TWI513800B - 光配向組合物 - Google Patents

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TWI513800B
TWI513800B TW097149348A TW97149348A TWI513800B TW I513800 B TWI513800 B TW I513800B TW 097149348 A TW097149348 A TW 097149348A TW 97149348 A TW97149348 A TW 97149348A TW I513800 B TWI513800 B TW I513800B
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Izabela Bury
Fabien Xavier Delbaere
Olivier Mueller
Joachim Reichardt
Hubert Seiberle
Peggy Studer
Satish Palika
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Rolic Ag
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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Description

光配向組合物
本發明係關於一種尤其用於液晶或液晶聚合物之配向的光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%、較佳0.05重量%至10重量%、更佳0.1重量%至9重量%、尤其更佳0.1重量%至5重量%、更尤其更佳0.1重量%至2重量%之至少一種包含光配向基團的光活性化合物(I)及b)80重量%至99.999重量%、較佳90重量%至99重量%、更佳91重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑。
此外，本發明係關於此光配向組合物用於電光學及光學元件、系統及裝置中之液晶或液晶聚合物之配向的用途。
液晶裝置愈來愈多的用於許多不同應用中。實例為光學膜，尤其偏光膜及延遲膜，以及用於防止偽造、仿造及複製之安全裝置及液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)。
液晶顯示器(LCD)在先進可視化裝置中變得逐漸佔優勢。LCD提供關於圖像品質(高亮度、高解析度、顏色及灰度能力)、功率消耗以及尺寸與重量(平板顯示器)之良好特徵。市售LCD之使用已變得廣泛，例如在汽車及電 信儀器中，以及在筆記型電腦、桌上電腦、電視機等之監視器中。如今，電視機應用中對LCD之需求正在迅速增長。最近開發之LCD模式極有可能達成快速反應時間、寬視角度及高亮度。在其他新開發之LCD模式中，多區域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)模式似乎最有希望用於現代電視機應用中。在MVA模式中，液晶分子通常關於基板表面幾乎垂直配向。藉由使用基板表面上之突起(或其他配向子部分)，液晶分子變得在一個以上方向上在單一單元中局部地預傾斜，導致區域可在不同方向上切換。此多區域組態展現極佳顯示效能，其具有在任何方向上高達160°之寬視角、短回應時間(20ms以下)、高對比率(高達700：1)及高亮度。然而，藉助於僅使用突起，難以清楚地在單一像素中界定區域空間。因此，MVA模式需要其他製造步驟以確保對上基板及下基板之形狀效應以及電場效應；因此總而言之，導致複雜製造程序。為了回避此技術挑戰，利用一配向層將為合乎需要的，此直接導致在每一像素區域中且具有相對於基板之法向軸之良好可控制偏軸角的預定配向方向。
一液晶裝置或光學膜之成功起作用及效能依靠彼裝置或膜中之液晶分子採用施加於其之配向的能力。該等液晶分子之配向係藉由使用一配向層來達成，該配向層界定液晶分子之取向，從而分子之縱向軸變得與由配向層界定之該取向配向。除此定向配向外，對於一些應用而言，配向層亦應能夠賦予液晶分子一傾斜角以致分子自身在配向層 之表面外以一定角度配向。
一種製備配向層之熟知方法係摩擦處理，其中在單一方向上用布摩擦諸如聚醯亞胺之高分子樹脂膜。相鄰於摩擦表面之液晶分子在摩擦方向上配向。然而，藉由摩擦形成之配向膜具有一些缺點，如產生粉塵及刮痕，其在摩擦過程期間發生。另外，摩擦方法並不適用於產生結構化層，亦即具有具不同配向方向之小區域的層。
此等問題可使用除摩擦外之液晶配向控制方法來解決，諸如傾斜沉積、光微影、朗繆爾布勞傑膜(Langmuir Blodgett film)、離子輻射、高速度流體噴射及其他方法。然而，此等方法中之大多數對於加工大面積基板並不實用。
開發用於液晶之配向的其他方法為藉由光取向方法(通常使用線性偏振光)製造之配向層，且尤其非常合適的是線性光聚合(linearly photo-polymerized，LPP)配向層，亦稱為光取向聚合物網路(photo-oriented polymer network，PPN)。該等方法例如揭示於US-5,389,698、US-5,838,407、US-5,602,661、US-6,160,597、US-6,369,869、US-6,717,644、US-6,215,539、US-6,300,991及US-6,608,661中。此等方法使得產生均勻配向之液晶。在為非接觸技術之LPP方法中，可藉由用偏振光照射大基板區域上之感光性膜來獲得類似於藉由摩擦獲得之彼等者的具有高再現性之配向膜。另外，有可能藉由控制線性偏振光之照射方向來改變光活性層中之取向及方位角與極性傾斜角。藉由選擇性照射光活性材料之特定區域，有可能使該層之極特定 區域配向且因此提供具有不同取向之配向區，產生結構化配向層，例如Jpn.J.Appl.Phys.,31(1992),2155-64(Schadt等人)中所描述。幾年前證明了使用線性光可聚合配向(photo-polymerizable alignment，LPP)技術實現四區域垂直配向向列型(vertical aligned nematic，VAN)LCD之可能性(K.Schmitt,M.Schadt；Proceedings of EuroDisplay 99,6-9 September,1999)。該四區域VAN-LCD展現極佳斷開狀態角亮度效能。
因此，本發明之一目的在於提供其他光配向材料。
因此，本發明係關於一種光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%、較佳1重量%至10重量%、更佳1重量%至9重量%之至少一種包含光配向基團的光活性化合物(I)及b)80重量%至99.999重量%、較佳90重量%至99重量%、更佳91重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑。
在本發明之內容中，化合物(II)較佳為單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，更佳為聚合物或共聚物。
較佳化合物(II)為聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺酸、聚醯胺、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乳酸、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚醚、聚矽，更佳為聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺酸、聚醯胺、聚縮醛、聚(醯胺-醯亞胺)、聚丙烯酸酯、聚(醚醚酮)、聚(醚-醯亞胺)、聚(苯醚)、聚(苯硫醚)、聚碸；尤其為聚醯胺酸及/或聚醯亞胺。
更佳化合物(II)為聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸
聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸
聚(苯均四酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺)，醯胺酸
聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸
聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸
聚(苯均四酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺)，醯胺酸；或以下特定二胺及二酐之聚醯亞胺、聚醯胺或聚醯胺酸，諸如
芳族二胺：
例如二胺基二苯基衍生物，諸如4,4'-二胺基二苯基醚、4,4-二胺基-2,2'-二氯二苯基二硫化物、4,4'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基胺硫酸 鹽、3,3'-二胺基二苯基甲烷、3,4'-二胺基二苯基甲烷、3,3'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯硫醚、3,4'-二胺基二苯基醚、3,3'-二硝基-4,4'-二胺基二苯基碸、3,3',4,4'-四胺基二苯基碸、3,3-二胺基二苯基脲、4,4-二胺基二苯基脲、4,4-二胺基二苯基-2-磺酸、4,4'-二胺基-二伸苯基-環己烷、4,4'-二胺基二苯基胺-2,2-二磺酸、4,4'-二胺基-5,5'-二甲基-2,2'-聯苯二磺酸二鈉鹽、4,4'-二胺基-3,3'-二硝基二苯基醚、4,4'-二胺基-3,3'-二甲基二苯基甲烷、3,3'-二胺基-4,4'-二氯二苯基碸；或二胺基茀，諸如2,7-二胺基茀、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、3,7-二胺基-2-甲氧基茀、2,7-二胺基茀二鹽酸鹽；或二胺基蒽醌，諸如1,5-二胺基蒽醌、1,8-二胺基-4,5-二羥基蒽醌、2,6-二胺基蒽醌、1,5-二胺基-4,8-二羥基蒽醌、4,5'-二胺基-(1,1')聯蒽-9,10,9',10'-四酮；或二胺基聯苯，諸如4,4'-二胺基八氟聯苯、3,4'-二胺基聯苯、2,2'-聯苯二胺、4,4'-二胺基-5,5'-二甲基-2,2'-聯苯二磺酸、3,3'-二胺基-4,4'-二羥基聯苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-二胺基-2,2'-聯苯二磺酸、2,3',4,5',6-五苯基-3,4'-聯苯二胺；或 