[發(fā)明專利]可溶性脂肪族聚酰亞胺液晶垂直取向劑及制備方法和由其制備的液晶盒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010197352.2
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101880534A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪映寒;諶文娟
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C09K19/56
• 分類號: C09K19/56;C08G73/10;G02F1/1337
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電子工業(yè)中的液晶顯示器技術(shù)，特別是涉及一種用于制備液晶盒的可溶性脂肪族聚酰亞胺液晶垂直取向劑技術(shù)。

背景技術(shù)：

聚酰亞胺(PI)材料由于其良好的耐熱性、與液晶的親和性以及機(jī)械強(qiáng)度等，成為工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的液晶取向膜材料。但是同時(shí)，由于聚酰亞胺的不熔不溶性，給加工過程帶來了一定的困難。例如傳統(tǒng)的制備聚酰亞胺的方法為兩步法，先形成聚酰胺酸中間體，再在高溫下酰亞胺化得到聚酰亞胺。這種方法存在兩個(gè)問題，第一是聚酰胺酸溶液在存儲的過程中容易發(fā)生降解，不容易保存；第二是酰亞胺化溫度太高，會在生產(chǎn)中對微電子產(chǎn)品的電子元器件產(chǎn)生損害，限制的聚酰亞胺的使用范圍。為了解決這些問題，許多研究者的研究都聚焦于合成一種新的聚酰亞胺，使其在不降低其原有優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上具有可容易加工的特性，從而實(shí)現(xiàn)低溫固化，保護(hù)基板上的電氣元件，例如可溶性的聚酰亞胺。增加聚酰亞胺可溶性的方法主要有兩種：一種是打亂聚酰亞胺分子鏈的有序性，使聚酰亞胺結(jié)構(gòu)變得“松散”，減小分子間相互作用力，例如引入大側(cè)基、脂肪族結(jié)構(gòu)以及非對稱結(jié)構(gòu)；另一種就是引入和溶劑有親和性的基團(tuán)，如氟、硅或磷等。

液晶的表面取向技術(shù)是液晶顯示研發(fā)中的關(guān)鍵核心技術(shù)之一，它直接決定著顯示器件內(nèi)部棒狀液晶分子的排列狀況，是影響器件對比度、色度等性能參數(shù)的重要因素。液晶的取向主要是通過摩擦已涂有聚合物的基板表面獲得的，也就是所謂的摩擦法(rubbing?method)(丁孟賢(Ding?Meng-xian)，何天白(HeTian-bai).聚酰亞胺新型材料(Jvxianyaan?Xinxing?Cailiao).北京：化學(xué)工業(yè)出版社(Beijing：Chemical?Industry?Press)，1998：142.)，被摩擦的聚酰亞胺表面通過短程作用力吸附一層液晶單分子層，然后依靠它來吸附大量其他液晶分子。傳統(tǒng)的摩擦法也帶來了一系列不良影響，比如摩擦帶來的靜電荷，灰塵、磨損以及局部高溫等，甚至可能損壞薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)中的薄膜晶體管，因此，非摩擦技術(shù)得以被廣泛研究。傳統(tǒng)的使用平行取向技術(shù)的液晶顯示器有著天生的痼疾，如響應(yīng)時(shí)間慢、可視角窄以及對比度不高等問題。由于垂直取向液晶顯示器(VA-LCD)具有高對比度，廣視角以及快速響應(yīng)等優(yōu)異性能，因此液晶分子取向技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到垂直取向上來。現(xiàn)有VA-LCD通常都是以帶有烷烴側(cè)鏈的聚酰亞胺或聚酰胺酸薄膜作為取向膜。通過特殊設(shè)計(jì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，聚酰亞胺膜可以獲得液晶垂直取向效果，它被應(yīng)用在垂直取向液晶顯示器(VA-LCD)和多疇垂直取向液晶顯示器(MVA-LCD)中。MVA-LCDs相比于早期的VA-LCDs，兩疇甚至四疇的劃分，極大改善了液晶顯示器在上下左右四個(gè)方向的可視角。MVA已具備與其他廣視角技術(shù)如膜補(bǔ)償TN盒、平面切換液晶盒(IPS)等競爭的能力(Oh-e?M?and?Hiroshi?Y.Physical?Review，2004，E69：051705.)。

Ogawa?L?et?al(Ogawa?L?WO，042752，2003-05-22.)提出在聚酰亞胺中具有2到5個(gè)脂肪族環(huán)構(gòu)成的二酐和帶有5～20個(gè)長碳鏈烷基或者含5～20個(gè)碳的長的氟代烷基或者脂肪環(huán)族結(jié)構(gòu)或者是芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的二胺組成。試驗(yàn)證明由此制備的取向膜具有良好的涂布性以及高的電壓保持率。

盡管有關(guān)垂直取向技術(shù)已有一些報(bào)道，并且表現(xiàn)出優(yōu)秀的顯示性能，但是由于加工垂直取向膜的過程繁雜，而且需要高溫固化，難于實(shí)現(xiàn)技術(shù)工業(yè)化，并且傳統(tǒng)的摩擦法會對電子元器件產(chǎn)生損耗，鑒于此，在液晶顯示器領(lǐng)域，急需要開發(fā)出加工性能更好的液晶垂直取向劑，以滿足人們對微電子產(chǎn)品和光電子產(chǎn)品的需求。

發(fā)明內(nèi)容：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種新的可溶性脂肪族聚酰亞胺液晶垂直取向劑，以克服現(xiàn)有技術(shù)加工垂直取向膜的過程過于繁雜，需要高溫固化，難于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的不足，這種新型的可溶性脂肪族聚酰亞胺液晶垂直取向劑可以在非摩擦的情況下達(dá)到垂直取向效果，避免了摩擦對電子元器件的損耗。由其制備的液晶盒，完全克服了傳統(tǒng)平行取向技術(shù)的液晶顯示器存在的響應(yīng)時(shí)間慢、可視角窄以及對比度不高等固有的問題。

本發(fā)明提供的用于制備液晶盒的聚酰亞胺液晶垂直取向劑，其組成組分主要由具有下述結(jié)構(gòu)的可溶性脂肪族聚酰亞胺和有機(jī)溶劑構(gòu)成，可溶性脂肪族聚酰亞胺在液晶垂直取向劑中的重量含量為10～20％，其余為有機(jī)溶劑，所述可溶性脂肪族聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)為：