CN102227657B - 光学膜 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的为提供由共聚碳酸酯形成的光学膜,该光学膜具有所希望的波长分散特性、光弹性低、熔融加工性优异。本发明涉及一种光学膜,包含由25~90摩尔%的下述式(A)[式中,R1及R2分别独立地为氢原子、碳原子数1~10的烃基或卤原子。R3及R4分别独立地为碳原子数1~10的烃基。m及n分别独立地为0~4的整数。p及q分别独立地为0以上的整数。]表示的单元(A)及10~75摩尔%的下述式(B)[式中,Ra为碳原子数4~20的单环或多环的脂环烃基,该脂环烃基可以含有杂原子,另外也可以具有交联结构。q为0或1。]表示的单元(B)构成的共聚碳酸酯,满足下述式(1)R(450)<R(550)<R(650)(1)[其中,R(450)、R(550)及R(650)分别为波长450nm、550nm、650nm处的膜面内的相位差值。]。

Description

光学膜
技术领域
本发明涉及一种光学膜。更详言之,本发明涉及具有所希望的波长分散特性、光弹性常数低、耐热性高、熔融加工性优异的光学膜。
背景技术
光学膜被用作相位差膜、偏振片的保护膜。相位差膜被用于液晶显示装置等,具有补色、扩大视场角、防反射等功能。作为相位差膜,已知λ/4板、λ/2板,作为其材料,使用聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜等。由上述材料得到的λ/4板、λ/2板有波长越短相位差越大的性质。所以,存在能够作为λ/4板、λ/2板发挥作用的波长限于特定波长的问题。
作为在宽频带控制波长的方法,已知将相位差的波长依赖性不同的2张以上双折射膜以特定的角度层叠的方法(专利文献1)。该方法需要粘合多张相位差膜的工序、调整粘合的角度的工序等,生产率方面有问题。另外,因为相位差膜整体的厚度增加,所以也有光线透射率降低、变暗的问题。
近年提出不进行上述层叠而由一张膜在宽频带控制波长的方法(专利文献2)。该方法是使用由具有正的折射率各向异性的单元和具有负的折射率各向异性的单元构成的共聚碳酸酯的方法。但是,该共聚碳酸酯因为含有来自芴系双酚的单元所以熔融温度高,有熔融加工时容易由分解产生凝胶状物的问题。另外,玻璃化温度(Tg)高,膜的拉伸加工需要高温,必须有不同于以往的特别的加工设备。另外,有光弹性常数高、由应力产生的双折射大、用作相位差膜时发生漏光的问题。
另一方面,已经提出了用于光纤、光盘等的、使用脂肪族二醇的光弹性常数低的共聚碳酸酯(专利文献3)。但是,该文献中并没有探讨膜的拉伸或波长分散性。另外,该文献中记载的共聚碳酸酯的光弹性常数在用作相位差膜或偏振片的保护膜时必须进一步减低。
另外,报告了使用含有芴成分及异山梨醇成分的共聚碳酸酯的光弹性常数低的相位差膜(专利文献4)。因为该共聚碳酸酯是三元共聚物,所以为了控制波长分散性,必须精密地控制三成分的组成比率,不容易稳定地制备。另外,因为热稳定性低,所以熔融加工时有分子量容易降低的缺点。
还提出了由含有芴系双酚骨架的共聚碳酸酯构成的相位差膜(专利文献5、专利文献6)。另外,也提出了由含有芴系双酚骨架的共聚碳酸酯构成的偏振片保护膜(专利文献7)。但是,上述膜均玻璃化温度(Tg)高,膜的拉伸加工需要高温,必须有不同于以往的特别的加工设备。另外,有光弹性常数高、由应力产生的双折射大、用作相位差膜时发生漏光的问题。
专利文献1:日本特开平2-120804号公报
专利文献2:日本专利第3325560号公报
专利文献3:日本特开2004-67990号公报
专利文献4:国际公开第06/041190号小册子
专利文献5:国际公开第01/009649号小册子
专利文献6:日本特开2006-323254号公报
专利文献7:日本专利第3995387号公报
发明内容
本发明的目的在于提供具有所希望的波长分散特性、光弹性低、熔融加工性优异的由共聚碳酸酯形成的光学膜。
本发明人进行专心研究,结果发现包含侧链具有芴结构的二醇和特定的脂肪族二醇的共聚碳酸酯的光学膜显示波长越短相位差越小的逆波长分散性,并且光弹性常数低,另外熔融加工性优异,完成了本发明。
即,本发明是一种光学膜,包含由25~90摩尔%的下述式
Figure BPA00001378346700031
[式中,R1及R2分别独立地为氢原子、碳原子数1~10的烃基或卤原子。R3及R4分别独立地为碳原子数1~10的烃基。m及n分别独立地为0~4的整数。p及q分别独立地为0以上的整数。]
表示的单元(A)及10~75摩尔%的下述式
[式中,Ra为碳原子数4~20的单环或多环的脂环烃基,该脂环烃基可以含有杂原子,另外也可以具有交联结构。q为0或1。]
表示的单元(B)构成的共聚碳酸酯,满足下述式(1)
R(450)<R(550)<R(650)       (1)
[其中,R(450)、R(550)及R(650)分别为波长450nm、550nm、650nm处的膜面内的相位差值。]
本发明的光学膜可用于相位差膜。另外,本发明包含具备该相位差膜的液晶显示装置。
具体实施方式
以下详细说明本发明。本发明的光学膜包含由单元(A)及单元(B)构成的共聚碳酸酯。
(单元(A))
单元(A)用下述式表示。
单元(A)中,R1及R2分别独立地为氢原子、碳原子数1~10的烃基或卤原子。作为烃基,可以举出碳原子数1~10的烷基、碳原子数5~10的环烷基、碳原子数6~10的芳基、碳原子数7~10的芳烷基、碳原子数1~10的链烯基。作为碳原子数1~10的烷基,可以举出甲基、乙基、丁基等。作为卤原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子等。
R3及R4分别独立地为碳原子数1~10的烃基。烃基优选为碳原子数1~10的亚烷基,进一步优选为碳原子数1~4的亚烷基,更优选为亚乙基。
p及q分别表示-(R3-O)-及-(O-R4)-的重复数。p及q分别独立地为0以上的整数,优选为0~20的整数,进一步优选为0~12的整数,更优选为0~8的整数,特别优选为0~4的整数,最优选为0或1。m及n分别独立地为0~4的整数。
(单元(A1))
作为单元(A),优选p及q为0的下述式表示的单元(A1)。
Figure BPA00001378346700042
式中,R1、R2、m、n与单元(A)相同。
作为单元(A1),可以举出由9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-乙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-正丙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-异丙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-正丁基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-仲丁基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-环己基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-苯基苯基)芴等衍生的单元。上述衍生单元(A1)的化合物可以单独使用或组合二种以上进行使用。
(单元(A2))
作为单元(A),优选由9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴衍生的下述式表示的单元(A2)。
Figure BPA00001378346700051
包含单元(A2)的共聚碳酸酯,将10g该树脂溶解在50ml乙醇中得到的溶液以30mm的光程长测定的b值优选为6.0以下,更优选为5.5以下,进一步优选为5.0以下。如果该b值在上述范围内,则由共聚碳酸酯形成的光学膜的色调良好,强度高。
作为单元(A2)的原料的9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴通过邻甲酚和芴酮的反应而得到。b值小的9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴可通过除去杂质而得到。
具体而言,可以在邻甲酚和芴酮反应后,将未反应的邻甲酚蒸馏除去,然后,将残留物溶于醇系、酮系或苯衍生物系的溶剂,在其中加入活性白土或活性炭过滤后,过滤从滤液中结晶出来的产物,得到精制的9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴。作为被除去的杂质,是2,4’-二羟基体、2,2’-二羟基体及结构不明的杂质等。作为该精制中使用的醇系溶剂,优选甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低级醇。作为酮系溶剂,优选丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮、环己酮等低级脂肪族酮类及它们的混合物。作为苯衍生物系溶剂,优选甲苯、二甲苯、苯及它们的混合物。溶剂的使用量只要是芴化合物充分溶解的量即可,通常相对于芴化合物为2~10倍量左右。作为活性白土,使用市售的粉末状或粒状的以氧化硅-氧化铝为主成分的活性白土。另外,作为活性炭,使用市售的粉末状或粒状的活性炭。
(单元(A3))
作为单元(A),优选p及q为1以上的整数的下述式表示的单元(A3)。
Figure BPA00001378346700061
