液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶配向剂（liquid crystal alignment agent)、液晶配向膜 (liquid crystal alignment film)以及液晶显示元件。特别涉及一种液晶配向剂，其可以 制作出经紫外线照射后预倾角（pretilt angle)均一性佳的液晶显示元件、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显示元件。
【背景技术】
[0002] -直以来，作为液晶显示元件的工作方式，已知有使用具有正介电异方向性的液 晶分子的扭转向列（Twisted Nematic，TN)型或超扭转向列（Super Twisted Nematic，STN) 型、垂直配向（Vertical Alignment，VA)型、共面切换（In Plane Switching，IPS)型、边缘 场切换（Fringe Field Switching，FFS)型、光学补偿弯曲（Optically Compensated Bend， OCB)型等各种液晶显示元件，而为了进行各液晶分子的配向控制，主要使用由有机膜所形 成的液晶配向膜（专利文献1~4)。
[0003] 由于上述TN型、STN型等液晶配向膜的液晶分子高速响应，以及上述VA型等液晶 配向膜在液晶驱动时的倾斜方向一定，因此它们各自都需要具有预倾角特性。作为赋予预 倾角特性的方法，在前者的情况下，通常为摩擦法，而在后者的情况下，通常为摩擦法，或在 基板表面设置突起物的方法等。其中，摩擦法步骤中所产生的灰尘或静电有时会导致显示 不良或电路损坏的问题，另一方面，在基板表面设置突起物的方法有时会损害所得液晶显 示元件的亮度等，因此这些方法都存在问题。
[0004] 由此，作为替代这些方法的预倾角赋予方法，已经提出了从相对于膜法线倾斜的 方向对感光性薄膜照射紫外线的所谓光配向法（专利文献5)。此外，以专利文献5所记载 的液晶配向剂而制作的液晶显示元件，其仍存在经紫外线照射后预倾角均一性不佳，而不 利于应用。
[0005] 另一方面，作为对由含有聚酰胺酸等的液晶配向剂所形成的涂膜赋予液晶配向能 力的方法，近年来，提出有利用光异构化或光二聚化、光分解等的光配向法作为代替摩擦法 的技术。光配向法是如下的方法：通过对形成在基板上的感放射线性的有机薄膜照射偏光 或非偏光的放射线来对膜赋予异向性，由此控制液晶分子的配向。根据此方法，与先前的摩 擦法相比，可抑制步骤内的灰尘或静电的产生，因此可抑制由灰尘等所引起的显示不良的 产生或良率的下降。另外，也具有可对形成在基板上的有机薄膜均匀地赋予液晶配向能力 等优点。
[0006] 具体而言，光配向法的技术文献如专利文献6。专利文献6提出一种具有共轭烯酮 (conjugated enone)的重复单元及具有酰亚胺构造的液晶配向剂。然而，以专利文献6所 记载的液晶配向剂而制作的液晶显示元件，也存在经紫外线照射后预倾角均一性不佳的问 题。
[0007] [先前技术文献]
[0008] [专利文献]
[0009][专利文献1]日本特开昭56-91277号公报 [0010][专利文献2]日本特开平1-120528号公报 [0011][专利文献3]日本特开平11-258605号公报
[0012] [专利文献4]日本特开2002-250924号公报
[0013] [专利文献5]日本特开2004-83810号公报
[0014] [专利文献6]日本特开2005-037654号公报
[0015] 因此，如何改善经紫外线照射后预倾角均一性不佳的问题，以达到目前业界的要 求，实为目前此领域技术人员亟欲解决的问题。
【发明内容】
[0016] 有鉴于此，本发明提供一种用于液晶显示元件的液晶配向剂（liquid crystal alignment agent)，其能够改善上述经紫外线照射后预倾角（pretilt angle)均一"性不佳 的问题。
[0017] 本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组成物（A-ι)以及溶剂（B)。聚合物 组成物（A-I)是由四羧酸二酐化合物（a)及二胺化合物（b)反应而获得。二胺化合物（b) 包括至少一种由式（I)表示的二胺（b-Ι)以及至少一种具有由式（II)表示的结构的二胺 (b~2) 〇
[0018] 具体而言，由式（I)表示的二胺（b-ι)如下所示。
[0019]
[0020] 式⑴中，R1及R 3各自独立表示醚基（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表示含不饱和键的亚烷基（alkylene) ;R4表示单键、亚甲基或亚 乙基（ethylene) ;A表示具有类固醇骨架的碳数为17至40的一价有机基。
[0021] 另外，具有由式（II)表示的结构的二胺（b-2)如下所示。
[0022]
[0023] 式（II)中，R5及R6各自独立表示碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的烷氧基、卤 素原子或氰基；a及b各自独立表示0至4的整数；c表示0或1 ;*各自独立表示连接键。
[0024] 在本发明的一实施例中，上述的具有由式（II)表示的结构的二胺（b-2)包括由式 (II-I)表示的结构、由式（II-2)表示的结构或上述两者的组合。
[0027] 式（II-I)及式（II-2)中，R8、R9、R11及R 12各自独立表示碳数为1至6的 烷基、碳数为1至6的烷氧基、卤素原子或氰基；Rltl及R 13各自独立表示碳数为1 卒40的烷某或经氟原子取代的碳数为〗卒40的烷某：丫1、Y 2及Y 3各白妯立衷示
