详解液晶聚合物光学膜在显示领域的应用
当今市道上的光学膜产物品种众多，成效不尽不异，依材料可简洁辨别为同向性的高分子膜（IsotropicPolymerFilm）以及异向性液晶膜（AnisotropicLiquidCrystalFilm）两大类，本文将聚焦于异向性液晶膜或液晶齐集物薄膜的原物料——UV反映性液晶材料做简洁讲解。
UV反映性液晶材料尽人皆知，液晶即液态晶体（LiquidCrystal），不过亦有人由于液晶是介于液态与固态间而称为Mesogen，因而，默克公司将所反映性液晶定名为ReactiveMesogen。简洁地说，比拟于平凡的光电液晶分子，在分子布局上，反映性液晶除了具备液晶重心之外（CoreGroup），末了还带有一个或多个可反映官能基（ReactiveGroups），可经光齐集成高分子网络（PolymerNetwork），即液晶齐集物（LiquidCrystalPolymer）。由于所欺诈的齐集开始剂多为UV感光型（波长为～nm），故称为UV反映性液晶。液晶齐集物光学膜的长处保守光学膜多以高分子经单轴或双轴蔓延而成，原天职子轴呈凌乱罗列的同向性(Isotropic)会跟着蔓延方位而偏转至异向性(Anisotropic)，进而使不同方位的入射光的前进速率形成不同，即相位推迟景象（Retardation,R），可用来调动或赔偿光的相位。普遍相位推迟量可由薄膜的双轴折射率的不同（Birefringence，△n）与薄膜的厚度(d)乘积盘算，即R=△nd。而不管是棒状（Rod-like）或碟状（Discotic）的液晶分子，固然集体异向性仍取决于罗列法则，但根底上液晶的双折射率约在0.1，双折射率是保守高分子蔓延膜十倍以至百倍，因而所制做出的光学膜薄膜厚度也许特别小，特别合用于卷对卷（roll-to-roll）的涂布制程。前述集体液晶的异向性与罗列法则性关连，不过由于液晶的自组装性(self-assembly)，因而在特定前提下，便可得通盘性简洁的法则性，即所谓单畴区（monodomain）。若是小分子液晶欺诈不同表面管教与材料计划，可获得不同的轴向型态(orientation)，如平躺（planar）、竖立（vertical）、歪斜（tilted）或搀和（hybrid），如图一所示，特别适宜各类各式光学膜的须要计划。图一不同的轴向型态示妄念，上为棒状液晶，下图为碟状液晶因而，欺诈反映性液晶制做光学膜具备大面积、单畴区、且有配向型态（alignedmorphology）的上风，这是保守高分子光学膜所没法相较之处。液晶齐集物光学膜在显示周围的运用液晶具备多种轴向罗列可从事须要多改变的光学膜制做，现在包含广视角膜、增亮膜、偏光膜等显示器用光学膜。下列讲解各类光学膜与反映性液晶的关连性。广视角膜针对TFT-LCD广视角个性所开垦的光学赔偿膜材料大略分为可蔓延型高分子型如PC、PS，反映性液晶类-碟状液晶、棒状液晶，以及近来被欺诈可旋转涂布高分子型如PI等。以赔偿成效而言，可依之光学轴方位分为单轴、双轴。单轴系指赔偿膜在xyz方位上的折射率nx,ny,nz具备nx=ny1nz的干系；而双轴则是指具备nx1ny1nz的干系的赔偿膜。简洁的说，广视角膜便是相位赔偿膜，赔偿道理为「移东补西」。按照液晶显示器启动分子受限于界线前提影响所形成漏光景象，可归类3种简洁对应之单轴布局赔偿膜：A-plate、O-plate、C-plate。按照相位赔偿膜的光轴辨别，光轴平行于薄膜表面称为A-plate，笔直表面称为C-plate，与表面成一倾角称O-plate。