TWI740043B

TWI740043B - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件

Info

Publication number: TWI740043B
Application number: TW107117117A
Authority: TW
Inventors: 王建智
Original assignee: 奇美實業股份有限公司
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2021-09-21
Also published as: TW202003815A; CN110499164B; CN110499164A

Abstract

本發明提供一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件。所述液晶配向劑包含聚合物(A)和溶劑(B)，其中聚合物(A)是由四羧酸二酐組份(a)與二胺組份(b)之混合物反應而得。二胺組份(b)包含如式(I)所示之二胺化合物(b-1)。所述液晶顯示元件包含由上述液晶配向劑所形成之液晶配向膜，以改善此元件之驅動後閃爍度。

Description

液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件

本發明是有關於一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，且特別是有關於一種改善驅動後閃爍度之液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件。

近年來，各界積極致力於開發新穎的液晶顯示元件。以橫向電場型的液晶顯示元件為例，橫向電場型(horizontal electric field type)的液晶顯示元件是將兩個電極在一對相對的基板的一側上，並且將該些電極以櫛齒狀(pectinate shape)的方式進行設置。該些電極可產生與基板平行的電場，進而控制液晶分子。上述元件通常被稱為共面切換(in-plane switching；IPS)型液晶顯示元件。

日本專利特開2002-131751號公報揭示一種使用具有單苯環的二胺化合物的液晶配向劑，使用該液晶配向劑可得到預傾角低於2°的液晶配向膜，且應用該液晶配向膜可得到廣視角及高對比的IPS型液晶顯示元件。然而，使用該液晶配向劑製得之液晶顯示元件於驅動後由背光照射液晶時因電荷蓄積，使其在驅動後具有嚴重閃爍(flicker)之問題，亦即高驅動後閃爍度(flicker level after driving)。

由上述可知，為了符合目前IPS型液晶顯示器業者之要求，提供一種可形成低驅動後閃爍度之液晶顯示元件之液晶配向劑，為本技術領域者努力研究之目標。

本發明的一個目的在於提供一種液晶配向劑，其包含由特定的聚合物(A)和溶劑(B)。

本發明的另一個目的在於提供一種液晶配向膜，其係由上述液晶配向劑所形成。

本發明的又一個目的在於提供一種液晶顯示元件，其包含上述液晶配向膜。所述液晶顯示元件具有低驅動後閃爍度。

聚合物(A)

本發明之聚合物(A)由四羧酸二酐組份(a)與二胺組份(b)反應而得。

上述聚合物(A)之較佳具體例為聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、聚醯亞胺系嵌段共聚合物，或此等一組合。其中，聚醯亞胺系嵌段共聚合物之較佳具體例為聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物，或其中之一組合。

四羧酸二酐組份(a)

脂肪族四羧酸二酐化合物(a-1)

本發明的四羧酸二酐組份(a)至少包含脂肪族四羧酸二酐化合物(a-1)。具體而言，脂肪族四羧酸二酐化合物(a-1)可包含乙烷四羧酸二酐或具有如下式(III)所示之結構的化合物：

於式(III)中，Z₁代表單鍵、碳數為1至18之亞烷基；Z₂分別獨立地代表氫原子或甲基。

具體而言，式(III)所示之結構的化合物可包括但不限於如下式(III-1)至式(III-17)的化合物。

式(III-3) 式(III-4)

基於四羧酸二酐組份(a)的總使用量為100莫耳，脂肪族四羧酸二酐化合物(a-1)的使用量為5至60莫耳，較佳為10至50莫耳，更佳為15至40莫耳。

使用脂肪族四羧酸二酐化合物(a-1)，可進一步改善所形成的液晶顯示元件之驅動後閃爍度。

其他四羧酸二酐化合物(a-2)

本發明之四羧酸二酐組份(a)尚可進一步包含其他四羧酸二酐化合物(a-2)。所述其他四羧酸二酐化合物(a-2)可包括脂環族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物或具有式(IV-1)至(IV-6)之四羧酸二酐化合物等。

上述脂環族四羧酸二酐化合物可包括但不限於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或二環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐等之脂環族四羧酸二酐化合物。

