專利名稱：用于在ppn層中產(chǎn)生傾斜角的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到在其表面產(chǎn)生具有任意所需的方位角取向方向和傾斜角的光取向結(jié)構(gòu)化各向異性聚合物網(wǎng)絡(luò)(PPN)的方法，也涉及到采用這種方法制備的用于取向單體和聚合物液晶的取向?qū)?，也涉及到它們的?yīng)用。
單軸摩擦聚合物取向?qū)尤缇埘啺吠ǔＴ谝壕э@示(LCD)中用來取向液晶分子。摩擦方向決定了取向方向，在摩擦過程中，在聚合物表面產(chǎn)生一個(gè)傾斜角。
當(dāng)液晶放置到與這樣一個(gè)表面相接觸，不是與表面平行處理液晶分子而是以一定的角度，即將傾斜角傳遞給液晶。傾斜角的大小是由摩擦參數(shù)，如所給的速度和壓力，以及聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定的。例如，有很多結(jié)構(gòu)不同的聚酰亞胺，當(dāng)它應(yīng)用到相同的制備和摩擦參數(shù)時(shí)，產(chǎn)生完全不同的傾斜角。根據(jù)類型，傾斜角處于1°到15°是制備液晶顯示時(shí)所需要的。在超扭曲向列型(STN)LCDs中為了防止附帶引起所謂指紋織構(gòu)，更特別地需要大的傾斜角。在扭曲向列型(TN)和薄膜晶體管(TFT)-TN-LCDs，傾斜角決定了旋轉(zhuǎn)和傾斜方向，這樣可以避免反向扭曲和反向傾斜現(xiàn)象。當(dāng)反向扭曲在“關(guān)閉”狀態(tài)會(huì)使得晶區(qū)具有一個(gè)錯(cuò)誤的扭曲方向，即可以光學(xué)查覺的顯示不規(guī)則的外觀的一種現(xiàn)象，而相反的傾角，當(dāng)驅(qū)動(dòng)LCDs，這更特別地出現(xiàn)，由于液晶在不同方向傾斜，這會(huì)造成很紊亂的光學(xué)效應(yīng)。反向扭曲也可以通過用具有適當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向的手性濃液涂飾液晶混合物來抑制。然而，為了抑制反向傾斜，除了采用具有傾斜角的取向?qū)樱瑳]有可以代替的方法。
雖然，在LCD生產(chǎn)中，摩擦聚合物層使液晶取向已被證明是很滿意的，但由于摩擦的原因，造成一些嚴(yán)重的缺陷。由于不足夠的光學(xué)顯示，LCD生產(chǎn)產(chǎn)量不滿意，這是由于摩擦常與產(chǎn)生灰塵也使聚合物層產(chǎn)生靜電荷相聯(lián)系，可能造成，例如在TFT-TN LCDs場(chǎng)合下，除了吸收多余灰塵到表面，還使下面的薄膜晶體管破壞。另一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)是當(dāng)大面積被摩擦后，取向方向不能局部改變。因此沒有提高TN LCDs觀察角依賴性的實(shí)際方法。
最近，取向?qū)右驯徽J(rèn)識(shí)，其取向方向可以用線性偏振光曝光來測(cè)定。因此可以避免由于摩擦本身帶來的問題。晶區(qū)取向方向不同的其它可能性，為優(yōu)化液晶顯示性能提供了全新的可能性，例如，TNLCDs的觀察角依賴性。
US-A4974941提出了一個(gè)基于客-主系統(tǒng)的方法，在這里用通過染料順-反異構(gòu)化產(chǎn)生的具有適當(dāng)波長的線性偏振光曝光，由此產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)選的方向。與表面相接觸的液晶曝光后，與優(yōu)選方向一致地取向。這個(gè)取向過程是可逆的，即當(dāng)用第二個(gè)偏振方向曝光該層時(shí)，已經(jīng)寫入的取向方向可以再次旋轉(zhuǎn)。由于再取向過程可以根據(jù)需要重復(fù)多次并需要高的光密度，基于這一點(diǎn)，取向?qū)硬惶m用于LCDs。
