法：首先，将两片基板隔着间隙(胞间隙)相对配置，使各自的液晶配向膜相对向；使用密封剂将两片基板的周边部位贴合在一起；向由基板表面和密封剂所划分的胞间隙内注入填充液晶；并且封闭注入孔，如此可以制造液晶胞。
第二种方法：被称作为滴注(One Drop Fill，ODF)方式的方法。首先，在形成液晶配向膜的两片基板中的一片基板上的规定部位，涂布例如紫外线固化性密封材料；在液晶配向膜面上滴下液晶；然后，贴合另一片基板，使液晶配向膜相对向；接着，对基板整面照射紫外线，以使密封剂固化，藉此可以制造液晶胞。
在采用上述任一方法的情况下，都希望接着将液晶胞加热至所用液晶呈各向同性相的温度后，缓慢冷却至室温，藉此除去填充液晶时的流动配向。
然后，通过在液晶胞的外侧表面上贴合偏光板(polarizer)，由此可以得到本发明的IPS型液晶显示元件。
密封剂的具体例包括含有作为间隔物的氧化铝球以及作为固化剂的环氧树脂等。
液晶胞外侧使用的偏光板可以列举用乙酸纤维素(cellulose acetate)保护膜夹住使聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)拉伸配向的同时吸收碘所得的称作为“H膜”的偏光膜(polarizing film)而形成的偏光板或者H膜自身所形成的偏光板。
如此制造的本发明的液晶显示元件，其显示性能优良，并且即使长时间使用，显示性能也不会变差。
图1是根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。液晶显示元件100包括第一单元110、第二单元120及液晶单元130，其中第二单元120与第一单元110分离配置，且液晶单元130设置在第一单元110与第二单元120之间。
第一单元110包括第一基板112、电极114及第一液晶配向膜116，其中电极114位于第一基板112与第一液晶配向膜116之间，并且第一液晶配向膜116位于液晶单元130的一侧。
第二单元120包括第二基板122及第二液晶配向膜126，其中第二液晶配向膜126位于液晶单元130的另一侧。换言之，液晶单元130是位于第一液晶配向膜116与第二液晶配向膜126之间。
第一基板112与第二基板122是选自于透明材料等，其中，透明材料包括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、聚醚砜或聚碳酸酯等。电极114的材质是择自于氧化锡(SnO2)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等的透明电极；或铬等金属电极。
第一液晶配向膜116及第二液晶配向膜126各自为上述的液晶配向膜，其作用在于使液晶单元130形成预倾角。此外，电极114包含像素电极(pixel electrode)及共用电极(common electrode)，而当施予电极114电压时，电极114可产生平行电场。在此，此平行电场可驱动液晶单元130，进而使液晶单元130中的液晶分子的排列发生改变。液晶单元130所使用的液晶可单独使用或混合使用，液晶包括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、联苯类液晶、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)类液晶或立方烷(cubane)类液晶等，且可视需求再添加例如是氯化胆固醇(cholesterylchloride)、胆固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、胆固醇碳酸酯(cholesterylcarbonate)等的胆固醇型液晶、或是以商品名“C-15”、“CB-15”(默克公司制造)的对掌(chiral)剂等；或者是对癸氧基苯亚甲基-对胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强介电性(ferroelectric)类液晶。
使用本发明的液晶配向剂所制作的液晶显示元件适用于各种液晶显示元件，例如是扭转向列(twisted nematic，TN)型、超扭转向列(super twisted nematic，STN)型、薄膜电晶体(thin film transistor，TFT)型、垂直配向(vertical alignment，VA)型、共面切换型(IPS)或光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)型等液晶显示元件。此外，根据所选择的液晶，亦可使用于强介电性或反强介电性等不同的液晶显示元件。上述液晶显示元件中，特别适用于IPS型的液晶显示元件。在下述实施例中，仅以将液晶配向剂应用于IPS型的液晶显示元件为例，但本发明并不限于此。
聚合物组合物(A)的合成例与比较合成例
以下说明聚合物组合物(A)的合成例A-1-1至合成例A-1-12、合成例A-2-1至合成例A-2-2以及比较合成例A-3-1至比较合成例A-3-5：
合成例A-1-1
