CN104870352A - 光学膜的卷体、其制造方法、偏振片及显示装置 - Google Patents

光学膜的卷体、其制造方法、偏振片及显示装置 Download PDF

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CN104870352A CN201380064391.7A CN201380064391A CN104870352A CN 104870352 A CN104870352 A CN 104870352A CN 201380064391 A CN201380064391 A CN 201380064391A CN 104870352 A CN104870352 A CN 104870352A
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Abstract

本发明的课题在于提供膜面内的弹性模量的方向相对于长度方向倾斜、即使因保管中途、输送中的吸湿也不易在卷体产生卷绕偏移、且在保管中或输送后也具有均匀的光学值的光学膜的卷体。本发明的光学膜的卷体为膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向倾斜、该最大值的方向A的弹性模量EA和相对于其正交的方向B的弹性模量EB之比的值为1.4≤EA/EB的长尺寸的光学膜的卷体,其特征在于,该光学膜的卷体在两端部具有高度为1~20μm的范围内的压花部,该压花部的由下述式1定义的压碎耐性率(%)在两端的压花部都为50%以上。(式1)压碎耐性率(%)=D/Do×100(%)(其中,Do、D为向压花部的加重前后的凸部的高度)。

Description

光学膜的卷体、其制造方法、偏振片及显示装置
技术领域
本发明涉及光学膜的卷体、其制造方法、偏振片及显示装置。更详细而言,涉及为在倾斜方向被拉伸了的薄膜的光学膜的卷体、且即使因卷状下的保管、输送中的吸湿也不易在该光学膜的卷体产生卷绕偏移、且具有即使在保管中、输送后使用于偏振片也不产生显示不均的均匀的光学值的光学膜的卷体、其制造方法、偏振片及显示装置。
背景技术
为了以辊对辊地制造圆偏振片,提案有在倾斜方向被拉伸了的光学膜(例如参照专利文献1。)。由于该光学膜在倾斜方向进行拉伸(简单而言,也称为倾斜拉伸。)而赋予所期望的相位差,因此具有膜面内的弹性模量在倾斜方向具有最大值的特征。作为这样的光学膜,优选使用聚碳酸酯、环烯烃树脂。另一方面,提案有纤维素酯树脂也在这样的用途中进行利用(例如参照专利文献2。)。
上述被倾斜拉伸了的光学膜在该倾斜方向具有相位差等的光学的各向异性及弹性模量等的机械的各向异性。但是,得知:使用了纤维素酯树脂的光学膜而言,与其它树脂相比,吸湿性的影响大,虽然在作为通常的偏振片保护膜而使用的80~100μm左右的膜厚的光学膜中没有成为大的问题,但在膜厚50μm以下的薄膜的光学膜中,在长尺寸膜卷体下的保管中或输送后使用于偏振片制造时,难以得到均匀的特性的偏振片,容易产生显示不均。
研究了其原因,结果得知:在长尺寸膜卷体的保管中的吸湿、输送中的急剧的吸湿时,特别是由于在倾斜方向具有各向异性而产生卷绕形状的劣化,卷体内部的水分含量产生波动,对光学特性造成影响。
对于上述长尺寸膜卷体的卷绕形状的劣化,已知有通过对光学膜进行被称为滚花的压花加工而得到改善的技术(例如参照专利文献3。)。但是,得知:许多情况下压花的凸部因卷绕后的压力而变形,因此有时产生压花高度的波动而得不到期待的效果,特别是在上述被倾斜拉伸了的具有机械的各向异性的光学膜的情况下,压花的变形在左右、长度方向不一样,难以得到充分的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-224618号公报
专利文献2:日本特开2008-83307号公报
专利文献3:日本特开2012-30542号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述问题·状况而完成的发明,其解决课题在于,提供以下的光学膜的卷体、其制造方法、具备了该光学膜的偏振片及显示装置,所述光学膜的卷体为含有纤维素酯、膜面内的弹性模量的最大值的方向相对于长度方向而倾斜的薄膜的光学膜的卷体,且即使因卷状下的保管、输送中的吸湿也难以在该光学膜的卷体产生卷绕形状的变形(卷绕偏移),且具有即使在保管中、输送后使用于偏振片也不产生显示不均的均匀的光学值。
用于解决课题的手段
本发明人,为了解决上述课题,在对上述问题的原因等进行研究的过程中发现:为含有纤维素酯、膜面内的弹性模量的最大值的方向相对于长度方向而倾斜的薄膜的光学膜的卷体,且在该光学膜的两端部具有特定的高度的压花部、且该压花部的凸部的压碎耐性率(%)在两端的压花部均为50%以上的光学膜的卷体,由此可得到即使因卷状下的保管、输送中的吸湿,也难以在该光学膜的卷体产生卷绕形状的变形(卷绕偏移)、且具有即使在保管中、输送后使用于偏振片也不产生显示不均的均匀的光学值的光学膜的卷体,直至完成本发明。
即,本发明涉及的上述课题,通过以下的手段来解决。
1、一种光学膜的卷体,其特征在于,其为含有纤维素酯,膜厚为15~50μm的范围内、在23℃·55%RH下测定的膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向倾斜、该最大值的方向A的弹性模量EA和相对于其正交的方向B的弹性模量EB之比的值为1.4≤EA/EB的长尺寸的光学膜的卷体,
上述光学膜的卷体在膜宽度方向的两端部至膜宽度长的5%以内的区域具有高度为1~20μm的范围内的压花部,
在该压花部的表面上的直径5mm的圆区域,将在施加了1kg的载荷的状态下、在23℃·55%RH下保存10分钟后的该压花部的凸部的高度设为D、将施加上述载荷前的该压花部的凸部的高度设为Do时,由下述式1定义的压碎耐性率(%)在两端的压花部都为50%以上。
(式1)   压碎耐性率(%)=D/Do×100(%)
2、根据第1项所述的光学膜的卷体,其特征在于,上述压碎耐性率(%)为70%以上。
3、根据第1项或第2项所述的光学膜的卷体,其特征在于,在将上述膜宽度方向的两端部的压花部设为a及a’时,该压花部a及a’的上述压碎耐性率之差为10%以内。
4、根据第1项~第3项的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,上述膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向在30~60°方向的范围内。
5、根据第1项~第4项的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,上述膜面内的滞相轴相对于长度方向在30~60°方向的范围内。
6、根据第1项~第5项中任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,含有具有由下述通式(A)表示的结构的化合物作为添加剂。
[化学式1]
[上述通式(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分别独立地为键合于构成Q的原子的氢原子或取代基,Wa和Wb相互可以相同也可以不同,Wa和Wb也可以相互键合而形成环。R3表示氢原子或取代基。m表示0~2的整数,m为2时,2个R3相互可以相同,也可以不同。n表示1~10的整数,n为2以上时,2个以上的Q、L2、Wa、Wb、R3及m的各自相互可以相同也可以不同。L1及L2分别独立地为选自由亚烷基、亚烯基、亚炔基、O、(C=O)、(C=O)-O、NRL、S、(O=S=O)及(C=O)-NRL构成的组中的2价的连接基团,或表示它们的组合或单键。RL表示氢原子或取代基。R1及R2分别独立地表示取代基。]
7、根据第1项~第6项的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,含有重均分子量(Mw)为350~3000的范围内的二羧酸和二醇的缩聚酯作为添加剂。
8、根据第1项~第7项的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,光学膜的卷长为1500~8000m的范围内。
9、一种光学膜的卷体,其特征在于,将第1项~第8项的任一项所述的光学膜的卷体用在树脂膜上进行了铝蒸镀的防湿膜包裹后,将卷轴部分用绳或橡胶带系住。
10、一种光学膜的卷体的制造方法,其为制造第1项~第9项的任一项所述的光学膜的卷体的光学膜的卷体的制造方法,其特征在于,将该光学膜在膜宽度方向在作为拉伸率的1~50%的范围内进行预拉伸之后,相对于膜长度方向在倾斜方向进行拉伸,其后在膜宽度方向的两端部形成压花部。
11、如第10项所述的光学膜的卷体的制造方法,其特征在于,在膜宽度方向的两端部通过压花辊形成上述压花部时,对两侧的压花辊的表面温度施加5~20℃的范围内的温度差而形成该压花部。
12、一种偏振片,其特征在于,在起偏镜的至少一面具备从第1项~第9项的任一项所述的光学膜的卷体抽出了的光学膜。
13、一种显示装置,其特征在于,具备第12项所述的偏振片。
发明的效果
通过本发明的上述手段,可以提供以下的光学膜的卷体、该光学膜的卷体的制造方法、偏振片及显示装置,所述光学膜的卷体为含有纤维素酯、膜面内的弹性模量的最大值的方向相对于长度方向而倾斜的薄膜的光学膜的卷体,且即使因卷状下的保管、输送中的吸湿,也难以在该光学膜的卷体产生卷绕形状的变形(卷绕偏移),且具有即使在保管中、输送后用于偏振片也不产生显示不均的均匀的光学值。
对于本发明的效果的显现机制、作用机制,虽然不明确,但如以下推测。
相对于膜长度方向而被倾斜拉伸了的光学膜,通常通过倾斜拉伸拉幅机来制造,但由于进行拉伸时的左右的膜行进长度不同,在该倾斜方向具有机械的各向异性。因此推定为:处于与膜宽度平行的位置的左右的膜端部的物性值不同,即使用与在膜的两端在宽度方向或长度方向被拉伸了的光学膜同样的方法来形成压花部,两端的压花部的强度也不同地被形成。进而认为:在含有吸湿性高的纤维素酯的薄膜的光学膜的长尺寸卷体中,由于上述左右的压花部的强度的差异,因吸湿和自重而在膜的左右、长度方向的压花部的压碎中产生差,容易进行卷绕形状的劣化。
在该卷绕形状劣化时,在水分从膜端部向该卷体内部的浸透及来自该卷体内部的水分的放出中产生差,因不均匀的膜的伸缩、添加剂的渗出等而在相位差等的光学特性容易产生波动。推测:特别是在进行倾斜拉伸的情况下,由于赋予如λ/4板这样的比较大的相位差,因此受到更大的影响。
认为:就本发明的光学膜的卷体而言,在通过进行倾斜拉伸而左右的膜端部的物性值不同的光学膜,在两端形成与以往相比具有高的压碎耐性率(%)的压花部,由此即使为含有吸湿性高的纤维素酯的薄膜的光学膜,也可以防止卷体的卷绕形状的劣化,将来自卷体端部的吸湿及放湿均匀化而可以实现具有稳定均匀的光学特性的光学膜的卷体。
另外得知:在进行倾斜拉伸之前在膜宽度方向进行预拉伸、改变温度而进行左右的压花部的形成,由此可以将强度高的压花部在左右均匀地加工,改善卷体的卷绕形状的劣化,得到具有更均匀的光学特性的光学膜的卷体。
附图说明
图1是表示光学膜的卷体的一例的示意图。
图2是表示光学膜的压花部附近的一例的局部剖面图。
图3是表示压碎耐性率的测定中的压花部的一例的局部剖面图。
图4是表示压花部的凸部的压碎耐性率的测定方法的一例的示意图。
图5是本发明中使用的倾斜拉伸拉幅机的示意图。
图6是表示本发明的制造方法中使用的拉幅机的导轨的轨道(导轨图形)的概略图。
图7A是表示拉伸装置的一例的示意图。
图7B是表示拉伸装置的一例的示意图。
图7C是表示拉伸装置的一例的示意图。
图8A是表示拉伸装置的其它一例的示意图。
图8B是表示拉伸装置的其它一例的示意图。
图9是表示压花加工装置的一例的示意图。
图10是光学膜的卷体的包装形态的示意图。
具体实施方式
本发明的光学膜的卷体为含有纤维素酯、膜面内的弹性模量的最大值的方向相对于长度方向倾斜的薄膜的光学膜的卷体,其特征在于,在该光学膜的宽度方向的两端部具有特定的高度的压花部,且该压花部的凸部的由上述式1表示的压碎耐性率(%)在两端的压花部都为50%以上。该特征为与权利要求1~权利要求13的权利要求涉及的发明中共同的技术特征。
作为本发明的实施方式,从本发明的效果显现的观点考虑,上述压碎耐性率(%)优选为70%以上,就膜左右两端的压花部的上述压碎耐性率(%)之差为10%以内而言,由于通过左右均匀地形成强度高的压花部而可以进一步改善卷绕形状的劣化,因此为优选的方式。
膜面内的弹性模量的最大值的方向A,优选在相对于长度方向的30~60°方向的范围内,该膜面内的滞相轴也优选在30~60°方向的范围内。通过该滞相轴在上述范围内的方向倾斜,以辊对辊与在长度方向具有透过轴(或吸收轴)的起偏镜贴合,由此可以生产率好地制造圆偏振片。
另外,就含有具有由上述通式(A)表示的结构的化合物作为添加剂而言,由于该化合物具有在一个化合物中一并具有相位差上升剂和波长分散调整剂的两者的功能的特征,所以倾斜拉伸适应性高,且与纤维素酯组合时的吸湿引起的耐渗出性也优异,因此,显现卷体的保管中及输送后的光学特性的均匀性优异的效果。
同样地,作为添加剂,含有重均分子量(Mw)为350~3000的范围内的二羧酸和二醇的缩聚酯,耐渗出性优异,可以有助于光学特性及物性的提高及稳定化,优选。
就本发明的光学膜的卷体的卷长为1500~8000m的范围内而言,在最施加载荷的卷绕芯部附近也可以满足上述压花部的压碎耐性率(%),从生产率的观点考虑也优选。
就本发明的光学膜的卷体为用在树脂膜上进行了铝蒸镀的防湿膜包裹后、将卷轴部分用绳或橡胶带系住的形态而言,在保管中或输送中可以进行适度的吸湿及放湿、提高光学膜的光学特性及物性的均匀性的方面,为优选的方式。
就制造本发明的光学膜的卷体的光学膜的卷体的制造方法而言,从形成上述压碎耐性率(%)优异的压花部的观点考虑,在膜宽度方向作为拉伸率在1~50%的范围内进行预拉伸后、相对于膜长度方向在倾斜方向进行拉伸、其后在膜宽度方向的两端部形成压花部为优选的制造方法。
