TWI715919B - 多層液晶膜、偏光板及製造偏光板之方法 - Google Patents

多層液晶膜、偏光板及製造偏光板之方法 Download PDF

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Abstract

本說明書提出多層液晶膜，其包含：基材；包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向膜，其中定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1；設置於該第一定向膜上之第一液晶膜；設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及設置於該第二定向膜上之第二液晶膜；以及，製造偏光板之方法，該方法包含：將多層液晶膜層合於偏極片以及剝離該基材。

Description

多層液晶膜、偏光板及製造偏光板之方法
本說明書主張2018年1月25日於韓國智慧財產局(Korean Intellectual Property Office)提出申請之韓國專利申請案10-2018-0009456號的優先權及利益，其整體內容係以引用方式併入本文中。
本申請案係關於多層液晶膜、偏光板、及製造偏光板之方法。
延遲膜(retardation film)可用於各種用途。延遲膜可配置於液晶單元(liquid crystal cell)之一側或雙側，例如，以改善顯示裝置之視角特性。延遲膜亦用以防止反射型LCD或有機發光裝置(OLED)或諸如此類者中之反射、確保可見度等等。
延遲膜可例如由液晶材料製造。為了於延遲膜中使用液晶材料，液晶材料會需要經適當定向以展現所希望的延遲(retardation)。例如，為了製造層合二或更多定向液晶膜之多層液晶膜，通常，存在經由黏著劑層合個別經定向之液晶膜之方法。然而，該方法的問題在於其製程複雜、費時及昂貴，且最終裝置之厚度變大。
關於不使用黏著劑以製造多層液晶膜之方法的專利文件1揭示以垂直定向液晶材料塗布經摩擦處理之基材(rubbing-treated substrate)的技術，係以水平定向液晶塗布經摩擦處理之基材，然後調整水平定向液晶膜之固化度(curing degree)。然而，專利文件1之製造方法具有垂直定向液晶之定向改善時則液晶膜之間的結合強度降低且液晶塗布性(coatability)惡化的問題，以及液晶塗布性改善時則垂直定向液晶之可定向性(orientability)惡化的問題。
此外，已使用將製造之多層液晶膜轉移至偏極片(polarizer)然後剝離多層液晶膜之基材以使偏光板更薄之製程，但使用基材與基材附接之層之間具有高剝離強度的基材時，存在剝離後霧度值(haze value)提高的問題，結果偏光板之光學特性惡化；以及，進行額外轉移製程(transfer process)時，多層液晶膜未轉移至偏極片的問題。 [先前技術文件] [專利文件] (專利文件1)韓國專利申請案公開第2004-0002793號
[技術問題]
本申請案提供薄化之多層液晶膜；製造偏光板之方法，藉由該方法可獲得因基材與第一定向膜之間的剝離強度低而於剝離製程後具有低霧度值的偏光板；以及使用上述製程製造之偏光板。 [技術方案]
本發明之一例示性實施態樣提供多層液晶膜，其包含：基材；設置於該基材上之第一定向膜；設置於該第一定向膜上之第一液晶膜；設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及，設置於該第二定向膜上之第二液晶膜， 其中，該第一定向膜包含定向材料(orientational material)及丙烯酸酯(acrylate)；以及 定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。
本發明另一例示性實施態樣提供偏光板，其包含：偏極片(polarizer)；以及設置於該偏極片之至少一表面上之上述多層液晶膜，其中，第二液晶膜係與該偏極片相鄰配置。
本發明又另一例示性實施態樣提供偏光板，其包含：偏極片；設置於該偏極片之至少一表面上之第一定向膜；設置於該第一定向膜上之第一液晶膜；設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及，設置於該第二定向膜上之第二液晶膜，其中，該第一定向膜包含定向材料及丙烯酸酯，以及，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。
最後，本發明之一例示性實施態樣提供製造偏光板之方法，該方法包含：藉由以包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向組成物塗布(coating)基材而於該基材上形成第一定向膜，其中，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1；於該第一定向膜上形成第一液晶膜；於該第一液晶膜上形成第二定向膜；以及於該第二定向膜上形成第二液晶膜。 [有利效果]
本發明之多層液晶膜不只可實現液晶膜之薄化，亦可改善液晶之塗布性(coatability)而無需於液晶膜與定向膜之間形成黏著劑。
此外，本發明可藉由將多層液晶膜層合(laminating)至偏極片然後剝離基材而實現偏光板之薄化，以及可獲得偏光板，該偏光板中，藉由使第一定向膜以定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1包含定向材料及丙烯酸酯而將基材與第一定向膜之間的剝離強度(peeling strength)調整至0.5 N或更低，以及將該多層液晶膜層合至偏極片然後剝離基材時獲得低霧度值。
下文茲將更詳細描述本發明之例示性實施態樣。
