TWI408423B - 具有逆色散之光學膜 - Google Patents

具有逆色散之光學膜 Download PDF

Info

Publication number
TWI408423B
TWI408423B TW095149381A TW95149381A TWI408423B TW I408423 B TWI408423 B TW I408423B TW 095149381 A TW095149381 A TW 095149381A TW 95149381 A TW95149381 A TW 95149381A TW I408423 B TWI408423 B TW I408423B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
component
optical film
film
dispersion
birefringence
Prior art date
Application number
TW095149381A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200741261A (en
Inventor
Yuanqiao Rao
Douglas R Robello
Anne M Miller
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of TW200741261A publication Critical patent/TW200741261A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI408423B publication Critical patent/TWI408423B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/08—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of polarising materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133637—Birefringent elements, e.g. for optical compensation characterised by the wavelength dispersion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

具有逆色散之光學膜
本發明係關於一種具有逆雙折射色散之光學膜及製造該等膜之方法。本發明之光學膜在顯示器及其他光學應用之領域中係有用的。
液晶廣泛用於電子顯示器。在此等顯示系統中，液晶晶格通常位於偏光器與檢偏器之間。由偏光器偏振之入射光經過液晶晶格且受液晶之分子定向的影響，該分子定向可經由在晶格上施加電壓而改變。改變之光進入檢偏器中。藉由利用此原理，可控制包含環境光之來自外部源之光的傳輸。
對比度、彩色複製及穩定灰階強度為使用液晶技術之電子顯示器的重要品質屬性。限制液晶顯示器(LCD)之對比度的主要因素為光"洩漏"進入處於暗或"黑色"像素狀態中之液晶元件或液晶晶格的傾向。LCD之對比度亦視觀看顯示幕之角度而定。改良LCD之視角特徵之普通方法中之一者為使用補償膜。在諸如用於改良液晶顯示器影像品質之補償膜的許多光學組件中，雙折射色散為一必要特性。若未使補償膜之雙折射色散最佳化，則暗狀態甚至在使用補償膜之情況下亦可能具有諸如紅色或藍色之不良顏色色調。
顯示至少兩個不同折射率之材料稱為係雙折射的。大體而言，雙折射媒體之特徵在於三個折射率：nx 、ny 及nz 。通常由△nt h ＝nz －(nx ＋ny )/2定義平面外雙折射，其中nx 、ny 及nz 分別為在x、y及z方向上之折射率。折射率為波長(λ)的函數。
因此，由△nt h ＝nz －(nx ＋ny )/2所給出之平面外雙折射亦視λ而定。該雙折射對λ之依賴性通常稱為雙折射色散。平面內雙折射通常由△ni n ＝nx －ny 所定義，其中nx 及ny 分別為在x及y方向上之折射率。折射率為波長(λ)的函數。因此，由△ni n ＝nx －ny 所給出之平面內雙折射亦視λ而定。平面外延遲與雙折射有Rt h ＝△nt h X d之關係，其中d為光學膜之厚度，且平面內延遲Ri n ＝△ni n X d。
在若干通常使用之LCD模式中，當自斜角觀看顯示器時，由於液晶之雙折射及交叉偏光器之故，LCD顯示器經受對比度的劣化。因此，需要光學補償，且需要具有最佳化的平面內及平面外延遲的延遲膜。已建議使用雙軸膜來補償OCB(US 6,108,058)及VA(JP1999－95208)LCD。
在諸如用於改良液晶顯示器影像品質之補償膜的許多光學組件中，雙折射色散為一必要特性。對於最佳化諸如補償膜之光學組件的效能，調整△nt h 色散以及平面內雙折射△ni n 色散係關鍵的。在多數情況下，藉由澆鑄聚合物製得之膜具有平面外雙折射。藉由拉伸製得之膜具有平面內雙折射。為了簡化，將在下文中考慮△nt h 。如圖1所示，在所關心之波長範圍內，△nt h 可為負(101)或正(100)。在多數情況下，藉由澆鑄具有正本質雙折射△ni n t 之聚合物製得的膜給出負△nt h 。其色散使得波長(101)越長△nt h 值越大。另一方面，藉由澆鑄具有負△ni n t 之聚合物，可在更長波長(100)上獲得具有更小△nt h 值之正△nt h 值。其中△nt h 之絕對值隨波長增加而降低的該色散特性稱為"正常"色散。
