CN101489757A - 光学薄膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供廉价且具有充分辊清扫效果的光学薄膜的制造方法,以及通过所述制造方法来制造的可使污染减低的光学薄膜。所述方法具有:在于第1旋转体与第2旋转体之间进行挟压的工序之后使薄膜以第3旋转体搬送的工序,与拉伸的工序,在第1旋转体与第2旋转体之间进行挟压的薄膜状纤维素树脂的温度为添加剂的熔点以上,且在第1旋转体与第2旋转体进行挟压时的线压为0.1~100N/mm。
Description
【技术领域】
本发明是关于光学薄膜与其制造方法。
【背景技术】
本发明是通过熔融流延制膜法所制作的平面性高的光学薄膜,尤其是,液晶显示装置等所使用的偏光板用保护薄膜,相位差薄膜,视角扩大薄膜,等离子显示器所使用的防反射薄膜等的各种功能薄膜,又在有机EL显示器等所使用的各种功能薄膜等中也可利用的光学薄膜,及其制造方法。
液晶显示装置,与现有的CRT显示装置比较,因省空间,省能量,故可作为监视器而广泛使用。进而作为TV用也可予普及,在这样的液晶显示装置中,是使用偏光薄膜或相位差薄膜等各种光学薄膜。但是,液晶显示装置所使用偏光板的偏光薄膜,在拉伸聚乙烯醇薄膜所构成偏光组件的单面或两面有纤维素酯薄膜作为保护膜而层合。还有,相位差薄膜是以视角的扩大或对比提高等目的而使用,将聚碳酸酯,环状聚烯烃树脂,纤维素酯等薄膜进行拉伸等,而赋予迟延(retardation)。也可称为光学补偿薄膜。
在这些光学薄膜中,被要求需无光学缺陷,迟延为均匀者,尤其是要求无相位轴的不匀。特别是,随着监视器或TV大型化或高精细化的进行,这些品质要求则越益严苛。
光学薄膜的制造方法,大致分为熔融流延制膜法与溶液流延制膜法。前者,是将聚合物加热溶解在支持体上流延,进行冷却固化,进而可因应需要进行拉伸成为薄膜的方法,后者是将聚合物溶解于溶剂,使其溶液在支持体上流延,使溶剂蒸发,进而可因应需要进行拉伸成为薄膜的方法。
在任一的制膜法中,已熔融的聚合物或聚合物溶液在支持体上被冷却固化或干燥固化。接着,自支持体剥离后,聚合物薄膜,是使用复数个搬送辊来搬送,而进行干燥或拉伸等的处理。
溶液流延制膜法,是因溶剂的大量使用,造成环境负荷过大而成为课题。另一方面,熔融流延制膜法,因不使用溶剂故可期待生产性的提高。熔融流延制膜法从上述观点更佳,而在制膜时被热分解的树脂或添加剂等附着于搬送辊,使得搬送辊被污染,进而随着污染进行在薄膜污染被转印,成为斑点状的不均或凹凸而有招致薄膜品质劣化的缺点。还有,辊被污染时为了辊清扫必须使生产中断,而连续生产用的辊清扫方法的开发则成为重要的课题。这些问题,尤其是在大量含有树脂以外添加剂的材料中为显著。
关于辊清扫方法,则提案有下述专利文献1的方法。
专利文献1的记载,有公开树脂被覆(贴合)纸的制造方法及装置中,尤其是,在含有被覆熔融树脂的工序的层合(laminator)装置中,将附着于冷却辊的低分子成分进行除去的冷却辊的清扫方法,作为清扫方法,是使用高输出的激光光源,或,使用火焰燃烧器(flameburner)的火焰,在冷却辊的表面施加能量的方法。
还有,在专利文献2,有公开于薄膜的制造所使用的辊表面照射紫外线以除去辊表面的附着物的方法。
在专利文献3,有公开将在热塑性树脂薄膜的制膜工序发生的薄膜表面伤进行减低,同时,为进行附着于旋转体的污染清扫,在与行进中的薄膜接触的旋转体通过等离子的照射,将附着于旋转体的有机物进行除去的方法。
[专利文献1]日本特开2002-240125号公报
[专利文献2]日本特开2003-89142号公报
[专利文献3]日本特开2001-62911号公报
【发明内容】
[发明欲解决的课题]
但是,专利文献1~3记载的技术,会有设备费用及机器运转成本变高的问题。
本发明的目的,是提供一种可解决上述现有技术的问题,以廉价且具有充分的辊污染防止效果的光学薄膜的制造方法,与通过所述制造方法所制造的可减低污染的光学薄膜。
[用于解决课题的手段]
上述的课题可通过以下手段来达成。
1.一种光学薄膜的制造方法,其为,依顺序具有:
将含有添加剂的纤维素树脂熔融,使用挤出机自流延模挤压成薄膜状的挤压工序,以及将自所述流延模所挤压的薄膜状纤维素树脂在第1旋转体与第2旋转体之间进行挟压,形成薄膜的工序,其特征为,在所述第1旋转体与所述第2旋转体之间进行挟压的薄膜状的纤维素树脂温度为所述添加剂的熔点以上,且所述第1旋转体与所述第2旋转体的挟压时的线压为0.1~100N/mm。
2.如第1记载的光学薄膜的制造方法,其具有:在所述第1旋转体与所述第2旋转体之间进行挟压,形成薄膜的工序之后,使所述薄膜以第3旋转体搬送的工序。
3.如第2记载的光学薄膜的制造方法,其具有将以所述第3旋转体搬送的薄膜进行拉伸的工序。
4.如第2记载的光学薄膜的制造方法,其中相对于所述第3旋转体,夹持薄膜挤压第4旋转体。
5.如第4记载的光学薄膜的制造方法,其中所述第4旋转体的挤压为0.1~100N/mm。
6.如第1记载的光学薄膜的制造方法,其具有:在所述挤压工序之前,自添加剂及纤维素树脂的至少一者来削减挥发成分的干燥工序。
7.如第6记载的光学薄膜的制造方法,其中所述干燥工序是将进行干燥的材料,加热至所述玻璃化转变温度以下的温度,进行干燥。
8.如第1~7项中任一记载的光学薄膜的制造方法,其中自所述流延模所挤压的纤维素树脂的流延宽为1500mm~4000mm。
9.如第1~7项中任一记载的光学薄膜的制造方法,其中通过以所述第1旋转体与所述第2旋转体挟压,形成薄膜的工序,使薄膜的平均厚度为15μm~80μm。
10.一种光学薄膜,其特征为使用第1~7项中任一记载的光学薄膜的制造方法来制造的。
[发明效果]
根据本发明,是提供:具有在第1旋转体与第2旋转体之间进行挟压的工序的光学薄膜的制造方法中,在第1旋转体与第2旋转体之间进行挟压的薄膜状纤维素树脂的温度为添加剂的熔点以上,且第1旋转体与第2旋转体的挟压时的线压为0.1~100N/mm,由此可提供廉价且具有充分的辊清扫效果的光学薄膜的制造方法,与由此制造方法所制造的可减低污染的光学薄膜。
【附图说明】
[图1]表示实施本发明光学薄膜的制造方法的装置的1个实施形态的概略流程图。
[图2]图1制造装置的要部放大图。
[图3]以第2旋转体为1例的剖面图。
[图4]以第2旋转体为1例的平面图。
[图5]表示液晶显示装置的构成图的概略的分解斜视图。
符号说明
1:挤出机
2:过滤器
3:静态混合机
4:流延模(T模)
5:第1旋转体(第1辊)
6:第2旋转体(第2辊)
7:第3旋转体(第2冷却辊)
7a:第4旋转体
8:第5旋转体(第3冷却辊)
9:剥离辊
10:未拉伸薄膜
12:拉伸机
16:卷绕装置
F:光学薄膜(原卷)
21a:保护薄膜
21b:保护薄膜
22a:相位差薄膜
22b:相位差薄膜
23a:薄膜的滞相轴方向
23b:薄膜的滞相轴方向
24a:偏光组件的透过轴方向
24b:偏光组件的透过轴方向
25a:偏光组件
25b:偏光组件
26a:偏光板
26b:偏光板
27:液晶单元
29:液晶显示装置
【具体实施方式】
以下,就本实施发明的最佳方式,参照附图进行详细说明,但本发明并非限定于这些。
本发明,尤其是关于可利用于液晶显示装置(LCD)的偏光板用保护薄膜等光学薄膜的制造方法。
以本发明为对象的光学薄膜,是液晶显示器(LCD),等离子显示器,有机EL显示器等各种显示器,尤其是液晶显示器所使用的功能薄膜,偏光板保护薄膜,相位差薄膜,防反射薄膜,亮度提高薄膜,视角扩大等的光学补偿薄膜等,尤其是包括相位差薄膜。
本发明的光学薄膜的制造方法,是以熔融流延制膜法来制造。熔融流延制膜法是将含有添加剂的纤维素树脂加热,在显现其流动性后,在冷却辊(冷却鼓)上或无端带上将所述材料熔融挤压,进行制膜的方法。
熔融流延制膜法所致制膜,则与溶液流延制膜法显著不同,在流延的树脂有挥发成分存在时,从为了活用作为光学薄膜的机能的薄膜平面性及透明性确保的点而言并不佳。这是因为在被制膜的薄膜有挥发成分混入时透明性降低者,及由模-缝隙被挤压被制膜而得薄膜的情形,在薄膜表面成为有条纹的要因而诱发平面性劣化的故。因此,在含有添加剂的纤维素树脂进行制膜加工的情形,在加热熔融时就可回避挥发成分的发生的观点而言,在比制膜用熔融温度更低温度区域,有挥发的成分的存在并不佳。
作为该挥发成分,含有添加剂的纤维素树脂,则有例如吸湿的水分,或材料的购入前或合成时混入的溶剂,而产生加热所致蒸发,升华或分解引起挥发。在此所谓溶剂,与作为溶液流延使树脂作为溶液来调制用的溶剂并不相同,在含有添加剂的纤维素树脂中是以微量含有者。因此选择含有添加剂的纤维素树脂,在回避挥发成分的发生上极为重要。
构成本发明的光学薄膜的材料,有作为主成分的纤维素树脂,与作为添加剂的稳定化剂,增塑剂,紫外线吸收剂,迟延控制剂等的有机化合物。这些材料,可依照目的的光学薄膜的要求特性而适当选择。
构成本发明的光学薄膜的纤维素树脂,具有纤维素酯的结构,含有脂肪酸酰基,取代或者无取代的芳香族酰基的中的至少任一种结构,是纤维素的单独或混合酸酯(以下,简称“纤维素树脂”),为非晶性的物质。“非晶性”是指,以不规则分子配置,并非结晶而成为固体的物质的意,其为表示原料时结晶状态的。以下,就本发明的使用为有用的纤维素树脂进行例示说明,但并非限定于这些。
