CN101128756A - 使用纤维素衍生物的相位差膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及由纤维素的羟基被碳数5~20,优选7~20,更优选8~20的酰基取代的纤维素衍生物,或该纤维素衍生物的交联体构成的膜经单轴拉伸得到的具有双轴性或消色差性的相位差膜,该相位差膜呈负性双折射,且光学特性优异,此外在通过单轴拉伸能够很容易获得的同时,对作为纤维素酯弱点的耐热性或撕裂强度等也进行改良的优异的相位差膜。
Description
技术领域
本发明涉及在液晶显示装置等图像显示装置中使用了有用的纤维素衍生物的相位差膜及使用了该相位差膜的光学膜,以及通过使用这些膜使得视角特性等优异的液晶显示装置。
背景技术
已往,显示装置主要使用CRT(阴极射线管),但是,近年来以个人计算机显示器、电视、手机、车辆用显示器等,在各种环境中广泛采用液晶显示装置。另外,就显示装置的性能而言,要求高对比度、广视角特性,和更高的耐久性。
一般的液晶显示装置,除了液晶单元及偏光板,还使用相位差膜。液晶显示装置中,仅仅是具有各向异性的液晶材料及偏光板,虽然从正面观看时有良好显示,但斜观时存在显示性能降低的视角依赖性问题,因此为了对此进行改善,使用了相位差膜。
相位差膜具有可以将直线偏振光变换成为椭圆偏振光或圆偏振光,或将某方向的直线偏振光变换(旋光)成为其他方向的功能,利用这些功能可以改善例如液晶显示装置的视角或对比度等。这种相位差膜一般通过将聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜等塑料膜进行单轴或双轴拉伸而制得。此时,由于拉伸引起的折射率各向异性,而产生双折射,作为相位差膜发挥作用。相位差膜的光学性能,可由例如在某波长处相位差膜正面方向的慢轴方向(面内折射率最大的方向)的折射率和快轴方向(在面内与慢轴方向垂直的方向)的折射率的差,与相位差膜厚度的乘积所求得的相位差值决定。然而,此相位差值存在所谓的波长依赖性(波长色散特性)及视角依赖性(视角特性),相位差膜考虑了包含这些特性的综合性能,被应用于各种显示器。
波长色散特性为相位差值的波长依赖性,根据所用材质而不同,例如以聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜等塑料膜为材料制成的相位差膜,在大于550nm的长波长一侧的相位差值比在550nm处相位差值小,在小于550nm的短波长一侧的相位差值比在550nm处相位差值大。
因此,即使为了制造1/4相位差膜将550nm处的相位差值调整为137.5nm,而在大于550nm长波长一侧的相位差值仍变为波长的1/4以下,小于550nm短波长一侧的相位差值仍变为波长的1/4以上。
这就是表示例如使用其相位差成为波长1/4那样的相位差膜(所谓的1/4波长板)制造防止反射的过滤器时,只有在相位差约为1/4的波长范围得到了充分的防止反射效果,在其它波长处圆偏振光变成椭圆偏振光,结果产生无法获得充分的防止反射效果的问题。另外,使用其相位差成为波长1/2的相位差膜(即所谓1/2波长板)制造用于液晶投影机等的旋光子时,只有相位差约为1/2的波长范围才能使直线偏振光作为直线偏振光旋转,其它波长处则直线偏振光变成椭圆偏振光,无法获得充分的旋光效果。
在可见光领域全程范围内,具有赋予对于波长而言相等的相位差的波长色散特性的相位差膜,被称为消色差相位差膜,显示这样倾向(消色差性)则必须,例如,与波长550nm处的相位差值比较,长波长一侧的相位差值更大,而与波长550nm处的相位差值比较,短波长一侧的相位差值更小。作为制造这种相位差膜的方法,例如专利文献1所记载的,提出了将多张拉伸膜以其光轴交差进行层压的方法。另外,如专利文献2所记载的,提出为了制造相位差膜,使用聚合物中三醋酸纤维素酯水解得到的醋酸纤维素酯,以一张膜即可在可见光领域的广范围内,赋予各波长处相同程度的相位差的相位差膜。
另一方面,视角特性为相位差膜的角度依赖性,一般通过相位差膜的拉伸方法控制。由于拉伸引起拉伸方向的折射率nx、与其在膜面内垂直方向的折射率ny和厚度方向的折射率nz,由这些值决定相位差膜的视角特性。单轴拉伸时,由于通常会成为nx>ny=nz的关系,因此成为具有所谓单轴性的相位差膜。与此相对,双轴性可例举如成为nx>ny>nz或nz≥ny>nx或ny>nz>nx的情况等,一般的单轴拉伸不易获得具有这样折射率的相位差膜。
例如,聚碳酸酯等高分子膜,经单轴拉伸得到一般的相位差膜的情况,当向慢轴方向倾斜时,从正面方向的倾斜角越大,相位差值越小,相反地,向快轴方向倾斜时,从正面方向的倾斜角越大,相位差值越大。这种倾向是聚芳酯、聚醚砜、称作ゼオノア(日本ゼオン公司制)或ア一トン(JSR公司制)的环烯烃类聚合物等,具有在经单轴拉伸之外的一般相位差膜中常见的共通倾向。在相位差膜的使用中,存在利用伴随这样的倾斜相位差值变化的特性的情况,和利用伴随倾斜尽可能使相位差值无变化的特性的情况,使用何种特性的相位差膜要根据目的适当区分使用。
作为尽量抑制伴随倾斜的相位差值变化的相位差膜,在专利文献3中,公开了在拉伸膜上贴合收缩性膜,通过其单轴拉伸,实质上是进行双轴拉伸,而制造抑制伴随倾斜的相位差值变化的相位差膜的方法。
另外,专利文献4、5中,以改善液晶显示装置的视角特性为目的,存在有关于耐热性优异的具有负折射率各向异性的相位差膜的记载。
专利文献6中还记载了通过使用将纤维素酯,具体而言,醋酸纤维素酯或具有乙酰基和丙酰基或丁酰基二者皆有的醋酸纤维素酯进行拉伸而得到的,光学上具有双轴性的膜,可以提供改善视角等的液晶显示装置。然而,该方法存在由于拉伸操作膜强度下降的情况。
因此,就纤维素衍生物的膜强度的提高而言,专利文献7中记载了由含有纤维素酰化物,具体而言,含有三醋酸纤维素酯、聚合性单体和聚合引发剂的组合物制造膜,可以改善撕裂强度或耐折强度。
专利文献8中记载了相位差值及折射率分别满足特定公式,由具有特定厚度的聚合物膜构成的相位差板,该聚合物可以列举纤维素酯,具体而言,公开了由醋酸纤维素酯膜构成的相位差板。专利文献9中,记载了纤维素酯,具体而言,醋酸纤维素酯丙酸酯的残余羟基经共价结合形成交联结构,且在交联部分与至少具有1个以上芳香族环的交联剂反应后,拉伸得到的光学膜,可以改善弹性率或尺寸稳定性等膜的物性。
专利文献1:日本专利第3174367号公报
专利文献2:日本专利第3459779号公报
专利文献3:日本专利第2818983号公报
专利文献4:日本特开2001-194530
专利文献5:日本特开2004-309617
专利文献6:日本特开2002-187960
专利文献7:日本特开2004-176025
专利文献8:日本特开2002-131539
专利文献9:日本特开2004-244497
发明内容
根据作为目的的用途,期望的波长色散特性和双折射性不同。然而,目前为止,为了获得期望的波长色散特性,必须使用由聚合物基本结构的主链部分完全不同的聚合物构成的相位差膜。这样各个波长色散不同的材料,必须从主链部分开始合成聚合物,由于根据结构,存在合成和分子量控制非常困难的情况,因此,存在不能任意选择波长色散的问题。另外,双折射性有正双折射性和负性双折射,双折射的绝对值大小虽然可以在加工条件下控制,但是如果使用的聚合物的基本结构没有改变,那么不能达成正和负的控制。另外,例如专利文献2所记载的使用所谓的醋酸纤维素酯的相位差膜,存在双折射性不足的问题。因此,例如,为了获得作为1/4波长相位差膜而言必须的相位差值时,必须增加厚度,而无法充分满足薄型化的期待。此外,相位差膜从正面方向倾斜时的相位差值的变化,即所谓相位差膜的视角特性也不一定良好。
另一方面,对视角特性的控制,目前为止只能用拉伸方法达成,但是如专利文献3所记载贴合收缩性膜实质上进行双轴拉伸的方法,增加了收缩性膜的贴合和拉伸后剥离的步骤,相应地引起成本增加的问题。
另外,为了改善膜的耐热性,专利文献4中记载了使用具有芴骨架的聚碳酸酯类树脂的相位差膜,这些膜虽然具有耐热性,但是与偏光膜组合使用时,必须用粘合剂等与偏光膜贴合,不仅增加了贴合的步骤,而且存在作为层压体的厚度增加的问题。
由纤维素酯构成的相位差膜,与聚碳酸酯或聚烯烃比较,通常存在耐热性低的问题。因此,如专利文献8所示,通过在涂料(dope)溶液中添加具有2个以上芳香族环的化合物进行改善,但是由于含有具有2个以上芳香族环的化合物,所以存在着色等问题。
另外,如专利文献9,使用具有芳香族环的交联剂时,存在引起膜着色的问题。
另外,一般由纤维素衍生物构成的光学膜,与由环烯烃聚合物或聚碳酸酯等其它材料构成的光学膜比较,膜强度低,因此期待纤维素衍生物构成的光学膜的膜强度进一步提高。
本发明研究者为解决上述课题经专心研究,结果发现由具有特定物性的纤维素衍生物制成的相位差膜解决了上述课题,从而完成了本发明。(1)发现通过使用由纤维素的羟基被碳数为5~20的酰基取代的纤维素衍生物构成的膜,经单轴拉伸而成,且nx>ny>nz或nz≥ny>nx或ny>nz>nx(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)的相位差膜,可解决波长色散特性和视角特性等问题。即,发现通过改变该纤维素取代基的结构和取代度,能够任意控制波长色散特性及双折射性的正负,通过选择该纤维素衍生物可以得到双折射性高的膜,因此厚度可以变薄,另外通过选择该纤维素衍生物,则不必如专利文献3所记载的进行实质性的双轴拉伸,仅仅单轴拉伸即可发现双轴性,制成视角特性也得到控制的相位差膜。(2)发现羟基被碳数为8~20的脂肪族酰基取代,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,在1.0以上且小于2.9的纤维素衍生物经拉伸得到的相位差膜,可以改善膜的耐热性。即,通过调节该纤维素取代基的取代度至最适宜,则不必如专利文献3所记载的进行实质性的双轴拉伸,仅仅单轴拉伸即可发现双轴性,也控制了视角特性,而且通过碱处理表层,可以作为偏光膜的支撑体,直接与偏光元件贴合,且得到具备在110℃以上仍能保持膜形状的耐热性、各向异性负折射率的相位差膜。(3)发现羟基被碳数为7~20,优选8~20的脂肪族酰基取代,至少具有1个以上可与羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9的纤维素酯的残留羟基反应的官能团、且使用具有可交联官能团的化合物交联而成的纤维素衍生物,经拉伸构成的相位差膜,可改善撕裂强度。即,发现可以得到具有优异的光学特性、改善撕裂强度、具有负性双折射的高透明性膜。
即,本发明涉及:
(1)一种相位差膜,其是由纤维素的羟基被碳数为5~20的酰基取代的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成,且nx>ny>nz或nz≥ny>nx或ny>nz>nx(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)。
(2)如(1)所述的相位差膜,其是由纤维素的羟基被正戊酰基取代、且取代度为2.0~2.8的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的nx>ny>nz(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)的膜,并且波长色散特性具有消色差性。
(3)如(1)所述的相位差膜,其是由纤维素的羟基被正己酰基取代、且取代度为2.0~2.5的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的nx>ny>nz(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)的膜,并且波长色散特性具有消色差性。
(4)如(1)所述的相位差膜,其特征在于,是由纤维素的羟基被碳数为7~20的直链酰基取代的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的nz≥ny>nx或ny>nz>nx(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)的膜,并且波长色散特性为波长大于550nm一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,波长小于550nm一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。
(5)如(4)所述的相位差膜,其中,碳数为7的直链酰基的取代度为2.7~3.0。
(6)如(4)所述的相位差膜,其中,碳数为8~20的直链酰基的取代度为2.0~3.0。
(7)一种相位差膜,其是由纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的ny>nz>nx或nz≥ny>nx(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)的膜,所述纤维素衍生物包括(1)至(6)中任意一项所述的脂肪族酰基和不同于该酰基的取代基,且碳数为5~20的脂肪族酰基的取代度为2.00以上,与其它取代基数的和以纤维素每1单体单位计,为2.50~3.0。
(8)如(1)所述的相位差膜,其中,在测定波长590nm处的三维折射率满足下式(1):
ny>nx (1),
(上式(1)中,nx为相位差膜面内拉伸方向的折射率,ny为在相位差膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率)且由纤维素衍生物经拉伸而成,所述纤维素衍生物是以碳数为8~20的脂肪族酰基取代羟基,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9,其特征是耐热性为110℃以上,。
(9)如(8)所述的相位差膜,其是由至少含有1个以上的能与纤维素衍生物的残余羟基反应的官能团,且通过具有能够进行交联的官能团的脂肪族化合物进行交联的纤维素衍生物,经拉伸而成。
(10)如(8)或(9)中任意一项所述的相位差膜,其特征在于,在测定波长590nm处测定的该相位差膜的相位差比满足下式(2):
0.5≤R(50)/R(0)≤1.1 (2),
上式(2)中,R(50)为从正面向快轴方向倾斜50°的方向上观看相位差膜时的相位差值,R(0)为从正面观看相位差膜时的相位差值。
(11)一种复合相位差膜,其是由(1)至(10)中任意一项所述的相位差膜与其它相位差膜进行层压得到的。
(12)一种圆或椭圆偏光膜或旋光膜,其是由(1)至(10)中任意一项所述的相位差膜或复合相位差膜与偏光膜进行层压得到的。
(13)一种光学膜,其是在(1)至(10)中任意一项所述的相位差膜的慢轴和偏光膜的吸收轴或透射轴呈平行或垂直状态下进行层压得到的。
