專利名稱：雙軸膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及具有膽甾型結(jié)構(gòu)的光學(xué)雙軸膜，制備它的方法和原材料，它在光學(xué)設(shè)備如補償器和液晶顯示器中的用途，和涉及包括此類雙軸膜的補償器或液晶顯示器。
背景和現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)補償器在現(xiàn)有技術(shù)中用于改進液晶顯示器(LCD)的光學(xué)性質(zhì)，如對比度和在大視角的灰度標(biāo)度表達。例如在TN或STN型的無補償?shù)娘@示器中，在大的視角下常常觀察到灰度水平的變化和甚至灰色標(biāo)度倒轉(zhuǎn)，以及對比度損失和色域的所不希望有的變化。
LCD技術(shù)和LCD的光學(xué)補償?shù)脑砗头椒ǖ木C述在US5,619,352中給出，它的整個公開內(nèi)容被引入本申請中供參考。如在US5,619,352中所述，為了改進在寬的視角下顯示器的對比度，能夠使用負(fù)性雙折射C-板補償器，然而，此類補償器沒有改進顯示器的灰色標(biāo)度表達。另一方面，為了抑制或甚至消除灰色標(biāo)度倒轉(zhuǎn)和改進灰色標(biāo)度穩(wěn)定性，US5,619,352建議使用雙折射O-板補償器。在US5,619,352中所述的O-板補償器包括O-板，和可以另外包括一種或多種A-板和/或負(fù)性C-板。
在US5,619,352中和在整個本發(fā)明中使用的術(shù)語“O-板”，“A-板”和“C-板”具有下列意義?！癘-板”是利用正性雙折射(例如液晶)材料的層的光學(xué)延遲器(retarder)，它的主光軸是以相對于該層的平面的一定斜角而取向?！癆-板”是采用單軸雙折射材料的層的光學(xué)延遲器，它的異常軸是與該層的平面平行地取向，和它的平常軸(也稱作“a-軸”)是與該層的平面垂直地取向，即平行于正常入射光的方向?！癈-板”是采用單軸雙折射材料的層的光學(xué)延遲器，它的異常軸(也稱作“c-軸”)垂直于該層的平面，即與正常入射光的方向平行。
在現(xiàn)有技術(shù)中的負(fù)性雙折射C-板延遲器已經(jīng)，通過無機薄膜的汽相沉積從例如各向同性聚合物的單軸壓縮膜制得，如在例如US5,196,953中所述，或從負(fù)性雙折射液晶材料制得。然而，拉伸或壓縮聚合物膜常常顯示僅僅中等的雙折射率和需要高的膜厚度，汽相沉積需要復(fù)雜的制造程序，和負(fù)性雙折射液晶材料常常是不容易獲得并且比正性雙折射材料更昂貴。
為了克服這些缺點，最近，例如在WO01/20393和WO01/20394中建議使用具有短螺距的膽甾型液晶膜，典型地它的布拉格反射譜帶是在電磁譜的UV區(qū)域中。此類膜對于大于它的反射最大值的波長顯示出負(fù)性雙折射C-型延遲(retardation)。這一類型的膜的折射指數(shù)橢圓接近于具有負(fù)雙折射的垂直校直排列液晶的折射指數(shù)橢圓。此類延遲膜能夠例如用于在TN-LCD的垂直(homeotropically)驅(qū)動黑暗狀態(tài)中取消軸外延遲，和因此顯著地改進LC顯示器的視角。
WO01/20393公開一種補償器，它是平面A-板，O-板和負(fù)性C-板的結(jié)合體，其中該負(fù)性C-板包括短-螺距膽甾型LC膜。當(dāng)用于例如TN-LCD中時，這一結(jié)合體在水平視角提供優(yōu)異的對比度并減少色域的不希望有的變化。然而，在俯視角它的性能受限制。此外，多重延遲膜的使用是昂貴的并產(chǎn)生制造和耐久性問題。
本發(fā)明的一個目的是提供光學(xué)補償器，它對于LCD的補償具有改進的性能，容易制造，尤其對于批量生產(chǎn)，并且不具有如上所述的現(xiàn)有技術(shù)補償器的缺點。本發(fā)明的其它目的可由所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員從下面的詳細(xì)說明中立刻理解。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過在將多層膜結(jié)合在單個層中和通過使用雙軸C-板延遲器，能夠解決上述問題，和能夠獲得具有優(yōu)異工作性能的光學(xué)補償器。還發(fā)現(xiàn)，雙軸負(fù)性C-板延遲器在它的光學(xué)性質(zhì)上接近于平面A-板和負(fù)性C-板的結(jié)合體，但是顯示出比該結(jié)合體更佳的光學(xué)性能。雙軸負(fù)性C-板延遲器的平面內(nèi)各向異性(Δnxy)接近于A-板而平面外各向異性(Δnxz和Δnyz)接近于負(fù)性C-板。模擬已顯示，雙軸負(fù)性C-板延遲器的光學(xué)性能令人吃驚地優(yōu)于順序地堆疊的A-板和負(fù)性C-板的光學(xué)性能，并對于液晶顯示器顯示出特別良好的視角性能。此外，單個雙軸膜代替兩層堆疊膜的使用可降低成本和減少制造問題。
術(shù)語的定義與在本申請中描述的光學(xué)極化，補償和延遲層，膜或板相關(guān)，給出了在整個本申請中使用的下列術(shù)語的定義。
該術(shù)語“膽甾型結(jié)構(gòu)”或“螺旋形扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)”涉及包括一層或多層的液晶材料的膜，其中液晶基元(mesogen)以它們的主要分子軸在分子亞層內(nèi)的優(yōu)選方向上取向，在不同亞層中的這一優(yōu)選的取向方向環(huán)繞螺旋軸，后者基本上垂直于膜平面，即基本上與膜法向(normal)平行。這一定義也包括一些取向，其中螺旋軸相對于膜法向有至多2°的角度傾斜。
該術(shù)語“傾斜結(jié)構(gòu)”或“傾斜取向”意指膜的光軸是以相對于膜平面的在0和90度之間的角度θ傾斜。
該術(shù)語“八字斜(splayed)結(jié)構(gòu)”或“八字斜取向”意指如上所定義的傾斜取向，其中傾角另外在0-90°范圍內(nèi)在垂直于膜平面的方向上單調(diào)地變化，優(yōu)選從最小值到最大值。
術(shù)語“平面結(jié)構(gòu)”或“平面取向”意指膜的光軸基本上平行于膜平面。這一定義還包括一些膜，其中光軸相對于膜平面稍微地傾斜，有至多1°的貫穿膜的平均傾角，而且它顯示出與膜相同的光學(xué)性質(zhì)，其中光軸精確地平行(即有零度傾斜)于膜平面。
該平均傾角θave被定義如下θave=Σd′=0dθ′(d′)d]]>其中θ’(d’)是在膜內(nèi)厚度d’處的局部傾角，和d是膜的總厚度。
下面的八字斜的膜的傾角是作為平均傾角θave給出的，除非另有說明。
術(shù)語“垂直(homeotropic)結(jié)構(gòu)”或“垂直取向”意指膜的光軸基本上垂直于膜平面，即基本上平行于膜法向。這一定義也包括一些膜，其中光軸相對于膜法向以至多2°的角度稍微地傾斜，和它顯示出與膜相同的光學(xué)性質(zhì)，其中光軸精確地平行(即沒有傾斜)于膜法向。
為了簡單起見，具有傾斜的，八字斜的，平面的，扭轉(zhuǎn)的或垂直的取向或結(jié)構(gòu)的光學(xué)薄膜在下面也分別簡短地稱作“傾斜膜”，“八字斜膜”，“平面膜”，“扭轉(zhuǎn)膜”和“垂直膜”。
