本发明专利技术提供了一种具有极好的热稳定性并能够利用二元光交联基团的协同作用实现棒状向列相液晶分子的垂直取向和盘状向列相液晶分子的水平取向控制的二元光敏液晶取向剂，涉及光学薄膜材料技术领域。本发明专利技术通过酯键键连双键和三键制备了光交联型二元光敏液晶取向剂，所制备的液晶光致取向剂经紫外光照后，分子中的双键和三键以不同的反应速度发生环化聚合反应，形成具有分子垂直生长纳米结构的光致液晶取向层，该取向层具有很好的附着力和很好的热、化学稳定性。光交联后所得到的分子垂直生长的纳米结构对棒状向列相液晶和盘状向列相液晶都具有很好的取向作用，并且取向作用具有很好的热稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学薄膜材料
，尤其涉及一中光交联型双元光敏液晶取向剂 的制法及用途，特别是用作盘状液晶的垂直取向层。
技术介绍
液晶被发现至今约一百年，但也是近三十多年来才获得了突飞猛进的发展。由于 液晶具有强诱电性及光学各向异性，当液晶受到电场、磁场、光、热等外界刺激时，会改变分 子的排列方向，具有特殊电气光学效果。这一特殊性质不仅被应用于电子表、计算器及汽 车仪表盘的显示器上，还有投影仪的光栅元件、影印机的记忆元件，甚至用作纤维补强材料 制作成工程塑料等等，更被用于以TFT-LCD为代表的液晶显示领域，现今商业上所应用于 显示的包括棒状与盘状液晶材料都属于向列相液晶，各个领域如物理、化学、材料、电子科 学相关的学者都投身于相关研究中。随着技术的突破及市场需求的急剧增长，使得以液晶 显示(IXD)为代表的平板显示(FPD)技术迅速崛起。在众多的平板显示器激烈竞争中， TFT-LCD能够脱颖而出，成为新一代的主流显示器绝不是偶然，是人类科技发展和思维模式 发展的必然。无论是对于基于棒状向列相液晶还是盘状液晶分子的功能薄膜和器件而言，液晶 有稳定和均勻的初始排列显得尤为重要。具有诱导液晶取向排列作用的薄层称为液晶取向 层。经过取向处理后的基板表面，液晶分子会沿着一个特定方向取向，棒状向列相及盘状液 晶分子的取向排列方式包括水平取向、垂直取向和倾斜取向及混合，如附图说明图1所示。液晶的取向材料及取向处理方法有多种，其中最重要的是摩擦取向。摩擦取向技 术的发现对于液晶显示技术的发展起到了重要的作用，至今为止仍然是各类液晶显示器制 造过程中使用最广泛的取向技术。但它存在着很难解决的缺点1、摩擦过程中会引起静电 和产生尘埃，并将对TFT造成一定损伤。2、液晶显示器件及功能薄膜的工艺要求中，液晶分 子的多畴排列显得尤为必要，然而，传统的摩擦方法处理后只能够使液晶在表面沿单一方 向均勻取向，不能满足高分辨率多畴液晶显示器的取向要求。3、现在的摩擦法只对平面表 面起作用，对于形状不规则的基板，通过摩擦取向就很困难。所以，目前迫切需要研究新的 液晶取向材料和技术，寻找非摩擦的替代取向方法以适应液晶显示技术迅猛发展的需要。 近年较常见的方法有光控取向法、LB膜法、单层有机分子自组装法及SiOx倾斜蒸镀法等。 目前取得较大进展的取向技术研究是光控取向法。通过偏振紫外光照射，会引发聚合物薄膜的光异构、光交联和光降解，并产生表面 各向异性，使得液晶分子在薄膜上发生取向排列。液晶的光控取向技术是为克服传统摩擦 取向技术的缺点而出现的一种新型液晶取向技术。在已有小分子液晶光控取向研究的基础 上，很多研究也关注于盘状液晶分子的光控取向。光取向法通过控制光的偏振方向和光照 区域，可以在聚合物表面获得多畴结构，使液晶分子在不同区域沿不同方向取向，这在制作 高分辨率多畴液晶取向方面具有很大的优越性。液晶的光取向不但可以用于液晶显示，而 且可以用于集成光学元件、光学信息储存等领域，因而得到了广泛重视。影响液晶光取向的因素主要有光源、衬底材料、液晶材料。光源一般采用高压汞 灯、氙灯、商素灯等，然后通过滤光装置和起偏器获得单色偏振光，也有人采用偏振紫外激 光或非偏振紫外光。光取向法根据处理过程不同可分为两类一类是复合体系，不需要表面 预处理，直接用光取向掺有感光高分子的液晶层；另一类是非复合体系，用偏振光预处理聚 合物衬底，再使液晶分子在衬底上取向排列，这是目前采用较多的方法。另外，根据选用的 取向材料不同，又可分为以下几类(1)含有可进行光交联反应基团(如肉桂酸酯、香豆素 等)的聚合物材料；(2)含有可进行光致异构化反应基团(如偶氮)的聚合物材料；(3)可 光降解聚合物材料(如聚酰亚胺、聚苯乙烯等)。