CN102159669B

CN102159669B - 液晶光取向剂、用该液晶光取向剂制造的液晶光取向膜

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Publication number: CN102159669B
Application number: CN2009801366046A
Authority: CN
Inventors: 徐孝主; 郭泰亨; 鱼东善; 梁在德
Original assignee: Cheil Industries Inc
Current assignee: Cheil Industries Inc
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: TWI402284B; KR101288558B1; US20110230606A1; CN102159669A; US8722158B2; TW201022317A; KR20100068165A

Abstract

本发明公开了一种液晶光取向剂和用该液晶光取向剂制造的液晶光取向膜。所述液晶光取向剂包括由化学通式1表示的环氧化合物以及选自聚酰胺酸、聚酰亚胺和它们的混合物中的聚合物。

Description

液晶光取向剂、用该液晶光取向剂制造的液晶光取向膜

技术领域

本发明涉及液晶光取向剂和使用所述液晶光取向剂制造的液晶光取向膜。

背景技术

液晶显示器(LCD)包括液晶取向膜。液晶取向膜主要由聚合物材料制得。液晶取向膜在液晶分子取向中起到定向器的作用。当液晶分子在电场的影响下移动以显示图像时，液晶取向膜使液晶分子按照预定方向取向。通常，为了对液晶器件提供均匀的亮度和高对比率，需要使液晶分子均匀取向。

使液晶取向的常规方法包括在诸如玻璃等材料制成的基板上涂布聚合物膜如聚酰亚胺，并用诸如尼龙或聚酯等纤维按某一方向摩擦基板表面。然而，所述摩擦法由于在用纤维摩擦聚合物膜时可能产生的微尘或静电放电(ESD)，而在制造液晶面板时可能会导致严重问题。

为了解决摩擦法的问题，近来已研究了光辐射法以通过在膜上照射光促使聚合物膜各向异性，从而使液晶分子取向。

作为用于光取向法的聚合物膜材料，已提议具有光官能团的聚合物，例如偶氮苯、香豆素、查耳酮和肉桂酸酯。通过用偏振光照射使这些聚合物各向异性地光异构化或者光交联，从而对表面提供各向异性，使得它能促使液晶分子在某一方向取向。

为了能用于实际的液晶显示装置(LCD)，用于液晶取向膜的材料应具有光稳定性、热稳定性，并没有余像。然而，常规的光取向材料在此方面具有很多问题。

而且，用于液晶光取向膜的常规材料主要是聚合体，所述聚合体具有聚合物主链和能促使光各向异性的光官能团侧基，例如偶氮苯或肉桂酸。当时有用于聚合物液晶光取向膜的材料时，会导致不仅需要大量光能以促使各向异性，而且残留的诸多未反应的光官能团也严重影响热稳定性、光稳定性和光电特性的问题。

通常，通过在沉积有透明氧化铟锡(ITO)导电层的玻璃基板上涂布液晶光取向剂，并加热以形成液晶取向膜，然后将彼此反向相对的两块基板结合并在其中注入液晶来制作液晶显示器。或者，可通过在一块基板上滴注液晶并将它与该块基板反向相对的另一块基板结合来制作液晶显示器。具体地，中型和大型尺寸的生产线中第五代或更新的液晶显示器倾向于采用后一种方法。

通常，液晶光取向膜通过用柔版印刷法在基板上涂布通过将聚酰胺酸或聚酰亚胺溶解在有机溶剂中制备的液晶光取向剂，然后预干燥并焙烧而形成。当液晶光取向剂具有较差的适印性时，它会具有膜厚偏差，从而会对包括该膜的液晶显示器的显示特性产生不良影响。

发明内容

本发明的示例性实施方式提供了一种液晶光取向剂和用所述光取向剂制造的液晶光取向膜。

本发明的另一实施方式提供了一种具有优异的适印性和液晶光取向性能的液晶光取向剂，使得液晶分子在垂直方向上均匀而稳定地取向，且垂直取向性能不会因液晶滴入法(ODF)滴入液晶而恶化，而且所述液晶光取向剂对操作条件稳定。

本发明的又一个实施方式提供了一种具有优异的余像和光电特性的液晶取向膜。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种液晶光取向剂，所述液晶光取向剂包括由以下化学通式1表示的环氧化合物和选自聚酰胺酸、聚酰亚胺和它们的混合物中的聚合物。

[化学通式1]

