專利名稱：用于液晶顯示器的光學(xué)補(bǔ)償膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種用于液晶顯示器的光學(xué)補(bǔ)償膜(optical compensator)，特別是涉及一種具有負(fù)單軸雙折射板(negative uniaxial birefringent plate)的光學(xué)補(bǔ)償膜，該負(fù)單軸雙折射板的厚度介于5至60μm之間，并且是經(jīng)交聯(lián)的，且由大于2000且小于5000的聚合度的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)所制成。
背景技術(shù)：
已知的光學(xué)補(bǔ)償膜用于校正液晶盒(LC cell)或液晶顯示器的偏光板(polarizer)的相位延遲(retardation)。以下列舉幾個常被用于液晶顯示器的補(bǔ)償膜的例子，C板(C-plate)是具有垂直于板平面或平行于入射光方向的異方軸(extraordinary axis)或光軸(optical axis)的單軸雙折射板，且被用來補(bǔ)償液晶盒的漏光(light leakage)；A板(A-plate)是具有平行于板平面的異方軸的單軸雙折射板，且被用來補(bǔ)償偏光板的漏光；O板(O-plate)是單軸雙折射板或雙軸雙折射板，主光軸(principle optical axis)與板平面間具有一傾斜角(Oblique angle)，且被用來補(bǔ)償液晶盒的漏光。光學(xué)補(bǔ)償膜也可能包含C板、A板，及/或O板的組合，且被用于補(bǔ)償液晶盒與偏光板的漏光。
當(dāng)對液晶盒施加全電壓(full voltage)時，液晶盒中的多數(shù)液晶分子會產(chǎn)生位向(orientation)的連續(xù)變化，并將液晶盒區(qū)分成三個區(qū)域，也就是一中心區(qū)與二相反區(qū)域，每一區(qū)以其本身光學(xué)對稱性作為特征。在全電壓狀態(tài)下，中心區(qū)被視為同向的(nominally homeotropic)，會產(chǎn)生類似正C板(positive C-plate)性質(zhì)，導(dǎo)致對比(contrast)變差的相位延遲。因此，可使用負(fù)C板來校正液晶盒中心區(qū)的相位延遲。液晶盒的兩端部區(qū)域會呈現(xiàn)類似A板的性質(zhì)，但是具有相反的雙折射性，也就是，其中一個會呈現(xiàn)一個正雙折射性，另一個會呈現(xiàn)負(fù)雙折射性。該二端部區(qū)域在相位延遲的效應(yīng)上是互相抵消的。
US 5,619,352中揭示用于液晶顯示器的光學(xué)補(bǔ)償膜，其包含由有機(jī)液晶高分子薄膜所制成的O板，該O板是單軸或接近單軸的，并且具有傾斜(splayed)或扭曲(twisted)結(jié)構(gòu)，使得O板具有類似于雙軸光學(xué)對稱的性質(zhì)。該補(bǔ)償膜可改善液晶顯示器的對比與灰階(gray scale)穩(wěn)定度，并可進(jìn)一步包含一個或更多的A板及/或C板，以獲得預(yù)期的相位延遲。
US 5,504,603、5,619,352，以及WO 01/20394 A1等專利申請中揭示，可利用單軸延伸的高分子膜來制造A板，例如可使用聚乙烯醇、聚碳酸酯(polycarbonate)，或其它經(jīng)適當(dāng)排列的雙折射物質(zhì)，或具有平面位向的正雙折射液晶或液晶原(mesogenic)物質(zhì)。該專利也揭示，可使用單軸經(jīng)壓縮的高分子、經(jīng)拉伸的高分子膜來制造C板，或使用物理氣相沉積無機(jī)薄膜，或具有平面位向及負(fù)雙折射性的液晶或液晶原物質(zhì)來制造C板。
在應(yīng)用上，通常光學(xué)補(bǔ)償膜是被疊合至偏光板上，且偏光板接著會根據(jù)液晶盒的尺寸被裁切成預(yù)定大小，然后被貼合至液晶盒上。液晶盒與偏光板可以二種模式來貼合，也就是O-模式(O-mode)或E-模式。O-模式中，偏光板的吸收軸是平行于所靠近的液晶盒的配向膜的配向方向，而E-模式中，偏光板的吸收軸是垂直于所靠近的液晶盒的配向膜的配向方向。
WO 01/20394 A1案中提及，WO97/44703案所揭示的TN-LCD裝置中，液晶盒與偏光板是以O(shè)-模式來相互貼合，用于液晶顯示器的光學(xué)補(bǔ)償膜包含O板與A板，使得在批量生產(chǎn)時會遭遇重大的困難。因為具有垂直于膜長向(longitudinal direction)或移動方向的光軸的A板是很難獲得的，通常A板的光軸是平行于膜長向的。因此，A板無法與液晶顯示器的偏光板或O板以滾輪對滾輪(roll-to-roll)的方式貼合，原因在于A板的光軸與偏光板的吸收軸，或A板的光軸與O板的主光軸間是相交的(cross)。
WO 01/20394 A1案中提供一種扭曲式A板(twisted A-plate)，使得液晶盒與偏光板要以E-模式接合時，該扭曲式A板可與O板或偏光板以滾輪對滾輪的方式貼合，而形成所需要的補(bǔ)償膜，因此有助于液晶顯示器批量生產(chǎn)。然而，借由此種補(bǔ)償膜來補(bǔ)償?shù)娘@示器的水平與垂直視角仍舊太窄。