對比於正常色散，通常需使△nt h 之絕對值隨波長增加而增加，此稱為"逆"色散(在圖1中，逆色散曲線102及103)。在下文中，色散常數定義為D＝△n(450 nm)/△n(590 nm)。
因此，當D<1時，光學組件具有逆色散。
原則上，可藉由在△nt h 中具有色散差之兩層或兩層以上之合適組合來達成在△nt h 中之此等不同特性的情況。然而，因必須小心調整各層之厚度，故此方法較困難。而且亦將額外處理步驟添加至製造中。
美國專利6,565,974揭示了經由平衡聚碳酸酯之主鏈及側鏈發色團的光學各向異性來控制雙折射色散。在主鏈及側鏈中之發色團均具有正常色散但係以正交定向而配置，且因此具有不同正負號之雙折射，即，一正色散區段200及一負色散區段201。可細微調節其組合。此方法使得可產生在較短波長上具有較小雙折射(或等效延遲值)之聚合物，如根據圖2之圖示的逆色散共聚物(203)。然而，兩個平衡發色團之併入使最終材料之雙折射性較為欠缺。因此，需要較厚膜來達成足夠的延遲。
本發明將解決的問題
本發明將解決之問題為開發一種具有逆雙折射色散之材料。需要開發一種具有逆雙折射色散且包含一具有固有逆色散之組份的材料。特別需要能夠容易地將該等材料製成為可用作顯示裝置(特別係LCD)之補償膜的膜。
本發明提供一種光學膜，其包含一具有D1 >1之雙折射色散的第一組份及一具有D2 <1之雙折射色散的第二組份，其中該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0，其中該光學膜具有D<1之逆雙折射色散。在一實施例中，該光學膜包含一在大於700 nm之波長處具有最大峰值吸收的組份。本發明進一步提供一種LCD偏光膜複合物，其包含一偏光器及一光學膜，該光學膜包含一具有D1>1之雙折射色散的第一組份及一具有D2<1之雙折射色散的第二組份，其中該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0，其中該光學膜具有一逆雙折射色散。本發明亦提供一種製造一光學膜之方法，其包含混合一具有D1>1之雙折射色散的第一組份及一具有D2<1之雙折射色散的第二組份，且自所得混合物形成一光學膜，其中該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0，且其中該光學膜具有一逆雙折射色散。
該等光學材料係有用於在光學膜中獲得逆色散特性。
已參考較佳實施例來描述本發明。然而，應瞭解可由一般熟習此項技術者來實現對該等實施例之改變/修改而不偏離本發明之範疇。
如上文所提及，本發明提供用於形成具有所需平面外雙折射(△nt h )特性之材料的一種新材料及一種新方法。本發明進一步提供一種處理該等材料以產生塗覆、獨立之膜，或具有所需△nt h 色散特性之物品的方法。本發明可用於形成具有高光學透射率或透明度及低渾濁度之可撓性膜。此等及其他優點將自下文之詳細描述而顯而易見。
參看圖3，以下定義應用於此處之描述：字母"x"、"y"及"z"定義了有關一給定膜(301)之方向，其中x及y在膜之平面內彼此正交安置，且z垂直於膜之平面。
術語"光軸"意指傳播光無法產生雙折射之方向。在聚合物材料中，該光軸平行於聚合物鏈。
術語"nx "、"ny "及"nz "分別為一膜在x、y及z方向上之折射率。
"C板"意指其中nx ＝ny ，且nz 不同於nx 及ny 的板或膜。通常而言，當將材料澆鑄至膜中時，該膜擁有C板之特性。
關於聚合物或礦物之術語"本質雙折射(△ni n t )"意指由(ne －no )所定義的量，其中ne 及no 分別為該聚合物或該礦物之非常折射率及尋常折射率。由諸如官能基之偏振性及其相對於聚合物鏈之鍵角的因素來確定聚合物之本質雙折射。諸如膜之聚合物物品之折射率nx 、ny 及nz 係視該物品之製程條件及該聚合物之△ni n t 而定。根據膜之座標可方便地定義nx 、ny 及nz ，亦即，如圖3所示，nx 、ny 為兩個平面內折射率，而nz 為平面外折射率。
描述膜之術語"平面外相位延遲(Rt h )"為由[nz －(nx ＋ny )/2]d所定義的量，其中d為膜301的厚度，如圖3所示。量[nz -(nx +ny )/2]意指"平面外雙折射(Δnth )"。
關於膜301之術語"平面內雙折射"由|nx -ny |所定義。
雙折射為視光之波長而定的量。此對光之波長的依賴性稱為色散。術語"D"定義為在波長450 nm處之雙折射與在590 nm處之雙折射的比率：D=Δnth (450 nm)/Δnth (590 nm)。
本發明之光學膜包含一具有D1 >1之雙折射色散的第一組份，且較佳係一其中D1 <1.05之雙折射色散。第二組份具有D2 <1之雙折射色散，且較佳係D2 <0.9之雙折射色散。D=1之雙折射色散意謂光學元件之雙折射為一恆量，且不隨波長而改變。具有D1 >1之雙折射色散的第一組份意謂具有正常雙折射色散之組份。具有D2 <1之雙折射色散的第二組份意謂具有逆雙折射色散之組份。當該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0時，其意謂該兩個組份具有相同正負號之雙折射，其正負號均為正或均為負。所得光學膜必須具有D<1之逆雙折射色散。較佳地，該光學膜具有D<0.9之逆雙折射色散。
第一組份較佳為聚合物。如上文所提及，對於聚合材料而言，折射率nx 、ny 及nz 係由材料之Δnint 及形成膜之過程所導致。諸如澆鑄、拉伸及退火之多種過程提供聚合物鏈對準之不同狀態。其與Δnint 組合就確定了nx 、ny 、nz 。大體而言，溶鑄聚合物膜展現較小平面內雙折射(在λ=550 nm時，<10-4 至10-5 )。然而，視處理條件及聚合物種類而定， Δnth 可更大。
