TWI598406B - 用於配向層之聚合物 - Google Patents

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Description

用於配向層之聚合物
本發明係關於用於表面導向體配向層之聚合化合物，及使用此種表面導向體配向層之液晶裝置。
液晶裝置通常包括配置於基板上或夾在一對基板間之液晶材料層。
液晶分子通常為呈現形狀各向異性之相對剛性分子，其具有沿著其長軸以某一較佳方向進行自組裝之能力。該等分子之一般方向係由向量指定，且被稱為導向體。
在液晶顯示器(LCD)中，液晶分子在缺少外場如電場下所需之最初配向通常係藉由對侷限固體基板進行適宜表面處理而實現，通常係藉由於面向該液晶主體之侷限基板表面上施加所謂的配向層而實現。該最初液晶液晶配向係由在該液晶層與該配向層間之界面中之固體表面/液晶相互作用界定。
鄰近該侷限表面之液晶分子之定向係經由彈力轉移至在該主體中之液晶分子，因此基本上將相同的配向強加至所有液晶主體分子。
靠近該液晶層與該配向層之間的界面之液晶分子的導向體(本文亦稱為表面導向體)係限制指向一特定方向，如垂直於該等侷限基板表面(亦稱為垂面或垂直配向(VA))，或平行於該等侷限基板表面(亦稱為沿面或平面配向(PA))，或相對於該等侷限基板表面呈某一預先界 定的傾斜角(亦稱為預傾斜角)，該傾斜角係介於垂直與平面配向間某處，被稱為傾斜配向(TA)。在液晶顯示器中所需之配向類型取決於該裝置之預期應用。
用於建立配向層之已知方法為例如有機膜摩擦法及無機膜氣相沉積法。
根據有機膜摩擦法，係在基板表面上形成(例如)聚醯亞胺之有機塗層。隨後，使用(例如)棉、尼龍或聚酯之布在預定方向上摩擦該有機塗層。結果使得與該有機層接觸之液晶分子沿該摩擦方向定向。然而，該摩擦方法之問題在於，其可能由於機械摩擦而在配向膜表面上造成劃痕，且其會產生可對液晶顯示器裝置中薄膜電晶體造成損傷之粉塵及靜電荷。
在無機膜氣相沉積法中，係在基板表面上藉由無機物質(如氧化矽)之氣相沉積形成無機膜，其係傾斜於該侷限基板以使得該等液晶分子係經該無機膜定向至某一取決於該無機材料及蒸發條件之方向。由於生產成本高，故該方法不適於大規模生產，且因此，此方法不用於實務中。
用於建立配向層之較新技術為光配向，其涉及將配向層曝露至光，並由此使該配向層表面產生各向異性之物理性質，其又會誘導該液晶之特定配向方向。光配向法之一優勢在於，其為非接觸式過程，且從而得以避免與上述有機膜摩擦法相關之問題。
垂直(垂面)配向(VA)及平面配向(PA)為LCD中所採用之兩種主要液晶配向。垂直配向在LCD TV中尤為有利，因為極低傳輸暗態產生極佳對比率。在許多情況中，使液晶分子之方向呈某一預定傾斜角(TA)係有利，其可以例如縮短液晶材料在施加電場後之回應時間及/或在施加電場時促進更為一致的液晶分子再定向。藉由誘導液晶分子相對於基板表面法線僅呈小預傾斜角(例如相對於該基板表面計呈85- 88°)之幾近垂直配向，則LCD之液晶分子可實現快速切換，而不會顯著劣化LCD之對比度。
EP 2 131 233揭示一種用於液晶顯示器裝置之配向膜材料之聚合物，其中該配向膜可藉由其光照射進行調整以控制液晶分子之配向，以使得該等液晶分子之平均預傾斜角為87至89.5°。該聚合物包含選自由肉桂酸基團、偶氮苯基團、二苯乙烯基團、肉桂醯基團及香豆素基團組成之群之基團之光官能團。然而，此等光官能團有可能在許多習知聚合方法如自由基聚合中發生非特異性反應，且因此，根據EP2 131 233製備該聚合物受制於費時的聚合方法如製備聚醯亞胺，其涉及縮合反應之第一步驟，然後進行固化步驟。因而，適合用於根據EP 2 131 233之聚合物主鏈之單體之選擇亦受到限制。
基於先前技術之上述及其他弊端，本發明之總體目標係提供用於表面-導向體配向層之聚合物，該種聚合物可易於配置以使得液晶材料達到希望之預傾斜角。
本發明人已發現，此目標及其他目標可藉由使用根據本發明之聚合化合物而實現。本發明係基於可有利地將二苯甲酮部分或其衍生物用作表面-導向體配向層中聚合化合物之光官能部分，以藉由對該聚合物進行光照射而精確控制液晶裝置中液晶分子之希望之預傾斜角之認識。特定言之，本發明人已發現，二苯甲酮部分或其衍生物呈現可促進高光穩定性及熱穩定性之極佳光官能性質，除此之外還發現，根據本發明之含有二苯甲酮部分之聚合化合物可輕易地利用自由基聚合方法進行製備。根據本發明，可以得到誘導液晶材料之希望之預傾斜角，且在整個液晶裝置區域均勻分佈之配向層。
根據第一態樣，本發明提供用於表面-導向體配向層之聚合化合物。該聚合化合物包含：包含重複單元之聚合物主鏈；附接至該等重 複單元中至少一些之第一側基，其中該第一側基包含含有至少一個二苯甲酮部分或其衍生物之光官能部分；及附接於該等重複單元中至少一些之第二側基；該第二側基具有能夠誘導液晶材料之垂直配向之明顯形狀各向異性。
該聚合化合物亦可視情況包含其他官能側基，例如錨定側基、烷基側鏈或離子運動抑制性側基。
如本文所用之術語「具有明顯形狀各向異性之側基」係指在實際環境中具有明顯形狀各向異性之分子。具有明顯形狀各向異性之側基之短軸與長軸之間呈現明顯差異，且其結構係相對剛性。
當本發明聚合化合物係用於表面-導向體配向層時，該聚合物之第二側基通常係相對於該配向層(及基板)之平面實質上呈垂直之定向，且因此促進鄰近液晶材料之垂直配向。為使液晶材料達到希望之預傾斜角，本發明聚合化合物進一步包含第一側基，其包含至少一個光官能性二苯甲酮部分或其衍生物，其定向可藉由光照射加以控制。聚合化合物之光照射導致該等第一側基採取傾斜定向。然而，取決於例如第一及第二側基之分子結構及/或光官能部分之光反應性質(下文作進一步描述)，光照射可導致除第一側基之再定向之外之第二側基之再定向，或替代第一側基之再定向。在任何情況中，進行光照射之目的係達到第一及第二側基之總體定向，其藉由液晶分子與第一及第二側基間之空間及極性相互作用促進液晶分子之希望之預傾斜角。
通常，本發明光官能部分具光反應性。所謂「光反應性」意指其可響應照明進行化學反應。此(等)化學反應可包括例如二聚反應、聚合反應及異構化反應。該等反應可包括第一側基內、第一側基之二或多者之間、第一側基與第二側基之間及/或第一側基與聚合物主鏈之間之反應。因此，當根據本發明之聚合化合物用作或用於表面-導向體配向層時，可控制包含光反應性部分之第一側基之定向及/或其 他側基之定向，以提供與表面-導向體配向層接觸之液晶分子之希望之預傾斜角。液晶主體經由彈力亦採取相同預傾斜角。
