TW201315760A - 光學樹脂材料、光學樹脂材料的製造方法、光學膜片的製造方法、顯示器用光學膜片、液晶顯示器用光學膜片、偏光板保護膜片、光學膜片、偏光面光源裝置、透鏡、光屏、光學零件以及光路徑中配置元件 - Google Patents

光學樹脂材料、光學樹脂材料的製造方法、光學膜片的製造方法、顯示器用光學膜片、液晶顯示器用光學膜片、偏光板保護膜片、光學膜片、偏光面光源裝置、透鏡、光屏、光學零件以及光路徑中配置元件 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種具優良耐熱性的光學樹脂材料，其係包含一複合成分系，複合成分系的成分數z為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，其中元數x大於等於2。複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。構成複合成分系之成分的成分比係使非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消。構成共聚合體的單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。

Description

光學樹脂材料、光學樹脂材料的製造方法、光學膜片的製造方法、顯示器用光學膜片、液晶顯示器用光學膜片、偏光板保護膜片、光學膜片、偏光面光源裝置、透鏡、光屏、光學零件以及光路徑中配置元件
本發明係關於具有極小之配向雙折射與光彈性雙折射的一種光學樹脂(光學聚合物)及應用此光學樹脂的光學元件(光學零件、光學產品等)。
背景
構成應用於各種光學相關裝置中膜片狀、板狀及透鏡狀之光學元件(例如應用於液晶顯示器的膜片、基板或稜鏡片等，讀取光碟片訊號用之透鏡系統的透鏡、投影屏幕用的菲涅爾透鏡、雙凸透鏡等)的材料，多為具有透光性的樹脂，一般被稱作「光學樹脂」或「光學聚合物」。
在利用光學樹脂構成光學元件時，必須考慮的重要光學特性其中之一為雙折射性。換句話說，光學樹脂若具有越大的雙折射性，代表品質也就越差。特別在前述用途(液晶顯示裝置、光碟裝置、投影屏幕等)的光學裝置裡，光路徑中若存在具有雙折射性的膜片、透鏡等，將對影像的品質或訊號讀取造成不良的影響，故一般會使用能儘量抑制雙折射性的光學樹脂來構成這些光學元件。同樣地，相機中使用的鏡片和眼鏡的鏡片當然以具有低雙折射性的鏡片為佳。
然而，如同本領域技術人員所熟知，光學聚合物(以 下皆簡稱為「聚合物」)的雙折射主要來自於主鏈配向所影響的「配向雙折射」和應力所引起的「光彈性雙折射」(一般簡稱為“光彈性”)。此外，配向雙折射及光彈性的符號係來自於聚合物的化學結構，代表各自聚合物的固有性質。
也就是說，配向雙折射係為一般鏈狀聚合物(聚合物鏈)的主鏈在配向時所產生的雙折射，而主鏈的配向係由例如聚合物膜片製造時的壓出成形和延展程序或一般用於製造各種形狀之光學零件的射出成形程序等伴隨材料流動的程序所產生，進而固定並留存至光學元件中。
另一方面，光彈性雙折射則係為伴隨聚合物的彈性變形(歪曲)現象所引發的雙折射。對於使用聚合物的光學元件，例如聚合物玻璃從其轉移溫度被冷卻至低於前述的轉移溫度時，當下所產生的體積收縮，也就是彈性變形(歪曲)會被留存至材料中，成為發生光彈性雙折射的主因。此外，光學元件於常溫環境在被固定至機器的狀態下，若受到外力同樣也會造成材料的彈性變形，引發光彈性雙折射。
然而，在低於玻璃轉移溫度時，即使發生彈性變形，由於光學聚合物的主鏈運動幾乎都被凍結，因此主鏈的配向狀態實質上來說並無任何變化。故，光彈性雙折射以分子階層的微觀角度來看，與前述的配向雙折射具有不同的組成性質。
不論是配向雙折射還是光彈性雙折射，兩者都具有各 自的符號，在聚合物中配向雙折射符號與光彈性雙折射符號互為反號(配向雙折射符號若為正號則光彈性雙折射符號為負號，配向雙折射符號若為負號則光彈性雙折射符號為正號)的情況理所當然存在，同樣也說明配向雙折射與光彈性雙折射兩者性質的不同。
由此可知，配向雙折射與光彈性雙折射係為透過不同的性質原理所發現的雙折射現象，光學樹脂中所具有的配向雙折射與光彈性雙折射存在各種不同的形態，然而實際上要能找到讓兩種雙折射都非常小的光學樹脂是相當的困難。一般常用的聚碳酸酯、聚苯乙烯類的樹脂雖具有成本低、高透明度以及高折射率的優點，但配向雙折射與光彈性雙折射兩者的數值卻相當地大。
理論上而言，光學樹脂在經過成型過程製造為光學元件時，若沒有配向現象理當就不會產生配向雙折射。實際上在成型各種透鏡、膜片時會配合各種特殊成型方法、抑制聚合物配向的方法來降低配向雙折射。例如在射出成型時提高聚合物的溶融溫度、讓鑄模內部長時間保持較高的溫度等方法。或者在膜片製作時讓聚合物溶解於溶媒後，把得到的聚合物溶液塗佈展開於基板上，再將溶媒以乾燥法除去的方式(又被稱作溶液澆鑄製膜法)也同樣被使用。透過上述方法對於聚合物的配向可達到某種程度的抑制，但相較於不進行配向抑制的製作方式，製作速度則相對低下。
同樣地，在防止光彈性雙折射上也存在對應的製作方 法。一般在射出成型和壓出成型法下，由溶融狀態製作光學元件時，由於從溶融狀態冷卻至室溫的過程中聚合物將造成體積收縮，受應力影響下將發生歪曲，產生光彈性雙折射。因此各種的透鏡在製作時會在其成型後追加施以數小時至數十小時的加熱處理製程來去除聚合物的歪曲，理所當然地，此製程的追加將低生產效率，提高製作成本，即使去除歪曲，未來使用時若受到外部應力影響仍同樣會產生光彈性雙折射。
另一方面，透過添加物降低光學樹脂雙折射的技術也同樣被開發且被公開，其基本做法為利用添加物本身所擁有的異號配向雙折射性或光彈性雙折射性，與基材聚合物的配向雙折射性或光彈性雙折射性彼此相消。其中配向雙折射的抵消方法則有讓具正、負雙折射性的單體彼此共聚合，或添加低分子量的有機化合物(低分子有機化合物)等方法。此外，在學術論文中也揭露可利用前述方法來抵消光彈性雙折射。
然而上述的兩個方法在抵消配向雙折射時，所添加的低分子有機化合物濃度或共聚合體的共聚合組成卻與能相消光彈性雙折射的數值存在甚大的差異，因而難以做到兩雙折射的同時抵消。
具體來說，在下述非專利文獻1中所揭露之「透過共聚合相消雙折射的方法」，其係為將構成具有正配向雙折射同聚物的單體(正配向雙折射性單體)，與構成具有負配向雙折射同聚物的單體(負配向雙折射性單體)，經由 適當比例隨機地共聚合來相消聚合物鏈的雙折射性。其中，非專利文獻1使用的正配向雙折射性單體係為甲基丙烯酸苄酯，負配向雙折射性單體係為甲基丙烯酸甲酯，並將兩者隨機地共聚合。在兩者的重量比為甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸甲酯=82/18時配向雙折射將幾乎被消去，92/8時光彈性雙折射將幾乎被消去。
又，在後述非專利文獻3中揭露與本發明相關之一種習知的紅外線二色法，其係用以測定共聚合體的主鏈與聚合物主鏈的主鏈配向度。
在上述的方法中，不論是藉由對具透光性聚合物加入添加物及改變添加濃度的方法，或是改變共聚合組合及成份比的方法，皆為消去配向雙折射與光彈性雙折射其中任一者的方法，對於同時消去配向雙折射與光彈性雙折射的較佳方法仍未有明確的提案。故在使用光學樹脂構成光學元件(透光片、透鏡、稜鏡片等)的情況下，其中一種雙折射特性會有較差的表現。
換句話說，為了防止這些光學元件在一般製造過程中因延展成型、壓出成型、射出成型等製程所引發的配向雙折射性，在選擇相消「配向雙折射」的最適當添加濃度或共聚合比時則無法有效地相消光彈性雙折射，而前述光學元件在組裝狀態下若受到各種外力影響，一樣會發生光彈性雙折射。相同地，若選擇能相消光彈性雙折射的最適當添加濃度或共聚合比時，在前述的程序下則無法有效地相消配向雙折射性。
關於專利文獻2記載的技術內容
在此為了克服上述的技術缺點，專利文獻2提出一種幾乎能同時消去光學樹脂材料其配向雙折射與光彈性雙折射的技術，並提供一種配向雙折射與光彈性雙折射兩者被消去的光學樹脂材料及使用前述光學樹脂材料的光學元件，其具體的技術內容如下所述。
技術中係將具有3種成分以上之複合成分系的光學材料，其中複合成分系尚包含二元以上的共聚合系，透過導入選擇複合成分系的成分組合與成分比(組合比)的手法，讓光學材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者能同時相消，以解決上述的問題。複合成分系的一部份可以是非構成共聚合系的添加物(低分子有機化合物)，或者全部為共聚合系。
更具體的說，此技術中的抗雙折射光學樹脂材料，其係包含一複合成分系，其中複合成分系的成分數z係為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，其中元數x係大於等於2，複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。