(14)一种复合光学膜,其是依次层压:将膜面内的平均折射率设为no,厚度方向的折射率设为ne时,ne-no<0,厚度设为d时,通过Rth=(no-ne)×d求得的Rth为100~300nm,在550nm处膜正面方向的相位差值为0~50nm的膜,和(1)至(10)中任意一项所述的相位差膜以及偏光膜,且是在所述相位差膜的慢轴和偏光元件的吸收轴呈垂直相交状态下进行层压得到的。
(15)如(11)至(14)中任意一项所述的圆或椭圆偏光膜或旋光膜或光学膜或复合光学膜,其特征在于,构成偏光膜的偏光元件与(1)至(10)中任意一项所述的相位差膜直接进行层压。
(16)一种图像显示装置,其具备(11)至(14)中任意一项所述的圆或椭圆偏光膜或旋光膜或光学膜或复合光学膜。
(17)如(16)所述的图像显示装置,其中,图像显示装置为液晶显示装置。
(18)一种相位差膜,其中,在测定波长590nm处的三维折射率满足下式(1):
ny>nx (1),
(上式(1)中,nx为相位差膜面内拉伸方向的折射率,ny为在相位差膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率)且由至少具有1个以上的可与纤维素酯的残余羟基反应的官能团并且通过具有可交联的官能团的脂肪族化合物进行交联的纤维素衍生物经拉伸而成,所述纤维素酯由碳数为7~20的脂肪族酰基取代羟基,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9。
(19)如(18)所述的相位差膜,其中,在测定波长590nm处测定的该相位差膜的相位差比满足下式(2):
0.5≤R(50)/R(0)≤1.1 (2),
上式(2)中,R(50)为从正面向快轴方向倾斜50°的方向上观看相位差膜时的相位差值,R(0)为从正面观看相位差膜时的相位差值。
(20)如(18)所述的相位差膜,其中,撕裂强度为400kg/cm2以上。
(2 1)一种复合相位差膜,其是由(18)所述的相位差膜与其它相位差膜进行层压得到的。
(22)一种光学膜,其是在(18)所述的相位差膜或该相位差膜与其它的相位差膜层压后的复合相位差膜上,进一步层压偏光膜而得到。
(23)一种液晶显示装置,其具备(18)至(22)中任意一项所述的相位差膜、复合相位差膜或光学膜。
(24)如(18)所述的相位差膜,其中,用具有可交联的官能团的脂肪族化合物交联而成的纤维素衍生物,是使具有异氰酸酯基和(甲基)丙烯酰基的脂肪族化合物的异氰酸酯基与纤维素酯的残余羟基反应后得到的化合物进行(甲基)丙烯酰基聚合,交联而成的纤维素衍生物。
(25)如(24)所述的相位差膜,其中,具有异氰酸酯基和(甲基)丙烯酰基的脂肪族化合物为(甲基)丙烯酰氧基C1~C20脂肪族烃异氰酸酯。
(26)一种纤维素酯,其是由纤维素酯与(甲基)丙烯酰氧基C1~C20脂肪族烃异氰酸酯反应得到,所述纤维素酯是由碳数为7~20的脂肪族酰基取代羟基,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9。
通过使用本发明的纤维素衍生物及含有该纤维素衍生物的树脂组合物制造相位差膜,可以控制波长色散、双折射的正负及视角特性。另外,可以得到优异的透明性且能改善耐热性或撕裂强度。另外,根据使用的纤维素衍生物,由于具有充分的双折射性,可以使其厚度变薄。本发明的相位差膜还可用于透射型液晶显示装置的视角改良膜,构成反射型及半透射型液晶显示装置的1/4波长相位差膜,接触面板的防止镜面反射膜那样的防止反射膜,VA(垂直取向)或IPS(板内切换)型液晶显示装置中使用的补偿膜那样的视觉补偿膜,液晶投影机的偏振光束分光器用波长板那样的用于提高光线利用效率的膜,光盘输入用拾波器中使用的波长板那样的1波长或2波长以上的相位差同时补偿膜。本发明的相位差膜与偏光膜组合,作为圆偏光膜、旋光膜、椭圆偏光膜、光学膜、复合光学膜,可以使用在有机电致发光型显示装置、液晶投影机、液晶显示装置等,这样得到的本发明的图像显示装置,与已往的图像显示装置相比,可赋予提高对比度或视角特性等优异的特性。
附图说明
图1是实施例1、2、4、6、7及比较例7中制造的本发明的相位差膜的波长色散特性示意图。
图2是实施例12~14、18中使用的相位差膜的视角特性示意图。
标号说明
图1
▲表示实施例1中制造的相位差膜的波长色散曲线。
●表示实施例2中制造的相位差膜的波长色散曲线。
□表示实施例4中制造的相位差膜的波长色散曲线。
◇表示实施例6中制造的相位差膜的波长色散曲线。
*表示实施例7中制造成的相位差膜的波长色散曲线。
+表示比较例7中制造的相位差膜的波长色散曲线。
图2
▲表示实施例12中的相位差膜向慢轴方向倾斜的情况。
△表示实施例12中的相位差膜向快轴方向倾斜的情况。。
■表示实施例13中的相位差膜向慢轴方向倾斜的情况。
□表示实施例13中的相位差膜向快轴方向倾斜的情况。
●表示实施例14中的相位差膜向慢轴方向倾斜的情况。
○表示实施例14中的相位差膜向快轴方向倾斜的情况。
◆表示实施例18中的相位差膜向慢轴方向倾斜的情况。
◇表示实施例18中的相位差膜向快轴方向倾斜的情况。
具体实施方式
详细说明本发明。
作为本发明中可以作为起始原料使用的纤维素而言,不论其结晶形态或聚合度,如果是式(3)所示的1个单体单位连结的结构,
即,D-吡喃型葡萄糖以β-1,4-键连结的结构就可以使用。上式中,n表示单位的连结数目,通常为10以上,优选50以上,更优选100以上,上限没有特别限制,但通常在10000以下,优选5000以下,更优选2000以下。具体可以列举天然纤维素、粉末纤维素、结晶纤维素、再生纤维素、水合纤维素或人造纤维等。另外,在要求品质均一性等时,优选使用经人工调整连结数目(聚合数目)者,此时,n为100左右~1000左右,根据情况优选150左右~600左右。
膜经单轴拉伸而成的三维折射率为nx>ny>nz或nz≥ny>nx或ny>nz>nx(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz),为制造本发明的相位差膜,使用的纤维素衍生物,是以C5~C20的脂肪族酰基取代纤维素的羟基,可以下式(4)表示。
式(4)中的n与前述相同,R1、R2及R3为氢原子或取代基。R1、R2及R3可以相同,也可以不同,但R1、R2及R3不能全部为氢原子,至少1个为C5~C20,更优选C5~C16,进一步优选C5~C12的直链脂肪族酰基,残余的基团可以被其它取代基取代。
上述经C5~C20的脂肪族酰基取代的纤维素衍生物中,纤维素每1单体单位的取代基数目(以下称为取代度),根据使用的直链酰基的碳数而不同。例如为纤维素正戊酸酯时,通过取代度优选为2.0~3.0,更优选2.0~2.8,由该纤维素正戊酸酯构成的膜经单轴拉伸得到本发明的相位差膜,为nx>ny>nz(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz),且波长色散特性为与550nm处的相位差值相比,长波长一侧的相位差值增大,与550nm处的相位差值相比,短波长一侧的相位差值减小,可以赋予所谓的消色差性。另外,使用纤维素正己酸酯时,通过取代度优选为2.0~2.9,更优选为2.0~2.8,进一步优选为2.0~2.5,由该纤维素正己酸酯构成的膜经单轴拉伸得到的本发明的相位差膜,为nx>ny>nz(拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz),且波长色散特性为与550nm处的相位差值相比,长波长一侧的相位差值增大,与550nm处的相位差值相比,短波长一侧的相位差值减小,可以赋予所谓的消色差性。同样地,nx>ny>nz,且波长色散特性为与550nm处的相位差值相比,长波长一侧的相位差值增大,与550nm处的相位差值相比,短波长一侧的相位差值减小,可以赋予所谓的消色差性。纤维素正庚酸酯时,通过使取代度为1.5~2.3,同样地nx>ny>nz,且波长色散特性具有以下特征,与550nm处的相位差值相比,长波长一侧的相位差值减小,与550nm处的相位差值相比,短波长一侧的相位差值增大。
另外,如果纤维素正庚酸酯的取代度为2.5~3.0,更优选为2.7~3.0,则通过进行一般的单轴拉伸,可以得到具有在膜面内的拉伸方向(或膜面内与其垂直的方向)和厚度方向2个方向上取向的双轴性(以下也称为显示双轴性),且波长色散特性为与550nm处的相位差值相比,大于550nm的长波长一侧的相位差值减小,与550nm处的相位差值相比,小于550nm的短波长一侧的相位差值增大的本发明的相位差膜。此双轴性在本发明的情况下,当拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz时,其特征是ny>nz>nx,或nz≥ny>nx。另外,纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯、纤维素正十七烷酸酯、纤维素正十八烷酸酯、纤维素正十九烷酸酯、纤维素正二十烷酸酯等经碳数为8~20的直链酰基取代的纤维素衍生物,更优选纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯等经碳数为8~16的直链酰基取代的纤维素衍生物的情况,取代度例如为1.0~3.0,优选2.5~3.0,更优选2.5~3.0时,不仅显示双轴性,且具有波长色散为与550nm处的相位差值相比,大于550nm长波长一侧的相位差值减小,与550nm处的相位差值相比,小于550nm短波长一侧的相位差值增大的特征。此双轴性在本发明的情况下,当拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz时,其特征是ny>nz>nx,nz≥ny>nx。含有碳数5~20的脂肪族取代基及与该脂肪族取代基不同的取代基的情况,是当含有不同的取代基时,碳数5~20的脂肪族酰基的取代基数目为2.0以上,与其它取代基数的和,以纤维素每1单体单位计,为2.5~3.0,更优选2.7~3.0。
式(4)中,作为C5~C20脂肪族酰基以外的其它取代基,优选为氨甲酰基或C5~C20脂肪族酰基以外的酰基。具体可以列举,例如Y-CO-基或Z-NH-CO-基表示的基团。在此,Y如果为非取代的C5~C20脂肪族基团以外的基团,则没有特别限制,但具体而言,除了非取代的C5~C20脂肪族基团之外,可以列举经取代或非取代的C1~C20的烃残基。该烃残基中的取代基并无特别限制,可以列举羟基、卤素原子、氨基、氰基、C1~C14酰氧基、(C1~C14)烷氧基、苯基、萘基等,该烃残基为芳香族基团时,取代基也可以列举C1~C10烷基。
该烃残基可以列举,例如乙烯基、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯甲基、1-萘甲基、三氟甲基、氨甲基、2-氨乙基、3-氨基-正丙基、4-氨基-正丁基、或这些氨基再变换为酰胺和尿烷的基团、羟基取代(C1~C4)烷基、或其羟基再被(C1~C14)酰基或(C1~C14)烷基所取代的基团、可以被(C1~C3)烷基取代的乙烯基、氰基联苯氧基(C3~C10)烷基、苯基乙炔基苯基(C1~C20)烷基、乙炔基及桂皮酰基等碳数为1~10的具有不饱和键的脂肪族基团、苯基、萘基、蒽基、芴基、联苯基、4-三氟甲基苯基等具有芳香族基团的酰基。另外,Z能够列举为也可以具有取代基的C1~C10脂肪族基团,分别列举为(甲基)丙烯酰氧基乙基、乙烯基、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基、辛基、壬基、癸基、苯甲基、1-萘甲基、三氟甲基等。
这些C5~C20脂肪族酰基,及根据情况这些之外的其它取代基,按照作为目的的本发明的纤维素衍生物的双折射性、波长色散特性、粘度、取向的容易性、加工性、反应性等,适当选择1种或多种取代基。另外,关于纤维素羟基的取代度,也按照作为目的的本发明纤维素衍生物的双折射性、波长色散特性、粘度、取向的容易性、加工性、反应性等适当选择。
由于纤维素衍生物中引入聚合性基团,必要时在光聚合引发剂的存在下,通过取向处理后照射紫外线使之聚合,从而取向状态固定化,可以得到机械强度或可信性、耐溶剂性优异的相位差膜。作为聚合性基团,可以列举,例如上述Y或Z为乙烯基时、即丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。光聚合引发剂可以使用一般紫外光硬化型树脂中所用的化合物。
作为该光聚合引发剂的具体例子,可以列举2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1,1-羟基环己基苯基酮、4-(2-羟基乙氧基)-苯基(2-羟基-2-丙基)酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、二乙氧基乙酰苯等乙酰苯类化合物、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、2,2-二甲氧基-2-苯基酰苯等苯偶姻类化合物,苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮类化合物,噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类化合物等。这些光聚合引发剂可以单独使用,也可以以任意比例多种混合使用。
使用二苯甲酮类化合物或噻吨酮类化合物时,为促进光聚合反应,也可以合用助剂。这样的助剂可以列举,例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、正丁胺、正甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、米歇勒酮(Michler’s ketone)、4,4’-二乙氨基苯酮、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸(正丁氧基)乙酯或4-二甲氨基苯甲酸异戊酯等胺类化合物等。上述光聚合引发剂的含量,相对(甲基)丙烯酸酯化合物(聚合物中有丙烯酰基时,也包括在内)100重量份而言,优选0.5重量份以上且为10重量份以下,更优选约2重量份以上且约为8重量份以下。另外,助剂相对光聚合引发剂而言,优选0.5倍至2倍左右用量。
此外,根据该液晶性配合组合物的种类、光聚合引发剂的种类和添加量、膜厚,紫外线的照射量不同,但优选100~1000mJ/cm2左右。另外,紫外线照射时的环境条件,可以在空气中,也可以在氮气等惰性气体中,但膜厚变薄时,由于氧的阻碍而不会充分硬化,因此在这样的情况下优选在惰性气体中照射紫外线使其硬化。
