CN104508521A - 偏光板及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种偏光板加工适应性优异,且即便是薄膜,就卷曲的观点而言液晶显示装置的制造适应性也优异的偏光板。一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2GPa~2.5GPa,TD方向的湿度尺寸变化率为0.1%以下,第2保护膜的由下述式(2)所表示的评价值为7.0~11.0。式(2):评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏光板及液晶显示装置
背景技术
液晶显示装置作为消耗电力小且省空间的图像显示装置,其用途逐年扩大。从前,液晶显示装置的显示图像的视角依存性大是大的缺点,但垂直取向(Vertical Alignment,VA)模式、面内切换(In-Plane Switching,IPS)模式等广视角液晶模式已实用化,由此在电视机等要求高品质的图像的市场上,液晶显示装置的需求也正迅速扩大。
伴随液晶显示装置的用途扩大,对液晶显示装置要求大尺寸及高品质的质感。在画面周边部分存在相当于被称为嵌槽(bezel)的边框的部分,为了形成高品质的质感,该部分的宽度正变窄。嵌槽具有遮盖偏光板的端部来将显示器做得美观的作用,伴随嵌槽的窄幅化,对液晶单元与偏光板的贴合精度也开始要求高水平。
液晶显示装置中所使用的偏光板通常为在起偏器(polarizer)的表背两侧贴合有透明的保护膜的构成,所述起偏器包含使碘或染料进行了吸附取向的聚乙烯醇膜等。以乙酸纤维素为代表的酰化纤维素(cellulose acylate)系的偏光板保护膜因透明性高,可容易地确保与起偏器中所使用的聚乙烯醇的密接性,故广泛地用作偏光板保护膜。密接性通常可通过对保护膜进行皂化处理,而向表面赋予亲水性来获得。
另外,作为偏光板保护膜,除酰化纤维素膜以外,还使用合成聚合物膜。
在专利文献1中揭示有如下的偏光板:在起偏器的一侧具有环烯烃系聚合物膜作为起偏器的保护膜,在另一侧具有酰化纤维素膜作为起偏器的保护膜。
在专利文献2中揭示有如下的偏光板:在起偏器的一侧具有丙烯酸系膜作为起偏器的保护膜,在另一侧具有酰化纤维素膜作为起偏器的保护膜。
在专利文献3中揭示有如下的偏光板:在起偏器的一侧具有丙烯酸系膜、聚酰亚胺系膜、或降冰片烯系膜作为起偏器的保护膜,在另一侧具有酰化纤维素膜作为起偏器的保护膜。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特表2008-529038号公报
[专利文献2]日本专利特开2009-292869号公报
[专利文献3]日本专利特开2008-203400号公报
发明内容
发明要解决的课题
相对于酰化纤维素膜,含有如环烯烃系聚合物那样的合成聚合物的膜(合成聚合物膜)具有吸水性低、且光弹性系数小这一性质。因此,若将合成聚合物膜用作偏光板保护膜,则光弹性不均得到抑制,另一方面,当通过自从前以来通常所进行的利用聚乙烯醇浆糊的方法来制作偏光板时,存在水分的干燥变得不充分、且偏光性能下降这一问题。
专利文献1的偏光板的构成是在起偏器的一侧具有环烯烃系聚合物作为起偏器的保护膜,在另一侧具有酰化纤维素膜作为起偏器的保护膜,因此可认为可充分地进行偏光板制造后的干燥、且可有效地利用环烯烃系聚合物的特征。
但是,若偏光板的厚度比从前所使用的偏光板的厚度薄,则当在平板上以使酰化纤维素膜成为该平板侧(下侧),使环烯烃系聚合物膜成为上侧的方式设置专利文献1的偏光板,并观察偏光板的翘曲(卷曲(curl))时,存在如偏光板的4个角浮起那样产生卷曲的情况。将此种卷曲称为“负卷曲”。若将环烯烃系聚合物膜作为内侧膜而将已负卷曲的偏光板贴附于液晶单元上,则存在气泡进入至内侧膜与液晶单元之间,而导致液晶显示装置的性能下降这一问题。进而,在将偏光板贴合在液晶面板上的步骤中产生错误(位置偏移(position aberration)),良率会急剧地恶化。因此,优选为在平面或相反侧产生卷曲(当在平板上以使环烯烃系聚合物膜成为该平板侧,使酰化纤维素膜成为上侧的方式进行设置,并观察偏光板的翘曲时,如偏光板的4个角浮起那样产生卷曲的情况)(将其称为正卷曲)。但是,即便在正卷曲的情况下,若卷曲量过大,则贴附于液晶单元上时的对位也变得困难,该情况也不佳。
在纵向(Machine Direction,MD)方向上产生偏光板的卷曲、在横向(Transverse Direction,TD)方向上产生偏光板的卷曲均成为问题,且重要。但是,当设计构成偏光板的材料时,特别重要的是在TD方向上产生的卷曲的对策。其原因在于:由制作偏光板的工艺所引起的卷曲的调整的容易度不同。关于MD方向的卷曲,可通过改变为了对构成偏光板的内侧膜、起偏器、外侧膜进行贴合、干燥而进行搬送时的朝搬送方向的张力来调整卷曲的幅度广。但是,关于TD方向的卷曲,仅可通过改变干燥条件而略微地调整,而无进行控制的方法。因此,尤其针对TD方向,设计优选的膜的组合变得重要。
此处,内侧膜是指夹持起偏器的二片保护膜之中,配置于液晶单元侧的膜。另外,将配置于液晶单元的相反侧的膜称为外侧膜。
在专利文献1中所记载的偏光板中,使用厚度为60μm以上的保护膜,但近年来要求更薄的保护膜。另外,存在若使保护膜变薄,则更容易产生卷曲这一课题。
本发明的目的在于提供一种偏光板加工适应性优异,且即便是薄膜,就卷曲的观点而言液晶显示装置的制造适应性也优异的偏光板。
解决问题的技术手段
本发明人等人进行研究的结果,发现在起偏器的一侧使用厚度为30μm以下的合成聚合物膜作为第1保护膜的偏光板中的卷曲根据起偏器的另一侧的第2保护膜的厚度、弹性模量、及湿度尺寸变化率而大幅度变化。作为其倾向,可知相对于弹性模量小、湿度尺寸变化率也小的合成聚合物膜,使用弹性模量高、同时湿度尺寸变化率大的膜时卷曲小。该倾向无法仅通过专利文献1中推测为卷曲的原因的弹性模量的失衡来进行说明。该物性值依存性的原因并不十分明确,但可认为卷曲的产生原因除在于表背的保护膜的弹性模量或湿度变化时的尺寸变化的平衡以外,还在于起偏器的收缩会对卷曲造成影响。推测:因保护膜的厚度、弹性模量增加,翘曲的支点朝保护膜侧偏移,结果起偏器的收缩量所产生的卷曲的量增加。可认为通过以与该起偏器所产生的收缩取得平衡的方式对保护膜赋予收缩,可获得卷曲少、适合于面板贴合的偏光板。基于该想法而进行研究的结果,发现作为第2保护膜,可通过将TD方向的弹性模量、厚度、及TD方向的湿度尺寸变化率的关系设定成特定的范围来减少卷曲。
即,可知于在起偏器的一侧具有包含合成聚合物膜的第1保护膜作为起偏器的保护膜,在另一侧具有第2保护膜作为起偏器的保护膜的构成的偏光板中,为了抑制偏光板如其剖面图中形成内侧具有第1保护膜的圆弧形状那样产生卷曲(负卷曲),必须适宜地设计第2保护膜的厚度、TD方向的弹性模量、及TD方向的湿度尺寸变化率。
即,上述课题通过以下的构成的本发明来解决。
[1]
一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2GPa~2.5GPa,由下述式(1)所表示的TD方向的湿度尺寸变化率为0.1%以下,
上述第2保护膜的由下述式(2)所表示的评价值为7.0~11.0。
式(1):
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的TD方向的膜长度)-(25℃、相对湿度10%下的TD方向的膜长度)}/(25℃、相对湿度60%下的TD方向的膜长度)]×100
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2
[2]
如[1]所述的偏光板,其中上述第2保护膜为含有酰化纤维素而成的膜。
[3]
如[1]或[2]所述的偏光板,其中上述第1保护膜中所含有的合成聚合物为环烯烃系聚合物。
[4]
如[1]至[3]中任一项所述的偏光板,其中由上述式(2)所表示的评价值为9.0~10.0。
[5]
如[1]至[4]中任一项所述的偏光板,其中偏光板的厚度为80μm以下。
[6]
一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
上述起偏器的厚度为20μm,
上述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为5.7~9.0。
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
[7]
一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
上述起偏器的厚度为25μm,
上述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为6.5~10.0。
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
[8]
一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
上述起偏器的厚度为30μm,
上述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为7.0~11.0。
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
[9]
一种液晶显示装置,其包括液晶单元,及至少1片如[1]至[8]中任一项所述的偏光板,且上述偏光板中的上述第1保护膜配置于上述液晶单元侧。
发明的效果
根据本发明,可获得一种偏光板加工适应性优异,且即便是薄膜,就卷曲的观点而言液晶显示装置的制造适应性也优异的偏光板。
附图说明
图1是表示本发明的偏光板的一例的概略图。
图2是表示本发明的偏光板的一例的概略图。
图3是表示本发明的液晶显示装置的一例的概略图。
图4是表示第2保护膜的湿度尺寸变化率与偏光板的卷曲浮起量的关系的图。
图5是表示第2保护膜的湿度尺寸变化率、及第2保护膜的弹性模量与偏光板的卷曲浮起量的等高线的关系的图。
图6是表示评价值1与偏光板的卷曲浮起量的关系的图。
图7是表示评价值2与偏光板的卷曲浮起量的关系的图。
图8是表示使起偏器的膜厚变化时的评价值2与偏光板的卷曲浮起量的关系的图。
图9是表示本发明中的由式(2)所表示的评价值与偏光板的卷曲浮起量的关系的图。
[符号的说明]
1:第1保护膜
2:第2保护膜
3:起偏器
10:偏光板
11:第1保护膜的TD方向
12:第2保护膜的TD方向
13:起偏器的吸收轴
20:液晶单元
100:液晶显示装置
具体实施方式
以下,对用以实施本发明的形态进行详细说明,但本发明并不限定于这些形态。再者,在本说明书中,当数值表示物性值、特性值等时,“(数值1)~(数值2)”这一记载表示“(数值1)以上、(数值2)以下”的含义。另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸系树脂”这一记载表示“丙烯酸系树脂及甲基丙烯酸系树脂的至少任一个”的含义。“(甲基)丙烯酸酯”、“(甲基)丙烯酰基”等也同样如此。
本发明的偏光板是依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜的偏光板,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2GPa~2.5GPa,由下述式(1)所表示的TD方向的湿度尺寸变化率为0.1%以下,
上述第2保护膜的由下述式(2)所表示的评价值为7.0~11.0。
式(1):
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的TD方向的膜长度)-(25℃、相对湿度10%下的TD方向的膜长度)}/(25℃、相对湿度60%下的TD方向的膜长度)]×100
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2
所谓TD方向,是指与制造膜时的膜搬送方向(MD方向)正交的方向。
另外,在偏光板中,通常与起偏器的吸收轴正交的方向为TD方向。
本发明的偏光板依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜。将本发明的偏光板的一例示于图1。图1中的偏光板10依次包括第1保护膜1、起偏器3、及第2保护膜2。
以下,对构成本发明的偏光板的起偏器、及保护膜进行说明。
[起偏器]
作为本发明的偏光板中的起偏器,并无特别限制,可使用公知的起偏器,但优选为含有聚乙烯醇系树脂与二色性色素。
(聚乙烯醇系树脂)
作为聚乙烯醇系树脂(以下,也称为“PVA”),优选为将聚乙酸乙烯酯加以皂化而成的聚合物原材料,例如可含有如不饱和羧酸、不饱和磺酸、烯烃类、乙烯基醚类那样的可与乙酸乙烯酯进行共聚的成分。另外,还可使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧基烷撑等的改性PVA。
除此以外,在本发明中的起偏器中,可优选地使用日本专利第3021494号公报中所记载的1,2-二醇键量为1.5摩尔%以下的PVA膜,日本专利特开2001-316492号公报中所记载的5μm以上的光学异物在每100cm2中为500个以下的PVA膜,日本专利特开2002-030163号中所记载的膜的TD方向的热水切断温度不均为1.5℃以下的PVA膜,以及自混合有1质量%~100质量%的甘油等3元~6元的多元醇的溶液、或日本专利特开平06-289225号公报中所记载的混合有15质量%以上的塑化剂的溶液进行制膜而成的PVA膜。
这些之中,就制造成本的观点而言,本发明中的起偏器中所使用的上述聚乙烯醇系树脂优选为将聚乙酸乙烯酯加以皂化而成的。再者,上述聚乙酸乙烯酯的皂化度并无特别限制,例如,优选为将皂化度设为90%以上,更优选为设为95%以上,特别优选为设为99%以上。
本发明中的起偏器中所使用的上述聚乙烯醇系树脂的重量平均分子量并无特别限制,但优选为100000~300000,更优选为140000~260000,特别优选为150000~200000。
(二色性色素)
本发明中的起偏器优选为含有二色性色素。此处,在本说明书中,所谓二色性色素,是指吸光度根据方向而不同的色素,例如包括碘离子、重氮系色素、醌系色素、其他公知的二色性染料等。作为上述二色性色素,可优选地使用I3 -或I5 -等高阶的碘离子或二色性染料。
本发明中,可特别优选地使用高阶的碘离子。高阶的碘离子可如《偏光板的应用》永田良编著、CMC出版或工业材料、第28卷、第7号,p.39~p.45中所记载那样,在如下的状态下生成:将PVA浸渍于使碘溶解在碘化钾水溶液中而成的溶液及硼酸水溶液的至少一个中,并吸附于PVA上进行取向的状态。
[起偏器的制造方法]
本发明中的起偏器的制造方法并无特别限制。
例如,作为含有PVA与碘的起偏器的制造方法,优选为将上述PVA加以膜化后,导入碘来构成起偏器。PVA膜的制造可参考日本专利特开2007-86748号公报的[0213]~[0237]中所记载的方法,日本专利登录第3342516号说明书、日本专利特开平09-328593号公报、日本专利特开2001-302817号公报、日本专利特开2002-144401号公报等来进行。
其中,作为本发明中的起偏器的制造方法,优选为包括:将含有聚乙烯醇系树脂的聚乙烯醇系树脂溶液制膜成膜状的步骤、使上述聚乙烯醇系树脂膜进行延伸的步骤、以及通过二色性色素来对延伸后的上述聚乙烯醇系树脂膜进行染色的步骤。
具体而言,上述起偏器的制造方法特别优选为按以下顺序依次进行PVA系树脂溶液的制备步骤、流延步骤、膨润步骤、染色步骤、硬膜步骤、延伸步骤、干燥步骤。另外,还可在上述步骤中或步骤后设置在线面状检查步骤。
(PVA系树脂溶液的制备)
在上述PVA系树脂溶液的制备步骤中,优选为一面对水进行搅拌一面添加PVA系树脂,而制备使PVA系树脂溶解于水或有机溶剂中而成的原液。原液中的聚乙烯醇系树脂的浓度优选为5质量%~20质量%。另外,也可使所获得的浆料脱水,而制备一次含水率为40%左右的聚乙烯醇系树脂湿滤饼(wet cake)。当其后进一步加入添加剂时,例如优选为将PVA的湿滤饼加入至溶解槽中,添加塑化剂、水,一面自槽底吹入水蒸气一面进行搅拌的方法。内部树脂温度优选为增温至50℃~150℃,也可对系统内进行加压。
(流延)
上述流延步骤通常可优选地使用使上述所制备的PVA系树脂溶液原液进行流延来成膜的方法。作为流延的方法,并无特别限制,但优选为将经加热的上述PVA系树脂溶液原液供给至双轴挤出机中,利用齿轮泵而自排出装置(优选为模具,更优选为T型狭缝模)朝支撑体上进行流延来制膜。另外,自模具所排出的树脂溶液的温度并无特别限制。
作为上述支撑体,优选为浇铸滚筒,滚筒的直径、宽度、旋转速度、表面温度并无特别限制。其中,上述浇铸滚筒的直径(R1)优选为2000mm~5000mm,特别优选为2500mm~4500mm,特别优选为3000mm~3500mm。
上述浇铸滚筒的宽度优选为2m~6m,特别优选为3m~5m,特别优选为4m~5m。
上述浇铸滚筒的旋转速度优选为2m/min~20m/min,特别优选为4m/min~12m/min,特别优选为5m/min~10m/min。
上述浇铸滚筒的浇铸滚筒表面温度优选为40℃~140℃,特别优选为60℃~120℃,特别优选为80℃~100℃。
上述T型狭缝模出口的树脂温度优选为40℃~140℃,特别优选为60℃~120℃,特别优选为80℃~100℃。
其后,优选为一面使所获得的卷的背面与表面交替地通过干燥辊一面进行干燥。上述干燥辊的直径、宽度、旋转速度、表面温度并无特别限制。其中,上述干燥辊的直径的直径(R2)优选为200mm~450mm,特别优选为250mm~400mm,特别优选为300mm~350mm。
另外,所获得的膜的长度也无特别限制,可设为2000m以上,优选为4000m以上的长条的膜。膜的宽度也并无特别限制,但优选为2m~6m,优选为3m~5m。
(膨润)
上述膨润步骤优选为仅利用水来进行,如日本专利特开平10-153709号公报中所记载那样,为了光学性能的稳定化、及避免生产线上的聚乙烯醇系树脂膜产生皱褶,也可利用硼酸水溶液来使聚乙烯醇系树脂膜膨润,而管理偏光板基材的膨润度。
另外,膨润步骤的温度、时间可任意地规定,但优选为10℃~60℃、5秒~2000秒。
再者,也可在膨润步骤时略微进行延伸,例如优选为延伸至1.05倍~1.5倍的形态,更优选为延伸至1.3倍左右的形态。