傾斜和八字斜的膜將也稱為“O板”。平面膜也稱為“A板”或“平面A板”。
在包括具有均勻取向的單軸正性雙折射液晶材料的傾斜的、平面的和垂直的光學(xué)薄膜中，在整個本發(fā)明中所指的膜的光軸是由液晶材料的液晶基元的主要分子軸的取向方向給定的。
在包括具有均勻取向的單軸正性雙折射液晶材料的八字斜的膜中，在整個本發(fā)明中所指的膜的光軸是由液晶基元的主要分子軸的取向方向在膜表面上的凸出所給定的。
“E模式”是指扭轉(zhuǎn)向列液晶顯示器(TN-LCD)，其中輸入極化基本上沿著液晶分子的導(dǎo)向偶極子(director)，當(dāng)進入顯示器單元時，即沿著異常(E)折射指數(shù)。“O模式”是指TN-LCD，其中輸入極化基本上垂直于導(dǎo)向偶極子，當(dāng)進入顯示器單元時，即沿著平常(O)折射指數(shù)。
在本申請中使用的術(shù)語“膜”包括自支持的，即自立的，膜，它顯示出或多或少改善的機械穩(wěn)定性和柔韌性，以及在支持基板上或在兩個基板之間的涂層或?qū)印?br> 該術(shù)語“液晶或液晶材料(mesogenic material)”或“液晶或液晶化合物(mesogenic compound)”應(yīng)該表示包含了一種或多種桿形的、板形的或圓盤形的液晶基元，即能夠誘導(dǎo)液晶相行為的基團，的材料或化合物。包含液晶基元的化合物或材料本身不一定必須顯示出液晶相。還有可能，它們僅僅在與其它化合物形成的混合物中顯示出液晶相行為，或當(dāng)液晶化合物或材料，或它們的化合物，聚合時才顯示出液晶相行為。
為了簡單起見，該術(shù)語“液晶材料”在后面同時用于液晶材料和液晶材料，和術(shù)語“液晶基元”用于該材料的液晶基元。
具有一個可聚合基團的可聚合化合物也稱作“單反應(yīng)性”化合物，具有兩個可聚合基團的化合物稱作“雙反應(yīng)性”化合物，和具有兩個以上可聚合基團的化合物被稱作“多反應(yīng)性”化合物。不具有可聚合基團的化合物也稱作“非反應(yīng)性”化合物。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的一個目的是具有膽甾型結(jié)構(gòu)和具備橢圓形的折射指數(shù)橢圓的變形螺旋的雙軸膜，特征在于它反射低于380nm的波長的光。
本發(fā)明的另一個目的是制備如以上和以下所述的雙軸膜的方法。
本發(fā)明的另一目的是如以上和以下所述的雙軸膜作為光學(xué)設(shè)備如例如液晶顯示器中的延遲或補償膜的用途。
本發(fā)明的另一個目的是包括如以上和以下所述的雙軸膜的補償器。
本發(fā)明的另一個目的是包括如以上和以下所述的補償器或雙軸膜的液晶顯示器。
附圖的簡述

圖1說明了通過使用偏振UV光來光聚合一種膽甾型材料，制備根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜的方法。
圖2說明了利用未偏振UV光的光聚合反應(yīng)制備正弦曲線的膽甾型螺旋(A)的方法和利用偏振UV光的光聚合反應(yīng)制備扭曲的螺旋(B)的方法。
圖3描繪了具有未扭曲的(A)和扭曲的(B)膽甾型螺旋的膽甾型材料的折射指數(shù)橢圓。
圖4顯示了根據(jù)實施例1利用未偏振光(A)和偏振光(B)的光聚合反應(yīng)所制備的膽甾型膜的延遲對視角關(guān)系。
圖5顯示了根據(jù)實施例2利用未偏振光(A)和偏振光(B)的光聚合反應(yīng)所制備的膽甾型膜的延遲對視角關(guān)系。
圖6顯示了根據(jù)實施例3利用未偏振光(A)和偏振光(B)的光聚合反應(yīng)所制備的膽甾型膜的延遲對視角關(guān)系。
圖7用圖解法描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(A，B)和根據(jù)本發(fā)明(C)的補償型TN-LCD。
圖8A、8B和8C分別地顯示了根據(jù)實施例4A，4B和4C的補償型TN-LCD的等對比度曲線(isocontrast plot)。
圖9用圖解法描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(A)和根據(jù)本發(fā)明(B)的補償型MVA-LCD。
圖10A和10B分別顯示了根據(jù)實施例5A、5B和5C的補償型MVA-LCD的等對比度曲線。
圖11用圖解法描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(A)和根據(jù)本發(fā)明(B)的補償型OCB-LCD。
圖12A和12B分別地顯示了根據(jù)實施例6A、6B和6C的補償型OCB-LCD的等對比度曲線。
本發(fā)明的詳細(xì)說明當(dāng)在LCD中使用包括根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜的補償器時，顯示器的在大視角的對比度和灰度水平表達大大地改進，并且灰色標(biāo)度倒轉(zhuǎn)得到抑制。對于彩色顯示器的情況，該顏色穩(wěn)定度大大被改進和色域的變化得到抑制。此外，根據(jù)本發(fā)明的補償器特別適合于批量生產(chǎn)。
尤其優(yōu)選的是這樣一種雙軸延遲膜，它具有光學(xué)雙軸負(fù)性C對稱性且nx≠ny≠nz和nx，ny＞nz，其中nx和ny是在膜平面內(nèi)的正交方向上的主折射率和nz是垂直于膜平面的主折射率。
進一步優(yōu)選的是一種雙軸延遲膜，它對于380nm或更高的波長的光，優(yōu)選對于380到780nm的可見光是基本上透明的。
雙軸膜的厚度優(yōu)選是0.5-5μm，非常優(yōu)選1-3μm。
該螺距優(yōu)選被選擇低于225nm以實現(xiàn)小于360nm的反射波長，它低于可見光波長。雙軸膜的延遲優(yōu)選根據(jù)在下面和在實施例中舉例給出的所需應(yīng)用來選擇。
優(yōu)選地，雙軸膜包括交聯(lián)的膽甾型聚合物。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜能夠例如通過在具有短螺距(高度扭轉(zhuǎn))的膽甾型液晶(CLC)聚合物膜中誘導(dǎo)螺旋形變形來制造。這能夠例如通過被涂敷到基板上并校直排列成平面取向的可聚合的膽甾型液晶材料的光聚合來實現(xiàn)，其中該可聚合的材料包括二色性或液晶光引發(fā)劑和光聚合反應(yīng)通過用線性偏振光，例如線性偏振UV光輻射來引發(fā)。結(jié)果，在光聚合過程中CLC螺旋是扭曲的。這一方法對于長螺距CLC聚合物膜的制備也由D.J.Broer等人，Adv.Mater.1999，11(7)，573-77進行了描述。然而，Broer等人沒有公開具有在UV區(qū)域中的反射波長的膽甾型膜。
因此，本發(fā)明的另一個目的是制備如以上和以下所述的雙軸延遲膜的方法，該方法在于在基板上提供手性可聚合的液晶材料的層，通過暴露于線性偏振光使得在其液晶相中均勻地取向的可聚合的材料發(fā)生光聚合和任選地從基板上除去已聚合的材料，其中該手性可聚合的液晶材料包括至少一種二色性的光引發(fā)劑，至少一種非手性的可聚合的化合物，和至少一種手性可聚合的或不可聚合的化合物。