式中,R1、R2、m、n、R3、R4与单元(A)相同。p及q分别独立地优选为1~20的整数,进一步优选为1~12的整数,更进一步优选为1~8的整数,特别优选为1~4的整数,最优选为1。
作为单元(A3),可以举出由9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-羟基丙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(4-羟基丁氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[2-(2-羟基乙氧基)-5-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-乙基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-丙基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-异丙基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-正丁基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-异丁基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-(1-甲基丙基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-羟基丙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(4-羟基丁氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-2,5-二甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二乙基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二丙基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二异丙基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二-正丁基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二异丁基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-双(1-甲基丙基)苯基]芴、9,9-双[4-(3-羟基丙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双[4-(4-羟基丁氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-环己基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二苯基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-苄基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二苄基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-丙烯基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-氟苯基]芴及由上述9,9-双(羟基烷氧基苯基)芴衍生的单元。另外,可以举出由p及q为2以上的9,9-双[羟基多(亚烷基氧基)苯基]芴等衍生的单元。
其中,优选9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基]芴}等。
衍生单元(A3)的上述化合物可以单独使用或组合二种以上进行使用。
衍生单元(A3)的化合物可以通过使9,9-双(羟基苯基)芴类和对应于基R3及R4的化合物(环氧烷、卤代烷醇等)反应而得到。例如,9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴通过在9,9-双(4-羟基苯基)芴上加成环氧乙烷而得到。9,9-双[4-(3-羟基丙氧基)苯基]芴通过使例如9,9-双[4-羟基苯基]芴和3-氯丙醇在碱性条件下反应而得到。应予说明,9,9-双(羟基苯基)芴可以通过芴酮(9-芴酮等)和对应的苯酚的反应而得到。9,9-双(4-羟基苯基)芴可以通过例如苯酚和9-芴酮的反应而得到。
(单元(A4))
作为单元(A3),优选下述式表示的由9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(BPEF)衍生的单元(A4)。
Figure BPA00001378346700071
含有单元(A1)或单元(A2)的共聚碳酸酯与含有单元(A3)或单元(A4)的共聚碳酸酯相比,耐热性优异,光弹性常数也低,所以不易产生热导致的不均。
(单元(B))
单元(B)用下述式表示。
Figure BPA00001378346700072
式中,Ra为碳原子数4~20的单环或多环的脂环烃基,该脂环烃基可以含有杂原子,另外也可以具有交联结构。q为0或1。
作为Ra,可以举出可具有取代基的亚环烷基。作为亚环烷基,可以举出亚环丁基、下述式表示的亚环己基、亚环辛基、亚环癸基等。
Figure BPA00001378346700081
[式中,R7表示碳原子数1~12的烷基、氢原子。]
作为Ra,可以举出下述式表示的基团。
Figure BPA00001378346700082
作为Ra,可以举出下述式表示的基团。具体可以举出三环癸烷-二基、五环癸烷-二基。
Figure BPA00001378346700083
[式中,r为0或1。]
作为Ra,可以举出萘烷-二基等下述式表示的基团。
[式中,s为0或1。]
作为Ra,可以举出下述式表示的具有交联结构的降冰片烯-二基。
Figure BPA00001378346700085
作为Ra,可以举出下述式表示的具有交联结构的金刚烷-二基等。
Figure BPA00001378346700091
作为Ra,可以举出下述式表示的具有杂原子的基团。
作为杂原子,可以举出氧、氮、磷、硫原子。作为优选的杂原子,为氧、氮及硫原子,更优选为氧原子。
单元(B)的Ra优选为选自可以具有取代基的碳原子数4~20的亚环烷基、可以具有取代基的碳原子数4~20的亚环烷氧基、
Figure BPA00001378346700093
中的至少一种基团(式中r及s分别独立地为0或1。)
作为可以具有取代基的碳原子数4~20的亚环烷基,可以举出亚环丁基、亚环己基、亚环辛基等。作为取代基,可以举出甲基、乙基、丙基等碳原子数1~3的烷基、氟原子、氯原子、溴原子等卤原子等。
作为可以具有取代基的碳原子数4~20的亚环烷氧基,可以举出亚环丁氧基、亚环己氧基、亚环辛氧基等。作为取代基,可以举出甲基、乙基、丙基等碳原子数1~3的烷基、氟原子、氯原子、溴原子等卤原子等。
作为单元(B),有q为1的下述式表示的单元(Ba)及q为0的下述式表示的单元(Bb)。
(Ra与单元(B)相同。)
Figure BPA00001378346700102
[Ra与单元(B)相同。]
(单元(B1))
作为单元(B),优选下述式表示的单元(B1)。
Figure BPA00001378346700103
单元(B1)是来自醚二醇的单元,作为该醚二醇,具体有分别存在立体异构体的关系的下述式表示的来自异山梨醇的单元(B1-1)、来自异甘露醇的单元(B1-2)、来自异艾杜醇的单元(B1-3)。
Figure BPA00001378346700111
上述来自糖类的醚二醇是也可以由自然界的生物质得到的物质,是被称为可再生资源的1种。异山梨醇在将由淀粉得到D-葡萄糖氢化后,使其脱水而得到。对于其他醚二醇,除了起始物质,也通过同样的反应得到。
特别优选单元为来自异山梨醇(1,4·3,6-二脱水-D-山梨醇)的单元。异山梨醇是可以由淀粉等简单地制作的醚二醇,资源丰富能够买到,而且与异甘露醇或异艾杜醇相比,制造的容易性、性质、用途的广泛性也全部优异。
(单元(B2))
作为单元(B),优选下述式表示的单元(B2)。
Figure BPA00001378346700112
(单元(B3))
作为单元(B),优选下述式表示的单元(B3)。
Figure BPA00001378346700113
(单元(B4))
作为单元(B),优选下述式表示的单元(B4)。
Figure BPA00001378346700114
因此,共聚碳酸酯优选包含下述式
Figure BPA00001378346700121
表示的单元(A2)以及选自下述式
Figure BPA00001378346700122
表示的单元中的至少一种单元(Bi)。
另外,共聚碳酸酯优选包含下述式
Figure BPA00001378346700123
表示的单元(A4)以及选自下述式
Figure BPA00001378346700124
Figure BPA00001378346700131
表示的单元中的至少一种单元(Bi)。
(组成比)
共聚碳酸酯中的单元(A)的含量为25~90摩尔%,优选为30~90摩尔%。单元(B)的含量为10~75摩尔%,优选为10~70摩尔%。
