技术领域
本发明是关于一种液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件，特别是关于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、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
随着液晶显示器朝向大尺寸的显示规格发展，为了克服大尺寸显示下的视角问题，液晶显示面板的广视角技术也必须不停地进步与突破。多域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment，简称：MVA)液晶显示面板即为常见的一种广视角技术。多域垂直配向型的液晶显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倾倒的方向，借此可达到广视角的显示效果。然而，多域垂直配向型的液晶显示面板却无法避免源自于突起物的透光率及对比度不足以及液晶分子应答速度缓慢的问题。
近年来，为了解决上述问题，目前发展出一种聚合物稳定配向型(Polymer Sustained Alignment，简称：PSA)的技术。此技术乃是在由具有图案状导电膜的基板与不具有图案状导电膜的基板所组成的一对基板的间隙中、或者由两枚具有图案状导电膜的基板所组成的一对基板的间隙中，挟持含有聚合性化合物的液晶组成物，在导电膜间施加电压的状态下，对液晶组成物照射紫外光而使聚合性化合物进行聚合，借此展现出预倾角特性，并控制液晶配向方向。此技术可使导电膜形成特定的构成，而达到扩大视角及使液晶分子应答高速化的效果，从而解决了多域垂直配向型的液晶显示面板无法避免的透光率及对比度不足的问题。
然而，为了使聚合性化合物产生聚合而必须照射如100,000J/m2的大量紫外线，因此除了液晶分子有分解之虞，照射紫外线而未聚合的未反应化合物也同时残存于液晶层中，形成杂质污染(contamination)，而使液晶显示元件产生色相不均(mura)的问题，特别是对电气特性有不良的影响。此外，液晶层所使用的液晶分子的种类也必须因应所添加的聚合性化合物，而有所限制。
因此，如何解决上述液晶层存在杂质污染的问题，并且提供一种耐紫外线衰退性佳与无色相不均的液晶显示元件，实为目前本领域技术人员积极研究的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明研发了表面控制垂直配向(Surface Control Vertical Alignment，简称：SCVA)技术，并且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、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。
本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物(A)、聚硅氧烷(B)、光聚合性化合物(C)以及溶剂(D)。聚合物(A)是由混合物反应而获得，混合物包括四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(a2)。二胺组份(a2)包括由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)中的至少一者。
具体而言，由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)如下所示。
式(II)中，R14表示-O-、R15表示由式(II-1)表示的有机基。
由式(II-1)表示的有机基如下所示。
式(II-1)中，R16表示氢原子、氟原子或甲基。R17、R18或R19各自独立表示单键、-O-、或碳数为1至3的亚烷基。R20表示其中，R22及R23各自独立表示氢原子、氟原子或甲基。R21表示氢原子、氟原子、碳数为1至12的烷基、碳数为1至12的氟烷基、碳数为1至12的烷氧基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3。k表示1或2。l、m及n各自独立表示0至4的整数。o、p及q各自独立表示0至3的整数，且o+p+q≧3。r及s各自独立表示1或2。当存在多个R16、R17、R18、R19、R20、R22或R23的情况下，多个R16、R17、R18、R19、R20、R22或R23各自为相同或不同。
并且，聚硅氧烷(B)含有乙烯性不饱和基，以及选自由-O-及所组成的族群中的至少一种官能基。
在本发明的一实施例中，上述的乙烯性不饱和基包括由表示的基中的至少一者。
在本发明的一实施例中，上述的光聚合性化合物(C)为由式(3)表示的化合物。
式(3)中，R1各自独立表示由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基、氢原子、卤素原子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数为1至20的烷基，其中烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，且含氢原子的官能基中，任意的氢原子可经卤素原子或-CN取代；R1的至少1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，其中环中任意的-CH2-可经-O-取代，任意的-CH＝可经-N＝取代，任意的-H可经卤素原子、-CN、-NO2、-NC、-N＝C＝O、-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硅基、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的卤烷基取代，且烷基中，任意的-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-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，亚烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-N(O)＝N-或-C≡C-取代，且任意的-H可经卤素原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的卤烷基取代；f表示1至6的整数，且当f为2至6的整数时，多个-Y-Z-为相同或不同。
由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基如下所示。
式(3-1)至式(3-5)中，R2表示氢原子、卤素原子、-CF3或碳数为1至5的烷基。
在本发明的一实施例中，上述的光聚合性化合物(C)的R1的至少一者为由式(3-1)至(3-3)表示的聚合性官能基。
在本发明的一实施例中，上述的光聚合性化合物(C)的Y各自独立表示1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、四氢化萘-2,6-二基、芴-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-1,4-二基的二价基团；在环中的任意的-CH2-可经-O-取代，任意的-CH＝可经-N＝取代，任意的-H可经卤素原子、-CN、-NO2、-NC、-N＝C＝O、-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硅基(也即，硅基的1个至3个氢原子经具有碳数为1至4的烷基或苯基取代所形成的基团)、碳数为1至10的直链烷基或支链烷基，或者碳数为1至10的卤烷基取代；且于烷基中，任意的-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH＝CH-或-C≡C-取代。
在本发明的一实施例中，上述的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表示卤素原子、碳数为1至3的烷基、碳数为1至3的烷氧基或碳数为1至3的卤烷基。
在本发明的一实施例中，上述的光聚合性化合物(C)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各自独立表示氢原子或甲基；R5各自独立表示氢原子、卤素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上的2个R5形成碳数为6至15的饱和或不饱和的烃环；g及h各自独立表示1至20的整数。
在本发明的一实施例中，上述的聚合物(A)的酰亚胺化率为30％至90％。
在本发明的一实施例中，基于所述聚合物(A)为100重量份，所述聚硅氧烷(B)的使用量为3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(D)的使用量为800至4000重量份。
本发明还提供一种液晶配向膜，其是由上述的液晶配向剂而形成。
本发明另提供一种液晶显示元件，其包括如上述的液晶配向膜。
基于上述，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，还将光聚合性化合物添加于液晶配向剂中，因此不会有液晶层受到杂质污染的问题。进一步而言，本发明的表面控制垂直配向型液晶配向剂同时含有特定结构的聚硅氧烷及光聚合性化合物，而使液晶显示元件的耐紫外线衰退性佳，并且无色相不均的问题，因此适用于制造液晶配向膜及液晶显示元件。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例详细说明如下。
具体实施方式
<液晶配向剂>
本发明提供一种液晶配向剂，其包括聚合物(A)、聚硅氧烷(B)、光聚合性化合物(C)以及溶剂(D)。此外，若需要，液晶配向剂可还包括添加剂(E)。
在下文中，将详细说明用于本发明的液晶配向剂的各个成分。
在此说明的是，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；同样地，以(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
聚合物(A)
聚合物(A)是由混合物反应而获得，混合物包括四羧酸二酐组份(a1)及二胺组份(a2)。
详细而言，聚合物(A)包括聚酰胺酸、聚酰亚胺、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(a1)及二胺组份(a2)的混合物反应所制得。
四羧酸二酐组份(a1)
四羧酸二酐组份(a1)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(I-1)至式(I-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。
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。
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 tetracarboxylic dianhydride)、丁烷四羧酸二酐(butane tetracarboxylic dianhydride)或上述化合物的组合。
