TWI428234B - 熱塑性膜的熱處理方法、熱塑性膜以及其製造方法 - Google Patents

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TWI428234B TW097113942A TW97113942A TWI428234B TW I428234 B TWI428234 B TW I428234B TW 097113942 A TW097113942 A TW 097113942A TW 97113942 A TW97113942 A TW 97113942A TW I428234 B TWI428234 B TW I428234B
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Kiyokazu Hashimoto
Tetsuya Yoshida
Masaaki Otoshi
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Fujifilm Corp
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Description

熱塑性膜的熱處理方法、熱塑性膜以及其製造方法
本發明是關於熱處理熱塑性膜的方法，所述熱塑性膜可用於偏光板、液晶顯示器面板之光學補償膜、抗反射膜、液晶顯示裝置等；且是關於熱塑性膜及其製造方法。
為使液晶顯示裝置之視角增大，將熱塑性膜拉伸以產生共平面延遲(in－plane retardation)及厚度方向延遲(thickness direction retardation)，且將其作為相位差膜(phase difference film)用於裝置。尤其近年來，為將TN顯示模式應用於電視，需要相位差膜能夠在液晶顯示裝置中實現高對比度。
經拉伸之熱塑性膜已稱為相位差膜。熱塑性膜可採用以下方法拉伸：沿縱向(長度方向)拉伸之縱向拉伸方法、沿橫向(寬度方向)拉伸之橫向拉伸方法、相繼沿縱向及橫向拉伸之相繼雙軸向拉伸方法，或同時沿縱向及橫向拉伸之同時雙軸向拉伸方法。然而，所述方法不利之處在於，例如，所得拉伸膜無法在液晶顯示裝置中實現高對比度，或所述方法生產力較差。一種採用單軸向拉伸法製造相位差膜的方法描述於日本專利特許公開案第2001－305342號中。然而，所述方法生產力極其低下，原因在於藉由所述方法製造的相位差膜沿縱向具有慢軸且因此無法以卷軸式(roll－to－roll)方式附著於偏光器或偏光板。日本專利特許公開案第2007－108529號中提出一種具有0.90至1.20之 NZ值且沿橫向具有慢軸的膜。此外，日本專利特許公開案第2006－133720號中描述一種具有0.9至1.1之NZ值、藉由同時執行橫向拉伸及縱向鬆弛所獲得的膜。然而，在使用所述膜的情況下，當增大液晶顯示裝置之螢幕尺寸時，螢幕之中心與邊緣之間的對比度差異(對比度不勻(contrast unevenness))因熱處理而增大，且漏光(light leakage)亦增加。
為解決上述習知問題，本發明之目的為提供一種能夠形成可用於大螢幕液晶顯示裝置中而整個螢幕上無漏光及對比度不勻的熱塑性膜的熱處理方法，以及熱塑性膜及其製造方法。
本發明之目的藉由以下態樣實現。
[1]本發明之熱塑性膜之熱處理方法，包含：橫向拉伸熱塑性膜之後，在熱處理區中使用兩個或兩個以上的傳送輥傳送熱塑性膜，其中輥間距離(inter－roll disytance)(G)與輥搭接長度(roll lap length)(D)之比率(G/D)為0.01至3，且出側傳送速度(exit－side transporting speed)(V2)與入側傳送速度(entry－side transporting speed)(V1)之比率(V2/V1)為0.6至0.999。
[2]如[1]所述之方法，其中輥間距離(G)與輥搭接長度(D)之比率(G/D)為0.05至0.9。
[3]如[1]或[2]所述之方法，其中熱塑性膜之兩端固定於傳送輥上。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之方法，其中所述熱塑性膜在(Tg－20)℃至(Tg＋50)℃下經熱處理，其中Tg為所述熱塑性膜之玻璃轉移溫度(glass transition temperature)。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之方法，其中橫向拉伸之拉伸倍率為1.1至3倍。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之方法，其中所述熱塑性膜包含纖維素醯化產物(cellulose acylate)、環烯烴(cycloolefin)、含內酯環聚合物(lactone ring－containing polymer)或聚碳酸酯(polycarbonate)。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之方法，其中所述熱塑性膜藉由熔融膜成形法(melt film forming method)形成。
[8]如[1]至[7]中任一項所述之方法，其中所述熱塑性膜具有0.005至0.04微米之表面粗糙度(surface roughness)(Ra)。
[9]如[1]至[8]中任一項所述之方法，其中所述熱塑性膜藉由接觸輥膜成形法(touch roll film forming method)形成。
[10]如[1]至[9]中任一項所述之方法，其中所述熱塑性膜在熱處理之後具有50至150奈米(更佳70至95奈米)之共平面延遲(Re)。
[11]本發明之熱塑性膜，呈現至少0.5且小於1之厚度方向延遲(Rth)與Re之比率(Rth/Re)、在寬度方向上0.01至0.1之Rth/Re比率範圍及在80℃下處理200小時後 0.001%至0.3%之熱尺寸變化率。
[12]本發明之熱塑性膜，藉由如[1]至[10]中任一項之熱處理方法獲得。
[13]本發明之偏光板、用於液晶顯示器面板之光學補償膜、抗反射膜及液晶顯示裝置，包含本發明之熱塑性膜。
[14]本發明之熱塑性膜之製造方法，包含：橫向拉伸熱塑性膜之後，在熱處理區中使用兩個或兩個以上的傳送輥傳送熱塑性膜，其中輥間距離(G)與輥搭接長度(D)之比率(G/D)為0.01至3，且出側傳送速度(V2)與入側傳送速度(V1)之比率(V2/V1)為0.6至0.999。
如上所述，本發明之熱塑性膜用於大螢幕液晶顯示裝置中可減少整個螢幕上之漏光及對比度不勻。
此外，具有上述優點之熱塑性膜可藉由本發明之製造方法或熱處理方法高效地製造。
此外，本發明之偏光板、光學補償膜、抗反射膜及液晶顯示裝置具有優良的光學性質。
本發明之上述及其他目的、特徵及優點由以下結合附隨圖式所作之說明更顯而易見，其中本發明之較佳實施例藉由說明性實例展示。
以下詳述本發明之熱塑性膜以及其製備及用途。以下描述本發明之各組件之典型實施例，而不希望其限制本發明之範圍。應瞭解，在本發明中，“A至B”之數值範圍包括作為下限值與上限值的數值A與B。
在說明熱塑性膜之前，參看圖1至圖4來描述本發明之實施例之熱塑性膜製造裝置(下文中稱膜製造裝置10)。
圖1中所示之膜製造裝置10能夠製造可用於液晶顯示裝置等的熱塑性膜F。將用於熱塑性膜F之材料之球粒(諸如纖維素醯化產物樹脂、環烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂或含內酯環之聚合物樹脂)導入乾燥器12中且於其中乾燥。將所乾燥之球粒藉由擠出機14擠出，且藉由齒輪泵16傳送至過濾器18。藉由用過濾器18過濾來移除球粒中之污染物，且將熱塑性樹脂之樹脂熔融體自模20中擠出。接著，將樹脂熔融體在第一壓延輥(catsing roll)28與接觸輥(touch roll)24之間擠壓成形，並冷卻且固化於第一壓延輥28上，以製備具有預定表面粗糙度的膜狀熔融體。藉由第二壓延輥26及第三壓延輥27傳送膜狀熔融體，以獲得未拉伸膜Fa。接著可將未拉伸膜Fa捲繞並移除。或者，可將未拉伸膜Fa連續導入橫向拉伸部分42內以便長跨距拉伸。即使在將未拉伸膜Fa一次性捲繞並移除且接著導入橫向拉伸部分42中的情況下，亦獲得本發明之有利效果。
在如圖1中所示的橫向拉伸部分42中，未拉伸膜Fa是以垂直於傳送方向之寬度方向拉伸以製備橫向拉伸膜Fb。預加熱部分36及熱固著部分44可分別安置於橫向拉伸部分42之上游及下游，以在拉伸過程中減少彎曲(bowing)(光軸未對準(misalignment))。預加熱溫度較佳高於橫向拉伸溫度，且熱固著溫度較佳低於橫向拉伸溫度。彎曲通常造成膜之寬度方向中心沿傳送方向前凹 (concave forward)。當上述溫度滿足[預加熱溫度>拉伸溫度]及[拉伸溫度>後加熱溫度]之條件時，可減少彎曲。預加熱與後加熱處理可執行其中一者或皆執行。
橫向拉伸之後，在熱處理區46中將橫向拉伸膜Fb熱處理且沿縱向收縮。如圖2中所示，膜Fb之側邊未由夾頭(chuck)固定，且橫向拉伸膜Fb由多個輥48a至48d傳送以使得橫向拉伸膜Fb並非沿橫向(transverse direction，TD)、而是沿縱向(longitudinal direction，MD)收縮。如圖3中所示，輥48a至48d配置成使得輥間距離(G)與輥搭接長度(D)之比率(G/D)為0.01至3。由此，因膜與輥之間存在摩擦而防止橫向拉伸膜Fb橫向收縮。橫向拉伸膜Fb以入側輥48a之傳送速度(V1)且以出側輥48d之傳送速度(V2)、在熱處理區46中傳送，以使得出側傳送速度(V2)與入側傳送速度(V1)之比率(V2/V1)為0.6至0.999。因此，橫向拉伸膜Fb在熱處理區46中沿縱向收縮。
將橫向拉伸膜Fb在熱處理區中加以熱處理，以便製造具有可控定向角及延遲、作為最終產品的熱塑性膜F。將膜F用捲繞部分49捲繞。
縱向拉伸過程可在橫向拉伸過程之前或之後執行。膜可縱向拉伸以使得膜在一對夾輥之間傳送，出側夾輥之傳送速度高於入側夾輥之傳送速度。可視夾輥之間的距離L與入側夾輥處膜寬度W之比率(L/W)而定，選擇縱向拉伸方法。當L/W比率小時，可使用日本專利特許公開案第 2005－330411及2006－348114號中所述的縱向拉伸方法。在所述方法中，拉伸機之尺寸可減小，但膜之Rth通常過度地增大。另一方面，當L/W比率大時，可使用日本專利特許公開案第2005－301225號等中所述的縱向拉伸方法。在所述方法中，膜之Rth可減小，但通常增大拉伸機之尺寸。
圖4為展示液晶顯示裝置50的示意性結構圖，液晶顯示裝置50使用以上述方式製造的熱塑性膜F。
在液晶顯示裝置50中，偏光板52、液晶元件54及偏光板56以所述次序堆疊，且導光板60經由安置於其間之擴散板58附接於偏光板56。照明光自背光62導入導光板60內。
偏光板52藉由將偏光器66夾在抗反射膜64與光學補償膜68之間形成。液晶元件54如下形成：將具有R、G及B像素的彩色濾光片72附接於玻璃基板70，且液晶層74、TFT層76及玻璃基板78以所述次序形成於彩色濾光片72上。偏光板56藉由將偏光器82夾在光學補償膜80與保護膜84之間形成。
在所述實施例中，由圖1之膜製造裝置10所製造的熱塑性膜可在液晶顯示裝置50中用作抗反射膜64、光學補償膜68、光學補償膜80或保護膜84。
<本發明之特徵>
以下更詳細地描述本發明之熱塑性膜及製造方法。
本發明者發現，視Rth/Re比率及Rth/Re比率範圍而定，熱處理之後，引起對比度降低。本發明是基於所述結 論獲得。熱處理意謂在80℃下進行200小時的乾燥處理。
熱塑性膜之Rth/Re比率較佳為至少0.5且小於1，更佳0.55至0.9，進一步較佳0.6至0.8。當Rth/Re比率超出所述範圍時，熱處理之後，對比度降低。
在本說明書中，Re(λ)及Rth(λ)分別表示波長λ奈米下之共平面延遲及厚度方向延遲。Re(λ)藉助於Oji Scientific Instruments所製造之KOBRA 21ADH或WR系統、藉由沿膜之法線方向施加λ－奈米波長光來量測。波長λ奈米可藉由人工更換波長選擇濾光器或藉由使用程式換算量測值等來選擇。
在待量測膜為單軸或雙軸折射率橢球的情況下，Rth(λ)以如下方式計算。
Rth(λ)藉由KOBRA 21ADH或WR系統、基於六個Re(λ)量測值、平均折射率之假定值及輸入膜厚度來計算。量測Re(λ)延遲值，以便使用共平面慢軸(藉由KOBRA 21ADH或WR系統所偵測)作為傾斜軸(旋轉軸)、將λ－奈米波長光沿與膜法線成0度至50度、隔10度傾斜的六個方向施加於膜。當膜不具有慢軸時，使用任選共平面方向作為旋轉軸。
當在與法線成特定傾斜角下使用共平面慢軸作為旋轉軸所量測的延遲值為零時，在大於特定傾斜角之傾斜角下，延遲值之正號轉變為負號，且接著藉由KOBRA 21ADH或WR系統、使用負延遲值計算。
可使用慢軸作為傾斜軸(旋轉軸)，基於平均折射率之 假定值、輸入厚度及沿兩個傾斜方向所量測之兩個延遲值，藉由以下等式(1)及(2)計算Rth。當膜不具有慢軸時，使用任選共平面方向作為旋轉軸。
