包含聚环烯烃的负C板型光学各向异性薄膜及其制备方法技术

一种包含聚环烯烃的负Ｃ板型光学各向异性薄膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由聚环烯烃制备的光学薄膜，尤其涉及包含聚环烯烃的光学各向异性补偿膜。这种薄膜沿密度方向具有负双折射(nx≈ny＞nz；nx＝沿慢轴的折射系数；ny＝沿快轴的折射系数；nz＝沿密度方向的折射系数)。同时也涉及制备该光学薄膜的方法。
技术介绍
对于液晶显示器(LCDs)的应用正在快速增长，这是因为它能耗低，使用电池就可以运行几个小时；更节省空间；并且比阴极射线管(CRT)显示器更轻。最近在电脑显示器和电视中，中等到大尺寸的LCDs的使用量也在增加。特别是在这种中等到大尺寸的LCDs中，重要的是在较宽的视角范围里拥有更好的图像质量，而且在电源开关时可以提供更佳的对比度。基于这样的原因，就发展了各种类型的液晶模式显示器，例如双域TN，ASM(轴向对称排列的微单元)，VA(垂直排列)，SE(环绕电极)，PVA(图形化VA)，和IPS(平面转换)。每一种类型都有自己的液晶排列方式和唯一的光学各向异性。因此，这就需要各种补偿膜来补偿由于LCDs中液晶的光学各向异性而造成的光轴内线性偏振光的变化。这种补偿膜在解决与光轴成大约45°夹角的垂直偏振元件的光泄漏问题中起到重要的作用，同时在LCDs中液晶的光学各向异性的光学补偿中起到重要的作用。因此，发展一种能够精确和有效地控制光学各向异性的光学薄膜，对于各种类型液晶显示器模式的光学补偿是最重要的因素。光学各向异性用Rth值表示，Rth是沿快轴(y轴)与沿厚度方向(z轴)的相位差，Re是平面内相位差，如下面的等式1和等式2所示等式1Rth＝Δ(ny-nz)×d等式2Re＝Δ(nx-ny)×d在等式1和2中，nx是沿仪器方向或沿慢轴(x轴)的平面内折射系数，ny是沿横向或沿快轴(y轴)的平面内折射系数，nz是沿厚度方向(z轴)的折射系数，d是薄膜厚度。如果Rth或Re中的任意一个比另一个大很多，则薄膜可以用作具有单轴向的光学各向异性的补偿膜。如果两者都不接近于0，则薄膜可以用做双轴向光学各向异性的补偿膜。具有单轴向的光学各向异性的补偿膜可以被分为A板型(nx≠ny≈nz)和C板型(nx≈ny≠nz)。平面内的相位差可以用如精确薄膜拉伸处理的次级薄膜处理进行控制，因而光学各向同性的材料可以沿单一轴向定向。然而通过二级处理来控制沿厚度方向的光学各向异性相对受到限制，并且优选使用沿厚度方向和平面方向具有不同的分子排列顺序的透明聚合物材料。尤其是考虑到只沿光轴补偿时，一个理想的补偿膜应该具有一条为液晶层光轴的镜像的光轴，因此沿厚度方向具有负双折射的负C板可能是VA模式和TN模式需要的，该VA模式和TN模式沿厚度方向的折射率比沿平面方向的折射率高。因为负C板具有非常小的Re值，Rth可以通过测量Rθ值由下面的等式3获得，Rθ由光程长度与Δ(ny-nθ)的乘积表示，Δ(ny-nθ)是当薄膜平面和入射光的夹角较大时的折射系数与沿快轴的折射系数的差值。等式3Rth=Rθ×cosθfsin2θf]]>在等式3中，θf是内角。对于可以被用做负C板的聚合物材料，已经公开了碟状液晶(如，美国专利No.5,583,679)，主链上有平面苯基基团的聚酰亚胺(如，美国专利No.5,344,916)，和纤维素膜(如，WO 2000/55657)。这些材料中，碟状液晶不能够单独使用，而需要在透明的载体上精确地涂布达到几个微米的厚度。除了涂布处理的成本外，由于涂布厚度的微小差异，碟状液晶的相对大的双折射会导致相对大的相位差。