專利名稱：改善液晶光定向性能的光定向材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光敏材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及液晶顯示器定向?qū)佑玫墓舛ㄏ虿牧霞爸苽浞椒ā?br> 背景技術(shù)：
高分子光敏性材料及相關(guān)技術(shù)是當(dāng)前高分子材料科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，可廣泛應(yīng)用于電子和光電子工業(yè)的很多方面。其潛在的重要應(yīng)用之一是作為液晶光定向?qū)硬牧?。高質(zhì)量的液晶顯示器要求液晶有穩(wěn)定和均勻的初始排列。具有誘導(dǎo)液晶定向排列作用的薄層稱為液晶定向?qū)?alignment layers)。為了得到均勻沿面排列，過去在文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道了多種液晶定向排列方法，例如傾斜蒸鍍法此法是詹寧在1972年所開發(fā)的液晶定向方法，主要是將定向劑如氧化硅(SiO)等氧化物或Au、Pt等金屬，從對(duì)基片面傾斜的方向蒸鍍到基片面上，使基片面上形成的波紋狀表面與液晶分子相互作用，從而形成特定的分子排列。此法包括一次蒸鍍、二次蒸鍍和旋轉(zhuǎn)蒸鍍?nèi)N，其缺點(diǎn)是制備過程過于復(fù)雜。
摩擦方法摩擦方法是目前在液晶顯示器制造中應(yīng)用最廣的工業(yè)化方法。摩擦通過將基片壓到均勻移動(dòng)的絲絨布表面來(lái)實(shí)現(xiàn)，也有用包絲絨布的圓輥摩擦的方法。這種方法可以在基板表面產(chǎn)生由電子顯微鏡可見的微溝槽。在這樣一個(gè)有微溝槽表面上，液晶分子平行或傾斜于溝槽方向排列。但摩擦方法有很多嚴(yán)重的缺點(diǎn)。首先，摩擦?xí)a(chǎn)生灰塵，從而降低液晶顯示器的質(zhì)量；第二，摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，破壞薄膜晶體管等；第三，摩擦只能在平板表面實(shí)施，對(duì)于彎曲表面則不能用摩擦方法；另外，摩擦不能夠產(chǎn)生有花樣的液晶排列。
活性定向膜與傳統(tǒng)的液晶定向膜相比，另一種被稱作“指令層”的定向膜可以使液晶在表面受光驅(qū)動(dòng)的指令分子的帶動(dòng)下其排列狀態(tài)發(fā)生可逆性改變。這類指令層可稱作“活性定向膜”。與傳統(tǒng)的定向膜不同，光活性定向膜是由光色性材料制備的。一種典型的光色基元是偶氮苯分子，通過光照使其結(jié)構(gòu)由反式變到順式，從而導(dǎo)致指令層面液晶分子由垂面排列變到沿面排列。但是目前這項(xiàng)技術(shù)并不成熟。
光定向技術(shù)90年代，Schadt等人報(bào)道了所謂的線性偏振光聚合反應(yīng)(LinearlyPolarized Photo-polymerization，LPP)技術(shù)，用線性偏振光照射使肉桂酸酯分子交聯(lián)形成各向異性的高分子膜。在基板表面無(wú)規(guī)排列的分子鏈，當(dāng)偏振紫外光照射時(shí)，導(dǎo)致各向異性反應(yīng)的發(fā)生，所形成的高分子膜對(duì)液晶起定向排列作用。光定向技術(shù)通過非接觸的表面處理方法來(lái)使液晶分子定向排列，能夠克服摩擦方法帶來(lái)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大平面、彎曲表面和有花樣的液晶排列。目前光定向技術(shù)主要通過光定向聚合物材料實(shí)現(xiàn)，使用的聚合物材料種類和數(shù)量已經(jīng)非常豐富，已經(jīng)報(bào)道的包括聚酰亞胺、聚硅氧烷、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇等多類光定向聚合物材料，但大都為單一聚合物材料，若要滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，已有材料在定向液晶的均勻穩(wěn)定性，顯示對(duì)比度等定向性能方面仍需較大改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有光定向材料的不足之處，提出一類能夠改善液晶光定向性能的光定向材料及其制備方法。本發(fā)明通過向環(huán)氧樹脂基光定向聚合物中摻雜光敏材料得到光定向材料，可改善單一聚合物光定向材料的液晶光定向能力，還可通過選擇光敏材料的種類和比例得到所需的光定向效果。
本發(fā)明提出的改善液晶光定向性能的光定向材料，由光敏材料和環(huán)氧樹脂基光定向聚合物材料混合而成，兩種材料的光敏基團(tuán)均為肉桂酰基(該光敏基團(tuán)在線性偏振紫外光照射下能夠發(fā)生各向異性的[2+2]環(huán)化加成反應(yīng)，從而誘導(dǎo)液晶定向排列)。
