光學(xué)薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明總體涉及光學(xué)延遲薄膜。本發(fā)明可用作液晶顯示(LCD)裝置中的光學(xué)元件，特別是用作反射型和透射型兩種類型的LCD的相移組件，以及用在應(yīng)用光學(xué)延遲薄膜的其他科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】例如建筑業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)、裝飾行業(yè)。本發(fā)明提供了一種光學(xué)薄膜，其包括具有前后表面的基板和至少一層位于基板前表面上的固體光學(xué)延遲層。固體光學(xué)延遲層包含基于結(jié)構(gòu)通式I的2,2’-二磺基-4,4’-聯(lián)苯胺對(duì)苯二甲酰胺-間苯二甲酰胺共聚物或其鹽的有機(jī)剛性棒狀大分子。固體光學(xué)延遲層為對(duì)可見光譜范圍內(nèi)的電磁輻射基本透明的負(fù)C型或Ac型板。
【專利說明】光學(xué)薄膜
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)涉及2009年 12月 1 日提交的題目為"Organic Polymer Compound, Optical Film and Method"的第12/628, 398號(hào)美國專利申請(qǐng)，其全部公開內(nèi)容在此通過引證的方式 納入本說明書。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及光學(xué)延遲薄膜。本發(fā)明可用作液晶顯示（IXD)裝置中的光學(xué)元件，特 別是用作反射型和透射型兩種類型的LCD的相移部件，以及用在應(yīng)用光學(xué)延遲薄膜的任何 其他科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 液晶顯示（LCD)技術(shù)在過去的幾年里取得了顯著的進(jìn)步?；贚CD板的移動(dòng)電話、 筆記本電腦、監(jiān)視器、電視機(jī)甚至是公共顯示器都出現(xiàn)在市場(chǎng)上。LCD市場(chǎng)預(yù)計(jì)在不久的將 來會(huì)繼續(xù)保持增長(zhǎng)并為研究者和制造商設(shè)定了新任務(wù)。關(guān)鍵的增長(zhǎng)點(diǎn)有產(chǎn)品質(zhì)量的改善和 成本的降低。
[0006] LCD對(duì)角線尺寸的增長(zhǎng)已經(jīng)超過100英寸，對(duì)光學(xué)部件的質(zhì)量具有更強(qiáng)的限制。在 延遲薄膜的情況中，對(duì)于大顯示器的高質(zhì)量觀看而言，需要非常小的色移和在寬的視角下 提供更高的對(duì)比度的能力。
[0007] 如今，IXD技術(shù)仍然存在一些缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)影響液晶顯示器的質(zhì)量，并且甚至使 競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)例如等離子顯示板（PDP)可行。缺點(diǎn)之一是在傾斜視角下對(duì)比度減小。在常規(guī) 的LCD中，視角性能強(qiáng)烈取決于偏振器的性能。常規(guī)的LCD包括兩個(gè)90°交叉的二向色性 偏振器。然而，在傾斜視角下它們的軸投影之間的角度偏離90°，并且偏振器變成不交叉。 漏光隨著離軸傾斜角的增加而增加。這導(dǎo)致了沿著交叉偏振器的二等分線的寬視角的對(duì)比 度較低。此外，由于置于交叉偏振器之間的液晶元件，漏光現(xiàn)象更嚴(yán)重。
[0008] 因此，技術(shù)的進(jìn)步提出了開發(fā)基于具有可控性能的新材料的新光學(xué)元件的任務(wù)。 尤其是，在現(xiàn)代視覺顯示系統(tǒng)中必需的光學(xué)元件為光學(xué)各向異性雙折射薄膜，其在單獨(dú)LCD 模塊的光學(xué)特性上最優(yōu)化。
[0009] 旨在用于制備光學(xué)各向異性雙折射薄膜的各種各樣的聚合物材料在現(xiàn)有技術(shù)中 已知?；谶@些聚合物的光學(xué)薄膜通過單軸延伸獲得光學(xué)各向異性。
