TWI906999B - 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件 - Google Patents
液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件Info
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Abstract
一種液晶配向劑,包含聚合物組份(A)、溶劑(B)及化合物(C)。聚合物組份(A)包括第一聚合物(A1)。第一聚合物(A1)選自於由聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化聚合物所組成的群組中的至少一者,且第一聚合物(A1)的聚醯亞胺前驅物包含如式(I)所示的結構。化合物(C)包含如式(C1)所示的結構。式(I)及式(C1)的定義分別如說明書及申請專利範圍所載。本發明還提供一種使用該液晶配向劑所形成的液晶配向膜,及一種包含該液晶配向膜的液晶顯示元件。本發明透過第一聚合物(A1)及化合物(C)可有效降低液晶顯示元件的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點。
式(I)
Description
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,特別是指一種能降低畫素內對比變異度與摩擦碎亮點的液晶配向劑、由該液晶配向劑形成的液晶配向膜,以及包含該液晶配向膜的液晶顯示元件。
習知的液晶顯示元件是廣泛地作為個人電腦、智慧手機、可攜式電話或電視收視機等的顯示部件。液晶顯示元件可包含如夾持於元件基板與彩色濾光片基板間的液晶層、對液晶層施加電場的畫素電極及共通電極、控制液晶層的液晶分子的配向性的液晶配向膜,以及切換供給至畫素電極的電子訊號的薄膜電晶體(TFT)等。就液晶分子的驅動方式而言,已知有扭曲向列型(twisted nematic,簡稱TN)方式與垂直對齊型(vertical alignment,簡稱VA)方式等縱電場驅動方式,以及平面切換型(in-plane switching,簡稱IPS)方式與邊緣場切換型(fringe field switching,簡稱FFS)方式等橫電場驅動方式。
目前,工業上最普及的液晶配向膜是對已形成在電極基板上由聚醯胺酸及/或其經醯亞胺化獲得的聚醯亞胺所構成的膜表面,以綿布、尼龍布或聚酯布等沿一方向進行摩擦處理所製得。而摩擦處理是一種簡便、生產率高且於工業上常用的配向處理方法。但是,伴隨對液晶顯示元件的高性能化、畫質精細化與尺寸大型化,液晶配向膜的表面因摩擦處理所產生的灰塵、機械力與靜電而形成傷痕,將導致液晶配向膜的配向不均勻性等各種問題產生。作為替代摩擦處理的配向處理方法,已知有藉由照射經偏光的放射線來賦予液晶配向能力的光配向法,例如,日本特開專利H09-297313號所揭露的光配向法。
然而,透過光配向法所製得的液晶配向膜雖能夠避免利用摩擦方式的配向處理方法所產生的問題,但將光配向法所製得的液晶配向膜應用於液晶顯示元件,特別是用以製造具備曲面形狀的大型液晶面板的液晶顯示元件時,隨著液晶顯示元件的尺寸變得更大,由於製程產生的變化而出現液晶顯示元件內的液晶分子的扭轉角度改變的問題,當在液晶顯示元件上顯示黑色時,這種扭轉角度的改變將造成液晶顯示元件內的亮度不均勻,導致液晶顯示元件的畫素內對比變異度高。另外,由於曲面形狀的液晶面板沿著液晶顯示元件的殼體形狀而彎曲,以至於液晶面板的內部所存在的間隙體於液晶面板內移動而摩擦液晶配向膜,且液晶配向膜也會受到間隙體移動所產生的局部壓力的影響而無法調節液晶分子的配向,當在液晶顯示元件上顯示黑色時,由於間隙體的周邊存在局部透光而形成摩擦碎亮點,基於此,習知包含光配向法所製得的液晶配向膜的液晶顯示元件仍有摩擦碎亮點過多的問題,而導致液晶顯示元件的品質下降。
因此,本發明的第一目的,即在提供一種得以獲得能有效降低畫素內對比變異度與摩擦碎亮點的液晶配向膜的液晶配向劑。
於是,本發明液晶配向劑,包含聚合物組份(A)、溶劑(B)及化合物(C)。
該聚合物組份(A)包括第一聚合物(A1),且該第一聚合物(A1)選自於由聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化聚合物所組成的群組中的至少一者。
該第一聚合物(A1)的該聚醯亞胺前驅物包含如式(I)所示的結構,
式(I)
於該式(I)中,X
1選自於由如式(I-1)至式(I-7)所示的結構所組成的群組中的至少一者,其中,「*」表示鍵結位置,
式(I-1)、
式(I-2)、
式(I-3)、
式(I-4)、
式(I-5)、
式(I-6)、
式(I-7),
於該式(I-1)中,X
11、X
12、X
13及X
14各自獨立地為氫原子、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、碳數為1至6且含有氟原子的一價有機基、或苯基,
於該式(I-7)中,X
15及X
16各自獨立地為氫原子或甲基;
X
2各自獨立地為氫原子或碳數為1至4的烷基;
A
3和A
4各自獨立地為經取代或未經取代的二價芳香環基;
Y
21及Y
22各自獨立地表示單鍵、氧原子、硫原子或
,R
2表示保護基,且該Y
21及該Y
22中的至少一者為
,且該Y
21與該Y
22不相同;
Z
2為具有鏈狀烴結構及脂環烴結構的至少一者且碳數為1至15的二價有機基團。
該化合物(C)包含如式(C1)所示的結構,
式(C1)
於該式(C1)中,A為一價到四價的有機基團,
n為1至4的整數,
L
1、L
2各自獨立地為碳數為1至10的伸烷基或碳數為6至20的伸芳基,
R
3、R
4各自獨立地表示如式(C2)所示的結構,
式(C2)
在該式(C2)中,R
5為碳數為1至20的烷基或碳數為1至20的鹵代烷基。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該X
1為如該式(I-1)所示的結構,
式(I-1)。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該X
1為如式(I-1-1)所示的結構,
式(I-1-1)。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該R
2表示的保護基為胺基甲酸酯系保護基。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該式(I)所示的結構為如式(II)所示的結構,
式(II)
於該式(II)中,
Q
1及Q
2各自獨立地表示-CH-或氮原子,
X
1、X
2、Y
21及Y
22的定義與該式(I)中的X
1、X
2、Y
21及Y
22相同,
m
1表示1至5的整數。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該R
5為碳數為3至10的烷基或碳數為10至15的鹵代烷基。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該n為2至4的整數。
在本發明液晶配向劑的一些實施態樣中,該式(C1)為如式(C3)所示的結構,
式(C3)
於該式(C3)中,
A’為碳數為1至10的伸烷基,
L
1’至L
4’各自獨立地為碳數為1至5的伸烷基,
R
3’至R
6’各自獨立表示如式(C4)所示的結構,
式(C4)
於該式(C4)中,R
5為碳數為1至20的烷基或碳數為1至20的鹵代烷基。
再,本發明的第二目的,即在提供一種得以有效降低畫素內對比變異度與摩擦碎亮點的液晶配向膜。
於是,本發明液晶配向膜,是使用如上所述的液晶配向劑所形成。
在本發明液晶配向膜的一些實施態樣中,該液晶配向膜是使用如上所述的液晶配向劑並進行光配向處理法所形成。
再,本發明的第三目的,即在提供一種液晶顯示元件。
於是,本發明液晶顯示元件,包含如上所述的液晶配向膜。
本發明的功效在於:透過使用包含式(I)所示的結構的聚醯亞胺前驅物所製得的該第一聚合物(A1)及包含如式(C1)所示的結構的該化合物(C),由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜可有效降低液晶顯示元件的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點。
本發明之一態樣是在提供一種液晶配向劑,包含聚合物組份(A)、溶劑(B)及化合物(C)。其中,該聚合物組份(A)包括第一聚合物(A1),且該第一聚合物(A1)選自於由聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物所形成的醯亞胺化聚合物所組成的群組中至少一者,其特徵為該第一聚合物(A1)的聚醯亞胺前驅物包含式(I)所示的結構;其中,該化合物(C)包含式(C1)所示的結構。利用該液晶配向劑所形成的液晶配向膜可有效降低畫素內對比變異度與摩擦碎亮點。
式(I)
式(C1)
本發明之另一態樣是在提供一種液晶配向膜,其係利用上述的液晶配向劑所形成。
本發明之又一態樣是在提供一種液晶顯示元件,其包含前述之液晶配向膜,而具有較低畫素內對比變異度與摩擦碎亮點。
《聚合物組份(A)》
〈第一聚合物(A1)〉
該第一聚合物(A1)選自於由包含四羧酸二酐組份(a1)、二胺組份(b1)的反應組成物經反應所形成的聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物所形成的醯亞胺化聚合物所組成的群組中的至少一者。舉例而言,該第一聚合物(A1)為具有聚醯胺酸及聚醯胺酸酯的醯亞胺前驅物結構的聚醯亞胺前驅物,或者,該第一聚合物(A1)為該聚醯亞胺前驅物所形成的醯亞胺化聚合物(即聚醯亞胺),或者,該第一聚合物(A1)包含該聚醯亞胺前驅物及該醯亞胺化聚合物。
該第一聚合物(A1)的聚醯亞胺前驅物包含式(I)所示的結構。
式(I)
於該式(I)中,X
1表示式(I-1)至式(I-7)所示的結構所組成的群組中的至少一者,其中,「*」代表鍵結位置。
式(I-1)、
式(I-2)、
式(I-3)、
式(I-4)、
式(I-5)、
式(I-6)、
式(I-7)
於該式(I-1)中,X
11、X
12、X
13與X
14各自獨立地為氫原子、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、碳數為1至6且含有氟原子的一價有機基,或苯基。
於該式(I-7)中,X
15及X
16各自獨立地為氫原子或甲基。
於該式(I)中,X
2各自獨立地為氫原子或碳數為1至4的烷基。
於該式(I)中,A
3和A
4各自獨立地為經取代或未經取代的二價芳香環基。
於該式(I)中,Y
21及Y
22各自獨立地表示單鍵、氧原子、硫原子或
,R
2表示保護基,且該Y
21及該Y
22中的至少一者為
,且該Y
21與該Y
22不相同。
於該式(I)中,Z
2為具有鏈狀烴結構及脂環烴結構的至少一者且碳數為1至15的二價有機基團。
〔四羧酸二酐組份(a1)〕
該四羧酸二酐組份(a1)除可使用四羧酸二酐化合物外,亦可使用四羧酸二鹵化物、四羧酸二烷基酯,或四羧酸二烷基酯二鹵化物等的四羧酸二酐衍生物。該四羧酸二酐組份(a1)可單獨使用一種四羧酸二酐化合物或其衍生物,也可混合複數種組合使用。
﹝脂環族四羧酸二酐化合物(a1-1)﹞
在本發明的一些實施態樣中,該四羧酸二酐組份(a1)包含如式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)或其衍生物。
式(A11)
該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)或其衍生物可由單獨一種四羧酸二酐或其衍生物所構成,也可由複數種四羧酸二酐或其衍生物所構成。該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)例如將包含鍵結於脂環族結構的至少一個羧基在內而將四個羧基進行分子內脫水所獲得的酸二酐。惟,此四個羧基均未鍵結於芳香環。或者,可無須僅由脂環族結構所構成,其一部分也可具有鏈狀烴結構或芳香環結構。芳香族四羧酸二酐例如將包含鍵結於芳香環的至少一個羧基在內的四個羧基進行分子內脫水所獲得的酸二酐。惟,芳香族四羧酸二酐無須僅由芳香環結構所構成,其一部分也可具有鏈狀烴結構或脂環族結構。非環脂肪族四羧酸二酐可例如係將鍵結於鏈狀烴結構的四個羧基進行分子內脫水所獲得的酸二酐。惟,非環脂肪族四羧酸二酐無須僅由鏈狀烴結構所構成,其一部分也可具有脂環族結構或芳香環結構。
於該式(A11)中,X
1選自於式(I-1)至式(I-7)所示的結構所組成的群組中的至少一者,且「*」代表鍵結位置。
式(I-1)、
式(I-2)、
式(I-3)、
式(I-4)、
式(I-5)、
式(I-6)、
式(I-7)
於該式(I-1)中,X
11、X
12、X
13與X
14分別獨立地表示氫、鹵素、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、碳數為1至6且含有氟原子的一價有機基,或苯基。於式(I-7)中,X
15與X
16分別獨立地表示氫或甲基。
在本發明的一些實施態樣中,該X
1的式(I-1)所示的結構選自於式(I-1-1)至(I-1-6)所示的結構。
式(I-1-1)、
式(I-1-2)、
式(I-1-3)、
式(I-1-4)、
式(I-1-5)、
式(I-1-6)
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該X
1代表式(I-1)所示的結構。當該X
1代表式(I-1)所示的結構,含有其的液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有較低的畫素內對比變異度。
在本發明的一些實施態樣中,更佳地,該X
1代表式(I-1-1)所示的結構。當該X
1代表式(I-1-1)所示的結構,含有其的液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
在本發明的一些實施態樣中,基於四羧酸二酐組份(a1)的總使用量為100莫耳,該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)的使用量為30莫耳至100莫耳,較佳地,該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)的使用量為40莫耳至100莫耳,更佳地,該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)的使用量為50莫耳至100莫耳。
當四羧酸二酐組份(a1)包含該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件,具有較低的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,因此該液晶顯示元件的顯示品質佳。
當四羧酸二酐組份(a1)不包含該式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐(a1-1)時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件,易有較高的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,導致該液晶顯示元件的顯示品質不佳之問題的發生。
﹝其他四羧酸二酐(a1-2)﹞
在本發明的一些實施態樣中,該四羧酸二酐組份(a1)還包含其他四羧酸二酐(a1-2)。
在本發明的一些實施態樣中,該其他四羧酸二酐(a1-2)包含如式(A12)所示的四羧酸二酐化合物或其衍生物。
式(A12)
於該式(A12)中,X
1'表示式(A12-1)至式(A12-32)所示的結構,其中「*」代表鍵結位置。
式(A12-1)、
式(A12-2)、
式(A12-3)、
式(A12-4)、
式(A12-5)、
式(A12-6)、
式(A12-7)、
式(A12-8)、
式(A12-9)、
式(A12-10)、
式(A12-11)、
式(A12-12)、
式(A12-13)、
式(A12-14)、
式(A12-15)、
式(A12-16)、
式(A12-17)、
式(A12-18)、
式(A12-19)、
式(A12-20)、
式(A12-21)、
式(A12-22)、
式(A12-23)、
式(A12-24)、
式(A12-25)、
式(A12-26)、
式(A12-27)、
式(A12-28)、
式(A12-29)、
式(A12-30)、
式(A12-31)、
式(A12-32)
於該式(A12-1)中,a1為1至12。於該式(A12-5)中,X
