液晶聚合物:下一代功能显示和光学薄膜材料
日期:2025-02-06 12:02:40 作者:星空体育竞技
产品,其功能也多种多样,根据材料划分,可简单分为同向性的高分子膜(Isotropic Polymer Film)以及异向性液晶膜(Anisotropic Liquid Crystal Film)两大类型,本文将聚焦于异向性液晶膜或液晶聚合物薄膜的原物料——UV反应性液晶材料作简单介绍。
简单地说,相比于普通的光电液晶分子,在分子结构上,反应性液晶除了具有液晶核心以外(Core Group),末端还带有一个或多个可反应官能基(Reactive Groups),可经光聚合成高分子网络(Polymer Network),即液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer)。由于所使用的聚合起始剂多为UV感光型(波长为254~365nm),故称为UV反应性液晶。
一般相位延迟量可由薄膜的双轴折射率的差异(Birefringence,△n)与薄膜的厚度(d)乘积计算,即R=△nd。而无论是棒状(Rod-like)或碟状(Discotic )的液晶分子,虽然整体异向性仍取决于排列规则,但基本上液晶的双折射率约在0.1,双折射率是传统高分子延伸膜十倍甚至百倍,因此所制作出的光学膜薄膜厚度可以非常小,非常适用于卷对卷(roll-to-roll)的涂布制程。
针对TFT-LCD 广视角特性所开发的光学补偿膜材料大致分为可延伸型高分子型如PC、PS,反应性液晶类-碟状液晶、棒状液晶,以及最近被使用可旋转涂布高分子型如PI等。以补偿功能而言,可依之光学轴方向分为单轴、双轴。单轴系指补偿膜在xyz方向上的折射率nx, ny, nz具有nx= ny¹ nz的关系;而双轴则是指具有nx¹ ny¹ nz的关系的补偿膜。
根据相位补偿膜的光轴区分,光轴平行于薄膜表面称为A-plate,垂直表面称为C-plate,与表面成一倾角称O-plate。以棒状液晶为例:A-plate可通过水平配向制得,用来补偿液晶盒中直立的液晶分子;O-plate的制作常用方法采则较大预倾角之配向膜或斜向蒸镀,主要补偿液晶盒驱动过程中的反向倾斜液晶分子;C-plate为分子直立的光学膜,一般用垂直配向可得,用来补偿液晶盒中水平排列的液晶分子。
胆固醇液晶是一种有天生螺旋结构(naturally helical structure),其螺旋结构并不会因为光聚合而破坏;当入射光进入时,有一半的入射光(圆偏光)会顺着螺旋结构进入,而另一半则因逆旋而被反射,这是所谓的(圆)偏光选择性,因此,有时也被当作偏光转换膜(polarization conversion film)使用(图三)。
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