液晶介质的取向排列方法技术

公开了一种将表面贴近基片的液晶介质中分子的取向排列方法，其中液晶的分子量小于１５００，将在介质或与其贴近的基片中的各向异性吸收分子用线性偏振光曝光，光的波长在吸收分子的吸收谱带之内，通过曝光的各向异性吸收分子，诱发液晶介质取向排列成与入射光束线性偏振方向成＋θ或－θ角。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶介质中各向异性分子的取向排列方法。液晶化合物用于人和机械可读的显示装置中，例如，用于汽车的仪表控制器件和工艺控制装置以及计时装置(如钟表)中。这种显示装置基本上用液晶介质夹在玻璃或其它透明基片中以形成一个盒，在两个基片上选择性地涂上透明的导电材料以提供导电的成象图形。这些液晶盒的透光率可以方便地用改变液晶介质取向的方法加以控制，使得完全、部分或没有可用光透过。通过对液晶盒施加电压或磁场，可以使液晶介质取向。还可以使用一个或两个偏振器来控制取向的液晶介质的透光率。液晶介质除液晶之外还可以含有溶解的各向异性染料。由一种或多种液晶化合物和溶于其中的一种或多种染料构成的这种介质称为“宾主”体系。在“宾主”体系中最适合用于显示器的各向异性染料是二色性染料，该染料沿一根轴吸收的光较多，而沿第二根轴吸收的光较少。当液晶主体成分与溶于其中的客体染料匹配合适时，该混合物的取向可以通过施加的电压来控制，从而只透过所需数量的光。这些显示器的组分被认为是各向异性的，因为它们(a)沿不同轴向测量时显示出的性质的数值不同，(b)随外界刺激而采取不同的位置，例如，外加电压可以使液晶围绕固定轴旋转，结果使其光学性质改变。更具体地说，它们是双折射的。目前的商品使用的液晶盒中，分子取向采取平行或垂直于基片的排列。在没有外界刺激时，显示器或是不透明的，或是透明的。已知有很多将液晶介质取向排列的方法。通常，透明基片的内表面由透明的取向层构成，例如由聚烷基硅氧烷或卵磷脂的膜构成。对于平行排列，在将液晶介质装入盒中之前，用一块布沿指定方向摩擦涂层，从而选择性地改变表面状态，使液晶的长分子轴沿着或近乎平行于摩擦方向排列。在盒被装满之后，这种取向通过分子间力传递到体相液体介质中。垂直排列的特点是液晶的长轴方向沿着或近乎平行于基片垂线的方向，通常利用化学改性的取向层或在盒的两端施加电场来实现。需要有一种简单地对液晶介质取向或再取向的方法。此外，最好能提供一种液晶盒，它有两个或更多的区域以平行或垂直的不同方式取向，在某些情形下还希望能消除用于液晶显示器中的取向层。根据本专利技术，提供了一种在含有液晶的液晶介质中使各向异性分子取向排列的方法，介质的一个表面与基片贴近，所述方法的特征在于，液晶的分子量小于1500，介质中或与其贴近的基片中的各向异性吸收的分子对线性偏振光曝光，光的波长在吸收分子的吸收谱带之内，曝光的各向异性吸收分子诱发了相对于入射光束的线性偏振方向成+θ或-θ角的液晶介质取向。“各向异性吸收分子”是指化合物沿不同轴向测量时，显示出不同数值的光吸收性质。术语“液晶”通常指的是具有异向性几何结构的分子，例如棒状或盘形分子，它们的稳定状态介乎液体与固体之间，其分子量小于约1500，较好为1000或更小，最好为650或更小。本专利技术的液晶介质可以含有这样的任何一种通常用于液晶显示器和其它液晶器件中的液晶化合物。最好是用呈现向列相与近晶相(包括铁电相)的热致液晶。向列相包括常见的单轴向列、扭转向列、和胆甾型介晶相。向列相液晶可以具有正的或负的介电各向异性。这里所用的“正”和“负”是指含液晶的混合物的纯介电各向异性。适合实施本专利技术的容易得到的正向列相液晶材料包括4-氰基-4′-烷基联苯，4-氰基-4′-烷氧基联苯，4-烷基-(4′-氰基苯基)环己烷，4-烷基-(4′-氰基联苯基)环己烷，4-氰基苯基-4′-烷基苯甲酸酯，4-氰基苯基-4′-烷氧基苯甲酸酯，4-烷氧基苯基-4′-氰基苯甲酸酯，4-烷基苯基-4′-氰基苯甲酸酯，1-(4′-烷基苯基)-4-烷基嘧啶，1-(4′-烷基苯基)-4-氰基嘧啶，1-(4′-烷氧基苯基)-4-氰基嘧啶，和1-(4-氰基苯基)-4-烷基嘧啶。