專利名稱：用于半透反射式lcd的、很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一 波長(zhǎng)膜。更具體地，本發(fā)明涉及一種包含于LCD偏光片中的四分之一 波長(zhǎng)膜。而且，本發(fā)明涉及一種用于半透反射式LCD的、很薄的消色 差四分之一波長(zhǎng)膜，該膜與使用各向異性聚合膜層壓的常規(guī)四分之一 波長(zhǎng)膜相比，具有顯著減少的厚度。
背景技術(shù)：
在半透反射式液晶顯示器(LCD)中，四分之一波長(zhǎng)膜(相位差膜的 一種)對(duì)穿過偏振膜的線偏振光給予1/4波長(zhǎng)的相位差，因此將該線偏 振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光。圖1是示意性地說(shuō)明構(gòu)成半透反射式LCD的層壓板的結(jié)構(gòu)的^f黃斷 面視圖。在圖1中，；故大了與本發(fā)明的必需元件相關(guān)的一個(gè)界面以更 好地理解本發(fā)明。在實(shí)際的LCD中，如果有必要，可以安排額外的層。LCD通過阻擋或傳播由基于偏振的背光7發(fā)出的光來(lái)傳輸信息， 直到該光通過各種途徑對(duì)于肉眼可見。如圖1所示，通常由背光7發(fā) 出的光通過各種途徑對(duì)于肉眼是可見的，。因此，由背光7發(fā)出的光對(duì) 于肉眼可以是部分可見的。基于這點(diǎn)，已開發(fā)出半透反射式LCD。更具體而言，當(dāng)使用背光中常用的光時(shí)，半透反射式LCD在提供單獨(dú)光源的區(qū)域反射光，因此 表現(xiàn)出增強(qiáng)的亮度。半透反射式LCD包含四分之一波長(zhǎng)膜2和5。其原因?qū)⒖几綀D 1和2來(lái)說(shuō)明。在圖2中，由"x"表示的部分是指光發(fā)射到LCD的內(nèi)部， 而由"口"表示的部分是指光發(fā)射到LCD的外部。首先，將對(duì)向液晶層3施加電場(chǎng)的半透反射式LCD進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō) 明。由外光源，而不是背光提供的光在穿過該LCD的最外部偏振膜1 時(shí)是線偏振的(SN1)。穿過四分之一波長(zhǎng)膜2后，該線偏振光經(jīng)歷了 1/4 波長(zhǎng)的相位差，因此轉(zhuǎn)化為圓偏振光(SN2)。該圓偏振光傳到被施加了 電場(chǎng)的液晶層3。結(jié)果，液晶失去其原始取向，取向因此而改變。亦即， 液晶不具有產(chǎn)生相位差的特定取向，因此在偏振態(tài)上沒發(fā)生改變 (SN3)。該圓偏振光經(jīng)反射板4反射(SN4)。經(jīng)反射的該圓偏振光穿過 液晶層3，同時(shí)保持相同的相位差。如上所述，液晶層3不具有特定取 向以產(chǎn)生相位差，因此在偏振態(tài)上沒發(fā)生改變(SN5)。該圓偏振光再傳 到四分之一波長(zhǎng)膜2。此時(shí)，產(chǎn)生了 1/4波長(zhǎng)的相位差。通過向在SN2 產(chǎn)生的1/4波長(zhǎng)的相位差增加此相位差，產(chǎn)生1/2波長(zhǎng)的總相位差。該 光最終轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于從最初傳到偏振膜1的線偏振光的偏振方向90度 旋轉(zhuǎn)的線偏振光(SN6)。因此，到達(dá)最外部偏振膜1的光的偏振方向垂 直于偏振膜1的偏振方向。光沒有穿過偏振膜1,因此被偏振膜1阻擋 了。所以，在半透反射式LCD中，當(dāng)向液晶層3施加電場(chǎng)時(shí)，由外光 源提供的光不發(fā)生反射。另一方面，在液晶層3不施加電場(chǎng)而保持其原始取向的情況下， 將得到如下相反的結(jié)果。由外光源提供的光在穿過LCD的偏振膜1后6是線偏振的(SY1)。穿過四分之一波長(zhǎng)膜2以后，該線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光(SY2)。 SN1和SN2與上述相同。但是，在該圓偏振光傳播到液 晶層3時(shí)，得到與上述不同的結(jié)果。更具體地，未向液晶層3施加電 場(chǎng)，因此，由于與取向膜的相互作用而保持其原始取向。從而，通過 控制液晶層3的厚度可獲得1/4波長(zhǎng)的相位差。為此，在SY2的該圓 偏振光發(fā)生1/4波長(zhǎng)的相位差，因此被垂直偏振為SY1中的線偏振光 (SY3)。該線偏振光經(jīng)反射板4反射(SY4)。經(jīng)反射的該線偏振光穿過 液晶層3 ，同時(shí)保持相同的相位差而沒有任何偏振態(tài)的改變。類似地， 液晶層3保持其原始取向，因此發(fā)生1/4波長(zhǎng)的相位差。結(jié)果，該線偏 振光轉(zhuǎn)化為發(fā)生總相位差為3/4波長(zhǎng)的線偏振光(SY5)。然后，該線偏 振光再傳到四分之一波長(zhǎng)膜2。此時(shí)，產(chǎn)生l/4波長(zhǎng)相位差。