專利名稱:具有周期性變化的局部雙折射的雙軸膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)雙軸膜，用于制備它的方法和材料，它在光學(xué)器件如補(bǔ)償器和液晶顯示器中的用途，和涉及包含這樣的雙軸膜的補(bǔ)償器和液晶顯示器。
背景技術(shù)：
光學(xué)補(bǔ)償器在現(xiàn)有技術(shù)中用于以改進(jìn)液晶顯示器(LCD)的光學(xué)性能，如對(duì)比率和在大視角下的灰度色標(biāo)表現(xiàn)。例如在TN或STN類(lèi)型的未補(bǔ)償顯示器中，在大視角下經(jīng)常觀察到灰度水平的變化和甚至灰度色標(biāo)反轉(zhuǎn)，以及對(duì)比度的損失和不希望的色域變化。
LCD技術(shù)和LCD光學(xué)補(bǔ)償?shù)脑砗头椒ǖ木C述在US 5,619,352中給出，該文獻(xiàn)的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參考引入本申請(qǐng)。如US 5,619,352中所述，為改進(jìn)在寬視角下顯示器的對(duì)比度，可以使用負(fù)性雙折射C-板補(bǔ)償器，然而，這樣的補(bǔ)償器并不改進(jìn)顯示器的灰度色標(biāo)表現(xiàn)。另一方面，為抑制或甚至消除灰度色標(biāo)反轉(zhuǎn)和改進(jìn)灰度色標(biāo)穩(wěn)定性，US5,619,352建議使用雙折射O-板補(bǔ)償器。如描述于US 5,619,352中的O-板補(bǔ)償器包括O-板，和可另外包括一個(gè)或多個(gè)A-板和/或負(fù)性C-板。
如用于US 5,619,352和整個(gè)本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)′O-板′，′A-板′和′C-板′具有如下含義?！銸-板′是采用正性雙折射(如液晶)材料層的光學(xué)延遲器，該材料的主光學(xué)軸在關(guān)于該層平面成斜角下取向。′A-板′是采用單軸雙折射材料層的光學(xué)延遲器，該材料的非常(extraordinary)軸平行于層平面取向，而它的尋常(ordinary)軸(也稱為′a-軸′)垂直于層平面，即平行于法向入射光的方向取向?！銫-板′是采用單軸雙折射材料層的光學(xué)延遲器，該材料的非常軸(也稱為′c-軸′)垂直于層平面，即平行于法向入射光的方向。
現(xiàn)有技術(shù)中的負(fù)性雙折射C-板延遲器例如從各向同性聚合物的單軸壓縮膜，通過(guò)無(wú)機(jī)薄膜的汽相沉積制備，例如描述于US5,196,953，或從負(fù)性雙折射液晶材料制備。然而，拉伸或壓縮的聚合物膜經(jīng)常僅顯示中度的雙折射和要求高膜厚度，汽相沉積要求復(fù)雜的制造操作過(guò)程，和負(fù)性雙折射液晶材料經(jīng)常比正性雙折射材料較不容易獲得和更昂貴。
為克服這些缺點(diǎn)，最近例如在WO 01/20393和WO 01/20394中已建議使用具有短節(jié)距，典型地具有它的布拉格(Bragg)反射帶在電磁光譜的UV區(qū)域中的膽甾型液晶膜。對(duì)于大于它的反射最大值的波長(zhǎng)，這樣的膜顯示負(fù)性雙折射C-類(lèi)型延遲。此類(lèi)型膜的折射率橢圓體近似于具有負(fù)性雙折射的垂直對(duì)準(zhǔn)排列的液晶的折射率橢圓體。這樣的延遲膜例如可用于抵消TN-LCD的垂面(homeotropically)驅(qū)動(dòng)暗狀態(tài)下的軸外延遲，和因此顯著改進(jìn)LC顯示器的視角。
WO 01/20393公開(kāi)了一種補(bǔ)償器，其是平面A-板，O-板和負(fù)性C-板的組合，其中負(fù)性C-板包含短節(jié)距膽甾型LC膜。當(dāng)例如用于TN-LCD中時(shí)，此組合在水平視角下提供優(yōu)異的對(duì)比度和降低不希望的色域變化。然而，它在垂直視角下的工作性能受限制。此外，多個(gè)延遲膜的使用是昂貴的和引起制造和耐久性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供光學(xué)補(bǔ)償器，該光學(xué)補(bǔ)償器具有用于LCD補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)的工作性能，容易制造，特別地用于大量生產(chǎn)，和不具有上述現(xiàn)有技術(shù)補(bǔ)償器的缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制備它的改進(jìn)的方法。本發(fā)明的其它目的對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言從如下詳細(xì)描述立即顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在單一層中結(jié)合多個(gè)膜和通過(guò)使用雙軸C-板延遲器，上述問(wèn)題可以得到解決，并可以獲得具有優(yōu)異工作性能的光學(xué)補(bǔ)償器。已發(fā)現(xiàn)，雙軸負(fù)性C-板延遲器的光學(xué)性能近似于平面A-板和負(fù)性C-板的組合，但顯示比這樣的組合更好的光學(xué)工作性能。雙軸負(fù)性C-板延遲器的平面內(nèi)各向異性(Δnxy)近似于A-板和平面外各向異性(Δnxz和Δnyz)近似于負(fù)性C-板。模擬顯示，雙軸負(fù)性C-板延遲器的光學(xué)工作性能令人驚奇地優(yōu)于按順序?qū)盈B的A-板和負(fù)性C-板的光學(xué)工作性能，和例外地顯示液晶顯示器的良好視角性能。此外，單一雙軸膜代替兩個(gè)層疊膜的使用降低了成本和制造問(wèn)題。
此外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了通過(guò)使用包含光敏性化合物和二向色性光敏引發(fā)劑的可聚合手性液晶材料，并采用偏振UV光輻照該材料，導(dǎo)致在膜的一些部分中光敏性化合物的形狀或結(jié)構(gòu)的變化和因此導(dǎo)致雙折射變化，該變化然后通過(guò)聚合而被凍結(jié)，從而制備這樣的膜的新的并改進(jìn)的方法。
WO 03/01544公開(kāi)了具有變形的螺旋結(jié)構(gòu)的膽甾型雙軸膜，該螺旋結(jié)構(gòu)具有橢圓形折射率，和從包含二向色性光敏引發(fā)劑的可聚合膽甾類(lèi)材料制備這樣的膜的方法。然而，它并未公開(kāi)由本發(fā)明中要求保護(hù)的方法和從本發(fā)明中要求保護(hù)的包含光敏性化合物的材料獲得的具有變化雙折射的雙軸膜。
US 6,685,998公開(kāi)了包含透明襯底和從棒狀液晶分子形成的膜的補(bǔ)償器，其中該膜具有三個(gè)不同的主折射率和液晶分子采用膽甾型對(duì)準(zhǔn)排列而取向。然而，它并未公開(kāi)由本發(fā)明中要求保護(hù)的方法和從本發(fā)明中要求保護(hù)的材料獲得的在UV范圍內(nèi)為反射性且具有周期性變化雙折射的雙軸膽甾型膜。
術(shù)語(yǔ)的定義術(shù)語(yǔ)′光反應(yīng)性′，′光敏性′和′光反應(yīng)′涉及在光輻照時(shí)通過(guò)反應(yīng)改變它們的結(jié)構(gòu)或形狀的化合物，該反應(yīng)包括，但不限于光致異構(gòu)化、光誘導(dǎo)2+2環(huán)加成、光致弗利斯(fries)排列或可比的光致降解過(guò)程。光致聚合反應(yīng)不被包括在這些含義中。然而，如描述于本發(fā)明中的光反應(yīng)性或光敏性化合物另外也可以是可聚合或可光致聚合的。
術(shù)語(yǔ)′膜′包括具有機(jī)械穩(wěn)定性的剛性或柔性的、自支撐或自立膜，以及在支撐襯底上或在兩個(gè)襯底之間的涂層或?qū)印?br> 術(shù)語(yǔ)′液晶或介晶(mesogenic)材料′或′液晶或介晶化合物′表示包含一個(gè)或多個(gè)棒狀、板狀或盤(pán)狀介晶基團(tuán)，即具有誘導(dǎo)液晶(LC)相行為的能力的基團(tuán)的材料或化合物。具有棒狀或板狀基團(tuán)的LC化合物也在本領(lǐng)域稱為′calamitic′液晶。具有盤(pán)狀基團(tuán)的LC化合物也在本領(lǐng)域稱為′discotic′液晶。包含介晶基團(tuán)的化合物或材料不必須自身顯示LC相。它們也可以僅在與其它化合物的混合物中，或當(dāng)聚合該介晶化合物或材料或其混合物時(shí)，顯示LC相行為。
為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，術(shù)語(yǔ)′液晶材料′在下文中用于介晶和LC材料兩者。
含有一個(gè)可聚合基團(tuán)的可聚合化合物也稱為′單反應(yīng)性′化合物，含有兩個(gè)可聚合基團(tuán)的化合物稱為′二反應(yīng)性′化合物，和含有多于兩個(gè)可聚合基團(tuán)的化合物稱為′多反應(yīng)性′化合物。沒(méi)有可聚合基團(tuán)的化合物也稱為′非反應(yīng)性′化合物。
術(shù)語(yǔ)′反應(yīng)性介晶′(RM)表示可聚合介晶或液晶化合物。
術(shù)語(yǔ)′指向矢(director)′是現(xiàn)有技術(shù)中已知的和表示在LC材料中介晶基團(tuán)的長(zhǎng)分子軸(在calamitic化合物的情況下)或短分子軸(在discotic化合物的情況下)的優(yōu)先取向方向。
在包含單軸正性雙折射LC材料的膜中，光學(xué)軸由指向矢給出。
術(shù)語(yǔ)′膽甾結(jié)構(gòu)′或′螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)′涉及包含LC分子的膜，其中指向矢平行于膜平面和圍繞垂直于膜平面的軸螺旋扭轉(zhuǎn)。