在等式(1)中，Re(θ)表示以與膜法線成某一角度θ傾斜之方向上的延遲值，nx表示慢軸方向上的共平面折射率，ny表示與慢軸方向垂直的方向上的共平面折射率，nz表示與兩方向皆垂直的方向上的折射率，且d表示膜厚度。
Rth＝((nx＋ny)/2－nz)×d 等式(2)
在待量測膜不為單軸或雙軸折射率橢球且因此不具有所謂的光軸的情況下，Rth(λ)可以如下方式計算。
Rth(λ)藉由KOBRA 21ADH或WR系統、基於十一個Re(λ)量測值、平均折射率之假定值及輸入膜厚度來計算。量測Re(λ)延遲值，以便使用共平面慢軸(藉由KOBRA 21ADH或WR系統所偵測)作為傾斜軸(旋轉軸)、將λ－奈米波長光沿與膜法線成－50度至＋50度、隔10度傾斜的十一個方向施加於膜。
在上述量測中，平均折射率之假定值可為聚合物手冊(Polymer Handbook)(JOHN WILEY & SONS,INC.)及各種光學膜之產品目錄中所述的假定值。未知的平均折射率可藉由使用阿貝折射計(Abbe refractometer)量測來獲得。
主要光學膜材料之平均折射率如下：纖維素醯化產物(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。nx、ny、及nz之上述值藉由KOBRA 21ADH或WR系統、由輸入假定平均折射率及膜厚度來計算。NZ使用NZ＝0.5＋(Rth/Re)計算。
熱塑性膜在寬度方向上的Rth/Re比率範圍較佳為0.01至0.1，更佳為0.01至0.09，進一步較佳為0.02至0.08。將膜在寬度方向上分成20個均等部分，量測20個部分之Rth/Re比率，且將所量測比率之最大值與最小值之間的差值取為Rth/Re比率範圍。當膜具有較佳Rth/Re比率範圍時，在熱處理之後，可減少共平面對比度不勻，即使在大螢幕顯示裝置中亦如此。
當Rth/Re比率範圍大於0.1時，熱處理之後，共平面對比度不勻增加。另一方面，當Rth/Re比率範圍小於0.01時，待於下文中描述的縱向收縮率須增大以獲得所述小Rth/Re比率範圍，以使得膜在寬度方向上呈波紋狀(corrugated)。當波紋狀結構暴露於熱處理中時，對比度不勻增加。
此外，發明者發現，熱處理之後，因熱塑性膜之尺寸變化而引起漏光。當膜因熱處理發生尺寸改變時，在液晶 顯示裝置中，因膜與其所附接之玻璃板之間存在尺寸差異而產生應力。所述應力導致光彈性變化，引起漏光。
藉由熱處理所致之熱塑性膜之熱尺寸變化率為0.001%至0.3%，更佳0.003%至0.25%，進一步較佳0.005%至0.2%。當熱尺寸變化率超出所述範圍時，漏光增加。即使當熱尺寸變化率小於所述範圍時，玻璃板在尺寸上亦發生變化，由此引起膜與玻璃板之間的尺寸差異。
為獲得熱塑性膜之所述性質，重要的是使用本發明之熱處理方法將膜熱處理。因此，在橫向(TD)拉伸膜之後，將膜在熱處理區中傳送的同時，將膜熱處理，以使得輥間距離(G)與輥搭接長度(D)之比率(G/D)為0.01至3，且出側傳送速度(V2)與入側傳送速度(V1)之比率(V2/V1)為0.6至0.999。
可使用拉幅機(tenter)橫向拉伸以製造均勻的光學膜。當橫向拉伸膜時，基於物質平衡，膜厚度一般減小，且在垂直於拉伸方向的方向(MD)上引起縮頸(neck－in)。然而，在使用拉幅機的情況下，在MD方向上對膜施加傳送張力，以使得縮頸很難發生，且厚度大大減小。從而，使膜在厚度方向上收縮，由此促進平面取向，且使Rth比Re大大增加。
因此，在拉幅機拉伸之後，Rth立即大於Re。僅Rth可藉由在MD方向上使膜收縮來減小，而Re不減小。當膜在MD與TD方向上皆收縮時，Re與Rth皆減小，且Rth大於Re。相比之下，當膜僅在MD方向上收縮時，共 平面取向(Re)不變，且視厚度增加而定，僅Rth減小。從而，Rth可小於Re。
在日本專利特許公開案第2007－108529號及第2006－133720號中，使用同時雙軸向拉伸機將膜橫向拉伸之後，藉由減小拉幅機中夾具之傳送速度使膜在縱向(MD)上收縮，以減小Rth。日本專利特許公開案第2007－108529號及第2006－133720號中所述之拉伸及縱向收縮可以拉幅機連續或同時執行，且因此在兩種過程中膜皆被夾具固定。然而，在所述方法中，為使膜在MD方向上收縮，需要在橫向拉伸膜的同時，使相鄰夾具之間維持間隙。結果，由於被夾具固定的部分與未被夾具固定的部分未以相同方式拉伸，因此Rth/Re比率範圍往往增大。此外，熱尺寸變化率之共平面不勻往往亦增大。因熱尺寸變化率不勻而不利地引起對比度不勻及漏光。以如下方式獲得熱尺寸變化率不勻百分比：當將膜在寬度方向上分成五個均等部分時，在MD與TD方向上皆量測所述五個部分之熱尺寸變化率，且將10個量測值中之最大值與最小值之間的差值除以平均值。熱尺寸變化率不勻較佳為10%或小於10%，更佳7%或小於7%，進一步較佳5%或小於5%。
此外，在上述方法中，未被夾具固定的部分及以寬度方向配置之一對夾具之間的部分不均勻收縮。未被夾具固定的部分不僅可在MD方向上收縮，而且可在TD方向上收縮，而所述夾具之間的部分在TD方向上完全不收縮。拉伸往往在TD方向上產生殘餘應變，且膜因熱處理中存 在應變而在TD方向上熱收縮。在熱收縮中，基於物質平衡，膜在MD方向上擴展。所述尺寸變化造成漏光。因此，當使用夾具以拉幅機使膜同時縱向收縮時，膜中往往產生殘餘應變，且Rth/Re比率範圍、熱尺寸變化率及熱尺寸變化率不勻可能因熱處理之後所釋放之應變而增大。
相比之下，在本發明中，不用拉幅機收縮熱塑性膜。膜在橫向拉伸且自拉幅機中取出(自夾頭中移除)之後在縱向上收縮。在收縮過程中，膜兩端不被夾頭固定，由此可使膜在整個寬度上均勻地縱向收縮。因此，可防止Rth/Re比率範圍及熱尺寸變化率不勻之增加。
在本發明中，重要的是，不使用夾頭使熱塑性膜不在TD方向，而在MD方向(縱向)上收縮。在膜搭接於輥上的同時，經由配置於熱處理區中之多個輥傳送膜，以使膜僅在MD方向上、而非在TD方向上收縮。TD方向上之收縮可因輥與膜之間存在摩擦而減小。在所述過程中，膜可僅在MD方向上收縮以使得入側傳送速度(V1)高於出側傳送速度，且V2/V1比率為0.6至0.999，較佳0.65至0.99，更佳0.65至0.95，進一步較佳0.7至0.85。當V2/V1比率大於所述範圍時，膜無法縱向收縮，且Rth/Re比率不利地大於本發明之上述範圍。當V2/V1比率小於所述範圍時，膜在輥上滑移且被輥刮擦。當入側輥之傳送速度高於出側輥之傳送速度時，可獲得上述範圍內之V2/V1比率。
為獲得防止膜在TD方向上收縮所需的摩擦力，輥之間的距離(G)與搭接於輥上之膜部分之長度(D)的比率 (G/D)較佳為0.01至3，更佳0.03至1，進一步較佳0.05至0.5。當比率(G/D)大於所述範圍時，輥之間的距離過大，摩擦力減小，膜在TD方向上亦收縮，Re減小，且Rth/Re比率不利地大於本發明之上述範圍。此外，Rth/Re比率範圍及熱收縮不勻亦不利地增加。當輥之間的距離過大時，膜兩端收縮超過中心處收縮，以致Rth/Re比率範圍及熱收縮不勻增加。此歸因於膜中心被兩端約束，而各末端僅受中心約束，且以致各末端易在縱向上收縮。
另一方面，當比率(G/D)小於所述範圍時，膜在TD方向上根本不收縮，且膜中往往產生殘餘應變。結果，膜在TD方向上熱收縮且在MD方向上擴展，且熱尺寸變化率不利地大於本發明之上述範圍。因此，當膜縱向收縮且另外在橫向(TD)上亦稍微收縮時，熱尺寸變化率及熱尺寸變化率不勻可減小。如上所述，熱尺寸變化引起漏光。此外，當比率(G/D)小於上述範圍時，Rth/Re比率範圍不利地增加。此歸因於膜縱向收縮的距離不夠，以致膜無法均勻地縱向收縮，且導致Re及Rth不勻。
為使輥與熱塑性膜之間獲得足夠的摩擦力，熱塑性膜之表面粗糙度(Ra)較佳為0.005至0.04微米，更佳0.007至0.035微米，進一步較佳0.009至0.030微米。當表面粗糙度大於所述範圍時，無法獲得足夠的摩擦力，且Rth/Re比率不利地大於本發明之上述範圍。另一方面，當表面粗糙度小於所述範圍時，膜被輥磨削並刮擦，且膜在TD方向上幾乎不鬆馳，以致熱尺寸變化率增加，導致漏光。熱 塑性膜之表面粗糙度為在拉伸及縱向收縮過程之後所量測的值。一般而言，摩擦力視縱向收縮過程中之表面粗糙度而定。由於縱向收縮過程不改變表面粗糙度，因此將縱向收縮過程之後所量測的值用作表面粗糙度。
具有所述表面的膜可藉由待於下文中描述的接觸輥膜成形法形成。在所述方法中，澆鑄膜在澆鑄之後立即夾在光滑表面輥之間，以製成具有上述表面粗糙度的光滑膜。
用於縱向收縮的輥數目較佳為2至100個，更佳3至50個，進一步較佳4至20個。輥直徑較佳為5至100公分，更佳10至80公分，進一步較佳15至60公分。
在本發明中，熱塑性膜之兩端較佳固定於輥上。術語“固定熱塑性膜之兩端”意謂膜在寬度方向上的尺寸變化率為10%或小於10%。膜之兩端可藉由對輥之兩端或整個寬度施加靜電力來固定，或藉由使用安置在輥之兩端或整個表面上的吸筒(suction drum)抽拉膜來固定。此外，膜可藉由安置在輥之末端或整個寬度上的夾輥(nip roll)固定。對於每一個輥，夾輥數目較佳為1至20個，更佳2至10個。此外，使用擴幅輥(expander roll)作為輥亦較佳。所述方法可單獨或組合使用。
縱向收縮溫度較佳為(Tg－20)℃至(Tg＋50)℃，更佳(Tg－10)℃至(Tg＋40)℃，進一步較佳(Tg－5)℃至(Tg＋35)℃，其中Tg為熱塑性膜之玻璃轉移溫度。當縱向收縮溫度高於所述範圍時，Re減小，且Rth/Re比率在有些情況下大於1。另一方面，當縱向收縮溫度低於所述 範圍時，Rth與Re皆不減小，且Rth/Re比率大於本發明之上述範圍。此外，由於拉伸過程中所產生的殘餘應變無法充分清除，因此熱尺寸變化率增大，且從而漏光增加。
在縱向收縮過程中，熱塑性膜可藉由使加熱介質在傳送膜之輥中循環或藉由將熱源(諸如IR加熱器或鹵素加熱器)安置在熱塑性膜上或藉由將溫度控制空氣導入熱處理區中來加熱。
收縮時間儘管不受限制，但較佳為1秒至10分鐘，更佳5秒至8分鐘，進一步較佳10秒至5分鐘。
由此所獲得的熱塑性膜的Re較佳為20至300奈米，更佳30至280奈米，進一步較佳40至250奈米，尤其較佳50至150奈米，最佳70至95奈米。
根據本發明熱處理的熱塑性膜可具有藉由以下兩個方程式所定義之範圍內的光學性質：Rth＝(－3/8)Re＋80 Rth＝(－3/8)Re＋100其中Re為－10至150奈米，尤其較佳50至150奈米，最佳70至95奈米。
以下對本發明進行更詳細的描述。
本發明之熱塑性膜之材料不受特別限制，且其較佳實例包括纖維素醯化產物、含內酯環聚合物、環烯烴及聚碳酸酯。在所述材料中，纖維素醯化產物及環烯烴更佳，具 有乙酸酯(acetate)或丙酸酯(propionate)基團的纖維素醯化產物及藉由加成聚合所製備的環烯烴進一步較佳，且藉由加成聚合所製備的環烯烴更進一步較佳。
(a)纖維素醯化產物 日本專利特許公開案第2001－188128號、第2006－142800號及第2007－98917號等中所述的纖維素醯化產物可用於本發明。纖維素醯化產物之總醯基取代度較佳為2.1至3.0，且纖維素醯化產物之乙醯基取代度較佳為0.05至2.5，更佳0.05至0.5或1.5至.2.5。纖維素醯化產物之丙醯基取代度較佳為0.1至2.8，更佳0.1至1.2或2.3至2.8。
(b)環烯烴 環烯烴較佳為降冰片烯(norbornene)化合物之聚合物。降冰片烯化合物可經開環聚合或加成聚合。加成聚合法之實例包括日本專利第3517471號、第3559360號、第3867178號、第3871721號、第3907908號及第3945598號；日本專利特許公開案第2005－527696號(PCT)、日本專利特許公開案第2006－28993號及WO 2006/004376中所述的加成聚合法。日本專利第3517471號中所述的方法尤其較佳。
開環聚合法之實例包括WO 98/14499及日本專利第3060532號、第3220478號、第3273046號、第3404027號、第3428176號、第3687231號、第3873934號及第3912159號中所述的開環聚合法。WO 98/14499及日本專 利第3060532號中所述的方法尤其較佳。
環烯烴藉由加成聚合製備為更佳。
(c)含內酯環聚合物 含內酯環聚合物可具有藉由以下通式(1)表示的內酯環結構。
在通式(1)中，R1 、R2 及R3 獨立地表示氫原子或具有1至20個碳原子的有機基團。所述有機基團可含有氧原子。
在含內酯環聚合物中，藉由通式(1)表示的內酯環結構的比率較佳為5重量%至90重量%，更佳10重量%至70重量%，進一步較佳10重量%至50重量%。
除藉由通式(1)表示的內酯環結構外，含內酯環聚合物較佳亦具有衍生於至少一種選自由以下各種單體組成之群之單體的重複單元：(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)、含羥基單體、不飽和羧酸及藉由以下通式(2a)表示的單體。
