CN107779207B - 液晶配向剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明有关一种液晶配向剂,该液晶配向剂包含聚合物(A)及溶剂(B),其中该聚合物(A)选自由聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物及上述聚合物的任意组合所组成的群。根据本发明的液晶配向剂,其可形成预倾角安定性佳的液晶配向膜。此外,本发明也提供一种由上述液晶配向剂所形成的液晶配向膜、一种液晶配向膜的制造方法及一种包含上述配向膜的液晶显示组件。
Description
技术领域
本发明关于一种液晶配向剂及其应用,特别是关于一种可形成预倾角安定性佳的液晶配向膜的液晶配向剂、由上述液晶配向剂形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶显示组件。
背景技术
由于消费者对液晶显示器广视角特性的要求逐年提升,使得具广视角的液晶显示组件的电性特性或显示特性的要求比以往更为严苛。
现今的液晶显示组件以垂直配向型(Vertical Alignment)最被广为使用。垂直配向型液晶显示组件中利用液晶配向膜使液晶分子有规则的排列,以及在未提供电场下可使液晶分子具有大的倾斜角度,为了提升垂直配向型液晶显示组件的电性或显示特性,液晶配向膜成为重要的研究对象之一。液晶配向膜的形成方式通常是将含有聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物等高分子材料的液晶配向剂涂布在基板表面,经加热处理及配向处理后而形成。
举例言,日本特开2002-162630公开一种用于垂直配向型液晶显示组件的液晶配向膜的聚酰胺酸聚合物,其是由式(i)所示的二胺类化合物与四羧酸二酐类化合物经聚合反应而得。
式中,T、U及V各自独立为苯环或环己烷环,该环上任意的H可经碳数1至3的烷基、碳数1至3且经氟取代的烷基、F、Cl或CN取代;m及n各自独立为0至2的整数;h为0至5的整数;R为H、F、Cl、CN或一价有机基;m为2个或n为2时,2个U或2个V之间可为相同或相异。
现阶段,随着液晶显示组件的高精细化,及对于液晶显示组件的抑制对比降低或降低残影电荷的要求,使得使用液晶配向膜时须提高电压维持率或施加直流电压时的残留电荷减少及/或提早缓和因直流电压而累积的残留电荷的特性也逐渐变得重要。
为提高电压维持率高且即使在高温下长时间暴露后也可及早缓和因直流电压累积的残影电荷,已知有使用含有聚酰胺酸及/或聚酰亚胺、可作为该聚酰胺酸及聚酰亚胺的原料使用的二胺化合物的液晶配向剂(例如参照专利合作条约国际公开第WO2009093704号)。
然而,近年来大画面且高精细的液晶电视已广为应用,该等用途的液晶显示组件中,与过往主要以显示文字或静止画面的显示器用途相比,必须在严苛使用环境下,具有预倾角安定性佳的特性。
因此,如何提供一种预倾角安定性佳的液晶配向膜的液晶配向剂,使其所形成的液晶配向膜应用于液晶显示组件时能有更良好的显示质量,实为目前本领域技术人员亟欲解决的问题。
发明内容
本发明利用提供特殊的聚合物的成分而得到液晶配向剂,由上述液晶配向剂所形成的液晶配向膜及液晶显示组件具有预倾角安定性佳的优点。
因此,本发明有关一种液晶配向剂,其包含:
聚合物(A);及
溶剂(B);
其中,该聚合物(A)选自由聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物及上述聚合物的任意组合所组成的群;且
该聚合物(A)包含式(Ia)所示的单元:
式(Ia)中,Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ht为含氮的杂环;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;
a1为0至2的整数;及
*为键结处。
在上述液晶配向剂中,优选地,该聚合物(A)包含式(Ia-1)、式(Ia-2)或式(Ia-3)所示的单元:
Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;
a1为0至2的整数;及
*为键结处。
在上述液晶配向剂中,优选地,该聚合物(A)的酰亚胺化率为35%至85%。
本发明再提供一种液晶配向膜,其是由前述的液晶配向剂所制造。
本发明也提供一种液晶显示组件,其包含前述的液晶配向膜。
本发明又提供一种液晶配向剂的制造方法,其包含混合聚合物(A)及溶剂(B);
其中该聚合物(A)选自由聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物及上述聚合物的任意组合所组成的群;且该聚合物(A)由包括四羧酸二酐组分(a)及二胺组分(b)的混合物反应所制得;
其中,该二胺组分(b)包括至少一种式(Ib)所示的二胺化合物(b1):
式(Ib)中,
Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ht为含氮的杂环;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;及
a1为0至2的整数。
在上述液晶配向剂的制造方法中,优选地,该二胺组分(b)包含式(Ib-1)、式(Ib-2)或式(Ib-3)所示的二胺化合物(b1):
其中,
Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;及
a1为0至2的整数。
在上述液晶配向剂的制造方法中,优选地,基于该二胺组分(b)的总使用量为100摩尔,该由式(Ib)所示的二胺化合物(b1)的使用量为3至40摩尔。
在上述液晶配向剂的制造方法中,优选地,基于该聚合物的使用量(A)为100重量份,该溶剂(B)的使用量为800至2500重量份。
在上述液晶配向剂的制造方法中,优选地,该聚合物(A)的酰亚胺化率为35%至85%。
本发明又提供一种液晶配向膜的制造方法,其包含由液晶配向剂形成该液晶配向膜,其中该液晶配向剂是由前述的液晶配向剂的制造方法所形成。
本发明又提供一种液晶显示组件的制造方法,该液晶显示组件包含液晶配向膜,其制造方法包含由液晶配向剂形成该液晶配向膜,其中该液晶配向剂是由前述的液晶配向剂的制造方法所形成。
附图说明
图1是根据本发明实施例的液晶显示组件的侧视图。
符号说明:
100 液晶显示组件 110 第一单元
112 第一基板 114 第一导电膜
116 第一液晶配向膜 120 第二单元
122 第二基板 124 第二导电膜
126 第二液晶配向膜 130 液晶单元
具体实施方式
本发明提供一种液晶配向剂,其包含:
聚合物(A);及
溶剂(B);
其中,该聚合物(A)是选自由聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物及上述聚合物的任意组合所组成的群;且
该聚合物(A)包含式(Ia)所示的单元:
式(Ia)中,Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ht为含氮的杂环;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;
a1为0至2的整数;及
*为键结处。
根据本发明的聚合物(A)是由混合物反应而获得,该混合物包括四羧酸二酐组分(a)及二胺组分(b)。
具体而言,该聚合物(A)选自聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物或上述聚合物的任意组合。其中,聚酰亚胺系嵌段共聚合物是选自聚酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亚胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物或上述聚合物的任意组合。
该聚合物(A)包含式(Ia)所示的单元:
式(Ia)中,Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ht为含氮的杂环;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;
a1为0至2的整数;及
*为键结处。
较佳地,该聚合物(A)包含式(Ia-1)、式(Ia-2)或式(Ia-3)所示的单元:
Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;
a1为0至2的整数;及
*为键结处。
该四羧酸二酐组分(a)包括脂肪族四羧酸二酐化合物、脂环族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物、由式(a-1)至式(a-6)表示的四羧酸二酐化合物中的至少一种,或上述化合物的组合。
该脂肪族四羧酸二酐化合物的具体例可包括但不限于乙烷四羧酸二酐(ethanetetracarboxylic dianhydride)、丁烷四羧酸二酐(butane tetracarboxylicdianhydride)或上述化合物的组合。
该脂环族四羧酸二酐化合物的具体例可包括但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酐、顺式-3,7-二丁基环庚基-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、二环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐或上述化合物的组合。
该芳香族四羧酸二酐化合物的具体例可包括但不限于3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐、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、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯丙烷二酐(4,4’-bis(3,4-dicarboxy phenoxy)diphenylpropane dianhydride)、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二苯二酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基四羧酸二酐、双(苯二酸)苯膦氧化物二酐、对-伸苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、间-伸苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、双(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基醚二酐、双(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、丙二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-双(脱水偏苯三酸酯)、2,2-双(4-羟苯基)丙烷-双(脱水偏苯三酸酯)、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮{(1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione)}、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-乙基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二侧氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二侧氧基四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐化合物或上述化合物的组合。
由式(a-1)至式(a-6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
式(a-5)中,A1表示含有芳香环的二价基团;r表示1至2的整数;A2及A3可为相同或不同,且可各自独立表示-H或烷基。由式(a-5)表示的四羧酸二酐化合物的具体例包括由式(a-5-1)至式(a-5-3)表示的化合物中的至少一种。
式(a-6)中,A4表示含有芳香环的二价基团;A5及A6可为相同或不同,且各自独立表示-H或烷基。由式(a-6)表示的四羧酸二酐化合物较佳为由式(a-6-1)表示的化合物。
