TWI884287B

TWI884287B - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件

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Publication number: TWI884287B
Application number: TW110125244A
Authority: TW
Inventors: 王建智; 黃菀婷; 陳志榮; 王博世
Original assignee: 奇美實業股份有限公司
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2025-05-21
Also published as: TW202302712A; CN115595159A

Abstract

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，特別是關於一種不易產生殘影且低閃爍度的液晶配向劑、由上述液晶配向劑形成的液晶配向膜，以及具有上述液晶配向膜的液晶顯示元件。該液晶配向劑包含：聚合物(A)，包含第一聚合物(A1)與第二聚合物(A2)，該第一聚合物(A1)由第一混合物反應而製得，該第一混合物包含四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)；及溶劑(B)。

Description

液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件

本揭示係關於一種液晶配向劑、液晶配向膜及及液晶顯示元件，特別是關於一種不易產生殘影且低閃爍度的液晶配向劑、由前述液晶配向劑形成的液晶配向膜及具有前述液晶配向膜的液晶顯示元件。

液晶電視、液晶顯示器等的液晶顯示元件，通常在元件內部設有液晶配向膜，以控制液晶排列狀態。目前工業上最常見形成液晶配向膜的方法，是以聚醯胺酸及/或將其醯亞胺化之聚醯亞胺在電極基板上形成膜，續對其進行摩擦處理(亦即以棉、尼龍、聚酯等布材沿單一方向摩擦膜表面)，而製得液晶配向膜。

在液晶配向膜的配向過程中，工業上較易於生產的方法係針對膜表面進行摩擦處理。然而，隨著對液晶顯示元件的高效能化、高精細度化、大型化的要求越來越高，在進行摩擦處理的時候，受到液晶配向膜表面的損傷、飛塵、因機械力和靜電力所產生的影響，與在配向處理面上的不均勻性等的種種問題，也隨之變得更加顯著。

做為取代摩擦處理的方法，目前已知有利用因偏光的紫外線照射而賦予液晶配向能的光配向法。所述光配向法之液晶配向處理可包含在反應機制上利用光致異構化(photoisomerization)反應的物質、利用光交聯(photocrosslink)反應的物質、利用光分解(photodecomposition)反應的物質等。再者，特開平9-297313號公報提出，光配向法使用主鏈具有環丁烷等的脂環構造的聚醯亞胺膜。使用聚醯亞胺做為光配向用配向膜的時候，因為此配向膜的耐熱性高於其他類型的配向膜，故此種配向膜的應用性備受期待。

光配向法為不須摩擦配向處理的方法，其在工業上不僅具有製程簡單的優點，在橫向電場效應技術(In-Plane-Switching；IPS)驅動方式和邊界電場切換廣視角技術(Fringe Field Switching；FFS)驅動方式之液晶顯示元件中，相較於使用摩擦處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時，可望提升液晶顯示元件的對比度和視角特性，因此光配向法為具有前景而備受矚目的液晶配向處理方法。

然而，透過光配向法所製得的液晶配向膜應用於液晶顯示元件時，仍有易產生殘影及閃爍度高等問題。因此，為了符合目前光配向IPS型液晶顯示器業者之要求，提供一種不易產生殘影且低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。

本發明提供一種液晶配向劑，包含：聚合物(A)，包含第一聚合物(A1)與第二聚合物(A2)，該第一聚合物(A1)由第一混合物反應而製得，該第一混合物包含四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)；及溶劑(B)；其中，該二胺組份(b1)包含至少一種如式(I)所示之二胺化合物(b1- 1)：

式(I)中，X為-O-、-S-、-NR_a-；R_a代表氫原子或碳數為1至5的烷基；A代表碳數為6至18的苯環或芳族稠合環組成的二價有機基團，所述苯環及芳族稠合環的氫原子中的一個或多個可經一價有機基團取代；Y代表單鍵、碳數為1至5的伸烷基、含羰基取代之碳數為1至5的伸烷基、碳數為2至5的伸烯基；R代表氫原子或碳數為1至5的烷基；及b代表0或1。

本發明另提供一種液晶配向膜，係由前述之液晶配向劑所形成。

本發明又提供一種液晶顯示元件，包含前述之液晶配向膜。

100:液晶顯示元件

110:第一單元

112:第一基板

114:電極(導電膜)

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

圖1係根據本發明一實施例的液晶顯示元件的側視圖。

本發明提供一種液晶配向劑，包含：聚合物(A)，包含第一聚合物(A1)與第二聚合物(A2)，該第一聚合物(A1)由第一混合物反應而製得，該第一混合物包含四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)；及溶劑(B)；其中，該二胺組份(b1)包含至少一種如式(I)所示之二胺化合物(b1-1)：

