CN100545716C - 光学补偿膜、光学补偿膜的制法、偏振片及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供雾度低、阻滞的均一性优异的光学补偿膜、该光学补偿膜的制造方法、以及可以显著降低由于LED等直下型后照灯引起的发热或由于环境变动引起的视觉辨认性的变化,并且颜色再现性优异的偏振片、液晶显示装置。所述光学补偿膜的制造方法的特征在于,通过将含有残留硫酸量为0.1~50ppm范围的纤维素树脂的组合物进行熔融流延制膜来制造纤维素树脂膜,然后在该纤维素树脂膜上设置聚合物层并进行拉伸。
Description
技术领域
本发明涉及光学补偿膜、光学补偿膜的制造方法、偏振片以及液晶显示装置。更加详细地说,涉及雾度低、阻滞(リタ一デ一シヨン)的均一性优异的光学补偿膜、该光学补偿膜的制造方法、以及可以显著降低由于LED等直下型后照灯引起的发热或由于环境变动引起的视觉辨认性的变化,并且颜色再现性优异的偏振片、液晶显示装置。
背景技术
近年,在个人电脑、文字处理机、钟表或台式计算器中使用的液晶显示器、等离子体显示器、有机EL大多在苛刻的环境下使用。因此,对于在这些当中使用的液晶显示器的偏振片保护膜、光学补偿膜、等离子体显示器面板用前面滤光片、有机EL面板用前面膜等光学膜,当然也要求即使在苛刻的环境下其特性也不变化,例如,长时间使用也没有物性的恶化或均一性优异等耐久性,
作为保护膜,除了光学各向异性小、透明性优异、以及与偏光膜的粘接性以外,尺寸稳定性或用于防止偏光膜的恶化的紫外线吸收功能、水分的屏蔽功能等优异也是重要的。
作为光学补偿膜的材料,例如,有降冰片烯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、无定形聚烯烃等。这些高分子光学补偿膜为了与偏振片组合使用,通常贴合使用,叠层膜张数多,存在高成本的缺点。另外,制造工序变得复杂,此外,在贴合时,由于进入气泡或杂质,或者产生折皱,还存在产生不良产品的问题。
与此相反,已知以纤维素树脂作为主要材料的光学补偿膜,可以代替偏振片的保护膜与偏光膜贴合,由此,液晶显示装置的制造工序被缩短,生产性也优异(例如,参照专利文献1~5)。
例如,在专利文献6中,公开了使用溶液流延制膜的TAC膜作为支持体,然后在支持体上涂设聚合物层,通过在高温下连同支持体一起拉伸赋予期望的相位差,再与偏光膜贴合的技术,但以前,在作为偏振片保护膜使用的通过溶液流延制膜得到的TAC膜中,在制膜工序以外另外设置聚合物层后,在高温下拉伸时,则存在容易产生由于拉伸不均而导致的阻滞的不均一性。另外,由于是在高温下进行处理,因此,还存在雾度容易变高的问题。
[专利文献1]特开2002-71957号公报
[专利文献2]特开2002-62430号公报
[专利文献3]特开2001-249223号公报
[专利文献4]特开2002-82226号公报
[专利文献5]特开2002-98832号公报
[专利文献6]特开2004-4474号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
本发明的目的在于提供雾度低、阻滞的均一性优异的光学补偿膜、该光学补偿膜的制造方法、以及可以显著降低由于LED等直下型后照灯引起的发热或由于环境变动引起的视觉辨认性的变化,并且颜色再现性优异的偏振片、液晶显示装置。
[解决课题的手段]
本发明的上述课题通过以下的构成来实现。
1.一种光学补偿膜的制造方法,其特征在于,通过将含有残留硫酸量为0.1~50ppm范围的纤维素树脂的组合物进行熔融流延制膜来制造纤维素树脂膜,然后在该纤维素树脂膜上设置聚合物层并进行拉伸。
2.上述1中记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述聚合物层包括选自聚醚酮、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、以及聚酯酰亚胺中的至少1种。
3.上述1或2中记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述纤维素树脂膜中含有的纤维素树脂是总酰基取代度为2.5~2.9,数均分子量(Mn)为60000~200000的混合脂肪酸酯。
4.上述1~3中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述残留硫酸量为0.1~45ppm的范围。
5.上述1~4中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述组合物含有紫外线吸收剂,并且该紫外线吸收剂的重均分子量为490~50000的范围。
6.上述1~5中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述组合物含有增塑剂,并且该增塑剂的至少1种选自多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、以及苯二甲酸酯类增塑剂。
7.上述1~6中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述组合物含有0.01~5质量%的受阻胺类、或受阻酚类化合物。
8.上述1~7中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述拉伸时的拉伸温度B以下述式(1)表示,
式(1)熔融温度A-100℃≤拉伸温度B≤熔融温度A-40℃
(式中,熔融温度A表示纤维素树脂膜熔融流延时的温度)。
9.一种光学补偿膜,其特征在于,该光学补偿膜是通过上述1~8中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法制造的。
10.一种偏振片,其特征在于,在至少一个面上具有上述9中记载的光学补偿膜。
11.一种液晶显示装置,其特征在于,在至少一个面上具有上述10中记载的偏振片。
12.上述11中记载的液晶显示装置,其特征在于,使用直下型后照灯。
[发明的效果]
按照本发明,可以提供雾度低、阻滞的均一性优异的光学补偿膜、该光学补偿膜的制造方法、以及可以显著降低由于LED等直下型后照灯引起的发热或由于环境变动引起的视觉辨认性的变化,并且颜色再现性优异的偏振片、液晶显示装置。
具体实施方式
以下,对于实施本发明的最佳方案详细地进行说明,但本发明并不限定于这些。
本发明的目的在于,可以容易地得到期望的相位差,并获得雾度低、阻滞的均一性优异的光学补偿膜。
本发明者对于上述课题反复进行深入研究的结果发现,上述课题可以通过下述光学补偿膜的制造方法来实现,所述光学补偿膜的制造方法是:将含有残留硫酸量为0.1~50ppm范围的纤维素树脂的组合物通过熔融流延法进行制膜,并将制造的纤维素树脂膜作为支持体使用,在其上涂设最合适的聚合物层,并连同支持体一起在高温下进行拉伸,通过该支持体和聚合物层的叠层结构,可以容易地获得期望的相位差。
另外还发现,通过使用该光学补偿膜,可以提供显著降低由于LED等直下型后照灯引起的发热或由于环境变动引起的视觉辨认性的变化,并且颜色再现性优异的显示装置。
以前,由于用溶液流延法制造的纤维素树脂膜的平面性或膜厚均一性优异,故优选使用。与此相反,通过熔融流延制膜形成的纤维素树脂膜难以得到平面性。可是,按照本发明的研究可知,如上述专利文献6中所记载,如果将通过溶液流延制膜得到的纤维素树脂膜作为聚合物层的支持体使用,纤维素树脂膜通常是将纤维素树脂和添加剂以及溶剂的混合物在45~120℃的温度下加热溶解,接着在5~40℃这样的比较低的温度下流延,从而形成纤维素树脂分子的取向,因此,如果再在得到的膜上设置聚合物层后,在高温下进行拉伸,则存在容易产生起因于支持体的拉伸不均或雾度的上升。另一方面,还发现了如下的令人惊异的效果:本发明的光学补偿膜如后所述,将纤维素树脂或添加剂在200~250℃的所谓高温下熔融·流延,形成纤维素树脂分子的取向,接着,设置聚合物层并连同支持体一起拉伸时,由于是在比熔融流延时的温度低的温度下拉伸,因此不会产生被推测起因于纤维素树脂分子的取向状态的拉伸不均或雾度的上升。
特别是还发现,本发明的光学补偿膜优选通过具有如下特征的光学补偿膜的制造方法制造,所述制造方法是在熔融流延制膜的纤维素树脂膜上设置聚合物层,并且连同支持体一起拉伸时的拉伸温度B用下述式(1)表示。
式(1)熔融温度A-100℃≤拉伸温度B≤熔融温度A-40℃
(式中,熔融温度A表示纤维素树脂膜熔融流延时的温度)。
本发明中的所谓熔融流延,是将实质上不使用溶剂,将纤维素树脂加热熔融直到显示流动性的温度,然后,将含有流动性的纤维素树脂的熔融物进行流延定义为熔融流延。加热熔融的成型法,更加详细地说,可以分类为熔融挤出成型法、加压成型法、充气法、注塑成型法、吹塑成型法、拉伸成型法等。这些当中,为了得到机械强度和表面精度等优异的光学补偿膜,熔融挤出法是优异的。在此,膜构成材料被加热,在表现出流动性之后,在滚筒或环形带上挤出制膜,作为熔融流延制膜法也包含在本发明的熔融膜的制造方法之中。
以下,一个要素一个要素地详细地说明本发明。
(聚合物层)
本发明的聚合物层优选通过涂布来设置。聚合物层的形成工序只要是在作为支持体的纤维素树脂膜组合物熔融流延并作为膜而形成后,则没有特别限制,例如,可以在膜的制膜工序中连续地进行。另外,也可以是在膜制膜后,抽出暂时卷取的纤维素树脂膜,通过微凹版涂布机或挤出涂布机等涂布·干燥聚合物层,接着,通过使用了拉幅机的拉伸工序连同支持体一起进行拉伸·干燥处理的方法。从生产上的自由度、保证品质的观点看,优选膜的熔融制膜工序和聚合物层的形成工序/拉伸工序分别进行的方法。
另外,作为其他的方法,还可以采取将聚合物层涂布形成在其他的支持体上,通过粘合剂等转印到本发明的熔融流延的纤维素树脂膜上的方法。
本发明的聚合物层的厚度优选1~20μm,不足1μm,难以赋予期望的相位差特性,如果超过20μm,膜过于变厚,裂纹破裂或折曲等操作性差。从薄型化和作为目的的赋予相位差特性方面看,优选的聚合物层的厚度为15μm或15μm以下,更加优选12μm或12μm以下,特别优选2~10μm。
作为用于聚合物层的聚合物,优选能够形成光透过率为75%或75%以上,特别是85%或85%以上的透光性优异的层的耐热性良好的固体聚合物。在本发明中,从该涂覆层形成性、由拉伸引起的赋予相位差等观点看,可以优选使用聚醚酮,特别是聚芳醚酮、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或聚酯酰亚胺中的1种、或混合了2种或2种以上的物质等。
作为上述聚醚酮,特别是聚芳醚酮的具体例子,可以举出,例如具有下述通式(1)表示的重复单元的物质等(特开2001-49110号公报)。
[化1]
通式(1)
在上述通式(1)中,X为卤素、烷基或烷氧基,对苯环的X的结合数q,即对四氟亚苯甲酰基和氧代亚烷基不结合的、在剩余位置的氢原子的取代数q的值为0~4的整数。另外,R1为下述通式(2)表示的化合物(基团),m为0或1。另外,n表示聚合度,优选2~5000,特别优选5~500。
[化2]
通式(2)
另外,作为上述通式(1)中的X的卤素,可以举出,例如氟原子或溴原子、氯原子或碘原子等,优选氟原子。另外,作为烷基,可以举出,例如甲基或乙基、丙基或异丙基、丁基等碳原子数为1~6,其中1~4的直链或支链的烷基等,其中,优选甲基或乙基、它们的如三氟甲基等这样的卤代烷基。
另外,作为烷氧基,可以举出,例如甲氧基或乙氧基、丙氧基或异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~6,其中1~4的直链或支链的烷氧基等,其中,优选甲氧基或乙氧基、它们的如三氟甲氧基这样的卤代烷氧基。在上述中,特别优选的X为氟原子。
另一方面,上述通式(2)表示的基团中,X’为卤素、烷基或烷氧基,对苯环的X,的结合数q’的值为0~4的整数。作为X’的卤素、烷基或烷氧基,可以举出与上述X相同的基团。
优选的X’是氟原子、甲基或乙基、它们的三氟甲基等卤代烷基、甲氧基或乙氧基、它们的如三氟甲氧基这样的卤代烷氧基,其中,优选氟原子。
另外,在上述通式(1)中,X和X’可以相同也可以不同。另外,在通式(1)、(2)中,基于q或q’为2或2以上,在分子中存在2个或2个以上的X或X’既可以分别独立地相同,也可以不同。
特别优选的R1为下述通式(3)表示的基团。
[化3]
通式(3)
在上述通式(2)、(3)中,R2为2价的芳香族基团,P为0或1。作为该2价的芳香族基团,可以举出,例如(邻、间或对-)亚苯基、萘基、联苯基、蒽基、(邻、间或对-)三联苯基、菲基、二苯呋喃基、联苯醚基、联苯磺基、下述的式子表示的2价芳香族基团等。另外,该2价芳香族基团,与其芳香环直接键合的氢可以被上述卤素、烷基或烷氧基取代。
[化4]
在上述中,优选的2价芳香族基团(R2)为下述的式子表示的基团。
[化5]
上述通式(1)表示的聚芳醚酮,可以由相同的重复单元构成,也可以是具有2种或3种或3种以上不同的重复单元的物质。后者的场合,各重复单元既可以以嵌段状存在,也可以无规存在。
根据上述,通式(1)表示的聚芳醚酮中的优选的物质是下述通式(4)表示的物质。
[化6]
通式(4)
另外,含有分子末端的基团时的优选的聚芳醚酮,对应于通式(1),是下述通式(5)表示的物质,对应于通式(4)的物质是下述通式(6)表示的物质。它们是在分子内的对四氟亚苯甲酰基一侧结合了氟原子、在氧代亚烷基一侧结合了氢原子的物质。
[化7]
通式(5)
[化8]
通式(6)
另一方面,作为上述聚酰胺或聚酯的具体例子,可以举出,例如具有下述通式(7)表示的重复单元的物质等。
[化9]
通式(7)
在上述通式(7)中,B为卤素、碳原子数1~3的烷基或其卤代物、用这些中的1种或2种或2种以上取代的苯基、或未取代的苯基。Z为0~3的整数。
E为共价键、碳原子数为2的链烯基或其卤代物、CH2基、C(CX3)2基、CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(R)2基、或NR基。上述C(CX3)2基中的X是氢原子或卤素,Si(R)2基和NR基中的R为碳原子数1~3的烷基或其卤代物。另外,E对于羰基或Y基团,位于间位或对位。另外,卤素是氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(以下,在通式(7)中相同)。
另外,Y为O原子或NH基。A为氢原子、卤素、碳原子数1~3的烷基或其卤代物、硝基、氰基、碳原子数1~3的硫代烷基、碳原子数1~3的烷氧基或其卤代物、芳基或其卤代物、碳原子数1~9的烷基酯基、碳原子数1~12的芳酯基或其衍生物、或碳原子数1~12的芳酰胺基或其取代衍生物。
另外,n为0~4的整数,p为0~3的整数,q为1~3的整数,r为0~3的整数。优选的聚酰胺或聚酯是,上述的r和q为1,其联苯环的至少1个在2位和2’位被取代而得到的具有下述通式(8)表示的重复单元的物质。
[化10]
通式(8)
在上述通式(8)中,m为0~3的整数,优选1或2,x和y为0或1,并且不同时为0。另外,其他的记号与通式(7)的情况相同,但E是对于羰基或Y基团对位定位的共价键。
在上述通式(7)、(8)中,在分子中存在多个B、E、Y或A时,它们可以相同也可以不同。同样地,z、n、m、x、y既可以相同也可以不同。另外,此时,B、E、Y、A、z、n、m、x、y分别独立地判断。
上述通式(7)表示的聚酰胺或聚酯可以由相同的重复单元构成,也可以是具有2种或3种或3种以上不同的重复单元的物质。后者的场合,各重复单元既可以以嵌段状存在,也可以无规存在。
另一方面,作为上述聚酰亚胺的具体例子,可以举出,例如含有9,9-双(氨基芳基)芴和芳香族四羧酸二酐的缩聚生成物,并具有1单元或1单元以上下述通式(9)表示的重复单元的物质等。
[化11]
通式(9)
在上述通式(9)中,R为氢原子、卤素、苯基、被具有1~4个卤素或1~10个碳原子的烷基取代的苯基、或具有1~10个碳原子的烷基。4个R可以分别独立决定,可以取代0~4个的范围。该取代基优选上述基团,但也可以含有一部分不同的基团。另外,卤素为氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(以下,在通式(9)中相同)。
Z为具有6~20个碳原子的三取代芳香族基团。优选的Z为1,2,4,5-四羧基亚苯基、亚萘基或亚芴基、苯并亚芴基或亚蒽基等多环式芳香族基团或其取代衍生物、或下述通式(10)表示的基团。另外,作为上述多环式芳香族基团的取代衍生物中的取代基,可以举出卤素、具有1~10个碳原子的烷基或其氟代物等。
[化12]
通式(10)
在上述通式(10)中,D为共价键、C(R2)2基、CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(C2H5)2基、N(R3)2基或它们的组合,m为1~10的整数。另外,上述的R2分别独立地为氢原子或C(R4)3基。另外,R3独立地为氢原子、具有1~大约20个碳原子的烷基、或具有约6~约20个碳原子的芳基。R4分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子。
另外,作为上述以外的聚酰亚胺,可以举出具有用下述通式(11)、(12)表示的单元的物质。另外,优选具有通式(13)表示的单元的聚酰亚胺。
[化13]
通式(11)
[化14]
通式(12)
[化15]
通式(13)
在上述通式(11)、(12)、(13)中,T以及L为卤素、碳原子数1~3的烷基或其卤代物、被这些中的1种或2种或2种以上取代的苯基、或未取代的苯基。上述卤素为氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(以下,在通式(11)、(12)、(13)中相同)。Z为0~3的整数。
另外,G和J为共价键或键结合、CH2基、C(CX3)2基、CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(C2H5)2基、N(CH3)基。上述C(CX3)2基中的X为氢原子或卤素(以下,在通式(11)、(12)、(13)中相同)。
A为氢原子、卤素、烷基或其卤代物、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基或其卤代物、芳基或其卤代物、或烷基酯基或其取代衍生物。
R为氢原子、卤素、苯基或其卤代物等取代苯基、或烷基或其卤代物等取代烷基。n为0~4的整数,p为0~3的整数,q为1~3的整数。
另外,在上述通式(11)、(12)、(13)中,T、A、R或L分别独立地在分子中存在多个时,它们既可以相同也可以不同。z、n、m也同样地,既可以相同也可以不同。另外,此时,T、A、R、L、z、n、m可以分别独立地判断。
上述通式(9)、(11)、(12)、(13)表示的聚酰亚胺可以由相同的重复单元构成,也可以是具有2种或3种或3种以上不同的重复单元的物质。该不同的重复单元,可以是使上述以外的酸二酐和/或二胺的1种或2种或2种以上共聚而形成的物质。作为二胺,特别优选芳香族二胺。当是后者的具有不同的重复单元的场合,各重复单元既可以以嵌段状存在,也可以无规存在。
作为上述用于形成具有不同重复单元的酸二酐,可以举出,例如均苯四酸二酐、3,6-二苯基均苯四酸二酐、3,6-双(三氟甲基)均苯四酸二酐、3,6-二溴均苯四酸二酐、3,6-二氯均苯四酸二酐、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、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、双(2,3-二羰苯基)甲烷二酐。
另外,还可以举出双(2,5,6-三氟-3,4-二羧苯基)甲烷二酐、2,2-双(3,4-二羧苯基)-1,1,1,3,3-五氟丙烷二酐、双(3,4-二羧苯基)醚二酐(4,4’-氧联二苯二甲酸酐)、双(3,4-二羧苯基)砜二酐(3,3’,4,4’-二苯砜四羧酸酐)、4,4’-[4,4’-异亚丙基二(对亚苯氧基)双(苯二甲酸酐)作为上述酸二酐的例子。
另外,还可以举出N,N-(3,4-二羧苯基)-N-甲基胺二酐、双(3,4-二羧苯基)二乙基硅烷二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐或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萘四羧酸二酐、噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐或吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐、吡啶-2,3,5,6-四羧酸二酐等杂环式芳香族四羧酸二酐等作为上述酸二酐的例子。
可以优选使用的酸二酐为2,2’-二溴-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐或2,2’-二氯-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐、2,2’-三卤素取代二酐等2,2’-取代二酐等,特别优选2,2-双(三氟甲基)-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐。
另一方面,作为用于形成上述不同重复单元的二胺,可以举出,例如(邻、间或对-)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、1,3-二氨基-4-氯苯等苯二胺、4,4’-二氨基联苯、4,4-二氨基二苯基甲烷、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。
另外,还可以举出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、2,2’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲酮、1,8-二氨基萘或1,5-二氨基萘等萘二胺、2,6-二氨基吡啶或2,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基-S-三嗪等杂环式芳香族二胺等作为上述二胺的例子。
可以优选使用的聚酰亚胺是,使用例如2,2’-双(3,4-二羧苯基)六氟丙烷二酐或4,4’-双(3,4-二羧苯基)-2,2-二苯基丙烷二酐、萘四羧酸二酐或双(3,4-二羧苯基)砜二酐等芳香族类羧酸二酐配制的耐热性并且溶剂可溶性的聚酰亚胺。
另外,作为二胺,还可以优选使用,使用例如4,4-(9-亚芴基)二苯胺或2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷或2,2’-二氯-4,4’-二氨基联苯、2,2’,5,5’-四氯联苯胺或2,2-双(4-氨基苯氧苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯氧苯基)六氟丙烷或1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯或1,3-双(3-氨基苯氧基)苯等芳香族类二胺配制的耐热性并且溶剂可溶性的聚酰亚胺。
另一方面,作为上述聚酰胺酰亚胺或聚酯酰亚胺,没有特别限定,可以使用1种或2种或2种以上适当的物质。其中,可以优选使用特开昭61-162512号公报中记载的聚酰胺酰亚胺、或特开昭64-38472号公报中记载的聚酯酰亚胺等。
聚合物层形成用固体聚合物的分子量没有特别限定,但优选在溶剂中是可溶的。从涂覆膜的厚度精度或表面精度乃至表面平滑性、膜强度、由膜化时的伸缩或变形等引起的防止裂纹产生、对溶剂的溶解性(防止凝胶化)等方面看,基于重均分子量为1万~100万,优选2万~50万,特别优选5万~20万。另外,重均分子量是以聚氧化乙烯为标准试样,使用二甲基甲酰胺溶剂,用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的值。
聚合物层的形成时,可以单独使用上述聚芳醚酮或聚酰胺、聚酯或聚酰亚胺等固体聚合物,也可以混合2种或2种以上同种类的物质使用。另外,还可以使用例如,聚芳醚酮或聚酰胺这样的具有不同的官能团的2种或2种以上聚合物的混合物。
另外,在不显著降低形成聚合物层的上述固体聚合物的取向性的范围,还可以同时使用1种或2种或2种以上上述以外的适当的聚合物。即,作为其并用的聚合物的例子,可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS树脂以及AS树脂、聚乙酸酯(ポリアセテ一ト)、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚酮、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚芳酯、液晶聚合物