有利地，在本發明之實施例中，第一側基可具有以下通式(I)：
其中L1為附接至該重複單元之鍵聯基團，L1包含3至30個鍵聯原子，諸如5至15個鍵聯原子；R1為氫、鹵素、C1至C20烷基、經取代的C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、經取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、經取代的C1至C20烯基、C1至C20炔基、經取代的C1至C20炔基、C1至C20胺基烷基、經取代的C1至C20胺基烷基，典型實例包括氫、或C1-C11烷基或C1-C11烷氧基；n為0至4；R2及R3各自獨立為氫、鹵素、C1至C3烷基、經取代的C1至C3烷基、C1至C3烷氧基、經取代的C1至C3烷氧基、C1至C3胺基烷基、經取代的C1至C3胺基烷基。
在本發明之實施例中，第二側基具有線性形狀各向異性，其中長軸沿著該第二側基之主要延伸方向延伸，而短軸垂直於該長軸，且係附接於該等重複單元之對端。
有利地，在本發明之實施例中，第二側基可具有以下通式(II)：
其中L2為附接至該重複單元之鍵聯基團，該L2包含3至30個鍵聯原子，諸如5至15個鍵聯原子；m為0或1
X為-COO-、-CH=CH-、或-C≡C-；R4為氫、鹵素、C1至C20烷基、經取代的C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、經取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、經取代的C1至C20烯基、C1至C20炔基、經取代的C1至C20炔基、C1至C20胺基烷基、經取代的C1至C20胺基烷基，典型實例包括氫、或C1-C11烷基或C1-C11烷氧基，n為0至4；R5及R6各自獨立為氫、鹵素、C1至C3烷基、經取代的C1至C3烷基、C1至C3烷氧基、經取代的C1至C3烷氧基、C1至C3胺基烷基、經取代的C1至C3胺基烷基。
當該聚合化合物用作表面-導向體配向層時，液晶材料之液晶分子較佳應受第一及第二側基二者之定向之影響。為此，有利地，第一側基及第二側基可具有類似長度。因此，在本發明之實施例中，鍵聯基團L1可比鍵聯基團L2多包含多達10個鍵聯原子，例如多出多達6個鍵聯原子。
例如，在本發明之實施例中，L1可比L2多包含多達6個鍵聯原 子，且其中R1可為氫或鹵素，且R4可為C3至C6烷基或C3至C6烷氧基，諸如己氧基。在此等實施例中，第一及第二側基具有類似之自聚合物主鏈的延伸方向。
鍵聯基團L1及L2可各包含視情況經取代的飽和或不飽和烴鏈，諸如烷基、烯基、芳基、烷基芳基烷氧基或聚醚、芳氧基基團、矽氧烷鏈。例如，L1及L2可各自獨立為C1至C30烷基、經取代的C1至C30烷基、C1至C30烷氧基、經取代的C1至C30烷氧基、C1至C30烯基、經取代的C1至C30烯基、C1至C30炔基、經取代的C1至C30炔基、C1至C30胺基烷基、或經取代的C1至C30胺基烷基。典型實例包括C1-C15烷基或C1-C15烷氧基，諸如C3-C11烷基或C3-C11烷氧基。
在本發明之一例舉實施例中，聚合物主鏈之重複單元為馬來醯亞胺，L1為C11烷氧基；R1、R2及R3為氫；L2及R4為C6烷氧基；R5為H或N-烷基醯胺，R6為H或N-烷基醯胺，m為1；且X為-COO-。
在本發明之另一例舉實施例中，聚合物主鏈之重複單元為己基丙烯酸酯，L1為C11烷氧基；R1、R2及R3為氫；L2及R4為C6烷氧基；R5為H或N-烷基醯胺，R6為H或N-烷基醯胺，m為1；且X為-COO-。
在本發明之實施例中，聚合化合物中第一側基之數目與第二側基之數目間之比例可係於10：1至1：100之範圍，諸如自2：1至1：10，例如1：1。利用此等比例，在對該聚合物進行光照射後第一及/或第二側基可達到希望之重定向度。
在本發明之實施例中，聚合化合物中第一側基之數目與重複單元之總數目間之比例係於1：1至1：100之範圍，例如1：10。
第一及第二側基相對於重複單元之總數目之數目通常可經調整，以使該等側基沿著該聚合物主鏈之長度得到希望之分佈，進而使得當該聚合物用作配向層時，沿著該聚合物主鏈存在足以在液晶層與包含該聚合物之配向層間之界面上得到適宜固體表面/液晶相互作用 之側基，從而導致液晶材料之液晶分子變得以希望之預傾斜角配向。
聚合物中第一側基對第二側基之數目比例，及第一及/或第二側基之數目對重複單元之總數目之比例可有利地經調整，以在對該聚合物進行光照射後產生希望之預傾斜角。該(等)最佳比例通常將取決於光照射所使用之方法，例如取決於線性偏振電磁輻射之方向及/或其波長、及/或曝露時間、溫度及周圍氣氛。然而，為達到希望之預傾斜角之最佳比例亦可取決於第一及第二側基之各自結構。
在本發明之實施例中，重複單元可衍生自馬來醯亞胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、苯乙烯及N-乙烯基內醯胺單體及其衍生物之至少一者，及其混合物。
在本發明之實施例中，聚合物主鏈可包含第一類重複單元(亦稱為「第一重複單元」)及此外第二類重複單元(本文亦稱為「第二重複單元」)。該等第一及第二重複單元各可選自馬來醯亞胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、苯乙烯及N-乙烯基內醯胺單體及其衍生物，及其混合物。該等第一重複單元通常係與該等第二重複單元不同。
在一些實施例中，該等第一重複單元中至少一些可經第一側基或第二側基官能化，且該等第二重複單元中至少一些亦可視情況經該等第一或第二側基官能化。在其他實施例中，該等第二重複單元中至少一些係經第一側基官能化及/或該等第二重複單元中至少一些係經第二側基官能化，且該等第一重複單元可視情況缺乏該等第一及第二側基。在又有其他實施例中，該等第一重複單元中至少一些可經第一側基官能化，且該等第二重複單元中至少一些可經該等第一或第二側基官能化，或反之亦然。