(染色)
上述染色步骤可使用日本专利特开2002-86554号公报中所记载的方法。另外,作为染色方法,不仅可为浸渍,也可为碘或染料溶液的涂布或喷雾等任意的方法。另外,还可使用如日本专利特开2002-290025号公报中所记载那样的碘的浓度、染色浴温度、浴中的延伸倍率以及一面使浴中的浴液搅拌一面染色的方法。
当使用高阶的碘离子作为上述二色性色素时,为了获得高对比度的偏光板,染色步骤优选为使用使碘溶解于碘化钾水溶液中而成的溶液。关于此时的碘-碘化钾水溶液的碘与碘化钾的质量比,可使用日本专利特开2007-086748号公报中所记载的形态。
另外,如日本专利第3145747号公报中所记载那样,也可向染色液中添加硼酸、硼砂等硼系化合物。
(硬膜)
上述硬膜步骤优选为使PVA膜浸渍于交联剂溶液中、或涂布溶液来使PVA膜含有交联剂。另外,如日本专利特开平11-52130号公报中所记载那样,也可将硬膜步骤分成多次来进行。
作为上述交联剂,可使用美国再发行专利第232897号说明书中所记载的交联剂,如日本专利第3357109号公报中所记载那样,为了提升尺寸稳定性,也可使用多元醛作为交联剂,最优选为使用硼酸类。当使用硼酸作为用于硬膜步骤的交联剂时,也可向硼酸-碘化钾水溶液中添加金属离子。作为金属离子,优选为氯化锌,但如日本专利特开2000-35512号公报中所记载那样,也可使用碘化锌等卤化锌,硫酸锌、乙酸锌等锌盐来代替氯化锌。
另外,也可制作添加有氯化锌的硼酸-碘化钾水溶液,并使PVA膜浸渍于该硼酸-碘化钾水溶液中来进行硬膜,可使用日本专利特开2007-086748号公报中所记载的方法。
(延伸)
上述延伸步骤可优选地使用如美国专利2,454,515号说明书等中所记载的纵向单轴延伸方式、或如日本专利特开2002-86554号公报中所记载的拉幅机方式。优选的延伸倍率为2倍~12倍,更优选为3倍~10倍。另外,也可优选地将延伸倍率与原膜厚度及起偏器厚度的关系设为日本专利特开2002-040256号公报中所记载的(保护膜贴合后的起偏器膜厚/原膜膜厚)×(总延伸倍率)>0.17、或将离开最终浴时的起偏器的宽度与贴合保护膜时的起偏器宽度的关系设为日本专利特开2002-040247号公报中所记载的0.80≤(贴合保护膜时的起偏器宽度/离开最终浴时的起偏器的宽度)≤0.95。
(干燥)
上述干燥步骤可使用日本专利特开2002-86554号公报中公知的方法,优选的温度范围为30℃~100℃,优选的干燥时间为30秒~60分钟。另外,如日本专利第3148513号公报中所记载那样,也可优选地进行如将水中褪色温度设为50℃以上的热处理、或如日本专利特开平07-325215号公报或日本专利特开平07-325218号公报中所记载那样在进行了温湿度管理的环境下进行老化。
(涂布型起偏器)
另外,膜厚薄的起偏器可通过使用日本专利第4691205号公报或日本专利第4751481号公报中所记载的涂布法的制造方法来形成。再者,膜厚的控制可通过公知的方法来进行控制,例如可通过将上述流延步骤中的模具狭缝(die slit)宽度、或延伸条件设定成适当的值来进行控制。
(起偏器的膜厚)
起偏器的膜厚并无特别限定,但就偏光度与翘曲的观点而言,优选为5μm以上、30μm以下,更优选为10μm以上、20μm以下。若起偏器的膜厚为30μm以下,则起偏器的收缩力不会增加,与其贴合的液晶面板的翘曲不会变大,故优选。另一方面,若起偏器的膜厚为5μm以上,则可充分地吸收透过起偏器的其中之一的偏光的光,偏光度不会下降,故优选。
<保护膜>
其次,对本发明的偏光板中所使用的保护膜(也称为“偏光板保护膜”)进行说明。
本发明的偏光板依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜。
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2GPa~2.5GPa,由下述式(1)所表示的TD方向的湿度尺寸变化率为0.1%以下。
式(1):
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的TD方向的膜长度)-(25℃、相对湿度10%下的TD方向的膜长度)}/(25℃、相对湿度60%下的TD方向的膜长度)]×100
上述第2保护膜的由下述式(2)所表示的评价值为7.0~11.0。
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2
[第1保护膜]
第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜。
作为上述合成聚合物,优选为降冰片烯等环烯烃系聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚芳酯、聚砜、(甲基)丙烯酸系树脂等,更优选为(甲基)丙烯酸系树脂、环烯烃系聚合物,就对于湿度的稳定性的观点而言,最优选为环烯烃系聚合物。
<环烯烃系聚合物膜>
对环烯烃系聚合物进行详细说明。
(环烯烃系加成聚合物)
环烯烃系聚合物优选为以适度的比率含有由下述通式(1)所表示的结构单元(a)、及由下述通式(2)所表示的结构单元(b)的环状烯烃系加成聚合物。
[化1]
通式(1)的A1、A2、A3、A4分别独立地为氢原子、碳数为1~10的烷基、芳基、碳数为4~15的环烷基、卤素原子。另外,在A1~A4中也包含由A1与A2、A1与A3或A2与A4所形成的烷撑。r表示0~2的整数。
此种结构单元(a)是通过使由下述通式(3)所表示的环状烯烃化合物(以下,称为“特定的单体(1)”)进行加成聚合而形成。
[化2]
[通式(3)的A1、A2、A3、A4分别独立地为氢原子、碳数为1~10的烷基、芳基、碳数为4~15的环烷基、卤素原子。另外,在A1~A4中也包含由A1与A2、A1与A3或A2与A4所形成的烷撑(alkylene)、烷叉(alkylidene)。r表示0~2的整数。]
作为由通式(3)所表示的“特定的单体(1)”的具体例,可列举:双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-丙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-丁基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-戊基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-己基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-庚基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-辛基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-癸基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-十二烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环已基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环辛基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-氟-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-氯-双环[2.2.1]庚-2-烯、三环[4.2.0.15,8]壬-2-烯、1-甲基三环[4.2.0.15,8]壬-2-烯、6-甲基三环[4.2.0.15,8]壬-2-烯、三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯、3-甲基三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯、4-甲基三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯、三环[6.2.1.02,7]十一-9-烯、1-甲基三环[6.2.1.02,7]十一-9-烯、3-甲基三环[6.2.1.02,7]十一-9-烯、1-乙基三环[6.2.1.02,7]十一-9-烯、3-乙基三环[6.2.1.02,7]十一-9-烯、三环[8.2.1.02,9]十三-11-烯、1-甲基三环[8.2.1.02,9]十三-11-烯、5-甲基三环[8.2.1.02,9]十三-11-烯、四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-甲基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-乙基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯等。
另外,可使5-乙烯基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(1-丁烯基)-双环[2.2.1]庚-2-烯、三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯、1-甲基三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯、1-乙基三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯等环状二烯烃系化合物进行加成聚合,其后将存在于侧链上的环状烯烃性不饱和键加以氢化,由此形成结构单元(a)。
这些“特定的单体(1)”中的优选的为双环[2.2.1]庚-2-烯或三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯。再者,在三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯中,存在内型(endo)体及外型(exo)体的立体异构体,但在本发明中,使用内型体因最终所获得的膜的韧性变高而优选,优选为使用内型体含量至少为80%以上的三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯。另外,使用内型体的三环[5.2.1.02,6]癸-3,8-二烯进行加成聚合,其后将残存于侧链上的环状烯烃性不饱和键加以氢化的方法也同样优选。在此情况下,优选为内型体含量也为80%以上。使用这些所获得的环状烯烃系聚合物成为不仅透明性、耐热性优异,而且具有低吸水性、低介电性、及高韧性的聚合物。再者,“特定的单体(1)”可使用1种或2种以上。
由下述通式(2)所表示的结构单元(b)是通过使由下述通式(4)所表示的环状烯烃(以下,称为“特定的单体(2)”)进行加成聚合而形成。
[化3]
[通式(2)中,B1~B4分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、卤化烷基、水解性硅烷基或由-(CH2)jX所表示的极性基,B1~B4的至少一个包含水解性硅烷基或由-(CH2)jX所表示的极性基。此处,X为-C(O)OR1或-OC(O)R2,R1、R2为选自由碳数为1~10的烷基、烯基、环烷基、芳基、或这些基的卤素取代体所组成的群组中的取代基,j为0~3的整数。另外,在B1~B4中也包含由B1与B3或B2与B4所形成的烷撑、由B1与B2或B3与B4所形成的烷叉。r表示0~2的整数。]
[化4]
[通式(4)中,B1~B4与通式(2)相同。r表示0~2的整数。]
作为此种“特定的单体(2)”的具体例,例如可列举以下的化合物,但本发明并不限定于这些具体例。可列举:5-甲氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-丁氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-乙氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-丙氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-丁氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基-5-甲氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-三氟甲氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯-5-基甲基羧酸乙酯、丙烯酸-1-甲基-双环[2.2.1]庚-3-烯、甲基丙烯酸-1-甲基-双环[2.2.1]庚-3-烯、5,6-二(甲氧基羰基)-双环[2.2.1]庚-2-烯、8-甲基-8-甲氧基羰基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-甲基-8-乙氧基羰基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、5-三甲氧基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二甲氧基氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基氯甲基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二甲氧基氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基氢化甲基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二甲氧基氢化硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基二甲基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三乙氧基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二乙氧基氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基氯甲基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二乙氧基氢化硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基二甲基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基二乙基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-丙氧基二甲基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三丙氧基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三苯氧基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三甲氧基硅烷基甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二甲基氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基二氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二乙基氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基二氯硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-三甲氧基硅烷基)乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-二甲氧基氯硅烷基)乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(1-三甲氧基硅烷基)乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-三甲氧基硅烷基)丙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(1-三甲氧基硅烷基)丙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三乙氧基硅烷基乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-二甲氧基甲基硅烷基甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三甲氧基丙基硅烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-(3-三乙氧基硅烷基)丙氧基羰基-双环[2.2.1]庚-2-烯、8-三乙氧基硅烷基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-甲基二甲氧基硅烷基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、