(包含光聚合性液晶单体)等热塑性树脂。
另外,还可以举出环氧树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂等热固性树脂等作为上述并用聚合物的例子。并用聚合物的使用量只要是不显著降低取向性的范围,则没有特别限制,但通常为50质量%或50质量%以下,优选40质量%或40质量%以下,特别优选30质量%或30质量%以下。
对于形成聚合物层的固体聚合物的液状化,如果固体聚合物为热塑性聚合物,则可以采用加热熔融的方式、将固体聚合物溶解在溶剂中作成溶液的方法等适当的方式。因此,该聚合物层的固体化,可以通过在为前者的熔融液时,可以通过使该聚合物层冷却,另外,在为后者的溶液时,可以通过从该聚合物层中除去溶剂并使之干燥来进行。在形成聚合物层时,视需要还可以配合包括稳定剂、增塑剂和金属类等的各种添加剂。
涂设上述聚合物层后的干燥,可以用自然干燥(风干)方式或加热干燥方式,通常为热风、红外线、加热辊、微波等进行。从简便方面看,优选用热风进行。干燥温度优选鉴于作为下面工序的通过拉幅机等的拉伸处理温度,在40~180℃的范围用区域干燥方法分为3~5个阶段的温度慢慢地提高,为了使聚合物层的耐损伤性和尺寸稳定性等物性变好,更加优选在80~170℃的范围进行。
作为上述溶剂,可以举出,例如氯仿或二氯甲烷、四氯化碳或二氯乙烷、四氯乙烷或三氯乙烯、四氯乙烯或氯苯、邻二氯苯等卤代烃类、苯酚或对氯苯酚等酚类、苯或甲苯、二甲苯或甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯等芳香族烃类、丙酮或甲乙酮、甲基异丁基甲酮或环己酮、环戊酮或2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮类、乙酸乙酯或乙酸丁酯等酯类。
另外,还可以举出叔丁醇或甘油、乙二醇或三乙二醇、乙二醇单甲醚或二乙二醇二甲醚、丙二醇或二丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇等醇类、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺等酰胺类、乙腈或丁腈等腈类、乙醚或丁醚、四氢呋喃等醚类、此外,还有二氯甲烷或二硫化碳、乙基溶纤剂或丁基溶纤剂等作为上述溶剂的例子。
溶剂可以单独或适当组合2种或2种以上混合使用。从涂覆粘度等观点看,溶液优选相对于溶剂100质量份溶解2~100质量份,优选5~50质量份,特别优选10~40质量份固体聚合物。
对于液状化的聚合物向纤维素树脂膜上的展开,可以采用,例如旋涂法或辊涂法、流涂法或印刷法、浸涂法或流延成膜法、棒涂法或凹版印刷法等浇注法、挤出法等适当的膜形成方式。其中,从膜厚度不均或取向变形不均等少的膜的大量生产性等方面看,可以优选使用浇注法等溶液制膜法。
聚合物层是将溶解在如上所述的溶剂中液状化的聚合物溶液涂布在支持体上并使之干燥,再连同支持体一起进行拉伸处理。拉伸处理优选通过拉幅机方式的拉伸。按照该方式,可以将聚合物层以用基体材料支持的状态处理,制造效率和处理精度等优异,还可以连续制造。
(纤维素树脂)
本发明的聚合物层的支持体的特征是,该支持体是通过将含有残留硫酸量为0.1~50ppm范围的纤维素树脂的组合物进行熔融流延制膜而制造的纤维素树脂膜。
本发明的纤维素树脂膜是通过熔融流延法制造的,熔融流延法由于可以大幅减少膜制造时的有机溶剂使用量,因此,与以前的大量使用有机溶剂的溶液流延法比较,可以得到环境适应性大幅提高的膜。
本发明中的所谓熔融流延,是实质上不使用溶剂,将纤维素树脂加热熔融直到显示流动性的温度,并使用它进行制膜的方法,例如,从口模挤出流动性的纤维素树脂来制膜的方法。
作为纤维素树脂,也包含纤维素酯、纤维素醚或它们与其他的树脂的混合物,或者通过共聚等改性的物质。其中,优选纤维素酯。以下,对本发明使用的纤维素酯进行说明。
作为构成光学膜的纤维素酯,只要是可以熔融制膜的纤维素酯,则没有特别限定,可以使用例如芳香族羧酸酯等,但如果鉴于光学特性等得到的膜的特性,优选使用纤维素低级脂肪酸酯。在本发明中,所说的纤维素的低级脂肪酸酯中的低级脂肪酸,是指碳原子数为5或5以下的脂肪酸,可以举出例如,乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、三甲基乙酸纤维素等纤维素的低级脂肪酸酯等优选的物质。为了兼具力学特性和熔融制膜性两方面,优选使用乙酸丙酸纤维素、乙酸丙酸丁酸纤维素、丙酸丁酸纤维素或乙酸丁酸纤维素这样的混合脂肪酸酯。
因此,最优选的纤维素的低级脂肪酸酯具有碳原子数2~5的酰基作为取代基,在将由乙酸取代的取代度,即乙酰基的取代度作为X、由碳原子数3~5的有机酸取代的取代度,即,特别是由碳原子数3~5的脂肪族有机酸导出的酰基、例如,由丙酰基或丁酰基等酰基的取代度作为Y时,优选同时满足下述式(2)以及(3)的纤维素酯。
式(2)2.5≤X+Y≤2.9
式(3)0.1≤Y≤2.0
其中,特别优选使用乙酸丙酸纤维素,其中,优选使用1.5≤X≤2.5、0.5≤Y≤2.0的纤维素酯。没有被酰基取代的部分通常作为羟基存在。这些可以根据已知的方法合成。
可以优选使用纤维素酯的葡萄糖单元的2位、3位、6位的酰基的酰基取代度的总数在2.0~2.9的范围,平均取代度6位的酰基的平均取代度为0.5~0.9的纤维素酯。
在本发明中使用的纤维素酯可以优选使用重均分子量Mw/数均分子量Mn之比为1.0~5.5的纤维素酯,特别优选1.4~5.0,更加优选2.0~3.0。数均分子量(Mn)优选60000~200000,另外,重均分子量Mw为10万~50万,其中,可以优选使用20万~40万的纤维素酯。
纤维素酯的平均分子量以及分子量分布可以使用高速液相色谱法用已知的方法来测定。使用这些计算出数均分子量、重均分子量。
测定条件如下。
溶剂:二氯甲烷
柱:Shodex K806、K805、K803(使用连接3根昭和电工(株)制造的色谱柱)
柱温:25℃
试样浓度:0.1质量%
检出器:RI Model 504(GLサイエンス社制造)
泵:L6000(日立制作所(株)制造)
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(東ソ一(株)制造)Mw=1000000~500的13个试样的校正曲线。13个试样优选几乎为等间隔的。
本发明使用的纤维素酯的原料纤维素,可以是木材纸浆也可以是棉花短棉绒,木材纸浆可以是针叶树也可以是阔叶树,但更加优选针叶树的。从制膜时的剥离性方面看,可以优选使用棉花短棉绒。可以将由这些制作的纤维素酯适当混合,或单独使用。
例如,可以以来源于棉花短棉绒的纤维素酯∶来源于木材纸浆(针叶树)的纤维素酯∶来源于木材纸浆(阔叶树)的纤维素酯的比率为100∶0∶0、90∶10∶0、85∶15∶0、50∶50∶0、20∶80∶0、10∶90∶0、0∶100∶0、0∶0∶100、80∶10∶10、85∶0∶15、40∶30∶30使用。
纤维素酯可以通过,例如,使用乙酸酐、丙酸酐和/或丁酸酐通过通常的方法在上述范围内将原料纤维素的羟基置换为乙酰基、丙酰基和/或丁酰基而得到。这样的纤维素酯的合成方法,没有特别限定,例如,可以参考特开平10-45804号或特表平6-501040号中记载的方法合成。或者,可以使用特开2005-281645记载的纤维素酯。
乙酰基、丙酰基、丁酰基等酰基的取代度可以基于ASTM-D817-96测定。
另外,在工业上,纤维素酯是以硫酸作为催化剂合成的,但是该硫酸不能完全地除去,残留的硫酸由于在熔融制膜时引起各种分解反应,对得到的纤维素酯膜的品质带来影响,因此,本发明中使用的纤维素酯膜中的残留硫酸含量换算为硫元素为0.1~50ppm的范围。可以认为这些是以盐的形式含有的。另外,如果残留硫酸含量为45ppm或45ppm以下,由于热熔融时的模口部分的附着物减少,故优选。另外,由于在热拉伸时或热拉伸后的纵向剪切时难以破断,故优选,虽然优选残留硫酸含量少的,但由于达到不足0.1ppm将使纤维素酯的洗净工序的负担过于变大,故不优选,而且相反有时变得容易破断,不为优选。增加洗净次数可能会对酯带来影响,但其理由还不明确。另外,优选0.1~30ppm的范围。残留硫酸含量可以通过下述测定法测定。
(残留硫酸含量测定法)
<前处理>
在聚丙烯制的容器中量取试样500mg(M),加入10ml超纯水。将其用超声波洗净器分散30分钟后,用水系色谱盘(0.45μm)过滤。将其作为试样。
(SO4的定量)
<装置>离子色谱仪DIONEX制造DX-120
<柱>IonPac AG14(4mm)+IonPac AS14(4mm)
<抑制器>ASRS-ULTRAII(4mm)
<洗提液>3.5mM-Na2CO3 1.0mM-NaHCO3
<SRS电流>50mA
<流速>1.0ml/min
<注入量>25μl
<换算方法>含量(ppm)=测定值(mg/l)/1000×10/M(mg)×1000000
通过进行与用于溶液流延法时相比更加充分的合成的纤维素酯的洗净,可以使残留硫酸含量为上述的范围,通过熔融流延法制造膜时,可减轻对唇部的附着,可以得到平面性优异的膜,从而可以得到尺寸变化、机械强度、透明性、耐透湿性、后述的Rt值、Ro值良好的膜。
另外,在本发明中使用的纤维素酯优选在成膜时的发光杂质少的纤维素酯。所谓发光的杂质是将2张偏振片配置成正交(交叉状态),在其间配置纤维素酯膜,从一面照射光源的光,在从另一个面观察纤维素酯膜时,可以看见光源的光漏过的点。此时,用于评价的偏振片期望是用没有发光杂质的保护膜构成的,可以优选使用在起偏镜的保护时使用了玻璃板的物质。可以认为在纤维素酯中含有的未乙酰化或低乙酰化度的纤维素是发光杂质的原因之一,使用发光杂质少的纤维素酯、过滤熔融的纤维素酯、或者在纤维素酯的合成后期的过程或得到沉淀物的过程的至少一个当中,一旦成为溶液状态,同样地经过过滤工序,可以除去发光杂质。
虽然存在薄膜膜厚越薄,每单位面积的发光杂质越少,在膜中含有的纤维素酯的含量越少,发光杂质也变得越少的倾向,但发光杂质优选光点直径0.01mm或0.01mm以上的光点数优选200个/cm2或200个/cm2以下,比较优选100个/cm2或100个/cm2以下,更加优选50个/cm2或50个/cm2以下,进一步优选30个/cm2或30个/cm2以下,特别优选10个/cm2或10个/cm2以下,最优选没有的。另外,对于0.005~0.01mm的光点,也优选200个/cm2或200个/cm2以下,比较优选100个/cm2或100个/cm2以下,更加优选50个/cm2或50个/cm2以下,进一步优选30个/cm2或30个/cm2以下,特别优选10个/cm2或10个/cm2以下,最优选没有的。
通过熔融过滤除去发光杂质时,与过滤单独熔融了纤维素酯的物质相比,过滤添加混合了增塑剂、防劣化剂、抗氧剂等的组合物的发光杂质的除去效率更高,故优选。当然,在纤维素酯的合成时,也可以通过溶解在溶剂中过滤来降低。还可以过滤适当混合了紫外线吸收剂、其他的添加物的物质。过滤优选在含有纤维素酯的熔融物的粘度为10000P或10000P以下进行过滤,更加优选5000P或5000P以下、进一步优选1000P或1000P以下、特别优选500P或500P以下。作为过滤材料,可以优选使用玻璃纤维、纤维素纤维、滤纸、四氟乙烯酯等氟代酯等原本已知的过滤材料,特别优选使用陶瓷、金属等。作为绝对过滤精度,可以优选使用50μm或50μm以下的过滤材料,比较优选30μm或30μm以下的过滤材料,更加优选10μm或10μm以下的过滤材料,特别优选5μm或5μm以下的过滤材料。这些还可以适当组合使用。过滤材料既可以使用表面型也可以使用深度型,但深度型的比较难以堵塞,可以优选使用。
在其他的实施方案中,原料的纤维素酯可以使用在至少溶解在溶剂中一次之后,使溶剂干燥的纤维素酯。此时,可以使用与增塑剂、紫外线吸收剂、防劣化剂、抗氧剂以及消光剂中的至少1种或1种以上一起溶解到溶剂中后,进行干燥而得到的纤维素酯。作为溶剂,可以使用二氯甲烷、乙酸甲酯、二氧杂戊环等在溶液流延法中使用的良溶剂,同时,也可以使用甲醇、乙醇、丁醇等不良溶剂。在溶解的过程,可以冷却到-20℃或-20℃以下,或加热到80℃或80℃以上。如果使用这样的纤维素酯,有时可以容易地使成为熔融状态时的各种添加物均一,并可以使光学特性均一。
(紫外线吸收剂)
本发明的紫外线吸收剂优选重均分子量为490~50000范围内的紫外线吸收剂,作为紫外线吸收剂骨架,优选至少具有2个或2个以上苯并三唑骨架的化合物,另外,该紫外线吸收剂优选含有重均分子量为490~2000的化合物和重均分子量为2000~50000的紫外线吸收剂。
以下,对本发明的紫外线吸收剂详细地进行说明。
作为紫外线吸收剂,从防止起偏镜或显示装置对紫外线的劣化的观点看,波长370nm或370nm以下的紫外线的吸收能优异,并且,从液晶显示性的观点看,优选波长400nm或400nm以上的可见光的吸收少的物质。可以举出,例如,羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、三嗪类化合物、镍配位盐类化合物等,但优选二苯甲酮类化合物或着色少的苯并三唑类化合物。另外,还可以使用特开平10-182621号、特开平8-337574号公报中记载的紫外线吸收剂、特开平6-148430号公报记载的高分子紫外线吸收剂。
这些紫外线吸收剂中,重均分子量为490~50000范围内的紫外线吸收剂在呈现本发明的效果上是优选的。如果分子量变大,由于与纤维素酯的相溶性劣化,因此,通常使用分子量490或490以下的紫外线吸收剂,但是,重均分子量不足490时,有引起对膜表面的渗出的倾向,同时,还确认到随时间流逝有着色的倾向。重均分子量超过50000时,存在与膜酯的相溶性显著变差的倾向。
另外,本发明的紫外线吸收剂的优选的状态是:含有重均分子量为490~不足2000的紫外线吸收剂(A)和重均分子量为2000~50000的紫外线吸收剂(B)。同时使用分子量不同的紫外线吸收剂,在提高本发明的效果的同时,在满足上述渗出性和相溶性上是优选的方法。紫外线吸收剂(A)、(B)的混合比例优选在1∶99~99∶1的范围适当选择。
作为重均分子量处于本发明的范围内,并且至少具有2个或2个以上苯并三唑骨架作为紫外线吸收骨架的化合物的紫外线吸收剂的例子,优选下述通式(14)表示的双苯并三唑基苯酚。
[化16]
通式(14)
[式中,R1、R2分别表示氢原子、取代、未取代的碳原子数为1~20的烷基,R3、R4分别表示氢原子、卤原子,L表示碳原子数为1~4的亚烷基]。
作为烷基的取代原子、取代基,可以举出卤原子,例如氯原子、溴原子、氟原子等、羟基、苯基(在该苯基上,也可以取代烷基或卤原子等)等。
作为通式(14)表示的双苯并三唑基苯酚化合物的具体例子,可以举出例如以下的物质。但并不限定于这些。
3)Tinuvin-360(チバスペシヤルテイケミカルズ制造)
4)アデカスタブLA-31(旭电化制造)
5)アデカスタブLA-31RG(旭电化制造)
另外,本发明的紫外线吸收剂的至少1种为在380nm的摩尔吸光系数为4000或4000以上的紫外线吸收性单体和乙烯性不饱和单体的共聚物,另外,作为该乙烯性不饱和单体成分,优选具有含有至少1种亲水性基团的乙烯性不饱和单体成分。
即,本发明是在380nm的摩尔吸光系数为4000或4000以上的紫外线吸收性单体和乙烯性不饱和单体的共聚物,只要含有该共聚物的重均分子量为490~50000的紫外线吸收性共聚聚合物,则可以得到可以改善上述课题的光学补偿膜。
当在380nm的摩尔吸光系数为4000或4000以上时,显示紫外线吸收性能良好,可以得到对于遮避紫外光的充分的效果,因此,可以改善光学补偿膜本身着色黄色等问题,提高光学补偿膜本身的透明性。
作为在本发明的紫外线吸收性共聚聚合物中使用的紫外线吸收性单体,可以使用在380nm的摩尔吸光系数为4000或4000以上,优选8000或8000以上,更加优选10000或10000以上的物质。在380nm的摩尔吸光系数不足4000时,为了得到期望的UV吸收性能,必须大量添加,由于雾度的上升或紫外线吸收剂的析出等,透明性显著降低,膜强度有降低的倾向。
另外,作为在本发明的紫外线吸收性共聚聚合物中使用的紫外线吸收性单体,优选在400nm的摩尔吸光系数对于在380nm的摩尔吸光系数之比为20或20以上的物质。
即,为了抑制在更接近于可见光区域的400nm附近的光的吸收,得到期望的UV吸收性能,在本发明中优选含有具有可以尽可能吸收紫外光的性能的紫外线吸收性单体。
a.紫外线吸收性单体
紫外线吸收性单体(紫外线吸收剂)优选在380nm的摩尔吸光系数为4000或4000以上,特别是在400nm的摩尔吸光系数与在380nm的摩尔吸光系数之比为20或20以上的物质。
作为紫外线吸收性单体,已知有,例如水杨酸类紫外线吸收剂(水杨酸苯酯、对叔丁基水杨酸酯等)或二苯甲酮类紫外线吸收剂(2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮等)、苯并三唑类紫外线吸收剂(2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑等)、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂(2’-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3-(3’,4’-亚甲基二氧苯基)丙烯酸酯等)、三嗪类紫外线吸收剂(2-(2’-羟基-4’-己基氧苯基)-4,6-二苯基三嗪等)或特开昭58-185677号、特开昭59-149350号记载的化合物等。
作为本发明的紫外线吸收性单体,优选从如上所示的已知的各种类型的紫外线吸收剂中选择适当的基本骨架,并导入含有乙烯性不饱和键的取代基,作成可以聚合的化合物,而且选择在380nm的摩尔吸光系数为4000或4000以上的物质使用。作为本发明的紫外线吸收性单体,在保存稳定性这点上,优选使用苯并三唑类化合物。特别优选的紫外线吸收性单体用下述通式(15)表示。
[化17]
通式(15)
在通式(15)中,R11~R16表示的各取代基,只要不特别说明,还可以具有取代基。
在通式(15)中,R11~R16表示的基团的任何一个,都具有上述结构的基团表示的聚合性基团作为部分结构。
式中,L表示2价的连接基团或单键,R1表示氢原子或烷基。作为R1,优选氢原子、或碳原子数为1~4的烷基。含有上述聚合性基团的基团,可以是R11~R16表示的基团中的任何一个,但优选R11或R13、R14、R15,特别优选R14。
在通式(15)中,R11表示通过卤原子、氧原子、氮原子、或硫原子在苯环上取代的基团。作为卤原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子等,但优选氯原子。
作为通过氧原子在苯环上取代的基团,可以举出羟基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、叔丁氧基、2-乙氧乙氧基等)、芳氧基(例如苯氧基、2,4-二叔戊基苯氧基、4-(4-羟苯基磺酰)苯氧基等)、杂环氧基(例如4-吡啶基氧基、2-六氢吡喃基氧基)、羰氧基(例如乙酰氧基、三氟乙酰氧基、三甲基乙酰氧基等烷基羰氧基等、苯甲酰氧基、五氟苯甲酰氧基等芳氧基等)、尿烷基(例如N,N-二甲基尿烷基等烷基尿烷基、N-苯基尿烷基、N-(对氰基苯基)尿烷基等芳基尿烷基等)、磺酰氧基(例如甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基、正十二烷基磺酰氧基等烷基磺酰氧基、苯磺酰氧基、对甲苯磺酰氧基等芳基磺酰氧基)等,优选碳原子数为1~6的烷氧基,特别优选碳原子数为2~4的烷氧基。
作为通过氮原子在苯环上取代的基团,可以举出硝基、氨基(例如二甲基氨基、环己氨基、正十二烷基氨基等烷基氨基、苯胺基、对叔辛基苯胺基等芳氨基等)、磺酰氨基(例如甲磺酰氨基、七氟丙磺酰氨基、十六烷基磺酰氨基等烷基磺酰氨基、对甲苯磺酰氨基、五氟苯磺酰氨基等芳基磺酰氨基)、氨磺酰氨基(例如N,N-二甲基氨磺酰氨基等烷基氨磺酰氨基、N-苯基氨磺酰氨基等芳基氨磺酰氨基)、酰基氨基(例如乙酰氨基、十四烷酰氨基等烷基羰基氨基、苯甲酰氨基等芳基羰基氨基)、脲基(例如N,N-二甲基氨基脲基等烷基脲基、N-苯基脲基、N-(对氰基苯基)脲基等芳基脲基)等,优选酰基氨基。
作为通过硫原子在苯环上取代的基团,可以举出烷硫基(例如甲基硫基、叔辛基硫基等)、芳硫基(例如苯硫基等)、杂环硫基(例如1-苯基四唑-5-硫基、5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-硫基等)、亚磺酰基(例如甲基亚磺酰基、三氟甲基亚磺酰基等烷基亚磺酰基、以及对甲苯亚磺酰基等芳基亚磺酰基)、磺酰基(例如甲磺酰基、三氟甲基磺酰基等烷基磺酰基、以及对甲苯磺酰基等芳基磺酰基)、氨磺酰基(例如二甲基氨磺酰基、4-(2,4-二叔戊基苯氧基)丁基氨基磺酰基等烷基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等芳基氨磺酰基),优选亚磺酰基,特别优选碳原子数为4~12的烷基亚磺酰基。
在通式(15)中,n表示1~4的整数,但优选1或2。n为2或2以上时,R11表示的多个基团可以相同也可以不同。R11表示的取代基的取代位置没有特别限制,但优选4位或5位。
在通式(15)中,R12表示氢原子、或脂肪族基团(例如烷基、链烯基、炔基等)、芳香族基团(例如苯基、对氯苯基等)、杂环基团(例如2-四氢呋喃基、2-苯硫基、4-咪唑基、吲哚满-1-基、以及2-吡啶基等)。作为R12,优选氢原子以及烷基。
在通式(15)中,R13表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,作为R13,优选氢原子或碳原子数为1~12的烷基,特别是,异丙基、叔丁基、叔戊基等支链烷基由于耐久性优异,故优选。
在通式(15)中,R14表示通过氧原子或氮原子在苯环上取代的基团,具体地,可以举出与R11表示的通过氧原子或氮原子在苯环上取代的基团同样的基团。作为R14,优选酰基氨基或烷氧基。在R14中,含有上述聚合性基团作为部分结构时,作为R14,优选
[化18]
式中,L2表示碳原子数为1~12的亚烷基,优选3~6的直链状、支链状或环状亚烷基。R1表示氢原子或甲基,R2表示碳原子数为1~12的烷基,优选2~6的烷基。
在通式(15)中,R15表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,作为R15,优选氢原子或碳原子数为1~12的烷基,特别优选异丙基、叔丁基、叔戊基等支链烷基。
在通式(15)中,R16表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,作为R16,优选氢原子。
以下,例示本发明使用的优选的紫外线吸收性单体,但并不限定于这些。
[化19]
[化20]
[化21]
b.聚合物的说明
本发明使用的紫外线吸收性共聚聚合物是上述紫外线吸收性单体和乙烯性不饱和单体的共聚物,其特征在于,该共聚物的重均分子量为490~50000的范围内。
通过作成共聚物,可降低雾度,并可以得到透明度优异的光学补偿膜。在本发明中,重均分子量为490~50000的范围内,但优选2000~20000,更加优选7000~15000。重均分子量不足490时,有引起对膜表面的渗出的倾向,同时,还确认到随时间流逝有着色的倾向。重均分子量超过50000时,存在与酯的相溶性显著变差的倾向。
作为可以与上述紫外线吸收性单体共聚的乙烯性不饱和单体,可以举出,例如甲基丙烯酸及其酯衍生物(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯等)、或丙烯酸及其酯衍生物(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二乙二醇乙氧酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯等)、烷基乙烯基醚(甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等)、烷基乙烯基酯(甲酸乙烯酯、乙酸乙烯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等)、丙烯腈、氯乙烯、苯乙烯等。
这些乙烯性不饱和单体中,优选具有羟基或醚键的丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯(例如,甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二乙二醇乙氧酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯)这些可以单独1种或混合2种或2种以上,与紫外线吸收性单体共聚。