在容积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，在四颈锥瓶中，加入由式(I-4)表示的二胺化合物(以下称为b-1-1)8.43克(0.025摩尔)、偏苯三甲酸酐(以下称为a-2-1)0.38克(0.002摩尔)以及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP)。之后，在室温下搅拌至溶解，再加入对-二胺苯(以下称为b-2-1)2.7克(0.025摩尔)、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(以下称为a-1-1)8.82克(0.045摩尔)、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-1-琥珀酸二酐(以下称为a-1-2)0.9克(0.003摩尔)以及NMP20克。接着，在室温下反应2小时。待反应结束后，将反应溶液倒入1500毫升水中，以使聚合物析出。然后，过滤所得的聚合物，并重复以甲醇清洗及过滤三次，置入真空烘箱中，以温度60℃进行干燥后，即可得聚合物组合物(A-1-1)。
合成例A-1-2至A-1-12
合成例A-1-2至A-1-12是以与合成例A-1-1相同的步骤来分别制备聚合物组合物(A-1-2)至(A-1-12)，并且其不同处在于：改变原料的种类及其使用量(如表1所示)。
表1及表2中标号所对应的化合物如下所示。
合成例A-2-1
在容积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，在四颈锥瓶中，加入由式(I-4)表示的二胺化合物(b-1-1)8.43克(0.025摩尔)、偏苯三甲酸酐(a-2-1)0.38克(0.002摩尔)以及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。之后，在室温下搅拌至溶解，再加入对-二胺苯(b-2-1)2.7克(0.025摩尔)、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(a-1-1)8.82克(0.045摩尔)、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-1-琥珀酸二酐(a-1-2)0.9克(0.003摩尔)以及NMP 20克。室温下反应6小时后，加入NMP 97克、醋酸酐2.55克及吡啶19.75克，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毫升水中，以使聚合物析出。然后，过滤所得的聚合物，并重复以甲醇清洗及过滤三次，置入真空烘箱中，以温度60℃进行干燥后，即可得聚合物组合物(A-2-1)。
合成例A-2-2
合成例A-2-2是以与合成例A-2-1相同的步骤来分别制备聚合物组合物(A-2-2)，并且其不同处在于：改变原料的种类及其使用量(如表1所示)。
表1
表1(续)
比较合成例A-3-1至比较合成例A-3-5
比较合成例A-3-1至比较合成例A-3-5的聚合物组合物是以与合成例A-1-1相同的步骤来制备来分别制备聚合物组合物(A-3-1)至(A-3-5)，并且其不同处在于：改变原料的种类及其使用量(如表2所示)。
表2
液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的实施例与比较例
以下说明液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的实施例1至实施例15以及比较例1至比较例6：
实施例1
a.液晶配向剂
秤取100重量份的聚合物组合物(A-1-1)、1200重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下称为B-1)以及600重量份的乙二醇正丁基醚(以下称为B-2)，并且在室温下搅拌混合而形成实施例1的液晶配向剂。
b.液晶配向膜及液晶显示元件
将实施例1的液晶配向剂以印刷机(由日本写真印刷株式会社制造，型号为S15-036)涂布于一片具有以栉齿状方式设置的铬电极的第一玻璃基板，以形成预涂层。之后，将第一玻璃基板放置于加热板上，并以温度为100℃、时间为5分钟的条件进行预烘烤。接着，在循环烘箱中，以温度为220℃、时间为30分钟的条件进行后烘烤。最后，经过配向处理后，即可获得栉齿状铬电极上面形成了实施例1的液晶配向膜的第一玻璃基板。
将实施例1的液晶配向剂以印刷机涂布于一片不具有电极的第二玻璃基板上，以形成预涂层。之后，以同上述的方式进行预烘烤、后烘烤及配向处理后，可获得上面形成了实施例1的液晶配向膜的第二玻璃基板。于第一玻璃基板与第二玻璃基板的其中之一的周边涂以含有直径3.5μm氧化铝球以及环氧树脂的密封剂，并将第一玻璃基板与第二玻璃基板以与配向方向为逆平行(antiparallel)的方式进行贴合，再以热压机施以10kg的压力，在温度为150℃的条件下进行贴合。然后，以液晶注入机(岛津制作所制造，型号为ALIS-100X-CH)进行液晶注入。接着，利用紫外光硬化胶封住液晶注入口，以紫外光灯照光使紫外光硬化胶硬化，再分别于两片玻璃基板的外侧贴上偏光板，即可获得实施例1的IPS型液晶显示元件。
将实施例1的液晶显示元件以下列各评价方式进行评价，其结果如表3所示。
表3及表4中标号所对应的化合物如下所示。
实施例2至实施例15
实施例2至实施例15的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件是以与实施例1相同的步骤分别制备，并且其不同处在于：改变聚合物组合物(A)、溶剂(B)、具有至少两个环氧基的化合物(C)以及添加剂(D)的种类及其使用量，如表3所示。将实施例2至15所制得液晶显示元件以下列各评价方式进行评价，其结果如表3所示。
比较例1至比较例6
