[go: up one dir, main page]

TWI393732B - 液晶配向液 - Google Patents

液晶配向液 Download PDF

Info

Publication number
TWI393732B
TWI393732B TW098110664A TW98110664A TWI393732B TW I393732 B TWI393732 B TW I393732B TW 098110664 A TW098110664 A TW 098110664A TW 98110664 A TW98110664 A TW 98110664A TW I393732 B TWI393732 B TW I393732B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
formula
liquid crystal
group
polymer
crystal alignment
Prior art date
Application number
TW098110664A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201035171A (en
Inventor
Min Ruei Tsai
Wen Chung Chu
Chin Wen Chang
Ming Chih Lai
Original Assignee
Daxin Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daxin Materials Corp filed Critical Daxin Materials Corp
Priority to TW098110664A priority Critical patent/TWI393732B/zh
Priority to JP2010069762A priority patent/JP5365563B2/ja
Priority to US12/732,172 priority patent/US8545946B2/en
Publication of TW201035171A publication Critical patent/TW201035171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI393732B publication Critical patent/TWI393732B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1042—Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/14—Polyamide-imides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C08K5/5419—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02—Alignment layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/023—Organic silicon compound, e.g. organosilicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02—Alignment layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/025—Polyamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/02—Alignment layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/027—Polyimide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

液晶配向液
本發明是有關於一種液晶配向液，且特別是有關於一種可以提高液晶顯示元件之效能的液晶配向液。
液晶顯示器(liquid crystal display)為利用液晶光電變化之顯示器，其具有體積小、重量輕、低電力消耗與顯示品質佳等吸引人之優點，因此近年來已成為平面顯示器主流。
液晶顯示器之主要製程包括液晶面板(liquid crystal panel)的製作以及液晶顯示模組(liquid crystal module，LCM)的組裝。液晶面板的製作方法主要是將液晶封存於作為上基板的彩色濾光板以及作為下基板的薄膜電晶體陣列基板之間。對於液晶顯示器而言，讓液晶分子的長軸方向與基板表面可以有均勻傾斜角度的配向是相當重要的，而可使液晶分子排列成均勻預傾角(pre-tilt angle)配向的材料稱為配向膜(alignment layer)。
目前工業界有兩種典型的配向膜製備方法。第一種方法是藉由蒸氣沈積將無機物質製成無機膜，如將二氧化矽傾斜蒸鍍於基板而形成薄膜，而液晶分子在蒸鍍方向被配向。然而，由上述方法雖然可獲得均勻的配向，但是此方法較不具工業效益。第二種方法則是將有機膜塗佈在基板表面上，利用棉布、尼龍或聚脂類的軟布加以摩擦而使得有機膜表面被定向，以使液晶分子在摩擦方向被配向。由於此方法較簡易且亦相當容易獲得均勻配向，所以最普遍應用於工業規模。可形成有機薄膜的聚合物例如為聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)、聚氧乙烯(polyetbylene oxide，PEO)、聚醯胺(polyamide，PA)或聚醯亞胺(polyimide，PI)，其中聚醯亞胺由於具有化學安定性和熱安定性等性質，因此最常被利用作為配向膜材料。
在習知技術中，當對液晶顯示元件施加電壓時，所產生的離子性電荷會被液晶配向膜所吸附，且即使在解除所施加的電壓之後，亦很難使離子性電荷從液晶配向膜脫離，因而導致畫面產生殘像的問題。因此，近期配向膜材料的開發皆以改善殘像問題為首要課題。
