專(zhuān)利名稱(chēng)：用于lcd的配向?qū)拥闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在液晶裝置中用作配向?qū)?alignment layer)的聚合物，包括這樣的 配向?qū)拥囊壕аb置和用于制備這樣的裝置、配向?qū)雍途酆衔锏姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
液晶顯示器和裝置的基本工作原理之一是通過(guò)施加電場(chǎng)切換液晶分子的取向，該 電場(chǎng)被耦合至液晶材料的介電各向異性(dielectricanisotropy)(介電耦合(dielectric coupling))。這樣的耦合導(dǎo)致為施加的電場(chǎng)的二次方，即與場(chǎng)極性無(wú)關(guān)的電-光響應(yīng)。具有擁有結(jié)構(gòu)各向異性的有序分子結(jié)構(gòu)(有序相)如結(jié)晶或液晶結(jié)構(gòu)的材料的介 電各向異性(△ ε)是分別在垂直和平行于該材料中的優(yōu)選分子取向的方向上測(cè)量的介電 常數(shù)之差。當(dāng)跨過(guò)表現(xiàn)出正介電各向異性(Δ ε >0)的液晶材料施加電場(chǎng)時(shí)，分子將使其長(zhǎng) 軸沿著(或基本上沿著)電場(chǎng)方向配向。當(dāng)跨過(guò)表現(xiàn)出負(fù)介電各向異性(△ ε <0)的液晶材料施加電場(chǎng)時(shí)，分子將使其長(zhǎng) 軸垂直(或基本上垂直)于電場(chǎng)方向配向。液晶分子是長(zhǎng)的棒狀分子(所謂的棒狀分子(calamitic molecules))，其具有使 其長(zhǎng)軸沿著某個(gè)優(yōu)選的方向配向(取向)的能力。分子的平均方向由矢量的量指定，并且 稱(chēng)為指向矢(director)。在液晶顯示器中，在沒(méi)有外部場(chǎng)如電場(chǎng)的情況下的液晶層所需的最初配向通常 是通過(guò)限制的固體基板表面的適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚矶鴮?shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)在面向所述的液晶主體 (bulk)的限制的基板表面上涂覆所謂的(表面指向矢(surface-director))配向?qū)?取向 層)而實(shí)現(xiàn)。最初的液晶配向由固體表面/液晶相互作用限定。與限制表面相鄰的液晶分 子的取向通過(guò)彈性力被傳遞到主體中的液晶分子，從而將基本上相同的配向強(qiáng)加給全部的 液晶主體分子。靠近限制基板表面的液晶分子的指向矢(本文中也稱(chēng)為表面指向矢)被限制為指 向某個(gè)方向，如垂直(perpendicular)(也稱(chēng)為垂直(homeotropic)或垂直(vertical))于 限制基板表面或平行于限制基板表面(也稱(chēng)為平面的)。在根據(jù)液晶介電各向異性和施加 的電場(chǎng)之間的耦合工作的液晶顯示器中的配向類(lèi)型是根據(jù)介電各向異性、施加的電場(chǎng)的方 向和所需的切換模式類(lèi)型(面內(nèi)(in-plane)或面外(out-of-plane))選擇的。在使用具有負(fù)介電各向異性的液晶主體的面外切換液晶單元中，重要的是使液晶 主體分子(處于場(chǎng)關(guān)閉狀態(tài))的指向矢均勻地垂直于基板表面取向(所謂的垂直配向)。用于建立垂直配向的方法的實(shí)例包括使限制基板表面覆有表面活性劑，如卵磷脂 或十六烷基三甲基氯化銨。然后優(yōu)選在預(yù)定的方向上摩擦被覆的基板表面，使得液晶分子 的場(chǎng)誘導(dǎo)的平行配向在預(yù)定的摩擦方向上取向。該方法在實(shí)驗(yàn)室研究中可以提供良好的結(jié) 果，但是未發(fā)現(xiàn)工業(yè)可接受性，原因在于，隨著配向?qū)泳徛厝芙庥谥黧w液晶中而未獲得長(zhǎng) 期穩(wěn)定性(J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst.，Suppl. Ser.，1982，1，1)。
