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TWI480274B - 用於液晶配向劑之經處理聚合物、其製法及其用途 - Google Patents

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TWI480274B
TWI480274B TW100110360A TW100110360A TWI480274B TW I480274 B TWI480274 B TW I480274B TW 100110360 A TW100110360 A TW 100110360A TW 100110360 A TW100110360 A TW 100110360A TW I480274 B TWI480274 B TW I480274B
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Huai Pin Hsueh
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Chi Mei Corp
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Description

用於液晶配向劑之經處理聚合物、其製法及其用途
本發明是有關於一種經處理聚合物之製法，特別是指一種用於液晶配向劑之經處理聚合物的製法。本發明另有關於一種含有該經處理聚合物之液晶配向劑、一種由該液晶配向劑所形成之液晶配向膜、以及一種含有該液晶配向膜之液晶顯示元件。
液晶顯示元件早期主要是被應用於筆記型電腦或者是桌上型個人電腦的螢幕中，後來也被使用於攝影機的取景器與投影式顯示器等各種液晶顯示裝置中，近年來亦被廣泛用於製作電視機。
業界一般是以使用向列型(Nematic)液晶之顯示元件為主流，此向列型液晶顯示元件中，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(Twisted Nematic；TN)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(Super Twisted Nematic；STN)型液晶顯示元件；及(3)薄膜式電晶體(Thin Film Transistor；TFT)型液晶顯示元件。
基於相關的科技產品的品質不斷地在進步，以及使用者對於液晶顯示裝置品質的要求，液晶顯示元件必須跟著不斷地被改良。而於構成液晶顯示元件的零組件材料中，液晶配向膜特別是一個關係到液晶顯示元件之顯示品質的重要零組件，所以伴隨著液晶顯示元件的高品質化，液晶配向膜的角色變得日益重要，也就是說，為提昇液晶顯示元件之顯示品質，例如殘影問題，仍有需要不斷地改良現有的液晶配向膜。
液晶配向膜是由液晶配向劑製備而成的，而現有製備液晶配向膜的方式主要是先將聚醯胺酸或者是可溶性聚醯亞胺溶解於一有機溶劑中，以形成一溶液，再將該溶液塗佈於一基板上，並藉由加熱等方法使其成膜，進而形成聚醯胺酸或聚醯亞胺系配向膜。
前述的殘影問題主要是源自於直流電(DC)殘留，當直流電的殘留量較大時，則在施加電壓後，即使電壓關掉後，原本應該消失之影像仍會殘存於顯示裝置上，即產生所謂的「殘影」。針對此問題，目前所提出的解決方式多半是藉由改變配向劑的組份與用量來改善其殘影問題。
日本特開平11-193345號專利案即揭示一種由物性相異之2個或2個以上的聚醯胺酸所形成，並用以製備液晶配向膜的聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)。
WO 00/61684及其對應台灣483908號專利案則是一種清漆組合物，且該清漆組合物是由特定結構的聚醯胺酸與聚醯胺，或是特定結構的聚醯胺與可溶性聚醯亞胺所構成的聚合物。
WO 2007/078153揭示一種用於液晶配向之組成物，包含一寡聚醯亞胺(oligoimide)或一寡聚醯胺酸(oligoamic acid)，在寡聚醯亞胺或寡聚醯胺酸骨架之至少一末端含有一熱硬化或光固化官能基。此公開案提及在光配向(optical resolution)製程中，用於液晶配向之聚醯亞胺會選擇地被光分解且不可避免地產生少量分解副產物。此分解副產物會致使配向穩定性及長時間信賴性(特別是殘影)產生嚴重問題。
US 2004/0031950揭示一種液晶配向劑。此公開案特別提及使用貧溶劑來純化用於製備液晶配向劑之聚醯胺酸。
然而，藉由上述之先前技術，仍無法完全解決殘影消除時間過長的問題，因此，仍有需要發展出一種能有效地縮短殘影消除時間的液晶配向劑。
因此，本發明之目的，即在提供一種能有效地縮短殘影消除時間的液晶配向劑。
於是，依據本發明之第一態樣，提供一種用於液晶配向劑之經處理聚合物的製法，其包含以下之步驟：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物。
依據本發明之第二態樣，提供一種由含有以下步驟之製法所製得之用於液晶配向劑之經處理聚合物：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物。
依據本發明之第三態樣，提供一種液晶配向劑，其包含：一經處理聚合物，是由一包含以下步驟之製法所製得：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物；以及一用於溶解該經處理聚合物之有機溶劑。
依據本發明之第四態樣，提供一種液晶配向劑，其包含一聚合物，是由四羧酸二酐化合物及二胺化合物進行聚合反應所獲得；以及一用於溶解該聚合物之有機溶劑。其中，該液晶配向劑具有0～1.0%之T值，該T值是由以下步驟所定義：將該液晶配向劑與甲醇以1：6之重量比例混合，以獲得含有第一固體沉澱物之第一混合物；利用0.2 μm的過濾器，由該第一混合物中過濾出該第一固體沉澱物；將該第一固體沉澱物置於烘箱中並於60℃溫度下進行乾燥，歷時12小時後獲得具有WS 重量值之經乾燥固體；將經乾燥固體與氮-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)以1：15的重量比例進行混合而獲得一溶液；將該溶液與丙酮以1：6的重量比例進行混合而獲得含有第二固體沉澱物之第二混合物；利用0.2 μm的過濾器，由該第二混合物中過濾出該第二固體沉澱物，以獲得一濾液；將該濾液中的固體含量定義為WLS 重量值；以及透過T=WLS /WS 來取得T值。
