專利名稱：光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)補(bǔ)償膜以及該光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種可以低成本、簡(jiǎn)單制造過(guò)程、利用涂布方式得到的一種不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)PI光學(xué)補(bǔ)償負(fù)C板，以及可作為TFT-LCD視角補(bǔ)償膜用的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是利用液晶分子旋轉(zhuǎn)偏光方向與雙折射率的特性來(lái)達(dá)到顯示明暗的效果，隨著觀賞者角度不同，顯示品質(zhì)有所不同。隨著液晶顯示器大型化的發(fā)展，提升視角的廣度就越發(fā)顯得重要。
雖然近年來(lái)有許多新的改善視角的技術(shù)被提出來(lái)，例如(1)光學(xué)補(bǔ)償膜(Optical Compensation Film)法；(2)多區(qū)域垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)法；(3)平面切換(In PlaneSwitching，IPS)法等等，這些拓寬液晶顯示器視角技術(shù)中的方法(2)、(3)由于涉及復(fù)雜的液晶盒制造過(guò)程，而且絕大多數(shù)還是需要添加光學(xué)補(bǔ)償膜以獲得更佳的視角，故并不普及。然而，方法(1)的光學(xué)補(bǔ)償膜法由于制作容易、只需增貼光學(xué)補(bǔ)償膜即可、且不影響傳統(tǒng)LCD的制造過(guò)程，因此光學(xué)補(bǔ)償膜一直被廣泛地使用在改善LCD的視角問(wèn)題上，目前廣視角液晶顯示器的制作也多以“光學(xué)補(bǔ)償膜法”為主。
一般而言，常規(guī)的光學(xué)補(bǔ)償膜，按照光軸分布情形區(qū)分主要有(a)C板(C-plate)；(b)具有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的光學(xué)補(bǔ)償膜；(c)具有雙軸光學(xué)性質(zhì)的光學(xué)補(bǔ)償膜；以及(d)碟狀液晶光學(xué)補(bǔ)償膜等數(shù)種。通常，光學(xué)補(bǔ)償膜可分為正型及負(fù)型兩種。通常使用這兩種光學(xué)補(bǔ)償膜時(shí)都是分別將其貼附于液晶面板上。正型光學(xué)補(bǔ)償膜是利用棒狀分子或聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)以及聚碳酸酯(PC)等高分子通過(guò)拉伸而制成，其主要用來(lái)降低液晶面板的操作電壓。另一方面，負(fù)型光學(xué)補(bǔ)償膜則主要是由聚酰亞胺(PI)或是碟狀液晶制成，其主要用來(lái)改善顯示器的視角。
典型的C板型光學(xué)補(bǔ)償膜具有nx＝ny＞nz的光學(xué)特性，因?yàn)檫@種C板型光學(xué)補(bǔ)償膜的nx＝ny，所以不會(huì)影響液晶顯示器在垂直方向上的顯示品質(zhì)；又由于具有恰巧與棒狀液晶分子的正雙折射率相反的負(fù)雙折射率特性，所以適合用來(lái)補(bǔ)償液晶組件中垂直于基材排列的液晶分子所產(chǎn)生的漏光問(wèn)題，以增加TN與垂直顯示模式的視角。
常規(guī)的相位差膜多以TAC、PC、COP等高分子膜通過(guò)拉伸而得(例如，日本特開平3-33719號(hào)專利公報(bào)、特開平3-24502號(hào)專利公報(bào)、特開平4-194820號(hào)專利公報(bào)、美國(guó)第2004-0046272號(hào)專利公開、日本特開平15-255102號(hào)專利公報(bào)、特開平13-215332號(hào)專利公報(bào)、特開平10-045917號(hào)專利公報(bào)、特開平1-132625號(hào)專利公報(bào)、特開平1-132626號(hào)專利公報(bào)、特開平2-133413號(hào)專利公報(bào)、特開昭63-218726號(hào)專利公報(bào)、特開昭61-115912號(hào)專利公報(bào)等)。對(duì)于可供作為負(fù)C板(negative C-plate)的聚合物材料，曾有人公開一種在主鏈具有平面苯基的聚酰亞胺(例如，美國(guó)第5344916號(hào)專利、美國(guó)第5395918號(hào)專利、美國(guó)第5480964號(hào)專利、美國(guó)第5580950號(hào)專利、美國(guó)第6074709號(hào)專利、美國(guó)第6303743號(hào)專利、日本特表平8-511812、第WO2003/071319號(hào)專利公報(bào)、第WO2004/011970號(hào)專利公報(bào)、第WO2004/028110號(hào)專利公報(bào)、日本第2003/009568號(hào)專利公報(bào))。由于具有負(fù)C板的特性，可應(yīng)用于STN、TN、IPS、VA、OCB、ASM的LCD以增加視角。
在這些材料中，醋酸纖維素薄膜因?yàn)槲矢?，所以在形狀穩(wěn)定性及粘附性上會(huì)發(fā)生問(wèn)題，又由于低分子量位阻化合物的含量較高，在與環(huán)烯烴聚合物相比較時(shí)，其耐久性不佳。此外，具有這種芳香族位阻化合物的樹脂，還會(huì)因?yàn)榭梢?jiàn)光的吸收而有較大的波長(zhǎng)分散特性。
此外，碟狀液晶不能單獨(dú)使用，而需要在透明基板上精密涂布最多數(shù)微米厚的涂層。除了涂布過(guò)程的成本外，碟狀液晶較大的雙折射也因在涂層厚度上差異小，以致造成較大的相位差，此外，諸如殘留在涂布薄膜表面上或在碟狀液晶溶液中的灰塵之類的污染物，也可能造成光學(xué)瑕疵。
