TW201602182A - 光學等向性醋酸纖維素薄膜及包含此薄膜之顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明有關於一種延遲薄膜以及一種液晶顯示裝置，特別是有關於一種等向性醋酸纖維素薄膜，其包括用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式1所表示，且滿足以下數學式1，以及有關於一種包含此薄膜的一種液晶顯示裝置。本發明可有效地將延遲性控制在0□Re(550)□20，-30□Rth(550)□30的範圍內。
[化學式1]M-(G)n-M
其中，M為具有4至14個碳原子的異丙基羰基氧基或其酯類化合物，或者羥基，G為2,2,4-三甲基-1,3-亞戊基或者亞乙基二醇以及二羧酸作為二價飽和交聯基，具有20至40個原子和8至16個碳原子，n為1或1以上的整數。
□□其中，Re(λ)為從一基本波長λ nm的表面方向中的一延遲值，Rth(λ)為從一基本波長λ nm的一厚度方向中的一延遲值，nx為在該薄膜的一表面中的x軸方向的一折射係數，ny為在該薄膜的一表面中的y軸方向的一折射係數，nz為在該薄膜的一厚度方向的一折射係數，d為該薄膜的厚度。
Description
本發明有關於一種光學等向性醋酸纖維素薄膜及一種顯示裝置，特別是包含此薄膜之一種液晶顯示裝置。
高性能且高品質的液晶顯示裝置成為可取得的，作為用於偏光板的偏光板保護薄膜，需要具有的性質為，與偏光板尺寸穩定性相關之能夠忍受嚴苛環境變化，偏光板捲曲性質和偏光板表面性質。
作為目前使用的液晶顯示裝置的一般偏光板保護薄膜，係使用纖維素酯(cellulose ester)作為材料。一般而言，纖維素酯薄膜係使用溶液澆注(solution casting)薄膜形成方法以確保平坦度，當溶劑蒸發時，薄膜係在薄膜厚度的方向上擴張，結果，相較於在薄膜表面方向上的折射係數，在厚度方向上的折射係數較低。對於加入液晶顯示裝置的顯示模式，其他延遲薄膜和組件的延遲，結果，作為優化的偏光板保護薄膜，而需要在厚度方向和表面方向上有相同折射係數的薄膜，以及在表面側有較高折射係數的偏光板保護薄膜，以確保液晶顯示裝置的視角。
顯示薄膜(例如液晶面板薄膜)需要光學等向性，然而，大部分的塑膠薄膜比起玻璃有較低的光學等向性。
醋酸纖維素薄膜(cellulose-acetate)展現出相當優良的穿透性、平坦度和光學等向性。然而，需要抑制表面方向上和厚度方向上的取向性(orientation property)，以得到醋酸纖維素薄膜的光學等向性，這可使用延遲抑制劑而達到。
然而，使用於光學等向性之醋酸纖維素薄膜的大部份延遲抑制劑，是低分子量化合物，雖然對於降低延遲性有效，但是此類低分子量的添加物對於醋酸纖維素並不具有良好相容性，並且當形成薄膜時是高度揮發性的，當延遲抑制劑的含量增加時，會引起薄膜滲出的問題，導致延遲展現(retardation revelation)之抑制減少的問題。
本發明之一目的為，提供一種光學等向性之醋酸纖維素薄膜，其可解決現行技術的問題，使用特定的延遲抑制劑而可用作IPS的延遲補償薄膜。
本發明有鑑於上述，而提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其包括用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式1所表示，且滿足以下數學式1。
[化學式1]M-(G)n-M
其中，M為具有4至14個碳原子的異丙基羰基氧基或其酯類化合物，或者羥基，G為2,2,4-三甲基-1,3-亞戊基或者亞乙基二醇以及二羧酸作為二價飽和交聯基，具有20
至40個原子和8至16個碳原子，n為1或1以上的整數。
其中，Re(λ)為從一基本波長λ nm的表面方向中的一延遲值，Rth(λ)為從一基本波長λ nm的一厚度方向中的一延遲值，nx為在該薄膜的一表面中的x軸方向的一折射係數，ny為在該薄膜的一表面中的y軸方向的一折射係數，nz為在該薄膜的一厚度方向的一折射係數，d為該薄膜的厚度。