在通式(2a)中，R4 表示氫原子或甲基，且X表示氫原子、具有1至20個碳原子之烷基、芳基、－OAc基團、－CN基團、－CO－R5 基團或－C－O－R6 基團。Ac表示乙醯基，且R5 及R6 各自表示氫原子或具有1至20個碳原子的有機基團。
含內酯環聚合物之實例包括WO 2006/025445及日本專利特許公開案第2007－70607號、第2007－63541號、第2006－171464號及第2005－162835號中所述的含內酯環聚合物。
(d)聚碳酸酯樹脂 聚碳酸酯藉由使二羥基組分與碳酸酯前驅物進行界面聚合或熔融聚合來製備。聚碳酸酯之較佳實例包括日本專利特許公開案第2006－277914號、第2006－106386號及第2006－284703號中所述的聚碳酸酯。
(e)添加劑 熱塑性膜可含有0質量%至20質量%之增塑劑(plasticizer)，且增塑劑實例包括烷基酞醯基烷基甘醇酸酯(alkyl phthalyl alkyl glycolate)、磷酸酯(phosphate ester)、羧酸酯(carboxylate eater)及多元醇(polyalcohol)。熱塑性膜可含有0質量%至3質量%之穩定劑(stabilizer)，且穩定劑實例包括亞磷酸酯(phosphite)穩定劑(諸如參(4－ 甲氧基－3,5－二苯基)亞磷酸酯(tris(4－methoxy－3,5－diphenyl)phosphite、參(壬基苯基)亞磷酸酯(tris(nonylphenyl)phosphite)及參(2,4－二－第三丁基苯基)亞磷酸酯(tris(2,4－di－t－butylphenyl)phosphite)、苯酚(phenol)穩定劑(諸如2,6－二－第三丁基－4－甲基苯酚(2,6－di－t－butyl－4－methylphenol)、2,2－亞甲基雙(4－乙基－6－第三丁基苯酚)(2,2－mehtylene bis(4－methyl－6－t－butylphenol))、2,5－二－第三丁基氫醌(2,5－di－t－butylhydroquinone)、異戊四醇基肆[3－(3,5－二－第三丁基－4－羥基苯基)丙酸酯](pentaerythrityl tetrakis[3－(3,5－di－t－butyl－4－hydroxyphenyl)propionate])、4,4－硫基－雙－(6－第三丁基－3－甲基苯酚)(4,4－thio－bis－(6－t－butyl－3－methylphenol))、1,1'－雙(4－羥基苯基)環己烷(1,l’－bis(4－hydroxyphenyl)cyclohexane)及十八烷基－3－(3,5－二－第三丁基－4－羥基苯基)丙酸酯)(octadecyl－3－(3,5－di－tbutyl－4－hydroxyphenyl)propionate)、環氧化合物(epoxy compound)及硫醚化合物(thioether compound)。此外，熱塑性膜可含有0至1000 ppm之消光劑(matting agent)，且消光劑實例包括諸如二氧化矽(silica)、二氧化鈦(titania)、氧化鋯(zirconia)、氧化鋁(alumina)、碳酸鈣(calcium carbonate)及黏土(clay)之無機物之細顆粒及諸如交聯丙烯醯基(crosslinked acryl)及交聯苯乙烯(crosslinked styrene)之有機物之細顆粒。將紫外線吸收劑(諸如2,4－二羥基二苯甲酮 (2,4－dihydroxybenzophenone)、2－羥基－4－甲氧基二苯甲酮(2－hydroxy－4－methoxybenzophenone)或2,2－亞甲基雙[4－(1,1,3,3－四甲基丁基)6－[(2H－苯並三唑－2－基)苯酚]](2,2－methylenebis[4－(1,1,3,3－tetramethylbutyl)－6－[(2H－benzo triazole－2－yl)phenol]]))、紅外吸收劑或延遲調節劑(retardation modifier)添加至熱塑性膜中亦較佳。
(2)熱塑性膜之形成 本發明之膜可藉由熔融膜成形法或溶液澆鑄膜成形法形成，且較佳藉由熔融膜成形法形成。
(a)熔融膜成形法 i)製備球粒 在熔融膜成形之前，較佳將上述熱塑性樹脂及添加劑混合製成球粒。
球粒可以如下方式製備：將熱塑性樹脂及添加劑乾燥且接著使用雙軸向捏合擠出機、在150℃至300℃下熔融，將熔融混合物擠壓成麵條狀且在空氣或水中固化，且剪切所固化之混合物。球粒可藉由水下剪切法製備，其中趁熔融體自模孔直接擠入水中時剪切熔融混合物。
可使用擠出機(extruder)，諸如單螺桿(single svrew)擠出機、非嚙合反轉雙螺桿(non－intermeshed counter－ratation twin screw)擠出機、嚙合反轉雙螺桿(intermeshed counter－ratation twin screw)擠出機或嚙合共轉雙螺桿(intermeshed co－ratation twin screw)擠出機。擠出機之轉速較佳為10至1000轉/分鐘，更佳20至700轉/ 分鐘。擠出滯留時間較佳為10秒至10分鐘，更佳20秒至5分鐘。
球粒尺寸較佳為10至1000立方毫米，更佳30至500立方毫米。
ii)熔融捏合 較佳地，在熔融膜成形之前，將球粒水含量減小。乾燥溫度較佳為40℃至200℃，更佳60℃至150℃。所乾燥之球粒之水含量較佳為1.0質量%或小於1.0質量%，更佳0.1質量%或小於0.1質量%。
所乾燥之球粒由擠出機之饋料孔導入滾筒內，並捏合且熔融。滾筒含有饋料段(A區)、壓縮段(B區)及量測段(C區)，自饋料孔起，所述三個段以所述次序安置。擠出機之螺旋壓縮比較佳為1.5至4.5，滾筒長度與滾筒內徑之比率(L/D)較佳為20至70，且滾筒內徑較佳為30至150毫米。擠出溫度較佳為190℃至300℃。此外，較佳地，將惰性氣體(諸如氮氣)輸入擠出機，或將擠出機經由排氣孔抽空，以防止熔融樹脂因殘餘氧氣而氧化。
iii)過濾 較佳使用含有多孔板(breaker plate)或葉盤過濾器(leaf disc filter)的過濾裝置移除樹脂中之污染物。過濾可藉由使用單級或多級過濾法執行。過濾精度較佳為15至3微米，更佳10至3微米。過濾器材料較佳由不鏽鋼組成。過濾器材料可為編織網材料或燒製金屬粉材料，且較佳為燒製金屬粉材料。
iv)齒輪泵 齒輪泵較佳安置於擠出機與模之間以便減小排出速率之變化及改良厚度精度。藉由使用齒輪泵，可將模中的樹脂壓力波動減小至±1%或小於±1%。
齒輪泵上游之壓力可藉由改變螺桿之轉速來均勻地控制，以改良齒輪泵之恆定供應性質。
v)模 熔融於上述擠出機中的樹脂經由過濾裝置及齒輪泵(需要時)傳送，且連續導入模中。模可為T型模(T die)、魚尾型模(fishtail die)或衣架型模(coat－hanger die)。靜態混合器較佳安置於模之上游以使得樹脂溫度均一。T型模之排出間隙(exit clearance)與膜厚度之比率一般為1.0至10，較佳為1.2至5。
較佳地，模之排出間隙之厚度可控制在5至50 mm間距。模可為厚度自動控制模。在所述情況下，計算模下游中之膜之厚度及厚度偏差，且將結果反饋至模。膜可藉由使用單層膜成形裝置或多層膜成形裝置形成。
樹脂在饋料孔、擠出機及模中之滯留時間較佳為3至40分鐘，更佳4至30分鐘。
vi)澆鑄 將熔融樹脂(熔融體)自模中擠成薄片狀，且冷卻並固化於壓延筒(casting drum)上，以製造膜。
較佳地，將模與壓延筒之間的空氣流阻斷以抑制空氣流之影響。
壓延筒與熔融體之間的黏著較佳藉由靜電法、氣刀(air knife)法、氣室(air chamber)法、真空吸嘴(vacuum nozzle)法、接觸輥法等方法改良。在所述方法中，接觸輥法尤其較佳。熔融體可部分地或全部地經受所述黏著改良方法。
在接觸輥法中，將接觸輥安置在壓延筒上以修改膜之表面。較佳地，接觸輥並非為一般剛性輥，而是為彈性輥。在使用彈性輥之情況下，不對膜施加過度壓力，且可防止膜之表面粗糙度減小至低於本發明之範圍。在所述情況下，接觸輥具有小於標稱厚度的外筒(outer cylinder)厚度，且外筒厚度Z較佳為0.05至7.0毫米，更佳0.2至5.0毫米，進一步較佳0.3至3.5毫米。接觸輥可安置在金屬軸上，且加熱介質(流體)可循環於其間。此外，外筒與金屬軸之間可形成彈性層，且加熱介質(流體)填充外筒與彈性層之間的空隙。接觸輥較佳施加低的壓力以減小Rth。然而，當壓力過低時，無法獲得本發明之表面粗糙度。另一方面，壓力過高時，儘管表面粗糙度減小，但Rth增大。因此，接觸輥施加的表面壓力較佳為0.1至5兆帕，更佳0.2至3兆帕，進一步較佳0.3至2兆帕。表面壓力意謂將擠壓接觸輥的力除以熱塑性膜與接觸輥之間的接觸面積所獲得的數值。
接觸輥之溫度較佳為60℃至160℃，更佳70℃至150℃，進一步較佳80℃至140℃。溫度可藉由在輥內流動具有可控溫度的液體或氣體來控制。接觸輥更佳在內部具 有所述的溫度控制機構。
接觸輥之材料較佳為金屬，更佳為不鏽鋼。此外，接觸輥較佳具有板狀表面。當接觸輥由橡膠或襯橡膠金屬組成時，橡膠具有過大的表面粗糙度，以致無法形成具有上述表面粗糙度的熱塑性膜。
接觸輥及壓延輥中之每一者之算術平均高度Ra為100奈米或小於100奈米，較佳50奈米或小於50奈米，進一步較佳25奈米或小於25奈米。
接觸輥之實例包括日本專利特許公開案第11－314263號、第2002－36332號及第11－235747號、WO 97/28950及日本專利特許公開案第2004－216717號及第2003－145609號中所述的接觸輥。
更佳地，藉由使用多個壓延筒(輥)使膜逐步冷卻。在所述情況下，接觸輥經安置以便接觸最靠近模的最上游壓延輥。儘管無限制，但相對而言，常用三個冷卻輥。輥直徑較佳為100至1500毫米，更佳150至1000毫米。多個輥之表面之間的距離較佳為0.3至300毫米，更佳1至100毫米，進一步較佳3至30毫米。壓延筒之溫度較佳為60℃至160℃，更佳70℃至150℃，進一步較佳80℃至140℃。
接著，將膜自壓延筒剝離，經由夾輥傳送且捲繞。捲繞速度較佳為10至100公尺/分鐘，更佳15至80公尺/分鐘，進一步較佳20至70公尺/分鐘。
所形成膜之寬度較佳為0.7至3公尺，更佳1至2公 尺。所形成之未拉伸膜之厚度較佳為40至300微米，更佳60至250微米，進一步較佳80至200微米。
vii)修剪、加厚及捲繞
亦較佳地，修剪所形成之澆鑄膜之兩端。修剪所產生的裁片可磨碎且再用作起始材料。
亦較佳地，使膜之一端或兩端經受加厚處理(滾紋處理)。加厚處理所形成之滾紋之高度較佳為1至50微米，更佳3至20微米。在加厚處理中，可在一面或雙面上形成突起。滾紋之寬度較佳為1至50毫米，更佳3至30毫米。擠出操作可在室溫至300℃下執行。
亦較佳地，在捲繞之前，將層膜(lamifilm)附著於所述膜之一面或雙面。層膜之厚度較佳為5至100微米，更佳10至50微米。層膜之材料不受特別限制，且可為聚乙烯、聚酯、聚丙烯等。
用於捲繞膜之張力較佳為每公尺寬度2至50公斤，更佳每公尺寬度5至30公斤。
(溶液澆鑄膜成形法) 在溶液澆鑄膜成形法中，使用視樹脂類型而定所選的溶劑製備熱塑性樹脂之高濃度溶液(黏稠物(dope))。二氯甲烷類型溶劑較佳用於纖維素醯化產物及聚碳酸酯，且二氯甲烷類型溶劑之實例包括日本專利特許公開案第2001－188128號(第[0044]段)中所述的二氯甲烷類型溶劑。二氯甲烷類型或烴類型溶劑(諸如甲苯、二甲苯、苯 或環己烷)可用於環烯烴，且所述溶劑之實例包括日本專利特許公開案第2007－108529號(第[0180]段)中所述的溶劑。
黏稠物中之熱塑性樹脂濃度較佳為5質量%至40質量%，更佳10質量%至30質量%。較佳地，將上述添加劑連同熱塑性樹脂一起溶解。
可使用冷卻/加熱法溶解熱塑性樹脂。冷卻/加熱法之實例包括日本專利特許公開案第11－323017號、第10－67860號、第10－95854號、第10－324774號及第11－302388號中所述的冷卻/加熱法。
ii)溶液澆鑄膜成形 所製備之黏稠物一經儲存後，且接著消泡。將消泡黏稠物藉由高精度泵(諸如加壓型恆速齒輪泵)傳送至加壓型模中，且自模孔(狹縫)均勻地澆鑄在環形澆鑄支撐物(諸如條帶或筒)上。黏稠物可鑄成單層或兩個或兩個以上的層。當支撐物旋轉約一週時，未完全乾燥之黏稠物的膜(網)在剝離點剝離。支撐物(條帶或筒)之溫度較佳控制在－30℃至30℃。所剝離之網之兩端被夾住，且藉由拉幅機傳送網的同時維持寬度，且從而乾燥。接著，將網藉由乾燥器之輥傳送並乾燥，且修剪、滾紋(壓紋)，且藉由捲繞機捲繞成預定長度。
所形成膜之寬度較佳為0.7至3公尺，更佳1至2公尺。所形成之未拉伸膜之厚度較佳為40至300微米，更佳60至250微米，進一步較佳80至200微米。
可使用Kokai Giho(日本發明協會之技術揭露期刊(JIII Journal of Technical Disclosure)，第2001－1745期，2001年3月15日出版，日本發明協會(Japan Institute of Invention and Innovation))所述之方法作為溶液澆鑄膜成形法。
