TW201504408A - 遲延薄膜及包含該遲延薄膜之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示了一種包括由化學鍵結合在一起之液晶層及底塗層之遲延薄膜，其中該化學鍵由存在於該底塗層表面上之羥基及羧基中之至少一者以及存在於該液晶層中所含有的黏著增強劑兩末端之異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基形成，該遲延薄膜從而具有極高的界面黏著力；及一種包含該遲延薄膜之影像顯示裝置。

Description

遲延薄膜及包含該遲延薄膜之顯示裝置
本發明係關於一種具有在無配向薄膜之情況下配向之液晶層且具有優良的界面黏著力之遲延薄膜，及一種包含該遲延薄膜之影像顯示裝置。
包含CRT監視器作為其最大部件之習知影像顯示裝置近來得到快速技術發展，因此，LCD、OLED及其他電子產品變得較寬且較輕，且甚至出現大量可彎曲的影像顯示裝置。
此項技術中已知影像顯示裝置中最一般的液晶顯示裝置，例如：具有呈扭轉向列(TN；twisted nematic)模式、超扭轉向列(STN；super twisted nematic)模式或垂直配向(VA；vertical alignment)模式之液晶單元之液晶顯示裝置；橫向電場型液晶顯示裝置，其包含僅提供於一對經配向以面向彼此之基板中之一者之電極，諸如共平面切換(IPS；in-plane switching)模式或邊緣場切換(FFS；fringe field switching)模式，以便在與該等基板平行之方向上產生電場，或其類似裝置。
在液晶顯示裝置中，作為光源之背光發射光且該光穿過各向異性液晶及一對彼此垂直配向之偏光板。因此，可在液晶顯示裝置前方獲得良好的影像。然而，當在液晶顯示裝置之側面觀察時，遇到顯示效能減弱之角相依性。為了藉由改良液晶顯示裝置之黑色顯示(黑色特性)、側面對比率(CR；contrast ratio)、色彩偏移等來減弱角相依性，使用(相位)遲 延薄膜。因為遲延薄膜起到將直線偏振光轉化成橢圓形偏振光或圓形偏振光的作用，或將一特定方向上之直線偏振光改變為另一方向的作用，故使用該遲延薄膜可改良液晶顯示裝置之視角、亮度及/或對比度。
典型地藉由用配向劑塗佈薄膜以形成薄的配向薄膜，將液晶塗覆至該配向薄膜，定向經塗佈之配向薄膜及固化該薄膜來製備遲延薄膜。可將該種液晶歸類為桿式液晶及硬幣式圓盤型液晶。詳言之，桿式液晶可呈現以下五(5)種形式之配向。
第一，平面配向可指光軸與薄膜平面平行之配向。第二，垂直配向(homeotropic alignment)可指光軸與薄膜平面垂直(亦即，與薄膜之法線平行)之配向。第三，傾斜配向可指光軸相對於薄膜平面傾斜0至90°範圍內的特定角度之配向。第四，擴散配向可指當傾斜角度在0至90°範圍內或具有0至90°內之最小值時光軸持續改變之配向。第五，膽固醇型配向可指類似於平面配向之配向，因為光軸與薄膜平面平行，然而，其中當在垂直於平面之方向上觀看時，隨著光軸朝向厚度方向前進時，光軸僅以預定角度順時針或逆時針轉動。
其中，第二種情況，亦即具有垂直配向之液晶薄膜可單獨或以與替代性薄膜之任意組合於如上文所描述之呈扭轉向列(TN)模式、超扭轉向列(STN)模式、共平面切換(IPS)模式、垂直配向(VA)模式、光學補償雙折射(OCB；optically compensated birefringence)模式或其類似模式中任一者之液晶顯示裝置中用作光學薄膜，諸如遲延薄膜。
為了將垂直配向的液晶薄膜黏著至偏光板以便改良亮度或補償視角，應執行以卷軸式模式工作以壓縮該板，同時使其通過呈恆定的間隔之面向彼此之輥筒之間，此與偏光板之製造方法類似。出於此目的，較佳使用具有耐受壓力及輕微衝擊力之可撓性之塑膠基板。
已提出若干建議在如上文所描述之此類塑膠薄膜上形成具 有垂直配向之液晶。
美國專利第6,816,218號揭示使用沈積於塑膠基板上之鋁薄膜作為垂直配向薄膜。在此情況下，鋁輕輕地黏著於該塑膠基板之表面上且在剝離期間可能部分移除，從而導致一缺陷。
歐洲專利第1376163號揭示具有垂直配向之液晶之形成，該形成係藉由用具有水平或扭轉(亦即，膽固醇型)配向之液晶溶液塗佈塑膠基板，隨後，在用作配向薄膜之塗層上方形成具有垂直配向之液晶(在下文中常常稱為「垂直配向型液晶(vertically aligned liquid crystal)」)。然而，此方法產生一問題，即液晶之垂直配向程度根據用作配向薄膜之液晶之固化程度確定。
美國專利第2006-0278851號及日本專利特許公開案第2006-126757號分別揭示藉由將基於一級胺基矽烷之偶合劑添加至具有垂直配向之液晶溶液中所獲得之具有增加黏著性的薄膜。然而，此類基於一級胺基矽烷之偶合劑具有實質上劣化液晶之配向從而降低透明度之缺點。
韓國專利特許公開案第2006-0066045號揭示一種用於製備垂直配向液晶薄膜之方法，該方法藉由在不使用替代性配向薄膜以導出液晶之垂直配向的情況下，將含有預定量界面活性劑之具有聚合反應性之液晶混合物溶液塗覆至塑膠基板，該基板已進行親水性表面處理。然而，上述方法在液晶與基板之間的黏著力方面具有顯著問題且涉及數個由作為基本疵點之液晶不穩定配向所致之缺陷。
因此，本發明之目標為提供即便在無配向薄膜的情況下仍具有優良的液晶配向之遲延薄膜。
此外，本發明之另一目標為提供在對應的界面層處具有優良的黏著力之遲延薄膜，以防止在其製備期間液晶層自基板剝離。
此外，本發明之另一目標為提供一種包含如上文所描述之遲延薄膜之影像顯示裝置。
本發明之上述目標將藉由下列特徵實現：
(1)一種遲延薄膜，其包括由化學鍵結合在一起之液晶層及底塗層，其中該化學鍵由存在於底塗層表面上之羥基及羧基中之至少一者以及存在於液晶層中所含有的黏著增強劑兩末端之異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基形成。
(2)根據上述(1)之遲延薄膜，其中液晶層與底塗層之間的化學鍵為藉由液晶層中之黏著增強劑之異氰酸酯基與底塗層之羥基或羧基的反應所形成的胺基甲酸酯鍵。
(3)根據上述(1)之遲延薄膜，其中底塗層為水性底塗層或有機底塗層。
(4)根據上述(3)之遲延薄膜，其中水性底塗層包含水性胺基甲酸酯樹脂，該樹脂藉由選自由低分子二醇化合物、聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚酯二醇及聚碳酸酯二醇組成之群之至少一種二醇化合物與聚異氰酸酯反應而獲得。
(5)根據上述(3)之遲延薄膜，其中有機底塗層包含樹脂，該樹脂藉由在兩末端具有異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基之第一單體與具有羥基或羧基之多官能第二單體聚合而獲得。
(6)根據上述(5)之遲延薄膜，其中化學鍵進一步包含液晶層中之黏著增強劑與底塗層中之第一單體之間的碳-碳飽和鍵。
(7)根據上述(1)之遲延薄膜，其中液晶層包含液晶化合物，該液晶化合物具有能夠與黏著增強劑之異氰酸酯基或(甲基)丙烯酸酯基反應的反應性基團。
(8)根據上述(7)之遲延薄膜，其中液晶化合物之反應性 基團為碳-碳不飽和鍵、羥基、環氧基或氰基。
