專利名稱：包含唑鹽的液晶層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助于唑(azolium)鹽有控制地提高液晶分子的傾角的方法，涉及具有取向?qū)拥幕纳吓帕械囊壕Х肿訉雍桶螓}的液晶層，其中所述唑鹽能有效地提高液晶分子的傾角。
背景技術(shù)：
絕大多數(shù)液晶顯示器(LCD)要求均勻的液晶(LC)分子取向，通常在LC定向偶極子(director)n和基材之間具有小的角度；這種角度被稱為“預傾斜(pretilt)”角。已經(jīng)有許多方法被用于獲得LC的傾斜排列。這些被詳細地描述于由Industrial Survey Association出版(1991)的液晶基礎(chǔ)和應用(Fundamentals and Applications of Liquid Crystals)。獲得傾斜排列的最普通的技術(shù)包括在基材上沉積薄的聚合物層，隨后對其進行摩擦。聚合物的摩擦決定了LC分子排列的方位角定向，并且誘導非零的預傾斜角度。聚酰亞胺(PI)薄膜通常被用于LC的摩擦排列，因為其具有突出的熱穩(wěn)定性、低的介電常數(shù)、優(yōu)異的耐化學性和高生產(chǎn)率。此外，摩擦的PI薄膜上的LC排列通常提供穩(wěn)定的預傾斜角度，防止了在外加電壓下LC分子的反轉(zhuǎn)的傾斜向錯。然而，預傾斜角度取決于取向薄膜本身的性質(zhì)。因此，為了滿足各種LCD模式的特定的預傾斜角度要求，制造了特定的聚酰亞胺，用于控制預傾斜角度。例如，具有長的烷基和氟化烷基側(cè)基的聚酰亞胺已經(jīng)被用于產(chǎn)生高LC預傾斜角度。已經(jīng)提出LC分子和支化的長烷基側(cè)鏈之間的空間相互作用是高預傾斜角度的可能的原因。
然而，摩擦法具有幾個缺點，特別是在薄膜晶體管位置處積累靜電荷并且產(chǎn)生塵粒。近來，已經(jīng)出現(xiàn)了基于可聚合取向?qū)拥墓庹T導各向異性的新的非摩擦排列技術(shù)。通常，用偏振化紫外光照射光敏聚合物薄膜，并且得到的平面排列的方位角定向取決于光誘導反應的細節(jié)。與摩擦技術(shù)相反，在基材上不產(chǎn)生過量電荷或粉塵，而仍然能夠保持對傾角和錨定強度的控制。傳統(tǒng)的摩擦技術(shù)確定了傾斜易軸(easyaxis)的唯一方向；該方向由摩擦的方向決定。另一方面，對于光排列，存在光-誘導易軸的雙重簡并。這種雙重簡并導致差的預傾斜角度再現(xiàn)性，更重要地在定向域之間所得到的邊界處會出現(xiàn)缺陷。因為流動排列的作用，這種簡并可以部分地在LC晶胞的填充期間被除去，但是得到的排列不是瞬時地穩(wěn)定的。迄今為止，破壞這種簡并的最有前途的方法包括光排列層的傾斜照射。傾斜的偏振化照射與表面形成角度，并且軸上躍遷矩的光反應與離軸躍遷矩的相比要容易得多。因此，破壞了傾斜簡并，并且液晶在優(yōu)選方向中傾斜。這樣的照射方案要求專用設(shè)備，并且已經(jīng)證明難以在大規(guī)模工藝中實現(xiàn)。
其他排列LC分子的無接觸方法包括拉伸的聚合物，LangmuirBlodgett薄膜，通過微刻生產(chǎn)的格狀結(jié)構(gòu)，二氧化硅的偏斜角沉積，以及聚酰亞胺表面的離子束照射，如美國專利5,770,826中所述。所述方法將LC放在聚酰亞胺表面上，該表面已經(jīng)利用低能量(大約100eV)Ar+離子轟擊。這種方法已經(jīng)被拓展到包括金剛石狀碳(DLC)，無定形的氫化硅，SiC，SiO2，玻璃，Si3N4，Al2O3，CeO2，SnO2，和ZnTiO2薄膜，如美國專利6,020,946中所述。
JP2002038158公開了在基材上形成包含液晶分子的液晶層和使所述液晶分子取向的方法。將吡啶_季鹽加入液晶層或者鄰近于液晶層的層，并且借助于吡啶_季鹽的作用控制液晶分子的傾斜角。雖然該發(fā)明提供了相對于其他現(xiàn)有方法更有利的控制液晶傾角的優(yōu)點，其僅僅提供了有限類別的能夠提高傾斜的分子；因此，需要其他用于誘導LC預傾斜的新型材料。
在所有如上所述的LC排列的方法中，LC預傾斜角度的控制要求使用LC分子和排列聚合物或者特定材料的特定組合。開發(fā)和優(yōu)化(排列聚合物和LC的)這種組合是困難的和耗時的過程。因此需要可選擇的以容易的方式將液晶預傾斜角度控制到希望的預定角度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了多層薄膜，其包含帶有排列的液晶層的基材，其中排列的液晶層包含由通式(I)表示的唑鹽
