CN1894361A - 包含唑盐的液晶层 - Google Patents

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Abstract

公开了一种多层薄膜，其包含带有排列的液晶层的基材，其中排列的液晶层包含由通式(I)表示的唑盐：见通式(1)其中，下标表示环位置，并且每个X独立地是N或者C－R；每个Z独立地是N，N－R，C－(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或C＝NR；每个R基团独立地是氢或者取代基；并且Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者X、Z或者R的一部分；条件是两个或多个X、Z和R基团可以形成环；条件是所述盐可以是低聚物或者聚合物的一部分。这样的薄膜提供了用于液晶装置的预定的预倾角的增大。

Description

包含唑盐的液晶层
技术领域
本发明涉及借助于唑(azolium)盐有控制地提高液晶分子的倾角的方法，涉及具有取向层的基材上排列的液晶分子层和包含唑盐的液晶层，其中所述唑盐能有效地提高液晶分子的倾角。
背景技术
绝大多数液晶显示器(LCD)要求均匀的液晶(LC)分子取向，通常在LC定向偶极子(director)n和基材之间具有小的角度；这种角度被称为“预倾斜(pretilt)”角。已经有许多方法被用于获得LC的倾斜排列。这些被详细地描述于由Industrial Survey Association出版(1991)的液晶基础和应用(Fundamentals and Applications of Liquid Crystals)。获得倾斜排列的最普通的技术包括在基材上沉积薄的聚合物层，随后对其进行摩擦。聚合物的摩擦决定了LC分子排列的方位角定向，并且诱导非零的预倾斜角度。聚酰亚胺(PI)薄膜通常被用于LC的摩擦排列，因为其具有突出的热稳定性、低的介电常数、优异的耐化学性和高生产率。此外，摩擦的PI薄膜上的LC排列通常提供稳定的预倾斜角度，防止了在外加电压下LC分子的反转的倾斜向错。然而，预倾斜角度取决于取向薄膜本身的性质。因此，为了满足各种LCD模式的特定的预倾斜角度要求，制造了特定的聚酰亚胺，用于控制预倾斜角度。例如，具有长的烷基和氟化烷基侧基的聚酰亚胺已经被用于产生高LC预倾斜角度。已经提出LC分子和支化的长烷基侧链之间的空间相互作用是高预倾斜角度的可能的原因。
然而，摩擦法具有几个缺点，特别是在薄膜晶体管位置处积累静电荷并且产生尘粒。近来，已经出现了基于可聚合取向层的光诱导各向异性的新的非摩擦排列技术。通常，用偏振化紫外光照射光敏聚合物薄膜，并且得到的平面排列的方位角定向取决于光诱导反应的细节。与摩擦技术相反，在基材上不产生过量电荷或粉尘，而仍然能够保持对倾角和锚定强度的控制。传统的摩擦技术确定了倾斜易轴(easyaxis)的唯一方向；该方向由摩擦的方向决定。另一方面，对于光排列，存在光-诱导易轴的双重简并。这种双重简并导致差的预倾斜角度再现性，更重要地在定向域之间所得到的边界处会出现缺陷。因为流动排列的作用，这种简并可以部分地在LC晶胞的填充期间被除去，但是得到的排列不是瞬时地稳定的。迄今为止，破坏这种简并的最有前途的方法包括光排列层的倾斜照射。倾斜的偏振化照射与表面形成角度，并且轴上跃迁矩的光反应与离轴跃迁矩的相比要容易得多。因此，破坏了倾斜简并，并且液晶在优选方向中倾斜。这样的照射方案要求专用设备，并且已经证明难以在大规模工艺中实现。
其他排列LC分子的无接触方法包括拉伸的聚合物，LangmuirBlodgett薄膜，通过微刻生产的格状结构，二氧化硅的偏斜角沉积，以及聚酰亚胺表面的离子束照射，如美国专利5,770,826中所述。所述方法将LC放在聚酰亚胺表面上，该表面已经利用低能量(大约100eV)Ar+离子轰击。这种方法已经被拓展到包括金刚石状碳(DLC)，无定形的氢化硅，SiC，SiO2，玻璃，Si3N4，Al2O3，CeO2，SnO2，和ZnTiO2薄膜，如美国专利6,020,946中所述。
JP2002038158公开了在基材上形成包含液晶分子的液晶层和使所述液晶分子取向的方法。将吡啶_季盐加入液晶层或者邻近于液晶层的层，并且借助于吡啶_季盐的作用控制液晶分子的倾斜角。虽然该发明提供了相对于其他现有方法更有利的控制液晶倾角的优点，其仅仅提供了有限类别的能够提高倾斜的分子；因此，需要其他用于诱导LC预倾斜的新型材料。
在所有如上所述的LC排列的方法中，LC预倾斜角度的控制要求使用LC分子和排列聚合物或者特定材料的特定组合。开发和优化(排列聚合物和LC的)这种组合是困难的和耗时的过程。因此需要可选择的以容易的方式将液晶预倾斜角度控制到希望的预定角度的方法。
发明内容
本发明提供了多层薄膜，其包含带有排列的液晶层的基材，其中排列的液晶层包含由通式(I)表示的唑盐：