纤维素树脂在含有芳香族酰基的情形,芳香族环在为苯环时,苯环的取代基的例则含有卤原子,氰基,烷基,烷氧基,芳基,芳氧基,酰基,碳酰胺(carbon amide)基,砜酰胺基,酰脲基,芳烷基,硝基,烷氧羰基,芳氧羰基,芳烷氧羰基,胺甲酰基,胺磺酰基,酰基氧基,烯基,炔基,烷基磺酰基,芳基磺酰基,烷基氧磺酰基,芳基氧磺酰基,烷基磺酰氧基及芳基氧磺酰基,-S-R、-NH-CO-OR、-PH-R、-P(-R)2、-PH-O-R、-P(-R)(-O-R)、-P(-O-R)2、-PH(=O)-R-P(=O)(-R)2、-PH(=O)-O-R、-P(=O)(-R)(-O-R)、-P(=O)(-O-R)2、-O-PH(=O)-R、-O-P(=O)(-R)2-O-PH(=O)-O-R、-O-P(=O)(-R)(-O-R)、-O-P(=O)(-O-R)2、-NH-PH(=O)-R、-NH-P(=O)(-R)(-O-R)、-NH-P(=O)(-O-R)2、-SiH2-R、-SiH(-R)2、-Si(-R)3、-O-SiH2-R、-O-SiH(-R)2及-O-Si(-R)3。上述R为脂肪族基,芳香族基或杂环基。
取代基的个数为1个~5个,较佳为1个~4个,更佳为1个~3个,进而更佳为1个或2个。进而,于芳香族环取代的取代基的个数为2个以上时,可互为相同或不同,还有,可互为连接形成缩合多环化合物(例如萘,茚,茚满,菲,喹啉,异喹啉,色烯(chromene),色满(chroman),酞嗪(phthalazine),吖啶,吲哚,吲哚满(indoline)等)。
取代基方面,以卤原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳基氧基、酰基、碳酰胺基、砜酰胺基及酰脲基为佳、以卤原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基氧基、酰基及碳酰胺基较佳、以卤原子、氰基、烷基、烷氧基及芳基氧基进而为佳、以卤原子、烷基及烷氧基最佳。
在上述卤原子,可含有氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。上述烷基可具有环状结构或分支链。烷基的碳原子数以1~20为佳,以1~12较佳,以1~6进而为佳,以1~4最佳。
上述烷基的例,则包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、己基、环己基、辛基及2-乙基己基。
上述烷氧基,可具有环状结构或分支链。烷氧基的碳原子数以1~20为佳,以1~12较佳,以1~6更佳,以1~4最佳。烷氧基,进而可以其它烷氧基取代。烷氧基的例,则包括甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、2-甲氧基-2-乙氧基乙氧基、丁基氧、己基氧及辛氧基。
上述芳基的碳原子数,以6~20为佳,以6~12更佳。芳基的例则含有苯基及萘基。上述芳基氧基的碳原子数以6~20为佳,6~12更佳。
上述芳基氧基的例,则含有苯氧基及萘氧基。上述酰基的碳原子数,以1~20为佳,以1~12更佳。
上述酰基的例则含有甲酰基、乙酰基及苯酰基。上述碳酰胺基的碳原子数以1~20为佳,以1~12更佳。
上述碳酰胺基的例,则含有乙酰胺及苯并酰胺。上述砜酰胺基的碳原子数以1~20为佳,1~12更佳。
上述砜酰胺基的例则含有甲烷砜酰胺、苯砜酰胺及对甲苯砜酰胺。上述酰脲基的碳原子数以1~20为佳,1~12更佳。
上述酰脲基的例则含有(无取代)酰脲。
上述芳烷基的碳原子数以7~20为佳,7~12更佳。芳烷基的例,则有苄基、苯乙基及萘基甲基。
上述烷氧基羰基的碳原子数以1~20为佳,2~12更佳。烷氧基羰基的例则含有甲氧基羰基。
上述芳基氧羰基的碳原子数以7~20为佳,以7~12更佳。芳基氧羰基的例则含有苯氧基羰基。
上述芳烷氧羰基的碳原子数以8~20为佳,8~12更佳。芳烷氧羰基的例,则含有苄基氧羰基。
上述胺甲酰基的碳原子数,以1~20为佳,1~12更佳。胺甲酰基的例,则含有(无取代)胺甲酰基及N-甲基胺甲酰基。
上述胺磺酰基的碳原子数,以20以下为佳,12以下更佳。胺磺酰基的例,则含有(无取代)胺磺酰基及N-甲基胺磺酰基。上述酰基氧基的碳原子数以1~20为佳,2~12更佳。
上述酰基氧的例则含有乙酰氧基及苯酰基氧。
上述烯基的碳原子数,以2~20为佳,2~12更佳。烯基的例,则含有乙烯基,烯丙基及异丙烯基。
上述炔基的碳原子数,以2~20为佳,2~12更佳。炔基的例则含有噻嗯基(thienyl)。
上述烷基磺酰基的碳原子数,以1~20为佳,1~12更佳。
上述芳基磺酰基的碳原子数,以6~20为佳,6~12更佳。
上述烷基氧磺酰基的碳原子数以1~20为佳,1~12更佳。
上述芳基氧磺酰基的碳原子数以6~20为佳,6~12更佳。
上述烷基磺酰氧基的碳原子数以1~20为佳,1~12更佳。
上述芳基氧磺酰基的碳原子数,以6~20为佳,6~12更佳。
于本发明使用的纤维素树脂中,纤维素的羟基部分的氢原子为与脂肪族酰基的脂肪酸酯时,脂肪族酰基是碳原子数为2~20,具体言的有乙酰基,丙酰基,丁酰基,异丁酰基,戊酰基,三甲基乙酰基(pivaloyl),己酰基,辛酰基,月桂酰基,硬脂酰基等。
本发明中该脂肪族酰基是指也包含进而具有取代基的意,取代基方面可以在上述芳香族酰基中,芳香族环为苯环时,以苯环的取代基为例示的基团。
光学薄膜方面在制造相位差薄膜的情形,纤维素树脂方面以使用选自纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯、纤维素乙酸酯邻苯二酸酯、及纤维素邻苯二酸酯的至少1种为佳。
这些的中,特佳的纤维素树脂可例举纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯或纤维素乙酸酯丁酸酯。
混合脂肪酸酯的纤维素乙酸酯丙酸酯或纤维素乙酸酯丁酸酯,具有以碳原子数2~4的酰基作为取代基,以乙酰基的取代度为X,以丙酰基或丁酰基的取代度为Y时,以可同时满足下述式(I)及(II)者为佳。取代度是定义为被酰基取代的羟基的数以葡萄糖单位表示的数值。
式(I)2.5≦X+Y≦3.0
式(II)0≦X≦2.5且0.3≦Y≦2.5
较佳为0.5≦X≦2.5且0.5≦Y≦2.5
更佳为1.0≦X≦2.0且1.0≦Y≦2.0
尤以使用纤维素乙酸酯丙酸酯为佳。不被上述酰基所取代的部分通常是以羟基存在。这些可以公知的方法合成。本发明所使用的纤维素树脂的原料纤维素,可为木材纸浆也可为棉绒,木材纸浆可为针叶树也可为阔叶树,而以针叶树为佳。就制膜之际剥离性的观点而言以使用棉绒为佳。由这些所制作的纤维素树脂可适当混合,或单独使用。
本发明所用的纤维素树脂在成为薄膜时的亮点异物以少者为佳。亮点异物是指,使2片偏光板正交配置(正交尼科耳),在其间配置纤维素酯薄膜,在一方光源侧的偏光板的透过轴使偏光板保护薄膜的滞相轴为平行的位置时,在另一方偏光板外侧的面于垂直位置观察时成为光漏出原因的异物。此时评价所用的偏光板以无亮点异物的保护薄膜所构成者为所期望,在偏光组件的保护中以使用玻璃板的物为佳。一般认为亮点异物是含于纤维素树脂的羟基的酯化部分为未反应者为其原因的一,通过使用亮点异物少的纤维素树脂,与将经加热熔融的纤维素树脂过滤而将异物除去,可将亮点异物减低。还有,薄膜膜厚越薄则每单位面积的亮点异物数减少,含于薄膜的纤维素树脂含量越少则亮点异物有变少的倾向。
亮点的个数方面,以每面积250mm2,以偏光正交尼科耳状态所辨识的大小为5~50μm的亮点,在进行薄膜观察时以300个以下,50μm以上的亮点为0个者为佳。更佳为5~50μm的亮点为200个以下。
亮点越多,则对在液晶显示器的画面会有重大不良影响。在使相位差薄膜作为偏光板保护薄膜而作用的情形,该亮点的存在则为双折射紊乱的要因,会对画面有极大的不良影响。
在将亮点异物通过熔融过滤进行除去的情形,包含亮点异物的除去工序,而可连续实施熔融流延的制膜工序。
包含热熔融所致亮点异物的过滤工序的熔融流延制膜法,在使后述增塑剂与纤维素树脂作为组合物的情形,与不添加增塑剂的体系比较,从可使热熔融温度降低的观点而言,而且从可提高亮点异物除去效率与热分解回避的观点而言为优选的方法。还有,后述的其它添加剂方面也可将有紫外线吸收剂,或消光剂适当混合的物进行同样地过滤。
滤材方面,以使用玻璃纤维,纤维素纤维,滤纸,四氟化乙烯树脂等氟树脂等公知的滤材为佳,尤其是陶瓷,金属等为佳。绝对滤过精度方面以50μm以下,较佳为30μm以下,更佳为10μm以下,进而更佳为5μm以下者。这些可适当组合使用。滤材可使用表面(surface)型或深度(depth)型,以深度型者因较难以阻塞网眼为佳。
其它实施态样,是进行加热在将含有添加剂的纤维素树脂熔融之前,在该材料合成后期的过程或获得沈淀物过程的至少任一者中,一次在作为溶液状态同样地经由过滤工序可将亮点异物除去。此时,较佳为于纤维素树脂存在稳定化剂为佳,以及后述的增塑剂,或作为其它的添加剂,与紫外线吸收剂,消光剂等一起溶解于溶剂后,通过除去溶剂并干燥而应可获得含有添加剂的纤维素树脂的固形成分。
还有,为成为上述溶液状态则在对含有该添加剂的纤维素树脂的溶剂的溶解过程也可于-20℃以下介由已冷却的工序。对纤维素树脂进行添加剂的添加时,在使用于本发明的纤维素树脂的合成(调制)工序过程中,并无特别限定,至该树脂的合成(调制)工序后期为止为了至少以一次溶液状态将亮点异物或不溶物滤出则进行过滤,其后进行添加剂的添加,通过溶剂的除去或酸析使固形成分分离进行干燥也可,在成为颗粒化时获得含有经粉体混合的添加剂的纤维素树脂也可。
将本发明的添加剂与纤维素树脂均匀地混合,可在加热时熔融性中有助于赋予均匀的熔融性。
本发明的添加剂方面,将纤维素树脂以外的高分子材料或寡聚物,进行适当选择与纤维素树脂混合也可。此种高分子材料或寡聚物以与纤维素树脂相溶性优异者为佳,在成为薄膜时横亘全部可见区域(400nm~800nm)透过率可为80%以上,较佳为90%以上,更佳为92%以上。在混合纤维素树脂以外的高分子材料或寡聚物的至少1种以上的目的,则是含有为了加热熔融时的粘度控制或提高薄膜加工后的薄膜物性而进行之意。
