CN100492070C - 纤维素酰化物薄膜、偏振片和液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种光学用纤维素酰化物薄膜,具有46≤Re(630)≤200的面内延迟Re(λ)、70≤Rth(630)≤350的薄膜厚度方向的延迟Rth(λ),并且宽度方向每隔10mm的厚度变化为0.6μm或更小。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维素酰化物薄膜,以及使用这种薄膜的偏振片和液晶显示器。
背景技术
液晶显示器因各种优点,例如,低电压、低能耗,并且能够小型化和薄化,因此广泛地用作个人电脑和可携带设备的监视器,并用于电视机。尽管从下面基质向上面基质扭转约90°的排列状态的TN模式已成为主流,但是通过在液晶元件中排列液晶的状态提出了各种模式的液晶显示器。
液晶显示器通常由液晶元件、光学补偿片和偏振器组成。使用光学补偿片擦掉图像颜色和扩大视角,并将涂布有液晶的拉伸的双折射薄膜和透明薄膜用作该光学补偿片。例如,日本专利2587398中公开了一种通过在TN型液晶元件上涂敷一光学补偿薄膜来扩大视角的技术,该光学补偿薄膜是通过在三乙酰基纤维素薄膜上涂布盘状液晶,经取向和固定形成的。然而,在假定从各个角度观看大的图像平面的电视用的液晶显示器中,对视角依赖性的要求严格,甚至该技术不能满足该要求。因此,一直研究与TN型不同的液晶显示器,例如,IPS(面内转换)型、OCB(光学补偿弯曲)型、VA(垂直取向)型等。具体地说,VA型的对比度高并且产率相对高,并且作为电视用的液晶显示器引起公众的注意。
与其它聚合物薄膜相比,纤维素酰化物薄膜的特征在于其光学各向同性高(延迟值低)。因此,经常将纤维素乙酸酯薄膜用于需要高光学各向同性的用途,例如,偏振片。在JP-A-2000-131524中(本文所用术语“JP-A”是指“未审公开的日本专利申请”)公开了一种通过规定纤维素乙酸酯的粘均聚合度及其与溶解纤维素乙酸酯获得的浓液的关系而制备不溶物质极少的高度透明的纤维素乙酸酯薄膜方法。为了解决所谓模具条纹(die streak)的表面缺陷,在JP-A-2001-129838中公开了纤维素乙酸酯薄膜的厚度d、纤维素乙酸酯薄膜的成膜溶液的固体浓度y(%)、和该溶液的粘度p之间的优选关系。
另一方面,要求液晶显示器的光学补偿片(相膜)具有光学各向异性(高延迟值)。具体地说,在VA型的光学补偿片中,要求面内延迟(Re)为30-200nm,并且厚度方向的延迟(Rth)为70-400nm。因此,通常使用具有高延迟值的合成聚合物薄膜例如聚碳酸酯薄膜和聚砜薄膜作为光学补偿薄膜。
如上所述,在光学材料的技术领域,一般原则是当需要光学各向异性(高延迟值)时使用使用合成聚合物薄膜,当需要光学各向同性(低延迟值)时使用纤维素乙酸酯薄膜。
与一般原则相反,在EP 911656中公开了也可用于需要光学各向异性的具有高延迟值的纤维素乙酸酯薄膜。在该文献中,为了在纤维素乙酸酯中实现高延迟值,用具有至少两个芳香环的芳香化合物进行拉伸,特别是通过添加具有1,3,5-三嗪环的化合物。
纤维素乙酸酯通常是难以拉伸的聚合物材料,并且已知难以使双折射率高。然而,该文献通过在拉伸过程中同时使添加剂取向来实现高延迟值,可以使双折射率高。该薄膜的优点在于它可以兼作偏振片的保护薄膜,这样可以提供价廉且薄的液晶显示器。
上面文献中公开的方法的优点在于可以提供价廉且薄的液晶显示器。然而,近年来,要求较高延迟值,这样必需增加延迟增加剂的添加量并提高拉伸倍数。伴随着这种趋势,在流延过程和拉伸过程中呈现因宽度方向的厚度变化而在流延方向延伸的称作垂直条纹的条纹不匀性,并且仅当将该薄膜装配在液晶显示器中时呈现的所包含的亮点以及亮度和色调不匀性现在成为问题。特别是在用于大尺寸液晶电视机的纤维素酰化物薄膜中,在宽度方向和长度方向光轴在其最大值随位置而偏移-1°至+1°。
而且,光轴在其最大值偏移1°左右易于在将纤维素酰化物薄膜装配成偏振片的过程中或者当将两片偏振片粘附到液晶元件上时出现。当偏振薄膜的光轴从纤维素酰化物薄膜的光轴的偏移和两片偏振片之间的光轴的偏移变大时,黑色显示时的漏光明显。当薄膜厚度在纤维素酰化物薄膜的宽度方向以窄的间隔变化时,光轴偏移越大,用大图像面观察时肉眼观察到的模糊的亮度不匀性越明显,即使薄膜厚度的变化的绝对值小。因此,希望解决这种表面不匀性。而且,图像面越大,如果不降低亮点包含物的出现频率,那么偏振片和液晶显示器的产率越低并且生产成本越高。因此,这方面也需要改进。
发明内容
本发明的第一个方面是提供一种面内和厚度方向的延迟的增加性能优异、宽度方向的厚度变化小的纤维素酰化物薄膜,并提供一种使用该薄膜的偏振片。
本发明的第二个方面是提供一种亮点包含物和表面不匀性不明显并且视角变化小的液晶显示器。
本发明的第三个方面是提供一种光学特性随环境湿度变化的变化小的纤维素酰化物薄膜,并提供一种色调变化随环境湿度变化小的液晶显示器。
本发明的上面几个方面是通过下面方法实现的。
(1)一种光学用纤维素酰化物薄膜,具有46≤Re(630)≤200的面内延迟Re(λ)、70≤Rth(630)≤350的薄膜厚度方向的延迟Rth(λ),并且宽度方向每隔10mm的厚度变化为0.6μm或更小,其中Re(λ)是波长λnm下的面内延迟Re值(单位:nm),Rth(λ)是波长λnm下薄膜厚度方向的延迟Rth值(单位:nm)。
(2)如上面(1)所述的纤维素酰化物薄膜,它是通过流延33℃下粘度系数为10-70Pa·s的浓液获得的。
(3)如上面(1)或(2)所述的纤维素酰化物薄膜,
其中纤维素酰化物的聚合度是265-380。
(4)如上面(1)至(3)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中纤维素酰化物的堆密度是0.30-0.80。
(5)如上面(1)至(4)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,它是包括用纤维素酰化物的薄膜,所述纤维素酰化物是具有两个或更多个碳原子的酰基取代构成纤维素的葡萄糖单元的羟基而获得的,
其中该薄膜满足等式(I)和(II):
2.0≤DS2+DS3+DS6≤2.85 (I)
DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315 (II)
其中DS2代表用酰基取代葡萄糖单元的2-位上的羟基的取代度;
DS3代表用酰基取代3-位上的羟基的取代度;和
DS6代表用酰基取代6-位上的羟基的取代度。
(6)如上面(1)至(5)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,它包括至少一种含有棒状或圆柱形化合物的延迟增加剂。
(7)如上面(1)至(6)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,它包括增塑剂、紫外线吸收剂和剥离促进剂中的至少一种。
(8)如上面(1)至(7)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中薄膜的厚度是40-180μm。
(9)如上面(1)至(8)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中以薄膜总质量为基础,加入到纤维素酰化物中的添加剂的含量是10质量%或更大至30质量%或更小。
(10)如上面(1)至(9)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中薄膜在25℃ 10% RH下的Re(Re 10% RH)值和25℃ 80%RH下的Re(Re 80% RH)值之差ΔRe(=Re 10% RH-Re 80% RH)是12nm或更小,并且25℃ 10% RH下的Rth(Rth 10% RH)值和25℃80% RH下的Rth(Rth 80% RH)值之差ΔRth(=Rth 10% RH-Rth80%R H)是32nm或更小。
(11)如上面(1)至(10)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中薄膜在25℃ 80%RH下的平衡水分含量是3.4%或更小。
(12)如上面(1)至(11)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中薄膜在60℃ 95% RH下静置24小时之后的渗水率(基于80μm的膜厚)是400-2,300g/m2·24hr。
(13)如上面(1)至(12)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中薄膜在80℃ 90% RH下静置48小时的情况下的质量变化是0-5%。
(14)如上面(1)至(13)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中薄膜在60℃ 90% RH下静置24小时的情况下和在90℃ 3%RH下静置24小时的情况下的尺寸变化都在±2%之内。
(15)如上面(1)至(14)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中玻璃化温度Tg是80-180℃。
(16)如上面(1)至(15)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中弹性模量是1,500-5,000MPa。
(17)如上面(1)至(16)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中光弹性模量是50×10-13cm2/dyn(5×10-11Pa-1)或更小。
(18)如上面(1)至(17)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中雾度值是0.01-2%。
(19)如上面(1)至(18)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,它包括次级颗粒的平均粒径为0.2μm或更大至1.5μm或更小的二氧化硅细粒。
(20)如上面(1)至(19)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中在25℃60%RH的环境湿度下测量的Re(630)和Rth(630)满足等式(A)、(B)和(C):
46≤Re(630)≤100 (A)
Rth(630)=a-5.9Re(630) (B)
520≤a≤600 (C)。
(21)如上面(1)至(20)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中在25℃60%RH的环境湿度下通过改变波长测量的Re值和Rth值满足等式(D)和(E):
0.90≤Re(450)/Re(550)≤1.10和0.90≤Re(650)/Re(550)≤1.10(D)0.90≤Rth(450)/Rth(550)≤1.25和0.90≤Rth(650)/Rth(550)≤1.10(E)。
(22)如上面(1)至(21)任意项所述的纤维素酰化物薄膜,
其中在纤维素酰化物薄膜的任意2.16mm×1.72mm区域中长轴为20μm或更大的亮点包含物数是20个或更少。
(23)一种偏振片,包括:
偏振器;和
保护薄膜,
其中该保护薄膜包括至少一个如上面(1)至(22)任意项所述的纤维素酰化物薄膜。
(24)如上面(23)所述的偏振片,
其中该偏振片在25℃ 60% RH下测量的单独透射率TT(%)、平行透射率PT(%)、交叉透射率(cross transmittance)CT(%)和偏振度P满足等式(a)至(d)中的至少一种:
40.0≤TT≤45.0 (a)
30.0≤PT≤40.0 (b)
CT≤2.0 (c)
95.0≤P (d)。
(25)如上面(23)或(24)所述的偏振片,
其中CT(380)(%)、CT(410)(%)和CT(700)(%)满足等式(e)至(g)中至少一种,前提是CT(λ)(%)是指在波长λ下的交叉透射率:
CT(380)≤2.0 (e)
CT(410)≤0.1 (f)
CT(700)≤0.5 (g)。
(26)如上面(23)至(25)任意项所述的偏振片,其中当将该偏振片在60℃ 90% RH下静置500小时时,交叉透射率的变化ΔCT(%)和偏振度的变化ΔP满足等式(h)和(i)中的至少一种:
-3.0≤ΔCT≤3.0 (h)
-5.0≤ΔP≤0.0 (i)
其中所述变化是指从试验之后的测量值减去试验之前的测量值所获得的值。
(27)如上面(23)至(26)任意项所述的偏振片,其中当将该偏振片在60℃ 95% RH下静置500小时时,交叉透射率的变化ΔCT(%)和偏振度的变化ΔP满足等式(j)和(k)中的至少一种:
-6.0≤ΔCT≤6.0 (j)
-10.0≤ΔP≤0.0 (k)
其中所述变化是指从试验之后的测量值减去试验之前的测量值所获得的值。
(28)如上面(23)至(27)任意项所述的偏振片,其中将该偏振片在80℃下静置500小时时,交叉透射率的变化ΔCT和偏振度的变化ΔP满足等式(1)和(m)中的至少一种:
-3.0≤ΔCT≤3.0 (l)
-2.0≤ΔP≤0.0 (m)。
(29)如上面(23)至(28)任意项所述的偏振片,其中在偏振片的与液晶元件相对的面上提供的保护薄膜表面上提供有硬涂层、防眩光层和抗反射层中的至少一层。
(30)如上面(23)至(29)任意项所述的偏振片,将其包装在防潮袋中,并且在25℃下包装状态的袋内的湿度是43%RH至70%RH。
(31)如上面(23)至(30)任意项所述的偏振片,将其包装在防潮袋内,并且包装状态袋内的湿度和将偏振片粘附在液晶板上时的湿度之差是15%RH或更小。
(32)一种OCB型液晶显示器,包括如上面(1)至(22)任意项所述的纤维素酰化物薄膜和如上面(23)至(31)任意项所述的偏振片中的至少一种。
(33)一种VA型液晶显示器,包括如上面(1)至(22)任意项所述的纤维素酰化物薄膜和如上面(23)至(31)任意项所述的偏振片中的至少一种。
(34)一种VA型液晶显示器,仅包括如上面(1)至(22)任意项所述的纤维素酰化物薄膜和如上面(23)至(31)任意项所述的偏振片中的一种。
(35)一种VA型液晶显示器,在背光面包括如上面(1)至(22)任意项所述的纤维素酰化物薄膜和如上面(23)至(31)任意项所述的偏振片中的一种。
附图说明
图1是显示偏振片制备过程中粘附纤维素酰化物薄膜的方法的图;
图2是显示本发明的偏振片的横截面结构的横截面图;和
图3是显示本发明的液晶显示器的横截面结构的横截面图。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
纤维素酰化物:
首先,详细描述优选用于本发明的纤维素酰化物。构成纤维素的β-1,4-键合葡萄糖单元在2-位、3-位和6-位具有自由羟基。纤维素酰化物是通过用具有两个或多个碳原子的酰基酯化部分或全部这些羟基而获得的聚合物。酰基取代度是指纤维素的2-位、3-位和6-位各个羟基的酯化比例(100%的酯化是取代度1)。
所有酰基取代度,即DS2+DS3+DS6,优选是2.00-2.85,更优选2.22-2.82,尤其优选2.40-2.80。而且,DS6/(DS2+DS3+DS6)优选是0.315或更大,特别优选0.320或更大。这里,DS2是用酰基取代葡萄糖单元的2-位上的羟基的取代度(本文后面也称之为“2-位的酰基取代度”)、DS3是用酰基取代3-位上的羟基的取代度(本文后面也称之为“3-位的酰基取代度”)、DS6是用酰基取代6-位上的羟基的取代度(本文后面也称之为“6-位的酰基取代度”)。
用于本发明的纤维素酰化物的酰基基团可以仅为一种,或者可以使用两种或多种酰基。当使用两种或多种酰基时,优选一种酰基是乙酰基。当用乙酰基取代2-位、3-位和6-位上的羟基的总取代度作为DSA,用除乙酰基之外的酰基取代2-位、3-位和6-位上的羟基的总取代度作为DSB时,DSA+DSB的值更优选是2.2-2.85,特别优选2.40-2.80。DSB是1.70或更小,特别优选1.0或更小。二十八(28)%或更大的DSB是6-位上羟基的取代基,更优选30%或更大是6-位上羟基的取代基,甚至更优选31%或更大,特别优选32%或更大是6-位上羟基的取代基。而且,优选纤维素酰化物的6-位上DSA+DSB的值为0.75或更大的纤维素酰化物薄膜,更优选0.80或更大,特别优选0.85或更大。具有这种酰基化取代特性的纤维素酰化物在各种溶剂中的溶解度优异,并且可以获得几乎不含不溶性物质的溶液。而且,可以制备粘度低并且过滤性能良好的溶液。结果,本发明的纤维素酰化物薄膜含有很少的外来物质,并且可以降低黑色显示特别是将该薄膜安装在液晶显示器上时漏光和反光(称之为亮点包含物)的现象。
用于本发明的纤维素酰化物的具有三个或更多个碳原子的酰基可以是脂族酰基或芳基酰基,没有任何限制。用于本发明的纤维素酰化物例如是纤维素的烷基羰基酯、烯基羰基酯、芳香族羰基酯、或芳香族烷基羰基酯,它们还可以被取代。作为酰基的优选实例,列举有丙酰基、丁酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二碳酰基、十三碳酰基、十四碳酰基、十六碳酰基、十八碳酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基和肉桂酰基。这些基团中,更优选丙酰基、丁酰基、十二碳酰基、十八碳酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基和肉桂酰基,特别优选丙酰基和丁酰基。
纤维素酰化物的合成方法:
Migita等在Mokuzai Kagaku(Wood Chemistry),pp.180-190,KYORITSU SHUPPAN CO.,LTD.(1968)中描述了纤维素酰化物的合成方法的基本原理。一种代表性的合成方法是羧酸酐-乙酸-硫酸催化剂的液相乙酰化方法。特别是,棉绒和木浆的纤维素材料用适量乙酸预处理,将其放入预冷的酯化用羧基化混合溶液,由此合成完整的纤维素酰化物(2-位、3-位和6-位的总酰基取代度几乎是3.00)。该羧基化混合溶液通常含有乙酸作为溶剂,含有羧酸酐作为酯化剂并含有硫酸作为催化剂。通常使用化学计量量比存在于该体系中的待与羧酸酐和水反应的纤维素的总量多的羧酸酐。酰基化反应结束之后,加入中和剂(例如,钙、镁、铁、铝或锌的碳酸盐、乙酸盐或氧化物)的水溶液,以水解留在体系中的过量羧酸,并中和一部分酯化催化剂。然后,使所得完整的纤维素酰化物在有少量乙酰化反应催化剂(通常是剩余的硫酸)的情况下保持35-90℃的温度的同时,通过皂化进行熟化,以变成具有所需酰基取代度和聚合度的纤维素酰化物。在获得所需的纤维素酰化物时,用上面所述的中和剂将留在该体系中的催化剂完全中和,或者,不经中和,通过将纤维素酰化物溶液加入到水或稀硫酸中(或者将水或稀硫酸放入到纤维素酰化物溶液中)经聚集和沉淀、洗涤和稳定化处理来分离纤维素酰化物,由此获得纤维素酰化物。
本发明的纤维素酰化物薄膜优选基本上包括具有上面定义的纤维素酰化物作为构成该薄膜的聚合物组分。“基本上”是指55质量%或更大的聚合物组分,优选70质量%或更大,更优选80质量%或更大。(在本说明书中,质量份和质量%分别等于重量份和重量%。)作为薄膜加工的材料,优选使用纤维素酰化物颗粒。优选90质量%或更大的所用颗粒具有0.5-5mm的粒径。也优选50质量%或更大的所用颗粒具有1-4mm的粒径。如果可能的话,纤维素酰化物颗粒优选接近球状。这些颗粒的堆密度(表观密度)优选是0.3-0.8kg/l。如果堆密度小的话,当将该材料从料仓放入到溶液槽时易于发生桥接,与此相反,如果堆密度大的话,溶解度降低。因此,更优选的堆密度是0.4-0.6。在聚集和沉淀时通过调节搅拌和聚集速度进行粒径和堆密度的调节。当聚集和沉淀时纤维素酰化物的浓度低时,堆密度变小,并且与此相反,如果纤维素酰化物的浓度高的话,堆密度变大。
可用于本发明的纤维素酰化物的聚合度是250-550的粘均聚合度,优选的粘均聚合度是265-380,尤其优选280-360。粘均聚合度可以按照Uda等人(Kazuo Uda和Hideo Saito,Sen′i Gakkaishi(Bulletin of Fiber Institution),Vol.18,No.1,pp.105-120,(1962))的极限粘度法测量。而且,在JP-A-9-95538中详细描述了粘均聚合度。粘均聚合度是由Ostwald′s粘度计测量的纤维素酰化物的固有粘度[η]按照下面等式计算的。
粘均聚合度DP=[η]/Km
在该等式中,[η]是纤维素酰化物的固有粘度,Km是常数6×10-4。
纤维素酰化物的分子量分布Mw/Mn(Mw是重均分子量和Mn是数均分子量)可以通过凝胶渗透色谱法测量。本发明的特征在于将纤维素酰化物溶液的粘度调整至优选值。通过调整分子量分布也可以将纤维素酰化物溶液的粘度调整至优选值。在这一点上,Mw/Mn的具体值优选是1.8-4.0,更优选2.1-3.5。
通过调整乙酰化反应的反应温度、反应时间和催化剂的量可以调整纤维素酰化物的聚合度和分子量分布。例如,当增加硫酸催化剂的量时,聚合度容易降低。因此,优选将每100质量份的纤维素中硫酸催化剂的量调整至0.5-20质量份,更优选3-15质量份。当硫酸催化剂的量在上面的范围内时,可以合成分子量分布也是优选的纤维素酰化物。
通过调整中和和皂化熟化阶段皂化熟化时的温度、酸的剩余量、中和速度和水分含量,也可以调整纤维素酰化物的聚合度和分子量分布。例如,在保持反应容器内水分含量低的同时慢慢进行皂化时,由于皂化反应时的降解也进行得慢,因此聚合度降低。
而且,通过除去低分子量组分也可以调整聚合度和分子量分布。例如,可以通过用适量有机溶剂洗涤纤维素酰化物来除去低分子量组分。
用于本发明的纤维素酰化物的水分含量优选是2质量%或更小,更优选1质量%或更小,特别优选0.7质量%或更小。一般说来,纤维素酰化物含有水分,并且已知是2.5-5质量%。为了达到上面的水分含量,必需将纤维素酰化物干燥,并且该方法没有特别的限制,只要保证目标水分含量。
本发明的棉材料和纤维素酰化物的合成方法详细描述在Hatsumei Kyokai Kokai Giho Kogi No.2001-1745(2001年3月15日由Hatsumei Kyokai发行),pp.7-12。
添加剂:
根据目的,在每一制备过程中可以向本发明的纤维素酰化物溶液中加入各种添加剂(例如,增塑剂、UV抑制剂、变质防止剂、延迟(光学各向异性)调节剂、细粒、剥离促进剂、红外线吸收剂等),并且这些添加剂可以是固体或油状物质。即,这些添加剂的熔点和沸点没有特别的限制。例如,20℃或更低的和20℃或更高的UV吸收剂的混合物、和增塑剂的混合物是其实例并且它们公开在JP-A-2001-151901等中。作为剥离促进剂的实例,例如有柠檬酸乙酯类。而且,红外线吸收剂的实例公开在JP-A-2001-194522中。这些添加剂可以在浓液制备过程的任意阶段加入,但是它们可以在浓液制备过程最后通过提供添加剂的添加过程加入。每一添加剂的添加量没有特别的限制,只要呈现其功能。而且,当以多层结构形成纤维素酰化物薄膜时,每一层中添加剂的类型和添加量可以不同。其实例公开在JP-A-2001-151902等中,并且它们是常规已知的技术。优选将纤维素酰化物薄膜的玻璃化温度Tg调整至80-180℃,并将用抗拉强度测量仪测量的弹性模量调整至1,500-3,000MPa。
这些内容的细节描述在Hatsumei Kyokai Kokai Giho Kogi No.2001-1745(2001年3月15日由Hatsumei Kyokai发行)的第6页和之后,并且优选使用其中所述的材料。
增塑剂:
本发明的薄膜优选含有增塑剂。可用的增塑剂没有特别的限制,但是优选单独或组合使用比纤维素酰化物疏水的增塑剂,例如列举有磷酸酯类,例如,磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基-二苯基酯、磷酸辛基二苯基酯、磷酸二苯基-联苯基酯、磷酸三辛酯和磷酸三丁酯,邻苯二甲酸酯类,例如,邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二-2-乙基己酯,乙醇酸酯类,例如,三醋精、三丁酸甘油酯、乙醇酸丁基邻苯二甲酰基丁酯、乙醇酸乙基邻苯二甲酰基乙酯、乙醇酸甲基邻苯二甲酰基乙酯和乙醇酸丁基邻苯二甲酰基-丁酯。如果需要的话,可以将两种或多种增塑剂组合使用。
延迟增加剂:
在本发明中,为了增加延迟值,可以优选使用具有至少两个芳香环的化合物作为延迟增加剂。每100质量份的聚合物中优选使用0.05-20质量份的延迟增加剂,更优选0.1-10质量份,甚至更优选0.2-5质量份,最优选0.5-2质量份。可以将两种或多种延迟增加剂组合使用。
延迟增加剂优选在250-400nm的波长区具有最大吸收,并且优选延迟增加剂在可见光区基本上没有吸收。
在本发明的说明书中,“芳香环”包括芳香杂环和芳香烃环。
芳香烃环特别优选是6-元环(即,苯环)。
芳香杂环通常是不饱和杂环。芳香杂环优选是5-、6-或7-元环,更优选5-或6-元环。芳香杂环通常具有可能最多的双键。作为杂原子,优选氮原子、氧原子和硫原子,最优选氮原子。芳香杂环的实例包括呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋咱环、三唑环、吡喃环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环和1,3,5-三嗪环。
作为芳香环,优选苯环、稠合苯环和联苯基,特别优选使用1,3,5-三嗪环。特别是,优选使用JP-A-2001-166144中公开的化合物。
延迟增加剂具有的芳香环的碳原子优选是2-20,更优选2-12,甚至更优选2-8,最优选2-6。
两个芳香环的键合关系可以分成(a)形成稠合环的情形、(b)经单键直接相连的情形、和(c)经连接基团相连的情形(由于它们是芳香环,因此不能形成螺接)。该键合关系可以是(a)至(c)中任意的情形。
(a)稠合环(两个或多个芳香环的稠合环)的实例包括茚环、萘环、甘菊环、芴环、菲环、蒽环、苊环、亚联苯基环、萘并萘环、芘环、吲哚环、异吲哚环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、中氮茚环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环、苯并三唑环、嘌呤环、吲唑环、色烯环、喹啉环、异喹啉环、喹嗪环、喹唑啉环、噌啉环、喹噁啉环、酞嗪环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、菲啶环、呫吨环、吩嗪环、吩噻嗪环、吩噻呃环、吩噁嗪环和噻蒽环。这些环中,优选萘环、甘菊环、吲哚环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环、苯并三唑环和喹啉环。
(b)中的单键优选是两个芳香环的碳原子之间的键。两个芳香环可以通过两个或多个单键键合,并且在该芳香环之间可以形成脂族环或芳香杂环。
也优选(c)中的连接基团与两个芳香环的碳原子相连。这些连接基团优选是亚烷基、亚烯基、亚炔基、-CO-、-O-、-NH-、-S-或这些基团的组合。下面显示包含组合的连接基团的实例。下面连接基团的实例的左边和右边的关系可以相反。
c1:-CO-O-
c2:-CO-NH-
c3:-亚烷基-O-
c4:-NH-CO-NH-
c5:-NH-CO-O-
c6:-O-CO-O-
c7:-O-亚烷基-O-
c8:-CO-亚烯基-
c9:-CO-亚烯基-NH-
c10:-CO-亚烯基-O-
c11:-亚烷基-CO-O-亚烷基-O-CO-亚烷基-
c12:-O-亚烷基-CO-O-亚烷基-O-CO-亚烷基-O-
c13:-O-CO-亚烷基-CO-O-
c14:-NH-CO-亚烯基-
c15:-O-CO-亚烯基-
芳香环和连接基团可以具有取代基。
这些取代基的实例包括卤原子(F、Cl、Br、I)、羟基、羧基、氰基、氨基、硝基、磺基、氨基甲酰基、氨磺酰基、脲基、烷基、烯基、炔基、脂族酰基、脂族酰氧基、烷氧基、烷氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷硫基、烷基磺酰基、脂族酰氨基、脂族磺酰氨基、脂族基团取代的氨基、脂族基团取代的氨基甲酰基、脂族基团取代的氨磺酰基、脂族基团取代的脲基和非芳香杂环基团。
烷基优选具有1-8个碳原子。链状烷基比环状烷基优选,并且特别优选直链烷基。烷基还可以具有取代基(例如,羟基、羧基、烷氧基、烷基取代的氨基)。烷基(包括取代的烷基)的实例包括甲基、乙基、正丁基、正己基、2-羟基乙基、4-羧基丁基、2-甲氧基乙基和2-二乙基氨基乙基。
烯基优选具有2-8个碳原子。链状烯基比环状烯基优选,并且特别优选直链烯基。烯基还可以具有取代基。烯基的实例包括乙烯基、烯丙基和1-己烯基。
炔基优选具有2-8个碳原子。链状炔基比环状炔基优选,并且特别优选直链炔基。炔基还可以具有取代基。炔基的实例包括乙炔基、1-丁炔基和1-己炔基。
脂族酰基优选具有1-10个碳原子。脂族酰基的实例包括乙酰基、丙酰基和丁酰基。
脂族酰氧基优选具有1-10个碳原子。脂族酰氧基的实例包括乙酰氧基。
烷氧基优选具有1-8个碳原子。烷氧基还可以具有取代基(例如,烷氧基)。烷氧基(包括取代的烷氧基)的实例包括甲氧基、乙氧基、丁氧基和甲氧基乙氧基。
烷氧基羰基优选具有2-10个碳原子。烷氧基羰基的实例包括甲氧基羰基和乙氧基羰基。
烷氧基羰基氨基优选具有2-10个碳原子。烷氧基羰基氨基的实例包括甲氧基羰基氨基和乙氧基-羰基氨基。
烷硫基优选具有1-12个碳原子。烷硫基的实例包括甲硫基、乙硫基和辛硫基。
烷基磺酰基优选具有1-8个碳原子。烷基磺酰基的实例包括甲磺酰基和乙磺酰基。
脂族酰氨基优选具有1-10个碳原子。脂族酰氨基的实例包括乙酰氨基。
脂族磺酰氨基优选具有1-8个碳原子。脂族磺酰氨基的实例包括甲磺酰氨基、丁磺酰氨基和正辛磺酰氨基。
脂族基团取代的氨基优选具有1-10个碳原子。脂族基团取代的氨基的实例包括二甲基氨基、二乙基氨基和2-羧基乙基氨基。
脂族基团取代的氨基甲酰基优选具有2-10个碳原子。脂族基团取代的氨基甲酰基的实例包括甲基氨基甲酰基和二乙基氨基甲酰基。
脂族基团取代的氨磺酰基优选具有1-8个碳原子。脂族基团取代的氨磺酰基的实例包括甲基氨磺酰基和二乙基氨磺酰基。
脂族基团取代的脲基优选具有2-10个碳原子。脂族基团取代的脲基的实例包括甲基脲基。
非芳香杂环基团的实例包括哌啶子基和吗啉代基。
延迟增加剂的分子量优选是300-800。
具有直链分子结构的棒状化合物,除了具有1,3,5-三嗪环的化合物之外,也优选用于本发明。直链分子结构是指棒状化合物的分子结构在热力学最稳定的结构中是直链的。热力学最稳定的结构可以通过分析结晶结构或计算分子轨道得到。例如,用分子轨道计算软件(例如,WinMOPAC2000,由Fujitsu Limited制造)计算分子轨道可以发现化合物的形成热量最小的分子结构。分子结构是直链是指在如上通过计算得到的热力学最稳定的结构中由分子结构内的主链构成的角度是140°或更大。
作为具有至少两个芳香环的棒状化合物,优选下式(1)代表的化合物。
Ar1-L1-Ar2 (1)
在上式(1)中,Ar1和Ar2各自独立地代表芳香基团。
在本发明的说明书中,芳香基团包括芳基(芳香烃基)、取代的芳基、芳香杂环基团和取代的芳香杂环基团。
芳基和取代的芳基比芳香杂环基团和取代的芳香杂环基团优选。芳香杂环基团的杂环通常是不饱和的。芳香杂环基团优选是5-、6-或7-元环,更优选5-或6-元环。芳香杂环基团通常具有可能最多的双键。杂原子优选是氮原子、氧原子或硫原子,更优选是氮原子或硫原子。
作为芳香基团的芳香环,优选苯环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、噻唑环、咪唑环、三唑环、吡啶环、嘧啶环和吡嗪环,特别优选苯环。
作为取代的芳基和取代的芳香杂环基团的取代基的实例,例如有卤原子(例如,F、Cl、Br、I)、羟基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基(例如,甲基氨基、乙基氨基、丁基氨基、二甲基氨基)、硝基、磺基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基(例如,N-甲基氨基甲酰基、N-乙基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基)、氨磺酰基、烷基氨磺酰基(例如,N-甲基氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基)、脲基、烷基脲基(例如,N-甲基脲基、N,N-二甲基脲基、N,N,N’-三甲基脲基)、烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、庚基、辛基、异丙基、仲丁基、叔戊基、环己基、环戊基)、烯基(例如,乙烯基、烯丙基、己烯基)、炔基(例如,乙炔基、丁炔基)、酰基(例如,甲酰基、乙酰基、丁酰基、己酰基、月桂酰基)、酰氧基(例如,乙酰氧基、丁酰氧基、己酰氧基、月桂酰氧基)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、庚氧基、辛氧基)、芳氧基(例如,苯氧基)、烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基-羰基、庚氧基羰基)、芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基)、烷氧基羰基氨基(例如,丁氧基-羰基氨基、己氧基羰基氨基)、烷硫基(例如,甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、戊硫基、庚硫基、辛硫基)、芳硫基(例如,苯硫基)、烷基磺酰基(例如,甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基、戊基磺酰基、庚基磺酰基、辛基磺酰基)、酰氨基(例如,乙酰氨基、丁基酰氨基、己酰氨基、月桂酰氨基)和非芳香杂环基团(例如,吗啉代基、吡嗪基)。
首先,作为优选取代基,例如有卤原子、氰基、羧基、羟基、氨基、烷基氨基、酰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基羰基、烷氧基、烷硫基和烷基。
烷基氨基、烷氧基羰基、烷氧基、烷硫基的烷基部分和烷基还可以具有取代基。该烷基部分和烷基的取代基的实例包括卤原子、羟基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基、硝基、磺基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、氨磺酰基、烷基氨磺酰基、脲基、烷基脲基、烯基、炔基、酰基、酰氧基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺酰基、酰氨基和非芳香杂环基团。作为烷基部分和烷基的取代基,优选卤原子、羟基、氨基、烷基氨基、酰基、酰氧基、酰基氨基、烷氧基羰基和烷氧基。
在式(1)中,L1代表选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-CO-和这些基团组合组成的基团的二价连接基团。
亚烷基可以具有环状结构。作为环状亚烷基,优选亚环己基,特别优选1,4-亚环己基。作为链状亚烷基,直链亚烷基比支链亚烷基优选。
亚烷基优选具有1-20个碳原子,更优选1-15,甚至更优选1-10,再次更优选1-8,最优选1-6。
作为亚烯基和亚炔基的结构,链状结构比环状结构优选,并且直链结构比支链结构更优选。
亚烯基和亚炔基优选具有2-10个碳原子,更优选2-8,甚至更优选2-6,再次更优选2-4,最优选2(亚乙烯基或亚乙炔基)。
亚芳基优选具有6-20个碳原子,更优选6-16,甚至更优选6-12。
在式(1)的分子结构中,由夹着L1的Ar1和Ar2形成的角度优选是140°或更大,更优选140°-220°。
作为棒状化合物,更优选下式(2)代表的化合物。
Ar1-L2-X-L3-Ar2 (2)