第一聚合物(A1)

本發明之第一聚合物(A1)，由第一混合物反應所製得。具體而言，該第一聚合物(A1)可選自聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、聚醯亞胺系嵌段共聚合物或上述聚合物的任意組合。其中，聚醯亞胺系嵌段共聚合物是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。

該第一混合物包含四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)，其中四羧酸二酐組份(a1)的較佳具體例為(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)具有式(a1-1)至式(a1-6)所示之四羧酸二酐化合物等。

本發明之(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或丁烷四羧酸二酐等之脂肪族四羧酸二酐化合物。

本發明之(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、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。

本發明之(3)芳香族四羧酸二酐化合物之具體例可包含但不限於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。

根據本發明之(4)具有如式(a1-1)至式(a1-6)所示之四羧酸二酐化合物，詳細敘述如下。

於式(a1-5)中，A₁代表含有芳香環的二價基團；r代表1至2的整數；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(a1-5)所示之四羧酸二酐化合物可選自於如下式(a1-5-1)至式(a1-5-3)所示之化合物。

於式(a1-6)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(a1-6)所示之四羧酸二酐化合物可選自於如下式(a1-6-1)所示之化合物。

於該四羧酸二酐組份(a1)中，上述之四羧酸二酐化合物可以單獨一種使用或者混合複數種使用。

基於二胺組份(b1)的使用量為100莫耳，該四羧酸二酐組份(a1)的使用量可為20莫耳至200莫耳；較佳為30莫耳至120莫耳。

該第一混合物之二胺組分(b1)包含至少一種如式(I)所示之二胺化合物(b1-1)：

於一實施例中，當式(I)中b代表1時，式(I)中的二個A可代表相同或不同的有機基團。

於一實施例中，式(I)中A之實例可包含但不限於下式(I-1)至式(I-10)所示之結構：

於一實施例中，式(I)所示之二胺化合物(b1-1)之實例可包含但不限於下式(I-11)至式(I-24)所示之化合物：

式(I-11)至式(I-24)中，m及n各自獨立代表0至4的整數。

基於二胺組份(b1)的總使用量為100莫耳，該式(I)所示之該二胺化合物(b1-1)的使用量可為5莫耳至70莫耳；較佳為5莫耳至65莫耳；更佳為5莫耳至60莫耳。

若二胺組份(b1)未包含二胺化合物(b1-1)，則所得之液晶配向劑具有易產生殘影及高閃爍度等問題。

本發明之二胺組份(b1)可進一步包含其他二胺化合物(b1-2)。

其他二胺化合物(b1-2)可包含但不限於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、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}、3,5-二氨基苯甲酸、2,5-二氨基苯甲酸、雙(4-氨基苯氧基)甲烷、1,2-雙(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-雙(4-氨基苯氧基)丙烷、1,3-雙(3-氨基苯氧基)丙烷、1,4-雙(4-氨基苯氧基)丁烷、1,4-雙(3-氨基苯氧基)丁烷、1,5-雙(4-氨基苯氧基)戊烷、1,5-雙(3-氨基苯氧基)戊烷、1,6-雙(4-氨基苯氧基)己烷、1,6-雙(3-氨基苯氧基)己烷、1,7-雙(4-氨基苯氧基)庚烷、1,7-雙(3-氨基苯氧基)庚烷、1,8-雙(4-氨基苯氧基)辛烷、1,8-雙(3-氨基苯氧基)辛烷、1,9-雙(4-氨基苯氧基)壬烷、1,9-雙(3-氨基苯氧基)壬烷、1,10-雙(4-氨基苯氧基)癸烷、1,10-雙(3-氨基苯氧基)癸烷、1,11-雙(4-氨基苯氧基)十一烷、1,11-雙(3-氨基苯氧基)十一烷、1,12-雙(4-氨基苯氧基)十二烷、1,12-雙(3-氨基苯氧基)十二烷或如下式(b-1)至式(b-29)所示之其他二胺化合物。

式(b-1)如下所示：

於式(b-1)中，Z₁代表─O─、

、

、

、

或

，且Z₂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(b-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(b-1-1)至式(b-1-6)所示之其他二胺化合物。

式(b-2)如下所示：

於式(b-2)中，Z₃代表─O─、

、

、

、

或

，Z₄及Z₅代表伸脂肪族環、伸芳香族環或伸雜環基團，且Z₆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(b-2)所示之其他二胺化合物較佳可為如下式(b-2-1)至式(b-2-13)所示之二胺化合物：