为了制造本发明的相位差膜的纤维素衍生物,除上述光聚合引发剂之外,还可以加入与纤维素衍生物不同的反应性单体。作为反应性单体,优选可以通过热或光聚合的化合物,优选可以通过紫外线等光进行聚合的化合物。这样的化合物可以列举,例如(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为能够使用的(甲基)丙烯酸酯化合物,可以列举,例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与1,6-六亚甲基二异氰酸酯的反应生成物、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的反应生成物、三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、三(甲基丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、丙三醇三缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、三甘油二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、二乙二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、双(丙烯酰氧基乙基)羟乙基异氰尿酸酯、双(甲基丙烯酰氧基乙基)羟乙基异氰尿酸酯、双酚A二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、四氢化糠基(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性四氢化糠基(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰基吗啉、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、缩水甘油(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、2-乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-氰基乙基(甲基)丙烯酸酯、丁基缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、丁氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯,或丁二醇单(甲基)丙烯酸酯等。这些化合物可以单独使用,也可以多个混合使用。通过使用这样的反应性化合物,在适当的条件下聚合,可以将期望的取向状态固定化。
此外,还可以借助交联剂使上述纤维素衍生物的残余羟基进行交联。交联剂适宜使用コロネ一トHL(日本聚氨酯公司制)、L-45(日本综研化学公司制)、デユラネ一ト(旭化成公司制)、スミジユ一ル(住化拜耳尿烷公司制)等异氰酸酯类化合物。另外,为了促进交联反应,也可以添加二丁基二月桂酸锡等催化剂。这些交联反应优选在制造本发明相位差膜时的制膜时,在拉伸时,拉伸后的任意步骤中进行。具体而言,在上述交联剂或催化剂存在下,如果是在制膜时,可在干燥时的加热之际,如果是在拉伸时,可在拉伸中的加热之际,如果在拉伸后,可通过将得到的相位差膜进行热处理而达成。例如,作为借助交联剂使本发明纤维素衍生物的残余羟基交联的方法,当使用デユラネ一ト(旭化成公司制)为交联剂时,相对上述纤维素衍生物而言,使用交联剂的量为0.1重量%~50重量%,优选0.5重量%~30重量%,更优选1重量%~15重量%。另外,制膜时的干燥温度可在20℃~160℃范围下进行,特别优选在70℃~130℃范围。
其次,为了制造特征为:在波长590nm处测定的三维折射率满足ny>nx(nx为相位差在膜面内拉伸方向的折射率,ny为相位差在膜面内与拉伸方向垂直方向的折射率),且耐热性在110℃以上的本发明相位差膜,所使用的纤维素衍生物,为下式(4)中的各取代基(R1、R2及R3)在下述范围的化合物。即,纤维素单位的羟基的至少1个被C8~C20脂肪族酰基取代。
式(4)中,n与前述相同,R1、R2及R3为氢原子或取代基。R1、R2及R3不能全部为氢原子,至少1个为C8~C20脂肪族酰基,更优选C8~C16脂肪族酰基,进一步优选C8~C12脂肪族酰基。特别是当其为C8~C12脂肪族酰基时,溶剂中的溶解性好,容易加工,且在得到的相位差膜方面也具有适当的强度。
在经上述C8~C20脂肪族酰基取代的纤维素衍生物中,通过调整取代度,可以提高耐热性。耐热性为膜不熔融的温度,对于本发明的相位差膜而言,其特征在于耐热性在110℃以上,更优选120℃以上,进一步优选130℃以上。本发明的相位差膜中使用的纤维素衍生物的纤维素每1单体单位的取代基数目(以下称为取代度),如果在1.0以上且小于2.9则无影响,通常在1.5以上且小于2.9,更优选1.8以上且小于2.9。使用这样取代度的纤维素衍生物,通过进行一般的单轴拉伸,可以得到不仅耐热性优异,而且具有在膜面内的拉伸方向(或者膜面内与其垂直的方向)和厚度方向的2个方向上取向的双轴性的相位差膜(以下也称为显示双轴性)。此双轴性,当拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz时,其特征为ny>nz>nx,nz≥ny>nx。在使用纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯、纤维素正十七烷酸酯、纤维素正十八烷酸酯、纤维素正十九烷酸酯或纤维素正二十烷酸酯等经碳数8~20酰基取代的纤维素时显示出这样的双轴性,更优选使用纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、或纤维素正十六烷酸酯等经碳数8~16酰基取代的纤维素,进一步优选使用纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯或纤维素正十二烷酸酯等经碳数8~12的酰基取代的纤维素。当为碳数8~12酰基取代的纤维素时,通过使取代度为例如1.0以上且小于2.9,更优选为1.5以上且小于2.9,进一步优选为1.9以上且小于2.9,该相位差膜即使加热到160℃也不熔融,由于能够赋予优异的耐热性和双轴性,因此特别优选。
另外,通过计算相位差膜正面方向的相位差值与在慢轴方向及快轴方向上一定角度倾斜时的相位差值的比,可知双轴性的程度。本发明相位差膜的情况,当在波长590nm处该相位差膜正面方向的相位差值为R(0),在快轴方向倾斜50°时的相位差值为R(50)时,通过使其比R(50)/R(0)在0.5以上1.1以下,更优选为在0.8以上1.1以下,进一步优选为0.95以上1.05以下,由于正面方向的相位差值与倾斜时的相位差值的差变小,因此提高了视角特性。
这些C8~C20脂肪族酰基的取代基,按照作为目的的本发明的纤维素衍生物的双折射性、粘度、易取向性、加工性、反应性等,而选择期望的取代基。另外,关于纤维素羟基的取代度,也按照作为目的的本发明的纤维素衍生物的双折射性、粘度、易取向性、加工性或反应性等而适当选择。
另外,制造上述交联纤维素衍生物使用的纤维素酯,优选在上述本发明相位差膜中使用的纤维素衍生物中,经C7~C20脂肪族酰基取代,取代度在1.0以上且小于2.9。这样的纤维素酯为下式(4)中的各取代基在下述范围者。
式(4)中,n与前述相同,R1、R2及R3为氢原子或取代基,R1、R2及R3可以相同,也可以不同,但R1、R2及R3不全是氢原子,至少1个为C7~C20或C8~C20,更优选C8~C16,进一步优选C8~C12的脂肪族酰基,取代度在1.0以上且小于2.9。
C7~C20脂肪族酰基可以表示为X-CO-,X可以列举为正己基、仲己基、环己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基等,优选X为正己基、仲己基、环己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基等。更优选为C8~C20脂肪族酰基,作为这些优选的基团,X为正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基等。另外,直链的C8~C20脂肪族酰基也是优选之一。上述X在例示的烷基中,通常更优选直链烷基中包含的基团。
经上述C7~C20脂肪族酰基取代的纤维素酯的纤维素每1单体单位的取代基数目(以下称为取代度),如果在1.0以上且小于2.9则无影响,通常为1.5以上且小于2.9,更优选1.5以上且小于2.8。
通过使上述纤维素酯,和至少具有1个可与上述酯的残余羟基反应的官能团,且具有可交联的官能团的脂肪族化合物(以下也称为交联用脂肪族化合物)反应,必要时进行进一步的聚合反应,可制得上述交联纤维素衍生物。例如,通过具有2个以上可与上述纤维素酯的残余羟基反应的官能团的脂肪族化合物,交联上述纤维素酯可以制得。作为上述交联用脂肪族化合物,例如具有甲酰基、异氰酸酯基、硫代异氰酸酯基、羧基、酸酐基、磺酸基、环氧基、乙烯基、卤素原子等官能团的脂肪族化合物,或优选具有烯丙基、乙烯醚基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、环氧基等聚合性基团的脂肪族化合物,更优选具有异氰酸酯基、硫代异氰酸酯基、羧基、酸酐基、卤代羰基、磺酸基、烯丙基、乙烯醚基、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、环氧基的脂肪族化合物。排除在该脂肪族化合物中的上述官能团的脂肪族残基,优选碳数约为1~20,更优选为1~15,进一步优选约为1~10。另外,上述官能团为2个卤代羰基时,上述脂肪族残基的碳数优选5~15。具有聚合性基团(优选(甲基)丙烯酰基)和异氰酸酯基的脂肪族化合物中,如果在上述范围则无影响,但优选约为1~10,更优选约为1~5。作为优选的该脂肪族化合物之一,可以列举具有2个羟基的反应性基团(优选卤代羰基)的脂肪族化合物、或者含有羟基的反应性基团(优选异氰酸酯基)和聚合性基团(优选(甲基)丙烯酰基)二者的脂肪族化合物。后者可以进一步具体例举,含有异氰酸酯基及(甲基)丙烯酰基的脂肪族化合物。
上述化合物可以单独使用,也可以2种以上合用。
作为具有2个卤代羰基的脂肪族化合物,可以例举,例如Cl(O)C-X1-C(O)Cl表示的化合物,X1表示单键或碳数为1~20的2价脂肪族残基。X1为单键时,该化合物为Cl(O)C-C(O)Cl。X1为碳数1~20的2价脂肪族残基时,该脂肪族残基优选直链,更优选碳数为5~15的直链烷基。
作为含有羟基的反应性基团和聚合性基团二者的脂肪族化合物,可以列举Y1-X2-Y2表示的化合物。X2表示碳数为1~20的2价脂肪族残基。该脂肪族残基优选碳数1~20的直链脂肪族基团。进一步优选碳数1~10的直链烷基。Y2为异氰酸酯基-N=C=O或被保护的异氰酸酯基-N-C(O)-B。B为异氰酸酯基的保护基,优选-ON=C(R1)(R2)的结构,R1、R2分别为氢原子、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基的某种。Y1为聚合性基团,优选(甲基)丙烯酰氧基(CH2=CHC(O)O-或CH2=C(CH3)C(O)O-)。具体可以列举癸二酰氯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、1,1-(双丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯、甲基丙烯酸2-(O-[1′-甲基亚丙基氨基]羧基氨基)乙酯等。
该脂肪族化合物的添加量,根据添加的脂肪族化合物或原料纤维素酯的取代度等而异,通常,相对上述原料纤维素酯100份(重量)而言,约为0.5份~20份,优选约为1~15份,更优选约为1.5~10份,进一步优选约为1.5~7份。
作为在具有这样可交联的官能团的脂肪族化合物中形成交联结构的方法之一,例如,使用至少具有2个能够与上述纤维素酯的羟基反应的官能团的脂肪族化合物,优选使用具有2个以上异氰酸酯基的化合物时,具有多个残余羟基的原料纤维素酯和多个异氰酸酯基反应,可以形成交联结构。另外,例如,可能与上述纤维素酯的羟基反应的官能团(也称为反应性官能团),优选异氰酸酯基和上述聚合性基团,优选使用具有(甲基)丙烯酰基的化合物,首先,使反应性官能团,例如异氰酸酯基和上述纤维素酯的残余羟基反应后,通过上述聚合性基团,例如(甲基)丙烯酰基进行聚合反应,从而达成本发明的纤维素酯的交联。
另外,为了促进上述交联反应,必要时可以采用热处理,或使用二丁基二月桂酸锡等催化剂、N,N’-二环己基碳化二亚胺等缩合剂等。例如,使上述异氰酸酯基和本发明的纤维素酯的残余羟基反应时,优选的方式之一是在二丁基二月桂酸锡等催化剂存在下进行。二丁基二月桂酸锡等催化剂的添加量可以为催化剂量,例如相对原料纤维素酯100份(重量)而言,约为0.001~0.1份。
另外,在具有上述烯丙基、乙烯醚基、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、环氧基等光聚合性基团的纤维素衍生物中,进行光照射,通过聚合反应可以形成交联结构。光照射通常使用紫外线照射。例如,必要时在光聚合引发剂存在下,在拉伸前或拉伸后,通过照射紫外线使其聚合,可以得到机械强度和耐溶剂性优异的相位差膜。光聚合引发剂可以使用一般紫外线硬化型树脂中使用的化合物。
作为该光聚合引发剂的具体例子,可以列举2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等苯偶姻类化合物、4-苯基二苯甲酮等二苯甲酮类化合物、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类化合物等。这些光聚合引发剂可以单独使用,也可以任意比例多种混合使用。
另外,根据光聚合引发剂的种类,为了促进光聚合反应,可以合用助剂。这样的助剂可以列举,例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、正丁胺、正丁基二乙醇胺、二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯等胺类化合物。
就光照射而言,例如,根据该纤维素衍生物的种类、光聚合性基团的种类和含量、膜厚,紫外线的照射量不同,但1次的照射量约以100~1000mJ/cm2为宜。另外,紫外线照射时的环境条件,可以在空气中,也可以在氮气等惰性气体中,但膜变薄时,由于氧的阻碍不能充分硬化,此时优选在惰性气体中照射紫外线使其硬化。
通常,硬化后成形为膜状比较难,因此,优选在硬化前成形为膜状,之后再硬化。
