本发明专利技术公开的表面含氟的聚酰亚胺液晶取向膜，其特征在于该取向膜的表面含有碳－氟共价键结构，且其预倾角为４～１２．４°或≥２０°。本发明专利技术还公开了其制备方法：先将不含氟结构的侧链型聚酰亚胺取向膜置于充氮的真空反应器中，再向真空反应器中充入氟气和氮气的混合气来对其表面进行氟化处理。本发明专利技术提供的表面含氟的聚酰亚胺液晶取向膜不仅填补了空白，避免了通常本体含氟结构聚酰亚胺液晶取向膜存在的问题，且成本低、预倾角角度范围大，适用面广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含氟聚酰亚胺液晶取向膜及其制备
，具体涉及一种。
技术介绍
液晶显示器(LCD)已成为很多电子产品中的重要显示元件。作为其重要的组成部 分之一的液晶取向膜决定着显示器件内部液晶分子的排列状况，直接影响器件对比度、色 度等性能参数。聚酰亚胺(PI)材料以其优良的综合性能优异的力学性能、耐高温性能、低 介电损耗、取向适应性好、易于操作等优点，成为目前LCD中应用最为广泛的取向膜材料之 随着LCD技术的不断发展，对聚酰亚胺液晶取向膜的性能要求也不断提高，其中 对取向膜能使液晶分子产生的预倾角的大小要求尤为突出。但不同的显示器对取向膜能使 液晶分子产生的预倾角的大小要求不同。如对于液晶分子扭曲成90。的扭曲向列液晶显示 器(TN-LCD)，预倾角角度需要1 3° ;而对于液晶分子扭曲成180 270°的超扭曲向列 液晶显示器(STN-LCD)，预倾角角度则需要5 30° ;对于薄膜晶体管(TFT)驱动的有源矩 阵液晶显示器(AM-LCD)要求聚酰亚胺液晶取向膜对液晶分子的预倾角要稳定；对于宽视 角的垂直取向液晶显示器(VA-LCD)，则要求液晶分子以90。的预倾角排列。而通常获得的 聚酰亚胺液晶取向膜的预倾角角度都较低。 为了增大预倾角，多数采取在聚酰亚胺结构中引入长烷基碳链，如中国专利 2005100064680公开了一种聚酰亚胺液晶垂直取向膜，该取向膜侧链含有的碳原子数为 10 20。虽然在碳数较大时可得到大预倾角，但又可能会带来稳定性变差。为了避免长 烷基碳链的缺点，有人又在侧链中引入含氟基团，如中国专利02102545. 2公开了一种含氟 聚酰胺酸溶液，用该溶液制备的取向膜稳定性好，预倾角角度可达20。。另外，主链含氟的 PI :由PMDA与四氟对苯二胺合成的取向膜可使液晶的预倾角达到10° ;用PMDA、 BPDA和 CBDA等与八氟联苯胺或全氟代多联苯二胺制备的取向膜可使液晶的预倾角达到7 10° ; 其中值得关注的是St印hen Z. D. etc的研究结果，其PI主链具有含氟结构(6FDA)，同时在 主链上还引入了具有脂肪族间隔的联苯液晶基元型侧链，这种分子结构设计获得了 39 43°的大预倾角。因此，从目前研究的结果来看，既要提高PI取向膜对液晶分子的取向效 果，又要同时保持PI取向膜较高的热稳定性能，采用含氟PI作为取向膜材料无疑是满足这 一发展要求最为有效的手段之一。且目前部分含氟PI取向膜也得到了实际商业应用。但 含氟PI取向膜，一般是采用含氟二酐或含氟二胺单体通过聚合得到的，由于氟原子较大的 电负性以及大的空间位阻，一方面使得很多不同化学结构的含氟单体无法合成，甚至即使 合成得到的单体，也难以通过聚合得到满足成膜要求的较高分子量聚合物，尤其侧链含氟 结构的PI聚合物；另一方面一般通过含氟单体制备的PI薄膜成本也太高，很多并没有实际 应用价值。 此外，以上所述的不管是侧链中含氟聚酰亚胺液晶取向膜，还是主链中含氟聚酰亚胺液晶取向膜，其获得的都是整个本体中含氟聚酰亚胺液晶取向膜，但含氟聚酰亚胺液 晶取向膜主要是通过薄膜表面的含氟结构和液晶小分子发生相互作用，使液晶分子定向排 列而产生预倾角。也就是说，PI取向膜的仅表面层具有含氟结构就可实现通常本体含氟结 构PI取向膜相同的作用和功能。而目前只具有表面含氟结构的聚酰亚胺液晶取向膜还未 见报道。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是针对现有技术的不足而提供的一种表面含氟聚酰亚胺液晶 取向膜。 本专利技术的另一目的是提供制备上述表面含氟聚酰亚胺液晶取向膜的方法。 本专利技术提供的一种表面含氟的聚酰亚胺液晶取向膜，其特征在于该取向膜的表面含有碳-氟共价键结构，且其预倾角为4 12.4°或>20° 。 本专利技术提供的制备上述的表面含氟聚酰亚胺液晶取向膜的方法，其特征在于该方 法是先将不含氟结构的侧链型聚酰亚胺取向膜置于真空反应器中，然后抽真空，并用氮气 置换反应器中的空气后，向真空反应器中充入氟气和氮气的混合气，并在温度5 IO(TC下 对其表面进行氟化改性5分钟 2小时，即获得表面含有碳_氟共价键结构的聚酰亚胺液 晶取向膜，其中氟气在反应器中的分压保持为20 200KPa。 