一种液晶膜材料、液晶取向剂、液晶取向膜及其制备方法和液晶显示元件技术

本发明专利技术公开了一种液晶膜材料、液晶取向剂、液晶取向膜及其制备方法和液晶显示元件，属于液晶显示技术领域。该液晶膜材料，包含一个四羧酸二酐组份a和一个二胺组份b，所述二胺组份b至少包括由表示的强极性二胺化合物b

【技术实现步骤摘要】
一种液晶膜材料、液晶取向剂、液晶取向膜及其制备方法和液晶显示元件


[0001]本专利技术涉及一种液晶膜材料、液晶取向剂、液晶取向膜及其制备方法和液晶显示元件，属于液晶显示


技术介绍

[0002]作为液晶显示元件，已知有TN(TwistedNematic：扭曲向列)模式、STN(SuperTwistedNematic：超扭曲向列)模式、IPS(In-PlaneSwitching：共面转换)模式、FFS(FringeFieldSwitching：边缘场开关技术)模式、垂直取向型的VA(多区域垂直取向)模式等各种驱动方式的液晶显示元件。这些液晶显示元件应用于电视、手机等各种电子设备的图像显示装置，为进一步提高显示质量而正在进行开发。具体而言，液晶显示元件的性能的提高不仅通过驱动方式、元件结构的改良来实现，还可通过用于元件的构成部件来实现。而且，用于液晶显示元件的构成部件中，尤其液晶取向膜为与显示质量有关的重要的部件之一，为了响应液晶显示元件的高质量化的要求，针对该液晶取向膜的研究也在深入地进行。
[0003]近年来，随着液晶产品拥有量的增大和使用的深入，人们对液晶产品的显示品质也提出了更高的要求，一些以前鲜为人知的不良现象也为人们所认识并引起关注，其中液晶定向不良、对比度不高、残像严重和显示元件的电压保持率(以下简称为VHR)降低便是主要的问题。
[0004]近年来伴随着LCD应用范围的不断扩大，许多时候会出现残像现象，残像宏观表现为当液晶显示器长时间显示同一画面，而后切换画面时，原画面会残留在下一个画面中。残像产生的原理是液晶盒内的正负离子在外加电场的作用下分别取集在液晶盒的两端，当外加电场关闭时，由于离子不能快速的分散，会在液晶盒内形成一个反向电场，导致形成残留影像。所以随着对显示画面质量及产线良品率的要求越来越高，对液晶取向膜的残像性良好要求越来越苛刻。
[0005]作为一直以来的课题，电压保持率的改善可以由有源矩阵结构施加的直流电压成分所导致的电荷累积的改善。如果电荷在液晶表示元件内累积，则由于液晶取向的混乱、残像等的产生而对显示产生不良影响，使液晶表示元件的显示品质显著降低。或者，在电荷累积的状态下驱动的情况下，在刚驱动后，液晶分子的控制无法正常进行而发生闪烁(flicker)等。此外，为了提高液晶表示元件的显示品质，作为液晶取向膜所要求的特性，应降低离子密度。如果离子密度高，则作用于液晶的电压降低，结果亮度降低，有时会干扰正常的灰度显示。此外，即使初始的离子密度低，也存在高温加速试验后的离子密度增高这种情况。这种伴随残留电荷、离子性杂质的长期可靠性降低、残像产生会降低液晶的显示品质。在聚酰亚胺类的液晶取向膜中，为了应对上述这种要求，提出了各种方案。例如对于以缩短直至因直流电压而产生的残像消失为止的时间作为目的之一的液晶取向膜，提出了使用在聚酰胺酸、含酰亚胺基的聚酰胺酸的基础上还含有特定结构的二胺的液晶取向剂的液晶取向膜，使用含有将具有苯并吡唑环骨架等的特定二胺化合物用于原料的可溶性聚酰亚
胺的液晶取向剂的液晶取向膜。
[0006]基于光取向法的聚酰亚胺系液晶取向膜，为了产生光化学反应而导入到液晶取向膜的特定部位(光反应性基)、尤其偶氮基容易吸收光而产生自由基，因此液晶显示元件的电压保持率(以下，简称为VHR。)降低。偶氮基环化后不再发生光反应，从而杜绝液晶显示元件的电压保持率(VHR)下降，偶氮基环化成苯并吡唑环后导电能力非常强，从而对残像有大幅改善。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一，找出如下的新的液晶取向膜的结构而进行了研究，即当应用于液晶显示元件时，不易产生由光照射反应而引起的电压保持率的降低，并且实现满足近年来的要求的高对比度和清晰的明暗显示。针对电压保持率降低的问题，发现了是将与光发生化学反应的取代基导入液晶取向膜的聚合物中，产生自由基造成的。通过将与光反应产生自由基的基团生成稳定的不与光反应的结构，而该基团的功能仍存在，如本专利技术中的偶氮基经环化成苯并吡唑环后，其导电性能保持优越，由此可显著地抑制由光照射引起的电特性的劣化。
[0008]本专利技术中提供的液晶膜材料所因含有强导电结构的苯并吡唑环结构对液晶取向剂中的离子特别是钠、钾离子的分散，对残像的产生起到至关重要的抑制作用。制得的液晶显示元件具有残像性良好的的特性，同时也会抑制因为长时间点亮而显示对比度下降。
[0009]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种液晶膜材料，包括由混合物反应获得的聚合物A和溶剂B，其中混合物包含一个四羧酸二酐组份a和一个二胺组份b，所述二胺组份b至少包括由式1表示的强极性二胺化合物b-1，所述强极性二胺化合物b-1具有如下结构式：
[0010][0011]式1中R为取代的或者未取代的烷基、芳香烷基，与苯并吡唑环相连的苯环上胺基可以在苯并吡唑环的临位或间位，与苯并吡唑环单键相连的苯环上的胺基在对位。