Figure A20048003747300071
其中，下标表示环位置，并且每个X独立地是N或者C-R；
每个Z独立地是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或C＝NR；
每个R基团独立地是氢或者取代基；并且
Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者X、Z或者R的一部分；
条件是两个或多个X、Z和R基团可以形成环；
条件是所述盐可以是低聚物或者聚合物的一部分。
这样的薄膜提供了用于液晶装置的预定的预倾角。本发明还包括通过以控制的量引入唑盐化合物来形成具有预定的预倾斜角度的薄膜的方法。
附图描述
图1是本发明的多层结构的截面略图。
发明的详细说明
本发明提供了通过加入以上简述的唑盐有控制地提高取向液晶分子的倾斜的方法。通过参考图1描述本发明，图1显示了取向液晶多层薄膜5的截面略图。这种结构包含透明材料的基材10，例如玻璃或者聚合物。应当理解，被称为基材的条件是必须是实心的和机械地坚固的，使得其能够自承和负载其他的层。所述基材可以是柔性的或者刚性的。典型的基材由三醋酸纤维素(TAC)、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜或者其他透明的聚合物构成，并且具有25到500微米的厚度。基材10通常具有低的面内推迟，优选小于10nm，并且更优选小于5nm。在某些其他情况下，基材10可以具有较大的在15到150nm之间的面内推迟(推迟的相关性的某些简短的讨论在此或者在引言中可能是有用的)。通常，当基材10由三乙酰纤维素构成时，其具有的面外推迟为大约-40nm到-120nm。当补偿器被设计成补偿具有施加的导通电压的液晶状态时，这是希望的性能。上述讨论的面内推迟被定义为(nx-ny)d的绝对值，并且上述讨论的面外推迟被定义为[(nx+ny/2)-nz]d。折射率nx和ny是分别沿着基材10的面内慢轴和快轴的折射率，nz是沿着基材厚度方向(Z轴)的折射率，并且d是基材10的厚度。基材优选是连续的(卷形)薄膜或者卷材的形式。玻璃板、ITO基材、滤色器基材、石英片、硅片也可以被用作基材。
基材10可以单独地使用或者成对地使用。在成对使用情况下，如有必要，还可以使用隔离物、密封剂等等。在本发明中，优选邻近于液晶层的层是位于基材和液晶层30之间的层当中最靠近液晶层30的层。同样容许邻近于液晶层30的层起取向薄膜或者透明电极的作用。
在基材10上施加取向层20，并且液晶层30被置于层20上。取向层20可以通过各种技术取向。在一个实例中，取向层包含可摩擦取向的材料，例如聚酰亚胺或者聚乙烯醇，并且可以通过摩擦技术取向。在另一个实例中，取向层20包含可剪切取向的材料，并且可以通过剪切-排列技术取向。在另一个实例中，取向层20包含可电力地取向的或者可磁力地取向的材料，并且可以通过电力或者磁力-排列技术取向。在另一个实例中，取向层还可以是通过倾斜沉积制造的SiOx层。在另一个实例中，取向层20包含可光取向的材料，并且可以通过光排列技术取向。可光取向的材料包括，例如，光致异构化聚合物，光二聚聚合物，和光分解聚合物。在优选的实施方案中，可光取向的材料是肉桂酸衍生物，如美国专利6,160,597中公开的。这类材料可以通过用线偏振的紫外线选择性地照射而被取向和同时交联。
主要由液晶分子构成了液晶层30。作为液晶分子，可以使用discotic液晶分子、棒状(向列型)液晶分子，和胆甾醇型液晶分子。向列型液晶分子是特别优选的。还可以结合使用两种或多种类型的液晶分子。除液晶分子之外，还可以在液晶层中加入组分(例如着色剂，用于提高倾角的掺杂剂，二色性着色剂，聚合物，聚合剂，敏化剂，相变温度抑制剂，以及稳定剂)。可以使用各种沿用已久的方法用于将液晶层30施加到基材上。因此，液晶层30可以使用以下方法涂覆在取向层20上：幕涂方法、挤出涂覆方法、辊式涂布方法、旋涂方法、浸涂方法、棒涂方法、喷涂方法、印刷涂覆方法等等。
在本发明的一个实施方案中，当最初被置于取向层20上时，液晶层30通常是向列型液晶预聚物，并且通过进一步紫外线照射或者用其它方法例如加热来交联。在优选的实施方案中，各向异性层包含例如具有正双折射率的二丙烯酸酯或者二环氧化物等材料，如在美国专利6,160,597(Schadt等)和美国专利5,602,661(Schadt等)中公开的。各向异性层30中的光轴通常相对于层平面是倾斜的，并且在跨过厚度方向中是变化的。本发明的各向异性层30从包含唑盐或者唑盐的混合物的液体介质施加。
唑盐增加层30中液晶分子的倾角，而不不利地影响其对取向层20的粘合性。
本发明中，唑盐被用于控制液晶分子倾角的提高。在本发明的范围内，唑盐化合物是由通式I表示的五元N-杂环化合物
