技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其是一种新型的液晶体配向技术。
背景技术
近年来随着信息技术的不断发展，手机、电脑，甚至是普通家用电器均逐步 向着智能、轻便、可移动的方向发展，人机之间的信息交换效率也因此变得非 常关键。为了能够将机器处理后的信息高效、清楚地传达给人，高效率、高质 量、大容量、轻便、低成本、低能耗的显示器的作用举足轻重，导致传统CRT 显示器在短短几年时间内被轻薄型液晶显示器取代。
早期使用较多的液晶显示器多采用TN(Twistednematic)或STN(Super twistednematic)模式，它们所用的液晶材料为正型向列型液晶，并添加一定量 的手性剂。未通电时，液晶体长轴平行于基板表面排列，基板表面液晶体的排 列方向由配向层(Alignmentlayer，材质通常为Polyimide)的摩擦方向(Rubbing direction)决定，上下基板表面配向方向形成一定夹角，通常为90度，所以从 一个基板表面到另一个基板表面，液晶层的分子呈连续扭转排列状态；若扭转 角度为90度，则为TN型，若扭转角度为270度，则为STN型。显示器除了上 下基板及液晶层外，还有贴附于基板外表面吸收轴方向相互垂直的偏光片，以 及背光源等。背光源的光经过偏光片后为线偏振光，经过扭转排列的液晶层， 其偏振方向也随之改变，进而顺利通过另一片偏光片，此时显示器呈透光状态。 当在液晶层上施加电压之后，液晶体的长轴倾向于沿电场的方向排列，此时液 晶层改变偏振光偏振状态的能力消失或下降，显示器为不透光或光透过率较低 的状态。TN/STN型液晶显示器是较早商业化的显示器之一，但是由于其可视角 小，在大视角下的亮度差异和色差严重等缺点，使其应用受到很大限制。后来， 通过补偿膜的方式可以在一定程度上改善TN/STN显示器的视角与色差问题， 但同时也提高了其制造成本，且其效果依然不能完全满足人们对高品质显示器 的要求。
MVA(Multi-domainverticalalignment)型TFT-LCD很好地解决了TN/STN 型液晶显示器视角限制的问题，它采用的为负型液晶与垂直配向膜材料。未施 加电压时，液晶体长轴垂直于基板表面，施加电压会使负型液晶体倾斜，液晶 体长轴倾向于沿垂直电场方向排列。为了解决视角问题，一个亚像素被分成多 个区域，使不同区域中的液晶体朝不同的方向倾倒，让显示器从不同的方向看 到的效果趋于一致。
在一个亚像素内使不同区域的液晶体导向不同的方向有多种方法。第一种 是通过曝光显影的办法，如图1(a)所示，即在设置有ITO电极3的两基板1 的相向面上，制作出凸起物(又称为Bump)2，使凸起物处及其附近的液晶体 产生一定的预倾角，引导其它液晶体也朝预先设定的固定方向倾倒。
第二种是在基板1上直接形成具有一定图案的ITO电极3，上下ITO电极3 形成一定错位，使产生的电场方向具有一定的倾斜角度，从而控制不同区域的 液晶体的倒向，此技术被称为PVA(Patternedverticalalignment)技术，如图1 (b)所示。
第三种是PSVA(Polymerstabilizedverticalalignment)技术，如图2(a)～(d) 所示。在基板1的一侧形成具有一定图案的ITO电极3(通常为鱼骨型),另一 基板则为整面ITO电极3，并在液晶材料中添加遇光激发可聚合的光聚合单体5； 通过电场使不同区域的液晶体朝预先设定的方向倾倒，然后在紫外光照射下使 液晶材料中的光聚合单体5发生紫外光聚合反应，形成具有引导液晶体倾倒的 凸起物2，沉积在基板1表面起到配向的作用。相对其他的MVA技术，PSVA 技术具有高穿透率、高对比、快响应等一系列优点，由此而成为目前大尺寸LCD 面板的主流技术之一。
但是，PSVA的关键是对可聚合单体5的聚合反应进行控制，包括光催化的 反应速率，反应均匀性以及最终可聚合单体5的残留控制等等。只有对上述情 况进行很好的控制才能得到高品质的PSVA液晶面板。
发明内容
为了实现对可聚合单体聚合反应的优化控制，本发明提供一种添加光敏性 分子的配向膜，通过这种配向膜获得的光能引发可聚合单体聚合，能有效调控 可聚合单体的聚合反应。
这种液晶配向膜，设置于液晶面板的基板上，所述配向膜至少包括配向分 子及光敏分子；所述配向分子包括聚酰胺酸和/或聚酰亚胺，所述光敏分子为三 联苯分子和/或带取代基团的三联苯分子；所述配向分子与光敏分子的质量百分 比为3～7％：0.0002～0.2％。
优选地，所述取代基团包括有碳原子数不多于12的烷烃基、烷氧基、酯基； 或者杂原子是N、O、F、Si、P、S、Cl、Br或I的一种或多种。
