平面光取向的方法
【專利說(shuō)明】平面光取向的方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)使用至少一種取向聚合物和至少一種可聚合單體平面光取 向液晶的方法。此外，本發(fā)明涉及可聚合單體，包含所述取向聚合物和所述可聚合單體的組 合物，和其用于光學(xué)、電光學(xué)或光電裝置、特別是液晶裝置（LCDs)、更特別是具有IPS模式 的IXDs中的取向?qū)拥挠猛尽?br>[0002] 市場(chǎng)上對(duì)提供用于顯示優(yōu)良光學(xué)、電光學(xué)或光電性質(zhì)的液晶的定向的取向?qū)佑懈?度需求。特別是對(duì)液晶裝置（LCDs)而言，需要高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，例如優(yōu)良的穩(wěn)定性、高對(duì)比、優(yōu) 良的電壓保持率。IXDs的IPS模式之一項(xiàng)主要議題為圖像殘留。
[0003] 本發(fā)明涉及一種制備用于平面取向液晶顯示器（LCD)內(nèi)液晶的取向?qū)拥姆椒?，?述方法包括：
[0004] -通過(guò)使包含取向聚合物和可聚合單體的組合物與基板接觸而在所述基板形成 層，
[0005] _用取向光照射所述層，由此形成取向?qū)?，?yōu)選，照射時(shí)不施加電壓，
[0006] _使所述取向?qū)优c液晶組合物接觸；優(yōu)選，其中液晶組合物包含或不包含本發(fā)明 的可聚合單體、或所述可聚合單體的聚合物或低聚物；和更優(yōu)選，其中液晶組合物不包含本 發(fā)明的可聚合單體或所述可聚合單體的聚合形式的聚合物或低聚物；
[0007] _任選地照射將與液晶組合物接觸的所述取向?qū)樱?br>[0008] _組裝液晶晶胞，優(yōu)選通過(guò)采用所述取向?qū)雍鸵壕ЫM合物中的至少一種，
[0009] _照射所述液晶晶胞；優(yōu)選照射時(shí)不施加電壓。
[0010] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"平面取向"具有平面取向液晶的含義。
[0011] 用于本發(fā)明全文中的術(shù)語(yǔ)"修斜角"是介于液晶指向矢和取向?qū)颖砻骈g的角度。液 晶指向矢是指液晶分子長(zhǎng)軸的平均方向。在本發(fā)明上下文中，平面取向是指傾斜角是小于 30°，優(yōu)選0至30°。
[0012] 在優(yōu)選實(shí)施方案中，光取向?qū)釉谝壕Р牧现幸龑?dǎo)的傾斜角小于10°，優(yōu)選0至 10°。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，傾斜角是小于5°，優(yōu)選0至5°，和在最優(yōu)選的實(shí)施方案中， 傾斜角是小于r，優(yōu)選0至r。
[0013] 在本發(fā)明上下文中，用于本發(fā)明中的"基板"優(yōu)選是透明或不透明、優(yōu)選玻璃或塑 料基板、聚合物薄膜、例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET)、三-乙酰基纖維素（TAC)、聚丙烯，其 任選地涂覆有銦錫氧化物（ITO)，然而不受限于此。
[0014] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"取向光"具有的含義優(yōu)選為偏光，其為可引發(fā)光取向的 波長(zhǎng)的光。優(yōu)選地，波長(zhǎng)在UV-A、UVB和/或UV/C范圍，或在可見(jiàn)光范圍。其取決于波長(zhǎng)合 適的光取向化合物。優(yōu)選地，光反應(yīng)性基團(tuán)對(duì)可見(jiàn)光和/或UV光敏感。本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施 方案涉及由激光產(chǎn)生取向光。
[0015] 在本發(fā)明上下文中，取向?qū)踊蛞壕ЬО恼丈淇赏ㄟ^(guò)任何波長(zhǎng)或混合波長(zhǎng)進(jìn)行， 優(yōu)選通過(guò)UV照射，更優(yōu)選，波長(zhǎng)與作為取向光的波長(zhǎng)不同。
