用於液晶顯示器的光學補償膜的製作方法

2023-04-23 15:58:51 2

專利名稱：用於液晶顯示器的光學補償膜的製作方法
技術領域：
本發明提供一種用於液晶顯示器的光學補償膜(optical compensator)，特別是涉及一種具有負單軸雙折射板(negative uniaxial birefringent plate)的光學補償膜，該負單軸雙折射板的厚度介於5至60μm之間，並且是經交聯的，且由大於2000且小於5000的聚合度的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)所製成。
背景技術：
已知的光學補償膜用於校正液晶盒(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於液晶顯示器的補償膜的例子，C板(C-plate)是具有垂直於板平面或平行於入射光方向的異方軸(extraordinary axis)或光軸(optical axis)的單軸雙折射板，且被用來補償液晶盒的漏光(light leakage)；A板(A-plate)是具有平行於板平面的異方軸的單軸雙折射板，且被用來補償偏光板的漏光；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)，且被用來補償液晶盒的漏光。光學補償膜也可能包含C板、A板，及/或O板的組合，且被用於補償液晶盒與偏光板的漏光。
當對液晶盒施加全電壓(full voltage)時，液晶盒中的多數液晶分子會產生位向(orientation)的連續變化，並將液晶盒區分成三個區域，也就是一中心區與二相反區域，每一區以其本身光學對稱性作為特徵。在全電壓狀態下，中心區被視為同向的(nominally homeotropic)，會產生類似正C板(positive C-plate)性質，導致對比(contrast)變差的相位延遲。因此，可使用負C板來校正液晶盒中心區的相位延遲。液晶盒的兩端部區域會呈現類似A板的性質，但是具有相反的雙折射性，也就是，其中一個會呈現一個正雙折射性，另一個會呈現負雙折射性。該二端部區域在相位延遲的效應上是互相抵消的。
US 5,619,352中揭示用於液晶顯示器的光學補償膜，其包含由有機液晶高分子薄膜所製成的O板，該O板是單軸或接近單軸的，並且具有傾斜(splayed)或扭曲(twisted)結構，使得O板具有類似於雙軸光學對稱的性質。該補償膜可改善液晶顯示器的對比與灰階(gray scale)穩定度，並可進一步包含一個或更多的A板及/或C板，以獲得預期的相位延遲。
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製造A板，例如可使用聚乙烯醇、聚碳酸酯(polycarbonate)，或其它經適當排列的雙折射物質，或具有平面位向的正雙折射液晶或液晶原(mesogenic)物質。該專利也揭示，可使用單軸經壓縮的高分子、經拉伸的高分子膜來製造C板，或使用物理氣相沉積無機薄膜，或具有平面位向及負雙折射性的液晶或液晶原物質來製造C板。
在應用上，通常光學補償膜是被疊合至偏光板上，且偏光板接著會根據液晶盒的尺寸被裁切成預定大小，然後被貼合至液晶盒上。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於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於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-模式來相互貼合，用於液晶顯示器的光學補償膜包含O板與A板，使得在批量生產時會遭遇重大的困難。因為具有垂直於膜長向(longitudinal direction)或移動方向的光軸的A板是很難獲得的，通常A板的光軸是平行於膜長向的。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，原因在於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，而形成所需要的補償膜，因此有助於液晶顯示器批量生產。然而，藉由此種補償膜來補償的顯示器的水平與垂直視角仍舊太窄。