上述紫外线吸收性单体和可以共聚的上述乙烯性不饱和单体的使用比例,可以考虑对得到的紫外线吸收性共聚聚合物和透明酯的相溶性、光学补偿膜的透明性或机械强度的影响来进行选择。优选在上述共聚物中紫外线吸收性单体含有20~70质量%,更加优选30~60质量%地配合两者。当紫外线吸收性单体的含量不足20质量%时,为了得到期望的紫外线吸收性能,必须大量添加,由于雾度的上升或析出等,透明性降低,膜强度有降低的倾向。紫外线吸收性单体的含量比70质量%大时,与透明酯的相溶性有变差的倾向,膜形成时的操作性差。
c.聚合法的说明
聚合本发明中的紫外线吸收性共聚聚合物的方法没有特别限制,可以广泛采用原本已知的方法,可以举出,例如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。作为自由基聚合法的引发剂,可以举出,例如偶氮化合物、过氧化物等,可以举出偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁酸二酯衍生物、过氧化苯甲酰等。聚合溶剂没有特别限制,可以举出,例如,甲苯、氯苯等芳香族烃类溶剂、二氯乙烷、氯仿等卤代烃类溶剂、四氢呋喃、二噁烷等醚类溶剂、二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂、甲醇等醇类溶剂、乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类溶剂、丙酮、环己酮、甲乙酮等酮类溶剂、水溶剂等。通过溶剂的选择,可以进行以均一体系聚合的溶液聚合、生成的聚合物沉淀的沉淀聚合、以胶束状态聚合的乳液聚合。
上述紫外线吸收性共聚聚合物的重均分子量可以用已知的分子量调节方法进行调整。作为这样的分子量调整方法,可以举出添加例如四氯化碳、十二烷基硫醇、巯基乙酸辛酯等链转移剂的方法等。聚合温度通常从室温到130℃,优选在50~100℃下进行。
上述紫外线吸收性共聚聚合物,相对于形成光学补偿膜的透明酯,优选以0.01~40质量%的比例混合,更加优选以0.1~10质量%的比例混合。此时,形成光学补偿膜时的雾度只要是0.5或0.5以下,则没有特别限制,优选雾度为0.2或0.2以下。更加优选形成光学补偿膜时的雾度为0.2或0.2以下,并且在380nm的透过率为10%或10%以下。
另外,优选紫外线吸收剂的至少1种含有由下述通式(16)表示的紫外线吸收单体衍生的聚合物。
[化22]
通式(16)
[式中,n表示0~3的整数,R1~R5表示氢原子、卤原子或取代基,X表示-COO-、-CONR7-、-OCO-或-NR7CO-,R6表示氢原子、烷基、链烯基、炔基或芳基,R7表示氢原子、烷基或芳基。其中,R6表示的基团具有聚合性基团作为部分结构。
在上述通式(16)中,n为2或2以上时,多个R5之间可以相同也可以不同,另外也可以互相连结形成5~7员环。
R1~R5分别表示氢原子、卤原子或取代基。作为卤原子,可以举出,例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子、氯原子。另外,作为取代基,可以举出,例如,烷基(例如,甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等)、链烯基(例如,乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基等)、芳基(例如,苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等)、杂环基(例如,吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等)、杂环氧基(例如,1-苯基四唑-5-氧基、2-四氢吡喃氧基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、酰基(乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧羰基(例如,甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如,苯氧羰基等)、氨基甲酰基(例如,甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、氨基、烷基氨基(例如,甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如,苯胺基、N-乙基苯胺基等)、酰基氨基(例如,乙酰氨基、丙酰氨基等)、羟基、氰基、硝基、氨磺酰基(例如,甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等)、氨磺酰氨基(例如,二甲基氨磺酰氨基等)、磺酰基(例如,甲磺酰基、丁磺酰基、苯磺酰基等)、氨磺酰基(例如,乙基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基等)、磺酰氨基(例如,甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等)、脲基(例如,3-甲基脲基、3,3-二甲基脲基、1,3-二甲基脲基等)、亚氨基(例如,丁基亚氨基等)、甲硅烷基(例如,三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等)、烷基硫基(例如,甲基硫基、乙基硫基、正丁基硫基等)、芳硫基(例如,苯基硫基等)等,优选烷基、芳基。
在通式(16)中,R1~R5表示的各基团为还可以取代的基团时,可以还具有取代基,另外,邻接的R1~R4还可以互相连结形成5~7员环。
R6表示氢原子、烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基或杂环,作为烷基,可以举出,例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。另外,上述烷基还可以具有卤原子、取代基,作为卤原子,可以举出,例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以举出,例如,芳基(例如,苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等)、酰基(例如,乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如,甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如,苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰基氨基(例如,乙酰氨基、丙酰氨基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如,甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如,乙氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如,甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如,苯氧羰基等)。
作为环烷基,可以举出,例如,环戊基、环己基、降冰片烷基、金刚烷基等饱和环式烃,这些可以未取代,也可以被取代。
作为链烯基,可以举出,例如,乙烯基、烯丙基、1-甲基-2-丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、油烯基等,优选乙烯基、1-甲基-2-丙烯基。
作为炔基,可以举出,例如,乙炔基、丁二炔基、苯基乙炔基、炔丙基、1-甲基-2-丙炔基、2-丁炔基、1,1-二甲基-2-丙炔基等,优选乙炔基、炔丙基。
作为芳基,可以举出,例如,苯基、萘基、蒽基等,上述芳基还可以进一步具有卤原子、取代基,作为卤原子,可以举出,例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以举出,例如,烷基(例如,甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等)、酰基(例如,乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如,甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如,苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰基氨基(例如,乙酰氨基、丙酰氨基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如,甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如,甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如,苯氧羰基等)。
作为杂环,可以举出,例如,吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基等。作为R6,优选烷基。
在通式(16)中,X表示-COO-、-CONR7-、-OCO-或-NR7CO-。
R7表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或杂环基团,作为烷基,可以举出,例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等。这些烷基还可以具有卤原子、取代基,作为卤原子,可以举出,例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以举出,例如,芳基(例如,苯基、萘基、对甲苯基、对氯苯基等)、酰基(例如,乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如,甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如,苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰基氨基(例如,乙酰氨基、丙酰氨基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如,甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如,甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如,苯氧羰基等)。
作为环烷基,可以举出,例如,环戊基、环己基、降冰片烷基、金刚烷基等饱和环式烃,这些可以未取代,也可以被取代。
作为芳基,可以举出,例如,苯基、萘基、蒽基等,这些芳基还可以进一步具有卤原子、取代基,作为卤原子,可以举出,例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,作为取代基,可以举出,例如,烷基(例如,甲基、乙基、异丙基、羟乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、叔丁基等)、酰基(例如,乙酰基、丙酰基、丁酰基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等)、氨基、烷基氨基(例如,甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等)、苯胺基(例如,苯胺基、N-甲基苯胺基等)、酰基氨基(例如,乙酰氨基、丙酰氨基等)、羟基、氰基、氨基甲酰基(例如,甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基等)、酰氧基(例如,乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、烷氧羰基(例如,甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(例如,苯氧羰基等)。
作为杂环基团,可以举出,例如,吡啶基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基等。作为R7,优选氢原子。
所谓在本发明中所说的聚合性基团,是指不饱和乙烯系聚合性基团或二官能团系缩聚性基团,优选不饱和乙烯系聚合性基团。作为不饱和乙烯系聚合性基团的具体例子,可以举出乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、氰化乙烯基、2-氰基丙烯酰氧基、1,2-环氧基、乙烯基苄基、乙烯基醚基等,优选乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基。另外,所谓具有聚合性基团作为部分结构,是指上述聚合性基团直接或通过2价或2价以上的连结基团键合的意思,作为2价或2价以上的连结基团,可以举出,例如,亚烷基(例如,亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、环己烷-1,4-二基等)、亚烯基(例如,乙烯-1,2-二基、丁二烯-1,4-二基等)、亚炔基(例如,乙炔-1,2-二基、丁烷-1,3-二基-1,4-二基等)、从含有至少一个芳香族基团的化合物衍生的连结基团(例如,取代或未取代的苯、缩合多环烃、芳香族杂环、芳香族烃环稠合、芳香族杂环稠合等)、杂原子连结基团(氧、硫、氮、硅、磷原子等),优选亚烷基、以及用杂原子连结的基团。这些连结基团还可以进一步组合形成复合基团。从紫外线吸收性单体衍生的聚合物的重均分子量优选2000~30000,更加优选5000~20000。
本发明使用的紫外线吸收性聚合物的重均分子量可以用已知的分子量调节方法进行调整。作为这样的分子量调节方法,可以举出添加例如四氯化碳、十二烷基硫醇、巯基乙酸辛酯等链转移剂的方法等。聚合温度通常从室温到130℃,优选在50~100℃下进行。
在本发明中使用的紫外线吸收性聚合物,优选紫外线吸收性单体和其他的聚合性单体的共聚物,作为可以共聚的其他的聚合性单体,可以举出,例如,苯乙烯衍生物(例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基萘等)、丙烯酸酯衍生物(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯)、甲基丙烯酸酯衍生物(例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯等)、烷基乙烯基醚(例如,甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等)、烷基乙烯基酯(例如,甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等)、丁烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等不饱和化合物。优选丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯。
从紫外线吸收性单体衍生的聚合物中的紫外线吸收性单体以外的共聚成分,优选含有至少1种亲水性的乙烯性不饱和单体。
作为亲水性的乙烯性不饱和单体,只要是亲水性并且在分子中具有可以聚合的不饱和双键的物质,则没有特别限制,可以举出,例如,丙烯酸或甲基丙烯酸等不饱和羧酸、或具有羟基或醚键的丙烯酸或甲基丙烯酸酯(例如,甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羟基-2-甲基丙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸二乙二醇乙氧酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯等)、丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基噁唑啉酮等。
作为亲水性的乙烯性不饱和单体,优选在分子内具有羟基或羧基的(甲基)丙烯酸酯,特别优选甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯。
这些聚合性单体可以1种或同时使用2种或2种以上,与紫外线吸收性单体共聚。
本发明中使用的紫外线吸收性共聚聚合物的聚合方法没有特别限制,可以广泛采用原本已知的方法,可以举出,例如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。作为自由基聚合法的引发剂,可以举出,例如,偶氮化合物、过氧化物等,可以举出偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁酸二酯衍生物、过氧化苯甲酰、过氧化氢等。聚合溶剂没有特别限制,可以举出,例如,甲苯、氯苯等芳香族烃类溶剂、二氯乙烷、氯仿等卤代烃类溶剂、四氢呋喃、二噁烷等醚类溶剂、二甲基甲酰胺等酰胺类溶剂、甲醇等醇类溶剂、乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类溶剂、丙酮、环己酮、甲乙酮等酮类溶剂、水溶剂等。通过溶剂的选择,可以进行以均一体系聚合的溶液聚合、生成的聚合物沉淀的沉淀聚合、以胶束状态聚合的乳液聚合、以悬浮状态聚合的悬浮聚合。
上述紫外线吸收性单体、可以与其共聚的聚合性单体以及亲水性的乙烯性不饱和单体的使用比例,可以考虑对得到的紫外线吸收性共聚聚合物和其他的透明聚合物的相溶性、光学补偿膜的透明性或机械强度的影响适当选择。
从紫外线吸收性单体衍生的聚合物中的紫外线吸收性单体的含有比率,优选全体的1~70质量%,更加优选5~60质量%。在紫外线吸收性聚合物中的紫外线单体的含有比率不足1质量%时,在想要满足期望的紫外线吸收性能时,必须使用大量紫外线吸收性聚合物,由于雾度的上升或析出,透明性降低,成为使膜强度降低的主要原因。另一方面,在紫外线吸收性聚合物中的紫外线单体的含有比率超过70质量%时,由于与其他的聚合物的相溶性降低,有时难以得到透明的光学补偿膜。
亲水性乙烯性不饱和单体,在上述紫外线吸收性共聚物中,优选含有0.1~50质量%。0.1质量%或0.1质量%以下,不能体现出由亲水性乙烯性不饱和单体带来的相溶性的改良效果,如果比50质量%多,共聚物的分离精制变得困难。亲水性乙烯性不饱和单体的更加优选的含量为0.5~20质量%。紫外线吸收性单体本身取代了亲水性基团时,优选亲水性紫外线吸收性单体和亲水性乙烯性不饱和单体的总含量为上述范围内。
为了满足紫外线吸收性单体和亲水性单体的优选的含量,除两者之外,还优选使分子中不具有亲水性基团的乙烯性不饱和单体共聚。
紫外线吸收性单体和(非)亲水性乙烯性不饱和单体还可以分别混合2种或2种以上进行共聚。
以下,例举本发明中优选使用的紫外线吸收性单体的代表例子,但并不限定于这些。
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
本发明中使用的紫外线吸收剂、紫外线吸收性单体及其中间体可以参照已知的文献来合成。例如,可以参照美国专利第3072585号、美国专利第3159646号、美国专利第3399173号、美国专利第3761272号、美国专利第4028331号、美国专利第5683861号、欧洲专利第86300416号、特开昭63-227575号、特开昭63-185969号、Polymer Bulletin.V.20(2),169~176以及Chemical Abstracts V.109,No.191389等来合成。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物,当混合在其他的透明聚合物中时,视需要可以一起使用低分子化合物或高分子化合物、无机化合物等。例如,同时将本发明使用的紫外线吸收性聚合物和其他的比较低分子的紫外线吸收剂混合在其他的透明聚合物中,或者同时将本发明使用的紫外线吸收性聚合物和其他的比较低分子的紫外线吸收剂混合在其他的透明聚合物中是优选的实施方案之一。同样地,同时混合抗氧剂、增塑剂、阻燃剂等添加剂也是优选的实施方案之一。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物的添加方法,没有特别限定,可以与酯混炼、或者将暂时与酯一起溶解在溶剂中得到的物质干燥固体化后使用。
本发明中使用的紫外线吸收剂和紫外线吸收性聚合物的使用量,根据化合物的种类、使用条件等而不同,但在作为紫外线吸收剂的场合,优选每1m2光学补偿膜为0.1~5.0g,更加优选0.1~3.0g,进一步优选0.4~2.0g,特别优选0.5~1.5g。另外,在作为紫外线吸收聚合物的场合,优选每1m2光学补偿膜为0.1~10g,更加优选0.6~9.0g,进一步优选1.2~6.0g,特别优选1.5~3.0g。
另外,如前所述,从防止液晶劣化的观点看,在波长380nm或380nm以下的紫外线吸收性能优异,并且,从良好的液晶显示性的观点看,优选400nm或400nm以上的可见光吸收少的。在本发明中,特别优选在波长380nm的透过率为8%或8%以下,更加优选4%或4%以下,特别优选1%或1%以下。
作为可以本发明中使用的市售品的紫外线吸收剂单体,有UVM-1的1-(2-苯并三唑)-2-羟基-5-(2-乙烯基氧代羰乙基)苯、大化学公司制造的反应型紫外线吸收剂RUVA-93的1-(2-苯并三唑)-2-羟基-5-(2-甲基丙烯酰氧乙基)苯或其类似化合物。可以使用将这些进行均聚或共聚的聚合物或共聚物,但不限定于这些。例如,作为市售品的高分子紫外线吸收剂,还可以优选使用大化学公司制造的PUVA-30M。紫外线吸收剂也可以使用2种或2种以上。
(增塑剂)
从提高机械性质、赋予柔软性、赋予耐吸水性、降低水分透过率等膜的改性的观点看,优选在本发明的光学补偿膜中添加已知的化合物作为增塑剂。另外,在本发明中进行的熔融流延法中,添加增塑剂的目的包含:可以通过添加增塑剂使膜构成材料的熔融温度比使用的纤维素酯单独的玻璃化转变温度降低,或者在相同的加热温度下,使含有增塑剂的膜构成材料的粘度比纤维素酯单独时降低。
在此,在本发明中,所谓膜构成材料的熔融温度,是指在该材料被加热并表现出流动性的状态下,挤出得到的熔融物来制膜时的熔融物的温度。
纤维素酯单独时,如果比玻璃化转变温度低,则不能表现出用于膜化的流动性。可是,纤维素酯在玻璃化转变温度或玻璃化转变温度以上,由于热量的吸收,弹性模量或粘度降低,可以表现出流动性。为了熔融膜构成材料,优选添加的增塑剂具有比纤维素酯的玻璃化转变温度低的熔点或玻璃化转变温度来满足上述目的。
作为本发明中涉及的增塑剂,没有特别限定,但为了不在膜上发生模糊或者从膜中渗出或挥发,优选通过与纤维素衍生物或其他的添加剂形成氢键等而具有作为可以相互作用的官能团的物质。
作为这样的官能团,可以举出羟基、醚基、羰基、酯基、羧酸残基、氨基、亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、氰基、硝基、磺酰基、磺酸残基、膦酰基、膦酸残基等,优选羰基、酯基、膦酰基。
作为这样的增塑剂的例子,可以优选使用磷酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂、偏苯三酸酯类增塑剂、均苯四酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、二醇酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂、羧酸酯类增塑剂、聚酯类增塑剂等,特别优选多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂等非磷酸酯类增塑剂。从相溶性方面看,优选将这些与分子量490~50000的紫外线吸收剂同时使用。
多元醇酯是由2元或2元以上的脂肪族多元醇和单羧酸的酯构成,优选在分子内具有芳香环或环烷基环的。
本发明中使用的多元醇可以用下面的通式(17)表示。
通式(17)R1-(OH)n
(式中,R1表示n价的有机基团,n表示2或2以上的正整数)。
