專利名稱：用于lcd的使用光反應(yīng)性聚合物的配向膜和包括該配向膜的lcd的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括光反應(yīng)性聚合物的用于形成液晶配向膜的組合物，使用該組合物制備的液晶配向膜，以及包含該液晶配向膜的液晶顯示器。更具體而言，本發(fā)明涉及一種具有光反應(yīng)性聚合物的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，由于在其主鏈上含有具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物，因此熱穩(wěn)定性優(yōu)異，并且光反應(yīng)快；本發(fā)明還涉及一種使用該組合物制備的液晶配向膜；以及包含該液晶配向膜的液晶顯示器。本申請要求在韓國知識產(chǎn)權(quán)局于2005年1月20日遞交的韓國專利申請?zhí)?0-2005-0005544的申請日的權(quán)益，其公開的全部在此引入作為參考。
背景技術(shù)：
目前，液晶顯示器被視為最具有競爭力的顯示器類型，由于其重量輕和能耗低的優(yōu)點，能夠代替布勞恩管(Braun tube)。特別地，在使用薄膜晶體管驅(qū)動的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)中，獨立驅(qū)動的像素引起液晶優(yōu)異的反應(yīng)速度，使獲得高清晰度的電影成為可能；因此，其應(yīng)用范圍已逐漸擴展到筆記本電腦、壁裝式電視機等中。
在普通彩色薄膜晶體管-液晶顯示器的制備中，將薄膜晶體管驅(qū)動裝置和ITO透明電極層疊在玻璃基板上，在其上順序?qū)盈B配向膜，以形成盒的下板。使用密封劑在一對上下基板的內(nèi)表面上形成襯墊材料，以在其間注入液晶材料。將偏振膜粘附到玻璃基板的外表面。在一對基板之間注入液晶材料并硬化，以制備液晶顯示盒。
在TFT-LCD中，為了使用液晶作為光開關(guān)，液晶必須首先在層上以預(yù)定方向排列，其中，在顯示盒的最里面的部分形成薄膜晶體管。為此，使用液晶配向膜。
制備配向膜的方法實例為摩擦處理法，其中，使用布等單方向摩擦在基板上形成的如聚酰亞胺樹脂的聚合物樹脂膜，或一種傾斜地沉淀二氧化硅(SiO2)的方法。然而，使用摩擦處理法制備的配向膜存在被雜質(zhì)污染、由于靜電引起的產(chǎn)量降低、以及由于摩擦中的接觸引起的對比度降低的問題。另外，使用傾斜沉淀的方法的問題在于，生產(chǎn)成本高，并且由于其難于保證大面積，不適合應(yīng)用于大的液晶顯示器。
為了避免這些問題，已提出一種配向法。該方法包括使用光聚合用配向材料的非摩擦法，其中，發(fā)射光以引起光聚合，從而引起聚合物的配向，并由此排列液晶。非摩擦法的代表性實例為由M.Schadt等人(Jpn.J.Appl.Phys.，Vol 31，1992，2155)、Dae S.Kang等人(U.S.Pat.No.5,464,669)和Yuriy Reznikov(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34，1995，L1000)發(fā)表的由光聚合引起的光配向。光配向的機制是，使用線性偏振的紫外線，與聚合物結(jié)合的光敏基團引起光反應(yīng)，并且在該步驟中，聚合物的主鏈以預(yù)定方向排列，并由此排列液晶。
如PVCN(聚肉桂酸乙烯酯)和PVMC(聚甲氧基肉桂酸乙烯酯)的基于聚肉桂酸酯的聚合物已主要用作光聚合用配向膜的材料。然而，這些聚合物的問題在于，即使光配向是優(yōu)異的，熱穩(wěn)定性不良。換言之，配向膜的熱穩(wěn)定性取決于聚合物的熱穩(wěn)定性，并且由于基于聚肉桂酸乙烯酯的聚合物通常在其主鏈上具有100℃或更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此配向膜的熱穩(wěn)定性不良。
同時，日本專利公開號平11-181127公開了一種制備聚合物型配向膜的方法，其包括如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的主鏈，和具有如肉桂酸基團的光敏基團的側(cè)鏈；以及一種使用該方法制備的配向膜。然而，其缺點在于，由于如在上述文件中公開的聚合物具有不良的遷移率，即使其長時間曝光，也難于得到所希望的配向性。其原因是聚合物中存在的光敏基團被聚合物的主鏈限制，因此，其難于快速對偏振光起反應(yīng)。因此，因為其需要長時間形成網(wǎng)狀聚合物，加工效率降低。另外，如果配向沒有進行足夠長的時間，所得的液晶顯示器的液晶的配向差，因此，不希望地，二色性比小，并且對比度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已考慮本領(lǐng)域中發(fā)生的上述問題，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種用于形成液晶配向膜的組合物，其中熱穩(wěn)定性優(yōu)異，并且光反應(yīng)速度提高。
本發(fā)明的另一目的是提供一種使用該組合物制備的液晶配向膜，和一種包含該液晶配向膜的液晶顯示器。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于形成液晶配向膜的組合物，其包括一種在其主鏈上包含具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物。
另外，本發(fā)明提供一種使用所述用于形成液晶配向膜的組合物制備液晶配向膜的方法。
進而，本發(fā)明提供一種使用所述用于形成液晶配向膜的組合物制備的液晶配向膜。
另外，本發(fā)明提供一種包含根據(jù)本發(fā)明制備的液晶配向膜的液晶顯示器。


圖1說明根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器；以及圖2說明顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例1～6和對比例1～3的液晶排列的光學(xué)顯微照片。
具體實施例方式
下文，將詳細描述本發(fā)明。
在本發(fā)明中，由于在其主鏈上包括具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物在其主鏈上具有多環(huán)化合物，所以由于高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，熱穩(wěn)定性優(yōu)異。另外，由于聚合物中晶格空位相對較大，光反應(yīng)性基團能夠在其中相對自由地遷移，因此，可能提高慢的光反應(yīng)速度，其被認為是用于形成液晶顯示器的液晶配向膜的常規(guī)聚合物材料的缺點。
在本發(fā)明中，在其主鏈上包含具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物，包括通過聚合用于聚合的組分制備的聚合物，所述組分含有以下化學(xué)式1中所示的含有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物。與此相關(guān)，優(yōu)選聚合物的聚合度為50～5000。