當使用E-模式時，通常補償膜中會含有C板，以改善液晶盒補償效果。但是，因為C板光軸的位向是垂直於板平面，所以難以製備，因此，需要提供較容易製造的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製成的配向層，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於100至500間的聚合度，而另一個具有介於750至2000間的聚合度。優選地，該配向層具有介於0.7至2μm間的層厚度，且更優選地是具有介於0.85至1.25μm間的層厚度，以獲得一個非常平滑的表面，並提供用於配向液晶補償膜的液晶分子的功能。因為該配向層是單獨被用來配向液晶補償膜的液晶分子，其厚度(或相位延遲)應儘可能地小，以避免對液晶盒提供任何的補償效果。
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方案被併入本案以作為參考資料。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種包含C板的光學補償膜，該C板可以克服現有技術存在的缺點。
本發明提供了一種用於校正液晶盒的盒相位延遲的光學補償膜，其特徵在於，該補償膜包含適用於與該液晶盒結合且由聚乙烯醇所構成的C板；其中，該C板具有一介於5至60μm間的層厚度；該聚乙烯醇具有大於2000且小於5000的聚合度，並且是經交聯的，以使得C板的光軸是實質地平行於一般入射光(normally incident light)的方向，同時也使得該C板具有一大於60nm的沿層厚度方向的板相位延遲(plate retardation)。
另一方面，本發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)、位於該偏光板層與檢偏板間的液晶盒，以及光學補償膜。檢偏板也是偏光板，為區分LCD中使用的二偏光板，所以一般將靠近使用者側的偏光板命名為檢偏板。該補償膜包含位於液晶盒與偏光板層間，或液晶盒與檢偏板間的負C板，該負C板是由經交聯且具有大於2000但是小於5000的聚合度的聚乙烯醇所製成。
另外，本發明還提供了一種校正液晶盒的盒相位延遲的光學補償方法，該方法包含的步驟為製備包含負C板的光學補償膜，該負C板是由聚合度大於2000且小於5000的經交聯的聚乙烯醇所製成；製備具有垂直於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，將該光學補償膜貼合至該液晶盒的該表面上。
所述的C板具有介於5至60μm間的層厚度；該負C板還具有大於60nm的沿該負C板的層厚度方向的板相位延遲。
上述其中的C板的板相位延遲優選大於140nm；所述聚乙烯醇具有大於2600且小於4000的聚合度，且該聚乙烯醇具有大於95mol％的皂化度，優選該聚乙烯醇具有大於98mol％的皂化度，該聚乙烯醇可以是藉由交聯劑來硬化的，該交聯劑選自於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，該交聯劑的用量是介於5wt％至40wt％之間；所述的光學補償膜還可進一步包含與該C板疊合的O板，該O板包含具有傾斜結構的液晶層，所述液晶層包含多數反應型棒狀液晶分子；所述的光學補償膜還可進一步包含由等方性物質所製成的透明基材，在該等方性物質中，光在所有方向行進的速度是相同的，而該O板是被夾置於該C板與該基材中間；所述等方性物質是選自於由下列所構成的群組玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚碸、聚環烯烴、聚醚碸、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯，優選為纖維素醋酸酯。
上述的光學補償膜，其中液晶層具有與該基材接觸的第一表面，以及相反於該第一表面且與該C板相接的第二表面；並且液晶層中多數液晶分子具有相對於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。
經多方研究後，申請人發現聚乙烯醇在高聚合度的狀態下具有較高的Δn值，且當使用適當的交聯劑來使聚乙烯醇進行交聯(cross-linking)時，所得的硬化(cured)產物Δn值會大幅增加，適合作為負C板的材料，使得該負C板補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，說明本發明液晶顯示器的優選具體實施例。
圖2是示意圖，說明該優選具體例的負C板的單軸雙折射物質的光學光率體(optical indicatrix)。
圖3是示意圖，說明該優選具體例的O板中分子位向的坐標系統。
圖4是等對比曲線圖，說明實施例2的TN-LCD的視角範圍。
圖5是等對比曲線圖，說明實施例3的TN-LCD的視角範圍。
圖6是等對比曲線圖，說明實施例4的TN-LCD的視角範圍。