其中，下標表示環(huán)位置，并且每個X獨立地是N或者C-R；每個Z獨立地是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或C＝NR；每個R基團獨立地是氫或者取代基；并且Y是電荷平衡陰離子，其可以是分離的部分或者X、Z或者R的一部分；條件是兩個或多個X、Z和R基團可以形成環(huán)；條件是所述鹽可以是低聚物或者聚合物的一部分。
這樣的薄膜提供了用于液晶裝置的預定的預傾角。本發(fā)明還包括通過以控制的量引入唑鹽化合物來形成具有預定的預傾斜角度的薄膜的方法。
附圖描述

圖1是本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)的截面略圖。
發(fā)明的詳細說明本發(fā)明提供了通過加入以上簡述的唑鹽有控制地提高取向液晶分子的傾斜的方法。通過參考圖1描述本發(fā)明，圖1顯示了取向液晶多層薄膜5的截面略圖。這種結(jié)構(gòu)包含透明材料的基材10，例如玻璃或者聚合物。應當理解，被稱為基材的條件是必須是實心的和機械地堅固的，使得其能夠自承和負載其他的層。所述基材可以是柔性的或者剛性的。典型的基材由三醋酸纖維素(TAC)、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜或者其他透明的聚合物構(gòu)成，并且具有25到500微米的厚度。基材10通常具有低的面內(nèi)推遲，優(yōu)選小于10nm，并且更優(yōu)選小于5nm。在某些其他情況下，基材10可以具有較大的在15到150nm之間的面內(nèi)推遲(推遲的相關(guān)性的某些簡短的討論在此或者在引言中可能是有用的)。通常，當基材10由三乙酰纖維素構(gòu)成時，其具有的面外推遲為大約-40nm到-120nm。當補償器被設(shè)計成補償具有施加的導通電壓的液晶狀態(tài)時，這是希望的性能。上述討論的面內(nèi)推遲被定義為(nx-ny)d的絕對值，并且上述討論的面外推遲被定義為[(nx+ny/2)-nz]d。折射率nx和ny是分別沿著基材10的面內(nèi)慢軸和快軸的折射率，nz是沿著基材厚度方向(Z軸)的折射率，并且d是基材10的厚度?；膬?yōu)選是連續(xù)的(卷形)薄膜或者卷材的形式。玻璃板、ITO基材、濾色器基材、石英片、硅片也可以被用作基材。
基材10可以單獨地使用或者成對地使用。在成對使用情況下，如有必要，還可以使用隔離物、密封劑等等。在本發(fā)明中，優(yōu)選鄰近于液晶層的層是位于基材和液晶層30之間的層當中最靠近液晶層30的層。同樣容許鄰近于液晶層30的層起取向薄膜或者透明電極的作用。
在基材10上施加取向?qū)?0，并且液晶層30被置于層20上。取向?qū)?0可以通過各種技術(shù)取向。在一個實例中，取向?qū)影赡Σ寥∠虻牟牧希缇埘啺坊蛘呔垡蚁┐?，并且可以通過摩擦技術(shù)取向。在另一個實例中，取向?qū)?0包含可剪切取向的材料，并且可以通過剪切-排列技術(shù)取向。在另一個實例中，取向?qū)?0包含可電力地取向的或者可磁力地取向的材料，并且可以通過電力或者磁力-排列技術(shù)取向。在另一個實例中，取向?qū)舆€可以是通過傾斜沉積制造的SiOx層。在另一個實例中，取向?qū)?0包含可光取向的材料，并且可以通過光排列技術(shù)取向?？晒馊∠虻牟牧习?，例如，光致異構(gòu)化聚合物，光二聚聚合物，和光分解聚合物。在優(yōu)選的實施方案中，可光取向的材料是肉桂酸衍生物，如美國專利6,160,597中公開的。這類材料可以通過用線偏振的紫外線選擇性地照射而被取向和同時交聯(lián)。
主要由液晶分子構(gòu)成了液晶層30。作為液晶分子，可以使用discotic液晶分子、棒狀(向列型)液晶分子，和膽甾醇型液晶分子。向列型液晶分子是特別優(yōu)選的。還可以結(jié)合使用兩種或多種類型的液晶分子。除液晶分子之外，還可以在液晶層中加入組分(例如著色劑，用于提高傾角的摻雜劑，二色性著色劑，聚合物，聚合劑，敏化劑，相變溫度抑制劑，以及穩(wěn)定劑)?？梢允褂酶鞣N沿用已久的方法用于將液晶層30施加到基材上。因此，液晶層30可以使用以下方法涂覆在取向?qū)?0上幕涂方法、擠出涂覆方法、輥式涂布方法、旋涂方法、浸涂方法、棒涂方法、噴涂方法、印刷涂覆方法等等。