聯苯胺衍生物，諸如3,3',5,5'-四甲基聯苯胺；聯苯胺混合物、聯苯胺3,3'-二氯聯苯胺二鹽酸鹽、聯苯胺、3,3'-二羥基聯苯胺二鹽酸鹽、3,3'-二硝基聯苯胺、硫酸聯苯胺、3,3'-二氯聯苯胺、3,3'-二胺基聯苯胺四鹽酸鹽、3,3'-二甲氧基聯苯胺、二鹽酸3,3',5,5'-四甲基聯苯胺、2-硝基聯苯胺、3-甲基聯苯胺二鹽酸鹽、3,3'-二乙基聯苯胺二鹽酸鹽、聯苯胺-3-磺酸、2,2',5,5'-四氯聯苯胺、2,2'-二氯-5,5'-二甲氧基聯苯胺、3-甲氧基聯苯胺、3,3',5,5'-四甲基聯苯胺二鹽酸鹽水合物、3,3'-二胺基聯苯胺四鹽酸鹽二水合物、2,2'-二甲基聯苯胺鹽酸鹽、2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺、四甲基聯苯胺；或二胺基聯苄衍生物，諸如4,4'-二胺基-2,2'-二甲基聯苄、2,2'-二胺基-4,4'-二氟聯苄、3,5,3',5'-四溴-聯苯-4,4'-二胺；或苯胺衍生物，諸如4-[4-(4-胺基苯氧基)-2,3,5,6-四氟苯氧基]苯胺、4-[1-(4-胺基苯基)-1-甲基乙基]苯胺、2-((5-[(2-胺基苯基)硫基]-3,4-二硝基-2-噻吩基)硫基)苯胺、2,2'-二硫基二苯胺、4,4'-(1,3-伸苯基二亞異丙基)雙苯胺、2-[2-(2-胺基苯基)二氮-1-烯基]苯胺、2,2'-(苯基亞甲基雙)雙(4-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙(2-氯苯胺)、2,2'-氧基二苯胺、2-((6-[(2-胺基苯基)硫烷基]-5-硝基-2-吡啶基)硫烷基)苯胺、四溴亞甲基二苯胺、4,4'-偶氮二苯胺、4-[3-(4-胺基苯氧基)丙氧基]苯胺、二磷酸2,2'-伸乙基二苯胺、柯苯胺 (chrysaniline)、4,4'-二硫基二苯胺、4,4'-伸乙基二苯胺、乙酸副薔薇苯胺(pararosaniline acetate)、3,3'-(伸癸基二氧基)二苯胺、3-硝基-4,4'-亞甲基二苯胺、3,3'(伸戊基二氧基)二苯胺、4-(對胺基苯胺基)-3-磺基苯胺、4,4'-亞甲基雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙-(2,6-二乙基苯胺)、4,4'-亞甲基雙-(2,6-二異丙基苯胺)、2,2'-(伸己基二氧基)二苯胺、2,2'-(伸戊基二氧基)二苯胺、2,2'-(伸乙基二氧基)二苯胺、4-[4-(4-胺基苯氧基)丁氧基]苯胺、2-([2-[(2-胺基苯基)硫基]-6-硝基-4-(三氟甲基)苯基]硫基)苯胺、2-[(3-([(2-胺基苯基)硫基]甲基)-2,4,6-三甲基苄基)硫基]苯胺、3-[3-胺基-5-(三氟甲基)苄基]-5-(三氟甲基)苯胺、2-((5-[(2-胺基苯基)硫基]-4-氯-2-硝基苯基)硫基)苯胺、4-(1-(4-胺基苯基)-2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基)苯胺；或二胺基吖啶衍生物，諸如3,6-吖啶二胺、3,6-二胺基吖啶半硫酸鹽半水合物、3,6-二胺基吖啶鹽酸鹽、氯化3,6-二胺基-10-甲基吖錠、3,6-二胺基-10-甲基吖錠氯化物鹽酸鹽；或二胺基芪衍生物，諸如4,4'-二胺基芪二鹽酸鹽、4,4'-二胺基芪-2,2'-二磺酸；或二胺基二苯甲酮衍生物，諸如3,3'-二胺基二苯甲酮；或副薔薇苯胺鹽酸鹽
2,2'-二硫基雙(1-萘基胺)
碘化丙啶
鄰聯茴香胺二鹽酸鹽(o-dianisidine dihydrochloride)
原黃素二鹽酸鹽(proflavine dihydrochloride)
鄰聯甲苯胺二鹽酸鹽(o-tolidine dihydrochloride)
半硫酸原黃素或鄰聯甲苯胺
2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷
4,4'-二胺基-1,1'-二蒽醯胺(4,4'-diamino-1,1'-dianthramide)
3-胺基-4-羥基苯基碸
4,4-雙-(3-胺基-4-羥基苯基)-戊酸
2-胺基-4-氯苯基二硫化物
4,4'-二胺基苯甲醯苯胺
n,n'-雙(3-胺基苯基磺醯基)乙二胺
半硫酸原黃素
酚藏花紅(phenosafranin)
4,4'-二胺基二苯甲酮
2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷
2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷
2,2-雙(3-胺基-4-甲基苯基)六氟丙烷
2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷
1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯
1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯
雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸
鄰聯甲苯胺碸
3,6-硫雜蒽二胺-10,10-二氧化物
2,5-雙-(4-胺基苯基)-(1,3,4)噁二唑
3,3'-二甲基聯萘胺(3,3'-dimethylnaphthidine)
1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯
4,4'-二胺基-1,1'-聯萘
二胺棗紅(diamine bordeaux)
苯并黃素(benzoflavin)
2,2'-硫基雙(5-胺基苯磺酸)
焦磷酸聯苯胺(benzidine pyrophosphate)
3,6-二胺基硫雜蒽-10-二氧化物，二鹽酸鹽
4,4"-二胺基-對聯三苯基
雙(對胺基苯氧基)二甲基矽烷
雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸
4,4'-亞甲基二-2,6-二甲苯胺
2-胺基苯甲醛-乙二胺
甲苯二胺
3,8-二胺基-6-苯基啡啶
過氯酸硫素(thionin perchlorate)
二氫乙錠(dihydroethidium)
硫素
4,4-二胺基苯磺醯基苯胺
鹽酸鄰聯茴香胺
2,2'-二胺基-4'-甲氧基-4-甲基苯甲醯苯胺
5,5'-二甲基-2,2'-二硝基聯苯胺
n,n'-雙(2-胺基苯基)-1,3-丙烷二胺
3,4'-二胺基查酮(3,4'-diaminochalcone)
2-([1-(4-(1-[(2-胺基苯基)硫基]-2-硝基乙基)苯基)-2-硝基乙基]硫基)苯胺
2-((2-[(2-胺基苯基)硫基]乙基)硫基)苯胺
2-((4-[(2-胺基苯基)硫基]丁-2-烯基)硫基)苯胺
2,2'-二胺基-聯苄
雙(4-胺基苯甲酸)丙二酯
螢光素胺(fluoresceinamine)
1,6-二胺基芘
1,8-二胺基芘
3,6-二胺基咔唑
4,4'(5')-二胺基-[2,4]-二苯并-18-冠-6，二鹽酸鹽
4,4'-二胺基芪-2,2'-二磺酸，二鈉鹽
(r)-(+)-2,2'-二胺基-1,1'-聯萘
原黃素半硫酸鹽二水合物
溴甲菲啶(dimidium bromide monohydrate)單水合物
鄰聯甲苯胺二鹽酸鹽水合物
3,6-[雙(4-胺基-3-(磺酸鈉基)苯基胺基)]-2,5-二氯4-苯醌
2,7-二胺基-9-氟酮
n,n'-雙(2-胺基苯基)草醯胺
n,n'-雙(4-胺基苯基)-1,3-雙(胺基甲基)苯二鹽酸鹽
4',4"(5")-二胺基二苯并-15-冠-5
雙(4-胺基-2,3-二氯苯基)甲烷
α,α'-雙(4-胺基苯基)-1,4-二異丙基苯
2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷
3,10-二胺基-6,13-二氯苯并[5,6][1,4]噁并[2,3-b]啡噁-4,11-二磺酸
n1-(2-胺基-4-甲基苯基)-2-胺基苄醯胺
n1-(2-胺基-4-氯苯基)-2-胺基苄醯胺
2,2'-二氯[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺
4,4'(5')-二胺基二苯并-15-冠-5二鹽酸鹽
雙-(4-胺基-3-硝基-苯基)-甲酮
雙-(3-胺基-4-氯-苯基)-甲酮
雙-(3-胺基-4-二甲基胺基-苯基)-甲酮
n,n'-雙-(4-胺基-2-氯-苯基)-間苯二甲醯胺
n,n'-雙-(4-胺基-2-氯-苯基)-對苯二甲醯胺
3,9-二胺基-1,11-二甲基-5,7-二氫-二苯并(a,c)環庚-6-酮
2-胺基苯甲醛n-[(z)-(2-胺基苯基)次甲基]腙
3,3'-雙(三氟甲基)聯苯胺
二羧啶(dicarboxidine二鹽酸鹽
1,4-伸苯基雙[[4-(4-胺基苯氧基)苯基]甲酮]
n'1-(2-胺基苄醯基)-2-胺基苯-1-卡脲
2-[4-(5-胺基-1h-苯并咪唑-2-基)苯基]-1h-苯并咪唑-5-胺
雙(4-胺基苯基)乙炔
二苯并(1,2)二噻-3,8-二胺(dibenzo(1,2)dithiine-3,8-diamine)
乙錠均二聚體-2
4.4'-雙-(2-胺基苯磺醯基)雙-酚酯
新戊二醇雙(4-胺基苯基)醚
3,3'-聯甲苯胺-5-磺酸
n1-(3-[(2-胺基苄醯基)胺基]丙基)-2-胺基苄醯胺
2-((6-胺基-1,3-苯并噻唑-2-基)二硫基)-1,3-苯并噻唑-6-基胺
2-([6-[(2-胺基苯基)硫烷基]-3,5-二(三氟甲基)-2-吡啶基]硫烷基)苯胺
3,6-二胺基硫雜蒽-10-二氧化物二鹽酸鹽
間聯甲苯胺二鹽酸鹽水合物
2-胺基-n-[2-胺基-4-(三氟甲基)苯基]-5-甲基苄醯胺
1,5-雙(4-胺基苯氧基)戊烷
2,3'-二氯聯苯胺二鹽酸鹽
3-(雙-(4-胺基-苯基)-甲基)-2,3-二氫-異吲哚-1-酮
脂環族二胺：
4,4'-亞甲基雙(環己胺)
4,4'-亞甲基雙(2-甲基環己胺)
脂族二胺：
1,8-二胺基-對薄荷烷
4,4'-亞甲基雙(環己胺)
d-胱胺酸
l-胱胺酸二甲酯二鹽酸鹽
新黴胺(neamine)
雙(2-胺基丙基)胺
(h-半胱胺酸-β-乙酸萘酯)2二鹽酸鹽((h-cys-β-na)2 2 hcl)
1-胱胺酸二苄酯二甲苯磺酸鹽
1.4-二胺基環己烷
(h-半胱胺酸-戊糖核酸)2((h-cys-pna)2)
dl-2-胺基丙酸酐
1-胱胺酸(二-b-萘基醯胺)鹽酸鹽
1-胱胺酸-雙-p-硝基苯胺二氫溴酸鹽
1-胱胺酸二乙酯二鹽酸鹽
反-1,4-環己烷二胺
4,4'-亞甲基雙(2-甲基環己胺)
1-白胺酸硫醇(1-leucinethiol)，氧化二鹽酸鹽
1,3-二胺基金剛烷二鹽酸鹽
1-白胺酸硫醇二硫化物二鹽酸鹽
1-胱胺酸二鈉鹽，單水合物
1-高胱胺酸甲酯鹽酸鹽
1,3-金剛烷二胺
四環[8.2.1.1(8,11).0(2,7)]十四-2,4,6-三烯-10,11-二胺
三環[3.3.1.0(3,7)]壬-3,7-二胺。
本發明之聚醯亞胺及聚醯胺酸較佳包含選自以下之群的二酐：
四氫-2,5-二氧雜-環丁二環戊烯-1,3,4,6-四酮
苯均四酸二酐
3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐
1,4,5,8-萘四甲酸二酐
3,4,9,10-苝四甲酸二酐
四氫呋喃-2,3,4,5-四甲酸二酐
4-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-萘滿-1,2-二甲酸酐
順,順,順,順-1,2,3,4-環戊烷四甲酸二酐
3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐
5-(2,5-二氧代四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二甲酸酐
4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐
4,4'-氧基二鄰苯二甲酸酐
3,3',4,4'-二苯基碸四甲酸二酐
雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐
1,2,3,4-環戊烷四甲酸二酐
伸乙基順丁烯二酸酐
1,14-二甲基-4,10-二氧雜四環[5.5.2.0(2,6).0(8,12)]十四-13-烯-3,5,9,1乙二胺四乙酸二酐
雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四甲酸二酐
乙二醇雙(偏苯三酸酐)
三環(4.2.2.0(2,5))癸-9-烯-3,4,7,8-四甲酸二酐
4,4'-(4,4'-亞異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)
4,5,9,10-四溴-異烯并(6,5,4-def)異烯-1,3,6,8-四酮
(5,1',1',5")四異苯并呋喃-1,3,3',1",3"-戊酮
內消旋-丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐
雙環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3：5,6-四甲酸二酐
3,7-二甲基-11,16-二氧雜五環[6.5.5.0(1,6).0(9,13).0(14,18)]十八-6-烯-1
3,9-二氧雜-螺(5.5)十一烷-2,4,8,10-四酮
1,4-乙橋-8-甲基(me)-144a566a78-八-h-bz(c)菲-5613,14-四-草酸(co2h)二酐；及兩種以上上述聚合物之共聚物。
更較佳為化合物(I)，其為選自由下列化合物組成之群的聚醯亞胺或聚醯胺酸：聚(苯均四酸二酐-4,4'-氧基二胺)、聚(苯均四酸二酐-2,2-雙([-(4-胺基苯氧基)苯基]-六氟丙烷)、聚(苯均四酸二酐-2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷)、聚(1,2,3,4-環丁烷四甲酸-4,4'-氧基二胺)、聚(1,2,3,4-環丁烷四甲酸-2,2-雙-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-六氟丙烷)、聚(1,2,3,4-環丁烷四甲酸-2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)-丙烷)、聚(2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐-4,4'-氧基二胺)、聚(2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐-2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-六氟丙烷)、聚(2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐-2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷)、聚(苯均四 酸二酐-2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-六氟丙烷)-4,4'-氧基二胺)、聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸；聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸；聚(苯均四酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺)，醯胺酸；聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸；聚(3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺/1,3-苯二胺)，醯胺酸；聚(苯均四酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺)，醯胺酸，及兩種以上用於製備該等聚合物之單體的共聚物。
在本發明之內容中，「光配向基團」為適用於製備配向層之各向異性吸收基團。
在本發明之一較佳具體實例中，該等光配向基團藉由用配向光照射來誘導液晶之各向異性分子配向。
較佳光配向基團可二聚合及/或進行反-順異構化或能夠光降解，其較佳能夠進行反-順異構化及/或二聚合且其更佳能夠二聚合。
在本發明之內容中，詞語「光降解」歸因於聚合物(較佳聚醯亞胺)之各向異性解聚。
此等光反應例如描述於J.Phys.D：Appl.Phys.,33,R67-R84(2000)中。
較佳光活性化合物(I)為單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，更佳為聚合物或共聚物。
在本發明之內容中： 術語「聚合物(polymer)」及「共聚物(copolymer)」係指具有較高分子量、通常高於5000g/mol分子量之單體；術語「寡聚物(oligomer)」及「預聚物(prepolymer)」係指具有較高分子量、通常低於5000g/mol分子量之單體；術語「樹枝狀聚合物(dendrimer)」係指在自點狀核心徑向發散之層中包含完全支鏈重複單元之分子。
在本發明之內容中，聚合物表示均質或異質聚合物、共聚物或預聚物。
較佳光活性化合物(I)為聚合物，較佳為聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺酸、聚醯胺、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乳酸、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚醚、聚矽，更佳為聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺酸、聚醯胺、聚縮醛、聚(醯胺-醯亞胺)、聚丙烯酸酯、聚(醚醚酮)、聚(醚-醯亞胺)、聚(苯醚)、聚(苯硫醚)、聚碸及其混合物；且更佳地(I)之聚合物為聚醯胺酸。
此外，更佳為包含光配向基團之光活性化合物(I)，該等光配向基團為α,β-未經取代-羰基之基團，較佳為肉桂酸酯、香豆素(coumarine)、喹諾酮(quinolone)、氰基芪(cyanostilbene)、查酮、二苯基乙炔、亞苄基苯并吡咯酮(benzylidenephtalimidine)、亞苄基苯乙酮、伸苯基二丙烯醯基、芪唑(stilbazole)、偶氮物、聚醯亞胺及其衍生物；尤其為肉桂酸酯；香豆素、蒽醌、部花青 (mericyanine)、甲烷、2-苯基偶氮噻唑、2-苯基偶氮苯并噻唑、喹諾酮、二芳基酮(諸如二苯甲酮，諸如4,4'-二胺基二苯甲酮、4,4'-雙(三氟甲基)二苯甲酮、3,4'-雙/三氟甲基)二苯甲酮、3,3'-雙(三氟甲基)二苯甲酮)；二苯甲酮亞胺；二苯甲酮，4'-雙(三氟甲基)二苯甲酮、3,4'-雙(三氟甲基)二苯甲酮或3,3'-雙(三氟甲基)二苯甲酮之苯基腙；二苯甲酮，4'-雙(三氟甲基)二苯甲酮、3,4'-雙(三氟甲基)二苯甲酮或3,3'-雙(三氟甲基)二苯甲酮之2,4-二胺基苯基腙；苯基腙、半卡巴腙(semicarbazone)；亞苄基苯并吡咯酮、亞苄基苯乙酮、伸苯基二丙烯醯基、二苯基乙炔、芪、1,4-雙(2-苯基乙烯基)苯、4,4'-雙(芳偶氮基)芪、苝、4,8-二胺基-1,5-萘醌、氰基芪、二苯基乙炔、查酮、芪唑、有機偶氮物(諸如含有芳偶氮基、二(芳偶氮基)、三(芳偶氮基)、四(芳偶氮基)、五(芳偶氮基)、可逆偶氮基之聚合物)。
此外，最佳為包含光配向基團之光活性化合物(I)，該等光配向基團為α,β-未經取代-羰基之基團，較佳為肉桂酸酯、香豆素、喹諾酮、氰基芪或查酮。
在本發明之內容中，術語液晶表示液晶或液晶聚合物或液晶預聚物。
液晶聚合物或液晶預聚物為(例如)LC242(由BASF公司製造，商品名稱為LC246)，或WO00/48985、WO00/55110、WO99/37735、WO00/39631(第5頁上之Mon1、Mon2、Mon3)、WO99/64924、WO99/37735、WO05/054406、WO00/04110、WO00/05189、WO03/027056、 WO98/52905、US5800733、US5851424、US5851427、US5593617、US5567349中所揭示之彼等者，該等案以引用的方式併入本文中。
更佳者，光活性化合物(I)包含如下光配向基團，該等基團經取代或未經取代且較佳為α,β-未經取代-羰基，尤其為分別如下式II、III及IV之彼等光配向基團： 其中虛線分別表示光活性化合物中之鍵聯；C表示未經取代或經氟、氯或氰基或經環狀、直鏈或支鏈烷基殘基取代之芳族基團，該烷基殘基未經取代、經氰基或鹵基單取代或經鹵基多取代，具有1至18個碳原子且其中一或多個非相鄰CH2基團可獨立地經Q置換，其中Q表示-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-、-NR1-CO-O-、-O-CO-NR1-、-NR1-CO-NR1-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、芳族及脂環族基團；E表示與環C鄰位鍵聯以形成香豆素單元之-OR4、-NR5R6或氧原子，其中R4、R5及R6為氫原子或環狀、直 鏈或支鏈烷基殘基，該烷基殘基未經取代、經鹵基單取代或經鹵基多取代，具有1至18個碳原子且其中一或多個CH2基團可獨立地經-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-置換，其限制條件為氧原子並不直接彼此連接，或R5及R6鍵聯在一起形成具有5至8個原子之脂環族環；且X、Y各自互相獨立地表示氫、氟、氯、氰基、視情況經氟取代之具有1至12個碳原子的烷基，其中視情況一或多個非相鄰CH2基團經-O-、-CO-O-、-O-CO-及/或-CH=CH-置換；且更尤其較佳為肉桂酸酯基團及其衍生物，尤其為下式之彼等者：
且更尤其為下式之彼等者：
藉此該等芳族環未經取代或經取代且其中化合物殘基(Ia)
表示直鏈或支鏈C1-C16氟烷基，其中F為氟，且x為0至15之整數，較佳為0至10之整數；更佳為0、1、2、3、4、5、6、7、8或9且最佳為0或3、4、5或7；B表示直鏈或支鏈C1-C16烷基，其除其氟取代基外未經取代或經二-(C1-C16烷基)胺基、C1-C6烷氧基、硝基、氰基及/或氯取代；且其中一或多個-CH2-基團可互相獨立地經鍵聯基團置換；S1及S2互相獨立地表示間隔基單元。
如本發明之內容中所使用，術語「間隔基單元(spacer unit)」較佳為單鍵、環狀、直鏈或支鏈、經取代或未經取代之C1-C24烯基，其中一或多個、較佳非相鄰-CH2-基團可互相獨立地經鍵聯基團置換， 其中如本發明之內容中所使用，鍵聯基團較佳選自-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-、NR1-CO-O-、-O-CO-NR1-、-NR1-CO-NR1-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-，且其 中：R1表示氫原子或C1-C6烷基；及/或經由橋基(II)連接之非芳族、芳族、未經取代或經取代之碳環或雜環基團，且鍵聯基團更佳選自-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-；其中：如本發明之內容中所使用，橋基(II)較佳選自-CH(OH)-、-CO-、-CH2(CO)-、-SO-、-CH2(SO)-、-SO2-、-CH2(SO2)-、-COO-、-OCO-、-COCF2-、CF2CO、-S-CO-、-CO-S-、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-O-CO-O-、-CH2-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=N-、-C(CH3)=N-、-N=N-或單鍵；或環狀、直鏈或支鏈、經取代或未經取代之C1-C24烯基，其中一或多個-CH2-基團可互相獨立地經如上所述之鍵聯基團置換，其限制條件為鍵聯基團之氧原子並不直接彼此鍵聯。
更佳地，S1及S2彼此獨立地為-CO-O-、-O-CO-或-O-，且最佳地S1為-O-且S2為-CO-O-或-O-CO-。
較佳地，B為直鏈或支鏈C1-C12烷基，其中一或多個、較佳非相鄰-CH2-基團可互相獨立地經選自下列各基之基團置換：-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-、-NR1-CO-O-、-O-CO-NR1-、-NR1-CO-NR1-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、芳族及脂環族基團；且其中： R1表示氫原子或C1-C6烷基；其限制條件為氧原子並不直接彼此鍵聯。
更佳地，B為直鏈或支鏈C1-C12烷基，其中一或多個、較佳非相鄰-CH2-基團可經選自-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-或-CH=CH-之基團置換，其中：R1表示氫原子或C1-C6烷基；其限制條件為氧原子並不直接彼此鍵聯。
最佳地，B為直鏈或支鏈C1-C8烷基，其中一或多個、較佳非相鄰-CH2-基團可經選自-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-或-CH=CH-之基團置換，其中：R1表示氫原子或C1-C6烷基；其限制條件為氧原子並不直接彼此鍵聯。
尤其最佳地，B為直鏈或支鏈C1-C8烷基，其中一或多個、較佳非相鄰-CH2-基團可經選自-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-及-CH=CH-之基團置換，其限制條件為氧原子並不直接彼此鍵聯。
且此外較佳光活性化合物(I)包含光配向基團，其為香豆素、喹諾酮、氰基芪之基團，尤其諸如下式之氰基芪： 藉此芳族環未經取代或經取代。
該等光配向基團之較佳取代基為經取代或未經取代之C1-C24烷基，較佳為C1-C10烷基殘基，更佳為C1-C8烷基殘基，其未經取代、經氰基或鹵基單取代或經鹵基多取代，其中一或多個非相鄰CH2基團可獨立地經基團Q置換，其中Q表示-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR2-、-NR2-CO-、-CO-NR2-、-NR2-CO-O-、-O-CO-NR2-、-NR2-CO-NR2-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-，較佳Q表示-O-、-CO-、-CO-O-；且其中R2表示氫或C1-C6烷基；其限制條件為鍵聯基團之氧原子並不直接彼此鍵聯。
另外，較佳光活性化合物(I)以引用的方式併入本文中：α,β-未經取代-羰基，尤其肉桂酸衍生物，如US 6,610,462,B1、US Re 36,625、EP 0 763 552 B1(GB)、US 5,965,761、US 6,277,502 B1、US 6,632,909 B2、US 6107427、US 5539074、WO 00/59966、WO99/15576、WO 01/07495、WO 01/53384 A1、WO 2006/039824 A1、WO2007/071091、WO2008/135131；WO2008/145225；Macromolecules,14,95(1981)中所述；香豆素及喹諾酮衍生物，如US 6,201,087 B1、J.SID,5/4,367(1997),Nature,351,212(1996)中所述；氰基芪衍生物，如WO07/033506中所述
查酮衍生物，如J.Photopolym.Sci.Technol.,11,187(1998)中所述
二苯基乙炔衍生物，如Chem.Mat.,11,1293(1999)中所述
亞苄基苯并吡咯酮衍生物，如Macromol.Chem.Phys.,199,375(1998)中所述
亞苄基苯乙酮衍生物，如Macromol.Chem.Phys.,199,363(1998)中所述
伸苯基二丙烯醯基衍生物，如Japan.J.Appl.Phys.,1,37,2620(1998)中所述
芪唑衍生物，如J.Photopolym.Sci.Technol.,12,279(1999)中所述
偶氮衍生物，如Chemical Reviews,100,1847(2000)中所述
聚醯亞胺，其藉由使用線性偏振UV光而光降解，如Appl.Phys.Lett.,72,1832-1833(1998)中所述。
在本發明之內容中，無活性添加劑例如係關於下列各物：抗氧化劑、加速劑、染料、抑制劑、活化劑、填充劑、顏料、抗靜電劑、阻燃劑；穩定添加劑(諸如固化抑制劑)或延遲劑(諸如氫醌)；對第三丁基兒茶酚；2,6-二(第三丁基)-對甲基苯酚；啡噻；N-苯基-2-萘基胺；增稠劑、搖變劑、表面活性劑、黏度改質劑、增量油、增塑劑、增黏劑、催化劑、敏化劑、穩定劑(例如苯酚衍生物，諸如4-乙氧基苯酚或2,6-二-(第三丁基)-4-甲基苯酚(BHT))、潤滑劑；分散劑、疏水劑、黏合劑、流動改進劑、引發劑(尤其熱或光引發劑)、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、固化 抑制劑、助劑、著色劑、染料、顏料或如EP 1 090 325 B中所述之光可取向單體或寡聚物或聚合物。諸如金屬鹽及胺之促進劑或加速劑可與引發劑一起使用。
活性添加劑表示可聚合活性添加劑。此外，活性添加劑例如選自以下所列群之添加劑，其帶有至少一個可聚合基團：交聯劑，諸如EP 0 331 233、WO 95/24454、US 5,567,349、US 5,650,534、WO 00/04110、WO 00/07975、WO 00/48985、WO 00/55110及WO 00/63154中所述，該等專利併入本文中；稀釋劑、液晶、加速劑、染料、抑制劑、活化劑、填充劑、鏈轉移抑制劑、顏料、抗靜電劑、阻燃劑、增稠劑、搖變劑、表面活性劑、黏度改質劑、增量油、增塑劑、增黏劑、催化劑、敏化劑、穩定劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏合劑、流動改進劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、助劑、著色劑、染料及顏料。
組合物為固體，或稀釋於溶劑中，該溶劑為有機溶劑及/或水，如溶液、凝膠、分散液或乳液。
較佳地，組合物為澄清溶液。本申請案中所使用之溶劑或溶劑混合物可為可溶解根據本發明之組合物(VI)的任何化合物。可使用至少一種溶劑，諸如常見極性溶劑或非極性溶劑。尤其較佳之溶劑為導致材料溶液對待塗佈基板而言具有良好塗佈性或可印刷性的彼等溶劑。
非極性溶劑為具有低介電常數且不與水混溶之化合物，例如己烷、苯、甲苯、二乙醚、氯仿、乙酸乙酯、二氯甲烷。極性溶劑為非質子性或質子性的。極性非質子性 溶劑為與質子性溶劑共有離子溶解能力但缺乏酸性氫之溶劑。此等溶劑通常具有高介電常數及高極性。實例為1,4-二噁烷、四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)、丙酮、乙腈(acetonitrile，MeCN)、二甲基甲醯胺(dimethylformamide，DMF)、二甲亞碸(dimethyl sulfoxide，DMSO)、N-甲基吡咯啶酮(N-methylpyrrolidone，NMP)、乙基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶酮、2-丁氧基乙醇(2-butoxyethanol，BC)、γ-丁內酯(gamma.-butyrolactone，BL)、N-甲基嗎啉、γ-丁內酯、乙腈、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇及二丙二醇單甲基醚、氯苯、四氫呋喃、丁基溶纖劑、環戊酮(cyclopentanone，CP)、甲基乙基酮(methylethylketone，MEK)、乙酸乙酯(ethyl acetate，EA)、茴香醚(anisole，AN)、環己酮(cyclohexanone，CHN)、甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone，MIBK)、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯(1-methoxy-2-propanol acetate，MPA)、N,N-二甲基-甲醯胺(N,N-dimethyl-formamide，DMF)、二氯甲烷、γ-丁內酯(gamma-butyrolactone，BL)及其混合物。極性質子性溶劑為含有可解離H+之溶劑，諸如氟化氫。該等溶劑之分子可貢獻H+(質子)。相反地，非質子性溶劑不會貢獻氫鍵。質子性溶劑之常見特徵在於顯示氫鍵，具有酸性氫(儘管其可為極弱酸)，能夠使離子穩定(藉由非共用自由電子對使陽離子穩定，藉由氫鍵使陰離子穩定)。實例為乙酸、正丁醇、異丙醇、正丙醇、 乙醇、甲醇、甲酸及水。
較佳地，本申請案中所使用之有機溶劑為質子性或非質子性極性或非極性溶劑。
較佳溶劑為(但不限於)：酮，例如丙酮、環戊酮(CP)、環己酮(CH)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)；醯胺，諸如N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、N-乙基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺；胺基甲酸酯；醚，諸如茴香醚(AN)、四氫呋喃(THF)、乙二醇、二丙二醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、二丙二醇單甲基醚；酯，諸如乙酸乙酯(EA)、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯(MPA)、γ-丁內酯(BL)、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇單甲基醚；醇，諸如2-丁氧基乙醇(BC)、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑；二甲亞碸(DMSO)；鹵素烴，諸如二氯甲烷、氯苯；非極性溶劑，例如(但不限於)烴，諸如己烷、庚烷、甲苯；石油醚(petrolether)，及其混合物。