(9)根據上述(7)之遲延薄膜，其中液晶化合物為具有垂直配向之液晶化合物。
(10)根據上述(1)之遲延薄膜，其中薄膜具有液晶層、底塗層及基板以此順序依次安置於其中之結構。
(11)根據上述(10)之遲延薄膜，其中基板包含三乙醯纖維素、環烯烴或PMMA基聚合物，加以或不加以表面處理。
(12)根據上述(11)之遲延薄膜，其中表面處理為選自由皂化、底塗劑處理、電暈處理、電漿處理及塗佈組成之群中之至少一者。
(13)根據上述(12)之遲延薄膜，其中電漿處理為選自由遠端電漿處理、直接電漿處理及單體電漿處理組成之群中之至少一者。
(14)根據上述(1)之遲延薄膜，其中底塗層相對於液晶層側之表面具有60至80°之水接觸角。
(15)根據上述(10)之遲延薄膜，其中基板為+A板或-B板，而液晶層為+C板。
(16)根據上述(1)之遲延薄膜，其中黏著增強劑為選自由以下式1至式4表示的化合物組成之群中之至少一者：
(其中R1及R2各自獨立地為氫或甲基，R3及R7各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自 由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代，R4及R6各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由醯胺、酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代；R5為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)，
(其中R7及R8各自獨立地為氫或甲基；R9及R11各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代； R10為，其中E1及E3各自獨立地為具有1 至10個碳原子之烷基，該烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代，或者為具有1至8個碳原子之烷氧基，且E2為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)
(其中R12為氫或甲基，R13為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)
(其中R14為氫或甲基，R15為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)。
(17)根據上述(5)之遲延薄膜，其中第一單體為選自由以下式1至式4表示的化合物組成之群中之至少一者：
(其中R1及R2各自獨立地為氫或甲基，R3及R7各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代，R4及R6各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由醯胺、酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代；R5為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)，[式2]
(其中R7及R8各自獨立地為氫或甲基；R9及R11各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代； R10為，其中E1及E3各自獨立地為具有1 至10個碳原子之烷基，該烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代，或者為具有1至8個碳原子之烷氧基，且E2為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)
(其中R12為氫或甲基，R13為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)
(其中R14為氫或甲基，R15為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇 基團組成之群之基團取代或未經取代)。
(18)一種影像顯示裝置，其包括根據上述(1)至(17)中任一項之遲延薄膜。
(19)根據上述(18)之影像顯示裝置，其中該影像顯示裝置呈IPS模式。
本發明之遲延薄膜即便在不包含配向薄膜的情況下仍可獲得液晶之配向。本發明之遲延薄膜在接觸液晶層之底塗層中具有特定官能基，以便導出液晶層中所含有的液晶化合物之配向。
本發明之遲延薄膜具有極高的界面黏著力，因為在形成液晶層期間，於液晶層與底塗層之間形成化學鍵。
此外，本發明之遲延薄膜可具有極高的界面黏著力，且在製造諸如偏光薄膜之光學薄膜期間，在使用黏著層之分離製程中，可顯著減少剝離以降低失敗率，從而提高生產率。
自以下結合隨附圖式進行之詳細說明將更清楚地理解本發明之上述及其他目標、特徵及其他優點，其中：圖1為說明根據本發明之遲延薄膜之示意性截面圖；及圖2為分別說明折射率(nx、ny及nz)與方向(x、y及z)之間的關係之視圖。
本發明揭示了一種包括由化學鍵結合在一起之液晶層及底塗層之遲延薄膜，其中該化學鍵由存在於底塗層表面上之羥基及羧基中之至少一者以及存在於液晶層中所含有的黏著增強劑兩末端之異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基形成，該遲延薄膜從而具有極高的界面黏著力；及一種包 含該遲延薄膜之影像顯示裝置。
在下文中，現將更詳細地描述本發明。
根據本發明之遲延薄膜之一個具體實例之結構顯示於圖1中。本發明之遲延薄膜100具有如下結構，其包含基板110及形成於其上之底塗層130以及液晶層120。
<液晶層>
可藉由將用於形成液晶層之組成物固化來製備液晶層120。用於形成根據本發明之液晶層之組成物可包含習知用於相關技術之(b)液晶化合物、(c)聚合引發劑及(d)有機溶劑，以及(a)黏著增強劑。
(a)黏著增強劑
用於形成根據本發明之液晶層之組成物可包含黏著增強劑，該黏著增強劑能夠在液晶層120與底塗層130之間形成化學鍵。黏著增強劑可具有如下結構，即異氰酸酯基存在於黏著增強劑的一個末端且(甲基)丙烯酸酯基存在於其另一末端。黏著增強劑中之此等(甲基)丙烯酸酯基及異氰酸酯基可與存在於底塗層130表面上之反應性基團反應以形成化學鍵，因而顯著地增加液晶層120與底塗層130之間的黏著力。
根據本發明，(甲基)丙烯酸酯意謂丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，或視情況意謂丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者。
根據本發明，黏著增強劑中之(甲基)丙烯酸酯基及異氰酸酯基可經定義以進一步指經由額外處理而產生(甲基)丙烯酸酯基或異氰酸酯基之官能基，額外處理例如後處理，諸如在黏著增強劑以化學方式鍵結至遲延薄膜之底塗層130之前的熱處理，即使在將黏著增強劑與用於形成液晶層之組成物混合時，黏著增強劑最初在其兩末端並不包含(甲基)丙烯酸酯基及/或異氰酸酯基。舉例而言，經由熱處理產生異氰酸酯基之官能基可包含由醯胺鍵鍵聯在黏著增強劑之一個末端的吡唑基。可在加熱期間將此吡 唑基分離，因而在黏著增強劑末端形成異氰酸酯基。
