CN101090928A - 酰化纤维素薄膜 - Google Patents

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CN101090928A CNA2005800444478A CN200580044447A CN101090928A CN 101090928 A CN101090928 A CN 101090928A CN A2005800444478 A CNA2005800444478 A CN A2005800444478A CN 200580044447 A CN200580044447 A CN 200580044447A CN 101090928 A CN101090928 A CN 101090928A
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Abstract

一种通过熔融制膜形成的酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下。装配了该酰化纤维素薄膜的液晶显示装置大幅度地抑制了显示模糊。

Description

酰化纤维素薄膜
技术领域
本发明涉及通过熔融流延形成的酰化纤维素薄膜。本发明的酰化纤维素薄膜作为装配在液晶显示装置中的光学薄膜是有用的。
背景技术
以往,在制造液晶显示装置等中使用的酰化纤维素薄膜时,主要实施溶液流延法,所述溶液流延法是使酰化纤维素溶解于如二氯甲烷的含氯有机溶剂中,并将其在基材上流延、干燥而制膜的方法。二氯甲烷以往作为相对于酰化纤维素的良溶剂使用,另外,从沸点低(约40℃)的观点考虑,具有在制造工序的制膜和干燥工序中易于干燥的优点,所以优选使用。
近年来,从环境保护的观点出发,即使在密闭设备的操作工序中也要求显著减少作为低沸点的含氯有机溶剂的泄漏。因此,采用例如下述的方法等:例如彻底地防止来自封闭系统的体系的泄漏,即使万一泄漏,在释放到外部大气之前设置气体吸收塔,吸附有机溶剂进行处理。另外,在排出之前进行利用火力的燃烧或者利用电子射线束的含氯有机溶剂的分解等,几乎不会排出有机溶剂。但是,不能达到完全的不排出,还需要进一步的研究。
因此,作为不使用有机溶剂的制膜法,公开了将特定的酰化纤维素熔融制膜的方法(专利文献1)。该方法是通过增加酰化纤维素的酯基的碳链来降低熔点,从而易于熔融制膜。具体地讲,通过将醋酸纤维素改变为纤维素丙酸酯或纤维素丁酸酯等则可以熔融制膜。但是,使用由该专利记载的方法熔融制膜形成的物质作成偏振片并装配在液晶显示装置中,明显的是,产生图像模糊。因此,希望进行改善。
专利文献1:特开2000-352620号公报
发明内容
本发明的目的是提供可以大幅度地消除装配在液晶显示装置中时所产生的显示模糊(blurring,也称作拖影)的熔融制膜得到的酰化纤维素薄膜。
本发明的上述目的可通过以下构成实现。
[1]、一种通过熔融制膜形成的酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下。
[2]、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下,并且残留溶剂量是0.01质量%以下。
[3]、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下,并且残留溶剂量是0。
[4]、[1]-[3]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用180℃-240℃下的弹性储能模量G’(storage modulus)为100Pa-30000Pa、且180℃-240℃下的弹性损耗模量G”(loss modulus)为1000Pa-30000Pa、而且180℃-240℃下的tanδ(其中tanδ由G”/G’算出)为1-6的熔融料进行熔融制膜。
[5]、[1]-[4]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用180℃-240℃下的法线方向的拉伸断裂长度为20μm-400μm、且180℃-240℃下的法线方向的拉伸断裂应力为0.01N/cm2-0.5N/cm2的熔融料进行熔融制膜。
[6]、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,构成[1]-[5]任何一项记载的酰化纤维素薄膜的酰化纤维素满足下述式(1)-(3),
式(1):2.6≤X+Y≤3.0
式(2):0≤X≤2.8
式(3):0.3≤Y≤3
(式中,X表示乙酰基的取代度,Y表示丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度的总和。)
[7]、[1]-[6]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用接触辊进行熔融制膜。
[8]、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,将[1]-[7]任何一项记载的酰化纤维素薄膜在至少一个方向拉伸1%-300%。
[9]、[1]-[8]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,酰化纤维素的聚合度是100-270。
[10]、[1]-[9]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用包含1质量%-20质量%的含有两个以上芳香环且分子量为100-3000的化合物的熔融料进行熔融制膜。
[11]、[1]-[10]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用含有1ppm-1000ppm的碳原子数为2-6的脂肪酸的熔融料进行熔融制膜。
[12]、[1]-[11]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用硫酸量为0ppm-200ppm的熔融料进行熔融制膜。
[13]、[1]-[12]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用顶角为1°-60°的模唇进行熔融制膜。
[14]、[1]-[13]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,在从铸型滚筒((casting drum))中心开始到铸型滚筒半径的0.7倍-1.3倍的范围内的位置设置模唇并进行熔融制膜。
[15]、[1]-[14]任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,其满足下述式(4)-(6)。
式(4):Rth≥Re
式(5):200≥Re≥0
式(6):500≥Rth≥0
[16]、一种偏振片,其特征在于,在偏振层上层叠了至少一层[1]-[15]任何一项记载的酰化纤维素薄膜。
[17]、一种液晶显示板用光学补偿薄膜,其特征在于,其中将[1]-[15]任何一项记载的酰化纤维素薄膜用于基材。
[18]、一种抗反射膜,其特征在于,其中将[1]-[15]任何一项记载的酰化纤维素薄膜用于基材。
[19]、一种液晶显示装置,其特征在于,其使用了[1]-[15]任何一项记载的酰化纤维素薄膜。
本发明的酰化纤维素薄膜可以大幅度地消除装配在液晶显示装置中时所产生的显示故障(模糊)。
附图说明
图1是说明微细凹凸的产生机理的图。
图2是说明模唇的形状和熔融料的粘着性的关系的图。
图3是说明模唇和铸型滚筒的位置关系的图。
图4是说明使用了接触辊的熔融制膜的图。
符号说明
1、1’模唇
2熔融料
3铸型滚筒
4挤压机
5模唇
6接触辊
具体实施方式
下面,对本发明的酰化纤维素薄膜进行详细说明。以下记载的构成要素的说明有时是基于本发明的代表性的实施方式而作出的,但是本发明并不限于这样的实施方式。另外,本说明书中使用“~”表示的数值范围是指把“~”前后记载的数值作为下限值和上限值而包含在内的范围。
(薄膜的凹凸)
本发明者分析了装配有酰化纤维素薄膜的以往的液晶显示装置中产生的显示模糊的原因。该结果,可判断即使波长比可见光还短的0.1μm的凹凸也会使来自显示板的光产生散射,从而产生显示模糊。这种微细的凹凸即使用浊度计也不能测定,图像显示之后方可识别。本发明者对这种微细凹凸的产生原因进行了专心研究,结果如图1所示,可判明,熔融料(熔融之后的树脂)2由模具挤出时粘着在模唇(模具的顶端)1上,在将其剥离时,拉伸熔融料并形成凸部2b。此外,可判明,将该凸部2c用冷却辊的上面压入,凸部2c的周围被压入且形成凹部2d。
普通的分模线(die line)在将熔融料推压在模具中时,由于模具的伤痕和污物会转印凹凸,所以凹凸的大小大至数百μm以上,产生的频率也低。相反,成为本发明对象的凹凸由于粘着、熔融料被拉伸而产生且该凹凸小,而且由于是熔融料和模具间的粘着产生的,所以不是如分模线那样偶然的,是在遍及整个面产生的。即,成为本发明对象的凹凸与普通的分模线的表现机理相反(并不是被压入,而是被拉伸而产生),表现形式也不同(不是偶然产生强的凹凸,而是在整面上产生弱的凹凸)。这种微细的凹凸(把如上所述的成为本发明对象的高为0.1μm-100μm、长为1mm以上的微细凹凸以下称为“微细的凹凸”)在酰化纤维素中特别明显地产生。本发明的酰化纤维素薄膜中,这种微细的凹凸是每10cm宽度为0个-10个,优选为0个-8个,更优选为0个-6个。
本说明书中,在确认凹部和凸部的数量时成为基准的10cm的宽度是在熔融制膜时的宽度方向(TD)上选取。熔融制膜在工业上一般连续进行,通常将制膜后的薄膜卷为圆筒状保管。因此,对卷为圆筒状的薄膜确认凹部和凸部的数量时,在辊的宽度方向选取10cm的长度。另一方面,当由于薄膜被切断等事情而不明确熔融制膜的方向时,在凹部数量和凸部数量总和最大的方向上选取10cm的宽度。如上所述,由于凹部和凸部沿熔融制膜的方向产生,所以可以推测凹部数量和凸部数量总和最大的方向是熔融制膜的方向。另外,关于测定凹部和凸部的数量的具体方法,可以参考后述记载的测定方法。
以这种微细凹凸的数量少为特征的本发明的酰化纤维素薄膜例如可以通过如下所述那样调整熔融料的特性或制膜工序来制造。
[1]模唇中的熔融料特性的调整
优选调整模唇中的熔融料的弹性储能模量G’、弹性损耗模量G”、tanδ(其中tanδ指G”/G’)。G’是熔融料弹性的强度指标,G”是熔融料粘性的强度指标。另外,规定的180℃-240℃是将酰化纤维素进行熔融制膜时模唇的优选温度,在该范围内实现下述物性是很重要的。
(1)180℃-240℃下熔融料的G’为100Pa-3万Pa,更优选为300Pa-2万Pa,进一步优选为500Pa-1万Pa。普通熔融料的G’为约50Pa,如上所述那样,通过规定较高的G’,可以容易剥离粘着在模唇上的熔融料。即熔融料在上述范围以下很脆弱时,如图1所示,即使为了剥离而拽拉粘着在模唇上的熔融料,熔融料会伸长而不能剥离。
(2)180℃-240℃下的G”为1000Pa-30000Pa,更优选为2000Pa-20000Pa,进一步优选为3000Pa-13000Pa。作为粘性项的指标G”为其以上时熔融料易于粘着在模唇上,难以剥离。报告的熔融料的G”为约50000。
(3)180℃-240℃下的tanδ为1-6,更优选为1.4-5,进一步优选为1.7-4.5。tanδ是用弹性项除粘性项所得的值,所以其值越小,意味着弹性项越大。即为要粘着在模唇上的力和要从模唇剥离的力的比值。因此其越小越易剥离。本发明的特征在于如上所述那样,减小tanδ。附带说一下,通常的熔融料的tanδ为约8。
(4)180℃-240℃下法线方向的拉伸断裂长度为20μm-400μm,更优选为40μm-300μm,进一步优选为60μm-200μm。这表示到哪个程度不会使附着在模唇上的熔融料断裂而进行拉伸。通过规定上述的范围,即使将附着在模唇上的熔融料拉长也不会如图1所示那样表现出难以断裂。附带说一下,通常的熔融料的拉伸断裂长度为约10μm。
(5)180℃-240℃下的法线方向的拉伸断裂应力为0.01N/cm2-0.5N/cm2,更优选为0.08N/cm2-0.4N/cm2,进一步优选为0.1N/cm2-0.3N/cm2。由此,即使在将熔融料剥离时将熔融料拉伸,也难以产生拉长或者断裂。附带说一下,通常的熔融料的拉伸应力为约0.005N/cm2
