CN108485683B - 一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明属于液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件。本发明的液晶取向剂由含有双(三)环己基主链的二胺单体与其他四羧酸二酐单体聚合而成；由于二胺单体中的双环己基主链式典型液晶结构的存在，本发明方法所制备的液晶取向膜具有较高的对比度。本发明所述的液晶取向剂包含氟代‑4,4’‑联苯二酚双烯丙基醚化合物结构的光反应性聚合物组分，因联苯二酚特殊的双联苯结构，同时引入含氟取代基，提升了取向稳定性。

Description

一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件。
背景技术
液晶是处于固态和液态之间具有一定有序性的物质，具有光电动态散射特性。利用液晶复杂的光电特性制造的显示元件已广泛应用在各种图像显示技术中。
常规的液晶盒内都有液晶取向层，其作用是使液晶分子按照一定的方向和角度排列，这个取向层直接影响液晶显示器显示性能的优劣。液晶显示器的所用的取向材料有多种，目前应用最成熟和最广泛的是聚酰亚胺。而液晶显示器取向层的取向处理方法也有多种，如摩擦法、光取向法等。
摩擦法是利用棉布、人造丝等直接对涂布、固化在基板上的聚酰亚胺取向膜进行摩擦处理，该技术已广泛应用于各种显示模式的液晶器件的生成制造中。然而，该方法存在摩擦过程中产生静电、尘埃、划伤取向膜等问题，进而造成显示元件良率下降和生成效率的降低。
由此，业界发展起利用光照射取向材料而实现液晶取向的间接方法。由于避免了与取向材料的直接接触，因此，可避免尘埃、静电、取向膜划伤等情况的发生。
光取向的方法，也有其短板，如光照不足造成锚定能低，进而取向不稳定。
在技术文献K.H Y.-J.Lee,SID 09 DIGEST、P.666-668中报道了一种SC-PVA技术(Surface controlled patterned vertical alignment,表面控制图案化垂直取向)，该技术通过在聚酰亚胺取向液中添加光反应聚合物，实现了液晶显示元件的快速响应。然而，该技术模式的显示元件制造过程中，需要一边对显示元件施加电压，一边进行UV光照。制造工艺复杂，影响了产业可利用性。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件，通过由本发明的液晶取向剂制得的液晶显示元件具有较高的对比度和取向稳定性，制造工艺简单，避免了制造过程中复杂的施加电压控制。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种液晶取向剂，包括由混合物反应获得的聚合物A、溶剂B和光反应性聚合物C；
其中，所述混合物含有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表示的二胺化合物b-1，式1结构式如下：
Figure BDA0001667418320000021
式1中，R为C1-18的烷基、C1-18的氟代烷基、C1-18的烷氧基或C1-18的氟代烷氧基；
A为亚苯基、取代亚苯基、亚环己基或取代亚环己基；
其中，所述光反应性聚合物C至少包括由式2表示的氟代-4,4’-联苯二酚双烯丙基醚化合物c-1，式2结构式如下：
Figure BDA0001667418320000031
式2中，W、X、Y、Z各自独立地为氟或氢，且至少一个为氟。
本发明的有益效果是：
本发明的液晶取向剂由含有双(三)环己基主链的二胺单体与其他四羧酸二酐单体聚合而成；由于二胺单体中的双环己基主链式典型液晶结构的存在，本发明方法所制备的液晶取向膜具有较高的对比度。本发明所述的液晶取向剂包含氟代-4,4’-联苯二酚双烯丙基醚化合物结构的光反应性聚合物组分，因联苯二酚特殊的双联苯结构，同时引入含氟取代基，提升了取向稳定性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
作为本发明进一步优选，所述聚合物A为聚酰胺酸、聚酰亚胺中的一种或两种的混合物。
其中，进一步的聚酰胺酸的制备方法，可以采用常规方法，包括如下步骤：先将包含四羧酸二酐组份a和二胺组份b的混合物溶解于溶剂中，并于0-100℃的温度下进行聚合反应1-24小时，得到聚酰胺酸溶液，也可以在减压下蒸掉溶剂得到聚酰胺酸固体，或者将反应体系倾倒入大量的不良溶剂中，将析出物干燥得到聚酰胺酸固体。
上述用于聚合反应的溶剂与液晶取向剂中的溶剂B可以相同或不同，且用于聚合反应的溶剂并无特别的限制，只要能溶解反应物即可，溶剂包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯。其中，所述溶剂的用量为四羧酸二酐组份a和二胺组份b组成的混合物重量的5-80倍。
