專利名稱：含路易斯酸的對(duì)準(zhǔn)的液晶層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)路易斯酸受控增加液晶分子傾角的方法，以及涉及在基板上的對(duì)準(zhǔn)的液晶分子層，所述基板具有取向?qū)雍秃心苡行г黾右壕Х肿觾A角的路易斯酸的液晶層。
背景技術(shù)：
大多數(shù)液晶顯示器(LCD)要求液晶(LC)分子具有一致取向，通常要求LC指向矢(director)n和基板之間的角度?。贿@個(gè)角稱作“預(yù)傾角(pretilt)”。人們采用了大量方法實(shí)現(xiàn)LC的傾斜對(duì)準(zhǔn)。在Industrial Survey Association(1991)出版的Fundamentals andApplications of Liquid Crystals中詳細(xì)描述了這些方法。用來(lái)實(shí)現(xiàn)傾斜對(duì)準(zhǔn)的最常用技術(shù)涉及在基板上沉積薄的聚合物層，該聚合物層隨后經(jīng)受摩擦。所述聚合物的摩擦決定了LC分子對(duì)準(zhǔn)的方位角取向，并導(dǎo)致出現(xiàn)非零的預(yù)傾角。聚酰亞胺(PI)膜由于出眾的熱穩(wěn)定性、低介電常數(shù)、極好的耐化學(xué)性能和高產(chǎn)率，通常用于LC的摩擦對(duì)準(zhǔn)。而且，LC在摩擦過(guò)的PI膜上的對(duì)準(zhǔn)通常得到了穩(wěn)定的預(yù)傾斜角，防止在施加電壓時(shí)LC分子發(fā)生逆向傾斜向錯(cuò)(reverse tiltdisclination)。但是，預(yù)傾角取決于取向膜本身的性質(zhì)。因此，為了滿足各種LCD模式的具體預(yù)傾角要求，已經(jīng)制備了具體的聚酰亞胺來(lái)控制預(yù)傾角。例如，具有長(zhǎng)烷基和氟化烷基側(cè)基的聚酰亞胺類被用來(lái)產(chǎn)生大的LC預(yù)傾角。已經(jīng)表明LC分子和支鏈長(zhǎng)烷基側(cè)鏈之間的空間相互作用可能是大預(yù)傾角的原因。
但是，摩擦方法存在著一些缺點(diǎn)，尤其是產(chǎn)生灰塵顆粒和在薄膜晶體管部位的靜電累積。最近已介紹了新的非摩擦對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，該技術(shù)基于可聚合取向?qū)拥墓庹T導(dǎo)各向異性。通常，用偏振紫外光照射光敏聚合物膜，所得到的平面對(duì)準(zhǔn)的方位角取向取決于光誘導(dǎo)反應(yīng)的具體細(xì)節(jié)。和摩擦技術(shù)相反，基板上既不會(huì)形成過(guò)量電荷也不會(huì)產(chǎn)生灰塵，但是仍然維持了對(duì)傾斜角和錨定強(qiáng)度的控制。常規(guī)摩擦技術(shù)創(chuàng)建了傾斜易磁化軸的唯一方向；這個(gè)方向由摩擦方向確定。另一方面，對(duì)于光對(duì)準(zhǔn)而言，存在著光誘導(dǎo)易磁化軸的雙重簡(jiǎn)并(degeneracy)。這種雙重簡(jiǎn)并導(dǎo)致預(yù)傾斜角的重現(xiàn)性差，而且更重要的是，在取向疇之間的最終得到的邊界處出現(xiàn)缺陷。這種簡(jiǎn)并在LC單元填充過(guò)程中可以由于流動(dòng)對(duì)準(zhǔn)效應(yīng)而部分去除，但是得到的對(duì)準(zhǔn)隨著時(shí)間推移并不穩(wěn)定。目前，最有前途打破這種簡(jiǎn)并的方法涉及對(duì)光對(duì)準(zhǔn)層的傾斜輻射。傾斜偏振輻射和表面成一定角度，而且同軸躍遷矩的光反應(yīng)比離軸躍遷矩的光反應(yīng)容易得多。因而，打破了所述傾斜簡(jiǎn)并，液晶沿著優(yōu)選方向傾斜。這種輻射方案要求專用設(shè)備，已經(jīng)證明難以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
