液晶显示器用补偿膜的制作方法

专利名称：液晶显示器用补偿膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)用光学透明补偿膜，它包含呈现常态色散、具有负的面外双折射的无定形聚合物层。本发明还提供一种制造此种补偿膜的方法。
背景技术：
下面的术语具有如下所述的定义。
光轴在这里指光在传播中不发生双折射的那个传播方向。
A-片和C-片在这里是这样的片，即，光轴在该片的平面内并且垂直于该片。
起偏振器在这里指的是能使电磁波偏振的元件。


图1所示薄膜201的面内相位延迟，Rin，是由(nx-ny)d定义的数量，其中nx和ny分别为沿x和y方向的折射指数，且x-y平面平行于薄膜的平面203。d是薄膜沿z-方向的厚度。数量(nx-ny)被称作面内双折射。这两种面内数量都将作为绝对值对待，没有优先的符号惯例。
图1所示薄膜201的面外相位延迟，Rth，在这里，是由[nz-(nx+ny)/2]d定义的数量。nz是沿z-方向的折射指数。数量[nz-(nx+ny)/2]被称作面外双折射，Δnth。如果nz＞(nx+ny)/2，则Δnth为正，于是对应的Rth也为正。如果nz＜(nx+ny)/2，则Δnth为负，于是Rth也为负。
无定形在这里是指缺乏远程有序。因此，无定形聚合物不显示，按照诸如X-射线衍射之类的技术所测定的，远程有序。
液晶广泛用于电子显示器。在这些显示器系统中，液晶晶元通常位于一对起偏振器之间。被起偏振器偏振的入射光透过液晶晶元，并受液晶分子取向的影响，而分子取向可借助在晶元两端施加电压来改变。改变的光线进入第二起偏振器。利用这一原理，可对发自外部光源的光包括环境光的透射加以控制。为实现此种控制所要求的能量一般比其它显示器类型如阴极射线管(CRT)中使用的发光材料所要求的少得多。因此，LCD(液晶显示器)被用于多种电子成像器件，包括但不限于数字式手表、计算器、便携式电脑、电子游戏机和电视机这类视重量轻、功耗低和使用寿命长为主要特征的场合。
对比度、彩色再现和稳定的灰色级谱强度乃是采用LCD技术的电子显示器的可人属性。限制LCD的对比度的主要因素是光线透过处于暗或“黑”像素状态的液晶元件或晶元“泄漏”的倾向。再者，此种泄漏以及由此而来的液晶显示器的对比度，还依赖于观看显示器的方向。就典型而言，最佳对比度仅在以垂直于显示器的法向入射为中心的一个狭窄视角范围内才能观察到，而随着观看方向偏离显示器法向迅速下降。在彩色LCD中，此种泄漏问题不仅使对比度退化，而且也导致颜色或色调偏移从而连带着彩色再现性的退化。有各种各样类型的LCD。扭转向列型(TN)LCD是这样的液晶显示器，其中液晶光轴的方位角在没有外加电场时跨液晶晶元厚度旋转90°。在外加足够大电场的情况下，除与液晶晶元邻接片附近以外，液晶光轴变为垂直于液晶晶元平面。在液晶晶元邻接片附近，液晶光轴偏离液晶晶元法向。垂直对准的(VA)LCD的液晶光轴，在不加电场的情况下基本上垂直于液晶晶元平面。此种状态对应于显示器的黑暗状态。随着电场的施加，液晶光轴偏斜离开液晶晶元法向。光学补偿的弯曲(OCB)LCD是基于对称弓形弯曲状态液晶光轴的液晶显示器。弓形弯曲状态发生在垂直于液晶晶元平面的平面内，并且弯曲状态围绕液晶晶元厚度方向的中点对称。面内开关(IPS)LCD是这样的液晶显示器，其中改变液晶光轴方向的电场施加在液晶晶元的平面内。在IPS LCD中，液晶光轴在保持基本位于液晶晶元平面内的条件下改变其方向。
LCD正迅速取代CRT作为显示器用于桌面电脑和其它办公室或家用电器。又，据预测，大量具有更大屏幕尺寸的LCD电视显示器将在不远的将来急剧增长。然而，除非视角依赖性如色彩、对比度退化和亮度颠倒等问题得到解决，LCD取代传统CRT将受到限制。
