CN104136947B - 光学膜、圆偏振片及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种光学膜,该光学膜即使膜厚度较薄,其面内方向的相位差显现性也高,且显示充分的逆波长分散性。本发明的光学膜含有热塑性树脂和满足下述1)~5)的化合物,1)在溶液吸收光谱中,在200nm以上且350nm以下的波长区域具有至少2个极大吸收;2)将其中的第一极大吸收的波长设为λmax1、将与其相比为短波长侧的第二极大吸收的波长设为λmax2时,(λmax1‑λmax2)为20nm以上;3)分子的长宽比为1.70以上;4)分子内具有非芳香族烃环、非芳香族杂环或芳香族杂环;5)面内相位差提高灵敏度为0.1以上;且满足:110nm≤R0(550)≤170nm、0.72≤R0(450)/R0(550)≤0.96、0.83≤R0(550)/R0(650)≤0.97。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学膜、圆偏振片及图像显示装置。
背景技术
λ/4相位差膜可以将直线偏振光变换为圆偏振光或椭圆偏振光,或将圆偏振光或椭圆偏振光变换为直线偏振光。这种λ/4相位差膜广泛用于图像显示装置或光拾取装置等中的各种光学用途。
如光拾取装置那样,采用特定波长的激光光源的光学装置中使用的λ/4相位差膜只要仅对特定波长的光赋予1/4波长的相位差(以下,也称为延迟)即可。但是,对于彩色图像显示装置或可见光的防反射膜等中使用的λ/4相位差膜而言,要求其对整个可见光区的光赋予1/4波长的相位差。
因此,对于彩色图像显示装置中使用的λ/4相位差膜而言,要求其具有负的波长分散性(逆波长分散性),该负的波长分散性是对长波长的光赋予的相位差比对短波长的光赋予的相位差大的性质。但是,难以得到赋予1/4波长的相位差、且显示充分的负的波长分散性(逆波长分散性)的膜,特别是难以得到单层、且能够对宽的波长区域的光赋予λ/4的相位差的膜。
现有的显示负的波长分散性(逆波长分散性)的λ/4相位差膜是将波长分散性不同的相位差膜彼此贴合、并使得其光轴彼此交叉而得到的(例如参照专利文献1)。
但是,这些膜需要将叠层的相位差膜分别调整为1/4波长或1/2波长,因此难以制造。另外,叠层的相位差膜的相位差的范围受限制,因此,可以调整波长分散性的范围受限,无法对波长区域充分宽的光赋予1/4波长的相位差。另外,存在如下问题:为了在各膜中表现出1/4波长或1/2波长的相位差,需要加大各膜的厚度,使图像显示装置的厚度增大。
另一方面,为了减小膜的厚度,还有使膜中含有相位差显现性高的材料的方法。但是,含有相位差显现性高的材料的膜虽然能够减小膜的厚度,但面内方向的相位差及厚度方向的相位差容易容易因微小的膜厚度的不均而大幅变动。因此,不仅相位差难以调整,而且存在产生色斑、对比度下降等问题。
在专利文献2中提出了一种相位差板,其含有相位差为λ/2波长的光学各向异性层A和相位差为λ/4波长的光学各向异性层B,且光学各向异性层A和B中的一个光学各向异性层是由液晶性分子形成的层。但是,在该相位差板中,与上述同样地,各光学各向异性层的相位差限定于1/4波长或1/2波长,因此,难以充分控制相位差板的波长分散性。
针对于此,研究了通过选择树脂或延迟控制剂,即使是单层也能够兼备相位差和波长分散性的相位差膜。例如,在专利文献3中提出了由具有特定的乙酰化度的纤维素乙酸酯制成的拉伸膜。在专利文献4中,提出了含有具有配位性赋予基团和双折射性赋予基团的化合物作为延迟控制剂的光学膜;在专利文献5中,提出了含有纤维素酯和具有两个以上芳香环的延迟提升剂的相位差板;在专利文献6中提出了含有与分子长轴方向正交方向的双极矩的大小比与分子长轴方向平行方向的双极矩的大小大的低分子化合物作为延迟控制剂的光学膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-68816号公报
专利文献2:日本特开2001-91741号公报
专利文献3:日本专利第3459779号公报
专利文献4:日本专利第4583648号公报
专利文献5:日本专利第4605908号公报
专利文献6:日本特开2007-249180号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,专利文献3的拉伸膜无法单独通过纤维素酯膜来充分地控制相位差和波长分散性这两者。专利文献4中记载的延迟控制剂其相位差显现性(特别是面内方向的相位差显现性)低,为了得到所期望的相位差,需要增大膜的厚度。另外,专利文献6中记载的延迟控制剂的耐光性显著地差。专利文献5中记载的延迟提升剂的逆波长分散性差,存在膜的着色或耐光性等问题。
这样,相位差显现性和逆波长分散性处于折衷选择的关系,谋求在宽的波长区域具有高的相位差显现性、且显示充分的逆波长分散性的光学膜。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种光学膜,所述光学膜即使膜厚薄,面内方向的相位差显现性也高,且显示充分的逆波长分散性。
解决问题的方法
本发明人等为了解决上述课题,为了具有相位差提升功能而形成可以比较自由地配置取代基的位置的环状基团主体的母核时,虽然在特定的长宽比范围内相位差提升效果优异,但是波长分散性仍不充分,因此,使取代基的种类及组合变化而进行了各种研究,结果发现:在取代基的邻接的基团为相互不同的原子的情况下,波长分散性优异,并且,这样的化合物具有特异的吸收峰。进而判明:即使不一定为当初研究的化合物的结构的范畴,具有这样的吸收峰的化合物也发挥本申请发明的效果。另外发现,通过使用该光学膜,可得到颜色变化少、耐光性也优异的图像显示装置,以至完成了本发明。即,本发明的上述课题通过以下的手段来解决。
[1]一种光学膜,其含有热塑性树脂和满足下述(1)~(5)全部的至少1种化合物,
(1)在溶液吸收光谱中,在200nm以上且350nm以下的波长区域具有至少2个极大吸收;
(2)将200nm以上且350nm以下波长区域中的2个极大吸收中的第一极大吸收的波长设为λmax1、将与所述第一极大吸收相比位于短波长侧的第二极大吸收的波长设为λmax2时,(λmax1-λmax2)为20nm以上;
(3)分子的长宽比为1.70以上;
(4)在分子内具有非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环;
(5)将含有所述热塑性树脂和相对于所述热塑性树脂为1质量%的所述化合物且厚度为60μm的样品膜拉伸前在波长550nm下的面内方向相位差设为R0A0(550)、将在比所述样品膜的玻璃化转变温度高25℃的温度下拉伸后在波长550nm下的面内方向相位差设为R0A1(550)时,将用(R0A1(550)-R0A0(550))除以拉伸倍率而得到的面内相位差灵敏度设为A,
将由所述热塑性树脂形成且厚度为60μm的空白膜在波长550nm下的拉伸前的面内方向相位差设为R0B0(550)、将在比所述空白膜的玻璃化转变温度高25℃的温度下拉伸后在波长550nm下的面内方向相位差设为R0B1(550)时,将用(R0B1(550)-R0B0(550))除以拉伸倍率而得到的面内相位差灵敏度设为B,此时,
用(A-B)定义的面内相位差提升灵敏度为0.1以上;
将用波长450nm、550nm及650nm测定的面内方向相位差分别设为R0(450)、R0(550)及R0(650)时,满足式(a)~(c)全部,
(a)110nm≤R0(550)≤170nm
(b)0.72≤R0(450)/R0(550)≤0.96
(c)0.83≤R0(550)/R0(650)≤0.97
[2]上述[1]所述的光学膜,其中,所述热塑性树脂含有纤维素衍生物。
[3]上述[1]或[2]所述的光学膜,其中,所述化合物在分子内具有至少一个非芳香环。
[4]上述[1]~[3]中任一项所述的光学膜,其中,所述化合物的所述(λmax1-λmax2)为50nm以上。
[5]上述[1]~[4]中任一项所述的光学膜,其中,将所述光学膜的面内慢轴方向的折射率设为nx、将在所述光学膜的面内与所述慢轴垂直的方向的折射率设为ny、将所述光学膜的厚度方向的折射率设为nz时,进一步满足式(d)的关系,
(d)0≤Nz=Rth(550)/R0(550)+0.5≤1
[6]上述[1]~[5]中任一项所述的光学膜,其中,所述化合物用下述通式(A)表示,
[化学式1]
通式(A)
(通式(A)中,
Q表示芳香族烃环、非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环;
Wa及Wb为与构成所述Q的环的原子键合的氢原子或取代基,所述Wa所键合的原子与所述Wb所键合的原子相互相邻,且所述Wa和所述Wb相互不同,Wa和Wb任选相互键合而形成环;
R3表示取代基;
m为0~2;
m为2的情况下,R3之间可以相同,也可以不同;
n表示1~10的整数;n为2以上的情况下,多个Q、L2、Wa、Wb、R3、m之间可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基)。
[7]上述[1]~[6]中任一项所述的光学膜,其中,所述通式(A)表示的化合物为下述通式(B)表示的化合物,
[化学式2]
通式(B)
(通式(B)中,
Wa及Wb为与构成所述Q的环的原子键合的氢原子或取代基,所述Wa所键合的原子与所述Wb所键合的原子相互相邻,且所述Wa和所述Wb相互不同,Wa和Wb任选相互键合而形成环;
R3表示取代基;
m为0~2;
m为2的情况下,R3可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基)。
[8]上述[1]~[7]中任一项所述的光学膜,其中,所述通式(B)表示的化合物为下述通式(1B)表示的化合物,
[化学式3]
通式(1B)
(通式(1B)中,
Wa及Wb为与构成所述Q的环的原子键合的氢原子或取代基,所述Wa所键合的原子与所述Wb所键合的原子相互相邻,且所述Wa和所述Wb相互不同,Wa和Wb任选相互键合而形成环;
R3表示取代基;
m为0~2;
m为2的情况下,R3可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基)。
[9]上述[1]~[7]中任一项所述的光学膜,其中,所述通式(B)表示的化合物用下述通式(2B)表示,
[化学式4]
通式(2B)
(通式(2B)中、
W1为环状基团,构成W1的环的原子中与苯环键合的原子为碳原子或氮原子;
R3表示取代基;
m为0~2;
m为2的情况下,R3可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚链烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基)
[10]上述[1]~[9]中任一项所述的光学膜,其中,所述光学膜的厚度为10~100μm。
[11]上述[1]~[10]中任一项所述的光学膜,其中,所述化合物的含量相对于所述热塑性树脂为1~15质量%。
[12]上述[1]~[11]中任一项所述的光学膜,其中,所述光学膜面内的慢轴与所述光学膜的宽度方向形成的角度为40°以上且50°以下。
[13]一种圆偏振片,其包含上述[1]~[12]中任一项所述的光学膜。
[14]一种图像显示装置,其包含上述[1]~[12]中任一项所述的光学膜。
发明的效果
根据本发明,可以提供一种光学膜,该光学膜即使膜厚度较薄,其面内方向的相位差显现性也高,且可以显示充分的逆波长分散性。另外,含有该光学膜的图像显示装置在外光下的黑色再现性优异,从倾斜方向的可视性也优异。
附图说明
图1是示出化合物的溶液吸收光谱的一例的坐标图。
图2是示出有机EL显示装置的构成的一例的示意图。
图3是说明圆偏振片产生的防反射功能的示意图。
图4是示出液晶显示装置的构成的一例的示意图。
符号说明
10 有机EL显示装置
12 光反射电极
14 发光层
16 透明电极层
18 透明基板
20 圆偏振片
20A λ/4相位差膜
20B 起偏镜(直线偏振膜)
30 液晶显示装置
40 液晶盒
50 第一偏振片
52 第一起偏镜
54 保护膜(F1)
56 保护膜(F2)
60 第二偏振片
62 第二起偏镜
64 保护膜(F3)
66 保护膜(F4)
70 背光灯
具体实施方式
1.光学膜
本发明的光学膜含有热塑性树脂和用于本发明的化合物。
关于热塑性树脂
热塑性树脂可以为纤维素衍生物(例如纤维素酯类树脂、纤维素醚类树脂等)、聚碳酸酯类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚砜类树脂、聚酯类树脂、聚芳酯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、烯烃类树脂(例如降冰片烯类树脂、环状烯烃类树脂、环状共轭二烯类树脂、乙烯基脂环式烃类树脂)等。其中,优选纤维素衍生物、(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、环状烯烃类树脂,更优选纤维素衍生物,最优选纤维素酯类树脂。
纤维素衍生物
纤维素衍生物是以纤维素为原料的化合物(具有纤维素骨架的化合物)。在纤维素衍生物的实例中,包含纤维素醚(例如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、氰基乙基纤维素等)、纤维素酯(详细情况后述)、纤维素醚酯(例如乙酰基甲基纤维素、乙酰基乙基纤维素、乙酰基羟乙基纤维素、苯甲酰基羟丙基纤维素等)、纤维素碳酸酯(例如纤维素乙基碳酸酯等)、纤维素氨基甲酸酯(可列举例如纤维素苯基氨基甲酸酯等)等,优选纤维素酯。纤维素衍生物既可以为一种,也可以为两种以上的混合物。
纤维素酯是使纤维素和碳原子数2~22左右的脂肪族羧酸及芳香族羧酸中的至少之一进行酯化反应而得到的化合物,优选为使纤维素和碳原子数6以下的低级脂肪酸进行酯化反应而得到的纤维素酯。
纤维素酯中所含的酰基可以为直链状,也可以为支链状,还可以形成环,此外,可以进一步具有其它取代基。酰基的总取代度为一定的情况下,酰基的碳原子数越多,双折射性越容易降低。因此,优选酰基的碳原子数为2~6,更优选为2~4,进一步优选为2~3。
在纤维素酯的具体例中,除纤维素乙酸酯之外,可以使用乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸丁酸纤维素或乙酸苯二甲酸纤维素等混合脂肪酸酯。优选为纤维素乙酸酯、乙酸丁酸纤维素或乙酸丙酸纤维素。可以在纤维素酯中含有的丁酰基可以为直链状,也可以为支链状。
纤维素酯的酰基的总取代度可以设为2.0~3.0左右。从提高相位差显现性的观点出发,酰基的总取代度优选为2.0~2.5,从提高耐湿性等的观点出发,优选为2.5~3.0。
其中,碳原子数3以上的酰基的取代度优选为2.0以下。碳原子数3以上的酰基的取代度超过2.0时,相位差显现性容易降低。
纤维素酯的酰基的取代度可以用ASTM-D817-96中规定的方法进行测定。
为了提高得到的膜的机械强度,纤维素衍生物的数均分子量优选为6×104~3×105的范围,更优选为7×104~2×105的范围。
纤维素衍生物的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)可使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定。测定条件如下所述。
溶剂:二氯甲烷;
色谱柱:将Shodex K806、K805、K803G(昭和电工株式会社制)3根连接而使用;