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、双环[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐或上述化合物的组合。
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)二苯丙烷二酐(4,4’-bis(3,4-dicarboxy phenoxy)diphenylpropane dianhydride)、3,3’,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-亚苯基-双(三苯基苯二酸)二酐、间-亚苯基-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-1,3-二酮{(1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)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-呋喃基)-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[1,2-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[1,2-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[1,2-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。
由式(I-1)至式(I-6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
式(I-5)中，A1表示含有芳香环的二价基团；r表示1至2的整数；A2及A3可为相同或不同，且可各自独立表示氢原子或烷基。由式(I-5)表示的四羧酸二酐化合物的具体例包括由式(I-5-1)至式(I-5-3)表示的化合物中的至少一种。
式(I-6)中，A4表示含有芳香环的二价基团；A5及A6可为相同或不同，且各自独立表示氢原子或烷基。由式(I-6)表示的四羧酸二酐化合物较佳为由式(I-6-1)表示的化合物。
四羧酸二酐组份(a1)可以单独使用或者组合多种来使用。
四羧酸二酐组份(a1)的具体例较佳为包括1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride)、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride)、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、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(pyromellitic dianhydride)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐以及3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐，或上述化合物的组合。
基于二胺组份(a2)的总摩尔数为100摩尔，四羧酸二酐组份(a1)的使用量范围较佳为20摩尔至200摩尔；四羧酸二酐组份(a1)的使用量范围更佳为30摩尔至120摩尔。
二胺组份(a2)
二胺组份(a2)包括式(II)表示的二胺化合物(a2-1)。具体而言，由式(II)表示的二胺化合物(a2-1)如下所示。
式(II)中，R14表示-O-、R15表示由式(II-1)表示的有机基。
式(II-1)中，R16表示氢原子、氟原子或甲基；R17、R18或R19各自独立表示单键、-O-、或碳数为1至3的亚烷基；R20表示其中，R22及R23各自独立表示氢原子、氟原子或甲基；R21表示氢原子、氟原子、碳数为1至12的烷基、碳数为1至12的氟烷基、碳数为1至12的烷氧基、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；k表示1或2；l、m及n各自独立表示0至4的整数；o、p及q各自独立表示0至3的整数，且o+p+q≧3；r及s各自独立表示1或2；当存在多个R16、R17、R18、R19、R20、R22或R23的情况下，多个R16、R17、R18、R19、R20、R22或R23各自为相同或不同。
二胺化合物(a2-1)的具体例包括由式(II-2)至式(II-9)表示的二胺化合物中的至少一种，或上述化合物的组合。
式(II-2)至式(II-9)中，B11为氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。
由式(II-2)至式(II-9)表示的二胺化合物较佳为由式(II-10)至式(II-14)表示的二胺化合物中的至少一种，或上述化合物的组合。
上述的二胺化合物(a2-1)可单独使用或组合多种来使用。
基于二胺组份(a2)的总使用量为100摩尔，二胺化合物(a2-1)的使用量可为5摩尔至50摩尔，较佳为10摩尔至40摩尔，更佳为15摩尔至30摩尔。
若液晶配向剂的二胺组份(a2)未使用二胺化合物(a2-1)，则液晶显示元件的耐紫外线衰退性不佳。
二胺化合物(a2-2)
二胺化合物(a2-2)包括脂肪族二胺化合物、脂环族二胺化合物、芳香族二胺化合物、具有式(III-1)至式(III-25)的二胺化合物、或其组合。
脂肪族二胺化合物的具体例包括但不限于1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、4,4’-二氨基庚烷、1,3-二氨基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二氨基-2,5-二甲基己烷、1,7-二氨基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二氨基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二氨基-3-甲基庚烷、1,9-二氨基-5-甲基壬烷、2,11-二氨基十二烷、1,12-二氨基十八烷、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷，或上述化合物的组合。
脂环族二胺化合物的具体例包括但不限于4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基胺、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、四氢二环戊二烯二胺、三环[6.2.1.02,7]-十一碳烯二甲基二胺、4,4’-亚甲基双(环己基胺)，或上述化合物的组合。
芳香族二胺化合物的具体例包括但不限于4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基乙烷、4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基苯甲酰苯胺、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、1,5-二氨基萘、5-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、6-氨基-1-(4’-氨基苯基)-1,3,3-三甲基氢茚、六氢-4,7-甲桥亚氢茚基二亚甲基二胺、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、9,9-双(4-氨基苯基)-10-氢蒽、9,10-双(4-氨基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二氨基茀、9,9-双(4-氨基苯基)茀、4,4’-亚甲基-双(2-氯苯胺)、4,4’-(对-亚苯基异亚丙基)双苯胺、4,4’-(间-亚苯基异亚丙基)双苯胺、2,2’-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-双[(4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基-亚甲基-1,3-二氨基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane}，或上述化合物的组合。
具有式(III-1)至式(III-25)的二胺化合物如下所示。
式(III-1)中，B12表示-O-、B13表示具有甾(胆固醇(steroid))骨架的基、三氟甲基、氟基、碳数为2至30的烷基、或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子环状结构的一价基团。
由式(III-1)表示的化合物的具体例包括但不限于2,4-二氨基苯基甲酸乙酯(2,4-diaminophenyl ethyl formate)、3,5-二氨基苯基甲酸乙酯(3,5-diaminophenyl ethyl formate)、2,4-二氨基苯基甲酸丙酯(2,4-diaminophenyl propyl formate)、3,5-二氨基苯基甲酸丙酯(3,5-diaminophenyl propyl formate)、1-十二烷氧基-2,4-二氨基苯(1-dodecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-二氨基苯(1-hexadecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-二氨基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)、由式(III-1-1)至式(III-1-6)表示的化合物中的至少其中一种，或上述化合物的组合。
由式(III-1-1)至式(III-1-6)表示的化合物如下所示。
式(III-2)中，B12与式(III-1)中的B12相同，B14及B15各自独立表示二价脂肪族环、二价芳香族环或二价杂环基团；B16表示碳数为3至18的烷基、碳数为3至18的烷氧基、碳数为1至5的氟烷基、碳数为1至5的氟烷氧基、氰基或卤素原子。
由式(III-2)表示的化合物的具体例包括由式(III-2-1)至式(III-2-13)表示的化合物中的至少其中一种。具体而言，由式(III-2-1)至式(III-2-13)表示的化合物如下所示。
式(III-2-10)至式(III-2-13)中，s表示3至12的整数。
式(III-3)中，B17各自独立表示氢原子、碳数为1至5的酰基、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基或卤素原子，且每个重复单元中的B17可为相同或不同；u表示1至3的整数。