其它對(duì)準(zhǔn)LC分子的非接觸手段包括拉伸的聚合物、LangmuirBlodgett膜、微蝕刻制備的格柵結(jié)構(gòu)、氧化硅的斜角沉積、和美國(guó)專利No.5770826描述的用離子束輻射聚酰亞胺表面。該方法將LC放置在已經(jīng)用低能(約100eV)Ar+離子轟擊過(guò)的聚酰亞胺表面上。這種方法經(jīng)擴(kuò)展后包括類金剛石碳(DLC)、非晶態(tài)氫化的硅、SiC、SiO2、玻璃、Si3N4、Al2O3、CeO2、SnO2和ZnTiO2膜，如美國(guó)專利No.6020946所示。
JP2002038158公開(kāi)了在基板上形成含有液晶分子的液晶層和使液晶分子取向的方法。向液晶層或者和液晶層相鄰的層中加入吡啶季鹽，通過(guò)吡啶季鹽的作用控制液晶分子的傾斜角。盡管本發(fā)明和其它現(xiàn)有方法相比，在控制液晶傾角上有優(yōu)勢(shì)，但是它僅僅提供了有限類型的能夠增加傾角的分子；因此，需要其它用于誘導(dǎo)LC預(yù)傾斜的新材料。
在所有上述對(duì)準(zhǔn)LC的方法中，對(duì)LC預(yù)傾角的控制要求使用LC分子和對(duì)準(zhǔn)聚合物或特定材料的特定組合。研制和最優(yōu)化這種組合(對(duì)準(zhǔn)聚合物和LC的組合)既困難又耗時(shí)。所以需要有可替換的方法以便以容易的方式將液晶的預(yù)傾角控制到所需角度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供多層膜，該多層膜包括承載有對(duì)準(zhǔn)的液晶層的基板，其中所述液晶層含有路易斯酸。還公開(kāi)了包括所述多層的光學(xué)元件和液晶顯示器，以及制備所述多層的方法。
所述膜可用于將液晶材料以增加的傾角對(duì)準(zhǔn)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明多層的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
本文任何地方提到的元素周期表是指由CRC Press，Inc.，1995年出版并擁有版權(quán)的元素周期表。同樣，任何提到族的地方是指該元素周期表采用IUPAC編號(hào)組所反映的族。
本文中采用的路易斯酸定義為任何能夠接受電子對(duì)的物質(zhì)。這個(gè)定義包括是質(zhì)子源的那些化學(xué)物質(zhì)(Brnsted和Arrhenius酸)以及是質(zhì)子惰性的那些物質(zhì)比如BF3。
本發(fā)明提供了通過(guò)加入路易斯酸實(shí)現(xiàn)取向液晶分子的傾斜角受控增加的方法，如上所綜述的那樣。本發(fā)明參照?qǐng)D1進(jìn)行描述，圖1示出了取向液晶多層膜5的橫截面示意圖。這種結(jié)構(gòu)包括透明材料基板10，比如玻璃或聚合物。應(yīng)該了解的是，被稱作基板的層必須是固體，而且機(jī)械強(qiáng)度使其能夠自我支撐以及承載其它層。常見(jiàn)基板由三乙酸纖維素(TAC)、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜或其它透明聚合物制備，厚度為25-500微米?；?0通常具有低面內(nèi)光程差(in-planeretardation)，優(yōu)選小于10nm，更優(yōu)選小于5nm。在一些其它情況下，基板10可以具有更大的、15-150nm的面內(nèi)光程差(在此或引言中對(duì)光程差相關(guān)性給出一些簡(jiǎn)短討論可能是有用的)。通常，當(dāng)基板10由三乙?；w維素制備時(shí)，其面外光程差大約為-40nm到-120nm。當(dāng)補(bǔ)正器(compensator)被設(shè)計(jì)成對(duì)施加ON電壓時(shí)的液晶狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)正時(shí)，需要這個(gè)性質(zhì)。分別將上面討論的面內(nèi)光程差定義為(nx-ny)×d的絕對(duì)值，上面討論的面外光程差定義為[(nx+ny/2)-nz]×d。折射系數(shù)nx和ny分別是沿著基板10面內(nèi)的慢軸和快軸，nz是沿著基板厚度方向(Z軸)的折射系數(shù)，d是基板厚度?；鍍?yōu)選是連續(xù)(壓延的)膜或幅材的形式。玻璃板、ITO基板、彩色濾光片基板、石英板、硅晶片也可以用作基板。