根據本發明之黏著增強劑可包含具有如下結構之任何化合物，即對應地在黏著增強劑之一個末端包含至少一個異氰酸酯基，在其另一末端包含至少一個(甲基)丙烯酸酯基，而對其無特定限制。作為其特定實例，由以下式1至式4表示的化合物可單獨使用或以其兩者或兩者以上之任意組合使用：
(其中R1及R2各自獨立地為氫或甲基，R3及R7各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代，R4及R6各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由醯胺、酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代；R5為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)，
(其中R7及R8各自獨立地為氫或甲基； R9及R11各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代； R10為，其中E1及E3各自獨立地為具有1 至10個碳原子之烷基，該烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代，或者為具有1至8個碳原子之烷氧基，且E2為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)
(其中R12為氫或甲基，R13為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)
(其中R14為氫或甲基，R15為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)。
根據用於形成本發明之液晶層之組成物，由式1至式4表示的黏著增強劑可與由式2至式4表示之化合物及由式1表示之化合物中之至少一者組合使用，以便確保更優良的界面黏著力。
由式1至式4中之任一者表示之黏著增強劑之特定實例可包含選自由以下式5至式15表示之化合物組成之群中之至少一者；
[式10]
關於由式4表示之化合物及其說明性實例，亦即，分別由式12、式13、式14及式15表示的化合物，藉由諸如乾燥之熱處理將各化合物之一個末端之二甲基吡唑基分離，因此，可在該末端形成異氰酸酯基。
黏著增強劑之含量較佳在液晶化合物之0.1至15wt份至100wt份範圍內，在一態樣中，有效獲得增強基板與液晶層之間的黏著力之效果，同時保持所需液晶配向而不使相位遲延劣化。
(b)液晶化合物
根據本發明，液晶化合物為沿特定方向配向以呈現遲延薄膜之所需效果之主要材料。根據本發明之液晶化合物在無任何導出配向的典型配向薄膜之情況下配向於基板薄膜上，且考慮到上述態樣，較佳使用具有垂直配向之液晶化合物。應用於本發明中之具有垂直配向之液晶化合物不受特定限制。
液晶化合物可含有在配向之後經受固化之反應性基團且此反應性基團亦可與黏著增強劑之異氰酸酯基或(甲基)丙烯酸酯基反應。如上文所描述之液晶化合物之該種反應性基團可包含例如碳-碳不飽和鍵、羥基、環氧基、氰基或其類似基團。較佳使用碳-碳不飽和鍵。更特定言之，碳-碳不飽和鍵可包含例如在丙烯醯氧基、氰丙烯酸酯基、烯丙基、肉桂酸酯基或烯丙氧基中所含有的碳-碳不飽和鍵。
因此，在本發明中可使用任何液晶化合物，只要其為在用於相關技術中之具有垂直配向之習知液晶化合物中之具有反應性基團的液晶化合物即可。此外，即使一般用於相關技術之液晶化合物最初並不含有上述反應性基團，具有藉由相關技術中已知的預處理製程引入至其一個末端之反應性基團的液晶化合物可用於本發明，而對其無特定限制。液晶化合物之特定實例可包含由以下式16至式18表示之化合物。
[式18]
同時，液晶化合物中之反應性基團與黏著增強劑中之異氰酸酯基或(甲基)丙烯酸酯基之間的化學鍵可根據以下反應流程1至6形成。
(c)聚合引發劑
關於用於形成根據本發明之液晶層之組成物，本文所使用之聚合引發劑可包含習知用於相關技術之光引發劑或熱引發劑，且較佳為光引發劑。
更特定言之，光引發劑可包含三嗪化合物、苯乙酮化合物、聯咪唑化合物、肟化合物、安息香化合物、二苯甲酮化合物、9-氧硫化合物、蒽化合物或其類似化合物，然而，但不特定限於此。
三嗪化合物可包含例如2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-向日葵基-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪或其類似化合物。
苯乙酮化合物可包含例如二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-(N-嗎啉基)丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)丁-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮之寡聚物、2-甲基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)乙-1-酮、2-乙基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)乙-1-酮、2-丙基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)乙-1-酮、2-丁基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)乙-1-酮、2-甲基-2-胺基(4-(N-嗎啉基) 苯基)丙-1-酮、2-甲基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)丁-1-酮、2-乙基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)丙-1-酮、2-乙基-2-胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)丁-1-酮、2-甲基-2-甲胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)丙-1-酮、2-甲基-2-二甲基胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)丙-1-酮、2-甲基-2-二乙基胺基(4-(N-嗎啉基)苯基)丙-1-酮或其類似化合物。
聯咪唑化合物可包含例如2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(三烷氧苯基)聯咪唑、其他在4,4',5,5'位置具有經烷氧羰基或其類似基團取代之苯基之咪唑化合物。其中，較佳使用2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑及2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑。