上述芳香族四羧酸二酐化合物可包括但不限於3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-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'-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、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'-雙(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'-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、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、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-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。

上述式(IV-1)至式(IV-6)的化合物係如下所示。

於式(IV-5)中，A₁表示含有芳香環的二價基團；r表示1至2之整數；A₂及A₃可為相同或不同，且可分別代表氫原子或烷基。較佳地，如式(IV-5)所示之四羧酸二酐化合物可選自於如下式(IV-5-1)至式(IV-5-3)所示之化合物。

於式(IV-6)中，A₄代表含有芳香環的二價基團；A₅及A₆可為相同或不同，且分別地代表氫原子或烷基。較佳地，如式(IV-6)所示之四羧酸二酐化合物可選自於如下式(IV-6-1)所示之化合物。

上述之四羧酸二酐組份(a)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。

基於四羧酸二酐組份(a)的總使用量為100莫耳，其他四羧酸二酐化合物(a-2)的使用量為40至95莫耳，較佳為50至90莫耳，更佳為60至85莫耳。

基於二胺組份(b)之使用量為100莫耳，四羧酸二酐組份(a)使用量範圍為20至200莫耳；較佳為30至120莫耳。

二胺組份(b)

本發明之二胺組份(b)至少包含二胺化合物(b-1)。在另一實施例中，本發明之二胺組份(b)包含上述二胺化合物(b-1)以及二胺化合物(b-2)。在上述實施例中，本發明之二胺組份(b)可進一步包含其他二胺化合物(b-3)。

二胺化合物(b-1)

本發明之二胺化合物(b-1)可具有如下式(I)所示的結構：

於式(I)中，R₁分別獨立地代表氫原子、碳數為1至10的烷基、碳數為1至10的烷氧基、乙醯胺基、氟原子、氯原子或溴原子；R₂代表碳數為1至3的烷基；m分別獨立地代表0至3的整數。

在式(I)中，R₁較佳為各自獨立表示氫原子、碳數為1至10的烷基、碳數為1至10的烷氧基或乙醯胺基。更佳地，R₁可為氫原子或碳數1至10的烷基，以進一步降低所製得之液晶顯示元件的驅動後閃爍度。

具體而言，二胺化合物(b-1)可包括但不限於下示式(I-1)至式(I-16)的化合物。

基於二胺組份(b)的總使用量為100莫耳，二胺化合物(b-1)的使用量為15至97莫耳，較佳為20至96莫耳，更佳為25至95莫耳。

未使用二胺化合物(b-1)，則所製得之液晶顯示元件的驅動後閃爍度過高。

二胺化合物(b-2)

本發明之二胺化合物(b-2)可具有如下式(II)所示的結構：

於式(II)中，h表示1至12的整數。

具體來說，由式(II)表示的二胺化合物(b-2)包含具有如下述式(II-1)至式(II-3)所示結構的二胺化合物：

於式(II-1)至式(II-3)中，h表示1至12的整數。

前述具有如式(II-1)所示結構的二胺化合物之具體例可為二(4-胺基苯氧基)甲烷、1,2-二(4-胺基苯氧基)乙烷、1,3-二(4-胺基苯氧基)丙烷、1,4-二(4-胺基苯氧基)丁烷、1,5-二(4-胺基苯氧基)戊烷、1,6-二(4-胺基苯氧基)己烷、1,7-二(4-胺基苯氧基)庚烷、1,8-二(4-胺基苯氧基)辛烷、1,9-二(4-胺基苯氧基)壬烷、1,10-二(4-胺基苯氧基)癸烷或上述化合物之任意組合。

前述具有如式(II-2)所示結構的二胺化合物之具體例可為二(2-胺基苯氧基)甲烷、1,2-二(2-胺基苯氧基)乙烷、1,3-二(2-胺基苯氧基)丙烷、1,4-二(2-胺基苯氧基)丁烷、1,5-二(2-胺基苯氧基)戊烷、1,6-二(2-胺基苯氧基)己烷、1,7-二(2-胺基苯氧基)庚烷、1,8-二(2-胺基苯氧基)辛烷、1,9-二(2-胺基苯氧基)壬烷、1,10-二(2-胺基苯氧基)癸烷或上述化合物之任意組合。