更佳溶劑為丙酮、環戊酮(CP)、環己酮(CH)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)、N,N-二甲基 甲醯胺(DMF)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、N-乙基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺,(AN)、四氫呋喃(THF)、乙二醇、二丙二醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、二丙二醇單甲基醚、乙酸乙酯(EA)、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯(MPA)、γ-丁內酯(BL)、丁基溶纖劑(butylcellosolve，BC)、二氯甲烷、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇單甲基醚、茴香醚(AN)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、二甲亞碸(DMSO)及其混合物。
最佳為環戊酮(CP)、環己酮(CH)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)、乙酸乙酯(EA)、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯(MPA)、二甲亞碸(DMSO)、茴香醚(AN)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、二氯甲烷、γ-丁內酯(BL)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、丁基溶纖劑(BC)及其混合物。
根據就光配向層之取向能力及其機械及熱穩定性以及其光學及電光學效能而言所希望的效能決定組合物中活性或非活性添加劑之量。較佳地，活性或非活性添加劑具有組合物之0.1重量%至50重量%之量、較佳1重量%至30重量%之量、甚至更佳1重量%至10重量%之量。
在本發明之組合物包含穩定劑的情況下，後者通常以組合物之0.01重量%至5重量%之量、較佳以0.1重量%至1重量%之量存在。
溶劑係用於輔助組合物之塗佈。安置於溶劑中之組合物的典型濃度為介於該(等)溶劑中1重量%與50重量% 之間、較佳介於1重量%與10重量%活性成份之間。
在本發明之一較佳具體實例中，使光配向組合物相分離，從而在組合物之上半部分中具有至少一種光活性化合物(I)。
在另一具體實例中，本發明係關於根據本發明之組合物的用途，其係用於製備光配向材料、較佳用於光配向層。
本發明亦係關於包含根據本發明之組合物且較佳本發明之相分離組合物的光配向材料。
本發明之化合物可易於使用熟習此項技術者所熟知之方法來製備，諸如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie,Thieme-Verlag,Stuttgart中所評述之彼等方法。
本發明亦係關於一種製備光配向材料、較佳光配向層之方法，其包含：a)塗覆組合物，其中該組合物具有與上文所給相同之意義及偏好；且接著b)視情況乾燥，且接著c)用配向光照射步驟a)或步驟b)後獲得之所塗覆的組合物(VII)，以誘導各向異性。
所塗覆之組合物(VII)較佳為一膜。
一般而言，對於聚合，首先獨立地由已摻合之個別組份來製備活性成份。
一般而言，用於配向層之材料藉由此項技術中已知之普遍塗佈及印刷方法來塗覆。用於配向層之圖案化沉積之方法的非限制性實例包括涉及將功能材料之薄膜塗覆於基 板的任何塗佈及印刷方法(但不限於)：旋塗、刮塗、刮刀塗佈、單面上膠輥塗佈、澆鑄塗佈、狹縫噴嘴型塗佈(slot-orifice coating)、壓延塗佈、電鍍塗佈、模塗、浸漬、刷塗、用棒澆鑄、滾塗、淋塗、射出成形、線塗、噴塗、浸塗、烤版(whirler-coating)、級聯塗佈(cascade-coating)、簾式塗佈、氣刀塗佈、間隙式塗佈、滾筒篩、逆轉滾塗、凹板印刷式塗佈、計量棒(邁耳桿(Meyer bar))塗佈、狹縫型(擠壓式)塗佈、熱熔塗佈、滾塗、柔性塗佈、絲網塗佈機、凸版印刷(諸如柔性凸版塗佈)、噴墨印刷、凹版印刷(諸如直接凹版印刷或間接凹版印刷)、微影印刷(諸如間接印刷)或模板印刷(諸如絲網印刷)。
基板通常為玻璃或塑膠，其視情況塗有氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)。
基板上之組合物的層厚度較佳高於5nm，更佳介於10nm與800nm之間，最佳介於20nm與100nm之間。
其視組合物之稠度而定，無論是否進行乾燥步驟。若組合物包含溶劑，則組合物通常在塗覆步驟後加以乾燥。
一般而言，「乾燥」在於例如使用例如藉由對流施加熱且帶走溶劑之蒸汽的空氣流藉由施加經加熱之氣體來萃取溶劑(對流或直接乾燥)。乾燥於較高溫度下較快。在測定應用於乾燥之溫度時亦必須考慮產物或膜品質。其他的可能為真空乾燥，其中藉由接觸傳導或輻射(或微波)供應熱，同時藉由真空系統移除所產生之蒸汽；間接或接 觸乾燥(經由熱壁加熱)，如轉鼓式乾燥、真空乾燥；介電乾燥(射頻或微波吸收在材料內)；冷凍乾燥或凍乾；溶劑之機械萃取。
術語「配向光(aligning light)」為可誘導光配向層中之各向異性之波長的光。較佳地，該等波長在UV-A、UVB及/或UV/C範圍內，或在可見光範圍內。其視波長為適當之光配向化合物而定。較佳地，光活性基團對可見光及/或UV光敏感。UV光較佳根據光活性基團之吸收來選擇，亦即膜之吸收應與用於LP-UV照射之燈的發射光譜、更佳與線性偏振UV光重疊。所使用之強度及能量視材料之光敏感性及作為目標之取向效能而選擇。在大多數情況下，極低能量(幾mJ/cm2)已導致高取向品質。
更佳地，「配向光」為至少部分線性偏振、橢圓形偏振(例如圓形偏振)、或非偏振光，最佳為圓形偏振或傾斜暴露之非偏振光，或至少部分線性偏振光。尤其，最佳配向光表示實質上偏振光、尤其線性偏振光；或配向光表示非偏振光，其藉由傾斜照射施加。
更佳地，配向光為UV光，較佳為線性偏振UV光。
較佳地，本發明亦係關於一種製備光配向材料、較佳光配向層之方法，其包含：a)塗覆組合物，其中該組合物具有與上文所給相同之意義及偏好；且接著b)視情況乾燥，且接著c)用配向光照射步驟a)或步驟b)後獲得之所塗覆的 組合物(VII)，以誘導各向異性，藉此步驟a)之組合物或所塗覆之組合物(VII)具有垂直相分離形態，且藉此光活性化合物(I)較佳地位於膜/液晶界面或相界面處。
更佳地，光活性化合物(I)之濃度在上半部分中比在下半部分中高10倍。
此外，更佳為一種方法，其中步驟a)之組合物包含相分離之光活性化合物(I)及化合物(II)。
此外，更佳為一種方法，其中光配向層厚度低於300nm，最佳低於150nm。
本發明亦係關於一種用於取向液晶、尤其用於LCD或薄膜之光配向材料。
在本發明之內容中，該光配向材料為一層，較佳呈網路形式。
本發明亦係關於一種可藉由如上所述之方法獲得的光配向材料，較佳為未結構化或結構化光配向材料。
術語「結構化(structured)」係指光配向材料之取向，其藉由局部改變偏振配向光之方向來誘導。
術語「結構化」係指平面內之二維結構化層，或空間內之三維結構化層，藉此圖案為週期性或非週期性的。如WO2008/077261中所述之圖案化的方法以引用的方式併入本文中。
三維形式例如為比表面起伏結構，諸如傾斜或彎曲液晶聚合物結構，例如微透鏡或微稜柱結構。
更佳地，詞語「圖案化層(patterned layer)」表示雙 折射圖案化層及/或厚度圖案化層及/或具有圖案化光軸取向及/或圖案化聚合度之圖案化層。
因此，術語「圖案化(patterning)」表示製備圖案化層之製程步驟。
雙折射率表示異常折射率與正常光折射率之間的差。
局部聚合度可藉由聚合後液晶組合物中未反應之可聚合基團之局部比率的量測來定量。
另外，本發明係關於光配向材料之用途，其係用作用於使有機或無機化合物配向、尤其用於使液晶或液晶聚合物配向之光配向層。
本發明亦係關於本發明之光配向材料的用途，其係用於製造用於製備下列各物之光學或電光學組件及系統(尤其多層系統)或裝置：顯示器波導、安全或品牌保護元件(例如用於紙幣、信用卡、奢侈品、護照及其類似物)；條形碼、光柵、濾波器、延遲器、補償膜、反射偏光膜、吸收偏光膜、各向異性散射膜補償器及延遲膜、扭轉延遲器膜、膽固醇液晶膜、液晶顯示器、主客型液晶膜、單體波紋膜、矩列液晶膜、偏光器、壓電單元、展現非線性光學性質之薄膜、裝飾光學元件、增亮膜、用於波長-頻帶選擇性補償之組件、用於多區域補償之組件、多視圖液晶顯示器之組件、消色差延遲器、偏光態校正/調節膜、光學或電光學感應器之組件、增亮膜之組件、光基電信裝置之組件、具有各向異性吸收劑之G/H-偏光器、反射圓形偏光器、反射線性偏光器、 單體波紋膜(monomer corrugated film，MC)、扭轉向列型(twisted nematic，TN)液晶顯示器、混和配向向列型(hybrid aligned nematic，HAN)液晶顯示器、電控雙折射(ECB，electrically controlled birefringence)液晶顯示器、超扭轉向列型(supertwisted nematic，STN)液晶顯示器、光補償雙折射(optically compensated birefringence，OCB)液晶顯示器、pi單元液晶顯示器、共平面切換型(in-plane switching，IPS)液晶顯示器、邊緣場切換型(fringe field switching，FFS)液晶顯示器、垂直配向(vertically aligned，VA)液晶顯示器、多區域垂直配向(multidomain vertically aligned，MVA)液晶顯示器；所有上述顯示器類型係以透射或反射或透射反射模式應用。
該等光學或電光學組件及系統(尤其多層系統)及裝置可經圖案化或未經圖案化。
術語圖案化較佳表示雙折射圖案化及/或厚度圖案化及/或光軸取向之圖案化，及/或聚合度之圖案化。雙折射率表示異常折射率與正常光折射率之間的差。
因此，本發明進一步係關於一種在上文所給之意義及較佳情況中的包含光配向材料之光學或電光學元件、系統及裝置。
較佳為包含光配向層及至少一個可取向層(諸如液晶層或液晶聚合物層)之光學或電光學元件、系統及裝置。
光學組件、系統或裝置會產生、操作或量測電磁輻射。
電光學組件、系統或裝置可藉由經電場改變材料之光 學性質來操作。因此，其係關於材料之電磁(光學)與電(電子)狀態之間的相互作用。