圖7是等對比曲線圖，說明實施例5的TN-LCD的視角範圍。
圖8是等對比曲線圖，說明實施例6的TN-LCD的視角範圍。
圖9是等對比曲線圖，說明實施例7的TN-LCD的視角範圍。
圖10是等對比曲線圖，說明實施例8的TN-LCD的視角範圍。
圖11是等對比曲線圖，說明實施例9的TN-LCD的視角範圍。
圖12是等對比曲線圖，說明實施例10的TN-LCD的視角範圍。
圖13是等對比曲線圖，說明實施例11的TN-LCD的視角範圍。
具體實施例方式
以下結合附圖詳細說明本發明，但不限定本發明的實施範圍。
圖1說明根據本發明的液晶顯示器的一優選具體例。
該液晶顯示器包含偏光板層81；檢偏板層82；位於該偏光板層81與檢偏板層82間的液晶盒10；以及一對光學補償膜7，每一光學補償膜7是位於該液晶盒10與鄰近的偏光板層81或檢偏板層82之間。每一補償膜7與該偏光板層81或檢偏板層82合併形成偏光板(polarization plate)，並且包含透明基材71、正雙折射O板72′，以及負C板72。前述三者是位於液晶盒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′是被疊置於負C板73與基材71之間。選擇性地，補償膜7可進一步包含A板(未圖示)，以達到預期的補償效果。
在具體例中，所使用的液晶盒10是扭轉向列型(twisted nematic)的液晶盒，且所製成的液晶顯示器是扭轉向列型液晶顯示器(TN-LCD)。
優選地，透明基材71是由選自於下列所構成的群組中的等方性物質所製成玻璃、纖維素酯(cellulose esters)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚(polysulfone)、聚環烯烴(polycycloolefin)、聚醚碸(polyether sulfone)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)，以及聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylate)。在等方性物質中，光在所有方向行進的速度是相同的。
O板72′包含具有傾斜(splayed)結構的液晶層72。該液晶層72具有與基材71接觸的第一表面725，以及相反於該第一表面725且與C板73相接的的第二表面726。液晶層72中多數液晶分子722(見圖1)的位向300(見圖3)相對於平行於第一與第二表面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°。優選地，O板72′具有介於0.5至5μm的層厚度，液晶層72的分子722是反應型棒狀液晶分子。
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是垂直於檢偏板層82的吸收軸821；液晶盒10具有相反的第一與第二配向層101、102，該第一與第二配向層101、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，也就是每一補償膜7中液晶層7內液晶分子722的位向300於x-y平面的投射軸721(見圖3)，是平行於鄰近的偏光板層81或檢偏板層82的吸收軸811(821)，並且該第一與第二配向層101、102的配向方向1011、1021垂直於對應的偏光板層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-軸間具有扭轉角(twisted angle)ψ。在該具體例中，該扭轉角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是由聚合物所製成，在具體例中，該聚合物為聚乙烯醇(PVA)，且該聚乙烯醇具有大於2000並小於5000的聚合度且其為經交聯的，以使得C板73具有實質平行於一般入射光方向200(見圖1)的光軸。優選地，C板73具有大於2600且小於4000的聚合度、介於5至60μm的層厚度，以及大於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是藉由下列公式來定義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C板73中的nx約等於ny且nx、ny大於nz時(即nx≈ny＞nz時)，C板73為負C板(negative C-plate)。