於式(b-2-10)至式(b-2-13)中，s可代表3至12的整數。

式(b-3)如下所示：

於式(b-3)中，Z₇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。P1代表1至3的整數。當P1大於1時，複數個Z₇可為相同或不同。

上述式(b-3)所示之二胺化合物較佳係選自於(1)P1為1時，對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯或2,5-二胺甲苯等；(2)P1為2時，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)P1為3時，1,4-雙(4'-胺基苯基)苯等，更佳係選自於對-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。

式(b-4)如下所示：

於上式(b-4)中，P2代表1至5的整數。式(b-4)所示之結構較佳係選自於4,4'-二胺基二苯基硫醚。

式(b-5)如下所示：

於式(b-5)中，Z₈及Z₁₀可為相同或不同，且分別代表二價有機基團，Z₉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。

式(b-6)如下所示：

於式(b-6)中，Z₁₁、Z₁₂、Z₁₃及Z₁₄分別可為相同或不同，且可代表碳數為1至12的烴基。P3代表1至3的整數，且P4代表1至20的整數。

於式(b-7)中，Z₁₅代表─O─或伸環己烷基，Z₁₆代表─CH₂-，Z₁₇代表伸苯基或伸環己烷基，且Z₁₈代表氫原子或庚基。

上式(b-7)所示之二胺化合物較佳係選自於如下式(b-7-1)及式(b-7-2)所示之二胺化合物。

式(b-8)至式(b-29)所示之其他二胺化合物如下所示：

於式(b-16)至式(b-19)中，Z₁₉較佳係碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之烷氧基。於式(b-20)至式(b-24)中，Z₂₀較佳為氫原子、碳數為1至10之烷基或碳數為1至10之烷氧基。

其他二胺化合物(b1-2)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、1,3-雙(3-胺基苯氧基)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、1,2-雙(4-氨基苯氧基)乙烷、1,5-雙(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。

前述之其他二胺化合物(b1-2)可單獨一種或混合複數種使用。

基於二胺組份(b1)的總使用量為100莫耳，其他二胺化合物(b1-2)的使用量為30莫耳至95莫耳；較佳為35莫耳至95莫耳；更佳為40莫耳至95莫耳。

第一聚合物(A1)的製備方法

本發明之聚醯胺酸聚合物之製備可為一般之方法，較佳地，前述聚醯胺酸聚合物之製備方法包含以下步驟：將包含四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(b1)之第一混合物溶於溶劑中，在0℃至100℃之溫度條件下進行聚縮合反應並反應1小時至24小時，接著再將上述之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，或者將上述之反應溶液倒入大量之貧溶劑中，得到一析出物，接著經由減壓乾燥方式將前述析出物進行乾燥處理，即可得到聚醯胺酸聚合物。

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。較佳地，溶劑包含但不限於(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之非質子系極性溶劑；(2)酚系溶劑，例如：間-甲酚、二甲苯酚、酚或鹵化酚類等之酚系溶劑。基於混合物之使用量為100重量份，用於聚縮合反應中之溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，更佳為300重量份至1800重量份。

特別地，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聚合物析出。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，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之醇類；(2)酮類，例如：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等之酮類；(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之酯類；(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之醚類；(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-二氯苯等之鹵化烴類；(6)烴類，例如：四氫呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等之烴類或上述溶劑之任意組合。基於二胺組份(b1)的使用量為100重量份，貧溶劑的使用量較佳為0重量份至60重量份，更佳為0重量份至50重量份。

本發明之聚醯亞胺聚合物之製備可為一般之方法，較佳地，聚醯亞胺聚合物之製備方法先將第一混合物溶解於溶液中，其中第一混合物包含四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(b1)，並進行聚合反應，以形成聚醯胺酸聚合物。接著，在脫水劑及觸媒的存在下，進一步加熱，並進行脫水閉環反應，使得聚醯胺酸聚合物中的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。

用於脫水閉環反應中之溶劑可與下述液晶配向劑中的溶劑相同，故不另贅述。基於聚醯胺酸聚合物的使用量為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，更佳為300重量份至1800重量份。

為獲得較佳之聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度，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，醯亞胺化之反應不完全，而降低聚醯胺酸聚合物的醯亞胺化程度。然而，若脫水閉環反應的操作溫度高於200℃時，所得的聚醯亞胺聚合物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之酸酐類化合物。基於聚醯胺酸聚合物為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之吡啶類化合物；(2)三級胺類化合物，例如：三乙基胺等之三級胺類化合物。基於脫水劑的使用量為1莫耳，觸媒的使用量為0.5莫耳至10莫耳。

