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CN118011690A - 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件 - Google Patents

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件 Download PDF

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CN118011690A
CN118011690A CN202311235897.1A CN202311235897A CN118011690A CN 118011690 A CN118011690 A CN 118011690A CN 202311235897 A CN202311235897 A CN 202311235897A CN 118011690 A CN118011690 A CN 118011690A
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CN
China
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liquid crystal
formula
crystal alignment
group
polymer
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Application number
CN202311235897.1A
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王建智
黄菀婷
陈志荣
王博世
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chi Mei Corp
Original Assignee
Chi Mei Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明是关于一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件,特别是关于一种不易闪烁的液晶配向剂、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组件。该液晶配向剂包含:聚合物(A)、溶剂(B)及酰胺化合物(C)。

Description

液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件
技术领域
本发明是关于一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件,特别是关于一种不易闪烁的液晶配向剂、由前述液晶配向剂形成的液晶配向膜及具有前述液晶配向膜的液晶显示组件。
背景技术
液晶电视、液晶显示器等的液晶显示组件,通常在组件内部设有液晶配向膜,以控制液晶排列状态。目前工业上最常见形成液晶配向膜的方法,是以聚酰胺酸及/或将其酰亚胺化的聚酰亚胺在电极基板上形成膜,后续对其进行摩擦处理(亦即以棉、尼龙、聚酯等布材沿单一方向摩擦膜表面),而制得液晶配向膜。
在液晶配向膜的配向过程中,工业上较易于生产的方法是针对膜表面进行摩擦处理。然而,随着对液晶显示组件的高效能化、高精细度化、大型化的要求越来越高,在进行摩擦处理的时候,受到液晶配向膜表面的损伤、飞尘、因机械力和静电力所产生的影响,与在配向处理面上的不均匀性等的种种问题,也随之变得更加显著。
做为取代摩擦处理的方法,目前已知有利用因偏光的紫外线照射而赋予液晶配向能的光配向法。所述光配向法的液晶配向处理可包含在反应机制上利用光致异构化(photoisomerization)反应的物质、利用光交联(photocrosslink)反应的物质、利用光分解(photodecomposition)反应的物质等。再者,日本特开平9-297313号公报提出,光配向法需使用主链具有环丁烷等脂环构造的聚酰亚胺膜。使用聚酰亚胺做为光配向的配向膜的时候,因为此配向膜的耐热性高于其他类型的配向膜,故此种配向膜的应用性备受期待。
光配向法为不须摩擦配向处理的方法,其在工业上不仅具有工艺简单的优点,在横向电场效应技术(In-Plane-Switching;IPS)驱动方式和边界电场切换广视角技术(Fringe Field Switching;FFS)驱动方式的液晶显示组件中,相较于使用摩擦处理法所得的液晶配向膜,使用上述光配向法所得的液晶配向膜时,可望提升液晶显示组件的对比度和视角特性,因此光配向法为具有前景而备受瞩目的液晶配向处理方法。
然而,透过光配向法所制得的液晶配向膜应用于液晶显示组件时,仍有易闪烁的问题。因此,为了符合目前光配向IPS型液晶显示器业者的要求,提供一种不易闪烁(闪烁度低)的液晶显示组件的液晶配向剂,为本技术领域者努力研究的目标。
发明内容
本发明提供一种液晶配向剂,包含:
聚合物(A);
溶剂(B);及
酰胺化合物(C),其包含式(I)所示的结构:
式(I)中,L1、L2各自独立地代表碳数为1至10的伸烷基;
Ra、Rb各自独立地代表碳数为1至6的烷基;及
*为键结处。
本发明另提供一种液晶配向膜,由前述的液晶配向剂所形成。
本发明又提供一种液晶显示组件,包含前述的液晶配向膜。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的液晶显示组件的侧视图。
100:液晶显示组件
110:第一单元
112:第一基板
114:第一导电膜
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
本发明提供一种液晶配向剂,包含:
聚合物(A);
溶剂(B);及
酰胺化合物(C),其包含式(I)所示的结构:
式(I)中,L1、L2各自独立地代表碳数为1至10的伸烷基;
Ra、Rb各自独立地代表碳数为1至6的烷基;及
*为键结处。
聚合物(A)
本发明的聚合物(A)可包含第一聚合物(A1),另可选择性地进一步包含第二聚合物(A2),详如下述。
第一聚合物(A1)
