[发明专利]光校准组合物

说明书

本发明涉及特别地校准液晶或液晶聚合物的光校准(photoalignment)组合物，它包括：

a)0.001-20％重量，优选0.05-10％重量，更优选0.1-9％重量，特别是更优选0.1-5％，更特别地更优选0.1-2％重量含光校准基的至少一种光反应性化合物(I)和

b)80-99.999％重量，优选90-99％重量，更优选91-99％重量不含光校准基的至少一种化合物(II)，和

c)任选地至少一种反应性或非反应性添加剂，和

d)任选地至少一种溶剂。

此外，本发明涉及在光电和光学元件、体系和器件中，这一光校准组合物用于校准液晶或液晶聚合物的用途。

液晶器件越来越多地用于许多不同应用中。实例是光学膜，尤其偏振膜和延迟膜，以及防止伪造、假冒和复制的安全器件，和液晶显示器(LCD)。

液晶显示器(LCD)在高级视觉器件中愈加占主导。LCD在图象质量(高光度(luminance)、高分辨率、颜色和灰度能力)、功耗以及尺寸和重量方面提供有利的特征(平板显示器)。例如在机动车和通信仪器中，以及在钞票的检测器、台式计算机、电视机等中，广泛地使用商业LCD。当今对在电视应用中LCD的需求快速增长。最近开发的LCD模式在实现快速的响应时间、宽的视角和高的光度方面具有高的潜力。尤其在其他最新开发的LCD模式中，MVA(多畴垂直校准)模式是在现代电视应用中最有前景的。在MVA模式中，液晶分子通常几乎相对于基底表面垂直校准。通过在基底表面上使用隆起物(protrusions)(或其他校准细分(subdivision))，液晶分子在单一单元内在大于一个以上方向上成为局部预倾斜，从而导致在不同方向上可转换的畴域。这一多畴结构显示出非常好的显示性能，且在任何方向上具有最多160°的宽视角，短的响应时间(低于20ms)，高的对比度(最多700∶1)和高的亮度。然而，通过使用仅仅隆起物，难以清楚地确定在单一像素内的畴空间。因此，MVA模式需要额外的制备步骤，确保在上部和下部基底上的形状效应以及电场效应，从而总是导致复杂的制备工序。为了回避这一技术挑战，获得校准层是期望的，这将直接导致在每一像素畴域内预定的校准方向，且相对于基底的垂直轴具有很好地可控的离轴角。

成功地发挥并行使液晶器件或光学膜的功能依赖于在该器件或膜内液晶分子接受在其上强加的校准的能力。通过使用校准层，实现校准液晶分子，所述校准层确定液晶分子的取向方向，其结果是分子的纵轴与通过校准层确定的取向方向一起校准。除了这一方向校准以外，对于一些应用来说，校准层还应当能赋予液晶分子倾斜角，以便分子本身以在校准层表面以外的角度校准。

制备校准层的一种公知方法是擦拭处理，其中在单一方向上用布料擦拭高分子树脂膜，例如聚酰亚胺。与擦拭表面相邻的液晶分子在擦拭方向上校准。然而，通过擦拭形成的校准膜具有一些缺点，例如在擦拭工艺过程中出现的灰尘产生和碎屑。另外，擦拭方法对于生产结构层，即具有不同校准方向的小区域的层来说是不充分的。

可使用除了擦拭以外的液晶校准控制方法，例如倾斜沉积、照相平版印刷、Langmuir Blodgett膜、离子辐射、高速流体喷射和其他方法，解决这些问题。然而，大多数这些方法对于加工大面积基底来说是不实际的。

为校准液晶而开发的其他方法是通过光取向方法制备的校准层(通常使用线性偏振光)，和特别合适的是线性光聚合(LPP)校准层，也称为光取向聚合物网络(PPN)。这些方法例如公开于US-5389698、US-5838407、US-5602661、US-6160597、US-6369869、US-6717644、US-6215539、US-6300991和US-6608661中。这些方法允许生成液晶的均匀校准。在LPP方法(它是一种非接触技术)中，可通过在大面积基底上用偏振光辐照光敏膜，高度再现地获得与通过擦拭获得的那些类似的校准膜。另外，可通过控制线性偏振光的辐照方向，在光反应性层内改变取向方向和方位与极性倾斜角。通过选择辐照光反应性材料的规定区域，可校准层中非常特定的区域，并进而提供具有不同取向方向的校准区域，所述校准区域将产生结构校准层，正例如Jpn.J.Appl.Phys.，31(1992)，2155-64(Schadt等人)中所述。前些年，使用线性可光聚合的校准(LPP)技术，证明了实现四畴垂直校准向列型(VAN)LCD的可能性(K.Schmitt，M.Schadt；Proceedings of EuroDisplay 99，1999年9月6-9日)。四畴VAN-LCD显示出优良的断开状态(off-state)的角亮度性能。