值得注意的是，聚合反应的溶剂可以并用适量的不良溶剂，其中不良溶剂不会造成聚酰胺酸析出。不良溶剂可以单独使用或混合使用，包括但不限于(1)醇类：甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇或乙二醇；(2)酮类：丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮或环丁酮；(3)酯类：乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯；(4)醚类：乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚或四氢呋喃；(5)卤代烃：二氯甲烷、氯苯或1,2-二氯乙烷。其中，所述不良溶剂占溶剂总重量的0-60％，优选为0-30％。
作为本发明进一步优选，所述四羧酸二酐组份a为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、均苯四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐中的一种或两种以上混合。
作为本发明进一步优选，所述二胺化合物b-1为式1-1至式1-5中的一种或两种以上混合：
Figure BDA0001667418320000041
Figure BDA0001667418320000051
采用上述进一步的有益效果是：如果液晶取向剂未使用二胺化合物b-1，由液晶取向剂制备的液晶取向膜的对比度会较差。
作为本发明进一步优选，所述二胺组份b还包括二胺化合物b-2，所述二胺化合物b-2为1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯、1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-4(氨基苯氧基)苯基]丙烷、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-庚基环己基)苯基-3,5-二氨基苯甲酸酯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基苯甲酰胺，1-(4-(4-庚基环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯，1-(4-(4-(4-环己基)环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯或3,5-二氨基苯甲酸中的一种或两种以上混合。
进一步的，所述四羧酸二酐组份a和所述二胺组份b的摩尔比为100：(20-200)，更优选为100：(80-120)。
进一步的，所述二胺化合物b中，二胺化合物b-1所占的摩尔百分含量比为5-95％，优选为15-80％，更优选为30-60％；二胺化合物b-2所占的摩尔百分含量比为5-95％，优选为20-85％，更优选为40-70％。
进一步的聚酰亚胺的制备方法，在脱水剂和催化剂存在下，将上述方法得到的聚酰胺酸加热，聚酰胺酸中的酰胺酸官能团通过亚胺化反应会转变成酰亚胺基团。
亚胺化反应的溶剂可以与液晶取向剂中的溶剂B相同，故不再赘述。
其中，所述于聚酰胺酸和所述亚胺化反应溶剂的重量比为1:(5-30)；所述聚酰胺酸的亚胺化率为30-100％，优选为55-100％；所述亚胺化反应的温度为0-100℃，更优选为20-60℃；反应时间为1-120小时，更优选为2-30小时；所述脱水剂可以选择一个酸酐类化合物，比如醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐；所述聚酰胺酸中所用原材料聚酰胺酸和所述脱水剂的摩尔比优选为1：(1-10)；所述催化剂可选自吡啶、三甲胺或三乙胺；所述脱水剂和所述催化剂的摩尔比为1:(0.1-5)。
在不影响本发明的功效范围下，上述聚酰胺酸聚合物及聚酰亚胺化合物优选为通过分子量调节剂调节后的末端修饰型聚合物。通过使用末端修饰型的聚合物，该液晶取向剂的涂布性能会有所提高。该末端修饰型聚合物可通过在制备聚酰胺酸的聚合反应中添加一种分子量调节剂来制备。该分子量调节剂包括但不局限于：(1)一元酸酐，比如马来酸酐、邻苯二甲酸酐或琥珀酸酐；(2)单胺化合物，比如苯胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺或正辛胺；(3)单异氰酸酯类化合物，比如异氰酸苯酯或异氰酸萘酯。所述分子量调节剂与聚酰胺酸的摩尔比小于0.1，优选小于0.05。
作为本发明进一步优选，所述溶剂B为N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-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、乙二醇二甲醚或二甘醇单甲醚乙酯中的一种或两种以上混合。
