基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜及其制备方法和应用技术

本公开提供了一种基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜，光学膜的组成为式(Ⅰ)所示的化合物：R选自

【技术实现步骤摘要】
基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及功能型光学膜
，尤其涉及一种基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]液晶显示(LCD)、有机电致发光显示(OLED)、等离子显示(PDP)和真空荧光显示(VFD)等平面显示(FPD)技术的不断革新极大的改进了显示效果，提升了视觉体验。尽管近年来OLED等新型显示技术的迅猛发展对显示技术提出了挑战，但是液晶显示由于其可观的成本、优异的性能和成熟的技术优势，预计在未来较长一段时间内，仍然在显示器件领域占据主流位置，成为绝大多数显示设备的优选。
[0003]纤维素酯薄膜由于其高透明性、优异的耐热性及适当的透湿性等优秀品质，不仅在液晶显示市场中可以用作偏光片的保护膜，还被广泛作为制备光学补偿膜的主要材料。由其制备的光学补偿膜可以弥补相差，减少漏光，从而显著改善液晶显示器的色差，扩大视野范围，满足不同模式的显示性能需求。调控光学补偿膜的光学性能指标是改善显示效果，提升视觉体验的关键举措。因此，设计和开发出光学性能优异，波长色散性可以调控的基于纤维素酯的光学补偿膜是非常必要的。