因此，對(duì)于準(zhǔn)備作為補(bǔ)償薄膜而含有芳香族化合物的聚合物材料而言，因?yàn)橄辔徊钜暡ㄩL(zhǎng)而有相當(dāng)大的變化，所以應(yīng)考慮波長(zhǎng)分散特性的補(bǔ)償。也就是說(shuō)，對(duì)于光學(xué)補(bǔ)償接近550nm，即使含有該材料的補(bǔ)償薄膜已經(jīng)過(guò)最佳化處理，因而能獲得最高光學(xué)效率的光學(xué)補(bǔ)償，仍因其它波長(zhǎng)的光學(xué)補(bǔ)償不符合要求，以致可能產(chǎn)生著色問(wèn)題。該問(wèn)題使得顯示器的色彩難以控制。
本發(fā)明鑒于這些問(wèn)題，以提供一種不具有上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)、又可作為TFT-LCD的視角補(bǔ)償膜用的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，以及一種光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法作為目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人刻意地就解決上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的可行方法重復(fù)地進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用以下構(gòu)成的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜、及光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法可以解決上述的問(wèn)題，從而完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明提供(1)一種光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，包括將不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)溶解在溶劑中以形成溶液；將該溶液涂布于基板上；通過(guò)升溫過(guò)程將該溶液干燥，以形成具有5μm至25μm厚度的雙折射的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。
(2)如上述(1)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)為聚酰亞胺(PI)。
(3)如上述(1)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該溶劑為從鹵代烷化合物、芳香族化合物、環(huán)酮類化合物、醚類化合物、酮類化合物及它們的混合物中選出的至少一種。
(4)如上述(3)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該鹵代烷化合物為從二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷和四氯乙烷中選出的至少一種。
(5)如上述(3)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該芳香族化合物為甲苯。
(6)如上述(3)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該環(huán)酮類化合物為環(huán)戊酮或環(huán)己酮。
(7)如上述(3)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該醚類化合物為四氫呋喃(THF)。
(8)如上述(3)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該酮類化合物為從丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基異丙基酮(MIPK)、1-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亞砜(DMSO)中選出的至少一種。
(9)一種具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，其通過(guò)如上述(1)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法制造得到。
(10)如上述(9)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜，其是可應(yīng)用于光電平面顯示器的功能性光學(xué)薄膜。
(11)如上述(9)所記載的光學(xué)補(bǔ)償膜，其可應(yīng)用于STN、TN、IPS、VA、OCB、ASM型LCD中以增加視角。
根據(jù)本發(fā)明，可以不利用常規(guī)技術(shù)所需的復(fù)雜的延伸步驟、精密控制延伸倍率及方向等制造方法，而僅以低成本、簡(jiǎn)單制造過(guò)程、利用涂布方式而得到一種不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)PI光學(xué)補(bǔ)償負(fù)C板、以及可作為TFT-LCD視角補(bǔ)償膜用的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。


圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的方法在實(shí)施例中所得到的光學(xué)補(bǔ)償膜的厚度與Rth間的關(guān)系曲線圖。
圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的方法在實(shí)施例中所得到的光學(xué)補(bǔ)償膜的厚度與nx-nz間的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜、以及光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法。
依照本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，可依所需性質(zhì)以任意比例將不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)PI均勻溶解在溶劑中，再將所得到的溶液以涂布方式涂布于基板上，利用烘箱以階段式或連續(xù)式升溫予以干燥，而形成溶劑殘留量不大于1％的厚度為約數(shù)μm至十幾μm的薄膜，其中該薄膜是一種具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。
可使用于本發(fā)明的溶劑并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如其可以是鹵代烷化合物、芳香族化合物、環(huán)酮類化合物、醚類化合物、酮類化合物或它們的混合物；它們可以單獨(dú)使用，也可以組合2種或更多種來(lái)使用。
可使用于本發(fā)明的鹵代烷化合物溶劑并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如其可以是二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷或它們的混合物；它們可以單獨(dú)使用，也可以組合2種或更多種來(lái)使用。
可使用于本發(fā)明的芳香族化合物溶劑并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如甲苯等?？墒褂糜诒景l(fā)明的環(huán)酮類化合物溶劑并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如其可以是環(huán)戊酮、環(huán)己酮或它們的混合物；它們可以單獨(dú)使用，也可以組合2種或更多種來(lái)使用。
可使用于本發(fā)明的醚類化合物溶劑并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如四氫呋喃(THF)等?？墒褂糜诒景l(fā)明的酮類化合物溶劑并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如其可以是丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基異丙基酮(MIPK)、1-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)或它們的混合物；它們可以單獨(dú)使用，也可以組合2種或更多種來(lái)使用。
依照本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，只要將不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)PI依所需性質(zhì)以任意比例均勻溶解在上述所列舉的溶劑中，再將該溶液以涂布方式涂布于基板上形成約數(shù)μm至十幾μm的薄膜，然后利用烘箱以階段式或連續(xù)式升溫，將前述方法制得的濕膜干燥至溶劑殘留量不大于1％的階段，即可以制得一種可應(yīng)用于光電平面顯示器的功能性光學(xué)薄膜，尤其可應(yīng)用于STN、TN、IPS、VA、OCB、ASM型LCD中以增加視角。
可以使用于本發(fā)明的涂布方式并沒(méi)有特別地限定，舉例來(lái)說(shuō)，例如可以采用輥涂法、旋涂法、刮刀涂布法等，只要在不損及本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，能形成均勻光學(xué)薄膜的方法都可以采用。
以下例示本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不僅限定于這些實(shí)施例。另外，實(shí)施例中所進(jìn)行的評(píng)價(jià)，是通過(guò)利用以下的試驗(yàn)步驟和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
以環(huán)戊酮作為溶劑，于常溫下充分?jǐn)嚢瓒渲瞥?0％的聚酰亞胺(PI)涂料，并測(cè)量這樣得到的20％聚酰亞胺涂料的粘度值(25℃)。
然后，于室溫下，以不同尺寸的刮刀將如上得到的20％聚酰亞胺涂料分別涂布于玻璃上，涂布面積約10×20cm2，然后將其置于烘箱靜置10min，依次以80℃/30min、120℃/30min、160℃/30min、200℃/2hr的升溫流程進(jìn)行干燥后，再將該經(jīng)干燥完成的聚酰亞胺薄膜/玻璃置于水中約10min，將聚酰亞胺薄膜與玻璃分離而得到聚酰亞胺薄膜。
接著，使用下述的試驗(yàn)儀器，按照下列的方法對(duì)所得到的聚酰亞胺薄膜進(jìn)行霧度值等各項(xiàng)基本光學(xué)性質(zhì)的評(píng)價(jià)。結(jié)果如圖1、圖2所示。
-折光計(jì)使用DR-M2折光計(jì)，利用589nm波長(zhǎng)的濾片，測(cè)量得到聚酰亞胺薄膜在589nm下的折射率。
-霧度計(jì)使用NDH 2000霧度計(jì)，測(cè)量聚酰亞胺薄膜(4×4cm2)前，先進(jìn)行空白校正，再放入待測(cè)聚酰亞胺薄膜，以求得霧度值。
-光學(xué)厚度計(jì)使用光學(xué)厚度計(jì)(ETA-STC)，輸入聚酰亞胺薄膜的折射率，利用光反射原理測(cè)量出聚酰亞胺薄膜的厚度。