进一步的，所述溶剂B的用量为聚合物A重量的9-80倍。
作为本发明进一步优选，所述光反应性聚合物C包括光反应性聚合物c-1，光反应性聚合物c-1为式2-1至式2-5中的一种或两种以上混合：
Figure BDA0001667418320000071
作为本发明进一步优选，所述光反应性聚合物C还包括光反应性化合物c-2，所述光反应性化合物c-2为2-甲基苯-1,4-二基双[4-({[4-(丙烯嫌氧基)丁氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯]、1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、1，4-双[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、反式-4-[[6-(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯甲酸4-(4-丙基环己基)苯酯或双[4-[(6-丙烯酰氧基)己基]苯基]-1,4-二羧基环己烷中的一种或两种以上混合。
进一步的，所述光反应性聚合物C中，光反应性聚合物c-1所占的质量分数为50-100％，优选为20-100％，更优选为80-100％；光反应性聚合物c-2所占的质量分数为0-50％，优选为5-30％，更优选为10-20％。
进一步的，所述光反应性聚合物C与聚合物A的重量比为(0.05-1)：1，优选为(0.2-1)：1，更优选为(0.8-1)：1。
作为本发明进一步优选，本发明的液晶取向剂还可以包含添加剂D。该添加剂可以为一种或多种环氧类化合物、一种或多种具有官能性基团的硅烷类化合物或两种添加剂的混合物。该添加剂的作用是提高液晶取向膜与基板之间的附着力。
所述环氧类添加剂包含但不局限于乙二醇二环氧丙基醚、聚乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、1,6-已二醇二环氧丙基醚、丙三醇二环氧丙基醚、N,N,N’,N’-四环氧丙基-间-二甲苯二胺、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷或3-(N,N-二环氧丙基)氨基丙基三甲氧基硅烷。其中，所述环氧类添加剂加入量为聚合物A总重量的0.1-15％，更优选为1-3％。
所述具有官能性基团的硅烷类化合物包含但不局限于3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-双(氧化乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。其中，所述具有官能性基团的硅烷类化合物添加剂加入量为聚合物A总重量的0.02-2％，更优选为0.02-0.2％。
进一步的，所述添加剂D与聚合物A的重量比为(0.05-2)：1。
该液晶取向剂可通过将聚合物A、光反应性聚合物C和添加剂D在溶剂B中于20℃至100℃在搅拌下混合制得。
本发明提供一种液晶取向膜，由如上所述的液晶取向剂制成。
液晶取向膜的制备方法包括：通过常规方法，比如辊涂布法、旋涂布法、印刷涂布法、喷墨法等，将液晶取向剂涂覆在一个基板表面形成预涂层；接着将该预涂层依次经过预固化处理、主固化处理、曝光处理，形成一种取向膜。或者将所得预涂层依次进行预固化、主固化、曝光、主固化，或者将所得预涂层依次进行预固化、曝光、主固化，即形成一种取向膜。
上述提到的基板是一种带有普通电极的透明材料，该透明材料包含但不局限于钠钙玻璃、硬质玻璃、无碱玻璃、石英玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚醚砜、聚碳酸酯。该普通电极可包含一种ITO、IZO或ITZO的透明导电材料。
该预固化的目的是去除预涂层中的大部分溶剂。该预烘处理的操作温度优选为30℃至200℃，更优选为50℃至150℃，该预烘处理的时间优选为1分钟至60分钟，更优选为2分钟至30分钟。
该主固化的目的是提高预涂层的亚胺化率。该主固化处理的操作温度优选为80℃至400℃，更优选为180℃至300℃，该后烘处理的时间优选为5分钟至150分钟，更优选为10分钟至90分钟。该预涂层经后烘处理后的膜厚优选为0.01μm至1.0μm，更优选为0.05μm至0.5μm。
该曝光处理的目的是实现取向，曝光使用偏振光或平行偏振光或平行光，可选自波长范围UVA(330nm至400nm)或者UVB(270nm至330nm)，曝光光强为1-50mW/cm2，曝光累计光量为100-5000mJ/cm2。
本发明提供一种液晶显示元件，由如上所述的液晶取向膜制成。
上述液晶显示元件的制备方法，包括如下步骤：准备两片基板，每片基板上均有一层液晶取向膜，并于两层基板中间充满液晶以制得一个液晶盒。
