[发明专利]用于LCD配向层的组合物

说明书

本发明的技术领域

本发明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LCD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；H.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，O.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匀的再取向。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。