-光學(xué)雙折射分析儀使用光學(xué)雙折射分析儀(KOBRA-21ADH)測(cè)量，首先將大小為4×4cm2的聚酰亞胺薄膜放入測(cè)量位置，輸入聚酰亞胺薄膜的厚度，于-50°至50°的角度范圍內(nèi)以10°為間隔對(duì)聚酰亞胺薄膜進(jìn)行測(cè)量，完成后再輸入聚酰亞胺薄膜的折射率，進(jìn)而得到面內(nèi)相位差(R0)、面內(nèi)相位差(Rth)、x方向折射率(nx)、y方向折射率(ny)、z方向折射率(nz)。
-分光光度計(jì)使用日立U-4100分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，首先將大小為4x4cm2的聚酰亞胺薄膜放入分光光度計(jì)中的測(cè)量位置，于380nm到700nm的范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，從而得到聚酰亞胺薄膜于可見(jiàn)光550nm波長(zhǎng)處的透光率。
符號(hào)對(duì)照表PI 聚酰亞胺BBT 不含氟的脂肪族/雙苯環(huán)ABIBB2不含氟的脂肪族/雙苯環(huán)BBIBB1不含氟的脂肪族/雙苯環(huán)B根據(jù)本發(fā)明，將聚酰亞胺均勻混合在溶劑中之后，利用涂布方式，直接涂布于玻璃或其它基板上形成約數(shù)μm至十幾μm的薄膜，即可制備不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)聚酰亞胺光學(xué)補(bǔ)償負(fù)C板；由于該薄膜為具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，因而可作為TFT-LCD的視角補(bǔ)償膜用。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以不利用常規(guī)技術(shù)所需的復(fù)雜的延伸步驟、精密控制延伸倍率及方向等制造方法，而僅以低成本、簡(jiǎn)單制造過(guò)程、利用涂布方式而得到一種不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)PI光學(xué)補(bǔ)償負(fù)C板、以及可作為TFT-LCD、STN、TN、IPS、VA、OCB、ASM型LCD的視角補(bǔ)償膜用的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，包括將不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)溶解在溶劑中以形成溶液；將該溶液涂布于基板上；通過(guò)升溫過(guò)程將該溶液干燥，以形成具有5μm至25μm厚度的雙折射的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)為聚酰亞胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該溶劑為從鹵代烷化合物、芳香族化合物、環(huán)酮類化合物、醚類化合物、酮類化合物及它們的混合物中選出的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該鹵代烷化合物為從二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷和四氯乙烷中選出的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該芳香族化合物為甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該環(huán)酮類化合物為環(huán)戊酮或環(huán)己酮。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該醚類化合物為四氫呋喃。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法，其中該酮類化合物為從丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、甲基異丙基酮、1-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中選出的至少一種。
9.一種具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜，其通過(guò)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜的制造方法制造得到。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其可應(yīng)用于STN、TN、IPS、VA、OCB、ASM型LCD中以增加視角。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不需利用常規(guī)技術(shù)的復(fù)雜延伸步驟、精密控制延伸倍率及方向等制造方法，而能夠以低成本、簡(jiǎn)單制造過(guò)程、利用涂布方式而得到一種不含氟的雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)PI光學(xué)補(bǔ)償負(fù)C板、以及可作為TFT－LCD視角補(bǔ)償膜用的具有負(fù)雙折射率特性的負(fù)C板的光學(xué)補(bǔ)償膜。
文檔編號(hào)G02B5/30GK101034178SQ20061005677
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者李光榮, 王丹青, 曾盈達(dá), 莊毓蕙 申請(qǐng)人:力特光電科技股份有限公司