此處構成前述複合成分系的成分組合，其係根據「各同聚物係對應構成共聚合體之各成分的各單體，各同聚物其固有之配向雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚 物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各同聚物的光彈性雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號」的方式做選擇。
接著，構成前述複合成分系的成分比，則依照「利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消」的方式做調整選擇。
典型上光學樹脂材料其固有配向雙折射的絕對值係為6.7×10-2以下的數值，較佳為絕對值6.7×10-3以下的數值，更進一步在極佳的情況則為絕對值3.3×10-3以下的數值。又，典型的光彈性常數其絕對值為50.0 TPa-1以下的數值，較佳為絕對值5.0 TPa-1以下的數值，更進一步在極佳的情況則為絕對值1.0 TPa-1以下的數值。
另外，低分子有機化合物系選自於分子量2000以下，較佳為1500以下且具有極化率之異方性，在聚合物中配向得出的有機化合物。
又，“固有配向雙折射”係為光學樹脂材料每一次產生配向雙折射的難易程度指標，不論光學樹脂材料以同聚物或共聚物(共聚合體)做為基材，皆可定義出固有配向雙折射，此處令△n為配向雙折射、f為配向度，固有雙折射△n0具有以下數學式的關係。
△n=f×△n0 (a)
或是△n0=△n/f (b)
此處之配向度f係為聚合物主鏈其配向程度的表示指標，當聚合物在完全往單一方向配向時f=1，此時配向雙折射的大小(具有±符號)將對應固有雙折射△n0。
然而因為實際上無法做到f=1的狀態，所以在實際計算固有雙折射△n0時會以f<1的適當數值(一個或者多個)，與測得的△n數值代入上述的數學式(a)和(b)。如同後述，f的一較佳數值為f=0.03，利用此數值可將數學式改寫為：△n0=△n/0.03 (c)
上述提到的「光學樹脂材料其固有配向折射率的絕對值係為6.7×10-2以下的數值」條件可改寫為「在配向率為f=0.03條件下雙折射係為2×10-2以下的數值」。
此技術之光學元件係為透過上述方法得到的光學樹脂成形後其片狀或透鏡狀光學元件。成形法可以是壓出成型、延展成型或射出成型等。由於此技術的光學元件係由幾乎不具有配向雙折射、光彈性雙折射的樹脂所構成，因此不會有因成型過程所導致的配向雙折射，同時也不會因遭受彈性變形產生光彈性雙折射。
根據此技術內容，能做到幾乎同時消去光學樹脂材料的配向雙折射性與光彈性雙折射性。另外，因為光學元件係由配向雙折射性與光彈性雙折射性被同時消去的光學樹脂材料構成，所以可提供即使在製造過程中具有會引發 聚合物主鏈配向的壓出成型、延展成型、射出成型等製程也幾乎不會產生配向雙折射且即便受外力造成彈性變形也不會發生光彈性雙折射的光學元件。
更進一步，由於此技術中的光學樹脂其構成成分係使用光學用黏接劑或黏接劑，因此即便光路徑中存在有光學用黏接劑或黏接劑(例如透鏡之間彼此使用光學用黏接劑做貼合)，也不會因配向雙折射或光彈性雙折射擾亂光路徑或者偏光狀態。
接著針對專利文獻2的技術內容做檢討，技術中一具體實施例提到聚甲基丙烯酸甲酯、聚五氟丙基甲基丙烯酸酯以及聚甲基丙烯酸苄酯的重量百分率分別為poly(MMA/3FMA/BzMA=55.5(wt)/38.0(wt)/6.5(wt))。然而前述的重量百分率poly(MMA/3FMA/BzMA=55.5(wt)/38.0(wt)/6.5(wt))僅適用於玻璃轉移溫度為95℃的情況，對於一般要求玻璃轉移溫度為120℃的液晶顯示器用光學膜片、讀取透鏡等用途則不具備足夠的耐熱性。因此為了要滿足前述用途甚至是比前述用途更高的耐熱性需求，必須使用耐熱性更良好的光學樹脂材料，但這對於專利文獻2的技術而言是相當難以實現。
又，在實際應用的場合中，為了能達到普及的目標，在機械特性(抵抗歪曲的抗性)與成本方面都必須要能符合標準，然而因為上述缺點的關係導致普及化變得更加困難。
非專利文獻1 Shuichi Iwata, Hisashi Tsukahara, Eisuke Nihei, and Yasuhiro Koike, Applied Optics, vol.36, p.4549-4555 (1997)
非專利文獻2 H. Ohkita, K. Ishibashi, D. Tsurumoto, A. Tagaya, and Y. Koike, Applied Physics A, published on line on December 21, 2004
非專利文獻3 Akihiro Tagaya, Shuichi Iwata, Eriko Kawanami, Hisashi Tsukahara, and Yasuhiro Koike, Jpn. J. Appl. Phys. vol.40, p.6117-6123 (2001)
專利文獻1 日本專利特開平8-110402號公報
專利文獻2 日本專利特開2006-308682號公報
本發明有鑑於上述先前技術的問題，提供具有良好耐熱性的一種光學樹脂材料。
本發明為達上述目的，採用如同專利申請範圍中所記載之構成。以下將詳細說明本發明。
本發明的第一個特點在於，一種光學樹脂材料係包含一複合成分系，複合成分系的成分數z係為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，其中元數x係大於等於2。複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。構成複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構 成共聚合體之各成分的各單體，各同聚物其固有之配向雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各同聚物的光彈性雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號。構成複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消。構成共聚合體的該等單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。特別是能得到在做為聚合物時不含有鹵素原子且能用於玻璃轉移溫度在110℃的環境若包含有甲基丙烯酸第三丁酯此必須材料時則具有高耐熱性、低雙折射同時在產業上相當重要的光學樹脂材料。
本發明的第二個特點在於，一種光學樹脂材料係包含一複合成分系，複合成分系的成分數z係為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，其中元數x係大於等於2。複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。構成複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成共聚合體之各成分的各單體，各同聚物其固有之配向雙 折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各同聚物的光彈性雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號。構成複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消。構成共聚合體的該等單體至少其中之二為甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸第三丁酯。
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
本發明的第三個特點在於，一種光學樹脂材料係包含一複合成分系，複合成分系的成分數z係為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，其中元數x係大於等於2。複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。構成複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成共聚合體之各成分的各單體，各同聚物其固有之配向雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各同聚物的光彈性雙折射符號與低分子有機化合物 在各同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號。構成複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消。構成共聚合體的該等單體至少其中之三為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苄酯及甲基丙烯酸第三丁酯。
