TWI380049B - Compensation films for lcds - Google Patents

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TWI380049B
TWI380049B TW093113746A TW93113746A TWI380049B TW I380049 B TWI380049 B TW I380049B TW 093113746 A TW093113746 A TW 093113746A TW 93113746 A TW93113746 A TW 93113746A TW I380049 B TWI380049 B TW I380049B
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James F Elman
Tomohiro Ishikawa
Dennis J Massa
Paul D Yacobucci
Catherine A Falkner
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Nitto Denko Corp
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Description

1380049 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於液晶顯示器（LCD)之光學透明補 償膜，其包含一具有負的平面外雙折射率並顯示適當色散 之非晶系聚合物層。本發明亦提供一種用於製作該種補償 膜之方法。 【先前技術】 以下術語定義如下。 光軸本文指其中傳播光不經過雙折射之方向。 A板與C板本文指該光軸所在平面中的板及與該板垂直 之板。 偏振器本文指偏振電磁波之元件。 圖1所示之膜201之平面中相位推延Rin係藉由（nx-ny)d所 定義之量，其中nx與ny分別表示X與y方向之折射率，且x-y 平面平行於該膜之平面203，d表示在z方向該膜之厚度。該 量（nx-ny)指平面中雙折射率。此等兩種平面中量皆將被當 作無較佳符號規約（sign convention)之絕對值。 圖1所示之膜201之平面外相位推延Rth，於本文中，係藉 由[nz-(nx+ny)/2]d所定義之量。nz表示z方向之折射率。量 [nz-(nx+ny)/2]指平面外雙折射率 Anth。若 nz>(nx+ny)/2，則 Anth為正，因此，相應的Rth亦為正。若nz<(nx+ny)/2，貝1J Aiith 為負1且Rth亦為負。 非晶系於本文中指缺乏長程有序度（long-range order)。因 此，一非晶系聚合物不會顯示如藉由諸如X射線繞射之技術 92230.doc 1380049 所量測之長程有序度。 。液晶廣泛用於電子顯示器。在該等顯示系統中，一液晶 單元-般位於一對偏振器之間。藉由偏振器所偏振之入射 光穿過液33單元且党到該液晶分子取向的影響，該分子取 向可由施加於該單元上之電壓來加以改變。該受到改變的 光進入第二個偏振器。使用該原理能控制來自外部光源的 光（包括％境光）之透射。達成該控制所需能量大體上比用於 ^它顯示器類型（諸如陰極射線管（CRT))中的發光材料所 需能量少得多。因此，LCD技術被用於許多電子成像設備， 包括但不限於電子錶、計算器、攜帶型電腦、電子遊戲機 及電視機，輕重量、低"力率消耗與長作業壽命係其重要特 徵。 對比度、色彩再現與穩定灰階強度係電子顯示器需要之 屬性，其使用LCD技術。限制LCD對比度之主要因素係光 穿過液晶元件或單元（其處於黑暗或"黑色”像素狀態^世漏 之特且’該泄漏與因此產生之液晶顯示器對比度亦 取決於觀看顯示器之方向。通常僅僅在以顯示器之法線入 射為中心的狹窄視角範圍内才能觀察到最佳的對比度，且 當觀看方向離開顯示器法線時，對比度會迅速降低。在彩 色LCD中’該泄漏問題不僅降級對比度而且使色彩或色調 伴隨相關聯的色彩再現之降級而變化。lcd具有多種模 式。扭轉向列（TN)LCD指在不施加電場時，液晶顯示器之 液晶光軸在穿過液晶單元厚度之方向上方位角旋轉9〇。。具 備足狗大的所施加電場時，除了在單元綁定板之附近區域 92230.doc 1380049 外，液晶光軸會變成垂直於液晶單元平面。