[发明专利]液晶垂直取向膜用材料及由其制备的液晶盒和制备方法

说明书

本发明公开了一种液晶垂直取向膜用材料及由其制备的液晶盒和制备方法，为提供良好的垂直取向性，采用了聚合物稳定垂直取向(polymer sustained vertical alignment，PSVA)的方式，以涂覆了直链式光敏性聚酰亚胺的基板制备液晶盒，灌入含有(甲基)丙烯酸烷基酯的液晶，以分子结构简单的直链式光敏性聚酰亚胺作为引发剂，在紫外光照射下引发(甲基)丙烯酸烷基酯聚合，得到液晶垂直取向盒。光敏性聚酰亚胺是由含二苯甲酮的二酐和含活泼氢的二胺缩聚而成，(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基碳数为4‑18个。本发明公开的垂直取向膜和液晶盒具有制备工艺简单、生产成本低、液晶取向性能优良等优势。

技术领域

本发明涉及一种聚合物稳定垂直取向(polymer sustained verticalalignment，PSVA)模式液晶显示元件用的液晶取向膜材料，以及由其制备的液晶盒和液晶盒的制备方法。

背景技术

液晶显示器(LCDs)具有低能耗、高对比度、快响应等方面的优势，是目前应用最为广泛的显示器。LCDs的显示模式很多，其中垂直取向(vertical alignment,VA)模式以其高对比度、广视角、高性价比以及适用范围广等而得到广泛研究。VA模式中的多畴垂直取向(Multi-domain vertical alignment,MVA)产生垂直取向的电极上的突起物会导致LCDs的透过率下降，同时由于突起物周围和内部液晶分子取向方向(方位角)的差异，致使响应速度慢。

为改善VA-LCDs的性能，发展了一种新的垂直取向模式即PSVA模式。PSVA的基本制备过程表述如下：预先将可聚合单体、引发剂以及液晶共混，组装成液晶盒之后，并在施加电压下进行光照聚合，采用聚合物固定液晶分子的方位角。PSVA模式具有响应快、透过率高以及工艺简单等优点。

传统的PSVA模式，是用紫外光照射可聚合单体、液晶和小分子引发剂的混合物，在光照完成之后剩余的小分子引发剂将会成为杂质离子，从而易产生图像暂留(残影)，降低显示器的显示品质(Nakanishi Y,Okamoto K.Relationship between Concentration ofInitiator and Image-Sticking Phenomenon of Polymer-Sustained-Alignment LiquidCrystal Displays[J].Japanese Journal of Applied Physics,2012,51(4):1701)。若不加入小分子光引发剂，为了使聚合完全，势必要增加光照射量，从而保证LCDs的性能。然而增加光照射量会增加能耗，可能会造成聚合物的光降解，从而影响LCDs的性能。为解决这个问题，樫下幸志等(CN 103937510 A)采用把低分子引发剂或者含光敏性基团的大分子引入到取向膜中，以求达到使可聚合单体快速聚合的目的。

然而，在樫下幸志等的专利中，由可聚合单体的聚合起到控制液晶分子方位角的作用，接近90°的预倾角(即液晶分子长轴方向与取向层之间的夹角)的实现则需借助于带有长侧链的特殊结构的二胺，而合成这些二胺需要昂贵的原料和复杂的步骤，将显著增加制造成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种新的液晶垂直取向膜用材料；第二个目的是提供一种由新的液晶垂直取向膜用材料制备的液晶盒；第三个目的是提供制备所述液晶盒的方法。

针对本发明的第一个目的，本发明提供的液晶垂直取向膜用材料，由光敏性聚酰亚胺和(甲基)丙烯酸烷基酯两部分组成，成膜的光敏性聚酰亚胺在紫外光照射后引发(甲基)丙烯酸烷基酯聚合，在光敏性聚酰亚胺膜表面形成(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物(包括接枝在光敏性聚酰亚胺链上的和自聚合后沉积在其表面的)，从而使得液晶共混物中的液晶分子垂直取向。