包含纤维素衍生物的光学延迟膜，所述纤维素衍生物的β?1,4?糖苷键连接的重复单元由式(I)表示：其中R2、R3和R6各自独立地表示氢原子或烷基，在所述重复单元中它们可以彼此相同或不同，所述光学延迟膜的特征在于所述纤维素衍生物每个重复单元具有的与在所述重复单元的2位、3位和6位被烷氧基代替的羟基的平均数目有关的取代度为2.00至2.25。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学延迟膜及制造方法本专利技术涉及提供具有合适的双折射特性的纤维素型光学延迟膜(opticalretardationfilm)，以在用于液晶设备(LCD)，尤其是用于垂直排列(VA)型LCD中时提高广视角性能。此外，本专利技术涉及制造该纤维素型光学延迟膜的方法及其在液晶显示器或成像设备中的用途。液晶显示器广泛用于多种电子设备(包括计算机屏幕、移动电话、数码相机和平板电视系统)中，同时对于显示器性能的要求越来越高。现代LCD包含光学延迟膜，以在扩展视角方面提高显示器品质，即在斜视角避免色移和保持高对比度。光学延迟膜实质上为透明膜，其提供波片(waveplate)的物理效应，即由于其双折射性质而改变了传播通过其的光波的偏振状态。常规的液晶模组包含夹在两个起偏振片(polarizingplate)之间的液晶盒。通常在一个或两个起偏振片和液晶盒之间提供光学延迟膜。尽管可以作为物理分离的元件结合延迟膜，但是通常将其层压在作为各自的起偏振片一部分的偏振器的一侧上。根据光学延迟膜的光学延迟特性，可以将其层压在顶部偏振片的偏振器上或底部偏振片的偏振器上或两个偏振器上。一般通过拉伸基于碘掺杂的聚乙烯醇的片材来制造偏振器。由于PVA显示出湿敏性，所以偏振片通常包括施加于基于PVA的偏振器片材的两侧上的保护膜。保护膜可根据它们的双折射性质另外地充当延迟层。已证实纤维素酰化物，尤其是三醋酸纤维素(TAC)膜由于它们有利的水分传递性质、高透明性和对PVA的良好附着性而成为合适的基于PVA的偏振器的保护膜，然而，它们的双折射率较低，这对于多种LCD类型的最适宜光学延迟而言不是合乎期望的。可以根据三个主要的和正交的折射率nx、ny和nz来描述光学延迟膜的各向异性光学性质，其中nx为在膜平面中具有最高折射率的方向(x方向)的折射率，ny为在膜平面中垂直于x方向的方向(y方向)中的折射率，nz为沿着膜厚方向(z方向)的折射率。双折射率指在三个主要的和正交的折射率中的任意两个之间的差异Δn。由于该差异，沿着各自的两个垂直轴的光波的偏振分量以不同的相位速度通过膜传播，从而赋予了相位差Γ，其根据下式除了取决于Δn之外，也取决于膜厚d其中λ0为光的真空波长。四分之一的波片产生了例如π/2的相位差，并且其可以用于将线性偏振光转化为圆偏振光或椭圆偏振光，反之亦然。半波片产生了π的相位差，这使得线性偏振光的偏振方向旋转，条件是入射偏振不沿光学轴之一取向。根据Deng-KeYang和Shin-TsonWu，“FundamentalsofLiquidCrystalDevices”,JohnWiley&Sons,Ltd.(2006)，可以将光学双折射膜分类为单轴膜或双轴膜。对于单轴膜，沿着一个轴(主光轴)的折射率(非寻常折射率“ne”)不同于沿着垂直于主光轴的方向的实质上均一的折射率(寻常折射率“no”)。单轴膜通常分成两类，标称为“a片”和“c片”。a片的主光轴平行于膜表面，即nz分别与ny或nx之一相等，但不同于nx或ny中的另一个，而c板的主光轴垂直于膜表面，即nx和ny相等，但不同于nz。如果非寻常折射率对应于上述三个相互正交的折射率中的最大值(最小值)，则主光轴称为快(慢)轴，相应的膜或片指定为“正”(“负”)的。双轴光学膜或片指具有三个不相等的、相互正交的折射率的双折射光学元件，即nx≠ny≠nz。用于描述双轴光学膜且也可适用于单轴光学膜的参数包括平面内(in-plane)双折射率nx-ny、平均平面外(out-of-plane)双折射率(nx+ny)/2-nz、和如式(2)中所示的与光学双轴性相关的参数Nz，此外，通常采用延迟值描述光学各向异性，所述延迟值也取决于膜厚。膜平面内延迟值R0等于R0=(nx-ny)×d(3)而膜平面外延迟值Rth可以通过下式表示根据液晶转换模式，需要具有不同的双折射特性的光学延迟膜来实现在广视角性能方面的最佳效果。特别地，以垂直排列(VA)模式工作的LCD设备要求光学延迟膜显示出高平面外双折射率和在膜平面和厚度方向之间的折射率的显著的各向异性，具有满足关系nx>ny>>nz的双轴光学性质。对于平面内双折射率(nx-ny)≥0.0008、平面外双折射率(nx+ny)/2-nz≥0.004、NZ值为2.5至7.0的组合，可预期VA型LCD的最佳广视角性能。相反地，例如在平面内转换(IPS)模式下工作的LCD要求光学延迟膜具有尽可能小的双折射率值。由于合适的零双折射率的材料实际上很难实现，所以在本情况中优选使用由低双折射率材料(如纤维素酰化物)制备的光学各向异性满足nx>nz>ny的负A片或正的双轴片。