CN100504547C - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供改善了色泽程度视场角依存性的液晶显示装置。该液晶显示装置,其具有液晶单元、在该液晶单元两侧设置的两个偏振片、和光学补偿薄膜,上述偏振片具有起偏器和在该起偏器的至少靠近上述液晶单元侧的一个面上设置的保护薄膜,上述光学补偿薄膜设置在上述液晶单元和上述起偏器之间(其中,上述保护薄膜也可以是兼作上述光学补偿薄膜的结构),上述保护薄膜在400-700nm波长范围内满足下述式(1)和式(2)的关系,而且,上述光学补偿薄膜满足下述式(3)-式(8)的关系,其中Re(λ)和Rth(λ)表示波长λ下的Re和Rth。0nm≤Re(λ)≤5nm (1);-20nm≤Rth(λ)≤20nm (2);20nm<Re(548)<150nm (3);50nm<Rth(548)<400nm (4);0.5<Re(446)/Re(548)<1 (5);1.0<Re(628)/Re(548)<2.0 (6);1.0<Rth(446)/Rth(548)<2.0 (7);0.5<Rth(628)/Rth(548)<1.0 (8)。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置作为消耗电力小的节省空间的图像显示装置的用途每年都在扩大。以往,图像的视角依存性大是液晶显示装置的较大缺点,但是近年来,VA模式的高视场角液晶模式得以实用化,由此即使在电视等要求高品质图像的市场中液晶显示装置的需求也正在急速扩大。
VA模式与其它液晶显示装置相比通常具有对比度高的优点,另一方面具有由视场角产生的对比度和色泽程度变化大的问题。与此相对,已知使用正面方向和厚度方向延迟的波长分散特性不同的光学补偿薄膜可有效地解决该问题,在专利文献1和2中公开了使用光学特性不同的两片聚合物薄膜的方法。此外,在专利文献3中公开了在拉伸聚合物薄膜上涂敷设置聚合性液晶层的方法。
但是,虽然上述任何一种方法中都有一定的改善效果,但由视场角产生的色泽程度变化依然很大,要求进一步地进行改善。
[专利文献1]国际公开WO2003/032060号小册子
[专利文献2]特开2005—77853号公报
[专利文献3]特开2004—326089号公报
发明公开
本发明的目的是提供改善了色泽程度(颜色程度)视场角依存性的液晶显示装置。
本发明者等进行了专心研究,结果发现偏振片之中靠近液晶单元侧的保护薄膜所具有的延迟由于给因视场角产生的色泽变化带来影响,所以不仅调节光学补偿薄膜的延迟,而且调节将光学补偿薄膜和偏振片之中靠近液晶单元侧的保护薄膜加在一起的总的延迟对降低由视场角产生的色泽变化是有必要的。此外,发现通过使两个偏振片之中靠近液晶单元侧的保护薄膜之中的至少一个实质上不具有延迟,可以易于进行将光学补偿薄膜和偏振片之中靠近液晶单元侧的保护薄膜加在一起的总的延迟调节,至此完成了本发明。具体地讲,通过以下手段实现。
(1)液晶显示装置,其具有液晶单元、设置在该液晶单元两侧的两个偏振片、和光学补偿薄膜,上述偏振片具有起偏器和在该起偏器的至少靠近上述液晶单元侧的一个面上设置的保护薄膜,上述光学补偿薄膜设置在上述液晶单元和上述起偏器之间(其中,上述保护薄膜也可以是兼作上述光学补偿薄膜的结构),上述保护薄膜在400—700nm波长范围内满足下述式(1)和式(2)的关系,而且,上述光学补偿薄膜满足下述式(3)—式(8)的关系,
0nm≦Re(λ)≦5nm (1)
—20nm≦Rth(λ)≦20nm (2)
20nm<Re(548)<150nm (3)
50nm<Rth(548)<400nm (4)
0.5<Re(446)/Re(548)<1 (5)
1.0<Re(628)/Re(548)<2.0 (6)
1.0<Rth(446)/Rth(548)<2.0 (7)
0.5<Rth(628)/Rth(548)<1.0 (8)
(其中Re(λ)和Rth(λ)表示波长λ下的Re和Rth。)
(2)根据上述(1)中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(3)—式(8)关系的光学补偿薄膜具有两个以上的拉伸了的聚合物薄膜,上述两个以上的拉伸了的聚合物薄膜按照使彼此的拉伸方向相垂直的方式进行层叠。
(3)根据上述(1)中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(3)—式(8)关系的光学补偿薄膜是在拉伸聚合物薄膜上具有液晶性化合物的涂敷层而形成的层叠体。
(4)液晶显示装置,其具有液晶单元、设置在该液晶单元两侧的两个偏振片和设置在该偏振片和液晶单元之间的至少两个光学补偿薄膜,上述偏振片由起偏器和设置在该起偏器两侧的两个保护薄膜(其中,上述保护薄膜之中靠近液晶单元侧的保护薄膜也可以是兼作上述光学补偿薄膜的结构)组成,上述保护薄膜之中靠近液晶单元侧的保护薄膜的至少一个在400—700nm的波长范围内满足下述式(1)和式(2)的关系,而且,上述光学补偿薄膜的一个满足下述式(9)—式(12)的关系,上述光学补偿薄膜的另一个满足下述式(13)—式(16)的关系,
0nm≦Re(λ)≦5nm (1)
—20nm≦Rth(λ)≦20nm (2)
50nm<Re(548)<200nm (9)
30nm<Rth(548)<150nm (10)
0.5<Re(446)/Re(548)<1 (11)
1.0<Re(628)/Re(548)<2.0 (12)
0nm≦Re(548)<10nm (13)
100nm<Rth(548)<300nm (14)
1.0<Rth(446)/Rth(548)<2.0 (15)
0.5<Rth(628)/Rth(548)<1.0 (16)
(5)根据上述(4)中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(13)—式(16)的光学补偿薄膜被涂敷在满足上述式(1)和式(2)和/或式(17)的酰化纤维素薄膜上。
—10nm≦Rth(446)—Rth(629)≦10nm (17)
(6)根据上述(1)—(5)任何一项中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(1)和式(2)关系的保护薄膜满足下述式(17)的关系。
—10nm≦Rth(446)—Rth(629)≦10nm (17)
(7)根据上述(1)—(6)任何一项中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(1)和式(2)关系的保护薄膜是酰化纤维素薄膜。
(8)根据上述(1)—(4)任何一项中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(1)和式(2)关系的保护薄膜是满足下述式(17)关系的酰化纤维素薄膜。
—10nm≦Rth(446)—Rth(629)≦10nm (17)
(9)根据上述(1)—(8)任何一项中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(1)和式(2)关系的保护薄膜含有至少一种由下述式(A)表示的化合物。
[化学式1]
式(A)
(式(A)中,R4、R5和R6分别表示取代或未取代的烷基。)
(10)根据上述(1)—(9)任何一项中记载的液晶显示装置,其中满足上述式(1)和式(2)关系的保护薄膜含有至少一种由下述式(B)表示的化合物。
[化学式2]
式(B)
(式(B)中,R1和R2分别表示烷基或芳基。)
(11)根据上述(1)—(10)任何一项中记载的液晶显示装置,其中液晶单元是VA模式。
根据本发明,可以简便且廉价地进行制造,并且可以提供改善了色泽程度视场角依存性的液晶显示装置。
附图说明
图1是显示光学补偿薄膜和偏振片保护薄膜的优选配置的例子的示意图。
图2是显示本发明的液晶显示装置的例子的示意图。
图3是显示光学补偿薄膜和偏振片保护薄膜的优选配置的例子的示意图。
符号的说明:
1 上侧偏振片
2 上侧偏振片吸収轴的方向
5 液晶单元上侧电极基板
6 上侧基板的取向控制方向
7 液晶层
8 液晶单元下侧电极基板
9 下侧基板的取向控制方向
10 液晶显示装置
12 下侧偏振片
13 下侧偏振片吸収轴的方向
具体实施方式
下面,对本发明的内容进行详细地说明。还有,在本申请说明书中的“—”、“~”包括前后记载的数值为下限值和上限值。数字后面的“以上”、“以下”包括本数。另外,表示本说明书中的重复单元数的“n”除非特别声明,否则是正的整数,可以根据实现本申请发明效果的范围来适宜决定。
本说明书中,在400—700nm的波长范围内满足式(1)和式(2)关系的薄膜称为“低延迟薄膜”。另外,有时将是低延迟薄膜,并且以酰化纤维素为主原料的物质称为“低延迟酰化纤维素薄膜”。
本发明的液晶显示装置中就两个偏振片之中的至少一个而言,靠近液晶单元侧的偏振片的保护薄膜在400—700nm的波长范围内满足式(1)和式(2)关系。
本发明的液晶显示装置可以采取两种结构。第一种结构是具有满足式(3)—式(8)关系的光学补偿薄膜。该光学补偿薄膜被设置在起偏器和液晶单元之间,也可以是兼作偏振片的保护薄膜(以下仅称为“保护薄膜”)的结构,所述的保护薄膜也可以另外设置。本发明的液晶显示装置中,满足式(3)—式(8)关系的光学补偿薄膜优选用作靠近液晶单元侧的保护薄膜。
第二种结构是本发明的液晶显示装置同时具有满足式(9)—式(12)关系的光学补偿薄膜和满足式(13)—式(16)关系的光学补偿薄膜。满足式(9)—式(12)关系的光学补偿薄膜优选设置在靠近液晶单元侧的保护薄膜上,此时作为保护薄膜优选酰化纤维素薄膜。另外,满足式(13)—式(16)关系的光学补偿薄膜也可以兼作靠近液晶单元侧的保护薄膜。
<偏振片之中靠近液晶单元侧的保护薄膜>
本发明中采用的低延迟薄膜大致分为两种。
第一种是以降冰片烯类薄膜为代表的、使固有双折射小的单体成分进行聚合形成的聚合物薄膜。
第二种是同时具有正的固有双折射成分和负的固有双折射成分,通过两者的显现性互相抵消,实际上不表现出延迟的类型。作为正的固有双折射成分和负的固有双折射成分的引入方法,已知如特开2003—321535号、特开2004—176051号各公报中公开的使两者聚合形成的聚合物成为薄膜的方法、如特开2003—292639号公报中公开的将由正的双折射成分组成的聚合物和由负的双折射成分组成的聚合物进行共混的方法、如酰化纤维素那样在具有主链和侧链的聚合物中使主链起正的固有双折射成分的作用、使侧链起负的固有双折射成分的作用的方法等。
其中使用酰化纤维素薄膜的方法从原材料便宜、和适于偏振片加工的观点出发是特别优选的。
[酰化纤维素]
首先,对本发明采用的低延迟薄膜中优选使用的酰化纤维素进行说明。
酰化纤维素的取代度是指在纤维素的结构单元(β1→4糖苷结合的葡萄糖)中存在的单个羟基被酰化的比例。取代度可以通过测量纤维素的结构单元每单位重量的结合脂肪酸量算出。测量方法按照ASTM-D817—91进行。另外,β1→4糖苷结合的葡萄糖的2位、3位和6位各自的取代度可以由C13—NMR测量中与酰基中的羰基碳对应的峰强度算出。
本发明的低延迟薄膜中的酰化纤维素优选下述两种类型。
第一种类型是乙酰化度为2.7—3.0的乙酰纤维素。乙酰化度更优选为2.85—2.98,进一步优选为2.90—2.97。
第二种类型是具有碳原子数为2—6的两种以上的酰基的物质。酰化度优选为2.6—2.98,更优选为2.7—2.95。作为酰基,优选乙酰基、丙酰基或丁酰基。另外,当本发明的酰化纤维素薄膜具有乙酰基和除此以外的酰基时,乙酰基的取代度优选低于2.5,更优选低于2.0。
本发明的酰化纤维素优选具有350—800的重均聚合度,更优选具有370—600的重均聚合度。本发明的酰化纤维素优选具有70000—230000的数均分子量,更优选具有75000—230000的数均分子量,最优选具有78000—120000的数均分子量。
本发明的酰化纤维素可以使用酸酐和酰基氯作为酰化剂而合成。当酰化剂是酸酐时,使用有机酸(例如乙酸)和二氯甲烷作为反应溶剂。作为催化剂,使用如硫酸之类的质子性催化剂。当酰化剂是酰基氯时,使用碱性化合物作为催化剂。在工业上最普通的合成方法中,通过将纤维素在含有与乙酰基和其它酰基对应的有机酸(乙酸、丙酸、丁酸)或者它们的酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的混合有机酸成分中进行酯化来合成酰化纤维素。在该方法中,如绵花棉短绒和木材浆之类的纤维素往往在如乙酸之类的有机酸中进行活性化处理,然后在硫酸催化剂的存在下,使用如上所述的有机酸成分的混合液进行酯化。有机酸酐成分通常相对于在纤维素中存在的羟基的量而过量使用。该酯化处理中,除了酯化反应,还进行纤维素主链β1→4糖苷键的水解反应(解聚反应)。如果进行主链的水解反应,则酰化纤维素的聚合度下降,制造的酰化纤维素薄膜的物性降低。因此,如反应温度之类的反应条件是优选考虑获得的酰化纤维素的聚合度和分子量而进行决定的。
要想获得聚合度高的(分子量大的)酰化纤维素,重要的是将酯化反应工序的最高温度调节为50℃以下。最高温度优选调节为35—50℃,更优选调节为37—47℃。通过使反应温度为35℃以上,可以更加顺利地进行酯化反应。通过把反应温度规定为50℃以下,可以更加有效地抑制酰化纤维素的聚合度下降。酯化反应后,如果一边控制温度上升一边停止反应,则可以进一步地抑制聚合度下降,从而可以合成聚合度高的酰化纤维素。即,如果反应结束后加入反应停止剂(例如,水、乙酸),则不参与酯化反应的过量的酸酐通过水解而副生成对应的有机酸。该水解反应随着剧烈放热,反应装置内的温度上升。反应停止剂的加入速度如果过大,则超过反应装置的冷却能力而急剧放热。因此,纤维素主链的水解反应进行明显,获得的酰化纤维素的聚合度下降。另外,酯化反应中催化剂的一部分与纤维素结合,其大部分在加入反应停止剂的过程中与纤维素解离。但是,反应停止剂的加入速度过大时,没有用于解离催化剂的足够的反应时间,从而催化剂的一部分以与纤维素结合的状态保留下来。局部结合强酸催化剂的酰化纤维素稳定性非常差,产品干燥时由于热等易于分解而聚合度下降。根据该理由,酯化反应后,希望优选经过4分钟以上、更优选经过4—30分钟再加入反应停止剂,停止反应。另外,从工业的生产率的观点出发优选把反应停止剂的加入时间规定为30分钟以下。作为反应停止剂,通常使用分解酸酐的水和醇。但是,本发明中,为了使在各种有机溶剂中的溶解性低的三酯不析出,优选把水和有机酸的混合物用作反应停止剂。如果在如上所述的条件下进行酯化反应,则可以容易地合成重均聚合度为500以上的高分子量酰化纤维素。
下面,对本发明中采用的低延迟薄膜中含有的添加剂进行说明。
在本发明中采用的低延迟薄膜中,作为添加剂,除了延迟降低剂,也可以含有防劣化剂、紫外线吸收剂、增塑剂等。
(延迟降低剂)
当本发明采用的低延迟薄膜是低延迟酰化纤维素薄膜时,作为延迟降低剂,优选含有与酰化纤维素薄膜的亲和性高的化合物。
作为本发明的延迟降低剂,用下述式(A)或式(B)表示的化合物由于延迟降低效果大,所以是优选的。
下面对用式(A)表示的化合物进行详细地说明。
[化学式3]
式(A)
(式(A)中,R4、R5和R6分别表示取代或未取代的烷基。)
上述式(A)中,R4、R5和R6分别表示取代或未取代的烷基。其中烷基可以是直链,也可以是支链,也可以是环状。烷基优选碳原子数为1—20,更优选为1—15,进一步优选为1—12。作为环状的烷基,特别优选为环己基。
上述式(A)中的烷基也可以具有取代基。作为取代基是卤原子(例如,氯、溴、氟和碘)、烷基、烷氧基、酰基、烷氧基羰基、酰氧基、磺酰胺基、羟基、氰基、氨基和酰胺基,更优选为卤原子、烷基、烷氧基、磺酰胺基和酰胺基,特别优选为烷基、磺酰胺基和酰胺基。
接着,下述示出了用式(A)表示的化合物的优选例子,但是本发明并不限于这些具体例子。
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
上述化合物都可以用已知的方法制造。即,用式(A)表示的化合物可以通过使用缩合剂(例如,二环己基碳化二亚胺(DCC)等)的羧酸类和胺类的脱水缩合反应、或者羧酰氯衍生物和胺衍生物的置换反应等获得。
下面,对用下述式(B)表示的化合物进行说明。
[化学式8]
式(B)
(式(B)中,R1和R2分别表示烷基或芳基。)
另外,特别优选R1和R2的碳原子数的总和为10以上。作为取代基优选氟原子、烷基、芳基、烷氧基、磺基和磺酰胺基,特别优选烷基、芳基、烷氧基、磺基和磺酰胺基。另外,烷基可以是直链,也可以是支链,也可以是环状,优选碳原子数为1—25,更优选为6—25,特别优选为6—20(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、环己基、庚基、辛基、二环辛基、壬基、金刚烷基、癸基、叔辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基)。
作为芳基优选碳原子数为6—30,特别优选6—24(例如,苯基、联苯基、三联苯基、萘基、联萘基、三苯基苯基)。
下述示出了用式(B)表示的化合物的优选的例子,但是本发明并不限于这些具体例子。
[化学式9]
[化学式10]
另外,本发明中,延迟降低剂的加入量相对于酰化纤维素,优选为1—30质量%,更优选为2—30质量%,进一步优选为3—25质量%,最优选为5%—20质量%。
本发明采用的延迟降低剂例如可以在溶于醇和二氯甲烷、二氧戊环的有机溶剂后,加入酰化纤维素溶液(涂布漆)中使用,或者直接加入涂布漆组成中使用。
(紫外线吸收剂)
为了使本发明采用的低延迟薄膜的波长分散变得平坦,优选加入在紫外部分具有极大吸收的化合物(紫外线吸收剂)作为波长分散调节剂。紫外线吸收剂的极大吸收范围优选为230—380nm,更优选250—260nm。通过在上述范围具有极大吸收可以增大使波长分散变得平坦的效果,而且可以抑制薄膜的黄色化。
在本发明的低延迟酰化纤维素薄膜中加入的紫外线吸收剂可以广泛采用公知的紫外线吸收剂。
紫外线吸收剂相对于酰化纤维素100质量份,优选加入0.1—20质量份,更优选加入0.1—15质量份,进一步优选加入0.1—10质量份。当加入多种时,优选这些的总量是上述范围内。
作为本发明中优选使用的紫外线吸收剂的具体例子,优选用式(III)—(VI)表示的化合物。
[化学式11]
式(III)
(式(III)中、Q1和Q2分别表示芳香族环。X和Y是分别与Q2结合的基团,表示氢原子或取代基。)
Q1和Q2分别优选为苯环或苯环缩合形成的物质。作为X和Y可以选取的取代基,优选为OR300,R300是氢原子或烷基。
X和Y也可以分别与用Q2表示的芳香族环的任何一个位置结合。
作为用式(III)表示的化合物,例如,可列举出二苯甲酮类化合物。作为相应于式(III)的化合物的优选例子,可列举出后述的紫外线吸收剂UV—1、2,4—二羟基二苯甲酮、2,2’—二羟基—4—甲氧基二苯甲酮、2—羟基—4—甲氧基—5—磺基二苯甲酮等。
[化学式12]
式(IV)
(式(VI)中,R401、R402、R403、R404和R405分别是氢原子、卤原子(优选氟原子或氯原子)或一价的有机基,R401、R402和R403的至少一个是总碳原子数为10—20的未取代的支链或直链烷基。)
作为R401、R402、R403、R404和R405所具有的有机基,除了烷基,还优选羟基、烷氧基。
作为相应于式(IV)的化合物的优选的例子,可列举出2—(2′—羟基—5′—甲基苯基)苯并三唑、2—(2′—羟基—3′,5′—二—叔丁基苯基)苯并三唑、2—(2′—羟基—3′—叔丁基—5′—甲基苯基)苯并三唑、2—(2′—羟基—3′,5′—二—叔丁基苯基)—5—氯苯并三唑、2—(2′—羟基—3′—(3″,4″,5″,6″—四氢酚酰亚胺基甲基)—5′—甲基苯基)苯并三唑等。
[化学式13]
式(V)
(式中,R501、R502、R504和R505分别是一价的有机基、R506是带有支链的烷基。)
作为相应于式(V)的化合物的优选例子可列举出用下述结构式(UV—105)、(UV—106)表示的化合物。
(UV—105)
[化学式14]
(UV—106)
[化学式15]
另外,如在特开2003—315549号公报中公开的,还可以优选使用用式(VI)表示的化合物。
[化学式16]
式(VI)
(式中、R600和R601分别表示氢原子、碳原子数为1~25的烷基、碳原子数为7~9的苯基烷基、未取代或被碳原子数为1~4的烷基取代的苯基、取代或未取代的氧代羰基、取代或未取代的氨基羰基。R602~R605和R619~R623分别表示氢原子、碳原子数为2~20的取代或未取代的烷基。)
下面示出了用式(IV)表示的化合物的优选例子。
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
接着对用下述式(VII)表示的紫外线吸收剂进行详细地说明。
Q701—Q702—OH 式(VII)
(式(VII)中,Q701表示1,3,5—三嗪环,Q702表示芳香族环。)
作为式(VII),更优选为用下述式(VII—A)表示的化合物。
[化学式20]
式(VII—A)
(式(VII-A)中,R701表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为5~12的环烷基;碳原子数为3~18的烯基;苯基;苯基或OH或碳原子数为1~18的烷氧基或碳原子数为5~12的环烷氧基或碳原子数为3~18的烯氧基或卤原子或—COOH或—COOR704或—O—CO—R705或—O—CO—O—R706或—CO—NH2或—CO—NHR707或—CO—N(R707)(R708)或CN或NH2或NHR7或—N(R707)(R018)或—NH—CO—R705或苯氧基或被碳原子数为1~18的烷基取代的苯氧基;被苯基—碳原子数为1~4的烷氧基或碳原子数为6~15的二环烷氧基或碳原子数为6~15的二环烷基烷氧基或碳原子数为6~15的二环烯基烷氧基或碳原子数为6~15的三环烷氧基取代的碳原子数为1~18的烷基;被OH或碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为2~6的烯基或—O—CO—R705取代的碳原子数为5~12的环烷基;缩水甘油基;—CO—R709;—SO2—R710;被1以上的氧原子中断的和/或被OH或苯氧基或碳原子数为7~18的烷基苯氧基取代的碳原子数为3~50的烷基;—A;—CH2—CH(XA)—CH2—O—R712;—CR713R’713—(CH2)m—X—A;—CH2—CH(OA)—R714;—CH2—CH(OH)—CH2—XA;
[化学式21]
—CR715R’715—C(=CH2)—R”715;—CR713R’713—(CH2)m—CO—X—A;—CR713R’713—(CH2)m—CO—O—CR715R’715—C(=CH2)—R”715;或以—CO—O—CR715R’715—C(=CH2)—R”715(式中、A表示—CO—CR716=CH—R717。)表示的定义之一;
R702分别表示碳原子数为6~18的烷基;碳原子数为2~6的烯基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;COOR704;CN;—NH—CO—R705;卤原子;三氟甲基;—O—R703;
R703与R701同义;
R704表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~18的烯基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;被一个以上的—O—、—NH—、—NR707—、—S—中断的以及被OH、苯氧基或碳原子数为7~18的烷基苯氧基取代的碳原子数为3~50的烷基;
R705表示H;碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为2~18的烯基;碳原子数为5~12的环烷基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为6~15的二环烷基;碳原子数为6~15的二环烯基;碳原子数为6~15的三环烷基;
R706表示H;碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~18的烯基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;
R707和R708分别表示碳原子数为1~12的烷基;碳原子数为3~12的烷氧基烷基;碳原子数为4~16的二烷基氨基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;
R707和R708也可以通过结合表示碳原子数为3~9的亚烷基、碳原子数为3~9的氧杂亚烷基或碳原子数为3~9的氮杂亚烷基;
R709表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为2~18的烯基;苯基;碳原子数为5~12的环烷基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为6~15的二环烷基;碳原子数为6~15的二环烷基烷基、碳原子数为6~15的二环烯基;或碳原子数为6~15的三环烷基;R710表示碳原子数为1~12的烷基;苯基;萘基;或碳原子数为7~14的烷基苯基;
R711分别表示H;碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~6的烯基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;卤原子;碳原子数为1~18的烷氧基;
R712表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~18的烯基;苯基;被碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为1~8的烷氧基、碳原子数为3~8的链烯氧基、卤原子或三氟甲基取代1~3次的苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;碳原子数为6~15的三环烷基;碳原子数为6~15的二环烷基;碳原子数为6~15的二环烷基烷基;碳原子数为6~15的二环烯基烷基;—CO—R705;也可以表示被一个以上的—O—、—NH—、—NR7—、—S—中断的以及被OH、苯氧基或碳原子数为7~18的烷基苯氧基取代的碳原子数为3~50的烷基;
R713和R’713分别表示H;碳原子数为1~18的烷基;苯基;
R714表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~12的烷氧基烷基;苯基;苯基—碳原子数为1~4的烷基;
R715、R’715和R”715分别表示H或CH3;
R716表示H;—CH2—COO—R704;碳原子数为1~4的烷基;或CN;R717表示H;—COOR704;碳原子数为1~17的烷基;或苯基;
X表示—NH—;—NR707—;—O—;—NH—(CH2)p—NH—;或—O—(CH2)q—NH—;
m表示0~19的整数;
n表示1~8的整数;
p表示0~4的整数;
q表示2~4的整数;
但是式(VII—A)中,R701、R702和R711的至少一个包括两个以上的碳原子。
另外对式(VII—A)的化合物进行说明。
作为烷基的R701~R710、R712~R714、R716和R717是直链或支链的烷基,例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、n—丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、2—乙基丁基、n—戊基、异戊基、1—甲基戊基、1,3—二甲基丁基、n—己基、1—甲基己基、n—庚基、异庚基、1,1,3,3—四甲基丁基、1—甲基庚基、3—甲基庚基、n—辛基、2—乙基己基、1,1,3—三甲基己基、1,1,3,3—四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1—甲基十一烷基、十二烷基、1,1,3,3,5,5—六甲基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基或十八烷基。
作为碳原子数为5~12的环烷基的R701、R703~R709和R712例如是环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基。优选环戊基、环己基、环辛基和环十二烷基。
作为烯基的R716、R719、R711和R712尤其包括烯丙基、异丙烯基、2—丁烯基、3—丁烯基、异丁烯基、n—戊—2,4—二乙基、3—甲基—丁—2—烯基、n—辛—2—烯基、n—十二—2—烯基、异—十二烯基、n—十二—2—烯基和n—十八—4—烯基。
被取代的烷基、环烷基或苯基的取代基数是1、2或者更多,在结合的碳原子中(α—位中)或其它的碳原子中可以具有取代基;当取代基通过杂原子(例如烷氧基)进行结合时,其取代基的结合位置优选为α—位以外,另外,取代的烷基的碳原子数优选为2以上,更优选为3以上。2个以上的取代基优选与不同的碳原子进行结合。
被—O—、—NH—、—NR707—、—S—中断的烷基也可以被这些基团的一个以上中断,各自的情况通常是在一个键中插入一个基团,以及不产生杂—杂键,例如O—O、S—S、NH—NH等;当中断的烷基再进行取代时,取代基一般相对于杂原子不位于α位。当在一个基团中产生两个以上的—O—、—NH—、—NR707—、—S—型中断基团时,这些通常是相同的。
芳基一般是芳香族烃基,例如苯基、联苯基或萘基,优选苯基和联苯基。芳烷基一般是被芳基、尤其是苯基取代的烷基;因此碳原子数为7~20的芳烷基包括例如苄基、α—甲基苄基、苯基乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基戊基和苯基己基;碳原子数为7~11的苯基烷基优选苄基、α—甲基苄基和α,α—二甲基苄基。
烷基苯基和烷基苯氧基分别是被烷基取代的苯基或苯氧基。
作为卤素取代基的卤原子是氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子,更优选氟原子或氯原子,特别优选氯原子。
碳原子数为1~20的亚烷基是例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等。其中烷基链还可以支化,例如是亚异丙基。
碳原子数为4~12的环烯基是例如2—环丁烯—2—基、2—环戊烯—1—基、2,4—环戊二烯—1—基、2—环己烯—1—基、2—环庚烯—1—基、或2—环辛烯—1—基。
碳原子数为6~15的二环烷基是例如冰片基、降冰片烷基、[2.2.2]二环辛基。优选冰片基和降冰片烷基,特别优选冰片基和降冰片烷—2—基。
碳原子数为6~15的二环烷氧基是例如冰片氧基或降冰片烷—2—基氧基。
碳原子数为6~15的二环烷基—烷基或—烷氧基是被二环烷基取代的烷基或烷氧基,碳原子的总数是6~15;具体例子是降冰片烷—2—甲基和降冰片烷—2—甲氧基。
碳原子数为6~15的二环烯基是例如降冰片烯基、降冰片二烯基。优选降冰片烯基、特别优选降冰片—5—烯基。
碳原子数为6~15的二环烯基烷氧基是被二环烯基取代的烷氧基,碳原子的总数是6~15;例如是降冰片—5—烯—2—甲氧基。
碳原子数为6~15的三环烷基是例如1—金刚烷基、2—金刚烷基,优选1—金刚烷基。
碳原子数为6~15的三环烷氧基是例如金刚烷氧基。碳原子数为3~12的杂芳基优选吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吡咯基、呋喃基、噻吩基或喹啉基。
以式(VII—A)表示的化合物更优选的是R701是碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为5~12的环烷基;碳原子数为3~12的(链)烯基;苯基;苯基或OH或碳原子数为1~18的烷氧基或碳原子数为5~12的环烷氧基或碳原子数为3~18的烯氧基或卤原子或—COOH或—COOR704或—O—CO—R705或—O—CO—O—R706或—CO—NH2或—CO—NHR707或—CO—N(R707)(R708)或CN或NH2或NHR707或—N(R707)(R708)或—NH—CO—R705或苯氧基或被碳原子数为1~18的烷基取代的苯氧基;被苯基—碳原子数为1~4的烷氧基或冰片氧基或降冰片烷—2—基氧基或降冰片烷—2—甲氧基或降冰片—5—烯—2—甲氧基或金刚烷氧基取代的碳原子数为1~18的烷基;被OH或碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为2~6的烯基和/或—O—CO—R705取代的碳原子数为5~12的环烷基;缩水甘油基;—CO—R709或—SO2—R710;R711表示被1个以上的氧原子中断的和/或被OH或苯氧基或碳原子数为7~18的烷基苯氧基取代的碳原子数为3~50的烷基;—A;—CH2—CH(XA)—CH2—O—R712;—CR713R’713—(CH2)m—X—A;—CH2—CH(OA)—R714;—CH2—CH(OH)—CH2—XA;
