本發明涉及一種液晶取向劑、液晶取向膜以及液晶顯示元件,屬于液晶顯示技術領域。
背景技術:
聚酰亞胺作為熱穩定性最高的材料被廣泛應用在電子行業,比如聚酰亞胺膜可被用作液晶取向膜。液晶取向膜通常做法是將含有聚酰胺酸或聚酰亞胺的聚合物涂覆在基板表面,然后經過一個熱制程和一個取向制程即可制得液晶取向膜。
目前隨著對液晶顯示器長壽命的要求不斷提高,相應地對液晶取向膜的熱穩定性要求也變得更加嚴格。
因此如何提供一種具有優秀的熱穩定性的液晶取向膜是擺在該領域專業技術人員面前的亟待解決的問題。
由于酰胺基團中的C-N鍵鍵能比醚鍵中的C-O鍵和酯基基團中的C-O鍵要強,因此用含有酰胺基團的二胺化合物做成的液晶取向膜能夠提高液晶顯示器的使用壽命。
技術實現要素:
本發明的目的之一,是提供一種液晶取向劑。本發明的液晶取向劑由含有酰胺類的二胺單體與其它四羧酸二酐單體聚合而成;由于二胺單體中的酰胺基較醚基及酯基更加穩定,因此,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點,可提高液晶顯示器的使用壽命。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種液晶取向劑,包括由混合物反應獲得的聚合物(A)和溶劑(B),其中混合物包含一個四羧酸二酐組份(a)和一個二胺組份(b),所述二胺組份(b)至少包括由式I表示的二胺化合物(b-1),所述二胺化合物(b-1)具有如下結構式:
其中,X代表
中的一種,
R1代表單鍵、碳數1-4的烷基或碳數1-4的烷氧基,
R2代表氟原子、氯原子或溴原子,
R3代表碳數1-8的烷基或碳數1-8的烷氧基,
m1代表0-4的整數,
m、n各自獨立代表0-2的整數。
與現有技術相比,本發明的液晶取向劑由含有酰胺類的二胺單體與其它四羧酸二酐單體聚合而成;由于二胺單體中的酰胺基較醚基及酯基更加穩定,因此,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點,可提高液晶顯示器的使用壽命。
在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
進一步,所述聚合物(A)為聚酰胺酸、聚酰亞胺中的一種或兩種的混合物。
其中,上述聚酰胺酸的制備方法,可以采用常規方法,包括如下步驟:先將包含四羧酸二酐組份(a)和二胺組份(b)的混合物溶解于溶劑中,并于0-100℃的溫度下進行聚合反應1-24小時,然后在減壓下蒸掉溶劑得到聚酰胺酸,或者將反應體系傾倒入大量的不良溶劑中,將析出物干燥得到聚酰胺酸。
進一步,所述溶劑(B)為N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇單甲醚乙酯中的一種或多種的混合物。其中,所述聚合物(A)和所述溶劑(B)的重量比為1:5-80。
進一步,所述四羧酸二酐組份(a)為1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、均苯四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯砜四羧酸二酐中的一種或多種的混合物。
進一步,所述二胺化合物(b-1),為式I-1到I-5中的一種或多種的混合物:
采用上述進一步的有益效果是:如果液晶取向劑未使用二胺化合物(b-1),由液晶取向劑制備的液晶取向膜的長時間使用的熱穩定性會較差。
進一步,所述二胺組份(b)還包括二胺化合物(b-2),所述二胺化合物(b-2)為1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯、1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-二氨基二苯甲酮、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙4(氨基苯基)六氟丙烷、4-(4-庚基環己基)苯基-3,5-二氨基苯甲酸酯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基聯苯、4,4’-二氨基苯甲酰胺,1-(4-(4-庚基環己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸中的一種或多種的混合物。
進一步,所述四羧酸二酐組份(a)和所述二胺組份(b)的摩爾比為100:20-200。
更進一步,所述四羧酸二酐組份(a)和所述二胺組份(b)的摩爾比為100:80-120。
進一步,所述四羧酸二酐組份(a)和所述二胺化合物(b-1)的摩爾比為100:5-90。