有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種液晶配向液，其形成的液晶配向膜可以具有穩定的預傾角、具有較高的對比度、具有高的電壓保持率(voltage holding ratio，VHR)、具有低的殘餘直流電位(residual direct. current，RDC)、耐刷摩特性(rubbing)佳與可信度高的特性，因此可以增進液晶顯示元件的效能。
本發明提出一種液晶配向液，其包括選自由聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物與聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物所組成之族群中至少一種的聚合物。
聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物由式(A)表示，
聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物由式(B)表示，
聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物由式(C)表示，
其中T1 與T2 分別為四價有機基；m<n；p<q；r<s；D1 與D2 至少其中之一選自由式(1)至式(15)所組成之族群，
其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 分別為單價有機基團、鹵素原子或氫原子；R7 為C4至C40的脂環族單價有機基團或C8至C20的長鏈脂肪族單價有機基團；R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 分別為鹵素原子或單價有機基團；R9 為C4至C40的脂環族二價有機基團；X為-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、-CO-；Y為二價有機基團；Z為二價有機基團、-O-、-S-、-SO2 -或-CO-；X’與Y’分別為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基團；Z’為選自由-CF3 、-CN、COCH3 、-COOH、-NO2 、SOCH3 、-SO2 CH3 、-OCF3 、-F及-Cl所組成之族群的單價有機基團；A為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基團；a、b、e與f分別為0至4的整數；c與d分別為0至3的整數；a’與b’分別為大於或等於1的整數。
依照本發明實施例所述之液晶配向液，上述之p例如大於或等於0.2。
依照本發明實施例所述之液晶配向液，上述之D1 例如選自由式(1)至式(6)所組成之族群與由式(7)至式(15)所組成之族群中的其中一族群，D2 例如選自由式(1)至式(6)所組成之族群與由式(7)至式(15)所組成之族群中的其中另一族群。
由於形成本發明之液晶配向液的聚合物中具有式(1)至式(6)其中之一的結構和/或式(7)至式(15)其中之一的結構，因此本發明之液晶配向液可以改善液晶顯示元件之殘影特性，且使液晶顯示元件具有高信賴性特性、高對比度、高亮度、高電壓穩定性及較長的使用壽命，以及可具有極穩定之預傾角效果以及具有使液晶顯示元件極穩定之配向效果。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明之液晶配向液包括選自由聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物與聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物所組成之族群中至少一種的聚合物。
聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物由式(A)表示，
聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物由式(B)表示，
聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物由式(C)表示，
其中T1 與T2 分別為四價有機基；m<n；p<q；r<s；D1 與D2 至少其中之一選自由式(1)至式(15)所組成之族群，
其中R1 、R2 、R3 、R4、R5 、R6 分別為單價有機基團、鹵素原子或氫原子；R7 為C4至C40的脂環族單價有機基團或C8至C20的長鏈脂肪族單價有機基團；R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 分別為鹵素原子或單價有機基團；R9 為C4至C40的脂環族二價有機基團；X為-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、-CO-；Y為二價有機基團；Z為二價有機基團、-O-、-S-、-SO2 -或-CO-；X’與Y’分別為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基團；Z’為選自由-CF3 、-CN、COCH3 、-COOH、-NO2 、SOCH3 、-SO2 CH3 、-OCF3 、-F及-Cl所組成之族群的單價有機基團；A為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基團；a、b、e與f分別為0至4的整數；c與d分別為0至3的整數；a’與b’分別為大於或等於1的整數。