依據本發明之第五態樣，提供一種由本發明之液晶配向劑所形成之液晶配向膜。
依據本發明之第六態樣，提供一種含有本發明之液晶配向膜之液晶顯示元件。
本發明之功效在於：本發明用於液晶配向劑之經處理聚合物利用該共沉澱溶劑處理該未經處理聚合物，藉以調整後續製得的液晶配向劑的特性，使該配向劑及應用該配向劑製得的配向膜與顯示元件在被使用時，確實能具有較短的殘影消除時間，進而達到本發明之目的。
本發明液晶配向劑包含一經處理聚合物(A)及一用於溶解該經處理聚合物(A)之有機溶劑(B)。該經處理聚合物(A)是由包含以下步驟之製法所製得：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物。
較佳地，在利用該共沉澱溶劑處理後，自該未經處理聚合物中去除至少一部分之分子量不大於7,000的聚合物組份。
本發明液晶配向劑具有0～1.0%之T值，該T值是由以下步驟所定義：將該液晶配向劑與甲醇以1：6之重量比例混合，以獲得含有第一固體沉澱物之第一混合物；利用0.2 μm的過濾器，由該第一混合物中過濾出該第一固體沉澱物；將該第一固體沉澱物置於烘箱中並於60℃溫度下進行乾燥，歷時12小時後獲得具有WS 重量值之經乾燥固體；將經乾燥固體與氮-甲基-2-吡咯烷酮以1：15的重量比例進行混合而獲得一溶液；將該溶液與丙酮以1：6的重量比例進行混合而獲得含有第二固體沉澱物之第二混合物；利用0.2 μm的過濾器，由該第二混合物中過濾出該第二固體沉澱物，以獲得一濾液；將該濾液中的固體含量定義為WLS 重量值；以及透過T=WLS /WS 來取得T值。
以下逐一對本發明各組成做詳細的說明：
[經處理聚合物(A)]
該經處理聚合物包含聚醯胺酸(A-1)、聚醯亞胺(A-2)、聚醯亞胺系嵌段共聚物(A-3)、或此等之一組合。該聚醯亞胺系嵌段共聚物(A-3)包含聚醯胺酸嵌段共聚物(A-3-1)、聚醯亞胺嵌段共聚物(A-3-2)、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚物(A-3-3)或此等之一組合。
[四羧酸二酐化合物]
適用於本發明所使用之四羧酸二酐化合物如脂肪族四羧酸二酐、脂環族四羧酸二酐以及芳香族四羧酸二酐。
脂肪族四羧酸二酐之具體例如乙烷四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐等。
脂環族四羧酸二酐之具體例如1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、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、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、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、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-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、二環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐及下列構造式(I-1)和(I-2)所示之化合物：
(上式(I-1)與(I-2)中，R1 以及R3 為含有芳香環的2價有機基，R2 以及R4 為氫原子或烷基，以複數存在的R2 以及R4 分別可為相同或相異。)
芳香族四羧酸二酐之具體例如苯均四酸二酐、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)及下列構造式(1)～(4)所示的芳香族四羧酸二酐類等化合物。這些四羧酸二酐化合物四羧酸二酐可以單獨一種使用或者混合複數種使用。
上述之四羧酸二酐化合物中，以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、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、前述構造式(I-1)所示之化合物中如下列構造式(5)～(7)所示之化合物、前述構造式(I-2)所示之化合物中如下列構造式(8)所示的化合物、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’-聯苯碸四羧酸二酐為較佳。
[二胺化合物]
本發明所使用之二胺化合物如脂肪族或脂環族二胺化合物、芳香族之二胺化合物、或其他之二胺化合物等。
脂肪族或脂環族二胺化合物之具體例如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、4,4-二胺基七亞甲基二胺、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環戊二烯二胺、六氫-4,7-甲橋伸氫茚基二亞甲基二胺、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)。
芳香族之二胺化合物之具體例如對-苯二胺、間-苯二胺、鄰-苯二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基硫醚、4,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、4,4’-二胺基二苯基醚、1,5-二胺基萘、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、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、3,4’-二胺基二苯基醚、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、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)、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、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、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’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯、4,4’-雙[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟聯苯。