本发明的添加剂,是将稳定化剂的至少一种在该纤维素树脂的加热熔融前或加热熔融时需予添加。稳定化剂,即使在制膜用的熔融温度,稳定化剂本身并不分解而可发挥作用为所期望。
稳定化剂方面,可包含受阻酚防氧化剂,酸捕捉剂,受阻胺光稳定剂,过氧化物分解剂,自由基捕捉剂,金属惰性化剂,胺类等。这些在日本特开平3-199201号公报,日本特开平5-1907073号公报,日本特开平5-194789号公报,日本特开平5-271471号公报,日本特开平6-107854号公报等有记载。
作为本发明的添加剂,在防氧化,分解而发生的酸的捕捉,光或热所致自由基种基因的分解反应进行抑制或禁止等,含有无法解释的分解反应,为了抑制着色或分子量降低所代表的变质或材料分解所致挥发成分的生成则可使用稳定化剂。也即,对纤维素树脂的稳定化剂的添加,在抑制或防止变质或分解所致挥发成分的发生的观点而言为优异。还有,稳定化剂本身在纤维素树脂的熔融温度区域中,不发生挥发成分为所期望。
在制造相位差薄膜的情形,以含有稳定化剂为佳。在薄膜制造时,作为相位差薄膜的赋予阻滞的工序中,可抑制含有该添加剂的纤维素树脂强度的劣化,或可维持材料固有的强度。含有添加剂的纤维素树脂因显著劣化而变脆时,在薄膜制膜时的拉伸工序中裂断变的易于产生,因而有作为相位差薄膜的阻滞值无法显现的情况。
还有,稳定化剂的存在,在加热熔融时可抑制可见光区域的着色物生成,或可抑制或消灭挥发成分因混入于薄膜中而产生的透过率或雾度值等的作为相位差薄膜并不优选的性能的点为优异。其雾度值不足1%,更佳为不足0.5%。
在含有本发明的添加剂的纤维素树脂的保存或制膜工序中,会有空气中氧所致劣化反应并发的情形。在此情形,与利用稳定化剂的稳定化作用的同时,也可使用使空气中氧浓度减低的手段。作为这种手段,可例举公知技术方面作为惰性气体的氮或氩的使用,减压~真空所致脱气操作,及密闭循环境下所致操作。使这些3者内的至少1种方法与使上述稳定化剂存在的方法一起并用也可。含有添加剂的纤维素树脂与空气中氧接触的几率进行减低,而可抑制该材料的劣化。
在将相位差薄膜作为偏光板保护薄膜来活用的情形,相对于偏光板及构成偏光板的偏光组件就可使经时间保存性提高的观点而言,则在含有添加剂的纤维素树脂应含有上述稳定化剂。
在使用到偏光板的液晶显示装置中,于相位差薄膜有上述稳定化剂存在时,可提高相位差薄膜的经时间保存性,就可使光学补偿功能长期显现。
作为本发明添加剂的热熔融时为稳定化起见,作为有用的受阻酚防氧化剂化合物,可使用既知化合物,例如美国专利第4839405号说明书第12~14栏记载者等的、含有2,6-二烷基苯酚衍生物化合物。这样的化合物,可含有以下通式(1)的物。
[化1]
通式(1)
式中,R1,R2及R3示进而可被取代或不被取代的烷基取代基。受阻酚化合物的具体例,有正十八基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯、正十八基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-乙酸酯、正十八基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、正己基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基苯甲酸酯、正十二基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基苯甲酸酯、新-十二基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、十二基β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、乙基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2-(正辛基硫代)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸酯、2-(正辛基硫代)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基乙酸酯、2-(正十八基硫代)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯、2-(正十八基硫代)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸酯、2-(2-羟基乙基硫代)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、二乙二醇双-(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯、2-(正十八基硫代)乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、硬脂酰胺N,N-双-[乙烯3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、正丁基亚胺基N,N-双-[乙烯3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2-(2-硬脂酰基氧乙基硫代)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(2-硬脂酰基氧乙基硫代)乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)庚酸酯、1,2-丙二醇双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、乙二醇双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、新戊二醇双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、乙二醇双-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯)、甘油-1-正十八酸酯-2,3-双-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯)、新戊四醇-四个-[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]、1,1,1-三羟甲基乙烷-三个-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、山梨糖醇六-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2-羟基乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2-硬脂酰基氧乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)庚酸酯、1,6-正己烷二醇-双[(3’,5’-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、新戊四醇-四个(3,5-二叔丁基-4-羟基氢肉桂酸酯)。
上述受阻酚系防氧化剂化合物是以例如千叶特用化学品公司以“Irganox 1076”及“Irganox 1010”的商品名在市场销售。
作为本发明添加剂的热熔融时的稳定化为有用的酸捕捉剂,以含有美国专利第4137201号说明书所记载的环氧基化合物所成者为佳。这样的化合物相对该发明所属技术领域中为既知,可含有各种聚葡萄糖的二环氧丙基醚,尤其是对聚葡萄糖每1摩尔约8~40摩尔的环氧乙烷等的缩合所衍生的聚葡萄糖,甘油的二环氧丙基醚等,金属环氧基化合物(例如在氯化乙烯聚合物组合物中,及与氯化乙烯聚合物组合物一起,习知所利用的物),环氧基化醚缩合生成物,双酚A的二环氧丙基醚(也即,4,4’-二羟基二苯基二甲基甲烷),环氧基化不饱和脂肪酸酯(尤其是,2~22此碳原子的脂肪酸的4~2个左右的碳原子的烷基的酯(例如丁基环氧基硬脂酸酯)等),及各种环氧基化长链脂肪酸甘油三酸酯等(例如,以环氧基化大豆油等组合物所代表,例示所得的,环氧基化植物油及其它不饱和天然油(这些有时称为环氧基化天然甘油酯或不饱和脂肪酸,这些脂肪酸一般为含有12~22个的碳原子))。特佳为,市售的含环氧基环氧化树脂化合物EPON815c,及通式(2)的其它环氧基化醚寡聚物缩合生成物。
[化2]
通式(2)
式中,n等于0~12。
作为进一步可使用的酸捕捉剂,可包含日本特开平5-194788号公报段落87~105所记载的物质。
作为本发明添加剂的热熔融时对稳定化为有用的受阻胺光稳定剂(HALS),可使用既知化合物,例如,如美国专利第4619956号说明书第5~11栏及美国专利第4839405号说明书第3~5栏所记载,可含有2,2,6,6-四烷基哌啶化合物,或这些酸加成盐或者这些与金属化合物的络合物。这样的化合物则含有以下通式(3)的物质。
[化3]
通式(3)
式中,R1及R2为H或取代基。
