TW201307083A - 光學薄膜 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學薄膜、一種圓形偏光板及一種顯示器設備。該光學薄膜即使厚度相當薄，於廣波長範圍下，仍可展現所欲之相延遲性質。該光學薄膜可呈現出1/4波長之相延遲性質。該光學薄膜可藉由簡單步驟而製得。該光學薄膜可應用於LCDs，例如反射性LCD、或者OLEDs。

Description

光學薄膜
本發明係關於一種光學薄膜、一種圓形偏光板以及一種顯示裝置。
延遲膜可應用於各種領域。該延遲膜可形成於液晶元件的一側或兩側，以改善液晶顯示器(LCD)的視角。於日本專利公開號No.1996-321381中，延遲膜可用來避免反射，並確保反射式LCD或有機發光設備(OLED)的能見度(visibility)。
對延遲膜膜來說，係根據其相延遲性質而為1/2或1/4波長之延遲膜。然而，習知1/2或1/4波長延遲膜之相延遲特性會依波長而改變。因此，功能為1/2或1/4波長延遲膜之延遲膜，會有被限制於一範圍之內的問題。例如，在光波長為550 nm下之1/4波長之延遲膜，並不會於光波長為450 nm或650 nm下時，經常可作為1/4波長之延遲膜。
本發明係在提供一種光學薄膜、一種圓形偏光板以及一種顯示器裝置。
一示例性的光學薄膜係包括一光學異向性聚合層以及形成於該聚合層之一液晶層。該光學薄膜中，聚合層與液晶層的排列方式係：聚合層之光軸與液晶層之光軸垂直， 或聚合層之光軸與液晶層之光軸係形成約61.5度的角度。用語「光軸」可指慢軸或快軸，且除非另有定義，否則此處指的是慢軸。於本文中，用語「垂直的(vertical)」、「正交垂直的(perpendicular)」、「水平的(horizontal)」或「平行的(parallel)」指的是於可得到預設結果範圍內，表示基本上之垂直、正交垂直、水平或平行。例如，上述用語可包括約±15度、±10度、±5度或±3度的誤差。於本文中，上述61.5度角度可在能夠獲得預設結果情況下，基本上為61.5度，且可包括約±15度、±10度、±5度或±3度的誤差。
圖1為一光學薄膜100之實施例示意圖，包括一聚合層101以及一液晶層102。例如，如圖2所示，光學薄膜200更可包括一配向層201，其係形成於聚合層101以及液晶層102之間。
於一實施例中，該光學薄膜可為具有1/4波長延遲特性之光學薄膜。用語「n波長相延遲特性」在此係指在入射光之波長的至少部分波長範圍內，能夠「n」倍相延遲入射光的特性。於一實施例中，對於550 nm波長的光束，該光學薄膜之光的面內相延遲範圍可約為110 nm至220 nm，或140 nm至170 nm。用語「一光學薄膜、一聚合層或一液晶層之面內相延遲」可在此指由「(nx-ny)×d」所計算之數值。「nx」係指沿著光學薄膜、聚合層或液晶層之面內慢軸方向的折射係數，「ny」係沿著光學薄膜、聚合層或液晶層之面內快軸方向的折射係數，且「d」為光學薄膜、聚合層或液晶層之厚度。
該光學薄膜可例如具有反向波長分散特性。例如，該光學薄膜一種薄膜，其中R(650)/R(550)係大於R(450)/R(550)。此處「R(X)」係指於波長為「X」nm之光束下，該光學薄膜、聚合層或液晶層所具有的面內相延遲。於一實施例中，該光學薄膜之R(450)/R(550)之範圍可為0.81至0.99、0.82至0.98、0.83至0.97、0.84至0.96、0.85至0.95、0.86至0.94、0.87至0.93、0.88至0.92或0.89至0.91。該光學薄膜之R(650)/R(550)之範圍可為1.01至1.19、1.02至1.18、1.03至1.17、1.04至1.16、1.05至1.15、1.06至1.14、1.07至1.13、1.08至1.12或1.09至1.11。
該光學薄膜之聚合層可具1/2波長之相延遲特性。於550 nm波長之光束下，該聚合層之面內相延遲可介於200至290 nm或220至270 nm範圍內。於聚合層之R(450)/R(550)以及R(650)/R(550)之間的絕對值可為5、4、3、2或1，或者可基本上為0。於一實施例中，該聚合層之R(450)/R(550)可為0.95至1.05或0.99至1.01之範圍，且R(650)/R(550)可為0.95至1.05或0.99至1.01之範圍。
該光學薄膜之聚合層可為一聚合膜。例如，藉由適當的拉伸(streching)一透明聚合膜而形成一薄膜，其中光學異向性物可藉由延伸而製得，並可用以作為聚合層。非拉伸聚合膜亦可用以當作聚合膜，只要其具有光學異向性即可。於一實施例中，對一聚合膜來說，利用吸收性膜鑄(absorbent-casting)方法形成且具有70%或以上、80%或以上、或者85%或以上之光穿透率之薄膜，皆可使用。傳統上， 在考量形成一均勻拉伸膜之可能性上，此聚合膜之厚度範圍可為3 mm或以下、1 μm至1 mm、或5 μm至500 μm。
聚合膜的例子可包括聚烯烴(polyolefin)膜，如聚乙烯膜(polyethylene film)或聚丙烯膜(polypropylene film)、環烯烴聚合膜(cycloolefin polymer(COP)film)，如聚降茨烯膜(polynorbornene film)、聚氯乙烯膜(polyvinylchloride film)、聚丙烯腈膜(polyacrylonitrile film)、聚碸膜(polysulfone film)、聚丙烯酸酯膜(polyacrylate film)、聚乙烯醇膜(poly(vinyl alcohol)(PVA)film)、纖維素酯聚合膜(cellulose ester polymer film)，如三醋酸纖維素膜(triacetyl cellulose(TAC)film)、或選自由形成上述聚合物之至少兩單體所組成之一共聚膜。於本發明一實施例，係使用環烯烴聚合膜。該環烯烴聚合膜可為，但不限於，一環烯烴聚合膜之開環聚合物，如降茨烯(norbornene)或該開環聚合物之氫化產物、環烯烴之加成聚合物、環烯烴以及其他共聚單體，如α-烯烴之共聚物、或者接枝聚合物，其聚合物或共聚物皆由不飽和羧酸修飾、或其衍伸物。
該聚合層可具有一光軸平行於一縱向方向(MD，機械方向)或一橫向方向(TD，橫向方向)，或該光軸在該縱向方向或橫向方向上具有一相當的角度。於一實施例中，聚合層之光軸於該縱向方向或橫向方向具一45度或67.5度之角度，或者在該縱向方向或橫向方向具一角度落於45至67.5度之範圍內。該45或67.5度角度基本上係45或67.5度，在此 範圍中，不會破壞預設效果，且可包括±15度、±10度、±5度或±3度以內的誤差。
當聚合層為拉伸聚合膜時，於聚合膜拉伸過程中，藉由控制拉伸軸，以調整該聚合層之光軸。
該聚合層之厚度可舉例為，1 mm或以下、1至500 μm、或5至300 μm，且該厚度可依據其目的有所改變。
該光學薄膜之液晶層可具有1/4波長相延遲特性。就550 nm波長之光束而言，該液晶層之面內相延遲可介於95至145 nm或105至120 nm範圍內。該液晶層之R(450)/R(550)可大於R(650)/R(550)。於一實施例中，該液晶層之R(450)/R(550)可為1.01至1.19、1.02至1.18、1.03至1.17、1.04至1.16、1.05至1.15、1.06至1.14、1.07至1.13或1.08至1.12之範圍，且R(650)/R(550)可為0.81至0.99、0.82至0.98、0.83至0.97、0.84至0.96、0.85至0.95或0.86至0.94之範圍。
該液晶層可包括聚合性液晶化合物。於一實施例中，該液晶層可包括一聚合狀態的聚合性液晶化合物。此處用語「聚合性液晶化合物」可指一化合物包含部分存在有液態晶質性質的化合物，例如，液晶原(mesogen)，且亦包括至少一聚合官能基。此處用語「聚合狀態的聚合性液晶化合物」可指聚合態的一晶化合物，且藉此於液晶層中形成例如主鏈或支鏈的液晶聚合物骨幹。
於一實施例中，該液晶層亦可包括未聚合的聚合性液晶化合物，或者更包括至少一種習知添加劑，例如聚合性非液晶化合物、安定劑、非聚合性非液晶化合物或起始劑。
