CN101326455B - 用于半透反射式lcd的、很薄的消色差四分之一波长层压膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包含于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长层压膜。更具体地，与各向异性的聚合膜层压的常规四分之一波长膜相比，所述用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜具有显著减小的厚度。

Description

用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长膜。更具体地，本发明涉及一种包含于LCD偏光片中的四分之一波长膜。而且，本发明涉及一种用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长膜，该膜与使用各向异性聚合膜层压的常规四分之一波长膜相比，具有显著减少的厚度。
背景技术
在半透反射式液晶显示器(LCD)中，四分之一波长膜(相位差膜的一种)对穿过偏振膜的线偏振光给予1/4波长的相位差，因此将该线偏振光转化为圆偏振光。
图1是示意性地说明构成半透反射式LCD的层压板的结构的横断面视图。在图1中，放大了与本发明的必需元件相关的一个界面以更好地理解本发明。在实际的LCD中，如果有必要，可以安排额外的层。
LCD通过阻挡或传播由基于偏振的背光7发出的光来传输信息，直到该光通过各种途径对于肉眼可见。如图1所示，通常由背光7发出的光通过各种途径对于肉眼是可见的。因此，由背光7发出的光对于肉眼可以是部分可见的。
基于这点，已开发出半透反射式LCD。更具体而言，当使用背光中常用的光时，半透反射式LCD在提供单独光源的区域反射光，因此表现出增强的亮度。
半透反射式LCD包含四分之一波长膜2和5。其原因将参考附图1和2来说明。在图2中，由“x”表示的部分是指光发射到LCD的内部，而由“·”表示的部分是指光发射到LCD的外部。
首先，将对向液晶层3施加电场的半透反射式LCD进行详细的说明。由外光源，而不是背光提供的光在穿过该LCD的最外部偏振膜1时是线偏振的(SN1)。穿过四分之一波长膜2后，该线偏振光经历了1/4波长的相位差，因此转化为圆偏振光(SN2)。该圆偏振光传到被施加了电场的液晶层3。结果，液晶失去其原始取向，取向因此而改变。亦即，液晶不具有产生相位差的特定取向，因此在偏振态上没发生改变(SN3)。该圆偏振光经反射板4反射(SN4)。经反射的该圆偏振光穿过液晶层3，同时保持相同的相位差。如上所述，液晶层3不具有特定取向以产生相位差，因此在偏振态上没发生改变(SN5)。该圆偏振光再传到四分之一波长膜2。此时，产生了1/4波长的相位差。通过向在SN2产生的1/4波长的相位差增加此相位差，产生1/2波长的总相位差。该光最终转化为相当于从最初传到偏振膜1的线偏振光的偏振方向90度旋转的线偏振光(SN6)。因此，到达最外部偏振膜1的光的偏振方向垂直于偏振膜1的偏振方向。光没有穿过偏振膜1，因此被偏振膜1阻挡了。所以，在半透反射式LCD中，当向液晶层3施加电场时，由外光源提供的光不发生反射。
另一方面，在液晶层3不施加电场而保持其原始取向的情况下，将得到如下相反的结果。由外光源提供的光在穿过LCD的偏振膜1后是线偏振的(SY1)。穿过四分之一波长膜2以后，该线偏振光转化为圆偏振光(SY2)。SY1和SY2与上述相同。但是，在该圆偏振光传播到液晶层3时，得到与上述不同的结果。更具体地，未向液晶层3施加电场，因此，由于与取向膜的相互作用而保持其原始取向。从而，通过控制液晶层3的厚度可获得1/4波长的相位差。为此，在SY2的该圆偏振光发生1/4波长的相位差，因此被垂直偏振为SY1中的线偏振光(SY3)。该线偏振光经反射板4反射(SY4)。经反射的该线偏振光穿过液晶层3，同时保持相同的相位差而没有任何偏振态的改变。类似地，液晶层3保持其原始取向，因此发生1/4波长的相位差。结果，该线偏振光转化为发生总相位差为3/4波长的线偏振光(SY5)。然后，该线偏振光再传到四分之一波长膜2。此时，产生1/4波长相位差。通过增加此相位差到前一步中的3/4波长的相位差，产生1波长的总相位差(即，相位差为0)。结果，到达最外部偏振膜的光的偏振方向与偏振膜的偏振方向相同，因此穿过偏振膜且对肉眼可见。所以，未向液晶层3施加电场的半透反射式LCD由于外源而具有亮度增强的优点。