本發明之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，或其任意組合。

本發明之聚醯亞胺系嵌段共聚合物之製備可為一般之方法，較佳地，聚醯亞胺系嵌段共聚合物之製備方法先將起始物溶解於溶劑中，並進行聚縮合反應，其中所述起始物包含上述之至少一種聚醯胺酸聚合物及/或上述之至少一種聚醯亞胺聚合物，且可進一步地包含四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)。

前述起始物中之四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(b1)是與上述製備聚醯胺酸聚合物中所使用的四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(b1)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相同，在此不另贅述。

基於前述起始物的使用量為100重量份，用於聚縮合反應中之溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份，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℃。

較佳地，起始物包含但不限於(1)二種末端基相異且結構相異之聚醯胺酸聚合物；(2)二種末端基相異且結構相異之聚醯亞胺聚合物；(3)末端基相異且結構相異之聚醯胺酸聚合物及聚醯亞胺聚合物；(4)聚醯胺酸聚合物、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之中的至少一種與形成聚醯胺酸聚合物所使用的四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)的結構相異；(5)聚醯亞胺聚合物、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種與形成聚醯亞胺聚合物所使用的四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)的結構相異；(6)聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、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種與形成聚醯胺酸聚合物或聚醯亞胺聚合物所使用的四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份 (b1)的結構相異；(7)二種結構相異之聚醯胺酸聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物；(8)二種結構相異之聚醯亞胺聚合物、四羧酸二酐化合物及二胺化合物；(9)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯胺酸聚合物以及二胺化合物；(10)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯胺酸聚合物以及四羧酸二酐化合物；(11)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯亞胺聚合物以及二胺化合物；(12)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯亞胺聚合物以及四羧酸二酐化合物。

在不影響本發明之功效範圍內，較佳地，前述聚醯胺酸聚合物、前述聚醯亞胺聚合物以及前述聚醯亞胺系嵌段共聚合物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，可改善液晶配向劑的塗佈性能。製備前述末端修飾型聚合物的方式可藉由在聚醯胺酸聚合物進行聚縮合反應的同時，加入單官能性化合物來製得，單官能性化合物包含但不限於(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之一元酸酐；(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之單胺化合物；(3)單異氰酸酯化合物，例如：異氰酸苯酯或異氰酸萘基酯等之單異氰酸酯化合物。

本發明的第一聚合物(A1)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12,000至90,000，且更佳為12,000至75,000。

第二聚合物(A2)

本發明之第二聚合物(A2)，係由第二混合物反應所製得。具體而言，該第二聚合物(A2)可選自聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物、聚醯亞胺系嵌段共聚合物或上述聚合物的任意組合。其中，聚醯亞胺系嵌段共聚合物是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。

該第二混合物包含四羧酸二酐組份(a2)及二胺組份(b2)，其中四羧酸二酐組份(a2)包括至少一種由式(III)表示的四羧酸二酐化合物(a2-1)：

式(II)中，R₁、R₂、R₃及R₄各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至6的烷基、碳數為2至6的烯基、碳數為2至6的炔基、含有氟原子且碳數為1至6的一價有機基團或苯基，R₁、R₂、R₃及R₄為相同或不同，且R₁、R₂、R₃及R₄之至少一者不為氫原子。

在R₁、R₂、R₃及R₄具有立體障礙結構的情況下，會造成液晶配向劑的液晶配向性不佳。因此，R₁、R₂、R₃及R₄較佳為氫原子、甲基或乙基，其中又以甲基為更佳。

式(II)所示結構的四羧酸二酐化合物(a2-1)的具體例子可例如為下式(II-1)至式(II-8)所示的化合物。針對液晶配向性而言，以式(II-1)為較佳。

上述之四羧酸二酐化合物(a2-1)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(a2)的總使用量為100莫耳，四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量可為30莫耳至100莫耳；較佳為40莫耳至100莫耳；更佳為50莫耳至100莫耳。

若四羧酸二酐組份(a2)包含四羧酸二酐化合物(a2-1)時，所製得之液晶顯示元件的閃爍度較低。

該四羧酸二酐組份(a2)另可包含其他四羧酸二酐化合物(a2-2)，所述其他四羧酸二酐化合物(a2-2)之種類可與前述第一聚合物(A1)中之四羧酸二酐組分(a1)所列相同，故於此不再贅述。