柱温:25℃;
试样浓度:0.1质量%;
检测器:RI Model 504(GL Sciences公司制);
泵:L6000(株式会社日立制作所制);
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用基于标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(东曹株式会社制)Mw=1000000~500的13个样品制成的校正曲线。13个样品使用基本等间隔的样品。
纤维素衍生物中的残留硫酸的含量换算成硫元素优选为0.1~45质量ppm的范围,更优选为1~30质量ppm的范围。硫酸认为是以盐的状态残留于膜中。残留硫酸的含量超过45质量ppm时,将膜进行热拉伸时、或在热拉伸后纵切时容易断裂。残留硫酸的含量可以根据ASTM D817-96中规定的方法进行测定。
纤维素衍生物中的游离酸含量优选为1~500质量ppm,更优选为1~100质量ppm,进一步优选为1~70质量ppm。游离酸含量为上述范围时,与上述同样地,将膜进行热拉伸时、或在热拉伸后纵切时不易断裂。游离酸含量可以根据ASTM D817-96中规定的方法进行测定。
纤维素衍生物有时含有微量的金属成分。微量的金属成分认为是来自纤维素衍生物的合成工序中所使用的水。如这些金属成分这样的能够成为不溶性的核的成分的含量优选尽可能少。特别是铁、钙、镁等金属离子,有时与有可能含有有机的酸性基团的树脂分解物等形成盐,从而形成不溶物。另外,钙(Ca)成分容易与羧酸或磺酸等酸性成分、并与多个配位基形成配位化合物(即络合物),从而可能形成许多来源于不溶的钙的浮渣(不溶性沉淀、浑浊)。
具体而言,纤维素衍生物中的铁(Fe)成分的含量优选为1质量ppm以下。另外,纤维素衍生物中的钙(Ca)成分的含量优选为60质量ppm以下,更优选为0~30质量ppm。纤维素衍生物中的镁(Mg)成分的含量优选为0~70质量ppm,特别优选为0~20质量ppm。
铁(Fe)成分、钙(Ca)成分及镁(Mg)成分等金属成分的含量可以将绝对干燥的纤维素衍生物以微量蒸煮(microdigest)湿式分解装置(硫硝酸分解)、以碱熔融进行前处理后,使用ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱仪)进行测定。
残留碱土金属、残留硫酸及残留酸的含量可以通过将合成而得到的纤维素衍生物充分地清洗来调整。
纤维素衍生物可以利用公知的方法来制造。具体而言,例如可以参照日本特开平10-45804号公报中记载的方法来合成。纤维素衍生物的原料纤维素没有特别限定,可以为棉籽绒、木浆、洋麻等。可以混合使用原料不同的纤维素衍生物。
(甲基)丙烯酸树脂
(甲基)丙烯酸树脂可以为(甲基)丙烯酸酯的均聚物、或(甲基)丙烯酸酯与其它共聚单体形成的共聚物。(甲基)丙烯酸酯优选为甲基丙烯酸甲酯。共聚物中的来自甲基丙烯酸甲酯的构成单元的含有比例优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上。
作为在甲基丙烯酸甲酯与其以外的共聚单体形成的共聚物中的共聚单体的实例,包括:烷基部分的碳原子数为2~18的甲基丙烯酸烷基酯;烷基部分的碳原子数为1~18的丙烯酸烷基酯;可以形成后述的内酯环结构、烷基部分的碳原子数为1~18且具有羟基的烷基(甲基)丙烯酸酯;丙烯酸、甲基丙烯酸等α,β-不饱和酸;马来酸、富马酸、衣康酸等含不饱和基团的二元羧酸;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物;丙烯腈、甲基丙烯腈等α,β-不饱和腈;马来酸酐、马来酰亚胺、N-取代马来酰亚胺、戊二酸酐等、丙烯酰吗啉(ACMO)等丙烯酰胺衍生物;N-乙烯基吡咯烷酮(VP)等。这些物质既可以使用一种,也可以组合两种以上而使用。
其中,为了提高共聚物的耐热分解性及流动性,优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等丙烯酸烷基酯;2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯、2-(羟基甲基)丙烯酸乙酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸烷基酯。为了提高与纤维素酯的相容性,优选丙烯酰吗啉等。
从提高得到的光学膜的耐热性、或调整光弹性系数的观点等出发,(甲基)丙烯酸树脂优选含有内酯环结构。(甲基)丙烯酸树脂中所含的内酯环结构优选用下述通式(1)表示。
[化学式5]
式(1)中,R1~R3各自独立地表示氢原子或碳原子数1~20的有机残基。有机残基可以含有氧原子。在有机残基的实例中,包括直链或支链状的烷基、直链或支链状的亚烷基、芳基、-OAc基(Ac为乙酰基)、-CN基等。如后所述,式(1)所示的内酯环结构是来自具有羟基的(甲基)丙烯酸烷基酯的结构。
含有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂还包含来自烷基部分的碳原子数为1~18的烷基(甲基)丙烯酸酯的构成单元,根据需要还可以包含来自含有羟基的单体、不饱和羧酸、通式(2)表示的单体等的构成单元。通式(2)中的R4表示氢原子或甲基。X表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、芳基、-OAc基(Ac:乙酰基)、-CN基、酰基或-C-OR基(R为氢原子或碳原子数1~20的有机残基)。
[化学式6]
含有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂中的式(1)表示的内酯环结构的含有比例优选为5~90质量%,更优选为10~80质量%,进一步优选为15~70质量%。内酯环结构的含有比例超过90质量%时,成形加工性低,得到的膜的挠性也容易变低。内酯环结构的含有比例低于5质量%时,有时难以得到具有所需相位差的膜,耐热性、耐溶剂性、表面硬度不充分。
含有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂中的来自(甲基)丙烯酸烷基酯的构成单元的含有比例优选为10~95质量%,更优选为20~90质量%,进一步优选为30~85质量%。
含有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂中的来自含有羟基的单体、不饱和羧酸或通式(2)表示的单体的构成单元的含有比例分别独立地优选为0~30质量%,更优选为0~20质量%,进一步优选为0~10质量%。
含有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂至少可以经过如下步骤来制造,即,使含有具有羟基的(甲基)丙烯酸烷基酯与其以外的(甲基)丙烯酸烷基酯的单体成分进行聚合反应,得到分子链中具有羟基和酯基的聚合物的步骤;将得到的聚合物进行加热处理而导入内酯环结构的步骤。
(甲基)丙烯酸树脂的重均分子量Mw优选为8.0×104~5.0×105的范围内,更优选为9.0×104~4.5×105的范围内,进一步优选为1.0×105~4.0×105的范围内。(甲基)丙烯酸树脂的重均分子量Mw低于8.0×104时,得到的膜的脆性容易升高,当其超过5.0×105时,得到的膜的雾度容易升高。
(甲基)丙烯酸树脂的重均分子量Mw可以利用凝胶渗透色谱法进行测定。测定条件如下所述。
溶剂:二氯甲烷
色谱柱:连接3根Shodex K806、K805、K803G(昭和电工(株)制而使用)
柱温:25℃
试样浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Sciences公司制)
泵:L6000(株式会社日立制作所制)
流量:1.0ml/min
校正曲线:使用基于标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(东曹株式会社制)Mw=2800000~500的13个样品制成的校正曲线。13个样品使用基本等间隔的样品。
(甲基)丙烯酸树脂可以为一种,也可以为两种以上的混合物。
热塑性树脂可以为一种,也可以为两种以上的混合物。作为两种以上的混合物的实例,包括纤维素衍生物和其它树脂的混合物;其它树脂的实例包括:乙烯基类树脂(也包括聚乙酸乙烯酯类树脂、聚乙烯醇类树脂等)、环状烯烃树脂、聚酯类树脂(芳香族聚酯、脂肪族聚酯或含有它们的共聚物)或(甲基)丙烯酸类树脂(也包括共聚物)等。
纤维素衍生物与其它树脂的混合物中的其它树脂的含量相对于混合物总体优选为5~70质量%左右。
关于用于本发明的化合物
本发明人等发现:长宽比在特定的范围、且在溶液吸收光谱中显示特定的极大吸收的化合物显示高的相位差显现性和充分的逆波长分散特性。
即,用于本发明的化合物的特征在于,满足下述(1)~(5)全部。
(1)在溶液吸收光谱中,在200nm以上且350nm以下的波长区域具有至少2个极大吸收;
(2)将200nm以上且350nm以下的波长区域中的2个极大吸收中的第一极大吸收的波长设为λmax1、将与所述第一极大吸收相比位于短波长侧的第二极大吸收的波长设为λmax2时,(λmax1-λmax2)为20nm以上;
(3)分子的长宽比为1.70以上;
(4)在分子内具有至少1个非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环;
(5)相对于热塑性树脂添加了该化合物1质量%的膜的面内相位差提升灵敏度为0.1以上。
关于(1)及(2):
用于本发明的化合物即使膜厚度较小,也显现高的相位差,且为了得到良好的波长分散性,在溶液吸收光谱中,在200nm以上且350nm以下的波长区域具有至少2个极大吸收。而且,200nm以上且350nm以下的波长区域中的2个极大吸收距离开一定以上;具体而言,其特征在于,将位于长波长侧的第一极大吸收的波长设为λmax1、将位于短波长侧的第二极大吸收的波长设为λmax2时,(λmax1-λmax2)为20nm以上,更优选为50nm以上。
在本发明中,在200nm以上且350nm以下的波长区域内确认有3个以上的极大吸收的情况下,选择其中的波长最长的2个极大吸收;将其中的长波长侧的极大吸收设为“第一极大吸收”;将短波长侧的极大吸收设为“第二极大吸收”。另外,可以有多个极大吸收,在它们的波长之差低于20nm的情况下,将其中的吸光度最高的吸收的波长看作极大吸收,其它的吸收不看作极大吸收。
图1是示出用于本发明的化合物和以往使用的化合物的溶液吸收光谱的一例的坐标图。其中,图1(A)是示出用于本发明的化合物A-41及A-62(均为后述的具体例中记载的化合物)的溶液吸收光谱的坐标图;图1(B)是示出以往使用的比较化合物b及比较化合物a(均为后述的比较例中使用的化合物)的溶液吸收光谱的坐标图。
如图1(B)所示,以往使用的比较化合物b及比较化合物a在200nm以上且350nm以下的波长区域内极大吸收波长只有一个。因此,认为相位差显现性和波长分散特性不能并存。
与此相对,如图1(A)所示,用于本发明的化合物A-41及A-62在200nm以上且350nm以下的波长区域内具有位于长波长侧的第一极大吸收和位于短波长侧的第二极大吸收;第一极大吸收和第二极大吸收距离一定以上。因此,认为相位差显现性和波长分散特性不相互相抵(不成为折衷),可以并存。
将第一极大吸收的波长λmax1下的吸光度设为Abs1、将第二极大吸收的波长λmax2下的吸光度设为Abs2时,吸光度之比Abs1/Abs2优选为0.08~20。Abs1/Abs2低于0.08时,有时得到的膜不显示充分的逆波长分散性。另一方面,Abs1/Abs2超过20时,有时化合物的相位差显现性不充分。吸光度之比Abs1/Abs2更优选为0.10~10。
用于本发明的化合物也可以在351nm以上的区域具有极大吸收。但是,从保持膜的耐光性的观点出发,351nm以上的极大吸收的波长λmax3下的吸光度Abs3优选小于Abs1及Abs2,更优选在351nm以上的区域不具有极大吸收。
溶液吸收光谱可以用分光光度计对溶剂中溶解有用于本发明的化合物的溶液进行测定而得到。
溶剂只要是可以溶解用于本发明的化合物的溶剂即可,其具体例包括:丙酮、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、丙酮等。用于本发明的化合物在溶液中的浓度没有特别限制,可以优选设为10-8~10-3mol/L左右。分光光度计可以使用市售的分光计。
关于(3):
本发明的特征在于,用于本发明的化合物的分子的长宽比为1.70以上。通过使用长宽比为1.70以上的化合物,相对于树脂成为各向异性,容易得到提高逆波长分散性的效果,即使膜的膜厚较薄,也可以充分地实现高的相位差显现性。分子的长宽比低于1.70时,虽然有时显现相位差,但难以得到提高逆波长分散性的效果。推测这是因为:由于分子形状接近于圆盘状,因此,相对于树脂成为各向同性,难以得到提高逆波长分散性的效果。另外,在本发明的化合物中,长宽比优选为10以下。长宽比过高时,溶剂溶解性变差,在制造时的使用上产生问题。作为长宽比,更优选为5以下。
化合物的长宽比可以使用Winmostar MOPAC AM1(MOP6W70)(千田,“分子计算支援系统Winmostar的开发”,出光技报,49,1,106-111(2006))、通过计算而求出。
关于(5):
本发明的特征还在于,用于本发明的化合物的面内相位差提升灵敏度为0.1以上,更优选为0.12以上。“面内相位差提升灵敏度”表示:将相对于热塑性树脂添加了用于本发明的化合物1质量%的膜在规定的条件下拉伸时的、相对于拉伸倍率的面内方向的相位差的提升量的比例。
化合物的面内相位差提升灵敏度低于0.10时,为了显现规定的相位差,需要增多膜中的化合物的含量、或增大膜的厚度。膜中的化合物的含量过多时,膜产生渗出,或雾度容易上升;膜的厚度过大时,容易受到厚度方向的相位差值的影响,因此,产生显示装置的倾斜方向的色彩变化,倾斜方向的可视性容易降低。
面内相位差提升灵敏度的测定可以按照以下步骤进行。
1)制造含有热塑性树脂和相对于该热塑性树脂为1质量%的用于本发明的化合物的厚度60μm的膜,将得到的膜切成50mm见方,作为样品膜。将从样品膜的中心在纵向15mm的2点和在横向15mm的2点的合计4点作为测定点。然后,对拉伸前纵向的测定点间的距离(X0)、横向的测定点间的距离(Y0)及被测定点所包围的中心部的波长550nm下的面内方向的相位差R0A0(550)进行测定。
2)接着,将样品膜在该膜的玻璃化转变温度(Tg)+25℃的温度下、以100%(拉伸倍率2.0倍)的设定倍率沿横向进行单向拉伸。测定拉伸后的样品膜拉伸后纵向的测定点间距离(X1)、横向的测定点间距离(Y1)及被测定点包围的中心部的面内方向的相位差R0A1(550)。
3)由拉伸后纵向的测定点间距离(X1)及横向的测定点间距离(Y1)与拉伸前纵向的测定点间距离(X0)及横向的测定点间距离(Y0)计算出实际上膜被拉伸的倍率(实际拉伸倍率)。
实际拉伸倍率(%)=[(Y1-Y0)/Y0+(X0-X1)/X0]×100
另外,由拉伸后面内方向的相位差R0A1(550)和拉伸前面内方向的相位差R0A0(550)计算出通过拉伸而变化的相位差量(△R0A=R0A1(550)-R0A0(550))。然后,用得到的△R0A除以实际拉伸倍率,算出膜的面内相位差灵敏度A。
A=△R0A/实际拉伸倍率(%)
4)另一方面,除不含用于本发明的化合物之外,与上述1)同样地操作,制造由热塑性树脂形成的厚度60μm的膜;将得到的膜切成50mm见方,作为空白膜。与上述同样地测定该空白膜的面内相位差灵敏度B。
