液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液晶配向劑（liquid crystal alignment agent)、液晶配向膜 (liquid crystal alignment film)以及液晶顯示元件。特別涉及一種液晶配向劑，其可以 制作出經(jīng)紫外線照射后預(yù)傾角（pretilt angle)均一性佳的液晶顯示元件、及其所形成的 液晶配向膜，以及具有所述液晶配向膜的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] -直以來，作為液晶顯示元件的工作方式，已知有使用具有正介電異方向性的液 晶分子的扭轉(zhuǎn)向列（Twisted Nematic，TN)型或超扭轉(zhuǎn)向列（Super Twisted Nematic，STN) 型、垂直配向（Vertical Alignment，VA)型、共面切換（In Plane Switching，IPS)型、邊緣 場切換（Fringe Field Switching，F(xiàn)FS)型、光學(xué)補(bǔ)償彎曲（Optically Compensated Bend， OCB)型等各種液晶顯示元件，而為了進(jìn)行各液晶分子的配向控制，主要使用由有機(jī)膜所形 成的液晶配向膜（專利文獻(xiàn)1~4)。
[0003] 由于上述TN型、STN型等液晶配向膜的液晶分子高速響應(yīng)，以及上述VA型等液晶 配向膜在液晶驅(qū)動時的傾斜方向一定，因此它們各自都需要具有預(yù)傾角特性。作為賦予預(yù) 傾角特性的方法，在前者的情況下，通常為摩擦法，而在后者的情況下，通常為摩擦法，或在 基板表面設(shè)置突起物的方法等。其中，摩擦法步驟中所產(chǎn)生的灰塵或靜電有時會導(dǎo)致顯示 不良或電路損壞的問題，另一方面，在基板表面設(shè)置突起物的方法有時會損害所得液晶顯 示元件的亮度等，因此這些方法都存在問題。
[0004] 由此，作為替代這些方法的預(yù)傾角賦予方法，已經(jīng)提出了從相對于膜法線傾斜的 方向?qū)Ω泄庑员∧ふ丈渥贤饩€的所謂光配向法（專利文獻(xiàn)5)。此外，以專利文獻(xiàn)5所記載 的液晶配向劑而制作的液晶顯示元件，其仍存在經(jīng)紫外線照射后預(yù)傾角均一性不佳，而不 利于應(yīng)用。
[0005] 另一方面，作為對由含有聚酰胺酸等的液晶配向劑所形成的涂膜賦予液晶配向能 力的方法，近年來，提出有利用光異構(gòu)化或光二聚化、光分解等的光配向法作為代替摩擦法 的技術(shù)。光配向法是如下的方法：通過對形成在基板上的感放射線性的有機(jī)薄膜照射偏光 或非偏光的放射線來對膜賦予異向性，由此控制液晶分子的配向。根據(jù)此方法，與先前的摩 擦法相比，可抑制步驟內(nèi)的灰塵或靜電的產(chǎn)生，因此可抑制由灰塵等所引起的顯示不良的 產(chǎn)生或良率的下降。另外，也具有可對形成在基板上的有機(jī)薄膜均勻地賦予液晶配向能力 等優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 具體而言，光配向法的技術(shù)文獻(xiàn)如專利文獻(xiàn)6。專利文獻(xiàn)6提出一種具有共軛烯酮 (conjugated enone)的重復(fù)單元及具有酰亞胺構(gòu)造的液晶配向劑。然而，以專利文獻(xiàn)6所 記載的液晶配向劑而制作的液晶顯示元件，也存在經(jīng)紫外線照射后預(yù)傾角均一性不佳的問 題。
[0007] [先前技術(shù)文獻(xiàn)]
[0008] [專利文獻(xiàn)]
[0009][專利文獻(xiàn)1]日本特開昭56-91277號公報 [0010][專利文獻(xiàn)2]日本特開平1-120528號公報 [0011][專利文獻(xiàn)3]日本特開平11-258605號公報
[0012] [專利文獻(xiàn)4]日本特開2002-250924號公報
[0013] [專利文獻(xiàn)5]日本特開2004-83810號公報
[0014] [專利文獻(xiàn)6]日本特開2005-037654號公報
[0015] 因此，如何改善經(jīng)紫外線照射后預(yù)傾角均一性不佳的問題，以達(dá)到目前業(yè)界的要 求，實(shí)為目前此領(lǐng)域技術(shù)人員亟欲解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于液晶顯示元件的液晶配向劑（liquid crystal alignment agent)，其能夠改善上述經(jīng)紫外線照射后預(yù)傾角（pretilt angle)均一"性不佳 的問題。
[0017] 本發(fā)明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物組成物（A-ι)以及溶劑（B)。聚合物 組成物（A-I)是由四羧酸二酐化合物（a)及二胺化合物（b)反應(yīng)而獲得。二胺化合物（b) 包括至少一種由式（I)表示的二胺（b-Ι)以及至少一種具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu)的二胺 (b~2) 〇