较佳地,四羧酸二酐组分(a)包含但不限于1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐以及3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐。四羧酸二酐组分(a)可以单独使用或者组合多种来使用。
基于该二胺组分(b)的总使用量为100摩尔,该四羧酸二酐组分(a)的使用量较佳为80至120摩尔,更佳为85摩尔至115摩尔。
根据本发明的二胺组分(b)包括至少一种式(Ib)所示的二胺化合物(b1):
式(Ib)中,
Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra单键或为C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ht为含氮的杂环;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;及
a1为0至2的整数。
较佳地,该二胺组分(b)包含式(Ib-1)、式(Ib-2)或式(Ib-3)所示的二胺化合物(b1):
其中,
Y为-COO-、-CONRd-或-Rj-NRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Rj为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;及
a1为0至2的整数。
在本发明的具体例中,基于该二胺组分(b)的总使用量为100摩尔,该二胺化合物(b1)的使用量为3至40摩尔,较佳为5至35摩尔,更佳为5至30摩尔。
当聚合物(A)的聚合用单体未含二胺化合物(b1)时,所制备的液晶配向剂具有预倾角安定性不佳的缺陷。当二胺化合物(b1)的使用量为上述的范围时,则可制得预倾角安定性佳的液晶显示组件。
较佳地,本发明的二胺组分(b)可另包含其他二胺化合物(b2)。
该其他二胺化合物(b2)包括脂肪族二胺化合物、脂环族二胺化合物、芳香族二胺化合物、具有式(b2-1)至式(b2-26)的二胺化合物、或其组合。
该脂肪族二胺化合物的具体例包括但不限于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-双(3-胺基丙氧基)乙烷,或上述化合物的组合。
该脂环族二胺化合物的具体例包括但不限于4,4’-二胺基二环己基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二环己基胺、1,3-二胺基环己烷、1,4-二胺基环己烷、异佛尔酮二胺、四氢二环戊二烯二胺、三环[6.2.1.02,7]-十一碳烯二甲基二胺、4,4’-亚甲基双(环己基胺),或上述化合物的组合。
该芳香族二胺化合物的具体例包括但不限于4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基砜、4,4’-二胺基苯甲酰苯胺、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)-1,3,3-三甲基氢茚、6-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、六氢-4,7-甲桥伸氢茚基二亚甲基二胺、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-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(4-胺基苯氧基)苯、1,3-双(3-胺基苯氧基)苯、9,9-双(4-胺基苯基)-10-氢蒽、9,10-双(4-胺基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二胺基芴、9,9-双(4-胺基苯基)芴、4,4’-亚甲基-双(2-氯苯胺)、4,4’-(对-伸苯基异亚丙基)双苯胺、4,4’-(间-伸苯基异亚丙基)双苯胺、2,2’-双[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-双[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基-亚甲基-1,3-二胺基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}、1,1-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane},或上述化合物的组合。
该具有式(b2-1)至式(b2-26)的二胺化合物如下所示。
B2表示具有甾(胆固醇(steroid))骨架的基、三氟甲基、氟基、碳数为2至30的烷基、或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子环状结构的一价基团。
由式(b2-1)表示的化合物的具体例包括但不限于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 ethylformate)、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-diaminobenzene)、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)、由式(b2-1-1)至式(b2-1-6)表示的化合物中的至少其中一种,或上述化合物的组合。
由式(b2-1-1)至式(b2-1-6)表示的化合物如下所示。
式(b2-2)中,B1与式(b2-1)中的B1相同,B3及B4各自独立表示二价脂肪族环、二价芳香族环或二价杂环基团;
B5表示碳数为3至18的烷基、碳数为3至18的烷氧基、碳数为1至5的氟烷基、碳数为1至5的氟烷氧基、氰基或卤素原子。
由式(b2-2)表示的化合物的具体例包括由下列式(b2-2-1)至式(b2-2-13)表示的化合物中的至少其中一种:
式(b2-2-1)至式(b2-2-13)中,s表示3至12的整数。
式(b2-3)中,B6各自独立表示氢原子、碳数为1至5的酰基、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基或卤素原子,且每个重复单元中的B6可为相同或不同;
u表示1至3的整数。