受阻胺光稳定剂化合物的具体例,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-硬脂酰基氧-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-乙基-4-水扬酰氧-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲基丙烯酰基氧-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-羟基苯基)-丙酸酯、1-苄基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基赖胺酸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-丙烯酰基-4-苄基氧-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)-硅烷、三个-(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-亚磷酸酯、三个-(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)-亚己基-1,6-二胺、N,N’-双-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-亚己基-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-苄基胺基-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-己二酰二胺、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)-对亚二甲苯基-二胺、4-(双-2-羟基乙基)-胺基-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-氰基-β-甲基-β-[N-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)]-胺基-丙烯酸甲酯。优选的受阻胺光稳定剂的例,则包含以下HALS-1及HALS-2。
[化4]
作为本发明添加剂的稳定化剂,可选择至少1种以上,添加的量,相对于纤维素树脂的质量,较佳为0.001质量%以上5质量%以下,更佳为0.005质量%以上3质量%以下,特佳为0.01质量%以上0.8质量%以下。
稳定化剂的添加量过少时,热熔融时,因稳定化作用低故无法获得稳定化剂的效果,添加量过多时,由对树脂的相溶性的观点会引起作为薄膜的透明性降低,又因会有薄膜变脆的情形而不佳。
稳定化剂,是在将树脂熔融之前混合为佳。混合,可以混合机等来进行,还有,如前述在纤维素树脂调制过程中混合也可。将混合在树脂熔点以下,稳定化剂熔点以上的温度进行混合,而可使仅稳定化剂熔融,在树脂表面使稳定化剂吸附的方式也可。
添加增塑剂,从可使机械性质提高,赋予柔软性,赋予耐吸水性,使水分透过率减低等薄膜改质的观点为佳。
在本发明所进行的熔融流延制膜法中,增塑剂的使用包含以下的目的:与使用的单独纤维素树脂的玻璃化转变温度比较,使含有添加剂的纤维素树脂熔融温度更加降低的目的,或在相同加热温度中与纤维素树脂单独比较,使含有含增塑剂的添加剂的纤维素树脂的熔融粘度更加降低的目的。
在此,本发明中,所谓含有添加剂的纤维素树脂的熔融温度是指,在该树脂被加热至流动性进行显现的状态中,树脂被加热的温度的意。
在单独纤维素树脂比玻璃化转变温度更低时,则薄膜化用的流动性并不显现。但是该树脂在玻璃化转变温度以上时,因热量的吸收使得弹性率或粘度降低,而可显现流动性。为使纤维素树脂的熔融温度降低,则作为添加剂的增塑剂以比纤维素树脂的玻璃化转变温度更低的熔点或具有玻璃化转变温度,因可满足上述目的故佳。
作为本发明添加剂的增塑剂,例如以使用磷酸酯衍生物,羧酸酯衍生物为佳。还有,也可优选使用日本特开2003-12859号的重均分子量500以上10000以下的烯性不饱和单体进行聚合所得聚合物,丙烯酸系聚合物,侧链具有芳香环的丙烯酸系聚合物或侧链具有环己基的丙烯酸系聚合物等可优选使用。
作为磷酸酯衍生物,有例如三苯基磷酸盐,三甲酚磷酸盐,苯基二苯基磷酸盐等。
作为羧酸酯衍生物,有酞酸酯及柠檬酸酯等,酞酸酯衍生物方面,有例如二甲基邻苯二酸酯、二乙基邻苯二酸酯、二环己基邻苯二酸酯、二辛基邻苯二酸酯及二乙基己基邻苯二酸酯等,而柠檬酸酯方面有柠檬酸乙酰基三乙酯及柠檬酸乙酰基三丁酯。
其它,则有油酸丁酯、篦麻醇酸甲基乙酰酯、癸二酸(sebacicacid)二丁酯、甘油三乙酸酯、三羟甲基丙烷三苯甲酸酯等。烷基邻苯二酰基烷基羟乙酸酯也可因此目的而优选使用。烷基邻苯二酰基烷基羟乙酸酯的烷基为碳原子数1~8的烷基。烷基邻苯二酰基烷基羟乙酸酯方面可例举甲基邻苯二酰基甲基羟乙酸酯、乙基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯、丙基邻苯二酰基丙基羟乙酸酯、丁基邻苯二酰基丁基羟乙酸酯、辛基邻苯二酰基辛基羟乙酸酯、甲基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯、乙基邻苯二酰基甲基羟乙酸酯、乙基邻苯二酰基丙基羟乙酸酯、丙基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯、甲基邻苯二酰基丙基羟乙酸酯、甲基邻苯二酰基丁基羟乙酸酯、乙基邻苯二酰基丁基羟乙酸酯、丁基邻苯二酰基甲基羟乙酸酯、丁基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯、丙基邻苯二酰基丁基羟乙酸酯、丁基邻苯二酰基丙基羟乙酸酯、甲基邻苯二酰基辛基羟乙酸酯、乙基邻苯二酰基辛基羟乙酸酯、辛基邻苯二酰基甲基羟乙酸酯、辛基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯等、以甲基邻苯二酰基甲基羟乙酸酯、乙基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯、丙基邻苯二酰基丙基羟乙酸酯、丁基邻苯二酰基丁基羟乙酸酯、辛基邻苯二酰基辛基羟乙酸酯为佳,尤以使用乙基邻苯二酰基乙基羟乙酸酯为佳。还有,这些烷基邻苯二酰基烷基羟乙酸酯等可混合2种以上使用。
增塑剂的添加量,相对于构成含有添加剂的纤维素树脂的树脂,较佳为0.5质量%以上~不足20质量%,更佳为1质量%以上~不足11质量%。
上述增塑剂中,以在热熔融时不生成挥发成分为佳。具体而言,可例举特表平6-501040号所记载的不挥发性磷酸酯,例如在丙炔(allylene)双(二芳基磷酸酯)酯或上述例示化合物的中以三羟甲基丙烷三苯甲酸酯等为佳,但并非限定于这些。挥发成分为增塑剂的热分解所致时,增塑剂的热分解温度Td(1.0),若定义为减少1.0质量%时的温度时,则比含有添加剂的纤维素树脂的熔融温度(Tm)更高者为所期望。增塑剂在该添加目的,相对于纤维素树脂的添加量比含有其它添加剂的纤维素树脂更多,挥发成分的存在对所得薄膜的品质劣化因而会有极大影响。此外,热分解温度Td(1.0),可以市售的示差式热质量分析(TG-DTA)装置来测定。
本发明的作为添加剂的紫外线吸收剂,相对于偏光组件或显示装置的紫外线的防劣化的观点而言,在波长370nm以下紫外线的吸收能为优异,且就液晶显示性的观点而言,以波长400nm以上的可见光吸收少者为佳。作为紫外线吸收剂,可例举例如羟基二苯基酮系化合物、苯并三唑系化合物、水杨酸酯系化合物、二苯基酮系化合物、氰丙烯酸酯系化合物、镍络合盐系化合物等,而以二苯基酮系化合物或着色少的苯并三唑系化合物为佳。还有,可使用日本特开平10-182621号公报,日本特开平8-337574号公报记载的紫外线吸收剂,日本特开平6-148430号公报记载的高分子紫外线吸收剂。
作为苯并三唑系紫外线吸收剂,可例举2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氢邻苯二甲酰亚胺甲基)-5’-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链及侧链十二基)-4-甲基苯酚、辛基-3-〔3-叔丁基-4-羟基-5-(氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基〕丙酸酯与2-乙基己基-3-〔3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基〕丙酸酯的混合物等,但并非限定于这些。
市售品可使用TINUVIN 109、TINUVIN 171、TINUVIN 326(任一者均为千叶特用化学品公司制)。
作为二苯基酮系化合物,可例举2,4-二羟基二苯基酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯基酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯基酮、双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯酰基苯基甲烷)等,但并非限定于这些。
紫外线吸收剂,在添加的情形,相对于纤维素树脂的质量,添加0.1~20质量%,较佳为0.5~10质量%,更佳为1~5质量%。这些可并用2种以上。
在本发明的光学薄膜,除了本发明的添加剂之外为使润滑性、搬送性或卷绕性更为容易起见,则可添加消光剂。
消光剂尽量以微粒子的物为佳,作为微粒子,可例举例如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、高岭土、滑石、烧成硅酸钙、水和硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等的无机微粒子或交联高分子微粒子。
其中,因二氧化硅可使薄膜的雾度减低故佳。如二氧化硅那样的微粒子以通过有机物进行表面处理的情形为多,而这样的二氧化硅因可降低薄膜的雾度故佳。