可藉由使用有序參數S之概念來解釋產生Δnth 之機構。如彼等熟習此項技術者所熟知，聚合物膜之平面外雙折射係由Δnth =SΔnint 給出。如上文所提及，僅由聚合物之特性來確定Δnint ，而形成膜之過程根本上控制S。如圖4所示，若在聚合膜中之聚合物鏈(402)具有統計上平均之對準方向(404)，則S通常為正且S1。為了獲得負Δnth ，使用具有正Δnint 之聚合物，而為了獲得正Δnth ，則利用具有負Δnint 之聚合物。在兩種情況下，可具有擁有nx=ny之C板的特性。
多數聚合物材料之Δnint 色散特性係正常的，亦即如同在圖1中之正常色散曲線100及101，在較長之λ上，雙折射之絕對值降低。此亦給出Δnth 之正常色散特性。根據本發明，由具有兩個組份之光學材料來控制膜的色散特性，其中該等組份中之一者具有逆雙折射色散。可藉由以下方法形成逆雙折射色散材料：取得兩個組份，且配置其相對定向以使其個別雙折射色散特性如同在圖5中之正常聚合物500及逆色散添加物501，且最終材料具有如最終材料502之逆雙折射色散。出於說明之目的，僅描繪正雙折射材料。可根據同一方法形成負雙折射材料。
聚合物在可見範圍內較佳係透明的。大體而言，較佳聚合物為乙烯基聚合物或縮聚物。
術語"發色團"定義為在光吸附中用作一單元的一原子或一組原子。(Modern Molecular Photochemistry,Nicholas J.Turro編，Benjamin/Cummings Publishing Co.,Menlo Park,CA(1978)，第77頁)。
在用於本發明中之聚合物中使用之典型發色團包括乙烯基、羰基、醯胺、醯亞胺、酯、碳酸酯、芳基(亦即，諸如苯基、萘基、聯二苯、噻吩、雙酚之雜芳或碳環芳基)、碸及偶氮基或此等發色團之組合。不可見發色團為在λ＝400 nm－700 nm範圍之外具有吸收最大量的發色團。
發色團相對於聚合物鏈之光軸的定向確定△ni n t 的正負號。若置於主鏈上，則聚合物之△ni n t 將為正，且若發色團置於側鏈上，則聚合物之△ni n t 將為負。
負△ni n t 聚合物之實例包括具有聚合物主鏈外之不可見發色團的材料。該等不可見發色團(例如)包括：乙烯基、羰基、醯胺、醯亞胺、酯、碳酸酯、碸、偶氮基及芳族雜環及碳環基(例如：苯基、萘基、聯二苯、聯三苯、酚、雙酚A及噻吩)。此外，此等不可見發色團之組合可為所需的(亦即在共聚物中)。該等聚合物及其結構之實例為聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(4乙烯基聯二苯)(下式I)、聚(4乙烯基酚)(式II)、聚(N－乙烯基咔唑)(式III)、聚(甲基羧基苯基甲基丙烯醯胺)(式IV)、聚苯乙烯、聚[(1－乙醯基吲唑－3－基羰氧基)伸乙基](式V)、聚(酞醯亞胺基伸乙基)(式VI)、聚(4－(1－羥基－1－甲基丙基)苯乙烯)(式VII)、聚(2－羥基甲基苯乙烯)(式VIII)、聚(2－二甲基胺羰基苯乙烯)(式IX)、聚(2－苯基胺羰基苯乙烯)(式X)、聚(3－(4－聯苯基)苯乙烯)(XI)及聚(4－(4－聯苯基)苯乙烯)(XII)。
正△ni n t 聚合物之實例包括在聚合物主鏈上具有不可見發色團的材料。該等不可見發色團(例如)包括：乙烯基、羰基、醯胺、醯亞胺、酯、碳酸酯、碸、偶氮基及芳族雜環及碳環基(例如：苯基、萘基、聯二苯、聯三苯、酚、雙酚A及噻吩)。此外，具有此等不可見發色團之組合的聚合物可為所需的(亦即在共聚物中)。該等聚合物之實例為含有以下單體之聚酯、聚碳酸酯、聚碸、多酮、聚醯胺及聚醯亞胺：
下表1列出在光學膜中使用之典型聚合物之本質雙折射Δnint 的多個值：
由Δnint 值明顯可見，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之丙烯酸系聚合物及聚(乙烯基咔唑)係較佳用於獲得根據本發明之正逆雙折射。用於獲得負逆色散之較佳聚合物為諸如聚醚醯亞胺及聚碳酸酯之正Δnint 聚合物。
第二組份可為符合上述參數之任何化合物。較佳地，該第二組份在大於700 nm之波長處具有最大峰值吸收且不會在可見範圍內吸收，諸如IR光線吸收或IR染料。儘管該第二組份可為聚合物，該第二組份較佳具有小於2000之分子量。在一實施例中，第二組份為有機組份。在另一實施例 中，可將第二組份共價附接至該聚合物。
在光學物理中已知光學殘餘。(參考1. Wooten, Optical Properties of Solids, Academic Press, 1972)。如圖6所示，此參考文獻描述了即便在透明光譜範圍內，較低能量吸收峰值在較低能量上亦降低n。對於擁有如在正常曲線600中之折射率特性的典型材料而言，當存在吸收性發色團時，折射率特性變為IR吸收曲線601。應注意，當吸收最大峰值在700 nm以上時(IR吸收)，材料在可見範圍內(350 nm至650 nm)係透明的。另外可注意到，折射率隨波長增加降低更多，且其色散隨IR吸收基的存在而增加。
通常已知IR吸收基通常表現出二向色，其中該吸收係各向異性的。(參考2. A V Ivashchenko Dichroic Dyes for Liquid Crystal Displays CRC Press)。因此，其光學殘餘效應將亦係各向異性的。在圖7中展示該效應，nx材料(曲線(701))具有較高折射率及較低折射率色散，而nz材料(曲線(700))具有較低折射率及較高折射率色散。然後，如圖8所示，形成之雙折射係具有逆色散之正雙折射。