从熔融制膜性(熔融挤出量的稳定化、熔融时的着色、分解等)、光学特性(延迟显现性、透明性)等观点考虑,本发明的酰化纤维素优选具有后述的组成,但是直接使用该原材料时不能达到上述物性,例如可以通过在酰化纤维素中含有如下的原材料来实现。(a)在熔融料中含有碳原子数为2-6的脂肪酸1ppm-1000ppm,更优选为2ppm-500ppm,进一步优选为3ppm-100ppm。这种脂肪酸也可以是直链结构。这些脂肪酸以少量就可以发挥作用,实现上述(1)-(3)的物性。这些脂肪酸可以单独使用,也可以二种以上混合使用。添加这些脂肪酸的时机无论是在使酰化纤维素成形为颗粒前还是之后都可以。
(b)在熔融料中包含含有两个以上芳香环、分子量100-3000的化合物1质量%-20质量%,更优选为2质量%-10质量%,进一步优选为3质量%-8质量%。这些化合物在熔融料的表面析出,具有防止模唇和熔融料的粘着的效果,对上述(4)、(5)有效。作为更优选的化合物例子,可列举出特开2001-166144号公报、特开2002-296421号公报中记载的化合物。另外,还可以优选使用用-COO-连接两个芳香环间而形成的如下的化合物。
[化1]
Figure A20058004444700121
[化2]
Figure A20058004444700131
[化3]
Figure A20058004444700141
[化4]
Figure A20058004444700151
[化5]
Figure A20058004444700161
[化6]
Figure A20058004444700171
另外,还可以优选使用用-COO-或-CONR’-连接三个芳香环而形成的如下的化合物。
[化7]
[化8]
Figure A20058004444700191
[化9]
Figure A20058004444700201
[化10]
Figure A20058004444700211
[化11]
Figure A20058004444700221
另外,还可以优选使用如下的在三嗪衍生物上取代了三个芳基氨基而形成的化合物。
[化12]
Figure A20058004444700222
此外,还可以优选使用如下的多个芳香环以线状连接而形成的化合物。
[化13]
[化14]
Figure A20058004444700232
[化15]
Figure A20058004444700241
[化16]
Figure A20058004444700242
[化17]
Figure A20058004444700251
[化18]
Figure A20058004444700252
[化19]
Figure A20058004444700261
[化20]
Figure A20058004444700262
这些化合物可以单独使用,也可以混合使用。这些化合物除了减少微细凹凸以外,还具有促进表现光学各向异性(延迟)的效果。但是,就增塑剂(例如磷酸酯系化合物、邻苯二甲酸酯系化合物、乙醇酸酯系化合物)和UV吸收剂(例如二苯甲酮系化合物和苯并三唑系化合物)来说不能获得这样的效果。
(c)使熔融料中的硫酸量为0ppm-200ppm,更优选为0ppm-100ppm,进一步优选为0ppm-50ppm。硫酸在合成酰化纤维素时作为催化剂加入,但是洗涤不充分且硫酸的残留量多时,在熔融制膜中切断酰化纤维素的主链并进行低分子量化。这种低分子量酰化纤维素不但表现出粘着性,而且粘弹性特性也发生了改变。因此,对上述(1)-(5)有效,通过与(a)、(b)一起使用可获得协同效应。酰化纤维素中的硫酸量在刚刚合成后存在1000ppm以上,但是可以在50℃-100℃的温水中充分搅拌下使其降低。要想有效地进行这样的洗涤效果,将酰化纤维素的粒度微细化为300目以下是有效的。
[2]制膜工序的改良
通过例如以下那样改良熔融制膜中的模唇和铸型滚筒的设计,也可以调制本发明的酰化纤维素薄膜。通过与上述原材料的改良一起实施可以获得协同效应。
(1)模唇的改良
使模唇的顶角为1°-60°,更优选为3°-45°,进一步优选为5°-30°。通常模唇的角度是90°,但是如图2所示在形成锐角下,可以防止模唇和熔融料的粘着。形成锐角时,熔融料即使膨胀(模口胀大)也难以粘着在模唇上。
这种锐角的模唇其顶端易于损伤,所以优选用硬的金属被覆模唇表面。所述的这种硬的金属,可列举出硬铬、钨、钛、碳化钨等,更优选为碳化钨(WC)。
(2)模唇和铸型滚筒(CD)的设计(参考图3)
按照如图3所示的CD和模唇的距离(L)与CD的半径(R)的比(L/R)为0.7-1.3、更优选为0.8-1.2、进一步优选为0.9-1.1的方式设置模唇。由此可以由模唇将熔融料径直地领取到CD上。由此熔融料难以与模唇接触,可以抑制由粘着产生微细凹凸。一般的情况是通常在CD中心的正上面(半径的0倍)设置模唇。
但是,由于在这种设计下模唇和CD的间隔扩大,熔融料在其间缩幅(neck in),进而在CD上也会缩幅且熔融料宽度变窄。因此,为了减少在CD上的缩幅,优选使用外加静电法。外加静电法可以在整个宽度施加也可以局部施加,但是仅在两端施加是有效的,所以更优选。优选的外加静电的宽度是各端1cm-30cm,更优选为2cm-20cm,进一步优选为3cm-15cm。外加静电可以使用普通的方法,优选电压为1kV-50kV,更优选为2kV-30kV,进一步优选为3kV-20kV。该电极可以是针状也可以是线状,且电极优选设置在距离熔融料与CD接触的地方为0.5cm-20cm、更优选为1cm-10cm的地方。
(3)接触辊制膜
本发明中,熔融后由模具挤出后,更优选在铸型滚筒上使用接触辊进行制膜(图4)。该方法是将由模具出来的熔融料用铸型滚筒和接触辊夹住并进行冷却固化。通过使用该方法,可以使在上述薄膜上形成的微细凹凸变得平滑且可以减少在液晶显示装置中的模糊。
这种接触辊优选具有弹性,以便减少在辊间夹住由模具出来的熔融料时产生的残余应变。要想对辊赋予弹性,需要使辊的外筒厚度比普通辊更薄,外筒的壁厚Z优选为0.05mm-7.0mm,更优选为0.2mm-5.0mm。更优选为0.3mm-2.0mm。可列举出例如通过使外筒厚度变薄而赋予了弹性的类型,或者在金属轴上设置弹性体层,并在其上覆盖外筒,在弹性体层和外筒之间填满液状介质层,由此可以由极薄的外筒进行接触辊制膜。铸型滚筒和接触辊的表面优选为镜面,算术平均高度Ra为100nm以下,优选为50nm以下,更优选为25nm以下。具体地讲,例如可以利用特开平11-314263号、特开2002-36332号、特开平11-235747号、特开2004-216717号、特开2003-145609号各公报、国际公开第97/28950号公开文本记载的技术。
这样一来,由于在接触辊的薄外筒的内侧填满流体,与铸型滚筒接触时,在其挤压下弹性变形为凹状。因此,由于接触滚筒和铸造辊与冷却辊进行面接触,挤压被分散,实现低面压。因此,不会在夹在其间的薄膜上残留残余应变,可以矫正表面的微细凹凸。优选的接触辊的线压为3kg/cm-100kg/cm,更优选为5kg/cm-80kg/cm,进一步优选为7kg/cm-60kg/cm。其中所述的线压是用模具的喷出口的宽度除施加给接触辊的力而得到的值。线压为3kg/cm以上时,通过接触辊的推压易于获得减少微细凹凸的效果。线压为100kg/cm以下时,由于接触辊难以变形,易于制造经过铸型滚筒的整个区域均匀接触的状况,所以易于在整个宽度上减少微细凹凸。
接触辊的温度优选设定为60℃-160℃,更优选为70℃-150℃,进一步优选为80℃-140℃。可以通过在这些辊内部通入经过调温的液体、气体来实现这种温度控制。
(原材料和制膜)
下面对本发明的酰化纤维素薄膜的原材料和制膜步骤进行说明。
(1)原材料
<酰化纤维素>
本发明的酰化纤维素优选为纤维素的低级脂肪酸酯。所述的低级脂肪酸指碳原子数为6以下的脂肪酸,作为优选、更优选的物质可列举出用乙酰基、丙酰基、丁酸酯基、戊酸酯基、己酸酯基进行酯化形成的物质。其中更优选的物质是用乙酰基、丙酰基、丁酸酯基、戊酸酯基进行酯化形成的物质,进一步优选的物质是用乙酰基、丙酰基、丁酸酯基进行酯化形成的物质。这些纤维素的低级脂肪酸酯酯可以是由单独一种脂肪酸组成的物质,也可以是由多种脂肪酸组成的物质。
另外,对于本发明中使用的酰化纤维素,满足下述式(1)-(3)可以减少微细的凹凸,所以优选。特别优选Y为0.3以上。
式(1):2.6≤X+Y≤3.0
式(2):0≤X≤2.8
式(3):0.3≤Y≤3
(式中,X表示乙酰基的取代度,Y表示丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度的总和。)
当Y的1/2以上是丙酰基时,优选满足下述式(4)-(6)。
式(4):2.6≤X+Y≤2.95
式(5):0.1≤X≤1.45
式(6):1.5≤Y≤2.95
当低于Y的1/2是丙酰基时,优选满足下述式(7)-(9)。
式(7):2.6≤X+Y≤2.95
式(8):0.5≤X≤1.8
式(9):1.3≤Y≤2.7
当Y的1/2以上是丙酰基时,更优选满足下述式(10)-(12)。
式(10):2.6≤X+Y≤2.95
式(11):0.1≤X≤0.95
式(12):2.0≤Y≤2.95
当低于Y的1/2是丙酰基时,更优选满足下述式(13)-(15)。
式(13):2.6≤X+Y≤2.95
式(14):0.5≤X≤1.8
式(15):1.3≤Y≤2.5
更优选为满足以下条件的酰化纤维素。即,当Y的1/2以上是丙酰基时,优选满足下述式(16)-(18)。
式(16):2.7≤X+Y≤2.95
式(17):0.2≤X≤0.75
式(18):2.4≤Y≤2.9
当低于Y的1/2是丙酰基时,优选满足下述式(19)-(21)。
式(19):2.7≤X+Y≤2.95
式(20):0.7≤X≤1.4
式(21):1.3≤Y≤2.0
这些酰化纤维素中,除了乙酰基以外的酰基,内酰基与丁酰基相比,更能够抑制微细凹凸,且装配在液晶显示装置中时抑制模糊的效果更明显。更优选的是,丙酸酯基的取代度为1.5以上,更优选为2.0以上。此外优选聚合度为250以下,更优选为220以下,进一步优选为200以下的。使用这种酰化纤维素时,即使不使用上述“低分子化合物”也可以仅在熔融条件下抑制微细凹凸的产生,且在液晶显示装置中难以产生模糊。该效果是与用丁酰(Bu)基、乙酰(Ac)基取代而形成的物质(CAB)相比,用丙酰(Pr)基、乙酰(Ac)基取代形成的物质(CAP)更明显。
这些酰化纤维素的合成方法的基本原理记载在右田他、木材化学180-190页(共立出版,1968年)中。代表的合成方法是用羧酸酐-醋酸-硫酸催化剂的液相乙酰化法。具体地讲,将绵花棉籽绒和木材纸浆等纤维素原料在适量的醋酸中进行前处理,然后投入预先冷却的羧酸化混合液中进行酯化,合成完全酰化纤维素(2位、3位和6位的酰基取代度总和大致为3.00)。上述羧酸化混合液一般包含作为溶剂的醋酸、作为酯化剂的羧酸酐和作为催化剂的硫酸。羧酸酐和与其反应的纤维素以及存在于体系内的水分总和相比,在化学计量上过量地使用是常见的。酰化反应结束后,为了残留在体系内的过量的羧酸酐水解和酯化催化剂的部分中和,添加中和剂(例如钙、镁、铁、铝或锌的碳酸盐、醋酸盐或氧化物)的水溶液。接着,将得到的完全酰化纤维素在少量的乙酰化反应催化剂(通常是残留的硫酸)的存在下,通过保持为50-90℃进行皂化老化,变化直到具有所希望的酰基取代度和聚合度的酰化纤维素。在获得所希望的酰化纤维素时,将体系内残留的催化剂用如上所述的中和剂完全中和,或者不中和或将酰化纤维素溶液投入水或稀硫酸中(或者,将水或稀硫酸投入到酰化纤维素溶液中)再对酰化纤维素进行分离、洗涤和稳定化处理,由此获得酰化纤维素。
本发明中优选使用的酰化纤维素的聚合度是平均聚合度为100-260,优选为120-250,更优选为130-240。平均聚合度可以用宇田等的极限粘度法(宇田和夫、齐藤秀夫,纤维学会志,第18卷第1号,105-120页,1962年)进行测定。而且在特开平9-95538号公报中有详细的记载。