通過增加 此相位差到前一步中的3/4波長(zhǎng)的相位差，產(chǎn)生1波長(zhǎng)的總相位差(即， 相位差為0)。結(jié)杲，到達(dá)最外部偏振膜的光的偏振方向與偏振膜的偏 振方向相同，因此穿過偏振膜且對(duì)肉眼可見。所以，未向液晶層3施 加電場(chǎng)的半透反射式LCD由于外源而具有亮度增強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。如上述顯然的，四分之一波長(zhǎng)膜是半透反射式LCD的必需元件。如圖l所示，除了設(shè)置在液晶層3上的四分之一波長(zhǎng)膜2，另一層 四分之一波長(zhǎng)膜需要設(shè)置在該膜2的反面。這是因?yàn)樵谙蛞壕邮┘?電場(chǎng)的情況下，需要額外的1/4波長(zhǎng)相位差使從背光發(fā)出的、且穿過玻 璃襯底7及下層偏振膜6的光能夠穿過上層相位偏振膜1且不發(fā)生相 位差(即，1波長(zhǎng)相位差)。亦即，與具有反射板的區(qū)域的液晶層相比， 沒有反射板的區(qū)域的液晶層具有相對(duì)較大的厚度。通過控制液晶層液 晶的厚度，在電場(chǎng)形成時(shí)可獲得l/2波長(zhǎng)的相位差。增加此相位差到相 位差膜2造成的1/4波長(zhǎng)的相位差，產(chǎn)生3/4波長(zhǎng)的總相位差。所得的光轉(zhuǎn)化為具有3/4波長(zhǎng)相位差的圓偏振光。為了將該圓偏振光轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于1波長(zhǎng)相位差的線偏振光，需要另一層四分之一波長(zhǎng)膜5以產(chǎn)生額外的四分之一 波長(zhǎng)。i如上所述，半透反射式LCD需要總共兩層四分之一波長(zhǎng)膜。如圖3所示，沒有相位差膜能夠?qū)λ胁ㄩL(zhǎng)的光產(chǎn)生1/4波長(zhǎng)的相 位差。就是說(shuō)，相位差水平是根據(jù)光的波長(zhǎng)變化的。由圖3的曲線可 以看出，通常，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，相位差水平越小。因此，在預(yù)定波長(zhǎng)帶寬 之外的波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生了橢圓偏振光，而不是圓偏振光。橢圓偏振光使控制基于偏振的光傳播更困難。為了給予具有寬波 長(zhǎng)帶寬的光1/4波長(zhǎng)的相位差，必須提供具有消色差性的膜。通常，對(duì)于寬波長(zhǎng)帶寬的光，獲得1/4波長(zhǎng)相位差是通過層壓1/2 波長(zhǎng)相位差膜與1/4波長(zhǎng)相位差膜以使1/2波長(zhǎng)相位差膜以特定角度與 1/4波長(zhǎng)相位差膜交叉而獲得。因此，在圖1中由附圖標(biāo)記"2或5"表示的四分之一波長(zhǎng)膜不是 單層的。如圖4所示，該四分之一波長(zhǎng)膜通常具有該四分之一波長(zhǎng)膜 通常具有由1/4波長(zhǎng)相位差膜8或10、層壓到一起的1/2波長(zhǎng)膜10或 8及設(shè)置于兩層膜之間以給予其間結(jié)合力的粘合層9的三層層壓材料的 結(jié)構(gòu)三層層壓材料的結(jié)構(gòu)。對(duì)于所述1/4或1/2波長(zhǎng)相位差膜，通常使用由能夠通過在特定方 向上拉伸而表現(xiàn)出各向異性的聚合物制成的膜，例如，環(huán)烯烴聚合物 (COP)或聚碳酸酯(PC)聚合物。該四分之一波長(zhǎng)膜具有通過形成具有預(yù) 定厚度并通過粘合層層壓該膜的膜而獲得的四分之一波長(zhǎng)層壓膜3的 結(jié)構(gòu)。由于1/4和1/2波長(zhǎng)相位差膜會(huì)經(jīng)過拉伸以獲得各向異性，因此其在層壓之前必須經(jīng)過膜化(filmization)。膜化期間，由于該膜化工藝， 相位差膜必須具有足夠的厚度。各層膜的最小厚度約為40 □。包括兩 層膜及粘合層的層壓材料的總厚度達(dá)到約100 □。近來(lái)，中小尺寸的顯示設(shè)備(例如，手機(jī)、PDA和游戲)的細(xì)小化 趨勢(shì)還在繼續(xù)。具有大厚度(約100 口)的相位差膜層壓材料已成為顯示 設(shè)備細(xì)小化的巨大障礙。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在努力解決現(xiàn)有技術(shù)的問題中，本發(fā)明的目的是提供一種具有總 厚度為IO口或更少的、適合用于半透反射式LCD的、很薄的四分之一 波長(zhǎng)層壓膜。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種制備該很薄的四分之一波長(zhǎng)層壓膜 的方法。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，提供了用于半透反射式LCD的、很 薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其包括下層光學(xué)取向膜；涂覆于 該下層光學(xué)取向膜之上的下層相位差膜；涂覆于該下層相位差膜之上 的上層光學(xué)取向膜；和涂覆于該上層光學(xué)取向膜之上的上層相位差膜， 其中，所述下層相位差膜和上層相位差膜是由液晶制成的。