[发明专利]用作取向膜材料的聚合物及取向膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示器制造领域，尤其涉及一种用作取向膜材料的聚合物及取向膜的制备方法。

背景技术

液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，通过玻璃基板通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。

通常液晶显示面板由彩膜基板(CF，Color Filter)、薄膜晶体管基板(TFT，Thin Film Transistor)、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。

液晶显示面板通常会在薄膜晶体管基板及彩膜基板上分别形成一层取向膜，该取向膜与LC接触后，能够使得LC产生一定方向的预倾角，从而给液晶分子提供一个承载的角度(预倾角的大小对TFT-LCD的驱动电压、对比度、响应时间、视角等具有重要影响)，取向膜的材料通常选用聚酰亚胺(Polyimide,PI)材料。取向膜形成方法主要有两种：(1)摩擦配向法(Rubbing)，这种方法是在高分子PI表面用绒布滚轮进行接触式的定向机械摩擦，摩擦高分子表面所提供的能量使高分子主链因延伸而定向排列，从而控制支链与LC相互作用，使LC按照预倾角的方向排列。(2)光配向法(photo-alignment technology)，该方法是利用紫外光敏聚合物单体材料的光化学反应产生各向异性，液晶分子与配向膜表面支链相互作用，为达到能量最小的稳定状态，液晶分子沿着光配向所定义的受力最大的方向排列。虽然这两种方法都可以帮助LC分子产生预倾角，但是只能在小范围内控制预倾角的变化，并不能大范围的对预倾角进行控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用作取向膜材料的聚合物，能够实现液晶分子预倾角在较大范围内可控，且具有优异的耐热性和机械性能。

本发明的目的还在于提供一种取向膜的制备方法，方法步骤简单，所制备的取向膜能够实现液晶分子预倾角在较大范围内可控，且具有优异的耐热性和机械性能。

为实现上述目的，本发明提供一种用作取向膜材料的聚合物，包含聚酰亚胺分子链、及以支链的形式与所述聚酰亚胺分子链相连接的硅氧烷化合物分子，所述硅氧烷化合物分子具有连接性基团R及功能性基团R’，所述连接性基团R用于与所述聚酰亚胺分子链相连接，所述功能性基团R’用于控制液晶分子的预倾角，起到配向作用。

所述硅氧烷化合物分子与聚酰亚胺分子链通过以下两种方式之一进行连接：

(Ⅰ)所述硅氧烷化合物分子中的连接性基团R结合到所述聚酰亚胺分子链中，使得所述硅氧烷化合物分子中除该连接性基团R以外的部分以支链的形式悬挂在所述聚酰亚胺分子链的侧部；

(Ⅱ)所述硅氧烷化合物分子中的连接性基团R与所述聚酰亚胺分子链相连接，使得整个硅氧烷化合物分子以支链的形式悬挂在所述聚酰亚胺分子链的侧部。

所述聚酰亚胺分子链的结构式为其中，n和m为大于0的自然数。

所述硅氧烷化合物为树形硅氧烷化合物，所述树形硅氧烷化合物的分子式为R₁Si_nO_n-1R’_2n+1，其中，n＝4或13，R为-(CO)OH，-(CO)NH₂，-OH，或R’为具有3-10个碳原子的直链烷基或支链烷基、其中某个CH₂基团被-CH＝CH-、-C≡C-、苯基、环烷基所取代的具有3-10个碳原子的直链烷基或支链烷基、或苯基；

所述树形硅氧烷化合物的粒径为1-3nm。