基板10可以單獨(dú)使用，或者成對(duì)使用。在成對(duì)使用的情況下，需要時(shí)也可以采用間隔墊、或密封劑等等。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述靠近液晶層的層是位于基板和液晶層30之間的最接近液晶層30的層。所述靠近液晶層30的層充當(dāng)取向膜或透明電極也是可以接受的。
在基板10上施加了取向?qū)?0，在層20的頂部設(shè)置了液晶層30。取向?qū)?0可以通過(guò)各種技術(shù)形成取向。在一個(gè)例子中，取向?qū)雍锌梢阅Σ寥∠虻牟牧希热缇埘啺坊蚓垡蚁┐?，可以通過(guò)摩擦技術(shù)形成取向。在另一例子中，取向?qū)?0含有可以剪切取向的材料，可以通過(guò)剪切對(duì)準(zhǔn)技術(shù)形成取向。在另一例子中，取向?qū)?0含有可以電致取向或磁致取向的材料，可以通過(guò)電對(duì)準(zhǔn)或磁對(duì)準(zhǔn)技術(shù)形成取向。在另一例子中，取向?qū)右部梢允峭ㄟ^(guò)傾斜沉積制備的SiOx層。在另一例子中，取向?qū)?0含有可光致取向的材料，可以通過(guò)光對(duì)準(zhǔn)技術(shù)形成取向?？晒庵氯∠虻牟牧习ɡ绻猱悩?gòu)化聚合物、光二聚化聚合物和光分解聚合物。在優(yōu)選實(shí)施方案中，可光致取向的材料是美國(guó)專利6160597公開(kāi)的肉桂酸衍生物。這種材料可以通過(guò)用線性偏振UV光進(jìn)行選擇性輻射來(lái)形成取向并同時(shí)交聯(lián)。
液晶層30主要由液晶分子構(gòu)成。就液晶分子而言，可以采用盤(pán)型(discotic)液晶分子、棒型(向列型)液晶分子和膽甾型液晶分子。特別優(yōu)選向列型液晶分子。也可以組合使用兩種或多種液晶分子。除了液晶分子以外，在液晶層中也可以加入組分(比如，著色劑、用于增加傾斜角的摻雜劑、二色性著色劑、聚合物、聚合試劑、敏化劑、相變溫度降低劑和穩(wěn)定劑)?？梢圆捎酶鞣N相當(dāng)成熟的方法將液晶層30施加到基板上。相應(yīng)地，液晶層30可以采用幕涂方法、擠涂方法、輥涂方法、旋涂方法、浸涂方法、棒涂方法、噴涂方法、和印涂方法等涂覆到取向?qū)?0上。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，液晶層30在首先設(shè)置到取向?qū)?0上時(shí)通常是向列型液晶預(yù)聚物，并通過(guò)進(jìn)一步的UV輻射或者其它方法比如加熱進(jìn)行交聯(lián)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，該各向異性層含有比如美國(guó)專利6160597(Schadt等人)和美國(guó)專利5602661(Schadt等人)公開(kāi)的具有正雙折射的二丙烯酸酯或二環(huán)氧化物的材料。各向異性層30中的光軸通常相對(duì)于該層面傾斜，而且在厚度方向上變化。根據(jù)本發(fā)明的各向異性層30由含有路易斯酸或路易斯酸混合物的液體介質(zhì)施加。
路易斯酸在層30中增加了液晶分子的傾斜角，而不會(huì)對(duì)液晶分子和取向?qū)?0的粘附產(chǎn)生負(fù)面影響。
在本發(fā)明中，路易斯酸用于受控增加液晶分子的傾斜角。在本發(fā)明的范圍中，路易斯酸被定義成能夠接收電子對(duì)的任何物質(zhì)(IUPACCompendium of Chemical Terminology，The Gold Book，SecondEdition A.D.McNaught and A.Wilkinson Blackwell Science，1997)。在本發(fā)明的范圍中，路易斯酸包括是質(zhì)子源的化學(xué)物質(zhì)(Brnsted和Arrhenius酸)。
適用于本發(fā)明方法的路易斯酸基于來(lái)自元素周期表的IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVB、IVA、VA、VB、VIB和VIIB族的金屬。
IIB族路易斯酸具有通式(I)MX2(I)其中M是IIB族金屬；X是鹵素或有機(jī)配體。
