液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件，特別是關(guān)于一種可 形成耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶顯示元件的液晶配向劑、由上述液晶配向劑形 成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的液晶顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著液晶顯示器朝向大尺寸的顯示規(guī)格發(fā)展，為了克服大尺寸顯示下的視角問 題，液晶顯示面板的廣視角技術(shù)也必須不停地進步與突破。多域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment，簡稱MVA)液晶顯示面板即為常見的一種廣視角技術(shù)。多域垂直配向 型的液晶顯示面板是在液晶面板中形成突起物，此突起物可限定液晶分子傾倒的方向，因 此可達到廣視角的顯示效果。然而，多域垂直配向型的液晶顯示面板卻無法避免源自于突 起物的透光率及對比度不足以及液晶分子響應(yīng)速度緩慢的問題。
[0003] 近年來，為了解決上述問題，目前發(fā)展出一種聚合物穩(wěn)定配向型（Polymer Sustained Alignment,簡稱PSA)的技術(shù)。此技術(shù)乃是在由具有圖案狀導(dǎo)電膜的基板與不具 有圖案狀導(dǎo)電膜的基板所組成的一對基板的間隙中、或者由兩枚具有圖案狀導(dǎo)電膜的基板 所組成的一對基板的間隙中，挾持含有聚合性化合物的液晶組成物，在導(dǎo)電膜間施加電壓 的狀態(tài)下，對液晶組成物照射紫外光而使聚合性化合物進行聚合，因此展現(xiàn)出預(yù)傾角特性， 并控制液晶配向方向。此技術(shù)可使導(dǎo)電膜形成特定的構(gòu)成，而達到擴大視角及使液晶分子 響應(yīng)高速化的效果，從而解決了多域垂直配向型的液晶顯示面板無法避免的透光率及對比 度不足的問題。
[0004] 然而，為了使聚合性化合物產(chǎn)生聚合而必須照射如100，000J/m2的大量紫外線，因 此除了液晶分子有分解之虞，照射紫外線而未聚合的未反應(yīng)化合物也同時殘存于液晶層 中，形成雜質(zhì)污染(contamination)，而使液晶顯示元件產(chǎn)生色相不均(mura)的問題，特別 是對電氣特性有不良的影響。此外，液晶層所使用的液晶分子的種類也必須因應(yīng)所添加的 聚合性化合物，而有所限制。
[0005] 因此，如何解決上述液晶層存在雜質(zhì)污染的問題，并且提供一種耐紫外線衰退性 佳與無色相不均的液晶顯示元件，實為目前本領(lǐng)域技術(shù)人員積極研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明研發(fā)了表面控制垂直配向（Surface Control Vertical Alignment，簡稱SCVA)技術(shù)，并且提供一種可形成耐紫外線衰退性佳與無色相不均的液晶 顯示元件的液晶配向劑、由上述液晶配向劑形成的液晶配向膜以及具有上述液晶配向膜的 液晶顯示元件。
[0007] 本發(fā)明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物(A)、聚硅氧烷(B)、含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的 聚合性化合物(C)以及溶劑(D)。聚合物(A)是由混合物反應(yīng)而獲得，混合物包括四羧酸二酐 組份(al)及二胺組份(a2)。聚硅氧烷(B)含有聚合性不飽和基，其中聚合性不飽和基包括由 式（1-1)表示的基、由式（1-2)表示的基或上述兩者的組合。
[0008] 具體而言，由式(1-1)表示的基如下所示。
[0009]
[0010]式α-l)中，A表示氫原子或甲基;a表示1至3的整數(shù)。
[0011] 另外，由式(1-2)表示的基如下所示。
[0012]
[0013] 式（1-2)中，b表示0或1的整數(shù)。
[0014] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的聚硅氧烷(B)還含有含環(huán)氧基的基團，含環(huán)氧基的 基團包括由式(2-1)表示的基、由式(2-2)表示的基以及由式(2-3)表示的基中的至少一者。
[0015] 具體而言，由式(2-1)表示的基如下所示。
[0016]
[0017]式(2-1)中，B表示氧原子或單鍵;c表示1至3的整數(shù);d表示0至6的整數(shù)，其中當(dāng)d表 示0時，B為單鍵。
[0018]另外，由式(2-2)表示的基如下所示。
[0019]
[0020] 式(2-2)中，e表示0至6的整數(shù)。
[0021] 由式(2-3)表示的基如下所示。
[0022]
[0023]式(2-3)中，D表示碳數(shù)為2至6的亞烷基;E表示氫原子或碳數(shù)為1至6的烷基。
[0024]在本發(fā)明的一實施例中，上述的含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的聚合性化合物(C)所含有的二 苯甲酮結(jié)構(gòu)是選自由式(3-1)至式(3-7)所組成的族群中的至少一種，
[0025]
[0026] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的聚合性化合物(C)具有兩個以 上的光反應(yīng)基(photoreactive group) 〇
[0027] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的聚合物(A)的酰亞胺化率為30 %至90 %。
[0028] 在本發(fā)明的一實施例中，基于聚合物(A)為100重量份，聚硅氧烷(B)的使用量為1 至25重量份;含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的聚合性化合物(C)的使用量為3至30重量份;溶劑(D)的使用 量為800至4000重量份。
[0029] 本發(fā)明還提供一種液晶配向膜，其是由上述的液晶配向劑而形成。
[0030] 本發(fā)明另提供一種液晶顯示元件，其包括如上述的液晶配向膜。