优选地，所述配向分子的分子量为5×103～5×105。
本发明还提供这种配向膜的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ、将所述的配向分子、光敏分子与溶剂混合成配向膜溶液；所述配向分 子、光敏分子与溶剂的质量百分比为3～7％：0.0002～0.2％：92.8～96.9998％；
Ⅱ、将配向膜溶液涂覆到基板上；
Ⅲ、在100～200℃下预烘烤20～60分钟，再在180～250℃后烘烤30～150分 钟，形成配向膜。
优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N- 二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、间甲酚、氯仿中的一种或多种。
优选地，所述配向膜溶液中还添加有流平剂，所述流平剂占所述配向膜溶 液质量百分比为0.01～2％；所述流平剂选自异佛尔酮、二丙酮醇、芳香烃混合物、 二元酸酯混合物。
本发明还提供采用上述配向膜所制备的液晶面板，包括两相对设置的基板， 所述两基板之间设置带有光聚合单体的液晶体，所述基板与所述液晶体相邻的 一侧还设有配向膜，其特征在于，所述配向膜具有所述的配向分子、光敏分子。
优选地，所述光聚合单体至少具有式1、式2或式3任一种结构：
其中，P代表具聚合活性的基团，包括甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯 基、乙烯氧基、环氧基的任一种或多种；n为连接于同一个芳香环上的P基团个 数，n＝1、2或3；
X代表取代基团，包括-F、-Cl、-Br、-CH3、-CN、2～8个碳原子构成的烷 基或烷基醚基或烷基巯醚基；m为连接于同一个芳香环上的X基团个数，m＝1、 2或3；
Z代表如下基团，包括-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-、 -COCH2-、-CH2-、-C≡C-中的一种或多种。
优选地，所述Z基团中的H原子被-F、-Cl、-Br、-CH3、-CN中的任一种基 团取代。
优选地，所述基板与所述配向膜之间还设有电极。
优选地，所述光聚合单体占所述液晶体的质量百分数为0.25～5％。
有益效果，本发明通过在配向膜当中引入光敏性分子优化功能，调节可聚 合单体的反应速率至合适生产的范围，并提高可聚合单体在反应区域内反应的 均匀性，有效改善mura情况，提高液晶面板的光学品位。
附图说明
图1(a)和(b)分别为用于液晶体导向的曝光显影法和PVA法的步骤示 意图。
图2为现有用于液晶体导向的PSVA法步骤示意图。
图3为本发明的PSVA法步骤示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图对本发明实施例作详细介绍。
本发明的液晶面板及其配向膜，通过在配向分子与光敏分子混合，形成配 向功能的配向膜，并由光敏分子吸收一定波长范围内紫外光能量，为混于配向 膜内的光聚合单体提供能量，控制光聚合单体的聚合反应速度，使得光聚合单 体所形成的凸起物分布更为均匀。
实施例1
配向分子，由至少一种单体聚合形成的聚酰亚胺(PI)，具有以下结构式e 结构：
本实施例采用结构式a、结构式b、结构式c的单体形成具有结构式e的PI 配向分子结构，其中，m:n的范围可为1:0.25～4，参见如下反应式(1)：
将获得结构式e配向分子与本实施例的光敏分子：三联苯分子(结构式d) 作为形成配向膜的材料。
所述配向膜的具体制作步骤如下：
Ⅰ、将上述配向分子与三联苯分子、溶剂混合成配向膜溶液。本实施例中， PI、三联苯分子、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)的质量百分比分别为3％、0.01％、 96.99％。
Ⅱ、将步骤Ⅰ制备好的配向膜溶液涂覆到基板上；
Ⅲ、在100℃下预烘烤20分钟，再在180℃后烘烤30分钟，使溶剂挥发， PI自身脱水聚合成环，三联苯分子分散在聚合的PI中，形成配向膜。
下面介绍采用这种配向膜所形成的液晶面板，如图3(a)所示，本实施例 提供一种液晶面板，包括两相对设置的基板1，所述两基板1之间包括液晶体， 该液晶体中包括有液晶体4和光聚合单体5。所述基板1与所述液晶体相邻的一 侧还设有电极3。该电极3一般是采用透明材料制作的ITO电极，通常在一侧基 板1上布设一整块电极3，另一侧基板1上则制作带鱼骨图案的电极3，通电时 液晶体4就沿着各个畴的方向排列起来。在两电极3上均设有配向膜6，用于为 液晶体4提供恰当的预置倾角，使得液晶体4的响应时间缩短。
