TWI480318B - 基於拉伸聚合膜之光學補償膜 - Google Patents

基於拉伸聚合膜之光學補償膜 Download PDF

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Description

基於拉伸聚合膜之光學補償膜
本發明係關於在液晶顯示器(LCD)裝置中適於用作負A板或雙軸雙折射板的具有一定折射率分佈之單軸拉伸聚合膜。可使用該等波板來補償存在於各LCD模式中之相位延遲，包括TN(扭轉向列型)、VA(垂直配向型)、IPS(平面內切換型)、及OCB(光學補償彎曲型)，且因此可改良顯示器之觀看品質。
本申請案係於2007年3月29提出申請的美國專利申請案第11/731,367號之部分接續案，其所有內部皆以引用方式併入本文中。
視角依賴係液晶顯示器(LCD)中之已知問題。高品質圖像僅可沿正入射光在窄視角範圍內獲得。此視角依賴係由經過LCD裝置之光的相位延遲造成的。除液晶單元外，在LCD裝置中通常亦使用一對交叉偏光器來引導光傳播以產生黑暗及明亮狀態。通過適當設計可使光在垂直入射時消除，而光在傾斜入射時會發生洩漏。僅考慮交叉偏光器時，第一偏光器使透射偏振狀態之偏軸光以一定角度旋轉，而第二偏光器使吸收偏振狀態之偏軸光以另一角度沿相反方向旋轉。此在黑暗狀態中可因偏光器而產生不完全消光。另外，在液晶(LC)單元中所用LC分子之雙折射性質亦可造成偏軸光相位延遲，從而產生光洩漏。該等交叉偏光器及LC單元之功能缺陷可降低LC顯示器之反差比及顏色穩定性。
為了改良顯示器觀看品質，業內已研發出各種波板來補償由LCD裝置中之組件造成的相位延遲。該等波板可為單軸或雙軸光學膜。單軸光學膜僅具有一個光軸-通常稱為c軸或非常軸。若c軸位於與膜表面垂直的方向上，則將該波板稱為C板。若c軸與膜表面平行，則將其稱為A板。在單軸波板中，沿c軸之折射率(非常折射率，ne )係最高或高低的，而與c軸垂直的所有其他可能軸皆具有相同的相關折射率(尋常折射率，no )。若ne >no ，則將C板及A板分別稱為正C板及正A板，而若ne <no ，則其分別為負C板及負A板。因此，單軸波板應滿足以下關係：
●正C板：nz >nx =ny
●負C板：nz <nx =ny
●正A板：nx >ny =nz
●負A板：nx <ny =nz
其中，nx 與ny 代表平面內折射率，且nz 代表厚度折射率。
若波板具有與最高或最低折射率有關之軸且與該波板垂直之軸具有彼此不同的相關折射率，則將該波板稱為光學雙軸波板。雙軸波板具有兩個光軸，且其具有nx ≠ny ≠nz 之關係。令平面內折射率nx 為最高或高低值，則存在4類折射率分佈分別為nx >ny >nz 、nx >nz >ny 、nx <ny <nz 、及nx <nz <ny 的雙軸波板。滿足nx >ny >nz 公式之波板將具有正平面內延遲值(Rin )及負厚度方向延遲值(Rth )，而滿足nx <ny <nz 之波板將具有負Rin 及正Rth 。
通常使用負C板來補償TN-LCD(具有扭轉向列型LC單元模式的LCD)及VA-LCD(具有垂直配向型LC單元模式的LCD)。在黑暗狀態中，該兩種模式中之棒狀LC分子係以垂直方式配向(垂直於膜表面)。因此，LC單元在黑暗狀態中用作正C板且因此需要負C板來補償相位延遲。關於正C板，其通常與正A板組合使用來補償IPS-LCD(具有平面內切換型LC單元模式的LCD)由交叉偏光器、保護性TAC(三乙醯纖維素)膜、及LC單元所產生的相位延遲。
可將負A板與正A板組合使用來補償交叉偏光器之角度依賴特性，如在美國專利申請案第2006/0292372號中所揭示。亦可將其與各A板及C板組合使用來補償整個顯示器。負A板尤其可用於補償IPS-LCD，此乃因IPS-LCD之LC單元之折射率分佈可為nx >ny =nz ，此基本上為正A板之折射率分佈。
雙軸波板因其能夠補償平面內延遲與厚度方向延遲二者而引人關注。可設計各種折射率分佈之雙軸光學膜來滿足LCD裝置中特定Rin 及Rth 補償之需要。
在上述各種類型之補償板中，業內較為熟知負C板及正A板。負C板通常使用基於聚醯亞胺之聚合膜，而正A板則使用基於聚碳酸酯或降冰片烯樹脂之拉伸膜。
相反，人們對正C板及負A板所知較少，此乃因其難以製作成可達成所期望的折射率分佈。適於正C板應用之各種溶液澆鑄聚合膜已揭示於吾人在2007年3月29日提出申請之美國專利申請案第11/731,142號、第11/731,284號、第11/731,285號、第11/731,366號及1/731,367號中，該等申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
美國專利申請案第2006/0292372號揭示基於表面活性多環化合物之負A板之組合物。
美國專利第5,189,538號揭示溶液澆鑄聚苯乙烯膜之單軸拉伸。在120℃下使自溶液澆鑄而成之聚苯乙烯膜以100%之拉伸比率接受縱向單軸拉伸。在拉伸後，發現折射率自(ηTH 1.551,ηMD 1.548,ηTD 1.548)變為(ηTH 1.553,ηMD 1.556,ηTD 1.539)，其中ηTH 係沿厚度方向之折射率(nz )，ηMD 係沿拉伸(機械)方向之折射率(nx )，且ηTD 係沿橫向(寬度)方向之折射率(ny )。因此，在拉伸後，聚苯乙烯膜之折射率分佈自nx =ny <nz 變為nx >nz >ny ；其中，沿拉伸方向之折射率(nx )增大且ny 降低。
美國專利第6,184,957號揭示具有負單軸性質之光學補償片及與該片之平面平行之光軸的LCD，其中該光學補償片滿足及之條件。該專利亦揭示光學補償片可藉由拉伸單軸聚苯乙烯聚合物(包括，例如，聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、及聚苯乙烯衍生物)來製備。在一個實例中，製備厚度為70μm之聚苯乙烯接枝共聚膜。隨後在115℃下將該膜沿單軸拉伸1.9倍。據報導，拉伸膜之值為(nx -ny )x d=122nm。該先前技術另外揭示具有固有負雙折射率之聚合物適於此應用；然而，其並未區別彼等聚合物之光學性質。其亦未教示製備折射率分佈為nx <ny =nz 且展現格外高的平面內雙折射之聚合膜之方法。
美國專利第7,215,839號揭示基於拉伸聚降冰片烯膜且折射率分佈為nx >nz >ny 之雙軸膜組合物。拉伸聚降冰片烯需要可熱收縮聚合物使該膜沿厚度方向配向以使nz 之值高於ny 。美國專利第6,115,095號揭示由雙軸雙折射介質構成之補償層，其在垂直於LCD基板方向具有最大主折射率；該專利未給出雙軸介質之化學組成。
本發明提供折射率分佈為nx <ny <nz 之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.001之關係，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率，其中該膜係由能夠經溶液澆鑄成正C板之聚合物製成，該正C板之折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係。拉伸前之膜較佳係藉由溶液澆鑄或熔融擠出或藉由業內已知的任一其他成膜技術來製備。
較佳地，聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，其滿足ny -nx >0.001、更佳ny -nx >0.002、>0.003、>0.004、>0.005、>0.006、>0.007、>0.008、>0.009、>0.010、>0.012、>0.015、>0.017、>0.02、>0.03、>0.04、>0.05、>0.06、>0.07、>0.08、>0.09、或>0.1之關係。
較佳地，聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001至約0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08、或0.1之範圍內；或在約0.002至約0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08、或0.1之範圍內；或在約0.003至約0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08、或0.1之範圍內。
在較佳實施例中，聚合膜係獨立式膜且其折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001至約0.002、0.003、0.004、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、或0.05之範圍內；或在約0.002至約0.003、0.004、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、或0.05之範圍內；或在約0.003至約0.004、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、或0.05之範圍內。
在另一較佳實施例中，聚合膜係沈積於基板上之塗層且其折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.003至約0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內；或在約0.005至約0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內；或在約0.01至約0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內；或在0.02至約0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內。較佳地，向塗層及基板一同施加拉伸。
在一個實施例中，聚合膜係藉由沿單軸拉伸具有正雙折射率之聚合膜來製備，該聚合膜滿足nz >nx =ny 及nz -(nx +ny )/2>約0.002、較佳nz -(nx +ny )/2>約0.003、更佳nz -(nx +ny )/2>約0.005之關係，其中nx 及ny 代表平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
拉伸聚合膜之伸長比率(定義為長於未經拉伸膜之長度的百分比)可在約2%至約200%之範圍內。拉伸聚合膜之較佳伸長比率可在上述範圍內之任一子範圍內，例如，約5%至約10%、約10%至約20%、約20%至約30%、約30%至約50%、約50%至約100%、約100%至約150%等。
在較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約10%、30%、50%、80%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.05、0.06、0.07、0.08、或0.09至約0.1之範圍內。
在另一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約10%、30%、50%、80%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、或0.03至約0.05之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約100%、150%、或200%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.05、0.06、0.07、0.08、或0.09至約0.1之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至100%、150%、或200%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、或0.03至約0.05之範圍內。
在一個實施例中，未經拉伸聚合膜係藉由溶液澆鑄包含具有以下部分之聚合物的溶液來製備
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈。
較佳地，該聚合物係選自由下述組成之群：聚(硝基苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)、聚(碘苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯-共-硝基苯乙烯)、聚(氰基苯乙烯)、聚(乙烯基聯苯)、聚(N-乙烯基-4-第三丁基鄰苯二甲醯亞胺)、聚(2-乙烯基萘)、聚[2,5-雙(對烷氧基苯基)苯乙烯]、及聚{2,5-雙[5-(4-烷氧基苯基)-1,3,4-噁二唑]苯乙烯}。
更佳地，該聚合物係聚(硝基苯乙烯)或聚(溴苯乙烯)。
在另一實施例中，聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足ny -nx >0.002及nz -(nx +ny )/2>約0.001之關係。較佳地，該膜係藉由沿單軸拉伸具有正雙折射率之聚合膜來製備，其滿足nz >nx =ny 及nz -(nx +ny )/2>約0.001、大於0.002、或大於0.003之關係，其中nx 及ny 代表平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在另一實施例中，聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足ny -nx >0.003及nz -(nx +ny )/2>0.0015、ny -nx >0.004及nz -(nx +ny )/2>0.002、ny -nx >0.010、0.015、或0.018及nz -(nx +ny )/2>0.01、或ny -nx >0.02、0.03或0.04及nz -(nx +ny )/2>0.02之關係。
在另一實施例中，聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，且ny -nx 係在約0.002至約0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、或0.1之範圍內，且nz -(nx +ny )/2係在約0.001至約0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045或0.05之範圍內。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約10%、30%、50%、80%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.05、0.06、0.07、0.08、或0.09至約0.1，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.05。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約10%、30%、50%、80%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.05，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.025。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至100%、150%、或200%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.05、0.06、0.07、0.08、或0.09至約0.1，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.05。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約100%、150%、或200%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.05，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.025。
較佳地，未經拉伸聚合膜係藉由溶液澆鑄包含具有以下部分之聚合物的溶液來製備
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈。
較佳地，聚合物係選自由下述組成之群：聚(硝基苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)、聚(碘苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯-共-硝基苯乙烯)、聚(氰基苯乙烯)、聚(乙烯基聯苯)、聚(N-乙烯基-4-第三丁基鄰苯二甲醯亞胺)、聚(2-乙烯基萘)、聚[2,5-雙(對烷氧基苯基)苯乙烯]、及聚{2,5-雙[5-(4-烷氧基苯基)-1,3,4-噁二唑]苯乙烯}。
更佳地，該聚合物係聚(溴苯乙烯)。
本發明亦提供製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟
(a)製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
(b)將該聚合物溶液塗施於基板上並使塗層乾燥，
(c)將該乾燥膜自該基板移出以得到折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係的聚合膜，及
(d)在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達能夠產生折射率分佈為nx <ny =nz 的延伸率，
其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
本發明亦提供製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟
(a)選擇結構包含以下部分之聚合物樹脂，
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
(b)藉由熔融擠出或業內已知的任一其他成膜技術將該聚合物轉變成膜，
(c)在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達能夠產生折射率分佈為nx <ny =nz 的延伸率，
其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
本發明亦提供製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟
i.　製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
ii.　將該聚合物溶液塗施於基板上以在該基板上形成塗層，
iii.　在適宜溫度下將該塗層及該基板沿單軸拉伸達能夠使該塗層產生nx <ny =nz 之折射率分佈的延伸率，
其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
本發明亦提供製備用於LCD裝置之延遲補償的雙軸雙折射板之方法，其包含以下步驟
(a)製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
(b)將該聚合物溶液塗施於基板上並使塗層乾燥，
(c)將該乾燥膜自該基板移出以得到折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係的聚合膜，及
(d)在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達能夠產生折射率分佈為nx <ny <nz 的延伸率，
其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在再一實施例中，本發明提供製備用於LCD裝置之延遲補償的雙軸雙折射板之方法，其包含以下步驟
i.　製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
ii.　將該聚合物溶液塗施於基板上以在該基板上形成塗層，
iii.　在適宜溫度下將該塗層及該基板沿單軸拉伸達能夠使該塗層產生nx <ny <nz 之折射率分佈的延伸率，
其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在較佳實施例中，將該聚合膜拉達約2-200%、2-100%、2-50%、或2-30%之伸長比率。
本發明亦提供根據任一上述方法製備的單軸拉伸聚合膜。
本發明提供折射率分佈為且平面內雙折射率(ny -nx )之值格外高的單軸拉伸聚合膜，其可藉由單軸拉伸一聚合膜來獲得，其中該膜係自能夠經溶液澆鑄成折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係的正C板之聚合物製成。在拉伸期間，沿拉伸方向之折射率(nx )降低且在拉伸後ny (與nx 垂直之平面內折射率)增大；nz 係厚度方向折射率。
高(ny -nx )值較為合意，此乃因根據公式R=Δn x d=(ny -nx )x d(其中d代表膜厚度)可使用較薄膜來達成相位補償之相同延遲(R)。而膜愈薄，則能夠製造的顯示器可愈薄。
在一個實施例中，合意的平面內或平面外雙折射率值可藉由低拉伸伸長比率(例如2-30%)來達成。此為有利的，原因在於拉伸過程簡化了且所得拉伸膜不太容易恢復至原來狀態並因此展現改良的穩定性。本發明之另一優點在於可應用較低溫度來拉伸以獲得合意的平面內及平面外雙折射率。儘管不欲受限於任一理論，但假設擬獲得折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係的溶液澆鑄正C板所需分子結構可藉由拉伸成負A板所需分子定向來容易地定向。
在本發明之一個實施例中提供折射率分佈為nx <ny =nz 之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.002之關係，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。較佳地，ny -nx >0.004；更佳地，ny -nx >0.005。
較佳地，聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，其滿足ny -nx >0.002、更佳ny -nx >0.003、>0.004、>0.005、>0.006、>0.007、>0.008、>0.009、>0.010、>0.012、>0.015、>0.017、>0.02、>0.03、>0.04、>0.05、>0.06、>0.07、>0.08、>0.09、或>0.1之關係。
較佳地，聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001至約0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08、或0.1之範圍內；或在約0.002至約0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08、或0.1之範圍內；或在約0.003至約0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08、或0.1之範圍內。
在較佳實施例中，聚合膜係獨立式膜且其折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001至約0.002、0.003、0.004、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、或0.05之範圍內；或在約0.002至約0.003、0.004、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、或0.05之範圍內；或在約0.003至約0.004、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、或0.05之範圍內。
在另一較佳實施例中，聚合膜係沈積於基板上之塗層且其折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.003至約0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內；或在約0.005至約0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內；或在約0.01至約0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內；或在0.02至約0.03、0.04、0.05、0.06、0.08或0.1之範圍內。較佳地，向塗層及基板一同施加拉伸。
在本發明之說明書中，術語「ny =nz 」不僅表示ny 恰好等於nz 之情形，而且亦表示其基本上相等之情形。
在另一實施例中，本發明提供折射率分佈為nx <ny <nz 之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.002及nz -(nx +ny )/2>約0.001之關係，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。較佳地，ny -nx >0.003；更佳地，ny -nx >0.004。nz -(nx +ny )/2之較佳值係>0.0015，更佳值為>0.002。
在一個實施例中，聚合膜係藉由沿單軸拉伸一具有正雙折射率之聚合膜來製備，該聚合膜滿足nz >nx =ny 及nz -(nx +ny )/2>約0.002、較佳nz -(nx +ny )/2>約0.003、更佳nz -(nx +ny )/2>約0.005之關係，其中nx 及ny 代表平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
拉伸聚合膜之伸長比率(定義為長於未經拉伸膜之長度的百分比)可在約2%至約200%之範圍內。拉伸聚合膜之較佳伸長比率可在上述範圍內之任一子範圍內，例如，約5%至約10%、約10%至約20%、約20%至約30%、約30%至約50%、約50%至約100%、約100%至約150%等。
在較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約5%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001至約0.003之範圍內。
在另一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約10%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、或0.009至約0.01之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約25%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017至約0.02之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約40%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02至約0.025之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約60%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02至約0.03之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03至約0.04之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約120%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03至約0.05之範圍內。
在又一較佳實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約200%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03至約0.1之範圍內。
在另一實施例中，聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足ny -nx >0.002及nz -(nx +ny )/2>約0.001之關係。較佳地，該膜係藉由沿單軸拉伸具有正雙折射率之聚合膜來製備，其滿足nz >nx =ny 及nz -(nx +ny )/2>約0.001、大於0.002、或大於0.003之關係，其中nx 及ny 代表平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在另一實施例中，聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足ny -nx >0.003及nz -(nx +ny )/2>0.0015、ny -nx >0.004及nz -(nx +ny )/2>0.002、ny -nx >0.010、0.015、或0.018及nz -(nx +ny )/2>0.01、或ny -nx >0.02、0.03或0.04及nz -(nx +ny )/2>0.02之關係。
在另一實施例中，聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，且ny -nx 係在約0.002至約0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03、0.04或0.05之範圍內，且nz -(nx +ny )/2係在約0.001至約0.015、0.020、0.025之範圍內。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約10%、20%、50%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009至約0.010，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.01。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約25%、50%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017至約0.02，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.015。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約40%、50%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03至約0.034，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.02。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約60%、70%、或100%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03至約0.042，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.025。
在又一實施例中，拉伸聚合膜之伸長比率係約2%至約110%，且拉伸聚合膜之折射率分佈為nx <ny <nz ，其滿足以下關係：ny -nx 為約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.015、0.017、0.02、0.03至約0.046，且nz -(nx +ny )/2為約0.001至約0.027。未經拉伸聚合膜可藉由溶液澆鑄包含具有以下部分之聚合物溶液來製備
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈。該聚合物可根據闡述於在2007年3月29日提出申請之美國專利申請案第11/731,367號中之方法來製備，該申請案之全部內容以引用方式併入本文中。未經拉伸膜亦可藉由熔融擠出或業內已知的任一其他成膜技術來製備。
未經拉伸聚合膜可藉由溶液澆鑄包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液來製備
其中R1 、R2 及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，且OASU係光學各向異性子單元。共價鍵在OASU與其他原子不沿該共價鍵定位之聚合物主鏈之間提供直接連接，而該等原子可使OASU與聚合物主鏈間接連接。
聚合膜可為均聚物或共聚物。共聚物可具有一或多個含OASU部分，其可經由至少一個共價鍵直接連接至聚合物主鏈。本發明之說明適用於具有任一若干部分之組合的任一含OASU均聚物或共聚物。本文所用術語「聚合物」係指均聚物及共聚物。
上述聚合物之OASU可為盤狀、棒狀(液晶原)、或經增強雙折射率之取代基(BES)取代之芳族環(Ar)。在較佳實施例中，OASU垂直於聚合物主鏈定向，且聚合膜之正雙折射率值會隨著OASU垂直度的增加而增大。
聚合膜可為具有一或多個含盤狀基團部分之均聚物或共聚物，該盤狀基團可經由至少一個共價鍵直接連接至聚合物主鏈。共聚物在聚合物主鏈中可含具有以下一般結構之部分：
其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、及R7 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素；其中R6 係氫原子、烷基、經取代烷基、鹵素、酯、醯胺、酮、醚、氰基、苯基、環氧基、胺基甲酸酯、脲、或直接連接至乙烯系不飽和單體殘基主鏈的光學各向異性子單元(OASU)。在一個實施例中，R6 係不同的盤狀基團。在另一實施例中，R6 係苯環。該盤狀基團亦可藉由兩個共價鍵連接至共聚物主鏈。
該盤狀基團之尺寸通常大於苯環。該盤狀基團通常較為龐大。在一個實施例中，該盤狀基團具有稠合環結構。應瞭解，「稠合環」結構可具有兩個或更多個藉由共享至少一側而連接之獨立環。稠合環中之各獨立環可經取代或未經取代且較佳係六員或五員環，其可為全碳環或雜環。稠合環中之獨立環可為芳族環或脂族環。稠合環中之較佳獨立環包括(但不限於)芳族環及經取代芳族環、內醯胺環及基於芳族醯亞胺(例如鄰苯二甲醯亞胺及經取代鄰苯二甲醯亞胺)之環。盤狀基團在環境條件下穩定且因此適用於LCD之光學補償膜。
盤狀基團之代表及說明性實例包括(但不限於)萘、蒽、菲、并四苯、嵌二萘、并五苯、鄰苯二甲醯亞胺及諸如此類，如以下化學結構中所展示：
如一名熟習此項技術之人員所瞭解，包含具有盤狀基團之部分的聚合物組合物可藉由對含盤狀基團單體實施聚合來製備，該單體具有直接連接至稠合環上之碳或氮原子的乙烯基。此等具有可聚合乙烯基的含盤狀基團單體包括(但不限於)以下化合物：
包含具有盤狀基團之部分的聚合物組合物亦可藉由對含盤狀基團單體與一或多個乙烯系不飽和單體實施共聚來製備。此等可用來與含盤狀基團之單體共聚的乙烯系不飽和單體包括(但不限於)下述中的一種或多種：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、異戊二烯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、硝基苯乙烯、溴苯乙烯、碘苯乙烯、氰基苯乙烯、氯苯乙烯、4-第三丁基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、乙烯基聯苯、乙烯基三苯、乙烯基甲苯、氯甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸(itaconic acid)、巴豆酸、馬來酸酐(maleic anhydride)、甲基丙烯酸縮水甘油酯、碳化二亞胺甲基丙烯酸酯、C1 -C18 烷基巴豆酸酯、馬來酸二-正丁酯、馬來酸二辛酯、甲基丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、丙二酸二烯丙酯、甲基丙烯酸甲氧基丁烯基酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸羥基丁烯基酯、(甲基)丙烯酸羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸羥基丙基酯、甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、碳酸乙烯伸乙酯、環氧丁烯、3,4-二羥基丁烯、(甲基)丙烯酸羥基乙基酯、甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺、丁基丙烯醯胺、乙基丙烯醯胺、雙丙酮丙烯醯胺、丁二烯、乙烯基酯單體、(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸異丙烯酯、(甲基)丙烯酸環脂族環氧基酯、乙基甲醯胺、4-乙烯基-1,3-二氧戊環-2-酮、2,2-二甲基-4乙烯基-1,3-二氧戊環、3,4-二-乙醯氧基-1-丁烯、及己二酸單乙烯基酯、甲基丙烯酸第三丁基胺基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙基酯、甲基丙烯酸二乙基胺基乙基酯、N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸2-第三丁基胺基乙基酯、丙烯酸N,N-二甲基胺基乙基酯、N-(2-甲基丙烯醯氧基-乙基)乙烯脲、及甲基丙烯醯胺基-乙基乙烯脲。其他單體闡述於The Brandon Associates(第2版)，1992 Merrimack,N.H.及Polymers and Monomers，1966-1997目錄，Polyscience公司，Warrington,Pa.,U.S.A中。
聚合可藉由業內已知方法(例如整體聚合、溶液聚合、乳液聚合、或懸浮液聚合)來實施。該反應可為自由基、陽離子、陰離子、兩性離子、Ziegler-Natta、或原子轉移自由基型聚合。當期望尤高分子量時，乳液聚合係較佳聚合方法。高分子量聚合物可產生較佳膜品質及較高正雙折射率。
溶液膜澆鑄可使用含盤狀基團聚合物、包含含盤狀基團聚合物與其他聚合物之摻合物的聚合物溶液、或含盤狀基團單體與其他單體之共聚物來實施，後兩者為有利的，原因在於其可改良膜品質及降低成本。聚合物溶液可另外包含其他成份，例如其他聚合物或添加劑。
端視特定盤狀基團結構及聚合物或聚合物摻合物組成而定，含盤狀基團聚合物可溶於(例如)甲苯、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)、環戊酮、N,N-二甲基甲醯胺、或其混合物中。較佳溶劑係甲苯及MIBK。
在本發明之另一實施例中，OASU係經增強雙折射率之取代基(BES)取代之芳族環(Ar)。BES亦可為盤狀基團或液晶原OASU上之取代基。Ar-BES亦可為經BES取代之稠合芳族環。由於Ar-BES可經由一個共價鍵直接連接至聚合物主鏈，因而該部分在聚合物主鏈中具有以下通式：
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素。Ar-BES亦可經由兩個獨立共價鍵直接連接至聚合物主鏈。芳族環之BES取代度為至少0.1，但其亦可為更高。共價鍵可為碳-碳或碳-氮鍵。在沒有經受熱處理、光輻照、或拉伸時，含Ar-BES聚合物在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內之正雙折射率均為大於0.002。含Ar-BES聚合膜可藉由溶液澆鑄來製備，且可在溶劑蒸發後形成平面外各向異性配向。Ar-BES在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內之正雙折射率較佳為大於0.005，且更佳為大於0.01。
聚合膜可為具有一或多個含Ar-BES部分的均聚物或共聚物，該Ar-BES可經由一個共價鍵直接連接至聚合物主鏈。共聚物在聚合物主鏈中可含具有以下一般結構之部分：
其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、及R7 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素；其中R6 係氫原子、烷基、經取代烷基、鹵素、酯、醯胺、酮、醚、氰基、苯基、環氧基、胺基甲酸酯、脲、或直接連接至乙烯系不飽和單體殘基主鏈的光學各向異性子單元(OASU)。在一個實施例中，R6 係不同的Ar-BES。在另一實施例中，R6 係苯環。
芳族環上BES之取代度(DS)係指聚合物組合物中一個芳族環上的平均BES數。因此，當每一芳族環平均經一個BES取代時，DS=1。當每一芳族環平均經一個以上BES取代時，DS亦可為大於1。DS較佳為大於0.3、更佳地為大於0.5、且最佳為大於0.7。BES之DS與聚合物之雙折射率直接有關。因此，Δn可藉由改變DS來操控。聚合物之溶解度亦可端視DS而定且可因此經優化。一名業內普通技術人員可容易地操控DS，例如，藉由調節BES之起始量。
在一個實施例中，含Ar-BES聚合物係聚(乙烯基芳基)聚合物，即由對芳族環上之乙烯基實施聚合所得之聚合物。聚(乙烯基芳基)聚合物亦具有至少一個BES。具有BES之聚(乙烯基芳基)聚合物有利地展現出格外高的雙折射率值，其可溶於多種有機溶劑中，且可用於藉由在基板上實施溶液澆鑄來製備光學補償膜。可藉由納入某些BES及調節其在聚合物芳族環上的取代度(DS)來控制本發明之聚(乙烯基芳基)聚合物的溶解度及雙折射率。此為十分合意的，原因在於LCD裝置通常含有若干個在多種溶劑中具有不同溶解度的材料多層，且每一層僅可經不溶解該特定層之聚合物溶液塗覆。因此，控制聚合物之溶解度及雙折射率之能力容許將本發明之光學膜澆鑄至用於LCD製造之特定層(或基板)上以達成各層在裝置中之合意順序。
芳族基團之代表及說明性實例包括(但不限於)苯、聯苯、萘、蒽、菲、并四苯、嵌二萘、并五苯、三苯、及諸如此類。較佳地，芳族環係苯、聯苯或萘。最佳地，芳族環係苯。
BES係一般較大及/或能夠增強聚(乙烯基芳基)上盤狀基團之芳族環的極化率的基團。聚合物在相同聚合物分子內之不同芳族環上可含有不同的BES基團，或在相同芳族環上可含有不同的BES基團。BES之代表及說明性實例包括(但不限於)NO2 、Br、I、CN、及苯基。較佳地，BES取代基係NO2 、Br、I、及CN。最佳地，BES係NO2 或Br。
BES可連接至芳族環(例如苯)之任一可用位置(包括乙烯部分之對位、鄰位或間位)。聚合物組合物亦可具有位於不同芳族環上之不同位置中的BES。在較佳實施例中，BES在乙烯部分之對位。BES亦可主要在對位上，而部分BES係在鄰位及/或間位上。
經BES取代之芳族聚合物的聚合物組合物之代表及說明性實例包括(但不限於)聚(硝基苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)、經取代聚(硝基苯乙烯)、經取代聚(溴苯乙烯)、硝基苯乙烯或溴苯乙烯之共聚物、及經取代硝基苯乙烯或溴苯乙烯之共聚物。
在本發明之另一實例性實施例中，OASU係棒狀。在較佳實施例中，棒狀結構係液晶原。由於液晶原可經由一個共價鍵(無間隔子)直接連接至聚合物主鏈，因而該部分在聚合物主鏈中具有以下通式：
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素。液晶原亦可經由兩個獨立共價鍵直接連接至聚合物主鏈。共價鍵可為碳-碳或碳-氮鍵。液晶原較佳在液晶原之重心或附近位置處連接至聚合物主鏈，但其亦可在末端或偏離中心之位置處連接至聚合物主鏈。在未經受熱處理、光輻照、或拉伸時，含液晶原聚合物在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內之正雙折射率均大於0.002。含液晶原聚合膜可藉由溶液澆鑄來製備，且可在溶劑蒸發後形成平面外各向異性配向。在較佳實施例中，在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內，正雙折射率均為大於0.005、大於0.01、大於0.02或大於0.03。本發明中之含液晶原聚合物通常稱為液晶原甲殼型聚合物(MJP)。本發明之MJP包括習用液晶原-甲殼型液晶聚合物(MJLCP)以及非液晶棒狀基團甲殼型聚合物。
聚合膜可為具有一或多個含液晶原部分的均聚物或共聚物，該液晶原可經由至少一個共價鍵直接連接至聚合物主鏈。共聚物在聚合物主鏈中可含具有以下一般結構之部分：
其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、及R7 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素；其中R6 係氫原子、烷基、經取代烷基、鹵素、酯、醯胺、酮、醚、氰基、苯基、環氧基、胺基甲酸酯、脲、或直接連接至乙烯系不飽和單體殘基主鏈的光學各向異性子單元(OASU)。在一個實施例中，R6 係不同的液晶原。該液晶原亦可藉由兩個共價鍵連接至共聚物主鏈。
本發明之液晶原可具有以下通式：
R1 ─(A1 ─Z1 )m ─A2 ─(Z2 ─A3 )n ─R2
其中，A1 、A2 、及A3 獨立地為芳族環或環脂族環。該等環可為全碳環或雜環且可為未經取代環或經鹵素、氰基或硝基、或具有1至8個碳原子之烷基、烷氧基、或烷醯基取代之單環或多環。
Z1 、Z2 、及Z3 各自獨立地為-COO─、-OOC─、-CO─、-CONH─、-NHCO-、-CH=CH─、-C≡C─、-CH=N─、-N=CH─、-N=N─、-O─、-S─、或單鍵，R1 及R2 各自獨立地為鹵素、氰基、或硝基、或具有1至25個碳原子之烷基、烷氧基、或烷醯基，或具有針對─(Z2 -A3 )所給出含義中的一個，m係0、1、或2；n係1或2。較佳地，m係1或2；n係1或2；A2 係1,4-伸苯基；且液晶原係經由A2 連接至聚合物主鏈。更佳地，m係2；n係2；A2 係1,4-伸苯基；且液晶原係經由A2 連接至聚合物主鏈。
液晶原中芳族環之代表及說明性實例包括(但不限於)：
液晶原中環脂族環之代表及說明性實例包括(但不限於)：
可經由一個共價鍵連接至聚合物主鏈的液晶原之代表及說明性實例包括(但不限於)：
此等液晶原可經由苯環上之碳原子或三唑上之氮原子連接至聚合物主鏈。在較佳實施例中，液晶原係經由中心1,4-伸苯基上之碳原子或雜環上之氮原子連接至聚合物主鏈。
具有液晶原(其中m係1或2，n係1或2，A2 係1,4-伸苯基，且液晶原係經由A2 連接至聚合物主鏈)之較佳聚合物部分的代表及說明性實例包括(但不限於)：
具有液晶原(其中m係2，n係2，A2 係1,4-伸苯基，且液晶原係經由A2 連接至聚合物主鏈)之較佳聚合物部分的代表及說明性實例包括(但不限於)：
其中R1 、R2 、及R3 係氫原子、烷基、或鹵素。
在本發明之一個實例性實施例中，光學膜係自具有一或多個液晶原部分(其中m係2，n係2，A2 係1,4-伸苯基，且其係經由A2 連接至聚合物主鏈)之聚合物組合物經溶液澆鑄而成。該液晶原甲殼型聚合膜在約300nm與約350nm波長之間具有最大吸收且在400nm<λ <800nm整個範圍內之正雙折射率均為大於約0.015。此等聚合物部分之代表及說明性實例包括(但不限於)：
其中R1 、R2 、及R3 係氫原子、烷基、或鹵素。
本發明之MJP可藉由對液晶原單體實施聚合來製備，該單體之乙烯基連接至其一個環，較佳為芳族環，例如苯。聚合可藉由業內已知方法(例如整體聚合、溶液聚合、乳液聚合、或懸浮液聚合)來實施。該反應可為自由基、陽離子、陰離子、兩性離子、Ziegler-Natta、或原子轉移自由基型聚合。參見 Zhou,Q. F.等人，Macromolecules ，1987，20，第233頁；Zhang,D.等人，Macromolecules ，1999，32，第5183頁；Zhang,D.等人，Macromolecule ，1999，32，第4494頁；及Chen,X.等人，Macromolecules ，2006，39，第517頁。
適於本發明的具有可聚合乙烯基之液晶原單體的代表及說明性實例包括(但不限於)：
適於本發明的具有可聚合乙烯基之較佳液晶原單體的代表及說明性實例包括(但不限於)：
具有該等部分之聚合物在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內的正雙折射率均為大於約0.02。
本發明之MJP亦可藉由對具有一個乙烯基之液晶原單體與一或多個乙烯系不飽和單體實施共聚來製備。可用來與含液晶原之單體共聚的乙烯系不飽和單體之代表及說明性實例包括(但不限於)下述中的一種或多種：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、異戊二烯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、硝基苯乙烯、溴苯乙烯、碘苯乙烯、氰基苯乙烯、氯苯乙烯、4-第三丁基苯乙烯、乙烯基聯苯、乙烯基三苯、乙烯基甲苯、氯甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯、碳化二亞胺甲基丙烯酸酯、C1 -C18 烷基巴豆酸酯、馬來酸二-正丁酯、α-或β-乙烯基萘、馬來酸二辛酯、甲基丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、丙二酸二烯丙酯、甲基丙烯酸甲氧基丁烯基酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸羥基丁烯基酯、(甲基)丙烯酸羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸羥基丙基酯、甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、碳酸乙烯伸乙酯、環氧丁烯、3,4-二羥基丁烯、(甲基)丙烯酸羥基乙基酯、甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺、丁基丙烯醯胺、乙基丙烯醯胺、雙丙酮丙烯醯胺、丁二烯、乙烯基酯單體、(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸異丙烯酯、(甲基)丙烯酸環脂族環氧基酯、乙基甲醯胺、4-乙烯基-1,3-二氧戊環-2-酮、2,2-二甲基-4乙烯基-1,3-二氧戊環、3,4-二-乙醯氧基-1-丁烯、及己二酸單乙烯基酯、甲基丙烯酸第三丁基胺基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙基酯、甲基丙烯酸二乙基胺基乙基酯、N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸2-第三丁基胺基乙基酯、丙烯酸N,N-二甲基胺基乙基酯、N-(2-甲基丙烯醯氧基-乙基)乙烯脲、及甲基丙烯醯胺基-乙基乙烯脲。其他單體闡述於The Brandon Associates(第2版)，1992 Merrimack,N.H.及Polymers and Monomers，1966-1997目錄，Polyscience公司，Warrington,Pa.,U.S.A中。
如一名熟習此項技術之人員所瞭解，MJP亦可藉由首先合成官能化聚合物並隨後使該聚合物與小分子反應以獲得期望液晶原結構來製備。
溶液膜澆鑄可使用MJP、包含MJP與其他聚合物之摻合物的聚合物溶液、或MJP之共聚物來實施，後兩者為有利的，原因在於其可改良膜品質及降低成本。聚合物溶液可另外包含其他成份，例如其他聚合物或添加劑。端視液晶原之結構而定，本發明之MJP可溶於甲苯、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)、環戊酮、N,N-二甲基甲醯胺或其混合物中。較佳溶劑係甲苯及MIBK。光學膜可藉由業內已知方法(例如，旋塗)自所得聚合物溶液澆鑄至基板上，如上文所述。
在本發明之另一實施例中，OASU係經由兩個獨立的共價鍵直接連接至聚合物主鏈，因而該部分具有以下通式：
其中R1 、R2 及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，且OASU係光學各向異性子單元。
此等具有經由兩個獨立的共價鍵直接連接至聚合物主鏈的OASU之聚合物部分的代表及說明性實例包括(但不限於)：
可用來製備具有經由兩個獨立的共價鍵直接連接至聚合物主鏈的OASU之均聚物或共聚物之單體的代表及說明性實例包括(但不限於)：
具有上述含OASU部分且可經溶液澆鑄成正雙折射率大於0.002之薄膜的聚合物實例已揭示於吾人在2007年3月29日提出申請之美國專利申請案第11/731,142號、第11/731,284號、第11/731,285號、第11/731,366號及1/731,367號中，該等申請案之全部內容以引用方式併入本文中。較佳聚合物係聚(硝基苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)、聚(碘苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯-共-硝基苯乙烯)、聚(氰基苯乙烯)、聚(乙烯基聯苯)、聚(N-乙烯基-4-第三丁基鄰苯二甲醯亞胺)、聚(2-乙烯基萘)、聚[2,5-雙(對烷氧基苯基)苯乙烯]、及聚{2,5-雙[5-(4-烷氧基苯基)-1,3,4-噁二唑]苯乙烯}。最佳聚合物係聚(硝基苯乙烯)及聚(溴苯乙烯)。
在較佳實施例中，聚合膜係聚(硝基苯乙烯)。聚(硝基苯乙烯)在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內的正雙折射率可為大於0.002。聚(硝基苯乙烯)可具有大於0.3或大於0.5之硝基取代度。聚(硝基苯乙烯)可部分為對-硝基取代或主要為對-硝基取代。在一個實施例中，聚(硝基苯乙烯)主要為對-硝基取代及具有大於0.3或大於0.5之硝基取代度。
在另一較佳實施例中，聚合物係聚(溴苯乙烯)。聚(溴苯乙烯)在400nm<λ<800nm之整個波長範圍內的正雙折射率可為大於0.002。聚(溴苯乙烯)可具有大於0.3或大於0.5之溴基取代度。聚(溴苯乙烯)可部分為對-溴基取代或主要為對-溴基取代。在一個實施例中，聚(溴苯乙烯)主要為對-溴基及具有大於0.3或大於0.5之溴基取代度。
如一名熟習此項技術之人員所瞭解，聚(硝基苯乙烯)可藉由在HNO3 與H2 SO4 之混合酸存在下對聚苯乙烯實施硝化來製備，如在Philippides,A.等人，Polymer (1993),34(16),3509-13；Fernandez,M. J.等人，Polymer Degradation and Stability (1998),60(2-3),257-263；Cowie,J. M. G.等人，European Polymer Journal (1992),28(2),145-8；及Al-Najjar,Mohammed M等人，Polymer Engineering and Science (1996),36(16),2083-2087中所揭示。
聚苯乙烯之硝化可在有機溶劑(例如硝基苯、1,2-二氯乙烷、3-硝基甲苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、二硫化碳、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、或其混合物)存在下實施。較佳溶劑係硝基苯及硝基苯與1,2-二氯乙烷之3:1混合物。硝基苯乙烯之共聚物可藉由對苯乙烯之共聚物(例如聚(苯乙烯-共-丙烯腈)、聚(苯乙烯-共-4-第三丁基苯乙烯)、及聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸甲酯))實施硝化來製備。其亦可藉由對硝基苯乙烯與其他乙烯系不飽和單體(例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、4-第三丁基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、及丙烯酸)實施共聚來製備。聚(硝基苯乙烯)亦可藉由對硝基苯乙烯單體實施聚合來製備，如在Philippides,A.等人，Polymer(1994),35(8),1759-63；及Jonquieres,A.等人，Polymer Bulletin(Berlin) ,(1994),33(4),389-95中所揭示。可使用三氟乙酸酐及三氟乙酸與硝酸作為硝化劑。亦可使用諸如NH4 NO3 、NaNO3 、KNO3 、及AgNO3 等無機硝酸鹽與三氟乙酸酐作為硝化劑，如在Grivello,J. V.,J. Org. Chem. (1981),46,3056-3060中所揭示。
端視硝基取代度而定，在本發明中所製備聚(硝基苯乙烯)聚合物可溶於甲苯、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)、環戊酮、N,N-二甲基甲醯胺或其混合物中。膜澆鑄聚(硝基苯乙烯)之較佳溶劑係環戊酮、甲苯、及MIBK或其混合物。
如一名熟習此項技術之人員所瞭解，聚(溴苯乙烯)可藉由在溴與路易斯酸(Lewis acid)觸媒(例如AlCl3 、FeCl3 、AlBr3 、BF3 、FeBr3 、SbCl5 、ZrCl4 、Sb2 O3 、及諸如此類)存在下對聚苯乙烯實施溴化來製備，如在美國專利第5,677,390號及第5,532,322號中所揭示，該兩個申請案之全部內容以引用方式併入本文中。其亦可藉由使聚苯乙烯與正丁基鋰-TMEDA錯合物反應、隨後用溴驟冷來製備，如在Farrall,M. J.及Frechet,M. J.,Macromolecules ，第12卷，第426頁，(1979)中所揭示。與聚(硝基苯乙烯)相似，聚(溴苯乙烯)亦可藉由對溴苯乙烯單體實施聚合來製備，如在Farrall,M. J.及Frechet,M. J.,Macromolecules ，第12卷；第426頁，(1979)中所揭示。類似地，溴苯乙烯之共聚物亦可依照先前針對聚(硝基苯乙烯)所述來製備。聚苯乙烯之溴化可在有機溶劑(例如1,2-二氯乙烷、硝基苯、3-硝基甲苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、二硫化碳、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、或其混合物)存在下實施。較佳溶劑係1,2-二氯乙烷、四氯化碳、及氯仿。
聚合物溶液可藉由將一或多種上述含OASU聚合物溶解於溶劑中來製備。適宜溶劑包括甲苯、甲基異丁基酮、甲基乙基酮、環戊酮、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、苯、氯苯、二甲苯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、吡啶、二甲基亞碸、乙腈、環己酮、甲基戊基酮、乙酸乙酯、乙二醇單丁基醚、四氫呋喃、其混合物、及諸如此類。較佳溶劑係甲苯、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基乙基酮(MEK)、及環戊酮。
上述聚合物溶液可另外含有其他成份，例如其他聚合物或添加劑。添加劑之實例包括增塑劑、UV穩定劑、抗氧化劑、染料、及顏料。增塑劑可為(例如)磷酸酯或羧酸酯，例如磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二辛酯、及諸如此類。
另外，聚合物溶液亦可含有無機細顆粒以增強供拉伸或加工之膜的機械性質。無機細顆粒之實例包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、二氧化鈦、矽酸鈣、矽酸鎂、矽酸鋁、磷酸鈣、及諸如此類。該等顆粒可不經處理或可用諸如烷氧基矽烷、矽氧烷、或烴等有機化合物進行表面處理或化學處理。市售氧化矽之實例包括來自Degussa AG之AEROSIL 200、300、380、R805、R812、R816、R972、及R974。
隨後未經拉伸聚合膜可藉由使用業內已知方法(例如旋塗、噴塗、輥塗、幕塗、或浸塗)將聚合物溶液塗施於基板上來製備。適宜基板包括玻璃、金屬、陶瓷、聚酯、聚碳酸酯、纖維素酯、聚丙烯酸酯、聚烯烴、環狀烯烴聚合物、聚胺基甲酸酯、及諸如此類。將澆鑄膜在環境條件下或在適合溶劑蒸發之受控條件下乾燥。可自基板移出乾燥膜以產生獨立式膜。或者，應瞭解，該膜亦可藉由熔融擠出或業內已知的任一其他成膜技術來製備。
在適宜溫度下對由此獲得之膜實施縱向單軸拉伸達能夠產生合意的折射率分佈的某一拉伸比率。拉伸方法可藉由使用任一適宜拉伸裝置(例如輥式拉伸機或拉幅機)來實施。
在又一態樣中，本發明提供LCD裝置，其包含基於本發明之拉伸聚合膜之光學補償膜。在另一態樣中，該LCD裝置係EPS模式LCD。
在另一實施例中，本發明提供製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟
i.　製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
ii.　將該聚合物溶液塗施於基板上並使塗層乾燥，
iii.　將該乾燥膜自該基板移出以得到折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係的聚合膜，及
iv.　在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達能夠產生折射率分佈為nx <ny =nz 的延伸率，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在另一實施例中，本發明提供製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟
i.　選擇結構包含以下部分之聚合物樹脂，
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
ii.　藉由熔融擠出或業內已知的任一其他成膜技術將該聚合物轉變成膜，
iii.　在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達能夠產生折射率分佈為nx <ny =nz 的延伸率，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在再一實施例中，本發明提供製備用於LCD裝置之延遲補償的雙軸雙折射板之方法，其包含以下步驟
i.　製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
ii.　將該聚合物溶液塗施於基板上並使塗層乾燥，
iii.　將該乾燥膜自該基板移出以得到折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>約0.002之關係的聚合膜，及
iv.　在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達能夠產生折射率分佈為nx <ny <nz 的延伸率，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
在再一實施例中，本發明提供製備用於LCD裝置之延遲補償的雙軸雙折射板之方法，其包含以下步驟
i.　製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液
其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈，
ii.　將該聚合物溶液塗施於基板上以在該基板上形成塗層，
iii.　在適宜溫度下將該塗層及該基板沿單軸拉伸達能夠使該塗層產生nx <ny <nz 之折射率分佈的延伸率，
其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
適於拉伸之溫度可大約為聚合物之Tg，可較Tg高約10-50℃，或可較Tg低約10-100℃。較佳拉伸溫度係較Tg低約10-100℃。在較佳實施例中，適於拉伸之溫度係較聚合物之Tg高約10℃。在更佳實施例中，適於拉伸之溫度係較聚合物之Tg低約10℃。
或者，在上述方法中，可在膜仍含有某一溶劑且未完全乾燥時對其實施拉伸(濕式拉伸)。在該情形中，可採用較低溫度來實施拉伸。亦可能拉伸具有底部支承體(例如在鋼質傳動帶上)之膜；在該情形中，可使用較高溫度(例如，大約為聚合物之Tg或較Tg高約10-30℃)來實施拉伸。該膜亦可能在沒有自基板移出時經受拉伸，例如TAC膜。
膜在拉伸後的伸長比率(延伸率)可為2-200%(定義為長於未經拉伸膜之長度百分比)。較佳伸長比率係2-100%。
實例 1.聚(硝基苯乙烯)之製備
在裝配有機械攪拌器之3頸圓底燒瓶中將聚苯乙烯(22.9g)攪拌並溶解於硝基苯(330mL)中。在30min時間內向經攪拌混合物中逐滴添加由硝酸(35.6g)與濃硫酸(35.6g)組成之混合酸(硝基/苯乙烯當量比率=1.8/1)。在室溫下於氮氣中使該混合物反應總共24小時。所得黃色混合物用水萃取若干次；分離有機相並隨後使其沉澱至甲醇中以得到固體物質。將固體溶解於N,N-二甲基甲醯胺(DMF)中並再沉澱至甲醇中。所得固體產物經過濾，用甲醇反覆洗滌，且在真空中乾燥以得到淺黃色纖維狀粉末(30.4g)。
2.聚(硝基苯乙烯)膜之製備
製備上述聚(硝基苯乙烯)存於環戊酮中之10%溶液並藉由攤抹開(draw-down)將其塗施於玻璃板上。將所得塗層在室溫下乾燥24小時以產生尺寸為6cm×6cm且厚度為約80μm之膜。隨後剝離該膜並將其切成若干10mm×5mm之條。
3.聚(硝基苯乙烯)膜之拉伸
將一條在實例2中所製備之聚(硝基苯乙烯)膜安裝於裝配有環境室之InstronUniversal Materials Testing Machine上。隨後分別在130℃及140℃下以50mm/min之牽伸速度將該膜沿單軸拉伸達多個伸長比率。藉由使用來自Metricon公司之稜鏡耦合器(2010型)量測多個伸長比率的633nm拉伸膜的折射率(nx 、ny 、及nz )，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
4.聚(硝基苯乙烯)膜之拉伸
將一條在實例2中所製備之聚(硝基苯乙烯)膜安裝於裝配有環境室之InstronUniversal Materials Testing Machine上。隨後分別在115℃及125℃下以50mm/min之牽伸速度將該膜沿單軸拉伸達多個伸長比率。藉由使用來自Metricon公司之稜鏡耦合器(2010型)量測多個伸長比率的633nm拉伸膜的折射率(nx 、ny 、及nz )，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
5.聚(溴苯乙烯)之製備
在裝配有機械攪拌器、氮氣入口、及氮氣出口之1L 3頸圓底燒瓶中將聚苯乙烯(50.0g)(Mw 350,000;Aldrich)攪拌並溶解於1,2-二氯甲烷(500g)中。將氮氣壓力設為0.2 SCFH以使得氣體流經反應器；在反應期間所產生酸霧由氣體帶出並經由管體到達在NaOH稀釋溶液上方之表面。在1小時時間內向攪拌混合物中依次逐滴添加AlCl3 (1.0g)、溴(111.0g)(Br/苯乙烯當量比率為1.45/1)。在室溫下於氮氣中使混合物反應總共6小時。將所得紅色混合物倒入NaOH稀釋溶液中並分離有機層，隨後使該有機層沉澱至甲醇中以得到軟質固體物質中。將該固體溶解於環戊酮(約300g)中，再沉澱至甲醇中，並分離沉澱物。將纖維狀固體在甲醇中攪拌數小時，過濾，用甲醇反覆洗滌，並在真空中乾燥。產量：93g(淺黃色)。Tg:149℃。
6.聚(溴苯乙烯)膜之製備
製備聚(溴苯乙烯)存於環戊酮中之10%溶液並藉由刮塗將其塗施於玻璃板上。將所得塗層在室溫下乾燥24小時以產生尺寸為6cm×6cm且厚度為約80μm之膜。隨後剝離該膜並將其切成10mm×5mm之條。
7.聚(溴苯乙烯)膜之拉伸
將一條以上所製備聚(溴苯乙烯)膜安裝於裝配有環境室之InstronUniversal Materials Testing Machine上。隨後在100℃下以50mm/min之牽伸速度將該膜沿單軸拉伸達多個伸長比率。藉由使用來自Metricon公司之稜鏡耦合器(2010型)量測各多個伸長比率的633nm拉伸膜的折射率(nx 、ny 、及nz )，其中nx 係與膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。數據收集如下。

Claims (74)

  1. 一種折射率分佈為nx <ny nz 之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.001之關係，其中nx 係與該膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率，其中該拉伸聚合膜係藉由拉伸一未經拉伸聚合膜而製備，該未經拉伸聚合膜係自能夠經溶液澆鑄成折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>0.002之關係的正C板之聚合物製成，其中該未經拉伸聚合膜係藉由對包含具有以下部分之聚合物的溶液實施溶液澆鑄來製備 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈。
  2. 如請求項1之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜係藉由溶液澆鑄或熔融擠出來製備。
  3. 如請求項1之單軸拉伸聚合膜，其折射率分佈為nx <ny =nz ，其滿足ny -nx >0.001之關係。
  4. 如請求項3之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜具有正雙折射率，其滿足nz >nx =ny 及nz -(nx +ny )/2>0.002之關係。
  5. 如請求項4之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜具有nz -(nx +ny )/2大於0.003之正雙折射率。
  6. 如請求項4之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜具有nz -(nx +ny )/2大於0.005之正雙折射。
  7. 如請求項3之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.002之關係。
  8. 如請求項3之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.003之關係。
  9. 如請求項1之單軸拉伸聚合膜，其中該聚合膜係獨立式膜，且其中該聚合膜具有在0.001至0.05之範圍內之ny -nx 。
  10. 如請求項9之單軸拉伸聚合膜，其中ny -nx 係在0.002至0.05之範圍內。
  11. 如請求項10之單軸拉伸聚合膜，其中ny -nx 係在0.003至0.05之範圍內。
  12. 如請求項11之單軸拉伸聚合膜，其中ny -nx 係在0.004至0.05之範圍內。
  13. 如請求項1之軸拉伸聚合膜，其中該聚合膜係沈積於基板上之塗層，且其中該聚合膜之折射率分佈為nx <ny =nz ，且ny -nx 係在0.003至0.1之範圍內。
  14. 如請求項13之單軸拉伸聚合膜，其中ny -nx 係在0.005至0.1之範圍內。
  15. 如請求項14之單軸拉伸聚合膜，其中ny -nx 係在0.01至0.1之範圍內。
  16. 如請求項15之單軸拉伸聚合膜，其中ny -nx 係在0.02至0.1之範圍內。
  17. 如請求項1之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至200%且該拉伸聚合膜具有在0.001至0.1範圍內之ny -nx 。
  18. 如請求項17之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至200%且該拉伸聚合膜具有在0.001至0.05範圍內之ny -nx 。
  19. 如請求項17之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至100%且該拉伸聚合膜具有在0.001至0.1範圍內之ny -nx 。
  20. 如請求項19之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至100%且該拉伸聚合膜具有在0.001至0.05範圍內之ny -nx 。
  21. 如請求項20之單軸拉伸聚合膜，其中該聚合物係選自由下述組成之群：聚(硝基苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)、聚(碘苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯-共-硝基苯乙烯)、聚(氰基苯乙烯)、聚(乙烯基聯苯)、聚(N-乙烯基-4-第三丁基鄰苯二甲醯亞胺)、聚(2-乙烯基萘)、聚[2,5-雙(對烷氧基苯基)苯乙烯]、及聚{2,5-雙[5-(4-烷氧基苯基)-1,3,4-噁二唑]苯乙烯}。
  22. 如請求項20之單軸拉伸聚合膜，其中該聚合物係聚(硝基苯乙烯)或聚(溴苯乙烯)。
  23. 如請求項1之單軸拉伸聚合膜，其折射率分佈為 nx <ny <nz ，其滿足ny -nx >0.002及nz -(nx +ny )/2>0.001之關係。
  24. 如請求項23之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜係藉由單軸拉伸一具有正雙折射率之未經拉伸聚合膜來製備，該正雙折射率滿足nz >nx =ny 及nz -(nx +ny )/2>0.002之關係。
  25. 如請求項24之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜具有nz -(nx +ny )/2大於0.003之正雙折射率。
  26. 如請求項25之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜具有nz -(nx +ny )/2大於0.004之正雙折射率。
  27. 如請求項23之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.003及nz -(nx +ny )/2>0.0015之關係。
  28. 如請求項27之單軸拉伸聚合膜，其滿足ny -nx >0.004及nz -(nx +ny )/2>0.002之關係。
  29. 如請求項23之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至200%，且該拉伸聚合膜具有0.002至0.1之ny -nx 及0.001至0.05之nz -(nx +ny )/2。
  30. 如請求項29之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至200%，且該拉伸聚合膜具有0.002至0.05之ny -nx 及0.001至0.025之nz -(nx +ny )/2。
  31. 如請求項29之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸長比率係2%至100%，且該拉伸聚合膜具有0.002至0.1之ny -nx 及0.001至0.05之nz -(nx +ny )/2。
  32. 如請求項31之單軸拉伸聚合膜，其中該拉伸聚合膜之伸 長比率係2%至100%，且該拉伸聚合膜具有0.002至0.05之ny -nx 及0.001至0.025之nz -(nx +ny )/2。
  33. 如請求項24之單軸拉伸聚合膜，其中該未經拉伸聚合膜係藉由對包含具有以下部分之聚合物的溶液實施溶液澆鑄來製備 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至聚合物主鏈。
  34. 如請求項33之單軸拉伸聚合膜，其中該聚合物係選自由下述組成之群：聚(硝基苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)、聚(碘苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯-共-硝基苯乙烯)、聚(氰基苯乙烯)、聚(乙烯基聯苯)、聚(N-乙烯基-4-第三丁基鄰苯二甲醯亞胺)、聚(2-乙烯基萘)、聚[2,5-雙(對烷氧基苯基)苯乙烯]、及聚{2,5-雙[5-(4-烷氧基苯基)-1,3,4-噁二唑]苯乙烯}。
  35. 如請求項33之單軸拉伸聚合膜，其中該聚合物係聚(溴苯乙烯)。
  36. 一種LCD裝置，其包含作為如請求項1之單軸拉伸聚合膜的延遲補償膜。
  37. 如請求項36之LCD裝置，其中該裝置係IPS-LCD。
  38. 一種製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟i.製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至該聚合物主鏈，ii.將該聚合物溶液塗施於基板上並使該塗層乾燥，iii.將該乾燥膜自該基板移出以得到折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>0.002之關係的聚合膜，及iv.在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達足以產生折射率分佈為nx <ny =nz 的延伸率，其中nx 係與該膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
  39. 一種根據如請求項38之方法製備之單軸拉伸聚合膜。
  40. 一種製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟i.選擇結構包含以下部分之聚合物樹脂， 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至該聚合物主鏈，ii.將該聚合物轉變成膜，iii.在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達足以產生折射率分佈為nx <ny =nz 的延伸率，其中nx 係與該膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
  41. 一種根據如請求項40之方法製備之單軸拉伸聚合膜。
  42. 如請求項38之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-200%之伸長比率。
  43. 如請求項42之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-100%之伸長比率。
  44. 如請求項42之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-50%之伸長比率。
  45. 如請求項44之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-30%之伸長比率。
  46. 一種根據如請求項42之方法製備之單軸拉伸聚合膜。
  47. 一種製備用於LCD裝置之延遲補償的負A板之方法，其包含以下步驟 i)製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至該聚合物主鏈，ii)將該聚合物溶液塗施於基板上以在該基板上形成聚合物塗層，iii)在適宜溫度下將該塗層及該基板沿單軸拉伸達足以產生折射率分佈為nx <ny =nz 之該塗層的延伸率，其中nx 係與該膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
  48. 一種根據如請求項47之方法製備之單軸拉伸多層聚合膜。
  49. 如請求項47之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-200%之伸長比率。
  50. 如請求項49之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-100%之伸長比率。
  51. 如請求項50之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-50%之伸長比率。
  52. 如請求項51之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-30%之伸長比率。
  53. 一種根據如請求項49之方法製備的單軸拉伸多層聚合膜，其包括自該塗層溶液形成之層及該基板之層。
  54. 一種根據請求項49之方法製備之單軸拉伸聚合膜，其中，隨後自該多層聚合膜移出該基板。
  55. 一種製備用於LCD裝置之延遲補償的雙軸雙折射板之方法，其包含以下步驟i.製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至該聚合物主鏈，ii.將該聚合物溶液塗施於基板上並使塗層乾燥，iii.將該乾燥膜自該基板移出以得到折射率分佈為nx =ny <nz 且具有nz -(nx +ny )/2>0.002之關係的聚合膜，及iv.在適宜溫度下將所得聚合膜沿單軸拉伸達足以產生折射率分佈為nx <ny <nz 的延伸率，其中nx 係與該膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
  56. 一種根據如請求項55之方法製備之單軸拉伸聚合膜。
  57. 如請求項55之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-200%之伸 長比率。
  58. 如請求項57之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-100%之伸長比率。
  59. 如請求項58之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-50%之伸長比率。
  60. 如請求項59之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-30%之伸長比率。
  61. 一種根據如請求項57之方法製備之單軸拉伸聚合膜。
  62. 一種製備用於LCD裝置之延遲補償的雙軸雙折射板之方法，其包含以下步驟i)製備包含具有以下部分之聚合物的聚合物溶液 其中R1 、R2 、及R3 各自獨立地為氫原子、烷基、經取代烷基、或鹵素，其中OASU係作為經取代芳基、盤狀基團、或液晶原之光學各向異性子單元，且其中OASU係經由單共價鍵連接至該聚合物主鏈，ii)將該聚合物溶液塗施於基板上以在該基板上形成聚合物塗層，iii)在適宜溫度下將該塗層及該基板沿單軸拉伸達足以產生折射率分佈為nx <ny <nz 之該塗層的延伸率，其中nx 係與該膜拉伸方向平行之平面內折射率，ny 係與nx 垂直之平面內折射率，且nz 係厚度折射率。
  63. 一種根據如請求項62之方法製備之經單軸拉伸多層聚合膜。
  64. 如請求項62之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-200%之伸長比率。
  65. 如請求項64之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-100%之伸長比率。
  66. 如請求項65之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-50%之伸長比率。
  67. 如請求項66之方法，其中將該聚合物塗層及基板拉伸達2-30%之伸長比率。
  68. 一種根據如請求項64之方法製備的單軸拉伸多層聚合膜，其包括自該塗層溶液形成之層及該基板之層。
  69. 一種根據請求項64之方法製備之單軸拉伸聚合膜，其中，隨後自該多層聚合膜移出該基板。
  70. 如請求項40之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-200%之伸長比率。
  71. 如請求項70之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-100%之伸長比率。
  72. 如請求項71之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-50%之伸長比率。
  73. 如請求項72之方法，其中將該聚合膜拉伸達2-30%之伸長比率。
  74. 一種根據如請求項70之方法製備之單軸拉伸聚合膜。
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