在式(2)中,Ar1和Ar2各自独立地代表芳香基团。芳香基团的定义和实例与式(1)中Ar1和Ar2的相同。
在式(2)中,L2和L3各自独立地代表选自亚烷基、-O-、-CO-和这些基团组合组成的基团的二价连接基团。
作为亚烷基的结构,链状结构比环状结构优选,并且直链结构比支链结构更优选。
亚烷基优选具有1-10个碳原子,更优选1-8,甚至更优选1-6,再次更优选1-4,最优选1或2(亚甲基或亚乙基)。
L2和L2各自特别优选代表-O-CO-或-CO-O-。
在式(2)中,X代表1,4-亚环己基、亚乙烯基或亚乙炔基。
下面显示式(1)代表的化合物的具体实例。
具体实例(1)至(34)、(41)和(42)在环己烷环的1-位和4-位具有两个不对称碳原子。然而,由于具体实例(1)、(4)至(34)、(41)和(42)具有对称的内消旋形分子结构,因此它们没有光学异构体(光学活性),仅有几何异构体(反式和顺式)。下面显示具体实例(1)的反式(1-反式)和顺式(1-顺式)。
(1-反式)
(1-顺式)
如上所述,优选棒状化合物具有直链分子结构。因此,反式比顺式优选。
具体实例(2)和(3)具有光学异构体(总共四种异构体)和几何异构体。至于几何异构体,类似地反式比顺式优选。光学异构体没有优劣,并且可以是任意的D、L或外消旋体。
在具体实例(43)至(45)中,中心亚乙烯基键存在反式和顺式。出于相同原因,反式比顺式优选。
也优选下式(3)代表的化合物。
式(3)
在式(3)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地代表氢原子或取代基,R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团,R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧基羰基、具有2-12个碳原子的酰基氨基、氰基或卤原子。
可以将在紫外线吸收光谱下具有250nm或更短的最大吸收(λmax)的棒状化合物的溶液以两种或多种混合使用。
棒状化合物科研参照各种文献中所述的方法合成,例如可以列举有Mol.Cryst.Liq.Cryst,Vol.53,p.229(1979)、同前,Vol.89,p.93(1982)、同前,Vol.145,p.111(1987)、同前,Vol.170,p.43(1989)、J.Am.Chem.Soc,Vol.113,p.1349(1991)、同前,Vol.118,p.5346(1996)、同前,Vol.92,p.1582(1970)、J.Org.Chem.,Vol.40,p.420(1975)和Tetrahedron,Vol.48,No.16,p.3437(1992)。
延迟增加剂的添加量优选是聚合物量的0.1-30质量%,更优选0.5-20质量%。
每100质量份的纤维素乙酸酯中,芳香化合物的优选用量范围是0.01-20质量份,更优选0.05-15质量份,甚至更优选0.1-10质量份。可以将两种或多种芳香化合物组合使用。
下面描述溶解本发明的纤维素酰化物的有机溶剂。
氯溶剂:
在制备本发明的纤维素酰化物溶液时,优选使用氯有机溶剂作为主要溶剂。氯有机溶剂的类型没有特别的限制,只要可以溶解纤维素酰化物,流延形成膜,由此实现本发明的目的。氯有机溶剂优选是二氯甲烷和氯仿,特别优选二氯甲烷。可以将除氯有机溶剂之外的有机溶剂与氯有机溶剂混合而没有问题。当使用其它有机溶剂时,必需使用至少50质量%的二氯甲烷。下面描述与氯有机溶剂一起用于本发明的非氯有机溶剂。
作为非氯有机溶剂,优选使用各自具有3-12个碳原子的选自酯、酮、醚、醇和烃的溶剂。酯、酮、醚和醇可以具有环状结构。也可以使用具有酯、酮和醚(即,-O-、-CO-和-COO-)中任意两个或多个官能团的化合物作为溶剂,例如,可以同时具有其它官能团,例如,醇羟基。在为具有两个或多个官能团的溶剂的情况下,碳原子数可以在具有任意官能团的化合物的规定的范围内。具有3-12个碳原子的酯的实例包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯。具有3-12个碳原子的酮的实例包括丙酮、甲基乙基酮、二乙酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮和甲基环己酮。具有3-12个碳原子的醚的实例包括二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、茴香醚和苯乙醚。具有两个或多个官能团的有机溶剂的实例包括乙酸2-乙氧基乙酯、2-甲氧基乙醇和2-丁氧基乙醇。
与氯有机溶剂组合使用的醇可以是直链、支链或环状,特别优选使用饱和脂族烃。醇的羟基可以是伯羟基、仲羟基和叔羟基中任意的一种。醇的实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇和环己醇。作为醇,也可以使用氟醇。例如,列举有2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇和2,2,3,3-四氟-1-丙醇。烃可以是直链、支链或环状。芳香烃和脂族烃都可以使用。脂族烃可以是饱和或不饱和的。烃的实例包括环己烷、己烷、苯、甲苯和二甲苯。
作为本发明中优选的主要溶剂的氯有机溶剂的组合,列举有下面的组合,但是本发明并不限于此。
二氯甲烷/丙酮/甲醇/乙醇/丁醇(75/10/5/5/5,质量份)
二氯甲烷/丙酮/甲醇/丙醇(80/10/5/5,质量份)
二氯甲烷/丙酮/甲醇/丁醇/环己烷(75/10/5/5/5,质量份)
二氯甲烷/甲基乙基酮/甲醇/丁醇(80/10/5/5,质量份)
二氯甲烷/丙酮/甲基乙基酮/乙醇/异丙醇(75/8/5/5/7,质量份)
二氯甲烷/环戊酮/甲醇/异丙醇(80/7/5/8,质量份)
二氯甲烷/乙酸甲酯/丁醇(80/10/10,质量份)
二氯甲烷/环己酮/甲醇/己烷(70/20/5/5,质量份)
二氯甲烷/甲基乙基酮/丙酮/甲醇/乙醇(50/20/20/5/5,质量份)
二氯甲烷/1,3-二氧戊环/甲醇/乙醇(70/20/5/5,质量份)
二氯甲烷/二噁烷/丙酮/甲醇/乙醇(60/20/10/5/5,质量份)
二氯甲烷/丙酮/环戊酮/乙醇/异丁醇/环己烷(65/10/10/5/5/5,质量份)
二氯甲烷/甲基乙基酮/丙酮/甲醇/乙醇(70/10/10/5/5,质量份)
二氯甲烷/丙酮/乙酸乙酯/乙醇/丁醇/己烷(65/10/10/5/5/5,质量份)
二氯甲烷/乙酰乙酸甲酯/甲醇/乙醇(65/20/10/5,质量份)
二氯甲烷/环戊酮/乙醇/丁醇(65/20/10/5,质量份)
非氯溶剂:
其次,描述优选用于制备本发明的纤维素酰化物溶液的非氯有机溶剂。非氯有机溶剂没有特别的限制,只要可以溶解纤维素酰化物,流延形成膜,由此实现本发明的目的。作为非氯有机溶剂,优选使用选自各自具有3-12个碳原子的酯、酮和醚的溶剂。酯、酮和醚可以具有环状结构。也可以使用具有酯、酮和醚(即,-O-、-CO-和-COO-)中任意两个或多个官能团的化合物作为主要溶剂,并且可以具有其它官能团,例如,醇羟基。在为具有两个或多个官能团的主要溶剂的情况下,碳原子数可以在具有任意官能团的化合物的规定的范围内。具有3-12个碳原子的酯的实例包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯。具有3-12个碳原子的酮的实例包括丙酮、甲基乙基酮、二乙酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮和甲基环己酮。具有3-12个碳原子的醚的实例包括二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、茴香醚和苯乙醚。具有两个或多个官能团的有机溶剂的实例包括乙酸2-乙氧基乙酯、2-甲氧基乙醇和2-丁氧基乙醇。
用于溶解纤维素酰化物的非氯有机溶剂根据如上所述各种观点出发来选择,并优选如下。本发明的纤维素酰化物用的优选溶剂是三种或更多种彼此不同的溶剂的混合溶剂。第一溶剂是选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酮、二氧戊环和二噁烷中的至少一种溶剂、或这些溶剂的混合溶剂。第二溶剂选自具有4-7个碳原子的酮或乙酰乙酸酯,第三溶剂选自具有1-10个碳原子的醇或烃,更优选具有1-8个碳原子的醇。当第一溶剂是两种或多种溶剂的混合溶剂时,可以不含第二溶剂。第一溶剂更优选是乙酸甲酯、丙酮、甲酸甲酯、甲酸乙酯或这些溶剂的混合溶剂。第二溶剂更优选是甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、乙酰乙酸甲酯、或这些溶剂的混合溶剂。
第三溶剂的醇可以是直链、支链或环状,并且饱和脂族烃是特别优选的烃。醇的羟基可以是伯羟基、仲羟基和叔羟基中任意的一种。醇的实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇和环己醇。作为醇,也可以使用氟醇。例如,列举有2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇和2,2,3,3-四氟-1-丙醇。烃可以是直链、支链或环状。芳香烃和脂族烃都可以使用。
脂族烃可以是饱和或不饱和的。烃的实例包括环己烷、己烷、苯、甲苯和二甲苯。醇和烃作为第三溶剂可以单独使用或者两种或多种混合使用,并且没有限制。
第三溶剂的优选具体实例,包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇和2-丁醇作为醇,并且包括环己醇、环己烷和己烷作为烃,并且这些溶剂中,特别优选甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇和1-丁醇。
这三种溶剂优选以第一溶剂为20-95质量%、第二溶剂为2-60质量%、第三溶剂为2-30质量%的比例使用。更优选第一溶剂的比例是30-90质量%,第二溶剂是3-50质量%,第三溶剂的醇是3-25质量%。甚至更优选第一溶剂的比例是30-90质量%,第二溶剂是3-30质量%,第三溶剂的醇是3-15质量%。当第一溶剂是混合溶剂并且不使用第二溶剂时,优选第一溶剂的含量比例是20-90质量%,第三溶剂的含量比例是5-30质量%,更优选第一溶剂的比例是30-86质量%,第三溶剂是7-25质量%。Hatsumei Kyokai Kokai Giho Kogi No.2001-1745(2001年3月15日,由Hatsumei Kyokai发行),第12-16页中详细描述了用于本发明的非氯有机溶剂。下面显示非氯有机溶剂的优选组合,但是本发明并不限于此。
乙酸甲酯/丙酮/甲醇/乙醇/丁醇(75/10/5/5/5,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/甲醇/乙醇/丙醇(75/10/5/5/5,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/甲醇/丁醇/环己烷(75/10/5/5/5,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/乙醇/丁醇(81/8/7/4,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/乙醇/丁醇(82/10/4/4,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/乙醇/丁醇(80/10/4/6,质量份)
乙酸甲酯/甲基乙基酮/甲醇/丁醇(80/10/5/5,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/甲基乙基酮/乙醇/异丙醇(75/8/5/5/7,质量份)
乙酸甲酯/环戊酮/甲醇/异丙醇(80/7/5/8,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/丁醇(85/10/5,质量份)
乙酸甲酯/环戊酮/丙酮/甲醇/丁醇(60/15/14/5/6,质量份)
乙酸甲酯/环己酮/甲醇/己烷(70/20/5/5,质量份)
乙酸甲酯/甲基乙基酮/丙酮/甲醇/乙醇(50/20/20/5/5,质量份)
乙酸甲酯/1,3-二氧戊环/甲醇/乙醇(70/20/5/5,质量份)
乙酸甲酯/二噁烷/丙酮/甲醇/乙醇(60/20/10/5/5,质量份)
乙酸甲酯/丙酮/环戊酮/乙醇/异丁醇/环己烷(65/10/10/5/5/5,质量份)
甲酸甲酯/甲基乙基酮/丙酮/甲醇/乙醇(50/20/20/5/5,质量份)
甲酸甲酯/丙酮/乙酸乙酯/乙醇/丁醇/己烷(65/10/10/5/5/5,质量份)
丙酮/乙酰乙酸甲酯/甲醇/乙醇(65/20/10/5,质量份)
丙酮/环戊酮/乙醇/丁醇(65/20/10/5,质量份)
丙酮/1,3-二氧戊环/乙醇/丁醇(65/20/10/5,质量份)
1,3-二氧戊环/环己酮/甲基乙基酮/甲醇/乙醇/丁醇(55/20/10/5/5/5,质量份)
而且,也可以通过以下方法制备纤维素酰化物溶液。
- 用乙酸甲酯/丙酮/乙醇/丁醇(81/8/7/4,质量份)制备纤维素酰化物溶液,将该溶液过滤浓缩,然后向滤液中加入2质量份的丁醇的方法。
- 用乙酸甲酯/丙酮/乙醇/丁醇(84/10/4/2,质量份)制备纤维素酰化物溶液,将该溶液过滤浓缩,然后向滤液中加入4质量份的丁醇的方法。
- 用乙酸甲酯/丙酮/乙醇(84/10/6,质量份)制备纤维素酰化物溶液,将该溶液过滤浓缩,然后向滤液中加入5质量份的丁醇的方法。
纤维素酰化物溶液的特征:
在本发明中优选将13-27质量%的纤维素酰化物溶解在有机溶剂中,更优选溶解15-25质量%,尤其优选溶解15-20质量%的纤维素酰化物。为了制备在该浓度范围内的纤维素酰化物,可以在溶解纤维素酰化物的阶段制备具有所述浓度的溶液,或者先制备具有低浓度的溶液(例如,9-14质量%),然后可以通过浓缩法将浓度提高至规定浓度,或者预先制备具有高浓度的溶液,然后通过加入各种添加剂将浓度降低至规定浓度,并且可以将任意方法用于本发明,只要可以制备纤维素酰化物溶液以达到上面的浓度。
其次,优选在本发明中优选用具有相同组成的有机溶剂稀释纤维素酰化物溶液至0.1-5质量%而获得的稀纤维素酰化物溶液的聚集体的分子量是150,000-15,000,000。更优选,该聚集体的分子量是180,000-9,000,000。聚集体的分子量可以通过静态光散射法测得。优选进行溶解,使得同时可以测得的惯量的平方半径是10-200nm。更优选的惯量的平方半径是20-200nm。再次优选进行溶解使得第二维里系数是-2×10-4至4×10-4,更优选第二维里系数是-2×10-4至2×10-4。
描述聚集体的分子量、惯量的平方半径、和第二维里系数的定义。它们都是按照下面的方法通过静态光散射法测量的。由于测量仪器的缘故该测量在稀释区进行,但是该测量值反应本发明的浓液在高浓度区的行为。首先,将纤维素酰化物溶解在浓液用溶剂中,制得浓度分别为0.1质量%、0.2质量%、0.3质量%和0.4质量%的溶液。为了防止吸水,在25℃ 10% RH下使用已在120℃下干燥2小时的纤维素酰化物称重。按照溶解浓液所采用的方法(常温溶解、冷却溶解、高温溶解)进行溶解。接着,将溶液和溶剂经孔径为0.2μm的Teflon过滤器过滤。用光散射仪(DLS-700,由OTSUKAELECTRONICS CO.,LTD.制造)在25℃下以30°至140°的角度间隔10°测量滤液的静态光散射。所得数据按照Berry绘图法分析。作为分析所需的折射率,使用用阿贝折射计测量的溶剂的值。至于折射率的浓度梯度(dn/dc),使用差示折射计(DRM-1021,由OTSUKAELECTRONICS CO.,LTD.制造),并用光散射测量中所用的溶剂和溶液进行测量。
浓液的制备:
本发明的纤维素酰化物溶液(浓液)的溶解方法没有特别的限制,并且可以通过常温溶解法、冷却溶解法、高温溶解法中任意的方法、或者这些方法的组合溶解纤维素酰化物。纤维素酰化物溶液的制备方法公开在JP-A-5-163301、JP-A-61-106628、JP-A-58-127737、JP-A-9-95544、JP-A-10-95854、JP-A-10-45950、JP-A-2000-53784、JP-A-11-322946、JP-A-11-322947、JP-A-2-276830、JP-A-2000-273239、JP-A-11-71463、JP-A-4-259511、JP-A-2000-273184、JP-A-11-323017和JP-A-11-302388。这些专利中公开的将纤维素酰化物溶解在有机溶剂中的工艺在本发明的范围内可以随意用于本发明。其细节,特别是非氯溶剂,描述在Hatsumei Kyokai Kokai Giho Kogi No.2001-1745(2001年3月15日,由Hatsumei Kyokai发行),第22-25页,并且也可以将这些方法用于本发明。本发明的浓液溶液通常经过浓缩和过滤,并且这些内容在Hatsumei Kyokai Kokai Giho KogiNo.2001-1745(2001年3月15日,由Hatsumei Kyokai发行),第25页也有详细描述。当在高温下进行溶解时,溶解温度高于几乎所有情形中所用有机溶剂的沸点,并且在该情况下在压力下进行溶解。
本发明的纤维素酰化物溶液可以如上所述以高浓度获得,从而可以获得浓度高且稳定性优异的浓液,并且不取决于浓缩的方式。为了更容易溶解,可以使用制备低浓度溶液然后提高浓度的方法。浓缩方法没有限制,并且可以使用一种在圆筒和圆筒内以圆周方向旋转的旋转刀片外围的旋转轨迹之间加入低浓度溶液,并赋予圆筒和溶液之间温差,由此将溶剂蒸发并获得高浓度溶液的方法(例如,JP-A-4-259511)、和一种从喷嘴向容器内吹出热的低浓度溶液,在溶液从喷嘴撞击到容器壁上之前的时间内使溶剂闪蒸,同时使溶剂蒸气离开容器,并从容器内取出高浓度溶液的方法(例如,美国专利2,541,012、2,858,229、4,414,341和4,504,355)。