在單元綁定板 之附近區域中，液晶光軸偏離單元法線方向。垂直排列 (VA)LCD之液晶光轴在沒有所施加電場時大體上垂直於液 晶單元平面。該狀態對應於顯示器之黑暗狀態。具備所施 加電場時，液晶光軸傾斜離開單元法線方向。光學補償彎 曲（OCB)LCD是基於液晶光軸之對稱弓形彎曲狀態之液晶 顯示器。該弓形彎曲狀態產生於垂直於液晶單元平面之平 面中且該彎曲狀態圍繞單元厚度方向上的中點對稱。平面 中轉換（IPS)LCD是其中用以改變液晶光軸方向之電場被施 加於液晶單元平面中之液晶顯示器。在IPS LCD中，液晶光 軸改變其方向同時大體上保持在液晶單元平面中。 LCD正快速替代CRT作為桌上型電腦及其它辦公或家用 電器之螢幕。亦預期在不久將來具有更大屏幕尺寸之LCD 電視螢幕的數目會急劇增加。但是，若與視角相關的問題 (諸如，著色（coloration)、對比度降級及亮度反轉）不解決， 則將會限制LCD替代傳統CRT。 改良LCD視角特徵的常見方法之一係使用補償膜。安置 於一偏振器與一液晶單元之間的補償膜消除由液晶單元強 加於傳播光上的相位推延。若干LCD模式，在具有所施加 電場或不具有所施加電場時，會顯示出正的C-板對稱，其 能藉由具有負的C-板屬性之補償膜加以補償。如熟習此項 技術者所熟知，TN與OCB液晶單元在具備足夠強的所施加 電場時在單元中心部分顯示C-板對稱。VA液晶單元在不具 備所施加電場之狀態下顯示C-板對稱。若被置於交叉的偏 92230.doc 1380049 振器之間，則液晶單元之此近似的正c_板狀態顯示黑暗狀一 態。在本文中，交叉偏振器意指兩個偏振器之透射（或吸收）γ 軸形成90 士 10。角。垂直與液晶單元傳播之射線大體上不會 經歷雙折射。其解釋了為何在某些LCD模式中，在法線觀 看方向中顯示器具有最高對比率。另一方面，傾斜傳播光 線會經歷相位推延，且此導致在黑暗狀態之光泄漏並降級 了對比率。圖2示意性展示了補償原理。橢圓體3〇1代表近 似於液晶單元305之正C_板，其具備nXlc=nyic=n〇k，nz丨 之條件，其中neie>n〇lc。116丨1；與11〇1(；為液晶之非尋常折射率與 尋常折射率。由橢圓體3〇9來展示具有負的之補償膜 3〇7。此處我們使（nx+ny)/2>nz，因此產生負的。對於穿 過液晶單元305以入射角φ傾斜傳播之光線311而言，來自液 晶單7G 305之正相位推延由補償膜3〇7之負相位推延所消 除。因此，能有效防止由在傾斜方向上的液晶單元之雙折 射所導致的光泄漏。因而，用於多種模式之1(：1)之補償膜 必須具備負的Rth，且對於LCD之光學補償而言，十分需要-可獲取此負的Rth之簡單方法。 LCD補償的基本屬性之一係相位推延與雙折射率對光之 波長（λ)之波長相依性（或色散）。重要的係達成無色移（c〇i〇r S_的適宜黑暗狀態。相位推延與雙折射率成正比例且其 色散形狀（正常或反轉）同樣相關聯。”正常”色散指相位推延, 與雙折射率之絕對值隨λ變短（意即：朝紫外線區域）而增· 大。相反，"反轉"色散材料在更短入區域中具有相位推延盥 雙折射率之更小絕對值。一般液晶單元使用具有正常色散 92230.doc 1380049 其隨λ變短而展示雙折射率與相位推延之更大正 :折=雙折射狀況(補償膜)，正常色散在更Μ處提供 推延之更大負值。相反，具有反轉色散之 又折射（意即：較不理想的補償膜）對於具有更短λ之錢 不更小的負雙折射率與相位推延。液晶單元與補償膜之相 位推延色散必須為同_種類，以便藉由補償膜來適當地消 除液晶單元之相位推延。換言之，若液晶相位推延在更齡 處呈更大正值（意即：具有正常色散之正雙折射率），則補償 膜必須具有更大Rth(或△〜)之負值(意即：具有正常色散之 負雙折射率）以進行良好的補償。 圖3解釋了該概念。在正c —板狀態之液晶單元具備正的平 面外雙折射率△mdne—A有待於藉由具有負的平面外 雙折射率與相位推延之補償膜來加以補償之相位推延為 Rth-lc=dl(^nic(其中dlc表示液晶單元的厚度）。曲線4〇ι展示 Rth-lc=cilcz\nie的波長相依性，且曲線4〇3、4〇7展示補償膜的 Rth=dAnth=d[nz-(nx+ny)/2]的波長相依性。通常液晶係正雙 折射的且具有正常雙折射率色散。意即，雙折射率、隨 波長λ變短而增加。因此，如曲線4〇1所示，相位推延 在更短λ處呈更大正值。為抵消其，要求補償膜亦具有曲線 403所示之正常相位推延色散。具有曲線4〇3所示之特性之 膜在更短λ處具有Antl^Rth之更大負值。另一方面，曲線 展示了反轉色散之補償膜。在此狀況下，膜之雙折射率△叫 與Rth在更短λ處具有更小負值。因此，對於大範圍的波長 而言，藉由具有反轉色散之膜不能達成對液晶單元（―正c_ 92230.doc •10- 1380049 板）之相位推延的適當消除。補償膜之另一重要態樣係透明 度。在每一波長人處，可量測膜之透射百分比。透射百 分比τγλ)提供相對於在膜之法線方向上的入射光之透射光 的強^百分點。在波長範圍λι^λ^λ2内的平均透射率定義為