由式(III-3)表示的化合物的具体例包括当u为1时：对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯或2,5-二氨基甲苯等；当u为2时：4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二氯-4,4’-二氨基-5,5’-二甲氧基联苯或4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯等；或当u为3时：1,4-双(4’-氨基苯基)苯等。
由式(III-3)表示的化合物的具体例较佳为包括对-二胺苯、2,5-二氨基甲苯、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氨基联苯、1,4-双(4’-氨基苯基)苯或上述化合物的组合。
式(III-4)中，v表示2至12的整数。
式(III-5)中，w表示1至5的整数。由式(III-5)表示的化合物较佳为4,4’-二氨基-二苯基硫醚。
式(III-6)中，B18及B20各自独立表示二价有机基团，且B18及B20可为相同或不同；B19表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子的环状结构的二价基团。
式(III-7)中，B21、B22、B23及B24各自独立表示碳数为1至12的烃基，且B21、B22、B23及B24可为相同或不同；X1各自独立表示1至3的整数；X2表示1至20的整数。
式(III-8)中，B25表示氧原子或亚环己烷基；B26表示亚甲基(methylene，-CH2-)；B27表示亚苯基或亚环己烷基；B28表示氢原子或庚基。
由式(III-8)表示的化合物的具体例包括由式(III-8-1)表示的化合物、由式(III-8-2)表示的化合物或上述化合物的组合。
由式(III-9)至式(III-30)表示的化合物如下所示。
式(III-17)至式(III-25)中，B29较佳为表示碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基；B30较佳为表示氢原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的烷氧基。
上述的二胺化合物(a2)可单独使用或组合多种来使用。
二胺化合物(a2)的具体例较佳为包括但不限于1,2-二氨基乙烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基环己基)环己基]苯基亚甲基-1,3-二氨基苯、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)环己烷、2,4-二氨基苯基甲酸乙酯、由式(III-1-1)表示的化合物、由式(III-1-2)表示的化合物、由式(III-1-5)表示的化合物、由式(III-2-1)表示的化合物、由式(III-2-11)表示的化合物、对-二胺苯、间-二胺苯、邻-二胺苯、由式(III-8-1)表示的化合物，或上述化合物的组合。
基于所述二胺组份(a2)的总使用量为100摩尔，二胺化合物(a2-2)的使用量可为50摩尔至95摩尔，较佳为60摩尔至90摩尔，更佳为70摩尔至85摩尔。
当液晶配向剂中聚合物(A)含有式(III-1)、式(III-2)表示的二胺化合物中的至少一种时，可进一步改善液晶显示元件的色相不均的问题。
聚合物(A)可包括聚酰胺酸及聚酰亚胺中的至少一者。另外，聚合物(A)可还包括聚酰亚胺嵌段共聚合物。以下进一步说明上述各种聚合物的制备方法。
制备聚合物(A)的方法
聚合物(A)可包括聚酰胺酸及聚酰亚胺中的至少一者。另外，聚合物(A)可还包括聚酰亚胺嵌段共聚合物。以下进一步说明上述各种聚合物的制备方法。
制备聚酰胺酸的方法
制备聚酰胺酸的方法为先将混合物溶解于溶剂中，其中混合物包括四羧酸二酐组份(a1)与二胺组份(a2)，并于0℃至100℃的温度下进行聚缩合反应。反应1小时至24小时后，以蒸发器对反应溶液进行减压蒸馏，即可得到聚酰胺酸。或者，将反应溶液倒入大量的贫溶剂中，以得到析出物。接着，以减压干燥的方式干燥析出物，即可得到聚酰胺酸。
用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同或不同，且用于聚缩合反应中的溶剂并无特别的限制，只要是可溶解反应物与生成物即可。溶剂较佳为包括但不限于(1)非质子系极性溶剂，例如：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone，简称：NMP)、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非质子系极性溶剂；或(2)酚系溶剂，例如：间-甲酚、二甲苯酚、酚或卤化酚类等的酚系溶剂。基于混合物的总使用量为100重量份，用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份，且更佳为300重量份至1800重量份。
值得注意的是，在聚缩合反应中，溶剂可并用适量的贫溶剂，其中贫溶剂不会造成聚酰胺酸析出。贫溶剂可以使用单独一种或者组合多种来使用，且其包括但不限于(1)醇类，例如：甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇类；(2)酮类，例如：丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等的酮类；(3)酯类，例如：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯或乙二醇乙基醚醋酸酯等的酯类；(4)醚类，例如：二乙基醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚或二乙二醇二甲基醚等的醚类；(5)卤化烃类，例如：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或邻-二氯苯等的卤化烃类；或(6)烃类，例如：四氢呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烃类或上述溶剂的任意组合。基于二胺组份(a2)的使用量为100重量份，贫溶剂的用量较佳为0重量份至60重量份，且更佳为0重量份至50重量份。
制备聚酰亚胺的方法
制备聚酰亚胺的方法为将上述制备聚酰胺酸的方法所制的聚酰胺酸在脱水剂及催化剂的存在下进行加热而得。在加热过程中，聚酰胺酸中的酰胺酸官能基可通过脱水闭环反应转变成酰亚胺官能基(即酰亚胺化)。
用于脱水闭环反应中的溶剂可与液晶配向剂中的溶剂(D)相同，故在此不另赘述。基于聚酰胺酸的使用量为100重量份，用于脱水闭环反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份，且更佳为300重量份至1800重量份。
为获得较佳的聚酰胺酸的酰亚胺化程度，脱水闭环反应的操作温度较佳为40℃至200℃，更佳为40℃至150℃。若脱水闭环反应的操作温度低于40℃时，酰亚胺化的反应不完全，而降低聚酰胺酸的酰亚胺化程度。然而，若脱水闭环反应的操作温度高于200℃时，所得的聚酰亚胺的重量平均分子量偏低。
用于脱水闭环反应中的脱水剂可选自于酸酐类化合物，其具体例如：醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐类化合物。基于聚酰胺酸为1摩尔，脱水剂的使用量为0.01摩尔至20摩尔。用于脱水闭环反应中的催化剂可选自于(1)吡啶类化合物，例如：吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶类化合物；(2)三级胺类化合物，例如：三乙基胺等的三级胺类化合物。基于脱水剂的使用量为1摩尔，催化剂的使用量可为0.5摩尔至10摩尔。
聚合物(A)的酰亚胺化率可为30％至90％，较佳为35％至88％，且更佳为30％至85％。当液晶配向剂中聚合物(A)的酰亚胺化率在上述范围内时，可进一步提升液晶显示元件的耐紫外线衰退性。
制备聚酰亚胺嵌段共聚合物的方法
聚酰亚胺嵌段共聚合物为选自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任意组合。
制备聚酰亚胺嵌段共聚合物的方法较佳为先将起始物溶解于溶剂中，并进行聚缩合反应，其中起始物包括至少一种聚酰胺酸和/或至少一种聚酰亚胺，且可进一步包括羧酸酐组份与二胺组份。
起始物中的羧酸酐组份与二胺组份可与制备聚酰胺酸的方法中所使用的四羧酸二酐组份(a1)与二胺组份(a2)相同，且用于聚缩合反应中的溶剂可与下述液晶配向剂中的溶剂相同，在此不另赘述。
基于起始物的使用量为100重量份，用于聚缩合反应中的溶剂的使用量较佳为200重量份至2000重量份，且更佳为300重量份至1800重量份。聚缩合反应的操作温度较佳为0℃至200℃，且更佳为0℃至100℃。
起始物较佳为包括但不限于(1)二种末端基相异且结构相异的聚酰胺酸；(2)二种末端基相异且结构相异的聚酰亚胺；(3)末端基相异且结构相异的聚酰胺酸及聚酰亚胺；(4)聚酰胺酸、羧酸酐组份与二胺组份，其中，羧酸酐组份与二胺组份之中的至少一种与形成聚酰胺酸所使用的羧酸酐组份与二胺组份的结构相异；(5)聚酰亚胺、羧酸酐组份与二胺组份，其中，羧酸酐组份与二胺组份中的至少一种与形成聚酰亚胺所使用的羧酸酐组份与二胺组份的结构相异；(6)聚酰胺酸、聚酰亚胺、羧酸酐组份与二胺组份，其中，羧酸酐组份与二胺组份中的至少一种与形成聚酰胺酸或聚酰亚胺所使用的羧酸酐组份与二胺组份的结构相异；(7)二种结构相异的聚酰胺酸、羧酸酐组份与二胺组份；(8)二种结构相异的聚酰亚胺、羧酸酐组份与二胺组份；(9)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰胺酸以及二胺组份；(10)二种末端基为氨基且结构相异的聚酰胺酸以及羧酸酐组份；(11)二种末端基为酸酐基且结构相异的聚酰亚胺以及二胺组份；或者(12)二种末端基为氨基且结构相异的聚酰亚胺以及羧酸酐组份。
在不影响本发明的功效的范围内，聚酰胺酸、聚酰亚胺以及聚酰亚胺嵌段共聚合物较佳为先进行分子量调节后的末端修饰型聚合物。通过使用末端修饰型的聚合物，可改善液晶配向剂的涂布性能。制备末端修饰型聚合物的方式可通过在聚酰胺酸进行聚缩合反应的同时，加入单官能性化合物来制得。
单官能性化合物的具体例包括但不限于(1)一元酸酐，例如：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐或正十六烷基琥珀酸酐等一元酸酐；(2)单胺化合物，例如：苯胺、环己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五烷胺、正十六烷胺、正十七烷胺、正十八烷胺或正二十烷胺等单胺化合物；或(3)单异氰酸酯化合物，例如：异氰酸苯酯或异氰酸萘基酯等单异氰酸酯化合物。
本发明的聚合物(A)，根据凝胶渗透色层分析法(Gel Permeation Chromatography，简称：GPC)所测得经聚苯乙烯换算的重量平均分子量为2,000至200,000，较佳为3,000至100,000，更佳为4,000至50,000。
聚硅氧烷(B)
聚硅氧烷(B)含有乙烯性不饱和基，以及选自由-O-及所组成的族群中的至少一种官能基。