在以上化学通式1中，X为1至8范围内的整数，且

R₁为由香豆素类光二胺、查耳酮类光二胺或肉桂酸类光二胺衍生的有机基团。

基于100重量份的所述聚合物，所述环氧化合物的含量可为0.01至60重量份，0.05至50重量份，或0.05至30重量份。

所述环氧化合物可包括由以下化学通式2至4表示的化合物中的至少一种：

[化学通式2]

[化学通式3]

其中，在以上化学通式2和3中，

R₂至R₆和R₁₃至R₁₇独立地选自由氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、以及取代或未取代的杂芳基组成的组中，且

R₇至R₁₂、R₁₈和R₁₉独立地为选自由氢、C1～C20烷基、C2～C20烷氧基烷基、C1～C20卤代烷基和芳基组成的组中的取代基，或者为选自由C1～C6烷基和脂环基组成的组中的取代基；

[化学通式4]

其中，在以上化学通式4中，

R₂₀至R₂₄独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

R₂₅和R₂₆独立地为氢、卤素、氰基、或者取代或未取代的C1～C12烷基，

其中，在R₂₅和R₂₆中，所述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷基；或它们的组合，且

R₂₇至R₃₀独立地为选自由氢、C1～C20烷基、C2～C20烷氧基烷基、C1～C20卤代烷基和芳基组成的组中的取代基，或者为选自由C1～C6烷基和脂环基组成的组中的取代基。

所述聚酰胺酸可包括由以下化学通式5表示的重复单元：

[化学通式5]

其中，在以上化学通式5中，

R₃₁为由脂族环酸二酐或芳族酸二酐衍生的四价有机基团，且

R₃₂为由二胺衍生的二价有机基团。

所述聚酰亚胺可包括由以下化学通式6表示的重复单元：

[化学通式6]

其中，在以上化学通式6中，

R₃₃为由脂族环酸二酐或芳族酸二酐衍生的四价有机基团，且

R₃₄为由二胺衍生的二价有机基团，或者为由香豆素类光二胺、查耳酮类光二胺或肉桂酸类光二胺衍生的二价有机基团。

根据本发明的又一个实施方式，提供了一种用所述液晶光取向剂制造的液晶光取向膜。

以下，将详细描述本发明的其它实施方式。

根据本发明的一个实施方式的液晶光取向剂提供了一种在基板上具有优异的适印性以及优异的可靠性和光电特性的液晶光取向膜。

具体实施方式

以下将详细说明本发明的示例性实施方式。然而，这些实施方式仅是示例性的，本发明不限于此。

在未另外提供具体定义时，文中使用的术语“烷基”是指C1～C30的烷基；术语“环烷基”是指C3～C30的环烷基；术语“亚烷基”是指C1～C6的亚烷基；术语“环亚烷基”是指C3～C30的环亚烷基；术语“杂环亚烷基”是指C2～C30的杂环亚烷基；术语“芳基”是指C6～C30的芳基；术语“杂芳基”是指C2～C30的杂芳基；术语“亚芳基”是指C2～C20的亚芳基；术语“杂亚芳基”是指C2～C30的杂亚芳基；术语“烷芳基”是指C7～C30的烷芳基；且术语“卤素”是指F、Cl、Br或I。

在文中使用的术语“取代的烷基”、“取代的环亚烷基”、“取代的杂环亚烷基”、“取代的芳基”、“取代的亚芳基”、“取代的杂芳基”、“取代的杂亚芳基”、“取代的嘧啶基”、“取代的吡啶基”、“取代的噻吩基”、“取代的呋喃基(puranyl)”、“取代的萘基”、“取代的苯基”分别指代被卤素、C1～C30烷基、C 1～C30卤代烷基、C6～C30芳基、C2～C30杂芳基或C1～C20烷氧基取代的烷基、亚烷基、环亚烷基、杂环亚烷基、芳基、亚芳基、杂芳基、杂亚芳基、嘧啶基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、萘基和苯基。

在未提供具体定义时，在文中使用的术语“杂环亚烷基”、“杂芳基”和“杂亚芳基”分别指代包括选自由N、O、S、Si和P组成的组中的1～3个杂原子的环亚烷基、芳基和亚芳基。

在未提供具体定义时，在文中使用的术语“脂环基”或“脂族环基”是指C3～C30环烷基、C3～C30环烯基或C3～C30环炔基，且术语“芳基”是指C6～C30芳基或C2～C30杂芳基。

