TWI259287B - Fabrication method of optical compensation film - Google Patents

Description

1259287 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種C + Α板型光學補償膜、以及C +A板 型光學補償膜之製造方法。詳細而言，本發明係關於一種可 以低成本、簡單製程、利用塗佈方式而得到一種不含氟之雙 苯環結構聚亞醯胺之C + A板型光學補償膜、以及可做爲 TFT-LCD 視角補償膜用的具有光學異向性（Optical Anisotropy)之C+A板型光學補償膜。 【先前技術】 液晶顯示器（LCD)是利用液晶分子旋轉偏極光方向與雙 折射率的特性來達到顯示明暗的效果，隨著觀賞者角度不 同，顯示品質亦有所不同；隨著液晶顯示器大型化的發展， 提昇視角之廣度就愈顯得重要。雖然近年來有許多新的改良 視角技術被提出來，但絕大多數還是需要添加光學補償膜以 獲得更佳之視角，因此光學補償膜一直被廣泛地使用在改善 L C D之視角問題上，目前廣視角液晶顯示器之製作也多以 「光學補償膜法」爲主。 一般而言’習用之光學補償膜，依照光軸分佈情形區分 主要有（a) C板（C-plate) ; (b)具有旋轉結構之光學補償膜； (c)具有雙軸光學性質之光學補償膜；以及（d)碟狀液晶光學 補償膜等數種。通常’光學補償膜可分爲正型及負型兩種。 傳統上使用此兩種光學補償膜時都是分別將其貼附於液晶 面板上。正型光學補償膜是利用棒狀分子。另一方面，負型 光學補償膜則主要是由聚亞醯胺（PI)或是碟狀液晶所製成， 1259287 其主要用來改善顯示器之視角。 典型上之負C-plate型光學補償膜係具有nx = ny > nz 之光學特性，例如哈理斯等Γ聚合物π，第37卷，第532 1 頁起，1 996年）所揭示者。因爲此種C板型光學補償膜之nx =n y，所以不會影響液晶顯示器在垂直方向上之顯示品質； 又且由於具有恰巧與棒狀液晶分子之正雙折射率相反之負 雙折射率特性（△ η = ηζ-ηχ<0)，所以適合用來補償液晶元件 中垂直於基材排列之液晶分子所產生之漏光問題，以增加 TN與垂直顯示模式之視角。而A板（A-plate)型光學補償膜 係具有ny =nz，其中，正A板爲nx > ny = nz，負A板爲 nx < ny = nz ° 習用之位相差膜多以TAC、PC、COP等高分子膜予以 拉伸而得（例如，日本特開平3-3371 9專利公報、特開平 3 - 2 4 5 0 2專利公報、特開平4 -1 9 4 8 2 0專利公報、美國第 2004-0046272號專利、日本特開平15-255102專利公報、 特開平13-215332專利公報、特開平10 — 045917專利公報、 特開平1-132625專利公報、特開平1-132626專利公報、 特開平2 -1 3 3 4 1 3專利公報、特開昭6 3 - 2 1 8 7 2 6專利公報、 特開昭6 1 -1 1 5 9 1 2專利公報等）。 對於可供作爲負C板的聚合物材料，曾有人揭示一種在 主鏈具有平面苯基的聚亞醯胺（例如，美國第5071997號 專利、美國第5 3 4 4 9 1 6號專利、美國第5 3 9 5 9 1 8號專利、 美國弟5480964號專利、美國第5580950號專利、美國第 6074709號專利、美國第6303743號專利、日本特表平 1259287 8 - 5 1 1 8 1 2等）塗佈於無機基材上。利用積層的方式形成平 面苯基的聚亞醯胺負C板的聚合物材料，塗佈於已單軸延伸 之基材上或塗佈於基材上再延伸（W02003/071319、 W〇2004/011970、日本專利2003/009568、日本專利 2003/344657A2、日本專利 2004/004474 、日本專利 2004/004755、日本專利 2004/226945、日本專利 2005/091625、日本專利2005/114836等）。另外，日本專 利2004/004474也已揭示一種將聚亞醯胺塗佈於基材貼合 P v A形成一偏光板；另一偏光板使用A板（單軸延伸之基材） 貼合PVA而成之方法。 