化學(xué)式1
在化學(xué)式1中，p為0～4的整數(shù)；R1、R2、R3和R4中的至少一個為選自包括以下化學(xué)式1a、1b、1c和1d的組的基團；R1、R2、R3和R4的平衡獨立地為選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基，和含有氧、氮、磷、硫、硅和硼中的至少一個的非烴類極性基團的組的一種基團；或者R1和R2、或者R3和R4可彼此連接，以形成碳原子數(shù)為1～10的亞烷基(alkylidene)，或者R1或R2可與R3和R4中的任一個連接，以形成碳原子數(shù)為4～12的飽和或不飽和的環(huán)烷基或碳原子數(shù)為6～24的芳基。
化學(xué)式1a
化學(xué)式1b 化學(xué)式1c 化學(xué)式1d 在以上化學(xué)式1a、1b、1c和1d中，
A和A’為取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷撐基(alkylene)、羰基、羧基、或取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳撐基(arylene)；B是氧、硫或-NH-；X是氧或硫；R9為選自包括單鍵，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷撐基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯撐基(alkenylene)，取代或未取代、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷撐基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳撐基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷撐基(aralkylene)，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔撐基(alkynylene)的組的一種基團；以及R10、R11、R12、R13和R14獨立地為選自包括取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)為6～30的芳氧基、和取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基的組的一種基團。
在化學(xué)式1中，優(yōu)選所述非烴類極性基團選自以下官能團。-OR6、-OC(O)OR6、-R5OC(O)OR6、-C(O)OR6、-R5C(O)OR6、-C(O)R6、-R5C(O)R6、-OC(O)R6、-R5OC(O)R6、-(R5O)p-OR6、-(OR5)p-OR6、-C(O)-O-C(O)R6、-R5C(O)-O-C(O)R6、-SR6、-R5SR6、-SSR6、-R5SSR6、-S(＝O)R6、-R5S(＝O)R6、-R5C(＝S)R6、-R5C(＝S)SR6、-R5SO3R6、-SO3R6、-R5N＝C＝S、-NCO、-R5-NCO、-CN、-R5CN、-NNC(＝S)R6、-R5NNC(＝S)R6、-NO2，-R5NO2、

或 在以上非烴類極性基團的例子中，各R5為選自包括取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組；以及R6、R7和R8為獨立地選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組。
在本發(fā)明中，通過含有具有如下化學(xué)式1的光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的用于聚合的組分的聚合制備的聚合物，可含有以下化學(xué)式2或3的結(jié)構(gòu)單元。
化學(xué)式2 化學(xué)式3
在以上化學(xué)式2和3中，n為50～5,000，并且p、R1、R2、R3和R4如上述化學(xué)式1中所定義。
在本發(fā)明中，用于聚合的組分可另外包括以下化學(xué)式4的化合物、線性烯烴、或其混合物，所述組分用于制備在其主鏈中包括具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物。
化學(xué)式4 在以上化學(xué)式4中，p′為0～4范圍內(nèi)的整數(shù)；R1′、R2′、R3′和R4′為獨立地選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或未飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基，和含有氧、氮、磷、硫、硅和硼中的至少一種的非烴類極性基團的組的一種基團；或者R1′和R2′、或者R3′和R4′可彼此連接，以形成碳原子數(shù)為1～10的亞烷基；或者R1′或R2′可與R3′和R4′中的任一個連接，以形成碳原子數(shù)為4～12的飽和或不飽和的環(huán)烷基或碳原子數(shù)為6～24的芳基。
在以上化學(xué)式4中，優(yōu)選非烴類極性基團選自以下官能團。
-OR6、-OC(O)OR6、-R5OC(O)OR6、-C(O)OR6、-R5C(O)OR6、-C(O)R6、-R5C(O)R6、-OC(O)R6、-R5OC(O)R6、-(R5O)p-OR6、-(OR5)p-OR6、-C(O)-O-C(O)R6、-R5C(O)-O-C(O)R6、-SR6、-R5SR6、-SSR6、-R5SSR6、-S(＝O)R6、-R5S(＝O)R6、-R5C(＝S)R6、-R5C(＝S)SR6、-R5SO3R6、-SO3R6、-R5N＝C＝S、-NCO、-R5-NCO、-CN、-R5CN、-NNC(＝S)R6、-R5NNC(＝S)R6、-NO2，-R5NO2、
或 在以上非烴類極性基團的例子中，各R5為選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組；以及R6、R7和R8為獨立地選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組。
可另外包含在用于聚合的組分中的線性烯烴，可選自包括碳原子數(shù)為1～20的α-烯烴、丁二烯、和戊二烯的組。
如果所述線性烯烴為乙烯，根據(jù)本發(fā)明在其主鏈中包含具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物，可含有以下化學(xué)式5中所示的聚合單元。
化學(xué)式5 在以上化學(xué)式5中，R1、R2、R3、R4和p如以上化學(xué)式1中所定義，并且n為50～5,000。
將詳細給出上述取代基的定義。
術(shù)語“烷基”是指含有1～20個碳原子、優(yōu)選1～10個碳原子、且更優(yōu)選1～6個碳原子，并形成直鏈或支鏈的飽和一價烴部分。所述烷基可任意被一個或多個鹵素取代基取代。所述烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、十二烷基、氟代甲基、二氟代甲基、三氟代甲基、氯代甲基、二氯代甲基、三氯代甲基、碘代甲基、溴代甲基，等。