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
本發明的第四個特點在於，請求項3所記載之光學樹脂材料其固有之雙折射率係為-3.0×10-3以上至-2.4×10-3以下之間的數值，光彈性常數係為-3.3TPa-1以上至5.0TPa-1以下之間的數值，且具有滿足聯立方程式(1)至(3)的各個成分組成量(聯立方程式的正數解)，其中△n0 PMMA、△n0 PtBMA、△n0 PBzMA分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯的固有雙折射率(×10-3)，CPMMA、CPtBMA、CPBzMA分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯的光彈性常數(TPa-1)，α、β、γ分別為共聚合體中的甲基丙烯酸甲酯成分、甲基丙烯酸第三丁酯成分、甲基丙烯酸苄酯成分的重量百分率(%)。
C=C PMMA ×α+C PtBMA ×β+C PBzMA ×γ =-5.5×α-2.91×β+48.4×γ (2)
α+β+γ=100 (3)
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
本發明的第五個特點在於，請求項4所記載之光學樹脂材料其α=40(wt%)，β=52(wt%)，γ=8(wt%)。
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
本發明的第六個特點在於，請求項3所記載之光學樹脂材料其構成該複合成分係的成分中，至少一成分係為副成分及添加物中的至少其中一種。
本發明的第七個特點在於，一種光學樹脂材料的製造方法係透過共聚合法製造光學樹脂材料，其中光學樹脂材料係包含一複合成分系，複合成分系的成分數z係為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，元數x係大於等於2。複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。構成複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成共聚合體之各成分的各單體，各同聚物其固有之配向雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為 異號，同時各同聚物的光彈性雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號。構成複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消。構成共聚合體的該等單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
本發明的第八個特點在於，一種光學膜片的製造方法係為透過溶液澆鑄法對光學樹脂材料製膜的方法，製造方法包含藉由共聚合法製造光學樹脂材料的光學樹脂材料製造步驟，其中光學樹脂材料係包含一複合成分系，複合成分系的成分數z係為3以上，在計算成分數z時係將共聚合體的元數x包含在成分數z的計數條件中，元數x係大於等於2。複合成分系僅由元數x為3以上的共聚合體所構成，或由元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出。構成複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成共聚合體之各成分的各單體，各同聚物其固有之配向雙折射符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各同聚物的光彈性雙折射 符號與低分子有機化合物在各同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號。構成複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消。構成共聚合體的該等單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
本發明的第九個特點在於，一種顯示器用的光學膜片係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第十個特點在於，一種液晶顯示器用的光學膜片係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第11個特點在於，一種偏光板保護膜片係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第12個特點在於，一種光學膜片係為透過溶液澆鑄法將光學樹脂材料成形後製造而成，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第13個特點在於，一種偏光面光源裝置係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第14個特點在於，一種透鏡係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第15個特點在於，一種光屏係使用光學樹脂材料作為基材，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第16個特點在於，一種光學零件係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第17個特點在於，一種光路徑中的配置元件係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
本發明的第18個特點在於，申請專利範圍第3項所述之光學樹脂材料其固有之雙折射率係為-3.0×10-3以上至-2.4×10-3以下之間的數值，光彈性常數係為-3.3TPa-1以上至5.0TPa-1以下之間的數值，且具有滿足聯立方程式(4)至(6)的各個成分組成量(聯立方程式的正數解)，其中△n0 PMMA、△n0 PtBMA、△n0 PBzMA、△n0 4、△n0 n分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯、第4成分、第n成分的固有雙折射率(×10-3)，CPMMA、CPtBMA、CPBzMA、C4、Cn分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯、第4成分、第n成分的光彈性常數(TPa-1)，α1、α2、α3、α4、αn分別為共聚合體中的甲基丙烯酸甲酯成分、甲基丙烯酸第三丁酯成 分、甲基丙烯酸苄酯成分、第4成分、第n成分的重量百分率(%)。
C=C PMMA ×α 1 +C PtBMA ×α 2 +C PBzMA ×α 3 +C 4 ×α 4 +…+C n ×α n =-5.5×α 1 -2.91×α 2 +48.4×α 3 +C 4 ×α 4 +…+C n ×α n (5)
α 1 +α 2 +α 3 +α 4 +…+α n =100 (6)
依照本發明之構成，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
又，上述的各種光學元件其構成不限定為上述內容，其構成也可如下列內容所述。
本發明之液晶顯示器用的光學膜片，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。
本發明之偏光板保護膜片，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。
本發明之偏光面光源裝置，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。
本發明之透鏡，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。本發明之光屏，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2 至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。
本發明之光學零件，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。