光交联型取向材料通常包括肉桂酸酯类、香豆素类、苯乙烯基苯并吡咯酮类、苯乙 烯基吡啶类、二苯基乙炔类等。这些具有光活性的取向材料在线偏振光的照射下发生 环化聚合反应，使取向层分子具有各向异性，从而诱导液晶分子取向。图2是一种肉桂酸材 料在紫外光照射下的反应示意图。图中二聚反应是在平行于线性偏振光的方向上进行的， 其它方向上没有发生二聚的分子，因而光聚合反应具有各向异性，从而使液晶分子的指向 矢和线性偏振光的偏振方向相垂直。除上述含有双键的光交联取向材料外，含有炔键二苯 乙炔基团的聚合物材料也被用于液晶的光取向研究中。紫外光辐照二苯乙炔基团只发生交 联反应，生成1，2，3-三苯基茂并芳庚和1，2，3-三苯基萘等环化产物。随着液晶显示技术日新月异的发展，迫切要求发展取向效果更好、更稳定的取向 层和更为简单方便、易于大面积化的取向技术。目前，尽管非接触的光取向技术取得了较大 的进展，但仍存在着光取向层材料合成成本高昂、取向热稳定性不佳及难以取得理想的预 倾角等不足。另外，由于垂直取向液晶显示器(VA-LCDs)具有高对比度、广视角以及快速响 应时间等优异性能，棒状和盘状液晶分子垂直取向技术的研发已被作为关键技术之一而备 受重视；同时，在已有小分子棒状液晶的光控取向的研究基础上，很多研究也关注于盘状液 晶分子的光控取向。然而，光控垂直取向技术的研发起步较晚，在光取向材料、加工工艺、取 向性能等方面都有待深入研究。目前，已经发现了一些垂直光取向材料，但仍存在一些重要 的问题有待于进一步研究解决。(1)液晶垂直取向的热、光稳定性。目前常用的取向材料是含偶氮苯基团的聚合 物，通过倾斜的非偏振紫外光辐射引起表面的光学各向异性。这种垂直取向技术的主要问 题是随温度的升高光取向的状态变得不稳定；(2)取向层的附着力；(3)控制预倾角。垂直取向液晶显示器需要有87-88°的预倾角，目前用非偏振紫 外光倾斜照射取向膜以得到可控预倾角的技术得到了很多研究人员的关注。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种具有极好的热稳定性的光交联型二 元光敏液晶取向剂其制备方法，该取向剂可以利用二元光交联基团的协同作用实现棒状向 列相液晶分子的垂直取向和盘状向列相液晶分子的水平取向控制。本专利技术的技术方案是一种用于盘状液晶取向的二元协同光敏液晶取向剂，该取 向剂含有双键和三键的二元交联基团的光取向剂，双键和三键光敏基团通过酯键键连如下 述通式如下2.如权利要求1所述的二元协同光敏液晶取向剂，其特征在于，所述双键光敏基团Rl3.如权利要求1所述的二元协同光敏液晶取向剂，其特征在于，所述三键光敏基团为 对烷基二苯乙炔光交联基元，其通式如下4.根据权利要求1所述的二元协同光敏液晶取向剂的制备方法，其特征在于，具体包 括以下步骤1).化合物A的合成将摩尔比为1 2的4-丙基碘苯和甲基丁炔醇加入250ml的三口瓶中，同时加入钯催 化剂 0. lg-1. Og、CuI 0. lg-1. Og、三乙胺 20ml-100ml、三苯基磷 0. lg-1. Og，加热回流 24h。 冷却反应液，抽滤，真空旋去溶剂得粗产物，在氮气保护下，减压蒸馏，收集稳定馏分，得化 合物A，备用；2).化合物B的合成将上述步骤中制的化合物A与KOH以摩尔比1 2的比例加入到三口瓶中，加入250ml 甲苯回流》1-1^1，用丙酮重结晶两次，得化合物B，备用；3).化合物C的合成将上述步骤中制的化合本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于盘状液晶取向的二元协同光敏液晶取向剂，其特征在于，含有双键和三键的二元交联基团，其中，所述双键和所述三键光敏基团通过酯键键连，该取向剂的结构通式［１］如下：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨槐，赵东宇，崔晓鹏，柳青，杨洲，李喆，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11
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