光學膜及使用該光學膜的顯示裝置製造方法
2023-07-09 21:57:21
光學膜及使用該光學膜的顯示裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種光學膜和包含該光學膜的顯示裝置。所述光學膜使用包含液晶化合物的第一光學各向異性層以及含有具有光反應性基團的重複單元的第二光學各向異性層製成，因此，在液晶取向優異的同時改進了光反應速率。
【專利說明】光學膜及使用該光學膜的顯示裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光學膜及使用該光學膜的顯示裝置。更具體地，本發明涉及一種 具有優良的液晶取向和更好的光反應速率的光學膜，以及使用該光學膜的顯示裝置。
[0002] 本申請基於並要求於2012年5月11日提交的申請號為10-2012-0050423的韓國 專利申請和於2013年5月8日提交的申請號為10-2013-0052119的韓國專利申請的優先 權，它們的公開內容通過引用全部併入本文。
【背景技術】
[0003] 隨著近來出現的大尺寸液晶顯示屏以及它們的用途從便攜裝置（如行動電話、筆 記本電腦等）到家用器具（如掛壁式平板電視）的逐漸擴展，存在著對具有高清晰度和寬 視角的液晶顯示屏的需求。特別地，單個像素獨立驅動的TFT驅動薄膜電晶體液晶顯示屏 (TFT-LCDs)在液晶響應速度、識別高清晰度動態圖像上更加出色，因此越來越多地用在更 寬範圍的應用中。
[0004] 為了用作薄膜電晶體液晶顯示屏中的光學開關，在液晶盒的包含最內薄膜電晶體 的層上需要對液晶以限定的方向進行初始取向。為此，使用了液晶取向層。
[0005] 為了進行液晶取向，在透明玻璃上塗布如聚醯亞胺的耐熱聚合物，以形成聚合物 取向層，然後使用纏繞有尼龍或人造絲織品摩擦布的旋轉輥在高轉速下對其進行摩擦工 藝，以取向液晶。
[0006] 然而，所述摩擦工藝在液晶取向層表面上留有機械擦痕，或產生強的靜電，可能會 損壞薄膜電晶體。另外，來自摩擦布的細小纖維可能產生次品，對獲得更高的產率造成障 礙。
[0007] 為了解決摩擦工藝的問題並實現產率方面的革新，已經得到一種使用光線（如紫 外光）輻照的液晶取向（下文稱為"光取向"）方法。
[0008] 光取向是指這樣的機制：使用線性偏振的紫外光輻照以使特定光反應性聚合物的 光反應基團參與光反應，最終使得該聚合物的主鏈在限定方向上取向止，以形成帶有經取 向液晶的光聚合液晶取向層。
[0009]光取向的典型例子是由M.Schadt等（Jpn.J.Appl.Phys.，Vol31.，1992, 2155)、 DaeS.Kang等（美國專利第 5,464,669 號）和丫111^71^21111?)￥(辦11.]\八卩卩1.?1178· Vol. 34, 1995,L1000)公開的基於光聚合的光取向。在這些專利和研究論文中使用的光取向 聚合物大多數是基於聚肉矽酸酯的聚合物，如聚（肉桂酸乙烯酯）（PVCN)或聚（甲氧基肉 桂酸乙烯酯）（PVMC)。對於聚合物的光取向來說，暴露於紫外光輻照的肉桂酸酯的雙鍵參與 [2+2]環加成反應以形成環丁烷，該環丁烷提供各向異性以使液晶分子在一個方向取向，從 而誘導液晶取向。
[0010]除此之外，JP11-181127公開了一種聚合物以及包含該聚合物的取向層，其中，所 述聚合物在主鏈（如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等）上具有包含光反應基團（如肉桂酸酯） 的側鏈。韓國專利早期公開第2002-0006819號也公開了包含基於聚甲基丙烯醯基聚合物 的取向層的用途。
[0011] 然而，這種用於取向層的常規光反應聚合物具有低熱穩定性的聚合物主鏈，這樣 就不希望地導致取向層的穩定性變差，或者在光反應性、液晶取向或取向速率上較差的性 質。例如，具有基於丙烯醯基主鏈的聚合物有低熱穩定性，這導致取向層穩定性的巨大劣 化，同時具有屬於主鏈上的光敏基團的聚合物不能迅速地對輻照在取向層上的偏振光做出 反應，從而劣化液晶取向或取向速率。這種液晶取向或取向速率的劣化引起工藝效率的降 低或者導致液晶顯示屏的液晶取向不足，從而導致低二色比和差的對比度。
[0012] 另一方面，Bull.KoreanChem.Soc. 2002,Vol. 23, 957 公開了一種光反應聚合物， 其包含結合到偶氮基的重複單元作為重複單元的一部分。然而，這種光反應聚合物同樣具 有差的取向以及低光反應速率，並且也導致液晶顯示屏的低工藝效率和差的對比度。
【發明內容】
[0013] 技術問題
[0014] 為了解決現有技術的問題，本發明的一個目的是提供一種具有優良的液晶取向和 更好的光反應速率的光學膜。
[0015] 本發明的另一個目的是提供一種包含所述液晶膜的顯示裝置。
[0016] 技術方案
[0017] 為了實現本發明的目的，提供了一種光學膜，包含：含有至少一種由下式1所示的 液晶化合物的第一光學各向異性層；以及含有包含由下式2所示的重複單元的光反應聚合 物的第二光學各向異性層：