在本發明中有利地使用之紅外光吸收染料包括市售染料及在文獻中描述之公眾已知染料。其特定實例包括偶氮基染料、金屬錯合物鹽偶氮基染料、二氫吡唑酮偶氮基染料、蒽醌染料、酞菁染料、離子型染料、醌亞胺染料、次甲基染料、花青染料及其類似染料。此等紅外光吸收染料之典型實例包含在JP-A第58-125246號、第59-84356號、第59-202829號及第60-78787號中描述之花青染料；在JP-A第58－173696號、第58－181690號、及第58－194595號及其他者中描述之次甲基染料；在JP－A第58－112793號、第58－224793號、第59－48187號、第59－73996號、第60－52940號及60－63744號及其他者中描述之萘醌染料；在JP－A第58－112792號及其他者中描述之斯誇琳(Squarylium)染料；在英國專利第434,875號中描述之花青染料；及其類似染料。
在此等染料中，尤其較佳之染料為花青染料。花青染料之通式為如下所示： 其中a1及b1自0至5而改變；W1及X1可相同或不同，且自由－－CR1 0 R1 1 、－－O－－、－－NR1 2 、－－S－－及－－Se組成之群中選出；Q1 為一單鍵，或自由－－O－－、－－S－－、－－Se－－及－－NR1 3 組成的群中選出；Y1 及Z1 可相同或不同，且自由－－(CH2 )c －－CO2 H、－－CH2 －－(CH2 －－O－－CH2 )d －－CH2 －－CO2 H、－－(CH2 )e －－NH2 、－－CH2 －－(CH2 －－O－－CH2 )f －－CH2 －－NH2 、－(CH2 )g －－N(R1 4 )－－(CH2 )h －－CO2 H及－－(CH2 )i －－N(R1 5 )－－CH2 －－(CH2 －－O－－CH2 )j －－CH2 －－CO2 H組成的群中選出；R1 及R1 0 至R1 5 可相同或不同，且自由氫、C1－C10烷基、C1－C10芳基、C1－C10烷氧基、C1－C10聚烷氧基烷基、－－CH2 (CH2 －－O－－CH2 )c －－CH2 －－OH、C1-C20聚羥基烷基、C1-C10聚羥基芳基、--(CH2 )d --CO2 H、--CH2 --(CH2 --O--CH2 )e --CH2 --CO2 H、--(CH2 )f --NH2 及--CH2 --(CH2 --O--CH2 )g --CH2 --NH2 組成之群中選出；c、e、g、h及i自1至10而改變；d、f及j自1至100而改變；且R2 至R9 可相同或不同，且自由氫、C1-C10烷基、C1-C10芳基、羥基、C1-C10聚羥基烷基、C1-C10烷氧基、胺基、C1-C10胺基烷基、氰基、硝基及鹵素組成之群中選出。
合適染料之實例包含(但不限於)以下諸物：
新光學材料可經製造而具有組份1(聚合物)及組份2(IR吸收基)。合成該等材料之方法包括混合(摻雜IR吸收化合物)、經由靜電相互作用形成關聯物質及將IR吸收基共價附接至聚合物鏈。彼等熟習此項技術者已知此等多種方法。
經由對聚合物及IR吸收基之合適選擇，可控制雙折射色散以獲得展現逆色散且同時滿足以下兩個條件之光學膜：對於400 nm<λ1 <λ2 <650 nm而言，|Δnth (λ2 )|-|Δnth (λ1 )|>0 (i)
Δnth (400 nm)/Δnth (590 nm)<0.98，較佳係0.95且更佳係0.9 (ii)
在一合適實施例中，光學膜為補償膜或延遲膜。可藉由製備第一及第二組份之混合物，且使用彼等熟習此項技術者已知之方法塗佈或澆鑄膜來形成該等膜。較佳地，膜之平面內延遲係自0 nm至300 nm，更佳地，膜之平面內延遲係自20 nm至200 nm，且最佳地，膜之平面內延遲係自25 nm至100 nm。而且，較佳地，膜之平面外延遲係自-300 nm至+300 nm，更佳地，膜之平面外延遲係自-200 nm至+200 nm，且最佳地，膜之平面外延遲係自-100 nm至+100 nm。
量測LCD品質之主要因素中之一者為視角特徵，其描述在不同視角中之對比率的變化。需要可自大範圍之視角看見相同影像，且此能力一直為液晶顯示裝置之缺點。改良該視角特徵之一方法為在二向色PVA膜與液晶晶格之間使用具有適當光學特性的視角補償膜(亦稱為補償層、延遲片層或相位差層)，諸如在美國專利5,583,679、5,853,801、5,619,352、5,978,055及6,160,597中所揭示。廣泛使用根據美國專利5,583,679及5,853,801之基於具有負雙折射之圓盤型液晶的補償膜。
在本發明中使用之視角補償膜為光學各向異性層。該等光學各向異性之視角補償層可包含正雙折射材料或負雙折射材料。該補償層可為光學單軸或光學雙軸的。該補償層可使其光軸在與該層正交之平面內傾斜。該光軸之傾斜可在層厚度方向上恆定，或該光軸之傾斜可在層厚度方向上改變。
