專利名稱：用于液晶顯示器的帶有無定型聚合物的多層光學(xué)補(bǔ)償膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液晶顯示器的多層光學(xué)補(bǔ)償片。本發(fā)明還涉及用于制備該補(bǔ)償片的方法和使用該補(bǔ)償片的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶廣泛應(yīng)用于電子顯示器。在這些顯示器體系中，液晶單元通常被設(shè)置在一對偏振器和分析儀之間。由偏振器偏振化的入射光通過液晶單元并受到液晶單元的分子取向的影響，其中可以通過跨越該單元施加電壓而改變分子取向。經(jīng)改變的光進(jìn)入分析儀。通過應(yīng)用這種原理可以控制對來自外部來源的光(包含環(huán)境光)的透射。實(shí)現(xiàn)這種控制所需的能量通常要比在其它顯示器類型(例如陰極射線管CRT)中使用的發(fā)光材料所需的能量要低得多。因此，液晶技術(shù)應(yīng)用于許多電子顯象裝置中，包括但不限于數(shù)字式手表、計算器、便攜式電腦和電子游戲機(jī)，它們的重要特征有輕質(zhì)、低功耗和長的工作壽命。
對比度、彩色再現(xiàn)和穩(wěn)定的灰度級強(qiáng)度是采用液晶技術(shù)的電子顯示器的重要品質(zhì)屬性。限制液晶顯示器(LCD)的對比度的主要因素是光通過處于黑暗狀態(tài)或者“黑色”像素狀態(tài)下的液晶元件或者單元“泄漏”的趨勢。此外，泄漏和由此引起的液晶顯示器的對比度還依賴于觀察顯示器屏幕的方向。通常，僅在圍繞顯示器的法向入射角的狹窄觀察角范圍內(nèi)觀察到最佳的對比度，而當(dāng)觀察方向偏離顯示器法向方向時則迅速降低。在彩色顯示器中，泄漏問題不僅使得對比度降低，而且導(dǎo)致伴隨著色彩再現(xiàn)性劣化的色彩或者色調(diào)偏移。
LCD迅速取代CRT作為臺式電腦和其它辦公室或者家用器具的監(jiān)視器。另外可以預(yù)期的是，在不久的將來一些具有大屏幕尺寸的LCD電視監(jiān)視器將會迅速增加。然而，除非觀察角度依賴性的問題(例如色調(diào)偏移、對比度劣化和亮度顛倒)得以解決，否則LCD作為傳統(tǒng)CRT的替代品的應(yīng)用受到限制。
垂直對準(zhǔn)的液晶顯示器(VA-LCD)提供了對于法向入射光極高的對比率。圖2A和圖2B是在關(guān)閉201和打開203狀態(tài)下的VA液晶單元的示意圖。在其關(guān)閉狀態(tài)下，液晶光軸205基本上垂直于襯底207，見圖2A。在施加電壓時，光軸205傾斜于單元法向，見圖2B。在關(guān)閉狀態(tài)，在法向209不能觀察到雙折射，得到接近于垂直正交的偏振器的那種黑暗狀態(tài)。然而，斜向傳播的光211受到延遲，引起了光泄漏。這導(dǎo)致在一些觀測角范圍內(nèi)差的對比率。
彎曲對準(zhǔn)的向列液晶顯示器，也稱為光學(xué)補(bǔ)償彎曲液晶顯示器(OCB-LCD)使用了基于對稱彎曲狀態(tài)的向列液晶單元。在其實(shí)際運(yùn)行中，使用彎曲對準(zhǔn)的向列液晶的顯示器的亮度受所施加的電壓或者電場控制，這導(dǎo)致在單元內(nèi)不同程度的彎曲取向，如圖3A(關(guān)閉)301和圖3B(打開)303所示。在兩種狀態(tài)下，液晶光軸305在單元中間平面307周圍采用對稱彎曲狀態(tài)。在打開狀態(tài)下，除了接近單元襯底309處，光軸變得基本上垂直于單元平面。OCB模式提供了適用于液晶顯示器電視(LCD-TV)用途的較快響應(yīng)速度。其在觀測角特性(VAC)方面相對于常規(guī)顯示器(例如扭曲向列液晶顯示器(TN-LCD))也具有優(yōu)勢。
由于它們相對于常規(guī)TN-LCD的優(yōu)勢，預(yù)期上述兩種模式將主導(dǎo)高端應(yīng)用(例如LCD-TV)。然而，OCB和VA-LCD兩者的實(shí)際應(yīng)用要求光學(xué)補(bǔ)償裝置以優(yōu)化VAC。在兩種模式中，由于液晶和交叉偏振器的雙折射，當(dāng)從傾斜角度觀察顯示器時VAC在對比度方面變差。已經(jīng)推薦使用雙軸膜來補(bǔ)償OCB(US 6108058)和VA(JP 1999-95208)LCD。在兩種模式中，液晶對準(zhǔn)充分垂直于在打開(OCB)或者關(guān)閉(VA)狀態(tài)下的單元平面。這種狀態(tài)提供了正的Rth，這樣補(bǔ)償膜必須具有足夠大的負(fù)的Rth以滿足光學(xué)補(bǔ)償。對于超級扭曲向列液晶顯示器(STN-LCD)而言常常需要具有大Rth的雙軸膜。
已經(jīng)推薦了幾種適用于補(bǔ)償LCD模式(例如OCB、VA和STN)有足夠負(fù)值的Rth的雙軸膜的制備方法。
US 2001/0026338公開了與三乙?；w維素(TAC)一起使用延遲增加劑。所述延遲增加劑選自具有至少兩個苯環(huán)的芳族化合物。借助用TAC摻雜的拉伸劑可以產(chǎn)生Rth和Rin。這種方法的問題在于摻雜劑的用量。為了產(chǎn)生增加Rth和Rin的理想效果，需要的試劑量可能高得足以造成不理想的染色或者試劑移動(擴(kuò)散)到LCD的其它層中，這導(dǎo)致Rth和Rin損失和在這些相鄰層中出現(xiàn)不理想的化學(xué)性質(zhì)。利用這種方法，難以分別控制Rth和Rin值。
Sasaki等人推薦(US2003/0086033)使用設(shè)置在正雙折射熱塑性襯底上的膽甾型液晶。膽甾型液晶(CHLC)的節(jié)距短于可見光波長，因此適當(dāng)對準(zhǔn)的CHLC就表現(xiàn)出產(chǎn)生負(fù)Rth的形狀雙折射。Rin通過調(diào)節(jié)熱塑性襯底的拉伸量而控制。該方法使得人們能夠分別調(diào)節(jié)Rth和Rin。然而，使用短節(jié)距的CHLC不僅使得制造費(fèi)用變高，而且由于對準(zhǔn)工序使得處理復(fù)雜化。