而且,将由上述3)得到的面内相位差灵敏度A和由上述4)得到的面内相位差灵敏度B应用于下述式,求出面内相位差提上升灵敏度。
面内相位差提升灵敏度=(样品膜的面内相位差灵敏度A)-(空白膜的面内相位差灵敏度B)
膜的玻璃化转变温度(Tg)可以使用例如DSC-7差示扫描量热仪(Perkin Elmer公司制)、或TAC7/DX热分析控制仪(Perkin Elmer公司制)等市售的装置、利用差示扫描量热分析方法进行测定。
1)将树脂4.5~5.0mg精确称量至0.01mg,封入铝盘中,固定在DSC-7差示扫描量热仪(Perkin Elmer公司制)的样品架上。作为参照,使用空的铝盘。
2)在测定温度0~200℃、升温速度10℃/分、降温速度10℃/分的条件下,通过Heat-Cool-Heat的温度控制来进行。而且,基于第二次加热中的数据求出玻璃化转变温度。具体而言,在第1吸热峰的上升前的基线的延长线和从第1吸热峰的上升部分至峰顶点之间引出显示最大斜率的切线,将其交点作为玻璃化转变温度(Tg)。
关于(4):
用于本发明的化合物的特征在于,在分子内具有至少1个非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环。
非芳香族烃环的实例包括:环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、环丁烯环、环戊烯环、环己烯环、环庚烯环、或环辛烯环、金刚烷环、双环壬烷环、降冰片烷环、降冰片烯环、双环戊二烯环、氢化萘环及氢化联苯环等。其中,优选为环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环降冰片烯环等。
芳香族杂环的实例包括:呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁二唑环、吲哚环、咔唑环、偶氮咔唑环(偶氮咔唑环基团表示构成咔唑环基团的碳原子的1个以上被氮原子取代而成的基团)、三唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃并吡咯环、呋喃并呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异噁唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹喔啉环、菲啶环、苯并咪唑环、啶环、喹唑啉环、喹唑啉酮环、甘菊环、硅杂环戊二烯环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、二苯并咔唑环、苯并二呋喃环、苯并二噻吩环、菲咯啉环、菲咯啉环、吖啶环、苯并喹啉环、吩嗪环、菲啶环、菲咯啉环、サイクラジン环、喹叨啉环、苯并[lmn]菲啶(thebenidine)环、吲哚并[2,3-b]喹啉(Quinindoline)环、三苯二噻嗪环、三苯二嗪环基、菲啰嗪环基、二蒽并哒嗪(anthrazine)环基、萘嵌间二氮杂苯环基、萘并呋喃环、萘并噻吩环、萘并二呋喃环、萘并二噻吩环、蒽并呋喃环、蒽并二呋喃(Anthradifuran)环、蒽并噻吩环等。其中,优选吡啶环、苯并噻唑环、苯并唑环等。
非芳香族杂环的实例包括:四氢呋喃环、四氢吡喃环、二氧杂戊环、二烷环、吡咯烷环、吡啶酮环、哒嗪酮环、酰亚胺环、哌啶环、二氢吡咯环、二氢吡啶环、四氢吡啶环、哌嗪环、吗啉环、二氢噁唑环、二氢噻唑环、哌啶环、氮丙啶环、吖丁啶环、吖庚因环、氮杂卓环、咪唑烷环、二吖庚因环及四氢噻吩环等。其中,优选吡啶酮环、酰亚胺环、吡咯烷环。
分子内具有芳香族杂环或非芳香族杂环的化合物由于含有杂环的杂原子,因此,与热塑性树脂的相容性得到提高。由此,容易与热塑性树脂相互作用,容易显现更高的相位差。特别是,与芳香族杂环相比,非芳香族杂环具有柔软性高的分子结构,因此,与芳香族杂环相比容易与热塑性树脂相互作用,容易显现更高的相位差。另一方面,仅由含有杂原子的链状结构构成的化合物由于分子的挠性过高,在光学膜的加热拉伸时分子运动活跃,在冷却时以未取向(仍旧为无规的)的状态被固定,因此,难以与热塑性树脂相互作用,难以显现相位差。
另外,非芳香族烃环由于环结构没有被固定,因此,可以根据热塑性树脂的分子结构使结构变柔软。另外,非芳香族烃环由于不具有如链状结构那样的挠性,因此,容易与热塑性树脂相互作用,容易显现高的相位差。
另一方面,不含有芳香族杂环、非芳香族杂环及非芳香族烃环而仅具有作为环结构的芳香族烃环的化合物,难以与树脂相互作用,无论相位差,还是波长分散性,都难以被改善。另外,仅芳香族烃环的化合物相对于树脂的相容性也差。
用于本发明的化合物特别优选分子内含有一个以上非芳香族环(非芳香族烃环或非芳香族杂环)。
作为在溶液吸收光谱中具有至少满足(1)和(2)的极大吸收的化合物,本发明人等着眼于以能够比较自由地配置取代基的环状基团(后述的Q)为母核的化合物。而且,改变取代基的种类和组合进行了各种研究,结果发现:在与构成环状基团(后述的Q)的原子中相互邻接的原子键合的2个取代基相互不同的情况下,具有满足上述的(1)和(2)的极大吸收,显示高的相位差显现性和波长分散性。
用于本发明的化合物优选为下述通式(A)表示的化合物。
[化学式7]
通式(A)
通式(A)的Q表示芳香族烃环、非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环。
芳香族烃环可以为单环,也可以为稠环,但优选为单环。芳香族烃环的优选的实例包括:苯环、萘环、蒽环、菲环、苝环、并四苯环、芘环、苯并芘环、稠二萘环、三亚苯基环、苊环、荧蒽环、芴环等,更优选苯环。
非芳香族烃环与上述同义,优选的实例包括:环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、降冰片烯环等,更优选环己烷环、环戊烷环。
芳香族杂环与上述同义,可以为单环,也可以为缩合环,优选为单环。芳香族杂环的优选的实例包括:呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、二唑环、吲哚环、咔唑环、三唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、苯并咪唑环、萘嵌间二氮杂苯环、喹唑啉环、甘菊环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、二苯并咔唑环、苯并二呋喃环、苯并二噻吩环、菲咯啉环等,优选吡啶环、苯并噻唑环、苯并噁唑环。
非芳香族杂环与上述同义,其优选的实例包括:四氢呋喃环、四氢吡喃环、二氧杂戊环、二烷环、吡咯烷环、吡啶酮环、哒嗪酮环、酰亚胺环、哌啶环、二氢吡咯环、二氢吡啶环、四氢吡啶环、哌嗪环、吗啉环、哌啶环等,更优选吡啶酮环、酰亚胺环、吡咯烷环。
通式(A)的Wa及Wb是分别与构成Q的环的原子(构成环的原子)键合的氢原子或取代基;Wa键合的构成环的原子和Wb键合的构成环的原子相互邻接。Wa和Wb相互不同。Wa和Wb表示的取代基主要具有对化合物赋予逆波长分散性的功能,具体而言,优选为在长波长侧具有产生极大吸收的结构。
Wa和Wb优选相互键合而形成环;或Wa和Wb的至少之一具有环结构。
Wa或Wb表示的取代基的实例包括:
卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、
烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、
环烷基(环己基、环戊基、4-正十二烷基环己基等)、
链烯基(乙烯基、烯丙基等)、
环烯基(2-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基等)、炔基(乙炔基、丙炔基等)、
芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、
杂芳基(2-吡咯基、2-呋喃基、2-噻嗯基、吡咯基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、2-苯并噻唑基、吡唑啉酮基、吡啶基、吡啶酮基、2-嘧啶基等)、
氰基、羟基、硝基、羧基、
烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基等)、
芳氧基(苯氧基、2-甲基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四酰基氨基苯氧基等)、
酰基(乙酰基、新戊酰基苯甲酰基等)、
酰氧基(甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基、苯甲酰氧基、对甲氧基苯基羰氧基等)、
氨基(氨基、甲基氨基、二甲基氨基、苯胺基、N-甲基苯胺基、二苯基氨基等)、
酰基氨基(甲酰基氨基、乙酰基氨基、新戊酰基氨基、月桂酰基氨基、苯甲酰基氨基等)、
烷基及芳基磺酰基氨基(甲基磺酰基氨基、丁基磺酰基氨基、苯基磺酰基氨基、2,3,5-三氯苯基磺酰基氨基、对甲基苯基磺酰基氨基等)、
巯基、
烷硫基(甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基等)、
芳硫基(苯硫基、对氯苯硫基、间甲氧基苯硫基等)、
磺酰胺基(N-乙基磺酰胺基、N-(3-十二烷氧基丙基)磺酰胺基、N,N-二甲基磺酰胺基、N-乙酰基磺酰胺基、N-苯甲酰基磺酰胺基、N-(N’苯基氨基甲酰)磺酰胺基等)、
磺基、
氨基甲酰基(氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基等)等。
Wa和Wb优选相互键合而环形成,或者Wa为氢原子且Wb为芳香族烃环、非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环,更优选为芳香族杂环。如后所述,Wa和Wb相互键合而形成的环优选为芳香族杂环,更优选为含氮杂环。
通式(A)的R3表示任意的取代基,可以有,也可以没有。取代基的实例没有特别限制,包括:
卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、
烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、
链烯基(乙烯基、烯丙基等)、
炔基(乙炔基、丙炔基等)、
氰基、羟基、硝基、羧基、
烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基等)、
酰氧基(甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基等)、
烷氧基羰基(甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、
芳氧基羰基(苯氧基羰基等)
氨基(氨基、甲基氨基、二甲基氨基等)、
酰基氨基(甲酰基氨基、乙酰基氨基、新戊酰基氨基、月桂酰基氨基等)、
烷基磺酰基氨基(甲基磺酰基氨基、丁基磺酰基氨基等)、
巯基、
烷硫基(甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基等)、
磺酰胺基(N-乙基磺酰胺基、N-(3-十二烷氧基丙基)磺酰胺基、N,N-二甲基磺酰胺基、N-乙酰基磺酰胺基等)、
磺基、酰基(乙酰基等)、
氨基甲酰基(氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二-正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基等)等。
其中,R3优选为氢原子、卤原子、烷基(优选碳原子数1~20)、链烯基(优选碳原子数3~20)、芳基(优选碳原子数6~20)、杂芳基(优选碳原子数4~20)、羟基、羧基、烷氧基(优选碳原子数1~20)、芳氧基(优选碳原子数6~20)、酰基、酰氧基、氰基、氨基;更优选为氢原子、卤原子、烷基、氰基、烷氧基。这些取代基可以进一步具有同样的取代基。
通式(A)的m为R3所示的取代基的数目;为0~2的整数,优选为0。m为2的情况下,R3之间可以相同,也可以不同。
通式(A)的n为1~10的整数,优选为1。n为2以上的情况下,多个Q、L2、Wa、Wb、R3、m之间可以相同,也可以不同。
通式(A)的L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;优选为-O-、-(C=O)-O-、-O-(C=O)-、-(C=O)-NH-、-NH-(C=O)-。
RL表示氢原子或取代基。RL所示的取代基的实例包括:烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、环烷基(环己基、环戊基、4-正十二烷基环己基等)、芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、杂芳基(2-呋喃基、2-噻嗯基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基、2-吡啶基等)、氰基等。
通式(A)的R1及R2各自独立地表示取代基。R1及R2之间可以相同,也可以不同。R1及R2所示的取代基的实例包括:
卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、
烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、
环烷基(环己基、环戊基、4-正十二烷基环己基等)、
链烯基(乙烯基、烯丙基等)、
环链烯基(2-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基等)、
炔基(乙炔基、丙炔基等)、
芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、
杂芳基(2-呋喃基、2-噻嗯基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基、2-吡啶基等)、
氰基、羟基、硝基、羧基、
烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基等)、
芳氧基(苯氧基、2-甲基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四酰基氨基苯氧基等)、
酰氧基(甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基、苯甲酰氧基、对甲氧基苯基羰氧基等)、
氨基(氨基、甲基氨基、二甲基氨基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基氨基等)、
酰基氨基(甲酰基氨基、乙酰基氨基、新戊酰基氨基、月桂酰基氨基、苯甲酰基氨基等)、
烷基及芳基磺酰基氨基(甲基磺酰基氨基、丁基磺酰基氨基、苯基磺酰基氨基、2,3,5-三氯苯基磺酰基氨基、对甲基苯基磺酰基氨基等)、
巯基、
烷硫基(甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基等)、
芳硫基(苯硫基、对氯苯硫基、间甲氧基苯硫基等)、
磺酰胺基(N-乙基磺酰胺基、N-(3-十二烷氧基丙基)磺酰胺基、N,N-二甲基磺酰胺基、N-乙酰基磺酰胺基、N-苯甲酰基磺酰胺基、N-(N’苯基氨基甲酰)磺酰胺基等)、