本發明之光路徑中的配置元件，其係使用光學樹脂材料成形，其中光學樹脂材料係可為請求項2至請求項6中任一項或者是請求項16所記載之光學樹脂材料。
依據本發明之內容，可得到具有良好耐熱性的光學樹脂材料。
有關於本發明的其他目的、特徵或優點，可從後述本發明之實施態樣及附加圖示的詳細說明中清楚得知。
以下，將參照圖式詳述本發明之實施態樣。
關於組成範圍
將構成本實施態樣中共聚合體物的各單體其對應之同聚物的配向雙折射以及光彈性雙折射的符號，做(配向雙折射/光彈性)分類時，可列舉出以下本實施態樣中所使用之較佳的單位單體。
滿足(正/正)之單位單體，其係為甲基丙烯酸苄酯、環己基馬來醯胺。
滿足(負/正)之單位單體，其係為苯乙烯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸二環戊烯基酯。
滿足(正/負)之單位單體，其係為甲基丙烯酸第三丁酯。
滿足(負/負)之單位單體，其係為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯。
其中，上述單位單體中，甲基丙烯酸第三丁酯係為必要包含成分。此外，亦可選擇上述以外之可共聚合的單位單體。
本實施例中係使用由MMA、tBMA、BzMA所組成的低雙折射共聚合體，從其對應之各同聚物PMMA、PtBMA、PBzMA的固有雙折射、光彈性雙折射數值中，可求出在配向雙折射與光彈性雙折射上具有較低數值的共聚合組成。其係以poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))為條件，在固有雙折射於-3.0×10-3以上2.4×10-3以下的範圍內，光彈性常數在-3.3TPa-1以上5.0TPa-1以下的範圍內，將存在滿足聯立方程式(1)~(3)各成分組成的正數值(相當於聯立方程式的解)。其中，固有雙折射的範圍較佳為-2.5×10-3以上2.0×10-3以下，更佳為-1.4×10-3以上1.4×10-3以下。光彈性常數的範圍較佳為-2.5TPa-1以上2.5TPa-1以下，更佳為-1.5TPa-1以上1.5TPa-1以下。又，得出之解是否為在此範圍內的組成，可由聯立方程式(1)~(3)做驗證。
C=C PMMA ×α+C PtBMA ×β+C PBzMA ×γ =-5.5×α-2.91×β+48.4×γ (2)
α+β+γ=100 (3)
上述之共聚合體中之MMA、tBMA、BzMA之組成比例，將以總成分比為100%做記述。其中，可將一般用於聚合物聚合時的聚合起始劑、鏈轉移劑使用於本實施例所提供之光學樹脂材料的合成中，在反應後亦可讓來自前述添加劑的剩餘成分留存於前述樹脂材料中。一般而言由於前述剩餘成分的劑量過於微小，故從光學樹脂材料雙折射性的觀點來看無須再針對前述的添加劑方式額外做特別考量。由此可知，可透過選擇該等聚合起始劑及鏈轉移劑並調整其添加濃度，來適當地調整合成之光學樹脂材料的平均分子量與分子量分布。
此外，光學樹脂材料中也可以加入一般使用於樹脂中的防氧化劑等添加物。由於加入量較一般來的少，因此對雙折射的影響也不大，就光學樹脂材料的雙折射性觀點來看無須對上述的設計組成做任何考量改變。
前述之聯立方程式中，其係以雙折射性的觀點為條件表示MMA、tBMA、BzMA所形成的共聚合體其組成比例。在滿足前述組成條件的共聚合體中，也可以包含少量的其他成分。
表1中係記載具體的共聚合例(共聚合組成及雙折射性(計算值))。
表1內所記載之共聚合體不論是何者均具有比聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)更低的雙折射性，且均係為品質良好的聚合物。由於固有雙折射及光彈性常數都幾乎為零的共聚合體具有最低的雙折射性，同時在各種成形條件下也不容易產生本質上的雙折射，且用做為聚合物元件時顯現的雙折射亦極低，這些都是良好共聚合體的必要條件。然而，上述光彈性常數幾乎為零的共聚合體，因為其固有雙折射的絕對值較PMMA小，故只要讓聚合物分子鏈在相對難以配向的條件下成形，則可輕易地得到低雙折射的聚合物元件，且用作為聚合物元件時，亦不容易顯現雙折射，同樣滿足良好共聚合體的條件。又，上述固有雙折射幾乎為零的共聚合體，由於光彈性常數的絕對值較PMMA小，因此即使在高速成形下也可輕易得到低雙折射的聚合物元件，同時在使用上所顯現的雙折射也相對較小，同樣也 是品質良好的共聚合體。
上述所提到具低雙折射性的共聚合體僅為一代表實施例，並非用以限定本發明。
此外，亦可根據應用時的需求，在前述共聚合體中添加少量的其他成分(副成分)。其他成分的添加量在令滿足上述條件調整之共聚合體成分(MMA、tBMA、BzMA)的重量為100時，其他成分的重量較佳為16以下，更佳為8以下，最佳為5以下。而其他成分可單獨使用1種，亦可以同時使用複數種。另外，在選擇做為其他成分的單體時，亦可與MMA、tBMA、BzMA一同共聚合。共聚合的情況下與MMA共聚合後，可嘗試性地計算成分中的固有雙折射性及光彈性常數，並於收集用以計算組成比之聯立方程式所需的成分數後，再對其求解可得出較佳的組成比。
將由MMA、tBMA、BzMA所組成之共聚合體的聯立方程組(1)~(3)中，MMA、tBMA、BzMA之外所有追加成分的全部成分數令為n則可得到新的聯立方程組(4)~(6)。接著只須對前述方程式求解即可得出較佳的組成比，然而由於方程式有3個，未知係數為4個以上，故仍無法進行求解。但若事先設定數個成分的組成比，再配合使用電腦等仍可得出滿足聯立方程式解的數值。換句話說，上述內容若以poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))為條件，在固有雙折射於-3.0×10-3以上2.4×10-3以下的範圍內，光彈性常數在-3.3TPa-1以上5.0TPa-1以下的範圍內，將存在滿足聯立方程式(4)~(6) 各成分組成的正數值(聯立方程式的解)。其中，固有雙折射的範圍較佳為-2.5×10-3以上2.0×10-3以下，更佳為-1.4×10-3以上1.4×10-3以下。光彈性常數的範圍較佳為-2.5TPa-1以上2.5TPa-1以下，更佳為-1.5TPa-1以上1.5TPa-1以下。又，得出之解是否為在此範圍內的組成，可由聯立方程式(4)~(6)做驗證。
C=C PMMA ×α 1 +C PtBMA ×α 2 +C PBzMA ×α 3 +C 4 ×α 4 +…+C n ×α n =-5.5×α 1 -291×α 2 +48.4×α 3 +C 4 ×α 4 +…+C n ×α n (5)
α 1 +α 2 +α 3 +α 4 +…+α n =100 (6)
在追加成分的固有雙折射與光彈性常數兩者都為正數時，可發揮與BzMA同樣特性的類似效果，因此可將成分中BzMA的組成量減少至零。其中可使用的單體為以甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸苯酯做代表的各種甲基丙烯酸酯，以丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯做代表的各種丙烯酸酯，以苯乙烯、氯苯乙烯做代表的各種苯乙烯系單體，環己基馬來醯胺等各種馬來醯胺系單體等。同樣地，其他可與MMA、tBMA、BzMA共聚合之單體亦可使用。又，在以鑄模聚合等方法製造時，亦可使用架橋劑。
上述所謂的其他成分可以是添加聚合物或低分子量有機化合物，另外，前述的其他成分可使用溶液狀態與前述共聚合體混合，或者是使用溶融混合練成。
同樣的，在滿足前述條件所組成的共聚合體中，可添 加少量用以調整雙折射的添加物。令前述滿足條件經調整後的MMA、tBMA、BzMA其重量百分比為100，添加物較佳為重量百分比少於10，或者更佳為重量百分比少於5，更進一步的理想重量百分比為少於3。又，添加物的種類可以是一種，也可以是複數種添加物的混合。
用以調整雙折射的添加物，可以是具有像二苯基乙二胺(trans-stilbene)、芴基等棒狀分子形狀且在長軸方向與短軸方向的極化率有較大差異的低分子有機化合物。
關於用途
本實施例所提供之低雙折射光學樹脂材料係適用於液晶顯示器元件中低雙折射膜片的光學膜片，或滿足低雙折射需求的透鏡等光學零件。
圖1係為一般液晶顯示器的構成示意圖。習知技術中幾乎係使用冷陰極管做為背光光源，然而近年來使用LED的趨勢則在急速增加。圖中的背光光源1至擴散板2的部分一般稱為背光單元，另外圖中同時省略反射片等數個元件。此外，在其他情況下亦有將稜鏡片等其他的幾個元件追加於背光單元的結構。根據液晶顯示器的用途，尚有具可視角補償膜片6、11以及不具有膜片的構成，可視角補償膜片6、11的使用片數並非限定於圖所表示者。另外，亦有將與可視角補償膜片6、11鄰接之偏光板保護膜片3、5、12、14省略的構成，同時可視角補償膜片6、11亦可稱為相位差膜片。