優(yōu)選地，所述下層和上層光學(xué)取向膜可通過將具有包含光敏基團(tuán) 的主鏈的多環(huán)化合物與交^:劑溶解于溶劑中并使該溶液經(jīng)過涂覆、干 燥和UV固化而形成。所述下層和上層光學(xué)取向膜的UV固化可優(yōu)選采用偏振UV進(jìn)行。所述下層相位差膜和上層相位差膜可優(yōu)選由光聚合的丙烯酸酯液晶制備o選自所述下層相位差膜和上層相位差膜之一的膜可以是1/4波長(zhǎng) 相位差膜，而另一層可以是l/2波長(zhǎng)相位差膜。在下層和上層相位差膜之一為1/4波長(zhǎng)相位差膜的情況下，四分之 一波長(zhǎng)膜的厚度可為1~1.5口。在下層和上層相位差膜之一為1/2波長(zhǎng)相位差膜的情況下，1/2波 長(zhǎng)相位差膜的厚度可為1.6 2.3口。優(yōu)選地，所述l/4波長(zhǎng)相位差膜與1/2波長(zhǎng)相位差膜可這樣設(shè)置 該1/4波長(zhǎng)相位差膜與1/2波長(zhǎng)相位差膜以60 90度角交叉。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案，提供了制備用于半透反射式LCD 的、很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜的方法制備基質(zhì)；將用于取 向膜的溶液涂覆于基質(zhì)之上，然后通過干燥和偏振UV照射以形成下 層光學(xué)取向膜；在下層光學(xué)取向膜上涂覆液晶溶液；將該涂覆層干燥 并UV固化以形成下層液晶層；在下層液晶層上涂覆用于取向膜的溶 液，然后通過干燥和偏振UV照射以形成上層光學(xué)取向膜；在上層光 學(xué)取向膜上涂覆液晶溶液；及將涂覆層干燥并UV固化以形成上層液 晶層。優(yōu)選地，所述用于取向膜的溶液可通過將具有包含光敏基團(tuán)主鏈 的多環(huán)化合物與交聯(lián)劑溶解于溶劑中而制備。優(yōu)選地，所述在下層和上層液晶層的涂覆層中使用的液晶溶液可 包含可光聚合的丙烯酸酯。優(yōu)選地，選自所述下層液晶層和上層液晶層之一的層可由1/4波長(zhǎng) 相位差膜形成，而另一層可由1/2波長(zhǎng)相位差膜形成。優(yōu)選地，所述液晶溶液可涂覆為使所述1/4波長(zhǎng)相位差膜具有 1 1.5口的厚度。優(yōu)選地，所述液晶溶液可涂覆為使所述1/2波長(zhǎng)相位差膜具有 1.6 2.3口的厚度。為了給相位差層壓膜提供消色差性與四分之一波長(zhǎng)膜的性能，所 述下層光學(xué)取向膜和所述上層光學(xué)取向膜可優(yōu)選這樣形成，以使該下 層光學(xué)取向膜與該上層光學(xué)取向膜以60 90度角交叉。優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括在用于形成取向膜的干燥和涂覆 工序之后(如果必要)，使涂覆層經(jīng)過UV固化。所述液晶溶液的涂覆可優(yōu)選通過溶液涂;f隻法進(jìn)^亍。同樣地，取向膜的涂覆可優(yōu)選通過溶液涂覆法進(jìn)行。 有益結(jié)果根據(jù)本發(fā)明，可獲得具有常規(guī)層壓材料3%厚度的、很薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜。該很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜盡管厚度 小，但表現(xiàn)出優(yōu)越的消色差性。


從以下結(jié)合附圖所做的詳細(xì)說(shuō)明中，將更清楚地理解本發(fā)明的以上及其它的目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為示意性地說(shuō)明構(gòu)成半透反射式LCD的層壓材料的結(jié)構(gòu)的橫 斷面視圖；圖2為說(shuō)明當(dāng)外界光反射到半透反射式LCD時(shí)的偏振現(xiàn)象的流程圖；圖3為說(shuō)明相位差才艮據(jù)光的波長(zhǎng)而變化的相位差膜的分布特征(現(xiàn) 象)圖；圖4為說(shuō)明常規(guī)消色差1/4波長(zhǎng)相位差層壓膜結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖；圖5為說(shuō)明才艮據(jù)本發(fā)明的、消色差的、1/4波長(zhǎng)相位差層壓膜結(jié)構(gòu) 的才黃斷面一見圖；圖6為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式制備消色差1/4波長(zhǎng)相位差 層壓膜的方法的流程圖；及圖7為分別說(shuō)明常規(guī)1/4波長(zhǎng)相位差層壓膜與根據(jù)本發(fā)明的1/4波 