对于这种聚合度的调整,通过除去低分子量成分也可以实现。除去低分子量成分时,平均分子量(聚合度)变高,但是由于粘度比普通的酰化纤维素更低,所以是有利的。低分子量成分的除去可以通过用适当的有机溶剂洗涤酰化纤维素来实施。另外,用聚合方法也可以调整分子量。例如制造低分子成分少的酰化纤维素时,优选将乙酰化反应中的硫酸催化剂量调整为:相对于纤维素100重量为0.5-25质量份。使硫酸催化剂量为上述范围时,即使就分子量分布的观点来说,也可以合成优选的(分子量分布均匀的)酰化纤维素。
本发明中使用的纤维素酯优选使用重均分子量Mw/数均分子量Mn比为1.5-5.5,特别优选为2.0-5.0,更优选为2.5-5.0,进一步优选为3.0-5.0的纤维素酯。
这些酰化纤维素可以仅使用一种,也可以二种以上混合使用。另外,还可以适当混合纤维素酯以外的高分子成分。混合的高分子成分优选是与纤维素酯的相容性优异的成分,形成薄膜时的透过率优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为92%以上。
<添加剂>
除了上述添加剂以外,还可以加入各种添加剂(例如增塑剂、紫外线抑制剂、劣化抑制剂、微粒、红外吸收剂、表面活性剂等)。
增塑剂可以使用例如特开2000-352620号公报中记载的化合物,优选相对于酰化纤维素含有0.1-25质量%,更优选为1-20质量%,进一步优选为3-15质量%。
作为增塑剂,可列举出例如烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯类、磷酸酯和羧酸酯等。
作为烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯类,可列举出例如甲基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丙基邻苯二甲酰基丙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基辛基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基丙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丙基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基辛基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基辛基乙醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯等。
作为磷酸酯,可列举出例如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸苯基二苯基酯等。还优选使用特表平6-501040号公报的权利要求3-7中记载的磷酸酯系增塑剂。如上所述磷酸酯具有促进酰化纤维素结晶化并产生条纹的效果,但是与本发明的低分子化合物并用时可以抑制该效果。因此,本发明的低分子化合物和磷酸酯也可以并用。
作为羧酸酯,可列举出例如邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二乙基己酯等邻苯二甲酸酯类、以及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柠檬酸酯类、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二异癸酯、二(己二酸丁基二乙二醇酯)等己二酸酯。另外,优选单独或并用油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰基酯、癸二酸二丁酯、甘油三醋酸酯等。
还可以优选使用多元醇系增塑剂。多元醇系增塑剂与纤维素脂肪酸酯的相容性好,以及热塑性效果表现明显的甘油酯、二甘油酯等甘油系的酯化合物或聚乙二醇与聚丙二醇等聚亚烷基二醇、在聚亚烷基二醇的羟基上结合酰基形成的化合物等。这些多元醇系增塑剂虽然在本发明中比不上上述的“低分子化合物”,但是具有防止熔融料和螺杆间粘着,使熔融料流动平稳且抑制V条纹产生的效果。
作为具体的甘油酯,可列举出甘油二醋酸酯硬脂酸酯、甘油二醋酸酯棕榈酸酯、甘油二醋酸酯肉豆蔻酸酯(ミスチレ-ト)、甘油二醋酸酯月桂酸酯、甘油二醋酸酯癸酸酯、甘油二醋酸酯壬酸酯、甘油二醋酸酯辛酸酯、甘油二醋酸酯庚酸酯、甘油二醋酸酯己酸酯、甘油二醋酸酯戊酸酯、甘油二醋酸酯油酸酯、甘油醋酸酯二癸酸酯、甘油醋酸酯二壬酸酯、甘油醋酸酯二辛酸酯、甘油醋酸酯二庚酸酯、甘油醋酸酯二己酸酯、甘油醋酸酯二戊酸酯、甘油醋酸酯二丁酸酯、甘油二丙酸酯癸酸酯、甘油二丙酸酯月桂酸酯、甘油二丙酸酯肉豆蔻酸酯(ミスチレ-ト)、甘油二丙酸酯棕榈酸酯、甘油二丙酸酯硬脂酸酯、甘油二丙酸酯油酸酯、甘油三丁酸酯、甘油三戊酸酯、甘油单棕榈酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油丙酸酯月桂酸酯、甘油油酸酯丙酸酯等,并不限于这些,它们可以单独使用或者并用。
其中,优选甘油二醋酸酯辛酸酯、甘油二醋酸酯壬酸酯、甘油二醋酸酯癸酸酯、甘油二醋酸酯月桂酸酯、甘油二醋酸酯肉豆蔻酸酯、甘油二醋酸酯棕榈酸酯、甘油二醋酸酯硬脂酸酯、甘油二醋酸酯油酸酯。
作为二甘油酯的具体例子,可列举出二甘油四醋酸酯、二甘油四丙酸酯、二甘油四丁酸酯、二甘油四戊酸酯、二甘油四己酸酯、二甘油四庚酸酯、二甘油四辛酸酯、二甘油四壬酸酯、二甘油四癸酸酯、二甘油四月桂酸酯、二甘油四肉豆蔻酸酯(ミスチレ-ト)、二甘油四棕榈酸酯、二甘油三醋酸酯丙酸酯、二甘油三醋酸酯丁酸酯、二甘油三醋酸酯戊酸酯、二甘油三醋酸酯己酸酯、二甘油三醋酸酯庚酸酯、二甘油三醋酸酯辛酸酯、二甘油三醋酸酯壬酸酯、二甘油三醋酸酯癸酸酯、二甘油三醋酸酯月桂酸酯、二甘油三醋酸酯肉豆蔻酸酯(ミスチレ-ト)、二甘油三醋酸酯棕榈酸酯、二甘油三醋酸酯硬脂酸酯、二甘油三醋酸酯油酸酯、二甘油二醋酸酯二丙酸酯、二甘油二醋酸酯二丁酸酯、二甘油二醋酸酯二戊酸酯、二甘油二醋酸酯二己酸酯、二甘油二醋酸酯二庚酸酯、二甘油二醋酸酯二辛酸酯、二甘油二醋酸酯二壬酸酯、二甘油二醋酸酯二癸酸酯、二甘油二醋酸酯二月桂酸酯、二甘油二醋酸酯二肉豆蔻酸酯(ミスチレ-ト)、二甘油二醋酸酯二棕榈酸酯、二甘油二醋酸酯二硬脂酸酯、二甘油二醋酸酯二油酸酯、二甘油醋酸酯三丙酸酯、二甘油醋酸酯三丁酸酯、二甘油醋酸酯三戊酸酯、二甘油醋酸酯三己酸酯、二甘油醋酸酯三庚酸酯、二甘油醋酸酯三辛酸酯、二甘油醋酸酯三壬酸酯、二甘油醋酸酯三癸酸酯、二甘油醋酸酯三月桂酸酯、二甘油醋酸酯三肉豆蔻酸酯(ミスチレ-ト)、二甘油醋酸酯三棕榈酸酯、二甘油醋酸酯三硬脂酸酯、二甘油醋酸酯三油酸酯、二甘油月桂酸酯、二甘油硬脂酸酯、二甘油辛酸酯、二甘油十四烷酸酯、二甘油油酸酯等二甘油的混酸酯等,并不限于这些,它们可以单独使用或者并用。
其中,优选二甘油四醋酸酯、二甘油四丙酸酯、二甘油四丁酸酯、二甘油四辛酸酯、二甘油四月桂酸酯。
作为聚亚烷基二醇的具体例子,可列举出平均分子量为200-1000的聚乙二醇、聚丙二醇等,并不限于此,它们可以单独使用或者并用。
作为在聚亚烷基二醇的羟基上结合了酰基形成的化合物的具体例子,可列举出聚氧乙烯醋酸酯、聚氧乙烯丙酸酯、聚氧乙烯丁酸酯、聚氧乙烯戊酸酯、聚氧乙烯己酸酯、聚氧乙烯庚酸酯、聚氧乙烯辛酸酯、聚氧乙烯壬酸酯、聚氧乙烯癸酸酯、聚氧乙烯月桂酸酯、聚氧乙烯十四烷酸酯、聚氧乙烯棕榈酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯亚油酸酯、聚氧丙烯醋酸酯、聚氧丙烯丙酸酯、聚氧丙烯丁酸酯、聚氧丙烯戊酸酯、聚氧丙烯己酸酯、聚氧丙烯庚酸酯、聚氧丙烯辛酸酯、聚氧丙烯壬酸酯、聚氧丙烯癸酸酯、聚氧丙烯月桂酸酯、聚氧丙烯十四烷酸酯、聚氧丙烯棕榈酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧丙烯油酸酯、聚氧丙烯亚油酸酯等,并不限于此,它们可以单独使用或者并用。
作为红外吸收染料,可以使用例如特开2001-194522号公报的化合物,紫外线吸收剂可以使用例如特开2001-151901号公报中记载的化合物,优选分别相对于酰化纤维素含有0.001-5质量%。微粒优选使用平均粒子大小为5-3000nm的粒子,可以使用由金属氧化物和交联聚合物组成的物质,优选相对于酰化纤维素含有0.001-5质量%。劣化抑制剂优选相对于酰化纤维素含有0.0001-2质量%。
作为防止热劣化用、防止着色用的稳定剂,可以使用环氧化合物、弱有机酸、磷酸酯、硫代磷酸酯系化合物、亚磷酸酯(例如特开昭51-70316号、特开平10-306175号、特开昭57-78431号、特开昭54-157159号、特开昭55-13765号各公报中记载的化合物)、亚磷酸盐系化合物(特开2004-182979号公报中记载的化合物)。它们可以单独使用也可以二种以上混合添加。
(2)制膜
<造粒>
酰化纤维素优选进行造粒,优选颗粒的大小为1mm3-10cm3,更优选为5mm3-5cm3,进一步优选为10mm3-3cm3。此时,优选上述添加剂也一起进行造粒。然后,干燥到使含水量为0.1%以下。
<熔融制膜>
(i)预热
将经过干燥的颗粒投入到熔融挤压机的漏斗中。此时使漏斗为Tg-50℃~Tg+30℃,更优选为Tg-40℃~Tg+10℃,进一步优选为Tg-30℃~Tg。由此可以抑制水分在漏斗内的再吸附,更易表现出上述干燥效率。
(ii)混炼挤压
使用上述压缩比的螺杆,在上述的熔融温度下将酰化纤维素进行混炼。此时,熔融温度可以是恒定温度,也可以是分割为几个进行控制。更优选使上游侧(漏斗侧)的温度比下游侧(T-模具侧)的温度高1℃-50℃,更优选高2℃-30℃,进一步优选高3℃-20℃,但是由于可以进一步抑制酰化纤维素的分解,所以优选。即为了促进熔融,使支配它的上游部分变为更高温度,为了熔融后抑制分解而使温度降低。优选的混炼时间为2分钟-60分钟,更优选为3分钟-40分钟,进一步优选为4分钟-30分钟。优选熔融挤压机内的平均温度(熔融挤压机内各区段的温度)×(各区段的滞留时间除以整个滞留时间所得的值)优选为170℃-230℃,更优选为180℃-220℃,进一步优选为190℃-215℃。另外,优选在熔融挤压机内在不活泼(氮气等)气流中进行。
(iii)铸造
将熔融的树脂通入齿轮泵,去除挤压机的脉动后,用金属筛网过滤器等进行过滤,然后由安装的T型模具在冷却滚筒上挤压为片状。此时,模具的温度按照熔融料为上述的物性值的方式进行设定。
挤压使用如上所述的模具进行。优选的模具的唇口(lip)间隔优选为制膜的薄膜膜厚的1倍-10倍,更优选为2倍-8倍,进一步优选为3倍-7倍。象这样,对于稍厚一点的,可通过调整CD的圆周速度将由模唇挤出的薄片调整为所希望的厚度。模唇的优选温度是180℃-250℃,更优选为190℃-240℃,进一步优选为200℃-230℃。
挤压可以单层进行,也可以使用多分歧管模具和区域块(field-block)进行多层挤压。
然后,如上所述在铸型滚筒(CD)上进行挤压。CD的温度是树脂(指酰化纤维素和添加物的混合物的Tg)的Tg-50℃~Tg+10℃,更优选为Tg-30℃~Tg+5℃,进一步优选为Tg-20℃~Tg℃。CD优选为1个-10个,更优选为2个-5个。
在铸型滚筒上使熔融料固化后进行剥离,再经过牵引辊后,进行卷绕。卷绕速度优选为10m/分钟-100m/分钟,更优选为15m/分钟-80m/分钟,进一步优选为20m/分钟-70m/分钟。
制膜宽度为0.5m-5m,更优选为0.7m-4m,进一步优选为1m-3m。
制膜后,优选对两端进行修整,并卷绕。修整的部分经过粉碎处理后,或者根据需要进行造粒处理和解聚及再聚合等处理后,也可以作为相同品种的薄膜用原料或者不同品种的薄膜用原料再利用。另外,卷绕前,从防止刮伤的观点考虑,还优选在至少一个面上附上层压薄膜(laminate films)。
这样得到的酰化纤维素的弹性率优选为1.5kN/mm2-2.9kN/mm2,更优选为1.7kN/mm2-2.8kN/mm2,进一步优选为1.8kN/mm2-2.6kN/mm2。Tg(指薄膜的Tg,即酰化纤维素和添加物的混合物的Tg)优选为95℃-145℃,更优选为100℃-140℃,进一步优选为105℃-135℃。
这样得到的厚度优选为50μm-250μm,更优选为70μm-200μm,进-步优选为90μm-180μm。
(3)拉伸