用做為液晶顯示器中之光學膜片的偏光板保護膜 片，一般必須滿足低雙折射的需求。尤其是因為顯示器在使用中會受溫度及濕度變化影響而對膜片施加應力，所以偏光板保護膜片同樣必須在玻璃狀態(低於玻璃轉移溫度的狀態)下遭受彈性變形時保持較小的雙折射。
因此，本實施例中所提供之低雙折射光學樹脂材料，特別適合應用於偏光板保護膜片等。一般的聚合物膜片由於需透過延展處理使聚合物分子鏈配向來提升機械特性(抗破裂斷開、彎折的強度等)，然而通常在配向時容易伴隨雙折射的產生，故難以使其配向到提升機械特性的程度。但是若使用本實施例所提供之低雙折射光學樹脂材料，因為聚合物分子鏈即使做配向也幾乎不會產生雙折射，所以透過延展可得到機械特性良好的低雙折射聚合物膜片。
另外，在使用本實施例提供之低雙折射光學樹脂材料製造光學膜片時，可根據需求添加紫外線吸收劑。特別是在製造液晶顯示器用之偏光板保護膜片時，將紫外線吸收劑與樹脂彼此相溶，除了能提升樹脂本身的耐久性外，也能提升偏光子的紫外線抗性。
實施例中對於上述使用的紫外線吸收劑構造並不做限定，較佳為將紫外線吸收劑與樹脂相溶後使用。紫外線吸收劑例如是氧基二苯甲酮系化合物、苯并三氮唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、三氮六環系化合物，或者可以是前述化合物兩者~多者的有機紫外線吸收劑、高分子型紫外線吸收 劑，此外，也可以是鎳複鹽系化合物、無機粉體。
另一方面，近年來尚有使用偏光雷射光源裝置的方法被提出。其係為透過低雙折射的導光板將雷射光轉換成面光源，在此方法下，導光板為防止偏光狀態被擾亂而須具有低雙折射。故本發明之光學樹脂材料亦適用為此種導光板的材料，而前述偏光雷射光源裝置通常較適合用於液晶顯示器的背光源，然此並非限定，其同樣適用於投影機等可利用偏光面光源的裝置。
本實施例所提供之光學樹脂材料也適用於讀取透鏡、F-透鏡、菲涅耳透鏡、雙凸透鏡等須具備低雙折射的透鏡，同樣也適用稜鏡片等具有細微稜鏡形狀及改變入射光角度功能的光學零件。
而投影型顯示器為顯示三維影像，其係將右眼用與左眼用的影像分別以不同偏光方式做投射。在前述方式下，若螢幕所顯示的映像其偏光狀態被擾亂，將會大幅降低畫質，因此必須使用低雙折射的螢幕。而本實施例所提供的低雙折射光學材料係適合用做為背投影型顯示器及正面投影型顯示器螢幕的基材。另外在使用本實施例所提供之低雙折射光學材料為基材製造前述螢幕時，可適當地在表面形成雙凸透鏡等微小結構，並添加可控制入射光其擴散性的微粒子(例如是具有與低雙折射光學材料不同折射率的粒子(其粒子直徑範圍為次微米至微米等級))，或添加可控制對比度的色素、顏料、碳等著色劑，製作抗反射覆膜再施以防眩處理或製作硬化膜層，亦可同時將前述處理 方式以複數組合方式實施。
其他像是配置於旋光計、偏光顯微鏡等使用偏光之儀器其光路中所配置的光學零件、元件材料，或者是用以保持旋光計與偏光顯微鏡等實驗樣本品質的培養皿等容器，也同樣適用本實施例的光學樹脂材料來製造。特別是旋光計等的顯示窗零件由於受到溫度與濕度變化產生的應力影響，容易發生雙折射的關係更適合使用本實施例提供的光學樹脂材料。
本實施例係如同上述說明，提供種種適用於液晶顯示器元件等需滿足低雙折射之光學膜片、透鏡的低雙折射光學樹脂材料。
關於光學元件及光學膜片的製造方法
本實施例提到之使用上述光學樹脂材料製作光學元件的製作方法並無任何限定，可以是習知的射出成型法、真空成型法、壓出成型法、壓縮成型法等方法。特別是在形成熱塑性樹脂上具代表性的射出成型法，其係為將加熱熔融之樹脂，以高壓力注入鑄模內再使之冷卻固化的方法，此處若使用一般的材料，將容易產生光彈性雙折射，惟若使用本實施例所提供的低雙折射性光學樹脂時，由於幾乎不會顯現雙折射，故更可高速進行冷卻固化及成形。
而使用本實施例提供之低雙折射光學樹脂材料的光學膜片製膜方法，其係可為充氣法、T-字模法、壓光法、切削法、澆鑄法、乳化法、熱壓法等製造方式，特別是在製造液晶顯示器等需具有高平滑性的光學膜片時，較佳為 使用溶液澆鑄製膜法、溶融澆鑄製膜法等澆鑄法。
一般液晶顯示器的光學膜片較多為使用溶液澆鑄製膜法製造。此方法係先把聚合物溶於有機溶劑，將所得之聚合物溶液在平滑的基板上展開塗佈後，再將有機溶劑乾燥、除去以製造膜片。溶液澆鑄製膜法由於讓聚合物分子鏈不容易發生配向，故可得到低雙折射的聚合物膜片。此外，更可使用相對較低溫、低黏度的條件製造生產，膜片亦具有高平滑性，同時再從可抑制著色、抑制異物、抑制模線等光學缺陷方面來看，溶液澆鑄製膜法實為較佳的製膜法。然而在另一方面，因為澆鑄法需使用大量的有機溶劑，故需額外增設防止有機溶劑揮發後之蒸氣洩漏至外部的大規模設備，從而讓設備投資的成本提高，所以近年來多採用熔融擠出法來製造膜片。雖然有部分之液晶顯示器的光學膜片可成功地以熔融擠出法製造，但在成形過程中聚合物分子容易發生配向，在容易產生配向雙折射下也難以提升製造速度。
在使用本實施例所提供之低雙折射光學樹脂膜片的情況下，即使聚合物分子鏈產生配向，也幾乎不會產生雙折射，故可透過更高速的熔融擠出法來製作低雙折射光學薄膜。此外，在玻璃狀態下受到彈性變形時同樣也幾乎不會產生雙折射，符合理想標準。相較於習知技術在製造光學膜片時為得到寬度較大的光學膜片，或為了進行各式物理性質調整而施以延展製程的結果下，反而容易讓樹脂材料產生配向雙折射。但若為使用本實施態樣所提供的低雙 折射性光學樹脂，因為幾乎不存在雙折射的緣故，可在不影響低雙折射性情況下製造寬度較大的光學膜片。
以下將詳細說明使用本實施例所提供之低雙折射性光學樹脂透過一般用於製造液晶顯示器用光學膜片的溶液澆鑄製膜法來製造光學膜片的條件細節。
在使用本實施例所提供之低雙折射性光學樹脂透過溶液澆鑄法製造光學膜片時，所使用之有機溶媒以氯化系有機溶媒來說較佳為二氯甲烷，非氯化系有機溶媒較佳則為醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯、丙酮、四氫呋喃、1,3-二氧戊環、1,4-二氧六環、環己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲酯-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝乙烷等。其中又以二氯甲烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯及丙酮為最佳溶媒。
而上述的有機溶媒中，較佳地更可包含重量百分比為1~40%且碳原子數為1~4具直鏈或分歧鏈狀的脂肪族酒精。若摻雜液(溶解樹脂的液體)的酒精比例越高，腹板(web)將被膠化導致容易從金屬支撐體剝離，另外，在酒精比例含量低時非氯系有機溶劑具有促進樹脂溶解的功用。
以下將依序說明溶液澆鑄製膜法的各製程。
(1)溶解製程
本製程係為在溶解爐中，將實施例所提供之低雙折射性光學樹脂與適用前述樹脂的有機溶媒，一邊攪拌溶解或 根據情況加入其他添加劑形成摻雜液的製程，抑或是將前述樹脂與其他添加劑溶液混合後形成做為主溶解液之摻雜液的製程。
樹脂的溶解方法可使用常壓施行法、低於主要溶媒沸點溫度的方法、高於主要溶媒沸點溫度的方法，日本專利特開平9-95544號公報、日本專利特開平9-95557號公報或日本專利特開平9-95538號公報所記載的冷卻溶解法，以及日本專利特開平11-21379號公報所記載的高壓實施法等數種溶解方法中，其中又以在高於主要溶媒沸點溫度的加壓法為較佳的溶解方法。
摻雜液中的樹脂較佳之重量百分比範圍是15~45%，而在溶解過程中或者是溶解過程後，於摻雜液中加入添加劑溶解並分化，接著使用濾材過濾、去除氣泡後再利用液體輸送幫浦送入下一製程中。
濾材中所使用的濾網，較佳為過濾的粒子直徑為0.5~5μm且濾水時間為10~25sec/100ml的濾材。
上述方法中係將粒子分化時所殘存的凝結物及添加主要摻雜液所產生的凝結物，使用過濾之粒子直徑為0.5~5μm且濾水時間為10~25sec/100ml的濾材來去濾除。由於主要摻雜液的粒子濃度比添加物低，因此在過濾時凝結物不會讓過濾壓顯著地上升。
(2)澆鑄製程
澆鑄製程係為將摻雜液透過液體輸送幫浦(例如是加壓型定量齒輪幫浦)往加壓鑄模輸送液體，在不斷循環的 鏡面金屬輸送帶，例如是不鏽鋼輸送帶或迴轉的鏡面金屬滾輪其金屬支撐體上的澆鑄位置，從加壓鑄模的隙縫中澆鑄摻雜液的製程。
製程中較佳為使用可調整鑄膜其金屬蓋的隙縫形狀且容易使薄膜厚度均一的加壓鑄模。其中加壓鑄膜係可為衣架型鑄膜、T-字形鑄模，另外，在澆鑄製程中，可令金屬支撐體的表面為鏡面、在金屬支撐體上設置2組加壓鑄模以提升製膜速度、將摻雜液分批重疊澆鑄，或者是使用同時澆鑄複數摻雜液的共澆鑄法來得到層積構造的膜片。
(3)溶媒蒸發製程
溶媒蒸發製程係為將腹板(將摻雜液澆鑄於澆鑄用支撐體上，所形成的摻雜液膜係為腹板)在澆鑄用支撐體上加熱，以蒸發其溶媒的製程。