此外，本發明提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其中該塑化劑為用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式2表示。
其中，M為或，以及n為1或1以上的整數。
再者，本發明提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其中該塑化劑為用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式3表示。
其中，n為1或1以上的整數。
此外，本發明提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其中該塑化劑的含量為5至15重量份，以醋酸纖維素100重量份為基準。
再者，本發明提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其中除了化學式1的塑化劑之外，該塑化劑更包括，擇自由以下之其他塑化劑的一種或多種：聚醇酯類塑化劑、聚羧酸酯類塑化劑、乙醇酸酯類塑化劑、酞酸酯類塑化劑、檸檬酸酯類塑化劑、脂肪酸酯類塑化劑和磷酸酯類塑化劑、聚酯類塑化劑和丙烯酸系塑化劑。
此外，本發明提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其為用作IPS的延遲補償薄膜。
再者，本發明提供一種顯示裝置，其包括本發明之等向性醋酸纖維素薄膜。
本發明之薄膜的延遲性，在0Re(550)20以及-30Rth(550)30的範圍內，因此，其適合作為IPS的延遲補償膜。
以下，將詳細說明本發明。
本發明之一特徵為，提供一種等向性醋酸纖維素薄膜，其包括用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式1所表示，且滿足以下數學式1。
[化學式1]M-(G)n-M
其中，M為具有4至14個碳原子的異丙基羰基氧基或其酯類化合物，或者羥基，G為2,2,4-三甲基-1,3-亞戊基或者亞乙基二醇以及二羧酸作為二價飽和交聯基，具有20至40個原子和8至16個碳原子，n為1或1以上的整數。
其中，Re(λ)為從一基本波長λ nm的表面方向中的一延遲值，Rth(λ)為從一基本波長λ nm的一厚度方向中的一延遲值，nx為在該薄膜的一表面中的x軸方向的一折射係數，ny為在該薄膜的一表面中的y軸方向的一折射係數，nz為在該薄膜的一厚度方向的一折射係數，d為該薄膜的厚度。
化學式1的化合物可為用於光學薄膜的一酯類塑化劑，由以下化學式2或化學式3所表示。
較佳者，塑化劑的含量為5至15重量份，以100重量份的醋酸纖維素為基準。當含量少於5重量份時，延遲展
現(retardation revelation)不會足夠地被抑制，當含量大於15重量份時，塑化劑會滲出，這是不好的。
本發明之等向性醋酸纖維素薄膜，除了本發明之塑化劑之外，可更包括其他存在的塑化劑，在不損害本發明目的之範圍內。上述的例子包括多元醇酯類(polyalcohol ester-based)塑化劑、多元羧酸酯類塑化劑、甘醇酸酯類塑化劑、酞酸酯類塑化劑、檸檬酸酯類塑化劑、脂肪酸酯類塑化劑、磷酸酯類塑化劑、聚酯類塑化劑、丙烯酸系塑化劑、及其類似物。
多元醇酯可為多元醇和單元羧酯聚合而成的化合物。
多元醇並沒有特別限制，然而，較佳的多元醇例子可包括核糖醇(adonitol)、阿拉伯糖醇(arabitol)、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇(dipropylene glycol)、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇(1,2,4-butanetriol)、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、半乳糖醇(galactitol)、甘露醇(mannitol)、3-甲基戊烷-1,3-5-三醇、頻那醇(pinnacol)、山梨糖醇(sorbitol)、三羥甲基丙烷(trimethylolpropane)、三羥甲基乙烷、木糖醇(xylitol)、及其類似物。特別是，三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨糖醇、三羥甲基丙烷、和木糖醇是較佳的。