基於四羧酸二酐組份(a2)的總使用量為100莫耳，其他四羧酸二酐化合物(a2-2)的使用量為0莫耳至70莫耳；較佳為0莫耳至60莫耳；更佳為0莫耳至50莫耳。

該二胺組份(b2)包含至少一種選自具有式[A-1]所示的結構的二胺化合物、具有式[A-2]所示的結構的二胺化合物及具有式[A-3]所示的結構的二胺化合物中的二胺化合物(b2-1)：

式[A-1]至[A-3]中，R₅及R₆各自獨立地代表氫原子、碳數為1至4的烷基或保護基，且其中至少一者為保護基；R₇、R₈及R₉各自獨立地代表氫原子、碳為1至20的一價烴基或具有取代基的碳數為1至20的一價烴基；D代表保護基。

作為保護基，從液晶配向劑的保存穩定性的觀點考慮，較佳為在室溫下不會脫離，且較佳為80℃以上、更佳為100。℃以上而脫離的保護基。作為保護基，較佳為下述式(1)所示的基團或9-芴基甲氧基羰基。

式(1)中，E代表單鍵或包含碳數為1至4的烴基的二價基團，較佳為包含亞烷基的二價基團。從進行脫離溫度的觀點考慮，較佳為叔丁氧基羰基(tert-butoxycarbonyl,Boc)。

作為分子內具有上述式[A-1]所示的結構的二胺化合物的較佳例，可列舉如式[A-1-1]所示的二胺化合物。

式[A-1-1]中，R₅和R₆與式[A-1]中相同，且也包括各自的較佳例在內。2個c各自獨立地代表0至3的整數，較佳為0或1，更佳1。

另外，式[A-1-1]中，各苯環中的氨基(-NH₂)相對於亞烷基的鍵合位置，可以為鄰、間或對中的任意一位置，較佳為鄰位或對位，更佳對位。

作為式[A-1-1]所示的二胺化合物的較佳例，可列舉如以下的化合物。

式[A-2]中，R₇和R₈各自獨立地代表氫原子、碳數為1至20的一價烴基或具有取代基的碳數為1至20的一價烴基。較佳為氫原子、碳數為1至6的烷基或苯基，更佳為氫原子或甲基。

D代表保護基，包括其較佳例在內，如上述式[A-2]中定義所示，且更佳為叔丁氧基羰基。

作為具有上述式[A-2]所示之結構的二胺化合物，其中較佳為式[A-2-1]所示之二胺化合物。

其中，更佳為以式[A-2-2]表示之二胺化合物。

A¹和A⁵各自獨立地代表單鍵或碳數為1至5的亞烷基。較佳為單鍵或亞甲基。A²和A⁴代表碳數為1至5的亞烷基，較佳為亞甲基或亞乙基。

A³代表碳數為1至6的亞烷基或亞環烷基，較佳為亞甲基或亞乙基。

B¹和B²各自獨立地代表單鍵、-O-、-NH-、-NMe-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NH-、-C(=O)NMe-、-OC(=O)-、-NHC(=O)-或-N(Me)C(=O)-。較佳為單鍵或-O-。

D₁代表叔丁氧基羰基或9-芴基甲氧基羰基。從進行脫保護的溫度的觀點考慮，較佳為叔丁氧基羰基。a為0或1。

作為式[A-2-2]所示的二胺的具體例，可列舉出下述式(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，更佳為式(2-1)至(2-4)，尤佳為式(2-1)。

作為具有式[A-3]所示的結構的二胺化合物，其中，較佳為式[A-3-1]或式[A-3-2]所示。

其中，更佳為式[A-3-3]及式[A-3-4]所示。

式[A-3-1]和式[A-3-3]中的A¹、A⁵、B¹和B²與式[A-2-1]中的A¹、A⁵、B¹和B²相同，且也包括各自的較佳例在內。R₉各自獨立地代表氫原子、碳數為1至20的一價烴基或具有取代基的碳數為1至20的一價烴基。從液晶取向性的觀點考慮，R₉較佳為氫原子、甲基或乙基，更佳氫原子。