单元(A)的含量不足25摩尔%时,共聚碳酸酯的波长分散性不是逆分散性,光学特性方面有问题。如果单元(A)的含量超过90摩尔%,则共聚碳酸酯的玻璃化温度升高,所以加工性方面有问题。另外,光弹性常数超过30×10-12Pa-1。组成比必须将投料比和聚合后的组成比的偏差控制在0.5摩尔%以内、优选控制在0.3摩尔%以内。超过0.5摩尔%时,波长分散性大幅变化,所以品质方面有问题。单元(A)及单元(B)的含量通过日本电子社制JNM-AL400的质子NMR测定而算出。
单元(A)及单元(B)的含量调整也可以通过在含单元(A)及单元(B)的共聚碳酸酯中掺杂仅由单元(A)构成的聚碳酸酯、仅由单元(B)构成的聚碳酸酯来进行。
(玻璃化温度:Tg)
共聚碳酸酯的玻璃化温度(Tg)优选为100~200℃,更优选为140~200℃,进一步优选为140~180℃的范围内。如果玻璃化温度(Tg)低于100℃,则耐热稳定性差,相位差值发生经时变化,有时影响显示品位。另外,如果玻璃化温度(Tg)高于200℃,则熔融聚合时,粘度过高,变得困难。玻璃化温度(Tg)使用TA Instruments Japan(株)制2910型DSC以20℃/分的升温速度进行测定。
(光弹性常数)
共聚碳酸酯的光弹性常数的绝对值优选为30×10-12Pa-1以下,更优选为28×10-12Pa-1以下,进一步优选为25×10-12Pa-1以下。如果绝对值大于30×10-12Pa-1,则由应力产生的双折射大,用作相位差膜时发生漏光,并不优选。光弹性常数是从膜上切出长度50mm、宽度10mm的试验片,使用日本分光(株)制Spectroellipsometer M-220进行测定。
(共聚碳酸酯的制造)
共聚碳酸酯可以将芴二羟基成分、脂肪族二醇成分及碳酸二酯熔融聚合进行制造。
芴二羟基成分用下述式表示。
Figure BPA00001378346700141
[式中,R1、R2、R3、R4、m、n、p、q与单元(A)相同。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇等。
Figure BPA00001378346700142
[式中,R7表示碳原子数1~12的烷基、氢原子。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出三环癸烷二甲醇、五环癸烷二甲醇。
Figure BPA00001378346700143
[式中,r为0或1。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出2,6-萘烷二甲醇、1,5-萘烷二甲醇、2,3-萘烷二甲醇等。
[式中,s为0或1。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出2,3-降冰片烷二甲醇、2,5-降冰片烷二甲醇等。
Figure BPA00001378346700152
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出1,3-金刚烷二甲醇等。
Figure BPA00001378346700153
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出1,2-环己烷二醇、1,3-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇等。
Figure BPA00001378346700154
[式中,R8表示碳原子数1~12的烷基、氢原子。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出三环癸烷二醇、五环癸烷二醇等。
Figure BPA00001378346700161
[式中,r为0或1。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出2,6-萘烷二醇、1,5-萘烷二醇、2,3-萘烷二醇等。
Figure BPA00001378346700162
[式中,s为0或1。]
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出2,3-降冰片烷二醇、2,5-降冰片烷二醇等。
Figure BPA00001378346700163
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的化合物。具体可以举出1,3-金刚烷二醇等。
Figure BPA00001378346700164
作为脂肪族二醇成分,可以举出下述式表示的具有杂原子的化合物。
Figure BPA00001378346700165
Figure BPA00001378346700171
作为碳酸二酯,可以举出可被取代的碳原子数6~12的芳基、芳烷基等的酯。具体可以举出碳酸二苯酯、碳酸二甲苯基酯、碳酸双(氯苯基)酯及碳酸双(间甲苯基)酯等。其中,特别优选碳酸二苯酯。
碳酸二苯酯的使用量相对于二羟基化合物的合计1摩尔优选为0.97~1.10摩尔,更优选为1.00~1.06摩尔。
另外,熔融聚合法中,为了加快聚合速度,可以使用聚合催化剂。作为上述聚合催化剂,可以举出碱金属化合物、碱土金属化合物、含氮化合物、金属化合物等。
作为上述化合物,优选使用碱金属或碱土金属的、有机酸盐、无机盐、氧化物、氢氧化物、氢化物、烷氧化物、季铵氢氧化物等。上述化合物可以单独使用或组合使用。
作为碱金属化合物,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化锂、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铯、乙酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸铯、硬脂酸锂、硼氢化钠、苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸铯、苯甲酸锂、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二锂、苯基磷酸二钠。另外,可以举出双酚A的二钠盐、二钾盐、二铯盐、二锂盐。另外,可以举出苯酚的钠盐、钾盐、铯盐、锂盐等。
作为碱土金属化合物,可以举出氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡、二乙酸镁、二乙酸钙、二乙酸锶、二乙酸钡等。
作为含氮化合物,可以举出氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、氢氧化四丙铵、氢氧化四丁铵、氢氧化三甲基苄基铵等具有烷基、芳基等的季铵氢氧化物类。另外,可以举出三乙胺、二甲基苄基胺、三苯基胺等叔胺类、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑等咪唑类。另外,可以举出氨、四甲基硼氢化铵、四丁基硼氢化铵、四苯基硼酸四丁基铵、四苯基硼酸四苯基铵等碱或碱性盐等。作为金属化合物,可以举出锌铝化合物、锗化合物、有机锡化合物、锑化合物、锰化合物、钛化合物、锆化合物等。上述化合物可以使用1种或并用2种以上。
上述聚合催化剂的使用量相对于1摩尔二醇成分优选在1×10-9~1×10-2当量的范围选择,进一步优选在1×10-8~1×10-3当量、更优选在1×10-7~1×10-3当量的范围选择。
熔融缩聚反应按目前已知地进行:边在惰性气体气氛下及减压下加热,边进行搅拌,使生成的单羟基化合物馏出。
反应温度通常在120~350℃的范围,反应后期将体系的减压度提高到10~0.1Torr,使生成的单羟基化合物的馏出变得容易,完成反应。可以根据需要加入封端剂、抗氧化剂等。
另外,也可以在反应后期添加催化剂失活剂。作为使用的催化剂失活剂,有效使用公知的催化剂失活剂,其中,优选磺酸的铵盐、鏻盐。更优选十二烷基苯磺酸四丁基鏻盐等十二烷基苯磺酸的盐类、对甲苯磺酸四丁基铵盐等对甲苯磺酸的盐类。
另外,作为磺酸的酯,优选使用苯磺酸甲酯、苯磺酸乙酯、苯磺酸丁酯、苯磺酸辛酯、苯磺酸苯酯、对甲苯磺酸甲酯、对甲苯磺酸乙酯、对甲苯磺酸丁酯、对甲苯磺酸辛酯、对甲苯磺酸苯酯等。其中,最优选使用十二烷基苯磺酸四丁基鏻盐。上述催化剂失活剂的使用量在使用选自碱金属化合物及/或碱土金属化合物的至少1种聚合催化剂时,相对于1摩尔该催化剂,优选以0.5~50摩尔的比例、更优选以0.5~10摩尔的比例、进一步优选以0.8~5摩尔的比例进行使用。
另外,可以根据用途或需要,配合热稳定剂、增塑剂、光稳定剂、聚合金属钝化剂、阻燃剂、润滑剂、防静电剂、表面活性剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂等添加剂。
(光学膜的制造)
光学膜可以通过例如溶液流延法、熔融挤出法、热压法、压延法等制造。其中,从生产率方面考虑优选熔融挤出法。
熔融挤出法中,优选采用使用T模将树脂挤出、送入冷却辊的方法。此时的温度取决于共聚碳酸酯的分子量、Tg、熔融流动特性等,在180~350℃的范围,更优选200℃~320℃的范围。如果低于180℃,则粘度增加,聚合物的取向、应力应变容易残留,并不优选。另外,如果高于350℃,则容易发生热劣化、着色、来自T模的模线(条纹)等问题。
另外,因为本发明中使用的共聚碳酸酯在有机溶剂中的溶解性良好,所以也可以适用溶液流延法。溶液流延法的情况下,作为溶剂,优选使用二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、二氧杂环戊烷、二氧杂环己烷等。溶液流延法中使用的膜中的残留溶剂量优选在2重量%以下,更优选在1重量%以下。如果超过2重量%,则残留溶剂增多,膜的玻璃化温度显著降低,从耐热性方面考虑并不优选。