[拉伸] 將藉由熔融膜成形法或溶液澆鑄膜成形法所獲得的熱塑性膜橫向拉伸。橫向拉伸之拉伸倍率較佳為1.1至3倍，更佳1.2至2.5倍，進一步較佳1.3至2.3倍。拉伸倍率意謂藉由將拉伸之後之膜長度除以拉伸之前之膜長度所獲得的數值。
拉伸溫度較佳為(Tg－10)℃至(Tg＋50)℃，更佳(Tg－5)℃至(Tg＋40)℃，進一步較佳Tg至(Tg＋30)℃。
亦較佳地，將膜在橫向拉伸之前及/或在橫向拉伸之後縱向拉伸。縱向拉伸溫度較佳為(Tg－10)℃至(Tg＋40)℃，更佳Tg至(Tg＋20)℃。縱向拉伸之拉伸倍率較佳為1.05至2.5倍，更佳1.1至1.8倍。縱向拉伸之拉伸倍率較佳小於橫向拉伸之拉伸倍率，且更佳為橫向拉伸之拉伸倍率之0.8倍或小於0.8倍。
在拉伸過程中，膜中之殘餘溶劑含量須為0.1質量%或小於0.1質量%。當殘餘溶劑含量過高時，溶劑不均勻地自膜表面揮發，且Rth/Re比率範圍(不勻)增大。
拉伸膜之厚度較佳為20至150微米，更佳30至120微米，進一步較佳40至100微米。
[縱向收縮] 如上所述使拉伸膜縱向收縮。收縮可在拉伸之後線上連續執行，並可在捲繞拉伸膜之後執行。
[膜修改] 本發明之熱塑性膜可單獨或與偏光板組合使用。液晶層、折射率可控層(諸如低反射層)或硬塗層可形成於熱塑性膜上。因此，熱塑性膜可如下修改。
(表面處理) (1)纖維素醯化產物膜 熱塑性膜可經表面處理以改良與諸如內塗層(undercoat layer)或底層(back layer)之功能層的黏著。表面處理之實例包括輝光放電處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理及酸或鹼皂化處理。輝光放電處理包括在10－3 至20托(0.13至2700帕)的低壓氣體下的低溫電漿處理。此外，輝光放電處理包括在大氣壓下的電漿處理。在上述處理中，鹼皂化處理尤其較佳。
在鹼皂化處理中，熱塑性膜可浸入皂化液體(浸漬法)，且可用皂化液體塗佈(塗佈法)。在浸漬法中，將膜在含有NaOH、KOH等、具有10至14之pH值之水溶液之浴中浸漬0.1至10分鐘，且在20℃至80℃下加熱，且接著中和，水洗且乾燥。
塗佈法之實例包括浸塗(dip coating)法、簾式塗佈(curtain coating)法、擠出塗佈(extrusion coating)法、棒塗(bar coating)法及電塗(E－coating)法。為改良濕潤 性質，用於鹼皂化處理之塗佈液體中的溶劑較佳為基於醇的溶劑，異丙醇尤其較佳。此外，界面活性劑之水溶液亦可用作溶劑。用於鹼皂化處理之塗佈液體中的鹼可為KOH或NaOH。用於鹼皂化處理之塗佈液體之pH值較佳為10或大於10，更佳12或大於12。在室溫下，皂化時間較佳為5秒至5分鐘，尤其較佳20秒至3分鐘。皂化反應之後，較佳將膜水洗。使用塗佈法的皂化處理及待於下文中描述的取向膜之形成及塗佈可連續執行以減少步驟數目。所述皂化法描述於日本專利特許公開案第2002－82226號、WO 02/46809等中。
較佳形成內塗層以改良熱塑性膜與功能層之間的黏著。所述層可在表面處理之後形成，且可不經表面處理而形成。內塗層詳述於Kokai Giho(日本發明協會之技術揭露期刊)第2001－1745期，2001年3月15日出版，日本發明協會，第32頁中。
表面處理及內塗之步驟可作為膜成形法之最後步驟執行，且可單獨地執行。此外，所述步驟可以待於下文中所述的功能層形成步驟執行。
(2)除纖維素醯化產物外之其他材料之熱塑性膜 在熱塑性膜使用除纖維素醯化產物外之其他材料的情況下，亦可使膜經表面處理。表面處理之實例包括輝光放電處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理及酸或鹼處理。輝光放電處理包括在10－3 至20托(0.13至2700帕)的低壓氣體下的低溫電漿處理。此外，輝光放電處理包括 在大氣壓下的電漿處理。
在上述處理中，輝光放電處理、電暈處理及火焰處理較佳，且電暈處理更佳。
較佳形成內塗層以改良熱塑性膜與功能層之間的黏著。所述層可在表面處理之後形成，且可不經表面處理而形成。內塗層詳述於Kokai Giho(日本發明協會之技術揭露期刊)第2001－1745期，2001年3月15日出版，日本發明協會，第32頁中。
表面處理及內塗之步驟可作為膜成形法之最後步驟執行，且可單獨地執行。此外，所述步驟可以待於下文中所述的功能層形成步驟執行。
(功能層之形成) 本發明之熱塑性膜較佳與功能層組合使用，此詳述於Kokai Giho(日本發明協會之技術揭露期刊)，第2001－1745期，2001年3月15日出版，日本發明協會，第32至45頁中。熱塑性膜尤其較佳與偏光層(偏光板)、光學非等向性層(光學補償層)或抗反射層(抗反射膜)組合。
<光學非等向性層>
光學非等向性層較佳設計成在液晶顯示裝置之黑色位準(black level)時補償液晶元件中之液晶化合物。視液晶顯示裝置之模式而定，在黑色位準時、液晶元件中液晶化合物之取向可不相同。液晶元件中液晶化合物之取向狀態描述於IDW'OO,FMC7－2，第411至414頁等文獻中。
光學非等向性層可由液晶化合物形成於支撐物上。取 向膜可安置於光學非等向性層與支撐物之間。取向膜較佳具有10微米或小於10微米之厚度。
用於光學非等向性層中之液晶化合物可為長條狀(rod－like)液晶化合物或圓盤狀(discotic)液晶化合物。長條狀或圓盤狀液晶化合物可為高分子化合物或低分子化合物，且可為經交聯且失去液晶性(liquid crystallinity)的低分子液晶化合物。光學非等向性層可藉由將含有液晶化合物的塗佈液體塗佈於取向膜來形成，且塗佈液體需要時可進一步含有聚合引發劑或其他組分。用於本發明之取向膜之較佳實例描述於日本專利特許公開案第8－338913號中。
(長條狀液晶化合物) 長條狀液晶化合物之較佳實例包括甲亞胺化合物(azomethine compound)、氧化偶氮化合物(azoxy compound)、氰基聯苯(cyanobiphenyl)化合物、氰基苯酯(cyanophenyl ester)、苯甲酸酯(benzoate ester)、苯基環己烷羧酸酯(phenyl cyclohexanecarboxylate)化合物、氰基苯基環己烷(cyanophenylcyclohexane)化合物、經氰基取代之苯基嘧啶(cyano－substituted phenylpyrimidine)化合物、經烷氧基取代之苯基嘧啶(alkoxy－substituted phenylpyrimidine)化合物、苯基二噁烷化合物(phenyldioxane compound)、二苯乙炔化合物(tolan compound)及烯基環己基苯甲腈(alkenylcyclohexylbenzonitrile)化合物。
長條狀液晶化合物包括具有含有長條狀液晶化合物之重複單元的金屬錯合物及液晶聚合物。因此，長條狀液晶化合物可鍵結成(液晶)聚合物。
長條狀液晶化合物之特定實例描述於Kikan Kagaku Sosetsu(化學評論季刊(Quarterly Chemical Review))第22期；Ekisho no Kagaku(液晶化學(Chemistry of Liquid Crystals))，1994，Chemical Society of Japan編，第4、7及11部分；液晶裝置手冊(Liquid Crystal Device Handbook)，日本科學促進學會第142屆委員會(Committee 142 of The Japan Society for the Promotion of Science)編，第3部分等文獻中。
長條狀液晶化合物較佳具有0.001至0.7之雙折射率。
長條狀液晶化合物較佳具有用以固定取向狀態的可聚合基團。可聚合基團較佳為不飽和可聚合基團或環氧基團，更佳為不飽和可聚合基團，最佳為不飽和烯性可聚合基團。
(圓盤狀液晶化合物) 圓盤狀液晶化合物之實例包括：苯衍生物，其描述於C.Destrade等人,Mol.Cryst.，第71卷，第111頁(1981)中；參茚並苯(truxene)衍生物，其描述於C.Destrade等人,Mol.Cryst.，第122卷，第141頁(1985)及Physics Lett.,A，第78卷，第82頁(1990)中；環己烷衍生物，其描述於B.Kohne等人，Angew.Chem.，第96卷，第70頁(1984)中；及基於氮雜冠醚(azacrown－based)或基於苯 乙炔(phenylacetylene－based)的巨環，其描述於J.M.Lehn等人,J.C.S.Chem.Commun.，第1794頁(1985)及J.Zhang等人,J.Am.Chem.Soc，第116卷，第2655頁(1994)。
圓盤狀液晶化合物可具有含有直鏈烷基、烷氧基或經取代之苯甲醯氧基之分子核心及徑向側鏈的結構。較佳地，圓盤狀液晶化合物以分子或分子組合體之形式呈現旋轉對稱性質，且可處於某一取向狀態。即使當光學非等向性層由圓盤狀液晶化合物形成時，所述化合物亦可以初始狀態或其他狀態存在於所述層中。舉例而言，低分子圓盤狀液晶化合物可具有熱反應性基團或光反應性基團，且所述化合物可藉由熱或光聚合或交聯以使所述層失去液晶性。圓盤狀液晶化合物之較佳實例描述於日本專利特許公開案第8－50206號中。此外，圓盤狀液晶化合物之聚合描述於日本專利特許公開案第8－27284號中。
為藉由聚合使圓盤狀液晶化合物固著，使可聚合基團作為取代基與圓盤狀液晶化合物之圓盤狀核心鍵結。在可聚合基團與圓盤狀核心直接鍵結的情況下，難以在聚合中維持取向狀態。因此，將鍵聯基團引入圓盤狀核心與可聚合基團之間。具有可聚合基團的圓盤狀液晶化合物較佳藉由以下通式(5)表示。
通式(5)D(－LQ)r
在通式(5)中，D表示圓盤狀核心，L表示二價鍵聯基團，Q表示可聚合基團，且r表示4至12之整數。
以下說明圓盤狀核心(D)之實例。在以下實例中， LQ(QL)表示二價鍵聯基團(L)與可聚合基團(Q)之組合。
在通式(5)中，二價鍵聯基團(L)較佳選自由以下各基團組成之群：伸烷基、伸烯基、伸芳基、－CO－、－NH－、 －O－、－S－及其組合。二價鍵聯基團(L)進一步較佳為至少兩個選自由以下各基團組成之群之基團的組合：伸烷基、伸芳基、－CO－、－NH－、－O－及－S－。二價鍵聯基團(L)最佳為至少兩個選自由伸烷基、伸芳基、－CO－及－O－組成之群之基團的組合。伸烷基較佳具有1至12個碳原子，伸烯基較佳具有2至12個碳原子，且伸芳基較佳具有6至10個碳原子。
以下說明二價鍵聯基團(L)之實例。在以下實例中，左側與圓盤狀核心(D)鍵結，且右側與可聚合基團(Q)鍵結。AL表示伸烷基或伸烯基，且AR表示伸芳基。伸烷基、伸烯基及伸芳基可具有諸如烷基的取代基。
L1：－AL－CO－O－AL－ L2：－AL－CO－O－AL－O－ L3：－AL－CO－O－AL－O－AL－ L4：－AL－CO－O－AL－O－CO－ L5：－CO－AR－O－AL－ L6：－CO－AR－O－AL－O－ L7：－CO－AR－O－AL－O－CO－ L8：－CO－NH－AL－ L9：－NH－AL－O－ L10：－NH－AL－O－CO－ L11：－O－AL－ L12：－O－AL－O－ L13：－O－AL－O－CO－ L14：－O－AL－O－CO－NH－AL－ L15：－O－AL－S－AL－ L16：－O－CO－AL－AR－O－AL－O－CO－ L17：－O－CO－AR－O－AL－CO－ L16：－O－CO－AR－O－AL－O－CO－ L19：－O－CO－AR－O－AL－O－AL－O－CO－ L20：－O－CO－AR－O－AL－O－AL－O－AL－O－CO－ L21：－S－AL－ L22：－S－AL－O－ L23：－S－AL－O－CO－ L24：－S－AL－S－AL－ L25：－S－AR－AL－
在通式(5)中，可聚合基團(Q)可依據聚合類型加以選擇。以下說明可聚合基團(Q)之實例。
可聚合基團(Q)較佳為不飽和可聚合基團(諸如Q1、Q2、Q3、Q7、Q8、Q15、Q16或Q17)或環氧基團(諸如Q6或Q18)，更佳為不飽和可聚合基團，最佳為不飽和烯性可聚合基團(諸如Q1、Q7、Q8、Q15、Q16或Q17)。r值視圓盤狀核心(D)之類型而定。在圓盤狀液晶化合物中，L與Q之多個組合可相同或不同，且較佳相同。
在混合取向中，圓盤狀液晶化合物分子之主軸(圓盤狀平面)相對於支撐物表面之傾斜角處於光學非等向性層之深度方向(亦即，垂直於透明支撐物的方向)，且隨距偏光膜之距離增加而增大或減少。傾斜角較佳隨距離增加而增大。傾斜角之變化可為連續增大、連續減小、間歇增大、間歇減小、連續增大與連續減小之組合，或增大與減小之間歇變化。在間歇變化中，傾斜角在所述層之厚度方向中 部之特定區域中不變。只要傾斜角總體上增大或減小，則所述層可含有具有恆定傾斜角的所述特定區域。較佳地，傾斜角連續變化。