當(dāng)使用E-模式時，通常補(bǔ)償膜中會含有C板，以改善液晶盒補(bǔ)償效果。但是，因為C板光軸的位向是垂直于板平面，所以難以制備，因此，需要提供較容易制造的C板。
美國專利第2002/0045015號早期公開案揭露由聚合物混合物所制成的配向?qū)?，該聚合物混合物包含二種聚合物，例如具有不同聚合度的變性(denatured)聚乙烯醇與聚乙烯醇。該二聚合物中的一個具有介于100至500間的聚合度，而另一個具有介于750至2000間的聚合度。優(yōu)選地，該配向?qū)泳哂薪橛?.7至2μm間的層厚度，且更優(yōu)選地是具有介于0.85至1.25μm間的層厚度，以獲得一個非常平滑的表面，并提供用于配向液晶補(bǔ)償膜的液晶分子的功能。因為該配向?qū)邮菃为毐挥脕砼湎蛞壕аa(bǔ)償膜的液晶分子，其厚度(或相位延遲)應(yīng)盡可能地小，以避免對液晶盒提供任何的補(bǔ)償效果。
前述US 5,504,603、5,619,352，以及WO 01/20394 A1等專利申請的整體技術(shù)方案被并入本案以作為參考資料。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種包含C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，該C板可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點。
本發(fā)明提供了一種用于校正液晶盒的盒相位延遲的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于，該補(bǔ)償膜包含適用于與該液晶盒結(jié)合且由聚乙烯醇所構(gòu)成的C板；其中，該C板具有一介于5至60μm間的層厚度；該聚乙烯醇具有大于2000且小于5000的聚合度，并且是經(jīng)交聯(lián)的，以使得C板的光軸是實質(zhì)地平行于一般入射光(normally incident light)的方向，同時也使得該C板具有一大于60nm的沿層厚度方向的板相位延遲(plate retardation)。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種液晶顯示器，其包含偏光板層(polarizerlayer)、檢偏板層(analyzer layer)、位于該偏光板層與檢偏板間的液晶盒，以及光學(xué)補(bǔ)償膜。檢偏板也是偏光板，為區(qū)分LCD中使用的二偏光板，所以一般將靠近使用者側(cè)的偏光板命名為檢偏板。該補(bǔ)償膜包含位于液晶盒與偏光板層間，或液晶盒與檢偏板間的負(fù)C板，該負(fù)C板是由經(jīng)交聯(lián)且具有大于2000但是小于5000的聚合度的聚乙烯醇所制成。
另外，本發(fā)明還提供了一種校正液晶盒的盒相位延遲的光學(xué)補(bǔ)償方法，該方法包含的步驟為制備包含負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，該負(fù)C板是由聚合度大于2000且小于5000的經(jīng)交聯(lián)的聚乙烯醇所制成；制備具有垂直于一般入射光方向的表面的液晶盒；以及以一種可校正該液晶盒的盒相位延遲的方式，將該光學(xué)補(bǔ)償膜貼合至該液晶盒的該表面上。
所述的C板具有介于5至60μm間的層厚度；該負(fù)C板還具有大于60nm的沿該負(fù)C板的層厚度方向的板相位延遲。
上述其中的C板的板相位延遲優(yōu)選大于140nm；所述聚乙烯醇具有大于2600且小于4000的聚合度，且該聚乙烯醇具有大于95mol％的皂化度，優(yōu)選該聚乙烯醇具有大于98mol％的皂化度，該聚乙烯醇可以是借由交聯(lián)劑來硬化的，該交聯(lián)劑選自于下列群組三聚氰胺甲醛、六甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、C2～C6的二醛，及其組合；以聚乙烯醇的總重計，該交聯(lián)劑的用量是介于5wt％至40wt％之間；所述的光學(xué)補(bǔ)償膜還可進(jìn)一步包含與該C板疊合的O板，該O板包含具有傾斜結(jié)構(gòu)的液晶層，所述液晶層包含多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子；所述的光學(xué)補(bǔ)償膜還可進(jìn)一步包含由等方性物質(zhì)所制成的透明基材，在該等方性物質(zhì)中，光在所有方向行進(jìn)的速度是相同的，而該O板是被夾置于該C板與該基材中間；所述等方性物質(zhì)是選自于由下列所構(gòu)成的群組玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜、聚環(huán)烯烴、聚醚砜、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯，優(yōu)選為纖維素醋酸酯。
