CN106544043B - 液晶取向剂、液晶取向膜及其制作方法、和包含其的面板和装置 - Google Patents

液晶取向剂、液晶取向膜及其制作方法、和包含其的面板和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶取向剂、液晶取向膜及其制作方法、和包含其的面板和装置。本发明提供的化合物具有多波段的紫外光敏性，能够对两个波段敏感，降低了光照的Dose量，只需要500～1000mJ即可完成配向，节省了能源，提高了产能；另外，本发明提供的化合物中，加入了刚性基团，提高了AC电压的配向性，改善了对比度和残像。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜及其制作方法、和包含其的面板和 装置
技术领域
本发明属于液晶显示领域，具体涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶元件、及其制作方法。
背景技术
液晶显示装置的显示，通过对夹于一对基板间的液晶层的液晶分子施加电场使液晶分子的取向方向发生变化、利用该变化产生的液晶层光学特性的变化进行。在TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)中，涂布于CF基板和TFT基板上的配向膜，起着控制液晶分子排列方向的作用。液晶取向膜的取向技术可以实现整个基板表面液晶分子相对基板形成整齐的排列并具有最佳的夹角，并且有足够的稳定性。只有这样，液晶分子才会在宏观上表现出来其长程有序性。液晶的取向技术是液晶器件正常工作的必要条件，液晶取向技术涉及到取向层材料的性质、取向层表面的处理方法、界面处的相互作用，是一个综合的过程。光控取向技术是利用紫外光敏聚合物单体材料光化学反应产生的各向异性，使液晶分子定向排列。对于光控取向技术，光照是取向的能量来源，如何能够设计配向剂来降低光照Dose量，是本领域的一个技术问题。
另一方面，残像是TFT-LCD的一种显示特性，主要表现为当液晶显示器长时间显示同一个画面，在把画面切换到下一个画面时，原先的画面会残留在下一个画面中。残像问题一直影响着TFT-LCD的画面品质，如何改善残像一直是本领域试图解决的问题，但是在改善残像的同时，画面的对比度会降低，无法同时获得对比度较高，且残像较弱的效果。
因此，如何在降低光照Dose量的同时，改善画面的对比度和残像，是本领域亟待解决的一个技术问题。
发明内容
针对现有技术降低光照Dose量，改善画面的对比度和残像的技术需求，本发明的目的之一在于提供一种液晶取向剂，所述液晶取向剂包括如下组分：
(i)含有能够与聚酰胺酸反应形成PI膜的具有聚合性的单体和/或预聚物；
(ii)具有刚性基团的聚酰胺酸；
(iii)具有异构型光反应基团的聚酰胺酸；
(iv)具有分解型光反应基团的聚酰胺酸。
本发明目的之二是提供一种液晶取向膜，所述液晶取向膜的分子链中包括刚性基团、异构型光反应基团和分解型光反应基团。
本发明的目的之三是提供一种如目的之二所述的液晶取向膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)在基板上涂布权利要求1～6任一项所述的液晶取向剂，形成涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行预烘烤；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行光照配向，之后进行后烘烤，形成液晶取向膜。
本发明目的之四是提供一种液晶显示面板，所述液晶显示面板上涂覆有目的之一所述的液晶取向剂形成的液晶取向膜；
或者，包括目的之二所述的液晶取向膜；
或者，所述液晶显示面板包括由目的之三所述的方法制备得到的液晶取向膜。
本发明的目的之五是提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括目的之四所述的液晶显示面板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的化合物具有多波段(例如313nm波段和254nm波段)的紫外光敏性，能够对两个波段敏感，降低了光照的Dose量，只需要500～1000mJ即可完成配向，节省了能源；另外，本发明提供的化合物中，加入了刚性基团，提高了AC电压的配向性，改善了对比度和残像。
附图说明
图1实施例1得到的液晶取向膜分子链的示意结构；
图2对比例1得到的液晶取向膜分子链的示意结构；
图3给出了实施例1(B-1000mJ)、实施例2(B-500mJ)、实施例3(B-2000mJ)对比例1(A-1000mJ)和对比例2(Rubbing)的对比度测试结果；
图4给出了实施例1、对比例1和对比例2的残像测试结果；
