[发明专利]二色性宾-主起偏器

说明书

本申请是申请日为2006年6月23日、中国申请号为200680023172.4(国际申请号PCT/IB2006/052061)、发明名称为“二色性宾-主偏振器”的申请的分案申请。

背景技术

起偏器广泛地用于一些需要光偏振的不同用途中。目前，LCD应用中最广泛使用的起偏器是由E.H.Land在1938年发明的H-起偏器片的各种衍生装置。这些二色性起偏器由浸渍着碘或者涂有二色性染料的单轴拉伸的聚(乙烯醇)所组成。该易湿的聚(乙烯醇)膜两面都由TAC-层(三乙酰基纤维素)保护。在该膜的一侧，运用粘合剂以将起偏器层叠至显示器。起偏器叠层的总厚度约为70-150μm。

本领域需要这样的起偏器：它们能够产生与H-起偏器片(H-sheetpolarizer)相当甚至更大的偏振选择性，但是它们比H-起偏器片薄很多。并且还需要能够被方便地用于液晶元件内部的起偏器。

这些目标和其他目标可以通过一种二色性宾-主起偏器来实现。例如，在国际专利申请WO2005/045485A1中描述了这种二色性宾-主起偏器。可以这样来描述该宾-主起偏器，在这种起偏器中，通过二色性染料(客体)来实现光的偏振选择性吸收，该二色性染料在取向的聚合液晶主体中取向。通过使用吸收中的二色性比(DR)能方便地描述起偏器的偏振性能。

在目前的LCD中，常规H-起偏器片通常显示出30或更高的DR值，并且甚至经常是50或者更高。上述宾-主起偏器具有15或更高的二色性比，并且当取向的聚合物膜基于具有高度有序近晶相的反应性液晶时，可以达到50或者甚至更高的二色性比。尤其是近晶B相能够非常有效地提供具有高二色性比的取向聚合物膜。同样也可以使用其它高度有序的近晶相，例如近晶F相和近晶I相。

为了制造上述宾-主起偏器，反应性液晶主体材料的平面取向(长轴平行于衬底平面)是必须的。然而，当反应性液晶材料以薄膜施加于具有取向层(摩擦过的聚酰亚胺层或光-取向层)的衬底上时，该材料常常具有垂直取向(homeotropic alignment)(分子长轴沿衬底法线取向)的趋势。对于高度有序的近晶相，例如近晶B、近晶F和近晶I，垂直取向的趋势尤其强烈。

在上述可涂敷宾主起偏器的加工期间，反应性液晶基(mesogen)混合物(含有二色性染料)强烈的垂直取向趋势是一个严重的问题，它能够阻碍这类起偏器在工业上的进一步突破。

对于处于向列相的反应性液晶材料，可以通过向反应性液晶基混合物中加入少量百分比的表面活性剂来抑制垂直取向。

表面活性剂可以例如是EP940707中所述的非离子氟烷基化物。虽然加入表面活性剂是在向列的反应性液晶基中实现平面取向的有效方法，但是加入表面活性剂通常不能抑制在高度有序的近晶相(例如近晶B相)中垂直取向的趋势。

高度有序的近晶相中的平面取向可以通过在液晶基混合物加工成起偏器膜期间，提供一个临时的第二衬底来实现。

在反应性液晶基聚合成为高度交联的聚合物膜之后，保存了平面取向。此时，移去临时的第二衬底。从而，使用临时的第二衬底可以为实现高度有序的近晶反应性液晶基的薄膜中的平面取向提供一种方法。然而，在宾-主起偏器的大批生产中，不期望使用临时的第二衬底。

从上可知，显然，需要这样的一种制造基于高度有序的近晶反应性液晶基的宾-主起偏器的方法，该方法能产生近晶液晶基为平面取向的薄膜宾-主起偏器。

发明内容

本发明的目标是克服该问题，并且提供一种制造时无需临时第二衬底的宾-主起偏器，同时获得高二色性比。

发明人已经发现，向液晶组合物中加入凝胶剂(gelator)可以阻碍垂直取向的趋势。

在显示出平面取向的液晶相中形成的、位于液晶组合物中的各向异性的凝胶网络可以起到保持平面取向的内部取向源的作用，甚至是在高度有序的近晶相中(例如近晶B、F和I中)这种凝胶网络也能起到该作用。此外，凝胶化以及伴随的粘度的急剧上升会动态地阻碍由平面取向到垂直取向的转变。

因此，第一方面，本发明涉及一种用于制造起偏器的方法，该方法包括：提供含有液晶主体以及粘度增强剂的液晶组合物；在衬底上提供所述组合物的薄膜；使所述液晶主体取向从而获得处于第一液晶介晶相的取向膜，其中所述液晶主体相对于所述衬底平面取向；凝胶化所述粘度增强剂以凝结所述膜；并且在所述凝结的膜中得到第二液晶态。

组合物中的液晶主体可以是可聚合的，并且该方法可以进一步包括在所述凝结的膜中聚合所述第二液晶态的所述液晶主体。

通过将膜聚合，膜中的各向异性被不可逆地锁定并且其温度依赖性降低。