磺基、
酰基(乙酰基、新戊酰基苯甲酰基等)、
氨基甲酰基(氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二-正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基等)等。
其中,R1及R2优选为烷基(优选碳原子数1~20的烷基)、环烷基(优选碳原子数3~20的环烷基)、芳基(优选碳原子数6~20的芳基)、杂芳基(优选碳原子数4~20的芳基),更优选芳基或环烷基。芳基优选取代或未取代的苯基,更优选具有取代基的苯基,进一步优选在4位上具有取代基的苯基。环烷基优选取代或未取代的环己基,更优选具有取代基的环己基,进一步优选在4位上具有取代基的环己基。R1或R2所示的取代基可以进一步具有同样的取代基。
通式(A)表示的化合物优选为通式(B)表示的化合物。
[化学式8]
通式(B)
通式(B)的Wa、Wb、R3、m、L1、L2、RL、R1及R2与通式(A)中的Wa、Wb、R3、m、L1、L2、RL、R1及R2分别同样地定义。
通式(B)表示的化合物优选为通式(1B)表示的化合物。
[化学式9]
通式(1B)
通式(1B)的Wa、Wb、R3、m、L1、L2、RL、R1及R2与通式(A)中的Wa、Wb、R3、m、L1、L2、RL、R1及R2分别同样地定义。
通式(1B)的Wa和Wb可以相互键合而形成环。Wa和Wb相互键合而形成的环优选为含氮杂环。这样的通式(1B)表示的化合物的实例包括以下的化合物。
[化学式10]
例如,在下式表示的化合物中,通式(A)中的Q为苯环;Wa为键合于苯环上的含有氧原子的基团;Wb为键合于苯环上的含有氮原子的基团。
[化学式11]
另一方面,在下式表示的化合物中,通式(A)中的Q为萘环。
[化学式12]
通式(B)表示的化合物更优选为通式(2B)表示的化合物。
[化学式13]
通式(2B)
通式(2B)的W1表示环状基团。构成W1的环的原子中与苯环键合的原子优选为碳原子或氮原子。W1所示的环状基团可以是任意的环状基团,没有特别限制,作为具体例,可以为吡咯环、呋喃环、噻吩环、咪唑环、噁唑环、噻唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并噁二酮环、吡啶基环等芳香族杂环的残基;苯环、萘环等芳香族烃环的残基;吡啶酮环、哒嗪酮环、酰亚胺环等非芳香族杂环的残基;或环己烷环、环戊烷环等非芳香族烃环的残基。
通式(2B)的R3、m、L1、L2、RL、R1及R2与通式(A)中的R3、m、L1、L2、RL、R1及R2分别同样地定义。
通式(2B)表示的化合物的实例包括以下的化合物。
[化学式14]
以下示出通式(A)表示的化合物的具体例。
在上述化合物的具体例中,关于存在几何异构体(反式异构体和顺式异构体)的情况,只要没有指定,哪种异构体都没有限制,但与顺式异构体相比,优选相位差显现性更高的反式异构体。
通式(A)表示的化合物可以用公知的方法来合成。具体而言,可以参照日本特开2008-107767号公报等来合成。
[例示化合物A-41的合成例]
将2,5-二羟基苯甲酸3g溶解于甲苯30mL中,滴加亚硫酰氯4.2mL,搅拌2小时。在减压下蒸馏除去甲苯及亚硫酰氯之后,添加甲苯20mL,滴加邻氨基硫代苯酚2.4g的甲苯(5mL)溶液。在室温下搅拌12小时,添加水及乙酸乙酯进行萃取。从得到的有机层中减压蒸馏除去溶剂,得到化合物(i)3.5g。收率为75%。
在化合物(m)7.0g中加入四氢呋喃45mL,在冰水冷浴中冷却。向其中依次滴加化合物(i)3.5g的四氢呋喃(5mL)溶液和二甲基氨基吡啶2mg的四氢呋喃(1mL)溶液,在室温下搅拌3小时后,加入水及乙酸乙酯,进行萃取。从有机层中减压蒸馏除去溶剂,将得到的粗结晶用硅胶色谱法(乙酸乙酯/庚烷)进行纯化,得到例示化合物(A-41)。收量为5.5g,收率为70%。
[例示化合物A-66的合成例]
将2,5-二羟基溴苯3.4g、2-羟基吡啶1.8g、碘化铜1.7g、碳酸钾3.8g溶解于二甲基甲酰胺30mL(DMF)中,在150℃下加热6小时。将得到的溶液自然冷却后,添加水及甲苯进行萃取。从得到的有机层中减压蒸馏除去溶剂,得到化合物(iv)2.3g。收率为63%。
在化合物(m3)4.3g中加入四氢呋喃50mL,在冰水冷浴中冷却。其中,依次滴加化合物(iv)2.3g的四氢呋喃溶液和二甲基氨基吡啶2mg的四氢呋喃(1mL)溶液之后,在室温下搅拌3小时。在得到的溶液中加入水及乙酸乙酯进行萃取。从有机层中减压蒸馏除去溶剂,将得到的粗结晶用硅胶色谱法(乙酸乙酯/庚烷)进行纯化,得到例示化合物(A-66)。收量为5.0g,收率为80%。
用于本发明的化合物的含量适当设定为能够赋予所要求的波长分散调整能力及相位差显现性的程度。具体而言,用于本发明的化合物的含量相对于热塑性树脂优选为1~15质量%,更优选为2~10质量%。该化合物的含量低于1质量%时,难以得到所期望的相位差显现性或波长分散调整功能,当其超过15质量%时,光学膜容易产生渗出。如果该化合物的含量为上述范围内,则可以对本发明的光学膜赋予充分的波长分散性和高的相位差显现性。
本发明的光学膜可以根据需要进一步含有各种添加剂。
(糖酯化合物)
糖酯化合物是具有1~12个呋喃糖结构或吡喃糖结构的化合物,是该化合物中的羟基的全部或一部分被酯化而得到的化合物。
这样的糖酯化合物的优选的实例包括下述通式(3)表示的蔗糖酯化合物。
[化学式33]
通式(3)
式(3)的R1~R8表示取代或未取代的烷基羰基,或者取代或未取代的芳基羰基。R1~R8之间可以相同,也可以不同。
取代或未取代的烷基羰基优选为碳原子数2以上的取代或未取代的烷基羰基。取代或未取代的烷基羰基的实例包括甲基羰基(乙酰基)。烷基所具有的取代基的实例包括苯基等芳基。
取代或未取代的芳基羰基优选为碳原子数7以上的取代或未取代的芳基羰基。芳基羰基的实例包括苯基羰基。芳基所具有的取代基的实例包括甲基等烷基或甲氧基等烷氧基等。
蔗糖酯化合物的平均酯取代度优选为3.0~7.5。平均酯取代度低于3.0或超过7.5时,难以得到与纤维素酯的充分的相容性。
通式(3)所示的蔗糖酯化合物的具体例包括以下的化合物。表中的R表示通式(3)中的R1~R8。
[化学式34]
此外,糖酯化合物的实例包括日本特开昭62-42996号公报及日本特开平10-237084号公报中记载的化合物。
糖酯化合物的含量相对于热塑性树脂优选为0.5~35质量%,更优选为5~30质量%。
为了提高膜制造时组合物的流动性、膜的柔软性,本发明的光学膜可以含有增塑剂。增塑剂的实例包括:聚酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、多元羧酸酯类增塑剂(包含苯二甲酸酯类增塑剂)、乙醇酸酯类增塑剂、酯类增塑剂(包含柠檬酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂、偏苯三酸酯类增塑剂等)等。这些增塑剂可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
聚酯类增塑剂是使一元羧酸~四元羧酸与一元醇~六元醇反应而得到的化合物,优选使二元羧酸与二醇反应而得到的化合物。
二元羧酸的实例包括:戊二酸、衣康酸、己二酸、苯二甲酸、壬二酸、癸二酸等。特别是,使用己二酸、邻苯二甲酸等化合物作为二元羧酸可以良好地赋予塑性。
二醇的实例包括:乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-六亚甲基二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇等。二元羧酸及二醇可以分别为一种,也可以组合两种以上使用。
聚酯类增塑剂可以为酯、低聚酯、聚酯的任一种。聚酯类增塑剂的分子量优选为100~10000的范围,从赋予塑性的效果大方面考虑,更优选为600~3000的范围。
聚酯类增塑剂的粘度也取决于分子结构或分子量,己二酸类增塑剂的情况下,从与热塑性树脂的相容性高、且赋予塑性的效果高等方面考虑,优选为200~5000MPa·s(25℃)的范围。聚酯类增塑剂可以为一种,也可以组合两种以上使用。
多元醇酯类增塑剂为2元以上的脂肪族多元醇和单羧酸形成的酯化合物(醇酯),优选为2~20元的脂肪族多元醇酯。多元醇酯类化合物优选在分子内具有芳香环或环烷基环。
脂肪族多元醇的实例包括乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
单羧酸可以为脂肪族单羧酸、脂环式单羧酸或芳香族单羧酸等。单羧酸可以为一种,也可以为两种以上的混合物。另外,可以将脂肪族多元醇中所含的全部OH基进行酯化,也可以残留一部分OH基。
脂肪族单羧酸优选具有碳原子数1~32的直链或侧链的脂肪酸。脂肪族单羧酸的碳原子数更优选为1~20,进一步优选为1~10。这样的脂肪族单羧酸的实例包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等,为了提高与纤维素酯的相容性,可以优选为乙酸。
脂环式单羧酸的实例包括环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸等。
芳香族单羧酸的实例包括:苯甲酸;在苯甲酸的苯环上导入了1~3个烷基或烷氧基(例如甲氧基或乙氧基)的物质(例如甲苯酸等);具有2个以上苯环的芳香族单羧酸(例如联苯羧酸、萘羧酸、四氢化萘羧酸等),优选为苯甲酸。
多元醇酯类增塑剂的分子量没有特别限制,优选为300~1500,更优选为350~750。为了不易挥发,优选分子量大者;为了提高透湿性、与纤维素酯的相容性,优选分子量小者。
多元醇酯类增塑剂的具体例包括三羟甲基丙烷三乙酸酯、季戊四醇四乙酸酯、日本特开2008-88292号公报中记载的通式(I)表示的酯化合物(A)等。
多元羧酸酯类增塑剂为2元以上、优选2~20元的多元羧酸与醇化合物形成的酯化合物。多元羧酸优选为2~20元的脂肪族多元羧酸、或3~20元的芳香族多元羧酸或3~20元的脂环式多元羧酸。
多元羧酸的实例包括:偏苯三酸、均苯三酸、均苯四甲酸这样的3元以上的芳香族多元羧酸或其衍生物;琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、草酸、富马酸、马来酸、四氢邻苯二甲酸这样的脂肪族多元羧酸;酒石酸、羟基丙二酸、苹果酸、柠檬酸这样的羟基多元羧酸等,为了抑制从膜中挥发,优选为羟基多元羧酸。
醇化合物的实例包括:具有直链或侧链的脂肪族饱和醇化合物、具有直链或侧链的脂肪族不饱和醇化合物、脂环式醇化合物或芳香族醇化合物等。脂肪族饱和醇化合物或脂肪族不饱和醇化合物的碳原子数优选为1~32,更优选为1~20,进一步优选为1~10。脂环式醇化合物的实例包括环戊醇、环己醇等。芳香族醇化合物的实例包括苯酚、对甲酚、二甲基苯酚、苄醇、肉桂醇等。醇化合物可以为一种,也可以为两种以上的混合物。
多元羧酸酯类增塑剂的分子量没有特别限制,优选为300~1000,更优选为350~750。从抑制渗出的观点考虑,优选多元羧酸酯类增塑剂的分子量大者;从透湿性及与纤维素酯的相容性的观点考虑,优选分子量小者。
多元羧酸酯类增塑剂的酸值优选为1mgKOH/g以下,进一步优选为0.2mgKOH/g以下。酸值是指为了中和1g试样中所含的酸(存在于试样中的羧基)而需要的氢氧化钾的毫克数。酸值是根据JIS K0070测定所得的值。
多元羧酸酯系增塑剂的实例包括日本特开2008-88292号公报中记载的通式(II)表示的酯化合物(B)等。
多元羧酸酯类增塑剂可以为邻苯二甲酸酯类增塑剂。邻苯二甲酸酯类增塑剂的实例包括:邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸双环己酯、对苯二甲酸双环己酯等。
乙醇酸酯类增塑剂的实例包括邻苯二甲酰烷基乙醇酸烷基酯类。邻苯二甲酰烷基乙醇酸烷基酯类的实例包括:邻苯二甲酰甲基乙醇酸甲酯、邻苯二甲酰乙基乙醇酸乙酯、邻苯二甲酰丙基乙醇酸丙酯、邻苯二甲酰丁基乙醇酸丁酯、邻苯二甲酰辛基乙醇酸辛酯等。
酯类增塑剂包括脂肪酸酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂及偏苯三酸类增塑剂等。
脂肪酸酯类增塑剂的实例包括:油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰基酯及癸二酸二丁酯等。柠檬酸酯类增塑剂的实例包括乙酰柠檬酸三甲酯、乙酰柠檬酸三乙酯及乙酰柠檬酸三丁酯等。磷酸酯类增塑剂的实例包括:磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基联苯基磷酸酯、磷酸三辛酯及磷酸三丁酯等。偏苯三酸类增塑剂的实例包括偏苯三酸辛酯、偏苯三酸正辛酯、偏苯三酸异癸酯、偏苯三酸异壬酯等。
增塑剂的含量相对于热塑性树脂优选为0.5~30质量%。增塑剂的含量超过30质量%超时,膜容易发生渗出。
本发明的光学膜可以进一步含有用于防止成形加工时的热分解或热引起的着色的抗氧剂、防静电剂或阻燃剂等。
作为磷类阻燃剂,可以列举选自红磷、磷酸三芳基酯、磷酸二芳基酯、磷酸单芳基酯、芳基膦酸化合物、芳基氧化膦化合物、缩合芳基磷酸酯、卤代烷基磷酸酯、含卤缩合磷酸酯、含卤缩合膦酸酯、含卤亚磷酸酯等中的一种以上。其具体例可列举:三苯基磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、苯基膦酸、三(β-氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、三(三溴新戊基)磷酸酯等。
紫外线吸收剂
本发明的光学膜可以进一步含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂可以为苯并三唑类、2-羟基二苯甲酮类或水杨酸苯酯类等。具体可列举:2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-叔丁基-2-羟基苯基)苯并三唑等三唑类;2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮类等。
其中,分子量为400以上的紫外线吸收剂为高沸点、不易挥发、在高温成形时也不易非散,因此,即使添加量比较少,也可以对得到的膜赋予耐候性。
分子量为400以上的紫外线吸收剂的实例包括:2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2-苯并三唑、2,2-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]等苯并三唑类;
双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等受阻胺类;
2-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)、1-[2-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基]-4-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-2,2,6,6-四甲基哌啶等在分子内同时具有受阻酚和受阻胺结构的混合系的物质等,优选为2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2-苯并三唑或2,2-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]。这些物质可以为一种,也可以组合两种以上使用。