術(shù)語“鏈烯基”是指具有一個或多個碳-碳雙鍵，含有2～20個碳原子、優(yōu)選2～10個碳原子、且更優(yōu)選2～6個碳原子，并形成直鏈或支鏈的一價烴部分。所述鏈烯基可使用具有碳-碳雙鍵的碳原子或使用飽和碳原子與上述化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)合。所述鏈烯基可任意被一個或多個鹵素取代基取代。所述鏈烯基的例子包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、戊烯基、5-己烯基、十二碳烯基等。
術(shù)語“環(huán)烷基”是指飽和或不飽和的非芳族一價單環(huán)、雙環(huán)、或三化烴部分，其環(huán)原子數(shù)為5～12個碳，并且可任意被一個或多個鹵素取代基取代。其例子為環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)戊烯基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、萘烷基、金剛烷基(adamantyl)、降冰片基(norbornyl)(即，雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯基)、等。
術(shù)語“芳基”是指一價單環(huán)、雙環(huán)、或三環(huán)芳烴部分，其環(huán)原子數(shù)為6～40個原子、優(yōu)選6～20個原子、且更優(yōu)選6～12個原子，并且可被一個或多個鹵素取代基任意取代。所述芳基的芳香部分僅含碳原子。所述芳基的例子包括苯基、萘基、芴基等。
術(shù)語“芳烷基”是指上述烷基，其一個或多個氫原子被芳基取代，并且可任意被一個或多個鹵素取代基取代。示例為苯甲基、二苯甲基、三苯甲基等。
術(shù)語“炔基”是指具有一個或多個碳-碳三鍵的一價烴部分；含有2～20個碳原子、優(yōu)選2～10個碳原子、且更優(yōu)選2～6個碳原子；并形成直鏈或支鏈。所述炔基可使用具有碳-碳三鍵的碳原子或使用飽和碳原子與上述化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)合。所述炔基可任意被一個或多個鹵素取代基取代。所述炔基的例子包括乙炔、丙炔等。
術(shù)語“烷撐”是指飽和二價烴部分，其含有1～20個碳原子、優(yōu)選1～10個碳原子、且更優(yōu)選1～6個碳原子，并形成直鏈或支鏈。所述烷撐基可任意被一個或多個鹵素取代基取代。所述烷撐基的例子包括甲撐、乙撐、丙撐、丁撐、己撐等。
術(shù)語“鏈烯撐”是指具有一個或多個碳-碳雙鍵的二價烴部分；含有2～20個碳原子、優(yōu)選2～10個碳原子、且更優(yōu)選2～6個碳原子；并且形成直鏈或支鏈。所述鏈烯撐可使用具有碳-碳雙鍵的碳原子或使用飽和碳原子與上述化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)合。所述鏈烯撐基可任意被一個或多個鹵素取代基取代。
術(shù)語“環(huán)烷撐”是指環(huán)原子數(shù)為5～12個碳的飽和或不飽和非芳族二價單環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)烴部分，并且可任意被一個或多個鹵素取代基取代。其示例為環(huán)丙撐、環(huán)丁撐等。
術(shù)語“芳撐”是指二價單環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)芳烴部分，其環(huán)原子數(shù)為6～40個原子、優(yōu)選6～20個原子、且更優(yōu)選6～12個原子，并且可任意被一個或多個鹵素取代基取代。所述芳撐基的芳香部分僅含有碳原子。所述芳撐基的例子包括苯撐等。
術(shù)語“芳烷撐”是指上述烷基的一個或多個氫原子被芳基取代并且可被一個或多個鹵素取代基任意取代的二價部分。其示例為甲基苯撐等。
術(shù)語“炔撐”是指具有一個或多個碳-碳三鍵的二價烴部分；含有2～20個碳原子、優(yōu)選2～10個碳原子、且更優(yōu)選2～6個碳原子；并形成直鏈或支鏈。所述炔撐基可使用具有碳-碳三鍵的碳原子或使用飽和碳原子與上述化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)合。所述炔撐基可被一個或多個鹵素取代基任意取代。其示例為乙炔撐、丙炔撐等。
術(shù)語“鍵”是指僅包括鍵但不具有任何取代基的部分。
在其主鏈上包括具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物可于10～200℃的溫度下在催化混合物的存在下制備，所述催化混合物含有具有10族過渡金屬的前催化劑(precatalyst)，提供能夠與前催化劑的金屬弱螯合的路易斯堿的第一助催化劑，以及，任選地，用于提供含有15族中性電子供體配體的化合物的第二助催化劑。如果反應(yīng)溫度低于10℃，存在聚合活性很低的問題。如果溫度高于200℃，催化劑分解，這是不希望的結(jié)果。
優(yōu)選所述催化劑混合物基于1摩爾的具有10族過渡金屬的前催化劑，包括1～1000摩爾的用于提供能夠與所述前催化劑的金屬弱螯合的路易斯堿的第一助催化劑，任選地，1～1000摩爾的用于提供含有15族中性電子供體配體的化合物的第二助催化劑。如果第一和第二助催化劑的含量少于1摩爾，存在未實現(xiàn)催化劑的活化的問題。如果含量多于1000摩爾，催化劑的活化低，這不是所希望的結(jié)果。
一種容易地參與路易斯酸-堿反應(yīng)以和中心金屬分離的具有路易斯堿官能團的化合物，可用作具有10族過渡金屬的前催化劑，以使堿通過第一助催化劑容易地分離，以將中心過渡金屬轉(zhuǎn)化為催化活性物質(zhì)。其示例為[(烯丙基)Pd(Cl)]2(氯化烯丙基鈀二聚體)、(CH3CO2)2Pd[乙酸鈀(II)]、[CH3COCH＝C(O-)CH3]2Pd[乙酰丙酮酸鈀(II)]、NiBr(NP(CH3)3)4或[PdCl(NB)O(CH3)]2。
此外，為了穩(wěn)定過渡金屬或用于提供該過渡金屬的另一化合物，用于提供能夠與所述前催化劑的金屬弱螯合的第一助催化劑可包含一種易于與路易斯堿反應(yīng)以形成過渡金屬中的空位并且與過渡金屬化合物弱螯合的化合物。其示例為如B(C6F5)3的硼烷、如二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯的硼酸酯、如甲基鋁氧烷(MAO)或Al(C2H5)3的烷基鋁、和如AgSbF6的過渡金屬鹵化物。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可通過以下步驟制備在其主鏈上含有具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物。首先，制備催化混合物。所述催化混合物包括具有10族過渡金屬的前催化劑，提供能夠與前催化劑的金屬弱螯合的路易斯堿的第一助催化劑，以及，任選地，用于提供含有15族中性電子供體配體的化合物的第二助催化劑。然后，在有機溶劑的存在下，含有化學(xué)式1的化合物的單體溶液和催化混合物進行加成聚合。然而，加入催化劑、單體和溶劑的順序沒有限制。
