CN109445199A - 一种液晶装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶装置及其制备方法，所述液晶装置包括液晶层、配向层以及位于液晶层与配向层之间的液晶分子聚合层；所述液晶分子聚合层包括改性液晶单体与配向层的接枝产物；所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。所述制备方法包括如下步骤：(1)在所述配向层上涂布所述改性液晶单体，升温后进行曝光，形成所述液晶分子聚合层；(2)在所述液晶分子聚合层上涂布液晶层，得到所述液晶装置。本发明提供的技术方案能够降低AC残像和DC残像、增加产品的可靠性。

Description

一种液晶装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶装置及其制备方法。
背景技术
随着液晶显示元件的普及，消费者对于液晶显示元件成像品质的要求日渐提升，其中光配向技术是目前广为使用的一种液晶配向方法，光配向是利用线性偏振光照射在具有感光性的高分子聚合物配向膜上，使得高分子聚合物具有配向能力，其优点是可以避免玻璃基板表面的污染、可以进行小面积的配向、通过UV偏振光曝光形成配向方向，利用入射光的角度与照射时间的长短，可以控制液晶单元的参数，如预倾角、表面定向强度等。然而，现有技术中还存在如下缺陷：(1)通常液晶层电阻率(1014)要远大于配向层的电阻率(1012～1013)，界面处易形成感应电荷累积直流(DC)电荷无法快速通过液晶分子平摊到盒内均匀分散掉，只能通过配向层释放掉DC电荷；(2)通常配向层和液晶层中的单体不是同一系列的分子，极性差异较大，会导致配向分子对液晶分子的锚定力弱，容易造成交流(AC)残像；(3)通常配向层分子还有未被完全缩聚反应掉的羧基或氨基等活性基团，使产品可靠性低。
CN107118783A公开了一种液晶配向剂，其是由如下重量百分比的原料组成：聚酰胺酸衍生物15％～21％、聚酰亚胺10％～4％、聚硅氧烷8％～12％、光聚合性化合物10％～18％、二胺类化合物11％～15％、酰亚胺-聚酰胺酸共聚物9％～14％、溶剂35％～42％。与现有技术相比，该发明的液晶配向剂含有特定的光聚合性化合物，因而使用该液晶配向剂所制得的液晶显示元件可以改善现有显示元件经紫外线照射后离子密度过高的问题，但是显示元件中的液晶单元与配向膜之间的电阻率差值较大，不利于DC电荷的释放。
CN106010584B公开了一种液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件。液晶配向剂包括聚合物(A)以及溶剂(B)。聚合物(A)是由混合物反应而获得，其中，混合物包括四羧酸二酐组份(a)及二胺组份(b)。四羧酸二酐组份(a)包括四羧酸二酐化合物。二胺组份(b)包括两种不同结构的二胺化合物。该发明可提高液晶配向剂、液晶配向膜以及液晶显示元件的紫外线可靠性，但是所述液晶显示元件中的液晶单元与配向膜之间的电阻率差值较大，不利于DC电荷的释放，且液晶分子与配向剂分子的极性差异较大，相溶性差。
CN102585843B公开了一种用以形成光配向用液晶配向膜的液晶配向剂、液晶配向膜及使用其的液晶显示元件，所述液晶配向剂，其含有使环丁烷四羧酸二酐或包含环丁烷四羧酸二酐的四羧酸二酐的混合物、与在分子中除氨基的氮原子以外具有至少2个氮原子的特定二胺反应而得的聚酰胺酸或其衍生物。利用该液晶配向剂，能够形成由于光照射的化学变化的感光度良好、液晶分子的配向性优异、透光率高的光配向膜。而且，将该光配向膜用于液晶显示元件中，能够保持液晶配向膜所共通要求的电气特性：电压保持率高、离子量小、残留电荷少等，但是所述液晶配向剂中可能会残留一部分的氨基或羧基，使产品的可靠性降低。
因此，本领域亟待开发一种新型的液晶装置，使其能够具有DC电荷易于释放、AC残像减少、产品的可靠性强等优点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种液晶装置，所述液晶装置包括液晶层、配向层以及位于液晶层与配向层之间的液晶分子聚合层；
所述液晶分子聚合层包括改性液晶单体与配向层的接枝产物；
所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的液晶装置的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)在所述配向层上涂布所述改性液晶单体，升温后进行曝光，形成所述液晶分子聚合层；
(2)在所述液晶分子聚合层上涂布液晶层，得到所述液晶装置；
所述配向层中的化合物包含氨基、羧基、羟基、醛基、烯基和炔基中的任意一种或至少两种取代基；
所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。
相对于现有技术，本发明的技术方案具有如下效果：
(1)本发明将液晶单体侧链处的氟原子或氰基改性为能够与配向层接枝的活性基团，从而使其能够与配向层的分子接枝形成本发明所述的液晶分子聚合层，由于液晶分子聚合层和液晶层中含有相似的分子结构，因此所述液晶分子聚合层与液晶层分子具有较强的相似相溶性，能够起到有效地牵扯液晶层分子的效果，同时接枝反应使得液晶分子聚合层和配向层结合更紧密，促进了配向层对于液晶层分子的锚定力，有利于改善AC残像和DC残像。
此外，通过改性液晶分子与配向层的接枝，能够反应掉配向层中的一些活性基团，提高了液晶装置的可靠性。
(2)在优选技术方案中，在液晶层和配向层之间引入电阻率介于两者之间的液晶分子聚合层，使得配向层产生的感应电荷能够较快的通过液晶分子聚合层、液晶层释放到盒内液晶中，DC积累得到了快速释放，进一步改善了DC残像。
附图说明