[0016] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"聚合物"具有聚合物、均聚物或共聚物、樹(shù)枝狀物或低聚 物的含義。優(yōu)選地，聚合物包含為聚合形式的本發(fā)明上下文中所用的"可聚合基團(tuán)"的基團(tuán)， 和是指可經(jīng)聚合作用（任選地與其他共單體）而產(chǎn)生本發(fā)明低聚物、樹(shù)枝狀物聚合物或聚 合物的官能團(tuán)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，何種官能團(tuán)用于任何特定聚合物是顯而易見(jiàn)的。因 此，例如在"酰亞胺單體"作為所示聚合物骨架基團(tuán)時(shí)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，用 于產(chǎn)生聚酰亞胺的聚合作用的實(shí)際單體單元為例如二胺和二酐。類似地，關(guān)于"氨基甲酸酯 單體"，實(shí)際單體單元是二醇和二異氰酸酯。
[0017] 可聚合基團(tuán)優(yōu)選選自未被取代或被取代的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸 酯、2-苯基丙烯酸酯、任選地N-低碳烷基取代的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、 2-苯基丙烯酰胺、乙烯基、烯丙基、乙烯基醚和酯、烯丙基醚和酯、碳酸酯、縮醛、脲、馬來(lái)酰 亞胺、降冰片稀、降冰片烯衍生物、環(huán)氧基、苯乙烯和苯乙烯衍生物，例如a-甲基苯乙烯、 對(duì)-甲基苯乙烯、對(duì)-叔丁基苯乙烯、對(duì)-氯苯乙烯、硅氧烷、硅烷、二胺、酰亞胺單體、酰胺 酸單體和其酯類、酰胺酰亞胺單體、馬來(lái)酸和馬來(lái)酸衍生物，例如二-正-丁基馬來(lái)酸酯、二 甲基馬來(lái)酸酯、二乙基馬來(lái)酸酯等、富馬酸和富馬酸衍生物，例如二-正-丁基富馬酸酯、 二-(2-乙基己基）富馬酸酯等、氨基甲酸酯類或其相應(yīng)均聚物和共-聚合物。
[0018] 更優(yōu)選地，可聚合基團(tuán)選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基醚和酯、環(huán)氧基、苯乙 烯衍生物、硅氧烷、硅烷、馬來(lái)酰亞胺、具有二酸酐的芳族二胺、降冰片烯、降冰片烯衍生物、 酰亞胺單體、酰胺酸單體、酰胺酸酯單體和其相應(yīng)均聚物和共聚物、或未被取代或被取代的 脂族、芳族和/或脂環(huán)狀二胺基。
[0019] 更優(yōu)選地，可聚合基團(tuán)代表未被取代或被取代的脂族、芳族和/或脂環(huán)二胺基、硅 氧烷、馬來(lái)酰亞胺，特別是具有1至40個(gè)碳原子的二胺基；其中二胺基包含脂族基團(tuán)，其可 包含一或多個(gè)雜原子和/或橋接基團(tuán)；和/或芳族基團(tuán)；和/或脂環(huán)基團(tuán)。特別最優(yōu)選地， 可聚合基團(tuán)選自二胺、降冰片烯、降冰片烯衍生物、酰亞胺單體、酰胺酸單體、酰胺酸酯單體 和其相應(yīng)均聚物和共聚物，優(yōu)選選自具有二酸酐的芳族二胺、或酰亞胺單體、酰胺酸單體、 酰胺酸酯單體。
[0020] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"芳族基團(tuán)"或"脂環(huán)基團(tuán)"是未被取代或被取代的碳環(huán)或 雜環(huán)，其包含優(yōu)選5、6、10至14個(gè)環(huán)原子，例如呋喃、芐基或苯基、吡啶基、吡啶鑰陽(yáng)離子、嘧 啶基、嘧啶鑰陽(yáng)離子、萘基，其可形成環(huán)組合，例如聯(lián)苯或聯(lián)三苯，其未間斷或被至少一個(gè)單 一雜原子和/或至少一個(gè)單一橋接基團(tuán)間斷；或?yàn)槌砗隙喹h(huán)體系，例如菲基、萘滿基。優(yōu)選 地，芳族基團(tuán)是芐基、苯基、聯(lián)苯或聯(lián)三苯基。更優(yōu)選的芳族基團(tuán)是芐基、苯基和聯(lián)苯基；此 外