將溶媒蒸發的方法係有從腹板吹送乾燥風、自支撐體內面透過液體傳熱，或藉由輻射熱由內外做熱傳導的方法，其中以自內面透過液體的熱傳導方式有較佳的乾燥效率。此外，也可將前述方法組合使用。製程中係以澆鑄後支撐體其腹板維持在40~100℃的溫度環境，並於支撐體上實施乾燥過程為佳，通常係以相等溫度的溫風吹送至腹板上表面或者是使用紅外線等加熱手段來維持40~100℃的溫度環境。
其中從膜面品質、透濕性、剝離性的觀點來看，腹板較佳為可在30~120秒內從支撐體上剝離。
(4)剝離製程
剝離製程係為將金屬支撐體上溶媒蒸發後的腹板從剝離位置上剝離的製程，剝離後的腹板將被送入後續的製程中處理。
其中金屬支撐體上的剝離位置其溫度較佳為10~40℃，更佳為11~30℃。
另外，金屬支撐體上之腹板在剝離時的殘留溶媒量，根據不同的強弱乾燥條件或不同的金屬支撐體長度，剝離時其較佳的重量百分比範圍為50~120%，若在殘留溶媒量過多時剝離，將因腹板過於柔軟造成剝離時的平面性損傷，且容易受剝離張力影響導致裂痕或縱向凹痕，因此剝離時的殘留溶媒量將決定製程的速度效益及品質。
而腹板的殘留溶媒量係以下列數學式定義。
殘留溶媒量(重量百分比%)=(腹板加熱處理前的重量-腹板加熱處理後的重量)/(腹板加熱處理後的重量)×100。
其中，測定溶媒殘留量的加熱處理係指使用115℃施以一小時的加熱處理。
將膜片自金屬支撐體上剝離時的剝離張力通常為196~245N/m，若剝離時容易產生皺摺，則較佳為使用190N/m以下的張力。更進一步的較佳範圍依序為可容許的最低剝離張力~166.6N/m，接著是可容許的最低剝離張力~137.2N/m，其中又以可容許的最低剝離張力~100N/m之範圍為最佳。
而金屬支撐體上的剝離位置其溫度較佳為-50~ -40℃，更佳為10~40℃，最佳為15~30℃。
(5)乾燥及延展製程
乾燥及延展製程係為將剝離後的腹板使用設置於乾燥裝置內將複數配置之捲輪交互搬送的乾燥裝置，及或使用透過夾具夾取腹板兩端並搬送的拉幅延展裝置對腹板乾燥的製程。
乾燥手段一般係使用熱風對腹板兩面做吹送，除此之外尚存在使用微波取代熱風做加熱的手段。由於急遽的乾燥將對成品的膜片造成平面性的損傷，因此高溫乾燥的乾燥程度較佳為殘留溶媒的重量百分比為8%以下。一般全體的乾燥環境溫度約略在40~250℃，較佳為40~160℃。
在利用拉幅延展裝置時，較佳為使用可透過拉幅機的左右之拿持手段分別獨立控制膜片左右兩邊其拿持長度(拿持起始端至拿持結束端的距離)的裝置。另外，在拉幅製程中，更可規劃設置具有不同溫度的區域來改善膜片的平面性。
此外，在上述具有相異溫度的區域中，更佳之態樣為設置防止區域間彼此干擾的中和區。
又，延展操作可分為多階段地實施，或者是分為澆鑄方向、幅寬方向的雙軸延展來實施。理所當然地，在實施雙軸延展時可對二軸方向同時實行，也可以分階段地實行。
在上述情況下，階段實施可例如是依次進行不同延展方向的延展、將同一方向延展分為多個階段，或將不同延 展方向的其中一方向分為多階段。換句話說，實施內容可為下列延展步驟。
． 往澆鑄方向延展-往寬度方向延伸-往澆鑄方向延伸-往澆鑄方向延伸。
． 往寬度方向延展-往寬度方向延伸-往澆鑄方向延伸-往澆鑄方向延伸。
另外，雙軸同時延展也可包含其中一方向延展以及其中一方向做緩和張力收縮的情況，而雙軸同時延展的較佳延展倍率為寬度方向、長軸方向皆在×1.01倍~×2.5倍的範圍內。
在實施拉幅過程中，在開始拉幅過程時腹板的殘留溶媒量其較佳之重量百分比為20%~100%，在腹板掛置於拉幅機進行乾燥時較佳的殘留溶媒量其重量百分比為10%以下，更佳為5%以下。
而實施拉幅的乾燥溫度較佳為30~160℃，更佳為50~150℃，最佳為70~140℃。
此外在拉幅過程中長軸方向的溫度分布差異儘可能地越小越好，也就是需滿足膜片溫度均一性的要求。而前述拉幅過程中長軸方向的溫度分布差異較佳為±5℃以內，更佳為±2℃以內，最佳為±1℃以內。
(6)捲取製程
捲取製程係為在腹板殘留溶媒量的重量百分比為2%以下時，透過捲取機將光學膜片捲取的製程，藉此可得到殘留溶媒量其重量百分比在0.4%以下且具有穩定規格品 質的良好膜片。其中又以重量百分比在0.001%~0.1%的範圍內進行捲取為佳。
捲取方法可使用一般常用的捲取方法，例如固定轉矩法、固定張力法、錐形張力法，及固定內部應力之張力控制程式法等。
使用本實施態樣中所提供之低雙折射性光學樹脂所得到的光學膜片，其較佳為細長膜片且長度為10m~5000m，並以捲附於捲輪上的型態呈現。其中膜片的寬度較佳範圍為1.3m~4m，更佳為1.4m~2m。
另外，使用本實施態樣中所提供之低雙折射性光學樹脂所得到的光學膜片，其膜片厚度並無任何特別限定，在用做液晶顯示器的偏光板保護膜片時較佳厚度為20μm~200μm，更佳為25μm~100μm，最佳為30μm~80μm。
實施例 三元共聚合體的設計、合成
以下將對所合成之二元共聚合體進行評價。首先，於玻璃製之樣本管中放入甲基丙烯酸甲酯(MMA)(三菱氣體化學(股份有限公司)製造)與甲基丙烯酸苄酯(BzMA)(東京化成工業(股份有限公司)製造)共30g，再對單體加入0.4wt%的PERBUTYL O(其係為過氧2-乙基己酸第三丁酯，其中PERBUTYL為註冊商標，由日油(股份有限公司)製造)，以及0.1wt%的n-丁硫醇(和光純藥工業(股份有限公司)製造)。其中單體的比例(重量比)係分別調整為MMA/BzMA=100/0、80/20、60/40、40/60、20/80、0 /100。接著將前述樣本攪拌使之溶解，充分混合均勻之後，經由半透膜片過濾，讓各混合比例的單體分別移至2支試管中。然後把該等試管設置於70℃的水中聚合24小時，再於90℃的乾燥機中進行24小時熱處理。最後所得出之共聚合體中各成分的比例再利用核磁共振光譜法(NMR)求出。
在得出的圓柱狀聚合物中，將其中一邊的圓柱兩端面做研磨，並對圓柱狀聚合物由側面施加荷重，再使用自動雙折射測定裝置ABR-10A(UNIOPTO(股份有限公司)製造)沿圓柱軸使雷射光入射，來測量光彈性雙折射(測量波長633nm)。更進一步，由測量結果來求出各組成比之共聚合體其光彈性常數C。由於在光彈性常數C與共聚合組成之間具有線性關係，因此在製作「光彈性常數C」vs「共聚物中的MMA組成(wt%)」圖表後，可透過求出近似直線並藉由「MMA的組成(wt%)=0」條件做外插，得到聚甲基丙烯酸苄酯(PBzMA)的光彈性常數為CPBzMA=48.4TPa-1。另外，PMMA的光彈性常數可直接由同聚物之PMMA的樣本求得，所得出的光彈性常數為CPMMA=-5.5TPa-1。
而另一邊的聚合物係與5倍重量比的二氯甲烷(和光純藥工業(股份有限公司)製造)一起放入玻璃製的樣本管中攪拌，使之充分溶解。然後將所得之聚合物溶液以刀式塗佈機於玻璃板塗佈展開成約0.2mm的厚度，並於室溫放置1天使之乾燥。接著把薄膜自玻璃板剝離，在60℃的減 壓乾燥機內進一步乾燥48小時候，讓得到之厚度約為40mm的膜片加工成啞鈴狀，並使用tensilon萬用試驗機(ORIENTEC(股份有限公司)製造)進行單軸延展。此時再以數個延展溫度、延展速度、延展倍率做延展，以製作配向度在0.00~0.08程度範圍內的單軸延伸膜片。最後以自動雙折射測定裝置ABR-10A(UNIOPTO(股份有限公司)製造)來測量(測量波長633nm)延展後膜片的雙折射，並以紅外吸收二色法測定延展後膜片的配向度。
配向雙折射△n與(聚合物主鏈的)配向度f、固有雙折射△n0具有如下列數學式的關係。
△n=f×△n 0 (7)
因此，可從上述各共聚合組成的測定值製作「配向雙折射」vs「配向度」的圖表，並由近似直線的斜率求得各組成之共聚合體其固有雙折射△n0。更進一步，因為固有雙折射△n0與共聚合組成之間具有線性關係，所以在製作「固有雙折射」vs「MMA的組成(wt%)」之圖表後，求出近似直線並藉由「共聚合體中MMA的組成(wt%)=0」的外插法條件，可得到PBzMA其固有雙折射為△n0 PBzMA=19.5×10-3。另外，PMMA的固有雙折射可由同聚物的PMMA其單軸延伸樣本直接求得，而求得之固有雙折射為△n0PMMA=-5.6×10-3。
對於甲基丙烯酸第三丁酯(tBMA，東京化成工業(股份有限公司)製造)及MMA這兩種二元共聚合體也施以與上述內容相同的實驗。從結果中得出聚甲基丙烯酸第三 丁酯(PtBMA)的光彈性常數為CPtBMA=-2.91TPa-1，固有雙折射為△n0 PtBMA=1.45×10-3。
從上述之各同聚物的固有雙折射△n0 PMMA、△n0 PtBMA、△n0 PBzMA，光彈性常數CPMMA、CPtBMA、CPBzMA中得出的三元共聚合體poly(MMA/tBMA/BzMA)其固有雙折射△n0(×10-3)及光彈性常數C(TPa-1)具有下列數學式的關係。