图1是本发明提供的液晶装置所包含的结构的示意图。
图2是本发明提供的性能测试中所述的边框异常的效果图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明一方面提供一种液晶装置，所述液晶装置包括液晶层、配向层以及位于液晶层与配向层之间的液晶分子聚合层；
所述液晶分子聚合层包括改性液晶单体与配向层的接枝产物；
所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。
上述配向层指的是具有液晶分子配向的高分子膜层，配向层可以通过光配向工艺获取。
本发明将液晶单体侧链处的氟原子或氰基改性为能够与配向层接枝的活性基团，从而使其能够与配向层的分子接枝形成本发明所述的液晶分子聚合层，由于液晶分子聚合层和液晶层中含有相似的分子结构，因此所述液晶分子聚合层与液晶层分子具有较强的相似相溶性，能够起到有效地牵扯液晶层分子的效果，同时接枝反应使得液晶分子聚合层和配向层结合更紧密，促进了配向层对于液晶层分子的锚定力，有利于改善AC残像和DC残像。
AC残像是由于配向力不足导致液晶分子无法恢复到初始位置导致的残影现象，而且长期放置不会消失；DC残像是由于DC电荷累积产生的内置电场导致的残影现象，短时间可以消失。
此外，通过改性液晶分子与配向层的接枝，能够反应掉配向层中的一些活性基团，提高了液晶装置的可靠性。
在一个实施方式中，所述液晶层的电阻率＞所述液晶分子聚合层的电阻率＞所述配向层的电阻率。
本发明在液晶层和配向层之间引入电阻率介于两者之间的液晶分子聚合层，使得配向层产生的感应电荷能够较快的通过液晶分子聚合层、液晶层释放到盒内液晶中，DC积累得到了快速释放，进一步改善了DC残像。
在一个实施方式中，所述改性液晶单体与所述配向层通过酰胺基、酯基、醚键、氨酯基、取代或未取代的烷基中的任意一种或至少两种基团连接。
所述液晶分子聚合层是通过活性基团改性的液晶单体与预留活性基团的配向层发生缩聚反应或者加聚反应得到的，因此液晶分子聚合层和配向层最终是通过酰胺基、酯基、醚键、氨酯基、取代或未取代的烷基相连接的。
上述化合键是改性液晶单体与配向层发生缩聚反应或加聚反应而形成的，具体的反应不做具体限定，示例性地，醚键可以是环氧基团和羟基发生缩聚反应得到的，氨酯基可以是氰基和醇发生缩聚反应得到的，取代或未取代的烷基可以是烯基发生加聚反应得到的。
在一个实施方式中，所述改性液晶单体与所述配向层通过酰胺基连接。
在一个实施方式中，所述活性基团包括氨基、羧基、羟基、醛基、烯基和炔基中的任意一种或至少两种组合。
在一个实施方式中，所述活性基团包括氨基和/或羧基。
在一个实施方式中，所述改性液晶单体包括改性正性液晶单体和/或改性负性液晶单体；
所述改性正性单体上活性基团改性的比例为30％～100％，例如32％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或98％等；
所述改性负性单体上活性基团改性的比例为50％～100％，例如52％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或98％等。
上述改性的比例是指改性后的活性基团的个数与未改性时氟原子或氰基的个数之比。
在一个实施方式中，所述配向层为单层配向层或双层配向层。
在一个实施方式中，所述配向层为双层配向层，所述双层配向层包括第一配向层和第二配向层，所述第一配向层位于所述液晶分子聚合层与所述第二配向层之间。
在一个实施方式中，所述第一配向层包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述R1和R2均各自独立地选自氨基、羧基、羟基、醛基、烯基、炔基和氢原子中的任意一种，且所述R1和R2中至多有一项为氢原子；
所述X1选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述X2和X3均各自独立地选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述n为20～80，例如22、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或78等。
在一个实施方式中，所述R1和R2均各自独立地选自氨基或羧基。
在一个实施方式中，所述第二配向层包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述X4选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中任意一种；
所述X5和X6均各自独立地选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述m为20～80，例如22、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或78等。
在一个实施方式中，所述第一配向层的电阻率与所述第二配向层的电阻率之比为2:1～100:1，例如3:1、5:1、10:1、12:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1、55:1、60:1、65:1、70:1、75:1、80:1、85:1、90:1、95:1或98:1等。
在一个实施方式中，所述配向层为单层配向层；
所述单层配向层包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述Y1和Y2均各自独立地选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述R20和R21均各自独立地选自氨基、羧基、羟基、醛基、烯基、炔基和氢原子中的任意一种，且所述R20和R21中至多有一项为氢原子；