另外,就在膜宽度方向的两端部通过压花辊形成上述压花部时、对两侧的压花辊的表面温度施加5~20℃的范围内的温度差来进行而言,在通过倾斜拉伸而在左右物性不同的膜形成具有左右均匀的强度的压花部方面,为优选的实施方式。
从本发明的光学膜的卷体抽出的光学膜,可以在偏振片及显示装置中优选具备。
以下,对本发明及其构成要素、及用于实施本发明的形态·方式进行详细的说明。予以说明,在本申请中,“~”以含有其前后中记载的数值作为下限值及上限值的意思来使用。
<本发明的光学膜的卷体的概要>
本发明的光学膜的卷体(以下,也称为本发明的光学膜。),为含有纤维素酯、膜厚为15~50μm的范围内、在23℃、55%RH下测定的膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向而倾斜、该最大值的方向A的弹性模量EA和相对于其正交的方向B的弹性模量EB之比的值为1.4≤EA/EB的长尺寸的光学膜的卷体;其特征在于,
上述光学膜的卷体在从膜宽度方向的两端部至膜宽度长的5%以内的区域具有高度为1~20μm的范围内的压花部,
在该压花部的表面上的直径5mm的圆区域,将在施加了1kg的载荷的状态下在23℃、55%RH下保存了10分钟后的该压花部的凸部的高度设为D、将上述施加载荷前的该压花部的凸部的高度设为Do时,由下述式1定义的压碎耐性率(%)在两端的压花部都为50%以上。
(式1)   压碎耐性率(%)=D/Do×100(%)
在本发明中,其特征在于,从有效地防止光学膜的卷体的保存时的卷绕偏移、光学品质的劣化的观点考虑,如权利要求1中所示,在膜的两端部形成特定的强度的压花部。
本发明的光学膜的卷体是将长尺寸状的光学膜在其长度方向(相对于膜的宽度方向进行正交的方向)卷绕而得到的。
所谓压花部,是指在卷取长尺寸状膜前,为了防止被卷取的膜彼此的背面和表面彼此完全地面彼此密合,对膜施加由微小的连续的凹凸构成的一定的宽度的花纹的部分。使膜的一面(例如上面)以凸状鼓出时,在该膜的另一面(例如下面)对应于上述凸状而相对地形成凹状。
由此,卷绕了的膜彼此完全地粘接,或部分地粘接而对膜的表面的状态给予影响,实现防止引起故障的作用。另外,特别是在本发明中,活用倾斜拉伸工序、产生了大的延迟的膜,可以防止以卷状保存的情况下产生的卷绕形状的劣化、实现光学性能的均匀化。
图1是表示光学膜的卷体的一例的示意图。如图1中所示,光学膜的卷体10具有卷芯12和在其周围在膜的长度方向卷绕的长尺寸状的光学膜14。而且,在卷体10中,为了抑制被层叠的光学膜14彼此的密合,在长尺寸状的光学膜14的宽度方向两端部形成压花部16。
图2是表示光学膜的压花部附近的一例的剖面图。如图2中所示,构成压花部16的凸部16A的高度D0优选为1~20μm的范围内,更优选为2~15μm的范围内。所谓凸部16A的高度D0,是指从膜面F(不形成压花的部分的膜面)至凸部16A的顶点的高度。凸部16A的高度低于1μm时,光学膜彼此容易密合,因此不优选。另一方面,凸部16A的高度超过20μm时,卷体的宽度方向中央部容易弯曲,作为光学膜的平面性难以保持。就作为压花部的凸部16A而言,从确保光学膜的有效面积的观点考虑,优选在从光学膜的两端部至膜宽度长的5%以内的区域形成。
凸部16A的宽度w可以设为0.05~5mm左右。所谓凸部16A的宽度w,在压花部16的剖面中,凸部16A作为与膜面F相交的2点间的距离表示。凸部16A和凸部16A的间隔b优选为0.1~5mm的范围,更优选为0.5~2mm的范围。凸部16A和凸部16A的间隔b在压花部16的剖面中,2个凸部16A分别用与膜面F相交的点彼此的距离表示。
压花部16的宽度W相对于光学膜的宽度优选为0.12~2.1%的范围。具体而言,压花部16的宽度W也取决于光学膜的宽度的大小,设为5~25mm的范围,优选设为10~20mm的范围。如果压花部16的宽度W为上述范围内,则容易确保可以作为光学膜而使用的面积,且可以防止光学膜彼此的密合。
在光学膜的卷体中,卷芯附近的光学膜的压花部的凸部通过被层叠的光学膜的自重而容易压碎。特别是在容易吸湿的纤维素酯膜的情况下,压花部容易压碎,该压花部的凸部压碎时,被层叠的光学膜的卷绕形状劣化,光学膜彼此容易密合,在该光学膜彼此的密合部分中,产生二个问题。第一个问题是,该卷绕形状劣化时,在从膜端部向该卷体内部的水分的浸透及来自该卷体内部的水分的放出中产生差,因不均匀的膜的伸缩而在相位差等的光学特性上容易产生波动。第二个问题是,光学膜中所含的添加剂(例如增塑剂)的渗出容易产生,在光学膜彼此的密合部分中产生添加剂的渗出时,在光学膜产生添加剂(例如增塑剂)的粗的部分和密的部分,光学膜的光学特性的均匀性劣化。
这样的压花部的凸部的压碎在使光学膜的膜厚变薄、或一边将光学膜以高速输送、一边进行压花加工时特别容易产生。特别是光学膜进行倾斜拉伸、在倾斜方向具有各向异性的情况下,在膜的左右两端部物性不同,由此物性低的部位的压花部的强度容易变低。
就本发明的光学膜的卷体而言,即使对光学膜的压花部施加力、压花部的凸部也难以压碎,即,由于压花部具有高的强度(高的弹性模量),即使为进行倾斜拉伸而物性在面内具有各向异性的光学膜,也抑制卷绕形状的劣化。具体而言,用以下的方法测定的压花部的凸部的压碎耐性率(%)需要在膜的左右的两端部中为50%以上,进一步优选为70%以上。
压花部的凸部的压碎耐性率(%)可以用以下的方法进行测定。图3及4是表示压花部的凸部的压碎耐性率(%)的测定方法的一例的局部剖面图。
(1)切出含有光学膜14的压花部16的区域,得到样品膜14A(参照图4)。而且,用厚度测定机测定样品膜14A的压花部16的凸部的高度D0(图3中的施加载荷前的凸部的高度D0)。厚度测定机例如可以使用定压厚度测定机(株式会社テクロックPG-02)。
(2)接着,如图4中所示,在操作台15上配置样品膜14A。而且,载置由相对于膜面垂直地载置了的直径5mm的金属制的圆筒棒18A和配置于其上的砝码18B构成的合计1kg的砝码18。这样,在压花部16的表面上的直径5mm的圆区域施加了1kg的载荷的状态下,在23℃·55%RH下保存10分钟。其后,用厚度测定机测定除去了载荷(除去了砝码)时的、压花部16的凸部的高度D(施加有图3中的载荷后的凸部的高度D)。
(3)将上述(1)中测定了的施加载荷前的凸部的高度D0和上述(2)中测定了的施加了载荷后的凸部的高度D应用于下述式1,算出压碎耐性率。
(式1)   压碎耐性率(%)=D/D0×100(%)
任意地改变压花部的场所而进行10次测定,求出压碎耐性率(%)的平均值。
压花部的凸部的压碎耐性率(%)的调整没有特别限定,可以采用各种方法,但优选在压花加工条件下进行。具体而言,可以将(1)压花辊的表面温度、(2)背辊的表面温度、(3)压花辊的辊直径、及(4)背辊的材质中的两个以上各种组合而进行调整。其中,优选调整(1)压花辊的表面温度和(2)背辊的表面温度,进一步更优选调整(3)压花辊直径,进一步特别优选选择(4)背辊的材质。为了提高压花部的凸部的压碎耐性率,例如优选提高(1)压花辊的表面温度,且提高(2)背辊的表面温度。
进而,就本发明的光学膜的卷体而言,在形成压碎耐性率(%)优异的压花部方面,优选预先在膜宽度方向在作为拉伸率的1~50%的范围内进行预拉伸后、相对于膜长度方向在倾斜方向进行拉伸、其后在膜宽度方向的两端部形成压花部。
通过在宽度方向进行上述范围内的预拉伸,膜两端部的弹性模量变高,可以缓和其后的倾斜拉伸引起的各向异性,可以提高压花部的强度。
另外,在膜宽度方向的两端部通过压花辊形成上述压花部时,就对两侧的压花辊的表面温度施加5~20℃的范围内的温度差而进行而言,可以在通过倾斜拉伸而在左右具有机械的各向异性的膜形成左右均匀的压花部,是在防止卷绕形状的劣化方面优选的实施方式。该温度差可以根据在膜左右的物性之差而适度确定,更优选为7~15℃的范围内的温度差。
通过对上述左右的压花辊施加温度差而形成压花部,在将上述膜宽度方向的两端部的压花部设为a及a’时,就该压花部a及a’的上述压碎耐性率之差为10%以内而言,显现抑制保管中、输送中的卷体的卷绕形状的劣化的效果,优选。上述压碎耐性率之差更优选为5%以内,进一步优选为3%以内。
就本发明的光学膜而言,膜面内的弹性模量的最大值的方向A及滞相轴相对于长度方向而倾斜,但特别是膜面内的滞相轴相对于长度方向在30~60°方向的范围内的情况下,在将某特定的波长的直线偏振光变换为圆偏振光(或将圆偏振光变换为直线偏振光)的圆偏振片中优选具备。
为了制造实用的圆偏振片,本发明的光学膜优选为λ/4板。λ/4板相对于规定的光的波长(通常为可见光区域)、以层的面内的相位差值Ro成为约1/4的方式设计。就该λ/4板而言,在波长590nm测定的Ro(590)为120~160nm的范围。
所谓“在可见光的波长的范围中大概1/4的延迟”,是指在波长400~700nm中越为长波长,延迟越大,在波长450nm测定的由下述式(i)表示的延迟值即Ro(450)和在波长590nm测定的延迟值即Ro(590)优选满足1<Ro(590)/Ro(450)≤1.6。进一步优选满足1<Ro(590)/Ro(450)≤1.3。另外,为了作为λ/4板而有效地起作用,更优选Ro(450)为100~125nm的范围内、在波长550nm测定的延迟值即Ro(550)为125~142nm的范围内、Ro(590)为130~152nm的范围内的相位差膜。
予以说明,式(ii)为求出膜厚度方向的延迟值Rt的式。在波长550nm测定的延迟值Rt优选为60~100nm的范围,更优选为70~90nm的范围。
式(i):Ro=(nx-ny)×d
式(ii):Rt={(nx+ny)/2-nz}×d
式中,nx、ny及nz为23℃、55%RH、450nm、550nm、590nm的各自中的折射率nx(也称为膜的面内的最大的折射率、滞相轴方向的折射率。)、ny(在膜面内与滞相轴正交的方向的折射率)、nz(膜厚度方向的折射率),d为膜的厚度(nm)。
Ro、Rt可以使用自动双折射率计进行测定。使用自动双折射率计KOBRA-21AWR(王子测量机器(株)制),在23℃、55%RH的环境下通过各波长下的双折射率测定算出Ro。
以λ/4板的滞相轴和起偏镜的透过轴(或吸收轴)的角度成为实质上45°的方式层叠时,可得到圆偏振片。所谓“实质上45°”,是指为40~50°的范围。λ/4板的面内的滞相轴和起偏镜的透过轴的角度优选为41~49°的范围,更优选为42~48°的范围,进一步优选为43~47°的范围,最优选为44~46°的范围。因此,为了以辊对辊制造圆偏振片,本发明的光学膜的滞相轴的方向优选为上述“实质上45°”方向。
另外,由于本发明的光学膜在倾斜方向被拉伸,因此具有在23℃、55%RH下测定的膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向而倾斜、该最大值的方向A的弹性模量EA和相对于其正交的方向B的弹性模量EB之比的值为1.4≤EA/EB的特征。
该弹性模量之比的值(EA/EB)优选为1.4以上,从兼顾对施加于倾斜拉伸的膜的负荷和提高弹性模量、形成强度高的压花部的本发明的目的的观点考虑,更优选为1.4~3.0的范围内,进一步优选为1.6~2.5的范围内。
就该光学膜的弹性模量的测定而言,在温度23℃、相对湿度55%RH的环境下将试样调湿24小时,根据JIS K7127中记载的方法,使用拉伸试验器オリエンテック(株)制テンシロンRTA-100而求出弹性模量。试验片的形状为1号形状试验片,在试验速度为10mm/分钟的条件下在相对于任意方向从0°每15°的方向进行测定,将求出的弹性模量中的最大值设为最大弹性模量EA,及将该方向设为最大值的方向A,进而求出与该方向A正交的方向B的弹性模量EB,计算其比的值(EA/EB)。
就本发明的光学膜而言,为了赋予上述相位差,相对于膜长度方向被倾斜拉伸,因此弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向而倾斜,其倾斜角度优选相对于膜长度方向在30~60°方向的范围内,与上述延迟同样地,特别优选为“实质上45°”方向。所谓“实质上45°”,是指为40~50°的范围。角度优选为41~49°的范围,更优选为42~48°的范围,进一步优选为43~47°的范围,最优选为44~46°的范围。
本发明的光学膜的最大弹性模量优选为2.0GPa以上,优选3.0~8.0GPa的范围,在形成强度高的压花部、实现卷绕形状的稳定化方面,更优选为3.5~7.0GPa的范围。
就本发明的光学膜的膜厚而言,由于薄膜的偏振片及显示装置的需要进一步升高,因此,为15~50μm的范围内,更优选为20~40μm的范围内。如果为该范围内,则可以得到为薄膜轻量且卷绕形状稳定的光学膜的卷体。
就本发明的光学膜的卷体中的卷长而言,考虑生产率时,优选为1500~8000m的范围内,更优选为2000~6000m的范围内。根据本发明,在光学膜的宽度方向的两端部具有强度高的压花部。因此,即使在卷长大的光学膜的卷体中,卷芯附近的光学膜的压花部的凸部即使由于被层叠的光学膜的自重也不易被压碎。
本发明的卷体中的卷芯的直径,可以为100~250mm左右。本发明的光学膜的卷体中的光学膜的宽度为1.2~4m左右,优选为1.2~2.5m左右。
<对于光学膜的组成>
本发明的光学膜含有纤维素酯,进而为了光学特性及物性的提高优选含有添加剂。
〈纤维素酯〉
本发明的光学膜含有纤维素酯作为主要成分。所谓主要成分,是指该光学膜中的纤维素酯的含有比率为55质量%以上,优选为70质量%以上。
本发明涉及的纤维素酯优选具有碳原子数为2~4的范围内的酰基。作为碳原子数为2~4的范围内的酰基,可以列举乙酰基、丙酰基、及丁酰基。
构成纤维素的β-1,4键合的葡萄糖单元在2位、3位及6位具有游离的羟基。纤维素酯为将这些羟基的一部分或全部通过酰基进行了酰基化的聚合物(polymer)。酰基总取代度是指每一个葡萄糖单元、位于2位、3位及6位的纤维素的羟基的全部进行酰基化的比例(100%的酰基化为取代度3)。