與這個(gè)可逆取向過程相反，在US-A5389698中介紹的光結(jié)構(gòu)化取向?qū)拥那闆r下，建立了一種不可逆各向異性聚合物網(wǎng)絡(luò)。在線性偏振光曝光時(shí)，產(chǎn)生在網(wǎng)絡(luò)中的各向異性取向性能是光穩(wěn)定的因而在進(jìn)一步曝光時(shí)不能進(jìn)一步再取向。因此，在需要穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)液晶取向?qū)拥膱?chǎng)合，光取向聚合物網(wǎng)絡(luò)(PPN)具有更特殊的應(yīng)用。除了應(yīng)用到LCDs，這類取向?qū)涌捎糜谥苽淦渌鈱W(xué)元件，如非吸收濾色器，線型和膽甾型偏振濾光片，光延遲層，等。
如前所述，在用于LCDs更為特別的是取向?qū)颖仨殏鬟f傾斜角和取向方向。然而，直到現(xiàn)在在光結(jié)構(gòu)化取向?qū)又挟a(chǎn)生傾斜角的努力仍是不滿意的。日前僅有已知的方法是介紹在Hashimoto，T.等人在SID 95 DIGEST，877(1995)中，在這里在不同條件下通過結(jié)合兩個(gè)連續(xù)的曝光，可以產(chǎn)生傾斜角。采用垂直入射光進(jìn)行第一次曝光。而在第二次曝光，入射光平直而過，光的偏振方向必須相對(duì)于第一次曝光轉(zhuǎn)動(dòng)90°。所用的聚肉桂酸乙烯酯光聚合物的取向方向與入射紫外光的偏振方向垂直。因此，在第一個(gè)曝光步，只有取向方向是確定的，由于對(duì)稱的原因，不能給出傾斜角的優(yōu)選方向。在第二個(gè)曝光步，由于采用傾斜的入射光和90°補(bǔ)償?shù)钠穹较?，可以建立與前面取向垂直的取向，這顯然降低了第一方向的取向能力。由于第一次曝光產(chǎn)生的取向的不對(duì)稱降低，出現(xiàn)一個(gè)傾斜角。因此在第二個(gè)曝光步作一個(gè)協(xié)調(diào)-第二個(gè)曝光時(shí)間必須足夠長以產(chǎn)生一個(gè)傾斜角，但又足夠短以不完全破壞已存在的取向。如果可以進(jìn)行第二次曝光，在第一次曝光終止后，PPN材料必須仍不是光穩(wěn)定的。因此，由于熱穩(wěn)定性不滿意，所用的聚肉桂酸乙烯酯，它顯然不是光穩(wěn)定的，對(duì)LCDs用處不大。
在已知的PPN材料和PPN取向方法中，采用平行于表面垂直線方向入射的線性偏振紫外光照射的方法來產(chǎn)生垂直于光線偏振方向的取向。在下文，這種具有該特性的PPN材料被稱作垂直取向，而在相同條件下產(chǎn)生平行于紫外光偏振方向的取向的PPN材料被稱作平行取向。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的方法和適當(dāng)?shù)墓庵陆Y(jié)構(gòu)化材料，這樣在曝光過程中，可以設(shè)計(jì)確定的長期穩(wěn)定的傾斜角以及任意所需的方位角。
為此目的，根據(jù)本發(fā)明，取向平行于曝露光的偏振方向的PPN材料接受曝光，這樣光的入射方向不與光可取向?qū)颖砻娴拇怪本€相平行。采取這種方法制備的取向?qū)犹赜械奶卣魇莾A斜角局部地改變。
為了在PPN材料表面產(chǎn)生傾斜角，必須建立相對(duì)于這個(gè)表面垂直線的不對(duì)稱性。這可能實(shí)現(xiàn)，即通過例如在制備這一層時(shí)，在應(yīng)用這一層時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)選的方向。然而，在這種場(chǎng)合下可能失去PPN層光致結(jié)構(gòu)化的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)殡S著采用摩擦，在大的范圍內(nèi)傾斜角的方向變成一致。在這一層曝光時(shí)，保證光致結(jié)構(gòu)化最好的方式因而是引入非對(duì)稱性。這可以通過使PPN層曝露到一傾斜的入射光而實(shí)現(xiàn)。然而，在所有場(chǎng)合下，已知PPN材料的取向方向垂直于入射光的偏振方向。因此，由于對(duì)稱的原因，就產(chǎn)生傾斜角而言。傾斜入射光的直接信息被丟失，因此這些體系不能用作一步曝光產(chǎn)生傾斜角。