當聚乙烯醇的聚合度小於2000時，C板73的相位延遲不足以提供光學補償膜所需功能。另外，聚乙烯醇的交聯程度不足時，會導致較小的相位延遲。優選地，聚乙烯醇具有大於95mol％的皂化度(saponification degree)，更優選地具有大於98mol％的皂化度。
優選地，本發明中聚乙烯醇可由選自下列群組中的交聯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)。優選地，以聚乙烯醇的總重計，該交聯劑的含量是介於5wt％至40wt％之間。
有關C板73的厚度無特殊限制，如公式所示，應視各用途所需的Rth來決定厚度(d)，一般而言，供E-模式貼合的TN-LCD的補償膜優選具有約140～180nm的相位延遲(更優選150～180nm)，此時C板73的厚度優選是至少為約20μm，而為符合輕薄的商業需求，更優選地是介於約20至50μm之間。
C板73可包含選自下列群組中的等方性物質製成的支撐基材(supportingsubstrate，未圖示)玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚碸(polysulfone)、聚環烯烴、聚醚碸、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。優選地，該支撐基材具有大於80％的透明度、小於20nm的平面相位延遲Re(planar retardation)，以及小於1.2的Re400/Re700比值，且更優選是具有小於10nm的平面相位延遲。
為方便C板的製作，可使用可被移除(或剝離)的支撐基材，且製作時可將含有PVA的溶液塗布在該支撐基材上。該可被移除的支撐基材可由選自下列群組中的物質所製成玻璃、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)。優選地，該可被移除的支撐基材具有介於20至200μm的厚度，且更優選是具有介於40至200μm的厚度。另外，保護膜，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C板73免於受損。
可藉由包含下列步驟的方法來達到C板73的製備製備具有小於4.5的pH值且含有聚合度大於2000且小於5000的PVA、交聯劑與溶劑的溶液；將該溶液塗覆至支撐基材上；以及將該塗膜加熱至預定的溫度，以使PVA交聯完全並形成C板73。前述方法中使用的溶劑優選為水或水與甲醇的混合物。當使用水與甲醇的混合物作為溶劑時，優選地，甲醇與水的比例是介於1∶5至1∶2之間；也可添加弱酸至該溶液中，以調節溶液的pH值至所需要的值，並催化交聯反應；優選地，該弱酸為對甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)或醋酸；優選地，前述預定的溫度是介於90℃至150℃之間；且更優選地是介於110℃至130℃之間。
由此製得的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。本發明的C板73與具有平行於長向或行進方向的光軸的A板(圖未示)可透過滾輪對滾輪的方式來疊合。另外，當補償膜7隻具有C板73，也就是不具有O板72′與透明基材71時，C板73可直接藉由將該溶液塗布至液晶盒的玻璃層上，且接著使該塗膜進行交聯反應來製備。
另外，補償膜7可透過下列步驟來製備對C板73進行刷毛(rubbing)、將液晶物質塗布至該經刷毛的C板73上、使該液晶塗膜硬化並於該C板73上形成液晶層72，接著藉由粘著劑(例如UV光感應膠(UV photosensitiveadhesive))將透明基材71貼合至該液晶層72上。
此外，補償膜7也可藉由下列步驟來製備將UV光感應膠塗覆至C板73上、透過該感應膠將O板72′與透明基材71的組合膜一起貼附至C板73上，並以UV光照射該感應膠，以使該感應膠硬化。當C板73具有可被移除的支撐基材時，可在補償膜7製備完成後，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製成製備經預定方向刷毛的基材、製備含有多數棒狀液晶分子與光起始劑的溶液、將該溶液塗覆至該經刷毛的基材上而形成液晶塗膜、將液晶塗膜加熱至液晶態並使液晶分子朝該預定方向排列，以及使用UV光來照射液晶塗膜以在該經刷毛的基材上硬化液晶塗膜，接著可製備塗有轉貼膠的未經刷毛的透明基材，並以滾輪對滾輪的方式由該經刷毛的基材上將液晶膜轉貼至該未經刷毛的透明基材上，以使得具有最大傾斜角θ的液晶分子是靠近未經刷毛的透明基材。該經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)，或纖維性醋酸酯來製成。