在一實施例中，D1 例如選自由式(1)至式(6)所組成之族群與由式(7)至式(15)所組成之族群中的其中一族群，而D2 例如選自由式(1)至式(6)所組成之族群與由式(7)至式(15)所組成之族群中的其中另一族群。也就是說，當D1 為式(1)至式(6)其中之一時，D2 則為式(7)至式(15)其中之一；當D1 為式(7)至式(15)其中之一時，D2 則為式(1)至式(6)其中之一。
當由式(A)表示的聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物、由式(B)表示的聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物以及由式(C)表示的聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物具有式(1)至式(6)其中之一的結構時，可以改善液晶顯示元件之殘影特性，且使液晶顯示元件具有高信賴性特性、高對比度、高亮度、高電壓穩定性及較長的使用壽命。因此，在形成本發明之聚合物時，所使用的具有上述式(1)至式(6)之結構的化合物含量以聚合物所有重現單元總量計例如為5莫耳%至95莫耳%，更佳為10莫耳%至80莫耳%，特佳為40莫耳%至80莫耳%。
當由式(A)表示的聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物、由式(B)表示的聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物以及由式(C)表示的聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物具有式(7)至式(15)其中之一的結構時，可以具有極穩定之預傾角效果以及具有使液晶顯示元件極穩定之配向效果。在形成本發明之聚合物時，所使用的具有上述式(7)至式(15)之結構的化合物含量以聚合物所有重現單元總量計例如為0.1莫耳%至50莫耳%，更佳為0.1莫耳%至20莫耳%，特佳為0.5莫耳%至10莫耳%。
因此，當D1 例如選自由式(1)至式(6)所組成之族群與由式(7)至式(15)所組成之族群中的其中一族群，而D2 例如選自由式(1)至式(6)所組成之族群與由式(7)至式(15)所組成之族群中的其中另一族群時，本發明之液晶配向液可以改善液晶顯示元件之殘影特性，且使液晶顯示元件具有高信賴性特性、高對比度、高亮度、高電壓穩定性及較長的使用壽命，以及同時具有極穩定之預傾角效果以及具有使液晶顯示元件極穩定之配向效果。
另外，為了使配向膜具有更佳的電氣特性，液晶配向液的醯亞胺化比率可以為20%或更高。在一實施例中，當本發明之液晶配向液中的聚合物為由式(B)表示的聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物時，p大於或等於0.2。
在本發明中，式(B)所表示的聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物的製備方法是藉由四羧酸二酐與二胺化合物於有機溶劑中進行聚合反應，並藉由脫水反應來進行部份閉環反應，即可得到聚醯亞胺-聚醯胺酸產物。
在用於合成式(B)所表示的聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物之四羧酸二酐中，具有式(1)至式(6)之結構的四羧酸二酐如表一所示(NO.1-1至NO.1-13)。當然，除了具有式(1)至式(6)之結構以外的四羧酸二酐亦可使用，如表二所示(NO.3-1至NO.3-40)。
此外，在上述之化合物中具有含異構物的化合物，亦可以為其異構物混合物，而且本發明所使用的四羧酸二酐亦可以為上述化合物以外的化合物。
特別一提的是，欲使液晶顯示元件具有高的電壓保持率，可由NO.1-2、1-4、1-6、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9、3-11、3-12、3-13、3-14、3-15、3-16、3-18、3-19、3-20、3-22、3-23、3-24等具有脂環架構的化合物中至少選擇其中一種來達成。為了降低殘影現象，可由NO.1-1、1-3、1-5、1-7、1-8、1-9、1-10、1-11、1-12、3-25、3-27、3-28、3-29、3-30、3-40、3-41的化合物與其他化合物適當的組成來達成。
在用於合成式(B)所表示的聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物之二胺中，具有式(1)至式(6)之結構的二胺化合物如表三所示(NO.1-14至NO.1-33)，而具有式(7)至式(15)之結構的二胺化合物如表四所示(NO.2-1至NO.2-86)。當然，除了具有式(1)至式(15)之結構以外的二胺亦可使用，如表五所示(NO.4-1至NO.4-77)。
此外，在上述之化合物中具有含異構物的化合物，亦可以為其異構物混合物，而且本發明所使用的二胺亦可以為上述化合物以外的化合物。
特別一提的是，液晶的預傾角一般是藉由改變聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物上的側鏈大小來調整，且多數是藉由改變二胺上的側鏈基大小來進行。因此，可由NO.2-1至2-86所表示的二胺化合物中至少選擇其中一種來提供適當之預傾角。
以下將描述聚醯亞胺-聚醯胺酸的合成方法。
使用於聚醯亞胺-聚醯胺酸之合成反應的四羧酸二酐對二胺之比例，以四羧酸二酐之酸酐基含量為1當量且二胺之胺基含量為0.5至2當量較佳，二胺之胺基含量為0.7至1.5當量更佳。
聚醯亞胺-聚醯胺酸之合成皆於有機溶劑中反應完成，而所使用之有機溶劑分成溶解度較佳與溶解度較差之有機溶劑。對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較佳之有機溶劑例如為N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、四甲基尿素、六甲基磷醯胺、γ-丁內酯、吡啶等，且以上溶劑可以兩種以上混合使用。