除了使用在其主鏈上包括具有本發(fā)明的光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物之外，可使用本領(lǐng)域已知的方法和材料制備根據(jù)本發(fā)明的液晶配向膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，制備根據(jù)本發(fā)明的液晶配向膜的方法包括(a)在基板上涂覆用于聚合的組分的溶液，該溶液包括上述在其主鏈上含有具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的聚合物；(b)照射偏振紫外線，以形成配向膜；以及，任選地，(c)在等于或低于配向膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下退火所述配向膜。然而，如果必要，可省略退火步驟。
具體地，將上述用于聚合的組分的溶液涂覆到裝有透明電極的基板上，并且除去溶劑以形成膜。然后，將在預(yù)定方向上偏振的偏振紫外線照射到所得膜上，以對膜表面提供各向異性后，在低于配向膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下進行退火，以提供第二配向，由此制得液晶配向膜。然而，如果必要，可省略該退火步驟。
根據(jù)本發(fā)明，用于溶解含有所述聚合物的用于聚合的組分的溶劑沒有限制，只要其為有機溶劑。其示例為c-戊酮、氯苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、甲苯、氯仿、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃等。
聚合物溶液中聚合物的含量取決于粘度、揮發(fā)性等，并且優(yōu)選0.1～20wt％、且更優(yōu)選1～10wt％。即，使用印刷法、旋涂法等將聚合物溶液涂覆到基板的表面上。然后，將其干燥以形成作為配向膜的材料的涂層。由此，如果聚合物的含量低于0.1wt％，涂層厚度過度降低，因此，可能會不能可靠地制得令人滿意的液晶配向膜。如果含量多于20wt％，由于涂層厚度過度增加，難于制得令人滿意的液晶配向膜，并且溶液粘度增加，因此不希望地降低了涂覆特性。
所述基板示例為透明基板，其包括如浮法玻璃和典型玻璃的玻璃，或者如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯砜和聚碳酸酯的塑料膜。透明導(dǎo)電膜被層疊到基板上，并且示例為ITO膜、NESA膜等。
可使用旋涂法或印刷法將溶解有光反應(yīng)性化合物的溶液涂覆到基板上，方法沒有限制。例如，可通過溶液將基板涂覆至800～2000的厚度，以形成配向膜。
優(yōu)選在80～300℃下干燥涂覆到基板上的配向膜30秒至60分鐘，如果必要，可在更高的溫度下加熱長達1小時或更長，以除去溶劑。
然后，使用強度為約1～1000mW/cm2的UV燈和偏振器，經(jīng)過線性偏振的偏振紫外線照射其表面約0.5秒至60分鐘，以引起光反應(yīng)器中的二聚化，由此實現(xiàn)第一分子配向。如果必要，在低于偏振膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下進行退火，或者另外進行曝光，以實現(xiàn)第二分子配向。該方法能夠應(yīng)用于所有含有肉桂酸酯基、查耳酮基、香豆素基或馬來酰胺基的聚合物。
在本發(fā)明中，當(dāng)進行退火時，優(yōu)選退火溫度為25～300℃。如果退火溫度高于300℃，可能發(fā)生熱變形，這是不希望的結(jié)果。如果必要，可省略退火。
在制備根據(jù)本發(fā)明的液晶配向膜的方法中，優(yōu)選退火時間為0秒～60分鐘。如果時間多于60分鐘，可能發(fā)生熱變形，這是不希望的。如果必要，可省略退火。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器特征在于，其包括上述本發(fā)明的液晶配向膜。除了上述液晶配向膜，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器可具有本領(lǐng)域已知的結(jié)構(gòu)。
圖1說明根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的彩色液晶顯示裝置10包括一對彼此相對的基板12、14，填充在其間的液晶16，在基板12上形成的液晶驅(qū)動裝置18，連接于液晶驅(qū)動裝置18的透明電極(像素電極)20a、20b、20c，形成于另一基板14上以面向透明電極20的反電極22，支持液晶16的配向膜24，形成于一對基板12、14上的偏振濾光片(下偏振濾光片26和上偏振濾光片28)，以及形成于基板14上的彩色濾光片30r、30g、30b。
用于液晶顯示器的普通基板可用作基板12、14，并且，除了玻璃基板，還可使用如陶瓷材料的多種材料。另外，可使用任何形狀，只要其與待商業(yè)化的液晶顯示裝置相對應(yīng)。例如，可使用如平面矩形形狀的預(yù)定形狀。
液晶16通過施加電壓改變分子的排列狀態(tài)。例如，在圖1中所示的TN(扭轉(zhuǎn)向列)-型液晶的情況下，如果沒有施加電壓，分子的行列以90°角扭轉(zhuǎn)。但是，通過施加電壓，拉直了行列，因此避免了扭轉(zhuǎn)。另外，將圖1中未示出并包括微粒等的襯墊材料置于兩配向膜(24、24)之間，并且通過該襯墊材料恒定地維持待填充液晶的間隔。
薄膜晶體管(TFT)可用作液晶驅(qū)動裝置18。液晶驅(qū)動裝置18起到使用驅(qū)動信號控制施加到液晶的電壓的作用。
透明電極20與在另一基板14上形成的反向電極22一起形成一對，并起到向液晶16施加來自液晶驅(qū)動裝置18的電壓的作用。通常，可使用ITO膜等。在各像素中提供液晶驅(qū)動裝置18和透明電極20a、20b、20c。然而，反向電極22通常可起到用于各像素的普通電極的作用。
偏振濾光片26、28是具有發(fā)出線性偏振光功能的膜。在圖1所示的液晶顯示裝置10中，提供在基板12、14上形成的下濾光片26和上濾光片28，以使其偏振方向為直角。
在彩色液晶顯示裝置中使用彩色濾光片30，并且具有三種顏色紅、綠、和藍色的彩色濾光片形成用于各像素的一套裝置。在彩色液晶顯示裝置中，可通過結(jié)合上述三種顏色得到各種顏色。
通過以下實施例可得到對本發(fā)明更好的理解，提出這些實施例來說明，而不應(yīng)解釋為本發(fā)明的限制。
在下述實施例中，所有用于處理對空氣或水敏感的化合物的操作均使用標(biāo)準Schlenk技術(shù)或干燥盒技術(shù)進行。使用Bruker 300光譜儀得到核磁共振(NMR)譜。與此相關(guān)，在300MHz測量1H NMR，并在75MHz測量13C NMR。使用GPC(凝膠滲透色譜)測量聚合物的分子量和分子量分布。與此相關(guān)，使用聚苯乙烯樣品作為標(biāo)準。
在鉀/二苯甲酮中蒸餾甲苯，以將其純化，并且在CaH2中蒸餾二氯甲烷，以將其純化。