所述p为20～80，例如22、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或78等。
在一个实施方式中，所述R20和R21均各自独立地选自氨基或羧基。
在一个实施方式中，所述液晶层包括不含有活性基团的液晶单体。
在一个实施方式中，所述液晶单体为所述未改性的液晶单体；
此处所述的液晶单体为所述未改性的液晶单体指的是用于液晶分子聚合层的改性单体与用于液晶层的未改性单体除取代基不同之外，其余均相同，这样能够使得液晶分子聚合层与液晶层能够有更好的相溶性。
所述未改性的液晶单体包括正性液晶单体和/或负性液晶单体；
所述正性液晶单体包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11均各自独立地选自氟原子、氰基和氢原子中的任意一种，且所述R5选自氟原子或氰基；
所述X7选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种。
在一个实施方式中，所述R4、R5和R6均为氟原子。
在一个实施方式中，所述负性液晶单体包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19均各自独立地选自氟原子或氢原子，且所述R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19中至少有1项为氟原子或氰基；
所述X8选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种。
在一个实施方式中，所述R12和R15均为氟原子。
本发明的另一方面提供了一种第一方面所述的液晶装置的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)在所述配向层上涂布所述改性液晶单体，升温后进行曝光，形成所述液晶分子聚合层；
(2)在所述液晶分子聚合层上涂布液晶层，得到所述液晶装置；
所述配向层中的化合物包含氨基、羧基、羟基、醛基、烯基和炔基中的任意一种或至少两种取代基；
所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。
在一个实施方式中，所述曝光的过程为：利用波长为100nm～440nm的偏振UV光波曝光1s～600s，例如偏振UV光波的波长为110nm、150nm、180nm、200nm、250nm、260nm、280nm、300nm、360nm、380nm或390nm等，曝光时间为2s、10s、20s、30s、50s、100s、150s、200s、250s、300s、350s、400s、450s、500s、550s或580s等。
在一个实施方式中，所述升温的温度为30℃～200℃，例如35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或198℃等。
步骤(2)中液晶层的涂布及固化方法属于本领域技术人员公知的技术，本发明对此不做限定。
在一个实施方式中，所述涂布液晶层的方法包括灌注法或逐滴滴落法(ODF法)。
本发明所提供的液晶装置所包含的结构的示意图如图1所示，包括液晶层1、液晶分子聚合层2以及配向层3，所述配向层可以是单层也可以是双层。
下文实施例中所述的未改性液晶单体相较于改性的液晶单体仅将改性活性基团(氨基、羟基、羧基等)替换为氟原子或氰基，所述改性的方法属于现有技术，本领域技术人员可以根据现有技术进行合成或者通过商购得到。
实施例1
(1)按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在100℃下烘烤156s，除去溶剂)，在270℃下烘烤25min，配向层自发性分成上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺酸(PAA)层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(PAA层)和第二配向层(PI层)；
(2)在所述第一配向层上涂覆厚度为350埃的改性液晶分子混合溶液，加热基板至120℃，在波长为260nm的偏振UV2光下曝光68s，形成位于第一配向层上的液晶分子聚合层，所述液晶分子聚合层与所述第一配向层通过酰胺键连接；
(3)传统工艺涂覆液晶层：
在所述改性液晶分子形成聚合层后，在一侧的基板框胶位置处涂布框胶后，再使用ODF设备将未改性正性液晶单体逐滴滴落，然后在真空中将上下两张基板经过对位贴合在一起，对框胶进行快速UV硬化(波长为300nm，UV硬化时间为50s)，以防止液晶和框胶发生相溶，产生污染，再对框胶进行最后的热硬化(温度为130℃，加热时间为55min)，以形成最后的产品。
通过ADVANTEST R8340A电阻率仪器测量到所述液晶层的电阻率为1×1016Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为2×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
所述聚酰胺酸的结构如下：
所述聚酰亚胺的结构式如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
改性正性液晶分子 39.8％
改性负性液晶分子 59.9％
光引发剂 0.3％。
所述未改性正性液晶单体为
实施例2
(1)按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在100℃下烘烤156s，除去溶剂)，在270℃下烘烤25min，配向层自发性层上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(聚酰胺层)和第二配向层(PI层)；
