液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)一種光配向型液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，特別是提 供一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，所述液晶配向劑可以制作出經(jīng)紫外線照 射后離子密度低的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示器（Liquid Crystal Display，簡(jiǎn)稱LCD)廣泛地應(yīng)用在電視與各種監(jiān)視 器等。作為IXD顯示元件，已知具有以下液晶胞（cell)的IXD顯示元件：扭轉(zhuǎn)向列（Twisted Nematic，簡(jiǎn)稱TN)型、超扭轉(zhuǎn)向列（Super Twisted Nematic，簡(jiǎn)稱STN)型、共面切換（In Plane Switching，簡(jiǎn)稱IPS)型、變更IPS型等的電極結(jié)構(gòu)，并提高顯示元件部分的開(kāi)口率 而使亮度提升的邊緣電場(chǎng)切換（Fringe Field Switching，簡(jiǎn)稱FFS)型等。
[0003] 作為使這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 向膜等的有機(jī)膜，并以人造絲（rayon)等的布材在一定方向上摩擦（rubbing)該有機(jī)膜的 表面；在基板表面斜向蒸鍍氧化娃；使用LB法（Langmuir-Blodgett)形成具有長(zhǎng)鏈烷基的 單分子膜等方法。其中，就基板尺寸、液晶的配向均一性、處理時(shí)間與處理成本的觀點(diǎn)而言， 最常見(jiàn)的是利用摩擦處理。
[0004] 然而，若通過(guò)摩擦處理來(lái)進(jìn)行液晶的配向，則恐怕會(huì)因過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵或靜 電而使灰塵附著在配向膜的表面，而造成顯示不良。特別是具有薄膜晶體管（Thin Film Transistor，簡(jiǎn)稱TFT)元件的基板，產(chǎn)生的靜電會(huì)造成TFT元件的電路損壞，而造成產(chǎn)率降 低。再者，對(duì)于今后逐漸高細(xì)致化的液晶顯示元件，隨著像素的高密度化，在基板表面會(huì)產(chǎn) 生凹凸，因此有難以均一地進(jìn)行摩擦處理的趨勢(shì)。
[0005] 于是，為了避免上述不良狀態(tài)的發(fā)生，已知有通過(guò)對(duì)感光性薄膜照射偏光或非偏 光的放射線而賦予液晶配向能力的光配向法（如日本專利特開(kāi)2005-037654)。該文獻(xiàn)提出 一種具有共輒稀酮（conjugated enone)的重復(fù)單元及具有酰亞胺構(gòu)造的液晶配向劑。藉 此，靜電與灰塵將不會(huì)產(chǎn)生，而可實(shí)現(xiàn)均一的液晶配向。此外，此方法與摩擦處理相比，可任 意方向且精密地控制液晶配向方向。進(jìn)而，通過(guò)在照射放射線時(shí)使用光罩等，而可在一個(gè)基 板上任意地形成液晶配向方向不同的多個(gè)區(qū)域。
[0006] 然而，該液晶配向劑所制得的液晶顯示元件仍存在經(jīng)紫外線照射后離子密度過(guò)高 的問(wèn)題，導(dǎo)致顯示品質(zhì)低下而無(wú)法被業(yè)者所接受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，其能夠解決 該液晶配向劑所制得的液晶顯示元件經(jīng)紫外線照射后離子密度過(guò)高的問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物組成物（A)、光聚合性化合物（B)以及 溶劑（C)，其中，聚合物組成物（A)是由包括四羧酸二酐組份（a)及二胺組份（b)的混合物 反應(yīng)所制得，光聚合性化合物（B)是如式（1)所示：
[0010] 式（1)中，&獨(dú)立地表示式（1-1)~（1-5)所示的聚合性官能基、氫原子、鹵素原 子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-0CF3、-0CF 2H、-N = C = 0、-N = C = S 或碳數(shù) 1 ~20 的烷 基，其中，該烷基中任意的-CH2-可被-0 -、-S-、-S02-、 -C0-、-C00-、-0C0 -、-CH = CH-、-CF =CF-或-c = c-取代，且含氫原子的官能基中，該氫原子可任意被鹵素原子或-CN取 代至少一者為式（1-1)~（1-5)所示的聚合性官能基；Y獨(dú)立地表示碳數(shù)3~21的 