其中，下标表示环位置，并且每个X和Z表示碳、氮、硫或者氧原子，其具有足够的键和取代基以形成杂芳族环。在通式(I)中：每个X独立地是N或者C-R；每个Z独立地是N，N-R，C-R，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每个R独立地是氢或者取代基；两个或多个X、Z和R基团可以形成环；并且Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者X、Z或者R的一部分。
当在本申请中提到特定的基团时，除非另外特别地说明，该基团本身可以是未被取代的或者被一个或多个取代基(直至最大可能的数)取代的。例如，“烷基”基团指被取代的或者未被取代的烷基基团，例如芳烷基基团或者磺基烷基基团，同时“芳基”基团指被取代的或者未被取代的芳基基团(具有最多六个取代基)，例如烷芳基或者磺基芳基基团。取代基本身可以是被取代的或者未被取代的。在任何提到的基团上的取代基的实例可以包括已知的取代基，例如：氯、氟、溴、碘；羟基；烷氧基，特别是那些“低级烷基”(即具有1到12个碳原子，例如甲氧基、乙氧基；被取代的或者未被取代的烷基，特别是低级烷基(例如甲基、三氟甲基)；烷硫基(例如甲硫基或者乙硫基)，特别是具有1到12个碳原子的那些；被取代的或者未被取代的烯基，优选2到12个碳原子的烯基(例如乙烯基、丙烯基或者丁烯基)；被取代的和未被取代的芳基，特别是具有6到20个碳原子的那些(例如苯基)；和被取代的或者未被取代的杂芳基，特别是具有5或者6元环的那些，所述环包含1到3个选自N、O或者S的杂原子(例如吡啶基、噻吩基、呋喃基、吡咯基)；酸或者酸性盐基团；例如以下基团：羟基、氨基、烷基氨基、氰基、硝基、羧基、羧酸酯、酰基、烷氧羰基、氨羰基、磺酰氨基、氨磺酰基、磺基、磺酸酯或者烷基铵；及其他本领域中已知的基团。烷基取代基可以特别地包括“低级烷基”(即具有1-12个碳原子)，例如甲基、乙基等等。此外，关于任何烷基基团或者亚烷基基团，应当理解，它们可以是支链的或者无支链的，并且可以包括环结构。
在有用的实施方案中，本发明中的唑盐由通式(II)表示：
Figure A20048003747300101
其中，II中的下标表示环位置，并且Z表示碳、氮、硫或者氧原子，其具有足够的键和取代基以形成杂芳族环，并且每个R独立地表示氢或者取代基。特别地Z是N-R，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；每个R独立地是氢或者取代基；任何两个或多个R取代基可以形成环；并且Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者R的一部分。
在另一个有用的实施方案中，唑盐是由通式(III)表示的苯并唑盐：
其中下标表示环位置；
Z3是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；
每个R基团独立地是氢或者取代基；并且
Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者唑盐的一部分；并且
每个Q独立地表示取代基，并且n是0到4的整数。
有用的N-唑盐化合物的说明性例子由以下结构式表示：
Figure A20048003747300171
Figure A20048003747300181
有用的唑盐化合物还可以由以下通式表示：
其中A+是连接链悬垂的唑盐部分。该连接链可以是烷基基团或者其他有机链。此外，所述链可以具有附加的取代基，例如醚、酯、酰胺等等。此外，整数n可以为0到25。
通常唑盐是可溶于涂料溶剂的，并且这些盐向液晶层30中的加入不使液晶层30的折射率改变超过大约±10％。更优选这类唑盐不使液晶层30的折射率改变超过大约±5％。最优选这类折射率不使液晶层30的折射率改变超过大约±2％。另外，这类唑盐将使液晶层30的平均倾斜提高超过大约1％。优选这类唑盐将使液晶层30的平均倾斜提高超过大约10％。更优选这类唑盐将使液晶层30的平均倾斜提高超过大约50％。最优选这类唑盐将使液晶层30的平均倾斜与没有其存在时获得的角度相比提高超过大约95％。
唑盐可以被加入到液晶层30的涂覆溶液中。唑盐以适合于获得所希望的液晶分子倾角的提高、而不干扰液晶层30的取向的量加入。唑盐通常以占各向异性层30为0.1到10重量％，方便地0.25到5.0重量％，并且通常0.25到1.5重量％的量加入。加入的唑盐的量取决于液晶层30的组成和希望的倾斜的提高两者，因为两者均具有影响。
各向异性层还可以包含附加物例如表面活性剂、光稳定剂和紫外线引发剂。紫外线引发剂包括以下材料：例如二苯甲酮和苯乙酮，以及其衍生物；安息香、安息香醚、苯偶酰、苯偶酰酮缩醇、芴酮、xanthanone、α和β萘基羰基化合物和酮。优选的引发剂是α-羟基酮。
借助于以下非有限性实施例更详细地举例说明本发明。