本發(fā)明的另一個目的是可通過如以上和以下所述的方法獲得的具有膽甾型結(jié)構(gòu)的雙軸膜。
制備雙軸膜的方法是在下面以舉例性質(zhì)進行描述并在圖1和2中用圖解法說明。
該CLC混合物優(yōu)選含有高度反應(yīng)活性的向列型組分和低反應(yīng)活性的手性組分或反之亦然。該LC光引發(fā)劑局部地校直排列，使得它的UV-吸收軸平行于液晶導(dǎo)向偶極子。當(dāng)用偏振UV光照射時，聚合引發(fā)用自由基占優(yōu)勢地產(chǎn)生，其中局部的導(dǎo)向偶極子平行于極化方向(E)，如在圖1中所描繪。
不均勻的自由基產(chǎn)生會導(dǎo)致高度反應(yīng)性組分的占優(yōu)勢的局部聚合。這會導(dǎo)致在螺旋的半途中在高和低反應(yīng)性組分之間的濃度梯度，如在圖2B中所示。該高度反應(yīng)性組分被濃縮，此時導(dǎo)向偶極子平行于E-域(自由基的最高濃度)，和低反應(yīng)性組分變少，此時導(dǎo)向偶極子垂直于E-域。手性組分的局部變化導(dǎo)致正弦曲線的螺旋的扭曲。
先前報導(dǎo)的，扭曲的螺旋具有與在材料中的光的波長相當(dāng)?shù)拈L的螺距。在膽甾型材料中光的波長減少了折射指數(shù)與在該材料之外的折射指數(shù)相比的系數(shù)。當(dāng)螺旋的螺距等于光的波長(在該材料之內(nèi))時根據(jù)方程式P≈nxλ發(fā)生布拉格反射，其中P是膽甾型螺距，n是平均折射率和λ是反射波長。該扭曲的螺旋會在可見光譜中產(chǎn)生布拉格反射譜帶，線性偏振光在其中傳輸，而不是通常在膽甾型材料中觀察到的圓偏振光，這歸因于螺旋扭曲。
在根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜中，螺距是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可見光波長的折算值，因此僅僅經(jīng)歷了方向性平均折射指數(shù)。結(jié)果在UV中出現(xiàn)布拉格反射譜帶，這樣膜對可見光波長是透明的并單純地用作這些波長的延遲器。在這種情況下螺旋扭曲導(dǎo)致形成橢圓形的，盤狀折射指數(shù)橢圓(圖3B)，與非扭曲的螺旋的環(huán)形的、盤狀橢圓形成對比(圖3A)。相反，由Broer等人，Adv.Mater.1999，11(7)，573-77報道的具有較長螺距的膜可用作可見光波長的極化反射鏡或濾色器。
在現(xiàn)有技術(shù)的膽甾型膜中的短螺距、正弦曲線的(即無畸變的)螺旋產(chǎn)生負(fù)性有效雙折射率(Δnz-xy)，如在圖3A中的盤狀折射指數(shù)橢圓所示。在平面內(nèi)的折射指數(shù)是相等的(nx＝ny)和大于平面外的指數(shù)(nz)。這會生產(chǎn)光學(xué)單軸的，負(fù)性C-型結(jié)構(gòu)。相反，在根據(jù)本發(fā)明的短螺距膽甾型膜中，螺旋扭曲在負(fù)性C-型結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加的在平面內(nèi)的各向異性(Δnx-y)，導(dǎo)致形成了在圖3B中所示的具有雙軸、負(fù)性C-型對稱的折射指數(shù)橢圓，其中nx≠ny≠nz，nx和ny大于nz。
這樣能夠生產(chǎn)出具有光學(xué)雙軸負(fù)性C-型對稱的膽甾型膜，它能夠用作在可見光譜內(nèi)的波長的線性偏振光的延遲器。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜能夠單獨或與其它延遲膜相結(jié)合用作補償器，用于在LCD中的視角補償。
優(yōu)選地，雙軸膜與選自具有平面的、垂直的、傾斜的或八字斜的結(jié)構(gòu)的A-板，C-板和O-板延遲器或膜中的附加的延遲器聯(lián)用。尤其優(yōu)選地，雙軸膜與具有傾斜的或八字斜的結(jié)構(gòu)的，非常特別優(yōu)選具有八字斜的結(jié)構(gòu)的至少一種O-板延遲器聯(lián)用。
本發(fā)明的另一目的是包括如以上和以下所述的至少一種雙軸延遲膜，和任選地包括具有八字斜的或傾斜的結(jié)構(gòu)的至少一種O-板延遲器的補償器。
能夠用于根據(jù)本發(fā)明的補償器中和它們的制造中的O-板延遲器的合適例子已描述在WO01/20393中，它的公開全部內(nèi)容被引入這里供參考。
各光學(xué)薄膜如起偏振器和延遲器能夠?qū)訅涸谝黄穑蚶谜澈蟿?，如例如TAC或DAC(三-或二-乙?；w維素)膜連接。
本發(fā)明的另一個目的是包括如以上和以下所述的至少一種雙軸膜或補償器的液晶顯示器。
尤其優(yōu)選地，液晶顯示器包括下列元件-液晶池，它由具有彼此相對的表面的兩個透明基板，在兩個透明基板的至少一個的內(nèi)側(cè)上提供的并任選地疊加有校準(zhǔn)層的電極層，和在兩個透明基板之間存在的液晶介質(zhì)所構(gòu)成，-在透明的基板之外排列的起偏振器，或夾在基板之間的一對起偏振器，和-根據(jù)本發(fā)明的至少一種雙軸膜或補償器，位于液晶池和至少一個起偏振器之間，以上元件有可能是一個在另一個之上分開、堆疊、安放或在這些組裝方式的任何結(jié)合體中利用粘合劑層來連接。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜和補償器能夠用于普通顯示器，尤其TN(扭轉(zhuǎn)向列)，HTN(高度扭轉(zhuǎn)向列)或STN(超扭轉(zhuǎn)向列)模式的那些顯示器，的補償，應(yīng)用于AMD-TN(有源矩陣驅(qū)動TN)顯示器中，用于IPS(平面內(nèi)轉(zhuǎn)換)模式的顯示器(它也已知為“超級TFT”顯示器)中，用于DAP(校直排列相的變形)或VA(垂直地校直排列)模式的顯示器，如例如ECB(電子上控制雙折射)，CSH(彩色超級垂直的)，VAN或VAC(垂直地校直排列向列型或膽甾型)顯示器，MVA(多域垂直地校直排列)顯示器中，用于彎曲模式的顯示器或雜化型顯示器，如例如OCB(光學(xué)補償?shù)膹澢鼗蚬鈱W(xué)補償?shù)碾p折射)，R-OCB(反射性O(shè)CB)，HAN(雜化校直排列向列型)或pi-池(π-池)顯示器中。
尤其優(yōu)選的是TN，STN，VA，MVA，OCB和π-池顯示器。
在下文中，描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的補償顯示器。
使用對于分層各向異性介質(zhì)的Berreman 4x4矩陣方法來進行如下所述的計算機模擬。
扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式圖7A和7B顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補償TN顯示器，它包括在斷開狀態(tài)下具有處于扭轉(zhuǎn)向列取向中的向列型液晶混合物的LC池，包括在池的每一側(cè)上的平面A-板、(單軸)負(fù)性C-板和八字斜O(jiān)-板的補償器，和兩個起偏振器，它們的極化軸是在包夾該池和補償器的直角上交叉。
