專利名稱：光學膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學膜、一種反射偏光板以及一種顯示器件。
背景技術：
亮度是表示光源的每單位面積亮度的物理特性及決定顯示器件性能的參數。增強顯示器件的亮度的代表性方法包括增加光源強度的方法及利用光學膜改善亮度的方法。例如，液晶顯示器件(IXD)藉由傳輸由光源(如背光組件(BLU))發(fā)射的光通過面板而顯示圖像，其中，所述光源設置在液晶面板的下方部分。在此過程中，相當大量的從光源發(fā)射的光被連接著液晶面板的偏光板吸收，造成光的使用及亮度的效率降低。作為用于解決此問題的一個替代方法，設計了一種使用一種膜作為光學膜以改善亮度的方法，以向光源反射在由光源發(fā)出的光中未穿過偏光板的光，并重新利用該反射光。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種光學膜、一種反射偏光板以及一種顯不器件。技術方案在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，其提供了一種光學膜，其包括含有二向色性染料(dichroic dye)的各向異性層，所述二向色性染料能夠形成溶致液晶(lyotropicliquid crystal，LLC)相，其中，對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向平行于該二向色性染料的各向異性吸收片段(anisotropically absorbing fragment)的光躍遷偶極矩(optical transition dipole moment)的光的折射率，以及對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向垂直于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，上述二折射率之間的差的絕對值為0. 2以上。在本發(fā)明的另一個不例性實施方式中，其提供了一種反射偏光板，其包括偏光片；和各向異性層，所述各向異性層放置于所述偏光片的一側，且包括能夠形成溶致液晶相的二向色性染料，其中，對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向平行于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，以及對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向垂直于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，此二折射率之間的差的絕對值為0. 2以上。在本發(fā)明的另一個示例性實施方式中，其提供了一種顯示器件，其包括所述光學膜或所述反射偏光板。技術效果例如，如，該光學膜可應用于反射偏光板，其可增強顯示器件(如，液晶顯示器件)的光利用效率并改善亮度。


圖1顯示出光躍遷偶極矩投影和各向異性層的光軸之間關系的示例性實施方式的示意圖。圖2至圖4顯示出光學膜的各種示例性實施方式的示意圖。圖5至圖8顯示出反射偏光板的各種示例性實施方式的示意圖。圖9顯示出顯示器件的示例性實施方式的示意圖。圖10至圖12是顯示出實施例和對比實施例的膜的亮度特性的圖。附圖標記1、2、3 :光學膜11、111、112 :各向異性層12 :基板或保護膜21、211、212 :硬質涂層4、5、6、7 :反射偏光板41 :偏光片61 :用于偏光片的保護膜62 :壓敏粘合劑或粘合劑8 :液晶顯示器81 :液晶面板82 :上偏光板83 :下偏光板84 :光源
具體實施例方式在一個實施方式中，本發(fā)明涉及一種光學膜，此光學膜包括含有二向色性染料(dichroic dye)的各向異性層，該二向色性染料能夠形成溶致液晶(lyotropic liquidcrystal，LLC)相。在上文中，對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向平行于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，以及對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向垂直于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，上述二折射率之間的差的絕對值為O. 