在此等材料之中，纖維素醋基薄膜因爲吸水率高，所以 在形狀穩性及黏附性上會發生問題，又由於低分子量相位阻 滯劑化合物的含量較高，以致與環烯煙聚合物相較時，耐久 性不佳。此外，具有這種芳香族相位阻滯劑化合物的樹脂， 還會因爲可見光的吸收而有較大的波長分散特性。 再者，碟狀液晶不能單獨使用，而需在一透明基板上精 密塗佈最多數微米厚的塗層。除了塗佈製程的成本外，圓盤 型液晶較大的雙折射也因在塗層厚度上的小差異之原因，以 致造成較大的相位差，此外，諸如殘留在塗佈薄膜表面上或 在圓盤型液晶溶液中的灰塵之類的污染物，亦可能造成光學 瑕疵。 又且，習知技術之高分子膜之延伸，由於需要精密控制 延伸之倍率及方向等，加上習知的聚亞醯胺（P I)塗佈於無機 基材上者亦無法直接使用，需進一步經由轉貼技術才可使 1259287 用’因而習知技術具有製程過於繁雜、無機基材成本過高等 之問題。另外，藉由將含氟雙苯環結構聚亞醯胺塗佈於經單 軸延伸之基材上或塗佈於基材上再延伸而形成的習知技術 之A + C板型補償膜，係爲一種單面補償之補償膜。但，此 種由主要爲含氟雙苯環結構之聚亞醯胺所形成的C + A板型 光學補償膜會有產生色分散（col or dispersion)過大現象的 問題。 因此’本發明即有鑑於此等問題點，乃以提供一種不具 有上述先前技術之缺點、又可以低成本、簡單製程、利用塗 佈方式而得到的可做爲TFT-LCD之視角補償膜使用的一種 不含氟之雙苯環結構聚亞醯胺之C + A板型光學補償膜、以 及可做爲TFT-LCD視角補償膜用之C + A板型光學補償膜做 爲課題。 【發明內容】 本發明人等乃刻意地就缺解上述先前技術缺點之可行 方法重複地進行硏究，結果發現使用以下構成之具負雙折射 的C + A板型之光學補償膜、及C+A板型光學補償膜之製造 方法可以解決上述之課題，至此乃完成本發明。 也就是說，本發明係提供： (1) 一種C + A板型光學補償膜之製造方法，其特徵在於·_ 可依所需性質以任意比例將不含氟之雙苯環結構聚亞 醯胺均勻溶解在溶劑中，再將此一溶液以塗布方式塗布 於單軸延伸A板之基材的至少一表面上，或塗布於基材 之至少一表面上再延伸，而形成C + A板型之光學補償 1259287 膜。 (2) 如上述（1 )所記載之c + A板型光學補償膜之製造方法， 其中溶劑係從組成鹵烷系化合物、芳香族化合物、環酮 類化合物、醚類化合物、酮類化合物及其混合物之群類 中所選出之至少一種。 (3) 如上述（2 )所記載之C + A板型光學補償膜之製造方法， 其中鹵烷系化合物係從二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷 和四氯乙烷中所選出之至少一種。 (4) 如上述（2)所記載之C + A板型光學補償膜之製造方法， 其中芳香族化合物係爲甲苯。 (5) 如上述（2)所記載之C + A板型光學補償膜之製造方法， 其中環酮類化合物係爲環戊酮或環己酮。 (6) 如上述（2)所記載之C + A板型光學補償膜之製造方法， 其中之醚類化合物係爲四氫呋喃（THF)。 (7) 如上述（2)所記載之C + A板型光學補償膜之製造方法， 其中酮類化合物係從丙酮、甲乙酮（MEK)、MIBK、 |\/11?1<、1-甲基吡咯烷酮（问1\/1?)和二甲亞颯（01\/13〇）中所 選出之至少一種。 (8) 一種C + A板型光學補償膜，其係以如上述（1)所記載之 光學補償膜之製造方法製造而得。 (9) 如上述（8)所記載之C + A板型光學補償膜，其係可應用 於光電平面顯示器之功能性光學薄膜。 (1 0)如上述（8)所記載之C + A板型光學補償膜，其係可應用 於 STN、TN、IPS、VA、OCB、ASM 型 LCD 中以增加 1259287 視角。 【發明功效】 依照本發明，即可以不利用習知技術所需之繁複延 驟、精密控制延伸倍率及方向等製造方法，而僅以低成 簡單製程、利用塗佈方式而得到一種不含氟之雙苯環結 亞醯胺之C + Α板型光學補償膜、以及可做爲TFT_LCD 補償膜用之聚亞醯胺薄膜具負雙折射的C + A板型光學 膜。 