[化学式22]
—CR715R’715—C(=CH2)—R”715;—CR713R’713—(CH2)m—CO—X—A;以—CR713R’713—(CH2)m—CO—O—CR715R’715—C(=CH2)—R”715或—CO—O—CR715R’715—C(=CH2)—R”715(式中,A表示—CO—CR716=CH—R717。)表示的定义之一;
R702表示碳原子数为6~18的烷基;碳原子数为2~6的(链)烯基;苯基;—O—R703或—NH—CO—NH—CO—R705;
R703分别与R701同义;
R704表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~18的(链)烯基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;也可以被1个以上的—O—、—NH—、—NR707—、—S—中断的以及被OH或苯氧基或碳原子数为7~18的烷基苯氧基取代的碳原子数为3~50的烷基;
R705表示H;碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为2~18的烯基;碳原子数为5~12的环烷基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;降冰片烷—2—基;降冰片—5—烯—2—基;金刚烷基;
R706表示H;碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~18的烯基;苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;
R707和R078彼此独立地表示碳原子数为1~12的烷基;碳原子数为3~12的烷氧基烷基;碳原子数为4~16的二烷基氨基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;R707和R708也可以彼此结合形成碳原子数为3~9的亚烷基;碳原子数为3~9的氧杂亚烷基或碳原子数为3~9的氮杂亚烷基;
R709表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为2~18的烯基;苯基;碳原子数为5~12的环烷基;碳原子数为7~11的苯基烷基;降冰片烷—2—基;降冰片—5—烯—2—基;金刚烷基;
R710表示碳原子数为1~12的烷基;苯基;萘基;或碳原子数为7~14的烷基苯基;
R711分别表示H;碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为7~11的苯基烷基;
R712是碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~18的(链)烯基;苯基;被碳原子数为1~8的烷基或碳原子数为1~8的烷氧基或碳原子数为3~8的烯氧基或卤原子或三氟甲基取代1~3次的苯基;碳原子数为7~11的苯基烷基;碳原子数为5~12的环烷基;1—金刚烷基;2—金刚烷基;降冰片烷基;降冰片烷—2—甲基—;—CO—R705;
R712也可以表示被1个以上的—O—、—NH—、—NR707—、—S—中断的以及被OH或苯氧基或碳原子数为7~18的烷基苯氧基取代的碳原子数为3~50的烷基;
R713和R’713分别表示H;碳原子数为1~18的烷基;苯基,R714表示碳原子数为1~18的烷基;碳原子数为3~12的烷氧基烷基;苯基;苯基—碳原子数为1~4的烷基;
R715与R’715和R”715彼此独立地表示H或CH3;
R16表示H;—CH2—COO—R704;碳原子数为1~4的烷基;或CN;R17表示H;—COOR704;碳原子数为1~17的烷基;苯基;
X表示—NH—;—NR707—;—O—;—NH—(CH2)p—NH—;—O—(CH2)q—NH—;
m表示0~19的整数;
n表示1~8的整数;
p表示0~4的整数;
q表示2~4的整数的情况。
以式(VII)和(VII—A)表示的化合物可以用惯用的方法,例如按照欧洲专利第434608号公报或H.Brunetti和C.E.Luthi,Helv.Chim.Acta 55,1566(1972)的刊物中所示出的方法或者与此相同地,通过卤代三嗪与适合的酚的弗里德尔—克拉夫茨(フリ—デル—クラフツ)加成,与公知的化合物相同地获得。
接着,下述示出了以式(VII)和(VII—A)表示的化合物的优选例子,但是本发明中可以使用的化合物并不限于这些具体例子。
[化学式23]
[化学式24]
除上述之外,例如,还优选氧代二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍络合盐类化合物等。
作为苯并三唑类紫外线吸收剂,可列举出2—(2’—羟基—5’—甲基苯基)苯并三唑、2—(2’—羟基—3’,5’—二—叔丁基苯基)苯并三唑、2—(2’—羟基—3’—叔丁基—5’—甲基苯基)苯并三唑、2—(2’—羟基—3’,5’—二—叔丁基苯基)—5—氯苯并三唑、2—(2’—羟基—3’—(3”,4”,5”,6”—四氢酚酰亚胺甲基)—5’—甲基苯基)苯并三唑、2,2—亚甲基双(4—(1,1,3,3—四甲基丁基)—6—(2H—苯并三唑—2—基)苯酚)、2—(2’—羟基—3’—叔丁基—5’—甲基苯基)—5—氯苯并三唑、2,4—二羟基二苯甲酮、2,2’—二羟基—4—甲氧基二苯甲酮、2—羟基—4—甲氧基—5—磺基二苯甲酮、双(2—甲氧基—4—羟基—5—苯甲酰基苯基甲烷)、(2,4—双—(n—辛基硫基)—6—(4—羟基—3,5—二—叔丁基苯胺基)—1,3,5—三嗪、2(2’—羟基—3’,5’—二—叔丁基苯基)—5—氯苯并三唑、(2(2’—羟基—3’,5’—二—叔戊基苯基)—5—氯苯并三唑、2,6—二—叔丁基—p—甲酚、季戊四醇四〔3—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苯基)丙酸酯〕、三乙二醇—双〔3—(3—叔丁基—5—甲基—4—羟基苯基)丙酸酯〕、1,6—己二醇—双〔3—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苯基)丙酸酯〕、2,4—双—(n—辛基硫基)—6—(4—羟基—3,5—二—叔丁基苯胺基)—1,3,5—三嗪、2,2—硫基—二乙撑双〔3—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苯基)丙酸酯〕、十八烷基—3—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苯基)丙酸酯、N,N’—六亚甲基双(3,5—二—叔丁基—4—羟基—氢化肉桂酰胺)、1,3,5—三甲基—2,4,6—三(3,5—二—叔丁基—4—羟基苄基)苯、三—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苄基)—异氰尿酸酯等。特别优选(2,4—双—(n—辛基硫基)—6—(4—羟基—3,5—二—叔丁基苯胺基)—1,3,5—三嗪、2(2’—羟基—3’,5’—二—叔丁基苯基)—5—氯苯并三唑、(2(2’—羟基—3’,5’—二—叔戊基苯基)—5—氯苯并三唑、2,6—二—叔丁基—p—甲酚、季戊四醇四(3—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苯基)丙酸酯〕、三乙二醇—双〔3—(3—叔丁基—5—甲基—4—羟基苯基)丙酸酯〕。
另外也可以并用例如N,N’—双〔3—(3,5—二—叔丁基—4—羟基苯基)丙酰基〕肼等肼类金属惰性剂和三(2,4—二—叔丁基苯基)磷化物等磷类加工稳定剂。金属惰性剂和磷类加工稳定剂的加入量相对于酰化纤维素以质量比例计优选为1ppm—1.0%,更优选为10—1000ppm。
另外,除此之外也可以使用旭电化、塑料用添加剂概要、“アデカスタブ”的目录中的光稳定剂。还可以使用Ciba Special Chemicals的TINUVIN产品指南中的光稳定剂、紫外线吸收剂。还可以使用SHIPROKASEI KAISYA的目录中的SEESORB、SEENOX、SEETEC等。也可以使用城北化学工业的紫外线吸收剂、抗氧化剂。也可以使用共同薬品的VIOSORB、吉富制药的紫外线吸收剂。
另外,本发明的紫外线吸收剂也可以在预先制作酰化纤维素混合溶液时加入,但是也可以预先制作酰化纤维素的涂布漆,在直到流延的任何时候加入。在后者的情况下,要想将使酰化纤维素溶解于溶剂的涂布漆、紫外线吸收剂和少量的酰化纤维素溶解的溶液在线加入、进行混合,优选使用例如スタチツクミキサ—(東レエンヂニアリング制)、SWJ(東レ静止型管内混合器Hi—Mixer)等在线混合器等。在后加入的紫外线吸收剂中,可以同时混合消光剂,也可以混合其延迟控制剂、增塑剂、防劣化剂、剥离促进剂等添加剂。当使用在线混合器时,优选在高压下进行浓缩溶解,加热器的种类没有特别限制,只要能够耐规定的压力,可以在加压下加热、搅拌就可以。此外加压容器可适当设置压力计、温度计等计量仪器类。加压也可以用压入氮气等惰性气体的方法、和通过加热使溶剂的蒸汽压上升来进行。加热优选从外部进行,例如易于优选夹套型的温度控制器。加入溶剂的加热温度优选为使用溶剂的沸点以上、且该溶剂不沸腾范围的温度,例如适合的是设定为30—150℃的范围。此外,压力按照在设定温度下溶剂不沸腾的方式进行调整。溶解后一边冷却一边从容器中取出,或用泵等从容器中抽出并用热交换器等进行冷却,然后将其供给制膜。此时的冷却温度也可以冷却至常温,但是由于由沸点冷却至5—10℃的低温,除了仍旧可在该温度进行浇铸,还可以降低涂布漆粘度,所以更优选。
接着对本发明采用的低延迟酰化纤维素薄膜的制造方法进行详细地说明。
本发明的低延迟酰化纤维素薄膜可以用溶剂流延法制造。溶剂流延法使用将酰化纤维素溶于有机溶剂中形成的溶液(涂布漆)制造薄膜。
上述有机溶剂优选含有选自如下的溶剂:碳原子数为3—12的醚、碳原子数为3—12的酮、碳原子数为3—12的酯和碳原子数为1—6的卤代烃。
上述醚、酮和酯可以具有环状结构。另外,也可以使用具有上述醚、酮和酯官能团(也就是,-O-、-CO-和-COO-)之中的两个以上化合物作为上述有机溶剂。上述有机溶剂还可以具有醇性羟基之类的其它官能团。在为具有两种以上官能团的有机溶剂时,其碳原子数优选在具有任意官能团的溶剂的上述优选的碳原子数范围内。
上述碳原子数为3—12的醚类的例子包含:二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂戊环、四氢呋喃、苯甲醚和苯乙醚。
碳原子数为3—12的酮类的例子包含:丙酮、甲乙酮、二乙基酮、二异丁基酮、环己酮和甲基环己酮。
碳原子数为3—12的酯类的例子包含: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。
另外,具有两种以上官能团的有机溶剂的例子包含:2-乙氧基乙基醋酸酯、2-甲氧基乙醇和2-丁氧基乙醇。
碳原子数外为1—6的卤代烃的碳原子数优选为1或2,更优选为1。卤代烃的卤素优选为氯。卤代烃的氢原子被卤素取代的比例优选为25—75摩尔%,更优选为30—70摩尔%,进一步优选为35—65摩尔%,最优选为40—60摩尔%。二氯甲烷是代表性的卤代烃。
此外,也可以将两种以上的有机溶剂混合使用。
酰化纤维素溶液(涂布漆;dope)可以使用在0℃以上的温度(常温或高温)下进行处理的一般方法调制。酰化纤维素溶液的调制可以使用普通的溶剂流延法中的调制涂布漆的方法和装置来实施。另外,在为一般的方法时,优选使用卤代烃(特别是二氯甲烷)作为有机溶剂。
调节酰化纤维素溶液(组成)中酰化纤维素的量以使所得的溶液中含有10—40质量%的酰化纤维素。酰化纤维素的量更优选为10—30质量%。在有机溶剂(主溶剂)中,可以添加后述的任意的添加剂。
酰化纤维素溶液通过在常温(例如0—40℃)下搅拌酰化纤维素和有机溶剂而制备。高浓度的溶液也可以在加压和加热的条件下进行搅拌。具体地是将酰化纤维素和有机溶剂放入加压容器中密闭,在加压下加热到溶剂的常温下的沸点以上且不使溶剂沸腾范围的温度内,同时进行搅拌。加热温度优选为40℃以上,更优选为60—200℃,进一步优选为80—110℃。
各成分可以在预先粗混合后放入容器中。而且,也可以依次投入容器中。容器必须有可以搅拌的结构。可以在注入氮气等惰性气体后对容器加压。而且,可以通过加热使溶剂的蒸汽压上升。或者,在将容器密闭后,在压力下添加各成分。
在加热时,优选从容器外部加热。例如可以使用夹套型加热装置。另外,也可以通过在容器外部设置板式加热器,通过配管使液体循环而对容器整体进行加热。
搅拌优选是在容器内部设置搅拌浆并使用该搅拌浆进行。搅拌浆的长度优选为到达容器壁附近的长度。为了更新容器壁的液膜,优选在搅拌浆的末端设置刮取桨。
在容器中可以设置压力计、温度计等计量仪器类。容器中的各成分在溶剂中溶解。制备的涂布漆从冷却后的容器取出,或者在取出后,再使用热交换器等进行冷却。
使用冷却溶解法也可以制备酰化纤维素溶液。冷却溶解法可以使酰化纤维素在普通的溶解方法中难以溶解的有机溶剂中也可以溶解。另外,即使是在普通的溶解方法中可以溶解酰化纤维素的溶剂也具有如下效果:使用冷却溶解法可以迅速得到均匀的溶液。
在冷却溶解法中,最初可以在室温下在搅拌的同时缓慢地将酰化纤维素添加到有机溶剂中。
调节酰化纤维素的量优选在该混合物中含有10—40质量%的酰化纤维素。酰化纤维素的量进一步优选为10—30质量%。此外,混合物中可以添加后述的任意的添加剂。
接着,将混合物冷却到优选为-100~-10℃(更优选为-80~-10℃,进一步优选为-50~-20℃,最优选为-50~-30℃)。冷却例如可以在干冰·甲醇浴(-75℃)和冷却的二甘醇溶液(-30~-20℃)中进行。通过冷却可以使酰化纤维素和有机溶剂的混合物固化。
冷却速度优选为4℃/分钟以上,进一步优选为8℃/分钟以上,最优选为12℃/分钟以上。冷却速度越快越好,但是理论上的上限大致为10000℃/秒,技术上限大致为1000℃/秒,而实用上限大致为100℃/秒。另外,冷却速度是开始冷却时的温度与最终的冷却温度的差除以从开始冷却到到达最终冷却温度的时间得到的比值。
此外,如果将冷却的混合物升温到优选0—200℃(更优选为0—150℃,进一步优选为0—120℃,最优选为0—50℃),则酰化纤维素在有机溶剂中溶解。升温可以仅仅放置在室温中进行,也可以在浴温中升温。升温速度优选为4℃/分钟以上,进一步优选为8℃/分钟以上,最优选为12℃/分钟以上。升温速度越快越好,理论上限为10000℃/秒,技术上限为1000℃/秒,而实用上限为100℃/秒。另外,升温速度是开始升温时的温度和最终的升温温度的差值除以从开始升温到达到最终的升温温度的时间而得到的比值。
按照如上的步骤可以得到均匀的酰化纤维素溶液。另外,在溶解不充分时,可以重复进行冷却、升温的操作。仅通过目视观察溶液的外观就可以判断溶解是否充分。
在冷却溶解法中,期望使用密闭容器以避免在冷却时凝结而混入水分。另外,在冷却加温操作中,在冷却时加压、升温时减压,可以缩短溶解时间。期望使用耐压性容器以实施加压和减压。
另外,使用冷却溶解法将纤维素乙酸酯(乙酰化度:60.9%,粘均聚合度:299)溶于醋酸甲酯中形成20重量%的溶液,如果使用示差扫描热量计(DSC)测定,则在33℃附近存在有溶胶状态和凝胶状态的假相转转变点,在该温度以下为均匀的凝胶状态。因此,该溶液必须保持在假相转变温度以上、优选为凝胶相转变温度+10℃左右的温度下。但是,该假相转变温度根据纤维素乙酸酯的乙酰化度、粘均聚合度、溶液浓度和所使用的有机溶剂而异。
通过溶剂流延法从制备的酰化纤维素溶液(涂布漆)制备低延迟酰化纤维素薄膜。将涂布漆流延到滚筒或传送带上,使溶剂蒸发形成薄膜。优选调节流延前的涂布漆的浓度以使固态成分量为18—35%。优选将滚筒或传送带的表面加工为镜面状态。优选将涂布漆流延到表面温度为10℃以下的滚筒或传送带上。
溶剂流延法中的干燥方法在美国专利2336310号、美国专利2367603号、美国专利2492078号、美国专利24922977号、美国专利2492978号、美国专利2607704号、美国专利2739069号、美国专利2739070号、英国专利640731号、英国专利736892号的各说明书,以及特公昭45-4554号、特公昭49-5614号、特开昭60-176834号、特开昭60-203430号、特开昭62-115035号各公报中有记载。传送带或滚筒上的干燥可以通过通入空气、氮气等惰性气体进行。
另外,也可以将所得的薄膜从滚筒或传送带上剥落后,再使用从100至160℃的温度逐渐变化的高温风干燥以使残留溶剂蒸发。以上的方法在特公平5-17844号公报中有记载。通过该方法可以缩短流延到剥落的时间。为了实施该方法,流延时的滚筒或传送带的表面温度必须能使涂布漆凝胶化。
使用调整后的酰化纤维素溶液(涂布漆)流延两层以上,也可以薄膜化。此时,优选通过溶剂流延法制造低延迟酰化纤维素薄膜。涂布漆流延到滚筒或传送带后,蒸发溶剂可以形成薄膜。优选调节流延前的涂布漆的浓度以使固态成分的量在10—40质量%的范围内。优选将滚筒或传送带的表面加工为镜面状态。
在流延两层以上的多种酰化纤维素溶液时,为了可以流延多种酰化纤维素溶液,在支撑体的前进方向上每隔一定间隔设置多个流延口,从这些流延口分别流延含有酰化纤维素的溶液,再进行层叠以制备薄膜。例如可以使用特开昭61-158414号、特开平1-122419号和特开平11-198285号公报中记载的方法。另外,从2个流延口流延酰化纤维素溶液也可以进行薄膜化。例如可以使用特公昭60-27562号、特开昭61-94724号、特开昭61-947245号、特开昭61-104813号、特开昭61-158413号和特开平6-134933号公报中记载的方法。另外,还可以使用特开昭56-162617号公报中记载的如下低延迟酰化纤维素薄膜的流延方法:用低粘度的酰化纤维素溶液包住高粘度的酰化纤维素溶液流体,并同时挤出该高、低粘度的酰化纤维素溶液,。
另外,还可以如下制造薄膜:使用两个流延口,通过第一个流延口剥离在支撑体上形成的薄膜后,在接触支撑体面一侧上进行第二流延。例如可以列举特公昭44-20235号公报中记载的方法。
流延的酰化纤维素溶液可以使用相同的溶液,也可以使用二种以上不同的酰化纤维素溶液。为了使多个酰化纤维素层具有功能,可以从各个流延口挤出与其功能相对应的酰化纤维素溶液。此外,本发明的酰化纤维素溶液可以与其它功能层(例如粘接层、染料层、防静电层、抗晕影层、紫外线吸收层、偏光层等)同时流延。
对于过去的单层溶液来说,为了赋予薄膜必要的厚度,必须在高浓度下挤出高粘度的酰化纤维素溶液。在这种情况下,酰化纤维素溶液的稳定性较差产生固态物质,从而大量产生麻点故障、平面性不佳的问题。作为该问题的解决方法可以是:通过从流延口流延多种酰化纤维素溶液,可以将高粘度的溶液同时挤压到支撑体上,由此不仅可以得到平面性优化的优异的平面状薄膜,而且通过使用粘稠的酰化纤维素溶液可以降低干燥负荷,从而更加提高的薄膜的生产速度。
低延迟酰化纤维素薄膜中可以添加防劣化剂(例如防氧化剂、过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属惰性化剂、酸捕获剂、胺等)。防劣化剂在特开平3-199201号、特开平5-1907073号、特开平5-194789号、特开平5-271471号、特开平6-107854号各公报中有记载。另外,上述防劣化剂的添加量优选为制备的溶液(涂布漆)的0.01—1质量%,进一步优选为0.01—0.2质量%。如果添加量为0.01质量%以上,则可以充分地发挥防劣化剂的效果,所以优选。如果添加量为1质量%以下,则防劣化剂难以在薄膜表面产生渗出(渗透),所以优选。作为特别优选的防劣化剂的例子可以列举丁基化羟基甲苯(BHT)、三苄基胺(TBA)。
这些从流延到后干燥的工序可以在空气氛下进行也可以在氮气等惰性气氛下进行。本发明中的低延迟酰化纤维素薄膜的制造中使用的卷绕机可以使用常用的机器,其可以在定拉力法、定扭矩法、梯度拉力法、内部应力固定的程序控制拉力法等卷绕方法中进行卷绕。
(热收缩处理)
本发明的低延迟酰化纤维素薄膜也可以经过热收缩处理来制作。通过热收缩处理,可以降低纤维素分子链间的自由体积,从而增大酰化纤维素和延迟降低剂的相互作用,更加改善延迟降低剂的保留性。
热收缩处理可以用各种方法进行,但是优选使用在仅将宽度方向和输送方向的任何一方固定的状态下将薄膜在(玻璃转化温度(Tg)—20)℃以上的温度下处理一定时间的方法。热处理开始时薄膜中的残留溶剂含量优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下,最优选为5质量%以下。如果在残留溶剂含量高的状态下进行热处理,则薄膜进行结晶化,从而引起脆性差、雾度上升等并不好的变化。
作为上述热处理的方法,可以特别优选使用如下的方法:将剥离后的薄膜用拉幅机夹子等装置边限制宽度方向边进行干燥,在残留溶剂含量充分降低后,通过放开宽度方向的限制,在仅向输送方向施加张力的状态下使其通过Tg以上的高温带。
[拉伸处理]
本发明采用的低延迟酰化纤维素薄膜也可以进行拉伸处理,以便使宽度方向和输送方向的酰化纤维素的取向度接近均匀。
低延迟酰化纤维素薄膜的拉伸方向无论是宽度方向、长度方向的哪个都优选。
宽度方向上拉伸的方法,例如在特开昭62-115035号、特开平4-152125号、特开平4-284211号、特开平4-298310号、特开平11-48271号等各公报中记载。低延迟酰化纤维素薄膜的拉伸可以在常温或加热的条件下进行。加热温度优选为该低延迟酰化纤维素薄膜的Tg以下。低延迟酰化纤维素薄膜可以在干燥处理中进行拉伸,在残留溶剂的情况下特别有效。在向长度方向拉伸时,例如可以如下拉伸低延迟酰化纤维素薄膜:调节低延迟酰化纤维素薄膜的输送辊的速度,以使低延迟酰化纤维素薄膜的卷绕速度比低延迟酰化纤维素薄膜的剥落速度还快。在宽度(横)方向拉伸时,可以如下拉伸低延迟酰化纤维素薄膜:用拉幅机保持低延迟酰化纤维素薄膜的宽度进行输送,并缓慢扩大拉幅机的宽度。也可以在低延迟酰化纤维素薄膜干燥后使用拉伸机拉伸(优选使用长拉伸机的单轴拉伸)。低延迟酰化纤维素薄膜的拉伸倍率优选为1—30%,进一步优选为1%—15%。
[延迟]
本说明书中,Re(λ)、Rth(λ)分别表示波长λ下的面内延迟和厚度方向的延迟。Re(λ)可在KOBRA 21ADH或WR(王子测量仪器(株)制)中通过使波长λnm的光射入薄膜法线方向来测量。当测量的薄膜是用单轴或双轴折射率椭圆体表示的物质时,用以下的方法算出Rth(λ)。
Rth(λ)如下算出:将上述Re(λ)相对于把面内的慢相轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为倾斜轴(旋转轴)(在没有慢相轴时把薄膜面内的任意方向作为旋转轴)的薄膜法线方向,从法线方向到单侧50度按照10度梯级从其各自的倾斜方向射入波长λnm的光,共计测量6个点,以其测量的延迟值和平均折射率的假定值以及输入的膜厚值为基础算出KOBRA 21ADH或WR。
上述中,在从法线方向起把面内的慢相轴作为旋转轴,在某一倾斜角度下具有延迟值为零的方向的薄膜的情况下,在比其倾斜角度大的倾斜角度下延迟值的符号变为负后,算出KOBRA 21ADH或WR。
而且,也可以把慢相轴作为倾斜轴(旋转轴)(在没有慢相轴时把薄膜面内的任意方向作为旋转轴),从任意倾斜的两个方向测量延迟值,以该值和平均折射率的假定值以及输入的膜厚值为基础,由下面的式(1)和式(2)算出Rth。
[化学式25]
式(1)
注释:
上述的Re(θ)表示从法线方向起倾斜θ角的方向的延迟值。
式(1)中的nx表示面内的慢相轴方向的折射率,ny表示在面内与nx垂直方向的折射率,nz表示与nx和ny垂直方向的折射率。
Rth=((nx+ny)/2—nz)xd 式(2)
当测量的薄膜是不能用单轴或双轴折射率椭圆体表示的,没有所谓的光学轴(optic axis)的薄膜时用下面的方法算出Rth(λ)。
Rth(λ)如下算出:将上述Re(λ)相对于把面内的慢相轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为倾斜轴(旋转轴)的薄膜法线方向,从—50度到+50度按照10度梯级从其各自的倾斜方向射入波长λnm的光,测量11个点,以其测量的延迟值和平均折射率的假定值以及输入的膜厚值为基础算出KOBRA 21ADH或WR。
上述的测量中,平均折射率的假定值可以使用聚合物手册(JOHNWILEY&SONS,INC)、各自光学薄膜的目录值。对于平均折射率的值不是已知的物质可以用阿贝折射计测量。以下列出了主要的光学薄膜的平均折射率的值:酰化纤维素(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。输入这些平均折射率的假定值和膜厚时,可算出KOBRA 21ADH或WR的nx、ny、nz。由该算出的nx、ny、nz进一步地算出Nz=(nx—nz)/(nx—ny)。
本发明的低延迟薄膜在25℃60%相对湿度下的Re经过测量波长400nm~700nm的范围,满足式(1)和式(2)。
式(1)中,Re更优选Re(λ)≦5nm,最优选Re(λ)≦3nm。
式(2)中,Rth更优选—10nm≦Rth(λ)≦10nm,最优选—5nm≦Rth(λ)≦5nm。
此外,本发明的低延迟薄膜在25℃60%相对湿度下的Rth(446)和Rth(628)满足下述式(17)的关系。
—10nm≦Rth(446)—Rth(628)≦10nm (17)
式(17)中Rth(446)—Rth(628)更优选—9nm≦Rth(446)—Rth(628)≦9nm,最优选—7nm≦Rth(446)—Rth(628)≦7nm。
通过达到上述范围,可实现如下的效果:降低本发明的液晶显示装置因视场角产生的对比度变化、色泽程度变化。
[低延迟酰化纤维素薄膜的厚度]
本发明的低延迟酰化纤维素薄膜的厚度优选为10~200μm,更优选为20~150μm,进一步优选为30~100μm。
(光学补偿薄膜)
下面对本发明的液晶显示装置中使用的光学补偿薄膜进行说明。
本发明的光学补偿薄膜优选采取以下两种结构。
第1种是具有满足式(3)~(8)的关系的光学补偿薄膜的结构。式(3)中,更优选25nm<Re(548)<135nm,最优选30nm<Re(548)<120nm。
式(4)中,更优选80nm<Rth(548)<350nm,最优选100nm<Rth(548)<300nm。
式(5)中,更优选0.55<Re(446)/Re(548)<0.95,最优选0.6<Re(446)/Re(548)<0.9。
式(6)中,更优选1.05<Re(628)/Re(548)<1.75,最优选1.1<Re(628)/Re(548)<1.5。
式(7)中,更优选1.05<Rth(446)/Rth(548)<1.75,最优选1.10<Rth(446)/Rth(548)<1.5。
式(8)中,更优选0.6<Rth(628)/Rth(548)<0.95,最优选0.7<Rth(628)/Rth(548)<0.90。
本发明的光学补偿薄膜的第2种优选结构具有满足式(9)~(12)关系的光学补偿薄膜和满足式(13)~(16)的光学补偿薄膜。
50nm<Re(548)<200nm (9)
30nm<Rth(548)<150nm (10)
0.5<Re(446)/Re(548)<1 (11)
1.0<Re(628)/Re(548)<2.0 (12)
0nm≦Re(548)<10nm (13)
100nm<Rth(548)<300nm (14)
1.0<Rth(446)/Rth(548)<2.0 (15)
0.5<Rth(628)/Rth(548)<1.0 (16)
式(9)中,更优选70nm<Re(548)<175nm,最优选90nm<Re(548)<150nm。
式(10)中,更优选40nm<Rth(548)<120nm,最优选50nm<Rth(548)<100nm。
式(11)中,更优选0.55<Re(446)/Re(548)<0.95,最优选0.6<Re(446)/Re(548)<0.9。
式(12)中,更优选1.05<Re(628)/Re(548)<1.50,最优选1.08<Re(628)/Re(548)<1.30。
式(13)中,更优选0≦Re(548)<5nm,最优选0≦Re(548)<3nm。
式(14)中,更优选120nm<Rth(548)<250nm,最优选140nm<Rth(548)<230nm。
式(15)中,更优选1.03<Rth(446)/Rth(548)<1.50,最优选1.05<Rth(446)/Rth(548)<1.3。
式(16)中,更优选0.7<Rth(628)/Rth(548)<1.00,最优选0.85<Rth(628)/Rth(548)<0.97。
本发明的光学补偿薄膜也可以是多个薄膜和/或涂敷层的层叠体。另外,使用上述多个薄膜和/或涂敷层时可以是各种配置。例如,可以优选使用相对于液晶单元仅在单侧集中光学补偿薄膜的方法、或在液晶单元的两侧分配光学补偿薄膜的方法两者。
另外,当在液晶单元的两侧分配光学补偿薄膜时,还优选使用按照液晶单元两侧的光学补偿薄膜的延迟大致均等的方式进行设置的方法、和按照液晶单元两侧的光学补偿薄膜具有不同的延迟的方式进行设置的方法的任何一种。
此外,偏振片中靠近液晶单元侧的保护薄膜也可以是兼作光学补偿薄膜的结构。
下面,图1中,对本发明的光学补偿薄膜和偏振片中靠近液晶单元侧的保护薄膜的优选的配置例子进行说明,但本发明并不限于这些。
图1的结构1中,双轴薄膜和相位差膜的层叠体是满足式(3)~式(8)关系的光学补偿薄膜的一个例子,结构1和结构2中的低延迟分别是满足式(1)和式(2)的关系的保护薄膜。另外,在结构2中,A片和C片的层叠体相当于光学补偿薄膜。此外,结构3中光学补偿薄膜A是满足式(9)~式(12)关系的光学补偿薄膜的一个例子,光学补偿薄膜B是满足式(13)~(16)关系的光学补偿薄膜的一个例子。
另外,在结构1、结构2和结构3中,也可以在各构件(层)间任意设置粘合剂层、粘接剂层、取向层等。
(结构1)
(相位差膜)
结构1中的相位差膜在长度方向表现出慢相轴。
作为使长度方向表现为慢相轴的方法,可列举出将聚合物沿长度方向进行拉伸的方法、使聚合性液晶性化合物取向的方法等。
另外,结构1的相位差膜与构成双轴薄膜的材料相比优选在长波长侧具有吸收。通过采用这种结构,可以将光学补偿薄膜的延迟的波长分散控制为所希望的图形。结构1的相位差膜中使用的材料的极大吸收范围优选为200nm~370nm,更优选为220nm~350nm,最优选为240nm~330nm。通过把极大吸收规定为370nm以下,可以更加有效地抑制吸收的末端落在可视区域的光学补偿薄膜带有黄色的程度。
结构1中使用的相位差膜优选含有非液晶性聚合物或液晶性化合物。
(相位差膜的延迟)
结构1的相位差膜的Re优选为0~300nm,更优选为0~200nm。Rth的绝对值优选为0~400nm,更优选为0~200nm。
(含有非液晶性聚合物的相位差膜)
在这里,对非液晶性聚合物和含有该非液晶性聚合物的相位差膜进行说明。
形成本发明使用的相位差膜的非液晶性聚合物优选是把用二甲基甲酰胺溶剂得到的聚环氧乙烷作为标准试样,用凝胶渗透色谱法(GPC)测量的重均分子量(Mw)为1万~40万范围的物质。通过使用这种重均分子量为1万以上的聚合物,可获得具有更高双折射的双折射层,从而可以防止裂纹的产生。另外,通过使用重均分子量为40万以下的聚合物,可更加有效地防止相位差的偏移。这是因为当通过涂敷聚合物溶液形成上述相位差膜时,重均分子量为40万以下的聚合物溶液的粘度不会变得过高,易于向基体材料等涂敷聚合物溶液,结果可以形成均匀的相位差膜。另外,当使用重均分子量为40万以下的聚合物调制聚合物溶液时,由于聚合物的可溶性高,所以可以减少使用的溶剂量。结果可以使涂敷层的厚度变薄,可以进行精密涂敷。形成相位差膜的聚合物的重均分子量(Mw)更优选为1万~30万,进一步优选为1万~20万。
非液晶性聚合物例如与液晶性聚合物不同,与基板的取向性无关,可以根据起自身的性质形成nx>nz、ny>nz这种表现出光学单轴性的膜。因此,例如,使用的支撑体也可以并不受取向基限制,例如,也可以是未取向膜,可以省略涂敷取向膜的工序和层叠取向膜的工序等。
作为本发明中使用的非液晶性聚合物,优选选自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚芳基醚酮、聚酰胺酰亚胺和聚酯酰亚胺的至少一种的聚合物。这些聚合物的材料没有特别的限制,可以使用以往公知的聚合物材料,可以单独或任意组合使用。
另外,这些聚合物从耐热性、耐化学药品性优异,富于刚性,透明性优良等理由出发,还适合作为后述的双轴性薄膜的材料。
