一种液晶取向剂及其制备的液晶取向膜、液晶显示元件制造技术

本发明专利技术公开了一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件，属于液晶显示技术领域；该液晶取向剂，包括聚合物和溶剂，所述聚合物至少包括聚酰胺酸、聚酰亚胺中的一种；所述聚酰胺酸是由单芳胺类化合物组分A、二胺类化合物组分B与二酐化合物组分C通过聚合反应获得；所述聚酰亚胺是将所述聚酰胺酸进行脱水亚胺化获得；所述单芳胺类化合物组分A至少包括如式(1)所示结构的化合物中的一种：本发明专利技术液晶取向剂与密封胶粘附力强、抗残像性能优异、低温固化亚胺化率高。

【技术实现步骤摘要】
一种液晶取向剂及其制备的液晶取向膜、液晶显示元件
本专利技术涉及液晶显示
，尤其涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件。
技术介绍
液晶显示因为其具有高分辨率、高亮度、重量轻、能耗低和平板化的显示优点，已经被广泛应用于各种的显示区域，液晶显示的工作原理是向液晶施加一个外加电场，使液晶极性分子在外加电场的作用下扭曲，改变了液晶分子内部的排列状态，使入射的偏振光改变方向，再配合使用偏光片可以控制光的通过与否，从而达到显示的目的。液晶显示元件通常使用取向膜来控制液晶的初始排列状态，液晶取向膜是由液晶取向剂涂在显示基板上，然后经过烘烤和取向处理制备而成。取向处理的方法，最主流的是摩擦取向处理，即使用棉布或尼龙沿着单一方向摩擦电极基板上的液晶取向膜，使液晶取向膜表面产生沟槽或使取向膜表面分子沿摩擦方向有序的排列，从而诱导取向膜表面液晶分子的排列，以达到取向的目的。但摩擦取向容易引起表面划痕、碎屑、静电以及面内处理不均匀等各种问题，已经不能满足现有需求。作为替代摩擦取向的方法，已知的是利用偏振紫外光来照射液晶取向膜表面来使液晶取向，解决了上述摩擦取向中粉尘以及划痕的问题，但光配向相对于摩擦取向具有各向异性不同的缺点，导致液晶显示元件[特别是IPS(面内切换型)和FFS(边缘场切换型)型横向电场型液晶显示元件]长时间交流驱动后，液晶复位困难，出现交流残影问题。IPS、FFS型液晶显示元件THF(薄膜晶体管)驱动过程中会产生直流偏置电荷，随直流偏置电荷表面积聚，在切换画面时积聚的电荷不能快速消散就会导致液晶所接受的电场强度与所施加的电场强度不一致，从而出现因直流电荷积聚而产生的残影。目前液晶取向剂中主流聚合物为聚酰亚胺，由于聚酰亚胺溶解度低并且其与基板的粘合能力差，所以液晶取向剂通常采用聚酰亚胺的前体聚酰胺酸或聚酰胺酸酯以及其两者或三者的混合物作为主要成分，以加强其工艺可实施性，聚酰胺酸稳定性较差，取向剂成膜后需进行高温固化，使聚酰胺酸高温亚胺化为聚酰亚胺，但高温固化过程中会对基板的电路、彩膜、THF元件造成损伤，造成生产良率下降，所以低温固化型液晶取向剂一直为取向剂领域较为重要的研究方向，本专利技术的液晶取向剂，即使低温固化，也具有较高的亚胺化率。近年来随着全面屏液晶显示面板发展，液晶面板中密封胶通常直接印刷在取向膜上，以达到窄边框全面屏的目的。但密封胶与聚酰亚胺取向膜之间的粘附力相对于其与基板之间的粘附力较弱，液晶面板长时间驱动后，湿气容易进行液晶盒内，导致液晶显示面板的使用寿命下降，所以近年来对取向膜与密封胶之间的粘附力的要求越来越高。另外聚酰胺酸中聚合物的聚合度过高，亦会导致其溶解度下降，影响取向剂的涂布流平性能，所以一般液晶取向剂在合成中需要加入单芳胺或单酐化合物来调节聚合物的分子量，以使其聚合度保持在一定范围内(脂肪单胺由于其碱性较强，影响聚合物的稳定性，一般采单芳胺)，但单芳胺或单酐化合物加入体系内会阻止取向剂固化成膜过程中聚合物链增长的可能性，从而影响取向膜的取向稳定性和膜面的致密性，从而导致其与密封胶之间的粘附力变弱，影响液晶显示元件的使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术申请人提供了一种液晶取向剂及其制备的液晶取向膜、液晶显示元件。本专利技术液晶取向剂在制备过程中采用式(1)所示的单芳胺类化合物，实现了聚酰胺酸聚合物固化时链增长的可行性，同时可以有效提高膜面的致密性和密封胶之间的粘附力，从而提高液晶显示元件的抗老化能力。本专利技术的技术方案如下：一种液晶取向剂，包括聚合物和溶剂，其特征在于，所述聚合物至少包括聚酰胺酸、聚酰亚胺中的一种；所述聚酰胺酸是由单芳胺类化合物组分A、二胺类化合物组分B与二酐化合物组分C通过聚合反应获得；所述聚酰亚胺是将所述聚酰胺酸进行脱水亚胺化获得；所述单芳胺类化合物组分A至少包括如式(1)所示结构的化合物中的一种：其中R1选自C1-10的烷基中的一种；R2选自C1-10的亚烷基中的一种；R3选自卤素原子或氢原子中的一种；R4选自C1-5的烷基或氢原子中的一种。进一步，所述C1-10的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基中的一种；C1-10的亚烷基为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基中的一种；卤素原子为氟、氯、溴中的一种；C1-5的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基中的一种。进一步，所述式(1)所示结构的化合物具有如下式1-1～式1-5所示的结构式：所述单芳胺类化合物组分A还包括式(1)所示结构的化合物之外的其他单芳胺类化合物，其他单芳胺类化合物选自苯胺、对甲基苯胺、对乙烯基苯胺中的一种或多种。单芳胺类化合物组分A中式(1)所示结构的化合物所占摩尔百分含量比为20-100％，优选为50-100％，更优选为90-100％。所述单芳胺化合物组分A中式(1)所示结构的化合物占所有胺类化合物(单芳胺组分A和二胺组分B之和)的摩尔百分含量比为1-30％，更优选为5-15％；单芳胺类化合物组分A在聚酰胺酸合成过程中，可以起到控制聚合度重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)和分散系数(PDI)的作用，可以提高液晶取向剂的涂布和流平性能，随着单芳胺类化合物组分用量的增加聚酰胺酸聚合物的重均分子量和数均分子呈下降趋势，式(1)所示结构的化合物占所有胺类化合物(单芳胺组分A和二胺组分B之和)的摩尔百分含量比过高，导致所制备的液晶取向剂中聚酰胺酸聚合物的Mw和Mn相对较低，不利于涂布和流平性能，反之式(1)所示结构的化合物含量较低，将会降低本专利技术的有益效果。本专利技术的液晶取向剂中聚酰胺酸或聚酰亚胺溶液中聚合物的溶度为1～30％；聚酰胺酸或聚酰亚胺溶液中聚合物的分散系数PDI处于1.1～2.5之间，其重均分子量为Mw分布于1000～100000之间，其数均分子量Mn分布于400～90000之间。所述溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇甲醚醋酸酯中的一种或多种的混合物。其中N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺为良溶剂，可以起到溶解聚合物的作用；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇甲醚醋酸酯为不良溶剂，可以起到降低溶液表面张力以及增加取向剂流平效果的作用。所述二胺类化合物组分B包含1,2-二(4-氨基苯氧基)乙烷、1,5-二(4-氨基苯氧基)戊烷、4,4’-二氨基二苯胺、对苯二胺、间苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、2,4-二氨基十二烷氧基苯、3,5-二氨基苯甲酸、4,4’-二氨基二苯醚、N-(叔丁氧基羰基)-N-(3-(2,5-二氨基苯基)丙基)氨基乙酸叔丁酯、1,3-二(4-氨基苯乙基)脲、1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、对氨基苯乙胺、4,4’-二氨基二苯乙烷、4,4’-二氨基二苯甲酮、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、N,N’-二(4-氨基苯基)哌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶取向剂，包括聚合物和溶剂，其特征在于，所述聚合物至少包括聚酰胺酸、聚酰亚胺中的一种；/n所述聚酰胺酸是由单芳胺类化合物组分A、二胺类化合物组分B与二酐化合物组分C通过聚合反应获得；所述聚酰亚胺是将所述聚酰胺酸进行脱水亚胺化获得；/n所述单芳胺类化合物组分A至少包括如式(1)所示结构的化合物中的一种：/n