術(shù)語(yǔ)′垂面結(jié)構(gòu)′或′垂面取向′涉及膜，其中光學(xué)軸基本上垂直于膜平面。
術(shù)語(yǔ)′平面結(jié)構(gòu)′或′平面取向′涉及膜，其中光學(xué)軸基本上平行于膜平面。
術(shù)語(yǔ)′傾斜結(jié)構(gòu)′或′傾斜取向′涉及膜，其中光學(xué)軸在相對(duì)于膜平面成0-90°的角度θ下傾斜。
術(shù)語(yǔ)′斜面(splayed)結(jié)構(gòu)′或′斜面取向′表示以上定義的傾斜取向，其中傾斜角在垂直于膜平面的方向上，優(yōu)選從最小值到最大值變化。
平均傾斜角θave如下定義
其中θ′(d′)是在膜中厚度d′處的局部?jī)A斜角，和d是膜的總厚度。
除非另外說(shuō)明，斜面膜的傾斜角在下文中作為平均傾斜角θave給出。
為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，具有扭轉(zhuǎn)，平面，垂面，傾斜或斜面取向或結(jié)構(gòu)的光學(xué)膜在下文中也分別稱為′扭轉(zhuǎn)膜′，′平面膜′，′垂面膜′，′傾斜膜′或′斜面膜′。
傾斜和斜面膜也稱為′O板′。平面膜也稱為′A板′或′平面A板′。
″E-模式″涉及扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示器(TN-LCD)，其中當(dāng)進(jìn)入顯示器盒(cell)時(shí)輸入偏振方向基本上平行于LC分子的指向矢，即沿非常(E)折射率?！錙-模式″涉及TN-LCD，其中當(dāng)進(jìn)入顯示器盒時(shí)輸入偏振基本上垂直于指向矢，即沿尋常(O)折射率。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及光學(xué)雙軸膜，該雙軸膜包含具有螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的各向異性材料，該螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有變形(或扭曲)螺旋和具有在螺旋軸方向上周期性變化的局部雙折射。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及上下文中描述的雙軸膜的制備方法。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及上下文中描述的雙軸膜作為光學(xué)器件例如液晶顯示器中的延遲或補(bǔ)償膜的用途。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含上下文中描述的雙軸膜的補(bǔ)償器。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含上下文中描述的補(bǔ)償器或雙軸膜的液晶顯示器。
圖1例示圖解說(shuō)明光敏性介晶化合物在UV輻射時(shí)的形狀變化。
圖2圖解說(shuō)明通過(guò)使用偏振UV光將膽甾類(lèi)材料光致聚合而制備根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜的方法。
圖3圖解說(shuō)明由采用未偏振UV光的光致聚合生產(chǎn)正弦膽甾螺旋(A)，和由采用偏振UV光的光致聚合生產(chǎn)扭曲螺旋(B)。
圖4描繪具有非扭曲(A)和扭曲(B)膽甾螺旋的膽甾類(lèi)材料的折射率橢圓體。
圖5圖解說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的雙軸膜的制備方法(A)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的單軸膜的制備方法(B)和根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜的制備方法(C)。
圖6圖解描繪根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償TN-LCD(A，B)和根據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償TN-LCD(C)。
圖7圖解描繪根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償MVA-LCD(A)和根據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償MVA-LCD(B)。
圖8圖解描繪根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償OCB-LCD(A)和根據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償OCB-LCD(B)。
圖9A和9B圖解描繪根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜在液晶顯示器中的盒內(nèi)(in-cell)用途。
圖10顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的雙軸膜的延遲曲線(延遲對(duì)視角)。
發(fā)明詳述當(dāng)在LCD中使用包含根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜的補(bǔ)償器時(shí)，相當(dāng)程度上改進(jìn)了顯示器在大視角下的對(duì)比度和灰度水平表現(xiàn)，和抑制了灰度色標(biāo)反轉(zhuǎn)。在彩色顯示器的情況下，相當(dāng)程度上改進(jìn)了顏色穩(wěn)定性和抑制了色域的變化。此外，根據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償器特別適于大量生產(chǎn)。
特別優(yōu)選雙軸延遲膜，該延遲膜具有光學(xué)雙軸負(fù)性C對(duì)稱性，其中nx≠ny≠nz和nx、ny＞nz，其中nx和ny是膜平面內(nèi)正交方向上的主折射率和nz是垂直于膜平面的主折射率。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜反射優(yōu)選波長(zhǎng)小于400nm的圓偏振光。特別優(yōu)選反射UV范圍內(nèi)的或小于UV范圍的光，優(yōu)選波長(zhǎng)小于380nm的光的雙軸膜。進(jìn)一步優(yōu)選對(duì)于波長(zhǎng)為400nm或更高，優(yōu)選380nm或更高的光是基本上透明的雙軸膜。非常優(yōu)選雙軸膜對(duì)于波長(zhǎng)從380到至少780nm的可見(jiàn)光是基本上透明的。
雙軸膜的厚度優(yōu)選為0.5-5μm，非常優(yōu)選1-3μm。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜的軸上延遲(即在0°視角下)優(yōu)選為60nm-400nm，尤其優(yōu)選100nm-350nm。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，雙軸膜的延遲優(yōu)選為10-200nm，非常優(yōu)選20-150nm。
對(duì)于一些LCD用途，優(yōu)選雙軸膜顯示入射光波長(zhǎng)的大約0.25倍的延遲，也在現(xiàn)有技術(shù)中已知稱為四分之一波長(zhǎng)延遲膜(QWF)或λ/4-板。對(duì)于這樣的用途特別優(yōu)選90-200nm，優(yōu)選100-175nm的延遲數(shù)值。
對(duì)于其它LCD用途，優(yōu)選雙軸膜顯示入射光波長(zhǎng)的大約0.5倍的延遲，也在現(xiàn)有技術(shù)中已知稱為半波長(zhǎng)延遲膜(HWF)或λ/2-板。對(duì)于這樣的用途，特別優(yōu)選是180-400nm，優(yōu)選200-350nm的延遲數(shù)值。
優(yōu)選雙軸膜顯示(變形)膽甾結(jié)構(gòu)。這樣的雙軸膜中膽甾型螺旋的螺旋節(jié)距優(yōu)選選擇為小于225nm，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)選小于380nm的反射波長(zhǎng)，它低于可見(jiàn)光波長(zhǎng)。
膜優(yōu)選從手性可聚合介晶或液晶(LC)材料，尤其優(yōu)選具有膽甾相的可聚合LC材料制備。
可聚合LC材料優(yōu)選作為薄膜形式涂覆到襯底上，其中它采用平面取向，其中膽甾型螺旋基本上垂直于膜的平面。任選地，可聚合LC材料向平面取向的對(duì)準(zhǔn)排列由另外的措施或技術(shù)輔助，例如通過(guò)加入對(duì)準(zhǔn)劑，如表面活性劑，或通過(guò)用對(duì)準(zhǔn)層處理襯底，和/或摩擦襯底或?qū)?zhǔn)層。合適的措施和技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。優(yōu)選選擇手性化合物的數(shù)量和螺旋扭轉(zhuǎn)力(HTP)，使得膽甾類(lèi)材料具有短節(jié)距和反射波長(zhǎng)＜380nm。
材料優(yōu)選是選自單、二或多官能可聚合化合物和非可聚合化合物的單體化合物的混合物。這些化合物中的一種或多種是誘導(dǎo)螺旋扭轉(zhuǎn)膽甾結(jié)構(gòu)的手性化合物。同樣，這些化合物中的一種或多種，優(yōu)選以數(shù)量為5-100wt％，是光反應(yīng)性的或光敏性化合物，例如肉桂酸酯基LC或RM。這些光敏性化合物，當(dāng)例如采用UV光輻照時(shí)，顯示形狀和/或折射率的變化，如圖1中所例示描繪的。這導(dǎo)致膽甾型螺旋的所選擇部分內(nèi)局部地出現(xiàn)雙折射變化。