於一實施例中，該液晶層之聚合性液晶化合物可包括至少一種多官能基聚合性液晶化合物以及至少一種單官能基聚合性液晶化合物。
此處用語「多官能基聚合性液晶化合物」可指一液晶化合物之中包括至少兩聚合性官能基，於一實施例中，該多官能基聚合性液晶化合物可包括2至10、2至8、2至6、2至5、2至4、2至3、或2個聚合性官能基。此外，此處用語「單官能基聚合性液晶化合物」可指一液晶化合物之中包括一聚合性官能基。
若該液晶層同時包括多官能基聚合性液晶化合物以及單官能基聚合性液晶化合物時，可使該液晶層之相延遲性質被有效的控制，並呈現其像延遲特性，例如可穩定的維持光軸與其相延遲值。
液晶層可包括該單官能基聚合性液晶化合物，相對於100重量份的多官能基聚合性液晶化合物，其數量大於0重量份而少於100重量份、1至90重量份、1至80重量份、1至70重量份、1至60重量份、1至50重量份、1至30重量份或1至20重量份。
於上述重量比範圍內混合多官能基聚合性液晶化合物與單官能基聚合性液晶化合物，可獲得最大效果。並且，該液晶層於黏著層上可展現優異的黏著性質。除非另有定義，此處用語「重量份」指的是重量比例。
於一實施例中，多官能基聚合性液晶化合物與單官能基聚合性液晶化合物之化合物可由式1表示。
於式1中，A為一單鍵、-COO-或-OCO-、且R1至R10各自獨立為氫(hydrogen)、鹵素(halogen)、烷基(alkyl group)、烷氧基(alkoxy group)、烷氧羰基(alkoxycarbonyl group)、氰基(cyano group)、硝基(nitro group)、-O-Q-P或式2所表式之取代基、或R1至R5之間一對相鄰之取代基或R6至R10之間一對相鄰之取代基結合以形成由-O-Q-P取代的苯環，其前提為至少R1至R10有一為-O-Q-P或式2所示之取代基、或R1至R5之間一對相鄰之取代基或R6至R10之間一對相鄰之取代基結合以形成由-O-Q-P取代的苯環，其中Q為伸烷基(alkylene group)或烷叉基(alkylidene group)，且P為一聚合性官能基如烯基(alkenyl group)、環氧基(epoxy group)、氰基(cyano group)、羥基(carboxyl group)、丙烯醯基(acryloyl group)、甲基丙烯醯基(methacryloyl group)、丙烯醯氧基(acryloyloxy group)或甲基丙烯醯氧基(methacryloyloxy group)。
[式2]
於式2中，B為一單鍵、-COO-或-OCO-、且R11至R15各自獨立為氫(hydrogen)、鹵素(halogen)、烷基(alkyl group)、烷氧基(alkoxy group)、烷氧羰基(alkoxycarbonyl group)、氰基(cyano group)、硝基(nitro group)、-O-Q-P或R11至R15之間一對相鄰之取代基或R6至R10之間相鄰之取代基結合以形成由-O-Q-P取代的苯環，其前提為至少R11至R15有一者為-O-Q-P，或R11至R15之間相鄰之取代基結合以形成由-O-Q-P取代的苯環，其中Q為伸烷基(alkylene group)或烷叉基(alkylidene group)，並且，P為一聚合性官能基如烯基(alkenyl group)、環氧基(epoxy group)、氰基(cyano group)、羥基(carboxyl group)、丙烯醯基(acryloyl group)、甲基丙烯醯基(methacryloyl group)、丙烯醯氧基(acryloyloxy group)或甲基丙烯醯氧基(methacryloyloxy group)。
式1與式2之中，此處用語「相鄰之取代基結合以形成由-O-Q-P取代的苯環」指的是相鄰的取代基結合以整個形成由-O-Q-P取代的一萘(naphthalene)骨幹。
於式2中，「B」的左邊符號「-」指的是「B」直接鍵結於式1所示之苯環。
式1與式2之中，用語「單鍵」指的是無任何原子出現於代表「A」或「B」的位置。例如，當「A」於式1為一單鍵，該設置於A兩側的苯環可直接鍵結以形成聯苯結構。
式1與式2之中，該鹵素可舉例為，氯、溴或碘。
除非另有定義，否則用語「烷基(alkyl group)」可舉例為，具有1至20個碳原子、1至16個碳原子、1至12個碳原子、1至8個碳原子或1至4個碳原子的直線或支鏈之烷基，或例如為具有3至20個碳原子、3至16個碳原子或4至12個碳原子之環烷基(cycloalkyl group)。該烷基可選擇性的以一個或以上的取代基取代。
除非另有定義，否則用語「烷氧基(alkoxy group)」指的是，例如，一具有1至20個碳原子、1至16個碳原子、1至12個碳原子、1至8個碳原子或1至4個碳原子之烷氧基。該烷氧基可為直線、支鏈或環狀，並且，該烷氧基可選擇性的以一個或以上的取代基取代。
除非另有定義，否則用語「伸烷基(alkylene group)或烷叉基(alkylidene group)」指的是，例如具有1至12個碳原子、4至10個碳原子或6至9個碳原子之伸烷基或烷叉基。該伸烷基或烷叉基可例如為直線、支鏈或環狀，並且，該伸烷基或烷叉基可選擇性的以一個或以上的取代基取代。
除非另有定義，否則用語「烯基(alkenyl group)」指的是，例如，具有2至20個碳原子、2至16個碳原子、2至12個碳原子、2至8個碳原子或2至4個碳原子之烯基。該烯基可 為例如直線、支鏈或環狀，並且，該烯基可選擇性的以一個或以上的取代基取代。
於一實施例中，式1以及式2之中，「P」可例如為丙烯醯基(acryloyl group)、甲基丙烯醯基(methacryloyl group)、丙烯醯氧基(acryloyloxy group)或甲基丙烯醯氧基(methacryloyloxy group)；或者，例如為丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基。於另一實施例中，「P」可例如為一丙烯醯氧基。
本文中，取代基之例子可由特定官能基取代，包括烷基(alkyl group)、烷氧基(alkoxy group)、烯基(alkenyl group)、環氧基(epoxy group)、氰基(cyano group)、羥基(carboxyl group)、丙烯醯基(acryloyl group)、甲基丙烯醯基(methacryloyl group)、丙烯醯氧基(acryloyloxy group)、甲基丙烯醯氧基(methacryloyloxy group)或芳基(aryl group)，然而本發明並不限於此。
於一實施例中，該「O-Q-P」或由式2表示之取代基，可包括於至少一個位置上，而此位置係選自包含R1至R10組成之群組，或於式1或式2中包括R11至R15組成之群組，例如，包括R3、R8或R13之一位置。於一實施例中，取代基可相互連結以形成由-O-Q-P取代的苯環，例如，R3與R4，或R12與R13。並且，於式1與式2中，除了-O-Q-P或式2之取代基外，或者除了相互連結以形成苯環的取代基之外，可例如為氫、鹵素、具有1至4個碳原子之直線或支鏈烷基、包括1至4個碳原子之直線或支鏈烷氧基之烷氧羰基 (alkoxycarbonyl group)、具有4至12個碳原子之環烷基(cycloalkyl group)、氰基(cyano group)、具有1至4個碳原子之烷氧基(alkoxy group)或硝基(nitro group)；或於另一實施例中，可例如為氯、直線或支鏈之具有1至4個碳原子之烷基(alkyl group)、具有4至12個碳原子之環烷基(cycloalkyl group)、具有1至4個碳原子之烷氧基(alkoxy group)、包括1至4個碳原子之直線或支鏈烷氧基之烷氧羰基(alkoxycarbonyl group)或氰基(cyano group)。
該聚合性液晶化合物可包括在其為水平配向之處。於一實施例中，該聚合性液晶化合物可於水平配向狀態下進行聚合。用語「水平配向」指包括液晶化合物之液晶層之光軸與液晶層水平面之傾斜角度約為0至25度、約為0至15度、約為0至10度、約為0至5度、或約為0度。