A⁶代表單鍵碳數為1至6的亞烷基，較佳為單鍵、亞甲基、亞乙基或亞丙基，更佳單鍵或亞甲基。

D₁為叔丁氧基羰基或9-芴基甲氧基羰基，從進行脫保護的溫度的觀點考慮，較佳為叔丁氧基羰基。

式[A-3-2]及式[A-3-4]中的A⁶、R₉和D₁與式[A-3-1]及式[A-3-3]中的A⁶、R₉和D₁相同，且也包括各自的較佳例在內。

作為具體例，可列舉例如式(3-1)至式(3-5)。

式(3-1)至式(3-5)中，D₂為叔丁氧基羰基。

其中，更佳為式(3-1)至式(3-4)，尤佳為式(3-1)。

前述之二胺化合物(b2-1)可單獨一種使用或混合複數種使用。

基於二胺組份(b2)的總使用量為100莫耳，該二胺化合物(b2-1)的使用量可為1莫耳至50莫耳；較佳為1莫耳至45莫耳；更佳為5莫耳至40莫耳。

當二胺組份(b)包含二胺化合物(b2-1)時，所製得之液晶配向劑較不易產生殘影。

該二胺組份(b2)另可包含其他二胺化合物(b2-2)，所述其他二胺化合物(b2-2)之種類可與前述第一聚合物(A1)中之二胺組分(b1)的其他二胺化合物(b1-2)所列相同，故於此不再贅述。

基於二胺組份(b2)的總使用量為100莫耳，其他二胺化合物(b2-2)的使用量為50莫耳至99莫耳；較佳為55莫耳至99莫耳；更佳為60 莫耳至95莫耳。

第二聚合物(A2)的製備方法

本發明之第二聚合物(A2)之製備方法與前述第一聚合物(A1)之製備方法相同，不同之處是第二聚合物(A2)係使用前述之四羧酸二酐組份(a2)與二胺組份(b2)來反應製得，故在此不另贅述第二聚合物(A2)的製備方法。

本發明的第二聚合物(A2)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12,000至90,000，且更佳為12,000至75,000。

基於聚合物(A)之總使用量為100重量份，第一聚合物(A1)之使用量為15重量份至95重量份，較佳為20重量份至90重量份，更佳為25重量份至90重量份；且第二聚合物(A2)之使用量為5重量份至85重量份，較佳為10重量份至80重量份，更佳為10重量份至75重量份。

當第一聚合物(A1)之使用量及第二聚合物(A2)之使用量為前述之範圍時，則所形成的液晶配向劑的閃爍度較低。

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，亦可併用合成前述聚醯胺酸時所使用的貧溶劑。

溶劑(B)的具體例包含但不限於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或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)可以單獨一種使用或者混合複數種使用。

基於聚合物(A)的使用量為100重量份，溶劑(B)的使用量為800重量份至4000重量份，較佳為900重量份至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，本發明之液晶配向劑可選擇性地包含添加劑(C)，且添加劑(C)可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)的作用是用來提高前述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，且較佳為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，且較佳為0.5重量份至10重量份。

基於聚合物(A)的使用量為100重量份，添加劑(C)的使用量可為0.5重量份至50重量份，且較佳為1重量份至45重量份。

液晶配向劑的製備方法

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，例如先混合第一聚合物(A1)及第二聚合物(A2)以形成聚合物(A)，接著將聚合物(A)於溫度為0℃至200℃的條件下加入溶劑(B)和添加劑(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)和添加劑(C)加入溶劑(B)。

液晶配向膜的形成方法

本發明另提供一種液晶配向膜，係由前述之液晶配向劑所形成。於一實施例中，該液晶配向劑可塗佈於基板上，並經預烤處理、後烤處理及光配向處理以形成該液晶配向膜。

本發明之液晶配向劑所塗佈的基板選自於透明材料，其中，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，較佳可使用液晶驅動用的ITO電極已形成於基板上者，以簡化製程。再者，對只有單側基板的反射型液晶顯示器而言，前述基板可使用矽晶圓等不透明的材質，在這種情況下的電極可使用鋁等會反射光的材料來形成。本發明之液晶配向劑的塗佈方法可例如旋轉塗佈法、印刷法、噴墨法等。

本發明的液晶配向劑可選擇任意的溫度和時間，進行塗佈後的乾燥和烘烤製程。一般而言，為充分去除所含的有機溶劑，需在50℃至120℃下進行1分鐘至10分鐘的乾燥。之後，在150℃至300℃下進行5分鐘至120分鐘的烘烤。烘烤後的塗膜厚度並未有特別限制，但過薄的塗膜會造成液晶顯示器的可信賴度劣化，故上述塗膜厚度以5nm至300nm為宜，又以10nm至200nm為較佳。

