CN111116909B - 聚酰亚胺与液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚酰亚胺及液晶显示面板，所述聚酰亚胺包括：主链，包含酰亚胺结构；侧链，与所述主链键连，所述侧链中包括柱芳烃基团，所述柱芳烃基团会与液晶分子间自组装，发生较强的主客体络合，将本发明所提供的聚酰亚胺作为液晶显示面板的配向膜材料时，可有效优化配向膜的配向效果。

Description

聚酰亚胺与液晶显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺与液晶显示面板。
背景技术
液晶显示器具有高分辨，低能耗的优点，为目前发展最成熟的显示器类型，已成为目前使用最多的平板显示技术，广泛应用于电视，笔记本电脑，智能手机等领域。到目前为止，液晶显示模式分为TN mode，IPS mode，FFS mode,MVA mode和PSVA mode。在这些mode中，VA mode因在暗态时液晶处于垂直于基板的“站立”状态而具有较小的相位延迟，从而使VA mode具有较高的对比度。在VA mode中，聚合物稳定的垂直排列液晶(polymer-stabilized VA，PSVA)mode由于具有快的响应时间，低的能耗和广的视角而得到广泛的应用。为了实现VA mode，在面板的制备过程中首先要在上下两个基板表面涂一层聚酰亚胺(polyimides，PI)层，该层具有垂直于基板的边链结构，边链结构通过分子间相互作用力使PI附近的液晶分子呈现垂直“站立状态而实现VA显示模式。
在VA mode的液晶显示器中，PI侧链经常使用烷基链或者苯环来实现对液晶分子配向的作用，但是PI侧链的烷基链和苯环在长时间加热时容易被破坏，从而降低其配向能力。此外，为了提高PI与液晶接触界面烷基链和苯环的含量，在PI中往往需要加入大量的侧链含有烷基链或者苯环的分子来达到高配向的目的，这就导致PI成分中其他组分的含量降低，从而导致PI的其他性质大打折扣。
发明内容
为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包括：
主链，包含酰亚胺结构；以及
侧链，与所述主链键连，所述侧链中包括柱芳烃基团。
进一步地，所述聚酰亚胺的结构由式(1)表示：
Figure BDA0002330709890000021
其中，所述R1与R2分别独立地选自碳原子数1-5的烷基，
n为4-8的整数，
所述Ar1选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar2选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar3选自碳原子数4-10的烷基，以及
m为5000-50000的整数。
进一步地，所述R1与R2分别独立地选自甲基或乙基。
进一步地，所述n为4或5。
进一步地，所述Ar1选自如下基团中的一者：
Figure BDA0002330709890000022
Figure BDA0002330709890000023
以及
Figure BDA0002330709890000024
进一步地，所述Ar2选自如下基团中的一者：
Figure BDA0002330709890000031
以及
Figure BDA0002330709890000032
第二方面，本发明还提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
第一基板，所述第一基板上依次配置有第一电极与第一配向膜；
第二基板，所述第一基板上依次配置有第二电极与第二配向膜，且与所述第一基板对组配置；
液晶层，配置于所述第一基板上的第一配向膜与所述第二基板上的第二配向膜之间，
其中，所述第一配向膜与所述第二配向膜的材料包括聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包括：
主链，包含酰亚胺结构；以及
侧链，与所述主链键连，所述侧链中包括柱芳烃基团。
进一步地，所述聚酰亚胺的结构由式(1)表示：
Figure BDA0002330709890000033
其中，所述R1与R2分别独立地选自碳原子数1-5的烷基，
所述n为4-8的整数，
所述Ar1选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar2选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar3选自碳原子数4-10的烷基，以及
所述m为5000-50000的整数。
进一步地，所述R1与R2分别独立地选自甲基或乙基，所述n为4或5。
进一步地，所述第一配向膜与所述第二配向膜的厚度为800-1200埃。
有益效果：本发明提供了一种聚酰亚胺，在该聚酰亚胺的侧链中，引入了柱芳烃基团，柱芳烃可以和苯环分子或者烷基链分子通过多重π…π键或者多重C-H…π键发生强的主客体络合，从而增强对液晶分子苯环和烷基链的分子间作用力，实现增强配向能力的作用，与此同时，通过引入柱芳烃侧链，即可减少侧链的数量，但仍保持较强的配向力，即增加了聚酰亚胺中其他结构组分的含量，为聚酰亚胺性能提升提供了更大的调节空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供一种液晶显示面板中液晶分子与配向膜分子自组装的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
本发明实施例提供一种聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包括：
主链，包含酰亚胺结构；
侧链，与所述主链键连，所述侧链中包括柱芳烃基团。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺的结构由式(1)表示：
Figure BDA0002330709890000051
其中，所述R1与R2分别独立地选自碳原子数1-5的烷基，
n为4-8的整数，
所述Ar1选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar2选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar3选自碳原子数4-10的烷基，通常情况下，所述Ar3为支链烷基，
m为5000-50000的整数。
在一些实施例中，所述R1与R2分别独立地选自甲基或乙基，即所述R1与R2均为甲基，或所述R1与R2均为乙基，或所述R1与R2中一者为甲基一者为乙基。
在一些实施例中，所述n为4或5，即聚酰亚胺侧链上的柱芳烃为5个或6个人重复单元连接成环形成，此时，形成的柱芳烃中空孔的大小特别适合与液晶分子实现自组装，形成较强的络合力。
在一些实施例中，所述Ar1的结构无特殊限定，选用本领域常规的取代基团即可，例如选自如下基团中的一者，也可根据实际应用需求，为其他取代基团：
Figure BDA0002330709890000061
在一些实施例中，所述Ar2的结构无特殊限定，选用本领域常规的取代基团即可，例如选自如下基团中的一者，也可根据实际应用需求，为其他取代基团：