上述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中液晶層具有與該基材接觸的第一表面，以及相反于該第一表面且與該C板相接的第二表面；并且液晶層中多數(shù)液晶分子具有相對于平行該第一與第二表面的平面以傾斜角單一傾斜的位向，其中該傾斜角是由該液晶層的第二平面的最小值變化至該第一平面的最大值。
經(jīng)多方研究后，申請人發(fā)現(xiàn)聚乙烯醇在高聚合度的狀態(tài)下具有較高的Δn值，且當(dāng)使用適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑來使聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)(cross-linking)時，所得的硬化(cured)產(chǎn)物Δn值會大幅增加，適合作為負(fù)C板的材料，使得該負(fù)C板補(bǔ)償膜可以滾輪對滾輪方式線上貼合。


圖1是立體分解示意圖，說明本發(fā)明液晶顯示器的優(yōu)選具體實施例。
圖2是示意圖，說明該優(yōu)選具體例的負(fù)C板的單軸雙折射物質(zhì)的光學(xué)光率體(optical indicatrix)。
圖3是示意圖，說明該優(yōu)選具體例的O板中分子位向的坐標(biāo)系統(tǒng)。
圖4是等對比曲線圖，說明實施例2的TN-LCD的視角范圍。
圖5是等對比曲線圖，說明實施例3的TN-LCD的視角范圍。
圖6是等對比曲線圖，說明實施例4的TN-LCD的視角范圍。
圖7是等對比曲線圖，說明實施例5的TN-LCD的視角范圍。
圖8是等對比曲線圖，說明實施例6的TN-LCD的視角范圍。
圖9是等對比曲線圖，說明實施例7的TN-LCD的視角范圍。
圖10是等對比曲線圖，說明實施例8的TN-LCD的視角范圍。
圖11是等對比曲線圖，說明實施例9的TN-LCD的視角范圍。
圖12是等對比曲線圖，說明實施例10的TN-LCD的視角范圍。
圖13是等對比曲線圖，說明實施例11的TN-LCD的視角范圍。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，但不限定本發(fā)明的實施范圍。
圖1說明根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的一優(yōu)選具體例。
該液晶顯示器包含偏光板層81；檢偏板層82；位于該偏光板層81與檢偏板層82間的液晶盒10；以及一對光學(xué)補(bǔ)償膜7，每一光學(xué)補(bǔ)償膜7是位于該液晶盒10與鄰近的偏光板層81或檢偏板層82之間。每一補(bǔ)償膜7與該偏光板層81或檢偏板層82合并形成偏光板(polarization plate)，并且包含透明基材71、正雙折射O板72′，以及負(fù)C板72。前述三者是位于液晶盒10與鄰近的偏光板層81或檢偏板層82之間，以校正液晶盒10的盒相位延遲。O板72′是被疊置于負(fù)C板73與基材71之間。選擇性地，補(bǔ)償膜7可進(jìn)一步包含A板(未圖示)，以達(dá)到預(yù)期的補(bǔ)償效果。
在具體例中，所使用的液晶盒10是扭轉(zhuǎn)向列型(twisted nematic)的液晶盒，且所制成的液晶顯示器是扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示器(TN-LCD)。
優(yōu)選地，透明基材71是由選自于下列所構(gòu)成的群組中的等方性物質(zhì)所制成玻璃、纖維素酯(cellulose esters)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚(polysulfone)、聚環(huán)烯烴(polycycloolefin)、聚醚砜(polyether sulfone)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)，以及聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylate)。在等方性物質(zhì)中，光在所有方向行進(jìn)的速度是相同的。
O板72′包含具有傾斜(splayed)結(jié)構(gòu)的液晶層72。該液晶層72具有與基材71接觸的第一表面725，以及相反于該第一表面725且與C板73相接的的第二表面726。液晶層72中多數(shù)液晶分子722(見圖1)的位向300(見圖3)相對于平行于第一與第二表面725、726的平面(也就是圖3中的x-y平面)，是以傾斜角(tilt angle，圖3所示的θ)單一地(monotonously)傾斜，其中該傾斜角是由液晶層72的第二平面726的最小值變化至第一平面725的最大值。在此具體例中，液晶層72的分子722在第一表面725的傾斜角θ約為90°，在第二表面726的傾斜角θ約為0°。優(yōu)選地，O板72′具有介于0.5至5μm的層厚度，液晶層72的分子722是反應(yīng)型棒狀液晶分子。