圖7C以舉例方式顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方案的補償TN顯示器，其中，與圖7A和7B相比，該補償器包括根據(jù)本發(fā)明的單個雙軸負(fù)性C膜，代替分離開的A-板和負(fù)性C-板延遲器。
計算機模擬已顯示，在某些構(gòu)型中，在圖7C中所示的補償器顯著地改進TN顯示器的光學(xué)性能。補償器構(gòu)型取決于八字傾的和雙軸的膜的波導(dǎo)模式(O-模式或E-模式)和相對位置。模型模擬也顯示，用根據(jù)圖7C的、包括單個雙軸膜加上八字斜的膜的補償器所達到的光學(xué)性能能夠顯著地優(yōu)于用根據(jù)圖7A或7B的、包括順序地與八字斜的膜堆疊的分離開的A-板和負(fù)性C-板的補償器所達到的光學(xué)性能。
在例如在圖7C中所示的補償堆疊體中，本發(fā)明的雙軸膜的方向性折射指數(shù)的比率比它們的尺寸(magnitude)更重要。例如，對于nx＝1.65，ny＝1.55和nz＝1.50的雙軸膜，用1200nm的膜厚度獲得了優(yōu)異對比度。
然而，也有可能例如將平面內(nèi)外的各向異性(Δnyz和Δnxy)減少一定的系數(shù)，和將膜厚度增加相同的系數(shù)，以獲得具有基本上相同的光學(xué)性能的膜。這一方法適用于根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜。
多域垂直地校直排列(MVA)模式計算機模擬已顯示，通過使用負(fù)性C-板和A-板，MVA模式的顯示器能夠被補償以便在全部觀察方向上達到至多80°角度的10∶1對比率。這一類型的補償也改進顏色性能，減少了軸外的顏色沖失。
圖9A顯示，補償MVA顯示器，它包括在斷開狀態(tài)下具有處于垂直型取向中的向列型液晶混合物的LC池，包括在LC池的一側(cè)上的平面A-板加上(單軸)負(fù)性C-板的補償器，和兩個起偏振器，它們的極化軸是在包夾該池和補償器的直角上交叉。
圖9B以舉例方式顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施方案的補償MVA顯示器，它包括夾在兩個交叉的起偏振器之間的垂直LC池和在該LC池的一側(cè)上的根據(jù)本發(fā)明的雙軸負(fù)性C膜。
如前面所述，負(fù)性C-板和A-板(平面膜)的結(jié)合體能夠近似為雙軸負(fù)性C膜。單個雙軸負(fù)性C膜在圖9B中所示的MVA模式的顯示器中的應(yīng)用令人吃驚地導(dǎo)致獲得了與在圖9A中所示的分別應(yīng)用的那些膜相比的改進對比度。
OCB或π-池模式圖11A顯示，補償OCB模式顯示器，它包括在斷開狀態(tài)下具有標(biāo)準(zhǔn)OCB構(gòu)型(均勻邊緣校準(zhǔn)和彎曲結(jié)構(gòu))的向列型液晶混合物的LC池，包括在LC池的每一側(cè)上的平面A-板加上(單軸)負(fù)性C-板的補償器，和兩個起偏振器，它們的極化軸是在包夾該池和補償器的直角上交叉。
圖11B以舉例方式顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施方案的補償OCB顯示器，它包括夾在兩個交叉的起偏振器之間的具有彎曲結(jié)構(gòu)的LC池和在該LC池的每一側(cè)上的根據(jù)本發(fā)明的雙軸負(fù)性C膜。
計算機模擬已經(jīng)顯示，在圖11B中所示的單個雙軸負(fù)性C膜能夠用于代替如圖11A中所示的分離開的A-板和負(fù)性C-板，以得到可比的光學(xué)性能，同時減少在堆疊體中不同膜的數(shù)量。
在上述的優(yōu)選實施方案中，A-板優(yōu)選是具有平面結(jié)構(gòu)的聚合液晶材料的膜。負(fù)性C-板優(yōu)選是具有短螺距膽甾型結(jié)構(gòu)和在UV范圍中反射的聚合液晶材料的膜。O-板優(yōu)選是具有八字斜結(jié)構(gòu)的聚合液晶材料的膜。然而，也有可能使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它A-板，C-板和O-板延遲器。合適的膜公開在例如US5,619,352或WO01/20393中。
根據(jù)本發(fā)明的雙軸膜能夠從可聚合的手性液晶材料制備，該材料被開發(fā)來使混合物的反射波長低于正常用于聚合反應(yīng)(典型地在大約365nm)的光的波長并使螺旋扭曲。這通過例如添加具有高扭轉(zhuǎn)的手性組分和/或以高的用量添加它，將布拉格反射譜帶推入到UV區(qū)中，例如添加二色性光引發(fā)劑使螺旋扭曲，來實現(xiàn)。另外，根據(jù)本發(fā)明的混合物和材料使得該膜生產(chǎn)過程適合于在塑料基板上制造，其中固化時間低于5分鐘，這對于批量生產(chǎn)是尤其合適的。
該可聚合的材料優(yōu)選是膽甾型液晶(CLC)材料。優(yōu)選地，它包括一種或多種非手性的可聚合的液晶化合物和至少一種手性化合物。該手性化合物能夠選自不可聚合的手性化合物，如例如用于液晶混合物或裝置中的手性摻雜劑，可聚合的手性非-液晶化合物或可聚合的手性液晶化合物。尤其優(yōu)選的是具有高的螺旋形扭轉(zhuǎn)力的手性摻雜劑，因為它們得到短螺距CLC混合物，即使以較低的量使用。
尤其優(yōu)選的是包括以下組分的手性可聚合的LC混合物a)具有至少一個可聚合的基團的至少一種可聚合的液晶化合物，b)至少一個手性化合物，它也可以是可聚合的和/或內(nèi)消旋產(chǎn)生的化合物，和它可以是組分a)的化合物中的一種或另外的化合物，c)至少一種二色性光引發(fā)劑，d)任選的具有一個、兩個或更多個可聚合的基團的一種或多種非-液晶化合物，e)任選的一種或多種非二色性光引發(fā)劑，f)任選的在用于引發(fā)光聚合的波長下顯示出最大吸收的一種或多種染料，g)任選的一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑，和h)任選的一種或多種表面活性化合物。
如以上和以下所述的手性可聚合LC材料是本發(fā)明的另一目的。
優(yōu)選地，非手性的和手性化合物具有不同數(shù)量的反應(yīng)性基團。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可聚合的液晶材料包括至少一種二-或多反應(yīng)性手性可聚合的液晶化合物和至少一種單-，二-或多反應(yīng)性非手性的可聚合的液晶化合物。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案中，可聚合的材料包括至少一種單反應(yīng)性手性可聚合的液晶化合物和至少一種單-，二-或多反應(yīng)性非手性的可聚合的液晶化合物。
在另一優(yōu)選實施方案中，可聚合的材料包括至少一種非反應(yīng)性手性化合物和至少一種單-，二-或多反應(yīng)性可聚合的液晶化合物。
如果二-或多反應(yīng)性化合物存在于該可聚合的材料中，則形成三維聚合物網(wǎng)絡(luò)。由該網(wǎng)絡(luò)形成的光延遲膜是自支持的并顯示出了高的機械和熱穩(wěn)定性以及它的物理和光學(xué)性質(zhì)的低的溫度依賴性。