作为上述聚酰亚胺,优选例如面内取向性高,可溶于有机溶剂的聚酰亚胺。具体地,例如,包括在特表2000—511296号公报中公开的、9,9—双(氨基芳基)芴和芳香族四羧酸二酐的缩聚物,可以使用包括一个以上下述式(46)中所示的重复单元的聚合物。
[化学式26]
式(46)
上述式(46)中,R463~R466分别是选自氢、卤原子、苯基、被1~4个卤原子或碳原子数为1~10的烷基取代的苯基、和碳原子数为1~10的烷基的基团。优选R463~R466分别是选自卤原子、苯基、被1~4个卤原子或碳原子数为1~10烷基取代的苯基、和碳原子数为1~10烷基的基团。
上述式(46)中,Z是具有碳原子数为6~20的4价的芳香族性的基团,优选苯均四酸基、多环式芳香族基、多环式芳香族基的衍生物、或以下述式(47)表示的基团。
[化学式27]
式(47)
上述式(7)中、Z’是共价键、—C(R477)2—、—CO—、—O—、—S—、—SO2—、—Si(C2H5)2—、或—NR478—,当Z’是2个以上时,彼此可以相同,也可以不同。另外,w表示1~10的整数。R477彼此是氢原子或—C(R479)3。R478是氢原子、碳原子数为1~20的烷基、或碳原子数为6~20的芳基,当R478是2个以上时,彼此可以相同,也可以不同。R479彼此是氢原子、氟原子或氯原子,R479是2个以上时,彼此可以相同,也可以不同。
作为上述多环式芳香族基,可列举出例如由萘、芴、或苯并芴或蒽衍生的四价基团。另外,作为上述多环式芳香族基的取代衍生物,可列举出例如碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为1~10的烷基的氟化衍生物和被选自卤原子(氟原子、氯原子等)的至少一个基团取代的上述多环式芳香族基。
此外,还可列举出例如特表平8—511812号公报中记载的、重复单元为用下述式(48)或式(49)表示的均聚物、和重复单元为用下述式(410)表示的聚酰亚胺等。另外,下述式(410)的聚酰亚胺是下述式(48)的均聚物的优选形式。
[化学式28]
式(48)
[化学式29]
式(49)
[化学式30]
式(410)
上述式(48)~式(410)中,G和G’分别表示选自共价键、—CH2—、—C(CH3)2—、—C(CF3)2—、—C(CX3)2—(其中,X是卤原子。)、—CO—、—O—、—S—、—SO2—、—Si(CH2CH3)2—和—N(CH3)—的基团。
上述式(48)和式(410)中,L表示取代基。L优选是卤原子、碳原子数为1~3的烷基、碳原子数为1~3的卤代烷基、取代或未取代的苯基,当L是2个以上时,彼此可以相同,也可以不同。作为上述取代苯基,作为优选的例子可列举出例如具有选自卤原子、碳原子数为1~3的烷基、和碳原子数为1~3的卤代烷基的取代基的取代苯基。另外,作为上述卤原子,作为优选的例子可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。d是0~2的整数,e是0~3的整数。
上述式(48)~式(410)中,Q表示氢原子或取代基。作为Q,是选自卤原子、取代或未取代的烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代或未取代的芳基以及取代或未取代的烷基酯基的原子或基团,当Q是2个以上时,彼此可以相同,也可以不同。作为上述卤原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作为上述取代烷基,可列举出例如卤代烷基。另外作为上述取代芳基,可列举出例如卤代芳基。f是0~4的整数,g是0~3的整数,h是1~3的整数。此外,优选g和h分别大于1。
上述式(49)中,R491彼此是选自氢原子、或卤原子、取代或未取代的苯基、取代或未取代的烷基的基团。其中,R491还优选彼此是卤代烷基。
上述式(410)中,M1和M2彼此是取代基,优选是卤原子、碳原子数为1~3的烷基、碳原子数为1~3的卤代烷基、或取代或未取代的苯基。作为上述卤原子,作为优选的例子可列举出例如氟、氯、溴和碘。另外,作为上述取代苯基,可列举出例如具有选自卤原子、碳原子数为1~3的烷基和碳原子数为1~3的卤代烷基的基团的取代苯基。
作为上述式(48)中所示的聚酰亚胺的具体例子,可列举出例如以下述式(411)表示的物质等。n优选为100~1000。
[化学式31]
式(411)
此外,作为上述聚酰亚胺,还优选例如使除了如上所述的骨架(重复单元)以外的酸二酐和二胺适当共聚形成的共聚物。
作为上述酸二酐,可列举出例如芳香族四羧酸二酐。作为上述芳香族四羧酸二酐,可列举出例如苯均四酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、杂环式芳香族四羧酸二酐、2,2’—取代联苯基四羧酸二酐等。
作为上述苯均四酸二酐,可列举出例如苯均四酸二酐、3,6—二苯基苯均四酸二酐、3,6—双(三氟甲基)苯均四酸二酐、3,6—二溴苯均四酸二酐、3,6—二氯苯均四酸二酐等。作为上述二苯甲酮四羧酸二酐,可列举出例如3,3’,4,4’—二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3’,4’—二苯甲酮四羧酸二酐、2,2’,3,3’—二苯甲酮四羧酸二酐等。作为上述萘四羧酸二酐,可列举出例如2,3,6,7—萘—四羧酸二酐、1,2,5,6—萘—四羧酸二酐、2,6—二氯—萘—1,4,5,8—四羧酸二酐等。作为上述杂环式芳香族四羧酸二酐,可列举出例如噻吩—2,3,4,5—四羧酸二酐、吡啶—2,3,5,6—四羧酸二酐、吡啶—2,3,5,6—四羧酸二酐等。作为上述2,2’—取代联苯基四羧酸二酐,可列举出例如2,2’—二溴—4,4’,5,5’—联苯基四羧酸二酐、2,2’—二氯—4,4’,5,5’—联苯基四羧酸二酐、2,2’—双(三氟甲基)—4,4’,5,5’—联苯基四羧酸二酐等。
另外,作为上述芳香族四羧酸二酐的其它例子,可列举出3,3’,4,4’—联苯基四羧酸二酐、双(2,3—二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,5,6—三氟—3,4—二羧基苯基)甲烷二酐、2,2—双(3,4—二羧基苯基)—1,1,1,3,3,3—六氟丙二酐、4,4’—双(3,4—二羧基苯基)—2,2—二苯基丙二酐、双(3,4—二羧基苯基)醚二酐、4,4’—氧杂二酞酸二酐、双(3,4—二羧基苯基)磺酸二酐、3,3’,4,4’—二苯基砜四羧酸二酐、4,4’—[4,4’—异丙叉—二(p—苯撑氧代)]双(酞酸酐)、N,N—(3,4—二羧基苯基)—N—甲胺二酐、双(3,4—二羧基苯基)二乙基硅烷二酐等。
其中,作为上述芳香族四羧酸二酐,还优选2,2’—取代联苯基四羧酸二酐,更优选2,2’—双(三卤代甲基)—4,4’,5,5’—联苯基四羧酸二酐,进一步优选为2,2’—双(三氟甲基)—4,4’,5,5’—联苯基四羧酸二酐。
作为上述二胺,可列举出例如芳香族二胺,作为具体例子,可列举出苯二胺、二氨基二苯甲酮、萘二胺、杂环式芳香族二胺、和其它的芳香族二胺。
作为上述苯二胺,可列举出例如选自如o—、m—和p—苯二胺、2,4—二氨基甲苯、1,4—二氨基—2—甲氧基苯、1,4—二氨基—2—苯基苯和1,3—二氨基—4—氯苯之类的苯二胺的二胺等。
作为上述二氨基二苯甲酮的例子,可列举出2,2’—二氨基二苯甲酮和3,3’—二氨基二苯甲酮等。
作为上述萘二胺,可列举出例如1,8—二氨基萘和1,5—二氨基萘等。
作为上述杂环式芳香族二胺的例子,可列举出2,6—二氨基吡啶、2,4—二氨基吡啶、和2,4—二氨基—S—三嗪等。
另外,作为上述芳香族二胺,除此之外,还可列举出4,4’—二氨基联苯、4,4’—二氨基二苯基甲烷、4,4’—(9—芴叉)—二苯胺、2,2’—双(三氟甲基)—4,4’—二氨基联苯、3,3’—二氯—4,4’—二氨基二苯基甲烷、2,2’—二氯—4,4’—二氨基联苯、2,2’,5,5’—四氯联苯胺、2,2—双(4—氨基苯氧基苯基)丙烷、2,2—双(4—氨基苯基)丙烷、2,2—双(4—氨基苯基)—1,1,1,3,3,3—六氟丙烷、4,4’—二氨基二苯基醚、3,4’—二氨基二苯基醚、1,3—双(3—氨基苯氧基)苯、1,3—双(4—氨基苯氧基)苯、1,4—双(4—氨基苯氧基)苯、4,4’—双(4—氨基苯氧基)联苯、4,4’—双(3—氨基苯氧基)联苯、2,2—双[4—(4—氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2—双[4—(4—氨基苯氧基)苯基]—1,1,1,3,3,3—六氟丙烷、4,4’—二氨基二苯基硫醚、4,4’—二氨基二苯基砜等。
作为上述聚醚酮,可列举出例如特开2001—49110号公报中记载的、以下述式(412)表示的聚芳基醚酮。
[化学式32]
式(412)
上述式(412)中,X412表示取代基。X412优选是卤原子、低级烷基、卤代烷基、低级烷氧基、或卤代烷氧基,当X412是多个时,彼此可以相同,也可以不同。
作为上述卤原子,可列举出例如氟原子、溴原子、氯原子和碘原子,其中,优选氟原子。作为上述低级烷基,优选例如碳原子数为1~6的直链或支链的低级烷基,更优选碳原子数为1~4的直链或支链的烷基。具体地,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、和叔丁基,特别优选甲基和乙基。作为上述卤代烷基,可列举出例如三氟甲基等上述低级烷基的卤化物。作为上述低级烷氧基,优选例如碳原子数为1~6的直链或支链的烷氧基,更优选碳原子数为1~4的直链或支链的烷氧基。具体地,更优选甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、和叔丁氧基,特别优选甲氧基和乙氧基。作为上述卤代烷氧基,可列举出例如三氟甲氧基等上述低级烷氧基的卤化物。
上述式(412)中,q412和a412分别是0~4的整数。上述式(412)中,q412=0,而且,优选在苯环的两端结合的羰基和醚的氧原子相互在对位存在。另外,上述式(412)中,R412是以下述式(413)表示的基团,m412是0或1的整数。
[化学式33]
式(413)
上述式(413)中,X413表示取代基,例如与式(412)中的X412相同。上述式(413)中,当X413是多个时,彼此可以相同,也可以不同。q413是0~4的整数,优选q413=0。另外,p413是0或1。b413表示氟原子F的取代数,是0~4的整数。
上述式(413)中,R413表示二价的芳香族基。作为该二价的芳香族基,可列举出例如o—、m—或p—亚苯基、或由萘、联苯、蒽、o—、m—或p—三联苯、菲、二苯并呋喃、联苯基醚、或联苯基砜衍生的二价基团等。这些二价的芳香族基中,与芳香族直接结合的氢也可以被卤原子、低级烷基或低级烷氧基取代。其中,作为上述R413,还优选选自下述(9)~(15)的芳香族基。
[化学式34]
上述式(412)中,作为上述R412,更优选以下述式(21)表示的基团,下述式(21)中,R413和p413与上述式(413)同义,优选的范围也同义。
[化学式35]
式(21)
此外,上述式(412)中,n412表示聚合度,优选为2~5000,更优选为5~500。另外,该聚合可以由相同结构的重复单元组成,也可以由不同结构的重复单元组成。在后者的情况下,重复单元的聚合形式可以是嵌段聚合,也可以是无规聚合。
另外,以式(412)表示的聚芳基醚酮的末端优选p—四氟苯甲酰撑基侧是氟,氧代亚烷基侧是氢原子,这样的聚芳基醚酮例如可以用下述式(22)表示。另外,下述式中,n412表示与上述式(412)相同的聚合度。X412、q412、R412、m412与式(412)同义,优选范围也同义。
[化学式36]
式(22)
作为以上述式(12)表示的聚芳基醚酮的具体例子,可列举出以下述(23)~(26)表示的物质等,下述各式中,n表示与上述式(412)相同的聚合度。
[化学式37]
另外,除此之外,作为上述聚酰胺或聚酯,可列举出例如特表平10—508048号公报中记载的聚酰胺和聚酯,这些的重复单元例如可以用下述式(27)表示。
[化学式38]
式(27)
上述式(27)中,Y27是—O—或—NH—。另外,E27是选自共价键、碳原子数为2的亚烷基、卤代碳原子数为2的亚烷基、CH2基、C(CX27 3)2基(其中,X27是卤素或氢。)、CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(R27)2基和N(R27)基的至少一种基团,彼此可以相同也可以不同。上述E27中,R27是碳原子数为1~3的烷基和碳原子数为1~3的卤代烷基的至少一种,相对于羰基官能基或Y27位于间位或对位。
另外,上述式(27)中,A27和A’27是取代基,t271和t272分别是0~4的整数,z271和z272分别是0~4的整数,p27是0~3的整数,q27是1~3的整数,r27是0~3的整数。
上述A27选自例如氢、卤素、碳原子数为1~3的烷基、碳原子数为1~3的卤代烷基、以OR27(其中,R27是上述定义的物质。)表示的烷氧基、芳基、通过卤代等产生的取代芳基、碳原子数为1~9的烷氧基羰基、碳原子数为1~9的烷基羰氧基、碳原子数为1~12的芳氧基羰基、碳原子数为1~12的芳基羰氧基及其取代衍生物、碳原子数为1~12的芳基氨基甲酰基、以及碳原子数为1~12的芳基羰基氨基及其取代衍生物,当为多个时,彼此可以相同,也可以不同。上述A’27选自卤原子、碳原子数为1~3的烷基、碳原子数为1~3的卤代烷基、苯基和取代苯基,当为多个时,彼此可以相同,也可以不同。作为上述取代苯基的苯环上的取代基,可列举出例如卤原子、碳原子数为1~3的烷基、碳原子数为1~3的卤代烷基及其组合。
以上述式(27)表示的聚酰胺或聚酯的重复单元中,优选以下述式(28)表示的物质。
[化学式39]
式(28)
上述式(28)中,A28、A’28和Y28分别与式(27)中的A27、A’27和Y27同义,优选范围也同义。v28是0~3的整数,优选0~2的整数。v28和y28分别是0或1,但是不同时为0。
包含非液晶性聚合物的相位差膜的制备例如可以按照如下所示进行。首先在基体材料上涂敷形成相位差膜的上述规定的聚合物而形成前驱层。作为涂敷方法,没有特别的限制,可列举出例如将如上所述的聚合物加热熔化而进行涂敷的方法、和涂敷使上述聚合物溶解于溶剂而形成的聚合物溶液的方法等。其中,从操作性优异,控制光学各向异性的观点出发,优选涂敷上述聚合物溶液的方法。
通过上述聚合物的涂敷工序,可以调节制造的相位差膜的厚度。例如,涂敷上述聚合物溶液的方法中,可以通过调节基体材料单位面积(cm2)的上述聚合物的涂敷量,调节相位差膜的厚度。
本发明的包含非液晶性聚合物的相位差膜的厚度优选为0.1~50μm,更优选为1~20μm。
作为聚合物溶液的溶剂,只要是可以使聚合物溶解的就可以,没有特别的限制,可列举出例如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、邻二氯苯等卤代烃类;苯酚、对氯苯酚等酚类;苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1,2—二甲氧基苯等芳香族烃类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2—吡咯烷酮、N—甲基—2—吡咯烷酮等酮类;醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯类;如叔丁醇、甘油、乙二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、2—甲基—2,4—戊二醇的醇类;如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺的酰胺类;如乙腈、丁腈的腈类;如二乙醚、二丁醚、四氢呋喃的醚类;或者二硫化碳、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等。这些溶剂可以单独或混合使用。
上述聚合物溶液的粘度优选易于涂敷的粘度。这是因为如果涂敷容易,则可以形成如上所述的均匀的相位差膜。该粘度优选为0.1~12Pa·s,更优选为1~10Pa·s,进一步优选为1~5Pa·s。上述聚合物溶液中上述聚合物的浓度没有特别的限制,但是考虑到使用的非液晶性聚合物的重均分子量,优选按照上述的范围调整溶液的粘度。上述聚合物的浓度相对于溶剂100质量份,优选为5~50质量份,更优选为10~40质量份。
上述聚合物溶液例如也可以根据需要再混合稳定剂、增塑剂、金属类等各种添加剂。另外,上述聚合物溶液例如也可以在不明显降低上述聚合物取向性等的范围内,含有不同的其它树脂。作为上述其它的树脂,可列举出例如各种通用树脂、工程塑料、热塑性树脂、热固化性树脂等。
作为上述通用树脂,可列举出例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯树脂(ABS树脂)、和丙烯腈—苯乙烯树脂(AS树脂)等。作为上述工程塑料,可列举出例如聚乙酸酯(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA:尼龙)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等。作为上述热塑性树脂,可列举出例如聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酮(PK)、聚酰亚胺(PI)、聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯(PCT)、聚烯丙酯(PAR)、和液晶聚合物(LCP)等。作为上述热固化性树脂,可列举出例如环氧树脂、苯酚酚醛清漆树脂等。
这样一来,当将上述其它的树脂等混合于上述聚合物溶液时,其混合量相对于上述聚合物,优选为0~50质量%,更优选为0~30质量%。
另外涂敷处理可以按照旋涂法和辊涂法、流涂法和印刷法、浸涂法和流延成膜法、棒涂法和凹版印刷法等适合的方法进行。涂敷时,也可以根据需要采取聚合物层的叠加方式等。
另外,涂敷上述聚合物时,也可以在基体材料上一边沿一个方向施加应力一边进行涂敷,或者相对于基体材料一边从一个方向给风等一边进行涂敷。
接着,使上述前驱层固化而在基体材料上形成相位差膜。作为固化的方法,有如下方法:涂敷后,自然干燥(风干),或者在优选为25~180℃、更优选为80~170℃、进一步优选为60~150℃下进行加热的方法。干燥或加热的时间根据其温度和有无在前驱层上使用溶剂、其溶剂的种类等进行决定,但是优选可以进行0.5~30分钟,更优选为1~20分钟,进一步优选为1~15分钟。
在制备本发明的相位差膜的方法中,也可以另外包括将基体材料和相位差膜的层叠体进行拉伸的工序。作为上述层叠体的拉伸方法,没有特别的限制,例如,可以适当使用固定端拉伸和以往公知的方法。优选拉幅机横向拉伸、和长轴方向的拉伸倍率比短轴方向的拉伸倍率还小的双轴拉伸。双轴拉伸也可以是根据全拉幅机方式的同时双轴拉伸、用辊式拉幅机法的逐次双轴拉伸的任何一种。拉伸倍率根据拉伸方法的不同而不同,但是例如使上述层叠体拉伸1—200%。拉伸时的加热温度根据使用的基体材料的Tg和添加物的种类适当选择,但是优选为80~250℃,更优选为120~220℃,特别优选为140~200℃。特别地,最好是使用的基体材料的Tg附近或Tg以上。
接着,优选进行如下工序:使在基体材料上直接形成的相位差膜再按照与低延迟聚合物薄膜对置的方式进行接合,然后只剥离基体材料的工序。这样也可以通过将上述相位差膜转印至低延迟聚合物薄膜,制造通过剥离上述基体材料而形成的上述相位差膜和上述低延迟聚合物薄膜的层叠体,从而获得本发明的光学层叠体。
作为上述基体材料,可以使用适合的材料,没有限制。例如,可列举出玻璃转化点(Tg)低的高分子薄膜、模量高的高分子薄膜、与材料的线膨胀同等或比其大的基体材料、热传导率高的基体材料、长宽比高的基体材料、厚度薄的基体材料等。要想使上述基体材料具有伸缩性,可以使用下列方法:以不固定基体材料的方式进行干燥,从而全方位具有收缩性的方法;至少在一个方向以上固定,此外还赋予收缩性的方法;利用金属带的线膨胀的方法;在薄膜输送时通过拉幅机固定来控制收缩的方法;预先使基体材料膨胀并通过干燥提高收缩率的方法;在干燥工序前对基体材料进行拉伸,从而使其固化收缩的方法;在干燥工序中或工序后对基体材料进行拉伸的方法等。并不限于该方法。
上述基体材料的厚度可以根据使用目的等适当决定,但是从强度和薄层化等观点出发,优选为5~500μm,更优选为10~200μm,进一步优选为15~150μm。
(包含液晶性化合物的相位差膜)
下面对作为结构1的相位差膜优选使用的聚合性液晶层进行详细地说明。
本发明的聚合性液晶层优选通过使用取向膜使液晶性化合物取向,固定其取向状态来形成。为了固定液晶性化合物的取向状态,优选液晶性化合物具有聚合性基团。
(棒状液晶性化合物)
首先对本发明的聚合性液晶层中使用的棒状液晶性化合物进行说明。
作为棒状液晶性化合物,优选偶氮甲碱类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、安息香酸酯类、环己烷羧酸苯基酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯基乙炔类和烯基环环己基苄腈类。不仅可以使用低分子的液晶性化合物,而且还可以使用高分子液晶性化合物。特别优选使用的、作为具有低分子的聚合性基的棒状液晶性化合物,是下述式(I)的棒状液晶性化合物。
式(I)
Q11—L1—Cy1—L2—(Cy2—L3)n111—Cy3—L4—Q22
式(I)中、Q11和Q22分别是聚合性基,L1和L4分别是二价的连接基团,L2和L3分别是单键或二价的连接基团,Cy1、Cy2和Cy3是二价的环状基,n111是0、1或2。
Q11和Q22中,聚合性基的聚合反应优选为加成聚合(包括开环聚合)或者缩聚。换句话说,聚合性基优选可以进行加成聚合反应或缩聚反应的官能基。以下示出了聚合性基的例子。
[化学式40]
L1和L4分别是二价的连接基团。L1和L4分别优选选自—O—、—S—、—CO—、—NR222—、二价的链状基团、二价的环状基及其这些组合的二价的连接基团。上述R222是碳原子数为1~7的烷基或氢原子。
以下示出了组合形成的二价的连接基团。其中,左侧与Q(Q11或Q22)结合,右侧与Cy(Cy1或Cy3)结合。
L—1:—CO—O—二价的链状基—O—
L—2:—CO—O—二价的链状基—O—CO—
L—3:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—
L—4:—CO—O—二价的链状基—O—二价的环状基—
L—5:—CO—O—二价的链状基—O—二价的环状基—CO—O—
L—6:—CO—O—二价的链状基—O—二价的环状基—O—CO—
L—7:—CO—O—二价的链状基—O—二价的环状基—二价的链状基—
L—8:—CO—O—二价的链状基—O—二价的环状基—二价的链状基—CO—O—
L—9:—CO—O—二价的链状基—O—二价的环状基—二价的链状基—O—CO—
L—10:—CO—O—二价的链状基—O—CO—二价的环状基—
L—11:—CO—O—二价的链状基—O—CO—二价的环状基—CO—O—
L—12:—CO—O—二价的链状基—O—CO—二价的环状基—O—CO—
L—13:—CO—O—二价的链状基—O—CO—二价的环状基—二价的链状基—
L—14:—CO—O—二价的链状基—O—CO—二价的环状基—二价的链状基—CO—O—
L—15:—CO—O—二价的链状基—O—CO—二价的环状基—二价的链状基—O—CO—
L—16:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—二价的环状基—
L—17:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—二价的环状基—CO—O—
L—18:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—二价的环状基—O—CO—
L—19:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—二价的环状基—二价的链状基—
L—20:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—二价的环状基—二价的链状基—CO—O—
L—21:—CO—O—二价的链状基—O—CO—O—二价的环状基—二价的链状基—O—CO—
二价的链状基指亚烷基、取代亚烷基、亚烯基、取代亚烯基、亚炔基(アルキニレン基)、取代亚炔基。优选亚烷基、取代亚烷基、亚烯基、取代亚烯基,更优选亚烷基和亚烯基。
亚烷基也可以具有支链。亚烷基的碳原子数优选为1~12,更优选为2~10,最优选为2~8。
取代亚烷基的亚烷基部分与上述亚烷基相同。作为取代基的例子包括卤原子。
亚烯基也可以具有支链。亚烯基的碳原子数优选为2~12,更优选为2~10,最优选为2~8。
取代亚烷基的亚烷基部分与上述亚烷基相同。作为取代基的例子包括卤原子。
亚炔基也可以具有支链。亚炔基的碳原子数优选为2~12,更优选为2~10,最优选为2~8。
取代亚炔基的亚炔基部分与上述亚炔基相同。取代基的例子包括卤原子。
作为二价的链状基的具体例子,可列举出亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、1—甲基—四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、2—亚丁烯基、2—亚丁烯基、2—亚丁炔基等。
二价的环状基的定义和例子与后述的Cy1、Cy2和Cy3的定义和例子相同。
R222优选为碳原子数为1~4的烷基或氢原子,更优选甲基、乙基或氢原子,最优选氢原子。
L2或L3分别是单键或二价的连接基团。L2和L3优选分别为选自—O—、—S—、—CO—、—NR222—、二价的链状基、二价的环状基及其组合的二价的连接基团或单键。上述R222是碳原子数为1~7的烷基或氢原子,优选碳原子数为1~4的烷基或氢原子,更优选甲基、乙基或氢原子,最优选氢原子。对于二价的链状基、和二价的环状基与L1和L4的定义同义。
式(I)中、n111是0、1或2。当n是2时,两个L3可以相同也可以不同,两个Cy2可以相同也可以不同。n111优选为1或2,更优选为1。
式(I)中,Cy1、Cy2和Cy3分别是二价的环状基。
环状基中含有的环优选为5元环、6元环、或7元环,更优选为5元环或6元环,最优选为6元环。
环状基中含有的环也可以是缩合环。但是,与缩合环相比更优选单环。
环状基中含有的环也可以是芳香族环、脂肪族环、和杂环的任何一种。芳香族环的例子包括苯环和萘环。脂肪族环的例子包括环己烷环。杂环的例子包括吡啶环和嘧啶环。
作为具有苯环的环状基,优选1,4—亚苯基。作为具有萘环的环状基,优选萘—1,5—二基和萘—2,6—二基。作为具有环己烷环的环状基优选1,4—环己撑基。作为具有吡啶环的环状基优选吡啶—2,5—二基基。作为具有嘧啶环的环状基,优选嘧啶—2,5—二基。
环状基也可以具有取代基。取代基的例子包括卤原子、氰基、硝基、碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的卤素取代烷基、碳原子数为1~5的烷氧基、碳原子数为1~5的烷基硫基、碳原子数为2~6的酰氧基、碳原子数为2~6的烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳原子数为2~6的烷基取代氨基甲酰基和碳原子数为2~6的酰胺基。
下面,示出了以式(I)表示的聚合性液晶性化合物的例子。本发明并不限于这些。
[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
[化学式44]
聚合性液晶层可以通过将包含液晶性化合物和根据需要才包含的聚合引发剂、平均倾斜角调整剂和任意的添加剂(例如,增塑剂、单体、表面活性剂、取向温度降低剂、手性剂)的涂敷液涂敷在取向膜上形成。
(聚合引发剂)
取向的液晶性化合物可以通过保持取向状态进行固定。固定化优选通过聚合反应进行。作为聚合反应,包括使用热聚合引发剂的热聚合反应和使用光聚合引发剂的光聚合反应。优选光聚合反应。
作为光聚合引发剂的例子,包括α—羰基化合物(美国专利2367661号、美国专利2367670号的各说明书记载)、偶姻醚(美国专利2448828号说明书记载)、α—烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利2722512号说明书记载)、多核醌化合物(美国专利3046127号、美国专利2951758号的各说明书记载)、三芳基咪唑二聚物和p—氨基苯基酮的组合(美国专利3549367号说明书记载)、丫啶和吩嗪化合物(特开昭60—105667号公报、美国专利4239850号说明书记载)和噁二唑化合物(美国专利4212970号说明书记载)。
光聚合引发剂的使用量优选为涂敷液的固体成分的0.01~20质量%的范围,更优选为0.5~5质量%的范围。
用于液晶性化合物聚合的照射光优选使用紫外线。
照射能量优选为20mJ/cm2~50J/cm2的范围,更优选为20~5000mJ/cm2的范围,进一步优选为100~800mJ/cm2的范围。另外,为了促进光聚合反应,也可以在加热条件下进行光照射。
(平均倾斜角控制剂)
本发明的相位差膜可以通过具有特定的表面活性的化合物调节液晶性化合物的平均倾斜角。
作为使平均倾斜角降低的化合物可列举出纤维素的低级脂肪酸酯、含氟表面活性剂、或具有1,3,5—三嗪环的化合物。
(纤维素的低级脂肪酸酯)
纤维素的低级脂肪酸酯中的所谓“低级脂肪酸”是指,碳原子数为6以下的脂肪酸。碳原子数优选为2~5,更优选为2~4。在脂肪酸中也可以结合取代基(例如,羟基)。二种以上的脂肪酸也可以形成纤维素和酯。作为纤维素的低级脂肪酸酯的例子,包括纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素羟基丙酸酯、纤维素乙酸丙酸酯和纤维素乙酸丁酸酯。特别优选纤维素乙酸丁酸酯。纤维素乙酸丁酸酯的丁酰化度优选为30%以上,更优选为30~80%。纤维素乙酸丁酸酯的乙酰化度优选为30%以下,更优选为1~30%。纤维素的低级脂肪酸酯以液晶性化合物的量的0.01~1质量%的量使用。使用量优选为液晶性化合物的量的0.1~1质量%,更优选为0.3~0.9质量%。
具有1,3,5—三嗪环的化合物优选以下述式(III-I)表示的化合物。
[化学式45]
式(III-I)
式(III-I)中,X1、X2和X3分别是单键、—NR333—(R333是碳原子数为1~30的烷基或氢原子)、—O—或—S—,R31、R32和R33分别是烷基、烯基、芳基或杂环基。
以式(III-I)表示的化合物特别优选为蜜胺化合物。蜜胺化合物中,式(III-I)中,X1、X2或X3是—NR333—,或X1、X2或X3是单键,而且R31、R32和R33是在氮原子上具有游离原子价的杂环基。对于蜜胺化合物,引用式(IV)进行更加详细地说明。—NR333—的R333特别优选为氢原子。R31、R32和R33特别优选为芳基。
上述烷基与环状烷基相比更优选链状烷基。与具有支链的链状烷基相比还优选直链状烷基。烷基的碳原子数优选为1~30,更优选为2~30,进一步优选为4~30,最优选为6~30。烷基也可以具有取代基。作为取代基的例子,包括卤原子、烷氧基(例如、甲氧基、乙氧基、环氧乙氧基)和酰氧基(例如,丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基)。上述烯基与环状烯基相比更优选链状烯基。与具有支链的链状烯基相比更优选直链状烯基。烯基的碳原子数优选为2~30,更优选为3~30,进一步优选为4~30,最优选为6~30。烯基也可以具有取代基。作为取代基的例例子包括卤原子、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、环氧乙氧基)和酰氧基(例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基)。
上述芳基优选为苯基或萘基,特别优选苯基。芳基也可以具有取代基。作为取代基的例子,包括卤原子、羟基、氰基、硝基、羧基、烷基、烯基、芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、酰氧基、烷氧基羰基、烯氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、烷基取代氨磺酰基、烯基取代氨磺酰基、芳基取代氨磺酰基、磺酰胺基、氨基甲酰基、烷基取代氨基甲酰基、烯基取代氨基甲酰基、芳基取代氨基甲酰基、酰胺基、烷硫基、烯硫基、芳硫基和酰基。上述烷基具有与上述烷基相同的定义。烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、烷基取代氨磺酰基、磺酰胺基、烷基取代氨基甲酰基、酰胺基、烷硫基和酰基的烷基部分也与前述烷基相同。上述烯基具有与上述烯基相同的定义。烯氧基、酰氧基、烯氧基羰基、烯基取代氨磺酰基、磺酰胺基、烯基取代氨基甲酰基、酰胺基、烯硫基和酰基的烯基部分也与上述的烯基相同。作为上述芳基的例子,包括苯基、α—萘基、β—萘基、4—甲氧基苯基、3,4—二乙氧基苯基、4—辛氧基苯基和4—十二烷氧基苯基。芳氧基、酰氧基、芳氧基羰基、芳基取代氨磺酰基、磺酰胺基、芳基取代氨基甲酰基、酰胺基、芳硫基和酰基的部分的例子与上述芳基的例子相同。