如上述显然的，四分之一波长膜是半透反射式LCD的必需元件。
如图1所示，除了设置在液晶层3上的四分之一波长膜2，另一层四分之一波长膜需要设置在该膜2的反面。这是因为在向液晶层施加电场的情况下，需要额外的1/4波长相位差使从背光发出的、且穿过玻璃衬底7及下层偏振膜6的光能够穿过上层相位偏振膜1且不发生相位差(即，1波长相位差)。亦即，与具有反射板的区域的液晶层相比，没有反射板的区域的液晶层具有相对较大的厚度。通过控制液晶层液晶的厚度，在电场形成时可获得1/2波长的相位差。增加此相位差到相位差膜2造成的1/4波长的相位差，产生3/4波长的总相位差。所得的光转化为具有3/4波长相位差的圆偏振光。为了将该圆偏振光转化为相当于1波长相位差的线偏振光，需要另一层四分之一波长膜5以产生额外的四分之一波长。
如上所述，半透反射式LCD需要总共两层四分之一波长膜。
如图3所示，没有相位差膜能够对所有波长的光产生1/4波长的相位差。就是说，相位差水平是根据光的波长变化的。由图3的曲线可以看出，通常，波长越长，相位差水平越小。因此，在预定波长带宽之外的波长范围内产生了椭圆偏振光，而不是圆偏振光。
椭圆偏振光使控制基于偏振的光传播更困难。为了给予具有宽波长带宽的光1/4波长的相位差，必须提供具有消色差性的膜。
通常，对于宽波长带宽的光，获得1/4波长相位差是通过层压1/2波长相位差膜与1/4波长相位差膜以使1/2波长相位差膜以特定角度与1/4波长相位差膜交叉而获得。
因此，在图1中由附图标记“2或5”表示的四分之一波长膜不是单层的。如图4所示，该四分之一波长膜通常具有由1/4波长相位差膜8或10、层压到一起的1/2波长膜10或8及设置于两层膜之间以给予其间结合力的粘合层9的三层层压材料的结构。
对于所述1/4或1/2波长相位差膜，通常使用由能够通过在特定方向上拉伸而表现出各向异性的聚合物制成的膜，例如，环烯烃聚合物(COP)或聚碳酸酯(PC)聚合物。该四分之一波长膜具有通过形成具有预定厚度并通过粘合层层压该膜的膜而获得的四分之一波长层压膜3的结构。
由于1/4和1/2波长相位差膜会经过拉伸以获得各向异性，因此其在层压之前必须经过膜化(filmization)。膜化期间，由于该膜化工艺，相位差膜必须具有足够的厚度。各层膜的最小厚度约为40μm。包括两层膜及粘合层的层压材料的总厚度达到约100μm。
近来，中小尺寸的显示设备(例如，手机、PDA和游戏)的细小化趋势还在继续。具有大厚度(约100μm)的相位差膜层压材料已成为显示设备细小化的巨大障碍。
发明内容
技术问题
在努力解决现有技术的问题中，本发明的目的是提供一种具有总厚度为10μm或更少的、适合用于半透反射式LCD的、很薄的四分之一波长层压膜。
本发明的另一目的是提供一种制备该很薄的四分之一波长层压膜的方法。
技术方案
根据本发明的一个技术方案，提供了用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其包括：下层光学取向膜；涂覆于该下层光学取向膜之上的下层相位差膜；涂覆于该下层相位差膜之上的上层光学取向膜；和涂覆于该上层光学取向膜之上的上层相位差膜，其中，所述下层相位差膜和上层相位差膜是由液晶制成的。
优选地，所述下层和上层光学取向膜可通过将具有包含光敏基团的主链的多环化合物与交联剂溶解于溶剂中并使该溶液经过涂覆、干燥和UV固化而形成。
所述下层和上层光学取向膜的UV固化可优选采用偏振UV进行。
所述下层相位差膜和上层相位差膜可优选由光聚合的丙烯酸酯液晶制备。
选自所述下层相位差膜和上层相位差膜之一的膜可以是1/4波长相位差膜，而另一层可以是1/2波长相位差膜。
在下层和上层相位差膜之一为1/4波长相位差膜的情况下，四分之一波长膜的厚度可为1～1.5μm。
在下层和上层相位差膜之一为1/2波长相位差膜的情况下，1/2波长相位差膜的厚度可为1.6～2.3μm。
优选地，所述1/4波长相位差膜与1/2波长相位差膜可这样设置：该1/4波长相位差膜与1/2波长相位差膜以60～90度角交叉。
根据本发明的另一个技术方案，提供了制备用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜的方法：制备基质；将用于取向膜的溶液涂覆于基质之上，然后通过干燥和偏振UV照射以形成下层光学取向膜；在下层光学取向膜上涂覆液晶溶液；将该涂覆层干燥并UV固化以形成下层液晶层；在下层液晶层上涂覆用于取向膜的溶液，然后通过干燥和偏振UV照射以形成上层光学取向膜；在上层光学取向膜上涂覆液晶溶液；及将涂覆层干燥并UV固化以形成上层液晶层。
优选地，所述用于取向膜的溶液可通过将具有包含光敏基团主链的多环化合物与交联剂溶解于溶剂中而制备。
优选地，所述在下层和上层液晶层的涂覆层中使用的液晶溶液可包含可光聚合的丙烯酸酯。
优选地，选自所述下层液晶层和上层液晶层之一的层可由1/4波长相位差膜形成，而另一层可由1/2波长相位差膜形成。
优选地，所述液晶溶液可涂覆为使所述1/4波长相位差膜具有1～1.5μm的厚度。
优选地，所述液晶溶液可涂覆为使所述1/2波长相位差膜具有1.6～2.3μm的厚度。
为了给相位差层压膜提供消色差性与四分之一波长膜的性能，所述下层光学取向膜和所述上层光学取向膜可优选这样形成，以使该下层光学取向膜与该上层光学取向膜以60～90度角交叉。
优选地，所述方法进一步包括：在用于形成取向膜的干燥和涂覆工序之后(如果必要)，使涂覆层经过UV固化。
所述液晶溶液的涂覆可优选通过溶液涂覆法进行。
同样地，取向膜的涂覆可优选通过溶液涂覆法进行。
有益结果
根据本发明，可获得具有常规层压材料3％厚度的、很薄的消色差四分之一波长层压膜。该很薄的消色差四分之一波长层压膜尽管厚度小，但表现出优越的消色差性。
附图说明
从以下结合附图所做的详细说明中，将更清楚地理解本发明的以上及其它的目的、特征和其它优点，其中：
图1为示意性地说明构成半透反射式LCD的层压材料的结构的横断面视图；
图2为说明当外界光反射到半透反射式LCD时的偏振现象的流程图；
图3为说明相位差根据光的波长而变化的相位差膜的分布特征(现象)图；
图4为说明常规消色差1/4波长相位差层压膜结构的横断面视图；
图5为说明根据本发明的、消色差的、1/4波长相位差层压膜结构的横断面视图；
图6为说明根据本发明的一个实施方式制备消色差1/4波长相位差层压膜的方法的流程图；及
图7为分别说明常规1/4波长相位差层压膜与根据本发明的1/4波长相位差层压膜之间在消色差性上的比较图：
图7a为说明两层COP膜经粘合剂结合的四分之一波长层压膜在每个波长的反射率的测量结果图；
图7b为说明单层相位差膜(从帝人公司获得)在每个波长的反射率的测量结果图；及
图7c为说明本发明实施例1中的四分之一波长层压膜的反射率的测量结果图。
具体实施方式
现将更详细地说明本发明。
本发明者全面研究了与通过粘合剂将各向异性的聚合膜层压的四分之一波长层压膜的常规制备方法相关的问题。结果，本发明者断定，在各层各向异性聚合膜均用作相位差膜的情况下减少四分之一波长层压膜的厚度是不可行的。经过对新的所需层压材料的再三研究后，本发明最终得以完成。
在常规方法中，形成聚合物膜，然后使该聚合物膜经过拉伸，由此而给予该聚合物膜各向异性。随后，层压两层膜并通过粘合剂使其结合以便使其以特定角度互相交叉。相反地，根据本发明，提供了消色差四分之一波长膜层，其中，很薄的1/2和1/4波长相位差膜通过涂覆法层压。
各波长相位差膜是由液晶制成的，而不是用于常规方法中的材料，如环烯烃(COP)和聚碳酸酯(PC)聚合物。在液晶与有机溶剂混合的情况下，由于该混合物适当的粘度，其可均匀地分散到将要涂覆的膜的表面，因此，能够形成具有非常小厚度的很薄的涂覆层。因此，将液晶用于相位差膜保证了具有几个微米(μm)或更小的厚度的很薄的膜层的形成。
优选地，液晶由聚合材料制成。聚合液晶材料具有其不产生以下两个问题的优点。第一个问题是在以各向同性材料的状态下涂覆后在干燥期间其在预定方向上取向，以及，由于其在UV照射期间通过聚合反应固化，可防止返回至各向同性状态的问题。