根據本案一例示性實施態樣之多層液晶膜包含：基材；設置於該基材上之第一定向膜；設置於該第一定向膜上之第一液晶膜；設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及，設置於該第二定向膜上之第二液晶膜，其中，該第一定向膜包含定向材料及丙烯酸酯，以及，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。
基材除外，多層液晶膜可具有0.1μm至5μm之厚度。
水平定向液晶膜可包含水平定向液晶材料。垂直定向液晶膜可包含垂直定向液晶材料。
本說明書中，液晶材料可意指展現液晶性(liquid crystallinity)之材料。液晶材料可包含能展現液晶性之位置，例如，液晶原架構(mesogen skeleton)。
本說明書中，水平定向液晶材料( horizontally orientational liquid crystal material)可意指能水平定向之液晶材料，而垂直定向液晶材料(vertically orientational liquid crystal material)可意指能垂直定向之液晶材料。
本說明書中，水平定向可意指液晶材料之方向矢(director)係呈相對於液晶膜之平面具有約0至5度之傾斜角(tilt angle)之狀態排列的定向狀態(orientation state)。
本說明書中，垂直定向可意指液晶材料之方向矢係呈相對於液晶膜之平面具有約90至85度之傾斜角之狀態排列的定向狀態。
本說明書中，方向矢(director)可意指液晶材料之光軸。本說明書中，光軸(optical axis)可意指液晶材料之慢軸(slow axis)。例如，液晶材料呈棒(rod)形式時，光軸可意指液晶材料之長軸(major axis)，又例如，液晶材料呈碟(disc)(碟狀(discotic))形式時，光軸可意指碟之法線方向之軸。
本說明書中，水平定向可包含平面定向( planar orientation)、扭轉定向(twist orientation)、或膽固醇定向(cholesteric orientation)。
本說明書中，平面定向(planar orientation)可意指液晶膜中之液晶材料為水平定向、且液晶材料之方向矢以彼此平行之狀態形成層的定向狀態。平面定向可稱為具有均勻水平定向(uniform horizontal orientation)。
本說明書中，扭轉定向(twist orientation)或膽固醇定向(cholesteric orientation)可意指液晶膜中之液晶材料係水平定向且液晶材料之方向矢形成層同時沿螺旋軸(helical axis)扭轉且定向之螺旋定向狀態(spirally oriented state)。
液晶材料之方向矢完成360度旋轉之距離稱為「螺距(pitch)」時，呈扭轉定向之液晶膜可具有小於螺距之厚度。即，於具有扭轉定向之液晶膜，液晶材料之方向矢可不旋轉360度。於具有膽固醇定向之液晶膜，液晶材料之方向矢可旋轉360度。膽固醇定向具有液晶化合物之方向矢形成層同時沿螺旋軸扭轉且定向、而且液晶化合物可以螺距旋轉360度之螺旋結構(spiral structure)。
水平定向液晶材料(horizontally orientational liquid crystal material)及/或垂直定向液晶材料(vertically orientational liquid crystal material)可為可聚合液晶材料(polymerizable liquid crystal material)。即，水平定向液晶材料及/或垂直定向液晶材料可包含液晶原架構及一或更多可聚合官能基。可聚合液晶材料可包含，例如，一、二、三、或四或更多官能基。可聚合官能基可為烯基、環氧基(epoxy group)、丙烯醯基(acryloyl group)、甲基丙烯醯基(methacryloyl group)、丙烯醯氧基(acryloyloxy group)、或甲基丙烯醯氧基(methacryloyloxy group)。
水平定向液晶膜可包含呈聚合狀態之水平定向液晶材料。垂直定向液晶膜可包含呈聚合狀態之垂直定向液晶材料。本說明書中，「包含呈聚合狀態之液晶材料」可意指液晶材料係聚合以形成諸如液晶膜中之液晶聚合物的主鏈或側鏈之架構的狀態。
作為水平定向液晶材料或垂直定向液晶材料，可使用本領域中常用之可聚合液晶材料而無限制。
在一個實例中，可聚合液晶材料可為以下式1表示之化合物。
Figure 02_image001
式1中，A為單鍵、-COO-、或-OCO-；R1 至R10 係相同或彼此不同，且各自獨立地為氫、鹵素、烷基、環烷基、烷氧基、烷氧基羰基、氰基、硝基、-U-Q-P、或下式2之取代基，或者R1 至R5 中之兩相鄰取代基或R6 至R10 中之兩相鄰取代基係彼此連接以形成經-U-Q-P取代之苯，先決條件係R1 至R10 中之至少一者為-U-Q-P或下式2之取代基，或者R1 至R5 中之兩相鄰取代基或R6 至R10 中之兩相鄰取代基中至少一對係彼此連接以形成經-U-Q-P取代之苯，其中U為-O-、-COO-、或-OCO-，Q為伸烷基或亞烷基，及P為烯基、環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基。
Figure 02_image003
式2中，B為單鍵、-COO-、或-OCO-；R11 至R15 係相同或彼此不同，且各自獨立地為氫、鹵素、烷基、環烷基、烷氧基、氰基、硝基、或-U-Q-P，先決條件係R11 至R15 中之至少一者為-U-Q-P，其中U為-O-、-COO-、或-OCO-，Q為伸烷基或亞烷基，P為烯基、環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基。
式2中，「
Figure 02_image005
」可意指連接至母體化合物之部分(moiety)。例如，式2中，於B左側之
Figure 02_image007
可意指B係直接連接至式1之苯。
