專利名稱：一種液晶取向劑、液晶取向膜及其液晶盒的制備方法
一種液晶取向劑、液晶取向膜及其液晶盒的制備方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶取向劑、液晶取向膜及其液晶盒的制備方法，屬于液晶顯示器元件的制備領(lǐng)域。背景技術(shù)：
液晶顯示器要獲得良好的顯示效果，必須要求液晶分子具有良好穩(wěn)定的取向排列。聚酰亞胺(PI)因具有耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、取向穩(wěn)定、易成膜等優(yōu)良屬性，目前被廣泛應(yīng)用于液晶顯示器取向膜。通常聚酰亞胺為不溶不熔，在制備時將以聚酰胺酸等聚酰亞胺前驅(qū)體為主成分的液晶取向劑涂敷在玻璃基板上，通過加熱使其亞胺化生成聚酰亞胺取向膜，目前商業(yè)化的前驅(qū)體聚酰胺酸在加熱使其亞胺化過程中的高溫使微電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中存在基板被破壞的可能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低溫固化，且電壓保持率較好的液晶取向劑的制備方法，同時還提供了由該液晶取向劑制備液晶取向膜和液晶盒的方法。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案
一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟
(1)可溶性聚酰亞胺溶液的制備
在氮氣保護(hù)下于攪拌中按配方用量將二胺加入有機溶機中，攪拌下再緩慢加入四羧酸二酐，在0 8°C反應(yīng)9 12小時后加入三乙胺，加熱至80 100°C下滴加乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后將其滴入去離子水中析出固體，將所得固體干燥，研磨處理即得到可溶性聚酰亞胺；將所得可溶性聚酰亞胺按比例溶解在有機溶劑中即得可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)液晶取向劑的制備
在氮氣保護(hù)下于攪拌中按配方用量將二胺加入有機溶劑中，在該混合液中加入偶聯(lián)劑，步驟(1)中制得的可溶性聚酰亞胺，再緩慢加入的四羧酸二酐，在O 8°C下反應(yīng) 15 20小時后加入有機溶劑，流平劑，即得聚酰胺酸液晶取向劑。
如上所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的二胺為對苯二胺、問苯二胺、4，4’ - 二氨基二苯醚、4，4’ - 二氨基二苯甲烷、4，4’ - 二氨基二苯酮或3，4’ - 二氨基二苯醚中的一種。
如上所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的四羧酸二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯四甲酸二酐、1，2，3，4_環(huán)丁烷四甲酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯酮四酸二酐或 1，2，4，5_環(huán)己烷四羧酸二酐中的一種。
如上所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N，N’ 二甲基甲酰胺、N、N’ 二甲基乙酰胺中的一種。
如上所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為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，2-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-脲基丙基三甲氧基硅烷，3-脲基丙基三乙氧基硅烷中的一種。
如上所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的流平劑為乙酸甲酯、 乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇單丁醚、苯甲基苯酚、乙二醇乙醚乙酸酯中的一種。
一種液晶取向膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟
將上述制得的液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，在80 120°C下預(yù)烘該玻璃基板10-20分鐘，然后在200-250°C下進(jìn)行固化50-90分鐘成膜并使液晶取向劑中的聚酰胺酸亞胺化，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，即得涂覆在氧化銦錫玻璃基板上的液晶取向膜。
一種液晶盒的制備方法，其特征在于包括以下步驟
將兩片上述制得的涂覆有液晶取向膜的氧化銦錫玻璃基板用光固化膠使兩片基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得液晶盒。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，有以下有益效果
可溶性聚酰亞胺的制備中加入了過量三乙胺和乙酸酐使可溶性聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定降低聚酰胺酸亞胺化的溫度，從而減少聚酰胺酸高溫亞胺化過程中破壞基板的可能。具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
一種液晶取向劑、液晶取向膜及其液晶盒的制備方法，其包括以下步驟，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外均為重量份數(shù)；
(1)可溶性聚酰亞胺溶液的制備