Figure BDA0002330709890000062
示例性地，所述聚酰亚胺的具体结构可以选自如下任意一者：
Figure BDA0002330709890000063
Figure BDA0002330709890000071
以上述的聚酰亚胺A1为例，如下为所述聚酰亚胺A1的制备方法：
第一步，取如下式1所示的柱芳烃，使用三溴化硼脱去其中一个重复单元上的甲基，即形成下述的化合物2；
Figure BDA0002330709890000072
第二步，取上述制备的化合物2，与下述的化合物3交联生成化合物4；
Figure BDA0002330709890000073
第三步，取上述制备的化合物4与化合物5反应，得到下述的化合物6，即被柱芳烃修饰的二胺单体；
Figure BDA0002330709890000081
第四步，将上述制备的化合物6与化合物7进行聚合反应，即得到侧链包含柱芳烃基团的聚酰亚胺A1。
Figure BDA0002330709890000082
经测量，本发明实施例所提供的聚酰亚胺与一些常见的链状分子具有较强的络合力，以上述的聚酰亚胺A1作为主体，测量了与部分常见链状分子客体之间的络合常数，结果如下表1所示：
表1
客体 络合常数 客体 络合常数
1,4-二氰基丁烷 ＞10<sup>5</sup> 1,4-二氟丁烷 86±5
1,4-二氯丁烷 (1.9±0.2)×10<sup>3</sup> 1,4-二溴丁烷 (4.9±0.3)×10<sup>3</sup>
1,4-二碘丁烷 (1.0±0.1)×10<sup>4</sup> 1,4-二胺丁烷 ＜100
1,4-二羟基丁烷 (5.4±0.3)×10<sup>2</sup> 1,7-辛二烯 12±2
本发明的另一实施例还提供了一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括：
第一基板，所述第一基板上依次配置有第一电极与第一配向膜；
第二基板，所述第一基板上依次配置有第二电极与第二配向膜，且与所述第一基板对组配置；
液晶层，配置于所述第一基板上的第一配向膜与所述第二基板上的第二配向膜之间，
其中，所述第一配向膜与所述第二配向膜的材料包括聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包括：
主链，包含酰亚胺结构；
侧链，与所述主链键连，所述侧链中包括柱芳烃基团。
在本实施例中所提供的了液晶显示面板中，所述第一配向膜与第二配向膜中聚酰亚胺侧链中的柱芳烃基团会与所述液晶层中的液晶分子发生自组装，具体参见图1，即所述液晶分200进入所述柱芳烃100的空孔内部，所述柱芳烃100中环装的多个苯环对含有苯环和烷基链的液晶分子200通过多重π…π键或者多重C-H…π键来增强分子间作用力，从而达到了高配向效果。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺的结构由式(1)表示：
Figure BDA0002330709890000091
其中，所述R1与R2分别独立地选自碳原子数1-5的烷基，
所述n为4-8的整数，
所述Ar1选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar2选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar3选自碳原子数4-10的烷基，
所述m为5000-50000的整数。
在一些实施例中，所述R1与R2分别独立地选自甲基或乙基，所述n为4或5。
在一些实施例中，所述第一配向膜与所述第二配向膜的厚度为800-1200埃。
需要说明的是，上述液晶显示面板实施例中仅描述了上述结构，可以理解的是，除了上述结构之外，本发明实施例液晶显示面板中，还可以根据需要包括任何其他的必要结构，具体此处不作限定。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
以上对本发明实施例所提供的一种聚酰亚胺及液晶显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种聚酰亚胺，其特征在于，所述聚酰亚胺的结构由式(1)表示：
Figure FDA0003469094460000011
其中，所述R1与R2分别独立地选自碳原子数1-5的烷基，
n为4-8的整数，
所述Ar1选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar2选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar3选自碳原子数4-10的烷基，以及
m为5000-50000的整数。
2.如权利要求1所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述R1与R2分别独立地选自甲基或乙基。
3.如权利要求1所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述n为4或5。
4.如权利要求1所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述Ar1选自如下基团中的一者：
Figure FDA0003469094460000012
Figure FDA0003469094460000021
以及
Figure FDA0003469094460000022
5.如权利要求1所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述Ar2选自如下基团中的一者：
Figure FDA0003469094460000023
以及
Figure FDA0003469094460000024
6.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括：
第一基板，所述第一基板上依次配置有第一电极与第一配向膜；
第二基板，所述第二基板上依次配置有第二电极与第二配向膜，且与所述第一基板对组配置；
液晶层，配置于所述第一基板上的第一配向膜与所述第二基板上的第二配向膜之间，
其中，所述第一配向膜与所述第二配向膜的材料包括聚酰亚胺，所述聚酰亚胺的结构由式(1)表示：
Figure FDA0003469094460000025
其中，所述R1与R2分别独立地选自碳原子数1-5的烷基，
所述n为4-8的整数，
所述Ar1选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar2选自碳原子数6-30的芳基或杂芳基，
所述Ar3选自碳原子数4-10的烷基，以及
所述m为5000-50000的整数。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述R1与R2分别独立地选自甲基或乙基，所述n为4或5。
8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向膜与所述第二配向膜的厚度为800-1200埃。
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