[發明專利]具有+C片和-A片光學性質的混合纖維素酯膜

有效

• 申請號: 201080009254.X
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102333792A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 王斌;M.E.唐納森;M.D.謝爾比;J.C.梅因
• 申請（專利權）人: 伊士曼化工公司
• 主分類號: C08B3/16
• 分類號: C08B3/16;C08L1/14;C08J5/18;G02B1/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李連濤;楊思捷

發明領域

本發明涉及從具有低羥基含量的混合纖維素酯和某些增塑劑制造的膜。這些膜能夠顯示出+C膜，-A膜，和雙軸N_z特性，這些使得它們特別適合用于光學應用，如作為保護和補償膜用于液晶顯示器(LCD)中。

發明背景

纖維素酯如三乙酸纖維素(CTA)，乙酸丙酸纖維素(CAP)，和乙酸丁酸纖維素(CAB)，由液晶顯示器(LCD)工業用于多種膜。最突出的是它們與偏光片相結合用作保護和補償膜。這些膜典型地通過溶劑流延來制備，和然后層壓到取向的、碘化的聚乙烯醇(PVOH)偏振膜的任一側上以便保護PVOH層來防止劃痕和水分侵入，同時還提高結構剛度。另外地，與補償膜的情況一樣，它們能夠與偏振片堆疊體一起層壓或另外包括在偏振片和液晶層之間。與在顯示器膜中找到用途的其它材料如環烯烴、聚碳酸酯、聚酰亞胺等相比，纖維素酯具有許多性能優勢。然而，目前光學雙折射要求常常表示反而使用后面的材料。

除了起保護作用外，這些膜還在改進LCD的對比度系數、寬的視角和色移特性上起作用。對于在LCD中使用的典型組的正交偏振片，沿著對角線有明顯的漏光(導致差的對比度系數)，特別當視角增大時。已知的是，光學薄膜的各種組合能夠用于矯正或“補償”此漏光。這些膜必須具有根據所使用的液晶池（liquid?crystal?cell）的類型來改變的某些明確定義的雙折射率(或延遲率)，因為液晶池本身也賦予某種程度的不希望有的必須矯正的光學延遲。這些補償膜中的一些比其它更容易制造，因此常常在特性和成本之間有折衷。同時，盡管大部分的補償器和保護膜是通過溶劑流延來制造的，但是更趨向于通過熔融擠出來制造更多的膜。

補償器和光學膜通常根據與折射指數n相關的雙折射率來定量分析。該折射指數典型地是，對于一般的聚合物而言，在1.4-1.8，和對于纖維素酯而言，大約是1.46-1.50。對于給定的材料，折射指數越高，光傳播穿過它的速度越慢。

對于未取向的各向同性材料，該折射指數將是相同的，與進入光波的偏振態無關。隨著該材料變成取向的或是各向異性的，該折射指數變成取決于材料方向。對于本發明的目的，有表示為n_x、n_y和n_z的三種折射指數，它們分別對應于縱向(MD)、橫向(TD)和厚度方向。隨著該材料變得更加的各向異性(例如，通過拉伸它)，在任何2種折射指數之間的差異將增大。這一差異稱為“雙折射率”。

因為有所選擇的材料方向的多種組合，因此有雙折射率的相應不同的值。最常見的兩種，即平面雙折射率Δ_e和厚度雙折射率Δ_th，被定義為：?

(1a)????Δ_e?=?n_x?-?n_y

(1b)???Δ_th?=?n_z?-?(n_x?+?n_y)/2?

該雙折射率Δ_e是在MD和TD方向之間的相對的平面內取向的量度并且是無量綱的。相反，Δ_th得到厚度方向的取向的量度，相對于平均平面取向。

常常用于表征光學膜的另一個術語是光學延遲(R)。R簡單地是所述膜的雙折射乘以厚度(d)。因此，?

(2a)?R_e?=?Δ_e?d?=?(n_x?-?n_y)d?

(2b)?R_th?=?Δ_th?d?=?[n_z?-?(n_x?+?n_y)/2]d?

延遲是在兩個正交光波之間的相對相位移的直接量度并且典型地以納米單位(nm)報道。需要指出的是，R_th的定義隨一些作者而變化，尤其相對于+/-符號。

材料的雙折射率/延遲特性也已知會發生變化。例如，大部分的材料當拉伸時將沿著拉伸方向顯示出較高的折射指數以及在與拉伸方向垂直的方向上顯示出較低的折射指數。這是因為，在分子水平上，該折射指數典型地沿著聚合物鏈的軸是更高的以及在垂直于該鏈的方向上較低。這些材料通常被稱作“正雙折射”并且表示大部分的標準聚合物，其中包括全部商購的纖維素酯。