X1、X2或X3是—NR333—、—O—或—S—时的杂环基优选具有芳香族性。具有芳香族性的杂环一般是不饱和杂环,优选具有最多双键的杂环。杂环优选为5元环、6元环或7元环,更优选5元环或6元环,最优选6元环。杂环的杂原子优选为N、S或O,特别优选N。作为具有芳香族性的杂环,特别优选吡啶环(作为杂环基,为2—吡啶环或4—吡啶环)。杂环基也可以具有取代基。杂环基的取代基的例子与上述芳基部分的取代基的例子相同。X1、X2或X3为单键时的杂环基优选为在氮原子上具有游离原子价的杂环基。在氮原子上具有游离原子价的杂环基优选为5元环、6元环或7元环,更优选5元环或6元环,最优选5元环。杂环基也可以具有多个氮原子。另外,杂环基也可以具有氮原子以外的杂原子(例如O、S)。杂环基也可以具有取代基。杂环基的取代基的例子与上述芳基部分的取代基的例子相同。下面,示出了在氮原子上具有游离原子价的杂环基的例子。
[化学式46]
[化学式47]
[化学式48]
[化学式49]
R31、R32和R33的至少一个优选包括碳原子数为9~30的亚烷基部分或亚烯基部分。碳原子数为9~30的亚烷基部分或亚烯基部分优选是直链状。亚烷基部分或亚烯基部分优选包含在芳基的取代基中。另外,R31、R32和R33的至少一个优选具有聚合性基作为取代基。具有1,3,5—三嗪环的化合物优选具有至少两个聚合性基。另外,聚合性基优选位于R31、R32或R33的末端。通过向具有1,3,5—三嗪环的化合物中引入聚合性基,可以在具有1,3,5—三嗪环的化合物和液晶性化合物、例如盘状液晶性分子进行聚合的状态下使其包含在相位差膜中。具有聚合性基作为取代基的R31、R32或R33以下述式(Rp)表示。
式(Rp)
—L5(—P)n333
式(Rp)中,L5是(n333+1)价的连接基团,P是聚合性基,n333是1~5的整数。式(Rp)中,(n333+1)价的连接基团(L5)优选为将至少两个选自亚烷基、亚烯基、n333+1价的芳香族基、二价的杂环残基、—CO—、—NR334—(R334是碳原子数为1~30的烷基或氢原子)、—O—、—S—和—SO2—的基团组合形成的连接基团。亚烷基的碳原子数优选为1~12。亚烯基的碳原子数优选为2~12。芳香族基的碳原子数优选为6~10。以下示出了式(Rp)的L5的例子。左侧与式(III-I)的X1、X2或X3结合(X1、X2或X3是单键时,与1,3,5—三嗪环直接连接),右侧与(L53~L59中n个)聚合性基(P)结合。AL是指亚烷基或亚烯基,Hc指二价的杂环残基,AR是指芳香族基。另外,亚烷基、亚烯基、杂环残基和芳香族基也可以具有取代基(例如烷基、卤原子)。
L51:—AI—O—CO—
L52:—AL—O—
L53:—AR(—O—AL—O—CO—)n
L54:—AR(—O—AL—O—)n
L55:—AR(—O—CO—AL—O—CO—)n
L56:—AR(—CO—O—AL—O—CO—)n
L57:—AR(—O—CO—AR—O—AL—O—CO—)n
L58:—AR(—NR—SO2—AL—O—CO—)n
L59:—AR(—SO2—NR—AL—O—CO—)n
作为式(Rp)中的聚合性基(P),可以优选使用下述的结构。
[化学式50]
(P1) (P2) (P3)
—CH=CH2 —C≡CH —CH2—C≡CH
[化学式51]
(P4) (P5) (P6)
[化学式52]
(P7) (P8) (P9)
—CH=CH-CH3 —N=C=S
[化学式53]
(P10) (P11) (P12)
—SH —CHO —OH
[化学式54]
(P13) (P14) (P15)
—CO2H —N=C=O —CH=CH-C2H5
[化学式55]
(P16) (P17) (P18)
聚合性基(P)优选不饱和聚合性基(P1、P2、P3、P7、P8、P15、P16、P17)或环氧基(P6、P18),更优选不饱和聚合性基,最优选烯键式不饱和聚合性基(P1、P7、P8、P15、P16、P17)。式(Rp)中,n是4~12的整数。具体的数字根据液晶性化合物的种类决定。
以下示出了具有1,3,5—三嗪环的化合物的(蜜胺化合物除外)具体例子。
[化学式56]
TR—1:R31、R32、R33:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—2:R31、R32、R33:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
TR—3:R31、R32:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R33:—(CH2)12—CH3
TR—4:R31、R32:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R33:—(CH2)12—CH3
TR—5:R31:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R32、R33:—(CH2)12—CH3
TR—6:R31:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R32、R33:—(CH2)12—CH3
TR—7:R31、R32:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R33:—(CH2)12—CH3
TR—8:R31:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R32、R33:—(CH2)12—CH3
TR—9:R31、R32、R33:—(CH2)9—O—EpEt
TR—10:R31、R32、R33:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—EpEt
TR—11:R31、R32:—(CH2)9—O—EpEt;R33:—(CH2)12—CH3
TR—12:R31、R32、R33:—(CH2)9—O—CH=CH2
TR—13:R31、R32:—(CH2)9—O—CH=CH2;R33:—(CH2)12—CH3
EpEt表示环氧乙基(以下相同)。
[化学式57]
(TR—14~65)
TR—14:X1、X2、X3:—O—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—15:X1、X2、X3:—O—;R31、R32、R34、R35、R37、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—16:X1、X2、X3:—O—;R32、R35、R38:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
TR—17:X1、X2、X3:—O—;R31、R32、R34、R35、R37、R38:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
TR—18:X1、X2、X3:—O—;R31、R33、R34、R36、R37、R39:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—19:X1、X2、X3:—O—;R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—20:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—21:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—22:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R37、R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—23:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—24:X1:—O—;X2、X3:—NH—;R31、R33:—O—(CH2)12—CH3;R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—25:X1:—O—;X2、X3:—NH—;R31、R32:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R35、R38:—O—(CH2)11—CH3
TR—26:X1:—O—;X2、X3:—NH—;R31、R32、R33:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R35、R38:—O—(CH2)11—CH3
TR—27:X1、X2:—NH—;X3:—S—;R32、R35:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—28:X1、X2:—NH—;X3:—S—;R31、R32、R34、R35:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—29:X1、X2:—NH—;X3:—S—;R32、R35:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—30:X1、X2:—NH—;X3:—S—;R31、R32、R34、R35:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—31:X1、X2:—NH—;X3:—S—;R31、R33、R34、R36:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—32:X1、X2:—NH—;X3:—S—;R31、R32、R33、R34、R35、R36:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—33:X1、X2:—O—;X3:—S—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—34:X1、X2:—O—;X3:—S—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—35:X1、X2:—O—;X3:—S—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R37、R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—36:X1、X2:—O—;X3:—S—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—37:X1:—O—;X2、X3:—S—;R31、R33:—O—(CH2)12—CH3;R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—38:X1:—O—;X2、X3:—S—;R31、R32:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R35、R38:—O—(CH2)11—CH3
TR—39:X1:—O—;X2、X3:—S—;R31、R32、R33:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R35、R38:—O—(CH2)11—CH3
TR—40:X1、X2、X3:—S—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—41:X1、X2、X3:—S—;R31、R32、R34、R35、R37、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—42:X1、X2、X3:—S—;R32、R35、R38:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
TR—43:X1、X2、X3:—S—;R31、R32、R34、R35、R37、R38:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
TR—44:X1、X2、X3:—S—;R31、R33、R34、R36、R37、R39:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—45:X1、X2、X3:—S—;R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—46:X1、X2:—S—;X3:—NH—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
TR—47:X1、X2:—S—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—48:X1、X2:—S—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R37、R38:—O-(CH2)12—CH3
TR—49:X1、X2:—S—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—50:X1:—O—;X2:—NH—;X3:—S—;R31、R33:—O—(CH2)12—CH3;R35:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—51:X1:—O—;X2:—NH—;X3:—S—;R31、R32:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R35:—O—(CH2)11—CH3;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—52:X1:—O—;X2:—NH—;X3:—S—;R31、R32、R33:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R35:—O—(CH2)11—CH3;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—53:X1、X2、X3:—O—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—EpEt
TR—54:X1、X2、X3:—O—;R31、R32、R34、R35、R37、R38:—O—(CH2)9—O—EpEt
TR—55:X1、X2、X3:—O—;R32、R35、R38:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—EpEt
TR—56:X1、X2、X3:—O—;R31、R32、R34、R35、R37、R38:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—EpEt
TR—57:X1、X2、X3:—O—;R31、R33、R34、R36、R37、R39:—O—(CH2)9—O—EpEt
TR—58:X1、X2、X3:—O—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CH=CH2
TR—59:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—EpEt
TR—60:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—EpEt;R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—61:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—EpEt;R37、R38:—O—(CH2)12—CH3
TR—62:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35:—O—(CH2)4—O—EpEt;R38:—O—CO—(CH2)11—CH3
TR—63:X1:—O—;X2、X3:—NH—;R31、R33:—O—(CH2)12—CH3;R35、R38:—O—(CH2)9—O—EpEt
TR—64:X1:—O—;X2、X3:—NH—;R31、R32:—O—(CH2)6—O—EpEt;R35、R38:—O—(CH2)11—CH3
TR—65:X1、X2:—O—;X3:—NH—;R32、R35、R38:—O—(CH2)9—O—CH=CH2
具有1,3,5—三嗪环的化合物优选以下述式(IV-I)表示的蜜胺化合物。
[化学式58]
式(IV-I)
式(IV-I)中,R41、R43和R45分别是碳原子数为1~30的烷基或氢原子,R42、R44和R46分别是烷基、烯基、芳基或杂环基,或者R41和R42、R43和R44或R45和R46分别结合形成杂环。R41、R43和R45优选为碳原子数为1~20的烷基或氢原子,更优选碳原子数为1~10的烷基或氢原子,进一步优选碳原子数为1~6的烷基或氢原子,最优选氢原子。R42、R44和R46特别优选为芳基。上述烷基、烯基、芳基和杂环基的定义和取代基与在上述式(III-I)中说明的各基团的定义和取代基相同。R41和R42、R43和R44或R45和R46通过结合形成的杂环与在上述式(III-I)中说明的在氮原子上具有游离原子价的杂环基相同。
R42、R44和R46的至少一个优选包含碳原子数为9~30的亚烷基部分或亚烯基部分。碳原子数为9~30的亚烷基部分或亚烯基部分优选为直链状。亚烷基部分或亚烯基部分优选包含在芳基的取代基中。另外,R42、R44和R46的至少一个优选具有聚合性基作为取代基。蜜胺化合物优选具有至少两个聚合性基。另外,聚合性基优选位于R42、R44和R46的末端。通过向蜜胺化合物中引入聚合性基,可以在蜜胺化合物和液晶性化合物、例如盘状液晶性分子进行聚合的状态下使其包含在光学各向异性层中。具有聚合性基作为取代基的R42、R44和R46与以上述的式(Rp)表示的基团相同。
以下示出了蜜胺化合物的具体例子。
[化学式59]
MM—1:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)9—CH3
MM—2:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)11—CH3
MM—3:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)15—CH3
MM—4:R44、R54、R64:—O—(CH2)9—CH3
MM—5:R44、R54、R64:—O—(CH2)15—CH3
MM—6:R43、R53、R63:—O—CH3;R44、R54、R64:—O—(CH2)17—CH3
MM—7:R44、R54、R64:—CO—O—(CH2)11—CH3
MM—8:R44、R54、R64:—SO2—NH—(CH2)17—CH3
MM—9:R43、R53、R63:—O—CO—(CH2)15—CH3
MM—10:R42、R52、R62:—O—(CH2)17—CH3
MM—11:R42、R52、R62:—O—CH3;R43、R53、R63:—CO—O—(CH2)11—CH3
MM—12:R42、R52、R62:—CI;R43、R53、R63:—CO—O—(CH2)11—CH3
MM—13:R42、R52、R62:—O—(CH2)11—CH3;R45、R55、R65:—SO2—NH—异—C3H7
MM—14:R42、R52、R62:—Cl;R45、R55、R65:—SO2—NH—(CH2)15—CH3
MM—15:R42、R46、R52、R56、R62、R66:—Cl;R45、R55、R65:—SO2—NH—(CH2)19—CH3
MM—16:R43、R54:—O—(CH2)9—CH3;R44、R53、R63、R64:—O—(CH2)11—CH3
MM—17:R44:—O—(CH2)11—CH3;R54:—O—(CH2)15—CH3;R64:—O—(CH2)17—CH3
MM—18:R42、R45、R52、R55、R62、R65:—O—CH3;R44、R54、R64:—NH—CO—(CH2)14—CH3
MM—19:R42、R45、R52、R55、R62、R65:—O—(CH2)3—CH3;R44、R54、R64:—O—(CH2)15—CH3
MM—20:R42、R52、R62:—NH—SO2—(CH2)15—CH3;R44、R45、R54、R55、R64、R65:—Cl
MM—21:R42、R43、R52、R53、R62、R63:—F;R44、R54、R64:—CO—NH—(CH2)15—CH3;R45、R46、R45、R56、R65、R66:—Cl
MM—22:R42、R52、R62:—Cl;R44、R54、R64:—CH3;R45、R55、R65:—NH—CO—(CH2)12—CH3
MM—23:R42、R52、R62:—OH;R44、R54、R64:—CH3;R45、R55、R65:—O—(CH2)15—CH3
MM—24:R42、R45、R52、R55、R62、R65:—O—CH3;R44、R54、R64:—(CH2)11—CH3
MM—25:R42、R52、R62:—NH—SO2—CH3;R45、R55、R65:—CO—O—(CH2)11—CH3
MM—26:R42、R52、R62:—S—(CH2)11—CH3;R45、R55、R65:—SO2—NH2
MM—27:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)12—O—CO—CH=CH2
MM—28:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)8—O—CO—CH=CH2
MM—29:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—CO—(CH2)7—O—CO—CH=CH2
MM—30:R44、R54、R64:—CO—O—(CH2)12—O—CO—C(CH3)=CH2
MM—31:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—CO—p—Ph—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
MM—32:R42、R44、R52、R54、R62、R64:—NH—SO2—(CH2)8—O—CO—CH=CH2;R45、R55、R65:—Cl
MM—33:R42、R52、R62:—NH—SO2—CH3;R46、R55、R65:—CO—O—(CH2)12—O—CO—CH=CH2
MM—34:R44、R54、R64:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—35:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—36:R44、R54、R64:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
MM—37:R43、R44、R53、R54、R63、R64:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
MM—38:R43、R45、R53、R55、R63、R65:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—39:R43、R44、R45、R53、R54、R55、R63、R64、R65:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—40:R44、R54:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R64:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—41:R44、R54:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R64:—O—(CH2)12—CH3
MM—42:R44、R54:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R63、R64:—O—(CH2)12—CH3
MM—43:R44、R54:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R63、R64:—O—CO—(CH2)11—CH3
MM—44:R43、R45:—O—(CH2)12—CH3;R54、R64:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—45:R43、R44:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R54、R64:—O—(CH2)11—CH3
MM—46:R43、R44、R45:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2;R54、R64:—O—(CH2)11—CH3p—Ph表示p—亚苯基(以下相同)。
[化学式60]
MM—47:R46、R56、R66:—SO2—NH—(CH2)15—CH3;R48、R58、R68:—O—(CH2)11—CH3
MM—48:R45、R55、R65:—SO2—NH—(CH2)17—CH3
MM—49:R46、R56、R66:—SO2—NH—(CH2)15—CH3
MM—50:R45、R55、R65:—O—(CH2)17—CH3;R47、R57、R67:—SO2—NH—CH3
MM—51:R43、R53、R63:—O—(CH2)15—CH3
MM—52:R41、R51、R61:—O—(CH2)17—CH3
MM—53:R46、R56、R66:—SO2—NH—Ph;R48、R58、R68:—O—(CH2)11—CH3
MM—54:R45、R55、R65:—O—(CH2)21—CH3;R47、R57、R67:—SO2—NH—Ph
MM—55:R41、R51、R61:—p—Ph—(CH2)11—CH3
MM—56:R46、R48、R56、R58、R66、R68:—SO2—NH—(CH2)7—CH3
MM—57:R46、R56、R66:—SO2—NH—(CH2)10—O—CO—CH=CH2;R48、R58、R68:—O—(CH2)12—CH3
MM—58:R45、R55、R65:—O—(CH2)12—O—CO—CH=CH2;R47、R57、R57:—SO2—NH—Ph
MM—59:R43、R53、R63:—O—(CH2)16—O—CO—CH=CH2
[化学式61]
MM—60:R45、R55、R65:—NH—CO—(CH2)14—CH3
MM—61:R42、R52、R62:—O—(CH2)17—CH3MM—62:R44、R54、R64:—O—(CH2)15—CH3
MM—63:R45、R55、R65:—SO2—NH—(CH2)15—CH3
MM—64:R43、R53、R63:—CO—NH—(CH2)17—CH3;R44、R54、R64:—OH
MM—65:R45、R55、R65:—O—(CH2)15—CH3;R46、R56、R66:—SO2—NH—(CH2)11—CH3
MM—66:R47、R57、R67:—O—(CH2)21—CH3MM—67:R44、R54、R64:—O—p—Ph—(CH2)11—CH3
MM—68:R46、R56、R66:—SO2—NH—(CH2)15—CH3
MM—69:R43、R53、R63:—CO—NH—(CH2)17—CH3;R44、R54、R64:—O—(CH2)12—O—CO—CH=CH2
MM—70:R45、R55、R65:—O—(CH2)8—O—CO—CH=CH2;R46、R56、R66:—SO2—NH—(CH2)11—CH3
MM—71:R43、R46、R53、R56、R63、R66:—SO2—NH—(CH2)8—O—CO—CH=CH2
[化学式62]
MM—72:R41、R43、R45:—CH3
MM—73:R41、R43、R45:—C2H5
MM—74:R41、R43:—C2H5;R45:—CH3
MM—75:R41、R43、R45:—(CH2)3—CH3
[化学式63]
MM—76:R42、R44、R46:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
MM—77:R42、R44、R46:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
MM—78:R42、R44:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R46:—(CH2)12—CH3
MM—79:R42、R44:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R46:—(CH2)12—CH3
MM—80:R42:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R44、R46:—(CH2)12—CH3
MM—81:R42:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R44、R46:—(CH2)12—CH3
MM—82:R42、R44:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R46:—(CH2)12—CH3
MM—83:R42:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R44、R46:—(CH2)12—CH3
MM—84:R42、R44、R46:—(CH2)9—O—EpEt
MM—85:R42、R44、R46:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—EpEt
MM—86:R42、R44:—(CH2)9—O—EpEt;R46:—(CH2)12—CH3
MM—87:R42、R44、R46:—(CH2)9—O—CH=CH2
MM—88:R42、R44:—(CH2)9—O—CH=CH2;R46:—(CH2)12—CH3
[化学式64]
MM—89:R41、R42、R43、R44、R45、R46:—(CH2)9—CH3
MM—90:R41、R43、R45:—CH3;R42、R44、R46:—(CH2)17—CH3
MM—91:R41、R42、R43、R44:—(CH2)7—CH3;R45、R46:—(CH2)5—CH3
MM—92:R41、R42、R43、R44、R45、R46:—CyHx
MM—93:R41、R42、R43、R44、R45、R46:—(CH2)2—O—C2H5
MM—94:R41、R43、R45:-CH 3;R42、R44、R46:—(CH2)12—O—CO—CH=CH2
MM—95:R41、R42、R43、R44、R45、R46:—(CH2)8—O—CO—CH=CH2
CyHx表示环己基。
[化学式65]
作为蜜胺化合物,也可以使用蜜胺聚合物。蜜胺聚合物优选由以下述式(V-I)表示的蜜胺化合物和羰基化合物的聚合反应合成。
式(V-I)
[化学式66]
式(V-I)中,R71、R72、R73、R74、R75和R76分别是氢原子、烷基、烯基、芳基或杂环基。上述烷基、烯基、芳基和杂环基的定义和取代基与在上述式(III-I)中说明的各基的定义和取代基相同。蜜胺化合物和羰基化合物的聚合反应与通常的蜜胺树脂(例如蜜胺甲醛树脂)的合成方法相同。也可以使用市售的蜜胺聚合物(蜜胺树脂)。蜜胺聚合物的分子量优选为2千~40万。