拉伸优选在Tg-Tg+50℃下实施,更优选为Tg+3℃-Tg+30℃,进一步优选为Tg+5℃-Tg+20℃。优选的拉伸倍率是:在至少一方为10%-300%,更优选为15%-200%,进一步优选为20%-150%。这些拉伸可以实施1段,也可以多段实施。其中所述的拉伸倍率使用下式求出。
拉伸倍率(%)=100×{(拉伸后的长度)-(拉伸前的长度)}/拉伸前的长度
这种拉伸使用使出口侧的圆周速度加速的二对以上的牵引辊,可以沿纵向进行拉伸(纵向拉伸),也可以用卡盘夹持薄膜的两端并将其沿垂直方向(与纵向垂直的方向)进行扩展(横向拉伸)。另外,也可以使用在特开2000-37772号、特开2001-113591号、特开2002-103445号公报中记载的同时双轴拉伸法。
另外,要想自由地控制Re、Rth的比,在纵向拉伸的情况下,可以通过控制用薄膜宽度除牵引辊间隔得到的值(纵横比)来实现。即可以通过缩小纵横比,来增大Rth/Re比。在横向拉伸的情况下,可以通过在垂直方向进行拉伸,同时还在纵向方向进行拉伸,或者相反使其松弛来进行控制。即可以通过在纵向拉伸来增大Rth/Re比,相反在纵向松弛可以缩小Rth/Re比。另外,可以通过纵向拉伸和横向拉伸组合,缩小Re(接近纵向和横向的拉伸倍率),同时增大Rth(提高面积倍率(纵向倍率×横向倍率)),从而控制Re,Rth。本发明中使纵向、横向的拉伸倍率的差为10%-100%,更优选为20%-80%,进一步优选为25%-60%,更优选纵横向非对称拉伸。此时,更优选提高横向的拉伸倍率。
这样的的拉伸速度优选为10%/分钟-10000%/分钟,更优选为20%/分钟-1000%/分钟,进一步优选为30%/分钟-800%/分钟。
拉伸后酰化纤维素薄膜的Re、Rth优选满足下述式(a)-(c)。
式(a):Rth≥Re
式(b):200≥Re≥0
式(c):500≥Rth≥30
Re、Rth更优选满足下述式(d)-(f)。
式(d):Rth≥Re×1.1
式(e):150≥Re≥10
式(f):400≥Rth≥50
Re、Rth更优选满足下述式(g)-(i)。
式(g):Rth≥Re×1.2
式(h):100≥Re≥20
式(i):350≥Rth≥80
本说明书中,Re延迟值和Rth延迟值根据以下算出。Re(λ)、Rth(λ)各自表示波长λ的面内延迟和厚度方向的延迟。Re(λ)可在KOBRA 21ADH(王子计测机器(株)制)中通过使波长λnm的光射入薄膜法线方向来测定。Rth(λ)如下算出:以上述Re(λ)、把滞相轴(通过KOBRA 21ADH判断)作为倾斜轴(旋转轴)而从相对于薄膜法线方向倾斜+40°的方向射入波长λnm的光所测定的延迟值、以及把面内的滞相轴作为倾斜轴而从相对于薄膜法线方向倾斜-40°的方向射入波长λnm的光所测定的延迟值的总计3个方向测定的延迟值为基础算出KOBRA21ADH。此时,需要输入平均折射率的假定值和膜厚。KOBRA 21ADH除了计算出Rth(λ),还可计算出nx、ny、nz。平均折射率就酰化纤维素来说使用1.48,但是作为除了酰化纤维素以外的代表性的光学用途的聚合物薄膜的值,可以使用环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)等的值。其它已经存在的聚合物材料的平均折射率值可以使用聚合物手册(JOHN WILEY&SONS,INC)和聚合物薄膜的产品目录值。另外,在平均折射率是不明确的材料的情况下,可以使用阿贝折射计测定。本说明书中的λ如果没有特别记载,就指550±5nm或者590±5nm。
另外,制膜方向(纵向)与薄膜的Re的滞相轴所形成的角度θ越接近于0°、+90°或者-90°越优选。即,在纵向拉伸的情况下越接近于0°越优选,优选为0±3°,更优选为0±2°,进一步优选为0±1°。在横向拉伸的情况下,优选为90±3°或者-90±3°,更优选为90±2°或者-90±2°,进一步优选为90±1°或者-90±1°。
拉伸后的酰化纤维素薄膜的厚度均优选为15μm-200μm,更优选为30μm-170μm,进一步优选为40μm-140μm。厚度不均匀包括未拉伸、拉伸后,厚度方向、宽度方向均优选为0%-2%,更优选为0%-1.5%,进一步优选为0%-1%。
这样得到的酰化纤维素的弹性率优选为1.5kN/mm2-2.9kN/mm2,更优选为1.7kN/mm2-2.8kN/mm2,进一步优选为1.8kN/mm2-2.6kN/mm2。Tg(指薄膜的Tg,即酰化纤维素和添加物的混合物的Tg)优选为95℃-145℃,更优选为100℃-140℃,进一步优选为105℃-135℃。拉伸后的厚度优选为30μm-200μm,更优选为40μm-150μm,进一步优选为50μm-100μm。
这些未拉伸、拉伸酰化纤维素薄膜可以单独使用,也可以使它们与偏振片组合使用,还可以在它们之上设置液晶层或控制折射率的层(低反射层)以及硬涂层。
(表面处理)
酰化纤维素薄膜根据情况可以进行表面处理,由此改进酰化纤维素薄膜和各个功能层(例如底涂层和衬里层)之间的粘接。例如可以采用辉光放电处理、紫外线照射处理、电晕处理、火焰处理、酸或碱处理。其中所述的辉光放电处理可以是在10-3-20Torr的低压气体下产生的低温等离子体处理,另外还优选是在大气压下的等离子体处理。等离子体激发性气体是指在如上所述的条件下等离子体被激发的气体,可列举出氩气、氦气、氖气、氪气、氙气、氮气、二氧化碳、如四氟甲烷的弗利昂类和它们的混合物等。关于这些,详细内容详细地记载在发明协会公开技报(公技号2001-1745,2001年3月15日发行,发明协会)第30-32页中。另外,近年来吸引了人们的注意力的大气压下的等离子体处理例如在10-1,000Kev下使用20-500Kgy的照射能,更优选在30-500Kev下使用20-300Kgy的照射能。其中特别优选碱皂化处理,并且作为酰化纤维素薄膜的表面处理是极其有效的。
碱皂化处理可以是浸渍于皂化液中,也可以是涂敷皂化液。在浸渍法的情况下,可以在加热为20-80℃的槽中通入NaOH或KOH等pH为10-14的水溶液0.1-10分钟后,中和、水洗、干燥,由此来实现。
在涂敷法的情况下,可以使用浸渍涂敷法、幕式涂敷法、挤压涂敷法、棒涂法和E型涂敷法。碱皂化处理涂敷液的溶剂优选选择为了对皂化液的透明支撑体进行涂敷而润湿性良好、以及在用皂化液溶剂在透明支撑体表面上不形成凹凸的情况下仍旧保持良好的表面状态的溶剂。具体地讲,优选醇系溶剂,特别优选异丙醇。另外,也可以把表面活性剂的水溶液用作溶剂。碱皂化涂敷液的碱优选为溶解于上述溶剂的碱,更优选KOH、NaOH。皂化涂敷溶液的pH优选为10以上,更优选12以上。碱皂化时的反应条件优选在室温下进行1秒-5分钟,更优选5秒-5分钟,尤其优选20秒-3分钟。碱皂化反应之后,优选将皂化液涂敷的表面进行水洗或者用酸洗涤后进行水洗。另外,涂敷式皂化处理和后述的取向膜解涂设可以连续地进行,从而可以减少工序数。这些皂化方法具体地可列举出例如特开2002-82226号公报、国际公开WO02/46809号公报中记载的内容。
还优选设置用于与功能层粘接的底涂层。该层可以在进行上述表面处理后,进行涂设,也可以在不进行表面处理的情况下进行涂设。关于底涂层的详细内容记载在发明协会公开技报(公技号2001-1745,2001年3月15日发行,发明协会)第32页中。
这些表面处理、涂底工序可以插入到制膜工序的最后,也可以单独进行,也可以在后述的附加功能层的工序中实施。
(功能层)
优选在本发明的酰化纤维素薄膜中组合发明协会公开技报(公技号2001-1745,2001年3月15日发行,发明协会)第32-45页中详细记载的功能性层。其中优选的是附加偏振层(偏振片)、附加光学补偿层(光学补偿薄片)、附加抗反射层(抗反射膜)。
(1)附加偏振层(偏振片的制作)
[使用原材料]
目前,市售的偏振层一般是通过将拉伸的聚合物浸渍于浴槽中的碘或者二色性色素的溶液中,在粘合剂中浸透碘、或者二色性色素来制作。偏振膜还可以利用以Optiva Inc.为代表的涂布型偏振膜。偏振膜中的碘和二色性色素通过在粘合剂中取向而表现偏振性能。作为二色性色素,可以使用偶氮类色素、二苯乙烯类色素、吡唑啉酮类色素、三苯基甲烷类色素、喹啉类色素、噁嗪类色素、噻嗪类色素或蒽醌类色素。二色性色素优选为水溶性。二色性色素优选具有亲水性取代基(例如磺基、氨基、羟基)。例如可列举出发明协会公开技法、公技号2001-1745号,58页(发行日2001年3月15日)中记载的化合物。
作为偏振膜的粘合剂,其自身可交联的聚合物或者通过交联剂进行交联的聚合物都可以使用,它们的组合可以多种使用。作为粘合剂,包括例如特开平8-338913号公报说明书中段落号[0022]中记载的甲基丙烯酸酯系共聚物、苯乙烯系共聚物、聚烯烃、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、聚酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、聚碳酸酯等。可以把硅烷偶合剂用作聚合物。优选水溶性聚合物(例如聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇),更优选明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇,最优选聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。特别优选并用二种聚合度不同的聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。聚乙烯醇的皂化度优选为70-100%,更优选为80-100%。聚乙烯醇的聚合度优选为100-5000。关于改性聚乙烯醇,在特开平8-338913号、特开平9-152509号和特开平9-316127号各公报中有记载。聚乙烯醇和改性聚乙烯醇也可以二种以上并用。
粘合剂厚度的下限优选为10μm。厚度的上限从液晶显示装置的光漏的观点考虑,如果薄化,则越薄越好。优选目前市售的偏振片为(约30μm)以下,优选为25μm以下,更优选为20μm以下。
偏振膜的粘合剂也可以进行交联。可以将具有交联性官能基的聚合物、单体混合于粘合剂中,也可以对粘合剂聚合物本身赋予交联性官能基。交联可以通过光、热或者pH变化进行,可以形成具有交联结构的粘合剂。关于交联剂,在美国再发行专利23297号说明书中有所记载。另外,还可以使用硼化合物(例如硼酸、硼砂)作为交联剂。粘合剂中交联剂的添加量优选相对于粘合剂为0.1质量%-20质量%。偏振元件的取向性、偏振膜的耐湿热性良好。
即使交联反应最终结束后,未反应的交联剂也优选为1.0质量%以下,更优选为0.5质量%以下。这样一来,提高耐候性。
[拉伸]
偏振膜在使偏振膜拉伸(拉伸法)、或者摩擦(摩擦法)后,优选用碘、二色性染料进行染色。
在拉伸法的情况下,拉伸倍率优选为2.5~30.0倍,更优选为3.0~10.0倍。拉伸可以通过在空气中的干式拉伸而实施。另外,还可以以浸渍在水中的状态实施湿式拉伸。干式拉伸的拉伸倍率优选为2.5~5.0倍,湿式拉伸的拉伸倍率优选为3.0~10.0倍。拉伸可以在MD方向平行进行(平行拉伸),也可以在斜向进行(斜向拉伸),更优选前者。这些拉伸可以进行一次,也可以分数次进行。通过分数次进行,即使以高倍率拉伸也可以更加均匀地进行拉伸。
(i)平行拉伸法
在拉伸之前,使PVA薄膜膨润。膨润度为1.2-2.0倍(膨润前和膨润后的重量比)。然后,边通过导辊等连续输送,边在水系介质浴内和二色性物质溶解的染色浴内,在15-50℃、尤其是17-40℃的浴温下进行拉伸。拉伸可以通过用两对牵引辊挟持,使后段牵引辊的输送速度大于前段的输送速度来实现。拉伸倍率是基于拉伸后/初始状态的长度比(以下相同),从上述作用效果的观点考虑,优选的拉伸倍率为1.2-3.5倍,尤其是1.5-3.0倍。然后,在50-90℃下使其干燥,从而获得偏振膜。
(ii)斜向拉伸法
作为斜向拉伸法,可以使用特开2002-86554号公报中记载的使用在斜向外伸到倾斜方向的拉幅机进行拉伸的方法。由于该拉伸在空气中进行拉伸,所以预先必须使其含水以易于拉伸。优选的含水率为5%-100%,更优选为10%-100%。
拉伸时的温度优选为40℃-90℃,更优选为50℃-80℃。相对湿度优选为50%-100%,更优选为70%-100%,进一步优选为80%-100%。纵向的进行速度优选为1m/分钟以上,更优选为3m/分钟以上。