在本發明之實施例中，該等重複單元中至少一些(例如第一及/或第二重複單元中一些重複單元)可視情況經第三側基官能化，該第三 側基通常可以為C2至C20烷基或經取代的C2至C20烷基，例如C2至C11烷基，諸如C8烷基。例如，第三側基可包括N-烷基馬來醯亞胺。
此外，在第二態樣中，本發明係關於一種表面-導向體配向層，其包括沉積於表面上之如上所述之聚合化合物。
在第三態樣中，本發明係關於一種用於表面-導向體配向層之光定向之方法，該方法包括以下步驟：提供一基板；將上述聚合化合物施加於該基板表面以提供表面導向體配向層；及利用電磁輻射以相對於該基板法線呈於1°至89°範圍之入射角照射該表面-導向體配向層，該電磁輻射在入射平面係線性偏振，且具有於200nm至400nm範圍之波長，例如自250至320nm。將該入射平面定義為含入射光及基板法線之平面。
在第四態樣中，本發明係關於一種液晶裝置，其包括至少一侷限基板；液晶主體材料；及配置於該至少一侷限基板與該液晶主體材料間之表面-導向體配向層，該表面-導向體配向層係與該液晶主體材料接觸，導致包含在該液晶主體材料中之液晶分子在缺少外加電場下相對於該表面-導向體配向層表面形成希望之預傾斜角，其中該表面-導向體配向層包含如上所述之聚合化合物。
在本發明之實施例中，預傾斜角可藉由對表面-導向體配向層進行光照射而加以控制。
在本發明之實施例中，預傾斜角可於85-89.5°之範圍，例如87-89.5°，諸如87.5-88.5°。相對於垂直配向之此種小偏差(預傾斜角)可在施加電場時減少液晶材料之回應時間及/或促進更一致的液晶分子再定向。
在第五態樣中，本發明係關於一種用於製造上述液晶裝置之方法。該方法包括以下步驟：提供一基板；於該基板上提供第一電極層；將如本文所述之聚合化合物施加於該第一電極層表面上以提供表 面導向體配向層；利用電磁輻射以相對於該基板法線呈於1°至89°範圍之入射角照射該表面-導向體配向層，該電磁輻射在入射平面係線性偏振，且具有於200nm至400nm範圍之波長，例如自250至320nm；及配置與該配向層接觸之液晶材料。
在第六態樣中，本發明係關於上述聚合化合物於液晶裝置之配向層中之用途。
在第七態樣中，本發明係關於一種包括上述液晶裝置之顯示器或由上述製造液晶裝置之方法所生產之顯示器。
201‧‧‧基板
204‧‧‧重複單元
205‧‧‧重複單元
206‧‧‧第一側基
207‧‧‧第二側基
208‧‧‧光官能部分
209‧‧‧聚合物主鏈
210‧‧‧線性偏振電磁輻射
300‧‧‧液晶裝置
301‧‧‧第一侷限基板
302‧‧‧第二侷限基板
303‧‧‧液晶材料
304‧‧‧表面-導向體配向層
305‧‧‧第一電極
306‧‧‧第二配向層
307‧‧‧第二電極
現將參考顯示本發明之例舉實施例之附圖更為詳細地描述本發明之此等態樣及其他態樣，其中： 圖1為示意性圖示說明一種用於製造本發明表面-導向體配向層之方法之流程圖。
圖2a-c示意性圖示說明根據圖1方法所製造之表面-導向體配向層在對應方法步驟後之狀態；及圖3圖解說明入射電磁輻射在根據本方法之光照射期間之方向，並顯示入射平面P及表面法線N。
圖4圖解說明根據本發明實施例之液晶裝置之一實施例。
在以下說明中，本發明係根據適合用於表面-導向體配向層之聚合化合物，此種聚合化合物之合成，及將此種聚合化合物用作或用於表面-導向體配向層之液晶裝置如液晶顯示器而說明。
本發明人已出乎意料地發現，二苯甲酮部分或其衍生物可有利地在用於表面-導向體配向層中之聚合化合物之側基(pendant group)中用作光官能部分。由於二苯甲酮或二苯甲酮衍生物具有光官能性質，故當該聚合化合物用於表面-導向體配向層中時，可容易地進行控制 以促進液晶分子之希望之預傾斜角。此種控制係藉由以電磁輻射照射該包含二苯甲酮部分之聚合化合物而進行。
現將參考圖1及圖2a-c描述根據本發明之表面-導向體配向層之一實施例及一種用於此種表面-導向體配向層之光定向之方法，該圖1為示意性圖示說明此種方法之流程圖，而該圖2a-c為示意性圖示說明該表面-導向體配向層在圖1之對應方法步驟後之狀態。
在第一步驟中，提供基板201。例如，該基板可為玻璃基板。通常，在該基板表面上已經設置有電極層；若沒有，可在施加配向層之前於該基板201上施加習知電極層。
在第二步驟中，係將根據本發明實施例之聚合化合物施加於該基板201上。該聚合物通常首先係藉由使單體混合物於溶液中進行聚合反應而製備，接著將其溶解、分散或懸浮於液體介質如揮發性溶劑中，然後將該溶液/分散液/懸浮液塗覆於該基板表面上，隨後移除該液體介質。適宜塗覆方法包括但不限於：習知的沉積方法，如旋塗、噴塗、刮片塗覆、輥塗、柔版印刷、噴墨印刷、浸塗等。或者，在本發明之另一實施例中，可將包含單體及/或預聚物之混合物之反應混合物塗覆於該基板表面上，隨後直接在該基板表面上使該反應混合物進行原位聚合反應。
如圖2b所示，該聚合化合物包含包括重複單元204、205之聚合物主鏈209，該等重複單元204、205中一些重複單元204具有與其附接之第一側基206，且其他重複單元205具有與其附接之第二側基207。該第一側基206包含至少一種光官能部分208，其包含二苯甲酮部分或其衍生物。
在圖2b中，第一側基206及第二側基207二者皆具有明顯形狀各向異性，亦即，該等第一及第二側基具有線性各向異性，其中長軸沿著該第二側基之主要延伸方向延伸，而短軸垂直於該長軸。第一及第 二側基二者皆係附接於該等重複單元之對端。因此，如圖2a圖示說明，在未施加電場且未將該配向層曝露於電磁輻射時，第一側基及第二側基二者皆具有相對於該表面-導向體配向層之平面呈實質上垂直方向之定向。
如本文所用，術語「對端附接」係指將側基附接至聚合物主鏈之側基分子之長軸端點處或附近。例如，在桿狀側基如棒狀液晶原基團中，附接點係在或靠近側基之末端之一者。
該方法之第三步驟(亦圖示說明於圖2c中)涉及以具有於200至400nm之範圍如250至320nm之波長之線性偏振電磁輻射210照射該聚合化合物。可以與基板法線N呈於1°至89°之範圍之入射角照射該聚合化合物，諸如20°至70°，例如30°至60°。光的偏振方向係在入射平面P內，參見圖3。圖3中圖示說明基板法線N、光入射角α及入射平面P。
照射可進行至少30秒，例如至少40秒，諸如至少1分鐘。照射可進行多達5及多達10分鐘，例如多達3分鐘，或多達2分鐘。
由於光照射之結果，通常可達到至少第一側基206及視情況第二側基207之傾斜定向，如圖2c所示。藉由曝露於光照射，二苯甲酮-所衍生的光官能部分被引發而進行化學反應。該(等)化學反應可包括任何類型之可導致在例如第一側基與鄰近第一側基及/或第二側基及/或聚合物主鏈之一或多個重複單元之間形成不可逆共價鍵結(未顯示)之交聯反應。應注意，此種反應亦可導致第二側基之定向發生變化，如圖2c所示。然而在本發明之替代性實施例(未在圖2c中顯示)中，第一及第二側基之混合物可能並非全部皆具有某一傾斜定向，此使得液晶分子在配向層與液晶層間之界面中之預傾斜角係非均勻分佈。然而，由於液晶具有彈性，故液晶分子之預傾斜角之此種非均勻表面分佈在液晶主體中離配向層特定距離的地方(通常小於100nm)變得均勻，從而導致液晶層具有希望之預傾斜角之定向。
通常需得到可使得液晶材料之液晶分子相對於表面-導向體配向層表面以於85°至89.5°範圍之預傾斜角如87.5°至89.5°配向之表面-導向體配向層。因此，在對聚合物進行照射導致所有或大多數第一及第二側基具有某一傾斜定向之情況中，為使液晶分子達到希望之預傾斜角，整體定向亦應相對於表面-導向體配向層表面係於85°至89.5°之範圍。然而，在僅有第一側基於對聚合化合物進行光照射期間經再定向之情況中，為使液晶材料達到希望之預傾斜角(於85°至89.5°之範圍)，單個第一側基之最終定向通常將小於85°，例如80-85°，因為第一側基之定向必須補償第二側基之定向可能仍然係促進垂直配向之事實。因此，在此等情況中，第一側基之最終希望之定向將取決於例如，第一側基相對於第二側基之數目之數目。最終預傾斜角亦可能受光照條件(包括光入射角α)、溫度、周圍氣氛等之影響。側基之再定向程度可藉由例如調整線性偏振電磁輻射之方向及/或其波長及光照射之曝露時間而加以調整。然而，光照射步驟之結果亦可能取決於例如含有光官能部分之第一側基之數目、第一及第二側基之化學結構及光官能部分(亦即二苯甲酮之不同衍生物)之化學結構，以及聚合物主鏈之結構。
本發明聚合化合物可為無規共聚物，其包含其上附接有第一側基之重複單元、其上附接有第二側基之重複單元、及缺少該等第一及第二側基之重複單元。該等側基除外，該等重複單元可為相同類型。
所謂「無規共聚物」意指含有兩種不同單體單元之聚合物，該等兩種不同單體單元係沿著聚合物主鏈之長度無規則分佈。一實例為含有第一類其上附接有第一側基之重複單元及其他類型相同但其上附接有第二側基而非第一側基之重複單元之共聚物。另一實例為含有其上附接有第一側基之第一重複單元及其上附接有第二側基之第二重複單元之共聚物。
無規共聚物可藉由使至少兩種不同單體單元之混合物聚合而獲得，通常係藉由一種此項技術中所熟知之自由基加成聚合之方法。
自由基聚合方法對製備用於配向材料之聚合物而言係尤為有利，因為來自自由基聚合之聚合物產物無需加以固化，且在沉積於基板上後僅藉由蒸發溶劑便可輕易形成配向層。此使得可使用溫度敏感基板如塑料基板，因為無需過度加熱便可生產配向層。此外，由於該聚合物在沉積後無需固化，故於基板上形成配向層之總時間短，其僅涉及由含本發明聚合化合物之溶液沉積極薄配向膜，然後蒸發溶劑。此外，由於所使用溶劑之量較少，故該程序成本較低且較為環保。另外，利用自由基聚合方法，許多不同單體之摻合物可容易地聚合得到所需共聚物組合物。
在本發明之實施例中，該聚合化合物可為含有第一類重複單元(亦稱為「第一重複單元」)及第二類重複單元(亦稱為「第二重複單元」)之無規共聚物，其中該等第一重複單元係不同於該等第二重複單元。例如，在本發明之實施例中，該聚合化合物可為無規共聚，其包含第一重複單元，其中至少一些可經第一側基官能化，且進一步包含第二重複單元，其中至少一些可經第二側基官能化。或者，第一及第二重複單元二者皆可經第一及第二側基官能化。在本發明之另一實施例中，第一及第二重複單元中僅有一者可經第一側基及/或第二側基官能化。
通常，第一重複單元及/或第二重複單元可獨立地衍生自馬來醯亞胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、苯乙烯及N-乙烯基內醯胺單體及其衍生物之至少一者，及其混合物。
例如，在本發明之一實施例中，該聚合化合物為無規共聚物，其包含經第一側基、或第二側基、或第三或其他側基官能化之馬來醯亞胺之第一重複單元，及N-乙烯基吡咯啶酮之第二重複單元。
例如，在本發明之一實施例中，該聚合化合物為無規共聚物，其包含經第一側基、或第二側基、或第三或其他側基官能化之丙烯酸酯之第一重複單元。
根據本發明之實施例，第一側基(亦表示為S1)可有利地具有以下通式(I)：
其中L1為附接至該第一重複單元之鍵聯基團，該L1包含3至30個鍵聯原子，諸如5至15個鍵聯原子；R1為氫、鹵素、C1至C20烷基、經取代的C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、經取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、經取代的C1至C20烯基、C1至C20炔基、經取代的C1至C20炔基、C1至C20胺基烷基、經取代的C1至C20胺基烷基，典型實例包括氫、或C1-C11烷基或C1-C11烷氧基；n為0至4；R2及R3各自獨立為氫、鹵素、C1至C3烷基、經取代的C1至C3烷基、C1至C3烷氧基、經取代的C1至C3烷氧基、C1至C3胺基烷基、經取代的C1至C3胺基烷基。
根據本發明之實施例，第二側基(亦表示為S2)可有利地具有以下通式(II)：
其中L2為附接至該第一重複單元之鍵聯基團，該L2包含3至30個鍵聯原子，諸如5至15個鍵聯原子；m為0或1；X為-COO-、-CH=CH-、或-C≡C-；R4為氫、鹵素、C1至C20烷基、經取代的C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、經取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、經取代的C1至C20烯基、C1至C20炔基、經取代的C1至C20炔基、C1至C20胺基烷基、經取代的C1至C20胺基烷基，典型實例包括氫、或C1-C11烷基或C1-C11烷氧基，n為0至4；R5及R6各自獨立為氫、鹵素、C1至C3烷基、經取代的C1至C3烷基、C1至C3烷氧基、經取代的C1至C3烷氧基、C1至C3胺基烷基、經取代的C1至C3胺基烷基。