由式(b2-3)表示的化合物的具体例包括当u为1时:对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二胺基甲苯等;当u为2时:4,4’-二胺基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基联苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基联苯、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二胺基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基联苯或4,4’-二胺基-2,2’-双(三氟甲基)联苯等;或当u为3时:1,4-双(4’-胺基苯基)苯等。
由式(b2-3)表示的化合物的具体例较佳为包括对-二胺苯、2,5-二胺基甲苯、4,4’-二胺基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基联苯、1,4-双(4’-胺基苯基)苯或上述化合物的组合。
式(b2-4)中,v表示2至12的整数。
式(b2-5)中,w表示1至5的整数。
由式(b2-5)表示的化合物较佳为4,4’-二胺基-二苯基硫醚。
式(b2-6)中,B7及B9各自独立表示二价有机基团,且B7及B9可为相同或不同;
B8表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子的环状结构的二价基团。
式(b2-7)中,B10、B11、B12及B13各自独立表示碳数为1至12的烃基,且B10、B11、B12及B13可为相同或不同;
x1各自独立表示1至3的整数;及
x2表示1至20的整数。
式(b2-8)中,B14表示氧原子或伸环己烷基;
B15表示亚甲基;
B16表示伸苯基或伸环己烷基;及
B17表示氢原子或庚基。
由式(b2-8)表示的化合物的具体例包括由式(b2-8-1)表示的化合物、由式(b2-8-2)表示的化合物或上述化合物的组合:
由式(b2-9)至式(b2-25)表示的化合物如下所示。
式(b2-17)至式(b2-25)中,B18较佳为表示碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基;B19较佳为表示氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。
式(b2-26)中,B20、B22分别独立表示单键、-O-、-COO-或-OCO-;B21为碳数为1至3的亚烷基;B23为单键或碳数为1至3的亚烷基。d与g各自独立表示0或1;e表示0至2的整数;f表示1至20的整数;其中d与e不同时为0。
式(b2-26)中,以“-B20-(B21-B22)g-”表示的二价基团较佳为碳数为1至3的亚烷基、*-O-、*-COO-或*-O-C2H4-O-(其中,*表示与二胺基苯基键结的键结处。)。以“-CfH2f+1”表示的基团较佳为直链状。二胺基苯基中的两个胺基,相对于其他基团的位置较佳为2,4位或3,5位。
由式(b2-26)表示的化合物的具体例可列举由下列式(b2-26-1)至式(b2-26-4)表示的化合物:
该其他二胺组分(b2)可单独使用或组合多种来使用。
该其他二胺组分(b2)的具体例较佳为包括但不限于1,2-二胺基乙烷、4,4’-二胺基二环己基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基亚甲基-1,3-二胺基苯、1,1-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷、2,4-二胺基苯基甲酸乙酯、1-十八烷氧基-2,4-二胺基苯、由式(b2-1-1)表示的化合物、由式(b2-1-2)表示的化合物、由式(b2-2-1)表示的化合物、由式(b2-2-11)表示的化合物、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯、由式(b2-8-1)表示的化合物,或上述化合物的组合。
在本发明的具体例中,基于该二胺组分(b)的总使用量为100摩尔,该其他二胺化合物(b2)的使用量为60至97摩尔,较佳为65至95摩尔,更佳为70至95摩尔。
该聚合物(A)可包括聚酰胺酸及聚酰亚胺中的至少一种。另外,聚合物(A)可更包括聚酰亚胺系嵌段共聚合物。以下进一步说明上述各种聚合组合物的制备方法。
制备聚酰胺酸的方法为先将混合物溶解在溶剂中,其中混合物包括四羧酸二酐组分(a)与二胺组分(b),并在0℃至100℃的温度下进行聚缩合反应。反应1小时至24小时后,以蒸发器对反应溶液进行减压蒸馏,即可得到聚酰胺酸。或者,将反应溶液倒入大量的贫溶剂中,以得到析出物。接着,以减压干燥的方式干燥析出物,即可得到聚酰胺酸。
基于该二胺组分(b)的使用量为100摩尔,该四羧酸二酐组分(a)的使用量为20摩尔至200摩尔;更佳地,该四羧酸二酐组分(a)的使用量为30摩尔至120摩尔。
用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同或不同,且用于聚缩合反应中的溶剂并无特别的限制,只要是可溶解反应物与生成物即可。溶剂较佳为包括但不限于(1)非质子系极性溶剂,例如:N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone;NMP)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非质子系极性溶剂;或(2)酚系溶剂,例如:间-甲酚、二甲苯酚、酚或卤化酚类等的酚系溶剂。基于混合物的总使用量为100重量份,用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份,且更佳为300重量份至1800重量份。