令人吃驚的是，已證明可以通過PPN材料傾斜曝光產(chǎn)生傾斜角，這里與已知的PPN材料不同，取向方向是平行而不是垂直于照射線性偏振紫外光的偏振方向。在這一層曝光時(shí)，光的偏振方向被處理在由這一表面的垂直線和入射光方向提供的平面。由于在傾斜曝光時(shí)，光的電場(chǎng)矢量與表面傾斜，光交聯(lián)反應(yīng)也優(yōu)選地出現(xiàn)在與表面呈一傾角，這一吃驚的結(jié)果出現(xiàn)在具有優(yōu)選取向方向的聚合物表面上而不是在表面的平面內(nèi)。傾斜角的大小可以通過不同物理參數(shù)如入射角和曝光時(shí)間來控制。
一種制備基于具有大的傾斜角的取向?qū)拥腜PN材料可能的途徑，首先是通過傾斜曝光在PPN層產(chǎn)生一個(gè)傾斜角，然后根據(jù)EP-A-611981的介紹，應(yīng)用一個(gè)可交聯(lián)液晶層。取向和傾斜方向從PPN層傳遞到液晶并通過隨后的交聯(lián)而固定下來。適當(dāng)選擇可交聯(lián)的液晶分子使得趨向于在液晶和空氣之間相鄰表面上垂直取向的混合物得以出現(xiàn)。然而，在很薄層中厚度方向液晶傾斜不會(huì)改變，而在相對(duì)厚的層中，向表面傾斜增加。因此，通過PPN層已被取向的液晶層(LCP)，傾斜然后交聯(lián)的可以用作液晶的取向?qū)?，通過LCP層的厚度，在LCP/空氣相鄰層傾角的大小可以在寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
由于它們使傾斜角得以產(chǎn)生，適于這個(gè)效果的PPN材料可以用來代替摩擦的聚合物層在不同種液晶顯示中作為液晶的取向?qū)?。PPN層的結(jié)構(gòu)化除了提供非接觸取向的優(yōu)點(diǎn)，具有開辟優(yōu)化液晶顯示完全新的途徑的主要效果。例如，可以產(chǎn)生具有不同方位取向方向和確定傾斜角且測(cè)量為幾個(gè)mm的鄰近晶區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，隨著晶區(qū)不同，傾斜角的方向可以改變。通過從不同方向曝光，傾斜角的大小甚至也可以局部地改變。例如，LCDs中鄰近象素的光學(xué)可以通過變化取向而改變，傾斜角或單獨(dú)象素的光學(xué)可以通過將象素分解為彼此具有不同取向方向和/或傾斜角方向的副象素而改變。隨后成為可能的多區(qū)域LCDs大大提高觀察角的依賴性。在多區(qū)域LCDs的場(chǎng)合，該多區(qū)域LCDs在Yang，K.H的IDRC 91 DIGEST，1991，68中介紹過并且是基于聚酰亞胺層的兩次摩擦，在第一次摩擦后，將被摩擦物涂以光刻膠，一個(gè)模式以光微刻方式曝光，然后在第二個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)摩擦。與這個(gè)精細(xì)和不可靠過程相反，PPN層的光取向具有數(shù)量少而且不接觸的工作步，因此產(chǎn)量得多高。
正如在TN-LCDs中的情況，通過將每個(gè)象素細(xì)分成兩個(gè)或多個(gè)副象素而加強(qiáng)STN-LCDs的視角依賴性，兩個(gè)取向平面上的方位角取向方向依副象素不同而不同。在需要比TN-LCDs更高的傾斜角的STN-LCDs的情況下，傾斜角對(duì)操作及光電行為的影響比在TN-LCDs中的相應(yīng)影響要大得多。對(duì)聚酰亞胺層的多次摩擦對(duì)多區(qū)域的STN-LCDs幾乎沒有作用，因?yàn)榈诙文Σ翈缀醪豢赡懿寥サ谝淮文Σ廉a(chǎn)生的傾斜角，而是同時(shí)在另一方向上產(chǎn)生幾乎相等的傾斜角。
同時(shí)更易于處理，PPN材料尤其適于作多區(qū)域STN-LCDs的取向?qū)?，因?yàn)橛捎诮Y(jié)構(gòu)上使用的光面罩，每個(gè)副象素僅曝光一次，因此在每個(gè)副象素中產(chǎn)生的傾斜角一樣。
