專利名稱：光學(xué)補(bǔ)償膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)補(bǔ)償膜及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器已逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)，并成為主流技術(shù)。液晶顯示器是利用其中液晶分子的雙折射性質(zhì)，來控制光線的穿透或遮蔽，而達(dá)成顯示器的功能。眾所皆知，液晶顯示器具有視角的問題。因此，許多研究者致力于改善液晶顯示器視角不佳的問題。目前以開發(fā)的改善液晶顯示器視角的相關(guān)技術(shù)包括有光學(xué)補(bǔ)償膜、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)技術(shù)及 IPS (In-Plane Switching)技術(shù)，MVA 及IPS兩項(xiàng)技術(shù)是藉由改善液晶顯示面板結(jié)構(gòu)，來達(dá)成改善視角的目的。光學(xué)補(bǔ)償膜技術(shù)是在 一般液晶面板外，額外附加一層光學(xué)補(bǔ)償膜，藉此改善液晶顯示器的視角。光學(xué)補(bǔ)償膜可整合在偏光片中，并隨著偏光片一起整合在液晶面板中。因此，從制程上而言，光學(xué)補(bǔ)償膜技術(shù)具有特別的優(yōu)勢(shì)。然而、習(xí)知的光學(xué)補(bǔ)償膜在大視角時(shí)，仍會(huì)發(fā)生紅光及藍(lán)光漏光的問題。因此，目前亟需一種嶄新的光學(xué)補(bǔ)償膜，期能改善上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明之一目的在于提供一種光學(xué)補(bǔ)償膜，可針對(duì)不同波長區(qū)間之光線提供不同之補(bǔ)償值，能改善上述問題。此光學(xué)補(bǔ)償膜包含基材以及液晶層。液晶層配置于基材上，且液晶層具有第一厚度以及第二厚度以分別定義第一區(qū)域以及第二區(qū)域。第二區(qū)域鄰接第一區(qū)域，且第二厚度大于第一厚度。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式,上述基材具有一表面微結(jié)構(gòu)，且表面微結(jié)構(gòu)位于基材鄰接液晶層的一側(cè)。表面微結(jié)構(gòu)包含第一微結(jié)構(gòu)以及第二微結(jié)構(gòu)，其分別位于第一區(qū)域以及第二區(qū)域下方，且第一微結(jié)構(gòu)的厚度大于第二微結(jié)構(gòu)的厚度。表面微結(jié)構(gòu)為紫外光可硬化樹脂所制成。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，上述光學(xué)補(bǔ)償膜可更包含配向膜，配向膜位于基材與液晶層之間，且配向膜鄰接液晶層。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，上述液晶層具有第三厚度以定義第三區(qū)域，第三區(qū)域鄰
接第二區(qū)域，且第三厚度大于第二厚度。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，上述基材為雙折射性基材，且第一厚度為I. 6μπι至
1.7 μ m之間，第二厚度為1.7μηι至1.8μηι之間，第三厚度為2. Ομπι至2. Ium之間。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式,上述基材為光學(xué)等向性基材，且第一厚度為2. 3 μ m至
2.4μπι之間，第二厚度為2. 4μπι至2. 5μπι之間，且第三厚度為2. 7μπι至2. 8μπι之間。本發(fā)明之另一目的，在于提供一種用于液晶面板的光學(xué)補(bǔ)償膜，其包含基材、微結(jié)構(gòu)層以及液晶層。微結(jié)構(gòu)層形成于基材的表面上。微結(jié)構(gòu)層包含復(fù)數(shù)個(gè)第一微結(jié)構(gòu)以及復(fù)數(shù)個(gè)第二微結(jié)構(gòu)。第一微結(jié)構(gòu)以及第二微結(jié)構(gòu)規(guī)則排列于基材上，且每一個(gè)第一微結(jié)構(gòu)鄰接至少一個(gè)第二微結(jié)構(gòu)。第一微結(jié)構(gòu)的厚度大于第二微結(jié)構(gòu)的厚度。液晶層覆蓋微結(jié)構(gòu)層，其中液晶層在第一微結(jié)構(gòu)上方以及第二微結(jié)構(gòu)上方分別具有第一厚度以及第二厚度，且第
一厚度小于第二厚度。本發(fā)明之另一目的在于，提供一種制造光學(xué)補(bǔ)償膜的方法，此方法包含以下步驟。形成紫外光可硬化樹脂層于基材上。以物件印壓紫外光可硬化樹脂層，以形成微結(jié)構(gòu)層，微結(jié)構(gòu)層具有第一高度及第二高度，且第一高度不同于第二高度。以紫外光照射微結(jié)構(gòu)層，使微結(jié)構(gòu)層硬化。然后，形成液晶層于硬化的微結(jié)構(gòu)層上方。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償膜，具有多個(gè)不同區(qū)域，分別對(duì)不同波長區(qū)間的光線進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償，可避免在大視角時(shí)，發(fā)生紅光及藍(lán)光漏光的問題。
圖I繪示本發(fā)明一實(shí)施方式的光學(xué)補(bǔ)償膜的的剖面示意圖。 圖2繪示本發(fā)明另一實(shí)施方式的光學(xué)補(bǔ)償膜的的剖面示意圖。圖3繪示本發(fā)明一實(shí)施方式的制造光學(xué)補(bǔ)償膜方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本揭示內(nèi)容的敘述更加詳盡與完備，下文針對(duì)了本發(fā)明的實(shí)施態(tài)樣與具體實(shí)施例提出了說明性的描述；但這并非實(shí)施或運(yùn)用本發(fā)明具體實(shí)施例的唯一形式。以下所揭露的各實(shí)施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實(shí)施例中附加其他的實(shí)施例，而無須進(jìn)一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細(xì)敘述許多特定細(xì)節(jié)以使讀者能夠充分理解以下的實(shí)施例。然而，可在無此等特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結(jié)構(gòu)與裝置僅示意性地繪示于圖中。圖I繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的光學(xué)補(bǔ)償膜100的的剖面示意圖。在此揭露的光學(xué)補(bǔ)償膜100，可應(yīng)用于利用雙折射性質(zhì)的光閥(light valve)顯示裝置，例如液晶顯示器，用以改善顯示器的視角、對(duì)比及畫面品質(zhì)。如圖I所示，光學(xué)補(bǔ)償膜100包含基材110以及液晶層120。基材110用以支撐其上的液晶層120，并讓光學(xué)補(bǔ)償膜100具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性質(zhì)?；?10為對(duì)可見光穿透的材料所制成。此種對(duì)可見光穿透的材料可例如為三乙酰纖維素(TAC)等的纖維素系樹脂、聚酯系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亞胺系、聚苯乙烯系、丙烯酸系、乙酸酯系等的透明樹脂等。此外，諸如丙烯酸系、胺酯系、丙烯酸胺酯系、環(huán)氧系、硅酮系等的熱固性樹脂或紫外光硬化型樹脂等亦可應(yīng)用于本發(fā)明中。在一實(shí)施方式中，基于考慮偏光特性與耐久性，基材110包含TAC材料。液晶層120配置于基材110上,且液晶層120具有至少兩個(gè)不同厚度。詳言之,如圖I所示，液晶層120可具有第一厚度dl以及第二厚度d2，且第一厚度dl以及第二厚度d2分別在液晶層120中定義出第一區(qū)域Rl以及第二區(qū)域R2。第二區(qū)域R2中液晶層的厚度(即第二厚度d2)大于第一區(qū)域Rl中液晶層的厚度(即第一厚度dl)。在圖I所繪示的實(shí)施方式中，第二區(qū)域R2鄰接第一區(qū)域Rl。
在一實(shí)施方式中，液晶層120另外還具有第三厚度d3以定義第三區(qū)域R3，如圖I所示。第三區(qū)域R3鄰接第二區(qū)域R2，且第三厚度d3大于第二厚度d2。換言之，液晶層120具有一類似階梯狀的結(jié)構(gòu)，而具有三種不同厚度。在另一實(shí)施方式中，基材110包含表面微結(jié)構(gòu)112,且表面微結(jié)構(gòu)112位于基材110鄰接液晶層120的一側(cè)。在本實(shí)施方式中，表面微結(jié)構(gòu)112包括第一微結(jié)構(gòu)114以及第二微結(jié)構(gòu)116，且第一微結(jié)構(gòu)114的高度hi大于第二微結(jié)構(gòu)116的高度h2。第一微結(jié)構(gòu)114及第二微結(jié)構(gòu)116分別對(duì)應(yīng)于液晶層120的第一區(qū)域Rl及第二區(qū)域R2。具體而言，第一與第二微結(jié)構(gòu)114、116分別位于第一區(qū)域Rl與第二區(qū)域R2的下方，而讓液晶層120的第二厚度d2大于第一厚度dl。在本實(shí)施方式中，液晶層的第三區(qū)域R3下方并不具有表面微結(jié)構(gòu)112，因此第三厚度d3大于第二厚度d2。在一實(shí)施例中，表面微結(jié)構(gòu)112可規(guī)則性排列，而使液晶層120的第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的規(guī)則性排列。在一實(shí)施例中，表面微結(jié)構(gòu)112可例如為紫外光可硬化樹脂所制成。液晶層120具有雙折射性，因此不同的液晶層120厚度具有不同的相位延遲 (retardation)效果,用以補(bǔ)償不同波長的光線。在業(yè)界而言，相位延遲一般以AnXd表示，其中An表示雙折射性材料在兩個(gè)垂直軸向上的折射率差異，d表示光學(xué)路徑。不同波長的光線具有不同的折射率，因此在本發(fā)明的實(shí)施方式中，是針對(duì)不同波長區(qū)間的光線，設(shè)計(jì)不同的液晶層厚度(此即光學(xué)路徑d)，而達(dá)成讓各種不同波長區(qū)間的光線具有接近的相位延遲。具體而言，在液晶層120具有三種不同厚度的實(shí)施方式中，因短波長區(qū)間的光線相位延遲相對(duì)較大，而第一區(qū)域Rl的液晶層具有最小厚度(第一厚度dl)，故可用以補(bǔ)償短波長區(qū)間的光線(例如藍(lán)色光)。第三區(qū)域R3的液晶層具有最大厚度(第三厚度d3)，故可用以補(bǔ)償長波長區(qū)間的光線(例如紅色光)。第二區(qū)域R2的液晶層，可用以補(bǔ)償中波長區(qū)間的光線(例如綠色光)。在一應(yīng)用實(shí)例中，液晶層120的第一區(qū)域Rl對(duì)應(yīng)液晶面板中的藍(lán)色像素。類似地，第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3可分別對(duì)應(yīng)于液晶面板中的綠色像素及紅色像素。第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3的寬度可分別設(shè)計(jì)為液晶面板中紅色像素、綠色像素及藍(lán)色像素的寬度，并對(duì)應(yīng)于面板中的藍(lán)色像素、綠色像素及紅色像素配置。在上述實(shí)施方式，第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3的寬度可例如為約100 μ m至約400 μ m之間，更具體為約200 μ m至約350 μ m之間。在習(xí)知技術(shù)中，光學(xué)補(bǔ)償膜通常針對(duì)綠色光進(jìn)行設(shè)計(jì)與補(bǔ)償，因此在大視角時(shí)，藍(lán)光與紅光會(huì)發(fā)生漏光現(xiàn)象，造成畫面品質(zhì)不良以及對(duì)比下降。相較于習(xí)知技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明 一實(shí)施方式的光學(xué)補(bǔ)償膜，具有多個(gè)不同區(qū)域，分別對(duì)不同波長區(qū)間的光線進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償，而能有效改善習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)。基材110可為光學(xué)等向性的基材或者具雙折射性的基材?；?10的光學(xué)性質(zhì)會(huì)影響第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3中液晶層的厚度設(shè)計(jì)。因此，本發(fā)明亦揭露對(duì)于不同基材而設(shè)計(jì)的不同液晶層厚度的實(shí)施方式，詳述如下。在一實(shí)施方式中，基材110為光學(xué)等向性基材。液晶層中第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3的AnXd分別為約320nm、約340nm、及約380nm。在一特定實(shí)施例中，液晶層的Λ η約為O. 139，因此第一厚度dl為約2. 3 μ m至約2. 4 μ m之間，第二厚度d2為約
2.4μπι至約2. 5μπι之間，第三厚度d3為約2. 7 μ m至約2. 8μπι之間。
在另一實(shí)施方式中，基材110為雙折射性基材，基材的AnXd約為lOOnm，而液晶層中第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2及第三區(qū)域R3的AnXd分別為約320nm、約340nm及約380nm。在此實(shí)施方式中，液晶層的Λ η約為O. 139，因此液晶層的第一厚度dl為約I. 6 μ m至約I. 7 μ m之間,第二厚度d2為約I. 7 μ m至約I. 8 μ m之間,第三厚度d3為約2. O μ m至約2. I μ m之間。此外，液晶層120可針對(duì)不同型態(tài)的液晶顯示器，而有不同的組成型態(tài)。舉例而言，若光學(xué)補(bǔ)償膜100應(yīng)用于TN(Twist Nematic)型態(tài)的液晶顯示器或應(yīng)用于VA(VerticalAlignment)型態(tài)的液晶顯示器,液晶層120包含A板(A-plate)及C板(C-plate)。上述A板及C板皆具有單軸性光學(xué)異向性，A板之光軸平行于層體的延伸面，C板的光軸垂直于層體的延伸面。在另一實(shí)施方式中，光學(xué)補(bǔ)償膜100更包含配向膜130位于基材110與液晶層120之間，如圖2所示。配向膜130鄰接液晶層120，用以提供液晶層120所須的方向性配向。配向膜130大致沿著基材110的表面形成，因此液晶層120亦具有多個(gè)不同的厚度。 根據(jù)本發(fā)明之另一目的，在于提供一種制造光學(xué)補(bǔ)償膜的方法。圖3繪示本發(fā)明一實(shí)施方式的光學(xué)補(bǔ)償膜制造方法200的流程圖。在步驟210中，在基材上形成紫外光可硬化樹脂層。形成紫外光可硬化樹脂層的方法可例如為狹縫涂布法(slit coating)、滾筒式涂布法(roller coating)或模具式涂布法(Die coating)等。在基材上涂布紫外光可硬化樹脂層后，可選擇性地進(jìn)行干燥步驟，以移除其中的溶劑。上述紫外光可硬化樹脂材料，在經(jīng)紫外光照射前，具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性。但是經(jīng)紫外光照射后，將發(fā)生硬化而具有一定的硬度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，對(duì)于紫外光可硬化樹脂材料的選擇，較佳地是此紫外光可硬化樹脂材料對(duì)可見光具有適當(dāng)?shù)拇┩嘎?。在步驟220中，以物件印壓紫外光可硬化樹脂層，以形成微結(jié)構(gòu)層。在一實(shí)施方式中，是藉由滾筒滾壓上述紫外光可硬化樹脂層。滾筒的表面形成有特定的凹凸微結(jié)構(gòu)，藉由滾壓步驟而將滾筒上的凹凸輪廓轉(zhuǎn)印至紫外光可硬化樹脂層上，而形成微結(jié)構(gòu)層。具體而言，微結(jié)構(gòu)層具有與滾筒的凹凸輪廓互補(bǔ)的凸凹輪廓，而使微結(jié)構(gòu)層具有第一高度及第二高度，且第一高度不同于該第二高度。在步驟230中，以紫外光照射微結(jié)構(gòu)層，使微結(jié)構(gòu)層硬化。紫外光的波長及照射時(shí)間，可根據(jù)材料的種類調(diào)整。在微結(jié)構(gòu)層硬化后，可非必要性地對(duì)硬化后的微結(jié)構(gòu)層進(jìn)行配向制程，例如可進(jìn)行習(xí)知的滾刷制程(rubbing process),以利后續(xù)步驟中的液晶分子配向?；蛘?，在微結(jié)構(gòu)層后硬化，可非必要性地形成配向?qū)佑谟不蟮奈⒔Y(jié)構(gòu)層上，隨后再對(duì)配向?qū)舆M(jìn)行配向程序，在此實(shí)施方式中，配向步驟可例如為光配向(Photo Alignment)法。在步驟240中，形成液晶層于硬化的微結(jié)構(gòu)層上方。形成液晶層的方式可例如為狹縫涂布法(slit coating)或其他適當(dāng)?shù)姆椒?。在一?shí)施方式中，將含有液晶分子的流體涂布在硬化的微結(jié)構(gòu)層上，隨后再進(jìn)行熱制程，以形成上述液晶層。根據(jù)本發(fā)明之又一目的，在于揭露一種應(yīng)用于液晶顯示面板的光學(xué)補(bǔ)償膜。此光學(xué)補(bǔ)償膜包含基材110、微結(jié)構(gòu)層(亦即圖I繪示的表面微結(jié)構(gòu)112)以及液晶層120。微結(jié)構(gòu)層形成于基材110之表面上，且微結(jié)構(gòu)層包含復(fù)數(shù)個(gè)第一微結(jié)構(gòu)114以及復(fù)數(shù)個(gè)第二微結(jié)構(gòu)116。第一微結(jié)構(gòu)114以及第二微結(jié)構(gòu)116規(guī)則排列于基材110上，且每一個(gè)第一微結(jié)構(gòu)114鄰接至少一個(gè)第二微結(jié)構(gòu)116。再者、每一個(gè)第一微結(jié)構(gòu)114的厚度大于任何一個(gè)第二微結(jié)構(gòu)116的厚度。液晶層120覆蓋在微結(jié)構(gòu)層上。液晶層120在第一微結(jié)構(gòu)114上方以及第二微結(jié)構(gòu)116上方分別具有第一厚度dl以及第二厚度d2，且第一厚度dl小于第二厚度d2。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定 本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.ー種光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于包含 基材；以及 液晶層，配置于該基材上，該液晶層具有第一厚度以及第ニ厚度以分別定義第一區(qū)域以及第二區(qū)域，其中該第二區(qū)域鄰接該第一區(qū)域，且該第二厚度大于該第一厚度。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該基材具有表面微結(jié)構(gòu)，且該表面微結(jié)構(gòu)位于該基材鄰接該液晶層的ー側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該表面微結(jié)構(gòu)包含第一微結(jié)構(gòu)以及第ニ微結(jié)構(gòu)，該第一微結(jié)構(gòu)以及該第二微結(jié)構(gòu)分別位于該第一區(qū)域以及該第二區(qū)域下方，且該第一微結(jié)構(gòu)的厚度大于該第二微結(jié)構(gòu)的厚度。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該表面微結(jié)構(gòu)為紫外光可硬化樹脂所制成。
5.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于包含配向膜，該配向膜位于該基材與該液晶層之間，且該配向膜鄰接該液晶層。
6.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該液晶層具有第三厚度以定義第三區(qū)域，該第三區(qū)域鄰接該第二區(qū)域，且該第三厚度大于該第二厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該基材為雙折射性基材，且該第一厚度為I. 6 ii m至I. 7 ii m之間,第二厚度為1.7iim至1.8iim之間，該第三厚度為2. O y m至2. I u m之間。
8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于該基材為光學(xué)等向性基材，且該第一厚度為2. 3 ii m至2. m之間,第二厚度為2. m至2. 5 U m之間,且該第三厚度為2. 7 y m至2. 8 ii m之間。
9.ー種光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于包含 基材； 微結(jié)構(gòu)層，形成于該基材的表面上，該微結(jié)構(gòu)層包含復(fù)數(shù)個(gè)第一微結(jié)構(gòu)以及復(fù)數(shù)個(gè)第ニ微結(jié)構(gòu)，該復(fù)數(shù)個(gè)第一微結(jié)構(gòu)以及該復(fù)數(shù)個(gè)第二微結(jié)構(gòu)規(guī)則排列于該基材上，且每ー該第一微結(jié)構(gòu)鄰接至少ー該第二微結(jié)構(gòu)，其中姆ー該第一微結(jié)構(gòu)的厚度大于姆ー該第二微結(jié)構(gòu)的厚度；以及 液晶層，覆蓋該微結(jié)構(gòu)層，其中該液晶層在該復(fù)數(shù)個(gè)第一微結(jié)構(gòu)上方以及該復(fù)數(shù)個(gè)第ニ微結(jié)構(gòu)上方分別具有第一厚度以及第ニ厚度，且該第一厚度小于該第二厚度。
10.一種制造光學(xué)補(bǔ)償膜的方法，其特征在于包含 形成紫外光可硬化樹脂層于基材上； 以物件印壓該紫外光可硬化樹脂層，以形成微結(jié)構(gòu)層，其中該微結(jié)構(gòu)層具有第一高度及第ニ高度，且該第一高度不同于該第二高度； 以紫外光照射該微結(jié)構(gòu)層，使該微結(jié)構(gòu)層硬化；以及 形成液晶層于硬化的該微結(jié)構(gòu)層上方。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種光學(xué)補(bǔ)償膜及其制造方法，光學(xué)補(bǔ)償膜包含基材以及液晶層。液晶層配置于基材上，且液晶層具有第一厚度及第二厚度以分別定義第一區(qū)域以及第二區(qū)域。第二區(qū)域鄰接第一區(qū)域，且第二厚度大于第一厚度。本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償膜可避免在大視角時(shí)，發(fā)生紅光及藍(lán)光漏光的問題。
文檔編號(hào)G02B5/30GK102768379SQ20121016703
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者吳龍海, 鄭孟嘉, 郭真寬 申請(qǐng)人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司