【技术特征摘要】
20200612 CN 20201053793251.一种液晶取向剂，包括聚合物和溶剂，其特征在于，所述聚合物至少包括聚酰胺酸、聚酰亚胺中的一种；
所述聚酰胺酸是由单芳胺类化合物组分A、二胺类化合物组分B与二酐化合物组分C通过聚合反应获得；所述聚酰亚胺是将所述聚酰胺酸进行脱水亚胺化获得；
所述单芳胺类化合物组分A至少包括如式(1)所示结构的化合物中的一种：



其中R1选自C1-10的烷基中的一种；R2选自C1-10的亚烷基中的一种；R3选自卤素原子或氢原子中的一种；R4选自C1-5的烷基或氢原子中的一种。


2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述C1-10的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基中的一种；C1-10的亚烷基为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基中的一种；卤素原子为氟、氯、溴中的一种；C1-5的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基中的一种。


3.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述式(1)所示结构的化合物具有如下式1-1～式1-5所示的结构式：








4.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述单芳胺类化合物组分A还包括式(1)所示结构的化合物之外的其他单芳胺类化合物，其他单芳胺类化合物选自苯胺、对甲基苯胺、对乙烯基苯胺中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，聚酰胺酸或聚酰亚胺溶液中聚合物的溶度为1～30％；聚酰胺酸或聚酰亚胺溶液中聚合物的分散系数PDI处于1.1～2.5之间，其重均分子量为Mw分布于1000～100000之间，其数均分子量Mn分布于400～90000之间；所述溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：解万龙，邹广辉，王晓龙，王明佼，任辉彩，
申请(专利权)人：江苏三月科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32