在氮氣保護(hù)下于攪拌中按配方用量將1 5份的二胺加入50 90份的有機溶機中，攪拌下再緩慢加入1 5份的四羧酸二酐，在0 8V反應(yīng)9 12小時后加入10 20 份的三乙胺，加熱至80 100°C下滴加15 20份的乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后將其滴入去離子水中析出固體，將所得固體干燥，研磨處理即得到可溶性聚酰亞胺；所得可溶性聚酰亞胺為粉末狀，使用時將所得可溶性聚酰亞胺粉末按1 20的比例溶解在有機溶劑中即得可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)液晶取向劑的制備
在氮氣保護(hù)下于攪拌中按配方用量將1 5份的二胺加入30 60份的有機溶劑中，在該混合液中加入0. 1 3份的偶聯(lián)劑，1 5份步驟(1)中制得的可溶性聚酰亞胺，即 20 100份步驟(1)中制得的可溶性聚酰亞胺溶液，再緩慢加入1 5份的四羧酸二酐，在 0 8°C下反應(yīng)15 20小時后加入10 30份的有機溶劑，10 50份的流平劑獲得亞胺化溫度較低的聚酰胺酸溶液，即得液晶取向劑。
(3)制備液晶取向膜
將上述所得的液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，在80 120°C下預(yù)烘該玻璃基板10-20分鐘，然后在200-250°C下進(jìn)行固化50-90分鐘成膜并使液晶取向劑中的聚酰胺酸亞胺化，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，即得涂覆在氧化銦錫玻璃基板上的液晶取向膜。
(3)制備液晶盒
將兩片上述制得的涂覆有液晶取向膜的氧化銦錫玻璃基板用光固化膠使兩片基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得液晶盒。
在以下各實施例中，所涉及到的原料份數(shù)除特別說明外，均為重量份數(shù)。
實施例1
(1)制備可溶性聚酰亞胺溶液
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將4份的3，4’ - 二氨基二苯醚加入60份的N-甲基吡咯烷酮中，再緩慢加入4份的均苯四甲酸二酐，反應(yīng)9 12小時后加入15份三乙胺，加熱至 80 100°C下滴加17份乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后滴入去離子水中析出固體，所得固體經(jīng)干燥、研磨處理得到可溶性聚酰亞胺粉末，將所得可溶性聚酰亞胺粉末按1 20比例溶解在N-甲基吡咯烷酮中，即得濃度為5% (重量百分比)的可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)制備聚酰胺酸液晶取向劑
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將2份的4，4’- 二氨基二苯醚加入30份的N-甲基吡咯烷酮中，在該混合液中加入1份的3-氨基丙基三甲氧基硅烷和20份配制好的可溶性聚酰亞胺溶液，再緩慢加入2份均苯四甲酸二酐，在0 8°C下反應(yīng)15 20小時后加入10份的 N-甲基吡咯烷酮，35份的乙酸甲酯得到聚酰胺酸溶液，即得液晶取向劑；
(3)制備液晶取向膜和液晶盒
將步驟O)中制得的聚酰胺酸溶液涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，將該玻璃基板于80 120°C下預(yù)烘10 20分鐘，然后在溫度200 250°C下進(jìn)行固化50 90分鐘，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，用光固化膠將兩片摩擦好的氧化銦錫玻璃基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得聚酰亞胺液晶盒。
實施例2
(1)制備可溶性聚酰亞胺溶液
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將4份的3，4’ - 二氨基二苯醚加入60份的N，N’ 二甲基甲酰胺中，再緩慢加入4份的1，2，3，4-環(huán)丁烷四甲酸二酐，在1 7°C反應(yīng)9 11小時后加入15份三乙胺，加熱至80-100°C下滴加17份乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后滴入去離子水中析出固體，所得固體經(jīng)干燥、研磨處理即得可溶性聚酰亞胺粉末，將所得可溶性聚酰亞胺粉末按1 20比例溶解在N，N’ 二甲基甲酰胺中，即得濃度為5% (重量百分比)的可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)制備聚酰胺酸液晶取向劑
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將2份的4，4’ - 二氨基二苯醚加入40份的N，N’ 二甲基甲酰胺中，在該混合液中加入1份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和20份配制好的可溶性聚酰亞胺溶液，再緩慢加入2份的均苯四甲酸二酐，在1 7。C反應(yīng)15 19小時后加入15份的N，N’ 二甲基甲酰胺，50份的乙酸乙酯即可獲得聚酰胺酸液晶取向劑；
(3)制備液晶取向膜和液晶盒
將步驟O)中制得的聚酰胺酸液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，將該玻璃基板于80 120°C下預(yù)烘10 20分鐘，然后在溫度200 250°C下進(jìn)行固化50 90分鐘，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，用光固化膠將兩片摩擦好的氧化銦錫玻璃基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得聚酰亞胺液晶盒。
實施例3
(1)制備可溶性聚酰亞胺溶液