本发明的第一聚合物(A1),由第一混合物反应所制得。具体而言,该第一聚合物(A1)可选自聚酰胺酸聚合物、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。
该第一混合物包含四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(b1),其中四羧酸二酐组份(a1)包括至少一种由式(III)表示的四羧酸二酐化合物(a1-1):
式(II)中,R1、R2、R3及R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至6的烷基、碳数为2至6的烯基、碳数为2至6的炔基、含有氟原子且碳数为1至6的一价有机基团或苯基,R1、R2、R3及R4为相同或不同,且R1、R2、R3及R4之中的至少一者不为氢原子。
在R1、R2、R3及R4具有立体障碍结构的情况下,会造成液晶配向剂的液晶配向性不佳。因此,R1、R2、R3及R4较佳为氢原子、甲基或乙基,其中又以甲基为更佳。
式(II)所示结构的四羧酸二酐化合物(a1-1)的具体例子可例如为下式(II-1)至式(II-8)所示的化合物。针对液晶配向性而言,以式(II-1)为较佳。
上述的四羧酸二酐化合物(a1-1)可以单独一种使用或者混合多种使用。
基于四羧酸二酐组份(a1)的总使用量为100摩尔,四羧酸二酐化合物(a1-1)的使用量可为10摩尔至80摩尔;较佳为10摩尔至70摩尔;更佳为10摩尔至60摩尔。
该四羧酸二酐组份(a1)另可包含其他四羧酸二酐化合物(a1-2),其较佳具体例为(1)脂肪族四羧酸二酐化合物、(2)脂环族四羧酸二酐化合物、(3)芳香族四羧酸二酐化合物或(4)具有式(a1-2-1)至式(a1-2-6)所示的四羧酸二酐化合物等。
所述(1)脂肪族四羧酸二酐化合物包含但不限于乙烷四羧酸二酐或丁烷四羧酸二酐等脂肪族四羧酸二酐化合物。
所述(2)脂环族四羧酸二酐化合物包含但不限于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脂环族四羧酸二酐化合物。
所述(3)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-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。
所述(4)具有如式(a1-2-1)至式(a1-2-6)所示的四羧酸二酐化合物,详细叙述如下:
在式(a1-2-5)中,A1代表含有芳香环的二价基团;r代表1至2的整数;A2及A3可为相同或不同,且可分别代表氢原子或烷基。较佳地,如式(a1-2-5)所示的四羧酸二酐化合物可选自于如下式(a1-2-51)至式(a1-2-53)所示的化合物。
在式(a1-2-6)中,A4代表含有芳香环的二价基团;A5及A6可为相同或不同,且分别地代表氢原子或烷基。较佳地,如式(a1-2-6)所示的四羧酸二酐化合物可选自于如下式(a1-2-61)所示的化合物。
在该四羧酸二酐组份(a1)中,上述的四羧酸二酐化合物(a1-2)可以单独一种使用或者混合多种使用。
该二胺组份(b1)包含至少一种选自具有式[A-1]所示的结构的二胺化合物、具有式[A-2]所示的结构的二胺化合物及具有式[A-3]所示的结构的二胺化合物中的二胺化合物(b1-1):
式[A-1]至[A-3]中,R5及R6各自独立地代表氢原子、碳数为1至4的烷基或保护基,且其中至少一者为保护基;R7、R8及R9各自独立地代表氢原子、碳为1至20的一价烃基或具有取代基的碳数为1至20的一价烃基;D代表保护基。
作为保护基,从液晶配向剂的保存稳定性的观点考虑,较佳为在室温下不会脱离,且较佳为80℃以上、更佳为100℃以上而脱离的保护基。作为保护基,较佳为下述式(1)所示的基团或9-芴基甲氧基羰基。
式(1)中,E代表单键或包含碳数为1至4的烃基的二价基团,较佳为包含亚烷基的二价基团。从进行脱离温度的观点考虑,较佳为叔丁氧基羰基(tert-butoxycarbonyl,Boc)。
作为分子内具有上述式[A-1]所示的结构的二胺化合物的较佳例,可列举如式[A-1-1]所示的二胺化合物。
式[A-1-1]中,R5和R6与式[A-1]中相同,且也包括各自的较佳例在内。2个c各自独立地代表0至3的整数,较佳为0或1,更佳1。
另外,式[A-1-1]中,各苯环中的氨基(-NH2)相对于亚烷基的键合位置,可以为邻、间或对中的任意一位置,较佳为邻位或对位,更佳对位。
作为式[A-1-1]所示的二胺化合物的较佳例,可列举如以下的化合物。
式[A-2]中,R7和R8各自独立地代表氢原子、碳数为1至20的一价烃基或具有取代基的碳数为1至20的一价烃基。较佳为氢原子、碳数为1至6的烷基或苯基,更佳为氢原子或甲基。
D代表保护基,包括其较佳例在内,如上述式[A-2]中定义所示,且更佳为叔丁氧基羰基。
作为具有上述式[A-2]所示结构的二胺化合物,其中较佳为式[A-2-1]所示的二胺化合物。
其中,更佳为以式[A-2-2]表示的二胺化合物。
A1和A5各自独立地代表单键或碳数为1至5的亚烷基。较佳为单键或亚甲基。A2和A4代表碳数为1至5的亚烷基,较佳为亚甲基或亚乙基。
A3代表碳数为1至6的亚烷基或亚环烷基,较佳为亚甲基或亚乙基。
B1和B2各自独立地代表单键、-O-、-NH-、-NMe-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NH-、-C(=O)NMe-、-OC(=O)-、-NHC(=O)-或-N(Me)C(=O)-。较佳为单键或-O-。
D1代表叔丁氧基羰基或9-芴基甲氧基羰基。从进行脱保护的温度的观点考虑,较佳为叔丁氧基羰基。
a为0或1。
作为式[A-2-2]所示的二胺的具体例,可列举出下述式(2-1)至式(2-21)。
式(2-1)至(2-21)中,Me代表甲基,D2代表叔丁氧基羰基。
其中,更佳为式(2-1)至(2-4),尤佳为式(2-1)。
作为具有式[A-3]所示的结构的二胺化合物,其中,较佳为式[A-3-1]或式[A-3-2]所示。
其中,更佳为式[A-3-3]及式[A-3-4]所示。