微粒:
微粒由无机化合物或有机化合物构成。无机化合物的实例包括:二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、滑石、泥土、烧成高岭土、烧成硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙等。有机化合物的实例可以为:聚四氟乙烯、纤维素乙酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙酯、丙烯酸苯乙烯类树脂、有机硅类树脂、聚碳酸酯树脂、苯并胍胺类树脂、三聚氰胺类树脂、聚烯烃类粉末、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂或聚氟乙烯类树脂、淀粉等有机高分子化合物的粉碎分级物、用悬浮聚合法合成的高分子化合物、利用喷雾干燥法或分散法等制成球形的高分子化合物等。
从可以将所得到的膜的雾度保持为较低方面考虑,微粒可以由含有硅的化合物(优选二氧化硅)构成。
二氧化硅微粒的实例包括:Aerosil R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上为日本Aerosil(株)制)等。
氧化锆微粒的实例包括Aerosil R976及R811(以上为日本Aerosil(株)制)等。
高分子微粒的树脂的实例包括有机硅树脂、氟树脂及(甲基)丙烯酸树脂等,优选有机硅树脂,更优选为具有三维网状结构的有机硅酮树脂。这样的有机硅脂的实例包括TOSPEARL 103、TOSPEARL 105、TOSPEARL 108、TOSPEARL 120、TOSPEARL 145、TOSPEARL3120及TOSPEARL 240(以上为东芝有机硅株式会社制)等。
其中,Aerosil 200V、Aerosil R972V可将光学膜的雾度保持在较低,并且可以提高膜表面的润滑性,因此特别优选。
微粒的初级粒子的平均粒径优选为5~400nm,更优选为10~300nm。微粒可以主要形成粒径0.05~0.3μm的二次凝聚体。只要微粒的平均粒径为100~400nm,则可以作为初级粒子存在而不凝聚。
优选含有微粒使得光学膜的至少一个面的动摩擦系数为0.2~1.0。微粒的含量相对于热塑性树脂优选为0.01~1质量%,更优选为0.05~0.5质量%。
分散剂:
从为了提高微粒的分散性等方面考虑,本发明的光学膜可以进一步含有分散剂。分散剂是选自胺类分散剂及含羧基高分子分散剂中的1种或2种以上。
胺类分散剂优选为烷基胺或聚羧酸的胺盐,作为其具体例,可列举将聚酯酸、聚醚酯酸、脂肪酸、脂肪酸酰胺、聚羧酸、环氧化物、聚环氧化物、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯等进行了胺化而得到的化合物。胺盐的实例包括酰胺胺盐、脂肪族胺盐、芳香族胺盐、链烷醇胺盐、多元胺盐等。
胺类分散剂的具体例包括聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯烷基胺、三丙基胺、二乙基氨基乙胺、二甲基氨基丙胺、二乙基氨基丙胺等。作为市售品的实例,可以列举Solsperse系列(Lubrizol社制)、Ajisper系列(味之素株式会社制)、BYK系列(BYK-Chemie公司制)、EFKA系列(EFKA公司制)等。
含羧基高分子分散剂优选为聚羧酸或其盐,可以为例如聚羧酸、聚羧酸铵、聚羧酸钠等。含羧基高分子分散剂的具体例包括聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵共聚物、聚马来酸、聚马来酸铵、聚马来酸钠等。
胺类分散剂、含羧基高分子分散剂可以溶解于溶剂成分中而使用,也可以为市售的物质。
分散剂的含量也取决于分散剂的种类等,相对于微粒,优选为0.2质量%以上。分散剂的含量相对于微粒低于0.2质量%时,不能充分地提高微粒的分散性。
本发明的光学膜进一步含有表面活性剂等的情况下,与表面活性剂相比,不易产生分散剂向微粒表面的吸附,有时容易使微粒彼此再凝聚。由于分散剂为高价,因此,其含量优选尽可能少。另一方面,分散剂的含量过少时、容易产生微粒的润湿不良或分散稳定性的降低。因此,本发明的光学膜进一步含有表面活性剂等时的分散剂的含量相对于微粒10重量份可以为0.05~10重量份左右。
光学膜的物性
本发明的光学膜优选在23℃、55%RH的条件下、在波长550nm下测定的面内方向的相位差R0(550)满足下述的(a)。R0(550)满足以下范围的光学膜例如可以优选作为λ/4相位差膜发挥作用。
(a)110nm≤R0(550)≤170nm
本发明的光学膜更优选满足120≤R0(550)≤160,进一步优选满足130≤R0(550)≤150。另外,本发明的光学膜优选在23℃、55%RH的条件下、在波长550nm下测定的厚度方向的相位差Rth(550)满足50nm≤Rth(550)≤250nm。
对于本发明的光学膜而言,将在23℃、55%RH的条件下、在波长450nm、650nm下测定的面内方向的相位差分别设为R0(450)、R0(650)时,优选进一步满足以下的(b)及(c)。
(b)0.72≤R0(450)/R0(550)≤0.96
(c)0.83≤R0(550)/R0(650)≤0.97
R0(450)/R0(550)或R0(550)/R0(650)满足上述范围的光学膜例如可以对较宽波长区域的光赋予λ/4的相位差,可以优选作为λ/4相位差膜发挥作用。另外,也可以降低使显示装置黑显示时的漏光或倾斜方向的色彩变化等。具体而言,满足(b)0.72≤R0(450)/R0(550)≤0.96时,蓝色的再现性高;满足(c)0.83≤R0(550)/R0(650)≤0.97时,红色的再现性高。
本发明的光学膜更优选满足0.79≤R0(450)/R0(550)≤0.89,进一步优选满足0.84≤R0(550)/R0(650)≤0.93。
R0(相位差)和R0(450)/R0(550)及R0(550)/R0(650)(波长分散性)可以通过用于本发明的化合物的含量、拉伸条件来进行调整。为了满足上述(a)~(c)全部,例如优选含有一定量以上的用于本发明的化合物,并对拉伸条件进行调整。
R0及Rth分别用以下的式子定义。
式(I):R0=(nx-ny)×d(nm)
式(II):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(nm)
(式(I)及(II)中,
nx表示在光学膜的面内方向折射率达到最大的慢轴方向x上的折射率;
ny表示在光学膜的面内方向与所述慢轴方向x垂直的方向y上的折射率;
nz表示光学膜的厚度方向z上的折射率;
d(nm)表示光学膜的厚度)
R0及Rth可以使用自动双折射率仪;例如Axometric公司制造的AxoScan、王子计测机器株式会社制造的KOBRA-21ADH等进行测定。具体而言,可以用以下的方法进行测定。
1)将光学膜在23℃、55%RH下进行调湿。使用阿贝折射仪和分光光源测定调湿后的光学膜在450nm、550nm及650nm下的平均折射率。另外,使用膜厚仪测定光学膜的厚度。
2)用Axometric公司制造的AxoScan对调湿后的光学膜与膜表面的法线平行地入射有测定波长450nm、550nm或650nm的光时的面内方向的相位差R0(450)、R0(550)或R0(650)进行测定。
3)利用Axometric公司制造的AxoScan分别测定将光学膜面内的慢轴作为倾斜轴(旋转轴)、相对于光学膜的表面的法线从φ的角度(入射角(φ))入射了测定波长450nm、550nm或650nm的光时的相位差R(φ)。相位差R(φ)的测定可以在φ为0°~50°的范围内每间隔10°进行6点测定。光学膜的面内的慢轴可以利用Axometric公司制造的AxoScan来确认。
4)利用Axometric公司制造的AxoScan由以各波长(λ)测定的R0及R(φ)、上述的平均折射率和膜厚计算出nx、ny及nz。然后,基于下述式(I)及(II),分别计算出测定波长450nm、550nm或650nm下厚度方向的相位差Rth(450)、Rth(550)或Rth(650)。相位差的测定可以在23℃、55%RH条件下进行。
式(I):R0(λ)=(nx(λ)-ny(λ))×d(nm)
式(II):Rth(λ)={(nx(λ)+ny(λ))/2-nz(λ)}×d(nm)
在(式(I)及(II)中,
nx(λ)表示入射了波长λ的光时在光学膜的面内方向折射率成为最大的慢轴方向x上的折射率;
ny(λ)表示入射了波长λ的光时在光学膜的面内方向与所述慢轴方向x垂直的方向y上的折射率;
nz(λ)表示入射了波长λ的光时光学膜的厚度方向z上的折射率;
d(nm)表示光学膜的厚度)
进而,由所得到的R0(450)和R0(550)计算出R0(450)/R0(550);由所得到的R0(550)和R0(650)计算出R0(550)/R0(650)。
光学膜的面内的慢轴和膜的宽度方向形成的角θ(取向角)优选为40°以上且50°以下。取向角在上述范围时,通过将从辊体卷出、相对于长度方向在倾斜方向具有慢轴的光学膜和从辊体卷出、具有与长度方向平行的透过轴的起偏镜膜以长度方向相互彼此重叠的方式以辊对辊贴合,可以容易地制造圆偏振片。由此,膜的切损少,在生产上是有利的。光学膜的取向角θ的测定可以利用自动双折射仪KOBRA-21ADH(王子计测机器)进行测定。
光学膜优选Nz=Rth(550)/R0(550)+0.5满足下述式(d)的关系。Nz值为以下的范围内时,与面内方向的相位差R0相比,厚度方向的相位差Rth相对变小,因此,可以降低包含本发明的光学膜的显示装置在倾斜方向的色彩变化。
(d)0≤Nz=Rth(550)/R0(550)+0.5≤1
式(I):R0(λ)=(nx(λ)-ny(λ))×d(nm)
式(II):Rth(λ)={(nx(λ)+ny(λ))/2-nz(λ)}×d(nm)
在(式(I)及(II)中,
nx(λ)表示入射了波长λ的光时在光学膜的面内方向折射率成为最大的慢轴方向x上的折射率;
ny(λ)表示入射了波长λ的光时在光学膜的面内方向与所述慢轴方向x垂直的方向y上的折射率;
nz(λ)表示入射了波长λ的光时在光学膜的厚度方向z上的折射率;
d(nm)表示光学膜的厚度)
从为了减少热或湿度引起的相位差的变动等方面考虑,光学膜的厚度优选为250μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为70μm以下。另一方面,为了显现一定以上的膜强度或相位差,光学膜的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上。光学膜的厚度在上述范围内时,从显示装置的薄型化、生产性的观点出发,是优选的。
光学膜的雾度(总雾度)优选低于1%,更优选为0.5%以下,进一步优选为0.2%以下。雾度为1%以上时,膜的透明性有时降低,作为光学膜有时功能不充分。
光学膜的雾度(总雾度)可以根据JIS K-7136、用雾度仪(日本电色株式会社制NDH-2000)进行测定。雾度仪的光源为5V9W的卤灯,受光部可以设为硅光电池(带有相对可见度过滤器)。雾度的测定可以在23℃、55%RH的条件下进行。
光学膜的可见光透射率优选为90%以上,更优选为93%以上。根据本发明的光学膜的JIS-K7127-1999进行测定的至少一个方向的断裂伸长率优选为10%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上。
本发明的光学膜面内方向的相位差高,且显示充分的逆波长分散性。因此,本发明的光学膜在宽波长区域内具有高的相位差。
本发明的光学膜用作有机EL显示装置或液晶显示装置等图像显示装置的光学膜;具体而言,用作偏振片保护膜、相位差膜、光学补偿膜、防反射膜,优选用作λ/4相位差膜。
λ/4相位差膜具有给定的光的波长(通常可见光区域)的约1/4的面内方向的相位差R0。λ/4相位差膜优选由本发明的光学膜的单层构成。λ/4相位差膜优选用作有机EL显示装置的防反射膜。
2.光学膜的制造方法
本发明的光学膜可以用溶液流延法或熔融流延法来制造。从抑制光学膜的着色及异物缺陷、模具划痕等光学缺陷的观点来看,优选为溶液流延法;从抑制溶剂残留于光学膜的观点考虑,优选为熔融流延法。
A)溶液流延法
用溶液流延法制造含有纤维素乙酸酯的光学膜的方法包含如下工序:A1)至少使纤维素乙酸酯和根据需要使用的其它添加剂溶解于溶剂中来制备胶浆的工序;A2)将胶浆流延在环形金属支持体上的工序;A3)从流延的胶浆使溶剂蒸发而制成湿膜的工序;A4)从金属支持体上将湿膜剥离的工序,A5)将湿膜干燥后,进行拉伸而得到膜的工序。
A1)胶浆制备工序
在溶解釜中,使纤维素乙酸酯和根据需要使用的其它添加剂溶解于溶剂中来制备胶浆。
溶剂只要是溶解纤维素乙酸酯、其它添加剂等的溶剂,就可以没有限制地使用。例如,作为氯类有机溶剂,可以列举二氯甲烷,作为非氯类有机溶剂,可以列举:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环、1,4-二噁烷、环己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙酮、1,3-二氟-2-丙酮、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙酮、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙酮、2,2,3,3,3-五氟-1-丙酮、硝基乙烷等,可以优选使用二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮等。
胶浆优选进一步含有1~40质量%的碳原子数1~4的直链或支链链状的脂肪族醇。胶浆中的醇的比率高时,湿膜发生凝胶化,容易从金属支持体上剥离。另一方面,胶浆中的醇的比率少时,可以促进非氯类有机溶剂类中的纤维素乙酸酯的溶解。
碳原子数1~4的直链或支链链状的脂肪族醇的实例包括甲醇、乙醇、正丙酮、异丙酮、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇等。其中,从胶浆的稳定性高、沸点较低、干燥性高等方面考虑,优选乙醇。
其中,溶剂优选为二氯甲烷和碳原子数1~4的直链或支链链状的脂肪族醇的混合物。
为了降低干燥负荷,优选胶浆中的纤维素乙酸酯的浓度高,但纤维素乙酸酯的浓度过高时,难以进行过滤。因此,胶浆中的纤维素乙酸酯的浓度优选为10~35质量%,更优选为15~25质量%。
使纤维素乙酸酯溶解于溶剂中的方法例如可以为在加热及加压下使其溶解的方法。从提高纤维素乙酸酯的溶解性的观点考虑,优选加热温度高,但当其过高时,需要提高压力,生产性下降。因此,加热温度优选为45~120℃。
添加剂可以分批添加于胶浆中,也可以另行准备添加剂溶解液而在线添加。特别是为了减少对过滤材料的负荷,优选将微粒的一部分或总量在线添加。
在线添加添加剂溶解液的情况下,为了容易与胶浆混合,优选溶解少量的热塑性树脂。优选的热塑性树脂的含量相对于溶剂100质量份为1~10质量份,可以更优选为3~5质量份。
在线添加及混合优选使用例如静态混合器(东丽工程制)、SWJ(东丽静止型管内混合器Hi-Mixer)等在线混合器等。