在對(duì)準(zhǔn)排列的膽甾類(lèi)材料的光輻射時(shí)，所述一種或多種光敏性化合物轉(zhuǎn)化成如上所述具有不同雙折射的形式。當(dāng)該材料被采用偏振光輻照時(shí)，僅其中LC指向矢沿偏振光方向向下傾斜的螺旋的那些域?qū)⒔?jīng)歷光反應(yīng)，由此僅降低在那些區(qū)域中的雙折射。
同時(shí)，一種或多種(UV)光敏引發(fā)劑開(kāi)始聚合過(guò)程，該過(guò)程′固定′螺旋結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)它們?cè)诼菪械奈恢迷谒鼈兊母呋虻碗p折射狀態(tài)下′捕獲′光敏性材料。采用此方式，螺旋結(jié)構(gòu)保持均一，但雙折射貫穿螺旋而局部地變化，導(dǎo)致雙軸光學(xué)膜。
可聚合LC材料進(jìn)一步的特征在于，它包含一種或多種二向色性或液晶光敏引發(fā)劑，優(yōu)選UV光敏引發(fā)劑。二向色性光敏引發(fā)劑以它的UV吸收軸平行于液晶指向矢而局部地對(duì)準(zhǔn)排列。當(dāng)采用偏振UV光輻照時(shí)，主要產(chǎn)生能引發(fā)聚合的自由基，其中局部指向矢平行于偏振的方向(E)，如圖2所示。
不均勻的自由基產(chǎn)生導(dǎo)致主要將高度反應(yīng)性組分，如二或多官能可聚合化合物進(jìn)行局部聚合。這導(dǎo)致在螺旋的半圈內(nèi)高和低反應(yīng)性組分之間的濃度梯度，如圖3B所示。
高度反應(yīng)性組分在指向矢平行于E場(chǎng)的位置富集(自由基的最大濃度)和較不反應(yīng)性組分，如單官能可聚合或非可聚合化合物在其中指向矢垂直于E場(chǎng)的位置富集。手性組分的局部化變化導(dǎo)致正弦螺旋(它在上下文中也稱為“扭曲”或“變形”螺旋)的扭曲。
通過(guò)改變光輻射的劑量，如輻射強(qiáng)度和/或曝光時(shí)間，可以改變異構(gòu)化度和因此改變雙軸膜的最終延遲。
也可以通過(guò)改變線性偏振光輻射的偏振方向，控制雙軸膜的慢軸方向。″慢軸″對(duì)應(yīng)于最高折射率的方向，如在其中nx＞ny＞nz的膜中，慢軸方向是nx的方向(膜平面內(nèi))。例如，可以將UV光通過(guò)線性偏振片(如市售經(jīng)染料摻雜的吸收偏振片)實(shí)現(xiàn)采用線性偏振UV光的輻照。然后在獲得的雙軸膜中的慢軸方向?qū)?yīng)于偏振片的透射軸方向。通過(guò)旋轉(zhuǎn)偏振片，可因此控制慢軸的方向。
在長(zhǎng)節(jié)距CLC聚合物膜中達(dá)到扭曲螺旋的方法公開(kāi)于D.J.Broer等人，Adv.Mater.1999，11(7)，573-77。然而，Broer等人未公開(kāi)具有在UV區(qū)域中的反射波長(zhǎng)的膽甾型膜。
圖4圖解描繪與如WO 03/054111中所描述的現(xiàn)有技術(shù)的雙軸膽甾型膜中的螺旋結(jié)構(gòu)(A)和現(xiàn)有技術(shù)的單軸膽甾型膜的螺旋結(jié)構(gòu)(B)相比，本發(fā)明的雙軸膽甾型膜中的螺旋結(jié)構(gòu)(C)。
圖4A的雙軸膜從包含二向色性光敏引發(fā)劑的可聚合膽甾類(lèi)材料由采用線性偏振光的輻照獲得，如描述于WO 03/054111中的那樣。由于此過(guò)程，雙軸膜具有變形的螺旋結(jié)構(gòu)，但不顯示雙折射的局部變化。
采用未偏振光的輻照，可聚合膽甾類(lèi)材料導(dǎo)致膜中雙折射的總體降低和因此導(dǎo)致如圖4B所示的光學(xué)單軸膜。
相對(duì)照地，由根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的圖4C的膜具有變形螺旋和具有高雙折射區(qū)域(1)和低雙折射區(qū)域(2)的周期性變化的雙折射。
在根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜中，螺旋節(jié)距降低到遠(yuǎn)低于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的數(shù)值，使得僅經(jīng)歷平均方向性折射率。由此，布拉格反射帶在光的UV范圍內(nèi)出現(xiàn)，故膜對(duì)可見(jiàn)波長(zhǎng)的光是透明的和單純地表現(xiàn)為用于這些可見(jiàn)波長(zhǎng)的延遲器。與圖5A所示的現(xiàn)有技術(shù)膜中非扭曲螺旋的圓形的盤(pán)形(discotic)橢圓體相比，雙軸膜中的螺旋扭曲導(dǎo)致如圖5B所示的橢圓形的盤(pán)形折射率橢圓體。相對(duì)照地，在現(xiàn)有技術(shù)中，例如在Broer等人，Adv.Mater.1999，11(7)，573-77中報(bào)道的具有較長(zhǎng)節(jié)距的膜表現(xiàn)為用于可見(jiàn)波長(zhǎng)的偏振反射器或彩色濾光片。
現(xiàn)有技術(shù)的膽甾型膜中的短節(jié)距的正弦(即未扭曲)螺旋產(chǎn)生負(fù)性有效雙折射(Δnz-xy)，如由圖5A的盤(pán)形折射率橢圓體所示。平面內(nèi)折射率相等(nx＝ny)并大于平面外折射率(nz)。這產(chǎn)生光學(xué)單軸的負(fù)性C類(lèi)型結(jié)構(gòu)。相反，在根據(jù)本發(fā)明的短節(jié)距膽甾型膜中，螺旋扭曲在負(fù)性C類(lèi)型結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生另外的平面內(nèi)各向異性(Δnx-y)，導(dǎo)致圖5B所示的折射率橢圓體，具有雙軸的負(fù)性C型對(duì)稱性，其中nx≠ny≠nz且nx和ny大于nz。
采用此方式，可以產(chǎn)生具有光學(xué)雙軸負(fù)性C-型對(duì)稱性的膽甾型膜，它可用作具有可見(jiàn)光譜中的波長(zhǎng)的線性偏振光的延遲器。
或者，根據(jù)本發(fā)明的方法可以這樣進(jìn)行，使得在第一步驟中由采用非偏振光，優(yōu)選非偏振UV光的輻照實(shí)現(xiàn)聚合，以固定聚合物螺旋，和在第二步驟中由采用偏振光，優(yōu)選偏振UV光的輻照改變螺旋結(jié)構(gòu)的所選擇部分中的雙折射。
也可以同時(shí)進(jìn)行光反應(yīng)和光致聚合。
替代上下文中描述的光致聚合，可聚合手性介晶材料也可以由其它技術(shù)例如熱聚合，根據(jù)或類(lèi)似于已知方法而聚合。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是上下文中描述的雙軸延遲膜的制備方法，優(yōu)選包括如下步驟的方法A)在襯底上提供手性可聚合介晶材料的層，該材料包含至少一種光敏性化合物，至少一種手性化合物和至少一種可聚合化合物，其中這些化合物可以相同或不同，在該襯底上該材料對(duì)準(zhǔn)排列成平面取向或任選地被對(duì)準(zhǔn)排列成平面取向，B)采用線性偏振光，優(yōu)選線性偏振UV光輻照該材料，以誘導(dǎo)在該材料的所選擇區(qū)域中的所述一種或多種光敏性化合物的光反應(yīng)，C)聚合該手性介晶材料，D)任選地，從襯底上脫除經(jīng)聚合的材料。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及上述方法，其中步驟C)在步驟B)之前或與步驟B)同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及可以由上下文中描述的方法獲得或由上下文中描述的方法獲得的具有膽甾結(jié)構(gòu)的雙軸膜。
圖案化雙軸膜本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有變形螺旋結(jié)構(gòu)，和包含至少兩個(gè)具有不同雙折射的區(qū)域，或包含由兩個(gè)或更多個(gè)具有不同雙折射的區(qū)域構(gòu)成的圖案的光學(xué)雙軸膜。雙折射的變化導(dǎo)致膜的不同區(qū)域中延遲的變化。
這樣的膜可以由上文所述方法制備，其中僅將可聚合混合物的所選擇部分暴露于光輻射，如通過(guò)使用光掩模，或其中將可聚合混合物的不同部分暴露于不同強(qiáng)度的光輻射，如通過(guò)使用含有不同區(qū)域的遮蔽光掩模，該不同區(qū)域具不同的光輻射透射率，或通過(guò)使用具有可變強(qiáng)度的輻射源。
特別優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜，該雙軸膜包含由一個(gè)或多個(gè)，優(yōu)選一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)具有不同延遲數(shù)值的不同區(qū)域構(gòu)成的圖案，該數(shù)值中的每個(gè)被調(diào)節(jié)使得對(duì)于原色紅色、綠色和藍(lán)色(R，G，B)中的一種原色的光優(yōu)化它將線性偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光的效率。特別地，該延遲數(shù)值如下對(duì)于波長(zhǎng)為600nm的紅色光，延遲是140-190nm，優(yōu)選145-180nm，非常優(yōu)選145-160nm，最優(yōu)選150nm。
對(duì)于波長(zhǎng)為550nm的綠色光，延遲是122-152nm，優(yōu)選127-147nm，非常優(yōu)選132-142nm，最優(yōu)選137nm。
對(duì)于波長(zhǎng)為450nm的藍(lán)色光，延遲是85-120nm，優(yōu)選90-115nm，非常優(yōu)選100-115nm，最優(yōu)選112nm。
例如通過(guò)改變引起異構(gòu)化的光輻射的強(qiáng)度和/或持續(xù)時(shí)間，可以改變膜的延遲。
