一種用於液晶盒的對準膜材料和製備該材料的方法
2023-08-02 00:46:31 2
專利名稱：一種用於液晶盒的對準膜材料和製備該材料的方法
技術領域：
本發明涉及用於液晶盒(liquid crystal cell)的新型對準膜(alignment film)材料和製備該材料的方法，更具體的說，涉及式1的N-芳烷基取代的聚-間-亞苯基異鄰苯二醯胺(PMIA)衍生物，當這些衍生物用於液晶盒的對準膜材料時，它產生小於1°的低預傾角，以及製備該材料的方法。[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沉澱在襯底上或通過將例如矽烷為基的偶聯劑之類的表面活性劑塗敷在襯底上。單向對準是將液晶材料基本上在水平方向相對襯底對準，採用傳統的二氧化矽(SiO2)斜置蒸鍍法、摩擦法和Langmuir-blodgett法進行。
摩擦法是用於對準液晶的最廣泛使用的方法，包括將聚醯亞胺塗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，當液晶被置於摩擦對準膜時，由於這些微凹槽的緣故液晶被對準。
一般說來，由於其良好的液晶對準性和化學穩定性，主要一直使用聚醯亞胺作為用於摩擦方法的液晶對準膜。而且，聚醯亞胺容易在襯底上印製和摩擦。在襯底上製備聚醯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醯胺酸(polyamic acid)溶液；在襯底上塗敷4-8％的聚醯胺酸溶液；和在180-300℃在爐內裡烘烤該襯底。採用上述方法得到的熱塑性聚醯亞胺用式2表示。[式2]
然而，存在一個缺點，這個方法需要熱處理被塗敷的前體-聚醯胺酸，以便形成薄的聚醯亞胺膜。此外，聚醯亞胺不能產生小於1°的預傾角，而小於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，本發明的目的是提供一種具有小於1°的低預傾角的對準膜。
本發明的另一個目的是提供一種可溶於有機溶劑裡並容易形成對準膜的新型材料。
本發明的再一個目的是提供一種用以形成對準膜的新型材料，它能用於IPS(平面開關)型液晶盒。
為了達到上述目的，本發明提供由式1表示的N-芳烷基取代的芳族聚醯胺，以及包括使芳族聚醯胺金屬化和將金屬化的聚醯胺與芳烷基滷化物反應的步驟的製備該材料的方法。[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明的優選的實施方案，簡單地採用具體說明實施本發明的本發明人仔細考慮過的最佳形式的方式。如所理解的那樣，本發明能夠在各個顯而易見的方面進行改進，所有這些並不脫離本發明。因而這種說明被認為是描述性的，而不是限制性的。
本發明提供下式1的N-芳烷基取代的芳族聚醯胺，並且還提供用於製備同一材料的方法，該方法包括使一種芳族聚醯胺金屬化和將該金屬化的聚醯胺與一種芳烷基滷化物反應的步驟。[式1]
其中，R是芳烷基。
這種芳族聚醯胺優選是PMIA(聚-間-亞苯基異鄰苯二醯胺)。具有金屬化的步驟優選採用將聚-間-亞苯基異鄰苯二醯胺與甲基亞磺醯基負碳離子反應來進行。芳烷基滷化物選自式3-7。[式3]
其中，X是諸如Cl或Br之類的滷素，而Z是H、CH3、CN、OCH3或CF3。更優選所述的芳烷基是苄基。
以下將詳細描述N-芳烷基取代的式1的芳族聚醯胺的製備方法。首先，通過氫化鈉(NaH)與二甲基亞碸(DMSO)的反應製備甲基亞磺醯基負碳離子。然後，如下面式1的反應所示，將PMIA-一種芳族聚醯胺材料，與甲基亞磺醯基負碳離子進行5-6小時的金屬化反應。此後，將金屬化的PMIA與一種芳烷基滷化物反應12-16小時，以便使金屬化的PMIA主鏈的醯胺基團的N位置被芳烷基取代。由此，本發明的N-芳烷基取代的芳族聚醯胺PMIA製成了。
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％的高產率進行，儘管它是聚合反應。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可溶於有機溶劑裡，例如NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、DMSO(二甲基亞碸)、THF(四氫呋喃)和苯甲醇，儘管未取代的PMIA在有機溶劑裡是不溶解的。
接下來，在用這些衍生物製成對準膜之後製作液晶盒。即通過在襯底上塗敷這種衍生物和NMP溶液，並在約150-180℃烘烤襯底1小時用以得到對準膜來製成對準膜。然後，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，該液晶以小於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於1°。例如，如果引入苄基作為芳烷基則預傾角為0.5°-1°，此預傾角適合於IPS型液晶盒。由此，通過採用本發明的對準膜，具有寬視角的IPS型液晶盒製作出來了。本發明的衍生物溶於諸如NMP、THF、DMSO和苄基醇之類的有機溶劑裡。還有，由這些衍生物形成的對準膜產生小於1°的低預傾角，從而它能用於提供寬視角的IPS型液晶盒中。
在本說明書中，只是表示和描述了本發明的優選的實施方案，但是如前所述，應該理解本發明能夠用於各種其它組合物和環境裡，並且能夠在如後面表達的發明構思的範圍內變化或改進。
權利要求
1.一種製備下式的N-芳烷基取代的芳族聚醯胺的方法，該方法包括以下的步驟使芳族聚醯胺金屬化；和將金屬化的聚醯胺與芳烷基滷化物反應，[式1]
其中，R是芳烷基。
2.根據權利要求1的方法，其中芳族聚醯胺是聚-間-亞苯基異鄰苯二醯胺。
3.根據權利要求1的方法，其中芳烷基滷化物選自式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.根據權利要求3的方法，其中芳烷基滷化物是苄基滷化物。
5.一種液晶盒的對準膜的製備方法，該方法包括以下步驟使芳族聚醯胺金屬化；將該聚醯胺與一種芳烷基滷化物反應以便生成式1的N-芳烷基取代的芳族聚醯胺；[式1]
其中，R是芳烷基；將該N-芳烷基取代的芳族聚醯胺溶於一種有機溶劑裡以便生成對準溶液；將該對準溶液塗敷在一種襯底上；和摩擦該襯底。
6.根據權利要求5的方法，其中芳族聚醯胺是聚-間-亞苯基異鄰苯二醯胺。
7.根據權利要求5的方法，其中芳烷基滷化物選自式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.根據權利要求5的方法，其中芳烷基滷化物是苄基滷化物。
9.根據權利要求5的方法，其中有機溶劑選自NMP、DMSO、THF和苄基醇。
10.根據權利要求5的方法，其中液晶盒的對準膜產生小於1°的預傾角。
11.一種下式的N-芳烷基取代的芳族聚醯胺的用於液晶盒的對準材料，
其中，R是芳烷基。
12.根據權利要求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.根據權利要求11的對準材料，其中芳烷基是苄基。
14.用權利要求11-13中所述的對準材料製成的對準膜，其中該膜產生小於1°的預傾角。
全文摘要
通過將芳烷基加到芳族聚醯胺的N－位置上來製備N－取代的芳族聚醯胺的新型化合物,其中的衍生物用式1表示並且通過使該芳族聚醯胺金屬化,然後將金屬化的聚醯胺與一種芳烷基滷化物反應來製備。
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 優先權日1996年12月31日
發明者盧星熙 申請人:三星電管株式會社