具体讲，光聚合丙烯酸酯单体或其混合物优选用作聚合液晶材料。而且，优选的是使用具有在一个轴上面取向的液晶。
作为满足优选的基于丙烯酸酯的液晶所需的液晶单体，可优选使用低分子量的、在室温或高温下具有向列相的液晶。合适的向列相液晶单体的实例包括基于氰基联苯的丙烯酸酯、基于苯腈基环己烷的丙烯酸酯、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发剂。
如上所述，本发明的四分之一波长膜是由1/4波长相位差膜和1/2波长相位差膜组成的层压材料。在常规方法中，在由例如环烯烃聚合物(COP)或聚碳酸酯(PC)的材料制备的各向异性的聚合膜用于1/4和1/2波长相位差膜的层压材料的情况下，需要厚度大的粘合剂以保证两层膜之间的粘合力。相反，根据本发明，很薄的涂覆的液晶层用于各相位差膜，在相位差膜上形成了很薄的涂覆的取向膜，而不是厚的粘合层。
取向膜可通过在于特定方向上取向的下层液晶相位差膜上的涂覆来层压。因此，取向膜可调整至约为250～350nm(约0.25～0.35μm)的很小的厚度。在以下的工序中，另一层相位差膜可通过在取向膜上涂覆而直接形成，因此消除了厚粘合层的必要性。下层相位差膜在基质上形成。为了给下层相位差膜取向，另一层取向膜优选在基质上形成。
优选地，取向膜由光学取向材料制备。相位差层压膜通常附到偏光片上使用。为了使用摩擦式取向膜，在将相位差膜附到偏振片上之前，取向膜经过摩擦处理，因此，不利地导致了复杂工艺并且难于使用有效的生产方法，例如卷带式(roll-to-ro11)。另一方面，在取向膜是由根据本发明的光学取向材料制备的情况下，该光学取向材料经过一系列的涂覆、干燥及偏振UV照射以形成光学取向膜，因此，使制备工艺简化并能使用卷带式。
此外，摩擦取向的取向膜在摩擦方向上有限制(即，最大限度为±45°)，因此在制备偏光片时不利地包括了按照特定取向方向的偏光片的复切。但是，光学取向膜能够使所需取向方向根据偏振UV照射方向容易地变化，因此在制备偏振片后仅包括在垂直于偏振片长度方向上切割偏振片。因此，可避免与依照所需取向方向切割相关的弊端。
本发明保证优点的主要特征是通过经一系列的涂覆、干燥和偏振UV照射向光学取向材料给予取向而形成光学取向膜。
由光学取向材料制备的取向膜设置于两层相位差膜之间(1/2和1/4波长相位差膜)。此外，该取向膜可优选用作下层相位差膜的取向膜。如上所述，相对于摩擦方式，光学取向使液晶能够在各个方向上以任意角度取向，因此容易获得相位差膜的光轴互相交叉的消色差四分之一波长层压膜结构。从而，可同时进行连续的涂覆。此外，可获得生产时间和效率上的明显优势。而且使用无接触式方法(non-contactmethod)，因此避免了接触式方法的弊端(例如，受异物污染和产生静电)及获得高质量的相位差膜。
光学取向材料优选通过将具有包含光敏基团主链的多环化合物溶解于溶剂中而制备。合适的多环化合物的实例包括降冰片烯聚合物。合适的溶剂的实例包括环戊酮。
在本发明的相位差膜中，可使用由以下通式1表示的、由聚合重复单元(即，单体)衍生的聚合物作为光学取向材料，该取向材料是用于形成取向膜(聚合物膜)的具有光敏基团的多环化合物。
Figure GSB00000600052900121
其中，P为0～4的整数；
R1、R2、R3和R4中至少之一为选自由以下结构式a、b、c和d组成的组；且其余为独立地选自由氢，卤素，取代或未取代的C1-C20的烷基，取代或未取代的C2-C20的烯基，取代或未取代的饱和或不饱和的C5-C12的环烷基，饱和或不饱和C6-C40的芳基，取代或未取代的C7-C15的芳烷基，取代或未取代的C2-C20的炔基及包含至少一种选自由氧、氮、磷、硫、硅和硼组成的组的非烃基极性基团组成的组；
R1和R2或R3和R4各自结合在一起形成C1-C10亚烷基，或者，R1或R2与R3和R4之一结合形成取代或未取代的C4-C12的环烷基，或C6-C24的芳族环状化合物。
Figure GSB00000600052900122
Figure GSB00000600052900131
