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TWI448790B - 液晶配向膜及液晶顯示元件 - Google Patents

液晶配向膜及液晶顯示元件 Download PDF

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TWI448790B
TWI448790B TW100116843A TW100116843A TWI448790B TW I448790 B TWI448790 B TW I448790B TW 100116843 A TW100116843 A TW 100116843A TW 100116843 A TW100116843 A TW 100116843A TW I448790 B TWI448790 B TW I448790B
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yu hao Liang
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Chi Mei Corp
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Description

液晶配向膜及液晶顯示元件
本發明係有關一種液晶配向膜及液晶顯示元件，特別是提供一種由包含聚醯胺酸、聚醯亞胺及有機溶劑之液晶配向劑所製備而得之液晶配向膜，以及一種包含該液晶配向膜之液晶顯示元件。
目前液晶顯示器係以使用向列型(Nematic)液晶之顯示元件為主流，而向列型液晶顯示元件被實際運用的類型之具體例如：(1)一側基板之液晶配向方向與另一側基板之液晶配向方向為90度角度之扭轉向列(TN,Twisted Nematic)型液晶顯示元件；(2)一側基板之液晶配向方向與另一側基板之液晶配向方向為180度以上角度之超扭轉向列(STN,Super Twisted Nematic)型液晶顯示元件；(3)使用薄膜式電晶體(TFT,Thin Film Transistor)型液晶顯示元件。在上述向列型液晶顯示元件中，用來控制液晶產生配向的主要元件為配向膜，且該配向膜與液晶之間將形成一預傾角。
配向膜通常是將含有聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物等高分子材料的液晶配向劑，塗佈於具有透明導電膜之基板表面，經加熱及配向處理後而形成。由於液晶顯示器的顯示品質逐年向上，為了開發出具有良好的應答速度、高電壓保持率及高信賴性等之高性能液晶顯示元件，日本特開平2-282726揭示一種包含聚醯亞胺化合物之液晶配向膜用組成物及由該液晶配向膜用組成物所形成之配向膜，與日本特開平3-179323揭示一種由聚醯胺酸化合物所製得之配向膜，該等配向膜皆用以令液晶顯示元件中的液晶形成良好的高預傾角，以改善液晶顯示元件的應答速度與信賴性。
然，近年來隨著透射型、反射型或半透射型的液晶顯示元件廣泛被使用，且基板、裝置或生產線的大型化，使得業界對於液晶顯示元件的性能要求也日益嚴格。而上述之配向膜應用在該液晶顯示元件時，雖能提升應答速度、電壓保持率及信賴性，但卻普遍存在有預傾角安定性不佳且同一顯示元件之不同區域的預傾角差異過大等問題，而容易發生顯示缺陷(mura)之缺點；此外，用於形成配向膜的配向劑仍存在有製程不安定性的問題，使得後續加工製程不良率會提高。因此，為了符合目前液晶顯示器業者的要求，改善上述問題為本技術領域者努力研究的目標之一。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種由具有較佳製程安定性之液晶配向劑所形成之液晶配向膜。將該液晶配向膜應用於液晶顯示元件中，可使該液晶顯示元件具有較佳的信賴性(如無顯示缺陷)。
於是，本發明液晶配向膜是透過將一液晶配向劑塗佈在一基材上而形成一預塗層，以及使該預塗層經過預先加熱處理、後加熱處理及配向處理而製得，其中，該液晶配向劑包含一聚合物(A)及一有機溶劑(B)，該聚合物(A)包括至少一聚醯胺酸組份(A-1)及至少一聚醯亞胺組份(A-2)，以及當該液晶配向膜依據以下步驟進行預傾角均一性P的量測，所獲得之P＜20%：
(a)組裝一液晶顯示元件，該液晶顯示元件包含：一第一單元，係含有一第一基板、一形成於該第一基板表面的第一導電膜，及一形成在該第一導電膜表面的第一液晶配向膜；一與該第一單元間隔設置之第二單元，係含有一第二基板、一形成於該第二基板表面的第二導電膜，及一形成在該第二導電膜表面的第二液晶配向膜；及一夾置在該第一單元與第二單元之間的液晶單元；
(b)將該液晶顯示元件的顯示面等分為多數個區域；及
(c)分別針對該等區域進行預傾角的量測，以獲得預傾角之一最大值、一最小值及一平均值，接著代入以下公式計算預傾角均一性P：
本發明的第二目的，即在提供一種無顯示缺陷的液晶顯示元件。
於是，本發明液晶顯示元件包含一如上所述之液晶配向膜。
本發明之功效在於：藉於調控預傾角均一性P低於20%，不僅可提升該液晶配向劑的製程安定性，以利減少後續加工製程的不良率，且可降低液晶顯示元件的顯示缺陷，以利提高該液晶顯示元件的信賴性。
本發明液晶配向膜是透過將一液晶配向劑塗佈在一基材上而形成一預塗層，以及使該預塗層經過預先加熱處理、後加熱處理及配向處理而製得，其中，該液晶配向劑包含一聚合物(A)及一有機溶劑(B)，該聚合物(A)包括至少一聚醯胺酸組份(A-1)及至少一聚醯亞胺組份(A-2)。
以下將逐一對該液晶配向劑中的各個成份進行詳細說明：
[液晶配向劑] [聚合物(A)] <聚醯胺酸組份(A-1)>
該聚醯胺酸組份(A-1)是擇自於一由二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)聚合而得之聚醯胺酸聚合物(P-1)，或上述之聚醯胺酸聚合物(P-1)及一溶劑(S-1)。
<二胺類化合物(R-1)>
該二胺類化合物(R-1)是擇自於(1)脂肪族二胺化合物、(2)脂環族二胺化合物、(3)芳香族二胺化合物，或(4)具有結構式(I-1)～(I-17)之二胺化合物等，且上述之二胺類化合物(R-1)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
(1)　脂肪族二胺化合物包含但不限於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-雙(3-胺基丙氧基)乙烷等。
(2)　脂環族二胺化合物包含但不限於4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二環己基胺、1,3-二胺基環己烷、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環戊二烯二胺、三環[6‧2‧1‧02，7 ]-十一碳烯二甲基二胺、4,4’-亞甲基雙(環己基胺)等。