光學各向異性之視角補償層可包含在美國專利5,583,679及5,853,801中描述之負雙折射的圓盤型液晶；在美國專利6,160,597中描述之正雙折射的向列液晶；共同讓渡之美國專利申請公開案2004/0021814A及在2003年12月23日申請之美國專利申請案10/745,109中描述的負雙折射非晶系聚合物。該等後兩個專利申請案描述了包含聚合物之補償層，該等聚合物在聚合物主鏈中含有諸如乙烯基、羰基、醯胺、醯亞胺、酯、碳酸酯、碸、偶氮基及芳基(亦即苯、萘二甲酸酯、聯二苯、雙酚A)之不可見發色團，且該等聚合物較佳具有大於攝氏180度之玻璃轉移溫度。該等聚合物在本發明之補償層中特別有用。該等聚合物包括聚酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺及聚噻吩。此等聚合物中之用於在本發明中使用之尤其較佳聚合物包括：(1)聚(4,4'－六氟亞異丙基－雙酚)對苯二甲酸酯－共－間苯二酸酯；(2)聚(4,4'－六氫－4,7－亞甲基二氫茚－5－亞基雙酚)對苯二甲酸酯；(3)聚(4,4'－亞異丙基－2,2'6,6'－四氯雙酚)對苯二甲酸酯－共－間苯二酸酯；(4)聚(4,4'－六氟亞異丙基)－雙酚－共－(2－亞降基)－雙酚對苯二甲酸酯；(5)聚(4,4'－六氫－4,7－亞甲基二氫茚－5－亞基)－雙酚－共－(4,4'－亞異丙基－2,2',6,6'－四溴)－雙酚對苯二甲酸酯；(6)聚(4,4'－亞異丙基－雙酚－共－4,4'－(2－亞降基)雙酚)對苯二甲酸酯－共－間苯二酸酯；(7)聚(4,4'－六氟亞異丙基－雙酚－共－4,4'－(2－亞降基)雙酚)對苯二甲酸酯－共－間苯二酸酯；或(8)前述任兩個或兩個以上者之共聚物。
如日本專利申請案11095208A所述，適用於在本發明中使用之覆蓋片的另一可選補償層包括一光學各向異性層，該光學各向異性層包含在聚合黏合劑中之有孔無機黏土材料。
以下實例說明本發明之實務。其不意欲徹底說明本發明之所有可能變化。除非另有指出，否則部分及百分數均以重量計。除非另作陳述，否則所有雙折射值及延遲值均為590 nm時之值。
實例
在以下實驗中，使用WoollamM－2000V Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer(可變角度頻譜式橢偏儀)來量測平面外雙折射△nt h 及透射率。
IR吸收材料
術語"D"如下定義為：在波長450 nm處之雙折射與在590 nm處之雙折射的比率：D＝△nt h (450 nm)/△nt h (590 nm)。
在二氯甲烷溶劑中將如表2所示之例示性組合物1至6混合在一起。然後，將該溶液旋塗於玻璃板上以產生500 nm之塗層。
基於如表2所示之結果，實例1至實例6展示D△nt h <1之逆雙折射色散，而比較實例具有D△nt h >1之正常雙折射色散。在圖9中展示實例1之雙折射光譜，且該光譜具有逆雙折射。
使用刮漿刀，由95%之PMMA及5%之IR染料－1(實例7)且由90%之PMMA及10%之IR染料-1(實例8)製得20微米之較厚塗層。在表3中列出其延遲及色散數。
表3展示了由PMMA及具有較佳延遲及逆雙折射色散的IR染料-1之混合物製得的光學膜。
100．．．正常色散曲線
101．．．正常色散曲線
102．．．逆色散曲線
103．．．逆色散曲線
200．．．正色散區段
201．．．逆色散區段
203．．．逆色散共聚物
301．．．膜
402．．．聚合物鏈
404．．．統計上平均之對準方向
500．．．正常聚合物
501．．．逆色散添加物
502．．．最終材料
600．．．正常曲線
601．．．IR吸收曲線
700．．．nz材料，曲線
701．．．nx材料
圖1為展示包括正及負平面外色散及逆色散及正常色散之多種雙折射色散特性的曲線圖。
圖2為展示包含展現正常色散之正及負平面外雙折射之逆色散共聚物的曲線圖。
圖3說明具有厚度d及在"x"、"y"及"z"方向上之維的例示性膜，其中x及y在膜之平面內彼此正交安置，且z垂直於膜之平面。
圖4展示其中聚合物鏈具有統計上平均之對準方向的聚合膜。
圖5為包含兩個組份之本發明之材料的示意圖。
圖6為光學殘餘之效應的示意圖。
圖7為在IR吸收基中之不同折射率的示意圖。
圖8為具有逆色散之IR吸收基的示意圖。
圖9為實例7之雙折射譜。
100．．．正常色散曲線
101．．．正常色散曲線
102．．．逆色散曲線
103．．．逆色散曲線

Claims (23)

  1. 一種光學膜，其包含一具有D1>1之雙折射色散的第一組份及一具有D2<1之雙折射色散的第二組份，其中該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0，其中該光學膜具有D<1之逆雙折射色散，且其中該第一組份為聚合物，該第二組份為紅外光吸收染料。
  2. 如請求項1之光學膜，其中該光學膜具有D<0.98之逆雙折射色散。
  3. 如請求項1之光學膜，其中該第二組份在大於700 nm之波長上具有最大峰值吸收。
  4. 如請求項3之光學膜，其中該第二組份具有小於2000之分子量。
  5. 如請求項4之光學膜，其中該第二組份為一有機組份。
  6. 如請求項1之光學膜，其中該第二組份經共價附接至該聚合物。
  7. 如請求項6之光學膜，其中該第二組份在大於700 nm之波長上具有最大峰值吸收。
  8. 如請求項1之光學膜，其中該聚合物在可見範圍內係透明的。
  9. 如請求項1之光學膜，其中該第一組份具有D1<1.05之雙折射色散。
  10. 如請求項1之光學膜，其中該第二組份具有D2<0.9之雙折射色散。
  11. 如請求項1之光學膜，其中該聚合物為乙烯基聚合物或 縮聚物。
  12. 如請求項1之光學膜，其中該聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯。
  13. 如請求項1之光學膜，其中該膜係一延遲膜。
  14. 如請求項1之光學膜，其中該膜之平面內延遲係自0 nm至300 nm。
  15. 如請求項1之光學膜，其中該膜之該平面內延遲係自20 nm至200 nm。
  16. 如請求項1之光學膜，其中該膜之該平面內延遲係自25 nm至100 nm。