在本發明之實施例中，L1可比L2多包含多達10個鍵聯原子，例如，多出多達6個鍵聯原子。鍵聯基團L1及L2可包含視情況經取代的飽和或不飽和烴鏈，諸如烷基、烯基、芳基、烷基芳基烷氧基或聚醚、芳氧基基團、矽氧烷鏈。例如，L1及L2可各自獨立為C1至C30烷基、經取代的C1至C30烷基、C1至C30烷氧基、經取代的C1至C30烷氧基、C1至C30烯基、經取代的C1至C30烯基、C1至C30炔基、經取代的C1 至C30炔基、C1至C30胺基烷基、或經取代的C1至C30胺基烷基。典型實例包括C1-C15烷基或C1-C15烷氧基，諸如C3-C11烷基或C3-C11烷氧基。
在本發明之實施例中，聚合化合物中第一側基之數目與第二側基之數目間之比例可有利地於10：1至1：100之範圍，諸如自2：1至1：10，例如1：1。
在本發明之實施例中，聚合化合物中第一側基之數目與第一重複單元之總數目間之比例可有利地於1：1至1：100之範圍，例如1：10。
聚合物中第一與第二側基之數目間之比例，及第一及/或第二側基之數目相對於第一重複單元之總數目間之比例可有利地經調整，以使得該等側基之總體(傾斜)定向在對當用作配向層之聚合物進行光照射後可導致液晶材料之液晶分子以希望之預傾斜角配向。最佳比例通常將取決於進行光照射所用方法，例如取決於線性偏振電磁輻射之方向及/或其波長、溫度及/或光照射之曝露劑量。然而，為達到希望之預傾斜角之最佳比例亦可能取決於第一及第二側基之各自結構。
在本發明之實施例中，第一及/或第二重複單元可經第三類側基官能化，該第三類側基通常可為C2至C20烷基或經取代的C2至C20烷基如C2至C11烷基，諸如C8烷基。例如，第三側基可包含N-烷基馬來醯亞胺。
在本發明之實施例中，除第一側基及第二側基之外，該聚合化合物還可視情況額外包含以下類側基之一或多者：- 選自脂族及芳族基團之第三類側基S3；- 形成能夠將該聚合化合物錨定至基板之懸垂側鏈之第四類側基S4(本文稱為錨定側基)；- 形成離子運動抑制劑側基之第五類側基S5。
若需要，側基S3及S4可各自藉由如上所述鍵聯基團L附接至該聚合物主鏈。
應注意，該聚合化合物可包含不含任何側基之重複單元。聚合物主鏈中包含其中無側基附接於該主鏈之重複單元可在如上所述側基間造成規則或不規則間距。
根據本發明實施例之聚合化合物之物理化學性質如玻璃轉移溫度Tg、彈性模量、沉積膜之黏著性、膜光滑度、潤濕性、表面能等可藉由在該聚合物主鏈中併入含有側基S3之重複單元而調整成所需數值，該側基S3係選自視情況經取代如經雜原子取代、經鹵化(諸如經氟化)的支鏈或直鏈脂族及芳族基團，諸如烷基、芳基或烷基芳基、聚醚、矽氧烷或醇類。
S3側基之典型實例包括視情況經氟化如全氟化的C1-C18-烷基如C4-C12-烷基或-醇類，及彼等上文定義為間隔基L之基團。例如，S3基團若為烷基鏈則通常使該聚合物之Tg降低，而S3基團若為芳基則通常使該聚合物之Tg上升。側基S3較佳為線性。在本發明之實施例中，側基S可有助於液晶材料之垂直配向。
在本發明之實施例中，錨定側基S4可較佳地用以將該聚合物錨定至下伏基板。錨定側基S4通常為視情況經取代的C2至C20如C2至C8烴鏈，其在遠離該聚合物主鏈之末端具有官能化基團，該官能化基團能與基板表面上之化學基團形成鍵結如共價鍵結、離子鍵結或氫鍵結，該等化學基團係例如(但不限於)玻璃表面上之自由羥基基團或例如基板表面之初步活化所引入之環氧基、胺基、硫醇或異氰基團。
此等適於錨定側基之官能化基團之非限定性實例包括胺基、羥基、異氰基及縮水甘油基基團。熟習此項技術者將能夠根據基板材料而選擇錨定側基上之適宜官能化作用。
錨定側鏈基團S4之非限制性實例揭示於下列結構式(III)至(VI)中，其中Z代表聚合物主鏈之一部分，且L為間隔基基團，其較佳具有1至10如1至5個間隔基原子之長度，諸如烷基間隔基：
當聚合化合物係用作配向層時，可在該聚合化合物中使用離子運動抑制性基團S5來降低液晶主體材料中移動離子之濃度，並因此降低該液晶主體材料之導電率。離子運動抑制性基團通常為可吸引離子之強極性非離子基團。離子運動抑制性基團之實例為羥基基團及其他物質，包括按慣例稱為離子阱之材料如冠狀化合物。
在本發明之實施例中，該聚合化合物具有至少180℃之玻璃轉移溫度(Tg)。具有高Tg之聚合物可導致更具溫度穩定性的液晶配向。
圖4圖示說明根據本發明實施例之雙面液晶裝置。該液晶裝置300包括第一侷限基板301及第二侷限基板302，其等係相互間隔開。在基板301、302間之空間中，液晶材料303係配置於、夾在該等基板301與302間。
在該第一基板301上配置有與該液晶材料303接觸之表面-導向體配向層304。取決於本發明聚合物上錨定側基之存在，該表面-導向體配向層304可化學鍵結至該基板301。
該表面-導向體配向層304包含至少一種根據本發明實施例之聚合物。因此，該表面-導向體配向層304促進垂面配向，其中液晶材料303至少於或接近面向表面-導向體配向層304之界面處呈小預傾斜角。
專業人員將認識到，本發明液晶裝置300可包括用於在液晶材料303中產生電場之構件。電場之改變通常使液晶材料再定向，亦即導致液晶導向體發生變化。例如此構件可以一對電極來表現。在圖4所述實施例中，第一電極305係配置於配向層304與基板301之間，且第二電極307係配置於第二基板302上。
表面-導向體配向層304在缺少外加電場下將引起液晶材料303之表面-導向體之希望之預傾斜角配向。
第二配向層306係配置於第二基板302與液晶材料303之間。該第二配向層亦可包含本發明聚合物，或者可為另一種類之配向層材料。
此外，專業人員可藉由實踐所主張發明、研習圖式、本發明揭示及隨附申請專利範圍而理解並進行針對所揭示實施例之變化。
實例
現將參考以下實例來說明本發明，以進一步闡明本發明。應注意，提供實驗實例係為闡明本發明，而非意欲限制本發明之範圍。本發明之範圍僅由隨附申請專利範圍界定。
除非另有說明，否則所有實例皆係在室溫及正常大氣條件下進行。
市售化合物係以收貨狀態使用，以下為例外情況：i)使N-乙烯基-吡咯啶酮(NVP)及N-乙烯基-己內醯胺在使用前通過氧化鋁以移除所添加的穩定劑，ii)當需要乾燥THF時，普通THF係在使用前使其通過氧化鋁而加以乾燥。利用經氧化鋁活化之中性布羅克曼1號(Aluminium oxide activated neutral Brockmann 1，58Å)(CAS 1344-28-1)乾燥THF及純化NVP。