式[A-3-1]和式[A-3-3]中的A1、A5、A2、B1和B2与式[A-2-1]中的A1、A5、A2、B1和B2相同,且也包括各自的较佳例在内。R9各自独立地代表氢原子、碳数为1至20的一价烃基或具有取代基的碳数为1至20的一价烃基。从液晶取向性的观点考虑,R9较佳为氢原子、甲基或乙基,更佳氢原子。
A6代表单键碳数为1至6的亚烷基,较佳为单键、亚甲基、亚乙基或亚丙基,更佳单键或亚甲基。
D1为叔丁氧基羰基或9-芴基甲氧基羰基,从进行脱保护的温度的观点考虑,较佳为叔丁氧基羰基。
a为0或1。
式[A-3-3]及式[A-3-4]中的A6、R9和D1与式[A-3-1]及式[A-3-3]中的A6、R9和D1相同,且也包括各自的较佳例在内。
作为具体例,可列举例如式(3-1)至式(3-5)。
式(3-1)至式(3-5)中,D2为叔丁氧基羰基。
其中,更佳为式(3-1)至式(3-4),尤佳为式(3-1)。
前述的二胺化合物(b1-1)可单独一种使用或混合多种使用。
基于二胺组份(b1)的总使用量为100摩尔,该二胺化合物(b1-1)的使用量可为0.1摩尔至30摩尔;较佳为0.5摩尔至30摩尔;更佳为0.5摩尔至25摩尔。
当二胺组份(b)包含二胺化合物(b1-1)时,所制得的液晶配向剂的闪烁度较低。
该二胺组份(b1)另可包含其他二胺化合物(b1-2),所述其他二胺化合物(b1-2)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、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)环己烷、1,5-双(4-胺基苯氧基亚甲基)金刚烷、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}、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-ethyl phenyl)cyclohexane}、3,5-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、双(4-氨基苯氧基)甲烷、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1,4-双(3-氨基苯氧基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,5-双(3-氨基苯氧基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1,6-双(3-氨基苯氧基)己烷、1,7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1,7-双(3-氨基苯氧基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1,8-双(3-氨基苯氧基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1,9-双(3-氨基苯氧基)壬烷、1,10-双(4-氨基苯氧基)癸烷、1,10-双(3-氨基苯氧基)癸烷、1,11-双(4-氨基苯氧基)十一烷、1,11-双(3-氨基苯氧基)十一烷、1,12-双(4-氨基苯氧基)十二烷、1,12-双(3-氨基苯氧基)十二烷或如下式(b-1)至式(b-29)所示的其他二胺化合物。
式(b-1)如下所示:
在式(b-1)中,Z1代表 且Z2代表含甾基团、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、哌啶及哌嗪等含氮原子环状结构的一价基团。
上式(b-1)所示的其他二胺化合物较佳可为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-diamino-benzene)、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)或下式(b-1-1)至式(b-1-6)所示的其他二胺化合物。
式(b-2)如下所示:
在式(b-2)中,Z3代表 Z4及Z5代表伸脂肪族环、伸芳香族环或伸杂环基团,且Z6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。
上式(b-2)所示的其他二胺化合物较佳可为如下式(b-2-1)至式(b-2-13)所示的二胺化合物:
在式(b-2-10)至式(b-2-13)中,s可代表3至12的整数。
式(b-3)如下所示:
在式(b-3)中,Z7代表氢原子、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。P1代表1至3的整数。当P1大于1时,多个Z7可为相同或不同。
上述式(b-3)所示的二胺化合物较佳选自于(1)P1为1时的对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二胺甲苯等;(2)P1为2时的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)P1为3时的1,4-双(4'-胺基苯基)苯等,更佳是选自于对-二胺苯、2,5-二胺甲苯、4,4'-二胺基联苯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基联苯或1,4-双(4'-胺基苯基)苯。
式(b-4)如下所示:
在上式(b-4)中,P2代表1至5的整数。式(b-4)所示的结构较佳是选自于4,4'-二胺基二苯基硫醚。
式(b-5)如下所示:
在式(b-5)中,Z8及Z10可为相同或不同,且分别代表二价有机基团,Z9代表衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪等含氮原子环状结构的二价基团。
式(b-6)如下所示:
在式(b-6)中,Z11、Z12、Z13及Z14分别可为相同或不同,且可代表碳数为1至12的烃基。P3代表1至3的整数,且P4代表1至20的整数。
在式(b-7)中,Z15代表-O-或伸环己烷基,Z16代表—CH2-,Z17代表伸苯基或伸环己烷基,且Z18代表氢原子或庚基。
上式(b-7)所示的二胺化合物较佳选自于如下式(b-7-1)及式(b-7-2)所示的二胺化合物。
式(b-8)至式(b-29)所示的其他二胺化合物如下所示:
在式(b-16)至式(b-19)中,Z19较佳选自碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。在式(b-20)至式(b-24)中,Z20较佳为氢原子、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(b1-2)较佳可包含但不限于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、1,3-双(3-胺基苯氧基)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、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、式(b-1-1)、式(b-1-2)、式(b-1-5)、式(b-2-1)、式(b-2-11)、式(b-7-1)、式(b-25)或式(b-28)所表示的化合物。
前述的其他二胺化合物(b1-2)可单独一种或混合多种使用。
第一聚合物(A1)的制备方法
本发明中聚酰胺酸聚合物的制备可为一般的方法,较佳地,前述聚酰胺酸聚合物的制备方法包含以下步骤:将包含四羧酸二酐组份(a1)与二胺组份(b1)的第一混合物溶于溶剂中,在0℃至100℃的温度条件下进行聚缩合反应并反应1小时至24小时,接着再将上述的反应溶液以蒸发器进行减压蒸馏方式,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,得到一析出物,接着经由减压干燥方式将前述析出物进行干燥处理,即可得到聚酰胺酸聚合物。
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。较佳地,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、酚或卤化酚类等酚系溶剂。基于混合物的使用量为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,更佳为300重量份至1800重量份。
特别地,在聚缩合反应中,溶剂可并用适量的贫溶剂,其中贫溶剂不会造成聚酰胺酸聚合物析出。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醇类;(2)酮类,例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;(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、甲苯或二甲苯等烃类或上述溶剂的任意组合。基于二胺组份(b1)的使用量为100重量份,贫溶剂的使用量较佳为0重量份至60重量份,更佳为0重量份至50重量份。
本发明中聚酰亚胺聚合物的制备可为一般的方法,较佳地,聚酰亚胺聚合物的制备方法先将第一混合物溶解于溶液中,其中第一混合物包含四羧酸二酐组份(a1)与二胺组份(b1),并进行聚合反应,以形成聚酰胺酸聚合物。接着,在脱水剂及触媒的存在下,进一步加热,并进行脱水死循环反应,使得聚酰胺酸聚合物中的酰胺酸官能基经由脱水死循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。
用于脱水死循环反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同,故不另赘述。基于聚酰胺酸聚合物的使用量为100重量份,用于脱水死循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。
为获得较佳的聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度,脱水死循环反应的操作温度较佳为40℃至200℃,更佳为40℃至150℃。若脱水死循环反应的操作温度低于40℃时,酰亚胺化的反应将不完全,因而降低聚酰胺酸聚合物的酰亚胺化程度。然而,若脱水死循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。
用于脱水死循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酸酐类化合物。基于聚酰胺酸聚合物为1摩尔,脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。用于脱水死循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吡啶类化合物;(2)三级胺类化合物,例如:三乙基胺等三级胺类化合物。基于脱水剂的使用量为1摩尔,触媒的使用量为0.5摩尔至10摩尔。
本发明的聚酰亚胺系嵌段共聚合物的较佳具体例为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,或其任意组合。
本发明中聚酰亚胺系嵌段共聚合物的制备可为一般的方法,较佳地,聚酰亚胺系嵌段共聚合物的制备方法为先将起始物溶解于溶剂中,并进行聚缩合反应,其中所述起始物包含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,且可进一步地包含四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(b1)。
前述起始物中的四羧酸二酐组份(a1)与二胺组份(b1)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(a1)与二胺组份(b1)相同的物质,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。
基于前述起始物的使用量为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,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℃。
