[发明专利]一种用于制备液晶光配向层的组合物及其应用方法

说明书

本发明提供一种适用于在LCD基板上作柔版印刷的复合液晶光配向层组合物。该组合物中包含偶氮染料化合物，反应性液晶元或液晶单体，光引发剂或热引发剂，粘度调节剂，以及有机溶剂。本发明还提供了使用该组合物制备液晶光配向层的方法。

技术领域

本发明涉及液晶的配向技术，特别是涉及适用于在LCD基板上做柔版印刷的复合液晶配向组合物以及使用该组合物批量制备液晶光配向层的方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)是电子显示器的主流选择。所有LCD都是通过操控液晶显示器内部液晶的排列配置来运作的。液晶的排列配置是液晶材料、施加的电场和表面配向层之间相互作用的结果。各种模式操作的LCD都需要配向层,而配向层的质量则直接影响LCD的性能。LCD配向层的制备通常是通过摩擦聚酰亚胺来达成的。摩擦工艺给出了配向层表面附近的液晶的方位角方向。

典型的摩擦配向生产工艺包括以下步骤：(1)通过柔版印刷法将聚酰亚胺溶液涂布到ITO玻璃基板上；(2)通过预烘烤去除额外的溶剂；(3)用帶天鹅绒布的滚轮摩擦涂布了聚酰亚胺溶液的基板；(4)在较高温度下把摩擦过的涂层做主固化(亚胺化)。

液晶领域的技术人员都知道，机械摩擦配向层会导致碎屑、静电荷、不均匀排列和机械损伤。所有这些都导致LCD电光特性的弱化或生产良率的损失。对于像素密度非常高的TFT LCD，情况可能更糟糕。机械摩擦的其他缺点还包括难以处理不断增加的玻璃基板尺寸，并且难以在像素内建立多畴配向区域。解决以上由机械摩擦所衍生问题的一个方案就是以光配向方法替代机械摩擦以制备配向层。

光配向方法是非接触式配向方法。典型的光配向工艺主要包括以下步骤：(1)把光敏材料涂布在ITO玻璃上；(2)把涂布了光敏材料的基板暴露于紫外线辐射下；(3)形成具有特定方向的光配向层。光配向技术可以分为四类，顺反异构化、光降解、光交联和光致分子旋转，各种方法各有其优缺点。

本领域中对于适合使用柔版印刷方式用于工业制造的用于制备光配向层的组合物及制备光配向层的方法还有进一步改进的需求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种依赖光致分子旋转来给出特定配向的新的液晶复合光配向组合物及其应用方法，使之可以直接取代传统的聚酰亚胺摩擦工艺来制备配向层，从而可以避免传统摩擦工艺生产中的所有缺点，并且保持相同甚至更优的最终产品性能。

这种新型液晶复合光配向组合物必须至少满足以下要求：(1)材料呈溶液形式；(2)该溶液可应用于柔版印刷机，在基板上形成均匀透明的薄膜涂层；(3)包含有光配向能力的材料；(4)形成的配向层必须是光稳定和热稳定的。

除上述最低要求外，本发明的技术还具有如下独有优点，包括大的波长操作窗口，除紫外光外，也可以蓝光照射；配向固定前可重写；可以多畴配向；适于大规模工业生产等等。

为实现上述发明目的，我们使用的基本光配向材料是偶氮染料化合物，为了配向的稳定性，我们添加了反应性液晶元或液晶单体并随后将其聚合。为了顺利进行聚合,一定份量的光引发剂或热引发剂是必需的。为了提高溶液粘度，我们进一步添加了粘度调节剂。为了准备合适的光配向溶液方案，我们做了大量的研发工作。

具体而言，本发明提供一种用于制备液晶光配向层的组合物，其中包含：a.偶氮染料化合物；b.反应性液晶元或液晶单体；c.光引发剂或热引发剂；d.粘度调节剂；e.有机溶剂。

优选的，本发明组合物中的所述偶氮染料化合物是能够光配向的材料，进一步优选SD1。其中SD1的分子结构见图1。中文化学名称为四钠5,5'-((1E,1'E)-(2,2'-二磺酸-[1,1'-联苯]-4,4'-二基)双(二氮烯-2,1-二基))二(2-羟基苯甲酸)。

优选的，本发明组合物中的所述反应性液晶元或液晶单体为默克(Merck)公司提供的RM257。