改善LCD视角特性的常用方法之一是采用补偿膜。位于起偏振器与液晶晶元之间，补偿膜消除液晶晶元对传播的光线施加的相位延迟。几种类型LCD模式，不论施加电场与否，都表现出可用负C-片性质的补偿膜补偿的正C-片对称性。正如本领域技术人员熟知，TN和OCB液晶晶元，在足够高外加电场作用下以液晶晶元中心部分表现出C-片对称性。VA液晶晶元，当处于不加外电场的状态时，表现出C-片对称性。液晶晶元的此种近似正的C-片状态提供一种黑暗状态，若被置于交叉的起偏振器之间的话。这里，交叉的起偏振器指的是，2个起偏振器的透射(或吸收)轴构成90±10°的角。沿垂直于液晶晶元方向传播的光线基本上不经历双折射。这就是在某些类型LCD中沿法向观看具有最高对比度的原因。另一方面，斜向传播的光线经历相位延迟，而这将导致在黑暗状态中光的泄漏并使对比度退化。图2示意地表示补偿的原理。椭圆体301代表接近于液晶晶元305的正C-片，具有nx1c＝ny1c＝no1c，nz1c＝ne1c，其中ne1c＞no1c，ne1c和no1c分别是液晶的异常和寻常折射率。具有负Rth的补偿膜307由椭圆体309表示。这里，我们具有(nx+ny)/2＞nz，于是给出一个负Rth。对于以入射角φ透过液晶晶元305倾斜地传播的光线311来说，由液晶晶元305的正相位延迟被补偿膜307的负相位延迟抵消。因此，人们能够有效地防止由液晶晶元的双折射所致沿倾斜方向情况下的光泄漏。于是，各种不同类型LCD用的补偿膜必须具有负的Rth，而能得到此种负Rth的简单方法则对于LCD的光学补偿来说是非常理想的。
LCD补偿的重要属性之一是相位延迟以及双折射作为光波长(λ)函数的波长依赖性(或色散)。重要的是要达到一种没有彩色偏移的恰当黑暗状态。相位延迟与双折射成正比，而其色散形状(常态或倒置)也具有同样相关关系。“常态”色散是，相位延迟和双折射的绝对值朝较短λ方向(即朝紫外区间)增加。反之，具有“倒置”色散的材料在较短λ范围内具有较小相位延迟和双折射的绝对值。典型液晶晶元采用具有常态色散的材料，该材料表现出朝较短λ具有较大的双折射和相位延迟的正值。在负值双折射的情况下(补偿膜)，常态色散在较短λ处给出较大负值双折射和相位延迟。反之，具有倒置色散的负值双折射(即，不太理想的补偿膜)表现出对于较短λ光的较小负值的双折射和相位延迟。液晶晶元和补偿膜的相位延迟色散必须是同一种类，才能以补偿膜恰当地抵消液晶晶元的相位延迟。就是说，如果液晶相位延迟在较短λ呈现较大Rth(或Δnth)的正值(即，常态色散下的正双折射)，则补偿膜必须具有较大负值(即，常态色散的负值双折射)，才能达到好的补偿。
图3解释这一概念。处于正C-片状态的液晶晶元具有正面外双折射Δn1c＝(ne1c-no1c)。要用具有负面外双折射和相位延迟的补偿膜补偿的相位延迟是Rth-1c＝d1cΔn1c(其中d1c是液晶晶元的厚度)。该曲线显示补偿膜的Rth-1c＝d1cΔn1c，401，和Rth＝dΔnth＝d[nz-(nx+ny)/2]，403、407，的波长依赖性。典型液晶为正值双折射的并具有常态双折射色散。就是说，双折射Δn1c朝较短波长λ增加。因此，相位延迟Rth-1c在较短λ处呈现较大正值，正如曲线401所示。为了抵消它，要求补偿膜也具有常态相位延迟色散，如曲线403所示。具有如曲线403所示性质的膜在较短λ处具有较大负值Δnth和Rth。另一方面，曲线407表示倒置色散的补偿膜。在此种情况中，该膜的双折射Δnth和Rth在较短λ处具有较小负值。所以，液晶晶元(正C-片)的相位延迟的恰当抵消不能用在宽波长范围具有倒置色散的膜来达到。补偿膜的另一个重要方面是透明度。可测定，膜在每个波长λ的透光百分率T(λ)。透光百分率T(λ)给出透射光相对于沿膜法向的入射光的强度百分率。在波长范围λ1≤λ≤λ2的平均透光率由下式 定义。光学透明膜是满足下列条件的膜T平均≥90％，当λ1＝400nm和λ2＝700nm时。此种膜之所以优选是因为，它不以牺牲LCD上的图像亮度为代价。已提出几种获得负值Rth的措施。Sergan等人讨论过一种交叉-A-片，作为负值C-片的替代物(“2个交叉A-片作为一个负值C-片的替代物”，《Society of Information Display》(显示信息学会)2000，pp.838-841)。2块A-片以其光轴构成90°地彼此叠摞。它们显示，交叉的A-片所起的作用类似于一块负值-C-片并成功地补偿了VA液晶晶元。然而，该方法涉及将2片具有A-片性质的薄膜层合形成一片负值-C特性补偿膜的麻烦步骤。再者，本领域技术人员公知，交叉的A-片对于具有小入射角φ的光线不显示负值C-片的行为。因此，它不是一种获得负值Rth的理想方法。