一般而言，圓盤狀液晶化合物分子之主軸(圓盤狀平面)之平均方向(average direction)可藉由選擇圓盤狀液晶化合物、取向膜之材料或摩擦處理法控制。此外，圓盤狀液晶化合物之主軸(圓盤狀平面)在前側(接近空氣)之方向可藉由選擇圓盤狀液晶化合物或與圓盤狀液晶化合物組合使用的添加劑來控制。
與圓盤狀液晶化合物組合使用的添加劑的實例包括增塑劑、界面活性劑、可聚合單體及聚合物。主軸之取向變化度可藉由選擇圓盤狀液晶化合物及添加劑來控制。
較佳地，與圓盤狀液晶化合物組合使用的添加劑(諸如增塑劑、界面活性劑或可聚合單體)具有與圓盤狀液晶化合物之相容性，且可改變化合物之傾斜角或不抑制化合物之取向。在上述添加劑中，可聚合單體為較佳，且可聚合單體之實例包括具有乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基或甲基丙烯醯基的化合物。可聚合單體與圓盤狀液晶化合物之質量比一般為1質量%至50質量%，較佳5質量%至30質量%。可將具有四個或四個以上可聚合官能基的單體混合，以改良取向膜與光學非等向性層之間的黏著。
光學非等向性層除含有圓盤狀液晶化合物外還可含有聚合物。較佳地，所述聚合物與圓盤狀液晶化合物具有一定相容性，且可改變化合物之傾斜角。所述聚合物可為纖 維素酯。纖維素酯之較佳實例包括乙酸纖維素(cellulose acetate)、乙酸丙酸纖維素(cellulose acetate propionate)、羥丙基纖維素(hydroxypropylcellulose)及乙酸丁酸纖維素(cellulose acetate butyrate)。聚合物與圓盤狀液晶化合物的質量比較佳為0.1質量%至10質量%，更佳為0.1質量%至8質量%，進一步較佳為0.1質量%至5質量%，以免抑制圓盤狀液晶化合物之取向。
介於圓盤狀向列液晶相與固相之間的圓盤狀液晶化合物的相轉移溫度較佳為70℃至300℃，更佳70℃至170℃。
(液晶分子之取向狀態之固定) 維持取向狀態的同時可使取向液晶分子固定。較佳藉由聚合達成固定。聚合可為使用熱聚合引發劑的熱聚合或使用光聚合引發劑的光聚合，且較佳為光聚合。
光聚合引發劑之實例包括：α－羰基化合物，其描述於美國專利第2367661號及第2367670號中；醇酮醚(acyloin ethers)，其描述於美國專利第2448828號中；經α－烴取代之芳族醇酮化合物(aromatic acyloin compounds)，其描述於美國專利第2722512號中；多核醌化合物，其描述於美國專利第3046127號及第2951758號中；三芳基咪唑二聚體與對胺基苯基酮之組合，其描述於美國專利第3549367號中；吖啶化合物(acridine compound)及啡嗪化合物(phenazine compound)，其描述於日本專利特許公開案第60－105667號及美國專利第4239850號中；及噁二唑化合物，其描述於美國專利第4212970號中。
光聚合引發劑與塗佈液體之固含量之質量比較佳為0.01質量%至20質量%，更佳0.5質量%至5質量%。
在光聚合中，液晶分子較佳用紫外線照射。
照射能量較佳為20至50毫焦耳/平方公分，更佳20至5000毫焦耳/平方公分，進一步較佳100至800毫焦耳/平方公分。照射可在加熱下執行以促進光聚合。
可在光學非等向性層上形成保護層。
光學非等向性層可藉由以下步驟形成：製備含有至少一種上述液晶化合物的塗佈液體；將塗佈液體塗佈至取向膜表面；及將所塗液體乾燥。塗佈液體需要時可含有添加劑，諸如聚合引發劑或含氟聚合物。
含氟化合物可為已知化合物。含氟化合物之特定實例包括日本專利特許公開案第2001－330725號第[0028]至[0056]段中所述的含氟化合物。
用於塗佈液體的溶劑較佳為有機溶劑。有機溶劑之實例包括：醯胺(amide)，諸如N,N－二甲基甲醯胺(N,N－dimethylformamide)；亞碸(sulfoxide)，諸如二甲亞碸(dimethylsulfoxide)；雜環化合物，諸如吡啶(pyridine)；烴，諸如苯及己烷；鹵代烷(alkyl halide)，諸如氯仿(chloroform)、二氯甲烷(dichloromethane)及四氯乙烷(tetrachloroethane)；酯，諸如乙酸甲酯(methyl acetate)及乙酸丁酯(butyl acetate)；酮，諸如丙酮(acetone)及甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)；及醚，諸如四氫呋喃(tetrahydrofuran)及1,2－二甲氧基乙烷 (1,2－dimethoxyehtane)。較佳之有機溶劑包括鹵代烷及酮。可將兩種或兩種以上的有機溶劑組合使用。
為製造高度均勻的光學補償膜，塗佈液體之表面張力較佳為25毫牛頓/公尺或小於25毫牛頓/公尺，更佳22毫牛頓/公尺或小於22毫牛頓/公尺。
塗佈液體可藉由已知方法塗佈，已知方法諸如擠.出塗佈法、直接凹版塗佈(direct gravure coating)法、反向凹版塗佈(reverse gravure coating)法或模塗(die coating)法。
[偏光板] (偏光膜) 本發明之偏光板較佳具有塗佈型偏光膜，諸如可購自Optiva Inc.的產品；或含有碘或二向色性染料以及黏合劑的偏光膜。
碘或二向色性染料在黏合劑中經取向以呈現偏光性質。較佳地，碘或二向色性染料沿黏合劑分子取向。此外，亦較佳地，二向色性染料如同液晶化合物自組合(self－assembled)且沿一種方向取向。
舉例而言，普通偏光器可藉由將拉伸聚合物浸漬於碘或二向色性染料於浴槽中之溶液中從而使碘或二向色性染料滲入黏合劑中來製造。
在普通偏光膜中，碘或二向色性染料分佈於距聚合物表面約4微米(兩側總計約8微米)距離內之區域中。因此，偏光膜之厚度須為10微米或大於10微米，以獲得足 夠的偏光效能。滲透作用可藉由選擇碘或二向色性染料之濃度、浴溫或浸漬時間來控制。
黏合劑厚度之下限較佳為如上所述的10微米。厚度之上限不受特別限制。從使用偏光板之液晶顯示裝置之漏光之角度看，厚度較小為較佳。偏光膜之厚度較佳為至多常見厚度(約30微米)，更佳25微米或小於25微米，進一步較佳20微米或小於20微米。當厚度為20微米或小於20微米時，觀測不到17英吋液晶顯示裝置之漏光。
偏光膜之黏合劑可經交聯。自身可交聯的聚合物可用作黏合劑。偏光膜可以如下方式形成：使具有官能基的聚合物或藉由將官能基導入聚合物中所製備的黏合劑在光、熱或pH值變化下交聯。
可使用交聯劑將交聯結構導入聚合物中。因此，藉由使用高反應性交聯劑，可將鍵聯基團由交聯劑導入黏合劑中，且黏合劑可交聯以形成偏光膜。
交聯一般以如下方式執行：將含有聚合物的塗佈液體或含有聚合物與交聯劑之混合物的塗佈液體塗佈於透明支撐物上，且將所塗液體加熱。由於僅最終產品需要具有足夠的耐久性，因此交聯可在偏光板製備中之任何時間執行。
偏光膜之黏合劑可為聚合物，所述聚合物自身可交聯或可藉由交聯劑交聯。所述聚合物之實例包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯、明膠、聚乙烯醇、經修飾之聚乙烯醇、聚(N－羥甲基丙烯醯胺)、聚乙烯基甲苯、氯磺化聚乙烯、硝基纖維素、氯化聚烯烴(諸 如聚氯乙烯)、聚酯、聚醯亞胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、羧甲基纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯，及其共聚物，諸如丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯/順丁烯二醯亞胺共聚物、苯乙烯/乙醯基甲苯共聚物、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物及乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。較佳聚合物為水溶性聚合物，諸如聚(N－羥甲基丙烯醯胺)、羧甲基纖維素、明膠、聚乙烯醇及經修飾之聚乙烯醇，更佳為明膠、聚乙烯醇及經修飾之聚乙烯醇，且最佳為聚乙烯醇及經修飾之聚乙烯醇。
聚乙烯醇或經修飾之聚乙烯醇之皂化度較佳為70%至100%，更佳80%至100%，最佳95%至100%。聚乙烯醇之聚合度較佳為100至5000。
經修飾之聚乙烯醇可如下製備：藉由共聚合修飾、鏈轉移修飾或嵌段聚合修飾將修飾基團導入聚乙烯醇。藉由共聚合修飾所導入之修飾基團之實例包括－COONa、－Si(OH)3 、N(CH3 )3 Cl、C9 H19 COO－、－SO3 Na及－C12 H25 。藉由鏈轉移修飾所導入之修飾基團之實例包括－COONa、－SH及－SC12 H25 。經修飾之聚乙烯醇之聚合度較佳為100至3000。經修飾之聚乙烯醇描述於日本專利特許公開案第8－338913號、第9－152509號及第9－316127號中。
聚合物尤其較佳為具有85%至95%之皂化度之未經修飾的聚乙烯醇或經烷硫基修飾的聚乙烯醇。
可將兩種或兩種以上的聚乙烯醇及經修飾之聚乙烯醇組合使用。
偏光膜之耐熱性及耐濕性可藉由向黏合劑添加大量交聯劑來改良。然而，當交聯劑與黏合劑之質量比為50質量%或大於50質量%時，碘或二向色性染料之取向惡化。交聯劑與黏合劑之質量比較佳為0.1質量%至20質量%，更佳0.5質量%至15質量%。
交聯反應之後，黏合劑含有一定量的未反應交聯劑。殘餘交聯劑與黏合劑之質量比較佳為1.0質量%或小於1.0質量%，更佳0.5質量%或小於0.5質量%。當黏合劑層含有大於1.0質量%的交聯劑時，耐久性可能會惡化。因此，在具有高殘餘交聯劑含量之偏光膜併入液晶顯示裝置中且長期使用或長期置於高溫高濕度環境的情況下，偏光膜之偏光性質往往會惡化。
交聯劑描述於美國再發證專利第23297號中。諸如硼酸或硼砂(borax)的硼化合物亦可用作交聯劑。
所述二向色性染料之實例包括偶氮染料、芪染料(stilbene dye)、吡唑啉酮染料(pyrazolone dye)、三苯甲烷染料、喹啉染料(quinoline dye)、噁嗪染料(oxazine dye)、噻嗪染料(thiazine dye)及蒽醌染料(anthraquinone dye)。二向色性染料較佳具有水溶性，且較佳具有親水性取代基，諸如磺基、胺基或羥基。
二向色性染料之實例包括C.I.直接黃12、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接紅39、C.I.直接紅79、C.I.直接紅81、C.I.直接紅83、C.I.直接紅89、C.I.直接紫48、C.I.直接藍67、C.I.直接藍90、C.I.直接綠59及C.I.酸性紅 37。二向色性染料描述於日本專利特許公開案第1－161202號、第1－172906號、第1－172907號、第1－183602號、第1－248105號、第1－265205號及第7－261024號。使用游離酸或鹽之形式(諸如鹼金屬鹽、銨鹽或胺鹽)的二向色性染料。藉由將兩種或兩種以上的二向色性染料組合可製造具有不同色度的偏光膜。藉由使用具有垂直相交之偏光軸、能夠展現黑色的化合物(染料)或藉由將不同二向色性染料組合以便展現黑色，可使所得偏光膜或偏光板具有優良的單板透光率及偏光率。
從增大液晶顯示裝置之對比率之角度看，偏光板具有高透光率及高偏光度為較佳。在550奈米之波長下，偏光板之透光率較佳為30%至50%，更佳35%至50%，最佳40%至50%，偏光板之最大單板透光率為50%。在550奈米之波長下，偏光度較佳為90%至100%，更佳95%至100%，最佳99%至100%。
可使用黏著劑將偏光膜與光學非等向性層黏結或將偏光膜與取向膜黏結。黏著劑之實例包括聚乙烯醇樹脂(其可用乙醯乙醯基、磺酸基、羧基或氧化烯基修飾)及硼化合物水溶液。黏著劑較佳為聚乙烯醇樹脂。乾燥之後，黏著劑層之厚度較佳為0.01至10微米，尤其較佳0.05至5微米。
(偏光板製造) 從良率(yield)角度看，使偏光膜經受拉伸或摩擦法之後藉由碘或二向色性染料將所述膜著色為較佳。在拉伸 法中，偏光膜經拉伸以使得黏合劑以與偏光膜之縱向(MD)成10至80度之傾斜角傾斜。傾斜角較佳相當於LCD之液晶元件之縱向或橫向與附著於液晶元件兩側之兩個偏光板之透射軸所成的角度。
一般而言，傾斜角為45度。然而，最近已開發出不使用45度之傾斜角的透射型、反射型及半透射型LCD，使得較佳可依據LCD適當地控制拉伸方向。
在拉伸法中，拉伸倍率較佳為2.5至30.0倍，更佳3.0至10.0倍。所述膜可藉由乾式拉伸法、於空氣中拉伸，或藉由濕式拉伸法、於水中拉伸。在乾式拉伸法中，拉伸倍率較佳為2.5至5.0倍，且在濕式拉伸法中，拉伸倍率較佳為3.0至10.0倍。拉伸(包括斜拉伸(oblique stretching))可執行數次，以使得所述膜即使在高拉伸倍率下亦可更均勻地拉伸。所述膜可在斜拉伸之前稍微橫向或縱向拉伸，以防止在寬度方向上收縮。本文中所使用之術語“拉伸倍率”意謂拉伸之後之膜長度(L')與拉伸之前之膜長度(L)的比率(L'/L)，所述比率藉由在拉伸之前將所述膜標記來量測。