前述具有如式(II-3)所示結構的二胺化合物之具體例可為二(3-胺基苯氧基)甲烷、1,2-二(3-胺基苯氧基)乙烷、1,3-二(3-胺基苯氧基)丙烷、1,4-二(3-胺基苯氧基)丁烷、1,5-二(3-胺基苯氧基)戊烷、1,6-二(3-胺基苯氧基)己烷、1,7-二(3-胺基苯氧基)庚烷、1,8-二(3-胺基苯氧基)辛烷、1,9-二(3-胺基苯氧基)壬烷、1,10-二(3-胺基苯氧基)癸烷或上述化合物之任意組合。

較佳地，由式(II)表示的二胺化合物(b-2)之具體例可為1,3-二(4-胺基苯氧基)丙烷、1,4-二(4-胺基苯氧基)丁烷、1,5-二(4-胺基苯氧基)戊烷、1,6-二(4-胺基苯氧基)己烷、1,7-二(4-胺基苯氧基)庚烷、1,8-二(4-胺基苯氧基)辛烷、1,3-二(2-胺基苯氧基)丙烷、1,4-二(2-胺基苯氧基)丁烷、1,5-二(2-胺基苯氧基)戊烷、1,6-二(2-胺基苯氧基)己烷、1,7-二(2-胺基苯氧基)庚烷、1,8-二(2-胺基苯氧基)辛烷、1,3-二(3-胺基苯氧基)丙烷、1,4-二(3-胺基苯氧基)丁烷、1,5-二(3-胺基苯氧基)戊烷、1,6-二(3-胺基苯氧基)己烷、1,7-二(3-胺基苯氧基)庚烷或1,8-二(3-胺基苯氧基)辛烷等。

基於二胺組份(b)的總使用量為100莫耳，二胺化合物(b-2)的使用量為3至85莫耳，較佳為4至80莫耳，更佳為5至75莫耳。

使用二胺化合物(b-2)，可進一步改善所形成的液晶顯示元件的驅動後閃爍度。

其他二胺化合物(b-3)

所述其他二胺化合物(b-3)可包括但不限於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、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)、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基乙烷、4,4'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、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)環己烷、1,5-雙(4-胺基苯氧基亞甲基)金剛烷、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}、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-ethyl phenyl)cyclohexane}或如下式(V-1)至式(V-29)所示之其他二胺化合物。

於式(V-1)中，X₆代表-O-、

、

、

、

或

，且X₇代表含甾基團、三氟甲基、氟基、碳數為2至30之烷基或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶及哌嗪等含氮原子環狀結構的一價基團。

上式(V-1)所示之其他二胺化合物較佳可為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-2,4-二胺基苯(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(V-1-1)至式(V-1-6)所示之其他二胺化合物。

於式(V-2)中，X₈代表-O-、

、

、

、

或

，X₉及X₁₀表示伸脂肪族環、伸芳香族環或伸雜環基團，且X₁₁代表碳數為3至18之烷基、碳數為3至18之烷氧基、碳數為1至5之氟烷基、碳數為1至5之氟烷氧基、氰基或鹵素原子。

上式(V-2)所示之其他二胺化合物較佳可為如下式(V-2-1)至式(V-2-13)所示之二胺化合物：

於式(V-2-10)至式(V-2-13)中，s可代表3至12之整數。

於式(V-3)中，X₁₂代表氫原子、碳數為1至5的醯基、碳數為1至5的烷基、碳數為1至5的烷氧基或鹵素。X₁₃為1至3的整數。當X₁₃大於1時，複數個X₁₂可為相同或不同。

上述式(V-3)所示之二胺化合物較佳是選自於(1)X₁₃為1：對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯或2,5-二胺甲苯等；(2)X₁₃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'-二甲氧基聯苯或4,4'-二胺基-2,2'-雙(三氟甲基)聯苯等；(3)X₁₃為3：1,4-雙(4'-胺基苯基)苯等，更佳是選自於對-二胺苯、2,5-二胺甲苯、4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基聯苯或1,4-雙(4'-胺基苯基)苯。