通過改變二-和多反應(yīng)性化合物的濃度，聚合物膜的交聯(lián)密度和因此它的物理和化學(xué)性質(zhì)如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(這對于光延遲膜的光學(xué)性質(zhì)的溫度依賴性也是重要的)，熱和機械穩(wěn)定性或耐溶劑性能夠容易地調(diào)整。
優(yōu)選的可聚合LC混合物包括-10-80％的一種或多種二反應(yīng)性非手性的液晶化合物，-5-80％的一種或多種單反應(yīng)性非手性的液晶化合物，-5-80％的一種或多種單-或二反應(yīng)性手性液晶化合物，和/或1-20％的也可以是液晶化合物的一種或多種非反應(yīng)性手性化合物，-0-10％的一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑，-0-3％的一種或多種非反應(yīng)性，單反應(yīng)性，二-或多反應(yīng)性表面活性劑，-0.1-8％的一種或多種二色性光引發(fā)劑，優(yōu)選0.5-5％的二色性的，非常優(yōu)選液晶型的，光引發(fā)劑，-0-6％，優(yōu)選0.1-5％的一種或多種非二色性的光引發(fā)劑。
用于本發(fā)明的非手性和手性可聚合的內(nèi)消旋產(chǎn)生型單-，二-或多反應(yīng)性化合物能夠通過本身已知的方法制備，這些方法例如描述在有機化學(xué)的權(quán)威著作，例如，Houben-Weyl，Methoden der organischenChemie，Thieme-Verlag，Stuttgart中。典型的實例描述在例如WO93/22397；EP0261712；DE19504224；DE4408171和DE4405316中。然而，在這些文件中公開的化合物被認(rèn)為僅僅作為例子，但不應(yīng)該限制本發(fā)明的范圍。
尤其有用的單反應(yīng)性手性和非手性的可聚合的液晶化合物的例子示于下列化合物列表中，然而，它們僅僅是舉例說明而已，并且無論如何不希望限制本發(fā)明，而是為了解釋本發(fā)明
尤其有用的雙反應(yīng)性手性和非手性的可聚合的液晶化合物的例子示于下列化合物列表中，然而，它們僅僅是舉例說明而已并且無論如何不希望限制本發(fā)明，而是為了解釋本發(fā)明 在以上通式中，P是可聚合的基團，優(yōu)選丙烯酰基，甲基丙烯酰基，乙烯基，乙烯基氧基，丙烯基醚，環(huán)氧基或苯乙烯基，x和y各自獨立地是1到1 2，A是1，4-亞苯基，它任選地被L1進行單-、二或三-取代，或1，4-亞環(huán)己基，v是0或1，Z0是-COO-，-OCO-，-CH2CH2-或單鍵，Y是極性基團，Ter是萜類基團如例如薄荷基，Chol是膽甾基，R0是非極性的烷基或烷氧基，以及L1和L2各自獨立地是H，F(xiàn)，Cl，CN或具有1-7個碳原子的任選鹵代的烷基，烷氧基，烷基羰基，烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基。
在這方面的術(shù)語“極性基團”是指選自F，Cl，CN，NO2，OH，OCH3，OCN，SCN，具有至多4個碳原子的任選氟化的羰基或羧基或具有1-4個碳原子的單-、低或多氟化的烷基或烷氧基中的基團。術(shù)語“非極性基團”是指具有1個或多個，優(yōu)選1-12個碳原子的烷基或具有2個或更多個，優(yōu)選2到12個碳原子的烷氧基。
該可聚合的材料也可包括一種或多種不可聚合的手性摻雜劑，它們也能夠是內(nèi)消旋產(chǎn)生型或液晶型的。尤其優(yōu)選的是包括連接了液晶基元的手性山梨糖醇基團的化合物，尤其在WO98/00428中公開的、具有高扭轉(zhuǎn)力的化合物。其它合適的手性化合物是例如商購的S 1011，R 811或CB 15(從Merck KGaA，Darmstadt，Germany獲得)。
非常優(yōu)選的是選自下面通式中的手性化合物 包括其中未示出的(R，S)，(S，R)，(R，R)和(S，S)對映異構(gòu)體，其中E和F各自獨立地具有以上給出的A的意義中的一個，v是0或1，Z0是-COO-，-OCO-，-CH2CH2-或單鍵，和R是具有1到12個C原子的烷基，烷氧基，羰基或羰基氧基。
通式III的化合物描述在WO98/00428中，通式IV的化合物描述在GB2,328,207中，它們的全部公開內(nèi)容被引入本申請中供參考。
其它優(yōu)選的手性摻雜劑是公開于EP01111954.2中的手性聯(lián)萘衍生物，描述在EP00122844.4，EP00123385.7和EP01104842.8中的手性聯(lián)萘酚縮醛衍生物，公開在EP00115249.5中的手性TADDOL衍生物，以及公開在EP00115250.3和EP00115251.1中的具有至少一個氟化的橋聯(lián)基團和末端或中心手性基團的手性摻雜劑。
為了制備膽甾型膜，該可聚合的LC材料優(yōu)選被涂敷到基板上，校直排列成均勻取向和經(jīng)過聚合來永久地固定該膽甾型結(jié)構(gòu)。作為基板，例如能夠使用玻璃或石英片或塑料膜或片。還有可能在聚合之前，和/或過程中和/或之后將第二個基板放置于涂敷的混合物之上。該基板能夠在聚合之后除去或不除去。當(dāng)對于利用光化輻射的固化情況使用兩種基板時，至少一種基板必須對用于聚合反應(yīng)的光化輻射是透過性的。能夠使用各向同性的或雙折射基板。對于在聚合之后從聚合的膜上不除去基板的情況，優(yōu)選使用各向同性的基板。
優(yōu)選至少一種基板是塑料基板，例如聚酯的膜，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(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)的膜，尤其優(yōu)選PET膜或TAC膜。作為雙折射基板，例如能夠使用單軸拉伸的塑料膜。例如PET膜能夠以商品名Melinex從DuPont Teijin Films商購。
該可聚合的材料也可以溶于溶劑，優(yōu)選溶于有機溶劑中。溶液然后被涂敷基板上，例如通過旋涂或其它已知的技術(shù)，和溶劑在聚合之前蒸發(fā)掉。在大多數(shù)情況下，適合于加熱該混合物，以促進溶劑的蒸發(fā)。
LC材料的聚合反應(yīng)優(yōu)選通過將其暴露于光化輻射來實現(xiàn)。光化輻射是指利用光如UV光、IR光或可見光的輻射，利用X射線或γ射線的輻射或利用高能粒子如離子或電子的輻射。優(yōu)選地，聚合通過光輻照，特別利用UV光，非常優(yōu)選利用線性偏振UV光來進行。作為光化輻射的來源，能夠使用例如單個UV燈或一組UV燈。當(dāng)使用高的燈功率時，固化時間能夠縮短。光輻射的另一個可能的來源是激光器，如例如紫外激光器，紅外線激光器或可見光激光器。
聚合是在光化輻射的波長下吸收的引發(fā)劑存在下進行的。例如，當(dāng)利用UV光來聚合時，能夠使用光引發(fā)劑，它在紫外線輻射下分解產(chǎn)生可引發(fā)聚合反應(yīng)的自由基或離子。UV光引發(fā)劑是優(yōu)選的，尤其自由基型UV光引發(fā)劑。