合成實施例11-(1)單體的合成5-降冰片烯-2-甲醇的合成將DCPD(二環(huán)戊二烯，Aldrich，397g，3mol)和烯丙醇(Aldrich，331g，和5.7mol)放入2L高壓反應(yīng)器中后，將溫度升高到210℃。在300rpm攪拌下反應(yīng)1小時后，冷卻反應(yīng)物并轉(zhuǎn)移到蒸餾器。在56℃下使用真空泵，在1托的減壓下重復(fù)蒸餾2次，以得到產(chǎn)物。(產(chǎn)率52％)1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ6.17～5.91(m，2H)，3.71～3.19(m，2H)，2.91～2.75(m，2H)，2.38(m，1H)，1.83(m，1H)，1.60～1.12(m，2H)，0.52(m，1H)5-降冰片烯-2-肉桂酸甲酯的合成將如上所述合成的5-降冰片烯-2-甲醇(15g，0.121mol)、三乙胺(Aldrich，61.2g，0.605mol)和20ml THF放入250ml雙頸燒瓶后，在0℃下冰水浴中進行攪拌。將肉桂酰氯(22.1g，0.133mol)溶于60ml THF，然后使用另外的燒瓶緩慢加入反應(yīng)物中。10分鐘后，將反應(yīng)物加熱至室溫，并另外攪拌1小時。使用乙酸乙酯稀釋溶液，轉(zhuǎn)移到分液漏斗，用水和NaHCO3洗滌數(shù)次，并在減壓下蒸餾以除去溶劑。使用柱層析(己烷∶乙酸乙酯＝20∶1)進行純化，以得到產(chǎn)物。(產(chǎn)率88％)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ7.71～7.66(dd，1H)，7.53～7.36(m，5H)，6.49～6.42(dd，1H)，6.17～5.98(m，2H)，4.10～3.76(m，2H)，2.94～2.75(m，2H)，2.45(m，1H)，1.91～1.83(m，1H)，1.48～1.16(m，2H)，0.59(m，1H)1-(2)聚合物的合成5-降冰片烯-2-肉桂酸甲酯的聚合將5g作為單體的5-降冰片烯-2-肉桂酸甲酯(19.66 m□)和5□作為溶劑的純化甲苯加入250□Schlenk燒瓶中。將作為催化劑的溶于1□二氯甲烷的0.88mg(CH3CO2)2Pd和1.1mg三環(huán)己基膦，和6.3mg作為助催化劑的二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯加入燒瓶，并在40℃攪拌下進行反應(yīng)18小時。
反應(yīng)進行18小時后，將反應(yīng)物放入過量的乙醇中，以制備白色聚合物沉淀。使用玻璃漏斗過濾該沉淀，以收集聚合物，并且在65℃下真空烘箱中干燥該收集的聚合物24小時，以制得1.6g降冰片烯肉桂酸甲酯聚合物(Mw＝703,000，PDI＝2.0，產(chǎn)率＝32％)。
合成實施例22-(1)單體的合成
4-羥基肉桂酸甲酯的合成將4-羥基肉桂酸(Aldrich，20g，0.122mol)溶于120ml甲醇后，向其中加入2ml硫酸。在65℃下進行回流5小時后，將反應(yīng)物冷卻，并減壓以除去過量甲醇。制得紅色固體。用大量的乙酸乙酯提取該紅色固體，用NaHCO3和H2O洗滌，用無水MgSO4干燥，并過濾，使用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器除去溶劑，由此制得紅色固體產(chǎn)物。產(chǎn)量20.63g(95％)1H-NMR(400MHz，acetone d6)δ 7.58～7.62s(d，1H)，7.53～7.55(dd，2H)，6.88～6.91(dd，2H)，6.32～6.36(d，1H)，3.70(s，3H)(肉桂酸甲酯)-5-降冰片烯-2-羧酸酯的合成將降冰片烯羧酸(Aldrich，11g，79.64mmol)、如上所述合成的4-羥基肉桂酸甲酯(12.9g，72.4mmol)、EDC[1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽](Aldrich，22.2g，115.84mmol)放入250ml雙頸燒瓶中，然后溶于100ml DMF。溫度降低到0℃后，在其上緩慢滴加三乙胺(Aldrich，50ml，362mmol)。當(dāng)反應(yīng)完成時，溫度提高到室溫后3小時，使用大量的乙酸乙酯進行提取。用NaHCO3和H2O洗滌數(shù)次，用無水MgSO4干燥，過濾，并使用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器除去溶劑，由此制得黃色固體產(chǎn)物。使用柱層析進行純化(己烷∶乙酸乙酯＝6∶1)，以制備純產(chǎn)物。(產(chǎn)率60％)1H-NMR(300MHz，CDCl3)δ7.64～7.69(dd，1H)，7.50～7.53(dd，2H)，7.05～7.14(dd，2H)，6.36～6.43(dd，1H)，6.06～6.27(m，2H)，3.80(s，3H)，2.99～3.39(m，3H)，2.01(m，1H)，1.35～1.60(m，3H)
2-(2)聚合物的合成(肉桂酸甲酯)-5-降冰片烯-2-羧酸酯的聚合將3g作為單體的(肉桂酸甲酯)-5-降冰片烯-2-羧酸酯(10.06mmol)和7□作為溶劑的純化甲苯加入250□Schlenk燒瓶中。將作為催化劑的溶于1□二氯甲烷的0.98□(CH3CO2)2Pd和1.13mg三環(huán)己基膦和6.4mg作為助催化劑的二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯加入燒瓶，并在90℃攪拌下進行反應(yīng)5小時。
反應(yīng)進行5小時后，將反應(yīng)物放入過量的乙醇，以制備白色聚合物沉淀。使用玻璃漏斗過濾該沉淀，以收集聚合物，并且在65℃下真空烘箱中干燥該收集的聚合物24小時，從而制得1.36g(肉桂酸甲酯)-5-降冰片烯-2-羧酸酯聚合物(Mw＝289,000，PDI＝2.76，產(chǎn)率＝45％)。
合成實施例33-(1)單體的合成6-(4-氧肉桂酸甲酯)己醇的合成將如上所述合成的4-羥基肉桂酸甲酯(8g，44.9mmol)、NaOCH3(Aldrich，2.4g，44.9mmol)和NaI(270mg，催化量)放入250ml雙頸燒瓶，然后溶于100ml二甲基乙酰胺。攪拌1小時后，向其中加入氯己醇(Aldrich，6ml，44.9mmol)，在100℃下回流2天。一旦反應(yīng)結(jié)束，將其冷卻至室溫，并除去溶劑。然后，所得固體溶于過量的甲醇，以除去未溶解的固體部分，并降低壓力以除去溶劑；由此制得8.4g白色固體產(chǎn)物(產(chǎn)率67.2％)。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.64～7.68(d，1H)，7.48～7.49(dd，2H)，6.89～6.91(dd，2H)，6.30～6.34(d，1H)，3.98～4.02(t，2H)，3.81(s，3H)，3.67～3.70(t，2H)，1.46～1.84(m，8H)6-(4-氧肉桂酸甲酯)己基-5-降冰片烯-2-羧酸酯的合成將降冰片烯羧酸(Aldrich，5g，36.22mmol)、如上所述合成的6-(4-氧肉桂酸甲酯)己醇(8.4g，30.18mmol)、EDC(Aldrich，9.26g，48.29mmol)和HOBT(Aldrich，6.12g，45.27mmol)放入250ml雙頸燒瓶中，然后溶于70ml DMF。