光配向材料具有使化合物(例如向列型液晶)配向之能力，其中其長軸沿較佳方向。
本發明亦係關於光配向材料較佳以交聯形式作為光配向層用於使有機或無機化合物配向、尤其用於使液晶配向之用途。
術語「各相異性(anisotropy/anisotropic)」係指具有方向依賴性之性質。具各向異性之某物在不同方向上可呈現不同特徵或具有不同特徵。
較佳為誘導相鄰液晶層之平面配向、傾斜或垂直配向的用途；更佳為誘導相鄰液晶層中之平面配向或垂直配向的用途。
最佳為光配向材料用於調節液晶之傾斜角的用途。
本發明之要點在於將硫醇、較佳式(V)之聚硫醇用於網路。發明者已發現藉由添加帶有硫醇部分之單體，可達成格外高的光敏感性及配向效能。此事實極其有利於使用與先前方法相比少很多之能量製造所尋求的網路及配向層。此外，配向層之取向性質與如美國專利第6,610,462 B1號中所述由低分子量光可交聯材料製備之類似已知配向層相比顯著得到改良。此外，極高濃度之引發劑(10-20重量%之Irgacure 36)為製備光配向膜所需，其會對LC配向品質及/或LCD效能產生不良效應。
發明者能夠合成大量具有各種吸收性質之不同分子量 的不同光可交聯材料，其提供使此等材料之吸收特徵最佳適合於所施加之配向光之發射光譜的可能性。
可藉由控制熱及光固化過程使所得聚合物或網路之特徵達到所需效能目標。
另外，本發明之摻合物接近極佳電壓保持比，其對於LCD應用為重要的。對於大規模生產而言，摻合物僅包含少量較昂貴光配向組份，摻合物接近更經濟光配向材料。
實施例： 實施例中使用之定義： 光活性聚合物1：
如WO07/071091實施例9及18(聚醯胺酸18及聚醯亞胺18)中所述製備
聚合物2：
聚合物2係類似於此項技術中已知之方法來製備，例如聚合步驟：聚醯胺酸之形成
將6g(30.26mmol)4,4'-二胺基二苯基衍生物(4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基戊二酸酯)溶解於71mL 1-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中。將混合物冷卻至0℃歷時10分鐘。將6.648g(29.66mmol)2,3,5-三羧基環戊基乙酸-1,2：3,4-二酐添加至溶液中。將混合物於0℃下攪拌兩小時且接著於室溫下攪拌3小時。反應產生具有0.4dl/g之黏度的聚醯胺酸前軀物。
聚合物3：
如WO07/071091實施例9及18(聚醯胺酸18及聚醯亞胺18)中所述製備
聚合物4：
如類似於US 6632909中所述製備
聚合物5：
如類似於WO96/10049中所述製備
聚合物6：
如類似於US 6107427中所述製備
液晶聚合物1：於茴香醚中之組合物A(1：20)
組合物A：該組合物包含
LCP1(參見下文所給結構)， LCP 2(參見下文所給結構)，Tinuvin 123(由Ciba Specilatiy Chemicals製造)，Irgacure 369(由Ciba Speciality Chemicals製造)，丁基-羥基-甲苯
具有以下比率(78.43：18.63：0.98：0.98：0.98)
如WO00/39631中所述製備
如US 6676851中所述製備
實施例1：
製備液晶晶格，其中液晶係藉由光活性聚合物1配向。
聚合物1之4%溶液係藉由將固態聚合物1混合於溶劑n-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中來製備且充分攪拌直至該固態聚合物1溶解且添加第二溶劑丁基纖維素(butyl cellulose，BC)並將整個組合物充分攪拌以獲得最終溶液。n-甲基-2-吡咯啶酮與丁基纖維素之間的溶劑比率為1：1。
將上述聚合物溶液以1600rpm之旋轉速度旋塗於兩個塗有ITO之玻璃基板上歷時30秒。
旋塗後，使該等基板經受由130℃下預烘烤5分鐘及200℃之溫度下後烘烤40分鐘組成之烘烤程序。所得層厚度為約60nm。
使頂部塗有聚合物層之基板曝露於相對於基板表面之法線為40°入射角的線性偏振UV光(linearly polarized UV light，LPUV)。偏振平面在由基板法線及光之傳播方向延伸的平面內。所施加之曝露劑量為48mJ/cm2。
LPUV曝露後，用2個基板組裝一單元，所曝露之聚合物層面向該單元之內部。該等基板相對於彼此進行調節以致所誘導之配向方向相互平行(在藉由摩擦程序配向之情況下對應於反平行摩擦組態)。用毛細管以具有負介電各向異性之液晶MLC6610(Merck KGA)填充該單元。
單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出87.7°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在 交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例2：
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備另一單元，其例外之處在於待塗佈之溶液由聚合物2而非聚合物1構成且所用之旋轉速度為2100rpm歷時30秒。
在交叉偏光器之間該單元顯得較亮，此與偏光器與單元之基板的邊緣之間的角度無關。
因此，液晶不在垂直方向上配向且不存在較佳方位取向方向。由於沒有取向，故無法測定傾斜角。然而，自單元之亮外觀推斷出液晶分子幾乎平面取向。此解釋符合聚合物2為用作扭轉向列型LCD中之液晶之取向層的工業材料之事實，其中通常需要幾度之傾斜角。
實施例3：
將聚合物1與聚合物2以20：80(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以20：80(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為1900rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法 量測出87.7°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例4：
將聚合物1與聚合物2以10：90(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以10：90(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出87.6°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例5：
將聚合物1與聚合物2以5：95(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元， 其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以5：95(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2050rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出87.9°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例6：
將聚合物1與聚合物2以4：96(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以4：96(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出87.5°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例7：
將聚合物1與聚合物2以3：97(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以3：97(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出87.7°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例8：
將聚合物1與聚合物2以2：98(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以2：98(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.04°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外 觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例9：
將聚合物1與聚合物2以1：99(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以1：99(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.02°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例10：
將聚合物1與聚合物2以0.5：99.5(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以0.5：99.5(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.02°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例11：
將聚合物1與聚合物2以0.2：99.8(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以 0.2：99.8(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.02°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例12：
將聚合物1與聚合物2以0.1：99.9(按重量%)之比率混和以形成摻合組合物。按照實施例1中所說明之程序製備4%溶液，其例外之處在於將兩種聚合物同時混合於溶劑中。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物1與聚合物2以0.1：99.9(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.02°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置 在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例13：
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液包含用作垂直配向LCD中之液晶(其中需要高傾斜角)之取向層的聚合物溶液A，其為工業材料OPTMER AL60702(JSR公司)，以及其例外之處在於所用之旋轉速度為3000rpm歷時30秒。