在得到的胶浆中,有时含有例如作为原料的纤维素乙酸酯中所含的杂质等不溶物。这种不溶物在得到的膜中可能成为亮点异物。为了除去这种不溶物等,优选将得到的胶浆进一步过滤。
优选进行胶浆的过滤,使得所得到的膜中的亮点异物数为一定以下。具体而言,直径为0.01mm以上的亮点异物的数目为200个/cm2以下,优选为100个/cm2以下,更优选为50个/cm2以下,进一步优选为30个/cm2以下,特别优选为10个/cm2以下。
直径为0.01mm以下的亮点异物也优选为200个/cm2以下,更优选为100个/cm2以下,进一步优选为50个/cm2以下,再进一步优选为30个/cm2以下,特别优选为10个/cm2以下,最优选为完全没有。
膜的亮点异物的数目可以用以下的步骤进行测定。
1)将2张偏振片配置成正交尼科耳状态,在它们之间配置所得到的膜。
2)从一个偏振片一侧照射光,并从另一个偏振片一侧进行观察,此时,计数光泄漏而看到的点(异物)的数目。
A2)流延工序
使胶浆从加压模头的狭缝流延到环状金属支持体上。
作为金属支持体,优选使用用不锈钢带或铸件将表面进行了电镀抛光的辊筒等。优选对金属支持体的表面进行镜面抛光。
浇铸的宽度可以设为1~4m。流延工序的金属支持体的表面温度设定为-50℃~溶剂沸腾而不起泡的温度以下。温度高时,可以加快湿膜的干燥速度,因此优选,但过高时,有时湿膜起泡,或平面性降低。
金属支持体的表面温度优选为0~100℃,更优选为5~30℃。另外,可以对金属支持体进行冷却,使湿膜凝胶化从而能够以较多地含有残留溶剂的状态从辊筒上剥离。
金属支持体的温度调整方法没有特别限制,有吹暖风或冷风的方法、或使温水与金属支持体的背侧接触的方法。使用温水时可有效地进行热的传递,因此,金属支持体的温度达到一定所需的时间短,故优选。
使用暖风的情况下,考虑溶剂的蒸发潜热引起的湿膜的温度降低,有时使用溶剂的沸点以上的暖风,同时还防止起泡,并且使用比目标温度高的温度的风。特别优选在从流延至剥离之间变更支持体的温度及干燥风的温度,从而有效地进行干燥。
A3)溶剂蒸发工序
将湿膜(将胶浆流延在金属支持体上而得到的胶浆膜)在金属支持体上进行加热,使溶剂蒸发。湿膜的干燥方法及干燥条件可以与上述的A2)流延工序同样。
A4)剥离工序
将在金属支持体上使溶剂蒸发后的湿膜在金属支持体上的剥离位置上进行剥离。
为了提高所得到的膜的平面性,在金属支持体上的剥离位置上剥离时的湿膜的残留溶剂量优选为10~150质量%,更优选为20~40质量%或60~130质量%,进一步优选为20~30质量%或70~120质量%。
湿膜的残留溶剂量用下式定义。
残留溶剂量(%)=(湿膜的加热处理前质量-湿膜的加热处理后质量)/(湿膜的加热处理后质量)×100
需要说明的是,测定残留溶剂量时的加热处理是指在115℃下进行1小时的加热处理。
A5)干燥及拉伸工序
使从金属支持体上剥离而得到的湿膜根据需要进行干燥后,进行拉伸。湿膜的干燥可以一边将湿膜利用配置于上下的多个辊输送,一边进行干燥,也可以一边用夹具固定湿膜的两端部来进行输送,一边进行干燥。
湿膜的干燥方法可以为用热风、红外线、加热辊及微波等进行干燥的方法,从简便方面考虑,优选用热风进行干燥的方法。
通过湿膜的拉伸,得到具有所期望的相位差的光学膜。光学补偿膜的相位差可以通过调整施加于湿膜的张力的大小来控制。
湿膜的拉伸在湿膜的宽度方向(TD方向)、输送方向(MD方向)、或倾斜方向的任意一个以上的方向进行。为了使得到的光学膜的面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为40~50°,至少在倾斜方向进行拉伸,具体而言、优选在相对于湿膜的宽度方向为45°方向进行拉伸。
由此,仅将从辊体卷出且在长度方向具有透过轴的偏振膜、和从辊体卷出且以相对于长度方向为45°的角度具有慢轴的光学膜按照长度方向相互叠合的方式以辊对辊贴合,就可以容易地制造圆偏振片。因此,可以减少膜的切损,生产上是有利的。
湿膜的拉伸可以为单向拉伸,也可以为双向拉伸。双向拉伸可以为依次双向拉伸,也可以为同时双向拉伸。
拉伸倍率也取决于所得到的光学膜的膜厚或所求出的相位差,例如在倾斜方向可以为1.5~2.5倍。
湿膜的拉伸温度可以优选为120~230℃,更优选为150~220℃,进一步优选为超过150℃且210℃以下。
湿膜的拉伸方法没有特别限制,可以是对多个辊赋予周速差、利用辊周速差在其间沿流延方向(MD方向)进行拉伸的方法(辊拉伸法),用夹具或栓销固定湿膜的两端,面向流延方向(MD方向)扩展夹具或栓销的间隔而在流延方向(MD方向)进行拉伸,或在宽度方向(TD方向)扩展从而在宽度方向(TD方向)进行拉伸,或在流延方向(MD方向)和宽度方向(TD方向)两个方向扩展而在流延方向(MD方向)和宽度方向(TD方向)两个方向进行拉伸的方法等(拉幅机拉伸法)等。为了在倾斜方向进行拉伸,可以使用能够利用左右把持方法左右独立地控制湿膜的把持长度(从把持开始至把持结束的距离)的拉幅机。也可以组合这些拉伸方法。
具有在倾斜方向进行拉伸的机构的拉伸装置的实例包括日本特开2003-340916号公报的实施例1中记载的拉伸装置、日本特开2005-284024号公报的图1中记载的拉伸装置、日本特开2007-30466号公报中记载的拉伸装置、日本特开2007-94007号公报的实施例1中使用的拉伸装置等。
拉伸开始时的湿膜的残留溶剂可以优选设为20质量%以下,更优选设为15质量%以下。
使拉伸后的膜根据需要进行干燥后,进行卷绕。膜的干燥与上述同样,既可以一边将膜利用配置于上下的多个辊输送,一边进行干燥(辊方式),也可以一边用夹具固定湿膜的两端部而输送,一边进行干燥(拉幅机方式)。
B)熔融流延法
用熔融流延法制造本发明的光学膜的方法包含如下工序:B1)制造熔融颗粒的工序(颗粒化工序);B2)将熔融颗粒进行熔融混炼之后,进行挤出的工序(熔融挤出工序);B3)将固化熔融树脂进行冷却而得到湿膜的工序(冷却固化工序);B4)将湿膜进行拉伸的工序(拉伸工序)。
B1)颗粒化工序
含有作为光学膜的主成分的热塑性树脂的树脂组合物优选预先混炼并颗粒化。颗粒化可以用公知的方法进行,例如,将含有所述热塑性树脂和根据需要而使用的增塑剂等添加剂的树脂组合物用挤出机进行熔融混炼之后,从模头中以线状挤出。可以将以线状挤出的熔融树脂进行水冷或空气冷却之后,进行切割而得到颗粒。
为了防止分解,颗粒的原材料优选在供给至挤出机之前进行干燥。
抗氧剂和热塑性树脂的混合既可以以彼此为固体的形式混合,也可以使溶解于溶剂中的抗氧剂浸渗于热塑性树脂而混合,还可以对热塑性树脂喷雾抗氧剂来进行混合。另外,从为了防止颗粒的原材料的劣化等方面考虑,挤出机的给料机部分及模头的出口部分的周边的氛围优选为除湿的空气或氮气等氛围。
在挤出机中,优选以不产生树脂劣化(分子量的降低、着色及凝胶的生成等)的方式、在低剪切力或低温度下进行混炼。例如,用双螺杆挤出机进行混炼的情况下,优选使用深槽型螺杆,使2个螺杆的旋转方向为同向。为了均匀地进行混炼,优选使2个螺杆形状相互啮合。
也可以不使含有热塑性树脂的树脂组合物颗粒化、而是将未进行熔融混炼的热塑性树脂直接作为原料用挤出机进行熔融混炼来制造光学膜。
B2)熔融挤出工序
将得到的熔融颗粒和根据需要而使用的其它添加剂从料斗供给至挤出机。从为了防止颗粒的氧化分解等方面考虑,颗粒的供给优选在真空下、减压下或非活性气体氛围下进行。然后,用挤出机将熔融颗粒和根据需要而使用的其它添加剂(膜材料)进行熔融混炼。
挤出机内的膜材料的熔融温度也取决于膜材料的种类,在将膜的玻璃化转变温度设为Tg℃时,优选为Tg℃~(Tg+100)℃的范围,更优选为(Tg+10)℃~(Tg+90)℃的范围。
而且,将增塑剂或微粒等添加剂在挤出机的中途添加的情况下,为了将这些成分均匀地混合,可以在挤出机的下游侧进一步配置静态混合器等混合装置。
将从挤出机挤出的熔融树脂根据需要用叶盘式过滤器等过滤后,用静态混合器等进一步混合,从模头中以膜状挤出。
挤出流量优选使用齿轮泵使其稳定化。另外,用于除去异物的叶盘式过滤器优选为不锈钢纤维烧结过滤器。不锈钢纤维烧结过滤器在制作出复杂地互相缠绕有不锈钢纤维体的状态的基础上进行压缩,将接触处烧结并一体化,根据其纤维的粗度和压缩量而改变密度,从而可以调整过滤精度。
模头的出口部分中的树脂的熔融温度Tm可以设为200~300℃左右。
B3)冷却固化工序
用冷却辊和弹性接触辊夹持从模头挤出的树脂,使膜状的熔融树脂为给定的厚度。然后,将膜状的熔融树脂用多个冷却辊阶段性地冷却并使其固化。
将得到的膜的玻璃化转变温度设为Tg(℃)时,冷却辊的表面温度Tr1可以设为Tg(℃)以下。多个冷却辊的表面温度可以不同。
弹性接触辊也称为夹压旋转体。弹性接触辊也可以使用市售的弹性接触辊。弹性接触辊侧的膜表面温度Tt可以设为膜的Tg以上且Tg+110℃以下。
用剥离辊等将从冷却辊中固化的膜状的熔融树脂剥离,得到湿膜。剥离膜状的熔融树脂时,为了防止得到的湿膜的变形,优选调整张力。
B4)拉伸工序
将得到的湿膜用拉伸机进行拉伸而得到膜。拉伸在湿膜的宽度方向(TD方向)、输送方向(MD方向)或倾斜方向的任意一个以上的方向进行。为了使得到的光学膜的面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ1为40~50°,至少在倾斜方向进行拉伸,具体而言,优选在相对于湿膜的宽度方向为45°方向进行拉伸。
湿膜的拉伸方法、拉伸倍率及拉伸温度可以设为与上述相同。
3.圆偏振片
本发明的圆偏振片包含起偏镜(直线偏振膜)和配置在其至少一个面上的本发明的光学膜。本发明的光学膜既可以直接配置在起偏镜上,也可以隔着其它层或膜而配置。
起偏镜可以为碘类偏振膜、使用了二色染料的染料类偏振膜或多烯类偏振膜。一般而言,碘类偏振膜及染料类偏振膜可以是将聚乙烯醇类膜进行单轴拉伸后、用碘或二色性染料染色而得到的膜,也可以是将聚乙烯醇类膜用碘或二色性染料染色后、进行单向拉伸的膜(优选进一步用硼化合物实施了耐久性处理的膜)。起偏镜的透过轴与膜的拉伸方向平行。
聚乙烯醇类膜可以是将聚乙烯醇水溶液制膜而得到的膜。从偏振光性能及耐久性能优异、色斑少等方面考虑,聚乙烯醇类膜优选为乙烯改性聚乙烯醇膜。
二色性色素的实例包括偶氮类色素、茋类色素、吡唑啉酮类色素、三苯基甲烷类色素、喹啉类色素、噁嗪类色素、噻嗪类色素及蒽醌类色素等。
起偏镜的厚度优选为5~30μm,更优选为10~20μm。
起偏镜的透过轴和本发明的光学膜的面内慢轴交叉的角度优选为40~50°。
在起偏镜和本发明的光学膜之间可以进一步配置反射偏振片。反射偏振片使与起偏镜的透过轴平行方向的直线偏振光透过,并反射与透过轴不同方向的直线偏振光。具有这种圆偏振片的有机EL显示装置,其发光层发出的光更多,可以射出至外侧。
反射偏振片的实例包括在一个方向交替叠层了折射率不同的高分子薄膜而成的双折射光起偏镜(日本特表平8-503312号公报中记载)、或具有胆甾结构的偏光分离膜(日本特开平11-44816号公报中记载)等。另外,可以在起偏镜的表面进一步配置保护膜。
在起偏镜的一个面上配置本发明的光学膜的情况下,在起偏镜的另一个面上可以配置本发明的光学膜以外的透明保护膜。透明保护膜没有特别限制,可以为通常的纤维素酯膜等。作为纤维素酯膜的实例,优选使用市售的纤维素酯膜(例如,Konica Minolta TACKC8UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY-HA、KC8UX-RHA、KC8UXW-RHA-C、KC8UXW-RHA-NC、KC4UXW-RHA-NC、以上为Konica Minolta Opto(株)制)。
透明保护膜的厚度没有特别限制,可以设为10~200μm左右,优选为10~100μm,更优选为10~70μm。
在透明保护膜或λ/4相位差膜配置在显示器的最表面等的情况下,在该透明保护膜或λ/4相位差膜的最表面可以进一步设置透明硬涂层、防眩层、防反射层等。
圆偏振片可以经过贴合起偏镜和本发明的光学膜的步骤而制造。贴合所使用的粘接剂优选使用例如完全皂化型聚乙烯醇水溶液等。
圆偏振片可以优选用于后述的有机EL显示装置或液晶显示装置等图像显示装置。
4.图像显示装置
本发明的图像显示装置包含本发明的光学膜。本发明的图像显示装置的实例包括有机EL显示装置或液晶显示装置等。
图2是表示有机EL显示装置的构成的一例的示意图。如图2所示,有机EL显示装置10依次具有光反射电极12、发光层14、透明电极层16、透明基板18和圆偏振片20。圆偏振片20具有λ/4相位差膜20A和起偏镜(直线偏振膜)20B;可以将λ/4相位差膜20A设为本发明的光学膜。
光反射电极12优选由光反射率高的金属材料构成。金属材料的实例包括Mg、MgAg、MgIn、Al、LiAl等。光反射电极12的表面越平坦,越可以防止光的漫反射,因此优选。
光反射电极12可以利用溅射法形成。光反射电极12可以进行图案形成。图案形成可以通过蚀刻来进行。
发光层14包含R(红)发光层、G(绿)发光层及B(蓝)发光层。各发光层含有发光材料。发光材料可以为无机化合物,也可以为有机化合物,优选为有机化合物。
各发光层可以进一步含有电荷传输材料,从而进一步具有作为电荷传输层的功能,也可以进一步含有空穴传输材料,从而进一步具有作为空穴传输层的功能。各发光层不含电荷传输材料或空穴传输材料的情况下,有机EL显示装置10可以进一步具有电荷传输层或空穴传输层。
各发光层可分别进行图案形成而得到。图案形成可以使用光掩模等来进行。发光层14可以将发光材料进行蒸镀等来形成。
一般而言,透明电极层16可以为ITO电极。透明电极层16可以利用溅射法等来形成。透明电极层16可以进行图案形成。图案形成可以通过蚀刻来进行。
透明基板18只要是能够使光透过的基板即可,可以为玻璃基板、塑料膜或薄膜等。
圆偏振片20如下配置:使得λ/4相位差膜20A侧为透明基板18侧、起偏镜20B侧为可视侧。
本发明的有机EL显示装置使光反射电极12和透明电极层16之间通电时,发光层14发光,可以显示图像。另外,通过R(红)发光层、G(绿)发光层及B(蓝)发光层的各自可通电地构成,可以进行全彩色图像的显示。
本发明的光学膜或包含该光学膜的圆偏振片可以不仅适用于具有上述的构成的有机EL显示装置,而且也适用于国际专利申请第96/34514号、日本特开平9-127885号公报及日本特开平11-45058号公报中记载的有机EL显示装置。该情况下,代替预先设置的有机EL显示装置的防反射方法,或与其同时配置本发明的光学膜或圆偏振片即可。另外,本发明的光学膜或圆偏振片也可以适用于例如“场致发光显示器”(猪口敏夫著、工业图书株式会社、1991年发行)中记载的无机EL显示装置。
图3是说明圆偏振片20的防反射功能的示意图。如图3所示,圆偏振片20具有起偏镜(LP)20B和配置在其一个面上的λ/4相位差膜20A。
光(包含a1及b1)从外部与有机EL显示装置的显示画面的法线平行地入射时,仅与起偏镜(LP)20B的透过轴方向平行的直线偏振光(b1)通过起偏镜(LP)20B。不与起偏镜(LP)20B的透过轴方向平行的其它直线偏振光(a1)被起偏镜(LP)20B吸收。通过了起偏镜(LP)20B的直线偏振光成分(b2)通过λ/4相位差膜20A,由此变换为圆偏振光(c2)。圆偏振光(c2)在有机EL显示装置的光反射电极12(参照图1)中被反射时,成为反转的圆偏振光(c3)。反转的圆偏振光(c3)通过λ/4相位差膜20A,由此变换为相对于起偏镜(LP)20B的透过轴方向垂直方向的直线偏振光(b3)。该直线偏振光(b3)不能通过起偏镜(LP)20B而被吸收。
这样一来,从外部入射至有机EL显示装置的光(包含a1及b1)全部被起偏镜(LP)20B吸收,因此,即使在有机EL显示装置的光反射电极中反射,也不射出至外部。因此,可以防止背景的映入引起的图像显示特性的降低。