表示氢原子或碳数为1至4的烷基；Z1及Z 2各自独立表示亚甲基、亚芳基（arylene)、二价 的脂环基、-Si (CH3) 2_、-CH = CH-、-C = C-、具有取代基的亚甲基、具有取代基的亚芳基、具 有取代基的二价脂环基、具有取代基的-Si (CH3) 2_、具有取代基的-CH = CH-，其中取代基为 氰基、卤素原子或碳数为1至4的烷基；d、e、j及k各自独立表示0至4的整数；f及m表 示O或I ;g及η各自独立表示1至6的整数；h及P各自独立表示O至2的整数；i表示O 或1的整数；*各自独立表示连接键。
[0028] 在本发明的一实施例中，基于二胺化合物（b)的总摩尔数为100摩尔，由式（I)表 示的二胺（b-Ι)的使用量为0. 5至50摩尔；具有由式（II)表示的结构的二胺（b-2)的使 用量为10至80摩尔。
[0029] 在本发明的一实施例中，由式（I)表示的二胺（b-Ι)与具有由式（II)表示的结构 的二胺（b-2)的摩尔比值（b-lV(b-2)为0. 05至1. 5。
[0030] 在本发明的一实施例中，由式（I)表示的二胺（b-Ι)与具有由式（II)表示的结构 的二胺（b_2)的摩尔比值（b-lV(b_2)为0. 1至1. 3。
[0031] 在本发明的一实施例中，由式（I)表示的二胺（b-ι)与具有由式（II)表示的结构 的二胺（b-2)的摩尔比值（b-lV(b-2)为0. 2至1. 0。
[0032] 本发明更提供一种液晶配向膜（liquid crystal alignment film)，其由上述的 液晶配向剂所形成。
[0033] 本发明更提供一种液晶显示元件，其包括如上述的液晶配向膜。
[0034] 基于上述，本发明的液晶配向剂用于制作液晶显示元件时，可以改善经紫外线照 射后预倾角均一性不佳的问题，进而适用于液晶配向膜以及液晶显示元件。
[0035] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
【附图说明】
[0036] 图1是根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。
【具体实施方式】 [0037] 液晶配向剂
[0038] 本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组成物（A-I)以及溶剂（B)。此外，若 需要，液晶配向剂可更包括添加剂（C)。
[0039] 以下将详细说明用于本发明的液晶配向剂的各个成分。
[0040] 在此说明的是，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；同样地，以（甲基）丙烯酰基表示丙烯酰 基和/或甲基丙烯酰基。
[0041] 聚合物组成物（A-I)
[0042] 聚合物组成物（A-I)包括聚酰胺酸聚合物、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组合。其中，聚酰亚胺系嵌段共聚合物包括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组合。
[0043] 聚合物组成物（A-I)中的聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物及聚酰亚胺系嵌段共 聚合物均可由四羧酸二酐化合物（a)及二胺化合物（b)反应而获得，其中四羧酸二酐化合 物（a)、二胺化合物（b)及制备聚合物组成物（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、脂环族四羧酸二酐化合 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体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-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 酐或二环[2. 2. 2]-辛-7-烯-2, 3, 5, 6-四羧酸二酐等的脂环族四羧酸二酐化合物。
[0048] 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、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' -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、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' -双（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' -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、3, 3'，4, 4' -全氟 异亚丙基二苯二酸二酐、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、双（苯二酸）苯膦氧化物二酐、对-亚苯基-双（三苯基 苯二酸）二酐、间-亚苯基-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-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 氢-5-甲基-5-(四氢-2, 5-二侧氧基-3-呋喃基）-萘并[l，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,