飽和或不飽和的獨(dú)立環(huán)、縮合環(huán)或螺環(huán)的二價(jià)基，其中，該環(huán)中任意的-CH2-可被-0-取 代，任意的-CH =可被-N =取代，任意的-H可被鹵素原子、_CN、-N02、_NC、-N = C = 0、-N = C = S、1~3個(gè)具有碳數(shù)1至4的烷基或苯基取代的硅基、碳數(shù)1~10的直鏈 烷基、碳數(shù)1~10的支鏈烷基或碳數(shù)1~10的鹵烷基取代，且該烷基中，任意的-ch2-可 被-0-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH = CH-或-C三c-取代；Z獨(dú)立地表示單鍵或碳數(shù) 1~20的亞烷基，其中，該亞烷基中任意的-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可被鹵素原子、碳數(shù)1~10的烷基或碳數(shù)1~10的鹵烷基取代；m表示1~6 的整數(shù)，且當(dāng)m為2~6的整數(shù)時(shí)，多個(gè)-Y-Z-可為相同，也可為不同；
[0012] 式（1-1)~（1-5)中，私表不氫原子、lif素原子、-CF 3或碳數(shù)1~5的烷基，該二 胺組份（b)包括至少一種具有由式（II)所示的結(jié)構(gòu)的二胺化合物（b-1)。
[0014] 式（II)中，Ra及Rb各自獨(dú)立地表示碳數(shù)1~6的烷基、碳數(shù)1~6的烷氧基、鹵 素原子或氰基；nl及n2各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)；n3表示0或1 ;*各自獨(dú)立地表示 連接鍵。
[0015] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述&至少一者為式（1-1)~（1-3)所示的聚合性官能 基。
[0016] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述Y分別獨(dú)立地表示1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞環(huán)己烯 基、1，4_亞苯基、萘-2, 6-二基、四氫化萘-2, 6-二基、莽-2, 7-二基、雙環(huán)[2. 2. 2]辛 烷-1，4-二基、雙環(huán)[3. 1.0]己烷-3, 6-二基或三蝶烯-1，4-二基的二價(jià)基，其中，該 環(huán)中任意的-CH2-可被-0-取代，任意的-CH =可被-N =取代，任意的-H可被鹵素原 子、-CN、-N02、-NC、-N = C = 0、-N = C = S、1~3個(gè)具有碳數(shù)1至4的烷基或苯基取代的 硅基、碳數(shù)1~10的直鏈烷基、碳數(shù)1~10的支鏈烷基或碳數(shù)1~10的鹵烷基取代，且該 烷基中，任意的-CH2-可被-0-、 -C0-、-C00-、-0C0 -、-0C00-、-CH = CH-或-C = C-取代。
[0017] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的Y是選自由式（1-6)至式（1-30)所示的官能基所 構(gòu)成的組群中的至少一種：
[0018]

[0020] 式（1-6)至式（1-30)中，R3表示鹵素原子、碳數(shù)1~3的烷基、碳數(shù)1~3的烷氧 基或碳數(shù)1~3的鹵烷基。
[0021] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光聚合性化合物⑶是選自由式（1-31)至式 (1-42)所示的化合物所構(gòu)成的組群中的至少一種：
[0022]

[0024] 式（1-31)~（1-42)中，R4獨(dú)立地表示氫原子或甲基；R5獨(dú)立地表示氫原子、鹵素 原子、甲基、_CF3、-0CH3、苯基，同一碳原子上的2個(gè)R5可形成碳數(shù)6~15的飽和或不飽和 的碳?xì)洵h(huán)；i、j獨(dú)立地表示1~20的整數(shù)。
[0025] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述二胺化合物（b-Ι)具有選自由式（I1-1)所示的結(jié)構(gòu) 以及由式（II-2)所示的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的組群中的至少一種。