而且,由于本发明的λ/4相位差膜20A显示充分的逆波长分散性,因此,可以对宽波长区域的光赋予λ/4的相位差。因此,可以使从外部入射的光的大部分不泄漏至显示装置的外部。由此,可以抑制使有机EL显示装置黑显示时的“正面方向的漏光”,从而防止反射。
此外,本发明的λ/4相位差膜20A具有充分的逆波长分散性,且可以使膜的厚度变薄。因此,可以缩小正面方向的色彩和倾斜方向的色彩之差。其结果,可以提高来自倾斜方向的可视性。
另外,来自有机EL显示装置的内部的光、即来自发光层14(参照图1)的光包含两种圆偏振光成分(c3及c4)。一个圆偏振光(c3)通过λ/4相位差膜20A,由此变换为与起偏镜(LP)20B的透过轴方向垂直方向的直线偏振光(b3)。而且,直线偏振光(b3)不能通过起偏镜(LP)20B而被吸收。另一个圆偏振光(c4)通过λ/4相位差膜20A,由此变换为与起偏镜(LP)20B的透过轴方向平行的直线偏振光(b4)。而且,直线偏振光(b4)通过起偏镜(LP)20B而成为直线偏振光(b4),作为图像被认识。
在起偏镜(LP)20B和λ/4相位差膜20A之间可以进一步配置反射与起偏镜(LP)20B的透过轴方向垂直方向的直线偏振光(b3)的反射偏振片(未图示)。反射偏振片使直线偏振光(b3)在起偏镜(LP)20B中不被吸收而反射,将其在光反射电极12(参照图1)中再次反射,可以变换为与起偏镜(LP)20B的透过轴方向平行的直线偏振光(b4)。即,通过进一步配置反射偏振片,可以使发光层发出的光全部(c3及c4)射出至外侧。
图4是示出液晶显示装置的构成的一例的示意图。如图4所示,液晶显示装置30具有液晶盒40、夹持其的第一偏振片50及第二偏振片60、以及背光灯70。
液晶盒40的显示方式没有特别限制,包括:TN(扭曲向列,Twisted Nematic)方式、STN(超扭曲向列,Super Twisted Nematic)方式、IPS(平面转换,In-Plane Switching)方式、OCB(光学补偿弯曲排列,Optically Compensated Birefringence)方式、VA(垂直排列,Vertical Alignment)方式(MVA;多区域垂直排列,Multi-domain Vertical Alignment或PVA;也包括图案式垂直排列,Patterned Vertical Alignment)、HAN(混合排列向列,Hybrid Aligned Nematic)方式等。为了提高对比度,优选为VA(MVA、PVA)方式。
VA方式的液晶盒具有一对透明基板和夹持于它们之间的液晶层。
在一对透明基板中,一个透明基板上配置用于对液晶分子施加电压的像素电极。对置电极既可以配置在(配置有像素电极的)上述一个透明基板上,也可以配置在另一个透明基板上。
液晶层含有具有负或正的介电常数各向异性的液晶分子。液晶分子利用设置于透明基板的液晶层侧的面的取向膜的取向控制力,在电压无施加时(在像素电极和对置电极之间不产生电场时),液晶分子的长轴相对于透明基板的表面以成为大致垂直的方式取向。
在这样构成的液晶盒中,通过对像素电极施加图像信号(电压),在像素电极和对置电极之间产生电场。由此,使相对于透明基板的表面垂直地进行初期取向的液晶分子以其长轴相对于基板面成为水平方向的方式取向。这样,驱动液晶层,使各副像素的透过率及反射率变化而进行图像显示。
第一偏振片50配置在可视侧,具有第一起偏镜52和夹持第一起偏镜52的保护膜54(F1)及56(F2)。第二偏振片60配置在背光灯70侧,具有第二起偏镜62和夹持第二起偏镜62的保护膜64(F3)及保护膜66(F4)。保护膜56(F2)和64(F3)的一个可以根据需要省略。
可以将保护膜54(F1)、56(F2)、64(F3)及66(F4)中的任一个设为本发明的光学膜。
实施例
以下,参照实施例,对本发明更详细地进行说明。但不应解释为本发明的范围限定于这些实施例。
1.膜的材料
1)热塑性树脂
表1示出实施例或比较例中使用的树脂。
[表1]
树脂(V):Dianal BR-85(三菱人造丝(株)制)
树脂(VI)的颗粒的制造
(合成例1)
在带有搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮导入管的反应釜中加入204kg甲基丙烯酸甲酯(MMA)、51kg 2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)、249kg甲苯。一边向其中通过氮一边升温至105℃,进行了回流,此时,添加281g作为聚合引发剂的过氧化异壬酸叔戊酯(ATOFINA吉富制、商品名:Lupasol 570),一边进一步用2小时滴加由561g的聚合引发剂和5.4kg的甲苯构成的溶液,一边在回流下(约105~110℃)进行溶液聚合。然后,进一步熟化4小时。
在得到的聚合物溶液中加入255g的磷酸十八烷基酯/磷酸二(十八烷基)酯混合物(堺化学制、商品名:Phoslex A-18),在回流下(约90~110℃)下进行2小时环化缩合反应。
接着,将上述环化缩合反应得到的聚合物溶液以树脂量换算计为15kg/小时的处理速度导入机筒温度250℃、转速150rpm、减压度13.3~400hPa(10~300mmHg)、后带数1个、前带数4个的带式螺杆双轴挤出机(Φ=42mm、L/D=42)中,在该挤出机内进行环化缩合反应和脱挥发并挤出。将挤出的熔融树脂水冷之后,进行切割,得到了透明的耐热丙烯酸类树脂的颗粒。
接着,在由Φ50mm、具有多条螺纹结构的混合部的全螺纹式螺杆构成的L/D=36的单螺杆挤出机中投入上述制作的耐热丙烯酸类树脂的颗粒90质量份、AS树脂(旭化成化学株式会社制Styrac AS783)10质量份及乙酸锌0.04质量份,进行了熔融混炼。熔融混炼以机筒设定温度270℃、处理速度50kg/小时进行。然后,将熔融树脂挤出,水冷之后进行切割,得到了树脂(VI)的颗粒。
得到的树脂(VI)的颗粒的重均分子量为11万,内酯环含有比例为28.5%。
2)用于本发明的化合物
比较化合物
[表4]
[表5]
(溶液吸收光谱的测定)
使表2~5的化合物溶解于四氢呋喃(无稳定剂)中,得到浓度10-4mol/L的溶液。将得到的溶液放入石英测定池(10mm长四边形池)中,使用紫外可视红外分光光度计(U-570、日本分光株式会社制)测定溶液在波长区域200~350nm范围的吸光度。
将得到的溶液吸收光谱的波长区域200~350nm范围中的长波长侧的极大吸收的波长设为λmax1,将λmax1下的吸光度设为Abs1;将短波长侧的极大吸收的波长设为λmax2,将λmax2下的吸光度设为Abs2。然后,测定了(λmax1-λmax2)和吸光度比Abs1/Abs2。
(化合物的长宽比)
用上述方法计算出表2~5的化合物的长宽比。
(面内相位差提升灵敏度)
1)制作含有热塑性树脂和相对于该热塑性树脂为1重量%的表2~5的化合物的50mm×50mm×厚度60μm的样品膜,利用上述方法计算出样品膜在面内方向的相位差灵敏度A。
2)另一方面,除不含表2~5的化合物之外,与上述1)同样地操作,制作空白膜,测定了空白膜在面内方向的相位差灵敏度B。
面内相位差提升灵敏度=(样品膜在面内方向的相位差灵敏度A)-(空白膜在面内方向的相位差灵敏度B)
2.光学膜的制造
(比较例1)
(光学膜1的制造)
微粒分散液1的制备
将下述成分用溶解棒搅拌混合50分钟后,用Manton-Gaulin进行分散,得到了微粒分散液1。
(微粒分散液1)
微粒(Aerosil R972V日本Aerosil(株)制):11质量份
乙醇:89质量份
微粒添加液1的制备
一边充分搅拌一边将得到的微粒分散液1缓慢地添加到投入了二氯甲烷的溶解罐中。用立式球磨机使得到的溶液分散,并使得微粒的次级粒子的粒径达到给定的大小,然后用日本精线(株)制造的Finemet NF过滤,得到了微粒添加液1。
(微粒添加液1)
二氯甲烷:99质量份
微粒分散液1:5质量份
(胶浆液的制备)
在加压溶解罐中投入二氯甲烷和乙醇,一边进一步搅拌一边投入树脂(I)、糖酯化合物、比较化合物(i)及微粒添加液1。将得到的溶液进行加热,一边搅拌一边使其完全溶解。使用安积滤纸(株)制造的安积滤纸No.244过滤得到的溶液,得到了胶浆液。
(胶浆液的组成)
二氯甲烷:520质量份
乙醇:45质量份
树脂(I):100质量份
下述的糖酯化合物A:5质量份
比较化合物(i):5质量份
微粒添加液1:1质量份
[化学式35]
糖脂化合物A
使用环形带流延装置将得到的胶浆液均匀地流延到不锈钢带支持体上。在不锈钢带支持体上将进行了流延(浇铸)的胶浆膜中的溶剂蒸发至残留溶剂量为75%,然后从不锈钢带支持体上将得到的湿膜剥离。一边将剥离而得到的湿膜用拉幅机拉伸装置的夹具把持,一边输送。然后,一边将得到的膜在干燥区内用多个辊输送,一边干燥。然后,用激光切割机切开除去用拉幅机夹具把持的膜的宽度方向端部之后,卷绕而得到了膜卷。
卷出得到的膜卷,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃的温度下、以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到膜厚85μm的光学膜1。得到的光学膜1的面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
对得到的光学膜用上述的方法测定R0(450)、R0(550)及R0(650),由这些数值计算出波长分散性。另外,测定23℃、55%RH的条件下的雾度,计算出Nz系数。各自的值示于表6。
3.圆偏振片的制作
起偏镜的制作
将厚度120μm的聚乙烯醇膜在拉伸温度110℃、拉伸倍率5倍的条件下进行单向拉伸。将得到的膜在由碘0.075g、碘化钾5g、水100g构成的水溶液中浸渍60秒钟之后,浸渍于由碘化钾6g、硼酸7.5g、水100g构成的68℃的水溶液。将得到的膜进行水洗、干燥,得到了厚度20μm的起偏镜。
偏振片1的制作
将上述制作的光学膜1的与起偏镜的贴合面进行碱皂化处理。同样地,准备KonicaMinolta TAC膜KC6UA(Konica Minolta Opto(株)制),将与该起偏镜的贴合面进行了碱皂化处理。然后,在起偏镜的一个面上通过作为粘合剂的聚乙烯醇5%水溶液贴合光学膜1;在起偏镜的另一个面上通过聚乙烯醇5%水溶液贴合Konica Minolta TAC膜KC6UA(KonicaMinolta Opto(株)制),制作了圆偏振片1。光学膜1和起偏镜的贴合以起偏镜的透过轴和光学膜1的慢轴形成的角度为45°的方式进行。
4.显示装置的制作
在玻璃基板上利用溅射法形成由厚度80nm的铬形成的光反射电极;在该光反射电极上形成作为阳极的厚度40nm的ITO薄膜。接着,在该阳极上利用溅射法形成由厚度80nm的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)形成的空穴传输层;在该空穴传输层上使用障板分别图案形成RGB的发光层(红色发光层、绿色发光层及蓝色发光层)。发光层的厚度各色均为100nm。红色发光层将作为主体的三(8-羟基喹啉)合铝(Alq3)和发光性化合物[4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran](DCM)通过共蒸镀(质量比99:1)而形成;绿色发光层将作为主体的Alq3和发光性化合物香豆素6通过共蒸镀(质量比99:1)而形成;蓝色发光层将作为主体的Balq和发光性化合物Perylene进行共蒸镀(质量比90:10)而形成。
[化学式36]
在得到的RGB的发光层上,利用真空蒸镀法形成作为可以有效地注入电子的第1阴极的由功函数低的钙形成的厚度4nm的薄膜;在该第1阴极上形成作为第2阴极的由厚度2nm的铝形成的薄膜,得到了有机发光层。用溅射法在用作第2阴极的铝上成膜透明电极时,作为第1阴极的钙具有防止化学变质的作用。
接着,在第2阴极上利用溅射法形成由ITO形成的厚度80nm的透明导电膜(将第1阴极、第2阴极及透明导电膜同时设为透明电极层)。而且,在透明导电膜上利用CVD法形成由氮化硅形成的厚度200nm的薄膜,作为绝缘膜(透明基板)。
在得到的绝缘膜(透明基板)上通过粘合剂贴合圆偏振片1,制作了有机场致发光显示装置1。圆偏振片1的贴合以光学膜1成为绝缘膜侧的方式进行。
用以下的方法评价所得到的显示装置的正面方向的漏光和倾斜方向的色彩变化。
(正面方向的漏光)
用设置于距离显示装置的显示画面60cm的位置的市售的desk stand(MITSUBISHIinverter BB giraffe),在对显示画面照射光的状态下,在显示装置中显示黑图像1小时。黑图像的显示设为不使发光层发光的状态。然后,用设置于距离显示装置的显示画面1m的位置的亮度计(Konica Minolta公司制:CS-2000)、相对于显示画面的法线在倒角0.2°以内的视野内测定了亮度。另外,在距离显示装置的显示画面1m的位置,观察者对显示画面的黑色度或色彩的交错进行了官能评价。正面方向的漏光的评价基于以下基准进行。
◎:亮度小于2cd/m2,且缩紧为黑色,可以看到。
○:亮度为2cd/m2以上且3cd/m2以内,且缩紧为黑色,可以看到。
×:亮度大于3cd/m2,或看不到黑色,着色后可以看到。
(倾斜方向的色彩变化)
在23℃、55%RH的恒温恒湿室中,用设置于距离显示装置的显示画面60cm位置的市售的desk stand(MITSUBISHI inverter BB giraffe),在对显示画面照射光的状态下,在显示装置中显示黑图像1小时。黑图像的显示设为不使发光层发光的状态。然后,对显示装置的显示画面的从正面方向观察时的发黑程度、和从相对于显示画面的法线为45°的方向的观察时的发黑程度进行官能评价,将其差进行了比较。倾斜方向的色彩的评价基于以下基准而进行。
◎:在正面方向和倾斜方向完全发黑,不能看到变化。
○:在正面方向和倾斜方向可看到微小的黑色差异,但不是令人担心的程度。
×:在正面方向和倾斜方向外光反射不同,是令人担心的程度。
(比较例2~10、实施例1~3)
光学膜2~13的制造
除将比较化合物i变更为表6中记载的化合物之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了膜厚85μm的光学膜2~13。任一种膜的面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ均为45°。
显示装置2~13的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜2~13,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片2~13及显示装置2~13,并进行了显示装置的评价。
可知:实施例1~3的光学膜的面内相位差值(R0(550))和Nz系数、波长分散特性(R0(450)/R0(550)及R0(550)/R0(650))均被调整为给定的范围。而且得知:包含实施例1~3的光学膜的显示装置可以抑制黑显示时的正面方向的漏光和倾斜方向的色彩变化这两者。
另一方面可知:比较例1~10的光学膜由于化合物的溶液吸收光谱或长宽比、面内相位差提升灵敏度不满足给定的范围,因此,面内相位差值大大偏离λ/4,或波长分散特性不满足给定的范围。而且可知:包含比较例1~10的光学膜的显示装置不能抑制黑显示时的正面方向的漏光或倾斜方向的色彩变化。