長(zhǎng)相位差層壓膜之間在消色差性上的比較圖圖7a為說(shuō)明兩層COP膜經(jīng)粘合劑結(jié)合的四分之一波長(zhǎng)層壓膜在 每個(gè)波長(zhǎng)的反射率的測(cè)量結(jié)果圖；圖7b為說(shuō)明單層相位差膜(從帝人公司獲得)在每個(gè)波長(zhǎng)的反射 率的測(cè)量結(jié)果圖；及圖7C為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1中的四分之一波長(zhǎng)層壓膜的反射率的 測(cè)量結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)將更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明者全面研究了與通過粘合劑將各向異性的聚合膜層壓的四 分之一波長(zhǎng)層壓膜的常規(guī)制備方法相關(guān)的問題。結(jié)果，本發(fā)明者斷定， 在各層各向異性聚合膜均用作相位差膜的情況下減少四分之一波長(zhǎng)層 壓膜的厚度是不可行的。經(jīng)過對(duì)新的所需層壓材料的再三研究后，本 發(fā)明最終得以完成。在常規(guī)方法中，形成聚合物膜，然后使該聚合物膜經(jīng)過拉伸，由 此而給予該聚合物膜各向異性。隨后，層壓兩層膜并通過粘合劑使其 結(jié)合以便使其以特定角度互相交叉。相反地，根據(jù)本發(fā)明，提供了消色差四分之一波長(zhǎng)膜層，其中，很薄的1/2和1/4波長(zhǎng)相位差膜通過涂 覆法層壓。各波長(zhǎng)相位差膜是由液晶制成的，而不是用于常規(guī)方法中的材料， 如環(huán)烯烴(COP)和聚^^酸酯(PC)聚合物。在液晶與有機(jī)溶劑混合的情況 下，由于該混合物適當(dāng)?shù)恼扯龋淇删鶆虻胤稚⒌綄⒁扛驳哪さ谋?面，因此，能夠形成具有非常小厚度的很薄的涂覆層。因此，將液晶 用于相位差膜保證了具有幾個(gè)微米(口)或更小的厚度的很薄的膜層的形 成。優(yōu)選地，液晶由聚合材料制成。聚合液晶材料具有其不產(chǎn)生以下 兩個(gè)問題的優(yōu)點(diǎn)。第一個(gè)問題是在以各向同性材料的狀態(tài)下涂覆后在干燥期間其在預(yù)定方向上取向，以及，由于其在UV照射期間通過聚 合反應(yīng)固化，可防止返回至各向同性狀態(tài)的問題。具體講，光聚合丙烯酸酯單體或其混合物優(yōu)選用作聚合液晶材料。 而且，優(yōu)選的是使用具有在一個(gè)軸上面取向的液晶。作為滿足優(yōu)選的基于丙烯酸酯的液晶所需的液晶單體，可優(yōu)選使 用低分子量的、在室溫或高溫下具有向列相的液晶。合適的向列相液 晶單體的實(shí)例包括基于氰基聯(lián)苯的丙烯酸酯、基于苯腈基環(huán)己烷的丙 烯酸酯、基于苯腈酯的丙烯酸酯、基于苯甲酸苯酯的丙烯酸酯、苯基 嘧啶丙烯酸酯及其混合物。此外，所述液晶可包含所需量的光聚合引發(fā)劑。如上所述，本發(fā)明的四分之一波長(zhǎng)膜是由1/4波長(zhǎng)相位差膜和1/2波長(zhǎng)相位差膜組成的層壓材料。在常規(guī)方法中，在由例如環(huán)烯烴聚合物(COP)或聚碳酸酯(PC)的材料制備的各向異性的聚合膜用于1/4和 1/2波長(zhǎng)相位差膜的層壓材料的情況下，需要厚度大的粘合劑以保證兩 層膜之間的粘合力。相反，根據(jù)本發(fā)明，很薄的涂覆的液晶層用于各 相位差膜，在相位差膜上形成了很薄的涂覆的取向膜，而不是厚的粘 合層。取向膜可通過在于特定方向上取向的下層液晶相位差膜上的涂覆 來(lái)層壓。因此，取向膜可調(diào)整至約為250 350nm(約0.25 0.35口)的很小 的厚度。在以下的工序中，另一層相位差膜可通過在取向膜上涂覆而 直接形成，因此消除了厚粘合層的必要性。下層相位差膜在基質(zhì)上形 成。為了給下層相位差膜取向，另一層取向膜優(yōu)選在基質(zhì)上形成。優(yōu)選地，取向膜由光學(xué)取向材料制備。相位差層壓膜通常附到偏 光片上使用。為了使用摩擦式取向膜，在將相位差膜附到偏振片上之 前，取向膜經(jīng)過摩擦處理，因此，不利地導(dǎo)致了復(fù)雜工藝并且難于使用有效的生產(chǎn)方法，例如巻帶式(roll-to-roll)。另一方面，在取向膜是 由根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)取向材料制備的情況下，該光學(xué)取向材料經(jīng)過一 系列的涂覆、干燥及偏振UV照射以形成光學(xué)取向膜，因此，使制備 工藝簡(jiǎn)化并能使用巻帶式。此外，摩擦取向的取向膜在摩擦方向上有限制(即，最大限度為 土45。)，因此在制備偏光片時(shí)不利地包括了按照特定取向方向的偏光片 的復(fù)切。但是，光學(xué)取向膜能夠使所需取向方向根據(jù)偏振UV照射方 向容易地變化，因此在制備偏振片后僅包括在垂直于偏振片長(zhǎng)度方向 上切割偏振片。因此，可避免與依照所需取向方向切割相關(guān)的弊端。本發(fā)明保證優(yōu)點(diǎn)的主要特征是通過經(jīng)一 系列的涂覆、干燥和偏振 UV照射向光學(xué)取向材料給予取向而形成光學(xué)取向膜。