單鍵可意指對應位置無獨立的原子或原子團。例如，式1及式2中，單鍵意指以A或B表示之部分無獨立的原子存在之情況。更具體而言，式1中，A為單鍵時，於A雙側之苯可直接連接以形成聯苯結構。
伸烷基(alkylene group)或亞烷基(alkylidene group)可具有1至20個碳原子，根據一實例，伸烷基或亞烷基可具有1至16個碳原子，根據另一實例，可例如為具有1至12個碳原子、1至8個碳原子、1至4個碳原子、4至10個碳原子、或6至9個碳原子之伸烷基或亞烷基。伸烷基或亞烷基可為直鏈、支鏈或環狀。
伸烷基或亞烷基可視情況經一或更多取代基取代。
烯基可具有2至20個碳原子，根據一實例，烯基可具有2至16個碳原子，根據另一實例，可例如為具有2至12個碳原子、2至8個碳原子、2至4個碳原子、4至10個碳原子、或6至9個碳原子之烯基。烯基可為直鏈、支鏈或環狀。
作為烯基之實例，可例如為乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基、環己烯基或辛烯基及諸如此類者，以及烯基可經另外的取代基取代。
本說明書中，可以任何化合物或取代基取代之取代基可例如為鹵素、羥基、烷基、烷氧基、烯基、環氧基、氰基、羧基、異氰酸基(isocyanate group)、巰基(mercapto group)、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基或芳基及諸如此類者，但不限於此。
芳基可意指從具有苯環或包含其中二或多個苯環縮合之結構的化合物或其衍生物所衍生之單價基團(monovalent residue)。此外，芳基可為包含芳烷基(aralkyl group)等等之概念。芳基可具有6至22個碳原子，根據一實例可具有6至16個碳原子。
作為芳基之實例，可例如為苯基、苯乙基(phenylethyl group)、苯丙基(phenylpropyl group)、苄基、甲苯基、二甲苯基、或萘基等等，以及芳基可經另外的取代基取代。
根據本發明之一例示性實施態樣，式1及式2中之P可各自獨立地為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基、或甲基丙烯醯氧基。此外，於另一實例中，式1及式2中之P可各自獨立地為丙烯醯氧基、或甲基丙烯醯氧基。
式1及式2中，未經-U-Q-P或式2(其中可存在至少一)取代之取代基可鍵結至R3 、R8 、及R13 中之一或更多位置。
根據本發明之一例示性實施態樣，式1及式2中，未經-U-Q-P或式2取代之取代基可為氫、鹵素、具有1至4個碳原子之直鏈或支鏈烷基、具有4至12個碳原子之環烷基、氰基、具有1至4個碳原子之烷氧基、或硝基。
另一例示性實施態樣中，式1及式2中，未經-U-Q-P或式2取代之取代基可為氯、具有1至4個碳原子之直鏈或支鏈烷基、具有4至12個碳原子之環烷基、具有1至4個碳原子之烷氧基、或氰基。
在一個實例中，作為水平定向材料，可使用兩端之極性稍微不同或相同的化合物。根據一實例，作為水平定向液晶化合物，可使用式1中之R7 至R9 中任一者及R2 至R4 中任一者具有稍微不同或相同之極性的官能基之化合物。具體而言，水平定向液晶化合物可為其中R7 至R9 中任一者及R2 至R4 中任一者為-U-Q-P或式2，或者R7 至R9 中之兩相鄰取代基及R2 至R4 中之兩相鄰取代基係彼此連接以形成經-U-Q-P取代之苯的化合物。
U可為-O-、-COO-、或-OCO-，Q可為伸烷基或亞烷基，以及P可為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基、或甲基丙烯醯氧基。
此外，式1中之R7 至R9 中任一者及R2 至R4 中任一者係如上述選擇作為水平定向液晶材料時，其他取代基可為氫或具有1至6個碳原子之烷基。然而，水平定向液晶材料不限於此，以及可視本發明之用途而適當地選擇。
此外，作為垂直定向液晶材料，可使用兩端具有不同極性之化合物。根據一實例，垂直定向液晶材料可為式1中之R7 至R9 中任一者為-U-Q-P或式2，或者R7 至R9 中之兩相鄰取代基係彼此連接以形成經-U-Q-P取代之苯的化合物。
U可為-O-、-COO-、或-OCO-，Q可為伸烷基或亞烷基，以及P可為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯氧基、或甲基丙烯醯氧基。
此外，式1中之R7 至R9 中任一者係如上述選擇作為垂直定向液晶材料時，其他取代基可為氫或烷基。然而，垂直定向液晶材料不限於此，以及可選擇兩端具有不同極性之任何液晶化合物而無限制。
水平定向液晶膜(horizontally oriented liquid crystal film)可具有正常波長色散特性、扁平波長色散特性、或反波長色散特性。本說明書中，正常波長色散特性(normal wavelength dispersion characteristic)可意指滿足以下方程式1之特性，扁平波長色散特性(flat wavelength dispersion characteristic)可意指滿足以下方程式2之特性，以及反波長色散特性(reverse wavelength dispersion characteristic)可意指滿足以下方程式3之特性。根據本發明一實例，水平定向液晶膜之波長色散性(wavelength dispersibility)可具有R (450)/R (550)值為0.8至1.2。 [方程式1] R (450)/R (550) ＞ 1 [方程式2] R (450)/R (550) ≒ 1 [方程式3] R (450)/R (550) ＜ 1
方程式1至3中，R(λ)可意指液晶膜對於具有波長λ nm之光的平面內延遲(in-plane retardation)。平面內延遲為以(Nx-Ny)x d所計算之數值。此處，Nx為液晶膜之x軸方向的折射率，Ny為液晶膜之y軸方向的折射率，以及d為液晶膜之厚度。此處，x軸意指於液晶膜平面之任一方向，以及y軸意指於與x軸垂直之平面的方向。在一個實例中，x軸可於與液晶膜之慢軸平行的方向，以及y軸可於與液晶膜之快軸(fast axis)平行的方向。根據一實例，慢軸可與液晶材料之方向矢(director)平行。