R71、R72、R73、R74、R75和R76的至少—个优选包含碳原子数为9~30的亚烷基部分或亚烯基部分。碳原子数为9~30的亚烷基部分或亚烯基部分优选为直链状。亚烷基部分或亚烯基部分优选包含在芳基的取代基中。另外,R71、R72、R73、R74、R75和R76的至少—个优选具有聚合性基作为取代基。另外,聚合性基优选位于R71、R72、R73、R74、R75和R76的末端。通过向蜜胺聚合物引入聚合性基,可以在蜜胺聚合物和盘状液晶性分子进行聚合的状态下使其包括在相位差膜(光学各向异性层)中。具有聚合性基作为取代基的R71、R72、R73、R74、R75和R76与以上述的式(Rp)表示的基团相同。聚合性基也可以引入羰基化合物(R71、R72)和蜜胺化合物(R73、R74、R75、R76)的—方中。当蜜胺化合物具有聚合性基时,羰基化合物优选使用如甲醛那样的简单的化学结构的化合物。当羰基化合物具有聚合性基时,蜜胺化合物优选使用如(未取代)蜜胺那样的简单的化学结构的化合物。
以下示出了具有聚合性基的羰基化合物的例子。
[化学式67]
CO—1:R72:—H;R82:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—2:R72:—H;R81、R82:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—3:R72:—H;R82:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
CO—4:R72:—H;R81、R82:—O—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
CO—5:R72:—H;R81、R83:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—6:R72:—H;R81、R82、R83:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—7:R72:—CH3;R82:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—8:R72:—(CH2)11—CH3;R82:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
CO—9:R72:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R82:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
CO—10:R72:—(CH2)9—O—CO—EpEt;R82:—O—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
CO—11:R72:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R81、R83:—O—(CH2)12—CH3
[化学式68]
CO—12:R81、R82、R83、R84:—O—(CH2)6—O—CO—CH=CH2
CO—13:R82、R83:—O—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
[化学式69]
CO—14:R71:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R72:—H
CO—15:R71:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R72:—H
CO—16:R71:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R72:—CH3
CO—17:R71:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R72:—CH3
CO—18:R71:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2;R72:—Ph
CO—19:R71:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R72:—Ph
CO—20:R71:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R72:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—21:R71:—(CH2)4—O—CO—CH=CH2;R72:—(CH2)12—CH3
CO—22:R71:—(CH2)9—O—EpEt;R72:—H
CO—23:R71:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—EpEt;R72:—H
CO—24:R71、R72:—(CH2)9—O—EpEt
CO—25:R71、R72:—(CH2)9—O—CO—CH=CH2
CO—26:R71、R72:—(CH2)4—CH=CH—(CH2)4—O—CO—CH=CH2
Ph表示苯基(以下相同)。
以下示出了在蜜胺化合物侧具有聚合性基的蜜胺聚合物的例子。
[化学式70]
MP—1:R73、R75、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)8—CH3
MP—2:R71:—CH3;R73、R75、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)8—CH3
MP—3:R71、R72:—CH3;R73、R75、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)8—CH3
MP—4:R71:—Ph;R73、R75、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)8—CH3
MP—5:R73、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R75:—CH2—O—CH3
MP—6:R73、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R75:—CH2—OH
MP—7:R73、R76:—CH2—NH—CO—C2H5;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)16—CH3;R75:—CH2—O—CH3
MP—8:R73、R76:—CH2—NH—CO—C2H5;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)16—CH3;R75:—CH2—OH
MP—9:R73、R76:—CH2——O—CO—CH=CH2;R74:—CH2—O——CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R75:—CH2—O—CH3
MP—10:R73、R76:—CH2—O—CO—CH=CH2;R74:—CH2—O—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R75:—CH2—OH
MP—11:R73、R76:—CH2—O—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R75:—CH2—O—CH3
MP—12:R73、R76:—CH2—O—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R74:—CH2—NH—CO—(CH2)7—CH=CH—(CH2)7—CH3;R75:—CH2—OH
MP—13:R73、R74、R75、R76:—CH2—O—(CH2)11—O—CO—CH=CH2
MP—14:R73、R75、R76:—CH2—NH—CO—CH=CH2;R74:—CH2—O—(CH2)16—CH3
(含氟表面活性剂)
本发明的聚合性液晶层可以通过加入含氟表面活性剂使液晶性化合物稳定而且均匀取向。
本发明的含氟表面活性剂由含有氟原子的疏水性基、非离子性、阴离子性、阳离子性或者两性的亲水性基和任意设置的连接基团组成。由一个疏水性基和一个亲水性基组成的含氟表面活性剂以下述式(II)表示。
式(II)
Rf—L23—Hy
式中,Rf是被氟原子取代的1价的烃残基;L23是单键或二价的连接基团;而且,Hy是亲水性基。式(II)的Rf起疏水性基的作用。烃残基优选为烷基或芳基。烷基的碳原子数优选为3~30,芳基的碳原子数优选为6~30。烃残基中含有的氢原子的一部分或全部被氟原子取代。优选用氟原子取代烃残基中含有的氢原子的50%以上,更优选取代60%以上,进一步优选取代70%以上,最优选取代80%以上。剩余的氢原子也可以再被其它的卤原子(例如氯原子、溴原子)取代。以下示出了Rf的例子。
Rf1:n—C8F17—
Rf2:n—C6F13—
Rf3:Cl—(CF2—CFCl)3—CF2—
Rf4:H—(CF2)8—
Rf5:H—(CF2)10—
Rf6:n—C9F19—
Rf7:五氟苯基
Rf8:n—C7F15—
Rf9:Cl—(CF2—CFCl)2—CF2—
Rf10:H—(CF2)4—
Rf11:H—(CF2)6—
Rf12:Cl—(CF2)6—
Rf13:C3F7—
式(II)中,二价的连接基团优选为选自亚烷基、亚芳基、二价的杂环残基、—CO—、—NR222—(R222是碳原子数为1~5的烷基或氢原子)、—O—、—SO2—及它们的组合的二价连接基团。以下示出了式(II)的L23的例子。左侧与疏水性基(Rf)结合,右侧与亲水性基(Hy)结合。AL是指亚烷基,AR是指亚芳基,Hc是指二价的杂环残基。另外,亚烷基、亚芳基和二价的杂环残基也可以具有取代基(例如烷基)。
L30:单键
L31:—SO2—NR—
L32:—AL—O—
L33:—CO—NR—
L34:—AR—O—
L35:—SO2—NR—AL—CO—O—
L36:—CO—O—
L37:—SO2—NR—AL—O—
L38:—SO2—NR—AL—
L39:—CO—NR—AL—
L40:—AL1—O—AL2—
L41:—Hc—AL—
L42:—SO2—NR—AL1—O—AL2—
L43:—AR—
L44:—O—AR—SO2—NR—AL—
L45:—O—AR—SO2—NR—
L46:—O—AR—O—
式(II)的Hy是非离子性亲水性基、阴离子性亲水性基、阳离子性亲水性基或者其组合(两性亲水性基)的任何一个。非离子性亲水性基特别优选。以下示出了式(II)的Hy的例子。
Hy1:—(CH2CH2O)n—H(n是5~30的整数)
Hy2:—(CH2CH2O)n—R1(n是5~30的整数,R1是碳原子数为1~6的烷基)
Hy3:—(CH2CHOHCH2)n—H(n是5~30的整数)
Hy4:—COOM(M是氢原子,碱金属原子或离解状态)
Hy5:—SO3M(M是氢原子、碱金属原子或离解状态)
Hy6:—(CH2CH2O)n—CH2CH2CH2—SO3M(n是5~30的整数、M是氢原子或碱金属原子)
Hy7:—OPO(OH)2Hy8:—N+(CH3)3·X-(X是卤原子)
Hy9:—COONH4
优选非离子性亲水性基(Hy1、Hy2、Hy3,最优选由聚环氧乙烷组成的亲水性基(Hy1)。引用以上的Rf、L23和Hy的例子表示以式(II)表示的含氟表面活性剂的具体例子。
FS—1:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy1(n=6)
FS—2:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy1(n=11)
FS—3:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy1(n=16)
FS—4:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy1(n=21)
FS—5:Rf1—L31(R=C2H5)—Hy1(n=6)
FS—6:Rf1—L31(R=C2H5)—Hy1(n=11)
FS—7:Rf1—L31(R=C2H5)—Hy1(n=16)
FS—8:Rf1—L31(R=C2H7)—Hy1(n=21)
FS—9:Rf2—L31(R=C3H7)—Hy1(n=6)
FS—10:Rf2—L31(R=C3H7)—Hy1(n=11)
FS—11:Rf2—L31(R=C3H7)—Hy1(n=16)
FS—12:Rf2—L31(R=C3H7)—Hy1(n=21)
FS—13:Rf3—L32(AL=CH2)—Hy1(n=5)
FS—14:Rf3—L32(AL=CH2)—Hy1(n=10)
FS—15:Rf3—L32(AL=CH2)—Hy1(n=15)
FS—16:Rf3—L32(AL=CH2)—Hy1(n=20)
FS—17:Rf4—L33(R=C3H7)—Hy1(n=7)
FS—18:Rf4—L33(R=C3H7)—Hy1(n=13)
FS—19:Rf4—L33(R=C3H7)—Hy1(n=19)
FS—20:Rf4—L33(R=C3H7)—Hy1(n=25)
FS—21:Rf5—L32(AL=CH2)—Hy1(n=11)
FS—22:Rf5—L32(AL=CH2)—Hy1(n=15)
FS—23:Rf5—L32(AL=CH2)—Hy1(n=20)
FS—24:Rf5—L32(AL=CH2)—Hy1(n=30)
FS—25:Rf6—L34(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=11)
FS—26:Rf6—L34(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=17)
FS—27:Rf6—L34(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=23)
FS—28:Rf6—L34(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=29)
FS—29:Rf1—L35(R=C3H7、AL=CH2)—Hy1(n=20)
FS—30:Rf1—L35(R=C3H7、AL=CH2)—Hy1(n=30)
FS—31:Rf1—L35(R=C3H7、AL=CH2)—Hy1(n=40)
FS—32:Rf1—L36—Hy1(n=5)
FS—33:Rf1—L36—Hy1(n=10)
FS—34:Rf1—L36—Hy1(n=15)
FS—35:Rf1—L36—Hy1(n=20)
FS—36:Rf7—L36—Hy1(n=8)
FS—37:Rf7—L36—Hy1(n=13)
FS—38:Rf7—L36—Hy1(n=18)
FS—39:Rf7—L36—Hy1(n=25)
FS—40:Rf1—L0—Hy1(n=6)
FS—41:Rf1—L0—Hy1(n=11)
FS—42:Rf1—L0—Hy1(n=16)
FS—43:Rf1—L0—Hy1(n=21)
FS—44:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy2(n=7、R1=C2H5)
FS—45:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy2(n=13、R1=C2H5)
FS—46:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy2(n=20、R1=C2H5)
FS—47:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy2(n=28、R1=C2H5)
FS—48:Rf8—L32(AL=CH2)—Hy1(n=5)
FS—49:Rf8—L32(AL=CH2)—Hy1(n=10)
FS—50:Rf8—L32(AL=CH2)—Hy1(n=15)
FS—51:Rf8—L32(AL=CH2)—Hy1(n=20)
FS—52:Rf1—L37(R=C3H7、AL=CH2CH2)—Hy3(n=5)
FS—53:Rf1—L37(R=C3H7、AL=CH2CH2)—Hy3(n=7)
FS—54:Rf1—L37(R=C3H7、AL=CH2CH2)—Hy3(n=9)
FS—55:Rf1—L37(R=C3H7、AL=CH2CH2)—Hy3(n=12)
FS—56:Rf9—L0—Hy4(M=H)
FS—57:Rf3—L0—Hy4(M=H)
FS—58:Rf1—L38(R=C3H7、AL=CH2)—Hy4(M=K)
FS—59:Rf4—L39(R=C3H7、AL=CH2)—Hy4(M=Na)
FS—60:Rf1—L0—Hy5(M=K)
FS—61:Rf10—L40(AL1=CH2、AL2=CH2CH2)—Hy5(M=Na)
FS—62:Rf11—L40(AL1=CH2、AL2=CH2CH2)—Hy5(M=Na)
FS—63:Rf5—L40(AL1=CH2、AL2=CH2CH2)—Hy5(M=Na)
FS—64:Rf1—L38(R=C3H7、AL=CH2CH2CH2)—Hy5(M=Na)
FS—65:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy6(n=5、M=Na)
FS—66:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy6(n=10、M=Na)
FS—67:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy6(n=15、M=Na)
FS—68:Rf1—L31(R=C3H7)—Hy6(n=20、M=Na)
FS—69:Rf1—L38(R=C2H5、AL=CH2CH2)—Hy7
FS—70:Rf1—L38(R=H、AL=CH2CH2CH2)—Hy8(X=I)
FS—71:Rf11—L41(下述Hc、AL=CH2CH2CH2)—Hy6(M是离解)
[化学式71]
FS—72:Rf1—L42(R=C3H7、AL1=CH2CH2、AL2=CH2CH2CH2)—Hy6(M=Na)
FS—73:Rf12—L0—Hy5(M=Na)
FS—74:Rf13—L43(AR=o—亚苯基)—Hy6(M=K)
FS—75:Rf13—L43(AR=m—亚苯基)—Hy6(M=K)
FS—76:Rf13—L43(AR=p—亚苯基)—Hy6(M=K)
FS—77:Rf6—L44(R=C2H5、AL=CH2CH2)—Hy5(M=H)
FS—78:Rf6—L45(AR=p—亚苯基、R=C2H5)—Hy1(n=9)
FS—79:Rf6—L45(AR=p—亚苯基、R=C2H5)—Hy1(n=14)
FS—80:Rf6—L45(AR=p—亚苯基、R=C2H5)—Hy1(n=19)
FS—81:Rf6—L45(AR=p—亚苯基、R=C2H5)—Hy1(n=28)
FS—82:Rf6—L46(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=5)
FS—83:Rf6—L46(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=10)
FS—84:Rf6—L46(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=15)
FS—85:Rf6—L46(AR=p—亚苯基)—Hy1(n=20)
也可以使用具有两个以上含有氟原子的疏水性基或亲水性基的含氟表面活性剂。以下示出了具有两个以上疏水性基或亲水性基的含氟表面活性剂的例子。
[化学式72]
FS—86:n1+n2=12、
FS—87:n1+n2=18、
FS—88:n1+n2=24
[化学式73]
FS—89:n1+n2=20、
FS—90:n1+n2=30、
FS—91:n1+n2=40
[化学式74]
FS—92:n=5、
FS—93:n=10、
FS—94:n=15、
FS—95:n=20
[化学式75]
也可以并用二种以上的含氟表面活性剂。对于表面活性剂,在各种文献(例如,堀口弘著“新表面活性剂”三共出版(1975)、M.J.Schick,Nonionic Surfactants,Marcell Dekker Inc.,New York,(1967)、特开平7—13293号公报)中有记载。含氟表面活性剂以液晶性化合物的量的2~30质量%的量使用。使用量优选为液晶性化合物的量的3~25质量%,更优选为5~10质量%。
也可以并用二种以上的具有1,3,5—三嗪环的化合物(包括蜜胺化合物和蜜胺聚合物)。具有1,3,5—三嗪环的化合物以液晶性化合物的量的0.01~20质量%的量使用。使用量优选为液晶性化合物的量的0.1~15质量%,更优选为0.5~10质量%。
聚合性液晶层通过在本发明的双轴薄膜或取向膜上进行涂敷形成。作为调制涂敷液时使用的溶剂,优选使用有机溶剂。作为有机溶剂的例子,包括酰胺(例如二甲基甲酰胺)、亚砜(例如二甲基亚砜)、杂环化合物(例如吡啶)、烃(例如苯、己烷)、烷基卤化物(例如氯仿、二氯甲烷)、酯(例如醋酸甲酯、醋酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲乙酮)、醚(例如四氢呋喃、1,2—二甲氧基乙烷)。优选烷基卤化物和酮。也可以并用二种以上的有机溶剂。涂敷液可以用公知的方法(例如幕式涂敷法、挤出涂敷法、辊涂法、旋涂法、浸涂法、印刷涂敷法、喷涂法、斜板式涂敷法)进行。优选通过连续涂敷形成光学各向异性层。幕式涂敷法、辊涂法和斜板式涂敷法(slide coating)适于连续涂敷。
聚合性液晶层的厚度优选为0.5~100μm,更优选0.5~30μm。
(取向膜)
取向膜具有决定液晶性化合物的取向方向的功能。
取向膜可以通过如有机化合物(优选聚合物)的摩擦处理、无机化合物的斜方蒸镀、具有密纹的层的形成、或者用ラングミユア—ブロニエツト法(LB膜)的有机化合物(例如ω—二十三烷酸、二十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积手段进行设置。另外,还已知通过赋予电场、赋予磁场或者光照射,产生取向功能的取向膜。
取向膜优选通过聚合物的摩擦处理形成。摩擦处理优选实际上沿与双轴薄膜的慢相轴垂直的方向进行。由此可以使双轴薄膜的慢相轴和相位差膜的慢相轴垂直。
通过使双轴薄膜的慢相轴和相位差膜的慢相轴垂直,可以获得这种双轴薄膜的Re和相位差膜的Re进行抵消,易于调节光学补偿薄片的Re的波长分散的效果。
聚合物优选聚乙烯醇。特别优选结合了疏水性基的改性聚乙烯醇。疏水性基由于与相位差膜的液晶性化合物具有亲和性,所以可以通过将疏水性基引入聚乙烯醇,使液晶性化合物均匀取向。疏水性基与聚乙烯醇的主链末端或侧链结合。
疏水性基优选为碳原子数为6以上的脂肪族基(优选烷基或烯基)或芳香族基。
当在聚乙烯醇的主链末端结合疏水性基时,优选在疏水性基和主链末端之间引入连接基团。作为连接基团的例子,包括—S—、—C(CN)R444—、—NR555—、—CS—及其组合。上述R444和R555分别是氢原子或碳原子数为1~6的烷基(优选碳原子数为1~6的烷基)。
当在聚乙烯醇的侧链引入疏水性基时,可以用碳原子数为7以上的酰基(—CO—R666)置换聚乙烯醇的醋酸乙烯酯单元的乙酰基(—CO—CH3)的一部分。R666是碳原子数为6以上的脂肪族基或芳香族基。
也可以使用市售的改性聚乙烯醇(例如、MP103、MP203、R1130、クラレ(株)制)。
用于取向膜的(改性)聚乙烯醇的皂化度优选为80%以上。(改性)聚乙烯醇的聚合度优选为200以上。
摩擦处理通过在取向膜的表面上用纸和布沿一定方向摩擦数次来进行。优选使用将长度和粗度均匀的纤维进行均匀植绒的布。
另外,使聚合性液晶层的液晶性化合物在取向膜上取向后,即使除去取向膜,也可以保持液晶性化合物的取向状态。即,由于取向膜使液晶性化合物进行取向,所以需要制造光学补偿薄片,但是制造的光学补偿薄片不是必须的。
当在双轴薄膜和聚合性液晶层之间设置取向膜时,也可以另外在透明支撑体和取向膜之间设置接合层(底涂层)。
本发明的相位差膜还可以通过包含特开2000—155216号公报记载的改性聚乙烯醇的取向层调节液晶性化合物的平均倾斜角。
(双轴薄膜)
本发明的双轴薄膜的厚度优选为10~200μm,更优选为20~150μm,最优选为30~100μm。
本发明的双轴薄膜优选将聚合物薄膜拉伸形成的物质。作为聚合物可以优选使用降冰片烯系聚合物、聚碳酸酯、酰化纤维素。其中,降冰片烯系薄膜和酰化纤维素薄膜由于主链由脂肪族结构组成,且因主链引起的波长分散小,所以特别优选。
作为降冰片烯系聚合物可以优选使用特开2004—020823号、特开2004—309979号、特开2005—008698号的各公報中记载的聚合物等。
下面,对本发明的双轴薄膜中优选使用的酰化纤维素薄膜(以下称为“双轴酰化纤维素薄膜”)进行详细地说明。
〔酰化纤维素〕
本发明的双轴酰化纤维素薄膜的酰化纤维素的取代度是指,存在于纤维素的结构单元(β1→4—糖苷结合的葡萄糖)的、三个羟基进行酰化的比例。取代度(酰化度)可以用与上述低延迟薄膜相同的方法算出。
本发明的酰化纤维素优选酰化度为2.00~2.90的纤维素乙酸酯。更优选酰化度为2.2~2.8。此外6位的酰化度相对于总酰化度的比率优选为0.25以上,更优选为0.3以上。
另外,另—个本发明优选的酰化纤维素是酰化度为2~2.9,具有乙酰基和碳数为3~4的酰基的混合脂肪酸酯。更优选酰化度为2.2~2.85,最优选为2.4~2.8。另外,乙酰化度优选为2.5以下,更优选为1.9以下。此外6位的酰化度相对于总酰化度的比率优选为0.25以上,更优选为0.3以上。
另外,作为本发明的酰化纤维素,还优选具有乙酰基和以下述通式(B)表示的酰基的混合酯。
[化学式76]
通式(B)
首先,对上述通式(B)进行说明。通式(B)中,X表示取代基。作为上述取代基的例子,包括卤原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、酰基、碳酰胺基、磺酰胺基、酰脲基、芳烷基、硝基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳烷基氧基羰基、氨基甲酰基、氨磺酰基、酰氧基、烯基、炔基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、烷基磺酰氧基和芳氧基磺酰基、—S—R、—NH—CO—OR、—PH—R、—P(—R)2、—PH—O—R、—P(—R)(—O—R)、—P(—O—R)2、—PH(=O)—R—P(=O)(—R)2、—PH(=O)—O—R、—P(=O)(—R)(—O—R)、—P(=O)(—O—R)2、—O—PH(=O)—R、—O—P(=O)(—R)2—O—PH(=O)—O—R、—O—P(=O)(—R)(—O—R)、—O—P(=O)(—O—R)2、—NH—PH(=O)—R、—NH—P(=O)(—R)(—O—R)、—NH—P(=O)(—O—R)2、—SiH2—R、—SiH(—R)2、—Si(—R)3、—O—SiH2—R、—O—SiH(—R)2和—O—Si(—R)3。上述R是脂肪族基、芳香族基或杂环基。
上述通式(B)中,n是取代基的数量,表示0~5的整数。上述取代基的数量(n)优选为1~5,更优选为1~4,进一步优选为1~3,最优选为1或2。作为上述所示的取代基,优选卤原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、酰基、碳酰胺基、磺酰胺基和酰脲基,更优选卤原子、氰基、烷基、烷氧基、芳氧基、酰基和碳酰胺基,进一步优选卤原子、氰基、烷基、烷氧基和芳氧基,最优选卤原子、烷基和烷氧基。
作为上述卤原子,包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。上述烷基也可以具有环状结构或支链。烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,进一步优选为1~6,最优选为1~4。作为烷基的例子,包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、己基、环己基、辛基和2—乙基己基。上述烷氧基也可以具有环状结构或者支链。烷氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12,进一步优选为1~6,最优选为1~4。烷氧基也可以再被其它的烷氧基取代。作为烷氧基的例子,包括甲氧基、乙氧基、2—甲氧基乙氧基、2—甲氧基—2—乙氧基乙氧基、丁氧基、己氧基和辛氧基。
上述芳基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。作为芳基的例子,包括苯基和萘基。上述芳氧基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。作为芳氧基的例子,包括苯氧基和萘氧基。上述酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。作为酰基的例子,包括甲酰基、乙酰基和苯甲酰基。上述碳酰胺基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。作为碳酰胺基的例子,包括乙酰胺基和苯甲酰胺基。上述磺酰胺基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。作为磺酰胺基的例子,包括甲磺酰胺基、苯磺酰胺基和p—甲苯磺酰胺基。上述酰脲基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。作为酰脲基的例子,包括(未取代)酰脲。
上述芳烷基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~12。作为芳烷基的例子,包括苄基、苯乙基和萘甲基。上述烷氧基羰基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12。作为烷氧基羰基的例子,包括甲氧基羰基。上述芳氧基羰基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~12。作为芳氧基羰基的例子,包括苯氧基羰基。上述芳烷氧基羰基的碳原子数优选为8~20,更优选为8~12。作为芳烷氧基羰基的例子,包括苄氧基羰基。上述氨基甲酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。作为氨基甲酰基的例子,包括(未取代)氨基甲酰基和N—甲基氨基甲酰基。上述氨磺酰基的碳原子数优选为20以下,更优选为12以下。作为氨磺酰基的例子,包括(未取代)氨磺酰基和N—甲基氨磺酰基。上述酰氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为2~12。作为酰氧基的例子,包括乙酰氧基和苯甲酰氧基。
上述烯基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12。作为烯基的例子,包括乙烯基、烯丙基和异丙烯基。上述炔基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~12。作为炔基的例子,包括噻蒽基。上述烷基磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。上述芳基磺酰基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。上述烷氧基磺酰基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。上述芳氧基磺酰基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。上述烷基磺酰氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~12。上述芳氧基磺酰基的碳原子数优选为6~20,更优选为6~12。
另外,通式(B)中芳香族环中进行取代的取代基X的数量(n)为0或1~5个,优选为1~3个,特别优选为1或2个。
另外,当芳香族环中进行取代的取代基的数为2个以上时,该取代基彼此可以相同也可以不同,也可以通过互相连接形成缩合多环化合物(例如萘基、茚基、茚满基、菲基、喹啉基、异喹啉基、色烯基、色满基、酞嗪基、丫啶基、吲哚基、吲哚满基等)。以通式(B)表示的芳香族酰基的具体例子如下述所示。
[化学式77]
[化学式78]
[化学式79]
[化学式80]
具有乙酰基和以通式B表示的酰基的混合酯的总酰基取代度优选为2.0~2.90,更优选为2.2~2.70。以通式B表示的取代基的取代度优选为0.1~1.0,更优选为0.3~0.9。