图5是本发明所提供的液晶显示面板的结构示意图；
图6是本发明所提供的液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明在一个具体实施方式中，提供了一种液晶取向剂，所述液晶取向剂包括如下组分：
(i)含有能够与聚酰胺酸反应形成PI膜的具有聚合性的单体和/或预聚物；
(ii)具有刚性基团的聚酰胺酸；
(iii)具有异构型光反应基团的聚酰胺酸；
(iv)具有分解型光反应基团的聚酰胺酸。
本发明所述聚酰胺酸能够通过使四羧酸二酐与二胺进行反应而获得，具有式(J-1)的结构：
所述“能够与聚酰胺酸反应形成PI膜的具有聚合性的预聚物”示例性的可以是式(J-1)所示的聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯等预聚物中的任意1种或至少2中的组合。
所述“能够与聚酰胺酸反应形成PI膜的具有聚合性的单体”示例性的可以是四羧酸二酐与二胺，所述四羧酸二酐具有式(J-2)的结构，所述二胺具有式(J-3)的结构：
对于式(J-1)、式(J-2)和式(J-3)的结构中，A和B的结构单元可以根据对PI膜的设计进行选择，如本申请(ii)具有刚性基团的聚酰胺酸，其中的刚性基团就可以是在A或B的位置；对于本申请(iii)具有异构型光反应基团的聚酰胺酸，其中的异构型光反应基团就可以是在A或B的位置；对于本申请(iv)具有分解型光反应基团的聚酰胺酸，其中的分解型光反应基团就可以是在A或B的位置。
对于(i)含有能够与聚酰胺酸反应形成PI膜的具有聚合性的单体和/或预聚物，其中的A和B的结构单元的选择本发明不做具体限定，可以是本领域公知的任意的基团。
对于组分(i)典型但非限制性的可以是由如下四羧酸二酐和二胺反应得到的聚酰胺酸。
所述四羧酸二酐典型但非限制性的包括脂肪族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等；所述脂肪族四羧酸二酐示例性的可以包括：1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等；所述脂环式四羧酸二酐示例性的可以包括：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺环-3'-(四氢呋喃-2',5'-二酮)、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2:3，5:6-二酐、4,9-二氧杂三环[5.3.1.02,6]十一烷-3,5,8,10-四酮、环己烷四羧酸二酐；所述芳香族四羧酸二酐示例性的可以包括：均苯四甲酸二酐等。
所述二胺典型但非限制性的包括脂肪族二胺、脂环族二胺、芳香族二胺或二氨基有机硅氧烷等；
所述脂肪族二胺示例性的包括乙二胺、1,3-丙二胺、丁二胺、2,5-二甲基己二胺、间苯二甲胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺等；所述脂环族二胺示例性的包括1,2-环丁烷二胺1,3-环戊二胺1,3-双(氨基甲基)环己烷等。
所述芳香族二胺示例性的包括式(J-4)结构的化合物：
在式(J-4)中，X1和X2均各自独立地包括氟原子、碘原子、氯原子、羟基、C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种，优选甲基、乙基、烷氧基、一氟取代甲基、一氟取代乙基、苯甲基、苯乙基、烷氧基取代的苯甲酸酯基(其中R30、R31、R32选自至少含有1个碳原子的烷基，可以是C1～20的烷基，也可以是碳原子数更多的烷基)、烯丙酸甲酯基
作为芳香族二胺的示例性例子包括：对苯二胺、4,4’-二氨基二苯基硫醚、1,5-二氨基萘、2,2’-二甲基-4.4’-二氨基联苯、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、2,7-二氨基芴、4,4’-二氨基二苯基醚、1,5-二氨基萘、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、2,7-二氨基芴、4,4’-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-双(4-氨基苯基)芴、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-(对亚苯基二亚异丙基)双苯胺、4,4’-(间亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、2,6-二氨基吡啶、3,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