其他之二胺化合物之具體例如2,3-二胺基吡啶、2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、5,6-二胺基-2,3-二氰基吡嗪、5,6-二胺基-2,4-二羥基嘧啶、2,4-二胺基-6-二甲基胺基-1,3,5-三嗪、1,4-雙(3-胺基丙基)哌嗪、2,4-二胺基-6-異丙氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二胺基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪、2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三嗪、2,4-二胺基-6-甲基-s-三嗪、2,4-二胺基-1,3,5-三嗪、4,6-二胺基-2-乙烯基-s-三嗪、2,4-二胺基-5-苯基噻唑、2,6-二胺基嘌呤、5,6-二胺基-1,3-二甲基尿嘧啶、3,5-二胺基-1,2,4-三唑、6,9-二胺基-2-乙氧基吖啶乳酸酯、3,8-二胺基-6-苯基啡啶、1,4-二胺基哌嗪、3,6-二胺基吖啶、雙(4-胺基苯基)苯基胺以及下列構造式(II-1)及(II-2)所示的化合物，即分子內含有兩個一級胺基以及該一級胺基以外之氮原子的二胺類等。
(上式中，R5 為選自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪之含氮原子環狀結構的一價有機基，X為二價的有機基。)
(上式中，R6 為選自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪之含氮原子環狀結構的二價有機基，X為二價的有機基，以複數存在的R6 ，可為相同或相異。)
以及下列構造式(II-3)～(II-5)所示的化合物，
(上式中，R7 為選自-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-以及-CO-之二價有機基，R8 為選自含有甾類(類固醇)骨架、三氟甲基以及氟基之一價有機基，或碳原子數為6～30的烷基。)
(上式中，R9 為選自-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-以及-CO-之二價有機基，X1 及X2 為選自脂肪族環、芳香族環以及雜環，R10 為選自碳原子數為3～18的烷基、碳原子數為3～18的烷氧基、碳原子數為1～5的氟烷基、碳原子數為1～5的氟烷氧基、氰基以及鹵素原子。)
(上式中，R11 為碳原子數為1～12的烴基，以複數存在的R11 可為相同或相異，p為1～3的整數，q為1～20的整數。)
以及下列構造式(9)～(15)所示的化合物等，這些二胺類化合物可單獨一種使用或混合複數種使用。
(上述構造式(12)中，t為2～12的整數；上述構造式(13)中，u為1～5的整數。)
上述之二胺化合物中，以對-苯二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基硫醚、1,5-二胺基萘、2,7-二胺基茀、4,4’-二胺基二苯基醚、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、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、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、1,4-二胺基環己烷、4,4’-亞甲基雙(環己基胺)、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、3,6-二胺基吖啶、上述構造式(9)～(15)所示之化合物、上述構造式(II-1)所示之化合物中如下列構造式(16)所示之化合物、上述構造式(II-2)所示之化合物中如下列構造式(17)所示之化合物、上述構造式(II-3)所示之化合物中如下列構造式(18)～(29)所示之化合物，以及上述構造式(II-4)所示之化合物中如下列構造式(30)～(41)所示之液晶性二胺化合物為較佳。
(上述構造式(38)至(41)中，v為3～12的整數。)
[聚醯胺酸(A-1)之合成]
未經處理之聚醯胺酸(A-1)是由四羧酸二酐化合物與二胺化合物經聚縮合反應而得。其中，用來進行聚縮合反應之四羧酸二酐化合物與二胺化合物的當量比例範圍為0.2～2，較佳為0.3～1.2。
在未經處理聚醯胺酸(A-1)之聚縮合反應中，四羧酸二酐化合物與二胺化合物於有機溶劑中之反應溫度，一般為-20～150℃，較佳為0～100℃。其中，有機溶劑只要是可溶解反應物與生成物者即可適用於本案，並無其它限定。有機溶劑的具體例如：氮-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、六甲基磷酸三胺等的非質子系極性溶劑，及間-甲酚、二甲苯酚、酚、鹵化酚類等的酚系溶劑。
製備用於該未經處理聚醯胺酸(A-1)之共沉澱溶劑，其含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑。
良溶劑為對聚合物(A)[即聚醯胺酸(A-1)、聚醯亞胺(A-2)、聚醯亞胺系嵌段共聚物(A-3)、或此等之一組合]具備良好溶解度之溶劑。良溶劑的具體例如前述之有機溶劑。
貧溶劑為對聚合物(A)具備相對差溶解度之溶劑。適用於本發明之貧溶劑的具體例如酮類(如丙酮)、醚類(如四氫呋喃)或此等之一組合。
較佳地，基於該共沉澱溶劑的總重量為1000重量份，該貧溶劑的用量範圍為800~900重量份。
該未經處理聚醯胺酸(A-1)被倒入該共沉澱溶劑中，以自該未經處理聚醯胺酸(A-1)中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得一沉澱物；該沉澱物接著在減壓下進行乾燥而獲得該經處理聚醯胺酸(A-1)。較佳地，在利用該共沉澱溶劑處理後，自該未經處理聚醯胺酸(A-1)中去除至少一部分之分子量不大於7,000的聚合物組份。
[聚醯亞胺(A-2)之合成]
本發明之聚醯亞胺(A-2)係進一步對聚醯胺酸(A-1)施予一脫水閉環(醯亞胺化)處理而得。
聚醯胺酸(A-1)之醯亞胺化處理方法例如：將聚醯胺酸聚合物(A-1)溶解於有機溶劑中，並在脫水劑及醯亞胺化觸媒的存在下，加熱進行脫水閉環反應。醯亞胺化處理之加熱溫度一般為40～200℃、較佳為80～150℃。
醯亞胺化處理的反應溫度若低於40℃時，脫水閉環反應無法充分地進行；反應溫度若超過200℃時，所得聚醯亞胺(A-2)之重量平均分子量偏低。
適用於醯亞胺化處理之脫水劑之具體例如：醋酸酐、丙酸酐、三氟醋酸酐等酸酐類化合物。基於聚醯胺酸(A-1)為1莫耳，脫水劑之用量範圍以0.01～20莫耳為佳。而所使用之醯亞胺化觸媒之具體例如：吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙基胺等三級胺。基於脫水劑為1莫耳，醯亞胺化觸媒之用量範圍以0.5～10莫耳為佳。醯亞胺化處理所使用溶劑之具體例與前述聚醯胺酸(A-1)之聚縮合反應中所使用之溶劑相同，在此不再贅述。
[聚醯亞胺系嵌段共聚合物(A-3)之合成]
聚醯亞胺系嵌段共聚合物(A-3)包含聚醯胺酸嵌段共聚合物(A-3-1)、聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-2)、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-3)，或此等之一組合。
於聚醯亞胺系嵌段共聚合物(A-3)之合成反應中，將選自前述之聚醯胺酸聚合物(A-1)、聚醯亞胺聚合物(A-2)、四羧酸二酐化合物、二胺化合物於有機溶劑中進一步聚縮合反應而得。例如：末端基相異且構造相異之第一及第二聚醯胺酸(A-1)；末端基相異且構造相異之第一及第二聚醯亞胺(A-2)；末端基相異且構造相異之聚醯胺酸(A-1)及聚醯亞胺(A-2)；聚醯胺酸(A-1)、四羧酸二酐化合物及二胺化合物，其中的四羧酸二酐化合物及二胺化合物至少一種與聚醯胺酸(A-1)縮合反應時所使用之四羧酸二酐化合物及二胺化合物構造相異；聚醯亞胺(A-2)、四羧酸二酐化合物及二胺化合物，其中的四羧酸二酐化合物及二胺化合物至少一種與聚醯亞胺(A-2)縮合反應時所使用之四羧酸二酐化合物及二胺化合物構造相異；聚醯胺酸(A-1)、聚醯亞胺(A-2)、四羧酸二酐化合物及二胺化合物，其中的四羧酸二酐化合物及二胺化合物至少一種與聚醯胺酸(A-1)及聚醯亞胺(A-2)縮合反應時所使用之四羧酸二酐化合物及二胺化合物構造相異；構造相異之第一及第二聚醯胺酸(A-1)、四羧酸二酐化合物及二胺化合物；構造相異之第一及第二聚醯亞胺(A-2)、四羧酸二酐化合物及二胺化合物；末端基為酸酐基且構造相異之第一及第二聚醯胺酸(A-1)及二胺化合物；末端基為胺基且構造相異之第一及第二聚醯胺酸(A-1)及四羧酸二酐化合物；末端基為酸酐基且構造相異之第一及第二聚醯亞胺(A-2)及二胺化合物；末端基為胺基且構造相異之第一及第二聚醯亞胺(A-2)及四羧酸二酐化合物等。
於聚醯亞胺系嵌段共聚合物(A-3)之聚縮合反應中，反應溫度一般為0～200℃，較佳為0～100℃。所使用溶劑之具體例與前述聚醯胺酸(A-1)之聚縮合反應中所使用之溶劑相同，在此不再贅述。
[末端修飾型聚合物]
本發明所使用之聚醯胺酸(A-1)、聚醯亞胺(A-2)及聚醯亞胺系嵌段共聚合物(A-3)，也可以是進行了分子量調節後之末端修飾型聚合物。藉由使用末端修飾型聚合物，可以在不減損本發明效果的前提下，改善液晶配向劑的塗佈特性等性質。此類末端修飾型聚合物之製造方式，可藉由在聚醯胺酸的合成反應時，於反應體系中加入例如一元酸酐、單胺化合物、單異氰酸酯化合物等之單官能性化合物而合成。其中，一元酸酐之具體例如：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。單胺化合物之具體例如苯胺、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。單異氰酸酯化合物之具體例如異氰酸苯酯、異氰酸萘基酯等。
[有機溶劑(B)]
本發明之液晶配向劑中，所使用之有機溶劑(B)之具體例如：氮-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、氮，氮-二甲基甲醯胺、氮，氮-二甲基乙醯胺、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(丁基溶纖劑)、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等。
[添加劑(C)]
此外，本發明之液晶配向劑，在不損害所要求目的物性範圍內，可添加含官能性矽烷化合物或者環氧化合物，用以提高對基板表面的黏結性。
此等含官能性矽烷化合物之具體例如：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。
另，此等環氧化合物之具體例如：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、3-(氮-烯丙基-N-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。
[液晶配向劑]
本發明之液晶配向劑係藉由將該經處理聚合物(A)以及添加劑(C)等溶解於有機溶劑(B)中而製得的。
本發明之液晶配向劑之調製溫度，較佳為0～200℃為佳，更佳為20～60℃。
本發明之液晶配向劑中之固體含量，乃是根據黏度、揮發性等性質而加以調整。一般為1～15重量%，較佳為2～15重量%，更佳為3～15重量%。亦即，將本發明之液晶配向劑塗佈於基板表面，並形成液晶配向膜之塗膜時，當液晶配向劑之固體含量介於1～15重量%時，則液晶配向劑之塗佈特性較佳。
本發明液晶配向劑的T值範圍為0～1.0%，較佳為0.005%～0.9%，更佳為0.01%～0.8%。T值是由以下步驟所定義：將該液晶配向劑與甲醇以1：6之重量比例混合，以獲得含有第一固體沉澱物之第一混合物；利用0.2 μm的過濾器，由該第一混合物中過濾出該第一固體沉澱物；將該第一固體沉澱物置於烘箱中並於60℃溫度下進行乾燥，歷時12小時後獲得具有WS 重量值之經乾燥固體；將經乾燥固體與氮-甲基-2-吡咯烷酮以1：15的重量比例進行混合而獲得一溶液；將該溶液與丙酮以1：6的重量比例進行混合而獲得含有第二固體沉澱物之第二混合物；利用0.2 μm的過濾器，由該第二混合物中過濾出該第二固體沉澱物，以獲得一濾液；將該濾液中的固體含量定義為WLS 重量值；以及透過T=WLS /WS 來取得T值。
若T值＞1.0%，則所形成之液晶配向膜容易發生殘影消除時間長等問題。