用于建立垂直配向的方法的另一個(gè)實(shí)例由Samulski，Ε. Τ.等在W02006/0842020 中進(jìn)行了論述，其中所聲稱(chēng)的用于垂直配向的圖案化的配向?qū)佑扇勖训牡捅砻婺懿牧?得到。但是，在應(yīng)用中，在WO 2006/0842020中論述的配向?qū)有枰荒芡昝涝佻F(xiàn)的配向 層的圖案化。此外，在WO 2006/0842020中所述的配向材料中的大分子主鏈經(jīng)受水解降解， 從而隨時(shí)間導(dǎo)致分子量的下降和配向結(jié)構(gòu)的劣化。在使用具有正介電各向異性的液晶主體 的面外切換液晶單元中和在使用具有正或負(fù)介電各向異性的液晶主體的面內(nèi)切換液晶單 元中，重要的是使液晶主體分子(處于場(chǎng)關(guān)閉狀態(tài))的指向矢均勻地平行于基板表面取向 (所謂的平行配向)。對(duì)于扭曲的向列液晶單元，還重要的是，使液晶主體分子相對(duì)于基板 以某個(gè)傾斜的取向角度(預(yù)傾斜角度)取向。用于建立配向?qū)拥囊阎椒ㄊ抢?，無(wú)機(jī)膜氣相沉積法和有機(jī)膜摩擦法。在無(wú)機(jī) 膜氣相沉積法中，在基板表面上通過(guò)以下方法形成無(wú)機(jī)膜將無(wú)機(jī)物質(zhì)如氧化硅傾斜于限 制基板進(jìn)行氣相沉積，使得液晶分子通過(guò)無(wú)機(jī)膜在某個(gè)方向上取向，這取決于無(wú)機(jī)材料和 蒸發(fā)條件。因?yàn)橹苽涑杀靖?，并且因此該方法不適合大規(guī)模生產(chǎn)，因此該方法不實(shí)用。根據(jù)有機(jī)膜摩擦法，在基板表面上形成例如聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚酰胺或聚酰亞 胺的有機(jī)涂層。之后使用例如棉、尼龍或聚酯的布在預(yù)定方向上摩擦有機(jī)涂層，使得與該層 接觸的液晶分子將在摩擦方向上取向。聚乙烯醇(PVA)在商業(yè)上很少用作配向?qū)?，因?yàn)檫@些聚合物是親水性的吸濕聚合 物，其可能吸收水分，從而不利地影響聚合物的分子取向，因此影響液晶裝置性能。另外， PVA可能吸引離子，這也可能損害液晶裝置性能。此外，聚氧乙烯可能吸引離子，從而導(dǎo)致被削弱的液晶裝置性能。聚酰胺在大多數(shù)接受的溶劑中具有低的溶解性。因此，聚酰胺在商業(yè)上很少用于 液晶裝置制造。聚酰亞胺在大多數(shù)情況下用作有機(jī)表面涂層，原因在于它們的較有利的特性，如 化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性等。聚酰亞胺層的涂覆通常包括如下所述在200-300°C的烘焙步驟。聚酰亞胺可以根據(jù)例如下列方案I或方案II制備
權(quán)利要求
1.一種在用于液晶材料的配向?qū)又惺褂玫木酆衔?，所述聚合物包含含有多個(gè)重復(fù)單元 的聚合物主鏈，所述重復(fù)單元被分為至少兩組，其中-在所述重復(fù)單元的第一組中的每一個(gè)重復(fù)單元被第一類(lèi)型的懸垂側(cè)鏈S1官能化；-在所述重復(fù)單元的第二組中的每一個(gè)重復(fù)單元被第二類(lèi)型的懸垂側(cè)鏈S2官能化；-所述第一類(lèi)型的側(cè)鏈S1包含氟取代的烴基；并且-所述第二類(lèi)型的側(cè)鏈S2包含硅氧烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚合物，其中所述側(cè)鏈S1中的每一個(gè)獨(dú)立地包含Cn-氟代烷基， 優(yōu)選Cn-全氟代烷基，其中η = 2至15，例如6至12，如8至10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的聚合物，其中所述側(cè)鏈S2中的每一個(gè)獨(dú)立地包含Sim-硅氧 烷鏈，其中m = 2至130，例如20至80，如60至70。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3的聚合物，其中比率n/m為4/3至12/130。