其中，在通式a、b、c和d中，
A和A′为独立地选自由取代或未取代的C1-C20的亚烷基、羰基、羧基和取代或未取代的C6-C40的亚芳基；
B为氧、硫或-NH-；
X为氧或硫；
R9为选自由单键，取代或未取代的C1-C20的亚烷基，取代或未取代的C2-C20的亚链烯基，取代或未取代的饱和或不饱和的C5-C12的亚环烷基，取代或未取代的C6-C40的亚芳基，取代或未取代的C7-C15的亚芳烷基及取代或未取代的C2-C20的炔基组成的组；且
R10、R11、R12、R13和R14为独立地选自由取代或未取代的C1-C20的烷基，取代或未取代的C1-C20的烷氧基，取代或未取代C6-C30的芳氧基及取代或未取代的C6-C40的芳基组成的组。
由以下通式1的单体衍生的聚合物优选具有50～5,000的聚合度。在聚合度低于50的情况下，不可能实现良好取向。另一方面，当聚合度高于5,000时，基于其分子量的单体的粘度增加，因此，难于将取向膜涂覆为所需的厚度。
基于上文，将详述本发明的四分之一波长层压膜的结构。如图5所示，所述四分之一波长层压膜具有由下层取向膜15、1/4波长相位差膜12或14、上层取向膜13及1/2波长相位差膜14或12组成的四层结构。1/2和1/4波长膜的顶部和底部设置尤其没有限制。也就是说，上层相位差膜12可以是1/2波长相位差膜或1/4波长相位差膜。
优选地，为了向层压材料赋予消色差性，1/2波长相位差膜优选与1/4波长相位差膜以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确定。1/2波长相位差膜与1/4波长相位差膜之间的角度可通过使下层和上层取向膜以所述范围内的角度互相交叉来控制。
由各相位差膜引起的相位差是由其结构和厚度决定的。因此，为了使用作为相位差膜的膜层，膜层的厚度必须调整至所需水平。在膜层是由根据本发明的基于光聚合的丙烯酸酯的液晶混合物制备的情况下，1/2波长相位差膜的厚度优选调整至1.6～2.3μm，而1/4波长相位差膜的厚度优选调整至1～1.5μm。膜的厚度根据所用丙烯酸酯的种类的不同而稍有变化。
下层相位差膜在能引起液晶取向的聚合基质上形成，而不管其种类(即，不管是1/2还是1/4波长相位差膜)。只要是光学透明的和厚的，且能使溶液稳定涂覆的任何聚合物均可没有特殊限制地用作聚合基质。合适的聚合物的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、苯乙烯/甲苯乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、硝化纤维、氯化聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙酸纤维素、聚乙烯、聚丙烯及聚碳酸酯。优选聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚酯、乙酸纤维素及聚碳酸酯。
本发明的四分之一波长层压膜可容易地从聚合基质上分离。因此，从其上除去聚合基质的层压材料可作为最终用途使用。
在完全满足需要的情况下，构成本发明四分之一波长层压膜的相位差膜可由对于彼此相同或不同的材料制备。
根据本发明，消色差四分之一波长膜是按照以下方法制备的。
首先，在用于形成相位差膜的基质上形成光学取向膜15。可使用普通的基质，例如，聚酯、纤维素及聚乙烯醇膜。只要是在现有技术中常用的，可以使用任何基质而没有特殊限制。如上所述，优选在偏振片的表面上形成取向膜。这就是卷带式方法可用于形成本发明的层压膜的原因，从而能够简化制备工序。光学取向膜可通过在基质上涂覆所需光学取向材料溶解其中的溶液，然后通过干燥和在所需方向上偏振的UV照射而形成，因此，使取向膜能够取向并同时固化。
通过在所需种类的溶剂中溶解所需光学取向材料而制备聚合溶液。为了保证所需的可涂覆性，取向膜材料可优选采用以基于溶液重量的1～10wt％的量使用。通过该工序获得的溶液可由溶液涂覆法均匀地且很薄地涂覆至基质表面。
随后，涂覆的溶液经过干燥。该干燥优选在80～100℃进行。
然后，干燥过的溶液经过偏振UV固化以形成光学取向膜15。
光学取向膜涂覆液晶溶液以形成下层相位差膜14。此时，该液晶溶液可通过将液晶材料溶解于基于甲苯的溶剂中而制备。该液晶溶液包含20～40wt％的液晶材料和60～80wt％的溶剂。液晶溶液的涂覆优选通过溶液涂覆法进行以实现均匀且薄的涂层的形成。
该涂覆的液晶溶液经过干燥和UV固化以形成在特定方向上取向的相位差膜层14(下层相位差膜层)。
干燥优选在干燥箱中于25～70℃的温度下进行1～5min。干燥温度显著地影响液晶的取向、排列和位置。当在所需温度范围之外进行干燥时，会出现不希望出现的取向。不充分的干燥可造成缺陷，例如，斑点。因此，干燥优选进行1min或更长。干燥约5min是充分的。因此，干燥时间规定为1～5min。
依照常规液晶固化方法进行UV固化。
然后，聚合溶液涂覆于液晶层上，接着通过干燥而形成取向膜13。光学取向膜13的形成方法与光学取向膜15的相同。
液晶溶液经过一系列的涂覆、干燥和UV固化以在取向膜13上形成另一层相位差膜12(上层相位差膜层)。
用于形成下层相位差膜14一系列工序，即，涂覆、干燥和UV固化，也用于形成上层相位差膜12。
此后，如果需要，可除去用于形成下层相位差膜14的最下层的聚合基质。
发明方式
通过以下实施例会更好地理解本发明。这些实施例不构成对本发明的范围的限制。
实施例
实施例1：形成消色差四分之一波长层压膜
将参照图6和表1来说明制备消色差四分之一波长层压膜的方法。
表1
  组成   相位差膜(1/4和1/2波长)  光学取向膜
  固体   氰基联苯丙烯酸酯20wt％  降冰片烯聚合物2wt％
  溶剂   甲苯80wt％  环戊酮98wt％
通过溶液涂覆法将光学取向材料涂覆至聚合基质上以制备本发明的消色差四分之一波长层压膜。涂覆的材料在80℃下干燥5min。所得的层通过偏振UV照射以进行光学取向(图6a)。通过UV偏振设备进行偏振UV照射。在该UV偏振设备上配备夹具以使UV偏振板的偏振方向能够容易控制。因此，在UV固化时，光学取向膜的取向方向可通过由夹具自由改变偏振方向而控制。在此实施例中，涂覆于基质上的下层光学取向膜的取向方向与偏光片的吸收轴之间的角度调整为70度(误差范围＝±3度)。
然后，将具有表1中组成的液晶溶液涂覆至形成于基质上的光学取向膜上。如此涂覆的各向同性的液晶层在干燥箱中于50℃下干燥1min以使在特定方向上取向的1/4波长相位差膜层固定。所得1/4波长相位差膜层通过用UV固化该固定的膜层而固化(图6b)。
以与前述步骤相同的方式在1/4波长相位差膜层上形成具有200±50nm厚度的上层光学取向膜。用于形成上层光学取向膜的材料和制备方法与下层光学取向膜的相同。
上层取向膜的取向方向与偏光片的吸收轴之间的角度调整为15度(误差范围＝±3度)以调整1/2与1/4波长相位差膜层之间的角度至15度(图6c)。
除了膜的厚度调整为1.6±0.2μm以给予该膜1/2波长相位差外，以与涂覆1/4波长相位差膜相同的方式将1/2波长相位差膜涂覆至上层取向膜上(图6d)。
根据这些工序，获得由下层取向膜、1/4波长相位差膜、上层取向膜和1/2波长相位差膜组成并按此顺序层压的四分之一波长层压膜。除了最下层的聚合基质的厚度外，该层压材料的厚度约为3μm。如前述可看出，很薄的消色差四分之一波长层压膜的厚度为具有100μm厚度并且各向异性聚合膜通过粘合剂结合在一起的常规层压材料厚度的3％。
实施例2：评价四分之一波长层压膜的消色差性
如实施例1制备的四分之一波长层压膜表现消色差性的波长带宽是由双折射测量***分析的。消色差性取决于双折射测量。对用于常规四分之一波长层压膜的COP(环烯烃聚合物)膜制成的相位差膜与消色差单层相位差膜(从帝人公司获得)之间的消色差性进行了比较。
结果如图7所示。图7a为说明两层COP膜经粘合剂结合的四分之一波长层压膜在各个波长的反射率的测量结果图。图7b为说明单层相位差膜(从帝人公司获得)在各个波长的反射率的测量结果图。图7c为说明本发明实施例1中的四分之一波长层压膜的反射率的测量结果图。
可以确认，实施例1中的相位差膜(图7c)与通过层压两层COP膜获得的相位差膜(图7a)表现出宽的几乎不发生反射的波长范围。相反，如图7b所示，单层相位差膜具有窄的没有反射的波长范围，并且在长波处具有较显著的高反射率。
由前文显而易见，根据本发明的四分之一波长层压膜具有能够表现出与常规层压材料相近的消色差性的波长范围，但相对于常规层压材料，具有显著减小的厚度。
工业实用性
由前文显而易见，根据本发明，可获得具有常规层压材料3％厚度的、很薄的消色差四分之一波长层压膜。尽管其厚度很小，但该很薄的消色差四分之一波长层压膜表现出异常优秀的消色差性。

Claims (15)

1.一种用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其包括：
下层光学取向膜；
涂覆于下层光学取向膜上的下层相位差膜；
涂覆于下层相位差膜上的上层光学取向膜；和
涂覆于上层光学取向膜上的上层相位差膜，
其中，所述下层相位差膜和上层相位差膜由液晶制成，
所述下层和上层光学取向膜通过将具有光敏基团的多环化合物与交联剂溶解于溶剂中并使该溶液经过涂覆、干燥和UV(紫外线)固化而形成。
2.如权利要求1所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其中，所述下层和上层光学取向膜的UV固化采用偏振UV进行。
3.如权利要求1所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其中，所述下层相位差膜和上层相位差膜是由光聚合的丙烯酸酯液晶制成的。
4.如权利要求1～3中任一项所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其中，选自所述下层相位差膜和所述上层相位差膜之一的膜为1/4波长相位差膜，而另一层为1/2波长相位差膜。
5.如权利要求4所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其中，所述1/4波长相位差膜的厚度为1～1.5μm。
6.如权利要求4所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其中，所述1/2波长相位差膜的厚度为1.6～2.3μm。
7.如权利要求4所述的用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜，其中，所述1/4波长相位差膜和所述1/2波长相位差膜这样设置：该1/4波长相位差膜与1/2波长相位差膜以60～90度角交叉。
8.一种制备用于半透反射式LCD的、很薄的消色差四分之一波长层压膜的方法：
制备基质；
将用于取向膜的溶液涂覆于基质之上，然后通过干燥和偏振UV照射以形成下层光学取向膜；
在下层光学取向膜之上涂覆液晶溶液；
使涂层经过干燥和UV固化以形成下层液晶层；
在下层液晶层之上涂覆用于取向膜的溶液，然后通过干燥和偏振UV照射以形成上层光学取向膜；
在上层光学取向膜之上涂覆液晶溶液；及
使涂层经过干燥和UV固化以形成上层液晶层；
所述用于取向膜的溶液通过将具有光敏基团的多环化合物与交联剂溶解于溶剂中而制备。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述在下层和上层液晶层的涂层中使用的液晶溶液包含光聚合丙烯酸酯。
10.如权利要求8～9中任一项所述的方法，其中，选自所述下层液晶层和所述上层液晶层之一的膜由1/4波长相位差膜形成，而另一层由1/2波长相位差膜形成。
11.如权利要求10所述的方法，其中，将所述液晶溶液涂覆为使所述1/4波长相位差膜具有1～1.5μm的厚度。
12.如权利要求10所述的方法，其中，将所述液晶溶液涂覆为使所述1/2波长相位差膜具有1.6～2.3μm的厚度。
13.如权利要求8所述的方法，其进一步包括：干燥用于形成取向膜的涂层之后使所述涂层经过UV固化。
14.如权利要求8所述的方法，其中，所述液晶溶液的涂覆采用溶液涂覆法进行。
15.如权利要求8所述的方法，其中，所述取向膜的涂覆采用溶液涂覆法进行。
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