在本發(fā)明的一個實施方案中，當最初被置于取向?qū)?0上時，液晶層30通常是向列型液晶預聚物，并且通過進一步紫外線照射或者用其它方法例如加熱來交聯(lián)。在優(yōu)選的實施方案中，各向異性層包含例如具有正雙折射率的二丙烯酸酯或者二環(huán)氧化物等材料，如在美國專利6,160,597(Schadt等)和美國專利5,602,661(Schadt等)中公開的。各向異性層30中的光軸通常相對于層平面是傾斜的，并且在跨過厚度方向中是變化的。本發(fā)明的各向異性層30從包含唑鹽或者唑鹽的混合物的液體介質(zhì)施加。
唑鹽增加層30中液晶分子的傾角，而不不利地影響其對取向?qū)?0的粘合性。
本發(fā)明中，唑鹽被用于控制液晶分子傾角的提高。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，唑鹽化合物是由通式I表示的五元N-雜環(huán)化合物 其中，下標表示環(huán)位置，并且每個X和Z表示碳、氮、硫或者氧原子，其具有足夠的鍵和取代基以形成雜芳族環(huán)。在通式(I)中每個X獨立地是N或者C-R；每個Z獨立地是N，N-R，C-R，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每個R獨立地是氫或者取代基；兩個或多個X、Z和R基團可以形成環(huán)；并且Y是電荷平衡陰離子，其可以是分離的部分或者X、Z或者R的一部分。
當在本申請中提到特定的基團時，除非另外特別地說明，該基團本身可以是未被取代的或者被一個或多個取代基(直至最大可能的數(shù))取代的。例如，“烷基”基團指被取代的或者未被取代的烷基基團，例如芳烷基基團或者磺基烷基基團，同時“芳基”基團指被取代的或者未被取代的芳基基團(具有最多六個取代基)，例如烷芳基或者磺基芳基基團。取代基本身可以是被取代的或者未被取代的。在任何提到的基團上的取代基的實例可以包括已知的取代基，例如氯、氟、溴、碘；羥基；烷氧基，特別是那些“低級烷基”(即具有1到12個碳原子，例如甲氧基、乙氧基；被取代的或者未被取代的烷基，特別是低級烷基(例如甲基、三氟甲基)；烷硫基(例如甲硫基或者乙硫基)，特別是具有1到12個碳原子的那些；被取代的或者未被取代的烯基，優(yōu)選2到12個碳原子的烯基(例如乙烯基、丙烯基或者丁烯基)；被取代的和未被取代的芳基，特別是具有6到20個碳原子的那些(例如苯基)；和被取代的或者未被取代的雜芳基，特別是具有5或者6元環(huán)的那些，所述環(huán)包含1到3個選自N、O或者S的雜原子(例如吡啶基、噻吩基、呋喃基、吡咯基)；酸或者酸性鹽基團；例如以下基團羥基、氨基、烷基氨基、氰基、硝基、羧基、羧酸酯、酰基、烷氧羰基、氨羰基、磺酰氨基、氨磺?；⒒腔⒒撬狨セ蛘咄榛@；及其他本領(lǐng)域中已知的基團。烷基取代基可以特別地包括“低級烷基”(即具有1-12個碳原子)，例如甲基、乙基等等。此外，關(guān)于任何烷基基團或者亞烷基基團，應當理解，它們可以是支鏈的或者無支鏈的，并且可以包括環(huán)結(jié)構(gòu)。
在有用的實施方案中，本發(fā)明中的唑鹽由通式(II)表示 其中，II中的下標表示環(huán)位置，并且Z表示碳、氮、硫或者氧原子，其具有足夠的鍵和取代基以形成雜芳族環(huán)，并且每個R獨立地表示氫或者取代基。特別地Z是N-R，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每個R獨立地是氫或者取代基；任何兩個或多個R取代基可以形成環(huán)；并且Y是電荷平衡陰離子，其可以是分離的部分或者R的一部分。
在另一個有用的實施方案中，唑鹽是由通式(III)表示的苯并唑鹽
其中下標表示環(huán)位置；Z3是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每個R基團獨立地是氫或者取代基；并且Y是電荷平衡陰離子，其可以是分離的部分或者唑鹽的一部分；并且每個Q獨立地表示取代基，并且n是0到4的整數(shù)。
有用的N-唑鹽化合物的說明性例子由以下結(jié)構(gòu)式表示







有用的唑鹽化合物還可以由以下通式表示 其中A+是連接鏈懸垂的唑鹽部分。該連接鏈可以是烷基基團或者其他有機鏈。此外，所述鏈可以具有附加的取代基，例如醚、酯、酰胺等等。此外，整數(shù)n可以為0到25。
通常唑鹽是可溶于涂料溶劑的，并且這些鹽向液晶層30中的加入不使液晶層30的折射率改變超過大約±10％。更優(yōu)選這類唑鹽不使液晶層30的折射率改變超過大約±5％。最優(yōu)選這類折射率不使液晶層30的折射率改變超過大約±2％。另外，這類唑鹽將使液晶層30的平均傾斜提高超過大約1％。優(yōu)選這類唑鹽將使液晶層30的平均傾斜提高超過大約10％。更優(yōu)選這類唑鹽將使液晶層30的平均傾斜提高超過大約50％。最優(yōu)選這類唑鹽將使液晶層30的平均傾斜與沒有其存在時獲得的角度相比提高超過大約95％。
