光學(xué)延遲膜及制造方法
【專利摘要】具有合適的雙折射特性的纖維素衍生物光學(xué)延遲膜，以在使用于液晶設(shè)備(LCD)，尤其是使用于垂直排列(VA)型LCD時，提高廣視角性能。該纖維素衍生物光學(xué)延遲膜的制造方法及其在液晶顯示器或成像設(shè)備中的用途。
【專利說明】光學(xué)延遲膜及制造方法
[0001]本發(fā)明涉及提供具有合適的雙折射特性的纖維素型光學(xué)延遲膜(opticalretardation film),以在用于液晶設(shè)備(IXD),尤其是用于垂直排列(VA)型IXD中時提高廣視角性能。此外，本發(fā)明涉及制造該纖維素型光學(xué)延遲膜的方法及其在液晶顯示器或成像設(shè)備中的用途。
[0002]液晶顯示器廣泛用于多種電子設(shè)備(包括計算機屏幕、移動電話、數(shù)碼相機和平板電視系統(tǒng))中，同時對于顯示器性能的要求越來越高?，F(xiàn)代LCD包含光學(xué)延遲膜，以在擴(kuò)展視角方面提高顯示器品質(zhì)，即在斜視角避免色移和保持高對比度。光學(xué)延遲膜實質(zhì)上為透明膜，其提供波片(wave plate)的物理效應(yīng),即由于其雙折射性質(zhì)而改變了傳播通過其的光波的偏振狀態(tài)。常規(guī)的液晶模組包含夾在兩個起偏振片(polarizing plate)之間的液晶盒。通常在一個或兩個起偏振片和液晶盒之間提供光學(xué)延遲膜。盡管可以作為物理分離的元件結(jié)合延遲膜，但是通常將其層壓在作為各自的起偏振片一部分的偏振器的一側(cè)上。根據(jù)光學(xué)延遲膜的光學(xué)延遲特性，可以將其層壓在頂部偏振片的偏振器上或底部偏振片的偏振器上或兩個偏振器上。一般通過拉伸基于碘摻雜的聚乙烯醇的片材來制造偏振器。由于PVA顯示出濕敏性，所以偏振片通常包括施加于基于PVA的偏振器片材的兩側(cè)上的保護(hù)膜。保護(hù)膜可根據(jù)它們的雙折射性質(zhì)另外地充當(dāng)延遲層。已證實纖維素?；?，尤其是三醋酸纖維素(TAC)膜由于它們有利的水分傳遞性質(zhì)、高透明性和對PVA的良好附著性而成為合適的基于PVA的偏振器的保護(hù)膜，然而，它們的雙折射率較低，這對于多種LCD類型的最適宜光學(xué)延遲而言不是合乎期望的。
[0003]可以根據(jù)三個主要的和正交的折射率^^丨和nz來描述光學(xué)延遲膜的各向異性光學(xué)性質(zhì)，其中nx為在膜平面中具有最高折射率的方向(X方向)的折射率，ny為在膜平面中垂直于X方向的方向(y方向)中的折射率，nz為沿著膜厚方向(z方向)的折射率。雙折射率指在三個主要的和正交的折射率中的任意兩個之間的差異由于該差異，沿著各自的兩個垂直軸的光波的偏振分量以不同的相位速度通過膜傳播，從而賦予了相位差t，其根據(jù)下式除了取決于Λ η之外，也取決于膜厚d
【權(quán)利要求】
1.包含纖維素衍生物的光學(xué)延遲膜，所述纖維素衍生物的β-1,4-糖苷鍵連接的重復(fù)單元由式⑴表示:
2.權(quán)利要求1的光學(xué)延遲膜，其中通過凝膠滲透色譜測定的所述纖維素衍生物的重均分子量為 17，500g/mol 至 500，000g/mol、更優(yōu)選為 25，000g/mol 至 200，000g/mol、甚至更優(yōu)選為 50，000g/mol 至 120，000g/molo
3.權(quán)利要求1或2的光學(xué)延遲膜，其中所述烷基為C1-C4烷基，它可以是線性的或支化的、取代的或未取代的。
4.權(quán)利要求3的光學(xué)延遲膜，其中所述烷基為乙基。
5.前述權(quán)利要求的任一項的光學(xué)延遲膜，其進(jìn)一步地包含至少一種添加劑，所述添加劑選自除了權(quán)利要求1的纖維素衍生物之外的聚合物、增塑劑、UV吸收劑、熱穩(wěn)定劑、細(xì)粒和延遲增強劑或它們的混合物。
6.權(quán)利要求1-5的任一項的光學(xué)延遲膜，其厚度d為Iym至150μπι、優(yōu)選為15μπι至150 μ m、更優(yōu)選為25 μ m至120 μ m、甚至更優(yōu)選為40 μ m至120 μ m、尤其優(yōu)選為50 μ m至120 μ m、最優(yōu)選為 60 μ m 至 100 μ m。
7.前述權(quán)利要求的任一項的光學(xué)延遲膜，其中所述光學(xué)延遲膜為單層膜或作為至少一個組成層包含于多層膜中。
8.前述權(quán)利要求的任一項的光學(xué)延遲膜，其在546nm波長的平面內(nèi)雙折射率(nx_ny)為0.0008至0.003，在546nm波長的平面外雙折射率((nx+ny) /2_nz)為至少0.004，在546nm波長時光學(xué)雙軸性為2.5至7.0，具有如式(2)中所表示的參數(shù)Nz，
9.權(quán)利要求8的光學(xué)延遲膜，其中所述平面內(nèi)雙折射率(nx-ny)為0.0012至0.0026和/或所述平面外雙折射率((nx+ny) /2-nz)為至少0.005和/或Nz為3.0至6.0，各自為在546nm波長的值。
10.權(quán)利要求8或9的光學(xué)延遲膜，其根據(jù)ASTMD-1003測得的霧度不超過2%。
11.制造權(quán)利要求ι-?ο的任一項的光學(xué)延遲膜的方法，其特征在于所述方法包含: 提供包含權(quán)利要求1-4的任一項的纖維素衍生物、有機溶劑和任選的如權(quán)利要求5所述的至少一種添加劑的溶液， 在載體上流延所述溶液， 至少部分地干燥所述流延膜，和隨后 在至少一個方向上機械拉伸所述膜，和 任選地，在張力下保持所述拉伸膜一段時間。
12.權(quán)利要求11的制造光學(xué)延遲膜的方法，其中所述溶液包含二氯甲烷。
13.權(quán)利要求11或12的制造光學(xué)延遲膜的方法，其中在Tg至Tg+50K的溫度將所述膜在所述拉伸方向上拉伸至其初始長度的1.05倍至6.0倍的長度，其中Tg為所述纖維素衍生物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，由差示掃描量熱法確定。
14.權(quán)利要求13的制造光學(xué)延遲膜的方法，其中在加工或橫向方向上單軸地拉伸所述膜，或在加工和橫向方向上雙軸地拉伸所述膜。
15.包含權(quán)利要求1-10 的任一項的光學(xué)延遲膜的液晶顯示器或成像設(shè)備。
【文檔編號】G02B5/30GK103733092SQ201280038794
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月12日
【發(fā)明者】周偉俊, J.J.福爾肯羅思, M.鮑曼 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司