优选在流延前用金属丝网筛或法兰绒的适宜过滤器除去外来物质例如不溶性物质、灰尘和杂质。为了过滤纤维素酰化物溶液,使用绝对过滤精度为0.1-100μm的过滤器,更优选使用绝对过滤精度为0.5-25μm的过滤器。过滤器的厚度优选是0.1-10mm,更优选0.2-2mm。这种情况下,优选在优选1.6MPa或更小,更优选1.2MPa或更小,甚至更优选1.0MPa或更小,特别优选0.2MPa或更小的过滤压力下进行过滤。作为过滤器材料,可以优选使用公知的材料,例如,玻璃纤维、纤维素纤维、过滤纸和氟树脂,例如,四氟乙烯树脂,并且特别优选使用陶瓷和金属。
本发明中优选将纤维素酰化物溶液的粘度系数调整至特定范围。粘度系数(单位:Pa·s)是对约1ml的样品溶液,例如,用应力流变计(CVO 120,由Bohlin Instruments制造)在33℃的浓液温度、1Hz的频率和施加1%的位移的载荷的条件下测量的。
溶液的粘度系数会随纤维素酰化物的特性和纤维素酰化物的浓度而调整。如合成方法中所述,纤维素酰化物的固有粘度特性可以通过调整粘均聚合度和分子量分布来改变。
如纤维素酰化物的溶液特性中所述,纤维素酰化物的优选浓度是13-27质量%。结果,获得的纤维素酰化物溶液的优选粘度系数是10-70Pa·s(测量温度:33℃),并且当粘度高于该范围时,流动性变差,以致难以过滤和流延,而当粘度低于该范围时,流延模具的内部压力降低并且不能在宽度方向进行均匀的流延,这样宽度方向的变化趋于增加。浓液的粘度系数更优选是15-45Pa·s,最优选20-35Pa·s。
当粘度系数在上述范围内时,过滤载荷降低,这样就可以使用孔径较小并且精度较高的过滤器。结果,本发明的纤维素酰化物薄膜含有很少外来物质,并且可以减少黑色显示,特别是将薄膜安装在液晶显示器内时漏光和闪光(称之为亮点包含物)的现象。
薄膜形成:
下面描述一种使用纤维素酰化物溶液制备薄膜的方法。作为本发明的纤维素酰化物薄膜的制备方法和设备,可以使用常用于制备三乙酸纤维素酯的溶液流延成膜法和溶液流延成膜设备。将制得的浓液(纤维素酰化物溶液)从溶解器(烘干机)中取出然后贮藏在料仓中,为了最终制备而使浓液脱去泡沫。将该浓液从浓液排放口经过例如经转数能够高度精确容积调整加料的压力型容积调整齿轮泵递送到压力型模具上,从压力型模具将该浓液均匀地流延到环状运行的流延部分的金属载体上,并从金属载体上在金属载体几乎成一个圆的剥离点处将半干浓液薄膜(也称作幅)剥离。该幅两端用夹子夹住,在保持宽度的情况下幅经拉幅机运送并干燥,接着经干燥器的辊运输来完成干燥,并用卷绕器卷成预定长度。拉幅机和干燥器的辊的组合随目的而变化。在用于电子显示器的功能保护薄膜的溶液流延成膜法中,除了溶液流延成膜设备之外,在例如底层、防静电层、防晕层、保护层等的表面处理的情况下还配备有涂布设备。简单描述每一加工过程,但是本发明并不限于此。
通过制备纤维素酰化物薄膜的溶剂流延法将制得的纤维素酰化物溶液(浓液)流延到圆筒或带上,由此将溶剂蒸发并形成薄膜。优选在流延之前调整浓液的浓度,以便固体含量是5-40质量%。优选预先轧平圆筒或带的表面。优选在30℃或更低的圆筒或带的表面上流延浓液,并且更优选在温度为-10℃至20℃的金属载体上流延浓液。
而且,可以将下面专利中所述的工艺用于本发明:JP-A-2000-301555、JP-A-2000-301558、JP-A-7-032391、JP-A-3-193316、JP-A-5-086212、JP-A-62-037113、JP-A-2-276607、JP-A-55-014201、JP-A-2-111511和JP-A-2-208650。
多层流延:
可以将纤维素酰化物溶液以单层溶液流延到金属载体,例如,光滑带或圆筒上,或者可以流延两种或多种纤维素酰化物溶液。在流延多种纤维素酰化物溶液的情况下,可以从金属载体的前进方向间隔提供的多个流延头流延纤维素酰化物溶液,由此形成薄膜同时层合,并且可以将JP-A-61-158414、JP-A-1-122419和JP-A-11-198285中所述的方法用于本发明。
也优选从两个流延头流延纤维素酰化物溶液来形成薄膜,并且可以使用例如JP-B-60-27562(本文所用的术语“JP-B”是指“已审日本专利公开”)、JP-A-61-94724、JP-A-61-947245、JP-A-61-104813、JP-A-61-158413和JP-A-6-134933中公开的方法制备。而且,也优选使用低粘度纤维素酰化物溶液包围高粘度纤维素酰化物溶液流并将该高粘度的和低粘度的纤维素酰化物溶液同时挤出的流延方法获得的纤维素酰化物薄膜,如JP-A-56-162617中公开的。作为另一方法,也优选外面溶液含有有害溶剂的醇组分的量大于内部溶液的,如JP-A-61-94724和JP-A-61-94725中公开的。或者,可以使用用两个流延头形成薄膜并通过第一流延头将金属载体上形成的薄膜剥离,然后通过第二流延头在与金属载体的表面接触的面上流延的方法,如JP-B-44-20235中公开的。纤维素酰化物溶液可以是相同溶液或不同溶液,并且没有特别的限制。为了赋予多个纤维素酰化物层功能,从每一流延头挤出相应于每一功能的纤维素酰化物溶液是有效的。而且,可以通过纤维素酰化物溶液同时流延其它功能层(例如,粘合层、染料层、防静电层、防晕层、紫外线吸收层、偏振层等)。
为了通过常规单层溶液获得所需的膜厚,必需挤出高浓度和高粘度纤维素酰化物溶液,这种情况下纤维素酰化物溶液的稳定性差,产生固体物质,并且伴随着固体物质引起的破坏和平面破坏的问题。作为防止该问题的手段,通过从流延头流延多种纤维素酰化物溶液,可以同时将高粘度溶液挤出到金属载体上,结果,不仅可以提高平面性能和可以形成表面性能良好的薄膜,而且通过使用浓纤维素酰化物溶液可以减少干燥载荷并且可以提高产膜速度。
在为共流延的情况下,外面的和内部的膜厚没有特别的限制,但是优选外面厚度是总膜厚的1-50%,更优选2-30%。在共流延三层或更多层的情况下,与金属载体接触的层和与空气接触的层的总膜厚定义为外部厚度。在为共流延的情况下,通过共流延添加剂例如增塑剂、紫外线吸收剂和消光剂的浓度不同的纤维素酰化物溶液可以形成层合结构的纤维素酰化物薄膜。例如,可以形成具有皮层/核芯层/皮层的结构的纤维素酰化物薄膜。例如,可以将大量消光剂添加到皮层,或者仅添加到皮层。可以将量比皮层中的大的增塑剂和紫外线吸收剂添加到核芯层,或者可以仅添加到核芯层。可以改变皮层和核芯层内的增塑剂和紫外线吸收剂的类型。例如,可以将低挥发性增塑剂和/或紫外线吸收剂添加到皮层,并将具有优异增塑性能的增塑剂或者具有优异紫外线吸收性能的紫外线吸收剂添加到核芯层中。将剥离促进剂仅添加到金属载体侧的皮层中也是一种优选实施方式。还优选将量比核芯层中的大的用于胶凝该溶液(按照冷却圆筒法冷却金属载体)的有害溶剂醇添加到皮层中。皮层和核芯层的Tg可以不同,并且优选核芯层的Tg低于皮层的Tg。流延时含有纤维素酰化物的溶液的粘度在皮层和核芯层之间可能不同,并且优选皮层的粘度小于核芯层的,但是核芯层的粘度可以比皮层的小。
流延:
作为溶液的流延方法,有从压模将制得的浓液均匀地挤出到金属载体上的方法、一旦浓液流延到金属载体上之后按照刮刀法用刮刀调整浓液的膜厚的方法、和用反转辊调整浓液的膜厚的反转辊法,并优选用压模的方法。压模有衣架型(coat hanger)和T压模型,并且这两种类型都可优选使用。除了上面显示的方法之外,可以使用各种常规已知的方法通过流延三乙酸纤维素酯溶液成膜,并且通过考虑所用溶剂的沸点等的差异来调整成膜条件,可以获得与各个专利中所述相似的效果。作为用于环状运行制备本发明的纤维素酰化物薄膜的金属载体,使用表面经镀铬精轧的圆筒和经表面抛光精轧的不锈钢带(或带)。作为用于制备本发明的纤维素酰化物薄膜的压模,可以将一个模具安装在金属载体的上面部分或者安装两个或多个模具,优选一个或两个。当安装两个或多个模具时,可以将待流延的浓液量分成相对各个模具的不同比例,或者可以将浓液以各自比例从多个精确体积调节泵加到各个模具中。用于流延的纤维素酰化物溶液的温度优选是-10-55℃,更优选25-50℃。每个过程各自可以是相同温度或者可以是不同温度。当温度不同时,在流延之前即刻保证所需温度就足够了。
干燥:
在纤维素酰化物薄膜加工中在金属载体上的浓液的干燥通常是通过下面的方法进行的:从金属载体(圆筒或带)的表面,即从在金属载体上的幅表面吹热风的方法;从圆筒或带的背面吹热风的方法;或者将温控液与浓液流延面相对的带或圆筒的背面接触、经传热加热圆筒或带由此控制表面温度的液体传热法;这些方法中优选背面液体传热法。流延之前金属载体的表面温度可以是任意温度,只要它低于浓液中所用的溶剂的沸点。然而,为了加速干燥和避免在金属载体上流动,优选将温度调整至比具有最低沸点的溶剂的沸点低1-10℃的温度。然而,该规则不适用于不需要冷却和干燥就剥离流延浓液的情形。
拉伸处理:
本发明的纤维素酰化物薄膜的延迟可以通过拉伸处理来调整。有在宽度方向有意拉伸薄膜的方法,并且这些方法公开在JP-A-62-115035、JP-A-4-152125、JP-A-4-284211、JP-A-4-298310和JP-A-11-48271中。为了提高纤维素酰化物薄膜的面内延迟,加工的薄膜经过拉伸。
薄膜的拉伸是在室温或加热下进行的。加热温度优选低于薄膜的玻璃化温度。薄膜的拉伸可以是仅在垂直方向或水平方向的单轴拉伸,或者可以是同时或连续的双轴拉伸。拉伸通常是1-200%拉伸,优选1-100%拉伸,尤其优选1-50%拉伸。在光学薄膜的双折射中,优选宽度方向的折射率大于长度方向的折射率。因此,优选在宽度方向进行较大拉伸。拉伸可以在成膜过程中进行或者可以使形成的卷曲的幅经过拉伸处理。在前者情形下,拉伸可以在含有残余溶剂的情况下进行并且可以在残余溶剂量为2-30%下进行拉伸。
在本发明中,完成的(干燥之后)纤维素酰化物薄膜的厚度随目的不同而不同,但是通常在5-500μm的范围内,优选20-300μm,并且对VA液晶显示器而言尤其优选40-110μm。另一方面,通过使膜厚为110-180μm,流延成膜时的干燥载荷增加,但是光学特性的大小与膜厚成比例,这样可以通过增加膜厚来获得所需的光学特性。由于渗水率与膜厚成反比地降低,因此通过增加膜厚使得渗水率降低,并且更难渗透水分,这在偏振片于60℃ 90%RH下持续500小时的耐用性试验中是有益的。
通过调整浓液的固体浓度、模头的间隙、模的挤出压力和金属载体的速度可以将膜厚调整至所需厚度。由此获得的纤维素酰化物薄膜的宽度优选是0.5-3m,更优选0.6-2.5m,甚至更优选0.8-2.2m。待卷起的薄膜的长度优选是每卷100-10,000m,更优选500-7,000m,甚至更优选1,000-6,000m。在卷起时,优选至少在薄膜一端提供压花,并且宽度优选是3-50mm,更优选5-30mm,高度是1-50μm,优选2-20μm,更优选3-10μm。该压花可以是单作用挤压或双作用挤压。
除了压花部分之外宽度方向的膜厚差优选是5μm或更小,更优选3μm或更小。当宽度方向的膜厚差大时,当将膜长超过4,000m的膜卷起时易于发生称之为归因于膜厚不匀性的黑带的变形。窄宽度下突然的膜厚变化不仅可以在表面上以垂直条纹畸形看到,而且当将该薄膜安装在液晶显示器上时易于引起亮度不匀性,因此这尤其是个问题。优选当在宽度方向连续测量膜厚时,每隔10mm的厚度差是0.6μm或更小,并且每隔10mm的厚度差优选是0.5μm或更小。
保持透明性的雾度值优选是0.01-2%。为了降低雾度值,充分分散加入的细粒消光剂以降低聚集颗粒的量是有效的,或者将消光剂仅加入到皮层以降低添加量。
纤维素酰化物薄膜的光学特性:
本发明的纤维素酰化物薄膜的光学特性Re延迟值和Rth延迟值分别满足以下等式(V)和(VI)
46nm≤Re(630)≤200nm (V)
70nm≤Rth(630)≤350nm (VI)。
在等式(V)和(VI)中,Re(λ)是波长λnm下的面内延迟值(单位:nm),Rth(λ)是波长λnm下膜厚度方向的延迟值(单位:nm)。
Re(λ)可以在薄膜的法线方向投射波长λnm的光线用双折射折射计,例如,KOBRA21ADH(由Oji Scientific Instruments制造)测量。通过输入平均折射率的有效值1.48和膜厚,以上面的Re(λ)的三个方向测量的延迟值、以面内延迟轴作为倾斜轴从与薄膜的法线方向倾斜+40°的方向投射波长λnm的光线测量的延迟值、和以面内延迟轴作为倾斜轴从与薄膜的法线方向倾斜-40°的方向投射波长λnm的光线测量的延迟值为基础,可以计算Rth(λ)。
更优选满足以下等式(VII)和(VIII)
46nm≤Re(630)≤100nm (VII)
160nm≤Rth(630)≤350nm (VIII)。
对仅用一个光学薄膜的VA液晶显示器而言,优选本发明的偏振片除了满足等式(VII)和(VIII)之外还满足以下等式(IX)和(X)
Rth(630)=a-5.9Re(630)nm (IX)
520≤a≤600nm (X)。
等式(IX)代表的直线的y交叉a的中心值是560nm,并且a从560偏移至较低侧,VA液晶显示器的黑色亮度值变大。即,发生漏光并且黑色不变黑。随着a从560偏移至较高侧,随着观察液晶显示器的角度变化,色调的变化也变大,因此不是优选的。等式(X)显示了a值的范围。具体地说,就仅用一个偏振片的VA液晶显示器而言,优选55nm≤Re(630)≤85nm和535≤a≤585nm。Re(630)和Rth(630)随所用VA液晶元件的Δnd值而变化。例如,当VA液晶元件的Δnd值是300nm时,最优选的Re(630)和Rth(630)分别是55-60和185-275。当VA液晶元件的Δnd值是300nm时,最优选的Re(630)和Rth(630)分别是60-65和160-240。
优选所有宽度的Re值的分散是±5nm,更优选±3nm。Rth值的分散优选是±10nm,更优选±5nm。也优选Re值和Rth值在加工方向的分散也在宽度方向的分散的范围内。
Re和Rth的光学特性值随着高温经时时的湿度变化和质量变化而变化。Re和Rth值的变化优选尽可能小。为了减少湿度引起的光学特性的变化,可以使用6-位的酰基取代度大的纤维素酰化物、和各种疏水添加剂(增塑剂、延迟增加剂、紫外线吸收剂等)降低薄膜的渗水率和平衡水分含量。60℃ 95% RH下持续24小时的优选渗水率是400-2,300g/m2。25℃ 80% RH下的优选平衡水分含量是3.4%或更小。优选25℃下湿度从10% RH变为80% RH时的光学特性的变化Re值是12nm或更小,Rth值是32nm或更小。以纤维素酰化物为基础,疏水添加剂的优选添加量是10-30%,更优选12-25%,尤其优选14.5%-20%。当添加剂挥发和分解导致薄膜的质量变化和尺寸变化时,光学特性也变化。因此,优选在80℃ 90% RH下经过48小时之后薄膜的质量变化是5%或更小。类似地,在60℃ 90% RH下经过24小时之后和在90℃ 3% RH下经过24小时之后的尺寸变化优选是±2%或更小。而且,即使尺寸变化和质量变化小,薄膜的光弹性模量小时光学特性的变化降低。因此,薄膜的光弹性模量优选是50×10-13cm2/dyn(5.0×10-10m2/N)或更小。
偏振片:
偏振片由偏振器和偏振器的两面上提供的两片透明保护薄膜组成。本发明的纤维素酰化物薄膜可用作一个保护薄膜。可以使用普通的纤维素乙酸酯薄膜作为其它保护薄膜。作为偏振器,已知碘偏振器、使用两种颜色的染料的染料偏振器和多烯偏振器。碘偏振器和染料偏振器通常是用聚乙烯醇薄膜制成的。当将本发明的纤维素酰化物薄膜用作偏振片的保护薄膜时,偏振片的制备方法没有特别的限制并且可以使用普通方法。有这样一种方法:碱处理所得纤维素酰化物薄膜、和使用完全皂化的乙烯醇水溶液将该薄膜粘附到将聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡和拉伸获得的偏振器的两面上。代替碱处理,可以使用JP-A-6-94915和JP-A-6-118232中公开的容易粘合法。作为用于粘合保护薄膜和偏振器的粘合剂,例如有聚乙烯醇粘合剂,例如,聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛、和乙烯基胶乳,例如,丙烯酸丁酯。偏振片由偏振器和保护偏振器两面的保护薄膜组成。而且,将保护薄膜粘附到偏振片的一面上,并将一单独薄膜粘附到另一面上。保护薄膜和单独薄膜用于运输和检测偏振片时保护偏振片的目的。这种情况下,粘附保护薄膜以保护偏振片的表面的目的,并将保护薄膜粘附到待粘附液晶板的面相对的面上。使用单独薄膜以覆盖待粘附到液晶板的粘合层上,并且粘附到待粘附到液晶板上的偏振片的面上。
将本发明的纤维素酰化物薄膜粘附到偏振器的方法优选是这样的,粘附偏振器和纤维素酰化物薄膜使偏振器的透射轴和纤维素酰化物薄膜的延迟轴彼此同心。评价在偏振片交叉尼科耳下制得的偏振片,结果发现当纤维素酰化物薄膜的延迟轴和偏振器的吸收轴(与透射轴交叉的轴)的交叉精度大于1°时,偏振片交叉尼科耳下的偏振性能降低并且发生漏光。这种情况下,通过与液晶元件组合不能获得足够的黑色水平和对比度。因此,优选本发明的纤维素酰化物薄膜的主折射率nx的方向从偏振片的透射轴的方向的偏移是1°或更小,更优选0.5°或更小。
用UV3100PC(由Shimadzu Corporation制造)测量偏振片的单独透射率TT、平行透射率PT和交叉透射率CT。在380-780nm的波长区分别测量单独透射率、平行透射率和交叉透射率,并取10次测量的平均值。偏振片的耐用性试验有两种:(1)仅有偏振片和(2)用粘合剂粘合到玻璃片上的偏振片。在测量仅有偏振片时,光学补偿薄膜夹在两个偏振器之间,并制得两个相同样品。试验(2)的样品(约5cm×5cm)是将偏振片粘附到玻璃片上使得光学补偿薄膜在玻璃片一侧制得的,并且制备两个相同的样品。在测量单独透射率时,放置样品使薄膜侧对着光源。测量两个样品并取平均值作为单独透射率。作为偏振性能的优选范围,单独透射率TT、平行透射率PT和交叉透射率CT分别是40.0≤TT≤45.0、30.0≤PT≤40.0、CT≤2.0,更优选41.0≤TT≤44.5、34≤PT≤39.0、CT≤1.3(单位是%)。在偏振片的耐用性试验中,偏差优选尽可能小。
当本发明的偏振片在60℃95%RH下静置500小时时,交叉单独透射率的偏差ΔCT(%)和偏振度的偏差ΔP满足以下等式(j)和(k)中的至少一种
-6.0≤ΔCT≤6.0 (j)