唑鹽可以被加入到液晶層30的涂覆溶液中。唑鹽以適合于獲得所希望的液晶分子傾角的提高、而不干擾液晶層30的取向的量加入。唑鹽通常以占各向異性層30為0.1到10重量％，方便地0.25到5.0重量％，并且通常0.25到1.5重量％的量加入。加入的唑鹽的量取決于液晶層30的組成和希望的傾斜的提高兩者，因為兩者均具有影響。
各向異性層還可以包含附加物例如表面活性劑、光穩(wěn)定劑和紫外線引發(fā)劑。紫外線引發(fā)劑包括以下材料例如二苯甲酮和苯乙酮，以及其衍生物；安息香、安息香醚、苯偶酰、苯偶酰酮縮醇、芴酮、xanthanone、α和β萘基羰基化合物和酮。優(yōu)選的引發(fā)劑是α-羥基酮。
借助于以下非有限性實施例更詳細地舉例說明本發(fā)明。
在如下所述實施例中，測量了面內(nèi)推遲，以評價液晶排列的質(zhì)量。對于傾角接近零的試樣，測量的(有效的)LC層的雙折射率應該在0.12-0.13之間。然而，當傾角增加時，有效的雙折射率降低。對于一系列具有大約相同層厚度的實施例，這將導致隨著傾角提高，面內(nèi)推遲降低。這正是從這些實施例看到的，證明所有實施例具有良好的排列。
實施例1-對比該實施例說明液晶分子在玻璃基材上的光排列的層上的光排列。
在干凈的玻璃板上，旋轉(zhuǎn)流延(在700-1000rpm下)涂料溶液，其包含VANTICO StaralignTM2110和StaralignTM2100光排列乙烯基肉桂酸酯聚合物的混合物(30∶70重量％比率；在甲基乙基酮中1重量％總固體含量)。將樣品在55℃下干燥5分鐘，然后以相對于入射的法向角為20度的傾角暴露于308納米偏振光(15-30mJ/cm2)，以制備光排列取向?qū)?。通常，這樣產(chǎn)生用橢圓對稱法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)測量為30-100納米厚度的層。
在取向?qū)由?，?00-1000rpm下旋轉(zhuǎn)流延液晶預聚合物(LCP，來自Vantico Co的CB483MEK，在甲基乙基酮中7重量％，提供有光引發(fā)劑)在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛中暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將各向異性層固定。面內(nèi)推遲測量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面內(nèi)推遲，平均傾角，以及各向異性層的厚度借助于橢圓對稱法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)測量。測量平均傾角的方法具有±2.0度的準確度。
實施例2-本發(fā)明該實施例顯示，將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)加入包含兩種液晶分子的液晶層，增大了平均傾角。
如在實施例1中那樣制備光排列的取向?qū)?。將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)(0.25-1.5重量％的干燥的液晶層)加入來自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋轉(zhuǎn)流延在取向?qū)由?在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表I

表I中的上述實施例清楚地說明，與對比實施例1相比，在液晶層中加入增加的苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)，能夠控制地增大液晶分子的平均傾角。
實施例3-本發(fā)明該實施例顯示，將1，2，3-三甲基-1H-苯并咪唑六氟磷酸鹽(I-34)加入包含兩種液晶分子的液晶層，增大了平均傾角。
如在實施例1中那樣制備光排列的取向?qū)?。?，2，3-三甲基-1H-苯并咪唑六氟磷酸鹽(I-34)(0.25-1.0重量％的干燥的液晶層)加入來自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋轉(zhuǎn)流延在取向?qū)由?在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表II