此外，“*”是指连接相同或不同原子或化学式的部分。

根据本发明一个实施方式的液晶光取向剂包括由以下化学通式1表示的环氧化合物以及选自聚酰胺酸、聚酰亚胺或它们的混合物的聚合物。

[化学通式1]

在以上化学通式1中，X为1至8范围内的整数，且

以下详细说明各组分。

(A)环氧化合物

环氧化合物可由化学通式1表示。

基于100重量份的聚合物(聚酰胺酸、聚酰亚胺或它们的混合物)，环氧化合物的含量可为0.01至60重量份，在一个实施方式中为0.05至50重量份，且在另一个实施方式中为0.05至30重量份。当环氧化合物在以上含量范围内时，由于在将环氧化合物涂布到基板上时，其适印性和平整性不会恶化，同时能适宜地光聚合，因而可用于光取向剂。

环氧化合物的非限制性实例包括由以下化学通式2至4表示的至少一种化合物。

[化学通式2]

[化学通式3]

在以上化学通式2和3中，

R₂至R₆和R₁₃至R₁₇独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，且

R₇至R₁₂和R₁₈至R₁₉独立地为选自由氢、C1～C20烷基、C2～C20烷氧基烷基、C1～C20卤代烷基和芳基组成的组中的取代基，或者为选自由C1～C6烷基和脂环基组成的组中的取代基。

[化学通式4]

在以上化学通式4中，

R₂₇至R₃₀独立地为选自由氢、C1～C20烷基、C2～C20烷氧基烷基、C1～C20卤代烷基和芳基组成的组中的取代基，或者为选自由C1～C6烷基和脂环基组成的组中取代基。

(B)聚合物

该聚合物选自聚酰胺酸、聚酰亚胺或它们的混合物。当聚酰胺酸与聚酰亚胺混合时，其含量比例为1∶99wt％和99∶1wt％。此外，基于100wt％的总溶液，聚合物的含量为0.01～30wt％，在另一个实施方式中为1～15wt％。

(B-1)聚酰胺酸

用于液晶光聚合物的聚酰胺酸可包括由酸二酐和二胺合成的任何聚酰胺酸。

酸二酐可包括脂族环酸二酐、芳族酸二酐或它们的混合物。二胺可独立地包括芳二胺或功能性二胺，或者芳二胺和功能性二胺的混合物。

通过将酸二酐与二胺共聚来制备聚酰胺酸的方法可包括使聚酰胺酸共聚的任何已知常规方法。

根据本发明一个实施方式的聚酰胺酸的非限制性实例可包括由以下化学通式5表示的重复单元。

[化学通式5]

在以上化学通式5中，

R₃₂为由二胺衍生的二价有机基团。

(B-1-1)酸二酐

(B-1-1-1)脂族环酸二酐

脂族环酸二酐的实例包括1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐(CBDA)、5-(2，5-二氧四氢呋喃基(puryl))-3-甲基环己烯-1，2-二羧酸酐(DOCDA)、二环辛烯-2，3，5，6-四羧酸二酐(BODA)、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐(CPDA)、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐(CHDA)、1，2，4-三羧基-3-甲基羧基环戊烷二酐、1，2，3，4-四羧基环戊烷二酐，或它们的混合物，但不限于此。

由脂族环酸二酐衍生的四价有机基团可具有由以下化学通式7至11表示的官能团的至少一种结构。

[化学通式7]

[化学通式8]

[化学通式9]

[化学通式10]

[化学通式11]

在以上化学通式7至11中，

R₄₀为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，n₄₀为0至3范围内的整数，且

R₄₁至R₄₇独立地为氢、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。

(B-1-1-2)芳族酸二酐

芳族酸二酐的实例包括均苯四酸二酐(PMDA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、六氟亚异丙基双邻苯二甲酸二酐(6-FDA)，或它们的混合物，但不限于此。

由芳族酸二酐衍生的四价有机基团可具有由以下化学通式12和13表示的官能团的至少一种结构。

[化学通式12]

[化学通式13]

在以上化学通式12和13中，

R₅₁和R₅₂独立地为氢、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。

R₅₄和R₅₅独立地为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

n₅₄和n₅₅独立地为0至3范围内的整数，

R₅₃为-O-；-CO-；取代或未取代的亚烷基，如-C(CF₃)₂-；取代或未取代的环亚烷基；或取代或未取代的杂环亚烷基，且

n₅₃为整数0或1。

(B-1-2)二胺

(B-1-2-1)芳二胺

芳二胺的实例包括对苯二胺(p-PDA)、4，4-亚甲基联苯胺(MDA)、4，4-氧联苯胺(ODA)、间-双氨基苯氧基二苯基砜(m-BAPS)、对-双氨基苯氧基二苯基砜(p-BAPS)、2，2-双[(氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)、2，2-双氨基苯氧基苯基六氟丙烷(HF-BAPP)、1，4-二氨基-2-甲氧基苯，或它们的混合物，但不限于此。

