[發明專利]具有垂面定向的LC材料

有效

• 申請號: 200680020586.1
• 申請日: 2006-05-16
• 公開（公告）號: CN101194000A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: R·哈丁;M·弗朗西斯;O·L·帕里;D·G·格雷哈姆;S·A·馬登
• 申請（專利權）人: 默克專利股份有限公司
• 主分類號: C09K19/56
• 分類號: C09K19/56;G02F1/1337
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 龍傳紅

發明領域

本發明涉及在具有高或低表面能的基板上垂面(homeotropic)定向的液晶(LC)材料。

背景和現有技術

在液晶顯示器(LCD)中，通常需要控制LC介質的定向。這通常使用定向層實現。傳統定向技術的綜述例如由I.Sage在“Thermotropic?Liquid?Crystals-Applications?and?Uses?Vol.3(熱致液晶-應用和用途卷3)，B.Bahadur編輯，World?ScientificPublishing，Singapore?1992，第1-63頁中給出。J.Cognard，Mol.Cryst.Liq.Cryst.78，Supplement1(1981)，第1-77頁中給出定向材料和技術的綜述。這些定向技術和材料可用于定向傳統LC材料和可聚合LC材料，也稱作反應性介晶單元(mesogen)(RM)和反應性介晶單元混合物(RMMs)。

通常，使用高表面能基板獲得LC的水平(平面)定向。例如，通常使用摩擦過的聚酰亞胺、TAC或PET薄膜獲得LC的平面定向。已經報道其它較不常用的極性材料，例如硝酸纖維素作為定向層，例如在US?5,805,253中。

在現有技術中，已經使用各種定向方法實現LC材料的垂面(垂直)定向。最簡單的是使用具有低表面能的基板(例如PTFE)。在這種情況下，通過使LC分子彼此接觸而非與表面接觸，使該系統的能量最小化，從而產生垂面定向。不幸地，這種方法受到限制，具有在LCD應用中所需的光學質量的低表面能塑料基板的實例很少。

在現有技術中，存在使LC材料薄層垂面定向的其它方式的實例，但這些通常需要定向層。例如，用“接種”垂面定向的表面活性劑(例如卵磷脂)涂布基板。存在其它實例，其中如US?5,456,867、US6,379,758和US?6,816,218中所公開用低表面能定向層涂布塑料基板。在現有技術中已經建議使用垂面定向的RMM的薄的聚合層作為誘發LC的垂面定向的定向層，如WO?02/44801中所公開。但是，在根據WO?02/44801的方法中，初始RMM也要求使用定向層(二氧化硅處理的PET)實現初始垂面定向。

不幸地，定向層的使用增加了垂面膜生產的額外成本。在US2004/0263736中研究并部分克服了該問題，其中垂面LC層直接在平面RMM層上定向。RMM膜的這種組合提供了一種補償面內切換(IPS)模式的LCD的方案。但是，最好能使RMM在任何基板上垂面定向。

本發明的一個目標是提供定向層及其制備方法和材料，這提供了施加在其上的LC的均勻和穩定定向，容易制造，特別是對于大規模生產，且沒有上述現有技術定向層和材料的缺點。根據下列詳述，本領域技術人員馬上就能明白本發明的其它目標。

本發明人已經發現，使用本發明中所述的材料和方法可以實現這些目標。因此，本發明提供了在低和高表面能基板上均垂面定向的RM材料，其中基板可以是無機或有機的(例如，塑料膜、聚合RM或LC膜等等)。

術語定義

術語“液晶或介晶(mesogenic)材料”或“液晶或介晶化合物”是指包含一種或多種桿狀或板狀(棒狀)或盤狀(盤狀)介晶基團，即能夠誘發液晶(LC)相性狀的基團的材料或化合物。包含介晶基團的化合物或材料本身不必表現出LC相。它們也可以僅在與其它化合物的混合物中或在該介晶化合物或材料或其混合物聚合時才表現出LC相性狀。術語“反應性介晶單元(RM)”是指可聚合的介晶化合物或可聚合的液晶化合物。

具有一個可聚合基團的可聚合化合物也被稱作“單反應性”化合物，具有兩個可聚合基團的化合物被稱作“雙反應性”化合物，具有兩個以上可聚合基團的化合物被稱作“多反應性”化合物。沒有可聚合基團的化合物也被稱作“非反應性”化合物。

發明概述

本發明涉及在基板上垂面定向的任選可聚合的液晶(LC)材料，包含一種或多種介晶或LC化合物和一種或多種可溶于LC材料并提高LC材料的表面能的極性添加劑。

本發明進一步涉及如上下文所述的包含具有垂面定向的聚合LC材料的薄膜。

本發明進一步涉及如上下文所述的薄膜在液晶顯示器(LCD)或其它光學或電光學部件或器件中、用于裝飾性或安全性應用的用途。

附圖簡述