於一實施例中，於該面內慢軸方向上以及於該面內快軸方向上，液晶層之折射係數差異可為0.05至0.2、0.07至0.2、0.09至0.2或0.1至0.2。用語「在面內慢軸方向上之折射係數」可指一方向之折射係數，其中該折射係數之最大值係於該液晶層之平面進行測量；用語「在面內快軸方向上之折射係數」可指一方向之折射係數，其中該折射係數之最小值係於該液晶層之平面進行測量。一般而言，光學異向性液晶層之快軸與慢軸，係以相互垂直的方式形成。該折射係數可於550 nm或589 nm波長之光束下測量獲得。折射係數之間的差異可利用Axoscan(Axomatrix之商品)，並依據其使用手冊進行測量。
該液晶層之厚度範圍約為0.5至2.0 μm或0.5至1.5 μm。
該具有上述折射係數與厚度之液晶層可呈現本發明之一相延遲特性。
如圖2所示之光學薄膜200更可於聚合層101與液晶層102之間包括一配向層201。該配向層藉由形成光學薄膜步驟時，定向該液晶化合物以控制液晶層之光軸。對配向層來說，例如傳統習知的配向層可利用壓印法(imprinting method)、光配向層(photo-alignment layer)或刷磨配向層(rubbing alignment layer)而形成。該配向層可為一光學元件，並且可藉由直接刷磨或拉伸該聚合層而具有配向性質，不需使用配向層。
本發明亦提供一種製造光學薄膜的方法。該方法之實例包括型成一液晶層於一光學異向性聚合層上，使該液晶層之光軸相對於聚合層之光軸，係垂直或形成約61.5度之角度。
於一說明方法中，可將上述之液晶層與聚合層套用說明此方法中之聚合物層及液晶層中。
該液晶層可藉由將配向層形成於於聚合層上，並於該配向層上形成包含有聚合性液晶化合物之液晶組成物之一塗布層，接著再將配向之液晶組成物進行聚合，以使此處之液晶組成物具有配向的狀態。
形成該配向層之方法，包括：形成一聚合層，如聚醯亞胺層(polyimide layer)，於該聚合層上，接著刷磨該聚合層；塗布一光配向性化合物並藉由照射線性偏光以進行配 向；或者一壓印法，如奈米壓印。於本領域中，許多的習知方法皆可用以形成配向層，在考量形成具光軸之液晶層配向方向情況下，例如，如上所述，該光軸與聚合層之光軸所形成之角度為垂直或大約61.5度之角度。
液晶組成物之塗布層可藉由習知方法，塗佈該組成物於該聚合層之上的配向層而形成。該組成物可沿著一塗層下之配向層之配向圖案配向，接著進行聚合以形成該液晶層。
一方法之說明中，液晶層可藉由於一方向上轉印該聚合層，以形成於該光學異向性聚合層上。該方法中，該轉印方向，係沿著光學異向性聚合層轉印的方向，與該光學異向性聚合層之光軸可形成一約為45度或67.5度之角度，或一落在約45或67.5度之間之角度。
參閱圖3，聚合層101之轉印方向M與聚合層101之光軸OP形成一角度為θ1。該「θ1」可為45或67.5度角度，或落於45或67.5度之間之角度。
於沿著轉印方向M轉印聚合層101的過程中，該液晶層係形成以使得液晶層之光軸OL得以垂直於聚合層101之光軸OP，或與聚合層101之光軸OP形成約為61.5度之角度。該液晶層可藉由上述方式形成。
根據上述之方法，該液晶層可以更有效率的方式製得。特別是，當該方法利用線性偏光片附加一整合程序時，該光學薄膜可持續且有效率的進行製造。
本發明亦關於一種圓形偏光板的製造。於一實施例中，該圓形偏光板可包括一線性偏光片以及該光學薄膜。於一實施例中，該光學薄膜附著於該線性偏光片之一表面。於該圓形偏光板，線性偏光片之光吸收軸與光學薄膜之聚合層之光軸形成一45或67.5之角度，或一落於45至67.5範圍之角度。
於圓形偏光板之說明中，該光學薄膜聚合層之光軸與線性偏光片之光吸收軸係形成約為45或67.5度之角度。當聚合層之光軸與線性偏光片之光吸收軸形成約為45度之角度時，該聚合層之光軸可基本上垂直於液晶層之光軸。而當聚合層之光軸與線性偏光片之光吸收軸係形成約為67.5度之角度時，則該聚合層之光軸與液晶層之光軸所形成的角度約61.5度。
圖4為一圓形偏光板400之示例性實施例，其中光學薄膜402係附著於線性偏光片401上。如圖4所示，於一實施例中，該光學薄膜402係包括於該圓形偏光板400中，且聚合層101所放置的位置較液晶層102更靠近線性偏光片401。
該線性偏光片為一功能性元件，其能將各個方向之入射振動光篩選出單一方向振動光。舉例來說，可使用傳統的線性偏光片例如PVA(聚乙烯醇)線性偏光片作為線性偏光片，於一實施例中，該線性偏光片可為一PVA膜或片，其吸收並配向二向性染料或碘。該PVA可藉由膠化聚乙烯酯(polyvinyl acetate)而獲得，聚乙烯酯可舉例為包括乙烯乙酯(vinyl acetate)之單體；乙烯乙酯之共聚物以及一相異 之單體。該相異之單體與乙烯乙酯共聚合可為一或至少兩個不飽和羧酸(carboxylic acid)化合物、烯烴(olefin)化合物、乙烯乙酯(vinyl acetate)化合物、不飽和碸酸(sulfone acid)化合物以及具有銨基(ammonium group)之丙烯醯胺(acrylamide)化合物。基本上，乙烯乙酯之膠化度約為85至100 mol%或98至100 mol%。此外，基本上，用於線性偏光片之PVA聚合度約為1,000至10,000或1,500至5,000。
光學薄膜之線性偏光片與液晶層可藉由黏著層而相互黏附。圖5為一圓形偏光板500，其中光學薄膜402係藉由黏著層501而黏附於線性偏光片401上，該黏著層具有一玻璃轉移溫度為36℃或以上、37℃或以上、38℃或以上、39℃或以上、40℃或以上、50℃或以上、60℃或以上、70℃或以上、，80℃或以上、或90℃或以上。若該光學薄膜利用具有上述玻璃轉移溫度之黏著層而黏附於線性偏光片時，則可形成具有優異耐久性質之光學薄膜。上述黏著層之玻璃轉璃溫度上限於此並無特別限制，然而該玻璃轉移溫度約為200℃、150℃或120℃。
該黏著層之厚度可為6 μm或以下、5 μm或以下或4 μm或以下。若該黏著層具有上述之厚度時，該光學薄膜之耐久性可適當的維持。黏著層之厚度下限為0.1 μm、0.3 μm或0.5 μm。
於一實施例中，該黏著層可為一活化能光固化黏著層。意即，該黏著層可包括能藉由活化能光的照射而固化的一黏著組合物。該「黏著聚合物之固化」可指藉由誘導 組成物中化合物的物理或化學反應，以呈現出一黏著性質。該「活化能光固化組合物」可指一黏著劑或黏著組合物，其可藉由照射活化能光線而固化。該「活化能光線」可包括粒子束，例如α-粒子束、質子束、中子束或電子束，亦可使用微波、紅外線(IR)、UV光(UV)、X射線與γ射線。基本上，此處可使用UV光或電子束。
該黏著層可包括一自由基聚合性化合物或一陽離子聚合性化合物。於一實施例中，黏著層中可包括聚合形式的自由基或陽離子聚合性化合物。上述之「自由基聚合性化合物」可指可藉由自由基反應而進行聚合的化合物，例如經由活化能量光線照射誘導自由基反應，以形成黏著劑，而「陽離子聚合性化合物」可指藉由陽離子反應而進行聚合的化合物，例如經由活化能量光線照射而誘導陽離子反應，以形成黏著劑。任一化合物可包括於該黏著組合物中，並於固化後形成黏著劑。
該黏著組合物可包括自由基聚合性化合物或陽離子聚合性化合物，或同時包括由基聚合性化合物與陽離子聚合性化合物。
陽離子聚合性化合物之例子可包括環氧化合物(epoxy compound)、乙烯基醚化合物(vinyl ether compound)、丁烷化合物(oxetane compound)、雜環戊烷化合物(oxolane compound)、環狀縮醛化合物(cyclic acetal compound)、環狀內酯化合物(cyclic lactone compound)、環硫乙烷化合物(thiirane compound)、硫代乙烯乙醚(thiovinylether compound)、螺環原酸酯化合物(spirortho ester compound)、不飽和乙烯系化合物(ethylenically unsaturated compound)、環醚化合物(cyclic ether compound)或環狀硫醚化合物(cyclic thioether compound)。於一實施例中，該環氧化合物可為陽離子聚合性化合物。