优选的方法之一,使用具有反应性官能团(优选异氰酸酯基)和上述聚合性基团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物作为交联用脂肪族化合物,首先,使该化合物和上述纤维素酯的残余羟基反应,成为具有聚合性基团的纤维素酯,然后,将该聚合性纤维素酯的溶液涂布在脱模膜上等,除去溶剂形成膜。之后,使上述聚合性基团,例如(甲基)丙烯酰基进行聚合反应,可以得到由交联纤维素衍生物组成的膜。
使用由这样的交联纤维素衍生物组成的膜,进行一般的单轴拉伸,可以获得不仅撕裂强度优异、而且无着色,具有在膜面内拉伸方向(或膜面内与其垂直的方向)和厚度方向2个方向上取向的双轴性的相位差膜(以下也称为显示双轴性)。当拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz时,此双轴性的特征在于ny>nz>nx,nz≥ny>nx。在使用纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯、纤维素正十七烷酸酯、纤维素正十八烷酸酯、纤维素正十九烷酸酯、纤维素正二十烷酸酯等经碳数8~20的酰基取代的纤维素酯时显示这样的双轴性,更优选使用纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯等经碳数8~16的酰基取代的纤维素酯,进一步优选使用纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯等经碳数8~12的酰基取代的纤维素酯。使用经碳数8~12的酰基取代的纤维素酯时,使用取代度为1.0以上且小于2.9,更优选1.5以上且小于2.9,进一步优选1.5以上且小于2.8的上述纤维素酯交联得到的纤维素衍生物,能够改善撕裂强度,而且能够赋予双轴性,因此特别优选。
另外,通过计算相位差膜正面方向的相位差值与在慢轴方向及快轴方向上一定角度倾斜时的相位差值的比,可以知道双轴性的程度。本发明相位差膜的情况,当波长590nm处的该相位差膜正面方向的相位差值为R(0),在快轴方向倾斜50°时的相位差值为R(50)时,通过使其比R(50)/R(0)在0.5以上1.1以下,更优选为在0.8以上1.1以下,进一步优选为0.95以上1.05以下,由于正面方向的相位差值与倾斜时的相位差值的差变小,因此提高了视角特性。
这些C7~C20或C8~C20脂肪族酰基的取代基,按照作为目的的本发明的纤维素衍生物的双折射性、粘度、易取向性、加工性、反应性等,选择期望的取代基。另外,关于纤维素羟基的取代度,也按照作为目的的本发明的纤维素衍生物的双折射性、粘度、易取向性、加工性或反应性等适当选择。
本发明所使用的纤维素衍生物的具体合成方法如下。
本发明的纤维素衍生物可以通过使式(3)所示的纤维素和对应于取代基的试剂反应而制得。例如使浸渍在N,N-二甲基乙酰胺的纤维素,溶解在氯化锂和N,N-二甲基乙酰胺的混合液中,再加入对应于取代基的C5~C20脂肪族羧酸卤化物进行反应,可以得到纤维素的羟基经酰基取代后的纤维素酰化物。另外,作为进行酰化的其它方法,通过使纤维素在三氟乙酸酐和对应于取代基的C5~C20脂肪族羧酸的混合液中反应,同样可以得到纤维素酰化物。通过适宜选择此反应的反应条件,可控制各纤维素衍生物的取代度。例如纤维素酰化物的情况,使用上述羧酸卤化物的方法,是制得取代度约为1.0~2.8的纤维素酰化物时的适宜方法。另一方面,使用三氟乙酸酐和羧酸的方法,是制得取代度为2.5~3.0的纤维素酰化物时的适宜方法。适当调节反应使用的各试剂的量、反应温度及反应时间等,能够更严密地控制取代度。反应后,在水或甲醇中添加反应溶液,使生成物析出,再用水或甲醇洗涤,精制。干燥所得固形成分,可以得到本发明的纤维素衍生物。
本发明的纤维素衍生物的取代度的调节,可通过调节合成该纤维素衍生物时所使用的用于导入取代基的试剂的量而完成。用于导入取代基的试剂,相对反应原料中使用的纤维素羟基量而言,可在0.5~100当量的范围使用,用量越多,可以得到的纤维素衍生物取代度越高,但是根据用于导入取代基的试剂的种类,与纤维素羟基间的反应性不同,因此为了达到一定的取代度,所需要的用于导入取代基的试剂量各不相同。另外,作为调节取代度的其它方法,可以举例使用氢氧化钾或氢氧化钠水溶液等碱性水溶液将所得纤维素酰化物水解的方法。水解程度可根据使用的碱性水溶液的浓度或温度、处理时间等适当调节。
例如要获得取代度为2.1的纤维素正己酸酯时,使用相对纤维素的羟基而言,1.05当量的正己酰氯反应4小时以上。另一方面,要获得取代度为2.7的纤维素正己酯时,使用相对纤维素的羟基而言,1.50当量的正己酰氯反应4小时以上。
此外,为了改善撕裂强度,使得到的纤维素酯与上述交联用脂肪族化合物进行反应。此反应可在如下所述的制膜前进行,可在制膜过程中进行,也可在拉伸后进行。当在制膜前进行时,例如溶解上述纤维素酯在有机溶剂中,再加入交联用脂肪族化合物,必要时还可以热处理或加入催化剂或缩合剂等进行反应,从而可以得到具有聚合性基团的纤维素酯。所得到的具有聚合性基团的纤维素酯,可以用水等析出结晶精制,也可以直接利用。通常,热处理的温度在20℃~160℃范围,特别优选30℃~110℃范围。
使用上述纤维素衍生物制造本发明的相位差膜,通过从纤维素衍生物(包括具有上述聚合性基团的纤维素酯)溶液制膜(及必要时进行聚合反应)以及取向处理而进行。作为具体方法,首先在溶剂中溶解该纤维素衍生物。可以使用的溶剂,列举为二氯甲烷、氯仿等卤代烃溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯等乙酸酯类,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、苯甲醇等醇类,2-丁酮、丙酮、环戊酮、环己酮等酮类,苯甲胺、三乙胺、吡啶等碱类溶剂,环己烷、苯、甲苯、二甲苯、苯甲醚、己烷、庚烷等非极性溶剂。该纤维素衍生物的重量浓度通常为1%~99%,优选2.5%~80%,更优选5%~50%。这些化合物可以仅添加1种,也可以添加多种成分。必要时还可以加入上述各种溶剂或增塑剂。增塑剂可以列举邻苯二甲酸二甲酯或邻苯二甲酸二乙酯、乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯等邻苯二甲酸酯、三(2-乙基己基)偏苯三酸酯等偏苯三酸酯、己二酸二甲酯或己二酸二丁酯等脂肪族二元酸酯,磷酸三丁酯或磷酸三苯酯等正磷酸酯,癸二酸二正丁酯等癸二酸酯、甘油三乙酸酯或2-乙基己基乙酸酯等乙酸酯。这些化合物可以仅添加1种,也可以添加多种成分。
其次,将所得的纤维素衍生物溶液涂布在表面平坦的具有脱模性的基板上后,自然干燥或加热干燥除去溶剂,从该基板上剥离,形成透明的纤维素衍生物膜。或者,将作为具有上述聚合性基团的纤维素酯原料使用的上述纤维素酯,溶解在上述二氯甲烷、氯仿等卤代烃溶剂、2-丁酮、丙酮、环戊酮、环己酮等酮类、苯甲胺、三乙胺、吡啶等碱类溶剂、乙酸酯类、醇类、非极性溶剂等中后,添加交联用脂肪族化合物,以及必要时的催化剂后,同样进行制膜。此时,通过干燥中除去溶剂时的加热,或者除去溶剂后的热处理或紫外线照射等,进行交联反应,可以得到由交联纤维素衍生物构成的膜。作为交联剂,可以列举具有异氰酸酯基、硫代异氰酸酯基或羧基等官能团、或乙烯基、甲基丙烯酰基等聚合性基团的化合物。这样的交联剂可以仅添加1种,也可以添加多种成分。
这样得到的纤维素衍生物膜通过单轴拉伸,可以获得本发明的相位差膜。拉伸处理可以使用一般的单轴拉伸,例如将该纤维素衍生物膜的两端固定,加温同时向一方向拉伸。另外当膜为长的卷状时,例如用夹辊(nip roll)固定膜的两端,利用两辊的旋转次数的差进行连续地拉伸,拉伸时的温度,根据纤维素衍生物的取代基的种类或取代度,最适宜的拉伸温度有所不同。
将由纤维素的羟基经碳数5~20的酰基取代的纤维素衍生物构成的膜,经单轴拉伸制造本发明的相位差膜的拉伸温度为50℃~200℃,更优选为50℃~180℃左右。例如己酰基的取代度为2.0~3.0的纤维素正己酸酯时,可采用90℃~160℃。
另外,拉伸上述耐热性纤维素衍生物,制造本发明相位差膜的拉伸温度为40℃~160℃,更优选约为45℃~140℃。例如癸酰基的取代度为2.2以上且小于2.9的纤维素正癸酸酯时,可采用45℃~140℃。
另外,拉伸上述交联纤维素衍生物,制造本发明相位差膜的拉伸温度为40℃~160℃,更优选约为45℃~140℃。
拉伸倍率根据纤维素衍生物的种类、厚度、期望的相位差值而不同,但通常为1.05倍至5.0倍,更优选约为1.1倍至4.0倍。例如己酰基的取代度为2.0~3.0的纤维素正己酸酯时,约为1.1倍~3.0倍。拉伸速度也和拉伸温度同样,根据纤维素衍生物的种类不同最合适的拉伸速度不同,但通常为5倍拉伸/分钟以下,优选3倍拉伸/分钟以下,更优选2倍拉伸/分钟以下。
将含有交联用脂肪族化合物的该纤维素酯进行单轴拉伸时,通过单轴拉伸后热处理或紫外线照射等交联,可以获得使用交联纤维素衍生物的本发明的相位差膜。另外,具有聚合性基团的纤维素酯进行单轴拉伸时,通过单轴拉伸后紫外线照射等聚合,可以获得本发明的相位差膜。
这样得到的本发明的相位差膜的膜正面方向的波长550nm处的相位差值约为10~600nm。
另外,本发明中得到的相位差膜的厚度为10~500μm,优选20~300μm,更优选约为30~150μm。
由取代度为2.0~2.8的纤维素正戊酸酯,或取代度为2.0~2.5的纤维素正己酸酯构成本发明相位差膜时,通过使拉伸倍率为1.5~2.0倍,厚度为50~100μm,只进行上述一般的单轴拉伸,当如上所述拉伸方向折射率为nx,与其面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz时,可以获得具有nx>ny>nz这样的双轴性,而且波长色散特性为消色差性的相位差膜,因此特别优选。
另外,取代度为2.5~2.99的纤维素正庚酸酯、取代度为1.0~2.99的纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯、纤维素正十七烷酸酯、纤维素正十八烷酸酯、纤维素正十九烷酸酯、纤维素正二十烷酸酯等由碳数7~20的直链酰基取代的纤维素衍生物,更优选取代度为2.7~3.0的纤维素正庚酸酯、取代度为2.0~3.0的纤维素正辛酸酯、纤维素正壬酸酯、纤维素正癸酸酯、纤维素正十一烷酸酯、纤维素正十二烷酸酯、纤维素正十三烷酸酯、纤维素正十四烷酸酯、纤维素正十五烷酸酯、纤维素正十六烷酸酯等由碳数7~16的直链酰基取代的纤维素衍生物的情况下,通过一般的单轴拉伸,可以获得具有上述ny>nz>nx或nz≥ny>nx(拉伸方向的折射率为nx,与其面内垂直方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz)的双轴性,而且波长色散特性为大于550nm长波长一侧的相位差值比在550nm处的相位差值小,而在小于550nm短波长一侧的相位差值比在550nm处的相位差值大的相位差膜。因此,不用采取如专利文献3所记载的贴合收缩性膜等麻烦的手段,就可以制造具有双轴性,且具有上述波长色散特性的相位差膜。
作为一般的单轴拉伸,可以列举,例如固定该纤维素衍生物膜的两端,加温至40℃~200℃,优选50℃~180℃,同时单方向上1.05倍至5.0倍,更优选约为1.1至4.0倍拉伸,或者当膜为长卷状时,例如利用夹辊固定膜的两端,以40℃~200℃,更优选约为50℃~180℃的加热环境条件下,通过两辊转数的差,而连续地进行1.05倍至5.0倍,更优选约为1.1倍至4.0倍拉伸的方法等。
此外,由取代度为2.2以上且小于2.9的纤维素正癸酸酯构成本发明相位差膜时,通过使拉伸倍率为1.5倍~4.0倍,厚度为50~150μm,只进行上述一般的单轴拉伸,就能获得以上所述的拉伸方向折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz时,具有ny>nz>nx这样的双轴性的约1/4波长的相位差膜(波长550nm处的相位差值为130~140nm)。
制膜时,在使用具有聚合性基团的纤维素酯的情况,或使用含有交联剂的纤维素酯的情况下,当拉伸前未进行聚合反应或交联反应时,在此拉伸处理后,再通过紫外线照射或热处理等进行聚合反应或交联反应,可以制成使用本发明的交联纤维素衍生物的相位差膜。
使用本发明的交联纤维素衍生物的相位差膜的撕裂强度,优选400kg/cm2以上。另外,撕裂强度是使用拉伸试验机在25℃下,以拉伸速度20mm/分钟的速度进行拉伸而测定得到的撕裂强度。
本发明的相位差膜通过与其它相位差膜或偏光膜组合使用,可以赋与各种功能。例如使膜面内的最大折射率为na,在膜面内与其垂直的方向的折射率为nb,厚度方向的折射率为nc时,na>nb>nc,na>nb=nc,na=nb>nc,na=nb<nc,na>nc>nb这样的其它相位差膜,和本发明的nx>ny>nz或ny>nz>nx或nz≥ny>nx的相位差膜,以各自的慢轴呈期望的角度进行层压,得到本发明的复合相位差膜。由于该复合相位差膜的波长色散或视角特性,与各单独相位差膜不同,所以可能更高功能化。具体而言,例如本发明的ny>nz>nx或nz≥ny>nx的相位差膜和na>nb>nc或na>nb=nc或na=nb>nc的相位差膜,以各自的慢轴呈平行或垂直进行层压,得到的复合相位差膜,与各自所具有的视角依赖性相比更为改善。另外,作为层压方法可以列举,例如使用丙烯酸类粘合剂或接合剂贴合的方法。层压时的粘合剂适合使用丙烯酸类粘合剂,接合剂可以适当使用聚乙烯醇类、尿烷类、异氰酸酯类、丙烯酸类或环氧类等各种接合剂。作为其它的相位差膜,可以列举聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、降冰片烯衍生物、环烯烃类聚合物、或专利文献2、8中所记载的纤维素衍生物等经单轴或双轴拉伸得到的相位差膜等。更具体而言,例如相位差为波长的1/2左右(例如对于波长550nm的光的相位差值约为200nm~300nm,更优选为230nm~290nm)的本发明的相位差膜,和相位差为波长的1/4左右(例如对于波长550nm的光的相位差值约为100nm~150nm)的经单轴拉伸的聚碳酸酯或聚芳酯、聚醚砜、环烯烃聚合物等构成的na>nb>nc或na>nb=nc的其它相位差膜,或者,相位差为波长的1/2左右(例如对于波长550nm的光的相位差值约为200nm~300nm,优选230nm~290nm)的其它相位差膜,和相位差为波长的1/4左右(例如对于波长550nm的光的相位差值约为100nm~150nm)的ny>nz>nx或nz≥ny>nx的本发明的相位差膜,以本发明的相位差膜的快轴(nx方向,即拉伸方向)和其它相位差膜的慢轴(拉伸方向)基本上呈平行状态,使用粘合剂或接合剂对上述膜进行层压,能够得到本发明的复合相位差膜。该复合相位差膜成为消色差(对于各波长具有大约相等的相位差)、广视角的1/4波长相位差膜。此时,其它相位差膜的慢轴为长度方向,而本发明的相位差膜的快轴为长度方向时,在其它相位差膜的层压面侧设置粘合剂层,通过辊对辊(ロ一ルツウロ一ル)可以与本发明的相位差膜进行层压,伴随步骤的简化,可以实现低成本化。