[液晶配向膜之形成]
本發明液晶配向膜係由一如上所述的液晶配向劑所形成，更進一步地，製備該液晶配向膜的製備方式係在一設置有透明導電膜的基板的一側面上，將本發明之液晶配向劑以輥塗佈法、旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法(ink-jet)等方法塗佈於基板上，然後將塗佈面加熱使其形成塗膜。
前述基板之具體例如：用於液晶顯示裝置等之無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃等的玻璃、或聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚醚碸、聚碳酸酯等的塑膠透明基板。基板的一側面上所設置的透明導電膜可使用由氧化錫(SnO2 )構成的膜(為美國PPG公司擁有的註冊商標)、由氧化銦-氧化錫(In2 O3 -SnO2 )構成的ITO膜等。
在塗佈液晶配向劑前，為使基板表面與透明導電膜間的密著性提高，可在基板的表面上預先塗佈含官能性矽烷化合物或含官能性鈦化合物。
形成配向膜之加熱處理包含液晶配向劑塗佈後之預先加熱處理(pre-bake)，以及後加熱處理(post-bake)，預先加熱處理可使有機溶劑揮發形成配向膜塗膜層，預先加熱處理溫度一般為30～120℃、較佳為40～110℃、更佳為50～100℃。
另外，在此配向劑形成配向膜塗膜層後，再進一步進行後加熱處理，可進行脫水閉環(醯亞胺化)反應形成醯亞胺化之配向膜塗膜層。後加熱處理溫度一般為150～300℃，較佳為180～280℃，更佳為200～250℃。
所形成配向膜塗膜層之膜厚較佳為0.001～1 μm，更佳為0.005～0.5 μm。
所形成的配向膜塗膜層，依據需要可用尼龍、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處理，使液晶分子的配向能得以賦予塗膜層之上形成液晶配向膜。另外，液晶分子的配向能的賦予方法，如在形成配向膜的至少一片基板上形成突起形狀(protrusion)或者形成圖案形狀而達成，此法以MVA(Multi-domain Vertical Alignment)或PVA(Patterned Vertical Alignment)著稱。
[液晶顯示元件]
製作出二片具有上述液晶配向膜之基板，在二片基板間介入間隙(晶胞間隔；cell gap)作對向配置，並以封止劑將該二片基板的周圍部位貼合(僅留下一液晶注入孔)，接著，在基板表面以及封止劑所區分出的間隙內注入液晶後，封住注入孔以構成液晶晶胞(cell)。然後，在液晶晶胞的外表面，亦即構成液晶晶胞的各個基板的其他側面上，貼合偏光板以製得一液晶顯示元件。
封止劑材料可使用一般之環氧樹脂系硬化劑，而間隔體(spacer)材料可使用玻璃珠、塑膠珠，或者是感光性環氧樹脂等。液晶之舉例如：向列型液晶，具體例如：席夫鹼(Shiff Base)系液晶、氧化偶氮基(Azoxy)系液晶、聯苯(Biphenyl)系液晶、苯基環己烷(Phenylcyclohexane)系液晶、酯(Ester)系液晶、聯三苯(Terphenyl)系液晶、聯苯環己烷(Biphenylcyclohexane)系液晶、嘧啶(pyrimidine)系液晶、二噁烷(Dioxane)系液晶、二環辛烷(Bicyclooctane)系液晶、立方烷(Cubane)系液晶等。上述液晶中，可添加使用如氯化膽固醇(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，以及以商品名為「C-15」、「CB-15」(默克公司製造)被販售的對掌(chiral)劑等。另外，液晶晶胞的外表面上貼合的偏光板，例如：將聚乙烯醇進行延伸配向處理的同時使其吸收碘而被稱作H膜的偏光膜，用醋酸纖維素保護膜將其夾住的偏光板或者H膜本身所形成的偏光板等。
實施例
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。
以下實施例中所使用到的前述構造式(15)所示化合物(以下簡稱C7CDA)是依據日本專利特開2003-96034號中所揭示的方式製得，而前述構造式(14)所示化合物(以下簡稱BCDA)是依據日本專利特開2002-162630號中所揭示的方式製得。
＜比較合成例1＞
在一容積500毫升之四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、加熱器、冷凝管及溫度計，並導入氮氣，且加入C7CDA 0.74g(0.0015mole)、對-苯二胺(以下簡稱PDA)5.24g(0.0485mole)，以及溶劑氮-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP)75g。首先，於室溫下進行攪拌，使C7CDA及PDA溶解於NMP中，再加入苯均四酸二酐(以下簡稱PMDA)10.91g(0.05mole)及NMP 20g，於室溫下反應2小時，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，使聚合物析出並經過濾處理，再將過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯胺酸(A-1-a)。
＜比較合成例2＞
比較合成例2是以與比較合成例1相同的方式製備聚醯胺酸(A-1-b)，不同的地方在於：本合成例是先使構造式(24)所示之化合物(以下簡稱VEDA) 5.64g(0.01mole)、4,4'-二胺基二苯基甲烷(以下簡稱DDM) 7.93g(0.04mole)溶解於NMP 100g中，再加入環丁烷四羧酸二酐(以下簡稱CBTA)9.81g(0.05mole)及NMP 30g。
＜比較合成例3＞
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，且加入BCDA 1.13g(0.0025mole)、PDA 5.14g(0.0475mole)，以及溶劑NMP 45g。首先，將系統升溫至60℃並進行攪拌，以使BCDA及PDA溶解於NMP中，再加入3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐(以下簡稱TDA) 15.01g(0.05mole)及NMP 20g，於室溫下反應6小時。再加入NMP 97g、醋酸酐6g，以及吡啶20g，升溫至60℃持續攪拌2小時進行醯亞胺化，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出並經過濾處理，再將過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯亞胺(A-2-a)。