表II中的上述實施例清楚地說明，與對比實施例1相比，在液晶層中加入增加的1，2，3-三甲基-1H-苯并咪唑六氟磷酸鹽(I-34)，能夠控制地增大液晶分子的平均傾角。
實施例4-本發(fā)明該實施例顯示，將2，3-苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-2)加入包含兩種液晶分子的液晶層，增大了平均傾角。
如在實施例1中那樣制備光排列的取向?qū)?。?，3-苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-2)(0.25-1.0重量％的干燥的液晶層)加入來自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋轉(zhuǎn)流延在取向?qū)由?在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表III

表III中的上述實施例清楚地說明，與對比實施例1相比，在液晶層中加入增加的2，3-二甲基噻唑六氟磷酸鹽(I-2)，能夠控制地增大液晶分子的平均傾角。
實施例5-對比該實施例說明單一液晶分子在玻璃基材上的光排列。
按照在W02000048985(A1)中描述的一般程序制備液晶。按照W02000048985(A1)中公開的一般程序制造液晶混合物的溶液。因此，通過在甲基乙基酮中混合LC-1制造液晶的7重量％混合物。將來自Ciba-Giegy的IRGACURETM369(2-芐基2-二甲基氨基1-(4-嗎啉代苯基)丁酮-1)(LC的1重量％)、TINUVINTM-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％)和2，6-二叔丁基對甲酚(LC的2重量％)加入LC溶液。
在干凈的玻璃板上，旋轉(zhuǎn)流延(在700-1000rpm下)涂料溶液，其包含VANTICO StaralignTM2110和StaralignTM2100光排列乙烯基肉桂酸酯聚合物的混合物(30∶70重量％比率；在甲基乙基酮中1重量％總固體含量)。將樣品在55℃下干燥5分鐘，然后以相對于入射的法向角為20度的傾角暴露于308納米偏振光(15-30mJ/cm2)，以制備光排列取向?qū)印?br> 在取向?qū)由?，?00-1000rpm下旋轉(zhuǎn)流延如上制備的LC-3在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將該各向異性層固定。面內(nèi)推遲測量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面內(nèi)推遲，平均傾角，以及各向異性層的厚度借助于橢圓對稱法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)測量。測量平均傾角的方法具有±2.0度的準確度。
實施例6-本發(fā)明該實施例顯示，將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)加入包含一種液晶分子的液晶層，增大了平均傾角。
如在實施例5中那樣制備光排列的取向?qū)?。將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)(0.25-1.5重量％的干燥的液晶層)加入可交聯(lián)的二丙烯酸酯向列型液晶溶液(如上制備的)的甲基乙基酮溶液中，并且在取向?qū)由闲D(zhuǎn)流延(在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表IV

表IV中的上述實施例清楚地說明，與對比實施例5相比，在液晶層中加入增加的苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)，能夠控制地增大單一液晶分子LC-1的平均傾角。
實施例7-對比該實施例說明液晶分子LC-3在玻璃基材上的光排列。
通過在甲基乙基酮中混合LC-3(7重量％)，1重量％的IRGACURETM369(來自Ciba-Giegy)，1重量％TINUVINTM-123和2重量％的2，6-二叔丁基對甲酚來制備LC-3的溶液。