更進一步,所述四羧酸二酐組份(a)和所述二胺化合物(b-1)的摩爾比為100:20-80。
更進一步,所述四羧酸二酐組份(a)和所述二胺化合物(b-1)的摩爾比為100:30-70。
進一步,所述二胺組份(b)和所述二胺化合物(b-2)的摩爾比為100:30-90。
更進一步,所述二胺組份(b)和所述二胺化合物(b-2)的摩爾比為100:40-80。
更進一步,所述二胺組份(b)和所述二胺化合物(b-2)的摩爾比為100:50-70。
用于聚合反應的溶劑與液晶取向劑中的溶劑(B)可以相同或不同,且用于聚合反應的溶劑并無特別的限制,只要能溶解反應物即可。溶劑包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁內酯。其中,所述混合物和所述溶劑的摩爾比為1:5-80。
值得注意的是,聚合反應的溶劑可以并用適量的不良溶劑,其中不良溶劑不會造成聚酰胺酸析出。不良溶劑可以單獨使用或混合使用,包括但不限于(1)醇類:甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇或乙二醇;(2)酮類:丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮或環丁酮;(3)酯類:乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯;(4)醚類:乙醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚或四氫呋喃;(5)鹵代烴:二氯甲烷、氯苯或1,2-二氯乙烷。其中,所述不良溶劑占溶劑總重量的0-60%。
在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
進一步,所述不良溶劑占溶劑總重量的0-30%。
上述制備聚酰亞胺的制備方法,可以采用常規方法,包括如下步驟:在脫水劑和催化劑存在下,將以上述方法得到的聚酰胺酸加熱。
在此過程中,聚酰胺酸中的酰胺酸官能團通過亞胺化反應會轉變成酰亞胺基團。
亞胺化反應的溶劑可以與液晶取向劑中的溶劑(B)相同,故不再贅述。
其中,所述于聚酰胺酸和所述亞胺化反應溶劑的重量比為1:5-30;所述酰胺酸的亞胺化率為30-100%;所述亞胺化反應的溫度為0-100℃,反應時間為1-120小時;所述脫水劑可以選擇一個酸酐類化合物,比如醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐;所述聚酰胺酸和所述脫水劑的摩爾比為1:1-10;所述催化劑可選自吡啶、三甲胺或三乙胺;所述脫水劑和所述催化劑的摩爾比為1:0.1-5。
在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
進一步,所述酰胺酸的亞胺化率為55-100%。
進一步,所述亞胺化反應的溫度為20-60℃,反應時間為2-30小時。
在不影響本發明的功效范圍下,該聚酰胺酸聚合物及該聚酰亞胺化合物為通過分子量調節劑調節后的末端修飾型聚合物。通過使用末端修飾型的聚合物,該液晶取向劑的涂布性能會有所提高。該末端修飾型聚合物可通過在制備聚酰胺酸的聚合反應中添加一種分子量調節劑來制備。該分子量調節劑包括但不局限于:(1)一元酸酐,比如馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐或琥珀酸酐;(2)單胺化合物,比如苯胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺或正辛胺;(3)單異氰酸酯類化合物,比如異氰酸苯酯或異氰酸萘酯。其中,所述聚酰胺酸和所述分子量調節劑的摩爾比為1:0.1。
在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
進一步,所述聚酰胺酸和所述分子量調節劑的摩爾比為1:0.05。
在不影響本發明的功效范圍下,根據本發明的液晶取向劑包含一種添加劑(C)。該添加劑(C)為一種環氧類化合物或一種具有官能性基團的硅烷類化合物。該添加劑(C)的作用是提高液晶取向膜與基板之間的附著力,該添加劑(C)可單獨一種使用也可混合多種使用。
該環氧類化合物包含但不局限于乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚、1,6-已二醇二環氧丙基醚、丙三醇二環氧丙基醚、N,N,N’,N’-四環氧丙基-間-二甲苯二胺、N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷或3-(N,N-二環氧丙基)氨基丙基三甲氧基硅烷。其中,所述聚合物(A)和所述環氧類化合物的重量比為100:0.1-15。