Tav=il^ 2 1。光學透明膜係在人1=400 nm且λ2=700 nm條件下 滿足Ta々90%的膜。該種膜較佳，因為其不會損害lcd上影 像的壳度。已提出若干獲取負Rth之方法。以明等人論述 以交又A_板替代負C·板（"兩個交又A-板替代一負C-板（Tw〇 Crossed A-plates as an Alternative to a Negative C-plate)，資訊顯示學會2〇〇〇，第838_84i頁）。兩個a_板 彼此疊加置放，使其光軸成9G。。其展示了交叉A_板近似地 起到一負c-板之功能，且成功補償了 VA液晶單元。但是， 此方法涉及將具有A-板屬性之兩個膜加以層壓以形成一個 具有負-C性能之補償膜之繁王貞過程。而且，熟習此項技術 者已知對於具有小入射角φ之光線，交叉A_板不會表現出 負C_板性能。因此，其並非獲取負Rth之理想方法。 JP 1999-952G8揭示在交聯有機料巾制可膨脹無機黏 土層來產生負Rth。所揭示方法允許了可製造具有負C·板特 徵的膜之連續構件。但是，所得的膜提供由曲線彻所表示 之反轉色散。因此，其不適於用作補償膜。
Ll等人（”作為普通白色扭轉向列液晶顯示器之負雙折射 補償物之聚醯亞胺膜 birefringent compensators (Polyimide film as negative for normally white twisted 92230.doc 1380049 nematic liquid crystal displays)’’，聚合物，第 37卷，第 532卜5325頁，（1996))揭示了藉由旋轉澆注（spin-casting)或 浸現（dip-emersion)方法而形成之聚醯亞胺層。該膜顯示正 常色散。該文獻描述了可用作具有負Rth之補償膜的幾種聚 醯亞胺。但是’ Tav小於90%。此外，如熟習此項技術者所 熟知，聚醯亞胺一般會受到黃-橙色著色之不利影響。因 此，由於膜的顏色會改變LCD上影像之色調，所以其不適 於用作補償膜。 JP 2002-236216中揭示將雙轴伸展纖維素酯膜用作補償 膜。具有負Rth與正Rin之雙軸伸展纖維素酯膜被用作基材， 其上安置具有Ο-板特徵之光學各向異性層。該雙軸伸展纖 維素酯膜（根據該揭示）顯示足夠的負Rth而可用作補償膜。 但是’其在Aiith及因此在Rth中具有反轉色散。 先鈿技術敖供了獲取具有足夠大的負Rth值之膜之方法。 仁疋，先刖技術膜沒有提供易於製造且具有高UTaj 90 /〇，思即光學透明）的在負Rth與中具有正常色散的 膜。並且，十分需要獲取具有大的負Rth值之更薄補償膜。 j會使整體LCD封裝（包括液晶單元、補償膜及偏振器）更 薄。因此’-種所要的方法將能提供一種補㈣，其具有 足夠大的負Rth及所要的正常推〜雙折射帛色散而不顯著 增加顯示器厚度。 【發明内容】 本發明提供-種用於液晶顯示器之光學補償膜，其具備 具有正常色散之負Rth<>其包含一安置於一基板上之非晶系 92230.doc -12· 1380049 I合物層。該非晶系聚合物在波長λ處的平面外雙折射率 △nth(X)滿足條件（1)與條件（2)，分別為： 條件（1) 在370 nm<a<700 nm之範圍中，△^(入）比-〇 〇〇5負得更多； 條件（2) 在 370 ηιη<λ<700 nm之範圍中，若λι<λ2，則 Δηίΐι(λ〇 比 △η^(λ2)負得更多。 因此’該補償膜包含一具有大的負值之層。該非晶系 聚合物層使得可增加補償膜之負Rth值，而不顯著增加該膜 的厚度。本發明亦包括一種包括該補償膜之液晶顯示器及 一種用於形成該補償膜之方法。 【實施方式】 現將參看諸圖式，其中將提供本發明之各種元件的數字 表示且將於其中論述本發明以使熟習此項技術者能製做與 使用本發明。