由芳二胺衍生的二价有机基团可具有由以下化学通式14至16表示的官能团的至少一种结构。

[化学通式14]

[化学通式15]

[化学通式16]

在以上化学通式14至16中，

R₆₁、R₆₃、R₆₄和R₆₇至R₆₉独立地为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，或者为进一步包括-O-、-COO-、-CONH-或-OCO-的以上烷基、芳基或杂芳基。

R₆₂、R₆₅和R₆₆独立地为-O-；-SO₂-；或-C(R′)(R″)-，如-C(CF₃)₂-，其中R′和R″独立地为氢、或者取代或未取代的C1～C6烷基，

n₆₁、n₆₃、n₆₄和n₆₇至n₆₉独立地为0至4范围内的整数，且

n₆₂、n₆₅和n₆₆独立地为整数0或1。

(B-1-2-2)功能性二胺

在制备聚酰胺酸的同时，功能性二胺可与芳二胺混合，以提供具有优异取向性能的液晶取向层，该液晶取向层能易于控制液晶分子预倾角。功能性二胺可包括由以下化学通式17至19表示的化合物或它们的混合物。当功能性二胺与芳二胺混合时，所得聚酰胺酸中的一些包括由芳二胺衍生的官能团，另一些包括由功能性二胺衍生的二价有机酸。

[化学通式17]

在以上化学通式17中，

R₇₁为氢、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

R₇₂为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，且

n₇₂为0至3范围内的整数。

[化学通式18]

在以上化学通式18中，

R₇₃、R₇₅和R₇₆独立地为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

R₇₄为-O-、-COO-、-CONH-、-OCO-、或者取代或未取代的C1～C10亚烷基，

R₇₇为氢、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，或者为进一步包括-O-、-COO-、-CONH-或-OCO-的以上烷基、芳基或杂芳基，

n₇₃为0至3范围内的整数，

n₇₅和n₇₆独立地为0至4范围内的整数，且

n₇₄为整数0或1。

[化学通式19]

在以上化学通式19中，

R₈₁和R₈₃独立地为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

R₈₂为氢、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

R₇₈和R₇₉独立地为-O-或-COO-，

R₈₀为-O-、-COO-、-CONH-或-OCO-，

n₈₁和n₈₃独立地为0至4范围内的整数，且

n₇₈至n₈₀独立地为整数0或1。

(B-2)聚酰亚胺

聚酰亚胺可包括用于液晶光聚合物的聚酰亚胺聚合物或聚酰亚胺光聚合物中的任何一种。

聚酰亚胺可通过将由化学通式1表示的聚酰胺酸进行酰亚胺化，或通过使光二胺和酸二酐中的至少一种合成来制备。由于通过使聚酰胺酸酰亚胺化来制备聚酰亚胺聚合物的方法、或由光二胺和酸二酐制备聚酰亚胺光聚合物的方法是本领域公知的，因此省略了对它们的详细说明。

根据本发明一个实施方式的聚酰亚胺的非限制性实例可包括由以下化学通式6表示的重复单元。

[化学通式6]

在以上化学通式6中，

(B-2-1)酸二酐

用于聚酰亚胺的酸二酐可包括脂族环酸二酐、芳族酸二酐或它们的混合物，且其详细说明与聚酰胺酸的相同。

(B-2-2)光二胺

用于制备聚酰亚胺的光二胺可包括香豆素类光二胺、查耳酮类光二胺、肉桂酸类光二胺或它们的混合物。

香豆素类光二胺可包括由以下化学通式20表示的化合物、以下化学通式21表示的化合物或它们的混合物；查耳酮类光二胺可包括由以下化学通式22表示的化合物；且肉桂酸类光二胺可包括由以下化学通式23表示的化合物。

[化学通式20]

在以上化学通式20中，

R₉₁为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，

R₉₂为取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，且

n₉₂为0至3的整数。

[化学通式21]