11'表示單鍵、-O-、-CO-、-COO-、伸苯基、磺醯基或醯胺基,且a1表示0或1。於該式(A12-6)中,X
11'及X
12'分別獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-COO-、伸苯基、磺醯基或醯胺基,且多個X
12'為相同或不同,且a1表示0或1。於該式(A12-11)中,a1表示2至6。於該式(A12-13)中,a1表示1至2。於該式(A12-14)中,X
13'分別獨立地表示氫、鹵素、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、含有氟且碳數為1至6的一價有機基,或苯基,且多個X
13'為相同或不同。基於液晶配向性的觀點,較佳地,該等X
13'分別獨立地表示氫、鹵素、甲基或乙基,更佳地,該等X
13'分別獨立地表示氫或甲基。
在本發明的一些實施態樣中,該式(A12-5)與該式(A12-6)包含但不限於
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
。
在本發明的一些實施態樣中,基於該四羧酸二酐組份(a1)的總使用量為100莫耳,該其他四羧酸二酐(a1-2)的使用量為0莫耳至70莫耳,較佳地,該其他四羧酸二酐(a1-2)的使用量為0莫耳至60莫耳,更佳地,該其他四羧酸二酐(a1-2)的使用量為0莫耳至50莫耳。
〔二胺組份(b1)〕
該二胺組份(b1)可包含二胺化合物(b1-1)、二胺化合物(b1-2)。在本發明的一些實施態樣中,除了該二胺化合物(b1-1)及該二胺化合物(b1-2)之外,該二胺組份(b1)可更包含二胺化合物(b1-3)。在本發明的一些實施態樣中,該二胺組份(b1)也可選擇性地更包含二胺化合物(b1-4)、其他二胺化合物(b1-5)、或其組合。
﹝二胺化合物(b1-1)﹞
該二胺化合物(b1-1)為如下述式(III)所示的二胺化合物。
式(III)
於該式(III)中,A
3及A
4各自獨立表示經取代或未經取代的二價芳香環基;Y
21及Y
22各自獨立表示單鍵、氧原子、硫原子或
,R
2表示保護基,且該Y
21及該Y
22中的至少一者為
,且該Y
21與該Y
22不相同;Z
2表示具有鏈狀烴結構及脂環烴結構的至少一者且碳數為1至15的二價有機基團。
於該A
3及該A
4中,經取代的二價芳香環基為於芳香環的環部分將2個氫原子取代成取代基而成的基團。該芳香環例如可舉例:苯環、萘環(naphthalene ring)、蒽環(anthracene ring)、聯苯環(biphenyl ring)等芳香族烴環;吡啶環、吡嗪環(pyrazine ring)、嘧啶環、噠嗪環(pyridazine ring)等含氮雜環等。該芳香環可具有的取代基例如可列舉碳數為1至6的烷基等。在該A
3及該A
4相同的情況下,能夠簡便地進行合成二胺化合物(b1-1),並且包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有較低的畫素內對比變異度。關於該A
3及該A
4,就可獲得具有更低的畫素內對比變異度的液晶顯示元件的方面而言,該A
3及該A
4可為苯環、聯苯環、吡啶環或嘧啶環的環部分去除二個氫原子而成的基團。
於該式(III)中,當該Y
21及該Y
22其中一者表示
,且R
2表示保護基;該R
2只要是用以保護醯胺基、醯亞胺基、脲基、胺基甲酸酯基的保護基皆適用於本發明,並無特別限制,例如可列舉利用熱、光、酸及鹼中的至少一者來去除的一價有機基等。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該R
2為至少利用熱來去除的一價有機基,例如可列舉:胺基甲酸酯系保護基、醯胺系保護基、醯亞胺系保護基、磺醯胺系保護基等。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該R
2為胺基甲酸酯系保護基,例如可列舉:第三丁氧基羰基、苄基氧基羰基、1,1-二甲基-2-鹵代乙氧基羰基、1,1-二甲基-2-氰基乙氧基羰基、9-芴基甲氧基羰基、烯丙氧基羰基、2-(三甲基矽烷基)乙氧基羰基等。
在本發明的一些實施態樣中,作為該R
2的具體例,可列舉如下述式(R2-1)至式(R2-5)分別所表示的基團等。
式(R2-1)、
式(R2-2)、
式(R2-3)、
式(R2-4)、
式(R2-5)
於該式(R2-1)至該式(R2-5)中,Ar
1是碳數為6至10的一價芳香環基,R
14是碳數為1至12的烷基,R
15是一價有機基,「*」代表鍵結於氮原子上的位置。
於該式(R2-2)中,該Ar
1是自碳數為6至10的芳香環中去除一個氫原子而成的基團,例如可列舉:苯基、萘基等。在該式(R2-4)中,該R
14的碳數為1至12的烷基例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等,這些基團可為直鏈狀或支鏈狀。在該式(R2-5)中,該R
15的一價有機基例如可列舉:碳數為1至10的烷基、碳數為3至10的環烷基、碳數為6至10的芳基、碳數為7至10的芳烷基等。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該R
15是碳數為6至10的芳基,更佳地,該R
15是苯基或萘基等芳基。此外,該式(R2-1)至該式(R2-4)所表示的基團不僅可利用熱來去保護(deprotection),還可利用光來去保護。在本發明的一些實施態樣中,從熱脫離性高,以及能夠將成膜時通過加熱而脫離且來自於該R
2的化合物作為氣體而排出至膜外的觀點考量,較佳地,該R
2為胺基甲酸酯系保護基,以使液晶顯示元件具有較低的畫素內對比變異度,更佳地,該R
2為第三丁氧基羰基,以使液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
於該式(III)中,該Z
2表示具有碳數為1至15的鏈狀烴結構或碳數為3至15的脂環式烴結構的二價有機基團。其中,「鏈狀烴結構」是指不含環狀結構而僅包含鏈狀結構的直鏈狀烴結構及支鏈狀烴結構。該鏈狀烴結構可為飽和,亦可為不飽和。「脂環式烴結構」是指僅包含以脂環式烴的結構做為環結構,而不含芳香環結構的烴結構。該脂環式烴結構不限於僅包含脂環式烴的結構,其一部分亦可包含鏈狀結構。
在本發明的一些實施態樣中,於該式(III)中,當該A
3及該A
4表示自苯環、吡啶環或嘧啶環的環部分去除二個氫原子而成的二價基團時,其中環部分可以具有取代基,且該A
3與該A
4是相同的;而該Z
2表示
,且n表示1至5的整數時,包含利用該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
在本發明的一些實施態樣中,基於更低的畫素內對比變異度的觀點,相對於式(III)中的氮原子,式(III)中的A
3與A
4所表示的苯環、吡啶環或嘧啶環上的鍵結位置較佳為對位。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該式(III)所示的二胺化合物(b1-1)為如式(III-2)所示的二胺化合物。
式(III-2)
於該式(III-2)中,Q
1及Q
2各自獨立表示-CH-或氮原子;Y
21及Y
22的定義與該式(III)中的Y
21及Y
22相同,在此不另行贅述;m
1表示1至5的整數。
在本發明的一些實施態樣中,該二胺化合物(b1-1)可包含但不限於如下式(III-3)至式(III-13)所示的化合物,較佳地,該二胺化合物(b1-1)為式(III-3)所示的化合物、式(III-4)所示的化合物、式(III-6)所示的化合物。該二胺化合物(b1-1)的具體化合物可藉由適合的組合有機化學的常見方法來合成。該二胺化合物(b1-1)可單獨使用一種或混合多種使用。於式(III-3)至式(III-13)中,Boc表示第三丁氧基羰基(t-butyloxy carbonyl)。
式(III-3)
式(III-4)
式(III-5)
式(III-6)
式(III-7)
式(III-8)
式(III-9)
式(III-10)
式(III-11)
式(III-12)
式(III-13)
當該二胺組份(b1)不包含該式(III)所示的二胺化合物(b1-1)時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件易有較高的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,導致該液晶顯示元件的顯示品質不佳之問題的發生。
在本發明的一些實施態樣中,基於該二胺組份(b1)的使用量為100莫耳,該式(III)所示的二胺化合物(b1-1)的總使用量為3莫耳至30莫耳,較佳地,該式(III)所示的二胺化合物(b1-1)的總使用量為5莫耳至25莫耳,更佳地,該式(III)所示的二胺化合物(b1-1)的總使用量為7莫耳至20莫耳。
﹝二胺化合物(b1-2)﹞
該二胺化合物(b1-2)為如下述式(IV)所示的二胺化合物。
式(IV)
於該式(IV)中,A
1及A
2各自獨立地表示經取代或未經取代的二價芳香環基;Y
11表示-O-、-S-、-COO-或-OCO-;Z
1表示如下式(Z1-1)所示的結構。
式(Z1-1)
於該式(Z1-1)中,R
1表示碳數為1至6的烷基、碳數為1至6的烷氧基或碳數為1至6的氟代烷基;m為0至4的整數,當m為2至4的整數時,R
1各自獨立地具有上述定義;n為1至3的整數,當n為2或3時,R
1及m各自獨立地具有上述定義;*表示鍵結位置。
也就是說,該二胺化合物(b1-2)為如下述式(IV’)所示的二胺化合物。
式(IV’)
於該式(IV’)中,A
1、A
2及Y
11的定義與該式(IV)中的A
1、A
2、及Y
11相同,R
1、m及n的定義與該式(Z1-1)中的R
1、m及n相同,在此不另行贅述。
於該式(IV)及該式(IV’)中,A
1及A
2各自獨立表示經取代或未經取代的二價芳香環基,其中,前述的二價芳香環基為自芳香環的環部分去除2個氫原子而成的基團,且可於環部分具有取代基。該芳香環例如可舉例:苯環、萘環(naphthalene ring)、蒽環(anthracene ring)、聯苯環(biphenyl ring)等芳香族烴環;吡啶環、吡嗪環(pyrazine ring)、嘧啶環、噠嗪環(pyridazine ring)等含氮雜環等。該芳香環可具有的取代基例如可列舉碳數為1至6的烷基等。在A
1及A
2相同的情況下,能夠簡便地進行合成二胺化合物(b1-2),並且包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有較低的畫素內對比變異度。關於A
1及A
2,就可獲得具有更低的畫素內對比變異度的液晶顯示元件的方面而言,在本發明的一些實施態樣中,較佳地,A
1及A
2各自地為自可具有取代基的苯環、聯苯環、吡啶環或嘧啶環的環部分去除2個氫原子而成的基團。
在本發明的一些實施態樣中,上述的式(IV)及式(IV’)中的A
1及A
2各自獨立表示經取代或未經取代的1,4-伸苯基。當A
1及A
2各自獨立表示經取代或未經取代的1,4-伸苯基時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
於該式(IV)的式(Z1-1)及該式(IV’)中,R
1表示碳數為1至6的烷基、碳數為1至6的烷氧基或碳數為1至6的氟代烷基,當m為2至4的整數時,R
1各自可為相同或不同。
於該式(IV)的R
1中,該碳數為1至6的烷基可以是直鏈狀的,也可以是支鏈狀的,具體來說,該碳數為1至6的烷基可以列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基等。
於該式(IV)的R
1中,該碳數為1至6的烷氧基可以列舉作為上述碳數為1至6的烷基所列舉之基與氧原子結合者,具體來說,可以列舉例如甲氧基、乙氧基等。
於該式(IV)的R
1中,該碳數為1至6的氟代烷基可以列舉用氟原子取代作為上述碳數為1至6的烷基所列舉的基團的至少一個氫原子所得者。
當該二胺組份(b1)包含該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有低的畫素內對比變異度,因此該液晶顯示元件的顯示品質佳。
在本發明的一些實施態樣中,當該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)為選自由下述式(IV-1)所示的結構時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
式(IV-1)
於該式(IV-1)中,A
1、A
2及Y
11的定義與該式(IV)中的A
1、A
2及Y
11相同,R
1、m及n的定義與該式(Z1-1)中的R
1、m及n相同,在此不另行贅述。
在本發明的一些實施態樣中,該式(IV-1)中的m為0至4的整數,較佳地,該m為0至2的整數,更佳地,該m為0。
在本發明的一些實施態樣中,該式(IV-1)中的n為1至3的整數,較佳地,該n為1。
在本發明的一些實施態樣中,更佳地,該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)為選自由下述式(IV-2)所示的結構。
式(IV-2)
於該式(IV-2)中,Y
11的定義與該式(IV)中的Y
11相同,R
1、m及n的定義與該式(Z1-1)中的R
1、m及n相同,在此不另行贅述。
於該式(IV-2)中,R
2各自獨立地表示碳數為1至6的烷基、碳數為1至6的烷氧基或碳數為1至6的氟代烷基;r各自獨立地表示0至5的整數,較佳地,r表示0;當r表示2至5的整數時,R
2各自獨立地具有上述定義;n為1至3的整數,當n為2或3時,R
1和m各自獨立地具有上述定義。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該式(IV-2)中與胺基連接的苯基為經取代或未經取代的1,4-伸苯基,因此,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
在本發明的一些實施態樣中,該二胺化合物(b1-2)的具體例可列舉由如下式(IV-3)至式(IV-11)所示的化合物,較佳地,該二胺化合物(b1-2)可列舉式(IV-3)所示的化合物、式(IV-4)所示的化合物、式(IV-10)所示的化合物、及式(IV-11)所示的化合物。
式(IV-3)
式(IV-4)
式(IV-5)
式(IV-6)
式(IV-7)
式(IV-8)
式(IV-9)
式(IV-10)
式(IV-11)
該式(IV)或該式(IV’)所表示的二胺化合物(b1-2)可以由有機化學的常見方法製造,以下列舉說明的二胺化合物(b1-2)的製造方法,但本發明不限於此。
具體來說,Y
11為O或S,n為1且A
1、A
2為相同的硝基苯衍生物的情況下,如下反應式(1)或反應式(2)所示,可藉由使用市售的經離去基(X)取代的硝基苯衍生物與二羥基環己烷衍生物或二硫醇基環己烷衍生物反應,得到中間產物「二硝基化合物」。較佳地,離去基(X)可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、對甲苯磺醯基(-OTs)及甲磺醯基(-OMs)。以下僅列舉硝基苯衍生物與二羥基環己烷衍生物反應的反應式(1)以及硝基苯衍生物與二硫醇基環己烷衍生物反應的反應式(2),但本發明不限於此。其中,硝基苯衍生物可因應A
1、A
2的不同,替換為其他硝基芳香族衍生物作為反應原料,如硝基聯苯衍生物、硝基吡啶衍生物等。
反應式(1)
反應式(2)
於該反應式(1)及該反應式(2)中,X為離去基;R
1、m的定義與該式(IV)的式(Z1-1)及該式(IV’)中的R
1、m的定義相同;R
2、r的定義與該式(IV-2)中的R
2、r的定義相同,在此不另行贅述。
該反應式(1)及該反應式(2)的進行並無特別限定,可在鹼存在下進行。又,只要能合成目標的產物,所使用的鹼沒有特別的限制,可列舉碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、烷氧化鈉(sodium alkoxide)、烷氧化鉀(potassium alkoxide)、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫化鈉等的無機鹼;以及吡啶、二甲基胺基吡啶、三甲胺、三乙胺、三丁胺等的有機鹼。依情況,當合併使用鈀觸媒或銅觸媒或銅觸媒時,可提高產率。該鈀觸媒的具體例包含但不限於二亞苄基丙酮鈀[bis(dibenzylideneacetone)palladium]、三(二亞苄基丙酮)二鈀[tris(dibenzylideneacetone)dipalladium]、1,1'-雙二苯基膦二茂鐵二氯化鈀{[1,1’-bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II)}等。進行該反應式(1)及該反應式(2)所使用的反應溶劑可選擇自極性非質子性溶劑,如乙腈、二甲基甲醯胺(DMF)、丙酮、二甲基乙醯胺(DMAc)。就容易合成的觀點而言,較佳地,該鹼為碳酸鉀。