作为表面处理优选的有机物,可例举卤硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氮烷、硅氧烷等。微粒子的平均粒径以大者则润滑性效果大,相反地以平均粒径小者透明性优异。还有,微粒子二次粒子的平均粒径在0.05~1.0μm的范围。较佳的微粒子二次粒子的平均粒径为5~50nm,更佳为7~14nm。这些微粒子在薄膜表面为生成0.01~1.0μm的凹凸则可优选使用。微粒子的含量,相对于纤维素树脂以0.005~0.3质量%为佳。
作为二氧化硅的微粒子,可例举日本AEROSIL公司制的AEROSIL200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600等、较佳为Aerosi1200V、R972、R972V、R974、R202、R812。这些微粒子可并用2种以上。在并用2种以上的情形,可以任意的比率混合使用。在此情形,平均粒径或材质不同的微粒子,例如使AEROSIL 200V与R972V以质量比于0.1:99.9~99.9:0.1的范围使用。
消光剂可在含有添加剂的纤维素树脂的熔融前添加,又可在预先含添加剂的纤维素树脂中含有为佳。例如,将预先分散于溶剂的微粒子与纤维素树脂及/或增塑剂,紫外线吸收剂等的其它添加剂进行混合分散后,使溶剂挥发,或通过沈淀法,使消光剂在预先含有添加剂的纤维素树脂中含有。通过含有这样的添加剂的纤维素树脂的使用,可使消光剂在纤维素树脂中均匀地分散。
作为消光剂使用的薄膜中的微粒子,在其它目的也可为提高薄膜强度而发挥作用。
光学薄膜方面,例如在制造相位差薄膜的情形,为了调节阻滞则也可添加阻滞控制剂。阻滞控制剂方面,是如欧洲专利911656A2号说明书所记载的,可使用具有二个以上芳香族环的芳香族化合物。又也可并用二种以上的芳香族化合物。在该芳香族化合物的芳香族环,在芳香族烃环之外,可含有芳香族性杂环。以芳香族性杂环者特佳,芳香族性杂环一般是不饱和杂环。其中以1,3,5-三嗪环特佳。
添加于纤维素树脂的稳定化剂、增塑剂及上述其它添加剂在添加时,含有这些的总量,相对于纤维素树脂的质量应以1质量%以上30质量%以下,较佳为5~20质量%。
含有本发明添加剂的纤维素树脂在熔融及制膜工序中,以挥发成分少或不发生者为所期望。其在加热熔融时进行发泡,因而可削减或回避薄膜内部的缺陷或薄膜表面的平面性劣化。
含有本发明添加剂的纤维素树脂在熔融时挥发成分的含量为1质量%以下,较佳为0.5质量%以下,更佳为0.2质量%以下,特佳为0.1质量%以下为所期望。本发明中,是使用示差式热质量测定装置(精工电子工业公司制TG/DTA200),求得自30℃至250℃的加热减量,以其量作为挥发成分的含量。
含有本发明添加剂的纤维素树脂,是将该水分或该溶剂等为代表的挥发成分,在制膜之前,或加热时除去为佳。除去的方法,可适用所谓公知的干燥方法,可以加热法、减压法、加热减压法等的方法来进行,在空气中或选择作为惰性气体的氮的氛围下进行也可。在进行这些公知的干燥方法时,含有本发明添加剂的纤维素树脂可在不分解的温度区域进行,从在薄膜的品质上为优选。
在制膜前进行干燥,而可削减挥发成分的发生,也可将单独树脂,或分割为树脂与添加剂进行干燥。干燥温度以100℃以上为佳。在干燥的材料具有玻璃化转变温度的物为存在时,若加热至比该玻璃化转变温度更高的干燥温度时,会有材料熔融(fusing)而使处理变得困难的情形,干燥温度以在玻璃化转变温度以下为佳。复数的物质在具有玻璃化转变温度的情形,以玻璃化转变温度低者的玻璃化转变温度为基准。更佳为100℃以上,(玻璃化转变温度-5)℃以下,更佳为110℃以上,(玻璃化转变温度-20)℃以下。干燥时间较佳为0.5~24小时,更佳为1~18小时,更佳为1.5~12小时。干燥温度过低时会使挥发成分的除去率变低,又因而会使用来干燥的时间过度耗费。还有,干燥工序可分为2阶段以上,例如,干燥工序可包含,材料保管用的预备干燥工序,与在制膜之前~1周前之间进行的在之前干燥工序也可。
熔融流延制膜法,可分类为加热熔融的成形法,可适用熔融挤出成形法、压制成形法、膨胀(inflation)法、射出成形法、吹塑成形法、拉伸成形法等。这些的中,为获得机械强度及表面精度等优异的光学薄膜,则以熔融挤出法为优异。以下,以熔融挤出法为例就本发明的薄膜的制造方法进行说明。
图1,是实施本发明光学薄膜的制造方法的装置的概略流程图,图2是自流延模至冷却辊部分的放大图。
在图1与图2中,本发明所致光学薄膜的制造方法,是将含有添加剂的纤维素树脂混合后,使用挤出机1,自流延模4至第1旋转体的第1辊(冷却辊或冷却鼓)5上于熔融状态进行挤压,在外接于第1辊(第1冷却辊)5的同时,通过第2旋转体的第2辊(接触辊)6将熔融薄膜状纤维素树脂在冷却辊5表面以设定的压力进行挟压而可形成薄膜,进而,与第3旋转体的第2冷却辊7,在第2冷却辊使薄膜夹持而挤压的第4旋转体的第4辊7a,第5旋转体的第3冷却辊8的各辊接触,进行冷却固化成为未拉伸薄膜10,将以剥离辊9所剥离的未拉伸薄膜10,接着通过拉伸装置12把持薄膜的两端部在宽边方向拉伸后,通过卷绕装置16进行卷绕。
在本发明所致光学薄膜的制造方法中,熔融挤出的条件,可与其它聚酯等热塑性树脂所使用的条件同样方式进行。材料以预先作干燥为佳。以真空或减压干燥机或除湿热风干燥机等将水分干燥至1000ppm以下,较佳为200ppm以下为所望。
例如,在热风或真空或减压下经干燥的纤维素树脂使用挤出机1,在挤出温度200~300℃左右进行熔融,以叶台型(leaf desk type)的过滤器2等过滤来除去异物。
自供给漏斗导入至挤出机1之际,可在真空下或减压下或惰性气体氛围下,以可防止氧化分解等为佳。
在增塑剂等添加剂不进行预先混合的情形,在挤出机的中途混入也可。为了均匀地添加,则以使用静态混合机3等的混合装置为佳。
本发明中,非晶性热塑性树脂,与其它依需要而添加的稳定化剂等添加剂,在熔融之前以作混合准备为佳。混合,可以混合机等来进行,还有,如前述在纤维素树脂调制过程中进行混合也可。在使用混合机的情形,可使用V型混合机、圆锥螺旋型混合机、水平圆筒型混合机等的一般混合机。
在本发明中,如上述将含有添加剂的纤维素树脂混合后,使用挤出机1进行直接熔融进行制膜的方式也可,以一次将含有添加剂的纤维素树脂颗粒化后,将该颗粒以挤出机1进行熔融进行制膜的方式也可。还有,含有添加剂的纤维素树脂,在含有熔点不同的复数材料的情形,仅熔点低的材料在熔融的温度以一次,所谓制作点心状的半熔融物,将半熔融物投入挤出机1进行制膜也可。在含添加剂的纤维素树脂含有易于热分解的材料的情形,在以减低熔融次数的目的下,并不制作颗粒而直接制膜的方法,或如上述在制作点心状的半熔融物之后进行制膜的方法为佳。
挤出机1,可使用市场上可获得的各种挤出机,而以熔融捏合挤出机为佳,可为单轴挤出机也可为双轴挤出机。并不从含有添加剂的纤维素树脂来制作颗粒,而是进行直接制膜的情形,因适当捏合度为必要故以使用双轴挤出机为佳,但是单轴挤出机,将螺丝形状变更为madoc型、unimelt型、Dulmage型等的捏合型的螺丝,而可获得适度的捏合故为可使用。纤维素树脂方面,以一次,使用颗粒或点心状的半熔融物的情形,可使用单轴挤出机也可使用双轴挤出机。
在挤出机1内及挤出后的冷却工序,可以氮气等惰性气体取代,或通过减压,以使氧浓度降低为佳。
挤出机1内的含有添加剂的纤维素树脂的熔融温度,因含有添加剂的纤维素树脂的粘度或排出量,制造的薄片的厚度等而优选的条件有所不同,然而一般而言,是相对于薄膜的玻璃化转变温度(Tg),为Tg以上,Tg+100℃以下,较佳为Tg+10℃以上,Tg+90℃以下。挤出时的熔融粘度为10~100000泊,较佳为100~10000泊。还有,挤出机1内的纤维素树脂的滞留时间以短者为佳,可为5分以内,较佳为3分以内,更佳为2分以内。滞留时间是受到挤出机1的种类,挤出条件所左右,而通过材料的供给量或通过L/D,螺旋旋转数,螺旋的沟深度等的调整而可缩短。
挤出机1的螺旋的形状或旋转数等,可通过含有添加剂的纤维素树脂的粘度或排出量等进行适当选择。本发明中在挤出机1剪断速度为1/秒~10000/秒,较佳为5/秒~1000/秒,更佳为10/秒~100/秒。
作为本发明可使用的挤出机1,一般可使用塑料成形机。
自挤出机1所挤出的纤维素树脂,被送至流延模4,自流延模4被挤压成薄膜状。
由挤出机1排出的熔融物,则供给于流延模4。流延模4若是为了薄片或薄膜的制造而使用的物则无特别限定。流延模4的材质方面,有硬铬、碳化铬、氮化铬、碳化钛、碳氮化钛、氮化钛、超钢、陶瓷(例如钨碳化物,氧化铝,氧化铬)等进行溶射或者电镀,而表面加工是使用实施抛光轮(buff),粒大小(grain size)#1000以后的研磨粒的研磨(lapping),使用粒大小#1000以上的金刚石研磨粒的平面切削(切削方向与树脂的流动方向为垂直方向),电解研磨,电解复合研磨等的加工等。
流延模4的唇部的优选材质则与流延模4相同。唇部的表面精度以0.5S以下为佳,以0.2S以下更佳。
本发明中具有:将欲熔融的树脂混合物自安装于挤出机的流延模4进行挤压成薄膜状,将被挤压的薄膜密接于至少2个冷却辊(冷却鼓)进行成形而收纳的工序。
如图1与图2所示,本发明光学薄膜的制造方法,是使光学薄膜的玻璃化转变温度为Tg时,在流延模4出口的薄膜温度T1为,式:Tg+60℃<T1<Tg+130℃所示的温度范围,薄膜在最初与第1辊5表面接触的点(P1)的薄膜温度T2为,式:Tg<T2<Tg+120℃所示的温度范围,接着薄膜在与第2辊6表面接触的点(P2)的薄膜温度T3为,式:Tg<T3<Tg+110℃所示的温度范围,且自流延模的唇开口部,以该唇开口部所流延的薄膜至与第1辊表面接触为止之间的流延工序,在70kPa以下的减压下可予实施。
在此,T1是自流延模4的唇部至被挤压的瞬间的薄膜温度,可以市售的接触式或者非接触式的温度计进行温度测定。