其次,通过将本发明的相位差膜或复合相位差膜与偏光膜进行层压,可以得到本发明的圆或椭圆偏光膜或旋光膜。具体而言,例如使本发明的相位差膜在550nm处的相位差为波长的1/4左右(例如对于波长550nm的光的相位差值约为100nm~150nm,优选130nm~140nm),以偏光膜的吸收轴与该相位差膜的慢轴呈45°或135°进行层压,可以得到本发明的圆偏光膜。此时,相位差膜如果是本发明的具有消色差性的相位差膜,则通过在反射型或反射半透射型液晶显示装置中使用,可以提高可见度或色彩再现性、对比度等。另外,使用有机电致发光型显示装置时,由于能够抑制在电极部位的反射,因此可以大幅度提高显示图像的可见度。另外,如果相位差膜是本发明的具有双轴性的相位差膜,通过在反射型或反射半透射型液晶显示装置中使用,可以提高液晶显示装置的视角特性。另外,在使用有机电致发光型显示装置时,即使倾斜观察,也能抑制电极部位的反射,因此同样可以提高视角特性。另外,以偏光膜和本发明的相位差膜的慢轴与偏光膜的吸收轴呈45°或135°以外的角度进行层压时,可以得到本发明的椭圆偏光膜。通过在STN(超扭曲向列)型液晶显示装置中使用这样的椭圆偏光膜时,可以提高显示图像的对比度及视角特性。另外,要想提高对比度,必须使补偿STN型液晶单元具有的相位差值的相位差值以及层压角度达到最适宜。
其次,使本发明的相位差膜在550nm处的相位差为波长的1/2左右(例如对于波长550nm的光的相位差值约为200nm~300nm,优选250nm~290nm),以偏光膜的吸收轴和该相位差膜的慢轴构成的角度为45°或135°进行层压,可以得到本发明的旋光膜。使用的相位差膜为本发明的具有消色差性的相位差膜时,通过在液晶投影机上使用此旋光膜,可以在广泛波长范围下均一地改变直线偏振光的方向,因此可以提高光的利用效率,且防止由于光吸收引起的偏光膜劣化,能够提高显示图像的对比度。另外,使用的相位差膜为本发明的具有双轴性的相位差膜时,可以防止伴随倾斜相位差值变化而引起的旋光性降低。
此外,以本发明的相位差膜或复合光学膜的慢轴和偏光膜的吸收轴呈平行或垂直,更优选呈垂直进行层压,可以得到本发明的光学膜。此光学膜也可称为改善偏光膜视角依赖性的广视角偏光膜。通常,两片偏光膜以各自的吸收轴呈垂直相交(正交偏光位置,Cross-Nicol)进行层压时,对于膜面来说正面方向可以阻断光的透射,但是与各吸收轴方向不同的方向,特别是从正面方向向在膜面内从吸收轴方向显示45°方位的方向倾斜的位置,存在光线透射的问题。倾斜角越大此问题越显著。然而,对于这种偏光膜的视角依赖性,至少使用一张本发明的光学膜,另一方面以各自的吸收轴呈垂直相交状态(正交偏光位置)层压偏光膜(此膜可以为一般的偏光膜,也可以为作为本发明的光学膜薄的一种形态的广视角偏光膜。),使得本发明的相位差膜被夹入其中,即使从各吸收轴不同的方向,特别是在45°方位从正面方向倾斜观察,也能够抑制光的透射。具体而言,将具有波长550nm处的相位差值为50nm~300nm,优选200nm~300nm,更优选230nm~290nm的双轴性的本发明的相位差膜的快轴和偏光膜的吸收轴以基本上平行状态进行层压,可以得到作为本发明的光学膜的其它的一种形态的广视角偏光膜。此时,偏光膜为长尺状且吸收轴为长度方向,当本发明的相位差膜为长尺状且快轴在长度方向时,在另一膜的层压面侧设置粘合剂层或接合剂层,可以通过辊对辊方式进行层压,伴随步骤简化可以实现低成本化。另外,通过在IPS(In-Plane Switching:板内切换)型液晶显示装置或VA(Vertical Alignment:垂直取向)型液晶显示装置中使用该光学膜,可以改善液晶显示装置的视角依赖性。
另外,将波长550nm处的相位差值为50~300nm,更优选为100~300nm的本发明的nx>ny>nz,且具有消色差性的相位差膜,或ny>nz>nx或nz≥ny>nx,且波长色散特性为大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大的具有双轴性的相位差膜的慢轴和偏光膜的吸收轴或透射轴以平行或垂直状态,更优选相位差膜的慢轴和偏光膜的吸收轴以垂直相交方式进行层压的本发明的光学膜,和膜面内的平均折射率为no,厚度方向的折射率为ne,具有ne-no<0关系的相位差膜一起使用,可以改善VA型液晶显示装置的视角特性。ne-no<0的膜可以列举,例如日本特开2004-082714所记载的膜面内进行双轴拉伸的相位差膜、或日本特开2003-315556所记载的使紫外范围内具有选择性反射区域的胆甾型液晶取向固化的膜、或日本专利2866372号公报所记载的使圆盘型液晶以圆盘面相对基板面大约水平取向而固化的膜,或2张经单轴拉伸的膜以各自的慢轴呈垂直状态进行层压的膜等。具体而言,为了改善VA型液晶显示装置的视角特性,使ne-no<0的膜的厚度为d时,按照Rth=(no-ne)×d求得的Rth优选约为100~300nm,适当调整ne、no、d得到这样的Rth。此时,550nm处的膜正面方向的相位差值优选约为0~50nm。层压这种ne-no<0的膜和本发明的相位差膜(ne-no<0的膜中,正面方向上有相位差时,该膜的慢轴和本发明的相位差膜的慢轴方向以平行或垂直相交状态进行层压),再将偏光膜层压在本发明的相位差膜一侧,可以得到本发明的复合光学膜。层压可以使用丙烯酸类或硅类粘合剂或接合剂进行,特别是以本发明的相位差膜作为基板,在该相位差膜上(根据需要,再形成取向膜于该相位差膜上,在该取向膜上)形成取向的圆盘型液晶层或紫外光范围内具有选择性反射区域的胆甾型液晶层,则不需要用于形成其他途径的液晶层的基板,从而可以薄型化和简化步骤。
上述本发明中使用的偏光膜可以使用在偏光元件的至少一侧具有支撑膜结构的膜。作为偏光元件,可以使用例如将吸附了碘(多碘离子)或双色性染料等双色性色素进行取向的的聚乙烯醇薄膜进行单轴拉伸后,根据需要通过使用硼酸交联处理得到的厚度约为10~40μm的偏光元件,或者被单轴拉伸的聚乙烯醇膜在单轴拉伸后脱水处理得到的聚烯型,厚度约为10~40μm的偏光元件。本发明的相位差膜为了使耐热性提高,优选组合使用的偏光膜耐热性优异,因此优选使用双色性染料制造的偏光元件。另外,支撑膜可以使用,例如厚度为40~100μm左右的表层经皂化处理的三乙酰基纤维素膜、或ア一トン(JSR公司制)、ゼオノア(日本ゼオン公司制)等环烯烃聚合物构成的膜。这些支撑膜可以使用接合剂与偏光元件贴合。如果是一般的偏光膜,使用接合剂在上述支撑膜上贴合偏光元件的两侧而构成。在此,通过将上述支撑膜的至少一方替换为本发明的相位差膜,制造本发明的薄型圆偏光膜、薄型旋光膜、薄型椭圆偏光膜、薄型光学膜、薄型复合光学膜,不仅可以兼备作为偏光元件的支撑膜的功能,另外可简化其他途径使用粘合剂等贴合的步骤,而且可以使整体厚度变薄,因此特别优选。
本发明的相位差膜和偏光元件的接合,即便使用例如异氰酸酯类或丙烯酸乳剂类接合剂也能完成,但是本发明的相位差膜,通过浸渍于碱性水溶液中进行表面皂化处理,而具有亲水性提高的特征。因此,皂化处理后的本发明的相位差膜作为支撑膜使用,则使用聚乙烯醇类的水溶性接合剂,也可以与构成偏光膜的偏光元件直接接合。这样经皂化处理的本发明的相位差膜至少作为单面的支撑膜者使用,因此与一般的支撑膜同样,使用聚乙烯醇类的水溶性接合剂,可以与偏光元件接合。由于本发明的相位差膜可作为偏光膜的支撑体发挥作用,因此,与使用粘合剂通过其他途径在一般的偏光膜上贴合本发明的相位差膜情况相比,这样得到的本发明的圆偏光膜、旋光膜、椭圆偏光膜、光学膜、复合光学膜因薄型化、步骤简化,从而可能降低成本。另外,皂化处理通过例如在氢氧化钠或氢氧化钾水溶液等碱性水溶液中浸渍一定时间后,水洗而完成。氢氧化钠或氢氧化钾水溶液的浓度为0.5~6N,温度在10~60℃左右,浸渍时间随皂化处理的程度而适度调节。可以通过接触角计测定在处理的膜面上水的接触角判定皂化处理的程度。通常皂化处理后本发明的相位差膜表面上水的接触角为5°以上60°以下,优选5°以上50°以下,进一步优选5°以上30°以下的本发明的相位差膜的皂化处理。
通过在有机EL(电致发光)型显示装置等图像显示装置或液晶显示装置上,使用兼有这样得到的偏光膜的支撑体的本发明的圆偏光膜,可以提高显示图像的视角特性或对比度。例如有机EL型显示装置时,在显示面侧,通过使用作为用于防止金属电极反射的圆偏光膜,即上述本发明的光学膜的形态之一的具有消色差性、广视角的圆偏光膜,在各波长处得到很高的防止反射效果,因此能够提高显示图像的对比度。另外,液晶显示装置时,反射型或反射半透射型液晶显示装置中,通过使用作为圆偏光膜,即上述本发明的光学膜的形态之一的消色差性的广视角的圆偏光膜,在各波长处的高防止反射效果不仅表现在正面方向,倾斜观察时也能维持,因此显示图像的对比度提高,即使倾斜也能看到与正面同样的图像,可以提高视角特性。另外,TN型或OCB(弯曲取向)型液晶显示装置时,TN(扭转)型液晶单元的补偿如日本特开2003-315556号所记载,使用具有混合取向的圆盘型液晶层的膜而完成,但是无法改善偏光膜本身的视角特性。OCB型液晶单元的情况也相同。然而,通过将作为本发明的光学膜形态之一的广视角偏光膜与TN型液晶单元补偿膜并用,可以进一步广视角化。另外,即使是同样地在VA型液晶显示装置中,使用上述ne-no<0的膜,和nx>ny>nz、且具有消色差性的相位差膜,和偏光膜顺次层压的本发的复合光学膜,或使用如日本特许2866372号公报、日本特开2002-196137号及日本2587398号公报等所记载的补偿膜而完成VA型液晶单元本身的补偿后,再通过本发明的光学膜和VA液晶单元补偿膜并用,可能进一步广视角化。例如通过补偿称为TN型、OCB型、VA、IPS型液晶单元的各液晶单元的补偿膜,进行液晶单元自身的补偿后,使用本发明的ny>nz>nx或nz≥ny>nx、且具有波长色散特性为大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小、小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大这样的双轴性的相位差膜,和偏光膜构成的光学膜,可能进一步广视角化。此时,使用作为本发明的薄型光学膜的形态之一的薄型广视角偏光膜(本发明的相位差膜经皂化处理,用接合剂与偏光元件接合的膜),代替广视角偏光膜,可以使本发明的液晶显示装置整体厚度变薄。
如上所述具有使用了本发明相位差膜的圆偏光膜、旋光膜、椭圆偏光膜、光学膜、复合光学膜的有机电致发光显示装置、液晶投影机、液晶显示装置等本发明的图像显示装置,与现有的图像显示装置相比,能够赋予对比度或视角特性提高等优异的特性。
实施例
通过以下实施例对本发明进行更详细的说明。
另外,下述实施例中作为原料使用的纤维素,使用式(3)表示的单位数(聚合度)约300的纤维素(日本三木产业公司制)。
实施例1
将纤维素(三木产业公司制)浸渍在二甲基乙酰胺中,得到纤维素含量为56.4%的浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺。之后,在二甲基乙酰胺150mL中添加氯化锂12.6g,在80℃下搅拌30分钟,使之完全溶解后,添加浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺3.0g。在50℃下搅拌30分钟,加入正戊酰氯6.5mL,再升温至80℃,搅拌2.5小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水2L中,使纤维素正戊酸酯再沉淀。滤取后,用水100mL洗涤3次,甲醇50mL洗涤2次,所得固形成分真空干燥6小时,得到纤维素正戊酸酯的白色粉末3.2g。
之后,将所得纤维素正戊酸酯在丙酮/DMSO(二甲基亚砜)的混合溶剂中溶解,使用1N氢氧化钠水溶液水解。同时将在丙酮/DMSO的混合液中加入上述同量的1N氢氧化钠水溶液的溶液作为空白。以1N硫酸反向滴定二者求算取代度(纤维素每1单体单位的正戊酰基的取代数),结果为2.29。
之后,在环戊酮中溶解该纤维素正戊酸酯,使其为10重量%的溶液。该溶液用间歇式涂布机(comma coater)(平野科技公司制)涂布于平滑的聚酯膜上,加热除去溶剂后,从聚酯膜剥离,得到纤维素正戊酸酯膜。
之后,切取此膜为长方形并固定两端,在150℃条件下,拉伸至原有长度的2倍,冷却至室温,得到本发明的相位差膜(厚度77μm、对于550nm的相位差值132nm)。使用阿贝折射计(爱宕公司制,阿贝折射计1T)测定该相位差膜的折射率,结果拉伸方向的折射率nx=1.4827,膜面内与拉伸方向的垂直方向的折射率ny=1.4810,厚度方向的折射率nz=1.4805。再使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定各波长处的相位差值,求算对于波长550nm的相位差值(Re550)和各波长处的相位差值(Ren)的比(相位差比:Ren/Re550),由此结果得到的波长色散特性如图1所示。另外,该相位差膜的慢轴和拉伸方向平行。
实施例2
除了使用正己酰氯3.6mL代替正戊酰氯之外,按照实施例1相同操作制得纤维素正己酸酯。与实施例1同样求算所得纤维素正己酸酯的取代度(纤维素每1单体单位正己酰基的取代数),结果为2.43。之后,除了在环戊酮中溶解纤维素正己酸酯,使其为20重量%溶液之外,依照实施例1相同操作得到纤维素正己酸酯膜。切取此膜为长方形并固定两端,在120℃条件下,拉伸至原有长度的1.8倍,冷却至室温,得到本发明的相位差膜(厚度为85μm、对于550nm的相位差值为139nm)。与实施例1同样测定该相位差膜的折射率,结果拉伸方向的折射率nx=1.4821,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4805,厚度方向的折射率nz=1.4795。再按照实施例1同样操作测定波长色散特性如图1所示。另外,该相位差膜的慢轴和拉伸方向平行。
实施例3
将正庚酸48mL、三氟乙酸酐39.6mL的混合液加热至55℃,搅拌20分钟。之后,将纤维素(三木产业公司制)1.55g加入到55℃下保存的上述混合液中,搅拌5小时。然后,将该混合物加至甲醇1000mL中,即析出沉淀物。以真空过滤回收,用乙酸乙酯充分洗涤滤纸上的沉淀物,在40℃下真空干燥得到纤维素正庚酸酯3.86g。
然后,按照实施例1相同操作求算取代度,结果为2.9。