偏光板層81與檢偏板層82二者分別具有吸收軸811、821；偏光板層81的吸收軸811是垂直于檢偏板層82的吸收軸821；液晶盒10具有相反的第一與第二配向?qū)?01、102，該第一與第二配向?qū)?01、102分別靠近偏光板層81與檢偏板層82，且分別具有配向方向1011、1021。在該具體例中，液晶盒10與偏光板是透過E-模式組合在一起，也就是每一補(bǔ)償膜7中液晶層7內(nèi)液晶分子722的位向300于x-y平面的投射軸721(見圖3)，是平行于鄰近的偏光板層81或檢偏板層82的吸收軸811(821)，并且該第一與第二配向?qū)?01、102的配向方向1011、1021垂直于對應(yīng)的偏光板層81與檢偏板層82的吸收軸811、821。液晶層72的分子722的投射軸與x-軸間具有扭轉(zhuǎn)角(twisted angle)ψ。在該具體例中，該扭轉(zhuǎn)角ψ約為45°，因此，偏光板層81的吸收軸811與x-軸間具有一約為45°的夾角。
C板73是由聚合物所制成，在具體例中，該聚合物為聚乙烯醇(PVA)，且該聚乙烯醇具有大于2000并小于5000的聚合度且其為經(jīng)交聯(lián)的，以使得C板73具有實質(zhì)平行于一般入射光方向200(見圖1)的光軸。優(yōu)選地，C板73具有大于2600且小于4000的聚合度、介于5至60μm的層厚度，以及大于60nm的沿著C板73層厚度方向值的板相位延遲Rth(plate retardation)。相位延遲Rth是借由下列公式來定義Rth＝(Δn)dΔn＝(nx+ny)/2-nz其中，nx、ny與nz分別為x、y與z方向的折射率(圖2)。當(dāng)C板73中的nx約等于ny且nx、ny大于nz時(即nx≈ny＞nz時)，C板73為負(fù)C板(negative C-plate)。
當(dāng)聚乙烯醇的聚合度小于2000時，C板73的相位延遲不足以提供光學(xué)補(bǔ)償膜所需功能。另外，聚乙烯醇的交聯(lián)程度不足時，會導(dǎo)致較小的相位延遲。優(yōu)選地，聚乙烯醇具有大于95mol％的皂化度(saponification degree)，更優(yōu)選地具有大于98mol％的皂化度。
優(yōu)選地，本發(fā)明中聚乙烯醇可由選自下列群組中的交聯(lián)劑來硬化三聚氰胺甲醛(melamine formaldehyde)、六甲基三聚氰胺(hexamethylmelamine)與六甲氧基甲基三聚氰胺(hexamethoxymethylmelamine)；以及C2～C6的二醛(dialdehydes)。優(yōu)選地，以聚乙烯醇的總重計，該交聯(lián)劑的含量是介于5wt％至40wt％之間。
有關(guān)C板73的厚度無特殊限制，如公式所示，應(yīng)視各用途所需的Rth來決定厚度(d)，一般而言，供E-模式貼合的TN-LCD的補(bǔ)償膜優(yōu)選具有約140～180nm的相位延遲(更優(yōu)選150～180nm)，此時C板73的厚度優(yōu)選是至少為約20μm，而為符合輕薄的商業(yè)需求，更優(yōu)選地是介于約20至50μm之間。
C板73可包含選自下列群組中的等方性物質(zhì)制成的支撐基材(supportingsubstrate，未圖示)玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜(polysulfone)、聚環(huán)烯烴、聚醚砜、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。優(yōu)選地，該支撐基材具有大于80％的透明度、小于20nm的平面相位延遲Re(planar retardation)，以及小于1.2的Re400/Re700比值，且更優(yōu)選是具有小于10nm的平面相位延遲。
為方便C板的制作，可使用可被移除(或剝離)的支撐基材，且制作時可將含有PVA的溶液涂布在該支撐基材上。該可被移除的支撐基材可由選自下列群組中的物質(zhì)所制成玻璃、纖維性醋酸酯(cellulose acetate)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)。優(yōu)選地，該可被移除的支撐基材具有介于20至200μm的厚度，且更優(yōu)選是具有介于40至200μm的厚度。另外，保護(hù)膜，例如聚乙烯(polyethylene)或聚丙烯(polypropylene)膜可被貼附至該C板73上，以保護(hù)C板73免于受損。
可借由包含下列步驟的方法來達(dá)到C板73的制備制備具有小于4.5的pH值且含有聚合度大于2000且小于5000的PVA、交聯(lián)劑與溶劑的溶液；將該溶液涂覆至支撐基材上；以及將該涂膜加熱至預(yù)定的溫度，以使PVA交聯(lián)完全并形成C板73。前述方法中使用的溶劑優(yōu)選為水或水與甲醇的混合物。當(dāng)使用水與甲醇的混合物作為溶劑時，優(yōu)選地，甲醇與水的比例是介于1∶5至1∶2之間；也可添加弱酸至該溶液中，以調(diào)節(jié)溶液的pH值至所需要的值，并催化交聯(lián)反應(yīng)；優(yōu)選地，該弱酸為對甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)或醋酸；優(yōu)選地，前述預(yù)定的溫度是介于90℃至150℃之間；且更優(yōu)選地是介于110℃至130℃之間。