有關C板73或O板72′的基材的刷毛可藉由使用刷毛滾輪(rubbing roller)來進行，且刷毛滾輪的轉速優選是介於約300rpm至1200rpm之間，壓入量是介於約0.1mm至0.5mm之間，而C板73或基材的移動速度是介於約3m/min至20m/min之間。
補償膜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於液晶盒10的預定尺寸。
實施例與比較例下面以實施例與比較例進一步說明本發明優於現有技術之處，但是應了解的是，該實施例只為例示說明，而不應解釋為本發明實施的限制。
比較例1-3
比較例1-3的PVA樣品是藉由下列連續步驟來製備(1)製備皂化度皆為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)於80℃至95℃的溫度下，將PVA酯粒加入水中並充分攪拌，以溶解PVA酯粒並獲得PVA溶液；(3)將PVA溶液透過旋轉塗布法塗布於玻璃基材上，然後使乾燥，以形成包含乾燥PVA層與玻璃基材的PVA膜。
需注意的是，比較例1-3的PVA溶液中並未添加任何硬化劑，所以乾燥的PVA層是未經交聯的。
利用穿透式橢偏儀(Ellipsometer)對PVA膜進行相位延遲(Rth)與不同方向折射率(也就是nx、ny與nz)測定，結果見表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板補償膜所需的補償效果。
表1


實施例1
實施例1的PVA樣品是藉由下列連續步驟來製備(1).製備聚合度為2600且皂化度為98mol％的PVA酯粒；(2).於80℃至95℃的溫度下，將PVA酯粒加入水中，以溶解該酯粒；(3).於(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％)，並得到第一溶液；(4).在40℃至70℃的溫度下，將交聯劑三聚氰胺甲醛(購自Cytec公司，品名為cymel 303)與催化劑對甲苯磺酸予以混合併攪拌歷時15min至1hr，並得到第二溶液(其中，以重量計，交聯劑的用量為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並攪拌30min至1hr，製得PVA溶液；(6).將PVA溶液透過旋轉塗布法塗布於卷狀PET膜上；(7).以110～130℃的溫度烘乾PVA層並使發生交聯反應，而形成包含乾燥PVA層與PET基材的卷狀PVA膜(乾燥PVA層的厚度為25μm)。
將卷狀PVA膜裁切成片狀，並利用穿透式橢偏儀對PVA膜進行折射率與相位延遲測定，所得結果也見於表1。表1的卷狀PVA膜的相位延遲(Rth)為155nm，此數值足以提供TN-LCD用C板補償膜所需的補償效果。
TN-LCD的製備實施例2-11與比較例4-7中的TN-LCD通過下列連續步驟製備(1)O板膜(O板與透明基材的組合膜)的製備a.製備含有多數反應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塗布至經刷毛(沿膜行進方向)的卷狀纖維性醋酸酯基材上，其液晶膜厚度約為1μm，刷毛滾輪的轉速約為500rpm、壓入量約為0.3mm，而纖維性醋酸酯基材的行進速度約為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；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，並在纖維性醋酸酯基材上形成經硬化的液晶膜；e.製備塗有轉貼膠的未經刷毛的卷狀纖維性醋酸酯基材，並以滾輪對滾輪的方式由該經刷毛的纖維性醋酸酯基材上將液晶膜轉貼至該未經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刷毛的纖維性醋酸酯基材，並製得包含O板(液晶膜)與未經刷毛的纖維性醋酸酯透明基材的卷狀O板膜。
(2)TN-LCD的製備將光硬化感應膠塗覆至根據比較例1-3步驟製得的PVA膜上，以供比較例4-7用，或塗覆至根據實施例1步驟製得的PVA膜上，供實施例2-11用；利用該光硬化感應膠將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膠；將PVA膜上的PET膜或玻璃基材剝離，就可製得包含該纖維性醋酸酯基材、O板與乾燥PVA層的卷狀光學補償膜；將卷狀光學補償膜與卷狀偏光板以滾輪對滾輪的方式進行線上貼合，而製得卷狀橢圓偏光板；將該卷狀橢圓偏光板裁切成具有對應TN型液晶盒尺寸的片狀偏光板；取二個片狀偏光板，並將其分別貼附至TN型液晶盒(購自臺灣友達公司，型號為M150XN05)相反的第一與第二表面，而製得TN-LCD(如圖1所示)。