所述膜可雙軸向拉伸，以使得左側及右側以不同方式擴幅。雙軸向拉伸可與普通膜成形法中所使用的雙軸向拉伸相同。由於在雙軸向拉伸中，黏合劑膜以不同速率向左及向右拉伸，因此在拉伸之前膜之左側及右側需要具有不同厚度。在澆鑄膜成形法中，向左及向右的黏合劑溶液流速可藉由使模呈錐形來辨別。
黏合劑膜可以如上所述之與偏光膜之MD成10至80度的傾斜角斜拉伸。
在摩擦法中，可使用普通摩擦處理以便使LCD之液晶取向。因此，膜表面可用紙、紗布、氈、橡膠、耐綸、聚酯纖維等、以恆定方向摩擦，以獲得取向。一般而言，將膜表面用由具有均一長度及寬度之纖維所均織之織物摩擦數次。摩擦法中較佳使用具有30微米或小於30微米之圓形度、圓柱度及偏轉度(偏心度)的摩擦輥。膜與摩擦輥之搭接角較佳為0.1至90度。如日本專利特許公開案第8－160430號中所述，膜可以360度或大於360度捲繞於輥，以達成穩定的摩擦處理。
在摩擦長膜的情況下，將膜藉由傳送裝置、在恆定張力下、以1至100公尺/分鐘之速率傳送。摩擦輥較佳可以平行於膜傳送方向之方向旋轉，以控制摩擦角。較佳地，摩擦角在0至60度範圍內適當選擇。在將膜用於液晶顯示裝置中之情況下，摩擦角較佳為40至50度，尤其較佳45度。
[液晶顯示裝置] 本發明之光學補償膜及偏光板可用於使用不同液晶模式的液晶顯示裝置中。以下描述各種液晶模式中之光學非等向性層之較佳實施例。
(TN模式液晶顯示裝置) TN模式液晶元件已最廣泛地用於彩色TFT液晶顯示裝置中，且描述於很多參考文獻中。
在TN模式液晶元件中，取向狀態為使得長條狀液晶分子豎立在液晶元件中心且在黑色位準時、臥倒在基板附近。
元件中心之長條狀液晶分子可藉由(透明)支撐物或處於垂直(homeotropic)取向狀態之圓盤狀液晶化合物(圓盤狀平面水平臥倒)補償，且基板附近之長條狀液晶分子可藉由處於混合取向狀態之圓盤狀液晶化合物(主軸之傾角隨距偏光膜之距離而變)補償。
此外，元件中心之長條狀液晶分子可藉由(透明)支撐物或處於平行(homogeneous)取向狀態之長條狀液晶化合物(主軸水平臥倒)補償，且基板附近之長條狀液晶分子可藉由處於混合取向狀態之圓盤狀液晶化合物補償。
在垂直取向狀態中，液晶分子經取向成使得介於偏光膜表面與液晶分子之主軸之平均取向方向之間的角為85至95度。
在平行取向狀態中，液晶分子取向成使得介於偏光膜表面與分子之主軸之平均取向方向之間的角小於5度。
在混合取向狀態中，介於偏光膜表面與液晶分子之主軸之平均取向方向之間的角較佳為15度或大於15度，更佳15至85度。
含有(透明)支撐物或處於垂直取向狀態之圓盤狀液晶化合物的光學非等向性層、含有處於平行取向狀態之長條狀液晶化合物的光學非等向性層及含有處於垂直取向之圓盤狀液晶化合物與處於平行取向狀態之長條狀液晶化合 物之混合物的光學非等向性層較佳具有40至200奈米之延遲Rth及0至70奈米之延遲Re。
處於垂直(水平)取向狀態之圓盤狀液晶化合物及處於平行(水平)取向狀態之長條狀液晶化合物的層描述於日本專利特許公開案第12－304931號及第12－304932號中。處於混合取向狀態之圓盤狀液晶化合物之層描述於日本專利特許公開案第8－50206號中。
(OCB模式液晶顯示裝置) OCB模式液晶元件為含有長條狀液晶分子的彎曲取向模式元件，且上部中之分子及下部中之分子以實質上相反的方向對稱地取向。使用所述彎曲取向模式液晶元件的液晶顯示裝置揭露於美國專利第4583825號及第5410422號中。彎曲取向模式液晶元件因長條狀液晶分子對稱地取向而具有光學自補償功能。因此，所述液晶模式亦稱OCB(光學補償性彎曲)液晶模式。
在OCB模式液晶元件中，與TN模式元件中之方式相同，取向狀態為使得長條狀液晶分子豎立在元件的中心且在黑色位準時、臥倒在基板附近。
由於在黑色位準時、OCB模式元件之取向狀態與TN模式元件之取向狀態相同，因此OCB模式元件之較佳實施例亦與TN模式元件之較佳實施例相同。然而，OCB模式元件之中心部分(其中有液晶分子豎立)大於TN模式元件之中心部分。因此，在將處於垂直取向狀態之圓盤狀液晶化合物或處於平行取向狀態之長條狀液晶化合物用於 光學非等向性層的情況下，需要控制延遲。特定而言，含有在(透明)支撐物上處於垂直取向狀態之圓盤狀液晶化合物的光學非等向性層及含有處於平行取向狀態之長條狀液晶化合物的光學非等向性層較佳具有150至500奈米之延遲Rth及20至70奈米之延遲Re。
(VA模式液晶顯示裝置)
在VA模式液晶元件中，長條狀液晶分子在不施加電壓下實質上豎直取向。
VA模式液晶元件包括：(1)日本專利特許公開案第2－176625號中所述的狹義VA模式液晶元件，其中長條狀液晶分子在不施加電壓下實質上豎直取向，且所述分子在施加電壓下實質上水平對準；(2)SID97,Digest of tech.Papers(Yokosyu),28(1997),845中所述的MVA模式液晶元件，其中在VA模式元件中形成多域結構，以增大視角；(3)Nippon Ekisyo Toronkai Yokosyu,58至59(1998)中所述的n－ASM模式液晶元件，其中長條狀液晶分子在不施加電壓下實質上豎直取向，且所述分子在施加電壓下、以扭轉型多域狀態取向；及(4)宣示於LCD International 98中的SURVAIVAL模式液晶元件。
在VA模式液晶顯示裝置中，液晶元件中之大部分長條狀液晶分子在黑色位準時豎立。因此，較佳地，液晶化合物藉由含有處於垂直取向狀態之圓盤狀液晶化合物或處於平行取向狀態之長條狀液晶化合物的光學非等向性層補償，且另外，偏光板之視角依賴性藉由含有處於平行取向 狀態之長條狀液晶化合物的光學非等向性層補償，所述光學非等向性層介於偏光膜之透射軸與液晶分子之主軸之平均對準方向之間的角小於5度。
含有處於垂直取向狀態之圓盤狀液晶化合物的光學非等向性層及含有處於平行取向狀態之長條狀液晶化合物的光學非等向性層較佳具有150至500奈米之延遲Rth及20至70奈米之延遲Re。
(其他液晶顯示裝置) ECB及STN模式液晶顯示裝置可以如上所述之相同方式進行光學補償。
(a)形成抗反射層(抗反射膜) 可在本發明之熱塑性膜上形成抗反射膜。抗反射膜一般藉由在透明支撐物上形成低折射率層(防汙層)及至少一具有較高折射率之層(諸如高折射率層或中折射率層)來獲得。
舉例而言，含有具有不同折射率之無機化合物(諸如金屬氧化物)透明薄層的多層抗反射膜可以如下方式獲得：藉由化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)法、物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)法或溶膠－凝膠法、使用金屬化合物(諸如金屬烷醇鹽)形成膠狀金屬氧化物顆粒層，且接著使所述顆粒層經受後處理(諸如日本專利特許公開案第9－157855號中所述的紫外線照射處理，或日本專利特許公開案第2002－327310號中所述的電漿處理)。
抗反射膜可使用藉由將無機顆粒分散於基質中所製備的分散液、藉由具有高生產力的多層塗佈法獲得。
此外，藉由所述塗佈法獲得的抗反射膜可含有具有精細－粗糙表面(fine－rough surface)的最上層以呈現防眩性質。
抗反射膜可藉由上述任一種方法形成於本發明之熱塑性膜上。在本發明中，藉由所述塗佈法形成的塗佈型抗反射膜尤其較佳。
(a－1)塗佈型抗反射膜之層結構 抗反射膜可具有至少含有中折射率層、高折射率層及低折射率層(最外層)的層結構。折射率層可以所述次序形成於支撐物上，且具有滿足以下條件的折射率：高折射率層之折射率>中折射率層之折射率>透明支撐物之折射率>低折射率層之折射率。
可在透明支撐物與中折射率層之間形成硬塗層。抗反射膜可具有中折射率硬塗層、高折射率層及低折射率層。
抗反射膜描述於日本專利特許公開案第8－122504號、第8－110401號、第10－300902號、第2002－243906號及第2000－111706號等專利中。
此外，抗反射膜中之每一層可具有其他功能。舉例而言，抗反射膜可具有防汙低折射率層或抗靜電高折射率層(描述於日本專利特許公開案第10－206603號及第2002－243906號等專利中)。
抗反射膜之混濁度較佳為5%或小於5%，更佳3%或 小於3%。在根據JIS K5400標準的鉛筆硬度測試中，所述膜之強度較佳為H或高於H，更佳2H或高於2H，最佳3H或高於3H。
(a－2)高折射率層及中折射率層 抗反射膜中具有較高折射率的層為至少含有基質黏合劑及無機化合物超細顆粒的硬層(hard layer)。超細無機化合物顆粒具有100奈米或小於100奈米之平均粒徑及高折射率。
無機化合物之折射率可為1.65或大於1.65，且較佳為1.9或大於1.9。無機化合物之實例包括Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La及In之氧化物，及所述金屬之多元氧化物。
為獲得上述性質，超細顆粒可用表面處理劑加以表面處理，所述表面處理劑諸如描述於日本專利特許公開案第11－295503號、第11－153703號及第2000－9908號中的矽烷偶合劑；陰離子化合物；或描述於日本專利特許公開案第2001－310432號中的有機金屬偶合劑。超細顆粒可具有如日本專利特許公開案第2001－166104號等專利中所述之含有高折射率顆粒核心的核－殼結構。此外，超細顆粒可使用如日本專利特許公開案第11－153703號、美國專利第6210858號、日本專利特許公開案第2002－2776069號等專利中所述的特定分散劑加以分散。
基質材料之實例包括已知熱塑性樹脂及硬化樹脂(hardening resin)。
亦較佳地，高折射率層或中折射率層包含：含有具有至少兩個自由基可聚合基團及/或陽離子可聚合基團之多官能化合物的組合物；或含有具有可水解基團之有機金屬化合物或其部分縮合衍生物的組合物。所述化合物描述於日本專利特許公開案第2000－47004號、第2001－315242號、第2001－31871號及第2001－296401號等專利中。
此外，亦較佳地，高折射率層或中折射率層為含有金屬烷醇鹽之水解縮合產物的膠狀金屬氧化物層，或含有金屬烷醇鹽組合物的硬層。所述層描述於日本專利特許公開案第2001－293818號等專利中。
高折射率層之折射率一般為1.70至2.20。高折射率層之厚度較佳為5奈米至10微米，更佳10奈米至1微米。
中折射率層之折射率控制在低折射率層之折射率與高折射率層之折射率之間。中折射率層之折射率較佳為1.50至1.70。
(a－3)低折射率層 低折射率層可形成於高折射率層上。低折射率層之折射率為1.20至1.55，較佳1.30至1.50。
低折射率層較佳用作具有抗刮性及防汙性的最外層。低折射率層之表面較佳具有潤滑性以使抗刮性顯著地改良。具有所述表面的薄膜層可藉由使用已知聚矽氧化合物或含氟化合物形成。
含氟化合物之折射率較佳為1.35至1.50，更佳1.36至1.47。含氟化合物較佳為具有35質量%至80質量%之 氟原子含量及可交聯或可聚合官能基的化合物。
所述化合物之實例包括描述於以下文獻中之化合物：日本專利特許公開案第9－222503號第[0018]至[0026]段；日本專利特許公開案第11－38202號第[0019]至[0030]段；日本專利特許公開案第2001－40284號第[0027]至[0028]段；及日本專利特許公開案第2000－284102號。
聚矽氧化合物較佳具有聚矽氧烷結構。在所述結構中，聚合物鏈較佳具有硬化型官能基或可聚合官能基以在層中形成交聯結構。聚矽氧化合物之實例包括反應性聚矽氧(諸如可購自Chisso Corporation的SILAPLANE)及具有矽烷醇末端基團的聚矽氧烷(諸如日本專利特許公開案第11－258403號中所述的聚矽氧烷)。
較佳地，具有可交聯基團或可聚合基團的含氟及/或含矽氧烷聚合物是在應用含有聚合引發劑、敏化劑等之最外層塗層組合物的步驟中或之後藉由光或熱交聯或聚合。
此外，亦較佳地，具有特定含氟烴基團的矽烷偶合劑及有機金屬化合物(諸如矽烷偶合劑)是在觸媒存在下、藉由縮合反應硬化，以形成溶膠－凝膠硬層。
所述化合物之實例包括含有多氟烷基的矽烷化合物及其部分水解的縮合衍生物(諸如日本專利特許公開案第58－142958號、第58－147483號、第58－147484號、第9－157582號及第11－106704號中所述的化合物)及具有聚全氟烷基醚基團(含氟長鏈基團)的矽烷基化合物(諸如日本專利特許公開案第2000－117902號、第2001－48590號 及第2002－53804號中所述的化合物)。
除上述組分外，低折射率層亦可含有諸如填充劑、矽烷偶合劑、潤滑劑或界面活性劑的添加劑。所述填充劑可由具有1至150奈米之初始顆粒平均粒徑的低折射無機顆粒組成，或由日本專利特許公開案第11－3820號第[0020]至[0038]段等文獻中所述的精細有機顆粒組成。無機顆粒之實例包括二氧化矽顆粒(矽石顆粒)及氟化鎂、氟化鈣、氟化鋇等之含氟顆粒。
在低折射率層安置在最外層之下的情況下，低折射率層可藉由氣相法形成，所述氣相法諸如真空沈積法、濺鍍法、離子電鍍法或電漿CVD法。為降低製造成本，低折射率層較佳藉由塗佈法形成。
