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] 本发明是涉及一种液晶配向剂（liquidcrystalalignmentagent)、液晶配向膜 (liquidcrystalalignmentfilm)及液晶显示元件，特别涉及一种紫外线可靠性佳且离 子密度低的液晶配向剂、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 液晶显示元件。
【背景技术】
[0002] 近年来，各界积极致力于开发新颖的液晶显示元件。以横向电场型的液晶显示元 件为例，横向电场型（horizontalelectricfieldtype)的液晶显示元件是将两个电极 在一对相对的基板的一侧上，并且将该些电极以t节齿状（pectinateshape)的方式进行设 置。该些电极可产生与基板平行的电场，进而控制液晶分子。上述元件通常被称为共面切 换（in-planeswitching，IPS)型液晶显示元件。值得注意的是，虽然共面切换液晶显示元 件因广视角特性优异而为人所知，但是共面切换型液晶显示元件中仍有因离子密度过高， 而产生残影的问题。
[0003]日本专利特开第2009-175684号公报揭示一种低离子密度的液晶配向膜以及一 种用来制备液晶配向膜的含哌嗪（piperazine)结构的二胺化合物。藉由使用含哌嗪结构 的二胺化合物所制成的液晶配向膜可改善以往液晶显示器因离子密度过高而造成显示品 质下降的问题。然而，液晶配向膜却有紫外线可靠性不佳的问题。具体而言，液晶配向膜经 紫外线照射一段时间后，会产生电压保持率大幅下降的情形，进而造成液晶显示器发生对 比下降等问题。
[0004] 因此，如何能提供一种兼具紫外线可靠性佳及离子密度低的液晶配向剂，使其所 形成的液晶配向膜应用于液晶显示元件时，在紫外线的长期照射下仍得以维持高电压保持 率，实为目前本领域技术人员亟欲解决的问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种紫外线可靠性佳且离子密度低的液晶配向剂（liquid crystalalignmentagent)、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 膜的液晶显示元件。
[0006] 本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组合物（A)以及溶剂（B)。聚合物组合 物（A)是由混合物反应而获得，其中混合物包括羧酸酐组份（a)及二胺组份（b)。羧酸酐 组份（a)包括四羧酸二酐化合物（a-1)及三羧酸酐化合物（a-2)。二胺组份（b)包括由式 (I)表不的二胺化合物（b_l)。
[0007]
[0008] 式⑴中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧 基、乙酰胺基、氟原子、氯原子或溴原子；R2各自独立表示碳数为1至3的烷基；m各自独立 表示0至3的整数；n表示0至4的整数。
[0009] 在本发明的一实施例中，式（I)中，R1各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷 基、碳数为1至10的烷氧基或乙酰胺基（acetamido,CH3CONH-)。
[0010] 在本发明的一实施例中，三羧酸酐化合物（a-2)包括环状三羧酸酐化合物。
[0011] 在本发明的一实施例中，基于羧酸酐组份（a)的总摩尔数为100摩尔，三羧酸酐化 合物（a-2)的使用量为1至50摩尔。
[0012] 在本发明的一实施例中，基于二胺组份（b)的总摩尔数为100摩尔，二胺化合物 (b_l)的使用量为1至80摩尔。
[0013] 在本发明的一实施例中，三羧酸酐化合物（a-2)与二胺化合物（b-1)的摩尔比值 (a-2)Ab-I)为 0? 1 至 5。
[0014] 在本发明的一实施例中，液晶配向剂更包括具有至少两个环氧基的化合物（C)。
[0015] 本发明另提供一种液晶配向膜，其是由上述的液晶配向剂而形成。
[0016] 本发明更提供一种液晶显示元件，其包括上述的液晶配向膜。
[0017] 基于上述，本发明的液晶配向剂的紫外线可靠性佳且离子密度低而适用于形成液 晶配向膜，并且上述液晶配向膜适用于液晶显示元件。
[0018] 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。
[0019] 图式简单说明
[0020] 图1是根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。
[0021] 符号说明
[0022] 100 :液晶显示元件
[0023]110:第一单元
[0024]112:第一基板
[0025]114:电极
[0026]116:第一液晶配向膜
[0027] 120:第二单元
[0028]122 :第二基板
[0029] 126:第二液晶配向膜
[0030] 130:液晶单元
【具体实施方式】
[0031]〈液晶配向剂〉
[0032] 本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组合物（A)以及溶剂（B)。此外，若需 要，液晶配向剂可更包括具有至少两个环氧基的化合物（C)、添加剂（D)或上述两者的组 合。
[0033] 以下将详细说明用于本发明的液晶配向剂的各个成分。
[0034]在此说明的是，以下是以（甲基）丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，并以（甲 基）丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯；同样地，以（甲基）丙烯酰基表示丙烯酰 基及/或甲基丙烯酰基。
[0035] 聚合物组合物（A)
[0036] 聚合物组合物（A)是由混合物反应而获得，混合物包括羧酸酐组份（a)及二胺组 份⑻。
[0037] 羧酸酐组份（a)
[0038] 羧酸酐组份（a)包括四羧酸二酐化合物（a-1)及三羧酸酐化合物（a-2)。
[0039] 四羧酸二酐化合物（a_l)
[0040] 四羧酸二酐化合物（a_l)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（1)至式（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。
[0041] 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（ethane tetracarboxylicdianhydride)、 丁烧四駿酉爱二酉干(butanetetracarboxylic dianhydride)或上述化合物的组合。
[0042] 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。
[0043] 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 If(4,4?-bis(3, 4-dicarboxyphenoxy)diphenylpropanedianhydride)、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 酉同{(1，3, 3a, 4, 5, 9b_hexahydr〇-5-(tetrahydro-2, 5-dioxofuran_3-yl)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-咲喃 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[l，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[l，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[l，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。
[0044]由式⑴至式（6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
[0047]式（5)中，心表示含有芳香环的二价基团；r表示1至2的整数；六2及43可为相同 或不同，且可各自独立表示氢原子或烷基。由式（5)表示的四羧酸二酐化合物的具体例包 括由式（5-1)至式（5-3)表示的化合物中的至少一种。
[0050] 式（6)中，~表示含有芳香环的二价基团；为相同或不同，且各自独立表 示氢原子或烷基。由式（6)表示的四羧酸二酐化合物较佳为由式（6-1)表示的化合物。
[0052] 上述的四羧酸二酐化合物（a-1)可以单独使用或者组合多种来使用。
[0053] 基于羧酸酐组份（a)的总摩尔数为100摩尔，四羧酸二酐化合物（a-1)的使用量 可为50至99摩尔，较佳为55至97摩尔，且更佳为60至95摩尔。
[0054] 三羧酸酐化合物（a-2)
[0055] 三羧酸酐化合物（a-2)可包括脂肪族三羧酸酐化合物、脂环族三羧酸酐化合物或 芳香族三羧酸酐化合物等。
[0056] 脂肪族三羧酸酐化合物的具体例可包括但不限于3-羧酸基甲基戊酸酐 (3-carboxymethylglutaricanhydride)、1，2, 4- 丁焼三駿酸-1，2-酐（1，2, 4-butanetri carboxylic-1，2-anhydride)、顺式-丙稀-1，2, 3_ 三駿酸-1，2_ 酐（cis-propene-1，2, 3-tricarboxylic-1，2-anhyd