水平定向液晶膜(horizontally oriented liquid crystal film)可藉由將包含水平定向液晶材料(horizontally orientational liquid crystal material)之組成物施加於形成有水平定向膜之基材上且聚合(polymerizing)該組成物而製造。
本說明書中，描述於A上施加或塗布B時，除非另外指明，否則此可意指於A上進行適當表面處理以及施加或塗布B。作為表面處理，可以例如以電暈處理(corona treatment)、電漿處理(plasma treatment)及諸如此類者為例。表面處理可改善構造A與構造B之間的黏著強度。
作為基材，可使用無機膜諸如玻璃膜、結晶或非結晶矽膜、石英膜或銦錫氧化物(ITO)膜，或者塑膠膜及諸如此類。作為基材，可使用光學各向同性(optically isotropic)基材，或者光學各向異性(optically anisotropic)基材諸如延遲層(retardation layer)，及諸如此類。
作為塑膠膜，可使用包含下列之基材層：三乙酸纖維素(triacetyl cellulose)(TAC)；環烯烴共聚物(cyclo olefin copolymer)(COP)諸如降莰烯衍生物(norbornene derivative)；聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；聚碳酸酯(PC)；聚乙烯(PE)；聚丙烯(PP)；聚乙烯醇(PVA)；二乙酸纖維素(diacetyl cellulose)(DAC)；聚丙烯酸酯(PAC)；聚醚碸(polyethersulfone)(PES)；聚醚醚酮(PEEK)；聚苯碸(polyphenylsulfone)(PPS)；聚醚醯亞胺(PEI)；聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)(PEN)；聚對酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate)(PET)；聚醯亞胺(PI)；聚碸(PSF)；聚芳基化合物(polyarylate) (PAR)，或者非晶氟樹脂(amorphous fluororesin)等等，但塑膠膜不限於此。
設置於基材上之第一定向膜包含定向材料(orientational material)及丙烯酸酯(acrylate)，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。根據一實例，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)可為3:1至4:1。第一定向膜中所包括之定向材料及丙烯酸酯不在該重量比範圍內時，存在偏光板之光學特性因基材與第一定向膜剝離期間之高霧度值而惡化的問題。
偏光板之霧度值(haze value)可為0.1%至1.0%，以及根據一實例可為0.1%至0.5%。霧度值在上述範圍外時，光學特性因偏極度(degree of polarization)之透射率(transmittance)降低而惡化，而霧度值滿足上述範圍時，具有偏極度之透射率未降低因而光學特性不會惡化的優點。
基材可具有40μm至100μm之厚度。第一定向膜可為水平定向膜或垂直定向膜，以及第一定向膜包含定向材料及丙烯酸酯，如上所述。本說明書中，定向材料可意指以光照射，具體而言，以偏極化紫外線(polarized ultraviolet ray)照射，以及更具體而言，以線性偏極化紫外線(linearly polarized ultraviolet ray)照射，而展現液晶定向性(orientability)之材料。第一定向膜可藉由將包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向組成物施加於基材以及以偏極化紫外線(具體而言，線性偏極化紫外線)照射該第一定向組成物而形成。定向材料可包含聚桂皮酸酯( polycinnamate)、聚醯胺、聚醯亞胺、聚乙烯醇、及聚醯胺酸(polyamic acid)中之至少一者，但不限於此。更具體而言，定向材料可為4-苄氧基-桂皮酸酯-丙基-丙烯酸酯(4-benzyloxy-cinnamate-propyl-acrylate)。
第一定向膜中所包括之丙烯酸酯可為多官能丙烯酸酯，而多官能丙烯酸酯可意指具有二或更多丙烯酸酯基團之材料。作為多官能丙烯酸酯，可例如為新戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)(PETA)、二羥甲基三環癸烷二甲基丙烯酸酯(dimethylol tricycle decane dimethacrylate)(DCP-A)、三羥甲丙烷三丙烯酸酯( trimethylolpropane triacrylate)(TMPTA)、二新戊四醇五丙烯酸酯/六丙烯酸酯(DPHA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)及諸如此類，但多官能丙烯酸酯不限於此。
第一定向組成物(first orientational composition)可進一步包含溶劑。
第一定向組成物之聚合可以紫外線照射第一定向組成物進行。以紫外線照射可於室溫或40°C或更低之溫度進行，以及可以光通量(light quantity)為200 mJ至1,500 mJ之紫外線照射第一定向組成物1秒至10秒進行。
第一定向膜可具有0.1μm至3μm之厚度。