肟化合物可包含例如0-乙氧基羰基-α-氧亞胺基-1-苯基丙-1-酮或其類似化合物。
安息香化合物可包含例如安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚或其類似化合物。
二苯甲酮化合物可包含例如二苯甲酮、0-苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮或其類似化合物。
9-氧硫化合物可包含例如2-異丙基9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫、2,4-二氯9-氧硫、1-氯-4-丙氧基9-氧硫或其類似化合物。
蒽化合物可包含例如9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽或其類似化合物。
除上述組份之外，2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、苄基-9,10-菲醌、樟腦醌、苯乙醛酸甲酯、 二茂鈦化合物、具有產生鏈轉移之基團之光聚合引發劑亦描述於日本專利公開案第2002-544205號或其類似案中。
在用於形成根據本發明之液晶層之組成物的另一態樣中，可能不包含光引發劑。光引發劑具有使光配向劑易於進行光聚合之優點。然而，當過量使用光引發劑時，其可充當雜質以降低配向效果及破壞液晶配向，因此，在交叉偏振之情況下，可能發生漏光或在光固化之後引發劑昇華以致光罩受污染。若引發劑之反應波長相對於光配向試劑在曝光期間反應所處之波長之強度相當高，則可降低線速度以體現光配向，從而導致出現諸如生產效率降低之有害影響。考慮到該等態樣，用於形成本發明之液晶層之組成物可包含極其微量之光引發劑或不包含光引發劑。
(d)有機溶劑
關於用於形成根據本發明之液晶層之組成物，本文所使用之有機溶劑可包含用於相關技術之任何習知有機溶劑，而對其無特定限制。舉例而言，乙二醇單烷基醚(諸如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚及乙二醇單丁醚)、二乙二醇二烷基醚(諸如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙甲醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等)、乙二醇烷基醚乙酸酯(諸如乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯等)、烷二醇烷基醚乙酸酯(諸如丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲氧基戊酯等)、丙二醇單烷基醚(諸如丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚等)、丙二醇二烷基醚(諸如丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇乙甲醚、丙二醇二丙醚、丙二醇丙甲醚、丙二醇乙丙醚等)、丙二醇烷基醚丙酸酯(諸如丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯、丙二醇丁醚丙酸酯等)、丁二醇單烷基醚(諸如甲氧基丁醇、乙氧基丁醇、丙氧基丁醇、丁氧基丁醇等)、丁二醇單 烷基醚乙酸酯(諸如乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基丁酯、乙酸丙氧基丁酯、乙酸丁氧基丁酯等)、丁二醇單烷基醚丙酸酯(諸如丙酸甲氧基丁酯、丙酸乙氧基丁酯、丙酸丙氧基丁酯、丙酸丁氧基丁酯等)、二丙二醇二烷基醚(諸如二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲醚醚等)、芳族烴(諸如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等)、酮(諸如甲乙酮、丙酮、甲戊酮、甲異丁酮、環己酮等)、醇(諸如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙三醇等)、酯(諸如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-羥基丙酸丙酯、3-羥基丙酸丁酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等)、環狀醚(諸如四氫呋喃、哌喃等)、環狀酯(諸如γ-丁內酯)，其單獨使用或以兩者或兩者以上之任意組合使用。
(e)添加劑
用於形成本發明之液晶層之組成物可視情況包含添加劑，該等添加劑諸如填充劑、固化劑、調平劑、黏著促進劑、抗氧化劑、UV吸收劑、抗凝聚劑、鏈轉移劑或其類似添加劑。
<底塗層>
本發明之底塗層130起到將基板110與液晶層120結合之作用。本發明之底塗層130包含在底塗層130中所含有的樹脂之特定官能基，亦即，羥基及羧基中之至少一者，因而與液晶層120中之黏著增強劑之異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基反應，以便形成化學鍵，從而提高黏著性。
此外，在底塗層130中所含有之樹脂之羥基及/或羧基為親水性基團。存在於底塗層130表面上之該種親水性基團可提供表面能，該表面能使得在液晶層中所含有的液晶化合物能夠易於垂直配向。因此，即便在無任何習知配向薄膜的情況下，液晶化合物仍可於底塗層130之表面上適當地配向。該種親水特性之程度不受特定限制，只要液晶化合物合乎需要地經垂直配向即可。舉例而言，水接觸角可在60至80。範圍內，然而，不特定限於此。
本發明之底塗層130可包含水性或有機底塗層。
(a)水性底塗層
水性底塗層包含水性樹脂，且水性樹脂可包含例如水性胺基甲酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚酯樹脂及其乳液，且較佳為水性胺基甲酸酯樹脂。
水性胺基甲酸酯樹脂可包含例如：藉由分子中含有至少一個活性氫之化合物與異氰酸酯化合物反應獲得之水性胺基甲酸酯樹脂；或自含有異氰酸酯基之預聚物獲得之水性胺基甲酸酯樹脂，該水性胺基甲酸酯樹脂首先藉由分子中含有至少一個活性氫之化合物與聚異氰酸酯化合物在過量異氰酸酯基之條件下、在有機溶劑中進行胺基甲酸酯化反應而產生， 該有機溶劑對反應為不活化的，同時具有高親水特性。
分子中含有至少一個活性氫之化合物不受特定限制，但可包含含有羥基型活性氫之化合物。舉例而言，可使用二醇化合物，諸如低分子量二醇化合物、聚醚二醇化合物、聚酯二醇化合物、聚醚酯二醇化合物、聚碳酸酯二醇化合物或其類似化合物。
聚異氰酸酯化合物可包含例如：脂族二異氰酸酯化合物；脂環族二異氰酸酯化合物；或芳族異氰酸酯化合物，其各在分子中含有至少一個異氰酸酯基。此等化合物可單獨使用或以與上述化合物之兩者或兩者以上之任意組合使用。
胺基甲酸酯樹脂可具有自乳化特性(當其為基於聚酯之聚胺基甲酸酯水性分散液類型時)及陰離子截留特性，且包含添加至其上以調節黏著性之水性環氧化合物。