對於聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解度較差之溶劑亦可以與上述有機溶劑混合使用，其使用之限制為聚醯亞胺-聚醯胺酸不會被分離出來。溶解度較差之溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、環己醇、乙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、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、環己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、四氫呋喃、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。
形成聚醯亞胺-聚醯胺酸需經脫水閉環反應。脫水閉環反應可藉由直接加熱脫水閉環或添加脫水劑及催化劑來進行。
(1)直接加熱脫水閉環：
反應溫度例如介於50至300℃之間，以100至250℃為佳。當反應溫度低於50℃時，脫水閉環反應則不會進行。
(2)添加脫水劑及催化劑：
反應溫度例如介於-20至150℃之間，以0至120℃為佳。脫水劑可使用酸酐，例如乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等。脫水劑的用量視所需的閉環率而定，以每1莫耳聚醯亞胺-聚醯胺酸之重現單元而使用0.01至20莫耳的脫水劑為佳。催化劑可使用三級胺，例如三乙基胺、吡啶、二甲基吡啶等。催化劑之用量以每1莫耳脫水劑用量而使用0.01至10莫耳為佳。
聚醯亞胺-聚醯胺酸之純化方式是先將聚醯亞胺-聚醯胺酸之反應溶劑倒入大量溶解度較差溶劑中而得到沈澱物。然後，於減壓下進行乾燥，即可得到聚醯亞胺-聚醯胺酸。之後，將聚醯亞胺-聚醯胺酸溶解於有機溶劑中，並以溶解度較差溶劑進行沈澱。此步驟可進行一次或多次來純化聚醯亞胺-聚醯胺酸。最後，以溶解度較佳之溶劑溶解聚醯亞胺-聚醯胺酸。
液晶配向液之黏度(η1n )可由式(I)得到。
本發明之液晶配向液根據黏度與揮發性而選擇之固體含量以1至10重量%較佳。
將本發明之液晶配向液塗佈於基板上成膜，即形成液晶配向膜。當液晶配向液之固體含量低於1重量%時，所塗佈的配向膜膜厚變的太薄，因而降低了液晶配向性；當液晶配向液的固體含量高於10重量%時，則會影響塗佈品質。
此外，製備本發明之液晶配向液的溫度以0至150℃較佳，以20至50℃更佳。
本發明之液晶配向液的有機溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單丁基醚等，且上述溶劑可以兩種以上混合使用。
本發明之液晶配向液可含有有機矽(氧)烷化合物，例如胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三乙基矽烷、乙烯基甲基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環已基)乙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧羰基-3-胺基丙基三乙氧基胺矽烷、N-三乙氧基甲矽烷基丙基三伸乙基三胺、N-三甲氧基甲矽烷基丙基三伸乙基三胺、N-雙(氧基伸乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧基伸乙基)-3-胺基丙基三乙基矽烷等。上述有機矽(氧)烷化合物在其含量於配向液中不影響液晶配向膜所要求之特性的條件下，能改善液晶配向膜對基板表面的密著性(adhesion)。若液晶配向液中的有機矽(氧)烷化合物的含量過多，則所形成的液晶配向膜容易產生配向不良的現象；若液晶配向液中的有機矽(氧)烷化合物的含量過少，則所形成的液晶配向膜容易產生刷摩不良(rubbing mura)與粉削(particle)過多的現象。因此，本發明之液晶配向液中的有機矽(氧)烷化合物濃度相對於液晶配向液中的聚合物重量以0.01至5重量%為佳，以0.1至3重量%為特佳。
另外，本發明之液晶配向液亦可含有環氧化合物，例如乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-已烷二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二縮水甘油醚、1,3,5,6-四縮水甘油-2,4-已烷二醇、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-間-苯二甲苯、1,3-雙(N,N-二縮水甘油胺基甲基)環己烷、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′-二胺基二苯基甲烷、3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷。上述之環氧化合物在其含量於液晶配向液中不影響液晶配向膜所要求之特性的條件下，能改善液晶配向膜對基板表面之密著性。若液晶配向液中的環氧化合物的含量過多，則所形成的液晶配向膜容易產生配向不良的現象；若液晶配向液中的環氧化合物的含量過少，則所形成的液晶配向膜容易產生刷摩不良與粉削過多的現象。因此，本發明之液晶配向液中的環氧化合物濃度相對於液晶配向液的總重量以0.01至3重量%為佳，以0.1至2重量%為特佳。
液晶顯示面板可以藉由下述步驟製得。
(1)將本發明之液晶配向液藉由滾輪塗佈法、旋轉塗佈法或印刷塗佈法施加於玻璃基板上。此玻璃基板具有經圖案化的透明導電膜。塗佈液晶配向液之後，進行加熱烘烤，以移除液晶配向液中的有機溶劑以及促進未環化之聚醯胺酸進行脫水/閉環反應而形成聚醯亞胺薄膜。上述加熱烘烤的溫度介於80至300℃之間，以100至240℃為最佳。所形成之薄膜厚度以0.005至0.5微米為最佳。
(2)將所形成之薄膜藉由捲繞有耐綸或棉纖維布的滾筒進行定向摩擦，以使液晶分子具有配向性。