設置於第一定向膜上之第一液晶膜可為水平定向液晶膜或垂直定向液晶膜，以及可藉由將包含水平或垂直定向液晶材料之第一液晶組成物施加於第一定向膜以及以紫外線照射水平或垂直定向液晶材料而形成。將第一液晶組成物施加於第一定向膜可藉由典型塗布方法進行。塗布方法可為例如輥塗(roll coating)、棒塗(bar coating)、缺角輪塗布(comma coating)、噴墨塗布(ink jet coating)或旋塗等等，不以此為限。
第一液晶組成物可進一步包含溶劑。
第一液晶組成物中所包括之液晶材料的聚合可以紫外線照射第一液晶組成物進行。以紫外線照射可於室溫或40℃或更低之溫度進行，以及可以光通量為200 mJ至1,000 mJ之紫外線照射第一液晶組成物1秒至10秒進行。
設置於第一液晶膜上之第二定向膜可為垂直定向膜或水平定向膜，以及包含多官能丙烯酸酯。多官能丙烯酸酯可意指具有二或更多丙烯酸酯基團之材料。作為多官能丙烯酸酯，可使用新戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二羥甲基三環癸烷二甲基丙烯酸酯(DCP-A)、三羥甲丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二新戊四醇五丙烯酸酯/六丙烯酸酯(DPHA)及諸如此類。
第二定向膜包含多官能丙烯酸酯時，可製造具有低霧度值之偏光板，以及存在多層液晶膜表面上不會產生不均勻的優點。
第二定向膜可藉由將包含多官能丙烯酸酯之第二定向組成物施加於第一液晶膜上及聚合該組成物而製造。
第二定向組成物可進一步包含光引發劑。
第二定向組成物可進一步包含溶劑。
此外，第二定向組成物可包含2重量%至15重量%之多官能丙烯酸酯、0.2重量%至2重量%之光引發劑、及83重量%至97.5重量%之溶劑。第二定向膜組成物中之多官能丙烯酸酯的含量少於2重量%時，膜強度降低，因而於另外塗布期間會產生刮痕；而含量多於15重量%時，液晶之定向性會惡化。
作為光引發劑(photoinitiator)，可使用本發明所屬領域中廣為人知之光引發劑而無限制，其實例包含α-胺基酮類(α-amino ketone)、苯乙酮類(acetophenone)、安息香類(benzoin)、二苯甲酮類(benzophenone)、膦氧化物(phosphine oxide)、縮酮類(ketal)、蒽醌類( anthraquinone)、9-氧硫
Figure 108102555-A0304-12-01
Figure 108102555-A0304-12-02
類(thioxanthone)、偶氮化合物(azo compound)、過氧化物、2,3-二烷二酮化合物(2,3-dialkyldione compound)、二硫化物、氟胺(fluoroamine)化合物、芳族鋶類(aromatic sulfonium)、咯吩二聚物( lophine dimer)、鎓鹽(onium salt)、硼酸鹽、活性酯(active ester)、活性鹵素(active halogen)、無機錯合物、香豆素類(coumarin)及諸如此類。
將第二定向膜施加於第一液晶膜上可藉由典型塗布方法進行。塗布方法可為例如輥塗、棒塗、缺角輪塗布、噴墨塗布或旋塗等等，不以此為限。
第二定向組成物之聚合可以紫外線照射第二定向組成物進行。以紫外線照射可於室溫或40℃或更低之溫度進行，以及可以光通量為200 mJ至1,500 mJ之紫外線照射第二定向組成物1秒至10秒進行。
第二定向膜可具有0.1μm至5μm之厚度。
第二液晶膜可藉由將包含垂直或水平定向液晶材料之第二液晶組成物施加於第二定向膜上，以及以紫外線照射第二液晶組成物以聚合第二液晶組成物而形成。將第二液晶材料施加於第二定向膜可藉由典型塗布方法進行。塗布方法可為例如輥塗、棒塗、缺角輪塗布、噴墨塗布或旋塗等等，不以此為限。
第二液晶組成物可進一步包含溶劑。
溶劑可為甲苯、二甲苯、丁基賽路蘇(butyl cellosolve)、二乙二醇二甲醚及諸如此類，但不限於此。
第二定向膜組成物中所包括之液晶材料的聚合可以紫外線照射第二定向膜組成物進行。以紫外線照射可於室溫或50℃或更低之溫度進行，以及可以光通量為300 mJ至1,500 mJ之紫外線照射第二定向膜組成物1秒至10秒進行。
第一液晶膜或第二液晶膜之厚度可根據多層液晶膜之用途而適當地調整。根據一實例，第一液晶膜及第二液晶膜可分別具有1μm至10μm之厚度，以及根據另一實例，第一液晶膜及第二液晶膜可分別具有1μm至5μm之厚度，但厚度不限於此。
本發明之多層液晶膜的第一液晶膜與第二定向膜之間、或第二液晶膜與第二定向膜之間可無黏著劑形成。該多層液晶膜具有相較於經由黏著劑堆疊之多層液晶膜而言厚度可變薄的優點。
根據本發明之一例示性實施態樣，多層液晶膜可依基材1、第一定向膜2、第一液晶膜3、第二定向膜4、及第二液晶膜5之順序堆疊，以及根據本發明一實例之多層液晶膜的結構係圖示於圖1。
根據本發明之一例示性實施態樣之多層液晶膜中，第一定向膜可為垂直定向膜，第一液晶膜可為垂直定向液晶膜，第二定向膜可為水平定向膜，以及第二液晶膜可為水平定向液晶膜。
根據本發明之一例示性實施態樣之多層液晶膜中，第一定向膜可為水平定向膜，第一液晶膜可為水平定向液晶膜，第二定向膜可為垂直定向膜，以及第二液晶膜可為垂直定向液晶膜。
根據本發明之一例示性實施態樣之偏光板包含：偏極片；以及設置於偏極片之至少一表面的上述多層液晶膜，其中，第二液晶膜係與偏極片相鄰配置。
根據另一例示性實施態樣之偏光板包含：偏極片；設置於該偏極片之至少一表面上之第一定向膜；設置於該第一定向膜上之第一液晶膜；設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及，設置於該第二定向膜上之第二液晶膜，其中，該第一定向膜包含定向材料及丙烯酸酯，以及，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。
除非另外指明，否則關於多層液晶膜所述之含量同樣可應用於第一定向膜、第一液晶膜、第二定向膜、及第二液晶膜。如上述之偏光板的製造係可藉由從上述偏極片剝離基材；以及將上述多層液晶膜之第二液晶膜與偏極片於偏極片之至少一表面相鄰配置。
