专利名称：液晶膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶膜，制备该液晶膜的方法，光学器件和液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器(IXD)可以包括液晶面板，和设置在所述液晶面板的上侧和下侧的偏光板，并且除了偏光板之外，可以包括多个功能性光学器件。IXD通过改变在液晶面板的各像素的液晶分子的取向而可以显示图像。由于IXD不为自发光器件，光源，例如，背光单元(BLU)等通常被设置在配置于液晶面板下侧的偏光板的背面，通过从光源发出的光穿过面板而显示图像。
发明内容
技术问题本发明提供了一种液晶膜(LCF)，制备该液晶膜的方法，光学器件和IXD。技术方案本发明涉及一种液晶膜(LCF)，以及一个示例性LCF可以包括液晶层(在下文中，可以称作“CLC”层)，其包含胆甾型取向的液晶区域。制备所述液晶膜的一个示例性方法可以包括:形成具有胆留型取向的液晶区域的液晶层使得所述液晶层可以包含:胆留型取向的液晶区域，其形成的胆留型液晶分子的指向矢的螺旋轴平行于所述液晶层的厚度方向；和胆留型取向的液晶区域，其形成的螺旋轴不平行于所述液晶层的厚度方向。一个示例性光学器件可以包括液晶膜和在所述液晶膜的液晶层的上侧形成的入/4波长层。一个示例性液晶显示器可以包括所述光学器件。有益效果一个示例性液晶膜(LCF)可以被用作反射偏光板，所述反射偏光板可以提高显示器(例如，IXD等)的亮度和光使用效率。特别地，所述LCF包含在液晶层中的垂面或焦锥取向的CLC区域，因而使提高亮度的效果最大化，因而还有效地再现光源的色坐标以提供具有优异的图像质量的显示器。
图1为显示CLC的示例性的图；图2为显示CLC取向的示例性的图；图3为通过实例的方式显示在CLC层中CLC区域的排列的图；图4为显示示例性的LCF的图；图5至图12为显示示例性的光学器件的图；图13为显示示例性的IXD的图；以及
图14和图15为显示在实施例和对比实施例中测量光学透射率的结果的图。附图标记n:CLC 指向矢P:节距X、HA:螺旋轴21:液晶层的厚度方向22:液晶层的厚度方向的垂直方向2 =CLC 层 21、22 =CLC 层的主表面231、232、233:CLC 区域4:LCF41、51、54、61、71、81:基板 41:CLC 层5、6、7、8、9、10、11、12:反射偏光板52、1342:CLC 层53、1341: A /4波长层91:偏光元件13:LCD131、133:偏光板132:液晶面板134:反射偏光板135:光源
具体实施例方式本发明涉及一种LCF。示例的LCF包括包含胆留型取向液晶区域的液晶层(下文中称作“CLC层”)。所述液晶区域为具有螺旋结构的CLC区域，其中液晶分子的指向矢沿着螺旋轴扭曲形成层并取向，以及所述CLC层包含上述的液晶区域的至少两种。所述液晶区域包括:形成的区域的螺旋轴平行于CLC层的厚度方向的CLC区域，和形成的区域的螺旋轴不平行于CLC层的厚度方向的CLC区域。在本申请中的术语“CLC层的厚度方向”可以表示平行于连接所述CLC层的一个主表面和最近距离上其相反的主表面的假想线的方向。在一个实施例中，当所述LCF进一步包括基板并且如在下文所述在所述基板的一侧形成CLC层时，CLC层的厚度方向可以为平行于假想线的方向，所述假想线形成于与具有CLC层的基板的那一侧的垂直的方向上。在本申请中的角度的定义，当使用例如垂直、水平、正交或平行的术语时，它们指的是不损坏要求的效果的范围内的垂直、水平、正交或平行。例如，它们包括考虑到制造误差和偏差等的误差。例如，各种情形可以包括小于约±15°的误差、小于约±10°的误差、或小于约±5°的误差。所述CLC层包括CLC区域。在本申请中，胆甾型液晶或胆甾型取向液晶可以简称为“CLC”。参照图1，所述CLC层具有螺旋结构，其中液晶分子的指向矢(图1中的n)沿着螺旋轴(图1中的X)扭曲以形成层并取向。在CLC结构中，由液晶分子的指向矢完成360度旋转的距离(图1中的P)称作“节距(pitch)”。在本申请中，术语“液晶区域或CLC区域”可以表示由CLC指向矢完成360度旋转的区域。在本申请中的各CLC区域可以根据取向类型或所述区域的螺旋轴与CLC层的厚度方向的角度，或各液晶区域的反射光的中心波长分类。所述CLC可以选择性地反射圆偏振光的光。由CLC反射的光的波长取决于节距和液晶的折射率。CLC指向矢的螺旋扭曲允许材料的介电张量周期性地空间地变化，因此选择性地反射所述波长的光。一般而言，当波长、在下面的公式I的范围内时，在沿着CLC的螺旋轴传播的光发生布拉格反射。