作为未拉伸的膜的厚度,优选30~400μm的范围,更优选为40~300μm的范围。将上述膜进一步拉伸制成相位差膜时,只要考虑光学膜所希望的相位差值、厚度,在上述范围内适当确定即可。
由此得到的未拉伸膜被拉伸取向,成为相位差膜。拉伸方法可以使用纵向单轴拉伸、采用拉幅机等的横向单轴拉伸、或组合它们的同时双轴拉伸、逐次双轴拉伸等公知方法。另外,从生产率方面考虑优选连续进行,但也可以分批式进行。拉伸温度相对于共聚碳酸酯的玻璃化温度(Tg)优选为(Tg-20℃)~(Tg+50℃)的范围,更优选为(Tg-10℃)~(Tg+30℃)的范围。如果为该温度范围,则聚合物的分子运动适度,不易发生拉伸导致的张弛,取向抑制变得容易,容易获得所希望的面内相位差,所以优选。
拉伸倍率取决于目标相位差值,纵、横分别为1.05~5倍,更优选为1.1~4倍。该拉伸可以一步进行,也可以分多步进行。应予说明,拉伸通过溶液流延法得到的膜时的上述Tg是指包含该膜中的微量溶剂的玻璃化温度。
(波长分散性)
本发明的光学膜具有在波长400~800nm的可见光区域中,波长越短,膜面内的相位差越小的特征。即,满足下述式(1)
R(450)<R(550)<R(650)       (1)
其中,R(450)、R(550)及R(650)分别为波长450nm、550nm、650nm处的膜面内的相位差值。
此处,面内的相位差值R用下述式定义,表示在与膜垂直的方向透射的光的X方向和与其垂直的Y方向的相位的滞后的特性。
R=(nx-ny)×d
其中,nx为膜面内的主拉伸方向的折射率,ny为与膜面内的主拉伸方向垂直方向的折射率,d为膜的厚度。此处,主拉伸方向在单轴拉伸时是指拉伸方向,在双轴拉伸时是指为了使取向度进一步升高而进行拉伸的方向,在化学结构方面是指高分子主链的取向方向。
(厚度等)
另外,本发明的光学膜的厚度优选为20~200μm的范围,更优选为20~150μm的范围。如果为该范围,则容易获得通过拉伸产生的所希望的相位差值,制膜也容易,是优选的。
构成本发明的光学膜的共聚碳酸酯的光弹性常数低。所以,相位差相对于应力的变化少,具备该相位差膜的液晶显示装置的显示稳定性优异。
本发明的光学膜的透明性高。厚度100μm的本发明的光学膜的总光线透射率优选为85%以上,更优选为88%以上。另外,本发明的光学膜的雾度值优选为5%以下,更优选为3%以下。
本发明的膜可以用于相位差膜。本发明包含具备上述相位差膜的液晶显示装置。本发明包含由本发明的膜和偏光层形成的圆偏光膜。本发明包含将上述圆偏光膜用作防反射膜的显示元件。
(优选方案)
作为本发明的膜的优选方案,可以举出以下的膜(I)~膜(VI)。
(膜(I)、(III)及(V))
膜(I)、(III)及(V)是包含下述式表示的单元(A2)及选自下述式(B1)~(B4)中的至少一种单元(Bi)的膜。
Figure BPA00001378346700211
(膜(I))
(组成比)
膜(I)的共聚碳酸酯优选包含25摩尔%以上且不足40摩尔%的单元(A2)及超过60摩尔%且在75摩尔%以下的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi),光弹性常数的绝对值在25×10-12Pa-1以下。共聚碳酸酯更优选包含30摩尔%以上且不足40摩尔%的单元(A2)及超过60摩尔%且在70摩尔%以下的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)。共聚碳酸酯进一步优选包含超过30摩尔%且不足40摩尔%的单元(A2)及超过60摩尔%且不足70摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)。
(波长分散性)
膜(I)是满足下述式(2)及(3)的显示所谓逆波长分散性的膜。膜(I)优选用于液晶显示装置等的相位差膜。
0<R(450)/R(550)<1         (2)
1.01<R(650)/R(550)<2      (3)
膜(I)更优选满足以下条件。
0.6<R(450)/R(550)<1       (2-1)
1.01<R(650)/R(550)<1.40   (3-1)
膜(I)进一步优选满足以下条件。
0.65<R(450)/R(550)<0.92   (2-2)
1.01<R(650)/R(550)<1.30   (3-2)
膜(I)特别优选满足以下条件。
0.7<R(450)/R(550)<0.91    (2-3)
1.03<R(650)/R(550)<1.20   (3-3)
膜(I)在波长550nm处的膜面内的相位差值R(550)优选为R(550)>50nm。膜(I)可以不层叠,以1张用作宽频带的λ/4板或λ/2板。该用途中,λ/4板的情况下更优选为100nm<R(550)<180nm,λ/2板的情况下更优选为220nm<R(550)<330nm。
膜(I)优选满足下述式(8)~(10)。
|R(400)/R(550)-400/550|<0.15  (8)
|R(700)/R(550)-700/550|<0.25  (9)
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(5
50)-700/550|2<0.05            (10)
[其中,R(400)、R(550)及R(700)分别为波长400nm、550nm、700nm处的膜面内的相位差值。]
膜(I)更优选满足下述式(8)’、(9)’及(10)’。
|R(400)/R(550)-400/550|<0.10       (8)’
|R(700)/R(550)-700/550|<0.23       (9)’
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(550)-70
0/550|2<0.047       (10)’
膜(I)进一步优选满足下述式(8)”、(9)”及(10)”。
|R(400)/R(550)-400/550|<0.05       (8)”
|R(700)/R(550)-700/550|<0.21       (9)”
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(550)-70
0/550|2<0.045       (10)”
上述式(8)、(9)、(10)是用于将相位差膜宽频带化的式子。为了进一步宽频带化,在可见光的大范围内,必须满足下述式。因此,在短波长侧,以波长400nm处的值为指标,在长波长侧,以波长700nm处的值为指标。
R(λ)=cλ
(此处,R(λ)是测定波长λ(nm)处的相位差值(nm),c是满足c>0的常数。λ的范围为400nm≤λ≤800nm。)
膜(I)满足式(8)、(9)及(10)时,反射模式的正交尼科耳化时的黑色严实,可见性优异。
|R(400)/R(550)-400/550|为0.15以上时在短波长侧发生漏光,构成问题。另外,|R(700)/R(550)-700/550|为0.25以上时在长波长侧发生漏光,构成问题。进而,|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(550)-700/550|2为0.05以上时在可见光的范围内发生漏光。
该膜在波长550nm处的膜面内的相位差值R(550)优选为R(550)>50nm。该膜可以不层叠,以1张用作宽频带的λ/4板或λ/2板。该用途中进一步优选λ/4板的情况下为100nm<R(550)<180nm,λ/2板的情况下为220nm<R(550)<330nm。
波长分散性如下测定:从膜中切出长度100mm、宽度70mm的试验片,以Tg+10℃的拉伸温度进行2.0倍纵向拉伸,使用日本分光(株)制Spectroellipsometer M-220测定得到的膜。
(相位差表现性)
另外,膜(I)优选相位差表现性(Δn)满足下述式(11)。
0.3>Δn>0.003             (11)
(Δn=R(550)(nm)/厚度(nm))
更优选满足下述式(11)’。
0.1>Δn>0.0033            (11)’
进一步优选满足下述式(11)”。
0.05>Δn≥0.0037           (11)”
如果相位差表现性Δn在0.0037以上,则能够减小λ/4板的厚度,结果能够减小显示器的厚度,故而优选。
(膜(III))
(组成比)
膜(III)的共聚碳酸酯优选包含40摩尔%以上且不足60摩尔%的单元(A2)及超过40摩尔%且在60摩尔%以下的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi),光弹性常数的绝对值在25×10-12Pa-1以下。共聚碳酸酯更优选包含45~55摩尔%的单元(A2)及55~45摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)。
(波长分散性)
膜(III)满足以下的(4)~(6)的条件。
-30<R(450)<0                   (4)
-10<R(550)<10                  (5)
0<R(650)<30                    (6)
膜(III)更优选满足以下的条件。
-20<R(450)<0                   (4-1)