JP2002-210766公開了丙?；蛘叨□Ｈ〈腡AC的使用。它們顯示出比普通TAC更高的雙折射。因此，通過雙軸向拉伸該取代的TAC膜，產(chǎn)生了Rin和Rth。這種方法不要求任何附加涂料或者層，但是在分別調(diào)節(jié)Rin和Rth時存在困難。
這樣，將要解決的問題是提供一種能夠容易生產(chǎn)的具有獨(dú)立控制的Rth和Rin的多層光學(xué)補(bǔ)償片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種多層補(bǔ)償片，包括一層或者多層聚合物第一層和一層或者多層聚合物第二層。第一層含有具有不小于-0.01或者不大于+0.01的面外(Δnth)雙折射的聚合物。第二層含有具有低于-0.01或者高于+0.01的面外雙折射的無定型聚合物。多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)高于20nm且多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm或者高于+20nm。所述一層或多層第一層的面內(nèi)延遲(Rin)為多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)的30％或者更低。


盡管說明書包括特別指出和明確要求保護(hù)的本發(fā)明主題的權(quán)利要求書，但是相信當(dāng)結(jié)合下面附圖時可以從下面說明更好地理解本發(fā)明，其中圖1是具有厚度d和加在層上的x-y-z坐標(biāo)系的典型層的圖。
圖2A和圖2B分別示意性示出了VA液晶單元的典型打開和關(guān)閉狀態(tài)。
圖3A和圖3B分別示意性示出了OCB液晶單元的典型打開和關(guān)閉狀態(tài)。
圖4A、圖4B和圖4C是本發(fā)明的多層光學(xué)補(bǔ)償片的示意性正視圖。
圖5A、圖5B和圖5C是具有本發(fā)明的多層光學(xué)補(bǔ)償片的液晶顯示器的示意圖。
圖6A圖示了高度有序的非無定形材料的透射模式的寬角度X射線衍射圖，而圖6B是本發(fā)明的無定型聚合物的透射模式的寬角度X射線衍射圖。
具體實(shí)施例方式
下面定義適用于本說明書光軸是指其中傳播光不會出現(xiàn)雙折射的方向。
打開和關(guān)閉狀態(tài)是指向液晶單元施加和不施加電壓的狀態(tài)。
在圖1中示出的層101的面內(nèi)延遲Rin是由(nx-ny)d定義的量，其中nx和ny為在x和y方向上的折射率。x軸理解為在x-y平面中的最大折射率方向，而y方向與x軸垂直。因此，Rin將總是正的量。x-y平面平行于層的平面103。d是在z方向上的層厚。量(nx-ny)稱為面內(nèi)雙折射，Δnin。其也總為正值。下文中Δnin和Rin的值為在波長λ＝550nm處獲得。
本文中，在圖1中示出的層101的面外延遲Rth是由[nz-(nx+ny)/2]d定義的量。nz是在z方向的折射率。量[nz-(nx+ny)/2]稱為面外雙折射Δnth。如果nz大于(nx+ny)/2，那么Δnth為正，相應(yīng)的Rth為正。如果nz小于(nx+ny)/2，那么Δnth為負(fù)，而Rth也為負(fù)。下文中Δnth和Rth的值在λ＝550nm處獲得。
無定型是指缺乏長程有序性。因此，當(dāng)用例如X射線衍射的技術(shù)測量時，無定型聚合物不會顯示長程有序性。這通過僅為示例性的圖6A和6B中圖示的對比圖像特征來證實(shí)。圖6A圖示了剛性棒狀聚合物的寬角度X射線衍射圖案(透射模式)，所述剛性棒狀聚合物具體為在US專利5344916中引用的(BPDA-TFNB)0.5-(PMDA-TFMB)0.5聚酰亞胺。圖6B是本發(fā)明的無定型聚合物[(4，4’-六氟代亞異丙基-雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物]的寬角度X射線衍射圖(透射模式)。
發(fā)色團(tuán)是指在光吸收中用作一個單元的原子或者原子團(tuán)(ModernMolecular Photochemistry Nicholas J.Turro Editor，Benjamin/Cummings Publishing Co.，Menlo Park，CA(1978)第77頁)。典型的發(fā)色團(tuán)包括乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)(即雜原子芳族化合物或者碳環(huán)芳族化合物，例如苯基、萘基、聯(lián)苯、噻吩、雙酚)、砜基和偶氮基或者這些基團(tuán)的組合。
不可見發(fā)色團(tuán)是指最大吸收值在400-700nm范圍外的發(fā)色團(tuán)。
鄰接是指物體彼此接觸。在兩個鄰接層中，一層與另一層直接接觸。這樣，如果聚合物層在襯底上通過涂覆而形成，則該襯底和聚合物層是鄰接的。
在2003年7月31日提交的共同受讓的US專利申請10/631152在此通過引入作為參考。在該申請文件中公開了一種多層光學(xué)補(bǔ)償片，其至少一個實(shí)施方案的特征在于將無定型聚合物涂覆到之前已經(jīng)拉伸的聚合物載體層的表面上。所述載體層經(jīng)拉伸以產(chǎn)生大于20nm的面內(nèi)延遲。