(2)在所述第一配向层上涂覆厚度为350埃的改性液晶分子混合溶液，加热基板至30℃，在波长为100nm的偏振UV2光下曝光600s，形成位于第一配向层上的液晶分子聚合层，所述液晶分子聚合层与所述第一配向层通过酰胺键连接；
(3)传统工艺涂覆液晶层：
在所述液晶分子形成聚合层后，在一侧的基板框胶位置处涂布框胶后，再使用ODF设备进行液晶逐滴滴落未改性的负性液晶分子，然后在真空中将上下两张基板经过对位贴合在一起，对框胶进行快速UV硬化(波长为300nm，UV硬化时间为50s)，以防止液晶和框胶发生相溶，产生污染，再对框胶进行最后的热硬化(温度为130℃，加热时间为55min)，以形成最后的产品。
所述液晶层的电阻率为9×1015Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为2×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为1×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
所述聚酰胺的结构如下：
所述聚酰亚胺的结构如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
改性正性液晶分子 39.8％
改性负性液晶分子 59.9％
光引发剂 0.3％。
所述未改性的负性液晶分子为
实施例3
(1)按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在100℃下烘烤156s，除去溶剂)，在270℃下烘烤25min，配向层自发性层上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺酸(PAA)层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(PAA层)和第二配向层(PI层)；
(2)在所述第一配向层上涂覆厚度为350埃的改性液晶分子混合溶液，加热基板至200℃，在波长为440nm的偏振UV2光下曝光68s，形成位于第一配向层上的液晶分子聚合层，所述液晶分子聚合层与所述第一配向层通过酰胺键连接；
(3)传统工艺涂覆液晶层：
在所述液晶分子形成聚合层后，在一侧的基板框胶位置处涂布框胶后，再使用ODF设备进行液晶逐滴滴落(摩尔比为1:1的未改性的正性液晶分子和未改性的负性液晶分子混合溶液)，然后在真空中将上下两张基板经过对位贴合在一起，对框胶进行快速UV硬化(波长为300nm，UV硬化时间为50s)，以防止液晶和框胶发生相溶，产生污染，再对框胶进行最后的热硬化(温度为130℃，加热时间为55min)，以形成最后的产品。
所述液晶层的电阻率为1×1015Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为2×1014Ω；所述第一配向层的电阻率为1×1014Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
所述聚酰胺酸的结构如下：
所述聚酰亚胺的结构如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述未改性的正性液晶分子为所述未改性的负性液晶分子实施例4
与实施例2的区别在于，所述聚酰胺的结构如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
改性正性液晶分子 39.8％
改性负性液晶分子 59.9％
光引发剂 0.3％
所述液晶分子聚合层与所述第一配向层通过酯键连接。
所述液晶层的电阻率为9×1014Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为1×1014Ω；所述第一配向层的电阻率为7×1013Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1013Ω。
实施例5
与实施例1的区别在于，所述聚酰胺酸的结构如下：
所述聚酰亚胺的结构如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
改性正性液晶分子 39.8％
改性负性液晶分子 59.9％
光引发剂 0.3％
所述液晶分子聚合层与所述第一配向层通过酯键连接。
所述液晶层的电阻率为9×1014Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为1×1014Ω；所述第一配向层的电阻率为1×1013Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1013Ω。
实施例6
与实施例1的区别在于，所述聚酰胺酸的结构如下：
所述聚酰亚胺的结构如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
改性正性液晶分子39.8％
改性负性液晶分子59.9％
光引发剂0.3％。
所述液晶分子聚合层与所述第一配向层通过酰胺键连接。
所述液晶层的电阻率为9×1014Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为1×1014Ω；所述第一配向层的电阻率为1×1013Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1015Ω。
实施例7