较佳地,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、四羧酸二酐化合物及二胺化合物,其中,四羧酸二酐化合物及二胺化合物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(a1)及二胺组份(b1)的结构相异;(5)聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物,其中,所述四羧酸二酐化合物及二胺化合物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(a1)及二胺组份(b1)的结构相异;(6)聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物,其中,四羧酸二酐化合物及二胺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(a1)及二胺组份(b1)的结构相异;(7)二种结构相异的聚酰胺酸聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物;(8)二种结构相异的聚酰亚胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物;(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化合物;(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化合物;(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化合物;(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化合物。
在不影响本发明的功效范围内,较佳地,前述聚酰胺酸聚合物、前述聚酰亚胺聚合物以及前述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。通过使用末端修饰型的聚合物,可改善液晶配向剂的涂布性能。制备前述末端修饰型聚合物的方式可通过在聚酰胺酸聚合物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;(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。
本发明的第一聚合物(A1)根据凝胶渗透色层分析法所测得经聚苯乙烯换算的重量平均分子量为10,000至100,000,较佳为12,000至90,000,且更佳为12,000至75,000。
第二聚合物(A2)
本发明的第二聚合物(A2),由第二混合物反应所制得。具体而言,该第二聚合物(A2)可选自聚酰胺酸聚合物、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。
该第二混合物包含四羧酸二酐组份(a2)及二胺组份(b2),其中四羧酸二酐组份(a2)可与前述第一聚合物(A1)中的四羧酸二酐组分(a1)的其他四羧酸二酐化合物(a1-2)所列相同,且二胺组份(b2)可与前述第一聚合物(A1)中的二胺组分(b1)的其他二胺化合物(b1-2)所列相同,故于此不再赘述。
第二聚合物(A2)的制备方法
本发明的第二聚合物(A2)的制备方法与前述第一聚合物(A1)的制备方法相同,不同之处是第二聚合物(A2)是使用前述的四羧酸二酐组份(a2)与二胺组份(b2)来反应制得,故在此不另赘述第二聚合物(A2)的制备方法。
本发明的第二聚合物(A2)根据凝胶渗透色层分析法所测得经聚苯乙烯换算的重量平均分子量为10,000至100,000,较佳为12,000至90,000,且更佳为12,000至75,000。
基于聚合物(A)的总使用量为100重量份,第一聚合物(A1)的使用量为5重量份至85重量份,较佳为10重量份至80重量份,更佳为10重量份至75重量份;第二聚合物(A2)的使用量为15重量份至95重量份,较佳为20重量份至90重量份,更佳为25重量份至90重量份。
当第一聚合物(A1)的使用量及第二聚合物(A2)的使用量为前述的范围时,则所形成的液晶配向剂的闪烁度较低。
溶剂(B)
本发明的液晶配向剂中所使用的溶剂并无特别的限制,只要是可溶解聚合物(A)与其他任意成份,且不与其产生反应即可,较佳为同前述合成聚酰胺酸中所使用的溶剂,同时,亦可并用合成前述聚酰胺酸时所使用的贫溶剂。
溶剂(B)的具体例包含但不限于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)可以单独一种使用或者混合多种使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份,溶剂(B)的使用量为800重量份至300重量份,较佳为900重量份至3500重量份,且更佳为1000至3000重量份。
酰胺化合物(C)
本发明的酰胺化合物(C),其包含式(I)所示的结构:
式(I)中,L1、L2各自独立地代表碳数为1至10的伸烷基;
Ra、Rb各自独立地代表碳数为1至6的烷基;及
*为键结处。
较佳地,所述Ra、Rb可为碳数为1至6的直链烷基,或碳数为3至6的支链烷基。所述碳数为1至6的直链烷基可列举例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基;所述碳数为3至6的支链烷基可列举例如异丙基、异丁基、第二丁基、第三丁基、异戊基、异己基。更佳地,所述Ra、Rb为碳数为1至6的直链烷基,其可使所形成的液晶配向剂的闪烁度较低。
本发明的酰胺化合物(C)可包含一或多个式(I)所示的结构。举例而言,酰胺化合物(C)的结构可如下式(I-1)所示:
式(I-1)中,A代表碳数为1至20的脂肪烃基、碳数为3至30的脂环基、碳数为6至30的芳香烃基或碳数为6至30的杂环基。较佳地,A可为碳数为1至10的伸烷基、碳数为3至25的脂环基、碳数为6至25的芳香烃基或碳数为6至25的杂环基。
此外,式(I-1)中的L1、L2、L3、L4的定义与前述式(I)中的L1、L2相同,且式(I-1)中的Ra、Rb、Rc、Rd的定义与前述式(I)中的Ra、Rb相同,故于此不再赘述。较佳地,所述Ra、Rb、Rc、Rd为碳数为1至6的直链烷基,其可使所形成的液晶配向剂的闪烁度较低。
酰胺化合物(C)可列举例如下列式(I-1-1)至式(I-1-9)所示:
酰胺化合物(C)的制备方法
本发明的酰胺化合物(C)可由多元醇化合物(C1)与羧酸化合物(C2)进行酯化反应而得。该多元醇化合物(C1)如下列式(I-2)所示:
式(I-2)中的A、L1、L2、L3、L4的定义皆与前述式(I-1)相同,故于此不再赘述。
该多元醇化合物(C1)可列举例如下列式(I-2-1)至式(I-2-9)所示:
该羧酸化合物(C2)可列举例如乙酸、丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸、异丁酸、3-甲基丁酸、4-甲基戊酸(异己酸)等;较佳为乙酸、正丙酸、正丁酸、正戊酸;更佳为乙酸、正丙酸。当使用乙酸、正丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸合成获得的酰胺化合物(C)时,则所形成的液晶配向剂的闪烁度较低。
前述酯化反应可列举例如:羧酸经过酰氯再与醇反应生成酯、酸酐与醇反应生成酯、羧酸经过羧酸盐再与卤代烃反应生成酯、Fischer酯化反应、Steglich酯化反应、山口酯化反应等;其中较佳为Steglich酯化反应。
基于聚合物(A)的总使用量为100重量份,酰胺化合物(C)的使用量为1重量份至20重量份,较佳为3重量份至18重量份,更佳为5重量份至15重量份。
当未使用酰胺化合物(C)时,则所形成的液晶配向剂的闪烁度较高。
添加剂(D)
在不影响本发明的功效范围内,本发明的液晶配向剂可选择性地包含添加剂(D),且添加剂(D)可为环氧化合物或具有官能性基团的硅烷化合物等。添加剂(D)的作用是用来提高前述液晶配向膜与基板表面的附着性。添加剂(D)可以单独一种使用或者混合多种使用。
前述的环氧化合物可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。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份,环氧化合物的使用量一般为40重量份以下,且较佳为0.1重量份至30重量份。
上述具有官能性基团的硅烷化合物可包含但不限于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-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等。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份,硅烷化合物的使用量一般为10重量份以下,且较佳为0.5重量份至10重量份。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份,添加剂(D)的使用量可为0.5重量份至50重量份,且较佳为1重量份至45重量份。
液晶配向剂的制备方法
本发明的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,例如先混合第一聚合物(A1)及选择性的第二聚合物(A2)以形成聚合物(A),接着将聚合物(A)于温度为0℃至200℃的条件下混合溶剂(B)、酰胺化合物(C)和添加剂(D),以搅拌装置持续搅拌至溶解即可。较佳地,在20℃至60℃的温度下,将聚合物(A)、酰胺化合物(C)和添加剂(D)加入溶剂(B)。
液晶配向膜的形成方法
本发明另提供一种液晶配向膜,由前述的液晶配向剂所形成。在一实施例中,该液晶配向剂可涂布于基板上,并经预烤处理、后烤处理及光配向处理以形成该液晶配向膜。
本发明的液晶配向剂所涂布的基板选自于透明材料,其中,透明材料包含但不限于用于液晶显示设备的无碱玻璃、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,较佳可使用液晶驱动用的ITO电极已形成于基板上者,以简化工艺。再者,对只有单侧基板的反射型液晶显示器而言,前述基板可使用硅晶圆等不透明的材质,在这种情况下的电极可使用铝等会反射光的材料来形成。本发明的液晶配向剂的涂布方法可例如旋转涂布法、印刷法、喷墨法等。
本发明的液晶配向剂可选择任意的温度和时间,进行涂布后的干燥和烘烤工艺。一般而言,为充分去除所含的有机溶剂,需在50℃至120℃下进行1分钟至10分钟的干燥。之后,在150℃至300℃下进行5分钟至120分钟的烘烤。烘烤后的涂膜厚度并未有特别限制,但过薄的涂膜会造成液晶显示器的可信赖度劣化,故上述涂膜厚度以5nm至300nm为宜,又以10nm至200nm为较佳。
本发明的液晶配向剂虽然可进行习知的摩擦定向处理,但在使用光配向处理法的情况时效果更佳。
光配向处理法的具体例可例如:将前述涂膜的表面,以朝特定方向偏光的放射线照射,然后视情况在150℃至250℃的温度下进行加热处理,以赋予上述涂膜液晶配向能。其中,可使用具有100nm至800nm的波长的紫外线或可见光做为上述放射线,又以波长为100nm至400nm的紫外线较佳,而以波长为200nm至400nm者为更佳。再者,为了改善液晶配向性,可在150℃至250℃下加热涂膜基板的同时,以放射线照射涂膜基板。前述放射线的照射量较佳为1mJ/cm2至10,000mJ/cm2,又以100mJ/cm2至5,000mJ/cm2为更佳。按照上述方式制得的液晶配向膜,可使液晶分子以一定方向稳定地被配向。
本发明的液晶配向剂经预烤处理、后烤处理及光配向处理后而形成液晶配向膜,前述液晶配向膜的预倾角为0°至3°。
液晶显示组件的制造方法
本发明又提供一种液晶显示组件,包含前述的液晶配向膜。
液晶显示组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。
参阅图1,本发明液晶显示组件100的较佳实施例包含第一单元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间隔相对,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包含第一基板112、第一导电膜114及第一液晶配向膜116,其中第一导电膜114以栉齿型图案化的方式形成于第一基板112的表面,且第一液晶配向膜116形成在第一导电膜114的表面。
第二单元120包含第二基板122及第二液晶配向膜126,其中第二液晶配向膜126形成在第二基板122的表面。