在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
進一步,所述聚合物(A)和所述環氧類化合物的重量比為100:1-3。
該具有官能性基團的硅烷類化合物包含但不局限于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、3-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-氨基丙基甲二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-雙(氧化乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。其中,所述聚合物(A)和所述具有官能性基團的硅烷類化合物的重量比為100:0-2。
在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
進一步,所述聚合物(A)和所述具有官能性基團的硅烷類化合物的重量比為100:0.02-0.2。
該液晶取向劑可通過將聚合物(A)和添加劑(C)在溶劑(B)中于20-100℃在攪拌下混合制得。
本發明的目的之二,是提供一種液晶取向膜。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種液晶取向膜,由如上所述的液晶取向劑制成。
本發明的液晶取向膜,由于含有本發明的液晶取向劑,而取向劑所用二胺單體中的酰胺基較醚基及酯基更加穩定,因此,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點。體現在實施例中,利用該取向劑制備的液晶顯示元件的ΔVHR(%)≤5,熱穩定性能優秀。
上述液晶取向膜的制備方法,為常規方法,比如輥涂布法、旋涂布法、印刷涂布法、噴墨法等,包括如下步驟:將液晶取向劑涂覆在一個基板表面形成預涂層;接著將該預涂層經過預烘處理、后烘處理劑取向處理以形成一種取向膜。
上述提到的基板是一種帶有普通電極的透明材料。該透明材料包含但不局限于鈉鈣玻璃、硬質玻璃、無堿玻璃、石英玻璃、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚醚砜、聚碳酸酯。該普通電極可包含一種像ITO、IZO或ITZO的透明導電材料。
該預烘的目的是去除預涂層中的大部分溶劑。該預烘處理的操作溫度為30-200℃,優選為40-150℃,該預烘處理的時間為1-10分鐘,優選為2-5分鐘。
該后烘的目的是提高預涂層的亞胺化率。該后烘處理的操作溫度為80-300℃,優選為120-250℃;該后烘處理的時間為5-200分鐘,優選為5-150分鐘;該預涂層經后烘處理后的膜厚為0.01-1.0μm,優選為0.05-0.5μm。
該取向處理方式并無特別的限制,可以用尼龍、人造絲、棉類或其他纖維所做成的布料纏繞在滾筒上,并以一定方向摩擦進行取向的方式來操作。
本發明的目的之三,是提供一種液晶顯示元件。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種液晶顯示元件,由如上所述的液晶取向劑制成。
本發明的液晶顯示元件,由于含有本發明的液晶取向劑,而取向劑所用二胺單體中的酰胺基較醚基及酯基更加穩定,因此,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點,因此可提高液晶顯示器的使用壽命。
上述液晶顯示元件的制備方法,包括如下步驟:準備兩片基板,每片基板上均有一層液晶取向膜,并于兩層基板中間充滿液晶以制得一個液晶盒。
用本發明中的液晶取向劑制得的液晶顯示元件適合各種液晶顯示元件,比如扭曲向列型(TN)、超扭曲向列型(STN)、垂直取向型(VA)、共面切換型(IPS)或邊緣場開關型(FFS)。在上述液晶顯示元件中,優選VA型液晶顯示元件。
本發明的有益效果是:
1.與現有技術相比,本發明的液晶取向劑由含有酰胺類的二胺單體與其它四羧酸二酐單體聚合而成;由于二胺單體中的酰胺基較醚基及酯基更加穩定,因此,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點,可提高液晶顯示器的使用壽命。
2.與現有技術相比,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點。
3.與現有技術相比,本發明的液晶顯示器的使用壽命更長。