本發明之液晶配向劑雖然可進行習知的摩擦定向處理，但在使用光配向處理法的情況時效果更佳。

光配向處理法的具體例可例如：將前述塗膜的表面，以朝特定方向偏光的放射線照射，然後視情況在150℃至250℃的溫度下進行加熱處理，以賦予上述塗膜液晶配向能。其中，可使用具有100nm至800nm之波長的紫外線或可見光做為上述放射線，又以波長為100nm至400nm的紫外線較佳，而以波長為200nm至400nm者為更佳。再者，為了改善液晶配向性，可在150℃至250℃下加熱塗膜基板的同時，以放射線照射塗膜基板。前述放射線的照射量較佳為1mJ/cm²至10,000mJ/cm²，又以100mJ/cm2至5,000mJ/cm²為更佳。按照上述方式製得的液晶配向膜，可使液晶分子以一定方向穩定地被配向。

本發明的液晶配向劑經預烤處理、後烤處理及光配向處理後而形成液晶配向膜，前述液晶配向膜之預傾角為0°至3°。

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，包含前述之液晶配向膜。

液晶顯示元件之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100之較佳實施例包含第一單元110、第二單元120及液晶單元130，其中第二單元120與第一單元110間隔相對，且液晶單元130設置在第一單元110與第二單元120之間。

第一單元110包含第一基板112、電極(導電膜)114及第一液晶配向膜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與第二基板122是選自於透明材料等，其中，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或混合複數種使用，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、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。

本發明的液晶配向劑所製作之液晶顯示元件適用於各式向列液晶，如TN、STN、TFT、VA、IPS等之液晶顯示元件。此外，根據所選擇的液晶，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。上述液晶顯示元件中，特別適用於IPS型之液晶顯示元件。

茲以下列實例予以詳細說明本發明，唯並不意謂本發明僅侷限於此等實例所揭示之內容。

合成聚合物(A1) 合成例A1-1

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0.0025莫耳的式(I-11)之化合物(b1-1-1)、0.04莫耳的對-二胺苯(b1-2-1)、0.0075莫耳的2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(b1-2-2)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0.05莫耳的2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐(a1-1)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(A1-1)，其配方如表1所示。

合成例A1-1至A1-10及合成比較例A1'-1至A1'-2

合成例A1-1至A1-10及合成比較例A1'-1至A1'-2使用與合成例A1-1之聚合物(A1-1)的製作方法相同之製備方法，不同之處在於合成例A1-1至A1-10及合成比較例A1'-1至A1'-2改變聚合物中原料的種類與使用量，其配方如表1所示，此處不另贅述。

合成聚合物(A2) 合成例A2-1至A2-12

合成例A2-1至A2-12使用與合成例A1-1之聚合物(A1-1)的製作方法相同之製備方法，不同之處在於合成例A2-1至A2-12改變聚合物中原料的種類與使用量，其配方如表2所示，此處不另贅述。

實施例1 製備液晶配向劑

秤取15重量份之合成例A1-1的聚合物(A1-1)、85重量份之合成例A2-1的聚合物(A2-1)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

將前述所製得的液晶配向劑旋轉塗佈在玻璃基板上，其中前述玻璃基板上形成有畫素電極，其中前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，將塗佈有液晶配向劑的玻璃基板在80℃的加熱板上乾燥5分鐘後，在250℃之熱風循環式烘箱中烘烤60分鐘，以形成膜厚為100nm的塗膜。

透過一偏光板，對塗膜面照射波長為254nm的紫外線，以製得有液晶配向膜的基板。接下來，同樣地，在對向基板上形成塗膜並施予配向處理，所述對向基板為未有電極形成但具有高度為4μm之柱狀間隔件的玻璃基板。

上述二個基板為一組，在其中一者上印刷密封劑，而另一者以與液晶配向膜面對且配向方向為0°的方式，黏合二者，之後硬化密封劑以製得空的晶胞。將這個空晶胞以減壓注入法，注入液晶MLC-2041(Merck公司製)，並密封注入口，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評價方式進行評價，其結果如表3-1所示。

實施例2至15及比較例1至4

實施例2至15及比較例1至4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15及比較例1至4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3-1、表3-2及表4所示，此處不另贅述。

表3-1、表3-2及表4中：

B-1 N-甲基-2-吡咯烷酮

B-2 乙二醇正丁基醚

B-3 N,N-二甲基乙醯胺

C-1 N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷

C-2 N,N-環氧丙基-對-環氧丙氧基苯胺

閃爍度測試

將實施例1至15及比較例1至4之液晶顯示元件設置於偏光軸以垂直交叉方式配置的兩片偏光板之間，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，以作為驅動電壓。

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)，讀取通過兩片偏光板及於其中間的液晶顯示元件之亮度值。閃爍度為依下式(V)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。