該反應式(1)或該反應式(2)的反應溫度,可根據反應方式適當設定,較佳地,該反應式(1)或該反應式(2)的反應溫度為-20℃至250℃,更佳地,該反應式(1)或該反應式(2)的反應溫度為0℃至200℃。
接著,如下反應式(3)所示,以還原法將該反應式(1)的產物(即,中間產物「二硝基化合物」)中的硝基轉換為胺基而製得最終產物「二胺化合物」。以下僅作為例示,但本發明不限於此。
反應式(3)
同理,如下反應式(4)所示,亦可以還原方法將該反應式(2)的產物(即,中間產物「二硝基化合物」)中的硝基轉換為胺基而製得最終產物「二胺化合物」。以下僅作為例示,但本發明不限於此。
反應式(4)
二硝基化合物的還原方法沒有特別的限制,可例示使用鈀-碳、氧化鉑、雷氏鎳(Raney nickel)、鉑黑、銠-氧化鋁、碳負載硫化鉑觸媒(PtS/C catalysts,Platinum sulfided on carbon)等作為觸媒,並於如乙酸乙酯、甲苯、四氫呋喃、二噁烷及醇類的溶劑中,藉由氫氣、肼及氯化氫進行還原的方法。亦可依需要使用高壓釜,於加壓下進行還原反應。另一方面,於取代苯環或飽和烴基的氫原子的取代基結構中含有不飽和鍵的情況下,當使用鈀-碳或鉑-碳時,不飽和鍵可能會被還原成飽和鍵。因此,較佳為使用還原鐵、錫、氯化錫的過渡金屬作為觸媒的還原條件。
該反應式(3)及該反應式(4)的反應溫度,可根據反應方式適當設定,較佳地,該反應式(3)及該反應式(4)的反應溫度為-20℃至200℃,更佳地,該反應式(3)及該反應式(4)的反應溫度為0℃至150℃。
當n為2或3時,可使用如下述式(1-1)或式(2-1)所表示的化合物分別代替二羥基環己烷衍生物、二硫醇基環己烷衍生物,得到該式(IV)所表示的化合物,其中,Y
11為O或S,且n為2或3。
式(1-1)
式(2-1)
於該式(1-1)及該式(2-1)中,k為0或1;R
1、m的定義與該式(IV)的式(Z1-1)及該式(IV’)中的R
1、m的定義相同。
另一方面,當Y
11為*-COO-或*-OCO-時,其中「*」的鍵結位置與胺基芳香族基連結,可以使用習知方法適當合成二胺化合物。例如當Y
11為*-COO-的二胺化合物時,可以藉由進行二羥基環己烷衍生物(例如1,4-環己二醇)及硝基芳香族基甲醯氯衍生物(例如硝基苯甲醯氯)的酯化反應,接著還原硝基而得。例如當Y
11為*-OCO-的二胺化合物時,可以藉由進行環己烷二醯氯衍生物與硝基芳香族基酚衍生物(例如硝基苯酚)的酯化反應後,接著還原硝基而得。
另一方面,當A
1、A
2為不同的經取代的二價芳香環基時,可以使用習知方法適當合成二胺化合物。以Y
11為O或S,且n為1的化合物的情況為例,藉由使用市售的含有羥基硝基芳香族衍生物先與具有兩個離去基(X)的環己烷衍生物,反應後得含有一個離去基(X)的硝基化合物。所述含有一個離去基的硝基化合物再與另一個含有羥基硝基芳香族衍生物反應,得到二硝基化合物,接著還原硝基而得到二胺化合物。
在本發明的一些實施態樣中,基於該二胺組份(b1)的總使用量為100莫耳,如該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)的總使用量為0莫耳至30莫耳,較佳地,如該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)的總使用量為5莫耳至25莫耳,更佳地,如該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)的總使用量為7莫耳至20莫耳。
﹝二胺化合物(b1-3)﹞
該二胺化合物(b1-3)可包含如下式(B13)所示的二胺化合物。
式(B13)
於該式(B13)中,Z
31及Z
31'各自獨立表示碳數為1至10的鏈狀烴基或單鍵;Z
32及Z
32'各自獨立表示-O-、-S-、-CO-或-COO-;Z
33及Z
33'各自獨立地表示碳數為1至10的鏈狀烴基或單鍵;Z
31、Z
31'、Z
33及Z
33'不可皆為單鍵;環Z表示芳香族烴環、二苯醚或含氮雜環;B
1及B
2各自獨立地表示選自於由如下述式(V-1)至式(V-16)所示的二價有機基中的一者,且B
1與B
2不具有相同結構。
式(V-1)、
式(V-2)、
式(V-3)、
式(V-4)、
式(V-5)、
式(V-6)、
式(V-7)、
式(V-8)、
式(V-9)、
式(V-10)、
式(V-11)、
式(V-12)、
式(V-13)、
式(V-14)、
式(V-15)、
式(V-16)
於該式(V-1)至式(V-16)中,*表示鍵結位置;於該式(V-2)中,B
3表示碳數為1至5的伸烷基或-O-;於該式(V-14)中,B
4表示氫原子、甲基、羥基或甲氧基。
在本發明的一些實施態樣中,該式(B13)所示的二胺化合物(b1-3)選自於由如式(B13-1)及式(B13-2)所示的結構所組成的群組中的至少一者。
式(B13-1)
式(B13-2)
於該式(B13-1)及該式(B13-2)中,Z
31、Z
31'的定義與該式(B13)中的Z
31、Z
31'的定義相同,在此不另行贅述。
在本發明的一些實施態樣中,該二胺化合物(b1-3)可包含但不限於如下式(B13-3)至式(B13-10)所示的化合物,較佳地,該二胺化合物(b1-3)為包含式(B13-3)所示的化合物、式(B13-5)所示的化合物、或其組合。
式(B13-3)
式(B13-4)
式(B13-5)
式(B13-6)
式(B13-7)
式(B13-8)
式(B13-9)
式(B13-10)
以下詳述該二胺化合物(b1-3)的主要合成方法,以下說明的方法僅是做為例示,本發明不限於此。
如以下反應式(甲)所示,該二胺化合物(b1-3)是藉由還原二硝基化合物,以將硝基轉換為胺基而製得,此反應式記載實施例的二胺化合物(B13-3),其僅是做為例示。
反應式(甲)
二硝基化合物的還原方法沒有特別的限制,可例如使用鈀-碳、氧化鉑、雷氏鎳(Raney nickel)、鉑黑、銠-氧化鋁、碳負載硫化鉑觸媒(PtS/C catalysts,Platinum sulfided on carbon)等作為觸媒,並於如乙酸乙酯、甲苯、四氫呋喃、二噁烷及醇類的溶劑中,藉由氫氣、肼及氯化氫進行還原的方法。亦可依需要使用高壓釜,於加壓下進行還原反應。另一方面,於取代苯環或飽和烴基的氫原子的取代基結構中含有不飽和鍵的情況下,當使用鈀-碳或鉑-碳時,不飽和鍵可能會被還原成飽和鍵。因此,較佳為使用還原鐵、錫、氯化錫等過渡金屬作為觸媒的還原條件。
該反應式(甲)的反應溫度可根據反應方式適當設定,較佳地,該反應式(甲)的反應溫度為-20℃至200℃,更佳地,該反應式(甲)的反應溫度為0℃至150℃。
於二硝基化合物的合成中,如以下反應式(乙)與反應式(丙)所示,可藉由使用市售的硝基羥基芳香族衍生物、硝基羥基吡啶衍生物、硝基羥基嘧啶衍生物、硝基羥基二苯基醚衍生物先與被離去基(X)取代的芳香族烴環衍生物、二苯基醚衍生物或含氮雜環衍生物反應後,得到含有離去基(X)的硝基化合物。該含有離去基(X)的硝基化合物再與另一硝基羥基芳香族衍生物、硝基羥基吡啶衍生物、硝基羥基嘧啶衍生物、硝基羥基二苯基醚衍生物反應而得到二硝基化合物。較佳地,該離去基(X),可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲苯磺酸酯及甲磺酸酯。
反應式(乙)
反應式(丙)
該反應式(乙)及該反應式(丙)的進行並無特別限定,可在鹼存在下進行。又,只要能合成目標的產物,所使用的鹼沒有特別的限制,可列舉碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、烷氧化鈉(sodium alkoxide)、烷氧化鉀(potassium alkoxide)、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫化鈉等的無機鹼;以及吡啶、二甲基胺基吡啶、三甲胺、三乙胺、三丁胺等的有機鹼。依情況,當合併使用鈀觸媒或銅觸媒時,可提高產率。該鈀觸媒的具體例包含但不限於二亞苄基丙酮鈀[bis(dibenzylideneacetone)palladium]、三(二亞苄基丙酮)二鈀[tris(dibenzylideneacetone)dipalladium]、1,1'-雙二苯基膦二茂鐵二氯化鈀{[1,1’-bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II)}等。進行該反應式(乙)及該反應式(丙)所使用的反應溶劑可選擇極性非質子性溶劑,如乙腈、二甲基甲醯胺(DMF)、丙酮、二甲基乙醯胺(DMAc)。就容易合成的觀點而言,較佳地,該鹼為碳酸鉀。
該反應式(乙)及該反應式(丙)的反應溫度,可根據反應方式適當設定,較佳地,該反應式(乙)及該反應式(丙)的反應溫度為-20℃至250℃,更佳地,該反應式(乙)及該反應式(丙)的反應溫度為0℃至200℃。
該二胺化合物(b1-3)可單獨使用一種或混合多種使用。
當二胺組份(b1)更包含該二胺化合物(b1-3)時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的畫素內對比變異度。
在本發明的一些實施態樣中,基於該二胺組份(b1)的總使用量為100莫耳,該二胺化合物(b1-3)的使用量為0莫耳至94莫耳,較佳地,該二胺化合物(b1-3)的使用量為15莫耳至89莫耳,更佳地,該二胺化合物(b1-3)的使用量為20莫耳至86莫耳。
﹝二胺化合物(b1-4)﹞
該二胺化合物(b1-4)為如式(A22-1)至式(A22-2)所示的二胺化合物。
式(A22-1)、
式(A22-2)
於該式(A22-1)中,Y
31表示式(A22-3)所示的二價有機基團,且多個Y
32分別獨立地表示氫或碳數為1至6的烷基。於該式(A22-2)中,多個Y
33分別獨立地表示式(A22-3')所示的二價有機基團。
式(A22-3)、
式(A22-3')
於該式(A22-3)所示的二價有機基團中,Ar分別獨立地表示二價的苯環、聯苯結構或萘環,且苯環、聯苯結構或萘環的氫原子可被一價取代基團所取代或未被取代;Y
31'代表-(CH
2)
n-,n代表2至18的整數,且-(CH
2)
n-中的至少一個-CH
2-可被-O-、-C(=O)-或-O-C(=O)-所取代或未被取代;p1表示0或1;「*」代表鍵結位置。
於該式(A22-3')所示的二價有機基團中,Ar'分別獨立地表示二價的苯環或聯苯結構,且苯環或聯苯結構的氫原子可被一價取代基團所取代或未被取代;Y
33'代表-(CH
2)
n-,n代表2至18的整數,且-(CH
2)
n-中的至少一個-CH
2-可被-O-、-C(=O)-或-O-C(=O)-所取代或未被取代;p2表示0或1;「*」代表鍵結位置。
於該式(A22-3)所示的二價有機基團及該式(A22-3')所示的二價有機基團中,苯環、聯苯結構、或萘環的一價取代基團例如為鹵素、碳數為1至10的烷基、碳數為2至10的烯基、碳數為1至10的烷氧基、碳數為1至10的氟烷基、碳數為2至10的氟烯基、碳數為1至10的氟烷氧基、羧基、羥基、碳數為1至10的烷氧基羰基、氰基,或硝基等。
在本發明的一些實施態樣中,基於提高液晶配向性的觀點,較佳地,該式(A22-3)所示的二價有機基團為式(A22-3-1)至式(A22-3-16)所示的基團中的至少一者,其中「*」代表鍵結位置。
式(A22-3-1)、
式(A22-3-2)、
式(A22-3-3)、
式(A22-3-4)、
式(A22-3-5)、
式(A22-3-6)、
式(A22-3-7)、
式(A22-3-8)、
式(A22-3-9)、
式(A22-3-10)、
式(A22-3-11)、
式(A22-3-12)、
式(A22-3-13)、
式(A22-3-14)、
式(A22-3-15)、
式(A22-3-16)
於該式(A22-3-1)中,m為0至1,且n為1至6。於該式(A22-3-2)中,n為1至6。於該式(A22-3-3)中,n為2至6。於該式(A22-3-4)中,n為1至6。於該式(A22-3-5)中,n為1至6。於該式(A22-3-6)中,n為2至6。於該式(A22-3-7)中,n為1至6。於該式(A22-3-8)中,n為1至6。於該式(A22-3-9)中,n為2至6。於該式(A22-3-10)中,m為1至3,且n為1至4。於該式(A22-3-11)中,n為1至6。於該式(A22-3-12)中,n為1至6。於該式(A22-3-13)中,m為0至1,且n為1至6。於該式(A22-3-14)中,m為1至3,且n為1至4。
在本發明的一些實施態樣中,基於提高液晶配向性的觀點,較佳地,該式(A22-3')所示的二價有機基團為該式(A22-3-7)至該式(A22-3-16)所示的基團。
當該二胺化合物(b1-4)包含複數式(A22-1)所示的二胺化合物時,較佳地,式(A22-1)中的Y
31表示式(A22-3-1)至式(A22-3-14)的二胺化合物與式(A22-1)中的Y
31表示式(A22-3-15)至式(A22-3-16)的二胺化合物的組合。
在本發明的一些實施態樣中,該式(A22-2)所示的二胺化合物例如但不限於式(A22-2-1)至式(A22-2-5)所示的二胺化合物。
式 (A22-2-1)、
式 (A22-2-2)、
式 (A22-2-3)、
式(A22-2-4)、
式(A22-2-5)
於該式(A22-2-1)中,m為1至6,且n為1至6。於該式(A22-2-2)中,m為1至6,且n為1至6。於該式(A22-2-3)中,m為2至6,且n為2至6。
該二胺化合物(b1-4)可單獨一種使用或混合複數種使用。在本發明的一些實施態樣中,基於該二胺組份(b1)之總使用量為100莫耳,該二胺化合物(b1-4)的使用量可為0莫耳至94莫耳,較佳地,該二胺化合物(b1-4)的使用量為10莫耳至89莫耳,更佳地,該二胺化合物(b1-4)的使用量為15莫耳至86莫耳。
﹝其他二胺化合物(b1-5)﹞
該其他二胺化合物(b1-5)例如但不限於具有光配向性基的二胺化合物、4-氨基-N-甲基苯乙胺、4-氨基-N-甲基苯乙胺、2,4-二胺基苯酚、3,5-二胺基苯酚、3,5-二胺基苯甲醇、2,4-二胺基苯甲醇、4,6-二胺基間苯二酚、具有羧基的二胺化合物、3,3'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、3,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基酮、1,4-雙(4-胺基苄基)苯、4,4'-二胺基二苯醚、1-(4-胺基苯基)-1,3,3-三甲基-1H-二氫茚-5-胺、1-(4-胺基苯基)-2,3-二氫-1,3,3-三甲基-1H-茚-6-胺、具有脲鍵的二胺化合物、具有醯胺鍵的二胺化合物、末端有光聚合性基的二胺化合物、具有矽氧烷鍵的二胺化合物,或具㗁唑啉結構的二胺化合物等。
該具有光配向性基的二胺化合物例如但不限於4,4'-二胺基偶氮苯,或式(A24-1)至式(A24-3)所示的二胺化合物等。
式(A24-1)、
式(A24-2)、
式(A24-3)
該具有羧基的二胺化合物例如但不限於2,4-二胺基苯甲酸、2,5-二胺基苯甲酸、3,5-二胺基苯甲酸,或式(A24-4)至式(A24-7)所示的二胺化合物等。
式(A24-4)、
式(A24-5)、
式(A24-6)、
式(A24-7)
於該式(A24-4)中,Y
51表示單鍵、-CH
2-、-C
2H
4-、-C(CH
3)
2-、-CF
2-、-C(CF
3)
2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH
3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH
3)-或-N(CH
3)CO-;m1及m2分別獨立地表示0至4的整數,且(m1+m2)表示1至4的整數。於該式(A24-5)中,m3及m4分別獨立地表示1至5的整數。於該式(A24-6)中,Y
52表示碳數為1至5的直鏈或支鏈烷基;m5表示1至5的整數。於該式(A24-7)中,Y
53及Y
54分別獨立地表示單鍵、-CH
2-、-C
2H
4-、-C(CH
3)
2-、-CF
2-、-C(CF
3)
2-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH
3)-、-CONH-、-NHCO-、-CH
2O-、-OCH
2-、-COO-、-OCO-、-CON(CH
3)-或-N(CH
3)CO-;m6表示1至4的整數。
該具有脲鍵的二胺化合物例如但不限於式(A24-8)至式(A24-10)所示的二胺化合物等。