值得注意的是,在聚缩合反应中,溶剂可并用适量的贫溶剂,其中贫溶剂不会造成聚酰胺酸析出。贫溶剂可以使用单独一种或者组合多种来使用,且其包括但不限于(1)醇类,例如:甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇类;(2)酮类,例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等的酮类;(3)酯类,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类;(4)醚类,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、乙二醇异丙基醚、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类;(5)卤化烃类,例如:二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或邻-二氯苯等的卤化烃类;或(6)烃类,例如:四氢呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烃类或上述溶剂的任意组合。基于二胺组分(b)的使用量为100重量份,该贫溶剂的用量较佳为0重量份至60重量份,且更佳为0重量份至50重量份。
制备聚酰亚胺的方法为将上述制备聚酰胺酸的方法所制的聚酰胺酸在脱水剂及触媒的存在下进行加热而得。在加热过程中,聚酰胺酸中的酰胺酸官能基可经由脱水死循环反应转变成酰亚胺官能基(即酰亚胺化)。
用于脱水死循环反应中的溶剂可与液晶配向剂中的溶剂(B)相同,故在此不另赘述。基聚酰胺酸的使用量为100重量份,用于脱水死循环反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份,且更佳为300重量份至1800重量份。
为获得较佳的聚酰胺酸的酰亚胺化程度,脱水死循环反应的操作温度较佳为40℃至200℃,更佳为40℃至150℃。若脱水死循环反应的操作温度低于40℃时,酰亚胺化的反应不完全,而降低聚酰胺酸的酰亚胺化程度。然而,若脱水死循环反应的操作温度高于200℃时,所得的聚酰亚胺的重量平均分子量偏低。
用于脱水死循环反应中的脱水剂可选自于酸酐类化合物,其具体例如:醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐类化合物。基于聚酰胺酸为1摩尔,脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。用于脱水死循环反应中的触媒可选自于(1)吡啶类化合物,例如:吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶类化合物;(2)三级胺类化合物,例如:三乙基胺等的三级胺类化合物。基于脱水剂的使用量为1摩尔,触媒的使用量可为0.5摩尔至10摩尔。
在本发明的具体例中,该聚合物组合物(A)的酰亚胺化率为35%至85%,较佳为40%至85%,更佳为40%至80%。当聚合物组合物(A)的酰亚胺化率为上述的范围时,则可制得预倾角安定性佳的液晶显示组件。
聚酰亚胺系嵌段共聚合物为选自聚酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亚胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物或上述聚合物的任意组合。
制备聚酰亚胺系嵌段共聚合物的方法较佳为先将起始物溶解在溶剂中,并进行聚缩合反应,其中起始物包括至少一种聚酰胺酸及/或至少一种聚酰亚胺,且可进一步包括四羧酸二酐组分(a)与二胺组分(b)。
起始物中的四羧酸二酐组分与二胺组分可与制备聚酰胺酸的方法中所使用的四羧酸二酐组分(a)与二胺组分(b)相同,且用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂(B)相同,在此不另赘述。
基于起始物的使用量为100重量份,用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份,且更佳为300重量份至1800重量份。聚缩合反应的操作温度较佳为0℃至200℃,且更佳为0℃至100℃。
起始物较佳为包括但不限于(1)二种末端基相异且结构相异的聚酰胺酸;(2)二种末端基相异且结构相异的聚酰亚胺;(3)末端基相异且结构相异的聚酰胺酸及聚酰亚胺;(4)聚酰胺酸、四羧酸二酐组分与二胺组分,其中,四羧酸二酐组分与二胺组分的中的至少一种与形成聚酰胺酸所使用的四羧酸二酐组分与二胺组分的结构相异;(5)聚酰亚胺、四羧酸二酐组分与二胺组分,其中,四羧酸二酐组分与二胺组分中的至少一种与形成聚酰亚胺所使用的四羧酸二酐组分与二胺组分的结构相异;(6)聚酰胺酸、聚酰亚胺、四羧酸二酐组分与二胺组分,其中,四羧酸二酐组分与二胺组分中的至少一种与形成聚酰胺酸或聚酰亚胺所使用的四羧酸二酐组分与二胺组分的结构相异;(7)二种结构相异的聚酰胺酸、四羧酸二酐组分与二胺组分;(8)二种结构相异的聚酰亚胺、四羧酸二酐组分与二胺组分;(9)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰胺酸以及二胺组分;(10)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰胺酸以及四羧酸二酐组分;(11)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰亚胺以及二胺组分;或者(12)二种末端基为胺基且结构相异的聚酰亚胺以及四羧酸二酐组分。
在不影响本发明的功效的范围内,聚酰胺酸、聚酰亚胺以及聚酰亚胺系嵌段共聚合物较佳为先进行分子量调节后的末端修饰型聚合物。通过使用末端修饰型的聚合物,可改善液晶配向剂的涂布性能。制备末端修饰型聚合物的方式可通过在聚酰胺酸进行聚缩合反应的同时,加入单官能性化合物来制得。
单官能性化合物的具体例包括但不限于(1)一元酸酐,例如:马来酸酐、邻苯二甲酸酐、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)单胺化合物,例如:苯胺、环己胺、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单胺化合物;或(3)单异氰酸酯化合物,例如:异氰酸苯酯或异氰酸萘基酯等单异氰酸酯化合物。
本发明的聚合物(A)根据凝胶渗透色层分析法(Gel PermeationChromatography,GPC)所测得经聚苯乙烯换算的重量平均分子量为2000至200000,较佳为3000至100000,更佳为4000至50000。