基嘧啶、3,6-二氨基吖啶、3,6-二氨基咔唑、N-甲基-3,6-二氨基咔唑、N-乙基-3,6-二氨基咔唑、N-苯基-3,6-二氨基咔唑、N,N’-双(4-氨基苯基)-联苯胺、N,N’-双(4-氨基苯基)-N,N’-二甲基联苯胺、1,4-双-(4-氨基苯基)-哌嗪、1-(4-氨基苯基)-2,3-二氢-1,3,3-三甲基-1H-茚-5-胺、1-(4-氨基苯基)-2,3-二氢-1,3,3-三甲基-1H-茚-6-胺、4-(4’-三氟甲氧基苯甲酰基氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、4-(4’-三氟甲基苯甲酰基氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1,1-双(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基环己基)环己烷、4-氨基苄基胺、3-氨基苄基胺等。
作为二氨基有机硅氧烷示例性的例子包括1，3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等。
在一个优选的具体实施方式中，所述异构型光反应基团的敏感波长为303～323nm，例如303nm、304nm、305nm、306nm、307nm、308nm、309nm、310nm、311nm、312nm、313nm、314nm、315nm、316nm、317nm、318nm、319nm、320nm、321nm、322nm、323nm等。
在另一个优选的具体实施方式中，所述分解型光反应化合物基团的敏感波长为254～274nm，例如254、255nm、256nm、257nm、258nm、259nm、260nm、261nm、262nm、263nm、264nm、265nm、266nm、267nm、268nm、269nm、270nm、271nm、272nm、273、274nm等。
所述光反应基团(包括分解型光反应基团和异构型光反应基团)可以以支链的形式连接在聚酰胺酸(J-1)分子链的A位置或B位置上，示例性的连接方式如式(J-5)所示，(在式(J-5)种为了方便示意，用FG1表示支链形式连接的光反应基团)，或者以嵌段的形式连接在聚酰胺酸(J-1)分子链的A位置或B位置上，示例性的连接方式如(J-6)所示(在式(J-6)种为了方便示意，用FG2表示嵌段形式连接的光反应基团)：
-X4-FG2-X5- 式(J-6)；
在式(J-5)和式(J-6)中，FG1表示以支链形式连接的分解型光反应基团，FG2表示以嵌段形式连接的分解型光反应基团，X3表示任意的基团，例如氢原子、氟原子、碘原子、氯原子、羟基、C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种，优选甲基、乙基、烷氧基、一氟取代甲基、一氟取代乙基、苯甲基、苯乙基、烷氧基取代的苯甲酸酯基(其中R30、R31、R32选自至少含有1个碳原子的烷基，可以是C1～20的烷基，也可以是碳原子数更多的烷基)、烯丙酸甲酯基优选甲基，f为大于等于1的整数，如2、3、4、5、6、11、15、23等；X4、X5表示空键，或任意的具有2个键的基团，例如氧原子、硫原子、C1～C10的取代或未取代的亚烷基、C2～C12的取代或未取代的亚烯基、C3～C13的取代或未取代的亚炔基、C6～C20的亚芳香基中的任意1种，优选亚甲基、亚乙基、亚烷氧基、一氟取代亚甲基、一氟取代亚乙基、亚苯甲基、亚苯乙基等。
在上述实施方式中，所述以支链形式连接的异构型光反应基团优选包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
所述以嵌段形式连接的异构型光反应基团优选包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19均各自独立地选自氢原子、氟原子、碘原子、氯原子、羟基、C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种。
在上述实施方式中，所述以支链形式连接的分解型光反应基团优选包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
在上述实施方式中，所述以嵌段形式连接的分解型光反应基团优选包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
R20选自氢原子C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种。
所述刚性基团可以以嵌段的形式连接在聚酰胺酸(J-1)分子链的A位置或B位置上，示例性的连接方式如式(J-7)所示，(在式(J-7)种为了方便示意，用GG表示嵌段形式连接的刚性基团)：