單羧酸並沒有特別限制，已知的脂肪族單羧酸、脂環族單羧酸、芳香族單羧酸、及其類似物都可使用，然而，
單羧酸的較佳例子如下所述。
較佳的脂肪族單羧酸例子，可包括飽和脂肪酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己酸、十一烯酸、月桂酸、十三酸(tridecylic acid)、十四酸、十五酸、棕櫚酸、十七酸(heptadecanoic acid)、硬酯酸、十九酸、花生酸(arachic acid)、二十二酸(behenic acid)、二十四酸(lignoceric acid)、蠟酸(cerotic acid)、二十七酸(heptacosanoic acid)，褐媒酸(rmontanic acid)、蜂花酸(rmelissic acid)、和蟲漆蠟酸(lacceric acid)，以及不飽和脂肪酸，例如十一烯酸(undecylenic acid)、油酸、山梨酸(sorbic acid)、亞麻油酸、次亞麻油酸、和花生四烯酸(arachidonic acid)。
脂環族單羧酸的較佳例子，可包括環戊烷羧酸、環己烷羧酸、環辛烷羧酸、或其衍生物。
芳香族單羧酸的較佳例子，可包括苯甲酸(benzoic acid)、將一烷基導入苯甲酸之苯環上者，例如甲苯酸(toluic acid)，具有兩個或更多個苯環的芳香族單羧酸，例如聯苯羧酸(biphenylcarboxylic acid)、萘羧酸(naphthalenecarboxylic acid)和四氫萘甲酸(tetralincarboxylic acid)、或其衍生物。特別是，較佳為苯甲酸。
多元酸酯的分子量沒有特別限制，但是較佳為300至1500，且更佳為350至750。具有大分子量是較佳的，因為其揮發困難，而對於溼度滲透力和與纖維素酯的相容性而言，小分子量是較佳的。
在多元醇酯中使用的羧酸，可為一種類型，或是
兩個或多個類型的一混合物。此外，在多元醇中的羥基(OH)，可所有都被酯化，或者一些維持為羥基(OH)。
甘醇酸酯類塑化劑，並沒有特別限制，然而，較佳係使用烷基酞酸甘醇酸烷基酯(alkyl phthalyl alkyl glycolates)。烷基酞酸甘醇酸烷基酯的例子，可包括甲基酞酸甘醇酸甲酯、乙基酞酸甘醇酸乙酯、丙基酞酸甘醇酸丙酯、丁基酞酸甘醇酸丁酯、辛基酞酸甘醇酸辛酯、甲基酞酸甘醇酸乙酯、乙基酞酸甘醇酸甲酯、乙基酞酸甘醇酸丙酯、甲基酞酸甘醇酸丁酯、乙基酞酸甘醇酸丁酯、丁基酞酸甘醇酸甲酯、丁基酞酸甘醇酸乙酯、丙基酞酸甘醇酸丁酯、丁基酞酸甘醇酸丙酯、甲基酞酸甘醇酸辛酯、乙基酞酸甘醇酸辛酯、辛基酞酸甘醇酸甲酯、辛基酞酸甘醇酸乙酯、及其類似物。
酞酸酯類塑化劑可包括酞酸二乙酯、酞酸二甲氧基乙酯、酞酸二甲酯、酞酸二辛酯、酞酸二丁酯、酞酸二-2-乙基己酯、酞酸二辛酯、酞酸二環己酯、對酞酸二環己酯、及其類似物。
檸檬酸酯類塑化劑，可包括檸檬酸乙醯三甲基酯、檸檬酸乙醯三乙基酯、檸檬酸乙醯三丁基酯、及其類似物。
脂肪酸酯類塑化劑，可包括油酸丁酯、篦麻油酸甲基醯基(ricinoleic acid methyl acetyl)、癸二酸二丁酯、及其類似物。
磷酸酯類塑化劑，可包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二苯基雙苯基酯(diphenyl biphenyl phosphate)、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、
及其類似物。
本發明之薄膜的延遲性在0Re(550)20和-30Rth(550)30的範圍內，因此，適合於作為IPS的延遲補償薄膜。