由光學(xué)取向材料制備的取向膜設(shè)置于兩層相位差膜之間(1/2和1/4 波長(zhǎng)相位差膜)。此外，該取向膜可優(yōu)選用作下層相位差膜的取向膜。 如上所述，相對(duì)于摩擦方式，光學(xué)取向使液晶能夠在各個(gè)方向上以任 意角度取向，因此容易獲得相位差膜的光軸互相交叉的消色差四分之 一波長(zhǎng)層壓膜結(jié)構(gòu)。從而，可同時(shí)進(jìn)行連續(xù)的涂覆。此外，可獲得生 產(chǎn)時(shí)間和效率上的明顯優(yōu)勢(shì)。而且使用無(wú)接觸式方法(non-contact method),因此避免了接觸式方法的弊端(例如，受異物污染和產(chǎn)生靜電) 及獲得高質(zhì)量的相位差膜。光學(xué)取向材料優(yōu)選通過將具有包含光敏基團(tuán)主鏈的多環(huán)化合物溶 解于溶劑中而制備。合適的多環(huán)化合物的實(shí)例包括降冰片烯聚合物。 合適的溶劑的實(shí)例包括環(huán)戊酮。
在本發(fā)明的相位差膜中，可使用由以下通式1表示的、由聚合重 復(fù)單元(即，單體)衍生的聚合物作為光學(xué)取向材料，該取向材料是用于
形成取向膜(聚合物膜)的具有光敏基團(tuán)的多環(huán)化合物。
其中，P為0 4的整數(shù)；
Ri、 R2、 R3和R4中至少之一為選自由以下結(jié)構(gòu)式a、 b、 c和d組 成的組；且其余為獨(dú)立地選自由氫，卣素，取代或未取代的CrC2o的 烷基，取代或未取代的C2-C2。的烯基，取代或未取代的飽和或不飽和 的C5-C12的環(huán)烷基，飽和或不飽和C6-C4Q的芳基，取代或未取代的 C7-C15的芳烷基，取代或未取代的C2-C2。的炔基及包含至少一種選自由 氧、氮、磷、硫、硅和硼組成的組的非烴基極性基團(tuán)組成的組；
R!和R2或R3和R4各自結(jié)合在一起形成C廣Ci。亞烷基，或者，R
或R2與R3和R4之一結(jié)合形成取代或未取代的C4-Cu的環(huán)烷基，或
C6-C24的芳族環(huán)狀化合物。
16<formula>formula see original document page 17</formula>
其中，在通式a、 b、 c和d中，
A和A'為獨(dú)立地選自由取代或未取代的CrC2o的亞烷基、羰基、 羧基和取代或未取代的C6-Qo的亞芳基；
B為氧、硫或-NH-;X為氧或石克；
R9為選自由單鍵，取代或未取代的Q-C2。的亞烷基，取代或未耳又
代的C2-C2o的亞鏈烯基，取代或未取代的飽和或不飽和的CVQ2的亞 環(huán)烷基，取代或未取代的Q-C4o的亞芳基，取代或未取代的Crds的 亞芳烷基及取代或未取代的C2-C2。的炔基組成的組；且
R10、 Ru、 R12、 Ru和R!4為獨(dú)立地選自由取代或未取代的C廣C20
的烷基，取代或未取代的C「C20的烷氧基，取代或未取代CVC3Q的芳 氧基及取代或未取代的C6-Cw的芳基組成的組。
由以下通式1的單體衍生的聚合物優(yōu)選具有50 5,000的聚合度。 在聚合度低于50的情況下，不可能實(shí)現(xiàn)良好取向。另一方面，當(dāng)聚合 度高于5，000時(shí)，基于其分子量的單體的粘度增加，因此，難于將取向 膜涂覆為所需的厚度。
基于上文，將詳述本發(fā)明的四分之一波長(zhǎng)層壓膜的結(jié)構(gòu)。如圖5 所示，所述四分之一波長(zhǎng)層壓膜具有由下層取向膜15、 1/4波長(zhǎng)相位差 膜12或14、上層取向膜13及1/2波長(zhǎng)相位差膜14或12組成的四層 結(jié)構(gòu)。1/2和1/4波長(zhǎng)膜的頂部和底部設(shè)置尤其沒有限制。也就是說(shuō)， 上層相位差膜12可以是1/2波長(zhǎng)相位差膜或1/4波長(zhǎng)相位差膜。
優(yōu)選地，為了向?qū)訅翰牧腺x予消色差性，1/2波長(zhǎng)相位差膜優(yōu)選與 1/4波長(zhǎng)相位差膜以60 90度角交叉。各相位差膜的取向方向由下述的 取向膜角度確定。1/2波長(zhǎng)相位差膜與1/4波長(zhǎng)相位差膜之間的角度可 通過使下層和上層取向膜以所述范圍內(nèi)的角度互相交叉來(lái)控制。
由各相位差膜引起的相位差是由其結(jié)構(gòu)和厚度決定的。因此，為 了使用作為相位差膜的膜層，膜層的厚度必須調(diào)整至所需水平。在膜層是由根據(jù)本發(fā)明的基于光聚合的丙烯酸酯的液晶混合物制備的情況
下，1/2波長(zhǎng)相位差膜的厚度優(yōu)選調(diào)整至1.6 2.3 □,而1/4波長(zhǎng)相位差 膜的厚度優(yōu)選調(diào)整至1~1.5口。膜的厚度根據(jù)所用丙烯酸酯的種類的不 同而稍有變化。