在氮氣保護(hù)下攪拌中將4份的4，4’ - 二氨基二苯甲烷加入60份的N、N’ 二甲基乙酰胺中，再緩慢加入4份的聯(lián)苯四甲酸二酐，在0 8V反應(yīng)9 12小時后加入15份三乙胺，加熱至80 100°C下滴加17份乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后滴入去離子水中析出固體，所得固體經(jīng)干燥、研磨處理即得可溶性聚酰亞胺粉末，將所得可溶性聚酰亞胺粉末按 1 20比例溶解在N、N’ 二甲基乙酰胺中，即得濃度為5%的可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)制備聚酰胺酸液晶取向劑
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將2份的4，4’ - 二氨基二苯酮加入40份的N、N’ 二甲基乙酰胺中，在該混合液中加入3份的2-氨基丙基三甲氧基硅烷和30份配制好的可溶性聚酰亞胺溶液，再緩慢加入2份均苯四甲酸二酐，在0 8V反應(yīng)15 20小時后加入10份的 N、N’ 二甲基乙酰胺，40份的乙酸丁酯即可獲得聚酰胺酸溶液；
(3)制備液晶取向膜和液晶盒
將步驟O)中制得的聚酰胺酸溶液涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，將該玻璃基板于80 120°C下預(yù)烘10 20分鐘，然后在溫度200 250°C下進(jìn)行固化50 90分鐘，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，用光固化膠將兩片氧化銦錫玻璃基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得聚酰亞胺液晶盒。
實施例4
(1)制備可溶性聚酰亞胺溶液
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將4份的3，4’- 二氨基二苯醚加入60份的N-甲基吡咯烷酮中，再緩慢加入4份的1，2，4，5-環(huán)己烷四羧酸二酐，在0 8°C反應(yīng)9 12小時后加入 15份的三乙胺，加熱至80 100°C下滴加17份的乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后滴入去離子水中析出固體，所得固體經(jīng)干燥、研磨處理即得可溶性聚酰亞胺粉末，將所得可溶性聚酰亞胺粉末按1 20比例溶解在N-甲基吡咯烷酮中，即得濃度為5% (重量百分比)的可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)制備聚酰胺酸液晶取向劑
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將1份的4，4’ - 二氨基二苯醚加入60份的N-甲基吡咯烷酮中，在該混合液中加入0. 5份的2-氨基丙基三乙氧基硅烷和20份的配制好的可溶性聚酰亞胺溶液，再緩慢加入1份的均苯四甲酸二酐，在0 8V反應(yīng)15 20小時后加入30 份的N-甲基吡咯烷酮，10份的乙二醇單丁醚即可獲得聚酰胺酸溶液；
(3)制備液晶取向膜和液晶盒
將步驟O)中制得的聚酰胺酸液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，將該玻璃基板于80 120°C下預(yù)烘10 20分鐘，然后在溫度200 250°C下進(jìn)行固化50 90分鐘，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，用光固化膠將兩片摩擦好的氧化銦錫玻璃基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得聚酰亞胺液晶盒。
實施例5
(1)制備可溶性聚酰亞胺溶液
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將1份的對苯二胺加入73份的N-甲基吡咯烷酮中，再緩慢加入1份的3，3’，4，4’ - 二苯酮四酸二酐，在2 6°C反應(yīng)10 12小時后加入10份的三乙胺，加熱至90 100°C下滴加15份的乙酸酐，保溫反應(yīng)4 5小時后滴入去離子水中析出固體，所得固體經(jīng)干燥、研磨處理即得可溶性聚酰亞胺粉末，將所得可溶性聚酰亞胺粉末按1 20比例溶解在N-甲基吡咯烷酮中，即得濃度為5% (重量百分比)的可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)制備聚酰胺酸液晶取向劑
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將5份的問苯二胺加入42份的N-甲基吡咯烷酮中，在該混合液中加入3份的3-脲基丙基三甲氧基硅烷和100份的配制好的可溶性聚酰亞胺溶液， 再緩慢加入5份均苯四甲酸二酐，在2 6V反應(yīng)18 20小時后加入10份的N-甲基吡咯烷酮，30份的苯甲基苯酚即可獲得聚酰胺酸溶液；
(3)制備液晶取向膜和液晶盒
將步驟O)中制得的聚酰胺酸液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，將該玻璃基板于90 110°C下預(yù)烘10 20分鐘，然后在溫度200 230°C下進(jìn)行固化70 90分鐘，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，用光固化膠將兩片摩擦好的氧化銦錫玻璃基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得聚酰亞胺液晶盒。
實施例6
(1)制備可溶性聚酰亞胺溶液
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將5份的4，4’- 二氨基二苯甲烷加入50份的N-甲基吡咯烷酮中，再緩慢加入5份的3，3’，4，4’- 二苯酮四酸二酐，在4 8V反應(yīng)9 12小時后加入20份的三乙胺，加熱至80 90°C下滴加20份的乙酸酐，保溫反應(yīng)4小時后滴入去離子水中析出固體，所得固體經(jīng)干燥、研磨處理即得可溶性聚酰亞胺粉末，將所得可溶性聚酰亞胺粉末按1 20比例溶解在N-甲基吡咯烷酮中，即得濃度為5% (重量百分比)的可溶性聚酰亞胺溶液；