實施例2-11所製得的TN-LCD的視角測定結果(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所製得的C板被用來製成TN-LCD，所測得的視角列於表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相同的方式製備，但是實施例3所用的PVA的聚合度分別為3800，測試結果也見於表2，所得等對比曲線圖如圖5所示。
比較例4-6
比較例4-6中用來製備PVA膜(未經交聯)的PVA酯粒的聚合度分別為500、1000與1700，測試結果見表2。
實施例4-6
實施例4-6是以和實施例2相同的方式製備，但是實施例4～6中交聯劑(cymel 303)的用量分別為15、20、30wt％(以PVA的總重計)。有關實施例4～6中所測得的Δn、Rth及視角範圍結果見於表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相同的方式製備，但是在實施例1的步驟(3)中並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中乾燥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，測試結果見於表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相同的方式製備，用來製備PVA膜(未經交聯)的PVA酯粒的聚合度為1700，測試結果見表4。
實施例9-11
實施例9-11是以和實施例7相同的方式製備，所使用的交聯劑分別為戊二醛、六甲基三聚氰胺(購自Cytec公司，品名為cymel 350)與乙二醛(glyoxal)，測試結果見於表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的結果顯示，經交聯且具有大於2000小於5000的聚合度的PVA，是相當適合用來製備C板的材料，並且使得補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，有助於液晶顯示器的批量生產，所以可以大大地降低製造成本。
權利要求
1.一種用於校正液晶盒的盒相位延遲的光學補償膜，其特徵在於，該補償膜包含適於與該液晶盒結合且由聚乙烯醇所構成的C板；其中，該C板具有介於5至60μm間的層厚度；該聚乙烯醇具有大於2000且小於5000的聚合度，並且是經交聯的，以使得該C板具有實質平行於一般入射光的方向的光軸，同時也使得該C板具有大於60nm的沿該C板的層厚度方向的板相位延遲。
2.如權利要求1所述的光學補償膜，其特徵在於該C板的板相位延遲大於140nm。
3.如權利要求1所述的光學補償膜，其特徵在於該聚乙烯醇具有大於2600且小於4000的聚合度。
4.如權利要求1所述的光學補償膜，其特徵在於該聚乙烯醇具有大於95mol％的皂化度。
5.如權利要求1所述的光學補償膜，其特徵在於該聚乙烯醇具有一大於98mol％的皂化度。
6.如權利要求1所述的光學補償膜，其特徵在於該聚乙烯醇是藉由交聯劑來硬化的，該交聯劑選自於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.如權利要求6所述的光學補償膜，其特徵在於以聚乙烯醇的總重計，該交聯劑的用量是介於5wt％至40wt％之間。
8.如權利要求1所述的光學補償膜，其特徵在於進一步包含與該C板疊合的O板。
9.如權利要求8所述的光學補償膜，其特徵在於該O板包含具有傾斜結構的液晶層。
10.如權利要求9所述的光學補償膜，其特徵在於該液晶層包含多數反應型棒狀液晶分子。
11.如權利要求9所述的光學補償膜，其特徵在於進一步包含由等方性物質所製成的透明基材，在該等方性物質中，光在所有方向行進的速度是相同的，而該O板是被夾置於該C板與該基材中間。
12.如權利要求11所述的光學補償膜，其特徵在於所述等方性物質是選自於由下列所構成的群組玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚碸、聚環烯烴、聚醚碸、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。
13.如權利要求11所述的光學補償膜，其特徵在於該等方性物質是纖維素醋酸酯。