在如下所述实施例中，测量了面内推迟，以评价液晶排列的质量。对于倾角接近零的试样，测量的(有效的)LC层的双折射率应该在0.12-0.13之间。然而，当倾角增加时，有效的双折射率降低。对于一系列具有大约相同层厚度的实施例，这将导致随着倾角提高，面内推迟降低。这正是从这些实施例看到的，证明所有实施例具有良好的排列。
实施例1-对比
该实施例说明液晶分子在玻璃基材上的光排列的层上的光排列。
在干净的玻璃板上，旋转流延(在700-1000rpm下)涂料溶液，其包含VANTICO StaralignTM 2110和StaralignTM 2100光排列乙烯基肉桂酸酯聚合物的混合物(30∶70重量％比率；在甲基乙基酮中1重量％总固体含量)。将样品在55℃下干燥5分钟，然后以相对于入射的法向角为20度的倾角暴露于308纳米偏振光(15-30mJ/cm2)，以制备光排列取向层。通常，这样产生用椭圆对称法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)测量为30-100纳米厚度的层。
在取向层上，在700-1000rpm下旋转流延液晶预聚合物(LCP，来自Vantico Co的CB483MEK，在甲基乙基酮中7重量％，提供有光引发剂)在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛中暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将各向异性层固定。面内推迟测量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面内推迟，平均倾角，以及各向异性层的厚度借助于椭圆对称法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)测量。测量平均倾角的方法具有±2.0度的准确度。
实施例2-本发明
该实施例显示，将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)加入包含两种液晶分子的液晶层，增大了平均倾角。
如在实施例1中那样制备光排列的取向层。将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)(0.25-1.5重量％的干燥的液晶层)加入来自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋转流延在取向层上(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                       表I
加入的I-10的重量％ 层厚度，(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测量) 平均倾角(±2°)
  对比实施例1 0wt％ 510 45 27
本发明实施例2   0.25wt％ 508 44 29
  0.50wt％   540   45   33
  0.75wt％ 510 36 38
  1.2wt％ 514 37 39
  2.0wt％   526   35   40
表I中的上述实施例清楚地说明，与对比实施例1相比，在液晶层中加入增加的苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)，能够控制地增大液晶分子的平均倾角。
实施例3-本发明
该实施例显示，将1，2，3-三甲基-1H-苯并咪唑六氟磷酸盐(I-34)加入包含两种液晶分子的液晶层，增大了平均倾角。
如在实施例1中那样制备光排列的取向层。将1，2，3-三甲基-1H-苯并咪唑六氟磷酸盐(I-34)(0.25-1.0重量％的干燥的液晶层)加入来自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋转流延在取向层上(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                                 表II
  加入的I-34的重量％   层厚度，(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测重) 平均倾角(±2°)
 对比实施例1 0wt％ 510 45 27
 本发明实施例3   0.25wt％   511   44  29
  0.50wt％   508   42  33
  1.00wt％   504   35  36
表II中的上述实施例清楚地说明，与对比实施例1相比，在液晶层中加入增加的1，2，3-三甲基-1H-苯并咪唑六氟磷酸盐(I-34)，能够控制地增大液晶分子的平均倾角。
实施例4-本发明