所述兩種成分的配比為光定向聚合物材料中肉桂?；霉饷舨牧现腥夤瘐；?∶(0～0.3)，即若光定向聚合物材料中肉桂?；暮繛?，則光敏材料中肉桂?；暮吭诖笥?至小于等于光定向聚合物材料中肉桂酰基的30％范圍內(nèi)；所述的光敏材料的分子結(jié)構(gòu)式為 其中R代表苯環(huán)上的取代基，取代基R可為氫原子、鹵素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基，較佳選自氫原子、對(duì)正辛烷氧基；
取代基R可位于苯環(huán)的鄰位、間位或?qū)ξ唬籱視取代基個(gè)數(shù)不同可為1至3的整數(shù)；上述的鹵素，是指氟、氯、溴及碘原子。
上述的烷基，可為(但不限于)甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基。
上述的烷氧基，可為(但不限于)甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、辛氧基。
X為可為但不限于以下基團(tuán) 以及 根據(jù)X官能度的不同，n可以取整數(shù)2或3。
本發(fā)明提出的上述改善液晶光定向性能的光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)合成光敏材料(a)制備苯環(huán)取代肉桂酰氯(即苯環(huán)上有不同取代基的肉桂酰氯)通過苯環(huán)取代肉桂酸(即苯環(huán)上有不同取代基的肉桂酸)與稍過量的(一般比苯環(huán)取代肉桂酸的量過量5％)亞硫酰氯(SOCl2)、三氯化磷(PCl3)或五氯化磷(PCl5)在40～70℃下反應(yīng)4-10小時(shí)得到；所述苯環(huán)取代肉桂酸的結(jié)構(gòu)如下 所述苯環(huán)取代肉桂酰氯的結(jié)構(gòu)如下 其中m視取代基個(gè)數(shù)不同取1-3的整數(shù)；R代表苯環(huán)上的取代基，取代基R可為氫原子、鹵素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基；取代基R可位于苯環(huán)的鄰位、間位或?qū)ξ?；m視取代基個(gè)數(shù)不同可為1至3的整數(shù)；
上述的鹵素，是指氟、氯、溴及碘原子；上述的烷基，可為(但不限于)甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基。
上述的烷氧基，可為(但不限于)甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、辛氧基。
(b)將(a)步驟合成的苯環(huán)取代肉桂酰氯完全溶解于加有酸吸收劑的非質(zhì)子極性溶劑中，在冰水浴中向二酚或多酚溶液滴加，然后升溫至70℃反應(yīng)4-10小時(shí)(其中肉桂酰氯稍過量以確保酚羥基反應(yīng)完全，溶劑用量使反應(yīng)物完全溶解即可，酸吸收劑用量為酰氯用量的3-6倍，以充分吸收反應(yīng)生成的酸)，得到用于摻雜的光敏材料，其結(jié)構(gòu)如下 其中n根據(jù)酚類官能度不同取2或3；(上述方法合成的光敏材料通過紅外光譜、核磁共振譜分析可以證明得到了純凈物，可用于液晶光定向)。
本發(fā)明(b)步驟中采用的二酚，可采用但不限于對(duì)苯二酚、雙酚A、聯(lián)苯二酚；采用的多酚可采用但不限于間苯三酚。
本發(fā)明(b)步驟中采用的非質(zhì)子極性溶劑，可采用但不限于四氫呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)和N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)。
本發(fā)明(b)步驟中的酸吸收劑，為可捕捉游離氫離子的弱堿，可采用但不限于吡啶(Py)、三乙胺(TEA)、N-乙基嗎啉(NEM)和二甲基苯胺(NDMA)。
2)合成環(huán)氧樹脂基光定向聚合物本發(fā)明選用的環(huán)氧樹脂基光定向聚合物及其合成方法為公開技術(shù)(中國(guó)專利《液晶顯示器定向材料及其制法》，公開號(hào)CN 1504537A)。
上述的環(huán)氧樹脂基光定向聚合物，結(jié)構(gòu)如下
其中N為大于1的整數(shù)；R1、R2均可為氫原子、鹵素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基，R1、R2均可位于苯環(huán)的鄰位、間位和對(duì)位；x、y視苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)不同均可取1至3的整數(shù)。