-X6-GG-X7- 式(J-7)
在式(J-7)中，X6、X7表示空键，或任意的具有2个键的基团，例如氧原子、硫原子、C1～C10的取代或未取代的亚烷基、C2～C12的取代或未取代的亚烯基、C3～C13的取代或未取代的亚炔基、C6～C20的亚芳香基中的任意1种，优选亚甲基、亚乙基、亚烷氧基、一氟取代亚甲基、一氟取代亚乙基、亚苯甲基、亚苯乙基等。
在本发明中，所述刚性基团指主链内不能内旋转，或虽有内旋转单并不改变链的方向，主要指苯环等环状结构。
在上述实施方式中，所述刚性基团优选包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：聚苯并噻吩基、聚3,4-乙烯二氧噻吩基、聚吡咯基、
其中，R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27或R28均各自独立地选自氢原子、C1～C3的取代或未取代的烷氧基、氨基、二烷氨基中的任意1种。
在上述刚性基团的实例中，并未标示出与式(J-1)所示的聚酰胺酸中除了A结构和B结构以外的部分的连接件，本领域技术人员可以根据掌握的专业知识进行连接，本发明只示例性的做如下列举，并不作为本发明的具体限定：
能够作为A结构的刚性基团和连接方式包括如下示例：
能够作为A结构的刚性基团和连接方式包括如下示例：
本发明所述液晶取向剂中，各组分的含量示例性的可以是：
组分(i)为30～50wt％，组分(ii)、组分(iii)和组分(iv)的含量之和为50～70wt％，所述组分(ii)、组分(iii)和组分(iv)的添加比例示例性的重量比可以是1:1:1，所述组分(i)、组分(ii)、组分(iii)和组分(iv)含量之和为100wt％。
为了方便配向工艺的操作，本发明所述的液晶取向剂中还添加有溶剂，所述溶剂起到溶解液晶取向剂中各组分的作用，本发明对所述溶剂的种类不做具体限定，典型但非限制性的为γ-BL、NMP和BC中的任意1种或至少2中的组合，优选50％γ-BL(γ-丁内酯)、20％NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)和30％BC(碳酸丁酯)的混合溶剂。
当所述液晶取向剂中添加有所述溶剂时，所述液晶取向剂的固含量为5.5～6.0wt％，优选所述组分(i)、组分(ii)、组分(iii)和组分(iv)所占的质量百分比之和为5.5～6.0wt％。
对于本发明所述的聚酰胺酸(包括组分i、ii、iii和iv)的合成方法是本领域技术人员有能力获得的技术手段，典型但非限制性的聚酰胺酸的合成方法为：
将相应与目标聚酰胺酸的四羧酸二酐(与目标聚酰胺酸具有相同的A结构)与二胺(与目标聚酰胺酸具有相同的B结构)在有机溶剂中混合，混合比例为二胺1当量(氨基当量)加入四羧酸二酐0.2～2当量(酸酐基当量)，优选0.3～1.2当量(酸酐基当量)；混合后在0～100℃反应0.1～24h。
对于本发明所述的液晶取向剂，还可以包括其他功能性的组分，所述功能性组分能够不同程度的改善液晶取向剂的稳定性、电性、涂膜性等各种特性。
本发明在PI材料中添加刚性结构，提高了PI膜的坚硬度，从而提高了AC电压的配向性，改善了液晶显示的对比度和残像，而同时在PI膜中添加两种光反应基团(分解型和异构型)，使得液晶取向剂在光配向过程中能够对至少2个波段敏感，发生光配向，降低了光配向的光照Dose量。
本发明在一个实施方式中还提供了一种液晶取向膜，所述液晶取向膜的分子链中包括刚性基团、异构型光反应基团和分解型光反应基团。
在一个优选的液晶取向膜的实施方式中，所述异构型光反应基团的敏感波长为303～323nm。
在另一个优选的液晶取向膜的实施方式中，所述分解型光反应化合物基团的敏感波长为254～274nm。
在一个优选实施方式中，所述异构型光反应基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19均各自独立地选自氢原子、氟原子、碘原子、氯原子、羟基、C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种。
在又一个优选的具体实施方式中，所述分解型光反应基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
R20选自氢原子C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种。
在又一个优选的具体实施方式中，所述刚性基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：聚苯并噻吩基、聚3,4-乙烯二氧噻吩基、聚吡咯基、