優(yōu)選圖案化雙軸延遲膜由包括如下步驟的方法制備A)在襯底上提供手性可聚合介晶材料的層，該材料包含至少一種光敏性化合物，至少一種手性化合物和至少一種可聚合化合物，其中這些化合物可以相同或不同，和至少一種二向色性光敏引發(fā)劑，在該襯底上該材料排列成平面取向或任選地被排列成平面取向，B)采用線性偏振光，優(yōu)選線性偏振UV光輻照該材料，使得該材料的所選擇區(qū)域接收不同數(shù)量的UV功率，如通過(guò)光掩模，以誘導(dǎo)所述一種或多種光敏性化合物的光反應(yīng)，使得所選擇區(qū)域中的光敏性化合物以與非選擇區(qū)域中不同的程度上顯示光反應(yīng)，C)聚合該手性介晶材料，D)任選地，從襯底上脫除經(jīng)聚合的材料。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜可以單獨(dú)或與其它延遲膜結(jié)合用作補(bǔ)償器或延遲器，特別用于LCD中的視角補(bǔ)償。
優(yōu)選雙軸膜與選自如下的另外的延遲器結(jié)合使用A-板，C-板和O-板延遲器，或具有平面，垂面，傾斜或斜面結(jié)構(gòu)的各向異性或液晶膜。尤其優(yōu)選雙軸膜與具有傾斜或斜面結(jié)構(gòu)，非常特別優(yōu)選具有斜面結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)O-板延遲器結(jié)合使用。
因此，本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含上下文中描述的至少一個(gè)雙軸延遲膜，和任選地進(jìn)一步包含具有斜面或傾斜結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)O-板延遲器的補(bǔ)償器。
可用于根據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償器中的O-板延遲器的合適例子和它們的制造描述于WO 01/20393，該文獻(xiàn)的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容引入本申請(qǐng)作為參考。
單個(gè)光學(xué)膜如偏振片和延遲器可以層壓在一起，或通過(guò)粘合層，例如TAC或DAC(三或二乙酰基纖維素)膜連接。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是包含上下文中描述的至少一個(gè)雙軸膜或補(bǔ)償器的液晶顯示器。
尤其優(yōu)選液晶顯示器件包含如下元件-由如下部分形成的液晶盒具有彼此相對(duì)的表面的兩個(gè)透明襯底，在該兩個(gè)透明襯底中的至少一個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)上提供和任選地在上方疊置有對(duì)準(zhǔn)層的電極層，和在這兩個(gè)透明襯底之間存在的液晶介質(zhì)，-布置在該透明襯底外側(cè)的偏振片，或?qū)⒃撘r底夾入中間的一對(duì)偏振片，和-位于液晶盒和該偏振片中的至少一個(gè)偏振片之間的根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)雙軸膜或補(bǔ)償器，以上元件可以被分隔開(kāi)，層疊，安裝在彼此的頂部上，或通過(guò)粘合層以這些組裝措施的任何組合連接。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜和補(bǔ)償器可用于補(bǔ)償常規(guī)顯示器，特別地TN(扭轉(zhuǎn)向列型)、HTN(高度扭轉(zhuǎn)向列型)或STN(超扭轉(zhuǎn)向列型)模式的那些，用于AMD-TN(有源矩陣驅(qū)動(dòng)的TN)顯示器中，用于IPS(平面內(nèi)切換)模式的顯示器，它也稱為′超TFT′顯示器，用于DAP(對(duì)準(zhǔn)相的變形)或VA(垂直對(duì)準(zhǔn)排列)模式的顯示器，如ECB(電控雙折射)，CSH(彩色超垂面)，VAN或VAC(垂直對(duì)準(zhǔn)排列的向列型或膽甾型)顯示器，MVA(多域垂直對(duì)準(zhǔn)排列)顯示器，用于彎曲模式顯示器或混雜類(lèi)型顯示器，如OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎曲盒或光學(xué)補(bǔ)償雙折射)，R-OCB(反射OCB)，HAN(混雜對(duì)準(zhǔn)排列的向列型)或π-盒顯示器，或半透半反射式(transflective)顯示器。
尤其優(yōu)選TN，STN，VA，MVA，OCB和π-盒顯示器。
在下文中，描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的補(bǔ)償顯示器。
使用用于分層各向異性介質(zhì)的Berreman 4×4矩陣方法進(jìn)行以下所述的計(jì)算機(jī)模擬。
扭轉(zhuǎn)向列型(TN)模式圖6A和6B顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償TN顯示器，該顯示器包含在關(guān)閉狀態(tài)下采用扭轉(zhuǎn)向列型取向的向列型液晶混合物的LC盒，在該盒每個(gè)側(cè)面上的包含平面A-板，(單軸)負(fù)性C-板和斜面O-板的補(bǔ)償器，和將該盒和補(bǔ)償器夾入中間的具有它們的偏振軸以直角交叉的兩個(gè)偏振片。
圖6C例示顯示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的補(bǔ)償TN顯示器，其中與圖6A和6B比較，補(bǔ)償器包含根據(jù)本發(fā)明的單一雙軸負(fù)性C膜，代替單獨(dú)的A-板和負(fù)性C-板延遲器。
計(jì)算機(jī)模擬顯示，在某些配置中，圖6C所示的補(bǔ)償器顯著改進(jìn)TN顯示器的光學(xué)工作性能。補(bǔ)償器配置依賴于波導(dǎo)模式(O-模式或E-模式)和斜面和雙軸膜的相對(duì)位置。建模也顯示，采用包含單一雙軸膜加上斜面膜的根據(jù)圖6C的補(bǔ)償器達(dá)到的光學(xué)工作性能可以顯著好于包含按順序與斜面膜層疊的單獨(dú)A-和負(fù)性C-板的根據(jù)圖6A或6B的補(bǔ)償器達(dá)到的光學(xué)工作性能。
在例如圖6C中顯示的補(bǔ)償層疊體中，本發(fā)明的雙軸膜的方向性折射率的比例比它們的大小更重要。例如，在nx＝1.65，ny＝1.60和nz＝1.50的雙軸膜的情況下，采用膜厚度1200nm達(dá)到優(yōu)異的對(duì)比度。
然而，例如也可以按因數(shù)降低平面內(nèi)和平面外各向異性(Δnyz和Δnxy)，和將膜厚度乘以相同的因數(shù)，以獲得具有基本上相同的光學(xué)工作性能的膜。此方法可適用于根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜。
多域垂直對(duì)準(zhǔn)排列(MVA)模式計(jì)算機(jī)模擬顯示，MVA模式的顯示器可以使用負(fù)性C-板和A-板補(bǔ)償以達(dá)到在所有的觀察方向上10∶1對(duì)比率直到80°的角度。此類(lèi)型的補(bǔ)償也改進(jìn)顏色工作性能，降低軸外色偏(colour washout)。
圖7A顯示補(bǔ)償MVA顯示器，該顯示器包含具有在關(guān)閉狀態(tài)下采用垂面取向的向列型液晶混合物的LC盒，在LC盒一側(cè)上的包含平面A-板加上(單軸)負(fù)性C-板的補(bǔ)償器，和將該盒和補(bǔ)償器夾入中間的具有它們的偏振軸以直角交叉的兩個(gè)偏振片。
圖7B例示顯示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的補(bǔ)償MVA顯示器，該顯示器包含垂面LC盒和在該LC盒一側(cè)上的夾入兩個(gè)交叉偏振片之間的根據(jù)本發(fā)明的雙軸負(fù)性C膜。
如先前所述，負(fù)性C-板和A-板(平面膜)的組合可以近似為雙軸負(fù)性C膜。如圖7B所示的單一雙軸負(fù)性C膜向MVA模式的顯示器上的應(yīng)用令人驚奇地導(dǎo)致與圖7A中所示的單獨(dú)施加的膜相比改進(jìn)的對(duì)比度。
OCB或π-盒模式圖8A顯示補(bǔ)償OCB模式顯示器，該顯示器包含含有在關(guān)閉狀態(tài)下具有標(biāo)準(zhǔn)OCB構(gòu)型(沿面(homogeneous)邊緣對(duì)準(zhǔn)排列和彎曲結(jié)構(gòu))的向列型液晶混合物的LC盒，在LC盒每一側(cè)上的包含平面A-板加上(單軸)負(fù)性C-板的補(bǔ)償器，和將該盒和補(bǔ)償器夾入中間的具有它們的偏振軸以直角交叉的兩個(gè)偏振片。
圖8B例示顯示根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方案的補(bǔ)償OCB顯示器，該顯示器包含具有彎曲結(jié)構(gòu)的LC盒，在LC盒每一側(cè)上的夾入兩個(gè)交叉偏振片之間的根據(jù)本發(fā)明的雙軸負(fù)性C膜。
計(jì)算機(jī)模擬顯示，圖8B所示的單一雙軸負(fù)性C膜可用于替代圖8A所示的單獨(dú)A-板和負(fù)性C-板，以得到可比的光學(xué)工作性能，同時(shí)降低層疊體中不同膜的數(shù)目。
盒內(nèi)用途在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜用作LCD中不在顯示器的可切換LC盒外側(cè)，而在襯底，通常玻璃襯底之間的光學(xué)延遲膜，所述襯底形成可切換LC盒和容納可切換LC介質(zhì)(盒內(nèi)應(yīng)用)。