比较例1至比较例6的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件是以与实施例1相同的步骤分别制备，不同的地方在于：改变聚合物组合物(A)、溶剂(B)、具有至少两个环氧基的化合物(C)以及添加剂(D)的种类及其使用量，如表4所示。对比较例1至比较例6所制得液晶显示元件以下列各评价方式进行评价，其结果如表4所示。
评价方式
a.离子密度(Ion density，ID)
利用电气测量机台(东阳公司(TOYO Corporation)制造，型号为Model 6254)分别测量实施例1至实施例15及比较例1至比较例6的液晶显示元件的离子密度。测试条件是施加1.7伏特电压、0.01Hz的三角波，在电流-电压的波形中，计算0至1伏特的波峰面积可测得离子密度(单位为pC/cm2)。离子密度(ID)越低，代表液晶显示元件的品质越佳。离子密度的评价基准如下所示。
◎：ID<50
○：50≦ID<100
△：100≦ID<200
╳：200≦ID
b.紫外线可靠性
液晶显示元件的紫外线可靠性是以电压保持率来评价。进一步而言，电压保持率的量测方法如下所述。
利用电气测量机台(东阳公司制，型号Model 6254)分别测量实施例1至实施例15及比较例1至比较例6的液晶显示元件的电压保持率。测试条件是施加4伏特电压，历时2毫秒后解除电压，并量测解除起1667毫秒后的电压保持率(计为VHR1)。接着，将液晶显示元件以4200mJ/cm2的紫外光(紫外光照射机型号为KN-SH48K1；光能兴业制造)照射后，以相同测试条件测量经紫外光照射后的电压保持率(计为VHR2)。最后，以式(7)计算即可获得电压保持率变化百分比(计为VHRUV(％))。电压保持率变化百分比越低，代表紫外线可靠性越佳。
式(7)
电压保持率变化百分比的评价基准如下所示。
◎：VHRUV<5％
○：5％≦VHRUV<10％
△：10％≦VHRUV<20％
╳：20％≦VHRUV
表3
表3(续)
表4
<评价结果>
由表3以及表4得知，与使用含有三羧酸酐化合物(a-2)以及二胺化合物(b-1)的聚合物组合物(A)的液晶配向剂的液晶显示元件(实施例1至实施例15)相比，没有使用含有三羧酸酐化合物(a-2)的聚合物组合物(A)的液晶配向剂的液晶显示元件(比较例1、3、4、5、6)紫外线可靠性不佳；没有使用含有二胺化合物(b-1)的聚合物组合物(A)的液晶配向剂的液晶显示元件(比较例2、3)的离子密度高，因此存在严重的显示缺陷。
此外，当使用含有三羧酸酐化合物(a-2)与二胺化合物(b-1)的摩尔比值(a-2)/(b-1)为0.1至5(实施例3、5、7、8、10、12、14)的液晶配向剂时，液晶显示元件具有更佳的紫外线可靠性。
又，当使用含有具有至少两个环氧基的化合物(C)(实施例4、8、13)的液晶配向剂时，液晶显示元件的离子密度较低，而液晶显示元件的显示品质较佳。
综上所述，本发明的液晶配向剂所包括的的聚合物组合物由于含有三羧酸酐化合物与特定的二胺化合物，故将其应用于液晶配向膜时，液晶显示元件具有较佳的紫外线可靠性及较低的离子密度，因而适用于液晶配向膜以及液晶显示元件。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属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，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种液晶配向剂，其特征在于，包括：
聚合物组合物(A)；以及
溶剂(B)，
其中，所述聚合物组合物(A)是由混合物反应而获得，所述混合物包括羧酸酐组份(a)及二胺组份(b)，
所述羧酸酐组份(a)包括四羧酸二酐化合物(a-1)及三羧酸酐化合物(a-2)，
所述二胺组份(b)包括由式(I)表示的二胺化合物(b-1)，
式(I)中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子；
R2各自独立表示碳数为1至3的烷基；
m各自独立表示0至3的整数；
n表示0至4的整数。
2.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中，在所述式(I)中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基或乙酰胺基。
3.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述三羧酸酐化合物(a-2)包括环状三羧酸酐化合物。
4.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中，基于所述羧酸酐组份(a)的总摩尔数为100摩尔，所述三羧酸酐化合物(a-2)的使用量为1至50摩尔。
5.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)的总摩尔数为100摩尔，所述二胺化合物(b-1)的使用量为1至80摩尔。
6.如权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述三羧酸酐化合物(a-2)与所述二胺化合物(b-1)的摩尔比值(a-2)/(b-1)为0.1至5。
7.如权利要求1所述的液晶配向剂，更包括具有至少两个环氧基的化合物(C)。
8.一种液晶配向膜，其特征在于，其是由如权利要求1～7中任一项所述的液晶配向剂而形成。
9.一种液晶显示元件，其特征在于，其包括如权利要求8所述的液晶配向膜。
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