其中R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27或R28均各自独立地选自氢原子、C1～C3的取代或未取代的烷氧基、氨基、二烷氨基中的任意1种。
本发明在一个实施方式中还提供了一种如前所述的液晶取向膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)在基板上涂布如前所述的液晶取向剂，形成涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行预烘烤；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行光照配向，之后进行后烘烤，形成液晶取向膜。
在一个优选具体实施方式中，步骤(a)所述涂膜的厚度为80nm～120nm，例如90nm、100nm、110nm等。
在一个优选具体实施方式中，步骤(b)所述预烘烤阶段的烘烤温度为70～150℃，例如90℃、110℃、130℃等，烘烤时间为120s。
在一个优选具体实施方式中，步骤(c)所述光照配向的波长范围为254～323nm，光照配向dose量为500～2000mJ，例如1000mJ、1500mJ等。在一个优选具体实施方式中，步骤(c)所述后烘烤的温度为210～230℃，例如220℃等，烘烤时间为30min。
本发明在一个实施方式中还提供了一种液晶显示面板，其示意结构如图5所示，液晶显示面板包括相对设置的第一基板100和第二基板200，在液晶显示面板上涂覆液晶取向膜，即在第一基板100和第二基板200的向对面分别设置一层液晶取向膜(101，201)，在第一基板100和第二基板200的夹层设置液晶层300；所述液晶取向膜(101，201)通过在所述液晶显示面板(包括第一基板100和第二基板200)上涂覆有如前所述的液晶取向剂形成的液晶取向膜；
或者，包括如前所述的液晶取向膜；
或者，所述液晶显示面板包括由如前所述的方法制备得到的液晶取向膜。
本发明在一个实施方式中还提供了一种液晶显示装置，其示意结构如图6所示，所述液晶显示装置包括如前所述的液晶显示面板400。
实施例
实施例1
一种液晶取向剂，按重量份数包括如下组分：
(i)具有结构的聚酰胺酸，其中n1平均值为10.0，添加量为3重量份；
(ii)具有结构的聚酰胺酸，其中n2平均值为9.3，添加量为1重量份；其中聚吡咯基为刚性基团，属于高环化率的坚硬聚合物基团，在得到的PI膜中能够促进聚合物的堆叠；
(iii)具有结构的聚酰胺酸，其中n2平均值为7.5，添加量为1重量份；其中连接有异构型光反应基团，能够对313nm附近的波长敏感；
(iv)具有结构的聚酰胺酸，其中n2平均值为8.0，添加量为1重量份；其中连接有分解型光反应基团，能够对254nm附近的波长敏感；
(v)溶剂为为γ-BL 50％、NMP 20％和BC 30％的混合溶剂，添加量为94重量份；
一种液晶取向膜，由实施例1提供的液晶取向剂制备得到，包括如下步骤：
(a)在基板上涂布实施例1提供的液晶取向剂，形成100nm厚的涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行90℃预烘烤120s；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行254～323nm范围的光照配向，光照配向dose量为1000mJ，之后进行210℃后烘烤30min，形成液晶取向膜。
示例性地，实施例1得到的液晶取向膜的结构的示意结构如图1所示，图1中，各个基团的相互位置关系只是示例性的，并不限定相邻基团的种类和位置。
实施例2
与实施例1的区别在于，步骤(c)的光照配向dose量为500mJ。
实施例3
与实施例1的区别在于，步骤(c)的光照配向dose量为2000mJ。
实施例4
与实施例1的液晶取向剂相同，制备方法如下：
(a)在基板上涂布实施例1提供的液晶取向剂，形成120nm厚的涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行110℃预烘烤120s；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行254～323nm范围的光照配向，光照配向dose量为1000mJ，之后进行220℃后烘烤30min，形成液晶取向膜。
实施例5
与实施例1的液晶取向剂相同，制备方法如下：
(a)在基板上涂布实施例1提供的液晶取向剂，形成80nm厚的涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行130℃预烘烤120s；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行254～323nm范围的光照配向，光照配向dose量为1000mJ，之后进行230℃后烘烤30min，形成液晶取向膜。
实施例6
一种液晶取向剂，按重量份数包括如下组分：
(i)具有结构的聚酰胺酸，其中n1平均值为8.0，添加量为1.6重量份；
(ii)具有结构的聚酰胺酸，其中n2平均值为12，添加量为1.3重量份；
(iii)具有结构的聚酰胺酸，其中n2平均值为10，添加量为1.3重量份；
(iv)具有结构的聚酰胺酸，其中n2平均值为9.5，添加量为1.3重量份；
(v)溶剂为为γ-BL 50％、NMP 20％和BC 30％的混合溶剂，添加量为94.5重量份；
一种液晶取向膜，由实施例1提供的液晶取向剂制备得到，包括如下步骤：
(a)在基板上涂布实施例1提供的液晶取向剂，形成100nm厚的涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行90℃预烘烤120s；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行254～323nm范围的光照配向，光照配向dose量为500mJ，之后进行210℃后烘烤30min，形成液晶取向膜。
对比例1
与实施例1的区别在于，不含有组分(iv)和组分(ii)；
一种液晶取向膜，由对比例1提供的液晶取向剂制备得到，包括如下步骤：
(a)在基板上涂布对比例1提供的液晶取向剂，形成80nm～120nm厚的涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行90℃预烘烤120s；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行254～323nm范围的光照配向，光照配向dose量为2000mJ，之后进行210℃后烘烤30min，形成液晶取向膜。
示例性地，对比例1得到的液晶取向膜的结构的示意结构如图2所示，图2中，各个基团的相互位置关系只是示例性的，并不限定相邻基团的种类和位置。
对比例2
按照如下反应过程结构合成PI分子，分散于溶剂中，得到液晶取向剂：
采用摩擦工艺(Rubbing)对PI膜进行配向，其过程为：
(a)在基板上涂布液晶取向剂，形成80nm～120nm厚的涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行130℃预烘烤120s；
(c)摩擦(rubbing)制程：table speed 20mm/s；roller speed 1000rpm；depth0.4mm；之后进行230℃后烘烤30min，形成液晶取向膜。
性能测试
对比度测试：液晶屏的对比度量测采用CS2000或者CA310等机台，分别量测液晶屏显示白画面和显示黑画面下的亮度，对比度定义为亮态亮度/黑态亮度，一般光配向PI更换，白态亮度不会变，因此黑态亮度越小，对比度就越大；
残像测试：液晶屏在白画面下点亮1h到6h，然后切换到黑画面；判定：当切换到黑画面后，10s时，液晶屏的亮度大于等于10nits时，不合格；当黑画面维持10800s时，液晶屏的亮度仍然大于等于10nits时，严重不合格；当切换到黑画面后，液晶屏的亮度小于等于10nits时，合格。
图2给出了实施例1、对比例1和对比例2的对比度测试结果；
图3给出了实施例1、对比例1和对比例2的残像测试结果。
性能测试结果如表1所示：
表1
黑态亮度(cd/cm<sup>2</sup>) 残像结果(nits，10s) 残像结果(nits，10800s)
实施例1 2.3 0.5 0.3
实施例2 2.6 0.5 0.3
实施例3 2.7 0.5 0.3
实施例4 2.3 0.4 0.3
实施例5 2.3 0.5 0.3
实施例6 2.3 0.6 0.3
对比例1 4.0 3.0 1.0
对比例2 4.2 0.5 0.2
由表1可以看出，对比例1提供的液晶取向剂相较于对比例3改善了AC残像水平，但是当AC电压下，从2h加长到12h，对比例1与对比例2相比，其AC残像仍然较差。本发明所述的PI膜结构中，其刚性结构能够改善AC残像，还能提高黑态亮度，同时其光反应基团也进行了改进，降低了dose量。
图5是本发明所提供的液晶显示面板的结构示意图，其中100为第一基板，200为第二基板，300为液晶层，第一基板100和第二基板200面向液晶层300的一侧为本发明所提供的液晶取向膜101与201；
图6是本发明所提供的液晶显示装置400的结构示意图，其中包括图5所示的液晶显示面板。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (13)

1.一种液晶取向剂，其特征在于，所述液晶取向剂包括如下组分：
(i)含有能够与聚酰胺酸反应形成PI膜的具有聚合性的单体和/或预聚物；