之后,在氯仿中溶解得到的纤维素正庚酸酯,调整为5重量%溶液,按照实施例1相同操作得到纤维素正庚酸酯膜。切取此膜为长方形并固定短边一侧的两端,在80℃的环境下,由固定的一端在拉伸方向进行单轴拉伸至原有长度的2.0倍,得到本发明的相位差膜。该相位差膜的膜厚约为95μm。之后,用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定590nm处的相位差值,结果为266nm。之后,与实施例1同样测定波长色散特性,结果大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。
另外,使用阿贝折射计(爱宕公司制,阿贝折射计1T),测定所得本发明的相位差膜的折射率,结果拉伸方向的折射率nx=1.4732,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4760,厚度方向的折射率nz=1.4750。
实施例4
除了使用正辛酸48mL代替正庚酸、且使用三氟乙酸酐35.4mL、纤维素(三木产业公司制)1.38g之外,按照实施例3相同方法制得纤维素正辛酸酯3.16g。然后,按照实施例1同样操作求算取代度,结果为2.9。将该纤维素正辛酸酯按照实施例3相同操作制造纤维素正辛酸酯膜。之后除了使拉伸温度为60℃,单轴拉伸至原有长度的2.0倍以外,按照实施例3相同操作制得本发明的相位差膜。此相位差膜的膜厚约为95μm。与实施例3同样测定所得相位差膜的相位差值,结果590nm处的相位差值为370nm。另外,进行与实施例3同样的测定所得相位差膜的折射率的结果是,拉伸方向的折射率nx=1.4720,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4759,厚度方向的折射率nz=1.4730。然后按照实施例1相同操作测定此相位差膜的波长色散特性,结果如图1所示。由图1可知,大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。另外,此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例5
除了使用正癸酸49.9g代替正庚酸,且使用三氟乙酸酐33.8mL、纤维素(三木产业公司制)1.32g之外,按照实施例3相同方法制得纤维素正癸酸酯3.77g。之后按照实施例1同样操作求算取代度,结果为2.9。将此纤维素正癸酸酯按照实施例3相同操作制得纤维素正癸酸酯的未拉伸膜。然后除了使拉伸温度为50℃,单轴拉伸至原有长度的2.0倍以外,按照实施例3相同操作制得本发明的相位差膜。此相位差膜的膜厚约为95μm。与实施例3同样测定所得相位差膜的相位差值,结果在590nm处的相位差值为267nm。另外,进行与实施例3同样的测定所得相位差膜的折射率结果是,拉伸方向的折射率nx=1.4712,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4740,厚度方向的折射率nz=1.4760。然后,按照实施例1同样操作测定该相位差膜的波长色散特性。
可知大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。另外,此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例6
除了使用月桂酸14.3g代替正庚酸以外,按照实施例3相同方法制得纤维素正月桂酸酯8.96g。之后按照实施例1相同操作求算取代度,结果为2.9。将此纤维素正月桂酸酯按照实施例3相同操作制造纤维素正月桂酸酯的未拉伸膜。然后,除了使拉伸温度为80℃,单轴拉伸至原有长度的1.5倍之外,按照实施例3相同操作制得本发明的相位差膜。此相位差膜的膜厚为130μm。与实施例3同样测定所得相位差膜的相位差值,结果在590nm处的相位差值为250nm。另外,与实施例3同样测定所得相位差膜的折射率,结果拉伸方向的折射率nx=1.4790,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4810,厚度方向的折射率nz=1.4818。之后按照实施例1相同操作测定此相位差膜的波长色散特性,结果如图1所示。由图1可知,大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。另外,此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例7
除了使用棕榈酸50g代替正庚酸之外,按照实施例3相同方法制得纤维素正棕榈酸酯的白色粉末5.84g。之后按照实施例1相同操作求算取代度,结果为2.9。将该纤维素正棕榈酸酯按照实施例3相同操作制成纤维素正棕榈酸酯的未拉伸膜。之后除了使拉伸温度为60℃,单轴拉伸至原有长度的1.5倍之外,按照实施例3相同操作制得本发明的相位差膜。此相位差膜的膜厚约为80μm。与实施例3同样测定所得相位差膜的相位差值,结果在590nm处的相位差值为120nm。另外,与实施例3同样测定所得相位差膜的折射率,结果拉伸方向的折射率nx=1.4900,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4915,厚度方向的折射率nz=1.4925。之后按照实施例1相同操作测定此相位差膜的波长色散特性,结果如图1所示。由图1可知,大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。另外,此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例8
将纤维素(三木产业公司制)浸渍在二甲基乙酰胺中,得到纤维素含量为52.8%的浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺。之后,在二甲基乙酰胺200mL中添加氯化锂16.6g,在80℃下搅拌,使之完全溶解后,添加浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺4.0g。在50℃下搅拌,加入正辛酰氯12.7g再升温至80℃,搅拌3.5小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水400mL中,使纤维素正辛酸酯结晶。滤取后,用50%含水甲醇400mL洗涤。再用甲醇200mL洗涤2次,真空干燥所得固形成分,得到纤维素正辛酸酯的白色粉末6.3g。求算取代度(纤维素每1单体单位的正辛酸酯的取代数),结果为2.87。纤维素正辛酸酯的取代度,是使用NMR(300MHz,巴利安公司制),由纤维素单体1单位中的7个氢的峰面积和辛基末端甲基的3个氢的峰面积的比计算求得。
实施例9
在二甲基乙酰胺700mL中添加氯化锂62.5g,在80℃下搅拌使之完全溶解后,添加实施例8中得到的浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺15.0g。在50℃下搅拌,加入正癸酰氯28.0g,再升温至80℃,搅拌3.5小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水2000mL中,使纤维素正癸酸酯结晶。滤取后,用50%的含水甲醇1000mL洗涤,再用甲醇500mL洗涤2次,真空干燥所得固形成分,得到纤维素正癸酸酯的白色粉末23.0g。求算取代度(纤维素每1单体单位正癸酸酯的取代数),结果为2.48。纤维素正癸酸酯的取代度,是通过用气相层析仪(阿吉连得科技公司制,HP-5890型)测定加水终止反应时残存羧酸的量,而计算得到的。
实施例10
在二甲基乙酰胺200mL中添加氯化锂16.6g,在80℃下搅拌使之完全溶解后,加入实施例8中得到的浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺4.0g。在50℃下搅拌,加入正十二烷酰氯9.4g,再升温至80℃,搅拌3.5小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水500mL中,使纤维素正十二烷酸酯结晶。滤取后,用50%含水甲醇400mL洗涤,再用甲醇300mL洗涤后,用丙酮300mL洗涤2次,真空干燥所得固形成分,得到纤维素正十二烷酸酯的白色粉末5.7g,计算取代度(纤维素每1单体单位的正十二烷酸酯的取代数),结果为2.16。纤维素正十二烷酸酯的取代度,是使用NMR(300MHz,巴利安公司制),由纤维素单体的1单位中的7个氢的峰面积和十二烷基末端甲基的3个氢的峰面积的比计算求得。
实施例11
在二甲基乙酰胺200mL中添加氯化锂16.6g,在80℃下搅拌使之完全溶解后,加入实施例8中得到的浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺4.0g。在50℃下搅拌,加入正辛酰氯11.7g,再升温至80℃,搅拌3.5小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水500mL中,使纤维素正辛酸酯结晶。滤取后,用50%含水甲醇200mL洗涤,再用甲醇200mL洗涤2次,真空干燥所得固形成分,得到纤维素正辛酸酯的白色粉末7.5g。求算取代度(纤维素每1单体单位的正辛酸酯的取代数),结果为2.86。纤维素正辛酸酯的取代度,是使用NMR(300MHz,巴利安公司制)与实施例8同样计算。
实施例12
在氯仿中溶解实施例8合成的纤维素正辛酸酯,制成12重量%的溶液。将此溶液用间歇式涂布机涂布在脱模膜(PET3801,林科技公司制)上,在40℃下干燥去除溶剂后,从脱模膜剥离而制成膜。切取此膜为长方形固定两端,在100℃条件下拉伸至原有长度的大约4倍,冷却至室温,得到本发明的相位差膜(厚度为87μm,对于590nm的相位差值为387nm)。此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定此相位差膜的慢轴及快轴方向分别倾斜至50°时相位差值变化,即此相位差膜的视角特性,求算对于正面方向(0°)波长590nm的相位差值(Ro)的倾斜角n°下的波长590nm的相位差值(Rn)的比Rn/Ro,结果如图2所示。另外,使用阿贝折射计(阿贝折射计1T型,爱宕公司制)测定所得本发明的相位差膜的折射率,结果在拉伸方向的折射率nx=1.4736,在膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4774,厚度方向的折射率nz=1.4774。
实施例13
除了在氯仿中溶解实施例9合成的纤维素正癸酸酯,制成15重量%的溶液以外,按照实施例12相同操作制膜。切取此膜为长方形固定两端,在75℃的条件下,拉伸至原有长度的大约2倍,冷却至室温得到本发明的相位差膜(厚度为100μm,对于590nm的相位差值为108nm)。此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定此相位差膜的慢轴及快轴方向分别倾斜至50°时相位差值变化,即此相位差膜的视角特性,求算对于正面方向(0°)波长590nm的相位差值(Ro)的倾斜角n°下的波长590nm的相位差值(Rn)的比Rn/Ro,结果如图2所示。另外,使用阿贝折射计(阿贝折射计1T型,爱宕公司制)测定所得本发明的相位差膜的折射率,结果在拉伸方向的折射率nx=1.4757,膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率ny=1.4770,厚度方向的折射率nz=1.4762。
实施例14
除了在氯仿中溶解实施例10合成的纤维素正十二烷酸酯,制成10重量%的溶液以外,按照实施例12相同操作制膜。切取此膜为长方形固定两端,在57℃条件下,拉伸至原有长度的大约2倍,冷却至室温得到本发明的相位差膜(厚度为125μm,对于590nm的相位差值为192nm)。此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定此相位差膜的慢轴及快轴方向分别倾斜至50°时相位差值变化,即此相位差膜的视角特性,求算对比正面方向(0°)波长590nm的相位差值(Ro)的倾斜角n°波长590nm的相位差值(Rn)的比Rn/Ro,结果如图2所示。
实施例15
除了在氯仿中溶解实施例8合成的纤维素正辛酸酯,制成聚合物的20重量%溶液以外,按照实施例12相同操作制膜。切取此膜为长方形固定两端,在95℃条件下拉伸至原有长度的大约4倍,得到本发明的相位差膜(厚度为58μm,对于590nm的相位差值为280nm)。此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例16
将纤维素(三木产业公司制)浸渍在二甲基乙酰胺中,得到纤维素含量为53.0%的浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺。之后在二甲基乙酰胺500mL中添加氯化锂41.5g,80℃下搅拌,使之完全溶解后,添加浸渍有纤维素的二甲基乙酰胺10g,在50℃下搅拌,加入正辛酰氯19.2g,再升温至80℃,搅拌3.5小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水1000mL中,使纤维素正辛酸酯结晶。滤取后,用50%含水甲醇1000mL洗涤,再用甲醇300mL洗涤2次,真空干燥所得固形成分,得到纤维素正辛酸酯的白色粉末15.4g。求算取代度(纤维素每1单体单位的正辛酸酯取代数),结果为2.5。纤维素正辛酸酯的取代度,是使用NMR(300Hz,巴利安公司制),由纤维素单体1单位中的7个氢的峰面积和正辛酰基末端甲基的3个氢的峰面积的比计算求得。
实施例17
在环戊酮27g中加入实施例16合成的纤维素正辛酸酯3g,在60℃下加热溶解,制成10重量%的溶液。冷却此溶液至室温后,加入1重量%的二丁基二月桂酸锡-环戊酮溶液0.08g及2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯0.1g,在25℃下搅拌1小时后,60℃下进一步搅拌1小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水400mL中,使具有聚合性基团的纤维素酯结晶。滤取后,用甲醇200mL洗涤,所得固形成分在30℃下常压干燥,得到具有聚合性基团的纤维素酯的白色粉末4.6g。此化合物在环戊酮中如果浓度为10%,则无法成为溶液,发生胶化,在5.7%左右可溶解,成为环戊酮溶液。本实施例中,使用实施例9得到的纤维素正癸酸酯代替纤维素正辛酸酯(取代度为2.48)或实施例10得到纤维素正十二烷酸酯代替纤维素正辛酸酯(取代度为2.16)进行同样处理,同样可以得到具有与各自纤维素酯对应的聚合性基团的纤维素酯。