作为优选的多元醇的例子,可以举出例如以下的物质,但本发明并不限定于这些。可以举出核糖醇、阿拉伯糖醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、半乳糖醇、甘露糖醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、频哪醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、木糖醇等。特别优选三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、木糖醇。
其中,优选使用了碳原子数为5或5以上的多元醇的多元醇酯。特别优选碳原子数为5~20。
作为在本发明的多元醇酯中使用的单羧酸,没有特别的限制,可以使用已知的脂肪族单羧酸、脂环族单羧酸、芳香族单羧酸等。如果使用脂环族单羧酸、芳香族单羧酸,在提高透湿性、保留性上看是优选的。
作为优选的单羧酸的例子,可以举出以下举出的物质,但本发明并不仅限定于这些。
作为脂肪族单羧酸,可以优选使用碳原子数为1~32的直链或具有侧链的脂肪酸。更加优选碳原子数为1~20的,特别优选1~10的。由于含有乙酸时可增大与纤维素衍生物的相溶性,故优选,还优选将乙酸和其他的单羧酸混合使用。
作为优选的脂肪族单羧酸,可以举出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基己酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、廿烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、三十烷酸、三十二烷酸等饱和脂肪酸、十一碳烯酸、油酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生油烯酸等不饱和脂肪酸等。
作为优选的脂环族单羧酸的例子,可以举出环戊烷甲酸、环己烷甲酸、环辛烷甲酸、或它们的衍生物。
作为优选的芳香族单羧酸的例子,可以举出苯甲酸、苯乙酸等在苯甲酸的苯环上导入了烷基等取代基的物质、联苯羧酸、萘羧酸、萘满羧酸等具有2个或2个以上苯环的芳香族单羧酸或它们的衍生物,特别优选苯甲酸。
多元醇酯的分子量没有特别的限制,优选为300~3000,更加优选350~1500。由于分子量大的难以挥发,故优选,而在透明性、与纤维素衍生物的相溶性方面看,优选小的。
多元醇酯中使用的羧酸既可以是1种,也可以是2种或2种以上的混合酸。另外,多元醇中的OH基,既可以全部酯化,也可以将一部分以OH基的状态残留。
以下,列举多元醇酯的具体的化合物。
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
另外,可以优选使用在分子内具有芳香环或环烷基环的聚酯类增塑剂。作为优选的聚酯类增塑剂,没有特别限定,但优选例如,下述通式(18)表示的增塑剂。
通式(18)B-(G-A)n-G-B
(式中,B表示苯单羧酸残基,G表示碳原子数为2~12的亚烷基二醇残基或碳原子数为6~12的芳基二醇残基或碳原子数为4~12的氧化亚烷基二醇残基,A表示碳原子数4~12的亚烷基二羧酸残基或碳原子数为6~12的芳基二羧酸残基,另外,n表示0或0以上的整数)。
通式(18)中,是由以B表示的苯单羧酸残基和以G表示的亚烷基二醇残基或氧化亚烷基二醇残基或芳基二醇残基、以A表示的亚烷基二羧酸残基或芳基二羧酸残基构成的,可以通过与通常的聚酯类增塑剂同样的反应得到。
作为本发明使用的聚酯类增塑剂的苯单羧酸成分,有例如,苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、邻甲苯甲酸、间甲苯甲酸、对甲苯甲酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、氨基苯甲酸、乙酰氧基苯甲酸等,这些可以分别使用1种,或者可以作为2种或2种以上的混合物使用。
作为本发明的聚酯类增塑剂的碳原子数为2~12的亚烷基二醇成分,有乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十八烷基二醇等,这些二醇可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。
另外,作为本发明的芳香族末端酯的碳原子数4~12的氧化亚烷基二醇成分,例如,有二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等,这些二醇可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。
作为本发明的芳香族末端酯的碳原子数4~12的亚烷基二羧酸成分,例如,有琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等,这些可以分别使用1种或作为2种或2种以上的混合物使用。作为碳原子数为6~12的亚芳基二羧酸成分,有邻苯二甲酸、对苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸等。
在本发明中使用的聚酯类增塑剂,数均分子量为250~10000,优选300~5000,更加优选300~2000的范围。另外,其酸值为0.5mgKOH/g或0.5mgKOH/g以下,羟基值为25mgKOH/g或25mgKOH/g以下,更加优选酸值为0.3mgKOH/g或0.3mgKOH/g以下,羟基值为15mgKOH/g或15mgKOH/g以下。
以下,示出本发明中使用的芳香族末端聚酯类增塑剂的合成例。
<试样No.1(芳香族末端聚酯试样)>
在反应容器中一并加入365份(2.5摩尔)己二酸、418份(5.5摩尔)1,2-丙二醇、610份(5摩尔)苯甲酸以及0.30份作为催化剂的四异丙基钛酸酯,在氮气气流中搅拌下,带有回流冷凝器,并一边使过量的1元醇回流,一边在130~250℃下继续加热直至酸值为2或2以下,连续地除去生成的水。接着,在200~230℃下于1.33×104~最终4×102或4×102Pa以下的减压下除去馏出成分,然后过滤,得到具有下面的性状的芳香族末端聚酯。
粘度(25℃、mPa·s):815
酸值: 0.4
<试样No.2(芳香族末端聚酯试样)>
除了在反应容器中使用365份(2.5摩尔)己二酸、610份(5摩尔)苯甲酸、583份(5.5摩尔)二乙二醇以及0.45份的作为催化剂的四异丙基钛酸酯以外,与试样No.1完全同样地进行,得到具有下面的性状的芳香族末端聚酯。
粘度(25℃、mPa·s):90
酸值: 0.05
<试样No.3(芳香族末端聚酯试样)>
除了在反应容器中使用410份(2.5摩尔)苯二甲酸、610份(5摩尔)苯甲酸、737份(5.5摩尔)二丙二醇以及0.40份的作为催化剂的四异丙基钛酸酯以外,与试样No.1完全同样地进行,得到具有下面的性状的芳香族末端聚酯。
粘度(25℃、mPa·s):43400
酸值: 0.2
以下,示出芳香族末端聚酯类增塑剂的具体的化合物,但本发明并不限定于此。
[化34]
[化35]
本发明使用的聚酯类增塑剂的含量,优选在纤维素酯膜中含有1~20质量%,特别优选含有3~11质量%。
本发明的光学补偿膜还优选含有上述增塑剂以外的增塑剂。
通过含有2种或2种以上的增塑剂,可以减少增塑剂的溶出。其理由虽然还不明确,但可以认为可以减少每1种的添加量、和通过2种增塑剂之间以及与纤维素酯的相互作用可以抑制溶出。
作为苯二甲酸酯类增塑剂,可以举出邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、对苯二甲酸二环己酯、或其衍生物等,特别优选使用特开平11-349537号中记载的通式(1)表示苯二甲酸酯类二聚体,具体地,可以优选使用段落23、26中记载的化合物-1、化合物-2。
[化36]
通式(1)
A:-(CH2)n-或-(CH2CH2O)n-
n:1~10的整数
R1:可以被烷氧羰基取代的碳原子数为1~12的烷基
化合物-1
化合物-2
苯二甲酸酯类二聚体化合物是具有上述通式(1)表示的结构式的化合物,可以将二个苯二甲酸与二元醇混合加热进行脱水酯化反应而得到。苯二甲酸酯类二聚体、含有末端羟基的双酚类化合物的平均分子量优选250~3000左右,特别优选300~1000。250或250以下时,在热稳定性或增塑剂的挥发性以及迁移性上产生问题,3000以内,作为增塑剂的相溶性、增塑能力优异,在脂肪酸纤维素酯类树脂组合物的加工性、透明性或机械性质方面是优选的。
作为柠檬酸酯类增塑剂,没有特别限定,可以举出柠檬酸乙酰基三甲酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯等,优选下述通式(19)表示的柠檬酸酯化合物。
[化37]
通式(19)
[式中,R1为氢原子或脂肪族酰基,R2为烷基]。
在通式(19)中,作为R1的脂肪族酰基,没有特别限制,但优选碳原子数为1~12,特别优选碳原子数为1~5。具体地,可以例举出甲酰、乙酰、丙酰、丁酰、戊酰、十六烷酰、油烯基等。另外,作为R2的烷基,没有特别限制,可以是直链状、具有支链的物质中的任何一种,但优选碳原子数为1~24的烷基,特别优选碳原子数为1~4的烷基。具体地,可以例举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基。特别是,作为乙酸纤维素酯类酯的增塑剂优选使用的物质,是R1为氢原子、R2为甲基或乙基的物质,以及R1为乙酰基、R2为甲基或乙基的物质。
<R1为氢原子的柠檬酸酯化合物的制法)
本发明使用的柠檬酸酯化合物中,R1为氢原子的物质可以应用已知的方法来制造。作为已知的方法,可以举出,例如英国专利公报931781号中记载的由苯二甲酸半酯(フタル酸ハ一フエステル)和α-卤代乙酸烷基酯制造邻苯二甲酰乙醇酸酯的方法。具体地,相对于柠檬酸三钠、柠檬酸三钾或柠檬酸(以下,将这些简称为柠檬酸原料),优选柠檬酸三钠1摩尔,使作为对应于R2的烷基酯的α-单卤代乙酸烷基酯,例如单氯乙酸甲酯、单氯乙酸乙酯等以化学计算量或化学计算量以上的量,优选1~10摩尔,更加优选2~5摩尔进行反应。在反应体系中如果存在水分,由于目的物的收率降低,原料尽可能使用无水合物。在反应中可以将三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三正丁胺、二甲基环己基胺等链状或环状脂肪族叔胺作为催化剂使用,其中,优选三乙胺。催化剂的使用量,相对于柠檬酸原料1摩尔为0.01~1.0摩尔,优选0.2~0.5摩尔的范围。在反应温度为60~150℃下反应1~24小时。反应溶剂不是特别必要的,但可以使用甲苯、苯、二甲苯、甲乙酮等。可以在反应后加入例如水,除去副产物和催化剂,将油层水洗后,通过蒸馏与未反应的原料化合物分离,从而分离目的物。
<R1为脂肪族酰基的柠檬酸酯化合物的制法>
R1为脂肪族酰基、R2为烷基的本发明的柠檬酸酯化合物可以使用上述R1为氢原子的柠檬酸酯化合物来制造。即,相对于该柠檬酸酯化合物1摩尔,使1~10摩尔相当于R1的脂肪族酰基的卤代酰基,例如,甲酰氯、乙酰氯等反应。作为催化剂,相对于该柠檬酸酯化合物1摩尔,可以使用0.1~2摩尔碱性的吡啶等。反应可以没有溶剂,在温度80~100℃下进行1~5小时。反应后,可以在反应混和物中加入水和不溶于水的有机溶剂,例如甲苯,使目的物溶解在有机溶剂中,分离水层和有机溶剂层,将有机溶剂层水洗后,通过蒸馏等通常的方法来分离目的物。
本发明中使用的柠檬酸酯化合物,在与重均分子量490~50000的紫外线吸收剂组合时,在获得本发明的效果上是优选的。
另外,柠檬酸酯化合物在膜中的含量优选1~30质量%,特别优选2~20质量%。
乙醇酸酯类增塑剂没有特别限定,可以优选使用在分子内具有芳香环或环烷基环的乙醇酸酯类增塑剂。作为优选的乙醇酸酯类增塑剂,可以使用例如邻苯二甲酰丁基乙醇酸丁酯、邻苯二甲酰乙基乙醇酸乙酯、邻苯二甲酰甲基乙醇酸乙酯等。
磷酸酯类增塑剂可以举出,磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酚酯、甲苯酚二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基联苯基磷酸酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等,在本发明中,磷酸酯类增塑剂的含有比率优选全部增塑剂含量的40质量%或40质量%以下,特别优选磷酸酯类增塑剂的含量不足1质量%。更加优选不添加。
乙二醇酯类增塑剂:具体地,可以举出乙二醇二乙酸酯、乙二醇二丁酸酯等乙二醇烷酸酯类增塑剂、乙二醇二环丙基羧酸酯、乙二醇二环己基羧酸酯等乙二醇环烷酸酯类增塑剂、乙二醇二苯甲酸酯、乙二醇二4-甲基苯甲酸酯等乙二醇芳酯类增塑剂。这些烷酸酯基、环烷酸酯基、芳酯基可以相同也可以不同,还可以被取代。另外,还可以是烷酸酯基、环烷酸酯基、芳酯基的混和物,另外,这些取代基之间可以以共价键结合。此外,乙二醇部分也可以被取代,乙二醇酯的部分结构可以是聚合物的一部分、或规则地进行侧链化,也可以导入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分当中。
甘油酯类增塑剂:具体地,可以举出三乙酸甘油酯、三丁酸甘油脂、甘油二乙酸辛酸酯、甘油油酸丙酸酯等甘油烷酸酯、甘油三环丙基羧酸酯、甘油三环己基羧酸酯等甘油环烷酸酯、甘油三苯甲酸酯、甘油4-甲基苯甲酸酯等甘油芳酯、二甘油四乙酸酯、二甘油四丙酸酯、二甘油乙酸三辛酸酯、二甘油四月桂酸酯等二甘油烷酸酯、二甘油四环丁基甲酸酯、二甘油四环戊基甲酸酯等二甘油环烷酸酯、二甘油四苯甲酸酯、二甘油3-甲基苯甲酸酯等二甘油芳酯等。这些烷酸酯基、环烷酸酯基、芳酯基可以相同也可以不同,还可以被取代。另外,还可以是烷酸酯基、环烷酸酯基、芳酯基的混和物,另外,这些取代基之间可以以共价键结合。此外,甘油、二甘油部分也可以被取代,甘油酯、二甘油酯的部分结构可以是聚合物的一部分、或规则地进行侧链化,也可以导入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分当中。
二羧酸酯类增塑剂:具体地,可以举出丙二酸二月桂酯(C1)、己二酸二辛酯(C4)、癸二酸二丁酯(C8)等烷基二羧酸烷基酯类增塑剂、丁二酸二环戊酯、己二酸二环己酯等烷基二羧酸环烷酯类增塑剂、丁二酸二苯酯、戊二酸二(4-甲基苯酯)等烷基二羧酸芳基酯类增塑剂、1,4-环己烷二羧酸二己酯、双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸二癸酯等环烷基二羧酸烷基酯类增塑剂、1,2-环丁烷二羧酸二环己酯、1,2-环己烷二羧酸二环丙酯等环烷基二羧酸环烷酯类增塑剂、1,1-环丙烷二羧酸二苯酯、1,4-环己烷二羧酸二(2-萘酯)等环烷基二羧酸芳基酯类增塑剂、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)等芳基二羧酸烷基酯类增塑剂、邻苯二甲酸二环丙酯、邻苯二甲酸二环己酯等芳基二羧酸环烷酯类增塑剂、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二(4-甲基苯酯)等芳基二羧酸芳基酯类增塑剂。这些烷氧基、环烷氧基可以相同也可以不同,还可以是一取代的,这些取代基还可以进一步被取代。烷基、环烷基还可以混合,另外,这些取代基之间还可以以共价键结合。另外,苯二甲酸的芳香环也可以被取代,还可以是二聚体、三聚体、四聚体等多聚体。此外,苯二甲酸酯的部分结构可以是聚合物的一部分、或规则地对聚合物进行侧链化,也可以导入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分当中。
多元羧酸酯类增塑剂:具体地,可以举出丙三羧酸三月桂酯、内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸三丁酯等烷基多元酸烷基酯类增塑剂、丙三羧酸三环己酯、2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸三环丙酯等烷基多元羧酸环烷酯类增塑剂、2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸三苯酯、四氢呋喃-2,3,4,5-四羧酸四(3-甲基苯酯)等烷基多元羧酸芳基酯类增塑剂、1,2,3,4-环丁烷四羧酸四己酯、1,2,3,4-环戊烷四羧酸四丁酯等环烷基多元羧酸烷基酯类增塑剂、1,2,3,4-环丁烷四羧酸四环丙酯、1,3,5-环己基三羧酸三环己酯等环烷基多元羧酸环烷酯类增塑剂、1,3,5-环己基三羧酸三苯酯、1,2,3,4,5,6-环己基六羧酸六(4-甲基苯酯)等环烷基多元羧酸芳基酯类增塑剂、1,2,4-苯三羧酸三月桂酯、1,2,4,5-苯四羧酸四辛酯等芳基多元羧酸烷基酯类增塑剂、1,3,5-苯三羧酸三环戊酯、1,2,3,5-苯四羧酸四环己酯等芳基多元羧酸环烷酯类增塑剂、1,3,5-苯三羧酸三苯酯、1,2,3,4,5,6-苯六羧酸六(4-甲基苯酯)等芳基多元羧酸芳基酯类增塑剂。这些烷氧基、环烷氧基可以相同也可以不同,还可以是一取代的,这些取代基也可以进一步被取代。烷基、环烷基可以混合,或者这些取代基之间还可以以共价键结合。另外,苯二甲酸的芳香环也可以被取代,还可以是二聚体、三聚体、四聚体等多聚体。此外,苯二甲酸酯的部分结构可以是聚合物的一部分、或规则地对聚合物进行侧链化,也可以导入到抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分当中。
聚合物增塑剂:具体地,可以举出脂肪族烃类聚合物、脂环烃类聚合物、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物、聚乙烯基异丁基醚、聚N-乙烯基吡咯烷酮等乙烯基类聚合物、聚苯乙烯、聚4-羟基苯乙烯等苯乙烯类聚合物、聚丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯等聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚脲等。数均分子量优选1000~500000左右,特别优选5000~200000。1000或1000以下在挥发性上产生问题,如果超过500000,增塑能力降低,对纤维素酯组合物的机械性质带来不良影响。这些聚合物增塑剂可以是由1种重复单元构成的均聚物,也可以是具有多个重复单元的共聚物。另外,还可以同时使用2种或2种以上的上述聚合物,还可以含有其它的增塑剂、抗氧剂、酸清除剂、紫外线吸收剂、滑动剂以及消光剂等。
这些增塑剂可以单独或混合2种或2种以上使用。膜中的增塑剂的总含量相对于纤维素酯不足1质量%时,由于使膜的透湿度降低的效果小,故不为优选,如果超过30质量%,容易引起相溶性或渗出的问题,膜的物性恶化,因此,优选1~30质量%。更加优选5~25质量%,特别优选8~20质量%。
(纤维素酯和添加剂的混合)
本发明优选在加热熔融前将纤维素酯和增塑剂、紫外线吸收剂等添加剂进行混合。
作为混合添加剂的方法,可以举出将纤维素酯和添加剂进行微粉末化再混合的方法、将纤维素酯溶解在溶剂中后,使添加剂溶解或微分散在其中并除去溶剂的方法。除去溶剂的方法可以使用已知的方法,例如。可以举出液内干燥法、气内干燥法、溶剂共沉淀法、冷冻干燥法、溶液流延法等,除去溶剂后的纤维素酯以及添加剂的混合物可以调整为粉末、颗粒、小片、膜等形状。
添加剂的混合虽然是如上所述将纤维素酯固体溶解来进行,但在纤维素酯的合成工序中,也可以与析出固化同时进行。
液内干燥法是,例如,在溶解了纤维素酯和添加剂的溶液中加入月桂基硫酸钠等活化剂的水溶液,并进行乳化分散。接着,可以进行常压或减压蒸馏除去溶剂,从而得到与添加剂混合了的纤维素酯分散物。另外,为了除去活化剂,优选进行离心分离或倾析。作为乳化方法,可以使用各种方法,优选使用超声波、高速旋转剪切、通过高压的乳化分散装置。
通过超声波的乳化分散,可以使用所谓间歇式和连续式2种。间歇式适合于制作比较少量的试样,连续式适合制作大量的试样。连续式可以使用,例如,UH-600SR(株式会社エスエムテ一制造)等装置。这样的连续式的场合,超声波照射的时间可以用分散室容积/流速×循环次数求出。具有多个超声波照射装置的场合,可以作为各自的照射时间的总和来求出。超声波的照射时间实际上为10000秒或10000秒以下。另外,如果必须为10000秒或10000秒以上时,工序的负荷大,实际上有必要通过乳化剂的再次选择来缩短乳化分散时间。因此,10000秒或10000秒以上是不必要的。更加优选10秒或10秒以上但在2000秒以内。
作为通过高速旋转剪切的乳化分散装置,可以使用分散混合机、高速均混器、自动混合器(ウルトラミキサ一)等,它们的型式可以根据乳化分散时的液体粘度分开使用。
通过高压的乳化分散可以使用LAB2000(エスエムテ一公司制造)等,其乳化·分散能力依赖于施加在试样上的压力。压力优选104kPa~5×105kPa的范围。
作为活化剂,可以使用阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、高分子分散剂等,可以对应于溶剂或作为目的的乳化物的粒径来决定。
气内干燥法是使用例如,GS310(ヤマト科学公司制造)等喷雾干燥机,将溶解了纤维素酯和添加剂的溶液进行喷雾干燥的方法。
溶剂共沉淀法是将溶解了纤维素酯和添加剂的溶液添加到对于纤维素酯和添加剂是不良溶剂的物质中,并使之析出的方法。不良溶剂可以与溶解纤维素酯的上述溶剂任意地混合。不良溶剂即使是混合溶剂也没有关系。另外,在纤维素酯和添加剂的溶液中,也可以加入不良溶剂。
析出的纤维素酯和添加剂的混合物可以过滤、干燥分离。
在纤维素酯和添加剂的混合物中,混合物中的添加剂的粒径优选1μm或1μm以下,更加优选500nm或500nm以下,特别优选200nm或200nm以下。添加剂的粒径越小,熔融成型物的机械特性、光学特性的分布越均一,故优选。
上述纤维素酯和添加剂的混合物、以及加热熔融时添加的添加剂,希望在加热熔融前或加热熔融时干燥。这里所说的干燥,除了要除去熔融材料的任何一种吸湿的水分以外,还指在纤维素酯和添加剂的混合物调整时使用的水或溶剂、添加剂的合成时混入的溶剂的任何一种的除去。
该除去方法可以使用已知的干燥方法,可以用加热法、减压法、加热减压法等方法进行,也可以在空气中或选择氮气作为非活性气体的氛围气体下进行。进行这些已知的干燥方法时,在膜的品质上,优选在材料不分解的温度区域下进行。
例如,在上述干燥工序中除去后残存的水分或溶剂,相对于各种膜构成材料的总质量为5质量%或5质量%以下,优选1质量%或1质量%以下,更加优选0.1质量%或0.1质量%以下,特别优选0.01质量%或0.01质量%以下。此时的干燥温度优选100℃或100℃以上并且为干燥的材料的Tg或Tg以下。如果包含回避材料之间的熔接的观点,干燥温度更加优选100℃或100℃以上并且为(Tg-5)℃或(Tg-5)℃以下,进一步优选110℃或110℃以上并且为(Tg-20)℃或(Tg-20)℃以下。优选的干燥时间为0.5~24小时,更加优选1~18小时,特别优选1.5~12小时。如果比这些范围低,有时干燥度低,或过于需要干燥时间。另外,在干燥的材料中存在Tg时,如果在比Tg高的干燥温度下加热,有时材料熔接,操作变得困难。
干燥工序可以分为2阶段或2阶段以上,例如,可以通过预干燥工序的材料的保管、和在熔融制膜之前~1周之前的期间进行的前干燥工序来熔融制膜。
(添加剂)
作为添加剂,除了上述增塑剂、紫外线吸收剂以外,还可以举出抗氧剂、酸捕捉剂、光稳定剂、过氧化物分解剂、自由基捕捉剂、金属钝化剂、消光剂等金属化合物、阻滞调节剂、染料、颜料等。另外,只要是具有上述功能的物质,也可以使用没有被分类到这些当中的添加剂。
为了膜构成材料的防氧化、捕捉分解产生的酸、抑制或禁止起因于光或热的自由基种的分解反应等,包含还没有能够明确的分解反应,抑制由于以着色或分子量降低为代表的变质或材料的分解引起的挥发成分的生成,另外,为了赋予所谓透湿性、易滑性的功能,使用添加剂。
另一方面,如果加热熔融膜构成材料,分解反应变得显著,由于该分解反应,有时伴有来源于着色或分子量降低的该构成材料的强度劣化。另外,由于膜构成材料的分解反应,有时还并发不为优选的挥发成分的产生。
加热熔融膜构成材料时,优选含有上述添加剂,在可以抑制基于材料的劣化或分解的强度的劣化、或维持材料固有的强度的观点上是优选的。
另外,上述添加剂在加热熔融时,对于抑制着色、维持高透过率或低的雾度值是有效的。作为现有技术,可以举出使用作为非活性气体的氮气或氩气、通过减压~真空的脱气操作、以及通过密闭环境下的操作,可以将这3者之中的至少1种方法与使上述添加剂存在的方法同时使用。膜构成材料通过降低与空气中的氧接触的几率,可以抑制该材料的劣化,对于达到本发明的目的是优选的。