作为优选的酰基的实例,可以列举乙酰基、丙酰基、丁酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二酰基、十三酰基、十四酰基、十六酰基、十八酰基、异丁酰基、叔-丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等。其中,更优选乙酰基、丙酰基、丁酰基、十二酰基、十八酰基、叔-丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等,特别优选乙酰基、丙酰基、丁酰基(酰基为碳原子数2~4的情况)。
作为具体的纤维素酯,优选为选自(二、三)乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素、乙酸苯甲酸纤维素及邻苯二甲酸纤维素中的至少一种。
其中更优选的纤维素酯为(二、三)乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。
三乙酸纤维素优选使用平均乙酰化度(键合乙酸量)54.0~62.5%的三乙酸纤维素,进一步优选的是平均乙酰化度为58.0~62.5%的三乙酸纤维素。
二乙酸纤维素优选使用平均乙酰化度(键合乙酸量)51.0~56.0%。作为市售品,可列举(株)ダイセル制的L20、L30、L40、L50、イーストマンケミカルジャパン(株)制的Ca398-3、Ca398-6、Ca398-10、Ca398-30、Ca394-60S。
乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素具有碳原子数2~4的酰基作为取代基,将乙酰基的取代度设为X、将丙酰基或丁酰基的取代度设为Y时,优选同时满足下述式(I)及(II)。
式(I)   2.0≤X+Y≤2.95
式(II)   0≤X≤2.5
其中,优选为1.9≤X≤2.5、0.1≤Y≤0.9。
上述酰基的取代度的测定方法可以根据ASTM-D817-96进行测定。
就纤维素酯的重均分子量Mw而言,从控制弹性模量的观点考虑,优选为80000~300000的范围内,更优选为120000~250000的范围内。当为上述范围内时,在制膜时拉伸引起的弹性模量的控制容易进行,膜的卷绕形状的稳定化、添加剂的耐渗出性提高。
纤维素酯的数均分子量(Mn)为30000~150000的范围,得到的光学膜的机械强度高,优选。进一步优选使用40000~100000的数均分子量的纤维素酯。
纤维素酯的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)的值优选为1.4~3.0的范围。
纤维素酯的重均分子量Mw、数均分子量Mn使用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定。
测定条件如以下。
溶剂:二氯甲烷
柱:Shodex K806、K805、K803G(将3根昭和电工(株)制连接而使用)
柱温度:25℃
试样浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GLセイエンス社制)
泵:L6000(日立制作所(株)制)
流量:1.0ml/min
校准曲线:使用利用标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(東ソー(株)制)Mw=1000000~500的13个样品的校准曲线。13个样品以大致等间隔使用。
本发明中使用的纤维素酯的原料纤维素可以为木材纸浆,也可以为棉籽绒,木材纸浆可以为针叶树,也可以为阔叶树,更优选为针叶树。从制膜时的剥离性的方面考虑,优选使用棉籽绒。由这些物质制作的纤维素酯可以适度混合使用,或单独使用。
例如,可以以来自棉籽绒的纤维素酯:来自木材纸浆(针叶树)的纤维素酯:来自木材纸浆(阔叶树)的纤维素酯的比率为100:0:0、90:10:0、85:15:0、50:50:0、20:80:0、10:90:0、0:100:0、0:0:100、80:10:10、85:0:15、40:30:30而使用。
本发明涉及的纤维素酯可以通过公知的方法制造。一般而言,将原料的纤维素和规定的有机酸(乙酸、丙酸等)和酸酐(乙酸酐、丙酸酐等)、催化剂(硫酸等)混合,将纤维素进行酯化,进行反应至形成纤维素的三酯。在三酯中,葡萄糖单元的三个羟基被有机酸的酰基酸取代。同时使用二种有机酸时,可以制作混合酯型的纤维素酯、例如乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。接着,通过将纤维素的三酯进行水解,合成具有所期望的酰基取代度的纤维素酯。其后,经过过滤、沉淀、水洗、脱水、干燥等的工序,形成纤维素酯。
就本发明涉及的纤维素酯而言,优选在20ml的纯水(电导率0.1μS/cm以下,pH6.8)中投入1g、在25℃、1hr、氮气氛下搅拌时的pH为6~7的范围,电导率为1~100μS/cm的范围。
本发明涉及的纤维素酯具体而言可以参考日本特开平10-45804号公报中记载的方法而合成。
〈添加剂〉
在本发明的光学膜中所含的添加剂的实例中,含有增塑剂、抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、延迟调整剂、抗静电剂及剥离剂等,优选为增塑剂。
(延迟调整剂)
作为本发明的光学膜中所含的添加剂,从延迟的调整的观点考虑,优选使用具有由下述通式(A)表示的结构的化合物。该由于化合物具有在1个化合物中同时具有相位差上升剂和波长分散调整剂的两者的功能的特征,因此,倾斜拉伸适应性高,且与纤维素酯组合时的吸湿引起的耐渗出性也优异,因此具有卷体的保管中及输送后的光学特性的均匀性优异的效果。
[化学式2]
通式(A)中的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,也可以为稠合环,但优选为单环。在芳香族烃环的优选的实例中包含苯环、萘环、蒽环、菲环、苝环、并四苯环、芘环、苯并芘环、1,2-苯并菲环、苯并[9,10]菲环、苊环、荧蒽环、芴环等,优选为苯环。
非芳香族烃环可以为单环,也可以为稠合环,但优选为单环。在非芳香族烃环的优选的实例中,包含环丙烷环、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,优选为环己烷环或环戊烷环。
芳香族杂环可以为单环,也可以为稠合环,优选为单环。在芳香族杂环的优选的实例中,包含呋喃环、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、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、萘嵌间二氮杂苯环、喹唑啉环、薁环、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、苯并噻唑环、苯并噁唑环等,优选为吡啶环、苯并噻唑环或苯并噁唑环。
非芳香族杂环可以为单环,也可以为稠合环,优选为单环。在非芳香族杂环的优选的实例中,包含四氢呋喃环、四氢吡喃环、二氧杂环戊烷、二噁烷环、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,优选为吡啶酮环、酰亚胺环或吡咯烷环。
通式(A)的Wa及Wb分别独立地为键合于构成Q的环的原子的氢原子或取代基,Wa和Wb相互可以相同,也可以不同、Wa和Wb可以相互键合而形成环。
优选Wa和Wb相互键合而形成环,或Wa和Wb的至少一方具有构造。
作为Wa及Wb表示的取代基,可列举下述的实例。
卤素原子(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)、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、炔丙基等)、芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、杂芳基(2-吡咯基、2-呋喃基、2-噻吩基、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、2-十四烷酰基氨基苯氧基等)、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、新戊酰基氧基、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、烷基硫基(甲基硫基、乙基硫基、正十六烷基硫基等)、芳基硫基(苯基硫基、对氯苯基硫基、间甲氧基苯基硫基等)、氨基磺酰基(N-乙基氨基磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)氨基磺酰基、N,N-二甲基氨基磺酰基、N-乙酰基氨基磺酰基、N-苯甲酰基氨基磺酰基、N-(N’-苯基氨基甲酰基)氨基磺酰基等)、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)。
通式(A)的R3表示氢原子或取代基。作为取代基,没有特别限制,可列举下述的实例。
卤素原子(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)、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、新戊酰基氧基、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、烷基硫基(甲基硫基、乙基硫基、正十六烷基硫基等)、氨基磺酰基(N-乙基氨基磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)氨基磺酰基、N,N-二甲基氨基磺酰基、N-乙酰基氨基磺酰基等)、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)、芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、杂芳基(2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基、2-吡啶基等)等。
其中,R3优选为氢原子、卤素原子、烷基(优选碳数1~20)、烯基(优选碳数3~20)、芳基(优选碳数6~20)、杂芳基(优选碳数4~20)、羟基、羧基、烷氧基(优选碳数1~20)、芳氧基(优选碳数6~20)、酰基、酰氧基、氰基或氨基,更优选为氢原子、卤素原子、烷基、氰基或烷氧基。这些取代基可以进一步具有同样的取代基。
通式(A)的m表示0~2的整数,优选为0。m为2的情况下,2个R3相互可以相同,也可以不同。
通式(A)的n表示1~10的整数,优选为1。n为2以上的情况下,2以上的Q、L2、Wa、Wb、R3及m的各自相互可以相同,也可以不同。
通式(A)的L1及L2分别独立地为选自由亚烷基、亚烯基、亚炔基、O、(C=O)、(C=O)-O、NRL、S、(O=S=O)及(C=O)-NRL构成的组中的2价的连接基团,或表示它们的组合或单键,优选为O、(C=O)-O、O-(C=O)、(C=O)-NH或NH-(C=O)。
RL表示氢原子或取代基。在由RL表示的取代基的实例中,包含烷基(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-噻吩基、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分别独立地表示取代基。R1及R2相互可以相同,也可以不同。
作为由R1及R2表示的取代基,可列举以下的实例。
卤素原子(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)、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、炔丙基等)、芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、杂芳基(2-呋喃基、2-噻吩基、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、2-十四烷酰基氨基苯氧基等)、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、烷基硫基(甲基硫基、乙基硫基、正十六烷基硫基等)、芳基硫基(苯基硫基、对氯苯基硫基、间甲氧基苯基硫基等)、氨基磺酰基(N-乙基氨基磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)氨基磺酰基、N,N-二甲基氨基磺酰基、N-乙酰基氨基磺酰基、N-苯甲酰基氨基磺酰基、N-(N’苯基氨基甲酰基)氨基磺酰基等)、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(优选碳数1~20的烷基)、环烷基(优选碳数3~20的环烷基)、芳基(优选碳数6~20的芳基)、杂芳基(优选碳数4~20的芳基),更优选为芳基或环烷基。芳基优选为取代或无取代的苯基,更优选为具有取代基的苯基,进一步优选为在4位上具有取代基的苯基。环烷基优选为取代或无取代的环己基,更优选为具有取代基的环己基,进一步优选为在4位上具有取代基的环己基。
R1及R2表示的取代基可以进一步具有同样的取代基。
具有由通式(A)表示的结构的化合物优选为具有由下述通式(B)表示的结构的化合物。
[化学式3]
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。
具有由通式(B)表示的结构的化合物优选为具有由下述通式(C)表示的结构的化合物。
[化学式4]