制备聚硅氧烷(B)的步骤包括：步骤(i)由含环氧基的硅烷化合物(b1)自行聚缩合成聚硅氧烷化合物；或者由含环氧基的硅烷化合物(b1)与其它硅烷化合物(b2)共聚缩合(copolycondensation)成聚硅氧烷化合物；以及步骤(ii)使上述聚硅氧烷化合物与乙烯性不饱和化合物(b3)反应，以获得聚硅氧烷(B)。
含环氧基的硅烷化合物(b1)所含有的含环氧基的基团包括由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基以及由式(1-3)表示的基中的至少一者。
具体而言，由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基以及由式(1-3)表示的基如下所示。
式(1-1)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。
另外，由式(1-2)表示的基如下所示。
式(1-2)中，e表示0至6的整数。
由式(1-3)表示的基如下所示。
式(1-3)中，D表示碳数为2至6的亚烷基；E表示氢原子或碳数为1至6的烷基。
在下文中，将详细说明含环氧基的硅烷化合物(b1)、其他硅烷化合物(b2)、乙烯性不饱和化合物(b3)以及聚硅氧烷(B)的制备方法。
含环氧基的硅烷化合物(b1)
含环氧基的硅烷化合物(b1)所含有的含环氧基的基团例如是缩水甘油基(glycidyl group)、缩水甘油醚基(glycidyloxy group)、环氧环己基(epoxycyclohexyl group)或环氧丙烷基(oxetanyl group)。
具体而言，含环氧基的基团可包括由上述式(1-1)表示的基、由上述式(1-2)表示的基以及由上述式(1-3)表示的基中的至少一者。
含环氧基的基团较佳为包括由式(1-1-1)表示的基、由式(1-2-1)表示的基以及由式(1-3-1)表示的基中的至少一者。
含环氧基的硅烷化合物(b1)的具体例包括3-(N,N-二缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N-烯丙基-N-缩水甘油基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基二甲基乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基甲基二乙氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基二甲基甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基二甲基乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基二甲基甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基二甲基乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷或((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙烷二甲基甲氧基硅烷，或上述化合物的组合。
含环氧基的硅烷化合物(b1)的具体例较佳为包括3-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基硅烷、((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基硅烷或上述化合物的组合。
基于含环氧基的硅烷化合物(b1)及其他硅烷化合物(b2)的合计使用量为1.00摩尔，含环氧基的硅烷化合物(b1)的使用量为0.30至1.00摩尔，较佳为0.35至0.95摩尔，更佳为0.40至0.90摩尔。
其他硅烷化合物(b2)
其他硅烷化合物(b2)例如是具有1个硅原子的化合物。具有1个硅原子的化合物包括具有4个水解性基团的硅烷化合物、具有3个水解性基团的硅烷化合物、具有2个水解性基团的硅烷化合物、具有1个水解性基团的硅烷化合物，或其组合。
具有4个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括四氯硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四第二丁氧基硅烷，或上述化合物的组合。
具有3个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括三氯硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、氟三氯硅烷、氟三甲氧基硅烷、氟三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、2-(三氟甲基)乙基三氯硅烷、2-(三氟甲基)乙基三甲氧基硅烷、2-(三氟甲基)乙基三乙氧基硅烷、羟甲基三氯硅烷、羟甲基三甲氧基硅烷、羟乙基三甲氧基硅烷、巯甲基三氯硅烷、3-巯丙基三氯硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷，或上述化合物的组合。
具有2个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括甲基二氯硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二氯硅烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二氯硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、、二苯基二氯硅烷、二苯基二甲氧基硅烷，或上述化合物的组合。
具有1个水解性基团的硅烷化合物的具体例包括氯二甲基硅烷、甲氧基二甲基硅烷、氯三甲基硅烷、溴三甲基硅烷、碘三甲基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、、氯甲基二苯基硅烷、甲氧基甲基二苯基硅烷，或上述化合物的组合。
其他硅烷化合物(b2)的市售商品的具体例可列举KC-89、KC-89S、X-21-3153、X-21-5841、X-21-5842、X-21-5843、X-21-5844、X-21-5845、X-21-5846、X-21-5847、X-21-5848、X-22-160AS、X-22-170B、X-22-170BX、X-22-170D、X-22-170DX、X-22-176B、X-22-176D、X-22-176DX、X-22-176F、X-40-2308、X-40-2651、X-40-2655A、X-40-2671、X-40-2672、X-40-9220、X-40-9225、X-40-9227、X-40-9246、X-40-9247、X-40-9250、X-40-9323、X-41-1053、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR-213、KR-217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(信越化学制)；玻璃树脂(GLASS RESIN，昭和电工制)；SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(东丽道康宁制)；FZ3711、FZ3722(NUC制)；DMS-S12、DMS-S15、DMS-S21、DMS-S27、DMS-S31、DMS-S32、DMS-S33、DMS-S35、DMS-S38、DMS-S42、DMS-S45、DMS-S51、DMS-227、PSD-0332、PDS-1615、PDS-9931、XMS-5025(JNC制)；MS51、MS56(三菱化学制)；以及GR100、GR650、GR908、GR950(昭和电工制)等的部分缩合物。
其他硅烷化合物(b2)较佳为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，或上述化合物的组合。
基于含环氧基的硅烷化合物(b1)及其他硅烷化合物(b2)的合计使用量为1.00摩尔，其他硅烷化合物(b2)的使用量为0.00至0.70摩尔，较佳为0.05至0.65摩尔，更佳为0.10至0.60摩尔。
乙烯性不饱和化合物(b3)
乙烯性不饱和化合物(b3)包括具有羧酸基的乙烯性不饱和化合物、具有氨基的乙烯性不饱和化合物、具有羟基的乙烯性不饱和化合物，或其组合。
具有羧酸基的乙烯性不饱和化合物的具体例包括(甲基)丙烯酸、2-羧乙基(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸-2-(甲基)丙烯酰氧乙酯、六氢邻苯二甲酸-2-(甲基)丙烯酰氧乙酯、马来酸、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、富马酸、富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、衣康酸、桂皮酸、巴豆酸、紫苏酸、4-乙烯酰氧基苯乙烯、对-乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基-邻苯二甲酸、4-(2-甲基-丙烯酰氧基)苯甲酸、(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、邻苯二甲酸单羟基乙基丙烯酸酯或上述化合物的组合。作为所述化合物的商品，可以列举出例如Light-ester HO-MS、Light-ester HO-HH、HOA-MPL、HOA-MS、HOA-HH(共荣社制)、M-5400(东亚合成制)等。
具有氨基的乙烯性不饱和化合物的具体例包括乙烯基芐胺(vinylbenzylamine)、(甲基)丙烯酸氨基乙酯(aminoethyl(meth)acrylate)，或上述化合物的组合。
具有羟基的乙烯性不饱和化合物的具体例包括由式(b3-1)至(b3-10)表示的化合物。
式(b3-1)至(b3-10)中，R6表示氢原子或甲基，t1、t2以及t3表示1以上的整数。
乙烯性不饱和化合物(b3)的具体例较佳为包括(甲基)丙烯酸、2-羧乙基(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸-2-(甲基)丙烯酰氧乙酯、六氢邻苯二甲酸-2-(甲基)丙烯酰氧乙酯、对-乙烯基苯甲酸、对-乙烯基芐胺、甲基丙烯酸氨基乙酯、2-甲基丙烯酸羟乙酯、2-甲基丙烯酸羟丙酯、对-乙烯基苯酚、邻-(2-甲基烯丙氧基)苯酚，或上述化合物的组合。
乙烯性不饱和化合物(b3)与含环氧基的硅烷化合物(b1)的摩尔当量比例(b3)/(b1)为0.20～0.80，较佳0.25～0.70，更佳0.30～0.60。当液晶配向剂中的聚硅氧烷(B)使用乙烯性不饱和化合物(b3)时，可改善液晶显示元件的色相不均的问题。特别是当乙烯性不饱和化合物(b3)含有包括由表示的基中的至少一者时，可进一步改善液晶显示元件的色相不均的问题。
本发明的聚硅氧烷(B)，根据凝胶渗透色层分析法所测得经聚苯乙烯换算的重量平均分子量为500至100,000，较佳为800至50,000，更佳为1,000至20,000。