彩色STN液晶顯示中所需的補(bǔ)色不能通過傳統(tǒng)的在玻璃板外面的緩染劑膜(retarder-film)的應(yīng)用而在多區(qū)域STN-LCDs中產(chǎn)生，因?yàn)榫徣緞┑墓廨S必須與液晶的取向方向成確定角。因此，緩染劑的光軸必須根據(jù)有關(guān)的特定液晶取向?qū)γ總€(gè)副象素進(jìn)行調(diào)節(jié)。取而代之的是EP-A-94101684.2中所描述的合適的結(jié)構(gòu)緩染劑，使得由緩染劑和取向?qū)咏M成的層結(jié)構(gòu)可以按照EP-A95108817.8建立。另外，PPN層已向其中寫入一取向模式，該取向模式的局部取向與有關(guān)光軸的所需方向恰好重合。然后將一LCP層施于PPN層上，該LCP層具有所需的光學(xué)延遲并且在其中根據(jù)在下PPN層的取向模式光軸局部地改變。為了避免視差，在LCDs中的結(jié)構(gòu)延遲層必須置于玻璃板和LC取向?qū)又g。
除了在LCDs中液晶的取向，確定的傾斜角對(duì)于由交聯(lián)的液晶(LCP)制備無區(qū)域?qū)臃浅Ｓ行?，正如EP-A-611981或在尚未出版的歐洲專利申請(qǐng)NOs 95108817.8和95108866.5中所介紹的。這些混合層可用于制備光學(xué)延遲層，偏振干擾濾光片、線性起偏鏡和環(huán)形起偏鏡，等等。通過堆積具有傾斜光軸的延遲層，可以得到光學(xué)雙軸層。對(duì)每一層的方位角取向和傾斜角可以象素方式單獨(dú)地調(diào)節(jié)。光學(xué)雙軸的或者它們的光軸與表面傾斜的延遲層需要更特別地進(jìn)一步提高基于STN液晶顯示的視角依賴性。
基于PPN-取向LCP層的安全要素，如在尚未出版的歐洲專利申請(qǐng)NOs.95108817.8和95108866.5中介紹的，可以通過產(chǎn)生確定傾斜角的其它的特征來進(jìn)一步精煉。通過不同方位角取向以文本模式或圖象形式的數(shù)據(jù)可以寫入PPN-LCP混合層。采用一個(gè)或兩個(gè)起偏鏡的讀出可以基于LCP層的雙折射或在LCP層取向二色性染料的各向異性。
根據(jù)本發(fā)明，如果對(duì)被LCP層采取和甚至可能增加的確定傾斜角在PPN層曝光時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不對(duì)稱傾角效應(yīng)。由于LCP分子與表面呈一傾角，這一層圍著軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)軸處置在層平面并與LCP分子的取向方向(光軸)相垂直，造成光軸和觀察方向之間的角隨著轉(zhuǎn)動(dòng)方向減小或增大。由于在這種情況下，雙折射層的雙折射性降低或增加，結(jié)果在具有光學(xué)延遲達(dá)大約300nm的層的情況下是一個(gè)不對(duì)稱明/暗效應(yīng)，而在較大的光學(xué)延遲的情況下，兩個(gè)可能的轉(zhuǎn)動(dòng)方向造成不同彩色。
在二色性層情況下，兩個(gè)不同方向?qū)拥膬A斜分別造成更少或更多的吸收，結(jié)果是相對(duì)照的不對(duì)稱差別。由于根據(jù)本發(fā)明，傾斜角的方向可以局部改變，因此甚至可以第一次使信息隱藏起來而不改變方位角取向而且只通過傾斜角的方向。在這種情況下，當(dāng)垂直觀察時(shí)，信息開始看不見，只有當(dāng)傾斜這層時(shí)可以出現(xiàn)。在這種場(chǎng)合，外觀又決定于轉(zhuǎn)動(dòng)方向，對(duì)于當(dāng)這一層在相反方向傾斜時(shí)，晶區(qū)改變它們不同的亮度和彩色，即代表的模式，倒轉(zhuǎn)過來。因此，可以在方位角取向方向和傾斜角兩者的層內(nèi)提供局部變化。在這種場(chǎng)合，具有相同方位角取向的晶區(qū)彼此在傾斜角方向上不同。當(dāng)垂直觀察這一層，可以看到一個(gè)用不同方位取向?qū)懭氲哪Ｊ健．?dāng)這一層傾斜時(shí)，第二個(gè)模式加到第一個(gè)模式上面并也可以通過在相反方向傾斜而顛倒過來。通過這種途徑可以制造復(fù)雜而清晰可辨并很難偽造的保安用件。
本發(fā)明具體的實(shí)施方案將在后面介紹，與之相關(guān)的圖形為

圖1為圖示說明PPN層的曝光，圖2為圖示說明具有傾斜角模式的LC層。
圖3表示在電極上沒有施加及施加了電壓時(shí)具有根據(jù)本發(fā)明誘導(dǎo)產(chǎn)生的傾斜角的池的干涉圖形。
圖4表示具有根據(jù)本發(fā)明誘導(dǎo)產(chǎn)生的傾斜角的STN池的透射率曲線。