4.本發明方法簡單,市場前景廣闊,適合規模化應用推廣。
附圖說明
圖1為本發明中的化合物b-1-3的1H-NMR譜圖。
具體實施方式
以下結合具體附圖對本發明的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本發明,并非用于限定本發明的范圍。
在下面具體例中,僅以VA型的液晶顯示元件對該液晶取向劑進行說明,但本發明并不限于此。
(一)化合物的合成例
二胺化合物(b-1)的合成例
合成例1
結構式(I-1)所代表的化合物可根據下面的合成路線1來合成:
(1)化合物(b-1-1a)的合成
于1000mL的三口圓底燒瓶中投入4’-(4-戊基環己基)-4-氨基-聯苯(32.2g,100毫摩爾)、三乙胺(10.1g,100毫摩爾)和400g四氫呋喃,所得懸濁液在室溫下攪拌10分鐘后得到一個無色的溶液,隨后將該溶液降溫至0℃,攪拌下,將含有2-(2,4-二硝基苯基)乙酰氯(24.5g,100毫摩爾)和80g四氫呋喃的溶液滴入體系中,體系放熱,控制滴加速度以保持內溫低于20℃。在所有溶液都加入后,在15-20℃下保溫攪拌2小時。反應在經氣相色譜(GC)檢測完成后,停止攪拌然后抽濾,攪拌下將濾液倒入2L水中,將所得懸濁液抽濾將得到一種黃色濾餅,將黃色濾餅與200g乙醇混合并攪拌30分鐘,經過抽濾和烘干,將以85%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-1a)。
(2)化合物(b-1-1)的合成
于1L高壓釜中投入獲得的化合物(b-1-1a)(53.0g,100毫摩爾)、5%的鈀碳(5.3g,含水,固含量為30%)和400g四氫呋喃,將高壓釜密封,用氫氣置換3-5次后,氫氣加壓至0.5-1.0MPa,攪拌下于40-45℃反應。反應結束后,通過一個薄膜將催化劑除掉,然后脫除溶劑,所得固體加入300g乙醇并攪拌30分鐘,經過抽濾和烘干,將以95%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-1)。
該化合物(b-1-1)的1H-NMR數據(500MHz,CHCl3-d1,δ,ppm)為:0.88(3H,CH3),1.25-1.31(8H,4×CH2),1.43(1H,CH),1.52-1.86(8H,4×CH2-Cy),2.72(1H,CH-Cy),5.31(1H,NH),3.55(2H,CH2),6.27(4H,2×NH2),5.65-6.73(3H,3×CH-Ph),7.36-7.87(8H,8×CH-Ph)。
合成例2
結構式(I-2)所代表的化合物可根據下面的合成路線2來合成:
(1)化合物(b-1-2a)的合成
于1000mL的三口圓底燒瓶中投入4-(4-戊基環己基)苯胺(24.5g,100毫摩爾)、三乙胺(10.1g,100毫摩爾)和400g四氫呋喃,所得懸濁液在室溫下攪拌10分鐘后得到一個無色的溶液,隨后將該溶液降溫至0℃,攪拌下,將含有2-(2,4-二硝基苯基)乙酰氯(24.5g,100毫摩爾)和80g四氫呋喃的溶液滴入體系中,體系放熱,控制滴加速度以保持內溫低于20℃。在所有溶液都加入后,在15-20℃下保溫攪拌2小時。反應在經氣相色譜(GC)檢測完成后,停止攪拌然后抽濾,攪拌下將濾液倒入2L水中,將所得懸濁液抽濾將得到一種黃色濾餅,將黃色濾餅與200g乙醇混合并攪拌30分鐘,經過抽濾和烘干,將以83%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-2a)。
(2)化合物(b-1-2)的合成
于1L高壓釜中投入獲得的化合物(b-1-2a)(45.4g,100毫摩爾),5%的鈀碳(4.5g,含水,固含量為30%)和400g四氫呋喃,將高壓釜密封,用氫氣置換3-5次后,氫氣加壓至0.5-1.0MPa,攪拌下于40-45℃反應。反應結束后,通過一個薄膜將催化劑除掉,然后脫除溶劑,所得固體加入300g乙醇并攪拌30分鐘,經過抽濾和烘干,將以90%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-2)。
該化合物(b-1-2)的1H-NMR數據(500MHz,CHCl3-d1,δ,ppm)為:0.88(3H,CH3),1.25-1.31(8H,4×CH2),1.43(1H,CH),1.52-1.86(8H,4×CH2-Cy),2.72(1H,CH-Cy),5.31(1H,NH),3.55(2H,CH2),6.27(4H,2×NH2),5.65-6.73(3H,3×CH-Ph),7.28-7.60(4H,4×CH-Ph).