通式(C)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(C)的Wa和Wb相互键合而形成环的情况下,所形成了的环优选为含氮杂环。在这样的具有由通式(C)表示的结构的化合物的实例中,包含以下的化合物(C1)~(C6)。
[化学式5]
Ri~Riii分别独立地表示氢原子或取代基。
例如,在上述化合物(C1)中,通式(A)中的Q为苯环,Wa为含有键合于苯环的氧原子的基团,Wb为含有键合于苯环的氮原子的基团。
另一方面,下述化合物(A0)中,相当于通式(A)中的Q的环为萘环。
[化学式6]
在以下,示出具有由通式(A)、通式(B)或通式(C)表示的结构的化合物的具体例,但可以在本发明中使用的化合物不受以下的例示化合物(A1)~(A60)任何限定。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
[化学式26]
在上述本发明的化合物例中,对于存在几何异构体(反式体和顺式体)的情况,可以为任意的异构体,但反式体与顺式体相比,可以赋予高的相位差显现性,优选。
具有由通式(A)、通式(B)或通式(C)表示的结构的化合物,可以用公知的方法来合成。例如,如果为上述例示化合物A5,则可以参照日本特开2008-107767号公报等如下合成。
[化学式27]
将2,5-二羟基苯甲酸3g溶解于甲苯30mL,滴加氯化亚砜4.2mL,搅拌2小时。在减压下蒸馏除去甲苯及氯化亚砜之后,添加甲苯20mL,滴加邻氨基苯硫酚2.4g的甲苯(5mL)溶液。在室温下搅拌12小时,添加水及乙酸乙酯而进行提取。从得到的有机层减压蒸馏除去溶剂,得到上述化合物(m)3.5g。收率为75%。
在上述化合物(n)7.0g中加入四氢呋喃45mL,在冰水冷浴中冷却。其中,依次滴加化合物(m)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,进行提取。从有机层减压馏去溶剂,将得到的粗结晶用硅胶色谱(乙酸乙酯/庚烷)精制,得到例示化合物A30。收量为5.5g,收率为70%。
使用于本发明的具有由通式(A)表示的结构的化合物的含量以可以对光学膜赋予所要求的相位差显现性的程度适度设定。具体而言,使用于本发明的化合物的含量优选相对于纤维素酯为1~10质量%的范围内,更优选为2~8质量%的范围内。
如果化合物的含量为1质量%以上,则可以对光学膜赋予充分的相位差显现性,如果为10质量%以下,则光学膜的耐渗出性优异。
在使用于本发明的化合物中,也可以组合其它相位差调整剂。
作为显现与具有由上述通式(A)表示的结构的化合物同样的效果的化合物,也优选使用具有吡咯环、吡唑环、三唑环或咪唑环的含氮杂环化合物,在具有由下述通式(1)表示的结构的含氮杂环化合物中,优选为具有上述特定构造的含氮杂环化合物。
该含氮杂环化合物通过与纤维素酯的CH/π相互作用,控制纤维素酯的氢键合性,具有在1个化合物中同时具有相位差上升剂和波长分散调整剂的二者的功能的特征,且与纤维素酯组合时的吸湿引起的耐渗出性也优异,抑制制造5000m以上的长尺寸卷体时的卷绕形状的混乱的效果高。特别是将卷体坚固地卷绕时容易产生贴附故障等,因此在比较缓慢地卷绕(也称为缓慢卷绕。)时可以抑制卷绕形状的混乱的效果高。例如,1,3,5-三嗪系相位差上升剂等由于CH/π相互作用弱,因此有时耐渗出性稍微差,在卷体的表面渗出的添加剂诱发膜的滑动,产生卷体的卷绕形状的混乱。
所谓CH/π相互作用,与如纤维素酯那样的氢键供给性部位(例如羟基的氢原子)、氢键接受性部位(例如酯基的羰基氧原子)与添加剂的相容性有关,是存在于树脂的主链或侧链的氢键合性部位与添加剂的芳香族化合物的π电子之间的键合相互作用。通过该CH/π相互作用,上述耐渗出性优异。
使用树脂的氢键合性部位(纤维素酯的CH)和添加剂的π而形成CH/π相互作用时,当然,添加剂的π性强为宜。作为清楚地表示该π性的强度的实例,有NICS(nucleus-independent chemical shift)值这样的指标。
该NICS值为在利用磁的性质的芳香族性的定量化中使用的指标,如果环为芳香族,则由于其环电流效果环的中心强地被遮蔽化,如果反芳香族则反而被反遮蔽化(J.Am.Chem.Soc.1996、118、6317)。可以根据NICS值的大小来判断环电流的强度、即对环的芳香族性的π电子的贡献度。具体而言,表示直接配置于环内部中心的虚拟锂离子的化学位移(计算值),该值越负地大,π性越强。
关于NICS值的测定值,报告有几个。例如,在Canadian Journalof Chemistry.,2004,82,50-69(文献A)、The Journal of OrganicChemistry.,2000,67,1333-1338(文献B)中报告有测定值。
具体而言,与如苯环(-7.98)、萘环(-8.11)这样的芳香族烃相比,吡咯环(-14.87)、噻吩环(-14.09)、呋喃环(-12.42)、吡唑环(-13.82)或咪唑环(-13.28)等的5元的芳香族杂环、三唑环(-13.18)、噁二唑环(-12.44)或噻唑环(-12.82)等的6元的芳香族烃环的一方,NICS值变大,预测:通过使用具有这样的芳香族5元环或芳香族6元环的化合物,可以增强CH/π相互作用(括弧内表示NICS值。)。
[化学式28]
在上述通式(1)中,A1、A2及B分别独立地表示烷基(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)、芳香族烃环或芳香族杂环。其中,优选芳香族烃环或芳香族杂环,特别优选为5元或6元的芳香族烃环或芳香族杂环。
对5元或6元的芳香族烃环或芳香族杂环的结构没有限制,可列举例如苯环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、1,2,3-三唑环、1,2,4-三唑环、四唑环、呋喃环、噁唑环、异噁唑环、噁二唑环、异噁二唑环、噻吩环、噻唑环、异噻唑环、噻二唑环、异噻二唑环等。
由A1、A2及B表示的5元或6元的芳香族烃环或芳香族杂环可以具有烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔-丁基、正辛基、2-乙基己基等)、芳香族烃环基(苯基、对甲苯基、萘基等)等的取代基。
在上述通式(1)中,就A1、A2及B表示苯环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、1,2,3-三唑环或1,2,4-三唑环而言,光学特性的变动效果优异、且可得到耐久性优异的相位差膜,因此优选。
在上述通式(1)中,T1及T2分别独立地表示吡咯环、吡唑环、咪唑环、1,2,3-三唑环或1,2,4-三唑环。其中,就为吡唑环、三唑环或咪唑环而言,相对于湿度变动的延迟的变动抑制效果也优异、且可得到耐久性优异的树脂组合物,因此优选,特别优选为吡唑环。由T1及T2表示的吡唑环、1,2,3-三唑环或1,2,4-三唑环、咪唑环可以为互变异构体。
进而,该含氮杂环化合物特别优选为具有由下述通式(2)表示的结构的化合物。
[化学式29]
(式中A表示吡唑环,Ar1及Ar2分别表示芳香族烃环或芳香族杂环,也可以具有取代基。R1表示氢原子、烷基、酰基、磺酰基、烷氧基羰基、或芳氧基羰基,q表示1~2的整数,n及m表示1~3的整数。)
由Ar1及Ar2表示的芳香族烃环或芳香族杂环分别优选为由通式(1)中列举的5元或6元的芳香族烃环或芳香族杂环。另外,作为Ar1及Ar2的取代基,可列举与具有由上述通式(1)表示的结构的化合物所示的取代基同样的取代基。
作为R1的具体例,可列举卤素原子(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)、酰基(乙酰基、新戊酰基、苯甲酰基等)、磺酰基(例如甲基磺酰基、乙基磺酰基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基等)等。
q表示1~2的整数,n及m表示1~3的整数。
具有由上述通式(1)或(2)表示的结构的化合物的分子量特别没有限制,其越小,与树脂的相容性越优异,其越大,相对于环境湿度的变化的光学值的变动抑制效果越高,因此优选为150~2000,更优选为200~1500,更优选为300~1000。
具有由上述通式(1)或(2)表示的结构的化合物可以调整适度量而在光学膜中含有,作为添加量在光学膜中优选含有0.1~10质量%,特别优选含有1~5质量%,特别优选含有2~5质量%。添加量根据纤维素酯的种类、该化合物的种类而不同,但可以根据本发明的光学膜的所期望的延迟值而确定添加量的最适值。
〈增塑剂〉
在增塑剂的实例中,包括聚酯(本申请中,也称为缩聚酯。)、多元醇酯、多元羧酸酯(包括邻苯二甲酸酯)、乙醇酸酯化合物及脂肪酸酯、磷酸酯等。这些物质可以单独使用,也可以组合使用二种以上。
在本发明的光学膜中优选的增塑剂为含有使二羧酸和二醇反应而得到的重复单元的缩聚酯。
构成该缩聚酯的二羧酸为芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸或脂环式二羧酸,优选为芳香族二羧酸。二羧酸可以为一种,也可以为二种以上的混合物。
构成该缩聚酯的二醇为芳香族二醇、脂肪族二醇或脂环式二醇,优选为脂肪族二醇,更优选为碳数1~4的二醇。二醇可以为一种,也可以为二种以上的混合物。
其中,该缩聚酯优选含有使至少含有芳香族二羧酸的二羧酸和碳数1~4的二醇反应而得到的重复单元,更优选含有使含有芳香族二羧酸和脂肪族二羧酸的二羧酸和碳数1~4的二醇反应而得到的重复单元。
该缩聚酯的分子的两末端可以被封端,也可以不被封端,但从降低膜的透湿性的观点考虑,优选被封端。
该缩聚酯优选为具有由下述通式(i)或(ii)表示的结构的化合物。在下述式中,n为1以上的整数。
通式(I)
B-(G-A)n-G-B
通式(II)
C-(A-G)n-A-C
通式(I)及(II)的A表示由碳原子数3~20(优选4~12)的亚烷基二羧酸衍生的2价的基团、由碳原子数4~20(优选4~12)的亚烯基二羧酸衍生的2价的基团、或由碳原子数8~20(优选8~12)的芳基二羧酸衍生的2价的基团。
在由A中的碳原子数3~20的亚烷基二羧酸衍生的2价的基团的实例中,包含由1,2-乙烷二羧酸(琥珀酸)、1,3-丙烷二羧酸(戊二酸)、1,4-丁烷二羧酸(己二酸)、1,5-戊烷二羧酸(庚二酸)、1,8-辛烷二羧酸(癸二酸)等衍生的2价的基团。在由A中的碳原子数4~20的亚烯基二羧酸衍生的2价的基团的实例中,包含由马来酸、富马酸等衍生的2价的基团。在由A中的碳原子数8~20的芳基二羧酸衍生的2价的基团的实例中,包括由1,2-苯二羧酸(邻苯二甲酸)、1,3-苯二羧酸、1,4-苯二羧酸、1,5-萘二羧酸等的萘二羧酸等衍生的2价的基团。
A可以为一种,也可以将二种以上进行组合。其中,A优选碳原子数4~12的亚烷基二羧酸和碳原子数8~12的芳基二羧酸的组合。
通式(I)及(II)的G表示由碳原子数2~20(优选2~12)的亚烷基二醇衍生的2价的基团、由碳原子数6~20(优选6~12)的芳基二醇衍生的2价的基团、或由碳原子数4~20(优选4~12)的氧亚烷基二醇衍生的2价的基团。
在由G中的碳原子数2~20的亚烷基二醇衍生的2价的基团的实例中,包括由乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇及1,12-十八烷二醇等衍生的2价的基团。
在由G中的碳原子数6~20的芳基二醇衍生的2价的基团的实例中,包含由1,2-二羟基苯(邻苯二酚)、1,3-二羟基苯(间苯二酚)、1,4-二羟基苯(对苯二酚)等衍生的2价的基团。在由G中的碳原子数为4~12的氧亚烷基二醇衍生的2价的基团的实例中,包含由二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等衍生的2价的基团。
G可以为一种,也可以将二种以上进行组合。其中,G优选为碳原子数2~12的亚烷基二醇。
通式(I)的B为由含芳香环单羧酸或脂肪族单羧酸衍生的1价的基团。
由含芳香环单羧酸衍生的1价的基团中的含芳香环单羧酸为在分子内含有芳香环的羧酸,不仅包含芳香环与羧基直接键合成的含芳香环单羧酸,也包含芳香环经由亚烷基等而与羧基键合成的含芳香环单羧酸。在由含芳香环单羧酸衍生的1价的基团的实例中,包含由苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、邻甲苯酸、间甲苯酸、对甲苯酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、氨基苯甲酸、乙酰氧基苯甲酸、苯基乙酸、3-苯基丙酸等衍生的1价的基团。
在由脂肪族单羧酸衍生的1价的基团的实例中,包含由乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、已酸、癸酸、十二烷酸、硬脂酸、油酸等衍生的1价的基团。其中,优选由烷基部分的碳原子数为1~3的烷基单羧酸衍生的1价的基团,更优选乙酰基(由乙酸衍生的1价的基团)。
通式(II)的C为由含芳香环单醇或脂肪族单醇衍生的1价的基团。
含芳香环单醇为在分子内含有芳香环的醇,不仅包含芳香环与OH基直接键合成的含芳香环单醇,也包含芳香环经由亚烷基等而与OH基键合成的含芳香环单醇。在由含芳香环单醇衍生的1价的基团的实例中,包含由苄醇、3-苯基丙醇等衍生的1价的基团。
在由脂肪族单醇衍生的1价的基团的实例中,包含由甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇、环己醇、辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、壬醇、异壬醇、叔壬醇、癸醇、十二醇、十二己醇(ドデカヘキサノール)、十二辛醇(ドデカオクタノール)、烯丙醇、油醇等衍生的1价的基团。其中,优选由甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等的碳原子数1~3的醇衍生的1价的基团。