本发明中,第2辊6是相对于薄膜由第1辊5的相反侧在第1辊5的方向为使薄膜挟压的目的的旋转体。也可称为接触辊。第2辊6的表面以金属为佳,厚度自1mm至10mm。较佳为2mm~6mm。第2辊6的表面是实施镀铬等的处理,在面粗糙度方面以0.2S以下为佳。第2辊6是在具有该厚度的外筒内侧具有冷却流体的流送空间及与外筒呈同一轴心状的金属内筒的二重筒的构成为佳。
本发明中,第2辊6以中央部外径比两端部外径更大的大鼓型者为佳。此时的凸度加工(crowning)量以在50μm~300μm的范围为佳。
本发明中,第2辊6的直径以200mm~500mm的范围为佳。
本发明中,以第1辊5与第2辊6将薄膜挟压的挟压部的薄膜温度,为添加剂的熔点以上,第2辊6以0.1N/mm~100N/mm的范围使薄膜挟压为佳。如此一来可使第1辊5的辊表面不致被有机物等所污染,而可维持平滑的表面。
本发明中,添加剂的熔点是指,添加剂为1种的情形,为其添加剂的熔点,在具有复数添加剂的情形,在添加剂中以质量比则是指添加比率最高的添加剂的熔点的意。
挟压部的薄膜温度,可以流入挟压部的薄膜状纤维素树脂的温度与挟压部中形成的薄膜的温度以市售的接触式或者非接触式的温度计测定,并计算出。
在挟压部中薄膜的温度,可由流延模4所挤压的薄膜状纤维素树脂的温度与第1辊5及第2辊6的表面温度的调整来设定。
第2辊6的宽以比挟压的薄膜状纤维素树脂宽更宽为必要。薄膜的缩幅(neck-in)大,薄膜端部的厚度比中央部的厚度更厚的情形,以使与薄膜厚膜部接触的部分的外筒作削去为佳。还有,第2辊6的端部在以回避与第1辊5的接触的目的下以将外筒作削去为佳。此时的削去量为1μm~1mm的范围。
图3、图4表示作为一例的第2辊6。第2辊6具有可挠性,为由无缝的不锈钢钢管制(厚度4mm)的外筒51,与在此外筒51的内侧配置成同一轴心状的高刚性金属内筒52而概略构成的。在外筒51与内筒52间的空间53,有冷却液54流动。详细而言,第2辊6是在两端的旋转轴55a,55b安装有外筒支持凸缘56a,56b,在这些两外筒支持凸缘56a,56b的外周部间有安装薄壁金属外筒51。还有,在形成于一方旋转轴55a的轴心部而形成流体反回通路57的流体排出孔58内,有流体供给管59配设成同一轴心状,此流体供给管59与配置于薄壁金属外筒51内轴心部的流体轴筒60连接而被固定。在此流体轴筒60两端部各自安装内筒支持凸缘61a,61b,自这些内筒支持凸缘61a,61b的外周部间经过另一端侧外筒支持凸缘56b安装有具有约15~20mm左右厚壁的金属内筒52。接着在此金属内筒52与薄壁金属外筒51之间,可形成例如10mm左右的冷却液的流送空间53,又于金属内筒52的两端部近傍,各自形成流送空间53与内筒支持凸缘61a,61b外侧的中间通路62a,62b进行连通的流出口52a及流入口52b。,此时的凸度加工量为100μm。
本发明中,在第1辊5与第2辊6中以挟压而形成的薄膜的平均厚度方面尤以15μm~80μm时为有效。在第1辊5与第2辊6通过挟压而形成的薄膜的平均厚度为15μm~80μm的情形,其后在进行该薄膜的拉伸等后的光学薄膜方面可制作出10μm~70μm的制品。
本发明中,将自T模(流延模)4为熔融状态的薄膜状的纤维素酯系树脂,依顺序密接于第1辊(第1冷却辊)5,第2冷却辊7,及第3冷却辊8而搬送,同时进行冷却固化,获得未拉伸状态的薄膜10。
此时,相对于第2冷却辊7,夹持薄膜而挤压第4辊7a为佳。
第4辊7a是相对于薄膜由第2冷却辊7的相反侧在第2冷却辊7的方向使薄膜挟压的目的下的旋转体。第4辊7a的表面以金属为佳,厚度为1mm~10mm。较佳为2mm~6mm。第4辊7a的表面,是实施镀铬等的处理,表面粗糙度以0.2S以下为佳。第4辊7a是在具有该厚度的外筒内侧以具有冷却流体的流送空间及与外筒为同一轴心状的金属内筒的二重筒的构成为佳。
本发明中,第4辊7a以中央部的外径比两端部的外径更大的大鼓型为佳。此时的凸度加工量以50μm~300μm的范围为佳。
本发明中,第4辊7a的直径以200mm~500mm的范围为佳。
本发明中,第4辊7a在0.1N/mm~100N/mm的范围使薄膜挤压者为佳。如此一来并无将第2冷却辊7的辊表面以有机物等污染,可以维持平滑表面。
第4辊7a的宽以比挟压的薄膜宽更宽为必要。薄膜的缩幅变大,薄膜端部的厚度在比中央部的厚度更厚的情形,将与薄膜厚膜部接触的部分的外筒进行削去为佳。还有,第2辊6的端部是以避免与第1辊5的接触为目的以将外筒作削去为佳。此时的削去量为1μm~1mm的范围。
作为第4辊7a,可使用例如图3、图4所示的与第2辊6同样的物。
本发明中,在流延宽超过1500mm时尤其可发挥制造效果。
在薄膜流延宽为1500mm以上的情形,在进行拉伸等后的光学薄膜方面可取得超过2000mm宽的制品。本发明可特别发挥效果者,是薄膜流延宽为1500mm~4000mm的范围,尤其是在1700mm~4000mm的范围。推测是在超过4000mm的流延宽的薄膜,在其后的搬送工序等的稳定性会变低并非实用。
图1所示本发明的实施形态,自第3冷却辊8以剥离辊9所剥离的被冷却固化的未拉伸薄膜10,经过跳动辊(dancer roll)(薄膜张力调整辊)11而导至拉伸机12,在此使薄膜10在横方向(宽边方向)拉伸。通过此拉伸,可使薄膜中的分子取向。
使薄膜在宽边方向拉伸的方法,可优选使用公知的拉幅机。尤其是使拉伸方向为宽边方向下,与偏光薄膜的层合因可以辊形态实施故佳。在宽边方向拉伸下,光学薄膜的滞相轴则成为宽边方向。
另一方面,偏光薄膜的透过轴也通常为宽边方向。以使偏光薄膜的透过轴与光学薄膜的滞相轴成为平行的方式而层合的偏光板在组入液晶显示装置,可使液晶显示装置的显示对比变高,同时,可获得良好的视角。
自前述冷却鼓所剥离的薄膜,透过1个或复数辊群及/或红外线加热器等的加热装置在长边方向进行一段或多段纵拉伸为佳。
此时,若将本发明薄膜的玻璃化转变温度作为Tg时,为(Tg-30)℃以上(Tg+100)℃以下,较佳为(Tg-20)℃以上(Tg+80)℃以下的范围内进行加热在搬送方向拉伸为佳。
接着,将拉伸于搬送方向的薄膜,在(Tg-20)℃以上(Tg+20)℃以下的温度范围内进行横拉伸,接着进行热固定为佳。
在横拉伸的情形,于分割为2以上的拉伸区域使温度差于1~50℃的范围依顺序一边升温一边进行横拉伸时可使宽方向的厚度及光学分布减低故佳。
因含有添加剂的纤维素树脂使得Tg为不同,Tg可通过使构成薄膜的材料种类及构成的材料的比率不同而可控制。作为光学薄膜,在制作相位差薄膜的情形,Tg为120℃以上,较佳为135℃以上。在液晶显示装置中,于画面的显示状态,由于装置本身的温度上升,例如来自光源的温度上升使得该薄膜的温度环境变化。此时与该薄膜的使用环境温度比较若该薄膜的Tg低时,来自以拉伸而固定于薄膜内部的分子取向状态的阻滞值及作为薄膜尺寸形状则赋予极大的变化。该薄膜的Tg过高时,在将含有添加剂的纤维素树脂薄膜化时由于温度变高故加热的能量消耗变高,又薄膜化时的材料本身的分解,会有其所致着色产生的情形,因此,Tg以250℃以下为佳。
又在拉伸工序可进行公知的热固定条件,冷却,缓和处理,可适当调整成为具有为目的的光学薄膜所要求的特性。
为了赋予相位薄膜的物性与液晶显示装置的视角扩大用的相位差薄膜的功能,则上述拉伸工序,热固定处理可适当选择来进行。在含有如此拉伸工序,热固定处理的情形,加热加压工序,则应在这些拉伸工序,热固定处理之前进行。
光学薄膜是制造相位差薄膜,进而赋予偏光板保护薄膜的功能的情形,虽有进行折射率控制的必要,而其折射率控制可以拉伸操作进行,又拉伸操作方法为佳。以下,就其拉伸方法加以说明。
在相位差薄膜的拉伸工序中,于纤维素树脂的1方向在1.0~2.0倍及薄膜面内于与其正交的方向进行1.01~2.5倍拉伸下,可控制为必要的阻滞Ro及Rth。在此,Ro是指面内阻滞,而在面内长边方向(MD)的折射率与宽方向(TD)的折射率的差乘以厚度而得,Rth是指厚度方向阻滞,于面内折射率(长边方向(MD)与宽方向(TD)的平均)与厚度方向折射率的差乘以厚度而得。
关于拉伸,例如薄膜的长边方向及与其于薄膜面内正交的方向,也即相对于宽方向,可逐次或同时进行。此时相对于至少1方向的拉伸倍率过小时则无法获得充分相位差,过大时拉伸有困难会有造成薄膜裂断发生的情形。
在互为正交的双轴方向拉伸,则为使薄膜的折射率nx,ny,nz包含于设定的范围行之有效方法。在此,nx是指长边(MD)方向的折射率,ny是指宽边(TD)方向的折射率,nz是指厚度方向的折射率。
例如在熔融流延方向拉伸的情形,宽方向的收缩过大时,nz的值变大而致超过。在此情形,可抑制薄膜的宽收缩,或在宽方向拉伸下也可进行改善。在宽方向拉伸的情形,于宽方向对折射率产生分布。此分布,在用到拉幅机法的情形则会显现,在使薄膜往宽方向拉伸下,于薄膜中央部有收缩力发生,因端部被固定而产生的现象,被称为所谓的弓形(bowing)现象。在此情形,于流延方向拉伸下,可抑制弓形现象,使宽方向的相位差分布减少。
在互为直行的双轴方向进行拉伸,而可使所得薄膜的膜厚变动减少。若相位差薄膜的膜厚变动过大时则成为相位差的不均,在使用于液晶显示器时会有着色等不均的问题产生。
纤维素酯薄膜的膜厚变动以±3%,进而为±1%的范围为佳。在以上的目的中,于互为正交的双轴方向进行拉伸的方法为有效,互为正交的双轴方向的拉伸倍率,各自于最后在流延方向以1.0~2.0倍,宽方向以1.01~2.5倍的范围为佳,以可于流延方向为1.01~1.5倍,于宽方向为1.05~2.0倍的范围进行得到必要的阻滞值则佳。
在长边方向存在偏光组件的吸收轴的情形,于宽方向偏光组件的透过轴因而成为一致。为获得长幅状的偏光板,相位差薄膜,在宽方向以获得滞相轴的方式进行拉伸为佳。
相对于应力,在使用可得正的双折射的纤维素酯的情形,由上述构成,在宽方向进行拉伸下,在宽方向可赋予相位差薄膜的滞相轴。在此情形,为了提高显示品质,相位差薄膜的滞相轴,以在宽方向者为佳,而为获得目的的阻滞值,以满足式:(宽方向的拉伸倍率)>(流延方向的拉伸倍率)的条件为必要。
