[发明专利]可聚合液晶混合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合性液晶组合物及其在光学领域中的应用。

背景技术

液晶分子的均匀取向排列是液晶显示器件(LCD)的先决条件。LCD的取向材料应该满足以下要求：(1)对液晶有良好的取向效果；(2)加工性能好，在基片表面形成均匀的薄膜；(3)与液晶分子不发生化学反应；(4)与基材附着力大，不易产生针孔；(5)具有疏水性。

工业上采用的取向技术有两大类，一类是传统的摩擦取向技术，因为工艺简单，被广泛采用。一类是今年发展起来的非摩擦取向技术，尤其是光控取向技术，以克服摩擦取向技术容易产生碎屑划痕、只能单一和平面取向的缺点。

光控取向技术，根据处理过程不同可分为两类：一类是复合体系，不需要表面预处理，直接用光取向掺有感光高分子的液晶层；另一类是非复合体系，用偏振光预处理聚合物衬底，再使液晶分子在衬底上定向排列，这是目前采用较多的方法。

光控取向技术，根据取向材料的不同，又分为：

(1)光异构型：含偶氮基团或二苯乙烯等光致顺反异构基团的聚合物。这类聚合物在紫外光作用下，可以发生构型变化，从而产生各向异性，引发液晶分子在其表面取向排列。

以偶氮聚合物为例。又分为掺杂偶氮化合物、含偶氮侧链和偶氮主链的聚合物。掺杂偶氮化合物和含偶氮侧链的聚合物膜取向序参数较大，效果较好，但是因为偶氮的光异构化为可逆的变化，热稳定性和光稳定性差。偶氮主链的聚合物，热稳定性和光稳定性较好，但是取向序参数较小，使用范围受到了限制。

(2)光降解型：感光性聚酰亚胺。聚酰亚胺具有优良的热稳定性和加工性能，感光性聚酰亚胺，可以通过选择性的光降解和光降解再交联反应，引发表面各向异性，引起液晶的取向排列。

然而，无论是光降解还是光降解再交联后的聚酰亚胺，或者分解产生了聚酰亚胺小分子单体，或者形成了具有活泼氢的羟基，对液晶显示器件的稳定性造成了极大的干扰，影响了器件寿命。

(3)光交联型：肉桂酸衍生物、香豆素衍生物、查尔酮衍生物。在线性偏振光照射下，这些衍生物侧链上会发生生成环丁烷的轴选择性光交联反应，因而在表面产生各向异性，使得液晶分子沿面单轴取向。控制不同的光照强度和光照时间，可以获得不同预倾角的液晶取向排列。

虽然，光交联型衍生物具有很好的取向性能，对液晶性能不产生影响，但是这些衍生物的稳定性仍有待提升。这主要是光交联型衍生物使用时多为高分子衍生物，衍生物的单体多为丙烯酸酯类的单体。以肉桂酸衍生物为例，单体中同时含有丙烯酸酯基团中的双键和肉桂酸基团中的双键，为了获得光配向膜，第一步选择性引发丙烯酸酯基团中的双键，然后再选择性引发肉桂酸酯基团中的双键。为了尽可能减少两步反应的干扰，因为第二步必须采用偏振光引发，所以第一步多采用热引发。

为了提高引发效率，常加入热引发剂(如过氧化苯甲酰，偶氮二异丁腈)，以及光引发剂(如1-羟基环己基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮)。但这些引发剂在完成引发之后，并没有从产品中除去，残留的引发剂和引发后的降解产物，降低了材料的稳定性。

因此，仍然需要开发具有稳定性好的光控取向材料和光控取向膜。

发明内容

发明目的：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于光配向领域的可聚合液晶组合物，该可聚合液晶组合物具有良好的稳定性，不需要额外添加热引发剂。本发明提供的可聚合液晶组合物利用双键两端官能团对双键反应活性的影响，创造性的在组合物中加入一种可见光吸收响应的可聚合液晶，在不加引发剂下原位逐步聚合，得到稳定性好的光控取向膜。

技术方案，为了完成上述发明目的，本发明提供了一种可聚合液晶组合物，它包括：

至少一种通式Ⅰ所示的具有肉桂酸结构的可聚合液晶化合物

以及

至少一种通式Ⅱ所示的可聚合液晶化合物

其中，

所述R₁表示-H或者-CH₃；

所述R₂表示1-6个碳原子的烷基、苯基、甲苯基，甲氧基苯基；

所述L表示单键、1-11个碳原子的亚烷基；

所述A₁和A₂相同和不同，各自独立表示和

所述Ar表示