應理解未被具體展示或描述之元件可能具有 熟習此項技術者所熟知之各種形式。 本發明提供一種用於液晶顯示器之光學補償膜，其具備 一具有正常色散之負Rth。其包含一安置於一基板上之非晶 系聚合物層。該非晶系聚合物在波長λ處的平面外雙折射率 △nth(X)滿足條件（1)與條件（2)，分別為： 條件（1) 在370 ηηι<λ<700 nm之範圍中，Δη^λ)比-0.005負得更多； 條件（2) 在370 ηιη<λ<700 nm之範圍中，若λγλ:，則 92230.doc •13· 1380049 △nth〇2)負得更多。 圖4A、4B與4C展示補償膜之例示性結構之正視圖。在補 償膜501中，一非晶系聚合物層503被安置於基板505上。該 聚合物層503滿足條件（1)與條件（2)。圖4B展示補償膜511， 其中一額外層507被安置於該聚合物層503上。該層507可能 為（例如）一防眩光塗層或抗反射塗層。其亦可為一機械保護 非晶系聚合物層503之硬膜層（hard-coat layer)。置放次序可 改變，使得（如圖4C中所示之補償膜513)層507安置於基板 上然後安置503。在此狀況下，507可在基板505與非晶系聚 合物層503之間具有緩衝層功能。該緩衝層能促進層503黏 著至基板505。在某些其它狀況下，其防止化學污染自基板 505擴散至聚合物層503，因此而充當一障壁層。其亦可以 為一柔性層以防止聚合物層503裂開。 基板505可為光學各向同性或各向異性的。如在此項技術 中所熟知，光學材料可具有多至三種不同的主要折射率且 可基於該等折射率的關係而分為各向同性抑或各向異性。 當材料之三種主要折射率相等時，將其稱為各向同性的。 當一材料各向異性時，其可能為單軸或雙軸。若兩個主要 折射率相等，則將材料稱為單軸的。一單轴材料被唯一地 特徵化為具有一尋常折射率（稱為no)、一非尋常折射率ne 與描述其光轴（ne之軸）之取向的兩個角度。當ne大於no時， 單軸材料為正雙折射的。當ne小於no時，單轴材料為負雙 折射的。在製造及塗佈光學膜時控制雙折射性能尤其有 用。當所有三種折射率皆不同時，將材料稱為雙轴的、其 92230.doc -14- 1380049 物。用於非晶系層中之聚合物之玻璃轉變溫度（Tg)係一重 要因子。其應高於180°C以達成所要之結果。非晶系聚合物 層503的厚度由Rth之必要值所決定，其至少應比-20 nm負得 更多。其通常應在-600 nm至-60 nm範圍内。其適宜地應在 -500 nm至-100 nm範圍内。其理想地應在-400 nm至-150 nm 範圍内。聚合物層503之厚度應小於30 μιη。其通常應在0.1 jitm至20 μιη範圍内。其適宜地應在1.0 μιη至10 μπι範圍内。 補償膜之結構可不同於圖4Α、圖4Β與圖4C所示結構。 補償膜整體厚度對於將整體LCD封裝厚度保持在合理範 圍之内很重要。補償膜之組合厚度應小於115 μιη。其通常 應在40 /im至1 05 μιη範圍内。其理想地應在40 jLtm至100 μιη 範圍内。補償膜是光學透明的，意即Tav SO%。 圖5A展示一示意性液晶顯示器601，其中603為一單補償 膜，其置於液晶單元605之一側上。607為一偏振器，609為 第二個偏振器。偏振器607與609之透射軸互相成90°±10° 角。其透射軸的角度分別表示為45°與135°。但是，視液晶 顯示器601的種類而定，可能有其它角度且此對於熟習此項 技術者而言是顯而易見的。請注意，液晶單元605為電可變 換液晶單元（electrically switchable liquid crystal cell)，其 液晶係限定於兩個玻璃板之間。 圖5B展示另一示意性液晶顯示器613，其中兩個補償膜 603、611置於液晶單元605兩側。607為一偏振器，609為第 二個偏振器。偏振器607與609之透射軸互相成90°±10°角。 其透射軸的角度分別表示為45°與135°。但是，視液晶顯示 92230.doc -16- 1380049 裔601的種類而定，可能有其它角度且此對於熟習此項技術 者而言是顯而易見的。請注意，605為電可變換液晶單元， 其液晶係限定於兩個玻璃板之間。 同先前技術相比，本發明之實施例提供具有具備正常色 散之負Rth的光學透明補償膜。本發明亦提供一種產生具有 足夠大負Rth值且厚度遠小於諸如TAC之習知膜的膜之方 法。由於非晶系聚合物層之大的負Anth值，此成為可能。因 此’本發明使得可以可容易地製造之相對薄（<115gm)的結 構來達成增強的光學補償。 藉由以下本發明實行中之非限制性實例來進一步說明本 發明。 實例： 此處使用之芳族聚酯可使用任何合適或習知程序製成。 此處使用之程序遵循由P.W.Morgan在C〇ndensati〇n