陽離子聚合性環氧化合物可包括環氧樹脂(epoxy resin)、脂環式環氧化合物(alicyclic epoxy compound)、脂肪族環氧化合物(aliphatic epoxy compound)或芳基環氧化合物(aromatic epoxy compound)。
上述環氧樹脂之例子可包括甲酚酚醛清漆環氧樹脂(cresol novolac epoxy resin)或酚醛清漆環氧樹脂(phenol novolac epoxy resin)。該環氧樹脂具有一平均分子量(Mw)為1,000至5,000之間或2,000至4000之間。此處「平均分子量」可指相對於標準聚苯乙烯(polystyrene)之轉換值，其可藉由凝膠透過層析儀(GPC)進行測量。除非另有定義，此處「分子量」指的是「平均分子量」。具有1,000或以上分子量的聚合物可用來適當的維持黏著層之耐用性，且具有5,000或以下分子量的聚合物可用以維持其可加工性，例如一組合物之塗佈性質。
此處「脂環式環氧化合物(alicyclic epoxy compound)」指包括至少一脂環式環氧基之化合物。「脂環式環氧基」指的是具有脂族飽和烴環之官能基，且組成該烴環之碳原子中的兩個碳原子亦可組成一環氧基。
脂環式環氧化合物之例子包括環氧環己基甲基(epoxycyclohexylmethyl)、環氧環己基己甲酸化合物(epoxycyclohexanecarboxylate compound)、烷二醇之環氧環己基羧酸化合物epoxycyclohexane carboxylate compound of alkanediol)、二羧酸之環氧環己基甲基酯化合物(epoxycyclohexylmethyl ester compound of dicarboxylic acid)、聚乙二醇之環氧環己基甲基酯化合物(epoxycyclohexylmethyl ether compound of polyethyleneglycol)、烷二醇之環氧環己基甲基酯化合物(epoxycyclohexylmethyl ether compound of alkanediol)、二環氧三螺化合物(diepoxytrispiro compound)、二環氧單螺化合物(diepoxymonospiro compound)、二氧化乙烯環己烯化合物(vinylcyclohexene diepoxide compound)、環氧環戊酯化合物(epoxycyclopentyl ether compound)或二環氧三環癸烷(diepoxy tricyclo decane compound)。特別是，此處使用之脂環式環氧化合物包括酯化反應之產物至少一選自由7-氧雜雙環[4,1,0]庚烷-3-羧酸(7-oxabicyclo[4,1,0]heptane-3-carboxylic acid)以及7-氧雜雙環[4,1,0]庚-3-基)甲醇((7-oxa-bicyclo[4,1,0]hepto-3-yl)methanol)、一酯化反應產物之4-甲基-7-氧雜雙環[4,1,0]庚烷-3-羧酸(4-methyl-7-oxabicyclo[4,1,0]heptane-3-carboxylic acid)以及4-甲基-7-氧雜雙環[4,1,0]庚-3-基)甲醇((4-methyl-7-oxa-bicyclo[4,1,0]hepto-3-yl)methanol)、一酯化反應產物之7-養雜雙環[4,1,0]庚烷-3-羧酸 (7-oxabicyclo[4,1,0]heptane-3-carboxylic acid)以及1,2-乙二醇(1,2-ethanediol)、一酯化反應產物之7-氧雜雙環[4,1,0]庚-3-基)甲醇((7-oxabicyclo[4,1,0]hepto-3-yl)methanol)以及已二酸(adipic acid)、一酯化反應產物之7-氧雜雙環[4,1,0]庚-3-基)甲醇((7-oxabicyclo[4,1,0]hepto-3-yl)methanol)((4-methyl-7-oxabicyclo[4,1,0]hepto-3-yl)methanol)以及已二酸(adipic acid)、一酯化反應產物之7-氧雜雙環[4,1,0]庚-3-基)甲醇((7-oxabicyclo[4,1,0]hepto-3-yl)methanol)以及1,2-乙二醇(1,2-ethanediol)之群組。
於一實施例中，雙官能基環氧化合物，即一化合物具有兩個環氧基，可用來作為脂環式環氧化合物，且兩環氧基皆為脂環式環氧基的化合物亦適用於本發明。
該脂肪族環氧化合物(aliphatic epoxy compound)可為具有至少一脂肪族環氧基的環氧化合物，其非為脂環式環氧基。脂肪族環氧化合物的例子可包括脂肪族多價醇的聚縮水甘油醚(polyglycidyl ether of aliphatic polyvalent alcohol)、脂肪族多價醇的環氧烷(alkyleneoxide)加成產物的聚縮水甘油醚(polyglycidyl ether)、脂肪族多價醇的聚酯多醇的聚縮水甘油醚以及脂肪族多價羧酸、脂肪族多價羧酸的聚縮水甘油醚、脂肪族多價醇的共聚酯聚合羧酸的聚縮水甘油醚以及脂肪族多價羧酸、縮水甘油丙烯酸酯(glycidyl acrylate)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate)藉由乙烯基聚合反應所獲得之二聚物、寡聚物或聚合物、或非縮水甘油丙烯酸酯(glycidyl acrylate)或甲基 丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate)之乙烯單體藉由乙烯基聚合反應所獲得之寡聚物或聚合物。於一實施例中，亦可使用該脂肪族多價醇的聚縮水甘油醚，或多價醇之伸烷基氧(alkyleneoxide)之加成產物，然而本發明並不限於此。
上述之脂肪族多價醇可例如為具有2至20個碳原子、2至16個碳原子、2至12個碳原子、2至8個碳原子或2至4個碳原子之脂肪族多價醇。例如，該脂肪族多價醇包括一脂肪族二元醇如乙二醇(ethyleneglycol)、1,2-丙二醇(1,2-propanediol)、1,3-丙二醇(1,3-propanediol)、2-甲基-1,3-丙二醇(2-methyl-1,3-propanediol)、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、新戊二醇(neopentylglycol)、3-甲基-2,4-戊二醇(3-methyl-2,4-pentanediol)、2,4-戊二醇(2,4-pentanediol)、1,5-戊二醇(1,5-pentanediol)、3-甲基-1,5-戊二醇(3-methyl-1,5-pentanediol)、2-甲基-2,4-戊二醇(2-methyl-2,4-pentanediol)、2,4-雙乙基-1,5-戊二醇、(2,4-diethyl-1,5-pentanediol)、1,6-己二醇(1,6-hexanediol)、1,7-庚二醇(1,7-heptanediol)、3,5-庚二醇(3,5-heptanediol)、1,8-辛二醇(1,8-octanediol)、2-甲基-1,8-辛二醇(2-methyl-1,8-octanediol)、1,9-壬二醇(1,9-nonanediol)或1,10-癸二醇(1,10-decanediol)；脂環族二醇例如環己烷二甲醇(cyclohexanedimethanol)、環己烷二醇(cyclohexanediol)、氫化雙酚A(hydrogenated bisphenol A) 或氫化雙酚F(hydrogenated bisphenol F)、三羥甲基乙烷(trimethylolethane)、三羥甲基丙烷(trimethylolpropane)、己醣醇(hexitol)、戊五醇(pentitol)、甘油(glycerin)、聚甘油(polyglycerin)、季戊四醇(pentaerythritol)、二季戊四醇(dipentaerythritol)或四羥甲基丙烷(tetramethylolpropane)。