(3)　芳香族二胺化合物包含但不限於4,4’-二胺基二苯基甲烷(以下簡稱R-1-5)、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、4,4’-二胺基二苯基醚(以下簡稱R-1-6)、3,4’-二胺基二苯基醚、1,5-二胺基萘、5-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氫茚、6-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氫茚、六氫-4,7-甲橋伸氫茚基二亞甲基二胺、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-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二胺基茀、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、4,4’-亞甲基-雙(2-氯苯胺)、4,4’-(對-伸苯基異亞丙基)雙苯胺、4,4’-(間-伸苯基異亞丙基)雙苯胺、2,2’-雙[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-雙[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟聯苯、5-[4-(4-正戊烷基環己基)環己基]苯基亞甲基-1,3-二胺基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}(以下簡稱R-1-2)、1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)環己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane}(以下簡稱R-1-3)等。
(4)　具有結構式(I-1)～(I-16)之二胺化合物詳細敘述如下：
於式(I-1)中，R1 表示-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-，或-CO-；R11 表示含有甾類(類固醇)骨架、三氟甲基、氟基、C2 ～C30 的烷基，或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶，及哌嗪等含氮原子環狀結構的一價基團。較佳地，該式(I-1)所示之二胺化合物是擇自於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)、1-十八烷氧基-2,4-胺基苯(1-octadecoxy-2,4-aminobenzene)、
於式(I-2)中，R2 表示-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-，或-CO-；R21 及R22 表示伸脂肪族環、伸芳香族環，或伸雜環基團；R23 表示C3 ～C18 的烷基、C3 ～C18 的烷氧基、C1 ～C5 的氟烷基、C1 ～C5 的氟烷氧基、氰基，或鹵素原子。較佳地，該式(I-2)所示之二胺化合物是擇自於
式(I-2-10)，v表示3至12的整數、式(I-2-11)，v表示3至12的整數、式(I-2-12)，v表示3至12的整數、式(I-2-13)，v表示3至12的整數。
於式(I-3)中，R3 表示氫、C1 ～C5 的醯基、C1 ～C5 的烷基、C1 ～C5 的烷氧基，或鹵素，且每個重複單元中的R3 可為相同或不同；n為1至3的整數。較佳地，該式(I-3)所示之二胺化合物是擇自於(1)n為1：對-二胺苯(以下簡稱R-1-4)、間-二胺苯、鄰-二胺苯、2,5-二胺甲苯等；(2)n為2：4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基聯苯、4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯等；(3)n為3：1,4-雙(4’-胺基苯基)苯等。更佳地，該式(I-3)是擇自於對-二胺苯、2,5-二胺甲苯、4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、1,4-雙(4’-胺基苯基)苯。
於式(I-4)中，t為2至12的整數。
於式(I-5)中，u為1至5的整數。較佳地，該式(I-5)所示之二胺化合物是擇自於4,4’-二胺基二苯基硫醚。
於式(I-6)中，R4 及R42 為相同或不同，且分別地表示二價有機基團；R41 表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶，及哌嗪等含氮原子環狀結構的二價基團。
於式(I-7)中，R5 、R51 、R52 及R53 為相同或不同，且表示C1 ～C12 的烴基；p為1至3的整數；q為1至20的整數。
於式(I-8)中，R6 表示-O-，或伸環己烷基；R61 表示-CH2 -；R62 表示伸苯基，或伸環己烷基；R63 表示氫，或庚基。較佳地，該式(I-8)所示之二胺化合物是擇自於
式(I-9)～式(I-16)所示之二胺化合物如下：
較佳地，該二胺類化合物(R-1)包含但不限於1,2-二胺基乙烷、4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基環己基)環己基]苯基亞甲基-1,3-二胺基苯、1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)環己烷、2,4-二胺基苯基甲酸乙酯、式(I-1-1)、式(I-1-2)、式(I-2-1)、式(I-2-11)、對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯、式(I-8-1)所表示之化合物。
<四羧酸二酐類化合物(R-2)>
該四羧酸二酐類化合物(R-2)是擇自於(1)脂肪族四羧酸二酐化合物、(2)脂環族四羧酸二酐化合物、(3)芳香族四羧酸二酐化合物，或(4)具有結構式(II-1)～(II-6)之四羧酸二酐化合物等，且上述之四羧酸二酐化合物(R-2)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
(1)　脂肪族四羧酸二酐化合物包含但不限於乙烷四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐等。