  17. 如請求項1之光學膜，其中該膜之平面外延遲係自-300 nm至+300 nm。
  18. 如請求項1之光學膜，其中該膜之該平面外延遲係自-200 nm至+200 nm。
  19. 如請求項1之光學膜，其中該膜之該平面外延遲係自-100 nm至+100 nm。
  20. 如請求項1之光學膜，其中該光學膜具有D<0.9之逆雙折射色散。
  21. 一種LCD偏光膜複合物，其包含一偏光器及一光學膜，該光學膜包含一具有D1>1之雙折射色散的第一組份及一具有D2<1之雙折射色散的第二組份，其中該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0，其中該光學膜具有一逆雙折射色散，且其中該第一組份為聚合物，該第二組份為紅外光吸收染料。
  22. 一種製造一光學膜之方法，其包含混合一具有D1>1之雙折射色散的第一組份及一具有D2<1之雙折射色散的第二組份，且自所得混合物形成一膜，其中該第一及該第二組份之雙折射比率為Δn1/Δn2>0，其中該光學膜具有一逆雙折射色散，且其中該第一組份為聚合物，該第二組份為紅外光吸收染料。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包含使該第一組份與該第二組份反應以形成共價鍵。
TW095149381A 2005-12-29 2006-12-28 具有逆色散之光學膜 TWI408423B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/321,345 US7480021B2 (en) 2005-12-29 2005-12-29 Optical films having reverse dispersion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200741261A TW200741261A (en) 2007-11-01
TWI408423B true TWI408423B (zh) 2013-09-11

Family

ID=37890239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095149381A TWI408423B (zh) 2005-12-29 2006-12-28 具有逆色散之光學膜

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7480021B2 (zh)
JP (1) JP2009520239A (zh)
KR (1) KR100982077B1 (zh)
CN (1) CN101356456A (zh)
TW (1) TWI408423B (zh)
WO (1) WO2007078507A1 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070247712A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 Eastman Kodak Company Optical elements having reverse dispersion
EP2129743B1 (en) * 2007-03-30 2010-11-10 Merck Patent GmbH Birefringent polymer film with negative optical dispersion
WO2008119426A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Merck Patent Gmbh Birefingent layer with negative optical dispersion
KR101572284B1 (ko) * 2007-12-28 2015-11-26 가부시기가이샤 닛뽕쇼꾸바이 광학 필름 및 이것을 구비하는 화상 표시 장치
JP5364365B2 (ja) * 2007-12-28 2013-12-11 株式会社日本触媒 光学部材とそれを備える画像表示装置
ITRM20080185A1 (it) * 2008-04-09 2009-10-10 Michele Cunico Autoveicolo
JP2010113054A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Nippon Shokubai Co Ltd 偏光板
JP5834403B2 (ja) * 2009-12-22 2015-12-24 三菱化学株式会社 位相差フィルム
KR102208206B1 (ko) * 2012-10-30 2021-01-26 니폰 제온 가부시키가이샤 액정 조성물, 위상차판, 화상 표시 장치, 및 광학 이방성층의 파장 분산 제어 방법
US9939554B2 (en) 2013-01-24 2018-04-10 Akron Polymer Systems, Inc. Wide-view optical film having reversed wavelength dispersion
US9829617B2 (en) 2014-11-10 2017-11-28 Light Polymers Holding Polymer-small molecule film or coating having reverse or flat dispersion of retardation