低折射率層之厚度較佳為30至200奈米，更佳50至150奈米，最佳60至120奈米。
(a－4)硬塗層 硬塗層可形成於透明支撐物上以在物理上強化抗反射膜。在透明支撐物與高折射率層之間形成硬塗層尤其較佳。硬塗層較佳藉由使光硬化化合物及/或熱硬化化合物交聯或聚合而形成。
硬化化合物較佳具有光可聚合官能基。此外，具有可水解官能基的有機金屬化合物較佳為有機烷氧基矽烷基化合物。
所述化合物之特定實例包括高折射率層之彼等化合物。
用於硬塗層之組合物之特定實例包括日本專利特許公開案第2002－144913號及第2000－9908號及WO 00/46617中所述的硬塗層。
高折射率層亦可用作硬塗層。在所述情況下，所述層較佳藉由以如同上述之方式將精細顆粒分散而形成。
硬塗層亦可用作具有防眩(antidazzle/antiglare)功能的防眩層(下文中描述)。防眩功能可藉由添加具有0.2至10微米之平均粒徑的顆粒來獲得。
硬塗層之厚度可依據用途適當地選擇。硬塗層之厚度較佳為0.2至10微米，更佳0.5至7微米。
在根據JIS K5400標準的鉛筆硬度測試中，所述硬塗層之強度較佳為H或高於H，更佳2H或高於2H，最佳3H或高於3H。此外，在根據JIS K5400標準之泰伯磨耗測試(taber test)中，硬塗層較佳呈現較小磨耗。
(a－5)前向散射層(Forward scattering layer) 可形成前向散射層以改良本發明之液晶顯示裝置在上、下、左及右方向上的視角性質。前向散射層亦可作為硬塗層起作用，且所述層可藉由將具有不同折射率的精細顆粒分散於硬塗層中來形成。
前向散射層之前向散射係數可如日本專利特許公開案第11－38208號中所述特定控制。前向散射層中之透明樹脂及精細顆粒之相對折射率可如日本專利特許公開案第2000－199809號中所述特定控制。此外，前向散射層之混濁度可如日本專利特許公開案第2002－107512號中所述控 制在40%或大於40%。
(a－6)其他層 除上述層外，亦可形成底塗層、抗靜電層、內塗層、保護層等層。
(a－7)塗佈法 抗反射膜中之各層可藉由塗佈法形成，塗佈法諸如浸塗法、氣刀塗佈法、簾式塗佈法、輥塗法、絲棒塗佈法、凹版塗佈法、微凹版塗佈法或擠出塗佈法(參見美國專利第2681294號)。
(a－8)防眩功能 抗反射膜可具有使外部光散射的防眩功能。防眩功能可藉由在抗反射膜之表面上形成凹陷及凸起來獲得。具有防眩功能之抗反射膜的混濁度較佳為3%至30%，更佳5%至20%，最佳7%至20%。
在抗反射膜表面上形成凹陷及凸起的方法不受特別限制，只要可足夠維持表面狀態即可。舉例而言，如日本專利特許公開案第2000－271878號等專利中所述，凹陷及凸起可藉由將精細顆粒用於低折射率層中來形成。此外，如日本專利特許公開案第2000－281410號、第2000－95893號、第2001－100004號及第2001－281407號等專利中所述，凹陷及凸起可藉由將少量(0.1質量%至50質量%)較大顆粒(粒徑0.05至2微米)添加至低折射率層之下層(高折射率層、中折射率層或硬塗層)及藉由在由此所形成之粗糙表面層上形成低折射率層來形成。此外，如日本專利 特許公開案第63－278839號、第11－183710號及第2000－275401號等專利中所述，凹陷及凸起可藉由使用壓紋處理或類似處理、將粗糙形狀物理轉移於最上層(防汙層)上來形成。
[量測方法] 以下描述本發明所用的量測方法。
(1)Rth/Re比率及Rth/Re比率範圍 (a)將膜兩端切掉5公分寬，且在整個寬度內、以規則間隔切成20個樣本(3公分方形樣本)。正方形之各邊平行於MD(膜成形方向)或TD(寬度方向)。
(b)將各樣本膜在25℃及相對濕度60%的條件下擱置5小時或5小時以上。接著，藉由使用Oji Scientific Instruments所製造的自動化雙折射率計KOBRA－21ADH、在相同條件下、以550奈米波長自垂直於樣本膜表面的方向及如上所述以－50度至＋50度、隔10度傾斜的方向量測樣本膜之延遲值。
(c)共平面延遲(Re)由垂直方向(法線方向)之延遲值獲得，且厚度方向延遲(Rth)由垂直方向之延遲值及自垂直方向傾斜±50度方向(在±10度至±50度內)之延遲值算得。
(d)樣本之Rth/Re值之平均值作為膜之Rth/Re比率獲得。此外，獲得Rth/Re量測值之最大值與最小值之間的差值作為Rth/Re比率範圍。
(2)熱尺寸變化率及熱尺寸變化率不勻 (a)在整個寬度內、以規則間隔各切成具有以下尺寸的5個MD樣本及5個TD樣本。
i)MD樣本：MD 15 cm×TD 5 cm ii)TD樣本：TD 15 cm×MD 5 cm
(b)將各樣本在25℃及60%相對濕度的條件下擱置3小時或3小時以上，且接著使用10公分長針規、在相同條件下量測樣本之長度L1。
(c)將樣本在乾條件下、在80℃下擱置200小時，且在25℃及60%相對濕度的條件下進一步擱置3小時或3小時以上，且接著使用10公分長針規、在相同條件下量測樣本之長度L2。
(d)使用以下方程式計算MD樣本及TD樣本(10個樣本)之熱尺寸變化率，且取平均值作為膜之熱尺寸變化率。
熱尺寸變化率(%)＝100×|L2－L1|/L1
(e)以如下方式獲得熱尺寸變化率不勻百分比：將10個樣本之熱尺寸變化率之最大值與最小值之間的差值(絕對值)除以10個樣本之熱尺寸變化率之平均值。
(3)表面粗糙度 Ra藉由使用Fujinon Corporation所製造的緊密型雷射干涉儀F601量測。
(4)玻璃轉移溫度(Tg) 將20 mg樣本添加至示差掃描熱量計(DSC)之量測盤中。將樣本在氮氣流下、以10℃/分鐘、自30℃加熱至 250℃(第一個實驗)，以－10℃/分鐘冷卻至30℃，且接著自30℃再加熱至250℃(第二個實驗)。在第二個實驗中基線開始自低溫側移位時的溫度量測為玻璃轉移溫度(Tg)。
實例
參考實例及比較實例來更具體地描述本發明之特徵。用於實例中的材料、量、比率、處理內容、處理程序及其類似方面可改變而不背離本發明之範圍。因此以下實施例就所有方面而言均視為具有說明性而非限制性。
1.製備未拉伸膜 (1)纖維素醯化產物膜 (a)熔融膜成形 根據日本專利特許公開案第2007－98917號之實例1製備乙酸丙酸纖維素膜#CM。膜#CM具有100微米之厚度及146℃之Tg。
根據日本專利特許公開案第2007－169588號之實例B中之實例101製備纖維素醯化產物膜#CN。膜#CN具有100微米之厚度及131℃之Tg。
(b)溶液澆鑄膜成形 根據日本專利特許公開案第2001－188128號之實例1中所述之第1號膜製備乙酸丙酸纖維素膜#CS。膜#CS具有100微米之厚度及150℃之Tg。
(2)環烯烴膜 (a)熔融膜成形 以下樹脂用於熔融膜成形。
樹脂A：可獲自Polyplastics,Co.,Ltd.的TOPAS6013(Tg 130℃)；樹脂B：可獲自Mitsui Chemicals.,Inc.的APEL6015T(Tg 145℃)；樹脂C：WO 98/14499之實例1的化合物(Tg 136℃)；樹脂D：日本專利特許公開案第2007－108529號之合成例1中所述的樹脂A－1(Tg 165℃)；樹脂E：可獲自Mitsui Chemicals,Inc.的APEL6013T(Tg 125℃)。
將各種樹脂在110℃下、藉由真空乾燥器乾燥，以便將水含量降至0.1%或小於0.1%。將樹脂在260℃下、使用單軸捏合擠出機熔融，自齒輪泵中排出且使用具有5微米過濾精度的葉盤過濾器進行過濾。將熔融體(熔融樹脂)傳送至靜態混合器，且由具有0.8毫米狹縫及270℃溫度之衣架型模中擠出在具有(Tg－5)℃、Tg℃及(Tg－10)℃之溫度的三個壓延輥上。在所述方法中，使接觸輥以如下壓力擠壓壓延輥最高處物流，以形成具有100微米厚度的未拉伸膜。接觸輥為日本專利特許公開案第11－235747號之實例1中所述的雙壓輥，且其溫度控制為Tg－5℃，且薄金屬外筒之厚度控制為2毫米。
接著，將未拉伸膜之兩端分別修剪整個寬度之3%，且將兩端加厚處理以臨捲繞之前形成具有10毫米寬度及20微米高度的滾紋。加厚之後，立即將3000公尺膜以1.5公尺寬度及30公尺/分鐘之速率捲繞。
(b)溶液澆鑄膜成形 根據日本專利特許公開案第2007－108529號中所述的製造樣本製備膜#OS。膜#OS含有上述樹脂D，且具有100微米之厚度及165℃之Tg。
2.橫向拉伸及縱向收縮 將上述各種未拉伸膜在Tg＋5℃下、以表1－1至1－4及2－1至2－3中所示之拉伸倍率橫向擴幅拉伸。接著，將拉伸膜在表1－1至1－4中所示的條件下縱向收縮。在熱處理區中執行縱向收縮，其中安置10個具有40公分直徑的輥以獲得表1－1至1－4及2－1至2－3中所示的G/D比率。將若干個膜在橫向拉伸之前、在Tg＋10℃下、以表1－1至1－4及2－1至2－3中所示的拉伸倍率縱向拉伸。表中所示之1之縱向拉伸倍率意謂未執行縱向拉伸。
藉由上述方法量測各種橫向拉伸、縱向收縮熱塑性膜的Re(以寬度方向所安置之20個樣本的平均值)、Rth/Re比率、Re/Rth比率範圍、表面粗糙度、熱尺寸變化率、熱 尺寸變化率不勻及刮痕。結果展示於表1－1至1－4及2－1至2－3中。藉由目視觀測100公尺膜來評價刮痕。
此外，以與日本專利特許公開案第2007－108529號之實例1相同的方式量測本發明所得之膜之取向角。結果，取向角為90±1度，且慢軸在TD方向上取向。
表1－1至1－4中所示的熱尺寸變化率如上所述、在80℃及200小時的條件下量測。即使將膜熱處理500個小時時，熱尺寸變化率亦實質上不變。
在表1－1至1－4中，實例1－27及1－28之膜以與實例1－2相同的方式製造，例外之處為在縱向收縮處理中，將膜固定在輥上。在實例1－27中，藉由在兩端(整個寬度之5%)施加靜電力將膜固定(邊緣釘紮(edge－pinned))。在所述方法中，以－10千伏之釘紮電壓使用由Kasuga Electric Works Ltd.所製造的靜電邊緣釘紮裝置(直流穩定電源PSE－2005N及電極HDE－20R－54)。在實例1－28中，將吸筒用作輥以將膜在整個寬度上固定。在實例1－29中，將夾輥安置在所述輥上，且夾輥之直徑達所述輥之直徑之十分之一。夾輥數目為Y/X，其中X為輥直徑且Y為輥上之搭接長度。夾輥長度為整個寬度之5%，且夾輥安置在兩端。
3.表面處理 (1)纖維素醯化產物膜 將各膜在25℃下、於2.0 N氫氧化鉀溶液中浸漬2分鐘，用硫酸中和，用純水洗滌，且乾燥。藉由接觸角法(contact angle method)量測PK－1之表面能。結果，所述 膜具有60至65毫牛頓/公尺之表面能。
(2)除纖維素醯化產物膜以外的膜 使各膜在以下條件下經受電暈放電處理。
電極：可獲自VETAPONE的Coron－Plus產生器：CP1C輸出：900瓦膜傳送速度：6公尺/分鐘
4.製備用於光學非等向性層的取向膜 使用#16絲棒式塗佈機將具有以下組成的塗佈液體以28毫升/平方公尺塗佈於各熱塑性膜上。將所塗液體藉由60℃熱空氣乾燥60秒，且進一步藉由90℃熱空氣乾燥150秒。
(1)取向膜塗佈液體之組成 以下經修飾之聚乙烯醇：20質量份水：360質量份甲醇：120質量份戊二醛(交聯劑)：1.0質量份經修飾之聚乙烯醇：
(2)製備光學非等向性層 將以下塗佈液體連續地塗佈於取向膜上，同時以30公尺/分鐘傳送膜。在所述方法中，將#3.2絲棒以與膜傳送方向相同的方向、以1171轉旋轉。將所述膜由室溫連續地加熱至100℃以蒸發溶劑，且接著在乾燥區中、以將空氣流以與膜傳送方向平行的方向、以1.5公尺/秒的速率施加於圓盤狀液晶化合物層上來將所述膜在135℃下加熱約90秒。從而使圓盤狀液晶分子取向。接著將膜傳送至80℃之乾燥區，且用具有600毫瓦強度的紫外線照射4秒。在所述照射中，膜表面溫度為約100℃，且使用紫外線照射裝置(具有1.60瓦/公分輸出功率及1.6公尺照射長度的紫外線燈)。以所述方式執行交聯反應，以使圓盤狀液晶分子之取向狀態固定。接著，將膜冷卻至室溫且捲繞成卷。所形成的光學非等向性層具有1.3微米之厚度。
此外，所形成的光學補償片具有2.4兆帕之彈性。
(光學非等向性層塗佈液體之組成) 塗佈液體藉由將以下組分溶解於97質量份之甲基乙基酮中來製備。
以下化學式之圓盤狀液晶化合物(1)：41.01質量份經氧化乙烯修飾的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可獲自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.的V#360)：4.06質量份乙酸丁酸纖維素(可獲自Eastman Chemical Company的CAB551－0.2)：0.34質量份乙酸丁酸纖維素(可獲自Eastman Chemical Company 的CAB531－1)：0.11質量份以下化學式之含氟脂族基團聚合物1：0.56質量份以下化學式之含氟脂族基團聚合物2：0.06質量份光聚合引發劑(可獲自Ciba－Geigy的IRGACURE 907)：1.35質量份敏化劑(可獲自Nippon Kayaku Co.,Ltd.的KAYACURE DETX)：0.45質量份圓盤狀液晶化合物(1) 含氟脂族基團聚合物1(a/b＝90/10重量%) 含氟脂族基團聚合物2(a/b＝98/2重量%)
