專利名稱：一種用于液晶盒的對準膜材料和制備該材料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于液晶盒(liquid crystal cell)的新型對準膜(alignment film)材料和制備該材料的方法，更具體的說，涉及式1的N-芳烷基取代的聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺(PMIA)衍生物，當這些衍生物用于液晶盒的對準膜材料時，它產(chǎn)生小于1°的低預傾角，以及制備該材料的方法。[式1]
(其中，R是一個芳烷基。)一般說來，液晶盒包括兩種硬襯底和在它們之間注射的液晶材料。還有，在襯底上形成透明的電極以便給液晶盒的像素施加電場，在透明膜上形成一種對準膜以便將襯底之間的液晶材料對準。
為了獲得液晶盒的電光效果，需要將液晶盒內的液晶材料均勻一致的對準。有二種類型的液晶對準，一種是單向對準(homogeneous alignment)而另一種是同向對準(homeotropic alignment)。同向對準是將液晶材料在垂直方向相對襯底表面對準，通過將SiOx沉淀在襯底上或通過將例如硅烷為基的偶聯(lián)劑之類的表面活性劑涂敷在襯底上。單向對準是將液晶材料基本上在水平方向相對襯底對準，采用傳統(tǒng)的二氧化硅(SiO2)斜置蒸鍍法、摩擦法和Langmuir-blodgett法進行。
摩擦法是用于對準液晶的最廣泛使用的方法，包括將聚酰亞胺涂敷到襯底上以形成一層有機對準膜和機械摩擦對準膜的步驟。通過這個摩擦工藝，在對準膜表面上沿摩擦方向生成很多微凹槽。這樣，當液晶被置于摩擦對準膜時，由于這些微凹槽的緣故液晶被對準。
一般說來，由于其良好的液晶對準性和化學穩(wěn)定性，主要一直使用聚酰亞胺作為用于摩擦方法的液晶對準膜。而且，聚酰亞胺容易在襯底上印制和摩擦。在襯底上制備聚酰亞胺對準膜的工藝步驟包括，將一種二胺化合物與一種酸酐在溶劑中反應以便生成聚酰胺酸(polyamic acid)溶液；在襯底上涂敷4-8％的聚酰胺酸溶液；和在180-300℃在爐內里烘烤該襯底。采用上述方法得到的熱塑性聚酰亞胺用式2表示。[式2]
然而，存在一個缺點，這個方法需要熱處理被涂敷的前體-聚酰胺酸，以便形成薄的聚酰亞胺膜。此外，聚酰亞胺不能產(chǎn)生小于1°的預傾角，而小于1°的預傾角是近來推廣的寬視角IPS(平面開關)型液晶盒所需要的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有小于1°的低預傾角的對準膜。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可溶于有機溶劑里并容易形成對準膜的新型材料。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種用以形成對準膜的新型材料，它能用于IPS(平面開關)型液晶盒。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供由式1表示的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺，以及包括使芳族聚酰胺金屬化和將金屬化的聚酰胺與芳烷基鹵化物反應的步驟的制備該材料的方法。[式1]
其中，R是芳烷基。
在以下的詳細描述中，只是表示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案，簡單地采用具體說明實施本發(fā)明的本發(fā)明人仔細考慮過的最佳形式的方式。如所理解的那樣，本發(fā)明能夠在各個顯而易見的方面進行改進，所有這些并不脫離本發(fā)明。因而這種說明被認為是描述性的，而不是限制性的。
本發(fā)明提供下式1的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺，并且還提供用于制備同一材料的方法，該方法包括使一種芳族聚酰胺金屬化和將該金屬化的聚酰胺與一種芳烷基鹵化物反應的步驟。[式1]
其中，R是芳烷基。
這種芳族聚酰胺優(yōu)選是PMIA(聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺)。具有金屬化的步驟優(yōu)選采用將聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺與甲基亞磺?；撎茧x子反應來進行。芳烷基鹵化物選自式3-7。[式3]
其中，X是諸如Cl或Br之類的鹵素，而Z是H、CH3、CN、OCH3或CF3。更優(yōu)選所述的芳烷基是芐基。
以下將詳細描述N-芳烷基取代的式1的芳族聚酰胺的制備方法。首先，通過氫化鈉(NaH)與二甲基亞砜(DMSO)的反應制備甲基亞磺?；撎茧x子。然后，如下面式1的反應所示，將PMIA-一種芳族聚酰胺材料，與甲基亞磺?；撎茧x子進行5-6小時的金屬化反應。此后，將金屬化的PMIA與一種芳烷基鹵化物反應12-16小時，以便使金屬化的PMIA主鏈的酰胺基團的N位置被芳烷基取代。由此，本發(fā)明的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺PMIA制成了。
其中，R是芳烷基，而X是Cl或Br。
上述反應以超過85％的高取代率和78％的高產(chǎn)率進行，盡管它是聚合反應。N-芳烷基取代的PMIA用元素分析儀、NMR和IR進行分析。N-芳烷基取代的PMIA可溶于有機溶劑里，例如NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、DMSO(二甲基亞砜)、THF(四氫呋喃)和苯甲醇，盡管未取代的PMIA在有機溶劑里是不溶解的。
接下來，在用這些衍生物制成對準膜之后制作液晶盒。即通過在襯底上涂敷這種衍生物和NMP溶液，并在約150-180℃烘烤襯底1小時用以得到對準膜來制成對準膜。然后，用人造纖維輥摩擦這種對準膜。該襯底與另一個襯底組裝在一起，在它們之間注射液晶。這樣，該液晶以小于1°的預傾角被有序地對準。通過用偏光顯微鏡觀察該液晶，表明預傾角事實上小于1°。例如，如果引入芐基作為芳烷基則預傾角為0.5°-1°，此預傾角適合于IPS型液晶盒。由此，通過采用本發(fā)明的對準膜，具有寬視角的IPS型液晶盒制作出來了。本發(fā)明的衍生物溶于諸如NMP、THF、DMSO和芐基醇之類的有機溶劑里。還有，由這些衍生物形成的對準膜產(chǎn)生小于1°的低預傾角，從而它能用于提供寬視角的IPS型液晶盒中。
在本說明書中，只是表示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案，但是如前所述，應該理解本發(fā)明能夠用于各種其它組合物和環(huán)境里，并且能夠在如后面表達的發(fā)明構思的范圍內變化或改進。
權利要求
1.一種制備下式的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺的方法，該方法包括以下的步驟使芳族聚酰胺金屬化；和將金屬化的聚酰胺與芳烷基鹵化物反應，[式1]
其中，R是芳烷基。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中芳族聚酰胺是聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中芳烷基鹵化物選自式3-7的化合物[式3]
[式4]
[式5]
[式6]
[7]
其中，X是Cl或Br，而Z是H、CH3、CN、OCH3或CF3。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其中芳烷基鹵化物是芐基鹵化物。
5.一種液晶盒的對準膜的制備方法，該方法包括以下步驟使芳族聚酰胺金屬化；將該聚酰胺與一種芳烷基鹵化物反應以便生成式1的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺；[式1]
其中，R是芳烷基；將該N-芳烷基取代的芳族聚酰胺溶于一種有機溶劑里以便生成對準溶液；將該對準溶液涂敷在一種襯底上；和摩擦該襯底。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其中芳族聚酰胺是聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺。
7.根據(jù)權利要求5的方法，其中芳烷基鹵化物選自式3-7的化合物[式3]
[式4]
[式5]
[式6]
[7]
其中，X是Cl或Br，而Z是H、CH3、CN、OCH3或CF3。
8.根據(jù)權利要求5的方法，其中芳烷基鹵化物是芐基鹵化物。
9.根據(jù)權利要求5的方法，其中有機溶劑選自NMP、DMSO、THF和芐基醇。
10.根據(jù)權利要求5的方法，其中液晶盒的對準膜產(chǎn)生小于1°的預傾角。
11.一種下式的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺的用于液晶盒的對準材料，
其中，R是芳烷基。
12.根據(jù)權利要求11的對準材料，其中芳烷基R是從選自下式3-7的化合物中生成的[式3]
[式4]
[式5]
[式6]
[式7]
其中，X是Cl或Br，而Z是H、CH3、CN、OCH3或CF3。
13.根據(jù)權利要求11的對準材料，其中芳烷基是芐基。
14.用權利要求11-13中所述的對準材料制成的對準膜，其中該膜產(chǎn)生小于1°的預傾角。
全文摘要
通過將芳烷基加到芳族聚酰胺的N－位置上來制備N－取代的芳族聚酰胺的新型化合物,其中的衍生物用式1表示并且通過使該芳族聚酰胺金屬化,然后將金屬化的聚酰胺與一種芳烷基鹵化物反應來制備。
文檔編號C08G69/48GK1186817SQ97108580
公開日1998年7月8日 申請日期1997年12月31日 優(yōu)先權日1996年12月31日
發(fā)明者盧星熙 申請人:三星電管株式會社