US9856172B2 (en) 2015-08-25 2018-01-02 Light Polymers Holding Concrete formulation and methods of making
JP6727284B2 (ja) * 2016-02-22 2020-07-22 富士フイルム株式会社 光学フィルム、光学フィルムの製造方法および表示装置
WO2018031853A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 Akron Polymer Systems, Inc. Optical compensation film having reversed wavelength dispersion
JP6743651B2 (ja) 2016-10-27 2020-08-19 コニカミノルタ株式会社 光学フィルム、偏光板及び画像表示装置
KR20200018708A (ko) * 2017-08-28 2020-02-19 후지필름 가부시키가이샤 광학 이방성막, 원편광판, 표시 장치
US10962696B2 (en) 2018-01-31 2021-03-30 Light Polymers Holding Coatable grey polarizer
US11370914B2 (en) 2018-07-24 2022-06-28 Light Polymers Holding Methods of forming polymeric polarizers from lyotropic liquid crystals and polymeric polarizers formed thereby
JP7171886B2 (ja) * 2019-02-27 2022-11-15 富士フイルム株式会社 積層体、円偏光板、表示装置
WO2020175448A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 富士フイルム株式会社 光学異方性膜、積層体、円偏光板、表示装置
WO2020175532A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 富士フイルム株式会社 延伸フィルム、円偏光板、表示装置
JP7273985B2 (ja) * 2019-09-25 2023-05-15 富士フイルム株式会社 光学異方性膜、偏光板、画像表示装置、組成物、化合物
WO2021060312A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 富士フイルム株式会社 組成物、光学異方性膜、光学フィルム、円偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置
US11215743B2 (en) 2020-03-05 2022-01-04 Facebook Technologies, Llc Achromatic optical device based on birefringent materials having positive and negative birefringence dispersions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW424154B (en) * 1998-10-30 2001-03-01 Teijin Ltd Phase film and optical device using same
US6937310B2 (en) * 2003-05-16 2005-08-30 Eastman Kodak Company Compensation films for LCDs
TW200528875A (en) * 2003-08-14 2005-09-01 Lg Chemical Ltd Complex light-compensation c plate with two or more of c plates different in dispersion ratio value and liquid crystal display using the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5853801A (en) * 1995-09-04 1998-12-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Process for the preparation of continuous optical compensatory sheet
US6108058A (en) * 1997-04-30 2000-08-22 Tohoku Techno-Brains Corporation Field sequential Pi cell LCD with compensator
JP3470567B2 (ja) 1997-09-25 2003-11-25 住友化学工業株式会社 液晶表示装置およびこれに用いる視野角補償用フィルム
EP1387210A1 (en) 2002-08-02 2004-02-04 Eastman Kodak Company Compensator layer and liquid crystal cell with such a layer