Polymers: By Interfacial and Solution Methods,
Interscience，New York City，N.Y.(1965)中概述之程序。 實例A: 聚合物A(合成）： 將對苯二醯氯（19.29 g，0.095莫耳濃度）與間苯二醯氣 (1.02 g，0.005莫耳濃度）之曱基乙基酮（6〇 mL)溶液加入 10°C的4, 4’-六氟亞異丙基二笨酚（23·53 g，〇 〇7莫耳濃度）、 4，4’-(2-亞降莰烷基）雙酚（8·4 g，〇〇3莫耳濃度）及三乙胺 (22..3 g，〇·22莫耳濃度）之曱基乙基酮（1〇〇 mL)授拌混合物 中。加入之後，溫度允許升至室溫且在氮氣氛中攪拌溶液4 -17, 92230.doc { 1380049
小時’在此期間’鹽酸三乙胺以凝膠形態沈澱且溶液變得 具有黏性。然後’用甲苯（160 mL)稀釋該溶液並用稀鹽酸（含 2%酸200 mL)洗滌該溶液，接著用水（200 mL)洗滌該溶液三 次。然後將該溶液傾入乙醇中並有力攪動，白色珠粒狀聚 合物沈澱，將其收集並在5(TC真空中乾燥24小時。藉由差 示掃描量熱法（differential scanning calorimetry)量測該聚 合物之玻璃轉變溫度為265 °C
聚（4,4'-六氟亞異丙基-雙酚-共-4,4'-(2-亞降莰烷基）雙酚） 對苯二甲酸酯-共-間苯二甲酸酯。
聚合物A 聚合物A被旋轉洗注（溶於80%醋酸丙酯20%甲苯中之8% 七 固體）在載玻片上，並藉由橢率計（M2000V型，J.A. Woollam 公司製造）以550 nm波長加以分析以獲取Rth與聚合物A層之 厚度。該等值在表la中列出。 表la 聚合物A層之厚度（jtim) Rth，平面外推延（ηιη) 1.07 -45 類似地以其它波長來量測Rth且因此藉由如表lb所示之已 92230.doc •18- 1380049 知推延Rth與層厚度來算出Δη 表lb th
聚合物A層亦不顯示任何長程有序度之跡象，因此可判定 該層由非晶系聚合物組成。圖7展示對應於聚合物A層之 △nth的色散曲線70卜其在更短波長入處展示更大負值。 因此，根據以上所述方法製備之非晶系聚合物層顯示正常 色放。波長在370 nm至700 nm之間時，^心比_〇 〇〇5負得更 多。 此外，聚合物A之層被安置於一三醋酸纖維素（TAC)臈（厚 度80 μπι)上。該聚合物A層藉由橢圓偏光法量測厚度為3.6 μιη。圖7展示所得補償膜之Rth之色散曲線8〇ι。該補償膜顯 示正常色散。在400 nmQS7〇〇 nm條件下量測透射率，結果 為 Tav290%。 實施例B: 聚合物B(合成）： 將對苯二醢氯（19.29 g，0.095莫耳濃度）之二氯甲貌（6〇 mL)溶液加入10 °C的4，4'-六氟亞異丙基二苯齡（2353 g，〇 〇7 莫耳濃度）、4,4'-(2-亞降莰烷基）雙酚（8.4 g，0.03莫耳濃度） 及三乙胺（22.3 g，0.22莫耳濃度）的二氣甲烷（1〇〇 mL)授掉 濃合物中。加入之後’允許溫度升至室溫且在氮氣氛中授 拌溶液4小時，在此期間，鹽酸三乙胺以凝膠形態沈澱且溶 92230.doc •19- 1380049 液變得具有黏性。然後，用曱苯（160 mL)稀釋該溶液並用 稀鹽酸（含2%酸200 mL)洗滌該溶液，接著用水（2〇〇 mL)洗 務該溶液三次。然後將該溶液傾入乙醇中並有力授動，白 色珠粒狀聚合物沈澱，將其收集並在5〇〇c真空中乾燥24小
時。藉由差示掃描量熱法量測該聚合物之玻璃轉變溫度為 274〇C 0=0
忒（4,4’-六氟亞異丙基-雙酚-共_4，4’-(2-亞降莰烷基）雙酚） 對苯二曱酸酯。