實(shí)施例1光結(jié)構(gòu)化PPN層的制備為了通過傾斜曝光產(chǎn)生一個(gè)傾斜角，根據(jù)本發(fā)明需要一種能夠取向液晶以平行于入射紫外光的偏振方向的PPN材料。具有這種性能適當(dāng)?shù)腜PN材料的例子為用于下面例子中的如下光聚合物PPN1 PPN2 PPN3 PPN4
每種情況下的PPN材料溶在NMP中形成濃度為5％溶液。通過2000轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)涂膜，然后用這種溶液使PPN層涂到玻璃板上。然后，這一層在熱臺(tái)上130℃干燥2小時(shí)并進(jìn)一步在真空下130℃干燥4小時(shí)。實(shí)施例2PPN層曝光產(chǎn)生一個(gè)傾角同實(shí)施例1，在玻璃板1上制備光聚合物PPN1的層2，之后，如圖1所示，層的左半部用從200W HG高壓燈來的垂直入射線性偏振光照射。在曝光過程中，左半部分一直蓋住。然后，PPN涂飾板繞著與入射方向3垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)70，層的右半部用偏振紫外光曝光3分鐘。在傾斜曝光時(shí)，偏振方向選擇在由與板垂直的4和紫外光入射方向組成的平面內(nèi)。提高傾斜曝光的曝光時(shí)間，要考慮到由于板的轉(zhuǎn)動(dòng)，降低的有效的入射光密度。通過旋轉(zhuǎn)涂膜將大約1mm厚的向列型液晶層用到曝光的PPN層上。然后，當(dāng)用交叉起偏鏡觀察這一層時(shí)，可以看見在平行于所用紫外偏振方向的整個(gè)板表面，液晶都已取向。然而，在偏振顯微鏡下觀察時(shí)，可以看出在板的左半部有大量尺寸為數(shù)十mm的區(qū)域，而在右半部沒有區(qū)域。當(dāng)放置這塊板使得取向方向與交叉起偏鏡成45°角，由于雙折射，它是一致的明亮。然后，當(dāng)板繞著垂直于取向方向的軸傾斜時(shí)，板的左端大約一半的區(qū)域變得更亮(提高的雙折射)而另一半變得更暗(低的雙折射)。當(dāng)板以相反方向傾斜時(shí)，區(qū)域由亮到暗變化，反之亦然。當(dāng)板傾斜時(shí)的雙折射的不對(duì)稱改變表明液晶分子相對(duì)于板表面已經(jīng)傾斜。由于在左半板曝光時(shí)沒有注明方向，不能得到液晶分子優(yōu)選的傾斜，因此，存在在它們傾斜方向上彼此不同的區(qū)域。
當(dāng)觀察板的右半部分時(shí)，在向一個(gè)方向傾斜的場(chǎng)合整個(gè)表面變得更亮，而向相反方向傾斜時(shí)變得更暗。因此，傾斜曝光在PPN材料的這個(gè)區(qū)域產(chǎn)生一傾斜角，這樣液晶分子一致地在這樣設(shè)計(jì)的方向上傾斜。實(shí)施例3具有傾斜角模式的LC層根據(jù)實(shí)施例1由光聚合物PPN2制備一個(gè)層。將一個(gè)含有邊長3mm的正方形的方格式的模式的鉻面罩放在這一層上。涂有PPN的板和面罩一起以與紫外燈入射光方向成+70°角放置然后通過面罩曝光。如實(shí)施例2，偏振方向處置在由板的垂線和紫外光入射方向限定的面內(nèi)。然后移去面罩并以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)PPN板，這樣板的垂直線和紫外光入射方向形成-70°角。由于PPN材料的光穩(wěn)定性，接下去的第二次曝光可以在沒有面罩時(shí)進(jìn)行。
曝光后，可交聯(lián)的向列型液晶混合物溶解在甲氧基苯中并通過旋轉(zhuǎn)涂膜涂到PPN層上。主要含有具有強(qiáng)極性氰基端基的分子的混合物趨向于占據(jù)與空氣相鄰層的表面垂直的位置，使得存在的傾斜角增加。通過加入5％以下雙丙烯酸酯組分到混合物中產(chǎn)生交聯(lián)能力 混合物中也含有由Ciba生產(chǎn)的2％的光引發(fā)劑IRGACURE369，在用150W氙燈的各向同性光照射大約30分鐘后，液晶層交聯(lián)。