2以上。以下將更詳盡地描述此光學膜。在一個實施方式中，該光學膜可用作亮度增強膜。在此使用的術語“亮度增強膜”是指可通過選擇性透射或選擇性反射入射光以增強光使用效率的功能膜。在本說明書中，用于定義“角度(angle)”的術語“豎直(vertical)”、“水平(horizontal)”、“垂直(perpendicular)” 或“平行(parallel)” 是指一構件對另一構件在一個角度范圍內基本上豎直、水平、垂直、或平行，其中，所述的角度范圍不會使預期的目的受到不利的影響。例如，上述術語可能包括在制造上的誤差及變化。因此，該術語可包括，例如，約±15度的誤差,優(yōu)選為約± 10度的誤差,更優(yōu)選為約±5度的誤差。在此使用的術語“溶致液晶(LLC)”是指在特定的組成或濃度范圍內呈現液晶相的材料。在此使用的術語“二向色性染料(dichroic dye)”是指可在特定波長范圍內對電磁輻射的各向異性吸收的物質，例如，可以是指能夠在特定方向上相較于其他方向上吸收大量的光的物質。所述二向色性染料包括各向異性吸收片段。包含在光學膜的各向異性層中的二向色性染料，對于具有可見光范圍內波長及偏光軸的方向平行于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，以及對于具有可見光范圍內波長及偏光軸的方向垂直于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，上述二折射率之間的差的絕對值為O. 2或以上,優(yōu)選為O. 3或以上,更優(yōu)選為大于O. 3。在此使用的術語“偏光軸”是指光線中電場的振動方向。以下，折射率之間的差的絕對值，或對應此絕對值的物理特性可簡稱為“折射率各向異性”。此外，在此使用的術語“可見光區(qū)”是指人眼可見的光的波長范圍，例如，波長380nm至780nm的范圍，優(yōu)選約為波長400nm至700nm的范圍；或含有上述波長的光。二向色性染料對于具有偏光軸的方向平行于其光躍遷偶極矩的光的折射率，和二向色性染料對于具有偏光軸的方向垂直于其光躍遷偶極矩的光的折射率，所述折射率彼此是不同的。在光學膜的各向異性層中包含了在可見光的整個波長中的上述折射率之間的差的絕對值為O. 2以上的二向色性染料。折射率各向異性的值可根據光的波長而變化，在各向異性層中的二向色性染料可相對于整個可見光區(qū)域具有O. 2以上的范圍內的折射率各向異性。如果在至少一個各向異性層上，具有上述折射率各向異性的二向色性染料在適當的方向上取向，則該各向異性層可根據光的偏光軸而表現出選擇性透射或反射入射光的功能。理論上雖然不局限，但二向色性染料通常具有相對較高的對于具有偏光軸的方向平行于其光躍遷偶極矩的光的折射率，和相對較低的對于具有偏光軸的方向垂直于其光躍遷偶極矩的光的折射率。如果折射率的差值(即折射率各向異性)落入上述的范圍內，具有偏光軸平行于高折射率的軸的光線可因各向異性層通過全反射而反射，而具有偏光軸方向垂直于上述發(fā)生全反射的軸的光線可通過各向異性層透射。折射率各向異性的值越大，則通過該各向異性層可表現出越有效的選擇性反射和透射的特性。因此，折射率各向異性的上限并無特別限制，但可為，例如2. 5以下。在一個實施方式中，該光躍遷偶極矩或在該各向異性層平面上該光躍遷偶極矩的投影可平行于該各向異性層或該二向色性染料分子的光軸。在此使用的術語，此各向異性層或二向色性染料分子的“光軸”是指在各向異性層的平面上的光選擇方向。在一個實施方式中，各向異性層或二向色性染料分子的光軸可與用于形成各向異性層的涂布過程中涂布的方向重合。圖1顯示出一個示例性實施方式的示意圖，其中，光躍遷偶極矩在各向異性層平面上的投影平行于各向異性層的光軸。如圖1所示，如果光躍遷偶極矩為，例如，置于平行此各向異性層，則此光躍遷偶極矩可與其投影重合。在一個理想的實施方式中，此光躍遷偶極矩可平行于各向異性層或二向色性染料分子的光軸。在一個實施方式中，二向色性染料分子或分子的至少一個各向異性吸收片段可具有棒狀，從而使光躍遷偶極矩及各項異性層的光軸設置為彼此平行。在光學膜中，二向色性染料能夠形成穩(wěn)定的溶致液晶相。因此，在一個實施方式中，各向異性層是通過將含有二向色性染料的組合物(以下，可以稱為“溶致液晶組合物”)依照機械順序取向而形成，例如，可通過以下方式實現施加剪切力或在楔入力的增加下使一表面與另一個表面分離，配置一層溶致液晶組合物在此之間，例如，可參照美國專利號5，739，296所公開的方法。
