摩尔的由式（V-3-1)表示的羧酸化合物（以下简称为FPA)及0. 2 克硬化促进剂UCAT 18X(三亚普罗（SAN-APR0)公司制）加入含聚硅氧烷化合物的溶液。 然后，将三颈烧瓶浸渍在30°C的油浴中并搅拌10分钟，然后在30分钟内将油浴升温至 115°C，待溶液的内温达到100°C时，持续加热搅拌24小时。待反应结束后，取出有机层并进 行水洗后，使用硫酸镁进行干燥，去除溶剂后，即可获得聚硅氧烷（B-1)。
[0325] 合成例B-2至合成例B-6
[0326] 合成例B-2至合成例B-6的聚硅氧烷（B-2)至聚硅氧烷（B-6)是以与合成例B-1 相同的步骤来制备，并且其不同处在于：改变聚硅氧烷（B)的反应物的种类及其使用量、羧 酸化合物的种类及其使用量、触媒及溶剂的种类及其使用量、反应温度及聚缩合时间（如 表2所示）。
[0327] 合成例B' -1至合成例B' -3
[0328] 合成例B' -1至合成例B' -3的聚硅氧烷（B' -1)至聚硅氧烷（B' -3)是以与合成 例B-1相同的步骤来制备，并且其不同处在于：改变聚硅氧烷（B)的反应物的种类及其使用 量、羧酸化合物的种类及其使用量、触媒及溶剂的种类及其使用量、反应温度及聚缩合时间 (如表2所示）。
[0329] 表2中简称所对应的化合物如下所示。
[0330]
[0331]
[0332] 表 2
[0333]
[0334] 液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的实施例与比较例
[0335] 以下说明液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的实施例1至实施例15以及 比较例1至比较例14 :
[0336] 实施例1
[0337] a.液晶配向剂
[0338] 秤取100重量份的聚合物（A-1-1)、5重量份的聚硅氧烷（B-1)、8重量份的由式 (3-43)表示的光聚合性化合物（C-1)、1200重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮（简称为D-1) 以及1200重量份的乙二醇正丁基醚（简称为D-2)，并且在室温下，以搅拌装置持续搅拌至 溶解，即可形成实施例1的液晶配向剂。
[0339] b.液晶配向膜及液晶显示元件
[0340] 使用上述所得的液晶配向剂，以下述所示的顺序制作液晶晶胞。将液晶配向剂以 旋转涂布的方式，分别涂布在两片具有ITO电极的玻璃基板上，其中，该ITO电极为线/间 距（Line/Space)各自为5μπι的狭缝状（slit)图案。接着，在加热板上以80°C预烤2分钟 后，再在循环烘箱中以220°C进行20分钟的后烤，即可形成实施例1的液晶配向膜。
[0341] 对于上述2片上面形成了液晶配向膜的玻璃基板，其中一片上涂布热压胶，另一 片散布4μπι的间隔物。接着，将两片玻璃基板进行贴合，再以热压机施以10kg的压力， 在温度为150°C的条件下进行热压贴合。然后，以液晶注入机（岛津制作所制造，型号为 ALIS-100X-CH)注入液晶）后，利用紫外光硬化胶封住液晶注入口，并以紫外光灯照光使其 硬化。接着，在两个ΙΤ0电极之间施加20Vp-p交流电，并在液晶为驱动状态下照射30J的 紫外线后，即可获得实施例1的液晶显示元件。将实施例1的液晶显示元件以后述各评价 方式进行评价，其结果如表3所示。
[0342] 实施例2至实施例15
[0343] 实施例2至实施例15的液晶配向齐I」、液晶配向膜及液晶显示元件是以与实施例1 相同的步骤分别制备，并且其不同处在于：改变成分的种类及其使用量，如表3所示。将实 施例2至15所制得液晶显示元件以后述评价方式进行评价，其结果如表3所示。
[0344] 比较例1至比较例13
[0345] 比较例1至比较例13的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件是以与实施例1 相同的步骤分别制备，不同的地方在于：改变成分的种类及其使用量，如表4所示。对比较 例1至比较例13所制得液晶显示元件以后述评价方式进行评价，其结果如表4所示。表3 及表4中简称所对应的化合物如下所示。
[0346]
[0347]