本发明的光学补偿膜优选作为偏振片保护膜使用,对本发明的偏振片以及构成偏振片的起偏镜提高随时间流逝的保存性的观点看,也优选在膜构成材料中存在上述添加剂。
在使用了本发明的偏振片的液晶显示装置中,由于在本发明的光学补偿膜中存在上述添加剂,从抑制上述的变质或劣化的观点看,可以提高光学补偿膜的随时间流逝的保存性,同时,在提高液晶显示装置的显示品质上,在光学补偿膜赋予的光学的补偿设计经过长时间仍可以功能表现方面上也是优异的。
以下,对于添加剂进一步详细叙述。
<抗氧剂>
对本发明使用的抗氧剂进行说明。
作为抗氧剂,可以举出酚类抗氧剂、磷类抗氧剂、硫类抗氧剂、耐热加工稳定剂、氧清除剂等。这些当中,优选酚类抗氧剂,特别优选烷基取代酚类抗氧剂。通过配合这些抗氧剂,不会使透明性、耐热性等降低,并可以防止由于成型时的热或氧化劣化等引起的成型体的着色或强度降低,这些抗氧剂可以分别单独使用,或2种或2种以上组合使用,其配合量,可以在不损害本发明的目的的范围内适当选择,但相对于本发明的聚合物100质量份,优选0.001~5质量份,更加优选0.01~1质量份。
作为抗氧剂,优选受阻酚抗氧剂化合物,例如,可以含有美国专利第4839405号说明书的第12~14栏记载的物质等的2,6-二烷基苯酚衍生物化合物。在这样的化合物中,包含以下的通式(20)的物质。
[化38]
通式(20)
上式中,R1、R2以及R3表示被取代的或没有被取代的烷基取代基。在受阻酚化合物的具体例子中,包括正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)乙酸酯、正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、正己基-3,5-二叔丁基-4-羟苯基苯甲酸酯、正十二烷基-3,5-二叔丁基-4-羟苯基苯甲酸酯、新十二烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、十二烷基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、乙基-α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八烷基-α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八烷基-α-(4-羟基-3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2-(正辛硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(正辛硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸酯、2-(正十八烷硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸酯、2-(正十八烷硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(2-羟基乙硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、二乙基乙二醇双(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2-(正十八烷硫基)乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、硬脂酰胺-N,N-双[亚乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、正丁基亚氨基-N,N-双[亚乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、2-(2-硬脂酰氧乙硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(2-硬脂酰氧乙硫基)乙基-7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基)庚酸酯、1,2-丙二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、乙二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、新戊二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、乙二醇双(3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸酯)、丙三醇-1-正十八烷酸酯-2,3-双(3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸酯)、季戊四醇四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]、1,1,1-三羟甲基乙烷三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、山梨糖醇六[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、2-羟乙基-7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2-硬脂酰氧乙基-7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟苯基)庚酸酯、1,6-正己烷二醇双[(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]、季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)。上述类型的受阻酚类抗氧剂化合物由例如Ciba Specialty Chemicals以“Irganox1076”以及“Irganox1010”的商品名被市售。
作为其他的抗氧剂,具体地,可以举出磷酸三壬基苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等磷类抗氧剂、二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)等硫类抗氧剂、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯等耐热加工稳定剂、特公平8-27508记载的3,4-二羟基-2H-1-苯并吡喃类化合物、3,3’-螺二色满类化合物、1,1-螺茚类化合物、吗啉、硫代吗啉、硫代吗啉氧化物、硫代吗啉二氧化物、在部分结构上具有哌嗪骨架的化合物、特开平3-174150记载的二烷氧基苯类化合物等氧清除剂等。这些抗氧剂的部分结构也可以对聚合物的一部分或规则地对聚合物进行侧链化,也可以导入到增塑剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂的分子结构的一部分当中。
(酸捕捉剂)
作为酸捕捉剂,优选含有美国专利第4137201号说明书中记载的作为酸捕捉剂的环氧化合物而形成的。作为这样的酸捕捉剂的环氧化合物在本技术领域是已知的,包含各种聚乙二醇的二缩水甘油醚、特别是通过对每1摩尔聚乙二醇缩合约8~40摩尔的环氧乙烷等而被衍生的聚乙二醇、甘油的二缩水甘油醚等、金属环氧化合物(例如,在氯乙烯聚合物组合物中、以及与氯乙烯聚合物组合物一起,从以前就被利用的物质)、环氧化醚缩合生成物、双酚A的二缩水甘油醚(即,4,4’-二羟基二苯基二甲基甲烷)、环氧化不饱和脂肪酸酯(特别是,2~22个碳原子的脂肪酸的4~2个左右的碳原子的烷基酯(例如,丁基环氧硬质酸酯)等)、以及各种环氧化长链脂肪酸甘油三酸酯等(例如,可以例举出以环氧化大豆油等的组合物为代表的环氧化植物油以及其他的不饱和天然油(这些有时被称为环氧化天然甘油酯或不饱和脂肪酸,这些脂肪酸通常含有12~22个碳原子))。特别优选的是市售的含有环氧基团的环氧化酯化合物EPON 815c(miller-stephenson chemical company,inc.制造)、以及通式(21)的其他的环氧化醚低聚物缩合生成物。
[化39]
通式(21)
上式中,n为0~12。作为可以使用的更加可能的酸捕捉剂,包含特开平5-194788号公报第87~105段记载的物质。
(光稳定剂)
作为光稳定剂,可以举出受阻胺光稳定剂(HALS)化合物,这些是已知的化合物,例如,包含美国专利第4619956号说明书的第5~11栏以及美国专利第4839405号说明书的第3~5栏记载的2,2,6,6-四烷基哌啶化合物、或它们的酸加成盐或它们与金属化合物的配位化合物。在这样的化合物中,也包含以下的通式(22)的物质。
[化40]
通式(22)
上式中,R1以及R2为H或取代基。在受阻胺光稳定剂化合物的具体例子中,有4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(4-叔丁基-2-丁烯基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-乙基-4-水杨酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲基丙烯酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、1-苄基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基马来酸酯(maleinate)、(二-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酸酯、(二-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、(二-1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基哌啶-4-基)癸二酸酯、(二-1-烯丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)邻苯二甲酸酯、1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-乙酸酯、偏苯三酸三(2,2,6,6-四甲基哌啶4-基)酯、1-丙烯酰-4-苄氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、二丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)酯、二苄基丙二酸二(1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基哌啶-4-基)酯、二甲基双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氧化)硅烷、三(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)亚磷酸酯、三(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)磷酸酯、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六亚甲基-1,6-二胺、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六亚甲基-1,6-二乙酰胺、1-乙酰基-4-(N-环己基乙酰胺)-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苄基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N,-二丁基己二酰胺、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N’-二环己基(2-羟基丙烯)、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)对苯二甲基二胺、4-(双-2-羟乙基)氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-甲基丙烯酰胺-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、α-氨基-β-甲基-β-[N-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)]氨基丙烯酸甲酯。优选的受阻胺光稳定剂的例子中,包含以下的HALS-1以及HALS-2。
[化41]
这些受阻胺类耐光稳定剂,可以分别单独使用,或者组合2种或2种以上使用,另外,这些受阻胺类耐光稳定剂也可以与增塑剂、酸清除剂、紫外线吸收剂等添加剂同时使用,还可以导入到添加剂的分子结构的一部分当中。其配合量可以在不损害本发明的目的的范围适当选择,但在膜中优选0.01~10质量%,更加优选0.01~5质量%,特别优选0.05~1质量%。
(阻滞调节剂)
本发明的光学补偿膜,为了提高液晶显示品质,可以通过在膜中添加阻滞调节剂、或形成取向膜而设置液晶层,将光学补偿膜和来自液晶层的阻滞复合化来赋予光学补偿能。特别是,阻滞调节剂在即使不过度拉伸也可以赋予期望的相位差这点上,可以期待膜的着色或雾度降低的效果。
为了调节阻滞而添加的化合物,可以使用如欧洲专利911656A2号说明书中记载的具有二个或二个以上芳香族环的芳香族化合物作为阻滞调节剂。例如,可以举出下述棒状化合物。另外,也可以同时使用二种或二种以上的芳香族化合物。在该芳香族化合物的芳香族环中,除了芳香族烃环以外,还包含芳香性杂环。特别优选芳香性杂环,在芳香性杂环通常为不饱和杂环。其中,特别优选1,3,5-三嗪环。
<棒状化合物>
本发明的光学补偿膜优选含有棒状化合物,该棒状化合物溶液的紫外线吸收光谱的最大吸收波长(λmax)比波长250nm更短。
在阻滞值上升剂的功能的观点上看,棒状化合物优选至少具有一个芳香环,更加优选至少具有二个芳香环。棒状化合物优选具有直线分子结构的。所谓的直线分子结构,是指在热力学上最稳定的结构中,棒状化合物的分子结构是直线的。热力学上最稳定的结构可以通过结晶结构分析或分子轨道计算求得。例如,可以使用分子轨道计算软件(例如,WinMOPAC2000,富士通(株)制造)进行分子轨道计算,求出化合物的生成热最小的分子结构。所说的分子结构为直线的,是指如上述计算求出的热力学上最稳定的结构中,分子结构的角度为140度或140度以上的意思。棒状化合物优选显示液晶性的。棒状化合物更加优选通过加热显示液晶性(具有热致液晶性)的。液晶相优选向列相或碟状液晶分子(スメクテイツク)相。
作为棒状化合物,优选下述通式(23)表示的反式-1,4-环己烷二羧酸酯化合物。
通式(23)Ar1-L1-Ar2
在式(23)中,Ar1和Ar2各自独立地为芳香族基团。在本说明书中,芳香族基团包含芳基(芳香性烃基)、取代芳基、芳香性杂环基团以及取代芳香性杂环基团。芳基以及取代芳基比芳香性杂环基团以及取代芳香性杂环基团优选。芳香性杂环基团的杂环一般是不饱和的。芳香性杂环优选5员环、6员环或7员环。更加优选5员环或6员环,芳香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。更加优选氮原子或硫原子。在芳香性杂环的例子中,包含呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋咱环、三唑环、吡喃环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环以及1,3,5-三嗪环。作为芳香族基团的芳香环,优选苯环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、噻唑环、咪唑环、三唑环、吡啶环、嘧啶环以及吡嗪环,特别优选苯环。
在取代芳基以及取代芳香性杂环基团的取代基的例子中,包含卤原子(F、Cl、Br、I)、羟基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基(例如,甲胺基、乙胺基、丁胺基、二甲胺基)、硝基、磺基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基(例如,N-甲基氨基甲酰基、N-乙基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基)、氨磺酰基、烷基氨磺酰基(例如,N-甲基氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基)、脲基、烷基脲基(例如,N-甲基脲基、N,N-二甲基脲基、N,N,N’-三甲基脲基)、烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、庚基、辛基、异丙基、仲丁基、叔丁基、环己基、环戊基)、链烯基(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)、烷氧羰基(例如,甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、丁氧羰基、戊氧羰基、庚氧羰基)、芳氧羰基(例如,苯氧羰基)、烷氧羰氨基(例如,丁氧羰氨基、己氧羰氨基)、烷基硫基(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,甲磺酰基、乙磺酰基、丙磺酰基、丁磺酰基、戊磺酰基、庚磺酰基、辛磺酰基)、酰胺基(例如,乙酰胺基、丁酰胺基、己酰胺基、月桂酰胺基)以及非芳香性杂环基团(例如,吗啉基、吡嗪基)。
作为取代芳基以及取代芳香性杂环基团的取代基,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、烷氧羰基、烷氧基、烷硫基以及烷基。所说的烷基氨基、烷氧羰基、烷氧基以及烷硫基的烷基部分和烷基,也可以进一步具有取代基。在烷基部分以及烷基的取代基的例子中,包含卤原子、羟基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基、硝基、磺基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、氨磺酰基、烷基氨磺酰基、脲基、烷基脲基、链烯基、炔基、酰基、酰氧基、烷氧基、芳氧基、烷氧羰基、芳氧羰基、烷氧羰基氨基、烷基硫基、芳硫基、烷基磺酰基、酰胺基以及非芳香性杂环基团。作为烷基部分以及烷基的取代基,优选卤原子、羟基、氨基、烷基氨基、酰基、酰氧基、酰氨基、烷氧羰基以及烷氧基。
在通式(23)中,L1为选自含有亚烷基、亚烯基、亚炔基、二价饱和杂环基团、-O-、-CO-以及它们的组合中的二价连结基团。亚烷基也可以具有环状结构。作为环状亚烷基,优选亚环己基,特别优选1,4-亚环己基。作为链状亚烷基,直链状亚烷基比具有分支的亚烷基优选。亚烷基的碳原子数,优选1~20,比较优选1~15,更加优选1~10,特别优选1~8,最为优选1~6。
亚烯基以及亚炔基,相比于环状结构,也优选具有链状结构的,相比于具有分支的链状结构,也更加优选具有直链状结构的。亚烯基以及亚炔基的碳原子数,优选2~10,比较优选2~8,更加优选2~6,特别优选2~4,最为优选2(亚乙烯基或亚乙炔基)。二价饱和杂环基团,优选具有3员~9员杂环的。杂环的杂原子,优选氧原子、氮原子、硼原子、硫原子、硅原子、磷原子或锗原子。在饱和杂环的例子中,包含哌啶环、哌嗪环、吗啉环、吡咯烷环、咪唑烷环、四氢呋喃环、四氢吡喃环、1,3-二噁烷环、1,4-二噁烷环、四氢噻吩环、1,3-噻唑烷环、1,3-二噁唑烷环、1,3-二氧戊环、1,3-二硫戊环以及1,3,2-二氧杂硼戊烷。特别优选的二价饱和杂环基团是哌嗪-1,4-二鸢尾烯(ジイレン)、1,3-二噁烷-2,5-二鸢尾烯以及1,3,2-二氧杂硼戊烷-2,5-二鸢尾烯。
组合构成的二价连结基团如下所示。
L-1:-O-CO-亚烷基-CO-O-
L-2:-CO-O-亚烷基-O-CO-
L-3:-O-CO-亚烯基-CO-O-
L-4:-CO-O-亚烯基-O-CO-
L-5:-O-CO-亚炔基-CO-O-
L-6:-CO-O-亚炔基-O-CO-
L-7:-O-CO-二价饱和杂环基团-CO-O-
L-8:-CO-O-二价饱和杂环基团-O-CO-
在通式(23)的分子结构中,优选夹住L1,Ar1和Ar2形成的角度为140度或140度以上。作为棒状化合物,更加优选下述通式(24)表示的化合物。
通式(24)Ar1-L2-X-L3-Ar2
在通式(24)中,Ar1和Ar2各自独立,为芳香族基团。芳香族基团的定义以及例子,与通式(23)的Ar1和Ar2相同。
在通式(24)中,L2和L3各自独立,为选自含有亚烷基、-O-、-CO-以及它们的组合中的二价连结基团。亚烷基,相比于环状结构,也优选具有链状结构的,相比于具有分支的链状结构,更加优选具有直链状结构的。亚烷基的碳原子数,优选1~10,比较优选1~8,更加优选1~6,特别优选1~4,最为优选1或2(亚甲基或亚乙基)。L2以及L3特别优选-O-CO-或-CO-O-。
在通式(24)中,X为1,4-亚环己基、亚乙烯基或亚乙炔基。以下示出通式(23)表示的化合物的具体例子。
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
具体例(1)~(34)、(41)、(42)、(46)、(47)、(52)、(53),在环己烷环的1位和4位具有二个不对称碳原子。但是,具体例(1)、(4)~(34)、(41)、(42)、(46)、(47)、(52)、(53),由于具有对称的内消旋型分子结构,因此不是光学异构体(光学活性),只存在几何异构体(反式型和顺式型)。以下示出具体例(1)的反式型(1-trans)和顺式型(1-cis)。
[化47]
如上所述,棒状化合物优选具有直线分子结构的。因此,反式型比顺式型优选。具体例(2)以及(3),除了几何异构体,还具有光学异构体(合计4种异构体)。对于几何异构体,同样地,反式型比顺式型优选。对于光学异构体,没有特别的优劣,可以是D、L或外消旋体的任意一种。在具体例(43)~(45)中,在中心的亚乙烯基键上,有反式型和顺式型。出于与上述同样的理由,反式型比顺式型优选。
也可以同时使用二种或二种以上在溶液的紫外线吸收光谱中,最大吸收波长(λmax)比250nm更短波长的棒状化合物。棒状化合物可以参照文献记载的方法合成。作为文献,可以举出Mol.Cryst.Liq.Cryst.,53卷,229页(1979年)、同文献89卷,93页(1982年)、同文献145卷,111页(1987年)、同文献170卷,43页(1989年)、J.Am.Chem.Soc.,113卷,1349页(1991年)、同文献118卷,5346页(1996年)、同文献92卷,1582页(1970年)、J.Org.Chem.,40卷,420页(1975年)、Tetrahedron,48卷16号,3437页(1992年)。
另外,作为本发明的圆盘状化合物,可以优选使用具有1,3,5-三嗪环的化合物。
具有1,3,5-三嗪环的化合物,其中,优选下述通式(25)表示的化合物。
[化48]
通式(25)
在通式(25)中,X1为单键、-NR4-、-O-或-S-;X2为单键、-NR5-、-O-或-S-;X3为单键、-NR6-、-O-或-S-;R1、R2以及R3为烷基、链烯基、芳基或杂环基团;而且,R4、R5以及R6为氢原子、烷基、链烯基、芳基或杂环基团。通式(25)表示的化合物,特别优选三聚氰胺化合物。
三聚氰胺化合物中,在通式(25)中,X1、X2以及X3分别为-NR4-、-NR5-以及-NR6-,或者X1、X2以及X3为单键,并且,R1、R2以及R3为在氮原子上具有游离原子价的杂环基团。-X1-R1、-X2-R2以及-X3-R3优选相同的取代基。R1、R2以及R3特别优选芳基。R4、R5以及R6特别优选氢原子
上述烷基,相比于环状烷基,也优选链状烷基。相比于具有分支的链状烷基,也优选直链烷基。
烷基的碳原子数,优选1~30,比较优选1~20,更加优选1~10,特别优选1~8,最为优选1~6。烷基也可以具有取代基。
作为取代基的具体例子,可以举出,例如卤原子、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、环氧乙氧基等各种基团)以及酰氧基(例如,丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基)等。上述链烯基,相比于环状链烯基,也优选链状链烯基。相比于具有分支的链烯基,也优选直链状链烯基。链烯基的碳原子数,优选2~30,比较优选2~20,更加优选2~10,特别优选2~8,最为优选2~6。链烯基也可以具有取代基。