上述之環氧烷烴(alkyleneoxide)也可為具有1至20碳原子、1至16碳原子、1至12碳原子、1至8碳原子或1至4碳原子之環氧烷烴。例如，環氧乙烷(ethyleneoxide)、環氧丙烷(propyleneoxide)或環氧丁烷(butyleneoxide)。
上述脂肪族多價羧酸例子可包括草酸(oxalic acid)、丙二酸(malonic acid)、琥珀酸(succinic acid)、戊二酸(glutaric acid)、已二酸(adipic acid)、庚二酸(pimelic acid)、辛二酸(suberic acid)、壬二酸(azelaic acid)、癸二酸(sebacic acid)、十二烷二酸(dodecanedioic acid)、2-甲基琥珀酸(2-methylsuccinic acid)、2-甲基己二酸(2-methyladipic acid)、3-甲基己二酸(3-methyladipic acid)、3-甲基戊二酸(3-methylpentanedioic acid)、2-甲基辛二酸(2-methyloctanedioic acid)、3,8-二甲基(3,8-dimethyldecanedioic acid)、3,7-二甲基癸二酸(3,7-dimethyldecanedioic acid)、1,20-二十碳甲基甲烯基二羧酸(1,20-eicosamethylenedicarboxylic acid)、1,2-環戊烷二羧酸(1,2-cyclopentanedicarboxylic acid)、1,3-環戊烷二羧酸(1,3-cyclopentanedicarboxylic acid)、1,2-環己烷二羧酸(1,2-cyclohexanedicarboxylic acid)、1,3-環己烷二羧酸 (1,3-cyclohexanedicarboxylic acid)、1,4-環己烷二羧酸(1,4-cyclohexanedicarboxylic acid)、1,4-二羧酸甲烯環己烯(1,4-dicarboxylic acid methylenecyclohexane)、1,2,3-丙烷三羧酸(1,2,3-propanetricarboxylic acid)、1,2,3,4-丁烷四羧酸(1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid)、或1,2,3,4-環丁烷四羧酸(1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid)，然本發明並不限於此。
於一實施例中，在考量固化性質、氣候抵抗性以及折射係數情況下，不包括該脂環式環氧基，且包括至少三個環氧基、或三環氧基的化合物可用來做為脂肪族環氧基化合物，然而本發明並不限於此。
此處可使用之芳族環氧化合物(aromatic epoxy compound)例子可包括：在分子中含有芳基的環氧化合物，例如，像是雙酚A型環氧樹脂(bisphenol A epoxy)、雙酚F型環氧樹脂(bisphenol F epoxy)、雙酚S型環氧樹脂(bisphenol S epoxy)或溴化雙酚A環氧樹脂之雙酚型環氧樹脂；酚醛清漆環氧樹脂(novolac-type epoxy resin)，例如酚系酚醛清漆環氧樹脂(phenol novolac epoxy resin)或甲酚酚醛清漆環氧樹脂(cresol novolac epoxy resin)；甲酚環氧樹脂(cresol epoxy resin)或間苯二酚縮水甘油醚(resorcinol glycidyl ether)。
於陽離子聚合性化合物中，可使用例如具有至少一陽離子聚合性官能基之矽烷化合物。該矽烷化合物可控制黏 著劑之表面能量，以改善黏著強度。該矽烷化合物可例如使用如下式3之化合物。
[式3]Si(R1)n(R2)4-n
於式3中，R1為鍵結至該矽原子之一陽離子聚合性官能基，R2為鍵結至矽原子之一官能基，且係例如為氫、羥基(hydroxyl group)、烷基(alkyl group)或烷氧基(alkoxy group)，並且n為1至4範圍內之數字。
陽離子聚合性官能基之例子可包括：像是乙烯基(vinyl group)、乙烯基氧基(vinyloxy group)或像是縮水甘油基或環氧丙烷基之環醚基團(cyclic ether group)之一烯基(alkenyl group)，或包括該環醚基團、烯基或乙烯基氧基之一官能基。
例如式3中，n可例如為1或2。
於一實施例中，屬於寡聚矽烷化合物之矽樹脂，其具有相對低分子量，且於其分子鏈兩端被烷氧基甲矽烷基(alkoxysilyl groups)遮蔽(block)，且於此引入陽離子聚合性官能基的化合物亦可作為矽化合物。
具有像是丙烯醯基(acryloyl group)或甲基丙烯醯氧基(methacryloyl group)之自由基聚合性官能基之化合物，其係可聚合形成黏著劑，並可用為自由基聚合性化合物。
於一實施例中，該自由基聚合性化合物可為丙烯醯胺化合物。該丙烯醯胺化合物可如下之式4表示。
[式4]
於式4中，R1與R2係各自獨立為氫、烷基或羥烷基，或R1與R2係結合以形成一包括氮原子之雜環結構，且R3為氫或烷基。
除非另有定義，否則此處「雜環結構」指的是一環狀結構之環狀化合物，於其環成員原子中，具有至少兩種不同的原子。式4中，該雜環結構可包括3至20、3至16、3至12或3至8之環成員原子，其中包括式4中與R1與R2鍵結之氮原子。除了氮原子之外，於該雜環結構之原子可包括碳、氧或硫。此外，只要可形成雜環結構，該雜環結構除了式4中與R1與R2鍵結之氮原子，還可包括額外的氮原子。該雜環結構可具有不飽和鍵，如碳-碳雙鍵，或者必要時可具有至少一不飽和鍵。並且，該雜環結構可選擇性的以至少一取代基取代。
式4所示之化合物可例如包括(甲基)丙烯醯胺((meth)acrylamide)、N-烷基丙烯醯胺(N-alkyl acrylamide)、N-羥烷基(甲基)丙烯醯胺(N-hydroxyalkyl(meth)acrylamide)或N-丙烯醯基嗎啉(N-acryloyl morpholine)，然而本發明並不限於此。
該自由基聚合性化合物可為包括雜環縮醛結構之化合物。此處「雜環縮醛結構」指的是一雜環結構，其中兩個氧原子係透過一單鍵而鍵結於同一個碳原子上。意即，該 化合物可為同時包括具有雜環縮醛結構以及自由基聚合性官能基之兩官能基之化合物。舉例來說，上述之化合物可作為稀釋劑以調節組成物的黏度，且可用以增進與液晶層之黏著強度。
該雜環縮醛結構可具有4至20、4至16、4至12或4至8環成員原子，且可選擇性的由至少一取代基取代。
於一實施例中，該雜環縮醛結構可由下列式5或式6表示。因此，該自由基聚合性化合物可包括延伸自下式5或6之化合物以及自由基聚合性官能基。
於式5與式6中，R4和R5係各自獨立為氫或烷基，Q、P、R以及T係各自獨立為一碳原子或一氧原子，假如Q、P、R以及T其中兩者為氧原子，則A與B係各自獨立為具有1至5個碳原子之伸烷基或烷叉基(alkylidene group)。
於一實施例中，該具有雜環縮醛結構之自由基聚合性化合物可為下式7所示之化合物。
[式7]
於式7中，R6為氫或烷基，且R7為延伸自式5或式6化合物之單價殘基，或以單價殘基取代之一烷基。
由式7所示之化合物可例如包括(2-乙基-2-甲基-1,3-二氧戊環-4-基)甲基丙烯酸酯((2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolane-4-yl)methyl acrylate)、(2-異丁基-2-甲基-1,3-二氧戊環-4-基)甲基丙基酸酯((2-isobutyl-2-methyl-1,3-dioxolane-4-yl)methyl acrylate)、或(1,4-二氧雜螺[4,5]癸-2-基)甲基丙烯酸酯((1,4-dioxaspiro[4,5]dec-2-yl)methyl acrylate))，然而本發明並不限於此。
於一實施例中，該自由基聚合性化合物可為下式8至式10之其中一者所示之單體。
[式10]