通常由机械拉伸例如通过流延合适的聚合物溶液获得的膜以通过聚合物链的取向实现期望量的光学各向异性，来产生双折射性质。已采用该方法获得了不同材料(如聚碳酸酯、聚芳酯、环烯烃共聚物、聚醚砜和纤维素衍生物)的光学延迟膜。尽管膜拉伸方法对于控制平面内双折射率是有效的，但是平面外双折射率难以改变，且对于某些应用(如VA型LCD)经常是过低的。后者对于具有低固有双折射率潜力(potential)的材料如三醋酸纤维素尤其如此，三醋酸纤维素是由于其高透明性、对PVA的良好附着性和足够的透湿性而被广泛用于光学延迟膜的材料。已开发了若干策略来克服这些限制，以便改进延迟调节能力，从而能够提供具有对于各自应用进行优化的双折射特性的光学延迟膜，尤其是例如对于VA模式LCD应用提供具有高平面外双折射率的膜。已付出了许多努力来控制廉价的和易得的TAC膜在机械拉伸的限制之外的双折射率。例如H.Mori在“HighperformanceTACfilmforLCDs”,Proc.SPIE,Vol.6135,613503(2006)中已综述了所开发的方法，所述方法包括在TAC膜上涂布盘状材料以及通过引入光学添加剂来改性TAC膜的平面外双折射率。同样地，Nakayama等在J.PhotopolymerSci.Tech.,19(2)(2006),169-173中报导了，通过加入合适的光学添加剂，可以将TAC膜的平面外双折射率调节至0，从而得到低双折射率的TAC膜，该TAC膜对于IPS模式LCD应用是尤其有用的。已发现其它添加剂可增加平面外双折射率，这使得它们对于光补偿弯曲(OCB)模式和VA模式应用具有吸引力。然而，特种光学添加剂(如棒状液晶分子)的使用显著增加了膜制造的总成本，此外，从长远来看可能产生涉及膜的光学非均匀性的问题。为了控制双折射率，也已尝试通过采用其它类型的酰化基团(最特别地采用丙酸酯取代基)部分地代替纤维素分子上的乙酸酯取代基来改变TAC的分子结构。事实上，由这些改性的纤维素衍生物(如醋酸丙酸纤维素(CAP))获得的光学延迟膜可以实现高平面外双折射率值，但是已发现膜的机械性能，尤其是横向的取向膜的模量，不如TAC。因此，CAP延迟膜可能表现出尺寸稳定性的缺乏。具有4.0-6.0GPa的令人满意的高弹性模量和尺寸稳定性的CAP膜描述于US2008/0227881中。根据推测，通过在膜制备时使用降低的干燥速率使聚合物链的缠结点(entanglementpoints)的密度增加至0.3mol/dm3至2.本文档来自技高网...
【技术保护点】
包含纤维素衍生物的光学延迟膜，所述纤维素衍生物的β?1,4?糖苷键连接的重复单元由式(I)表示：其中R2、R3和R6各自独立地表示氢原子或烷基，在所述重复单元中它们可以彼此相同或不同，所述光学延迟膜的特征在于所述纤维素衍生物每个重复单元具有的与在所述重复单元的2位、3位和6位被烷氧基代替的羟基的平均数目有关的取代度为2.00至2.25。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.12 US 61/522,8681.包含纤维素衍生物的光学延迟膜，所述纤维素衍生物的β-1,4-糖苷键连接的重复单元由式(I)表示：其中R2、R3和R6各自独立地表示氢原子或烷基，在所述重复单元中它们可以彼此相同或不同，所述光学延迟膜的特征在于所述纤维素衍生物每个重复单元具有的与在所述重复单元的2位、3位和6位被烷氧基代替的羟基的平均数目有关的取代度为2.00至2.25，其中所述光学延迟膜的在546nm波长的平面内双折射率(nx-ny)为0.0008至0.003，在546nm波长的平面外双折射率((nx+ny)/2-nz)为至少0.004，在546nm波长时具有如式(2)中所表示的与光学双轴性相关的参数Nz为2.5至7.0，其中nx为所述膜平面内具有最高折射率的方向的折射率，ny为在所述膜平面内垂直于x方向的方向中的折射率，ny为沿膜厚方向的折射率，其中所述膜平面内具有最高折射率的方向即x方向。2.权利要求1的光学延迟膜，其中通过凝胶渗透色谱测定的所述纤维素衍生物的重均分子量为17,500g/mol至500,000g/mol。3.权利要求1的光学延迟膜，其中在所述纤维素衍生物中的所述烷基为C1-C4烷基，它可以是线性的或支化的、取代的或未取代的。4.权利要求3的光学延迟膜，其中在所述纤维素衍生物中的所述烷基为乙基。5.权利要求1的光学延迟膜，其进一步地包含至少一种添加剂，所述添加剂选自除了权利要求1的纤维素衍生物之外的聚合物、增塑剂、UV吸收剂、热稳定剂、细粒和延迟增强剂或它们的混合物。6.权利要求1的光学延迟膜，其厚度d为1μm至150μm。7.权利要求1的光学延迟膜，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟俊，JJ福尔肯罗思，M鲍曼，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：
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