DE69029683T3

DE69029683T3 - Verfahren zur Orientierung eines Flüssigkristallpolymers

Info

Publication number: DE69029683T3
Application number: DE69029683T
Authority: DE
Inventors: Shigeki Iida; Yasuyuki Takiguchi; Takehiro Toyooka
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2010-06-06
Also published as: EP0402103A3; DE69029683D1; DE69029683T2; EP0402103B1; JP2662814B2; JPH039321A; US5147682A; EP0402103A2; EP0402103B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Orientierung eines Flüssigkristall-Polymeren und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristall-Polymeren mit einer Lichtsteuerungsfunktion, die sich beispielsweise auf dem Gebiet der Optoelektronik einsetzen läßt.
Bei Verwendung eines Flüssigkristallmaterials in einer Vorrichtung ist es im allgemeinen erforderlich, die Flüssigkristalle in einer vorbestimmten Anordnung (Orientierung) einzusetzen. Eine derartige molekulare Orientierung variiert in Abhängigkeit von äußeren Einwirkungen, z. B. in Abhängigkeit von elektrischen Feldern, magnetischen Feldern, Scherkräften oder Grenzflächen. Anwendungsmöglichkeiten für Flüssigkristallmaterialien für verschiedenartige optoelektronische Vorrichtungen wurden entwickelt, wobei man sich der Lichtsteuerungsfunktion aufgrund einer derartigen Veränderung der Orientierung bedient.
Flüssigkristalle werden im allgemeinen in hochmolekulare und niedermolekulare Materialien eingeteilt. Hochmolekulare (polymere) Flüssigkristalle weisen die Eigenschaft auf, daß sie bei Fixierung des orientierten Zustands von Flüssigkristallen unter Fixierung ihrer Funktionen eingesetzt werden können und auf Gebieten Anwendung finden, die sich von den Anwendungsmöglichkeiten niedermolekularer Flüssigkristalle unterscheiden. Als Anwendungsmöglichkeiten lassen sich beispielsweise erwähnen: Orientierungsfilme für niedermolekulare Flüssigkristalle (vergl. JP-A-61-42618), nicht-lineare optische Vorrichtungen (vergl. JP-A-62-201419), zirkulare Polarisationsfilter und Kerbfilter (vergl. JP-A-60-191203), optische Speicher (vergl. JP-A-62-66990) und Farbkompensationsplatten für Flüssigkristallanzeigen. Für die praktische Anwendung ist es erforderlich, daß die molekulare Orientierung im hohem Maße kontrolliert wird. Beispielsweise wird eine Farbkompensationsplatte für eine Flüssigkristallanzeige und insbesondere eine Farbkompensationsplatte für eine Flüssigkristallanzeige im superverdrillten nematischen Zustand (STN) zwischen einer Flüssigkristallzelle und einer Polarisationsplatte einer Flüssigkristallanzeige vom STN-Typ angeordnet, um die Färbung aufgrund des bei einer STN-Flüssigkristallanzeige vorhandenen Doppelbrechungseffekts zu beseitigen. Die Farbkompensationsplatte für die Flüssigkristallanzeige dient zur Neuanordnung von elliptisch polarisiertem Licht mit einem elliptischen Koeffizienten und einem Scheitelwinkel, die in Abhängigkeit von der Wellenlänge nach dem Durchlaufen der Zelle erneut in linear polarisiertes Licht von gleichmäßigem Scheitelwinkel abgeändert werden. Eine derartige Funktion kann sich nur entwickeln, wenn hochmolekulare Flüssigkristallmaterialien in horizontaler Richtung mit einem hohen Grad von Regelmäßigkeit und hoher Homogenität in einer bestimmten Richtung orientiert werden.