在以下所有實例中，係使用熟習此項技術者所熟知之標準反應製備聚合物。聚合配向材料可藉由例如經官能化之馬來醯亞胺與N-乙烯基吡咯啶酮之共聚作用而製得。以下給定此等材料之製備及所用側基。
流程I.樣品液晶原及烷基單體合成。
N-辛基馬來醯亞胺(VIII)：將辛基胺溶於氯仿中，並添加等量馬來酸酐。在室溫下攪拌兩小時後，脫去溶劑。所形成的醯胺酸係在未純化下使用，並溶於乙酸酐中，並添加等量乙酸鈉。使該混合物回流六至八小時，接著在真空下脫去溶劑。利用石油醚/乙酸乙酯2/1或4/1作為溶離劑使殘餘物通過短矽膠管柱。接著使馬來醯亞胺自乙醇或甲醇再次結晶出。此製程適於辛基胺至至少十六烷基胺。己基及更短的 醯亞胺係液體，且必須更為謹慎地利用如上相同條件進行層析。
馬來醯亞胺(XI)：將4.2g(9.55mmol)II、0.93g(9.55mmol)馬來醯亞胺及2.5g(9.55mmol)三苯基膦溶於40ml乾燥四氫呋喃中。逐滴將9.55mmol偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)(4.4ml含於甲苯之40%溶液)添加至該反應混合物中。該混合物在室溫下攪拌三小時，並蒸發至乾燥。將殘餘物溶解於石油醚/乙酸乙酯2/1中，並藉由層析於矽膠上純化。產率：2.8g 56%。1H NMR(CDCl3,δ，圖譜，質子數；1.0,t,3；1.1-1.6三個m，大約20；1.8,m,4；3.5,t,2；4,t,2；4.4,t,2；6.7,s,2；7.0,d,2；7.6,2d,4；8.1,d,2。
馬來醯亞胺(XIII)：將6.5g(13mmol)IX、1.26g(13mmol)馬來醯亞胺及3.4g(13mmol)三苯基膦溶於100ml乾燥四氫呋喃中。逐滴將13mmol偶氮二甲酸二乙酯(5.9ml含於甲苯之40%溶液)添加至該反應混合物中。該混合物在室溫下攪拌三小時，接著蒸發至乾燥。將殘餘物溶解於甲苯/乙酸乙酯4/1中，並藉由層析於矽膠上純化。產率：4.0g 53%。1H NMR(CDCl3,δ，圖譜，質子數；0.9,t,3；1.1-1.6,3m；1.8,m,4；3.5,t,2；3.9,t,2；4.1,t,2；6.7,s,2；6.9,2d,4；7.1,d,2；8.1,d,2。
馬來醯亞胺(XV)：將1.5g(4mmol)XIV、0.40g(4.1mmol)馬來醯亞胺及1.13g(4.1mmol)三苯基膦溶於20ml乾燥THF中，並添加0.72g(4.1mmol)偶氮二甲酸二乙酯(diethylaxodicarboxylate)作為2.19M溶液。該反應混合物在室溫下攪拌5小時。脫去溶劑，並使該殘餘物於石油醚/乙酸乙酯2/1中回流，並進行熱過濾。在真空下移除溶劑，並使該殘餘物自甲醇中再次結晶出，得到受污染產物。利用石油醚/乙酸乙酯2/1作為溶離劑進行層析得到低產率純淨產物，此係因為在再結晶實驗期間有損失。產率：0.3g 0.6mmol,17%。1H NMR(CDCl3,δ，圖譜，質子數；0.9,t,3；1.3,-1.7,3m,12；1.8,m,4； 3.6,t,2；4,t,4；6.7,s,2；6.93,m,4；7.45,m,4。
流程II.二苯甲酮側鏈單之合成。
4-(11-羥基十一烷基氧)-二苯甲酮(XX)：將20mmol(4g)4-羥基二苯甲酮、20mmol(5g)11-溴-1-十一烷醇及25mmol(3.4g)無水碳酸鉀添加至100ml丁酮中，並加熱至80℃，持續6天。對該混合物進行熱過濾，脫去溶劑，並使殘餘物自甲醇中再次結晶出。產率：4.8g(64%)。1H NMR(CDCl3,δ，圖譜，質子數；1.3 bs,12；1.4-1.6,2m,4；1.8,m,2；3.65,t,2；4.05,t,2；6.95,d,2；7.47,m,2；7.58,m,1；7.75,d2；7.82,d,2。
4-(11-馬來醯亞胺基十一烷基氧)-二苯甲酮(XVI)：將1.5g(4.0mmol)XX、0.40g(4.1mmol)馬來醯亞胺及1.13g(4.1mmol)三苯基膦溶於20ml乾燥THF中，並添加0.72g(4.1mmol)偶氮二甲酸二乙酯(diethylaxodicarboxylate)作為2.19M甲苯溶液。使該反應混合物在室溫下攪拌隔夜。脫去溶劑，並將殘餘物溶解於石油醚/乙酸乙酯2/1中加熱並過濾。在真空下將溶劑移除至適宜體積，並利用石油醚/乙酸乙酯2/1作為溶離劑進行管柱層析。產率：1.2g,67%。1H NMR(CDCl3，δ，圖譜，質子數：1.2-1.65,3m,16；1.8,m,2；3.5,t,2；4.05,t,2；6.7,s,2；7,d,2；7.47,m,2；7.58,m,1；7.75,d2；7.82,d,2。
流程III. 馬來醯亞胺聚合物之合成。
XVIII：將0.3mmol(150mg)馬來醯亞胺XVII、0.2mmol(90mg)XVI、1.5mmol(313mg)N-辛基馬來醯亞胺、2.0mmol(222mg)N-乙烯基吡咯啶酮及15mg 2,2'-偶氮雙(2-甲基丙腈)(AIBN)溶於15ml苯中。於60度油浴中進行聚合反應達18小時。藉由三次自若干ml氯仿至甲醇之再沈澱而進行純化。產率為66%。相對側基比例與根據NMR之添加比例相當一致。第一側基(二苯甲酮)對第二側基之比例為2：3。
流程IV. 丙烯酸酯聚合物之合成。
11-(4-苯甲醯基苯氧基)十一烷基丙-2-烯酸酯)(XIX)：將1.84g(5mmol)([4-(11-羥基十一烷氧基)二苯甲酮)(XX)溶於25ml氯仿中，並添加2g(28mmol)三乙胺。使該混合物於冰浴中冷卻，並利用注射器添加0.5g(5.1mmol)丙烯醯氯。使該混合物在冷卻的同時攪拌達2h，接著在室溫下攪拌2h。將該反應混合物傾倒於水中，以鹽酸加以酸化，接著使兩種相分離。以氯仿萃取水相，及利用水及鹽水清洗經合併有機層。在經乾燥及蒸發至乾燥後，於矽膠上利用石油醚/乙酸乙酯2/1作為溶離劑對產物進行層析。產率為1.0g 47%。1H-NMR光譜與結構一致。
