專利名稱：一種用于液晶盒的對(duì)準(zhǔn)膜材料和制備該材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液晶盒(liquid crystal cell)的新型對(duì)準(zhǔn)膜(alignment film)材料和制備該材料的方法，更具體的說(shuō)，涉及式1的N-芳烷基取代的聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺(PMIA)衍生物，當(dāng)這些衍生物用于液晶盒的對(duì)準(zhǔn)膜材料時(shí)，它產(chǎn)生小于1°的低預(yù)傾角，以及制備該材料的方法。[式1]
(其中，R是一個(gè)芳烷基。)一般說(shuō)來(lái)，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(chǎng)，在透明膜上形成一種對(duì)準(zhǔn)膜以便將襯底之間的液晶材料對(duì)準(zhǔn)。
為了獲得液晶盒的電光效果，需要將液晶盒內(nèi)的液晶材料均勻一致的對(duì)準(zhǔn)。有二種類型的液晶對(duì)準(zhǔn)，一種是單向?qū)?zhǔn)(homogeneous alignment)而另一種是同向?qū)?zhǔn)(homeotropic alignment)。同向?qū)?zhǔn)是將液晶材料在垂直方向相對(duì)襯底表面對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)將SiOx沉淀在襯底上或通過(guò)將例如硅烷為基的偶聯(lián)劑之類的表面活性劑涂敷在襯底上。單向?qū)?zhǔn)是將液晶材料基本上在水平方向相對(duì)襯底對(duì)準(zhǔn)，采用傳統(tǒng)的二氧化硅(SiO2)斜置蒸鍍法、摩擦法和Langmuir-blodgett法進(jìn)行。
摩擦法是用于對(duì)準(zhǔn)液晶的最廣泛使用的方法，包括將聚酰亞胺涂敷到襯底上以形成一層有機(jī)對(duì)準(zhǔn)膜和機(jī)械摩擦對(duì)準(zhǔn)膜的步驟。通過(guò)這個(gè)摩擦工藝，在對(duì)準(zhǔn)膜表面上沿摩擦方向生成很多微凹槽。這樣，當(dāng)液晶被置于摩擦對(duì)準(zhǔn)膜時(shí)，由于這些微凹槽的緣故液晶被對(duì)準(zhǔn)。
一般說(shuō)來(lái)，由于其良好的液晶對(duì)準(zhǔn)性和化學(xué)穩(wěn)定性，主要一直使用聚酰亞胺作為用于摩擦方法的液晶對(duì)準(zhǔn)膜。而且，聚酰亞胺容易在襯底上印制和摩擦。在襯底上制備聚酰亞胺對(duì)準(zhǔn)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(yīng)以便生成聚酰胺酸(polyamic acid)溶液；在襯底上涂敷4-8％的聚酰胺酸溶液；和在180-300℃在爐內(nèi)里烘烤該襯底。采用上述方法得到的熱塑性聚酰亞胺用式2表示。[式2]
然而，存在一個(gè)缺點(diǎn)，這個(gè)方法需要熱處理被涂敷的前體-聚酰胺酸，以便形成薄的聚酰亞胺膜。此外，聚酰亞胺不能產(chǎn)生小于1°的預(yù)傾角，而小于1°的預(yù)傾角是近來(lái)推廣的寬視角IPS(平面開(kāi)關(guān))型液晶盒所需要的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有小于1°的低預(yù)傾角的對(duì)準(zhǔn)膜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可溶于有機(jī)溶劑里并容易形成對(duì)準(zhǔn)膜的新型材料。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用以形成對(duì)準(zhǔn)膜的新型材料，它能用于IPS(平面開(kāi)關(guān))型液晶盒。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供由式1表示的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺，以及包括使芳族聚酰胺金屬化和將金屬化的聚酰胺與芳烷基鹵化物反應(yīng)的步驟的制備該材料的方法。[式1]
其中，R是芳烷基。
在以下的詳細(xì)描述中，只是表示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，簡(jiǎn)單地采用具體說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的本發(fā)明人仔細(xì)考慮過(guò)的最佳形式的方式。如所理解的那樣，本發(fā)明能夠在各個(gè)顯而易見(jiàn)的方面進(jìn)行改進(jìn)，所有這些并不脫離本發(fā)明。因而這種說(shuō)明被認(rèn)為是描述性的，而不是限制性的。
本發(fā)明提供下式1的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺，并且還提供用于制備同一材料的方法，該方法包括使一種芳族聚酰胺金屬化和將該金屬化的聚酰胺與一種芳烷基鹵化物反應(yīng)的步驟。[式1]
其中，R是芳烷基。
這種芳族聚酰胺優(yōu)選是PMIA(聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺)。具有金屬化的步驟優(yōu)選采用將聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺與甲基亞磺?；?fù)碳離子反應(yīng)來(lái)進(jìn)行。芳烷基鹵化物選自式3-7。[式3]
其中，X是諸如Cl或Br之類的鹵素，而Z是H、CH3、CN、OCH3或CF3。更優(yōu)選所述的芳烷基是芐基。