该实施例显示，将2，3-苯并噻唑六氟磷酸盐(I-2)加入包含两种液晶分子的液晶层，增大了平均倾角。
如在实施例1中那样制备光排列的取向层。将2，3-苯并噻唑六氟磷酸盐(I-2)(0.25-1.0重量％的干燥的液晶层)加入来自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋转流延在取向层上(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                        表III
  加入的I-2的重量％   层厚度，(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测重) 平均倾角(±2°)
 对比实施例1 0wt％ 505 46 23
 本发明实施例4   0.25wt％   536   47   25
  0.50wt％   498   40   32
1.00wt％ 524 39 34
  1.50wt％   539   35   36
表III中的上述实施例清楚地说明，与对比实施例1相比，在液晶层中加入增加的2，3-二甲基噻唑六氟磷酸盐(I-2)，能够控制地增大液晶分子的平均倾角。
实施例5-对比
该实施例说明单一液晶分子在玻璃基材上的光排列。
按照在W02000048985(A1)中描述的一般程序制备液晶。按照W02000048985(A1)中公开的一般程序制造液晶混合物的溶液。因此，通过在甲基乙基酮中混合LC-1制造液晶的7重量％混合物。将来自Ciba-Giegy的IRGACURETM 369(2-苄基2-二甲基氨基1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1)(LC的1重量％)、TINUVINTM-123(双(1-辛氧基-2，2，6，-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)(LC的1重量％)和2，6-二叔丁基对甲酚(LC的2重量％)加入LC溶液。
Figure A20048003747300241
在干净的玻璃板上，旋转流延(在700-1000rpm下)涂料溶液，其包含VANTICO StaralignTM 2110和StaralignTM 2100光排列乙烯基肉桂酸酯聚合物的混合物(30∶70重量％比率；在甲基乙基酮中1重量％总固体含量)。将样品在55℃下干燥5分钟，然后以相对于入射的法向角为20度的倾角暴露于308纳米偏振光(15-30mJ/cm2)，以制备光排列取向层。
在取向层上，在700-1000rpm下旋转流延如上制备的LC-3在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将该各向异性层固定。面内推迟测量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面内推迟，平均倾角，以及各向异性层的厚度借助于椭圆对称法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)测量。测量平均倾角的方法具有±2.0度的准确度。
实施例6-本发明
该实施例显示，将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)加入包含一种液晶分子的液晶层，增大了平均倾角。
如在实施例5中那样制备光排列的取向层。将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)(0.25-1.5重量％的干燥的液晶层)加入可交联的二丙烯酸酯向列型液晶溶液(如上制备的)的甲基乙基酮溶液中，并且在取向层上旋转流延(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                          表IV
  加入的I-10的重量％   层厚度，(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测重) 平均倾角(±2°)
对比实施例5 449 53 8
本发明实施例6   0.25wt％   444   49   11
  0.50wt％   478   50   15
  0.75wt％   478   48   17
表IV中的上述实施例清楚地说明，与对比实施例5相比，在液晶层中加入增加的苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)，能够控制地增大单一液晶分子LC-1的平均倾角。
实施例7-对比
该实施例说明液晶分子LC-3在玻璃基材上的光排列。