技术实现思路

[0004]为至少部分地解决上述提及的技术缺陷中的至少之一，本公开的实施例主要提供一种基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜及其制备方法和应用，化学局部改性后的醋酸纤维素酯，在保留了醋酸纤维素酯类固有的透明性与热稳定性的同时，还具有近乎平的波长色散性，且延迟值大小可以调控，几乎不随波长变化而变化的优异的光学性能。<br/>[0005]为了实现上述目的，作为本公开的一个方面的实施例，提供了一种基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜，上述光学膜的组成为式(Ⅰ)所示的化合物：
[0006][0007]R选自
‑
H、
‑
COCH3、通式
‑
COC
n
H
2n+1
的基团中的任意一种，n为3～15的整数；其中在所有R基团中，
‑
H、
‑
COCH3和通式
‑
COC
n
H
2n+1
的基团的摩尔占比为：(5～40)∶(40～70)∶(25～55)；聚合度m的取值范围为600≥m≥120。优选地，n的取值范围包括3～12，例如，n为4、6、7、9、11；所有R基团中，
‑
H、
‑
COCH3和通式
‑
COC
n
H
2n+1
的基团的摩尔占比为：(8～36)∶(40～70)∶(30～53)；m的取值范围为280≥m≥150。
[0008]作为本公开另一个方面的实施例，提供了一种如上述的光学膜的制备方法，包括：将含有羟基的醋酸纤维素酯和有机溶剂混合，配制成无色透明的溶液；将碱性催化剂、酯化
单体依次加到上述溶液进行反应；将上述反应液加入到去离子水中，析出白色纤维状的固体；将上述固体进行纯化、干燥，得到改性的醋酸纤维素酯；将上述改性的醋酸纤维素酯通过溶液挥发的方法制备出基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜。
[0009]根据本公开的实施例，含有羟基的醋酸纤维素酯的羟基含量可以为10％～90％(所有羟基均为游离羟基时的羟基含量为100％)，优选20％～70％。
[0010]根据本公开的实施例，上述酯化单体与所述醋酸纤维素酯的摩尔比包括12∶1～0.5∶1；上述酯化单体与所述碱性催化剂的摩尔比包括1∶1～3∶1。
[0011]根据本公开的实施例，上述酯化单体包括式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示的化合物中的至少一种：
[0012][0013]X选自F、Cl、Br、I中的任意一种；R选自通式C
n
H
2n+1
的任意一种基团，n为3～15的整数。
[0014]根据本公开的实施例，上述碱性催化剂包括式(Ⅳ)所示的化合物中的任意一种：
[0015][0016]其中，R1、R2独立地选自通式为C
n
H
2n+1
(0≤n≤5)中的任意一种基团，R3选自H或N
‑
(CH3)2。
[0017]根据本公开的实施例，在温度包括10℃～100℃、时间包括0.5h～20h的条件下执行得到上述反应液的反应。
[0018]作为本公开再一个方面的实施例，提供了一种如上述的光学膜制备的光学补偿膜。
[0019]根据本公开的实施例，在波长为400nm～800nm的范围内，波长的改变量为50nm时，上述光学补偿膜的面内延迟值R
e
随波长的变化率小于5％。
[0020]根据本公开的实施例，在波长为400nm～800nm的范围内，波长的改变量为50nm时，上述光学补偿膜的面外延迟值R
th
随波长的变化率小于5％。
[0021]作为本公开再一个方面的实施例，提供了一种如上所述的光学补偿膜在显示装置中的应用。
[0022]本公开上述实施例提供基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜，化学局部改性后的醋酸纤维素酯结构中的取代基R能够减弱双折射对波长色散的依赖性，在波长为400nm～800nm的范围内，波长的改变量为50nm时，光学膜的面内延迟值R
e
随波长的变化率小于5％；光学膜的面外延迟值R
th
随波长的变化率小于5％。使得基于醋酸纤维素酯的光学膜具有近乎平的波长色散性，且延迟值大小可以调控，几乎不随波长变化而变化的优异的光学性能。此外，保留了醋酸纤维素酯类固有的透明性与热稳定性。
附图说明
[0023]图1为LCD显示面板结构的示意图；
[0024]图2为根据本公开的一种示例性实施例的基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜的制备方法流程图；
[0025]图3为本公开的实施例1～7得到的基于改性的醋酸纤维素酯的光学补偿膜和对比例1的光学补偿膜的波长色散性统计结果；
[0026]图4为本公开的实施例6～11得到的基于改性的醋酸纤维素酯的光学补偿膜的波长色散性统计结果；
[0027]图5为本公开实施例1～3得到的基于改性的醋酸纤维素酯的光学补偿膜和对比例1的光学补偿膜拉伸后的波长色散性统计结果。
具体实施方式
[0028]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
[0029]目前，液晶显示面板的主要组成部分及偏光板的主要构成如图1所示。其中光学补偿膜是液晶显示器件中决定显示效果的核心部件。光学补偿膜作为决定液晶显示模式的核心元件，主要通过两个光学性能指标来满足不同的显示需求，即光学延迟值(R)与波长色散性。基于市场提高对比度(CR)和扩大视野的显示需求，一种特殊功能的纤维素酯光学补偿膜应运而生，
[0030]这种光学补偿膜要求有近似平的波长色散，光学延迟值控制在面内(R
e...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜，其特征在于，所述光学膜的组成为式(Ⅰ)所示的化合物：R选自
‑
H、
‑
COCH3、通式
‑
COC
n
H
2n+1
的基团中的任意一种，n为3～15的整数；其中在所有R基团中，
‑
H、
‑
COCH3和通式
‑
COC
n
H
2n+1
的基团的摩尔占比为：(5～40)∶(40～70)∶(25～55)；聚合度m的取值范围为600≥m≥120。2.一种如权利要求1所述的光学膜的制备方法，其特征在于，包括：将羟基含量为10％～90％的醋酸纤维素酯和有机溶剂混合，配制成无色透明的溶液；将碱性催化剂、酯化单体依次加到所述溶液进行反应；将所述反应液加入到去离子水中，析出白色纤维状的固体；将所述固体进行纯化、干燥，得到改性的醋酸纤维素酯；将所述改性的醋酸纤维素酯通过溶液挥发的方法制备出基于改性的醋酸纤维素酯的光学膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酯化单体与所述醋酸纤维素酯的摩尔比包括12∶1～0.5∶1；所述酯化单体与所述碱性催化剂的摩尔比包括1∶1～3∶1。4.根据权利要求2所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，闵笑宇，安敏芳，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：