[0018] [式 1]
[0019] A1-Ar1-E1-Ar2-E2-Ar3-A2
[0020] 其中，Ar^Ar2和Ar3彼此相同或不同，且獨立地為具有6至40個碳原子的亞芳基， 其中，所述亞芳基可以被C1-Cltl的烷基或滷素取代基取代；
[0021] EjPE2彼此相同或不同，且獨立地為化學鍵、-C( = 0)_、-OC( = 0)_、-C( = 0) 〇-或C1-Cltl的亞燒基；以及
[0022] A1和A2彼此相同或不同，且獨立地由下式Ia表示：
[0023] [式la]
[0024] -Gm-Jm-Lm-Mm-Nm-Qm
[0025] 其中，Gm、Lm和Nm彼此相同或不同，且獨立地為化學鍵、-0-、-S-、-C(= 0)-、-C( = 0) 0-、-OC( = 0)-、-OC( = 0) 0-、-C( = 0)NR-、-NRC( = 0)-、-NRC( = 0)NR-、 -OCH2-,-CH2O-,-SCH2-,-CH2S-,-CF2O-,-OCF2-,-CF2S-,-SCF2-,-CH2- (CH2) 2->- (CH2) 3->- (CH2) 4-, -CF2CH2-、-CH2CF2-或-CF2CF2-,其中，R為氫或C1-Cltl 的亞烷基；
[0026] Jm和Mm彼此相同或不同，且獨立地為化學鍵、C1-Cltl的亞烷基或C3-Cltl的亞環烴 基；以及
[0027] Qm為C1-Cltl的燒基、丙稀酸醋基、甲基丙稀酸醋基或環氧基；
[0028] [式 2]
[0029]
【權利要求】
1. 一種光學膜，包含： 含有至少一種由下式1所示的液晶化合物的第一光學各向異性層；W及 含有包含由下式2所示的重複單元的光反應聚合物的第二光學各向異性層： [式1] Ai--Arj-Ei-Ara-Ea-Arg- 其中，Ari、Ar2和Ars彼此相同或不同，且獨立地為具有6至40個碳原子的亞芳基，其 中，所述亞芳基可W被Ci-Ci。的焼基或團素取代基取代； El和E2彼此相同或不同，且獨立地為化學鍵、-C ( = 0)-、-OC ( = 0)-、-C( = 0)0-或 的亞焼基；W及 Ai和A2彼此相同或不同，且獨立地由下式la表示： [式 la] -Gm-Jm-Lm-Mm-Nm-Qm 其中，Gm、Lm和Nm彼此相同或不同，且獨立地為化學鍵、-0-、-S-、-C( = 0)-、-C(= 0) 0-、-OC ( = 0) -、-OC ( = 0) 0-、-C ( = 0) NR-、-NRC ( = 0) -、-NRC ( = 0) NR-、-0邸2-、-CH 20-、-SCH2-、-CH2S-、-CF20-、-0CF2-、-CF2S-、-SCF2"、-CH2-(甜2) 2-、-(甜2) 3-、-(甜2)廣、-〔屍2甜2_、-〔 H2CF2-或-CF2CF2-，其中，R為氨或Ci-Ci。的亞焼基； 化和Mm彼此相同或不同，且獨立地為化學鍵、Ci-Ci。的亞焼基或C3-C1。的亞環姪基擬 及 Qm為Ci-Ci。的焼基、丙帰酸醋基、甲基丙帰酸醋基或環氧基； [式2]
其中，n為50至5000的整數； P為0至4的整數；W及 Ri、R2、R3和R4中的至少一個為選自下式2a、2b和2c的基團， 在Ri、R2、Rs和R4中，除了式2a、化或2c的基團W外的其餘基團彼此相同或不同，且獨 立地選自氨、團素、取代或未取代的具有1至20個碳原子的焼基、取代或未取代的具有2至 20個碳原子的帰基、取代或未取代的具有3至12個碳原子的環姪基、取代或未取代的具有 6至40個碳原子的芳基、取代或未取代的具有7至15個碳原子的芳焼基、取代或未取代的 具有2至20個碳原子的快基，W及包含氧、氮、磯、硫、娃和測中的至少一個的非姪極性基 團， 當Rl、R2、Rs和R4不為氨、團素或非姪極性基團時，Ri和R2組合結合在一起，或者Rs和 R4組合結合在一起形成具有1至10個碳原子的焼叉基；或者Ri或R2與Rs或R4結合形成
飽和或不飽和的具有4至12個碳原子的脂肪環或具有6至24個碳原子的芳環， [式 2a]
其中，A選自化學鍵、取代或未取代的具有1至20個碳原子的亞焼基、撰基、駿基、醋基、 取代或未取代的具有6至40個碳原子的亞芳基，W及取代或未取代的具有6至40個碳原 子的亞雜芳基； B為化學鍵、氧、硫或-NH-; X為氧或硫； R9選自化學鍵、取代或未取代的具有1至20個碳原子的亞焼基、取代或未取代的具有 2至20個碳原子的亞帰基、取代或未取代的具有3至12個碳原子的亞環姪基、取代或未取 代的具有6至40個碳原子的亞芳基、取代或未取代的具有7至15個碳原子的芳亞焼基，和 取代或未取代的具有2至20個碳原子的亞快基；W及 Rio、Rii、Ri2、Ri3和Ri4中的至少一個為團素（F、C1、化或U， 其中，在Ri。、Rii、Ri2、Ri3和Ri4中，除團素W外的其餘基團彼此相同或不同，且獨立地選 自取代或未取代的具有1至20個碳原子的焼基、取代或未取代的具有1至20個碳原子的 焼氧基、取代或未取代的具有6至30個碳原子的芳氧基、取代或未取代的具有6至40個碳 原子的芳基、具有6至40個碳原子的具有14、15或16族的雜元素的雜芳基、取代或未取代 的具有6至40個碳原子的焼氧芳基，W及團素。