该缩聚酯的重均分子量优选为350~3000的范围,更优选为400~1500的范围。如果重均分子量为上述范围内,则可以满足来自本发明涉及的缩聚酯的光学膜的耐渗出性、得到目标效果。重均分子量可以通过上述凝胶渗透色谱法(GPC)来测定。
在以下示出该缩聚酯的具体例。首先,示出用“芳香族基”将两末端封端了的缩聚酯的具体例。
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
其次,在以下示出用“脂肪族基”将两末端封端了的缩聚酯的具体例。
[化学式35]
P-1:由己二酸/邻苯二甲酸/乙二醇(1/1/2摩尔比)形成的缩聚物(重均分子量950)的两末端的乙酰基酯化体
P-2:由琥珀酸/邻苯二甲酸/乙二醇/(1/1/2摩尔比)形成的缩聚物(重均分子量2500)的两末端的乙酰基酯化体
P-3:由戊二酸/间苯二甲酸/1,3-丙二醇(1/1/2摩尔比)形成的缩聚物(重均分子量1300)的两末端的乙酰基酯化体
P-4:由琥珀酸/戊二酸/己二酸/对苯二甲酸/间苯二甲酸/乙二醇/1,2-丙二醇(1/1/1/1/1/3/2摩尔比)形成的缩聚物(数均分子量3000)的两末端的丙基酯化体
P-5:由琥珀酸/邻苯二甲酸/乙二醇/(1/1/2摩尔比)形成的缩聚物(重均分子量2100)的两末端的丁基酯化体
P-6:由己二酸/对苯二甲酸/1,2-丙二醇(1/1/2摩尔比)形成的缩聚物(数均分子量2500)的两末端的2-乙基己基酯化体
P-7:由琥珀酸/对苯二甲酸/聚(平均聚合度5)丙烯醚二醇/1,2-丙二醇(2/1/1/2摩尔比)形成的缩聚物(重均分子量3500)的两末端的2-乙基己基酯化体
P-8:由己二酸/邻苯二甲酸/1,2-丙二醇(3/1/3摩尔比)形成的缩聚物(重均分子量490)的两末端为苯甲酸酯化体
多元醇酯化合物为2元以上的脂肪族多元醇和单羧酸的酯化合物(醇酯),优选为2~20元的脂肪族多元醇酯。多元醇酯化合物优选在分子内具有芳香环或环烷基环。
在脂肪族多元醇的优选的实例中,包含乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三羟甲基乙烷、木糖醇等。其中,优选三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、木糖醇等。
单羧酸没有特别限制,可以为脂肪族单羧酸、脂环式单羧酸或芳香族单羧酸等。为了提高膜的透湿性,且使其难以挥发,优选脂环式单羧酸或芳香族单羧酸。单羧酸既可以为一种,也可以为二种以上的混合物。另外,既可以将脂肪族多元醇中所含的OH基的全部进行酯化,也可以为仍旧以OH基的状态残留一部分。
脂肪族单羧酸优选为具有碳数1~32的直链或侧链的脂肪酸。脂肪族单羧酸的碳数更优选为1~20,进一步优选为1~10。在脂肪族单羧酸的实例中,包含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、已酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、山嵛酸、二十四烷酸、蜡酸、二十七烷酸、褐煤酸、蜂花酸、虫漆蜡酸等饱和脂肪酸;十一碳烯酸、油酸、山梨酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等的不饱和脂肪酸等。其中,为了提高与乙酸纤维素的相容性,优选乙酸、或乙酸与其它单羧酸的混合物。
在脂环式单羧酸的实例中,包含环戊烷羧酸、环己烷羧酸、环辛烷羧酸等。
在芳香族单羧酸的实例中,包含苯甲酸;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。
多元醇酯化合物的具体例可列举日本特开2006-113239号公报段落[0058]~[0061]记载的化合物。
多元羧酸酯化合物为2元以上、优选2~20元的多元羧酸和醇化合物的酯化合物。多元羧酸优选为2~20元的脂肪族多元羧酸、或为3~20元的芳香族多元羧酸或3~20元的脂环式多元羧酸。
在多元羧酸的实例中,包含如偏苯三酸、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、如琥珀酸、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、如酒石酸、丙醇二酸、苹果酸、柠檬酸这样的羟基多元羧酸等,为了抑制来自膜的挥发,优选羟基多元羧酸。
在醇化合物的实例中,包含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数优选为1~32,更优选为1~20,进一步优选为1~10。在脂环式醇化合物的实例中,包含环戊醇、环己醇等。在芳香族醇化合物的实例中,包含苄醇、肉桂醇等。
多元羧酸酯化合物的分子量没有特别限制,优选为300~1000的范围,更优选为350~750的范围。就多元羧酸酯系增塑剂的分子量而言,在抑制渗出的观点方面,优选大的;在透湿性、与乙酸纤维素的相容性的观点方面,优选小的。
在多元羧酸酯化合物的实例中,包含柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯(ATEC)、柠檬酸乙酰基三丁酯(ATBC)、柠檬酸苯甲酰基三丁酯、柠檬酸乙酰基三苯酯、柠檬酸乙酰基三苄酯、酒石酸二丁酯、酒石酸二乙酰基二丁酯、偏苯三酸三丁酯、均苯四甲酸四丁酯等。
多元羧酸酯化合物也可以为邻苯二甲酸酯化合物。在邻苯二甲酸酯化合物的实例中,包含邻苯二甲酸二乙酯、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、邻苯二甲酸二环己酯、对苯二甲酸二环己酯等。
在乙醇酸酯化合物的实例中,包含烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯类。在烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯类的实例中,包含甲基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丙基邻苯二甲酰基丙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基辛基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基丙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丙基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基辛基乙醇酸酯、乙基邻苯二甲酰基辛基乙醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基甲基乙醇酸酯、辛基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯等,优选为乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯。
在酯化合物中,包含脂肪酸酯化合物、柠檬酸酯化合物、磷酸酯化合物等。
在脂肪酸酯化合物的实例中,包含油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰基酯及癸二酸二丁酯等。在柠檬酸酯化合物的实例中,包含柠檬酸乙酰基三甲酯、柠檬酸乙酰基三乙酯及柠檬酸乙酰基三丁酯等。在磷酸酯化合物的实例中,包含磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸联苯二苯酯、磷酸三辛酯及磷酸三丁酯等,优选为磷酸三苯酯。
其中,优选聚酯化合物、乙醇酸酯化合物、磷酸酯化合物,特别优选聚酯化合物。
增塑剂的含量相对于乙酸纤维素优选为1~20质量%的范围,更优选为1.5~15质量%的范围。增塑剂的含量为上述范围内时,可以显现可塑性的赋予效果,来自光学膜的增塑剂的耐渗出性也优异。
〈紫外线吸收剂〉
本发明的光学膜优选含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂以通过吸收400nm以下的紫外线来提高耐久性为目的,特别优选波长370nm下的透过率为10%以下,更优选为5%以下,进一步优选为2%以下。
本发明中优选使用的紫外线吸收剂为苯并三唑系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂,特别优选为苯并三唑系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂。
例如有:5-氯-2-(3,5-二仲丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、(2-2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链及侧链十二烷基)-4-甲基苯酚、2-羟基-4-苄氧基二苯甲酮、2,4-苄氧基二苯甲酮等,另外有チヌビン109、チヌビン171、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328等的チヌビン类,这些物质均为BASFジャパン社制的市售品,可以优选使用。
此外,具有1,3,5三嗪环的化合物等的圆盘状化合物也作为紫外线吸收剂优选使用。
本发明的光学膜优选含有二种以上紫外线吸收剂。
另外,作为紫外线吸收剂,也可以优选使用高分子紫外线吸收剂,特别优选使用日本特开平6-148430号记载的聚合物类型的紫外线吸收剂。
就紫外线吸收剂的添加方法而言,可以在甲醇、乙醇、丁醇等的醇、二氯甲烷、乙酸甲酯、丙酮、二氧戊环等的有机溶剂或这些混合溶剂中溶解紫外线吸收剂后添加于胶浆中,或直接在胶浆组成中添加。
如无机粉体那样不溶解于有机溶剂的物质在有机溶剂和纤维素酯中使用溶解器、砂磨机进行分散后添加于胶浆中。
紫外线吸收剂的使用量根据紫外线吸收剂的种类、使用条件等而不一样,但在光学膜的干燥膜厚为15~50μm的情况下,优选相对于光学膜为0.5~10质量%的范围,进一步优选为0.6~4质量%的范围。
〈抗氧化剂〉
抗氧化剂也被称为防劣化剂。在高湿高温的状态下放置液晶图像显示装置等的情况下,有时引起光学膜的劣化。
抗氧化剂例如具有延迟或防止由于光学膜中的残留溶剂量的卤素、磷酸系增塑剂的磷酸等而光学膜分解的作用,因此,优选在上述光学膜中含有。
作为这样的抗氧化剂,优选使用受阻酚系的化合物,例如可以列举2,6-二叔丁基-对甲酚、季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双-(正辛基硫代)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2,2-硫代-二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢肉桂酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯等。
特别优选2,6-二叔丁基-对甲酚、季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。另外,例如,可以并用N,N’-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼等的肼系的金属钝化剂或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯等磷系加工稳定剂。
这些化合物的添加量相对于纤维素酯以质量比例计优选为1ppm~1.0%的范围,进一步优选10~1000ppm的范围。
〈微粒(消光剂)〉
就光学膜而言,为了提高表面的滑动性,可以根据需要还含有微粒(消光剂)。
微粒可以为无机微粒,也可以为有机微粒。在无机微粒的实例中,包含二氧化硅(硅石)、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、焙烧高岭土、焙烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙等。其中,优选二氧化硅、氧化锆,为了减少得到的膜的雾度的增大,更优选为二氧化硅。
在二氧化硅的微粒的实例中,包含アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上日本アエロジル(株)制)、シーホスターKE-P10、KE-P30、KE-P50、KE-P100(以上日本催化剂(株)制)等。其中,アエロジルR972V、NAX50、シーホスターKE-P30等,由于低地保持得到的膜的浊度、并且使摩擦系数降低,因此特别优选。
微粒的一次粒径优选为5~50nm的范围,更优选为7~20nm的范围。一次粒径大的一方,提高得到的膜的滑动性的效果大,但透明性容易降低。因此,微粒可以作为粒径0.05~0.3μm的范围的二次凝聚体而含有。就微粒的一次粒子或其二次凝聚体的大小而言,可以用透射型电子显微镜以倍率50万~200万倍观察一次粒子或二次凝聚体、作为一次粒子或二次凝聚体100个粒径的平均值来求出。
微粒的含量相对于含有低取代度成分的乙酸纤维素整体优选为0.05~1.0质量%的范围,更优选为0.1~0.8质量%的范围。
<光学膜的卷体的制造方法>
本发明的光学膜的卷体的制造方法可以经如下工序而制造:(1)使纤维素酯和添加剂溶解于溶剂而制备胶浆的工序;(2)将胶浆流延于环状的金属支承体上的工序;(3)从流延了的胶浆使溶剂蒸发而得到网状物的工序;(4)将网状物从金属支承体剥离的工序;(5)将网状物干燥后、进行倾斜拉伸而得到膜的工序;(6)对膜的宽度方向的两端部实施压花加工的工序;(7)卷取膜的工序。(5)的工序为包含向宽度方向或长度方向的拉伸(预拉伸)的工序。