為了在膽甾型膜中實現(xiàn)螺旋扭曲，可聚合的CLC混合物應(yīng)該優(yōu)選含有二色性光引發(fā)劑，如例如液晶光引發(fā)劑。作為LC光引發(fā)劑，例如能夠使用下面的化合物 除了二色性光引發(fā)劑，可聚合的混合物還可以包括一種或多種普通光引發(fā)劑。作為自由基聚合的標(biāo)準(zhǔn)光引發(fā)劑，例如可以使用商購的Irgacure651，Irgacure184，Darocure1173或Darocure4205(全部來自Ciba Geigy AG)，而對于陽離子光聚合而言，能夠使用商購的UVI 6974(Union Carbide)。
固化時間尤其取決于可聚合材料的反應(yīng)性，涂層的厚度，聚合引發(fā)劑的類型和UV燈的功率。根據(jù)本發(fā)明的固化時間優(yōu)選不長于10分鐘，特別優(yōu)選不長于5分鐘和非常特別優(yōu)選短于2分鐘。對于批量生產(chǎn)，3分鐘或更少，非常優(yōu)選1分鐘或更少，尤其30秒或更少的短固化時間是優(yōu)選的。
該可聚合的LC材料能夠另外包括一種或多種其它合適的組分如，例如，催化劑，增感劑，穩(wěn)定劑，鏈轉(zhuǎn)移劑，抑制劑，共反應(yīng)的單體，表面活性化合物，脫模劑，潤濕劑，分散劑，疏水劑，粘合劑，流動改進劑，消泡劑，除氣器，稀釋劑，活性稀釋劑，助劑，顏料，染料或顏料。
混合物也可包括最大吸收被調(diào)節(jié)到用于聚合的輻射波長的一種或多種染料，尤其UV染料如例如4，4’-氧化偶氮基茴香醚或商購的Tinuvin(從Ciba AG，Basel，Switzerland獲得)。
在另一優(yōu)選實施方案中，可聚合的材料的混合物包括至多70％，優(yōu)選1-50％的具有一個可聚合的官能團的單反應(yīng)性非-液晶化合物。典型的實例是丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。
為了增加聚合物的交聯(lián)，除了二-或多反應(yīng)性可聚合的液晶化合物外，還有可能將至多20％的具有兩個或更多個可聚合的官能團的非-液晶化合物添加到可聚合的LC材料中以增加聚合物的交聯(lián)。雙反應(yīng)性非-內(nèi)消旋產(chǎn)生單體的典型實例是具有1到20個C原子的烷基的二丙烯酸烷基酯或二甲基丙烯酸烷基酯。多反應(yīng)性非-內(nèi)消旋產(chǎn)生單體的典型實例是三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯。
還有可能將一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑添加到可聚合的材料中以便改進本發(fā)明聚合物膜的物理性能。尤其優(yōu)選的是硫醇化合物，如單官能的硫醇化合物，例如十二烷硫醇或多官能的硫醇化合物，例如三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)，非常優(yōu)選內(nèi)消旋產(chǎn)生或液晶型硫醇化合物。當(dāng)添加鏈轉(zhuǎn)移劑時，在本發(fā)明的聚合物膜中自由的聚合物鏈的長度和/或在兩個交聯(lián)點之間的聚合物鏈的長度能夠控制。當(dāng)鏈轉(zhuǎn)移劑的量提高時，在所獲得的聚合物膜中的聚合物鏈長度會提高。
為了制備該膽甾型膜，有必要的是實現(xiàn)手性可聚合的材料的平面校直排列，即螺旋軸基本上垂直于膜平面來取向。平面校直排列能夠通過剪切該材料，例如利用刮片，來實現(xiàn)。還有可能在至少一個基板的表面上施涂校直排列層，例如摩擦涂上的聚酰亞胺或濺涂的SiOx的涂層。平面校直排列也能夠通過摩擦該基板，無需施涂另外的校直排列層，例如利用摩擦布料或摩擦輥來實現(xiàn)。具有低的傾角的平面校直排列也能夠通過向可聚合的液晶材料中添加一種或多種表面活性劑來實現(xiàn)。合適的表面活性劑例如描述在J.Cognard，Mol.Cryst.Liq.Cryst.78，Supplement 1，1-77(1981)中。特別優(yōu)選的是非離子型表面活性劑，例如非離子的氟碳表面活性劑，如商購的Fluorad(從3M獲得)，或Zonyl FSN(從DuPont獲得)。
在一些情況下，有利的是應(yīng)用第二基板以協(xié)助校直排列并排除抑制聚合反應(yīng)的氧。另外地該固化能夠在惰性氣體的氛圍中進行。然而，在空氣中的固化通過使用合適的光引發(fā)劑和高的UV燈功率也是可能的。當(dāng)使用陽離子光引發(fā)劑時，氧的排除最常常不是需要時，但水應(yīng)該排除。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可聚合的材料的聚合反應(yīng)是在惰性氣體的氣氛中，優(yōu)選在氮氣氛中進行的。
下面的實施例用于說明本發(fā)明，但不限制它。在上文及下面中，全部的溫度是以攝氏度給出，和全部的百分比是以重量給出，除非另有說明。
實施例-雙軸CLC膜的制造實施例1制備下列可聚合的混合物化合物(1)(單反應(yīng)性手性)63.0％化合物(2)(二反應(yīng)性非手性) 20.0％化合物(3)(單反應(yīng)性非手性) 7.8％化合物(4)(非反應(yīng)性手性)5.0％化合物(5)(鏈轉(zhuǎn)移劑)2.0％化合物(6)(二色性光引發(fā)劑) 2.0％FC171(表面活性劑)0.2％FC171是可從3M商購的不可聚合的氟碳表面活性劑(St.Paul，Minnesota，USA)。手性摻雜劑(4)的制備已描述在EP01111954.2中。

混合物溶于7∶3甲苯/環(huán)己酮中得到50％ w/w溶液。通過摩擦來制備PVA涂敷的TAC(三乙?；w維素)基板。溶液通過使用電線繞的涂棒被涂敷到基板上，得到大約10μm的濕膜。讓溶劑蒸發(fā)和將第二個PVA涂敷的TAC基板放置于表面上。所形成的涂層通過暴露于0.8mWcm-2的未偏振UV(365nm)輻射在80℃下聚合而得到膜1A。按同樣的方式制備第二涂層，并通過暴露于線性偏振UV(365nm)輻射進行聚合而得到膜1B。膜1A和1B的延遲(nm)對視角(度)分別示于圖4A和4B中。膜1A的延遲基本上與該視角無關(guān)。膜1B的平面內(nèi)各向異性在圖4B中是由在軸上的延遲(～10nm)來表示。膜1B的在平面之外的、負(fù)性C延遲在圖4B中可從在全部方向上偏離軸的降低的延遲看出。
實施例2制備下列可聚合的混合物化合物(7)(二反應(yīng)性非手性) 51.5％化合物(8)(單反應(yīng)性非手性) 8.0％化合物(9)(單反應(yīng)性非手性) 21.0％
化合物(2) 12.0％化合物(4) 6.0％化合物(6) 1.0％FC1710.2％ 混合物溶于7∶3甲苯/環(huán)己酮中得到50％ w/w溶液。通過摩擦來制備PVA涂敷的TAC(三乙?；w維素)基板。溶液通過使用電線繞的涂棒被涂敷到基板上，得到大約6μm的濕膜。讓溶劑蒸發(fā)和將第二個PVA涂敷的TAC基板放置于表面上。所獲得的涂層通過暴露于0.8mWcm-2的未偏振UV(365nm)輻射在80℃下聚合而得到膜2A按同樣的方式制備第二涂層，并通過暴露于線性偏振UV(365nm)輻射進行聚合而得到膜2B。膜2A和2B的延遲(nm)對視角(度)分別示于圖5A和5B中。膜2A的延遲基本上與該視角無關(guān)。膜2B的平面內(nèi)各向異性在圖5B中是由在軸上的延遲(～10nm)來表示。膜2B的在平面之外的、負(fù)性C延遲在圖5B中可從在全部方向上偏離軸的降低的延遲看出。