属于上述各类化合物的具体实例有4-氰基-4′-戊基联苯，4-氰基-4′-己氧基联苯，反-4-戊基-(4′-氰基苯基)环己烷，反-4-己基-(4′-氰基联苯基)环己烷，4′-丙基苯甲酸-4-氰基苯酯，4′-氰基苯甲酸-4-戊氧基苯酯，4′-氰基苯甲酸-4-己基苯酯，1-(4′-戊基苯基)-4-丁基嘧啶，1-(4′-丁氧基苯基)-4-氰基嘧啶，1-(4-氰基苯基)-4-烷基嘧啶，4-正己基亚苄基-4′-氨基苄腈，和4-氰基亚苄基-4′-辛氧基苯胺。上述所有化合物的低共熔混合物和组合物也可以使用。实例有4′-烷基-4-氰基联苯与4′-烷氧基-4-氰基联苯(其中4′位取代基有3至8个碳原子)或三联苯液晶(4位上有含3至8个碳原子的烷基或烷氧基取代基)的低共熔混合物。代表性的化合物有BDH公司(Poole，England)的商品E7混合物;Hoffman La Roche公司(Nutley，New Jersey)的ROTN 404，它是联苯嘧啶液晶的低共熔混合物;EM Industries公司(Hawthorne，New York)的PCH 1132，它是由4-烷基-(4′-氰基联苯基)环己烷和4-烷基-(4′-氰基苯基)环己烷组成的混合物;以及也是EM Industries公司的商品ZLI 1982。可用于本专利技术的具有负介电各向异性的向列相液晶的代表性实例有4-烷氧基-4′-烷氧基氧化偶氮苯，4-烷基-4′-烷氧基氧化偶氮苯，4-烷基-4′-酰氧基氧化偶氮苯，4-烷基-4′-烷基氧化偶氮苯和4-烷基-2-氰基苯基-4′-烷基联苯基-1-羧酸酯。具体例子包括对氧化偶氮苯甲醚，4-丁基-4′-己氧基氧化偶氮苯，4-丁基-4′-乙酰氧基氧化偶氮苯，4，4′-双(己基)氧化偶氮苯和4-戊基-2-氰基苯基-4′-庚基联苯基-1-羧酸酯。市售商品有EM Industries公司(Hawthorne，New York)的Licristal S1014和Chisso公司(Yokohoma，日本)的EN-18。可用于本专利技术的近晶A相液晶，其介电各向异性可以为正或为负。正各向异性的近晶A相液晶包括4-烷基-4′-氰基联苯和4-氰基-4′-烷基亚苄基苯胺，以及4-烷基-4″-氰基-对三联苯及4-烷基-4″-氰基联苯的混合物。也可以使用由接受电子和供绐电子的中期生成核衍生出的近晶A相混合物，例如 4′-烷基苯基-4-烷基苯甲酸酯和4′-氰基苯基-4″-烷氧基苯甲酰氧基苯甲酸酯。可用作为具有正介电各向异性的近晶A相液晶的化合物实例有4-氰基-4′-辛基亚苄基苯胺，4-癸基-4′-氰基联苯，4-十二烷基-4″-氰基-对三联苯，4′-庚基苯基-4-丁基苯甲酸酯和4′-氰基苯基-4″-辛氧基苯甲酰氧基苯甲酸酯。上述所有近晶A相材料的低共熔混合物和组合物均可使用。有代表性的近晶A相液晶的低共熔混合物与组合物是EM Industries公司(Hawthorne，New York)的市售商品材料S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7。可用于本专利技术的具有负介电各向异性的近晶A相液晶的代表实例是4-烷基苯基-4-烷氧基-3-氰基苯甲酸酯，4-烷氧基苯基-4-烷氧基-3-氰基苯甲酸酯，和4″-烷氧基苯基-4′-烷氧基苯甲酰氧基-3-氰基苯甲酸酯。具体例子包括4′-辛基苯基-4-癸氧基-3-氰基苯甲酸酯，4′-癸氧基苯基-4-辛氧基-3-氰基苯甲酸酯和4′-庚氧基苯基-4′本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将表面贴近基片的液晶介质内的分子取向排列的方法，其特征在于，该介质内液晶的分子量小于１５００，对介质内或与其贴近的基片内的各向异性吸收分子用线性偏振光曝光，光的波长在各向异性吸收分子的吸收谱带之内，通过曝光的各向异性吸收分子，诱发液晶介质取向排列成与入射光束线性偏振方向成＋θ或－θ角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩迈克尔吉本斯，孙召棠，布赖恩约瑟夫斯韦特林，
申请(专利权)人：赫尔克里斯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]