由此制得的C板73可與O板72′可透過滾輪對滾輪的方式來疊合。當(dāng)該支撐基材是前述可被移除的支撐基材時，在疊合時，可同時將支撐基材予以移除。本發(fā)明的C板73與具有平行于長向或行進(jìn)方向的光軸的A板(圖未示)可透過滾輪對滾輪的方式來疊合。另外，當(dāng)補(bǔ)償膜7只具有C板73，也就是不具有O板72′與透明基材71時，C板73可直接借由將該溶液涂布至液晶盒的玻璃層上，且接著使該涂膜進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)來制備。
另外，補(bǔ)償膜7可透過下列步驟來制備對C板73進(jìn)行刷毛(rubbing)、將液晶物質(zhì)涂布至該經(jīng)刷毛的C板73上、使該液晶涂膜硬化并于該C板73上形成液晶層72，接著借由粘著劑(例如UV光感應(yīng)膠(UV photosensitiveadhesive))將透明基材71貼合至該液晶層72上。
此外，補(bǔ)償膜7也可借由下列步驟來制備將UV光感應(yīng)膠涂覆至C板73上、透過該感應(yīng)膠將O板72′與透明基材71的組合膜一起貼附至C板73上，并以UV光照射該感應(yīng)膠，以使該感應(yīng)膠硬化。當(dāng)C板73具有可被移除的支撐基材時，可在補(bǔ)償膜7制備完成后，將支撐基材移除，以減少整體膜厚度。
O板72′與透明基材71的組合膜可透過下列步驟來制成制備經(jīng)預(yù)定方向刷毛的基材、制備含有多數(shù)棒狀液晶分子與光起始劑的溶液、將該溶液涂覆至該經(jīng)刷毛的基材上而形成液晶涂膜、將液晶涂膜加熱至液晶態(tài)并使液晶分子朝該預(yù)定方向排列，以及使用UV光來照射液晶涂膜以在該經(jīng)刷毛的基材上硬化液晶涂膜，接著可制備涂有轉(zhuǎn)貼膠的未經(jīng)刷毛的透明基材，并以滾輪對滾輪的方式由該經(jīng)刷毛的基材上將液晶膜轉(zhuǎn)貼至該未經(jīng)刷毛的透明基材上，以使得具有最大傾斜角θ的液晶分子是靠近未經(jīng)刷毛的透明基材。該經(jīng)刷毛的基材可由可被刷毛的塑料(諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、延伸聚丙烯膜(OPP)等)，或纖維性醋酸酯來制成。
有關(guān)C板73或O板72′的基材的刷毛可借由使用刷毛滾輪(rubbing roller)來進(jìn)行，且刷毛滾輪的轉(zhuǎn)速優(yōu)選是介于約300rpm至1200rpm之間，壓入量是介于約0.1mm至0.5mm之間，而C板73或基材的移動速度是介于約3m/min至20m/min之間。
補(bǔ)償膜7與偏光板層81(或檢偏板層82)可以滾輪對滾輪的方式來疊合，以形成卷狀的橢圓偏光板(rolled ellipsoidal polarization plate)，接著該橢圓偏光板可被裁切成對應(yīng)于液晶盒10的預(yù)定尺寸。
實施例與比較例下面以實施例與比較例進(jìn)一步說明本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)之處，但是應(yīng)了解的是，該實施例只為例示說明，而不應(yīng)解釋為本發(fā)明實施的限制。
<比較例1-3>
比較例1-3的PVA樣品是借由下列連續(xù)步驟來制備(1)制備皂化度皆為98mol％且聚合度各為1700、2600與3800的供比較例1-3用的PVA酯粒(購自Aldrich公司)；(2)于80℃至95℃的溫度下，將PVA酯粒加入水中并充分?jǐn)嚢?，以溶解PVA酯粒并獲得PVA溶液；(3)將PVA溶液透過旋轉(zhuǎn)涂布法涂布于玻璃基材上，然后使干燥，以形成包含干燥PVA層與玻璃基材的PVA膜。
需注意的是，比較例1-3的PVA溶液中并未添加任何硬化劑，所以干燥的PVA層是未經(jīng)交聯(lián)的。
利用穿透式橢偏儀(Ellipsometer)對PVA膜進(jìn)行相位延遲(Rth)與不同方向折射率(也就是nx、ny與nz)測定，結(jié)果見表1，可看出，比較例1-3的PVA膜的相位延遲(Rth)偏小，因此無法提供TN-LCD用C板補(bǔ)償膜所需的補(bǔ)償效果。
表1


<實施例1>
實施例1的PVA樣品是借由下列連續(xù)步驟來制備(1).制備聚合度為2600且皂化度為98mol％的PVA酯粒；(2).于80℃至95℃的溫度下，將PVA酯粒加入水中，以溶解該酯粒；(3).于(2)的溶液中加入甲醇，直到甲醇與水的比例約為1∶5(此時PVA的固含量為8～10％)，并得到第一溶液；(4).在40℃至70℃的溫度下，將交聯(lián)劑三聚氰胺甲醛(購自Cytec公司，品名為cymel 303)與催化劑對甲苯磺酸予以混合并攪拌歷時15min至1hr，并得到第二溶液(其中，以重量計，交聯(lián)劑的用量為PVA的25wt％，催化劑的用量為PVA的6.25wt％)；(5).將第二溶液添加至第一溶液中并攪拌30min至1hr，制得PVA溶液；(6).將PVA溶液透過旋轉(zhuǎn)涂布法涂布于卷狀PET膜上；(7).以110～130℃的溫度烘干PVA層并使發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，而形成包含干燥PVA層與PET基材的卷狀PVA膜(干燥PVA層的厚度為25μm)。