(2)制備聚酰胺酸液晶取向劑
在氮氣保護(hù)下于攪拌中將1份的4，4’- 二氨基二苯酮加入60份的N-甲基吡咯烷酮中，在該混合液中加入0. 1份的3-脲基丙基三乙氧基硅烷和20份的配制好的可溶性聚酰亞胺溶液，再緩慢加入1份的1，2，4，5-環(huán)己烷四羧酸二酐，在4 8°C反應(yīng)15 18小時后加入10份的N-甲基吡咯烷酮，26. 9份的乙二醇乙醚乙酸酯即可獲得聚酰胺酸溶液；
(3)制備液晶取向膜和液晶盒
將步驟O)中制得的聚酰胺酸液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，將該玻璃基板于100 120°C下預(yù)烘15分鐘，然后在溫度200 250°C下進(jìn)行固化50 70 分鐘，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，用光固化膠將兩片摩擦好的氧化銦錫玻璃基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得聚酰亞胺液晶盒。
表1 (各實施例性能表)
權(quán)利要求
1.一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)可溶性聚酰亞胺溶液的制備在氮氣保護(hù)下于攪拌中按配方用量將二胺加入有機溶機中，攪拌下再緩慢加入四羧酸二酐，在0 8°C反應(yīng)9 12小時后加入三乙胺，加熱至80 100°C下滴加乙酸酐，保溫反應(yīng)3 5小時后將其滴入去離子水中析出固體，將所得固體干燥，研磨處理即得到可溶性聚酰亞胺；將所得可溶性聚酰亞胺按比例溶解在有機溶劑中即得可溶性聚酰亞胺溶液；(2)液晶取向劑的制備在氮氣保護(hù)下于攪拌中按配方用量將二胺加入有機溶劑中，在該混合液中加入偶聯(lián)劑，步驟(1)中制得的可溶性聚酰亞胺，再緩慢加入的四羧酸二酐，在0 8°C下反應(yīng)15 20小時后加入有機溶劑，流平劑，即得聚酰胺酸液晶取向劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的二胺為對苯二胺、間苯二胺、4，4’ - 二氨基二苯醚、4，4’ - 二氨基二苯甲烷、4，4’ - 二氨基二苯酮或3， 4’ - 二氨基二苯醚中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的四羧酸二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯四甲酸二酐、1，2，3，4_環(huán)丁烷四甲酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯酮四酸二酐或1，2，4，5-環(huán)己烷四羧酸二酐中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑為 N-甲基吡咯烷酮、N，N’ 二甲基甲酰胺、N、N’ 二甲基乙酰胺中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為 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，2-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-脲基丙基三甲氧基硅烷，3-脲基丙基三乙氧基硅烷中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液晶取向劑的制備方法，其特征在于所述的流平劑為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇單丁醚、苯甲基苯酚、乙二醇乙醚乙酸酯中的一種。
7.一種液晶取向膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟將權(quán)利要求1中制得的液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，在80 120°C 下預(yù)烘該玻璃基板10-20分鐘，然后在200-250°C下進(jìn)行固化50-90分鐘成膜并使液晶取向劑中的聚酰胺酸亞胺化，再用摩擦機摩擦該玻璃基板，即得涂覆在氧化銦錫玻璃基板上的液晶取向膜。
8.一種液晶盒的制備方法，其特征在于包括以下步驟將兩片權(quán)利要求7中制得的涂覆有液晶取向膜的氧化銦錫玻璃基板用光固化膠使兩片基板摩擦面相對且摩擦方向相反粘結(jié)成盒，灌入液晶，隨后用光固化膠封口，獲得液晶品.ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶取向劑、液晶取向膜及其液晶盒的制備方法。該液晶取向劑由可溶性聚酰亞胺與二酐反應(yīng)生成液晶取向劑，所述可溶性聚酰亞胺在合成中加入三乙胺和乙酸酐使其能夠降低聚酰胺酸亞胺化溫度的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保溫反應(yīng)后滴入去離子水析出固體再按比例溶于有機溶液中成為可溶性聚酰亞胺溶液。該液晶取向膜由所述液晶取向劑涂敷于潔凈的氧化銦錫玻璃基板上，在80-120℃下預(yù)烘該玻璃基板10-20分鐘，然后在200-250℃下進(jìn)行固化50-90分鐘成膜并使液晶取向劑中的聚酰胺酸亞胺化，再摩擦該玻璃基板，即得涂覆在氧化銦錫玻璃基板上的液晶取向膜。本發(fā)明降低了聚酰胺酸亞胺化的溫度，從而減少聚酰胺酸高溫亞胺化過程中破壞基板的可能。
文檔編號G02F1/1337GK102517039SQ20111032718
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者錢德偉 申請人:珠海彩珠實業(yè)有限公司