以通式B表示的取代基的取代度把2位、3位和6位的取代度分别规定为DSB2、DSB3、DSB6,优选满足DSB6/(DSB2+DSB3+DSB6)≧0.60。更优选DSB6/(DSB2十DSB3十DSB6)≧0.70,最优选DSB6/(DSB2+DSB3+DSB6)≧0.80。
本发明的双轴酰化纤维素薄膜的酰化纤维素可以用与上述低延迟薄膜的酰化纤维素相同的方法进行制备。
特别地,作为获得纤维素混合酰化物的方法,可以使用混合或逐次加入二种羧酸酐作为酰化剂使其反应的方法;使用二种羧酸的混合酸酐(例如乙酸、丙酸混合酸酐)的方法;把羧酸和另外的羧酸的酸酐(例如乙酸和丙酸酐)作为原料在反应体系内合成混合酸酐(例如乙酸、丙酸混合酸酐)而使其与纤维素进行反应的方法;合成取代度不足3的酰化纤维素后,使用酸酐和酰基卤化物,再使残留的羟基酰化的方法等。
本发明的双轴酰化纤维素薄膜的酰化纤维素优选具有100~800的质均聚合度,更优选具有200~550的质均聚合度。另外本发明的酰化纤维素优选具有70000~230000的数均分子量,更优选具有75000~230000的数均分子量,最优选具有78000~120000的数均分子量。
另外,本发明中使用的纤维素体优选根据凝胶渗透色谱法的Mw/Mn(Mw是重均分子量、Mn是数均分子量)的分子量分布窄的。作为具体的Mw/Mn的值,优选为1.0~5.0,更优选为1.5~3.5,最优选为2.0~3.0。
此外重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)优选为2.0—5.0,更优选为2.0—4.0。
本发明的双轴酰化纤维素薄膜优选含有延迟显现剂。下面对本发明的延迟显现剂进行详细地说明。
本发明的延迟显现剂从不引起薄膜不需要的着色的观点出发,优选360nm—750nm波长范围的摩尔吸光系数为1000以下的。更优选330nm—750nm波长范围的摩尔吸光系数为1000以下的。
摩尔吸光系数可以使用市售的分光光度计(例如(株)島津制作所UV3400等)进行测量。
以下述通式(1)表示的化合物特别优选作为本发明的双轴酰化纤维素薄膜的延迟显现剂。
通式(1):Ar1—L1—Ar2
上述通式(1)中,Ar1和Ar2分别独立地是芳香族基。
本说明书中,芳香族基包括芳基(芳香族性烃基)、取代芳基、芳香族性杂环基和取代芳香族性杂环基。
芳基和取代芳基与芳香族性杂环基和取代芳香族性杂环基相比更优选。芳香族性杂环基的杂环一般是不饱和的。芳香族性杂环优选为5元环、6元环或7元环,更优选5元环或6元环。芳香族性杂环一般具有最多的双键。作为杂原子,优选氮原子、氧原子或硫原子,更优选氮原子或硫原子。
作为芳香族基的芳香族环,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。
作为取代芳基和取代芳香族性杂环基的取代基的例子,包括卤原子(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)、酰脲基、烷基酰脲基(例如N—甲基酰脲基、N,N—二甲基酰脲基、N,N,N′—三甲基酰脲基)、烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、庚基、辛基、异丙基、s—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)、酰胺基(例如乙酰胺基、丁酰胺基、己酰胺基、月桂酰胺基)和非芳香族性杂环基(例如吗啉基、吡嗪基)。
作为取代芳基和取代芳香族性杂环基的取代基,优选卤原子、氰基、羧基、羟基、氨基、烷基取代氨基、酰基、酰氧基、酰胺基、烷氧基羰基、烷氧基、烷硫基和烷基。
烷基氨基、烷氧基羰基、烷氧基和烷硫基的烷基部分和烷基也可以另外具有取代基。作为烷基部分和烷基的取代基的例子,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、酰脲、烷基酰脲基、烯基、炔基、酰基、酰氧基、酰氨基、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、酰胺基和非芳香族性杂环基。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、酰氨基、烷氧基羰基和烷氧基。
通式(1)中,L1是选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、—O—、—CO—及其组合的二价的连接基团。
亚烷基也可以具有环状结构。作为环状亚烷基,优选环亚己基,特别优选1,4—环亚己基。作为链状亚烷基,直链状亚烷基与具有支链的亚烷基相比更优选。
亚烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~15,进一步优选为1~10,进一步优选为1~8,最优选为1~6。
亚烯基和亚炔基与环状结构相比优选具有链状结构,与具有支链的链状结构相比更优选具有直链状结构。
亚烯基和亚炔基的碳原子数优选为2~10,更优选为2~8,进一步优选为2~6,进一步优选为2~4,最优选为2(亚乙烯基或亚乙炔基)。
亚芳基优选碳原子数为6~20,更优选为6~16,进一步优选为6~12。
通式(1)的分子结构中,夹住L1时,Ar1和Ar2所形成的角度优选为140度以上。
作为棒状化合物,更优选以下述式通式(2)表示的化合物。
通式(2):Ar1—L2—X—L3—Ar2
上述通式(2)中,Ar1和Ar2分别独立地是芳香族基。芳香族基的定义和例子与通式(1)的Ar1和Ar2相同。
通式(2)中,L2和L3分别独立地是选自亚烷基、—O—、—CO—及其组合的二价的连接基团。
亚烷基与具有环状结构相比优选具有链状结构,与具有支链的链状结构相比更优选具有直链状结构。
亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~8,进一步优选为1~6,进一步优选为1~4,最优选为1或2(亚甲基或亚乙基)。
L2和L3特别优选为—O—CO—或—CO—O—。
通式(2)中,X是1,4—环亚己基、亚乙烯基或亚乙炔基。
下面,示出了以通式(1)或(2)表示的化合物的具体例子。
[化学式81]
[化学式82]
[化学式83]
[化学式84]
[化学式85]
[化学式86]
[化学式87]
[化学式88]
[化学式89]
具体例(1)~(34)、(41)、(42)在环己烷环的1位和4位具有两个不对称碳原子,但是,具体例(1)、(4)~(34)、(41)、(42)因为具有对称内消旋型的分子结构,所以没有光学异构体(光学活性),仅存在几何异构体(反式型和顺式型)。以下示出了具体例(1)的反式(1—反式)和顺式(1—顺式)。
[化学式90]
如上所述,棒状化合物优选具有线性分子结构。因此,反式的比顺式更优选。
具体例(2)和(3)除了几何异构体还具有光学异构体(总计4种异构体)。对于几何异构体,同样反式型比顺式型更优选。对于光学异构体,没有特别优劣的,可以是D、L或者外消旋体的任何一种。
具体例(43)~(45)中,在中心的亚乙烯基键中具有反式型和顺式型。按照与上述相同的理由,反式型比顺式型更优选。
此外,以下示出了优选化合物。
[化学式91]
[化学式92]
可以并用二种以上在溶液的紫外线吸收光谱中最大吸収波长(λmax)短于250nm的波长的棒状化合物。
棒状化合物可以用文献记载的方法合成。作为文献,可列举出Mol.Cryst.Liq.Cryst.,53卷、229页(1979年);Mol.Cryst.Liq.Cryst.,89卷、93页(1982年);Mol.Cryst.Liq.Cryst.,145卷、111页(1987年);Mol.Cryst.Liq.Cryst.,170卷、43页(1989年);J.Am.Chem.Soc.,113卷、1349页(1991年);J.Am.Chem.Soc.,118卷、5346页(1996年);J.Am.Chem.Soc.,92卷、1582页(1970年);J.Org.Chem.,40卷、420页(1975年);Tetrahedron、48卷16号、3437页(1992年)。
本发明的延迟显现剂的加入量相对于酰化纤维素100质量份,优选为1~30质量%,更优选为2~25质量%。
本发明的延迟显现剂的加入方法可以在使醇和二氯甲烷、二氧戊环溶解于有机溶剂中后,加入至酰化纤维素溶液(涂布漆)中,或直接加入至涂布漆组成中。
〔拉伸酰化纤维素薄膜的制造〕
本发明的双轴酰化纤维素薄膜可以用溶剂流延法制造。溶剂流延法中,使用使酰化纤维素溶解于有机溶剂形成的溶液(涂布漆)制造薄膜。
有机溶剂优选含有选自如下的溶剂:碳原子数为3—12的醚、碳原子数为3—12的酮、碳原子数为3—12的酯和碳原子数为1—6的卤代烃。
醚、酮和酯可以具有环状结构。也可以使用具有上述醚、酮和酯官能团(也就是,-O-、-CO-和-COO-)中的任意两个以上化合物作为有机溶剂。有机溶剂还可以具有醇性羟基那样的其它官能团。在为具有两种以上官能团的有机溶剂时,其碳原子数优选在具有任意官能团的溶剂的上述优选的碳原子数范围内。
碳原子数为3—12的醚类的例子包含:二异丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂戊环、四氢呋喃、苯甲醚和苯乙醚。
碳原子数为3—12的酮类的例子包含:丙酮、甲乙酮、二乙基酮、二异丁基酮、环己酮和甲基环己酮。
碳原子数为3—12的酯类的例子包含: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。
具有两种以上官能团的有机溶剂的例子包含:2-乙氧基乙基醋酸酯、2-甲氧基乙醇和2-丁氧基乙醇。
卤代烃的碳原子数优选为1或2,最优选为1。卤代烃的卤素优选为氯。卤代烃的氢原子被卤素取代的比例优选为25—75摩尔%,更优选为30—70摩尔%,进一步优选为35—65摩尔%,最优选为40—60摩尔%。二氯甲烷是代表性的卤代烃。
也可以将两种以上的有机溶剂混合使用。
酰化纤维素溶液可以使用在0℃以上的温度(常温或高温)下进行处理的一般方法调制。溶液的调制可以使用普通的溶剂流延法中的调制涂布漆(dope)的方法和装置来实施。另外,在为普通的方法时,优选使用卤代烃(特别是二氯甲烷)作为有机溶剂。
调节酰化纤维素的量以使所得的溶液中含有10—40质量%的酰化纤维素。酰化纤维素的量更优选为10—30质量%。在有机溶剂(主溶剂)中,可以添加后述的任意的添加剂。
溶液通过在常温(0—40℃)下搅拌酰化纤维素和有机溶剂制备。高浓度的溶液也可以在加压和加热的条件下进行搅拌。具体地是将酰化纤维素和有机溶剂放入加压容器中密闭,在加压下加热到溶剂的常温下的沸点以上且溶剂未沸腾范围的温度内,同时进行搅拌。加热温度优选为40℃以上,更优选为60—200℃,进一步优选为80—110℃。
各成分可以在预先粗混合后放入容器中。而且,也可以依次投入容器中。容器必须有可以搅拌的结构。可以在注入氮气等惰性气体后对容器加压。而且,可以通过加热使溶剂的蒸汽压上升。或者,在将容器密闭后,在压力下添加各成分。
在加热时,优选从容器外部加热。例如可以使用夹套型加热装置。另外,也可以通过在容器外部设置板式加热器,通过配管使液体循环而对容器整体进行加热。
优选在容器内部设置搅拌浆并使用该搅拌浆进行搅拌。搅拌浆的长度优选为到达容器壁附近的长度。为了更新容器壁的液膜,在搅拌浆的末端优选设置刮取桨。
在容器中可以设置压力计、温度计等计量仪器类。容器中的各成分在溶剂中溶解。制备的涂布漆从冷却后的容器取出,或者在取出后,再使用热交换器等冷却。
使用冷却溶解法也可以制备溶液。冷却溶解法可以使酰化纤维素在普通的溶解方法中难以溶解的有机溶剂中也可以溶解。另外,即使是在普通的溶解方法中可以溶解酰化纤维素的溶剂也具有如下效果:使用冷却溶解法可以迅速得到均匀的溶液。
在冷却溶解法中,最初可以在室温下在搅拌的同时缓慢地将酰化纤维素添加到有机溶剂中。
将酰化纤维素的量调节成,使得在该混合物中含有10—40质量%的酰化纤维素。酰化纤维素的量进一步优选为10—30质量%。此外,混合物中可以添加后述的任意的添加剂。
接着,将混合物冷却到优选-100~-10℃(优选为-80~-10℃,进一步优选为-50~-20℃,最优选为-50~-30℃)。冷却例如可以在干冰·甲醇浴(-75℃)和冷却的二甘醇溶液(-30~-20℃)中进行。通过冷却可以使酰化纤维素和有机溶剂的混合物固化。
冷却速度优选为4℃/分钟以上,进一步优选为8℃/分钟以上,最优选为12℃/分钟以上。冷却速度越快越好,但是理论上的上限为10000℃/秒,技术上限为1000℃/秒,而实用上限为100℃/秒。另外,冷却速度是开始冷却时的温度与最终的冷却温度的差除以从开始冷却到到达最终冷却温度的时间得到的比值。
此外,如果将冷却的混合物升温到0—200℃(优选为0—150℃,进一步优选为0—120℃,最优选为0—50℃),则酰化纤维素在有机溶剂中溶解。升温可以仅仅放置在室温中进行,也可以在浴温中升温。升温速度优选为4℃/分钟以上,进一步优选为8℃/分钟以上,最优选为12℃/分钟以上。升温速度越快越好,理论上限为10000℃/秒,技术上限为1000℃/秒,而实用上限为100℃/秒。另外,升温速度是开始升温时的温度和最终的升温温度的差值除以从开始升温到达到最终的升温温度的时间而得到的比值。
按照上述步骤可以得到均匀的溶液。另外,在溶解不充分时,可以重复进行冷却、加温的操作。仅通过目视观察溶液的外观就可以判断溶解是否充分。
在冷却溶解法中,为了避免在冷却时凝结而混入水分,优选使用密闭容器以。另外,在冷却加温操作中,在冷却时加压、加温时减压,可以缩短溶解时间。为了实施加压和减压,优选使用耐压性容器。
另外,使用冷却溶解法将纤维素乙酸酯(乙酰化度:60.9%,粘均聚合度:299)溶于醋酸甲酯中形成20重量%的溶液,如果使用示差扫描热量计(DSC)测定,则在33℃附近存在有溶胶状态和凝胶状态的假相转变点,在该温度以下为均匀的凝胶状态。因此,该溶液必须保持在假相转变温度以上、优选为凝胶相转变温度+10℃左右的温度下。但是,该假相转变温度根据纤维素乙酸酯的乙酰化度、粘均聚合度、溶液浓度和所使用的有机溶剂而异。
通过溶剂流延法从制备的酰化纤维素溶液(涂布漆)制备酰化纤维素薄膜。优选向涂布漆中加入延迟显现剂。将涂布漆流延到滚筒或传送带上,使溶剂蒸发而形成薄膜。优选调节流延前的涂布漆的浓度以使固态成分量为18—35%。优选将滚筒或传送带的表面加工为镜面状态。优选将涂布漆流延到表面温度为10℃以下的滚筒或传送带上。
溶剂流延法中的干燥方法在美国专利2336310号、美国专利2367603号、美国专利2492078号、美国专利24922977号、美国专利2492978号、美国专利2607704号、美国专利2739069号、美国专利2739070号的各说明书、英国专利640731号、英国专利736892号的各说明书,以及特公昭45-4554号、特公昭49-5614号、特开昭60-176834号、特开昭60-203430号、特开昭62-115035号各公报中有记载。传送带或滚筒上的干燥可以通过通入空气、氮气等惰性气体进行。
也可以将所得的薄膜从滚筒或传送带上剥落后,再使用从100至160℃的温度逐渐变化的高温风干燥以使残留溶剂蒸发。以上的方法在特公平5-17844号公报中有记载。通过该方法可以缩短从流延到剥落的时间。为了实施该方法,流延时的滚筒或传送带的表面温度必须能使涂布漆凝胶化。
也可以使用调制后的酰化纤维素溶液(涂布漆)流延两层以上,从而薄膜化。此时,优选通过溶剂流延法制造酰化纤维素薄膜。涂布漆流延到滚筒或传送带后,蒸发溶剂可以形成薄膜。优选调节流延前的涂布漆的浓度以使固态成分的量在10—40质量%的范围内。优选将滚筒或传送带的表面加工为镜面状态。
在流延两层以上的多种酰化纤维素溶液时,可以流延多种酰化纤维素溶液,在支撑体的前进方向上每隔一定间隔设置多个流延口,从这些流延口分别流延含有酰化纤维素的溶液,再进行层叠以制备薄膜。例如可以使用特开昭61-158414号、特开平1-122419号和特开平11-198285号公报中记载的方法。另外,也可以从2个流延口流延酰化纤维素溶液,从而进行薄膜化。例如可以使用特公昭60-27562号、特开昭61-94724号、特开昭61-947245号、特开昭61-104813号、特开昭61-158413号和特开平6-134933号公报中记载的方法。另外,还可以使用特开昭56-162617号公报中记载的如下酰化纤维素薄膜的流延方法:用低粘度的酰化纤维素溶液包住高粘度的酰化纤维素溶液流体,并同时挤出该高、低粘度的酰化纤维素溶液。
另外,还可以如下制造薄膜:使用两个流延口,通过第一个流延口剥离在支撑体上形成的薄膜后,在接触支撑体面一侧上进行第二流延,从而制造薄膜。例如可以列举特公昭44-20235号公报中记载的方法。
流延的酰化纤维素溶液可以使用相同的溶液,也可以使用不同的酰化纤维素溶液。为了使多个酰化纤维素层具有功能,可以从各个流延口挤出与其功能相对应的酰化纤维素溶液。此外,本发明的酰化纤维素溶液可以与其它功能层(例如粘接层、染料层、防静电层、抗晕影层、紫外线吸收层、偏光层等)同时流延。
对于过去的单层溶液来说,为了赋予薄膜必要的厚度,必须在高浓度下挤出高粘度的酰化纤维素溶液。在这种情况下,酰化纤维素溶液的稳定性较差产生固态物质,从而大量产生麻点故障、平面性不佳的问题。作为该问题的解决方法可以是:通过从流延口流延多种酰化纤维素溶液,可以将高粘度的溶液同时挤压到支撑体上,由此不仅可以得到平面性优化的优异的平面状薄膜,而且通过使用粘稠的酰化纤维素溶液可以降低干燥负荷,从而提高薄膜的生产速度。
酰化纤维素薄膜中可以添加防劣化剂(例如防氧化剂、过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属惰性化剂、酸捕获剂、胺)。防劣化剂在特开平3-199201号、特开平5-1907073号、特开平5-194789号、特开平5-271471号、特开平6-107854号各公报中有记载。另外,上述防劣化剂的添加量优选为制备的溶液(涂布漆)的0.01—1质量%,进一步优选为0.01—0.2质量%。如果添加量为0.001质量%以上,则可以充分地发挥防劣化剂的效果,所以优选。如果添加量为1质量%以下,则防劣化剂难以在薄膜表面产生渗出(渗透),所以优选。作为特别优选的防劣化剂的例子可以列举丁基化羟基甲苯(BHT)、三苄基胺(TBA)。
这些从流延到后干燥的工序可以在空气氛下进行也可以在氮气等惰性气氛下进行。本发明的酰化纤维素薄膜的制造中使用的卷绕机可以使用常用的机器,其可以在定拉力法、定扭矩法、梯度拉力法、内部应力固定的程序控制拉力法等卷绕方法中进行卷绕。
[拉伸处理]
本发明的双轴酰化纤维素薄膜优选进行拉伸处理。酰化纤维素薄膜的拉伸方向优选为宽度方向。
宽度方向上拉伸的方法,例如在特开昭62-115035号、特开平4-152125号、特开平4-284211号、特开平4-298310号、特开平11-48271号等各公报中记载。
薄膜的拉伸可以在常温或加热的条件下进行。薄膜可以在干燥过程的处理中进行拉伸,在残留溶剂的情况下是特别有效的。在宽度方向拉伸时,可以如下拉伸薄膜:边用拉幅机保持薄膜的宽度边进行输送,并缓慢扩大拉幅机的宽度。也可以在薄膜干燥后使用拉伸机拉伸(优选使用长拉伸机的单轴拉伸)。
薄膜的拉伸倍率(相对于拉伸前的薄膜的拉伸率)优选为1%—200%,更优选为5%—150%。特别是,优选在宽度方向上拉伸1%—200%,更优选5%—150%。拉伸速度优选为1%/分钟~100%/分钟,更优选为5%/分钟~80%/分钟,最优选为10%/分钟~60%/分钟。
另外,本发明的拉伸酰化纤维素薄膜优选在拉伸到最大拉伸倍率后,在比最大拉伸倍率还低的拉伸倍率下经过保持一定时间的工序(下面为松驰工序)来制造。松驰工序的拉伸倍率优选为最大拉伸倍率的50%~99%,更优选为70%~97%,最优选为90%~95%。另外,松驰工序的时间优选为1秒~120秒,更优选为5秒~100秒。
通过使松驰工序的拉伸倍率、时间为上述范围,延迟显现剂的取向度提高,从而可以获得高延迟而且正面和膜厚方向的延迟变化小的酰化纤维素薄膜。
〔皂化处理〕
本发明的双轴酰化纤维素薄膜通过碱性皂化处理可以赋予与如聚乙烯醇那样的起偏器材料的密合性,优选用作保护薄膜。
〔结构2〕
下面对本发明的液晶显示装置的结构2中使用的构件进行说明。
(A片)
本发明中使用的A片可以优选将例如国际公开WO2003/032060号小册子记载的改性聚碳酸酯薄膜用作本发明的A片。
另外,特开2003—255102号中记载的降冰片烯类薄膜也可以优选用作本发明的A片。
(C片)
作为本发明的C片,可以优选使用国际公开WO2003/032060号小册子中记载的双轴拉伸聚合物薄膜和特开2004—326089号公报中记载的聚合性液晶层等。
〔结构3〕
下面对本发明的液晶显示装置的结构3中使用的构件进行说明。
(光学补偿薄膜A)
本发明的光学补偿薄膜A满足上述式(9)~(12)的关系。可以优选通过将国际公开WO2003/032060号小册子中记载的改性聚碳酸酯薄膜和特开2003—255102号中记载的降冰片烯类薄膜进行拉伸处理来用作本发明的光学补偿薄膜A。
本发明的光学补偿薄膜A可以兼作偏振片保护薄膜。
下面对优选用作本发明的光学补偿薄膜A的降冰片烯类树脂进行详细地说明。
优选用于本发明的光学补偿薄膜A的热塑性降冰片烯系树脂(以下,有时称为“本发明的树脂”。)是包含以下述通式(1)表示的结构单元a和以下述通式(2)表示的结构单元b的共聚物,任选地还可根据需要包含其它的结构单元。
[化学式93]
[式中、X和R1~R4如上所述,R1~R4之中至少一个是以下述通式(1—1)和/或下述通式(1—2)表示的基。n是0或1,m是0或1以上的整数,优选为0~3,更优选为0~2,特别优选为0。]
[化学式94]
[化学式95]
〔通式(1—1)和通式(1—2)中,R5~R14、Z、RA、RB、p和q如上所述。s是0或1以上的整数,优选为0~3,更优选为0~2,特别优选为0。〕
[化学式96]
[式中、X和R1~R4如上所述。t是0或1,u是0或1以上的整数,优选为0~3,更优选为0~2,特别优选为1。但是,式(2)中R1~R4是除了以上述通式(1—1)或上述通式(1—2)表示的基团的情况。]
其中,上述通式(1)、通式(1—1)、通式(1—2)和通式(2)中,R1~R14、Z、RA和RB表示氢原子;卤原子;也可以具有氧、氮、硫或硅的连接基团的取代或未取代的碳原子数为1~30的烃基;或极性基,对这些原子或基团进行说明。作为卤原子,可列举出氟原子、氯原子和溴原子。作为碳原子数为1~30的烃基,可列举出例如甲基、乙基、丙基等烷基;环戊基、环己基等环烷基;乙烯基、烯丙基、丙烯基等烯基;苯基、联苯基、萘基、蒽基等芳香族基等。这些烃基也可以进行取代,作为取代基可列举出例如氟、氯、溴等卤原子、苯基磺酰基等。
另外,上述的取代或未取代的烃基可以直接与环结构结合,或者也可以通过连接基团(linkage)进行结合。作为连接基团,可列举出例如碳原子数为1~10的二价烃基(例如以—(CH2)m—(m是1~10的整数)表示的亚烷基);含有氧、氮、硫或硅的连接基团(例如羰基(—CO—)、羰氧基(—COO—)、氧基羰基(—OCO—)、磺酰基(—SO2—)、醚键(—O—)、硫醚键(—S—)、酰亚胺基(—NH—)、酰胺键(—NHCO—,—CONH一)、硅氧烷键(—OSi(R2)—(式中、R是甲基、乙基等烷基));或者这些二种以上通过组合连接形成的物质。
作为极性基,可列举出例如羟基、碳原子数为1~10的烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、酰胺基、含有酰亚胺环的基团、三有机硅烷氧基、三有机甲硅烷基、氨基、酰基、烷氧基甲硅烷基、含有磺酰基的基团、和羧基等。更具体地说,作为上述烷氧基,可列举出例如甲氧基、乙氧基等;作为酰氧基,可列举出例如乙酰氧基、丙酰氧基等烷基羰氧基、和苯甲酰氧基等芳基羰氧基;作为烷氧基羰基,可列举出例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等;作为芳氧基羰基,可列举出例如苯氧基羰基、萘氧基羰基、芴氧基羰基、联苯氧基羰基等;作为三有机硅烷氧基,可列举出例如三甲基硅烷氧基、三乙基硅烷氧基等;作为三有机甲硅烷基,三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基等;作为氨基,可列举出伯氨基,作为烷氧基甲硅烷基,可列举出例如三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等。
用于本发明的光学补偿薄膜A的热塑性降冰片烯系树脂是包含以上述通式(1)表示的结构单元a和以上述通式(2)表示的结构单元b作为必须的结构单元的共聚物,而该共聚物可以通过使含有以下述通式(3)表示的1种以上的单体(以下,称为「特定单体A」。)和以下述通式(4)表示的1种以上的单体(以下,称为「特定单体B」。)的单体混合物进行开环共聚而获得。
[化学式97]
[式中、R1~R4如涉及通式(1)的定义所述,R1~R4的至少一个是以上述通式(1—1)和/或上述通式(1—2)表示的基团。另外,v是0或1,w是0或1以上的整数,优选为0~3,更优选为0~2,特别优选0。]
[化学式98]
[式中、R1~R4如涉及通式(1)的定义所述。但是,除去以上述通式(1—1)或上述通式(1—2)表示的基团的情况。另外,x是0或1,y是0或1以上的整数,优选为0~3,更优选为0~2,特别优选为1。]
结构单元a的含量在本发明的树脂中为95~5重量%,优选为90~10重量%,更优选为80~20重量%。当结构单元a的含量为5重量%以下时,有时不能获得表现出正的波长依存性的光学用薄膜。另外,当结构单元a的含量为95重量%以上时,有时也不能获得表现出正的波长依存性的光学用薄膜。作为本发明的热塑性降冰片烯系树脂的更加具体的例子,可列举出下述(1)~(3)所示的聚合物。
(1)特定单体A和特定单体B的开环共聚物。
(2)特定单体A、特定单体B和其它的共聚性单体的开环共聚物。
(3)(1)或(2)的开环共聚物的氢化物。
<特定单体A>
下面对特定单体A示出了具体的例子,但是本发明并不限于这些。5—苯甲酰氧基—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—苯甲酰氧基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(1—萘基羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(1—萘基羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—萘基羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—萘基羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(4—联苯基羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(4—联苯基羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—联苯基羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—联苯基羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(3—联苯基羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(3—联苯基羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(9—芴羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(9—芴羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—芴羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—芴羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(9—蒽羰氧基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(9—蒽羰氧基)二环[2.2.1]庚—2—烯、8—苯甲酰氧基—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—苯甲酰氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(1—萘基羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(1—萘基羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2—萘基羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2—萘基羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(4—联苯基羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(4—联苯基羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(3—联苯基羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(3—联苯基羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2—联苯基羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2—联苯基羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(9—芴羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(9—芴羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2—芴羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2—芴羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(9—蒽羰氧基)—8—甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(9—蒽羰氧基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯等。这些可以单独使用一种,也可以二种以上并用。
<特定单体B>
