用于LCD配向层的组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于布置在液晶装置中的约束基板和液晶主体材料之间的表面指向矢配向层的组合物，所述表面指向矢配向层在没有施加电场的情况下引起在所述液晶主体材料中包含的液晶分子相对于所述表面指向矢配向层形成期望的预倾斜角，所述组合物是包含下列各项的均匀混合物：第一浓度的第一化合物，其在所述表面指向矢配向层中单独使用时，引起与所述期望的预倾斜角不同的第一预倾斜角Θ1；和第二浓度的第二化合物，其在所述表面指向矢配向层中单独使用时，引起与所述期望的预倾斜角和所述第一预倾斜角不同的第二预倾斜角Θ2；从而可以通过控制所述第一和第二浓度中的至少一项来控制所述期望的预倾斜角。本发明专利技术的组合物提供对于所述第一和第二化合物的所有浓度而言是连续可控的液晶的可控预倾斜角，并且改善配向层制备的重复性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于表面指向矢(director)配向层的包含至少第一化合物和第二化合物的混合物的聚合物组合物，以及使用这样的表面指向矢配向层的液晶装置。
技术介绍
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，或被布置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排列的能力。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层的所需初始配向通常通过对约束的固体基板表面的适当表面处理来实现，例如通过在面向所述液晶主体 (bulk)的约束的基板表面上施用所谓的配向层(取向层)来实现。初始液晶配向由液晶层和配向层之间的界面中的固体表面/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的界面附近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)，平行于约束的基板表面(也称为平面配向，PA)或以某一预定的倾斜角(也称为预倾斜角)朝向约束的基板表面。液晶显示器中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，使得与所述层接触的液晶分子在摩擦方向上取向。有机膜摩擦法可以用于实现液晶分子的平面配向。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，本方法不适于大规模生产，因此在实际中不使用该方法。具体地，气相沉积法可以用于一些特殊目的，例如硅基液晶 (Liquid-Crystal-on-Silicon) (LOCS)微显示器，其中活性显示面积非常小，可以使用气相沉积法。气相沉积法通常用于实现液晶的平面配向(PA)或倾斜配向(TA)。平面配向(PA)是在LCD中使用的两种主要类型的液晶配向中的一种。当今，用于得到PA的最广泛使用的方法是有机膜摩擦法。通过使用用于制备配向层的适当聚合物材料，该方法也用于得到在大的面积内具有小的预倾斜的TA。垂直(垂面)配向(VA)是液晶配向的另一种主要类型。该种类型的配向通常通过表现出低表面能的聚合物配向膜而实现。液晶的VA还通过用表面活性剂覆盖与液晶接触的固体基板的表面而实现。然而，该方法由于其复杂性和非常低的重复性水平而很少使用。因此，它不适于实际目的。在LCD中使用的PA实际上总是具有小的(几度)预倾斜或具有中等的(约10° )预倾斜的TA。约45°以上的大的预倾斜对于下列若干种应用是非常重要的双稳态向列IXD和一些光子器件例如液晶光调节器(LCLM)和电控光学减速器(ECOR)。双稳态向列LCD中的大的预倾斜对于使得能够在由施加电场诱导的两个双稳态状态之间进行转换是先决条件(G.D.Boyd，J. Cheng, P.Ngo，应用物理通讯(Appl. Phys. Lett)，36，556-558，1980 ;Η· Kwok. F. Yeung，Y. Li, SID 06Digest，1622-1625，2006)。光子器件中的大的预倾斜要求快的切换(A. Golovin, S. Shiyanovskii, 0. Lavrentovich，应用物理通讯(Appl Phys Lett)，83，3864-3866，2003)。因而，在一些情况下，可能适宜的是，配向层促进朝向基板的指向矢的预先限定的倾斜角，也称作预倾斜角。这样的预倾斜角可以例如缩短液晶材料在施加电场时的响应时间和/或促进液晶分子的更加均勻的再取向。通常，预倾斜角越大，液晶材料的性能越好。 理想地，预倾斜角应当为45°。然而，大的预倾斜角被证明难以生产。当前，已知几种用于得到倾斜配向的方法，但是仅它们中的少数允许预倾斜角θ 在0° -90°范围内的连续控制。H. Kwok等提出了允许预倾斜角从O至90°的连续控制 (SID 杂志(Journal of the SID)，16，911—918，2008)。根据 Kwok 等，从属于聚酰亚胺类并且不混合的两种类型的配向材料的组合物制备配向层。这两种材料中的每一种分别促进PA 或VA，并且在配向层的组合物中，它们分开成通常具有约几百纳米尺寸的纳米尺寸的域。通过改变该两种材料在配向层组合物中的浓度比率，可以在0° -90°的范围内连续控制预倾斜角。用于从0°至90°的预倾斜的连续控制的第二种方法已经由P. Bos等提出(液晶 (Liquid Crystals) 33，1191-1197，2008)。根据作为Kwok等的方法的变体的这种方法，将配向膜夹在由聚酰亚胺类制成的两个配向层之间。第一层被沉积在玻璃基板上并且其具有连续结构。在该层的上面沉积第二层。由于第二层的材料没有很好润湿第一层，因此第二层具有不连续结构，例如域样结构。这些层中的每一层分别促进PA或VA。因此，两个配向层与液晶的接触表面分别具有含有促进PA的区域和促进VA的区域的异质结构。根据此方法的预倾斜角由第二层的不连续性控制，尤其是由第二层的材料的浓度控制。然而，两种不同化合物的相分离以及去湿是非常难以控制和再现的工艺，并且一些外在因素例如湿度，例如可能强烈地影响这些工艺，这进而将影响预倾斜的量。还应当认识到，根据这两种方法制备的配向层的性质表现出对配向层的厚度敏感(在具有薄膜晶体管的LCD中存在配向层归因于表面浮突的厚度变化)。因此，域分离方法和双配向层方法都不适用于IXD工业，而且它们还是耗时的方法。而且，根据这两种方法的配向层的制备要求高温，因而不适用于制备具有塑料基板的LCD。专利技术概述本专利技术的一个目的是至少部分地克服现有技术的问题，并且提供一种表面指向矢配向材料，其可以被容易地改性，以得到液晶材料的表面指向矢的所需预倾斜角。本专利技术人已经发现，此目的和其它目的可以通过使用本专利技术的组合物实现。本专利技术开启了技术的新领域，即通过混合诱导不同预倾斜的可溶混组分的液晶的可控预倾斜。因此，在第一方面中，本专利技术涉及一种用于布置在液晶装置中的约束基板和液晶主体材料之间的表面指向矢配向层的组合物，所述表面指向矢配向层在没有施加电场的情况下导致在所述液晶主体材料中包含的液晶分子相对于所述表面指向矢配向层形成期望的预倾斜角，所述组合物是包含下列各项的均勻混合物-第一浓度的第一化合物，当其在所述表面指向矢配向层中单独使用时，导致与所述期望的预倾斜角不同的第一预倾斜角Q1 ；和-第二浓度的第二化合物，当其在所述表面指向矢配向层中单独使用时，导致与所述期望的预倾斜角和所述第一预倾斜角不同的第二预倾斜角 2 ；由此可以通过控制所述第一和第二浓度中的至少一项来控制所述期望的预倾斜本专利技术的组合物提供对于所述第一和第二化合物的所有浓度而言连续可控的液晶的可控预倾斜角。本专利技术的组合物实质上通过第一和第二化合物分别与液晶主体分子之间的空间相互作用而促进主体液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【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：