於式(V-4)中，X₁₄代表1至5之整數。式(V-4)較佳選自於4,4'-二胺基二苯基硫醚。

於式(V-5)中，X₁₅及X₁₇可為相同或不同，且分別代表二價有機基團，X₁₆代表衍生自吡啶、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(V-6)中，X₁₈、X₁₉、X₂₀及X₂₁分別可為相同或不同，且可代表碳數為1至12的烴基。X₂₂代表1至3之整數，且X₂₃代表1至20之整數。

於式(V-7)中，X₂₄代表-O-或伸環己烷基，X₂₅代表-CH₂-，X₂₆代表伸苯基或伸環己烷基，且X₂₇代表氫原子或庚基。

上述式(V-7)所示之二胺化合物較佳選自於如下式(V-7-1)及式(V-7-2)所示之二胺化合物。

式(V-8)至式(V-29)所示之其他二胺化合物如下所示：

於式(V-16)至式(V-19)中，X₂₈以碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之烷氧基為較佳。於式(V-20)至式(V-24)中，X₂₉以氫原子、碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之烷氧基為較佳。

其他二胺化合物(b-3)較佳可包含但不限於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、對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯、式(V-1-1)、式(V-1-2)、式(V-1-5)、式(V-2-1)、式(V-2-11)、式(V-7-1)、式(V-25)或式(V-28)所表示的化合物。

前述之其他二胺化合物(b-3)可單獨一種或混合複數種使用。

基於該二胺組份(b)的總使用量為100莫耳，該其他二胺化合物(b-3)的使用量為0至82莫耳，較佳為0至76莫耳，更佳為0至70莫耳。

聚合物(A)的製造方法

聚合物(A)可包括聚醯胺酸及聚醯亞胺中的至少一者。另外，聚合物(A)可更包括聚醯亞胺系嵌段共聚合物。以下進一步說明上述各種聚合物的製造方法。

製造聚醯胺酸的方法

製造聚醯胺酸的方法為先將第一混合物溶解於溶劑中，其中第一混合物包括四羧酸二酐組份(a)與二胺組份(b)，並於0℃至100℃的溫度下進行聚縮合反應。反應1 小時至24小時後，以蒸發器對反應溶液進行減壓蒸餾，即可得到聚醯胺酸。或者，將反應溶液倒入大量的貧溶劑中，以得到析出物。接著，以減壓乾燥的方式乾燥析出物，即可得到聚醯胺酸。

用於聚縮合反應中的溶劑可與下述液晶配向劑中的溶劑相同或不同，且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。溶劑較佳為包括但不限於(1)非質子系極性溶劑，例如：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone；NMP)、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非質子系極性溶劑；或(2)酚系溶劑，例如：間-甲酚、二甲苯酚、酚或鹵化酚類等的酚系溶劑。基於第一混合物的總使用量為100重量份，用於聚縮合反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，且更佳為300重量份至1800重量份。

值得注意的是，於聚縮合反應中，溶劑可併用適量的貧溶劑，其中貧溶劑不會造成聚醯胺酸析出。貧溶劑可以使用單獨一種或者組合多種來使用，且其包括但不限於(1)醇類，例如：甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇類；(2)酮類，例如：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等的酮類；(3)酯類，例如：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯或乙二醇乙基醚醋酸酯等的酯類；(4)醚類，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、乙二醇異丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚或二乙二醇二甲基醚等的醚類；(5)鹵化烴類，例如：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或鄰-二氯苯等的鹵化烴類；或(6)烴類，例如：四氫呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烴類或上述溶劑的任意組合。基於二胺組份(b)的使用量為100重量份，貧溶劑的用量較佳為0重量份至60重量份，且更佳為0重量份至50重量份。

製造聚醯亞胺的方法

製造聚醯亞胺的方法為將上述製造聚醯胺酸的方法所製的聚醯胺酸在脫水劑及觸媒的存在下進行加熱而得。在加熱過程中，聚醯胺酸中的醯胺酸官能基可經由脫水閉環反應轉變成醯亞胺官能基(即醯亞胺化)。