IIIA和IIIB族路易斯酸也可以用通式(II)表示RnMX(3-n)(II)其中n等于1或2，每個(gè)R是相同或者不同的芳基或烷基C1-C15線性或環(huán)形基團(tuán)，每個(gè)X是相同或不同的鹵素；和其中M是IIIA或IIIB族金屬。
IVB和IVA族路易斯酸具有通式(III)MX4(III)其中M是IVB族金屬，X是配體，優(yōu)選是鹵素。非限制性例子包括四氯化鈦、四氯化鋯或四氯化錫。
VB和VA族路易斯酸具有通式(IV)MXy(IV)其中M是V族金屬，X是配體，優(yōu)選鹵素，y是3-5的整數(shù)。非限制性例子包括四氯化釩和五氟化銻。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可用于本發(fā)明的路易斯酸含有元素周期表的I-V行的元素。在本發(fā)明中，優(yōu)選含有來(lái)自周期表第I-IV行的元素的路易斯酸。特別優(yōu)選含有來(lái)自周期表第I-III行的元素的路易斯酸。
在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，含有來(lái)自周期表IIA-VIIb或IIB-VA族的元素的路易斯酸尤其有用。在本發(fā)明中，優(yōu)選含有來(lái)自周期表IIA-IIIB或IIIA-IVA族的元素的路易斯酸。在本發(fā)明中，特別優(yōu)選含有來(lái)自周期表IVB或IIIAA族的元素的路易斯酸。
根據(jù)另一實(shí)施方案，含有B、Al、Ti、Zr、Sn、Sb、Sc、La或Zn的化合物的路易斯酸在本發(fā)明中特別有用。在本發(fā)明的另一方面，可以采用含有鹵素或有機(jī)配體的路易斯酸。優(yōu)選含有鹵素的路易斯酸。特別優(yōu)選含有氟或氯基團(tuán)的路易斯酸。在另一實(shí)施方案中，含有選自CF3SO3-、CH3CO2-和NO3-的有機(jī)配體的路易斯酸在本發(fā)明中特別有用。
在本發(fā)明中優(yōu)選的路易斯酸的示例如下表各式所示，但本發(fā)明不限于此。



可在本發(fā)明中用作質(zhì)子源的化學(xué)物質(zhì)是路易斯酸以及具有通式(V)的Brnsted和Arrhenius酸，A-H+(V)其中A-是反離子，H+是質(zhì)子。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可用于本發(fā)明的質(zhì)子酸的pKa＜10。本發(fā)明優(yōu)選的質(zhì)子酸的pKa值＜0。PKa＜-8的質(zhì)子酸是本發(fā)明最優(yōu)選的。
在本發(fā)明中優(yōu)選的一些質(zhì)子酸的示例如下表的各式和pKa值所示，但本發(fā)明不限于此。

一般而言，路易斯酸可溶于涂覆溶劑，而且在液晶層30中加入這些鹽對(duì)液晶層30折射系數(shù)的改變不超過(guò)約±10％。更優(yōu)選該路易斯酸對(duì)液晶層30折射系數(shù)的改變不超過(guò)約±5％。最優(yōu)選該折射系數(shù)對(duì)液晶層30折射系數(shù)的改變不超過(guò)約±2％。另外，該路易斯酸使液晶層30的平均傾角增加超過(guò)約95％。更優(yōu)選該路易斯酸使液晶層30的平均傾角增加超過(guò)約50％。最優(yōu)選和沒(méi)有路易斯酸時(shí)的角度相比，該路易斯酸使液晶層30的平均傾角增加超過(guò)約35％。
路易斯酸可以加到液晶層30的涂覆溶液中。路易斯酸的加入量應(yīng)該適于使液晶分子獲得所需的傾角增加，同時(shí)不會(huì)干擾液晶層30的取向。路易斯酸的一般加入量為所述各向異性層30的0.1-10重量％，方便為0.25-5.0重量％，通常為0.25-1.5重量％。路易斯酸的加入量取決于液晶層30的組成以及所需的傾角增加，這是因?yàn)檫@兩者可能都有影響。
所述各向異性層還可以含有附加物，比如表面活性劑、光穩(wěn)定劑和UV抑制劑。UV抑制劑包括材料比如二苯甲酮和苯乙酮和其衍生物；二苯乙醇酮、二苯乙醇酮醚、苯偶酰、苯偶酰酮縮醇、芴酮、黃原酮(xanthanone)、α和β萘基羰基化合物和酮。優(yōu)選的抑制劑是α-羥基酮。
通過(guò)下面的非限制性實(shí)施例更詳細(xì)描述本發(fā)明。