式(A24-8)、
式(A24-9)、
式(A24-10)
於該式(A24-8)中,n1為0至6,且n2為1至6。於該式(A24-9)中,n1為1至6,且n2為1至6。於該式(A24-10)中,n為1至6。
該具有醯胺鍵的二胺化合物例如但不限於式(A24-11)至式(A24-13)所示的具有醯胺鍵的二胺化合物。
式(A24-11)、
式(A24-12)、
式(A24-13)
於該式(A24-12)中,n為1至6。於該式(A24-13)中,n1為1至6,且n2為1至6。
該末端有光聚合性基的二胺化合物例如但不限於甲基丙烯酸2-(2,4-二胺基苯氧基)乙基,或2,4-二胺基-N,N-二烯丙基苯胺等。
該具有矽氧烷鍵的二胺化合物例如但不限於3-雙(3-胺基丙基)-四甲基二矽氧烷。
該具㗁唑啉結構的二胺化合物例如但不限於式(A24-14)至式(A24-15)所示的二胺化合物等。
式(A24-14)、
式(A24-15)
該其他二胺化合物(b1-5)可單獨一種使用或混合複數種使用。在本發明的一些實施態樣中,基於該二胺組份(b1)的總使用量為100莫耳,該其他二胺化合物(b1-5)的使用量可為0莫耳至94莫耳,較佳地,該其他二胺化合物(b1-5)的使用量為10莫耳至89莫耳,更佳地,該其他二胺化合物(b1-5)的使用量為15莫耳至86莫耳。
〈第二聚合物(A2)〉
在本發明的一些實施態樣中,該聚合物組份(A)還包括第二聚合物(A2)。
該第二聚合物(A2)選自於由包含四羧酸二酐組份(a2)及二胺組份(b2)的反應組成物經反應所形成的聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物所形成的醯亞胺化聚合物所組成的群組中的至少一者,及該第二聚合物(A2)不包含該第一聚合物(A1)中的式(I)所示的結構。舉例而言,該第二聚合物(A2)為具有聚醯胺酸及聚醯胺酸酯的醯亞胺前驅物結構的聚醯亞胺前驅物,或者,該第二聚合物(A2)為該聚醯亞胺前驅物所形成的醯亞胺化聚合物(即聚醯亞胺),或者,該第二聚合物(A2)包含該聚醯亞胺前驅物及該醯亞胺化聚合物等。該第二聚合物(A2)可單獨一種使用,也可混合複數種使用。
在本發明的一些實施態樣中,該第一聚合物(A1)與該第二聚合物(A2)的重量用量比例(即第一聚合物(A1)/第二聚合物(A2)的質量比)為10/90至90/10,較佳地,該第一聚合物(A1)與該第二聚合物(A2)的重量用量比例為20/80至90/10,更佳地,該第一聚合物(A1)與該第二聚合物(A2)的重量用量比例為20/80至80/20。
〔四羧酸二酐組份(a2)〕
該四羧酸二酐組份(a2)例如但不限於非環脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物,或這些化合物的衍生物。該非環脂肪族四羧酸二酐化合物、該脂環族四羧酸二酐化合物與該芳香族四羧酸二酐化合物例如第一聚合物(A1)中的四羧酸二酐化合物。較佳地,該四羧酸二酐組份(a2)包含式(A11)所示的脂環族四羧酸二酐或其衍生物,或者如上式(A12)所示且X
1'代表式(A12-1)至式(A12-6)所示的結構的四羧酸二酐化合物或其衍生物。該四羧酸二酐組份(a2)可單獨一種使用或混合複數種使用。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該四羧酸二酐組份(a2)包含如式(A12)所示且X
1'為式(VI)所示的結構的四羧酸二酐化合物(a2-1)。
式(A12)
式(VI)
於該式(VI)中,Z
11表示單鍵,且「*」代表鍵結位置。
該四羧酸二酐化合物(a2-1)可單獨一種使用或混合複數種使用。
在本發明的一些實施態樣中,更佳地,該四羧酸二酐組份(a2)包含如式(VII)所示的四羧酸二酐化合物。
式(VII)
在本發明的一些實施態樣中,基於該四羧酸二酐組份(a2)的總量為100莫耳,該四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量為30莫耳至100莫耳,較佳地,該四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量為40莫耳至100莫耳,更佳地,該四羧酸二酐化合物(a2-1)的使用量為50莫耳至100莫耳。
〔二胺組份(b2)〕
該二胺組份(b2)例如但不限於該第一聚合物(A1)的二胺組份(b1),或者,具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)。該二胺組份(b2)可單獨一種使用或混合複數種使用。此外,該二胺組份(b2)不包含該式(III)所示的二胺化合物(b1-1)、該式(IV)所示的二胺化合物(b1-2)及該二胺化合物(b1-3)。
﹝具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)﹞
該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)中的含氮原子結構選自於由含氮原子的雜環、二級胺基及三級胺基所構成的群組中的至少一種。
該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)的含氮原子的雜環例如但不限於吡咯、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、嘧啶、嗒𠯤、吡𠯤、吲哚、苯并咪唑、嘌呤、喹啉、異喹啉、㖠啶、喹㗁啉、呔𠯤、三𠯤、咔唑、吖啶、哌啶、哌𠯤、吡咯啶或六亞甲基亞胺等。較佳地,該含氮原子的雜環為吡啶、嘧啶、吡𠯤、哌啶、哌𠯤、喹啉、咔唑或吖啶。
該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)中的含氮原子結構為式(B21)所示的二級胺基及三級胺基。
式(B21)
於該式(B21)中,Z表示氫、碳數為1至10的烷基、環烷基或芳基;「*」代表鍵結位置。
該碳數為1至10的烷基例如但不限於甲基、乙基或丙基。該環烷基例如但不限於環己基。該芳基例如但不限於苯基或甲苯基。較佳地,Z為氫或甲基。
該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)例如但不限於2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、3,6-二胺基咔唑、N-甲基-3,6-二胺基咔唑、1,4-雙-(4-胺基苯基)-哌𠯤、3,6-二胺基吖啶、N-乙基-3,6-二胺基咔唑、N-苯基-3,6-二胺基咔唑、式(B21-1)至式(B21-8)所示的二胺化合物,或式(B21-9)至式(B21-26)所示的二胺化合物。
式(B21-1)、
式(B21-2)、
式(B21-3)、
式(B21-4)、
式(B21-5)、
式(B21-6)、
式(B21-7)、
式(B21-8)、
式(B21-9)、
式(B21-10)、
式(B21-11)、
式(B21-12)、
式(B21-13)、
式(B21-14)、
式(B21-15)、
式(B21-16)、
式(B21-17)、
式(B21-18)、
式(B21-19)、
式(B21-20)、
式(B21-21)、
式(B21-22)、
式(B21-23)、
式(B21-24)、
式(B21-25)、
式(B21-26)
於該式(B21-5)中,n表示1至4。於該式(B21-6)中,n表示1至4。該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)可單獨一種使用或混合複數種使用。
在本發明的一些實施態樣中,基於該二胺組份(b2)的總量為100莫耳,該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)的使用量為15莫耳至100莫耳,較佳地,該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)的使用量為20莫耳至90莫耳,更佳地,該具有含氮原子結構的二胺化合物(b2-1)的使用量為25莫耳至80莫耳。
《第一聚合物(A1)及第二聚合物(A2)的製備方法》
該第一聚合物(A1)及該第二聚合物(A2)的製造可藉由使上述的二胺組份和四羧酸二酐組份於溶劑中進行(縮聚合)反應來進行。當該第一聚合物(A1)及該第二聚合物(A2)的一部分具有醯胺酸結構時,例如藉由使四羧酸二酐組份與二胺組份反應,以獲得具有醯胺酸結構的聚合物(即聚醯胺酸)。該溶劑沒有特別的限制,僅須可溶解所形成的聚合物即可。舉例而言,該溶劑例如但不限於N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸或1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等。在本發明的一些實施態樣中,當聚合物的溶劑溶解性較高時,該溶劑例如甲乙酮、環己酮、環戊酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮,或如式(D-1)至式(D-3)所示的溶劑。
式(D-1)、
式(D-2)、
式(D-3)
於該式(D-1)中,Z
1表示碳數為1至3的烷基。於該式(D-2)中,Z
2表示碳數為1至3的烷基。於該式(D-3)中,Z
3表示碳數為1至4的烷基。
該溶劑可單獨一種使用,或混合複數種使用。其次,縱使是無法溶解聚合物的溶劑,該無法溶解聚合物的溶劑仍可在所生成的聚合物不會析出的範圍內,與上述的溶劑混合使用。當二胺組份與四羧酸二酐組份在溶劑中反應時,反應能以任意的濃度來進行,較佳地,該反應中的二胺組份與四羧酸二酐組份的總濃度為1wt%至50wt%,更佳地,該反應中的二胺組份與四羧酸二酐組份的總濃度為5wt%至30wt%。反應初始亦可於高濃度進行,然後,額外添加溶劑。進行反應時,較佳地,二胺組份的總莫耳數與四羧酸二酐組份的總莫耳數的比值為0.8至1.2。相同於一般的縮聚反應,二胺組份的總莫耳數與四羧酸二酐組份的總莫耳數的比值越接近1.0時,所形成的第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)的分子量越大。
該具有醯胺酸酯結構的聚合物可例如藉由習知方法來獲得,且該習知方法為(1)使上述方法所獲得的聚醯胺酸與酯化劑反應的方法、(2)使四羧酸二酯化合物與二胺化合物進行反應的方法,或(3)使四羧酸二酯二鹵化物與二胺化合物進行反應的方法。
本發明液晶配向劑的該第一聚合物(A1)或該第二聚合物(A2)中的醯亞胺化聚合物可例如藉由將該具有醯胺酸酯結構的聚合物予以閉環來獲得。於該醯亞胺化聚合物中,醯胺酸基或其衍生物所具有的官能基的閉環率(亦稱為醯亞胺化率)不一定須為100%,該醯亞胺化聚合物的醯亞胺化率可根據用途及/或目的任意調整。
對於獲得該醯亞胺化聚合物的方法,例如為將包含具有醯胺酸酯結構的聚合物的溶液直接加熱的熱醯亞胺化,或者於該包含具有醯胺酸酯結構的聚合物的溶液添加觸媒的觸媒醯亞胺化。於該包含具有醯胺酸酯結構的聚合物的溶液中進行熱醯亞胺化時,較佳地,該熱醯亞胺化的溫度為100℃至400℃,更佳地,該熱醯亞胺化的溫度為120℃至250℃。於進行該熱醯亞胺化時,較佳地,一併將醯亞胺化反應所生成的水排除到系統外。
該觸媒醯亞胺化例如為於該包含具有醯胺酸酯結構的聚合物的溶液中添加鹼性觸媒及酸酐來進行,較佳地,於-20℃至250℃進行攪拌,更佳地,於0℃至180℃。較佳地,該鹼性觸媒的添加量為醯胺酸基的莫耳當量的0.5倍至30倍,更佳地,該鹼性觸媒的添加量為醯胺酸基的莫耳當量的2倍至20倍。較佳地,該酸酐的添加量為醯胺酸基的莫耳當量的1倍至50倍,更佳地,該酸酐的添加量為醯胺酸基的莫耳當量的3倍至30倍。該鹼性觸媒例如但不限於吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺或三辛胺等。其中,由於吡啶具有使反應進行的適度鹼性,故較理想。該酸酐例如但不限於乙酸酐、偏苯三甲酸酐或苯均四酸酐等。其中,當使用乙酸酐,反應結束後的純化較容易,故較理想。該觸媒醯亞胺化的醯亞胺化率可藉由調整觸媒量、反應溫度及/或反應時間來控制。
當從上述醯亞胺化的反應溶液回收所形成的醯亞胺化聚合物時,將反應溶液投入到溶劑並使其沉澱即可。沉澱使用的溶劑例如但不限於甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、己烷、丁基賽珞蘇(butyl cellosolve)、庚烷、甲乙酮、甲基異丁基酮、甲苯、苯或水等。過濾並回收投入至溶劑所沉澱的聚合物後,可於常壓或減壓下,常溫或加熱乾燥。或者,將沉澱回收的聚合物溶於溶劑,並進行再沉澱回收,此操作重複進行2次至10次,可減少聚合物中的雜質。所使用的溶劑可例如為醇類或酮類烴等。若使用於其中所選出的三種以上的溶劑,精製的效率可進一步提高,故較理想。
《聚合物的溶液黏度與分子量》
於配置成包含濃度為10wt%至15wt%的第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)的溶液時,本發明包含第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)的溶液黏度沒有特別的限制,基於較易操作的觀點,該包含第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)的溶液的黏度可例如為10mPa・s至1000mPa・s。包含聚合物的溶液的黏度(mPa・s)是使用該聚合物的良溶劑(例如:γ-丁內酯或N-甲基-2-吡咯烷酮等)配製成包含濃度為10wt%至15wt%的聚合物的溶液,並使用E型旋轉黏度計於25℃所測得的數值。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,本發明第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)利用凝膠滲透層析(GPC)所測得以聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)為1,000至500,000,更佳地,為2,000至500,000。其次,較佳地,Mw與利用GPC所測得以聚苯乙烯換算的數量平均分子量(Mn)的比值所表示的分子量分布(Mw/Mn)為15以下,更佳地,為10以下。當聚合物的分子量為上述的分子量範圍時,可確保液晶顯示元件的良好配向性及安定性。
《封端劑》
在本發明的一些實施態樣中,當合成本發明第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)時,可使用如上述的四羧酸二酐組份及二胺組份,且併用適當的封端劑來合成末端密封型的聚合物。末端密封型的聚合物具有可提升利用塗膜所獲得的液晶配向膜的膜硬度,以及提升密封劑及液晶配向膜的密合特性的效果。本發明第一聚合物(A1)或第二聚合物(A2)的末端可例如胺基、羧基、酸酐基或該等的衍生物。胺基、羧基、酸酐基或該等的衍生物可藉由一般的縮合反應來獲得,或者藉由使用下述的封端劑來密封末端所獲得。相同地,上述的衍生物可例如使用下述的封端劑來獲得。
該封端劑例如但不限於酸酐、二碳酸二酯化合物、氯羰基化合物、單元胺化合物或單異氰酸酯化合物等。該酸酐例如但不限於乙酸酐、馬來酸酐、奈地酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、環己烷二羧酸酐、3-羥基鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、3-((3-三甲氧基矽基)丙基)-3,4-二氫呋喃-2,5-二酮、4,5,6,7-四氟異苯并呋喃-1,3-二酮或4-乙炔基鄰苯二甲酸酐。該二碳酸二酯化合物例如但不限於二碳酸二第三丁酯或二碳酸二烯丙酯等。該氯羰基化合物例如但不限於丙烯醯氯、甲基丙烯醯氯或菸鹼醯氯等。該單元胺化合物例如但不限於苯胺、2-胺基苯酚、3-胺基苯酚、4-胺基水楊酸、5-胺基水楊酸、6-胺基水楊酸、2-胺基苯甲酸、3-胺基苯甲酸、4-胺基苯甲酸、環己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺或正辛胺等。該單異氰酸酯化合物例如但不限於乙基異氰酸酯、苯基異氰酸酯或萘基異氰酸酯等。
該封端劑可單獨一種使用或混合複數種使用。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,基於該二胺組份的總量為100莫耳份,該封端劑的使用量為0.01莫耳份至20莫耳份,更佳地,該封端劑的使用量為0.01莫耳份至10莫耳份。
《其他聚合物》
在本發明的一些實施態樣中,本發明液晶配向劑的聚合物組份(A)可選擇性地還包含其他聚合物。該其他聚合物例如但不限於聚酯、聚醯胺、聚脲、聚有機矽氧烷、纖維素衍生物、聚縮醛、聚苯乙烯或其衍生物、聚(苯乙烯-苯基馬來醯亞胺)衍生物,或聚(甲基)丙烯酸酯等。