溫度降低到0℃后，在其上緩慢滴加三乙胺(Aldrich，21ml，150.9mmol)。當(dāng)反應(yīng)完成時，溫度提高到室溫后一夜，使用大量的乙酸乙酯進行提取。用NaHCO3和H2O洗滌，用無水MgSO4干燥，過濾，并使用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器除去溶劑；由此制得黃色液體產(chǎn)物。使用柱層析進行純化(己烷∶乙酸乙酯＝7∶1)，以制得純產(chǎn)物。(產(chǎn)率70％)1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.65～7.69(d，1H)，7.47～7.49(dd，2H)，6.90～6.92(dd，2H)，6.31～6.35(d，1H)，5.93～6.22(m，2H)，3.99～4.05(tt，4H)，3.81(s，3H)，2.92～3.22(m，3H)，2.19(m，1H)，1.28～1.85(m，11H)3-(2)聚合物的合成6-(4-氧肉桂酸甲酯)己基-5-降冰片烯-2-羧酸酯的聚合將5g作為單體的6-(4-氧肉桂酸甲酯)己基-5-降冰片烯-2-羧酸酯(12.55mmol)和5□作為溶劑的純化甲苯加入250□Schlenk燒瓶中。將作為催化劑的溶于2ml二氯甲烷的5.6□(CH3CO2)2Pd和7mg三環(huán)己基膦和40.2mg作為助催化劑的二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯加入燒瓶，并在90℃攪拌下進行反應(yīng)18小時。
反應(yīng)進行18小時后，將反應(yīng)物放入過量的乙醇中，以產(chǎn)生白色聚合物沉淀。使用玻璃漏斗過濾該沉淀，以收集聚合物，并且在65℃下真空烘箱中干燥該收集的聚合物24小時，以制得1.6g降冰片烯肉桂酸甲酯聚合物(產(chǎn)率＝32％)。
合成實施例44-(1)單體的合成5-降冰片烯-2-查耳酮酯的合成將降冰片烯酸(Aldrich，11g，79.64mmol)、2-羥基查耳酮(16.2g，72.4mmol)、EDC(Aldrich，22.2g，115.84mmol)和HOBT(Aldrich，14.7g，108.6mmol)放入250ml雙頸燒瓶中，然后溶于100ml DMF。溫度降低到0℃后，在其上緩慢滴加三乙胺(Aldrich，50ml，362mmol)。當(dāng)反應(yīng)完成時，溫度提高到室溫后一夜，使用大量的乙酸乙酯進行提取。用NaHCO3和H2O洗滌，用無水MgSO4干燥，過濾，并使用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器除去溶劑，由此制得產(chǎn)物。使用柱層析進行純化(己烷∶乙酸乙酯＝20∶1)，以制備純產(chǎn)物。(產(chǎn)率80％)4-(2)聚合物的合成
5-降冰片烯-2-查耳酮酯的聚合將4.3g作為單體的5-降冰片烯-2-查耳酮酯(12.5mmol)和10ml作為溶劑的純化甲苯加入250□Schlenk燒瓶中。將作為催化劑的溶于1□二氯甲烷的5.6□(CH3CO2)2Pd和7mg三環(huán)己基膦，和40.2mg作為助催化劑的二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯加入燒瓶，并在90℃攪拌下進行反應(yīng)18小時。
反應(yīng)進行18小時后，將反應(yīng)物放入過量的乙醇中，以產(chǎn)生白色聚合物沉淀。使用玻璃漏斗過濾該沉淀，以收集聚合物，并且在70℃下真空烘箱中干燥該收集的聚合物24小時，以制得3g降冰片烯-2-查耳酮酯聚合物(產(chǎn)率＝70％)。
合成實施例55-(1)單體的合成5-降冰片烯-2-香豆素酯的合成將降冰片烯酸(Aldrich，11g，79.64mmol)、7-羥基香豆素(11.7g，72.4mmol)、EDC(Aldrich，22.2g，115.84mmol)和HOBT(Aldrich，14.7g，108.6mmol)放入250ml雙頸燒瓶中，然后溶于100ml DMF。溫度降低到0℃后，在其上緩慢滴加三乙胺(Aldrich，50ml，362mmol)。當(dāng)反應(yīng)完成時，溫度提高到室溫后一夜，用大量的乙酸乙酯進行提取。用NaHCO3和H2O洗滌，用無水MgSO4干燥，過濾，并使用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器除去溶劑，由此制得產(chǎn)物。使用己烷/乙醇進行重結(jié)晶，以制得純產(chǎn)物(產(chǎn)率70％)。
5-(2)聚合物的合成5-降冰片烯-2-香豆素酯的聚合將3.5g作為單體的5-降冰片烯-2-香豆素酯(12.5mmol)和7ml作為溶劑的純化甲苯加入250□Schlenk燒瓶中。將作為催化劑的溶于1□二氯甲烷的5.6□(CH3CO2)2Pd和7mg三環(huán)己基膦，和40.2mg作為助催化劑的二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯加入燒瓶，并在90℃攪拌下進行反應(yīng)18小時。
反應(yīng)進行18小時后，將反應(yīng)物放入過量的乙醇中，以產(chǎn)生白色聚合物沉淀。使用玻璃漏斗過濾該沉淀，以收集聚合物，并且在70℃下真空烘箱中干燥該收集的聚合物24小時，以制得2g降冰片烯-2-香豆素酯聚合物(產(chǎn)率＝57％)。
合成實施例66-(1)單體的合成5-降冰片烯-2-馬來酰亞胺酯的合成將降冰片烯酸(Aldrich，11g，79.64mmol)、N-羥基馬來酰亞胺(8.2g，72.4mmol)、EDC(Aldrich，22.2g，115.84mmol)和HOBT(Aldrich，14.7g，108.6mmol)放入250ml雙頸燒瓶中，然后溶于100ml DMF。溫度降低到0℃后，在其上緩慢滴加三乙胺(Aldrich，50ml，362mmol)。當(dāng)反應(yīng)完成時，溫度提高到室溫后一夜，使用大量的乙酸乙酯進行提取。用NaHCO3和H2O洗滌，用無水MgSO4干燥，過濾，并使用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器除去溶劑，由此制得產(chǎn)物。使用己烷/乙醇進行重結(jié)晶，以制得純產(chǎn)物(產(chǎn)率70％)。
6-(2)聚合物的合成5-降冰片烯-2-馬來酰亞胺酯的聚合將2.9g作為單體的5-降冰片烯-2-馬來酰亞胺酯(12.5mmol)和6□作為溶劑的純化甲苯加入250□Schlenk燒瓶中。將作為催化劑的溶于0.5□]二氯甲烷的5□(CH3CO2)2Pd和7mg三環(huán)己基膦，和40.2mg作為助催化劑的二甲基苯胺四(五氟苯基)硼酸酯加入燒瓶，并在90℃攪拌下進行反應(yīng)18小時。
反應(yīng)進行18小時后，將反應(yīng)物放入過量的乙醇中，以產(chǎn)生白色聚合物沉淀。使用玻璃漏斗過濾該沉淀，以收集聚合物，并且在70℃下真空烘箱中干燥該收集的聚合物24小時，以制得1.5g降冰片烯-2-馬來酰亞胺酯聚合物(產(chǎn)率＝52％)。
配向膜的制備實施例1將合成實施例1中制備的降冰片烯肉桂酸甲酯聚合物溶于作為溶劑的c-戊酮中，至2wt％的濃度，并使用旋涂法以4500rpm涂覆到石英基板上，以制備膜。
