具有反向波长色散的光学补偿膜制造技术

本发明专利技术公开了一种光学补偿膜，光学补偿膜是由包含硝化苯乙烯类含氟聚合物和聚酰亚胺的聚合物共混物的溶液流延制成。补偿膜是具有反向波长色散的正C板，能够提供消色差(或宽带)延迟补偿。本发明专利技术的光学膜可用于光学装置，例如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有反向波长色散的光学补偿膜相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月27日提交的美国临时专利申请No.62/476,959和2016年8月12日提交的美国临时专利申请No.62/374,247的优先权和权益，其全部内容在此引入作为参考。
本专利技术涉及具有正面外延迟的宽视角光学补偿膜。更具体地，本专利技术涉及一种具有反向波长色散的正C板，其能够提供消色差(或宽带)延迟补偿。本专利技术的光学膜可以用于光学器件，例如液晶显示器(LCD)，有机发光二极管(OLED)显示器，3D显示器，光学开关或需要受控光管理的波导。
技术介绍
在光学补偿领域中已知光的相位延迟根据波长而变化，从而引起色移。在设计光学器件时可以考虑补偿膜的这种波长依赖性(或色散)特性，从而减少色移。波长色散曲线被定义为相对于具有正或负延迟(或延迟)的补偿膜的“正常”(或“适当”)或“反转”。具有正延迟的补偿膜(正A-或C-板)可以具有正常曲线，其中相位延迟的值朝向较短波长逐渐变为正，或者相位延迟的值朝向较短波长逐渐变为正的反转曲线。具有负延迟的补偿膜(负A-或C-板)可以具有这样的正常曲线，其中相位延迟的值对于较短波长越来越负，或者相位延迟的值朝向更短波长逐渐减小的反转曲线。这些曲线的示例性形状在图1中示出。波片通常根据它们的折射率分布如下命名：正C板：nx＝ny<nz；负C板：nx＝ny>nz正A板：nx>ny＝nz；负A板：nx<ny＝nz其中，nx和ny表示面内折射率，nz表示厚度折射率。C板和A板波片是单轴双折射板。波片也可以是双轴双折射的，其中nx，ny和nz都不相等；这种板通常称为双轴膜。具有等于波长的四分之一(λ/4)的面内延迟(Re)的A板被称为四分之一波片(QWP)。同样，Re等于波长的一半(λ/2)的A板称为半波片(HWP)。理想的消色差QWP能够在每个波长下将入射偏振光延迟λ/4。为了实现这种理想的消色差QWP，QWP的波长色散必须反转，并且必须满足以下等式：Re(450)/Re(550)＝0.818，Re(650)/Re(550)＝1.182，其中Re(450)，Re(550)和Re(650)分别是在450nm，550nm和650nm的光波长下的面内延迟。消色差(或宽带)波片是非常需要的，因为它可以在每个波长下以相同的方式引导光以产生最佳的观看质量。然而，普通波片呈现正常的色散曲线，这不适用于宽带波片应用。与正A板类似，具有反向波长色散曲线的正C板也是宽带应用所需要的。这种C板可以满足以下等式：Rth(450)/Rth(550)＝0.818，Rth(650)/Rth(550)＝1.182，其中Rth(450)，Rth(550)和Rth(650)分别是在450nm，550nm和650nm的光波长下的面外延迟。需要具有相对于面外延迟的反向波长色散特性的正C板。A板通常用在液晶显示器(LCD)中作为补偿膜以改善视角。它们还可以用于OLED(有机发光二极管)显示装置中。例如，QWP可以与线性偏振器一起使用以在OLED器件中以提供圆偏振器，以减少由OLED反射的环境光，从而改善观看质量。这些应用通常利用A板提供的面内相位延迟来进行面内相移补偿。例如，与C板组合的A板在减少交叉偏振器在倾斜视角下的漏光特别有用。然而，A板也表现出负面外延迟Rth，其由等式Rth＝[nz-(nx+ny)/2]×d定义，其值为从其方向产生的|Re/2|。当在光学器件中需要负Rth时，该特性可能是有益的。例如，在垂直排列(VA)模式的LCD中，LC单元中的液晶分子以垂直方式排列，这导致正延迟。因此，除了VA-LCD中的平面内补偿之外，A板还可以提供平面外补偿。然而，在诸如面内开关(IPS)模式LCD和OLED显示器的其他装置中，在A板中呈现的Rth是不所期望的，因为它可能导致轴外光的相移并导致漏光。因此，本领域还需要提供一种具有减小面外延迟的正面内延迟器，以改善显示器的视角和对比度。通过将正C板与A板组合使用，可以实现面外延迟的减小。此外，最理想的是，正C板具有反向波长色散特性，以实现消色差补偿。
技术实现思路
本文所公开的实施例涉及一种光学补偿膜，其通过聚合物共混物的溶液流延制成，所述聚合物共混物包含：(a)硝化苯乙烯类含氟聚合物，和(b)聚酰亚胺，其中所述光学补偿膜具有正面外延迟，其满足0.7<R(450)/R(550)<1且1<R(650)/R(550)<1.25的关系，其中R(450)，R(550)和R(650)分别是在450nm，550nm和650nm的光波长下的面外延迟，并且其中硝化苯乙烯类含氟聚合物具有苯乙烯类基团：其中R1，R2和R3各自独立地为氢原子，烷基，取代的烷基或卤素，其中R1，R2和R3中的至少一个为氟原子，并且其中n是1至5的整数，表示苯乙烯环上硝基的数量。在另一个实施例中，基于(a)和(b)的总重量，硝化苯乙烯类含氟聚合物(a)的含量为约60％至约90％或约70％至约80％，聚酰亚胺(b)的含量为约10％至约40％或约20％至约30％。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种多层光学膜，其包含本专利技术的光学补偿膜和折射率分布为nx>ny＝nz的A板，其中nx和ny表示面内折射指数，nz厚度折射率。在某些其他实施例中，提供聚合物树脂。树脂具有以下基团：其中R1，R2和R3各自独立地为氢原子，烷基，取代的烷基或卤素，其中R1，R2和R3中的至少一个为氟原子，并且其中n为1至5的整数，表示苯乙烯环上的硝基数。在某些实施例中，聚合物树脂包含苯乙烯类含氟聚合物(上文)和聚酰亚胺的混合物或共聚物。在本专利技术的其他实施例中，提供聚合物溶液。聚合物溶液包含溶剂和具有苯乙烯类基团的聚合物：其中R1，R2和R3各自独立地为氢原子，烷基，取代的烷基或卤素，其中R1，R2和R3中的至少一个为氟原子，并且其中n为1至5的整数，表示苯乙烯环上的硝基数。在某些实施例中，聚合物溶液中的聚合物包含苯乙烯类含氟聚合物(上文)和聚酰亚胺的混合物或共聚物。附图说明图1是描绘示例性波长色散曲线的形状的曲线图：(a)正延迟的反转曲线，(b)正延迟的正常曲线，(c)负延迟的正常曲线和(d)负延迟的反转曲线。具体实施方式波片的延迟(R)由等式R＝Δn×d定义，其中Δn是双折射率，d是波片的厚度。双折射率分为面内双折射率Δnin＝nx-ny和面外双折射率Δnth＝nz-(nx+ny)/2。面内延迟由等式Re＝(nx-ny)×d表示，面外延迟由Rth＝[nz-(nx+ny)/2]×d表示。可以通过以不同的增量确定波长在约400nm至约800nm的波长范围内的双折射率来测量波片的双折射率(Δn)。或者，可以在特定光波长下测量双折射率。在整个说明书中，当给出双折射或延迟关系而没有指定波长时，表示波长始终都是在约400nm至约800nm的范围内。在本专利技术的一个实施例中，提供了一种光学补偿膜，其通过聚合物共混物的溶液流延制成，所述聚合物共混物包含：(a)硝化苯乙烯类含氟聚合物和(b)聚酰亚胺，其中所述光学补偿膜具有正面外延迟，其满足0.7<R(450)/R(550)<1且1<R(650)/R(550)<1.25的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学补偿膜，其特征在于，所述光学补偿膜是通过一种聚合物共混物的溶液流延制成的；所述聚合物共混物包括：(a)硝化苯乙烯类含氟聚合物，和(b)聚酰亚胺，其中所述光学补偿膜具有正面外延迟，其满足0.7<R(450)/R(550)<1且1<R(650)/R(550)<1.25的关系，其中R(450)，R(550)和R(650)分别是在450nm，550nm和650nm的光波长下的面外延迟，并且其中所述硝化苯乙烯类含氟聚合物具有苯乙烯类基团：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.12 US 62/374,247;2017.03.27 US 62/476,9591.一种光学补偿膜，其特征在于，所述光学补偿膜是通过一种聚合物共混物的溶液流延制成的；所述聚合物共混物包括：(a)硝化苯乙烯类含氟聚合物，和(b)聚酰亚胺，其中所述光学补偿膜具有正面外延迟，其满足0.7<R(450)/R(550)<1且1<R(650)/R(550)<1.25的关系，其中R(450)，R(550)和R(650)分别是在450nm，550nm和650nm的光波长下的面外延迟，并且其中所述硝化苯乙烯类含氟聚合物具有苯乙烯类基团：其中R1，R2和R3各自独立地为氢原子，烷基，取代的烷基或卤素，其中R1，R2和R3中的至少一个为氟原子，并且其中n为1至5的整数，表示苯乙烯环上硝基的数量。2.如权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述正面外延迟满足0.8<R(450)/R(550)<0.9和1.01<R(650)/R(550)<1.2的关系。3.如权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述硝化苯乙烯类含氟聚合物(a)为约60％至约90％，并且所述聚酰亚胺(b)为约10％至约40％，以(a)和(b)的总重量计。4.如权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，对于所述苯乙烯环上的硝基，所述硝化苯乙烯类含氟聚合物具有约0.5至约0.9的平均取代度。5.如权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述硝化苯乙烯类含氟聚合物是聚(α,β,β-三氟苯乙烯)。6.如权利要求1所述的光学补偿膜，其特征在于，所述聚酰亚胺是包含芳香族二酐和芳香族二胺的组分的反应产物。7.如权利要求6所述的光学补偿膜，其特征在于，所述芳香族二酐选自均苯四甲酸二酐(PMDA)(2)，3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)(3)，4,4′-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)(4)，4,4′-(乙炔-1,2-二基)二邻苯二甲酸酐(EDDPA)(5)，4,4′-联萘-1,1',8,8'-四羧酸二酐(BNDA)(6)，1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NDA)(7)及其组合，全部如下所示：8.如权利要求6所述的光学补偿膜，其特征在于，所述芳香族二胺选自2,4-二氨基均三甲苯(DAM)(8)，2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(PFMB)(9)，1,5-萘二胺(DAN)(10)，[1,1'-联萘]-5,5'-二胺(DABN)(11)，3,5-二乙基甲苯-2,6-二胺(2,6-DETDA)(12)，3,5-二乙基-甲苯-2,4-二胺(2,4-DETDA)(13)，4,4'-(9-亚芴基)二苯胺)(FRDA)(14)及其组合，全部如下所示：9.如权利要求6所述的光学补偿膜，其特征在于，所述芳香族二酐选自4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)(4)，4,4'-(乙炔-1,2-二基)二邻苯二甲酸酐(EDDPA)(5)，4,4'-联萘-1,1',8,8'-四羧酸二酐(BNDA)(6)，及其组合。10.如权利要求6所述的光学补偿膜，其特征在于，所述芳香族二胺选自2,4-二氨基均三甲苯(DAM)(8)，3,5-二乙基-甲苯-2,6-二胺(2,6-DETDA)(12)，3,5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓亮，艾伦·菲利普斯，王斌，王佩瑶，胡朗，李文涛，邓榴，郭少明，张东，法兰克·哈里斯，泰德·格姆洛斯，
申请(专利权)人：阿克隆聚合物系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US