[发明专利]用于可聚合液晶或介晶材料平面配向的配向层

说明书

发明领域

本发明涉及用于施用于其上的可聚合液晶或介晶材料改进的平面配向的配向层，制备这种配向层的方法，通过将可聚合液晶或介晶材料施用于这种配向层上而获得的具有平面取向的聚合物膜，和它们在产品、特别是装饰和安全产品中的应用。

背景技术

包含具有均匀取向的聚合液晶材料的各向异性聚合物膜是现有技术已知的。它们通常通过将可聚合液晶混合物的薄层涂覆在基材上、使混合物配向成均匀取向和使该混合物聚合而制得。

对于特定的应用，需要在液晶层中诱发平面配向，即其中液晶分子基本与层平行取向。然后通过原位聚合液晶混合物而使配向冻结。例如，将具有平面配向的聚合的向列型液晶材料的取向膜或层用作A-板补偿器或偏振器，而且也用于特定的安全应用，在该应用中它们仅可以通过使用线性或环形偏振器来确认。另一个重要应用是具有扭曲的分子结构的聚合胆甾型液晶材料的取向膜或层。后者通常由手性的向列型(胆甾型)液晶材料制成。如果胆甾型材料具有平面配向，则这些膜表现出选择性光反射，其中反射颜色取决于视角。它们可例如用作环形偏振器、滤色器、用于制备效果颜料或用于一些装饰或安全应用。

可以例如通过处理其上涂覆液晶材料的基材实现平面配向。表面处理的最常用方法是在施涂液晶材料前摩擦基材表面。在棒状液晶分子的情形中，这些将使它们本身以其长轴平行于摩擦方向配向。作为替换，可以将例如聚酰亚胺的配向层施用于基材，随后可以接着摩擦该基材或者该基材将诱发所希望的配向。其他方法是施加剪切力例如基材拉伸或者将表面活性化合物加入到液晶材料中。

传统配向技术的综述例如由I.Sage在″Thermotropic LiquidCrystals″，由G.W.Gray编，John Wiley & Sons，1987，第75-77中以及由T.Uchida和H.Seki在″Liquid Crystals-Applicationsand Uses第3卷″，由B.Bahadur编，World Scientific Publishing，Singapore 1992，第1-63页中给出。配向材料和技术的综述由J.Cognard，Mol.Cryst.Liq.Cryst.78，附录1(1981)，第1-77页给出。

然而，现有技术的方法具有一些缺点。特别地，在出于装饰或安全目的而必须使用不同于可拉伸聚合物膜的基材例如金属化基材或金属箔片的情形中，通常需要配向层。另一方面，即使在使用可拉伸膜作为基材的情形中，在预定方向拉伸是附加的技术步骤，导致增加的生产成本。

在使用配向层的情形中也出现增加的成本，这通常需要附加的摩擦步骤。摩擦也可能使配向层的表面劣化至一定程度，导致施用于其上的液晶层不充分取向。

另外，将更多种类的基材用于装饰和安全应用导致另外的未解决的问题。

通常，在显示应用中，出于配向目的而用摩擦的聚酰亚胺层涂覆玻璃表面。这通过在大于200℃的温度下使聚酰胺涂料转化成聚酰亚胺并且随后摩擦所得的层来实现。配向层下面的大部分常用聚合物基材将不能承受这些条件并且将熔融或扭曲。

已经发现，PET膜赋予向列型和胆甾型液晶材料以很好的平面配向，但许多其他聚合物基材、金属基材、纸和木板导致液晶材料差的配向。另外，越来越多的当今使用的聚合物基材具有印刷接受层，其被设计为赋予基础基材通常改进的附着力，尽管这些层也具有其他功能应用。不幸的是，液晶材料在包含印刷接受层的那些基材上没有非常好地配向，其被看作是乳状有色的膜，这由散射的光造成。因此，必须在这些预涂的聚合物基材上施用中间配向层。

由于大多数液晶材料通常以(有机)溶剂基混合物涂覆于基材上，因此将非反应性溶剂基树脂用于位于下面的配向层将是不合适的，因为液晶层当施用于其上时可能将再次润湿配向层。实际上，用于配向层的树脂将被吸收到液晶层中并且将破坏后者的光学效果。如果相反地，将反应性溶剂基树脂体系用于配向层，则将需要热来使它们固化，这在大多数情形中导致下面的基材损坏。

因此需要一种用于制备配向层的合适材料，该配向层不必通过采用高温而固化并且当(有机)溶剂基液晶材料施用于其上时其将不经受再润湿。此外，需要所得到的液晶膜很好的平面配向。

已经尝试使用水基材料例如聚乙烯醇(PVA)用于制备配向层，该配向层不同于早先已使用的摩擦的聚合PVA膜。