另外,本发明的光学膜的卷体的制造方法可以设为如下工序:(1)使纤维素酯和添加剂溶解于溶剂而制备胶浆的工序;(2)将胶浆流延于环状的金属支承体上的工序;(3)从流延了的胶浆使溶剂蒸发而得到网状物的工序;(4)将网状物从金属支承体剥离的工序;(5’)将网状物进行干燥的工序;(6)对膜的宽度方向的两端部实施压花加工的工序;(7)卷取膜的工序;其后(5)将膜抽出而进行倾斜拉伸的工序;(6’)将膜的宽度方向两端部修剪而对两端部实施压花加工的工序;(7’)卷取膜的工序。
(1)制备胶浆的工序
在溶解釜中,使纤维素酯和添加剂溶解于溶剂而制备胶浆。
胶浆中所含的溶剂可以为1种,也可以为组合了2种以上的溶剂。在提高生产效率的观点方面,优选组合使用纤维素酯的良溶剂和不良溶剂。所谓良溶剂是指单独溶解纤维素酯的溶剂,所谓不良溶剂是指使纤维素酯溶胀、或单独不溶解的溶剂。因此,良溶剂及不良溶剂根据纤维素酯的平均酰基取代度而不同。
在良溶剂的实例中,包含二氯甲烷等的有机卤素化合物、二氧戊环类、丙酮、乙酸甲酯及乙酰乙酸甲酯等,优选为二氯甲烷或乙酸甲酯等。
在不良溶剂的实例中,包含甲醇、乙醇、正丁醇、环己烷及环己酮等。为了抑制构成卷体的光学膜中的添加剂的渗出,优选甲醇或乙醇。
不良溶剂可以为一种,也可以为二种以上的混合物。不良溶剂为二种以上的不良溶剂的混合物时,优选与添加剂的SP值(溶解度参数)之差的绝对值大的不良溶剂的含有比例最多。
在组合使用良溶剂和不良溶剂的情况下,为了提高纤维素酯的溶解性,优选良溶剂比不良溶剂多。就良溶剂和不良溶剂的混合比率而言,优选良溶剂为70~98质量%的范围,不良溶剂为2~30质量%的范围。
就胶浆中的纤维素酯的浓度而言,为了降低干燥负荷,优选高,但纤维素酯的浓度过高时,难以过滤。因此,胶浆中的纤维素酯的浓度优选为10~35质量%的范围,更优选为15~25质量%的范围。
使纤维素酯溶解于溶剂的方法可以为例如在加热及加压下使其溶解的方法、在纤维素酯中加入不良溶剂而使其溶胀之后、进一步加入良溶剂使其溶解的方法及冷却溶解法等。
其中,从可以加热至常压下的沸点以上方面考虑,优选在加热及加压下使其溶解的方法。具体而言,一边加热至在常压下为溶剂的沸点以上、且在加压下溶剂不沸腾的范围的温度一边进行搅拌溶解时,可以抑制被称为凝胶或粉团的块状未溶解物的产生。
就加热温度而言,在提高纤维素酯的溶解性的观点方面,优选高,但当其过高时,需要提高压力,生产率降低。因此,加热温度优选为45~120℃的范围,更优选60~110℃的范围,进一步优选为70℃~105℃。
在得到的胶浆中,有时含有例如在作为原料的纤维素酯中所含的杂质等的不溶物。这样的不溶物在得到的膜中可成为辉点异物。为了除去这样的不溶物等,优选将得到的胶浆进一步过滤。
(2)将胶浆流延于环状的金属支承体上的工序
将胶浆从加压模头的狭缝流延于环状的金属支承体(例如不锈钢带、旋转的金属鼓等)上。
模优选可以调整喷嘴部分的狭缝形状、容易均匀地调整膜厚的加压模。在加压模的实例中,包含衣架模、T型模头等。优选对金属支承体的表面进行镜面加工。
就流延而言,也可以制备多种胶浆而在作为支承体的平滑的带上或鼓上流延上述多种胶浆而制膜。
该情况下,既可以将2种以上的胶浆同时流延于支承体上,也可以分别地流延于支承体上。分别地进行流延的逐次流延法的情况下,可以在将支承体侧的胶浆先进行流延而在支承体上某种程度干燥后、在其上重复而进行流延。另外,使用3种以上的胶浆的情况下,也可以适度组合同时流延(也称为共流延。)和逐次流延而流延、制作层叠结构的膜。通过共流延或逐次流延制膜的这些方法,与在被干燥了的膜上进行涂布的方法不同,具有有时层叠结构的各层的边界变得不明确、通过剖面的观察不能明确地清楚层叠结构的特征,具有提高各层间的密合性的效果。
作为共流延,可以使用公知的共流延方法。例如,可以一边从在金属支承体的前进方向空出间隔而设置了的多个流延口使含有纤维素酰化物的溶液分别流延而层叠、一边制作膜,可以应用例如日本特开昭61-158414号、日本特开平1-122419号、日本特开平11-198285号的各公报等中记载的方法。另外,也可以为通过从2个流延口将纤维素酰化物溶液流延而进行膜化,可以用例如日本特公昭60-27562号、日本特开昭61-94724号、日本特开昭61-947245号、日本特开昭61-104813号、日本特开昭61-158413号、日本特开平6-134933号的各公报中记载的方法来实施。
(3)从流延了的胶浆使溶剂蒸发而得到网状物的工序
将胶浆膜在金属支承体上进行加热而使溶剂蒸发,得到网状物。
胶浆膜的干燥优选在40~100℃的范围的气氛下进行。为了使胶浆膜在40~100℃的范围的气氛下进行干燥,优选向网状物上面吹40~100℃的范围的暖风,或用红外线等进行加热。
作为使溶剂蒸发的方法,有向胶浆膜的表面吹风的方法、从带的背面通过液体来传热的方法、通过辐射热从表里进行传热的方法等,但从干燥效率高的方面考虑,优选从带的背面通过液体来传热的方法。
从提高得到的网状物的面品质、透湿性、剥离性等的观点考虑,优选在流延后、在30~120秒以内将网状物从金属支承体剥离。
(4)将网状物从金属支承体剥离的工序
将得到的网状物在金属支承体的剥离位置上进行剥离。金属支承体上的剥离位置的温度优选为10~40℃的范围,进一步优选为11~30℃的范围。
在金属支承体上的剥离位置进行剥离时的网状物的残留溶剂量也取决于干燥条件、金属支承体的长度等,但优选设为50~120质量%的范围。残留溶剂量多的网状物过于柔软,容易损害平面性,容易产生剥离张力导致的流延方向(MD方向)的皱褶、条纹。可以以能够抑制这样的流延方向(MD方向)的皱褶或条纹的方式设定在剥离位置的网状物的残留溶剂量。
网状物的残留溶剂量用后述的式定义。
从金属支承体将网状物剥离时的剥离张力通常可以为300N/m以下。
(5)将网状物干燥后、进行拉伸而得到膜的工序
使从金属支承体剥离而得到的网状物干燥。就网状物的干燥而言,既可以一边将网状物通过配置于上下的多个的辊进行输送、一边进行干燥,也可以一边将网状物的两端部用夹子固定而输送、一边进行干燥。
网状物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,从为简便的方面考虑,优选用热风进行干燥的方法。网状物的干燥温度可以设为40~250℃左右、优选40~160℃左右。
通过网状物的拉伸,得到具有所期望的延迟的光学膜。光学膜的延迟可以通过调整施加于网状物的张力的大小来控制。
在网状物的拉伸中,存在宽度方向(TD方向)、胶浆的流延方向(MD方向)及倾斜方向的拉伸,但在本发明中至少需要进行后述的倾斜方向的拉伸。
网状物的拉伸可以为单轴拉伸,也可以为双轴拉伸。双轴拉伸优选为向倾斜方向及宽度方向(TD方向)的拉伸。双轴拉伸可以为逐次双轴拉伸,也可以为同时双轴拉伸。
在逐次双轴拉伸中,包含依次进行拉伸方向不同的拉伸的方法、将相同方向的拉伸分成多阶段而进行的方法等。
在同时双轴拉伸中,也包含在一方向进行拉伸、缓和另一方向的张力而使其收缩的方式。
拉伸率也取决于得到的光学膜的厚度、所求出的延迟值,但最终为了使膜面内的弹性模量的最大值的方向A的弹性模量EA和相对于其正交的方向B的弹性模量EB之比的值为1.4≤EA/EB,优选在倾斜方向以50~150%的范围进行拉伸,更优选为60~120%的范围内。如果为上述范围内,则满足该弹性模量之比的关系,且也没有拉伸导致的断裂等,可以赋予均匀的光学特性。
另外,在本发明的光学膜的卷体的制造方法中,在进行倾斜拉伸之前作为预拉伸在宽度方向(TD方向)以拉伸率为1~50%的范围内进行拉伸,从可提高弹性模量、形成压碎耐性率(%)高的压花部的观点考虑,为优选的实施方式。更优选为5~30%的范围内,通过在该范围内进行预拉伸,可以提高弹性模量,提高压花部的压碎耐性率(%)。
网状物的拉伸温度优选设为120℃~200℃的范围,更优选设为150℃~200℃的范围,进一步优选为150℃~190℃的范围。
网状物的拉伸方法没有特别限制,优选将网状物的两端用夹子、销固定、将夹子、销的间隔扩展而进行拉伸的拉幅机拉伸法等,在进行倾斜拉伸中,优选使用倾斜拉伸拉幅机。
拉伸开始时的网状物的残留溶剂优选设为20质量%以下,更优选为15质量%以下。
为了降低残留于膜的溶剂量,将在拉伸后得到的膜进一步进行干燥。干燥温度优选为110~190℃的范围,更优选为120~170℃的范围。干燥温度过低时,难以将溶剂充分地蒸发除去。膜的干燥方法可以通过例如一边将膜输送、一边吹热风的方法等来进行。
<利用倾斜拉伸拉幅机的拉伸>
本发明的光学膜的卷体的特征在于,为相对于膜长度方向进行了倾斜拉伸的光学膜。
为了将长尺寸的未拉伸膜进行倾斜拉伸,优选使用可倾斜拉伸的装置(倾斜拉伸拉幅机)。使用于本发明的倾斜拉伸拉幅机优选为通过使导轨图案多样地变化而可以自由地设定膜的取向角、进而可以将膜的取向轴跨越膜宽度方向左右均等地高精度地取向、且可以以高精度控制膜厚度、延迟的膜拉伸装置。在此所谓取向角,是指通过膜中的树脂分子的拉伸而进行取向的方向。
图5为使用于本发明的倾斜拉伸膜的制造方法的可倾斜拉伸的拉幅机的示意图。但是,其为一例,本发明并不限定于此。
通过拉幅机入口侧的导向辊108-1控制了方向的未拉伸膜100在右侧的膜保持开始点102-1、左侧的膜保持开始点102-2的位置上由把持件(也称为夹子夹紧部)担载,用拉幅机104沿右侧的膜保持装置的轨迹103-1、左侧的膜保持装置的轨迹103-2所示的倾斜方向输送并被拉伸,由右侧的膜保持结束点105-1、左侧的膜保持结束点105-2将把持释放,由拉幅机出口侧的导向辊108-2控制输送而形成倾斜拉伸膜106。图中,未拉伸膜相对于膜的进给方向107-1以膜的拉伸方向109的角度(称为取向角θ。)被倾斜拉伸。在此取向角θ成为规定表示本发明中所说的膜面内的弹性模量的最大值的方向A的、相对于膜长度方向的角度的角。
在本发明中,距倾斜拉伸拉幅机的入口部最近的导向辊108-1的主轴位置和倾斜拉伸拉幅机的入口部的把持件的距离X1、X2优选为20~100cm的范围,在通过保持该距离而将膜夹紧时,可以保持膜的平面,使长度方向的取向角θ、延迟这样的光学特性稳定。优选为20~60cm的范围,进一步优选为20~40cm的范围。在此,X1为导向辊108-1的主轴位置和位于右侧的膜保持开始点102-1的把持件(夹子夹紧部)的距离,X2为导向辊108-1的主轴位置和位于左侧的膜保持开始点102-2的把持件(夹子夹紧部)的距离。
X1、X2无论是X1=X2,还是X1≠X2,哪一个都可以,优选为X1=X2。在本发明中,X1、X2都优选在上述20~100cm的范围。
距倾斜拉伸拉幅机的入口部最近的导向辊108-1的主轴位置和倾斜拉伸拉幅机的入口部的把持件的距离比100cm短时,保持倾斜拉伸膜的取向角θ的均匀性,优选。所谓取向角θ,是指将长度方向设为0°时的、上述取向角。
为了将距倾斜拉伸拉幅机的入口部最近的导向辊108-1的主轴位置和倾斜拉伸拉幅机的把持件的距离设为上述范围,可列举:设为可以将导向辊及夹子夹紧部进行位置调整的机制;将把持件的输送方向的长度设为1~5英寸(1英寸为2.54cm);将离倾斜拉伸拉幅机的入口部最近的导向辊108-1的直径设为1~20cm的范围;在倾斜拉伸拉幅机的入口部附近可进一步设置辊的机制等。
就本发明的进行倾斜拉伸的光学膜的制造而言,优选使用可进行上述倾斜拉伸的拉幅机而进行,但该拉幅机为将长尺寸膜在利用烘箱的加热环境下相对于其前进方向(膜宽度方向的中点的移动方向)沿倾斜方向扩宽的装置。该拉幅机具备:烘箱、用于输送膜的把持件行走的左右一对导轨、在该导轨上行走的许多把持件。将从膜辊中抽出并依次供给至拉幅机的入口部的膜的两端用把持件把持,将膜导入烘箱内,在拉幅机的出口部从把持件中将膜开放。从把持件中开放的膜被卷绕成卷芯。一对导轨分别具有环状的连续轨道,在拉幅机的出口部将膜的把持开放的把持件将外侧行走,依次返回到入口部。
予以说明,拉幅机的导轨形状,根据给予应制造的拉伸膜的取向角θ、拉伸率等而成为左右非对称的形状,可以通过手动或自动进行微调整。在本发明中,将长尺寸的光学膜进行拉伸,取向角θ可以相对于拉伸后的卷绕方向、在优选10°~80°的范围内以任意的角度设定。在本发明中,拉幅机的把持件与前后的把持件保持一定间隔,以一定速度行走。
把持件的行走速度可以适度选择,通常为10~100m/分钟的范围。左右一对把持件的行走速度之差为行走速度的通常1%以下,优选为0.5%以下,更优选为0.1%以下。这是因为,在拉伸工序出口在膜的左右存在进行速度差时,产生拉伸工序出口中的皱褶、偏移,因此,要求左右的把持件的速度差实质上为同速度。在一般的拉幅机装置等中,根据驱动链条的链轮齿的齿的周期、驱动电动机的频率等,存在以秒以下的等级产生的速度不均,屡次产生数%的不均,但这些不均不相当于本发明中叙述的速度差。
另外,在使用于本发明的倾斜拉伸拉幅机中,优选可以自由地设定各导轨部及导轨连结部的位置,因此,设定任意的入口宽度及出口宽度时,可以形成为与其相应的拉伸率。(图6的○部为连结部的一例。)
在使用于本发明的倾斜拉伸拉幅机中,对限制把持件的轨迹的导轨屡次要求大的弯曲率。从避免急剧的弯曲导致的把持件彼此的干涉、或局部的应力集中的目的考虑,优选在弯曲部中把持件的轨迹描绘圆弧。
图6表示使用于本发明的制造方法的拉幅机的导轨的轨道(导轨图案)。未拉伸膜的拉幅机入口处的前进方向DR1与拉伸后的膜的拉幅机出侧处的前进方向DR2不同,由此,在具有比较大的取向角θ的拉伸膜中,也可以宽广得到均匀的光学特性。抽出角度θi为拉幅机入口处的前进方向D1和拉伸后的膜的拉幅机出侧处的前进方向DR2构成的角度。在本发明的光学膜的卷体中,为了制造在优选30°~60°的范围的方向具有取向角θ的膜,抽出角度θi优选以30°<θi<60°设定,更优选以35°<θi<55°设定。通过将抽出角度θi设为上述范围,得到的膜的宽度方向的光学特性的波动变得良好(变小)。
就光学膜而言,在拉幅机入口(符号a的位置)通过左右的把持件而依次把持其两端(两侧),伴随把持件的行走而行走。在拉幅机入口(符号a的位置),与相对于膜前进方向(DR1)大致垂直的方向相对的左右的把持件CL、CR在左右非对称的导轨上行走,通过具有预热区、拉伸区、冷却区的烘箱。在此,大致垂直表示连结上述的面对面的把持件CL、CR彼此的直线和膜抽出方向DR1构成的角度在90±1°以内。