在下面的實(shí)施例中，為了評(píng)價(jià)液晶對(duì)準(zhǔn)的質(zhì)量，測(cè)量了面內(nèi)光程差。對(duì)于傾角接近0的試樣而言，LC層的雙折射測(cè)量(有效)值應(yīng)該為0.12-0.13。但是，隨著傾角增加，有效雙折射下降。對(duì)于層厚大致相同的系列試樣而言，這應(yīng)該導(dǎo)致面內(nèi)光程差隨著傾角增加而下降。這些實(shí)施例的情況正是如此，表明所有實(shí)施例都獲得了良好的對(duì)準(zhǔn)。
實(shí)施例1-對(duì)比本實(shí)施例驗(yàn)證了液晶分子在玻璃基板上的光對(duì)準(zhǔn)層上的光對(duì)準(zhǔn)。
在干凈的玻璃板上，旋轉(zhuǎn)流延(@700-1000rpm)含有VANTICOStaralign2110和Staralign2100光對(duì)準(zhǔn)肉桂酸乙烯酯聚合物的混合物(比例為30∶70重量％；在甲基乙基酮中的總固含量為1重量％)的涂覆溶液。試樣在55℃干燥5分鐘，然后以和入射法線角成20度的傾斜角暴露到308nm的偏振光(15-30mJ/cm2)下，獲得光對(duì)準(zhǔn)的取向?qū)?。通常，這樣制備的層厚用橢圓對(duì)稱儀測(cè)量為30-100nm。
在該取向?qū)由?，?00-1000rpm旋轉(zhuǎn)流延液晶預(yù)聚物在甲基乙基酮中的溶液(LCP，CB483MEK，Vantico Co.，在甲基乙基酮中為7重量％，具有光引發(fā)劑)。隨后將試樣在55℃加熱3分鐘，使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，各向異性層通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下而固定。面內(nèi)光程差測(cè)量結(jié)果表明液晶分子沿著和偏振輻射方向平行的方向?qū)?zhǔn)。各向異性層的面內(nèi)光程差、平均傾角和厚度都用橢圓對(duì)稱儀(J.A.Woollam Co.，Model M2000V)測(cè)量。測(cè)量平均傾角方法的精度為±2.0度。
實(shí)施例2-本發(fā)明本實(shí)施例表明在包含液晶分子的液晶層中加入三氟化硼醚化物BF3-Et2O(I-2)鹽使平均傾角增加。
如實(shí)施例1所示制備光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)?。將BF3-Et2O(I-2)(干燥液晶層的0.25-1.5重量％)加入到LCP混合物(CB483MEK，VanticoCo.)中，并旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?@700-1000rpm)。然后，將試樣在55℃加熱3分鐘，以使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下使液晶層產(chǎn)生交聯(lián)。
表I

表I中的上述實(shí)施例清楚證實(shí)，和對(duì)比實(shí)施例1相比，三氟化硼醚化物(I-2)在液晶層中加入量的增加實(shí)現(xiàn)了液晶分子平均傾角的受控增加。
實(shí)施例3-本發(fā)明本實(shí)施例表明在包含兩種液晶分子的液晶層中加入氯化鋅(I-24)鹽使平均傾角增加。
如實(shí)施例1所示制備光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)?。將氯化鋅(I-24)(干燥液晶層的0.25-1.0重量％)加入到LCP混合物(CB483MEK，VanticoCo.)中，并旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?@700-1000rpm)。然后，將試樣在55℃加熱3分鐘，以使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下使液晶層產(chǎn)生交聯(lián)。
表II

表II中的上述實(shí)施例清楚證實(shí)，和對(duì)比實(shí)施例1相比，氯化鋅(I-24)在液晶層中加入量的增加實(shí)現(xiàn)了液晶分子平均傾角的受控增加。