拉伸结束后,在50℃-100℃、更优选60℃-90℃下干燥0.5分钟-10分钟。更优选为1分钟-5分钟。
这样得到的偏振膜的吸收轴优选为10度-80度,更优选为30度-60度,进一步优选实质上为45度(40度-50度)。
[贴合]
将上述皂化后的酰化纤维素薄膜和拉伸而调制的偏振层贴合并调制偏振片。粘结方向优选按照酰化纤维素薄膜的流延轴方向和偏振片的拉伸轴方向为45度的方式进行。
贴合的粘合剂没有特别限制,可列举出PVA系树脂(包括乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化烯基等改性PVA)和硼化合物水溶液等,其中优选PVA系树脂。粘合剂厚度在干燥后优选为0.01-10μm,特别优选为0.05-5μm。
这样得到的偏振片优选光线透过率高的,还优选偏振度高的。偏振片的透过率在波长550nm的光中优选为30-50%,更优选为35-50%,最优选为40-50%。偏振度在波长550nm的光中优选为90-100%,更优选为95-100%,最优选为99-100%。
另外,这样得到的偏振片可以与λ/4板层叠,制作圆偏振光。此时,按照λ/4的滞相轴和偏振片的吸收轴为45度的方式进行层叠。此时,λ/4没有特别限制,更优选具有如波长越低延迟越小的波长依存性。还优选使用由具有相对于纵向倾斜20-70度的吸收轴的偏振膜、和由液晶性化合物组成的光学各向异性层组成的λ/4板。
(2)附加光学补偿层(光学补偿薄片的制作)
光学各向异性层是用于补偿液晶显示装置的黑显示中液晶单元中的液晶化合物的层,并且在酰化纤维素薄膜上形成取向膜,还可通过附加光学各向异性层形成。
[取向膜]
在上述表面处理过的酰化纤维素薄膜上设置取向膜。该膜具有规定液晶性分子的取向方向的功能。但是,如果在取向后将液晶性化合物固定在其取向状态的话,取向膜就起到了该作用,所以取向膜未必是作为本发明的构成要素所必须的。即,也可以通过在固定取向状态的取向膜上仅使光学各向异性层转印至起偏镜上来制作本发明的偏振片。
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Langmuir-Blodgett(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)的累积手段设置。另外,还已知通过附加电场、附加磁场或者光照射,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来形成。用于取向膜的聚合物,其原则是,具有使液晶分子取向的功能的分子结构。
本发明中,除了使液晶性分子取向的功能外,还优选使具有交联性官能基(例如双键)的侧链与主链结合,或者向侧链引入具有使液晶性分子取向功能的交联性官能基。
用于取向膜的聚合物,其自身可交联的聚合物或者通过交联剂进行交联的聚合物都可以使用,它们的组合可以多种使用。作为聚合物的例子,包括例如特开平8-338913号公报说明书中段落号[0022]中记载的甲基丙烯酸酯系共聚物、苯乙烯系共聚物、聚烯烃、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、聚酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、聚碳酸酯等。可以把硅烷偶合剂用作聚合物。优选水溶性聚合物(例如聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇),更优选明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇,最优选聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。特别优选并用二种聚合度不同的聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。聚乙烯醇的皂化度优选为70-100%,更优选为80-100%。聚乙烯醇的聚合度优选为100-5000。
具有使液晶性分子取向功能的侧链通常具有疏水性基作为官能基。具体的官能基的种类根据液晶性分子的种类和所需要的取向状态决定。
例如作为改性聚乙烯醇的改性基,可以通过共聚改性、链转移改性或者嵌段聚合改性引入。作为改性基的例子,可列举出亲水性基(羧酸基、磺酸基、膦酸基、氨基、铵基、酰胺基、硫醇基等)、碳原子数为10-100个的烃基、氟原子取代的烃基、硫醚基、聚合性基(不饱和聚合性基、环氧基、吖丙啶基)、烷氧基甲硅烷基(三烷氧基、二烷氧基、一烷氧基)等。作为这些改性聚乙烯醇化合物的具体例,可列举出例如特开2000-155216号公报说明书中的段落号[0022]-[0145]、特开2002-62426号公报说明书中的段落号[0018]-[0022]中记载的化合物等。
使具有交联性官能基的侧链与取向膜聚合物的主链结合,或者向具有使液晶性分子取向功能的侧链引入交联性官能基时,可以使取向膜的聚合物和含在光学各向异性层中的多官能单体共聚。该结果,不仅多官能单体和多官能单体之间,而且取向膜聚合物和取向膜聚合物之间、以及多官能单体和取向膜聚合物之间也都会以共价键牢固地结合。因此,通过向取向膜聚合物中引入交联性官能基,可以明显改善光学补偿薄片的强度。
取向膜聚合物的交联性官能基与多官能单体相同,优选包含聚合性基。具体地讲,可列举出例如特开2000-155216号公报说明书中的段落号[0080]-[0100]中记载的化合物等。取向膜聚合物与上述交联性官能基还可以另外使用交联剂进行交联。
作为交联剂,包括醛、N-羟甲基化合物、二噁烷衍生物、通过使羧基活性化起作用的化合物、活性乙烯基化合物、活性卤化物、异噁唑和二醛淀粉。也可以将二种以上的交联剂并用。具体地,可列举出例如特开2002-62426号公报说明书中的段落号[0023]-[024]中记载的化合物等。优选反应性高的醛,特别优选戊二醛。
交联剂的添加量相对于聚合物优选为0.1-20质量%,更优选为0.5-15质量%。取向膜中残留的未反应的交联剂的量优选为1.0质量%以下,更优选为0.5质量%以下。通过这样进行调节,即使在液晶显示装置中长期使用取向膜、或者在高温高湿的氛围气体下长期放置,也可以获得不会产生网纹的充分的耐久性。
取向膜基本上可以通过在含有作为取向膜形成材料的上述聚合物、交联剂的透明支撑体上涂敷后,进行加热干燥(使其交联),摩擦处理形成。如上所述,交联反应也可以在透明支撑体上涂敷后,在任意时期进行。当把如聚乙烯醇的水溶性聚合物用作取向膜形成材料时,涂敷液优选为具有消泡作用的有机溶剂(例如甲醇)和水的混合溶剂。该比率以质量比计优选为水∶甲醇为0∶100-99∶1,更优选为0∶100-91∶9。由此,抑制了泡沫的产生,明显减少了取向膜、以及光学各向异性层的层表面的缺陷。
取向膜的涂敷方法优选旋涂敷法、浸渍涂敷法、幕式涂敷法、挤压涂敷法、棒涂法或者辊涂敷法。特别优选棒涂法。另外,干燥后的膜厚优选为0.1-10μm。加热干燥可以在20-110℃下进行。为了形成充分的交联,优选为60-100℃,特别优选为80-100℃。可以在干燥时间为1分钟-36小时下进行,优选为1分钟-30分钟。pH还优选按照使用的交联剂设定为最适合的值,在使用戊二醛时,pH优选为4.5-5.5,特别优选为5。
取向膜可设置在透明支撑体上或者上述底涂层上。取向膜如上所述在使聚合物层交联后,可以通过对表面进行摩擦处理获得。
上述摩擦处理可以应用作为LCD液晶取向处理工序而被广泛采用的摩擦处理方法。即,可以使用通过使用纸、金属丝网、毛毡、橡胶或尼龙、聚酯纤维等在一定方向上摩擦取向膜的表面而得到取向的方法。一般来说,通过使用平均植绒有长度和粗度均匀的纤维的布进行数次左右的摩擦来实施。
在工业上实施时,可以通过相对于输送的带有偏振层的薄膜,使其与旋转的摩擦辊接触来实现,优选摩擦辊的圆度、圆柱度、振摆(偏芯)均为30μm以下。在摩擦辊中的薄膜研磨(lap)角度优选为0.1~90°。但是,如特开平8-160430号公报所记载那样,通过卷绕360°以上,也能够得到稳定的摩擦处理。优选薄膜的输送速度为1~100m/min。优选在摩擦角为0~60°的范围内选择适当的摩擦角度。用于液晶显示装置时,优选为40-50°。特别优选为45°。
这样得到的取向膜的膜厚优选为0.1-10μm。
接着,在取向膜上使光学各向异性层的液晶性分子进行取向。然后,根据需要,使取向膜聚合物和在光学各向异性层中包含的多官能单体反应,或者使用交联剂使取向膜聚合物进行交联。
作为在光学各向异性层中使用的液晶性分子,可以包括棒状液晶性分子和圆盘状液晶性分子。棒状液晶性分子和圆盘状液晶性分子可以是高分子液晶也可以是低分子液晶,而且还包括低分子液晶被交联而不显示液晶性的化合物。
《棒状液晶性分子》
作为棒状液晶性分子,优选使用甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、安息香酸酯类、环己羧酸苯酯类、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、二苯乙炔类和链烯基环己基苯并硝基类。
另外,在棒状液晶性分子中还含有金属络合物。另外,还可以使用在重复单元中含有棒状液晶性分子的液晶聚合物作为棒状液晶性分子。
换而言之,棒状液晶性分子可以与(液晶)聚合物结合。
关于棒状液晶性分子,在季刊化学总说第22卷液晶化学(1994)日本化学会编的第4章、第7章和第11章以及液晶装置手册日本学术振兴会第142委员会编的第3章中有所记载。
棒状液晶性分子的双折射率优选在0.001~0.7。
对于棒状液晶性分子,为了固定其取向状态,优选具有聚合性基团。聚合性基团优选为自由基聚合性不饱和基或阳离子聚合性基,具体地,可列举出例如特开2002-62427号公报说明书中段落号[0064]~[0086]中记载的聚合性基、聚合性液晶化合物。
《圆盘状液晶性分子》
圆盘状液晶性分子包括C.Destrade等的研究报告,Mol.Cryst.71卷、111页(1981年)中记载的苯衍生物、C.Destrade等的研究报告,Mol.Cryst.122卷、141页(1985年)、Physics lett,A,78卷,82页(1990)中记载的三聚茚(truxene)、B.Kohne等的研究报告,Angew.Chem.96卷,70页(1984年)中记载的环己烷衍生物和J.M.Lehn等的研究报告、J.Chem.Commun.,1794页(1985年)、J.Zhang等的研究报告,J.Am.Chem.Soc.116卷、2655页(1994年)等中记载的氮杂冠(aza-crown)类和苯基乙炔系大环(macro cycle)。
作为圆盘状液晶性分子,还包括相对于分子中心的母核,直链的烷基、烷氧基、取代苯酰氧作为母核的侧链以放射线状进行取代形成的结构且表现出液晶性的化合物。分子或者分子的集合体优选为具有旋转对称性,并可以附加一定取向的化合物。对于由圆盘状液晶性分子形成的光学各向异性层,最终含在光学各向异性层中的化合物不必是圆盘状液晶性分子,例如,低分子的圆盘状液晶性分子具有通过热或光进行反应的基团,其结果是,在热、光下通过反应进行聚合或者交联并高分子化、失去液晶性的化合物也包含在内。圆盘状液晶性分子优选的例子记载在特开平8-50206号公报中。另外,关于圆盘状液晶性分子的聚合,在特开平8-27284号公报中有记载。
为了将圆盘状液晶性分子通过聚合进行固定,需要在圆盘状液晶性分子的圆盘状中心上结合聚合性基团作为取代基。圆盘状中心和聚合性基团通过连接基团结合形成的化合物是优选的,由此在聚合反应中还可以保持取向状态。例如可列举出特开2000-155216号公报说明书中段落号[0151]-[0168]中记载的化合物等。
在混合取向中,圆盘状液晶性分子的长轴(圆盘面)和偏振膜的面的角度在光学各向异性层的深度方向上且随着距离偏振膜的面的距离增加而增加或减少。优选角度随着距离的增加而减少。而且,作为角度的变化,可以是连续增加、连续减少、间歇增加、间歇减少、含有连续增加和连续减少的变化、或者含有增加和减少的间歇变化。间歇变化包括在厚度方向的途中倾斜角不变化的区域。角度即使含有角度不变化的区域,只要作为整体增加或减少即可。优选角度连续地变化。