如上所述,在本发明的倾斜拉伸膜的拉伸后的膜中,为了调整弹性模量,在倾斜拉伸时,优选采用以拉伸区中的倾斜拉伸时的膜温度在宽度方向具有梯度的方式进行调整的方法、或以预热区中的预热温度或保持区中的保持温度、冷却区中的冷却温度在宽度方向具有梯度的方式进行调整的方法。
所谓预热区,是指在烘箱入口部把持有两端的把持件的间隔原封不动保持一定的间隔而行走的区间。所谓拉伸区,是指空出把持了两端的把持件的间隔,至再成为一定的区间。保持区是指:在比拉伸区靠后的把持件的间隔再成为一定的期间中,区域内的温度设定为构成膜的纤维素酯的玻璃化转变温度Tg(℃)以上的区间。另外,冷却区是指:在比拉伸区靠后的把持件的间隔再成为一定的期间,区内的温度设定为构成膜的纤维素酯的玻璃化转变温度Tg(℃)以下的区间。
就各区的温度而言,相对于纤维素酯的玻璃化转变温度Tg,预热区的温度优选设定为Tg~(Tg+30)℃,拉伸区的温度优选设定为Tg~(Tg+30)℃,保持区的温度优选设定为Tg~(Tg+30)℃,冷却区的温度优选设定为Tg~(Tg+30)℃。
予以说明,为了使膜温度在宽度方向具有梯度,可以使用以在宽度方向施加差的方式调整在预热区、或拉伸区、保持区、冷却区中将暖风送入恒温室内的喷嘴的开度的方法、或将加热器在宽度方向排列并进行加热控制等的公知的方法。
拉伸区中的倾斜拉伸时的膜温度在宽度方向的梯度优选为0.5~10.0℃的范围,更优选为1.0~5.0℃的范围,最优选为1.5~3.0℃的范围。如果为0.5~10.0℃的范围内,则看到温度梯度的效果,可得到使膜宽度方向的弹性模量均匀的效果,进而在膜宽度方向可得到均匀的延迟值Ro。预热区中的预热温度、保持区中的保持温度及冷却区中的冷却温度在宽度方向的梯度优选为0.5~10.0℃的范围,更优选为1.0~5.0℃的范围,最优选为1.5~3.0℃的范围。如果为0.5~10.0℃的范围内,则看到温度梯度的效果,可得到使膜宽度方向的弹性模量均匀的效果,进而在膜宽度方向可得到均匀的延迟值Ro。
另外,为了得到使弹性模量均匀的效果,在进行本发明所述的倾斜拉伸之前进行在宽度方向的拉伸时,优选采用以在宽度方向具有梯度的方式调整膜残留溶剂的方法、或以在宽度方向具有梯度的方式调整拉伸温度的方法。
上述膜残留溶剂在宽度方向的梯度为设置优选0.5~20.0质量%的范围、更优选2.0~15.0质量%的范围、最优选4.0~12质量%的范围之差。如果为0.5~20.0质量%的范围内,则看到残量溶剂的梯度的效果,可得到使膜宽度方向的弹性模量均匀的效果,且在膜宽度方向可得到均匀的延迟值Ro。
在本发明中,上述残留溶剂量由下述式定义。
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
予以说明,M为在网状物或膜的拉伸前的时刻采取的试样的质量,N为将M在115℃下加热1小时后的质量。
为了使膜残留溶剂在宽度方向具有梯度,可以通过干燥条件的调整来进行,可以通过将上述暖风送入恒温室内的喷嘴的开度调整、或将加热器在宽度方向排列并进行加热控制的方法来进行。
预热区、拉伸区及冷却区的长度可以适度选择,相对于拉伸区的长度,预热区的长度通常为100~150%,固定区域的长度通常为50~100%。
进而,为了解决上述拉伸膜的皱褶、偏移的产生,也优选在拉伸时保持膜的支承性、使挥发分率为5体积%以上的状态存在并进行拉伸后,一边进行收缩,一边使挥发分率降低。保持膜的支承性是指:不损害膜的膜性而把持两侧缘。关于挥发分率,既可以在拉伸操作工序中经常维持5体积%以上的状态,也可以限于拉伸操作工序的一部分的区间而维持挥发分率为5体积%以上的状态。后者的情况下,优选将入口位置作为起算点在总拉伸区间的50%以上的区间成为挥发分率为12体积%以上的状态。总之,优选在拉伸前使挥发分率为12体积%以上的状态存在。在此、挥发分率(单位;体积%)表示膜的每单位体积中所含的挥发成分的体积,设为用挥发成分体积除以膜体积所得的值。
拉伸工序中的拉伸率R(((W-W0)/W0)×100)优选为50~150%的范围,更优选为60~120%的范围。拉伸率在该范围时,宽度方向厚度不均变小,因此优选。在倾斜拉伸拉幅机的拉伸区中,在宽度方向在拉伸温度上施加差时,可以使宽度方向厚度不均为进一步良好的水平。予以说明,W0表示拉伸前的膜的宽度,W表示拉伸后的膜的宽度。
离拉幅机的入口最近的导向辊为引导膜的行走的从动辊,经由不图示的轴承部而分别旋转自由地进行轴支承。辊的材质可以使用公知的材质,为了防止膜的带伤,优选实施陶瓷涂敷、对铝等轻金属实施镀铬等实现轻量化。该辊是为了使膜的行走时的轨道稳定而设置的。
另外,该辊的上游侧的辊中的1根优选使橡胶辊压接而夹持。这是因为,通过做成这种夹持辊,可以抑制膜的流动方向上的抽出张力的变动。
在离拉幅机的入口最近的导向辊的两端(左右)的一对轴承部,分别设置有用于检测在该辊中产生于膜的张力的第1张力检测装置、第2膜张力检测装置。作为膜张力检测装置,例如可以使用负载传感器。作为负载传感器,可以使用拉伸或压缩型的公知的负载传感器。负载传感器为将作用于着力点的载荷利用安装于起变形体的变形测量表变换为电信号并进行检测的装置。
负载传感器设置在离倾斜拉伸拉幅机的入口最近的导向辊的左右的轴承部,由此,左右独立地检测行走中的膜对辊带来的力、即在膜的两侧缘附近产生的膜前进方向上的张力。予以说明,可以在构成辊的轴承部的支承体直接安装变形测量表,基于在该支承体产生的变形检测载荷、即膜张力。产生的变形和膜张力的关系设为预先被测量、为已知的。
设置如上所述的膜张力检测装置,检测离倾斜拉伸拉幅机的入口最近的导向辊中的膜的两侧缘附近的张力是因为,膜的位置及方向相对于膜拉伸装置的入口部的位置及方向产生偏移时,根据该偏移量,在离倾斜拉伸拉幅机的入口最近的导向辊中的膜的两侧缘附近的张力上会产生差,因此,通过检测该张力差,判别该偏移的程度。如果以膜的位置及方向与膜拉伸装置的入口部的位置及方向的关系适合,则作用于辊的载荷成为左右大致均等,如果相互的位置偏移,则在左右的膜张力上产生差。
因此,如果以距倾斜拉伸拉幅机的入口最近的导向辊中的左右的膜张力差相等的方式适度地调整膜的位置及角度,则利用膜拉伸装置的入口部中的把持件的把持稳定,可以减少把持件脱落等障碍的产生,进而,可以使利用膜拉伸装置的倾斜拉伸后的膜的宽度方向上的物性稳定。
为了对应于取向角的微调整或制品变化,需要调整在倾斜拉伸拉幅机入口的膜前进方向和在倾斜拉伸拉幅机出口的膜前进方向构成的角度。此时,在生产率、收率方面,优选连续进行制膜及倾斜拉伸。连续进行制膜工序、倾斜拉伸工序、卷绕工序时,在可以缩小工序的幅度方面,优选制膜工序和卷绕工序中的膜的前进方向一致。为了设为这样的工序,需要为了将制膜的膜导入倾斜拉伸拉幅机入口而变更膜的输送方向、和/或将从倾斜拉伸拉幅机出口出来的膜返回到卷绕装置方向而变更膜的输送方向的方法。作为变更膜的输送方向的装置,可以实施使用空气流动辊等的等公知的方法。倾斜拉伸拉幅机出口以后的装置(卷绕装置、累积(アキューム)装置、驱动装置等)优选为可以以横向滑动的结构。
对于上述各种本发明涉及的倾斜拉伸的制造图案,示于图7A~C及图8A、B。
图中,各自示出膜抽出装置110、输送方向变更装置111、卷取装置112、制膜装置113。
膜抽出装置110优选以相对于倾斜拉伸拉幅机入口按规定角度使上述膜送出的方式可以滑动及旋转,或膜抽出装置110可以滑动,利用输送方向变更装置111使上述膜送出至倾斜拉伸拉幅机入口。通过将上述膜抽出装置、输送方向变更装置设为这样的构成,除可以进一步缩小制造装置整体的宽度,可以细微地控制膜的送出位置及角度,可以得到膜厚、光学值的波动小、且弹性模量的均匀性优异的倾斜拉伸膜。另外,通过将上述膜抽出装置、输送方向变更装置设为可移动,可以有效地防止上述左右的夹子对膜的咬入不良。
卷取装置112以相对于倾斜拉伸拉幅机出口按规定角度引取膜的方式形成,由此可以细微地控制膜的引取位置及角度,可以得到膜厚、光学值的波动小、且弹性模量的均匀性优异的倾斜拉伸膜。因此,可以有效地防止膜的皱褶的产生,同时,由于膜的卷取性提高,可以将膜以长尺寸卷取。在本发明中,拉伸后的膜的引取张力T(N/m)在100N/m<T<300N/m的范围、优选150N/m<T<250N/m的范围内进行调整。
如果所述引取张力为100N/m<T<300N/m的范围,则难以产生膜的松弛、皱褶,延迟、取向轴的宽度方向的轮廓、弹性模量的均匀性也高,宽度方向的取向角的波动、宽度收率(宽度方向的取得效率)良好。
另外,在本发明中,优选以低于±5%、优选低于±3%的精度控制上述引取张力T的变动。上述引取张力T的变动低于±5%时,宽度方向及流动方向的光学特性的波动、弹性模量的均匀性升高。作为将上述引取张力T的变动控制在上述范围内的方法,可列举测定施加于拉幅机出口部的最初的辊的载荷、即膜的张力、以将该值设为一定的方式利用一般的PID控制方式控制引取辊的旋转速度的方法。作为测定上述载荷的方法,可列举在辊的轴承部安装负载传感器、测定施加于辊的载荷、即膜的张力的方法。作为负载传感器,可以使用引取型或压缩型的公知的负载传感器。
就拉伸后的膜而言,可以在利用把持件的把持被开放、从拉幅机出口排出、膜的两端(两侧)被修剪后,依次卷取于卷芯(卷绕辊),形成拉伸膜的卷体。
另外,根据需要,也可以在卷取于卷绕辊前将用拉幅机的把持件把持了的膜的两端进行修剪。另外,在卷绕前,既可以以防止膜彼此的粘连的目的将掩蔽膜重叠而同时卷取,也可以在拉伸膜的至少一方、优选两端一边贴合带等一边卷取。作为掩蔽膜,只要可以保护上述膜,就没有特别限制,可列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等。
通过本发明的制造方法而得到的倾斜拉伸膜,其取向角θ相对于卷取方向在优选30°~60°的范围内倾斜,在至少1300mm的宽度中,优选宽度方向的面内延迟Ro的波动为4nm以下,取向角θ的波动为1.0°以下。
本发明的倾斜拉伸膜的面内延迟Ro的波动,优选在宽度方向的至少1300mm中为4nm以下,优选为3nm以下。通过将面内延迟Ro的波动为上述范围,可以在作为液晶显示装置用的相位差膜而使用了的情况下使显示品质良好。
本发明的倾斜拉伸膜的取向角θ的波动,优选在宽度方向的至少1300mm中为1.0°以下,优选为0.80°以下。如果取向角θ的波动为1.0°以下,则使拉伸膜与偏振片贴合而得到圆偏振片,即使将其安装于液晶显示装置,也不产生光泄漏,不使对比度降低。
本发明的倾斜拉伸膜的面内延迟值Ro,根据所使用的显示装置的设计而选择最适值。
(6)对膜的宽度方向两端部实施压花加工的工序
对拉伸后得到了的膜的宽度方向两端部实施压花加工。图9是表示压花加工装置20的一例的示意图。如图9中所示,压花加工装置具有压花辊22和经由膜14而与压花辊22对向配置的背辊24。
压花辊22的辊直径优选为30~60cm的范围,更优选为30~50cm的范围。压花辊的辊直径超过60cm时,(配置于压花辊的内部的)热源和压花辊的表面的距离过大,因此,有时在压花辊的表面产生温度不均。因此,在所形成的压花部产生弹性模量高的部分和低的部分,弹性模量低的部分容易压碎。另一方面,压花辊的辊直径低于30cm时,旋转轴容易摇晃;所形成的压花的凸部的高度容易波动。与设定的高度相比较高地形成的压花部存在容易压碎的倾向。
压花辊可以设置温度调整机构,适度调整其温度。例如,可以在压花辊内部送风温度调整用的空气、或将进行了温度控制的辊从上述压花辊的内侧或外侧压入并进行温度控制。或可以将压花辊整体设置在恒温槽内。也可以将冠状辊或剥离辊进行温度控制。或者也优选将在涂布紫外线固化树脂组合物之后的干燥部进行了温度控制的膜导入压花辊。
作为压花辊的优选的实例,可列举具有在内部组装了热源的结构的旋转辊。例如可列举在辊内部组装了夹套加热器和致热剂、使其发热将辊壳进行加热的装置等,可以利用组装于辊的热电偶和控制盘来控制温度。
从为了使形成有压花部的膜均匀地冷却等方面考虑,背辊的材质优选为金属制。金属的种类优选例如SUS、钛、不锈钢、铬、铜等。金属制的背辊与例如橡胶制的背辊相比,容易将膜均匀地冷却,因此,容易使纤维素酯均匀地结晶化,可以形成具有高的强度(高的弹性模量)的压花部。
压花辊22和背辊24之间的间隙设为1μm~30μm左右,优选可以设为1~15μm左右。利用压花辊22和背辊24的夹持压可以设为100~10000Pa左右。夹持压优选为500~4000Pa的范围,更优选为1000~3000Pa。
而且,用压花辊22和背辊24夹持膜14的宽度方向两端部,对膜的宽度方向两端部实施压花加工。
压花辊22的表面温度优选设为150~350℃的范围,更优选设为160~300℃的范围,进一步优选设为180~250℃的范围,特别优选设为180~220℃的范围。
如果压花辊22的表面温度为150~350℃的范围内,则可以使膜充分地熔融,即使进行冷却,也可以使纤维素酯充分地结晶化,容易形成强度高的压花部。另外,膜不过于熔融,可以防止膜的熔融物向压花辊的贴附。
另外,根据光学膜的材料组成,膜的玻璃化转变温度(Tg)不同,因此,压花辊22的表面温度相对于膜的玻璃化转变温度(Tg)优选设为(Tg+20℃)~(Tg+50℃)的范围。
本发明的光学膜的卷体的制造方法优选在膜宽度方向的两端部利用压花辊形成上述压花部时、在两侧的压花辊的表面温度上施加5~20℃的范围内的温度差而形成该压花部。通过本发明的光学膜被倾斜拉伸,在膜宽度方向的两端部的弹性模量上存在各向异性,因此,为了取消弹性模量差并使压花部的凸部的压碎耐性率(%)均等,优选在弹性模量低的端部用高温的压花辊形成压花部,在弹性模量高的端部,用将压花辊的表面温度在5~20℃的范围内低的温度下设定的压花辊形成压花部。表面温度差更优选为7~15℃的范围。
背辊24的表面温度也取决于压花辊22的表面温度,优选设为30~100℃的范围,更优选设为50~80℃的范围。背辊的表面温度为30~100℃的范围内时,膜不急速地冷却,容易使纤维素酯均匀地结晶化,可得到弹性模量高的压花部。另外,不仅容易将膜中所含的纤维素酯冷却并容易结晶化,而且可以抑制膜的热膨张,防止压花部附近的膜的表背面的波浪。压花部附近的膜的表背面的波浪产生时,膜彼此容易贴近,膜变得容易开裂。