在以上化学通式21中，

R₉₇为芳二胺基、被取代或未取代的C1～C24直链或支链亚烷基取代的二胺基，或它们的组合，

其中，在R₉₇中，上述取代的亚烷基为：被卤素或氰基取代的亚烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的杂亚芳基、取代或未取代的环亚烷基、取代或未取代的杂环亚烷基-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH₃)₂-O-Si(CH₃)₂-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(其中R′为氢、或者取代或未取代的C1～C6烷基)取代的亚烷基；或它们的组合，

R₉₄为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，n₉₄为0～4范围内的整数，

R₉₅和R₉₆独立地为氢、卤素、氰基、或者取代或未取代的C1～C12烷基，

其中，在R₉₅和R₉₆中，上述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷基；或它们的组合，且

R₉₃为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷芳基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的萘基、或者取代或未取代的苯基，

其中，在R₉₃中，上述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷基；或它们的组合，且

取代的烷芳基为其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷芳基。

[化学通式22]

在以上化学通式22中，

R₁₀₁为芳二胺基、被取代或未取代的C1～C24直链或支链的亚烷基取代的二胺基，或它们的组合，

其中，在R₁₀₁中，上述取代的亚烷基为：被卤素或氰基取代的亚烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的杂亚芳基、取代或未取代的环亚烷基、取代或未取代的杂环亚烷基-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH₃)₂-O-Si(CH₃)₂-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C三C-或-O-CO-O-(其中R′为氢或取代或未取代的C1～C6烷基)取代的亚烷基；或它们的组合，

R₁₀₂和R₁₀₅独立地为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，n₁₀₂和n₁₀₅独立地为0～4范围内的整数，

R₁₀₃和R₁₀₄独立地为氢、卤素、氰基、或者取代或未取代的C1～C12烷基，

其中，在R₁₀₃和R₁₀₄中，上述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷基；或它们的组合，且

R₁₀₆为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷芳基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的萘基或取代或未取代的苯基，

其中，在R₁₀₆中，上述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷基；或它们的组合，且

[化学通式23]

在以上化学通式23中，

R₁₁₁为芳二胺基、被取代或未取代的C1～C24直链或支链的亚烷基取代的二胺基，或它们的组合，

其中，在R₁₁₁中，上述取代的亚烷基为：被卤素或氰基取代的亚烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的杂亚芳基、取代或未取代的环亚烷基、取代或未取代的杂环亚烷基、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH₃)₂-O-Si(CH₃)₂-、-NR′-、-NR′-CO-、-CO-NR′-、-NR′-CO-O-、-O-CO-NR′-、-CH＝CH-、-C三C-或-O-CO-O-(其中R′为氢或取代或未取代的C1～C6烷基)取代的亚烷基；或它们的组合，

R₁₁₂为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基，n₁₁₂为0或4范围内的整数，

R₁₁₃和R₁₁₄独立地为氢、卤素、氰基、或者取代或未取代的C1～C12烷基，

其中，在R₁₁₃和R₁₁₄中，上述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH＝CH-取代的烷基；或它们的组合。

(D)溶剂

根据一个实施方式的液晶光取向剂包括溶剂。

上述溶剂可包括能溶解环氧化合物和聚合物的任何一种溶剂。

上述溶剂可包括N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、γ-丁内酯和酚类溶剂，如间甲酚、苯酚、卤代苯酚等。

此外，上述溶剂可进一步包括不良溶剂，例如醇类、酮类、酯类、醚类、烃类或卤代烃类溶剂，只要可溶性聚酰亚胺不沉淀。在涂布液晶光取向剂时，不良溶剂降低了液晶光取向剂的表面能，并改善其伸展性和平整度。

基于溶剂总量，不良溶剂的含量可为1～90vol％。在另一个实施方式中，不良溶剂的含量可为1～70vol％。

不良溶剂的实例包括选自由甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、三甘醇、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙基羟化物(diethyl hydroxide)、丙二酸酯、二乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇苯醚、乙二醇苯基甲基醚、乙二醇苯基乙基醚、乙二醇二甲基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、2-羟基乙基丙酸酯、2-羟基-2-甲基乙基丙酸酯、乙氧基乙基乙酸酯、乙酸羟乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、甲基甲氧基丁醇、乙基甲氧基丁醇、甲基乙氧基丁醇、乙基乙氧基丁醇、四氢呋喃、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯和它们的组合组成的组中的一种。