[0027] 式（II-1)以及式（II-2)中，Ra及Rb各自獨(dú)立地表示碳數(shù)1~6的烷基、碳數(shù) 1~6的烷氧基、鹵素原子或氰基；1^及R d各自獨(dú)立地表示碳數(shù)1~40的烷基或經(jīng)氟原子 取代的碳數(shù)1~40的烷基；W^W2及W3各自獨(dú)立地表示-〇-、-(：〇-、-(1)-〇-、-〇-〇)-、-冊(cè)'- 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表示氫原子或 碳數(shù)1~4的烷基；X1及X 2各自獨(dú)立地表示亞甲基、亞芳基、二價(jià)脂環(huán)基、-Si (CH3)2-、-CH =CH-、-C = C-、具有取代基的亞甲基、具有取代基的亞芳基、具有取代基的二價(jià)脂環(huán)基、具 有取代基的-Si (CH3)2-、具有取代基的-CH = CH，其中所述取代基為氰基、鹵素原子或碳數(shù) 1~4的烷基；nl及n2各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)；n3表示0或1 ;n4及n7各自獨(dú)立地 表示1~6的整數(shù)；n5及n8各自獨(dú)立地表示0~2的整數(shù)；n6表示0或1 各自獨(dú)立地 表示連接鍵。
[0028] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于所述二胺組份（b)的總使用量為100摩爾，所述二胺 化合物（b-Ι)的使用量為10~80摩爾。
[0029] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于所述聚合物組成物（A)的使用量為100重量份，所述 光聚合性化合物（B)的使用量為5~30重量份。
[0030] 本發(fā)明進(jìn)而提供一種液晶配向膜，其是由如上所述的液晶配向劑所形成。
[0031] 本發(fā)明更提供一種液晶顯示元件，其包括如上所述的液晶配向膜。
[0032] 基于上述，本發(fā)明的液晶配向劑由于含有特定的二胺化合物以及光聚合性化合 物，因而使用該液晶配向劑所制得的液晶顯示元件可以改善先前經(jīng)紫外線照射后離子密度 過(guò)高的問(wèn)題，使本發(fā)明所述的液晶配向劑適用于液晶配向膜以及液晶顯示元件。
[0033] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示元件的側(cè)視圖。
[0035] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0036] 100 :液晶顯示元件；
[0037] 11〇:第一單元；
[0038] 112:第一基板；
[0039] 114:第一導(dǎo)電膜；
[0040] 116:第一液晶配向膜；
[0041] 120:第二單元；
[0042] 122 :第二基板；
[0043] 124:第二導(dǎo)電膜；
[0044] 126 :第二液晶配向膜；
[0045] 130 :液晶單元。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 本發(fā)明的液晶配向劑包含聚合物組成物（A)、光聚合性化合物（B)以及溶劑（C)。 本發(fā)明不限于此，在不影響本發(fā)明的功效的情況下，本發(fā)明的液晶配向劑也可包含添加劑 (D)。以下將詳細(xì)說(shuō)明液晶配向劑中的各成分。
[0047] [聚合物組成物（A)]
[0048] 本發(fā)明的聚合物組成物（A)是由包括四羧酸二酐組份（a)及二胺組份（b)的混合 物反應(yīng)所制得。
[0049] 詳細(xì)而言，聚合物組成物（A)包括聚酰胺酸聚合物、聚酰亞胺聚合物、聚酰胺 酸-聚酰亞胺嵌段共聚合物或這些聚合物的組合。其中，聚酰亞胺系嵌段共聚合物包括聚 酰胺酸嵌段共聚合物、聚酰亞胺嵌段共聚合物、聚酰胺酸-聚酰亞胺嵌段共聚合物或上述 聚合物的組合。聚酰胺酸聚合物、聚酰亞胺聚合物及聚酰胺酸-聚酰亞胺嵌段共聚合物皆 可由四羧酸二酐組份（a)及二胺組份（b)的混合物反應(yīng)所制得。
[0050] 〈四羧酸二酐組份（a) >
[0051] 四羧酸二酐組份（a)是選自由脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環(huán)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構(gòu)成 的組群中的至少一種。
[0052] 以下列舉脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環(huán)族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二 酐化合物的具體例，但本發(fā)明并不限于這些具體例。
[0053] 脂肪族四羧酸二酐化合物的具體例可列舉：乙烷四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐等。
[0054] 脂環(huán)族四羧酸二酐化合物的具體例可列舉：1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、 1，2-二甲基-1，2, 3, 4-環(huán)丁烷四