用于配向层的聚合物制造技术

提供一种用于表面指向矢配向层的聚合物化合物，所述聚合物化合物包含：包含重复单元的聚合物主链；第一侧基，所述第一侧基连接至所述重复单元中的至少一些并且包含含有至少一个二苯甲酮部分或其衍生物的光官能部分；以及第二侧基，所述第二侧基连接至所述重复单元中的至少一些；所述第二侧基具有能够诱导液晶材料的垂直配向的显著形状各向异性。还提供一种使用聚合物化合物形成表面指向矢配向层的方法，以及使用聚合物化合物形成液晶盒的方法。通过在用于表面指向矢配向层的聚合物化合物中使用二苯甲酮部分作为光官能部分，可以通过光照射聚合物准确地控制液晶盒中液晶分子的所需的预倾斜角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及用于表面指向矢配向层的聚合物化合物，以及使用这种表面指向矢配向层的液晶装置。专利技术背景液晶装置通常包括液晶材料层，所述液晶材料层被布置在基板上，或被夹持在一对基板之间。液晶分子典型是表现出形状各向异性的相对刚性分子，其具有在某个优选方向上沿它们的长轴自组装的能力。分子的平均方向由矢量规定并且称为指向矢。在液晶显示器(LCD)中，在没有外部场如电场的情况下的液晶分子的所需初始配向通常通过对约束的固体基板的适当表面处理来实现，典型地通过在面向液晶主体(bulk)的约束基板的表面上施用所谓的配向层来实现。初始液晶配向由液晶层和配向层之间的界面上的固体表面/液晶相互作用限定。邻近约束表面的液晶分子的取向经由弹性力转移到主体中的液晶分子，从而对所有液晶主体分子提供基本上相同的配向。接近液晶层和配向层之间的界面的液晶分子的指向矢(在本文中也称为表面指向矢)被束缚以指向在某个方向上，例如垂直于约束的基板表面，也称为垂面或垂直配向(VA)，或平行于约束的基板表面，也称为沿面或平面配向(PA)，或处于相对于约束的基板表面的预定的倾斜角(也称为预倾斜角)，介于垂直配向和平面配向之间，也称为倾斜配向(TA)。液晶显示器中所需的配向类型取决于装置的所需应用。用于建立配向层的已知方法是例如有机膜摩擦法和无机膜气相沉积法。根据有机膜摩擦法，在基板表面上形成例如聚酰亚胺的有机涂层。其后使用例如棉、尼龙或聚酯的布在预定方向上对有机涂层进行摩擦。作为结果，与有机层接触的液晶分子沿着摩擦方向取向。然而，摩擦法具有下列问题：它可能会由于机械摩擦在配向膜的表面上产生擦痕，并且它产生可能会对液晶显示装置中薄膜晶体管造成损坏的粉尘和静电荷。在无机膜气相沉积法中，通过无机物如氧化硅的相对于约束基板倾斜地进行气相沉积而在基板表面上形成无机膜，使得通过无机膜将液晶分子在取决于无机材料和蒸发条件的某个方向上取向。由于生产成本高，该方法不适于大规模生产，并且因此在实际中不使用该方法。用于建立配向层的更近的技术是光配向，其涉及将配向层曝光从而产生配向层表面的物理性质的各向异性，进而诱导液晶的特定配向方向。光配向法的一个优点是，它是非接触方法从而避免与有机膜摩擦法相关的上述问题。垂直(垂面)配向(VA)和平面配向(PA)是LCD中采用的两种主要类型的液晶配向。垂直配向在LCD TV中尤其有利，因为非常低透射的暗状态产生了优异的对比度。在许多情况下，有利的是将液晶分子指向为预定的倾斜角(TA)，其可以例如缩短液晶材料在施加电场时的响应时间和/或促进在施加电场时液晶分子的更均匀的再取向。通过诱导在液晶分子相对于基板表面法线仅具有小预倾斜(例如相对于基板表面计为85-88°)情况下的几乎垂直的配向，可以在不明显降低LCD的对比度的情况下实现LCD的液晶分子的快速切换。EP 2 131 233公开了用于液晶显示装置的配向膜材料的聚合物，其中可以通过对其进行光照射来调整配向膜，以控制液晶分子的配向，使得液晶分子的平均预倾斜角为87至89.5°。聚合物包含选自肉桂酸酯基、偶氮苯基、芪基、肉桂酰基、和香豆素基的组的光官能团。