在交叉起偏鏡下觀察可見液晶分子已在整個(gè)區(qū)域內(nèi)朝著一個(gè)方面一致地取向。由圖2左邊可見，垂直觀察沒有發(fā)現(xiàn)模式。當(dāng)將這一層放置到液晶取向方向與起偏鏡成45°角時(shí)，雙折射最大。如圖2的中心可見，當(dāng)板繞著與取向方向垂直軸傾斜時(shí)，具有明和暗區(qū)的棋盤模式可以清楚地認(rèn)識(shí)。如圖2右邊可見，當(dāng)板以相反方向傾斜時(shí)，可以得到補(bǔ)充的棋盤模式，即明和暗的區(qū)域完全改變。無論液晶分子一致方位角取向的模式外觀是由于由兩次傾斜曝光引起不同的指引的傾斜角，后邊的角已從PPN材料傳遞到液晶層。在傾斜時(shí)，液晶的縱軸(光軸)與視覺方向成一傾斜的區(qū)域變黑暗，而其光軸離開視覺方向的區(qū)域變得更亮，因此雙折射增加。
為使產(chǎn)生的傾斜角看得清楚，用在這個(gè)例子的液晶混合物主要有非交聯(lián)高度極性分子，因此交聯(lián)層的機(jī)械穩(wěn)定性不很高。代替它，顯然，可以采用只含有交聯(lián)分子的液晶混合物，這樣可以得到緊密網(wǎng)絡(luò)以及高機(jī)械和熱穩(wěn)定性。具有這種基于不對(duì)稱視角依賴性的傾斜角模式可以用作，例如，信用卡、身份證及類似物的保安用件。實(shí)施例4雙TN-LCD區(qū)域?qū)⒕哂蠭TO電極的PPN3涂覆玻璃板以棋盤式模式按實(shí)施例3曝光。在第一次曝光中通過鉻面罩以+70°角斜向照亮一半的區(qū)域，然后其余的區(qū)域以-70°角曝光。板間距為10mm的池由該板與具有摩擦后的聚酰亞胺取向?qū)拥牡诙蘒TO玻璃板構(gòu)成。聚酰亞胺層的摩擦方向與PPN板的取向方向垂直。然后該池中裝滿溫度稍高于其清亮點(diǎn)的液晶混合物，然后緩慢冷卻。在正交偏振棱鏡下識(shí)別旋轉(zhuǎn)池，其具有90°扭曲，各區(qū)域的旋轉(zhuǎn)方向不同。因此，造成交替左旋和右旋區(qū)域的傾斜角是通過PPN層的曝光中的不同照射方向而誘導(dǎo)產(chǎn)生的。在TN-LCDs中，如該實(shí)施例按旋轉(zhuǎn)的方向?qū)⑾笏丶?xì)分成彼此不同的副象素可以提供所謂的雙區(qū)域TN-LCDs，與傳統(tǒng)的TN-LCDs相比，該TN-LCDs具有明顯改進(jìn)的視角依賴性。
如果在雙面使用光結(jié)構(gòu)取向?qū)?，可以產(chǎn)生四區(qū)域TN-LCDs，其視角依賴性進(jìn)一步提高。實(shí)施例5傾斜角的測(cè)定在實(shí)施例1中，PPN1層應(yīng)用到涂以透明ITO電極的兩個(gè)玻璃板。然后，在兩層整個(gè)表面范圍用傾斜的入射線性偏振紫外光曝光。偏振方向處置到由板的垂線和紫外光入射方向所限定的平面內(nèi)。然后，兩塊板集合形成板間距20mm的平行池，在稍高于混合物清亮點(diǎn)的溫度下，平行池充滿向列型液晶混合物。在池緩慢冷卻后，當(dāng)一電壓作用到兩個(gè)電極，它一致地完全改變過來。沒有發(fā)現(xiàn)反向傾斜。因此，產(chǎn)生在傾斜曝光的傾斜角已被傳遞到池內(nèi)的液晶分子。然后，以晶體轉(zhuǎn)動(dòng)方法光學(xué)測(cè)定液晶的傾斜角。發(fā)現(xiàn)傾角為0.6°。實(shí)施例6入射角對(duì)傾斜角的影響將兩塊玻璃板如實(shí)施例5一樣涂上PPN4 。與實(shí)施例5相反，將該層結(jié)構(gòu)曝光于與表面垂直線呈70°角的入射紫外光下。有效照射時(shí)間與實(shí)施例5相同，使得經(jīng)幾何因子校正的實(shí)際照射時(shí)間為88分鐘。由兩塊玻璃板形成的平行池也裝滿了ROLIC AG的液晶混合物7728 。這種情況下的液晶的傾斜角為1.4°。實(shí)施例7曝光期間傾斜角的變化如實(shí)施例6，將兩塊ITO涂覆的玻璃板涂上PPN4，并70°角斜向曝光。但是，這種情況下的曝光時(shí)間為12分鐘而不是88分鐘。如實(shí)施例5和6，平行池由兩塊板構(gòu)成，并裝滿了ROLIC AG的液晶混合物7728。在正交偏振棱鏡下可以看到，液晶不再在平面內(nèi)取向；相反，干涉圖形(圖3a)表示液晶分子幾乎垂直于取向?qū)?。但是，它們稍傾向于表面垂直線這一事實(shí)從與實(shí)際的垂直取向的差別來看是明顯的，其中的實(shí)際垂直取向的產(chǎn)生是由于向兩個(gè)ITO電極上施加了6伏的電壓，這樣干涉正交(conoscopic cross)移到中心(圖3b)。隨后對(duì)傾斜角的測(cè)量表明液晶分子的縱軸與板平面呈86°角。