-10.0≤ΔP≤0.0 (k)
这里,偏差是指从试验之后的测量值减去试验之前的测量值所获得的值。
通过满足该要求,保证了使用和保藏期间偏振片的稳定性。
防潮袋:
本发明中,“防潮袋”用按照圆柱板法(JIS Z208)测量的渗水率来规定。优选使用在40℃90%RH下渗水率为30g/(m2·日)或更低的材料。当渗水率是30g/(m2·日)或更高时,难以防止外面环境水分的影响。更优选10g/(m2·日)或更低的渗水率,最优选5g/(m2·日)或更低。
防潮袋的材料没有特别的限制,只要满足上面的渗水率,并且可以使用公知的材料。(参见Hoso Zairyo Binran(包装材料手册),Nippon Hoso Gijutsu Kyokai(1995)、Hoso Zairyo no Kiso Chishiki(包装材料的基本知识),Nippon Hoso Gijutsu Kyokai(2001年11月)、Kinosei Hoso Nyumon(功能包装介绍)第一版,21 Seiki Hoso KenkyuKyokai(2002年2月28日)。)在本发明中,优选渗水率低、重量轻并且容易处理的材料。特别优选使用复合材料例如沉积有二氧化硅、氧化铝或陶瓷的塑料薄膜、和塑料和铝箔的层合薄膜。铝箔的厚度没有特别的限制,只要袋中的水分不受环境水分的影响,优选几微米至几百微米,更优选10-500μm。优选本发明的防潮袋内的水分满足任意以下条件:
在包装偏振片的状态下25℃下优选为43%RH-70%RH,更优选45%-65%,甚至更优选45%-63%。
包装偏振片的袋内湿度与偏振片粘附到液晶板上时的湿度之差是15%RH或更小。
表面处理:
通过处理本发明的纤维素酰化物薄膜的表面,可以提高纤维素酰化物薄膜和其它功能层(例如,内涂层和衬里层)的粘性。作为表面处理,例如,可以使用辉光放电处理、紫外线照射处理、电晕处理、火焰处理、和酸或碱处理。辉光放电处理可以是10-3-20Torr的低压气体下的低温等离子体处理,或者可以是大气压下的等离子体处理。等离子体激发气体是在上面的条件下能够等离子体激发的气体,例如,列举有氩、氦、氖、氪、氙、氮、二氧化碳和氟烃,例如,四氟甲烷、和这些气体的混合物。这些处理详细描述在Hatsumei KyokaiKokai Giho Kogi No.2001-1745(2001年3月15日由Hatsumei Kyokai发行),第30-32页。目前公众关注的大气压下的等离子体处理使用10-1,000keV下20-500kGy的照射能量,优选为30-500keV下20-300kGy的照射能量。特别优选碱皂化处理用于纤维素酰化物薄膜的表面处理。
碱皂化处理优选通过直接在皂化液槽中浸泡纤维素酰化物薄膜的方法、或者在纤维素酰化物薄膜上涂布皂化液的方法进行。
可以使用浸涂、幕涂、挤出涂布、棒涂和E-型涂布作为涂布方法。为了在透明载体上涂布皂化液,优选皂化处理用碱涂布液的溶剂具有良好的湿润性能,在透明载体的表面上不形成不匀性,并且可以保持良好的表面性能。特别优选醇溶剂,尤其优选异丙醇。也可以使用表面活性剂的水溶液作为溶剂。碱皂化涂布液的碱优选在上面的溶剂中是碱溶性的,并且更优选KOH和NaOH。碱皂化涂布液的pH优选是10或更高,更优选12或更高。碱皂化时的反应条件优选是室温和1秒钟至5分钟,更优选5秒钟至5分钟,尤其优选20秒钟至3分钟。碱皂化反应之后,优选用水或酸,然后再用水洗涤涂布有皂化液的表面。
抗反射层:
优选在安装在提供有液晶元件的面相对的面上的偏振片的透明保护薄膜上提供功能薄膜,例如,抗反射层。具体地说在本发明中,优选使用在透明保护薄膜上依次包括光散射层和低折射率层的层合的抗反射层、或者在透明保护薄膜上依次包括中折射率层、高折射率层和低折射率层的层合的抗反射层。下面描述抗反射层的优选实例。
描述提供在透明保护薄膜上包括光散射层和低折射率层的抗反射层的优选实例。
将消光颗粒分散在本发明的光散射层中,并且在光散射层中除消光颗粒之外的组分的折射率优选在1.50-2.00的范围内,并且低折射率层的折射率优选在1.35-1.49的范围内。在本发明中,光散射层起防眩光和硬涂层性能的双重功能,并且可以包括一层、或多层,例如,2-4层。
作为抗反射层的表面不匀性,优选设计提供0.08-0.40μm的中心线平均粗糙度Ra、10倍Ra或更小的十点平均粗糙度Rz、1-100μm的平均峰和谷距离Sm、0.5μm或更小的不匀性的凸面高度与最深点的标准偏差、20μm或更小的平均峰和谷距离Sm与作为标准的中心线的标准偏差、和0-5°的倾斜角有10%或更大的表面,由此可以获得足够的防眩光性能和肉眼观察均匀的消光感觉。
通过使C光源下反射光的色调a*值为-2至2,b*值为-3至3,并且在380-780nm的范围内反射率的最小值和最大值之比为0.5-0.99,反射光的色调变成中性并且是优选的。而且,通过使反射光的b*值为0-3,当将抗反射层用于图像显示器时白色显示时黄色降低并且是优选的。
当在表面光源和本发明的抗反射薄膜之间插入120μm×40μm的晶格并且薄膜上测量的亮度分布的标准偏差是20或更小时,优选将本发明的薄膜用于高精度板时的眩光降低。
当本发明的抗反射层具有光学特性例如2.5%或更小的镜面反射率、90%或更大的透射率、和70%或更小的60°光泽度时,可以限制外来光的反射并提高可见度。镜面反射率更优选是1%或更小,最优选0.5%或更小。通过使雾度值为20-50%、内部雾度值/总雾度值之比为0.3-1、在提供低折射率层之后雾度值从提供光散射层时的雾度值降低15%或更小、光梳宽度(combbreadth)为0.5mm时透射图像的可见度为20-50%、并且与抗反射层垂直的透射光的透射率与与垂直倾斜2°的方向的透射光的透射率之比为1.5-5.0,可以防止高精度LCD板上的眩光并且可以实现字母等模糊的降低。
低折射率层:
本发明的抗反射薄膜的低折射率层的折射率是1.20-1.49,优选1.30-1.44。为了降低折射率,优选低折射率层满足以下等式(XI)。
(m/4)×0.7≤n-4d-4≤(m/4)×1.3 (XI)
在该等式中,m代表正奇数,n-4代表低折射率层的折射率,d-4代表低折射率层的层厚(nm),λ是在500-550nm的范围内的波长。
下面描述形成低折射率层用的材料。
本发明的低折射率层含有含氟聚合物作为低折射率粘合剂。作为氟聚合物,优选使用动摩擦系数为0.03-0.20、与水的接触角为90-120°、并且能够受热或者纯水的下落角为70°或更小的电离辐射而交联的含氟聚合物。当将本发明的抗反射薄膜安装在图像显示器上时,来自可商购获得的胶带上的剥离的力越低,粘着剂、记事簿等在粘合它们之后的剥离越容易,优选5N或更小,更优选3N或更小,最优选1N或更小。而且,用微硬度测量仪测量的表面硬度越硬,表面越是几乎不能被擦伤,优选0.3GPa或更大,更优选0.5GPa或更大。
作为用于低折射率层的含氟聚合物,例如有含全氟烷基的硅烷化合物(例如,(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)-三乙氧基硅烷)的水解产物和脱水和稠合产物、和包括含氟单体单元和提供交联反应性的结构单元的含氟共聚物。
含氟单体的实例包括氟烯烃(例如,氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、全氟辛基乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯等)、(甲基)丙烯酸的部分和完全氟化的烷基酯衍生物(例如,Viscoat 6FM(由Osaka Organic Chemical Industry Ltd.制造)、M-2020(由Daikin Industries Ltd.制造)等)、和完全或部分氟化的乙烯基醚,从折射率、溶解性、透明度和可获得性方面考虑,优选氟烯烃,特别优选六氟丙烯。
作为提供交联反应性的结构单元,例如有可以通过预先将分子内具有可自交联的官能团的单体,例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和缩水甘油基乙烯基醚聚合获得的结构单元;可以将具有羧基、羟基、氨基或磺基的单体(例如,(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸烯丙酯、羟乙基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、马来酸、巴豆酸等)聚合获得的结构单元;和通过聚合反应向这些结构单元中引入交联反应性基团例如(甲基)丙烯酰基获得的结构单元(例如,交联反应性基团可以通过丙烯酰氯与羟基反应的技术引入)。
从在溶剂中的溶解度和为了赋予薄膜透明度的角度,除了上面的含氟单体单元和提供交联反应性的结构单元之外,也可以随机共聚合不含氟的单体。可以组合使用的单体单元没有特别的限制,例如,可以列举有烯烃(乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯等)、丙烯酸酯类(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等)、甲基丙烯酸酯类(例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯等)、苯乙烯衍生物(例如,苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等)、乙烯基醚类(例如,甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、环己基乙烯基醚等)、乙烯基酯类(例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等)、丙烯酰胺类(例如,N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基-丙烯酰胺等)、甲基丙烯酰胺类和丙烯腈衍生物。
可以将固化剂随意用于这些聚合物中,如JP-A-10-25388和JP-A-10-147739中公开的。
光散射层:
为了通过表面光散射和/或内部光散射提供光散射性、并提供硬涂层性以提高薄膜的耐擦伤性而形成光散射层。因此,通过含有提供硬涂层性的粘合剂、提供光散射的消光颗粒,和提供如果需要的话,增加折射率、防止交联收缩和增加强度的无机填料来形成光散射层。
从提供硬涂层性、防止产生卷曲和抑制脆度降低的角度,光散射层的厚度优选是1-10μm,更优选1.2-6μm。
作为光散射层的粘合剂,优选具有饱和烃链或聚醚链作为主链的聚合物,并且更优选具有饱和烃链作为主链的聚合物。而且,粘合剂聚合物优选具有交联结构。作为具有饱和烃链作为主链的粘合剂聚合物,优选烯化不饱和单体的聚合物。作为具有饱和烃链作为主链并且还具有交联结构的粘合剂聚合物,优选具有两个或多个烯化不饱和基团的单体的(共)聚合物。为了使粘合剂聚合物具有高折射率,使用具有至少一种选自除氟原子之外的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子的单体是有效的。
具有两个或多个烯化不饱和基团的单体的实例包括多元醇和(甲基)丙烯酸的酯(例如,乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己烷二丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,2,3-环己烷四(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯和聚酯聚丙烯酸酯)、上述单体的氧化乙烯改性的产物、乙烯基苯及其衍生物(例如,1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基-乙酯和1,4-二乙烯基环己酮)、乙烯基砜(例如,二乙烯基砜)、丙烯酰胺(例如,亚甲基二-丙烯酰胺)、和甲基丙烯酰胺。这些单体可以两种或多种混合使用。
作为高折射率单体的具体实例,例如有二(4-甲基丙烯酰基苯硫基)硫醚、乙烯基-萘、乙烯基苯基硫醚和4-甲基丙烯酰氧基苯基-4-甲氧基苯基硫醚。这些单体也可以两种或多种混合使用。
具有烯化不饱和基团的这些单体的聚合反应可以在有光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂的情况下通过电离辐射照射或加热进行。
因此,可以通过如下形成抗反射薄膜:制备含有带烯化不饱和基团的单体、光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂、消光颗粒和无机填料的涂布液,将该涂布液涂布到透明载体上,然后通过电离辐射照射或加热进行聚合反应由此将涂层固化。可以使用公知的光自由基聚合引发剂。
作为具有聚醚链作为主链的聚合物,优选多功能团的环氧化合物的开环聚合物。多功能团的环氧化合物的开环聚合反应可以在有光产酸剂或热产酸剂的情况下通过电离辐射照射或通过加热进行。
因此,可以通过制备含多功能团的环氧化合物、光产酸剂或热产酸剂、消光颗粒和无机填料的涂布液,将该涂布液涂布到透明载体上,然后通过电离辐射或加热进行聚合反应由此固化该涂层来形成抗反射薄膜。
代替具有两个或多个烯化不饱和基团的单体或者除了该单体之外,使用具有可交联官能团的单体可以向聚合物中引入可交联官能团,并且通过这些可交联官能团的反应可以向粘合剂聚合物中引入交联结构。
可交联官能团的实例包括异氰酸酯基、环氧基、吖氮丙啶基、噁唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基。也可以使用乙烯基磺酸、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、蜜胺、醚化羟甲基、酯和尿烷、和金属醇化物,例如四甲氧基硅烷,作为加入交联结构用的单体。也可以使用分解反应导致显示交联性的官能团,例如嵌段异氰酸酯基,作为可交联官能团。即,在本发明中,可交联官能团可以是分解导致显示反应性的那些可交联官能团,即使它们未立即显示反应性。
通过涂布具有这些可交联官能团的粘合剂聚合物然后加热,可以形成交联结构。
为了赋予防眩光性,光散射层中含有平均粒径为1-10μm,优选1.5-7.0μm的消光颗粒,它们比填料颗粒例如无机化合物颗粒或树脂颗粒大。
作为消光颗粒的具体实例,例如优选有无机化合物颗粒,例如,二氧化硅颗粒和TiO2颗粒、和树脂颗粒,例如,丙烯酸颗粒、交联丙烯酸颗粒、聚苯乙烯颗粒、交联苯乙烯颗粒、蜜胺树脂颗粒、和苯并胍胺树脂颗粒。这些颗粒中,优选交联苯乙烯颗粒、交联丙烯酸颗粒、交联丙烯基苯乙烯颗粒、和二氧化硅颗粒。消光颗粒可以是球形或无定形。
而且,可以将两种或多种各自具有不同粒径的消光颗粒一起使用。较大消光颗粒可以赋予防眩光性并且较小消光颗粒可以赋予其它光学性能。
消光颗粒的粒径分布最优选是单分散。所有颗粒的粒径优选尽可能相等。将粒径比平均粒径大20%或更多的颗粒作为粗颗粒,粗颗粒的比例优选是所有颗粒数量的1%或更小,更优选0.1%或更小,甚至更优选0.01%或更小。具有这种粒径分布的消光颗粒是通过普通合成反应之后分级获得的。通过增加分级次数或者提高分级度,可以获得具有更优选粒径分布的消光颗粒。
加入这种消光颗粒使得形成的光散射层中的含量优选是10-1,000mg/m2,更优选100-700mg/m2。
用库尔特计数器法测量消光颗粒的粒径分布并将测量的粒径分布转换成颗粒数分布。
为了增加该层的折射率,除了消光颗粒之外,优选将无机填料加入到光散射层中。例如,优选使用包括至少一种选自钛、锆、铝、铟、锌、锡和锑的金属的氧化物、并且平均粒径为0.2μm或更小,优选0.1μm或更小,更优选0.06μm或更小的无机填料。
与此相反,在含有高折射率消光颗粒以提高消光颗粒之间的折射率差异的光散射层中,为了保持该层的折射率稍低,也优选使用硅的氧化物。优选的粒径与上面的无机填料的相同。
用于光散射层的无机填料的具体实例包括TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITO和SiO2。为了增加折射率尤其优选TiO2和ZrO2。也优选无机填料的表面用硅烷偶联剂或钛偶联剂处理,并且优选在填料的表面上使用具有能够与粘合剂反应的官能团的表面处理剂。
这些无机填料的添加量优选是光散射层总质量的10-90%,更优选20-80%,尤其优选30-75%。
这些填料的粒径比光的波长小得多,这样不会发生光散射,并且包含其中分散有这些填料的粘合剂聚合物的分散体起光学均匀材料的作用。
光散射层中粘合剂和无机填料的混合物的总折射率优选是1.48-2.00,更优选1.50-1.80。通过选择粘合剂和无机填料的种类和数量比例可以获得上面范围的折射率。该选择可以预先凭经验容易地了解到。
为了保证均匀面性能,例如,耐涂布不匀性、耐干燥不匀性和耐点缺陷,光散射层含有表面活性剂,例如,在形成防眩光层用的涂布组合物中含有氟表面活性剂或硅氧烷表面活性剂的表面活性剂、或者二者都含有。由于氟表面活性剂用较少添加量就具有改善本发明的抗反射薄膜的面缺陷如涂布不匀性、干燥不匀性和点缺陷的效果,因此特别优选使用氟表面活性剂。加入氟表面活性剂的目的是通过高速涂布性能增加生产率,同时增加面性能的均匀性。
接下来,描述包括其上依次层合有中折射率层、高折射率层和低折射率层的透明保护薄膜的抗反射层。
设计包括基质上依次具有至少中折射率层、高折射率层和低折射率层(最外层)的层构造的抗反射层以具有满足下面所示关系的折射率。
高折射率层的折射率≥中折射率层的折射率≥透明载体的折射率≥低折射率层的折射率。
在透明载体和中折射率层之间可以提供硬涂层。而且,该抗反射层可以包括中间折射率硬涂层、高折射率层和低折射率层。(参见JP-A-8-122504、JP-A-8-110401、JP-A-10-300902、JP-A-2002-243906和JP-A-2000-111706。)各层可以具有其它功能,并且作为这些实例,例如,列举有防污低折射率层和防静电高折射率层(例如,JP-A-10-206603和JP-A-2002-243906)。
抗反射层的雾度值优选是5%或更小,更优选3%或更小。薄膜强度通过JIS K5400的铅笔硬度试验优选是H或更高,更优选2H或更高,最优选3H或更高。