(3)於具有上述液晶配向膜的基板上塗佈框膠，以及於另一個具上述液晶配向膜的基板上噴灑間隙物，然後將二個基板以彼此刷摩方向互相垂直或互相平行的方式組合，且於二個基板的間隙中注入液晶並密封注射孔，即可形成液晶顯示面板。
對於液晶顯示元件，一般會利用以下特性做為評價指標：
(1)預傾角
將已注入液晶之液晶顯示面板藉由結晶旋轉法進行測量。
(2)刷摩性
將液晶配向液以旋轉塗佈法塗於銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)基板上，並經由烘箱進行烘烤，以轉速1000(轉/分)、平台移動速度60(毫米/秒)進行定向刷摩10次，藉由偏光顯微鏡目視觀察刷摩後之表面。
(3)電壓保持率
在60℃的環境溫度下，將3V的直流電施加於液晶顯示元件60Hz，脈衝寬60μsec，以測量液晶顯示元件中的電壓保持率。
(4)殘餘直流電荷
在60℃的環境溫度下，將5V的直流電施加於液晶顯示元件1小時，接著切斷直流電並測量液晶顯示元件中的殘留直流電電壓。
(5)環化率(醯亞胺化比率)
將聚合物或液晶配向液於室溫下進行減壓乾躁，然後將乾躁後之固體溶解於經氘化之二甲基亞碸中，使用四甲基矽烷作為參考物質，藉由1 H-NMR測量，自式(II)得到醯亞胺化比率。
醯亞胺化比率(%)=(1-A1 /A2 ×α)×100　式(II)
A1 ：自NH基團之質子衍生之尖峰面積(10ppm)
A2 ：自其他質子衍生之尖峰面積
α：其他質子相對於聚合物前驅物(聚醯胺酸)中NH基團之一質子的數量比
(6)密著性
將液晶配向液塗佈於ITO基板上，並將ITO基板以100℃水煮1小時後，以3M膠帶進行百格測試(cross cut method)。
(7)信賴性
於高溫高溼度的環境下(溫度50℃，相對溼度90RH)，使用60Hz/5V驅動液晶顯示元件500小時後，經由偏光顯微鏡觀察。
合成例聚合物A1-A146、B1-B79與對照例聚合物a1、b1、b2的合成方法
依序將二胺及四羧酸二酐添加於N-甲基-2-吡咯烷酮中(比例如表六、表七所示)，製備固體成份為25重量%之溶液，並於50℃至60℃下反應4小時至5小時，即可得到聚醯胺酸。添加吡啶與醋酸酐於所得之聚醯胺酸中(其用量須視聚醯亞胺化比例添加)，於100℃至110℃下進行脫水/閉環反應3小時至4小時。將所得到之溶液使用甲醇進行沈澱，並以甲醇進行純化。最後，收集並以減壓乾躁，以得到具有表六、表七所示之固有黏度及醯亞胺化比率之聚合物A1-A146、B1-B79、a1、b1、b2。
實施例與對照例的實驗方法
將固定比例之聚合物A與聚合物B固體溶解於以γ-丁內酯與N-甲基-2-吡咯烷酮的混合溶劑中，製備固體成份為6重量%之溶液，並以直徑1微米之過濾器過濾。所收集之濾液即為本發明之液晶配向液。
藉由滾輪印刷機將本發明之液晶配向液施加於玻璃基板上，且以溫度為200℃的加熱板進行乾躁20分鐘，以形成厚度為0.05微米的薄膜。將此薄膜以滾輪轉速1000(轉/分)、平台移動速度60(毫米/秒)、壓入量(penetration depth)0.4微米進行定向摩擦。
於基板上塗佈框膠，並於另一基板上噴灑間隙物。然後，將二個基板以彼此刷摩方向互相垂直的方式組合，且於二個基板的間隙中注入液晶(ZLI-4792)並密封注射孔，以形成液晶顯示元件。
將所得的液晶顯示元件進行預傾角、刷摩性、電壓保持率、殘餘直流電荷、密著性與信賴性之評估。評估結果如表八所示。
由上述可知，由本發明的液晶配向液所形成的液晶配向膜具有穩定的預傾角、高的電壓保持率、低的殘餘直流電位、刷摩性佳與可信度高的特性，因此可以應用於各種設備的顯示裝置中，如桌上型電腦銀幕、手錶、手機面版、PDA面版、個人電腦、液晶數據投影機以及液晶電視等。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (3)

  1. 一種液晶配向液，包括：一聚合物，選自由一聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物、一聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物與一聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物所組成之族群中的至少一種，該聚醯胺酸-聚醯胺酸聚合物由式(A)表示， 該聚醯亞胺-聚醯胺酸聚合物由式(B)表示， 該聚醯亞胺-聚醯亞胺聚合物由式(C)表示， 其中T1 與T2 分別為四價有機基；m<n；p<q；r<s；D1 與D2 至少其中之一選自由式(3)至式(6)、式(9)至式(11)與式(15)所組成之族群， 在式(3)與式(4)中，R1 、R2 、R3 、R4 分別為單價有機基團、鹵素原子或氫原子；X為-O-、-SO-或-SO2 -；Y為二價有機基團，且當X為-O-時Y為二苯基；a與b分別為0至4的整數；c與d分別為0至3的整數； 在式(5)與式(6)中，R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 分別為單價有機基團、鹵素原子或氫原子；X為-O-、-S-、-SO-、-SO2 -或-CO-；Z為二價有機基團、-O-、-S-、-SO2 -或-CO-，且當 X為-O-時Z為苯環、當X為-S-時Z不為-S-；a、b、e與f分別為0至4的整數；c與d分別為0至3的整數； 在式(9)至式(11)與式(15)中，R7 為C4至C40的脂環族單價有機基團或C8至C20的長鏈脂肪族單價有機基團；R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 分別為鹵素原子或單價有機基團；R9 為C4至C40的脂環族二價有機基團；X’與Y’分別為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基團；A為選自由-O-、-NH-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-所組成之族群的二價基團；a’與b’分別為大於或等於1的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向液，其中p大於或等於0.2。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶配向液，其中D1 選自由式(3)至式(6)所組成之族群與由式(9)至式(11)與式(15) 所組成之族群中的其中一族群，D2 選自由式(3)至式(6)所組成之族群與由式(9)至式(11)與式(15)所組成之族群中的其中另一族群。