實(shí)施例4-本發(fā)明本實(shí)施例表明在包含兩種液晶分子的液晶層中加入四氯化錫(I-8)鹽使平均傾角增加。
如實(shí)施例1所示制備光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)?。將四氯化錫(I-8)(干燥液晶層的0.25-1.0重量％)加入到LCP混合物(CB483MEK，VanticoCo.)中，并旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?@700-1000rpm)。然后，將試樣在55℃加熱3分鐘，以使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下使液晶層產(chǎn)生交聯(lián)。
表III

表III中的上述實(shí)施例清楚證實(shí)，和對(duì)比實(shí)施例1相比，氯化錫(I-8)在液晶中加入量的增加實(shí)現(xiàn)了液晶分子平均傾角的受控增加。
實(shí)施例5-本發(fā)明本實(shí)施例表明在包含兩種液晶分子的液晶層中加入三氟甲基磺酸釹(I-32)鹽使平均傾角增加。
如實(shí)施例1所示制備光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)?。將三氟甲基磺酸釹(I-32)(干燥液晶層的0.25-1.0重量％)加入到LCP混合物(CB483MEK，Vantico Co.)中，并旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?@700-1000rpm)。然后，將試樣在55℃加熱3分鐘，以使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下使液晶層產(chǎn)生交聯(lián)。
表IV

表IV中的上述實(shí)施例清楚證實(shí)，和對(duì)比實(shí)施例1相比，三氟甲基磺酸釹(I-32)在液晶層中加入量的增加實(shí)現(xiàn)了液晶分子平均傾角的受控增加。
實(shí)施例6-對(duì)比本實(shí)施例驗(yàn)證了液晶分子在玻璃基板上的光對(duì)準(zhǔn)層上的光對(duì)準(zhǔn)。
在干凈的玻璃板上，旋轉(zhuǎn)流延(@700-1000rpm)含有VANTICOStaralign2110和Staralign2100光對(duì)準(zhǔn)肉桂酸乙烯酯聚合物的混合物(比例為30∶70重量％；在甲基乙基酮中的總固含量為1重量％)的涂覆溶液。試樣在55℃干燥5分鐘，然后以和入射法線角成20度的傾斜角暴露到308nm的偏振光(15-30mJ/cm2)下，獲得光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)印Ｍǔ?，這樣制備的層厚用橢圓對(duì)稱儀測(cè)量為30-100nm。
在該取向?qū)由希?00-1000rpm旋轉(zhuǎn)流延液晶預(yù)聚物在甲基乙基酮中的溶液(LCP，CB483MEK，Vantico Co.，在甲基乙基酮中為7重量％，具有光引發(fā)劑)。隨后將試樣在55℃加熱3分鐘，使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，各向異性層通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下而固定。面內(nèi)光程差測(cè)量結(jié)果表明液晶分子沿著和偏振輻射方向平行的方向?qū)?zhǔn)。各向異性層的面內(nèi)光程差、平均傾角和厚度都用橢圓對(duì)稱儀(J.A.Woollam Co.，Model M2000V)測(cè)量。測(cè)量平均傾角方法的精度為±2.0度。
實(shí)施例7-本發(fā)明本實(shí)施例表明在包含兩種液晶分子的液晶層中加入質(zhì)子酸甲磺酸(I-35)使平均傾角增加。
如實(shí)施例1所示制備光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)印⒓谆撬?I-35)(干燥液晶層的0.25-1.0重量％)加入到LCP混合物(CB483MEK，VanticoCo.)中，并旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?@700-1000rpm)。然后，將試樣在55℃加熱3分鐘，以使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下使液晶層產(chǎn)生交聯(lián)。