-5<R(550)<5                    (5-1)
0<R(650)<20                    (6-1)
膜(III)透明性优异。另外,膜(III)具有低的光学各向异性。即,膜(III)在波长400~800nm下膜的面内的相位差值接近于零。所以,能够用于液晶显示装置的偏振片的保护膜。
(膜(V))
(组成比)
膜(V)的共聚碳酸酯优选包含60~90摩尔%的单元(A2)及10~40摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi),光弹性常数的绝对值在30×10-12Pa-1以下。共聚碳酸酯更优选包含65~90摩尔%的单元(A2)及10~35摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)。
(波长分散性)
膜(V)优选满足以下条件。
R(450)<R(550)<R(650)<0      (7)
(相位差表现性)
膜(V)优选相位差表现性(Δn)满足下述式(12)。
-0.001>Δn>-0.3              (12)
(Δn=R(550)(nm)/厚度(nm))
进一步优选满足以下条件。
-0.0015>Δn>-0.05            (12)’
因为膜(V)具有负的双折射性,所以适用于平板开关(IPS)模式的液晶显示装置的相位差膜。
(膜(II)、(IV)及(VI))
膜(II)、(IV)及(VI)是包含下述式表示的单元(A4)及选自下述式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)的膜。
Figure BPA00001378346700261
(膜(II))
(组成比)
膜(II)的共聚碳酸酯优选包含25摩尔%以上且不足65摩尔%的单元(A4)及超过35摩尔%且在75摩尔%以下的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元的(Bi),光弹性常数的绝对值在25×10-12Pa-1以下。共聚碳酸酯更优选包含30~60摩尔%的单元(A4)及40~70摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)。
(相位差表现性)
膜(II)是满足下述式(2)及(3)的显示所谓逆波长分散性的膜。膜(II)适用于液晶显示装置等的相位差膜。
0<R(450)/R(550)<1            (2)
1.01<R(650)/R(550)<2         (3)
膜(II)更优选满足以下条件。
0.6<R(450)/R(550)<1          (2-1)
1.01<R(650)/R(550)<1.40      (3-1)
膜(II)进一步优选满足以下条件。
0.65<R(450)/R(550)<0.92      (2-2)
1.01<R(650)/R(550)<1.30      (3-2)
膜(II)特别优选满足以下条件。
0.7<R(450)/R(550)<0.91       (2-3)
1.03<R(650)/R(550)<1.20      (3-3)
膜(II)优选满足下述式(8)~(10)。
|R(400)/R(550)-400/550|<0.15  (8)
|R(700)/R(550)-700/550|<0.25  (9)
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(5
50)-700/550|2<0.05            (10)
[其中,R(400)、R(550)及R(700)分别为波长400nm、550nm、700nm处的膜面内的相位差值。]
膜(II)更优选满足下述式(8)’、(9)’及(10)’。
|R(400)/R(550)-400/550|<0.10      (8)’
|R(700)/R(550)-700/550|<0.23      (9)’
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(550)-70
0/550|2<0.047       (10)’
膜(II)进一步优选满足下述式(8)”、(9)”及(10)”。
|R(400)/R(550)-400/550|<0.05     (8)”
|R(700)/R(550)-700/550|<0.21     (9)”
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(550)-70
0/550|2<0.045        (10)”
(相位差表现性)
膜(II)优选相位差表现性(Δn)满足下述式。
0.3>Δn>0.002
(Δn=R(550)(nm)/厚度(nm))
更优选满足下述式(11)’。
0.1>Δn>0.002
进一步优选满足下述式(11)”。
0.05>Δn>0.0023
(膜(IV))
(组成比)
膜(IV)的共聚碳酸酯优选包含65摩尔%以上且不足82摩尔%的单元(A4)及超过18摩尔%且在35摩尔%以下的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi),光弹性常数的绝对值在25×10-12Pa-1以下。共聚碳酸酯更优选包含65~80摩尔%的单元(A4)及20~35摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi)。
(波长分散性)
膜(IV)满足以下(4)~(6)的条件。
-30<R(450)<0         (4)
-10<R(550)<10        (5)
0<R(650)<30          (6)
膜(IV)更优选满足以下条件。
-20<R(450)<0        (4-1)
-5<R(550)<5         (5-1)
0<R(650)<20         (6-1)
膜(IV)透明性优异。另外,膜(IV)具有低的光学各向异性。即,膜(IV)在波长400~800nm下膜的面内的相位差值接近于零。所以,能够用于液晶显示装置的偏振片的保护膜。
(膜(VI))
(组成比)
膜(VI)的共聚碳酸酯优选包含82~90摩尔%的单元(A4)及10~18摩尔%的选自式(B1)~(B4)的至少一种单元(Bi),光弹性常数的绝对值在30×10-12Pa-1以下。
(波长分散性)
膜(VI)优选满足以下条件。
R(450)<R(550)<R(650)<0        (7)
(相位差表现性)
膜(VI)优选相位差表现性(Δn)满足下述式(12)。
-0.001>Δn>-0.3                (12)
(Δn=R(550)(nm)/厚度(nm))
因为膜(VI)具有负的双折射性,所以适用于平板开关(IPS)模式的液晶显示装置的相位差膜。
(用途)
本发明的光学膜被用于相位差膜、塑料电池(プラセル)基板膜、偏振片保护膜、防反射膜、亮度提高膜、光盘的保护膜、扩散膜等。特别优选相位差膜、偏振片保护膜、防反射膜。
实施例
以下通过实施例详细说明本发明,但本发明并不限定于此。应予说明,实施例中“份”是指“重量份”。实施例中使用的使用树脂及评价方法如下所述。
1.光弹性常数测定
从膜的中央部分切出长度50mm、宽度10mm的试验片,使用日本分光(株)制Spectroellipsometer M-220,测定光弹性常数。
2.相位差、波长分散性测定
从膜的中央部分切出长度100mm、宽度70mm的试验片,以Tg+10℃的拉伸温度纵向拉伸2.0倍,使用日本分光(株)制Spectroellipsometer M-220测定得到的膜的相位差、波长分散性。
3.Tg(玻璃化温度)测定
使用TA Instruments Japan(株)制2910型DSC,在氮气氛下以20℃/分钟的升温速度进行测定。
4.聚合物组成比(NMR)
用日本电子社制JNM-AL400的质子NMR进行测定,算出聚合物组成比。
5.粘均分子量
粘均分子量如下测定:在100mL二氯甲烷中溶解0.7g共聚碳酸酯,用20℃的溶液进行测定。将求出的比粘度(ηsp)代入下式而求出。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
6.对比度评价
将市售的反射型VA液晶面板两侧的偏振片剥离,在制成的膜上设置由液晶构成的光学各向异性层,与偏振片层叠制成膜,以使制成的膜的光学各向异性层成为面板侧的方式使用粘着剂进行粘合,得到液晶面板。该液晶面板反射时的显示画面的对比度良好的顺序为○、△、×。
实施例1
<共聚碳酸酯的制备>
将72.32份异山梨醇(以下简称为ISS)、80.24份9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下简称为BCF)、154.61份碳酸二苯酯、及作为催化剂的1.8×10-2份氢氧化四甲铵和1.6×10-4份氢氧化钠在氮气氛下加热到180℃,使其熔融。然后,用30分钟将减压度调整至13.4kPa。然后,以60℃/小时的速度升温至260℃,在该温度下保持10分钟后,用1小时使减压度为133Pa以下。搅拌下反应合计6小时。
反应结束后,添加催化剂量的4倍摩尔的十二烷基苯磺酸四丁基鏻盐,将催化剂失活后,在氮加压下从反应槽的底部喷出,边在水槽中冷却,边用造粒机切断得到颗粒。得到的颗粒的粘均分子量为19,600。通过NMR测定组成比。组成比为BCF/ISS=29.8/70.2,与投料比的偏差小至0.2。