《溶劑(B)》
基於形成均勻薄膜的觀點,液晶配向劑採取塗佈液的形態,以製作液晶配向膜。較佳地,本發明液晶配向劑為含有聚合物組份(A)及溶劑(B)的塗佈液。其中,基於所設定的欲形成的塗膜厚度,該液晶配向劑中的聚合物組份(A)的濃度可適當改變。基於形成均勻且無缺陷的塗膜的觀點,較佳地,該液晶配向劑中的聚合物組份(A)的濃度為1wt%以上。基於溶液的保存安定性的觀點,較佳地,該液晶配向劑中的聚合物組份(A)的濃度為10wt%以下。理想的聚合物組份(A)的濃度為2wt%至8wt%。該液晶配向劑中的聚合物組份(A)的含量可藉由液晶配向劑的塗佈方法及/或所欲液晶配向膜的膜厚來適當改變,較佳地,該聚合物組份(A)的含量為2wt%至10wt%,更佳地,該聚合物組份(A)的含量為3wt%至8wt%。
該液晶配向劑中的溶劑(B)例如有機溶劑,且該溶劑(B)沒有特別的限制,僅須可將該聚合物組份(A)均勻溶解即可。該溶劑(B)例如但不限於N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基乳醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亞碸、γ-丁內酯、γ-戊內酯、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、甲乙酮、環己酮、環戊酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、N-(正丙基)-2-吡咯烷酮、N-異丙基-2-吡咯烷酮、N-(正丁基)-2-吡咯烷酮、N-(第三丁基)-2-吡咯烷酮、N-(正戊基)-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丙基-2-吡咯烷酮、N-乙氧基乙基-2-吡咯烷酮、N-甲氧基丁基-2-吡咯烷酮或N-環己基-2-吡咯烷酮等,而上述的溶劑亦稱為良溶劑。其中,N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺或γ-丁內酯為較佳。在本發明的一些實施態樣中,基於該液晶配向劑中的溶劑(B)的總量為100wt%,該良溶劑的使用量為20wt%至99wt%,較佳地,該良溶劑的使用量為20wt%至90wt%,更佳地,該良溶劑的使用量為30wt%至80wt%。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該液晶配向劑中的溶劑(B)包含上述良溶劑,以及可提升液晶配向劑塗佈時的塗佈性與塗膜的表面平滑性的貧溶劑。較佳地,基於該液晶配向劑中的溶劑(B)的總量為100wt%,該貧溶劑的使用量為1wt%至80wt%,更佳地,該貧溶劑的使用量為10wt%至80wt%,尤佳地,該貧溶劑的使用量為20wt%至70wt%。該貧溶劑的種類及使用量可依據液晶配向劑的塗佈裝置、塗佈條件及/或塗佈環境等適當選擇。
該貧溶劑例如但不限於二異丙醚、二異丁醚、二異丁基甲醇(2,6-二甲基-4-庚醇)、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、1,2-丁氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二丁醚、3-乙氧基丁基乙酸酯、1-甲基戊基乙酸酯、2-乙基丁基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、碳酸伸丙酯、碳酸伸乙酯、乙二醇單丁醚(丁基賽珞蘇)、乙二醇單異戊醚、乙二醇單己醚、丙二醇單丁醚、1-(2-丁氧基乙氧基)-2-丙醇、2-(2-丁氧基乙氧基)-1-丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯、二乙二醇乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇單乙醚、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、乳酸正丁酯、乳酸異戊酯、二乙二醇單乙醚,或二異丁基酮(2,6-二甲基-4-庚酮)等。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該貧溶劑為二異丁基甲醇、丙二醇單丁醚、丙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚乙酸酯,或二異丁基酮等。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該良溶劑與該貧溶劑的溶劑組合例如但不限於N-甲基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯與乙二醇單丁醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯與丙二醇單丁醚;N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇單丁醚;N-乙基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮;N-乙基-2-吡咯烷酮與丙二醇二乙酸酯;N,N-二甲基乳醯胺與二異丁基酮;N-甲基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙酯;N-乙基-2-吡咯烷酮與3-乙氧基丙酸乙酯;N-甲基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚乙酸酯;N-乙基-2-吡咯烷酮與二丙二醇二甲醚;N,N-二甲基乳醯胺與乙二醇單丁醚;N,N-二甲基乳醯胺與丙二醇二乙酸酯;N-乙基-2-吡咯烷酮與二乙二醇二乙醚;N,N-二甲基乳醯胺與二乙二醇二乙醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二乙二醇二乙醚;N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮與4-羥基-4-甲基-2-戊酮;N-乙基-2-吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇單丁醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二異丁基酮;N-甲基-2-吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二丙二醇單甲醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇單丁醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇二乙酸酯;γ-丁內酯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與二異丁基酮;γ-丁內酯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮與丙二醇二乙酸酯;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、丙二醇單丁醚與二異丁基酮;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯與丙二醇單丁醚與二異丙醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、丙二醇單丁醚與二異丁基甲醇;N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯與二丙二醇二甲醚;N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇單丁醚與二丙二醇二甲醚;N-乙基-2-吡咯烷酮、丙二醇單丁醚與二丙二醇單甲醚;N-乙基-2-吡咯烷酮、丙二醇單丁醚與丙二醇二乙酸酯;N-乙基-2-吡咯烷酮、丙二醇單丁醚與二異丁基酮;N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯與二異丁基酮;或者N-乙基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乳醯胺與二異丁基酮等。
該溶劑(B)可單獨一種使用或混合複數種使用。在本發明的一些實施態樣中,基於該聚合物組份(A)的總量為100重量份,該溶劑(B)的使用量為800重量份至4000重量份,較佳地,該溶劑(B)的使用量為900重量份至3500重量份,更佳地,該溶劑(B)的使用量為1000重量份至3000重量份。
《化合物(C)》
該化合物(C)包含式(C1)所示的結構。
式(C1)
於該式(C1)中,A為一價到四價的有機基團;n為1至4的整數;L
1、L
2各自獨立地為碳數為1至10的伸烷基或碳數為6至20的伸芳基;R
3、R
4各自獨立地表示如式(C2)所示的結構。
式(C2)
在該式(C2)中,R
5為碳數為1至20的烷基或碳數為1至20的鹵代烷基。
於本說明書中,烷基是衍生自烷烴的一價官能基並且可以是直鏈烷基或支鏈烷基。該直鏈烷基的碳原子數沒有特別限制,較佳地,該直鏈烷基的碳數為1至20。另外,該支鏈烷基的碳數為3至20個。該烷基例如但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、第三戊基、正己基、1-甲基戊基、正庚基、1-甲基己基、環戊基甲基、環己基甲基、正辛基、第三辛基、1-甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、異己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,6-二甲基庚基-4-基等。
於本說明書中,芳基是衍生自芳烴的一價官能基,並且沒有特別限制,較佳地,該芳基的碳數為6至20,並且可以是單環芳基或多環芳基。該單環芳基例如但不限於苯基、聯苯基、三聯苯基等。該多環芳基例如但不限於萘基(naphthyl group)、蒽基(anthracenyl group)、菲基(phenanthryl group)、芘基(pyrenyl group)、苝基(perylenyl group)、屈基(chrysenyl group)、芴基(fluorenyl group)等。
於本說明書中,鹵代烷基是指烷基上的氫被鹵素取代的官能基,該烷基如上所述,該鹵素例如但不限於氟、氯、溴、碘。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該鹵代烷基的碳原子數為1至20。
於本說明書中,伸烷基是衍生自烷烴的二價官能基,並且可以應用上述烷基的描述,只是它們是二價官能基。該伸烷基可以是直鏈伸烷基,也可以是支鏈伸烷基。該伸烷基例如但不限於伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸異丁基、伸第二丁基、伸第三丁基、伸戊基、伸己基等。
於本說明書中,伸芳基是芳烴衍生的二價官能基,並且可以應用上述芳基的描述,只是它們是二價官能基。該伸芳基可以是直鏈伸芳基或支鏈伸芳基。該伸芳基例如但不限於伸苯基、伸聯苯基、伸三聯苯基等。
於本說明書中,多價有機基團是指與任意化合物鍵結的多個氫原子被除去後的殘基,例如二價有機基團、三價有機基團、四價有機基團。舉例來說,衍生自環丁烷的四價有機基團是指其中與環丁烷鍵結的任四個氫原子已被除去的殘基。
於該式(C1)中,該A是一價至四價的有機基團,n可以是1至4的整數。該A是位於化合物中心的有機基團,而該式(C1)中由括號「[]」表示的n個官能基可以鍵結至該A所包含的末端官能基。即,在該式(C1)中,若n為1,則該A為一價的有機基團。另外,當n為2時,該A為二價的有機基團。另外,當n為3時,該A為三價的有機基團。另外,當n為4時,該A為四價的有機基團。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,於該式(C1)中,該n為2,該A為具有1至10個碳原子的伸烷基,具體地為伸丁基。
於該式(C1)中,該L
1和該L
2為相同或不同,且各自獨立地表示碳數為1至10的伸烷基或碳數為6至20的伸芳基中的一種。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該L
1和該L
2是相同的碳數為1至5的伸烷基,例如伸甲基、伸乙基。
於該式(C1)中,該R
3和該R
4為取代羥基(-OH)末端氫原子的官能基,而羥基(-OH)為化合物的可交聯官能基,故該R
3和該R
4能用以抑制聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物與該式(C1)間的交聯反應。
如下所述,當透過用於將液晶配向劑製備成液晶配向膜的乾燥程序、曝光程序、固化程序等而將溫度升高至90℃或更高時,該R
3和該R
4可以自該式(C1)上被脫附並同時被氫原子所取代。
該R
3和該R
4彼此為相同或不同,且各自獨立地可以是上述式(C2)所表示的官能基。
在本發明的一些實施態樣中,為使包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的摩擦碎亮點,較佳地,在該式(C2)中,該R
5為碳數為3至10個的烷基或碳數為10至15的鹵代烷基。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該式(C2)中的該R
5為正丁基、第三丁基和2,6-二甲基庚基-4-基中一者。
在本發明的一些實施態樣中,為使包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的摩擦碎亮點,較佳地,於該式(C1)中,該n為2至4的整數。
在本發明的一些實施態樣中,於該式(C1)中,該A為碳數為1至10的伸烷基,且該n為2。即,該式(C1)為如式(C3)所示結構的化合物,從而使包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有更低的摩擦碎亮點。
式(C3)
於該式(C3)中,A’為碳數為1至10的伸烷基,L
1’至L
4’各自獨立地為碳數為1至5的伸烷基,R
3’至R
6’各自獨立表示如式(C4)所示的結構。
式(C4)
於該式(C4)中,R
5為碳數為1至20的烷基或碳數為1至20的鹵代烷基。
該式(C1)所示結構的化合物的具體例可列舉由如下式(C1-1)至式(C1-3)所示的化合物。在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該式(C1)所示結構的化合物為式(C1-1)所示的化合物。
式(C1-1)
式(C1-2)
式(C1-3)
在本發明的一些實施態樣中,基於該液晶配向劑的總量為100wt%計,該化合物(C)的用量為1wt%至30wt%,較佳地,該化合物(C)的用量為2wt%至25wt%,更佳地,該化合物(C)的用量為3wt%至20wt%。
當未使用該化合物(C)時,包含由該液晶配向劑所形成的液晶配向膜的液晶顯示元件具有較高的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,導致該液晶顯示元件的顯示品質不佳。
《添加劑成分》
在本發明的一些實施態樣中,該液晶配向劑還包含添加劑成分。該添加劑成分例如但不限於用以提高液晶配向膜與基板的密合性或液晶配向膜與密封劑的密合性的密合助劑、用以提高液晶配向膜的強度的交聯性化合物、用以促進醯亞胺化的化合物、用以調整液晶配向膜的介電常數或電阻的介電體或導電物質等。
〈密合助劑〉
該密合助劑例如但不限於3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基二乙氧基甲基矽烷、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-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-三乙氧基矽基丙基三伸乙基三胺、N-三甲氧基矽基丙基三伸乙基三胺、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、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乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、參(3-三甲氧基矽基丙基)異氰尿酸酯,或3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等矽烷偶合劑。使用該密合助劑時,基於對於AC殘影展現良好耐性的觀點,較佳地,相對於該液晶配向劑中的聚合物組份(A)的總使用量為100重量份,該密合助劑的使用量為0.1重量份至30重量份,更佳地,該密合助劑的使用量為0.1重量份至20重量份。