當使用胺基甲酸酯樹脂時，本文進一步使用之交聯劑可包含在相關技術中已知之任何習知交聯劑。舉例而言，聚縮水甘油醚、乙二醇、1,4-丁二醇三羥甲基丙烷、氧丙烷乙二胺、己二胺、間苯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺或其類似化合物，其單獨使用或以其兩者或兩者以上之任意組合使用，然而，不特定限於此。
若本發明之底塗層130為水性底塗層，則二醇化合物之羥基及聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基可與液晶層120中之黏著增強劑形成化學鍵，同時二醇化合物之羥基可導出液晶層120之配向。
日本專利特許公開案第2010-176022號中描述關於包含水性樹脂之水性底塗層之更加詳細及額外的描述，且此專利中描述之底塗劑可應用於本發明。出於此目的，日本專利特許公開案第2010-176022號關於該底塗層之內容將以引用的方式全部併入本文中。
(b)有機底塗層
有機底塗層可包含樹脂，該樹脂藉由在兩末端含有異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基之光可固化及熱可固化型第一單體與含有羥基或羧基之第二多官能單體聚合而獲得。
根據本發明之第一單體在兩末端包含異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基以供(可能)光固化及熱固化。第一單體之(甲基)丙烯酸酯基參與光固化反應，而異氰酸酯基參與熱固化反應。(甲基)丙烯酸酯基與另一分子中之碳-碳雙鍵反應以形成碳-碳飽和鍵。另一方面，異氰酸酯基與羥基或羧基反應以形成胺基甲酸酯鍵。
在製造光學薄膜(熱固化)期間，在乾燥過程中作為典型溫度之約80至130℃下，第一單體之異氰酸酯基與羥基或羧基反應。
照此，因為第一單體與第二單體交聯，所以可提高樹脂層之硬度及黏著性。
此外，在與樹脂層接觸之基板薄膜由PMMA製備之情況下，第一單體之(甲基)丙烯酸酯基可與殘留於PMMA表面上之未反應的碳-碳不飽和鍵中之反應性基團反應以形成碳-碳飽和鍵。在此情況下，樹脂層與基板薄膜由化學鍵偶合以進一步提高界面黏著力。
第一單體之特定實例可與液晶層120所含有的黏著增強劑中所用之化合物相同。
根據本發明之第二單體可為具有羥基或羧基之多官能單體。如上所述，第二單體經由羥基或羧基進行交聯反應，且視情況，若其具有碳-碳不飽和鍵作為官能基，則甚至進行聚合反應。
第二單體可包含例如由式19表示之化合物。
[式19] (其中R1、R2、R3及R4中之至少一者為氫或羧基且其餘可各自獨立地選 自甲基或丙烯醯基，A選自 ，a為1至3之整數，且b為0至12之整數)
由式12表示之化合物之特定實例可包含由以下式20至式27表示之化合物，然而，但不特定限於此。
就聚苯乙烯而言，根據本發明之第二單體較佳具有200至3,000，且更佳500至1,000範圍內之重量平均分子量。當第二單體之重量平均分子量超過3,000時，分散性可能減少或無法獲得穩定分散液以使得光學薄膜之亮度降低。若重量平均分子量低於200，則光學薄膜之亮度可能降低。
當本發明之底塗層130為有機底塗層時，第一單體之(甲基)丙烯酸酯基可與液晶層120中之黏著增強劑之另一(甲基)丙烯酸酯基反應以形成化學鍵(碳-碳飽和鍵)，同時第二單體之羥基或羧基可與液晶層120中之黏著增強劑之(甲基)丙烯酸酯基反應以形成化學鍵(胺基甲酸酯鍵)且羥 基可導出液晶層120之配向。
根據本發明之有機底塗層可形成為除上述單體化合物之外同時進一步包含光聚合引發劑及有機溶劑。
本文所使用之光聚合引發劑可包含用於相關技術之任何習知引發劑，而對其無特定限制。然而，較佳使用分子中具有至少兩個光活性肟酯主鏈之化合物。若分子中存在至少兩個光活性肟酯主鏈，則在開始聚合反應時可在化合物中產生兩個自由基，從而展示較高的聚合反應之引發效率。
分子中具有至少兩個光活性肟酯主鏈之化合物可為衍生自由以下式28表示之化合物之產物，其經由R1或R2成為二聚物。
(其中R1、R2及R3各自獨立地為R11、OR11、COR11、SR11、CONR12R13、或CN，R4及R5各自獨立地為R11、OR11、SR11、COR11、CONR12R13、NR12COR11、OCOR11、COOR11、SCOR11、OCSR11、COSR11、CSOR11、CN、鹵素原子或羥基，a及b各自獨立地為0至3之整數。
R11、R12及R13各自獨立地為氫原子、具有1至20個碳原子之烷基、具有6至30個碳原子之芳基、具有7至30個碳原子之芳烷基或具有2至20個碳原子之雜環基，其中烷基、芳基、芳烷基及雜環基中之各氫原子可經R21、OR21、COR21、SR21、NR22R23、CON R22R23、-NR22-OR23、-NCOR22-OCOR23、 -C(=N-OR21)-R22、-C(=N-OCOR21)-R22、CN、鹵素原子、-CR21=CR22R23、-CO-CR21=CR22R23、OCO-CR21=CR22R23、O-C1-6伸烷基-OCOR21、COOR21或環氧基取代；R21、R22及R23各自獨立地為氫原子、具有1至20個碳原子之烷基、具有6至30個碳原子之芳基、具有7至30個碳原子之芳烷基或具有2至20個碳原子之雜環基；由R11、R12、R13、R21、R22及R23表示之取代基之伸烷基部分之亞甲基可經不飽和鍵、醚鍵、硫醚鍵、酯鍵、硫酯鍵、醯胺鍵或胺基甲酸酯鍵中斷一至五次；取代基之烷基部分可具有分支鏈或為環狀烷基；取代基之烷基末端可為不飽和鍵；R12與R13及/或R22與R23可分別形成環；且R3可連同與其鄰接之苯環形成環)。
在以上式41中，由R11、R12、R13、R21、R22及R23表示之烷基可包含例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、庚基、辛基、異辛基、2-乙基己基、第三辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、環戊基、環己基、環己基甲基、乙烯基、烯丙基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、戊氧基乙基、辛氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、甲氧基丙基、2-甲氧基-1-甲基乙基或其類似基團。由R11、R12、R13、R21、R22及R23表示之芳基可包含例如經至少一個烷基或其類似基團取代之苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、氯苯基、萘基、蒽基、菲基或苯基、聯苯基、萘基或蒽基。由R11、R12、R13、R21、R22及R23表示之芳烷基可包含例如苄基、氯苄基、α-甲苄基、α,α-二甲苄基、苯乙基、苯基乙烯基或其類似基團。由R11、R12、R13、R21、R22及R23表示之雜環基可包含例如五(5)員至七(7)員雜環，該等雜環諸如吡啶基、嘧啶基、呋喃基、 噻吩基、四氫呋喃基、二氧戊環基、苯并噁唑-2-基、四氫哌喃基、吡咯啶基、咪唑啶基、吡唑啶基、噻唑啶基、異噻唑啶基、噁唑啶基、異噁唑啶基、哌啶基、哌嗪基、嗎啉基等。此外，存在藉由將R12及R13組合所形成之環、藉由將R22及R23組合所形成之環及藉由將R3及與其鄰接之苯環組合所形成之環。其特定實例可包含5員至7員環，諸如環戊烷環、環己烷環、苯環、哌啶環、嗎啉環、內酯環等。此外，可能取代R11、R12、R13、R21、R22及R23且由R4或R5表示之鹵素原子可包含例如氟、氯、溴及碘。