與其中光學(xué)延遲器通常布置在LC盒和偏振片之間的常規(guī)顯示器相比，光學(xué)延遲膜的盒內(nèi)應(yīng)用具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，其中光學(xué)膜在形成LC盒的玻璃襯底外側(cè)連接的顯示器通常遭遇視差問(wèn)題，它可能?chē)?yán)重?fù)p害視角性能。如果延遲膜在LC顯示器盒內(nèi)部制備，則這些視差問(wèn)題可以降低或甚至避免。
此外，光學(xué)延遲膜的盒內(nèi)應(yīng)用允許降低LCD器件的總厚度，這對(duì)于平板顯示器是重要優(yōu)點(diǎn)。同樣，顯示器變得更堅(jiān)固。對(duì)于盒內(nèi)應(yīng)用特別有利的是根據(jù)本發(fā)明的包含聚合LC材料的膜，因?yàn)橛捎诶缗c拉伸塑料膜相比LC材料的更高雙折射，它可以被制得更薄。例如，可以使用厚度為2微米或更小的膜，它特別適于盒內(nèi)應(yīng)用。
因此，本發(fā)明進(jìn)一步涉及LCD，該LCD包含-由如下部分形成的液晶盒兩個(gè)平面平行的襯底，該襯底中的至少一個(gè)襯底對(duì)入射光是透明的，該兩個(gè)透明襯底中至少一個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)上提供和任選地在上方疊置有對(duì)準(zhǔn)層的電極層，和在這兩個(gè)襯底之間存在和可以通過(guò)施加電場(chǎng)而在至少兩個(gè)不同狀態(tài)之間切換的液晶介質(zhì)，-在液晶盒的一個(gè)側(cè)面上的第一線性偏振片，-任選地，在液晶盒的與所述第一線性偏振片的一側(cè)相對(duì)的側(cè)面上的第二線性偏振片，其特征在于它包含布置在該液晶盒的所述兩個(gè)平面平行的襯底之間的上下文中描述的至少一個(gè)雙軸膜。
根據(jù)此實(shí)施方案的優(yōu)選LCD包含-包含如下元件的液晶(LC)盒-彼此平面平行的第一和第二襯底，該襯底中至少一個(gè)襯底對(duì)入射光是透明的，-在該襯底之一上非線性電氣元件的陣列，它可用于單個(gè)切換該LC盒的單個(gè)象素，該元件優(yōu)選是有源元件如晶體管，非常優(yōu)選TFT，
-在該襯底之一上，優(yōu)選在與帶有非線性元件陣列的襯底相對(duì)的和具有由不同象素構(gòu)成的圖案的襯底上提供的彩色濾光片陣列，該不同象素透射原色紅色、綠色和藍(lán)色(R，G，B)中的一種原色，該彩色濾光片任選地由平面化層覆蓋，-在該第一襯底內(nèi)側(cè)上提供的第一電極層，-任選地，在該第二襯底內(nèi)側(cè)上提供的第二電極層，-任選地，在該第一和第二電極上提供的第一和第二對(duì)準(zhǔn)層，-可以通過(guò)施加電場(chǎng)在至少兩個(gè)不同取向之間切換的LC介質(zhì)，-在LC盒的第一側(cè)面上的第一(或′前′)線性偏振片，-任選地，在LC盒的第二側(cè)面上的第二(或′后′)線性偏振片，和-上下文中描述的至少一個(gè)雙軸膜，其特征在于該雙軸膜位于LC盒的第一和第二襯底之間，優(yōu)選在彩色濾光片和液晶介質(zhì)之間，非常優(yōu)選在彩色濾光片和該電極層之一之間，或如果存在平面化層，則在平面化層和該電極層之一之間。
根據(jù)此優(yōu)選實(shí)施方案的LCD例示描繪于圖9A中，它包含兩個(gè)襯底(11a，11b)，TFT陣列(12)，彩色濾光片陣列(13a)，任選地平面化層(13b)，電極層((14)和任選的(15))，任選地兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)層(16a，16b)，LC介質(zhì)(17)，和布置在平面化層和LC介質(zhì)之間和任選地在另一個(gè)對(duì)準(zhǔn)層(16c)上提供的根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜(4)。依賴于顯示器模式，平面化層(13a)，對(duì)準(zhǔn)層(16a)和/或(16b)，和電極層(14)和(15)之一也可以省略。優(yōu)選，對(duì)準(zhǔn)層(16c)在光學(xué)延遲膜(4)和平面化層(13b)之間存在。
雙軸膜(4)也可以直接(即不存在中間層)布置在彩色濾光片陣列(13a)上而不存在平面化層(13b)，使得光學(xué)延遲膜用作平面化層。光學(xué)延遲膜(4)也可以布置在彩色濾光片陣列(13a)和平面化層(13b)之間。優(yōu)選，對(duì)準(zhǔn)層(16c)在光學(xué)延遲膜(4)和彩色濾光片(13a)之間存在。
尤其優(yōu)選，雙軸膜(4)直接在顯示器盒內(nèi)側(cè)在彩色濾光片(13a)或平面化層(13b)的頂部上制備，即任選地由對(duì)準(zhǔn)層覆蓋的彩色濾光片或平面化層用作用于制備LC膜的襯底。
第一和第二偏振片可以在LC盒外側(cè)施加，使得它們將LC盒夾入中間。或者，一個(gè)或兩個(gè)偏振片可以在LC盒內(nèi)側(cè)施加，使得它們將LC介質(zhì)夾入中間。例如，在圖9B所示的顯示器中，將兩個(gè)偏振片(18)和(19)在形成LC盒的襯底(11a，11b)的內(nèi)表面上施加。理想地，在施加彩色濾光片或TFT之前將偏振片直接施加到襯底的內(nèi)表面上。
對(duì)于盒內(nèi)使用尤其合適和優(yōu)選的是，包含聚合或交聯(lián)的液晶材料的線性偏振片，該液晶材料包含二向色性染料，例如在EP 0 397 263A或EP 1 132 450 A中所述。
作為彩色濾光片(13a)，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知用于平板顯示器的任何標(biāo)準(zhǔn)彩色濾光片。這樣的彩色濾光片典型地具有由透射原色紅色、綠色和藍(lán)色(R，G，B)中的一種原色的不同象素構(gòu)成的圖案。
尤其優(yōu)選是多路傳輸或矩陣顯示器，非常優(yōu)選有源矩陣顯示器。
另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案涉及含有由具有三種不同延遲的區(qū)域或象素構(gòu)成的圖案的雙軸膜，這些區(qū)域中的延遲數(shù)值被調(diào)節(jié)使得對(duì)于顏色R，G和B中的一種顏色優(yōu)化每個(gè)區(qū)域或象素中將線性偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光的效率，和優(yōu)選布置在彩色濾光片上，使得彩色濾光片中的每個(gè)R-、G-或B-象素由具有對(duì)于此顏色優(yōu)化的延遲的雙軸膜的對(duì)應(yīng)象素覆蓋。
例如，可以構(gòu)造具有延遲大約為112nm，137nm和150nm的三種類(lèi)型象素的象素化(pixelated)雙軸QWF，上述三個(gè)數(shù)值分別對(duì)應(yīng)于彩色濾光片的在450nm處的藍(lán)色(B)象素的波長(zhǎng)，在550nm處的綠色(G)象素的波長(zhǎng)和在600nm處的紅色(R)象素的波長(zhǎng)的大約四分之一。象素化HWF可以類(lèi)似地制備。相反地，未象素化膜僅提供對(duì)于顯示器所有區(qū)域的平均均一性能。
替代或除RGB-圖案以外，雙軸膜也可具有如下區(qū)域的圖案具有QWF(或HWF)延遲的區(qū)域和具有另一種延遲，如零延遲的區(qū)域。這樣的圖案化膜特別適于用作圖案化半透半反射式顯示器，如鏡中孔(hole-in-mirror)類(lèi)型半透半反射式顯示器中的補(bǔ)償器，如描述于WO 03/019276 A2或描述于van der Zande等人，SID Digest 14.2，2003，第194-197頁(yè)，S.Roosendaal等人，SID Digest 8.1，2003，第78-81頁(yè)和M.Kubo等人，Proceedings of the IDW 1999，第183-186頁(yè)。
也可以使用根據(jù)本發(fā)明的未圖案化雙軸膜用于LCD，如VA或MVA類(lèi)型LCD中，作為盒內(nèi)膜，具有典型的延遲為25-60nm。
在本發(fā)明和上述的優(yōu)選實(shí)施方案中，A-板優(yōu)選是具有平面結(jié)構(gòu)的聚合的液晶材料的膜。負(fù)性C-板優(yōu)選是具有短節(jié)距膽甾結(jié)構(gòu)和UV范圍內(nèi)的反射的聚合的液晶材料的膜。O-板優(yōu)選是具有斜面結(jié)構(gòu)的聚合的液晶材料的膜。然而，也可以使用從現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它A-板，C-板和O-板延遲器。合適的膜例如公開(kāi)于US 5,619,352或WO 01/20393。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜可以從可聚合手性液晶材料制備，該液晶材料被開(kāi)發(fā)以允許混合物的反射波長(zhǎng)低于通常用于聚合的光的波長(zhǎng)(典型地約365nm)和能夠?qū)崿F(xiàn)雙折射的局部變化。這例如由如下方式達(dá)到加入具有高扭轉(zhuǎn)的一種或多種手性組分和/或采用高數(shù)量以推動(dòng)布拉格反射帶進(jìn)入U(xiǎn)V，和加入一種或多種光敏性化合物。
此外，根據(jù)本發(fā)明的混合物和材料允許使膜生產(chǎn)工藝適于在塑料襯底上制造，其中固化時(shí)間小于5分鐘，這特別適于大量生產(chǎn)。
可聚合材料優(yōu)選是具有手性近晶型或手性向列型(膽甾)LC相或具有藍(lán)色相的液晶(LC)材料。合適的近晶型材料包括例如具有手性近晶型C相的LC材料。