[公式I]N0P< A <NeP其中，P为CLC区域的节距；Ne为对与CLC指向矢平行地偏振的光的CLC折射率；以及N。为对与CLC的指向矢垂直地偏振的光的CLC的折射率。此外，具有被CLC反射的光的波长范围的中心波长X ^可以大致地由下面的公式2表不:[公式2]A0=0.5(N0+Ne)P其中，P、Ne和N。为在公式I中所定义。此外，被CLC反射的光的谱宽A A ^可以大致地由下面的公式3表示:[Formu I a3]A 入 0=2 入 0 (Ne-N0) / (N0+Ne) =P (Ne-N0) 其中，P、Ne和N。为在公式I中所定义。所述CLC层的液晶区域包括:具有在平行于所述CLC层的厚度方向的方向上的螺旋轴的CLC区域；和具有在不平行于所述CLC层的厚度方向的方向上的螺旋轴的CLC区域。参照图2，CLC区域的螺旋轴的设置示于下面的实施例中。一般而言，所述CLC区域包含螺旋地旋转的CLC分子，但是如此设置使得CLC分子的指向矢，例如，CLC分子的主轴的螺旋轴平行于CLC层的厚度方向。在这种一般的情形中，如在图2中的A所示，使CLC区域取向使得CLC的螺旋轴HA平行于CLC层的厚度方向21。在图2中，垂直于厚度方向21的方向22可以表示，例如，如在上述提及的基板的平面方向。在本申请中，其中螺旋轴以与如上所述的CLC层的厚度方向的平行状态取向的CLC区域可以称作平面取向的CLC区域。根据CLC的取向条件或具有CLC的基板的侧面性能，可以以不平行于所述CLC层厚度方向设置CLC分子的指向矢的螺旋轴。例如，如图2的B所示，可以实施所述取向使得CLC的螺旋轴HA以垂直于所述CLC层的厚度方向21的方向取向，以及如图2的C所示，以除了垂直和平行于所述CLC层的厚度方向之外的方向使所述CLC的螺旋轴HA取向。在本申请中，如上所述，其中使螺旋轴以垂直于CLC层的厚度方向取向的CLC区域可以称作垂面取向的CLC区域，以及其中使螺旋轴以除了垂直和平行于CLC层的厚度方向之外的方向取向的CLC区域可以称作焦锥取向的(focal conic-aligned) CLC区域。使在以一般形式形成的CLC层中的CLC区域取向，从而螺旋轴平行于CLC层的厚度方向。然而，LCF的CLC层可以包括CLC区域，其中以除了平行于所述CLC层的厚度方向的其它方向人为地形成螺旋轴。其中以除了平行于所述CLC层的厚度方向的方向之外的方向形成螺旋轴的CLC区域允许入射到CLC层的光被散射或漫射从而可以提高LCF的亮度和视角性能。
在所述CLC层中的垂面或焦锥取向的CLC区域的量、位置和分布状态不受特别限制，并且螺旋轴的角度也不限于以焦锥取向的厚度方向等。在一个实施例中，可以形成并设置所述垂面或焦锥取向的CLC区域从而由于所述区域所述CLC层使得光被散射或漫射，而因此所述CLC层的雾度落入到预定的范围内。在一个实施例中，包含如上所述的垂面或焦锥取向的CLC区域的CLC层可以具有至少5%，至少10%，或至少15%的雾度值。可以选择所述CLC层的雾度值以根据LCF应用的用途形成最适合于各应用的效果。使用雾度计，例如，如购自S印ung的HR-100或HM-150，根据制造商手册可以测量所述CLC层的雾度值。此外，所述CLC层的雾度的上限可以为，例如，约30%，25%，或20%，但是不特别限于此。此外，所述CLC层可以包括至少两种液晶区域，其反射光的中心波长彼此不同。包含至少两种CLC区域的CLC层可以为单层。在本申请中，通过层叠或附着至少两层CLC层而形成的CLC层或者通过多次涂布CLC组合物以形成CLC层而形成CLC层等，所述CLC层不包括于单层的CLC层中。如上所述，当包括至少两种类型的CLC区域的CLC层是以单层结构形成时，使用更薄的厚度在宽的波长宽度内可以确保选择性的反射性，并且还可以防止由层之间的干涉引起的光的反射损失。在本申请中，作为单层的CLC层，所述CLC层包括至少两种具有如上所述的不同的反射光的中心波长的CLC区域，其可以被称作具有宽带性能的CLC层。根据反射光的中心波长分类的各CLC区域可以为平面、垂面或焦锥取向的CLC区域。当所述CLC层包含至少两种类型具有不同的反射光的中心波长的CLC区域时，各CLC区域的分布不受特别限制。在一个实施例中，可以设置所述CLC区域从而使得中心波长从长波长至短波长或者从短波长至长波长内连续地变化；可以设置使得中心波长以更短然后以更长的方向连续地变化，或者以从更长然后更短的方向连续地变化；或者可以设置使得中心波长沿着所述CLC层的厚度方向不规则地变化。