另外污染物例如残留在涂层薄膜表面上和在碟状液晶溶液中的灰尘，可能引起光学缺陷。聚酰亚胺是有问题的，因为在可见光范围内其对光的吸收，会造成光学损失，而且由于它的粘附性较弱，吸水性高而易剥落。由于吸水性较大，纤维素酯基薄膜在尺寸稳定性和粘附性方面都有问题。与环烯烃聚合物相比，因为其低分子量的相位延迟剂化合物的含量较高，纤维素酯基薄膜在持久性方面是不足的。另外，因为其在可见光范围内的吸收作用，含有这种芳香族相位延迟剂化合物的树脂具有相对较大的色散特性，这可由下面的等式4表示的Sellmeyer公式看出。等式4n2(λ)=1+A1λ2λ2-λ12+A2λ2λ2-λ22+····]]>在等式4中，n是折射系数，λ1，λ2，…是吸收波长，A1，A2，…是拟合参数。因此，在使用含有芳香族化合物的聚合物材料作为补偿膜时，就要对色散特性的补偿加以考虑，因为相位差会随波长的改变而有较大的变化。也就是说，尽管包含这种材料的一个补偿膜在可以得到最大光效率的550nm附近具有最优的光学补偿效果，但是由于光学补偿不能适合其他波长，还是会引起色彩上的问题。这些问题会导致难以控制显示的颜色。相反，因为在可见光区没有吸收，所以环烯聚合物具有平坦的色散特性，这就导致相对于波长的相位差较小。环烯烃共聚物在文献中已报道过，因其高的烃含量而具有低的介电常数和低的吸水性。环状单体聚合的方法有ROMP(开环易位聚合)，HROMP(开环易位聚合后加氢)，与乙烯共聚合，和均相聚合，如下面附图说明图1所示。图1显示根据采用的不同的聚合方法由相同的单体得到的具有不同结构和物理性质的聚合物。图1 由ROMP方法制备的聚合物由于主链的不饱和性，造成了较差的热稳定性和抗氧化性，并且一般用作热塑性树脂或热固性树脂。但是用这种方法制备的树脂有热稳定性的问题。加氢作用一般会提高ROMP聚合物的玻璃化转变温度约50℃，但是因为在环状单体(Metcon 99)之间存在乙烯基，所以玻璃化转变温度仍然不高。此外，更多的合成步骤造成的成本的增加和较差的机械性能都成为这种聚合物商品化应用的障碍。据报道应用锆基金属茂合物催化剂，则可以制备分子量大且分子量分布窄的聚合物(Plastic News，Feb.27，1995，p.24)。但是，随环状单体浓度的增加其活性降低，且共聚物玻璃化转变温度较低(Tg＜200℃)。尽管增加了热稳定性，但却降低了机械强度并且对溶剂和卤代烷烃的耐化学性也不好。使用均相催化剂，通过加聚反应所制得的环烯烃聚合物在主链上的每个单体单元中都有一个刚性的和大体积的环状结构。因此，聚合物Tg值很高并且是无定形的。所以，聚合物既没有由于散射造成的光损失，也没有因为π共轭作用在可见光区域的光吸收。尤其是用有机金属化合物做催化剂，通过加聚反应所制备的具有相对较大分子量的环烯烃聚合物是电各向同性的并具有低的介电常数(J.Appl.Polym.Sci.Vol.80，p2328，2001)。因此，降冰片烯单体制备的聚合物具有高的透射率，低双折射和高的Tg值，所以具有光学用途，例如用于光导板和光盘。同时因为具有低的介电常数，优良的粘附性，电各向同性和高的Tg值，所以它们还可以用作绝缘材料。在包含烃类的聚合物中引入取代基是一种很有效的控制聚合物的化学和物理性质的方法。但是，当引入的取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：金源国，全成浩，尹性澈，林兑宣，金宪，李贞旼，刘正秀，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：