實施例3制備下列可聚合的混合物化合物(7) 50.5％化合物(8) 8.0％化合物(9) 19.0％化合物(2) 10.0％Paliocolor LC756(反應(yīng)性手性) 6.0％化合物(6) 2.0％
FC171 0.5％Paliocolor LC756是通過商業(yè)途徑從BASF AG(Ludwigshafen，Germany)獲得的二反應(yīng)性可聚合的手性化合物。
混合物溶于7∶3甲苯/環(huán)己酮中得到50％w/w溶液。通過摩擦來制備TAC(三乙?；w維素)基板。溶液通過使用電線繞的涂棒被涂敷到基板上，得到大約5μm的濕膜。讓溶劑蒸發(fā)和將第二TAC基板放置于表面上。所形成的膜是通過暴露于40mWcm-2的未偏振UV(365nm)輻射在25℃下聚合而得到膜3A。按同樣的方式制備第二涂層，并通過暴露于線性偏振UV(365nm)輻射進行聚合而得到膜3B。膜3A和3B的延遲(nm)對視角(度)分別示于圖6A和6B中。膜3A的延遲基本上與該視角無關(guān)。膜3B的平面內(nèi)各向異性在圖6B中是由在軸上的延遲(～10nm)來表示。膜3B的在平面之外的、負(fù)性C延遲在圖6B中可從在全部方向上偏離軸的降低的延遲看出。
應(yīng)用實施例-LCD用雙軸CLC膜的補償使用下列縮寫θmax最大傾角θmin最小傾角out＝向外地，與起偏振器面對的膜的表面in＝向內(nèi)地，與LC池面對的膜的表面d膜厚度OA以下的取向方向?qū)τ谄鹌衿鞯那闆r，拉伸軸，對于延遲膜的情況，光軸，在LC池的表面上的LC分子，對于雙軸膜的情況，nx的方向。
實施例4A-對比實施例TN-LCD具有在圖7A中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償TN-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸類型，OA＝45°
O-板1八字斜的結(jié)構(gòu)，θmax(out)88°，θmin(in)2°，線性傾斜梯度，OA＝225°，d＝1332nm，no＝1.50，ne＝1.62A-板1OA＝135°，d＝1222nm，no＝1.50，ne＝1.62-C-板1d＝896nm，no＝1.56，ne＝1.50LC池d＝4750nm，OA＝45°(1)，135°(2)，O-模式(＝在與各自最近的起偏振器(1，2)的拉伸軸平行的各表面(1，2)上取向)，標(biāo)準(zhǔn)TN導(dǎo)向偶極子分布-C-板2d＝896nm，no＝1.56，ne＝1.50A-板2OA＝225°，d＝1222nm，no＝1.50，ne＝1.62O-板2八字斜結(jié)構(gòu)，θmax(out)88°，θmin(in)2°，線性傾斜梯度，OA＝135°，d＝1332nm，no＝1.50，ne＝1.62起偏振器2拉伸型，OA＝315°和具有在圖8A中所示的等對比度曲線。
實施例4B-對比實施例TN-LCD具有在圖7B中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償TN-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸型，OA＝45°O-板1八字斜結(jié)構(gòu)，θmax(out)88°，θmin(in)2°，線性傾斜梯度，OA＝225°，d＝1093nm，no＝1.50，ne＝1.62C-板1d＝1000nm，no＝1.56，ne＝1.50A-板1OA＝135°，d＝954nm，no＝1.50，ne＝1.62LC池d＝4750nm，OA＝45°(1)，135°(2)，O-模式，標(biāo)準(zhǔn)TN導(dǎo)向偶極子分布A-板2OA＝225°，d＝954nm，no＝1.50，ne＝1.62C-板2d＝1000nm，no＝1.56，ne＝1.50O-板2八字斜結(jié)構(gòu)，θmax(out)88°，θmin(in)2°，線性傾斜梯度，OA＝135°，d＝1093nm，no＝1.50，ne＝1.62起偏振器2拉伸型，OA＝315°和具有在圖8B中所示的等對比度曲線。
實施例4C-用途實施例TN-LCD具有在圖7C中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償TN-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸型，OA＝45°O-板1八字斜結(jié)構(gòu)，θmax(out)88°，θmin(in)2°，線性傾斜梯度，OA＝225°，d＝1200nm，no＝1.50，ne＝1.62雙軸膜1OA＝225°，d＝1100nm，nx＝1.643，ny＝1.541，nz＝1.495LC池d＝4750nm，OA＝45°(1)，135°(2)，O-模式，標(biāo)準(zhǔn)TN導(dǎo)向偶極子分布雙軸膜2OA＝135°，d＝1100nm，nx＝1.643，ny＝1.541，nz＝1.495O-板2八字斜結(jié)構(gòu)，θmax(out)88°，θmin(in)2°，線性傾斜梯度，OA＝135°，d＝1200nm，no＝1.50，ne＝1.62起偏振器2拉伸型，OA＝315°和具有在圖8C中所示的等對比度曲線。
實施例5A-對比實施例MVA-LCD具有在圖9A中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償MVA-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸型，OA＝90°A-板OA＝90°，d＝725nm，no＝1.50，ne＝1.62C-板d＝2500nm，no＝1.56，ne＝1.50LC池d＝3000nm，四個垂直地校直排列疇(45°，135°，225°，315°)，標(biāo)準(zhǔn)MVA導(dǎo)向偶極子分布起偏振器2拉伸型，OA＝0°和具有在圖10A中所示的等對比度曲線。
實施例5B-用途實施例MVA-LCD具有在圖9B中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償MVA-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸型，OA＝90°雙軸膜1OA＝90°，d＝2277nm，nx＝1.583，ny＝1.610，nz＝1.495
LC池d＝3000nm，四個垂直地校直排列疇(45°，135°，225°，315°)，標(biāo)準(zhǔn)MVA導(dǎo)向偶極子分布起偏振器2拉伸型，OA＝0°和具有在圖10B中所示的等對比度曲線。
實施例6A-對比實施例OCB-LCD具有在圖11A中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償OCB-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸型，OA＝45°A-板1OA＝90°，d＝265nm，no＝1.50，ne＝1.62C-板1d＝4655nm，no＝1.56，ne＝1.50LC池d＝4000nm，OA＝0°(1)，180°(2)，標(biāo)準(zhǔn)OCB導(dǎo)向偶極子分布C-板2d＝4655nm，no＝1.56，ne＝1.50A-板2OA＝90°，d＝265nm，no＝1.50，ne＝1.62起偏振器2拉伸型，OA＝315°和具有在圖12A中所示的等對比度曲線。