聚硅氧烷(B)的制备方法
步骤(i)
聚硅氧烷化合物的聚缩合反应可使用一般的方法，例如，在上述硅烷化合物或其混合物中添加有机溶剂、水或选择性地进一步添加催化剂，接着利用油浴等进行50℃至150℃的加热，较佳加热时间为0.5小时至120小时。加热中，可将混合液进行搅拌，也可以置于回流条件下。
上述有机溶剂并没有特别限制，可与本发明液晶配向剂中所含的溶剂(D)为相同或不同。
所述有机溶剂的具体例包括甲苯、二甲苯等的烃类化合物；甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、环己酮等的酮类化合物；醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异戊酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、醋酸-3-甲氧基丁酯、乳酸乙基等的酯类化合物；乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、四氢呋喃、二恶烷(dioxane)等的醚类化合物；1-己醇、4-甲基2-戊醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚等的醇类化合物，或上述有机溶剂的组合。
上述有机溶剂可单独使用或组合多种来使用。
基于所有硅烷化合物为100重量份，有机溶剂的使用量较佳为10重量份至1200重量份，更佳为30重量份至1,000重量份。
基于所有硅烷化合物的水解性基团为1摩尔，水的使用量较佳为0.5摩尔至100摩尔，更佳为1摩尔至30摩尔。
所述催化剂没有特别的限制，较佳地，所述催化剂是选自于酸、碱金属化合物、有机碱、钛化合物、锆化合物，或其组合。
酸的具体例包括盐酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蚁酸、多元羧酸、多元酸酐，或其组合。
碱金属化合物的具体例包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾，或其组合。
有机碱的具体例包括乙胺、二乙胺、哌嗪(piperazine)、哌啶(piperidine)、吡咯啶(pyrrolidine)、吡咯(pyrrole)等的一级或二级的有机胺；三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、吡啶(pyridine)、4-二甲氨基吡啶、二氮杂二环十一烯(diazabicycloundecene)等的三级有机胺；四甲基氢氧化铵等的四级有机胺等，或上述化合物的组合。
催化剂的使用量根据种类、温度等反应条件等而异，并可适当地设定，例如基于所有硅烷化合物为1摩尔，所述催化剂的添加量为0.01摩尔至5摩尔，较佳为0.03摩尔至3摩尔，更佳为0.05摩尔至1摩尔。
基于安定性观点，待聚缩合反应结束后，较佳为将从反应液中分馏的有机溶剂层以水清洗。进行所述清洗时，较佳为使用包含少量盐的水，例如0.2重量％左右的硝酸铵水溶液等进行清洗。清洗可进行至清洗后的水层成为中性为止，然后将有机溶剂层视需要以无水硫酸钙、分子筛(molecular sieves)等干燥剂进行干燥后，去除有机溶剂，即可获得聚硅氧烷化合物。
步骤(ii)
聚硅氧烷化合物与乙烯性不饱和化合物(b3)反应而得到本发明的聚硅氧烷(B)。聚硅氧烷化合物与乙烯性不饱和化合物(b3)的反应可在催化剂与有机溶剂的存在下进行。另外，聚硅氧烷化合物与乙烯性不饱和化合物(b3)的反应也可在硬化促进剂的存在下进行。
上述步骤(ii)的催化剂的具体例与步骤(i)的的催化剂的具体例相同，在此不另行赘述。
基于乙烯性不饱和化合物(b3)为100重量份，催化剂的使用量可为0重量份至100重量份，较佳为0.01重量份至50重量份，更佳为0.1重量份至20重量份。
上述步骤(ii)的有机溶剂并没有特别限制，可与步骤(i)的有机溶剂以及本发明液晶配向剂中所含的溶剂(D)为相同或不同。上述有机溶剂的具体例较佳为2-丁酮、2-己酮、甲基异丁基酮、醋酸正丁酯，或其组合。
上述硬化促进剂的的具体例包括芐基二甲基胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、环己基二甲基胺、三乙醇胺等的三级胺；2-甲基咪唑、2-正庚基咪唑、2-正十一烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、1-芐基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-甲基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-正十一烷基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-苯基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2-苯基-4,5-二(羟甲基)咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-苯基-4,5-二[(2’-氰基乙氧基)甲基]咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-正十一烷基咪唑鎓苯偏三酸盐(1-(2-cyanoethyl)-2-n-undecanyl imidazolium trimellitate)、1-(2-氰基乙基)-2-苯基咪唑鎓苯偏三酸盐、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑鎓苯偏三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-(2’-正十一烷基咪唑基)乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2-甲基咪唑的异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑的异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪的异氰脲酸加成物等的咪唑化合物；二苯基膦(diphenylphosphine)、三苯基膦、亚磷酸三苯基酯(triphenyl phosphite)等的有机磷化合物；芐基三苯基氯化鏻(benzyl triphenyl phosphonium chloride)、四-正丁基溴化鏻(tetra-n-butyl phosphonium bromide)、甲基三苯基溴化鏻(methyl triphenyl phosphonium bromide)、乙基三苯基溴化鏻(ethyl triphenyl phosphonium bromide)、正丁基三苯基溴化鏻、四苯基溴化鏻、乙基三苯基碘化鏻、乙基三苯基鏻乙酸盐、四正丁基鏻-O,O-二乙基偶磷二硫代硫酸盐(tetra-n-butyl phosphonium-O,O-diethyl phosphorodithionate)、四正丁基鏻苯并三唑盐(tetra-n-butylphosphonium benzotriazolate)、四正丁基鏻四氟硼酸盐(tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate)、四正丁基鏻四苯基硼酸盐(tetra-n-butyl phosphonium tetraphenylborate)、四苯基鏻四苯基硼酸盐(tetraphenyl phosphonium tetraphenylborate)等的四级鏻盐；1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7或其有机酸盐等的二氮杂双环烯烃；辛酸锌、辛酸锡、乙酰丙酮铝错合物(aluminium acetylacetone complex)等的有机金属化合物；四乙基溴化铵、四-正丁基溴化铵、四乙基氯化铵、四-正丁基氯化铵等的四级铵盐；三氟化硼(boron trifluoride)、硼酸三苯酯等的硼化合物；氯化锌、四氯化锡等的金属卤素化合物；双氰胺(dicyandiamide)或胺与环氧树脂的加成物等胺加成型促进剂等的高熔点分散型潜在性硬化促进剂；将上述咪唑化合物、有机磷化合物或四级鏻盐等硬化促进剂的表面以聚合物包覆的微胶囊(microcapsule)型潜在性硬化促进剂；胺盐型潜在性硬化促进剂；路易斯酸盐、布忍斯特酸盐(Bronsted acid salt)等高温解离型的热阳离子聚合型潜在性硬化促进剂等潜在性硬化促进剂等。
硬化促进剂的具体例较佳为包括四乙基溴化铵、四-正丁基溴化铵、四乙基氯化铵及四-正丁基氯化铵等的四级铵盐。
上述反应的反应温度可为0℃至200℃，较佳为50至150℃。上述反应的反应时间可为0.1小时至50小时，较佳为0.5小时至20小时。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，聚硅氧烷(B)的使用量为3至25重量份，较佳为4至20重量份，且更佳为5至15重量份。
若液晶配向剂不使用聚硅氧烷(B)，则液晶显示元件有耐紫外线衰退性不佳的问题。
光聚合性化合物(C)
光聚合性化合物(C)为由式(3)表示的化合物。
式(3)中，R1各自独立表示由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基、氢原子、卤素原子、-CN、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数为1至20的烷基，其中烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，且含氢原子的官能基中，任意的氢原子可经卤素原子或-CN取代；R1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，其中环中任意的-CH2-可经-O-取代，任意的-CH＝可经-N＝取代，任意的-H可经卤素原子、-CN、-NO2、-NC、-N＝C＝O、-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硅基、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的卤烷基取代，且烷基中，任意的-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-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，亚烷基中任意的-CH2-可经-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-N(O)＝N-或-C≡C-取代，且任意的-H可经卤素原子、碳数为1至10的烷基或碳数为1至10的卤烷基取代；f表示1至6的整数，且当f为2至6的整数时，多个-Y-Z-为相同或不同。
由式(3-1)至式(3-5)表示的聚合性官能基如下所示。
式(3-1)至式(3-5)中，R2表示氢原子、卤素原子、-CF3或碳数为1至5的烷基。