液晶在垂直方向上取向。使用晶體旋轉法量測出90°之傾斜角。將5V電壓施加於該單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到，但不存在較佳方位取向方向。
藉由替換實施例7、8、9及10中所列之摻合組合物的聚合物2而將此材料用於其他實施例14、15、16及17之摻合組合物中。
實施例14：
按照實施例1中所說明之程序，使用實施例1中所列之聚合物1及實施例13中所列之聚合物溶液A製備3：97(按重量%)比率之摻合組合物，其例外之處在於所使用之溶劑為3：3：4比率之n-甲基-2-吡咯啶酮、丁基纖維素及γ 丁內酯。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為實施例1中所列之聚合物1與實施例13中所列之聚合物溶液A以3：97(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2700rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出88.0°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例15：
按照實施例1中所說明之程序，使用實施例1中所列之聚合物1及實施例13中所列之聚合物溶液A製備2：98(按重量%)比率之摻合組合物，其例外之處在於所使用之溶劑為3：3：4比率之n-甲基-2-吡咯啶酮、丁基纖維素及γ丁內酯。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為實施例1中所列之聚合物1與實施例13中所列之聚合物溶液A以2：98(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2700rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法 量測出88.5°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例16：
按照實施例1中所說明之程序，使用實施例1中所列之聚合物1及實施例13中所列之聚合物溶液A製備1：99(按重量%)比率之摻合組合物，其例外之處在於所使用之溶劑為3：3：4比率之n-甲基-2-吡咯啶酮、丁基纖維素及γ丁內酯。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為實施例1中所列之聚合物1與實施例13中所列之聚合物溶液A以1：99(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2700rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出89.4°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例17：
按照實施例1中所說明之程序，使用實施例1中所列 之聚合物1及實施例13中所列之聚合物溶液A製備0.5：99.5(按重量%)比率之摻合組合物，其例外之處在於所使用之溶劑為3：3：4比率之n-甲基-2-吡咯啶酮、丁基纖維素及γ丁內酯。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為實施例1中所列之聚合物1與實施例13中所列之聚合物溶液A以0.5：99.5(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2700rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出89.8°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例18：
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於使用聚合物3替代聚合物1且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出88.7°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例19：
以與實施例10類似之組合執行實驗，其例外之處在於由實施例18中所列之聚合物3替換聚合物1。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物3與聚合物2以0.5：99.5(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.02°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例20：
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於使用聚合物4替代聚合物1且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出89.2°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後，液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向 方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例21：
以與實施例10類似之組合執行實驗，其例外之處在於由實施例20中所列之聚合物4替換聚合物1。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物4與聚合物2以0.5：99.5(按重量%)之比率的摻合組合物且所使用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.04°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例22：
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於使用聚合物5替代聚合物1且所用之旋轉速度為1300rpm歷時30秒。
該單元中之液晶顯示明確垂直取向。使用晶體旋轉法量測出89.9°之傾斜角。將5V電壓施加於單元之電極後， 液晶分子自垂直取向切換為平面取向，此藉由將單元布置在交叉偏光器之間而觀察到。判定切換之液晶的方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例23：
以與實施例6類似之組合執行實驗，其例外之處在於由實施例22中所列之聚合物5替換聚合物1。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物5與聚合物2以4：96(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出28°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例24：
以與實施例9類似之組合執行實驗，其例外之處在於由實施例22中所列之聚合物5替換聚合物1。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元， 其例外之處在於所用之溶液為聚合物5與聚合物2以1：99(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為2000rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.09°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例25：
以與實施例5類似之組合執行實驗，其例外之處在於由聚合物6替換聚合物1。
用與實施例1中相同之製程及曝露條件製備一單元，其例外之處在於所用之溶液為聚合物6與聚合物2以5：95(按重量%)之比率的摻合組合物且所用之旋轉速度為1800rpm歷時30秒。
使用晶體旋轉法量測出0.2°之傾斜角。將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且單元具有較亮外觀，從而推斷出液晶分子幾乎平面取向。再次將單元布置在交叉偏光器之間而不施加任何電壓，將單元中之液晶的 導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，單元具有較暗外觀，從而推斷出液晶之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例26：
自實施例1至25，觀察到單元中之液晶的各向異性取向。執行另一實驗，其中觀察到液晶聚合物之各向異性取向。
此實驗使用實施例11中所列之摻合組合物。類似於實施例1中之加工步驟，用此上述摻合組合物加工一玻璃基板，其例外之處在於僅將一個基板用於加工且不使用液晶。使此經塗佈之基板經受用液晶聚合物1以1200rpm之旋轉速度旋塗60秒之持續時間的第二加工步驟，其產生約700nm之厚度，接著將經塗佈之基板置於氮氣氛中且藉助於UV A光源以240mJ/cm2之能量劑量交聯。
將上述基板布置在交叉偏光器之間，將液晶聚合物之導向器以相對於交叉偏光器之軸45°設置，且基板具有較亮外觀，從而推斷出液晶聚合物分子幾乎平面取向。再次將基板布置在交叉偏光器之間，將液晶聚合物之導向器以相對於偏光器之透射軸的任一者0°設置，基板具有較暗外觀，從而推斷出液晶聚合物之明確方位取向方向處於用於光曝露之LPUV光的偏光面內。
實施例27：
執行與實施例25類似之實驗，其例外之處在於使用實施例12中所列之摻合組合物。
推斷出與實施例25類似之取向的觀察結果。
實施例28：
製備由95重量%如下表中所給之化合物(II)及5重量%如下表中所給之光活性化合物(II)組成的摻合物1。將摻合物1溶解於環戊酮中至2重量%且於室溫下攪拌半小時。
將塗有氧化銦錫(ITO)之玻璃板用作基板。藉助於旋塗具有2重量%之固體含量的摻合物1於環戊酮中之溶液，在60s期間以2000rpm之旋轉參數製備具有約60nm之乾厚度的配向層。隨後於180℃之溫度下將該配向層於熱板上熱處理10分鐘。隨後，使光配向層垂直曝露於線性偏振UVB光(波長介於280nm與320nm之間)。以3mW/cm2之強度施加150mJ/cm2之劑量。在下一步驟中，在60s期間將調配物M1於環戊酮中之25重量%溶液(實施例1)以800rpm之旋轉參數旋塗於功能化光配向層之頂部。由此達成約800nm之乾膜厚度。接著進行於40℃之溫度下於熱板上的熱處理歷時10分鐘之持續時間。
化合物(II)係類似於此項技術中已知之方法來製備，例如聚合步驟：聚醯胺酸之形成
將(30.26mmol)4,4'-二胺基二苯基衍生物(4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基戊二酸酯)溶解於71mL 1-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中。將混合物冷卻至0℃歷時10分鐘。將(29.66mmol)1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐添加至溶液中。將混合物於0℃下攪拌兩小時且接著於室溫下攪拌3小時。反應產生具有0.4dl/g之黏度的聚醯胺酸前軀物。