JP 1999-95 208描述可溶胀无机粘土层在交联的有机基质中以产生负值Rth的应用。所公开的方法能够连续生产具有负值C-片特性的薄膜。然而，所生产的薄膜却给出由曲线407代表的倒置色散。因此，它不适合作为补偿膜。
Li等人(“聚酰胺薄膜作为负值双折射补偿器用于常态为白色扭转向列型液晶显示器”，《Polymer》(聚合物)，37卷，5321-5325页(1996))公开一种通过旋涂或浸涂(dipemersion)方法成形的聚酰亚胺层。该薄膜显示常态色散。该文献描述了几种可作为具有负值Rth的补偿膜使用的聚酰亚胺。然而，其T平均小于90％。而且，正如本领域技术人员熟知，聚酰亚胺一般都存在黄-橙着色的问题。因此，它们作为补偿膜并不理想，因为这样的膜的颜色将导致LCD上图像色泽的偏移。
双轴拉伸纤维素酯薄膜作为补偿膜的应用公开在JP 2002-236216中。采用一种具有大负值Rth和正Rin的双轴拉伸纤维素酯薄膜作为基材，其上配置具有O-片特性的光学各向异性层。该双轴拉伸纤维素酯薄膜(按照该公开内容)表现出足以作为补偿膜使用的负值Rth。然而，其在Δnth，并因此在Rth上具有倒置色散特性。
现有技术提供获得具有足够大的负Rth值薄膜的方法。然而，现有技术薄膜不能提供能容易地制造并具有高T平均(T平均≥90％，也就是光学透明)的具有常态负Rth和Δnth色散的薄膜。另外，高度理想的是，能获得较薄的具有大负值Rth的补偿膜。这能使整套LCD组件，包括液晶晶元、补偿膜和起偏振器，做得更加轻薄。因此，理想的方法应能提供一种补偿膜，它具有足够大负值Rth以及要求的、常态延迟/双折射色散，却不显著增加显示器厚度。
发明概述本发明提供一种液晶显示器用光学补偿膜，它具有负的Rth和常态色散。它包含配置在基材上的无定形聚合物层。该无定形聚合物在波长λ的面外双折射Δnth(λ)分别满足条件(1)和(2)条件(1)Δnth(λ)在整个370nm＜λ＜700nm区间比-0.005更负；条件(2)Δnth(λ1)比Δnth(λ2)更负，其中在整个370nm＜λ＜700nm区间λ1＜λ2。
因此，该补偿膜包含一个具有大负值Δnth的层。该无定形聚合物层能增加补偿膜的Rth的负值，而不显著增厚薄膜。本发明还包括一种包括该补偿膜的液晶显示器以及一种形成该补偿膜的方法。
附图简述虽然本说明在末尾给出权利要求，具体地指出并明确地提出对本发明主题的权利要求，但据信，在结合附图研读了下面的说明之后本发明将得到更好的理解，这些附图包括图1显示厚度为d的薄膜，并在该薄膜上附加了x-y-z座标系；图2显示具有正C-片特性的液晶晶元利用具有负Rth的补偿膜补偿的原理；图3显示液晶的常态色散曲线和具有常态及倒置色散的补偿膜的曲线；图4A、图4B和图4C是补偿膜实施例的示意纵剖面图；图5A和图5B显示分别具有1和2个补偿膜的LCD；图6显示无定形聚合物层的常态色散双折射曲线；图7显示本发明示例性补偿膜的常态色散相位延迟曲线；图8显示对比例的倒置色散相位延迟曲线；发明详述现在来看附图，其中本发明的各种要素均被赋予数字代号，并且将就附图讨论本发明，以便使本领域技术人员得以实施和使用本发明。要知道，没有具体画出或描述的要素均可采取本领域技术人员熟知的各种形式。
本发明提供一种液晶显示器用光学补偿膜，它具有负值Rth和常态色散特性。它包含配置在基材上的无定形聚合物层。该无定形聚合物在波长λ的面外双折射Δnth(λ)分别满足条件(1)和(2)条件(1)Δnth(λ)在整个370nm＜λ＜700nm区间比-0.005更负；条件(2)Δnth(λ1)比Δnth(λ2)更负，其中在整个370nm＜λ＜700nm区间λ1＜λ2。
图4A、4B和4C显示补偿膜的示例性结构的纵剖面图。在补偿膜501中，无定形聚合物层503配置在基材505上。该聚合物层503满足条件(1)和(2)。图4B显示补偿膜511，其中在聚合物层503上配置了一个附加层507。层507可以是例如防眩涂层或抗反射涂层。它也可以是对无定形聚合物层503起机械保护作用的硬涂层。可改变顺序，使层507配置在基材上，随后是503，例如在图4C中所示的513层。在此种情况中，507可具有在基材505与无定形聚合物层503之间的缓冲层的作用。缓冲层能增强层503对基材505的附着。在某些其它情况中，它防止来自基材505的化学沾污物向聚合物层503的扩散，从而起到阻挡层的作用。还有，它可以是柔顺层以防止聚合物层503的龟裂。