5-[1′-甲基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-3′,3′,4′,4′-四苯基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-3′,3′,4′,4′-四甲基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-苯基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-乙基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′,3′-二甲基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-3′,4′-二甲基-2′,5′-二氧杂-1′-硅杂环戊基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-乙基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′,3′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′,4′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′,4′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′,4′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-苯基-4′,4′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′-苯基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′-螺-环己基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′-乙基-4′-丁基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-3′,3′-二甲基-5′-亚甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-苯基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-3′-苯基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-4′,4′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-7-氧杂-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-7-氧杂-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-[1′-甲基-2′,7′-二氧杂-1′-硅杂环庚基]-双环[2.2.1]庚-2-烯、8-[1′-甲基-4′,4′-二甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-[1′-甲基-2′,6′-二氧杂-1′-硅杂环己基]-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-甲基-8-甲氧基羰基-9-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯等。这些“特定的单体(2)”可使用1种、或将2种以上组合使用。
在所有结构单元中,可用于本发明的环状烯烃系聚合物中所含有的结构单元(b)的比例为30摩尔%~99摩尔%,优选为40摩尔%~95摩尔%,更优选为50摩尔%~90摩尔%。若上述环状烯烃系聚合物的结构单元(b)的比例为上述范围,则与起偏器中所使用的聚乙烯醇的接着·密接性良好,另外,吸湿性不会变大、尺寸稳定性优异。再者,在环状烯烃系聚合物中,结构单元(b)的排列为无规状、嵌段状等,并无限制,但优选为无规状。进而,包含具有水解性硅烷基、酯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等反应性取代基作为侧链取代基的结构单元(b)的环状烯烃系加成聚合物通过使用后述的交联剂,而可使本发明的环状烯烃系聚合物的膜变成交联体。
在可用于本发明的环状烯烃系聚合物中,可进而导入使“特定的α-烯烃化合物”进行加成聚合而获得的结构单元(c)。
作为此种“特定的α-烯烃化合物”的具体例,可列举乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、三甲基硅烷基乙烯、三乙基硅烷基乙烯、苯乙烯等,优选为乙烯。
通过将源自“特定的α-烯烃化合物”的重复单元(c)导入至聚合物中,而可控制可用于本发明的环状烯烃系聚合物的玻璃化转变温度。可用于本发明的环状烯烃系聚合物中所含有的重复单元(c)的比例为0摩尔%~30摩尔%,优选为0摩尔%~20摩尔%。再者,若重复单元(c)的比例为上述范围,则可用于本发明的环状烯烃系聚合物的玻璃化转变温度不会变成170℃以下,耐热性不会下降而优选。
可用于本发明的环状烯烃系聚合物的分子量是以聚苯乙烯换算来表示,数量平均分子量优选为10,000~300,000,重量平均分子量优选为20,000~700,000,更优选为数量平均分子量为20,000~200,000,重量平均分子量为50,000~500,000,进而更优选为数量平均分子量为50,000~150,000,重量平均分子量为100,000~300,000。若数量平均分子量、重量平均分子量为上述范围,则制成膜时韧性优异而不易破损,另外,溶液粘度不会变高,利用溶液浇铸法的制膜的作业性或所获得的膜的表面等良好。
另外,可用于本发明的环状烯烃系聚合物的玻璃化转变温度在未交联的状态下为180℃~450℃,优选为200℃~400℃。若该聚合物的玻璃化转变温度为上述范围,则耐热性充分,另外,作为膜,韧性优异而不易破损。
可用于本发明的环状烯烃系聚合物主要使用“特定的单体(1)”,视需要为了形成交联或赋予接着性·密接性而使用“特定的单体(2)”,进而视需要为了控制玻璃化转变温度而使用“特定的α-烯烃化合物”来制造。以下,对其制造方法进行说明。
作为聚合催化剂,可列举:[1]Pd、Ni等单一络合物催化剂;[2]由具有σ或σ,π键的钯络合物与有机铝或超强酸盐的组合所构成的多成分系催化剂;[3]包含1)选自镍化合物、钴化合物、钛化合物或锆化合物中的过渡金属化合物,2)选自超强酸、路易斯酸及离子性硼化合物中的化合物,以及3)有机铝化合物的多成分系催化剂,但本发明并不限定于这些聚合催化剂。这些聚合催化剂在日本专利特表2008-529038号公报的[0132]~[0139]中有记载,在本发明中也可参照。
这些单一络合物催化剂或多成分系催化剂的成分优选为以如下的范围的使用量来使用。优选为相对于单体1摩尔,镍化合物、钯化合物、钴化合物、钛化合物及锆化合物等过渡金属化合物为0.02毫摩尔原子~100毫摩尔原子,相对于过渡金属化合物1摩尔原子,有机铝化合物为1摩尔~5,000摩尔,另外,相对于过渡金属化合物的1摩尔原子,超强酸、略易斯酸、离子性硼化合物为0摩尔~100摩尔。
可用于本发明的环状烯烃系聚合物可通过如下方式而获得:使用包含上述成分的单一络合物催化剂或多成分系催化剂,在选自环己烷、环戊烷、甲基环戊烷等脂环式烃溶剂,己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烃溶剂,甲苯、苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯等芳香族烃溶剂,二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、二氯苯等卤化烃溶剂等中的1种或2种以上的溶剂中,以-20℃~120℃的温度范围进行聚合。
(环烯烃系开环聚合物)
作为可用于本发明的环烯烃系聚合物,也可优选地使用具有下述通式(5)及通式(6)的单体单元的开环聚合物。
[化5]
[通式(5)中,m为1以上的整数,p为0或1以上的整数,X表示亚乙烯基(-CH=CH-)或亚乙基(-CH2CH2-),R1~R4分别独立地表示氢原子;卤素原子;可具有含有氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连结基的经取代或未经取代的碳原子数为1~30的烃基;或极性基。
进而,R1与R2、R3与R4或R2与R3可相互键结而形成具有单环结构的碳环或杂环、或者形成其他环缩合而具有多环结构的碳环或杂环,所形成的碳环或杂环可为芳香环,也可为非芳香环。]
[化6]
[通式(6)中,Y表示亚乙烯基(-CH=CH-)或亚乙基(-CH2CH2-),R5~R8分别独立地表示氢原子;卤素原子;可具有含有氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连结基的经取代或未经取代的碳原子数为1~30的烃基;或极性基。进而,R5与R6、R7与R8或R6与R7可相互键结而形成具有单环结构的碳环或杂环、或者形成其他环缩合而具有多环结构的碳环或杂环(但是,由通式(5)所表示的结构除外),所形成的碳环或杂环可为芳香环,也可为非芳香环。]
上述通式(5)及通式(6)的聚合物作为下述的(i)~(iv)所示的单体的(共)聚合物(以下,也称为“特定聚合物”)来合成。(i)由下述通式(7)所表示的化合物(以下,也称为“特定单体d”)的开环聚合物。(ii)特定单体d与可与该特定单体d进行共聚的化合物(以下,也称为“共聚性单体”)的开环聚合物。(iii)上述(i)的开环聚合物或(ii)的开环聚合物的氢化物。(iv)通过弗里德尔-克拉夫特(Friedel-Craft)反应来将上述(i)的开环聚合物或(ii)的开环聚合物加以环化而获得的化合物或其氢化物。
[化7]
[通式(7)中,m为1以上的整数,p为0或1以上的整数,R1~R4分别独立地表示氢原子;卤素原子;可具有含有氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连结基的经取代或未经取代的碳原子数为1~30的烃基;或极性基。进而,R1与R2、R3与R4或R2与R3可相互键结而形成具有单环结构的碳环或杂环、或者形成其他环缩合而具有多环结构的碳环或杂环,所形成的碳环或杂环可为芳香环,也可为非芳香环。]
特定聚合物优选为使用由下述通式(8)所表示的化合物(以下,也称为“特定单体e”)作为共聚性单体,并使特定单体d与特定单体e共聚而获得的。根据此种构成的特定聚合物,最终所获得的特定相位差膜变成韧性等机械特性更优异的膜,另外,通过延伸加工而容易获得相位差膜所需的所期望的相位差。
[化8]
[通式(8)中,R5~R8分别独立地表示氢原子;卤素原子;可具有含有氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连结基的经取代或未经取代的碳原子数为1~30的烃基;或极性基。进而,R5与R6、R7与R8或R6与R7可相互键结而形成具有单环结构的碳环或杂环、或者形成其他环缩合而具有多环结构的碳环或杂环(但是,由通式(5)所表示的结构除外),所形成的碳环或杂环可为芳香环,也可为非芳香环。]
进而,特定聚合物优选为特定单体d与特定单体e的开环聚合物,且具有源自由上述通式(5)所表示的特定单体d的结构单元(以下,也称为“结构单元d”)、及源自由上述通式(6)所表示的特定单体e的结构单元(以下,也称为“结构单元e”)。就可谋求耐热性与利用延伸加工等的加热加工性的平衡的观点而言,优选为此种构成的特定聚合物。
作为通式(5)~通式(8)中的卤素原子,可列举氟原子、氯原子及溴原子。
作为碳原子数为1~30的烃基,例如可列举:甲基、乙基、丙基等烷基;环戊基、环己基等环烷基;乙烯基、烯丙基、丙烯基等烯基等。
另外,通式(5)~通式(8)中的经取代或未经取代的烃基可直接键结于环结构上、或者也可经由连结基(linkage)而键结。
作为连结基,例如可列举:碳原子数为1~10的二价的烃基[例如由-(CH2)q-(式中,q为1~10的整数)所表示的烷撑];含有氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连结基[例如羰基(-CO-)、氧羰基(-O(CO)-)、砜基(-SO2-)、醚键(-O-)、硫醚键(-S-)、亚氨基(-NH-)、酰胺键(-NHCO-,-CONH-)、硅氧烷键(-OSi(R9)2-(式中、R9为甲基、乙基等烷基))]、或使这些连结基的2种以上键结而成的等。
作为极性基,例如可列举:羟基、碳原子数为1~10的烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、酰胺基、含有酰亚胺环的基、三有机硅烷氧基、三有机硅烷基、氨基、酰基、烷氧基硅烷基、含有磺酰基的基、及羧基等。更具体而言,作为上述烷氧基,例如可列举甲氧基、乙氧基等;作为烷氧基羰基,例如可列举甲氧基羰基、乙氧基羰基等;作为芳氧基羰基,例如可列举苯氧基羰基、萘氧基羰基、芴氧基羰基、联苯氧基羰基等;作为三有机硅烷氧基,例如可列举三甲基硅烷氧基、三乙基硅烷氧基等;作为三有机硅烷基,可列举:三甲基硅烷基、三乙基硅烷基等;作为氨基,可列举一级氨基,作为烷氧基硅烷基,例如可列举三甲氧基硅烷基、三乙氧基硅烷基等。
作为特定单体d的具体例,可列举:四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、五环[9.2.1.13,9.02,10.04,8]-12-十五烯、五环[9.2.1.15,8.02,10.04,9]-12-十五烯、8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-苯氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-氟-8-五氟乙基-9,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8,9-二氟-8-七氟-异丙基-9-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-氯-8,9,9-三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8,9-二氯-8,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(2,2,2-三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(2,2,2-三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-(4-联苯羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(4-联苯羰氧基乙基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(4-联苯羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(2-联苯羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(2-联苯羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(3-联苯羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(3-联苯羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(1-萘基羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(1-萘基羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(2-萘基羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(2-萘基羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-(9-蒽基羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、8-甲基-8-(9-蒽基羰氧基甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、1,2-(2H,3H-[1,3]戊环桥)-1,2-二氢苊与环戊二烯的狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)加成物等,但特定单体d并不限定于这些化合物。另外,这些化合物可单独用作特定单体d、或组合2种以上来用作特定单体d。
这些之中,优选为分子内具有至少1个极性基的化合物,尤其,在通式(7)中,R1及R3为氢原子或碳原子数为1~10的烃基、R2及R4为氢原子或相当于一价的有机基的、且R2及R4的至少一个为氢原子及烃基以外的极性基的化合物因提高与其他原材料的密接性·接着性而优选。
此处,所获得的特定聚合物中的极性基的含量由对最终所获得的特定相位差膜所要求的所期望的功能等来决定,并无特别限定,但在源自特定单体d的所有结构单元中,源自具有极性基的特定单体d的结构单元通常为1摩尔%以上,优选为5摩尔%以上,更优选为10摩尔%以上,也可为源自特定单体d的所有结构单元为具有极性基的。
另外,作为特定单体d,在通式(7)中,就容易控制所获得的特定聚合物的玻璃化转变温度与吸水性的观点而言,优选为R2及R4的至少一个为具有由通式(9)所表示的极性基的。
[化9]
-(CH2)nCOOR10 (9)
[通式(9)中,n为0~5的整数,R10为一价的有机基。]
作为通式(9)中由R10所表示的一价的有机基的具体例,例如可列举:甲基、乙基、丙基等烷基;苯基、萘基、蒽基、联苯基等芳基;除此以外,还可列举具有二苯基砜、四氢芴等芴类等的芳香环或呋喃环、酰亚胺环等杂环的一价的基等。
另外,通式(9)中,n为0~5的整数,优选为0~2的整数,更优选为0。n的值越小,所获得的特定聚合物的玻璃化转变温度变得越高,故优选,尤其就容易合成的观点而言,优选为n为0的特定单体d。
进而,特定单体d优选为在通式(7)中,由通式(9)所表示的极性基所键结的碳原子上进而键结有烷基的,由此,可谋求所获得的特定聚合物的耐热性与吸水性的平衡。此处,烷基的碳原子数优选为1~5,更优选为1~2,特别优选为1。
另外,作为特定单体d,在通式(7)中,就可获得玻璃化转变温度高的特定聚合物的观点而言,优选为m为1且p为0的。