如在實施例5中那樣制備光排列的取向?qū)?。在取向?qū)由?，?00-1000rpm下旋轉(zhuǎn)流延如上制備的LC-3在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將該各向異性層固定。面內(nèi)推遲測量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面內(nèi)推遲，平均傾角，以及各向異性層的厚度借助于橢圓對稱法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)測量。測量平均傾角的方法具有±2.0度的準確度。
實施例8-本發(fā)明該實施例顯示，將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)加入包含一種液晶分子LC-3的液晶層，增大了其平均傾角。
如在實施例5中那樣制備光排列的取向?qū)印⒈讲⑧邕蛄姿猁}(I-10)(0.5重量％的干燥的液晶層)加入LC-3的可交聯(lián)的二丙烯酸酯向列型液晶溶液(如上制備的)的甲基乙基酮溶液中，并且在取向?qū)由闲D(zhuǎn)流延(在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表V

表V中的上述實施例清楚地說明，與對比實施例7相比，在液晶層中加入苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)，能夠增大單一液晶分子LC-3的平均傾角。
實施例9-對比該實施例說明液晶分子LC-4在玻璃基材上的光排列。
通過將LC-4(7重量％)，1重量％的IRGACURETM369(來自Ciba-Giegy)，1重量％的TINUVINTM-123和2重量％的2，6-二叔丁基對甲酚溶于甲基乙基酮中制備液晶在甲基乙基酮中的溶液。
如在實施例5中那樣制備光排列的取向?qū)?。在取向?qū)由?，?00-1000rpm下旋轉(zhuǎn)流延如上制備的LC-4在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將該各向異性層固定。面內(nèi)推遲測量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面內(nèi)推遲，平均傾角，以及各向異性層的厚度借助于橢圓對稱法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)測量。測量平均傾角的方法具有±2.0度的準確度。
實施例10-本發(fā)明該實施例顯示，將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)加入包含一種液晶分子LC-4的液晶層，增大了其平均傾角。
如在實施例5中那樣制備光排列的取向?qū)?。將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)(0.5重量％的干燥的液晶層)加入LC-4的可交聯(lián)的二丙烯酸酯向列型液晶溶液(如上制備的)的甲基乙基酮溶液中，并且在取向?qū)由闲D(zhuǎn)流延(在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表VI

表VI中的上述實施例清楚地說明，與對比實施例9相比，在液晶層中加入苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)，能夠增大單一液晶分子的平均傾角。
實施例11-對比該實施例說明包含兩種液晶分子的液晶混合物在摩擦的聚乙烯醇(PVA)排列層上的排列。
將聚乙烯醇(PVA)的水溶液(0.5重量％)在玻璃基材上旋轉(zhuǎn)流延(在700-1000rpm下)。將試樣在120℃下干燥2小時，然后進行摩擦處理。
在摩擦的取向?qū)由?，?00-1000rpm下旋轉(zhuǎn)流延液晶預聚合物(LCP，來自Vantico Co的CB483MEK，在甲基乙基酮中7重量％，提供有光引發(fā)劑)在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將該各向異性層固定。面內(nèi)推遲測量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。
實施例12-本發(fā)明該實施例說明，將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)加入包含兩種液晶分子LC-1和LC-2的液晶層，增大了其在摩擦的聚乙烯醇(PVA)排列層上的平均傾角。