在一个实施例中，所述CLC层可以至少包括:反射光的中心波长属于可见光谱的红光区域的CLC区域；反射光的中心波长属于可见光谱的绿光区域的CLC区域；和反射光的中心波长属于可见光谱的蓝光区域的CLC区域。图3为显示理论上的CLC层2的示意图，其示出了如下实施例:以从所述CLC层2的一个主表面21侧至另一主表面22侧的方向连续排列:CLC区域231，其反射光的中心波长属于红光区域；CLC区域232，其反射光的中心波长属于绿光区域；和CLC区域233，其反射光的中心波长属于蓝光区域。所述CLC层可以至少包括:第一区域,其反射光的中心波长为400nm至500nm,第二区域，其反射光的中心波长为500nm至600nm，和第三区域，其反射光的中心波长为600nm至700nm。可以以其中沿着所述CLC层的厚度方向中心波长连续增加的方向或其中的中心波长连续减少的方向设置所述第一至第三区域，但是并不限制于此。此外，例如，基于公式2，可以测量反射光的中心波长，以及测量中心波长的方法在本领域广为人知。在一个实施例中，所述CLC层可以包括液晶聚合物。制备所述CLC层的示例性的方法可以包括如下步骤:涂布包含交联的或聚合的液晶化合物和手性剂(chiral agent)的组合物，以及通过手性剂诱导螺旋节距的状态而使所述组合物聚合或交联，在这种情况下，所述CLC层可以包含交联的或聚合的液晶聚合物。所述手性剂可以为可交联的或聚合的，或者不可交联的或非聚合的。一个示例性的CLC层可以包含交联的或聚合形式的由下面的化学式I表示的化合物:[化学式I]
权利要求
1.一种液晶膜，所述液晶膜包括液晶层所述液晶层包含:胆留型取向的液晶区域，其形成的胆留型液晶分子的指向矢的螺旋轴平行于所述液晶层的厚度方向；和胆留型取向的液晶区域，其形成的螺旋轴不平行于所述液晶层的厚度方向。
2.根据权利要求1所述的液晶膜，其中，所述液晶层具有至少5%的雾度值。
3.根据权利要求1所述的液晶膜，其中，所述液晶区域包括至少两种类型的胆留型取向的液晶区域，其反射光的中心波长彼此不同。
4.根据权利要求1所述的液晶膜，其中，所述液晶层包含交联形式或聚合形式的由下面的化学式I表示的化合物: [化学式I]
5.根据权利要求4所述的液晶膜，其中，所述液晶层进一步包含手性剂。
6.根据权利要求1所述的液晶膜，其中，所述液晶层具有3y m至8 y m的厚度。
7.根据权利要求1所述的液晶膜，所述液晶膜进一步包括基板、在所述基板的至少一侧形成的液晶层。
8.根据权利要求7所述的液晶膜，其中，所述胆留型取向的区域分布在液晶层中的基板的所述侧，并且在所述胆留型取向的区域中，胆留型液晶分子的指向矢的螺旋轴取向不平行于所述液晶层的厚度方向。
9.根据权利要求7所述的液晶膜，其中，形成有液晶层的基板的所述侧具有0°至50°的对水的润湿角。
10.一种制备液晶膜的方法，所述方法包括形成具有胆留型取向的液晶区域的液晶层，其中，所述液晶层包含:胆留型取向的液晶区域，其形成的胆留型液晶分子的指向矢的螺旋轴平行于所述液晶层的厚度方向；和胆留型取向的液晶区域，其形成的螺旋轴不平行于所述液晶层的厚度方向。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述液晶层包括在具有0°至50°的对水的润湿角的基板的一侧涂布胆留型液晶组合物。
12.一种光学器件，其包括根据权利要求1所述的液晶膜；和在所述液晶膜的液晶层的上侧形成的X/4波长层。
13.根据权利要求12所述的光学器件，其中，所述X/4波长层包括:基板；在所述基板的上侧形成的取向层；和在所述取向层的上侧形成的液晶层，并且所述X/4波长层的液晶层与所述液晶膜的液晶层接触。
14.根据权利要 求12所述的光学器件，所述光学器件进一步包括设置在所述X/4波长层的上侧的偏光元件。
15.一种液晶显示器，其包括根据权利要求12所述的光学器件。
16.根据权利要求15所述的液晶显示器，所述液晶显示器包括液晶面板，和设置在所述液晶面板的一侧的光源，其中，所述光学器件被设置在所述液晶面板与所述光源之间。
17.根据权利要求16所述的液晶显示器，其中，设置所述光学器件从而使所述液晶膜比入/4波长层更靠近所述光源。
全文摘要
本发明提供了一种液晶膜、制备所述液晶膜的方法以及光学器件或LCD。本发明示例性的液晶膜可以被用作反射偏光板，所述反射偏光板可以提高例如LCD的显示器的亮度和光使用效率。
文档编号G02F1/1335GK103210327SQ201180054379
公开日2013年7月17日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者李大熙, 张俊元, 朴文洙 申请人:Lg化学株式会社