其中，光聚合单体具有如下通式1的结构：
本实施例的光聚合单体以结构式f为例：介绍结构式f所形成光聚合物与配 向分子、光敏分子在液晶面板的作用机理：将该实施例设计的配向膜应用于 PS-VA(polymerstabilizedverticalalignment)LCD液晶面板的制备中，并控制液 晶体中添加光聚合单体(如结构式f)，所述光聚合单体占液晶体的质量百分比为 0.3％。如图3(b)～(d)所示，通过电场使不同区域的液晶体4朝预先设定的方 向倾倒，然后当紫外光照射下，上述光敏分子(三联苯)具有光敏特性，对波 长260nm至380nm范围的紫外光具有较强的吸收作用，并能够将吸收的能量传 递给混在液晶体4周围的光聚合单体(结构式f)引发聚合反应。
这样，原来分散在液晶体中的光聚合单体5聚合形成多个分子量较高、体 积较大的聚合物重新分布在液晶体4中。该聚合物即为用于引导液晶体4定向 排列的凸起物2。另一方面，光敏分子是在配向膜的制作过程中均匀分散在配向 分子中，有效地调控液晶体中各个位置的光聚合单体5的反应速率、反应残留 量等，使得聚合反应能满足实际生产的需要，形成的凸起物2不会局部浓度过 大，最终为液晶体4提供恰当的预置倾角。本发明能有效改善mura情况，提高 液晶面板的光学品位。
现有技术同等比例的光聚合单体发生的聚合反应相比，现有的紫外光照射 制程需要进行2小时才能使光聚合反应较为完全(现有质量标准要求光聚合单 体的残余量小于20ppm)；本实施例引入新配向膜后，仅需80分钟同等强度的 紫外光照射制程便能达到现有质量标准。光聚合单体的聚合反应越快，越有利 于液晶面板质量的质量提高，能有效改善mura情况同时，提高液晶面板的光学 品位。
实施例2
本实施例与实施例1相比，不同的是，光敏分子和光聚合单体分别如结构 式g和结构式h所示：
本实施例中，将结构式g光敏分子连同结构式a的配向分子PI溶于溶剂γ -丁内酯(γ-BL)中，然后再加入流平剂异佛尔酮，混合均匀。其中配向分子 PI、光敏分子、γ-BL、异佛尔酮所占配向膜溶液的质量百分比分别为7％、0.02％、 92.98％、0.01％。在200℃下预烘烤60分钟，再在250℃后烘烤150分钟，形成 配向膜。
控制如结构式h的光聚合单体占液晶体的质量百分比为0.5％，在同等强度 紫外光照射下，仅需90分钟的光聚合反应，便能使光聚合单体残留量低于20ppm 的水平，并且mura状况有所改善。本实施例作用机理参见实施例1所示。
在本发明中，PI类配向膜材料通常由以下结构的二胺类与二酐类单体脱水 聚合形成聚酰亚胺键合而成，如结构式e所示，其中二胺类单体中结构A和二 酐类中B结构可以进行各种变化设计。通过改变A与B的结构可以获得各种结 构不同的聚酰亚胺。
例如，在其他实施例中，还可以在结构式e的苯环上取代碳原子数不多于 12的烷烃基(直链或支链均可)、烷氧基一种或多种；或者杂原子是N、O、F、 Si、P、S、Cl、Br或I的一种或多种。
光聚合物单体也可以在通式1、通式2或通式3的基础上，对苯环结构进行 取代。
具聚合活性的P基团，举例为甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙 烯氧基、环氧基的任一种或多种；n为连接于同一个芳香环上的P基团个数，n＝1、 2或3；
可用于取代苯环上H原子的X基团，举例为-F、-Cl、-Br、-CH3、-CN、2～8 个碳原子构成的烷基或烷基醚基或烷基巯醚基；m为连接于同一个芳香环上的X 基团个数，m＝1、2或3；
Z基团，还可以举例为-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-、 -COCH2-、-CH2-、-C≡C-中的一种或多种。
一般控制光聚合单体占液晶体的质量百分比为0.25～5％均能实现本发明目 的，进一步地，获得更佳的效果是质量百分比为0.3～5％。
另外，本发明的配向膜制作方法，对溶剂的选择也没有特别限制，例如还 可以是N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲亚砜 (DMSO)、间甲酚、氯仿中的一种或多种。
流平剂还可以选自本领域技术人员所知的Solvesso150(芳香烃混合物)、 DBE(二元酸酯混合物)。
上述实施方法只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项 技术的认识能够了解本发明的内容并据以实施，对本发明的保护范围不构成任 何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均应落在本发明权 利要求所保护的范围内。