高折射率层和中折射率层:
抗反射薄膜中具有高折射率的层包括含至少一种平均粒径为100nm或更小的高折射率无机化合物的超细粒和基质粘合剂的硬膜。
作为具有高折射率的无机化合物细粒,列举有折射率为1.65或更大,优选折射率为1.9或更大的无机化合物。例如,列举有Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等的氧化物、和含有这些金属原子的复合氧化物。
为了获得这种超细粒,列举有有用表面处理剂(例如,用JP-A-11-295503、JP-A-11-153703和JP-A-2000-9908中公开的硅烷偶联剂、用JP-A-2001-310432中公开的阴离子化合物或有机金属偶联剂)处理这些颗粒的表面、获得高折射率颗粒作为核芯的核芯/外壳结构(JP-A-2001-166104和JP-A-2001-310432)、并组合使用特定分散剂(JP-A-11-153703、U.S.Patent 6,210,858和JP-A-2002-2776069)。
作为形成基质的材料,列举有公知的热塑性树脂和热固性树脂。
而且,优选至少一种选自如下的组合物:含有带可自由基聚合基团和/或可阳离子聚合基团中至少两个可聚合基团的多功能团化合物的组合物、和含有带可水解基团的有机金属化合物和该化合物的部分缩合产物的组合物。例如,列举有JP-A-2000-47004、JP-A-2001-315242、JP-A-2001-31871和JP-A-2001-296401中公开的组合物。
而且,也优选可以由用金属醇盐和金属醇盐组合物的水解和缩合产物获得的胶体金属氧化物获得的固化薄膜,如JP-A-2001-293818中公开的。
高折射率层的折射率通常是1.70-2.20。高折射率层的厚度优选是5nm-10μm,更优选10nm-1μm。
将中折射率层的折射率调整至低折射率层的折射率和高折射率层的折射率之间。中折射率层的折射率优选是1.50-1.70。中折射率层的厚度优选是5nm-10μm,更优选10nm-1μm。
低折射率层:
将低折射率层层合在高折射率层上。低折射率层的折射率是1.20-1.55,优选1.30-1.50。
低折射率层优选是以具有耐擦伤性和防污性的最外层形成的。作为显著提高耐擦伤性的方式,赋予该表面滑动性是有效的,并且作为该方式可以采用提供包括引入公知的硅氧烷和引入氟的薄层。
含氟化合物的折射率优选是1.35-1.50,更优选1.36-1.47。作为含氟化合物,优选含氟原子的可交联的或可聚合的官能团占35-80质量%的化合物。
例如,作为这种化合物,列举有JP-A-9-222503第[0018]至[0026]段、JP-A-11-38202第[0019]至[0030]段、JP-A-2001-40284第[0027]和[0028]段、和JP-A-2000-284102中公开的化合物。
硅氧烷化合物是具有聚硅氧烷结构的化合物,并且优选在聚合物链中具有可固化官能团或可聚合官能团、在薄膜内具有交联结构的那些化合物。例如,列举有反应性硅氧烷(例如,Silaplane,由ChissoCorporation制造)、和在两端含有硅烷醇基的聚硅氧烷(例如,JP-A-11-258403)。
优选具有可交联基团或可聚合基团的含氟和/或硅氧烷聚合物的交联反应或聚合反应是在涂布含有用于形成最外层的聚合引发剂和感光剂的涂布组合物后经光照射或加热同时或之后即刻进行的。
也优选在有催化剂的情况下通过含有特定含氟烃的有机金属化合物例如硅烷偶联剂和硅烷偶联剂的缩合反应经溶胶凝胶固化转化的固化薄膜。
例如,列举有含聚氟烷基的硅烷化合物或该化合物的部分水解缩合物(JP-A-58-142958、JP-A-58-147483、JP-A-58-147484、JP-A-9-157582和JP-A-11-106704中公开的化合物)、和含聚(全氟烷基醚)基,即,含氟长链基团的甲硅烷基化合物(JP-A-2000-117902、JP-A-2001-48590和JP-A-2002-53804中公开的化合物)。
除了上面的添加剂之外,低折射率层可以含有初级颗粒的平均粒径为1-150nm的低折射率无机化合物例如填料(例如,二氧化硅(硅石))、含氟颗粒(例如,氟化镁、氟化钙、氟化钡)、JP-A-11-3820第[0020]至[0038]段公开的有机细粒、硅烷偶联剂、滑动剂和表面活性剂。
当作为最外层的下面层形成低折射率层时,低折射率层可以通过气相法形成(例如,真空沉积法、溅射法、离子电镀法、等离子体CVD法)。从能够价廉地制备的角度优选涂布法。
低折射率层的厚度优选是30-200nm,更优选50-150nm,最优选60-120nm。
而且,可以提供硬涂层、正向散射层、底漆层、防静电层、内涂层和保护层。
硬涂层:
为了赋予提供有抗反射层的透明保护薄膜物理强度,在透明载体的表面上提供有硬涂层。特别优选在透明载体和高折射率层之间提供硬涂层。硬涂层优选通过光-和/或热-可固化化合物的交联反应或聚合反应提供。作为可固化官能团,优选光-可聚合官能团,并且作为含有可水解分解的官能团的有机金属化合物,优选有机烷氧基甲硅烷基化合物。
这些化合物的具体实例,可以列举有如高折射率层中所示的相同化合物。硬涂层的特定组成组合物例如公开在JP-A-2002-144913、JP-A-2000-9908和WO 00/46617中。
高折射率层可以兼起硬涂层的作用。当高折射率层兼起硬涂层的作用时,优选按照高折射率层中所述的方法通过向硬涂层中添加细粒作为细分散体来形成硬涂层。
硬涂层通过含有平均粒径为0.2-10μm的颗粒可以兼起具有防眩光功能的防眩光层的作用(后面所述)。
硬涂层的厚度可以根据目的适当设计。硬涂层的厚度优选是0.2-10μm,更优选0.5-7μm。
按照JIS K5400的铅笔硬度试验硬涂层的硬度优选是H或更高,更优选2H或更高,最优选3H或更高。在按照JIS K5400的锥形试验中,样品片在试验之前和之后的磨损优选尽可能小。
防静电层:
当提供防静电层时,优选赋予体积电阻系数为10-8(Ωcm-3)或更小的电导率。使用吸湿性材料、水溶性无机盐、某些表面活性剂、阳离子聚合物、阴离子聚合物和胶体二氧化硅可以提供10-8(Ωcm-3)或更小的体积电阻系数,但是存在的问题是温度和湿度依赖性大并且在低湿度下不能获得足够的电导率。因此,优选金属氧化物作为导电材料。有有色金属氧化物,但是当使用这种有色金属氧化物作为导电材料时,薄膜通常也有色,因此不是优选的,作为形成没有颜色的金属氧化物的金属,可以列举有Zn、Ti、Al、In、Si、Mg、Ba、Mo、W和V,并且优选使用含有这些金属作为主要成分的金属氧化物。
作为具体实例,优选ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO3、V2O5、或者它们的复合氧化物,特别优选、TiO2和SnO2。作为含有其它种类原子的实例,例如,将AI和In加入到ZnO中、将Sb、Nb和卤原子加入到SnO2中、和将Nb和TA加入到TiO2中是有效的。而且,如JP-B-59-6235中公开的,可以使用将上面的金属氧化物粘附到其它结晶金属颗粒或纤维物质(例如,钛氧化物)上获得的材料。
尽管体积电阻值和表面电阻值是不同的物理值并且它们不能容易地进行对比,但是为了保证体积电阻系数为10-8(Ωcm-3)或更小的电导率,导电层通常具有10-10(Ω/□)或更小,更优选10-8(Ω/□)或更小的表面电阻值就足够了。导电层的表面电阻值必需以防静电层作为最外层的值测量,并且该值可以在本说明书中所述形成层合薄膜的中途测量。
液晶显示器:
纤维素酰化物薄膜、包括该薄膜的光学补偿片、和使用该薄膜的偏振片可用于各种显示模式的液晶元件和液晶显示器,并且提出了各种显示模式,例如,TN(扭曲向列)、IPS(面内转换)、FLC(铁电液晶)、AFLC(抗铁电液晶)、OCB(光学补偿弯曲)、STN(超扭曲向列)、VA(垂直取向)、和HAN(混合取向向列)。这些模式中,可以将本发明的光学物质优选用于OCB型或VA型。
OCB型液晶元件是使用在液晶元件的上下面基本上相反方向(对称)取向棒状液晶分子的弯曲取向型的液晶元件的液晶显示器,并且公开在美国专利4,583,825和5,410,422中。由于棒状液晶分子在液晶元件的上下面对称取向,因此弯曲取向型的液晶元件具有自光学补偿功能。因此,该液晶型也称作OCB(光学补偿弯曲)液晶型。弯曲取向型的液晶显示器具有反应速度快的优点。
在VA型液晶元件中,当没有施加电压时,棒状液晶分子基本上垂直取向。
VA型液晶元件包括(1)不施加电压时基本上垂直取向的棒状液晶分子并且在施加电压时基本上水平取向的狭义VA型液晶元件(例如,JP-A-2-176625)、(2)具有VA型多畴(MVA型)以扩大视角的液晶元件(SID97,Digest of Tech.Papers,(草稿)28,845(1997)中所述)、(3)不施加电压时基本上垂直取向棒状液晶分子而在施加电压时扭曲多畴取向的类型的液晶元件(n-ASM型)(Liquid Crystal Forum,Japan,58-59(1998)的草稿中所述)、和(4)SURVAIVAL型液晶元件(在LCD International 98公开)。
VA型液晶显示器包括液晶元件和液晶元件的两面上排列的两片偏振片。液晶元件在两个电极之间载有液晶。在本发明的透射型液晶显示器的一个实施方式中,本发明的一片光学补偿片安装在液晶元件和一个偏振片之间,或者两片光学补偿片都安装在液晶元件和两个偏振片之间。
在本发明的透射型液晶显示器的另一实施方式中,使用包括本发明的纤维素酰化物薄膜的光学补偿片作为安装在液晶元件和偏振器之间的偏振片的透明保护薄膜。该光学补偿片可以用作仅一侧的偏振片的保护薄膜(偏振片在液晶元件和偏振器之间)、或者可用于两个偏振片的两片透明保护薄膜(偏振片在液晶元件和偏振器之间)。当将光学补偿片用于仅一侧的偏振片时,特别优选使用该片作为在液晶元件背光侧的偏振片的液晶元件侧的保护薄膜。粘附时优选使本发明的纤维素酰化物薄膜在VA元件侧上。保护薄膜可以是普通纤维素酰化物薄膜,但是优选比本发明的纤维素酰化物薄膜薄。例如,优选40-80μm的厚度,并且列举有可商购获得的KC4UX2M(40μm,由Konica Opto,Inc.制造)、KC5UX(60μm,由Konica Opto Co.制造)、和TD80(80μm,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造),但是本发明并不限于此。
实施例
参照实施例描述本发明,但是本发明并不限于此。
测量方法:
通过以下方法测量纤维素酰化物薄膜的各种特征。
延迟Re、Rth:
延迟是在薄膜的法线方向投射波长λnm的光线用双折射折射计KOBRA21ADH(由Oji Scientific Instruments制造)测量的。通过输入平均折射率的有效值1.48和膜厚,以上面的Re(λ)的三个方向测量的延迟值、以面内延迟轴作为倾斜轴从与薄膜的法线方向倾斜+40°的方向投射波长λnm的光线测量的延迟值、和以面内延迟轴作为倾斜轴从与薄膜的法线方向倾斜-40°的方向投射波长λnm的光线测量的延迟值为基础,计算Rth(λ)。
水分含量:
使7mm×35mm的样品在25℃ 80%RH下湿度调理2小时,并用Karl Fischer法微量水分仪LE-20S(由Hiranuma Sangyo Co.,Ltd.制造)测量水分含量。将样品的水分量(g)除以样品的质量(g)计算水分含量。
热收缩系数:
将30mm×120mm的样品在25℃60%RH下经过2小时。在样品的两面以100mm的间隔打的孔,并用自动销规(由Shinto Scientific Co.,Ltd.制造)测量孔之间的距离(L1)的全尺寸至1/1,000mm的最小刻度。样品还在60℃ 90% RH或者在90℃ 3% RH下经过24小时,再在25℃ 60% RH下经过2小时,并测量孔之间的尺寸(L2)。以[(L1-L2)/L1]×100计算热收缩系数。
玻璃化温度Tg:
将5mm×30mm的样品(未经拉伸)在25℃ 60% RH下湿度调理2小时或更大,并用自动粘弹性测量仪(Vibron,DVA-225,由ITKeisoku Seigyo Co.制造)在20mm的夹子(保持点)之间的距离、2℃/min的升温速度、30℃-200℃的测量温度范围、和1Hz的频率下测量粘弹性,并以贮藏弹性模量为纵坐标轴上的对数轴和温度(℃)作为横坐标轴上的横轴将测量值绘图。此时,在贮藏弹性模量从固体区过渡到玻璃过渡区时看到贮藏弹性模量突然降低,在固体区画线1并在玻璃过渡区画线2。线1和线2的交叉点是温度升高时贮藏弹性模量突然降低并且薄膜开始软化的温度,它是开始移到玻璃过渡区的温度,因此该点被认为是玻璃化温度Tg(动力学粘弹性)。
亮点包含物的数量:
将样品薄膜上面的和下面的偏振片调整至交叉尼科耳的状态,用偏振显微镜以50放大倍率在30个点观察样品,并通过记录1,280×1,024点的密度以数字图像记录,此时观察面积为2.16mm×1.72mm。将图像放大倍率调整至108mm×86mm,用个人计算机观察图像,计数图像上闪白光的长轴为1mm或更大的包含物的数量,将每个样品中30个点的包含物的数量汇总并计为测量的数据。
过滤阻塞系数:
将保持在36℃的纤维素酰化物溶液在7ml/min的流速下经过滤纸(孔径:47μm、厚度:1.32mm、密度:0.32g/m3)过滤,所述过滤纸由提供有61个直径为3.8mm的孔的环状多孔板支撑,有效面积为12.5cm2。从过滤压力临时稳定时起,观察3.5-4小时的压力增加。以过滤时间为横轴和PO/P0.64为纵轴绘图,并发现曲线近似直线。P和PO是指过滤压力和初始过滤压力。
过滤阻塞系数Ks是将发现的直线的斜率代入过滤阻塞系数等式[-Ks=3.5×斜率]获得的。这里,所用过滤纸的孔径是由过滤纸的起泡点值计算的值。使用齿轮泵KA1(由Kawasaki HeavyIndustries,Ltd.制造)进行液体加料。
弹性模量:
使10mm×200mm的样品在25℃ 60% RH下湿度调理2小时,并由应力和初始拉的伸长率计算,其中初始样品长度为100mm和拉伸速度为100mm/min,拉伸测量仪为Strograph R2(由ToyoSeiki Seisaku-Sho,Ltd.制造)。
光弹性模量:
在长轴方向对10mm×100mm的薄膜样品施加拉伸应力,并用椭率计M150(由JASCO Corporation制造)测量此时的Re延迟。由延迟随应力的变化计算光弹性模量。
雾度:
用雾度仪HGM-2DP(由Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造)按照JIS K6714测量40mm×80mm的样品在25℃ 60% RH下的雾度。
实施例1
纤维素酰化物薄膜的制备
(1)纤维素酰化物
制备具有表1所示不同酰基取代度的纤维素酰化物薄膜。可以通过使用硫酸作为催化剂,加入酰基化反应用的羧酸和羧酸酐,然后中和、皂化和熟化来制备纤维素酰化物薄膜,但是通过改变催化剂、中和剂的添加量、水的添加量、反应温度、熟化温度,可以获得具有各种不同的完全取代度、6-位的取代度、堆密度和聚合度的纤维素酰化物。用丙酮洗涤除去每种纤维素酰化物中的低分子量组分。
(2)浓液的制备
<1-1>纤维素酰化物溶液
将以下组合物放入混合槽,搅拌溶解每一组分,在90℃加热约10分钟,然后用平均孔径为34μm的过滤纸进行定量过滤。计算每一样品的过滤阻塞系数在200-500m-3之间。经过滤纸过滤的每一溶液再用平均孔径为10μm的烧结金属过滤器过滤。
纤维素酰化物溶液:
表1所示的纤维素酰化物 100.0质量份
磷酸三苯酯 8.0质量份
联苯基二苯基磷酸酯 4.0质量份
二氯甲烷 403.0质量份
甲醇 60.2质量份
<1-2>消光剂的分散液
将含有以上面方式制得的纤维素酰化物溶液的以下组合物放入分散器中制备消光剂的分散液。
消光剂的分散液:
平均粒径为16nm的二氧化硅颗粒(Aerosil R972, 2.0质量份
由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)
二氯甲烷 72.4质量份
甲醇 10.8质量份
纤维素酰化物溶液 10.3质量份
<1-3>延迟增加剂溶液A
将含有以上面方式制得的纤维素酰化物溶液的以下组合物放入到混合槽中,并在搅拌加热下将该组合物溶解,制得延迟增加剂溶液A。
延迟增加剂溶液A:
延迟增加剂A 20.0质量份
二氯甲烷 58.3质量份
甲醇 8.7质量份
纤维素酰化物溶液 12.8质量份
将100质量份的上面的纤维素酰化物溶液、1.35质量份的消光剂分散液和以下表2所示的比例的延迟增加剂溶液A混合制得用于制备薄膜的浓液。所得浓液用于制备薄膜F1-F5和F8-F14。
延迟增加剂A
<1-4>延迟增加剂溶液B
将含有以上面方式制得的纤维素酰化物溶液的以下组合物放入到混合槽中,并在搅拌加热下将该组合物溶解,制得延迟增加剂溶液B。
延迟增加剂溶液B:
延迟增加剂A 8.0质量份
延迟增加剂B 12.0质量份
二氯甲烷 58.3质量份
甲醇 8.7质量份
纤维素酰化物溶液 12.8质量份
将100质量份的上面的纤维素酰化物溶液、1.35质量份的消光剂分散液和以下表2所示的比例的延迟增加剂溶液B混合制得用于制备薄膜的浓液。所得浓液用于制备薄膜F6和F7。
相对应100质量份的纤维素酰化物的量,表2显示了以质量份计的延迟增加剂的添加比例。表2还显示了每一浓液在33℃下的粘度。
延迟增加剂B
(流延)
用带流延机流延上面的浓液。当残余溶剂量为25-35质量%时,从带上剥离的薄膜在宽度方向以15-25%的拉伸比(表2所示)用拉幅机拉伸,由此获得纤维素酰化物薄膜。在拉幅机中通过吹热风干燥的同时在宽度方向拉伸之后,薄膜收缩约5%,从拉幅机运输到辊上进一步干燥,压花,并以1,500mm的宽度卷起。作为拉伸比,表2显示了在拉幅机的入口和出口由薄膜宽度计算的值。