在液晶光取向剂中未限制溶剂量，但根据本发明的一个实施方式，可这样使用液晶光取向剂，可使液晶光取向剂的固含量在1～48wt％的范围内。在另一个实施方式中，固含量在3～15wt％范围内；且在又一个实施方式中，固含量在5～10wt％范围内。当包含此范围内的固体时，可防止在印刷过程中受基板表面影响，以保持适当的膜均匀性和粘度，从而防止通过印刷形成的层的均匀性变差，并表现出适当的透射率。

(E)其它添加剂

根据本发明的一个实施方式，液晶光取向剂可进一步包括硅烷偶联剂或表面活性剂。

根据另一个实施方式的液晶光取向膜可用上述液晶光取向剂制成。

液晶光取向膜可通过在基板上涂布液晶光取向剂制作，且在基板上涂布液晶光取向剂的方法可包括旋涂、柔版印刷、喷墨印刷等。由柔版印刷形成的膜具有优异的膜均匀性，并可容易形成大尺寸，因此被常用。

基板可包括任何基板，只要它具有高透明度，可包括玻璃基板、或诸如丙烯酸类基板或聚碳酸酯基板等塑料基板。此外，当它包括由用于驱动液晶的ITO电极形成的基板时，可简化工艺。

在将液晶光取向剂均匀地涂布在基板上以提高膜均匀性之后，可在室温至200℃的温度下预干燥1～100分钟；在另一个实施方式中，可在30～150℃的温度下预干燥1～100分钟；且在又一个实施方式中，可在40～120℃的温度下预干燥1～100分钟。通过预干燥过程，可通过调节各组分的挥发性而提供偏差更小的均匀膜。

然后，将上述膜在80～300℃或120～280℃的温度下烧制5～300分钟使溶剂完全蒸发，从而能提供液晶取向膜。

制得的液晶光取向膜用偏振紫外(UV)射线在单轴上取向，或者可用于提供不需要在诸如垂直取向层等一些应用中进行相同的单轴取向的液晶显示器(LCD)。

根据一个实施方式的液晶光取向膜通过在能量为10mJ～5000mJ的光中曝光0.1～180分钟以在单轴上相同取向。当如上在曝光强度降低时使液晶光取向膜在单轴上取向时，聚酰亚胺光聚合物中包含的双键被完全去除。

以下实施例更详细地阐述了本发明。然而，这些实施例不应以任何方式理解成限制本发明的范围。

本领域普通技术人员能充分理解本发明未具体说明的部分。

(制备例1：制备聚酰胺酸(PAA-1))

在通入氮气的同时，将0.7mol的对苯二胺和0.3mol的由以下化学式24表示的功能性二胺3，5-二氨基苯基癸基琥珀酰亚胺导入装有搅拌器、温度控制器、氮气注射器和冷却器的四口烧瓶中，然后将N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)加入其中，提供混合溶液。

[化学式24]

将1.0mol的固态1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐与以上混合溶液剧烈搅拌。将该固体以20wt％的量加入，并在30℃至50℃之间的温度下进行反应10小时以提供聚酰胺酸树脂。将N-甲基-2-吡咯烷酮和γ-丁内酯的混合有机溶剂加入所得聚酰胺酸树脂中并在室温下搅拌24小时以提供固含量为8wt％的聚酰胺酸溶液(PAA-1)。

(制备例2：制备聚酰亚胺(SPI-1))

在通入氮气的同时，将0.8mol的苯二胺和0.2mol的由以下化学式24表示的二胺3，5-二氨基苯基癸基琥珀酰亚胺导入装有搅拌器、温度控制器、氮气注射器和冷却器的四口烧瓶中，然后将N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)加入其中，提供混合溶液。

将1.0mol的固态1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐与以上混合溶液剧烈搅拌。将该固体以20wt％的量加入，并保持温度在30℃至50℃之间进行反应10小时以提供聚酰胺酸树脂。

将3.0mol的乙酸酐和5.0mol的吡啶加入所得的聚酰胺酸溶液中并加热至80℃，然后将其反应6小时，并通过蒸发去除催化剂和溶剂以提供固含量为20wt％的可溶性聚酰亚胺树脂。

将N-甲基-2-吡咯烷酮和γ-丁内酯的混合有机溶剂加入所得聚酰亚胺树脂中并在室温下搅拌24小时以提供固含量为8wt％的聚酰亚胺溶液(SPI-1)。

(制作液晶光取向剂)

(实施例1)

在通入氮气的同时，将80g由制备例1得到的固含量为8wt％的PAA-1溶液加入20g由制备例2得到的固含量为8wt％的SPI-1溶液中以提供聚合物溶液。将以总聚合物100重量份计的0.05重量份的由以下化学通式25表示的环氧化合物加入聚合物溶液中，并搅拌24小时。随后，用粒径为0.1μm的过滤器过滤以提供固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-1)。