式(3)中，R1的至少一者较佳为为由式(3-1)至式(3-3)表示的聚合性官能基。
式(3)中，具体而言，Y各自独立表示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、芴-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-1,4-二基的二价基团；在环中的任意的-CH2-可经-O-取代，任意的-CH＝可经-N＝取代，任意的-H可经卤素原子、-CN、-NO2、-NC、-N＝C＝O、-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硅基、碳数为1至10的直链烷基或支链烷基，或者碳数为1至10的卤烷基取代；且于烷基中，任意的-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH＝CH-或-C≡C-取代。
Y较佳为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表示卤素原子、碳数为1至3的烷基、碳数为1至3的烷氧基或碳数为1至3的卤烷基。
光聚合性化合物(C)较佳为选自由式(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各自独立表示氢原子或甲基；R5各自独立表示氢原子、卤素原子、甲基、-CF3、-OCH3、苯基或同一碳原子上的2个R5形成碳数为6至15的饱和或不饱和的烃环；g及h各自独立表示1至20的整数。
光聚合性化合物(C)的具体例更佳为包括由式(3-43)至式(3-97)表示的化合物的至少一者。
光聚合性化合物(C)特佳为包括由式(3-44)至式(3-50)或式(3-69)至式(3-97)表示的化合物中的至少一者。当光聚合性化合物(C)为式(3-44)至式(3-50)或式(3-69)至式(3-97)所示的化合物时，所制造的液晶显示元件的耐紫外线衰退性特别佳。
光聚合性化合物(C)可单独使用或组合多种来使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，光聚合性化合物(C)的使用量为1至35重量份，较佳为3至30重量份，且更佳为5至25重量份。
若液晶配向剂不使用光聚合性化合物(C)，则液晶显示元件有色相不均的问题。
溶剂(D)
本发明的液晶配向剂中所使用的溶剂并无特别的限制，只要是可溶解聚合物(A)、聚硅氧烷(B)与其他任意成份且并不与其产生反应即可，较佳为同前述合成聚酰胺酸中所使用的溶剂，同时，也可并用合成所述聚酰胺酸时所使用的贫溶剂。
溶剂(D)的具体例包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，简称：NMP)、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲基醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇正丁基醚(ethylene glycol n-butyl ether)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯或N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethyl acetamide)等。溶剂(D)可以单独使用或者组合多种来使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，溶剂(D)的使用量为800至4000重量份，较佳为900至3500重量份，且更佳为1000至3000重量份。
添加剂(E)
在不影响本发明的功效的范围内，液晶配向剂还可选择性地添加添加剂(E)，其中添加剂(E)包括具有至少两个环氧基的化合物、具有官能性基团的硅烷化合物，或其组合。
具有至少两个环氧基的化合物包括但不限于乙二醇二环氧丙基醚、聚乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、三丙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、新戊二醇二环氧丙基醚、1,6-己二醇二环氧丙基醚、丙三醇二环氧丙基醚、2,2-二溴新戊二醇二环氧丙基醚、1,3,5,6-四环氧丙基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’-四环氧丙基-间-二甲苯二胺、1,3-双(N,N-二环氧丙基氨基甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、3-(N,N-二环氧丙基)氨基丙基三甲氧基硅烷，或上述化合物的组合。
上述具有至少两个环氧基的化合物可单独使用或组合多种来使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，具有至少两个环氧基的化合物的使用量可为0至40重量份，且较佳为0.1重量份至30重量份。
具有官能性基团的硅烷化合物的具体例包括但不限于3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷(3-ureidopropyltrimethoxy silane)、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-三乙氧基硅烷基丙基三亚乙三胺、N-三甲氧基硅烷基丙基三亚乙三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1,4,7-三吖癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、9-三乙氧基硅烷基-3,6-二吖壬基醋酸酯、N-苯甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯甲基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双(氧化乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷，或上述化合物的组合。
添加剂(E)可以单独使用或组合多种来使用。
基于聚合物(A)的使用量为100重量份，具有官能性基团的硅烷化合物的使用量可为0至10重量份，且较佳为0.5重量份至10重量份。
基于聚合物(A)的总使用量为100重量份，添加剂(E)的使用量较佳为0.5重量份至50重量份，且更佳为1重量份至45重量份。
<液晶配向剂的制备方法>
本发明的液晶配向剂的制备方法并无特别的限制，可采用一般的混合方法来制备。举例而言，先将以上述方式制备而成的聚合物(A)、聚硅氧烷(B)、光聚合性化合物(C)混合均匀形成混合物。接着，在温度为0℃至200℃的条件下添加溶剂(D)，并选择性地加入添加剂(E)，最后以搅拌装置持续搅拌至溶解即可。另外，较佳的是在20℃至60℃的温度下添加溶剂(D)。
在25℃下，本发明的液晶配向剂的粘度通常为15cps至35cps，较佳为17cps至33cps，且更佳为20cps至30cps。
<液晶配向膜的形成方法>
将本发明的液晶配向剂涂布于基板后，必要时通过预烤(pre-bake)、后烤(post-bake)等加热处理所得的涂膜来直接作为液晶配向膜使用。又，可对所述涂膜进行摩擦(rubbing)、照射偏振光或特定波长的光等、或离子束等处理，又，或在将电压施加于液晶充填后的液晶显示元件的状态下照射紫外线，以作为表面控制垂直配向膜。
此时，所使用的基板只要是透明性高的基板即可，并无特别限定。基板例如是玻璃板、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚氨酯(polyurethane)、聚砜、聚醚、聚醚酮、三甲基戊烯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、(甲基)丙烯腈、三乙酸纤维素、二乙酸纤维素或乙酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)等。而就制程简单化的观点而言，基板较佳为使用形成有液晶驱动用的铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，简称：ITO)电极等的基板。又，反射型液晶显示元件若为仅单侧基板时，也可使用硅晶圆等不透明物，另外，此时的电极也可使用铝等反射光的材料。
液晶配向剂的涂布方法并无特别限定，例如是网版印刷(screen printing)、平板印刷(offset printing)、柔版印刷(flexo printing)等的印刷法、喷墨法、喷涂法、辊涂布法、浸渍、狭缝涂布(slit coating)、旋转涂布等。从生产性方面来看，工业上广泛采用的转印印刷法也可适用于本发明。
以上述的方法涂布液晶配向剂后，经预烤及后烤处理可形成涂膜。涂布液晶配向剂后的预烤步骤，虽非必要，但涂布后至后烤的时间，各基板均未固定时，或涂布后未马上后烤时，较佳为进一步进行预烤步骤。此预烤步骤只要是因基板的搬送等不会使涂膜形状变形的程度下，使有机溶剂挥发即可。预烤处理的条件并无特别限定，例如是在40℃至150℃的任意温度下进行，较佳为50℃至120℃，更佳为60℃至100℃。预烤处理可于0.1分钟至30分钟的任意时间内进行，较佳为进行0.5分钟至15分钟，更佳为进行1分钟至5分钟。
后烤处理的条件并无特别限定，例如是在100℃至350℃的任意温度下进行，较佳为120℃至300℃，更佳为150℃至250℃。后烤处理可于5分钟至240分钟的任意时间内进行，较佳为进行10分钟至100分钟，更佳为进行20分钟至90分钟。上述加热可通过一般公知方法，例如可以加热板、热风循环炉或红外线炉进行加热。
后烤后所得的液晶配向膜的厚度并无特别限定，例如可为1至1000nm，较佳为5至500nm，更佳为10至300nm。
<液晶显示元件及其制造方法>
本发明的液晶显示元件包括由本发明的液晶配向剂所形成的液晶配向膜。本发明的液晶显示元件可以如下述方法制造。
详言之，本发明的液晶显示元件可通过上述方法于基板上形成液晶配向膜后，以公知方法制作液晶晶胞(cell)而得。液晶显示元件的具体例，例如具备液晶晶胞的垂直配向型液晶显示元件，其中液晶晶胞具有：对向配置的2片基板、设置于基板间的液晶层，以及设置于基板与液晶层之间并通过本发明的液晶配向剂所形成的上述液晶配向膜。
具体而言，具备液晶晶胞的垂直配向型液晶显示元件，其中液晶晶胞是由以下方式来制作：将本发明的液晶配向剂涂布于2片基板上，并通过预烤及后烤处理而形成液晶配向膜，接着，使此液晶配向膜以对向的方式配置2片基板，并于此2片基板之间挟持着以液晶构成的液晶层，即接触液晶配向膜而设置液晶层，最后，对液晶配向膜及液晶层施加电压，同时照射紫外线。
如上述使用通过本发明的液晶配向剂所形成的液晶配向膜，一边对液晶配向膜及液晶层施加电压，一边照射紫外线，而使聚合性化合物进行聚合，同时使聚硅氧烷所具有的乙烯性不饱和基彼此进行反应，或者使所述乙烯性不饱和基与聚合性化合物进行反应，可使液晶的配向更有效率地被固定化，而形成耐紫外线衰退性佳与无色相不均的液晶显示元件。