(4-己氧基苯基)4-(6-丙-2-烯醯基氧基己氧基)苯甲酸酯(XXI)：使1.6g(3.9mmol)(4-己氧基苯基)4-(6-羥基己氧基)苯甲酸酯、0.9g(12.7mmol)三乙胺及0.36g(4mmol)丙烯醯氯於25ml氯仿中進行反 應。對該混合物攪拌隔夜。使用與XIX相同之處理程序，不同之處在於利用石油醚/乙酸乙酯4/1作為溶離劑。產率：1.14g 62%。1H-NMR光譜與結構一致。
丙烯酸酯聚合物(XXII)：將140mg(0.3mmol)XXI、127mg(0.3mmol)XIX、218mg(1.4mmol)丙烯酸己酯及9mg(0.06mmol)AIBN溶於10ml苯中。丙烯酸己酯中之穩定劑已經藉由使其通過氧化鋁而移除。施加10個真空及引入氮氣之重複週期對該反應混合物進行脫氣。使經攪拌混合物於80℃下聚合18h。然後脫去大部分溶劑，並使殘餘物沈澱於甲醇中。使該聚合物自氯仿再沈澱於甲醇中三次。產率：0.20g 41%。1H-NMR光譜顯示，聚合物組合物與所添加組分之比例係一致。第一側基(二苯甲酮)對第二側基之比例為1：1。
產生傾斜角之高T g 光配向材料
流程V. 乙烯基吡咯啶酮馬來醯亞胺聚合物之合成。
XXIII：將0.1mmol(45mg)VA馬來醯亞胺XV、0.1mmol(45mg)二苯甲酮XVI、0.3mmol(52mg)苯基馬來醯亞胺、0.5mmol(56mg)N-乙烯基吡咯啶酮及4mg 2,2'-偶氮雙(2-甲基丙腈)(AIBN)溶於4ml苯中。於60度油浴中進行聚合反應達47小時。藉由兩次自若干ml氯仿至甲醇之再沈澱而進行純化。產率為55%，110mg。第一側基(二苯甲酮)對第二側基之比例為2：3。
XXIV：將0.1mmol(45mg)VA馬來醯亞胺XV、0.05mmol(23mg)二苯甲酮XVI、0.35mmol(60mg)苯基馬來醯亞胺、0.5mmol(56mg)N-乙烯基吡咯啶酮及4mg 2,2'-偶氮雙(2-甲基丙腈)(AIBN)溶於4ml苯中。於60度油浴中進行聚合反應達48小時。藉由兩次自若干ml氯仿至甲醇之再沈澱而進行純化。產率為22%，40mg。第一側基(二苯甲酮)對第二側基之比例為1：1。
製備液晶晶胞之一般方法
a)聚合物溶液之製備：由本發明共聚物製成之配向層係由該共聚物含於溶劑如NMP及PGMEA之0.2-5%溶液沉積而來。首先使該共聚物溶液經0.2μm過濾器過濾。
b)該共聚物之沉積：將該共聚物溶液塗佈於清潔玻璃基板表面上，該等基板具有自ITO例如借助於旋塗機(速度為3000rps)預先製造之透明導電電極。使該等基板在室溫下維持一段時間，以容許溶劑蒸發。若使該等基板維持在高溫(例如80-120℃)下，則可縮短此過程。
c)該共聚物之光定向：塗覆有光敏感共聚物之實驗基板之UV照明係在標準USHIO設備(通常為UV System USHIO DEEP，型號：UIS-S2511KK-AKB01)中，自不含UV濾光器之高壓汞UV燈產生5mW/cm2線性偏振光而進行。本發明人所採用的燈分別具有250nm至320nm及365nm之有效光波長。該樣品係經由將所有波長切割成低於290nm之UV濾光器進行照射。光偏振方向係在入射平面內。
d)晶胞製備：實驗液晶晶胞係由兩塊相互平行裝配並以若干μm距離間隔開之基板組成。該等基板間之距離通常係由玻璃或聚合物間隔物固定。該等基板係以其等覆蓋有配向層之表面彼此相向。其等所形成之晶胞間隙係借助於毛細管力經液晶填充。
e)該等共聚物之配向特性之評估：藉由由本發明共聚物製成之配向層所促成之實驗晶胞中液晶之配向之評估係借助於偏光顯微鏡及/ 或穆勒(Muller)矩陣光譜儀而評估(I.Dahl,Meas.Sci.Technol.12,1938,2001)。
晶胞之製備及利用化合物XVIII及XXIII作為配向層之傾斜角研究
利用含於PGMEA之1% XVIII：將1wt%含於PGMEA之XVIII旋塗於基板上(以2000rpm持續30秒)，並在100℃下維持15分鐘。利用線性偏振UV光(利用290nm濾光器移除低於290nm之UV光)以45°(傾斜入射)照射該基板。光偏振係在入射平面內。以此方式生產之兩塊基板係彼此平行地裝配於習知夾層晶胞中，其中沉積於該等表面上之配向膜係彼此相向。該等基板經配置以形成約4μm經液晶填充之間隙。該等基板係以使該等基板之照射方向係反向平行之方式進行定向，以形成所謂反向平行液晶晶胞。液晶材料MLC 6608(Merck)(△ε<0)在等方向性溫度下填充晶胞間隙。
已發現，液晶分子之預傾斜角隨著曝露時間而增加，參見表1。
上文中，「VA」係指垂直配向，而「PA」係指平面配向。在本說明書範圍內，亦將具有小傾斜角之PA視作平面配向。
利用含於PGMEA之1% XXIII：將1wt%含於PGMEA之XXIII旋塗於基板上(以2000rpm持續30秒)，並在100℃下維持15分鐘。利用線性偏振UV光(利用290nm濾光器移除低於290nm之UV光)以45°(傾斜 入射)照射該基板。光偏振係在入射平面內。以此方式生產之兩塊基板係彼此平行地裝配於習知夾層晶胞中，其中沉積於該等表面上之配向膜係彼此相向。該等基板經配置以形成約4μm經液晶填充之間隙。該等基板係以使該等基板之照射方向係反向平行之方式進行定向，以形成所謂反向平行液晶晶胞。液晶材料MLC 6608(Merck)(△ε<0)在等方向性溫度下填充晶胞間隙。
再次，已發現，LC分子之傾斜角隨著曝露時間而增加，參見表2。
上文中，「VA」係指垂直配向，而「PA」係指平面配向。在本說明書範圍內，亦將具有小傾斜角之PA視作平面配向。
專業人員瞭解本發明絕不限於上述較佳實施例，相反，在隨附申請專利範圍之範圍內可作出許多修改及變化。
在申請專利範圍中，單字「包括」並不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」並不排除複數。單個處理器(processor)或其他單元可執行申請專利範圍中所述若干條目之功能。在彼此不同的附屬項中所列舉特定措施之純粹事實並不表示無法有利地使用此等措施之組合。
201‧‧‧基板
204‧‧‧重複單元
205‧‧‧重複單元
206‧‧‧第一側基
207‧‧‧第二側基
208‧‧‧光官能部分
209‧‧‧聚合物主鏈
210‧‧‧線性偏振電磁輻射

Claims (21)