[0021] -未被取代或被取代的脂環(huán)基團(tuán)優(yōu)選為非-芳族碳環(huán)或雜環(huán)基團(tuán)，其中雜環(huán)基團(tuán) 表不碳環(huán)基團(tuán)，其中至少一個(gè)-C_、-CH-或-CH2-基團(tuán)是未被替代或被雜原子例如-〇-、_S-、 或伯、仲、叔或季氮（其為銨陽(yáng)離子）替代；和優(yōu)選酯環(huán)基團(tuán)是具有3至30個(gè)碳原子的環(huán) 體系、優(yōu)選為環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)己基、環(huán)己二烯基、十氫萘基、氮丙 啶基、環(huán)氧乙烷基、氮雜環(huán)丙烯基、氮丙啶鑰陽(yáng)離子、環(huán)氧乙烯基、環(huán)硫乙烯基、二氮雜環(huán)丙 烯二氮丙啶鑰陽(yáng)離子、叮丙啶基、叮丙啶鑰陽(yáng)離子、二環(huán)氧乙烷基、氮雜環(huán)丁烷基、氮雜環(huán)丁 烷鑰陽(yáng)離子氮唉、氮雜環(huán)丁烷陽(yáng)離子、氧雜環(huán)丁烷基、氧唉基、硫雜環(huán)丁烷基、硫唉基、二氮 雜環(huán)丁烷基、二氮雜環(huán)丁烷鑰陽(yáng)離子、二氧雜環(huán)丁烷基、二氧唉基、二硫雜環(huán)丁烷、二硫唉 基、氧雜環(huán)戊烷基、硫雜環(huán)戊烷、吡咯烷基、吡咯烷鑰陽(yáng)離子吡咯、噻吩、吡咯基、呋喃基、二 氧己環(huán)基、二氧雜環(huán)戊烷基、二硫雜環(huán)戊烷基、馬來(lái)酰亞胺基、順丁烯二酰胺基、唑啉基、唑 啶基、唑啶鑰陽(yáng)離子、唑基、異唑基、咪唑基、咪唑鑰陽(yáng)離子、咪唑啶基、咪唑啶鑰陽(yáng)離子、吡 唑啶基、吡唑啶鑰陽(yáng)離子、吡唑基、吡唑鑰陽(yáng)離子、吡唑啉基、噻唑啶基、噻唑啶鑰陽(yáng)離子、噻 唑基、噻唑鑰陽(yáng)離子、噻唑啉基、異噻唑基、呋咕基、噁二唑基、二噻唑基、四唑基、哌啶基、哌 啶鑰陽(yáng)離子、哌鑰烷、哌喃基、噻烷基、硫代哌喃基、哌基、二嗪基、嗎啉基、噁嗪基、硫代嗎啉 基、噻嗪基、二氧雜環(huán)己烯基、二烷基、二噻烷基、二噻基、三嗪基、四嗪基、氮雜環(huán)庚烷基、氮 呼基、例如氧雜環(huán)庚烷基、氧呼基、硫雜環(huán)庚烷基、硫呼基、高哌基、二氮呼基、噻氮呼基、氮 雜環(huán)辛烷基、氮口辛基（azocinyl)、氧雜環(huán)辛烷基、喹啉基、喹啉鑰陽(yáng)離子、苯并噻吩、吲哚 基、苯并呋喃基、叮啶基、二苯并噻吩基、咔唑基、二苯并呋喃基；銨陽(yáng)離子，選自咪唑鑰陽(yáng)離 子、吡唑鑰陽(yáng)離子。
[0022] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"取向聚合物"具有的含義為可用于液晶取向的聚合物， 和其優(yōu)選具有包含至少單一光反應(yīng)性基團(tuán)的至少單一側(cè)鏈、和其優(yōu)選不是液晶。優(yōu)選地，所 述側(cè)鏈中的光反應(yīng)性基團(tuán)通過(guò)曝光至取向光而反應(yīng)。
[0023] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"光反應(yīng)性基團(tuán)"具有的含義為能夠通過(guò)與光（優(yōu)選取向 光）的交互作用而反應(yīng)的基團(tuán)，和優(yōu)選由以下代表：香豆素基、肉桂酸酯基；未被取代或被 取代芳族基團(tuán)，其被未被取代或被取代的亞乙基取代，優(yōu)選被取代或未被取代的亞苯基；查 爾酮（chalcon)基，被取代或未被取代的二苯乙烯基或偶氮苯基，優(yōu)選被肉桂酸酯基取代， 或未被取代或被取代的芳族基團(tuán)，其為被未被取代或被取代的亞乙基取代，或被取代或未 被取代的二苯乙烯基、優(yōu)選氰基取代的二苯乙烯基。
[0024] 在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)"可聚合單體"具有的含義為可聚合單體、優(yōu)選單可聚合 單體和/或多可聚合單體，優(yōu)選為可聚合液晶LCP，例如US2012/0114907A1所描述的那些， 該文獻(xiàn)并入本文供參考。