用本发明中的液晶取向剂制得的液晶显示元件适合各种液晶显示元件，比如扭曲向列型(TN)、超扭曲向列型(STN)、垂直取向型(VA)、共面切换型(IPS)或边缘场开关型(FFS)。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在下面具体例中，仅以VA型的液晶显示元件对该液晶取向剂进行说明，但本发明并不限于此。
(一)化合物的合成例
二胺化合物b-1的合成例
实施例1
结构式(1-1)所代表的化合物可根据下面的合成路线1合成：
Figure BDA0001667418320000101
(1)化合物b-1-1a的合成
于1000ml的三口圆底烧瓶中投入2,4-二硝基苯酚(18.4g，100mmol)、4-[4-(4-戊基环己基)苯基]-[反式,反式]-环己醇(39.4g，120mmol)、三苯基膦(31.5g，120mmol)和450g四氢呋喃，搅拌下降温至5℃左右，得橘红色溶液，向体系滴加偶氮二甲酸二异丙酯(24.3g，120mmol)的四氢呋喃(25g)溶液，体系明显放热，控制内温0-10℃滴加；滴加毕，保温过夜；保温毕，TLC跟踪2,4-二硝基苯酚反应完毕；反应体系转移至单口圆底烧瓶中，于旋转蒸发仪脱尽溶剂，得棕褐色固体；向该棕褐色固体中加入500g石油醚，搅拌溶解，连续过两次100g中性氧化铝柱，脱尽溶剂，得灰白色固体；将该灰白色固体与150g四氢呋喃混合，升温全溶后，降温至0℃，保温30分钟，抽滤并真空烘干，得33.7g类白色固体，确认为目标产物b-1-1a，此反应收率为68.1％；
(2)化合物b-1-1的合成
于1L高压釜中投入获得的化合物(b-1-1b)(24.7g，50mmol)、5％的钯碳(2.5g，含水，固含量为30％)和400g四氢呋喃，将高压釜密封，用氢气置换3-5次后，氢气加压至0.5-1.0MPa，搅拌下于40-45℃反应；反应结束后，过滤除去催化剂，浓缩除去100g左右的溶剂，降温至0℃，搅拌30分钟，经过抽滤和真空烘干，以84.2％的收率得到18.3g类白色固体化合物b-1-1。
该化合物b-1-1的1H-NMR数据(400MHz,CHCl3-d1,δ,ppm)为:0.95(3H,CH3),1.25-1.33(8H,4×CH2),1.93(1H，CH)，1.33-1.40(8H,4×CH2)，2.96(1H，CH)，7.05-7.15(4H，4×CH)，2.78(1H,CH)，1.72-1.82(8H,4×CH2),3.65(1H,CH)，5.56(1H,CH)，5.71(1H,CH)，6.28(1H,CH),4.3(4H，2×NH2)。
实施例2
结构式(1-2)所代表的化合物可根据下面的合成路线2合成：
Figure BDA0001667418320000121
(1)化合物b-1-2a的合成
于1000ml的三口圆底烧瓶中投入2,4-二硝基苯酚(18.4g，100mmol)、4-[4-(4-戊基环己基)环己基]-[反式，反式,反式]-环己醇(40.1g，120mmol)、三苯基膦(31.5g，120mmol)和450g四氢呋喃，搅拌下降温至5℃左右，得橘红色溶液，，向体系滴加偶氮二甲酸二异丙酯(24.3g，120mmol)的四氢呋喃(25g)溶液，体系明显放热，控制内温0-10℃滴加；滴加毕，保温过夜；保温毕，TLC跟踪2,4-二硝基苯酚反应完毕；反应体系转移至单口圆底烧瓶中，于旋转蒸发仪脱尽溶剂，得棕褐色固体。向该棕褐色固体中加入500g石油醚，搅拌溶解，连续过两次100g中性氧化铝柱，脱尽溶剂，得灰白色固体；将该灰白色固体与150g四氢呋喃混合，升温全溶后，降温至0℃，保温30分钟，抽滤并真空烘干，得32.0g类白色固体，确认为目标产物b-1-2a，此反应收率为63.9％；
(2)化合物b-1-2的合成
于1L高压釜中投入获得的化合物b-1-2a(25.0g，50mmol)、5％的钯碳(2.5g，含水，固含量为30％)和400g四氢呋喃，将高压釜密封，用氢气置换3-5次后，氢气加压至0.5-1.0MPa，搅拌下于40-45℃反应；反应结束后，过滤除去催化剂，浓缩除去100g左右的溶剂，降温至0℃，搅拌30分钟，经过抽滤和真空烘干，以88.0％的收率得到19.4g类白色固体化合物b-1-2。
该化合物b-1-2的1H-NMR数据(400MHz,CHCl3-d1,δ,ppm)为：0.96(3H,CH3),1.25-1.33(8H,4×CH2),1.43(1H,CH),1.32-1.40(8H,4×CH2),1.42(1H，CH)，1.38-1.40(8H,4×CH2)，1.43(1H，CH)，1.36-1.40(4H，2×CH2),1.82(4H，4×CH2),5.56(1H,CH)，5.68(1H,CH)，6.29(1H,CH),4.2(4H，2×NH2)。
聚合物A的合成例
实施例3