【實施方式】 以下，詳細說明本發明之具負雙折射的C + A板型 補償膜、以及C + A板型光學補償膜之製造方法。 依照本發明之C + A板型光學補償膜之製造方法， 一種可依所需性質以任意比例將不含氟之雙苯環結構 醯胺均勻溶解在溶劑中，再將此一溶液以塗布方式塗布 軸延伸A板之基材的至少一表面上、或塗布於基材之至 表面上再延伸、或塗布於基材之至少一表面上再貼合 而形成單面或雙面補償之C + A板型光學補償膜。 可使用於本發明之溶劑並沒有特別地限定，舉例來 例如其可以是鹵烷系化合物、芳香族化合物、環酮類 物、醚類化合物、酮類化合物或其混合物；此等係可以 使用，也可以組合2種或以上來使用。 可使用於本發明之鹵烷系化合物溶劑並沒有特別 定，舉例來說’例如其可以是二氯甲烷、二氯乙烷、三 烷、四氯乙烷或其混合物；此等係可以單獨使用，也可 伸步 本、 構聚 視角 補償 光學 係爲 聚亞 於單 少一 PVA ►說， 化合 單獨 地限 氯乙 以組 -10- 1259287 合2種或以上來使用。 可使用於本發明之芳香族化合物溶劑並沒有特別地限 定’舉例來說’例如甲苯等。可使用於本發明之環酮類化合 物溶劑並沒有特別地限定，舉例來說，例如其可以是環戊 酮、環己酮或其混合物·，此等係可以單獨使用，也可以組合 2種或以上來使用。 可使用於本發明之醚類化合物溶劑並沒有特別地限 定，舉例來說，例如四氫呋喃（THF)等。可使用於本發明之 酮類化合物溶劑並沒有特別地限定，舉例來說，例如其可以 是丙酮、甲乙酮（MEK)、MIBK、MIPK、1-甲基p比咯院酮 (NMP)、二甲亞碾（DMSO)或其混合物；此等係可以單獨使 用，也可以組合2種或以上來使用。 依照本發明之C + A板型光學補償膜之製造方法，只要 將不含氟之雙苯環結構聚亞醯胺依所需性質以任意比例均 勻溶在上述所列舉的溶劑中，再將此一溶液以塗布方式塗布 於單軸延伸A板之基材的至少一表面上、或塗布於基材之至 少一表面上再延伸、或塗布於基材之至少一表面上再貼合 PVA，即可以製得一種可應用於光電平面顯示器之單面或雙 面補償之C + A板型光學補償膜，尤其可應用於STN、TN、 I P S、V A、〇C B、A S Μ型L C D中以增加視角之具負雙折射 的C + A板型光學補償膜。 可以使用於本發明之塗佈方式並沒有特別地限定，舉例 來說，例如可以採輥塗法、旋塗法、刮刀塗布法等，只要在 不損及本發明效果之範圍內，舉凡能形成均勻光學薄膜的方 1259287 式皆可以採用。 【實施例】 以下’例示本發明之實施例，但是本發明不僅限定於此 等實施例而已。又，實施例中所進行之評估，係藉由利用以 下之試驗步驟及基準進行評量。 以環戊酮做爲溶劑於常溫下攪拌P卜配製成濃度爲巧〇 %之P I塗料。於2 5 °c下量測所得到的1 0 % p I塗料之黏度 0 値。接著，於室溫下，以不同尺寸線棒將上述所得到的1 〇 % P I塗佈於玻璃上，以得到適當的Rth値，塗佈面積爲約20 X 2 0 c m 2 。繼續，將該P丨/ g丨a s s於烘箱靜置彳0分鐘，以8 〇 °C / 3 0 m i η乾燥之而得到經乾燥的μ R L系列P I ( B I B B -1)成膜 後，再以無機材將Ρ丨薄膜由玻璃轉貼於T A C基材上，並對 所得到的P丨/ T A C簡易貼合膜進行κ 〇 b r a量測以測得其R t h 値。然後，以無機材將PI/TAC與PVA/TAC進行貼合成下偏 光板（7 X 7 c m 2 )，另搭配上偏光板而得到c + A板型光學補償 φ 膜，再以A u 1 9 ” E N 0 3 ”面板進行光學對比測量（〇p t j c a丨 contrast measure) ° 上述R t h値之量測係使用K〇B R A - 2 1 A D H型光學雙折射 分析儀來進行。首先，將大小爲4x4cm2之PI薄膜置入量 測位置，輸入Ρ I薄膜厚度爲4 X 4 c m2之聚亞醯胺薄膜置入量 測位置，輸入聚亞醯胺薄膜之厚度，於-5 0。至5 0。之角度範 圍內以每1 0°之間隔對聚亞醯胺薄膜進行量測，完成後再輸 入聚亞醯胺薄膜的折射率，進而得到R0、Rth、配向角、Nx、 1259287