實施例6B-用途實施例OCB-LCD具有在圖11B中所示構(gòu)型和在堆疊體的頂部有背光的補償OCB-LCD具有下列參數(shù)起偏振器1拉伸型，OA＝45°雙軸膜1OA＝90°，d＝960nm，nx＝1.865，ny＝1.615，nz＝1.446LC池d＝4000nm，OA＝0°(1)，180°(2)，標(biāo)準(zhǔn)OCB導(dǎo)向偶極子分布雙軸膜2OA＝90°，d＝960nm，nx＝1.865，ny＝1.615，nz＝1.446起偏振器2拉伸型，OA＝315°和具有在圖12B中所示的等對比度曲線。
通過將本發(fā)明的一般性或特定地描述的反應(yīng)物和/或操作條件代替在前面實施例中使用的那些，能夠以類似的成功來重復(fù)前面的實施例。
從前面的敘述中，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠容易地確定本發(fā)明的基本特征，并且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下能夠?qū)Ρ景l(fā)明做各種變化和改進以使之適應(yīng)于各種用途和條件。
權(quán)利要求
1.具有膽甾型結(jié)構(gòu)和具備橢圓形的折射指數(shù)橢圓的變形螺旋的雙軸膜，特征在于它反射低于380nm的波長的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的雙軸膜，其中nx≠ny≠nz和nx，ny＞nz，其中nx和ny是在膜平面內(nèi)的正交方向上的主折射率和nz是垂直于膜平面的主折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的雙軸膜，它對于380nm或更高的波長的光，優(yōu)選對于380到780nm的可見光是基本上透明的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中至少一項的雙軸膜，特征在于它包括交聯(lián)的膽甾型聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中至少一項的雙軸膜，可通過如下過程獲得在基板上提供手性可聚合的液晶材料的層，通過暴露于線性偏振光導(dǎo)致在其液晶相中均勻地取向的可聚合的材料進行光聚合，和任選地從基板上除去已聚合的材料，其中手性可聚合的液晶材料包括至少一種二色性光引發(fā)劑和至少一種非手性的可聚合的化合物和至少一種手性可聚合的或不可聚合的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的雙軸膜，其中該手性可聚合的液晶材料包括a)具有至少一個可聚合的基團的至少一種可聚合的液晶化合物，b)至少一個手性化合物，它也可以是可聚合的和/或內(nèi)消旋產(chǎn)生的化合物，和它可以是組分a)的化合物中的一種或另外的化合物，c)至少一種二色性光引發(fā)劑，d)任選的具有一個、兩個或更多個可聚合的基團的一種或多種非-液晶化合物，e)任選的一種或多種非二色性光引發(fā)劑，f)任選的在用于引發(fā)光聚合的波長下顯示出最大吸收的一種或多種染料，g)任選的一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑，和h)任選的一種或多種表面活性化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的雙軸膜，其中手性可聚合的液晶材料包括至少一種單反應(yīng)性手性可聚合的液晶化合物和至少一種單-，二-或多反應(yīng)性非手性的可聚合的液晶化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6的雙軸膜，其中手性可聚合的液晶材料包括至少一種二-或多反應(yīng)性手性可聚合的液晶化合物和至少一種單-，二-或多反應(yīng)性非手性的可聚合的液晶化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6的雙軸膜，其中手性可聚合的液晶材料包括至少一種非反應(yīng)性手性化合物和至少一種單-，二-或多反應(yīng)性非手性的可聚合的液晶化合物。
10.制備在權(quán)利要求5到9中至少一項中所述的雙軸膜的方法。
11.在權(quán)利要求5到9中至少一項中所定義的手性可聚合的液晶材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到9中至少一項的雙軸膜作為在光學(xué)設(shè)備如液晶顯示器中的延遲或補償膜的用途。
13.包括根據(jù)權(quán)利要求1到9中至少一項的至少一種雙軸膜的補償器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的補償器，進一步包括具有八字斜或傾斜結(jié)構(gòu)的至少一種延遲膜。
15.包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中至少一項的至少一種雙軸膜或根據(jù)權(quán)利要求13或14的補償器的液晶顯示器。
16.液晶顯示器，包括下列元件-液晶池，它由具有彼此相對的表面的兩個透明基板，在兩個透明基板的至少一個的內(nèi)側(cè)上提供的并任選地疊加有校準(zhǔn)層的電極層，和在兩個透明基板之間存在的液晶介質(zhì)所構(gòu)成，-在透明的基板之外排列的起偏振器，或夾在基板之間的一對起偏振器，和-根據(jù)權(quán)利要求1-9中至少一項的至少一種雙軸膜或根據(jù)權(quán)利要求13或14的補償器，位于液晶池和至少一種的起偏振器之間，以上元件有可能是一個在另一個之上分開、堆疊、安放或在這些組裝方式的任何結(jié)合體中利用粘合劑層來連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的液晶顯示器，特征在于它是TN(扭轉(zhuǎn)向列)，OCB(光學(xué)補償彎曲)，π-池，VA(垂直地校直排列)或MVA(多域垂直地校直排列)模式的顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有膽甾型結(jié)構(gòu)的光學(xué)雙軸膜，制備它的方法和原材料，它在光學(xué)設(shè)備如液晶顯示器中作為延遲或補償膜的用途，和涉及包括此類雙軸延遲膜的補償器和液晶顯示器。
文檔編號G02B5/30GK1602345SQ02824635
公開日2005年3月30日 申請日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月12日
發(fā)明者K·斯拉尼, M·沃勞, O·帕瑞, K·斯可卓尼曼德, T·泊利特 申請人:默克專利股份有限公司