尤其優(yōu)選可聚合材料是膽甾LC(CLC)材料。優(yōu)選它包含一種或多種非手性可聚合介晶化合物和至少一種手性化合物。手性化合物可以選自非可聚合手性化合物，如用于液晶混合物或器件中的手性摻雜劑，可聚合手性非介晶或可聚合手性介晶化合物。尤其優(yōu)選是具有高螺旋扭轉(zhuǎn)力的手性摻雜劑，這是由于它們得到短節(jié)距CLC混合物，即使以低數(shù)量使用也如此。
尤其優(yōu)選是手性可聚合介晶材料，該介晶材料包含a)至少一種含有至少一個(gè)可聚合基團(tuán)的可聚合介晶化合物，b)至少一種手性化合物，該化合物也可以是可聚合和/或介晶型的，和可以是組分a)和/或c)的化合物中的一種化合物或另外的化合物，c)至少一種光敏性化合物，其也可以是可聚合和/或介晶型的，和可以是組分a)和/或b)的化合物中的一種化合物或另外的化合物，d)一種或多種二向色性光敏引發(fā)劑，和任選地，包含如下組分中的一種或多種組分e)一種或多種含有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)可聚合基團(tuán)的非介晶化合物，f)在該材料被光致聚合的情況下，在用于引發(fā)光致聚合的波長(zhǎng)下顯示吸收最大值的一種或多種染料，g)一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑，h)一種或多種表面活性化合物。
上下文中描述的手性可聚合介晶和LC材料是本發(fā)明的另一個(gè)目的。
優(yōu)選非手性和手性化合物含有不同數(shù)目的可聚合基團(tuán)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，可聚合材料包含至少一種二或多官能手性可聚合介晶化合物和至少一種單、二或多官能非手性可聚合介晶化合物。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，可聚合材料包含至少一種單官能手性可聚合介晶化合物和至少一種單、二或多官能非手性可聚合介晶化合物。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，可聚合材料包含至少一種非可聚合手性化合物和至少一種單、二或多官能可聚合介晶化合物。
如果二或多官能可聚合化合物在可聚合材料中存在，則形成聚合物網(wǎng)絡(luò)。由這樣的網(wǎng)絡(luò)組成的光學(xué)延遲膜是自支撐的和顯示高機(jī)械和熱穩(wěn)定性和它的物理和光學(xué)性能的低的溫度依賴性。
通過(guò)改變二和多官能化合物的濃度，聚合物膜的交聯(lián)點(diǎn)密度和因此它的物理和化學(xué)性能如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對(duì)于光學(xué)延遲膜的光學(xué)性能的溫度依賴性也是重要的，可以容易地調(diào)節(jié)熱和機(jī)械穩(wěn)定性或耐溶劑性。
優(yōu)選的可聚合LC混合物包含-0-80％，優(yōu)選5-50％一種或多種含有兩個(gè)或更多個(gè)可聚合基團(tuán)的非手性介晶化合物，-0-80％，優(yōu)選5-50％一種或多種含有一個(gè)可聚合基團(tuán)的非手性介晶化合物，-1-80％，優(yōu)選5-50％一種或多種可聚合手性介晶化合物和/或1-20％一種或多種非可聚合手性化合物，其也可以是介晶型的，-5-100％一種或多種光敏性介晶化合物，其優(yōu)選含有一個(gè)或兩個(gè)可聚合基團(tuán)，-0-15％，優(yōu)選0.01-10％，非常優(yōu)選0.05-5％一種或多種光敏引發(fā)劑，其中至少一種是二向色性的，優(yōu)選液晶，光敏引發(fā)劑，-0-10％一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑，-0-3％一種或多種非可聚合或單官能、二官能或多官能可聚合表面活性劑。
尤其優(yōu)選是棒狀或板狀介晶或液晶化合物。進(jìn)一步優(yōu)選如下所示的通式R1-R23的化合物。
用于本發(fā)明的可聚合介晶單、二或多官能可聚合化合物可以由如下方法制備該方法是自身已知的和描述于，例如有機(jī)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)著作，例如Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie(有機(jī)化學(xué)方法)，Thieme出版社，Stuttgart。
可用作根據(jù)本發(fā)明的可聚合LC混合物中的單體或共聚單體的合適可聚合介晶化合物的例子例如公開(kāi)于WO 93/22397，EP 0 261 712，DE 195 04 224，WO 95/22586，WO 97/00600和GB 2 351 734。然而，這些文獻(xiàn)中公開(kāi)的化合物僅視為是不應(yīng)限制本發(fā)明范圍的例子。
尤其可用的手性和非手性可聚合介晶化合物的例子是如下物質(zhì)
在以上通式中，P是可聚合基團(tuán)，優(yōu)選丙烯?；?、甲基丙烯?；⒁蚁┗?、乙烯氧基、丙烯基醚、環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷或苯乙烯基，x和y是相同或不同的1-12的整數(shù)，A是任選地由L1單、二或三取代的1，4-亞苯基，或1，4-亞環(huán)己基，u和v彼此獨(dú)立地是0或1，Z0和X0彼此獨(dú)立地是-O-，-S-，-COO-，-OCO-，-O-COO-，NR′-CO-NR′-，-O-CO-NR′-，NR′-COO-，-CH2CH2-，-CH＝CH-，-C≡C-或單鍵，R′是H或1-6個(gè)C原子的烷基，R0是極性基團(tuán)或非極性基團(tuán)，Ter是萜類(lèi)化合物殘基如_基，Chol是膽甾烯基，L，L1和L2彼此獨(dú)立地是H，F(xiàn)，Cl，CN或1-7個(gè)C原子的任選鹵代的烷基，烷氧基，烷基羰基，烷基羰氧基，烷氧基羰基或烷氧基羰氧基，和r是0，1，2，3或4。以上通式中的苯基環(huán)任選地由1，2，3或4個(gè)基團(tuán)L取代。
在此方面的術(shù)語(yǔ)′極性基團(tuán)′表示選自如下的基團(tuán)F，Cl，CN，NO2，OH，OCH3，OCN，SCN，最多至4個(gè)C原子的任選氟化的烷基羰基，烷氧基羰基，烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，或1-4個(gè)C原子的單、低或多氟化的烷基或烷氧基。術(shù)語(yǔ)′非極性基團(tuán)′表示1或多個(gè)，優(yōu)選1-12個(gè)C原子的任選地鹵化的烷基，烷氧基，烷基羰基，烷氧基羰基，烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，它不被′極性基團(tuán)′的以上定義覆蓋。
合適的手性摻雜劑例如可以選自市售R-或S-811，R-或S-1011，R-或S-2011，R-或S-3011，R-或S-4011，R-或S-5011，或CB 15(購(gòu)自Merck KGaA，Darmstadt，德國(guó))。非常優(yōu)選具有高螺旋扭轉(zhuǎn)力(HTP)的手性化合物，特別地如描述于WO 98/00428的包含山梨醇基團(tuán)的化合物，如描述于GB 2,328,207的包含氫化苯偶姻基團(tuán)的化合物，如描述于WO 02/94805的手性聯(lián)萘衍生物，如描述于WO 02/34739的手性聯(lián)萘酚縮醛衍生物，如描述于WO 02/06265的手性TADDOL衍生物，和如描述于WO 02/06196和WO 02/06195中的含有至少一個(gè)氟化連接基團(tuán)和末端或中心手性基團(tuán)的手性化合物。
合適的光反應(yīng)性或光敏性化合物是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。這些例如是在光輻照時(shí)顯示光致異構(gòu)化，光致弗利斯重排或2+2-環(huán)加成或另一種光致降解過(guò)程的化合物。尤其優(yōu)選是可光致異構(gòu)化的化合物。這些化合物的例子包括偶氮苯、苯甲醛肟、偶氮甲堿、茋、螺吡喃、spirooxadine，俘精酸酐，二芳基乙烯，肉桂酸酯。進(jìn)一步的例子是例如在EP 1 247 796中描述的2-亞甲基茚滿-1-酮，和例如在EP 1 247797中描述的(雙)芐叉-環(huán)烷酮。
尤其優(yōu)選LC材料包含一種或多種肉桂酸酯，特別地例如公開(kāi)于GB 2 314 839，EP 03007236.7，US 5,770,107或EP 02008230.1和它們相應(yīng)專利中的可聚合介晶或液晶肉桂酸酯。非常優(yōu)選LC材料包含選自如下通式的一種或多種肉桂酸酯 其中P，A，L和v具有以上給出的含義，Sp是間隔基團(tuán)，例如1-12個(gè)C原子的亞烷基，亞烷基氧基，亞烷基-羰基，亞烷基氧基-羰基，亞烷基-羰氧基或亞烷基氧基-羰氧基，或單鍵，和R具有以上定義的R0的含義或表示P-Sp。
尤其優(yōu)選是包含以上定義的極性末端基團(tuán)R0的肉桂酸酯RM。非常優(yōu)選是通式I和II的肉桂酸酯RM，其中R是極性基團(tuán)R0。
進(jìn)一步優(yōu)選是手性可聚合肉桂酸酯，例如描述于GB 2 314 839或EP 03007236.7中的手性山梨醇肉桂酸酯或如描述于US 5,770,107中的包含手性基團(tuán)的肉桂酸酯。
用于引起LC材料中的光反應(yīng)的光輻射依賴于光敏性化合物的類(lèi)型，和可以容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇。通常，優(yōu)選是顯示由UV輻射誘導(dǎo)的光反應(yīng)的化合物。例如，對(duì)于肉桂酸酯化合物，如通式III，IV和V的那些，典型地使用波長(zhǎng)在UV-A范圍(320-400nm)內(nèi)或具有波長(zhǎng)為365nm的UV輻射。