偏振膜侧的圆盘状液晶性分子的长轴的平均方向一般可以通过选择圆盘状液晶性分子或者取向膜的材料、或者通过选择摩擦处理方法来进行调整。另外,表面侧(空气侧)的圆盘状液晶性分子的长轴(圆盘面)方向通常可以通过选择圆盘状液晶性分子或者与圆盘状液晶性分子一起使用的添加剂的种类进行调整。作为与圆盘状液晶性分子一起使用的添加剂的例子,可列举出增塑剂、表面活性剂、聚合性单体和聚合物等。长轴的取向方向的变化程度也与上述相同,可以通过选择液晶性分子和添加剂进行调整。
[光学各向异性层的其它的组合物]
可以与上述的液晶性分子一起并用增塑剂、表面活性剂、聚合性单体等,以便提高涂敷膜的均匀性、膜的强度、液晶分子的取向性等。优选与液晶性分子具有相容性、赋予液晶性分子的倾斜角的变化或者不阻碍取向的物质。
作为聚合性单体,可列举出自由基聚合性或者阳离子聚合性的化合物。优选的是多官能自由基聚合性单体,优选与含有上述聚合性基团的液晶化合物具有共聚性的化合物。例如可列举出特开2002-296432号公报说明书中的段落号[0018]-[0020]中记载的化合物。上述化合物的添加量相对于圆盘状液晶性分子通常为1-50质量%,优选为5-30质量%。
作为表面活性剂,可列举出以往公知的化合物,特别优选含氟化合物。具体地,可列举出例如特开2001-330725号公报说明书中的段落号[0028]-[0056]中记载的化合物。
与圆盘状液晶性分子一起使用的聚合物优选对圆盘状液晶性分子赋予倾斜角的变化的聚合物。
作为聚合物的例子,可列举出纤维素酯。作为纤维素酯的优选例子,可列举出特开2000-155216号公报说明书中的段落号[0178]中记载的聚合物。为了不阻碍液晶性分子的取向,上述聚合物的添加量相对于液晶性分子优选为0.1-10质量%,更优选为0.1-8质量%。
圆盘状液晶性分子的圆盘状向列液晶相-固相转化温度优选为70-300℃,更优选为70-170℃。
[光学各向异性层的形成]
光学各向异性层可以通过将含有液晶性分子以及根据需要的下述聚合引发剂或任选成分的涂敷液涂敷在取向膜上形成。
作为用于调制涂敷液的溶剂,优选使用有机溶剂。作为有机溶剂的例子,包括酰胺(例如N,N-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、四氯乙烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、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。也可以并用两种以上的有机溶剂。
涂敷液的涂敷可以用公知的方法(例如绕线棒(wire-bar)涂敷法、挤压涂敷法、直接凹版涂敷法、逆向凹版涂敷法、模压涂敷法)进行。
光学各向异性层的厚度优选为0.1-20μm,更优选为0.5-15μm,最优选为1-10μm。
《液晶性分子的取向状态的固定》
可以保持取向状态而对经过取向的液晶性分子加以固定。固定化优选通过聚合反应来进行。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(美国专利第2367661号、美国专利第2367670号各说明书中记载)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书中记载)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书中记载)、多核醌化合物(美国专利第3046127号、美国专利第2951758号各说明书中记载)、三芳基咪唑二聚物和对-氨基苯基酮的组合(美国专利第3549367号说明书中记载)、吖啶和吩嗪化合物(日本特开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书中记载)和噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书中记载)。
光聚合引发剂的用量优选为涂布液的固态成分的0.01~20质量%,更优选为0.5~5质量%。
用于使液晶性分子的聚合的光照射优选使用紫外线。
照射能量优选为20mJ/cm2~50J/cm2,更优选为20~5000mJ/cm2,进一步优选为100~800mJ/cm2。另外,为了促进光聚合反应,还可以在加热条件下实施光照射。
也可以在光学各向异性层上设置保护层。
还优选将该光学补偿薄膜和偏振层组合。具体地讲,通过将如上所述的光学各向异性层用涂敷液涂敷在偏振膜的表面上来形成光学各向异性层。该结果,可制作在偏振膜和光学各向异性层之间不使用聚合物薄膜、且随着偏振膜的尺寸变化的应力(倾斜度(歪み)×截面积×弹性率)小而薄的偏振片。将根据本发明的偏振片安装在大型的液晶显示装置上时,不会产生光漏等问题,可以显示出显示品味高的图像。
偏振层和光学补偿层的倾斜角度优选按照与在构成LCD的液晶单元两侧贴合的两张偏振片的透过轴和液晶单元的纵向或横向形成的角度一致的方式进行拉伸。通常的倾斜角度为45°。但是,最近,开发了在透过型、反射型和半透过型LCD中未必是45°的装置,拉伸方向优选可以按照LCD的设计而任意地调整。
[液晶显示装置]
对使用这种光学补偿薄膜的各液晶模式进行说明。
(TN模式液晶显示装置)
作为彩色TFT液晶显示装置应用最广,在许多的文献中有记载。TN模式的黑显示中液晶单元中的取向状态处于在单元中心部分棒状液晶性分子立起、在单元的基板附近棒状液晶性分子平躺的取向状态。
(OCB模式液晶显示装置)
OCB模式的液晶显示装置是使棒状液晶性分子在液晶单元的上部和下部实质上取向于相反的方向(对称地)的弯曲取向模式的液晶单元。使用了弯曲取向模式的液晶单元的液晶显示装置在美国专利第4583825号、美国专利第5410422号的各说明书中有所公开。为了使棒状液晶性分子在液晶单元的上部和下部对称地取向,弯曲取向模式的液晶单元具有自我光学补偿功能。因此,该液晶模式也被称为OCB(光学补偿弯曲,Optically Compensatory Bend)液晶模式。
OCB模式的液晶单元也与TN模式相同,在黑显示中,液晶单元中的取向状态处于在单元中心部分棒状液晶性分子立起、在单元的基板附近棒状液晶性分子平躺的取向状态。
(VA模式液晶显示装置)
VA模式液晶显示装置的特征是在无电压施加时,棒状液晶性分子实质上垂直取向,作为VA模式的液晶单元,包括(1)使棒状液晶性分子在无电压施加时实质上垂直取向,在电压施加时实质上水平取向的狭义VA模式的液晶单元(特开平2-176625号公报记载),(2)为了扩大视野角,将VA模式多区域化(MVA模式)而得到的液晶单元(SID97、Digest of tech.Papers(预稿集)28(1997)845记载),(3)使棒状液晶性分子在无电压施加时实质上垂直取向,在电压施加时扭转多区域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的预稿集58-59(1998)记载)和(4)SURVAIVAL模式的液晶单元(LCD国际98中发表)。
(其它液晶显示装置)
对于ECB模式和STN模式的液晶显示装置,从与上述相同的考虑方法出发,也可以进行光学补偿。
[附加抗反射层(抗反射膜)]
抗反射膜一般是通过将作为防污性层的低折射率层、和具有比低折射率层高的折射率的至少一层的层(即,高折射率层、中折射率层)设置在透明基体上而形成。
作为使折射率不同的无机化合物(金属氧化物等)的透明薄膜层叠的多层膜,可列举出用化学蒸镀(CVD)法和物理蒸镀(PVD)法、金属醇盐等的金属化合物的溶胶凝胶法形成胶态状金属氧化物粒子保护膜后进行后处理(紫外线照射:特开平9-157855号公报,等离子体处理:特开2002-327310号公报)而形成薄膜的方法。
另一方面,作为生产效率高的抗反射膜,提出了各种将无机粒子分散于基质中形成的薄膜进行层叠涂敷而形成的抗反射膜。
还可列举出由在如上所述的通过涂敷形成的抗反射膜上附加最上层表面具有微细凹凸形状的防眩性的抗反射层组成的抗反射膜。
本发明的酰化纤维素薄膜也可以适用上述任何一种方式,但是特别优选的是利用涂敷的方式(涂敷型)。
[涂敷型抗反射膜的层结构]
在基体上至少由中折射率层、高折射率层、低折射率层(最外层)的顺序的层结构组成的抗反射膜按照具有满足以下关系的折射率的方式进行设计。
高折射率层的折射率>中折射率层的折射率>透明支撑体的折射率>低折射率层的折射率,或者也可以在透明支撑体和中折射率层之间设置硬涂层。另外,也可以由中折射率硬涂层、高折射率层和低折射率层组成。
例如可列举出特开平8-122504号公报、特开平8-110401号公报、特开平10-300902号公报、特开2002-243906号公报、特开2000-111706号公报等。另外,也可以向各层赋予其它的功能,例如可列举出形成防污性的低折射率层、抗静电性的高折射率层(例如特开平10-206603号公报、特开2002-243906号公报等)等。
抗反射膜的浊度优选为5%以下,更优选为3%以下。另外膜的强度在按照JIS K5400的铅笔硬度试验中优选为H以上,更优选为2H以上,最优选为3H以上。
[高折射率层和中折射率层]
抗反射薄膜的具有高折射率的层由固化性膜组成,所述固化性膜至少含有平均粒径100nm以下的高折射率的无机化合物超微粒和基质粘合剂。
作为高折射率的无机化合物微粒,可以列举折射率1.65以上的无机化合物,优选折射率1.9以上的化合物。可列举出例如Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La和In等的氧化物,以及含有这些金属原子的复合氧化物等。
作为制备这种超微粒的方法,可以列举用表面处理剂(例如硅烷偶合剂等:特开平11-295503号公报,特开平11-153703号公报和特开2000-9908号公报;阴离子性化合物或有机金属偶合剂:特开2001-310432号公报等);形成以高折射率粒子为芯的芯/壳结构的方法(例如特开2001-166104号公报等);并用特定分散剂的方法(例如特开平11-153703号公报,专利号US6210858B1号、特开2002-2776069号公报等)等。
作为形成基质的材料,可以列举以往已知的热塑性树脂、固化树脂薄膜等。
此外,优选选自包含具有至少2个以上的自由基聚合性和/或阳离子聚合性的聚合性基团的多官能性化合物的组合物、具有水解性基团的有机金属化合物及其部分缩合物的组合物中的至少一种组合物。例如可以列举特开2000-47004号公报,特开2001-315242号公报,特开2001-31871号公报、特开2001-296401号公报等中记载的化合物。
还有,由金属醇盐的水解缩合物获得的胶态状金属氧化物和由金属醇盐的组合物获得的固化性薄膜也是优选的。例如它在特开2001-293818号公报等中有记载。
高折射率层的折射率一般是1.70-2.20。高折射率层的厚度优选是5nm-10μm,更优选10nm-1μm。
调节中折射率层的折射率,使得它是低折射率层的折射率和高折射率层的折射率之间的值。中折射率层的折射率优选是1.50-1.70。
(低折射率层)
低折射率层通过依次层叠在高折射率层上形成。低折射率层的折射率为1.20-1.55,优选1.30-1.50。
优选将低折射率层作为具有耐擦伤性、防污性的最外层进行设置。作为大大增加耐擦伤性的方式,有效的是对表面赋予滑动性能,并且可以适用以往已知的由引入硅酮、引入氟等组成的薄膜层的方法。
含氟化合物的折射率优选为1.35-1.50。更优选1.36-1.47。还有,含氟化合物优选是含有35-80质量%的氟原子且含有交联性或聚合性的官能基的化合物。
例如可列举出在特开平9-222503号公报说明书段落号[0018]-[0026]、特开平11-38202号公报说明书段落号[0019]-[0030]、特开2001-40284号公报说明书段落号[0027]-[0028]、特开2000-284102号公报等中记载的化合物。
硅酮化合物是具有聚硅氧烷结构的化合物,优选在高分子链中含有固化性官能基或聚合性官能基、在薄膜中具有交联结构的化合物。例如可列举出反应性硅酮(例如サィラプレ-ン,CHISSO(株)制等)、在两末端具有硅烷醇基团的聚硅氧烷(特开平11-258403号公报等)等。
具有交联或聚合性基团的含氟和/或硅氧烷聚合物的交联或聚合反应优选通过与涂敷含有聚合引发剂和增感剂等的用于形成最外层的涂敷组合物同时进行或在涂敷之后进行光照射或加热来实施。