[0010] 三乙酰纖維素薄膜在現(xiàn)代LCD偏振器中廣泛用作負(fù)C板。然而，它們的缺點(diǎn)是雙 折射值低。需要具有高延遲值的更薄的薄膜以使顯示器更便宜且更輕。
[0011] 除了無定形聚合物薄膜的拉伸，其他的聚合物排列技術(shù)是本領(lǐng)域已知的。熱致液 晶聚合物（LCP)能提供以各種類型的雙折射為特征的高度各向異性薄膜。這種薄膜的制造 包括在基板上涂覆聚合物熔體或溶液，并且對(duì)于后者，涂覆步驟之后進(jìn)行溶劑蒸發(fā)。也涉及 其他排列行為，例如施加電場(chǎng)，或者使用取向膜或者在拉伸基板上涂覆。涂層的后處理設(shè) 置在使施用的聚合物呈現(xiàn)液晶相的溫度下，并且涂層的后處理的時(shí)間足以使聚合物分子取 向。單軸和雙軸光學(xué)薄膜的制備的實(shí)例可見于本領(lǐng)域中的各種專利文件和科學(xué)出版物。
[0012] 在Li等人的Polymer，第38卷，編號(hào)38,第3223-3227頁（1997)的文章中，作者 注意到一些聚合物具有光學(xué)各向異性，其極其不依賴于薄膜的厚度。他們描述了剛性鏈聚 合物在基板上的特定分子順序。如圖1(現(xiàn)有技術(shù)）所示，分子的指向優(yōu)先在基板的平面內(nèi) 并且在平面內(nèi)不具有優(yōu)先的方向。然而，所記載的方法具有技術(shù)性缺點(diǎn)。將溶液施于熱的 基板上，并將樣品在150°C_溫的真空中干燥。
[0013] 合成聚電解質(zhì)在水溶液中的剪切誘導(dǎo)中間相結(jié)構(gòu)記載于T.Funaki等人的 Langmuir,第20卷，第6518-6520(2004)頁中。根據(jù)本領(lǐng)域中已知的步驟通過界面縮聚反 應(yīng)制備聚（2, 2-二磺酰基聯(lián)苯胺對(duì)苯二甲酰胺）（PBDT)。利用偏光顯微鏡，作者在濃度范圍 為2. 8-5. 0重量％的水溶液中觀察到溶致型向列相。廣角X射線衍射研究表明在向列狀態(tài) 中，PBDT分子的鏈間距離d為0. 30-0. 34nm，所述鏈間距離為與濃度（2. 8-5. 0重量％ )無 關(guān)的常量。PBDT的d值比普通的向列型聚合物（0.41-0. 45nm)的d值小，這表明，盡管有磺 酸根陰離子的靜電排斥作用，但在向列狀態(tài)中的PBDT棒在向列狀態(tài)中具有強(qiáng)烈的鏈間相 互作用以形成束狀結(jié)構(gòu)。
[0014] 許多剛性棒狀水溶性聚合物記載于N. Sarkar和D. Kershner的Journal of Applied Polymer Science,第62卷，第393-408頁（1996)中。作者建議在不同的應(yīng)用例如 提高石油回收中使用這些聚合物。對(duì)于這些應(yīng)用，具有在很低的濃度下具有高粘度的水溶 性的剪切穩(wěn)定的聚合物是至關(guān)重要的。眾所周知，剛性棒狀聚合物在低分子量的情況下與 常規(guī)使用的柔性鏈聚合物例如水解聚丙烯酰胺相比具有高粘度。新的磺化的水溶性芳族聚 酰胺、聚脲以及聚酰亞胺通過磺化的芳族二胺與芳族二酐、二酰氯或光氣的界面聚合或溶 液聚合反應(yīng)而制備。這些聚合物中的一些具有足夠高的分子量（根據(jù)GPC數(shù)據(jù)< 200000)、 極高的特性粘度（?65dL/g)，并且在鹽溶液中顯示出轉(zhuǎn)換成螺旋線圈。
[0015] 本發(fā)明提供用于液晶顯示或其他應(yīng)用的光學(xué)薄膜的上述缺點(diǎn)的解決方案，并且公 開了一種光學(xué)薄膜，具體而言，一種基于水溶性剛性芯的聚合物和共聚物的單軸負(fù)C型板 和雙軸Ac型板延遲層。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明提供一種光學(xué)薄膜，其包括具有前后表面的基板，和至少一層位于基板前 表面上的固體光學(xué)延遲層。固體光學(xué)延遲層包含基于結(jié)構(gòu)通式I的2, 2'-二磺基-4, 4'-聯(lián) 苯胺對(duì)苯二甲酰胺-間苯二甲酰胺共聚物或其鹽和抗衡離子的有機(jī)剛性棒狀大分子
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)薄膜，其包括 具有如后表面的基板，和 至少一層位于基板前表面上的固體光學(xué)延遲層， 其中固體光學(xué)延遲層包括基于結(jié)構(gòu)通式I的2, 2' -二磺基-4, 4' -聯(lián)苯胺對(duì)苯二甲酰 胺-間苯二甲雨聚物1§&1鹽和抗德?窗;1有和,剛丨牛棒狀f 7A子.