特别是在比较例1~2、5~10中,由于光学膜的面内相位差值低,也不具有充分的逆波长分散性,因此可知,包含其的显示装置的来自黑显示时的正面方向的漏光大,倾斜方向的色彩变化也大。在比较例3~4中,虽然光学膜的波长分散特性理想,但是可知,由于面内相位差值过低,因此不能抑制来自显示装置的黑显示时的正面方向的漏光、倾斜方向的色彩变化。
(实施例4)
光学膜14的制造
除将比较化合物i变更为A-46之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率130%在倾斜方向进行拉伸,得到了膜厚80μm的光学膜14。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
显示装置14的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜14,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片14及显示装置14,并进行了显示装置的评价。
(实施例5~9)
光学膜15~19的制造
除将A-46变更为表7中记载那样的化合物及添加量之外,用与光学膜14同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜14同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率130%在倾斜方向进行拉伸,得到了膜厚80μm的光学膜15~19。任一种膜的面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ均为45°。
显示装置15~19的制造
接着,将光学膜14变更为光学膜15~19,除此之外,与实施例4同样地操作,制作圆偏振片15~19及显示装置15~19,并进行了显示装置的评价。
[表7]
实施例4~9的光学膜的面内相位差值均为优选的范围,且显示充分的波长分散性,因此,来自黑显示时的正面的漏光、从倾斜方向观察时的色彩变动均良好地得到抑制。
(实施例10)
光学膜20的制造
除如下变更胶浆液的组成之外,用与比较例1同样的方法得到了胶浆液。
(胶浆液的组成)
二氯甲烷:523质量份
乙醇:45质量份
树脂(II):100质量份
糖酯化合物A:5质量份
A-62:3质量份
微粒添加液1:1质量份
除使用所得到的胶浆液之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜20。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
显示装置20的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜20,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片20及显示装置20,并进行了显示装置的评价。
(实施例11)
光学膜21的制造
将比较化合物i变更为A-68,使添加量为4质量份,除此之外,用与比较例1同样的方法制作了膜卷。将其在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在输送方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜21。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为90°。
显示装置21的制造
接着,将光学膜21切成片状,并使其面内慢轴朝向与片的横边成45°的方向,然后,将与起偏镜的贴合面进行碱皂化处理,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片21及显示装置21,并进行了显示装置的评价。
(实施例12)
光学膜22的制造
除如下变更胶浆液的组成之外,用与比较例1同样的方法得到了胶浆液。
(胶浆液的组成)
二氯甲烷:260质量份
乙醇:35质量份
树脂(VI):100质量份
化合物A-68:5质量份
除使用所得到的胶浆液之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜22。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
显示装置22的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜22,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片22及显示装置22,并进行了显示装置的评价。
(实施例13)
光学膜23的制造
除如下变更胶浆液的组成之外,用与比较例1同样的方法得到了胶浆液。
(胶浆液的组成)
二氯甲烷:100质量份
乙醇:19质量份
树脂(III):30质量份
树脂(V):70质量份
糖酯化合物A:5质量份
A-68:10质量份
微粒添加液1:1质量份
除使用所得到的胶浆液之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜23。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
显示装置23的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜23,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片23及显示装置23,并进行了显示装置的评价。
(实施例14及17)
光学膜24及27的制造
除如表8中记载那样变更添加的化合物及其添加量之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜24及27。任一种膜的面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ均为45°。
显示装置24及27的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜24及27,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片24及27、以及显示装置24及27,并进行了显示装置的评价。
(实施例15)
光学膜25的制造
除如下变更胶浆液的组成之外,用与比较例1同样的方法得到了胶浆液。
(胶浆液的组成)
二氯甲烷:384质量份
乙醇:73质量份
树脂(III):100质量份
糖酯化合物A:5质量份
A-46:3质量份
微粒添加液1:1质量份
除使用所得到的胶浆液之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜25。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
显示装置25的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜25,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片25及显示装置25,并进行了显示装置的评价。
(实施例16)
光学膜26的制造
除如下变更胶浆液的组成之外,用与比较例1同样的方法得到了胶浆液。
(胶浆液的组成)
二氯甲烷:467质量份
乙醇:40质量份
树脂(IV):100质量份
糖酯化合物A:5质量份
A-68:2质量份
微粒添加液1:1质量份
除使用所得到的胶浆液之外,用与光学膜1同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜26。面内慢轴和膜的宽度方向形成的角度θ为45°。
显示装置26的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜26,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片26及显示装置26,并进行了显示装置的评价。
(实施例18及19)
光学膜28及29的制造
除如表8中记载那样变更添加的化合物及其添加量之外,用与光学膜25同样的方法制作了膜卷。将其与光学膜1同样地,在膜卷的玻璃化转变温度+20℃下以实际拉伸倍率110%在倾斜方向进行拉伸,得到了Ro(550)为140nm的光学膜28及29。任一种膜的面内慢轴和膜的宽度方向构成的角度θ均为45°。
显示装置28及29的制造
接着,将光学膜1变更为光学膜28及29,除此之外,与比较例1同样地操作,制作圆偏振片28及29、以及显示装置28及29,并进行了显示装置的评价。
实施例10~19的光学膜全部具有充分的面内相位差值,且显示良好的波长分散性,因此,来自黑显示时的正面的漏光、从倾斜方向观察时的色彩变化均良好地得到抑制。
本申请主张基于2012年2月22日提出申请的日本特愿2012-036837的优先权。该申请说明书及附图中记载的内容全部被引用于本申请说明书中。
工业实用性
根据本发明,可以提供一种光学膜,所述光学膜即使膜厚度较薄,其面内方向的相位差显现性也高,且显示充分的逆波长分散性。另外,包含该光学膜的图像显示装置在外光下的黑色再现性优异,来自倾斜方向的可视性也优异。
Claims (14)
1.一种光学膜,其含有热塑性树脂和满足下述(1)~(5)全部的至少1种化合物,
(1)在溶液吸收光谱中,在200nm以上且350nm以下的波长区域具有至少2个极大吸收;
(2)将200nm以上且350nm以下波长区域中的2个极大吸收中的第一极大吸收的波长设为λmax1、将与所述第一极大吸收相比位于短波长侧的第二极大吸收的波长设为λmax2时,λmax1-λmax2为20nm以上;
(3)分子的长宽比为1.70以上;
(4)在分子内具有非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环;
(5)将含有所述热塑性树脂和相对于所述热塑性树脂为1质量%的所述化合物且厚度为60μm的样品膜拉伸前在波长550nm下的面内方向相位差设为R0A0(550)、将在比所述样品膜的玻璃化转变温度高25℃的温度下拉伸后的波长550nm下的面内方向相位差设为R0A1(550)时,将R0A1(550)-R0A0(550)的得数除以拉伸倍率而得到的面内相位差灵敏度设为A,
将由所述热塑性树脂形成且厚度为60μm的空白膜在波长550nm下的拉伸前的面内方向相位差设为R0B0(550)、将在比所述空白膜的玻璃化转变温度高25℃的温度下拉伸后在波长550nm下的面内方向相位差设为R0B1(550)时,将R0B1(550)-R0B0(550)的得数除以拉伸倍率而得到的面内相位差灵敏度设为B,
此时,
用A-B定义的面内相位差提升灵敏度为0.1以上;
将用波长450nm、550nm及650nm测定的面内方向相位差分别设为R0(450)、R0(550)及R0(650)时,满足式(a)~(c)全部,
(a)110nm≤R0(550)≤170nm
(b)0.72≤R0(450)/R0(550)≤0.96
(c)0.83≤R0(550)/R0(650)≤0.97。
2.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述热塑性树脂含有纤维素衍生物。
3.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述化合物在分子内具有至少一个非芳香环。
4.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述化合物的所述λmax1-λmax2为50nm以上。
5.根据权利要求1所述的光学膜,其中,将所述光学膜的面内慢轴方向的折射率设为nx、将在所述光学膜的面内与所述慢轴垂直的方向的折射率设为ny、将所述光学膜的厚度方向的折射率设为nz时,进一步满足式(d)的关系,
(d)0≤Nz=Rth(550)/R0(550)+0.5≤1,
式(d)中,Rth(550)表示在23℃、55%RH的条件下、在波长550nm下测定的所述光学膜的厚度方向的相位差。
6.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述化合物用下述通式(A)表示,
通式(A)
通式(A)中,
Q表示芳香族烃环、非芳香族烃环、芳香族杂环或非芳香族杂环;
Wa及Wb为与构成所述Q的环的原子键合的氢原子或取代基,所述Wa所键合的原子与所述Wb所键合的原子相互相邻,且所述Wa和所述Wb相互不同,Wa和Wb任选相互键合而形成环;
R3表示取代基;
m为0~2的整数;
m为2的情况下,R3之间可以相同,也可以不同;
n表示1~10的整数;n为2以上的情况下,多个Q、L2、Wa、Wb、R3、m之间可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基。
7.根据权利要求6所述的光学膜,其中,所述通式(A)表示的化合物为下述通式(B)表示的化合物,
通式(B)
通式(B)中,
Wa及Wb为与构成所述Q的环的原子键合的氢原子或取代基,所述Wa所键合的原子与所述Wb所键合的原子相互相邻,且所述Wa和所述Wb相互不同,Wa和Wb任选相互键合而形成环;
R3表示取代基;
m为0~2的整数;
m为2的情况下,R3之间可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基。
8.根据权利要求7所述的光学膜,其中,所述通式(B)表示的化合物为下述通式(1B)表示的化合物,
通式(1B)
通式(1B)中,
Wa及Wb为与构成所述Q的环的原子键合的氢原子或取代基,所述Wa所键合的原子与所述Wb所键合的原子相互相邻,且所述Wa和所述Wb相互不同,Wa和Wb任选相互键合而形成环;
R3表示取代基;
m为0~2的整数;
m为2的情况下,R3之间可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基。
9.根据权利要求7所述的光学膜,其中,所述通式(B)表示的化合物用下述通式(2B)表示,
通式(2B)
通式(2B)中,
W1为环状基团,构成W1的环的原子中与苯环键合的原子为碳原子或氮原子;
R3表示取代基;
m为0~2的整数;
m为2的情况下,R3之间可以相同,也可以不同;
L1及L2各自独立地表示单键或选自亚烷基、亚烯基、亚炔基、-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-NRL-、-S-、-(O=S=O)-及-(C=O)-NRL-中的2价连结基团或它们的组合;
RL表示氢原子或取代基;
R1及R2各自独立地表示取代基。
10.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述光学膜的厚度为10~100μm。
11.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述化合物的含量相对于所述热塑性树脂为1~15质量%。
12.根据权利要求1所述的光学膜,其中,所述光学膜面内的慢轴与所述光学膜的宽度方向形成的角度为40°以上且50°以下。
13.一种圆偏振片,其包含权利要求1所述的光学膜。
14.一种图像显示装置,其包含权利要求1所述的光学膜。
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