取代基之伸烷基部分之亞甲基可經不飽和鍵、醚鍵、硫醚鍵、酯鍵、硫酯鍵、醯胺鍵或胺基甲酸酯鍵中斷一至五次，其中中斷鍵基團可為至少一個或兩個或兩個以上之基團，且若其為持續中斷上述亞甲基之基團，則可持續中斷至少兩個或兩個以上亞甲基。取代基之烷基部分可具有分支鏈或為環狀烷基。此外，取代基之烷基末端可為不飽和鍵。
在根據本發明之肟酯化合物中，由以上式41表示之化合物包含：如下化合物，其中R1為具有11至20個碳原子之烷基、具有6至30個碳原子之芳基、具有7至30個原子之芳烷基、具有2至20個碳原子之雜環基、OR11、COR11、SR11、CONR12R13或CN，其中R3為具有1至12個碳原子且經醚鍵或酯鍵中斷一至五次之烷基、具有13至20個碳原子之烷基、OR11、COR11、SR11、CONR12R13或CN，詳言之，其中R1為具有11至20個碳原子之烷基或具有6至30個碳原子之芳基，或其中R3為具有1至8個碳原子且在烷基之伸烷基部分含有亞甲基(其可能經醚鍵或酯鍵中斷一至五次)之分支鏈烷基；含有具有至少13個碳原子之烷基之化合物，其中在烷基之伸烷基部分之亞甲基可經醚鍵或酯鍵中斷一至五次；含有R3經醚鍵中斷一至五次之烷基之化合物；含有R3經酯鍵中斷一至五次之烷基之化合物；以上化合物可易於用於合成。此外，在使用該等化合物作為光聚合引發劑之情況下，以上化合物可以1wt%或大於1wt%之量溶解於溶劑中，亦即，丙 二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯或環己酮中因而滿足對於光聚合引發劑之需求，從而較佳地使用。
本發明之肟酯化合物可由以下式29及式30表示，其較佳經由R1或R2，自由式28表示之化合物二聚。
(其中R1至R5與式1中所定義的相同)
由以上式28表示之本發明之肟酯化合物之較佳實例可包含由式31至式37表示之化合物，然而，但不特定限於此：
[式32]
[式37]
作為由式30表示之肟酯化合物之較佳實例，可例示由以下式51表示之化合物。然而，本發明不特定限於以下化合物。
分子中具有至少兩個光活性肟酯主鏈之光聚合引發劑可以按根據本發明之有機底塗劑組成物之總重量計0.1至40wt%，且較佳1至30wt%之量包含。在上述範圍內，其對光具有較高敏感度以允許即便在低曝光下仍充分進行聚合反應，因而較佳地展示優良的界面黏著力。
本發明之有機底塗劑組成物中所含有的光聚合引發劑可進一步包含：除分子中具有至少兩個光活性肟酯主鏈之上述化合物之外(但不特定限於)，選自由如上所描述之此類三嗪化合物、苯乙酮化合物、聯咪唑化合物及肟化合物組成之群中之至少一者。含有光聚合引發劑之組成物可具有高敏感度且使用上述組成物形成之薄膜可具有良好的強度及表面光滑度。
<基板>
本文所使用之根據本發明之基板110可包含相關技術中所用基板中之任一種而無特定限制。舉例而言，較佳使用透明材料且其可包含例如含有三乙醯纖維素(TAC；triacetyl cellulose)、環烯烴聚合物(COP；cyclo-olefin polymer)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA；poly(methyl methacrylate)) 基聚合物或其類似物之薄膜。
本發明中所使用之基板110自身為三乙醯纖維素(TAC)、環烯烴聚合物(COP)或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)基薄膜，或另外可為藉由上述薄膜中之每一者之表面處理而獲得之產物。在表面處理之後，基板110可在其表面上具有反應性基團，該基團能夠與底塗層中之異氰酸酯基或(甲基)丙烯酸酯基反應。藉由表面處理引入於表面上之反應性基團可包含例如藉由皂化引入於TAC表面上或藉由電漿處理引入於COP表面上之羥基。其他表面處理可包含例如：諸如電暈處理、底塗劑處理等之乾法處理；諸如鹼性化(包含皂化)之化學處理；塗佈處理以形成黏接層或其類似者。較佳地，合乎需要地藉由鹼性化(包含皂化)處理纖維素薄膜，同時可適宜地藉由諸如電暈處理或電漿處理之乾法處理來處理丙烯酸、聚烯烴及/或聚酯薄膜。更特定言之，可藉由選自例如遠端電漿、直接電漿及單體電漿中之至少一者進行電漿處理。
可經由如上所描述之表面處理引入至基板110之表面上的反應性基團之特定實例可包含羥基、硫醇基、羧基及胺基。
此外，根據本發明，基板110可能不具有遲延值。另外，基板可視情況具有預定之遲延值。在基板110具有如上所描述之該種遲延值之情況下，此值可與液晶層120之遲延值組合，以便獲得所需效果。向基板110提供遲延值可藉由使用具有基板110所需遲延值之特定材料或在基板110之製造中進行拉伸製程來進行。
<遲延薄膜>
本發明可提供遲延薄膜100，其包含由化學鍵結合在一起之液晶層120及底塗層130。可將基板110黏結於底塗層130之另一面上。化學鍵為兩末端具有異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基之黏著增強劑(其中異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基包含於液晶層120中)與存在於底塗層130表面 上之反應性基團之間形成的鍵，該反應性基團尤其為羥基及異氰酸酯基(對於水性底塗層)或羥基、羧基、(甲基)丙烯酸酯基及異氰酸酯基(對於有機底塗層)。由於上述製程，本發明之遲延薄膜可顯著地提高液晶層120與底塗層130之間的界面黏著力。
可能藉由液晶層120中之異氰酸酯或(甲基)丙烯酸酯與底塗層130中之反應性基團之間的反應形成之化學鍵可包含例如：藉由液晶層120中之黏著增強劑之異氰酸酯或(甲基)丙烯酸酯與底塗層130之反應性基團之間的反應所形成之碳-碳飽和鍵；藉由液晶層120中之黏著增強劑之異氰酸酯基與底塗層130之羥基或羧基之間的反應所形成之胺基甲酸酯鍵。可藉由以下反應流程1至4特定說明此等反應。
在本發明之另一態樣中，在基板110之表面處理之後，諸如羥基、硫醇基、羧基、(甲基)丙烯酸酯基、胺基或環氧基之反應性基團可提供於基板之表面上。在此情況下，反應性基團可與曝露於底塗層130表面上之異氰酸酯或(甲基)丙烯酸酯基反應，從而更加提高黏著力。
舉例而言，可包含藉由底塗層130中之第一單體之(甲基)丙烯酸酯基與基板110之(甲基)丙烯酸酯基之間的反應所形成之碳-碳飽和鍵；藉由底塗層130之異氰酸酯基與基板110之羥基、硫醇基、羧基、胺基或環氧基之間的反應所形成之胺基甲酸酯鍵；及藉由底塗層130之黏著增強劑中之(甲基)丙烯酸酯基與基板110之硫醇基之間的反應所形成之硫醇烯基。可藉由以下反應流程1至4特定說明此等反應。
為便於參考，液晶層120中之黏著增強劑與液晶化合物之反應性基團之間的化學鍵亦可具有與上文所描述相同之反應機制。此外，黏著增強劑與液晶化合物之反應性基團中之環氧基及氰基之間的反應可由以下反應流程5及6表示。氰基可首先使用H2O預處理同時加熱以改質成胺基或羧酸，隨後，與異氰酸酯基反應。