在120℃烘箱中加熱該膜10分鐘，以從中除去溶劑，使用強度為200mW/□的高壓汞燈作為光源進行照射，并且將使用Meadowlark公司制造的Glan-激光偏振器偏振的UV照射到涂覆在所述石英基板上的膜上。進行輻射5秒鐘。80℃下加熱10秒鐘，以實現(xiàn)退火，由此改善分子排列。
實施例2除了使用合成實施例2中制備的聚合物代替合成實施例1中制備的聚合物之外，重復(fù)實施例1的步驟。
實施例3除了使用合成實施例3中制備的聚合物代替合成實施例1中制備的聚合物之外，重復(fù)實施例1的步驟。
實施例4除了使用合成實施例4中制備的聚合物代替合成實施例1中制備的聚合物之外，重復(fù)實施例1的步驟。
實施例5除了使用合成實施例5中制備的聚合物代替合成實施例1中制備的聚合物之外，重復(fù)實施例1的步驟。
實施例6除了使用合成實施例6中制備的聚合物代替合成實施例1中制備的聚合物之外，重復(fù)實施例1的步驟。
對比例1除了使用以下化學(xué)式的化合物代替5-降冰片烯-2-肉桂酸甲酯之外，重復(fù)實施例1的步驟，以制備配向膜。
CelAc＝纖維素乙酸酯對比例2除了使用以下化學(xué)式的化合物代替5-降冰片烯-2-肉桂酸甲酯之外，重復(fù)實施例1的步驟，以制備配向膜。
Cel＝纖維素對比例3除了使用以下化學(xué)式的化合物代替5-降冰片烯-2-肉桂酸甲酯之外，重復(fù)實施例1的步驟，以制備配向膜。

CelAc＝纖維素乙酸酯實驗實施例1光反應(yīng)性的評估-FT-IR譜為了評估配向膜的光反應(yīng)性，觀察實施例1～6和對比例1～3中制備的液晶配向膜的FT-IR譜。在直到聚合物的化學(xué)式1a～1d中C＝C鍵的拉伸模式(stretching mode)的強度由于照射(使用強度為20mW/cm2的汞燈)降低到初值的一半所需的時間(t1/2)及其降低的能量值(E1/2＝20mW/□×t1/2)方面比較地進行評估。結(jié)果在下表1中描述。
由t1/2的比較結(jié)果，可見與對比例相比，在實施例1～6中，其降低約1/20～1/4，由此可證實根據(jù)本發(fā)明的液晶配向膜的光反應(yīng)速度是優(yōu)異的。
表1


熱穩(wěn)定性的評估-使用光學(xué)顯微鏡觀察到的數(shù)據(jù)為了評估配向膜的熱穩(wěn)定性，將實施例1～6和對比例1～3中制備的液晶配向膜在100、150和180℃各加熱10分鐘。使用配向膜制備簡單的液晶盒(盒間隙約5μm)，其溫度變化或不變，并使用偏振顯微鏡觀察液晶的排列。結(jié)果分為高、中和低水平，并結(jié)合照片示于圖2中。在液晶盒的制備中，排列兩個經(jīng)過相同的熱滯后的基板，以使配向膜向內(nèi)面對，并且照射時上基板和下基板中的偏振方向彼此平行。
參照圖2，在對比例1～3的情況下，通過偏振顯微鏡觀察到白點或線。原因是，在熱穩(wěn)定性不良的配向膜中，分子排列由于熱而局部隨機變化，因此在分子排列隨機變化的位置液晶沒有不希望地排列。另一方面，在實施例1～6的情況下，即使溫度提高到100～180℃，液晶的排列也是恒定的。
通常，已知光排列的熱穩(wěn)定性取決于兩個因素。
第一是膜的穩(wěn)定性，其與聚合物的變性(分解、流動)有關(guān)。這可通過使用Tg高于加工溫度的聚合物最小化。
第二是排列狀態(tài)的穩(wěn)定性，其與面板上光配向膜的性能有關(guān)。這與加熱時各向異性保持的程度有關(guān)，各向異性即預(yù)定方向上液晶的排列特性。與此相關(guān)，通過暴露于偏振射線的光反應(yīng)性基團的反應(yīng)形成的二聚體引起各向異性。如果對于相同的照射量，光反應(yīng)進行相對快，則在加熱下光反應(yīng)的官能團既不分解也不重排的可能性增加。因此，可避免液晶排列能力的降低。關(guān)于光配向膜的性能，對熱的排列穩(wěn)定性是重要因素，并且通過確定當(dāng)具有相同能量的UV照射相同時間時，實現(xiàn)引起光配向的光反應(yīng)進度進行上述特性的比較。
參照上述兩個因素，將描述實施例和對比例的熱穩(wěn)定性的評估結(jié)果。
也就是說，關(guān)于膜的穩(wěn)定性，在實施例和對比例中用作配向膜的材料的降冰片烯、纖維素和纖維素乙酸酯均具有高于加工溫度的180℃或更高的Tg。因此，其均保證膜所希望的穩(wěn)定性。
關(guān)于排列狀態(tài)的穩(wěn)定性，如光反應(yīng)性的評估中所示，實施例1～6的液晶配向膜較對比例1～3的液晶配向膜具有更佳的光反應(yīng)速度。因此，對于相同的照射量，光反應(yīng)進行相對快，因此，理想地保持了對熱的排列狀態(tài)的穩(wěn)定性。
因此，本發(fā)明的液晶配向膜在膜的穩(wěn)定性和配向狀態(tài)的穩(wěn)定性方面是優(yōu)異的，因此可證實其具有高的熱穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，由于使用在其主鏈上含有具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的多環(huán)化合物的聚合物進行制備，因此熱穩(wěn)定性優(yōu)異。另外，由于聚合物中晶格空位相對大，光反應(yīng)性基團能夠在聚合物的主鏈中相對自由地移動，因此，可提供具有改善的光反應(yīng)速度的液晶配向膜。
權(quán)利要求
1.一種用于形成液晶配向膜的組合物，其包括通過聚合含有以下化學(xué)式1中所示的化合物的用于聚合的組分制備的聚合物化學(xué)式1 在化學(xué)式1中，p為0～4范圍內(nèi)的整數(shù)；R1、R2、R3和R4中的至少一個為選自包括以下化學(xué)式1a、1b、1c和1d的組的基團；R1、R2、R3和R4的平衡獨立地為選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基，和含有氧、氮、磷、硫、硅和硼中的至少一個的非烴類極性基團的組的一種基團；或者R1和R2或者R3和R4可彼此連接，以形成碳原子數(shù)為1～10的亞烷基，或者R1或R2可與R3和R4中的任一個連接，以形成碳原子數(shù)為4～12的飽和或不飽和的環(huán)烷基或碳原子數(shù)為6～24的芳基；化學(xué)式1a 化學(xué)式1b 化學(xué)式1c 化學(xué)式1d 在以上化學(xué)式1a、1b、1c和1d中，A和A’為取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷撐基、羰基、羧基、或者取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳撐基；B是氧、硫或-NH-；X是氧或硫；R9為選自包括單鍵，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷撐基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯撐基，取代或未取代、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷撐基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳撐，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷撐基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔撐基的組的一種基團；以及R10、R11、R12、R13和R14獨立地為選自包括取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)為6～30的芳氧基、和取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基的組的一種基團。