本發明之另一特徵為，提供一種顯示裝置，其包括本發明之等向性醋酸纖維素薄膜。
本發明之顯示裝置，可藉由將本發明之等向性醋酸纖維素薄膜裝設在一顯示裝置而製造，顯示裝置的其他組成和製造方法，則可使用熟習此技術人士所廣泛知道的技術而沒有限制。
本發明之顯示裝置為液晶顯示裝置(LCD)，而且包括以下所有類型，反射型、穿透型、半穿透型LCD或TN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型和MVA型)和IPS型，且較佳包括IPS型。
特別是，藉由將本發明之偏光板裝設到商業可得的IPS(平面轉換型；in plane switching)型液晶顯示裝置上，而可製造出本發明之液晶顯示裝置，具有優良的可視性和廣視角。
關於IPS型，邊際場轉換(fringe-field switching；FFS)型亦包括於本發明中，本發明之偏光板，可以和IPS型相同的方式而裝設到其上，而可製造出具有相同效果的本發明液晶顯示裝置。
以下，參考實施例而詳細說明本發明。然而，清楚知道的是，以下實施例係提供為詳細說明本發明，而非限制
本發明之專利範圍。
[塗料溶液(dope solution)的製備]
將纖維素酯(乙醯基取代度為2.86)和大約12%重量的如以下化學式2所示之塑化劑化合物(以醋酸纖維素的重量為依據)，置於二氯甲烷：甲醇=9：1的溶劑中，並且混合。使用混合槽作混合，攪拌以完全溶解固體。
其中，M為或，n為1或1以上的整數。
[薄膜之製備]
使用已溶解的塗料溶液，以製造一醋酸纖維素薄膜。將薄膜於乾燥溫度150℃之下乾燥40分鐘。薄膜的厚度為40μm。
如實施例1相同的方式製備薄膜，但是使用以下化學式3
的化合物作為塑化劑化合物。
其中，n為1或1以上的整數。
如實施例1相同的方式製備薄膜，但是使用以下化學式A的化合物作為塑化劑化合物。
其中，n為1或1以上的整數。
延遲性和霧度測定
對於實施例1和2，以及比較實施例中製得的薄膜，測定延遲性和霧度。使用Axoscan設備作延遲性測定，使用霧度儀作霧度測定。
結果如以下表1所示。
如表1所示，使用本發明所述之添加物，對於控制延遲性是非常有效的，可將延遲性控制在0Re(550)20以及-30Rth(550)30的範圍內。
本發明的薄膜可有效地將延遲性控制在0Re(550)20以及-30Rth(550)30的範圍內，因此，可用作IPS的延遲膜。
Claims (7)
- 一種等向性醋酸纖維素薄膜，包括用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式1所表示，且滿足以下數學式1：[化學式1]M-(G)n-M其中，M為具有4至14個碳原子的異丙基羰基氧基或其酯類化合物，或者羥基，G為2,2,4-三甲基-1,3-亞戊基或者亞乙基二醇以及二羧酸作為二價飽和交聯基，具有20至40個原子和8至16個碳原子，n為1或1以上的整數；以及
- 如申請專利範圍第1項所述之等向性醋酸纖維素薄膜，其中該塑化劑為用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式2表示：
- 如申請專利範圍第1項所述之等向性醋酸纖維素薄膜，其中該塑化劑為用於光學薄膜的羥基為末端之酯類塑化劑，該塑化劑係由以下化學式3表示：
- 如申請專利範圍第1項所述之等向性醋酸纖維素薄膜，其中該塑化劑的含量為5至15重量份，以醋酸纖維素100重量份為基準。
- 如申請專利範圍第1項所述之等向性醋酸纖維素薄膜，其中除了化學式1的塑化劑之外，該塑化劑更包括，擇自由以下之其他塑化劑的一種或多種：聚醇酯類塑化劑、聚羧酸酯類塑化劑、乙醇酸酯類塑化劑、酞酸酯類塑化劑、檸檬酸酯類塑化劑、脂肪酸酯類塑化劑和磷酸酯類塑化劑、聚酯類塑化劑和丙烯酸系塑化劑。
- 如申請專利範圍第1項所述之等向性醋酸纖維素薄膜，其為用作IPS的延遲補償薄膜。
- 一種顯示裝置，包括如申請專利範圍第1項所述之等向性醋酸纖維素薄膜。
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