14.如權利要求11所述的光學補償膜，其特徵在於所述液晶層具有與該基材接觸的第一表面，以及相反於該第一表面且與該C板相接的第二表面；並且液晶層中多數液晶分子具有相對於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，其特徵在於包含偏光板層；檢偏板層；位於該偏光板層與檢偏板層之間的液晶盒；光學補償膜，具有位於該液晶盒與該偏光板層及檢偏板層的其中一個之間的負C板，該負C板是由經交聯且具有大於2000且小於5000的聚合度的聚乙烯醇所製成。
16.如權利要求15所述的液晶顯示器，其特徵在於該負C板具有介於5至60μm間的層厚度。
17.如權利要求16所述的液晶顯示器，其特徵在於該負C板具有大於60nm的沿該負C板的層厚度方向的板相位延遲。
18.如權利要求16所述的液晶顯示器，其特徵在於該負C板具有大於140nm的沿該負C板的層厚度方向的板相位延遲。
19.如權利要求15所述的液晶顯示器，其特徵在於該聚乙烯醇具有大於2600且小於4000的聚合度。
20.如權利要求15所述的液晶顯示器，其特徵在於該聚乙烯醇具有大於95mol％的皂化度。
21.如權利要求15所述的液晶顯示器，其特徵在於該聚乙烯醇具有大於98mol％的皂化度。
22.如權利要求15所述的液晶顯示器，其特徵在於該聚乙烯醇是藉由交聯劑來硬化的，該交聯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.如權利要求22所述的液晶顯示器，其特徵在於以聚乙烯醇的總重計，該交聯劑的用量是介於5wt％至40wt％之間。
24.如權利要求15所述的液晶顯示器，其特徵在於該光學補償膜進一步包含與該負C板疊合的正雙折射O板。
25.如權利要求24所述的液晶顯示器，其特徵在於該正雙折射O板包含具有傾斜結構的液晶層。
26.如權利要求25所述的液晶顯示器，其特徵在於該液晶層包含多數反應型棒狀液晶分子。
27.如權利要求24所述的液晶顯示器，其特徵在於該光學補償膜進一步包含由等方性物質所製成的透明基材，在該等方性物質中，光在所有方向行進的速度是相同的，該正雙折射O板被夾置於該C板與該基材中間。
28.如權利要求27所述的液晶顯示器，其特徵在於該等方性物質是選自下列群組玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚碸、聚環烯烴、聚醚碸、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。
29.如權利要求27所述的液晶顯示器，其特徵在於該液晶層具有與該基材接觸的第一表面，以及相反於該第一表面且與該負C板相接的的第二表面；並且液晶層中多數液晶分子具有相對於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.如權利要求29所述的液晶顯示器，其特徵在於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於檢偏板層的吸收軸，該液晶層內液晶分子位向於該平面的投射軸平行於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層，該第一與第二配向層分別靠近偏光板層與檢偏板層，且分別具有垂直於對應的偏光板層與檢偏板層的吸收軸的配向方向。
31.一種用於校正液晶盒的盒相位延遲的光學補償方法，其中包含下列步驟製備包含負C板的光學補償膜，該負C板是由具有大於2000且小於5000的聚合度且經交聯的聚乙烯醇所製成；製備具有垂直於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，將該光學補償膜貼合至該液晶盒的該表面上。
32.如權利要求31所述的的光學補償方法，其中該負C板被形成有介於5至60μm間的層厚度。
33.如權利要求32所述的的光學補償方法，其中該負C板被形成有大於60nm的沿該負C板的層厚度方向的板相位延遲。
34.如權利要求32所述的的光學補償方法，其中該負C板被形成有大於140nm的沿該負C板的層厚度方向的板相位延遲。
全文摘要
本發明提供了一種光學補償膜，包含適於與液晶盒結合且由聚合物所構成的C板,該C板具有介於5至60μm間的層厚度，該聚合物是聚乙烯醇，其具有大於2000且小於5000的聚合度，且是經交聯的，以使得C板的光軸實質是平行於一般入射光的方向，同時也使得該C板具有大於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 優先權日2004年10月11日
發明者遊在安, 林必松, 陳智仁, 黃久芳, 林文逸 申請人:遠東紡織股份有限公司