TW098110664A 2009-03-31 2009-03-31 液晶配向液 TWI393732B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098110664A TWI393732B (zh) 2009-03-31 2009-03-31 液晶配向液
JP2010069762A JP5365563B2 (ja) 2009-03-31 2010-03-25 液晶配向溶液
US12/732,172 US8545946B2 (en) 2009-03-31 2010-03-25 Liquid crystal alignment solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098110664A TWI393732B (zh) 2009-03-31 2009-03-31 液晶配向液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201035171A TW201035171A (en) 2010-10-01
TWI393732B true TWI393732B (zh) 2013-04-21

Family

ID=42782956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098110664A TWI393732B (zh) 2009-03-31 2009-03-31 液晶配向液

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8545946B2 (zh)
JP (1) JP5365563B2 (zh)
TW (1) TWI393732B (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010282105A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Jsr Corp 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
TWI452088B (zh) * 2011-04-14 2014-09-11 Daxin Materials Corp 液晶配向劑
KR101912630B1 (ko) * 2011-11-23 2018-10-31 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치, 배향막 및 이들을 제조하는 방법들
KR20140117397A (ko) * 2012-01-12 2014-10-07 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤 액정 배향제
TW201439208A (zh) * 2012-12-07 2014-10-16 Akron Polymer Systems Inc 用於製造顯示元件、光學元件或發光元件的芳香性聚醯胺溶液
WO2014092170A1 (ja) * 2012-12-13 2014-06-19 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JPWO2014148596A1 (ja) * 2013-03-21 2017-02-16 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜およびそれを用いた液晶表示素子
TWI483921B (zh) * 2013-05-14 2015-05-11 Daxin Materials Corp 二胺化合物、液晶配向劑、液晶配向膜及其液晶顯示元件
WO2015182894A1 (ko) * 2014-05-30 2015-12-03 주식회사 동진쎄미켐 광반응성 다이아민 단량체 합성 및 이를 이용한 lcd용 배향막
KR102421827B1 (ko) * 2014-06-25 2022-07-15 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
US20160032190A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Samsung Display Co., Ltd. Composition for aligning, display panel and method of manufacturing same
CN104151823B (zh) * 2014-09-02 2019-02-26 长春聚明光电材料有限公司 聚酰亚胺薄膜及其制备方法
KR20160029234A (ko) 2014-09-04 2016-03-15 삼성디스플레이 주식회사 광배향제, 광배향막, 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102227960B1 (ko) 2014-10-21 2021-03-15 삼성디스플레이 주식회사 광배향제, 광배향막, 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
TWI522393B (zh) * 2015-02-10 2016-02-21 台虹科技股份有限公司 聚合物、絕緣膜以及軟性銅箔基板