Ny、Nz。又，使用EZcontrast 160R量測對比、視角及色 偏.之光學性質。首先，將面板（p a n e I )置於待測處，調 整鏡頭之對偏光板焦聚，進行亮態、暗態、彩色（紅、綠及 藍）等三種光學性質。 結果如表1、第1圖、第2圖、及第3圖所示。 表1 試樣 (R0，Rth) C R m a X 視角（C R > 2 0 ) 0 180 45 135 ST/ST 40,260 812 80 80 52 52 ST/PI/TAC 40,295 970 80 80 59 59 ST/PI/TAC 40,320 940 80 80 55 55

ST :經延伸的TAC C R :對比 由上述表1及附圖第1至3圖所示結果，顯示出本發 ® 明之光學補償膜的對比、視角及色偏等光學性質均遠優於習 用已知的光學補償膜。 【產業利用性】 依照本發明，即可以低成本、簡單製程、利用塗佈方式 而得到一種不含氟之雙苯環結構P I之C + A板型光學補償 膜、以及可做爲TFT-LCD視角補償膜用之C+A板型光學補 償膜。 【圖式簡單說明】 -13- 1259287 第1圖爲顯示依照本發明之C + A to A板型光學補償膜之製 造方法’於實施例中所得到的C + A板 次兀+補彳員g吴在不同 R t h和R 〇的売態下之色偏圖。 第2圖爲顯示依照本發明之C + A π

A板型光學補償膜之製 姐方法，於實施例中所得到的C + a to m I A板型光學補償膜在不同

Rth和R〇的暗態下之色偏圖。 第3圖爲顯示依照本發明之c + A ^ _ A极型光學補償膜之製 迫方法，於實施例中所得到的C + A说m ,

Rth, 板型光學補償膜在不之

Rth和R〇的彩色（紅、綠和藍）狀態 <扭偏圖。

Claims (1)

1. 坨59287 $'申請專利範圍： I〜種C + A板型光學補償膜之製造方法，其特徵在於··可 依所需性質以任意比例將不含氟之雙苯環結構聚醯亞胺 均勻溶解在溶劑中，再將此一溶液以塗布方式塗布於單 軸延伸A板之基材的至少一表面上、或塗布於基材之至 少〜表面上再延伸，而形成C + A板型光學補償膜。 2 ·如申請專利範圍第1項之C + A板型光學補償膜之製造方 法，其中溶劑係從組成鹵烷系化合物、芳香族化合物、 I 環酮類化合物、醚類化合物、酮類化合物及其混合物之 群類中所選出之至少一種。 3·如申請專利範圍第2項之C + A板型光學補償膜之製造方 ^ 法’其中鹵烷系化合物係從二氯甲烷、二氯乙烷、三氯 乙烷和四氯乙烷中所選出之至少一種。 4 ·如申請專利範圍第2項之C + A板型光學補償膜之製造方 法，其中芳香族化合物係爲甲苯。 | 5 .如申請專利範圍第2項之C + A板型光學補償膜之製造方 法，其中環酮類化合物係爲環戊酮或環己酮。 6.如申請專利範圍第2項之C + A板型光學補償膜之製造方 法，其中之醚類化合物係爲四氫呋喃（T H F)。 7 .如申請專利範圍第2項之C + Α板型光學補償膜之製造方 法，其中酮類化合物係從丙酮、甲乙酮（Μ E K)、Μ I B K、 Μ丨Ρ Κ、1 -甲基吡咯烷酮（ν Μ Ρ )和二甲亞颯（D Μ S〇）中所 選出之至少一種。 8 · —種C + Α板型光學異性膜，其係以如申請專利範圍第1 -15- 1259287 項之c + A板型光學補償膜之製造方法製造而得。 9 .如申請專利範圍第8項之C + A板型光學異性膜，其係可 應用於光電平面顯示器之功能性光學薄膜。 1 0.如申請專利範圍第8項之C + A板型光學異性膜，其係可 應用於STN、TN、IPS、VA、〇CB、ASM型LCD中以增 加視角。