[0031] 基于上述，本發(fā)明的表面控制垂直配向型液晶配向劑中，除了含有聚合物以及溶 劑之外，還將含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的聚合性化合物添加于液晶配向劑中，因此不會有液晶層受 到雜質(zhì)污染的問題。進一步而言，本發(fā)明的表面控制垂直配向型液晶配向劑同時含有特定 結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷及含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的聚合性化合物，而使液晶顯示元件的耐紫外線衰退性 佳，并且無色相不均的問題，因此適用于制造液晶配向膜及液晶顯示元件。
[0032]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例詳細(xì)說明如下。
【具體實施方式】 [0033]〈液晶配向劑〉
[0034]本發(fā)明提供一種液晶配向劑，其包括聚合物(A)、聚硅氧烷(B)、含二苯甲酮結(jié)構(gòu)的 聚合性化合物(C)以及溶劑(D)。此外，若需要，液晶配向劑可還包括添加劑(E)。
[0035]在下文中，將詳細(xì)說明用于本發(fā)明的液晶配向劑的各個成分。
[0036]在此說明的是，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；同樣地，以（甲基)丙烯?；硎颈；? 或甲基丙烯?；?。
[0037] 聚合物(A)
[0038] 聚合物(A)是由混合物反應(yīng)而獲得，混合物包括四羧酸二酐組份(al)及二胺組份 (a2) 〇
[0039] 詳細(xì)而言，聚合物(A)包括聚酰胺酸、聚酰亞胺、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(al)及二 胺組份(a2)的混合物反應(yīng)所制得。
[0040] 四羧酸二酐組份(al)
[0041] 四羧酸二酐組份(al)包括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、由式（1-1)至式（1-6)表示的四羧酸二酐化合物中的至少一種， 或上述化合物的組合。
[0042] 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。
[0043]脂肪族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限于乙烷四羧酸二酐（ethane tetracarboxy 1 ic d ianhy dr i de )、丁燒四駿酉愛二酉干（butane tetracarboxylic dianhydride)或上述化合物的組合。
[0044] 脂環(huán)族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限于1，2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、 1，2-二甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，3-二甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，3-二氯-1，2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2,3,4_四甲基-1，2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2,3， 4-環(huán)戊烷四羧酸二酐、1，2,4,5_環(huán)己烷四羧酸二酐、3,3'，4,4'_二環(huán)己基四羧酸二酐、順 式-3，7-二丁基環(huán)庚基-1，5-二烯-1，2，5，6-四羧酸二酐、2，3，5-三羧基環(huán)戊基醋酸二酐、雙 環(huán)[2.2.2 ]-辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐或上述化合物的組合。
[0045] 芳香族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限于3，4_二羧基-1，2,3,4-四氫 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'_聯(lián)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'-雙(3,4_二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4'_雙(3，4_二羧基 苯氧基）二苯砜二酐、4,4'-雙（3,4-二羧基苯氧基）二苯丙烷二酐（4,4'-13 18(3,4-dicarboxy phenoxy)diphenylpropane dianhydride)、3,3'，4,4'_全氣異亞丙基二苯二酸 二酐、3,3'，4,4'_二苯基四羧酸二酐、雙(苯二酸)苯膦氧化物二酐、對-亞苯基-雙(三苯基 苯二酸）二酐、間-亞苯基-雙（三苯基苯二酸）二酐、雙（三苯基苯二酸）_4,4'_二苯基醚二 酐、雙(三苯基苯二酸）-4,4'_二苯基甲烷二酐、乙二醇-雙（脫水偏苯三酸酯）、丙二醇-雙 (脫水偏苯三酸酯）、1，4_丁二醇-雙(脫水偏苯三酸酯）、1，6_己二醇-雙(脫水偏苯三酸酯）、 1，8-辛二醇-雙(脫水偏苯三酸酯）、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷-雙(脫水偏苯三酸酯）、2,3,4， 5_四氫呋喃四羧酸二酐、1，3,3a，4,5，9b-六氫-5-(四氫-2,5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并 [1，2_c]_咲喃-1，3_二酮{(l，3,3a，4,5,9b_hexahydr〇-5-( tetrahydro-2，5-dioxo_3-furanyl)naphtho[ 1，2-c]furan_l，3-dione)}、1，3，3a，4，5，9b_六氫-5_甲基-5_(四氫-2， 5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]_呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2，5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c ]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2，5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c ]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2，5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c ]-呋喃-1，3-二酮、1，3，3a， 4，5，9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2，5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c ]-呋喃-1，3-二酮、 1，3，3a，4，5，9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2，5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c ]-呋喃-1， 3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氫-5，8-二甲基-5-(四氫-2，5-二側(cè)氧基-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]_呋喃-1，3-二酮、5-(2,5_二側(cè)氧基四氫呋喃基)-3-甲基-3-環(huán)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組合。
[0046]由式(1-1)至式(1-6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
[0047]
[0048]
[0049] 式（1-5)中，A1表示含有芳杳環(huán)的二價基團；r表示1全2的整數(shù);Μ及f可為相問或 不同，且可各自獨立表示氫原子或烷基。由式（1-5)表示的四羧酸二酐化合物的具體例包括 由式(1-5-1)至式(1-5-3)表示的化合物中的至少一種。
[0050]
[0051] 式（1-6)中，A4表示含有芳香環(huán)的二價基團;A5及A6可為相同或不同，且各自獨立表 示氫原子或烷基。由式(1-6)表示的四羧酸二酐化合物較佳為由式(1-6-1)表示的化合物。
[0052]
[0053] 四羧酸二酐組份(al)可以單獨使用或者組合多種來使用。
[0054] 四羧酸二酐組份(al)的具體例較佳為包括1，2,3,4_環(huán)丁烷四羧酸二酐（1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride)、 1,2 ，3,4_ 環(huán)戊燒四駿酸二酐、2,3,5-三駿基環(huán)戊基醋酸二酐（2，3，5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride)、1，2， 4,5_環(huán)己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1，2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐 (pyromellitic dianhydride)、3,3'，4,4'_二苯甲酮四駿酸二酐以及3,3'，4,4'_聯(lián)苯諷四 羧酸二酐，或上述化合物的組合。
[0055]基于二胺組份(a2)的總摩爾數(shù)為100摩爾，四羧酸二酐組份(al)的使用量范圍較 佳為20摩爾至200摩爾；四羧酸二酐組份(al)的使用量范圍更佳為30摩爾至120摩爾。
[0056]二胺組份(a2)
[0057]二胺組份(a2)包括脂肪族二胺化合物、脂環(huán)族二胺化合物、芳香族二胺化合物、具 有式（I1-1)至式（I1-30)的二胺化合物、或其組合。
[0058]脂肪族二胺化合物的具體例包括但不限于1，2_二胺基乙烷、1，3_二胺基丙烷、1， 二胺基丁燒、1,5-二胺基戊燒、1,6-二胺基己燒、1,7-二胺基庚燒、1,8-二胺基辛燒、1,9-二胺基壬燒、1，1〇_二胺基癸燒、4,4'-二胺基庚燒、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二胺 基-2，5-二甲基己燒、1，7-二胺基-2，5-二甲基庚燒、1，7-二胺基-4，4_二甲基庚燒、1，7-二 胺基-3-甲基庚燒、1,9-二胺基-5-甲基壬燒、2,11-二胺基十二燒、1，12-二胺基十八燒、1， 2_雙(3-胺基丙氧基）乙烷，或上述化合物的組合。
[0059] 脂環(huán)族二胺化合物的具體例包括但不限于4,4'_二胺基二環(huán)己基甲烷、4,4'_二胺 基_3,3'_二甲基二環(huán)己基胺、1，3_二胺基環(huán)己烷、1，4_二胺基環(huán)己烷、異佛爾酮二胺、四氫 二環(huán)戊二烯二胺、三環(huán)[6.2.1.02,7]_十一碳烯二甲基二胺、4,4'_亞甲基雙(環(huán)己基胺），或 上述化合物的組合。
[0060] 芳香族二胺化合物的具體例包括但不限于4,4'_二胺基二苯基甲烷、4,4'_二胺基 二苯基乙燒、4，4二胺基二苯基諷、4，4二胺基苯甲酰苯胺、4，4二胺基二苯基釀、3， 4' -二胺基二苯基釀、1，5-二胺基萘、5-胺基_1_(4胺基苯基)_1，3，3-二甲基氫諱、6-胺 基-1-(4'_胺基苯基)-1，3,3_三甲基氫茚、六氫-4,7-甲橋亞氫茚基二亞甲基二胺、3,3'_二 胺基二苯甲酮、3,4'_二胺基二苯甲酮、4,4'_二胺基二苯甲酮、2,2_雙[4-(4-胺基苯氧基） 苯基]丙烷、2，2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氣丙烷、2，2_雙(4-胺基苯基)六氣丙烷、2， 2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]砜、1，4_雙(4-胺基苯氧基)苯、1，3_雙(4-胺基苯氧基)苯、1， 3_雙(3_胺基苯氧基)苯、9，9_雙(4_胺基苯基)-10-氛蒽、9，10-雙(4_胺基苯基)蒽[9，10_ bis(4_aminophenyl)anthracene]、2，7-二胺基荷、9，9_雙（4-胺基苯基）荷、4，4'-亞甲基-雙(2-氯苯胺）、4,4'_(對-亞苯基異亞丙基)雙苯胺、4,4'_(間-亞苯基異亞丙基)雙苯胺、2， 2'-雙[4-(4-胺基-2-二氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4'_