液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关一种光配向型液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，特别是提 供一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，所述液晶配向剂可以制作出经紫外线照 射后离子密度低的液晶显示元件。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD)广泛地应用在电视与各种监视 器等。作为IXD显示元件，已知具有以下液晶胞（cell)的IXD显示元件：扭转向列（Twisted Nematic，简称TN)型、超扭转向列（Super Twisted Nematic，简称STN)型、共面切换（In Plane Switching，简称IPS)型、变更IPS型等的电极结构，并提高显示元件部分的开口率 而使亮度提升的边缘电场切换（Fringe Field Switching，简称FFS)型等。
[0003] 作为使这些液晶胞的液晶配向的方法，已知有以下方法：在基板表面形成液晶配 向膜等的有机膜，并以人造丝（rayon)等的布材在一定方向上摩擦（rubbing)该有机膜的 表面；在基板表面斜向蒸镀氧化娃；使用LB法（Langmuir-Blodgett)形成具有长链烷基的 单分子膜等方法。其中，就基板尺寸、液晶的配向均一性、处理时间与处理成本的观点而言， 最常见的是利用摩擦处理。
[0004] 然而，若通过摩擦处理来进行液晶的配向，则恐怕会因过程中产生的灰尘或静 电而使灰尘附着在配向膜的表面，而造成显示不良。特别是具有薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT)元件的基板，产生的静电会造成TFT元件的电路损坏，而造成产率降 低。再者，对于今后逐渐高细致化的液晶显示元件，随着像素的高密度化，在基板表面会产 生凹凸，因此有难以均一地进行摩擦处理的趋势。
[0005] 于是，为了避免上述不良状态的发生，已知有通过对感光性薄膜照射偏光或非偏 光的放射线而赋予液晶配向能力的光配向法（如日本专利特开2005-037654)。该文献提出 一种具有共辄稀酮（conjugated enone)的重复单元及具有酰亚胺构造的液晶配向剂。藉 此，静电与灰尘将不会产生，而可实现均一的液晶配向。此外，此方法与摩擦处理相比，可任 意方向且精密地控制液晶配向方向。进而，通过在照射放射线时使用光罩等，而可在一个基 板上任意地形成液晶配向方向不同的多个区域。
[0006] 然而，该液晶配向剂所制得的液晶显示元件仍存在经紫外线照射后离子密度过高 的问题，导致显示品质低下而无法被业者所接受。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明提供一种液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件，其能够解决 该液晶配向剂所制得的液晶显示元件经紫外线照射后离子密度过高的问题。
[0008] 本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物组成物（A)、光聚合性化合物（B)以及 溶剂（C)，其中，聚合物组成物（A)是由包括四羧酸二酐组份（a)及二胺组份（b)的混合物 反应所制得，光聚合性化合物（B)是如式（1)所示：
[0010] 式（1)中，&独立地表示式（1-1)~（1-5)所示的聚合性官能基、氢原子、卤素原 子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-0CF3、-0CF 2H、-N = C = 0、-N = C = S 或碳数 1 ~20 的烷 基，其中，该烷基中任意的-CH2-可被-0 -、-S-、-S02-、 -C0-、-C00-、-0C0 -、-CH = CH-、-CF =CF-或-c = c-取代，且含氢原子的官能基中，该氢原子可任意被卤素原子或-CN取 代至少一者为式（1-1)~（1-5)所示的聚合性官能基；Y独立地表示碳数3~21的 饱和或不饱和的独立环、缩合环或螺环的二价基，其中，该环中任意的-CH2-可被-0-取 代，任意的-CH =可被-N =取代，任意的-H可被卤素原子、_CN、-N02、_NC、-N = C = 0、-N = C = S、1~3个具有碳数1至4的烷基或苯基取代的硅基、碳数1~10的直链 烷基、碳数1~10的支链烷基或碳数1~10的卤烷基取代，且该烷基中，任意的-ch2-可 被-0-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH = CH-或-C三c-取代；Z独立地表示单键或碳数 1~20的亚烷基，其中，该亚烷基中任意的-CH2-可被-0-、-S-、-S02-、-C0-、-C00-、-0C0-、-0 COO-、-CH = CH-、-CF = CF-、-CH = N-、-N = CH-、-N = N-、-N(o) = N-或-c E C-取代， 且任意的-Η可被卤素原子、碳数1~10的烷基或碳数1~10的卤烷基取代；m表示1~6 的整数，且当m为2~6的整数时，多个-Y-Z-可为相同，也可为不同；
[0012] 式（1-1)~（1-5)中，私表不氢原子、lif素原子、-CF 3或碳数1~5的烷基，该二 胺组份（b)包括至少一种具有由式（II)所示的结构的二胺化合物（b-1)。
[0014] 式（II)中，Ra及Rb各自独立地表示碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基、卤 素原子或氰基；nl及n2各自独立地表示0~4的整数；n3表示0或1 ;*各自独立地表示 连接键。
[0015] 在本发明的一实施例中，上述&至少一者为式（1-1)~（1-3)所示的聚合性官能 基。