(1)按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在100℃下烘烤156s，除去溶剂)，在270℃下烘烤25min，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的配向层(聚合物层)；
(2)在所述配向层上涂覆厚度为350埃的改性液晶分子混合溶液，加热基板至120℃，在波长为260nm的偏振UV2光下曝光68s，形成位于配向层上的液晶分子聚合层，所述液晶分子聚合层与所述配向层通过酰胺键连接；
(3)传统工艺涂覆液晶层：
在所述液晶分子形成聚合层后，在一侧的基板框胶位置处涂布框胶后，再使用ODF设备进行液晶逐滴滴落未改性的正性液晶分子，然后在真空中将上下两张基板经过对位贴合在一起，对框胶进行快速UV硬化(波长为300nm，UV硬化时间为50s)，以防止液晶和框胶发生相溶，产生污染，再对框胶进行最后的热硬化(温度为130℃，加热时间为55 min)，以形成最后的产品。
所述液晶层的电阻率为9×1014Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为1×1014Ω；所述配向层的电阻率为5.05×1013Ω。
所述配向层形成的聚合物的结构如下：
所述配向层混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
所述改性液晶分子混合溶液按照质量百分比包括如下组分：
改性正性液晶分子 39.8％
改性负性液晶分子 59.9％
光引发剂 0.3％。
所述未改性的正性液晶分子为
实施例8
与实施例7的区别在于，步骤(1)：按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在100℃下烘烤156s，除去溶剂)，在260℃下烘烤15min，在230nm的偏振UV1光下曝光45s，即形成有配向排列的配向层(聚合物层)；
所述配向层形成的聚合物的结构如下：
所述液晶分子聚合层与所述配向层通过酰胺键连接。
所述液晶层的电阻率为9×1014Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为1×1014Ω；所述配向层的电阻率为6×1012Ω。
实施例9
与实施例1的区别在于，改性正性液晶分子为改性负性液晶分子为
所述液晶层的电阻率为9.6×1015Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为2×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
实施例10
与实施例1的区别在于，改性正性液晶分子为改性负性液晶分子为
所述液晶层的电阻率为9.8×1015Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为2×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
实施例11
与实施例1的区别在于，改性正性液晶分子为改性负性液晶分子为
所述液晶层的电阻率为9.4×1015Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为2×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
实施例12
与实施例1的区别在于，步骤(1)为：按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在80℃下烘烤150s，除去溶剂)，在250℃下烘烤10min，配向层自发性分成上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺酸(PAA)层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(PAA层)和第二配向层(PI层)；
所述聚酰胺酸的结构如下：
所述液晶层的电阻率为1×1016Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为1.5×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
实施例13
与实施例1的区别在于，步骤(1)为：按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在90℃下烘烤150s，除去溶剂)，在260℃下烘烤15min，配向层自发性分成上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺酸(PAA)层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(PAA层)和第二配向层(PI层)；
所述聚酰胺酸的结构如下：
所述液晶层的电阻率为1×1016Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为1.8×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
实施例14
与实施例1的区别在于，步骤(1)为：按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在80℃下烘烤140s，除去溶剂)，在240℃下烘烤8min，配向层自发性分成上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺酸(PAA)层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(PAA层)和第二配向层(PI层)；
所述聚酰胺酸的结构如下：
