本發(fā)明涉及一種相位延遲膜與應用其的圓偏光片，且特別是涉及一種寬波域相位延遲膜與應用其的寬波域圓偏光片。

背景技術：

主動矩陣有機發(fā)光二極管(Active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)具有自發(fā)光的特性，作成軟性顯示器具有裝置輕巧、攜帶方便、不易破碎、耐沖擊、可卷繞性與穿戴性等優(yōu)越的特性，已成為穿戴式顯示器的主流。主動矩陣有機發(fā)光二極管的金屬電極結構，受到強光環(huán)境的反光影響會有閱讀上的干擾，一般是以貼覆一片圓偏光片來解決此問題。

因此，發(fā)展可涵蓋環(huán)境可見光光譜的圓偏光片為一重要課題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種寬波域相位延遲膜與應用其的寬波域圓偏光片，以解決上述問題。

為達上述目的，本發(fā)明提出一種寬波域相位延遲膜，其包括一二分之一相位延遲膜以及一四分之一相位延遲膜。二分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn1(λ)，四分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn2(λ)，Δn1(λ)小于Δn2(λ)。二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜的材料分別為不同的反應型棒狀液晶，且二分之一相位延遲膜的波長分散性變化小于該四分之一相位延遲膜的波長分散性變化。

根據本發(fā)明，提出一種寬波域圓偏光片，包括一線性偏光片以及一寬波域相位延遲膜，寬波域相位延遲膜設置于線性偏光片上。寬波域相位延遲膜包括一二分之一相位延遲膜及一四分之一相位延遲膜。二分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn1(λ)，四分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn2(λ)，Δn1(λ)小于Δn2(λ)。二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜的材料分別為不同的 反應型棒狀液晶，且二分之一相位延遲膜的波長分散性變化小于該四分之一相位延遲膜的波長分散性變化。

為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附的附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1為實施例1、比較例1、比較例2與理想值的波長分散性測試結果的示意圖。

圖2為實施例1、一寬波域單膜式商品與理想值的波長分散性測試結果的示意圖。

具體實施方式

一般圓偏光片是以一片線性偏光片以夾角45°的方式搭載相位延遲膜來制作，當外界光通過圓偏光片組合時會轉換成圓光入射。入射的圓光經金屬電極反射后成為無法出射的另一圓光態(tài)，因此覆上此一圓偏光片于有機發(fā)光二極管(organic light-emitting diode,OLED)顯示器，外界光可被遮蔽，原有的顯示信息不被干擾，即使在太陽光底下，仍可清楚且輕松閱讀。

相位延遲膜可分為正波長分散型與逆波長分散型，也就是俗稱的窄波域與寬波域兩種。要對抗光譜范圍極廣的環(huán)境光，圓偏光片遮蔽的光譜也需相對應為寬波域。

寬波域相位延遲膜可包括一二分之一相位延遲膜以及一四分之一相位延遲膜。二分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn1(λ)，四分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn2(λ)。在本發(fā)明實施例中，二分之一相位延遲膜的雙折射率Δn1(λ)小于四分之一相位延遲膜的雙折射率Δn2(λ)。此外，本發(fā)明實施例的二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜的材料分別為不同的反應型棒狀液晶，且二分之一相位延遲膜的波長分散性(wavelength dispersion)變化小于四分之一相位延遲膜的波長分散性變化。也就是說，二分之一相位延遲膜的相位延遲(Re(λ))變化，小于四分之一相位延遲膜的相位延遲(Re(λ))變化。

在此，相位延遲膜的相位延遲(Re(λ))是由雙折射率與厚度乘積所決定，如下列式(1)。在式(1)中，Δn(λ)表示相位延遲膜的雙折射率，d表示相位延 遲膜的厚度，且Δn(λ)符合下列式(2)的Cauchy's equation，其中A、B、C為材料系數(coefficient)，隨著不同的材料而有不同的系數A、B、C。

Re(λ)＝Δn(λ)x d (1)

傳統(tǒng)上，因成本及特性考慮，會以相同材料來制作，只要調控不同厚度即可制作不同相位延遲膜。然而，相同材料制作的不同相位延遲膜其波長分散特性也類似，疊合后其波長對應性仍離理想值有距離。因此，在本發(fā)明實施例中，高相位延遲膜(二分之一相位延遲膜)的液晶，具有比低相位延遲膜(四分之一相位延遲膜)的液晶更小的雙折射率。如此，可調整短波長與長波長的光延遲性差異，當這兩層相位延遲膜以適當角度疊合后再搭配線性偏光片，可提升可見光波段的線型偏振轉換成圓偏振的轉化率。若貼覆于有阻隔環(huán)境光反射需求物件(如AMOLED)上，可更有效遮蔽干擾光。