(ii)具有刚性基团的聚酰胺酸；
所述刚性基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：聚苯并噻吩基、聚3,4-乙烯二氧噻吩基、聚吡咯基、
其中，R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27或R28均各自独立地选自氢原子、C1～C3的取代或未取代的烷氧基、氨基、二烷氨基中的任意1种；
(iii)具有异构型光反应基团的聚酰胺酸；所述异构型光反应基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19均各自独立地选自氢原子、氟原子、碘原子、氯原子、羟基、C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种；
(iv)具有分解型光反应基团的聚酰胺酸；
所述分解型光反应基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
R20选自氢原子C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种。
2.如权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述异构型光反应基团的敏感波长为303～323nm。
3.如权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，所述分解型光反应化合物基团的敏感波长为254～274nm。
4.一种液晶取向膜，其特征在于，所述液晶取向膜的分子链中包括刚性基团、异构型光反应基团和分解型光反应基团；
所述异构型光反应基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19均各自独立地选自氢原子、氟原子、碘原子、氯原子、羟基、C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种；
所述分解型光反应基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：
中的任意1种；
R20选自氢原子C1～C10的羟烷基、羧基、酯基、C1～C10的取代或未取代的烷基、C2～C12的取代或未取代的烯基、C3～C13的取代或未取代的炔基、C6～C20的芳香基中的任意1种；
所述刚性基团包括如下结构中的任意1种或至少2中的组合：聚苯并噻吩基、聚3,4-乙烯二氧噻吩基、聚吡咯基、
其中R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27或R28均各自独立地选自氢原子、C1～C3的取代或未取代的烷氧基、氨基、二烷氨基中的任意1种。
5.如权利要求4所述的液晶取向膜，其特征在于，所述异构型光反应基团的敏感波长为303～323nm。
6.如权利要求4所述的液晶取向膜，其特征在于，所述分解型光反应化合物基团的敏感波长为254～274nm。
7.一种如权利要求4～6任一项所述的液晶取向膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(a)在基板上涂布权利要求1～3任一项所述的液晶取向剂，形成涂膜；
(b)将形成有所述涂膜的基板进行预烘烤；
(c)将步骤(b)得到的膜层进行光照配向，之后进行后烘烤，形成液晶取向膜。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述涂膜的厚度为80nm～120nm。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述预烘烤阶段的烘烤温度为70～150℃，烘烤时间为120s。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)所述光照配向的波长范围为254～323nm，光照配向dose量为500～2000mJ。
11.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)所述后烘烤的温度为210～230℃，烘烤时间为30min。
12.一种液晶显示面板，其特征在于：
所述液晶显示面板上涂覆有权利要求1～3任一项所述的液晶取向剂形成的液晶取向膜；
或者，包括权利要求4～6任一项所述的液晶取向膜；
或者，所述液晶显示面板包括由权利要求7～11任一项所述的方法制备得到的液晶取向膜。
13.一种液晶显示装置，其特征在于：所述液晶显示装置包括权利要求12所述的液晶显示面板。
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