表IV

表IV中的上述實(shí)施例清楚證實(shí)，和對(duì)比實(shí)施例6相比，在液晶中加入甲磺酸(I-35)實(shí)現(xiàn)了液晶分子平均傾角的受控增加。
實(shí)施例8-對(duì)比本實(shí)施例驗(yàn)證了單種液晶分子在玻璃基板上的光對(duì)準(zhǔn)。
遵循WO2000048985(A1)描述的一般程序制備液晶。遵循WO2000048985(A1)描述的一般程序制備液晶溶液。于是，通過(guò)在甲基乙基酮中混合LC-1，制備了7重量％的液晶混合物。在LC溶液中加入TINUVIN-123(雙(1-辛氧基-2，2，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)(LC的1重量％)、2，6-二-叔丁基-對(duì)甲酚(LC的2重量％)、和得自Ciba-Giegy的IRGACURE 369(2-苯甲基2-二甲基氨基1-(4-嗎啉代苯基)丁酮-1)(LC的1重量％)。
在干凈的玻璃板上，旋轉(zhuǎn)流延(@700-1000rpm)含有VANTICOStaralign2110和Staralign2100光對(duì)準(zhǔn)肉桂酸乙烯酯聚合物的混合物(比例為30∶70重量％；在甲基乙基酮中的總固含量為1重量％)的涂覆溶液。試樣在55℃干燥5分鐘，然后以和入射法線角成20度的傾斜角暴露到308nm的偏振光(15-30mJ/cm2)下，獲得光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)印?br> 在該取向?qū)由希?00-1000rpm旋轉(zhuǎn)流延如上制備的LC-1在甲基乙基酮中的溶液。隨后將試樣在55℃加熱3分鐘，使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，各向異性層通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下而固定。面內(nèi)光程差測(cè)量結(jié)果表明液晶分子沿著和偏振輻射方向平行的方向?qū)?zhǔn)。各向異性層的面內(nèi)光程差、平均傾角和厚度都用橢圓對(duì)稱儀(J.A.Woollam Co.，ModelM2000V)測(cè)量。測(cè)量平均傾角方法的精度為±2.0度。
實(shí)施例9-本發(fā)明本實(shí)施例表明在包含一種液晶分子的液晶層中加入四氯化錫(I-8)鹽使平均傾角增加。
如實(shí)施例6所示制備光對(duì)準(zhǔn)取向?qū)?。將四氯化錫(I-8)(干燥液晶層的0.25-1.5重量％)加入到可交聯(lián)二丙烯酸酯向列液晶溶液的甲基乙基酮溶液(如上所述制備)中，并旋轉(zhuǎn)流延到取向?qū)由?@700-1000rpm)。然后，將試樣在55℃加熱3分鐘，以使向列液晶層形成取向并去除溶劑。試樣冷卻到室溫，通過(guò)在氮?dú)鈿夥障卤┞兜?65nm光(300-1000mJ/cm2)下使液晶層產(chǎn)生交聯(lián)。
表V

表V中的上述實(shí)施例清楚證實(shí)，和對(duì)比實(shí)施例8相比，SnCl4(I-8)在液晶層中加入量的增加實(shí)現(xiàn)了單種液晶分子LC-1平均傾角的受控增加。
本文中引用的專利和其它文獻(xiàn)在此全部引入作為參考。
部件列表5 多層膜10基板20取向?qū)?0液晶層
權(quán)利要求
1.多層膜，包括承載有對(duì)準(zhǔn)的液晶層的基板，其中所述液晶層包含路易斯酸。
2.權(quán)利要求1的膜，其中所述路易斯酸是質(zhì)子惰性酸。
3.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含來(lái)自周期表1-5行的元素。
4.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含來(lái)自周期表1-4行的元素。