[0018] 具體而言，由式（I)表示的二胺（b-ι)如下所示。
[0019]
[0020] 式⑴中，R1及R 3各自獨(dú)立表示醚基（ether group，-〇-)、硫醚基 (thioether group，-S-)、醋基（ester group，-COO-或-0C0-)或硫醋基（thioester group，-C0S-或-SCO-) ;R2表示含不飽和鍵的亞烷基（alkylene) ;R4表示單鍵、亞甲基或亞 乙基（ethylene) ;A表示具有類固醇骨架的碳數(shù)為17至40的一價有機(jī)基。
[0021] 另外，具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu)的二胺（b-2)如下所示。
[0022]
[0023] 式（II)中，R5及R6各自獨(dú)立表示碳數(shù)為1至6的烷基、碳數(shù)為1至6的烷氧基、鹵 素原子或氰基；a及b各自獨(dú)立表示0至4的整數(shù)；c表示0或1 ;*各自獨(dú)立表示連接鍵。
[0024] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu)的二胺（b-2)包括由式 (II-I)表示的結(jié)構(gòu)、由式（II-2)表示的結(jié)構(gòu)或上述兩者的組合。
[0027] 式（II-I)及式（II-2)中，R8、R9、R11及R 12各自獨(dú)立表示碳數(shù)為1至6的 烷基、碳數(shù)為1至6的烷氧基、鹵素原子或氰基；Rltl及R 13各自獨(dú)立表示碳數(shù)為1 卒40的烷某或經(jīng)氟原子取代的碳數(shù)為〗卒40的烷某：丫1、Y 2及Y 3各白妯立衷示
表示氫原子或碳數(shù)為1至4的烷基；Z1及Z 2各自獨(dú)立表示亞甲基、亞芳基（arylene)、二價 的脂環(huán)基、-Si (CH3) 2_、-CH = CH-、-C = C-、具有取代基的亞甲基、具有取代基的亞芳基、具 有取代基的二價脂環(huán)基、具有取代基的-Si (CH3) 2_、具有取代基的-CH = CH-，其中取代基為 氰基、鹵素原子或碳數(shù)為1至4的烷基；d、e、j及k各自獨(dú)立表示0至4的整數(shù)；f及m表 示O或I ;g及η各自獨(dú)立表示1至6的整數(shù)；h及P各自獨(dú)立表示O至2的整數(shù)；i表示O 或1的整數(shù)；*各自獨(dú)立表示連接鍵。
[0028] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于二胺化合物（b)的總摩爾數(shù)為100摩爾，由式（I)表 示的二胺（b-Ι)的使用量為0. 5至50摩爾；具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu)的二胺（b-2)的使 用量為10至80摩爾。
[0029] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，由式（I)表示的二胺（b-Ι)與具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu) 的二胺（b-2)的摩爾比值（b-lV(b-2)為0. 05至1. 5。
[0030] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，由式（I)表示的二胺（b-Ι)與具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu) 的二胺（b_2)的摩爾比值（b-lV(b_2)為0. 1至1. 3。
[0031] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，由式（I)表示的二胺（b-ι)與具有由式（II)表示的結(jié)構(gòu) 的二胺（b-2)的摩爾比值（b-lV(b-2)為0. 2至1. 0。
[0032] 本發(fā)明更提供一種液晶配向膜（liquid crystal alignment film)，其由上述的 液晶配向劑所形成。
[0033] 本發(fā)明更提供一種液晶顯示元件，其包括如上述的液晶配向膜。
[0034] 基于上述，本發(fā)明的液晶配向劑用于制作液晶顯示元件時，可以改善經(jīng)紫外線照 射后預(yù)傾角均一性不佳的問題，進(jìn)而適用于液晶配向膜以及液晶顯示元件。
[0035] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0036] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示元件的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】 [0037] 液晶配向劑