基材505可以是光学各向同性或各向异性的。正如本领域熟知的，光学材料可具有最多3种不同主折射率并且可根据这些折射率的关系划分为各向同性或各向异性的。当所有3个主折射率相等时，该材料被称为各向同性的。当为各向异性时，材料可以是单轴或双轴的。如果2个主折射率相等，则称该材料为单轴的。单轴材料被唯一地表征为具有寻常折射率，被称作no，异常折射率ne以及2个描述其光轴，ne的轴，的取向的角度。当ne大于no时，单轴材料为正双折射。当ne小于no时，单轴材料为负双折射。控制双折射行为对于制造和应用光学膜特别有用。当所有3个折射率皆不相同时，材料被称之为双轴的，唯一地由其主折射率nx、ny、nz以及3个取向角表征。某些双轴材料表现出弱双轴性，意思是，它们的3个主折射率中的2个非常接近，常常被认为与单轴材料的寻常折射率等同。
为了便于制造，优选的是具有柔性基材，特别是聚合物基材。典型聚合物基材是三乙酰基纤维素(TAC)。TAC的光学性质接近单轴并且近似当作负C-片，因此TAC具有可忽略不计的Rin和负Rth。在其它情况中，采用双轴拉伸TAC作为基材。在此种情况中，该基材具有有限Rin和Rth。TAC具有倒置色散面外双折射Δnth。然而，TAC的此种倒置色散被无定形聚合物层503的常态色散Δnth所补偿。低双折射聚合物材料如环状聚烯烃也可以是基材。
无定形聚合物层503是通过一种含聚合物的溶液涂布而成的，该聚合物在溶剂涂布后将产生大负值Δnth该常态色散的大负值Δnth将主导补偿膜的总负值Rth及其色散种类。因此，通过配置聚合物层503在(具有负值Rth和倒置色散的)基材的顶面，总体的负值Rth将增加并且色散形状将变为“常态”的。为制备满足条件(1)和(2)的具有负值Δnth的无定形聚合物层，将采用在聚合物主链中含有不可见发色团如乙烯基、羰基、酰胺、酯、碳酸酯、砜、偶氮和芳族基团(即，苯、萘(naphthalate)、联苯、双酚A)的聚合物，例如，聚酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺和聚噻吩。优选的是，在层503中使用的聚合物不具有在主链以外的发色团。此种在主链中和主链外具有发色团的不理想聚合物的例子例如是具有芴基团的多芳基化合物。在无定形层中使用的聚合物的玻璃化转变温度(Tg)是重要因素。它应高于180℃才能达到要求的结果。无定形聚合物层503的厚度取决于Rth的必要值，后者应至少比-20nm更负。就典型而言，它应介于-600nm～-60nm。方便的是，它将介于-500nm～-100nm。理想的是，它将介于-400nm～-150nm。聚合物层503的厚度应小于30μm。就典型而言，它将介于0.1μm～20μm。合适的是，它将介于1.0μm～10μm。具有除图4A、图4B和图4C所示以外的结构的补偿膜也是可能的。
补偿膜的总厚度对于将整个LCD组件的厚度维持在合理范围内至关重要。补偿膜的合计厚度应小于115μm。就典型而言，它应介于40μm～105μm。理想的是，它应介于40μm～100μm。补偿膜是光学透明的，即，T平均≥90％。
图5A显示一种示意的液晶显示器601，其中603是单一补偿膜，被置于液晶晶元605的一侧。607是起偏振器，而609是第二起偏振器。起偏振器607与609的透射轴彼此成90°±10°角。它们的透射轴的角分别被标作45°和135°。然而，其它角度也是可能的，具体取决于液晶显示器601的种类，而这对于本领域技术人员来说是显而易见的。要指出的是，液晶晶元605是可电致开关的液晶晶元，其液晶被限制在两块玻璃片之间。
图5B显示另一种示意液晶显示器613，其中有2片补偿膜603、611被置于液晶晶元605的两面。607是起偏振器，而609是第二起偏振器。起偏振器607和609的透射轴彼此成90°±10°角。它们的透射轴的角分别被标作45°和135°。然而，其它角度也是可能的，具体取决于液晶显示器601的种类，而这对于本领域技术人员来说是显而易见的。要指出的是，605是可电致开关的液晶晶元，其液晶被限制在两块玻璃片之间。
与现有技术相比，本发明的实施方案提供光学透明、具有常态色散的负值Rth的补偿膜。另外，它还提供一种制备具有足够大负值Rth、厚度远小于传统膜如TAC的薄膜的方法。之所以能做到这一点是因为该无定形聚合物层具有大负值Δnth。因此，本发明能够以能轻易地制造的较薄(＜115μm)结构提供加强的光学补偿。
本发明将结合下面非限制性实施例做进一步说明。
实施例这里使用的芳族聚酯可采用任何合适的或传统的程序制备。这里所采用的程序遵循P.W.Morgan在《Condensation PolymersByInterfacial and Solution Methods》(缩合聚合物采用界面和溶液方法)(Interscience，纽约市，纽约(1965))中的描述。
实施例A聚合物A(合成)在10℃搅拌下，向4，4′-六氟异亚丙基联苯酚(23.53g，0.07mol)、4，4’-(2-亚降冰片基)双酚(8.4g，0.03mol)和三乙胺(22.3g，0.22mol)在丁酮(100mL)中的混合物中，加入对苯二甲酰氯(19.29g，0.095mol)和间苯二甲酰氯(1.02g，0.005mol)在丁酮(60mL)中的溶液。加入后，让温度升高到室温，然后溶液在氮气下搅拌4h，在此期间盐酸三乙胺以凝胶形式沉淀，并且溶液变得粘稠。随后，溶液以甲苯(160mL)稀释并以稀盐酸(200mL，2％酸)洗涤，随后用水(200mL)洗涤3次。然后，将溶液在剧烈搅拌下倾入到乙醇中，于是一种白色珠状聚合物沉淀出来，收集并在50℃、真空下干燥24h。此种聚合物的玻璃化转变温度，按照差示扫描量热法测定，等于265℃。
聚(4，4′-六氟异亚丙基-双酚-共聚-4，4’-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯聚合物A
将聚合物A旋涂(8％固体在80％乙酸丙酯20％甲苯中)到载玻片上，并采用椭圆偏振光计(型号M2000V，J.A.Woollam公司)在550nm波长进行分析以获得Rth和聚合物A的层厚。这些数值载于表Ia。
表Ia

Rth按类似方式在其它波长进行测定，于是，根据已知延迟Rth以及层厚，计算出Δnth，如表Ib所示。
表Ib

聚合物A的层也没有显示任何远程有序的征兆，因此确认所述层由无定形聚合物组成。对应于聚合物A层的Δnth的色散曲线701示于图7。它显示，在较短波长λ的较大负值Δnth。因此，按照上面提到的方法制备的无定形聚合物层表现出常态色散。在370～700nm之间的波长范围，Δnth比-0.005更负。
另外，一层聚合物A被配置到三乙酰基纤维素(TAC)薄膜(厚度80μm)上。聚合物A层的厚度等于3.6μm，根据椭圆偏振光计测定。图7显示所获补偿膜的Rth的色散曲线801。该补偿膜显示常态色散。测定400nm≤λ≤700nm范围的透射率并获得T平均≥90％。
实施例B聚合物B(合成)在10℃搅拌下，向4，4′-六氟异亚丙基联苯酚(23.53g，0.07mol)、4，4’-(2-亚降冰片基)双酚(8.4g，0.03mol)和三乙胺(22.3g，0.22mol)在二氯甲烷(100mL)中的混合物中，加入对苯二甲酰氯(19.29g，0.095mol)在二氯甲烷(60mL)中的溶液。加入后，让温度升高到室温，然后溶液在氮气下搅拌4h，在此期间盐酸三乙胺以凝胶形式沉淀，并且溶液变得粘稠。随后，溶液以甲苯(160mL)稀释并以稀盐酸(200mL，2％酸)洗涤，随后用水(200mL)洗涤3次。然后，将溶液在剧烈搅拌下倾入到乙醇中，于是一种白色珠状聚合物沉淀出来，收集并在50℃、真空下干燥24h。此种聚合物的玻璃化转变温度按照差示扫描量热法测定，等于274℃。

聚(4，4′-六氟异亚丙基-双酚-共聚-4，4’-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯聚合物B将聚合物B旋涂(10％固体，在50％丁酮50％甲苯中)到玻片上，然后从该基材上取下。采用椭圆偏振光计(型号M2000V，J.A.Woollam公司)在550nm波长测定所制层的Rth和聚合物的层厚。结果载于表IIa。
表IIa

延迟数值按类似方式在其它波长进行测定(载于表IIb)，于是，通过已知延迟以及层厚，计算出Δnth。
表IIb

聚合物B的层没有显示任何远程有序的征兆。因此确认该层由无定形聚合物组成。聚合物B的Δnth的色散曲线703示于图7。它在较短波长λ显示较大负值Δnth。因此，按照上面提到的方法制备的无定形聚合物层表现出常态色散。在370～700nm之间的波长范围，Δnth比-0.005更负。
其它可使用的特定聚合物包括 聚(4，4′-六氟异亚丙基-双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯聚合物C 聚(4，4’-六氢-4，7-桥亚甲基-5-亚茚满基双酚)对苯二甲酸酯聚合物D 聚(4，4′-异亚丙基-2，2′，6，6′-四氯双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯聚合物E
聚(4，4′-六氢-4，7-桥亚甲基-5-亚茚满基)-双酚-共聚-(4，4’-异亚丙基-2，2′，6，6’-四溴)-双酚的对苯二甲酸酯聚合物F 聚(4，4′-异亚丙基-双酚-共聚-4，4′-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯聚合物G分析了一系列聚合物的玻璃化转变温度和面外双折射数值Δnth。结果发现，本发明较为理想的聚合物具有高于180℃的玻璃化转变温度。那些具有较低玻璃化转变温度的，据发现，一般都具有比-0.005负得少的面外双折射Δnth数值。
对比例采用椭圆偏振光计(型号M2000V，J.A.Woollam公司)在400～700nm之间的波长测定纤维素酯薄膜(厚度110μm，采用测微计测定)的Rth。在3种波长处的Rth数值载于表III。
表III

对比例薄膜的Rth色散曲线901示于图8。它在较短波长λ处显示较小负值Rth，因此对比例薄膜表现出倒置色散。从测定的厚度和Rth，算出Δnth。该Δnth在370～700nm之间的波长比-0.005负得少。要指出的是，该薄膜未显示足够负的双折射并且不具有所要求的色散征兆。
上面，已具体结合某些优选实施方案详细描述了本发明，但是要知道，在本发明范围内还可做出各种变化和修改。本说明书中援引的专利和其它出版物的全部内容在此一律收作参考。
零件清单201补偿膜203薄膜平面301近似液晶晶元305的状态的折射率(index)椭圆体305液晶晶元307补偿膜309表示补偿膜307的折射率(index)椭圆体311斜向传播的光线401典型液晶的色散曲线403具有常态色散的补偿膜的色散曲线407具有倒置色散的补偿膜的色散曲线501补偿膜503聚合物层505基材507附加层511补偿膜513补偿膜
601 液晶显示器603 补偿膜605 液晶晶元607 起偏振器609 起偏振器611 补偿膜613 液晶显示器701 实施例聚合物层A的色散曲线(双折射)703 实施例聚合物层B的色散曲线(双折射)801 示例性补偿膜的色散曲线(相位延迟)901 对比例薄膜的色散曲线(相位延迟)φ 光线入射角nx x方向折射率ny y方向折射率nz z方向折射率nx1c液晶晶元沿x方向的折射率ny1c液晶晶元沿y方向的折射率nz1c液晶晶元沿z方向的折射率no 寻常折射率ne 异常折射率no1c液晶的寻常折射率ne1c液晶的异常折射率Δn1c液晶的双折射Δnth面外双折射d膜厚d1c液晶晶元厚度Rin面内相位延迟Rth面外相位延迟Rth-1c液晶晶元的面外相位延迟λ波长
权利要求
1.一种液晶显示器用光学透明补偿膜，它包含配置在基材上的无定形聚合物层，其中所述无定形聚合物层具有在波长λ的面外双折射Δnth(λ)，Δnth(λ)同时满足条件(1)和(2)条件(1)Δnth(λ)在整个370nm＜λ＜700nm区间比-0.005更负；条件(2)Δnth(λ1)比Δnth(λ2)更负，其中在整个370nm＜λ＜700nm区间λ1＜λ2。
2.权利要求1的光学透明补偿膜，其中所述补偿膜的面外相位延迟Rth满足条件(3)条件(3)在λ1的Rth比在λ2的Rth更负，其中在整个400nm＜λ＜700nm区间λ1＜λ2。
3.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层与基材相邻。
4.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层与阻挡层相邻，阻挡层与基材相邻。
5.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述基材是光学上单轴的。
6.权利要求5的光学透明补偿膜，其中所述单轴基材是负-C片并且Rth(在λ＝550nm波长)介于-20～-250nm之间。
7.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述基材是光学上双轴的。
8.权利要求2的光学透明补偿膜，其中附加层配置在所述无定形聚合物层上。
9.权利要求8的光学透明补偿膜，其中所述附加层具有抗反射功能。
10.权利要求8的光学透明补偿膜，其中所述附加层具有防眩功能。
11.权利要求8的光学透明补偿膜，其中所述附加层是硬涂层。
12.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述基材为光学各向同性的。
13.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层的厚度介于0.1～30μm。
14.权利要求13的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层的厚度介于1～10μm。
15.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含在主链中含有不可见发色团的聚合物并且具有高于180℃的Tg。
16.权利要求15的光学透明补偿膜，其中所述不可见发色团包括羰基、酰胺、酯、碳酸酯、苯基、萘基、联苯基、双酚或噻吩基团。
17.权利要求15的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含在主链中含有不可见发色团的聚合物，该发色团不包括主链以外的生色团。
18.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含Tg高于180℃的聚合物。
19.权利要求17的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含的聚合物在其主链中含有乙烯基、羰基、酰胺、酯、碳酸酯、芳族化合物、砜或偶氮基团。
20.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含1)聚(4，4′-六氟异亚丙基-双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯、2)聚(4，4’-六氢-4，7-桥亚甲基-5-亚茚满基双酚)对苯二甲酸酯、3)聚(4，4’-异亚丙基-2，2’，6，6’-四氯双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯、4)聚(4，4’-六氟异亚丙基)-双酚-共聚-(2-亚降冰片基)-双酚的对苯二甲酸酯、5)聚(4，4’-六氢-4，7-桥亚甲基-5-亚茚满基)-双酚-共聚-(4，4’-异亚丙基-2，2’，6，6’-四溴)-双酚的对苯二甲酸酯，或6)聚(4，4′-异亚丙基-双酚-共聚-4，4’-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯或者上述的任意共聚物。
21.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含聚(4，4’-六氟异亚丙基-双酚-共聚-4，4’-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯或其共聚物。
22.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述基材包含三乙酰基纤维素(TAC)、聚碳酸酯、环状聚烯烃或含有芴基团的多芳基化合物。
23.权利要求2的光学透明补偿膜，其中一个以上所述无定形聚合物的层配置在所述基材上。
24.权利要求2的光学透明补偿膜，其中所述补偿膜的厚度小于115μm。
25.权利要求24的光学透明补偿膜，其中所述补偿膜的厚度介于40～100μm。
26.一种液晶显示器，其包含液晶晶元、一对在该晶元的每面各放置一个的交叉起偏振器以及至少一个权利要求2的光学补偿膜。
27.权利要求26的液晶显示器，其中所述液晶晶元是垂直对准的液晶晶元或扭转向列型液晶晶元。
28.一种形成液晶显示器用光学透明补偿膜的方法，包括在基材上涂布无定形聚合物在溶剂中的层，其中所述无定形聚合物层同时满足条件(1)和(2)条件(1)Δnth(λ)在整个370nm＜λ＜700nm区间比-0.005更负；条件(2)Δnth(λ1)比Δnth(λ2)更负，其中在整个370nm＜λ＜700nm区间λ1＜λ2，且所述无定形聚合物层包含选择的聚合物材料并且所述层具有足以使所述无定形聚合物层的面外延迟Rth(在λ＝550nm波长)比-5nm更负的厚度。
29.一种液晶显示器用光学补偿膜，包含配置在聚合物基材上的无定形聚合物层，其中所述无定形聚合物层具有在波长λ的面外双折射Δnth(λ)，Δnth(λ)同时满足条件(1)和(2)条件(1)Δnth(λ)在整个370nm＜λ＜700nm区间比-0.005更负；条件(2)Δnth(λ1)比Δnth(λ2)更负，其中在整个370nm＜λ＜700nm区间λ1＜λ2。
30.权利要求29的光学补偿膜，其中所述聚合物基材包含三乙酰基纤维素(TAC)、聚碳酸酯、环状聚烯烃或含有芴基团的多芳基化合物。
31.权利要求29的光学补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含1)聚(4，4’-六氟异亚丙基-双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯、2)聚(4，4’-六氢-4，7-桥亚甲基-5-亚茚满基双酚)对苯二甲酸酯、3)聚(4，4’-异亚丙基-2，2’，6，6’-四氯双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯、4)聚(4，4’-六氟异亚丙基)-双酚-共聚-(2-亚降冰片基)-双酚的对苯二甲酸酯、5)聚(4，4’-六氢-4，7-桥亚甲基-5-亚茚满基)-双酚-共聚-(4，4’-异亚丙基-2，2’，6，6’-四溴)-双酚的对苯二甲酸酯，或6)聚(4，4’-异亚丙基-双酚-共聚-4，4’-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯或者上述的任意共聚物。
32.权利要求29的光学补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含聚(4，4’-六氟异亚丙基-双酚-共聚-4，4’-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二甲酸酯-共聚-间苯二甲酸酯或其共聚物。
33.权利要求29的光学补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含Tg高于180℃的聚合物。
34.权利要求29的光学补偿膜，其中所述无定形聚合物层包含在主链中含有不可见发色团的聚合物并且具有高于180℃的Tg。
35.一种液晶显示器，其包含液晶晶元、一对在该晶元的每面各放置一个的交叉起偏振器以及至少一个权利要求29的光学补偿膜。
36.权利要求35的液晶显示器，其中所述液晶晶元是垂直对准的液晶晶元或扭转向列型液晶晶元。
全文摘要
公开一种液晶显示器用光学补偿膜(603、611)，它包含配置在基材上的无定形聚合物层，其中所述无定形聚合物层具有在波长λ的面外双折射Δn
文档编号C08G64/04GK1791832SQ200480013402
公开日2006年6月21日 申请日期2004年5月3日 优先权日2003年5月16日
发明者J·F·埃尔曼, T·伊施卡瓦, D·J·马萨, P·D·亚科布茨, C·A·法尔克纳 申请人:伊斯曼柯达公司