為制備膽甾型膜，將可聚合LC材料優(yōu)選涂覆或印刷到襯底上，對(duì)準(zhǔn)排列成均一取向和聚合以永久固定膽甾結(jié)構(gòu)。作為襯底，例如可以使用玻璃或石英片材或塑料膜或片材。也可以在聚合之前和/或期間和/或之后在涂覆的混合物頂部上放置第二襯底。襯底可以在聚合之后脫除或不脫除。當(dāng)在通過(guò)光化輻射固化的情況下使用兩個(gè)襯底時(shí)，至少一個(gè)襯底必須對(duì)于用于聚合的光化輻射是透射性的?？梢允褂酶飨蛲曰螂p折射襯底。在聚合之后不將襯底從聚合的膜上脫除的情況下，優(yōu)選使用各向同性襯底。
優(yōu)選至少一個(gè)襯底是塑料襯底，例如如下物質(zhì)的膜聚酯，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚乙烯醇(PVA)，聚碳酸酯(PC)或三乙酰基纖維素(TAC)，尤其優(yōu)選PET膜或TAC膜。作為雙折射襯底，例如可以使用單軸拉伸塑料膜。例如PET膜可從DuPont Teijin Films以商品名Melinex_購(gòu)得。
可以由常規(guī)涂覆技術(shù)如旋涂或刮板涂覆將可聚合LC材料施加到襯底上。也可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)印刷技術(shù)，例如絲網(wǎng)印刷、膠版印刷、卷到卷印刷、凸版印刷、照相凹版印刷、輪轉(zhuǎn)凹版印刷、柔性版印刷、雕刻凹版印刷、凹版移印、熱封印刷、噴墨打印或借助印?；蛴“娴挠∷⑺┘拥揭r底上。
也可以在合適的溶劑中溶解可聚合介晶材料。然后將此溶液涂覆或印刷到襯底上，例如由旋涂或印刷或其它已知技術(shù)，和在聚合之前蒸發(fā)掉溶劑。在大多數(shù)情況下合適地加熱該混合物以促進(jìn)溶劑的蒸發(fā)。作為溶劑，可以使用例如標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)溶劑。溶劑例如可以選自酮如丙酮、甲乙酮、甲基丙基酮或環(huán)己酮，乙酸酯如乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯或乙酰乙酸甲酯，醇，如甲醇、乙醇或異丙醇，芳族溶劑，如甲苯或二甲苯，鹵代烴，如二或三氯甲烷，二醇或它們的酯，如PGMEA(丙基乙二醇單甲基醚乙酸酯)，γ-丁內(nèi)酯等。也可以使用以上溶劑的二元，三元或更多元混合物。
LC材料的聚合優(yōu)選通過(guò)將它暴露于熱量或光化輻射而實(shí)現(xiàn)。光化輻射表示采用光，如UV光、IR光或可見(jiàn)光的輻照，采用X射線或γ射線的輻照，或采用高能粒子，如離子或電子的輻照。優(yōu)選聚合由光輻照，特別地采用UV光，非常優(yōu)選采用線性偏振UV光進(jìn)行。作為光化輻射源，例如可以使用單一UV燈或一套UV燈。當(dāng)使用高燈功率時(shí)，可以降低固化時(shí)間。另一種可能光輻射源是激光器，如UV激光器，IR激光器或可見(jiàn)光激光器。
聚合優(yōu)選在光化輻射的波長(zhǎng)下吸收的引發(fā)劑存在下進(jìn)行。例如，當(dāng)通過(guò)UV光致聚合時(shí)，可以使用在UV輻照下分解以產(chǎn)生引發(fā)聚合反應(yīng)的自由基或離子的光敏引發(fā)劑。優(yōu)選是UV光敏引發(fā)劑，特別地自由基UV光敏引發(fā)劑。
為在膽甾型膜中實(shí)現(xiàn)螺旋扭曲，可聚合的CLC混合物應(yīng)當(dāng)優(yōu)選包含二向色性光敏引發(fā)劑，例如液晶光敏引發(fā)劑。作為L(zhǎng)C光敏引發(fā)劑，例如可以使用EP 03014990.0中公開(kāi)的化合物之一或如下化合物 除二向色性光敏引發(fā)劑以外，可聚合混合物也可包含一種或多種常規(guī)光敏引發(fā)劑。作為用于自由基聚合的標(biāo)準(zhǔn)光敏引發(fā)劑，例如可以使用市售Irgacure_651，Irgacure_184，Darocure_1173或Darocure_4205(都購(gòu)自Ciba Geigy AG)，而在陽(yáng)離子光致聚合的情況下可以使用市售UVI 6974(Union Carbide)。
固化時(shí)間尤其依賴于可聚合材料的反應(yīng)性，涂覆層的厚度，聚合引發(fā)劑的類(lèi)型和UV燈的功率。根據(jù)本發(fā)明的固化時(shí)間優(yōu)選不長(zhǎng)于10分鐘，特別優(yōu)選不長(zhǎng)于5分鐘和非常特別地優(yōu)選短于2分鐘。對(duì)于大量生產(chǎn)，優(yōu)選是3分鐘或更短，非常優(yōu)選1分鐘或更短，特別地30秒或更短的短固化時(shí)間。
可聚合LC材料可另外包含一種或多種其它合適的組分，例如催化劑，敏化劑，穩(wěn)定劑，鏈轉(zhuǎn)移劑，抑制劑，促進(jìn)劑，共反應(yīng)單體，表面活性化合物，潤(rùn)滑劑，濕潤(rùn)劑，分散劑，疏水劑，粘合劑，流動(dòng)改進(jìn)劑，消泡劑，脫氣劑，稀釋劑，反應(yīng)性稀釋劑，助劑，著色劑，染料或顏料。
混合物也可包含具有的吸收最大值調(diào)節(jié)到用于聚合的輻射的波長(zhǎng)的一種或多種染料，特別地UV染料如4，4′-氧化偶氮基苯甲醚或市售Tinuvin(購(gòu)自Ciba AG，Basel，瑞士)。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中可聚合材料的混合物包含最多至70％，優(yōu)選1-50％一種或多種含有一個(gè)可聚合官能團(tuán)的非介晶化合物。典型的例子是丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。
為增加聚合物的交聯(lián)，替代或除二或多官能可聚合介晶化合物以外，也可將最多至20％一種或多種含有兩個(gè)或更多個(gè)可聚合官能團(tuán)的非介晶化合物加入到可聚合LC材料中以增加聚合物的交聯(lián)。二官能非介晶單體的典型例子是含有1-20個(gè)C原子的烷基的二丙烯酸烷基酯或二甲基丙烯酸烷基酯。多官能非介晶單體的典型例子是三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯。
也可以將一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑加入到可聚合材料中以改進(jìn)本發(fā)明聚合物膜的物理性能。尤其優(yōu)選是硫醇化合物，如單官能硫醇化合物如十二烷硫醇或多官能硫醇化合物如三甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)，非常優(yōu)選例如公開(kāi)于WO 96/12209，WO 96/25470或US 6,420,001中的介晶或液晶硫醇化合物。當(dāng)加入鏈轉(zhuǎn)移劑時(shí)，可以控制在本發(fā)明聚合物膜中游離聚合物鏈的長(zhǎng)度和/或兩個(gè)交聯(lián)點(diǎn)之間的聚合物鏈長(zhǎng)度。當(dāng)增加鏈轉(zhuǎn)移劑的數(shù)量時(shí)，獲得的聚合物膜中聚合物鏈長(zhǎng)度降低。
為制備膽甾型膜，必須達(dá)到手性可聚合材料的平面對(duì)準(zhǔn)排列，即螺旋軸基本上垂直于膜的平面取向。平面對(duì)準(zhǔn)排列例如可以通過(guò)剪切該材料，如通過(guò)刮刀剪切該材料而達(dá)到。也可以在所述襯底中的至少一個(gè)襯底的頂部上施加對(duì)準(zhǔn)層，例如摩擦的聚酰亞胺或?yàn)R射的SiOx的層。平面對(duì)準(zhǔn)排列也可以通過(guò)摩擦襯底而不施加另外的對(duì)準(zhǔn)層，如借助摩擦布或摩擦輥進(jìn)行而實(shí)現(xiàn)。采用低傾斜角的平面對(duì)準(zhǔn)排列也可以通過(guò)將一種或多種表面活性劑加入到可聚合介晶材料中而實(shí)現(xiàn)。合適的表面活性劑例如描述于J.Cognard，Mol.Cryst.Liq.Cryst.78，Supplement 1，1-77(1981)。特別優(yōu)選是非離子表面活性劑，如非離子氟碳表面活性劑，如市售Fluorad_(購(gòu)自3M)，或Zonyl FSN_(購(gòu)自DuPont)，或公開(kāi)于EP 1 256 617 A1中的可聚合表面活性劑。進(jìn)一步優(yōu)選是公開(kāi)于GB 2 383 040 A中的多嵌段表面活性劑。
在一些情況下，有利地施加第二襯底以輔助對(duì)準(zhǔn)排列和排除可能抑制聚合的氧?；蛘?，固化可以在惰性氣體氣氛下進(jìn)行。然而，使用合適的光敏引發(fā)劑和高UV燈功率時(shí)，在空氣中的固化也是可能的。當(dāng)使用陽(yáng)離子光敏引發(fā)劑時(shí)最經(jīng)常不需要排除氧，而應(yīng)當(dāng)排除水。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，可聚合材料的聚合在惰性氣體氣氛下，優(yōu)選在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。
具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于舉例說(shuō)明本發(fā)明而不限制本發(fā)明。在上下文中，所有的溫度以攝氏度給出，和所有百分比按重量計(jì)，除非另外說(shuō)明。
實(shí)施例1制備如下可聚合混合物化合物(1) 45.5％
化合物(2) 2.5％化合物(3) 7.5％化合物(4)(光敏性化合物(cpd.)) 30.0％化合物(5)(二向色性光敏引發(fā)劑) 4.0％Paliocolor LC756_(手性摻雜劑) 10.0％FC171_(表面活性劑) 0.5％ Paliocolor 756_是可聚合手性化合物，可購(gòu)自BASF AG(Ludwigshafen，德國(guó))。FC171_是非可聚合氟碳表面活性劑，可購(gòu)自3M(St.Paul，Minnesota，美國(guó))。
將混合物溶于PGMEA以得到45％w/w溶液。使用2000rpm的旋涂速度將溶液旋涂到摩擦的聚酰亞胺襯底上。在環(huán)境溫度下蒸發(fā)出溶劑和將膜在70℃下退火1分鐘以促進(jìn)對(duì)準(zhǔn)排列。然后將涂層暴露于365nm的線性偏振UV光(將UV光通過(guò)染料類(lèi)型偏振片產(chǎn)生)持續(xù)60秒，然后放入氮?dú)鈿夥罩泻褪褂?0mWcm-2的365nm線性偏振UV輻射固化10秒。膜的延遲曲線(x軸上以nm計(jì)的延遲對(duì)y軸上以度計(jì)的視角)見(jiàn)圖10和顯示為雙軸的。
權(quán)利要求
1.光學(xué)雙軸膜，其特征在于它包含具有螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的各向異性材料，該螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有變形螺旋和在螺旋軸的方向上周期性變化的局部雙折射。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的膜，其特征在于它反射波長(zhǎng)小于400nm的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2中至少一項(xiàng)的膜，其具有在膜平面內(nèi)的正交方向上的主折射率nx和ny，和垂直于膜平面的nz，其特征在于nx≠ny≠nz和nx、ny＞nz。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中至少一項(xiàng)的膜，其特征在于其對(duì)于波長(zhǎng)為380-780nm的光是基本上透明的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1-4中至少一項(xiàng)的膜，其特征在于它包含交聯(lián)的膽甾類(lèi)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中至少一項(xiàng)的膜，其特征在于它具有由不同區(qū)域構(gòu)成的圖案，該不同區(qū)域具有不同的光學(xué)延遲數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1-6中至少一項(xiàng)的膜，其特征在于它可以由包括如下步驟的方法獲得A)在襯底上提供手性可聚合介晶材料的層，該材料包含至少一種光敏性化合物，至少一種手性化合物和至少一種可聚合化合物，其中這些化合物可以相同或不同，和至少一種二向色性光敏引發(fā)劑，在該襯底上該材料對(duì)準(zhǔn)排列成平面取向或非必要地被對(duì)準(zhǔn)排列成平面取向，B)采用線性偏振光輻照該材料以誘導(dǎo)在該材料的所選擇區(qū)域中的所述一種或多種光敏性化合物的光反應(yīng)，C)聚合該手性介晶材料，D)非必要地，從襯底上脫除經(jīng)聚合的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1-7中至少一項(xiàng)的膜，其特征在于它可以從手性可聚合介晶材料獲得，該材料包含a)至少一種含有至少一個(gè)可聚合基團(tuán)的可聚合介晶化合物，b)至少一種手性化合物，該化合物也可以是可聚合和/或介晶型的，和可以是組分a)和/或c)的化合物中的一種化合物或另外的化合物，c)至少一種光敏性化合物，它也可以是可聚合和/或介晶型的，和可以是組分a)和/或b)的化合物中的一種化合物或另外的化合物，d)至少一種二向色性光敏引發(fā)劑，和非必要地，包含如下組分中的一種或多種組分e)一種或多種含有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)可聚合基團(tuán)的非介晶化合物，f)在該材料被光致聚合的情況下，在用于引發(fā)光致聚合的波長(zhǎng)下顯示吸收最大值的一種或多種染料，g)一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑，h)一種或多種表面活性化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7或8的膜，其中可聚合材料包含至少一種單官能手性可聚合介晶化合物和至少一種單、二或多官能非手性可聚合介晶化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7或8的膜，其中可聚合材料包含至少一種二或多官能手性可聚合介晶化合物和至少一種單、二或多官能非手性可聚合介晶化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求
7或8的膜，其中可聚合材料包含至少一種非可聚合手性化合物和至少一種單、二或多官能非手性可聚合介晶化合物。
12.制備根據(jù)權(quán)利要求
7-11中至少一項(xiàng)的膜的方法。
13.手性可聚合介晶材料，其如權(quán)利要求
7-11中至少一項(xiàng)中定義。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1-11中至少一項(xiàng)的膜用作光學(xué)器件如液晶顯示器中的延遲或補(bǔ)償膜的用途。
15.補(bǔ)償器，其包含至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求
1-11中至少一項(xiàng)的膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15的補(bǔ)償器，其進(jìn)一步包含至少一個(gè)具有斜面或傾斜結(jié)構(gòu)的延遲膜。
17.液晶顯示器，其包含至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求
1-11中至少一項(xiàng)的膜或根據(jù)權(quán)利要求
15或16的補(bǔ)償器。
18.液晶顯示器，其包含如下元件-由如下部分形成的液晶盒具有彼此相對(duì)的表面的兩個(gè)透明襯底，在該兩個(gè)透明襯底中的至少一個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)上提供和非必要地在上方疊置有對(duì)準(zhǔn)層的電極層，和在這兩個(gè)透明襯底之間存在的液晶介質(zhì)，-布置在該透明襯底外側(cè)的偏振片，或?qū)⒃撘r底夾入中間的一對(duì)偏振片，和-位于液晶盒和該偏振片中的至少一個(gè)偏振片之間的根據(jù)權(quán)利要求
1-16中至少一項(xiàng)的至少一個(gè)雙軸膜，以上元件可以被分隔開(kāi)，層疊，安裝在彼此的頂部上，或通過(guò)粘合層以這些組裝方式的任何組合連接。
19.液晶顯示器，其包含-包括如下元件的液晶(LC)盒-彼此平面平行的第一和第二襯底，該襯底中的至少一個(gè)襯底對(duì)入射光是透明的，-在該襯底之一上非線性電氣元件的陣列，它可用于單個(gè)切換該LC盒的單個(gè)象素，該元件優(yōu)選是有源元件如晶體管，非常優(yōu)選TFT，-在該襯底之一上，優(yōu)選在與帶有非線性元件陣列的襯底相對(duì)的和具有由不同象素構(gòu)成的圖案的襯底上提供的彩色濾光片陣列，該不同象素透射原色紅色、綠色和藍(lán)色(R，G，B)中的一種原色，該彩色濾光片非必要地由平面化層覆蓋，-在該第一襯底內(nèi)側(cè)上提供的第一電極層，-非必要地，在該第二襯底內(nèi)側(cè)上提供的第二電極層，-非必要地，在該第一和第二電極上提供的第一和第二對(duì)準(zhǔn)層，-可以通過(guò)施加電場(chǎng)而在至少兩個(gè)不同取向之間切換的LC介質(zhì)，-在LC盒的第一側(cè)面上的第一(或′前′)線性偏振片，-非必要地，在LC盒的第二側(cè)面上的第二(或′后′)線性偏振片，和-至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求
1-16中至少一項(xiàng)的雙軸膜，其特征在于該雙軸膜位于LC盒的第一和第二襯底之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求
17-20中至少一項(xiàng)的液晶顯示器，其特征在于它是TN(扭轉(zhuǎn)向列型)，OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎曲)，π-盒，VA(垂直對(duì)準(zhǔn)排列)或MVA(多域垂直對(duì)準(zhǔn)排列)模式的顯示器。
21.根據(jù)權(quán)利要求
17-21中至少一項(xiàng)的液晶顯示器，其特征在于它是半透半反射式顯示器。
專利摘要
本發(fā)明涉及包含各向異性材料的光學(xué)雙軸膜，該各向異性材料具有變形的螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和局部變化的雙折射，涉及用于制備它的方法和材料，涉及它作為光學(xué)器件如液晶顯示器中的延遲或補(bǔ)償膜的用途，和涉及包含這樣的雙軸膜的補(bǔ)償器和液晶顯示器。
文檔編號(hào)G02F1/13363GK1993636SQ200580026068
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年6月15日
發(fā)明者O·L·帕里尼, T·佩雷特, K·斯萊尼, R·哈丁, M·維羅爾, S·A·馬登 申請(qǐng)人:默克專利股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan