TW201302882A - 光學膜 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於光學補償之醋酸纖維素膜及用於該醋酸纖維素膜之延遲改良物；更特定言之，係關於一種具有高厚度方向延遲性(Rth)之醋酸纖維素膜。

Description

光學膜
本發明係關於一種用於光學補償之光學膜；更特定言之，係關於一種具有高厚度方向延遲性(Rth)之醋酸纖維素膜。
本發明亦關於一種使用該光學膜之光學補償片、偏光板、用於三維影像之光學濾光器以及液晶顯示器。
醋酸纖維素膜具有優異的強度及阻燃性，因此，被廣泛使用於各種圖片或光學材料上。與其他聚合物膜相比，醋酸纖維素膜具有低光學異向性，因此可提供相對較低的延遲性。是故，醋酸纖維素膜已被用於偏光板等用途。
美國專利早期公開公開第2008/0173215號揭露了一種具有優異耐光性之醋酸纖維素膜，而韓國專利早期公開公開第2011-0075980號揭露了一種包含一延遲改良物之醋酸纖維素膜。
在垂直配向(vertical alignment，VA)模式中，透明電極係形成於上板和下板。因為偏光板係附於該上板和下板的外表面，使得其偏光軸彼此互相垂直，因此在未施加電場時其初始配向方向係彼此互相垂直，造成全黑狀態。待施加電場後，液晶導軸會被適當地重新排列而讓光穿透。VA模式之液晶顯示器之光學補償膜需要高度的異向性，意即，高度延遲性。
同時，美國專利早期公開公開第2010/0208181號揭露了一種醋酸纖維素膜，其係包含一在VA模式中即使在廣視角下也能提供高 對比之化合物，但仍需要一具有優異光學特性之醋酸纖維素膜。
[相關技術文件] [專利文件]
(專利文件1)美國早期公開公開第2008/0173215號(2008.07.24)
(專利文件2)韓國專利早期公開公開第2011-0075980號(2011.07.06)
(專利文件3)美國專利早期公開公開第2010/0208181號(2010.08.19)
根據本發明之一實施態樣旨在提供一種在厚度方向具有一高度延遲值之光學膜。更特定言之，根據本發明之一實施態樣旨在提供一種光學膜，其能用於VA模式之液晶顯示器，且能改良VA模式之液晶顯示器(LCD)面板之視角與對比特性。
另外，本發明之一實施態樣旨在提供一種供滿足上述光學特性之延遲添加物。
再者，根據本發明之一實施態樣旨在利用該光學膜以提供光學補償片、用於三維影像之光學濾光器、偏光板、以及液晶顯示器。
於一一般態樣中，光學膜包含至少一選自具以下化學式1之化合物的添加物。
[化學式1] Ar-[Q]m
於化學式1中，Ar為(C6-C20)芳基或(C3-C20)雜芳基，且至少一Q的鄰位係經OR取代(R為氫或(C1-C10)烷基)；Q為R'為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基、或；R11及R12可藉由經或未經取代之(C4-C10)伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基、胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Ar可進一步經選自(C1-C7)烷基、(C1-C7)烷氧基、(C3-C20) 環烷基、(C1-C7)烷基羰基、(C3-C20)環羰基、(C1-C7)烷基磺醯基、(C3-C20)環磺醯基、(C1-C7)烷基亞磺醯基、(C3-C20)環亞磺醯基、(C1-C7)烷基碸基、(C3-C20)環碸基、(C1-C7)烷基羰基亞胺基、(C3-C20)環烷基羰基亞胺基、(C1-C7)烷基磺醯基亞胺基、(C3-C20)環烷基磺醯基亞胺基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含至少一選自N、O及S之原子之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及m為1至10之整數。
該具化學式1之化合物可由具以下化學式2之化合物表示。
於化學式2中，L1至L4各自獨立為一單鍵、或選自N、O、S、C=O、S=O、O=S=O、-NH-C(O)-及-NH-C(S)-；R1至R4係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C20)環烷基、或含至少一選自N、O及S之原子之五至七員的雜環烷基； R和R'各自獨立為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基或；R11和R12可藉由經或未經取代之(C4-C10)伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及R24係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；R1至R4之烷基、烷氧基、環烷基與雜環烷基以及R與R'之烷基可進一步經選自(C1-C7)烷基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含選自N、O及S之至少一者之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及R1至R4各自可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而連結至一相鄰取代基，形成一脂肪族環。
化學式2可由以下化學式3至6之任何一者表示。
於化學式3至6中，L1至L4各自獨立為一單鍵、或選自N、O、S、C=O、S=O、O=S=O、-NH-C(O)-及-NH-C(S)-；R41至R44各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C20)環烷基、(C2-C7)烯基、或含至少一選自N、O及S之原子之五至七員的雜環烷基；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21和R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；R和R'各自獨立為氫或(C1-C10)烷基；以及R41至R44之烷基、烷氧基、環烷基、烯基與雜環烷基以及R與R'之烷基可進一步經選自(C1-C7)烷基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含選自N、O及S之至少一者之五至七員之雜環烷基的至少一者取代。
化學式1之化合物可選自以下結構。
於本發明之另一態樣中通常觀點，係關於一種光學膜包含一含有至少二個取代基之芳香環，其中至少二個取代基係含有一形成分子間氫鍵之化合物。
該化合物可藉由分子間氫鍵形成一類芳香環(analogous aromatic ring)。該光學膜可具有滿足以下式(1)及(2)的Rth(λ)。
(1)50Rth(550)500
(2)Rth(700)/Rth(550)>1.0
於上式中，Rth(λ)為在波長為λ奈米時，在膜厚度方向的延遲值(單位：奈米)。
光學膜可為一醋酸纖維素膜。
於本發明之再一態樣中，用於光學膜之組合物，以100重量份之一基本樹脂計，其包含1至15重量份之選自具以下化學式1之化合物之至少一者，作為延遲添加物。
該組合物可更包含一或二或多種選自紫外線抑制劑、微細粒子、塑化劑、劣化抑制劑、脫色劑、紅外線吸收劑、及光學異向性控制劑的添加劑。
於本發明之再一態樣中，光學膜係使用該用於光學膜之組合物所製得。
該光學膜可用於光學補償片、用於三維影像之光學濾光器、偏光板以及液晶顯示器，且較佳作為液晶顯示器。
本發明係提供一種包含至少一選自具以下化學式1之化合物之添加物的光學膜。
[化學式1]Ar-[Q]m
於化學式1中，Ar為(C6-C20)芳基或(C3-C20)雜芳基，且至少一Q的鄰位係經OR取代(R為氫或(C1-C10)烷基)；Q為R'為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基、或；R11及R12可藉由經或未經取代之(C4-C10) 伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基、胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Ar可進一步經選自(C1-C7)烷基、(C1-C7)烷氧基、(C3-C20)環烷基、(C1-C7)烷基羰基、(C3-C20)環羰基、(C1-C7)烷基磺醯基、(C3-C20)環磺醯基、(C1-C7)烷基亞磺醯基、(C3-C20)環亞磺醯基、(C1-C7)烷基碸基、(C3-C20)環碸基、(C1-C7)烷基羰基亞胺基、(C3-C20)環烷基羰基亞胺基、(C1-C7)烷基磺醯基亞胺基、(C3-C20)環烷基磺醯基亞胺基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含至少一選自N、O及S之原子之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及m為1至10之整數。
於作為本發明之延遲添加物之化學式1之化合物中，在芳基或 雜芳基之取代基(R')C=N-X之鄰位處，係經-OR取代，使其彼此位置相鄰，由此，儘管該化合物只有一芳香環，但因為分子結構上之分子間氫鍵，其仍具有相當於二芳香環之效果，因此可進一步改善光學膜之延遲性(在膜厚度方向之延遲值(Rth))，進而改善視角及對比。
此外，藉由增加化學式1中芳基或雜芳基之取代基(R')C=N-X的X取代基的長度，合成一效果相當於具有複數個芳香環的化合物，如此可更增加延遲值。
因此，根據本發明之醋酸纖維素膜適合用於液晶顯示器。
本發明中記載之「烷基」、「烷氧基」、及包含「烷基」部分之取代基係包括直鏈及支鏈二種，且「環烷基」可包括單環烴及多環烴(例如經或未經取代之金剛烷基或經或未經取代之(C7-C20)雙環烷基)。
特定言之，根據本發明之一具體實施態樣，具化學式1之化合物可由一具以下化學式2之化合物表示。
於化學式2中，L1至L4各自獨立為一單鍵、或選自N、O、S、C=O、S=O、O=S=O、-NH-C(O)-及-NH-C(S)-；R1至R4係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C20)環烷基、或含至少一選自N、O及S之原子之五至七員的雜環烷基；R和R'係各自獨立為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基或；R11及R12可藉由經或未經取代之(C4-C10)伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及R24係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步被至少一選自N、O及S之雜原子取代； R1至R4之烷基、烷氧基、環烷基與雜環烷基以及R與R'之烷基可進一步經選自(C1-C7)烷基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含選自N、O及S之至少一者之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及R1至R4各自可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而連結至一相鄰取代基，形成一脂肪族環。
用於本發明之光學膜之延遲添加物之具化學式2之化合物，可由具以下化學式3至6之任何一者表示。
於化學式3至6中，L1至L4各自獨立為一單鍵、或選自N、O、S、C=O、S=O、O=S=O、-NH-C(O)-及-NH-C(S)-；R41至R44各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C20)環烷基、(C2-C7)烯基、或含至少一選自N、O及S之原子之五至七員的雜環烷基；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21和R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代； R和R'各自獨立為氫或(C1-C10)烷基；以及R41至R44之烷基、烷氧基、環烷基、烯基與雜環烷基以及R與R'之烷基可進一步經選自(C1-C7)烷基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含選自N、O及S之至少一者之五至七員之雜環烷基的至少一者取代。
較佳地，於根據本發明之化學式3至6中，L1至L4係各自獨立選自一單鍵、O及C=O；R41至R44係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基或Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或R為氫或(C1-C10)烷基；R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；以及R'係選自氫及(C1-C10)烷基。
更特定言之，本發明之化學式1可選自以下結構，但不以此為 限。
根據本發明之一具體實施態樣之化學式1可包含一含有至少二個取代基之芳香環，且至少二個取代基可含有一形成分子間氫鍵之化合物。
較佳地，根據本發明之一具體實施態樣，該化合物可藉由該分子間氫鍵形成一類芳香環(analogous aromatic ring)。
更特定言之，本發明係包含一含有至少二個取代基之芳香環，且一類芳香環係藉由一能形成分子間氫鍵之化合物形成，較佳為因上述至少二個取代基而形成的分子間氫鍵。
在本發明中，該類芳香環具有一環己二烯主鏈，且此類芳香環可藉由本發明之芳香環所含之取代基之分子間氫鍵形成。
可使用任何形成該類芳香環之取代基，只要其具有能形成氫鍵之結構，例如羥基、肟(oxime)、肼(hydrazine)、縮胺基脲(semicarbazone)等。
更佳地，本發明提供一種包含一化合物的光學膜，該化合物具有一芳香環；具有一在該芳香環上之經或未經取代之亞胺基；及具有可在相對於亞胺基之鄰位上與該亞胺基之氮形成氫鍵之取代基。
本發明之亞胺基係指碳與氮藉由雙鍵彼此互相連結，且氫或一取代基可連結至該亞胺基之碳與氮。
因此，本發明之化合物具有可在芳香基上形成氫鍵之取代基，使得該取代基之分子間氫鍵作為另一芳香環，而獲致增加的光學膜之延遲。
本發明之化合物可作為一用於光學膜之延遲添加物。
根據本發明之一具體實施態樣之光學膜可滿足以下式(1)及(2)：
(1)50Rth(550)500
(2)Rth(700)/Rth(550)>1.0
於上式中，Rth(λ)為在波長為λ奈米時，在膜厚度方向的延遲值(單位：奈米)。
此外，本發明較佳為一醋酸纖維素膜。於此，藉由ASTM D-817-91之測量，該醋酸纖維素膜之取代程度可為2.7至3.0。
本發明之化學式1之化合物可依反應式1製備，且以下製備方 法並非用以限制化學式1之化合物之製備方法。因此，本發明所屬領域技藝人士可自行調整該製備方法。
於反應式1中，Ar、R'及X具有同與前述化學式1中相同之定義。
此外，本發明提供一種用於光學膜之組合物，以100重量份之一基本樹脂計，其包含1至15重量份之選自具以上化學式1之化合物之至少一者，作為延遲添加物。
該基本樹脂可意為一經常用於光學膜之鹼性樹脂(basic resin)，且較佳可為一具有各種取代程度之醋酸纖維素膜。
根據本發明之一實施態樣，可於組合物中進一步添加一或二或多種選自紫外線抑制劑、微細粒子、塑化劑、劣化抑制劑、脫色劑、紅外線吸收劑、及光學異向性控制劑之添加劑。
以下將更詳細敘述本發明之個別組成。
本發明之光學膜可為一普通光學膜，但較佳為一醋酸纖維素膜。首先將敘述該醋酸纖維素膜。根據本發明之一實施態樣之醋酸纖維素膜之密度係約1.2至1.35，但不以此為限。
醋酸纖維素為纖維素與醋酸之酯，且組成纖維素之一葡萄糖單 元中第2、3、及6位上之羥基的全部或部分氫原子係經乙醯基取代。醋酸纖維素之取代程度並沒有限制，但較佳為2.7或更高，且更佳為2.7至3.0。該取代程度可藉由ASTM D-817-91測量而得。
在本發明中，醋酸纖維素之分子量範圍並無限制，但其重量平均分子量較佳為200,000至350,000。此外，醋酸纖維素之分子量分布，Mw/Mn(Mw為重量平均分子量，及Mn為數量平均分子量)較佳為1.4至1.8，且更佳為1.5至1.7。
醋酸纖維素膜較佳係由一利用醋酸纖維素塗料溶液之溶劑澆鑄法製備而得。根據溶劑澆鑄法，係將一醋酸纖維素溶解於溶劑中而形成之溶液(塗料)澆鑄於一支架上，而蒸發溶劑以形成膜。
較佳使用醋酸纖維素顆粒作為醋酸纖維素塗料溶液之原料。於此，較佳地，90重量%或更高之醋酸纖維素顆粒的平均顆粒大小係為0.5至5毫米。此外，較佳地，50重量%或以上之所用醋酸纖維素顆粒的平均顆粒大小為1至4毫米。
該醋酸纖維素顆粒較佳為儘可能具有一接近圓球之形狀。該醋酸纖維素顆粒為乾燥的，以使其含水量為2重量%或更低，且較佳為1重量%或更低，接著用於塗料溶液。
接著將敘述使用於醋酸纖維膜中之添加物。
在用於溶劑澆鑄法之醋酸纖維素溶液(塗料)中，可根據個別製程之用途添加各樣添加物，例如：塑化劑、紫外線抑制劑、劣 化抑制劑，微細粒子、脫色劑、紅外線吸收劑、光學異向性控制劑等。該等添加物之種類並無限制，只要是通常使用於本發明技術領域者即可，且其含量較佳於不會劣化膜之物理性質的範圍。添加劑之添加時間係根據添加劑之種類而決定。添加劑可於製備塗料之最後階段加入。
塑化劑係用於加強膜之機械強度，且在使用塑化劑之情況下，可縮短乾燥膜所需之時間。可使用任何塑化劑，並無任何限制，只要其為通常被使用者。其實例可包含磷酸酯、選自鄰苯二甲酸酯與檸檬酸酯之羰酸酯等。磷酸酯之實例可包含三苯基磷酸酯(TPP)、聯苯二苯基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯(TCP)等。鄰苯二甲酸酯之實例可包含二甲基鄰苯二甲酸酯(DMP)、二乙基鄰苯二甲酸酯(DEP)、二丁基鄰苯二甲酸酯(DBP)、二辛基鄰苯二甲酸酯(DOP)、二苯基鄰苯二甲酸酯(DPP)、二乙基己基鄰苯二甲酸酯(DEHP)等。檸檬酸酯之實例可包含鄰乙醯基三乙基檸檬酸酯(OACTE)、鄰乙醯基三丁基檸檬酸酯(OACTB)等。羰酸酯之實例可包含丁酯(butylate)、甲基乙醯基賴氨酸酯(methylacetyllysinate)、二丁基癸二酸酯(dibutylsebacate)、及各種偏苯三酸酯。較佳地，係使用鄰苯二甲酸酯(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、及DEHP)塑化劑。以100重量份之醋酸纖維素計，塑化劑之含量為2至20重量份，較佳為5至15重量份。
可使用羥基二苯基酮系化合物、苯并三唑系化合物、柳酸酯系 化合物、氰基丙烯酸酯系化合物等作為紫外線抑制劑。以100重量份之醋酸纖維素計，紫外線抑制劑之含量為0.1至3重量份，較佳為0.5至2重量份。
可使用如抗氧化劑、過氧化物分解劑、自由基抑制劑、金屬減活化劑、去氧劑、光穩定劑(受阻胺等)等，作為劣化抑制劑。尤其，劣化抑制劑之較佳實例可包含二丁基羥基甲苯(BHT)及三苄胺(TBA)。以100重量份之醋酸纖維素計，劣化抑制劑之含量為0.01至5重量份，較佳為0.1至1重量份。
微細粒子之添加係用於抑制膜之捲曲；維持可轉移性，預防呈輥型的附著；或有利地維持耐損傷性。可使用選自無機化合物、有機化合物等的任一者作為微細粒子。舉例言之，以無機化合物來說，以含矽化合物、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁，氧化鋇、氧化鋯、氧化鍶、氧化銻、氧化錫、氧化錫銻、碳酸鈣、滑石、黏土、煅燒高嶺土、煅燒矽酸鈣、矽酸鈣水合物、矽酸鋁、矽酸鎂、磷酸鈣等較佳，且以包含矽、氧化鋯等的無機化合物更為合用。微細粒子可具有一平均第一粒子尺寸，大小為80奈米或更低，較佳為5至80奈米，更佳為5至60奈米，且尤佳為8至50奈米。若平均第一粒子尺寸超過80奈米，會損害膜之表面整平性(leveling property)。
此外，必要時可添加光學異向性調節劑、波長分散調節劑等。只要這些添加物為本發明領域中常用者，其使用並無任何限制。
此外，本發明提供一種使用本發明之用於光學膜之組合物所製得之光學膜。
接著將敘述本發明之製備醋酸纖維素膜之方法。
在本發明中，為了製備醋酸纖維素膜，係製備一如下之醋酸纖維素組合物，即，一塗料溶液。
以100重量份之醋酸纖維素計，該醋酸纖維素組合物可包含1至15重量份之具化學式1之延遲改良物。
在本發明中，塗料中之固體濃度較好為15至25重量%，較佳為16至23重量%。若塗料中之固體濃度低於15重量%，其流動性會太高而不易形成膜；若固體濃度高於25重量%，則難以完全溶解。
在本發明中，以全部固體含量計，醋酸纖維素之含量為70重量%或更高，較佳為70至90重量%，更佳為80至85重量%。此外，可混合使用二或多種具有相異取代程度、聚合程度、或分子分布之醋酸纖維素。
延遲添加物係用於改良或惡化延遲性，且較佳使用用於改良延遲性之延遲改良物作為本發明之延遲添加物。
以100重量份之醋酸纖維素計，延遲添加物之使用量較佳為1至15重量份。在上述範圍內使用延遲添加物，可達到所欲之延遲性範圍。
當以溶劑澆鑄法製備膜時，較佳使用有機溶劑作為製備醋酸纖 維素組合物(塗料)之溶劑。較佳以鹵化烴作為有機溶劑。鹵化烴之實例可包含氯化烴、二氯甲烷、及氯仿，且其中以使用二氯甲烷最佳。
或者，必要時可混合並使用鹵化碳氫化合物以外之有機溶劑。鹵化烴以外之有機溶劑的實例可包含酯、酮、醚、醇、及烴。以酯而言，可使用甲基甲酸酯、乙基甲酸酯、丙基甲酸酯、戊基甲酸酯、甲基乙酸酯、乙基乙酸酯、戊基乙酸酯等；以酮而言，可使用丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二異丁基酮、環戊酮、環己酮、甲基環己酮等；以醚而言，可使用二異丙基乙醚、二甲氧基甲烷、1,4-二烷、1,3-二氧戊環、四氫呋喃、苯甲醚、異硬脂基甘油醚(penetol)等；以醇而言，可使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、第三丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、環己醇、2-氟-乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等。
更佳地，係使用二氯甲烷作為一主溶劑，且使用醇作為一副溶劑。特定言之，可將二氯甲烷與醇以80：20至95：5之重量比混合後使用。
醋酸纖維素組合物可根據室溫、高溫、及低溫溶解法製備。
醋酸纖維素組合物之黏度在40℃時較佳為1至400帕斯卡．秒，且更佳為10至200帕斯卡．秒。
醋酸纖維素膜可藉由普通溶劑澆鑄法製備。更特定言之，所製 得之塗料(醋酸纖維素組合物)首先儲存在一儲存容器中，並消除塗料中所含之氣泡。透過一可根據旋轉數以高精度輸送定量塗料之加壓型定量齒輪泵將經消泡之塗料輸送至一加壓型模。接著，從經該加壓型模之管口(縫)將塗料均勻地澆鑄在一不斷旋轉之金屬支架上，接著在金屬支架旋轉將近一周時從一剝除點將半乾之鑄膜從金屬支架上剝除。將製成之網輸送至一拉幅機且將兩端插入夾子以維持其寬度，接著進行乾燥。之後，將所得的網輸送至一乾燥單元的軋輥，接著進行乾燥，然後使用一捲線機捲繞一預定長度。此外，在製備該鑄膜時，當剩餘溶劑之含量為10至40重量%時，可在機械及橫向方向進行單邊及雙邊拉伸。此外，鑄膜製備完成後，亦可進行離線拉伸。拉伸程度較佳為5至100%，更佳為10至80%，且最佳為20至50%。
在溶液塗覆時，空間溫度較佳為-50℃至50℃，更佳為-30℃至40℃，且最佳為-20℃至30℃。在低空間溫度塗覆之醋酸纖維素溶液係立即在支架上冷卻，以改善膠體強度，因此，可得到一具有大量有機溶劑殘留之膜。因此，可在沒有自醋酸纖維素蒸發有機溶劑之情況下從支架上剝除膜。可使用一般空氣、氮氣、氬氣或氦氣可作為用於冷卻空間之氣體。相對溼度較佳為0至70%，更佳為0至50%。
在其上塗覆醋酸纖維素溶液的支架(鑄造零件)的溫度較佳為-50℃至130℃，更佳為-30℃至25℃，最佳為-20℃至15℃。可 將冷卻氣體導入澆鑄零件中以冷卻澆鑄零件。可於澆鑄零件中設置一冷卻裝置以冷卻空間。在冷卻時，須小心注意不要讓水氣附著於澆鑄零件上。在使用氣體冷卻之情況中，較佳預先將氣體乾燥。
此外，必要時可對醋酸纖維素膜進行表面處理。一般而言，施用表面處理是為了改良醋酸纖維素膜之附著性。以表面處理方法而言，可採用輝光放電處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理、皂化處理等。
醋酸纖維素膜之厚度較佳為20至140微米，更佳為40至100微米。
本發明之光學膜可使用於偏光板、光學補償片、用於三維影像之光學濾光器、及液晶顯示器，且可層疊使用一或二或多片的光學膜。該液晶顯示器較佳在垂直配向模式操作。
在下文中，將以實施例詳細敘述本發明，但本發明並不限於以下時施例。
在下文中，將以下列方法測量膜之物理性質。
1)光學異向性
Re值係藉由使用一雙折射測量儀器(產品名：Axoscan，Axometrics公司製造)使一波長550奈米之光線自膜之法線方向入射來測量。Rth值係透過下列算式利用折射率橢球之折射率組， 其係利用一面內慢軸作為一傾斜軸，相對於膜之法線方向以10度為一間隔，測量自0至50度之波長550奈米之光線。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d
nx：平面之二折射率中較大之折射率
ny：平面之二折射率中較小之折射率
nz：厚度方向之折射率
d：膜厚度
[製備實施例]延遲添加物之合成
(E)-2-(2-羥亞苄基)-N-甲基胺硫脲((E)-2-(2-hydroxybenzylidene)-N-methylhydrazinecarbothioamide)
將2-羥苄基醛(10克，81.9毫莫耳)添加至300毫升之乙醇，並加入N-甲基胺硫脲(N-methylhydrazinecarbothioamide)(8.61克，81.9毫莫耳)，接著在室溫下攪拌18小時。過濾反應過程中所產生之固體化合物，然後以少量乙醇沖洗，並接著乾燥以獲得標題之化合物(15.3克，產率89%)。
[實施例1]
醋酸纖維素組合物(塗料)之製備
將以下組合物之成分置入一攪拌器中，並在30℃溶解。
在以下組合物之成分中，係使用2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚作為紫外線抑制劑。
將所製得之塗料加熱至30℃、輸送至一齒輪泵、並以絕對過濾精度為0.01毫米之濾床過濾，然後再以一絕對過濾精度為5微米之濾芯式過慮裝置(cartridge filtering apparatus)過濾。
纖維素酯膜之製備
透過一鑄造模將經過濾程序製得之塗料澆鑄於一經拋光之不鏽鋼支架上，接著剝除。在剝除時控制殘留溶劑含量為20重量%。待連結至一拉幅機後，將膜在其寬度方向拉伸成為102%。待膜自拉幅機移除後，分別切除膜之左右兩端各150毫米。以一乾燥機乾燥經切除兩端之膜，將自乾燥機出來之膜之兩端各切除3公分。接著，對膜進行一滾花程序(knurling process)，以使得在距膜之端點10毫米處具有一100微米高之滾花，並捲繞成一輥型。測量 藉由上述方法所製得之樣品之光學異向性，並將測量結果紀錄於表1。
[實施例2至18]
每一個膜均以與實施例1相同之方法製備，惟係如下表1所示改變化合物之種類以代替化學式1之化合物1。測量膜之光學異向性並將測量結果紀錄於表1。
[實施例19]
醋酸纖維素組合物(塗料)之製備
將以下組合物之成分置入一攪拌器中，並在30℃溶解。
在以下組合物之成分中，係使用2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚作為紫外線抑制劑。
將所製得之塗料加熱至30℃、輸送至一齒輪泵、並以絕對過濾 精度為0.01毫米之濾床過濾，然後再以一絕對過濾精度為5微米之濾芯式裝置過濾。
纖維素酯膜之製備
透過一鑄造模將經過濾程序製得之塗料澆鑄於一玻璃支架上，並在室溫下乾燥7分鐘，接著剝除。再將剝除後之材料在140℃下乾燥60分鐘，使殘留溶劑之含量控制在0.5重量%或更低。待連結於一拉幅機後，將膜在其寬度方向拉伸成為102%。待膜自拉幅機移除後，分別切除膜之左右兩端各150毫米。以一乾燥機乾燥經切除兩端之膜，將自乾燥機出來之膜之兩端各切除3公分。接著，對膜進行一滾花程序(knurling process)，以使得在距膜之端點10毫米處具有一100微米高之滾花，並捲繞成一輥型。測量藉由上述方法所製得之樣品之光學異向性，並將測量結果紀錄於表1。
[實施例20]
以與實施例19相同之方式製備膜，惟係使用化合物20代替實施例19之延遲添加物。測量膜之光學異向性並將測量結果紀錄於表1。
[實施例21至26]
每一個膜係以與實施例19相同之方式製備，惟係使用表1所示之化合物21至26以代替實施例19之延遲添加物，且用量為10 重量份。測量膜之光學異向性並將測量結果紀錄於表1。
[比較實施例1]
以與實施例1相同之方式製備醋酸纖維素膜，惟不添加如實施例1之延遲添加物。以上述方法測量膜之光學異向性並將測量結果紀錄於表1。
[比較實施例2]
以與實施例19相同之方式製備醋酸纖維素膜，惟不添加如實施例19之延遲添加物。以上述方法測量膜之光學異向性並將測量結果紀錄於表1。
如表1所示，可確認的是，不同於既有塑化劑，在當添加實施例中所述之延遲添加物時，所製得之膜具有高Rth值。
如前所述，本發明之光學膜因在厚度方向有高延遲值，故能改善光學特性。
此外，本發明之光學膜因具有高延遲性，因此可改善垂直配向模式之液晶顯示器面板之視角及對比。
此外，使用本發明之光學膜所製得之光學補償片、用於三維影像之光學濾光器、偏光板、及液晶顯示器因具有高延遲性，甚至可在廣視角處具有高對比。

Claims (14)

  1. 一種光學膜，包含至少一選自具以下化學式1之化合物的添加物：[化學式1]Ar-[Q]m於化學式1中，Ar為(C6-C20)芳基或(C3-C20)雜芳基，且至少一Q的鄰位係經OR取代(R為氫或(C1-C10)烷基)；Q為R'為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基、或；R11及R12可藉由經或未經取代之(C4-C10)伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進 一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Ar可進一步經選自(C1-C7)烷基、(C1-C7)烷氧基、(C3-C20)環烷基、(C1-C7)烷基羰基、(C3-C20)環羰基、(C1-C7)烷基磺醯基、(C3-C20)環磺醯基、(C1-C7)烷基亞磺醯基、(C3-C20)環亞磺醯基、(C1-C7)烷基碸基、(C3-C20)環碸基、(C1-C7)烷基羰基亞胺基、(C3-C20)環烷基羰基亞胺基、(C1-C7)烷基磺醯基亞胺基、(C3-C20)環烷基磺醯基亞胺基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含至少一選自N、O及S之原子之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及m為1至10之整數。
  2. 如請求項1之光學膜，其中該具化學式1之化合物係由具以下化學式2之化合物表示： 於化學式2中，L1至L4各自獨立為一單鍵、或選自N、O、S、C=O、S=O、O=S=O、-NH-C(O)-及-NH-C(S)-；R1至R4係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C3-C20)環烷基、或含至少一選自N、O及S之原子之五至七員的雜環烷基； R和R'係各自獨立為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基或；R11及R12可藉由經或未經取代之(C4-C10)伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及R24係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；R1至R4之烷基、烷氧基、環烷基與雜環烷基以及R與R'之烷基可進一步經選自(C1-C7)烷基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含選自N、O及S之至少一者之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及R1至R4各自可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而連結至一相鄰取代基，形成一脂肪族環。
  3. 如請求項2之光學膜，其中化學式2係由以下化學式3至6 之任何一者表示： 於化學式3至6中，L1至L4各自獨立為一單鍵、或選自N、O、S、C=O、S=O、O=S=O、-NH-C(O)-及-NH-C(S)-；R41至R44各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10) 烷氧基、(C3-C20)環烷基、(C2-C7)烯基、或含至少一選自N、O及S之原子之五至七員的雜環烷基；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21和R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；R和R'各自獨立為氫或(C1-C10)烷基；以及R41至R44之烷基、烷氧基、環烷基、烯基與雜環烷基以及R與R'之烷基可進一步經選自(C1-C7)烷基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含選自N、O及S之至少一者之五至七員之雜環烷基的至少一者取代。
  4. 如請求項3之光學膜，其中：L1至L4係各自獨立為一單鍵、或選自O及C=O；R41至R44係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基或Y為O或S； Z為氫、、*-O-R23或R'為氫或(C1-C10)烷基；R21、R22、R23及R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；以及R係選自氫及(C1-C10)烷基。
  5. 如請求項1之光學膜，其中該化學式1之化合物係選自以下結構：
  6. 一種光學膜，包含一含有至少二個取代基之芳香環，其中至少二個取代基係含有一形成分子間氫鍵之化合物。
  7. 如請求項1之光學膜，其中該化合物藉由分子間氫鍵形成一類芳香環(analogous aromatic ring)。
  8. 如請求項1之光學膜，其具有滿足以下式(1)及(2)的Rth(λ)：(1)50Rth(550)500(2)Rth(700)/Rth(550)>1.0於上式中，Rth(λ)為在波長為λ奈米時，在膜厚度方向的 延遲值(單位：奈米)。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之光學膜，其係一醋酸纖維素膜。
  10. 一種用於光學膜之組合物，以100重量份之一基本樹脂計，其包含1至15重量份之選自具以下化學式1之化合物之至少一者，作為延遲添加物：[化學式1]Ar-[Q]m於化學式1中，Ar為(C6-C20)芳基或(C3-C20)雜芳基，且至少一Q的鄰位係經OR取代(R為氫或(C1-C10)烷基)；Q為R'為氫或(C1-C10)烷基；X為、*-O-R13或R11、R12、R13及R14係各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基羰基、或；R11及R12可藉由經或未經取代之(C4-C10)伸烷基而彼此連結成一環；該伸烷基可進一步經(C1-C7)烷基取代；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Y為O或S；Z為氫、、*-O-R23或；R21、R22、R23及 R24各自獨立為氫、(C1-C10)烷基、(C3-C20)環烷基、或胺基；R21及R22可藉由經或未經(C1-C7)烷基取代之(C3-C10)伸烷基而彼此連結成一環；且該伸烷基之至少一碳原子可進一步經至少一選自N、O及S之雜原子取代；Ar可進一步經選自(C1-C7)烷基、(C1-C7)烷氧基、(C3-C20)環烷基、(C1-C7)烷基羰基、(C3-C20)環羰基、(C1-C7)烷基磺醯基、(C3-C20)環磺醯基、(C1-C7)烷基亞磺醯基、(C3-C20)環亞磺醯基、(C1-C7)烷基碸基、(C3-C20)環碸基、(C1-C7)烷基羰基亞胺基、(C3-C20)環烷基羰基亞胺基、(C1-C7)烷基磺醯基亞胺基、(C3-C20)環烷基磺醯基亞胺基、鹵素、硝基、氰基、羥基、胺基、(C2-C7)烯基、(C3-C20)環烷基、及含至少一選自N、O及S之原子之五至七員之雜環烷基的至少一者取代；以及m為1至10之整數。
  11. 如請求項10之組合物，更包含一或二或多種選自紫外線抑制劑、微細粒子、塑化劑、劣化抑制劑、脫色劑、紅外線吸收劑、及光學異向性控制劑的添加劑。
  12. 一種光學膜，其係使用如請求項10或11所述之用於光學膜之組合物所製得。
  13. 如請求項1至8中任一項所述之光學膜，其係用於光學補償片、用於三維影像之光學濾光器、偏光板以及液晶顯示器。
  14. 一種顯示裝置，包含如請求項1至8中任一項所述之光學膜。
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