[发明专利]一种垂直取向剂材料

说明书

技术领域

本发明属于液晶取向材料领域，涉及一种垂直取向剂材料。

背景技术

在液晶显示器(LCD)的CF(color filter，彩色滤光片)基板和TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)基板上，分别有一层薄膜材料，其主要作用是使液晶分子按一定方向排列，我们称之为配向膜，常用聚酰亚胺(PI)材料。这种配相膜主要分为摩擦配向型PI材料和光配向型PI材料，但是，两种配向型材料都存在缺点。首先，摩擦配向型会有粉尘颗粒、静电残留、刷痕等问题，降低工艺良率，而光配向材料虽然可以避免这些问题，但由于材料特性受限，耐热性和耐老化性不佳，同时锚定LC(Liquid Crystal，液晶)分子的能力也较弱，从而影响面板的品质。其次，PI材料本身就具有高极性和高吸水性，存储和运送容易造成变质而导致配向不均，并且PI材料价格昂贵，在TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示屏)上成膜的工艺也较为复杂，导致面板成本提高。再次，PI溶液中还含有大量N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，所以配向层的制程是能耗高、极其不环保且易对人体造成危害。此外，由于配向层不均匀性、缺涂、不粘以及异物等问题，还会对产品良率造成损失，导致资源浪费以及产品制造成本提高。

因此，在TFT-LCD中，若能够在省去PI膜的情况下，还能使液晶分子排列，这将会大大降低生产面板的成本。但是液晶分子在无PI膜的TFT-LCD中，将会直接接触面板上的无机材料。因此，有必要设计一种具聚合基团的自取向剂材料，以达到控制液晶分子取向的目的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种垂直取向剂材料，这种材料的的结构中包括极性锚定基团、可聚合性基团、中间刚性基团以及尾基柔性基团四部分，锚定基团的主要作用是利用自身的极性基团以物理作用的方式锚定在无极性基板表面；可聚合性基团主要是UV(紫外光)聚合形成一层致密的聚合物膜，中间基团和末基的主要作用是类似于PI支链的作用以立体障碍的方式使液晶分子垂直排列。

根据本发明的一个方面，提供一种自取向材料，所述材料的分子如式I所示：

其中，Q为极性锚定基团，L1为刚性基团，P为可聚合性基团，L2为连接基团，R为末端柔性基团，n为1-3。

根据本发明的优选实施方式，所述极性锚定基团Q选自胺基、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH₃)₃、-Si(OCH₃)₃或-SiCl₃中的任意一种。

根据本发明的优选实施方式，所述可聚合性基团P是指在紫外光下可聚合性基团。优选选自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基或乙烯氧基中的任意一种。

根据本发明的优选实施方式，所述L2选自被卤素取代或未取代的C₃-C₂₀直链或支链亚烷基，任选地，其中一个或多个碳原子被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH＝CH-基团所替代。优选地，所述卤素为F或Cl；

根据本发明的优选实施方式，所述L1为

其中，y选自0-5之间的整数，优选为0-3之间的整数；

A彼此相同或不同的为取代或未取代的C₆-C₁₄亚芳基或C₄-C₆亚环烷基的任意一种，所述亚芳基包括亚苯基、亚稠环芳基、亚联苯型多环芳基；优选地，所述亚环烷基上C的个数为4-6；优选地，A为取代或未取代的亚联苯型多环芳基；

所述A的取代基团选自卤素、氰基、C₁-C₈直链或支链烷基中的一种或多种，其中，任选地，所述烷基中非相邻的一个或多个碳原子被氧或硫替代；

Sp彼此相同或不同的为单键或C₁-C₈烷基，其中，任选地，一个或多个碳原子被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH₂-、-CH₂O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-中的任意一种替代，优选地，所述Sp为单键。