所述溶致液晶相，例如，可以基于低聚集程度的二向色性材料的單分子和/或分子組合(配合物)，以及基于二向色性材料的超分子配合物來形成。在一個實施方式中，二向色性染料可具有350nm至900nm,優(yōu)選為350nm至600nm,且更優(yōu)選為440nm至500nm的最大吸收波長。在此范圍內，例如，此光學膜可在顯示器件中表現出優(yōu)異的性能。二向色性染料可具有300g/mol至900g/mol,優(yōu)選450g/mol至800g/mol,且更優(yōu)選600g/mol至900g/mol的分子量。在此范圍內，此二向色性染料可表現出適當的吸收波長，并也會形成穩(wěn)定的溶致液晶相。在本領域中已知的可形成溶致液晶相的二向色性染料中，可不受限制地使用任何種類的含有上述特性的二向色性染料作為本發(fā)明的二向色性染料。在一個實施方式中，各向異性層可以基于以下形成至少一種具有通式{色原 體} (-XiOlOn的二向色性陰離子染料的鹽類(其中，色原體為染料發(fā)色團系統(tǒng)A為CO、SO2, OSO2或OPO (OlT) ;n為從I至10的數字Wi+為H+、Mh+和/或M。+，其中Mh+表示無機陽離子，例如下列所示的類型:NH:、Li+、Na+、K+、Cs+、l/2Mg2+、l/2Ca2+、l/2Ba2+、l/3Fe3+、l/2Ni2+、l/2Co2+等，M。+表示有機陽離子，例如下列所示的類型N-烷基吡啶鎗、N-烷基喹啉鐵(N-alkylchinolinium)、N-燒基咪唑啉鐵(N-alkylimidazolinium)、N-燒基噻唑啉鐵(N-alkylthiazolinium)、OH- (CH2-CH2O)n1-CH2CH2-NH3+ (其中，m 為 I 至 9)、RR，NH2+'RR’ R”NH+、RR’ R”R*N+、RR’ R”R*P+ (其中，R、R’、R”和R*各自獨立地表示經取代或未經取代的烷基，例如下列所示CH3、C1C2H4、C2H5、C3H7、C4H9、C6H5CH2、或未經取代或經取代的苯基或雜芳基)、YH- (CH2-CH2Y) ,-CH2CH2 (其中，Y為O或NH，k為從O至10的數字));至少一種二向色性陰離子染料與表面活性陽離子和/或兩性表面活性劑的組合，其通式為(Mi+O-X1-)n{色原體} (-XjO-SAIj) m (其中，Xj 為 CO、SO2、OSO2、ΟΡΟ (0-Μ+)；η 為從 O 至 9 的數字；m 為從I至4的數字；Mi+為H+、M；和/或Mh+、SAIj (以下，可稱為“表面活性離子”)為SAC+和/或AmSAS (其中，SAC+為表面活性陽離子，以及AmSAS為兩性表面活性物質)；至少一種二向色性陽離子染料與表面活性陰離子和/或兩性表面活性劑的組合，其通式為(Mi+CTXiOn{色原體+}SAI (其中，η為從O至5的數字；SAI為SAA_和/或AmSAS，其中，SAA_為表面活性陰離子);至少一種二向色性陽離子染料與表面活性陰離子和/或兩性表面活性劑的組合，其通式{色原體} (-Zi+RR’ R”SAIi)n (其中，ZiSN或P;R、R’和R”各自獨立地為烷基或經取代的烷基CH3、ClC2H4, HOC2H4, C2H5, C3H7 JAIi為SAA_或AmSAS ；n為從I至4的數字；以及，色原體、SAA_和AmSAS與上文所述定義相同)；至少一種二向色性陰離子低聚物染料的鹽類，其通式([{_ 色原體} (-XiCTMi+) J-LOq (其中，L 為(CH2)6、C6H4、C6H3G-C6H3G、C6H3G-Q-C6H3G,(其中，G 為 H、鹵素、0Η、ΝΗ2、烷基，以及 Q 為 0、S、NH、CH2、C0NH、S02、NH-C0_NH、CH=CH、N=N或CH=N;n為從I至10的數字；q為從5至10的數字；以及，色原體、Xi和Mi與上文所述定義相同);和/或至少一種不含無機或親水基團的不溶于水的二向色性染料。此染料可包括相同的離子基團，例如，-XiOMi^-XjO-SAIp-Xi+RR’ R”和/或Mi+,且同時可包括幾種不同的離子基團和/或Mi+,其包括不含兩個相同基團和/或陽離子的可能性。該離子基團，例如，-XiOMi' -XjO-SAIj和-Xi+RR’ R”可直接地與色原體的芳香環(huán)連接，和/或通過橋基-Q1- (CH2)p-(其中，Qi 為 S02NH、S02、C0NH、C0、0、S、NH*CH2，pSW I 至 10 的數字)連接。