Im übrigen wurde bereits ein Verfahren zur Steuerung des orientierten Zustands von niedermolekularen Flüssigkristallen unter Verwendung eines Orientierungsfilms eingeführt. Dieses Verfahren stellt eine grundlegende Technik für verdrillt nematische oder STN-Flüssigkristallanzeigen dar. Andererseits ist als ein Verfahren zur Steuerung des orientierten Zustands von hochmolekularen (polymeren) Flüssigkristallen eine Orientierungstechnik mit höheren Ordnungsparametern, als sie bei niedermolekularen Flüssigkristallen gegeben sind, ein Verfahren bekannt, bei dem eine äußere Kraft, beispielsweise eine Scherspannung oder ein elektrisches oder magnetisches Feld in einem bestimmten beschränkten Bereich bei beliebigen nematischen, smektischen oder cholesterischen Flüssigkristallen angelegt wird. Jedoch ist ein derartiges Verfahren insofern nachteilhaft, als die Steuerung der Orientierung über einen großen Bereich hinweg unmöglich ist oder die uniaxiale Orientierung innerhalb einer Ebene nicht gesteuert werden kann, selbst wenn eine horizontale Orientierung vorgenommen wird. Dies bedeutet, daß eine derartige Technik nicht als wirksam in bezug auf eine hochgradige Orientierungssteuerung von hochmolekularen (polymeren) Flüssigkristallen bezeichnet wer den kann und eine Fixierung des orientierten Zustands nicht erreicht worden ist.
Es besteht ein Bedürfnis zur Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer flüssigkristallinen, polymeren, dünnen Folie, die in einer gleichmäßigen Richtung innerhalb einer Ebene parallel zum Substrat ohne Aufteilung in Domänen orientiert ist.
Als Ergebnis von durch die Erfinder durchgeführten Untersuchungen mit dem Ziel, eine genaue Steuerung der Orientierung von flüssigkristallinen Polymeren bereitzustellen, wurde festgestellt, daß sich eine flüssigkristalline, polymere Folie mit hochgradiger paralleler Orientierung zur Reiberichtung erhalten läßt, indem man eine bestimmte Art eines flüssigkristallinen Polymeren auf einem Kunststoffsubstrat, das einer Reibebehandlung unterzogen worden ist, abscheidet und ferner die erhaltene flüssigkristalline polymere Folie einer Wärmebehandlung bei einer solchen Temperatur, daß das flüssigkristalline Polymere eine Flüssigkristallphase aufweist, unterzieht. Auf der Grundlage dieses Befunds wurde die Erfindung fertiggestellt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer orientierten Folie aus einer polymeren Verbindung bereit, wobei die polymere Verbindung thermotrope Flüssigkristalleigenschaften und einen Glasübergangspunkt von mindestens 30ºC besitzt und wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Anwenden einer Reibebehandlung mit einer Reibebelastung von 1 bis 200 g/cm² auf eine Oberfläche eines Kunststoffsubstrats, Auftragen und Trocknen einer Lösung der polymeren Verbindung auf der Oberfläche und Wärmebehandeln des gebildeten Schichtmaterials bei einer Temperatur, bei der die polymere Verbindung eine Flüssigkristallphase zeigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Orientierung eines flüssigkristallinen Polymeren umfaßt die feste Laminierung einer Folie einer polymeren Verbindung mit thermotroper Flüssigkristallbeschaffenheit (Überzugsfilm aus einer polymeren Verbindung) auf eine Oberfläche eines einer Reibebehandlung unterzogenen Kunststoffsubstrats und die Durchführung einer Wärmebehandlung an der erhaltenen Folie bei einer Temperatur, bei der das flüssigkristalline Polymere eine Flüssigkristallphase zeigt.
Als typische Beispiele für Kunststoffolien, die der Reibebehandlung unterzogen werden und die als Kunststoffsubstrat verwendet werden, lassen sich erwähnen: Polyethylentherephthalat, Polyallylat, Polyethylennaphthalat, Polybutylenterephthalat, Polyetheretherketon, Polyethylen, Polycarbonat, Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Polyimid, Polyamidimid und Polyetherimid. Bezüglich der Dicke des Kunststoffilms gibt es keine speziellen Beschränkungen, sie liegt jedoch im Hinblick auf die Produktivität nicht unter 5 um und beträgt vorzugsweise 20 um bis 1 mm. Es ist erforderlich, daß eine Kunststoffolie bei der Temperatur zur Orientierung des flüssigkristallinen Polymeren eine ausreichende physikalische Festigkeit aufweist. Als eine derartige Kunststoffolie lassen sich eine Folie, die mit einer weiteren Folie laminiert ist und eine gereckte Kunststoffolie verwenden.