本发明的液晶配向剂中所使用的溶剂并无特别的限制,只要是可溶解聚合物(A)与其他任意成分且并不与其产生反应即可,较佳为同前述合成聚酰胺酸中所使用的溶剂,同时,也可并用合成该聚酰胺酸时所使用的贫溶剂。
该溶剂(B)的具体例包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲基醚、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、乙二醇异丙基醚、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、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯或N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethylacetamide)等。该溶剂(B)可以单独使用或者组合多种来使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份,该溶剂(B)的使用量为800至2500重量份,较佳为1000至2200重量份,且更佳为1000至2000重量份。
在不影响本发明的功效的范围内,液晶配向剂还可选择性地添加添加剂(C),其中添加剂(C)包括环氧化合物、具有官能性基团的硅烷化合物,或其组合。添加剂(C)的作用是用来提高该液晶配向膜与基板表面的附着性。
该环氧化合物包括但不限于乙二醇二环氧丙基醚、聚乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、三丙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、新戊二醇二环氧丙基醚、1,6-己二醇二环氧丙基醚、丙三醇二环氧丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二环氧丙基醚、1,3,5,6-四环氧丙基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四环氧丙基-间-二甲苯二胺、1,3-双(N,N-二环氧丙基胺基甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、3-(N,N-二环氧丙基)胺基丙基三甲氧基硅烷,或上述化合物的组合。
该环氧基化合物可单独使用或组合多种来使用。
基于该聚合物(A)的使用量为100重量份,环氧化合物的使用量可为0至40重量份,且较佳为0.1重量份至30重量份。
具有官能性基团的硅烷化合物的具体例包括但不限于3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、2-胺基丙基三甲氧基硅烷、2-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷(3-ureidopropyltrimethoxy silane)、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三伸乙三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三伸乙三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、9-三乙氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、N-芐基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-芐基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-胺基丙基三乙氧基硅烷,或上述化合物的组合。
具有官能性基团的硅烷化合物可以单独使用或组合多种来使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份,具有官能性基团的硅烷化合物的使用量可为0至10重量份,且较佳为0.5重量份至10重量份。
基于该聚合物(A)的使用量为100重量份,该添加剂(C)的使用量较佳为0.5重量份至50重量份,且更佳为1重量份至45重量份。
液晶配向剂的制造方法
液晶配向剂的制造方法并无特别的限制,可采用一般的混合方法来制备。举例而言,先将四羧酸二酐组分(a)及二胺组分(b)混合均匀,以反应形成聚合物(A)。接着,将聚合物(A)在温度为0℃至200℃的条件下加入溶剂(B),并可选择性地添加添加剂(C),以搅拌装置持续搅拌至溶解即可。较佳地,在20℃至60℃的温度下,将溶剂(B)添加至聚合组合物中。
较佳地,在25℃时,本发明的液晶配向剂的黏度通常为15cps至35cps,较佳为17cps至33cps,更佳为20cps至30cps。
液晶配向膜的制造方法
本发明的液晶配向膜可由上述的液晶配向剂所形成。
具体而言,液晶配向膜的制备方式例如可以是:将液晶配向剂利用辊涂布法、旋转涂布法、印刷法或喷墨法(ink-jet)等方法,涂布在基板的表面上,形成预涂层。接着,对预涂层进行预烤处理(pre-bake treatment)、后烤处理(post-bake treatment)及配向处理(alignment treatment)后而制得形成了液晶配向膜的基板。
预烤处理的目的在于使预涂层中的有机溶剂挥发。预烤处理的操作温度较佳为30℃至120℃,且更佳为40℃至110℃,尤佳为50℃至100℃。
配向处理并无特别的限制,可将尼龙、人造丝或棉类等纤维所做成的布料缠绕在滚筒上,并以一定方向摩擦进行配向。
后烤处理步骤的目的在于使预涂层中的聚合物再进一步进行脱水死循环(酰亚胺化)反应。后烤处理的操作温度较佳为150℃至300℃,更佳为180℃至280℃,尤佳为200℃至250℃。
液晶显示组件及其制造方法
本发明的液晶显示组件包括由本发明的液晶配向剂所形成的液晶配向膜。液晶显示组件的制作方式为本领域技术人员所周知的。因此,以下仅简单地进行陈述。
图1是根据本发明实施例的液晶显示组件的侧视图。液晶显示组件100包括第一单元110、第二单元120及液晶单元130,其中第二单元120与第一单元110分离配置,且液晶单元130设置在第一单元110与第二单元120之间。
第一单元110包括第一基板112、第一导电膜114及第一液晶配向膜116,其中第一导电膜114形成在第一基板112的表面。另外,第一导电膜114位于第一基板112与第一液晶配向膜116之间,并且第一液晶配向膜116位于液晶单元130的一侧。