用於脫水閉環反應中的溶劑可與液晶配向劑中的溶劑(B)相同，故在此不另贅述。基於聚醯胺酸的使用量為100重量份，用於脫水閉環反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，且更佳為300重量份至1800重量份。

為獲得較佳的聚醯胺酸的醯亞胺化程度，脫水閉環反應的操作溫度較佳為40℃至200℃，更佳為40℃至150℃。若脫水閉環反應的操作溫度低於40℃時，醯亞胺化的反應不完全，而降低聚醯胺酸的醯亞胺化程度。然而，若脫水閉環反應的操作溫度高於200℃時，所得的聚醯亞胺的重量平均分子量偏低。

用於脫水閉環反應中的脫水劑可選自於酸酐類化合物，其具體例如：醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐類化合物。基於聚醯胺酸為1莫耳，脫水劑的使用量為0.01莫耳至20莫耳。用於脫水閉環反應中的觸媒可選自於(1)吡啶類化合物，例如：吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶類化合物；(2)三級胺類化合物，例如：三乙基胺等的三級胺類化合物。基於脫水劑的使用量為1莫耳，觸媒的使用量可為0.5莫耳至10莫耳。

製造聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法

聚醯亞胺系嵌段共聚合物為選自聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或上述聚合物的任意組合。

製造聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法較佳為先將起始物溶解於溶劑中，並進行聚縮合反應，其中起始物包括至少一種聚醯胺酸及/或至少一種聚醯亞胺，且可進一步包括羧酸酐組份與二胺組份。

起始物中的羧酸酐組份與二胺組份可與製造聚醯胺酸的方法中所使用的四羧酸二酐組份(a)與二胺組份(b)相同，且用於聚縮合反應中的溶劑可與下述液晶配向劑中的溶劑(B)相同，在此不另贅述。

基於起始物的使用量為100重量份，用於聚縮合反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，且更佳為300重量份至1800重量份。聚縮合反應的操作溫度較佳為0℃至200℃，且更佳為0℃至100℃。

起始物較佳為包括但不限於(1)二種末端基相異且結構相異的聚醯胺酸；(2)二種末端基相異且結構相異的聚醯亞胺；(3)末端基相異且結構相異的聚醯胺酸及聚醯亞胺；(4)聚醯胺酸、羧酸酐組份與二胺組份，其中，羧酸酐組份與二胺組份之中的至少一種與形成聚醯胺酸所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異；(5)聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份，其中，羧酸酐組份與二胺組份中的至少一種與形成聚醯亞胺所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異；(6)聚醯胺酸、聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份，其中，羧酸酐組份與二胺組份中的至少一種與形成聚醯胺酸或聚醯亞胺所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異；(7)二種結構相異的聚醯胺酸、羧酸酐組份與二胺組份；(8)二種結構相異的聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份；(9)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯胺酸以及二胺組份；(10)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯胺酸以及羧酸酐組份；(11)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯亞胺以及二胺組份；或者(12)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯亞胺以及羧酸酐組份。

在不影響本發明的功效的範圍內，聚醯胺酸、聚醯亞胺以及聚醯亞胺系嵌段共聚合物較佳為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，可改善液晶配向劑的塗佈性能。製造末端修飾型聚合物的方式可藉由在聚醯胺酸進行聚縮合反應的同時，加入單官能性化合物來製得。

單官能性化合物的具體例包括但不限於(1)一元酸酐，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或正十六烷基琥珀酸酐等一元酸酐；(2)單胺化合物，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、正十八烷胺或正二十烷胺等單胺化合物；或(3)單異氰酸酯化合物，例如：異氰酸苯酯或異氰酸萘基酯等單異氰酸酯化合物。

本發明的聚合物(A)根據凝膠滲透色層分析法所測得經聚苯乙烯換算的重量平均分子量為10,000至100,000，較佳為20,000至80,000，更佳為30,000至70,000。

本發明之聚合物(A)的醯亞胺化率可為5%至50%，較佳為5%至45%，更佳為5%至30%。

溶劑(B)

本發明的液晶配向劑中所使用的溶劑並無特別的限制，只要是可溶解聚合物(A)與其他任意成份且並不與其產生反應即可，較佳為同前述合成聚醯胺酸中所使用的溶劑，同時，亦可併用合成該聚醯胺酸時所使用的貧溶劑。

溶劑(B)的具體例包括但不限於N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone；NMP)、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(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、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二丙二醇甲醚、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide)等。溶劑(B)可以單獨使用或者組合多種來使用。

基於聚合物(A)的使用量為100重量份，溶劑(B)的使用量為800至4000重量份，較佳為900至3500重量份，且更佳為1000至3000重量份。

添加劑(C)

在不影響本發明之功效範圍內，液晶配向劑可選擇性地加入添加劑(C)，且添加劑(C)為環氧化合物或具有官能性基團之矽烷化合物等。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。添加劑(C)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。

前述之環氧化合物可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、N,N,N',N'-四環氧丙基-間-二甲苯二胺、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)環己烷、N,N,N',N'-四環氧丙基-4,4'-二胺基二苯基甲烷、N,N-環氧丙基-對-環氧丙氧基苯胺、3-(N-烯丙基-N-環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N,N-二環氧丙基)胺基丙基三甲氧基矽烷等。

基於聚合物(A)的使用量為100重量份，環氧化合物的使用量一般為40重量份以下，較佳為0.1重量份至30重量份。

上述具有官能性基團之矽烷化合物可包含但不限於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、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(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、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-三乙氧基矽烷基丙基三伸乙三胺、N-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、N-苯甲基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯甲基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-雙(氧化乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-雙(氧化乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。

基於聚合物(A)的使用量為100重量份，矽烷化合物的使用量一般為10重量份以下，較佳為0.5重量份至10 重量份。

液晶配向劑之製備方法

本發明之液晶配向劑之製備方法並無特別之限制，可採用一般之混合方法，如先將四羧酸二酐組份(a)及二胺組份(b)混合均勻，以反應形成一聚合物(A)。接著，將聚合物(A)於溫度為0℃至200℃的條件下加入溶劑(B)，並可選擇性地加入添加劑(C)，以攪拌裝置持續攪拌至溶解即可。較佳地，於20℃至60℃的溫度下，將聚合物(A)加入溶劑(B)。

液晶配向膜之形成方法

本發明之液晶配向膜的形成方式包含下列步驟。利用輥塗佈法、旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法(ink-jet)等方法，將上述製得之液晶配向劑塗佈在一基材的表面上，以形成一預塗層。接著，將該預塗層經過預烤處理(pre-bake treatment)、後烤處理(post-bake treatment)及配向處理(alignment treatment)而製得。

上述之預烤處理目的在於使該預塗層中的有機溶劑揮發。此預烤處理的操作溫度通常為30℃至120℃，較佳為40℃至110℃，且更佳為50℃至100℃。

此配向處理並無特別的限制，其可採用尼龍、人造絲、棉類等纖維所製成的布料纏繞在滾筒上，並以一定方向摩擦進行配向。上述之配向處理為本技術領域者所周知，故在此不另贅述。

上述之後烤處理步驟之目的在於使所述預塗層中的聚合物再進一步進行脫水閉環(醯亞胺化)反應。此後烤處理的操作溫度通常為150℃至300℃，較佳為180℃至280℃，且更佳為200℃至250℃。

液晶顯示元件的製造方法

本發明又提供一種液晶顯示元件，其包含前述之液晶配向膜。

此液晶顯示元件之製作方式為本技術領域者所周知，故以下僅簡單進行陳述。

參閱圖1，其係繪示根據本發明一實施例之液晶顯示元件的側視圖。此液晶顯示元件100之較佳實施例包含一第一單元110、一第二單元120及一液晶單元130，其中第二單元120與第一單元110間隔相對，且液晶單元130係設置在該第一單元110與第二單元120之間。

此第一單元110包括一第一基板112、一電極114及一第一液晶配向膜116，其中電極114以櫛齒型圖案化的方式形成於第一基板112之表面，且第一液晶配向膜116形成在電極114之表面。

第二單元120包括一第二基板122及一第二液晶配向膜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與第二基板122是選自於一透明材料等，其中，所述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。電極114的材質是擇自於氧化錫(SnO₂)、氧化銦-氧化錫(In₂O₃-SnO₂)等的透明電極，或鉻等金屬電極。