拉伸后,使薄膜端部以纵断器13进行纵切成为制品的宽,并在裁去(trimming)后,通过压纹环14及反向辊15所成滚花(knurling)加工装置使滚花加工(压纹(embossing)加工)实施于薄膜两端部,通过卷绕机16进行卷绕,可防止纤维素酯薄膜(原卷)F中的粘贴,或擦伤的发生。滚花加工的方法,是将侧面具有凸凹的图型的金属环以加热或加压进行加工。此外,薄膜两端部的夹具的把持部分通常已变形,因无法作为薄膜制品使用,故被切除,可作为原料再利用。
在使相位差薄膜作为偏光板保护薄膜的情形,该保护薄膜的厚度以10~500μm为佳。尤其是下限为20μm以上,较佳为35μm以上。上限为150μm以下,较佳为120μm以下。特佳的范围为25以上~90μm。相位差薄膜厚时,偏光板加工后的偏光板变的过厚,在用于笔记型计算机或移动型电子机器的液晶显示中,尤其不适于薄型轻量的目的。另一方面,相位差薄膜为薄时,作为相位差薄膜的阻滞的显现则为困难,再加上薄膜的透湿性变高,因偏光组件自湿度保护的能力降低而并不佳。
相位差薄膜的滞相轴或进相轴存在于薄膜面内,若使与制膜方向所成角度为θ1时,θ1为-1°以上+1°以下,较佳应为-0.5°以上+0.5°以下。
此θ1是定义为取向角,θ1的测定可使用自动双折射计KOBRA-21ADH(王子计测机器公司制)来进行。
θ1各自满足上述关系者,在显示画面中可获得高的亮度,有助于抑制或防止光漏出,在彩色液晶显示装置中有助于忠实的色彩再现。
与本发明相关的相位差薄膜,在被使用于多象限化的VA型式时,位相差薄膜的配置,是以相位差薄膜的进相轴为θ1,而配置于上述区域中,可赋予显示画质的提高,作为偏光板及液晶显示装置成为MVA型式时,例如可采用图5所示的构成。
同图中,21a,21b表示保护薄膜,22a,22b表示相位差薄膜,25a,25b表示偏光组件,23a,23b表示薄膜的滞相轴方向,24a,24b表示偏光组件的透过轴方向,26a,26b表示偏光板,27表示液晶单元,29表示液晶显示装置。
光学薄膜面内方向的阻滞(Ro)分布,以调整于5%以下为佳,更佳为2%以下,特佳为1.5%以下。还有,使薄膜厚度方向的阻滞(Rth)分布调整于10%以下为佳,进而较佳为2%以下,特佳为1.5%以下。
阻滞分布的数值,是在所得的薄膜的宽边方向以1cm间隔测定阻滞,以所得的阻滞的变动系数(CV)来表示的。而关于阻滞,其分布的数值的测定方法,例如,面内及厚度方向的阻滞以各自(n-1)法所致标准偏差来求得,并求得以下所示的变动系数(CV),再作为指标。在测定中,作为n,可设定为130~140来计算出。
变动系数(CV)=标准偏差/阻滞平均值
相位差薄膜中,阻滞值的分布变动以小者为佳,在液晶显示装置使用含有相位差薄膜的偏光板时,以该阻滞分布变动小者以可防止色纹等的观点为佳。
相位差薄膜,可具有阻滞值的波长色散性,在液晶显示元件与上述同样使用的情形,为使显示品质提高,可就该波长色散性相关而适当选择。在此,与相位差薄膜590nm的测定值Ro同样,在450nm中面内阻滞R450,650nm的面内阻滞以R650定义。
显示装置在使用后述的MVA的情形,相位差薄膜的面内阻滞中波长色散性较佳为0.7<(R450/Ro)<1.0,1.0<(R650/Ro)<1.5,更佳为0.7<(R450/Ro)<0.95,1.01<(R650/Ro)<1.2,更佳为0.8<(R450/Ro)<0.93,1.02<(R650/Ro)<1.1的范围内时,在显示的色彩再现性中为有效。
调整相位差薄膜,使其具有适于VA模式或TN模式的使液晶单元的显示品质提升的阻滞值,尤其是作为VA模式,则分割成上述的多象限,而在MVA模式欲优选使用,则使面内阻滞(Ro)比30nm更大,为95nm以下,且使厚度方向阻滞(Rth)比70nm更大,并调整至400nm以下的值为所期望。
上述的面内阻滞(Ro),是使2片偏光板配置成正交尼科耳,在偏光板之间有液晶单元配置,例如在如图5所示构成时,以自显示面的法线方向观察时为基准在成为正交尼科耳状态时,自显示面的法线作倾斜观察时,自偏光板的正交尼科耳状态产生偏差,此是主要将作为要因的漏光进行补偿。厚度方向的阻滞,在上述TN模式或VA模式,尤其是MVA模式中液晶单元为黑色显示状态时,同样地自倾斜观的主要为补偿所确认液晶单元的双折射而作出贡献。
如图5所示,在液晶显示装置中,于液晶单元的上下有偏光板二片配置的构成的情形,在图中的22a及22b,可选择厚度方向阻滞(Rth)的配分,满足上述范围且厚度方向阻滞(Rth)的两者合计值以比140nm更大且500nm以下为佳。在此时22a及22b的面内阻滞(Ro)、厚度方向阻滞(Rth)为两者相同,在可使工业上的偏光板的生产性提高为佳。特优选面内阻滞(Ro)比35nm更大且65nm以下,且厚度方向阻滞(Rth)比90nm更大且180nm以下,在图3的构成可适用于MVA型式的液晶单元。
在液晶显示装置中,于一方的偏光板,例如作为市售的偏光板保护薄膜于面内阻滞(Ro)=0~4nm及厚度方向阻滞(Rth)=20~50nm使厚度35~85μm的TAC(三乙酰基纤维素)薄膜,例如,在图3的22b的位置所使用的情形,配置于另一方的偏光板的偏光薄膜,例如,在配置于图3的22a的相位差薄膜,要使用面内阻滞(Ro)比30nm更大,95nm以下,且厚度方向阻滞(Rth)比140nm更大,400nm以下者。就可提高显示品质,且自薄膜的生产面来看也佳。
<液晶显示装置>
包含本发明的相位差薄膜的偏光板(称为“本发明的偏光板”),与通常的偏光板比较可显现高的显示品质,尤其是多象限型的液晶显示装置,更佳为适用于以双折射型式多象限型的液晶显示装置的使用。
多象限型化,也适于画面显示对称性的提高,而有各种方式的报告被发表“置田,山内:液晶,6(3),303(2002)”。该液晶显示单元,也示于“山田,山原:液晶,7(2),184(2003)”,而并非限定于这些。
本发明的偏光板可使用于垂直取向模式所代表的MVA(Multi-domein Vertical Alignment)型式,尤其是4分割的MVA型式,以电极配置而多象限化的公知的PVA(Patterned VerticalAlignment)型式,可融合电极配置与对掌性(chiral)的CPA(Continuous PinwheelAlignment)型式而有效地使用,又对适于OCB(Optical Compensated Bend)的型式中,有公开具有光学二轴性的薄膜的提案“T.Miyashita,T.Uchida:J.SID,3(1),29(1995)”,通过本发明的偏光板而可使显示品质效果进行显现。通过使用本发明的偏光板可显现显示品质效果,则对液晶模式、偏光板的配置并无限定。
显示单元的显示品质,在人的观察中以左右对称为佳。因此,显示单元为液晶显示单元的情形,实质上以观察侧的对称性为优先可使象限多重化。象限的分割,可采用公知的方法,通过2分割法,更佳为4分割法,可考虑公知的液晶模式的性质来决定。
液晶显示装置在作为彩色化及动画显示用的装置也开始应用,以本发明可改良显示品质,通过使对比的改善或偏光板耐性的提高,难以产生疲劳而可忠实地表现动作画面。
在至少含有含本发明相位差薄膜的偏光板的液晶显示装置中,将含有本发明相位差薄膜的偏光板,相对于液晶单元,可配置一片,或在液晶单元的两侧配置二片。此时包含于偏光板的本发明的相位差薄膜侧在使用于面对液晶显示装置的液晶单元的方式,而有助于显示品质的提高。图5中是22a及22b的薄膜因而成为面对于液晶显示装置的液晶单元。
此种构成中,本发明的相位差薄膜,可使液晶单元进行光学补偿。使本发明的偏光板用于液晶显示装置的情形,在液晶显示装置中,是将偏光板内至少一片偏光板,成为本发明的偏光板也可。在使用本发明的偏光板,可提供一种可使显示品质提高,视角特性优异的液晶显示装置。
本发明的偏光板中,自偏光组件来看,在与相位差薄膜为相反侧的面,可使用纤维素衍生物的偏光板保护薄膜,可使用常用的TAC薄膜等。自液晶单元位于较远侧的偏光板保护薄膜,在可使显示装置的品质提高方面,也可配置其它功能性层。
例如,为提高防反射,防眩,耐划伤,防止灰尘附着,使亮度提高则将含有作为显示器的使公知功能层作为构成物的薄膜,或可粘贴于本发明的偏光板表面,并非限定于这些。
一般在相位差薄膜,作为上述阻滞值以Ro或Rth的变动少者,要求为获得稳定的光学特性。尤其是双折射型式的液晶显示装置,会有这些变动成为引起画面不均的原因。
以溶液流延法的方法所制造的长幅状的相位差薄膜,是仰赖在该薄膜中极微量残留的有机溶剂量的挥发而使阻滞值变动。此长幅状的相位差薄膜是以长幅的卷物(辊)的状态来制造,保管,输送,由偏光板制造业者等加工成偏光板。因此辊的卷中越进行,则越会有残留溶剂存在,而有挥发性钝化的情形。因此自卷外至卷内,及在宽边方向自两端经中心会有微量残留溶剂的浓度差发生,这些成为引发点而有引起阻滞值的经时间变化与变动的情况。
另一方面,在本发明中,长幅状的相位差薄膜,因是以熔融流延法来制造薄膜,故与溶液流延法不同,作挥发用的溶剂并不存在。而通过本发明,可获得阻滞值的经时间变化与变动少的辊薄膜。本发明是将以熔融流延所制造的薄膜,进行连续拉伸处理而可获得长幅状的相位差薄膜的点而言极为优异。
根据本发明通过熔融流延法所制造的长幅状相位差薄膜,因是以纤维素树脂作为主体所构成,故可活用纤维素树脂固有的皂化来进行碱处理工序。这是构成偏光组件的树脂为聚乙烯醇时,与现有的偏光板保护薄膜同样地使用完全皂化聚乙烯醇水溶液可与本发明的相位差薄膜贴合。因此本发明,就可适用现有的偏光板加工方法的点而言极其优异,尤其是可获得长幅状的辊偏光板的点极其优异。