Y選自以下基團(tuán) 3)將步驟1)所述的光敏材料向步驟2)所述的環(huán)氧樹脂基光定向聚合物進(jìn)行摻雜混合后即得到改善液晶光定向性能的光定向材料，其中，以環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的肉桂?；鶊F(tuán)含量為基準(zhǔn)，摻雜的光敏材料的肉桂?；糠秶诖笥?小于等于聚合物肉桂?；鶊F(tuán)含量的30％的范圍內(nèi)，較佳的摻雜比例在肉桂?；鶊F(tuán)含量的10％-20％范圍(肉桂?；墓饨宦?lián)反應(yīng)機(jī)理主要為[2+2]環(huán)加成反應(yīng)，故摻雜比例以肉桂?；鶊F(tuán)含量進(jìn)行計(jì)算)。
本發(fā)明的摻雜光敏材料的環(huán)氧樹脂基光定向材料，可制備成液晶光定向膜用于液晶顯示器中。液晶光定向膜的制備可借由已知的方法，例如，可將本發(fā)明的光定向材料以非質(zhì)子溶劑溶解，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1％-3％的均勻溶液，通過臺(tái)式勻膠機(jī)在基材的表面旋轉(zhuǎn)鍍膜，并用偏振紫外光(例如中心波長(zhǎng)為365nm)照射1-60min進(jìn)行光交聯(lián)，獲得各向異性的光定向?qū)樱M裝成液晶盒灌入液晶檢驗(yàn)液晶定向效果。
本發(fā)明的特點(diǎn)及技術(shù)效果本發(fā)明突破了以前使用單一聚合物定向液晶的傳統(tǒng)，合成含有肉桂?；亩喾N光敏材料，并且將其摻雜于單一環(huán)氧樹脂基光定向聚合物中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明在保證定向均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，使得液晶盒對(duì)比度大幅度提高，最佳實(shí)施例中可將對(duì)比度提高280％，能夠很好地改善已有聚合物的液晶定向效果，還可通過選擇光敏材料的種類和比例得到所需的光定向效果。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，而非用以限制本發(fā)明的范圍。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易達(dá)成的修飾及改變均包括于本案說(shuō)明書揭示內(nèi)容及所附權(quán)利要求之內(nèi)。
實(shí)施例1本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)光敏材料的合成(a)肉桂酰氯的制備在一裝有回流冷凝管和氣體吸收器的三口燒瓶中加入14.8g(0.100mol)肉桂酸，攪拌下用滴液漏斗逐漸加入7.5mL(12.3g，0.105mol)二氯亞砜，用水浴控制溫度為40-70℃的條件下反應(yīng)4-10hr，得到白色固體肉桂酰氯。
(b)雙酚A雙肉桂酸酯的合成在一裝有回流冷凝器的三口瓶中加入1.140g(5mmol)雙酚A，2mL無(wú)水吡啶和10mL無(wú)水四氫呋喃，于冰水浴中緩慢滴加1.689g(10.2mmol)肉桂酰氯的無(wú)水四氫呋喃溶液，待全部滴加完畢后升溫至70℃反應(yīng)4-10hr。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沉淀，過濾，洗滌，烘干，得到雙酚A雙肉桂酸酯。
2)環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的合成聚合物BP-AN-CA的制備方法參考專利CN 1504537A，分子結(jié)構(gòu)式如下
3)將雙酚A雙肉桂酸酯與BP-AN-CA以5％的比例進(jìn)行混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
采用本實(shí)施例改善液晶定向效果實(shí)驗(yàn)用步驟3)得到的光定向材料配制成2％(聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù))的四氫呋喃溶液，用臺(tái)式勻膠機(jī)涂布于ITO玻璃表面形成透明均勻薄膜，經(jīng)60℃/3小時(shí)的熱處理除去溶劑后，置于偏振紫外光下輻照1至10分鐘，然后裝配成液晶盒。將液晶盒置于功率檢測(cè)器下方，旋轉(zhuǎn)液晶盒角度，測(cè)定其透光強(qiáng)度，用此方法得最大透光強(qiáng)度周期為π/2，由此可知摻雜光敏材料的光定向聚合物經(jīng)偏振紫外光輻照后，裝配的液晶盒具備良好的液晶定向效果。在保證定向液晶均勻性的基礎(chǔ)上，該液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物BP-AN-CA的液晶盒對(duì)比度提高了30％。