在一實施例中，二分之一相位延遲膜的相位延遲變化，可小于四分之一相位延遲膜的相位延遲變化的兩倍。亦即二分之一相位延遲膜(half-wave plate,HWP)與四分之一相位延遲膜(quarter-wave plate,QWP)在可見光范圍(約450nm至650nm)ΔRe(λ)的差異，即Δ[Re(450)-Re(650)]，可滿足下述式(3)：

ΔRe(λ)of HWP<2×ΔRe(λ)of QWP (3)

在本發(fā)明實施例的寬波域相位延遲膜中，二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜具有不同的光學軸，且二分之一相位延遲膜的光學軸與四分之一相位延遲膜的光學軸的夾角介于15至70度。舉例來說，二分之一相位延遲膜的光學軸與四分之一相位延遲膜的光學軸的夾角可介于30至60度。

此外，相對于波長為550nm的光，二分之一相位延遲膜的相位延遲可介于200至300nm，例如介于240至290nm，而四分之一相位延遲膜的相位延遲可介于80至160nm，例如介于120至160nm。

在本發(fā)明實施例中，利用不同雙折射率反應型棒狀液晶相位差膜組合成寬波域相位差膜。反應型棒狀液晶材料例如為具壓克力(acrylate)官能基的向列型(nematic)特征液晶。舉例來說，例如為日本BASF公司的LC242(波長為589nm的光，其折射率Δn1＝0.147)(4-[[[4-[(1-氧代-2-丙烯基) 氧]丁氧基]羰基]氧基]苯甲酸2-甲基-1,4-亞苯基酯,4-[[[4-[(1-Oxo-2-propenyl)oxy]butoxy]carbonyl]oxy]benzoic acid2-methyl-1,4-phenylene ester)，以下稱為LC1，與日本BASF公司的LC1057(波長為589nm的光，其折射率Δn2＝0.203)(6-[[[4-[(1-氧代-2-丙烯基)氧]丁氧基]羰基]氧基]-2-萘酸基-2-(甲氧基羰基)-1,4-亞苯基酯,6-[[[4-[(1-Oxo-2-propenyl)oxy]butoxy]carbonyl]oxy]-2-naphthalenecarboxylic Acid-2-(methoxycarbonyl)-1,4-phenylene Ester)，以下稱為LC2。

然而，本發(fā)明并未限定于此。舉例來說，在一實施例中，反應型棒狀液晶也可為以下結構：

此外，二分之一相位延遲膜的向列相液晶配方與四分之一相位延遲膜的向列相液晶配方，可以狹縫式涂布法(die coating)或以旋轉涂布法(spin coating)進行涂布，并進行光學膜的交聯固化，以完成二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜。

上述寬波域相位延遲膜可應用于圓偏光片，以制作寬波域圓偏光片。在本發(fā)明實施例中，寬波域圓偏光片可包括一線性偏光片以及一寬波域相位延遲膜，寬波域相位延遲膜設置于線性偏光片上。如上所述，寬波域相位延遲膜可包括一二分之一相位延遲膜以及一四分之一相位延遲膜。二分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn1(λ)，四分之一相位延遲膜的雙折射率為Δn2(λ)。在本發(fā)明實施例中，二分之一相位延遲膜的雙折射率Δn1(λ)小于四分之一相位延遲膜的雙折射率Δn2(λ)，且二分之一相位延遲膜的波長分散性變化小于四分之一相位延遲膜的波長分散性變化。

在一實施例中，線性偏光片位于二分之一相位延遲膜之上且互相接觸， 且二分之一相位延遲膜的光學軸與線性偏光片的吸光軸的夾角可介于5至30度。在另一實施例中，二分之一相位延遲膜的光學軸與線性偏光片的吸光軸的夾角例如介于10至20度。此外，本發(fā)明實施例的寬波域圓偏光片也可包括一粘膠層，粘膠層設置于四分之一相位延遲膜上，以將寬波域圓偏光片貼于顯示器最外端。粘膠層可作為抗反射片，減少介面反射。

類似地，本發(fā)明實施例的寬波域圓偏光片的線性偏光片、二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜具有不同的光學軸，這些光學軸彼此不平行。舉例來說，二分之一相位延遲膜的光學軸與四分之一相位延遲膜的光學軸的夾角可介于15至70度或介于30至60度。