实施例18
在氯仿中溶解实施例17合成的具有聚合性基团的纤维素酯(具有聚合性基团的纤维素正辛酸酯),制成12重量%的溶液。使用间歇式涂布机将该溶液涂布在脱模膜(林科技公司制,PET3801)上,在40℃干燥除去溶剂后,从脱模膜剥离而制得纤维素衍生物膜。对此膜进行光照射处理。在1次光照射使膜表面的全光照射量为379mJ/cm2的条件下,使用4kW的卤灯照射4次。切取此膜为长方形固定两端,在95℃条件下,拉伸至原有长度的大约2倍,冷却至室温,得到本发明透明的相位差膜。使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定此相位差膜的慢轴及快轴方向分别倾斜至50°时相位差值变化,即此相位差膜的视角特性,求算对比正面方向(0°)波长590nm的相位差值(Ro)的倾斜角n°波长590nm的相位差值(Rn)的比Rn/Ro,结果如图2所示。此相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例19
将实施例12制成的本发明的相位差膜在加热台(美得拉·多利得公司制)上加温至200℃,结果到达160℃时膜也未熔融。由目视确认膜完全没有熔融。另外,使用差示扫描量热仪(精工仪器公司制),以铝密闭式由40℃升温至200℃,没有观察到熔融时可见的较大吸热峰。
实施例20
将实施例13制成的本发明的相位差膜按照实施例19相同操作进行试验,结果膜在160℃也未熔融。另外,使用差示扫描量热仪(精工仪器公司制)与实施例19进行同样试验,没有观察到熔融时可见的较大吸热峰。
实施例21
将实施例14制成的本发明的相位差膜,按照实施例19相同操作进行试验,结果膜在160℃也未熔融。
实施例22
将实施例18制成的本发明的相位差膜切成10mm×50mm大小,使用张力计(波尔威恩公司制,UTM-I-2500)在25℃环境下,以拉伸速度20mm/分钟的速度拉伸时,撕裂强度为424kg/cm2。
实施例23
以实施例1制成的本发明的相位差膜的慢轴和厚度为180μm的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18243T)的吸收轴呈45°,使用丙烯酸类粘合剂进行层压,制成本发明的圆偏光膜。此圆偏光膜的厚度为277μm。之后将此圆偏光膜放置在镜子上,观察镜面防止反射效果,结果本发明的圆偏光膜成为深黑色,具有良好的防止反射效果。
实施例24
将实施例2制成的本发明的相位差膜在60℃下,浸渍在6N的氢氧化钾水溶液中15分钟后,用水充分洗涤。之后在30℃下干燥30分钟,得到表层经皂化处理的本发明的相位差膜。此膜表面水的接触角度为15°。仅在偏光元件的单面具有支撑膜的厚度为100μm的偏光膜(普拉科技公司制,UDN10243T)的偏光元件的一侧,使用聚乙烯醇类接合剂(日本合成化学工业公司制,NH26),以偏光膜的吸收轴和该相位差膜的慢轴呈45°的位置,贴合经皂化处理的本发明的相位差膜,得到本发明的圆偏光膜。所得圆偏光膜厚度为185μm。与实施例23进行同样评价该膜,结果本发明的圆偏光膜成为深黑色,具有良好的防止反射效果。
实施例25
使用实施例9所记载的纤维素正癸酸酯,除了使拉伸温度为70℃以外,按照实施例1 3相同方法制造本发明的相位差膜。厚度为102μm,550nm波长的相位差值为135nm。将该膜在60℃,6N的氢氧化钾水溶液中浸渍10分钟后,用水充分洗涤。之后在30℃下干燥30分钟,得到表面经皂化处理的本发明的相位差膜。此膜表面水的接触角为50°。然后仅在偏光元件的单面具有支撑膜的厚度为100μm的偏光膜(普拉科技公司制,UDN10143P)的偏光元件面侧,使用聚乙烯醇类接合剂(日本合成化学工业公司制,NH26),以偏光膜的吸收轴(偏光元件拉伸的方向)和该相位差膜的快轴(该膜的拉伸方向)呈45°的位置,贴合经皂化处理的本发明的相位差膜,在70℃下加热10分钟,得到本发明的圆偏光膜的形态之一的薄型广视角圆偏光膜。该膜整体厚度为202μm,各膜之间充分接合。然后将该圆偏光膜放置在镜子上,观察镜面防止反射效果,结果可知本发明的圆偏光膜从任何方向观看,显示与正面方向几乎相同的防止反射效果,其视角特性优异。
实施例26
使用实施例17所记载的具有聚合性基团的纤维素酯,按照实施例18相同方法制造本发明的相位差膜。其厚度为127μm,550nm波长处的相位差值为279nm。之后使偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P)的吸收轴(偏光元件的拉伸方向)和本发明的相位差膜的快轴(该膜的拉伸方向)呈平行位置,使用丙烯酸类粘合剂进行层压,得到本发明的光学膜的形态之一的广视角偏光膜。
实施例27
使用实施例11所记载的纤维素辛酸酯,按照和实施例15相同方法制造本发明的相位差膜。其厚度为55μm,550nm波长处的相位差值为271nm。将该膜按照实施例25进行相同操作,得到表层经皂化处理的本发明的相位差膜。之后仅在偏光元件的单面具有支撑膜的厚度为100μm的偏光膜(普拉科技公司制,UDN10143P)的偏光元件面侧,使偏光膜的吸收轴(偏光元件的拉伸方向)和本发明的相位差膜的快轴(该膜的拉伸方向)呈平行位置,使用聚乙烯醇类接合剂(日本合成化学工业公司制,NH26),贴合经皂化处理的本发明的相位差膜后,在70℃加热10分钟,得到本发明的光学膜形态之一的薄型广视角偏光膜。所得膜整体厚度为155μm,各膜充分接合。
然后,使本发明的光学膜形态之一的薄型广视角偏光膜的吸收轴和另一张偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P)的吸收轴呈垂直,且将本发明的相位差膜放置在各偏光膜之间进行层压。然后,以上述状态放置在面光源上,在自正面方向倾斜向各吸收轴45°方位的方向约50°的位置,评价光的透射。其结果可知使用本发明的光学膜形态之一的广视角偏光膜时,为几乎观察不到光透射的广视角,可以阻断光线。
实施例28
以实施例24制成的本发明的相位差膜的快轴(拉伸方向),和相位差值为120nm的单轴拉伸的聚碳酸酯膜的慢轴(拉伸方向)呈平行,使用粘合剂进行层压,制得本发明的复合相位差膜。使该相位差膜的慢轴方向,与以三乙酰基纤维素膜夹持由吸附碘而取向的聚乙烯醇构成的偏光元件两面的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18243T)的吸收轴呈45°,使用丙烯酸类粘合剂进行层压,得到本发明的圆偏光膜。该膜与实施例23进行同样评价,结果确认了正面方向的反射为深黑色,获得良好的防止反射效果。再对从正面方向上下左右各倾斜约50°位置,同样评价反射状态,结果可知反射维持深黑色,为消色差的且广视角,获得防止反射的效果。
实施例29
除了使用实施例9所记载的纤维素正癸酸酯,拉伸温度变为70℃以外,按照实施例13相同方法制造本发明的相位差膜。厚度为105m,550nm波长的相位差值为139nm。之后将此膜按照实施例25相同操作得到表层经皂化处理的本发明的相位差膜。然后使用丙烯酸类粘合剂,贴合550nm处膜正面方向的相位差值约0nm、厚度50μm、Rth(面内的平均折射率和厚度方向的折射率的差与厚度的乘积)约120nm的相位差膜(积水化学公司制,爱司喜那),得到本发明的复合相位差膜。
实施例30
使用实施例17所记载的具有聚合性基团的纤维素酯,按照实施例18相同方法制造本发明的相位差膜。厚度为120μm,550nm波长处的相位差值为264nm。然后将本发明的该相位差膜,和单轴拉伸的聚碳酸酯(厚度为65μm,550nm波长处的相位差值为135nm)的相位差膜,以各自慢轴呈60°交差状态,使用丙烯酸类粘合剂进行层压,得到本发明的复合相位差膜。然后将本发明的该复合相位差膜,以偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P)的吸收轴与上述相位差值为波长1/2左右的本发明的相位差膜的慢轴呈75°,使用丙烯酸类粘合剂进行层压,得到本发明的光学膜的形态之一的消色差性圆偏光膜。此状态下放置在镜子上,在从正面方向向偏光膜的吸收轴45°方位的方向倾斜约50°的位置评价反射光的透射情况。其结果可知使用本发明的光学膜形态之一的广视角偏光膜时,为几乎观察不到光透射的广视角,可以遮断光线。
实施例31
仅在偏光元件的单面具有支撑膜的厚度为100μm的偏光膜(普拉科技公司制,UDN10143P)的偏光元件面侧,使该相位差膜的快轴(该膜的拉伸方向)及该偏光元件的吸收轴(偏光元件的拉伸方向)呈平行,使用聚乙烯醇类接合剂(日本合成化学工业公司制,NH26),贴合实施例29中使用的经皂化处理的本发明的相位差膜,在70℃下加热10分钟,得到本发明的光学膜。此时,偏光元件和本发明的相位差膜充分接合。然后将550nm处膜正面方向的相位差值约0nm、厚度50μm、Rth约120nm的相位差膜(积水化学公司制,爱司喜那),使用丙烯酸类粘合剂,贴合在上述接合的相位差膜一侧,得到本发明的复合光学膜。此膜整体厚度为280μm。
实施例32
除了使偏光膜的吸收轴和该相位差膜的慢轴呈垂直放置,贴合实施例25中得到的经皂化处理的本发明的相位差膜以外,与实施例25进行相同操作,得到本发明的光学膜。在此光学膜的相位差膜一侧,使用丙烯酸类粘合剂,贴合550nm处膜正面方向的相位差值约0nm、厚度50μm、no-ne=0.0024、Rth约120nm的相位差膜,得到本发明的复合光学膜。
实施例33
将市售的VA型液晶显示装置的偏光膜剥离,以在观察面侧实施例32中制造的复合光学膜各自的偏光膜的吸收轴呈垂直状态,将在背光侧以三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件两侧的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18243T),使用丙烯酸类粘合剂贴合在液晶单元上,制得本发明的液晶显示装置。将该液晶显示装置的背光点亮,从显示画面的正面方向,倾斜于偏光膜的吸收轴方向45°的方向,观察黑色显示状态的图像,结果倾斜85°也能维持黑色状态,视角被扩大。
实施例34
将实施例5中制成的本发明的相位差膜,按照实施例24相同操作,进行皂化处理,得到膜表面水的接触角为50°的表层经皂化处理的本发明的相位差膜。然后仅在偏光元件的单面具有支撑膜的厚度为100μm的偏光膜(普拉科技公司制,UDN10243T)的偏光元件面侧,使用聚乙烯醇类接合剂,将经皂化处理的本发明的相位差膜,以偏光膜的吸收轴(拉伸方向的平行方向)和该相位差膜的慢轴(拉伸方向的垂直方向)呈垂直状进行层压,得到本发明的光学膜。该光学膜的总厚度为195μm。然后将构成该光学膜的偏光膜的吸收轴,与另一张以三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件两侧的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18243T)的吸收轴呈垂直状态,且构成光学膜的本发明的相位差膜放置在各偏光膜之间进行层压。然后,此状态下放置在面光源上,从正面方向向倾斜于各自吸收轴45°的方位方向约50°的位置,评价光线的透射情况。其结果可知使用本发明的广视角偏光膜时,为几乎观察不到光线透射的广视角,可以阻断光线。
实施例35
将市售VA型液晶显示装置的偏光膜剥离,在观察面侧使实施例31中制成的本发明的光学膜各个偏光膜的吸收轴呈垂直状,且在观察面侧使本发明的光学膜的相位差膜一侧为液晶单元面侧,使用丙烯酸类粘合剂,在背光侧将以2张三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P)贴合在液晶单元上,得到本发明的液晶显示装置。将该液晶显示装置的背光点亮,从显示画面的正面方向,向较偏光膜的吸收轴方向45°的方向倾斜,观察黑色显示状态的图像,结果倾斜85°也能维持黑色状态,视角被扩大。
实施例36
将市售的VA型液晶显示装置的偏光膜剥离,将550nm处膜正面方向的相位差值约0nm、厚度50μm,Rth约120nm的相位差膜(积水化学公司制,爱司喜那)接合在观察面侧实施例26制成的本发明的光学膜形态之一的广视角偏光膜上的相位差膜一侧,以丙烯酸类粘合剂贴合在背光侧的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P),得到本发明的光学膜。各偏光膜的吸收轴呈垂直状,且观察面侧的本发明的光学膜的相位差膜侧成为液晶单元面侧,以丙烯酸类粘合剂贴合在液晶单元上,得到本发明的液晶显示装置。将该液晶显示装置的背光点亮,将黑色显示状态的画面从显示图像正面方向,从正面方向倾斜于偏光膜的吸收轴方向45°方位的方向约50°的位置,评价光的透射情况,结果倾斜85°也维持黑色状态,视角被扩大。
实施例37
将辛酸42.7g和三氟乙酸酐51.9g的混合液在50℃下加热,搅拌。然后在50℃下保存的该混合液中,加入纤维素(三木产业公司制)2.0g,搅拌6.5小时。之后将该混合物加入到甲醇200mL中,使沉淀物析出。真空过滤滤取,用甲醇200mL洗涤2次后,在60℃下真空干燥,得到纤维素正辛酸酯的白色粉末5.4g。求算取代度(纤维素每1单体单位的正辛酸酯的取代数),结果为2.94。纤维素正辛酸酯的取代度,是使用NMR(巴利安公司制,300MHz),与实施例8同样计算。
实施例38
除了在氯仿中溶解比较例1中合成的纤维素正辛酸酯,制成15重量%的溶液之外,按照实施例12同样的操作制膜。切取此膜为长方形,固定其短边一侧的两端,在55℃下,将固定一端向长边方向单轴拉伸至原有长度的4倍,得到相位差膜。该相位差膜的厚度约为77μm。然后使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定590nm波长处的相位差值,结果590nm波长处的相位差值为452nm。
实施例39
将比较例2中制造的相位差膜,按照实施例19同样操作进行试验,结果在加热台(美得拉·多利得公司制)上加温,94℃开始熔融,约97℃目视确认完全熔融。另外,使用差示扫描量热仪(精工仪器公司制),与实施例19进行同样试验结果,以铝密闭式自40℃加热至200℃,结果确认了在81.5℃熔融时可见的较大吸热峰。
实施例40
在氯仿中溶解实施例16中合成的纤维素正辛酸酯,制成15重量%的溶液,使用间歇式涂布机将该溶液涂布在脱模膜(林科技公司制,记载PET3801产品名)上,在40℃下干燥除去溶剂后,从脱模膜上剥离而制膜。切取此膜为长方形,固定其短边一侧两端,在95℃条件下拉伸至原有长度的大约2倍,冷却至室温,得到本发明的相位差膜。另外,使用自动双折射计(王子计测公司制,KOBRA-21ADH)测定此相位差膜,结果该相位差膜的慢轴与拉伸方向垂直。