[化学通式25]

(实施例2)

根据与实施例1相同的过程制备固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-2)，区别在于基于100重量份的聚合物化合物，加入30重量份的环氧化合物。

(实施例3)

根据与实施例1相同的过程制备固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-3)，区别在于基于100重量份的聚合物化合物，加入50重量份的环氧化合物。

(实施例4)

将80g由制备例1得到的固含量为8wt％的PAA-1溶液加入20g由制备例2得到的固含量为8wt％的SPI-1溶液中以提供聚合物溶液。在通过氮气的同时，将以总聚合物100重量份计的0.05重量份的由以下化学通式26表示的环氧化合物加入聚合物溶液中，并搅拌24小时。随后，用粒径为0.1μm的过滤器过滤以提供固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-4)。

[化学通式26]

(实施例5)

根据与实施例4相同的过程制备固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-5)，区别在于基于100重量份的聚合物化合物，加入30重量份的环氧化合物。

(实施例6)

根据与实施例4相同的过程制备固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-6)，区别在于基于100重量份的聚合物化合物，加入50重量份的环氧化合物。

(实施例7)

将80g由制备例1得到的固含量为8wt％的PAA-1溶液加入20g由制备例2得到的固含量为8wt％的SPI-1溶液中以提供聚合物溶液。在通过氮气的同时，将以聚合物混合物100重量份计的0.05重量份的由以下化学通式27表示的环氧化合物加入聚合物溶液中，并搅拌24小时。随后，用粒径为0.1μm的过滤器过滤以提供固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-7)。

[化学通式27]

(实施例8)

根据与实施例7相同的过程制备固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-8)，区别在于基于100重量份的聚合物化合物，加入30重量份的环氧化合物。

(实施例9)

根据与实施例7相同的过程制备固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-9)，区别在于基于100重量份的聚合物化合物，加入50重量份的环氧化合物。

(对比例1)

在通入氮气的同时，将100g由制备例1得到的固含量为8wt％的PAA-1溶液搅拌24小时，并通过粒径为0.1μm的过滤器过滤，以提供固含量为8wt％的液晶取向剂(以下称作PSPI-10)。

(对比例2)

在通入氮气的同时，将100g由制备例2得到的固含量为8wt％的SPI-1溶液搅拌24小时，并通过粒径为0.1μm的过滤器过滤，以提供固含量为8wt％的液晶取向剂(以下称作PSPI-11)。

(对比例3)

在通过氮气的同时，将80g由制备例1得到的固含量为8wt％的PAA-1溶液加入20g由制备例2得到的固含量为8wt％的SPI-1溶液中，搅拌24小时，并用粒径为0.1μm的过滤器过滤以提供固含量为8wt％的液晶光取向剂(以下称作PSPI-12)。

(适印性和最终膜均匀性的评价)

将由实施例1至12和对比例1至3获得的各液晶光取向剂通过取向层印刷机(CZNakan公司制造)柔版印刷在贴附有清洗过的ITO的玻璃基板上，并使印刷过的基板在50～90℃的热板上保持2至5分钟以预干燥涂层。

在预干燥基板后，将基板在200～230℃的热板上烧制10至30分钟，并在10mJ至5000mJ的能量下曝光0.1至180分钟以提供贴附有液晶光取向膜的基板。

用裸眼和电子显微镜(

奥林巴斯公司制造)通过基板的整个表面(中心和端部)观察液晶光取向膜的膜表面以判定适印性(针孔和污点)和膜厚变化，且其结果示于以下表1中。

在以下表1中，具有0至3个针孔时判定适印性为好，具有4至6个针孔时判定为一般，且具有多于6个针孔时判定为差；没有污点时判定污点为好，且观察到污点时判定为差；以及具有小于0.005μm的厚度偏差时判定膜均匀性为好，具有0.005～0.01μm的厚度偏差时判定为一般，且具有大于0.01μm的厚度偏差时判定为差。

(液晶光取向膜的取向性能)

制作液晶盒以测定光取向剂的取向性能。液晶盒制作如下。

用光刻法使具有标准化尺寸的ITO玻璃基板形成图案以提供1.5cm×1.5cm正方形ITO和用于施加电压的ITO电极形状，并去除其余部分。

用旋涂法将实施例1至8和对比例1至3获得的各液晶光取向剂涂布在已形成图案的ITO基板上以提供0.1μm的厚度，并在70℃和210℃下固化。

用曝光机(UIS-S2021J7-YD01，Ushio LPUV)用预定能量以预定角度将两块固化后的ITO基板曝光，并以彼此相对的方向(VA模式，90°)放置，在保持盒间隙为4.75μm时使它们接合以与上下ITO基板的形状相对应。用于曝光的光源为2kW的远UV灯(UXM-2000)。

将液晶材料填入所得盒中，并用垂直偏振光显微镜观察液晶取向性能。其结果示于以下表1中。

(液晶光取向层的光电特性)

液晶光取向膜的电学特性和光学特性通过用具有4.75μm盒间隙的液晶盒测定电压传输曲线、电压保持率和残留DC电压来评价。

以下参照电压传输曲线、电压保持率和残留DC电压简单说明电学和光学特性。

电压-传输曲线是重要的电学和光学特性之一，并且是判定液晶显示器(LCD)驱动电压的一个因素。其标准曲线是将最亮光的量看作是100％并将最暗光的量看作是0％。

电压保持率表示外电源和漂浮的液晶层在非选择期间在有源矩阵TFT-LCD内保持充电电压的程度。理想的值是接近100％。

残留DC电压表示在未施加外部电压由于将液晶层的离子化杂质吸附到取向层上而对液晶层施加的电压。该电压值越低越好。测定残留DC电压的方法通常包括用闪烁(flicker)的方法和用液晶层的电容随DC电压施加而变化的曲线(C-V)的方法。

使用液晶盒的液晶光取向层的光电特性的结果示于以下表1中。

表1

参照表1可知，当基于液晶光取向剂的量包括0.05至50重量份的光-环氧添加剂时，由实施例1至9获得的液晶光取向剂表现出良好的电压传输和电压保持率，以及良好的适印性和膜均匀性。

如表1所示可知，与对比例1至3的液晶取向剂相比，用由实施例1至9获得的各液晶取向剂获得的液晶光取向膜具有优异的适印性、膜均匀性、电压传输或电压保持率。用由实施例1至9获得的各液晶光取向剂获得的液晶光取向膜具有良好的电学特性，如电压传输、电压保持率、残留DC电压等。

电压保持率和残留DC电压为用于判定液晶光取向膜的余像特性的参考标准，且电压保持率越高和残留DC电压越低，余像特性就越改善。因此，根据实施例1至9的液晶光取向剂与对比例1至3的液晶光取向剂相比，具有优异的余像特性。

尽管已结合目前认为是可行的示例性实施方式说明了本发明，应理解的是本发明不限于已公开的实施方式，相反，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效方案。

Claims

1.一种液晶光取向剂，包括：

环氧化合物，和

选自聚酰胺酸、聚酰亚胺和它们的混合物中的聚合物，

其中所述环氧化合物包括由以下化学通式2至4表示的化合物中的至少一种：

[化学通式2]

[化学通式3]

其中，在以上化学通式2和3中，

R₇至R₁₂、R₁₈和R₁₉独立地选自由氢、C1～C20烷基、C2～C20烷氧基烷基、C1～C20卤代烷基和芳基组成的组中，或者为选自由C1～C6烷基和脂环基组成的组中的取代基；

[化学通式4]

其中，在以上化学通式4中，

其中，在R₂₅和R₂₆中，所述取代的烷基为：被卤素或氰基取代的烷基；其中不相邻的CH₂基中的至少一个被-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-取代的烷基；或它们的组合，且

2.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中基于100重量份的所述聚合物，所述环氧化合物的含量为0.01至60重量份。

3.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中基于100重量份的所述聚合物，所述环氧化合物的含量为0.05至50重量份。

4.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中基于100重量份的所述聚合物，所述环氧化合物的含量为0.05至30重量份。

5.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中所述聚酰胺酸包括由以下化学通式5表示的重复单元：

[化学通式5]

其中，在以上化学通式5中，

R₃₂为由二胺衍生的二价有机基团。

6.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中所述聚酰亚胺包括由以下化学通式6表示的重复单元：

[化学通式6]

其中，在以上化学通式6中，

R₃₄为由二胺衍生的二价有机基团。

7.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中R₃₄为由香豆素类光二胺、查耳酮类光二胺或肉桂酸类光二胺衍生的二价有机基团。

8.一种液晶光取向膜，用权利要求1至7中任一项所述的液晶光取向剂制得。