JP6476469B2 (ja) 2015-04-17 2019-03-06 Ｊｆｅケミカル株式会社 ポリアミド酸組成物およびポリイミド組成物
KR101879834B1 (ko) * 2015-11-11 2018-07-18 주식회사 엘지화학 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정 표시소자
KR101856725B1 (ko) * 2016-05-13 2018-05-10 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정 표시소자
KR101959515B1 (ko) * 2016-08-19 2019-03-18 주식회사 엘지화학 액정 배향막의 제조 방법
KR102161675B1 (ko) * 2017-05-22 2020-10-05 주식회사 엘지화학 액정 배향제용 중합체, 이를 포함하는 액정 배향제, 그리고 이를 이용한 액정배향막 및 액정표시소자
KR101973192B1 (ko) * 2017-06-29 2019-04-26 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
KR101994430B1 (ko) 2017-06-30 2019-09-24 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
KR102030079B1 (ko) * 2017-06-30 2019-10-08 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
WO2019044795A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
KR102195313B1 (ko) * 2017-10-20 2020-12-24 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
WO2019082975A1 (ja) * 2017-10-26 2019-05-02 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
KR102196880B1 (ko) * 2017-11-03 2020-12-30 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
KR102267590B1 (ko) * 2018-11-20 2021-06-18 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정표시소자
KR102267591B1 (ko) 2018-11-20 2021-06-18 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정표시소자
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
KR102410008B1 (ko) 2019-01-21 2022-06-16 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정표시소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200304488A (en) * 2002-03-29 2003-10-01 Jsr Corp Vertical alignment type liquid crystal aligning agent
JP2005275118A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Chisso Corp ポリイミド系共重合体、それを用いた液晶配向剤及び液晶表示素子

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0572539A (ja) * 1991-09-17 1993-03-26 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶表示素子
KR100312150B1 (ko) * 1994-05-17 2001-12-28 마쯔모또 에이찌 액정배향제및액정표시소자
DE69732949T2 (de) * 1996-05-16 2006-02-23 Jsr Corp. Flüssigkristallausrichtungsmittel
JP4029452B2 (ja) * 1997-12-29 2008-01-09 チッソ株式会社 ポリアミド酸組成物、液晶配向膜及び液晶表示素子
WO2000061684A1 (fr) * 1999-04-09 2000-10-19 Chisso Corporation Composition de vernis et element d'affichage a cristaux liquides
JP4151058B2 (ja) * 1999-05-27 2008-09-17 Ｊｓｒ株式会社 ポリアミック酸、ポリイミド、液晶配向剤および液晶表示素子
TWI283783B (en) 1999-12-09 2007-07-11 Jsr Corp Liquid crystal alignment film and liquid crystal display device
JP4336922B2 (ja) * 2000-04-12 2009-09-30 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤および液晶表示素子
JP2003026918A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Hitachi Ltd 液晶配向膜用材料、液晶表示素子、その製造方法及び液晶表示装置
JP4600637B2 (ja) * 2002-04-30 2010-12-15 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤
CN1296344C (zh) 2002-09-16 2007-01-24 长兴化学工业股份有限公司 芳香族二胺衍生物、其制法及含有它们的液晶显示器组件配向膜材料
WO2004053582A1 (ja) 2002-12-09 2004-06-24 Hitachi Displays, Ltd. 液晶表示装置およびその製造方法
KR101397294B1 (ko) 2006-12-27 2014-05-22 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 액정 배향제, 그것을 사용한 액정 배향막 및 액정 표시 소자
WO2008117759A1 (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Nissan Chemical Industries, Ltd. ジアミン化合物、ポリアミック酸、ポリイミド及び液晶配向処理剤
US8310636B2 (en) * 2007-03-26 2012-11-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and polymer for aligning film material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200304488A (en) * 2002-03-29 2003-10-01 Jsr Corp Vertical alignment type liquid crystal aligning agent
JP2005275118A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Chisso Corp ポリイミド系共重合体、それを用いた液晶配向剤及び液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
TW201035171A (en) 2010-10-01
US20100243955A1 (en) 2010-09-30
JP2010250307A (ja) 2010-11-04
JP5365563B2 (ja) 2013-12-11
US8545946B2 (en) 2013-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI393732B (zh) 液晶配向液
JP5368123B2 (ja) 液晶配向溶液
TWI452088B (zh) 液晶配向劑
JPWO2004052962A1 (ja) 新規なジアミノベンゼン誘導体、それを用いたポリイミド前駆体およびポリイミド、並びに液晶配向処理剤
TWI513737B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜和液晶顯示元件
US20060024452A1 (en) Aligning agent for liquid crystal and liquid-crystal display element
TW201316099A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
JP2012008565A (ja) 液晶配向剤及びこの液晶配向剤で製造された液晶配向膜、液晶表示素子
CN101885967A (zh) 液晶配向液
TW201441282A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶顯示元件、相位差膜、相位差膜的製造方法、聚合物以及化合物
TWI480264B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、以及液晶顯示元件及其製造方法
JPWO2006068197A1 (ja) 液晶配向剤及びそれを用いた液晶表示素子
TWI591097B (zh) 液晶配向劑
TWI786195B (zh) 液晶配向劑、液晶元件的製造方法、液晶配向膜及液晶元件
TWI805573B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及其製造方法、液晶元件及聚合物
TWI458755B (zh) 液晶配向劑、使用該液晶配向劑製造的液晶配向膜、以及含有該液晶配向膜的液晶顯示元件
TWI510520B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TWI729013B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件
TWI477479B (zh) 二胺苯化合物、聚合物、配向膜用組成物、配向膜以及液晶顯示元件
JP5525973B2 (ja) 芳香族ジアミン化合物、それを用いて調製されたポリアミック酸とポリイミド、および液晶配向剤
JP5865423B2 (ja) ジアミン化合物、液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子
CN115109600B (zh) 一种二胺类化合物及其制备方法和应用
TW201934663A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、液晶元件及其製造方法
KR101333710B1 (ko) 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
TWI694095B (zh) 光配向用之液晶配向劑、液晶配向膜、及液晶顯示元件