Die Kunststoffolie wird einer Reibebehandlung in einer bestimmten Richtung auf der Kontaktseite mit den Flüssigkristallen unterzogen. Zur Durchführung der Reibebehandlung der Kunststoffolie kann die Oberfläche der Kunststoffolie in einer Richtung gerieben werden, indem man direkt ein Tuch · oder ein Tuch, auf das Baumwolle, Polyester, Nylonfasern und dergl. aufgebracht sind, oder einen Schwamm aus Polyurethan, Nylon und dergl. verwendet. Die Reibebelastung beträgt 1 bis 200 g/cm² und vorzugsweise 20 bis 150 g/cm².
Es können beliebige Flüssigkristallpolymere verwendet werden, die eine thermotrope Beschaffenheit aufweisen. Ein flüssigkristalliner, polymerer Film wird auf ein Kunststoffsubstrat, das einer Reibebehandlung unterworfen worden ist, aufgebracht, indem man eine Direktbeschichtung bei einer Temperatur oberhalb des Glasübergangspunkts, bei der das flüssigkristalline Polymere eine fließfähige Beschaffenheit zeigt, unterwirft, oder durch ein Verfahren, bei dem man das flüssigkristalline Polymere in einem Lösungsmittel löst und die Lösung aufbringt. Im Hinblick auf die gleichmäßige Filmdicke erweist sich das Lösungsbeschichtungsverfahren als besonders vorteilhaft.
Obgleich hinsichtlich der Art des Lösungsmittels für das flüssigkristalline Polymere in Abhängigkeit von der Art und dem Polymerisationsgrad des flüssigkristallinen Polymeren Unterschiede bestehen, können folgende Lösungsmittel verwendet werden; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Dichlorethan, Trichlorethan, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen und o-Dichlorbenzol; Lösungsmittelgemische aus halogenierten Kohlenwasserstoffen und phenolischen Lösungsmitteln, wie Phenol, o-Chlorphenol oder Cresol; aprotische polare Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon; und Etherlösungsmittel, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan. Es ist erforderlich, ein Lösungsmittel auszuwählen, das zum Lösen eines flüssigkristallinen Polymeren, aber nicht zum Lösen der Kunststoffolie befähigt ist. Die Konzentration der Lösung variiert je nach dem Beschichtungsverfahren, der Viskosität des Polymeren und dergl. Üblicherweise liegt die Konzentration im Bereich von 5 bis 50 Gew.-% und vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.-%. Als Beschichtungsverfahren lassen sich beispielsweise das Schleuderbeschichtungsverfabren, das Walzenbeschichtungsverfahren, das Tiefdruckbeschichtungsverfahren oder das Tauchverfahren erwähnen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, ein Verfahren zur Orientierung einer flüssigkristallinen, polymeren Folie anzuwenden, indem man nur eine Oberfläche davon mit einer (gereckten) polymeren Folie in Kontakt bringt. Ein Verfahren, bei dem man eine Reibebehandlung und ein Kontaktieren mit einer flüssigkristallinen polymeren Folie auf beiden Oberflächen des Kunststoffsubstrats durchführt, oder ein Verfahren, bei dem man einen Kontaktvorgang eines anderen, einer Orientierungsbehandlung unterzogenen Substrats mit dem vorstehend beschriebenen Kunststoffsubstrat durchführt, kann ebenfalls in Betracht gezogen werden, jedoch läßt sich in diesem Fall nicht in einfacher Weise eine ausreichende molekulare Anordnung (Orientierung) erreichen, was auf die hohe Viskosität, die bei den polymeren Flüssigkristallen naturgemäß gegeben ist, zurückzuführen ist.