然而，在许多常规聚合方法如自由基聚合中这些光官能团可能非特异性地反应，并且因此，根据EP2 131 233的聚合物的制备被限制为耗时的聚合方法，例如聚酰亚胺的制备，包括缩合反应的第一步骤，接着固化步骤。由此，还限制了用于根据EP 2 131 233的聚合物主链的适合单体的选择。专利技术概述鉴于现有技术的上述和其他缺点，本专利技术的一般目的是提供用于表面指向矢配向层的聚合物，其可以容易地配置从而实现液晶材料的所需的预倾斜角。本专利技术的专利技术人已经发现，可以通过使用根据本专利技术的聚合物化合物实现该目的和其他目的。本专利技术基于以下认识：可以有利地将二苯甲酮部分或其衍生物用作表面指向矢配向层中聚合物化合物中的光官能部分，用于通过光照射聚合物非常准确地控制液晶装置中液晶分子的所需的预倾斜角。具体地，本专利技术的专利技术人已经发现，二苯甲酮部分或其衍生物表现出优异的光官能性，其促进高的光稳定性和热稳定性，并且此外，可以使用自由基聚合方法容易地制备根据本专利技术的包含二苯甲酮部分的聚合物化合物。根据本专利技术，可以获得诱导在全部液晶装置区域具有均匀分布的液晶材料的所需预倾斜角的配向层。根据第一方面，本专利技术提供一种用于表面指向矢配向层的聚合物化合物。聚合物化合物包含：聚合物主链，其包含重复单元；第一侧基，其连接至重复单元中的至少一些，其中第一侧基包含含有至少一个二苯甲酮部分或其衍生物的光官能部分；以及第二侧基，其连接至重复单元中的至少一些；第二侧基具有能够诱导液晶材料的垂直配向的显著形状各向异性。聚合物化合物还可以任选包含其他官能侧基，例如固定侧基、烷基侧链或离子移动抑制侧基。如在本文中所使用的术语“具有显著形状各向异性的侧基”是指在其实际环境中具有显著形状各向异性的分子。具有显著形状各向异性的侧基表现出在其一个或多个短轴和其一个或多个长轴之间的显著不同，并且其结构是相对刚性的。当在表面指向矢配向层中使用本专利技术的聚合物化合物时，聚合物的第二侧基典型地相对于配向层的(和基板的)平面基本垂直取向，并且因此促进相邻液晶材料的垂直配向。为了实现液晶材料的所需的预倾斜，本专利技术的聚合物化合物还包含含有至少一个光官能二苯甲酮部分或其衍生物的第一侧基，其方向可以通过光照射控制。聚合物化合物的光照射使得第一侧基采取倾斜的取向。然而，根据例如第一和第二侧基的分子结构和/或光官能部分的光反应性(下面进一步描述)，光照射可能会引起除第一侧基的再取向之外或代替第一侧基的再取向的第二侧基的再取向。在任何情况下，进行光照射以实现第一和第二侧基的整体取向，其通过液晶分子与第一和第二侧基之间的空间和极性相互作用促进液晶分子的所需的预倾斜角。典型地，本专利技术的光官能部分是光反应性的。借助“光反应性”，意指其可以响应照射进行化学反应。这样的一个或多个化学反应可以包括，例如，二聚反应、聚合反应和异构化反应。所述反应可以包括第一侧基内的反应、两个以上第一侧基之间的反应、第一侧基与第二侧基之间的反应、和/或第一侧基与聚合物主链之间的反应。因此，当将根据本专利技术的聚合物化合物用作或用于表面指向矢配向层时，可以控制包含光反应性部分的第一侧基的取向和/或其他侧基的取向以提供与表面指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表面指向矢配向层的聚合物化合物，所述聚合物化合物包含：包含重复单元(24、205)的聚合物主链(209)；连接至所述重复单元中的至少一些的第一侧基(206)，所述第一侧基包含含有至少一个二苯甲酮部分或其衍生物的光官能部分(208)；以及连接至所述重复单元中的至少一些的第二侧基(207)；所述第二侧基具有能够诱导液晶材料的垂直配向的显著的形状各向异性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于表面指向矢配向层的聚合物化合物，所述聚合物化合物
包含：
包含重复单元(24、205)的聚合物主链(209)；
连接至所述重复单元中的至少一些的第一侧基(206)，所述第一侧基