JP2004269842A (ja) 2002-09-30 2004-09-30 Tosoh Corp 透明耐熱樹脂光学材料及びフィルム
US8663794B2 (en) * 2005-08-22 2014-03-04 Nitto Denko Corporation Control of birefringence dispersion utilizing nanocomposites

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW424154B (en) * 1998-10-30 2001-03-01 Teijin Ltd Phase film and optical device using same
US6937310B2 (en) * 2003-05-16 2005-08-30 Eastman Kodak Company Compensation films for LCDs
TW200528875A (en) * 2003-08-14 2005-09-01 Lg Chemical Ltd Complex light-compensation c plate with two or more of c plates different in dispersion ratio value and liquid crystal display using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080081006A (ko) 2008-09-05
CN101356456A (zh) 2009-01-28
US7480021B2 (en) 2009-01-20
KR100982077B1 (ko) 2010-09-13
US20070153178A1 (en) 2007-07-05
JP2009520239A (ja) 2009-05-21
TW200741261A (en) 2007-11-01
WO2007078507A1 (en) 2007-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI408423B (zh) 具有逆色散之光學膜
EP0628847B1 (en) Liquid crystalline polymer film, process for producing same, and utilization thereof
KR100407383B1 (ko) 액정표시소자용보상필름및그보상필름을짜넣은ocb모드액정표시장치
JP5008210B2 (ja) 補償層を有する液晶セルおよびその製造方法
US8223304B2 (en) Liquid crystal display device
KR101129846B1 (ko) 액정 디스플레이에 사용하기 위한, 비정질 중합체를 갖는다층 광학 보상 필름
JP4388023B2 (ja) 光学補償層付偏光板、光学補償層付偏光板を用いた液晶パネル、液晶表示装置、および画像表示装置
TWI294455B (en) Liquid crystalline di(meth)acrylate compound, phase difference film, optical film, polarlizing plate, liquid crystal panel
JP4542756B2 (ja) 補償層を有する液晶セルおよびその製造方法
US20120329974A1 (en) Polymer film, phase difference film, polarizing plate, liquid crystal display device, retardation inducing agent, and merocyanine-based compound
EP0702260B1 (en) Compensator for a liquid crystal display
JP4794015B2 (ja) 多層光学補償子
JPH06265728A (ja) 光学補償シート及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶表示素子
JP2009520240A (ja) 制御された複屈折分散を有する光学補償フィルム
TWI402579B (zh) 多層補償器、形成一補償器的方法及液晶顯示器
JP2002006138A (ja) 光学補償シートおよびその製造方法
KR20060002961A (ko) Ｉｐｓ 모드의 보상된 ｌｃｄ
TWI282028B (en) Optically compensating film, polarizing plate and liquid crystal display
JP7428785B2 (ja) 液晶表示装置
JPH10186356A (ja) 液晶表示素子用光学補償フィルム
JP2010224247A (ja) 位相差板とその製造方法、およびそれを用いた偏光板と液晶表示装置
JP2007328324A (ja) 液晶パネルおよび液晶表示装置
JPH10332933A (ja) 光学異方素子
US20070247712A1 (en) Optical elements having reverse dispersion
CN101292181A (zh) 附有光学补偿层的偏振镜、使用附有光学补偿层的偏振镜的液晶面板、液晶显示装置以及图像显示装置