作为特定单体e的具体例,可列举:双环[2.2.1]庚-2-烯、三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯、三环[6.2.1.02,7]十一-9-烯、5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-氰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-萘基)双环[2.2.1]庚-2-烯(α体及β体)、5-氟双环[2.2.1]庚-2-烯、5-氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-五氟乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6-三(氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6,6-四氟双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6,6-四(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5-二氟-6,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二氟-5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6-三氟-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-氟-5-五氟乙基-6,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二氟-5-七氟-异丙基-6-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-氯-5,6,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二氯-5,6-双(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6-三氟-6-三氟甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5,6-三氟-6-七氟丙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(4-苯基苯基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
4-(双环[2.2.1]庚-5-烯-2-基)苯基磺酰基苯、5-(4-联苯羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(4-联苯羰氧基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(4-联苯羰氧基丙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-(4-联苯羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-联苯羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-联苯羰氧基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-(2-联苯羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(3-联苯羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(3-联苯羰氧基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(1-萘基羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(1-萘基羰氧基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-(1-萘基羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-萘基羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-萘基羰氧基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-(2-萘基羰氧基甲基)甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(9-蒽基羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(9-蒽基羰氧基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基-5-(9-蒽基羰氧基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、苊与环戊二烯的狄尔斯-阿尔德加成物等,但特定单体e并不限定于这些化合物。另外,这些化合物可单独用作特定单体e、或组合2种以上来用作特定单体e。
通过使特定单体d与特定单体e进行共聚而获得的特定聚合物也可为与该特定单体d及特定单体e以外的其他共聚性单体进行共聚而成的。
作为其他共聚性单体,例如可列举:环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、二环戊二烯等环烯烃。作为环烯烃的碳原子数,优选为4~20,更优选为5~12。进而,也可在聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-非共轭二烯共聚物、聚降冰片烯等主链上具有烯烃性不饱和键的不饱和烃系聚合物等的存在下,使特定单体d及视需要的特定单体e进行聚合,以上述方式获得的特定聚合物作为耐冲击性大的树脂的原料有用。
特定聚合物在30℃氯仿中所测定的固有粘度(ηinh)优选为0.2dl/g~5dl/g。更优选为0.3dl/g~4dl/g,特别优选为0.5dl/g~3dl/g。若为上述范围,则溶液粘度不会变高,因此加工性良好,另外,膜强度充分。
作为特定聚合物的分子量,利用凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)通常为8,000~1,000,000,优选为10,000~500,000,更优选为20,000~100,000,特别优选为30,000~100,000,另外,重量平均分子量(Mw)通常为20,000~3,000,000,优选为30,000~1,000,000,更优选为40,000~500,000,特别优选为40,000~300,000的范围。
另外,关于特定聚合物的分子量分布,上述Mw/Mn通常为1.5~10,优选为2~8,更优选为2.5~5,特别优选为2.5~4.5。
特定聚合物的玻璃化转变温度(Tg)例如可通过特定聚合物的结构单元d及结构单元e的种类、或结构单元d与结构单元e的比的调整,或者添加剂的添加等而适当改变,但通常为100℃~250℃,优选为110℃~200℃,更优选为120℃~180℃。当Tg为100℃以上时,热变形温度不会降低,不存在耐热性产生问题的担忧,另外,最终所获得的膜的光学特性几乎不会因温度而受到影响,故优选。另外,若Tg为250℃以下,则当在延伸加工等中加热至Tg附近为止来进行加工时,热塑性环烯烃系树脂,优选为热塑性降冰片烯系树脂发生热劣化(heat deterioration)的可能性低,故优选。
在具有结构单元d及结构单元e的特定聚合物中,结构单元d与结构单元e的比(d/e)以摩尔比计优选为d/e=95/5~5/95,更优选为95/5~60/40。若结构单元d的比例为上述范围,则可充分期待韧性改良的效果或所期望的光学特性,玻璃化转变温度不会降低,耐热性不会产生问题,故优选。
进而,在具有结构单元d及结构单元e的特定聚合物中,该聚合物中的结构单元d与结构单元e的比率(组成比)优选为在分子量分布总范围内偏差小。具体而言,相对于供于聚合反应的特定单体d与特定单体e的比率,将任意的分子量中的组成比纳入至±50%以内,优选为±30%以内,更优选为±20%以内的偏差范围内,由此可获得更均匀的特定相位差膜。另外,通过纳入该范围内,在进行了延伸取向时,可获得相位差的进一步的均一性。
以下,对用以制造如下的特定聚合物的条件进行说明,上述特定聚合物是通过使特定单体d、及视需要的特定单体e或其他共聚性单体进行开环共聚而获得的特定聚合物,或者是通过使这些单体进行开环共聚后,将所获得的开环共聚物加以氢化而获得的特定聚合物。
开环聚合催化剂:
单体的开环聚合反应是在复分解(metathesis)催化剂的存在下进行。
该复分解催化剂是包含(a)选自W、Mo及Re的化合物中的至少1种与(b)选自如下的化合物中的至少1种的组合的催化剂:上述化合物为戴明(Deming)的周期表IA族元素(例如Li、Na、K等)、IIA族元素(例如Mg、Ca等)、IIB族元素(例如Zn、Cd、Hg等)、IIIB族元素(例如B、Al等)、IVA族元素(例如Ti、Zr等)或IVB族元素(例如Si、Sn、Pb等)的化合物,且具有至少1个上述元素-碳键或上述元素-氢键。另外,在此情况下,为了提高催化剂的活性,也可为添加有后述的添加剂(c)的。
作为(a)成分适当的W、Mo或Re的化合物的代表例可列举:WCl6、MoCl5、ReOCl3等日本专利特开平1-240517号公报中所记载的化合物。
作为(b)成分的具体例,可列举:n-C4H9Li、(C2H5)3Al、(C2H5)2AlCl、(C2H5)1.5AlCl1.5、(C2H5)AlCl2、甲基铝氧烷、LiH等日本专利特开平1-240517号公报中所记载的化合物。
作为(c)成分的代表例,可适宜地使用醇类、醛类、酮类、胺类等,进而可使用日本专利特开平1-240517号公报中所记载的化合物。
作为复分解催化剂的使用量,以上述(a)成分与特定单体d及特定单体e(以下,将两个并称为“特定单体”)的摩尔比计,(a)成分:特定单体通常为1∶500~1∶50,000的范围,优选为1∶1,000~1∶10,000的范围。
(a)成分与(b)成分的比例以金属原子比计,“(a)∶(b)”为1∶1~1∶50,优选为1∶2~1∶30的范围。
(a)成分与(c)成分的比例以摩尔比计,“(c)∶(a)”为0.005∶1~15∶1,优选为0.05∶1~7∶1的范围。
分子量调节剂:
特定聚合物的分子量的调节也可根据聚合温度、催化剂的种类、溶剂的种类来进行,在本发明中,优选为通过使分子量调节剂共存于反应系统中来进行调节。作为适宜的分子量调节剂,例如可列举乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等α-烯烃类及苯乙烯,这些之中,优选为1-丁烯、1-己烯。
这些分子量调节剂可单独使用、或并用2种以上。相对于被供于聚合反应的特定单体1摩尔,分子量调节剂的使用量为0.005摩尔~0.6摩尔,优选为0.02摩尔~0.5摩尔。
开环聚合反应用溶剂:
作为开环聚合反应中所使用的溶剂,例如可列举:戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等烷烃类;环己烷、环庚烷、环辛烷、十氢萘、降冰片烷等环烷烃类;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、枯烯等芳香族烃类;氯丁烷、溴己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、1,6-二溴己烷、氯苯、氯仿、四氯乙烯等卤化烃化合物类;乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙酸甲酯等饱和羧酸酯类;二甲氧基乙烷、二丁醚、四氢呋喃等醚类,这些溶剂可单独使用、或并用2种以上。这些之中,优选为上述芳香族烃类。
作为溶剂的使用量,溶剂:特定单体(重量比)通常为1∶1~10∶1的量,优选为1∶1~5∶1的量。
氢化:
通过以上的开环聚合所获得的开环共聚物也可直接用作特定聚合物,但优选为制成将该开环共聚物中所残留的烯烃性不饱和键加以氢化而成的氢化物。
该氢化物成为具有优异的热稳定性的,在膜制膜加工时及延伸加工时、或用作制品时,其特性不易因加热而劣化。在此种氢化物中,对于烯烃性不饱和键的氢化率为50%以上,优选为70%以上,更优选为90%以上,特别优选为98%以上。另外,当被供于氢化的开环共聚物为分子内具有芳香环的时,优选为在氢化后,该芳香环实质上未被氢化。
氢化反应可利用通常的方法,即向开环共聚合物的溶液中添加氢化催化剂,在0℃~200℃,优选为20℃~180℃下,使常压~300个大气压、优选为3个大气压~200个大气压的氢气对其发挥作用来进行。
作为氢化催化剂,可使用在通常的烯烃性化合物的氢化反应中所使用的氢化催化剂。作为该氢化催化剂,公知的是非均相催化剂(heterogeneous catalyst)及均相催化剂(homogeneouscatalyst)。再者,当将分子内具有含有芳香环的取代基的开环聚合物加以氢化时,优选为选择芳香环的不饱和键实质上不被氢化的条件。作为非均相催化剂,可列举使碳、二氧化硅(silica)、氧化铝(alumina)、二氧化钛(titania)等载体承载钯、铂、镍、铑、钌等贵金属类而成的固体催化剂。另外,作为均相催化剂,可列举:环烷酸镍/三乙基铝、乙酰丙酮镍/三乙基铝、辛烯酸钴/正丁基锂、二氯二茂钛/一氯二乙基铝、乙酸铑、三(三苯基膦)氯化铑、三(三苯基膦)二氯化钌、三(三苯基膦)羰基氢氯化钌,三(三苯基膦)羰基二氯化钌等。催化剂的形态可为粉末,也可为粒状。
这些氢化催化剂是以开环聚合物:氢化催化剂(质量比)变成1∶1×10-6~1∶2的比例来使用。
(单体单元的平均logP)
进而,本发明的环烯烃系聚合物膜通过将单体单元的亲水性设为下述式(G)的范围,而可调节弹性模量的湿度依存性。0≤logP(i)×Mi≤4.5(G)
此处,logP(i)为第i个结构单元的辛醇/水分配系数,Mi为第i个结构单元的摩尔分率。辛醇/水分配系数可通过实际测定或计算来求出。
更优选为1≤logP(i)×Mi≤4,最优选为2≤logP(i)×Mi≤3.5。
若logP(i)×Mi为上述范围,则由吸水所引起的光学特性变化、尺寸变化小,另外,起偏器与聚乙烯醇的密接充分。
(膜制造)
在本发明中,包含特定聚合物的热塑性环烯烃系树脂,优选为热塑性降冰片烯系树脂可通过熔融成形法或溶液流延法(溶剂浇铸法)等而成形为膜,就可获得厚度的均匀性高、表面平滑性良好的加工前膜的观点而言,优选为利用溶剂浇铸法。作为溶剂浇铸法,例如可列举如下的方法:使热塑性环烯烃系树脂溶解或分散于溶剂中,由此制备以适度的浓度含有热塑性环烯烃系树脂而成的膜形成液,将该膜形成液注入或涂布于适当的载体上,对其进行干燥后,自载体上剥离。
当使热塑性环烯烃树脂溶解或分散于溶剂中时,将该环烯烃树脂的浓度通常设为0.1wt%(重量百分比)~90wt%,优选为设为1wt%~50wt%,更优选为设为10wt%~35wt%。若该浓度为上述范围,则可获得具有所需要的厚度的加工前膜,当通过干燥来去除溶剂时,伴随该溶剂的蒸发,不易产生发泡等,而可获得表面平滑性良好的加工前膜,另外,因膜形成液的溶液粘度不会变高,故可获得厚度或表面状态均一的膜。
另外,膜形成液的粘度在室温下通常为1(mPa·s)~1,000,000(mPa·s),优选为10(mPa·s)~100,000(mPa·s),更优选为100(mPa·s)~50,000(mPa·s),特别优选为1,000(mPa·s)~40,000(mPa·s)。
作为膜形成液的制备中所使用的溶剂,可列举:苯、甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、1-甲氧基-2-丙醇等溶纤剂系溶剂,二丙酮醇、丙酮、环己酮、甲基乙基酮、4-甲基-2-戊酮、乙基环己酮等酮系溶剂,乳酸甲酯、乳酸乙酯等酯系溶剂,2,2,3,3-四氟-1-丙醇、二氯甲烷、氯仿等含有卤素的溶剂,四氢呋喃、二噁烷等醚系溶剂,1-戊醇、1-丁醇等醇系溶剂,1,2-二甲基环己烷。
另外,除上述溶剂以外,只要使用SP值(溶解度参数)通常为10(MPa1/2)~30(MPa1/2),优选为10(MPa1/2)~25(MPa1/2),更优选为15(MPa1/2)~25(MPa1/2),特别优选为15(MPa1/2)~20(MPa1/2)的范围的溶剂,便可获得表面均匀性与光学特性良好的加工膜。
上述溶剂可单独使用、或将2种以上组合使用。当将2种以上的溶剂组合使用时,优选为使所获得的混合溶剂的SP值的范围变成上述范围内。此时,混合溶剂的SP值的值可根据构成该混合溶剂的各溶剂的重量比来求出,例如在由2种溶剂所获得的混合溶剂中,若将各溶剂的重量分率设为W1及W2,另外,将SP值设为SP1及SP2,则混合溶剂的SP值可根据式:SP值=W1·SP1+W2·SP2来算出。
当使用混合溶剂作为膜形成液中的溶剂时,通过将相对于热塑性环烯烃系树脂,优选为热塑性降冰片烯系树脂而变成良溶剂的与变成不良溶剂的加以组合,而可获得具有光扩散功能的加工前膜。具体而言,当将热塑性环烯烃系树脂的SP值设为SPx,将热塑性环烯烃系树脂的良溶剂的SP值设为SPy,将热塑性环烯烃系树脂的不良溶剂的SP值设为SPz时,通过使SPx与SPy的差优选为变成7以下,更优选为变成5以下,特别优选为变成3以下,使SPx与SPz的差优选为变成7以上,更优选为变成8以上,特别优选为变成9以上,使SPy与SPz的差优选为变成3以上,更优选为变成5以上,进而更优选为变成7以上,而可对所获得的加工前膜赋予光扩散功能,其结果,可使最终所获得的特定相位差膜变成具有光扩散功能的。
另外,不良溶剂在混合溶剂中所占的比例优选为50wt%以下,更优选为30wt%以下,特别优选为15wt%以下,最优选为10wt%以下。另外,不良溶剂的沸点与良溶剂的沸点的差优选为1℃以上,更优选为5℃以上,特别优选为10℃以上,最优选为20℃以上,特别优选为不良溶剂的沸点高于良溶剂的沸点。