聚合物B 聚合物B被旋轉澆注（溶於50%甲基乙基酮5〇〇/0甲苯中之 10%固體）在載玻片上，然後自該基片移除。由此而製做之 聚合物層之Rth與厚度藉由一橢率計（M2000V型， J.A.Woollam公司製造）以550 nm波長加以量測。表na展示 所得結果 表Ila 聚合物B層之厚度（μπι) Rth，平面外推延（nm) 4.02 -154 類似地以其它波長（如表lib所示）來量測推延且因此藉由 已知推延與層厚度算出Δη*。 92230.doc -20· 表lib ^ΪΤηΐη)~~~ -7~---— _ _乎面外雙折射率Δυ嚴元尺寸） "^550' ·~~-- _____-0.051 ~~7〇〇 — -0.038 _____-0.036 ^ a ^ π ，工鬥茛往有序度之跡象，因此可判定 以曰非晶系聚合物組成。圖7展示聚合物Β之的色散 曲線3纟在更知波長九處展示更大負八叫值。因此，根據 、斤述方法製備之非晶系聚合物層顯示正常色散。波長 在370 nm至700 nm之間時，八以比_0 005負得更多。 可使用的其它特定聚合物包括：
ο η 聚（4，4，-六氟亞異丙基-雙酚）對苯二甲酸酯-共-間笨二曱i 酸酯
聚合物C
聚（4，4，-六氫-4，7-亞甲基亞茚滿-5-基雙紛）對苯二甲酸 92230.doc -21· 1380049 酉旨。
聚合物D
聚（4, 41-異亞丙基-2, 2'，6, 6'-四氯雙酚）對苯二甲酸酯-共
-間苯二甲酸酯 聚合物E
聚（4, 4’-六氫-4, 7-亞甲基亞茚滿-5-基）-雙酚-共-(4, 4、異 亞丙基-2, 2'，6, 6'-四溴）-對苯二甲酸雙酚。
聚合物F
92230.doc -22- 1380049
聚（4，4·-異亞丙基-雙酚-共_4，4，-(2-亞降莰烷基）雙酚）對 笨二甲酸酯-共-間苯二甲酸酯 聚合物G 已分析了數個聚合物以獲取其玻璃轉變溫度及平面外雙 折射率值Δηα。已發現本發明之更理想的聚合物之玻璃轉變 溫度大於180°C。吾人發現玻璃轉變溫度較低之聚合物的平 面外雙折射率Δη^值大體上比_〇 〇〇5負得更少。 比較實例： 纖維素酯膜（厚度：藉由測微計量測為丨丨〇 μιη)之Rth藉由 橢率汁（M2000V型，J.A. Woollam公司製造）以400 nm至700 nm之間之波長加以量測。在三個波長處的Rth值列出於表⑴ 表ΙΠ 波長（nm) 1¾ T? ., ^ η τη \
圖8展示比較實例之膜的Rth: 長λ處展示更小的負Rth值，因 th之色散曲線901。其在更短波
明，但是 色散。藉由所量測之厚度與RU 至700 iim之間時’ “比_〇 知本發明之某些較佳實施例來詳細描述本發 應理解在本發明之範疇内可實現衆多變化與修 92230.doc -23- 1380049 改。本說明書中參考之諸專利及其它公開案之整體内办、 引用的方式併入本文中。 以 【圖式簡單說明】 圖1展示具有厚度认附加至該膜之χ-yz座標系統之膜. 圖2展示藉由具有負Rth的補償膜的對具有正c_板饩， 液晶單元的補償原理； 之 、圖3展不液晶的正常色散曲線及具有正常及反轉色 補償膜之曲線； 圖4A、圖4B與圖4C為補償膜之諸實例之正視示意圖； 圖5A與圖5B分別展示具有_個及兩個補償膜之lcd; .圖6展示一非晶系聚合物層之雙折射率曲線中的正常色 散； 圖7展示根據本發明之例示性補償膜之相位推延中的正 常色散； 圖8展示比較實例之相位推延曲線中的反轉色散； 【主要元件符號說明】 201 203 301 305 307 309 311 401 補償膜 臈平面 近似於液晶單元305狀態之折射率橢球 液晶單元 補償膜 表示補償膜3 0 7之折射率擴球 傾斜傳播之光線 一般液晶之色散曲線 92230.doc -24· 1380049 403 具有正常色散之補償膜之色散曲線 407 具有反轉色散之補償膜之色散曲線 501 補償膜 503 聚合物層 505 基板 507 額外層 511 補償膜 513 補償膜 601 液晶顯示器 603 補償膜 605 液晶單元 607 偏振器 609 偏振 611 補償膜 613 液晶顯示器 701 實例聚合物層A之色散曲線（雙折射率） 703 實例聚合物層B之色散曲線（雙折射率） 801 例示性補償膜之色散曲線（相位推延） 901 比較實例之膜之色散曲線（相位推延） Φ 光線之入射角 Νχ X方向之折射率 ny y方向之折射率 ηζ z方向之折射率 nxic 液晶單元之X方向上的折射率 92230.doc -25- 1380049 nyic nz,c no ne n〇ic nelc Δη,〇 Anth D die Rin Rth Rth-lc λ 液晶單元之y方向上的折射率 液晶單元之z方向上的折射率 尋常折射率 非尋常折射率 液晶之尋常折射率 液晶之非尋常折射率 液晶之雙折射率 平面外雙折射率 膜厚度 液晶單元厚度 平面中相位推延 平面外相位推延 液晶單元之平面外相位推延 波長 92230.doc •26-