將偏光板以正交偏光鏡狀態(crossed nicols state)置放，且評價所得光學補償片之不勻。結果，經由法線方向及與法線成60度傾斜的方向未偵測到不勻。
(3)製備偏光板 將80微米厚的聚乙烯醇(PVA)膜在30℃下、在含有0.05質量%碘的水溶液中浸漬60秒，且因而著色。將膜在含有4質量%硼酸的水溶液中、以5倍倍率縱向拉伸60秒。將膜在50℃下乾燥4分鐘以製備具有20微米厚度的偏光膜。
將光學補償片在55℃下、在1.5莫耳/公升氫氧化鈉水溶液中浸漬，且接著水洗移除氫氧化鈉。將所述薄片在35℃下、在0.005莫耳/公升稀硫酸水溶液中浸漬1分鐘，且接著浸入水中以充分移除稀硫酸水溶液。將所述薄片在120℃下充分乾燥。
將市購纖維素醯化產物膜以相同方式皂化。接著，將上述偏光膜夾在皂化光學補償片與纖維素醯化產物膜之間。使用聚乙烯醇黏著劑將膜黏結起來以獲得偏光板。市購纖維素醯化產物膜為FUJIFILM Corporation所製造的FUJITAC TF80UL。在所述方法中，在偏光膜兩側安置的偏光膜與保護膜為卷形式，以使得其彼此間平行地連續黏結。因此，光學補償片之縱向(纖維素醯化產物膜之澆鑄 方向)平行於偏光器之吸收軸。
5.評價TN液晶面板 自具有TN液晶面板的液晶顯示裝置(Mitsubishi Electric Cororation所製造的MDT－191S)中剝離一對原有的偏光板。使用黏結劑將以上所製造的偏光板替代原有的偏光板分別附著於觀測者側及背光側，以使得光學補償片正對液晶元件。偏光板置放成使得觀測者側之偏光板及背光側之偏光板之透射軸為O模式。將由此所獲得的TN液晶面板在乾條件下、在80℃下熱處理200小時。熱處理之後，將TN液晶面板在25℃及60%相對濕度的條件下擱置8小時，且如下評價液晶顯示裝置。
(a)對比度及對比度不勻 使用分光輻射亮度計、在普通內部螢光照明下量測液晶顯示裝置之透射亮度。在所述量測中，將液晶顯示裝置水平置放，且在與法線成0度至80度之範圍內、隔10度改變極角及在各極角、隔10度改變方位角下，以導通(ON)及斷電(OFF)狀態量測亮度。導通與斷電狀態之間的亮度比計算為對比率。在所有極角及方位角下之全部對比率作為對比度展示於表1－1至1－4及2－1至2－3中。此外，將整個螢幕分成100個均等部分，以所述方式量測100個部分之對比度值。對比度不勻百分比以如下方式獲得：將對比度值之最大值與最小值之間的差值除以平均值。
(b)漏光 在液晶顯示裝置上顯示黑色，且目視觀測展示漏光的 面積。所述面積以基於整個顯示螢幕面積的百分比展示。
(c)評價結果 縱向收縮等條件之評價結果展示於表1－1至1－4中。
實例1－1至1－7及比較實例1－1至1－2中評價G/D比率對縱向收縮的影響。在比較實例1－1中，G/D比率小於本發明之範圍，以致Rth/Re比率範圍及對比度不勻增大。此外，熱尺寸變化率及漏光亦增加。在比較實例1－2中，G/D比率大於本發明之範圍，以致Rth/Re比率增大且對比度減小。另一方面，當G/D比率在本發明之範圍內時，獲得優良性質。
實例1－8至1－10、1－23及1－24以及比較實例1－3及1－4中評價V2/V1比率的影響。在比較實例1－3中，V2/V1比率大於本發明之範圍，以致Rth/Re比率增大且對比度減小。當V2/V1比率小於本發明之範圍時，熱尺寸變化率過小，漏光增加，且縱向收縮之刮痕增大。另一方面，當V2/V1比率在本發明之範圍內時，獲得優良性質。
實例1－11至1－14中評價縱向收縮溫度之影響。較佳地，縱向收縮溫度在(Tg－20)℃至(Tg＋50)℃之範圍內。在有些情況下，當縱向收縮溫度高於所述範圍時，Rth/Re比率增大且對比度減小。在有些情況下，當縱向收縮溫度低於所述範圍時，Rth/Re比率無法減小，且此外，熱尺寸變化率增大，對比度減小，且漏光增加。另一方面，當縱向收縮溫度在本發明之較佳範圍內時，獲得優良性質。
實例1－15至1－19中評價接觸輥狀況及表面粗糙度的 影響。當表面粗糙度過小時，表面與輥之間的摩擦過大，以致產生刮痕，如實例1－19中所示。當表面粗糙度過大時，如實例1－15中所示，Rth/Re比率及Rth/Re比率範圍增加，對比度稍微減小，且對比度不勻稍微增加。另一方面，當表面粗糙度在0.0005至0.004範圍內時，獲得優良性質。
實例1－20至1－22中評價拉伸倍率的影響。當拉伸倍率在本發明之較佳範圍(1.1至3.0倍)內時，獲得優良性質。然而，在實例1－22中，拉伸倍率為3.1倍，以致Rth/Re比率及熱尺寸變化率增大，且對比度不勻及漏光亦稍微增加。
實例1－2、1－27、1－28及1－29中評價固定膜兩端對縱向收縮的影響。在實例1－27、1－28及1－29中，膜兩端分別藉由邊緣釘紮法、吸筒法或夾輥法固定，以使得液晶顯示器性質(對比度不勻及漏光)與末端不固定的實例1－2相比更優良。
所述膜類型的評價結果展示於表2－1至2－3中。
比較熔融膜成形法中所用的膜材料。實例2－3、2－4及2－13中所用的加成聚合環烯烴呈現高Re形成、小Rth/Re比率範圍、小對比度不勻及小漏光，且因而特別優良。
與加成聚合環烯烴相仿，實例2－5及2－6中所用的開環聚合環烯烴亦為優良的環烯烴。與實例2－3及2－4中所用的加成聚合環烯烴相比，開環聚合環烯烴呈現更大的Rth/Re比率範圍、更大的熱尺寸變化率、略微更大的對比 度不勻及略微更大的漏光。
與加成聚合環烯烴或開環聚合環烯烴相比，實例2－1、2－2及2－12中所用的纖維素醯化產物呈現更小的Re、更大的Rth/Re比率範圍、更大的熱尺寸變化率、略微更低的對比度、略微更大的對比度不勻及略微更大的漏光。
實例2－8至2－10中使用含內酯環聚合物及聚碳酸酯。根據日本專利特許公開案第2006－277914號之實例1及日本專利特許公開案第2006－284703號之實例1製備聚碳酸酯而不縱向拉伸。根據WO 2006/025445之實例1形成含內酯環聚合物之膜，但使得膜寬度為1.5公尺。所述初始膜(未拉伸膜)具有100微米之厚度。所述膜亦依實例2－10、2－8及2－9之次序呈現優良性質。
在實例2－1及2－2(纖維素醯化產物)與實例2－6及2－7(環烯烴)中比較膜成形法。在每種情況下，與藉由熔融膜成形法所獲得的膜相比，藉由溶液澆鑄膜成形法所獲得的膜呈現略微更小的Rth/Re比率範圍、熱尺寸變化率、對比度不勻及漏光。
在實例2－7及比較實例2－1中使用相同的膜，對本發明之縱向收縮與日本專利特許公開案第2007－108529號之實例1之縱向收縮(在擴幅機中，使用同時雙軸向拉伸機、將膜同時進行縱向收縮與橫向拉伸)加以比較。在實例2－7中，Rth/Re比率範圍及熱尺寸變化率減小，以致對比度不勻及漏光明顯減少。
在比較實例2－2中，根據日本專利特許公開案第 2006－133720號之實例1，將ZEONOR(Tg：136℃)同時進行縱向收縮及橫向拉伸。另一方面，在實例2－11中，將ZEONOR在本發明之(G/D)條件下、以與比較實例2－2相同的橫向拉伸倍率及縱向收縮率、在輥上橫向拉伸且接著縱向收縮。在實例2－8中，Rth/Re比率範圍及熱尺寸變化率減小，以致對比度不勻及漏光明顯減少。
熱收縮G/W＊ ：將膜兩端藉由施加靜電固定於輥上(邊緣釘紮法)。＊＊ ：將膜整個表面藉由吸筒固定於輥上。＊＊＊ ：將膜兩端藉由夾輥固定於輥上。
縱向收縮G/W＊ 比較實例2－1：根據日本專利特許公開案第2007－108529號之實例1、使用同時雙軸向拉伸機。＊＊ 比較實例2－2：根據日本專利特許公開案第2006－133720之實例1、使用同時雙軸向拉伸機(同時進行橫向(TD)拉伸及縱向收縮)。
6.製造其他液晶顯示裝置 本發明之偏光板可用於日本專利特許公開案第10－48420號之實例1中所述的液晶顯示裝置；日本專利特許公開案第9－26572號之實例1中所述之塗有聚乙烯醇及含圓盤狀液晶分子之光學非等向性層的取向膜；日本專利特許公開案第2000－154261號之圖2至圖9中所示的20英吋VA－模式液晶顯示裝置；日本專利特許公開案第2000－154261號之圖10至圖15中所示的20英吋OCB－模式液晶顯示裝置；及日本專利特許公開案第2004－12731號之圖11中所示的IPS－模式液晶顯示裝置。將本發明之低折射膜附著於各種液晶顯示裝置之最外層，且進行評價。結果，可獲得優良的液晶顯示器性質。
7.製備低折射膜 使用本發明之拉伸熱塑性膜製備Kokai Giho(日本發明協會技術揭露期刊)第2001－1745期之實例47之低折射膜。結果，低折射膜呈現優良的光學性質。
雖然本發明已以某些較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧膜製造裝置
12‧‧‧乾燥器
14‧‧‧擠出機
16‧‧‧齒輪泵
18‧‧‧過濾器
20‧‧‧模
24‧‧‧接觸輥
26‧‧‧第二壓延輥
27‧‧‧第三壓延輥
28‧‧‧第一壓延輥
36‧‧‧預加熱部分
42‧‧‧橫向拉伸部分
44‧‧‧熱固著部分
46‧‧‧熱處理區
48a~48d‧‧‧輥
49‧‧‧捲繞部分
50‧‧‧液晶顯示裝置
52‧‧‧偏光板
54‧‧‧液晶元件
56‧‧‧偏光板
58‧‧‧擴散板
60‧‧‧導光板
62‧‧‧背光
64‧‧‧抗反射膜
66‧‧‧偏光器
68‧‧‧光學補償膜
70‧‧‧玻璃基板
72‧‧‧彩色濾光片
74‧‧‧液晶層
76‧‧‧TFT層
78‧‧‧玻璃基板
80‧‧‧光學補償膜
82‧‧‧偏光器
84‧‧‧保護膜
D‧‧‧輥搭接長度
F‧‧‧熱塑性膜
Fa‧‧‧未拉伸膜
Fb‧‧‧橫向拉伸膜
G‧‧‧輥間距離
圖1為展示用於製造本發明之實施例之熱塑性膜之膜製造裝置的示意性結構圖。
圖2為展示配置於熱處理區中之多個輥的透視圖。
圖3為展示熱處理區中輥之輥搭接長度(D)及輥間距離(G)的說明圖。
圖4為展示使用實施例之熱塑性膜之液晶顯示裝置的示意性結構圖。
46‧‧‧熱處理區
48a~48d‧‧‧輥
Fb‧‧‧橫向拉伸膜

Claims (12)

  1. 一種熱處理熱塑性膜的方法，包含：將熱塑性膜橫向拉伸之後，使用兩個或兩個以上的傳送輥傳送所述熱塑性膜至熱處理區，其中輥間距離與輥搭接長度之比率為0.01至3，且出側傳送速度與入側傳送速度之比率為0.6至0.999，以及其中所述熱塑性膜經處理而呈現至少0.5且小於1之厚度方向延遲與共平面延遲之比率、寬度方向上0.01至0.1之厚度方向延遲與共平面延遲之比率範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述輥間距離與所述輥搭接長度之比率為0.05至0.9。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述熱塑性膜之兩端固定於所述傳送輥上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述熱塑性膜在(Tg-20)℃至(Tg+50)℃下熱處理，其中Tg為所述熱塑性膜之玻璃轉移溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中橫向拉伸之拉伸倍率為1.1倍至3倍。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述熱塑性膜包含纖維素醯化產物、環烯烴、含內酯環聚合物或聚碳酸酯。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述熱塑性膜藉由熔融膜成形法形成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方 法，其中所述熱塑性膜具有0.005微米至0.04微米之表面粗糙度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述熱塑性膜藉由接觸輥膜成形法形成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理熱塑性膜的方法，其中所述熱塑性膜在熱處理之後具有50奈米至150奈米之共平面延遲。
  11. 一種熱塑性膜，呈現至少0.5且小於1之厚度方向延遲與共平面延遲之比率、寬度方向上0.01至0.1之厚度方向延遲與共平面延遲之比率範圍以及在80℃下處理200小時後0.001%至0.3%之熱尺寸變化率。
  12. 一種製造熱塑性膜的方法，包含：將熱塑性膜橫向拉伸之後，使用兩個或兩個以上的傳送輥傳送所述熱塑性膜至熱處理區，其中輥間距離與輥搭接長度之比率為0.01至3，且出側傳送速度與入側傳送速度之比率為0.6至0.999，以及其中所述熱塑性膜經製造而呈現至少0.5且小於1之厚度方向延遲與共平面延遲之比率、寬度方向上0.01至0.1之厚度方向延遲與共平面延遲之比率範圍。
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