如本文中所解釋的，本發(fā)明至少部分特征在于在無定型聚合物層被涂覆到聚合物載體的表面上之后同時拉伸多層光學(xué)補(bǔ)償片的兩層(或者所有層)。所述拉伸可以在補(bǔ)償片為“濕”的狀態(tài)下進(jìn)行，即在共流延(或者涂覆)各層之后而在干燥無定型聚合物之前(或者同時)。備選地，或者另外地，“干燥”拉伸可以在已經(jīng)流延多層補(bǔ)償片和無定型聚合物干燥后進(jìn)行。拉伸可以橫向進(jìn)行，即與薄膜的流延方向一致的方向。備選地，或者另外地，拉伸可以以垂直于橫向方向的方向進(jìn)行。同樣備選地，或者另外地，拉伸可以相對于橫向方向?yàn)樾毕?即斜向方式)進(jìn)行。
在不同的液晶顯示器中，理想地是改變偏振器疊層的雙折射，從而優(yōu)化對于整個屏幕系統(tǒng)的視角。本發(fā)明的實(shí)施方案的制造方法與特定聚合物相結(jié)合使得可以通過無定型聚合物的第二層(或者共流延)改變?nèi)阴；w維素(TAC)的基片。TAC和第二層聚合物的厚度可以改變以提供光學(xué)性質(zhì)的“可調(diào)節(jié)”封裝。在濕拉伸中，在制備過程中施加到片材上的應(yīng)力可以調(diào)節(jié)面內(nèi)(x，y)延遲，第二層聚合物的厚度可以控制面外延遲。類似地，在干拉伸中，在制造后施加到片材的應(yīng)力可以調(diào)節(jié)面內(nèi)(x，y)延遲，第二層聚合物的厚度可以調(diào)節(jié)面外延遲。這種無定型聚合物的應(yīng)用可導(dǎo)致以費(fèi)用節(jié)省的方式創(chuàng)造有用片材的簡單方法。
所述多層光學(xué)補(bǔ)償片可以通過使用在上端彼此重疊的兩個擠出料斗而實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，兩種聚合物在重疊料斗的匹配的模唇處相遇。共流延是在單個模腔中兩種聚合物的分層成層。流動特性和聚合物粘度通過進(jìn)料模塊來控制，以在單個模中形成兩個分開層。這種操作還可以在兩個獨(dú)立料斗中進(jìn)料到相同的流延表面。目標(biāo)是在流延表面上在同一時間形成TAC層(與流延表面匹配)和第二層聚合物(在TAC表面之上)。這導(dǎo)致聚合物之間的最佳粘合。如果希望優(yōu)異的粘合的話，一種備選方案是在TAC和第二層之間流延第三粘合層。
在下面進(jìn)行更加詳細(xì)闡述的試驗(yàn)中，將四層第二層聚合物共同流延到TAC上(通常2.86乙?；〈?，220000M.W.聚合物)。所有聚合物被溶解到二氯甲烷中或者二氯甲烷和甲醇溶液中。多層光學(xué)補(bǔ)償片制備為接近3.1密耳(總共80微米)?？v向線速度在4-6ft/mm范圍內(nèi)變化。這使得流延表面的干燥時間為3-4分鐘。在流延表面的末端，固化網(wǎng)從(高度拋光的)流延表面上剝離并進(jìn)料到邊緣約束帶上。所述邊緣帶是兩根環(huán)形帶，它們一起以形成螺旋路徑，而干燥膜置于兩個帶間的間隙。這些帶記載于US專利No.6152345和US專利No.6108930，其內(nèi)容在此引入作為參考。
當(dāng)濕(存在顯著量的溶劑)片材位于邊緣帶中時，從兩側(cè)用加熱的干燥空氣吹該片材。所述空氣在高溫和高速下驅(qū)動，以賦予快速加熱和干燥。如果受強(qiáng)制的空氣干燥很快，且溫度沒有超過(片材和溶劑組合的)Tg，則可能產(chǎn)生橫向應(yīng)力以中和在片材剝離時施加的縱向應(yīng)力，或者增加到超過該縱向應(yīng)力以在兩層片材間產(chǎn)生橫向取向。這不是故意的主動拉伸意義上的拉幅，而僅僅是在聚合物片材干燥時限制收縮力。這應(yīng)當(dāng)被稱為“被動拉幅”。如果加熱施加足夠多的能量，則可以使得片材高于(混合的溶劑和聚合物的)Tg并且干燥和剝離應(yīng)力可以被松弛。通過使用這種方法，可以在量值和取向上產(chǎn)生面內(nèi)應(yīng)力和延遲。
80微米TAC片材的面外延遲(Rth)在約-80nm至約-40nm的退火值之間變化。所述TAC Rth可以通過流延表面時間和限制加熱區(qū)的溫度而產(chǎn)生。
無定型聚合物的第二層要快速干燥以保持其雙折射。第二層通過在TAC層表面上的揮發(fā)性溶劑而迅速干燥。來自干燥TAC片材的溶劑不能使得第二層軟化到足以使得分子松弛。第二層聚合物的厚度可以變化以控制多層補(bǔ)償片的光學(xué)性質(zhì)。第二層無定型聚合物的Rin可以通過上面(針對TAC)所述的約束和溫度而調(diào)控。
下面表A顯示了檢測根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案通過共流延和濕法拉伸獲得的光學(xué)補(bǔ)償片的雙折射的試驗(yàn)結(jié)果。第一樣品僅為TAC層而沒有第二層聚合物。其余的樣品都含有在底層TAC層上的第二層聚合物。在所有樣品中，TAC層由18.7wt％的TAC、73.2wt％的二氯甲烷和8.1wt％的甲醇的聚合物溶液形成。
表A示出了各樣品的底層TAC的厚度和第二層聚合物的厚度。各樣品通過將樣品在仍為濕潤時放置到邊緣約束帶中并實(shí)施送氣加熱。所述帶抵抗收縮并在橫向提供濕被動拉幅。還示出了樣品的空氣流溫度。各樣品在流延時的寬度和各樣品在濕被動拉幅后的寬度也進(jìn)行了測量，以計算大致的橫向拉伸程度(％)。
表A顯示了在各樣品中所得的面內(nèi)延遲和面外延遲。這些延遲通過偏振光橢圓率測量儀(M2000V型，J.A.Woollam公司)在550nm波長下測得。如從這些結(jié)果中可知，面內(nèi)和面外延遲的大小與第二層的拉伸程度和厚度有關(guān)。
其中x＝93，y＝7和a＝70，b＝30(4，4’-六氟代亞異丙基-雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物。
聚合物A

聚(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基雙酚)對苯二甲酸酯。
聚合物B表A