Claims (24)

  1. 一種光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)80重量%至99.999重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係選自聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  2. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.05重量%至10重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  3. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含： a)0.1重量%至9重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  4. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.1重量%至5重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  5. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.1重量%至2重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預 聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  6. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)80重量%至99.999重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  7. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.05重量%至10重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團，其係下式之肉桂酸酯基團 其中F為氟，且x為0至15之整數；B表示直鏈或支鏈C1-C16烷基，其未經取代或經二-(C1-C16烷基)胺基、C1-C6烷氧基、硝基、氰基及/或氯取代；且其中一或多個-CH2-基團可互相獨立地經鍵聯基團置換；鍵聯基團係選自-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-、NR1-CO-O-、-O-CO-NR1-、-NR1-CO-NR1-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-，且其中：R1表示氫原子或C1-C6烷基；及/或經由橋基(II)連接之非芳族、芳族、未經取代或經取代之碳環或雜環基團；S1及S2互相獨立地表示間隔基單元，及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係選自聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  8. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含： a)0.1重量%至5重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團，其係下式之肉桂酸酯基團 其中F為氟，且x為0至15之整數；B表示直鏈或支鏈C1-C16烷基，其未經取代或經二-(C1-C16烷基)胺基、C1-C6烷氧基、硝基、氰基及/或氯取代；且其中一或多個-CH2-基團可互相獨立地經鍵聯基團置換；鍵聯基團係選自-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-、NR1-CO-O-、-O-CO-NR1-、-NR1-CO-NR1-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-，且其中：R1表示氫原子或C1-C6烷基；及/或經由橋基(II)連接之非芳族、芳族、未經取代或經取代之碳環或雜環基團；S1及S2互相獨立地表示間隔基單元，及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係選自聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及 c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  9. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團且係選自聚醯胺酸、聚醯亞胺或聚矽氧烷，及b)80重量%至99.999重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  10. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.05重量%至10重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團且係選自聚醯胺酸、聚醯亞胺或聚矽氧烷，及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及 c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  11. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團且係選自聚矽氧烷，及b)80重量%至99.999重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  12. 如申請專利範圍第1項的光配向組合物，其包含：a)0.05重量%至10重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團且係選自聚醯胺酸，及b)90重量%至99重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸及/或聚醯亞胺，及 c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)視情況至少一種溶劑，其前提是化合物(II)不包含經烯基取代的納特醯亞胺(nadimide)衍生物。
  13. 一種光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)80重量%至99.999重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係聚醯胺酸，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)至少一種溶劑。
  14. 一種光配向組合物，其包含：a)0.001重量%至20重量%之至少一種光活性化合物(I)，其係單體、寡聚物、樹枝狀聚合物、聚合物、共聚物或預聚物，該光活性化合物(I)包含光配向基團及b)80重量%至99.999重量%之至少一種不包含光配向基團的化合物(II)，其中至少一種化合物(II)係選自聚合物或共聚物，及c)視情況至少一種活性或非活性添加劑，及d)至少一種溶劑，其中化合物(I)與化合物(II)在溶劑中之濃度介於1%與50%之間。
  15. 一種製備光配向材料之方法，其包含： a)塗覆如申請專利範圍第1至14項中任一項的組合物，其中化合物(I)與化合物(II)在溶劑中之濃度介於1%與50%之間；且接著b)視情況乾燥，且接著c)用配向光照射步驟a)或步驟b)後獲得之該所塗覆的組合物(VII)，以誘導各向異性。
  16. 一種可藉由如申請專利範圍第15項所述之方法獲得的光配向材料。
  17. 一種包含如申請專利範圍第1至14項中任一項之組合物的光配向材料。
  18. 一種如申請專利範圍第15項的方法中所述或如申請專利範圍第16或17項的光配向材料之用途，其係用於製備未圖案化或圖案化光學或電光學組件及系統、多層系統或裝置。
  19. 一種未圖案化或圖案化光學或電光學元件，其包含如申請專利範圍第16或17項或如申請專利範圍第15項所製備之結構化或未結構化光配向材料。
  20. 一種系統，其包含如申請專利範圍第16或17項或如申請專利範圍第15項所製備之結構化或未結構化光配向材料。
  21. 一種裝置，其包含如申請專利範圍第16或17項或如申請專利範圍第15項所製備之結構化或未結構化光配向材料。
  22. 一種如申請專利範圍第16或17項或如申請專利範 圍第15項所製備之光配向材料的用途，其係用作用於使有機或無機化合物配向之結構化或未結構化光配向層。
  23. 如申請專利範圍第22項的用途，其係用作用於使液晶配向之結構化或未結構化光配向層。
  24. 一種如申請專利範圍第19至21項中任一項之未圖案化或圖案化光學或電光學元件的用途，其係用於製備下列各物：顯示器波導、安全或品牌保護元件、條形碼、光柵、濾波器、延遲器、補償膜、反射偏光膜、吸收偏光膜、各向異性散射膜補償器及延遲膜、扭轉延遲器膜、液晶顯示器、膽固醇液晶膜、主客型液晶膜、單體波紋膜、矩列液晶膜、偏光器、壓電單元、展現非線性光學性質之薄膜、裝飾光學元件、增亮膜、用於波長-頻帶選擇性補償之組件、用於多區域補償之組件、多視圖液晶顯示器之組件、消色差延遲器、偏光態校正/調節膜、光學或電光學感應器之組件、增亮膜之組件、光基電信裝置之組件、具有各向異性吸收劑之G/H-偏光器、反射圓形偏光器、反射線性偏光器、單體波紋膜(monomer corrugated film，MC)、扭轉向列型(twisted nematic，TN)液晶顯示器、混和配向向列型(hybrid aligned nematic，HAN)液晶顯示器、電控雙折射(ECB，electrically controlled birefringence)液晶顯示器、超扭轉向列型(supertwisted nematic，STN)液晶顯示器、光補償雙折射(optically compensated birefringence，OCB)液晶顯示器、pi單元液晶顯示器、共平面切換型(in-plane switching，IPS)液晶顯示器、邊緣場切換型(fringe field switching，FFS)液晶顯示器、垂直配向(vertically aligned，VA)液晶顯示器、多區域垂直配向(multi domain vertically aligned，MVA)液晶顯示器；所有上述顯示器類型係以透射或反射或透射反射模式應用。
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