於式8至10中，R為氫或烷基，A、B、T、U與W各自獨立為伸烷基或烷叉基，Q為烷基或芳基，且n為介於0至5之整數。
除非另有定義，否則此處「芳基」指的是延伸自一化合物或其衍生物之單價殘基，其包括一苯環或兩個或以上苯環縮合或連接之結構。該芳基可例如為，具有6至22個碳原子、6至16個碳原子或6至13個碳原子之一芳基，例如苯基、苯乙基、苯丙基、芐基、甲苯基(tolyl group)、二甲苯基(xylyl group)或萘基(naphthyl group)。
式8中，「n」可例如為介於0至3、或0至2。式8化合物可例如包括2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯(4-hydroxybutyl(meth)acrylate)、6-羥基己基(甲基)丙烯酸酯(6-hydroxyhexyl(meth)acrylate)、8-羥基辛基(甲基)丙烯酸酯(8-hydroxyoctyl(meth)acrylate)、2-羥乙烯乙二醇(甲基)丙烯酸酯(2-hydroxyethylene glycol(meth)acrylate)或2-羥丙二醇(甲基)丙烯酸酯(2-hydroxypropylene glycol(meth)acrylate)，然而本發明並不限於此。
式9中，「T」可例如為，具有1至4個碳原子的伸烷基。式9之化合物可例如包括β-羧乙基(甲基)丙烯酸酯 (β-carboxyethyl(meth)acrylate)。式10中，「Q」可例如為具有1至4個碳原子的烷基，且「U」與「W」各自獨立為具有1至4的碳原子的伸烷基。該類化合物可包括2-(2-乙氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl(meth)acrylate)，然本發明並不限於此。
於一實施例中，該自由基聚合性化合物為下式11表示之化合物。該化合物可用於改善黏著劑之耐久性。
式11中，R為氫或烷基，且P為延伸自脂肪族飽和環狀烴化合物之單價殘基，例如為形成環狀結構的碳原子但並非屬於芳香族化合物或其延伸化合物之一化合物。該脂肪族飽和環狀烴化合物可例如為具有3至20個碳原子、6至15個碳原子或8至12個碳原子。單價殘基之例子可包括異莰基(isobornyl group)、環己基(cyclohexyl group)、降莰基(norbornanyl group)、降莰烯基(norbornenyl group)、二環戊二烯基(dicyclopentadienyl group)、乙炔環己烷基(ethynylcyclohexane group)、乙炔環己烯基(ethynyl cyclohexene group)或乙炔基十氫萘基(ethynyldecahydronaphthalene group)。於一實施例中，可使用異莰基，然本發明並不限於此。
於一實施例中，異氰酸酯官能基的丙烯酸酯化合物亦可作為自由基聚合性化合物。對異氰酸酯官能基的丙烯酸酯化合物來說，任何化合物只要同時具有異氰酸酯基以及丙烯醯基皆可使用。例如，異氰酸酯官能基的丙烯酸酯化合物可使用於此。於一實施例中，可使用如下式12所示之化合物。
式12中，R為氫或烷基，且L為二價烴基。
式12中，二價烴基可譬如為二價脂肪族烴基。特別是，可使用具有1至20個碳原子、1至16個碳原子、1至12個碳原子、1至8個碳原子或1至4個碳原子之二價脂肪族烴基。該烴基可例如包括直鏈、支鏈或環狀之伸烷基或烷叉基；直鏈、支鏈或環狀之烷叉基；或直線、支鏈或環狀之伸烷基。於一實施例中，該烴基為具有1至8個碳原子之直鏈、支鏈或環狀伸烷基或烷叉基。
化合物可舉例包括(甲基)丙烯醯氧基異氰酸酯((meth)acryloyloxyalkyl isocyanate)，更具體為(甲基)丙烯醯氧基(C1-8)烷基異氰酸酯((meth)acryloyloxy(C1-8)alkyl isocyanate)，尤其為(甲基)丙烯醯氧基(C1-4)烷基異氰酸酯，更尤其為(甲基)丙烯酰氧基乙基異氰酸酯((meth)acryloyloxy ethyl isocayanate)，然而本發明並不限於此。上述之「(C1-8)烷基」可指具有1、2、3、4、5、6、 7或8個碳原子之直鏈、支鏈或環狀之烷基，且該「(C1-4)烷基」可指具有1、2、3或4個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基。
於一實施例中，由下式13所示之化合物可為使用之異氰酸酯官能基丙烯酸酯化合物。
式13中，R代表氫或烷基，且Z為三價烴基。
上述之三價烴基之例子可為三價脂肪族烴基，尤其是可使用具有1至20個碳原子、1至16個碳原子、1至12個碳原子、1至8個碳原子或1至4個碳原子之三價脂肪族烴基。例如可使用延伸自直線、支鏈或環狀烷；直線、支鏈或環狀烯；或直線、支鏈或環狀炔之三價烴。該烴基可例如為具有1至8個碳原子之直線、支鏈或環狀烷衍生物。
上述化合物之列舉可包括購自BASF之Laromer LR9000之化合物。
於一實施例中，具有雜環殘基的化合物，例如四氫糠基(甲基)丙烯酸酯(tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate)或(甲基)丙烯醯嗎啉((meth)acryloyl morpholine)，可用來做為自由基聚合性化合物。
於一實施例中，在固態下，在此可使用之黏著劑可包括：包含陽離子聚合性化合物之陽離子固化黏著性聚合物，例如，一脂環族及/或脂肪族環氧化合物，以作為一主要的組成且選擇性的使用具有陽離子聚合性官能基之氧雜環丁烷或矽烷化合物，以作為稀釋劑或添加劑；包括自由基聚合性化合物之一自由基固化黏結性組合物，例如丙烯醯胺化合物，以作為一主要的組成並選擇性的使用其他自由基聚合性化合物當做添加劑；包含一自由基聚合性化合物之一黏著性聚合物，例如，由式8至10其中之一表示之化合物，以作為一主要的組成且選擇性的使用其他自由基聚合性化合物；或者包含環氧樹脂之一混合固化黏著性組合物，或脂環族環氧化合物以及伴有由式8至10所示之一自由基聚合性化合物之脂環族環氧化合物所形成之一混合物，然本發明並不限於此。
於黏著組成物之各個成分以及混合比例可考量其玻璃轉移溫度以及其類似之條件而做適當的選擇。
形成黏著劑之黏著組合物更可包括聚合性起始劑。該聚合性起始劑的種類可根據包含於上述黏著性組合物的成分而做適當的選擇。例如在此可使用陽離子聚合性起始劑及/或自由基聚合性起始劑。
例如對上述之自由基聚合性起始劑來說，可使用例如像如安息香化合物(benzoin compound)、醇酮化合物(hydroxyketone compound)、胺酮化合物(aminoketone compound)或膦氧化物化合物(phosphine oxide compound) 之起始劑，並且，於一實施例中，可使用磷氧化化合物。特別是，自由基聚合性起始劑可例如包括安息香、安息香甲醚(benzoin methylether)、安息香乙醚(benzoin ethylether)、安息香異丙醚(benzoin isopropylether)、安息香正丁醚(benzoin n-butylether)、安息香異丁醚(benzoin isobutylether)、苯乙酮(acetophenone)、二甲基氨基苯乙酮(dimethylamino acetophenone)、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮(2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1-one)、1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxycyclohexylphenylketone)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propane-1-one)、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-(羥基-2-丙基)酮(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-2-(hydroxy-2-propyl)ketone)、二苯甲酮(benzophenone)、對苯基二苯甲酮(p-phenylbenzophenone)、4,4'-二乙基氨基二苯甲酮(4,4’-diethylaminobenzophenone)、二氯二苯甲酮(dichlorobenzophenone)、2-甲基蒽醌(2-methylanthraquinone)、2-乙基蒽醌(2-ethylanthraquinone)、2-叔丁基蒽醌(2-t-butylanthraquinone)、2-氨基蒽醌(2-aminoanthraquinone)、2-甲基噻噸酮(2-methylthioxanthone)、2-乙基噻噸酮 (2-ethylthioxanthone)、2-氯噻噸酮(2-chlorothioxanthone)、2,4-二甲基噻噸酮(2,4-dimethylthioxanthone)、2,4-二乙基噻噸酮(2,4-diethylthioxanthone)、苄二甲基縮酮(benzyldimethylketal)、苯乙酮二甲基縮酮(acetophenone dimethylketal)、對-二甲基氨基苯甲酸酯(p-dimethylamino benzoic acid ester)、低聚[2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone])、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenyl-phosphine oxide)以及2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦(2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide)，然本發明並不限於此。
而對陽離子聚合性起始劑來說，可使用的一起始劑係能夠釋放一組成，以藉由照射活化能光線而起動陽離子聚合反應，舉例來說，例如像鎓鹽(onium salt)或有機金屬鹽類之離子化陽離子起始劑，或例如像有機矽烷或潛磺酸(latent sulfonic acid)之非離子化陽離子起始劑，或者一非離子性化合物。
如需要，該黏著組合物更可包括一個或多個添加劑，如熱固化劑、催化劑、紫外線固化劑、低分子量篩、矽烷偶聯劑、UV穩定劑、調色劑、增強劑、填料、消泡劑、界面活性劑、光敏劑以及增塑劑。
於圓形偏光板中，光學薄膜與直線偏光片可藉由該黏著層直接相互黏附，或者可於該線性偏光片以及該黏著層之間、或是光學薄膜以及該黏著層之間更包含一底層(primer layer)。例如，於圖5所示之圓形偏光板500中，該底層可置於線性偏光片401與黏著層501之間，或者置於黏著層501與光學薄膜402之間。上述底層之種類無特別限制，可用以增進黏著性質的許多種類底層塗料層皆可使用。
圓形偏光板更可包括一線性偏光片之保護層，其可置於線性偏光片與光學薄膜接觸表面之另一側，或者置於該線性偏光片之兩表面。
本發明亦提供一種製造圓形偏光板的方法。一說明的方法可包括：黏著一線性偏光片以及一光學薄膜。於此方法中，將該線性偏光片與光學薄膜黏著，以使線性偏光片之光吸收軸與光學薄膜聚合層之光軸形成一約為45或67.5度之角度，或者與光學薄膜聚合層之光軸形成落於45度至67.5度間之角度。
黏著光學薄膜與線性偏光片的方法並無特別限制。舉例來說，該方法可包括塗佈上述黏著性組合物於該線性偏光片或光學薄膜之表面，利用塗佈層與固化該黏著性組合物的手段來層壓該線性偏光片與該光學薄膜，或者藉由液滴黏著性組合物並固化該黏著性組合物來層壓該線性偏光片與光學薄膜。在此，再考量組成物中化合物適當的量情況下，該黏著性組合物可藉由照射具有適當強度來進行固化。
於一實施例中，製備圓形偏光板之方法可依序並連續的藉由下述方式製造出如上所述之光學薄膜。舉例來說，如圖3所示，在沿著M方向轉印聚合層的過程中，該方向與聚合層101之光軸OP形成之一角度係例如約為45或67.5度，或者該方向與聚合層101之光軸OP形成之一角度係落於45至67.5度之間，藉由在聚合層101上形成液晶層，以製得該光學薄膜。上述之液晶層形成，以使液晶層之光軸OP實際上垂直該聚合層101之光軸OP，或者形成與該聚合層101之光軸OP約為61.5度之角度。
圓形偏光板之製造，可藉由先持續的沿著轉印方向M轉印光學薄膜，再黏著該線性偏光片。此步驟中，圓形偏光板可有效率且持續的透過置放該線性偏光板，以使該線性偏光板之光吸收軸得以平行於薄膜之轉印方向M而進行製造。
當黏著線性偏光片時，在聚合層之光軸垂直於液晶層之光軸情況下，該線性偏光片之光吸收軸可形成與聚合層之光軸約為45度之角度，且在聚合層之光軸與液晶層之光軸形成約為61.5度之角度情況下，該線性偏光片之光吸收軸與聚合層之光軸形成約為67.5度之角度。
本發明亦關於一種顯示裝置。於一實施例中，該顯示裝置包括如上所述之圓形偏光板。
包含該圓形偏光板之顯示裝置種類並無特別限制，該顯示裝置可為一液晶顯示器(LCD)，如反射式LCD或半透射式LCD，或者為有機發光設備(OLED)。
於上述顯示裝置中，圓形偏光板的排列並無特殊限制，習知的排列方式皆可使用。例如，反射式LCD中，圓形偏光板可為用於LCD嵌板之極化板其中之一，以避免外部光束反射並確保清晰度。此外，於OLED中，為了避免外部光束反射並確保清晰度，該圓形偏光板可排列於該OLED電極層外側。
接下來，本發明之光學薄膜將由以下之示範例與比較例詳細描述，然而本發明之光學薄膜範圍並不限於下述之示範例。
示範例與比較例中，物理性質係藉由下列方法評估之：
1.相延遲值
聚合層、液晶層或光學薄膜之面內相延遲係利用能夠測量16穆勒矩陣(Muller Matrices)之儀器(Axoscan，Axomatrics Co.製造)進行測量。特別是，16穆勒矩陣的測量係根據使用手冊操作該儀器，且因此得到相延遲值。
2.橢圓偏振
橢圓偏振係一數值顯示示範例與比較例之圓形偏光板形成圓形片陣光光效率，且可根據使用手冊操作Axoscan(Axomatrics Co.)進行測量。
若橢圓偏振接近1，則圓形偏光板的轉化效率將提升，當橢圓偏振橢圓偏振為0，表示產生線性偏振光。
示範例1
相對於550 nm波長，面內相延遲約為105 nm之液晶層係藉由下述方法形成於一環烯聚合膜上，以做為一聚合物層。其中該環烯聚合膜相對於550 nm波長，其面內相延遲約為220 nm。
特別是，用來形成光配向層之組合物係塗佈於該環烯聚合膜之一表面上，使得該層之厚度於乾燥後約為1,000 Å，其中乾燥條件為80℃烤箱，2分鐘。用來形成光配向層之組合物係藉由將一混合物以及一光起始劑(Igacure 907)混合，其中上述之混合物係為具有如式A所示之桂皮酸鹽基(cinnamate group)之聚降茨烯(polynorbornenes)(分子量(Mw)=150,000)、以及丙烯酸樹脂單體。接著於環戊酮(cyclopentanone)中分散上述之混合物(聚降茨烯：丙烯酸樹脂單體：光起始劑=2：1：0.25(重量比))，以使聚降茨烯之固體含量為2重量%。
接著，配向用以形成光配向層之乾燥組合物，以形成上述之光配向層。在此，配向進行之目的，係使藉由配向層形成之液晶層其光軸與該環烯聚合物膜之光軸形成約為61.5度之角度。特別是，在考量形成光軸的位置下，能夠產生線性極化光束之線網格極化板係設置於該乾燥的組合物 上。該環烯聚合物膜以約為3 m/min的速度進行轉印，並且藉由照射紫外線(300 mW/cm2)約30秒，並透過偏振板的使用，以對該組合物以進行配向，藉此形成一光配向層。接著，將該液晶層形成於該配向層上。特別是，將包括70重量份的多官能基聚合性液晶化合物(以式B表示)以及30重量份的單官能基聚合性液晶化合物(以式C表示)之液晶組合物，並且包括有一適量的光起始劑之上述液晶組成物塗佈，以於乾燥後形成約為1 μm的厚度，並且根據下方的配向層進行配向。之後，照射紫外線(300 mW/cm2)約10秒，以交聯並聚合液晶化合物，藉此形成一液晶層，其中此液晶層之光軸與該環烯聚合膜上之光軸係形成約為61.5度之角度。由此製得光學薄膜。