發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)拉伸(“主動拉幅”)已經(jīng)干燥的多層光學(xué)補(bǔ)償片(在8μm TAC上的1μm牛明膠上的6μm聚合物C)產(chǎn)生了所需量的面內(nèi)各向異性。
其中x＝90，y＝10且a＝70，b＝30(4，4’-六氟代亞異丙基-雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物聚合物C這種面內(nèi)各向異性是在常規(guī)溫度下和在非常低的生長率(2-12％)下獲得的。下面表B顯示了％伸長和溫度對于具有負(fù)的面外雙折射的多層光學(xué)補(bǔ)償片的面外延遲和面內(nèi)延遲的影響。這些延遲通過偏振光橢圓率測量儀(M2000V型，J.A.Woollam公司)在550nm波長下測得。兩個第一層(牛明膠和TAC)用于該實(shí)施例。牛明膠用作卷曲控制層。注意到第二層和明膠層對TAC的粘附在加熱和拉伸之后有大幅提高。此外，相信如在該實(shí)施例中的多層補(bǔ)償片對于例如該補(bǔ)償片在諸如60℃和90％相對濕度下1000小時的條件下老化后的Rin和Rth損失具有增強(qiáng)的耐久性。
表B

下面表C示出了％伸長和溫度對具有負(fù)的面外雙折射的多層光學(xué)補(bǔ)償片(在80μmTAC上的1μm牛明膠上的3.5μm聚合物C)的面外延遲和面內(nèi)延遲的影響。這些延遲通過偏振光橢圓率測量儀(M2000V型，J.A.Woollam公司)在550nm波長下測得。兩個第一層(牛明膠和TAC)用于該實(shí)施例。牛明膠用作卷曲控制層。注意到第二層和明膠層對TAC的粘附在加熱和拉伸之后有大幅提高。此外，相信如在該實(shí)施例中的多層補(bǔ)償片對于例如該補(bǔ)償片在諸如60℃和90％相對濕度下1000小時的條件下老化后的Rin和Rth損失具有增強(qiáng)的耐久性。
應(yīng)當(dāng)注意，在表A、B和C中可以通過改變第二層厚度和％伸長來獲得寬范圍的Rin和Rth值。
表C

下面表D示出了％伸長和溫度對具有正的面外雙折射的多層光學(xué)補(bǔ)償片(在80μmTAC上的3.6μm聚合物D)的面外延遲和面內(nèi)延遲的影響。這些延遲通過偏振光橢圓率測量儀(M2000V型，J.A.Woollam公司)在550nm波長下測得。

聚(N-乙烯基咔唑)聚合物D表D

應(yīng)當(dāng)注意的是，在表B、C和D中Rth主要由第二層的厚度控制，而Rin主要由％伸長/拉伸控制。這樣，Rth和Rin值可以以獨(dú)立控制(去耦)的方式來獲得。
上述技術(shù)使得能夠制造下面描述的多層補(bǔ)償片。也就是說，本發(fā)明提供了一種多層補(bǔ)償片，其包括一個或者多個聚合物第一層和一個或多個聚合物第二層，其中第一層含有面外(Δnth)雙折射不低于-0.01或者不高于+0.01的聚合物；所述第二層含有面外雙折射低于-0.01或者高于+0.01的無定型聚合物。所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)大于20nm且所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm或者高于+20nm，且其中所述一個或者多個第一層的面內(nèi)延遲(Rin)為所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)的30％或者更低。任選地，兩個或者更多第一層和所述第二層是鄰接的。
第一層由聚合物膜制備，所述聚合物膜具有不低于-0.01或者不高于+0.01的面外(Δnth)雙折射。這些聚合物的實(shí)例包括三乙?；w維素(TAC)、二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、聚碳酸酯、環(huán)狀聚烯烴、聚苯乙烯、含有芴基的聚芳基化物和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它聚合物。
第二層的組合厚度優(yōu)選低于30微米，更優(yōu)選為1.0-10微米，甚至更優(yōu)選為2-8微米。
多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)優(yōu)選為21-200nm、更優(yōu)選為25-150nm，甚至更優(yōu)選為25-100nm。
第一層和第二層的組合厚度優(yōu)選低于200微米，更優(yōu)選為40-150微米，甚至更優(yōu)選為80-110微米。
在多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm的情況下，至少一個第二層含有在主鏈中具有不可見發(fā)色團(tuán)并具有高于180℃的Tg的聚合物。該聚合物可以在主鏈中含有不可見發(fā)色團(tuán)，所述發(fā)色團(tuán)包括乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)、砜、或者偶氮基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚基或者噻吩基。適用于第二層的聚合物的實(shí)例包括(1)(4，4’-六氟亞異丙基-雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(2)聚(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基雙酚)對苯二甲酸酯，(3)(4，4’-亞異丙基-2，2’6，6’-四氯雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(4)(4，4’-六氟亞異丙基)雙酚-(2-亞降冰片烯)雙酚對苯二甲酸酯共聚物，(5)(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基)雙酚-(4，4’-亞異丙基-2，2’，6，6’-四溴)雙酚對苯二甲酸酯共聚物，(6)(4，4’-亞異丙基雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(7)(4，4’-六氟代亞異丙基雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物或者(8)上述任意兩種或者多種的共聚物。