下層相位差膜在能引起液晶取向的聚合基質(zhì)上形成，而不管其種 類(即，不管是l/2還是l/4波長(zhǎng)相位差膜)。只要是光學(xué)透明的和厚的， 且能使溶液穩(wěn)定涂覆的任何聚合物均可沒有特殊限制地用作聚合基 質(zhì)。合適的聚合物的實(shí)例包括聚甲基丙烯酸曱酯、丙烯酸酯/曱基丙烯 酸酯共聚物、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚(N-羥曱基丙烯酰胺)、苯乙 烯/甲苯乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、硝化纖維、氯化聚烯烴、聚酯、 聚酰亞胺、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙酸 纖維素、聚乙烯、聚丙烯及聚碳酸酯。優(yōu)選聚曱基丙烯酸曱酯、聚乙 烯醇、改性聚乙烯醇、聚酯、乙酸纖維素及聚碳酸酯。
本發(fā)明的四分之一波長(zhǎng)層壓膜可容易地從聚合基質(zhì)上分離。因此， 從其上除去聚合基質(zhì)的層壓材料可作為最終用途^f吏用。
在完全滿足需要的情況下，構(gòu)成本發(fā)明四分之一波長(zhǎng)層壓膜的相 位差膜可由對(duì)于彼此相同或不同的材料制備。
根據(jù)本發(fā)明，消色差四分之一波長(zhǎng)膜是按照以下方法制備的。
首先，在用于形成相位差膜的基質(zhì)上形成光學(xué)取向膜15。可使用 普通的基質(zhì)，例如，聚酯、纖維素及聚乙烯醇膜。只要是在現(xiàn)有技術(shù) 中常用的，可以使用任何基質(zhì)而沒有特殊限制。如上所述，優(yōu)選在偏 振片的表面上形成取向膜。這就是巻帶式方法可用于形成本發(fā)明的層 壓膜的原因，從而能夠簡(jiǎn)化制備工序。光學(xué)取向膜可通過在基質(zhì)上涂覆所需光學(xué)取向材料溶解其中的溶液，然后通過干燥和在所需方向上 偏振的UV照射而形成，因此，使取向膜能夠取向并同時(shí)固化。
通過在所需種類的溶劑中溶解所需光學(xué)取向材料而制備聚合溶 液。為了保證所需的可涂覆性，取向膜材料可優(yōu)選采用以基于溶液重 量的l-10wt。/。的量使用。通過該工序獲得的溶液可由溶液涂覆法均勻 地且很薄地涂覆至基質(zhì)表面。
隨后，涂覆的溶液經(jīng)過干燥。該干燥優(yōu)選在80 100。C進(jìn)^"。
然后，干燥過的溶液經(jīng)過偏振UV固化以形成光學(xué)取向膜15。
光學(xué)取向膜涂覆液晶溶液以形成下層相位差膜14。此時(shí)，該液晶 溶液可通過將液晶材料溶解于基于甲苯的溶劑中而制備。該液晶溶液 包含20 40wt。/。的液晶材料和60 80wt。/。的溶劑。液晶溶液的涂覆優(yōu)選 通過溶液涂覆法進(jìn)行以實(shí)現(xiàn)均勻且薄的涂層的形成。
該涂覆的液晶溶液經(jīng)過干燥和UV固化以形成在特定方向上取向 的相位差膜層14(下層相位差膜層)。
干燥優(yōu)選在干燥箱中于25 70。C的溫度下進(jìn)行1 5min。干燥溫度 顯著地影響液晶的取向、排列和位置。當(dāng)在所需溫度范圍之外進(jìn)行干 燥時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不希望出現(xiàn)的取向。不充分的干燥可造成缺陷，例如， 斑點(diǎn)。因此，干燥優(yōu)選進(jìn)行l(wèi)min或更長(zhǎng)。干燥約5min是充分的。因 此，干燥時(shí)間規(guī)定為1 5min。
依照常規(guī)液晶固化方法進(jìn)行UV固化。
然后，聚合溶液涂覆于液晶層上，接著通過干燥而形成取向膜13。 光學(xué)取向膜13的形成方法與光學(xué)取向膜15的相同。液晶溶液經(jīng)過一系列的涂覆、干燥和UV固化以在取向膜13上形
成另 一層相位差膜12(上層相位差膜層)。 ''
用于形成下層相位差膜14一系列工序，即，涂覆、干燥和UV固 化，也用于形成上層相位差膜12。
此后，如果需要，可除去用于形成下層相位差膜14的最下層的聚 合基質(zhì)。
發(fā)明方式
通過以下實(shí)施例會(huì)更好地理解本發(fā)明。這些實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā) 明的范圍的限制。
實(shí)施例
實(shí)施例1:形成消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜
將參照?qǐng)D6和表1來(lái)說(shuō)明制備消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜的方法。
表1
組成相位差膜(1/4和1/2波長(zhǎng))光學(xué)取向膜
固體氰基聯(lián)苯丙烯酸酯20wt%降水片烯聚合物2wt%
溶劑J甲苯80wt%環(huán)戊酮98wt%
通過溶液涂覆法將光學(xué)取向材料涂覆至聚合基質(zhì)上以制備本發(fā)明