通过在甲基乙基酮中混合LC-3(7重量％)，1重量％的IRGACURETM 369(来自Ciba-Giegy)，1重量％TINUVINTM-123和2重量％的2，6-二叔丁基对甲酚来制备LC-3的溶液。
如在实施例5中那样制备光排列的取向层。在取向层上，在700-1000rpm下旋转流延如上制备的LC-3在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将该各向异性层固定。面内推迟测量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面内推迟，平均倾角，以及各向异性层的厚度借助于椭圆对称法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)测量。测量平均倾角的方法具有±2.0度的准确度。
实施例8-本发明
该实施例显示，将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)加入包含一种液晶分子LC-3的液晶层，增大了其平均倾角。
如在实施例5中那样制备光排列的取向层。将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)(0.5重量％的干燥的液晶层)加入LC-3的可交联的二丙烯酸酯向列型液晶溶液(如上制备的)的甲基乙基酮溶液中，并且在取向层上旋转流延(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                            表V
  加入的I-10的重量％   层厚度(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测量)   平均倾角(±2°)
  对比实施例7   0wt％   435   38   2
  本发明实施例8   0.50wt％   433   34   6
表V中的上述实施例清楚地说明，与对比实施例7相比，在液晶层中加入苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)，能够增大单一液晶分子LC-3的平均倾角。
实施例9-对比
该实施例说明液晶分子LC-4在玻璃基材上的光排列。
通过将LC-4(7重量％)，1重量％的IRGACURETM 369(来自Ciba-Giegy)，1重量％的TINUVINTM-123和2重量％的2，6-二叔丁基对甲酚溶于甲基乙基酮中制备液晶在甲基乙基酮中的溶液。
如在实施例5中那样制备光排列的取向层。在取向层上，在700-1000rpm下旋转流延如上制备的LC-4在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将该各向异性层固定。面内推迟测量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。面内推迟，平均倾角，以及各向异性层的厚度借助于椭圆对称法(J.A.Woollam Co.，M2000V型)测量。测量平均倾角的方法具有±2.0度的准确度。
实施例10-本发明
该实施例显示，将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)加入包含一种液晶分子LC-4的液晶层，增大了其平均倾角。
如在实施例5中那样制备光排列的取向层。将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)(0.5重量％的干燥的液晶层)加入LC-4的可交联的二丙烯酸酯向列型液晶溶液(如上制备的)的甲基乙基酮溶液中，并且在取向层上旋转流延(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                           表VI
  加入的I-10的重量％   层厚度(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测量)   平均倾角(±2°)
  对比实施例9   425   30   37
  本发明实施例10   0.50wt％   423   24   51
表VI中的上述实施例清楚地说明，与对比实施例9相比，在液晶层中加入苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)，能够增大单一液晶分子的平均倾角。
实施例11-对比
该实施例说明包含两种液晶分子的液晶混合物在摩擦的聚乙烯醇(PVA)排列层上的排列。
将聚乙烯醇(PVA)的水溶液(0.5重量％)在玻璃基材上旋转流延(在700-1000rpm下)。将试样在120℃下干燥2小时，然后进行摩擦处理。