第一基板112与第二基板122是选自于透明材料等,其中,透明材料包含但不限于用于液晶显示设备的无碱玻璃、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。第一导电膜114的材质是择自于氧化锡(SnO2)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等的透明导电膜;或铬等金属导电膜。
第一液晶配向膜116及第二液晶配向膜126分别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,且液晶单元130可被第一导电膜114产生的平行电场驱动。
液晶单元130所使用的液晶可单独或混合多种使用,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、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、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)等的胆固醇型液晶,或是以商品名为“C-15”、“CB-15”(默克公司制造)的对掌(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。
本发明的液晶配向剂所制作的液晶显示组件适用于各式向列液晶,如TN、STN、TFT、VA、IPS等液晶显示组件。此外,根据所选择的液晶,亦可使用于强诱电性或反强诱电性等不同的液晶显示组件。上述液晶显示组件中,特别适用于IPS型的液晶显示组件。
兹以下列实例予以详细说明本发明,但不能理解为本发明仅局限于此等实例所揭示的内容。
合成聚合物(A1)
合成例A1-1
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0.045摩尔(90mole%)的对-二胺苯(b1-2-1)、0.005摩尔(10mole%)的b1-2-6二胺化合物及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0.005摩尔(10mole%)的a1-1-1的四羧酸二酐化合物、0.045摩尔(90mole%)的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(a1-2-1)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,即可得聚合物(A1-1),其配方如表1所示。
合成例A1-1至A1-12
合成例A1-1至A1-12使用与合成例A1-1的聚合物(A1-1)的制作方法相同的制备方法,不同之处在于合成例A1-1至A1-12改变聚合物中原料的种类与使用量,其配方如表1所示,此处不另赘述。
表1中:
合成聚合物(A2)
合成例A2-1至A2-6
合成例A2-1至A2-6使用与合成例A1-1的聚合物(A1-1)的制作方法相同的制备方法,不同之处在于合成例A2-1至A2-6改变聚合物中原料的种类与使用量,其配方如表2所示,此处不另赘述。
表2:
表2中:
合成酰胺化合物(C)
合成例C1
将0.031摩尔的式(I-2-1)的多元醇化合物与0.125摩尔的乙酸及0.57克的4-二甲氨基吡啶置于1公升的四口烧瓶内,加入125毫升的二氯甲烷,并边搅拌边加入7克的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺。在添加完毕后,于常温下搅拌反应8小时。
反应完成后,加入水进行两次的萃取,收集有机层并加入无水硫酸镁除去水份后过滤,其后将滤液以真空干燥法去除溶剂,收集残留的固体产物酰胺化合物(C-1)。
合成例C2
将合成例C1中的乙酸更换为丙酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-2)。
合成例C3
将合成例C1中的乙酸更换为正丁酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-3)。
合成例C4
将合成例C1中的乙酸更换为正戊酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-4)。
合成例C5
将合成例C1中的乙酸更换为正己酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-5)。
合成例C6
将合成例C1中的乙酸更换为正庚酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-6)。
合成例C7
将合成例C1中式(I-2-1)的多元醇化合物更换为式(I-2-3)的多元醇化合物,并将乙酸更换为丙酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-7)。
合成例C8
将合成例C1中式(I-2-1)的多元醇化合物更换为式(I-2-2)的多元醇化合物,并将乙酸更换为丙酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-8)。
合成例C9
将合成例C1中的乙酸更换为异丁酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-9)。
合成例C10
将合成例C1中的乙酸更换为3-甲基丁酸,其余原料及工艺条件皆与合成例C1相同,即可制得酰胺化合物(C-10)。
实施例1
制备液晶配向剂
称取10重量份的合成例A1-1的聚合物(A1-1)、90重量份的合成例A2-1的聚合物(A2-1)及1800重量份的NMP,并于室温下搅拌混合,即可制得实施例1的液晶配向剂。
制备液晶配向膜以及液晶显示组件
将前述所制得的液晶配向剂旋转涂布在玻璃基板上,其中前述玻璃基板上形成有像素电极,其中前述像素电极为具有一对ITO电极(电极宽:10μm,电极间隔:10μm,电极高度:50nm)的IPS驱动用电极,该对ITO电极分别具有栉齿状的形状、且彼此的栉齿状部份为以分开并咬合的方式来配置。之后,将涂布有液晶配向剂的玻璃基板在80℃的加热板上干燥5分钟后,在250℃的热风循环式烘箱中烘烤60分钟,以形成膜厚为100nm的涂膜。