〈交聯性化合物〉
基於對AC殘影展現良好耐性且有效改善膜強度的觀點,該交聯性化合物可為具有環氧乙烷基、環氧丙烷基、選自於由如下式(E1)所示的基團及下式(E2)所示的基團所組成的群組中的至少一種基團的化合物,或選自如下式(E3)所示的化合物中的化合物。
式(E1)
式(E2)
式(E3)
於該式(E1)中,G
1及G
2各自獨立地表示氫原子、碳數為1至3的烷基或-CH
2-OH。於該式(E2)中,G
3表示碳數為1至6的烷基、碳數為2至6的烯基或碳數為2至6的炔基。G
4表示氫原子、碳數為1至4的烷基、碳數為2至6的烯基或碳數為2至6的炔基。於該式(E3)中,G
5表示含有芳香環的(g1+g2)價有機基團。G
6表示氫原子或碳數為1至5的烷基。g1表示1至6的整數,g2表示0至4的整數。
於該式(E3)中,G
5所代表的具有芳香環的(g1+g2)價有機基團可列舉碳數為6至30的(g1+g2)價芳香族烴基、碳數為6至30的芳香族烴基直接或間隔連結基所鍵結形成的(g1+g2)價有機基團,或具有芳香族雜環的(g1+g2)價基團。所述芳香族烴可例如為苯或萘等。所述芳香族雜環可列舉為上述特定的含氮原子結構的例示芳香族雜環。所述連結基可列舉碳數為1至10的伸烷基或從該伸烷基取走一個氫原子的基團,或者二價或三價的環己烷等。其中,該伸烷基的任意氫原子也可被取代為氟原子或三氟甲基等有機基團。於該式(E3)中,G
6所代表的碳數為1至5的烷基可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基或正戊基。
〔具環氧乙烷基的化合物〕
該具環氧乙烷基的化合物的具體例可列舉N,N,N',N'-四環氧丙基間二甲苯二胺、1,3-雙(N,N-二環氧丙胺基甲基)環己烷、N,N,N',N'-四環氧丙基-4,4'-二胺基二苯基甲烷、N,N,N',N'-四環氧丙基-對苯二胺、如下式(E4)至式(E6)所示等含有氮原子的化合物。
式(E4)、
式(E5)、
式(E6)
〔具有環氧丙烷基的化合物〕
該具有環氧丙烷基的化合物的具體例可列舉如下式(E7)至式(E16)所示的化合物。
式(E7)、
式(E8)、
式(E9)、
式(E10)、
式(E11)、
式(E12)、
式(E13)、
式(E14)、
式(E15)、
式(E16)
於該式(E7)中,n表示1至3。於該式(E13)中,n表示1至3。於該式(E14)中,n表示1至100。於該式(E15)中,R代表
,其中,「*」代表鍵結位置。於該式(E16)中,n表示1至10。
〔具有如式(E1)所示的基團的化合物〕
該具有如式(E1)所示的基團的化合物的具體例可列舉如下式(E1-1)至式(E1-12)所示的化合物。
式(E1-1)、
式(E1-2)、
式(E1-3)、
式(E1-4)、
式(E1-5)、
式(E1-6)、
式(E1-7)、
式(E1-8)、
式(E1-9)、
式(E1-10)、
式(E1-11)、
式(E1-12)
〔具有如式(E2)所示基團的化合物〕
該具有如式(E2)所示基團的化合物的具體例可列舉如下式(E2-1)至式(E2-4)所示的化合物。
式(E2-1)、
式(E2-2)、
式(E2-3)、
式(E2-4)
於該式(E2-1)中,n表示2至16。於該式(E2-2)中,n表示2至16。
〔具有如式(E3)所示基團的化合物〕
該具有如式(E3)所示基團的化合物的具體例可如下式(E3-1)至式(E3-10)所示的化合物。
式(E3-1)、
式(E3-2)、
式(E3-3)、
式(E3-4)、
式(E3-5)、
式(E3-6)、
式(E3-7)、
式(E3-8)、
式(E3-9)、
式(E3-10)
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,基於該液晶配向劑中的聚合物組份(A)的總使用量為100重量份,該交聯性化合物的使用量為0.5重量份至20重量份。其中,基於交聯反應的進行與對於AC殘影展現良好耐性的觀點,更佳地,該交聯性化合物的使用量為1重量份至15重量份。
〈促進醯亞胺化的化合物〉
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,該用以促進醯亞胺化的化合物為具有鹼性部位[例如:一級胺基、脂肪族雜環(如吡咯啶骨架)、芳香族雜環(如咪唑環或吲哚環),或胍基等]的化合物(惟上述交聯性化合物及密合助劑除外),或者煅燒時會產生所述鹼性部位的化合物。更佳地,該用以促進醯亞胺化的化合物為煅燒時會產生所述鹼性部位的化合物,其具體例可例如為胺基酸所具有的鹼性部位的一部分或全部係被保護的胺基酸。上述胺基酸的具體例可列舉甘胺酸、丙胺酸、半胱胺酸、甲硫胺酸、天冬醯胺、麩醯胺酸、纈胺酸、白胺酸、苯丙胺酸、酪胺酸、色胺酸、脯胺酸、羥基脯胺酸、精胺酸、組胺酸、離胺酸,或鳥胺酸。基於促進醯亞胺化的化合物的目的,更佳地,該用以促進醯亞胺化的化合物為N-α-(9-茀基甲氧基羰基)-N-τ-(第三丁氧基羰基)-L-組胺酸。
《液晶配向膜與液晶顯示元件的製作方法》
本發明的液晶配向膜是由上述的液晶配向劑所獲得。本發明的液晶配向膜可作為水平配向型或垂直配向型(VA型)的液晶配向膜,且適合於作為IPS方式或FFS方式等水平配向型的液晶顯示元件的液晶配向膜。本發明的液晶顯示元件包含該液晶配向膜。本發明的液晶顯示元件可例如藉由下述的步驟(1)至步驟(4)或步驟(1)至步驟(2)與步驟(4)的方法來製作。
步驟(1):將液晶配向劑塗佈於基板上
利用如輥塗法、旋塗法、印刷法或噴墨法等適當的塗佈方法,在設有經圖案化的透明導電膜的基板的一面上塗佈本發明的液晶配向劑。其中,該基板沒有特別的限制,其僅須為高透明性的基板即可,也可將玻璃基板或氮化矽基板與壓克力基板或聚碳酸酯基板等塑膠基板併用。其次,於反射型的液晶顯示元件中,若僅是單側的基板,也能使用矽晶圓等不透明物,且所使用的電極亦可為鋁等可反射光的材料。再者,製作IPS型或FFS型的液晶顯示元件時,梳齒型是使用已設置經圖案化的透明導電膜或金屬膜所構成的電極基板及未設置電極的對向基板。
將該液晶配向劑塗佈於基板並成膜的方法可列舉網版印刷、平版印刷、柔版印刷、噴墨法或噴塗法等。較佳地,該成膜的方法是利用噴墨法的塗佈。
步驟(2):煅燒所塗佈的液晶配向劑
步驟(2)是煅燒已塗佈於基板上的液晶配向劑,以形成膜的步驟。將該液晶配向劑塗佈於基板上後,可利用熱板、熱循環型烘箱或紅外線型烘箱等加熱手段使溶劑蒸發,或進行聚醯胺酸或聚醯胺酸酯的熱醯亞胺化。已塗佈該液晶配向劑後所進行的乾燥步驟與煅燒步驟可選擇任意的溫度及時間,且可進行多次乾燥步驟或煅燒步驟。該乾燥步驟的溫度可例如為40℃至180℃。基於縮短處理的觀點,該乾燥步驟可於40℃至150℃下進行。該乾燥步驟的時間沒有特別限定,其可例如為1分鐘至10分鐘或1分鐘至5分鐘。進行聚醯胺酸或聚醯胺酸酯的熱醯亞胺化時,在該乾燥步驟後,可進一步於例如150℃至300℃或150℃至250℃的溫度下進行煅燒步驟。該煅燒步驟的時間沒有特別的限定,其可列舉5分鐘至40分鐘或5分鐘至30分鐘。當該煅燒步驟後所獲得的膜狀物若太薄,則液晶顯示元件的可靠性會降低,因此,較佳地,該膜狀物的厚度為5 nm至300 nm,更佳地,該膜狀物的厚度為10 nm至200 nm。
步驟(3):對步驟(2)所獲得的膜狀物進行配向處理
步驟(3)是視情形對步驟(2)所獲得的膜狀物進行配向處理。也就是說,於IPS方式或FFS方式等水平配向型的液晶顯示元件中,對該膜狀物實施配向處理,以賦予配向能力。另一方面,於VA方式或PSA方式等垂直配向型的液晶顯示元件中,可將已形成的膜狀物直接作為液晶配向膜使用,但也可對該膜狀物進行配向處理,以賦予配向能力。液晶配向膜的配向處理例如但不限於摩擦處理法或光配向處理法,較佳地,該配向處理為光配向處理法。該光配向處理法例如於該膜狀物的表面照射已沿一定方向偏向的放射線,並視情形,較佳地,以150℃至250℃的溫度加熱,以賦予液晶配向性(亦稱為液晶配向能力)的方法。該放射線可使用波長為100 nm至800 nm的紫外線或可見光線。較佳地,該放射線為波長為100 nm至400 nm的紫外線,更佳地,該放射線為200 nm至400 nm的紫外線。
該放射線的照射量可為1mJ/cm
2至10,000mJ/cm
2,較佳地,該放射線的照射量為100mJ/cm
2至5,000mJ/cm
2,更佳地,該放射線的照射量為100mJ/cm
2至1500mJ/cm
2,尤佳地,該放射線的照射量為100mJ/cm
2至1000mJ/cm
2。使用一般液晶配向劑時,配向處理的光照射量為100mJ/cm
2至5000mJ/cm
2,但本發明的液晶配向劑,即使配向處理的光照射量減少,仍可形成膜面內的液晶配向性的變異(不均勻性)有效被抑制的液晶配向膜。於照射放射線時,為了改善液晶配向性,具有該膜狀物的基板可於照射同時,以50℃至250℃進行加熱。依此方式所製作的液晶配向膜可使液晶分子按一定的方向穩定配向。其次,上述方法中已照射經偏光的放射線的液晶配向膜可使用溶劑進行接觸處理,或者將已照射放射線的液晶配向膜進行加熱處理。
該接觸處理所使用的溶劑沒有特別的限制,僅須可溶解經放射線照射後,從膜狀物所生成的分解物即可。該接觸處理所使用的溶劑例如但不限於水、甲醇、乙醇、2-丙醇、丙酮、甲乙酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基賽珞蘇、乳酸乙酯、乳酸甲酯、二丙酮醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯,或乙酸環己酯等。其中,基於泛用性與安全性的觀點,較佳地,該接觸處理所使用的溶劑為水、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇或乳酸乙酯,更佳地,該接觸處理所使用的溶劑為水、1-甲氧基-2-丙醇或乳酸乙酯。該接觸處理所使用的溶劑可單獨一種使用或混合複數種使用。
在本發明的一些實施態樣中,較佳地,對該已照射放射線的膜狀物進行加熱處理的溫度為50℃至300℃,更佳地,該加熱處理的溫度為120℃至250℃。較佳地,該加熱處理的時間為1分鐘至30分鐘。
步驟(4):製作液晶胞
準備兩片上述表面形成有液晶配向膜的基板,並於面向配置的兩片基板間配置液晶。舉例而言,可列舉下述的兩種方法。第一種方法,首先以各液晶配向膜面對的方式,隔著間隙(晶胞間隙)將兩片基板面向配置。然後,將兩片基板的周邊部以密封劑貼合,再將液晶組成物注入填充至由基板表面及密封劑區隔出的晶胞間隙內,並於其接觸膜面後,密封注入孔。
第二種方法稱為ODF(液晶滴入式封填;One Drop Fill)方法。在表面形成有液晶配向膜的兩片基板中的其中一者的預定位置塗佈如紫外光硬化性的密封劑,然後,於液晶配向膜的表面上的多個預定位置滴加液晶組成物。然後,以液晶配向膜相面對的方式貼合另一基板,而將液晶組成物推壓在液晶配向膜的整面,使其接觸另一液晶配向膜的膜面。接著,對基板整面照射紫外光,以使密封劑硬化。依進行上述任一方法時,較佳地,進一步將所使用的液晶組成物加熱至成為等向相的溫度,然後,緩慢放冷到室溫,以去除液晶填充時的流動配向。其次,對膜狀物實施摩擦處理時,兩片基板是以各膜狀物的摩擦方向互相成預定角度來面向配置,例如成直交或反向平行的方式。該密封劑可例如為含有硬化劑及作為間隔件的氧化鋁球的環氧樹脂等。該液晶組成物例如向列型液晶或層列型液晶,較佳地,該液晶組成物為向列型液晶。
視需要可於液晶胞的外側表面貼合偏光板,以獲得液晶顯示元件。液晶胞的外表面所貼合的偏光板例如延伸配向聚乙烯醇並同時吸收碘,且稱為「H膜」的偏光薄膜。該偏光板可為以乙酸纖維素保護膜所夾持而成的偏光板,或者H膜本身所構成的偏光板。
本發明將就以下實施例作進一步說明,但應瞭解的是,該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。
[製備例1] 二胺化合物(DB-6)
製備例1為合成式(DB-6)所示的二胺化合物的製備例,反應流程如下述反應流程1。
<反應流程1>
步驟1-1
將11.6g(0.1mol)的1,4-環己二醇與35.3g(0.25mol)的1-氟-4-硝基苯溶解於0.2L的
N,N-二甲基乙醯胺(簡稱DMAc)中,再加入56.1g(0.4 mol)的碳酸鉀,以形成混合物。將該混合物在180℃攪拌反應3小時,反應後進行過濾而獲得一反應產物。
接著,以200g的甲醇對該反應產物於50℃進行洗滌1小時後冷卻過濾,並真空乾燥,以獲得中間產物1(二硝基化合物)。
步驟1-2
將35.8g(0.1mol)的該中間產物1溶解於1L的四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)與乙醇混合(體積比為2.5:1)而成的混合溶液中,接著加入7g的鈀-碳而獲得混合物。將該混合物升溫至40℃,接著慢慢滴定20.0g(0.4 mol)的一水合肼(hydrazinium hydroxide)中,待滴定完成後升溫至60℃攪拌3.5小時,接著進行過濾並收集濾液與進行減壓過濾與真空乾燥,以獲得產物[式(DB-6)所示的二胺化合物]。
[製備例2] 二胺化合物(DB-7)
製備例2為合成式(DB-7)所示的二胺化合物的製備例,反應流程如下述反應流程2。
<反應流程2>
在該反應流程2中,步驟2-1、步驟2-2的流程與反應物的莫耳數分別與步驟1-1、步驟1-2大致上相同,差異在於:將步驟1-1中的11.6 g(0.1 mol)的1,4-環己二醇取代為莫耳數相同的13.0 g(0.1 mol)的2-甲基的1,4-環己二醇。
[製備例3] 二胺化合物(DB-8)
製備例3為合成式(DB-8)所示的二胺化合物的製備例,反應流程如下述反應流程3。
<反應流程3>
在該反應流程3中,步驟3-1、步驟3-2的流程與反應物的莫耳數分別與步驟1-1、步驟1-2大致上相同,差異在於:將步驟1-1中的35.3g(0.25mol)的1-氟-4-硝基苯取代為莫耳數相同的35.3g(0.25mol)的1-氟-3-硝基苯。
[製備例4] 二胺化合物(DB-9)
將13.9克(0.1mole)的反應物A與29.2克(0.1mole)的反應物B溶解於0.3L的乙腈(ACN)中,再加入27.6克(0.2mole)的碳酸鉀,以形成混合物。然後,將混合物在77℃攪拌4小時,反應後進行過濾,並收集乾燥過濾液。接著,於50℃與1L甲醇攪拌混合1小時,並過濾乾燥收集白色固體,即可獲得第一中間產物,如表1所示。
將35.0克(0.1mole)的第一中間產物與21.5克(0.1mole)反應物C溶解於1L的ACN中,再加入27.6克(0.2mole)的碳酸鉀,以形成混合物。將混合物在79℃攪拌3小時,反應後進行過濾。接著,於50℃下,以500克水與150克甲醇所組成的混合溶液對反應產物進行洗滌1小時。然後,冷卻過濾,並真空乾燥,即可獲得第二中間產物,如表1所示。
將48.5克(0.1mole)的第二中間產物溶解於2.5L的含有THF與乙醇之混合溶液中,再加入9克的鈀-碳。然後,將混合物升溫至40℃,接著緩慢滴定20.0克(0.4mole)的一水合肼(hydrazinium hydroxide)。待滴定完成後,升溫至60℃。攪拌3.5小時後,過濾並收集濾液,且進行減壓過濾與真空乾燥,即可獲得式(DB-9)所示的二胺化合物,如表1所示。
[製備例5] 二胺化合物(DB-10)
製備例5是以與製備例4類似的方式合成二胺化合物(DB-10),差別在於:將製備例4的反應物B置換成1,4-雙(溴甲基)苯[1,4-bis(bromomethyl)benzene]而獲得式(DB-10)所示的二胺化合物,如表1所示。
表1
| 製備例4 | 反應物A | 4-硝基苯酚(4-nitrophenol) |
| 反應物B | 1,4-雙(2-溴乙基)苯[1,4-bis(2-bromoethyl)benzene] | |
| 第一中間產物 | ||
| 反應物C | 4-硝基-4'-羥基聯苯(4-nitro-4'-hydroxy biphenyl) | |
| 第二中間產物 | ||
| 二胺化合物(DB-9) | ||
| 製備例5 | 反應物A | 4-硝基苯酚(4-nitrophenol) |
| 反應物B | 1,4-雙(溴甲基)苯[1,4-bis(bromomethyl)benzene] | |
| 第一中間產物 | ||
| 反應物C | 4-硝基-4'-羥基聯苯(4-nitro-4'-hydroxy biphenyl) | |
| 第二中間產物 | ||
| 二胺化合物(DB-10) |
[製備例6] 化合物(C1-1)