<光学膜的制造>
然后,在(株)TECHNOVEL制15mmφ双轴挤出机上安装宽度150mm、模唇宽度500μm的T模和膜接取装置,将得到的共聚碳酸酯成形为膜,由此得到透明的挤出膜。从得到的膜的中央部附近的厚度68±0.8μm的部分切出尺寸50mm×10mm的样品,使用该样品,测定光弹性常数、Tg。另外,将同样地切出的尺寸为长度100mm×宽度70mm的样品在196℃(Tg+10℃)下沿长度方向以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度56mm、厚度49μm的拉伸膜。测定该拉伸膜的相位差、波长分散性。另外,进行对比度评价。因为组成比和投料比的偏差小至0.2,所以对波长分散没有影响。结果示于表1。
实施例2
<共聚碳酸酯的制备>
使用68.19份ISS、90.94份BCF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19200。另外,通过NMR测定组成比。组成比为BCF/ISS=33.7/67.3,与投料比的偏差小至0.3。
<光学膜的制造>
使该共聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制作固体成分浓度为19重量%的胶浆。通过公知的方法由该胶浆溶液制作流延膜(厚度68±0.8μm)。从得到的膜的中央部附近的厚度为80±0.8μm的部分切出尺寸50mm×10mm的样品,使用该样品与实施例1同样地评价光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度48μm的拉伸膜。因为组成比和投料比的偏差小至0.2,所以对波长分散没有影响。与实施例1同样地进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。结果示于表1。
实施例3
<共聚碳酸酯的制备>
使用72.32份ISS、93.09份9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(以下简称为BPEF)、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19600。另外通过NMR测定组成比。组成比为BPEF/ISS=29.8/70.2,与投料比的偏差小至0.2。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度83±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度64μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。组成比和投料比的偏差小至0.2,所以对波长分散没有影响。结果示于表1。
实施例4
<共聚碳酸酯的制备>
使用61.99份ISS、124.12份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19,400。另外,通过NMR测定组成比。组成比为BPEF/ISS=39.8/60.2,与投料比的偏差小至0.2。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度84±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度64μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。组成比和投料比的偏差小至0.2,所以对波长分散没有影响。结果示于表1。
实施例5
<共聚碳酸酯的制备>
使用51.66份ISS、155.15份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19,000。另外通过NMR测定组成比。组成比为BPEF/ISS=49.8/50.2,与投料比的偏差小至0.2。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度82±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度62μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。组成比和投料比的偏差小至0.2,所以对波长分散没有影响。结果示于表1。
实施例6
<共聚碳酸酯的制备>
使用41.33份ISS、186.18份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19,200。另外通过NMR测定组成比。组成比为BPEF/ISS=59.7/40.3,与投料比的偏差小至0.3。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度83±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度63μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。组成比和投料比的偏差小至0.3,所以对波长分散没有影响。结果示于表1。
实施例7
<共聚碳酸酯的制备>
使用51.66份ISS、133.74份BCF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为18,900。
<光学膜的制造>
使该共聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制作固体成分浓度为19重量%的胶浆。通过公知的方法由该胶浆溶液制作流延膜(厚度81±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度62μm的拉伸膜。与实施例1同样地进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表2。
实施例8
<共聚碳酸酯的制备>
使用30.99份ISS、217.21份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19,000。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度83±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度63μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表2。
实施例9
<共聚碳酸酯的制备>
使用20.66份ISS、248.24份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19,200。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度81±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度62μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表2。
实施例10
<共聚碳酸酯的制备>
使用15.5份ISS、227.36份BCF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为16,500。
<光学膜的制造>
使该共聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制作固体成分浓度为19重量%的胶浆。通过公知的方法由该胶浆溶液制作流延膜(厚度80±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度63μm的拉伸膜。与实施例1同样地进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表3。
实施例11
<共聚碳酸酯的制备>
使用10.33份ISS、279.27份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到芳香族-脂肪族共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为19,200。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度85±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度65μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表3。
比较例1
<芳香族聚碳酸酯的制备>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入9,809份离子交换水、2,271份48%氢氧化钠水溶液,溶解1,775份2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)及3.5份次硫酸钠,加入7,925份二氯甲烷后,边搅拌,边在16~20℃下用60分钟吹入1,000份光气。光气吹入结束后,加入52.6份对叔丁基苯酚和327份48%氢氧化钠水溶液,进而添加1.57份三乙胺,在20~27℃下搅拌40分钟,结束反应。将包含产物的二氯甲烷层用稀盐酸、纯水清洗后,使二氯甲烷蒸发,得到芳香族聚碳酸酯。得到的粉末的粘均分子量为15,500。