作为特定单体B的具体例子,可列举出以下示出的物质,但是并不限于这些。二环[2.2.1]庚—2—烯、5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—乙基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—异丙基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—n-丁基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—n-己基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—环己基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—n-辛基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—n-癸基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(1—萘基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(2—萘基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(4—联苯基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(4—联苯基)—5—甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—甲氧基羰基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—甲基—5—甲氧基羰基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—苯氧基羰基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—甲基—5—苯氧基羰基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氰基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—乙叉基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—苯基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氟二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氟甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—三氟甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—五氟乙基二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5—二氟二环[2.2.1]庚—2—烯、5,6—二氟二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5—双(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,6—双(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—甲基—5—三氟甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6—三氟二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6—三(氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6,6—四氟二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6,6—四(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5—二氟—6,6—双(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,6—二氟—5,6—双(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6—三氟—5—三氟甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氟—5—五氟乙基—6,6—双(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,6—二氟—5—七氟—异丙基—6—三氟甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氯—5,6,6—三氟二环[2.2.1]庚—2—烯、5,6—二氯—5,6—双(三氟甲基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6—三氟—6—三氟甲氧基二环[2.2.1]庚—2—烯、5,5,6—三氟—6—七氟丙氧基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—(4—苯基苯基)二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氨基甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—三甲氧基甲硅烷基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—三乙氧基甲硅烷基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—三丙氧基甲硅烷基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—三丁氧基甲硅烷基二环[2.2.1]庚—2—烯、5—氯甲基二环[2.2.1]庚—2—烯、三环[5.2.1.02,6]—8—癸烯、三环[4.4.0.12,5]—3—十一碳烯、四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—n—丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—n—丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—苯氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—n—丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—n—丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—苯氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—乙叉基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—苯基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—苯基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—氟四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—二氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—五氟乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8—二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,9—二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8—双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,9—双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9—三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9—三(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9,9—四氟四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9,9—四(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8—二氟—9,9—双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,9—二氟—8,9—双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9—三氟—9—三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9—三氟—9—三氟甲氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,8,9—三氟—9—五氟丙氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—氟—8—五氟乙基—9,9—双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,9—二氟—8—七氟异丙基—9—三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—氯—8,9,9—三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8,9—二氯—8,9—双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—(2,2,2—三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯、8—甲基—8—(2,2,2—三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]—3—十二碳烯五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]—4—十五碳烯、五环[7.4.0.12,5.19,12.08,13]—3—十五碳烯、五环[8.4.0.12,5.19,12.08,13]—3—十六碳烯、七环[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]—4—二十碳烯、七环[8.8.0.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]—5—二十一碳烯等。
这些可以单独使用一种,也可以二种以上并用。这些单体B中,通式(4)中,从得到的聚合物的耐热性和韧性的平衡的观点出发,优选x=0和y=1的特定单体B。即,如果使用x为2以上或y为1的特定单体B,则具有得到的聚合物的玻璃转化温度(Tg)变高且耐热性提高的趋势,这是优选的情况,但是有时也存在韧性下降的趋势,并且在形成薄膜时在加工或使用时易于产生裂纹或断裂的问题。
另外,优选使用分子内具有至少一个极性基的特定单体B。即,上述通式(4)中,R1~R4之中任意三个是氢原子或碳数为1~10的烃基,剩余的一个是烃基以外的极性基,但是优选可提高与其它原材料的密合性和接合性的基团。另外,就易于控制得到的聚合物的玻璃转化温度和吸收性的观点而言,优选该极性基为以通式(5):
—(CH2)zCOOR15 (5)
〔其中,z通常是0~5的整数,优选0~2,更优选0。R15是一价的有机基。〕表示的极性基的特定单体B。
作为通式(5)中以R15表示的一价的有机基,可列举出例如甲基、乙基、丙基等烷基;苯基、萘基、蒽基、联苯基等芳基;此外也可为具有二苯基砜、四氢芴等芴类等芳香环和呋喃环、酰亚胺等杂环的一价基团等。另外,通式(5)中,z如上所述通常是0~5,但是由于z的值越小,得到的聚合物的玻璃转化温度越高,所以优选,从其易于合成的观点出发特别优选z为0的特定单体B。
另外,上述通式(4)中,优选在以通式(5)表示的极性基结合的碳原子上结合烷基,从而使得到的聚合物的耐热性和吸水性平衡。该烷基的碳原子数优选为1~5,更优选为1~2,特别优选为1。如果就上述特定单体B的具体例子中进行列举,特别优选8—甲基—8—甲氧基羰基四环〔4.4.0.12,5.17,10〕—3—十二碳烯,因为可以提高玻璃转化温度,几乎不受因吸收产生的变形等坏影响,而且与其它材料的密合性和接合性可以保持良好程度的吸水性。
聚合物中的极性基的含量根据所希望的性能等决定,没有特别的限制,但是在整个结构单元中具有极性基的结构单元通常含1摩尔%以上,优选5摩尔%以上,更优选10摩尔%以上。整个结构单元也可以具有极性基。极性基的含量可以按照适当选择的特定单体A和特定单体B(或者下述的“其它共聚性单体”)的共聚比率和共聚性单体的种类进行调整。
<其它的共聚性单体>
作为可以与特定单体A和特定单体B一起共聚的其它共聚性单体,可列举出例如环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、三环[5.2.1.02,6]—3—癸烯、二环戊二烯等环烯烃。作为环烯烃的碳原子数,优选为4~20,更优选为5~12。另外也可以在聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯—丁二烯共聚物、乙烯—非共轭二烯共聚物、聚降冰片烯等主链上具有烯烃性不饱和键的不饱和烃类聚合物等存在下使特定单体A和特定单体B(和其它共聚性单体)聚合。然而,此时得到的共聚物适于用作耐冲击性大的树脂原料。
<聚合条件>
对1种以上的特定单体A和特定单体B和/或其它的共聚性单体的开环聚合反应条件进行说明。
催化剂:该开环聚合反应在复分解(metathesis)催化剂的存在下进行。该复分解催化剂是由选自(a)选自W、Mo和Re的化合物的至少一种、和(b)是德明(デミング)的周期律表IA族元素(例如Li、Na、K等)、IIA族元素(例如Mg、Ca)、IIB族元素(例如、Zn、Cd、Hg等)、IIIB族元素(例如B、Al等)、IVA族元素(例如Ti、Zr等)或者IVB族元素(例如Si、Sn、Pb等)的化合物,并且选自具有至少一种该元素—碳键或者该元素—氢键的物质的组合组成的催化剂。另外此时为了提高催化剂的活性,也可以加入后述的添加剂(c)。
作为(a)成分适合的W、Mo或者Re的化合物的代表例子,可列举出WCl6、MoCl5、ReOCl3等特开平1—240517号公报中记载的化合物。作为(b)成分的具体例子,可列举出n—C4H9Li、(C2H5)3Al、(C2H5)2AlCl、(C2H5)1.5AlCl1.5、(C2H5)AlCl2、甲基氧化烷基铝、LiH等特开平1—240517号公报中记载的化合物。作为(c)成分的代表例子,可以适当使用醇类、醛类、酮类、胺类等,但是还可以使用特开平1—240517号公报中记载的化合物。
作为复分解催化剂的使用量,以上述(a)成分和特定单体A~D(以下,当总称为特定单体A~D时,仅称为“特定单体”。)的摩尔比计,(a)成分:特定单体通常为1:500~1:50,000的范围,优选1:1,000~1:10,000的范围。(a)成分和(b)成分的比例以金属原子比计“(a):(b)”为1:1~1:50,优选为1:2~1:30的范围。(a)成分和(c)成分的比例以摩尔比计“(c):(a)”为0.005:1~15:1,优选为0.05:1~7:1的范围。
分子量调节剂:聚合物的分子量的调节可以根据聚合温度、催化剂的种类、溶剂的种类进行,但是本发明中,优选通过使分子量调节剂共存于反应体系中进行调节。作为适合的分子量调节剂,可列举出例如乙烯、丙烯、1—丁烯、1—戊烯、1—己烯、1—庚烯、1—辛烯、1—壬烯、1—癸烯等α—烯烃类和苯乙烯,其中,优选1—丁烯、1—己烯。这些分子量调节剂可以单独使用或二种以上混合使用。作为分子量调节剂的使用量,相对于提供于聚合反应的特定单体1摩尔为0.005~0.6摩尔,优选0.02~0.5摩尔。
开环聚合反应用溶剂:作为聚合反应中使用的溶剂,可列举出例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等烷烃类;环己烷、环庚烷、环辛烷、萘烷、降冰片烷等环烷烃类;苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙基苯等芳香族烃;氯代丁烷、溴代己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、六亚甲基二溴化物、氯苯、氯仿、四氯乙烯等卤代烃;芳基等化合物;醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙酸甲酯、二甲氧基乙烷等饱和羧酸酯类;二丁基醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚类,这些可以单独使用或二种以上并用。其中,优选上述芳香族烃。作为溶剂的使用量,溶剂:特定单体(重量比)通常为1:1~10:1的量,优选1:1~5:1的量。
聚合物的氢化:如上所述得到的聚合物可以原样用作本发明的树脂,但是优选将残留的烯烃性不饱和键进行氢化后使用。氢化反应可用通常的方法进行,即在聚合物的溶液中加入氢化催化剂,使其在0~200℃、优选20~180℃下作用于常圧~300大气压、优选3~200大气压的氢气来进行。
作为氢化催化剂,可以使用通常用于烯烃性化合物的氢化反应的催化剂。作为该氢化催化剂,公知的有不均匀类催化剂和均匀类催化剂。作为不均匀类催化剂,可列举出使钯、铂、镍、铑、钌等贵金属类担载在碳、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛等载体上的固体催化剂。另外,作为均匀类催化剂,可列举出环烷酸镍/三乙基铝、乙酰乙酸镍/三乙基铝、辛烯酸钴/正丁基锂、二氯化二茂钛/—氯化二乙基铝、乙酸铑、氯化三(三苯基膦)铑、二氯化三(三苯基膦)钌、氯化氢羰基三(三苯基膦)钌、二氯化羰基三(三苯基膦)钌等。催化剂的形式可以是粉末也可以是粒状。这些氢化催化剂按照聚合物:氢化催化剂(重量比)为1:1×10-6~1:2的比例使用。
通过氢化得到的氢化聚合物具有优异的热稳定性,在薄膜制膜时、拉伸加工时和作为产品使用时其特性难以因加热而老化。烯烃性不饱和键的氢化率通常为50%以上,优选为70%以上,更优选为90%以上,特别优选为98%以上。
另外,来自特定单体A的结构单元a中的芳香环需要即使经过上述氢化反应实际上也不进行氢化。这样的氢化反应只要使用上述通常的烯烃性化合物的氢化反应条件就可以进行,但是有时还需要在上述范围中较低地设定氢气压和反应温度,或者进行调整氢化催化剂的种类和加入量等条件調整。另外,当来自其它共聚性单体具有包含芳香环的取代基的单体的结构单元包含芳香环时,也优选选择芳香环的不饱和键经过氢化实际上不进行氢化的条件。
(光学补偿薄膜B)
本发明的光学补偿薄膜B满足上述式(13)~(16)的关系。作为本发明的光学补偿薄膜B,可以使用将胆甾醇型液晶进行固定的光学各向异性层。作为胆甾醇型液晶,可以使用例如特开平3—67219号公报和特开平3—140921号公报、特开平5—61039号公报和特开平6—186534号公报、特开平9—133810号公报等中记载的物质。
另外,还优选将特开平11—352328号中公开的水平取向的盘状液晶化合物进行固定的光学各向异性层用作本发明的光学补偿薄膜B。
本发明的光学补偿薄膜B优选设置在满足上述式(1)和(2)的关系的保护薄膜上。可以在保护薄膜上直接设置光学补偿薄膜,另外也可以在保护薄膜和光学补偿薄膜之间设置取向层、密合层等其它功能层。
以下对本发明的光学补偿薄膜B中胆甾醇型液晶层进行详细地说明。
作为用于胆甾醇型液晶层的液晶单体分子(聚合性液晶分子),具有液晶性单体和手性化合物的混合物。作为这种聚合性液晶材料的一个例子,可以将如包含在下面的化学式(11)中的化合物、和下述的化学式(1)~化学式(10)的化合物的二种以上混合使用。另外,在以化学式(11)表示的液晶性单体的情况下,X优选为2~5(整数)。
另外,作为手性剂,可以使用例如以化学式(12)~化学式(14)所示的手性剂。另外,在以化学式(12)、化学式(13)所示的手性剂的情况下,X优选为2~12(整数),另外,在以化学式(14)所示的手性剂的情况下,X优选为2~5(整数)。
[化学式99]
化学式(1)
[化学式100]
化学式(2)
[化学式101]
化学式(3)
[化学式102]
化学式(4)
[化学式103]
化学式(5)
[化学式104]
化学式(6)
[化学式105]
化学式(7)
[化学式106]
化学式(8)
[化学式107]
化学式(9)
[化学式108]
化学式(10)
[化学式109]
化学式(11)
[化学式110]
化学式(12)
[化学式111]
化学式(13)
[化学式112]
化学式(14)
<偏振片的制作>
(起偏器)
下面对本发明的偏振片中使用的起偏器进行说明。
本发明的起偏器优选由聚乙烯醇(PVA)和双色性分子构成,也可以使用如特开平11-248937所述的通过使PVA和聚氯乙烯脱水、脱氯形成聚烯结构,再使其取向形成的聚乙烯类起偏器。
作为上述PVA,优选将聚醋酸乙烯酯皂化后得到的聚合物材料,还可以含有例如不饱和羧酸、不饱和磺酸、烯烃类、乙烯基醚类等可以和醋酸乙烯酯共聚的成分。另外,还可以使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化亚烷基等的改性PVA。
从溶解性等观点出发,PVA的皂化度没有特别的限定,优选为80~100mol%,特别优选为90~100mol%。而且PVA的聚合度也没有特别的限定,优选为1000~10000,特别优选为1500~5000。
如特许2978219号的说明书中记载那样,为了改良耐久性,PVA的间规立构体优选为55%以上,如特许第3317494号公报所述,还优选使用45~52.5%。
优选在PVA薄膜化后引入双色性分子而构成起偏器。PVA薄膜的制造方法通常优选使用将PVA类树脂溶解于水或有机溶剂而形成的原液流延成膜的方法。原液中的聚乙烯醇类树脂的浓度通常为5~20质量%,通过流延法对该原液进行制膜,可以制造膜厚10~200μm的PVA薄膜。PVA薄膜的制造可以参照特许第3342516号说明书、特开平09-328593号公报、特开2001-302817号公报、特开2002-144401号公报等进行。
PVA薄膜的结晶化度没有特别的限定,可以使用特许第3251073号中记载的平均结晶化度(Xc)50~75质量%的PVA薄膜,以及为了降低面内的色彩不均匀使用特开2002-236214号公报中记载的结晶化度38%以下的PVA薄膜。
优选PVA薄膜的双折射(Δn)较小,优选使用特许第3342516号公报中记载的双折射为1.0×10-3以下的PVA薄膜。但是,如特开2002-228835号公报所述,为了避免PVA薄膜在拉伸时断裂并得到高偏振度,PVA薄膜的双折射可以为0.002—0.01;也可以如特开2002-060505号公报所述,将(nx+ny)/2-nz的值选取为0.0003—0.01。PVA薄膜的Re(1090)优选为0nm—100nm,更优选为0nm—50nm。而且,PVA薄膜的Rth(1090)优选为0nm—500nm,更优选为0nm—300nm。
此外,在本发明的偏振片中还优选使用特许3021494号公报中记载的1,2-二醇的结合量为1.5摩尔%以下的PVA薄膜;特开2001-316492号公报中记载的每100cm2中的5μm以上的光学杂质为500个以下的PVA薄膜;特开2002-030163号公报中记载的薄膜TD方向的热水切断温度范围为1.5℃以下的PVA薄膜;以及使丙三醇等3~6元的多元醇为1~100质量份、并混合15质量%以上的特开平06-289225号公报中记载的增塑剂而形成的溶液,从该形成的溶液制膜的PVA薄膜。
PVA薄膜拉伸前的膜厚没有特别的限定,从薄膜保存的稳定性、拉伸的均匀性的观点出发,优选为1μm~1mm,特别优选为20~200μm。如特开2002-236212号公报所述,可以使用在水中从4倍拉伸至6倍时,所产生的应力为10N以下的较薄的PVA薄膜。
双色性分子优选使用I3 -和I5 -等高价的碘离子或双色性染料。在本发明中,特别优选使用高价的碘离子。如《偏光板的应用》永田良编,CMC出版和工业材料,第28卷,第7期,P39~P45所述,高价的碘离子可以如下生成:将PVA浸渍到溶解有碘的碘化钾水溶液的液体和/或硼酸水溶液中,在吸附和取向到PVA的状态下被生成。
使用双色性染料作为双色性分子时,优选偶氮类颜料,特别优选二偶氮类和三偶氮类颜料。双色性染料优选水溶性的物质,为此,在该双色性分子中引入磺酸基、氨基、羟基等亲水性取代基,并优选以游离酸或者碱金属盐、铵盐、胺类的盐的形式使用。
作为这种双色性染料的具体例子,例如可以列举C.I.直接红37、刚果红(C.I.直接红28)、C.I.直接紫12、C.I.直接蓝90、C.I.直接蓝22、C.I.直接蓝1、C.I.直接蓝151、C.I.直接绿1等联苯胺类,C.I.直接黄44、C.I.直接红23、C.I.直接红79等联苯基尿素类,C.I.直接黄12等二苯乙烯类,C.I.直接红31等联萘基胺类,C.I.直接红81、C.I.直接紫9、C.I.直接蓝78等J酸类。
此外,还优选使用C.I.直接黄8、C.I.直接黄28、C.I.直接黄86、C.I.直接黄87、C.I.直接黄142、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接橙106、C.I.直接橙107、C.I.直接红2、C.I.直接红39、C.I.直接红83、C.I.直接红89、C.I.直接红240、C.I.直接红242、C.I.直接红247、C.I.直接紫48、C.I.直接紫51、C.I.直接紫98、C.I.直接蓝15、C.I.直接蓝67、C.I.直接蓝71、C.I.直接蓝98、C.I.直接蓝168、C.I.直接蓝202、C.I.直接蓝236、C.I.直接蓝249、C.I.直接蓝270、C.I.直接绿59、C.I.直接绿85、C.I.直接棕44、C.I.直接棕106、C.I.直接棕195、C.I.直接棕210、C.I.直接棕223、C.I.直接棕224、C.I.直接黑1、C.I.直接黑17、C.I.直接黑19、C.I.直接黑54等记载于特开昭62-70802号、特开平1-161202号、特开平1-172906号、特开平1-172907号、特开平1-183602号、特开平1-248105号、特开平1-265205号、特开平7-261024号各公报中记载的双色性染料等。可以将这些双色性染料的2种以上混合以制造具有各种色彩的双色性分子。在使用双色性染料时,如特开2002-082222号记载,吸附厚度可以是4μm以上。
薄膜中的该双色性分子的含量如果过少,则偏振度低,另外过多时单片透过率还下降,所以相对于构成薄膜的基质的聚乙烯醇类聚合物,通常在0.01至5质量%的范围内调节。
作为起偏器优选的膜厚,优选为5μm~40μm,进一步优选为10μm~30μm。另外,还优选使起偏器的厚度与上述的保护膜的厚度的比值为特开2002-174727号公报中记载的0.01≤A(起偏器膜厚)/B(保护膜膜厚)≤0.16的范围。
另外,保护膜的慢相轴和起偏器的吸收轴的夹角可以为任意值,但是优选为平行或者45±20°的方位角。
(偏振片的制造工序)
接着,对本发明的偏振片的制造工序进行说明。
本发明中的偏振片的制造工序优选由溶胀工序、染色工序、硬膜工序、拉伸工序、干燥工序、保护膜的贴合工序、贴合后的干燥工序构成。还可以任意改变染色工序、硬膜工序、拉伸工序的顺序,或者将几个工序组合同时进行。另外,如特许第3331615号的说明书所述,还可以优选在硬膜工序后进行水洗。
在本发明中,特别优选以溶胀工序、染色工序、硬膜工序、拉伸工序、干燥工序、保护膜的贴合工序、贴合后的干燥工序这样的顺序依次进行。另外,在前述工序中或工序后可以设置在线的表面形状检查工序。
上述溶胀工序优选只使用水进行,但是如特开平10-153709号公报所述,为了确保光学性能的稳定性和避免偏振片基材在生产线中产生摺痕,还可以使偏振片基材通过硼酸水溶液溶胀以控制偏振片基材的溶胀度。
另外,溶胀工序的温度、时间可以任意决定,优选为10℃~60℃,5秒~2000秒。
上述染色工序可以使用特开2002-86554号公报中记载的方法。另外,作为染色方法并非只使用浸渍,而且还可以是对碘或染料溶液进行涂布或喷雾等的任意方法。另外,如特开2002-290025号公报所述,还可以使用控制碘的浓度、染色浴的温度、浴中的拉伸倍率和边搅拌浴中的浴液边染色的方法。
在使用高价的碘离子作为双色性分子时,为了得到高对比度的偏振片,优选在染色工序中使用在碘化钾水溶液中溶解有碘的溶液。此时的碘-碘化钾水溶液的碘优选为0.05~20g/l,碘化钾优选为3~200g/l,碘与碘化钾的重量比优选为1~2000。染色时间优选为10~1200秒,液温优选为10~60℃。更优选的是:碘为0.5~2g/l,碘化钾为30~120g/l,碘与碘化钾的重量比为30~120即可,染色时间为30~600秒、液温为20~50℃即可。
另外,如特许第3145747号的说明书所述,在染色液中可以添加硼酸、硼砂等硼类化合物。
上述硬膜工序优选在交联剂溶液中浸渍或者涂布溶液以含有交联剂。另外,如特开平11-52130号的说明书所述,硬膜工序可以分几次进行。
作为交联剂可以使用美国专利232897号的说明书中记载的物质,如特许第3357109号的说明书所述,为了提高尺寸稳定性,也可以使用多元醛作为交联剂,但是最优选使用硼酸类。在使用硼酸作为硬膜工序中使用的交联剂时,可以在硼酸-碘化钾水溶液中添加金属离子。作为金属离子优选氯化锌,但是也可以如特开2000-35512号公报所述,使用碘化锌等卤化锌、硫酸锌、醋酸锌等锌盐代替氯化锌。
在本发明中,优选进行:制备添加了氯化锌的硼酸-碘化钾水溶液,并使其浸渍PVA薄膜而进行硬膜。硼酸为1~100g/l,碘化钾为1~120g/l,氯化锌为0.01~10g/l,硬膜时间优选为10~1200秒,液温优选为10~60℃。更优选的是硼酸为10~80g/l,碘化钾为5~100g/l,氯化锌为0.02~8g/l,硬膜时间为30~600秒即可,液温为20~50℃即可。
上述拉伸工序优选使用美国专利2454515号的说明书等中记载的纵向单轴拉伸方式,或者特开2002-86554号公报中记载的拉幅机方式。优选的拉伸倍率是2倍~12倍,更优选的是3倍~10倍。另外,选取拉伸倍率与坯材厚度、起偏器厚度的关系为特开2002-040256号公报记载的(保护膜贴合后的起偏器膜厚/坯材膜厚)×(总拉伸倍率)>0.17,选取离开最后的浴液时的起偏器的宽度与贴合保护膜时的起偏器的宽度的关系为特开2002-040247号公报中记载的0.80≤(贴合保护膜时的起偏器的宽度/离开最后的浴液时的起偏器的宽度)≤0.95。
上述干燥工序可以使用特开2002-86554号公报中的公知方法,但是优选的温度范围是30℃~100℃,优选的干燥时间是30秒~60分。另外,还优选进行如特许第3148513号的说明书所述的进行水中脱色温度为50℃以上的热处理,以及如特开平07-325215号公报和特开平07-325218号公报记载在温湿度控制的气氛下进行老化处理。
保护膜的贴合工序是用2个保护膜贴合离开干燥工序的前述起偏器的两个表面的工序。优选使用在刚要贴合前供应粘接液,再使用一对滚筒贴合的方法,以使得起偏器与保护膜重合。另外,如特开2001-296426号公报和特开2002-86554号公报所述,为了抑制由起偏器的拉伸所产生的记录的沟状凹凸,优选对贴合时起偏器的水分比例进行调节。在本发明中,水分比例优选使用0.1%~30%。
起偏器和保护膜的粘接剂没有特别的限定,可以列举PVA类树脂(含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化亚烷基等改性PVA)和硼化合物水溶液等,其中特别优选PVA类树脂。粘接剂层的厚度在干燥后优选为0.01~5μm,特别优选为0.05~3μm。
另外,为了提高起偏器和保护膜的粘接力,优选对保护膜进行表面处理使其亲水化后,再进行粘接。表面处理的方法没有特别的限定,可以如上所述使用碱溶液皂化的方法、电晕处理法等公知的方法。另外,在表面处理后可以设置明胶底涂层等易粘接层。如特开2002-267839号公报所述,保护膜表面与水的接触角优选为50℃以下。
贴合后的干燥条件使用特开2002-86554号公报中记载的方法,优选的温度范围是30℃~100℃,优选的干燥时间是30秒~60分钟。另外,如特开平07-325220号公报所述,还优选在控制温湿度的气氛下进行老化。
起偏器中的元素含量优选为:碘0.1~3.0g/m2,硼0.1~5.0g/m2,钾0.1~2.00g/m2,锌0~2.00g/m2。另外,如特开2001-166143号公报所述,钾含量可以为0.2重量%以下,起偏器中的锌含量可以选取特开2000-035512号公报中记载的0.04重量%~0.5重量%。
如特许第3323255号的说明书所述,为了赋予偏振片尺寸稳定性,可以在染色工序、拉伸工序和硬膜工序的任一工序中添加有机钛化合物和/或有机锆化合物,也可以含有有机钛化合物和有机锆化合物中的至少一种化合物。另外,可以添加双色性染料以调节偏振片的色彩(色调)。
(偏振片的特性)
(1)透过率和偏振度
本发明的偏振片优选的单片透过率为42.5%~49.5%,更优选为42.8%~49.0%。式1定义的偏振度的优选的范围是99.900%~99.999%,更优选为99.940%~99.995%。平行透过率的优选范围是36%~42%,正交透过率的优选范围是0.001%~0.05%。
(数学式1)
(式4)
上述透过率基于JISZ8701用下述式定义。
(数学式2)
T=K∫S(λ)y(λ)τ(λ)dλ
此处,K、S(λ)、y(λ)、τ(λ)如下所述。
(数学式3)
(式3)
S(λ):颜色显示中使用的标准光的分光分布
y(λ):XYZ系中的等色函数