[0016] 在本发明的一实施例中，上述Y分别独立地表示1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯 基、1，4_亚苯基、萘-2, 6-二基、四氢化萘-2, 6-二基、莽-2, 7-二基、双环[2. 2. 2]辛 烷-1，4-二基、双环[3. 1.0]己烷-3, 6-二基或三蝶烯-1，4-二基的二价基，其中，该 环中任意的-CH2-可被-0-取代，任意的-CH =可被-N =取代，任意的-H可被卤素原 子、-CN、-N02、-NC、-N = C = 0、-N = C = S、1~3个具有碳数1至4的烷基或苯基取代的 硅基、碳数1~10的直链烷基、碳数1~10的支链烷基或碳数1~10的卤烷基取代，且该 烷基中，任意的-CH2-可被-0-、 -C0-、-C00-、-0C0 -、-0C00-、-CH = CH-或-C = C-取代。
[0017] 在本发明的一实施例中，上述的Y是选自由式（1-6)至式（1-30)所示的官能基所 构成的组群中的至少一种：
[0018]
[0020] 式（1-6)至式（1-30)中，R3表示卤素原子、碳数1~3的烷基、碳数1~3的烷氧 基或碳数1~3的卤烷基。
[0021] 在本发明的一实施例中，上述的光聚合性化合物⑶是选自由式（1-31)至式 (1-42)所示的化合物所构成的组群中的至少一种：
[0022]
[0024] 式（1-31)~（1-42)中，R4独立地表示氢原子或甲基；R5独立地表示氢原子、卤素 原子、甲基、_CF3、-0CH3、苯基，同一碳原子上的2个R5可形成碳数6~15的饱和或不饱和 的碳氢环；i、j独立地表示1~20的整数。
[0025] 在本发明的一实施例中，所述二胺化合物（b-Ι)具有选自由式（I1-1)所示的结构 以及由式（II-2)所示的结构所构成的组群中的至少一种。
[0027] 式（II-1)以及式（II-2)中，Ra及Rb各自独立地表示碳数1~6的烷基、碳数 1~6的烷氧基、卤素原子或氰基；1^及R d各自独立地表示碳数1~40的烷基或经氟原子 取代的碳数1~40的烷基；W^W2及W3各自独立地表示-〇-、-(：〇-、-(1)-〇-、-〇-〇)-、-冊'- NRe-C〇-、-C〇-NRe-、-NRe-C〇-〇-、-〇-C〇-NR e-、-NRe-C〇-NRe-或 0-C0-0-，其中 Re表示氢原子或 碳数1~4的烷基；X1及X 2各自独立地表示亚甲基、亚芳基、二价脂环基、-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，其中所述取代基为氰基、卤素原子或碳数 1~4的烷基；nl及n2各自独立地表示0~4的整数；n3表示0或1 ;n4及n7各自独立地 表示1~6的整数；n5及n8各自独立地表示0~2的整数；n6表示0或1 各自独立地 表示连接键。
[0028] 在本发明的一实施例中，基于所述二胺组份（b)的总使用量为100摩尔，所述二胺 化合物（b-Ι)的使用量为10~80摩尔。
[0029] 在本发明的一实施例中，基于所述聚合物组成物（A)的使用量为100重量份，所述 光聚合性化合物（B)的使用量为5~30重量份。
[0030] 本发明进而提供一种液晶配向膜，其是由如上所述的液晶配向剂所形成。
[0031] 本发明更提供一种液晶显示元件，其包括如上所述的液晶配向膜。
[0032] 基于上述，本发明的液晶配向剂由于含有特定的二胺化合物以及光聚合性化合 物，因而使用该液晶配向剂所制得的液晶显示元件可以改善先前经紫外线照射后离子密度 过高的问题，使本发明所述的液晶配向剂适用于液晶配向膜以及液晶显示元件。
[0033] 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，并配合附图作详 细说明如下。
【附图说明】
[0034] 图1是根据本发明一实施例的液晶显示元件的侧视图。
[0035] 附图标记说明：
[0036] 100 :液晶显示元件；
[0037] 11〇:第一单元；
[0038] 112:第一基板；
[0039] 114:第一导电膜；
[0040] 116:第一液晶配向膜；
[0041] 120:第二单元；
[0042] 122 :第二基板；
[0043] 124:第二导电膜；
[0044] 126 :第二液晶配向膜；
[0045] 130 :液晶单元。
【具体实施方式】
[0046] 本发明的液晶配向剂包含聚合物组成物（A)、光聚合性化合物（B)以及溶剂（C)。 本发明不限于此，在不影响本发明的功效的情况下，本发明的液晶配向剂也可包含添加剂 (D)。以下将详细说明液晶配向剂中的各成分。
[0047] [聚合物组成物（A)]
[0048] 本发明的聚合物组成物（A)是由包括四羧酸二酐组份（a)及二胺组份（b)的混合 物反应所制得。
[0049] 详细而言，聚合物组成物（A)包括聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰胺 酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物或这些聚合物的组合。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。聚酰胺酸聚合物、聚酰亚胺聚合物及聚酰胺酸-聚酰亚胺嵌段共聚合物皆 可由四羧酸二酐组份（a)及二胺组份（b)的混合物反应所制得。
[0050] 〈四羧酸二酐组份（a) >
[0051] 四羧酸二酐组份（a)是选自由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以及由式（1-1)~式（1-6)所示的四羧酸二酐化合物所构成 的组群中的至少一种。
[0052] 以下列举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 酐化合物的具体例，但本发明并不限于这些具体例。
[0053] 脂肪族四羧酸二酐化合物的具体例可列举：乙烷四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐等。
[0054] 脂环族四羧酸二酐化合物的具体例可列举：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