[0012]进一步地，所述二胺化合物b-1，可举例为式1-1到1-4中的一种或多种的混合物。
[0013][0014]进一步的，聚合物A为亚氨酸，所述溶剂B选自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、二甘醇单甲醚乙酯中的一种或多种。
[0015]进一步的，所述四羧酸二酐组份a为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、均苯四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、3,3
’
,4,4
’-
联苯四羧酸二酐、中的一种或多种；
[0016]所述二胺b还包括b-2选自对苯二胺、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、对氨基苯乙胺、3,5-二氨基苯甲酸、N,N
’-
二(4-氨基苯基)哌嗪、4,4
’-
二氨基苯甲酰胺、4,4
’-
二氨基二苯乙烷、1-(4-(4-庚基环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯、4-(4-庚基环己基)苯基-3,5-二氨基苯甲酸酯中的一种或多种。
[0017]本专利技术还公开一种取向剂包括导电层聚合物和取向层聚合物，所述导电层聚合物选自如权利要求1-3任意一项所述的液晶膜材料，所述取向层聚合物选自四羧酸二酐组份a
和二胺化合物合成亚胺化的聚酰亚胺，所述强极性二胺化合物b-1在所述包括二胺化合物b中所占的摩尔百分比比为40％～80％。
[0018]进一步的，所述取向层聚合物的二胺化合物b中还包括长侧链二胺，其中长侧链的二胺为1-(4-(4-庚基环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯，所述长侧链二胺在二胺化合物b中的摩尔百分比为40～90％，优选为70～90％。
[0019]一种液晶取向膜，其特征在于使用权利要求4或5任意一项所述的液晶取向剂。包括取向层和导电层，所述导电层使用的导电层聚合物的数均分子量Mn为15000～50000g/mol、取向层使用的取向层聚合物数均分子量Mn为5000～10000g/mol。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶膜材料，其特征在于：包括由混合物反应获得的聚合物A和溶剂B，其中混合物包含一个四羧酸二酐组份a和一个二胺组份b，所述二胺组份b至少包括由式1表示的强极性二胺化合物b-1，所述四羧酸二酐组份a和所述二胺化合物b-1的摩尔份数比为100:(40～80)，所述强极性二胺化合物b-1具有如下结构式：式1中R为取代的或者未取代的烷基、芳香烷基，与苯并吡唑环相连的苯环上胺基可以在苯并吡唑环的临位或间位，与苯并吡唑环单键相连的苯环上的胺基在对位，上述混合物组成液晶取向膜中的导电层。2.根据权利要求1所述的一种液晶膜材料，其特征在于：所述聚合物A为亚氨酸，所述溶剂B选自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、二甘醇单甲醚乙酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种液晶膜材料，其特征在于：聚合物A和溶剂B，其中混合物包含一个四羧酸二酐组份a和一个二胺组份b；四羧酸二酐组份a为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、均苯四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、3,3
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,4,4
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联苯四羧酸二酐、中的一种或多种；所述二胺b还包括b-2选自对苯二胺、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、对氨基苯乙胺、3,5-二氨基苯甲酸、N,N
’-
二(4-氨基苯基)哌嗪、4,4
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二氨基苯甲酰胺、4,4
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二氨基二苯乙烷、1-(4-(4-庚基环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯、4-(4-庚基环己基)苯基-3,5-二氨基苯甲酸酯中的一种或多种，上述混合物组成液晶取向膜中的取向层。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晗，梁为民，游石枝，
申请(专利权)人：深圳清荷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：