所述液晶层的电阻率为1×1016Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为1.3×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
实施例15
与实施例1的区别在于，步骤(1)为：按照传统工艺在基板上涂覆厚度为700埃的配向层混合溶液，预烘(在100℃下烘烤160s，除去溶剂)，在275℃下烘烤35min，配向层自发性分成上下两层，下层为聚酰亚胺(PI)层，上层为聚酰胺酸(PAA)层，在230nm的偏振UV1光下曝光60s，即形成有配向排列的第一配向层(PAA层)和第二配向层(PI层)；
所述聚酰胺酸的结构如下：
所述液晶层的电阻率为1×1016Ω；所述液晶分子聚合层的电阻率为3×1015Ω；所述第一配向层的电阻率为2.5×1015Ω；所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
对比例1
与实施例1的区别在于，不进行步骤(2)。
所述液晶层的电阻率为9×1014Ω；所述第一配向层的电阻率为1×1013Ω，所述第二配向层的电阻率为1×1012Ω。
性能测试
对实施例和对比例得到的产品进行如下测试：
(1)RDC值(初始无闪烁时的DC残留)测试方法：调节产品的通用公用电极电压(Vcom)使得测试产品的闪烁最小时，记录△vcom值(即为RDC值)，△Vcom值越小，闪烁(flicker)越小，产品越稳定，即产品显示闪烁越轻微。
(2)使用光学设备测试所述液晶装置在AC驱动下液晶分子回复位置与初始位置的夹角角度(△angle)，△angle越小表征配向层锚定力越强、液晶回复到初始位置越稳定，越不容易出现AC残像。
(3)预倾角角度测试方法是使用RETS-1200设备测试预倾角(pre-tilt angle)，预倾角越小，产品大视角漏光越小，视角效果就更好。
对包含实施例和对比例的产品的液晶显示屏进行如下测试：
(1)在65℃条件下点棋盘格画面持续2h，切换到中灰画面观察残像，若长时间或大于24h残像也不消失即为AC残像；若在短时间或30min可以消失的即为DC残像，其中，L0表示完全不可见，L1表示正视不可见，L2表示正视微弱可见，四周轮廓均不明显，L3表示正视可见，有的四周轮廓不明显，有的四周轮廓明显，L4表示显著可见。
(2)产品可靠性测试包括高温85℃条件下动态测试持续1000h，高温90℃条件下静态测试1000h，高温(60℃)高湿(相对湿度90％)的条件下动态测试持续1000h，低温-40℃条件下动态测试1000h，低温-40℃条件下静态测试1000h。框mura指做完可靠性测试后，出现边框四周显示异常(如图2)，正常产品在进行可靠性测试后，边框四周显示与中间区域显示一致，即无框mura。
性能测试结果如表1所示。
表1
由表1的结果可知，本发明实施例所提供的产品和液晶显示屏较对比例，各项性能均有所提升，这是由于本发明将液晶单体侧链处的氟原子或氰基改性为能够与配向层接枝的活性基团，从而使其能够与配向层的分子接枝形成本发明所述的液晶分子聚合层，由于液晶分子聚合层和液晶层中含有相似的分子结构，因此所述液晶分子聚合层与液晶层分子具有较强的相似相溶性，能够起到有效地牵扯液晶层分子的效果，同时接枝反应使得液晶分子聚合层和配向层结合更紧密，促进了配向层对于液晶层分子的锚定力，有利于改善AC残像和DC残像。此外，通过改性液晶分子与配向层的接枝，能够反应掉配向层中的一些活性基团，提高了液晶装置的可靠性。
对比实施例1与实施例9～11可知，当改性正性液晶单体的改性比例为30％～80％、改性负性单体的改性比例为50％～80％时(实施例1和实施例9～10)，得到的液晶分子聚合层的RDC、△angle、Pre-tilt angle结果更加优异，当低于上述范围时，效果明显变差(实施例11)，我们推测这是由于改性液晶单体上的活性基团的数目越多，能够与配向层通过接枝反应结合的更加紧密，从而使液晶单体更好的锚定在配向层上，进一步提高了液晶装置的性能。
对比实施例1、12～15可知，第一配向层中的聚合物的聚合度在20～80范围内时(实施例1、12、13)，得到的液晶分子聚合层的RDC、△angle、Pre-tilt angle结果更加优异，聚合物过小(实施例14)或过大(实施例15)各项性能均变差，我们推测这是由于，在该聚合度范围内，活性官能团的个数适宜，从而能够与适量的改性液晶单体上的活性基团反应形成化学键，能够更好的锚定住液晶单体，进一步提高了液晶装置的性能。
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 (24)

1.一种液晶装置，其特征在于，所述液晶装置包括液晶层、配向层以及位于液晶层与配向层之间的液晶分子聚合层；
所述液晶分子聚合层包括改性液晶单体与配向层的接枝产物；
所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。
2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述液晶层的电阻率＞所述液晶分子聚合层的电阻率＞所述配向层的电阻率。
3.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述改性液晶单体与所述配向层通过酰胺基、酯基、醚键、氨酯基、取代或未取代的烷基中的任意一种或至少两种基团连接。
4.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述改性液晶单体与所述配向层通过酰胺基连接。
5.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述活性基团包括氨基、羧基、羟基、醛基、烯基和炔基中的任意一种或至少两种组合。