[0025]可聚合單體是二官能團(tuán)或多官能團(tuán)和/或具有硬核（例如苯）。進(jìn)一步優(yōu)選是具 有一或多個(gè)環(huán)或縮合環(huán)結(jié)構(gòu)和直接鍵合至所述環(huán)或縮合環(huán)結(jié)構(gòu)上的官能團(tuán)的可聚合單體。
[0026]更優(yōu)選為式（IXXX)的可聚合單體（(P1) ^-S1)zl-A「(Z1-A2)n-(Z2-A3)n-(S2-(P2)n2) z2(ixxx)
[0027] 其中，PJPP2是官能團(tuán)和是獨(dú)立地選自氫、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、鹵代丙烯酸 酯、例如氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯；氧雜環(huán)丁烷基、馬來(lái)酰亞胺基、烯丙基、烯丙基氧基、乙烯 基、乙烯基氧基和環(huán)氧基；優(yōu)選為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、鹵代丙烯酸酯、例如氟丙烯酸 酯、氯丙烯酸酯；氧雜環(huán)丁烷基、馬來(lái)酰亞胺基、烯丙基、烯丙基氧基、乙烯基、乙烯基氧基和 環(huán)氧基，
[0028]SjPS2是彼此獨(dú)立地單鍵或間隔單元，
[0029]Ap^和A3是環(huán)結(jié)構(gòu)和獨(dú)立地選自未被取代或被取代碳環(huán)或雜環(huán)芳族或脂環(huán)基 團(tuán)，其具有本發(fā)明所給予的含義和優(yōu)先，特別優(yōu)選為1，4_亞苯基、萘_2,6_二基、聯(lián)三苯基、 聯(lián)四苯基、菲基團(tuán)；
[0030] 在優(yōu)選實(shí)施方案中，環(huán)A2是被下述基團(tuán)取代：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、乙 基、-〇_甲基、-〇-乙基、-〇-丙基、 _〇-丁基、_〇-戊基、_〇-己基、-OCO-甲基、-OCO-乙 基、_oco_ 丙基、_oco_ 丁基、_oco_ 戊基、_oco_ 己基、_coo_ 甲基、_coo_ 乙基、_coo_ 丙 基、-COO-丁基、-COO-戊基、-COO-己基，其可經(jīng)至少一個(gè)氟取代，例如特別是三氟甲基、 三氟乙基、三氟丙基、三氟丁基、三氟戊基、三氟己基、-〇-(三氟）甲基、-〇-((三-、四-或 五）-氟）乙基、-〇-((三-、四-、五-、六-或七）-氟）丙基、-〇-((三-、四-、五-、 六-或七）-丁基、-〇-((三-、四-、五-、六-或七）-戊基、-〇-((三-、四-、五-、六-或 七）-己基、-0C0-(三氟）甲基、-0C0-((三-、四-或五）-乙基、-0C0-((三-、四-或 五）-丙基、-0C0-((三-、四-、五-、六-或七）-丁基、-0C0-((三-、四-、五-、六-或 七）-戊基、-0C0-((三-、四-、五-、六-或七）-己基、-coo-(三氟）甲基、-coo-(三氟） 乙基、-coo-((二-、四-、五-、六-或七）-丙基、-coo-((二-、四-、五-、六-或七）-丁 基、-COO-((三-、四-、五-、六-或七）-戊基、-COO-((三-、四-、五-、六-或七）-己基；
[0031] 更優(yōu)選，環(huán)A2被至少一個(gè)氟取代，例如特別是三氟甲基、三氟乙基、三氟丙基、三氟 丁基、二氣戊基、二氣己基、 _〇_(二氣）甲基、_〇_((二_、四-或五）_氣）乙基、_〇_((二_、 四-、五-、六-或七）-氟）丙基、-〇-((三-、四-、五-、六-或七）-丁基、-〇-((三-、 四- 、五-、六-或七）-戊基、-〇-((三-、四-、五-、六-或七）-己基、-0C0-(三氟）甲 基、-0C0-((三-、四-或五）-乙基、-0C0-((三-、四-或五）-丙基、-0C0-((三-、四-、 五- 、六-或七）-丁基、-0C0-((三-、四-、五-、六-或七）-戊基、-0C0-((三-、四-、五-、 六- 或七）-己基、-COO-(三氟）甲基、-COO-(三氟）乙基、-COO-((三-、四-、五-、六-或 七）-丙基、-coo-((三-、四-、五-、六-或七）-丁基、-coo-((三-、四-、五-、六-或 七）-戊基、-C00-((三-、四-、五-、六-或七）-己基；
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