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，化學(xué)式1中的非烴類極性基團選自以下官能團-OR6、-OC(O)OR6、-R5OC(O)OR6、-C(O)OR6、-R5C(O)OR6、-C(O)R6、-R5C(O)R6、-OC(O)R6、-R5OC(O)R6、-(R5O)p-OR6、-(OR5)p-OR6、-C(O)-O-C(O)R6、-R5C(O)-O-C(O)R6、-SR6、-R5SR6、-SSR6、-R5SSR6、-S(＝O)R6、-R5S(＝O)R6、-R5C(＝S)R6、-R5C(＝S)SR6、-R5SO3R6、-SO3R6、-R5N＝C＝S、-NCO、-R5-NCO、-CN、-R5CN、-NNC(＝S)R6、-R5NNC(＝S)R6、-NO2，-R5NO2、 在以上非烴類極性基團的例子中，各R5為選自包括取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組；以及R6、R7和R8為獨立地選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，所述聚合物具有50～5000的聚合度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，所述聚合物包括以下化學(xué)式2或3的結(jié)構(gòu)單元化學(xué)式2 化學(xué)式3 在以上化學(xué)式2和3中，n為50～5,000，并且p、R1、R2、R3和R4如上述化學(xué)式1中所定義。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，用于聚合的組分另外包括以下化學(xué)式4的化合物、線性烯烴、或其混合物化學(xué)式4 在以上化學(xué)式4中，p′為0～4范圍內(nèi)的整數(shù)；R1′、R2′、R3′和R4′獨立地為選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或未飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基，和含有氧、氮、磷、硫、硅和硼中的至少一種的非烴類極性基團的組的一種基團；或者R1′和R2′、或者R3′和R4′可彼此連接，以形成碳原子數(shù)為1～10的亞烷基；或者R1′或R2′可與R3′和R4′中的任一個連接，以形成碳原子數(shù)為4～12的飽和或不飽和的環(huán)烷基或碳原子數(shù)為6～24的芳基。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，化學(xué)式4中的非烴類極性基團選自以下官能團-OR6、-OC(O)OR6、-R5OC(O)OR6、-C(O)OR6、-R5C(O)OR6、-C(O)R6、-R5C(O)R6、-OC(O)R6、-R5OC(O)R6、-(R5O)p-OR6、-(OR5)p-OR6、-C(O)-O-C(O)R6、-R5C(O)-O-C(O)R6、-SR6、-R5SR6、-SSR6、-R5SSR6、-S(＝O)R6、-R5S(＝O)R6、-R5C(＝S)R6、-R5C(＝S)SR6、-R5SO3R6、-SO3R6、-R5N＝C＝S、-NCO、-R5-NCO、-CN、-R5CN、-NNC(＝S)R6、-R5NNC(＝S)R6、-NO2，-R5NO2、 在以上非烴類極性基團的例子中，各R5為選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組；以及R6、R7和R8為獨立地選自包括氫，鹵素，取代或未取代的碳原子數(shù)為1～20的烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基，取代或未取代的、飽和或不飽和的碳原子數(shù)為5～12的環(huán)烷基，取代或未取代的碳原子數(shù)為6～40的芳基，取代或未取代的碳原子數(shù)為7～15的芳烷基，和取代或未取代的碳原子數(shù)為2～20的炔基的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，所述線性烯烴選自包括碳原子數(shù)為1～20的α-烯烴、丁二烯和戊二烯的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成液晶配向膜的組合物，其中，所述聚合物包括以下化學(xué)式5的結(jié)構(gòu)單元化學(xué)式5 在以上化學(xué)式5中，R1、R2、R3、R4和p如以上化學(xué)式1中所定義，并且n為50～5,000。
9.一種制備液晶配向膜的方法，該方法包括(a)在基板上涂覆根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項所述的用于形成液晶配向膜的組合物；和(b)照射偏振紫外線，以形成配向膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備液晶配向膜的方法，另外包括(c)在等于或低于配向膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下對所述配向膜進行退火。
11.一種配向膜，其使用根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項所述的用于形成液晶配向膜的組合物制備。
12.一種液晶顯示裝置，其具有根據(jù)權(quán)利要求11所述的配向膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于形成液晶配向膜的組合物，其包括在其主鏈上包含具有光反應(yīng)性基團的多環(huán)化合物的光反應(yīng)性聚合物。本發(fā)明也提供一種使用該組合物制備的液晶配向膜，以及一種包含該液晶配向膜的液晶顯示器。所述在其主鏈上包含多環(huán)化合物的光反應(yīng)性聚合物具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此熱穩(wěn)定性優(yōu)異。由于晶格空位相對大，光反應(yīng)性基團能夠在聚合物的主鏈中相對自由地移動，因此，可能提高被認為是常規(guī)聚合物材料的缺點的慢的光反應(yīng)速度。
文檔編號C09K19/32GK1989226SQ200680000491
公開日2007年6月27日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者金暻晙, 李健雨, 李炳賢, 林敏映, 鄭惠元, 全成浩, 金憲, 吳誠浚 申請人:Lg化學(xué)株式會社