作为取代基的具体例子,可以举出卤原子、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、环氧乙氧基等各种基团)以及酰氧基(例如,丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等各种基团)。
上述芳基优选苯基或萘基,特别优选苯基。芳基也可以具有取代基。
作为取代基的具体例子,包含例如,卤原子、羟基、氰基、硝基、羧基、烷基、链烯基、芳基、烷氧基、链烯氧基、芳氧基、酰氧基、烷氧羰基、链烯氧羰基、芳氧羰基、氨磺酰基、烷基取代氨磺酰基、链烯基取代氨磺酰基、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、链烯基取代氨基甲酰基、芳基取代氨基甲酰基、酰胺基、烷基硫基、链烯基硫基、芳硫基以及酰基。上述烷基与前面叙述的烷基意义相同。
烷氧基、酰氧基、烷氧羰基、烷基取代氨磺酰基、磺酰胺基、烷基取代氨基甲酰基、酰胺基、烷基硫基和酰基的烷基部分也与前面叙述的烷基意义相同。
上述链烯基与前面叙述的链烯基意义相同。
链烯氧基、酰氧基、链烯氧羰基、链烯基取代氨磺酰基、磺酰胺基、链烯基取代氨基甲酰基、酰胺基、链烯基硫基以及酰基的链烯基部分,与前面叙述的链烯基意义相同。
作为上述芳基的具体例子,可以举出,例如,苯基、α-萘基、β-萘基、4-甲氧基苯基、3,4-二乙氧基苯基、4-辛氧基苯基或4-十二烷氧基苯基等各种基团。
芳氧基、酰氧基、芳氧羰基、芳基取代氨磺酰基、磺酰胺基、芳基取代氨基甲酰基、酰胺基、芳硫基以及酰基的部分例子,与上述芳基意义相同。
X1、X2或X3为-NR-、-O-或-S-的杂环基团时的杂环基团,优选具有芳香性的。
作为具有芳香性的杂环基团中的杂环,一般为不饱和杂环,优选具有最多的双键的杂环。杂环优选5员环、6员环或7员环,更加优选5员环或6员环,最为优选6员环。
杂环中的杂原子,优选N、S或O等各种原子,特别优选N原子。
作为具有芳香性的杂环,特别优选吡啶环(作为杂环基团,例如,2-吡啶基或4-吡啶基等各种基团)。杂环基团也可以具有取代基。杂环基团的取代基的例子,与上述芳基部分的取代基的例子相同。
X1、X2或X3为单键时的杂环基团,优选在氮原子上具有游离原子价的杂环基团。氮原子上具有游离原子价的杂环基团优选5员环、6员环或7员环,更加优选5员环或6员环,最为优选5员环。杂环基团也可以具有多个氮原子。
另外,杂环基团中的杂原子,也可以具有氮原子以外的杂原子(例如,O原子、S原子)。杂环基团也可以具有取代基。杂环基团的取代基的具体例子,与上述芳基部分的取代基的具体例子相同。
以下,示出在氮原子上具有游离原子价的杂环基团的具体例子。
[化49]
[化50]
具有1,3,5-三嗪环的化合物的分子量,优选300~2000。该化合物的沸点,优选260℃或260℃以上。沸点可以使用市售的测定装置(例如,TG/DTA100,精工电子工业(株)制造)来测定。
以下,示出具有1,3,5-三嗪环的化合物的具体例子。
另外,以下所示的多个R表示同一基团。
[化51]
(1)丁基
(2)2-甲氧基-2-乙氧基乙基
(3)5-十一碳烯基
(4)苯基
(5)4-乙氧基羰基苯基
(6)4-丁氧基苯基
(7)对联苯基
(8)4-吡啶基
(9)2-萘基
(10)2-甲基苯基
(11)3,4-二甲氧基苯基
(12)2-呋喃基
[化52]
[化53]
(14)苯基
(15)3-乙氧基羰基苯基
(16)3-丁氧基苯基
(17)间联苯基
(18)3-苯基硫代苯基
(19)3-氯苯基
(20)3-苯甲酰苯基
(21)3-乙酰氧基苯基
(22)3-苯甲酰氧基苯基
(23)3-苯氧羰基苯基
(24)3-甲氧基苯基
(25)3-苯胺基苯基
(26)3-异丁酰氨基苯基
(27)3-苯氧羰氨基苯基
(28)3-(3-乙基脲基)苯基
(29)3-(3,3-二乙基脲基)苯基
(30)3-甲基苯基
(31)3-苯氧基苯基
(32)3-羟基苯基
(33)4-乙氧羰基苯基
(34)4-丁氧基苯基
(35)对联苯基
(36)4-苯基硫代苯基
(37)4-氯苯基
(38)4-苯甲酰苯基
(39)4-乙酰氧基苯基
(40)4-苯甲酰氧基苯基
(41)4-苯氧羰基苯基
(42)4-甲氧基苯基
(43)4-苯胺基苯基
(44)4-异丁酰氨基苯基
(45)4-苯氧羰氨基苯基
(46)4-(3-乙基脲基)苯基
(47)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(48)4-甲基苯基
(49)4-苯氧基苯基
(50)4-羟苯基
(51)3,4-二乙氧羰基苯基
(52)3,4-二丁氧基苯基
(53)3,4-二苯基苯基
(54)3,4-二苯硫基苯基
(55)3,4-二氯苯基
(56)3,4-二苯甲酰基苯基
(57)3,4-二乙酰氧基苯基
(58)3,4-二苯甲酰氧基苯基
(59)3,4-二苯氧羰基苯基
(60)3,4-二甲氧基苯基
(61)3,4-二苯胺基苯基
(62)3,4-二甲基苯基
(63)3,4-二苯氧基苯基
(64)3,4-二羟基苯基
(65)2-萘基
(66)3,4,5-三乙氧羰基苯基
(67)3,4,5-三丁氧基苯基
(68)3,4,5-三苯基苯基
(69)3,4,5-三苯硫基苯基
(70)3,4,5-三氯苯基
(71)3,4,5-三苯甲酰基苯基
(72)3,4,5-三乙酰氧基苯基
(73)3,4,5-三苯甲酰氧基苯基
(74)3,4,5-三苯氧羰基苯基
(75)3,4,5-三甲氧基苯基
(76)3,4,5-三苯胺基苯基
(77)3,4,5-三甲基苯基
(78)3,4,5-三苯氧基苯基
(79)3,4,5-三羟基苯基
[化54]
(80)苯基
(81)3-乙氧羰基苯基
(82)3-丁氧基苯基
(83)间联苯基
(84)3-苯基硫代苯基
(85)3-氯苯基
(86)3-苯甲酰基苯基
(87)3-乙酰氧基苯基
(88)3-苯甲酰氧基苯基
(89)3-苯氧羰基苯基
(90)3-甲氧基苯基
(91)3-苯胺基苯基
(92)3-异丁酰氨基苯基
(93)3-苯氧羰氨基苯基
(94)3-(3-乙基脲基)苯基
(95)3-(3,3-二乙基脲基)苯基
(96)3-甲基苯基
(97)3-苯氧基苯基
(98)3-羟基苯基
(99)4-乙氧羰基苯基
(100)4-丁氧基苯基
(101)对联苯基
(102)4-苯基硫代苯基
(103)4-氯苯基
(104)4-苯甲酰基苯基
(105)4-乙酰氧基苯基
(106)4-苯甲酰氧基苯基
(107)4-苯氧羰基苯基
(108)4-甲氧基苯基
(109)4-苯胺基苯基
(110)4-异丁酰氨基苯基
(111)4-苯氧羰氨基苯基
(112)4-(3-乙基脲基)苯基
(113)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(114)4-甲基苯基
(115)4-苯氧基苯基
(116)4-羟苯基
(117)3,4-二乙氧羰基苯基
(118)3,4-二丁氧基苯基
(119)3,4-二苯基苯基
(120)3,4-二苯硫基苯基
(121)3,4-二氯苯基
(122)3,4-二苯甲酰基苯基
(123)3,4-二乙酰氧基苯基
(124)3,4-二苯甲酰氧基苯基
(125)3,4-二苯氧羰基苯基
(126)3,4-二甲氧基苯基
(127)3,4-二苯胺基苯基
(128)3,4-二甲基苯基
(129)3,4-二苯氧基苯基
(130)3,4-二羟基苯基
(131)2-萘基
(132)3,4,5-三乙氧羰基苯基
(133)3,4,5-三丁氧基苯基
(134)3,4,5-三苯基苯基
(135)3,4,5-三苯硫基苯基
(136)3,4,5-三氯苯基
(137)3,4,5-三苯甲酰基苯基
(138)3,4,5-三乙酰氧基苯基
(139)3,4,5-三苯甲酰氧基苯基
(140)3,4,5-三苯氧羰基苯基
(141)3,4,5-三甲氧基苯基
(142)3,4,5-三苯胺基苯基
(143)3,4,5-三甲基苯基
(144)3,4,5-三苯氧基苯基
(145)3,4,5-三羟基苯基
[化55]
(146)苯基
(147)4-乙氧羰基苯基
(148)4-丁氧基苯基
(149)对联苯基
(150)4-苯基硫代苯基
(151)4-氯苯基
(152)4-苯甲酰基苯基
(153)4-乙酰氧基苯基
(154)4-苯甲酰氧基苯基
(155)4-苯氧羰基苯基
(156)4-甲氧基苯基
(157)4-苯胺基苯基
(158)4-异丁酰氨基苯基
(159)4-苯氧羰氨基苯基
(160)4-(3-乙基脲基)苯基
(161)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(162)4-甲基苯基
(163)4-苯氧基苯基
(164)4-羟苯基
[化56]
(165)苯基
(166)4-乙氧羰基苯基
(167)4-丁氧基苯基
(168)对联苯基
(169)4-苯基硫代苯基
(170)4-氯苯基
(171)4-苯甲酰基苯基
(172)4-乙酰氧基苯基
(173)4-苯甲酰氧基苯基
(174)4-苯氧羰基苯基
(175)4-甲氧基苯基
(176)4-苯胺基苯基
(177)4-异丁酰氨基苯基
(178)4-苯氧羰氨基苯基
(179)4-(3-乙基脲基)苯基
(180)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(181)4-甲基苯基
(182)4-苯氧基苯基
(183)4-羟苯基
[化57]
(184)苯基
(185)4-乙氧羰基苯基
(186)4-丁氧基苯基
(187)对联苯基
(188)4-苯基硫代苯基
(189)4-氯苯基
(190)4-苯甲酰基苯基
(191)4-乙酰氧基苯基
(192)4-苯甲酰氧基苯基
(193)4-苯氧羰基苯基
(194)4-甲氧基苯基
(195)4-苯胺基苯基
(196)4-异丁酰氨基苯基
(197)4-苯氧羰氨基苯基
(198)4-(3-乙基脲基)苯基
(199)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(200)4-甲基苯基
(201)4-苯氧基苯基
(202)4-羟苯基
[化58]
(203)苯基
(204)4-乙氧羰基苯基
(205)4-丁氧基苯基
(206)对联苯基
(207)4-苯基硫代苯基
(208)4-氯苯基
(209)4-苯甲酰基苯基
(210)4-乙酰氧基苯基
(211)4-苯甲酰氧基苯基
(212)4-苯氧羰基苯基
(213)4-甲氧基苯基
(214)4-苯胺基苯基
(215)4-异丁酰氨基苯基
(216)4-苯氧羰氨基苯基
(217)4-(3-乙基脲基)苯基
(218)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(219)4-甲基苯基
(220)4-苯氧基苯基
(221)4-羟苯基
[化59]
(222)苯基
(223)4-丁基苯基
(224)4-(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(225)4-(5-壬烯基)苯基
(226)对联苯基
(227)4-乙氧羰基苯基
(228)4-丁氧基苯基
(229)4-甲基苯基
(230)4-氯苯基
(231)4-苯基硫代苯基
(232)4-苯甲酰基苯基
(233)4-乙酰氧基苯基
(234)4-苯甲酰氧基苯基
(235)4-苯氧羰基苯基
(236)4-甲氧基苯基
(237)4-苯胺基苯基
(238)4-异丁酰氨基苯基
(239)4-苯氧羰氨基苯基
(240)4-(3-乙基脲基)苯基
(241)4-(3,3-二乙基脲基)苯基
(242)4-苯氧基苯基
(243)4-羟苯基
(244)3-丁基苯基
(245)3-(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(246)3-(5-壬烯基)苯基
(247)间联苯基
(248)3-乙氧羰基苯基
(249)3-丁氧基苯基
(250)3-甲基苯基
(251)3-氯苯基
(252)3-苯基硫代苯基
(253)3-苯甲酰基苯基
(254)3-乙酰氧基苯基
(255)3-苯甲酰氧苯基
(256)3-苯氧羰基苯基
(257)3-甲氧基苯基
(258)3-苯胺基苯基
(259)3-异丁酰氨基苯基
(260)3-苯氧羰氨基苯基
(261)3-(3-乙基脲基)苯基
(262)3-(3,3-二乙基脲基)苯基
(263)3-苯氧基苯基
(264)3-羟苯基
(265)2-丁基苯基
(266)2-(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(267)2-(5-壬烯基)苯基
(268)邻联苯基
(269)2-乙氧羰基苯基
(270)2-丁氧基苯基
(271)2-甲基苯基
(272)2-氯苯基
(273)2-苯基硫代苯基
(274)2-苯甲酰基苯基
(275)2-乙酰氧基苯基
(276)2-苯甲酰氧基苯基
(277)2-苯氧羰基苯基
(278)2-甲氧基苯基
(279)2-苯胺基苯基
(280)2-异丁酰氨基苯基
(281)2-苯氧羰氨基苯基
(282)2-(3-乙基脲基)苯基
(283)2-(3,3-二乙基脲基)苯基
(284)2-苯氧基苯基
(285)2-羟苯基
(286)3,4-二丁基苯基
(287)3,4-二(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(288)3,4-二苯基苯基
(289)3,4-二乙氧羰基苯基
(290)3,4-二月桂氧基苯基
(291)3,4-二甲基苯基
(292)3,4-二氯苯基
(293)3,4-二苯甲酰基苯基
(294)3,4-二乙酰氧基苯基
(295)3,4-二甲氧基苯基
(296)3,4-二-N-甲基氨基苯基
(297)3,4-二异丁酰氨基苯基
(298)3,4-二苯氧基苯基
(299)3,4-二羟基苯基
(300)3,5-二丁基苯基
(301)3,5-二(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(302)3,5-二苯基苯基
(303)3,5-二乙氧羰基苯基
(304)3,5-二月桂氧基苯基
(305)3,5-二甲基苯基
(306)3,5-二氯苯基
(307)3,5-二苯甲酰基苯基
(308)3,5-二乙酰氧基苯基
(309)3,5-二甲氧基苯基
(310)3,5-二-N-甲基氨基苯基
(311)3,5-二异丁酰氨基苯基
(312)3,5-二苯氧基苯基
(313)3,5-二羟基苯基
(314)2,4-二丁基苯基
(315)2,4-二(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(316)2,4-二苯基苯基
(317)2,4-二乙氧羰基苯基
(318)2,4-二月桂氧基苯基
(319)2,4-二甲基苯基
(320)2,4-二氯苯基
(321)2,4-二苯甲酰基苯基
(322)2,4-二乙酰氧基苯基
(323)2,4-二甲氧基苯基
(324)2,4-二-N-甲基氨基苯基
(325)2,4-二异丁酰氨基苯基
(326)2,4-二苯氧基苯基
(327)2,4-二羟基苯基
(328)2,3-二丁基苯基
(329)2,3-二(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(330)2,3-二苯基苯基
(331)2,3-二乙氧羰基苯基
(332)2,3-二月桂氧基苯基
(333)2,3-二甲基苯基
(334)2,3-二氯苯基
(335)2,3-二苯甲酰基苯基
(336)2,3-二乙酰氧基苯基
(337)2,3-二甲氧基苯基
(338)2,3-二-N-甲基氨基苯基
(339)2,3-二异丁酰氨基苯基
(340)2,3-二苯氧基苯基
(341)2,3-二羟基苯基
(342)2,6-二丁基苯基
(343)2,6-二(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(344)2,6-二苯基苯基
(345)2,6-二乙氧羰基苯基
(346)2,6-二月桂氧基苯基
(347)2,6-二甲基苯基
(348)2,6-二氯苯基
(349)2,6-二苯甲酰基苯基
(350)2,6-二乙酰氧基苯基
(351)2,6-二甲氧基苯基
(352)2,6-二-N-甲基氨基苯基
(353)2,6-二异丁酰氨基苯基
(354)2,6-二苯氧基苯基
(355)2,6-二羟基苯基
(356)3,4,5-三丁基苯基
(357)3,4,5-三(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(358)3,4,5-三苯基苯基
(359)3,4,5-三乙氧羰基苯基
(360)3,4,5-三月桂氧基苯基
(361)3,4,5-三甲基苯基
(362)3,4,5-三氯苯基
(363)3,4,5-三苯甲酰基苯基
(364)3,4,5-三乙酰氧基苯基
(365)3,4,5-三甲氧基苯基
(366)3,4,5-三-N-甲基氨基苯基
(367)3,4,5-三异丁酰氨基苯基
(368)3,4,5-三苯氧基苯基
(369)3,4,5-三羟基苯基
(370)2,4,6-三丁基苯基
(371)2,4,6-三(2-甲氧基-2-乙氧乙基)苯基
(372)2,4,6-三苯基苯基
(373)2,4,6-三乙氧羰基苯基
(374)2,4,6-三月桂氧基苯基
(375)2,4,6-三甲基苯基
(376)2,4,6-三氯苯基
(377)2,4,6-三苯甲酰基苯基
(378)2,4,6-三乙酰氧基苯基
(379)2,4,6-三甲氧基苯基
(380)2,4,6-三-N-甲基氨基苯基
(381)2,4,6-三异丁酰氨基苯基
(382)2,4,6-三苯氧基苯基
(383)2,4,6-三羟基苯基
(384)五氟苯基
(385)五氯苯基
(386)五甲氧基苯基
(387)6-N-甲基氨磺酰-8-甲氧基-2-萘基
(388)5-N-甲基氨磺酰-2-萘基
(389)6-N-苯基氨磺酰-2-萘基
(390)5-乙氧基-7-N-甲基氨磺酰-2-萘基
(391)3-甲氧基-2-萘基
(392)1-乙氧基-2-萘基
(393)6-N-苯基氨磺酰-8-甲氧基-2-萘基
(394)5-甲氧基-7-N-苯基氨磺酰-2-萘基
(395)1-(4-甲基苯基)-2-萘基
(396)6,8-二-N-甲基氨磺酰-2-萘基
(397)6-N-2-乙酰氧乙基氨磺酰-8-甲氧基-2-萘基
(398)5-乙酰氧基-7-N-苯基氨磺酰-2-萘基
(399)3-苯甲酰氧基-2-萘基
(400)5-乙酰氨基-1-萘基
(401)2-甲氧基-1-萘基
(402)4-苯氧基-1-萘基
(403)5-N-甲基氨磺酰-1-萘基
(404)3-N-甲基氨基甲酰-4-羟基-1-萘基
(405)5-甲氧基-6-N-乙基氨磺酰-1-萘基
(406)7-四癸氧基-1-萘基
(407)4-(4-甲基苯氧基)-1-萘基
(408)6-N-甲基氨磺酰-1-萘基
(409)3-N,N-二甲基氨基甲酰-4-甲氧基-1-萘基
(410)5-甲氧基-6-N-苄基氨磺酰-1-萘基
(411)3,6-二-N-苯基氨磺酰-1-萘基
(412)甲基
(413)乙基
(414)丁基
(415)辛基
(416)月桂基
(417)2-丁氧基-2-乙氧乙基
(418)苄基
(419)4-甲氧基苄基
[化60]
(424)甲基
(425)苯基
(426)丁基
[化61]
(430)甲基
(431)乙基
(432)丁基
(433)辛基
(434)月桂基
(435)2-丁氧基-2-乙氧基乙基
(436)苄基
(437)4-甲氧基苄基
[化62]
[化63]
在本发明中,作为具有1,3,5-三嗪环的化合物,还可以使用三聚氰胺聚合物。三聚氰胺聚合物优选通过下述通式(26)表示的三聚氰胺化合物和羰基化合物的聚合反应来合成。
[化64]
通式(26)
在上述合成反应路线中,R11、R12、R13、R14、R15以及R16为氢原子、烷基、链烯基、芳基或杂环基团。
上述烷基、链烯基、芳基和杂环基团以及它们的取代基与上述通式(25)中说明的各基团、它们的取代基意义相同。
三聚氰胺化合物和羰基化合物的聚合反应与通常的三聚氰胺树脂(例如,三聚氰胺-甲醛树脂)的合成方法相同。另外,也可以使用市售的三聚氰胺聚合物(三聚氰胺酯)。
三聚氰胺聚合物的分子量,优选2千~40万。以下示出三聚氰胺聚合物的重复单元的具体例子。
[化65]
MP-1:R13、R14、R15、R16:CH2OH
MP-2:R13、R14、R15、R16:CH2OCH3
MP-3:R13、R14、R15、R16:CH2O-i-C4H9
MP-4:R13、R14、R15、R16:CH2O-n-C4H9
MP-5:R13、R14、R15、R16:CH2NHCOCH=CH2
MP-6:R13、R14、R15、R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
MP-7:R13、R14、R15:CH2OH;R16:CH2OCH3
MP-8:R13、R14、R16:CH2OH;R15:CH2OCH3
MP-9:R13、R14:CH2OH;R15、R16:CH2OCH3
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[化68]
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MP-199:R13:CH2OCH3;R14:CH2OH;R15:CH2NHCOCH=CH2;R16:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
MP-200:R13:CH2NHCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3;R14:CH2OCH3;R15:CH2OH;R16:CH2NHCOCH=CH2
在本发明中,也可以使用组合了二种或二种以上上述重复单元的共聚物。还可以同时使用二种或二种以上的均聚物或共聚物。
另外,也可以同时使用二种或二种以上的具有1,3,5-三嗪环的化合物。还可以同时使用二种或二种以上的圆盘状化合物(例如,具有1,3,5-三嗪环的化合物和具有卟啉骨架的化合物)。
上述棒状化合物或圆盘状化合物等添加剂相对于光学补偿膜优选含有0.2~30质量%,特别优选1~20质量%。
(消光剂)
本发明的光学补偿膜,为了赋予滑动性,或者为了改善物性,可以添加消光剂等微粒。作为微粒,可以举出无机化合物微粒或有机化合物微粒,作为其形状,可以使用球状、平板状、棒状、针状、层状、不定形状等。
作为微粒,可以举出,例如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、陶土、滑石、烧制硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等金属氧化物、氢氧化物、硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐等无机微粒或交联高分子微粒。其中,由于二氧化硅可以使膜的雾度减小,故优选。二氧化硅这样的微粒用有机物进行表面处理的情况居多,而且这样的物质可以降低膜的雾度,故优选。
在表面处理中,作为优选的有机物,可以举出卤代硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氨烷、硅氧烷等。微粒的平均粒径大的滑动性效果大,相反,平均粒径小的透明性优异。另外,微粒的平均粒径为0.005μm~1.0μm的范围。即,可以是这些的一次粒子,也可以是通过凝聚而得到的二次粒子。优选的微粒的一次粒子的平均粒径优选5~50nm,更加优选7~14nm。这些微粒可以在膜的表面生成0.01μm~1.0μm的凹凸。微粒在纤维素酯中的含量,相对于纤维素酯,优选0.005~10质量%,特别优选0.05~5质量%。
作为二氧化硅微粒,可以举出日本アエロジル(株)制造的アエロジル(AEROSIL)200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600等,优选アエロジル200V、R972、R972V、R974、R202、R812。这些微粒也可以2种或2种以上同时使用。同时使用2种或2种以上时,可以以任意的比例混合使用。此时,平均粒径或材质不同的微粒,例如アエロジル200V和R972V可以以质量比0.1∶99.9~99.9∶0.1的范围使用。
作为上述消光剂使用的膜中的微粒的存在,还可以作为其他的目的用于膜的强度提高。