本發明之遲延薄膜可根據所使用之液晶之類型具有不同的遲延功能。遲延薄膜之遲延功能可由折射率比(Nz)歸類，其中折射率比(Nz)由數學方程式1定義：【數學方程式1】Nz=(nx-nz)/(nx-ny)=R th /R o +0.5
(其中nx及ny分別為薄膜之各表面折射率，且當表面折射率變為最大值之振動方向為「x」時，在上述振動方向上振動之光之折射率由nx定義，nx及ny彼此垂直，且nxny，nz表示與由nx及ny所定義之平面垂直的方向(薄膜之厚度方向)上之折射率。圖2中示意性地說明nx、ny及nz之方向之間的關係。)
在上述數學方程式1中，Rth表示厚度方向上之遲延值，其表明厚度方向上之折射率與平面內之平均折射率之間的差，且由以下數學方程式2加以定義。此外，Ro表示前向遲延值，亦即，當光經由法線(或垂直)方向傳送至薄膜時之實質性遲延值，且由以下數學方程式3加以定義。
【數學方程式2】R th =[(nx+ny)/2-nz]×d
(其中nx及ny分別為薄膜之各表面折射率，當表面折射率變為最大值之振動方向為「x」時，在上述振動方向上振動之光之折射率由nx定義，nx及ny彼此垂直，且nxny，nz表示與由nx及ny所定義之平面垂直的方向(薄膜之厚度方向)上之折射率，且d表示薄膜之厚度)。
【數學方程式3】R o =(nx-ny)×d
(其中nx及ny分別為薄膜之各表面折射率，當表面折射率變為最大值之振動方向為「x」時，在上述振動方向上振動之光之折射率由nx定義，nx及ny彼此垂直，且nxny，且d表示薄膜之厚度)
此外，遲延板之習知類型可包含：1)A型板，其中，當光沿特定方向前進時，光在所有振動方向上之折射率相同，因此，在前進方向上無遲延之情況下，在光之前進方向上之光軸存在於平面內方向上；C型板，其中，光軸存在於與平面垂直之方向上；及3)B型板，其中存在兩個 光軸。更特定言之，可將板之類型歸類如下：(1)Nz=-∞：+C板(正型C板)，nz>nx=ny
(2)Nz<0：+B板(正型B板)，nz>nx>ny
(3)Nz=0：-A板(負型A板)，nx=nz>ny
(4)0<Nz<1：Z軸配向薄膜，nx>nz>ny
(5)Nz=1：+A板(正型A板)，nx>ny=nz
(6)1<Nz：-B板(負型B板)，nx>ny>nz
(7)Nz=∞：-C板(負型C板)，nx=ny>nz
然而，如上所述之此類定義僅僅在理論上揭示，且事實上，極其難以製造與上述定義完全一致之A板、B板及C板。因此，一般而言，在不顯著背離上述定義之範疇的情況下，根據需求設置某些諸如折射率比、前向遲延等之數值並歸類於預定範圍內。
本發明之遲延薄膜視如上所述之液晶之此類配向方向而定可具有多種遲延功能，且在使用具有垂直配向之液晶之情況下，液晶層120可為+C板型遲延薄膜。理論上，+C板意謂具有-∞之折射率比Nz之板。然而，根據本發明，+C板定義為具有-6或小於-6之折射率比Nz之板。根據此態樣，即使折射率比Nz為-6或小於-6，其亦判定為+C板。
此外，根據本法明之另一具體實例，遲延薄膜100可為具有視角補償特性之遲延薄膜，若液晶層120為+C板，則該遲延薄膜藉由使用+A或-B板作為基板110而形成。理論上，+A板意謂折射率比Nz為1之板。然而，考慮到實際狀況，在本發明中，折射率比值Nz為0.9至1.1之板可定義為+A板。在此類態樣中，根據本發明，折射率比Nz為0.9至1.1之板可判定為+A板。因此，當本發明之基板110為+A或-B板時，折射率比Nz可為至少0.9，更佳為1或大於1。此外，當基板110為+A板時，Ro可在120至140nm範圍內。替代地，若基板100為-B板，則Ro可在115至125nm 範圍內。
如上所述之具有視角補償特性之該種遲延薄膜可有效地適用於具有呈IPS模式之液晶單元之影像顯示裝置。
<影像顯示裝置>
本發明亦提供一種影像顯示裝置，其包含如上所述之本發明之遲延薄膜。本發明之遲延薄膜可使用黏著劑黏著至偏光薄膜或直接黏合至PVA偏光器之一面，替代保護薄膜，因而用於顯示面板。作為一代表性實例，上述該種顯示面板可應用於液晶顯示裝置。
圖3說明配備有本發明之遲延薄膜100之顯示面板之示意性層合結構。圖3說明如下結構，其中本發明之遲延薄膜直接黏合至上偏光器300之一面。更特定言之，本發明之遲延薄膜中之液晶層120直接黏著至上偏光器300之一面，同時在液晶層120之液晶單元400側，依次結合底塗層130及具有0°之光軸之基板110。在此情況下，液晶層120可為+C板，同時基板110可為+A板或-B板。此外，液晶單元400可為呈IPS模式之液晶單元。
PVA上偏光器300及+C板，亦即，液晶層120可使用相關技術中已知之任何習知黏結劑(例如，水性或UV基黏結劑)黏著。液晶單元400及基板110可使用相關技術中已知之任何習知黏著劑或黏結劑黏著。
下偏光器300'可安置於液晶單元400之下表面上，且保護薄膜500可安置於液晶單元400與下偏光器300'之間。保護薄膜500之Ro及Rth可分別為0。
然而，上述顯示面板僅為本發明之一說明性實例，且除了本發明所提供之遲延薄膜以外可包含相關技術中已知之任何其他構型，而無特定限制。
在下文中，將描述較佳具體實例以參考實施例及比較實施例 更加具體地理解本發明。然而，熟習此項技術者將瞭解，此類具體實例出於說明之目的提供且不限制實施方式及所附申請專利範圍中所揭示之待保護之主題。因此，熟習此項技術者將顯而易知，在本發明之範疇及精神內具體實例之各種更改及修改為可能的且恰當地包含於所附申請專利範圍所界定之範圍內。
實施例1至7及比較實施例1及2
根據下表1中所陳述之基本組成製備用於形成液晶層之組成物。表1中所陳述之液晶化合物為具有垂直配向之液晶化合物，該液晶化合物藉由以按重量計28：38：28之相對比率將由式16表示之化合物(BASF公司)、由式17表示之化合物(AEKYUNG化學公司)及由式18表示之化合物(AEKYUNG化學公司)混合來製備。
同時，於經受電漿表面處理(除了實施例5與比較實施例1)之拉伸COP薄膜上形成底塗層之後，將根據實施例1至7及比較實施例1及2之用於形成液晶層之組成物中之每一者塗覆至底塗層，隨後在60℃下乾燥1分鐘且將其曝露因而導出固化反應，從而製備遲延薄膜。
實驗性實施例
對所製備的遲延薄膜中之每一者進行以下實驗且其結果陳述於下表2中。
<遲延1>
R0；在0°之視角下量測之遲延薄膜之遲延
R50，R-50；分別在50°及-50°之視角下量測之同一遲延薄膜之遲延
◎：0.97<R0/R50或R0/R-50<1.03
○：0.95<R0/R50或R0/R-50<0.97，或1.03<R0/R50或R0/R-50<1.05
△：0.90<R0/R50或R0/R-50<0.95，或1.05<R0/R50或R0/R-50<1.1
×：R0/R50或R0/R-50為1.1或大於1.1，或0.90或小於0.90
<遲延2>
Rr：根據比較實施例1製備之遲延薄膜之遲延
Rs：同一遲延薄膜之遲延
◎：0.97<Rs/Rr<1.03
○：0.95<Rs/Rr<0.97或1.03<Rs/Rr<1.05
△：0.90<Rs/Rr<0.95或1.05<Rs/Rr<1.1