在多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)大于+20nm的情況下，至少一個第二層含有這樣的聚合物，該聚合物在主鏈外含有不可見發(fā)色團(tuán)并具有高于160℃的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。所述不可見發(fā)色團(tuán)可以包括羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚基、或者噻吩基或者雜環(huán)或者碳環(huán)芳族基團(tuán)。第二層的聚合物可以在主鏈中含有乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)、砜基或者偶氮基。適用于第二層的聚合物的實(shí)例包括(A)聚(4乙烯基苯酚)、(B)聚(4乙烯基聯(lián)苯)、(C)聚(N-乙烯基咔唑)、(D)聚(甲基羧基苯基甲基丙烯酰胺)、(E)聚[(1-乙酰吲哚-3-基羰基氧)乙烯]、(F)聚(鄰苯二甲酰亞胺基乙烯)、(G)聚(4-(1-羥基-1-甲基丙基)苯乙烯)、(H)聚(2-羥基甲基苯乙烯)、(I)聚(2-二甲基氨基羰基苯乙烯)、J)聚(2-苯基氨基羰基苯乙烯)、(K)聚(3-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、(L)聚(4-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、(M)聚(甲基丙烯酸4-氰基苯酯)、(N)聚(2，6-二氯苯乙烯)、(O)聚(全氟苯乙烯)、(P)聚(2，4-二異丙基苯乙烯)、(Q)聚(2，5-二異丙基苯乙烯)和(還有R)聚(2，4，6-三甲基苯乙烯)或者(S)上述任意兩種或者多種的共聚物。
現(xiàn)在參見附圖，其中本發(fā)明的各個元件將被賦予數(shù)字標(biāo)記，且其中將討論本發(fā)明，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和利用本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，沒有特別示出或者記載的元件可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種形式。
圖4A、圖4B和圖4C是根據(jù)本發(fā)明的示例性多層光學(xué)補(bǔ)償片的示意性正視圖，其中所述光學(xué)補(bǔ)償片包括一個或者多個面外(Δnth)雙折射不低于-0.01或者不高于+0.01的A聚合物層和一個或多個面外雙折射低于-0.01或者高于+0.01的B無定型聚合物層。在圖4A中的補(bǔ)償片401具有其中B層409設(shè)置在A層407上的結(jié)構(gòu)。A層407和B層409是鄰接的。也可以具有設(shè)置在一個A層411上的兩個B層413、415，如在圖4B中的補(bǔ)償片403。在另一情況405下，一個B層417夾在兩個A層419、421之間。補(bǔ)償片405可以通過例如將A 421和B 417的鄰接層和A 419的單層進(jìn)行層壓而形成。所述層壓在B層417和A層419的界面處進(jìn)行，且417和419兩層可以鄰接或者不鄰接，這取決于層壓方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)想出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
在圖5A中示出的LCD501中，液晶單元503設(shè)置在偏振器505和分析儀507之間。偏振器509和分析儀511之間的透光軸形成90±10°的角度，從而成對偏振器509和分析儀511被稱為“交叉偏振器”。多層光學(xué)補(bǔ)償片512設(shè)置在偏振器505和液晶單元503之間。其也可以設(shè)置在液晶單元503和分析儀507之間。在圖5B中示意性示出的LCD 513具有設(shè)置在液晶單元503兩側(cè)的兩個多層光學(xué)補(bǔ)償片515、517。圖5C示出了在反射型LCD 519中的多層光學(xué)補(bǔ)償片的應(yīng)用實(shí)施例。液晶單元503設(shè)置在偏振器505和反射板521之間。在該圖中，多層補(bǔ)償片523設(shè)置在液晶單元503和偏振片505之間。然而，其也可以設(shè)置在反射板521和液晶單元503之間。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的實(shí)施方案避免了可能造成不理想的著色或者可能擴(kuò)散到補(bǔ)償片之外而導(dǎo)致延遲損失和/或不希望的化學(xué)物質(zhì)的延遲增加劑，不需要使用液晶化合物及其對準(zhǔn)工序，以相對薄(小于200μm)的結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)化的光學(xué)補(bǔ)償片，并且易于生產(chǎn)。