2.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述非姪極性基團選自W下官能團： -ORe、-RsORe、-0C (0) ORe、-Rs〇C (0) ORe、-C (0) ORe、-RsC (0) 0Re、-C (0) Re、-RsC (0) Re、-0C (0) Re、-R5OC 做 Re、-化0) p-ORe、- (ORs) p-ORe、-C 做-0-C 做 Re、-RsC 做-0-C 做 Re、-SRe、-RsSRe、-85民6、-民苗5民6、-8 (二 0) R6、-RsS (二 0)民6、-民5〇 (二 S)馬-、-民5〇 (二 S) SRg、一R5SO3R6^ -SOgRe ^ "RsN
=C = S、-N = C = S、-NCO、-Rs-NCO、-CN、-RsCN、-NNC (=巧 Re、-RsNNC (=巧 Re、-N02、
其中，p獨立地為1至10的整數； 咕彼此相同或不同，且獨立地為直鏈或支鏈的具有1至20個碳原子的亞焼基，且由選
自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳 焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧 基的至少一個取代基取代或未取代； 直鏈或支鏈的具有2至20個碳原子的亞帰基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代 焼基、團代帰基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧 基、團代撰氧基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未 取代； 直鏈或支鏈的具有3至20個碳原子的亞快基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代 焼基、團代帰基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧 基、團代撰氧基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未 取代； 具有3至12個碳原子的亞環姪基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰 基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧 基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代； 具有6至40個碳原子的亞芳基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、 團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、 芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代； 具有1至20個碳原子的亞焼氧基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰 基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧 基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代；或者 具有1至20個碳原子的亞撰氧基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰 基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧 基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代；W及 Re、馬和Rs彼此相同或不同，且獨立地選自氨、團素、直鏈或支鏈的具有1至20個碳 原子的焼基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、團代快基、芳基、團代芳 基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、芳氧基、團代芳氧基、甲 娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代； 直鏈或支鏈的具有2至20個碳原子的帰基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼 基、團代帰基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧 基、團代撰氧基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未 取代； 直鏈或支鏈的具有3至20個碳原子的快基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼 基、團代帰基、團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧 基、團代撰氧基、芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未 取代； 具有3至12個碳原子的環姪基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、 團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、 芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代； 具有6至40個碳原子的芳基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、團 代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、芳 氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代； 具有1至20個碳原子的焼氧基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、 團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、 芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代； 具有1至20個碳原子的撰氧基，且由選自團素、焼基、帰基、快基、團代焼基、團代帰基、 團代快基、芳基、團代芳基、芳焼基、團代芳焼基、焼氧基、團代焼氧基、撰氧基、團代撰氧基、 芳氧基、團代芳氧基、甲娃焼基和甲娃焼氧基的至少一個取代基取代或未取代。
3.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述具有6至40個碳原子的具有14、15或16 族的雜元素的雜芳基，或者具有6至40個碳原子的芳基包含選自由下式所示化合物中的至 少一種：
其中，R' W、R' 11、R' 12、R' i3、R' 14、R' 15、R' ie、R' 17 和 R' 18 中的至少一個為
取代或未取代的具有1至20個碳原子的焼氧基，或取代或未取代的具有6至30個碳原子 的芳氧基；W及 除了所述取代或未取代的具有1至20個碳原子的焼氧基，或取代或未取代的具有6至 30個碳原子的芳氧基W外的其餘基團獨立地為取代或未取代的具有1至20個碳原子的焼 基、取代或未取代的具有1至20個碳原子的焼氧基、取代或未取代的具有6至30個碳原子 的芳氧基，或者取代或未取代的具有6至40個碳原子的芳基。
4. 根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述第二光學各向異性層包含一種組合物，所 述組合物包含；含有式2所示的重複單元的光反應聚合物、光活化劑、基於（甲基）丙帰酸 醋的化合物，W及光引發劑。
5. 根據權利要求4所述的光學膜，其中，基於所述組合物的總重量，所述光學膜包含50 至70wt%的含有式2所示重複單元的光反應聚合物；1至20wt%的光活化劑；20至40wt% 的基於（甲基）丙帰酸醋的化合物；W及1至15wt%的光引發劑。
6. 根據權利要求4所述的光學膜，其中，所述光活化劑包含選自2,4-己基-9H-喔 噸-9-麗、1-異丙基-9H-喔噸-9-麗、1，3-二氣-9H-喔噸-9-麗和2- H氣甲基-9H-喔 噸-9-麗的至少一種。
7. 根據權利要求4所述的光學膜，其中，所述基於（甲基）丙帰酸醋的化合物包含選自 季戊四醇H丙帰酸醋、H (2-丙帰醜氧基己基）異氯脈酸醋、H輕甲基丙焼H丙帰酸醋和二 季戊四醇六丙帰酸醋中的至少一種。
8. 根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述第一光學各向異性層進一步包含至少一 種基於單丙帰酸醋的化合物。
9. 根據權利要求8所述的光學膜，其中，所述基於單丙帰酸醋的化合物選自W下化合 物：
其中，z為2至12的整數。
10. -種顯示裝置，其包含如權利要求1所述的光學膜。
【文檔編號】G02B5/02GK104428352SQ201380036196
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年5月9日 優先權日:2012年5月11日
【發明者】洪美羅, 全成浩, 崔大勝, 徐慶昌, 柳東雨 申請人:Lg化學株式會社