在氮气氛围下，于1000ml的三口圆底烧瓶中投入实施例1制备的结构式(I-1)所代表的二胺化合物(26.1g，60mmol)(以下简称b-1-1)、1,4-二氨基苯(4.3g，40mmol)(以下简称b-2-1)和100g的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP)，将所得悬浮液搅拌直至得到一个淡黄色的溶液；然后将19.6g(100mmol)的1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(以下简称a-1)和100gNMP加入体系，反应放热，室温搅拌6小时，得到在NMP中的聚酰胺酸聚合物A-1-1。
采用实施例3的制备方法，改变其中的单体种类和用量，制备聚合物A-1-2、A-1-3、A-1-4、A-1-5、A-1-6、A-1-7、A-1-8、A-1-9、A-1-10及比较例聚合物A-2-1、A-2-2、A-2-3、A-2-4。具体成分见表1。
表1
Figure BDA0001667418320000131
Figure BDA0001667418320000141
表1中，a-1：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐；
a-2：2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐；
a-3：均苯四甲酸二酐；
a-4：3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐；
b-1-1：由式1-1表示的化合物
Figure BDA0001667418320000142
b-1-2：由式1-2表示的化合物
Figure BDA0001667418320000143
b-1-3：由式1-3表示的化合物
Figure BDA0001667418320000151
b-2-1：1,4-二氨基苯；
b-2-2：4,4’-二氨基联苯甲烷；
b-2-3：4,4’-二氨基联苯醚；
b-2-4：1-(4-(4-庚基环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯。
光反应性聚合物C的单体(式2)的合成方法，详见本公司授权专利CN101225026，按照上述专利提供的方法制备的光反应性聚合物C可直接使用。在下面的应用例中，c-1-1、c-1-2、c-1-3、c-2-1分别代表如下物质：
c-1-1：由式2-1表示的化合物
Figure BDA0001667418320000152
c-1-2：由式2-2表示的化合物
Figure BDA0001667418320000153
c-1-3：由式2-3表示的化合物
Figure BDA0001667418320000154
c-2-1：1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯。
应用例1
1、液晶取向剂
氮气氛围，于三口圆底烧瓶中投入100重量份的聚合物A-1-1、110重量份的NMP(以下简称B-1)、190重量份的乙二醇单丁醚(以下简称B-2)、40重量份的光反应性聚合物(c-1)，体系于室温下搅拌30分钟，然后用0.3μm的滤膜过滤该溶液形成应用例1的液晶取向剂。
2、液晶取向膜及液晶显示元件
用旋涂的方式将上述的液晶取向剂涂覆在两片均具有ITO电极的玻璃基板上形成预涂层.首先经过预固化(热板，130℃，10分钟)后，然后进行主固化(循环烘箱，220℃，60分钟)，再将得到两个液晶取向膜进行光取向处理(光源波长312nm)后，将一种热固化胶涂布在这两片玻璃基板其中一片的周边，将4.0μm的间隔子洒在另一片基板上；然后将这两片玻璃基板贴合(5N，30分钟)；接着将液晶注入并用热板(60℃，30分钟)熟成，即可获得应用例1的液晶显示元件。
应用例2-应用例20制备液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件通过与应用例1相同的步骤制备，不同之处在于：所用聚合物A、溶剂B、光反应性聚合物C和添加剂D的种类及用量有所改变，对应用例2-应用例20的液晶显示元件进行评价，结果见表2。
表2
Figure BDA0001667418320000161
Figure BDA0001667418320000171
Figure BDA0001667418320000181
表2、表3中，B-1：N-甲基-2-吡咯烷酮；
B-2：乙二醇单丁醚；
D-1:N,N,N’N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷；
D-2:N-苯基－3－氨基丙基三甲氧基硅烷。
比较例1-比较例6制备液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件通过与应用例1相同的步骤制备，不同之处在于：所用聚合物A、溶剂B、光反应性聚合物C和添加剂D的种类及用量有所改变，对比较例1-比较例6的液晶显示元件进行评价，结果见表3。
表3