在摩擦的取向层上，在700-1000rpm下旋转流延液晶预聚合物(LCP，来自Vantico Co的CB483MEK，在甲基乙基酮中7重量％，提供有光引发剂)在甲基乙基酮中的溶液。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将该各向异性层固定。面内推迟测量表明，液晶分子平行于偏振化照射的方向排列。
实施例12-本发明
该实施例说明，将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)加入包含两种液晶分子LC-1和LC-2的液晶层，增大了其在摩擦的聚乙烯醇(PVA)排列层上的平均倾角。
如实施例11中那样制备摩擦的取向。将苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)(0.5重量％的干燥的液晶层)加入来自Vantico Co的LCP混合物CB483MEK，并且旋转流延在取向层上(在700-1000rpm下)。然后在55℃的温度下将样品加热3分钟，以使向列型液晶层取向和除去溶剂。将样品冷却到室温，并且通过在氮气气氛下暴露于365nm光(300-1000mJ/cm2)将液晶层交联。
                          表VII
  加入的I-10的重量％   层厚度(纳米)   面内推迟nm(在550nm下测量)   平均倾角(±2°)
  对比实施例11   561   67   0.2
  本发明实施例12   0.50wt％   556   63   12
表VII中的上述实施例12清楚地说明，与对比实施例11相比，在摩擦的PVA取向层上，在液晶层中加入苯并噻唑六氟磷酸盐(I-10)，能够增大液晶分子的平均倾角。
在此引入本文提到的专利及其他出版物的全部内容。
                      部件列表
5  多层薄膜
10 基材
20 取向层
30 液晶层

Claims (24)

1.一种多层薄膜，其包含带有排列的液晶层的基材，其中排列的液晶层包含由通式(I)表示的唑盐：
Figure A2004800374730002C1
其中，下标表示环位置，并且每个X独立地是N或者C-R；
每个Z独立地是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；
每个R基团独立地是氢或者取代基；和
Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者X、Z或者R的一部分；
条件是两个或多个X、Z和R基团可以形成环；
条件是所述盐可以是低聚物或者聚合物的一部分。
2.权利要求1的薄膜，其中每个X是C-R。
3.权利要求1的薄膜，其中Z3是S或者N-R。
4.权利要求2的薄膜，其中Z3是S或者N-R。
5.权利要求2的薄膜，其中Z3是S。
6.权利要求2的薄膜，其中Z3是N-R。
7.权利要求1的薄膜，其中X2是C-R2，其中R2是H或者甲基基团。
8.权利要求1的薄膜，其中X4和Z5连接形成环。
9.权利要求1的薄膜，其中环是苯基环。
10.权利要求1的薄膜，其中环是环己烯基环。
11.权利要求1的薄膜，其中X4和Z5两者是C-R基团。
12.权利要求11的薄膜，其中R4和R5两者是H、烷基、烷氧基或者芳基基团。
13.权利要求1的薄膜，其中通式(I)的化合物是在1位连接的双化合物。
14.权利要求1的薄膜，其中Y是阴离子，其选自BF4、PF6、CF3CO2、Br，Cl、COO、SO3和CH3SO3。
15.权利要求1的薄膜，其中唑盐以占所述层为至少0.1重量％的量存在。
16.权利要求1的薄膜，其中唑盐以占所述层为至少0.1-10重量％的量存在。
17.权利要求1的薄膜，其中唑盐以占所述层为至少0.25-5重量％的量存在。
18.权利要求1的薄膜，其中唑盐是由通式(II)表示的苯并唑盐：
其中下标表示环位置；
Z3是N，N-R，C-(R)(R)，O，S，SO2，SO，C＝O，C＝S，或者C＝NR；
每个R基团独立地是氢或者取代基；
Y是电荷平衡阴离子，其可以是分离的部分或者唑盐的一部分；
并且每个Q独立地表示取代基，并且n是0到4的整数。
19.权利要求18的薄膜，其中Z是N-R、O或者S，其中R是H或者取代基。
20.权利要求18的薄膜，其中唑盐以占所述层为至少0.1重量％的量存在。
21.权利要求18的薄膜，其中唑盐以占所述层为至少0.1-10重量％的量存在。
22.权利要求18的薄膜，其中唑盐以占所述层为至少0.25-5重量％的量存在。
23.一种用于在固化时为聚合的液晶层提供提高的倾角的方法，包括在固化之前在所述层中包含根据权利要求1的唑盐化合物。
24.一种用于在固化时为聚合的液晶层提供提高的倾角的方法，包括在固化之前在所述层中包含根据权利要求18的唑盐化合物。
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