此外，兩層不同雙折射率的反應型棒狀液晶，以水平配向制作成單光軸的光學膜，疊合方式可分別于基材同側或不同側制作水平配向的光學膜，或者是于兩基材分別制作再以光學膠貼合，選擇性移去一至二個基材。

相對于波長為550nm的光，二分之一相位延遲膜的相位延遲可介于200至300nm，例如介于240至290nm，而四分之一相位延遲膜的相位延遲可介于80至160nm，例如介于120至160nm。

以下以實施例與不同的比較例進行比較，量測在不同波長下，波長分散性的變化。其中，以日本ATAGO公司的阿貝折射儀(Abbe refracometer,model:DR-A1)量測實施例與比較例中，相位延遲膜的雙折射率，以美國Axometrics公司的相位差量測儀AxoScan MMP，量測波長分散性。

實施例1：不同液晶的二分之一相位延遲膜(低雙折射率)與四分之一相位延遲膜(高雙折射率)

使用BASF LC242(LC1,Δn＝0.147,固含量：30％)與BASF LC 1057(LC2,Δn＝0.203,固含量：15％)，分別溶于甲苯與環(huán)己醇以4：1比例混合的溶劑中，加入光起始劑(4wt％的1-907起始劑，Ciba公司)，成為可聚合型向列相液晶配方，分別為二分之一相位延遲膜的向列相液晶配方與四分之一相位延遲膜的向列相液晶配方。將此兩種向列相液晶配方分別涂布于已經過15°、75°配向處理的三醋酸纖維素(triacetate cellulose,TAC)基材。接著，以90±5℃烘干除去溶劑，在約90±5℃及氮氣下進行回火處理，最后照射UV約60秒完成光學膜的交聯固化即完成二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜。

比較例1：相同液晶的二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜

使用固含量分別為30％與20％的相同液晶BASF LC242(LC1,Δn＝0.147)，分別溶于甲苯與環(huán)己醇以4：1比例混合的溶劑中，加入光起始劑(4wt％的1-907起始劑，Ciba公司)，成為可聚合型向列相液晶配方，分別為二分之一相位延遲膜的向列相液晶配方與四分之一相位延遲膜的向列相液晶配方。將此兩種向列相液晶配方分別涂布于已經過15°、75°配向處理的三醋酸纖維素薄膜(TAC)基材。接著，以90±5℃烘干除去溶劑，在約90±5℃及氮氣下進行回火處理，最后照射UV約60秒完成光學膜的交聯固化即完成二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜。

比較例2：不同液晶的二分之一相位延遲膜(高雙折射率)與四分之一相位延遲膜(低雙折射率)

使用BASF LC 1057(LC2,Δn＝0.203,固含量：22.5％)與BASF LC242(LC1,Δn＝0.147,固含量：20％)，分別溶于甲苯與環(huán)己醇以4：1比例混合的溶劑中，加入光起始劑(4wt％的1-907起始劑，Ciba公司)，成為可聚合型向列相液晶配方，分別為二分之一相位延遲膜的向列相液晶配方與四分之一相位延遲膜的向列相液晶配方。將此兩種向列相液晶配方分別涂布于已經過15°、75°配向處理的三醋酸纖維素薄膜(TAC)基材。接著，以90±5℃烘干除去溶劑，在約90±5℃及氮氣下進行回火處理，最后照射UV約60秒完成光學膜的交聯固化即完成二分之一相位延遲膜與四分之一相位延遲膜。

圖1繪示實施例1、比較例1、比較例2與理想值的波長分散性測試結果。如圖1所示，本發(fā)明實施例以不同液晶的二分之一相位延遲膜(低雙折射率)與四分之一相位延遲膜(高雙折射率)制成寬波域相位延遲膜，其波長分散性表現與理想值最為接近。

圖2繪示實施例1、一寬波域單膜(one-film)式商品(C2)與理想值的波長分散性測試結果。如圖2所示，本發(fā)明實施例以不同液晶的二分之一相位延遲膜(低雙折射率)與四分之一相位延遲膜(高雙折射率)制成寬波域相位延遲膜，其波長分散性表現與理想值最為接近。

下表一是整理上述實施例1、比較例1、比較例2與單膜式商品的配置與不同波長的理想相位差值對應性的量測結果。

表一

由上述說明與實施例、比較例的比較結果可知。本發(fā)明實施例以不同液晶的二分之一相位延遲膜(低雙折射率)與四分之一相位延遲膜(高雙折射率)制成的寬波域光學延遲膜，可提供一更薄型的圓偏光組合，并達成更佳的波長對應性。

雖然結合以上實施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應當以附上的權利要求所界定的為準。