[发明专利]双稳态液晶显示器与其形成方法

说明书

技术领域

本发明是涉及双稳态液晶显示器，更特别是涉及双稳态液晶显示器的配向膜。

背景技术

在液晶显示器的领域中，双稳态液晶显示器(bistable LCD)逐渐成为主流。双稳态显示器在显示文字图像后，即使关闭电源仍可清楚的显示文字图像一段时间，可大幅节省长期显示所耗费的能源。举例来说，双稳态液晶显示器结合反射式及可挠式基板，即可作为电子纸。

目前在这方面的研究中，仍偏重液晶分子的研发。然而液晶分子的设计及量产需要相当高的成本，如何应用现有市售的液晶分子即可达到双稳态液晶的效果，配向膜和光学补偿膜的设计也是一项重点。现有技术中，配向膜的做法通常是将高分子薄膜成型于基板后，以定向刷磨法(rubbing)进行配向。这种方法虽然简单而且配向稳定，但有许多问题如下：(1)刷磨产生的尘屑污染、静电残留、以及刮痕。(2)单一方向会造成视角窄小，不符合宽视角的趋势。因此如何以非接触的方式进行配向，便是一个改善上述缺点的机会。目前有几种非接触式配向的方法，包括光配向法、电浆束配向法、和离子束配向法。光配向即是利用偏极化的紫外光，以特定方向照射配向膜引发光学异方性，使薄膜表面的高分子发生非匀向的光聚合、异构化、或光裂解反应，使薄膜表面具有特殊的方向性，并进一步诱导液晶分子顺向排列。举例如下：

(1)光致交联类型(photo-induced crosslinking)：

如下式中，聚合物的支链具有乙烯双键，可进行[2+2]的环合反应。此类材料应用一具有二胺基的芳香基团(如具有二胺基的联苯)与邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride)进行反应产生聚合，形成高分子后再形成薄膜，最后以偏极化的紫外线使支链的乙烯双键进行环合反应。会做这样的设计主要是应用两种不同的聚合形态(主链为酰胺化反应，支链为乙烯双键环合)以避免在第一道聚合程序便消耗完第二道交联反应的官能基。缺点是邻苯二甲酸酐类的官能基具有颜色，会影响透光度。

(2)光致异构化类型(photo-induced isomerization)：

如下式中，偶氮基团在照光后自反向(trans)转成顺向(cis)。由于主链的聚合是应用胺基与酸基的酰胺化反应，故不影响偶氮基。主链聚合形成薄膜后以偏极化的紫外线使支链的偶氮基团异构化，使其具有配向膜的效果。但此异构化并非不可逆反应，特别是加热后其构形将自顺向转回反向，并失去配向效果。因此缺乏热稳定性是此种材料在配向膜应用上的一个障碍。

(3)光致裂解类型(photo-induced decomposition)

如下式中，主链聚合形成薄膜后，以偏极化的紫外线使四环官能基裂解以具有配向效果。此种裂解发生在主链，因此裂解后的薄膜其物性将产生改变。此种特性将使后面的微调(取代基的种类、数目，聚合物的聚合度、分子量等等)产生问题。

因此，如何提供一种新的配向膜材料以应用于双稳态液晶显示器，即是本发明的重要目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用了新的配向膜材料的双稳态液晶显示器。

本发明提供一种双稳态液晶显示器，包括上基板，具有第一配向膜；下基板，具有第二配向膜；液晶层，夹设于上基板与下基板之间；其中第一配向膜与液晶层的锚定能以及第二配向膜与液晶层的锚定能相差两倍以上，且第一配向膜与第二配向膜二者中至少一者是感旋光性聚合物，其结构式如下：

其中M₁是单体，其结构如下：

其中R₁、R₂相异，为包含杂原子的链段，使具有R₃的乙烯双键反应性高于具有R₄的乙烯双键；R₃、R₄各自独立，是H或CH₃；以及Ar是芳香环；M₂是含有疏水性官能基R₅的单体；R₅是C₁-C₁₂的氟化烷基；以及a∶b介于1∶99-100∶0。

本发明也提供形成双稳态液晶显示器的方法，包括提供感旋光性聚合物，其结构式如下

其中M₁是单体，其结构如下：