<光学膜的制造>
将得到的芳香族聚碳酸酯通过15mmφ双轴挤出机制成颗粒。接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度58±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。对于膜,与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度56mm、厚度41μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。结果示于表1、表2。本膜的光弹性系数高达80×10-12Pa-1,由应力产生的双折射大。所以,用作相位差膜时发生漏光,并不优选。另外,因为波长分散性为正分散,所以在宽频带未构成λ/4,漏色等成为问题。
比较例2
<芳香族共聚碳酸酯的制备>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入9,809份离子交换水、2,271份48%氢氧化钠水溶液,溶解585份2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)、1,969份9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴及4.5份次硫酸钠,加入6,604份二氯甲烷后,边搅拌,边在16~20℃下用60分钟吹入1,000份光气。光气吹入结束后,加入70份对叔丁基苯酚和327份48%氢氧化钠水溶液,进而添加1.57份三乙胺,在20~27℃下搅拌40分钟,结束反应。将含产物的二氯甲烷层用稀盐酸、纯水清洗后,使二氯甲烷蒸发,得到具有芴骨架的芳香族共聚碳酸酯。得到的粉末的粘均分子量为38,200。另外,通过NMR测定组成比。组成比为BPA/BCF=32.8/67.2,与投料比的偏差小至0.2。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例2同样地制成膜(厚度141±0.8μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性系数、Tg。对于膜,与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度56mm、厚度100μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。组成比和投料比的偏差小至0.2,所以对波长分散没有影响。结果示于表1。本膜的光弹性系数高达44×10-12Pa-1,由应力产生的双折射大。所以,用作相位差膜时发生漏光,并不优选。
比较例3
<共聚碳酸酯的制备>
使用7.67份ISS、24.2份螺环二醇(以下简称为SPG)、6.81份BCF、32.45份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例1完全同样的操作,得到共聚碳酸酯。得到的颗粒的粘均分子量为16,300。另外,通过NMR测定组成比。组成比为ISS/SPG/BCF=34.6/52.6/12.8,与投料比的偏差大至0.8。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例1同样地制成膜(厚度78(±0.8)μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性常数。与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度57mm、厚度48μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。另外,进行对比度评价。组成比和投料比的偏差大至0.8,所以难控制波长分散。结果示于表1。
比较例4
<芳香族共聚碳酸酯的制备>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入9,809份离子交换水、2,271份48%氢氧化钠水溶液,溶解461份2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)、2,175份9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴及4.5份次硫酸钠,加入6,604份二氯甲烷后,边搅拌,边在16~20℃下用60分钟吹入1,000份光气。光气吹入结束后,加入70份对叔丁基苯酚和327份48%氢氧化钠水溶液,进而添加1.57份三乙胺,在20~27℃下搅拌40分钟,结束反应。将含产物的二氯甲烷层用稀盐酸、纯水清洗后,使二氯甲烷蒸发,得到具有芴骨架的芳香族共聚碳酸酯。通过NMR测定组成比。得到的粉末的粘均分子量为38,200。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例2同样地制成膜(厚度164(±0.8)μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性常数。对于膜,与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度56mm、厚度100μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表2。本膜的光弹性常数高达42×10-12Pa-1,由应力产生的双折射大。所以,用作相位差膜时发生漏光,并不优选。
比较例5
<共聚碳酸酯的制备>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入9,809份离子交换水、2,271份48%氢氧化钠水溶液,溶解337份2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)、2,280份9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴及4.5份次硫酸钠,加入6,604份二氯甲烷后,边搅拌,边在16~20℃下用60分钟吹入1,000份光气。光气吹入结束后,加入70份对叔丁基苯酚和327份48%氢氧化钠水溶液,进而添加1.57份三乙胺,在20~27℃下搅拌40分钟,结束反应。将含产物的二氯甲烷层用稀盐酸、纯水清洗后,使二氯甲烷蒸发,得到具有芴骨架的共聚碳酸酯。通过NMR测定组成比。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例2同样地制成膜(厚度164(±0.8)μm)。与实施例1同样地评价得到的膜的光弹性常数。对于膜,与实施例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,得到长度200mm×宽度56mm、厚度100μm的拉伸膜,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表3。本膜的光弹性常数高达38×10-12Pa-1,由应力产生的双折射大。所以,用作相位差膜时发生漏光,并不优选。
Figure BPA00001378346700401
Figure BPA00001378346700411
参考例1
<脂肪族聚碳酸酯的制备>
将103.31份环己烷二甲醇(以下简称为CHDM)、154.61份碳酸二苯酯、及作为催化剂的1.8×10-2份氢氧化四甲铵和1.6×10-4份氢氧化钠在氮气氛下加热到180℃,使其熔融。然后,用30分钟将减压度调整至13.4kPa。然后,以60℃/小时的速度升温至240℃,在该温度下保持10分钟后,用1小时使减压度为133Pa以下。搅拌下进行合计6小时反应。
反应结束后,添加催化剂量的4倍摩尔的十二烷基苯磺酸四丁基鏻盐,将催化剂失活后,在氮加压下从反应槽的底部喷出,边在水槽内冷却,边用造粒机切断,得到颗粒。
<光学膜的制造>
然后,在(株)TECHNOVEL制15mmφ双轴挤出机上安装宽度150mm、模唇宽度500μm的T模和膜接取装置,将得到的脂肪族聚碳酸酯成形为膜,得到透明的挤出膜。测定从得到的膜的中央部附近切出的样品的光弹性常数、粘均分子量。另外,将同样地切出的样品在51℃(Tg+10℃)下沿长度方向以2.0倍进行单轴拉伸,得到拉伸膜。测定该拉伸膜的相位差、波长分散性。结果示于表4。
参考例2
<脂肪族聚碳酸酯的制备>
使用138.9份三环[5.2.1.0.2,6]癸烷二甲醇(以下简称为TCDDM)、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与参考例1完全同样的操作,得到脂肪族聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与参考例1同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表4。
参考例3
<脂肪族聚碳酸酯的制备>
使用154.47份二氧杂环己烷二醇(以下简称为DOG)、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与参考例1完全同样的操作,得到脂肪族聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与参考例1同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表4。