5.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含來(lái)自周期表1-3行的元素。
6.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含來(lái)自周期表2a-7b或2b-5a族的元素。
7.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含來(lái)自周期表2a-3b或3a-4a族的元素。
8.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含來(lái)自周期表4b或3a族的元素。
9.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含B、Al、Ti、Zr、Sn、Sb、Sc、La或Zn的化合物。
10.權(quán)利要求2的膜，其中所述路易斯酸包含鹵素或有機(jī)配體。
11.權(quán)利要求10的膜，其中所述路易斯酸包含鹵素。
12.權(quán)利要求10的膜，其中所述路易斯酸包含氟或氯基團(tuán)。
13.權(quán)利要求10的膜，其中所述路易斯酸包含有機(jī)配體。
14.權(quán)利要求10的膜，其中所述路易斯酸包含選自CF3SO3-、CH3CO2-和NO3-的有機(jī)配體。
15.權(quán)利要求1的膜，其中所述路易斯酸是質(zhì)子酸。
16.權(quán)利要求15的膜，其中所述質(zhì)子酸的pKa小于10。
17.權(quán)利要求15的膜，其中所述質(zhì)子酸的pKa小于0。
18.權(quán)利要求15的膜，其中所述質(zhì)子酸的pKa小于-5。
19.權(quán)利要求15的膜，其中所述質(zhì)子酸選自甲磺酸、三氟乙酸、乙酸和三氟甲磺酸。
20.權(quán)利要求1的膜，其中所述液晶是向列型或盤(pán)型。
21.權(quán)利要求1的膜，其中所述液晶包含酯、烷氧基或氰基。
22.權(quán)利要求1的膜，其中所述液晶包含氰基。
23.權(quán)利要求1的膜，其中所述路易斯酸由式(II)表示RnMX(3-n)(II)其中M是來(lái)自周期表IIIa或IIIb族的元素；n等于1或2；R是相同或不同的C1-C15線性或環(huán)狀基團(tuán)；和每個(gè)X是相同或不同的鹵素。
24.權(quán)利要求1的膜，其中所述路易斯酸由式(I)表示MX2(I)其中M是IIB族金屬；X是鹵素或有機(jī)配體。
25.權(quán)利要求1的膜，其中所述路易斯酸是元素周期表IV族元素的鹽或化合物，用通式(III)表示MX4(III)其中M是IVA或IVB族金屬，X是配體，優(yōu)選是鹵素。
26.權(quán)利要求1的膜，其中所述路易斯酸是來(lái)自元素周期表VB和VA族的鹽或化合物，用通式(IV)表示MXy(IV)其中M是V族金屬，X是配體，y是3-5的整數(shù)。
27.用于在固化時(shí)賦予聚合物液晶層增加的傾角的方法，包括在所述層中包括路易斯酸鹽或化合物。
28.用于在固化時(shí)賦予聚合物液晶層增加的傾角的方法，包括在所述層中包括權(quán)利要求1的路易斯酸鹽或化合物。
29.權(quán)利要求27的方法，其中所述路易斯酸鹽或化合物的含量為至少0.25重量％。
30.權(quán)利要求28的方法，其中所述路易斯酸鹽或化合物的含量為至少0.25重量％。
31.光學(xué)元件，包含權(quán)利要求1的膜。
32.權(quán)利要求31的光學(xué)元件，還包含偏振器。
33.液晶顯示器，包含權(quán)利要求1的膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了包含承載有對(duì)準(zhǔn)的液晶層的基板的多層膜，所述液晶層包含路易斯酸。這種膜可用于使液晶材料沿著增加的傾角對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK1894359SQ200480037219
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者D·舒克拉, T·R·維爾特, J·F·埃爾曼, S·Y·法里德 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司