部件列表101 膜103 膜平面201 關(guān)閉狀態(tài)中的VA液晶單元203 打開狀態(tài)中的VA液晶單元205 液晶光軸207 液晶單元襯底209 光傳播單元法向211 光傳播斜向301 在關(guān)閉狀態(tài)中的OCB液晶單元303 在打開狀態(tài)中的OCB液晶單元305 液晶光軸307 單元中間面
309 單元界面401 多層光學(xué)補(bǔ)償片403 多層光學(xué)補(bǔ)償片405 多層光學(xué)補(bǔ)償片407 A層409 B層411 A層413 B層415 B層417 B層419 A層421 A層501 LCD503 液晶單元505 偏振器507 分析儀509 偏振器的透光軸511 分析儀的透光軸512 多層光學(xué)補(bǔ)償片513 LCD515 多層光學(xué)補(bǔ)償片517 多層光學(xué)補(bǔ)償片519 LCD521 反射板523 多層光學(xué)補(bǔ)償片nx在x方向上的折射率ny在y方向上的折射率nz在z方向上的折射率Δnth面外雙折射Δnin面內(nèi)雙折射d 層或者膜的厚度Rth面外延遲
Rin面內(nèi)延遲λ 波長Tg璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度
權(quán)利要求
1.一種含有一層或者多層聚合物第一層和一層或者多層聚合物第二層的多層補(bǔ)償片，其中所述第一層含有面外(Δnth)雙折射不低于-0.01或者不高于+0.01的聚合物；所述第二層含有面外雙折射低于-0.01或者高于+0.01的無定型聚合物；且所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)大于20nm且所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm或者高于+20nm，且其中所述一個或者多個第一層的面內(nèi)延遲(Rin)為所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)的30％或者更低。
2.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中至少兩層是鄰接的。
3.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所有所述第一層和第二層是鄰接的。
4.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述第二層具有低于30微米的組合厚度。
5.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述第二層具有1.0-10微米的組合厚度。
6.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述第二層具有2-8微米的組合厚度。
7.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)為21-200nm。
8.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)為25-150nm。
9.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)為25-100nm。
10.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中第一層和第二層的組合厚度低于200微米。
11.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中第一層和第二層的組合厚度為40-150微米。
12.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中第一層和第二層的組合厚度為80-110微米。
13.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm。
14.權(quán)利要求13的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第二層含有在主鏈中具有不可見發(fā)色團(tuán)基團(tuán)并具有高于180℃的Tg的聚合物。
15.權(quán)利要求13的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第二層含有在主鏈中具有不可見發(fā)色團(tuán)的聚合物，其中所述不可見發(fā)色團(tuán)包括乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)、砜基或者偶氮基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚基或者噻吩基。
16.權(quán)利要求13的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第二層含有共聚物，所述共聚物包括(1)(4，4’-六氟代異亞丙基-雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(2)聚(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基雙酚)對苯二甲酸酯，(3)(4，4’-亞異丙基-2，2’6，6’-四氯雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(4)(4，4’-六氟亞異丙基)雙酚-(2-亞降冰片烯)雙酚對苯二甲酸酯共聚物，(5)(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基)雙酚-(4，4’-亞異丙基-2，2’，6，6’-四溴)雙酚對苯二甲酸酯共聚物，(6)(4，4’-亞異丙基雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(7)(4，4’-六氟代亞異丙基雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物或者(8)上述任意兩種或者多種的共聚物。