以下將詳細(xì)描述N-芳烷基取代的式1的芳族聚酰胺的制備方法。首先，通過(guò)氫化鈉(NaH)與二甲基亞砜(DMSO)的反應(yīng)制備甲基亞磺酰基負(fù)碳離子。然后，如下面式1的反應(yīng)所示，將PMIA-一種芳族聚酰胺材料，與甲基亞磺?；?fù)碳離子進(jìn)行5-6小時(shí)的金屬化反應(yīng)。此后，將金屬化的PMIA與一種芳烷基鹵化物反應(yīng)12-16小時(shí)，以便使金屬化的PMIA主鏈的酰胺基團(tuán)的N位置被芳烷基取代。由此，本發(fā)明的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺PMIA制成了。
其中，R是芳烷基，而X是Cl或Br。
上述反應(yīng)以超過(guò)85％的高取代率和78％的高產(chǎn)率進(jìn)行，盡管它是聚合反應(yīng)。N-芳烷基取代的PMIA用元素分析儀、NMR和IR進(jìn)行分析。N-芳烷基取代的PMIA可溶于有機(jī)溶劑里，例如NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、DMSO(二甲基亞砜)、THF(四氫呋喃)和苯甲醇，盡管未取代的PMIA在有機(jī)溶劑里是不溶解的。
接下來(lái)，在用這些衍生物制成對(duì)準(zhǔn)膜之后制作液晶盒。即通過(guò)在襯底上涂敷這種衍生物和NMP溶液，并在約150-180℃烘烤襯底1小時(shí)用以得到對(duì)準(zhǔn)膜來(lái)制成對(duì)準(zhǔn)膜。然后，用人造纖維輥摩擦這種對(duì)準(zhǔn)膜。該襯底與另一個(gè)襯底組裝在一起，在它們之間注射液晶。這樣，該液晶以小于1°的預(yù)傾角被有序地對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)用偏光顯微鏡觀察該液晶，表明預(yù)傾角事實(shí)上小于1°。例如，如果引入芐基作為芳烷基則預(yù)傾角為0.5°-1°，此預(yù)傾角適合于IPS型液晶盒。由此，通過(guò)采用本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)膜，具有寬視角的IPS型液晶盒制作出來(lái)了。本發(fā)明的衍生物溶于諸如NMP、THF、DMSO和芐基醇之類的有機(jī)溶劑里。還有，由這些衍生物形成的對(duì)準(zhǔn)膜產(chǎn)生小于1°的低預(yù)傾角，從而它能用于提供寬視角的IPS型液晶盒中。
在本說(shuō)明書(shū)中，只是表示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，但是如前所述，應(yīng)該理解本發(fā)明能夠用于各種其它組合物和環(huán)境里，并且能夠在如后面表達(dá)的發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)變化或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種制備下式的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺的方法，該方法包括以下的步驟使芳族聚酰胺金屬化；和將金屬化的聚酰胺與芳烷基鹵化物反應(yīng)，[式1]
其中，R是芳烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中芳族聚酰胺是聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中芳烷基鹵化物選自式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(jù)權(quán)利要求3的方法，其中芳烷基鹵化物是芐基鹵化物。
5.一種液晶盒的對(duì)準(zhǔn)膜的制備方法，該方法包括以下步驟使芳族聚酰胺金屬化；將該聚酰胺與一種芳烷基鹵化物反應(yīng)以便生成式1的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺；[式1]
其中，R是芳烷基；將該N-芳烷基取代的芳族聚酰胺溶于一種有機(jī)溶劑里以便生成對(duì)準(zhǔn)溶液；將該對(duì)準(zhǔn)溶液涂敷在一種襯底上；和摩擦該襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中芳族聚酰胺是聚-間-亞苯基異鄰苯二酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中芳烷基鹵化物選自式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(jù)權(quán)利要求5的方法，其中芳烷基鹵化物是芐基鹵化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中有機(jī)溶劑選自NMP、DMSO、THF和芐基醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中液晶盒的對(duì)準(zhǔn)膜產(chǎn)生小于1°的預(yù)傾角。
11.一種下式的N-芳烷基取代的芳族聚酰胺的用于液晶盒的對(duì)準(zhǔn)材料，
其中，R是芳烷基。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的對(duì)準(zhǔn)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(jù)權(quán)利要求11的對(duì)準(zhǔn)材料，其中芳烷基是芐基。
14.用權(quán)利要求11-13中所述的對(duì)準(zhǔn)材料制成的對(duì)準(zhǔn)膜，其中該膜產(chǎn)生小于1°的預(yù)傾角。
全文摘要
通過(guò)將芳烷基加到芳族聚酰胺的N－位置上來(lái)制備N－取代的芳族聚酰胺的新型化合物,其中的衍生物用式1表示并且通過(guò)使該芳族聚酰胺金屬化,然后將金屬化的聚酰胺與一種芳烷基鹵化物反應(yīng)來(lái)制備。
文檔編號(hào)C08G69/48GK1186817SQ97108580
公開(kāi)日1998年7月8日 申請(qǐng)日期1997年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月31日
發(fā)明者盧星熙 申請(qǐng)人:三星電管株式會(huì)社