×：Rs/Rr為1.1或大於1.1，或Rs/Rr為0.90或小於0.90
<界面黏著力>
在使用交叉影線於液晶層之表面上切割凹槽以形成100個四邊形之後，將米其邦(nichiban)膠帶黏附其上，隨後沿垂直方向剝離，隨後計算采得物之數量以便判定基板與液晶層之間的界面黏著力。經由光學顯微鏡，觀測液晶層且根據以下評估標準，評估圖案上之采得程度。
◎：圖案上未觀測到采得物
○：圖案上觀測到1至3個采得物
△：圖案上觀測到4至8個采得物
×：圖案上觀測到超過8個采得物
如上表2中所示，可見根據本發明之實施例中所製備之遲延薄膜展示與比較實施例中所製備之遲延薄膜實質上相同或類似的光學效能，然而，界面黏著力明顯優於比較實施例中之遲延薄膜。
100‧‧‧遲延薄膜
110‧‧‧基板
120‧‧‧液晶層
130‧‧‧底塗層

Claims (19)

  1. 一種遲延薄膜，其包括由化學鍵結合在一起之液晶層及底塗層，其中該化學鍵由存在於該底塗層表面上之羥基及羧基中之至少一者以及存在於該液晶層中所含有的黏著增強劑兩末端之異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之遲延薄膜，其中該液晶層與該底塗層之間的該化學鍵為藉由該液晶層中之該黏著增強劑之異氰酸酯基與該底塗層之羥基或羧基之間反應所形成的胺基甲酸酯鍵。
  3. 如申請專利範圍第1項之遲延薄膜，其中該底塗層為水性底塗層或有機底塗層。
  4. 如申請專利範圍第3項之遲延薄膜，其中該水性底塗層包含藉由選自由低分子量二醇化合物、聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚酯二醇及聚碳酸酯二醇組成之群之至少一種二醇化合物與聚異氰酸酯反應所獲得的水性胺基甲酸酯樹脂。
  5. 如申請專利範圍第3項之遲延薄膜，其中該有機底塗層包含藉由在兩末端具有異氰酸酯基及(甲基)丙烯酸酯基之第一單體與具有羥基或羧基之多官能第二單體聚合而獲得的樹脂。
  6. 如申請專利範圍第5項之遲延薄膜，其中申請專利範圍第1項中所陳述之化學鍵進一步包含該液晶層中之該黏著增強劑與該底塗層中之該第一單體之間的碳-碳飽和鍵。
  7. 如申請專利範圍第1項之遲延薄膜，其中該液晶層包含液晶化合物，該液晶化合物具有能夠與該黏著增強劑之該異氰酸酯基或(甲基)丙烯酸酯基反應的反應性基團。
  8. 如申請專利範圍第7項之遲延薄膜，其中該液晶化合物之該反應性基團為碳-碳不飽和鍵、羥基、環氧基或氰基。
  9. 如申請專利範圍第7項之遲延薄膜，其中該液晶化合物為具有垂直配向(homeotropic alignment)之液晶化合物。
  10. 如申請專利範圍第1項之遲延薄膜，其中該薄膜具有該液晶層、該底塗層及基板以此順序依次安置於其中之結構。
  11. 如申請專利範圍第10項之遲延薄膜，其中該基板包含三乙醯纖維素、環烯烴或PMMA基聚合物，加以或不加以表面處理。
  12. 如申請專利範圍第11項之遲延薄膜，其中該表面處理為選自由皂化、底塗劑處理、電暈處理、電漿處理及塗佈組成之群中之至少一者。
  13. 如申請專利範圍第12項之遲延薄膜，其中該電漿處理為選自由遠端電漿處理、直接電漿處理及單體電漿處理組成之群中之至少一者。
  14. 如申請專利範圍第1項之遲延薄膜，其中該底塗層相對於該液晶層側之表面具有60至80。之水接觸角。
  15. 如申請專利範圍第10項之遲延薄膜，其中該基板為+A板或-B板，同時該液晶層為+C板。
  16. 如申請專利範圍第1項之遲延薄膜，其中該黏著增強劑為選自由以下式1至式4表示的化合物組成之群中之至少一者： (其中R1及R2各自獨立地為氫或甲基，R3及R7各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代， R4及R6各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由醯胺、酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代；R5為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)， (其中R7及R8各自獨立地為氫或甲基；R9及R11各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代； R10為，其中E1及E3各自獨立地為具有1 至10個碳原子之烷基，該烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代，或者為具有1至8個碳原子之烷氧基，且E2為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代) (其中R12為氫或甲基，R13為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代) (其中R14為氫或甲基，R15為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)。
  17. 如申請專利範圍第5項之遲延薄膜，其中該第一單體為選自由以下式1至式4表示的化合物組成之群中之至少一者： (其中R1及R2各自獨立地為氫或甲基，R3及R7各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代，R4及R6各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由醯胺、酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代；R5為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代)，[式2] (其中R7及R8各自獨立地為氫或甲基；R9及R11各自獨立地為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代； R10為，其中E1及E3各自獨立地為具有1 至10個碳原子之烷基，該烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代，或者為具有1至8個碳原子之烷氧基，且E2為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經具有1至8個碳原子之烷氧基取代或未經取代) (其中R12為氫或甲基，R13為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代) (其中R14為氫或甲基， R15為具有1至10個碳原子之伸烷基，該伸烷基經選自由酮、酯及硫醇基團組成之群之基團取代或未經取代)。
  18. 一種影像顯示裝置，其包括如申請專利範圍第1項至第17項中任一項之遲延薄膜。
  19. 如申請專利範圍第18項之影像顯示裝置，其中該影像顯示裝置呈IPS模式。
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