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，其中所述第一類(lèi)型的側(cè)鏈S1和所述第二類(lèi)型 的側(cè)鏈S2各自通過(guò)連接基基團(tuán)獨(dú)立地連接至所述聚合物主鏈上，所述連接基基團(tuán)優(yōu)選包含 2至10個(gè)，如4至8個(gè)連接基原子。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，所述聚合物還包含重復(fù)單元的另外的組，其 中在所述另外的組中的每一個(gè)重復(fù)單元是非官能化的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，所述聚合物還包含第四組重復(fù)單元，其中在 所述第四組中的每一個(gè)重復(fù)單元被能夠?qū)⑺鼍酆衔镥^固到基板上的懸垂側(cè)鏈S4官能化。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，所述聚合物還包含第五組重復(fù)單元，其中在 所述第五組中的每一個(gè)重復(fù)單元獨(dú)立地被選自脂族和芳族基團(tuán)中的懸垂側(cè)鏈S5官能化。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，所述聚合物還包含第六組重復(fù)單元，其中在 所述第六組中的每一個(gè)重復(fù)單元被包含介晶基團(tuán)的懸垂側(cè)鏈S6官能化。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，其中所述聚合物通過(guò)至少一種交聯(lián)基團(tuán)交聯(lián)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的聚合物，其中所述聚合物主鏈形成由所述重復(fù)單元 形成的碳原子的連續(xù)鏈。
12.—種表面指向矢配向?qū)硬牧?，所述表面指向矢配向?qū)硬牧习辽僖环N根據(jù)權(quán)利 要求1-11中任一項(xiàng)的聚合物和任選的至少一種另外的聚合物。
13.一種液晶裝置，所述液晶裝置包括至少一個(gè)限制基板，液晶主體層和被安置在所述 液晶主體層和所述基板之間的表面指向矢配向?qū)?，其中所述表面指向矢配向?qū)影辽僖?種根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的聚合物或根據(jù)權(quán)利要求12的組合物。
14.一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求13的液晶裝置的方法，所述方法包括以下步驟a.提供限制基板；b.將根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的聚合物或根據(jù)權(quán)利要求12的表面指向矢配向材料 安置在所述基板的表面上；和c.與所述聚合物接觸地安置液晶主體材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中將所述聚合物安置在所述基板上的步驟包括所述聚 合物在所述基板上的原位聚合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在用于液晶材料的配向?qū)又惺褂玫木酆衔?。該聚合物包含含有多個(gè)重復(fù)單元的聚合物主鏈，所述重復(fù)單元被分為至少兩組，其中在所述重復(fù)單元的第一組中的每一個(gè)重復(fù)單元被第一類(lèi)型的懸垂側(cè)鏈S1官能化；在所述重復(fù)單元的第二組中的每一個(gè)重復(fù)單元被第二類(lèi)型的懸垂側(cè)鏈S2官能化；所述第一類(lèi)型的側(cè)鏈S1包含氟取代的烴基；且所述第二類(lèi)型的側(cè)鏈S2包含硅氧烷。本發(fā)明的聚合物促進(jìn)了液晶材料的垂直配向。
文檔編號(hào)C08F220/24GK102077133SQ200980124214
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者埃莫·基耶利尼, 安德烈·莫雷利, 拉謝扎·科米托夫, 賈恩卡洛·加利 申請(qǐng)人:拉謝扎·科米托夫