[0348]
[0349] 〈评价方式〉
[0350] a.酰亚胺化率
[0351 ] 酰亚胺化率是指透过聚合物中的酰胺酸官能基数目和酰亚胺环数目的合计量为 基准，计算酰亚胺环数目所占的比例，以百分率表示。
[0352] 检测的方法是将合成例的聚合物分别进行减压干燥后，溶解于适当的氘化溶剂 (deuteration solvent)，例如：氖化二甲基亚砜中，以四甲基硅烷作为基准物质，从室温 (例如 25°C)下测定 核磁共振 CH-Nuclear magnetic resonance/H-NMR)的结果，再 由数学式（1)即可求得酰亚胺化率（％)。
[0353] 酰亚胺化率
[0354] Δ 1 :NH基质子在lOppm附近的化学位移（chemical shift)所产生的峰值（peak) 面积；
[0355] Δ 2 :其他质子的峰值面积；
[0356] α :聚合物的前驱物（聚酰胺酸）中的NH基的1个质子相对于其他质子的个数比 例。
[0357] b.耐紫外线衰退性。
[0358] 液晶显示元件的耐紫外线衰退性是以液晶显示元件的电压保持率来评价。进一步 而言，液晶显示元件的电压保持率的量测方法如下所述。
[0361] 电压保持率变化百分比的评价基准如下所示。[0362] ? ：Vuv decay<0. 5%[0363] Ο ：0. 5%^ Vuv decay<l%[0364] Δ :1% ^ Vuv decay<3%[0365] X ：3%^ Vuv decay[0366] c.色相不均[0367] 将实施例及比较例的液晶显示元件在标准C光源的背光源照射下，透过偏光板观
[0359] 利用电气测量机台（东阳公司制，型号Model 6254)分别测量实施例及比较例的 液晶显示元件的电压保持率。测试条件是施加4伏特电压，历时2毫秒后解除电压，并量测 解除起1667毫秒后的电压保持率（计为VI)。接着，将液晶显示元件以30mJ/cm 2的紫外光 (紫外光照射机型号为KN-SH48K1 ;光能兴业制造）照射后，以相同测试条件测量经紫外光 照射后的电压保持率（计为V2)。最后，以数学式（2)计算即可获得电压保持率变化百分比 (计为 Vuv d_y (% ))。电压保持率变化百分比越低，代表液晶显示元件的耐紫外线衰退性越 佳。
[0360] 察液晶显示元件是否有色相不均的产生。色相不均的评价基准如下所示。
[0368] ◎:未出现色相不均。
[0369] 〇：出现轻微色相不均，但不明显。
[0370] Λ :出现明显色相不均。
[0371] X:出现严重色相不均。
[0372] 表 3
[0373]
[0374] 表 3 (续）
[0375]
[0376] 表 4
[0377] L0378J 表 4 (续）
[0379]
[0380] 比较例14
[0381] 以与比较例11相同的步骤制备比较例14的液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示 元件，其中成分的种类及其使用量大致上相同，惟不同的地方在于：在所使用的液晶层中更 添加2. 4重量％的光聚合性化合物（C-1)。将所得到的液晶显示元件也以上述评价方式进 行评价后，其耐紫外线衰退性及色相不均的表现皆为X。
[0382] 〈评价结果〉
[0383] 由表3及表4得知，与同时使用聚合物（A)、聚硅氧烷（B)及光聚合性化合物（C) 的液晶配向剂所制得的液晶显示元件（实施例1至实施例15)相比，比较例1至13的液晶 显示元件不具耐紫外线衰退性并且有严重色相不均的问题。
[0384] 另外，当使用酰亚胺化率为30%至90%的聚合物（A)(即聚合物（A-2-4)至聚合 物（A-2-9))时（实施例9至实施例14)，时，液晶显示元件的耐紫外线衰退性更佳。
[0385] 又，当使用由式（3-44)至式（3-50)及式（3-69)至式（3-97)表示的化合物中的 至少一者作为光聚合性化合物（C)(实施例3至实施例5、实施例7、实施例10至实施例12、 实施例14至实施例15)时，液晶显示元件的耐紫外线衰退性更佳。
[0386] 此外，当液晶配向剂中使用具有碳数为6至50的长链的羧酸化合物（b4)(实施例 2至实施例4、实施例8至实施例10及实施例12至实施例14)时，可更进一步改善液晶显 示元件的色相不均的问题。