於式(V)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。

◎：閃爍度<3%

○：4%>閃爍度≧3%

△：5%>閃爍度≧4%

╳：閃爍度≧5%。

殘影測試

將實施例1至15及比較例1至4之液晶顯示元件分別以交流電壓10V驅動30小時之後，使用在光源與光量檢測器之間配置有偏光器與檢偏器的裝置測定，並以下式計算最小相對透過率(%)。

最小相對透射率(%)=(β-B₀)/(B₁₀₀-B₀)×100

上式中，B₀為空白(blank)，且為正交尼科耳(crossed nicols)下的光的透過量；B₁₀₀為空白，且為平行尼科耳(parallel nicols)下的光的透過量；β為正交尼科耳下在偏光器與檢偏器之間夾持液晶單元且變得最小的光透過量。

暗狀態的黑色水準是由液晶顯示元件的最小相對透過率表示，黑色水準越小則對比(contrast)越優異，亦即殘影性越優異。

◎：最小相對透過率≦0.5%

○：0.5%<最小相對透過率≦1.0%

△：1.0%<最小相對透過率≦1.5%

╳：最小相對透過率>1.5%。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

100:液晶顯示元件 110:第一單元 112:第一基板 114:電極（導電膜） 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

Claims

一種液晶配向劑，包含：聚合物(A)，包含第一聚合物(A1)與第二聚合物(A2)，該第一聚合物(A1)由第一混合物反應而製得，該第一混合物包含四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)，該第二聚合物(A2)由第二混合物反應而製得，該第二混合物包含四羧酸二酐組份(a2)及二胺組份(b2)，基於該聚合物(A)之總使用量為100重量份，該第一聚合物(A1)之使用量為15重量份至95重量份，且該第二聚合物(A2)之使用量為5重量份至85重量份；及溶劑(B)；其中，該二胺組份(b1)包含至少一種如式(I)所示之二胺化合物(b1-1)：式(I) 式(I)中，X為-S-、-NR _a-； R _a代表氫原子或碳數為1至5的烷基； A代表碳數為6至18的苯環或芳族稠合環組成的二價有機基團，所述苯環及芳族稠合環的氫原子中的一個或多個可經一價有機基團取代； Y代表單鍵、碳數為1至5的伸烷基、含羰基取代之碳數為1至5的伸烷基、碳數為2至5的伸烯基； R代表氫原子或碳數為1至5的烷基；及 b代表0；該四羧酸二酐組份(a2)包含至少一種如式(II)所示之四羧酸二酐化合物(a2-1)：式(II) 式(II)中，R ₁、R ₂、R ₃及R ₄各自獨立地代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至6的烷基、碳數為2至6的烯基、碳數為2至6的炔基、含有氟原子且碳數為1至6的一價有機基團或苯基，R ₁、R ₂、R ₃及R ₄為相同或不同，且R ₁、R ₂、R ₃及R ₄之至少一者不為氫原子；該二胺組份(b2)包含至少一種選自具有式[A-1]所示的結構的二胺化合物、具有式[A-2]所示的結構的二胺化合物及具有式[A-3]所示的結構的二胺化合物中的二胺化合物(b2-1)：式[A-1] 式[A-2] 式[A-3] 式[A-1]至[A-3]中，R ₅及R ₆各自獨立地代表氫原子、碳數為1至4的烷基或保護基，且其中至少一者為保護基；R ₇、R ₈及R ₉各自獨立地代表氫原子、碳數為1至20的一價烴基或具有取代基的碳數為1至20的一價烴基；D代表保護基。
如請求項1之液晶配向劑，其中基於該二胺組份(b1)的總使用量為100莫耳，該式(I)所示之該二胺化合物(b1-1)的使用量為5莫耳至70莫耳。
如請求項1之液晶配向劑，其中基於該四羧酸二酐組份(a2)的總使用量為100莫耳，該式(II)所示之該四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量為30莫耳至100莫耳。
如請求項1之液晶配向劑，其中基於該二胺組份(b2)的總使用量為100莫耳，該式(III)所示之該二胺化合物(b2-1)的使用量為1莫耳至50莫耳。
如請求項1之液晶配向劑，其中基於該聚合物(A)的使用量為100重量份，該溶劑(B)的使用量為800重量份至3000重量份。
一種液晶配向膜，係由如請求項1至5中任一項之液晶配向劑所形成。
如請求項6之液晶配向膜，其中液晶配向劑經預烤處理、後烤處理及光配向處理而形成該液晶配向膜。
一種液晶顯示元件，包含如請求項6或7之液晶配向膜。