[发明专利]二胺、及其制得的聚酰胺酸及聚酰亚胺

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的二胺，特别是涉及一种用于制备用作液晶配向剂(liquid crystal aligning agent)的聚酰亚胺的二胺，以及利用此二胺所制得的聚酰胺酸及聚酰亚胺。

背景技术

随着个人资讯化产品(例如笔记本电脑、移动电话、数码相机及个人电子助理等)的快速发展，再加上液晶显示器具有轻薄、低耗电量等优点，使得液晶显示器已成为各种资讯产品所必须具备的构成部件。液晶显示器中的液晶层是利用外加电场来改变其排列状态，并让通过此液晶层的光线产生变化，而利用此液晶层的排列状态的不同可制作成各式液晶显示器，例如扭转向列型(twisted nematic，TN)液晶显示器、超扭转向列型(super twisted nematic，STN)液晶显示器及薄膜电晶体(thin-film transistor，TFT)液晶显示器等。一般而言，扭转向列式液晶显示器的构造由下至上依序包含：一第一基板、一第一导电膜、一第一配向膜(alignment film)、液晶、一第二配向膜、一第二导电膜及一第二基板，其中，第一及第二配向膜的设置目的在于让液晶分子与该第一或第二基板之间以一倾斜配向角(inclined alignment angle，以下称为预倾角(pretilt angle))排列。该配向膜的制备方法目前已知有以下两种：第一种方法是在该第一及第二基板上分别沿一倾斜方向蒸气沉积(vapor deposition)例如氧化硅的无机物，以分别在该第一及第二基板上形成该第一及第二配向膜，而在液晶被注入后，可让液晶分子沿着该第一及第二配向膜的成长方向排列，此方法虽可获得具有一致预倾角的均匀配向排列，但是不适于工业上的大量生产。第二种方法是在第一及第二基板的表面上分别形成一有机涂层，并利用一纺织品(例如棉、尼龙或聚酯)在一预定方向上对该有机涂层的表面进行刷毛(rubbing)步骤，而让该有机涂层的表面形成整齐排列的沟纹(groove)，且在液晶被注入后，可让液晶分子顺着该有机涂层的沟纹均匀排列，第二种方法可使液晶具有一定的配向且易于制备，所以为目前较常使用的方法。第二种方法所使用的有机涂层可由聚乙烯醇(polyvinylalcohol)、聚氧乙烯(polyoxyethylene)、聚酰胺(polyamide)或聚酰亚胺(polyimide)所制得，其中又以聚酰亚胺最为常用，这是因为聚酰亚胺具有高机械强度、耐热性及耐溶剂等性质。

聚酰亚胺的一般制法是将单胺(monoamine)或二胺(diamine)与四羧酸二酐(tetracarboxylic acid)进行聚合反应而预先制得一聚酰胺酸(polyamic acid)，接着再将聚酰胺酸予以加热而制得聚酰亚胺。为了获得较大的预倾角(一般为3°以上的角度)并使液晶具有较佳的配向性质，且同时在不影响聚酰亚胺的性质下，目前业界大多借由改变二胺的结构，以获得不同结构及性质的聚酰亚胺。

日产化学公司(Nissan Chemical Industries Ltd.)所获准的美国专利第6,111,059号，就公开一种由下式(1)所示的二胺基苯衍生物(diaminobenzene derivatives)：

在式(1)中，P为一单键或-O-、-COO-或-CONH-，Q为选自：芳香环(aromatic ring)、脂肪环(aliphatic ring)、杂环(hetero ring)或前述的一组合的环状取代基(cyclic substituent)，R¹¹为脂肪环及R¹²为碳数范围在1至22之间的直链烷基。此专利也公开一种聚酰亚胺，其是使用含有至少1mol％的上述二胺基苯衍生物与四羧酸二酐进行反应而获得一聚酰亚胺前体物，接着再使该聚酰亚胺前体物进行闭环(ring-closing)反应而制得，该聚酰亚胺是具有一由下式(2)所示的重复单元：

在式(2)中，A是由一四羧酸所构成的四价有机基团(tetravalent organicgroup)，B是由二胺所构成的二价(bivalent)基团，而P、Q、R¹¹及R¹²的限定与上式(1)相同。