本發明之一例示性實施態樣提供製造偏光板之方法，該方法包含：藉由以包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向組成物塗布基材1而於基材1上形成第一定向膜2，其中，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1；於第一定向膜2上形成第一液晶膜3；於第一液晶膜3上形成第二定向膜4；以及於第二定向膜上形成第二液晶膜5。
本發明之一例示性實施態樣提供製造偏光板之方法，該方法包含：藉由以包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向組成物塗布基材1而於基材1上形成第一定向膜2，其中，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1；於第一定向膜2上形成第一液晶膜3；於第一液晶膜3上形成第二定向膜4；於第二定向膜上形成第二液晶膜5；將第二液晶膜5層合至偏極片6；以及，剝離基材1。除非另外指明，否則關於多層液晶膜所述之含量同樣可應用於基材1、第一定向膜2、第一液晶膜3、第二定向膜4、及第二液晶膜5。
於製造偏光板之方法中，偏光板之薄化可藉由包含剝離該基材1而實現。
基材與第一定向膜之間的剝離強度(peeling strength)可為0.5 N或更低。
此外，製造偏光板之方法中，藉由於第一定向膜中包含重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1之定向材料及丙烯酸酯，而具有優點為，藉將基材與第一定向膜之間的剝離強度調整至0.5 N或更低，即使剝離基材1，因霧度值低所以偏光板之光學特性不會惡化，以及不會發生後續轉移製程期間未進行轉移的問題。
根據本發明之製造偏光板之方法係圖示於圖2及圖3，圖2圖示藉由以包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向組成物塗布基材1而於基材1上形成第一定向膜2，其中，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1；於第一定向膜2上形成第一液晶膜3；於第一液晶膜3上形成第二定向膜4；以及於第二定向膜上形成第二液晶膜5；以及，圖3圖示將第二液晶膜5層合至偏極片6；以及剝離該基材1。
於製造本發明之偏光板之方法中，第一液晶膜與第二定向膜之間、或第二液晶膜與第二定向膜之間可無黏著劑形成。如此製造之多層液晶膜具有相較於經由黏著劑堆疊之多層液晶膜而言厚度可變薄的優點。
可使用本領域中已知者作為偏極片。例如，可使用其中吸附碘或二向色性染料且定向至聚乙烯醇系(下文稱為PVA)聚合物膜之偏極片。
偏極片及第二液晶膜可藉由使用黏合劑或黏著劑彼此層合。可使用本領域中已知者作為黏合劑或黏著劑。例如，可使用壓感性黏著劑(pressure-sensitive adhesive)(PSA)或UV黏著劑(UVA)。
形成其中以定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向膜；設置於該第一定向膜上之第一液晶膜；設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及設置於該第二定向膜上之第二液晶膜係依此順序堆疊於偏極片之一表面的多層液晶膜時，可於偏極片之另一表面設置另外的膜。
可使用本領域中已知者作為另外的膜，以及可使用例如三乙酸纖維素(triacetate cellulose)(TAC)膜；藉由芳族膜開環移位聚合(ring opening metathesis polymerization (ROMP))，然後藉由對開環聚合之環烯烴系聚合物再進行氫化所獲得之氫化(ROMP)聚合物膜的開環移位聚合所製造之聚降莰烯系膜(polynorbornene-based film)；聚酯膜；藉由加成聚合所製造之聚降莰烯系膜及諸如此類。此外，可使用由透明聚合物材料所製造之膜及諸如此類作為保護膜，但不限於此。
本發明之一例示性實施態樣提供包含上述偏光板之液晶顯示裝置。於液晶顯示裝置中，偏極片或上述偏光板之多層液晶膜可配置為靠近液晶面板。多層液晶膜之基材可於上述偏極片附著至液晶面板之前或之後剝離。偏光板可經由壓感性黏著劑(PSA)附著至液晶面板，以及可使用本領域中已知者作為壓感性黏著劑。
液晶顯示裝置可包含背光單元(backlight unit)。背光單元可包含光源、導光板(light guide plate)、及光學膜諸如集光膜(light-collecting film)或亮度增強膜(brightness enhancement film)，以及可具有本領域中已知的構造(configuration)。此外，於液晶顯示裝置中，上述偏光板可用於上偏光板或下偏光板。
下文茲經由實施例舉例說明本案之例示性實施態樣。提出以下實施例以供舉例說明本案之發明，且無意以該等實施例限制本發明。＜ 製備例 ＞ 製備例 1.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加其中定向材料(4-苄氧基-桂皮酸酯-丙基-丙烯酸酯)與1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate)(HDDA)係以重量比3:1(定向材料：1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA))混合之混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。於垂直定向膜之表面進行電暈處理後，於其上施加垂直定向液晶組成物(垂直定向液晶材料(RMM460，Merck)以甲苯及二乙二醇二甲醚溶劑(diethylene glycol dimethyl ether)稀釋至濃度為23%)，以及以光通量為1,000 mJ之紫外線照射以形成具有1.5μm厚度之垂直定向液晶膜，從而製造液晶膜。