  1. 一種用於表面-導向體配向層之聚合化合物，該聚合化合物包含：聚合物主鏈(209)，其包含重複單元(204、205)；附接至該等重複單元中至少一些之第一側基(206)，該第一側基包含光官能部分(208)，其包含至少一個二苯甲酮部分或其衍生物；及附接至該等重複單元中至少一些之第二側基(207)；該第二側基具有能誘導液晶材料之垂直配向之明顯形狀各向異性。
  2. 如請求項1之聚合化合物，其中該光官能部分具光反應性。
  3. 如請求項1或2之聚合化合物，其中該第二側基具有線性各向異性，其中長軸沿著該第二側基之主要延伸方向延伸，而短軸垂直於該長軸，且其中該第二側基係附接於該等重複單元之對端。
  4. 如請求項1或2之聚合化合物，其中該第一側基具有以下通式(I)： 其中L1為附接至該重複單元之鍵聯基團，該L1包含3至30個鍵聯原子； R1為氫、鹵素、C1至C20烷基、經取代的C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、經取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、經取代的C1至C20烯基、C1至C20炔基、經取代的C1至C20炔基、C1至C20胺基烷基、或經取代的C1至C20胺基烷基；n為0至4；R2及R3各自獨立為氫、鹵素、C1至C3烷基、經取代的C1至C3烷基、C1至C3烷氧基、經取代的C1至C3烷氧基、C1至C3胺基烷基、經取代的C1至C3胺基烷基；且其中該第二側基具有以下通式(II)： 其中L2為附接至該重複單元之鍵聯基團，該L2包含3至30個鍵聯原子；m為0或1X為-COO-、-CH=CH-、或-C≡C-；R4為氫、鹵素、C1至C20烷基、經取代的C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、經取代的C1至C20烷氧基、C1至C20烯基、經取代的C1至C20烯基、C1至C20炔基、經取代的C1至C20炔基、C1至C20胺基烷基、經取代的C1至C20胺基烷基；n為0至4； R5及R6各自獨立為氫、鹵素、C1至C3烷基、經取代的C1至C3烷基、C1至C3烷氧基、經取代的C1至C3烷氧基、C1至C3胺基烷基、經取代的C1至C3胺基烷基。
  5. 如請求項4之聚合化合物，其中L1比L2多包含多達10個鍵聯原子。
  6. 如請求項4之聚合化合物，其中L1比L2多包含多達6個鍵聯原子，且其中R1為氫或鹵素，且R4為C3至C6烷基或C3至C6烷氧基。
  7. 如請求項4之聚合化合物，其中L1及L2各自獨立為C1至C30烷基、經取代的C1至C30烷基、C1至C30烷氧基、經取代的C1至C30烷氧基、C1至C30烯基、經取代的C1至C30烯基、C1至C30炔基、經取代的C1至C30炔基、C1至C30胺基烷基、或經取代的C1至C30胺基烷基。
  8. 如請求項1或2之聚合化合物，其中該聚合化合物中該第一側基之數目與該第二側基之數目間之比例係於10：1至1：100之範圍，諸如2：1至1：10。
  9. 如請求項1或2之聚合化合物，其中該聚合化合物中該第一側基之數目與該等重複單元之總數目間之比例係於1：1至1：100之範圍。
  10. 如請求項1或2之聚合化合物，其中該等重複單元包括選自馬來醯亞胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、苯乙烯、N-乙烯基內醯胺單體及其衍生物，及其混合物之第一重複單元。
  11. 如請求項4之聚合化合物，其中該第一重複單元為馬來醯亞胺，L1為C11烷氧基；R1、R2及R3為氫；L2及R4為C6烷氧基；R5為H或N-烷基醯胺；R6為H或N-烷基醯胺；m為1；且X為-COO-。
  12. 如請求項4之聚合化合物，其中該第一重複單元為丙烯酸酯，L1為C11烷氧基；R1、R2及R3為氫；L2及R4為C6烷氧基；R5為H或N- 烷基醯胺；R6為H或N-烷基醯胺；m為1；且X為-COO-。
  13. 如請求項10之聚合化合物，其中該等重複單元進一步包括第二類重複單元，其係選自馬來醯亞胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、苯乙烯、N-乙烯基內醯胺單體或其混合物之至少一者、及其衍生物、及其混合物，其中該第二類重複單元係不同於該第一類重複單元，且其中該等第二重複單元中至少一些經該第一側基官能化及/或該等第二重複單元中至少一些經該第二側基官能化。
  14. 一種表面-導向體配向層，其包括至少一種如請求項1至13中任一項之聚合化合物。
  15. 一種液晶裝置(300)，其包括至少一侷限基板(301、302)；液晶主體材料(303)；及配置於該至少一侷限基板與該液晶主體材料之間之表面-導向體配向層(304)，該表面-導向體配向層係與該液晶主體材料之表面接觸，導致包含在該液晶主體材料中之液晶分子在缺少外加電場下相對於該表面-導向體配向層表面形成希望之預傾斜角，其中該表面-導向體配向層包含如請求項1至13中任一項之聚合化合物。
  16. 如請求項15之液晶裝置，其中該預傾斜角可藉由對該表面-導向體配向層進行光照射而加以控制。
  17. 如請求項15之液晶裝置，其中該預傾斜角相對於該表面-導向體配向層之平面係於85°至89.5°之範圍。
  18. 一種表面-導向體配向層之光定向之方法，其包括以下步驟：提供一基板；將如請求項1之聚合化合物施加於該基板表面以提供表面導向 體配向層；及利用電磁輻射以相對於該基板法線呈於1°至89°範圍之入射角照射該表面-導向體配向層，該電磁輻射在入射平面經線性偏振，且具有於200nm至400nm範圍之波長。
  19. 一種製造如請求項15之液晶裝置之方法，其包括以下步驟：提供一基板；於該基板上提供第一電極層；將如請求項1之聚合化合物施加於該第一電極層表面上以提供表面導向體配向層；利用電磁輻射以相對於該基板法線呈於1°至89°範圍之入射角照射該表面-導向體配向層，該電磁輻射在入射平面經線性偏振，且具有於200nm至400nm範圍之波長；及配置與該配向層接觸之液晶材料。
  20. 一種如請求項1至13中任一項之聚合化合物於用於液晶裝置之配向層之用途。
  21. 一種包括如請求項15之液晶裝置之顯示器或由如請求項19之方法所生產之顯示器。
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