如實施例11中那樣制備摩擦的取向。將苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)(0.5重量％的干燥的液晶層)加入來自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋轉(zhuǎn)流延在取向?qū)由?在700-1000rpm下)。然后在55℃的溫度下將樣品加熱3分鐘，以使向列型液晶層取向和除去溶劑。將樣品冷卻到室溫，并且通過在氮氣氣氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)將液晶層交聯(lián)。
表VII

表VII中的上述實施例12清楚地說明，與對比實施例11相比，在摩擦的PVA取向?qū)由?，在液晶層中加入苯并噻唑六氟磷酸鹽(I-10)，能夠增大液晶分子的平均傾角。
在此引入本文提到的專利及其他出版物的全部內(nèi)容。
部件列表5 多層薄膜10 基材20 取向?qū)?0 液晶層
權(quán)利要求
1.一種多層薄膜，其包含帶有排列的液晶層的基材，其中排列的液晶層包含由通式(I)表示的唑鹽 其中，下標表示環(huán)位置，并且每個X獨立地是N或者C-R；每個Z獨立地是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每個R基團獨立地是氫或者取代基；和Y是電荷平衡陰離子，其可以是分離的部分或者X、Z或者R的一部分；條件是兩個或多個X、Z和R基團可以形成環(huán)；條件是所述鹽可以是低聚物或者聚合物的一部分。
2.權(quán)利要求1的薄膜，其中每個X是C-R。
3.權(quán)利要求1的薄膜，其中Z3是S或者N-R。
4.權(quán)利要求2的薄膜，其中Z3是S或者N-R。
5.權(quán)利要求2的薄膜，其中Z3是S。
6.權(quán)利要求2的薄膜，其中Z3是N-R。
7.權(quán)利要求1的薄膜，其中X2是C-R2，其中R2是H或者甲基基團。
8.權(quán)利要求1的薄膜，其中X4和Z5連接形成環(huán)。
9.權(quán)利要求1的薄膜，其中環(huán)是苯基環(huán)。
10.權(quán)利要求1的薄膜，其中環(huán)是環(huán)己烯基環(huán)。
11.權(quán)利要求1的薄膜，其中X4和Z5兩者是C-R基團。
12.權(quán)利要求11的薄膜，其中R4和R5兩者是H、烷基、烷氧基或者芳基基團。
13.權(quán)利要求1的薄膜，其中通式(I)的化合物是在1位連接的雙化合物。
14.權(quán)利要求1的薄膜，其中Y是陰離子，其選自BF4、PF6、CF3CO2、Br，Cl、COO、SO3和CH3SO3。
15.權(quán)利要求1的薄膜，其中唑鹽以占所述層為至少0.1重量％的量存在。
16.權(quán)利要求1的薄膜，其中唑鹽以占所述層為至少0.1-10重量％的量存在。
17.權(quán)利要求1的薄膜，其中唑鹽以占所述層為至少0.25-5重量％的量存在。
18.權(quán)利要求1的薄膜，其中唑鹽是由通式(II)表示的苯并唑鹽 其中下標表示環(huán)位置；Z3是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每個R基團獨立地是氫或者取代基；Y是電荷平衡陰離子，其可以是分離的部分或者唑鹽的一部分；并且每個Q獨立地表示取代基，并且n是0到4的整數(shù)。
19.權(quán)利要求18的薄膜，其中Z是N-R、O或者S，其中R是H或者取代基。
20.權(quán)利要求18的薄膜，其中唑鹽以占所述層為至少0.1重量％的量存在。
21.權(quán)利要求18的薄膜，其中唑鹽以占所述層為至少0.1-10重量％的量存在。
22.權(quán)利要求18的薄膜，其中唑鹽以占所述層為至少0.25-5重量％的量存在。
23.一種用于在固化時為聚合的液晶層提供提高的傾角的方法，包括在固化之前在所述層中包含根據(jù)權(quán)利要求1的唑鹽化合物。
24.一種用于在固化時為聚合的液晶層提供提高的傾角的方法，包括在固化之前在所述層中包含根據(jù)權(quán)利要求18的唑鹽化合物。
全文摘要
公開了一種多層薄膜，其包含帶有排列的液晶層的基材，其中排列的液晶層包含由通式(I)表示的唑鹽見通式(1)其中，下標表示環(huán)位置，并且每個X獨立地是N或者C－R；每個Z獨立地是N，N－R，C－(R)(R)，O，S，SO
文檔編號C09K19/58GK1894361SQ200480037473
公開日2007年1月10日 申請日期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 申請人:伊斯曼柯達公司