的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜。涂覆的材料在80。C下干燥5min。所得 的層通過偏振UV照射以進(jìn)行光學(xué)取向(圖6a)。通過UV偏振設(shè)備進(jìn)行 偏振UV照射。在該UV偏振設(shè)備上配備夾具以使UV偏振板的偏振方向能夠容易控制。因此，在UV固化時(shí)，光學(xué)取向膜的取向方向可通 過由夾具自由改變偏振方向而控制。在此實(shí)施例中，涂覆于基質(zhì)上的 下層光學(xué)取向膜的取向方向與偏光片的吸收軸之間的角度調(diào)整為70度 (誤差范圍=±3度)。然后，將具有表1中組成的液晶溶液涂覆至形成于基質(zhì)上的光學(xué)取向膜上。如此涂覆的各向同性的液晶層在干燥箱中于5(TC下干燥 lmin以使在特定方向上取向的1/4波長(zhǎng)相位差膜層固定。所得1/4波長(zhǎng) 相位差膜層通過用UV固化該固定的膜層而固化(圖6b)。以與前述步驟相同的方式在1/4波長(zhǎng)相位差膜層上形成具有 200士50nm厚度的上層光學(xué)取向膜。用于形成上層光學(xué)取向膜的材料和 制備方法與下層光學(xué)取向膜的相同。上層耳又向膜的取向方向與偏光片的吸收軸之間的角度調(diào)整為15度 (誤差范圍- ±3度)以調(diào)整1/2與1/4波長(zhǎng)相位差膜層之間的角度至15 度(圖6c)。除了膜的厚度調(diào)整為1.6士0.2口以給予該膜l/2波長(zhǎng)相位差夕卜，以與 涂覆1/4波長(zhǎng)相位差膜相同的方式將1/2波長(zhǎng)相位差膜涂覆至上層取向 膜上(圖6d)。根據(jù)這些工序，獲得由下層取向膜、1/4波長(zhǎng)相位差膜、上層取向 膜和1/2波長(zhǎng)相位差膜組成并按此順序?qū)訅旱乃姆种徊ㄩL(zhǎng)層壓膜。除 了最下層的聚合基質(zhì)的厚度外，該層壓材料的厚度約為3口。如前述可 看出，很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜的厚度為具有IOO口厚度并且 各向異性聚合膜通過粘合劑結(jié)合在一起的常規(guī)層壓材料厚度的3%。實(shí)施例2:評(píng)價(jià)四分之一波長(zhǎng)層壓膜的消色差性如實(shí)施例1制備的四分之一波長(zhǎng)層壓膜表現(xiàn)消色差性的波長(zhǎng)帶寬 是由雙折射測(cè)量系統(tǒng)分析的。消色差性取決于雙折射測(cè)量。對(duì)用于常 規(guī)四分之一波長(zhǎng)層壓膜的COP(環(huán)烯烴聚合物)膜制成的相位差膜與消 色差單層相位差膜(從帝人公司獲得)之間的消色差性進(jìn)行了比較。結(jié)果如圖7所示。圖7a為說(shuō)明兩層COP膜經(jīng)粘合劑結(jié)合的四分 之一波長(zhǎng)層壓膜在各個(gè)波長(zhǎng)的反射率的測(cè)量結(jié)果圖。圖7b為說(shuō)明單層 相位差膜(從帝人公司獲得)在各個(gè)波長(zhǎng)的反射率的測(cè)量結(jié)果圖。圖7c 為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1中的四分之一波長(zhǎng)層壓膜的反射率的測(cè)量結(jié)果 圖。可以確認(rèn)，實(shí)施例1中的相位差膜(圖7c)與通過層壓兩層COP膜 獲得的相位差膜(圖7a)表現(xiàn)出寬的幾乎不發(fā)生反射的波長(zhǎng)范圍。相反， 如圖7b所示，單層相位差膜具有窄的沒有反射的波長(zhǎng)范圍，并且在長(zhǎng) 波處具有較顯著的高反射率。由前文顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的四分之一波長(zhǎng)層壓膜具有能夠表 現(xiàn)出與常規(guī)層壓材料相近的消色差性的波長(zhǎng)范圍，但相對(duì)于常規(guī)層壓 材料，具有顯著減小的厚度。工業(yè)實(shí)用性由前文顯而易見，根據(jù)本發(fā)明，可獲得具有常規(guī)層壓材料3%厚度 的、很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜。盡管其厚度很小，但該很薄 的消色差四分之一 波長(zhǎng)層壓膜表現(xiàn)出異常優(yōu)秀的消色差性。
權(quán)利要求
1、一種用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其包括下層光學(xué)取向膜；涂覆于下層光學(xué)取向膜上的下層相位差膜；涂覆于下層相位差膜上的上層光學(xué)取向膜；和涂覆于上層光學(xué)取向膜上的上層相位差膜，其中，所述下層相位差膜和上層相位差膜由液晶制成。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于半透反射式LCD的、4艮薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，所述下層和上層光學(xué)取向膜通過將具有 包含光敏基團(tuán)的主鏈的多環(huán)化合物與交聯(lián)劑溶解于溶劑中并使該溶液 經(jīng)過涂覆、干燥和UV(紫外線)固化而形成。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，所述下層和上層光學(xué)取向膜的UV固化 采用偏振UV進(jìn)行。