在上文中，所述色原體可以是，例如，1，4，5，8-萘_、3，4，9，10-茈、3，4，9，10- 二并蒽酮-四羧酸發(fā)色團(3，4，9，10-anthanthr one-tetracarboxy lie acid chromophore)、偶氮染料發(fā)色團、氧化偶氮染料發(fā)色團、金屬配合物染料發(fā)色團、偶氮甲堿染料發(fā)色團、苯乙烯染料發(fā)色團或聚甲炔染料發(fā)色團。在另一個實施方式中，所述色原體可以是選自以下的發(fā)色團至少一種二向色性染料或顏料，其選自由下列化合物單_、雙_、三_、多偶氮-或氧化偶氮-染料；二苯乙烯、偶氮甲堿、硫代焦寧、焦寧、吖啶、蒽醌、芘酮(perinone)、靛藍類(indigoid)、噁嗪、芳香基碳鎗、噻嗪、咕噸或吖嗪染料；雙-和三-芳基甲烷的雜環(huán)衍生物、多環(huán)或金屬配合物化合物、蒽酮的雜環(huán)衍生物或具有上述混合物結構的直接染料；活性染料；酸性染料；聚甲炔染料；花青染料；半菁染料(hemicyaninedye);甕染料和分散染料。在光學膜的制備中，可以在上述二向色性有機染料中選擇并使用適當類型的染料。對于上述類型的染料的制備，可使用例如，美國專利號5，007，942或5，340，504公開的二苯乙烯染料；美國專利號5，318，856公開的偶氮-及金屬配合物染料；直接染料，如 C.1. Direct Yellowl2> C.1. Direct Yellow28> C.1. Direct Yellow44> C.1. DirectYellowl42> C.1. Direct 0range6> C.1. Direct 0range26> C.1. Direct 0range39、C.1. Direct 0range72> C.1. Direct 0rangel07> C.1. Direct Red2、C.1. Direct Red31、C.1. Direct Red79> C.1. Direct Red81、C.1. Direct Red240> C.1. Direct Red247、C.1.Direct Violet9> C.1.Direct Violet48> C.1.Direct Violet51> C.1.Direct Bluel、C.1.Direct Bluel5> C.1.Direct Blue71> C.1.Direct Blue78> C.1.Direct Blue98、C.1. Direct Bluel68、C.1. Direct Blue202、C.1. Direct Brownl06>C.1. Direct Brown223>或C.1. Direct Green85 ;活性染料，如C.1. Active YellowUC.1. Active Redl、C.1. ActiveRed6> C.1. Active Redl4> C.1. Active Red46> C.1. Active VioletK C.1. Active Blue9、或 C.1. Active BluelO ;酸性染料，如 C.1. Acid 0range63> C.1. Acid Red85、C.1. AcidRedl44、C.1. Acid Redl52、C.1. Acid Brown32, C.1. Acid Violet50、C.1. Acid Bluel8、C.1. Acid Blue44、C.1. Acid Blue61、C.1. Acid Bluel02、或 C.1. Acid Black21 ;或陽離子染料，如 C.1. Basic Redl2、Basic Brown (C.1. 33500)或 C.1. Basic Black。所述二向色性染料可使用，例如專利號W01999-31535或W02000-067069中公開的方法制備。在一個實施方式中，在各向異性層中包含的二向色性染料可以是如以下通式I所示的染料。通式I
權利要求
1.一種光學膜，其包括各向異性層，所述各向異性層包括能夠形成溶致液晶相的二向色性染料，其中，對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向平行于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，以及對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向垂直于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，此二折射率之間的差的絕對值為0. 2以上。