Figure BDA0001667418320000182
Figure BDA0001667418320000191
评价方法
(1)对比度
液晶显示元件的对比度可通过测试显示状态和非显示状态相对透光率的比值进行评价，具体使用VT频谱测试仪(Instec ALCT-IV1，光学系统ALCT-E01)，电压0-10V,操作60Hz。
另外，影响液晶显示元件对比度的主要因素是暗态时的透过率。对于VA型显示元件而言，预倾角越高，暗态时的透过率越高。预倾角的测试采用PAT-20液晶分子预倾角测试仪(北方液晶工程研究开发中心)，对同一个实施例，分别制作3个液晶盒，各自测量其预倾角数值，并取平均值。
(2)取向稳定性
通过高温高湿保存试验考察取向稳定性，稳定性试验箱设定60℃。湿度90％RH，保存时间120h。具体通过测量高温高湿保存试验前的预倾角PTA1，和测量高温高湿保存试验后的预倾角PTA2，计算预倾角变化值(记为△PTA)，来比较取向稳定性。
△PTA＝PTA1-PTA2
具体评价标准如下：
◎:△PTA≤0.5°，取向稳定性优秀
○:0.5°＜△PTA≤1°，取向稳定性良好
Ⅹ:△PTA＜1°
由表2、表3数据对比可见，本发明提供的液晶取向剂制成的液晶显示元件，其对比度可提高约50％；其预倾角变化值均小于0.5°，取向稳定性提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶取向剂，其特征在于，包括由混合物反应获得的聚合物A、溶剂B和光反应性聚合物C；
其中，所述混合物含有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表示的二胺化合物b-1，式1结构式如下：
Figure FDA0002284607450000011
式1中，R为C1-18的烷基、C1-18的氟代烷基、C1-18的烷氧基或C1-18的氟代烷氧基；
A为亚苯基、取代亚苯基、亚环己基或取代亚环己基；
其中，所述光反应性聚合物C的单体至少包括由式2表示的氟代-4,4’-联苯二酚双烯丙基醚化合物c-1，式2结构式如下：
Figure FDA0002284607450000012
式2中，W、X、Y、Z各自独立地为氟或氢，且至少一个为氟；
其中，所述聚合物A、溶剂B、光反应性聚合物C的重量比为1：(9-80)：(0.05-1)。
2.根据权利要求1所述一种液晶取向剂，其特征在于，所述聚合物A为聚酰胺酸、聚酰亚胺中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述一种液晶取向剂，其特征在于，所述溶剂B为N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-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、乙二醇二甲醚或二甘醇单甲醚乙酯中的一种或两种以上混合。
4.根据权利要求1所述一种液晶取向剂，其特征在于，所述四羧酸二酐组份a为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、均苯四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐中的一种或两种以上混合。
5.根据权利要求1所述一种液晶取向剂，其特征在于，所述二胺组份b还包括二胺化合物b-2，所述二胺化合物b-2为1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯、1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-4(氨基苯氧基)苯基]丙烷、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-庚基环己基)苯基-3,5-二氨基苯甲酸酯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基苯甲酰胺，1-(4-(4-庚基环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯，1-(4-(4-(4-环己基)环己基)苯氧基)-2,4-二氨基苯或3,5-二氨基苯甲酸中的一种或两种以上混合。
6.根据权利要求1所述一种液晶取向剂，其特征在于，所述光反应性聚合物C还包括光反应性化合物c-2，所述光反应性化合物c-2为2-甲基苯-1,4-二基双[4-({[4-(丙烯嫌氧基)丁氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯]、1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、1，4-双[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、反式-4-[[6-(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯甲酸4-(4-丙基环己基)苯酯或双[4-[(6-丙烯酰氧基)己基]苯基]-1,4-二羧基环己烷中的一种或两种以上混合。