这些微粒可以与酯混炼添加,还可以与增塑剂、受阻胺化合物、受阻酚化合物、紫外线吸收剂、酸捕捉剂等一起进行混炼。或者可以使用预先将分散到甲醇、乙醇等溶剂中的微粒喷雾到纤维素酯上,混合后干燥的物质,还可以将分散到溶剂中的微粒添加混合到主要以二氯甲烷或醋酸甲酯为溶剂的纤维素酯溶液中得到的物质干燥,并将固态化的物质作为熔融流延的原材料使用。更加优选在含有该微粒的纤维素酯溶液中进一步含有增塑剂、受阻胺化合物、受阻酚化合物、紫外线吸收剂、酸捕捉剂等的一部分或全部。
具有包含微粒的表面层的膜,可以由通过共挤出法或依次挤出法进行制膜的方法儿制膜,由此,可以得到由在至少一个面上含有平均粒径为1.0μm或1.0μm以下的微粒的表面层构成的膜。在表面层中含有微粒时,构成膜内部的层中也可以含有上述微粒。
(制膜)
作为本发明的光学补偿膜的支持体的纤维素酯膜是通过熔融流延而形成的。不使用在溶液流延法中使用的溶剂(例如,二氯甲烷等)而通过加热熔融的熔融流延的成型法,更加详细地,可以分类为熔融挤出成型法、加压成型、充气成型法、注塑成型法、吹塑成型法、拉伸成型法等。这些当中,为了得到机械强度和表面精度等优异的偏振片保护膜,熔融挤出法是优异的。如果考虑到得到的纤维素酯膜的物性,熔融温度优选120~280℃的范围,更加优选200℃~250℃。
即,将成型为粉末或颗粒状的原料的纤维素酯热风干燥或真空干燥后,与膜构成材料一起进行加热熔融,表现出其流动性后,熔融挤出,并通过T型模挤出成片状,例如,通过施加静电法等密合在冷却辊或环形带等上,使之冷却固化,得到未拉伸片。冷却辊的温度优选维持在90~150℃。
从冷却辊剥离得到的膜,优选通过1个或多个辊组和/或红外线加热器等加热装置,再次加热并在长度方向进行一阶段或多阶段纵向拉伸后再进行冷却。此时,如果将本发明的纤维素酯膜的玻璃化转变温度作为Tg,优选在(Tg-30)~(Tg+100)℃,更加优选在(Tg-20)~(Tg+80)℃的范围内加热,并在输送方向(长度方向:MD)或宽度方向(TD)进行拉伸。优选在(Tg-20)~(Tg+20)℃的温度范围内进行横向拉伸,然后进行热定形。另外,还优选在拉伸工序后进行松弛处理。
纤维素酯膜的Tg可以通过构成膜的材料种类以及构成材料的比率进行控制。在本发明的用途中,膜的Tg优选120℃或120℃以上,更加优选135℃或135℃以上。在液晶显示装置中使用本发明的光学补偿膜时,如果该膜的Tg比上述还低,由于受使用环境的温度或后照灯的热的影响,对固定在膜内部的分子的取向状态带来影响,对阻滞值和作为膜的尺寸稳定性或形状带来大的变化的可能性变高。相反,如果该膜的Tg过高,由于接近于膜构成材料的分解温度,变得难以制造,膜化时由于使用的材料本身的分解,有时存在挥发成分或呈现出着色。因此,优选200℃或200℃以下,更加优选170℃或170℃以下。此时,膜的Tg可以通过JIS K7121中记载的方法求出。
进行横向拉伸(宽度方向:TD)时,如果在分割成2个或2个以上的拉伸区域一边在温度差1~50℃的范围依次升温一边进行横向拉伸,可以降低宽度方向的物性的分布,故优选。另外,横向拉伸后,将膜在其最终横向拉伸温度或其以下且在Tg-40℃或其以上的范围保持0.01~15分钟时,宽度方向的物性分布可以进一步降低,故优选。
纤维素酯膜的优选的拉伸倍率是,长度方向·宽度方向均拉伸1.01~2倍。更加优选拉伸成1.01~1.5倍,进一步优选1.01~1.3倍。由此,可以优选得到光学各向同性优异的纤维素酯膜,同时可以获得平面性良好的纤维素酯膜。制膜工序的这些宽度保持或横向的拉伸优选通过拉幅机进行,可以是栓销拉幅机,也可以是夹持拉幅机。
在本发明中,可以将含有上述聚合物、增塑剂、紫外线吸收剂、微粒等添加物浓度不同的纤维素酯的组合物进行共挤出,从而可以制造叠层结构的纤维素酯膜。例如,可以制作表面层/芯层/表面层这样构成的纤维素酯膜。例如,微粒可以进入到表面层中很多,或者只进入到表面层。聚合物、增塑剂、紫外线吸收剂,相比于表面层,可以大多进入到芯层,也可以只进入到芯层。另外,在芯层和表面层也可以变更聚合物、增塑剂、紫外线吸收剂的种类,例如,在表面层含有低挥发性的聚合物、增塑剂和/或紫外线吸收剂,在芯层可以添加增塑性优异的增塑剂、或紫外线吸收性优异的紫外线吸收剂。表面层和芯层的Tg可以不同,优选芯层的Tg比表面层的Tg低。另外,熔融流延时的含有纤维素酯的熔融物的粘度,在表面层和芯层也可以不同,可以是表面层的粘度>芯层的粘度,也可以是芯层的粘度≥表面层的粘度。
可以通过共挤出法使膜厚度方向的增塑剂等添加剂浓度具有分布,并使表面的含有量减少,但通过单层挤出可以获得膜厚度方向的添加剂分布少的均一的膜,故可以优选使用。
将本发明的纤维素酯膜作为光学补偿膜,并作为偏振片用保护膜时,该保护膜的厚度优选10~500μm。特别是,优选10~100μm,更加优选20~80μm,特别优选30~70μm。
另外,在溶液流延法中,如果增加膜的厚度,会导致干燥负荷显著增加,但在本发明中,由于不需要干燥工序,可以生产性良好地制造膜厚度厚的膜。因此,对应于赋予必要的相位差或降低透湿性等目的,具有使增加膜的厚度变得容易进行的优点。另外,膜厚度薄的膜可以通过拉伸这样的厚的膜而以高的生产性生产。
另外,纤维素酯膜支持体的膜厚度变动优选设定为±3%,更加优选±1%,特别优选±0.1%的范围。
本发明的纤维素酯膜的宽度优选1~4m,更加优选1.4~4m。特别优选1.4~2m,如果超过4m,输送变得困难。
作为卷的长度,优选500~5000m,更加优选1000~5000m。优选在宽度方向的两端设置膜厚度的0~25%高度的滚花来进行卷取。
(拉伸操作)
对本发明的光学补偿膜的优选的拉伸操作进行说明。
本发明的光学补偿膜是在熔融流延的纤维素酯膜上设置上述聚合物层之后,通过下述拉伸操作同时拉伸聚合物层和纤维素酯膜来进行相位差的控制。另外,也可以在设置聚合物层之前进行拉伸来单独赋予熔融流延的纤维素酯膜相位差。
拉伸优选在光学补偿膜的一个方向拉伸1.0~2.0倍,另一个方向拉伸0.7~1.5倍左右。
例如,可以对膜的长度方向以及与其在面内垂直的方向,即宽度方向依次或同时拉伸,但在此时,如果对于至少1个方向的拉伸倍率过小,则不能得到充分的相位差,如果过大,拉伸变得困难,有时容易产生破断。
作为光学补偿膜,为了控制面内方向或厚度方向的阻滞,可以在制膜方向进行自由端单轴拉伸,或在宽度方向拉伸并使在流延方向收缩的不平衡双轴拉伸。收缩方向的倍率优选0.7~1.0倍。
对于应力,在使用得到正的双折射的纤维素酯时,通过在宽度方向进行拉伸,可以在宽度方向赋予光学补偿膜的滞相轴。此时,在本发明中,为了提高显示品质,光学补偿膜的滞相轴优选在宽度方向的,并优选满足(宽度方向的拉伸倍率)>(流延方向的拉伸倍率)。
涂布了聚合物层的熔融流延的纤维素酯膜,优选在拉伸之前在50~180℃、更加优选在60~160℃、特别优选在70~150℃,进行5秒~3分钟、更加优选10秒~2分钟、特别优选15秒~90秒的热处理(前热处理)。该热处理优选在从用拉幅机把持膜之前到把持之后开始拉伸之前的期间实施。特别优选在用拉幅机把持膜之后到开始拉伸之前的期间实施。
拉伸优选以5~300%/分、更加优选以10~200%/分、特别优选以15~150%/分来实施。拉伸优选使用拉幅机把持膜的两端来进行。
作为拉伸角度,优选2°~10°,更加优选3°~7°,最为优选3°~5°。拉伸速度可以以一定的速度进行,也可以使之变化。
拉伸时的温度,优选拉伸温度B控制为下述式(1)表示的关系。
式(1)熔融温度A-100℃≤拉伸温度B≤熔融温度A-40℃
(式中,熔融温度A表示纤维素酯膜熔融流延时的温度)。
如果拉伸温度B是不足熔融温度A-100℃的温度,相位差的控制和再现性差,容易产生拉伸不均,雾度上升。另一方面,如果拉伸温度B是超过熔融温度A-40℃的温度,为了得到必要的相位差,有必要提高拉伸倍率,相位差的控制变得困难,容易增加着色等。
更加优选的拉伸温度B是满足熔融温度A-90℃≤拉伸温度B≤熔融温度A-50℃的关系的温度。
拉幅工序中的氛围气体温度优选分布少的,优选在宽度方向为±5℃以内,更加优选±2℃以内,进一步优选±1℃以内,最为优选±0.5℃以内。在拉幅工序中,优选以热传导系数20J/m2hr~130×103J/m2hr进行热处理。更加优选40J/m2hr~130×103J/m2hr的范围,最为优选42J/m2hr~84×103J/m2hr的范围。
虽然拉幅机内等的制膜工序中的膜输送张力也依赖于温度,但优选120N/m~200N/m,更加优选140N/m~200N/m。最为优选140N/m~160N/m。
为了防止在制膜工序中的不想要的膜的拉伸,优选在拉幅之前或之后设置张力截止辊。
本发明涉及的光学补偿膜优选在拉伸后进行热处理以对残存的变形进行松弛处理。热处理优选在110~150℃,优选在100~180℃下进行,更加优选在130~160℃下进行。此时,优选以热传导系数20J/m2hr~130×103J/m2hr进行热处理。更加优选40J/m2hr~130×103J/m2hr的范围,最为优选42J/m2hr~84×103J/m2hr的范围。由此,可以降低残存的变形,并可以改善在90℃等高温条件、或80℃、90%RH等高温高湿条件下的尺寸稳定性。
拉伸的膜在拉伸后被冷却到室温。拉伸的膜优选用拉幅机进行宽度保持地开始冷却,在此期间,通过拉幅机把持的宽度优选相对于拉伸后的膜宽度收缩、松弛1~10%,更加优选2~9%,特别优选2~8%。冷却速度优选以10~300℃/分实施,更加优选30~250℃/分,特别优选50~200℃/分。虽然也可以用拉幅机把持地冷却到室温,但优选在中途停止把持,转换为辊输送,此后,卷成辊筒状。
如上制造的本发明的光学补偿膜具有以下的特性。
(光学特性)
本发明的光学补偿膜优选聚合物层叠层在纤维素酯膜上的状态,并且通过上述式定义的阻滞值Ro为20~300nm且阻滞值Rt为-600~600nm的范围。另外,更加优选的范围是Ro值为20~120nm,Rt值为-400~400nm的范围,特别优选的范围是Ro值为40~100nm以及Rt值为-300~300nm的范围。
本发明的光学补偿膜特别有利于作为具有VA模式的液晶池的VA型液晶显示装置的光学补偿膜使用。用于VA型液晶显示装置的光学补偿膜优选将Ro值设定为20~150nm,将Rt值设定为70~400nm。Ro值更加优选30~100nm。在VA型液晶显示装置中使用二张光学补偿膜时,膜的Rt值优选70~250nm。在VA型液晶显示装置中使用一张光学补偿膜时,膜的Rt值优选150~400nm。
通过将阻滞值设定为上述范围,特别是,可以充分满足作为偏振片用相位差膜的光学性能。
以下,对本发明的光学补偿膜的其他的物性进行说明。以下的物性是作为将聚合物层涂设在熔融流延的纤维素酯膜上并定形化的光学补偿膜的优选的物性值。
(透湿度)
本发明的光学补偿膜的透湿度优选在25℃、90%RH环境下为1~250g/m2·24小时,更加优选10~200g/m2·24小时,最为优选20~180g/m2·24小时。透湿度可以用JIS Z0208中记载的方法测定。
(平衡含水率)
光学补偿膜优选在25℃且相对湿度60%下的平衡含水率为0.1~3%,更加优选0.3~2%,特别优选0.5~1.5%。
平衡含水率可以使用按照卡尔费希尔(カ一ルフイツシヤ一)法的测定机(卡尔费希尔水分测定装置CA-05,三菱化学(株)制造,水分气化装置:VA-05,内部液:アクアミクロンCXμ,外部液:アクアミクロンAX,氮气流量:200ml/分,加热温度:150℃)容易地测定。具体地,可以将在25℃、相对湿度60%下调湿24小时或24小时以上的试样精确称量0.6~1.0g,用测定机测定,从而由得到的水分量求出平衡含水率。
为了不损害与聚乙烯醇(起偏镜)的粘合性,本发明的光学补偿膜的含水量优选在30℃、85%RH下为0.3~15g/m2。更加优选0.5~10g/m2。如果比15g/m2大,有由于温度变化或湿度变化引起的阻滞的变动变大的倾向。
(偏振片)
接着,对本发明的偏振片进行说明。
偏振片可以用通常的方法制造。优选将本发明的光学补偿膜的内侧进行碱皂化处理,然后将处理了的光学补偿膜在碘溶液中浸渍拉伸而制作的偏光膜的至少一个面上,使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液进行贴合。在另一个面上也可以使用本发明的光学补偿膜,还可以使用本发明涉及的熔融流延的纤维素酯膜,还可以使用降冰片烯类聚合物或聚碳酸酯、聚醚砜或聚砜、聚烯烃或丙烯酸类聚合物、聚芳酯、聚苯乙烯或聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚偏氯乙烯、乙酸酯类聚合物等聚合物膜,另外,还可以使用其他的偏振片保护膜。对于本发明的光学补偿膜,在另一个面上使用的偏振片保护膜可以使用市售的纤维素酯膜。例如,作为市售的纤维素酯膜,可以优选使用KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR(以上,为コニカミノルタオプト(株)制造)等,可以得到平面性优异、并具有稳定的视场角扩大效果的偏振片。
所说的作为偏振片的主要构成要素的偏光膜,是只通过一定方向的极化面的光的元件,现在已知的代表性的偏光膜是聚乙烯醇类偏光膜,其是对聚乙烯醇类膜或使乙烯聚合的改性聚乙烯醇膜染色碘的物质和染色二色性染料的物质。偏光膜可以使用将聚乙烯醇水溶液制膜,并将其单轴拉伸而染色或染色后再进行单轴拉伸,然后优选用硼化合物进行耐久性处理的物质。偏光膜可以使用5~30μm,特别优选10~25μm的膜。在该偏光膜的面上,贴合本发明的光学补偿膜的单面而形成偏振片。优选通过以完全皂化聚乙烯醇等作为主成分的水系粘合剂进行贴合。
由于偏光膜在单轴方向(通常为长的方向)拉伸,所以在将偏振片置于高温高湿的环境下,则拉伸方向(通常为长的方向)收缩,并在与拉伸垂直的方向(通常为宽度方向)容易伸长。偏振片保护用膜的膜厚度越薄,偏振片的伸缩率越变大,特别是偏光膜的拉伸方向的收缩量大。通常,由于偏光膜的拉伸方向与偏振片保护用膜的流延方向(MD方向)贴合,在将偏振片保护用膜进行薄膜化时,抑制流延方向的伸缩率是特别重要的。本发明的光学补偿膜通过在60℃、90%RH的条件下的耐久性试验,不会增加波浪状的斑点,使用它的偏振片可以提供良好的视觉辨认性。
(显示装置)
通过在液晶显示装置中安装本发明的偏振片,可以制作各种视觉辨认性优异的本发明的液晶显示装置。本发明的光学补偿膜可以优选以反射型、透过型、半透过型LCD或TN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA、MVA型)、IPS型等各种驱动方式的LCD使用。特别是在画面为30型或30型以上的大画面的液晶显示装置中,颜色不均和波浪斑点少,具有即使长时间鉴赏眼睛也不疲劳的效果。还可以在液晶池的两侧使用本发明的光学补偿膜。
例如,优选的液晶显示装置的构成如下,但并不限定于这些。
(目视侧)偏振片保护膜/起偏镜/本发明的光学补偿膜/液晶池/偏振片保护膜/起偏镜/偏振片保护膜(后照灯侧)
(目视侧)偏振片保护膜/起偏镜/偏振片保护膜/液晶池/本发明的光学补偿膜/起偏镜/偏振片保护膜(后照灯侧)
作为偏振片保护膜,可以使用熔融流延的纤维素酯膜、聚酯膜、聚碳酸酯、环烯烃树脂膜等。
在本发明中,通过使用设置聚合物层,并连同支持体一起进行拉伸处理的光学补偿膜,可以期待表现出充分的阻滞,因此,可以使用1张设置了聚合物层的光学补偿膜,从作为本发明的目的的阻滞的稳定性方面看,这是优选的。
在上述目视侧的偏振片保护膜上,还可以将防静电层、透明导电层、硬涂层、防眩目性硬涂层、防反射层、防污层、易滑动层、易粘接层、防眩目层、气体遮蔽层等已知的功能性层涂设在该膜上。
用于本发明的液晶显示装置的后照灯既可以是侧灯型,也可以是直下型,还可以是这些的组合形式,但优选直下型后照灯。特别优选的直下型后照灯是具有红色(R)LED、绿色(G)LED以及蓝色(B)LED的彩色液晶显示装置用LED后照灯,例如,优选使用上述红色(R)LED的峰值波长为610nm或610nm以上、上述绿色(G)LED的峰值波长为530±10nm的范围内、上述蓝色(B)LED的峰值波长为480nm或480nm以下的。作为峰值波长在上述范围内的绿色(G)LED的种类,例如,可以举出DG1112H(スタンレ一电气(株)制造)、UG1112H(スタンレ一电气(株)制造)、E1L51-3G(丰田合成(株)制造)、E1L49-3G(丰田合成(株)制造)、NSPG500S(日亚化学工业(株)制造)等。作为可以用于红色(R)LED的LED的种类,例如,可以举出FR1112H(スタンレ一电气(株)制造)、FR5366X(スタンレ一电气(株)制造)、NSTM515AS(日亚化学工业(株)制造)、GL3ZR2D1COS(夏普(株)制造)、GM1JJ35200AE(夏普(株)制造)等。作为可以用于蓝色(B)LED的LED的种类,例如,可以举出DB1112H(スタンレ一电气(株)制造)、DB5306X(スタンレ一电气(株)制造)、E1L51-3B(丰田合成(株)制造)、E1L4E-SB1A(丰田合成(株)制造)、NSPB630S(日亚化学工业(株)制造)、NSPB310A(日亚化学工业(株)制造)等。
可以组合上述的3色的LED而成为后照灯。或者也可以使用白色LED。
此外,作为直下型后照灯(或直下方式),可以举出使用了特开2001-281656中记载的直下型后照灯、特开2001-305535记载的LED等点状光源的直下型后照灯、特开2002-311412记载的直下方式的后照灯等,但并不是只限定于这些。
按照本发明,可以显著降低由于通过LED后照灯的发热或环境变化引起的视觉辨认性的变化,从而可以制作颜色再现性优异的液晶显示装置。
实施例
以下,举出实施例具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些。
首先,说明在测定方法以及实施例中使用的原料。
(阻滞值Ro、Rt)
使用在23℃、55%RH的环境下放置24小时的膜,使用自动双折射计KOBRA-21ADH(王子计测机器(株)制)在相同环境下,求出波长590nm的膜的阻滞值。输入用阿贝折射率计测定的膜构成材料的平均折射率和膜厚度d,得到面内阻滞(Ro)和厚度方向的阻滞(Rt)的值。
式(i)Ro=(nx-ny)×d
式(ii)Rt={(nx+ny)/2-nz}×d
(式中,nx表示膜面内的滞相轴方向的折射率、ny是膜面内的进相轴方向的折射率、nz表示膜的厚度方向的折射率,d表示膜的厚度(nm))。
(阻滞值Ro、Rt的不均性)
在得到的膜试样的宽度方向以1cm间隔测定阻滞值,并用得到的阻滞值的变动系数(CV)表示。测定是使用自动双折射计KOBRA-21ADH(王子计测机器(株)制)在23℃、55%RH的环境下,在波长590nm下,在试样的宽度方向以1cm间隔进行3维双折射率的测定。将得到的面内以及厚度方向的阻滞值分别求出(n-1)法的标准偏差。阻滞值分布是求出如下所示的变动系数(CV),作为指标。在实际测定时,作为n,设定为130~140。
变动系数(CV)=标准偏差/阻滞平均值
◎:不均性(CV)不足1.5%
○:不均性(CV)为1.5%或1.5%以上但不足5%
△:不均性(CV)为5%或5%以上但不足10%
×:不均性(CV)为10%或10%以上
(雾度值)
对上述制作的相位差膜,按照JIS K-6714,使用雾度仪(1001DP型,日本电色工业(株)制造)测定1张膜试样,如下分等级进行评价。
◎:雾度值不足0.4%
○:雾度值为0.4%或0.4%以上但不足0.6%
△:雾度值为0.6%或0.6%以上但不足0.8%
×:雾度值为0.8%或0.8%以上
(原料)
<纤维素酯:90质量份>
纤维素酯1:乙酰基的取代度为2.9,数均分子量为75000,残留硫酸含量(作为硫元素)为16ppm的三乙酸纤维素
纤维素酯2:乙酰基的取代度为1.9,丙酰基取代度为0.75,数均分子量为60000,残留硫酸含量(作为硫元素)为50ppm的乙酸丙酸纤维素
纤维素酯3:乙酰基的取代度为2.0,丙酰基取代度为0.8,数均分子量为100000,残留硫酸含量(作为硫元素)为25ppm的乙酸丙酸纤维素
纤维素酯4:乙酰基的取代度为1.9,丙酰基取代度为1.0,数均分子量为95000,残留硫酸含量(作为硫元素)为45ppm的乙酸丙酸纤维素
纤维素酯5:乙酰基的取代度为1.9,丁酰基取代度为0.6,数均分子量为120000,残留硫酸含量(作为硫元素)为12ppm的乙酸丁酸纤维素
纤维素酯6:乙酰基的取代度为1.90,丙酰基取代度为0.75,数均分子量为80000,残留硫酸含量(作为硫元素)为75ppm的乙酸丙酸纤维素
纤维素酯7:乙酰基的取代度为2.0,丙酰基取代度为0.75,数均分子量为100000,残留硫酸含量(作为硫元素)为0.1ppm的乙酸丙酸纤维素(将纤维素3用0.01N的氢氧化钠水溶液洗净后水洗,除去残留硫酸来制作)
(残留硫酸含量测定法)
上述残留硫酸含量通过以下的方法测定。
<前处理>
称取试样500mg(M)到聚丙烯制的容器中,加入超纯水10ml。
将其用超声波洗净器分散30分钟后,用水系色谱盘(0.45μm)过滤。将其作为试样。
(SO4的定量)
<装置>离子色谱仪DIONEX制造DX-120
<柱>IonPac AG14(4mm)+IonPac AS14(4mm)
<抑制器>ASRS-ULTRAII(4mm)
<洗提液>3.5mM-Na2CO3 1.0mM-NaHCO3
<SRS电流>50mA
<流速>1.0ml/min
<注入量>25μl
<换算方法>含量(ppm)=测定值(mg/l)/1000×10/M(mg)×1000000
<增塑剂>
增塑剂1:三苯基膦 10质量份
增塑剂2:三羟甲基丙烷三苯甲酸酯 10质量份
增塑剂3:聚酯类增塑剂试样No.3(芳香族末端酯试样)10质量份
增塑剂4:柠檬酸酯类增塑剂,特开2002-62430中记载的化合物PL-11
10质量份
增塑剂5:邻苯二甲酸酯类增塑剂,下述化合物-1 10质量份
[化69]
化合物-1
<紫外线吸收剂>
UV-1:チヌビン109(チバスペシヤルテイケミカルズ(株)制造,重均分子量:486,在380nm的摩尔吸光系数=6780) 2质量份
UV-2:通过下述合成的高分子UV剂P-1 2质量份
UV-3:通过下述合成的高分子UV剂P-2 2质量份
(高分子UV剂P-1合成例)
按照下述记载的方法合成2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑(例示化合物MUV-19)。
将20.0g的3-硝基-4-氨基苯甲酸溶解在160ml水中,加入43ml浓盐酸。在0℃下加入溶解在20ml水中的8.0g亚硝酸钠后,维持0℃搅拌2小时。一边用碳酸钾保持溶液为碱性一边在0℃下向该溶液中滴加将17.3g的4-叔丁基苯酚溶解在50ml水和100ml乙醇的溶液。一边保持该溶液为0℃一边搅拌1小时,然后再于室温搅拌1小时。用盐酸将反应液调成酸性,过滤生成的沉淀物后,充分水洗。
将过滤的沉淀溶解在500ml的1摩尔/升的NaOH水溶液中,加入35g的锌粉末后,滴加110g的40%NaOH水溶液。滴加后,搅拌约2小时,过滤、水洗,用盐酸中和滤液成中性。将析出的沉淀物过滤、水洗、干燥后,用醋酸乙酯和丙酮的混合溶剂进行重结晶,由此,得到2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-2H-苯并三唑。
接着,将10.0g的2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-2H-苯并三唑和0.1g氢醌、4.6g的甲基丙烯酸2-羟基乙酯、0.5g对甲苯磺酸加入到100ml甲苯中,在具有酯管的反应容器中进行10小时的加热回流。将反应溶液注入到水中,并将析出的结晶过滤、水洗、干燥,通过用醋酸乙酯进行重结晶,可以得到作为例示化合物MUV-19的2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑。
接着,按照下述记载的方法合成2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑和甲基丙烯酸甲酯的共聚物(高分子UV剂P-1)。
将上述合成例3中合成的4.0g的2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑和6.0g甲基丙烯酸甲酯加入到80ml四氢呋喃中,接着,加入1.14g偶氮异丁腈。在氮气氛围气体中加热回流9小时。减压蒸馏除去四氢呋喃后,再溶解到20ml的四氢呋喃中,滴加到大量过剩的甲醇中。滤取析出的沉淀物,在40℃下进行真空干燥,得到9.1g灰白色粉末状的聚合物的高分子UV剂P-1。该共聚物通过以标准聚苯乙烯为基准的GPC分析,确认了重均分子量为9000。另外,在380nm的单体成分的摩尔吸光系数为7320。