改變照射角及照射時(shí)間使得傾斜角可以在0°到90°之間調(diào)整。實(shí)施例8LPP取向的STN池將兩個(gè)ITO涂覆的玻璃板涂上PPN4，并70°角斜向曝光60分鐘。組合兩個(gè)板以產(chǎn)生左旋240°STN電池。用隔離物將板間距調(diào)整至7mm。向混合物7728中攙入ROLIC AG的0.73％的左旋手性涂料CM9209F，并加入到池中。當(dāng)施加電壓時(shí)沒有觀察到指紋織構(gòu)。池的透射率曲線(圖4)表明V90/V10＝1.06的斜度。這表明池以STN方式運(yùn)作。
因此，具有滿足于STN池的傾斜角的取向?qū)涌梢酝ㄟ^平行取向PPN材料的斜向曝光來產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.用于產(chǎn)生在其表面具有傾斜角光取向聚合物網(wǎng)絡(luò)(PPN)的方法，其特征在于取向方向與曝露光的偏振方向平行的PPN材料接受曝光，這里的入射光的取向方向不與光可取向?qū)颖砻娴拇怪本€相平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于偏振方向處于由被曝光層表面的垂直線和入射光方向限定的平面內(nèi)。
3.根據(jù)前面權(quán)利要求任一項(xiàng)制備的液晶取向?qū)印?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1或2制備的液晶取向?qū)樱涮卣髟谟诖婢哂胁煌瑑A斜角的至少兩個(gè)晶區(qū)。
5.液晶取向?qū)樱涮卣髟谟谠谥辽僖粋€(gè)區(qū)域根據(jù)權(quán)利要求1或2產(chǎn)生傾斜角，而至少在另一個(gè)區(qū)域中不存在確定的傾斜角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2制備的液晶取向?qū)樱涮卣髟谟诖嬖谟兄辽賰蓚€(gè)具有經(jīng)過不同照射方向產(chǎn)生的不同的傾斜角的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2制備的液晶取向?qū)樱涮卣髟谟谥辽俅嬖趦蓚€(gè)具有經(jīng)過不同的照射時(shí)間產(chǎn)生的不同的傾斜角的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2制備的液晶取向?qū)樱涮卣髟谟谌∠虻姆轿唤欠较蚓植康馗淖儭?br> 9.含有交聯(lián)液晶(LCP)的液晶取向?qū)?，其特征在于根?jù)權(quán)利要求1或2制備的PPN取向?qū)由贤坑猩形唇宦?lián)的液晶分子然后交聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的混雜取向?qū)?，其特征在于LCP層表面上的傾斜角與下面光取向PPN層的傾斜角不同。
11.根據(jù)權(quán)利要求3到10中任一項(xiàng)中的取向?qū)觼砣∠蛞壕э@示中的液晶的應(yīng)用。
12.用具有根據(jù)權(quán)利要求3到10中任一項(xiàng)的局部不同方位角取向和/或傾斜角的取向?qū)觼碇苽渚哂性鰪?qiáng)視角依賴性的多區(qū)域TN-LCDs的應(yīng)用。
13.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)的具有局部不同的方位角取向和/或傾斜角的取向?qū)釉谏a(chǎn)具有改進(jìn)的視角依賴性的多區(qū)域STN-LCDs中的應(yīng)用。
14.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)的具有局部不同方位角取向和/或傾斜角的取向?qū)釉谏a(chǎn)膜補(bǔ)償多區(qū)域STN-LCDs的層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，該層結(jié)構(gòu)含結(jié)構(gòu)延遲層，根據(jù)取向?qū)拥娜∠蚰Ｊ骄哂芯植坎煌墓廨S方向。