使热塑性环烯烃系树脂,优选为热塑性降冰片烯系树脂溶解或分散于溶剂中时的温度可为室温,也可为高温,通过充分地进行搅拌,而可获得热塑性环烯烃系树脂均匀地溶解或分散而成的膜形成液。另外,视需要可向膜形成液中适宜添加染料、颜料等着色剂,由此可获得经着色的加工前膜。
另外,为了提升所获得的加工前膜的表面平滑性,也可向膜形成液中添加流平剂。作为该流平剂,只要是一般的流平剂,则可使用各种流平剂,作为其具体例,可列举氟系非离子界面活性剂、特殊丙烯酸树脂系流平剂、硅酮系流平剂等。
作为用以形成膜形成液的液层的载体,可使用金属滚筒、钢带(steel belt)、包含聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PolyethyleneNaphthalate,PEN)等的聚酯膜、聚四氟乙烯制带等。作为涂布膜形成液的方法,可利用使用模具或涂布机的方法、喷雾法、刷涂法、辊涂法、旋涂法、浸渍法等。
另外,也可通过反复涂布膜形成液,而控制所获得的加工前膜的厚度或表面平滑性。
另外,当使用聚酯膜作为载体时,也可使用经表面处理的膜。
作为表面处理的方法,可列举通常所进行的亲水化处理方法,例如通过涂布或层压(laminate)来层叠丙烯酸系树脂或含有磺酸盐基的树脂的方法、或者通过电晕放电处理等来提升膜表面的亲水性的方法等。
在溶剂浇铸法中,作为用以去除液层中的溶剂的具体方法,并无特别限定,可利用通常所使用的干燥处理法,例如通过多根辊来使其在干燥炉中通过的方法,若在干燥步骤中伴随溶剂的蒸发而产生气泡,则会使最终所获得的特定相位差膜的特性显著下降,因此为了避免该情况,优选为将干燥步骤设为2阶段以上的多个步骤,并控制各步骤中的温度或风量。
以上述方式获得的加工前膜中的残留溶剂量通常为10wt%以下,优选为5wt%以下,更优选为1wt%以下,特别优选为0.5wt%以下。此处,若加工前膜中的残留溶剂量为上述范围,则当实际使用通过对该加工前膜进行延伸加工而获得的特定相位差膜时,随时间经过所引起的尺寸变化小而优选。另外,玻璃化转变温度不会因残留溶剂而降低,耐热性也不会下降,故优选。
另外,为了适宜地进行后述的延伸加工,有时必须在上述范围内适宜调节加工前膜中的残留溶剂量。具体而言,为了通过延伸取向处理来使膜稳定且均一地显现相位差,有时使加工前膜中的残留溶剂量通常变成10wt%~0.1wt%,优选为变成5wt%~0.1wt%,更优选为变成1wt%~0.1wt%。通过使加工前膜中残留微量的溶剂,而存在延伸取向处理变得容易、或相位差的控制变得容易的情况。
在本发明中,加工前膜的厚度通常为1μm~30μm(1,000nm~60,000nm),优选为5μm~30μm(500nm~30,000nm),更优选为10μm~20μm(10,000nm~20,000nm)。若该厚度为上述范围,则容易操作该加工前膜,另外,当将该加工前膜卷取成卷状时,不会带有所谓的“卷曲折印”,后加工等中的处理容易。
相对于平均值,加工前膜的厚度分布通常为±20%以内,优选为±10%以内,更优选为±5%以内,特别优选为±3%以内。另外,每1cm中的厚度的变动通常为10%以下,优选为5%以下,更优选为1%以下,特别优选为0.5%以下。通过将加工前膜的厚度分布控制成上述范围内,当对该加工前膜进行延伸取向处理时,可防止产生相位差不均。
作为用以制造特定相位差膜的延伸加工方法,具体而言,可列举公知的单轴延伸法或双轴延伸法。
即,可使用利用拉幅机法的横向单轴延伸法、辊间压缩延伸法、利用圆周不同的两组辊的纵向单轴延伸法等、或者将横向单轴与纵向单轴加以组合的双轴延伸法、利用膨胀(inflation)法的延伸法等。
在单轴延伸法的情况下,延伸速度通常为1%/min~5,000%/min,优选为50%/min~1,000%/min,更优选为100%/min~1,000%/min,特别优选为100%/min~500%/min。
在双轴延伸法的情况下,存在同时在2个方向上进行延伸的情况、或在单轴延伸后朝与最初的延伸方向不同的方向进行延伸处理的情况。此时,用以控制延伸后的膜的折射率椭圆体的形状的2个延伸轴的交叉角度由所期望的特性来决定,因此并无特别限定,但通常为120度~60度的范围。另外,延伸速度在各延伸方向上可相同,也可不同,通常为1%/min~5,000%/min,优选为50%/min~1,000%/min,更优选为100%/min~1,000%/min,特别优选为100%/min~500%/min。
延伸取向处理中的处理温度并无特别限定,以所使用的热塑性环烯烃系树脂,优选为热塑性降冰片烯系树脂的玻璃化转变温度Tg为基准,通常为Tg±30℃,优选为Tg±15℃,更优选为Tg-5℃~Tg+15℃的范围。通过将处理温度设为上述范围内,而可抑制相位差不均的产生,另外,折射率椭圆体的控制变得容易,故优选。
延伸倍率由所期望的特性来决定,因此并无特别限定,但通常为1.01倍~10倍,优选为1.03倍~5倍,更优选为1.03倍~3倍。若延伸倍率为上述范围,则容易控制相位差。
经延伸的膜可直接进行冷却,但优选为在Tg-20℃~Tg的温度环境下至少保持10秒钟以上,优选为保持30秒钟~60分钟,更优选为保持1分钟~60分钟来进行热固型(heat setting)。由此,可获得透过光的相位差的经时变化少且稳定的相位差膜。
当在100℃下进行500小时加热时,特定相位差膜的由加热所产生的尺寸收缩率通常为10%以下,优选为5%以下,更优选为3%以下,特别优选为1%以下。
为了使尺寸收缩率变成上述范围内,除选择作为热塑性环烯烃系树脂的原料的例如特定单体a、特定单体b或其他共聚性单体以外,也可通过浇铸方法或延伸方法来进行控制。
再者,当在100℃下进行了500小时加热时,未实施延伸取向处理的状态的加工前膜的由加热所产生的尺寸收缩率通常为5%以下,优选为3%以下,更优选为1%以下,特别优选为0.5%以下。
以上述方式进行了延伸的膜通过延伸来使分子进行取向,由此对透过光赋予相位差,可通过调整用作原料的热塑性降冰片烯系树脂的种类、延伸倍率、延伸处理温度或延伸前的膜(加工前膜)的厚度等来控制该相位差。例如,关于延伸倍率,即便是延伸前的厚度相同的膜,也存在越是延伸倍率大的膜,透过光的相位差的绝对值变得越大的倾向,因此通过变更延伸倍率而可获得对透过光赋予所期望的相位差的膜。另外,关于延伸前的膜(加工前膜)的厚度,即便延伸倍率相同,也存在延伸前的膜的厚度越大,对透过光赋予的相位差的绝对值变得越大的倾向,因此通过变更延伸前的膜的厚度而可获得对透过光赋予所期望的相位差的膜。另外,关于延伸处理温度,存在延伸温度越低,透过光的相位差的绝对值变得越大的倾向,因此通过变更延伸温度而可获得对透过光赋予所期望的相位差的膜。
另外,为了调整特定相位差膜的厚度,可通过调整加工前膜的厚度、延伸倍率等来进行控制。具体而言,例如可通过使加工前膜的厚度变小、或使延伸倍率变大而使相位差膜的厚度变小。
在此种特定相位差膜中,换算成膜面上的每1m2时的亮点的数量为10个以下,优选为7个以下,更优选为5个以下,特别优选为3个以下,最优选为变成0或1。
此处,所谓“亮点”,是指将特定相位差膜夹在正交尼科耳状态的偏光板中进行观察时以肉眼所确认的部分的光的漏出,通常测定外径为1μm以上(若为圆形的亮点,则是其直径,若为其他形状的亮点,则是长度方向的长度)的亮点。
当然,存在根据所要求的性能,将比其小的作为亮点进行测定的情况。另外,可认为该亮点是由微小区域中的相位差的部分的不均所产生的。即,若在加工前膜中存在异物或气泡等,则即便这些是如以肉眼无法确认的大小,也存在当进行了延伸加工时,应力集中于存在异物或气泡等的部分,该应力集中的部分的相位差与周边部分的相位差不同的情况,可认为因该相位差的不同而导致光漏出。
另外,在特定相位差膜中,换算成膜面上的每1m2时的异物的数量优选为10个以下,更优选为5个以下,特别优选为3个以下,最优选为变成0或1。
此处所述的“异物”是指当使光透过特定相位差膜时,实质上妨碍光的透过的。当在特定相位差膜中存在此种异物时,会对透过光强度造成影响,当用于液晶显示元件等时,存在导致像素遗漏或特性下降的担忧。
再者,应测定的异物的大小通常外径为1μm以上(若为圆形的异物,则是其直径,若为其他形状的异物,则是长度方向的长度),但存在根据所要求的性能,将比其小的作为异物进行测定的情况。
<膜的表面处理>
第1保护膜为了确保与起偏器的密接,优选为至少一个表面经亲水化处理。
作为表面处理方法,例如为日本专利特开2000-24167号、日本专利特开平10-130402号、日本专利特开2002-148436号、日本专利特开2002-90546号、日本专利特开2001-350017号中所记载的设置接着层的方法,另外,也可通过日本专利特开2001-350018号中所记载的电晕放电处理等表面处理来赋予亲水性。
第1保护膜可为未延伸膜或延伸膜的任一种。当第1保护膜为延伸膜时,可为单轴延伸膜或双轴延伸膜的任一种。当第1保护膜为双轴延伸膜时,可为同时双轴延伸膜或逐次双轴延伸膜的任一种。在进行了双轴延伸的情况下,机械强度提升,且膜性能提升。合成聚合物膜通过混合其他热塑性树脂,即便进行延伸,也可抑制相位差的增大,并可保持光学各向同性。
延伸温度优选为处于作为膜原料的热塑性树脂组合物的玻璃化转变温度附近,具体而言,优选为(玻璃化转变温度-30℃)~(玻璃化转变温度+100℃),更优选为(玻璃化转变温度-20℃)~(玻璃化转变温度+80℃)的范围内。若延伸温度未满(玻璃化转变温度-30℃),则存在无法获得充分的延伸倍率的担忧。相反地,若延伸温度超过(玻璃化转变温度+100℃),则存在产生树脂组合物的流动(flow),无法进行稳定的延伸的担忧。
以面积比来定义的延伸倍率优选为1.1倍~25倍,更优选为1.3倍~10倍。若延伸倍率未满1.1倍,则存在韧性不会伴随延伸而提升的担忧。若延伸倍率超过25倍,则存在看不到仅提升延伸倍率的效果的担忧。
延伸速度在一方向上,优选为10%/min~20,000%/min,更优选为100%/min~10,000%/min。若延伸速度未满10%/min,则存在为了获得充分的延伸倍率而耗费时间,制造成本变高的担忧。若延伸速度超过20,000%/min,则存在产生延伸膜的破裂等的担忧。
第1保护膜为了使其光学各向同性或机械特性稳定化,可在延伸处理后进行热处理(退火)等。热处理的条件可采用任意的适当的条件。
(第1保护膜的膜厚)
就难以产生不均的观点而言,第1保护膜的厚度为30μm以下,优选为1μm~30μm,更优选为5μm~30μm,进而更优选为10μm~20μm。若厚度超过30μm,则不仅透明性下降,透湿性也变小,当使用水系接着剂时,存在作为其溶剂的水的干燥速度变慢的担忧。另外,当进行了高温高湿的耐久试验时,存在液晶显示装置的画面内产生漏光的不均的担忧。若厚度为1μm以上,则强度提升,若进行偏光板的耐久性试验,则卷缩不会变大而优选。
上述第1保护膜的厚度是通过膜剖面的光学显微镜观察所测定的平均膜厚。
(第1保护膜的湿度尺寸变化率)
第1保护膜就光学特性的稳定性的观点而言,TD方向的由下述式(1)所表示的湿度尺寸变化率优选为0.1%以下,更优选为0%以上、0.1%以下,进而更优选为0%以上、0.05%以下。
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的TD方向的膜长度)-(25℃、相对湿度10%下的TD方向的膜长度)}/(25℃、相对湿度60%下的TD方向的膜长度)]×100
...式(1)
第1保护膜就光学特性的稳定性的观点而言,与上述起偏器的吸收轴平行的方向(膜制造时的膜搬送方向:MD方向)的由上述式(1)所表示的湿度尺寸变化率也与TD方向同样地,优选为0.5%以下,更优选为0.25%以下,进而更优选为0.1%以下。第1保护膜的湿度尺寸变化率越小,在产生了湿度变化时所产生的第1保护膜的收缩或扩张越减少。由此,施加至构成液晶单元的玻璃或用以将偏光板贴合于液晶单元上的粘着剂的力减少,结果由光弹性所引起的漏光减少。
第1保护膜的表面的湿润张力优选为40mN/m以上,更优选为50mN/m以上,进而更优选为55mN/m以上。若表面的湿润张力至少为40mN/m以上,则(甲基)丙烯酸系树脂膜与起偏器的接着强度进一步提升。为了调整表面的湿润张力,可实施任意的适当的表面处理。作为表面处理,例如可列举:电晕放电处理、等离子体处理、臭氧吹附、紫外线照射、火焰处理、化学药品处理。这些之中,优选为电晕放电处理、等离子体处理。
第1保护膜的TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa。若TD方向的弹性模量为2.5GPa以下,则由光弹性所引起的不均的产生变少。
当将本发明的偏光板组装至液晶显示装置中时,上述第1保护膜优选为配置于液晶单元侧(内侧)。
就可抑制在高温高湿下长期使用时的不均产生这一观点而言,优选为将上述第1保护膜设为内侧膜。
{第2保护膜}
第2保护膜的由下述式(2)所表示的评价值为7.0~11.0。
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2
再者,第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率由下述式(1)表示。
式(1):
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的TD方向的膜长度)-(25℃、相对湿度10%下的TD方向的膜长度)}/(25℃、相对湿度60%下的TD方向的膜长度)]×100
通过将上述第2保护膜的厚度、TD方向的弹性模量、及TD方向的湿度尺寸变化如上述那样设为特定的范围,可制成就卷曲的观点而言液晶显示装置的制造适应性优异的偏光板。
在本发明中,对上述式(2)的导出过程进行说明。
首先,将针对偏光板的卷曲浮起量与第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率的关系示于图4。根据图4,针对第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率与偏光板的卷曲浮起量,无法找到关系性。
其次,针对卷曲浮起量,调查与第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率、及第2保护膜的TD方向的弹性模量的关连性。将表示第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率、及第2保护膜的TD方向的弹性模量与卷曲浮起量的等高线的卷曲图显示于图5。
根据图5可知,卷曲的等高线是在TD方向的弹性模量与TD方向的湿度尺寸变化率同时上下波动的方向上出现。由此推测TD方向的弹性模量与TD方向的湿度尺寸变化率的比存在优选的范围。
因此,调查由下述式(3)所表示的评价值1与卷曲浮起量的关系。
式(3):
评价值1=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)
图6表示当起偏器的聚乙烯醇的膜厚为30μm,作为第1保护膜的环烯烃系聚合物膜的膜厚为25μm时,作为第2保护膜的酰化纤维素膜的膜厚为15μm、20μm、及25μm时的卷曲浮起量与评价值1的关系。
根据图6可知,当酰化纤维素膜的厚度固定时,评价值1与卷曲浮起量的关系成正比,但当厚度不同时不对应。
因此,对施加了厚度的修正的由下述式(4)所表示的评价值2与卷曲浮起量的关系进行了研究。
式(4):
评价值2=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
图7表示起偏器的聚乙烯醇的膜厚为30μm时的卷曲浮起量与评价值2的关系。
根据图7可知,卷曲浮起量与评价值2的对应良好。
继而,针对使起偏器的厚度变化的情况,对评价值2与卷曲浮起量的关系进行了研究。
图8表示起偏器的聚乙烯醇的膜厚为30μm、及20μm时的卷曲浮起量与评价值2的关系。
根据图8可知,若起偏器的厚度改变,则评价值2的优选的区域变化。更详细而言,可知若起偏器的厚度减少,则表示卷曲浮起量与评价值2的对应关系的直线的倾斜度下降。
而且,将施加了起偏器的厚度的修正的评价值设为由下述式(2)所表示的评价值。
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2
图9表示由式(2)所得的评价值(评价值3)与卷曲浮起量的关系。
根据图9可知,由式(2)所得的评价值与卷曲浮起量成正比,且对应良好。
就朝液晶单元上贴合偏光板时的气泡的卷入、位置偏移等错误产生的频率少的观点而言,由式(2)所表示的评价值优选为7.0~11.0,更优选为9.0~10.0,特别优选为9.0~9.8,最优选为9.0~9.6。
构成上述第2保护膜的材料并无特别限定。
上述第2保护膜优选为含有树脂而形成,上述树脂可使用公知的树脂,只要不违反本发明的主旨,则并无特别限制,可列举酰化纤维素、(甲基)丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂、聚酯系树脂,优选为酰化纤维素。
(酰化纤维素)
以下,对可用于第2保护膜的酰化纤维素进行详细说明。
酰化纤维素的取代度表示纤维素的构成单元(键结有(β)1,4-糖苷的葡萄糖)中所存在的3个羟基经酰基化的比例。可测定纤维素的构成单元的单位质量的结合脂肪酸量来算出取代度(酰基化度)。在本发明中,纤维素体的取代度可通过如下方式算出:使纤维素体溶解于经氘取代的二甲基亚砜等溶剂中并测定13C-NMR光谱,根据酰基中的羰基碳的峰值强度比来求出。可在将酰化纤维素的残存羟基取代成与酰化纤维素本身所具有的酰基不同的其他酰基后,通过13C-NMR测定来求出。测定方法的详细情况在手冢等(《醣类研究(Carbohydrate.Res.)》,273(1995)83-91)中有记载。
酰化纤维素的总酰基取代度优选为2.0~2.97,更优选为2.2~2.95,特别优选为2.3~2.95。
作为酰化纤维素的酰基,特别优选为乙酰基、丙酰基、丁酰基,进而特别优选为乙酰基。
在本发明中,包含2种以上的酰基的混合脂肪酸酯也可优选地用作酰化纤维素。在此情况下,作为酰基,也优选为乙酰基与碳数为3~4的酰基。另外,当使用混合脂肪酸酯时,乙酰基的取代度优选为未满2.5,更优选为未满1.9。另一方面,碳数为3~4的酰基的取代度优选为0.1~1.5,更优选为0.2~1.2,特别优选为0.5~1.1。
在本发明中,可将取代基及/或取代度不同的2种酰化纤维素并用、混合使用,也可通过后述的共流延法等,形成包括包含不同的酰化纤维素的多层的膜。