4、 如權(quán)利要求1所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，所述下層相位差膜和上層相位差膜是由 光聚合的丙烯酸酯液晶制成的。
5、 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的用于半透反射式LCD的、很 薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，選自所述下層相位差膜和所 述上層相位差膜之一的膜為1/4波長(zhǎng)相位差膜，而另一層為1/2波長(zhǎng)相 位差膜。
6、 如權(quán)利要求5所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，所述l/4波長(zhǎng)相位差膜的厚度為1~1.5口。
7、 如權(quán)利要求5所述的用于半透^^射式LCD的、很薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，所述1/2波長(zhǎng)相位差膜的厚度為1.6 2.3口。
8、 如權(quán)利要求5所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差 四分之一波長(zhǎng)層壓膜，其中，所述1/4波長(zhǎng)相位推延(phase retardation) 膜和所述1/2波長(zhǎng)相位差膜這樣設(shè)置該1/4波長(zhǎng)相位差膜與1/2波長(zhǎng) 相位差膜以60-90度角交叉。
9、 一種制備用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波 長(zhǎng)層壓膜的方法制備基質(zhì)；將用于取向膜的溶液涂覆于基質(zhì)之上，然后通過干燥和偏振UV 照射以形成下層光學(xué)取向膜；在下層光學(xué)取向膜之上涂覆液晶溶液；使涂層經(jīng)過干燥和UV固化以形成下層液晶層；在下層液晶層之上涂覆用于取向膜的溶液，然后通過干燥和偏振 UV照射以形成上層光學(xué)取向膜；在上層光學(xué)取向膜之上涂覆液晶溶液；及使涂層經(jīng)過干燥和UV固化以形成上層液晶層。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述用于取向膜的溶液通 過將具有包含光每文基團(tuán)的主鏈的多環(huán)化合物與交聯(lián)劑溶解于溶劑中而 制備。
11、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述在下層和上層液晶層的涂層中使用的液晶溶液包含光聚合丙烯酸酯。
12、 如權(quán)利要求9 11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，選自所述下層 液晶層和所述上層液晶層之一的膜由1/4波長(zhǎng)相位差膜形成，而另一層 由1/2波長(zhǎng)相位差膜形成。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述液晶溶液可涂覆為使 所述1/4波長(zhǎng)相位差膜具有1 1.5口的厚度。
14、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述液晶溶液可涂覆為使 所述1/2波長(zhǎng)相位差膜具有L6 2.3口的厚度。
15、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述下層光學(xué)取向膜和所 述上層光學(xué)取向膜這樣設(shè)置所述下層光學(xué)取向膜與所述上層光學(xué)取 向膜以60 90度角交叉。
16、 如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括干燥用于形成耳又 向膜的涂層之后使所述涂層經(jīng)過UV固化。
17、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述液晶溶液的涂覆采用 〉容液涂覆法進(jìn)《亍。
18、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所迷取向膜的涂覆采用溶 液涂覆法進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含于LCD偏光片的、用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜。更具體地，與各向異性的聚合膜層壓的常規(guī)四分之一波長(zhǎng)膜相比，所述用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波長(zhǎng)層壓膜具有顯著減小的厚度。
文檔編號(hào)G02B5/30GK101326455SQ200780000578
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者劉濟(jì)赫, 赫 尹, 樸文洙 申請(qǐng)人:Lg化學(xué)株式會(huì)社