實(shí)施例2本實(shí)施例中光定向材料及制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例12)同實(shí)施例13)將雙酚A雙肉桂酸酯與BP-AN-CA以10％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向效果的材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物BP-AN-CA液晶盒的對(duì)比度提高了90％。
實(shí)施例3本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例12)同實(shí)施例13)將雙酚A雙肉桂酸酯與BP-AN-CA以20％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向效果的材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物BP-AN-CA液晶盒的對(duì)比度提高了30％。
實(shí)施例4本實(shí)施例中光定向材料的制備方法包括以下步驟1)光敏材料的合成(a)間乙基肉桂酰氯的制備在一裝有回流冷凝管和氣體吸收器的三口燒瓶中加入17.6g(0.100mol)間乙基肉桂酸，攪拌下用滴液漏斗逐漸加入7.5mL(12.3g，0.105mol)二氯亞砜，用水浴控制溫度為40-70℃的條件下反應(yīng)4-10hr，得到間乙基肉桂酰氯。
(b)聯(lián)苯二酚雙間乙基肉桂酸酯的合成在一裝有回流冷凝器的三口瓶中加入0.930g(5mmol)聯(lián)苯二酚，2mL無(wú)水吡啶和10mL無(wú)水四氫呋喃，于冰水浴中緩慢滴加1.979g(10.2mmol)間乙基肉桂酰氯的無(wú)水四氫呋喃溶液，待全部滴加完畢后升溫至70℃反應(yīng)4-10hr。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沉淀，過濾，洗滌，烘干，，得到聯(lián)苯二酚雙間乙基肉桂酸酯。
2)環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的合成聚合物DP-EAN-ECA的制備方法參考專利CN 1504537A，分子結(jié)構(gòu)式如下
3)將間乙基雙肉桂酸酯與DP-EAN-ECA以5％的比例進(jìn)行混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物DP-EAN-ECA液晶盒的對(duì)比度提高了40％。
實(shí)施例5本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例42)同實(shí)施例43)將間乙基雙肉桂酸酯與DP-EAN-ECA以10％的比例進(jìn)行混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物DP-EAN-ECA液晶盒的對(duì)比度提高了120％。
實(shí)施例6本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例42)同實(shí)施例4
3)將間乙基雙肉桂酸酯與DP-EAN-ECA以20％的比例進(jìn)行混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物DP-EAN-ECA液晶盒的對(duì)比度提高了40％。
實(shí)施例7本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)光敏材料的合成(a)對(duì)正辛烷氧基肉桂酰氯的制備將7.5mL(12.3g，0.105mo1)二氯亞砜逐滴加入27.6g(0.100mol)對(duì)正辛烷氧基肉桂酸中，用水浴控制溫度為40-70℃的條件下反應(yīng)4-10hr，得到對(duì)正辛烷氧基肉桂酰氯。
(b)對(duì)苯二酚雙對(duì)正辛烷氧基肉桂酸酯的合成向0.550g(5mmol)對(duì)苯二酚，2mL無(wú)水吡啶和10mL無(wú)水四氫呋喃中滴加3.006g(10.2mmol)對(duì)正辛烷氧基肉桂酰氯的無(wú)水四氫呋喃溶液。待全部滴加完畢后升溫至70℃反應(yīng)4-10hr。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沉淀，過濾，洗滌，烘干，得到對(duì)苯二酚雙對(duì)正辛烷氧基肉桂酸酯。
2)環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的合成聚合物PP-OAN-OCA的制備方法參考專利CN 1504537A，分子結(jié)構(gòu)式如下
3)將對(duì)苯二酚雙對(duì)正辛烷氧基肉桂酸酯與聚合物PP-OAN-OCA以5％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物PP-OAN-OCA液晶盒的對(duì)比度提高了85％。