Bei der Temperatur für die Wärmebehandlung beim Anordnen (Orientierung) des flüssigkristallinen Polymeren handelt es sich um eine Temperatur, bei der das flüssigkristalline Polymere eine Flüssigkristallphase zeigt, d. h. eine Temperatur oberhalb des Glasübergangspunkts des flüssigkristallinen Polymeren. Im Hinblick auf eine Unterstützung der Orientierung durch den Grenzflächeneffekt des der Reibebehandlung unterzogenen Kunststoffsubstrats erweist sich eine geringere Viskosität des Polymeren als günstiger, so daß dementsprechend höhere Temperaturen bevorzugt werden. Jedoch werden zu hohe Temperaturen nicht bevorzugt, da dies zu einer Kostensteigerung und einer Beeinträchtigung der Durchführbarkeit führt. Ferner weisen bestimmte Arten von flüssigkristallinen Polymeren eine isotrope Phase in einem Temperaturbereich, der über einer nematischen Phase liegt, auf; es gelingt aber häufig nicht, eine gleichmäßige Orientierung zu erreichen, selbst wenn eine Wärmebehandlung in einem derart hohen Temperaturbereich durchgeführt wird. Wie vorstehend beschrieben, liegt die Temperatur für die Wärmebehandlung oberhalb des Glasübergangspunkts des flüssigkristallinen Polymeren und unterhalb des Übergangspunkts in die isotrope Phase. Die Temperatur für die Wärmebehandlung wird durch den mesomorphen Temperaturbereich der polymeren Flüssigkristalle und die Wärmestabilität des Substrats festgelegt. Im allgemeinen liegt die bevorzugte Temperatur für die Wärmebehandlung im Bereich von 50 bis 300ºC und insbesondere von 100 bis 250ºC. Im Hinblick auf dens Zusammenhang mit der Phase des flüssigkristallinen Polymeren ist es bevorzugt, daß das flüssigkristalline Polymere bei der Wärmebehandlungstemperatur eine nematische Phase oder eine cholesterische Phase aufweist. Mit einer smektischen Phase läßt sich aufgrund der hohen Viskosität nicht leicht eine gleichmäßige Orientierung erzielen. Die Zeitspanne für die Wärmebehandlung, die zur Erzielung einer ausreichenden Orientierung in einem flüssigkristallinen Zustand auf einem einer Reibebehandlung unterzogenen Kunststoffsubstrat erforderlich ist, variiert je nach der Zusammensetzung und dem Molekulargewicht des Polymeren und läßt sich nicht allgemein festlegen. Jedoch wird eine Zeitspanne im Bereich von 10 Se kunden bis 2 Stunden und insbesondere von 30 Sekunden bis 1 Stunde bevorzugt. Bei einer Zeitspanne unter 10 Sekunden ergibt sich eine unzureichende Orientierung.
Die erfindungsgemäße flüssigkristalline, polymere Folie weist eine thermotrope Natur auf. Als typische Beispiele lassen sich speziell flüssigkristalline Polymere von Hauptkettentyp mit einem flüssigkristallinen Rest in der Hauptkette erwähnen, z. B. Polyester, Polyesteramide, Polycarbonate und Polyether der Formel:
-(-M¹-X¹-)-(-A¹-X²-)-
worin X¹ und X² jeweils -COO-, -CONH-, -OCO-, -O- und dergl. bedeuten,
M¹ die Bedeutung -Ph-COO-Ph-,
-Ph-Ph-, -Ph-Ph-COO-Ph-, -Ph-N=CH-Ph- und dergl. hat;
A¹ die Bedeutung -(-CH&sub2;-)-n, -(-CH&sub2;CH&sub2;O-)-n,
und dergl. hat, (worin Ph eine Phenylengruppe bedeutet,
die Bedeutungen
oder
hat,
* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet und n eine ganze Zahl von 0 bis 18 darstellt),
Vinyl- und Siloxanpolymere der folgenden Formel (5):
worin L folgende Bedeutungen hat:
und dergl.,
A² die Bedeutungen -(-CH&sub2;-)-n, -(-CH&sub2;CH&sub2;O-)-n,
und dergl. hat,
M² die Bedeutungen -Ph-Ph-R³, -O-Ph-Ph-R³, -Ph-COO-Ph-R³, -O-Ph-COO-Ph-R³, -Ph-COO-Ph-R³, -O-Ph-OCO-Ph-R³, -Ph-Ph-COO-Ph-R³, -O-Ph-Ph-COO-Ph-R³, -Ph-COO-Ph-Ph-R³, -O-Ph-COO-Ph-Ph-R³, -Ph-Ph-OCO-Ph-R³, -O-Ph-OCO-Ph-Ph-R³, -Ph-OCO-Ph-Ph-R³, -O-Ph-OCO-Ph-Ph-R³ und dergl. hat, (worin R³ ein Wasserstoffatom, eine (C&sub3;-C&sub1;&sub8;)-Alkylgruppe, eine (C&sub1;-C&sub1;&sub8;)-Alkoxygruppe, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe oder eine Cyanogruppe bedeutet und n eine ganze Zahl von 0 bis 18 ist) und dergl.
In der flüssigkristallinen, polymeren Folie, die im Flüssigkristallzustand orientiert ist, kann der Orientierungszustand durch Kühlen auf eine Temperatur unterhalb des Glasübergangspunkts fixiert werden. In einer Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren daher nach der Wärmebehandlung eine Abkühlung des Laminats auf eine Temperatur unter dem Glasübergangspunkt der polymeren Verbindung.
Hinsichtlich der Abkühlgeschwindigkeit gibt es keine speziellen Beschränkungen. Es reicht aus, das Produkt lediglich von einer erwärmten Atmosphäre in eine Atmosphäre unterhalb des Glasübergangspunkts zu bringen.
Die Filmdicke des flüssigkristallinen Polymeren liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von nicht mehr als 100 um und insbesondere von 0,02 bis 50 um. Übersteigt die Dicke 100 um, ist es schwierig, eine gleichmäßige Orientierung zu erzielen.
Das Substrat mit einem flüssigkristallinen, polymeren, dünnen Film wird nahe bei Raumtemperatur eingesetzt. Beim Fixieren des orientierten Zustands der Flüssigkristalle durch Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb des Glasübergangs punkts liegt der Glasübergangspunkt des flüssigkristallinen Polymeren vorzugsweise nicht unter 50ºC. Liegt der Glasübergangspunkt unter 30ºC, so kann die fixierte Flüssigkristallstruktur gelegentlich verändert werden, wenn ein Einsatz nahe bei Raumtemperatur erfolgt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können optisch aktive Gruppen in das flüssigkristalline Polymere eingeführt werden oder es kann eine flüssigkristalline, hochmolekulare Verbindung, eine flüssigkristalline, niedermolekulare Verbindung, ein nicht-flüssiges kristallines Material und dergl. mit optisch aktiven Gruppen einverleibt werden, so daß eine cholesterische Phase gebildet wird.
Als Anwendungsgebiete lassen sich elliptisch polarisierte Filter, Kerbfilter, optische Speicher oder Lichtspeicher unter Ausnutzung einer selektiven Reflexion der cholesterischen Phase, Farbkompensationsplatten für Flüssigkristallanzeigen vom STN-Typ und dergl. erwähnen. In diesem Fall sind Moleküle des flüssigkristallinen Polymeren in Kontakt mit dem Substrat (der Reibebehandlung unterzogene Kunststofffolie) parallel zur Reiberichtung des Substrats orientiert und bilden eine verdrillte Struktur entsprechend der Ganghöhe des flüssigkristallinen Polymeren in Dickenrichtung.
Die erhaltene Folie kann direkt eingesetzt werden oder mit einer Schutzschicht aus durchsichtigen Kunststoff versehen werden. Ferner kann sie in Kombination mit anderen optischen Vorrichtungen, z. B. einer Polarisationsplatte, verwendet werden.
Da sich erfindungsgemäß ein Film aus einem flüssigkristallinen Polymeren erhalten läßt, der horizontal verläuft und in bezug auf die Richtung gesteuert ist, indem man ein Laminat aus einem Kunststoffsubstrat, das einer Reibebehandlung unterzogen worden ist, und einem Überzugsfilm aus einer flüssigkristallinen, polymeren Lösung einfach erwärmt und sodann abkühlt, ergeben sich einfache Herstellungseinrichtungen und eine hohe Produktivität. Ferner ist die auf diese Weise erhaltene, orientierte, flüssigkristalline, polymere Folie gleichmäßig und durchsichtig und weist eine einzeldomänige Struktur von hervorragender optischer Beschaffenheit auf. Ferner ist es möglich, eine verdrillte Struktur unter Verwendung eines cholesterischen, flüssigkristallinen Polymeren zu erhalten. Die Ausnutzung derartiger Merkmale ist auf dem Gebiet der Kompensationsplatten für flüssigkristalline optische Anzeigefilter, für Speichermedien und nicht-lineare optische Vorrichtungen von sehr großem gewerblichen Wert.

Beispiele

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Diese Beispiele sollen aber den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken.

Beispiel 1

Eine Oberfläche einer uniaxial gereckten Polyesterfolie von etwa 100 um Dicke (Handelsbezeichnung Lumilar U20, Produkt der Fa. Toray Co. Ltd.) wurde einer fünfmaligen Reibebehandlung unter Verwendung eines mit Baumwolle belegten Tuchs in einem Winkel von 45º zur Reckachse mit einer Geschwindigkeit von 15 cm/sec bei einer Belastung von 100 g/cm² unterzogen.
Eine Tetrachlorethanlösung mit einem Gehalt an 20 Gew.-% eines flüssigkristallinen Polymeren (razemische Modifikation) mit einer nematischen Phase der folgenden Formel
(Glasübergangspunkt 44ºC, nematische Phase - anisotrope Phase Flüssig-Übergangspunkt: 150ºC) wurde auf die der Reibebehandlung unterzogene Oberfläche durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren aufgebracht und sodann bei 70ºC unter Bildung eines Films von etwa 4 um Dicke getrocknet. Die Probe wurde einer 30-minütigen Wärmebehandlung bei 130ºC unterworfen.
Die Probe war auf ihrer gesamten Oberfläche durchsichtig und gleicbmäßig (10 cm · 10 cm) und zeigte keine Orientierungsdefekte, z. B. eine Diskriminierung. Ferner wurde eine auf die gleiche Weise hergestellte winzige Probe (2 cm · 2 cm) unter einem Polarisationsmikroskop mit gekreuzten Nicol schen Prismen unter Verwendung eines Hot Stage FP 82-Geräts (Produkt der Fa. Mettler Co.) bei 130ºC betrachtet. Es wurde eine blaue Interferenzfarbe, entsprechend etwa 6 um, wobei es sich um die Retardation des flüssigkristallinen Polymeren handelte, an der Position, wo die Reiberichtung des Substrats mit der Transmissionsachse oder der Absorptionsachse der Polarisationsplatte ausgerichtet war, beobachtet. Es wurde festgestellt, daß die flüssigkristallinen Moleküle parallel zur Reiberichtung ausgerichtet waren.
Wurde ferner die erhaltene Probe auf Raumtemperatur gekühlt, so wurde ebenfalls bei Betrachtung unter dem Polarisationsmikroskop festgestellt, daß eine Orientierung, die im wesentlichen der Orientierung der Flüssigkristallphase entsprach, fixiert worden war.

Beispiel 2

Ein flüssigkristalliner, polymerer Film wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gebildet, mit der Ausnahme, daß als Substrat eine gereckte Polyetheretherketon-Folie von etwa 25 um Dicke (TALPA 2000, Produkt der Fa. Mitsui Toatsu Co.) verwendet wurde. Das erhaltene flüssigkristalline Polymere zeigte ebenfalls wie in Beispiel 1 hervorragende Orientierungseigenschaften.

Beispiel 3

Ein auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 orientiertes flüssigkristallines Polymeres wurde unter Verwendung einer Lösung von Tetrachlorethan mit einem Gehalt an 20 Gew.-% des flüssigkristallinen Polymeren von Beispiel 1, dem 5 Gew.-%. eines optisch aktiven flüssigkristallinen Polymeren der gleichen Struktur einverleibt waren, hergestellt.
Das Polymere war durchsichtig und gleichmäßig und zeigte keine Defekte im flüssigkristallinen Zustand. Bei der Polarisationsanalyse wurde bestätigt, daß das Polymere parallel zur Reiberichtung des Substrats orientiert war und eine um etwa 150º in Richtung der Dicke des Substrats verdrillte cholesterische planare Struktur aufwies. Ferner wurde bestätigt, daß die Struktur im wesentlichen erhalten blieb, wenn das gebildete flüssigkristalline Polymere auf Raumtemperatur gekühlt wurde.

Beispiel 4

Ein flüssigkristallines Polymeres mit einer nematischen Phase der folgenden Formel
(Glasübergangspunkt: 105ºC) wurde als flüssigkristallines Polymeres verwendet und in 1,1,2,2-Tetrachlorethan unter Bildung einer 15 gew.-%igen Lösung gelöst.
Die Lösung wurde durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren auf eine Polyetheretherketon-Folie als Substrat, das der gleichen Reibebehandlung wie in Beispiel 2 unterworfen worden war, aufgebracht und sodann bei 70ºC getrocknet.
Anschließend wurde die Probe einer 5-minütigen Wärmebehandlung in einem thermostabilen Luftbad von 190ºC unterworfen. Die Probe war durchsichtig und gleichmäßig. Es waren überhaupt keine Orientierungsdefekte, wie Diskriminierungen, feststellbar.
Bei Abkühlung der Probe auf Raumtemperatur betrug die Filmdicke etwa 1,1 um. Der Film war vollständig durchsichtig und glatt. Wurde der Film unter einem Polarisationsmikroskop mit gekreuzten Nicolschen Prismen betrachtet, so ergab sich ein im wesentlichen farbloses helles Gesichtsfeld, entsprechend etwa. 1,1 um Filmdicke, in einer Position, in der die Reiberichtung des Substrats mit der Transmissionsachse der Polarisationsplatte ausgerichtet war. Es wurden Oberhaupt keine Defekte beobachtet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer orientierten Folie aus einer polymeren Verbindung, wobei die polymere Verbindung thermotrope Flüssigkristalleigenschaften und einen Glasübergangspunkt von mindestens 30ºC besitzt, und wobei die Methode folgende Schritte umfaßt: Anwenden einer Reibe-Behandlung mit einer Reibebelastung von 1 bis 200 g/cm² auf einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats, Auftragen und Trocknen einer Lösung der polymeren Verbindung auf der Oberfläche und Wärmebehandeln des gebildeten Schichtmaterials bei einer Temperatur, bei der die polymere Verbindung eine Flüssigkristallphase zeigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches zusätzlich nach der Wärmebehandlung das Abkühlen des Schichtmaterials auf eine Temperatur unterhalb des Glasübergangspunkts der polymeren Verbindung umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmebehandlung bei einer Temperatur oberhalb des Glasübergangspunkts der polymeren Verbindung vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 50 bis 300ºC während einer Dauer von 10 Sekunden bis 2 Stunden vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die polymere Verbindung ein flüssigkristallines Polymeres des Hauptkettentyps ist, das einen flüssigkristallinen Rest in der Hauptkette aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das flüssigkristalline Polymere ein Polyester, ein Polyesteramid, Polycarbonat oder Polyether ist.

Verfahren nach Anspruch 6, wobei der flüssigkristalline Rest folgende Formel hat

-(-M¹-X¹-)-(-A¹-X²-)-

worin X¹ und X² jeweils unabhängig voneinander, -COO-, -CONH-, -OCO- oder -O- bedeuten,

M¹ -Ph-COO-Ph-,

-Ph-Ph-, -Ph-Ph-COO-Ph oder -Ph-N=CH-Ph- bedeutet und

bedeutet, wobei Ph eine Phenylengruppe darstellt,

für

oder

steht, * ein asymetrisches Kohlenstoffatom bedeutet und n eine ganze Zahl von 0 bis 18 darstellt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der flüssigkristalline Rest folgende Strukturformel (5) hat

worin L

bedeutet,

bedeutet und M² eine Gruppe darstellt, die unter -Ph-Ph-R³, -O-Ph-Ph-R³, -Ph-COO-Ph-R³, -O-Ph-COO-Ph-R³, -Ph-COO-Ph-R³, -O-Ph-OCO-Ph-R³, -Ph-Ph-COO-Ph-R³, -O-Ph-Ph-COO-Ph-R³, -Ph-COO-Ph-Ph-R³, -O-Ph-COO-Ph-Ph-R³, -Ph-Ph-OCO-Ph-R³, -O-Ph-OCO-Ph-Ph-R³, -Ph-OCO-Ph-Ph-R³ und -O-Ph-OCO-Ph-Ph-R³ ausgewählt ist, wobei R³ unter Wasserstoff, (C&sub1;-C&sub1;&sub8;)- Alkylgruppen, (C&sub1;-C&sub1;&sub8;)-Alkoxygruppen, Halogen, der Nitrogruppe und der Cyangruppe ausgewählt ist und n eine ganze Zahl von 0 bis 18 bedeutet.