第二单元120包括第二基板122、第二导电膜124及第二液晶配向膜126,其中第二导电膜124形成在第二基板122的表面。另外,第二导电膜124位于第二基板122与第二液晶配向膜126之间,并且第二液晶配向膜126位于液晶单元130的另一侧。换言之,液晶单元130是位于第一液晶配向膜116与第二液晶配向膜126之间。
第一基板112与第二基板122是选自于透明材料等,其中,透明材料包括但不限于用于液晶显示设备的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚醚砜或聚碳酸酯等。
第一导电膜114与第二导电膜124的材质是择自于氧化锡(SnO2)、氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)等。
第一液晶配向膜116及第二液晶配向膜126各自为上述的液晶配向膜,其作用在于使液晶单元130形成预倾角。此外,当施予第一导电膜114与第二导电膜124电压时,第一导电膜114与第二导电膜124之间可产生电场。此电场可驱动液晶单元130,进而使液晶单元130中的液晶分子的排列发生改变。
液晶单元130所使用的液晶可单独使用或混合使用,液晶包括但不限于二胺基苯类液晶、哒嗪(pyridazine)类液晶、希夫氏碱(shiff Base)类液晶、氧化偶氮基(azoxy)类液晶、联苯(biphenyl)类液晶、苯基环己烷(phenylcyclohexane)类液晶、酯(ester)类液晶、三联苯(terphenyl)、联苯环己烷(biphenylcyclohexane)类液晶、嘧啶(pyrimidine)类液晶、二氧六环(dioxane)类液晶、双环辛烷(bicyclooctane)类液晶或立方烷(cubane)类液晶等,且可视需求再添加例如是氯化胆固醇(cholesteryl chloride)、胆固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、胆固醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等的胆固醇型液晶、或是以商品名“C-15”、“CB-15”(默克公司制造)的对掌(chiral)剂等,或者是对癸氧基苯亚甲基-对胺基-2-甲基丁基肉桂酸酯等强介电性(ferroelectric)类液晶。
兹以下列实例予以详细说明本发明,唯并不意谓本发明仅局限于此等实例所公开的内容。
聚合物(A)的制备:
合成例A-1-1
在容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,在四颈锥瓶中,加入0.0005摩尔的表1所示的b1-1、0.037摩尔的对-二胺苯(简称为b2-1)、0.0125摩尔的表1所示的b2-6及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone,简称为NMP),并在室温下搅拌至溶解。接着,加入0.05摩尔的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(简称为a-1)以及20克的NMP,并在室温下反应2小时。待反应结束后,将反应溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然后,过滤所得的聚合物,并重复以甲醇清洗及过滤三次,置入真空烘箱中,以温度60℃进行干燥后,即可得聚合物(A-1-1)。
合成例A-1-2至A-1-5
合成例A-1-2至A-1-5是以与合成例A-1-1相同的步骤来制备该聚合物,不同的地方在于:改变四羧酸二酐化合物或二胺化合物的种类及其使用量,如表1所示。
合成例A-2-1
在容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,在四颈锥瓶中,加入0.0015摩尔的表1所示的b1-1、0.036摩尔的对-二胺苯(简称为b2-1)、0.0125摩尔的表1所示的b2-6及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone,简称为NMP),并在室温下搅拌至溶解。接着,加入0.05摩尔的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(简称为a-1)以及20克的NMP。在室温下反应6小时后,加入97克的NMP、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶,升温至60℃,且持续搅拌2小时,以进行酰亚胺化反应。待反应结束后,将反应溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然后,过滤所得的聚合物,并重复以甲醇清洗及过滤三次,置入真空烘箱中,以温度60℃进行干燥后,即可得聚合物(A-2-1)。
合成例A-2-2至A-2-12及比较合成例A-4-1至A-4-5
合成例A-2-2至A-2-12及比较合成例A-4-1至A-4-5是以与合成例A-2-1相同的步骤来制备该聚合物,不同的地方在于:改变四羧酸二酐组分、二胺组分、脱水剂或触媒的种类及其使用量,如表1所示;以及改变脱水剂与脱水死循环反应的触媒的种类及其使用量。
合成例A-3-1
在容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,在四颈锥瓶中,加入0.0325摩尔的对-二胺苯(简称为b2-1)、以及40克的N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone,简称为NMP),并在室温下搅拌至溶解。接着,加入0.025摩尔的苯均四羧酸二酐(简称为a-3)以及10克的NMP。在室温下反应6小时后,加入50克的NMP、1.3克的醋酸酐及10克的吡啶,升温至60℃,且持续搅拌2小时,以进行酰亚胺化反应。待反应结束后,将反应溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然后,过滤所得的聚合物,并重复以甲醇清洗及过滤三次,置入真空烘箱中,以温度60℃进行干燥后,即可得聚合物(A-3-1-1)。