實(shí)施例8本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例72)同實(shí)施例73)將對(duì)苯二酚雙對(duì)正辛烷氧基肉桂酸酯與聚合物PP-OAN-OCA以10％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物PP-OAN-OCA液晶盒的對(duì)比度提高了280％。
實(shí)施例9
本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例72)同實(shí)施例73)將對(duì)苯二酚雙對(duì)正辛烷氧基肉桂酸酯與聚合物PP-OAN-OCA以20％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物PP-OAN-OCA液晶盒的對(duì)比度提高了85％。
實(shí)施例10本實(shí)施例中光定向材料的制備包括以下步驟1)光敏材料的合成(a)對(duì)氯代肉桂酸的制備在一裝有回流冷凝管和氣體吸收器的三口燒瓶中加入18.3g(0.100mol)對(duì)氯代肉桂酸，攪拌下用滴液漏斗逐漸加入7.5mL(12.3g，0.105mol)二氯亞砜，用水浴控制溫度為40-70℃的條件下反應(yīng)4-10hr，得到對(duì)氯代肉桂酰氯。
(b)雙酚A雙對(duì)氯代肉桂酸酯的合成在一裝有回流冷凝器的三口瓶中加入1.140g(5mmol)雙酚A，2mL無(wú)水吡啶和10mL無(wú)水四氫呋喃，于冰水浴中緩慢滴加2.050g(10.2mmol)對(duì)氯代肉桂酰氯的無(wú)水四氫呋喃溶液，待全部滴加完畢后升溫至70℃反應(yīng)4-10hr。反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沉淀，過濾，洗滌，烘干，得到雙酚A雙對(duì)氯代肉桂酸酯。
2)環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的合成聚合物BP-AN-XCA的制備方法參考專利CN 1504537A，分子結(jié)構(gòu)式如下
3)將雙酚A雙對(duì)氯代肉桂酸酯與聚合物BP-AN-XCA以5％的比例進(jìn)行混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的光定向材料具有良好的液晶定向效果。在保證定向液晶均勻性的基礎(chǔ)上，該液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物BP-AN-XCA液晶盒的對(duì)比度提高了60％。
實(shí)施例11本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例102)同實(shí)施例103)將雙酚A雙對(duì)氯代肉桂酸酯與聚合物BP-AN-XCA以10％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料。
本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物BP-AN-XCA液晶盒的對(duì)比度提高了150％。
實(shí)施例12本實(shí)施例中光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)同實(shí)施例10
2)同實(shí)施例103)將雙酚A雙對(duì)氯代肉桂酸酯與聚合物BP-AN-XCA以20％的比例混合，得到本發(fā)明所述改善液晶光定向性能的光定向材料本實(shí)施例的液晶定向效果步驟3)得到的材料具有良好的液晶定向效果，在保證定向液晶均勻性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上液晶盒的對(duì)比度較使用單一聚合物BP-AN-XCA液晶盒的對(duì)比度提高了60％。
權(quán)利要求
1.一種改善液晶光定向性能的光定向材料，其特征在于，該材料由光敏材料和環(huán)氧樹脂基光定向聚合物材料混合而成，所述兩種材料的光敏基團(tuán)均為肉桂?；h(huán)化加成反應(yīng)，從而誘導(dǎo)液晶定向排列；所述兩種材料成分的配比為光定向聚合物材料中肉桂酰基∶光敏材料中肉桂?；?∶(0～0.3)；所述的光敏材料的分子結(jié)構(gòu)式為 其中R代表苯環(huán)上的取代基，m為1至3的整數(shù)；X為以下基團(tuán) 以及 n取整數(shù)2或3。
2.如權(quán)利要求1所述的光定向材料，其特征在于，所述取代基R采用氫原子、鹵素、C1-C8烷基或C1-C8烷氧基之一種；取代基R位于苯環(huán)的鄰位、間位或?qū)ξ弧?br> 3.如權(quán)利要求2所述的光定向材料，其特征在于，所述的鹵素采用氟、氯、溴或碘原子之一種；所述的烷基采用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基或己基之一種；所述的烷氧基采用甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或辛氧基之一種。