[0387] 又，当聚合物（A)含有式（II-1)、式（II-2)表示的二胺化合物（a2)中的至少一种 时（实施例4至实施例5、实施例9至实施例10、实施例15)，可进一步改善液晶显示元件的 色相不均的问题。
[0388] 又，当聚合物㈧含有式（11-26)至式（11-30)表示的二胺化合物（a2)中的至少 一种时（实施例2、实施例5、实施例8、实施例12)，可进一步提升液晶显不兀件的耐紫外线 衰退性。
[0389] 另外，根据比较例14的评价结果得知，在所使用的液晶层中进一步添加光聚合性 化合物（C-1)时，液晶显示元件不具耐紫外线衰退性并且有严重色相不均的问题。
[0390] 综上所述，本发明的表面控制垂直配向型液晶配向剂中，除了含有聚合物以及溶 剂之外，更将光聚合性化合物添加在液晶配向剂中，而非如聚合物稳定配向型般将光聚合 性化合物添加在液晶层中，因此解决了现有液晶层受到杂质污染的问题。
[0391] 另一方面，本发明的液晶配向剂含有特定结构的聚硅氧烷，而使液晶显示元件的 耐紫外线衰退性佳。此外，本发明的液晶配向剂含有光聚合性化合物，而使液晶显示元件的 无色相不均的问题，因此适用于制造液晶配向膜及液晶显示元件。
[0392] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种液晶配向剂，其特征在于，包括： 聚合物（A); 聚硅氧烷度）； 光聚合性化合物（C) 及 溶剂值)， 其中，所述聚合物（A)是由第一混合物反应而获得，所述第一混合物包括四簇酸二酢 组份（al)及二胺组份（曰2)， 所述聚硅氧烷度）是由聚硅氧烷化合物与具有碳数为4至50的长链的簇酸化合物 化4)反应而获得， 所述聚硅氧烷化合物是由第二混合物反应而获得，其中所述第二混合物包括含聚合性 不饱和基的硅烷化合物化1)及含环氧基的硅烷化合物化2)， 所述含聚合性不饱和基的硅烷化合物化1)所含有的聚合性不饱和基包括由式（1-1) 表示的基、由式（1-2)表示的基或上述两者的组合，式（1-1)中，A表示氨原子或甲基；a表示1至3的整数，式（1-?中，b表示0或1的整数。2. 根据权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述含环氧基的硅烷化合物化2)所含有 的含环氧基的基团包括由式（2-1)表示的基、由式（2-2)表示的基W及由式（2-3)表示的 基中的至少一者，式（2-1)中，B表示氧原子或单键；C表示1至3的整数；d表示0至6的整数，其中当 d表示0时，B为单键，式（2-2)中，e表示0至6的整数，式（2-3)中，D表示碳数为2至6的亚烷基；E表示氨原子或碳数为1至6的烷基。3. 根据权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述簇酸化合物化4)具有碳数为6至50 的长链。4. 根据权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述光聚合性化合物（C)为由式（3)表示 的化合物，式（3)中， Ri各自独立表示由式（3-1)至式（3-5)表示的聚合性官能基、氨原子、面素原子、-C N、-CFs、-CFzH、-CFHz、-OCF3、-OCFzH、-N = C = 0、-N = C = S 或碳数为 1 至 20 的烷基，其 中所述烷基中任意的-邸2-可经-〇-、-S-、-S〇2-、-C〇-、-CO〇-、-〇C〇-、-CH = CH-、-CF = CF-或-C s C-取代，且含氨原子的官能基中，任意的所述氨原子可经面素原子或-CN取代； Ri的至少一者为由式（3-1)至式（3-5)表示的聚合性官能基； Y独立表示碳数为3至20的饱和或不饱和的独立环、缩合环或螺环的2价基，其中所 述环中任意的-CH厂可经-0-取代，任意的-CH =可经-N =取代，任意的-H可经面素原 子、-CN、-N02、-NC、-N = C = 0、-N = C = S、经1至3个具有碳数为1至4的烷基或苯基 取代的娃基、碳数为1至10的直链烷基、碳数为1至10的支链烷基或碳数为1至10的 面烷基取代，且所述烷基中，任意的-CH厂可经-0-、-C0-、-C00-、-0C0-、-0C00-、-CH = CH-或-C = C-取代； Z各自独立表示单键或碳数为1至20的亚烷基，其中，所述亚烷基中任意的-邸2-可经- 0-、-S-、-S02-、-C0-、-C00-、-0C0-、-0C00-、-CH = CH-、-CF = CF-、-CH = N-、-N = CH-、-N =N-、-N做=N-或-C s C-取代，且任意的-H可经面素原子、碳数为1至10的烷基或碳 数为1至10的面烷基取代； f表示1至6的整数，其中当f为2至6的整数时，多个-Y-Z-为相同或不同；式（3-1)至式（3-5)中，R2表示氨原子、面素原子、-CF 3或碳数为1至5的烷基。5. 根据权利要求4所述的液晶配向剂，其中，所述光聚合性化合物（C)的Ri的至少一 者为由式（3-1)至式（3-3)表示的聚合性官能基。6. 根据权利要求4所述的液晶配向剂，其中，所述光聚合性化合物（C)的Y各自独 立表示1，4-亚环己基、1，4-亚环己締基、1，4-亚苯基、糞-2, 6-二基、四氨化糞-2, 6-二 基、巧-2, 7-二基、双环[2. 2. 2]辛烧-1,4-二基、双环化1.0]己烧-3, 6-二基或Ξ 蝶締-1，4-二基的二价基团化合物；在所述环中的任意的-邸2-可经-0-取代，任意 的-CH =可经-N =取代，任意的-H可经面素原子、-CN、-N02、-NC、-N = C = 0、-N = C = S、经1至3个具有碳数为1至4的烷基或苯基取代的娃基、碳数为1至10的直链 烷基或支链烷基，或者碳数为1至10的面烷基取代；且于所述烷基中，任意的-CH2-可 经-0-、-C0-、-C00-、-0C0-、-0C00-、-CH = CH-或-C 三 C-取代。7. 根据权利要求6所述的液晶配向剂，其中，Y各自独立表示选自由式（3-6)至式 (3-30)表示的官能基所组成的族群中的至少一者，式（3-6)至式（3-30)中，R3表示面素原子、碳数为1至3的烷基、碳数为1至3的烧氧 基或碳数为1至3的面烷基。8.根据权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述光聚合性化合物似选自由式 (3-31)至式（3-42)表示的化合物所组成的族群中的至少一者，式（3-31)至式（3-42)中， R4各自独立表示氨原子或甲基； R5各自独立表示氨原子、面素原子、甲基、-CF3、-0CH3、苯基或同一碳原子上的2个R5形 成碳数为6至15的饱和或不饱和的控环； g及h各自独立表示1至20的整数。9. 根据权利要求1所述的液晶配向剂，其中，所述聚合物（A)的酷亚胺化率为30%至 90%。10. 根据权利要求1所述的液晶配向剂，其中，基于所述聚合物（A)为100重量份，所述 聚硅氧烷度）的使用量为1至25重量份；所述光聚合性化合物（C)的使用量为1至35重 量份；所述溶剂值）的使用量为800至4000重量份。11. 一种液晶配向膜，其特征在于，由权利要求1至10任一项所述的液晶配向剂而形 成。12. -种液晶显示元件，其特征在于，包括如权利要求11所述的液晶配向膜。
【专利摘要】本发明提供一种可形成耐紫外线衰退性佳与无色相不均的液晶显示元件的液晶配向剂、液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶显示元件。液晶配向剂包括聚合物(A)、聚硅氧烷(B)、光聚合性化合物(C)以及溶剂(D)。聚合物(A)是由第一混合物反应而获得，第一混合物包括四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(a2)。聚硅氧烷(B)是由聚硅氧烷化合物与具有碳数为4至50的长链的羧酸化合物(b4)反应而获得。聚硅氧烷化合物是由包括含聚合性不饱和基的硅烷化合物(b1)及含环氧基的硅烷化合物(b2)的第二混合物反应而获得。
【IPC分类】C09K19/56, G02F1/1337
【公开号】CN105567257
【申请号】CN201510687981
【发明人】黄菀婷
【申请人】奇美实业股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月22日
【公告号】US20160122652