在制造本发明的相位差薄膜之际,在拉伸前及/或后可涂设防静电层、硬涂覆层、易滑性层、粘接层、防眩层、保护层等的机能性层。在此时,电晕放电处理、等离子处理、药液处理等各种表面处理可因应需要实施。
在制膜工序中,被切割的薄膜两端的夹具把持部分,在经粉碎处理后,或可因应需要进行制粒处理后,可作为相同品种的薄膜用原料或作为不同品种的薄膜用原料进行再利用。
将含有前述增塑剂、紫外线吸收剂、消光剂等添加物浓度不同的纤维素树脂的组合物进行共挤压,可制作层合结构的光学薄膜。例如,可制作表皮层/核芯层/表皮层等的构成的光学薄膜。例如,消光剂,可多放入表皮层,或仅放入表皮层。增塑剂,紫外线吸收剂可比在表皮层于核芯层放入更多,仅放入核芯层也可。还有,在核芯层与表皮层也可变更增塑剂、紫外线吸收剂的种类,例如,在表皮层可含有低挥发性的增塑剂及/或紫外线吸收剂,在核芯层添加可塑性优异的增塑剂,或紫外线吸收性优异的紫外线吸收剂。表皮层与核芯层的玻璃化转变温度可为不同,与表皮层的玻璃化转变温度比较以核芯层的玻璃化转变温度低者为佳。此时,测定表皮与核芯两者的玻璃化转变温度,将以这些体积分率算出的平均值定义为上述玻璃化转变温度Tg也可进行同样地处理。还有,熔融流延时的含有纤维素酯的熔融物的粘度在表皮层与核芯层也可为不同,可为表皮层的粘度>核芯层的粘度,也可为核芯层的粘度≧表皮层的粘度。
本发明的光学薄膜,在尺寸稳定性,于23℃,55%RH环境下经24小时放置的薄膜的尺寸为基准时,在80℃,90%RH中尺寸变动值不足±2.0%,较佳为不足1.0%,更佳为不足0.5%。
将本发明的光学薄膜作为相位差薄膜用作偏光板的保护薄膜之际,在相位差薄膜本身,具有上述范围以上的变动时,作为偏光板的阻滞的绝对值与取向角因与当初设定有偏差,会有显示品质的提高降低或产生显示品质劣化的情形。
本发明的相位差薄膜可作为偏光板保护薄膜使用。在作为偏光板保护薄膜使用的情形,偏光板的制作方法并无特别限定,可以一般的方法制作。有将所得酰化纤维素薄膜进行碱处理,使聚乙烯醇薄膜浸渍于碘溶液中进行拉伸而制作的偏光组件的两面为完全皂化聚乙烯醇水溶液,使用该水溶液,在偏光组件的两面贴合偏光板保护薄膜的方法,在至少单面可使本发明的偏光板保护薄膜的相位差薄膜直接贴合于偏光组件。
替代上述碱处理,以实施日本特开平6-94915号公报、日本特开平6-118232号公报所记载的易粘接加工进行偏光板加工也可。
偏光板,是以保护偏光组件及其两面的保护薄膜所构成,进而在该偏光板一面将保护薄膜贴合,在相反面将分隔薄膜贴合而构成。保护薄膜及分隔薄膜在偏光板出货时,于制品检查时等,可以保护偏光板的目的使用。在此情形,保护薄膜,是以保护偏光板表面的目的而贴合,是在使偏光板对液晶板贴合的面的相反面侧作使用。还有,分隔薄膜是以将对液晶板贴合的粘接层进行包覆的目的来使用,使偏光板对液晶单元贴合的面侧来使用。
[实施例]
以下,试例举实施例具体说明本发明,但本发明并非限定于这些。
实施例1(试料101的作成)
纤维素乙酸酯丙酸酯 100质量份
(乙酰基的取代度1.4,丙酰基的取代度1.35,
数均分子量60000,另外乙酰基,丙酰基,丁酰基等酰基取代度的测定方法准照ASTM-D817-96的规定来测定)。
添加剂
三羟甲基丙烷三苯甲酸酯(增塑剂,熔点85℃) 10质量份
(IRGANOX XP 420/FD稳定化剂,千叶特用化学品公司制)1质量份
紫外线吸收剂Ti928(千叶特用化学品公司制) 1.5质量份
消光剂(seaposter KEP-30:日本触媒公司制,平均粒径0.3μm二氧化硅微粒子) 0.1质量份
将上述材料以V型混合机经30分混合后,使用安装绞线模(stranddie)的双轴挤出机在氮氛围下于230℃进行熔融,来制成长4mm,直径3mm的圆筒形颗粒。将所得颗粒于100℃经5小时干燥,使含水率为100ppm,供给于安装有T模的单轴挤出机进行制膜。单轴挤出机是使螺旋径90mm,L/D=30,挤出量成为140kg/h的方式来调整螺旋的旋转数。由材料供给口附近封入氮气体,使挤出机内保持于氮氛围。挤出机及T模的温度是设定于240℃。T模是以衣架(coat hanger)型宽为2400mm,其内壁施以硬铬电镀,在面粗糙度0.01S的镜面进行最终加工。T模的唇间隙设定为1mm。
将自T模而出的薄膜(温度:240℃:T1)在进行温度调整为表面温度100℃的辊宽3000mm的镀铬镜面的第1旋转体上落下,同时以在温度调整于表面温度100℃的辊宽2400mm的第2旋转体进行挟压。此时的薄膜温度为180℃(T2),作为添加剂的增塑剂、稳定剂、紫外线吸收剂中,使成为以质量比添加比率最高的增塑剂熔点以上的100℃以上。自T模而出的宽2400mm的薄膜是通过缩幅自第1旋转体落下时成为2200mm。还有,第2旋转体以4N/mm的线压挤压于第1旋转体侧。
被挟压于第1旋转体与第2旋转体的薄膜,接着被搬送于第3旋转体。此时,将薄膜自第3旋转体的相反侧于使温度调整至90℃的第4旋转体以10N/mm的线压进行挤压。其后,将薄膜以搬送辊搬送后,使薄膜边缘以切缝机(slitter)切出缝隙,而宽2000mm的薄膜是以卷绕机(winder)卷绕。
(试料102~114的制作)
自T模流延的薄膜与第1旋转体的距离、第2旋转体的挤压、第4旋转体的挤压进行变化,而制成试料102~114的薄膜。此外,在表中无记载挟压、挤压值之处,是没有设置旋转体的试料。
(流延薄膜的温度测定)
薄膜表面的温度是使用接触式袖珍温度计(ANRITSU DIGITALTHERMOMETER HA-100K)来测定。具体言的相对于被搬送的薄膜宽边方向来测定5点,以最高温度为薄膜温度。
(评价方法)
各试料均进行3小时流延,第1旋转体,第3旋转体的污染,及薄膜的污染以目视评价,分5阶段排名。
5:流延3小时无观察到污染。
4:流延3小时观察到一些污染。
3:流延1小时观察到一些污染。
2:流延10分钟观察到污染,其后,随着流延时间的增加,污染的程度越严重。
1:在流延开始之后可观察到污染,随着流延时间的增加,污染的程度则越严重。
还有,就薄膜的污染以目视评价,以3阶段排名。
3:在流延3小时,无观察到污染。
2:在流延3小时,可观察到部分隐隐约约的污染。
1:在流延10分钟可观察到污染,其后,随着流延时间的增加,污染的程度越严重。
结果如表1所示。
[表1]
试料No. | 挟压时薄膜温度(℃) | 第2旋转体线压(N/mm) | 第4旋转体线压(N/mm) | 第1旋转体的污染 | 第3旋转体的污染 | 薄膜的污染 | 备考 |
101 | 180 | 4 | 10 | 5 | 5 | 3 | 本发明 |
102 | - | - | - | 1 | 2 | 1 | 比较例 |
103 | 70 | 4 | - | 2 | 2 | 1 | 比较例 |
104 | 90 | 4 | - | 4 | 3 | 2 | 本发明 |
105 | 130 | 4 | - | 5 | 3 | 3 | 本发明 |
106 | 180 | 0.05 | - | 2 | 2 | 1 | 比较例 |
107 | 180 | 0.1 | - | 5 | 3 | 3 | 本发明 |
108 | 180 | 10 | - | 5 | 3 | 3 | 本发明 |
109 | 180 | 100 | - | 4 | 3 | 3 | 本发明 |
110 | 180 | 150 | - | 2 | 2 | 1 | 比较例 |
111 | 180 | 4 | 0.05 | 5 | 3 | 3 | 本发明 |
112 | 180 | 4 | 0.1 | 5 | 5 | 3 | 本发明 |
113 | 180 | 4 | 100 | 5 | 5 | 3 | 本发明 |
114 | 180 | 4 | 150 | 5 | 4 | 3 | 本发明 |
由表1可知,通过本发明,第1旋转体、第3旋转体及薄膜的污染全部得到改善。
Claims (10)
1.光学薄膜的制造方法,该方法依顺序具有:
将含有添加剂的纤维素树脂熔融,使用挤出机自流延模挤压成薄膜状的挤压工序,以及
将上述自流延模所挤压的薄膜状纤维素树脂在第1旋转体与第2旋转体之间进行挟压,形成薄膜的工序,
其特征为,
在所述第1旋转体与所述第2旋转体之间进行挟压的薄膜状的纤维素树脂温度为所述添加剂的熔点以上,且所述第1旋转体与所述第2旋转体的挟压时的线压为0.1~100N/mm。
2.如权利要求1记载的光学薄膜的制造方法,其特征为,所述方法具有:在所述第1旋转体与所述第2旋转体之间进行挟压、形成薄膜的工序之后,使所述薄膜以第3旋转体搬送的工序。
3.如权利要求2记载的光学薄膜的制造方法,其特征为所述方法具有将以所述第3旋转体搬送的薄膜进行拉伸的工序。
4.如权利要求2记载的光学薄膜的制造方法,其特征为,相对于所述第3旋转体,夹持薄膜而挤压第4旋转体。
5.如权利要求4记载的光学薄膜的制造方法,其特征为,所述第4旋转体的挤压为0.1~100N/mm。
6.如权利要求1记载的光学薄膜的制造方法,其特征为所述方法具有:在所述挤压工序之前,从添加剂及纤维素树脂的至少一个中削减挥发成分的干燥工序。
7.如权利要求6记载的光学薄膜的制造方法,其特征为,所述干燥工序是将进行干燥的材料,加热至所述玻璃化转变温度以下的温度,进行干燥。
8.如权利要求1~7中任一记载的光学薄膜的制造方法,其特征在于自所述流延模所挤出的纤维素树脂的流延宽为1500mm~4000mm。
9.如权利要求1~7中任一记载的光学薄膜的制造方法,其特征在于通过以所述第1旋转体与所述第2旋转体挟压、形成薄膜的工序,使薄膜的平均厚度为15μm~80μm。
10.光学薄膜,其特征为使用权利要求1~7项中任一记载的光学薄膜的制造方法来制造。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090722 |