[发明专利]光学延迟接近零的膜

说明书

本申请是要求2008年5月7日提交的题为“NEAR-ZERO OPTICAL RETARDATION FILM”的美国临时专利申请61/051,160的优先权的非临时申请，其教导在此引入作为参考，在下文如同全文复制。

本发明总地涉及聚合膜，特别是包括氢化的嵌段共聚物(优选为基本上氢化的嵌段共聚物、甚至更优选为完全氢化的嵌段共聚物)的聚合膜，其中所述嵌段共聚物在氢化之前为乙烯基芳族单体与二烯(例如，共轭二烯，如1，3-丁二烯、异戊二烯或其混合物)的共聚物。本发明更特别地涉及同时在膜平面和厚度方向上都具有非常低的(接近零纳米(nm))光学延迟(分别表示为R₀和Rth)的膜。本发明也涉及这样的光学膜(不管是拉伸的(取向的)还是未拉伸的(非取向的))在各种最终用途应用中的用途，所述最终用途应用包括但不限于，液晶显示(LCD)电视(TV)机的色彩改进和视角增加或作为一些其它显示设备的光学元件。

LCD电视机的制造商典型地采用包括多层前偏振器组件、多层后偏振器组件以及夹在这些组件之间的液晶玻璃单元或玻璃层的结构。各偏振器组件包括，按照先后顺序以及可操作(operative)(优选为物理的，更优选为物理的、片状的并粘结或粘合的)接触的下列组件：外保护层或保护膜、聚乙烯醇(PVA)膜(其典型地包含二色性物质，如碘，作为偏振器层或膜(前偏振器组件的情况下为前偏振器层，后偏振器组件的情况下为后偏振器层))、和内保护层或保护膜。“内部的”和“外部的”确定保护层相对于液晶玻璃单元或玻璃层的方向，其中内部的临近(优选为临近并且物理接触或可操作接触)表面(优选为主表面，并且更优选为液晶玻璃单元或玻璃层的主平面)、而外部的置于远离所述液晶玻璃槽或玻璃层的位置。

对于很多LCD设备来说，例如，在共面切换(in-plane switching)(IPS)模式的LCD TV中，LCD显示器制造商期望以下所述的内保护层，其在入射光的所有角度的光学延迟接近0nm、优选为近似为0nm、并且更优选为等于0nm。

三乙酰基纤维素(TAC)膜是一类提供接近零光学延迟的材料，但是这样的膜对湿气敏感，其随时间对湿气的吸收将导致空间稳定性的劣化。

环状烯烃聚合物(“COP”)或共聚物(“COC”)生产的膜与TAC膜相比，其湿气敏感性较低，但是其R₀和Rth显著较高。例如，典型的COP膜的R₀为5nm至10nm。与COP膜相比，典型的COC膜的延迟值可以稍微较低，但是制造商认为其太易碎，以致于无法用作偏振器膜组件中的保护膜。

美国专利申请公开(USPAP)2003/0031848(Sawada等)披露了经非晶体热塑性树脂(如饱和的降冰片烯树脂)的熔体挤出制备的光学膜，其厚度＜100微米(μm)。

于2007年11月20日提交的美国临时专利申请(USPPA)60/989154披露了双折射率为0.001至0.05且R₀在633nm的波长为25nm至500nm的聚合膜。

在一些实施方式中，本发明是包括氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物的光学膜，使用以633nm的波长并沿所述膜的主平面的法线方向的入射光测量的所述光学膜的R₀＜5nm，而其Rth(由方程(((nx+ny)/2)-nz)d表示)＜10nm。氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物优选为基本上完全氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物，更优选为完全氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物。可替换地，氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物是氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物、基本上完全氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物、和完全氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物中的两种或更多种的共混物。

从下列测量值计算Rth：利用沿所述膜的主平面的法线方向的入射光得到的R₀测量值以及以40度(40°)的斜光入射角测得的测量值。通过使膜关于其慢轴方向或其快轴方向倾斜40°来得到斜光入射角测量值。由R₀测量值确定膜的慢轴方向或快轴方向。光学膜可以是未拉伸的(例如，基本上经诱导极少的(若存在的话)机械取向的方法制备的)或拉伸的(经本领域熟练技术人员已知的常规技术单轴地拉伸、双轴地拉伸或多轴地拉伸)。光学膜优选为未拉伸的膜。若为拉伸的膜，氢化的乙烯基芳族化合物/共轭二烯嵌段共聚物的结晶度优选为＜3wt％，基于全部膜的重量。

所述光学膜可以用作IPS模式的LCD设备中的内保护层。