15.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)的取向?qū)釉诓噬玈TN-LCDs中的液晶取向中的應(yīng)用，其特征在于彩色副象素紅、綠和蘭中的盡少兩個(gè)的取向方向彼此不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)的取向?qū)釉诓噬玈TN-LCDs中的液晶取向中的應(yīng)用，其特征在于彩色副象素紅、綠和蘭中的至少兩個(gè)的扭曲可以通過相應(yīng)的不同的方位角取向方向來不同地調(diào)整。
17.用根據(jù)權(quán)利要求3到10中任一項(xiàng)的取向?qū)觼頍o區(qū)域取向可交聯(lián)液晶單體的應(yīng)用。
18.根據(jù)權(quán)利要求3到10中任一項(xiàng)制備的含有取向?qū)拥幕祀s層和由所說取向?qū)尤∠虻腖CD層，其特征在于LCP層中光軸的傾斜方向通過PPN取向?qū)拥膬A角的方向測(cè)定。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的混雜層，其特征在于LCP層含有二向色性染料。
20.一個(gè)混雜層，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求18或19至少兩個(gè)混雜層或至少一個(gè)這樣的混雜層以及根據(jù)權(quán)利要求3到10中任一項(xiàng)的一個(gè)取向?qū)颖灰粋€(gè)在另一個(gè)上面地處置。
21.含有根據(jù)權(quán)利要求20的混雜層的一種光學(xué)雙軸層結(jié)構(gòu)，其特征在于存在至少一個(gè)區(qū)域，在這里至少被一個(gè)在另一個(gè)上面處置的兩層的方位角取向或光軸的傾斜角彼此不同。
22.含有根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)的層狀結(jié)構(gòu)的防偽造光學(xué)組件。
23.含有根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)的層狀結(jié)構(gòu)的防偽造光學(xué)組件，其特征在于存在傾斜角方向彼此不同但彼此具有相同方位角方向的至少兩個(gè)區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)的層狀結(jié)構(gòu)作為光學(xué)延遲層的應(yīng)用。
25.根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)的層狀結(jié)構(gòu)作為用作STN液晶顯示中補(bǔ)色的光學(xué)延遲層的應(yīng)用。
26.用根據(jù)權(quán)利要求19的混雜層來制備結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)的線性起偏鏡的應(yīng)用。
27.根據(jù)權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)的層結(jié)構(gòu)在制備偏光干涉濾光鏡中的應(yīng)用。
28.用根據(jù)權(quán)利要求22或23中任一項(xiàng)的光學(xué)組件來保證防止偽造和復(fù)制的應(yīng)用。
29.將根據(jù)權(quán)利要求22或23的光學(xué)組件用于身份證的應(yīng)用。
30.將根據(jù)權(quán)利要求22或23的光學(xué)組件用于信用卡的應(yīng)用。
全文摘要
具有任意所需的方位角取向方向和傾斜角的單體或聚合物液晶層的取向?qū)?，通過照射方法產(chǎn)生，角度不同于表面垂線方向，光聚物平行于線性偏振光取向。
文檔編號(hào)C08F20/30GK1146561SQ9611084
公開日1997年4月2日 申請(qǐng)日期1996年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月28日
發(fā)明者M·莎特, A·舒斯特, H·塞伯勒 申請(qǐng)人:羅利克有限公司