合成例3
結構式(I-3)所代表的化合物可根據下面的合成路線3來合成:
(1)化合物(b-1-3a)的合成
在氮氣氛圍下,于1000mL的三口圓底燒瓶中投入4-(4-戊基環己基)苯硼酸(27.4g,100毫摩爾)、4-溴-2-氟-苯胺(19.1g,100毫摩爾)、30%氫氧化鈉水溶液(26.7g,200毫摩爾)和400g乙醇,所得懸濁液在室溫下攪拌10分鐘將得到一個無色的溶液,將催化劑Pd(OAc)2(0.224g,1毫摩爾)加入體系,體系放熱,內溫可升至50-60℃,然后加熱至回流保溫攪拌2小時。反應在經氣相色譜(GC)檢測完成后,停止攪拌然后抽濾,將濾餅與200g乙醇混合并保持攪拌30分鐘,經過抽濾及烘干,將以93%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-3a)。
(2)化合物(b-1-3b)的合成
于1000mL的三口圓底燒瓶中投入所得的化合物(b-1-3a)(34.0g,100毫摩爾)、三乙胺(10.1g,100毫摩爾)和400g四氫呋喃,所得懸濁液在室溫下攪拌10分鐘后得到一個無色的溶液,隨后將該溶液降溫至0℃,攪拌下,將含有3.5-二硝基苯甲酰氯(23.1g,100毫摩爾)和80g四氫呋喃的溶液滴入體系中,體系放熱,控制滴加速度以保持內溫低于20℃。在所有溶液都加入后,在15-20℃下保溫攪拌2小時。反應在經氣相色譜(GC)檢測完成后,停止攪拌然后抽濾,攪拌下將濾液倒入2L水中,將所得懸濁液抽濾將得到一種黃色濾餅,將黃色濾餅與200g乙醇混合并攪拌30分鐘,經過抽濾和烘干,將以80%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-3b)。
(3)化合物(b-1-3)的合成
于1L高壓釜中投入獲得的化合物(b-1-3b)(53.4g,100毫摩爾)、5%的鈀碳(5.3g,含水,固含量為30%)、400g四氫呋喃,將高壓釜密封,用氫氣置換3-5次后,氫氣加壓至0.5-1.0MPa,攪拌下于40-45℃反應。反應結束后,通過一個薄膜將催化劑除掉,然后脫除溶劑,所得固體加入300g乙醇并攪拌30分鐘,經過抽濾和烘干,將以94%的收率得到一種黃色的固體化合物(b-1-3)。
如圖1所示,該化合物(b-1-3)的1H-NMR數據(500MHz,CHCl3-d1,δ,ppm)為:0.88(3H,CH3),1.25-1.31(8H,4×CH2),1.43(1H,CH),1.52-1.86(8H,4×CH2-Cy),2.72(1H,CH-Cy),6.02(1H,CH-Ph),6.27(4H,2×NH2),6.45(2H,2×CH-Ph),7.36-7.37(4H,4×CH-Ph),7.50(1H,CH-Ph),7.55(1H,CH-Ph),7.85(1H,CH-Ph),9.65(1H,NH)。
(二)聚合物(A)的合成例
合成例A-1-1
在氮氣氛圍下,于1000mL的三口圓底燒瓶中投入結構式(I-1)所代表的二胺化合物(47.0g,100毫摩爾)(以下簡稱b-1-1),1,4-二氨基苯(16.2g,150毫摩爾)(以下簡稱b-2-1)和600g的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下簡稱NMP),將所得懸浮液攪拌直至得到一個黃色的溶液。然后將49.0g(250毫摩爾)的1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(以下簡稱a-1)和100g NMP加入體系。反應放熱,室溫攪拌4小時,得到在NMP中的聚酰胺酸聚合物(A-1-1)。
合成例A-1-2至比較合成例A-2-1至A-2-4
合成例A-1-2至比較合成例A-2-1至A-2-4可通過與合成例A-1-1相同的方法制備,不同之處在于:所用單體的種類及用量有所改變,具體結果見下表1和表2,這里不再贅述。
在表1和表2中:
a-1:1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐
a-2:2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐
a-3:均苯四甲酸二酐