第一液晶配向膜116及第二液晶配向膜126分別為上述之液晶配向膜，其作用在於使液晶單元130形成一預傾角，且液晶單元130可被電極114產生的平行電場驅動。

液晶單元130所使用的液晶可單獨一種使用或混合複數種使用，該液晶可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、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)類液晶或立方烷(cubane)類液晶等。其次，該液晶亦可根據需求選擇性添加如氯化膽固醇(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，商品名為「C-15」或「CB-15」(默克公司製造)之對掌(chiral)劑等，或者對癸氧基苯亞甲基-對胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等之強誘電性(ferroelectric)類液晶。

本發明的液晶配向劑所製作之液晶顯示元件可適用於各種向列液晶顯示元件，例如：TN、STN、TFT、VA或IPS等之液晶顯示元件。此外，根據所選擇的液晶種類，本發明之液晶顯示元件亦可使用於強誘電性或反強誘電性等不同的液晶顯示元件。於上述液晶顯示元件中，特別適用於IPS型之液晶顯示元件。

以下利用數個實施方式以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明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，當可作各種之更動與潤飾。

100‧‧‧液晶顯示元件

110‧‧‧第一單元

112‧‧‧第一基板

114‧‧‧電極

116‧‧‧第一液晶配向膜

120‧‧‧第二單元

122‧‧‧第二基板

126‧‧‧第二液晶配向膜

130‧‧‧液晶單元

為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解，現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是，各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下：[圖1]係繪示根據本發明一實施例之液晶顯示元件的側視圖。

合成聚合物(A)

合成例A-1-1

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。然後，加入4.24克(0.015莫耳)的如式(I-1)所示之二胺化合物(b-1-1)、3.78克(0.035莫耳)的對二胺苯(b-3-1)及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP)，並於室溫下攪拌至溶解。接著，加入10.91克(0.05莫耳)的苯均四羧酸二酐 (a-2-1)及20克的NMP，並於室溫下反應2小時。反應結束後，將反應溶液倒入1500毫升的水中，以析出聚合物，過濾所得之聚合物，並以甲醇重複進行清洗及過濾之步驟三次。之後，將產物置入真空烘箱中，並以溫度60℃進行乾燥，即可得聚合物(A-1-1)，其配方如表1所示。

合成例A-1-2至A-1-7及比較合成例A’-1-1至A’-1-2

合成例A-1-2至A-1-7及比較合成例A’-1-1至A’-1-2使用與合成例A-1-1之聚合物(A-1-1)的製作方法相同之製備方法，不同之處在於合成例A-1-2至A-1-7及比較合成例A’-1-1至A’-1-2改變聚合物中原料的種類與使用量，其配方如表1和表2所示，此處不另贅述。

合成例A-2-1

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。然後，加入4.24克(0.015莫耳)的如式(I-1)所示之二胺化合物(b-1-1)、3.78克(0.035莫耳)的對二胺苯(b-3-1)及80克的NMP，並於室溫下攪拌至溶解。接著，加入10.91克(0.05莫耳)的苯均四羧酸二酐(a-2-1)及20克的NMP。室溫下反應6小時後。反應結束後，加入97克的NMP、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶至前述之反應液中，升溫至60℃，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1500毫升的水中，以析出聚合物，過濾所得之聚合物，並以甲醇重複進行清洗及過濾之步驟三次。之後，將產物置入真空烘箱中，並以溫度60℃進行乾燥，即可得聚合物(A-2-1)，其配方如表1所示。

合成例A-2-2至A-2-15及比較合成例A’-2-1至A’-2-3

合成例A-2-2至A-2-15及比較合成例A’-2-1至A’-2-3使用與合成例A-2-1之聚合物(A-2-1)組成物相同之製備方法，不同之處在於合成例A-2-2至A-2-15及比較合成例A’-2-1至A’-2-3改變聚合物中原料的種類與使用量及脫水閉環反應之反應溫度與反應時間，其配方如表1和表2所示，此處不另贅述。