将此液晶层挟持于2片基板间的方法，例如是下述两种公知的方法：
(方法一)
准备形成有液晶配向膜的一对基板，于其中一片基板的液晶配向膜上散布珠粒(beads)等的间隔物(spacer)，并使所述二液晶配向膜以对向的方式再贴合另一片基板，接着减压注入液晶，并且进行封止。
(方法二)
准备形成有液晶配向膜的一对基板，于其中一片基板的液晶配向膜上散布珠粒等的间隔物后，将液晶滴下，然后使所述二液晶配向膜以对向的方式再贴合另一片基板，并且进行封止。
在上述两种方法中，间隔物的厚度，较佳为1至30μm，更佳为2至10μm。
对液晶配向膜及液晶层施加电压、同时照射紫外线而制造液晶晶胞的步骤，例如将电压施加于设置于基板上的电极间，以对液晶配向膜及液晶层外加电场，保持此电场的状态下，照射紫外线。其中，对电极间施加的电压，例如5Vp-p至30Vp-p，较佳为5Vp-p至20Vp-p。紫外线的照射量，例如1J至60J，较佳为40J以下，更佳为10J以下。紫外线照射量越少，越能抑制因构成液晶显示元件的液晶或材料的破坏所产生的信赖性低下，且通过减少紫外线照射时间可提高制造效率。本发明即使以较少的紫外线照射量也可提高应答速度，因此即使以例如5J程度的低照射量，也可形成应答速度充分快速的液晶显示元件。
如此，对液晶配向膜及液晶层施加电压，同时照射紫外线时，可使聚合性化合物进行反应形成聚合物，除此之外，聚硅氧烷所具有的乙烯性不饱和基也可于紫外线照射时彼此间进行反应，或者与聚合性化合物进行反应。通过上述反应，可使液晶配向膜获得较佳的固化结构，使得所得的液晶显示元件具有耐紫外线衰退性佳与无色相不均的性质。
另外，上述液晶配向剂不仅可作为制造表面控制垂直配向型(SCVA)液晶显示器等垂直配向方式的液晶显示元件用的液晶配向剂使用，也可适用于通过摩擦处理或光配向处理所制作的液晶配向膜的用途。
上述液晶包括向列型液晶或碟状型液晶等。液晶的具体例包括但不限于具有正介电异方向性的液晶，其可以使用例如联苯类液晶(biphenyl-based liquid crystals)、苯基环己烷类液晶(phenyl cyclohexane-based liquid crystal)、酯类液晶、三联苯类液晶(terphenyl liquid crystal)、联苯基环己烷类液晶(biphenyl cyclohexane-based liquid crystals)、嘧啶类液晶(pyrimidine-based liquid crystals)、二恶烷类液晶(dioxane-based liquid crystals)、双环辛烷类液晶(bicyclooctane-based liquid crystals)、立方烷类液晶(cubane-based liquid crystals)，或上述液晶的组合。此外，在前述液晶中还可以进一步添加例如氯化胆甾醇(cholesteryl chloride)、胆甾醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、胆甾醇碳酸酯(cholesteryl carbonate)等胆甾型液晶(cholesteric liquid crystal)；以商品名“C-15”、“CB-15”(默克公司制造)进行销售的手性剂；对癸氧基苯亚甲基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯(p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methyl butyl cinnamate)等强介电性液晶(ferroelectric liquid crystal)等进行使用。
另外，液晶的具体例也可包括具有负介电异方向性的液晶，其可以使用例如二氰基苯类液晶(dicyanobenzene-based liquid crystal)、哒嗪类液晶(pyridazine-based liquid crystal)、希夫碱类液晶(Schiff base-based liquid crystal)、氧化偶氮类液晶(azoxy-based liquid crystal)、联苯类液晶(biphenyl-based liquid crystal)、苯基环己烷类液晶(phenyl cyclohexane-based liquid crystal)，或上述液晶的组合。
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，该等实施例仅为例示说明，而不应被解释为本发明实施的限制。
聚合物(A)的合成例
以下说明聚合物(A)的合成例A-1-1至合成例A-1-6：
合成例A-1-1
在容积500毫升的四颈烧瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计，并导入氮气。然后，在四颈烧瓶中，加入1.16克(0.0025摩尔)的由式(II-10)表示的二胺化合物(简称为a2-1-1)、4.86克(0.045摩尔)的对-二胺苯(简称为a2-2-1)、0.49克(0.0025摩尔)的4,4’-二氨基二环己基甲烷(简称为a2-2-4)以及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(简称为NMP)，并于室温下搅拌至溶解。接着，加入9.80克(0.05摩尔)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(简称为a1-1)及20克的NMP，并于室温下反应2小时。待反应结束后，将反应溶液倒入1500毫升水中，以使聚合物析出。然后，过滤所得的聚合物，并重复以甲醇清洗及过滤三次，置入真空烘箱中，以温度60℃进行干燥后，即可得聚合物(A-1-1)。
合成例A-1-2至合成例A-1-6
合成例A-1-2至合成例A-1-6是以与合成例A-1-1相同的步骤来分别制备聚合物(A-1-2)至聚合物(A-1-6)，并且其不同处在于：改变单体的种类及其使用量(如表1所示)。
以下说明聚合物(A)的合成例A-2-1至合成例A-2-11：
合成例A-2-1
在容积500毫升的四颈烧瓶上设置氮气入口、搅拌器、冷凝管及温度计，并导入氮气。然后，在四颈烧瓶中，加入1.16克(0.0025摩尔)的由式(II-10)表示的二胺化合物(简称为a2-1-1)、4.86克(0.045摩尔)的对-二胺苯(简称为a2-2-1)、0.49克(0.0025摩尔)的4,4’-二氨基二环己基甲烷(简称为a2-2-4)以及80克的N-甲基-2-吡咯烷酮(简称为NMP)，并于室温下搅拌至溶解。接着，加入9.80克(0.05摩尔)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(简称为a1-1)及20克的NMP。于室温下反应6小时后，加入97克的NMP、2.55克的醋酸酐及19.75克的吡啶，升温至60℃，且持续搅拌2小时，以进行酰亚胺化反应。待反应结束后，将反应溶液倒入1500毫升水中，以使聚合物析出。然后，过滤所得的聚合物，并重复以甲醇清洗及过滤三次，置入真空烘箱中，以温度60℃进行干燥后，即可得聚合物(A-2-1)。
合成例A-2-2至合成例A-2-11
合成例A-2-2至合成例A-2-11是以与合成例A-2-1相同的步骤来分别制备聚合物(A-2-2)至聚合物(A-2-11)，并且其不同处在于：改变单体的种类及其使用量(如表1所示)。
表1中简称所对应的化合物如下所示。
简称 成分
a1-1 1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride)
a1-2 苯均四羧酸二酐(pyromellitic dianhydride)
a1-3 2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐(2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride)
a1-4 3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢萘-1-琥珀酸二酐(3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1-succinic dianhydride)
a2-1-1 由式(II-10)表示的化合物
a2-1-2 由式(II-12)表示的化合物
a2-1-3 由式(II-13)表示的化合物
a2-1-4 由式(II-14)表示的化合物
a2-2-1 对-二胺苯(p-diaminobezene)
a2-2-2 4,4’-二氨基二苯基甲烷(4,4’-diaminodiphenylmethane)
a2-2-3 4,4’-二氨基二苯基醚(4,4’-diaminodiphenylether)
a2-2-4 4,4’-二氨基二环己基甲烷(4,4’-diaminodicyclohexylmethane)
a2-2-5 由式(III-22)表示的二胺化合物
a2-2-6 1-十八烷氧基-2,4-二氨基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)
a2-2-7 由式(III-1-4)表示的二胺化合物
聚硅氧烷(B)的合成例
以下说明聚硅氧烷(B)的合成例B-1至合成例B-7：
合成例B-1
在容积500毫升的三颈烧瓶上设置搅拌器、冷凝管及温度计。然后，在三颈烧瓶中，加入0.3摩尔的4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷(以下简称为GBTMS)、0.7摩尔的甲基三甲氧基硅烷(以下简称为MTMS)以及6克的丙二醇单甲基醚(以下简称为PGME)，并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加三乙胺(Triethylamine，以下简称为TEA)水溶液(20克TEA/200克H2O)。接着，将三颈烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟，然后于30分钟内将油浴升温至90℃，待溶液的内温达到75℃时，持续加热搅拌进行聚缩合6小时。待反应结束后，取出有机层并使用0.2重量％的硝酸铵水溶液进行清洗后，即可获得含聚硅氧烷化合物的溶液。
接着，将0.1摩尔的富马酸单乙酯(以下简称为MEF)及0.2克硬化促进剂UCAT 18X(三亚普罗(SAN-APRO)公司制)加入含聚硅氧烷化合物的溶液。然后，将三颈烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌10分钟，然后于30分钟内将油浴升温至115℃，待溶液的内温达到100℃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)。
合成例B-2至合成例B-7
合成例B-2至合成例B-7的聚硅氧烷(B-2)至聚硅氧烷(B-7)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、催化剂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)。
合成例B’-1至合成例B’-3