17.權(quán)利要求13的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第一層含有這樣的聚合物，所述聚合物包括三乙酰基纖維素、二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、聚碳酸酯、環(huán)狀聚烯烴或者含有芴基的聚芳基化物。
18.權(quán)利要求1的多層補(bǔ)償片，其中所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)大于+20nm。
19.權(quán)利要求18的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第二層含有在主鏈外具有不可見發(fā)色團(tuán)基團(tuán)并具有高于160℃的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的聚合物。
20.權(quán)利要求18的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第二層含有在主鏈外具有乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)、砜基團(tuán)或者偶氮基團(tuán)的聚合物。
21.權(quán)利要求19的多層補(bǔ)償片，其中所述不可見發(fā)色團(tuán)包括羰基、酰胺基、酰亞胺基、碳酸酯基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚基或者噻吩基。
22.權(quán)利要求19的多層補(bǔ)償片，其中所述不可見發(fā)色團(tuán)包括雜環(huán)或者碳環(huán)芳族基團(tuán)。
23.權(quán)利要求18的多層補(bǔ)償片，其中所述至少一個第二層含有選自下列的聚合物(A)聚(4乙烯基苯酚)、(B)聚(4乙烯基聯(lián)苯)、(C)聚(N-乙烯基咔唑)、(D)聚(甲基羧基苯基甲基丙烯酰胺)、(E)聚[(1-乙酰吲哚-3-基羰基氧)乙烯]、(F)聚(鄰苯二甲酰亞胺基乙烯)、(G)聚(4-(1-羥基-1-甲基丙基)苯乙烯)、(H)聚(2-羥基甲基苯乙烯)、(I)聚(2-二甲基氨基羰基苯乙烯)、J)聚(2-苯基氨基羰基苯乙烯)、(K)聚(3-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、(L)聚(4-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、(M)聚(甲基丙烯酸4-氰基苯酯)、(N)聚(2，6-二氯苯乙烯)、(O)聚(全氟苯乙烯)、(P)聚(2，4-二異丙基苯乙烯)、(Q)聚(2，5-二異丙基苯乙烯)和(還有R)聚(2，4，6-三甲基苯乙烯)或者(S)上述任意兩種或者多種的共聚物。
24.權(quán)利要求23的多層補(bǔ)償片，其中至少一個第一層含有包括下列的聚合物三乙?；w維素、二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、聚碳酸酯、環(huán)狀聚烯烴、聚苯乙烯或者含芴基的聚芳基化物。
25.一種液晶顯示器，包括液晶單元、一對分別設(shè)置在液晶單元兩側(cè)的交叉偏振器和至少一個根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償片。
26.權(quán)利要求25的液晶顯示器，其中所述液晶單元是垂直對準(zhǔn)單元、扭曲向列單元、面內(nèi)開關(guān)式單元或者光學(xué)補(bǔ)償彎曲液晶單元。
27.一種液晶顯示器，包括液晶單元、至少一個偏振器、反射板和至少一個根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償片。
28.權(quán)利要求27的液晶顯示器，其中所述液晶單元是垂直對準(zhǔn)單元、扭曲向列單元、面內(nèi)開關(guān)式單元或者光學(xué)補(bǔ)償彎曲液晶單元。
29.一種形成用于LC顯示器的補(bǔ)償片的方法，包括將在溶劑中含有無定型聚合物的一個或者多個第二層涂覆或者共流延到含有聚合物的一個或者多個第一層上，并拉伸所述第一層和第二層，使得所述第一層含有面外(Δnth)雙折射不小于-0.01或者不大于+0.01的聚合物；所述第二層含有面外雙折射低于-0.01或者高于+0.01的無定型聚合物；和所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)大于20nm和所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm或者高于+20nm，且其中所述一個或者多個第一層的面內(nèi)延遲(Rin)為所述多層補(bǔ)償片的總面內(nèi)延遲(Rin)的30％或者更低。
30.權(quán)利要求29的方法，其中所述拉伸包括約束第一層或者第二層的至少一側(cè)，并通過向所述第一層和第二層施加熱量來干燥第一層和第二層。
31.權(quán)利要求29的方法，還包括干燥第一層和第二層以在向第一層和第二層施加熱量之前去除溶劑和然后對其拉伸。
32.權(quán)利要求29的方法，其中所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)低于-20nm。