[0038] 本發(fā)明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物組成物（A-I)以及溶劑（B)。此外，若 需要，液晶配向劑可更包括添加劑（C)。
[0039] 以下將詳細(xì)說明用于本發(fā)明的液晶配向劑的各個成分。
[0040] 在此說明的是，以下是以（甲基）丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸，并以（甲 基）丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯；同樣地，以（甲基）丙烯?；硎颈?基和/或甲基丙烯?；?。
[0041] 聚合物組成物（A-I)
[0042] 聚合物組成物（A-I)包括聚酰胺酸聚合物、聚酰亞胺聚合物、聚酰亞胺系嵌段共 聚合物或上述聚合物的組合。其中，聚酰亞胺系嵌段共聚合物包括聚酰胺酸嵌段共聚合物、 聚酰亞胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亞胺嵌段共聚合物或上述聚合物的組合。
[0043] 聚合物組成物（A-I)中的聚酰胺酸聚合物、聚酰亞胺聚合物及聚酰亞胺系嵌段共 聚合物均可由四羧酸二酐化合物（a)及二胺化合物（b)反應(yīng)而獲得，其中四羧酸二酐化合 物（a)、二胺化合物（b)及制備聚合物組成物（A-I)的方法如下述。
[0044] 四羧酸二酐化合物（a)
[0045] 四羧酸二酐化合物（a)包括脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環(huán)族四羧酸二酐化合 物、芳香族四羧酸二酐化合物或如下式（1)至式（6)所示四羧酸二酐化合物（a)等。
[0046] 脂肪族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限于乙烷四羧酸二酐或丁烷四羧 酸二酐等的脂肪族的四羧酸二酐。
[0047] 脂環(huán)族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限于1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四羧酸二 酐、1，2-二甲基-1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，3-二甲基-1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、 1，3-二氯-1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2, 3, 4-四甲基-1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、 1，2, 3, 4-環(huán)戊烷四羧酸二酐、1，2, 4, 5-環(huán)己烷四羧酸二酐、3, 3'，4, 4'-二環(huán)己基四羧酸二 酐、順-3, 7-二丁基環(huán)庚基-1，5-二烯-1，2, 5, 6-四羧酸二酐、2, 3, 5-三羧基環(huán)戊基醋酸二 酐或二環(huán)[2. 2. 2]-辛-7-烯-2, 3, 5, 6-四羧酸二酐等的脂環(huán)族四羧酸二酐化合物。
[0048] 芳香族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限于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(lián)苯砜四羧酸二酐、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' -二甲基二苯基硅烷四羧酸二 酐、3, 3'，4, 4' -四苯基硅烷四羧酸二酐、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）二苯砜二酐、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-亞苯基-雙（三苯基 苯二酸）二酐、間-亞苯基-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(cè)氧基-3-呋喃基）_ 萘并[1，2-c]_ 呋喃-1，3-二酮（（1，3, 3a，4, 5, 9b-Hexahydr〇-5-(te trahydro-2, 5-dioxofuran_3-yl)naphtho[1，2_c]furan-l, 3-dione))、1，3, 3a, 4, 5, 9b_ 六 氫-5-甲基-5-(四氫-2, 5-二側(cè)氧基-3-呋喃基）-萘并[l，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(cè)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(cè)氧基-3-呋喃基）-萘并 [1，2-c]-呋喃-1，3-二酮、1，3, 3a，4, 5,