以棒状液晶为例：A-plate可颠末程度配向制得，用来赔偿液晶盒中竖立的液晶分子；O-plate的制做罕用法子采则较大预倾角之配向膜或斜向蒸镀，首要赔偿液晶盒启动过程中的反向歪斜液晶分子；C-plate为分子竖立的光学膜，普遍用笔直配向可得，用来赔偿液晶盒中程度罗列的液晶分子。而若采取负型液晶类其余反映性碟状(discotic)液晶，由于其C轴（光学对称轴）的折射率(off-axis,nz)大于平面折射率(on-axis,nx、ny)。因而这类分子平躺则为负C-plate，竖立即为负A-plate。不过由于单轴分子（uniaxial）没法齐备知足平面须要个性，双轴（biaxial）赔偿膜的探索须要一样日积月累。所谓双轴之赔偿膜则是指光轴具备空间连结改变指向的赔偿膜：光轴在统一平面改变为歪斜改变（Tilt）；另一种罕见的为旋转改变（Twist），即最基层与最表层之光轴彼此笔直之连结改变的光轴。比如分子计划为扇形开展（splay）或一端程度一端笔直的搀和型（hybrid）；比如年Fujifilm公司Mori博士所计划的hybrid碟状液晶的广视角膜，其圆盘状布局与赔偿摆设如图二。图二Fujifilm-WV赔偿摆设与圆盘状布局增亮膜接下来讲解的增亮膜是一种具备光回收机制的反映性胆固醇液晶（cholesteric）增亮膜（cholestericreflectivepolarizer,CRP）。胆固醇液晶是一种有天生螺旋布局(naturallyhelicalstructure)，其螺旋布局并不会由于光齐集而摧残；当入射光加入时，有一半的入射光（圆偏光）会顺着螺旋布局加入，而另一半则因逆旋而被反射，这便是所谓的（圆）偏光取舍性，因而，有意也被看成偏光调动膜（polarizationconversionfilm）欺诈（图三）。图三胆固醇液晶螺旋布局与反映机制运用胆固醇液晶做为增亮膜的道理见图四，背光源发射的光颠末胆固醇增亮膜（比如左旋胆固醇液晶）时，右旋偏振光会直接穿过，而左旋圆偏振会被反射。而被反射的这部份左旋圆偏振光会被背光模组中的反射背板从头反射，既而变为右旋圆偏振光穿过胆固醇增亮膜，抵达增亮的成果。图四增亮膜运用道理相较于保守偏光片的穿透—汲取机制，CRP为穿透-反射-二次穿透机制，可有用的举办光回收，裁减集体的光损失。若进一步贴合1/4波片，则偏光机制将由圆偏光转至线偏光片。偏光膜保守偏光膜是碘系偏光膜，其建立过程是通明PVA膜吸附碘离子经单轴蔓延后，而赋予偏光机制，不过由于PVA易吸水，必需外加2层TAC膜来庇护，成本与产物厚度不停是题目。相较之下，具备异向性的反映性液晶以增加二色性染料所结尾的涂布型薄膜液晶偏光膜，除制程较简洁、厚度较薄特色外，更可制成in-cell偏光片，进一步办理多层接口光学搅扰，抬高光学效力。现在有棒状（rod-like）或碟状(discotic)液晶两类反映性液晶，由于两者的双折射率为一正一负，他们的汲取轴方位赶巧彼此笔直，普遍界说前者为O型偏光片（ordinaryray,O-ray），后者为E型偏光片（extraordinaryray,E-ray）。图五O型偏光片(左)，E型偏光片(右)图六外贴式偏光片(上)，液晶盒内偏光片(下)归纳以上讲解，固然当今市道上的光学膜产物品种众多，但笃信新成效的反映性液晶光学膜仍能继续被开垦，借由不同的操纵技术、不同的材料、不同的表面管教、外加电场等，UV反映性液晶可改变光学几许上不同构型的光学膜对应不同的光学须要。起原：莱拓新材料
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