C=C PMMA ×α+C PtBMA ×β+C PBzMA ×γ =-5.5×α-2.91×β+48.4×γ (9)
α+β+γ=100 (10)
此處之α、β、γ分別為共聚合體中的MMA成分、tMA成分、BzMA成分的重量百分率(%)。令數學式(8)~(10)中的△n 0=C=0，在前述條件下對方程式聯立求解，亦即在配向雙折射與光彈性雙折射為零的理想條件下求出成分組合，得出之解為α=40(wt%)，β=52(wt%)，γ=8(wt%)。
接著實際將此組合比的共聚合體以poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))的比例合成，並以圖表各別表示配向雙折射與光彈性雙折射的測定結果。圖2係為在共聚合體poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))之情況下其配向雙折射相對於聚合物主鏈其配向度的示意圖，表2係為在共聚合體poly (MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))之情況下的光彈性常數示意表。
由上述圖表內容可知，配向雙折射與光彈性雙折射幾乎趨近於零。
在將合成後的poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))以差動掃描熱量計(島津製作所(股份有限公司)製造，型號DSC-60)測量其玻璃轉移溫度，其結果為120℃。
三元共聚合體其延展膜片的製作
將根據前述內容所得出之幾乎不含配向雙折射與光彈性雙折射的共聚合體poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))透過自由基聚合再合成(令為A-1)，再將前述得出的共聚合體用以下組成與溶媒混合調製成摻雜液。
(摻雜液的調製)
光學膜片的製膜
把上述步驟中所製作之摻雜液，利用輸送帶澆鑄裝置在22℃的環境下於不鏽鋼帶支撐體上做均等地澆鑄，並將 溶媒蒸發至殘留溶媒劑量為100wt%，再使用162N/m的剝離張力從不鏽鋼帶支撐體上剝離。
接著以35℃將剝離後的腹板其溶媒蒸發，並將兩端夾持，然後使用拉幅機把腹板往其寬度方向(或者說是橫方向)延展1.5倍長度後，再以135℃的溫度乾燥。
此處使用拉幅機開始延展時的殘留溶劑量其重量百分比為10%，在經由拉幅機延展後以130℃施以5分鐘的緩和，藉由多數個捲輪將120℃、130℃的乾燥區搬移以完成乾燥步驟，最後再將膜片兩端做切口，對膜片兩端施以寬10mm高5μm的滾紋法加工，並以起始張力220N/m、結束張力110N/m把膜片捲取於內直徑6英吋的芯部，以完成光學膜片。又，利用不鏽鋼帶支撐體的轉動速度與拉幅機的運轉速度所計算出的長軸方向其延展倍率為1.5倍，而光學膜片F-1的殘留溶劑量為0.1wt%，膜片厚度為40μm。
所得出的光學膜片透過延展讓聚合物分子做配向，同時提高了對折射的抗性。又，由於共聚合體的固有雙折射非常小的關係，因此即使經過延展，仍保有液晶顯示器用之偏光板保護膜片所需的低雙折射性。
透過澆鑄聚合法製作三元共聚合體的板狀樣本
首先將2片玻璃板重疊，並於其間將氟化橡膠製的膠管，沿玻璃板四邊的形式配置成「口」字型，再以夾具夾住固定玻璃板的四邊。膠管的外徑約為3.0mmØ，該等膠管受夾具的夾力影響而變形，從而減少間隙並在2片玻璃 板之間形成約2.5mm的空間(注模聚合用的模具)。接著將混合單體溶液MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt)澆注於此空間，並於前述溶液中對單體加入0.4mol%做為起始劑的過氧化二叔丁基(日油(股份有限公司)製造)，以及0.125mol%的n-丁硫醇(和光純藥工業(股份有限公司)製造)。再把前述混合物於90℃的恆溫槽中聚合24小時後，再升溫至110℃聚合24小時，所得之共聚合體的板狀試料(厚度t=約2.5mm)其雙折射在位相差表現上(=△n×t)為0.5nm以下。又，前述試料的吸水性與PMMA相比約為PMMA的一半左右。
權利解釋等
以上參照特定的實施態樣針對本發明的內容做了上述說明，然而在不脫離本發明的主旨範圍內，本領域技術人員理當能對實施態樣加以修正或以其他方法代替。亦即，本發明係以舉例的方式做揭露，並非用以對說明書所記載之內容做限定的解釋。若要判斷是否符合本發明的主旨，應參照後述之專利申請範圍頁面。
又，由於本發明之說明書的實施態樣能確實地達成上述之目的，因此本領域的技術人員理當能加入其他的變化或者以其他實施例來執行本發明之說明書的內容。實行的同時可將專利申請範圍、說明書、圖示以及說明書中各實施態樣中的要件或組成結合為其他單獨的方法或藉由組合來予以實施。另外，專利申請範圍係將各種變化內容與實施態樣包含於其中，而這些變化內容與實施態樣同樣包 含在本發明的技術思想和技術範圍內。
如上述說明，本發明係適用於各種具有優良耐熱性的光學樹脂材料。
1‧‧‧背光光源(冷陰極管或LED)
2‧‧‧擴散板
3、5、12、14‧‧‧偏光板保護膜片
4、13‧‧‧偏光膜片
6、11‧‧‧可視角補償膜片
7、10‧‧‧玻璃基板
8‧‧‧液晶層
9‧‧‧彩色膜片
圖1為一般液晶顯示器的構成示意圖；以及圖2為共聚合體poly(MMA/tBMA/BzMA=40/52/8(wt/wt/wt))其配向雙折射相對於聚合物主鏈的配向度示意圖。
1‧‧‧背光光源(冷陰極管或LED)
2‧‧‧擴散板
3、5、12、14‧‧‧偏光板保護膜片
4、13‧‧‧偏光膜片
6、11‧‧‧可視角補償膜片
7、10‧‧‧玻璃基板
8‧‧‧液晶層
9‧‧‧彩色膜片

Claims (18)

  1. 一種光學樹脂材料，其係包含一複合成分系，該複合成分系的成分數z係為3以上，在計算該成分數z時係將共聚合體的該元數x包含在該成分數z的計數條件中，其中該元數x係大於等於2，該光學樹脂材料的特徵在於：該複合成分系僅由該元數x為3以上的共聚合體所構成，或由該元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，該低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出；構成該複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成該共聚合體之各成分的各單體，各該同聚物其固有之配向雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各該同聚物的光彈性雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號；構成該複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之該光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消；以及構成該共聚合體的該等單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。
  2. 一種光學樹脂材料，其係包含一複合成分系，該複合成分系的成分數z係為3以上，在計算該成分數z時係將共聚合體的該元數x包含在該成分數z的計數條件中，其中該元數x係大於等於2，該光學樹脂材料的特徵在於：該複合成分系僅由該元數x為3以上的共聚合體所構成，或由該元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，該低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出；構成該複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成該共聚合體之各成分的各單體，各該同聚物其固有之配向雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各該同聚物的光彈性雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號；構成該複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之該光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消；以及構成該共聚合體的該等單體至少其中之二為甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸第三丁酯。