上述方法所用的不含氟结构的侧链型聚酰亚胺取向膜优选为以下工艺步骤及条 件制备的 (1)先将2 10摩尔份3，5-二氨基苯甲酸{6-[4'_(苯基)苯氧基)]己基}酯 和0 8摩尔份4-4'二氨基二苯醚二胺加入到30 60摩尔份有机酚类溶剂中，并在氮气 保护下搅拌至二胺溶解，然后在温度10 25t:时加入与二胺总摩尔用量相等的芳香族二 元酐，搅拌反应1 2小时，再升温至170 18(TC进行酰亚胺化反应4 5小时，得到均匀 透明的聚酰亚胺溶液； (2)将得到的聚酰亚胺溶液用有机酚类溶剂稀释至质量百分比浓度3 5%，然后 采用高速旋涂法将该聚酰亚胺溶液均匀涂覆于基板上，并在真空条件下，先于温度IO(TC下 脱溶剂1小时，然后在220 23(TC固化2 4小时，即获得侧链型聚酰亚胺液晶取向膜。 以上方法所用的芳香族二元酐为四羧酸二酐、联苯二酐或醚二酐中的任一种。 以上方法所用的单体的结构如下 芳香族二元胺 3 ， 5- 二氨基苯甲酸{6- [4'-(苯基)苯氧基)]己基}酯(DABBE6) H，N4-4' 二氨基二苯醚二胺(0DA) 芳香族二元酐0 联苯二酐(BPDA)醚二酐(ODPA) 四羧酸二酐(PMDA) 以上方法所用的有机酚类溶剂为间甲酚、对氯苯酚或它们的混合物。 本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果 1、由于本专利技术提供的聚酰亚胺液晶取向膜是表面含氟结构的取向膜，因而其不仅 填补了目前没有表面含氟结构的取向膜的空白，且也避免了通常本体含氟结构PI取向膜 存在的问题。 2、本专利技术提供的表面含氟聚酰亚胺液晶取向膜的预倾角角度范围大，可满足不同 显示器对取向膜要求，适用面广。 3、由于本专利技术方法是将非含氟聚酰亚胺液晶取向膜在一定的工艺条件下与氟气 进行表面氟化化学反应来制备的，因而其不仅可通过对直接氟化工艺的控制，来灵活地制 备表面不同含氟量、不同取向能力的系列PI取向膜，而且工艺简单可控，成本低，具有较强 的应用前景。 4、由于本专利技术方法在制备非含氟聚酰亚胺液晶取向膜时采用的单体都为常见的 二酐和容易合成的非氟二胺，因而不仅避免了现有技术采用价格昂贵的含氟二酐或含氟二 元胺，且更容易聚合得到较高分子量的聚酰亚胺薄膜。 5、由于本专利技术方法利用了氟原子体积明显大于氢原子的因素，通过氟原子取代氢 原子，因而实现了对侧链的脂肪族链段刚性化，达到了整个侧链从平行面内取向(小预 倾角)转变为相对于主链形成一定夹角的构象，增大了液晶分子的预倾角(见附图1)。附图说明图i为本专利技术表面氟化提高聚酰亚胺液晶取向膜预倾角的示意图，其中e为预倾角； 图2为本专利技术实施例5所制得的含氟聚酰亚胺液晶取向膜的表面全反射衰减红外5光谱图，图中波数范围为1000 1300cm—1是碳-氟共价键的吸收峰。 具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于 对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员 可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面含氟的聚酰亚胺液晶取向膜，其特征在于该取向膜的表面含有碳－氟共价键结构，且其预倾角为４～１２．４°或≥２０°。
【技术特征摘要】
一种表面含氟的聚酰亚胺液晶取向膜，其特征在于该取向膜的表面含有碳-氟共价键结构，且其预倾角为4～12.4°或≥20°。2. —种制备权利要求1所述的表面含氟聚酰亚胺液晶取向膜的方法，其特征在于该方 法是先将不含氟结构的侧链型聚酰亚胺取向膜置于真空反应器中，然后抽真空，并用氮气 置换反应器中的空气后，向真空反应器中充入氟气和氮气的混合气，并在温度5 IO(TC下 对其表面进行氟化改性5分钟 2小时，即获得表面含有碳_氟共价键结构的聚酰亚胺液 晶取向膜，其中氟气在反应器中的分压保持为20 200KPa。3. 根据权利要求2所述的表面含氟聚酰亚胺液晶取向膜的制备方法，其特征在于该方 法所用的不含氟的侧链型聚酰亚胺取向膜为以下工艺步骤及条件制备的(1) 先将2 10摩尔份3，5-二氨基苯甲酸{6-[4'-(苯基)苯氧基)]己基}酯和 0 8摩尔份4-4' 二氨基二苯醚二...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向阳，顾宜，王旭，陈胜亮，朱蓉琪，盛兆碧，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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