参考例4
<脂肪族聚碳酸酯的制备>
使用161.55份双酚A(以下简称为BPA)、154.61份碳酸二苯酯,将聚合温度升至280℃,除此之外,进行与参考例1完全同样的操作,得到脂肪族聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与参考例1同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表4。
参考例5
<芳香族聚碳酸酯的制备>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入9,809份离子交换水、2,271份48%氢氧化钠水溶液,溶解2,939份9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下简称为BCF)及4.5份次硫酸钠,加入6,604份氯仿后,边搅拌,边在16~20℃下用60分钟吹入1,000份光气。光气吹入结束后,加入70份对叔丁基苯酚和327份48%氢氧化钠水溶液,进而添加1.57份三乙胺,在20~27℃下搅拌40分钟,结束反应。将含产物的二氯甲烷层用稀盐酸、纯水清洗后,使二氯甲烷蒸发,得到具有芴骨架的芳香族聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
使该共聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制作固体成分浓度19重量%的胶浆。通过公知的方法由该胶浆溶液制作流延膜。使用从得到的膜的中央部附近切出的样品,与参考例1同样地评价光弹性系数、粘均分子量、Tg。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表4。
参考例6
<芳香族聚碳酸酯的制备>
使用310.3份9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(以下简称为BPEF)、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与参考例1完全同样的操作,得到芳香族聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与参考例1同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表4。
实施例12
<共聚碳酸酯的制备>
将67.35份CHDM、90.94份BCF、154.61份碳酸二苯酯及作为催化剂的1.8×10-2份氢氧化四甲铵和1.6×10-4份氢氧化钠在氮气氛下加热到180℃,使其熔融。然后,用30分钟将减压度调整至13.4kPa。然后,以60℃/小时的速度升温至260℃,在该温度下保持10分钟后,用1小时使减压度在133Pa以下。在搅拌下合计反应6小时。
反应结束后,添加催化剂量的4倍摩尔的十二烷基苯磺酸四丁基鏻盐,将催化剂失活后,在氮加压下从反应槽的底部喷出,边在水槽中冷却,边用造粒机切断得到颗粒。
<光学膜的制造>
然后,在(株)TECHNOVEL制15mmφ双轴挤出机上安装宽度150mm、模唇宽度500μm的T模和膜接取装置,将得到的共聚碳酸酯进行膜成形,由此得到透明的挤出膜。测定从得到的膜的中央部附近切出的样品的光弹性常数、粘均分子量。另外,将同样地切出的样品在126℃(Tg+10℃)下沿长度方向以2.0倍进行单轴拉伸,得到拉伸膜。进行该拉伸膜的相位差测定、波长分散性测定。结果示于表5。
实施例13
<共聚碳酸酯的制备>
使用91.68份TCDDM、90.94份BCF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例12完全同样的操作,得到共聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例12同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与实施例12同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表5。
实施例14
<共聚碳酸酯的制备>
使用69.45份TCDDM、155.15份BPEF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例12完全同样的操作,得到共聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例12同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与实施例12同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表5。
实施例15
<共聚碳酸酯的制备>
使用101.95份DOG、90.94份BCF、154.61份碳酸二苯酯,除此之外,进行与实施例12完全同样的操作,得到共聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
接下来,与实施例12同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与实施例12同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表5。
比较例6
<共聚碳酸酯的制备>
在具备温度计、搅拌机、回流冷凝器的反应器中加入9,809份离子交换水、2,271份48%氢氧化钠水溶液,溶解585份BPA、1,969份BCF及4.5份次硫酸钠,加入6,604份二氯甲烷后,边搅拌,边在16~20℃下用60分钟吹入1,000份光气。光气吹入结束后,加入70份对叔丁基苯酚和327份48%氢氧化钠水溶液,进而添加1.57份三乙胺,在20~27℃下搅拌40分钟,结束反应。将含产物的二氯甲烷层用稀盐酸、纯水清洗后,使二氯甲烷蒸发,得到具有芴骨架的共聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
使该共聚碳酸酯溶解在二氯甲烷中,制作固体成分浓度为19重量%的胶浆。通过公知的方法由该胶浆溶液制作流延膜。使用从得到的膜的中央部附近切出的样品,与参考例1同样地评价光弹性系数、粘均分子量、Tg。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表5。本膜的光弹性系数高达42×10-12Pa-1,由应力产生的双折射大。另外,波长分散性在短波长范围未构成λ/4,漏色等成为问题。
比较例7
<共聚碳酸酯的制备>
使用639份BPA、1,881份BCF,除此之外,进行与比较例6完全同样的操作,得到共聚碳酸酯。
<光学膜的制造>
使该共聚碳酸酯与比较例6同样地制成膜,测定光弹性常数、粘均分子量。另外,与参考例1同样地在Tg+10℃下以2.0倍进行单轴拉伸,进行相位差测定、波长分散性测定。结果示于表5。本膜的光弹性系数高达45×10-12Pa-1,由应力产生的双折射大。所以,用作相位差膜时发生漏光,并不优选。另外,波长分散性在长波长范围未构成λ/4,漏色等成为问题。
Figure BPA00001378346700481
发明的效果
本发明的相位差膜具有所希望的波长分散特性、光弹性常数低、高度透明、加工性优异、由共聚碳酸酯构成,通过拉伸处理具有所希望的波长分散性,一张即可实现宽频带化,作为液晶显示装置用、有机EL显示器用等的相位差膜极为有用。
产业上的可利用性
本发明的光学膜优选用于液晶显示装置、记录装置中使用的光学拾波器、光记录介质等光学装置、发光元件、光演算元件、光通信元件、触摸面板。

Claims (6)

1.一种光学膜,由包含30~60摩尔%的下述式
Figure FSB00001113242600011
表示的单元(A4)及40~70摩尔%的下述式
Figure FSB00001113242600012
表示单元(B1)的共聚碳酸酯构成,满足下述式(2-1)及(3),
0.6<R(450)/R(550)<1    (2-1)
1.01<R(650)/R(550)<2    (3)
其中,R(450)、R(550)及R(650)分别为波长450nm、550nm、650nm处的膜面内的相位差值。
2.如权利要求1所述的膜,其中,满足下述式(8)~(10),
|R(400)/R(550)-400/550|<0.15    (8)
|R(700)/R(550)-700/550|<0.25    (9)
|R(400)/R(550)-400/550|2+|R(700)/R(550)-700/550|2<0.05    (10)
其中,R(400)、R(550)及R(700)分别为波长400nm、550nm、700nm处的膜面内的相位差值。
3.如权利要求1所述的膜,其中,相位差表现性Δn满足下述式,
0.3>Δn>0.002
其中,Δn=R(550)/厚度,R(550)为波长550nm处的膜面内的相位差值,R(550)和厚度的单位为nm。
4.如权利要求1所述的膜,其光弹性常数的绝对值为25×10-12pa-1以下。
5.如权利要求1所述的膜,是相位差膜。
6.一种液晶显示装置,具备权利要求5所述的相位差膜。
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