33.權(quán)利要求32的方法，其中所述至少一個第二層包括在主鏈中含有不可見發(fā)色團(tuán)和具有大于180℃的Tg的聚合物。
34.權(quán)利要求32的方法，其中至少一個第二層包括在主鏈中含有不可見發(fā)色團(tuán)的聚合物，所述發(fā)色團(tuán)包括乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)、砜基或者偶氮基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚基或者噻吩基。
35.權(quán)利要求32的方法，其中至少一個第二層含有共聚物，所述共聚物包括(1)(4，4’-六氟代異亞丙基-雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(2)聚(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基雙酚)對苯二甲酸酯，(3)(4，4’-亞異丙基-2，2’6，6’-四氯雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(4)(4，4’-六氟亞異丙基)雙酚-(2-亞降冰片烯)雙酚對苯二甲酸酯共聚物，(5)(4，4’-六氫-4，7-亞甲基茚滿-5-亞基)雙酚-(4，4’-亞異丙基-2，2’，6，6’-四溴)雙酚對苯二甲酸酯共聚物，(6)(4，4’-亞異丙基雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物，(7)(4，4’-六氟代亞異丙基雙酚-4，4’-(2-亞降冰片烯)雙酚)對苯二甲酸酯-間苯二甲酸酯共聚物或者(8)上述任意兩種或者多種的共聚物。
36.權(quán)利要求35的方法，其中至少一個第一層含有這樣的聚合物，所述聚合物包括三乙酰基纖維素、二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、聚碳酸酯、環(huán)狀聚烯烴或者含有芴基的聚芳基化物。
37.權(quán)利要求29的方法，其中所述多層補(bǔ)償片的面外延遲(Rth)高于+20nm。
38.權(quán)利要求37的方法，其中至少一個第二層含有這樣的聚合物，所述聚合物在主鏈外含有不可見發(fā)色團(tuán)并具有超過160℃的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
39.權(quán)利要求38的方法，其中至少一個第二層含有這樣的聚合物，所述聚合物在主鏈中含有乙烯基、羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、芳族基團(tuán)、砜基或者偶氮基。
40.權(quán)利要求38的方法，其中所述不可見發(fā)色團(tuán)包括羰基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、碳酸酯基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚基或者噻吩基。
41.權(quán)利要求38的方法，其中所述不可見發(fā)色團(tuán)包括雜環(huán)或者碳環(huán)芳族基團(tuán)。
42.權(quán)利要求38的方法，其中至少一個第二層含有選自下列的聚合物(A)聚(4乙烯基苯酚)、(B)聚(4乙烯基聯(lián)苯)、(C)聚(N-乙烯基咔唑)、(D)聚(甲基羧基苯基甲基丙烯酰胺)、(E)聚[(1-乙酰吲哚-3-基羰基氧)乙烯]、(F)聚(鄰苯二甲酰亞胺基乙烯)、(G)聚(4-(1-羥基-1-甲基丙基)苯乙烯)、(H)聚(2-羥基甲基苯乙烯)、(I)聚(2-二甲基氨基羰基苯乙烯)、J)聚(2-苯基氨基羰基苯乙烯)、(K)聚(3-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、(L)聚(4-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、(M)聚(甲基丙烯酸4-氰基苯酯)、(N)聚(2，6-二氯苯乙烯)、(O)聚(全氟苯乙烯)、(P)聚(2，4-二異丙基苯乙烯)、(Q)聚(2，5-二異丙基苯乙烯)和(還有R)聚(2，4，6-三甲基苯乙烯)或者(S)上述任意兩種或者多種的共聚物。
43.權(quán)利要求42的方法，其中至少一個第一層含有這樣的聚合物，所述聚合物包括三乙?；w維素、二乙酸纖維素、聚碳酸酯、環(huán)狀聚烯烴、聚苯乙烯或者含有芴基的聚芳基化物。
44.一種液晶顯示器，包括液晶單元、一對設(shè)置在液晶單元的兩側(cè)的交叉偏振器和至少一個由權(quán)利要求29的方法制備的補(bǔ)償片。
45.權(quán)利要求44的液晶顯示器，其中所述液晶單元是垂直對準(zhǔn)單元、扭曲向列單元、面內(nèi)開關(guān)模式單元或者光學(xué)補(bǔ)償彎曲液晶單元。
46.一種液晶顯示器，包括液晶單元、至少一個偏振器、反射板和至少一個由權(quán)利要求29的方法制備的補(bǔ)償片。
47.權(quán)利要求46的液晶顯示器，其中所述液晶單元是垂直對準(zhǔn)單元、扭曲向列單元、面內(nèi)開關(guān)模式單元或者光學(xué)補(bǔ)償彎曲液晶單元。
全文摘要
用于LCD的多層補(bǔ)償片包括一層或者多層聚合物第一層和一層或者多層聚合物第二層。第一層含有具有面外(D
文檔編號C08G69/26GK1961229SQ200580017557
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者J·F·埃爾曼, W·J·加姆布爾, D·F·赫爾利 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司