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、催化剂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)。
表2中简称所对应的化合物如下所示。
简称 化合物
GETMS 2-缩水甘油醚基乙基三甲氧基硅烷(2-glycidoxyethyltrimethoxy silane)
GBTMS 4-缩水甘油醚基丁基三甲氧基硅烷(4-glycidoxybutyltrimethoxysilane)
ECETS 2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxy silane)
ECEES 2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane)
OXTMS ((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基硅烷((3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy)propyltrimethoxysilane)
OXTES ((3-乙基-3-环氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基硅烷((3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy)propyltriethoxysilane)
MTMS 甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxy silane)
DMDMS 二甲基二甲氧基硅烷(dimethyldimethoxy silane)
PTMS 苯基三甲氧基硅烷(phenyltrimethoxy silane)
PTES 苯基三乙氧基硅烷(phenyltriethoxy silane)
CEA 2-羧乙基丙烯酸酯(2-carboxyethyl acrylate)
MAmE 甲基丙烯酸氨基乙酯(aminoethyl methacrylate)
HEMA 2-甲基丙烯酸羟乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate)
VBA 4-乙烯苯甲酸(4-vinylbenzoic acid)
VBAm 对-乙烯基芐胺(p-vinylbenzylamine)
VPh 对-乙烯基苯酚(p-vinylphenol)
MEF 富马酸单乙酯(monoethyl fumarate)
MAPh 邻-(2-甲基烯丙氧基)苯酚(o-(2-methylallyloxy)phenol)
PGME 丙二醇单甲基醚(propyleneglycolmonomethylether)
MIBK 甲基异丁基酮(methylisobutylketone)
H2O 水(water)
TEA 三乙胺(triethylamine)
表2
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
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12：
实施例1
a.液晶配向剂
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。
b.液晶配向膜及液晶显示元件
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，分别涂布于两片具有ITO电极的玻璃基板上，其中，所述ITO电极为线/间距(Line/Space)各自为5μm的狭缝状(slit)图案。接着，于加热板上以80℃预烤2分钟后，再于循环烘箱中以220℃进行20分钟的后烤，即可形成实施例1的液晶配向膜。
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4μm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℃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，于两个ITO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。
实施例2至实施例15
实施例2至实施例15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，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和表3(续)所示。
比较例1至比较例12
比较例1至比较例12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12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和表4(续)所示。
表3、表3(续)、表4及表4(续)中简称所对应的化合物如下所示。
简称 成分
A-1-1 聚合物(A-1-1)
A-1-2 聚合物(A-1-2)
A-1-3 聚合物(A-1-3)
A-1-4 聚合物(A-1-4)
A-1-5 聚合物(A-1-5)
A-1-6 聚合物(A-1-6)
A-2-1 聚合物(A-2-1)
A-2-2 聚合物(A-2-2)
A-2-3 聚合物(A-2-3)
A-2-4 聚合物(A-2-4)
A-2-5 聚合物(A-2-5)
A-2-6 聚合物(A-2-6)
A-2-7 聚合物(A-2-7)
A-2-8 聚合物(A-2-8)
A-2-9 聚合物(A-2-9)
A-2-10 聚合物(A-2-10)
A-2-11 聚合物(A-2-11)
B-1 聚硅氧烷(B-1)
B-2 聚硅氧烷(B-2)
B-3 聚硅氧烷(B-3)
B-4 聚硅氧烷(B-4)
B-5 聚硅氧烷(B-5)
B-6 聚硅氧烷(B-6)
B-7 聚硅氧烷(B-7)
B’-1 聚硅氧烷(B’-1)
B’-2 聚硅氧烷(B’-2)
B’-3 聚硅氧烷(B’-3)
C-1 由式(3-43)表示的光聚合性化合物
C-2 由式(3-52)表示的光聚合性化合物
C-3 由式(3-47)表示的光聚合性化合物
C-4 由式(3-70)表示的光聚合性化合物
C-5 由式(3-76)表示的光聚合性化合物
C-6 由式(3-86)表示的光聚合性化合物
D-1 N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，简称：NMP)
D-2 乙二醇正丁基醚(ethylene glycol n-butyl ether)
D-3 N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethylacetamide)
E-1 N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷(N,N,N’,N’-tetraglycidyl-4,4’-diaminodiphenyl methane)
E-2 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane)
<评价方式>
a.酰亚胺化率
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。
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：氘化二甲基亚砜中，以四甲基硅烷作为基准物质，从室温(例如25℃)下测定1H-核磁共振(1H-Nuclear magnetic resonance，1H-NMR)的结果，再由数学式(1)即可求得酰亚胺化率(％)。
Δ1：NH基质子在10ppm附近的化学位移(chemical shift)所产生的峰值(peak)面积；
Δ2：其他质子的峰值面积；
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。
b.耐紫外线衰退性
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。
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V1)。接着，将液晶显示元件以30mJ/cm2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-decay(％))。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。
电压保持率变化百分比的评价基准如下所示。
◎：VUV-decay<3％
○：3％≦VUV-decay<5％
△：5％≦VUV-decay<10％
╳：10％≦VUV-decay
c.色相不均
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。
◎：未出现色相不均。
○：出现轻微色相不均，但不明显。
△：出现明显色相不均。
╳：出现严重色相不均。
表4
表4(续)
<评价结果>
由表3以及表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，未使用二胺化合物(a2-1)的比较例1、比较例2、比较例9、比较例10、比较例12的液晶显示元件以及未使用聚硅氧烷(B)的比较例3至比较例6、比较例9至比较例11的液晶显示元件不具耐紫外线衰退性。并且，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，未使用光聚合性化合物(C)的比较例7、比较例8、比较例11、比较例12的液晶显示元件有严重色相不均的问题。
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。
又，当使用含特定乙烯性不饱和基的聚硅氧烷(B)(即聚硅氧烷(B-2)至聚硅氧烷(B-6))时(实施例2至实施例5、实施例8至实施例11、实施例13及实施例14)，可进一步改善液晶显示元件的色相不均的问题。
此外，当使用由式(3-31)至式(3-42)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、实施例11、实施例14及实施例15)时，液晶显示元件的耐紫外线衰退性更佳。
另外，当聚合物(A)含有式(III-1)、式(III-2)表示的二胺化合物时(实施例3、实施例4、实施例8、实施例9、实施例12)，可进一步改善液晶显示元件的色相不均的问题。
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于液晶配向剂中，而非如聚合物稳定配向型般将光聚合性化合物添加于液晶层中，因此解决了现有液晶层受到杂质污染的问题。
另一方面，本发明的液晶配向剂含有特定乙烯性不饱和基的聚硅氧烷，而使液晶显示元件的耐紫外线衰退性佳；并且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。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。