[发明专利]液晶取向膜及其制备方法及包含该取向膜的液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)技术，具体涉及液晶取向膜及其制备方法及包含该取向膜的液晶显示装置。

背景技术

在薄膜晶体管液晶显示器的制作过程中，液晶取向的均一性直接影响显示器的各项品质，生产中一般采用在基板上涂覆取向膜的工艺来实现液晶分子的定向排列。如图1所示，涂覆在基板1表面的取向膜2在高速旋转的摩擦辊3的作用下沿摩擦方向定向排列，在将薄膜晶体管(TFT)阵列基板与彩膜(CF)基板对盒后通过取向膜对表面液晶分子的锚定作用使液晶分子沿一定方向排列。取向膜的主要成分为聚酰亚胺。随着人们对显示器显示品质要求的日益提高，尤其在平面方向转换(IPS，In-Plane-Switching)和边缘场转换(FFS，Fringe Field Switching)等高端显示模式中，液晶分子定向排布的均一性越来越受到重视，因此取向膜对液晶分子的定向作用的能力也成为关注的要点。

传统的聚酰亚胺取向膜主要由均苯四酸二酐与对苯二胺在溶剂(如N甲基吡咯烷酮(NMP))中聚合生成聚酰亚胺酸，再将聚酰胺酸加热脱水生成聚酰亚胺取向膜(如图2所示)，采用上述方法将均苯四酸二酐和对苯二胺的衍生物、同系物或侧链取代基修饰物等聚合即可得到改良型的聚酰亚胺取向膜。采用这种方法得到的聚酰亚胺取向膜具有长单直链结构，链与链之间通过分子间相互作用，如π-π相互作用、氢键或空间位阻等结合形成堆积。如图3所示，液晶分子5吸附在聚酰亚胺上，液晶分子与聚酰亚胺的分子间相互作用决定了聚酰亚胺表层液晶分子的排布，研究表明，聚酰亚胺主链的形貌、主链上芳环与液晶分子上芳环的吸引作用以及侧链烷烃对液晶分子的排斥作用在液晶分子的定向排布中起主导作用。现有技术多采用增加聚酰亚胺主链中芳烃的比重或者体积或嵌入长烷烃侧链来加强取向膜对液晶分子的定向作用力，由于传统的聚酰亚胺主链并非完全的直链结构，因此单纯的通过增加芳烃比重或者体积来增强取向膜对液晶分子的定向效果会导致聚酰亚胺链与链之间的π-π相互作用过强，使聚酰亚胺主链相互结合在一起，从而造成吸附在聚酰亚胺取向膜表面的液晶分子在聚酰亚胺主链的不同区域扭转角不同，从而导致液晶分子5在聚酰亚胺主链4的不同区域排布方向不一致(形成如图3所示的情况)，不能较好地实现液晶分子的定向均一排列，造成液晶显示器对比度降低，从而引起液晶显示器显示品质下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种液晶取向膜及其制备方法及包含该取向膜的液晶显示装置，改变取向膜中聚酰亚胺的主链构型，减小聚酰亚胺主链之间的π-π相互作用，使取向膜结构更加规整，更有利于液晶分子的定向均一排布，从而提高显示器的对比度。

为了达到上述目的，本发明提供一种液晶取向膜，所述取向膜由聚酰亚胺构成，所述聚酰亚胺由式2或式3所示的化合物与式1的芳香二胺反应得到，

H₂N-Ar-NH₂    式1

其中，式1中的Ar为芳香基，

式2式3

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₁′、R₂′、R₃′、R₄′、R₅′、R₆′、R₇′或R₈′取代基为H、烷烃基、芳香烃基或卤代烃基。

进一步地，所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₁′、R₂′、R₃′、R₄′、R₅′、R₆′、R₇′或R₈′取代基为含1-10个碳原子的烷烃基、含6-20个碳原子的芳香烃基或含1-10个碳原子的卤代烃基；所述Ar为苯基、联苯基或二苯醚基。

进一步地，所述烷烃基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。

进一步地，所述芳香烃基为苯基、甲苯基、苄基或三苯基碳。

进一步地，所述卤代烃基为二氟甲基或三氟甲基。