[發明專利]雙光軸相位差膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201110449816.9
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103163686A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 吳清茂;林思吟
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G02F1/13363
• 分類號: G02F1/13363;G02F1/139
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種光學元件及其制作方法，特別是涉及一種雙光軸相位差膜及其制作方法。

背景技術

液晶顯示器因具有體積小、重量輕、低電力消耗等優點，已被廣泛地應用于生活中的電子產品，如：監視器、筆記型電腦、數字相機、投影機、移動電話等。液晶顯示器(LCD)在大視角所產生的問題，例如對比下降(contrastratio?reduction)、灰階安定性(gray?scale?stability)、灰階反轉(gray?scale?inversion)以及色偏(color?shift)等問題，可采用光學相位差膜或光學補償膜改善之。

膽固醇型或負C型光學各向異性(anisotropic)涂層可以改進垂直配向液晶顯示器(VA-LCD)的視角性能，理由是在垂直配向液晶顯示器(VA-LCD)液晶盒內，棒形液晶分子在不驅動的狀態下為垂直排列，類似于正C型光學各向異性涂層(本身即有正相位差值而有補償效果)。不過對于典型4μm厚的垂直配向液晶顯示器(VA-LCD)的液晶盒而言，過多的正相位差值會導致過度補償，所以往往需要膽固醇型或負C型光學各向異性涂層提供負相位差值才能抵消正相位差值，從而得到最適狀況的暗態。美國專利U.S.Pat.No.6,141,075、世界專利WO?01/20393及WO?01/20394已揭露垂直配向液晶顯示器(VA-LCD)及扭轉向列型液晶顯示器(TN-LCD)的視角補償應該需要正型及負型光學各向異性涂層混合搭配使用，同時建議負型光學各向異性涂層應為負C型光學相位差膜。美國專利U.S.Pat.No.6,141,075及6,281,956也建議除了采用一正型及一負型光學各向異性涂層各一片來對VA-LCD做視角補償，也可以改用一或兩片雙軸延伸的塑膠板如三醋酸纖維素(triacetatecellulose，簡稱TAC)來補償VA-LCD做視角。不過一般而言，拉伸后的TAC薄膜的光學雙折射十分低，往往需要數十或數百微米的薄膜厚度才能產生足夠的相位差值。另一方面，TAC的側部方向拉伸(side-stretching)的壓出(extruded)及鑄造(cast)成膜技術十分困難，因此大量制造不易而且良率也低。世界專利WO?01/20393也公開揭露，負型光學各向異性涂層應選擇膽固醇型，這種型態的光學各向異性涂層由光可聚合型的膽固醇型液晶分子(UV-photo-polymerizable?cholesteric?liquid?crystal，簡稱為UV-CLC)來制成，并具有短螺距(＜200nm，小于可見光波長)的螺旋排列。此專利也指出相較于雙軸延伸的塑膠板，由光可聚合型的膽固醇型液晶分子(UV-CLC)所制作工藝的負C型光學各向異性涂層不僅具有較高的光學雙折射，也有比較薄的薄膜厚度，而且能以工業慣用的卷對卷(roll-to-roll)式涂布制作工藝大量生產。

世界專利WO?01/20393進一步揭露，垂直配向液晶顯示器(VA-LCD)及扭轉向列型液晶顯示器(TN-LCD)的視角補償通常需要正A型及負C型光學各向異性涂層混合搭配使用，方能得到最適的暗態狀況，但是現有的正A型及負C型光學各向異性涂層都是分開制備，然后各自粘貼于LCD內上、下偏光板上；或者先制備出一正A型光學各向異性涂層，然后在其表面上直接涂上一膽固醇型液晶分子，以形成另一負C型光學各向異性涂層。不過正A型與負C型光學各向異性涂層必需經過兩次涂布制備，涂布不易均勻而且中間會有一空氣間隙。此外，受制于下層正A型光學各向異性涂層的表面配向能力，上層的負C型光學各向異性涂層容易形成白霧的外觀，降低了穿透度。因此是否可以調整UV-CLC組成配方，使得UV-CLC涂料能夠經過一次涂布后，所形成的干膜同時具備正A型及負C型光學相位差特征，且正A型光學補償膜直接接觸該負C型光學補償膜，也是研究開發的重點技術。美國專利U.S.Pat.No.20100079720也公開揭示一種具有正A型/負C型相位差膜的液晶組成與制作方式，依此發明的相位差膜其至少含有一涂層組成至少包含(a)可聚合型膽固醇液晶組合物，其中膽固醇液晶材料具有螺距(helical?pitch)一定要小于可見光波長，(b)一種相容于(a)的板狀小分子(plate-likemolecule)，其中分子形狀要類似長方形、分子尺寸要相當于膽固醇液晶材料以及在可見光的范圍內不吸收。依此液晶組成，可以通過一次涂布即能制備出內含一正A型光學補償膜的負C型相位差膜并且具有整體上凈負C型對稱性的光學特性。因此該發明提供了一種正A型相位差膜直接接觸該負C型相位差膜的解決方式。