於垂直定向液晶膜之表面進行電暈處理後，於其上施加水平定向膜組成物(包含5重量%之多官能丙烯酸酯新戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate) (PETA)、0.5重量%之光引發劑(Irg184，Ciba)，其餘為溶劑)，以及以紫外線照射以形成水平定向膜。於水平定向膜之表面進行電暈處理後，於其上施加水平定向液晶組成物(水平定向液晶材料(RMM1290，Merck)以甲苯及丁基賽路蘇溶劑稀釋至濃度為25重量%)，以及以光通量為700 mJ之紫外線照射以聚合該水平定向液晶組成物，從而形成具有1.5μm之厚度的水平定向液晶膜。液晶膜具有43μm之總厚度。 製備例 2.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加其中定向材料(4-苄氧基-桂皮酸酯-丙基-丙烯酸酯)與1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)係以重量比6:1(定向材料：HDDA)混合之混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。製備例 3.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加其中定向材料(4-苄氧基-桂皮酸酯-丙基-丙烯酸酯)與1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)係以重量比2.5:1(定向材料：HDDA)混合之混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。製備例 4.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加其中定向材料(4-苄氧基-桂皮酸酯-丙基-丙烯酸酯)與1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)係以重量比2:1(定向材料：HDDA)混合之混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。製備例 5.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加三丙烯酸酯與丙烯酸丁酯之混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。製備例 6.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)與新戊四醇三丙烯酸酯(PETA)之混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。製備例 7.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加新戊四醇三丙烯酸酯(PETA)混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。製備例 8.
於塑膠基材(Normal TAC)(厚度40μm)之表面進行電暈處理後，於其上施加定向材料(4-苄氧基-桂皮酸酯-丙基-丙烯酸酯)混合物溶液，以及以紫外線照射以形成垂直定向膜。以如製備例1相同方式製造液晶膜，但使用所製之垂直定向膜。＜ 實驗實例 1＞ 比較例 1 -1.
以與製備例1相同方式製備多層液晶膜，但即於垂直定向液晶膜上形成水平定向液晶膜而不形成製備例1中之水平定向膜。塗布性評估
偏光板彼此正交(orthogonal)之後，比較偏光板之間的大範圍塗布性(coatability)，以及使用偏光顯微鏡(NIKON，ECLIPSE LV100 POL)評估抗濕潤量級(magnitude of dewetting)。由塗布性評估結果，可確認，相較於比較例1-1，製備例1中因抗濕潤降低而使塗布性獲得改善。＜ 實驗實例 2＞ 實施例 1.
於製備例1中所製造之液晶膜的水平定向液晶膜(第二液晶膜)進行電暈處理後，使用丙烯酸酯系黏著劑將水平定向液晶膜層合至偏光板。於層合之後，剝離液晶膜之塑膠基材。比較例 1.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例2中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。比較例 2.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例3中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。比較例 3.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例4中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。比較例 4.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例5中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。比較例 5.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例6中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。比較例 6.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例7中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。比較例 7.