由NMR光谱以及UV光谱确认了上述共聚物为2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。上述共聚物的组成大致为2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑∶甲基丙烯酸甲酯=40∶60。
(高分子UV剂P-2合成例)
在上述高分子UV剂P-1合成过程中,除了使用5.0g甲基丙烯酸甲酯和1.0g甲基丙烯酸羟乙酯代替6.0g甲基丙烯酸甲酯以外,同样地合成高分子UV剂P-2。重均分子量为9000。另外,在380nm的单体成分的摩尔吸光系数为7320。
上述共聚物的组成大致为2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)-5-羧酸-(2-甲基丙烯酰氧基)乙酯-2H-苯并三唑∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸羟乙酯=40∶50∶10。
UV-4:RUVA-100(大化学(株)制造,重均分子量为494.5,在380nm的摩尔吸光系数为4340) 1质量份
[化70]
UV-5:LA-31(旭电化工业(株)制造,重均分子量为658.9,在380nm的摩尔吸光系数为8250) 1.6质量份
[化71]
UV-6:PUVA-30M(大化学(株)制造,重均分子量为9000,在380nm的单体成分的摩尔吸光系数为600,甲基丙烯酸3-(2H-1,2,3-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯乙基酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物组成比率=30∶70) 2质量份
但是,在同时使用2种紫外线吸收剂时,将总添加量作为2质量份,并用比率为1∶1。(在表中,表示为2/3的是表示同时使用UV-2和UV-3这2种。2/4、2/5、3/4、3/5、3/6等也同样)。
<添加剂>
添加剂1:IRGANOX1010(チバスペシヤルテイケミカルズ(株)制造,抗氧剂) 0.2质量份
添加剂2:环氧化焦油(酸捕捉剂) 0.2质量份
添加剂3:HALS-1(受阻胺光稳定剂) 0.2质量份
实施例1
(通过溶液流延制膜法的支持体的制作:纤维素酯膜1)
<微粒分散液>
微粒(AEROSIL R972V(日本アエロジル制造)) 11质量份
乙醇 89质量份
将上述的物质用溶解器搅拌混合50分钟后,用蒙顿胶体磨(マントンゴ一リン)进行分散。
<微粒添加液>
在加入了二氯甲烷的溶解罐中添加纤维素酯1,加热使之完全溶解后,使用安积滤纸(株)制造的安积滤纸No.244将其过滤。一边充分地搅拌过滤后的纤维素酯溶液,一边向其中缓慢地添加微粒分散液。另外,用立式球磨机进行分散。将其用日本精线(株)制造的フアインメツトNF进行过滤,配制微粒添加液。
二氯甲烷 99质量份
纤维素酯1 4质量份
微粒分散液 11质量份
配制下述组成的主胶浆液。首先,将二氯甲烷和乙醇添加到加压密闭溶解罐中。一边搅拌一边将纤维素酯1添加到加入了溶剂的加压密闭溶解罐中。将其加热,一边搅拌一边完全溶解,再添加增塑剂和紫外线吸收剂,并使之溶解。使用安积滤纸(株)制造的安积滤纸No.244将其过滤,配制主胶浆液。
加入主胶浆液100质量份和微粒添加液2质量份,用在线混合器(東レ静止型管内混合机Hi-Mixer,SWJ)充分地混合,接着,使用带流延装置,在宽1.8m的不锈钢带支持体上均一地流延。在不锈钢带支持体上,使溶剂蒸发直到残留溶剂量为110%,从不锈钢带支持体上剥离。剥离时施加张力进行拉伸以使纵向(MD)拉伸倍率为1.1倍,接着,用拉幅机把持膜片两端部,在150℃下进行拉伸以使横向(TD)拉伸倍率为1.1倍,拉伸后,维持其宽度保持数秒钟,使横向方向的张力松弛后,解放宽度保持,再在设定为130℃的干燥区输送30分钟,进行干燥,分割膜端部,制作宽1.4m、并且在端部具有宽1cm、高8μm的滚花的膜厚80μm的纤维素酯膜1,并卷取。
<主胶浆液的组成>
二氯甲烷 300质量份
乙醇 55.5质量份
纤维素酯1 100质量份
增塑剂1 10质量份
UV-1 2质量份
接着,通过微凹版涂布机将下述聚合物层涂布·干燥在上述纤维素酯膜1上之后,用拉幅机连同支持体一起以表1记载的宽度方向的拉伸倍率和拉伸温度进行拉伸,制作光学补偿膜1。该膜的阻滞值Ro为60nm,Rt为250nm。
(通过熔融流延制膜法的支持体的制作:纤维素酯膜2~22)
将上述纤维素酯2在120℃下于干燥空气中进行1小时的热处理,在干燥空气中放置冷却到室温。相对于干燥的纤维素酯90质量份,以表1的构成添加上述质量份的纤维素酯以外的增塑剂、添加剂,用亨舍尔混合器混合后,使用挤出机加热并制作颗粒,放置冷却。
得到的颗粒使用使空气流通的热风干燥器在105℃下干燥2小时,除去水分。接着,使用上述颗粒,使用具有切口宽度为1.5m的涂层吊架(ハンガ一)型T型模的单轴挤出机(三菱重工业株式会社制造:螺杆直径90mm,T型模切口部分的材质为碳化钨)进行熔融挤出成型,从而制造纤维素酯膜。挤出成型是在等级10000或10000以下的无尘室内,在熔融温度230℃、T型模温度为240℃的成型条件下进行。得到的膜在长度方向拉伸1.1倍,接着,使用拉幅机装置在宽度方向拉伸1.倍,得到膜厚度为80μm、宽度为1.4m的纤维素酯膜。对膜的两端部实施宽1cm、平均高度8μm的滚花加工并卷取,制作纤维素酯膜2。再如表1所记载,除了改变纤维素酯、添加剂、熔融温度以外,同样地制作纤维素酯膜3~22。
接着,使用制作的纤维素酯膜2,通过微凹版涂布机将下述聚合物层涂布·干燥之后,用拉幅机连同支持体一起以表1记载的宽度方向的拉伸倍率和拉伸温度进行拉伸,制作光学补偿膜2。该膜的阻滞值Ro为60nm,Rt为250nm。
<聚合物层>
使用微凹版涂布机将由2,2’-双(3,4-二羧苯基)六氟丙烷二酸酐、和2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯合成的重均分子量为5.9万的聚酰亚胺的15质量%的环己酮溶液涂布在表1记载的溶液流延或熔融流延纤维素酯膜上,接着,连同纤维素酯膜一起拉伸/干燥以达到表1记载的拉伸温度、拉伸倍率,形成膜厚度为6μm的聚合物层。
另外,与制作光学补偿膜2同样地,以表1记载的构成分别变更纤维素酯膜、拉伸温度,得到设置了聚合物层的光学补偿膜3~22。
[表1]
光学补偿膜No | 制膜法 | ※1 | ※2 | 增塑剂No. | 紫外线吸收剂No. | 添加剂No. | 熔融温度 | 宽度方向拉伸倍率 | 拉伸温度 | 备注 |
1 | 溶液流延 | 1 | 1 | 1 | UV-1 | - | - | 1.2倍 | 150℃ | 比较例 |
2 | 熔融流延 | 2 | 2 | 1 | UV-1 | - | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
3 | 熔融流延 | 3 | 2 | 1 | UV-1 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
4 | 熔融流延 | 4 | 3 | 1 | UV-1 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
5 | 熔融流延 | 5 | 3 | 2 | UV-2 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
6 | 熔融流延 | 6 | 3 | 3 | UV-2 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
7 | 熔融流延 | 7 | 3 | 4 | UV-2 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
8 | 熔融流延 | 8 | 3 | 5 | UV-2 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
9 | 熔融流延 | 9 | 3 | 2 | UV-2 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 125℃ | 本发明 |
10 | 熔融流延 | 10 | 3 | 2 | UV-2 | 1 | 230℃ | 1.2倍 | 130℃ | 本发明 |
11 | 熔融流延 | 11 | 3 | 2 | UV-2 | 1 | 200℃ | 1.2倍 | 165℃ | 本发明 |
12 | 熔融流延 | 12 | 3 | 2 | UV-2 | 1 | 200℃ | 1.2倍 | 160℃ | 本发明 |
13 | 熔融流延 | 13 | 3 | 2 | UV-2/3 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
14 | 熔融流延 | 14 | 3 | 2 | UV-2/4 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
15 | 熔融流延 | 15 | 3 | 2 | UV-2/5 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
16 | 熔融流延 | 16 | 3 | 2 | UV-3/4 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
17 | 熔融流延 | 17 | 3 | 2 | UV-3/5 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
18 | 熔融流延 | 18 | 3 | 2 | UV-3/6 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
19 | 熔融流延 | 19 | 4 | 2 | UV-3/5 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
20 | 熔融流延 | 20 | 5 | 2 | UV-3/5 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
21 | 熔融流延 | 21 | 6 | 2 | UV-3/5 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 比较例 |
22 | 熔融流延 | 22 | 7 | 2 | UV-3/5 | 1,2,3 | 230℃ | 1.2倍 | 150℃ | 本发明 |
※1:纤维素酯膜No.
※2:纤维素酯No.
(评价)
使用得到的光学补偿膜,分别测定阻滞不均性、雾度,其评价结果示于表2。
[表2]
光学补偿膜No | 雾度 | 阻滞不均性 | 液晶显示装置的视觉辨认性 | 备注 |
1 | × | × | × | 比较例 |
2 | △ | ○ | ○ | 本发明 |
3 | △ | ○ | ○ | 本发明 |
4 | △ | ○ | ○ | 本发明 |
5 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
6 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
7 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
8 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
9 | △ | △ | △ | 本发明 |
10 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
11 | △ | △ | △ | 本发明 |
12 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
13 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
14 | ◎ | ◎ | ◎ | 本发明 |
15 | ◎ | ◎ | ◎ | 本发明 |
16 | ◎ | ◎ | ◎ | 本发明 |
17 | ◎ | ◎ | ◎ | 本发明 |
18 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
19 | ◎ | ◎ | ◎ | 本发明 |
20 | ◎ | ◎ | ◎ | 本发明 |
21 | × | △ | × | 比较例 |
22 | ○ | ○ | ○ | 本发明 |
可知本发明的光学补偿膜2~20、22,通过在熔融制膜的纤维素酯膜上涂设聚合物层,并连同支持体一起进行拉伸,与使用了用二氯甲烷溶剂以溶液流延法形成的纤维素酯膜的光学补偿膜1相比,综合性地看,阻滞值的表达、阻滞不均性、雾度优异。
另外还可知,使用磷酸三苯酯作为磷酸酯类增塑剂的本发明的光学补偿膜2~4的本发明的效果稍有降低,拉伸温度超过本发明优选范围的上限、下限水准的光学补偿膜9、11的本发明的效果稍有降低。
另外,还可知同时使用了本发明优选的纤维素酯、以及紫外线吸收剂的光学补偿膜14~17、19、20、22的任何的特性都优异。
实施例2
在实施例1制作的纤维素酯膜14上形成下述硬涂层和防反射层,制作带有防反射层的硬涂膜。
《具有硬涂层和背涂层的纤维素酯膜的制作》
用孔径0.4μm的聚丙烯制过滤器过滤下述硬涂层用涂布液1来配制硬涂层涂布液1,并使用微凹版涂布机将其涂布在上述制作的纤维素酯膜14上,在90℃下干燥后,使用紫外线灯以照射部的照度为100mW/cm2,照射量为0.1J/cm2使涂布层固化,形成干膜厚度为7μm的硬涂层1,从而制作硬涂膜。
<硬涂层涂布液1>
将下述材料搅拌、混合,作成硬涂层涂布液1。
丙烯酸单体;KAYARAD DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯,日本化药制造) 220质量份
イルガキユア184(チバスペシヤルテイケミカルズ(株)制造)
20质量份
丙二醇单甲醚 110质量份
乙酸乙酯 110质量份
另外,用挤出涂布机涂布下述背涂层组合物,以使湿膜(ウエツト)厚度为10μm,在85℃下干燥并卷取,设置背涂层。
<背涂层组合物>
丙酮 54质量份
甲乙酮 24质量份
甲醇 22质量份
二乙酸纤维素 0.6质量份
超微粒子二氧化硅的2%丙酮分散液
(日本アエロジル(株)制造的アエロジル200V) 0.2质量份
《防反射膜的制作》
在上述硬涂膜1上如下所述以高折射率层、接着是低折射率层的顺序涂设防反射层,制作带有防反射层的硬涂膜。
(防反射层的制作:高折射率层)
在硬涂层膜上用挤出涂布机涂布下述高折射率层涂布组合物1,在80℃下干燥1分钟,接着,照射0.1J/cm2的紫外线,使之固化,再于100℃下热固化1分钟,设置厚度为78nm的高折射率层1。
该高折射率层的折射率为1.62。
<高折射率层涂布组合物1>
金属氧化物微粒的异丙醇溶液(固体成分20%,ITO粒子、粒径5nm)
55质量份
金属化合物:Ti(OBu)4(四正丁氧基钛) 1.3质量份
电离辐射固化型树脂:二季戊四醇六丙烯酸酯 3.2质量份
光聚合引发剂:イルガキユア184(チバスペシヤルテイケミカルズ(株)制造) 0.8质量份
直链二甲基聚硅氧烷-EO嵌段共聚物(FZ-2207、日本ユニカ一(株)制造)的10%丙二醇单甲醚溶液 1.5质量份
丙二醇单甲醚 120质量份
异丙醇 240质量份
甲乙酮 40质量份
(防反射层的制作:低折射率层)
用挤出涂布机涂布在上述高折射率层上涂布下述低折射率层涂布组合物1,在100℃下干燥1分钟后,照射0.1J/cm2的紫外线,使之固化,再于120℃下热固化5分钟,设置厚度为95nm的低折射率层。制作带有防反射层的硬涂膜1。另外,该低折射率层的折射率为1.37。
(低折射率层涂布组合物1的配制)
<四乙氧基硅烷水解物A的配制>
将289g四乙氧基硅烷和553g乙醇混合,向其中加入0.15%醋酸水溶液157g,在25℃的水浴中搅拌30分钟,配制水解物A。
四乙氧基硅烷水解物A 110质量份
中空二氧化硅类微粒(下述P-2) 30质量份
KBM503(硅烷偶合剂,信越化学(株)制造) 4质量份
直链二甲基聚硅氧烷-EO嵌段共聚物(FZ-2207、日本ユニカ一(株)制造)的10%丙二醇单甲醚溶液 3质量份
丙二醇单甲醚 400质量份
异丙醇 400质量份
<中空二氧化硅类微粒P-2的配制>
将平均粒径5nm、SiO2浓度20质量%的二氧化硅溶胶100g和纯水1900g的混合物加温到80℃。该反应母液的pH为10.5,然后将作为SiO2的0.98质量%的硅酸钠水溶液9000g和作为Al2O3的1.02质量%的铝酸钠水溶液9000g同时加入到该母液中。其间,将反应液的温度保持在80℃。反应液的pH在刚添加时上升到12.5,然后,几乎不发生变化。添加结束后,将反应液冷却到室温,用超滤膜洗净,配制固体成分浓度为20质量%的SiO2·Al2O3核粒子分散液。(工序(a))
在500g该核粒子分散液中加入纯水1700g,加温到98℃,边保持该温度边用阳离子交换树脂将硅酸钠水溶液进行脱碱,并添加3000g得到的硅酸溶液(SiO2浓度3.5质量%),得到形成了第1二氧化硅包覆层的核粒子的分散液。(工序(b))
接着,用超滤膜洗净,并在形成了固体成分浓度为13质量%的第1二氧化硅包覆层的核粒子分散液500g中加入1125g纯水,再滴加浓盐酸(35.5%)使pH为1.0,进行脱铝处理。接着,边加入pH为3的盐酸水溶液10L和纯水5L,边用超滤膜分离溶解的铝盐,配制除去形成了第1二氧化硅包覆层的核粒子的构成成分的一部分的SiO2·Al2O3多孔性粒子的分散液(工序(c))。将1500g上述多孔性粒子分散液、500g纯水、1750g乙醇和626g的28%氨水的混合液加温到35℃后,添加104g硅酸乙酯(SiO2 28质量%),用硅酸乙酯的水解缩聚物包覆形成了第1二氧化硅包覆层的多孔性粒子的表面,形成第2二氧化硅包覆层。接着,使用超滤膜,配制溶剂变更为乙醇的固体成分浓度为20质量%的中空二氧化硅类微粒(P-2)的分散液。
该中空二氧化硅类微粒的第1二氧化硅包覆层的厚度为3nm,平均粒径为47nm,MOx/SiO2(摩尔比)为0.0017,折射率为1.28。这里,平均粒径通过动态光散射法测定。
(反射率)
使用分光光度计(U-4000,日立制作所制造),在380~780nm的波长区域,测定入射角5°的分光反射率。由于防反射性能在宽的波长范围内是反射率越小越好,因此,从测定结果求出在450~650nm的最低反射率。测定是在将观察侧的背面进行粗糙化处理后,使用黑色的喷雾剂(スプレ一)进行光吸收处理,防止在膜背面的光的反射,进行反射率的测定。
其结果,带有防反射层的硬涂膜1的反射率为0.4%。
《偏振片的制作》
<目视侧偏振片的制作>
接着,将厚度75μm的聚乙烯醇膜进行单轴拉伸(温度110℃,拉伸倍率5倍)。将其浸渍在含有0.075g碘、5g碘化钾、100g水的水溶液中60秒钟,接着浸渍在含有6g碘化钾、7.5g硼酸、100g水的68℃的水溶液中。将其水洗、干燥,得到偏光膜。
接着,按照下述工序1~5,贴合偏光膜和上述带有防反射层的硬涂膜1、上述制作的纤维素酯膜14,制作偏振片。
工序1:在60℃的2摩尔/L的氢氧化钠溶液中浸渍90秒钟,然后水洗、干燥,得到将与起偏镜贴合的一侧碱化的熔融纤维素酯膜14、带有防反射层的硬涂膜1。
工序2:将上述偏光膜浸渍在固体成分2质量%的聚乙烯醇粘合剂槽中1~2秒钟。
工序3:轻轻擦拭除去工序2中附着在偏光膜上的过剩的粘合剂,将其放在工序1处理的纤维素酯膜14、带有防反射层的硬涂膜1上进行叠层。
工序4:将工序3中叠层的纤维素酯膜14和偏光膜和带有防反射层的硬涂膜1以压力20~30N/cm2、输送速度约2m/分贴合。
工序5:在80℃的干燥机中将工序4制作的贴合了偏光膜和纤维素酯膜14和带有防反射层的硬涂膜1的试样干燥2分钟,制作目视侧偏振片。
<后照灯侧偏振片的制作>
使用上述制作的偏光膜、实施例1制作的光学补偿膜1~22、在里面侧使用上述制作的纤维素酯膜14,按照上述工序1~5,制作后照灯侧偏振片1~22。另外,对于偏光膜,光学补偿膜以聚合物层为外侧地进行贴合。
《液晶显示装置的制作》
如下所述制作液晶面板,并评价作为液晶显示装置的特性。
剥下市售的VA型液晶显示装置(30V型,直下型后照灯)的液晶单元(セル)的后照灯侧偏振片以及目视侧偏振片,与预先贴合的偏振片的偏光轴符合地将后照灯侧偏振片1~22的光学补偿膜侧贴合在液晶单元上,以及使目视侧偏振片的防反射层为外侧地通过粘接层贴合在液晶单元上,制作液晶显示装置1~22。
<评价>
<视觉辨认性>
将制作的液晶显示装置在60℃、90%RH环境下,点亮直下型后照灯,进行1000小时的耐久性试验后,再在室温下点亮后照灯,5小时后,使画面显示黑色,目视观察,并定为以下的等级。
◎:可见黑色收敛,鲜明,没有确认到色斑
○:可见黑色收敛,虽然鲜明,但可以稍微确认到色斑
△:稍感没有黑色收敛,鲜明度稍低,可以确认到色斑
×:没有黑色收敛,鲜明度低,感觉到色斑
将以上的评价结果示于表2。
由表2可以明确,本发明的液晶显示装置2~20、22相对于比较例,即使是在高温高湿下长时间点亮直下型后照灯后,视觉辨认性也优异。
特别是,同时使用了本发明优选的纤维素酯和紫外线吸收剂的光学补偿膜14~17、19、20、22,视觉辨认性显著地良好。
Claims (16)
1.一种光学补偿膜的制造方法,其特征在于,通过将含有残留硫酸量为0.1~50ppm范围的纤维素树脂的组合物进行熔融流延制膜来制造纤维素树脂膜,然后在该纤维素树脂膜上设置聚合物层并进行拉伸。
2.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述聚合物层包括选自聚醚酮、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、以及聚酯酰亚胺中的至少1种。
3.按照权利要求1或2记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述纤维素树脂膜中含有的纤维素树脂是总酰基取代度为2.5~2.9,数均分子量(Mn)为60000~200000的混合脂肪酸酯。
4.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述残留硫酸量为0.1~45ppm的范围。
5.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述组合物含有紫外线吸收剂,并且该紫外线吸收剂的重均分子量为490~50000的范围。
6.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述组合物含有增塑剂,并且该增塑剂的至少1种选自多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、以及苯二甲酸酯类增塑剂。
7.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述组合物含有0.01~5质量%的受阻胺类、或受阻酚类化合物。
8.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其特征在于,上述拉伸时的拉伸温度B以下述式(1)表示
式(1)熔融温度A-100℃≤拉伸温度B≤熔融温度-40℃,
式中,熔融温度A表示纤维素树脂膜熔融流延时的温度。
9.按照权利要求6记载的光学补偿膜的制造方法,其中,上述组合物含有下述非磷酸酯类增塑剂作为增塑剂,该非磷酸酯类增塑剂包括多元醇酯类增塑剂、聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂。
10.按照权利要求6记载的光学补偿膜的制造方法,其中,上述组合物中磷酸酯类增塑剂的含有比例为增塑剂总含量的40质量%以下。
11.按照权利要求6记载的光学补偿膜的制造方法,其中,上述组合物中磷酸酯增塑剂的含量低于1质量%。
12.按照权利要求1记载的光学补偿膜的制造方法,其中,上述熔融流延制膜中,组合物的熔融温度为120~280℃的范围。
13.一种光学补偿膜,其特征在于,该光学补偿膜是通过权利要求1~12中的任何一项记载的光学补偿膜的制造方法制造的。
14.一种偏振片,其特征在于,在至少一个面上具有权利要求13记载的光学补偿膜。
15.一种液晶显示装置,其特征在于,在至少一个面上具有权利要求14记载的偏振片。
16.按照权利要求15记载的液晶显示装置,其特征在于,使用直下型后照灯。
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