实施例41
将实施例40中制造的本发明的相位差膜,按照实施例22同样操作进行拉伸,结果其撕裂强度为327kg/cm2。
比较例1
在环戊酮25g中加入实施例16中合成的纤维素正辛酸酯2.5g,60℃下加热溶解。冷却该溶液至室温后,加入1重量%的二丁基二月桂酸锡-环戊酮溶液0.8g及2,4-甲苯二异氰酸酯0.1g,在25℃下搅拌1小时后,在60℃下搅拌1小时。停止搅拌,将反应内容物注入到水300mL中,使纤维素衍生物结晶。滤取后,用甲醇200mL洗涤,所得固形成分在30℃下常压干燥,得到纤维素衍生物。该纤维素衍生物呈淡黄色。
比较例2
在甲苯中溶解比较例1中合成的纤维素衍生物,使其为10重量%的溶液,使用间歇式涂布机将该溶液涂布在脱模膜(林科技公司制,PET3801)上,在70℃下干燥除去溶剂后,从脱模膜上剥离而制成膜。切取此膜为长方形,固定其短边一侧的两端,在95℃下拉伸至原有长度的大约2倍,所得相位差膜着色呈淡黄色。
比较例3
除了使用聚碳酸酯制造的1/4波长相位差膜(550nm波长处的相位差值为141nm)之外,按照实施例23相同方法制造圆偏光膜,观察其防止反射效果,结果呈暗紫色,不具有充分的防止反射效果。
比较例4
代替实施例25的本发明的相位差膜,将聚碳酸酯经单轴拉伸而成厚度65μm的波长550nm处相位差值为135nm的相位差膜,和2张三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件而成的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P),以相位差膜的慢轴和偏光膜的吸收轴呈45°,使用丙烯酸类粘合剂进行层压,制成圆偏光膜。此圆偏光膜的整体厚度为270μm。之后与实施例25同样评价此圆偏光膜,结果正面方向和从正面方向倾斜时,倾斜情况下防止反射效果降低,视角特性也变差。
比较例5
除了代替实施例27中记载的本发明的光学膜形态之一的广视角偏光膜,使用偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P)(偏光膜的厚度为180μm)之外,按照实施例27相同操作,以各吸收轴呈垂直放置时,以自正面方向倾斜于各吸收轴起45°方位的方向约50°的位置,评价光线的透射情况。结果从各吸收轴45°方位的方向,伴随自正面方向的倾斜光线透射,视角特性变差。
比较例6
除了在观察面侧使用以三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件的两侧而制成的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18243T)之外,按照实施例32相同操作制造液晶显示装置。与实施例32同样评价该液晶显示装置,结果从倾斜约40°的位置附近,光线急剧透射,无法维持黑色状态。
比较例7
按照实施例1相同方法,将三乙酰基纤维素膜(富士照片胶卷公司制,TD80UF,厚度约80μm)在210℃下单轴拉伸至原有长度的1.8倍。所得相位差膜的厚度为77μm,与实施例1同样测定相位差值,结果590nm处的相位差值为77nm。另外,所得相位差膜的折射率nx=1.4875,ny=1.4885,nz=1.4874。另外,将此膜精制除去增塑剂或紫外光吸收剂,按照实施例1相同操作求算取代度,结果为2.9。
比较例8
除了使用2张以三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件两侧的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18243T),代替实施例34的本发明的光学膜以外,按照实施例34相同操作,使各偏光元件的吸收轴呈垂直放置时,评价光线的透射情况。其结果可知光线几乎全透射,阻断光线的效果大幅下降。
比较例9
除了使用偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P),代替实施例36中得到的本发明的光学膜形态之一的广视角偏光膜之外,按照实施例36相同操作制造液晶显示装置。与实施例36同样对此液晶显示装置进行评价,结果随着倾斜光线透射,无法维持黑色状态。
比较例10
用2片三乙酰基纤维素膜夹持偏光元件的偏光膜(普拉科技公司制,SKN18242P),比较例5中使用的单轴拉伸的聚碳酸酯制相位差膜,以此相位差膜的快轴(此膜的拉伸方向)和此偏光元件的吸收轴(偏光元件的拉伸方向)呈平行状态,之后制造将实施例31中使用的波长550nm处膜正面方向的相位差值约0nm、厚度50μm,Rth约120nm的相位差膜(积水化学公司制,爱司喜那),使用聚丙烯酸类粘合剂贴合在聚碳酸酯相位差板一侧的膜。此膜的整体厚度为345μm。在观察面侧使用此膜,按照实施例35相同操作制成液晶显示装置。与实施例35同样对此液晶显示装置进行评价,结果随着倾斜光线透射,无法维持黑色状态。
由第1图可知,比较实施例1、2和比较例7时,比较例7的相位差膜虽然具有消色差性,但ny>nx>nz,与此相对的是本发明的相位差膜为nx>ny>nz,且为具有消色差性的相位差膜。另外,由实施例23、24和比较例3的结果可知,本发明的圆偏光膜具有优异的防止反射效果。此外,由实施例28的结果可知,使用本发明的复合相位差膜的圆偏光膜,不仅具有优异的防止反射效果,而且改善了视角特性。另外,由实施例33的结果可知,使用本发明的复合光学膜的液晶显示装置的视角特性,与比较例6相比显著提高。另外,可知实施例3~7中得到的本发明的相位差膜虽然以单轴拉伸而制成,但具有nz≥ny>nx或ny>nz>nx的双轴性,且波长色散特性为大于550nm长波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,小于550nm短波长一侧的相位差值比550nm处的相位差值大。由实施例34和比较例8比较还可知,通过使用本发明的光学膜,大幅度改善了偏光膜的视角依赖性。此外,由实施例24、28、34也可知,本发明的相位差膜经过皂化处理,可通过接合剂直接与偏光元件进行层压,且能兼作偏光膜的支撑体,因此与已往的通过粘合剂贴合以支撑膜夹持偏光元件两侧而构成的偏光膜和相位差膜相比,层压后总厚度可以变得更薄。
另外,实施例8~10合成的,实施例11~13制成的由本发明的纤维素衍生物得到的本发明的相位差膜,如实施例19~21所示,与实施例8相比,加热至160℃膜也不会熔融,使用差示扫描量热仪可知,在200℃以下未见熔融时产生的较大吸热峰,因此耐热性提高。另外,由图2的倾斜相位差比曲线可知,也可以成为倾斜时相位差值变化少,具有优异视角特性的相位差膜。再者,由实施例25、27、31、35所示可知,本发明的相位差膜经皂化处理,可以与偏光元件接合,这样,与比较例4、5、10相比,大幅度地薄型化,且视角特性提高。这样通过使用本发明的相位差膜,可以得到薄型、耐热性优异的椭圆或圆或旋光膜、或广视角偏光膜或光学膜,使用这些膜的各显示装置也能够赋予薄型、高耐热性、优异的视角特性。
此外,由实施例18得到的本发明纤维素衍生物构成的相位差膜,如实施例22所示,与实施例41比较膜强度优异。另外,可知由实施例18得到的本发明纤维素衍生物构成的相位差膜,不象比较例2所示那样着色,透明性优异。另外由实施例30所示可知由本发明的相位差膜得到的光学膜,视角特性提高。此外,如实施例36所示,可知装备本发明相位差膜的液晶显示装置,与比较例9相比,视角特性提高。这样通过使用本发明的相位差膜,可以获得膜强度被改良、且透明性优异的光学膜,使用这些膜的各显示装置可赋予优异的视角特性。
Claims (26)
1.一种相位差膜,其是由纤维素的羟基被碳数为5~20的酰基取代的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成,且nx>ny>nz或nz≥ny>nx或ny>nz>nx,其中,拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz。
2.如权利要求1所述的相位差膜,其是由纤维素的羟基被正戊酰基取代、且取代度为2.0~2.8的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的nx>ny>nz的膜,并且波长色散特性具有消色差性,其中,拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz。
3.如权利要求1所述的相位差膜,其是由纤维素的羟基被正己酰基取代、且取代度为2.0~2.5的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的nx>ny>nz的膜,并且波长色散特性具有消色差性,其中,拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz。
4.如权利要求1所述的相位差膜,其特征在于,是由纤维素的羟基被碳数为7~20的直链酰基取代的纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的nz≥ny>nx或ny>nz>nx的膜,并且波长色散特性为波长大于550nm一侧的相位差值比550nm处的相位差值小,波长小于550nm一侧的相位差值比550nm处的相位差值大,其中,拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz。
5.如权利要求4所述的相位差膜,其中,碳数为7的直链酰基的取代度为2.7~3.0。
6.如权利要求4所述的相位差膜,其中,碳数为8~20的直链酰基的取代度为2.0~3.0。
7.一种相位差膜,其是由纤维素衍生物构成的膜经单轴拉伸而成的ny>nz>nx或nz≥ny>nx的膜,所述纤维素衍生物包括如权利要求1至6中任意一项所述的脂肪族酰基和不同于该酰基的取代基,且碳数为5~20的脂肪族酰基的取代度为2.00以上,与其它取代基数的和以纤维素每1单体单位计,为2.50~3.0,其中,拉伸方向的折射率为nx,与其在面内垂直的方向的折射率为ny,厚度方向的折射率为nz。
8.如权利要求1所述的相位差膜,其中,在测定波长590nm处的三维折射率满足下式(1):
ny>nx (1),
且由纤维素衍生物经拉伸而成,所述纤维素衍生物是以碳数为8~20的脂肪族酰基取代羟基,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9,其特征是耐热性为110℃以上,上式(1)中,nx为相位差膜面内拉伸方向的折射率,ny为在相位差膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率。
9.如权利要求8所述的相位差膜,其是由至少含有1个以上的能与纤维素衍生物的残余羟基反应的官能团,且通过具有能够进行交联的官能团的脂肪族化合物进行交联的纤维素衍生物,经拉伸而成。
10.如权利要求8或9中任意一项所述的相位差膜,其特征在于,在测定波长590nm处测定的该相位差膜的相位差比满足下式(2):
0.5≤R(50)/R(0)≤1.1 (2),
上式(2)中,R(50)为从正面向快轴方向倾斜50°的方向上观看相位差膜时的相位差值,R(0)为从正面观看相位差膜时的相位差值。
11.一种复合相位差膜,其是由权利要求1至10中任意一项所述的相位差膜与其它相位差膜进行层压得到的。
12.一种圆或椭圆偏光膜或旋光膜,其是由权利要求1至10中任意一项所述的相位差膜或复合相位差膜与偏光膜进行层压得到的。
13.一种光学膜,其是在权利要求1至10任意一项所述的相位差膜的慢轴和偏光膜的吸收轴或透射轴呈平行或垂直状态下进行层压得到的。
14.一种复合光学膜,其是依次层压:将膜面内的平均折射率设为no,厚度方向的折射率设为ne时,ne-no<0,厚度设为d时,通过Rth=(no-ne)×d求得的Rth为100~300nm,在550nm处膜正面方向的相位差值为0~50nm的膜,和权利要求1至10中任意一项所述的相位差膜以及偏光膜,且是在所述相位差膜的慢轴和偏光元件的吸收轴呈垂直相交状态下进行层压得到的。
15.如权利要求11至14中任意一项所述的圆或椭圆偏光膜或旋光膜或光学膜或复合光学膜,其特征在于,构成偏光膜的偏光元件与权利要求1至10中任意一项所述的相位差膜直接进行层压。
16.一种图像显示装置,其具备权利要求11至14中任意一项所述的圆或椭圆偏光膜或旋光膜或光学膜或复合光学膜。
17.如权利要求16所述的图像显示装置,其中,图像显示装置为液晶显示装置。
18.一种相位差膜,其中,在测定波长590nm处的三维折射率满足下式(1):
ny>nx (1),
且由至少具有1个以上的可与纤维素酯的残余羟基反应的官能团并且通过具有可交联的官能团的脂肪族化合物进行交联的纤维素衍生物经拉伸而成,所述纤维素酯由碳数为7~20的脂肪族酰基取代羟基,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9,上式(1)中,nx为相位差膜面内拉伸方向的折射率,ny为在相位差膜面内与拉伸方向垂直的方向的折射率。
19.如权利要求18所述的相位差膜,其中,在测定波长590nm处测定的该相位差膜的相位差比满足下式(2):
0.5≤R(50)/R(0)≤1.1 (2),
上式(2)中,R(50)为从正面向快轴方向倾斜50°的方向上观看相位差膜时的相位差值,R(0)为从正面观看相位差膜时的相位差值。
20.如权利要求18所述的相位差膜,其中,撕裂强度为400kg/cm2以上。
21.一种复合相位差膜,其是由权利要求18所述的相位差膜与其它相位差膜进行层压得到的。
22.一种光学膜,其是在权利要求18所述的相位差膜或该相位差膜与其它的相位差膜层压后的复合相位差膜上,进一步层压偏光膜而得到。
23.一种液晶显示装置,其具备权利要求18至22中任意一项所述的相位差膜、复合相位差膜或光学膜。
24.如权利要求18所述的相位差膜,其中,用具有可交联的官能团的脂肪族化合物交联而成的纤维素衍生物,是使具有异氰酸酯基和(甲基)丙烯酰基的脂肪族化合物的异氰酸酯基与纤维素酯的残余羟基反应后得到的化合物进行(甲基)丙烯酰基聚合,交联而成的纤维素衍生物。
25.如权利要求24所述的相位差膜,其中,具有异氰酸酯基和(甲基)丙烯酰基的脂肪族化合物为(甲基)丙烯酰氧基C1~C20脂肪族烃异氰酸酯。
26.一种纤维素酯,其是由纤维素酯与(甲基)丙烯酰氧基C1~C20脂肪族烃异氰酸酯反应得到,所述纤维素酯是由碳数为7~20的脂肪族酰基取代羟基,且羟基的取代度以纤维素每1单体单位计,为1.0以上且小于2.9。
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