7.根据权利要求1所述一种液晶取向剂，其特征在于，还包括添加剂D，所述添加剂D为乙二醇二环氧丙基醚、聚乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、1,6-已二醇二环氧丙基醚、丙三醇二环氧丙基醚、N,N,N’,N’-四环氧丙基-间-二甲苯二胺、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、3-(N,N-二环氧丙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或N-双(氧化乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上混合。
8.根据权利要求7所述一种液晶取向剂，其特征在于，所述聚合物A、溶剂B、光反应性聚合物C和添加剂D的重量比为1：(9-80)：(0.05-1)：(0.05-2.0)。
9.一种液晶取向膜，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的液晶取向剂制成。
10.一种液晶显示元件，其特征在于，包括权利要求9所述的一种液晶取向膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225026B (zh) * 2008-01-23 2010-06-02 烟台万润精细化工股份有限公司 氟代-4,4'-联苯二酚双烯丙基醚的合成方法
KR20100062941A (ko) * 2008-12-02 2010-06-10 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 액정 표시 소자
WO2010067933A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Cheil Industries Inc. Liquid crystal photo-alignment agent, liquid crystal photo-alignment film manufactured using the same
JP5633677B2 (ja) * 2009-09-04 2014-12-03 Jsr株式会社 液晶配向剤
JP5831674B2 (ja) * 2010-02-03 2015-12-09 Jsr株式会社 液晶配向剤
JP5522384B2 (ja) * 2010-04-20 2014-06-18 Ｊｓｒ株式会社 液晶表示素子の製造方法
WO2014057945A1 (ja) * 2012-10-09 2014-04-17 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
JP6460341B2 (ja) * 2013-10-07 2019-01-30 日産化学株式会社 液晶表示素子および液晶表示素子の製造方法
TWI560240B (en) * 2014-11-05 2016-12-01 Chi Mei Corp Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP6424609B2 (ja) * 2014-12-18 2018-11-21 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶表示素子の製造方法、液晶配向膜及び液晶表示素子
KR20160090451A (ko) * 2015-01-21 2016-08-01 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
CN105087021B (zh) * 2015-06-18 2017-11-17 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶垂直取向剂、液晶显示元件以及液晶显示元件的制备方法
TWI653494B (zh) * 2015-08-18 2019-03-11 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜以及液晶顯示元件
TWI644945B (zh) * 2015-12-31 2018-12-21 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑及其應用

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