＜比較合成例4＞
比較合成例4是以與比較合成例3相同的方式製備聚醯亞胺(A-2-b)，不同的地方在於：本合成例是先使VEDA 4.23g(0.0075mole)、4,4'-二胺基二苯基醚(以下簡稱ODA)8.51g(0.0425mole)溶解於NMP 60g中，再加入TDA 15.01g(0.05mole)及NMP 25g。
＜比較合成例5＞
首先，以與比較合成例1相同的方式製備聚醯胺酸(A-1-c)與聚醯胺酸(A-1-d)，不同的地方在於：製備聚醯胺酸聚合物(A-1-c)時是先使VEDA 0.71g(0.00125mole)、2,2’-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(以下簡稱BAPP) 20.01g(0.04875mole)溶解於NMP 160g中，再加入3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(以下簡稱BTDA) 15.95g(0.0495mole)與NMP 50g：製備聚醯胺酸聚合物(A-1-d)時是先使C7CDA 0.61g(0.00125mole)、DDM 9.67g(0.04875mole)溶解於NMP 120g中，再加入BTDA 16.27g(0.0505mole)與NMP 30g。
接著，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，且加入上述所得之聚醯胺酸(A-1-c) 3g，以及溶劑NMP 17g，並於室溫下進行攪拌使聚醯胺酸(A-1-c)溶解於NMP中，再加入上述所得之聚醯胺酸(A-1-d) 3g與NMP 17g，於60℃下反應6小時，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出並經過濾處理，再將過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯胺酸嵌段共聚合物(A-3-1-a)。
＜比較合成例6＞
首先，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，且加入BCDA 0.57g(0.00125mole)、PDA 5.27g(0.04875mole)，以及溶劑NMP 100g，並於室溫下進行攪拌使BCDA與PDA溶解於NMP中，再加入BTDA 15.95g(0.0495mole)與NMP 25g，於室溫下反應2小時，再加入NMP 94g、醋酸酐15g，以及吡啶12g，並將系統升溫至110℃且持續攪拌2小時，以進行醯亞胺化反應，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出並經過濾處理，再將過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯亞胺(A-2-c)。
另，以與上述相同的方式製備聚醯亞胺聚合物(A-2-d)，不同的地方在於：此時是先使C7CDA 0.86g(0.00175mole)、DDM 9.57g(0.04825mole)溶解於NMP 120g中，再加入BTDA 16.27g(0.0505mole)與NMP 30g。
接著，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：上述所得之聚醯亞胺(A-2-c) 3g，以及溶劑NMP 17g，於室溫下攪拌至溶解。再加入上述所得之聚醯亞胺(A-2-d) 3g與NMP 17g，於60℃下反應6小時，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出，過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯亞胺-聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-2-a)。
＜比較合成例7＞
首先，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，且加入BCDA 2.26g(0.005mole)、PDA 5.27g(0.04875mole)，以及溶劑NMP 100g，並於室溫下進行攪拌使BCDA與PDA溶解於NMP中，再加入BTDA 15.95g(0.0495mole)與NMP 35g，於室溫下反應2小時，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出，過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯胺酸(A-1-e)。
另，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，且加入BCDA 2.26g(0.005mole)、DDM 8.92g(0.045mole)，以及溶劑NMP 100g，並於室溫下進行攪拌使BCDA與DDM溶解於NMP中，再加入BTDA 16.27g(0.0505mole)與NMP 55g，於室溫下反應2小時後，再加入NMP 94g、醋酸酐15g，以及比啶12g，並將系統升溫至110℃且持續攪拌2小時，以進行醯亞胺化反應，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出並經過濾處理，再將過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，以溫度60℃進行乾燥後，即可得聚醯亞胺(A-2-e)。
接著，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：上述所得之聚醯亞胺(A-2-e) 3g，以及溶劑NMP 17g，於室溫下攪拌至溶解。上述所得之聚醯胺酸(A-1-e) 3g與NMP 17g，於60℃下反應6小時，反應結束後，將反應溶液倒入1500ml水中，將聚合物析出，過濾所得之聚合物置入真空烘箱中，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(A-3-3-a)。