以與實施例1相同方式製造偏光板，但使用製備例8中所製造之液晶膜代替實施例1中使用之製備例1所製造之液晶膜。剝離強度之測量
使用質構儀(texture analyzer)(由Stable Micro System Corporation製造之TA-XTplus)於所製造之液晶膜中的基材膜與液晶層之間測量界面的剝離強度。於該情況，使用根據ASTM D 6862之測試方法。 霧度值之測量
所製造之多層液晶膜係以霧度計(haze meter) (HM-150，由Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.製造)測量。 Ts(%) 、 Tc(%) 、及 DOP(%) 之測量
將由實施例及比較例製造之偏光板切成40 mm×40 mm之大小以及將試樣固定至測量座(measurement holder)之後，使用UV-可見光光譜儀(V-7100，由JASCO Corp.製造)測量初始光學性質，即，單體透射率(single body transmittance)(Ts)、正交透射率(crossed transmittance)(Tc)、及偏極度(degree of polarization)(DOP，%)。單體透射率(Ts)為針對一偏光板所測量之值，正交透射率(Tc)係於兩個經裁切偏光板彼此正交使其吸收軸(absorption axis)成90度後測量，以及，單體透射率(Ts)及正交透射率(Tc)係顯示於表1。偏極度(DOP，%)係如下列方程式由兩偏光板係配置成其吸收軸彼此平行之狀態時所獲得之平行透射率(parallel transmittance)(Tp)以及兩偏光板係彼此正交使吸收軸形成90度角後所獲得之正交透射率(Tc)所定義。
Figure 02_image009
測量實施例1及比較例1至7各者之霧度、Ts、Tc、及DOP，其結果顯示於下表1。
Figure 02_image011
從表1可確認，本案之實施例1的偏光板，相較於比較例2至5者，具有較低霧度值及較佳光學性質，以及可確認比較例1至7中，於剝離基材時產生刮痕，因此偏光板之霧度值提高至極高水平且光學性質惡化。此外，可確認於比較例6中，因基材未剝離而無法獲得薄化偏光板。
1‧‧‧基材 2‧‧‧第一定向膜 3‧‧‧第一液晶膜 4‧‧‧第二定向膜 5‧‧‧第二液晶膜 6‧‧‧偏極片
圖1為圖示根據本發明之一例示性實施態樣之多層液晶膜的堆疊結構之圖。 圖2及3為根據本發明之一例示性實施態樣之偏光板之製造方法的示意圖。
1‧‧‧基材
2‧‧‧第一定向膜
3‧‧‧第一液晶膜
4‧‧‧第二定向膜
5‧‧‧第二液晶膜

Claims (15)

  1. 一種多層液晶膜，其包含： 基材； 設置於該基材上之第一定向膜； 設置於該第一定向膜上之第一液晶膜； 設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及 設置於該第二定向膜上之第二液晶膜， 其中，該第一定向膜包含定向材料及丙烯酸酯；以及 定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。
  2. 如申請專利範圍第1項之多層液晶膜，其中，該第一定向膜為水平定向膜，該第一液晶膜為水平定向液晶膜，該第二定向膜為垂直定向膜，以及該第二液晶膜為垂直定向液晶膜。
  3. 如申請專利範圍第1項之多層液晶膜，其中，該第一定向膜為垂直定向膜，該第一液晶膜為垂直定向液晶膜，該第二定向膜為水平定向膜，以及該第二液晶膜為水平定向液晶膜。
  4. 如申請專利範圍第1項之多層液晶膜，其中，該第二定向膜包含多官能丙烯酸酯。
  5. 如申請專利範圍第1項之多層液晶膜，其中，該基材與該第一定向膜之間的剝離強度為0.5 N或更低。
  6. 一種偏光板，其包含： 偏極片(polarizer)；以及 設置於該偏極片之至少一表面上之如申請專利範圍第1至5項中任一項之多層液晶膜， 其中，該第二液晶膜係與該偏極片相鄰配置。
  7. 一種偏光板，其包含： 偏極片； 設置於該偏極片之至少一表面上之第一定向膜； 設置於該第一定向膜上之第一液晶膜； 設置於該第一液晶膜上之第二定向膜；以及 設置於該第二定向膜上之第二液晶膜， 其中，該第一定向膜包含定向材料及丙烯酸酯；以及 定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1。
  8. 一種製造偏光板之方法，該方法包含： 藉由以包含定向材料及丙烯酸酯之第一定向組成物塗布基材而於該基材上形成第一定向膜，其中，定向材料對丙烯酸酯之重量比(定向材料：丙烯酸酯)為3:1至5:1； 於該第一定向膜上形成第一液晶膜； 於該第一液晶膜上形成第二定向膜；以及 於該第二定向膜上形成第二液晶膜。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其包含： 於該第二定向膜上形成該第二液晶膜之後將該第二液晶膜層合至偏極片；以及 剝離該基材。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，該第二定向膜之形成係藉由以包含多官能丙烯酸酯之第二定向組成物塗布該第二定向膜而形成該第二定向膜。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該第二定向組成物包含2重量%至15重量%之多官能丙烯酸酯、0.2重量%至2重量%之光引發劑、及83重量%至97.5重量%之溶劑。
  12. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，該第一定向膜為水平定向膜，該第一液晶膜為水平定向液晶膜，該第二定向膜為垂直定向膜，以及該第二液晶膜為垂直定向液晶膜。
  13. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，該第一定向膜為垂直定向膜，該第一液晶膜為垂直定向液晶膜，該第二定向膜為水平定向膜，以及該第二液晶膜為水平定向液晶膜。
  14. 如申請專利範圍第9項之方法，其中，該基材與該第一定向膜之間的剝離強度為0.5 N或更低。
  15. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，該第一液晶膜與該第二定向膜之間、或該第二液晶膜與該第二定向膜之間無黏著劑形成。
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