在容积500毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计,并导入氮气。然后,在四颈锥瓶中,加入上述合成的聚合物(A-3-1-1)、加入0.0075摩尔的表1所示的b1-4、加入0.01摩尔的表1所示的b2-6、以及100克的NMP,并在室温下搅拌至溶解。接着,加入0.025摩尔的2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(简称为a-1)、以及10克的NMP,并在室温下反应2小时。待反应结束后,将反应溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然后,过滤所得的聚合物,并重复以甲醇清洗及过滤三次,置入真空烘箱中,以温度60℃进行干燥后,即可得聚合物(A-3-1)。
表2
表1及表2中:
液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示组件的制备:
实施例1
秤取100重量份的聚合物(A-1-1)及800重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(简称为B-1),并且在室温下搅拌混合而形成实施例1的液晶配向剂。
将该液晶配向剂进行各检测项目评价,所得结果如表3所示。
实施例2至18及比较例1至5
实施例2至18及比较例1至5是以与实施例1相同的步骤来制备该液晶配向剂,不同的地方在于:改变聚合物组合物、溶剂及添加剂的种类及其使用量,如表3及4所示。将该等液晶配向剂进行各检测项目评价,所得结果如表3及4所示。
表3
表4
表3及表4:
检测项目:
酰亚胺化率
酰亚胺化率是指通过聚酰亚胺聚合物中的酰胺酸官能基的数目和酰亚胺环的数目的合计量为基准,来计算酰亚胺环的数目所占的比例,并以百分率表示。
酰亚胺化率的检测方法是对上述的合成例A-1-1至A-2-10及比较合成例A-3-1至A-3-7的聚合物(A)进行减压干燥后,将前述的聚合物(A)溶解在适当的氘化溶剂(deuteration solvent;例如氘化二甲基亚砜)中,并以四甲基硅烷作为基准物质,在室温(例如25℃)下测定1H-NMR(氢原子核磁共振)的结果,经下式计算聚合物(A)的酰亚胺化率(%):
在式中,Δ1代表NH基质子在10ppm附近的化学位移(chemical shift)所产生的峰值(peak)面积,Δ2代表其他质子的峰值面积,且α代表聚合物组合物(A)中该等聚合物的聚酰胺酸前趋物中NH基的1个质子相对于其他质子个数比例。
预倾角安定性
将调制好的液晶配向剂涂布在含ITO膜的玻璃基板的透明电极面上(液晶配向膜印刷机为日本写真印刷有限公司制)、在80℃的加热板上加热1分钟(预烤)除去溶剂后、再在150℃的加热板上加热10分钟(后烤),可得到平均膜厚的涂膜。将该涂膜置于具有人造纤维布缠绕的摩擦机以转速400rpm、横动速度3cm/秒、纤维长度0.1mm进行摩擦处理。之后,在超纯水中进行超音波洗净1分钟,接着置于100℃的烘箱中干燥10分钟,即得到具有液晶配向膜的基板。重复前述步骤即得到1对(2枚)具有液晶配向膜的基板。
接着,在该具有液晶配向膜的基板外缘以填充有直径5.5μm的氧化铝球的环氧树脂黏合剂涂布后,将该液晶配向膜表面相对叠合,待黏合剂硬化。然后,从1对基板间的液晶注入口以向列型液晶(nematic liquid crystal)(默克公司制、MLC-6608)填充后,以丙烯酸类光硬化接着剂密封该液晶注入口,即可得到液晶显示组件。
将上述制得的液晶单元使用预倾角测量仪(Optipro,Shintech制)测量初期预倾角,将经初期预倾角测定后的液晶显示组件以照射量10,000J/m2在60℃的荧光灯照射及施予20Vp-p的交流电压20小时,通过预倾角前后变化量来进行评价,其评价标准如下:
◎:预倾角变化量≤1°;
○:1°<预倾角变化量≤2°;
×:预倾角变化量>2°。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效,而非限制本发明。熟知此技术的本领域技术人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求书所限定的范围所示。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的液晶配向剂,其中,该聚合物(A)的酰亚胺化率为35%至85%。
3.一种液晶配向膜,其是由权利要求1或2所述的液晶配向剂所形成。
4.一种液晶显示组件,其包含权利要求3所述的液晶配向膜。
5.一种液晶配向剂的制造方法,其包含混合聚合物(A)及溶剂(B);
其中该聚合物(A)选自由聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰亚胺系嵌段共聚合物及上述聚合物的任意组合所组成的群;且该聚合物(A)由包括四羧酸二酐组分(a)及二胺组分(b)的混合物反应所制得;
其中,该二胺组分(b)包含式(Ib-1)、式(Ib-2)或式(Ib-3)所示的二胺化合物(b1):
其中,
Y为-COO-或-CONRd-;
Rd为氢原子、或C1至C10的直链或支链烷基;
Ra为单键或C1至C10的直链或支链亚烷基;
Rb为C1至C10的直链或支链烷氧基、腈基或羰基;
Rc为C1至C10的直链或支链烷基;或
Rb与Rc彼此可结合形成单环;及
a1为0至2的整数。
6.根据权利要求5所述的液晶配向剂的制造方法,其中,基于该二胺组分(b)的总使用量为100摩尔,该由式(Ib)所示的二胺化合物(b1)的使用量为3至40摩尔。
7.根据权利要求5所述的液晶配向剂的制造方法,其中,基于该聚合物的使用量(A)为100重量份,该溶剂(B)的使用量为800至2500重量份。
8.根据权利要求5所述的液晶配向剂的制造方法,其中,该聚合物(A)的酰亚胺化率为35%至85%。
9.一种液晶配向膜的制造方法,其包含由液晶配向剂形成该液晶配向膜,其中该液晶配向剂是由权利要求5-8任一项所述的液晶配向剂的制造方法所形成。
10.一种液晶显示组件的制造方法,该液晶显示组件包含液晶配向膜,其制造方法包含由液晶配向剂形成该液晶配向膜,其中该液晶配向剂是由权利要求5-8任一项所述的液晶配向剂的制造方法所形成。
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