透过一偏光板,对涂膜面照射波长为254nm的紫外线,以制得有液晶配向膜的基板。接下来,同样地,在对向基板上形成涂膜并施予配向处理,所述对向基板为未有电极形成但具有高度为4μm的柱状间隔件的玻璃基板。
上述二个基板为一组,在其中一者上印刷密封剂,而另一者以与液晶配向膜面对且配向方向为0°的方式,黏合二者,之后硬化密封剂以制得空的晶胞。将这个空晶胞以减压注入法,注入液晶MLC-2041(Merck公司制),并密封注入口,即为实施例1的液晶显示组件。
将实施例1的液晶显示组件以后述评价方式进行评价,其结果如表3-1所示。
实施例2至18及比较例1至2
实施例2至18及比较例1至2使用与实施例1的液晶配向剂相同的制备方法,不同之处在于实施例2至18及比较例1至2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3-1、表3-2及表4所示,此处不另赘述。
表3-1:
表3-2:
表4:
表3-1、表3-2、表4中:
闪烁度测试
将实施例1至18及比较例1至2的液晶显示组件设置于偏光轴以垂直交叉方式配置的两片偏光板之间,在无施加电压的状态下点亮LED背光,调整液晶显示组件的配置角度,使透过的光线亮度达最小的状态。接着,对此液晶显示组件施加频率30Hz的交流电压,并同时测定V-T曲线(电压-透过率曲线),算出相对透过率为23%的交流电压,以作为驱动电压。
闪烁度的测定方法为,在液晶显示组件的温度为23℃的温度条件下,关闭已点亮的LED背光,遮光放置72小时后,再度点亮,并于背光点亮开始的同时施加相对透过率为23%的频率30Hz的交流电压,对液晶显示组件进行60分钟的驱动,并追踪闪烁的振幅。闪烁的振幅为使用与光二极管及I-V变换增幅器连接的数据撷取/数据记录切换装置34970A(Agilent technologies公司制),读取通过两片偏光板及在其中间的液晶显示组件的亮度值。闪烁度为由下式(V)算出,当闪烁度越低则该表示以该液晶配向剂所制得的液晶显示组件质量越佳。
在式(V)中,z为使用上述装置34970A,以相对透过率为23%的频率30Hz的交流电压驱动时所读取的亮度值。
◎:闪烁度<3%
○:4%>闪烁度≧3%
△:5%>闪烁度≧4%
╳:闪烁度≧5%。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效,而非限制本发明。所属领域的技术人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求所列。

Claims (11)

1.一种液晶配向剂,包含:
聚合物(A);
溶剂(B);及
酰胺化合物(C),其包含式(I)所示的结构:
式(I)中,L1、L2各自独立地代表碳数为1至10的伸烷基;
Ra、Rb各自独立地代表碳数为1至6的烷基;及
*为键结处。
2.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中该聚合物(A)包含第一聚合物(A1),该第一聚合物(A1)由第一混合物反应而制得,该第一混合物包含四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(b1),其中该四羧酸二酐组份(a1)包含至少一种如式(II)所示的四羧酸二酐化合物(a1-1):
式(II)中,R1、R2、R3及R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至6的烷基、碳数为2至6的烯基、碳数为2至6的炔基、含有氟原子且碳数为1至6的一价有机基团或苯基,R1、R2、R3及R4为相同或不同,且R1、R2、R3及R4之中的至少一者不为氢原子。
3.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中该聚合物(A)包含第一聚合物(A1),该第一聚合物(A1)由第一混合物反应而制得,该第一混合物包含四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(b1),其中该二胺组份(b1)包含至少一种选自具有式[A-1]所示的结构的二胺化合物、具有式[A-2]所示的结构的二胺化合物及具有式[A-3]所示的结构的二胺化合物中的二胺化合物(b1-1):
式[A-1]至[A-3]中,R5及R6各自独立地代表氢原子、碳数为1至4的烷基或保护基,且其中至少一者为保护基;R7、R8及R9各自独立地代表氢原子、碳数为1至20的一价烃基或具有取代基的碳数为1至20的一价烃基;D代表保护基。
4.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中该酰胺化合物(C)包含如下式(I-1)所示的结构:
式(I-1)中,A代表碳数为1至20的脂肪烃基、碳数为3至30的脂环基、碳数为6至30的芳香烃基或碳数为6至30的杂环基;L1、L2、L3、L4的定义与权利要求1式(I)中的L1、L2相同,且式(I-1)中的Ra、Rb、Rc、Rd的定义与权利要求1式(I)中的Ra、Rb相同。
5.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中基于该聚合物(A)的使用量为100重量份,该酰胺化合物(C)的使用量为1重量份至20重量份。
6.如权利要求2所述的液晶配向剂,其中基于该四羧酸二酐组份(a1)的总使用量为100摩尔,该式(II)所示的该四羧酸二酐化合物(a1-1)的使用量为10摩尔至80摩尔。
7.如权利要求3所述的液晶配向剂,其中基于该二胺组份(b1)的总使用量为100摩尔,该二胺化合物(b1-1)的使用量为0.1摩尔至30摩尔。
8.如权利要求1所述的液晶配向剂,其中基于该聚合物(A)的使用量为100重量份,该溶剂(B)的使用量为800重量份至3000重量份。
9.一种液晶配向膜,由如权利要求1至8中任一项所述的液晶配向剂所形成。
10.如权利要求9所述的液晶配向膜,其中液晶配向剂经预烤处理、后烤处理及光配向处理而形成该液晶配向膜。
11.一种液晶显示组件,包含如权利要求9或10所述的液晶配向膜。
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