＜合成例1＞
將比較合成例1中所得的聚醯胺酸(A-1-a) 100重量份加入於丙酮850重量份/NMP 150重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，可得聚醯胺酸(A-1-a’)。
＜合成例2＞
將比較合成例2中所得的聚醯胺酸(A-1-b) 100重量份加入於丙酮900重量份/NMP 100重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟一次後，可得聚醯胺酸(A-1-b’)。
＜合成例3＞
將比較合成例3中所得的聚醯亞胺(A-2-a) 100重量份加入於丙酮800重量份/NMP 200重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟兩次後，再加入於丙酮950重量份/NMP 50重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟兩次後，可得聚醯亞胺(A-2-a’)。
＜合成例4＞
將比較合成例4中所得的聚醯亞胺(A-2-b) 100重量份加入於丙酮800重量份/NMP 200重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟三次後，再加入於丙酮900重量份/NMP 100重量份的共溶劑中，同時持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟四次後，可得聚醯亞胺(A-2-b’)。
＜合成例5＞
將比較合成例5中所得的聚醯胺酸嵌段共聚合物(A-3-1-a) 100重量份加入於四氫呋喃500重量份/丙酮400重量份/NMP 100重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟兩次後，可得聚醯胺酸嵌段共聚合物(A-3-1-a’)。
＜合成例6＞
將比較合成例6中所得的聚醯亞胺-聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-2-a) 100重量份加入於四氫呋喃700重量份/丙酮200重量份/NMP 100重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟三次後，可得聚醯亞胺-聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-2-a’)。
＜合成例7＞
將比較合成例7中所得聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-3-a) 100重量份加入於四氫呋喃600重量份/丙酮300重量份/NMP 100重量份的共溶劑中，並於持續攪拌30分鐘後，取出沉澱物置入真空烘箱中，以溫度60℃將溶劑脫揮後，重複上述溶解、沉澱、脫揮之步驟三次後，可得聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物(A-3-3-a’)。
[製備液晶配向劑及液晶顯示元件]
在以下之實施例及比較例中，進一步按照以下之評價方式對所調製之液晶配向劑及液晶顯示元件進行評價。
【評價方式】 (一)　濾液之固體含量分析
將以下製得之液晶配向劑與甲醇以1：6之重量比例混合後，以獲得含有第一固體沉澱物之第一混合物。利用0.2μm之過濾器(Critical Process Filtration,Inc.製，型號ETM，PTFE材質、孔徑0.2μm)，自第一混合物中過濾出第一固體沉澱物，再置於一烘箱中，以溫度60℃進行乾燥12小時而獲得一乾燥固體。該乾燥固體的重量被定義且標示為WS 。
將乾燥固體與NMP以1：15之重量比例混合成一溶液，再將該溶液與丙酮以1：6之重量比例混合而獲得一含有第二固體沉澱物之第二混合物。利用0.2μm之過濾器(Critical Process Filtration,Inc.製，型號ETM，PTFE材質、孔徑0.2μm)，自第二混合物中過濾出第二固體沉澱物並獲得一濾液。該濾液的重量被定義且標示為WL 。
取5毫升濾液放入鋁盤中，將其置於加熱器上，以225℃之溫度烘乾30分鐘。過程中，分別精秤鋁盤之淨重(W0 )、烘乾前之重量(W1 )，以及烘乾後之重量(W2 )，並以下面計算式(E1)計算濾液之固體含量(TS)，單位為重量%；及下面計算式(E2)計算濾液之固體含量(WLS )，單位為克。
TS=[(W2 -W0 )/(W1 -W0 )]×100重量%　(E1)
WLS =WL ×TS　(E2)
(二)　預傾角
以「T.J.Scheffer,et.al.,J.Appl.Phys.,vol.19,2013(1980)」記載的方法為準，利用He-Ne雷射光之結晶旋轉法予以測定液晶配向膜的預傾角。(CHUO PRECISION INDUSTRIAL CO.,LTD.製，型號OMS-CM4RD)
(三)　殘影消除時間
於70℃環境溫度下，藉由3.0伏特直流及6.0伏特交流(波峰-波峰)重疊之30赫茲、3.0伏特矩形波施加於所製得之液晶晶胞20小時之後，關閉電壓，目視測定關閉電壓開始至殘影消除為止所需之時間。
○：殘影消除時間＜20秒。
△：殘影消除時間20～90秒。
╳：殘影消除時間＞90秒。
＜實施例1＞
將100重量份上述合成例1所得之聚醯胺酸(A-1-a’)，於室溫下溶解於NMP 1250重量份/乙二醇正丁基醚(以下簡稱BC) 250重量份的共溶劑中，以得到一配向劑溶液。
先將該溶液以印刷機(日本寫真印刷株式會社製，型號S15-036)在一氧化銦錫(indium-tin-oxide；ITO)玻璃基板上進行塗佈。之後，於溫度為100℃的加熱板上進行預烤(pre-bake)，歷時5分鐘，以及在溫度為220℃的循環烘箱中進行後烤(post-bake)，歷時30分鐘，進而得到一薄膜。以膜厚測定儀(KLA-Tencor製，型號Alpha-step 500)量測該薄膜，得知其膜厚約800±200。
接著，於薄膜表面，以液晶配向膜機台(飯沼製作所製，型號RM02-11)進行配向，平台移動速度50mm/sec，摩擦時絨毛押入量0.3mm，單向摩擦一次。以上述步驟製得兩片液晶配向膜玻璃基板，一片玻璃基板塗以熱壓膠，另一片玻璃基板灑上4μm的間隙子(spacer)，兩片玻璃順彼此配向垂直方向進行貼合(僅留下一液晶注入口)，再以熱壓機施以10kg的壓力，於溫度150℃下進行熱壓。之後，以液晶注入機(島津製作所製，型號ALIS-100X-CH)進行液晶注入，再以紫外光(UV)硬化膠封住液晶注入口，以紫外光燈照光使之硬化，在烘箱中以溫度60℃進行液晶回火處理30分鐘，即可完成晶胞(cell)，進而製得一液晶顯示元件。