6.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述活性基团包括氨基和/或羧基。
7.根据权利要求1中任一项所述的液晶装置，其特征在于，所述改性液晶单体包括改性正性液晶单体和/或改性负性液晶单体；
所述改性正性单体上活性基团改性的比例为30％～100％；
所述改性负性单体上活性基团改性的比例为50％～100％。
8.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述配向层为单层配向层或双层配向层。
9.根据权利要求8所述的液晶装置，其特征在于，所述配向层为双层配向层，所述双层配向层包括第一配向层和第二配向层，所述第一配向层位于所述液晶分子聚合层与所述第二配向层之间。
10.根据权利要求9所述的液晶装置，其特征在于，所述第一配向层包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述R1和R2均各自独立地选自氨基、羧基、羟基、醛基、烯基、炔基和氢原子中的任意一种，且所述R1和R2中至多有一项为氢原子；
所述X1选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述X2和X3均各自独立地选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述n为20～80。
11.根据权利要求10所述的液晶装置，其特征在于，所述R1和R2均各自独立地选自氨基或羧基。
12.根据权利要求9所述的液晶装置，其特征在于，所述第二配向层包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述X4选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述X5和X6均各自独立地选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述m为20～80。
13.根据权利要求9所述的液晶装置，其特征在于，所述第一配向层的电阻率与所述第二配向层的电阻率之比为2:1～100:1。
14.根据权利要求8所述的液晶装置，其特征在于，所述配向层为单层配向层；
所述单层配向层包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述Y1和Y2均各自独立地选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种；
所述R20和R21均各自独立地选自氨基、羧基、羟基、醛基、烯基、炔基和氢原子中的任意一种，且所述R20和R21中至多有一项为氢原子；
所述p为20～80。
15.根据权利要求14所述的液晶装置，其特征在于，所述R20和R21均各自独立地选自氨基或羧基。
16.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述液晶层包括不含有活性基团的液晶单体。
17.根据权利要求16所述的液晶装置，其特征在于，所述液晶单体为所述未改性的液晶单体；
所述未改性的液晶单体包括正性液晶单体和/或负性液晶单体；
所述正性液晶单体包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11均各自独立地选自氟原子、氰基和氢原子中的任意一种，且所述R5选自氟原子或氰基；
所述X7选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种。
18.根据权利要求17所述的液晶装置，其特征在于，所述R4、R5和R6均为氟原子。
19.根据权利要求17所述的液晶装置，其特征在于，所述负性液晶单体包括如下化合物中的任意一种或至少两种组合：
所述R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19均各自独立地选自氟原子、氰基和氢原子中的任意一种，且所述R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19中至少有1项为氟原子或氰基；
所述X8选自取代或未取代的苯环、取代或未取代的环己烷、取代或未取代的烷基中的任意一种。
20.根据权利要求19所述的液晶装置，其特征在于，所述R12和R15均为氟原子。
21.一种根据权利要求1～20中任一项所述的液晶装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)在所述配向层上涂布所述改性液晶单体，升温后进行曝光，形成所述液晶分子聚合层；
(2)在所述液晶分子聚合层上涂布液晶层，得到所述液晶装置；
所述配向层中的化合物包含氨基、羧基、羟基、醛基、烯基和炔基的任意一种或至少两种取代基；
所述改性液晶单体通过对未改性的液晶单体上的氟原子或氰基部分或全部改性为能够与所述配向层接枝的活性基团得到。
22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述曝光的过程为：利用波长为100nm～440nm的偏振UV光波曝光1s～600s。
23.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述升温的温度为30℃～200℃。
24.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述涂布液晶层的方法包括灌注法或逐滴滴落法。
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