还有,溶胶-凝胶固化膜也是优选的,它是通过在催化剂的存在下通过缩合反应对硅烷偶合剂等有机金属化合物和含有特定的含氟烃基的硅烷偶合剂进行固化。
例如可列举出含有多氟烷基的硅烷化合物或其部分水解的缩合物(特开昭58-142958号公报,特开昭58-147483号公报,特开昭58-147484号公报,特开平9-157582号公报、特开平11-106704号公报记载等记载的化合物),含有作为含氟长链基团的聚“全氟烷基醚”基的甲硅烷基化合物(特开2000-117902号公报,特开2001-48590号公报、特开2002-53804号公报记载的化合物等)等。
对于低折射率层,作为除了上述以外的添加剂,还可以含有填充剂(例如二氧化硅(硅石),含氟粒子(氟化镁、氟化钙、氟化钡)等一次粒子平均粒径为1-150nm的低折射率无机化合物、特开平11-3820公报的段落号[0020]-[0038]中记载的有机微粒等)、硅烷偶合剂、润滑剂、表面活性剂等。
在低折射率层位于最外层的下层的情况下,低折射率层可以通过气相方法(真空蒸镀方法、溅射方法、离子电镀方法或等离子体CVD方法)来形成。从能够廉价地进行制造的观点考虑,涂敷法是优选的。
低折射率层的膜厚优选是30-200nm,更优选50-150nm,最优选60-120nm。
(硬涂层)
硬涂层被设置在透明支撑体的表面上,用于赋予抗反射膜以物理强度。尤其优选的是在透明支撑体和前述高折射率层之间设置硬涂层。
硬涂层优选通过光和/或热的固化性化合物的交联反应、或聚合反应形成。作为固化性官能基,优选光聚合性官能基,含有水解性官能基的有机金属化合物优选有机烷氧基甲硅烷基化合物。
作为这些化合物的具体例子,可列举出与在“高折射率层”中举例的那些相同的化合物。作为构成硬涂层的具体的构成组合物,可以列举例如特开2002-144913号公报、特开2000-9908号公报、国际公开WO0/46617号公报等中记载的化合物。
高折射率层还可以兼作硬涂层。在这种情况下,优选通过使用在“高折射率层”中记载的方法使微粒微细分散而含在硬涂层中来形成该层。
硬涂层还可以含有平均粒径为0.2-10μm的粒子,以兼作赋予防眩功能(antiglare功能)的防眩层(下文所述)。
硬涂层的膜厚可以根据其用途来适当设计。硬涂层的膜厚优选是0.2-10μm,更优选0.5-7μm。
对于硬涂层的强度,在按照JIS K5400的铅笔硬度试验中,优选为H以上,更优选为2H以上,最优选为3H以上。另外,在按照JIS K5400的锥度试验中,试验前后试验片的磨损量越少越优选。
[前方散射层]
前方散射层在用于液晶显示装置的情况下,是为了使视角在上下左右方向倾斜时赋予改善视野角效果而设置的。通过在上述硬涂层中分散折射率不同的微粒,还可以兼作硬膜功能。
例如可列举出将前方散射系数特定化的特开11-38208号公报、把透明树脂和微粒的相对折射率规定为特定范围的特开2000-199809号公报、把浊度值规定为40%以上的特开2002-107512号公报等。
[其它的层]
除了上述层以外,还可以设置底漆层、抗静电层、底涂层和保护层等。
[涂敷方法]
抗反射膜的各层可以用浸渍涂敷法、气刀涂敷法、幕式涂敷法、辊涂敷法、绕线棒涂法、凹版涂敷法、微型凹版法和挤压涂敷法(美国专利第2681294号说明书),通过涂敷形成。
[防眩功能]
抗反射膜也可以具有使外部光散射的防眩功能。防眩功能可通过在抗反射膜的表面上形成凹凸获得。当抗反射膜具有防眩功能时,抗反射膜的浊度优选为3-30%,更优选为5-20%,最优选为7-20%。
在抗反射膜的表面上形成凹凸的方法只要是可以充分保持它们的表面形状的方法,无论任何方法也都可以适用。例如可列举出在低折射率层中使用微粒而在膜表面形成凹凸的方法(例如特开2000-271878号公报等)、在低折射率层的下层(高折射率层、中折射率层或硬涂层)添加少量(0.1~50质量%)比较大的粒子(粒径0.05-2μm)而形成表面凹凸膜、并在其上维持它们的形状而设置低折射率层的方法(例如特开2000-281410号公报、特开2000-95893号公报、特开2001-100004号公报、特开2001-281407号公报等)、涂设最上层(防污层)后在表面上物理转印凹凸形状的方法(例如作为压花加工方法,特开昭63-278839号公报、特开平11-183710号公报、特开2000-275401号公报等记载)等。
下面,对本说明书中的物性值的测定方法进行叙述。
(1)微细凹凸
对酰化纤维素薄膜使用三维表面结构分析显微镜(Zygo社制NewView5022)在下述条件下进行测定。
物镜:2.5倍
图像变焦(image zoom):1倍
测定视野:横向(TD)2.8mm,纵向(MD)2.1mm
其中数出0.1μm-100μm高的山(凸部)、0.1μm-100μm深的谷(凹部)的个数。但是,凸部、凹部都是指沿MD方向连续地连接1mm以上的部分。把用测定宽度(2.8mm)除该凸部、凹部的个数后再乘以100倍,将其得到的值作为每10cm的凸部、凹部的数量。
在上述测定中,通过在制膜的样品膜的整个宽度上以相同间隔测定30个点以进行平均化,求出每10cm宽度的凸部和凹部的数量。(2)G’、G”、tanδ
采用使用了平行锥(parallel cone)的粘弹性测定装置(例如AntonPaar社制モジュラ-コンパクトレォメ-タ-:Physica MCR301),按照下述的步骤进行测定。
将树脂充分干燥后,在平行锥的间隔500μm、频率1Hz、偏斜度1%下一边从170℃开始以每分钟5℃的速度升温至250℃一边进行测定。由其求出模具温度下的G’、G”、tanδ。
(3)法线方向的拉伸断裂长度、拉伸断裂应力
采用使用了平行锥的粘弹性测定装置(例如Anton Paar社制モジュラ-コンパクトレォメ-タ-:Physica MCR301),按照下述的步骤进行测定。
将树脂充分干燥后,把平行锥的间隔设定为500μm,把温度设定为220℃。将平行锥一边在垂直方向以10μm/秒提升,一边测定其所需要的力,用平行锥的面积除该力而求出应力。把横轴选作平行锥的提高距离,把纵轴选作应力,从而制作曲线。把曲线的最大点的应力以及此时的提升距离分别设定为法线方向的拉伸断裂应力和拉伸断裂长度。
(4)酰化纤维素的取代度
酰化纤维素的酰基取代度可按照Carbohydr.Res.273(1995)83-91(手塚等)中记载的方法通过13C-NMR求出。
(5)酰化纤维素的聚合度
精确称量绝对干燥的酰化纤维素约0.2g,使其溶解于二氯甲烷∶乙醇=9∶1(质量比)的混合溶剂100ml。将其用奥氏(Ostwald)粘度计在25℃下测定落下秒数,用下式求出聚合度。
η rel=T/T0 T:测定试样的落下秒数
[η]=(1n ηrel)/C T0:溶剂单独的落下秒数
DP=[η]/KmC:浓度(g/l)
Km:6×10-4
(6)Tg
在DSC的测定天平称盘上放入样品20mg。将其在氮气流中,以10℃/分钟的速度从30℃升温至250℃,然后以-10℃/分钟的速度冷却至30℃。然后,再次从30℃升温至250℃,把基线开始偏离低温侧的温度设定为Tg。
(7)Re,Rth
将薄膜在25℃、相对湿度60%下调湿3小时以上。然后,使用自动双折射计(KOBRA-21ADH/PR:王子计测器(株)制),在25℃、相对湿度60%下,测定波长550nm下的延迟值。
实施例
下面列举实施例和比较例对本发明的特征进行更加具体的说明。以下实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不超出本发明的宗旨,就可以适当变更。因此,本发明的范围不应被以下所示的具体例子作限定性的解释。
《实施例A》
1.酰化纤维素薄膜的制膜
(1)原材料的调制
按照表1中记载的那样调制酰基的种类和取代度不同的各酰化纤维素。调制时,添加硫酸(相对于纤维素100重量份为7.8重量份)作为催化剂,添加成为酰基取代基的原料的羧酸,在40℃下进行酰化反应。此时,通过调整羧酸的种类和量来调整酰基的种类和取代度。在该酰化后在40℃下进行老化。通过改变老化时间,按照表1中记载的那样获得聚合度不同的酰化纤维素。
然后,在50℃的温水中对酰化纤维素进行洗涤,但是通过改变钙时间按照表1中记载的那样可获得残留硫酸量不同的酰化纤维素。残留硫酸量是将酰化纤维素进行湿式灰化后,用原子吸光法对S量进行定量,由该定量值进行换算求出。
在得到的酰化纤维素中,按照表1中记载的量添加作为含有两个以上芳香环的化合物的下述化合物A-D中的任何一种。
化合物A(分子量100-3000的具有下述结构的化合物)
[化21]
Figure A20058004444700621
化合物B(具有下述结构的棒状化合物)
化合物C(具有下述结构的板状化合物)
[化学式22]
化合物D(上述例示的化合物(1))
另外,在得到的酰化纤维素中,按照表1中记载的量添加作为碳原子数为2-6的脂肪酸的下述化合物X-Z中的任何一种。
化合物X(醋酸)
化合物Y(丙酸)
化合物Z(丁酸)
另外,在各酰化纤维素中,添加磷酸三苯酯2质量%、二氧化硅微粒子(ァェロジルR972V)0.05质量%。此外,实施例和表1中所示的质量%都表示相对于酰化纤维素的重量比。
(2)熔融制膜
将添加上述各化合物而混合所形成的酰化纤维素成形为直径3mm、长5mm的圆柱状颗粒,将该颗粒在110℃的真空干燥机中进行干燥,并将含水率设定为0.1%以下。将其在200℃下熔融后,通过设定为表1温度的模唇进行挤压。此时,使用按照用铸型滚筒(CD)的半径R除模唇和铸型滚筒(CD)的中心的距离L所得到的比(图3中的L/R)为表1的值的方式决定位置的设备。另外,使由模唇顶端出来的熔融料与CD上接触的距离为5cm,对于部分样品,在其间距离熔融料5cm的地方设置3kV的电极,在两端每5cm进行外加静电处理。按照下述式计算此时的缩幅率(neck-in)的结果如表1所示。
缩幅率(%)=100×{(模唇宽度)-(制膜薄膜宽度)}/(模唇宽度)
使设定为(Tg-5)℃、Tg、(Tg-10)℃的直径40cm的CD3台连续地通过并固化,获得厚度125μm的酰化纤维素薄膜。将其两端修整5cm,然后在两端进行宽10mm、高50μm的厚度露出(厚みだし)加工(滚花加工)并进行卷绕。各样品都是宽度为1.5m且以30m/分钟的速度卷绕3000m。Tg如表1所示。
表1
表1(续)
Figure A20058004444700651
实施了本发明的薄膜都表现出了良好的性能。通过调整含有两个以上芳香环的化合物、碳原子数为2-6的脂肪酸、硫酸量,可以获得本发明的G’、G”、tanδ、法线方向的拉伸断裂长度、拉伸断裂应力,可以减少在LCD上的模糊(实施例1-14)。另外,也可通过调整模唇获得相同效果(实施例15-22)。还可以通过改变拉伸的倍率,获得相同的效果(实施例23-27)。即使在纤维素醋酸酯丙酸酯(实施例37的取代度)中进行与它们相同的实验也可以而获得相同的效果。此外,即使将未拉伸薄膜的厚度设定为50μm、100μm也可获得相同的效果。另外,将实施例1和28的化合物A替换为本申请的化合物(1)和A’-1来制作酰化纤维素薄膜,结果获得与实施例1和28相同的效果。
另一方面,比较例、尤其按照特开2000-3526620号公报的实施例试样No.6进行的表1中的比较例4与接近于它的本发明37相比,特别是其性能显著降低。
2.拉伸酰化纤维素的制作
将上述酰化纤维素薄片在Tg+15℃下按照表1记载的倍率进行纵向拉伸和/或横向拉伸。拉伸都是按照300%/分钟进行。得到的薄膜的Re、Rth如表1所示。
3.偏振片的制作
(1)酰化纤维素薄膜的皂化
对未拉伸酰化纤维素薄膜和拉伸酰化纤维素薄膜,按照下述浸渍皂化法进行表面的亲水化。另外,还进行下述涂敷皂化,也获得了与浸渍皂化相同的结果。
i)浸渍皂化
将作为皂化液的NaOH的1.5mol/L水溶液调温为60℃,浸渍酰化纤维素薄膜2分钟。然后,在0.05mol/L的硫酸水溶液中浸渍30秒后,通过水洗浴。
ii)涂敷皂化
在异丙醇80重量份中加入水20重量份,向其中溶解KOH以达到规定1.5并调温为60℃,将所得到的溶液用作皂化液。将该溶液按照10g/m2涂敷在60℃的酰化纤维素薄膜上,皂化1分钟。然后,使用喷雾器按照10l/m2·分钟喷50℃的温水1分钟,并进行洗涤。
(2)偏振层的制作