最後，將製得的液晶配向劑與液晶顯示元件依照上述評價方式進行各項性質之測試，其評價結果載於下表1。
＜實施例2至10＞
實施例2至10是以與實施例1相同的方式製備本發明液晶配向劑與液晶顯示元件，不同的地方在於：其中所使用的聚合物(A)、有機溶劑(B)及/或添加劑(C)之種類與用量，此外，該等實施例也以相同的評價方式測試製得的液晶配向劑與液晶顯示元件，其詳細資料及後續評價結果皆載於下表1。
另需特別說明的是，其中的實施例2與實施例4的製備過程中還省略後續配向工程之程序。
＜比較例1至8＞
比較例1至8是以與實施例1相同的方式製備液晶配向劑與液晶顯示元件，不同的地方在於：其中所使用的聚合物(A)、有機溶劑(B)及/或添加劑(C)之種類與用量，此外，該等比較例也以相同的評價方式測試製得的液晶配向劑與液晶顯示元件，其詳細資料及評價結果皆載於下表1。
另需特別說明的是，其中的比較例2與比較例4的製備過程中還省略後續配向工程之程序。
由上表1可以看出，比較例1至7之液晶顯示元件的殘影消除時間都大於90秒，以及比較例8之液晶顯示元件的殘影消除時間介於20～90秒。實施例1至10之液晶顯示元件的殘影消除時間都小於20秒。由此顯示透過使用本發明之液晶配向劑，殘影問題確實已有相當大的改善。再者，由表1中顯示本發明之液晶配向膜的預傾角亦與現有液晶配向膜相差不大，也就是說，皆符合目前業界標準。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，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。

Claims (16)

  1. 一種用於液晶配向劑之經處理聚合物之製法，包含之步驟為：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述用於液晶配向劑之經處理聚合物之製法，其中，在利用該共沉澱溶劑處理後，自該未經處理聚合物中去除至少一部分之分子量不大於7,000的聚合物組份。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述用於液晶配向劑之經處理聚合物之製法，其中，基於該共沉澱溶劑的總重量為1000重量份，該貧溶劑的用量範圍為800~900重量份。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之經處理聚合物之製法，其中，該酮類包含丙酮。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述用於液晶配向劑之經處理聚合物之製法，其中，該醚類包含四氫呋喃。
  6. 一種用於液晶配向劑之經處理聚合物，是由一如申請專利範圍第1至5項中任一項所述用於液晶配向劑之經處理聚合物之製法所製得。
  7. 一種液晶配向劑，包含：一經處理聚合物，是由一包含以下步驟之製法所製得：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物；以及一用於溶解該經處理聚合物之有機溶劑。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述之液晶配向劑，其中，該經處理聚合物是選自於聚醯胺酸、聚醯亞胺、或聚醯亞胺系嵌段共聚物。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之液晶配向劑，其中，該聚醯亞胺系嵌段共聚物是選自於聚醯胺酸嵌段共聚物、聚醯亞胺嵌段共聚物、或聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚物。
  10. 一種液晶配向劑，包含：一經處理聚合物，是由一包含以下步驟之製法所製得：令四羧酸二酐化合物與二胺化合物進行聚合反應，以獲得一未經處理聚合物；製備一用於未經處理聚合物 的共沉澱溶劑，該共沉澱溶劑含有一作為主成分之貧溶劑及一作為次成分之良溶劑，該貧溶劑是選自於酮類、醚類或此等之一組合；以及利用該共沉澱溶劑來處理該未經處理聚合物，以自該未經處理聚合物中去除至少一部份之分子量不大於3,000的聚合物組份，而獲得該經處理之聚合物；以及一用於溶解該經處理聚合物之有機溶劑，其中，該液晶配向劑具有0~1.0%之T值，該T值是由以下步驟所定義：將該液晶配向劑與甲醇以1：6之重量比例混合，以獲得含有第一固體沉澱物之第一混合物；利用0.2μm的過濾器，由該第一混合物中過濾出該第一固體沉澱物；將該第一固體沉澱物置於烘箱中並於60℃溫度下進行乾燥，歷時12小時後獲得具有WS 重量值之經乾燥固體；將經乾燥固體與氮-甲基-2-吡咯烷酮以1：15的重量比例進行混合而獲得一溶液；將該溶液與丙酮以1：6的重量比例進行混合而獲得含有第二固體沉澱物之第二混合物；利用0.2μm的過濾器，由該第二混合物中過濾出該第二固體沉澱物，以獲得一濾液；將該濾液中的固體含量定義為WLS 重量值；以及透過T=WLS /WS 來取得T值。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述之液晶配向劑，其中，T值範圍為0.005%~0.9%。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述之液晶配向劑，其中，T值範圍為0.01%~0.8%。
  13. 依據申請專利範圍第10項所述之液晶配向劑，其中，該經處理聚合物是選自於聚醯胺酸、聚醯亞胺、或聚醯亞胺系嵌段共聚合物。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述之液晶配向劑，其中，該聚醯亞胺系嵌段共聚合物是選自於聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、或聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物。
  15. 一種液晶配向膜，是由一如申請專利範圍第10項所述之液晶配向劑所形成。
  16. 一種液晶顯示元件，包含一如申請專利範圍第15項所述之液晶配向膜。
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