2.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述光躍遷偶極矩或所述光躍遷偶極矩在所述各向異性層平面上的投影平行于所述二向色性染料或所述各向異性層的光軸。
3.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述光躍遷偶極矩平行于所述二向色性染料或所述各向異性層的光軸。
4.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述二向色性染料具有350nm至900nm的最大吸收波長。
5.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述二向色性染料具有300g/mol至900g/mol的分子量。
6.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述二向色性染料如以下通式I所示
7.根據權利要求6所述的光學膜，其中，所述鹽類形式的部分為-SO3-M+或-C001T，其中M+表示無機陽離子。
8.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述二向色性染料如以下通式2所示
9.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述各向異性層包括第一各向異性層和第二各向異性層，所述第一各向異性層包含能夠形成溶致液晶相且具有600nm至700nm的最大吸收波長的第一二向色性染料，所述第二各向異性層包含能夠形成溶致液晶相且具有400nm至550nm的最大吸收波長的第二二向色性染料。
10.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述光學膜進一步包括基板，且所述各向異性層在所述基板上形成。
11.根據權利要求10所述的光學膜，其中，所述基板對于550nm波長的光具有不小于1.4且小于1.59的折射率。
12.根據權利要求1所述的光學膜，其進一步包括在所述各向異性層上形成的硬質涂層。
13.根據權利要求12所述的光學膜，其中，所述硬質涂層對于550nm波長的光具有不小于1. 4且小于1. 59的折射率。
14.一種反射偏光板,其包括偏光片；和各向異性層，所述各向異性層放置于所述偏光片的一側，且包括能夠形成溶致液晶相的二向色性染料，其中，對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向平行于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，以及對于具有可見光范圍內波長且偏光軸的方向垂直于該二向色性染料的各向異性吸收片段的光躍遷偶極矩的光的折射率，此二折射率之間的差的絕對值為0. 2以上。
15.根據權利要求14所述的反射偏光板，其中，所述二向色性染料的光躍遷偶極矩或所述光躍遷偶極矩在所述各向異性層平面上的投影平行于所述偏光片的光吸收軸。
16.根據權利要求14所述的反射偏光板,其中，所述各向異性層包括第一各向異性層和第二各向異性層，所述第一各向異性層包含能夠形成溶致液晶相且具有600nm至700nm的最大吸收波長的第一二向色性染料，所述第二各向異性層包含能夠形成溶致液晶相且具有400nm至550nm的最大吸收波長的第二二向色性染料；并且,所述第一各向異性層相比于所述第二各向異性層更接近于所述偏光片放置。
17.根據權利要求14所述的反射偏光板，其中，所述偏光板進一步包括保護膜，且具有這樣的結構所述偏光片、所述保護膜和所述各向異性層順序放置。
18.根據權利要求17所述的反射偏光板，其進一步包括在所述各向異性層上相對于所述保護膜表面的另一表面上形成的硬質涂層。
19.根據權利要求15所述的反射偏光板，其中，所述偏光板進一步包括保護膜，且具有這樣的結構所述偏光片、所述各向異性層和所述保護膜順序放置。
20.一種顯示器件，其包括權利要求1所述的光學膜或權利要求15所述的反射偏光板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學膜、一種反射偏光板和一種顯示器件。例如，該光學膜可用于該反射偏光板中以改善例如液晶顯示器等的顯示器件的光使用效率和亮度。
文檔編號G02F1/1335GK103026274SQ201180036138
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者張俊元, 李大熙, 樸文洙, 謝爾蓋耶·別利亞夫 申請人:Lg化學株式會社