Claims (1)

1380049 第093113746號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年4月)巧狂 十、申請專利範圍： 1. 一種用於液晶顯示器之光學透明補償臈，其包含： 一基板；及 一安置於該基板上之非晶系聚合物層， 其中該非晶系聚合物層包含具有大於18〇〇c之以的一聚 合物及在波長λ時具有一滿足條件（1)與條件（2)之平面外 雙折射率Δη^(λ)，且包含1)聚（4, 4，-六氟亞異丙基_雙酚） 對苯二甲睃酯_共-間苯二甲酸酯、2)聚（4, 4、六氫-4, 7-亞 甲基亞茚滿-5-基雙酚）對苯二曱酸酯、3)聚（4, 4，_異亞丙 基-2，2·，6，6’-四氣雙酚）對苯二甲酸酯-共·間苯二曱酸 酯' 4)聚（4, 4’-六氟亞異丙基雙酚_共_4, 4，_(2_亞降莰烷 基）-對苯二甲酸雙酚、5)聚（4,4ι_六氫·4, 7_亞甲基亞茚滿 -5-基）·雙酚-共_(4, 4，_異亞丙基·2, 2,，6, 6，四溴）·對笨二 甲酸雙酚或6)聚（4, 4'-異亞丙基·雙酚_共_4，4'-(2-亞降莰 烷基）雙酚）對苯二甲酸酯·共·間苯二甲酸酯或前述任意 聚合物之共聚物： 條件（1) 在370 ηηι<λ<700 nm之範圍中，△^⑻比_0 〇〇5負得更 多； 條件（2) 在370 ηιη<λ<700 nm之範圍中，若λι<λ2，則、以丨）比 △ηα(λ2)負得更多。 2. 如請求項1之光學透明補償膜，其中該補償膜之平面外相 位推延Rth滿足條件（3): 92230-1010427.doc 1380049 條件（3) 在400 ϋπι<λ<700 nm之範圍中，若λγλ〗，則在處的 Rth比在λ2處的Rth負得更多。 3·如請求項2之光學透明補償膜，其中該非晶系聚合物層鄰 接於該基板。 4.如請求項2之光學透明補償膜’其中該非晶系聚合物層鄰 接於一障壁層，該障壁層鄰接於該基板。 5·如請求項2之光學透明補償膜’其中該基板為光學單轴 的。 6. 如請求項5之光學透明補償膜，其中該單軸基板為負 <板 且Rth(在波長λ=550 nm處）係在-20 nm至-250 nm之間。 7. 如請求項2之光學透明補償膜，其中該基板為光學雙軸 的。 8·如請求項2之光學透明補償膜，其中一額外層安置於該非 晶系聚合物層上。 9. 如請求項8之光學透明補償膜，其令該額外層具有一抗反 射功能》 10. 如請求項8之光學透明補償膜，其中該額外層具有一防眩 光功能》 11. 如請求項8之光學透明補償膜，其令該額外層為一 層β 嚷膜 12. 求項2之光學透明補償膜，其中該基板為光學各向同 13·如請求項2之光學透明補償膜，其中該非晶系聚合物層具 92230-1010427.doc 1380049 有一自0.1 μιη至30 μιη之厚度β 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 如請求項13之光學透明補償膜，其令該非晶系聚合物層 具有一自1 μηι至ΙΟμπι之厚度。 如請求項2之光學透明補償膜，纟中該非晶系聚合物層包 含在主鏈中含有一不可見發色基團的-聚合物，且具有 一大於18〇。〇之Tg。 如請求項15之光學透明補償膜，其中該不可見發色基園 =括-幾基、酿胺基、酿基、碳酸基、苯基、蔡基、聯 苯基、雙酚基或噻吩基團。 如請求項15之光學透明補償膜，其中該非晶系聚合物層 包含在主鏈中含有一不可見發色基團且在主鏈外不含有 一發色基團的一聚合物。 如請求項17之光學透明補償膜，其中該非晶系聚合物層 .包含在域中含有-乙稀基、隸、酿胺基、醋基、碳 酸基、芳基、磺醯基或偶氮基基團之一聚合物。 如請求項2之光學透明補償膜，纟中該非晶系聚合物層包 含聚（4, 4、六氟亞異丙基.雙紛_共_4, 4,_(2_亞降^ 酚）對笨二曱酸酯-共-間苯二甲酸酯或其共聚物。 如請求項2之光學透明補償膜，其中該基板包含三醋酸· 維素（TAC)、聚破酸酿、環狀聚稀烴或含㈣基團： 基化合物。 > > 其中該基板上安置多層該 如請求項2之光學透明補償膜 非晶系聚合物。 如請求項2之光學透明補償膜，其中該補償膜厚度 J、於 92230-1010427.doc -3- 1380049 115 μιη 〇 23. 如請求項22之光學透明補償膜，其令該補償膜厚度在仂 μηι至 100 μιη之間。 24. —種液晶顯示器，其包含： 一液晶單元； 各自位於該單元兩側上的一對交叉偏振器；及 至少一如請求項2項之光學補償膜。 25. 如請求項24之液晶顯示器，其中該液晶單元為一垂直排 列液晶單元或扭轉向列液晶單元。 26. —種用於形成一用於一液晶顯示器之光學透明補償膜之 方法’其包含： 具有一基板；及 塗佈一層溶於一溶劑之非晶系聚合物於該基板上，其中 該非晶系聚合物層滿足條件〇)與條件（2)，且包含^聚^ 4’-六氟亞異丙基-雙酚）對笨二甲酸酯-共-間苯二曱酸 酯、2)聚（4, 4’-六氫_4, 7_亞甲基亞節滿基雙酚）對苯二 甲敲西曰3)聚（4, 4 -異亞丙基·2, 2ι，6, 6'-四氣雙酚）對苯二 甲酸醋-共-間苯二甲酸醋、4)聚（4, 4,_六氣亞異丙基）雙酚 共-4, 4 -(2-亞降莰烷基）·對苯二甲酸雙紛、5)聚（4，4,六 氫，7亞甲基亞Ip滿-5-基）-雙紛-共-(4, 4，-異亞丙基_2, 2，6’ 6四/臭）-對笨二甲酸雙酚或6)聚（4，4,異亞丙基雙 酚-共-4, 4’-(2-亞降莰烷基）雙酚）對苯二曱酸酯共間苯 一甲酸酯或前述任意聚合物之共聚物： 條件（1) 92230-1010427.doc 在370 ηηι<λ<700 nm之範圍中，△…(入）比-0.005負得更 多； 條件（2) 在370 ηηι<λ<700 nm之範圍中，若λ丨 <人2，則心以入丨）比 △η^(λ2)負得更多’及該非晶系聚合物層包含選定之聚合 材料且該層具有足夠厚度，使得該等非晶系聚合物層 平面外推延Rth(在λ=550 nm波長處）比-5 nm負得更多。 27. —種用於液晶顯示器之光學補償膜，其包含： 一聚合物基板；及 一安置於該聚合物基板上之非晶系聚合物層，其中該 非晶系聚合物層在波長λ時具有一滿足條件（1)與條件（2) 之平面外雙折射率ΔηιΗ(λ)，且包含1)聚（4，4·-六氟亞異丙 基-雙酚）對苯二甲酸酯-共-間苯二甲酸酯、2)聚（4, 4'-六氫 -4，7-亞曱基亞茚滿-5-基雙酚）對苯二甲酸酯、3)聚（4, 4，-異亞丙基-2, 2’，6, 61-四氯雙酚）對苯二甲酸酯-共-間苯二 甲酸酯、4)聚（4, 4'-六氟亞異丙基）_雙酚-共_4, 4'-(2-亞降 莰烷基）-對苯二甲酸雙酚、5)聚（4, 4，-六氫-4, 7-亞甲基亞 茚滿-5-基）-雙酚-共-(4, 4'-異亞丙基_2，2'，6，6，-四溴）-對 苯二曱酸雙酚或6)聚（4，4'-異亞丙基-雙酚·共_4，4'-(2-亞 降莰烷基）雙酚）對苯二曱酸酯-共-間苯二曱酸酯或前述 任意聚合物之共聚物： 條件（1) 在370 ηηι<λ<700 nm之範圍中，比-0.005負得更 多； 92230-1010427.doc 1380049 條件（2) 在370 ηιη<λ<700 nm之範圍中，若λγλ〗，則Anih(入丨）比 △η^(λ2)負得更多。 28. 如請求項27之光學補償膜，其中該聚合物基板包含三醋 酸纖維素（TAC)、聚碳酸醋、環狀聚烯烴或含有芴基團之 多芳基化合物。 29. 如請求項27之光學補償膜，其中該非晶系聚合物層包含 聚（4，4’-六氟亞異丙基·雙盼-共-4，4’-(2-亞降莰烧基）雙 酚）對苯二甲酸酯-共-間苯二曱酸酯或其共聚物。 3 0.如請求項27之光學補償膜，其中該非晶系聚合物層包含 一具有大於180°C之Tg的聚合物。 31. 如請求項27之光學補償膜，其中該非晶系聚合物層包含 在主鏈中含有一不可見發色基團的一聚合物，且具有大 於 180°C 之Tg。 32. —種液晶顯示器，其包含： 一液晶翠元； 各自位於該單元兩側上的一對交叉偏振器；及 至少一如請求項27項之光學補償膜。 33. 如明求項32之液晶顯示器，其中該液晶單元為一垂直排 列液晶單元或扭轉向列液晶單元。 92230-10J0427.doc -6·
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