用双折射折射计KOBRA 21ADH(由Oji Scientific Instruments制造)测量制得的纤维素酰化物薄膜(光学补偿片)在25℃ 60% RH和630nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,使薄膜在25℃10% RH和25℃ 80% RH下湿度调理2小时或更长时间,分别测量在630nm的Re延迟值和Rth延迟值。从80% RH到10% RH的纤维素酰化物薄膜的延迟的变化(Re(10% RH)-Re(80% RH)和Rth(10% RH)-Rth(80% RH))计为ΔRe和ΔRth,并示于表2。用连续厚度仪(由Anritsu Denki Co.,Ltd.制造)测量宽度方向的膜厚,并将除压花部分之外的整个宽度的厚度之差、和10mm之间最大膜厚变化示于表2。而且,测量亮点包含物的数量。所得结果示于表2。
每一薄膜的玻璃化温度(Tg)在138-147℃之间。在25℃ 80% RH下湿度调理之后的水分含量在2.9%-3.4%之间。在60℃ 95% RH静置24小时之后薄膜的渗水率是800-2,000g/m2/24hr。所有薄膜的雾度都为0.1-0.9。消光颗粒的平均次级粒径是1.0μm或更小,拉伸弹性模量是4GPa或更大,在80℃ 90% RH静置48小时之后的质量变化是0-3%,在60℃ 90% RH和90℃ 3%R 静置24小时之后的尺寸变化是-1.2%至0.2%,每一样品的光弹性模量为50×10-13cm2/dyn(5×10-11m2/N)或更小。
制备干燥厚度为表2所示光学薄膜F13大小的1.5倍(即,138μm)、和1.9倍(176μm)的薄膜。Re和Rth几乎与厚度成比例地增加,渗水率与厚度成反比。Re和Rth的湿度依赖性、ΔRe和ΔRth、玻璃化温度Tg和水分含量的值相同,与厚度无关。
改变波长在25℃ 60% RH的环境湿度下用椭率计M150(由JASCO Corporation制造)测量Re和Rth。根据测量值,可以看出本发明的实施例的样品满足本发明的要求(46≤Re(630)≤200,70≤Rth(630)≤350,并且宽度方向的厚度变化是0.6μm或更小),并且对比样品不满足。而且,除F1之外,所有光学薄膜是0.90≤Re(450)/Re(550)≤1.10和0.90≤Re(650)/Re(550)≤1.10、0.90≤Rth(450)/Rth(550)≤1.25和0.90≤Rth(650)/Rth(550)≤1.10。
另一方面,F10是7≤Re(450)/Re(550)≤0.8、1≤Re(650)/Re(550)≤1.2、0.90≤Rth(450)/Rth(550)≤1.25、和0.90≤Rth(650)/Rth(550)≤1.10。
至于薄膜号为F4的样品薄膜,下面汇总了流延时的加工条件、获得的薄膜的物理性能和测量条件的细节。
加工条件:
剥离时的残余溶剂量:35质量%
区域拉伸力:100N/m
区域结束(zone termination):甲醇/(二氯甲烷+甲醇)26质量%
工序C的拉伸速度:24%/min
工序C的环境温度:140℃
工序C的拉伸倍率:1.25倍
拉伸开始时的薄膜温度:47℃
开始拉伸时的残余溶剂量:34质量%
拉伸结束时的薄膜温度:108℃
拉伸的终止:甲醇/(二氯甲烷+甲醇):4质量%
工序B的环境中二氯甲烷浓度:18体积%
工序C的环境中二氯甲烷浓度:18体积%
备注)
工序A:将流延薄膜剥离之后将薄膜运送到拉幅机的工序
工序B:在拉幅机的宽度方向保持末端部分的工序
工序C:在拉幅机的宽度方向拉伸薄膜的工序
测量方法:
残余溶剂量:薄膜中残余溶剂量:[(A-B)/A]×100
A:薄膜抽样时的重量
B:薄膜在120℃干燥2小时之后的重量
甲醇、二氯甲烷的比例
用气相色谱法测量薄膜中的二氯甲烷和甲醇
所得薄膜的物理性能如下所示。
Re:62nm
Rth:225nm
取向角的分布:±0.5°或更小
延迟(Re)的分布:2.7%
延迟(Rth)的分布:1.3%
膜厚(aVe):86.0μm
最大膜厚(max):87.6μm
最小膜厚(min):84.6μm
雾度:0.7%
尺寸变化(MD):-0.05%
尺寸变化(TD):+0.08%
撕裂强度(MD):23g
撕裂强度(TD)+28g
弹性模量(MD):400kgf/mm2
弹性模量(TD):487kgf/mm2
断点应力(MD):7.9kgf/mm2
断点应力(TD):11kgf/mm2
断点拉伸比(MD):17%
断点拉伸比(TD):12%
测量方法:
a)取向角分布
测量仪器:KOBRA 21ADH(Oji Scientific Instruments)
温度和相对湿度:在25℃ 60%下湿度调理2小时之后测量
测量条件:每隔10cm在13个点通过相差模式(度1)测量取向角
b)延迟分布
测量设备:KOBRA 21ADH(Oji Scientific Instruments)
温度和相对湿度:在25℃ 60%湿度调理2小时之后测量
测量条件:每隔20cm在7个点测量630nm的波长下的Re值和Rth值,
延迟分布=(最大值-最小值)/平均值×100
c)雾度
测量设备:浊度计NDH2000(由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造)
测量条件:JIS K-6714
d)尺寸变化
测量设备:销规
样品尺寸:250mm×50mm、参考长度:约为200mm
步骤:测量参考长度L1,在样品于60℃ 90% RH空调槽中静置24小时、在25℃ 60% RH下经过湿度调理之后,测量参考长度L2。
尺寸变化(%)=[(L2-L1)/L1]×100
e)撕裂强度
测量设备:轻载撕裂测量仪(由Toyo Seiki Seisaku-Sho,Ltd.制造)
范围:0-90g
静重:90g
样品尺寸:64×51mm
温度和相对湿度:在25℃ 65%湿度调理2小时之后测量
f)断点应力、进程判断点、弹性模量
测量设备:Strograph R2(由ToyoSeiki Seisaku-Sho,Ltd.制造)
样品尺寸:宽度10mm×卡盘距离(chuck distance)100mm
温度和相对湿度:在25℃ 65%湿度调理2小时之后测量
拉伸速度:10mm/min
对比例1
以与实施例1相同的方式制备纤维素酰化物薄膜,只是将纤维素酰化物溶液的组合物中纤维素酰化物的量变为120.0质量份。作为纤维素酰化物,使用如表1所示的CA5。接下来,将制得的溶液经具有与实施例1中所用相同孔径的34μm的过滤纸过滤。初始过滤压力比实施例1中制得的薄膜F12中所用纤维素酰化物溶液的大4倍。对比例1的过滤阻塞系数是1,117m-3,而形成F12用的溶液的过滤阻塞系数是305m-3。达到0.8MPa的过滤压力(过滤器材料替换的标准)所需的过滤量是形成F12用的溶液的量的1/5倍,它显示该样品在实用方面欠缺。
实施例2
<2-1-1>
偏振片-1的制备
通过使碘吸附到拉伸过的聚乙烯醇薄膜上制备偏振器。
用聚乙烯醇粘合剂将实施例1制得的每一纤维素酰化物薄膜(F1-F14,相应于图1-3的TAC1)粘附到偏振器的一面上。如下进行皂化处理。
制备1.5N的氢氧化钠水溶液并保持在55℃。制备0.01N的稀硫酸水溶液并保持在35℃。将制得的纤维素酰化物薄膜在氢氧化钠水溶液中浸泡2分钟,然后在水中浸泡充分冲洗掉氢氧化钠水溶液。之后,将纤维素酰化物薄膜在稀硫酸水溶液中浸泡1分钟,然后在水中浸泡充分冲洗掉稀硫酸水溶液。
最后样品在120℃下充分干燥。
可商购获得的纤维素三酰化物薄膜(Fuji TAC TD-80UF,由FujiPhoto Film Co.,Ltd.制造,相当于图2的功能薄膜TAC2、图3的TAC2-1或2-2)经皂化处理,用聚乙烯醇粘合剂粘附到偏振器的相对面,并在70℃下干燥10分钟或更长。
将该偏振器的透射轴与实施例1制得的纤维素酰化物薄膜的延迟轴平行排列(图1)。将偏振器的透射轴和可商购获得的纤维素三酰化物薄膜的延迟轴交叉排列。
将实施例1中制得的纤维素酰化物薄膜与该偏振器组合,使得纤维素酰化物薄膜位于偏振器内,并用分光光度计(UV3100PC)测量该偏振片的380-780nm的单独透射率TT、平行透射率PT和交叉透射率CT,从而求出400-700nm下的平均值。TT是40.8-44.7,PT是34-38.8,CT是1.0或更低。而且,在偏振片在60℃ 95% RH持续500小时的耐用性试验中,ΔCT和ΔP在-0.1≤ΔCT≤0.2和-2.0≤ΔP≤0的范围内,并且在60℃ 90% RH下是-0.05≤ΔCT≤0.15和-1.5≤ΔP≤0。
由此制得的偏振片A1-A14中(图2中没有功能薄膜的光学补偿薄膜的集成型偏振片),一部分保存在防潮袋内,未经过湿度调理,其它部分在25℃ 60% RH下湿度调理2小时然后保存在防潮袋中。防潮袋是具有聚对苯二甲酸乙二酯/铝/聚乙烯的层合结构的包装材料,并且渗水率是0.01mg/m2(24小时)或更小。
<2-2-1>
光散射层涂布液的制备:
季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(PETA,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)(50g)用38.5g的甲苯稀释。而且,将2g的聚合引发剂(Irgacure 184,由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造加入到该溶液中并混合和搅拌。通过将所得涂布液涂布并用紫外线照射固化获得的薄膜的折射率是1.51。
再向该溶液中加入1.7g的30%的平均粒径为3.5μm的交联聚苯乙烯颗粒的甲苯分散液中(折射率:1.60,SX-350,由The SokenChemical & Engineering Co.,Ltd.制造),用polytron分散器在10,000rpm下分散20分钟,并加入13.3g的30%的平均粒径为3.5μm的交联丙烯酰基-苯乙烯颗粒的甲苯分散液(折射率:1.55,由The SokenChemical & Engineering Co.,Ltd.制造),最后加入0.75g的氟表面改性剂(FP-1)和10g的硅烷偶联剂(KBM-5103,由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造),获得最终溶液。
上面混合的溶液经孔径为30μm的聚丙烯过滤器过滤,由此制得光散射层涂布液。
<2-2-2>
低折射率层涂布液的制备:
首先,如下制备溶胶溶液。将甲基乙基酮(120份)、100份的丙烯酰氧基-丙基三甲氧基硅烷(KBM 5103,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)、和3份的二异丙氧基铝乙酸乙酯放入带搅拌器和回流冷凝器的反应容器中并混合,向其中加入30份的离子交换水并使反应溶液在60℃下反应4小时,然后将温度降低至室温,由此获得溶胶溶液a。溶液的质量平均分子量是1,600。在低聚物或更高组分中,分子量为1,000-20,000的组分占100%。通过气相色谱分析,证实原料丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷一点都不剩。将折射率为1.42的可热交联聚合物(JN-7228,固体含量浓度:6%,由JSR制造)(13g)、1.3g的二氧化硅溶胶(二氧化硅,与MEK-ST的粒径不同,平均粒径:45nm,固体含量浓度:30%,由Nissan Chemical Industries,Ltd.制造)、0.6g的溶胶溶液a、5g的甲基乙基酮、和0.6g的环己酮混合并搅拌。使该反应混合物通过孔径为1μm的聚丙烯过滤器过滤,由此制得低折射率层涂布液。
<2-2-3>
具有光散射层的透明保护薄膜01的制备:
将厚度为80μm的卷状三乙酰基纤维素薄膜(FujiTAC-TD80U,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)展开,使用直径为50mm并具有线数180/英寸的凹版印刷图案和40μm的深度的微凹版印刷辊和刮刀在凹版印刷转数为30rpm和运行速度为30m/min的条件下,将形成功能层(光散射层)用的上面的涂布液涂布到该薄膜上,然后将该薄膜在60℃下干燥150秒钟。干燥之后,在氮冲洗下用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS,CO.,LTD.制造)通过400mW/cm2的照度和250mJ/cm2的辐射量的紫外线照射将该涂层固化,由此形成厚度为6μm的功能层,并将该薄膜再卷起。
再将其上涂布有功能层的三乙酰基纤维素薄膜展开,并用直径为50mm并具有线数180/英寸的凹版印刷图案和40μm的深度的微凹版印刷辊和刮刀在凹版印刷转数为30rpm和运行速度为15m/min的条件下,在光散射层侧涂布上面的低折射率层涂布液,然后将该薄膜在120℃下干燥150秒钟,再在140℃下干燥8分钟。干燥之后,在氮冲洗下用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS,CO.,LTD.制造)在400mW/cm2的照度和900mJ/cm2的辐射量下使该涂层经过紫外线照射,由此形成厚度为100nm的低折射率层,并将该薄膜再卷起(相应于图2的功能薄膜TAC2或图3的TAC2-1)。
<2-3-1>
偏振片-2的制备:
通过使碘吸附在拉伸过的聚乙烯醇薄膜上制备偏振器。
制得的具有光散射层的透明保护薄膜01以与<2-1-1>中所述相同的方式经过皂化处理,并将保护薄膜上没有功能薄膜的面和偏振器的一面用聚乙烯醇粘合剂粘合。
使实施例1中制得的每一纤维素酰化物薄膜(F1-F14,相应于图1的TAC1)经过相同的皂化处理,用聚乙烯醇粘合剂粘附到偏振器的一面上,并在70℃下干燥10分钟或更长(图2中完整形式的构造)。
使该偏振器的透射轴和实施例1中制得的纤维素酰化物薄膜的延迟轴水平排列(图1)。偏振器的透射轴和具有光散射层的透明保护薄膜01的延迟轴排列成交叉。由此制得偏振片(B1-B14,功能薄膜和光学补偿薄膜的集成型偏振片)。与偏振片<2-1-1>的制备类似,将一些未经湿度调理就保存于防潮袋中,并将另一些在25℃60%RH下湿度调理2小时然后保存于防潮袋。
通过使碘吸附在拉伸过的聚乙烯醇薄膜上制备偏振器。<2-2-3>中制得的具有光散射层的透明保护薄膜01和没有功能层的厚度为80μm的三乙酰基纤维素薄膜(Fuji TAC TD-80UF,由Fuji Photo FilmCo.,Ltd.制造)以与上面相同的方式经过皂化处理,并以与上面相同的方式用聚乙烯醇粘合剂粘合到偏振器上,由此制得偏振片(B0,图2的功能薄膜、光学补偿薄膜)。与偏振片<2-1-1>的制备类似,将有些经过湿度调理之后保存于防潮袋中,并将另一些未经湿度调理就保存于防潮袋中。
在380-780nm的波长区,从功能薄膜侧用分光光度计(由JASCO Corporation制造)测量入射角为5°的光谱反射率。获得的450-650nm下的积分球平均反射率是2.3%。
<2-4-1>
硬涂层涂布液的制备:
向750.0质量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA,由NipponKayaku Co.,Ltd.制造)中加入270.0质量份的质量平均分子量为3,000的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、730.0g的甲基乙基酮、500.0g的环己酮、和50.0g的光聚合引发剂(Irgacure 184,由Ciba SpecialtyChemicals Inc.制造)并搅拌。该溶液经过孔径为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,由此获得硬涂层涂布液。
<2-4-2>
二氧化钛细粒分散液的制备:
作为二氧化钛细粒,使用含有钴并用氢氧化铝和氢氧化锆经过表面处理的二氧化钛细粒(MPT-129C,由Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.制造)。
将下面所示的分散剂(38.6g)和704.3g的环己酮加入到257.1g的上面的颗粒中,并用DYNO-MILL分散该混合物,由此制得质量平均粒径为70nm的二氧化钛分散液。
<2-4-3>
中折射率层涂布液的制备:
向88.9g的上面的二氧化钛分散液中加入58.4g的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(DPHA,由NipponKayaku Co.,Ltd.制造)、3.1g的光聚合引发剂(Irgacure 907)、1.1g的光敏剂(Kayacure DETX,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、482.4g的甲基乙基酮、和1,869.8g的环己酮,并搅拌。使该溶液充分搅拌并通过孔径为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,由此获得中折射率层涂布液。
<2-4-4>
高折射率层涂布液的制备:
向586.8g的上面的二氧化钛分散液中加入47g的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(DPHA,由NipponKayaku Co.,Ltd.制造)、4.0g的光聚合引发剂(Irgacure 907,由CibaSpecialty Chemicals Inc.制造)、1.3g的光敏剂(Kayacure DETX,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、455.8g的甲基乙基酮、和1,427.8g的环己酮,并搅拌。使该溶液通过孔径为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,由此获得高折射率层涂布液。
<2-4-5>
低折射率层涂布液的制备:
将具有以下结构的共聚物以7质量%的浓度溶解在甲基异丁基酮中,并将含末端甲基丙烯酸酯基的硅氧烷树脂X-22-164C(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)以固体含量计3%的浓度、和光自由基引发剂Irgacure907(商品名)以固体含量计5%的浓度分别加入到上面溶液中,由此获得低折射率层涂布液。
(50/50,摩尔比)
<2-4-6>
具有抗反射层的透明保护薄膜02的制备:
用凹版印刷涂布器将硬涂层涂布液涂布到厚度为80μm的三乙酰基纤维素薄膜(Fuji TAC-TD80U,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)上。在100℃下干燥之后,在氮冲洗以达到1.0体积%或更低的氧浓度的环境下用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS,CO.,LTD.制造)通过400mW/cm2的照度和300mJ/cm2的辐射量的紫外线照射将该涂层固化,由此形成厚度为8μm的硬涂层。
用具有三个涂布位置的凹版印刷涂布器在该硬涂层上连续涂布中折射率层、高折射率层和低折射率层。
中折射率层的干燥条件是100℃持续2分钟,并在氮冲洗以达到1.0体积%或更低的氧浓度的环境下用180W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS,CO.,LTD.制造)在400mW/cm2的照度和400mJ/cm2的辐射量下进行紫外线固化。固化之后该中折射率层的折射率是1.630并且膜厚是67nm。
高折射率层和低折射率层的干燥条件是90℃持续1分钟,接着是100℃持续1分钟,并在氮冲洗以达到1.0体积%或更低的氧浓度的环境下用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS,CO.,LTD.制造)在600mW/cm2的照度和600mJ/cm2的辐射量下进行紫外线固化。
固化之后该高折射率层的折射率是1.905并且膜厚是107nm,固化之后低折射率层的折射率是1.440并且膜厚是85nm。由此获得具有抗反射层的透明保护薄膜02(相当于图2的功能薄膜TAC2或图3的TAC2-1)。
<2-5-1>
偏振片-3的制备:
以与<2-3-1>相同的方式制备偏振片(C1-C14,图2中功能薄膜和光学补偿薄膜的集成型偏振片),只是使用具有抗反射层的透明保护薄膜02代替具有光散射层的透明保护薄膜01。而且,以相同方式,制备包括厚度为80μm的三乙酰基纤维素薄膜(Fuji TAC TD80UF,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)并且没有带抗反射层的透明保护薄膜02、偏振器和功能层的偏振片(C0)。
在380-780nm的波长区,从功能薄膜侧用分光光度计(由JASCO Corporation制造)测量入射角为5°的光谱反射率。获得的在450-650nm的积分球平均反射率是0.4%。
实施例3
安装在板上:
实施例3-1
安装在VA板上(一片型):
制备图3所示的液晶显示器。即,从观察侧(上面),层合上侧偏振片(TAC2-1(具有功能薄膜/没有功能薄膜)、偏振器、TAC1-1)、VA型液晶元件、下侧液晶、下侧偏振片(TAC1-2、偏振器、TAC2-2),而且,安装背光光源。在下面的实施例中,使用光学补偿薄膜的集成型偏振片作为下侧偏振片,但是如果相反地形成的话,功能上没有问题。然而,应认为在许多情况下使用集成型偏振片作为下侧偏振片(由于当使用集成型偏振片作为上侧偏振片时,必需在观察侧(上面)提供功能薄膜,由此产率降低),并且它是优选的实施方式。
液晶元件的制备:
通过使基质之间的元件间隙为3.6μm,在基质逐滴具有负介电常数各向异性的液晶材料(MLC 6608,由Merck Ltd.,Japan制造)并密封,制备液晶元件,由此在基质之间形成液晶层。液晶层的延迟(即,液晶层的厚度d(μm)与折射率各向异性Δn的乘积Δn·d)为300nm。将该液晶材料取向由此垂直取向。
作为使用上面的垂直取向型液晶元件的液晶显示器(图3)的上侧偏振片(观察侧),使用可商购获得的超高对比度材料(例如,HLC2-5618,由SANRITZ CORPORATION制造)。作为下侧偏振片(在背光面上),安装使用用实施例1中制得的F3-F10中任意的光学补偿片在实施例2的<2-1-1>中制得的偏振片(A3-A10),使得实施例1制得的纤维素酰化物薄膜(相当于图3的TAC1-2)位于液晶元件侧。用粘合剂将上侧偏振片和下侧偏振片粘附到液晶上。进行交叉尼科耳排列,使得上侧偏振片的透射轴为上下方向并且下侧偏振片的透射轴为左右方向。使用在25℃ 60% RH湿度调理2小时之后保存于防潮袋的偏振片、和没有经过湿度调理就保存于防潮袋中的偏振片,制备液晶显示器。
这里,使用工业产品作为上侧偏振片,并使用集成型偏振片作为下侧偏振片,但是观察制得的液晶显示器的结果,在面内方向和视角方向获得中性黑色显示。然而,在使用偏振片A5和A10的液晶显示器中,观察到条纹不匀性,尽管比较轻。使用测量设备(EZ-对比度160D,ELDIM Co.),测量从黑色显示(L1)到白色显示(L8)的8个阶段的视角(对比度比为10或更大并且没有层次颠倒(gradationreversal))。
接下来,用测量设备(EZ-对比度160D,ELDIM Co.)测量以液晶显示屏的面内方向为标准的方位角45°的黑色显示时和以显示屏的法线方向为标准的极性角60°的黑色显示时的色调,并将其作为初始值。然后将该板在常温和湿度(25℃ 60% RH左右,并且不控制湿度)下静置1周,再测量黑色显示时的色调。
下表3显示了视角和色调变化的测量结果。本发明的每一样品显示宽的视角并且色调没有变化。使用装配之前经过湿度调理的偏振片的液晶显示器的色调变化明显小得多。
实施例3-2
作为使用垂直取向型液晶元件的液晶显示器(图3)的下侧偏振片,使用用实施例1制得的F3-F10的光学补偿片在实施例2的<2-1-1>制得的偏振片(A3-A10),并且作为上侧偏振片,使用实施例2的<2-3-1>制得的偏振片(B0),并用粘合剂将每一偏振片粘附。进行交叉尼科耳排列,使得观察侧偏振片的透射轴为上下方向,并且背光侧偏振片的透射轴为左右方向。此时,将该工作区在20-25℃的温度和50-70% RH的湿度下经过空调处理。使用在25℃ 60% RH湿度调理2小时之后保存于防潮袋的偏振片和没有经过湿度调理就保存于防潮袋中的偏振片,制备液晶显示器。
观察制得的液晶显示器,结果证实在面内方向和视角方向获得中性黑色显示。然而,在使用偏振片A5和A10的液晶显示器中,观察到条纹不匀性。以与实施例3-1相同的方式还测量视角和色调变化。并将获得的结果示于表3。
实施例3-3
以与实施例3-1相同的方式使用垂直取向型液晶元件制备液晶显示器(图3),只是将元件间隙变为2.8mm并且Δn·d的值变为230nm。作为液晶显示器的下侧偏振片,使用用实施例2的<2-1-1>制得的偏振片(A13-A14),并且作为上侧偏振片,使用实施例2的<2-5-1>制得的偏振片(C0),并用粘合剂将每一偏振片粘附。进行交叉尼科耳排列,使得观察侧偏振片的透射轴为上下方向并且背光侧偏振片的透射轴为左右方向。此时,将该工作区在20-25℃的温度和50-70%RH的湿度下经过空调处理。使用在25℃ 60% RH湿度调理2小时之后保存于防潮袋的偏振片、和没有经过湿度调理就保存于防潮袋中的偏振片,制备液晶显示器。
观察制得的液晶显示器,结果证实在面内方向和视角方向获得中性黑色显示。以与实施例3-1相同的方式还测量视角和色调变化。并将获得的结果示于表3。
对比例3-1
重复与实施例3-1相同的步骤,只是将下侧偏振片变为A1、B1、A2和B2。用于对比例3-1的偏振片未经过湿度调理。
观察制得的液晶显示器,结果证实在面内方向和视角方向获得中性黑色显示。以与实施例3-1相同的方式还测量视角和色调变化。并将获得的结果示于表3。
表3
在表3中,本发明的实施例3-1至3-3的所有样品都具有足够宽的视角和色调的经时稳定性(aging stability),并且显著优于对比例。
实施例4
将以下组合物以总共3kg混合并放入玻璃瓶中,在25℃、150rpm下搅拌3小时,制得纤维素酰化物溶液。
纤维素酰化物溶液:
表1所示的纤维素酰化物 17.01质量%
磷酸三苯酯 1.16质量%
联苯基二苯基磷酸酯 0.83质量%
二氯甲烷 0.47质量%
甲醇 10.53质量%
将保持在36℃的纤维素酰化物溶液在7ml/min的流速下经过滤纸(孔径:47μm、厚度:1.32mm、密度:0.32g/m3)过滤,所述过滤纸由提供有61个直径为3.8mm的孔的环状多孔板支撑,有效面积为12.5cm2。从过滤压力临时稳定时起,观察3.5-4小时的压力增加。以过滤时间为横轴和PO/P0.64为纵轴绘图,并发现曲线近似直线。P和PO是指过滤压力和初始过滤压力。过滤阻塞系数Ks是由发现的直线的斜率通过等式[-Ks=3.5×斜率]获得的,并将结果示于表4。
表4
备注 | 棉材料编号 | 6-位的取代度/总取代度 | 聚合度 | 阻塞系数Ks(m<sup>-3</sup>) |
本发明 | CA3 | 0.327 | 302 | 348 |
本发明 | CA4 | 0.328 | 291 | 298 |
本发明 | CA5 | 0.321 | 324 | 420 |
本发明 | CA6 | 0.325 | 287 | 291 |
对比例 | CA7 | 0.310 | 369 | 658 |
本发明 | CA8 | 0.323 | 294 | 312 |
总取代度是2-位、3-位和6-位的酰基取代度之和。
工业实用性
本发明的纤维素酰化物薄膜和使用该薄膜的偏振片在宽度方向的厚度变化小,表面不匀性小,面内方向和厚度方向的延迟的增加性能优异,并且延迟值因环境湿度的变化小。
而且,本发明的液晶显示器的亮度不匀性小,特别是垂直条纹亮度不匀性小,色调的变化和不匀性小,并且视角特性的变化小。
本申请已要求外国优先权的每一外国专利申请和各个外国专利申请的整个内容都通过引用加入本文,正如完全描述的那样。
Claims (34)
1、一种光学用纤维素酰化物薄膜,具有46≤Re(630)≤200的面内延迟Re(λ)、70≤Rth(630)≤350的薄膜厚度方向的延迟Rth(λ),并且宽度方向每隔10mm的厚度变化为0.6μm或更小,其中Re(λ)是波长λnm下的面内延迟Re值,单位:nm,Rth(λ)是波长λnm下薄膜厚度方向的延迟Rth值,单位:nm,所述纤维素酰化物薄膜是通过流延33℃下粘度系数为10-70Pa·s的浓液获得的。
2、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述纤维素酰化物的聚合度是265-380。
3、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述纤维素酰化物的堆密度是0.30-0.80。
4、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,它是包括纤维素酰化物的薄膜,所述纤维素酰化物是用具有两个或更多个碳原子的酰基取代构成纤维素的葡萄糖单元的羟基而获得的,
其中该薄膜满足等式(I)和(II):
2.0≤DS2+DS3+DS6≤2.85 (I)
DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315 (II)
其中DS2代表用酰基取代所述葡萄糖单元的2-位上的羟基的取代度;
DS3代表用酰基取代3-位上的羟基的取代度;和
DS6代表用酰基取代6-位上的羟基的取代度。
5、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,它包括至少一种含有棒状或圆柱形化合物的延迟增加剂。
6、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,它包括增塑剂、紫外线吸收剂和剥离促进剂中的至少一种。
7、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述薄膜的厚度是40-180μm。
8、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中以薄膜总质量为基础,加入到所述纤维素酰化物中的添加剂的含量是10质量%或更大且30质量%或更小。
9、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述薄膜在25℃、10%RH下的Re(Re10%RH)值和25℃、80%RH下的Re(Re80%RH)值之差ΔRe(=Re10%RH-Re80%RH)是12nm或更小,并且25℃、10%RH下的Rth(Rth10%RH)值和25℃、80%RH下的Rth(Rth80%RH)值之差ΔRth(=Rth10%RH-Rth80%RH)是32nm或更小。
10、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述薄膜在25℃、80%RH下的平衡水分含量是3.4%或更小。
11、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述薄膜在60℃、95%RH下静置24小时之后的基于80μm的膜厚的渗水率是400-2,300g/m2·24hr。
12、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述薄膜在80℃、90%RH下静置48小时的情况下的质量变化是0-5%。
13、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中所述薄膜在60℃、90%RH下静置24小时的情况下和在90℃、3%RH下静置24小时的情况下的尺寸变化都在±2%之内。
14、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中玻璃化温度Tg是80-180℃。
15、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中弹性模量是1,500-5,000MPa。
16、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中光弹性模量是50×10-13cm2/dyn(5×10-11Pa-1)或更小。
17、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中雾度值是0.01-2%。
18、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,它包括次级颗粒的平均粒径为0.2μm或更大且1.5μm或更小的二氧化硅细粒。
19、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中在25℃、60%RH的环境湿度下测量的Re(630)和Rth(630)满足等式(A)、(B)和(C):
46≤Re(630)≤100 (A)
Rth(630)=a-5.9Re(630) (B)
520≤a≤600 (C)。
20、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中在25℃、60%RH的环境湿度下通过改变波长测量的Re值和Rth值满足等式(D)和(E):
0.90≤Re(450)/Re(550)≤1.10和0.90≤Re(650)/Re(550)≤1.10 (D)
0.90≤Rth(450)/Rth(550)≤1.25和0.90≤Rth(650)/Rth(550)≤1.10 (E)。
21、如权利要求1的纤维素酰化物薄膜,
其中在所述纤维素酰化物薄膜的任意2.16mm×1.72mm区域中长轴为20μm或更大的亮点包含物数是20个或更少。
22、一种偏振片,包括:
偏振器;和
保护薄膜,
其中该保护薄膜包括至少一个如权利要求1的纤维素酰化物薄膜。
23、如权利要求22的偏振片,
其中所述偏振片在25℃、60%RH下测量的单独透射率TT(%)、平行透射率PT(%)、交叉透射率CT(%)和偏振度P满足等式(a)至(d)中的至少一种:
40.0≤TT≤45.0 (a)
30.0≤PT≤40.0 (b)
CT≤2.0 (c)
95.0≤P (d)。
24、如权利要求22的偏振片,
其中CT(380)(%)、CT(410)(%)和CT(700)(%)满足等式(e)至(g)中至少一种,前提是CT(λ)(%)是指在波长λ下的交叉透射率:
CT(380)≤2.0 (e)
CT(410)≤0.1 (f)
CT(700)≤0.5 (g)。
25、如权利要求22的偏振片,其中当将该偏振片在60℃、90%RH下静置500小时时,交叉透射率的变化ΔCT(%)和偏振度的变化ΔP满足等式(h)和(i)中的至少一种:
-3.0≤ΔCT≤3.0 (h)
-5.0≤ΔP≤0.0 (i)
其中所述变化是指从试验之后的测量值减去试验之前的测量值所获得的值。
26、如权利要求22的偏振片,其中当将该偏振片在60℃、95%RH下静置500小时时,交叉透射率的变化ΔCT(%)和偏振度的变化ΔP满足等式(j)和(k)中的至少一种:
-6.0≤ΔCT≤6.0 (j)
-10.0≤ΔP≤0.0 (k)
其中所述变化是指从试验之后的测量值减去试验之前的测量值所获得的值。
27、如权利要求22的偏振片,其中将该偏振片在80℃下静置500小时时,交叉透射率的变化ΔCT和偏振度的变化ΔP满足等式(1???)和(m)中的至少一种:
-3.0≤ΔCT≤3.0 (l)
-2.0≤ΔP≤0.0 (m)。
28、如权利要求22的偏振片,其中在所述偏振片的与液晶元件相对的面上提供的保护薄膜表面上提供有硬涂层、防眩光层和抗反射层中的至少一层。
29、如权利要求22的偏振片,将其包装在防潮袋中,并且在25℃下包装状态的袋内的湿度是43%RH至70%RH。
30、如权利要求22的偏振片,将其包装在防潮袋内,并且包装状态的袋内的湿度和将所述偏振片粘附在液晶板上时的湿度之差是15%RH或更小。
31、一种OCB型液晶显示器,包括如权利要求1的纤维素酰化物薄膜中的至少一种。
32、一种VA型液晶显示器,包括如权利要求1的纤维素酰化物薄膜中的至少一种。
33、一种VA型液晶显示器,仅包括如权利要求1的纤维素酰化物薄膜中的一种。
34、一种VA型液晶显示器,在背光面仅包括如权利要求1的纤维素酰化物薄膜中的一种。
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