  3. 一種光學樹脂材料，其係包含一複合成分系，該複合 成分系的成分數z係為3以上，在計算該成分數z時係將共聚合體的該元數x包含在該成分數z的計數條件中，其中該元數x係大於等於2，該光學樹脂材料的特徵在於：該複合成分系僅由該元數x為3以上的共聚合體所構成，或由該元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，該低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出；構成該複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成該共聚合體之各成分的各單體，各該同聚物其固有之配向雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各該同聚物的光彈性雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號；構成該複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之該光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消；以及構成該共聚合體的該等單體至少其中之三為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苄酯及甲基丙烯酸第三丁酯。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學樹脂材料，其固有之雙折射率係為-3.0×10-3以上至-2.4×10-3以下之間的 數值，光彈性常數係為-3.3TPa-1以上至5.0TPa-1以下之間的數值，且具有滿足聯立方程式(1)至(3)的各個成分組成量(聯立方程式的正數解)，其中△n0 PMMA、△n0 PtBMA、△n0 PBzMA分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯的固有雙折射率(×10-3)，CPMMA、CPtBMA、CPBzMA分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯的光彈性常數(TPa-1)，α、β、γ分別為共聚合體中的甲基丙烯酸甲酯成分、甲基丙烯酸第三丁酯成分、甲基丙烯酸苄酯成分的重量百分率(%)。 C=C PMMA ×α+C PtBMA ×β+C PBzMA ×γ =-5.5×α-2.91×β+48.4×γ (2) α+β+γ=100 (3)
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學樹脂材料，其中該α=40(wt%)，該β=52(wt%)，該γ=8(wt%)。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之光學樹脂材料，其中構成該複合成分係的成分中，至少一成分係為副成分及添加物中的至少其中一種。
  7. 一種光學樹脂材料的製造方法，其係透過共聚合法製造該光學樹脂材料，其中該光學樹脂材料係包含一複合成分系，該複合成分系的成分數z係為3以上，在計算該成分數z時係將共聚合體的該元數x包含在該 成分數z的計數條件中，該元數x係大於等於2，該光學樹脂材料的特徵在於：該複合成分系僅由該元數x為3以上的共聚合體所構成，或由該元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，該低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出；構成該複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成該共聚合體之各成分的各單體，各該同聚物其固有之配向雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各該同聚物的光彈性雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號；構成該複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之該光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消；以及構成該共聚合體的該等單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。
  8. 一種光學膜片的製造方法，其係為透過溶液澆鑄法對光學樹脂材料製膜的方法，該製造方法包含藉由共聚合法製造該光學樹脂材料的光學樹脂材料製造步驟，其中該光學樹脂材料係包含一複合成分系，該複合成 分系的成分數z係為3以上，在計算該成分數z時係將共聚合體的該元數x包含在該成分數z的計數條件中，該元數x係大於等於2，該光學樹脂材料的特徵在於：該複合成分系僅由該元數x為3以上的共聚合體所構成，或由該元數x為2以上的共聚合體及至少一種類的低分子有機化合物所構成，該低分子有機化合物係具有極化率的異向性且於聚合物中配向得出；構成該複合成分系的成分組合中，各同聚物係對應構成該共聚合體之各成分的各單體，各該同聚物其固有之配向雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的配向雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號，同時各該同聚物的光彈性雙折射符號與該低分子有機化合物在各該同聚物中共同表示的光彈性雙折射符號之中，至少一符號與其他符號互為異號；構成該複合成分系之成分的成分比係利用關於配向雙折射的相異符號關係及關於光彈性雙折射的相異符號關係，讓非雙折射性之該光學樹脂材料的配向雙折射與光彈性雙折射兩者同時相互抵消；以及構成該共聚合體的該等單體至少其中之一為甲基丙烯酸第三丁酯。
  9. 一種顯示器用的光學膜片，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所 述之光學樹脂材料。
  10. 一種液晶顯示器用的光學膜片，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  11. 一種偏光板保護膜片，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  12. 一種光學膜片，其係為透過溶液澆鑄法將光學樹脂材料成形後製造而成，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  13. 一種偏光面光源裝置，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  14. 一種透鏡，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  15. 一種光屏，其係使用光學樹脂材料作為基材，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  16. 一種光學零件，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所述之光學樹脂材料。
  17. 一種光路徑中的配置元件，其係使用光學樹脂材料成形，其中該光學樹脂材料係為申請專利範圍第1項所 述之光學樹脂材料。
  18. 如申請專利範圍第3項所述之光學樹脂材料，其固有之雙折射率係為-3.0×10-3以上至-2.4×10-3以下之間的數值，光彈性常數係為-3.3TPa-1以上至5.0TPa-1以下之間的數值，且具有滿足聯立方程式(4)至(6)的各個成分組成量(聯立方程式的正數解)，其中△n0 PMMA、△n0 PtBMA、△n0 PBzMA、△n0 4、△n0 n分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯、第4成分、第n成分的固有雙折射率(×10-3)，CPMMA、CPtBMA、CPBzMA、C4、Cn分別為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸苄酯、第4成分、第n成分的光彈性常數(TPa-1)，α1、α2、α3、α4、αn分別為共聚合體中的甲基丙烯酸甲酯成分、甲基丙烯酸第三丁酯成分、甲基丙烯酸苄酯成分、第4成分、第n成分的重量百分率(%)。 C=C PMMA ×α 1 +C PtBMA ×α 2 +C PBzMA ×α 3 +C 4 ×α 4 +…+C n ×α n =-5.5×α 1 -2.91×α 2 +48.4×α 3 +C 4 ×α 4 +…+C n ×α n (5) α 1 +α 2 +α 3 +α 4 +…+α n =100 (6)
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