按照特开2001-141926号公报的实施例1,在2对牵引辊间赋予圆周速度差,沿纵向进行拉伸,从而制作偏振层。
(3)贴合
通过把PVA((株)クラレ制PVA-117H)3%水溶液作为粘合剂,按照偏振轴和酰化纤维素薄膜的纵向为45度的方式将上述那样得到的偏振层、上述皂化处理过的未拉伸酰化纤维素薄膜和拉伸酰化纤维素薄膜进行贴合。其中将未拉伸酰化纤维素薄膜安装在特开2000-154261号公报的图2-9中记载的20英寸VA型液晶显示装置(LCD)上,并进行评价。即将宽10mm的线映出在画面上,使用放大镜测定线渗出而模糊的宽度,该宽度记载在表1中(在表1中记载为“模糊宽度”)。实施了本发明的偏振片获得了良好的性能。
4.光学补偿薄膜的制作
(1)未拉伸薄膜
在特开平11-316378号公报的实施例1的第1透明支撑体上,使用本发明的未拉伸酰化纤维素薄膜,结果可以制作不模糊的良好的光学补偿薄膜。
(2)拉伸酰化纤维素薄膜
使用本发明的拉伸酰化纤维素薄膜代替涂敷了特开平11-316378号公报的实施例1的液晶层的酰化纤维素薄膜,结果可以制作良好的光学补偿薄膜。
使用本发明的拉伸酰化纤维素薄膜代替涂敷了特开平7-333433号公报的实施例1的液晶层的酰化纤维素薄膜,制作光学补偿滤光器薄膜,结果可以制作不模糊的良好的光学补偿薄膜。
5.低反射薄膜的制作
将本发明的酰化纤维素薄膜按照发明协会公开技报(公开号2001-1745)的实施例47,使用本发明的拉伸酰化纤维素薄膜和未拉伸酰化纤维素薄膜制作低反射薄膜,结果获得了不模糊的良好的光学性能。
6.液晶显示元件的制作
将上述本发明的偏振片用于特开平10-48420号公报的实施例1中记载的液晶显示装置、特开平9-26572号公报的实施例1中记载的含有圆盘型液晶分子的光学各向异性层、涂敷了聚乙烯醇的取向膜、特开2000-154261号公报的图2-9中记载的20英寸VA型液晶显示装置、特开2000-154261号公报的图10-15中记载的20英寸OCB型液晶显示装置。另外,将本发明的低反射薄膜贴在这些液晶显示装置的最表层,并进行评价,结果获得了不模糊的良好的视认性。即使在纤维素醋酸酯丙酸酯(实施例37的取代度)中也进行与这些相同的实验,也获得了相同的效果。另外,即使将未拉伸时薄膜的厚度设定为50μm、100μm,也可获得相同的效果。
《实施例B》
1.酰化纤维素薄膜的制膜
(1)原材料的调制
与实施例A相同,按照表2中记载的那样调制酰基的种类和取代度不同的各酰化纤维素。
在得到的酰化纤维素中,按照表2中记载的量添加作为含有两个以上芳香环的化合物的上述化合物(36)。
另外,在得到的酰化纤维素中,按照表2中记载的量添加作为碳原子数为2-6的脂肪酸的下述化合物X-Z中的任何一种。
化合物X:醋酸
化合物Y:丙酸
化合物Z:丁酸
另外,在得到的酰化纤维素中,按照表2中所示的量添加下述增塑剂。
增塑剂A:聚乙二醇(分子量600)
增塑剂B:甘油二醋酸酯油酸酯
增塑剂C:甘油四辛酸酯
增塑剂D:甘油二醋酸酯月桂酸酯
按照总水平,添加二氧化硅微粒子(ァェロジルR972V)0.05质量%、稳定剂(双2,6-二丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)0.1质量%。此外,实施例和表2中所示的质量%都表示相对于酰化纤维素的重量比。
(2)熔融制膜
与实施例A相同地进行造粒、干燥,将其在215℃下进行熔融,然后通过设定为表2的温度的模唇进行挤压。此时,使用按照用CD半径(R)除模唇和铸型滚筒(CD)中心的距离(L)而得到的值(L/R)为表2的值的方式决定位置的设备。另外,设法使由模唇顶端出来的熔融料与CD上接触的距离为5cm,对于部分样品,在其间距离熔融料5cm的地方设置3kV的电极,在两端每5cm进行外加静电处理。按照下述式计算此时的缩幅率的结果如表2所示。
缩幅率(%)=100×{(模唇宽度)-(制膜薄膜宽度)}/(模唇宽度)
使设定为(Tg-5)℃、Tg、(Tg-10)℃的直径40cm的CD3台连续地通过并固化,获得厚度80μm的酰化纤维素薄膜。将其两端修整5cm,然后在两端进行宽10mm、高50μm的厚度露出加工(滚花加工)并进行卷绕。各样品都是宽度为1.5m且以30m/分钟的速度卷绕3000m。Tg如表2所示。
表2
Figure A20058004444700701
表2(续)
Figure A20058004444700711
实施了本发明的薄膜都表现出了良好的性能。另外,用丙酰(Pr)基、乙酰(Ac)基取代的酰化纤维素(CAP)与用丁酰基(Bu)基、乙酰(Ac)基取代的酰化纤维素(CAB)相比,在不含有“含有两个以上芳香环的化合物”时不会产生“微细凹凸”,在LCD上的模糊也少(本发明p和u、q和v)。另外,该效果在聚合度低于240时特别明显(本发明t、t’)。
2.拉伸酰化纤维素薄膜的制作
将上述酰化纤维素薄片在与实施例A相同的条件下,按照表2记载的倍率进行拉伸,得到的薄膜的Re、Rth如表2所示。
3.偏振片的制作
(1)皂化
与实施例A相同,对酰化纤维素薄膜进行浸渍皂化。フジタック也同样进行浸渍皂化。
(2)偏振层的制作
与实施例A相同地制作偏振层。
(3)贴合
使这样得到的偏振层、上述皂化处理的未拉伸、拉伸酰化纤维素薄膜,按照选自下述的层结构(表2中记载)且与实施例A相同的步骤进行贴合。
偏振片A:未拉伸酰化纤维素薄膜/偏振膜/フジタック(富士胶片制TD80U)
偏振片B:未拉伸酰化纤维素薄膜/偏振膜/未拉伸酰化纤维素薄膜偏振片C:拉伸酰化纤维素薄膜/偏振膜/フジタック(富士胶片制TD80U)
偏振片D:拉伸酰化纤维素薄膜/偏振膜/未拉伸酰化纤维素薄膜
偏振片E:拉伸酰化纤维素薄膜/偏振膜/拉伸酰化纤维素薄膜将这些偏振片作为在特开2000-154261号公报的图2-9中记载的20英寸VA型液晶显示装置(LCD)的偏振片进行安装,并进行评价。另外,将偏振片A,B变换为LCD的偏振片,将偏振片C-E变换为偏振片和相位差板。关于这些,与实施例A相同的步骤测定“模糊宽度”,结果示于表2。实施了本发明的偏振片获得了良好的性能。
使用本发明的未拉伸酰化纤维素薄膜代替涂敷了特开平7-316378号公报的实施例1的液晶层的纤维素醋酸酯薄膜,结果可以制作良好的光学补偿薄膜。
4.低反射薄膜
使用本发明的酰化纤维素薄膜按照与上述实施例A相同的步骤制作低反射薄膜,结果获得了良好的光学性能。将这样得到的本发明的低反射薄膜与上述实施例A相同地贴在VA、OCB、IPS型液晶显示装置的最表层,并进行评价,结果获得了良好的液晶显示元件。
5.液晶显示元件的制作
将上述本发明的偏振片按照与实施例A相同的步骤用于含有圆盘型液晶分子的光学各向异性层、涂敷了聚乙烯醇的取向膜、VA型液晶显示装置、OCB型液晶显示装置,结果获得了良好的性能。另外,将本发明的低反射薄膜贴在这些液晶显示装置的最表层,并进行评价,结果获得了不模糊的良好的视认性。
《实施例C》
对实施例2的本发明a、p-v,使用特开平11-235747号公报的实施例1中记载的接触辊(有时记载为双重压辊)(其中薄壁金属外筒厚度为3mm),在表3记载的条件下进行接触辊制膜。除了进行接触辊制膜以外,在完全与实施例2相同条件下进行。如由表3显而易见的是,通过接触辊制膜,可改善微细凹凸、液晶显示装置中的模糊宽度。
另外,使用与国际公开第97/28950号公开文本的第1实施例相同的接触辊(有时记载为薄片成形用辊)(其中用于金属制外筒的冷却水变为温度18℃-120℃的油),在表3记载的条件下实施接触辊,结果获得了与表3相同的结果。
表3
Figure A20058004444700741
本发明的酰化纤维素薄膜可以大幅度地消除在液晶显示装置中装配时产生的显示故障(模糊)。因此,工业上的可利用性非常高。

Claims (19)

1、一种通过熔融制膜形成的酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下。
2、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下,并且残留溶剂量是0.01质量%以下。
3、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,高为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凸部的数量和深为0.1μm-100μm且长为1mm以上的凹部的数量的总和是,薄膜的每10cm宽度为10个以下,并且残留溶剂量是0。
4、根据权利要求1-3任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用180℃-240℃下的弹性储能模量G’为100Pa-30000Pa、且180℃-240℃下的弹性损耗模量G”为1000Pa-30000Pa、而且180℃-240℃下的tanδ为1-6的熔融料进行熔融制膜,所述tanδ由G”/G’算出。
5、根据权利要求1-4任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用180℃-240℃下的法线方向的拉伸断裂长度为20μm-400μm、且180℃-240℃下的法线方向的拉伸断裂应力为0.01N/cm2-0.5N/cm2的熔融料进行熔融制膜。
6、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,构成权利要求1~5任何一项记载的酰化纤维素薄膜的酰化纤维素满足下述式(1)-(3),
式(1):2.6≤X+Y≤3.0
式(2):0≤X≤2.8
式(3):0.3≤Y≤3
式中,X表示乙酰基的取代度,Y表示丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度的总和。
7、根据权利要求1-6任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用接触辊进行熔融制膜。
8、一种酰化纤维素薄膜,其特征在于,将权利要求1-7任何一项记载的酰化纤维素薄膜在至少一个方向拉伸1%-300%。
9、根据权利要求1-8任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,酰化纤维素的聚合度是100-270。
10、根据权利要求1-9任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用包含1质量%-20质量%的含有两个以上芳香环且分子量为100-3000的化合物的熔融料进行熔融制膜。
11、根据权利要求1-10任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用含有1ppm-1000ppm的碳原子数为2-6的脂肪酸的熔融料进行熔融制膜。
12、根据权利要求1-11任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用硫酸量为0ppm-200ppm的熔融料进行熔融制膜。
13、根据权利要求1-12任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,使用顶角为1°-60°的模唇进行熔融制膜。
14、根据权利要求1-13任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,在从铸型滚筒中心开始到铸型滚筒半径的0.7倍-1.3倍的范围内的位置设置模唇并进行熔融制膜。
15、根据权利要求1-14任何一项记载的酰化纤维素薄膜,其特征在于,其满足下述式(4)-(6)。
式(4):Rth≥Re
式(5):200≥Re≥0
式(6):500≥Rth≥0
16、一种偏振片,其特征在于,在偏振层上层叠了至少一层权利要求1-15任何一项记载的酰化纤维素薄膜。
17、一种液晶显示板用光学补偿薄膜,其特征在于,将权利要求1-15任何一项记载的酰化纤维素薄膜用于基材。
18、一种抗反射膜,其特征在于,将权利要求1-15任何一项记载的酰化纤维素薄膜用于基材。
19、一种液晶显示装置,其特征在于,其使用了权利要求1-15任何一项记载的酰化纤维素薄膜。
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