4.一種如權(quán)利要求1所述改善液晶光定向性能的光定向材料的制備方法，包括以下步驟1)合成光敏材料(a)制備苯環(huán)取代肉桂酰氯通過苯環(huán)取代肉桂酸與稍過量的亞硫酰氯SOCl2、三氯化磷PCl3或五氯化磷PCl5在40～70℃下反應(yīng)4-10小時(shí)得到；所述苯環(huán)取代肉桂酸的結(jié)構(gòu)如下 所述苯環(huán)取代肉桂酰氯的結(jié)構(gòu)如下 其中R代表苯環(huán)上的取代基，m取1-3的整數(shù)；(b)將(a)步驟合成的苯環(huán)取代肉桂酰氯完全溶解于加有酸吸收劑的非質(zhì)子極性溶劑中，在冰水浴中向二酚或多酚溶液滴加，然后升溫至70℃反應(yīng)4-10小時(shí)，得到用于摻雜的光敏材料，其結(jié)構(gòu)如下 其中n根據(jù)酚類官能度不同取2或3；2)合成環(huán)氧樹脂基光定向聚合物所述的環(huán)氧樹脂基光定向聚合物，結(jié)構(gòu)如下 其中N為大于1的整數(shù)；R1、R2均代表苯環(huán)上的取代基，x、y均取1至3的整數(shù)；Y選自以下基團(tuán) 3)將步驟1)所述的光敏材料向步驟2)所述的環(huán)氧樹脂基光定向聚合物進(jìn)行摻雜混合后即得到改善液晶光定向性能的光定向材料，其中，以環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的肉桂?；鶊F(tuán)含量為基準(zhǔn)，摻雜的光敏材料的肉桂?；糠秶诖笥?小于等于聚合物肉桂?；鶊F(tuán)含量的30％的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(a)中的取代基R或步驟2)中的取代基R1、R2為氫原子、鹵素、C1-C8烷基或C1-C8烷氧基之一種；取代基R或R1、R2于苯環(huán)的鄰位、間位或?qū)ξ唬?br> 6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鹵素，是指氟、氯、溴及碘原子；所述的烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基；所述的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、辛氧基。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述(b)步驟中采用的二酚為采對(duì)苯二酚、雙酚A或聯(lián)苯二酚之一種；所述的多酚為間苯三酚。
8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述(b)步驟中采用的非質(zhì)子極性溶劑采用四氫呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)或N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)之一種。
9.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述(b)步驟中的酸吸收劑為捕捉游離氫離子的弱堿，采用吡啶Py、三乙胺TEA、N-乙基嗎啉NEM或二甲基苯胺NDMA之一種。
10.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中摻雜的光敏材料的肉桂酰基含量為環(huán)氧樹脂基光定向聚合物的肉桂?；鶊F(tuán)含量的10％-20％范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及改善液晶光定向性能的光定向材料及其制備方法，屬于光敏材料技術(shù)領(lǐng)域。該材料由光敏材料和環(huán)氧樹脂基光定向聚合物材料混合而成，所述兩種材料的光敏基團(tuán)均為肉桂?；h(huán)化加成反應(yīng)，從而誘導(dǎo)液晶定向排列；該材料的制備方法為苯環(huán)取代肉桂酸與稍過量的亞硫酰氯等得到的苯環(huán)取代肉桂酰氯完全溶解于加有酸吸收劑的非質(zhì)子極性溶劑中，向二酚或多酚溶液滴加，得到用于摻雜的光敏材料，將光敏材料向環(huán)氧樹脂基光定向聚合物進(jìn)行摻雜混合后即得到光定向材料。本發(fā)明可改善單一聚合物光定向材料的液晶光定向能力，還可通過選擇光敏材料的種類和比例得到所需的光定向效果。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK1967354SQ200610144030
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者張玥, 于海峰, 連彥青, 王曉工 申請(qǐng)人:清華大學(xué)