包含含有至少一个二苯甲酮部分或其衍生物的光官能部分(208)；以及
连接至所述重复单元中的至少一些的第二侧基(207)；所述第二侧基
具有能够诱导液晶材料的垂直配向的显著的形状各向异性。
2.根据权利要求1所述的聚合物化合物，其中所述光官能部分是光
反应性的。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物化合物，其中所述第二侧基具
有长轴沿着所述第二侧基的主延长部分延伸并且短轴与所述长轴垂直的
的线型各向异性，并且其中所述第二侧基末端连接至所述重复单元。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物化合物，其中所述第
一侧基具有下列通式(I)：
其中
L1是连接至所述重复单元的连接基团，所述L1包含3至30个连接原
子；
R1是氢、卤素、C1至C20烷基、取代的C1至C20烷基、C1至C20烷
氧基、取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、取代的C1至C20烯基、
C1至C20炔基、取代的C1至C20炔基、C1至C20氨基烷基、或取代的C1至C20氨基烷基；
n是0至4；
R2和R3各自独立地是氢、卤素、C1至C3烷基、取代的C1至C3烷基、
C1至C3烷氧基、取代的C1至C3烷氧基、C1至C3氨基烷基、取代的C1至C3氨基烷基；
并且其中，所述第二侧基具有下列通式(II)：
其中
L2是连接至所述重复单元的连接基团，所述L2包含3至30个连接原
子；
m是0或1
X是-COO-、-CH＝CH-、或-C≡C-；
R4是氢、卤素、C1至C20烷基、取代的C1至C20烷基、C1至C20烷
氧基、取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、取代的C1至C20烯基、
C1至C20炔基、取代的C1至C20炔基、C1至C20氨基烷基、取代的C1至
C20氨基烷基；
n是0至4；
R5和R6各自独立地是氢、卤素、C1至C3烷基、取代的C1至C3烷基、
C1至C3烷氧基、取代的C1至C3烷氧基、C1至C3氨基烷基、取代的C1至C3氨基烷基。
5.根据权利要求4所述的聚合物化合物，其中L1比L2多包含至多
10个连接原子。
6.根据权利要求4所述的聚合物化合物，其中L1比L2多包含至多6
个连接原子，并且其中R1是氢或卤素，并且R4是C3至C6烷基或C3至
C6烷氧基。
7.根据权利要求4或5所述的聚合物化合物，其中L1和L2各自独立
地是C1至C30烷基、取代的C1至C30烷基、C1至C30烷氧基、取代的C1至C30烷氧基、C1至C30烯基、取代的C1至C30烯基、C1至C30炔基、取
代的C1至C30炔基、C1至C30氨基烷基、或取代的C1至C30氨基烷基。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的聚合物化合物，其中在所述
聚合物化合物中所述第一侧基的数量与所述第二侧基的数量之间的比率
在10∶1至1∶100，如2∶1至1∶10的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物化合物，其中在所述
聚合物化合物中所述第一侧基的数量与所述重复单元的总数量之间的比
率在1∶1至1∶100的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的聚合物化合物，其中所述重
复单元包含第一重复单元，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉谢扎·科米托夫，伯蒂尔·黑尔格，尼尔斯·奥尔森，
申请(专利权)人：拉谢扎·科米托夫，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE