專利名稱：光學(xué)補償膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一光學(xué)元件的制造方法，特別是關(guān)于使用于光電平面顯示器中光學(xué)補償膜的制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器，相較于傳統(tǒng)的陰極射線管，由于具有許多優(yōu)點，正在取代陰極射線管的地位而成為市場上顯示器的主流。液晶顯示器中，除了最主要的液晶槽外，還有多種薄膜以調(diào)整液晶顯示器的光學(xué)性質(zhì)。
舉例來說，液晶顯示器中需要配有一組具雙折射性的薄膜，以特殊的聚合物材料，來調(diào)整A值與C值，A值與C值分別定義如下A＝(nx-ny)d.............................式1C＝{[(nx+ny)/2]-nz}d....................式2其中nx、ny、nz分別為x、y、z方向上的折射率，d為厚度。
對于可作為負C板的聚合物材料，曾有人揭示一種圓盤型(discotic)液晶(美國專利第5,583,679號)及一種在主鏈具有平面苯基的聚亞酰胺(美國專利第5,395,918號、美國專利第5,480,964號、美國專利第5,580,950號)等等?，F(xiàn)有技術(shù)的圓盤型液晶及在主鏈具有平面苯基的聚亞酰胺在朝著厚度方向具有太大的雙折射以及可吸收可見光，需在透明保護層上精密涂布。
此外，現(xiàn)有技術(shù)的另一個缺點是，涂布制程在價格上極為昂貴。一種現(xiàn)有技術(shù)是以8～20％的聚芳酯聚合物(PAR polyarylate)的二氯甲烷溶液，以溶劑鑄膜的方式制成光學(xué)薄膜，厚度大約是80～200μm，然后再予以單軸延伸15～35％成為位相差膜，如美國專利5,189,538、5,138,474與5,285,303號。由于現(xiàn)有技術(shù)的聚芳酯聚合物薄膜的厚度為80～200μm，經(jīng)單軸延伸后，所得的位相差膜的A值相當(dāng)大(400nm)，除了涂布制程的成本提高外，也因較大的雙折射，產(chǎn)生涂層厚度的輕微差異，造成較大的相位差。
于是需要一種厚度更低，生產(chǎn)成本也更低的光學(xué)補償膜，但是依然具有理想的相位差值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種光學(xué)補償膜的制造方法，利用該方法可以生產(chǎn)厚度更低，生產(chǎn)成本也更低的光學(xué)補償膜，并且其依然具有理想的相位差值。
為達上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)補償膜的制造方法，即制造光學(xué)補償負C板的方法，包括步驟先提供一聚芳酯聚合物后，再將該聚芳酯聚合物溶于一非質(zhì)子性溶劑中以形成一聚芳酯聚合物溶液，然后將此聚芳酯聚合物溶液直接涂布在一基材上，并在一適當(dāng)溫度下移除該聚合物溶液中的該非質(zhì)子性溶劑，來形成厚度為1μm至20μm的一光學(xué)補償膜。該方法所制造的光學(xué)補償膜適合使用于光電平面顯示器中，例如液晶顯示器，有機液晶顯示器，或聚合物液晶顯示器的視角補償膜。
于本發(fā)明的一較佳實施例中，適用的聚芳酯聚合物可為聚丙烯酸酯(Polyacrylate)，而理想的非質(zhì)子性溶劑可以是鹵烷類如二氯甲烷(Dichloromethane)、二氯乙烷(Dichloroethane)、四氯乙烷(Tetrachloroethane)、三氯甲烷(Chloroform)等，芳香族如甲苯(Toluene)，環(huán)酮類如環(huán)戊酮(Cyclopentanone)、環(huán)己酮(Cyclohexanone)，醚類如四氫呋喃(Tetrahydrofuran；THF)，酮類如丙酮(Acetone)、甲乙酮(methylethylketone；MEK)、N-甲基2-四氫吡咯酮(1-methylpyrrolidone；NMP)、二甲基亞砜(Dimethylsulfoxide；DMSO)、1，4-二氧戊環(huán)(Dioxolane)等或其混合物，但不限于此處所指溶劑。并可使用多種方式，將聚芳酯聚合物溶液涂布于基材上，例如纏線棒涂覆法、逆向式滾筒涂覆法、順向式滾筒涂覆法、氣廉式涂覆法、輪式涂覆法、雕筒涂覆法、浸沾式涂覆法、旋轉(zhuǎn)涂覆法、狹縫式涂覆法、擠壓式涂覆法、淋幕式涂覆法或上述方式的任意組合。
使用本發(fā)明方法來制造光學(xué)補償膜，一方面，比起現(xiàn)有方法所得薄膜的厚度為80～200μm，使用本發(fā)明方法所制得的光學(xué)補償膜厚度更低，僅約1μm至20μm左右。另一方面，由于使用更簡易的生產(chǎn)制程，能明顯降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)品的競爭力。而且，使用本發(fā)明方法所制得的光學(xué)補償膜，依然具有理想的相位差值。
具體實施例方式
本發(fā)明為一種制造光學(xué)補償膜的方法。此光學(xué)補償膜具優(yōu)良的光學(xué)異向性，適合使用于光電平面顯示器中，例如液晶顯示器，有機液晶顯示器，或聚合物液晶顯示器，作為視角補償膜之用。本發(fā)明的優(yōu)點與精神，將以較佳實施例的方式詳細敘述如下。
本發(fā)明方法欲制造的光學(xué)補償負C板，首先需要提供一聚芳酯聚合物，可由聚芳酯的前驅(qū)物在適當(dāng)條件下聚合而得。理想的聚芳酯前驅(qū)物，如2，2-雙對酚甲烷(bisphenol A)及雙羧酸(dicarboxylic acid)。選取理想的前驅(qū)物后，在適當(dāng)?shù)木酆蠗l件下，聚合成具有分子量為(10000至100000)聚芳酯化物的聚合物，以形成適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)補償膜。
接著，將所得到的聚芳酯聚合物溶于一適當(dāng)?shù)姆琴|(zhì)子性溶劑中，以形成一聚芳酯聚合物溶液，其中，較佳的實施方式是采用含有重量百分比10至20％的丙烯酸化物聚合物。所謂非質(zhì)子性溶劑，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解到，理想的非質(zhì)子性溶劑可以是鹵烷類如二氯甲烷(Dichloromethane)、二氯乙烷(Dichloroethane)、四氯乙烷(Tetrachloroethane)、三氯甲烷(Chloroform)等，芳香族如甲苯(Toluene)，環(huán)酮類如環(huán)戊酮(Cyclopentanone)、環(huán)己酮(Cyclohexanone)，醚類如四氫呋喃(Tetrahydrofuran；THF)，酮類如丙酮(Acetone)、甲乙酮(methylethylketone；MEK)、N-甲基2-四氫吡咯酮(1-methylpyrrolidone；NMP)、二甲基亞砜(Dimethylsulfoxide；DMSO)、1，4-二氧戊環(huán)(Dioxolane)等或其混合物，但不限于此處所指溶劑。
再者，將此調(diào)配好的聚芳酯聚合物溶液涂覆于一基材上，其中，可以使用的涂布方法包括纏線棒涂覆法、逆向式滾筒涂覆法、順向式滾筒涂覆法、氣廉式涂覆法、輪式涂覆法、雕筒涂覆法、浸沾式涂覆法、旋轉(zhuǎn)涂覆法、狹縫式涂覆法、擠壓式涂覆法、淋幕式涂覆法或上述方法的任意組合。剛涂布好的聚合物溶液因為含有溶劑，可稱為濕膜，且濕膜的厚度取決于丙烯酸化物聚合物的種類、分子量分布、聚合物溶液的濃度與溶劑的固有黏度等等因素，并且較佳的狀況是希望濕膜的厚度盡量的薄，并可選擇濕膜厚度約在30至200μm之間，以方便后續(xù)將溶劑移除。
可以在一適當(dāng)溫度下，較佳的實施例可為40℃至180℃的升溫狀態(tài)，以盡量移除聚芳酯聚合物溶液中的非質(zhì)子性溶劑，較佳溶劑殘留量不大于1％，來形成厚度為1μm至20μm的光學(xué)補償膜。將溶劑移除后的薄膜，相對于濕膜，可稱為干膜。在溶劑移除的過程中，可以逐漸升高溫度，較佳執(zhí)行一升溫梯度，例如40℃/20分鐘、60℃/20分鐘、80℃/20分鐘、100℃/60分鐘的組合，來實質(zhì)移除聚芳酯聚合物溶液中的非質(zhì)子性溶劑。適當(dāng)?shù)臏囟仁且谰酆衔锏姆N類、分子量分布、聚合物溶液的濃度與溶劑的沸點而定。舉例來說，使用環(huán)己酮為溶劑時，可以在40℃至180℃間移除聚芳酯聚合物溶液中的溶劑。
一般而言，本發(fā)明方法中所使用的較佳基材為玻璃或經(jīng)表面處理的聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene，PET)、聚乙烯(Polyethylenepowder，PE)。通?；闹锌砂幸粚尤姿崂w維素(TriacetateCellulose，TAC)，或者直接以三醋酸纖維素為基材。另一方面，基材中也可包含有一層的A位向差膜，如PC聚碳酸酯、TAC三醋酸纖維素、mCOC環(huán)烯烴等材料所制成的A位向差膜，來調(diào)節(jié)或補償所制得的光學(xué)補償膜的A值光學(xué)異向性，因此可提供沿著厚度方向的折射率高于平面方向的VA模式或TN模式的液晶顯示器進行光學(xué)上的補償。
為了將所制得干膜的厚度理想化，或是改善其水平方向的折射率，涂布在TAC上的光學(xué)補償負C板可以加熱延伸或以機械力的方式來拉伸光學(xué)補償膜。例如加熱至TAC的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，約150℃，以延伸或是以拉力機用前后左右方向的機械力的方式來拉伸光學(xué)補償膜，用以得到雙軸延伸的效果，而得到具有C+A位相差的位相差膜。
前述所得的干膜還可以進一步使用多種不同的后處理方法，以改善薄膜的物化性質(zhì)。可能的后處理方法包含堿洗、酸洗、電漿、電弧、電暈(250kW至500kW)或上述方法的任意組合。不同的條件可以達成不同的結(jié)果，需視所需改善的目的而定。這樣可以改善其接觸角的性質(zhì)。
也可以用其它方法來改善薄膜的光學(xué)性質(zhì)。例如，將薄膜與具有單軸向光學(xué)異性的A板貼合或涂布，改變其水平方向的折射率，而有雙軸延伸的效果，得到具有C+A位相差的位相差膜。
使用本發(fā)明前述方法來制造光學(xué)補償膜，一方面，比起現(xiàn)有方法所得的薄膜，本發(fā)明方法所制得的光學(xué)補償膜厚度更低，僅約1μm至20μm左右。另一方面，由于使用更簡易的生產(chǎn)制程，能明顯降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)品的競爭力。而且，依然具有理想的相位差值。
以下將以例示性的實例，說明制造本發(fā)明光學(xué)補償膜的實施方法。
在50℃下配置13％PAR/20％-Dioxolane(二氧戊環(huán))溶液13克，所使用的溶劑組合共87克，比例為20％四氫呋喃及二氧戊環(huán)混合溶液。將聚合物充分溶解于溶劑中后過濾，使用刮刀涂布于玻璃基材上，形成厚度約30至200μm的濕膜。
然后以如下所列的溫度梯度加熱此濕膜，其溫度梯度為40℃至180℃，以充分驅(qū)出大部分的溶劑。
所得的薄膜，以NIPPON DENSHOKU Haze Meter NDH 2000量測霧度和總透過率及Oji Scientific Instruments KOBRA-21ADH測定位相差來測量其光學(xué)性質(zhì)，結(jié)果如下。

由以上的結(jié)果可知，使用本發(fā)明前述方法來制造光學(xué)補償膜，可以具有厚度增加而法線方向的相位差，亦可用其增加VA的視角的優(yōu)點。
本發(fā)明雖以實施例的方式描述，然熟諳本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認知到，本發(fā)明可以多種修飾的形式加以施行了解，并在權(quán)利要求書的精神及范疇之內(nèi)。以上僅為較佳方法的舉例說明，其它均等或等效的置換與修改也在本發(fā)明構(gòu)思范圍中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)補償膜的制造方法，其特征在于，包含步驟提供一聚芳酯聚合物；將該聚芳酯聚合物溶于一非質(zhì)子性溶劑中以形成一聚芳酯聚合物溶液；將該聚芳酯聚合物溶液涂覆于一基材上；及在一適當(dāng)溫度下移除該聚合物溶液中的該非質(zhì)子性溶劑，以形成厚度為1μm至20μm的一光學(xué)補償膜。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，該聚芳酯聚合物溶液中含有重量百分比10至20％的該聚芳酯聚合物，且該聚芳酯聚合物包括選自由2，2-雙對酚甲烷及雙羧酸所組成的群組。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，該非質(zhì)子性溶劑包括選自鹵烷類如二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯甲烷，芳香族如甲苯，環(huán)酮類如環(huán)戊酮、環(huán)己酮，醚類如四氫呋喃，酮類如丙酮、甲乙酮、N-甲基2-四氫吡咯酮、二甲基亞砜、1，4-二氧戊環(huán)。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，該基材可為下列任一選項玻璃、聚乙烯對苯二甲酸酯及聚乙烯，而該基材更包含一層A位向差膜。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，在40℃-180℃間的一溫度梯度下移除該非質(zhì)子性溶劑，且移除該聚芳酯聚合物溶液中的該非質(zhì)子性溶劑直到少于1％的重量百分比。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，該光學(xué)補償膜可進一步包含下列任一步驟加熱延伸及以機械力拉伸。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，更進一步包含將該基材與一具單軸向光學(xué)異性的A板貼合或涂布。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，進一步包含后處理該光學(xué)補償膜以改善該薄膜的物化性質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，物化性質(zhì)為接觸角。
10.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)補償膜的制造方法，其中，該后處理方式包含堿洗、酸洗、電漿、電弧、電暈或上述的任意組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)補償膜的制造方法，其步驟為；先提供一PAR polyarylate聚芳酯聚合物；再將此聚合物溶于一非質(zhì)子性溶劑中以形成聚芳酯聚合物溶液，將此聚芳酯聚合物溶液涂覆于一基材上，并在一適當(dāng)溫度下實質(zhì)上移除其中的非質(zhì)子性溶劑，以形成厚度為1μm至20μm的一光學(xué)補償膜。此光學(xué)補償膜具光學(xué)異向性，適合使用于光電平面顯示器中。
文檔編號G02F1/13363GK1959504SQ20051011858
公開日2007年5月9日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者李光榮, 王美玲, 林宜貞, 莊毓蕙 申請人:力特光電科技股份有限公司