a-4:3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐
b-1-1:由式(I-1)表示的化合物
b-1-2:由式(I-2)表示的化合物
b-1-3:由式(I-3)表示的化合物
b-2-1:1,4-二氨基苯
b-2-2:4,4’-二氨基聯苯甲烷
b-2-3:4,4’-二氨基聯苯醚
b-2-4:1-(4-(4-庚基環己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯
表1合成例各聚合物所用單體種類及用量
表2比較合成例各聚合物所用單體種類及用量
(三)液晶取向劑、液晶取向膜及液晶顯示元件的實施例與比較例
實施例1
a、液晶取向劑
氮氣氛圍,于三口圓底燒瓶中投入100重量份的聚合物(A-1-1)、900重量份的NMP(以下簡稱B-1)和800重量份的乙二醇單丁醚(以下簡稱B-2),體系于室溫下攪拌30分鐘,然后用0.3μm的濾膜過濾該溶液形成實施例1的液晶取向劑。
b、液晶取向膜及液晶顯示元件
用旋涂的方式將上述的液晶取向劑涂覆在兩片均具有ITO電極的玻璃基板上形成預涂層.經過預烘(熱板,100℃,5分鐘)和后烘(循環烘箱,220℃,30分鐘)將得到兩個液晶取向膜,將這兩個液晶取向膜經摩擦處理(輥筒直徑150mm,旋轉速度:500rpm,移動速度:20mm/s,壓入量:0.5mm)。
經摩擦處理后,將一種紫外固化膠涂布在這兩片玻璃基板其中一片的周邊,將3.5μm的間隔子灑在另一片基板上。然后將這兩片玻璃基板貼合(5kg,30mIn),然后用紫外燈照射來固化紫外固化膠。接著將液晶注入并用熱板(60℃,30mIn)熟成,即可獲得實施例1的液晶顯示元件。
對實施例1的液晶顯示元件進行評價,結果見表3。
實施例2至實施例20
液晶取向劑、液晶取向膜及液晶顯示元件的實施例2至實施例20可通過與實施例1相同的步驟制備,不同之處在于:所用聚合物(A)、溶劑(B)和添加劑(C)的種類及用量有所改變,見表3。對實施例2至實施例20的液晶顯示元件進行評價及結果見表3。
比較實施例1至比較實施例6
液晶取向劑、液晶取向膜及液晶顯示元件的比較實施例1至比較實施例6可通過與實施例1相同的步驟制備,不同之處在于:所用聚合物(A)、溶劑(B)和添加劑(C)的種類及用量有所改變,見表4。對比較實施例1至比較實施例6的液晶顯示元件進行評價及結果見表4。
評價方法
a、熱穩定性
液晶取向膜的熱穩定性可通過液晶顯示元件的電壓保持率可評價(以下簡稱VHR),進一步而言,電壓保持率的檢測方法如下.
測試VHR的條件是:施加5V電壓,歷時60ms后,解除電壓,并測量從解除電壓起167ms后的VHR(記為VHR1)。然后將該液晶顯示元件置于烘箱(60℃)中500h,然后冷卻至室溫,再用相同的方法測量此時的VHR(記為VHR2)。然后通過公式(V)計算VHR的變化值(記為ΔVHR(%)),越低的ΔVHR(%)意味著越好的熱穩定性。
式V
ΔVHR(%)的評價標準如下所示:
◎:ΔVHR(%)≤5%,熱穩定性優秀,
○:5%<ΔVHR(%)≤20%,熱穩定性良好,
Ⅹ:ΔVHR(%)>20%,熱穩定性差。
b、垂直取向性
通過在偏光顯微鏡下無電壓及外加交流電壓6V(峰對峰)時,從垂直方向觀察液晶顯示元件。
評價標準如下所示:
○:沒有漏光,
Ⅹ:出現不良的白色顯示。
在表3和表4中:
B-1:N-甲基-2-吡咯烷酮,
B-2:乙二醇單丁醚,
C-1:N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷,
C-2:3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
表3實施例的液晶顯示元件的評價結果
表4比較實施例的液晶顯示元件的評價結果
由此可見,與現有技術相比,本發明的液晶取向劑由含有酰胺類的二胺單體與其它四羧酸二酐單體聚合而成;由于二胺單體中的酰胺基較醚基及酯基更加穩定,因此,本發明的液晶取向膜具有優秀的熱穩定性等優點,可提高液晶顯示器的使用壽命。而且方法簡單,市場前景廣闊,適合規模化應用推廣。
以上所述僅為本發明的較佳實施例,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。