用作取向膜材料的聚合物及取向膜的制备方法_2

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用,并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0029] 下面结合附图,通过对本发明的【具体实施方式】详细描述,将使本发明的技术方案 及其它有益效果显而易见。
[0030] 附图中,
[0031] 图1为本发明的用作取向膜材料的聚合物的一种分子结构示意图;
[0032] 图2为本发明的取向膜的制备方法的示意流程图。
【具体实施方式】
[0033] 为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施 例及其附图进行详细描述。
[0034] 本发明首先提供一种可用作取向膜材料的聚合物,所述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。
[0035] 具体的,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:
[0036] ( 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;
[0037] ( 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。
[0038] 具体的,所述聚酰亚胺分子链的结构式为

其中,η和m为 , 大于〇的自然数。
[0039] 具体的,所述硅氧烷化合物可以为树形硅氧烷化合物或笼型低聚倍半硅氧烷化合 物。
[0040] 所述树形硅氧烷化合物的分子式为R1SinOlriIT 2n+1,其中,η = 4或13, R为-(CO)
0H,-(CO)NH2, -OH,或 等基团;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、或苯基等基团。
[0041] 具体的,所述R基为连接性基团,用于与聚酰亚胺分子链相连接,所述R'基为功能 性基团,用于控制液晶分子的预倾角,起到配向作用。
[0042] 当所述树形硅氧烷化合物的分子式R1SinOlriIT 211+1中η分别为4,13时,所述树形 硅氧烷化合物的结构式分别如式(A)和式(B)所示:
[0043]
[0044] 具体的,所述树形硅氧烷化合物的粒径为l_3nm。
[0045] 所述笼型低聚倍半硅氧烷化合物的分子式为R1SinOu nITlri,其中,η = 6, 8, 10,或 12, R为-(C0)0H,-(CO)NH2, -0Η,或
等基团;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、或苯基等基团。
[0046] 具体的,所述R基为连接性基团,用于与聚酰亚胺分子链相连接,所述R'基为功能 性基团,用于控制液晶分子的预倾角,起到配向作用。
[0047] 具体的,所述笼型低聚倍半硅氧烷化合物的粒径为l_3nm。
[0048] 当所述笼型低聚倍半硅氧烷化合物的分子式R1SinO 1. 中η分别为6, 8, 10, 12 时,所述笼型低聚倍半硅氧烷化合物的结构式分别如式(E)、(F)、(G)、(H)所示:
[0049]
[0050] 图1为本发明的用作取向膜材料的聚合物的一种分子结构示意图,如图1所示,所 述聚合物包含聚酰亚胺分子链和以支链的形式与所述聚酰亚胺分子链相连接的树形硅氧 烧化合物分子,所述树形硅氧烷化合物的结构如式(A)所不,所述树形硅氧烷化合物分子 以R基与聚酰亚胺分子链相连接,使得整个树形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。
[0051] 优选的,所述硅氧烷化合物分子在所述聚合物中的质量百分比为1~50wt%。
[0052] 具体的,所述硅氧烷化合物分子在取向膜表面能够控制液晶分子产生预倾角的机 理为:
[0053] (1)从能量的角度解释:所述硅氧烷化合物分子在取向膜中的作用机理类似于摩 擦配向,可以使取向膜表面产生一个方位角,使得液晶分子的长轴和硅氧烷化合物分子的 支链R'方向一致,以达到能量最低的稳定状态,实现液晶分子沿着一定的方向排列,而这种 能量的降低程度跟树形硅氧烷化合物分子在取向膜中的含量密切相关,硅氧烷化合物分子 的含量越多,取向膜表面能降低的程度越大,从而实现液晶分子预倾角的可控。
[0054] (2)从表面分子链取向理论解释:硅氧烷化合物分子在取向膜中主要依靠 R'官能 基以立体障碍的方式使得液晶分子产生预倾角,而这种取向效果会随着硅氧烷化合物分子 的含量而产生差异,也就是由R'官能基数量多少决定的。
[0055] 本发明提供的一种用作取向膜材料的聚合物,所述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以与所述聚酰亚胺分子链相连接,同时还具有功能性基团R'以控制液 晶分子的预倾角,具体的,通过控制聚合物中硅氧烷化合物分子的含量可以实现液晶分子 预倾角从〇°至90°的变化,使得所述取向膜具有较大的预倾角范围,实现了使用所述取 向膜的液晶面板中的液晶分子预倾角宽范围的可控性;同时所述聚合物还具有较好的耐热 性和机械性能。
[0056] 请参阅图2,本发明还提供一种取向膜的制备方法,其包括以下步骤:
[0057] 步骤1、按照硅氧烷化合物、二酐类单体、及二胺类单体的摩尔比为1~50 :100 : 50~99的比例称取硅氧烷化合物、二酐类单体、及二胺类单体。
[0058] 具体的,所述硅氧烷化合物为树形硅氧烷化合物或笼型低聚倍半硅氧烷化合物。
[0059] 所述树形硅氧烷化合物和笼型低聚倍半硅氧烷化合物的结构在前面已做详细描 述,此处不再赘述。
[0060] 具体的,所述二酐类单体的结构式可以为:
[0061]
[0062] 所述二胺类单体的结构式可以为:
[0063]
[0064] 步骤2、提供适量溶剂,将步骤1所称取的二酐类单体、硅氧烷化合物、及二胺类单 体溶解于所述溶剂中,制得取向膜前体材料。
[0065] 具体的,所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷和丁内酯中的一种或多种的 组合。
[0066] 所述步骤2制得的一种取向膜前体材料,包含硅氧烷化合物、二酐类单体、二胺类 单体、及溶剂,其中,所述硅氧烷化合物的摩尔含量nl、所述二酐类单体的摩尔含量n2、及 所述二胺类单体的摩尔含量n3之间的比例为nl :n2 m3 = 1~50 :100 :50~99,且n2 = nl+n3〇
[0067] 优选的,所述硅氧烷化合物在所述取向膜前体材料中的质量百分比为0.01~ 0· 5wt % 〇
[0068] 步骤3、提供一基板,将所述步骤2制得的取向膜前体材料涂布到基板表面。
[0069] 步骤4、对涂布在所述基板表面的取向膜前体材料进行预固化,预固化的温度为 100~130°C,预固化的持续时间为1~lOmin。
[0070] 步骤5、对涂布在基板表面的取向膜前体材料进行主固化,主固化的温度为210~ 240°C,主固化的持续时间为20~40min,制得取向膜。
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