进而,日本专利特开2008-20896号公报的[0023]~[0038]中所记载的具有脂肪酸酰基与经取代或未经取代的芳香族酰基的混合酸酯也可优选地用于本发明。
酰化纤维素优选为具有250~800的质量平均聚合度,更优选为具有300~600的质量平均聚合度。
另外,酰化纤维素优选为具有70000~230000的数量平均分子量,更优选为具有75000~230000的数量平均分子量,最优选为具有78000~120000的数量平均分子量。
酰化纤维素可将酸酐或酰氯化物用作酰化剂来合成。当上述酰化剂为酸酐时,使用有机酸(例如乙酸)或二氯甲烷作为反应溶剂。另外,作为催化剂,可使用如硫酸那样的质子性催化剂。当酰化剂为酰氯化物时,可使用碱性化合物作为催化剂。在工业上最一般的合成方法中,利用含有对应于乙酰基及其他酰基的有机酸(乙酸、丙酸、丁酸)或这些的酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的混合有机酸成分将纤维素加以酯化来合成纤维素酯。
在上述方法中,利用如乙酸那样的有机酸对如棉绒或木纸浆那样的纤维素进行活化处理后,在硫酸催化剂的存在下,使用如上所述的有机酸成分的混合液进行酯化的情况多。通常相对于纤维素中所存在的羟基的量,过量使用有机酸酐成分。在该酯化处理中,除酯化反应以外,还进行纤维素主链(β-1,4-糖苷键)的水解反应(解聚反应)。若进行主链的水解反应,则纤维素酯的聚合度下降,所制造的纤维素酯膜的物性下降。因此,如反应温度那样的反应条件优选为考虑所获得的纤维素酯的聚合度或分子量来决定。
(添加剂)
只要不违反本发明的主旨,则第2保护膜也可包含有机酸或其他偏光板保护膜中所使用的公知的添加剂。由此,可有助于控制湿度尺寸变化率。添加剂的分子量并无特别限制,可优选地使用后述的添加剂。
通过加入添加剂,除湿度尺寸变化率的控制以外,就膜的热性质、光学性质、机械性质的改善,赋予柔软性,赋予耐吸水性,降低水分透过率等膜改性的观点而言,也显示有用的效果。
例如作为机械性质的控制,可列举向膜中添加塑化剂,作为成为参考的塑化剂的例子,可将磷酸酯、柠檬酸酯、偏苯三甲酸酯、糖酯等已知的各种酯系塑化剂,或国际公开第2011/102492手册的段落编号0042~段落编号0068的聚酯系聚合物的记载作为参考。
另外,作为光学性质的控制,当要赋予紫外线或红外线的吸收能力时,可将国际公开第2011/102492号的段落编号0069~段落编号0072的记载作为参考,为了膜的相位差的调整或显现性控制,可使用已知的延迟调整剂。由此可有助于控制湿度尺寸变化率。添加剂的分子量并无特别限制,可优选地使用后述的添加剂。
(第2保护膜的厚度)
第2保护膜的厚度优选为5μm~30μm,更优选为10μm~30μm,特别优选为15μm~25μm。若厚度为30μm以下,则就液晶显示器的薄型(slim)化的观点而言优选。另一方面,若厚度为5μm以上,则在偏光板加工时的搬送时不易破裂,偏光板的表面不易受损伤。
上述第2保护膜的厚度是通过膜剖面的光学显微镜观察所测定的平均膜厚。
就使上述各种效果显现的观点而言,相对于酰化纤维素,添加剂的添加量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进而更优选为20质量%以上。作为上限,优选为80质量%以下,优选为65质量%以下。当使用2种以上的添加剂时,其合计量优选为处于上述范围内。
(透湿度)
就制造偏光板时的干燥速度的观点而言,第2保护膜的透湿度优选为10g/m2·day以上。第2保护膜的透湿度更优选为10g/m2·day~500g/m2·day,进而更优选为100g/m2·day~500g/m2·day,进而特别优选为200g/m2·day~450g/m2·day。
本说明书中的透湿度的值是依据JIS Z0208的透湿度试验(杯法(cup method)),在温度为40℃、相对湿度为92%的环境中,测定24小时内通过面积为1m2的试样的水蒸气的质量(g)所得的值。
<第2保护膜的制造方法>
关于上述第2保护膜的制造方法,作为使用(甲基)丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂、聚酯系树脂的膜的制造方法,并无特别限定,例如可利用任意的适当的混合方法将树脂与其他聚合物或添加剂等充分地混合,事先制成热塑性树脂组合物后,对其进行膜成形。或者,也可将树脂与其他聚合物或添加剂等分别制成不同的溶液,然后进行混合而制成均匀的混合液后,进行膜成形。
当制造上述热塑性树脂组合物时,例如利用万能混合器(Omni Mixer)等任意的适当的混合机将上述膜原料预混合后,将所获得的混合物挤出混炼。在此情况下,用于挤出混炼的混合机并无特别限定,例如可使用单轴挤出机、双轴挤出机等挤出机或加压捏合机等任意的适当的混合机。
作为上述膜成形的方法,例如可列举:溶液浇铸法(溶液流延法)、熔融挤出法、压光法、压缩成形法等任意的适当的膜成形法。这些膜成形法之中,优选为溶液浇铸法(溶液流延法)、熔融挤出法。
针对第2保护膜的制造方法,以第2保护膜为含有酰化纤维素的膜(也称为“酰化纤维素膜”)的情况为例进行详细说明。
酰化纤维素膜可通过溶剂浇铸法来制造。以下,针对含有上述有机酸的偏光板保护膜的制造方法,列举使用酰化纤维素作为基材的形态为例进行说明,但当使用其他树脂时,也可同样地制造上述偏光板保护膜。在溶剂浇铸法中,使用使酰化纤维素溶解于有机溶剂中而成的溶液(浓液(dope))来制造膜。
上述有机溶剂优选为含有选自碳原子数为3~12的醚、碳原子数为3~12的酮、碳原子数为3~12的酯及碳原子数为1~6的卤化烃中的溶剂。
上述醚、酮及酯也可具有环状结构。另外,具有2个以上的上述醚、酮及酯的官能基(即-O-、-CO-及-COO-)的任一个的化合物也可用作上述有机溶剂。上述有机溶剂也可具有如醇性羟基那样的其他官能基。在具有2种以上的官能基的有机溶剂的情况下,其碳原子数优选为在具有任一种官能基的溶剂的上述优选的碳原子数范围内。
上述碳原子数为3~12的醚类的例子包括:二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧杂环戊烷(1,3-dioxolane)、四氢呋喃、茴香醚(anisole)及苯乙醚。
上述碳原子数为3~12的酮类的例子包括:丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二异丁基酮、环己酮及甲基环己酮。
上述碳原子数为3~12的酯类的例子包括:甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯及乙酸戊酯。
另外,具有2种以上的官能基的有机溶剂的例子包括:乙酸2-乙氧基乙酯、2-甲氧基乙醇及2-丁氧基乙醇。
碳原子数为1~6的卤化烃的碳原子数优选为1或2,最优选为1。卤化烃的卤素优选为氯。卤化烃的氢原子被卤素取代的比例优选为25摩尔%~75摩尔%,更优选为30摩尔%~70摩尔%,进而更优选为35摩尔%~65摩尔%,最优选为40摩尔%~60摩尔%。二氯甲烷是具有代表性的卤化烃。
另外,也可将2种以上的有机溶剂混合使用。
酰化纤维素溶液(浓液)可通过包括在0℃以上的温度(常温或高温)下进行处理的一般的方法来制备。酰化纤维素溶液的制备可使用通常的溶剂浇铸法中的浓液的制备方法及装置来实施。再者,在一般的方法的情况下,优选为使用卤化烃(特别是二氯甲烷)作为有机溶剂。
酰化纤维素溶液中的酰化纤维素的量是以在所获得的溶液中包含10质量%~40质量%的方式进行调整。酰化纤维素的量更优选为10质量%~30质量%。也可向有机溶剂(主溶剂)中添加后述的任意的添加剂。
酰化纤维素溶液可通过在常温(0℃~40℃)下对酰化纤维素与有机溶剂进行搅拌来制备。高浓度的溶液也可在加压及加热条件下进行搅拌。具体而言,将酰化纤维素与有机溶剂加入至加压容器中并密闭,在加压下一面加热至溶剂的常温下的沸点以上、且溶剂不沸腾的范围的温度,一面进行搅拌。加热温度通常为40℃以上,优选为60℃~200℃,更优选为80℃~110℃。
也可事先将各成分粗混合后加入至容器中。另外,也可依次投入至容器中。容器必须以可进行搅拌的方式构成。可注入氮气等惰性气体来对容器进行加压。另外,也可利用由加热所引起的溶剂的蒸气压的上升。或者,也可在将容器密闭后,在压力下添加各成分。
当进行加热时,优选为自容器的外部进行加热。例如,可使用夹套式(jacket type)的加热装置。另外,也可在容器的外部设置片式加热器(plate heater),配设管道后使液体循环,由此对整个容器进行加热。
优选为在容器内部设置搅拌翼,并使用其进行搅拌。搅拌翼优选为长度到达容器壁附近的搅拌翼。为了对容器壁的液膜进行更新,优选为在搅拌翼的末端设置提起翼。
在容器中,还可设置压力计、温度计等计器类。在容器内使各成分溶解于溶剂中。冷却后自容器中取出所制备的浓液、或在取出后,使用热交换器等进行冷却。
也可通过冷却溶解法来制备酰化纤维素溶液。关于冷却溶解法的详细情况,可使用日本专利特开2007-86748号公报的[0115]~[0122]中所记载的技术。
利用溶剂浇铸法,自所制备的酰化纤维素溶液(浓液)制造酰化纤维素膜。优选为向浓液中添加延迟显现剂。浓液在滚筒或带上进行流延,使溶剂蒸发而形成膜。流延前的浓液优选为以固体成分量变成18%~35%的方式调整浓度。滚筒或带的表面优选为先加工成镜面状态。浓液优选为在表面温度为10℃以下的滚筒或带上进行流延。
关于溶剂浇铸法中的干燥方法,在美国专利第2,336,310号、美国专利第2,367,603号、美国专利第2,492,078号、美国专利第2,492,977号、美国专利第2,492,978号、美国专利第2,607,704号、美国专利第2,739,069号及美国专利第2,739,070号的各说明书,英国专利第640731号及英国专利第736892号的各说明书,以及日本专利特公昭45-4554号、日本专利特公昭49-5614号、日本专利特开昭60-176834号、日本专利特开昭60-203430号及日本专利特开昭62-115035号的各公报中有记载。在带或滚筒上的干燥可通过吹送空气、氮气等惰性气体来进行。
另外,也可自滚筒或带上剥取所获得的膜,进而利用自100℃至160℃为止逐步改变温度的高温风进行干燥,而使残留溶剂蒸发。以上的方法在日本专利特公平5-17844号公报中有记载。根据该方法,可缩短自流延至剥取为止的时间。为了实施该方法,在流延时的滚筒或带的表面温度下浓液必须胶化(gelation)。
也可使用所制备的酰化纤维素溶液(浓液)进行2层以上的流延来加以膜化。在此情况下,优选为利用溶剂浇铸法来制作酰化纤维素膜。浓液在滚筒或带上进行流延,使溶剂蒸发而形成膜。流延前的浓液优选为以固体成分量变成10质量%~40质量%的范围的方式调整浓度。滚筒或带的表面优选为先加工成镜面状态。
当使2层以上的多种酰化纤维素溶液进行流延时,可使多种酰化纤维素溶液进行流延,也可一面自在支撑体的前进方向上隔开间隔而设置的多个流延口使含有酰化纤维素的溶液分别进行流延并层叠,一面制作膜。这些可使用例如日本专利特开昭61-158414号、日本专利特开平1-122419号、及日本专利特开平11-198285号的各公报中所记载的方法。另外,也可通过自2个流延口使酰化纤维素溶液进行流延来加以膜化。其可使用例如日本专利特公昭60-27562号、日本专利特开昭61-94724号、日本专利特开昭61-947245号、日本专利特开昭61-104813号、日本专利特开昭61-158413号、及日本专利特开平6-134933号的各公报中所记载的方法。进而,也可使用日本专利特开昭56-162617号公报中所记载的酰化纤维素膜的流延方法,即利用低粘度的酰化纤维素溶液包入高粘度酰化纤维素溶液的液流,并同时挤出该高·低粘度的酰化纤维素溶液。
另外,也可使用2个流延口,剥取通过第一流延口而在支撑体上成形的膜,并在与支撑体面接触之侧进行第二次流延,由此制作膜。例如,可列举日本专利特公昭44-20235号公报中所记载的方法。
进行流延的酰化纤维素溶液可使用相同的溶液,也可使用2种以上的不同的酰化纤维素溶液。为了使多个酰化纤维素层具有功能,只要自各个流延口挤出对应于该功能的酰化纤维素溶液即可。进而,本发明中的酰化纤维素溶液也可与其他功能层(例如接着层、染料层、抗静电层、抗光晕层(anti-halation layer)、紫外线吸收层、偏光层等)同时进行流延。
(有机酸的添加)
当对酰化纤维素溶液添加有机酸时,其添加的时间点只要是在制膜的时间点添加,则并无特别限定。例如,可在酰化纤维素的合成时间点添加,也可在制备浓液时与酰化纤维素混合。
(其他添加剂的添加)
在第2保护膜中,也可添加抗劣化剂(例如抗氧化剂、过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属钝化剂(metal deactivator)、酸捕捉剂、胺等)。关于抗劣化剂,在日本专利特开平3-199201号、日本专利特开平5-1907073号、日本专利特开平5-194789号、日本专利特开平5-271471号、日本专利特开平6-107854号的各公报中有记载。另外,上述抗劣化剂的添加量优选为所制备的溶液(浓液)的0.01质量%~1质量%,更优选为所制备的溶液(浓液)的0.01质量%~0.2质量%。若添加量为0.01质量%以上,则抗劣化剂的效果得以充分地发挥,故优选,若添加量为1质量%以下,则难以产生抗劣化剂朝膜表面的溢出(渗出)等,故优选。作为特别优选的抗劣化剂的例子,可列举:丁基化羟基甲苯(ButylatedHydroxytoluene,BHT)、三苄胺(Tribenzylamine,TBA)。
另外,在第2保护膜中,优选为添加微粒子作为消光剂。作为微粒子,可列举:二氧化硅(silicon dioxide)、二氧化钛(titanium dioxide)、氧化铝(aluminium oxide)、氧化锆、碳酸钙、滑石、黏土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙。就浊度变低的观点而言,微粒子优选为含有硅的微粒子,特别优选为二氧化硅。二氧化硅的微粒子优选为1次平均粒径为20nm以下、且视比重为70g/L以上的微粒子。视比重优选为90g/L~200g/L以上,更优选为100g/L~200g/L以上。视比重越大,越可制作高浓度的分散液,且雾度、凝聚物变佳,故优选。
这些微粒子通常形成平均粒径为0.1μm~3.0μm的2次粒子,在膜中,这些微粒子作为1次粒子的凝聚体而存在,并使膜表面形成0.1μm~3.0μm的凹凸。2次平均粒径优选为0.2μm~1.5μm,更优选为0.4μm~1.2μm,最优选为0.6μm~1.1μm。1次粒径、2次粒径是利用扫描型电子显微镜来观察膜中的粒子,并将外接于粒子的圆的直径作为粒径。另外,改变场所来观察200个粒子,并将其平均值作为平均粒径。
二氧化硅的微粒子例如可使用艾罗西尔(Aerosil)R972、艾罗西尔(Aerosil)R972V、艾罗西尔(Aerosil)R974、艾罗西尔(Aerosil)R812、艾罗西尔(Aerosil)200、艾罗西尔(Aerosil)200V、艾罗西尔(Aerosil)300、艾罗西尔(Aerosil)R202、艾罗西尔(Aerosil)OX50、艾罗西尔(Aerosil)TT600(以上日本艾罗西尔(Aerosil)(股份)制造)等市售品。氧化锆的微粒子例如可使用以艾罗西尔(Aerosil)R976及艾罗西尔(Aerosil)R811(以上日本艾罗西尔(股份)制造)的商品名所销售的。
这些之中,艾罗西尔(Aerosil)200V、艾罗西尔(Aerosil)R972V是1次平均粒径为20nm以下、且视比重为70g/L以上的二氧化硅的微粒子,因将光学膜的浊度保持得低,并且降低摩擦系数的效果大,故特别优选。
为了获得具有2次平均粒径小的粒子的偏光板保护膜,在制备微粒子的分散液时可考虑几种方法。例如有如下的方法:事先制作将溶剂与微粒子搅拌混合而成的微粒子分散液,将该微粒子分散液添加至另外准备的少量的酰化纤维素溶液中进行搅拌溶解,进而与主要的酰化纤维素溶液(浓液)混合。就二氧化硅微粒子的分散性良好,二氧化硅微粒子难以进一步再凝聚的观点而言,该方法是优选的制备方法。除此以外,还有如下的方法:将少量的纤维素酯添加至溶剂中,进行搅拌溶解后,向其中添加微粒子并利用分散机进行分散,而将其制成微粒子添加液,然后利用在线混合器(inline mixer)将该微粒子添加液与浓液充分混合。本发明并不限定于这些方法,将二氧化硅微粒子与溶剂等混合并进行分散时的二氧化硅的浓度优选为5质量%~30质量%,更优选为10质量%~25质量%,最优选为15质量%~20质量%。分散浓度高会使相对于添加量的溶液浊度变低,雾度、凝聚物变佳,故优选。最终的酰化纤维素的浓液中的消光剂微粒子的添加量优选为每1m3为0.01g~1.0g,更优选为每1m3为0.03g~0.3g,最优选为每1m3为0.08g~0.16g。
所使用的溶剂作为低级醇类,优选为可列举甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。低级醇以外的溶剂并无特别限定,但优选为使用纤维素酯的制膜时所使用的溶剂。
上述自流延至后干燥为止的步骤可在空气环境下进行,也可在氮气等惰性气体环境下进行。本发明中的偏光板保护膜的制造中所使用的卷取机可为通常所使用的卷取机,可通过定张力法、定转矩法、锥度张力(taper tension)法、内部应力固定的程序张力控制法等卷取方法来卷取。
(延伸处理)
也可对第2保护膜进行延伸处理。通过延伸处理而可对偏光板保护膜赋予所期望的延迟。酰化纤维素膜的延伸方向优选为宽度方向、长度方向的任一个。
在宽度方向上进行延伸的方法例如在日本专利特开昭62-115035号、日本专利特开平4-152125号、日本专利特开平4-284211号、日本专利特开平4-298310号、日本专利特开平11-48271号等的各公报中有记载。
第2保护膜的延伸优选为在加热条件下实施。膜可通过干燥中的处理来进行延伸,在溶剂残存情况下特别有效。在长度方向的延伸的情况下,例如若调节膜的搬送辊的速度,使膜的卷取速度快于膜的剥取速度,则膜延伸。在宽度方向的延伸的情况下,一面利用拉幅机保持膜的宽度一面进行搬送,并使拉幅机的宽度缓慢地扩大,由此也可使膜延伸。也可在膜的干燥后,使用延伸机进行延伸(优选为使用长延伸机的单轴延伸)。