τ(λ):分光透过率
另外,以下述式5定义的双色性比的优选范围为48~1215,更优选为53~525。
(数学式4)
(式5)
碘浓度和单片透过率可以是特开2002-258051号公报的[0017]中记载的范围。
如特开2001-083328号公报和特开2002-022950号公报所述,平行透过率对波长的依赖性较小。将偏振片设置为正交尼科耳状态时的光学性质可以在特开2001-091736号公报[0007]所述的范围内,平行透过率与正交透过率的关系可以是特开2002-174728号公报[0006]所述的范围。
另外,如特开2002-221618号公报所述,在光的波长为420~700nm之间时每10nm的平行透过率的标准偏差为3以下,而且在光波长为420~700nm之间时每10nm的(平行透过率/正交透过率)的最小值为300以上。
偏振片的在波长440nm时的平行透过率和正交透过率,波长550nm时的平行透过率和正交透过率,在波长610nm时的平行透过率和正交透过率还优选为特开2002-258042号公报[0012]和特开2002-258043号公报[0012]所述的范围。
(2)色彩
本发明的偏振片的色彩优选使用作为CIE均等感觉空间的L*a*b*表色系中的亮度指数L*和色度指数a*和b*进行评价。
L*、a*、b*的定义记载在例如东京电机大学出版局刊、色彩光学等中。
单张偏振片的优选的a*范围为-2.5~0.2,更优选为-2.0~0。单张偏振片的优选的b*的范围为1.5~5,更优选为2~4.5以下。2张偏振片的平行透过光的a*的优选的范围为-4.0~0,更优选为-3.5~-0.5。2张偏振片的平行透过光的b*的优选的范围是2.0~8,更优选为2.5~7。2张偏振片的正交透过光的a*的优选的范围是-0.5~1.0,更优选为0~2。2张偏振片的正交透过光的b*的优选的范围是-2.0~2,更优选为-1.5~0.5。
色彩可以使用从前述X、Y、Z算出的色度座标(x,y)评价,例如2张偏振片的平行透过光的色度(xp,yp)和正交透过光的色度(xc,yc)在特开2002-214436号公报的[0017]、特开2001-166136号公报的[0007]和特开2002-169024号各公报的[0005]—[0008]所述的范围内,色彩(色调)和吸光度的关系优选在特开2001-311827号公报的[0005]—[0006]所述的范围内。
(3)视场角性质
在将偏振片设置为正交尼科耳状态并入射波长550nm的光时,入射垂直光的情形和从相对偏光轴45度的方向以相对法线40度的角度入射的情形下,透过率比和xy色度差优选为特开2001-166135号公报和特开2001-166137号公报所述的范围。另外,如特开平10-068817号公报所述,正交尼科耳配置的偏振片叠层体的垂直方向的透光率(T0)和从叠层体的法线倾斜60°的方向的透光率(T60)的比值(T60/T0)优选为10000以下;如特开2002-139625号公报所述,在从法线到仰角80度的任意角度下使自然光入射到偏振片上时,在其透过光谱的520nm~640nm的波长范围内,波长域20nm以内的透过光的透过率差优选为6%以下;如特开平08-248201号公报所述,在薄膜上任意偏差1cm的位置上的透过光的亮度差优选为30%以内。
(4)耐久性
(4-1)耐湿热性
在60℃、95%相对湿度的气氛下放置500小时后,其前后的透光率和偏振度变化率的绝对值优选为3%以下。透光率的变化率特别优选为2%以下,而且以偏振度的变化率的绝对值为基础,优选为1.0%以下。另外,如特开平07-077608号公报所述,在80℃、90%相对湿度下放置500小时后的偏振度还优选为95%以上,单体透过率优选为38%以上。
(4-2)耐干燥性
在80℃的干燥气氛下放置500小时后,其前后的透光率和偏振度变化率的绝对值也优选为3%以下。特别地,透光率的变化率特别优选为2%以下,而且以偏振度的变化率的绝对值为基础,优选为1.0%以下,进一步优选为0.1%以下。
(4-3)其它耐久性
此外,如特开平06-167611号公报所述,在80℃下放置2小时后的收缩率优选为0.5%以下;将在玻璃板的两面上正交尼科耳设置的偏振片叠层体在69℃的气氛中放置750小时后,x值和y值优选为特开平10-068818号公报所述的范围;80℃、90%相对湿度的气氛中放置处理200小时后,拉曼分光法的105cm-1和157cm-1的光谱强度比的变化优选为特开平08-094834号公报和特开平09-197127号公报所记载的范围。
(5)取向度
PVA的取向度较高则能得到良好的偏光性能,作为通过偏光拉曼散射和偏光FT-IR等方法算出的阶次参数值优选为0.2~1.0。另外,如特开昭59-133509号公报所述,起偏器的全非晶区域的高分子片段的取向系数和染料分子的取向系数(0.75以上)的差优选至少为0.15;如特开平04-204907号公报所述,起偏器的非晶区域的取向系数优选为0.65~0.85;作为阶次参数值,I3 -和I5 -这样的高价碘离子的取向度优选为0.8~1.0。
(6)其它性质
如特开2002-006133号公报所述,在80℃下加热30分钟时,每单位宽度在吸收轴方向的收缩力优选为4.0N/cm以下;如特开2002-236213号公报所述,在将偏振片在70℃的加热条件下放置120小时的情况下,偏振片在吸收轴方向上的尺寸变化率和偏光轴方向上的尺寸变化率都优选在±0.6%以内;如特开2002-090546号公报所述,偏振片的水分率还优选为3重量%以下。此外,如特开2000-249832号公报所述,基于中线的平均粗度,与拉伸轴垂直的方向上的表面粗度优选为0.04μm以下;如特开平10-268294号公报所述,优选使透过轴方向的折射率n0大于1.6;偏振片的厚度与保护膜的厚度的关系优选为特开平10-111411号公报的[0004]所记载的范围。
<液晶显示装置>
下面对本发明的液晶显示装置进行说明。
图2是表示本发明的液晶显示装置的例子的示意图。图2中,液晶显示装置10包括:具有液晶层7和在其上下设置的液晶单元上侧电极基板5以及液晶单元下侧电极基板8的液晶单元、在液晶单元的两侧设置的上侧偏振片1和下侧偏振片12。也可以在液晶单元和各偏振片之间设置滤色器。当把上述液晶显示装置10作为透过型使用时,可在背面设置把冷阴极和热阴极荧光管、或者发光二极管、场致发光元件、电致发光元件作为光源的背光。
上侧偏振片1和下侧偏振片12分别具有按照用两片保护薄膜夹住起偏器的方式进行层叠的结构。本发明的液晶显示装置10优选从装置的外侧(远离液晶单元一侧)起,按顺序层叠透明保护薄膜、起偏器、本发明的酰化纤维素薄膜。作为液晶显示装置10,包括直射影像观察型、影像投影型和光调制型。本发明中使用如TFT和MIM的三终端或两终端半导体元件的有源矩阵液晶显示装置是有效的。当然被称为分时驱动的以STN模式为代表的无源矩阵液晶显示装置也是有效的。
(VA模式)
本发明的液晶显示装置的液晶单元优选VA模式。
VA模式中在上下基板间介电各向异性为负,可将Δn=0.0813、Δε=—4.6左右的液晶通过摩擦取向,制作表示液晶分子的取向方向的指示器、所谓的倾斜角约89°。图1的液晶层7的厚度d被设定为3.5μm。其中可根据厚度d和折射率各向异性Δn的乘积Δnd的大小改变白色显示时的亮度。因此将用于获得最大亮度的液晶层的厚度设定为0.2μm~0.5μm的范围内。
液晶单元的上侧偏振片1的吸收轴2和下侧偏振片12的吸収轴13大致垂直进行层叠。在液晶单元上侧电极基板5和液晶单元下侧电极基板8的各自的取向膜的内侧形成透明电极(未图示),而在不向电极施加驱动电压的非驱动状态下,液晶层7中的液晶分子相对于基板面大致垂直进行取向,结果通过液晶面板的光的偏振状态几乎不变。即,在液晶显示装置中,在非驱动状态中实现了理想的黑色显示。相反,在驱动状态下,液晶分子向平行于基板面的方向倾斜,通过液晶面板的光被该倾斜的液晶分子改变偏振状态。换言之,在液晶显示装置中,在驱动状态中获得白色显示。另外图2中,符号6和9是取向控制方向。
其中由于在上下基板间施加电场,所以可使用如液晶分子沿与电场方向垂直响应的、介电各向异性为负的液晶材料。另外当将电极设置在一个基板上,沿平行于基板面的横向施加电场时,使用液晶材料具有正的介电各向异性的材料。
另外在VA模式的液晶显示装置中,通常加入TN模式的液晶显示装置中的手性剂因为使动态响应特征的劣化而很少使用,但是有时也为了减少取向不良而加入。
VA模式的特征是高速响应和高对比度。但是,问题在于从正面看时对比度高,而从斜方向看时对比度低。黑色显示时液晶分子垂直于基板面进行取向。如果从正面观察,则由于液晶分子几乎没有双折射,所以透过率低,获得了高对比度。但是,从斜向观察时液晶分子产生双折射。另外上下偏振片吸収轴的交叉角在正面看时是90°的正交,而从斜向看时大于90°。鉴于这两个原因,在斜向方向上产生漏光,对比度下降。为了解决此问题而设置了光学补偿薄片。
另外液晶分子在白色显示时是倾斜的,并在与倾斜方向的相反方向,从斜向观察时液晶分子的双折射大小不同,在亮度和色调上产生差异。为了解决此问题,形成了将液晶显示装置的一个象素分离为多个区域的称为多区域的结构。
[多区域]
例如,在VA方式中液晶分子通过施加电场,在一个象素内在不同的多个区域进行倾斜而使视场角特性平均化。在一个象素内分区取向时,可以在电极上设置缝隙,或设置凸起,改变电场方向或使电场密度保持偏转。要想获得全方位均匀的视场角,最好增加分区数,而在四分区、或八分区以上时可获得大致均匀的视场角。尤其八分区时可以将偏振片吸収轴设定为任意的角度,所以优选。
此外在分区取向的区域边界,液晶分子具有较低的响应。因此这成为在普通黑色显示时为了保持黑色显示,亮度下降的原因。因此可以向液晶材料中加入手性剂来缩小边界区域。
[实施例]
下面通过列举实施例对本发明进行更加具体地说明。以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不偏离本发明的宗旨,就可以进行适当改变。因此,本发明的范围并不限于以下所示的具体例子。
[参考例1]
(低延迟薄膜A—1的制作)
<纤维素乙酸酯溶液的调制>
将下述的组合物投入混合槽中,搅拌使各成分溶解,从而调制纤维素乙酸酯溶液A。
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
酰化纤维素溶液A组成
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
乙酰化度2.94、平均聚合度310的纤维素乙酸酯 100.0质量份
延迟降低剂A—12 12.0质量份
二氯甲烷(第1溶剂) 402.0质量份
甲醇(第2溶剂) 60.0质量份
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
<消光剂溶液的调制>
将下述的组合物投入分散器,搅拌使各成分溶解,从而调制消光剂溶液。
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
消光剂溶液组成
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
平均粒子大小20nm的二氧化硅粒子
(AEROSIL R972、日本アエロニル(株)制)
2.0质量份
二氯甲烷(第1溶剂) 75.0质量份
甲醇(第2溶剂) 12.7质量份
酰化纤维素溶液A 10.3质量份
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
<紫外线吸收剂溶液的调制>
将下述的组合物投入混合槽中,搅拌使各成分溶解,从而调制紫外线吸收剂溶液。
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
紫外线吸收剂溶液组成
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
紫外线吸收剂UV—1 2.0质量份
紫外线吸收剂UV—19 2.0质量份
二氯甲烷(第1溶剂) 58.4质量份
甲醇(第2溶剂) 8.7质量份
酰化纤维素溶液A12.8质量份
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
紫外线吸收剂UV—101
[化学式113]
紫外线吸收剂UV—103
[化学式114]
紫外线吸收剂UV—104
[化学式115]
将上述酰化纤维素溶液A94.6质量份、消光剂溶液1.3质量份、紫外线吸收剂溶液4.1质量份过滤后混合,使用带式流延机按照1500mm的宽度进行流延。在残留溶剂含量为40质量%时从传送带剥离薄膜,在100℃的条件下用拉幅机夹子保持薄膜并以8%的拉伸倍率进行横向拉伸,进行干燥直到残留溶剂含量为5质量%(干燥1)。另外在薄膜拉伸后的宽度的状态下在100℃下保持30秒钟。由拉幅机夹子放开薄膜,在薄膜的宽度方向从两端各切掉5%后,再在宽度方向为自由(不保持)状态下使其花30分钟通过140℃的干燥区后(干燥2),将薄膜卷取为辊状。得到的酰化纤维素薄膜的残留溶剂量为0.1质量%,膜厚为80μm。
(酰化纤维素薄膜102~105的制作)
除了酰化纤维素的种类、以及添加剂的种类和添加量按照表1的内容进行变化以外,与上述相同地制作酰化纤维素薄膜102~105。其中,表中的添加剂A—12和D—5分别相当于上述所示的延迟降低剂的例示化合物A—12和D—5。
[表1]
(光学特性的测量)
使用“WR KOBRA”(王子计量测量仪(株))在25℃60%相对湿度的环境下,分别测量酰化纤维素薄膜101~105在446nm、548nm、628nm下的Re和Rth。结果示于表2。
[表2]
[参考例2]
<光学补偿薄膜A的制作>
将厚度105μm的各向同性降冰片烯薄膜在175℃下用拉幅机横向单轴拉伸180%,获得厚度为63μm的拉伸降冰片烯薄膜。
将由2,2’—双(3,4—二羧基苯基)六氟丙烷(6FDA)和、2,2’—双(三氟甲基)—4,4’—二氨基联苯(PFMBTFMB)合成的重均分子量(Mw)12万的聚酰亚胺溶解于环己酮中调制15重量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液涂敷在上述拉伸降冰片烯薄膜上。然后在100℃下热处理10分钟,在上述拉伸降冰片烯薄膜上形成厚度5.5μm的完全透明且平滑的聚酰亚胺薄膜,再在180℃下单轴拉伸4%,获得光学补偿薄膜A。
[参考例3]
<光学补偿薄膜B的制作>
用以下的方法制作图1的结构1中使用的光学补偿薄膜B(相位差膜和双轴薄膜的层叠体)。
[酰化纤维素溶液的调制]
将下述的组合物投入混合槽,撹拌使各成分溶解,从而调制酰化纤维素溶液。
(酰化纤维素溶液的组成)
酰化纤维素(CA—1) 100.0质量份
乙酰化度1.75、苯甲酰化度0.65
苯甲酰基的6位取代比率0.90
增塑剂:磷酸三苯酯(极大吸收的波长是短于280nm的波长)
6.0质量份
增塑剂:磷酸联苯酯(极大吸收的波长是短于280nm的波长)
3.0质量份
二氯甲烷(第1溶剂) 402.0质量份
甲醇(第2溶剂) 60.0质量份
[消光剂溶液的调制]
将下述的组合物投入分散器,撹拌使各成分溶解,从而调制消光剂溶液。
(消光剂溶液组成)
平均粒子大小20nm的二氧化硅粒子 2.0质量份
“AEROSIL R972”日本アエロニル(株)制
二氯甲烷(第1溶剂) 75.0质量份
甲醇(第2溶剂) 12.7质量份
酰化纤维素溶液 10.3质量份
[延迟显现剂溶液的调制]
将下述的组合物投入混合槽,边加热边进行撹拌,使各成分溶解,从而调制延迟显现剂溶液。
(延迟显现剂溶液的组成)
延迟显现剂(41)(极大吸收的波长是短于250nm的波长)
20.0质量份
二氯甲烷(第1溶剂) 58.4质量份
甲醇(第2溶剂) 8.7质量份
酰化纤维素溶液 12.8质量份
将上述酰化纤维素溶液94.3质量份、消光剂溶液1.3质量份和延迟显现剂溶液4.4质量份分别过滤后混合,使用带式流延机进行流延。将以残留溶剂含量为35质量%得到的薄片剥离传送带,在120℃的条件下使用拉幅机以40%/分钟的拉伸速度进行横向拉伸直到55%的拉伸倍率后,在48%的拉伸倍率下于120℃保持30秒。然后,取下夹子并在120℃下干燥30分钟,从而制造拉伸酰化纤维素薄膜。做好的拉伸酰化纤维素薄膜的残留溶剂量为0.1质量%,膜厚为92μm。
(拉伸酰化纤维素薄膜的皂化处理)
在制作的拉伸酰化纤维素薄膜(CAF1)上涂敷5.2mL/m2下述组成的液体,在60℃下干燥10秒钟。薄膜表面用流水洗涤10秒钟,吹入25℃的空气使薄膜表面干燥。
(皂化液的组成)
异丙醇 818质量份
水 167质量份
丙二醇 187质量份
日本エマルニヨン(株)制“EMALEX” 10质量份
氢氧化钾 67质量份
(取向膜层的形成)
通过#14的绕线棒涂布器(wire bar coater)在皂化处理的拉伸酰化纤维素薄膜(CAF1)的一个面上涂敷24ml/m2的下述组成的涂敷液。在60℃的温风下干燥60秒后,再在90℃的温风下干燥150秒。
接着,对在皂化处理的拉伸酰化纤维素薄膜(CAF1)的拉伸方向(与慢相轴大致一致)和90°的方向上形成的取向膜进行摩擦处理。
取向膜涂敷液组成
下述的改性聚乙烯醇 20质量份
水 360质量份
甲醇 120质量份
戊二醛(交联剂) 1.0质量份
改性聚乙烯醇
[化学式116]
(光学各向异性层的制作)
使用4#绕线棒涂布器在取向膜上涂布15.4ml/m2的下述组成的涂布液。将其粘附在金属框上,在100℃的恒温槽中加热2分钟,使液晶性化合物取向。接着,使用90℃、120W/cm的高压水银灯UV照射1分钟,使液晶性化合物聚合。之后,放置冷却到室温。
如上所述制作光学补偿薄膜B。
[参考例4]
用以下的方法制作图1的结构2中使用的光学补偿薄膜C(A片和C片的层叠体)和低延迟薄膜的层叠体。
<C片的制作>
(酰化纤维素薄膜的皂化处理)
将市售的酰化纤维素薄膜(富士タツクTD80UL)在55℃下浸渍在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中2分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,在30℃下使用0.05mol/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行洗涤,再在100℃的温风下进行干燥。
(取向膜层的形成)
通过#14的绕线棒涂布器(wire bar coater)在皂化处理的拉伸酰化纤维素薄膜的一个面上涂敷24ml/m2的下述组成的涂敷液。在60℃的温风下干燥60秒后,再在90℃的温风下干燥150秒。
接着,对在皂化处理的拉伸酰化纤维素薄膜的拉伸方向(与慢相轴大致一致)和90°的方向上形成的膜进行摩擦处理。
取向膜涂敷液组成
下述的改性聚乙烯醇 20质量份
水 360质量份
甲醇 120质量份
戊二醛(交联剂) 1.0质量份
改性聚乙烯醇
[化学式117]
(光学各向异性层的制作)
使用4#绕线棒涂布器在取向膜上涂布15.4ml/m2的下述组成的涂布液。将其粘附在金属框上,在135℃的恒温槽中加热2分钟,使液晶性化合物取向。接着,使用90℃、120W/cm的高压水银灯UV照射1分钟,使液晶性化合物聚合。之后,放置冷却到室温。
圆盘状液晶性化合物(D)
[化学式118]
平均倾斜角控制剂(E)
[化学式119]
氟系聚合物(F)
[化学式120]
<A片和C片的层叠体的制作>
只将光学各向异性层从上述制作的C片剥离,使用粘合剂,使其贴合在由含有形成不同的波长分散特性高分子的单体单元的共聚物组成的聚碳酸酯薄膜(商品名:ピユアエ—スWR(帝人(株)制))(A片)上。
<低延迟酰化纤维素薄膜的皂化处理>
将由参考例1制作的酰化纤维素薄膜101在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中在55℃下浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,在30℃下使用0.05mol/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行洗涤,再在100℃的温风下进行干燥。这样,对酰化纤维素薄膜101表面进行皂化处理(以下称为保护薄膜E)。
<光学补偿薄膜C的制作>
在皂化处理的酰化纤维素薄膜101上涂敷将聚乙烯醇树脂(クラレPVA217、聚合度1700,皂化度88%)5质量%水溶液和含有噁唑啉基的水溶性聚合物(日本触媒WS700)25质量%水溶液按照以重量比计为7:3的比例进行混合形成的粘接剂,并将其与上述制作的A片+C片的层叠体的聚碳酸酯薄膜侧进行贴合。
[参考例5]
<光学补偿薄膜D的制作>
在皂化处理的酰化纤维素薄膜101上涂敷1重量%的聚乙烯醇溶液,在90℃下干燥形成厚约0.01μm的薄膜,对其表面进行摩擦处理形成取向膜后,涂敷含有液晶性化合物(G)、手性剂(H)和聚合引发剂的胆甾醇型液晶液,将其在90℃下热处理1分钟并进行紫外线交联,从而形成厚度为2.5μm、Re为0nm、Rth为185nm的相位差膜
液晶性化合物(G)
[化学式121]
手性剂(H)
[化学式122]
<光学补偿薄膜E的制作>
(聚合物溶液的调制)
将作为降冰片烯系单体(Im)的以下述结构式(A)表示的6—(2,4—二甲氧基苯基)—6—氮杂—五环〔9.2.1.13,9.02,10.04,8〕十四—12—烯—5,7—二酮7.90g(21.6毫摩尔)、作为降冰片烯系单体(IIm)的以下述结构式(C)表示的8—甲基—8—甲氧基羰基四环〔4.4.0.12,5.17, 10〕—3—十二碳烯5.01g(21.6毫摩尔)、作为分子量调节剂的1—己烯0.27g、和作为溶剂的甲苯51.5g装入氮置换反应容器中,加热到80℃。向该反应体系中加入作为聚合催化剂的三乙基铝的甲苯溶液(0.6摩尔/L)0.13mL、和甲醇改性六氯化钨的甲苯溶液(0.025摩尔/L)0.34mL,在80℃下反应4小时,由此获得含有降冰片烯系开环聚合物的聚合物溶液。
[化学式123]
结构式(A)
[化学式124]
结构式(C)
(开环聚合物树脂的调制)
将得到的聚合物溶液加入高压釜中,再加入甲苯300g。接着,向该体系中加入相对于单体的加入量为2500ppm的量的RuHCl(CO)〔P(C6H5)3〕3作为氢化催化剂,在氢气压力为9~10MPa、反应温度为160~165℃、反应条件为4小时的条件下进行氢化反应。反应结束后,将得到的反应溶液注入大量的甲醇中,使其沉淀,从而获得氢化的降冰片烯系开环聚合物。把该降冰片烯系开环聚合物规定为“树脂(P1)”。
(拉伸薄膜的制作)
将上述得到的树脂(P1)按照30%浓度溶解于甲苯中,使用井上金属工业制INVEXラボコ—タ—,在用丙烯酸类进行亲水化(易结合)的表面处理过的厚度100μm的PET薄膜(束レ(株)制、ルミラ—U94)上进行涂敷,以便干燥后的薄膜厚度为350μm,将其在50℃下进行一次干燥后,在100℃下进行二次干燥。把剥离PET薄膜的树脂薄膜规定为(P1—F)。
将该薄膜在拉幅机内加热到228℃,以拉伸速度300%/分钟拉伸为1.7倍后,在221℃的氛围气体下保持该状态约1分钟,然后冷却至室温取出,从而获得光学补偿薄膜(E)。
[参考例6]
<双轴薄膜F的制作>
将厚度188μm的ARTON薄膜(JSR公司制)在175℃下以纵向拉伸方式拉伸为130%,以横向拉伸方式拉伸为135%,从而获得厚度120μm的薄膜。该薄膜显示出Re=50nm、Rth=250nm的光学特性。
在25℃60%相对湿度的环境下使用コブラWR测量如上所述制作的光学补偿薄膜A~C、和双轴薄膜D的光学特性。结果示于表3中。
[表3]
[参考例7]
偏振片的制作
(酰化纤维素薄膜的碱性处理)
与参考例4相同地对酰化纤维素薄膜102~105的表面、和光学补偿薄膜B和光学补偿薄膜C、和光学补偿薄膜D的酰化纤维素表面进行皂化处理。
[参考例8]
(光学补偿薄膜A、E和双轴薄膜F的表面处理)
在光学补偿薄膜A的降冰片烯薄膜侧的表面上在12W·分/m2的条件下通过春日电机(株)制电晕放电而赋予亲水性。
另外,即使对于光学补偿薄膜E和双轴薄膜F的表面也可以进行相同的处理,赋予亲水性。
[参考例9]
<偏振片101的制作>
(偏振片保护薄膜的皂化处理)
将市售的酰化纤维素薄膜(富士胶片制、富士タツクTD80)在1.5mol/L的氢氧化钠水溶液中在55℃下浸渍1分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,在30℃下使用0.05mol/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行洗涤,再在100℃的温风下进行干燥。(以下称为保护薄膜G)。
(起偏器的制作)
将聚合度为1700、厚度为39μm的聚乙烯醇薄膜在30度的温水浴中溶胀后,在由碘和碘化钾的水溶液组成的30℃的染色浴中拉伸为约4倍。接着,在加入了硼酸和碘化钾的50℃的交联浴中进行拉伸,以使总拉伸倍率为5.5倍,并进行交联。将其浸渍于35℃的碘化钾溶液10秒钟进行色彩(色调)调整。再通过水洗、干燥,获得厚度18μm的起偏器。该起偏器的回潮率为14%。另外波长900nm下的双折射率(Δn)为0.0482,透过率为43%,偏振度为99.9%。
另外,双折射率通过用900nm的波长光使用平行尼科耳旋转法求出相位差值(Δnd),除以厚度d(nm)求出。
透过率使用分光光度计(村上色彩技术研究所制,DOT—3)进行测量,是用JIS Z8701的2度视野(C光源),进行能见度补正的Y值。
偏振度是将两个相同的起偏器按照偏光轴为平行的方式进行叠加时的透过率(H0)和正交叠加时的透过率(H90),根据上述透过率的测量方法进行测量并由下式求出。另外,偏振光的透过率(H0)和正交的透过率(H90)是补正能见度的Y值。
偏振度(%)=√{(H0—H90)/(H0+H90)}×100
(粘接剂的调制)
使聚酯类尿烷(三井武田化学公司制,タヶラツクXW—74—C154)10份和异氰酸酯类交联剂(三井武田化学公司制,タヶネ—トWD—725)1部份溶解于水,调制将固体成分调节为20%的溶液。把其用作粘接剂。
(偏振片101的制作)
在上述起偏器的两个面上涂敷上述粘接剂溶液后,将皂化处理过的低延迟薄膜101和上述制作的保护薄膜G按照夹住起偏器的方式进行贴合,在40℃的烘箱中干燥处理72小时,制作偏振片101。
[参考例8]
(偏振片102~105的制作)
即使对于酰化纤维素薄膜102~105也可以与偏振片101相同地分别制作偏振片102~105。
[参考例9]
(偏振片A、E和F的制作)
即使对于在参考例6中进行表面处理的光学补偿薄膜A、光学补偿薄膜E、和双轴薄膜F也涂敷上述粘接剂溶液,然后按照夹住起偏器的方式贴合上述制作的保护薄膜G,在40℃的烘箱中干燥处理72小时,制作偏振片A和D。另外,对于偏振片A按照与起偏器面对面的方式贴合赋予光学补偿薄膜A亲水性的降冰片烯薄膜。
(偏振片B和偏振片C、和偏振片D的制作)
即使对于光学补偿薄膜B也涂敷上述粘接剂溶液,然后按照夹住起偏器的方式贴合上述制作的保护薄膜F,在40℃的烘箱中干燥处理72小时,制作偏振片B和偏振片C。另外,按照与起偏器面对面的方式贴合酰化纤维素薄膜。此外,即使对于光学补偿薄膜C和光学补偿薄膜D也相同地分别制作偏振片C和偏振片D。
[实施例1]
(液晶显示装置(a)的制作)
在实施例7的液晶显示装置(图3)的上侧偏振片上,将由参考例7制作的偏振片(101)按照本发明的酰化纤维素薄膜101(低延迟薄膜、保护薄膜E)为液晶单元侧的方式,在下侧偏振片上,将由参考例9制作的偏振片(A)按照本发明的聚酰亚胺层为液晶单元侧的方式,通过粘合剂,在观察者侧和背光侧各粘合一张。按照观察者侧的偏振片的透过轴为上下方向,而背光侧的偏振片的透过轴为左右方向的方式,正交尼科耳地进行设置。这样制作了液晶显示装置(a)。
另外,通过将上侧偏振片、下侧偏振片改变为表4的内容制作本发明的液晶显示装置(a)~(j)。
[实施例2]
(色泽视场角的变化)
对由实施例1制作的液晶显示装置1—10在极角60°中,用测量器(ELDIM公司制Ezcontrast)测量方位角0°和方位角80°的色泽变化,从而求出xy色度图上色泽变化的绝对值Δx、Δy。
结果示于表4。
[表4]
液晶显示装置 | 上侧偏振片 | 下侧偏振片 | Δx | Δy | 备注 |
(a) | 101 | B | 0.18 | 0.17 | 本发明 |
(b) | 102 | B | 0.21 | 0.2 | 本发明 |
(c) | 103 | B | 0.17 | 0.16 | 本发明 |
(d) | 104 | B | 0.22 | 0.21 | 本发明 |
(e) | 105 | B | 0.31 | 0.30 | 比较例 |
(f) | 101 | F | 0.33 | 0.32 | 比较例 |
(g) | 105 | F | 0.41 | 0.39 | 比较例 |
(h) | 101 | A | 0.25 | 0.24 | 本发明 |
(i) | 101 | C | 0.23 | 0.21 | 本发明 |
(j) | D | E | 0.2 | 0.19 | 本发明 |
由表4的结果可知,本发明的液晶显示装置(a)~(d)、(g)、(i)相对于比较例的液晶显示装置(e)~(g),由视场角产生的色泽变化小,所以优选。
Claims (9)
1.液晶显示装置,其具有液晶单元、分别设置在该液晶单元两侧的两个偏振片、和光学补偿薄膜,所述偏振片具有起偏器和在该起偏器的至少靠近所述液晶单元侧的一个面上设置的保护薄膜,所述光学补偿薄膜设置在所述液晶单元和所述偏振片之间,其中所述保护薄膜在400—700nm波长范围内满足下述式(1)和式(2)的关系,而且,所述光学补偿薄膜满足下述式(3)—式(8)的关系,
0nm≦Re(λ)≦5nm (1)
—20nm≦Rth(λ)≦20nm (2)
20nm<Re(548)<150nm (3)
50nm<Rth(548)<400nm (4)
0.5<Re(446)/Re(548)<1 (5)
1.0<Re(628)/Re(548)<2.0 (6)
1.0<Rth(446)/Rth(548)<2.0 (7)
0.5<Rth(628)/Rth(548)<1.0 (8)
其中,Re(λ)和Rth(λ)分别表示波长λ下的面内延迟Re和厚度方向的延迟Rth,
其中Rth=((nx+ny)/2—nz)xd,nx表示面内的慢相轴方向的折射率,ny表示在面内与nx垂直方向的折射率,nz表示与nx和ny垂直方向的折射率,
所述保护薄膜是满足下述式(17)关系的酰化纤维素薄膜或降冰片烯类薄膜,
—10nm≦Rth(446)—Rth(629)≦10nm (17)。
2.根据权利要求1记载的液晶显示装置,其中满足所述式(3)—式(8)关系的光学补偿薄膜具有两个拉伸了的聚合物薄膜,所述两个的拉伸了的聚合物薄膜按照使彼此的拉伸方向相垂直的方式进行层叠。
3.根据权利要求1记载的液晶显示装置,其中满足所述式(3)—式(8)关系的光学补偿薄膜是在拉伸聚合物薄膜上具有液晶性化合物的涂敷层的层叠体。
4.根据权利要求1记载的液晶显示装置,其中所述保护薄膜是兼作所述光学补偿薄膜的结构。
5.液晶显示装置,其具有液晶单元、分别设置在该液晶单元两侧的两个偏振片、和分别设置在所述两个偏振片和所述液晶单元之间的至少两个光学补偿薄膜,所述偏振片由起偏器和分别设置在该起偏器两侧的两个保护薄膜组成,其中所述保护薄膜之中靠近液晶单元侧的保护薄膜的至少一个在400—700nm波长范围内满足下述式(1)和式(2)的关系,而且,所述光学补偿薄膜的一个满足下述式(9)—式(12)的关系,所述光学补偿薄膜的另一个满足下述式(13)—式(16)的关系,
0nm≦Re(λ)≦5nm (1)
—20nm≦Rth(λ)≦20nm (2)
50nm<Re(548)<200nm (9)
30nm<Rth(548)<150nm (10)
0.5<Re(446)/Re(548)<1 (11)
1.0<Re(628)/Re(548)<2.0 (12)
0nm≦Re(548)<10nm (13)
100nm<Rth(548)<300nm (14)
1.0<Rth(446)/Rth(548)<2.0 (15)
0.5<Rth(628)/Rth(548)<1.0 (16),
其中,Re(λ)和Rth(λ)分别表示波长λ下的面内延迟Re和厚度方向的延迟Rth,
其中Rth=((nx+ny)/2—nz)xd,nx表示面内的慢相轴方向的折射率,ny表示在面内与nx垂直方向的折射率,nz表示与nx和ny垂直方向的折射率,
所述保护薄膜是满足下述式(17)关系的酰化纤维素薄膜或降冰片烯类薄膜,
—10nm≦Rth(446)—Rth(629)≦10nm (17)。
6.根据权利要求5记载的液晶显示装置,其中所述保护薄膜之中靠近液晶单元侧的保护薄膜是兼作所述光学补偿薄膜的结构。
9.根据权利要求1—6任何一项中记载的液晶显示装置,其中液晶单元是垂直取向模式。
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