接著，將傳統的PVA(聚乙烯醇)線性偏光片黏附於上述製得之光學薄膜，以完成一圓形偏光板。該線性偏光片附 著於環烯膜上，並且於此步驟中，該線性偏光片之光吸收軸，與環烯聚合膜之光軸係形成約為67.5度之角度。
示範例2
除了該液晶層之形成外，一光學薄膜以及一圓形偏光板係以與示範例1相同之方法製造，以使其相對於550 nm波長之面內相延遲約為135 nm，液晶層之光軸係控制為基本上與於該環烯聚合膜之光軸垂直，且該環烯聚合膜之光軸係控制以形成與線性偏光片約為45度之角度。
比較例1
一圓形偏光板係藉由將一PVA線性偏光片黏著至相對於550 nm波長之光束具有面內相延遲約為140 nm之一環烯聚合膜，以完成製造。上述之黏著係用以使該線性偏光片之光吸收軸與該環烯聚合膜形成約為45度之角度。
比較例2
一圓形偏光板係藉由形成一與示範例1相似的方法形成液晶層於一PVA線性偏光片而製得。此步驟中，該液晶層相對於550 nm波長之光束係具有一面內相延遲約為135 nm，且該液晶層之光軸與該線性偏光片之光吸收軸係形成約為45度之角度。
關於示範例以及比較例之圓形偏光板之物理性質測量係如下表1所示。
實驗性示範例
除了該相對於550 nm波長之光束具有一面內相延遲約為270 nm之且R(450)/R(550)為1或R(650)/R(550)為1之環烯聚合之聚合層之外，一光學薄膜與一圓形偏光板係以示範例1所述之方式製得，並且該液晶層係利用液晶化合物，相對於550 nm波長之光束，其面內相延遲調整成約為135 nm，R(450)/R(550)為1.09或R(650)/R(550)為0.93。於該光學薄膜或圓形偏光板中，液晶層之光軸基本上係垂直於該環烯聚合膜之光軸，且該環烯聚合膜之光軸與該線性偏光片之光吸收軸係形成一角度約為45度。
該圓形偏光板之橢圓偏振係根據示範例與比較例所述之方法進行測量，對於450 nm之光束，其值約為0.88；對 於550 nm之光束，其值約為0.94；對於650 nm之光束，其值約為0.81。此外，消色差係依據示範例與比較例所述之方法進行測量，且顯示黑色清晰度。
根據本發明所述之實施例，一光學薄膜即使相對較薄，仍可於一廣波長範圍展現所欲之相延遲性值。於一實施例中，該光學薄膜可藉由簡單的步驟製得。該光學薄膜可用於LCDs，例如反射式LCD或OLEDs。
100、200‧‧‧光學薄膜
101‧‧‧聚合層
102‧‧‧液晶層
201‧‧‧配向層
401‧‧‧線性偏光片
402‧‧‧光學薄膜
400‧‧‧圓形偏光板
500‧‧‧圓形偏光板
501‧‧‧黏著層
OP‧‧‧聚合層之光軸
OL‧‧‧液晶層之光軸
M‧‧‧轉印方向
θ 1、θ 2‧‧‧角度
圖1與圖2係本發明光學薄膜之實施例示意圖。
圖3係本發明製造光學薄膜方法之之實施例示意圖。
圖4與圖5係本發明圓形偏光板之實施例示意圖。
100‧‧‧光學薄膜
101‧‧‧聚合層
102‧‧‧液晶層

Claims (18)

  1. 一種光學薄膜，包括：一光學異向性(optically anisotropic)聚合層；以及一液晶層，係設於該聚合層上之，該液晶層之一光軸係垂直形成於該聚合層之一光軸，或者該液晶層之一光軸係與該聚合層之一光軸形成一61.5度之角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其具有1/4波長延遲性質。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，對於550 nm波長之光束，其面內相延遲係落於110 nm至220 nm之範圍內，且其R(650)/R(550)係大於R(450)/R(550)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學薄膜，其中該R(450)/R(550)為0.81至0.99，且該R(650)/R(550)為1.01至1.19。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，對於550 nm波長之光束，其面內相延遲係落於200 nm至290 nm之範圍內，且其中該聚合層R(450)/R(550)之間以及該聚合層R(650)/R(550)之間之絕對值為5或以下。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學薄膜，其中該R(450)/R(550)為0.95至1.05，且該R(650)/R(550)為0.95至1.05。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該聚合層包括一聚烯烴膜(polyolefin film)、一環烯烴聚合膜(cycloolefin polymer film)、一聚氯乙烯膜(polyvinylchloride film)、一聚丙烯腈膜(polyacrylonitrile film)、一聚碸膜(polysulfone film)、一聚丙烯酸酯膜(polyacrylate film)、一聚乙烯醇膜(polyvinylalcohol film)或一纖維素酯聚合膜(cellulose ester polymer film)，或選自由形成上述聚合物之至少兩單體所組成之一共聚膜。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該聚合層之一光軸係於該聚合層之一縱向方向或一橫向方向形成一45或67.5度之角度，或者於該聚合層之一縱向方向或一橫向方向形成一落於45至67.5度範圍之間之角度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中對於550 nm波長之光束，該液晶層之面內相延遲係落於95 nm至145 nm之範圍內，且其中該液晶層之R(650)/R(550)係大於該液晶層之R(450)/R(550)。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學薄膜，其中該液晶層之R(450)/R(550)為1.01至1.19範圍內，且該R(650)/R(550)為0.81至0.99之範圍內。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中於該面內慢軸方向上以及於該面內快軸方向上，該液晶層之該折射係數之差異係藉於0.05至0.2，且其中該液晶層之厚度為0.5至2.0 μm。
  12. 一種製造一光學薄膜之方法，包括：轉印一光學異向性聚合層，其中係沿著與該聚合層之一光軸的45或67.5度角度或落於45或67.5度之間角度之方向上，轉印該光學異向性聚合層；以及 形成一液晶層於該聚合層上，以使該液晶層之一光軸與該聚合層之一光軸垂直，或與該聚合層之該光軸形成61.5度之角度。
  13. 一種圓形偏光板，包括：一線性偏光片；以及如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，係設於該線性偏光片之一表面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之圓形偏光板，其中該線性偏光片之光吸收軸係與光學薄膜之聚合層之該光軸形成一45或67.5之角度，或者一落於45至67.5範圍之角度。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之圓形偏光板，更包括：一黏著層，係附著於該線性偏光片以及該光學薄膜，並具有36℃或以上之一玻璃轉移溫度。
  16. 一種製造一圓形偏光板的方法，包括於沿著同方向持續轉印以申請專利範圍第12項之方法所製得的光學薄膜過程中，並且附著一線性偏光片，以使該偏光片之該光吸收軸平行於該方向。
  17. 一種顯示器設備，係包括如申請專利範圍第13項所述之該圓形偏光板。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示器設備，其係一反射性液晶顯示器、一半透射式液晶顯示器或一有機發光裝置。
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