第2保护膜的延伸优选为利用膜的玻璃化转变温度Tg,在(Tg-5℃)~(Tg+40℃)的温度下进行,更优选为Tg~(Tg+35℃),特别优选为(Tg+10℃)~(Tg+30℃)。在干膜的情况下,优选为130℃~200℃。
另外,当在流延后掺杂溶剂残存的状态下进行延伸时,可在比干膜低的温度下进行延伸,在此情况下,优选为100℃~170℃。
第2保护膜的延伸倍率(相对于延伸前的膜的伸长率)优选为1%~200%,更优选为5%~150%。尤其,在宽度方向上优选为以1%~200%进行延伸,更优选为5%~150%,特别优选为30%~45%。
延伸速度优选为1%/min~300%/min,更优选为10%/min~300%/min,最优选为30%/min~300%/min。
另外,第2保护膜优选为经过如下的步骤来制造:在延伸至最大延伸倍率为止后,以比最大延伸倍率低的延伸倍率保持固定时间的步骤(以下,有时称为“松弛步骤”)。松弛步骤中的延伸倍率优选为最大延伸倍率的50%~99%,更优选为70%~97%,最优选为90%~95%。另外,松弛步骤的时间优选为1秒~120秒,更优选为5秒~100秒。
进而,上述偏光板保护膜可通过包含如下的收缩步骤而优选地制造:在宽度方向上一面握持膜一面使其收缩。
在将包括在膜的宽度方向上进行延伸的延伸步骤、及在膜的搬送方向(长度方向)上使膜收缩的收缩步骤作为特征的制造方法中,可利用缩放仪(pantograph)式或线性马达(linearmotor)式的拉幅机来保持,一面在膜的宽度方向上进行延伸,一面在搬送方向上使夹具的间隔缓慢地缩小,由此使膜收缩。
上述所说明的方法可同时进行延伸步骤与收缩步骤的至少一部分。
再者,作为具体进行如上所述的使膜的长度方向或宽度方向的任一个延伸,同时使另一个收缩,同时增加膜的膜厚的延伸步骤的延伸装置,可理想地使用市金工业公司制造的FITZ机等。该装置在(日本专利特开2001-38802号公报)中有记载。
作为延伸步骤中的延伸倍率及收缩步骤中的收缩率,可根据作为目标的面内的延迟(Re)及厚度方向的延迟(Rth)的值而任意地选择适当的值,但优选为延伸步骤中的延伸倍率为10%以上,且将收缩步骤中的收缩率设为5%以上。
尤其,优选为包括在膜的宽度方向上延伸10%以上的延伸步骤、及在膜的宽度方向上一面握持膜一面使膜的搬送方向收缩5%以上的收缩步骤。
再者,本发明中所述的收缩率是指收缩方向上的收缩后的膜所收缩的长度相对于收缩前的膜的长度的比例。
收缩率优选为5%~40%,特别优选为10%~30%。
当将本发明的偏光板组装至液晶显示装置中时,上述第2保护膜优选为配置于外侧(液晶单元的相反侧)。
就不易对液晶显示装置表面造成损伤的观点而言,优选为将上述第2保护膜设为外侧膜。
[偏光板的制造方法]
以下,针对本发明的偏光板的制造方法,以偏光板保护膜与起偏器的层叠方法、偏光板的功能化的顺序进行说明。
(皂化处理)
通过进行碱皂化处理来对上述偏光板保护膜(第1保护膜、及第2保护膜)赋予与如聚乙烯醇那样的起偏器的材料的密接性,从而可将其用作偏光板保护膜。
关于皂化的方法,可使用日本专利特开2007-86748号公报的[0211]与[0212]中所记载的方法。
例如对于上述偏光板保护膜的碱皂化处理优选为以如下的循环来进行:使膜表面浸渍于碱性溶液中后,利用酸性溶液进行中和,进行水洗后加以干燥。作为上述碱性溶液,可列举氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液,氢氧化离子的浓度优选为处于0.1mol/L~5.0mol/L的范围内,更优选为处于0.5mol/L~4.0mol/L的范围内。碱性溶液温度优选为处于室温~90℃的范围内,更优选为处于40℃~70℃的范围内。
也可实施如日本专利特开平6-94915号公报、日本专利特开平6-118232号公报中所记载的易接着加工来代替碱皂化处理。
<起偏器与偏光板保护膜的层叠方法>
本发明的偏光板的制造方法优选为包括将2片偏光板保护膜层叠于以上述方式获得的本发明的起偏器的两面的步骤。
在本发明的偏光板的制造方法中,优选为通过如下的方法来制作:对偏光板保护膜进行碱处理,然后使用接着剂将其贴合于起偏器的两面。
作为用于将上述偏光板保护膜的处理面与起偏器贴合的接着剂,例如可列举:聚乙烯醇、聚乙烯丁醛等聚乙烯醇系接着剂,或丙烯酸丁酯等乙烯系乳胶等。
就利用辊到辊(roll to roll)的制造适应性的观点而言,本发明的偏光板优选为以起偏器的吸收轴与如下的方向(TD方向)实质上正交的方式来层叠,上述方向(TD方向)是与偏光板保护膜(第1保护膜、及第2保护膜)的制造时的膜搬送方向正交的方向。此处,所谓实质上正交,是指起偏器的吸收轴与偏光板保护膜的TD方向所形成的角为85°~95°,优选为89°~91°。若自正交的偏差为5°以内(优选为1°以内),则偏光板正交尼科耳下的偏光度性能不易下降,且不易产生漏光而优选。
图2表示本发明的偏光板的一例。在图2中,起偏器3的吸收轴13与第1保护膜1的膜制造时的TD方向11、及第2保护膜2的膜制造时的TD方向12正交。
[偏光板]
<偏光板的性能>
关于本发明的偏光板的优选的光学特性等,在日本专利特开2007-086748号公报的[0238]~[0255]中有记载,优选为满足这些特性。
<形状·构成>
关于本发明的偏光板的形状,不仅包括切断成可直接组装至液晶显示装置的大小的膜片的形态的偏光板,还包括通过连续生产而制作成长条状,并卷起成卷状的形态(例如,卷长为2500m以上或3900m以上的形态)的偏光板。为了用于大画面液晶显示装置,优选为将偏光板的宽度设为1470mm以上。
偏光板的厚度优选为40μm以上、80μm以下,更优选为45μm以上、70μm以下,进而更优选为50μm以上、60μm以下。若偏光板的厚度为80μm以下,则不易产生由偏光板的收缩所引起的液晶显示器的翘曲,故优选,偏光板的厚度特别优选为60μm以下。另一方面,若偏光板的厚度为40μm以上,则在偏光板加工中,在搬送过程中不易产生弯曲,容易通过加工线,故优选。
本发明的偏光板包含起偏器与层叠于该起偏器的两面的偏光板保护膜。如上所述,将二片偏光板保护膜之中,贴合于液晶单元时面向液晶单元侧之侧的膜称为内侧膜,将相反侧的膜称为外侧膜。优选为上述第1保护膜成为内侧膜,上述第2保护膜成为外侧膜。本发明的偏光板进而在该偏光板的一面贴合保护膜(protect film),在相反面贴合剥离膜(separate film)来构成也优选。
上述保护膜及上述剥离膜是以在偏光板上市时、制品检查时等保护偏光板为目的来使用。在此情况下,保护膜是以保护偏光板的表面为目的来贴合,其用于朝液晶板上贴合偏光板的面的相反面侧。另外,剥离膜是以覆盖朝液晶板上贴合的接着层为目的来使用,其用于朝液晶板上贴合偏光板的面侧。
<偏光板的功能化>
本发明的偏光板也可优选地用作如下的功能化偏光板,该功能化偏光板是与用以提升显示器的可见性的抗反射膜,亮度提升膜,或具有硬涂层、前方散射层、抗眩(防眩)层等功能层的光学膜复合的偏光板。用于功能化的抗反射膜、亮度提升膜、其他功能性光学膜、硬涂层、前方散射层、抗眩层在日本专利特开2007-86748号公报的[0257]~[0276]中有记载,可基于这些记载来制作功能化的偏光板。
本发明的偏光板优选为以下的任一种形态。
(1)一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
上述起偏器的厚度为20μm,
上述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为5.7~9.0。
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
(2)一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
上述起偏器的厚度为25μm,
上述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为6.5~10.0。
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
(3)一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器、及第2保护膜,
上述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
上述起偏器的厚度为30μm,
上述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为7.0~11.0。
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2
[液晶显示装置]
本发明的液晶显示装置具有上述本发明的偏光板作为背光侧偏光板、及可见侧偏光板的至少一个。
尤其,优选为以成为液晶单元侧(内侧)的方式,包含本发明的偏光板中的含有(甲基)丙烯酸系树脂而成的第1保护膜。
将本发明的液晶显示装置的优选的一例的示意图示于图3。
图3所示的液晶显示装置100在液晶单元20的两侧包括具有第1保护膜1、起偏器3、及第2保护膜2的本发明的偏光板10。液晶显示装置100是以将第1保护膜1配置于液晶单元20侧(内侧)的方式具有偏光板10。
为了制成常黑(Normally Black)的液晶显示装置,2片偏光板10中的起偏器3的吸收轴优选为以相互正交的方式来配置。
实施例
以下列举实施例来更具体地说明本发明。以下的实施例中所示的材料、试剂、物质量与其比例、操作等只要不脱离本发明的主旨,则可适宜变更。因此,本发明的范围并不由以下的具体例限制。
[内侧膜的制作]
[膜1]
以下的实施例中的“份”这一表述表示“质量份”。
<树脂a-1的合成>
向经氮气置换的反应容器中加入作为特定单体d的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯227份、作为特定单体e的5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯26份、作为分子量调节剂的1-己烯17份、以及作为溶剂的甲苯753份,并将该溶液加热至60℃。继而,向反应容器内的溶液中添加作为聚合催化剂的含有三乙基铝1.5mol/l的甲苯溶液0.62份、与含有利用第三丁醇及甲醇进行了改性的六氯化钨(第三丁醇∶甲醇∶钨=0.35摩尔∶0.3摩尔∶1摩尔)的浓度为0.05mol/l的甲苯溶液3.8份,并在85℃下对该系统进行3小时加热搅拌,由此进行开环共聚反应而获得开环共聚合物溶液。
该聚合反应中的聚合转化率为96%,对构成所获得的开环共聚物溶液的开环共聚物在30℃的氯仿中的固有粘度(ηinh)进行测定,结果为0.64dl/g。
将所获得的开环共聚合物溶液4,000份加入至高压釜中,向该开环共聚物溶液中添加三(三苯基膦)羰基氢氯化钌:RuHCl(CO)[P(C6H5)3]30.48份,在氢气压为100kg/cm2、反应温度为165℃的条件下进行3小时加热搅拌,由此进行氢化反应。
将所获得的反应溶液(氢化聚合物溶液)加以冷却后,释放氢气压。将该反应溶液注入至大量的甲醇中并对凝固物进行分离回收,对该凝固物进行干燥而获得氢化聚合物(以下,“树脂(a-1)”)。
针对所获得的树脂(a-1),利用400MHz 1H-NMR光谱来测定氢化率,结果为99.9%。
另外,测定400MHz 1H-NMR光谱,并根据在约3.7ppm附近出现的源自8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯的结构单元d的甲酯的甲基的质子的吸收峰值、及在0.15ppm~3ppm处出现的结构单元d及结构单元e的脂环结构的质子的吸收峰值来算出树脂(a-1)中的源自5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯的结构单元e的比例,结果为19.5%。另外,利用凝胶渗透色谱法(GPC)来分离取出聚苯乙烯换算重量平均分子量Mw为1万以下的,聚苯乙烯换算重量平均分子量超过1万、且为3万以下的范围的,及聚苯乙烯换算重量平均分子量超过3万的,并利用400MHz 1H-NMR光谱来确认各自的结构单元e的比例,结果相对于作为树脂(a-1)整体中的比例的19.5%的值的偏差均为15%以内。
将树脂(a-1)以浓度变成30%的方式溶解于甲苯中。所获得的溶液的在室温下的溶液粘度为30,000mPa·s。
在该溶液中,相对于树脂(a-1)100重量份,添加作为抗氧化剂的季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]0.1重量份,使用日本颇尔(Pall)制造的孔径为5μm的金属纤维烧结过滤器,一面以差压处于0.4MPa以内的方式控制溶液的流速,一面对所获得的溶液进行过滤后,使用设置于1000级的无尘室内的井上金属工业制造的“因威克斯实验涂布机(INVEX Labcoater)”,涂布于利用丙烯酸系表面处理剂进行了亲水化(易接着性化)处理的厚度为100μm的PET膜(东丽(股份)制造的“露米勒(Lumirror)U94”)。
继而,在50℃下对所获得的液层进行一次干燥处理,进而在90℃下进行二次干燥处理后,自PET膜上剥离,由此形成厚度为25μm的膜1。所获得的膜1的残留溶剂量为0.5wt%,光线透过率为93%以上。
[膜2]
利用与膜1相同的方法,并调整朝PET膜上的涂布量来形成厚度为20μm的膜2。
[膜25]
<树脂a-2的合成>
向经氮气置换的反应容器中加入作为特定单体d的8-甲基-8-甲氧基羰基-9-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯225份、作为特定单体e的双环[2.2.1]庚-2-烯25份、作为分子量调节剂的1-己烯18份、以及作为溶剂的甲苯753份,并将该溶液加热至60℃。继而,向反应容器内的溶液中添加作为聚合催化剂的含有三乙基铝1.5mol/l的甲苯溶液0.62份、与含有利用第三丁醇及甲醇进行了改性的六氯化钨(第三丁醇∶甲醇∶钨=0.35摩尔∶0.3摩尔∶1摩尔)的浓度为0.05mol/l的甲苯溶液3.8份,并在85℃下对该系统进行3小时加热搅拌,由此进行开环共聚反应而获得开环共聚合物溶液。
该聚合反应中的聚合转化率为95%,对构成所获得的开环共聚物溶液的开环共聚物在30℃的氯仿中的固有粘度(ηinh)进行测定,结果为0.68dl/g。
将所获得的开环共聚合物溶液4,000份加入至高压釜中,向该开环共聚物溶液中添加三(三苯基膦)羰基氢氯化钌:RuHCl(CO)[P(C6H5)3]30.48份,在氢气压为100kg/cm2、反应温度为165℃的条件下进行3小时加热搅拌,由此进行氢化反应。
将所获得的反应溶液(氢化聚合物溶液)加以冷却后,释放氢气压。将该反应溶液注入至大量的甲醇中并对凝固物进行分离回收,对该凝固物进行干燥而获得氢化聚合物(以下,“树脂(a-2)”)。
针对所获得的树脂(a-2),利用400MHz 1H-NMR光谱来测定氢化率,结果为99.9%。
另外,测定400MHz 1H-NMR光谱,并根据在约3.7ppm附近出现的源自8-甲基-8-甲氧基羰基-9-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯的结构单元d的甲酯的甲基的质子的吸收峰值、及在0.15ppm~3ppm处出现的结构单元d及结构单元e的脂环结构的质子的吸收峰值来算出树脂(a-2)中的源自双环[2.2.1]庚-2-烯的结构单元e的比例,结果为19.4%。另外,利用凝胶渗透色谱法(GPC)来分离取出聚苯乙烯换算重量平均分子量Mw为1万以下的,聚苯乙烯换算重量平均分子量超过1万、且为3万以下的范围的,及聚苯乙烯换算重量平均分子量超过3万的,并利用400MHz 1H-NMR光谱来确认各自的结构单元e的比例,结果相对于作为树脂(a-2)整体中的比例的19.4%的值的偏差均为15%以内。
除使用树脂(a-2)来代替树脂(a-1)以外,利用与上述膜1相同的方法同样地制作残留溶剂量为0.4wt%的树脂膜(a-2)。
进而,在拉幅机内,将树脂膜(a-2)加热至120℃(Tg+10℃),以300%/min的延伸速度在膜面内方向的纵方向上延伸至1.2倍后,在90℃(Tg-20℃)的环境下一面将该状态保持1分钟一面进行冷却,进而在室温下进行冷却,然后自拉幅机内取出,由此获得膜25。厚度为25μm。
[膜26]
在拉幅机内,将树脂膜(a-2)加热至120℃(Tg+10℃),以300%/min的延伸速度在膜面内方向的纵方向上延伸至1.05倍后,在膜面内方向的横方向上延伸至1.2倍,其后,在90℃(Tg-20℃)的环境下一面将该状态保持1分钟一面进行冷却,进而在室温下进行冷却,然后自拉幅机内取出,由此获得膜26。厚度为25μm。
[外侧膜的制作]
[膜3~膜24、膜27]
(乙酰基取代度)
利用以下的方法对酰化纤维素的乙酰基取代度进行测定。
乙酰基取代度是依据ASTM D-817-91来测定。
(TD方向的弹性模量)
膜的弹性模量是根据JIS K7127中所记载的方法来测定。
将膜卷的卷曲方向设为长度方向(MD方向),设为与长度方向正交的宽度方向(TD方向)。将该宽度方向作为测定方向,在该测定方向上切出长15cm、宽1cm的膜试样。将该试样以长度方向的夹盘(chuck)间隔变成10cm的方式设置于东洋精机制造的斯特罗格拉夫(Strograph)V10-C中,然后以夹盘间隔变宽的方式,以10mm/min的延伸速度施加加重,并测定此时的力。根据事先利用测微器(micrometer)所测定的膜的厚度、力、伸长量来算出弹性模量。
(TD方向的湿度尺寸变化率)
膜的湿度尺寸变化率是通过以下的方法来测定。
将膜卷的卷曲方向设为长度方向(MD方向),设为与长度方向正交的宽度方向(TD方向)。将该宽度方向作为测定方向,在该测定方向上切出长12cm、宽3cm的膜试样。沿着测定方向以10cm的间隔在该试样上形成针孔,在25℃、相对湿度60%下进行24小时调湿后,利用针规(pin gauge)测定针孔的间隔的长度。继而,在25℃、相对湿度10%下进行24小时调湿后,利用针规测定针孔的间隔的长度。继而,在25℃、相对湿度80%下对试样进行24小时调湿后,利用针规测定针孔的间隔的长度。使用这些测定值并根据与上述式(1)相对应的下述式(1′)来算出TD方向的湿度尺寸变化率。
式(1′):
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的针孔的间隔)-(25℃、相对湿度10%下的针孔的间隔)}/(25℃、相对湿度60%下的针孔的间隔)]×100