製備液晶配向劑

實施例1

秤取100重量份之合成例A-1-1的聚合物(A-1-1)及800重量份之NMP，並於室溫下攪拌混合，即可製得實施例1之液晶配向劑。

製備液晶配向膜以及液晶顯示元件

將上述實施例1所得到的液晶配向劑，利用旋轉塗佈而形成於具有畫素電極之玻璃基板上，其中所述畫素電極為具有一對ITO電極(電極寬：10μm，電極間隔：10μm，電極高度：50nm)之IPS驅動用電極，該對ITO電極係分別具有櫛齒狀之形狀、且彼此之櫛齒狀部份係以分開並咬合之方式來配置。之後，在80℃之加熱板上預先加熱處理2分鐘，在230℃後加熱處理20分鐘，獲得膜厚100nm之塗膜。接著，經過配向處理後，形成具有液晶配向膜的薄膜電晶體基材。再者，對做為對向基材而未形成畫素電極之具有高 4μm之柱狀隔離材之玻璃基板上亦同樣形成一塗膜，且同樣施以配向處理而得另一液晶配向膜。然後，以該2片基材為一組，使2片基材之摩擦方向成180度反方向之方式貼合後，以減壓注入法將液晶MLC-2041(Merck公司製造)注入，且利用紫外光硬化膠封住液晶注入口，以紫外光燈照光使紫外光硬化膠硬化，即為實施例1之液晶顯示元件。

將實施例1的液晶顯示元件以後述各評價方式進行評價，其結果如表3所示。

實施例2至22及比較例1至5

實施例2至22及比較例1至5使用與實施例1之液晶配向劑相同之製備方法，不同之處在於實施例2至22及比較例1至5改變液晶配向劑中原料的種類及使用量，其配方及評價結果分別如表3及表4所示，此處不另贅述。

評價方式

驅動後閃爍度

將所製得之液晶顯示元件設置於偏光軸垂直交叉方式配置之2片偏光板之間，於無施加電壓之狀態下點亮LED背光，調整液晶顯示元件之配置角度，使透過之光線亮度達最小之狀態。接著，對此液晶顯示元件施加頻率30Hz之交流電壓，並同時測定V-T曲線(電壓-透過率曲線)，算出相對透過率為23%之交流電壓作為驅動電壓。

驅動後閃爍度之測定方法為，於液晶顯示元件之溫度為23℃之狀態的溫度條件下，關閉已點亮之LED背光，於72小時間遮光放置後，再度點亮，並於背光點亮開始的同時施加相對透過率為23%之頻率30Hz的交流電壓，對液晶顯示元件進行60分鐘之驅動，並追蹤閃爍之振幅。閃爍之振幅為使用與光二極體及I-V變換增幅器連接之資料擷取/資料記錄切換裝置34970A(Agilent technologies公司製)，讀取通過2片偏光板及於其中間的液晶顯示元件之亮度值。閃爍度(FL)為依以下計算式而算出，當閃爍度越低則該表示以該液晶配向劑所製得之液晶顯示元件品質越佳。

閃爍度(%)=[閃爍振幅/(2×z)]×100

上述式中，z為使用上述裝置34970A，以相對透過率為23%之頻率30Hz的交流電壓驅動時所讀取之亮度值。

※：FL<2%

◎：3%>FL≧2%

○：4%>FL≧3%

△：5%>FL≧4%

×：FL≧5%。

如表3的實施例所示，當合成聚合物(A)所用之二胺組份(b)中包含二胺化合物(b-1)時，可使包含此液晶配向劑所製之液晶配向膜的液晶顯示元件具有低驅動後閃爍度。此外，當合成聚合物(A)的二胺組份(b)中進一步包含二胺化合物(b-2)、二胺化合物(b-1)之R₁的官能基為氫原子或碳數1至10的烷基，或四羧酸二酐組份(a)中包含四羧酸二酐化合物(a-1)時，可進一步改善液晶顯示元件的驅動後閃爍度。

另一方面，如表4的比較例所示，若合成聚合物(A)的二胺組份(b)中未包含二胺化合物(b-1)，則液晶顯示元件有驅動後閃爍度過高之問題。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。