[发明专利]复合光配向层

说明书

关联申请的交叉引用

本专利申请要求2015年10月29日提交的美国临时专利申请No.62/285,435和2016年7月19日提交的美国临时专利申请No.62/493,840的优先权，两份申请的全部内容已通过引用并入本文。

背景技术

近来，平面转换显示器、边缘场转换显示器和基于铁电液晶的场顺序彩色显示器越来越流行，因为它们能提供相对高的光学性能和分辨率，理想化的显示单元具有快速响应时间、宽广视角和高分辨率。例如，电抑制螺旋铁电液晶的使用提供了出色的光学性能(类似向列液晶)，同时还具有相对较快的转换响应和相对较低的驱动电压。

具有快速响应性、高分辨率以及高光学对比度的液晶显示单元例如可应用于快速响应光学器件，如调制器、滤波器、衰减器，以及应用于有高分辨率需求的显示器(比如微型投影仪、3D显示器、微型显示器、高清电视(HDTVs)、超高清(UHDs)显示器等)。

发明概述

在一个示例性具体实施方式中，本发明提供了用于配向液晶分子的复合光配向层，其包含：单体材料，光引发剂，以及偶氮染料材料。

在另一个示例性具体实施方式中，本发明提供了一种制备用于配向液晶分子的复合光配向层的方法，该方法包括：以溶液形式混合单体材料，光引发剂和偶氮染料材料；将混合溶液涂覆于基板上形成薄膜；将薄膜曝光于偏振光以形成固态薄膜。

在另一个示例性具体实施方式中，本发明提供了一种用于配向液晶分子的复合光配向层，其包含：单体材料，热引发剂以及偶氮染料材料。

在另一个示例性具体实施方式中，本发明提供了一种制备用于配向液晶分子的复合光配向层的方法，该方法包括：以溶液形式混合单体材料，热引发剂和偶氮染料材料；将混合溶液涂覆于基板上形成薄膜；将薄膜曝光于偏振光以实行单畴或多畴配向；加热薄膜使单体材料聚合并形成固态薄膜。

附图简要说明

图1是按照第一种示例性具体实施方式的制备用于配向液晶分子的复合光配向层的示例性方法的图例。

图2A-2B展示了热暴露前后示例性扭转式向列(TN)显示单元的透过率对电压曲线(TVC)。

图3A-3B展示了热暴露前后示例性电控双折射(ECB)向列显示单元的TVC。

图4A-4B展示了光暴露前后示例性的TN显示单元的TVC。

图5A-5B展示了光暴露前后示例性的ECB向列显示单元的TVC。

图6描绘的是一个多畴配向的光学结构例示图。

图7是按照第二种示例性具体实施方式的制备用于配向液晶分子的复合光配向层的示例性方法的图例。

图8展示了热暴露前后示例性的TN显示单元的TVC。

图9展示了热暴露前后示例性的ECB向列显示单元的TVC。

图10展示了光暴露前后示例性的TN显示单元的TVC。

图11展示了光暴露前后示例性的ECB向列显示单元的TVC。

图12的图显示了一个示例性的于复合光配向层制成的显示单元经加载10V电压1小时后，残留直流电(RDC)电压的时间依赖性图。

图13描绘了一个示例性的多畴配向的光学结构例示图。

发明详述

对于具有快速响应性、高分辨率和高光学对比度的某些液晶显示单元所需的电光模式和像素结构调控，可能需要高度优化的光配向以提供零度预倾角、大表面均匀性和多畴配向(像素中的多畴配向改善了视觉呈现和观赏特性)。

传统的光配向材料无法提供以上所有的特性。传统的偶氮染料配向层可以为液晶显示单元提供良好的配向(高锚定能、小预倾角和相对大面积的均匀性)，使液晶显示单元能获得非常高的像素分辨率。然而，传统偶氮染料配向层对于化学、热以及光暴露是不稳定的。

本发明的示例性具体实施方式中提供了一种用于液晶的复合光配向层，所述复合光配向层包含由至少一种单体(“单体材料”)、一种热自由基引发剂(“热引发剂”)或一种光引发剂，以及一种偶氮染料材料(如SD1偶氮染料)混合而成的复合物。通过将聚合物网络引入到偶氮材料中(经由热引发或光引发的聚合反应)，本发明的示例性具体实施方式提供了稳定的复合偶氮染料光配向层，其面对紫外光照、热以及其他环境条件是稳定的。