其中P和q是剛性共聚物大分子中的有機(jī)單元的數(shù)目，其在5至1000的范圍內(nèi)，側(cè)基 SOf提供了有機(jī)剛性棒狀共聚物大分子或其鹽在水性溶劑中的溶解性， 其中至少一種抗衡離子選自 H+、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr 2+、Pb2+、Zn2+、La3+、 Ce3+、Y3+、Yb3+、Al3+、Gd 3+、Zr4+和NH4_kQk+，其中Q獨(dú)立地選自直鏈或支化的（C1-C20)烷基、 (C2-C20)烯基、（C2-C20)炔基，及（C6-C20)芳基烷基，且k為0、1、2、3或4,并且 其中固體光學(xué)延遲層為對(duì)可見光譜范圍內(nèi)的電磁輻射基本透明的負(fù)C型或Ac型板。
2. 權(quán)利要求1的光學(xué)薄膜，還包括選自堿金屬氫氧化物和堿金屬鹽的無機(jī)化合物。
3. 權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中所述固體延遲層為單軸延遲層，其具有對(duì)應(yīng) 于基板平面內(nèi)的兩個(gè)互相垂直方向的兩個(gè)折射率（Ii j^Pny)和在基板平面的法線方向上的 一個(gè)折射率（nz)，并且其中折射率滿足以下條件：n z〈nx = ny。
4. 權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中所述固體延遲層為雙軸延遲層，其具有對(duì)應(yīng) 于基板平面內(nèi)的兩個(gè)互相垂直方向的兩個(gè)折射率（Ii j^Pny)和在基板平面的法線方向上的 一個(gè)折射率并且其中折射率滿足以下條件：η ζ〈η>χ。
5. 權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板材料選自聚合物和玻璃。
6. 權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，還包括至少一種在基板和固體光學(xué)延遲層之間 形成的夾層。
7. 權(quán)利要求6的光學(xué)薄膜，其中面向固體光學(xué)延遲層的夾層的表面為親水性的。
8. 權(quán)利要求6的光學(xué)薄膜，其中面向固體光學(xué)延遲層的夾層的表面具有浮凸。
9. 權(quán)利要求6的光學(xué)薄膜，其中面向固體光學(xué)延遲層的夾層的表面具有紋理。
10. 權(quán)利要求6的光學(xué)薄膜，其中夾層是在基板和固體光學(xué)延遲層之間的平面層。
11. 權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板的后表面進(jìn)一步由防反射涂層或防 閃涂層覆蓋。
12. 權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，還包括在固體光學(xué)延遲層上形成的粘合劑透 明層。
13. 權(quán)利要求12的光學(xué)薄膜，還包括在粘合劑層上形成的保護(hù)層。
14. 權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板為鏡面反射板或漫反射板。
15. 權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板為半透明鏡面反射板或半透明漫反 射板。
16. 權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板為反射式偏振片。
17. 權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板透射率在可見光范圍內(nèi)不低于 90%。
18. 權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中基板材料選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚氯乙烯（PVC)、聚碳酸酯（PC)、聚丙烯（PP)、聚乙烯 (PE)、聚酰亞胺（PI)，以及聚酯。
19. 權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的光學(xué)薄膜，其中固體光學(xué)延遲層的厚度延遲Rth在-210nm 至-320nm范圍內(nèi)，并且基板的特征在于面內(nèi)延遲R。在30nm至45nm范圍內(nèi)且厚度延遲Rth 在_120nm至_230nm范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C09K19/04GK104245884SQ201380019379
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月10日
【發(fā)明者】A·拉扎雷夫 申請(qǐng)人:克萊索普提克斯株式會(huì)社