(2)　脂環族四羧酸二酐化合物包含但不限於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(以下簡稱R-2-1)、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(以下簡稱R-2-3)、3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二酐、順-3,7-二丁基環庚基-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、二環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐等；
(3)　芳香族四羧酸二酐化合物包含但不限於3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐(以下簡稱R-2-2)、苯均四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯碸四羧酸二酐、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’-二甲基二苯基矽烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基矽烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯碸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯丙烷二酐、3,3’,4,4’-全氟異亞丙基二苯二酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基四羧酸二酐、雙(苯二酸)苯膦氧化物二酐、對-伸苯基-雙(三苯基苯二酸)二酐、間-伸苯基-雙(三苯基苯二酸)二酐、雙(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基醚二酐、雙(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、丙二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷-雙(脫水偏苯三酸酯)、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二側氧基-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-六氫-5-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二側氧基四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐等
(4)　具有結構式(II-1)～(II-6)之四羧酸二酐化合物詳細敘述如下：
於式(II-5)中，R7 表示含有芳香環的二價基團；n表示1至2之整數；R71 及R72 為相同或不同，且分別地表示氫或烷基。較佳地，式(II-5)所示之四羧酸二酐化合物是擇自於
於式(II-6)中，R8 表示含有芳香環的二價基團；R81 及R82 為相同或不同，且分別地表示氫或烷基。較佳地，式(II-6)所示之四羧酸二酐化合物是擇自於
較佳地，該四羧酸二酐類化合物(R-2)包含但不限於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、苯均四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐，以及3,3’,4,4’-聯苯碸四羧酸二酐。
該聚醯胺酸聚合物(P-1)製備的方法包含之步驟為：將二胺類化合物(R-1)與四羧酸二酐類化合物(R-2)溶於溶劑中，在0℃～100℃的溫度條件下進行聚縮合反應並反應1小時～24小時，之後再將上述的反應溶液以蒸發器進行減壓蒸餾方式，即可得到聚醯胺酸聚合物(P-1)，或者將上述的反應溶液倒入大量的貧溶劑中，得到一析出物，接著經由減壓乾燥方式將該析出物進行乾燥處理，即可得到聚醯胺酸聚合物(P-1)。
較佳地，基於該二胺類化合物(R-1)的用量為100莫耳，該四羧酸二酐類化合物(R-2)的用量範圍為20莫耳～200莫耳；更佳地，該四羧酸二酐類化合物(R-2)的用量範圍為30莫耳～120莫耳。
該用於聚縮合反應中的溶劑可與該液晶配向劑中的有機溶劑(B)相同或不同，且該用於聚縮合反應中的溶劑並無特別的限制，只要是可溶解反應物與生成物即可。較佳地，該溶劑包含但不限於(1)非質子系極性溶劑：1-甲基-2-吡咯烷酮、氮，氮-二甲基乙醯胺、氮，氮-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基尿素、六甲基磷酸三胺等；(2)酚系溶劑：間-甲酚、二甲苯酚、酚、鹵化酚類等。較佳的，基於該二胺類化合物(R-1)與四羧酸二酐類化合物(R-2)的總用量為100重量份，該用於聚縮合反應中之溶劑的用量範圍為200重量份～2000重量份；更佳地，該用於聚縮合反應中之溶劑的用量範圍為300重量份～1800重量份。
特別地，於該聚縮合反應中，該溶劑可併用適量的貧溶劑，只要不讓該聚醯胺酸聚合物(P-1)析出即可。該貧溶劑可以單獨一種使用或者混合複數種使用，且其包含但不限於(1)醇類：甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇等；(2)酮類：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等；(3)酯類：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、乙二醇乙基醚醋酸酯等；(4)醚類：二乙基醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇異丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚等；(5)鹵化烴類：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰-二氯苯等；(6)烴類：四氫呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等；或(7)上述之一組合。較佳的，基於該二胺類化合物(R-1)的用量為100重量份，該貧溶劑的用量範圍為0重量份～60重量份；更佳地，該貧溶劑用量範圍為0重量份～50重量份。
該聚醯胺酸組份(A-1)中的溶劑(S-1)可與該液晶配向劑中的有機溶劑(B)相同，故不再贅述。該溶劑(S-1)的使用量是依據該聚醯胺酸組份(A-1)所需物性(如黏度)及後續應用在如液晶顯示元件上所需特性(如塗佈性質、固含量)來調整。該聚醯胺酸組份(A-1)之固含量是根據黏度、揮發性等性質而加以調整。一般為1 wt%～15 wt%，較佳為2 wt%～15 wt%，更佳為3 wt%～15 wt%。
較佳地，於25℃且固含量為6 wt%時，該聚醯胺酸組份(A-1)的黏度範圍為15 cps～30 cps。
<聚醯亞胺組份(A-2)>
該聚醯亞胺組份(A-2)是擇自於一由二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)聚合而得之聚醯亞胺聚合物(P-2)、一由一聚醯胺酸聚合物經醯亞胺化而得之聚醯亞胺聚合物(P-2)，或上述之聚醯亞胺聚合物(P-2)及一溶劑(S-2)。
該二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)是與上述製備聚醯胺酸聚合物(P-1)中所使用之二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)相同，故不再贅述。
該聚醯亞胺聚合物(P-2)的製備方法包含為令一聚醯胺酸聚合物溶解在溶劑中，並在脫水劑及觸媒的存在下，加熱並進行脫水閉環反應，使得該聚醯胺酸聚合物中之醯胺酸官能基經由脫水閉環反應轉變成醯亞胺官能基(即醯亞胺化)，而得到聚醯亞胺聚合物(P-2)。
其中，該反應中使用的聚醯胺酸聚合物的種類及製備方法如同該聚醯胺酸聚合物(P-1)及其製備方法，且該用於脫水閉環反應中之溶劑可與該液晶配向劑中的有機溶劑(B)相同，故不再贅述。較佳的，基於聚醯胺酸聚合物的用量為100重量份，該用於脫水閉環反應中之溶劑的用量範圍為200重量份～2000重量份；更佳地，該用於脫水閉環反應中之溶劑的用量範圍為300重量份～1800重量份。
當該脫水閉環反應的操作溫度低於40℃時，將致使反應不完全，導致該聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度變低；然而，該脫水閉環反應的操作溫度高於200℃時，所得的聚醯亞胺聚合物(P-2)的重量平均分子量偏低。因此，為獲得較佳之聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度，較佳地，該脫水閉環反應的操作溫度範圍為30℃～200℃；更佳地，該脫水閉環反應的操作溫度範圍為40℃～150℃。
當該聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度小於90%，所獲得之聚醯亞胺聚合物(P-2)配製成液晶配向劑時，該液晶配向劑具有較佳之塗佈性。
用於脫水閉環反應中的脫水劑是擇自於(1)酸酐類化合物：醋酸酐、丙酸酐、三氟醋酸酐等。基於該聚醯胺酸聚合物為1莫耳，該脫水劑的使用量範圍為0.01莫耳～20莫耳。該用於脫水閉環反應中的觸媒是擇自於(1)吡啶類化合物：吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶等；(2)三級胺類化合物：三乙基胺等。基於該脫水劑為1莫耳，該觸媒的使用量範圍為0.5莫耳～10莫耳。
該聚醯亞胺組份(A-2)中的溶劑(S-2)可與該液晶配向劑中的有機溶劑(B)相同，故不再贅述。該溶劑(S-2)的使用量是依據該聚醯亞胺組份(A-2)所需物性(如黏度)及後續應用在如液晶顯示元件上所需特性(如膜厚均一性、固含量)來調整。該聚醯亞胺組份(A-2)之固含量是根據黏度、揮發性等性質而加以調整。一般為1 wt%～15 wt%，較佳為2 wt%～15 wt%，更佳為3 wt%～15 wt%。
較佳地，於25℃且固含量為6 wt%時，該聚醯亞胺組份(A-2)的黏度範圍為20 cps～50 cps。
較佳地，該聚合物(A)還包括至少一聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)。
<聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)>
該聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)是擇自於一聚醯亞胺系嵌段共聚合物(P-3)，或上述之聚醯亞胺系嵌段共聚合物(P-3)及一溶劑(S-3)。其中，該聚醯亞胺系嵌段共聚合物(P-3)是擇自於聚醯胺酸嵌段共聚合物(P-3-1)、聚醯亞胺嵌段共聚合物(P-3-2)、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物(P-3-3)，或其中之一組合。
較佳地，該聚醯亞胺系嵌段共聚合物(P-3)的製備方法包含之步驟為：將一起始物溶於溶劑中，並進行聚縮合反應而得，其中，該起始物包括至少一如上所述之聚醯胺酸聚合物(P-1)及/或至少一如上所述之聚醯亞胺聚合物(P-2)，且進一步地還可包括二胺類化合物及/或四羧酸二酐類化合物。
該起始物中之二胺類化合物及四羧酸二酐類化合物是與上述製備聚醯胺酸聚合物(P-1)中所使用之二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)相同，且該用於聚縮合反應中的溶劑可與該液晶配向劑中的有機溶劑(B)相同，故不再贅述。較佳的，基於該起始物的用量為100重量份，該用於聚縮合反應中之溶劑的用量範圍為200重量份～2000重量份；更佳地，該用於脫水閉環反應中之溶劑的用量範圍為300重量份～1800重量份。較佳地，該聚縮合反應的操作溫度範圍為0℃～200℃；更佳地，該聚縮合反應的操作溫度範圍0℃～100℃。
較佳地，該起始物包含但不限於(1)二種末端基相異且構造相異之聚醯胺酸聚合物(P-1)；(2)二種末端基相異且構造相異之聚醯亞胺聚合物(P-2)；(3)末端基相異且構造相異之聚醯胺酸聚合物(P-1)，及聚醯亞胺聚合物(P-2)；(4)聚醯胺酸聚合物(P-1)、二胺類化合物，及四羧酸二酐類化合物，其中，該二胺類化合物及四羧酸二酐類化合物之中至少一種與形成聚醯胺酸聚合物(P-1)所使用的二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)構造相異；(5)聚醯亞胺聚合物(P-2)、二胺類化合物，及四羧酸二酐類化合物，其中，該二胺類化合物及四羧酸二酐類化合物至少一種與形成聚醯亞胺聚合物(P-2)所使用的二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)構造相異；(6)聚醯胺酸聚合物(P-1)、聚醯亞胺聚合物(P-2)、二胺類化合物，及四羧酸二酐類化合物，其中，該二胺類化合物及四羧酸二酐類化合物至少一種與形成聚醯胺酸聚合物(P-1)及聚醯亞胺聚合物(P-2)所使用的二胺類化合物(R-1)及四羧酸二酐類化合物(R-2)構造相異；(7)二種構造相異之聚醯胺酸聚合物(P-1)、二胺類化合物，及四羧酸二酐類化合物；(8)二種構造相異之聚醯亞胺聚合物(P-2)、二胺類化合物，及四羧酸二酐類化合物；(9)二種末端基為酸酐基且構造相異的聚醯胺酸聚合物(P-1)，及二胺類化合物；(10)二種末端基為胺基且構造相異的聚醯胺酸聚合物(P-1)，及四羧酸二酐類化合物；(11)二種末端基為酸酐基且構造相異的聚醯亞胺聚合物(P-2)，及二胺類化合物；(12)二種末端基為胺基且構造相異的聚醯亞胺聚合物(P-2)，及四羧酸二酐化合物。
該聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)中的溶劑(S-3)可與該液晶配向劑中的有機溶劑(B)相同，故不再贅述。該溶劑(S-3)的使用量是依據該聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)所需物性(如黏度)及後續應用在如液晶顯示元件上所需特性(如塗佈性質、固含量)來調整。該聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)之固含量是根據黏度、揮發性等性質而加以調整。一般為1 wt%～15 wt%，較佳為2 wt%～15 wt%，更佳為3 wt%～15 wt%。
在不影響本發明之功效範圍內，較佳地，該聚醯胺酸組份(A-1)中之聚醯胺酸聚合物(P-1)、該聚醯亞胺組份(A-2)中之聚醯亞胺聚合物(P-2)，及聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)中之聚醯亞胺系嵌段共聚合物(P-3)可以是先進行分子量調節後的末端修飾型聚合物，藉由使用末端修飾型的聚合物，可改善該液晶配向劑的塗佈性能。該末端修飾型聚合物的製造方式，可藉由在該聚醯胺酸聚合物(P-1)進行聚縮合反應的同時，加入一單官能性化合物而製得，該單官能性化合物包含但不限於(1)一元酸酐：馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、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、正十六烷基琥珀酸酐等；(2)單胺化合物：苯胺、環己胺、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、正二十烷胺等；(3)單異氰酸酯化合物：異氰酸苯酯、異氰酸萘基酯等。
[有機溶劑(B)]
較佳地，該液晶配向劑中所使用的有機溶劑(B)是擇自於1-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲基醚、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、乙二醇異丙基醚、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、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單甲基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚乙酸酯、氮，氮-二甲基甲醯胺、氮，氮-二甲基乙醯胺。該有機溶劑(B)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
[添加劑(C)]
在不影響本發明之功效範圍內，該液晶配向劑還可添加一添加劑，且該添加劑為環氧化合物或具有官能性基團之矽烷化合物等，其中，該官能性基團指的是能與聚醯胺酸聚合物(P-1)及/或聚醯亞胺聚合物(P-2)之殘留基團反應之基團(例如：環氧基等)。該添加劑(C)的作用是用來提高該液晶配向膜與基板表面的附著性。該添加劑(C)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
該具有官能性基團之矽烷化合物包含但不限於3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷(3-ureidopropyltrimethoxysilane)、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、氮-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、氮-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、氮-三乙氧基矽烷基丙基三伸乙三胺、氮-三甲氧基矽烷基丙基三伸乙三胺、10-三甲氧基矽烷基-1,4,7-三吖癸烷、10-三乙氧基矽烷基-1,4,7-三吖癸烷、9-三甲氧基矽烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、9-三乙氧基矽烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、氮-苯甲基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、氮-苯甲基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、氮-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、氮-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、氮-雙(氧化乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、氮-雙(氧化乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。
該環氧化合物包含但不限於乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、三丙二醇二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚、新戊二醇二環氧丙基醚、1,6-己二醇二環氧丙基醚、丙三醇二環氧丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二環氧丙基醚、1,3,5,6-四環氧丙基-2,4-己二醇、氮，氮，氮’，氮’-四環氧丙基-間-二甲苯二胺、1,3-雙(氮，氮-二環氧丙基胺基甲基)環己烷、氮，氮，氮’,氮’-四環氧丙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、氮，氮-環氧丙基-對-環氧丙氧基苯胺、3-(氮-烯丙基-氮-環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(氮，氮-二環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷等。
該液晶配向劑的製備方法並無特別的限制，可採用一般的混合方法，如先將至少一聚醯胺酸組份(A-1)、至少一聚醯亞胺組份(A-2)，或選擇性地添加至少一聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)混合均勻，形成一聚合物(A)，接著，再將該聚合物(A)於溫度為0℃～200℃的條件下加入該有機溶劑(B)且選擇性地添加該添加劑(C)，並以攪拌裝置持續攪拌至溶解即可。
較佳地，基於該聚合物(A)為100重量份，該聚醯胺酸組份(A-1)的含量範圍為50重量份～90重量份；更佳地，該聚醯胺酸組份(A-1)的含量範圍為60重量份～80重量份。較佳地，基於該聚合物(A)為100重量份，該聚醯亞胺組份(A-2)的含量範圍為10重量份～50重量份；更佳地，該聚醯亞胺組份(A-2)的含量範圍為20重量份～40重量份。較佳地，基於該聚合物(A)為100重量份，該聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)的含量範圍為2重量份～50重量份；更佳地，該聚醯亞胺系嵌段共聚合物組份(A-3)的含量範圍為5重量份～40重量份。
為了使該液晶配向劑具有較佳的印刷性，較佳地，基於該聚合物(A)為100重量份，該有機溶劑(B)的含量範圍為1,000重量份～2,000重量份；更佳地，該有機溶劑(B)的含量範圍為1200重量份～2000重量份。
較佳地，基於該聚合物(A)為100重量份，該添加劑(C)的含量範圍為0.5重量份～50重量份；更佳地，該添加劑(C)的含量範圍為1重量份～45重量份。
較佳地，於25℃時，該液晶配向劑的黏度範圍為15 cps～40 cps；更佳地，該液晶配向劑的黏度範圍為20 cps～40 cps；又更佳地，該液晶配向劑的黏度範圍為20 cps～30 cps。當該液晶配向劑的黏度範圍為15 cps～40 cps時，可具有較佳製程安定性，且後續應用於液晶顯示元件時，可獲得一無顯示缺陷的液晶顯示元件。
該液晶配向劑的固含量是根據黏度、揮發性等性質而加以調整。為了使該液晶配向劑具有較佳的印刷性，較佳地，基於該液晶配向劑的總重量，該液晶配向劑的固含量範圍為1 wt%～15 wt%；更佳地，該液晶配向劑的固含量範圍為2 wt%～15 wt%；又更佳地，該液晶配向劑的固含量範圍為3 wt%～15 wt%。
較佳地，於25℃時，該液晶配向劑的靜態表面張力範圍為48 mN/m～84 mN/m。更佳地，該液晶配向劑的靜態表面張力範圍為50 mN/m～80 mN/m。
當液晶配向劑的靜態表面張力範圍為48 mN/m～84 mN/m時，可具有較佳製程安定性，且後續應用於液晶顯示元件時，可獲得一無顯示缺陷的液晶顯示元件。
[液晶配向膜]
該液晶配向膜的形成方式包含之步驟為：將上述之液晶配向劑利用輥塗佈法、旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法(ink-jet)等方法，塗佈在一基材的表面上，形成一預塗層，接著將該預塗層經過預先加熱處理(pre-bake treatment)、後加熱處理(post-bake treatment)及配向處理(alignment treatment)而製得。
該預先加熱處理目的在於使該預塗層中的有機溶劑揮發。較佳地，該預先加熱處理的操作溫度範圍為30℃～120℃，更佳地為40℃～110℃，又更佳地為50℃～100℃。
該配向處理並無特別的限制，可採用尼龍、人造絲、棉類等纖維所做成的布料纏繞在滾筒上，以一定方向磨擦進行配向。上述配向處理為本技術領域者所周知，因此不再多加贅述。
後加熱處理步驟目的在於使該預塗層中的聚合物(A)再進一步進行脫水閉環(醯亞胺化)反應。較佳地，該後加熱處理的操作溫度範圍為150℃～300℃，更佳地為180℃～280℃，又更佳地為200℃～250℃。
[液晶顯示元件]
該液晶顯示元件的製作方式為本技術領域者所周知，因此，以下僅簡單地進行陳述。
參閱圖1，本發明液晶顯示元件的較佳實施例是包含一第一單元11、一與第一單元間隔相對的第二單元12，及一夾置在該第一單元11與第二單元12之間的液晶單元13。
該第一單元11包括一第一基板111、一形成於該第一基板111表面的第一導電膜112，及一形成在該第一導電膜112表面的第一液晶配向膜113。
該第二單元12包括一第二基板121、一形成於該第二基板121表面的第二導電膜122，及一形成在該第二導電膜122表面的第二液晶配向膜123。
該第一基板111與第二基板121是擇自於一透明材料等，其中，該透明材料包含但不限於用於液晶顯示裝置的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚醚碸、聚碳酸酯等。該第一導電膜112與第二導電膜122的材質是擇自於氧化錫(SnO2 )、氧化銦-氧化錫(In2 O3 -SnO2 )等。
該第一液晶配向膜113及第二液晶配向膜123分別為上述之液晶配向膜，其作用在於使該液晶單元13形成一預傾角，且該液晶單元13可被該第一導電膜112與第二導電膜122配合產生的電場驅動。
較佳的，該液晶單元13是擇自於向列型(Nematic)液晶或蝶狀型(Smectic)液晶。
較佳地，該向列型液晶是擇自於扭轉向列(TN，Twisted Nematic)型液晶、超扭轉向列(STN，Super Twisted Nematic)型液晶或垂直配向(VA，Vertical alignment)型液晶。
較佳地，該扭轉向列型液晶或超扭轉向列型液晶為正誘電異方性(positive dielectric anisotropy)的向列型液晶，包含但不限於聯苯(biphenyl)類液晶、苯基環己烷(phenylcyclohexane)類液晶、酯(ester)類液晶、三聯苯(terphenyl)、聯苯環己烷(biphenylcyclohexane)類液晶、嘧啶(pyrimidine)類液晶、二氧六環(dioxane)類液晶、雙環辛烷(bicyclooctane)類液晶、立方烷(cubane)類液晶等，且可視需求再添加如氯化膽固醇(cholesteryl chloride)、膽固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、膽固醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等的膽固醇型液晶，或是以商品名為「C-15」、「CB-15」(默克公司製造)的對掌(chiral)劑等，或者是對癸氧基苯亞甲基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等強誘電性(ferroelectric)類液晶。
較佳地，該垂直配向型液晶為負誘電異方性(negative dielectric anisotropy)的向列型液晶，包含但不限於二胺基苯類液晶、噠嗪(pyridazine)類液晶、希夫氏鹼(shiff Base)類液晶、氧化偶氮基(azoxy)類液晶、聯苯類液晶、苯基環己烷類液晶等。
當該液晶配向膜依據上述製作成液晶顯示元件後，進行預傾角均一性P的量測，將該液晶顯示元件的顯示面等分為多數個區域；及分別針對該等個區域進行預傾角的量測，以獲得預傾角之一最大值、一最小值及一平均值，接著代入以下公式計算預傾角均一性，所獲得之P＜20%。
該液晶顯示元件的顯示面等分的方式並無特別限制，可依該液晶顯示元件之顯示面的大小及形狀來做劃分即可，例如正方形的液晶顯示元件之顯示面，可分成等分的九個區域或等分的十六個區域。該預傾角均一性(P)控制於低於20%的需求，可適當的透過調整液晶配向劑之聚合物(A)中的聚醯胺酸組份(A-1)的黏度及聚醯亞胺組份(A-2)的黏度來滿足，特別是透過聚醯胺酸組份(A-1)及聚醯亞胺組份(A-2)的黏度差來滿足。較佳地，該預傾角均一性P的範圍為1%～15%；更佳地，該預傾角均一性P的範圍為1%～10%。當該預傾角均一性(P)大於20%時，則後續應用於液晶顯示元件時，無法獲得一無顯示缺陷的液晶顯示元件。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
<實施例> [聚醯胺酸組份(A-1)的製備] <合成例1>
在一容積500毫升之四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計，並導入氮氣，加入進料組成物包括：5.34克(0.05莫耳)的對-二胺苯(以下簡稱R-1-4)，以及80克的氮-甲基-2-吡酪烷酮(以下簡稱NMP)，於室溫下攪拌至溶解。再加入9.81克(0.05莫耳)的1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(以下簡稱R-2-1)及20克的NMP，於室溫下反應2小時，反應結束後，將聚醯胺酸聚合物溶液倒入1500毫升水中將聚合物析出，過濾所得之聚合物重複以甲醇清洗及過濾三次，置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯胺酸聚合物(P-1)。且將該聚醯胺酸聚合物(P-1)以NMP配製成固含量6 wt%的聚醯胺酸組份(A-1-1)，測量該聚醯胺酸組份(A-1-1)之黏度，所得結果如表1所示。
<合成例2～7>
合成例2～7是以與合成例1相同的步驟來製備該聚醯胺酸聚合物(P-1)，不同的地方在於：改變二胺化合物(R-1)及四羧酸二酐化合物(R-2)的種類及其使用量，如表1所示。且將該等聚醯胺酸聚合物(P-1)分別以NMP配製成固含量6 wt%的聚醯胺酸組份(A-1-2～A-1-7)，測量該等聚醯胺酸組份之黏度，所得結果如表1所示。
[聚醯亞胺組份(A-2)的製備] <合成例8>
在一容積500毫升之四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、加熱器、冷凝管及溫度計，並導入氮氣，加入進料組成物包括：2.25克(0.004莫耳)的二胺化合物(以下簡稱R-1-1)、2.67克(0.025莫耳)的R-1-4、4.16克(0.021莫耳)的4,4’-二胺基二苯基甲烷(以下簡稱R-1-5)，以及80克的NMP，於室溫下攪拌至溶解。再加入9.32克(0.048莫耳)的R-2-1及20克的NMP，於室溫下反應6小時，再加入97克的NMP、5.61克的醋酸酐及19.75克的吡啶，升溫至60℃持續攪拌2小時進行醯亞胺化，待反應結束後，將聚醯亞胺聚合物之反應溶液倒入1500毫升水中將聚合物析出，過濾所得之聚醯亞胺聚合物重複以甲醇清洗及過濾三次，置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯亞胺聚合物(P-2)。且將該聚醯亞胺聚合物(P-2)以NMP配製成固含量6 wt%的聚醯亞胺組份(A-2-1)，測量該聚醯亞胺組份(A-2-1)之黏度，所得結果如表1所示。
<合成例9～14>
合成例9～14是以與合成例8相同的步驟來製備該聚醯亞胺聚合物(P-1)，不同的地方在於：改變二胺化合物(R-1)及四羧酸二酐化合物(R-2)的種類及其使用量，如表1所示。且將該等聚醯亞胺聚合物(P-2)分別以NMP配製成固含量6 wt%的聚醯亞胺組份(A-2-2～A-2-7)，測量該等聚醯亞胺組份之黏度，所得結果如表1所示。
[聚醯胺酸系嵌段共聚合物組份(A-3)的製備] <合成例15>
將上述所得之A-1-1及A-2-1的聚合溶液以莫耳比例1：1相混合，並在60℃下攪拌反應6小時，然後將反應溶液倒入1500毫升水中將聚合物析出，過濾所得之聚合物重複以甲醇清洗及過濾三次，置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物(P-3-3)。且將該聚醯胺酸系嵌段共聚合物以NMP配製成固含量6 wt%的聚醯胺酸系嵌段共聚合物組份(A-3-1)，測量該聚醯胺酸系嵌段共聚合物組份之黏度，所獲得之黏度為27 cps。
[ 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件的製備] <實施例1>
秤取85重量份的合成例1之聚醯胺酸組份(A-1-1)、15重量份的合成例8之聚醯亞胺組份(A-2-1)、1000重量份的1-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱B-1)、500重量份的乙二醇正丁基醚(以下簡稱B-2)及5重量份的氮，氮，氮’,氮’-四環氧丙基-4,4'-二胺基二苯基甲烷(N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane，以下簡稱C-1)，於室溫下攪拌混合形成一液晶配向劑。
將該液晶配向劑以印刷機(日本寫真印刷株式會社製，型號S15-036)分別在兩片具有由ITO(indium-tin-oxide)構成之導電膜的玻璃基板上進行塗佈，形成一預塗層，之後於加熱板上以溫度100℃、時間5分鐘進行預烤(pre-bake)，並在循環烘箱中，以溫度220℃、時間30分鐘進行後烤(post-bake)，且經過配向處理後，即可製得一液晶配向膜。
接著將前述製得的兩片具有液晶配向膜的玻璃基板，其中一片基板塗以熱壓膠，另一片基板灑上4μm的間隙子(spacer)，兩片玻璃順彼此配向垂直方向進行貼合，再以熱壓機施以10kg的壓力，於溫度150℃進行熱壓貼合。然後再以液晶注入機(島津製作所製，型號ALIS-100X-CH)進行液晶注入，利用紫外光(UV)硬化膠封住液晶注入口，以紫外光燈照光使之硬化，並在烘箱中以溫度60℃、時間30分鐘進行液晶回火處理，即可製得一液晶顯示元件。將該液晶配向劑及液晶顯示元件進行各檢測項目評價，所得結果如表2所示。
<實施例2～11及比較例1～7>
實施例2～11及比較例1～7是以與實施例1相同的步驟來製備該液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，不同的地方在於：改變聚合物(A)、有機溶劑(B)及添加劑(C)的種類及其使用量，如表2所示。將該等液晶配向劑及該等液晶顯示元件進行各檢測項目評價，所得結果如表2所示。
【檢測項目】 1.　黏度量測：
以ELD型黏度計(東機產業社製，型號：RE-80L)在溫度為25℃且旋轉速度為20rpm的條件下，測量該等合成例1～7之聚醯胺酸組份(A-1)、該等合成例8～14之聚醯亞胺組份(A-2)、該合成例15之聚醯胺酸系嵌段共聚合物組份(A-3)、該等實施例1～11之液晶配向劑及該等比較例1～7之液晶配向劑的黏度，單位為cps。
2.　靜態表面張力：
以表面張力計(協和化學製，商品名：DIGI-O-MATIC ESB-IV)測量該等實施例1～11之液晶配向劑及該等比較例1～7之液晶配向劑的靜態表面張力。將該等配向劑分別放置於直徑5公分且容量為30毫升的小型培養皿中，接著分別與白金板接觸1分鐘後，即可獲得靜態表面張力之數值。
3.　預傾角均一性P量測：
將實施例1～11及比較例1～7所製得之液晶顯示元件之顯示面分別任取一面積大小為3×3cm2 之待測區域，再將該待測區域平均分成九個區域，分別測量該等區域內的預傾角，以獲得預傾角之一最大值、一最小值及一平均值，並透過下列公式計算出預傾角均一性P。
4.　點燈測試顯示缺陷(mura)：
將實施例1～11及比較例1～7所製得之液晶顯示元件進行點燈測試，在標準C光源的背光源照射下，透過偏光板觀察該等液晶顯示元件是否有顯示缺陷(如邊框缺陷、線形缺陷)的產生，其評價方式如下：
◎：未出現顯示缺陷；
○：出現輕微顯示缺陷，但不明顯；
△：出現明顯顯示缺陷；
╳：出現嚴重顯示缺陷。
5.　製程安定性檢測：
為了能詳細說明該製程安定性檢測的方式，以下以實施例1之液晶配向劑作為實施方式之說明，而實施例2～11及比較例1～7之液晶配向劑是以與實施例1相同的步驟來進行檢測。
將實施例1之液晶配向劑製作成一液晶顯示元件，其中，於製備該液晶顯示元件的製程中，分別以80℃、90℃、100℃、110℃及120℃的預烤溫度進行預烤處理，繼而可製得五個液晶顯示元件。接著，依據檢測項目3之方法分別測量該等液晶顯示元件之預傾角均一性P並以下列公式計算出預傾角均一性P之變化率。
P之變化率=(P最大值 -P最小值 )×100%。
，其評價方式如下：
◎：P之變化率≦2%；
○：2%＜P變化率≦5%；
△：5%＜P變化率≦10%；
╳：P變化率＞10%。
由表2之實施例1～11的結果可知，藉於調控預傾角均一性P低於20%(2%～18%)、將液晶配向劑黏度範圍控制在15 cps～40 cps以及將液晶配向劑之靜態表面張力控制在48 mN/m～84 mN/m，不僅可提升該液晶配向劑的製程安定性，且可降低液晶顯示元件的顯示缺陷。反觀比較例1～7可知，該預傾角均一性P皆高於20%(24%～33%)，且部分比較例的液晶配向劑之黏度範圍及靜態表面張力為落入上述範圍時，將導致液晶配向劑的製程安定性較差，同時也使得該液晶顯示元件有嚴重的顯示缺陷。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例與具體例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11．．．第一單元
111．．．第一基板
112．．．第一導電膜
113．．．第一液晶配向膜
12．．．第二單元
121．．．第二基板
122．．．第二導電膜
123．．．第二液晶配向膜
圖1是一示意圖，說明本發明液晶顯示元件之較佳實施例的結構。

Claims (8)

  1. 一種液晶配向膜，是透過將一液晶配向劑塗佈在一基材上而形成一預塗層，以及使該預塗層經過預先加熱處理、後加熱處理及配向處理而製得，其中，該液晶配向劑包含一聚合物(A)及一有機溶劑(B)，該聚合物(A)包括至少一聚醯胺酸組份(A-1)及至少一聚醯亞胺組份(A-2)，於25℃且固含量為6wt%時，該聚醯胺酸組份(A-1)的黏度範圍為15cps~30cps且該聚醯亞胺組份(A-2)的黏度範圍為20cps~50cps，以及當該液晶配向膜依據以下步驟進行預傾角均一性P的量測，所獲得之P<20%：(a)組裝一液晶顯示元件，該液晶顯示元件包含：一第一單元，係含有一第一基板、一形成於該第一基板表面的第一導電膜，及一形成在該第一導電膜表面的第一液晶配向膜；一與該第一單元間隔設置之第二單元，係含有一第二基板、一形成於該第二基板表面的第二導電膜，及一形成在該第二導電膜表面的第二液晶配向膜；及一夾置在該第一單元與第二單元之間的液晶單元；(b)將該液晶顯示元件的顯示面等分為多數個區域；及(c)分別針對該等個區域進行預傾角的量測，以獲得預傾角之一最大值、一最小值及一平均值，接著代入以下公式計算預傾角均一性P：
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶配向膜，其中，該預傾角均一性P的範圍為1%~15%。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶配向膜，其中，該預傾角均一性P的範圍為1%~10%。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶配向膜，其中，於25℃時，該液晶配向劑的黏度範圍為15cps~40cps。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶配向膜，其中，於25℃時，該液晶配向劑的黏度範圍為20cps~40cps。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶配向膜，其中，於25℃時，該液晶配向劑的黏度範圍為20cps~30cps。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶配向膜，其中，於25℃時，該液晶配向劑的靜態表面張力範圍為48mN/m~84mN/m。
  8. 一種液晶顯示元件，包含一如專利申請範圍第1至7項中任一項所述之液晶配向膜。
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