將3.845g(12mmol)的反應物A和8.746g(52mmol)的反應物B溶解於90mL的甲苯中,其中,該反應物A為N
1,N
1,N
6,N
6-四(2-羥乙基)己二醯胺,該反應物B為1-第三丁氧羰基咪唑,然後,加入3.03g(54mmol)的氫氧化鉀(KOH),並在65℃攪拌20小時。反應完成後,將反應產物緩慢地添加到包含500mL的水的容器中,並攪拌2小時,之後進行過濾而獲得一固體。將過濾獲得的該固體用200 mL的超純水洗滌而獲得化合物(C1-1),如表2所示。
[製備例7] 化合物(C1-2)
製備例7是以與製備例6類似的方式合成化合物(C1-2),差別在於:將製備例6的反應物A置換成N
1,N
1,N
9,N
9-四(2-羥乙基)壬二醯胺,而獲得化合物(C1-2),如表2所示。
[製備例8] 化合物(C1-3)
製備例8是以與製備例6類似的方式合成化合物(C1-3),差別在於:將製備例6的反應物A置換成N
1,N
1,N
6,N
6-四(羥甲基)己二醯胺,而獲得化合物(C1-3),如表2所示。
表2
| 製備例6 | 反應物A | N 1,N 1,N 6,N 6-四(2-羥乙基)己二醯胺 |
| 反應物B | 1-第三丁氧羰基咪唑 | |
| 化合物 (C1-1) | ||
| 製備例7 | 反應物A | N 1,N 1,N 9,N 9-四(2-羥乙基)壬二醯胺 |
| 反應物B | 1-第三丁氧羰基咪唑 | |
| 化合物 (C1-2) | ||
| 製備例8 | 反應物A | N 1,N 1,N 6,N 6-四(羥甲基)己二醯胺 |
| 反應物B | 1-第三丁氧羰基咪唑 | |
| 化合物 (C1-3) |
[合成例1] 第一聚合物(A1)─聚醯亞胺前驅物
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1.04克(0.003莫耳,20莫耳%)的二胺化合物DB-1、0.90克(0.003莫耳,20莫耳%)的二胺化合物DB-6 、1.91克(0.0045莫耳,30莫耳%)的二胺化合物DB-9、3.05克(0.0045莫耳,30莫耳%)的二胺化合物DB-11及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),並於25℃下攪拌至溶解。接著,加入3.36克(0.015莫耳,100莫耳%)的化合物DA-1及20克的NMP,並於25℃下反應2小時,獲得反應溶液。將該反應溶液倒入1500毫升的水中,以析出聚合物,然後,進行過濾處理而獲得濾餅,接著,以甲醇對該濾餅進行清洗後再進行過濾,其中,以甲醇對該濾餅進行清洗並過濾,共進行三次,獲得粗產物。接著,將該粗產物置入真空烘箱中,並於溫度60℃下進行乾燥處理,獲得第一聚合物(A1)。上述各化合物的編號所對應的化合物結構如表6所示。
[合成例2至8及比較合成例1至3] 第一聚合物(A1)─聚醯亞胺前驅物
合成例2至8及比較合成例1至3的第一聚合物(A1)是使用與合成例1類似的方法製得,差別在於:合成例2至8及比較合成例1至3是改變四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(b1)的種類與用量,如表3至表4所示,而各化合物的編號所對應的化合物結構如表6所示。
[合成例9] 第一聚合物(A1)─醯亞胺化聚合物
在一容積500毫升的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1.04克(0.003莫耳,20莫耳%)的二胺化合物DB-1、0.90克(0.003莫耳,20莫耳%)的二胺化合物DB-6 、1.91克(0.0045莫耳,30莫耳%)的二胺化合物DB-9、3.05克(0.0045莫耳,30莫耳%)的二胺化合物DB-11及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),並於25℃下攪拌至溶解。接著加入3.36克(0.015莫耳,100莫耳%)的化合物DA-1及20克的NMP,並於25℃下反應6小時,然後,加入97克的N-甲基-2-吡咯烷酮、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶,升溫至60℃,且持續攪拌2小時,以進行醯亞胺化反應,獲得反應溶液。將該反應溶液倒入1500毫升的水中,以析出聚合物。然後,進行過濾處理而獲得濾餅,接著,以甲醇清洗該濾餅後再進行過濾,其中,以甲醇對該濾餅進行清洗並過濾,共進行三次,獲得粗產物。接著,將該粗產物置入真空烘箱中,並於溫度60℃下進行乾燥處理,獲得第一聚合物(A1)。上述各化合物的編號所對應的化合物結構如表6所示。
表3
| 單位:莫耳% | 合成例 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 四羧酸二酐組份(a1) | DA-1 | 100 | 80 | 100 | 100 | 80 | 100 | -- | -- | 100 |
| DA-2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 100 | 80 | -- | |
| DA-3 | -- | 20 | -- | -- | -- | -- | -- | 20 | -- | |
| DA-4 | -- | -- | -- | -- | 20 | -- | -- | -- | -- | |
| 二胺組份(b1) | DB-1 | 20 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 20 |
| DB-2 | -- | 15 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |
| DB-3 | -- | -- | 3 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |
| DB-4 | -- | -- | -- | 20 | 5 | -- | 20 | -- | -- | |
| DB-5 | -- | -- | -- | -- | 10 | 30 | -- | 20 | -- | |
| DB’-1 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |
| DB’-2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |
| DB-6 | 20 | -- | -- | 15 | -- | 10 | 20 | -- | 20 | |
| DB-7 | -- | 20 | -- | -- | 20 | -- | -- | 20 | -- | |
| DB-8 | -- | -- | 20 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |
| DB-9 | 30 | -- | -- | 40 | 15 | 40 | 30 | 30 | 30 | |
| DB-10 | -- | 40 | 20 | -- | 15 | -- | -- | -- | -- | |
| DB-11 | 30 | 25 | 17 | -- | 15 | 20 | 30 | 30 | 30 | |
| DB-12 | -- | -- | 40 | 25 | 20 | -- | -- | -- | -- | |
| 註:「--」表示未添加。 |
表4
| 單位:莫耳% | 比較合成例 | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 四羧酸二酐組份(a1) | DA-1 | -- | -- | -- |
| DA-2 | 100 | 100 | 100 | |
| DA-3 | -- | -- | -- | |
| DA-4 | -- | -- | -- | |
| 二胺組份(b1) | DB-1 | -- | -- | -- |
| DB-2 | -- | -- | -- | |
| DB-3 | -- | -- | -- | |
| DB-4 | -- | -- | -- | |
| DB-5 | -- | -- | -- | |
| DB’-1 | 20 | -- | -- | |
| DB’-2 | -- | 20 | -- | |
| DB-6 | 20 | 20 | 40 | |
| DB-7 | -- | -- | -- | |
| DB-8 | -- | -- | -- | |
| DB-9 | 30 | 30 | 30 | |
| DB-10 | -- | -- | -- | |
| DB-11 | 30 | 30 | 30 | |
| DB-12 | -- | -- | -- | |
| 註:「--」表示未添加。 |
[合成例10] 第二聚合物(A2)─聚醯亞胺前驅物
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3.97克(0.02莫耳,100莫耳%)的二胺化合物DB-13及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),並於25℃下攪拌至溶解。接著,加入6.2克(0.02莫耳,100莫耳%)的化合物DA-5及20克的NMP,並於25℃下反應2小時,獲得反應溶液。將該反應溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然後,進行過濾處理而獲得濾餅,接著,以甲醇對該濾餅進行清洗後再進行過濾,其中,以甲醇對該濾餅進行清洗並過濾,共進行三次,獲得粗產物。接著,將該粗產物置入真空烘箱中,並於溫度60℃下進行乾燥處理,獲得第二聚合物(A2)。上述各化合物的編號所對應的化合物結構如表6所示。
[合成例11至12] 第二聚合物(A2)─聚醯亞胺前驅物
合成例11至12的第二聚合物(A2)是使用與合成例10類似的方法製得,差別在於:合成例11至12是改變四羧酸二酐組份(a2)及二胺組份(b2)的種類與用量,如表5所示,而各化合物的編號所對應的化合物結構如表6所示。
[合成例13] 第二聚合物(A2)─醯亞胺化聚合物
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3.97克(0.02莫耳,100莫耳%)的二胺化合物DB-13及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),並於25℃下攪拌至溶解。接著,加入6.2克(0.02莫耳,100莫耳%)的化合物DA-5及20克的NMP,並於25℃下反應6小時,然後,加入97克的N-甲基-2-吡咯烷酮、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶,升溫至60℃,且持續攪拌2小時,以進行醯亞胺化反應,獲得反應溶液。將該反應溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然後,進行過濾處理而獲得濾餅,接著,以甲醇對該濾餅進行清洗後再進行過濾,其中,以甲醇對該濾餅進行清洗並過濾,共進行三次,獲得粗產物。接著,將該粗產物置入真空烘箱中,並於溫度60℃下進行乾燥處理,獲得第二聚合物(A2)。上述各化合物的編號所對應的化合物結構如表6所示。
表5
| 單位:莫耳% | 合成例 | ||||
| 10 | 11 | 12 | 13 | ||
| 四羧酸二酐組份(a2) | DA-5 | 100 | -- | 50 | 100 |
| DA-6 | -- | 100 | 50 | -- | |
| 二胺組份(b2) | DB-13 | 100 | -- | 50 | 100 |
| DB-14 | -- | 100 | 50 | -- | |
| 註:「--」表示未添加。 |
表6
| 編號 | 化合物結構 |
| DA-1 | |
| DA-2 | |
| DA-3 | |
| DA-4 | |
| DA-5 | |
| DA-6 | |
| DB-1 | |
| DB-2 | |
| DB-3 | |
| DB-4 | |
| DB-5 | |
| DB-11 | |
| DB-12 | |
| DB-13 | |
| DB-14 | |
| DB’-1 | |
| DB’-2 |
[實施例1]液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
將50重量份的合成例1的第一聚合物(A1)、50重量份的合成例10的第二聚合物(A2)、1500重量份的溶劑B-1(N-甲基-2-吡咯烷酮)、500重量份的溶劑B-2(乙二醇正丁基醚)及15重量份的化合物C1-1於25℃下攪拌混合,獲得液晶配向劑。
將該液晶配向劑以旋轉塗佈方式塗佈在包含畫素電極的玻璃基板的畫素電極上,其中,該畫素電極為具有一對氧化銦錫(ITO)電極(電極寬為10μm,電極間隔為10μm,而電極高度為50nm)的IPS驅動用電極,該對ITO電極的形狀為櫛齒狀,且彼此的櫛齒狀部份是以分開並咬合的方式來配置。然後,將塗佈有該液晶配向劑的玻璃基板置於80℃的加熱板上乾燥3分鐘,接著,在250℃的熱風循環式烘箱中烘烤30分鐘,以使該液晶配向劑在該玻璃基板上形成膜厚為100nm的膜狀物。透過一偏光板,對該膜狀物照射波長為254nm的紫外線,然後,在250℃的熱風循環式烘箱中烘烤30分鐘,以使該膜狀物形成液晶配向膜,獲得包含該液晶配向膜的第一積層體。
將該液晶配向劑以旋轉塗佈方式塗佈在未有畫素電極且具有高度為4μm的柱狀間隔件的玻璃基板上,然後,將塗佈有該液晶配向劑的玻璃基板置於80℃的加熱板上乾燥3分鐘,接著,在250℃的熱風循環式烘箱中烘烤30分鐘,以使該液晶配向劑在該玻璃基板上形成膜厚為100nm的膜狀物。透過一偏光板,對該膜狀物照射波長為254nm的紫外線,然後,在250℃的熱風循環式烘箱中烘烤30分鐘,以使該膜狀物形成液晶配向膜,獲得包含該液晶配向膜的第二積層體。
在該第一積層體及該第二積層體中一者上印刷密封劑,然後,將該第一積層體的液晶配向膜與該第二積層體的液晶配向膜相對且配向方向為0°的方式,貼合在一起,然後,使該密封劑硬化,獲得包含注入口及連通該注入口的液晶晶胞空穴的積層體。接著,以減壓注入法,將液晶MLC-2041(Merck公司製)注入於該液晶晶胞空穴中,並密封該注入口,獲得液晶顯示元件。
[實施例2至9及比較例1至6]液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
實施例2至9及比較例1至6是以與該實施例1類似的方法獲得液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件,差別在於:實施例2至9及比較例1至6是改變液晶配向劑中的第一聚合物(A1)、第二聚合物(A2)、溶劑(B)及化合物(C)的種類及/或用量,如表7至表8所示,而各化合物的編號所對應的化合物結構如表9所示。
[評價項目]
以下以實施例1為例說明,其餘實施例及比較例是以相同的方式進行。
畫素內對比變異度:使用一台穆勒矩陣影像偏光儀(AXOMETRICS公司製作,且型號為AxoStep)來量測實施例1的液晶顯示元件的扭轉角變化。將實施例1的液晶顯示元件置於測量台上,且在不施加電壓的情形下量測畫素內的圓延遲(Circular Retardance)的分布,計算標準偏差(σ)的3倍值(3σ)。其中,標準偏差的3倍值(3σ)越小,畫素內對比變異度越低,且畫素內對比變異度以下述的基準進行評價。
※:3σ≦2
◎:2<3σ≦3
○:3<3σ≦4
△:4<3σ≦5
╳:3σ>5
摩擦碎亮點:將實施例1的液晶配向劑以旋轉塗佈的方式,塗佈於一片具有ITO導電膜的100 mm×100 mm玻璃基板,然後將塗佈有該液晶配向劑的玻璃基板在80℃的加熱板上乾燥3分鐘,接著,在230℃的熱風循環式烘箱中烘烤30分鐘,而獲得形成在該玻璃基板上且膜厚為100nm的塗膜。透過一偏光板,對該塗膜照射波長為254nm的紫外線,然後,在230℃的熱風循環式烘箱中烘烤30分鐘,即可得包含液晶配向膜的第一單元。
接著,將間隙體用感光性樹脂組成物以旋轉塗佈的方式,塗佈於100 mm×100 mm的素玻璃基板上,然後,在90℃下預烤150秒而形成預烤塗膜,然後,使用具有特定圖案的光罩,將所製得的預烤塗膜以曝光機(能量為60mJ/cm
2)進行曝光後,浸漬於包含濃度為0.0438wt%的氫氧化鉀(KOH)的氫氧化鉀水溶液中顯影70秒,以除去未曝光的部分。接者,以純水洗淨,並以235℃後烤30分鐘,即可得包含間隙體的第二單元。
