[发明专利]手性可聚合液晶组合物及其应用

说明书

本发明公开了一种手性可聚合性液晶组合物，它包括：占所述可聚合性液晶组合物总重量50‑95％的向列相可聚合液晶；占所述可聚合性液晶组合物总重量1‑25％的胆甾相可聚合液晶；以及占所述可聚合性液晶组合物总重量1‑25％的双酚芴丙烯酸酯，本发明通过大量实验优选得到的手性可聚合性液晶组合物具有耐磨性好和热稳定性佳等优点，可以用于增亮膜领域。

技术领域

本发明涉及一种可聚合性液晶组合物，尤其是涉及一种手性可聚合液晶组合物及其在光学膜中的应用。

背景技术

背光源技术是TFT-LCD核心技术之一，占TFT-LCD总成本的25％～35％。而光增强膜占背光源系统成本的30％～40％。目前人们对液晶显示器的低功耗、长时间待机提出了更高的要求。众所周知，液晶自身不会发光，需要有背光源支持发光，LCD亮度的高低在一定程度上影响着图像的质量。但背光系统占整个主机的电耗比重很高(笔记本计算机的液晶显示屏耗电约为6.5W，其中背光源系统的耗电量为5W左右，显示屏的驱动耗电量为1.5W左右)，增加背光源本身的亮度非明智之举，使用光增强膜成为必不可少的措施之一。光增强膜可以使各类液晶显示器更明亮、更鲜艳，更薄和更节能。

光增强膜的基础是非吸收型偏振片。它允许一种偏振光透过，而另一种与之相对的偏振光被反射回来，而不是被吸收掉。被反射的偏振光通过处理，可以再次导向该偏振片，于是又有一部分光线通过。如此循环，就能够充分利用所有入射光线。目前市场上光增强膜主要有3M公司的周期双层膜光增强膜(VIKUITI膜)、默克公司的手性向列相(也即为胆甾相)液晶高分子光增强膜(Transmax膜)，中国台湾精迈科技发明的利用胆固醇液晶的CBEF增亮膜等产品。

作为3M公司重大发明技术之一的周期双层膜增强膜，制作过程比较复杂。首先是两种高分子薄膜交替挤压成多达百层，而厚度仅有大约400～500um的薄膜。通过3M的单轴拉伸技术沿膜面内某一方向进行拉伸，使其中一种膜在该方向的折射率发生变化，从而形成该方向折射率交替变化而其垂直方向折射率基本不变的薄膜材料；为使其作用范围覆盖整个可见光波段，高分子薄膜各层的厚度还要随着其厚度方向而逐渐改变。通过光线在偏振片上循环往复的入射，最终这种偏振片的光线利用率可以达到70％左右。

胆甾相液晶材料对圆偏振光有选择反射的特点，可以把与其螺距旋转方向相同的偏振方向的圆偏振光反射回去而允许相反偏振方向的圆偏振光透过。例如，当N*相液晶材料的螺距结构是左旋时，它把左旋圆偏振光反射回去而允许右旋圆偏振光透过。左旋圆偏振光经过一个1/4波片后则会转变为线性偏振光。如果将反射回来的左旋圆偏振光通过一个镜面再反射回去，它将变成右旋圆偏振光。如此循环往复，最终这种偏振片的光线利用率可以达到75％～80％，甚至更高。

利用胆甾相液晶，通过控制工艺参数获得渐变式螺距，可以得到宽波段的单层增亮膜。

荷兰专家D.J.Broer利用胆甾相液晶材料成功开发出胆甾相液晶高分子光增强膜，形成默克公司的Transmax薄膜。以两种不同反应速率的反应型液晶，一种为反应型胆固醇液晶，一种为反应型向列型液晶，关键是加入可吸取九成以上曝光量的染料，使曝光为超低能量，可使膜厚方向曝光能量相对于反应型为线性分布：反应速率快的胆固醇液晶快速的向曝光能量高的方向扩散，反应速率较慢的向列型液晶则落后，因而形成一段胆固醇液晶较多，另一端是向列相液晶较多的薄膜，最后得到呈线性分布变化的螺距。

另一种方法，是S.Faris博士采用的做法，采用实现方式与Broer博士相近，不同之处在于，采用的反应型与不具反应型液晶的混合物，虽然在膜厚方向曝光能量同为线性分布，但由于液晶聚合后将小分子液晶形成相分离的排挤效应，使两端的差异更加突出，加大了螺距的变化，从实验结果推算螺距呈指数型分布变化。

然而，利用胆甾相液晶进行增亮膜开发中，缺少对工业实用性的研究，大部分的研究工作侧重在提高反射光谱的宽度和反射效率的这些主要功能性能的提升，而缺少对材料的使用便利性和稳定性的研究，比如耐磨性和热稳定性的辅助性能。