(膜3的制作)
(1)中间层用浓液的制备
制备下述组成的中间层用浓液1。
具体而言,通过以下的方法来制备。
在具有搅拌翼的4000L的不锈钢性溶解槽中,对上述混合溶剂进行充分搅拌·分散,并缓慢地添加乙酸纤维素粉体(薄片)、磷酸三苯酯及磷酸联苯二苯酯,以整体变成2000kg的方式制备。再者,溶剂均使用其含水率为0.5质量%以下的。首先,将粉体投入至分散槽中,在以搅拌剪切速度最初为5m/sec(剪切应力为5×104kgf/m/sec2)的圆周速度进行搅拌的溶解器(dissolver)型的偏芯搅拌轴、及在中心轴上具有锚(anchor)翼且以1m/sec(剪切应力为1×104kgf/m/sec2)的圆周速度进行搅拌的条件下,使乙酸纤维素粉末分散30分钟。分散的起始温度为25℃,最终到达温度变成48℃。分散结束后,停止高速搅拌,使锚翼的圆周速度变成0.5m/sec并进一步搅拌100分钟,而使乙酸纤维素薄片膨润。利用氮气,以变成0.12MPa的方式对槽内加压,直至膨润结束为止。此时的槽内的氧浓度未满2vol%,在防爆方面保持无问题的状态。另外,确认浓液中的水分量为0.5质量%以下,具体为0.3质量%。
自槽中利用带套管的配管将经膨润的溶液加热至50℃为止,进而在2MPa的加压化加热至90℃为止,而使其完全溶解。加热时间为15分钟。
继而,将温度降低至36℃为止,通过公称孔径(nominal pore size)为8μm的滤材后获得浓液。此时,将过滤一次压设为1.5MPa,将二次压设为1.2MPa。曝露于高温下的过滤器、外壳(housing)、及配管利用赫史特(Hastelloy)合金制且耐蚀性优异的,并使用具有使保温加热用的热媒流通的套管的。
在80℃下,使以上述方式获得的浓缩前浓液在常压的槽内闪蒸,利用冷凝器将经蒸发的溶剂回收分离。闪蒸后的浓液的固体成分浓度变成21.8质量%。再者,为了再次利用经冷凝的溶剂,将其作为制备步骤的溶剂转移至回收步骤(回收是通过蒸馏步骤与脱水步骤等来实施)。闪蒸槽中使用中心轴上具有锚翼的,以0.5m/sec的圆周速度进行搅拌来进行消泡。槽内的浓液的温度为25℃,槽内的平均滞留时间为50分钟。收集该浓液,在25℃下测定的剪切粘度在剪切速度为10(sec-1)时为450(Pa·s)。
继而,通过对该浓液照射弱的超声波来进行除泡。其后,在加压至1.5MPa的状态下,最初通过公称孔径为10μm的烧结纤维金属过滤器,继而通过同样为10μm的烧结纤维过滤器。一次压分别为1.5MPa、1.2MPa,二次压分别为1.0MPa、0.8MPa。将过滤后的浓液温度调整成36℃后储存于2000L的不锈钢制的储存槽内。储存槽(stock tank)使用中心轴上具有锚翼的,通过以0.3m/sec的圆周速度时常搅拌而获得中间层用浓液1。再者,当自浓缩前浓液制备浓液时,在浓液接液部完全未产生腐蚀等问题。
继而,以利用1次增压用的齿轮泵而使高精度齿轮泵的1次侧压力变成0.8MPa的方式,利用变频马达来进行反馈控制,而输送储存槽内的浓液1。高精度齿轮泵的性能是容积效率为99.2%,喷出量的变动率为0.5%以下。另外,喷出压力为1.5MPa。
(2)支撑体层用浓液2的制备
经由静止型混合器,使消光剂(二氧化硅(粒径为20nm))与剥离促进剂(柠檬酸乙酯(柠檬酸、单乙酯、二乙酯、三乙酯混合物))及上述中间层用浓液1混合来制备支撑体层用浓液2。添加量是以总固体成分浓度变成20.5质量%、消光剂浓度变成0.05质量%、剥离促进剂浓度变成0.03质量%的方式进行添加。
(3)空气层用浓液3的制备
经由静止型混合器,使消光剂(二氧化硅(粒径为20nm))与上述中间层用浓液1混合来制备空气层用浓液3。添加量是以总固体成分浓度变成20.5质量%、消光剂浓度变成0.1质量%的方式进行添加。
(4)利用共流延的制膜
作为流延模具,使用如下的装置:装备有宽度为1.8m且调整成共流延用的进料头(feedblock),且除主流以外在两面分别进行层叠而可使3层构造的膜成形。在以下的说明中,将自主流所形成的层称为中间层,将支撑体面侧的层称为支撑体层,将相反侧的面称为空气层。再者,浓液的送液流路是使用中间层用、支撑体层用、空气层用的3个流路。
自流延口使上述中间层用浓液1、支撑体层用浓液2、及空气层用浓液3在冷却至0℃的滚筒上进行共流延。此时,以厚度比变成空气层/中间层/支撑体层=4/73/3的方式调整各浓液的流量。在滚筒上利用30℃的干燥风来使经流延的浓液膜干燥,然后以残留溶剂为150%的状态自滚筒上剥离。剥离时,在搬送方向(长度方向)上进行20%的延伸。进而,通过在热处理装置的辊间进行搬送来进一步干燥,而制成膜3。所制作的酰化纤维素膜的残留溶剂量为0.2%,厚度为25μm。
调整各浓液的流量,另外,调整搬送方向的延伸强度、宽度方向的延伸倍率,除此以外,以与膜3相同的方式制造厚度、TD方向的弹性模量、TD方向的湿度尺寸变化率不同的膜4~膜24、膜27。将膜1~膜27的厚度、TD方向的弹性模量、TD方向的湿度尺寸变化率示于表1。
[表1]
表1
[皂化处理]
在55℃下,使所制作的内侧膜及外侧膜在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行清洗,然后在30℃下使用0.05mol/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行清洗,进而利用100℃的暖风进行干燥。如此,对各膜进行了表面的皂化处理。
[起偏器1的制作]
向500L的槽中加入18℃的水200kg,一面进行搅拌,一面添加重量平均分子量为165000、皂化度为99.8摩尔%的聚乙烯醇系树脂42kg,并搅拌15分钟。使所获得的浆料脱水,而获得含水率为40%的聚乙烯醇系树脂湿滤饼。
将所获得的聚乙烯醇系树脂湿滤饼70kg(树脂成分为42kg)加入至溶解槽中,添加作为塑化剂的甘油4.2kg、水10kg,并自槽底吹入水蒸气。在内部树脂温度变成50℃的时间点进行搅拌(转速:5rpm),在内部树脂温度变成100℃的时间点对系统内加压,升温至150℃为止后,停止吹入水蒸气(水蒸气的吹入量共计75kg)。进行30分钟搅拌(转速:20rpm)来均匀地溶解后,通过调整浓度而获得相对于水的聚乙烯醇系树脂浓度为23%的聚乙烯醇系树脂水溶液。
继而,自齿轮泵1将聚乙烯醇系树脂水溶液(液温为147℃)供给至双轴挤出机中,进行消泡后,利用齿轮泵2来排出。自T型狭缝模(直歧管型模)使所排出的聚乙烯醇系树脂水溶液在浇铸滚筒上进行流延来制膜。流延制膜的条件如下所述。
浇铸滚筒直径(R1):3200mm、
浇铸滚筒宽度为4.3m、
浇铸滚筒旋转速度:8m/min、
浇铸滚筒表面温度:90℃、
T型狭缝模出口的树脂温度:95℃
在下述的条件下,一面使所获得的膜的表面与背面交替地通过多根干燥辊一面进行干燥。
干燥辊直径(R2):320mm、
干燥辊宽度:4.3m、
干燥辊根数(n):10根、
干燥辊旋转速度:8m/min、
干燥辊表面速度:50℃
使上述所制作的聚乙烯醇膜(长度为4000m、宽度为4m、厚度为75μm)在40℃的温水中浸渍2分钟,进行膨润处理后,延伸至1.30倍。在30℃下,使所获得的膜在含有硼酸(拉塔瑞罗化学股份公司(Societa Chimica Larderello s.p.a)制造)28.6g/L、碘(纯正化学公司制造)0.25g/L、碘化钾(纯正化学公司制造)1.0g/L的水溶液中浸渍2分钟,而进行利用碘及碘化物的染色处理。一面使进行染色处理所获得的膜单轴延伸至5.0倍,一面在含有硼酸30.0g/L的50℃的水溶液中进行5分钟处理。在70℃下对所获得的膜进行9分钟干燥处理。由此获得厚度为30μm的起偏器。
[起偏器2的制作]
以与起偏器1相同的制作方法,制作长度为4000m、宽度为4m、厚度为63μm的聚乙烯醇膜,使该膜在40℃的温水中浸渍2分钟,进行膨润处理后,延伸至1.30倍。在30℃下,使所获得的膜在含有硼酸(拉塔瑞罗化学股份公司制造)28.6g/L、碘(纯正化学公司制造)0.25g/L、碘化钾(纯正化学公司制造)1.0g/L的水溶液中浸渍2分钟,而进行利用碘及碘化物的染色处理。一面使进行染色处理所获得的膜单轴延伸至5.0倍,一面在含有硼酸30.0g/L的50℃的水溶液中进行5分钟处理。在70℃下对所获得的膜进行9分钟干燥处理。由此获得厚度为25μm的起偏器。
[起偏器3的制作]
以与起偏器1、起偏器2相同的制作方法,制作长度为4000m、宽度为4m、厚度为50μm的聚乙烯醇膜,使该膜在40℃的温水中浸渍2分钟,进行膨润处理后,延伸至1.30倍。在30℃下,使所获得的膜在含有硼酸(拉塔瑞罗化学股份公司制造)28.6g/L、碘(纯正化学公司制造)0.25g/L、碘化钾(纯正化学公司制造)1.0g/L的水溶液中浸渍2分钟,而进行利用碘及碘化物的染色处理。一面使进行染色处理所获得的膜单轴延伸至5.0倍,一面在含有硼酸30.0g/L的50℃的水溶液中进行5分钟处理。在70℃下对所获得的膜进行9分钟干燥处理。由此获得厚度为20μm的起偏器。
[接着剂的制备]
使聚酯系氨基甲酸酯(三井武田化学(Mitsui Takeda Chemicals)公司制造,塔克拉克(Takelac)XW-74-C154)10质量份、及异氰酸酯系交联剂(三井武田化学公司制造,塔克耐德(Takenate)WD-725)1质量份溶解于水中,制备将固体成分调整成20质量%的溶液。将该溶液用作接着剂。
[偏光板的制作]
使用上述接着剂,将以上述方法制造并进行了皂化处理的内侧膜贴附于以上述方法所制造的起偏器的一侧。继而,使用上述接着剂,将以上述方法来制造并进行了皂化处理的外侧膜贴附在与贴附有内侧的偏光板保护膜之侧为相反侧的起偏器的面上。
此时,以所制作的起偏器的吸收轴与内侧及外侧的两个保护膜的TD方向正交的方式进行配置。
以上述方式制成偏光板试样1~偏光板试样30。将所制作的偏光板的构成示于表2。表中记载有根据下述式(2)所求出的评价值的值。
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2
此处,用作内侧膜的膜1、膜2、膜25、膜26为第1保护膜,用作外侧膜的膜3~膜24、膜27为第2保护膜。
[卷曲评价]
将以上述方式制作的偏光板裁剪成15cm×15cm的大小,在25℃、相对湿度60%的温度湿度环境下放置4小时后,测定4个角的浮起量。将其结果示于表2。此时,将朝上设置外侧时的浮起量作为正方向。当所制作的样品朝内侧翘曲时,即便朝上设置外侧,也无法测定浮起量,因此使膜的上下颠倒来朝上设置内侧后测定浮起量,并赋予负符号。
关于4个角的平均的浮起量的优劣,-2mm以上、未满4mm为特别优选而设为A,-8mm以上、未满-2mm或4mm以上、未满16mm次之而设为B,未满-8mm、或16mm以上为不佳而设为C。
[表2]
表2
本实施例是关于在外侧的表面不存在硬涂层的形态的实施例,但可认为即便当表面具有硬涂层时,也存在相同的倾向。
[利用辊到辊的偏光板试样的制作]
通过上述方法来制作长条状的光学膜1、光学膜2、光学膜25、光学膜26,并对表面实施电晕处理。继而,对长条状的光学膜3~光学膜24、光学膜27实施皂化处理。以利用经电晕处理的光学膜与经皂化处理的TAC膜(triacetyl cellulose film,三醋酸纤维素膜)夹持起偏器的方式,使用聚乙烯醇系接着剂,通过利用滚轧机(roll machine)的辊到辊来将上述膜贴合于起偏器的两面,然后在70℃下干燥10分钟以上。此时,选择表2中所记载的光学膜的组合作为空气侧(可见侧)保护膜与单元侧保护膜,而制成偏光板试样。由此,获得膜长度为500m、吸收轴为长度方向、慢轴为与长度方向正交的方向、且两面由光学膜保护的偏光板试样。
(层压膜的贴合)
在所制作的各偏光板试样上,通过利用滚轧机的辊到辊,将以附有粘着剂的聚对苯二甲酸乙二酯为主成分的层压膜(膜厚38μm)贴合于空气侧保护膜侧。
(粘着剂层的形成)
(粘着剂的制备)
在具备冷却管、氮气导入管、温度计及搅拌装置的反应容器中,将丙烯酸异辛酯100质量份、丙烯酸6-羟基己酯0.085质量份及2,2′-偶氮双异丁腈0.4质量份与乙酸乙酯一同添加来制备溶液。继而,一面向该溶液中吹入氮气一面进行搅拌,然后在60℃下进行4小时反应,而获得含有重量平均分子量为175万的丙烯酸系聚合物PA的溶液。进而,向该含有丙烯酸系聚合物PA的溶液中添加乙酸乙酯,而获得将固体成分浓度调整成30质量%的丙烯酸系聚合物溶液。
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液的固体成分100质量份,依次调配以具有异氰酸酯基的化合物为主成分的交联剂(日本聚氨酯(Nippon Polyurethane)(股份)制造,商品名“克罗耐德(Coronate)L”)2.5质量份、及作为硅烷偶合剂的γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(股份)制造,商品名“KBM-403”)0.02质量份,而制成粘着剂溶液。
(粘着剂层的形成)
利用狭缝模涂布机将上述粘着剂溶液均匀地涂布于所制作的偏光板试样的单元侧保护膜侧,然后历时5分钟在155℃的空气循环式恒温槽中通过,而在偏光板表面形成厚度为15μm的粘着剂层。利用滚轧机并通过辊到辊来将以聚对苯二甲酸乙二酯为主成分的剥离膜(膜厚为38μm)贴合于所形成的粘着剂层上。
(偏光板的冲裁(punching))
为了将所制作的偏光板贴合于42英寸的液晶显示装置上,而以下述的尺寸进行冲裁。
·前侧
MD方向 929.8mm
TD方向 523.0mm
·后侧
MD方向 523.0mm
TD方向 929.8mm
将以上述尺寸进行了冲裁的偏光板投入至铝防湿袋(ADY股份有限公司制造)中,并利用将温度设定成180℃的热封机进行密封。在温度为25℃的环境下保管封入有偏光板的铝防湿袋。
[液晶显示装置的制作]
自市售的IPS型液晶电视机(LG电子制造的42LA6900)上剥离前侧、后侧的各偏光板,并准备实验用的液晶单元。其后,将剥离膜自偏光板上剥离,在所准备的液晶单元的前侧及后侧各贴附一片偏光板。此时,以前侧的偏光板的吸收轴变成长度方向(左右方向)、且后侧的偏光板的透过轴变成长度方向(左右方向)的方式设为正交尼科耳配置。另外,此时的环境为温度25℃、相对湿度60%。将在表2中卷曲良好的偏光板贴合于液晶单元上所制作的液晶显示装置中,气泡朝偏光板的端部的混入少且美观度良好。
[产业上的可利用性]
根据本发明,可获得一种偏光板加工适应性优异,且即便是薄膜,就卷曲的观点而言液晶显示装置的制造适应性也优异的偏光板。
虽然详细地且参照特定的实施方式对本发明进行了说明,但对于本领域从业人员而言明确的是,可不脱离本发明的精神与范围而施加各种变更或修正。
本发明是基于2012年7月27日提出申请的日本专利申请(日本专利特愿2012-167653)的发明,其内容可作为参照而编入至本发明中。
Claims (9)
1.一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器以及第2保护膜,
所述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2GPa~2.5GPa,由下述式(1)所表示的TD方向的湿度尺寸变化率为0.1%以下,
所述第2保护膜的由下述式(2)所表示的评价值为7.0~11.0,
式(1):
TD方向的湿度尺寸变化率(%)=[{(25℃、相对湿度80%下的TD方向的膜长度)-(25℃、相对湿度10%下的TD方向的膜长度)}/(25℃、相对湿度60%下的TD方向的膜长度)]×100
式(2):
评价值=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2×{(30/起偏器的厚度(μm))}1/2。
2.根据权利要求1项所述的偏光板,其中所述第2保护膜为含有酰化纤维素而成的膜。
3.根据权利要求1或2所述的偏光板,其中所述第1保护膜中所含有的合成聚合物为环烯烃系聚合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏光板,其中由所述式(2)所表示的评价值为9.0~10.0。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的偏光板,其中偏光板的厚度为80μm以下。
6.一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器以及第2保护膜,
所述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
所述起偏器的厚度为20μm,
所述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为5.7~9.0,
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2。
7.一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器以及第2保护膜,
所述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
所述起偏器的厚度为25μm,
所述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为6.5~10.0,
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2。
8.一种偏光板,其依次包括第1保护膜、起偏器以及第2保护膜,
所述第1保护膜为含有合成聚合物而成的膜,厚度为30μm以下,TD方向的弹性模量为2.0GPa~2.5GPa,
所述起偏器的厚度为30μm,
所述第2保护膜的由下述式(2′)所表示的评价值A为7.0~11.0,
式(2′):
评价值A=第2保护膜的TD方向的弹性模量(GPa)/第2保护膜的TD方向的湿度尺寸变化率(%)×(第2保护膜的厚度(μm)/第1保护膜的厚度(μm))2。
9.一种液晶显示装置,其包括:
液晶单元;以及
至少1片如权利要求1至8中任一项所述的偏光板,且所述偏光板中的所述第1保护膜配置于所述液晶单元侧。
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