隨後,以液晶配向膜與間隙體接觸的方式,將該包含液晶配向膜的第一單元與該包含間隙體的第二單元進行對接,以組成測試單元。接著,使用磨耗試驗機(陽屹科技股份有限公司製造,型號為QC-621H),在平行於該第一單元與該第二單元的積層方向的一第一方向上以荷重為2000克的砂輪對測試單元的第一單元側施加壓力,並且在垂直於該積層方向的一第二方向上對測試單元進行磨擦,觀察並記錄液晶配向膜的表面出現傷痕的最小摩擦次數。磨耗試驗機移動距離為4公分、移動速率為2公分/秒,來回摩擦1次計數為1次,共執行150次。
準備兩個經上述經摩擦的該包含液晶配向膜的第一單元,將其中一個第一單元安裝於磨耗試驗儀(Bruker AXS公司製造,型號為UMT-2,感測器為FVL,裝置尖端安裝有尺寸為1.6mm的藍寶石球),耗時100秒,由1mN至20mN於橫軸0.5mm(5mm/秒)、於移動方向2mm進行刮痕試驗後,滴下液晶MLC-2041(Merck公司製)。對於另一個第一單元上散佈4μm的間隙體,並將該間隙體朝向該其中一個第一單元上滴有該液晶MLC-2041的一側夾入。將經夾入的基板以使偏光顯微鏡(型號為ECLIPSE E600WPOL,Nikon公司製)為偏光板90度的狀態下觀察進行過刮痕試驗的部位,觀察光是否透過,並依據亮點數量與以下基準進行評價。
※:摩擦碎亮點的數量≦5點
◎:6點≦摩擦碎亮點的數量≦9點
○:10點≦摩擦碎亮點的數量≦12點
△:13點≦摩擦碎亮點的數量≦15點
╳:摩擦碎亮點的數量≧16點
要說明的是,不同於習知耐摩擦性檢測方法,本發明倘若僅於包含液晶配向膜的第一單元中進行850rpm至1500rpm的摩擦,並評價摩擦前後的液晶配向膜的霧度值(haze)的差異,於本發明的實施例與比較例下,由於難以觀察出兩者間的差異,以致無法作為評價基礎。另,習知耐摩擦性檢測方法亦與本發明之曲面形狀的液晶面板中的液晶配向膜受間隙體摩擦,導致被間隙體賦予壓力,使得液晶配向膜無法調節液晶分子的配向,進而使液晶顯示元件產生碎亮點之情況,難以產生連結。
表7
| 單位:重量份 | 實施例 | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |||
| 第一聚合物(A1) | 合成例 | 1 | 50 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| 2 | -- | 50 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 3 | -- | -- | 50 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 4 | -- | -- | -- | 50 | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 5 | -- | -- | -- | -- | 50 | -- | -- | -- | -- | ||
| 6 | -- | -- | -- | -- | -- | 50 | -- | -- | -- | ||
| 7 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 50 | -- | -- | ||
| 8 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 50 | -- | ||
| 9 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 50 | ||
| 比較合成例 | 1 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |
| 2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 3 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 第二聚合物(A2) | 合成例 | 10 | 50 | -- | -- | 50 | -- | -- | 50 | -- | -- |
| 11 | -- | 50 | -- | -- | 50 | -- | -- | 50 | -- | ||
| 12 | -- | -- | 50 | -- | -- | 50 | -- | -- | -- | ||
| 13 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 50 | ||
| 溶劑(B) | B-1 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 2000 | 1500 | 1500 | 1500 | |
| B-2 | 500 | 500 | 400 | 500 | 500 | -- | 500 | 500 | 500 | ||
| B-3 | -- | -- | 100 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 化合物(C) | C1-1 | 15 | -- | -- | 15 | -- | -- | 15 | -- | 15 | |
| C1-2 | -- | 15 | -- | -- | 15 | -- | -- | 15 | -- | ||
| C1-3 | -- | -- | 15 | -- | -- | 15 | -- | -- | -- | ||
| C’-1 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| C’-2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 畫素內對比變異度 | ※ | ※ | ※ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ※ | ||
| 摩擦碎亮點 | ※ | ※ | ※ | ※ | ※ | ※ | ※ | ※ | ※ | ||
| 註:「--」表示未添加。 |
表8
| 單位:重量份 | 比較例 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
| 第一聚合物(A1) | 合成例 | 1 | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| 2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 3 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 4 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 5 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 6 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 7 | -- | -- | -- | 50 | -- | -- | ||
| 8 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 9 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 比較合成例 | 1 | 50 | -- | -- | -- | -- | 50 | |
| 2 | -- | 50 | 50 | -- | -- | -- | ||
| 3 | -- | -- | -- | -- | 50 | -- | ||
| 第二聚合物(A2) | 合成例 | 10 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 11 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 12 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 13 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 溶劑(B) | B-1 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | |
| B-2 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | ||
| B-3 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| 化合物(C) | C1-1 | 15 | -- | -- | -- | -- | -- | |
| C1-2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| C1-3 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| C’-1 | -- | 15 | -- | 15 | 15 | -- | ||
| C’-2 | -- | -- | 15 | -- | -- | -- | ||
| 畫素內對比變異度 | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ||
| 摩擦碎亮點 | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ||
| 註:「--」表示未添加。 |
表9
| 編號 | 化合物名稱/結構 |
| 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 | |
| C’-2 |
參閱表3及表7,實施例1至9的液晶配向劑是使用合成例1至9的第一聚合物(A1)、合成例10至13的第二聚合物(A2)及製備例6至8的化合物(C)製得,特別是合成例1至9的第一聚合物(A1)是利用四羧酸二酐組份(a1)及包含二胺化合物(b1-1)的二胺組份(b1)所製得,且製備例6至8的化合物(C)包含如式(C1)所示的結構,因此,實施例1至9的液晶配向劑所形成的液晶配向膜能夠賦予液晶顯示元件具有低的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,表示實施例1至9的液晶顯示元件的顯示品質佳。
參閱表4及表8,反觀比較例1至6,比較例1至3及比較例5至6的液晶配向劑是使用比較合成例1至3的第一聚合物(A1)製得,而比較合成例1的第一聚合物(A1)所使用的二胺組份(b1)不包含二胺化合物(b1-1),因此,比較例1至3及比較例5至6的液晶顯示元件具有高的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,表示比較例1至3及比較例5至6的液晶顯示元件的顯示品質不佳。此外,比較例2至3及比較例5至6的液晶配向劑,亦因未使用包含如式(C1)所示的結構的化合物(C),因此,比較例2至3及比較例5至6的液晶顯示元件具有高的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,表示比較例2至3及比較例5至6的液晶顯示元件的顯示品質不佳。比較例4的液晶配向劑未使用包含如式(C1)所示的結構的化合物(C),因此,比較例4的液晶顯示元件具有高的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,表示比較例4的液晶顯示元件的顯示品質不佳。
綜上所述,本發明液晶配向劑透過使用包含如式(I)所示的結構的聚醯亞胺前驅物所獲得的該第一聚合物(A1)及包含如式(C1)所示的結構的該化合物(C),從而讓使用該液晶配向劑所形成的液晶配向膜能夠賦予該液晶顯示元件具有低的畫素內對比變異度與摩擦碎亮點,因此,包含該液晶配向膜的該液晶顯示元件具有好的顯示品質,故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者,僅為本發明的實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
Claims (10)
- 一種液晶配向劑,包含: 聚合物組份(A),包括第一聚合物(A1),且該第一聚合物(A1)選自於由聚醯亞胺前驅物及該聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化聚合物所組成的群組中的至少一者; 溶劑(B);及 化合物(C); 其中,該第一聚合物(A1)的該聚醯亞胺前驅物包含如式(I)所示的結構, 式(I) 於該式(I)中,X 1選自於由如式(I-1)至式(I-7)所示的結構所組成的群組中的至少一者,其中,「*」表示鍵結位置, 式(I-1)、 式(I-2)、 式(I-3)、 式(I-4)、 式(I-5)、 式(I-6)、 式(I-7), 於該式(I-1)中,X 11、X 12、X 13及X 14各自獨立地為氫原子、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、碳數為1至6且含有氟原子的一價有機基、或苯基, 於該式(I-7)中,X 15及X 16各自獨立地為氫原子或甲基; X 2各自獨立地為氫原子或碳數為1至4的烷基; A 3和A 4各自獨立地為經取代或未經取代的二價芳香環基; Y 21及Y 22各自獨立地表示單鍵、氧原子、硫原子或 ,R 2表示保護基,且該Y 21及該Y 22中的至少一者為 ,且該Y 21與該Y 22不相同; Z 2為具有鏈狀烴結構及脂環烴結構的至少一者且碳數為1至15的二價有機基團; 該化合物(C)包含如式(C1)所示的結構, 式(C1) 於該式(C1)中,A為具有1至10個碳原子的伸烷基, n為2, L 1、L 2各自獨立地為碳數為1至10的伸烷基或碳數為6至20的伸芳基, R 3、R 4各自獨立地表示如式(C2)所示的結構, 式(C2) 在該式(C2)中,R 5為碳數為1至20的烷基或碳數為1至20的鹵代烷基。
- 如請求項1所述的液晶配向劑,其中,該X 1為如該式(I-1)所示的結構, 式(I-1)。
- 如請求項1所述的液晶配向劑,其中,該X 1為如式(I-1-1)所示的結構, 式(I-1-1)。
- 如請求項1所述的液晶配向劑,其中,該R 2表示的保護基為胺基甲酸酯系保護基。
- 如請求項1所述的液晶配向劑,其中,該式(I)所示的結構為如式(II)所示的結構, 式(II) 於該式(II)中, Q 1及Q 2各自獨立地表示-CH-或氮原子, X 1、X 2、Y 21及Y 22的定義與該式(I)中的X 1、X 2、Y 21及Y 22相同, m 1表示1至5的整數。
- 如請求項1所述的液晶配向劑,其中,該R 5為碳數為3至10的烷基或碳數為10至15的鹵代烷基。
- 如請求項1所述的液晶配向劑,其中,該式(C1)為如式(C3)所示的結構, 式(C3) 於該式(C3)中, A’為碳數為1至10的伸烷基, L 1’至L 4’各自獨立地為碳數為1至5的伸烷基, R 3’至R 6’各自獨立表示如式(C4)所示的結構, 式(C4) 於該式(C4)中,R 5為碳數為1至20的烷基或碳數為1至20的鹵代烷基。
- 一種液晶配向膜,是使用如請求項1至7中任一項所述的液晶配向劑所形成。
- 如請求項8所述的液晶配向膜,其中,是使用如請求項1至7中任一項所述的液晶配向劑並進行光配向處理法所形成。
- 一種液晶顯示元件,包含如請求項8或9所述的液晶配向膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202511076387.3A CN121471928A (zh) | 2024-08-06 | 2025-08-01 | 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI906999B true TWI906999B (zh) | 2025-12-01 |
| TW202607120A TW202607120A (zh) | 2026-02-16 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023106407A (ja) | 2017-03-03 | 2023-08-01 | ロリク・テクノロジーズ・アーゲー | 液晶層におけるプレチルト角を安定化させるための新規光配向組成物 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023106407A (ja) | 2017-03-03 | 2023-08-01 | ロリク・テクノロジーズ・アーゲー | 液晶層におけるプレチルト角を安定化させるための新規光配向組成物 |
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