將卷狀PVA膜裁切成片狀，并利用穿透式橢偏儀對PVA膜進(jìn)行折射率與相位延遲測定，所得結(jié)果也見于表1。表1的卷狀PVA膜的相位延遲(Rth)為155nm，此數(shù)值足以提供TN-LCD用C板補(bǔ)償膜所需的補(bǔ)償效果。
TN-LCD的制備實施例2-11與比較例4-7中的TN-LCD通過下列連續(xù)步驟制備(1)O板膜(O板與透明基材的組合膜)的制備a.制備含有多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子與光起始劑的第一溶液(直接購自Merck公司，品名為RMS03011)；b.將該含液晶分子的第一溶液涂布至經(jīng)刷毛(沿膜行進(jìn)方向)的卷狀纖維性醋酸酯基材上，其液晶膜厚度約為1μm，刷毛滾輪的轉(zhuǎn)速約為500rpm、壓入量約為0.3mm，而纖維性醋酸酯基材的行進(jìn)速度約為10m/min；c.在約75℃下，將液晶膜加熱約30sec，使液晶分子成為液晶態(tài)；d.使用波長為365nm且能量約為200mJ/cm的紫外線光照射(c)所得的膜(曝光速度約為5-10m/min)，以使該等液晶分子硬化，并在纖維性醋酸酯基材上形成經(jīng)硬化的液晶膜；e.制備涂有轉(zhuǎn)貼膠的未經(jīng)刷毛的卷狀纖維性醋酸酯基材，并以滾輪對滾輪的方式由該經(jīng)刷毛的纖維性醋酸酯基材上將液晶膜轉(zhuǎn)貼至該未經(jīng)刷毛的纖維性醋酸酯基材上，以使得具有最大傾斜角θ的液晶分子是靠近未經(jīng)刷毛的纖維性醋酸酯基材，并制得包含O板(液晶膜)與未經(jīng)刷毛的纖維性醋酸酯透明基材的卷狀O板膜。
(2)TN-LCD的制備將光硬化感應(yīng)膠涂覆至根據(jù)比較例1-3步驟制得的PVA膜上，以供比較例4-7用，或涂覆至根據(jù)實施例1步驟制得的PVA膜上，供實施例2-11用；利用該光硬化感應(yīng)膠將O板膜滾輪對滾輪地貼合至PVA膜上；以紫外線照射該光硬化感應(yīng)膠；將PVA膜上的PET膜或玻璃基材剝離，就可制得包含該纖維性醋酸酯基材、O板與干燥PVA層的卷狀光學(xué)補(bǔ)償膜；將卷狀光學(xué)補(bǔ)償膜與卷狀偏光板以滾輪對滾輪的方式進(jìn)行線上貼合，而制得卷狀橢圓偏光板；將該卷狀橢圓偏光板裁切成具有對應(yīng)TN型液晶盒尺寸的片狀偏光板；取二個片狀偏光板，并將其分別貼附至TN型液晶盒(購自臺灣友達(dá)公司，型號為M150XN05)相反的第一與第二表面，而制得TN-LCD(如圖1所示)。
實施例2-11所制得的TN-LCD的視角測定結(jié)果(等對比曲線圖(figure ofequi-contrast curves)，分別如圖4-13所示。
<實施例2>
在此實施例中，實施例1所制得的C板被用來制成TN-LCD，所測得的視角列于表2中，圖4是實施例2的等對比曲線圖。
表2

<實施例3>
實施例3是以和實施例1相同的方式制備，但是實施例3所用的PVA的聚合度分別為3800，測試結(jié)果也見于表2，所得等對比曲線圖如圖5所示。
<比較例4-6>
比較例4-6中用來制備PVA膜(未經(jīng)交聯(lián))的PVA酯粒的聚合度分別為500、1000與1700，測試結(jié)果見表2。
<實施例4-6>
實施例4-6是以和實施例2相同的方式制備，但是實施例4～6中交聯(lián)劑(cymel 303)的用量分別為15、20、30wt％(以PVA的總重計)。有關(guān)實施例4～6中所測得的Δn、Rth及視角范圍結(jié)果見于表3，而實施例4-6所得的等對比曲線圖分別如圖6-8所示。
表3

<實施例7-8>
實施例7-8是以和實施例2相同的方式制備，但是在實施例1的步驟(3)中并未添加任何甲醇作為溶劑(也就是以純水為溶劑)，而是加入對甲苯磺酸(用量為PVA的3wt％)；且在步驟(4)中所使用的交聯(lián)劑cymel 303與對甲苯磺酸的用量分別為PVA的5wt％及2wt％；實施例7與8中干燥PVA層的厚度分別為20與23μm；另，實施例8所使用的PVA的聚合度為3800，測試結(jié)果見于表4，實施例7、8所得的等對比曲線圖分別如圖9、10所示。
表4


<比較例7>
比較例7是以和實施例7相同的方式制備，用來制備PVA膜(未經(jīng)交聯(lián))的PVA酯粒的聚合度為1700，測試結(jié)果見表4。
<實施例9-11>
實施例9-11是以和實施例7相同的方式制備，所使用的交聯(lián)劑分別為戊二醛、六甲基三聚氰胺(購自Cytec公司，品名為cymel 350)與乙二醛(glyoxal)，測試結(jié)果見于表5。實施例9-11所得的等對比曲線圖分別如圖11-13所示。
表5

實施例1-11的結(jié)果顯示，經(jīng)交聯(lián)且具有大于2000小于5000的聚合度的PVA，是相當(dāng)適合用來制備C板的材料，并且使得補(bǔ)償膜與偏光板層間可以滾輪對滾輪的方式疊合，以及液晶盒與偏光板間可以E-模式來組合，有助于液晶顯示器的批量生產(chǎn)，所以可以大大地降低制造成本。
權(quán)利要求
1.一種用于校正液晶盒的盒相位延遲的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于，該補(bǔ)償膜包含適于與該液晶盒結(jié)合且由聚乙烯醇所構(gòu)成的C板；其中，該C板具有介于5至60μm間的層厚度；該聚乙烯醇具有大于2000且小于5000的聚合度，并且是經(jīng)交聯(lián)的，以使得該C板具有實質(zhì)平行于一般入射光的方向的光軸，同時也使得該C板具有大于60nm的沿該C板的層厚度方向的板相位延遲。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該C板的板相位延遲大于140nm。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該聚乙烯醇具有大于2600且小于4000的聚合度。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該聚乙烯醇具有大于95mol％的皂化度。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該聚乙烯醇具有一大于98mol％的皂化度。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該聚乙烯醇是借由交聯(lián)劑來硬化的，該交聯(lián)劑選自于下列群組三聚氰胺甲醛、六甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、C2～C6的二醛，及其組合。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于以聚乙烯醇的總重計，該交聯(lián)劑的用量是介于5wt％至40wt％之間。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于進(jìn)一步包含與該C板疊合的O板。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該O板包含具有傾斜結(jié)構(gòu)的液晶層。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該液晶層包含多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子。
11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于進(jìn)一步包含由等方性物質(zhì)所制成的透明基材，在該等方性物質(zhì)中，光在所有方向行進(jìn)的速度是相同的，而該O板是被夾置于該C板與該基材中間。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于所述等方性物質(zhì)是選自于由下列所構(gòu)成的群組玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜、聚環(huán)烯烴、聚醚砜、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。
13.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該等方性物質(zhì)是纖維素醋酸酯。
14.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于所述液晶層具有與該基材接觸的第一表面，以及相反于該第一表面且與該C板相接的第二表面；并且液晶層中多數(shù)液晶分子具有相對于平行該第一與第二表面的平面以傾斜角單一傾斜的位向，其中該傾斜角是由該液晶層的第二平面的最小值變化至該第一平面的最大值。
15.一種液晶顯示器，其特征在于包含偏光板層；檢偏板層；位于該偏光板層與檢偏板層之間的液晶盒；光學(xué)補(bǔ)償膜，具有位于該液晶盒與該偏光板層及檢偏板層的其中一個之間的負(fù)C板，該負(fù)C板是由經(jīng)交聯(lián)且具有大于2000且小于5000的聚合度的聚乙烯醇所制成。
16.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于該負(fù)C板具有介于5至60μm間的層厚度。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示器，其特征在于該負(fù)C板具有大于60nm的沿該負(fù)C板的層厚度方向的板相位延遲。
18.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示器，其特征在于該負(fù)C板具有大于140nm的沿該負(fù)C板的層厚度方向的板相位延遲。
19.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于該聚乙烯醇具有大于2600且小于4000的聚合度。
20.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于該聚乙烯醇具有大于95mol％的皂化度。
21.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于該聚乙烯醇具有大于98mol％的皂化度。
22.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于該聚乙烯醇是借由交聯(lián)劑來硬化的，該交聯(lián)劑選自下列群組三聚氰胺甲醛、六甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、C2～C6的二醛，及其組合。
23.如權(quán)利要求22所述的液晶顯示器，其特征在于以聚乙烯醇的總重計，該交聯(lián)劑的用量是介于5wt％至40wt％之間。
24.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于該光學(xué)補(bǔ)償膜進(jìn)一步包含與該負(fù)C板疊合的正雙折射O板。
25.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其特征在于該正雙折射O板包含具有傾斜結(jié)構(gòu)的液晶層。
26.如權(quán)利要求25所述的液晶顯示器，其特征在于該液晶層包含多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子。
27.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其特征在于該光學(xué)補(bǔ)償膜進(jìn)一步包含由等方性物質(zhì)所制成的透明基材，在該等方性物質(zhì)中，光在所有方向行進(jìn)的速度是相同的，該正雙折射O板被夾置于該C板與該基材中間。
28.如權(quán)利要求27所述的液晶顯示器，其特征在于該等方性物質(zhì)是選自下列群組玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜、聚環(huán)烯烴、聚醚砜、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。
29.如權(quán)利要求27所述的液晶顯示器，其特征在于該液晶層具有與該基材接觸的第一表面，以及相反于該第一表面且與該負(fù)C板相接的的第二表面；并且液晶層中多數(shù)液晶分子具有相對于平行該第一與第二表面的平面以一傾斜角單一地傾斜的位向，其中該傾斜角是由該液晶層的第二平面的最小值變化至該第一平面的最大值。
30.如權(quán)利要求29所述的液晶顯示器，其特征在于該偏光板層與檢偏板層分別具有吸收軸，該偏光板層的吸收軸垂直于檢偏板層的吸收軸，該液晶層內(nèi)液晶分子位向于該平面的投射軸平行于該偏光板層與檢偏板層中其中一個的吸收軸，該液晶盒具有相反的第一與第二配向?qū)樱摰谝慌c第二配向?qū)臃謩e靠近偏光板層與檢偏板層，且分別具有垂直于對應(yīng)的偏光板層與檢偏板層的吸收軸的配向方向。
31.一種用于校正液晶盒的盒相位延遲的光學(xué)補(bǔ)償方法，其中包含下列步驟制備包含負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，該負(fù)C板是由具有大于2000且小于5000的聚合度且經(jīng)交聯(lián)的聚乙烯醇所制成；制備具有垂直于一般入射光方向的表面的液晶盒；以及以一種可校正該液晶盒的盒相位延遲的方式，將該光學(xué)補(bǔ)償膜貼合至該液晶盒的該表面上。
32.如權(quán)利要求31所述的的光學(xué)補(bǔ)償方法，其中該負(fù)C板被形成有介于5至60μm間的層厚度。
33.如權(quán)利要求32所述的的光學(xué)補(bǔ)償方法，其中該負(fù)C板被形成有大于60nm的沿該負(fù)C板的層厚度方向的板相位延遲。
34.如權(quán)利要求32所述的的光學(xué)補(bǔ)償方法，其中該負(fù)C板被形成有大于140nm的沿該負(fù)C板的層厚度方向的板相位延遲。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)補(bǔ)償膜，包含適于與液晶盒結(jié)合且由聚合物所構(gòu)成的C板,該C板具有介于5至60μm間的層厚度，該聚合物是聚乙烯醇，其具有大于2000且小于5000的聚合度，且是經(jīng)交聯(lián)的，以使得C板的光軸實質(zhì)是平行于一般入射光的方向，同時也使得該C板具有大于60nm的沿層厚度方向的板相位延遲。
文檔編號G02F1/13GK1800947SQ20041010314
公開日2006年7月12日 申請日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月11日
發(fā)明者游在安, 林必松, 陳智仁, 黃久芳, 林文逸 申請人:遠(yuǎn)東紡織股份有限公司