压花加工时的膜的输送速度优选为30~120m/分钟的范围,更优选为40~120m/分钟的范围,进一步优选为60~100m/分钟。膜的输送速度为40~120m/分钟的范围时,生产率可以升高,压花辊的压力及压花辊或背辊的热容易均匀地传递至膜,由此,使膜中所含的纤维素酯均匀地结晶化,可得到强度高的压花部。
即,为了形成难以压碎的压花部,(1)用压花辊使纤维素酯充分地熔融、2)用背辊将熔融了的纤维素酯缓慢地冷却并使其结晶化认为是重要的。因此,优选将(1)压花辊的表面温度、(2)背辊的表面温度、(3)压花辊的辊直径、4)背辊的材质、5)膜的输送速度及6)夹持压中的至少二个以上组合各种来进行调整。其中,优选将(1)压花辊的表面温度和(2)背辊的表面温度分别调整为上述的范围,进一步更优选将(3)压花辊直径调整为上述的范围,进一步特别优选选择(4)背辊的材质。
(7)卷取膜的工序
将得到了的长尺寸状的光学膜使用卷取机在膜的长度方向(相对于宽度方向为垂直方向)卷取。
卷取方法没有特别限制,可以为定扭矩法、定张力法、锥形张力法等。
卷取光学膜时的卷取张力可以为50~170N左右。
如上所述,卷长为1500~8000m的范围内,可以避免形成的压花部的压碎,生产率提高。
(熔融制膜法)
本发明的光学膜的卷体的制造方法并不限于上述溶液流延制膜法,可以利用熔融制膜法进行制膜。熔融制膜法为将含有树脂及增塑剂等添加剂的组合物加热熔融至呈现流动性的温度、其后将含有流动性的纤维素酯的熔融物流延的成形方法。
作为进行加热熔融的成形法,更详细而言,可以分类为熔融挤出成形法、加压成形法、吹胀法、注射成形法、吹塑成形法、拉伸成形法等。在这些成形法中,从机械强度及表面精度等方面考虑,优选熔融挤出法。使用于熔融挤出法的多种原材料通常优选预先进行混炼而粒料化。
粒料化可以适用公知的方法,可以通过例如将干燥纤维素酰化物或增塑剂、其它添加剂用进料机供给至挤出机,使用单螺杆或双螺杆的挤出机进行混炼,从模具中以线束状挤出,进行水冷或空气冷却、切割来得到。
添加剂可以在供给至挤出机之前进行混合,或者也可以分别用个别的进料机供给。予以说明,为了将微粒、抗氧化剂等少量的添加剂均匀地混合,优选预先进行混合。
用于粒料化的挤出机优选以抑制剪切力、树脂不劣化(分子量降低、着色、凝胶生成等)的方式可以粒料化且尽可能在低温下进行加工的方式。例如,双螺杆挤出机的情况下,优选使用深沟类型的螺杆在同方向使其旋转。从混炼的均匀性方面考虑,优选啮合类型。
使用这样得到的粒料来进行膜制膜。当然,也可以不进行粒料化,将原材料的粉末直接投入进料机中并供给至挤出机,进行加热熔融之后,直接进行膜制膜。
作为将上述粒料使用单螺杆、双螺杆类型的挤出机挤出时的熔融温度,设为200~300℃的范围内,用叶盘型的过滤器等进行过滤并除去异物之后,从T模流延成膜状,用冷却辊和弹性接触辊夹持膜,在冷却辊上使其固化。
从供给加料斗向挤出机导入时,优选在真空下或减压下、惰性气体气氛下进行,防止氧化分解等。
挤出流量优选导入齿轮泵等而稳定地进行。另外,用于异物的除去的过滤器优选使用不锈钢纤维烧结过滤器。不锈钢纤维烧结过滤器在创造将不锈钢纤维体复杂地互相缠绕的状态的基础上进行压缩,将接触场所进行烧结并一体化,通过其纤维的粗度和压缩量改变密度,可以调整过滤精度。
增塑剂、微粒等添加剂既可以预先与树脂混合,也可以在挤出机的中途掺入。为了均匀地添加,优选使用静态混合机等混合装置。
用冷却辊和弹性接触辊夹持膜时的接触辊侧的膜温度优选设为膜的Tg以上、Tg+110℃以下的范围内。作为以这种目的使用的具有弹性体表面的弹性接触辊,可以使用公知的弹性接触辊。弹性接触辊也称为挟压旋转体,也可以使用被市售的弹性接触辊。
从冷却辊将膜进行剥离时,优选控制张力并防止膜的变形。
另外,如上述那样得到的膜通过与冷却辊接触的工序之后,通过上述拉伸操作实施拉伸处理。
进行拉伸的方法可以优选使用公知的辊拉伸机、拉幅机等。拉伸温度通常优选在构成膜的树脂的Tg~(Tg+60)℃的温度范围内进行。
在卷取前,在成为制品的宽度切削端部而裁下,为了防止卷绕中的贴附、擦伤,在两端实施上述压花部。予以说明,就膜两端部的夹子的把持部分而言,通常膜发生变形而不能作为制品来使用,因此被切除,被再利用。
〈本发明的光学膜的卷体的包装形态〉
本发明的光学膜的卷体,优选形成为用树脂膜、其中优选在树脂膜上进行了铝蒸镀的防湿膜包裹后、将卷轴部分用绳或橡胶带系住的保管形态。
在图10中所示的本发明的光学膜的卷体的包装形态(210)的具体例中,优选在筒状的卷芯(201)上卷绕成卷状的光学膜的周面及左右两侧面的全体通过片状的包装材料(203)包覆,包装材料(203)的辊周方向的两端部相互重叠,在这些包装材料(203)端部彼此的接合部分贴附橡胶带(204),在包装材料(203)端部彼此的接触部分实质上没有间隙,防止废物等侵入内部,同时,用绳或橡胶带(205)系住从卷状膜的左右两端部向外侧鼓出的卷芯(201)的两端部(201a)、(201a)的周面和包装材料(203)的左右两端部的接合部分,在卷芯两端部(201a)、(201a)的周面和包装材料(203)的左右两端部之间实质上存在一点点的间隙,成为缓和的密闭状态的方式。如以往那样,与以任何重量用橡胶带系住左右两端部、实质上没有间隙且将内部设为密闭状态相比,为用绳或橡胶带系住卷轴部分的方式,可以在保管中或输送中进行卷体的适度的吸湿及放湿,在提高光学膜的光学特性及物性的均匀性方面,为优选的方式。
作为这样的包装材料(203),可列举聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃系合成树脂的膜、另外聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系合成树脂的膜等。另外,从维持透湿性的观点考虑,包装材料(203)的厚度优选为10μm以上,另外,从刚性等的使用上的观点考虑,优选为100μm以下。另外,包装材料(203)的透湿性根据构成包装材料(203)的合成树脂膜的厚度而变化,因此,通过调整合成树脂膜的厚度,可以适度调整包装材料(203)的透湿性。
在此,该包装材料(203)的透湿度如果为以JIS Z 0208所规定的每1天的透湿度为10g/m2以下,则可以防止卷绕形状的劣化、异物故障,难以产生起因于其的损伤产生,因此优选。
予以说明,在本发明的光学膜的卷体的包装形态(200)中,优选将光学膜的卷体通过以JIS Z 0208规定的每1天的透湿度为5g/m2以下的包装材料(203)来包装,进一步更优选利用透湿度为1g/m2以下的包装材料(203)包装。其理由是因为:可以进一步抑制膜的保管及输送等物流状态下的保管时的劣化(卷绕形状的劣化、膜彼此的贴附故障的产生及异物故障)。
予以说明,作为以JIS Z 0208规定的每1天的透湿度为5g/m2以下、或为1g/m2以下的包装材料(203),可列举例如层叠有聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃系合成树脂膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系合成树脂膜的复合材料、另外在这些膜上将铝等的金属进行蒸镀、或将金属的薄膜接合而层叠的复合材料等。从维持透湿性的观点考虑,由这些复合材料构成的包装材料(203)的厚度优选为1μm以上,另外,从刚性等使用上的观点考虑,优选为50μm以下。而且,包装材料(203)的透湿性根据复合材料的厚度而变化,因此,通过调整厚度,可以适度调整包装材料(203)的透湿性。
特别是层叠有聚乙烯及聚丙烯等的聚烯烃系合成树脂膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯系合成树脂膜的复合材料、另外在这些膜上将铝等的金属进行蒸镀、或将金属的薄膜接合而层叠的复合材料,可得到高的防透湿性,而且,材料为轻量,因此,在处理方面可以特别优选利用。
就上述包装材料(203)而言,通过将本发明的光学膜的卷体卷绕成至少1层,可以显现上述效果,但也可以卷绕二层以上。
上述以包装形态被包装了的本发明的光学膜的卷体在仓库中的长期保管、利用卡车或船舶的输送中,没有卷绕形状的劣化,可以提供具有均匀的光学特性的光学膜。
〈光学膜的特性〉
(表面粗糙度)
作为本发明的光学膜表面的算术平均粗糙度Ra,为大概1.3~4.0nm的范围内,优选为1.6~3.5nm的范围内。
(尺寸变化率)
在有机EL图像显示装置中具备本发明的光学膜的情况下,由于不会因为使用的环境气氛、例如高湿环境下的吸湿导致的尺寸变化而产生不均、相位差值的变化、及对比度的降低、色斑这样的问题,因此本发明的光学膜的尺寸变化率(%)优选低于0.5%,进一步优选低于0.3%,最优选低于0.1%。
(耐故障性)
在本发明的光学膜中,优选膜中的故障(以下,也称为缺陷)少,在此所说的缺陷,是指通过溶液流延法在制膜中起因于干燥工序中的溶剂的急剧的蒸发而产生的膜中的空洞(发泡缺陷)、起因于制膜原液中的异物、制膜中混入的异物的膜中的异物(异物缺陷)。
具体而言在膜面内,直径5μm以上的缺陷优选为1个/10cm见方以下。进一步优选为0.5个/10cm见方以下,特别优选为0.1个/10cm见方以下。
所谓上述缺陷的直径,缺陷为圆形的情况下,表示其直径,缺陷不为圆形的情况下,利用下述方法用显微镜观察缺陷的范围并确定,设为其最大径(外切圆的直径)。
就缺陷的范围而言,缺陷为气泡、异物的情况下,通过用微分干涉显微镜的透射光观察缺陷时的影的大小来测定。另外,在缺陷为辊伤的转印、擦伤等伴有表面形状的变化的情况下,用微分干涉显微镜的反射光观察缺陷来确认大小。
予以说明,在用反射光观察的情况下,如果缺陷的大小不清楚,则在表面上蒸镀铝、铂来观察。为了生产率好地得到用该缺陷频率表示的品位优异的膜,在将聚合物溶液就要流延之前进行高精度过滤,提高流延机周边的清洁度,另外阶段性地设定流延后的干燥条件,效率好且抑制发泡而使其干燥是有效的。
缺陷的个数大于1个/10cm见方时,例如在后工序中的加工时等对膜施加张力时,有时以缺陷为起点膜断裂而生产率降低。另外,缺陷的直径成为5μm以上时,可以通过偏振片观察等以目视确认,有时作为光学部件而使用时产生辉点。
(断裂伸长度)
另外,就本发明的光学膜而言,在根据JIS-K7127-1999的测定中,至少一方向(TD方向或MD方向)的断裂伸长度优选为4%以上,更优选为10%以上。
断裂伸长度的上限没有特别限定,存在由于以高拉伸率进行拉伸而断裂伸长度降低的倾向,如本发明那样优选在TD方向进行预拉伸之后进行倾斜拉伸,由此断裂伸长度优选为30%以下,进一步优选为20%以下。
(总光线透射率)
就本发明的光学膜而言,其总光线透射率优选为90%以上,更优选为93%以上。另外,作为现实的上限,为99%左右。为了实现用这样的总光线透射率表示的优异的透明性,不导入吸收可见光的添加剂、共聚成分,或通过高精度过滤除去聚合物中的异物、使膜内部的光的扩散或吸收降低是有效的。另外,通过减小制膜时的膜接触部(冷却辊、压延辊、鼓、带、溶液制膜中的涂布基材、输送辊等)的表面粗糙度而减小膜表面的表面粗糙度来使膜表面的光的扩散、反射降低是有效的。
<偏振片>
从本发明的光学膜的卷体抽出了的长尺寸状的光学膜,通过进行倾斜拉伸,滞相轴的角度(即取向角θ)相对于长度方向优选位于“实质上45°”方向,通过用透过轴(或吸收轴)位于长度方向的长尺寸状的起偏镜和辊对辊贴合,可以形成长尺寸状的圆偏振片。
该圆偏振片优选经过除去该光学膜的压花部的步骤和将除去了压花部的光学膜和起偏镜贴合的步骤而制造。
该圆偏振片可以在液晶显示装置、有机场致发光图像显示装置中具备,作为一例,通过适用于有机场致发光图像显示装置,显现遮蔽有机场致发光发光体的金属电极的镜面反射的效果(以下,将有机场致发光简单地称为有机EL。)。
该圆偏振片优选将起偏镜通过本发明的光学膜和保护膜来夹持。作为这样的保护膜,优选使用其它含纤维素酯膜,例如,优选使用市售的纤维素酯膜(例如コニカミノルタタックKC8UX、KC5UX、KC4UX、KC8UCR3、KC4SR、KC4BR、KC4CR、KC4DR、KC4FR、KC4KR、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY-HA、KC2UA、KC4UA、KC6UAKC、2UAH、KC4UAH、KC6UAH、以上コニカミノルタアドバンストレイヤー(株)制、FUJITEC T40UZ、FUJITEC T60UZ、FUJITEC T80UZ、FUJITEC TD80UL、FUJITEC TD60UL、FUJITEC TD40UL、FUJITEC R02、FUJITEC R06、以上富士フイルム(株)制)。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的范围,更优选为10~70μm的范围。
起偏镜为仅使一定方向的偏波面的光通过的元件,在其实例中,包含聚乙烯醇系偏振光膜。在聚乙烯醇系偏振光膜中,存在对聚乙烯醇系膜染色碘的物质、和染色二色性染料的物质。
起偏镜可以通过将聚乙烯醇膜进行单轴拉伸之后染色、或将聚乙烯醇膜染色后进行单轴拉伸、优选用硼化合物进一步进行耐久性处理来得到。起偏镜的膜厚优选为5~30μm的范围,更优选为5~15μm的范围。
作为聚乙烯醇膜,优选使用日本特开2003-248123号公报、日本特开2003-342322号公报等中记载的乙烯单元的含量1~4摩尔%、聚合度2000~4000、皂化度99.0~99.99摩尔%的乙烯改性聚乙烯醇。另外,优选使用日本特开2011-100161号公报、专利第4691205号公报、专利第4804589号公报中记载的方法制作起偏镜,与本发明的光学膜贴合而制作偏振片。
本发明的光学膜和起偏镜的贴合没有特别限定,可以将该光学膜进行皂化处理后,使用完全皂化型的聚乙烯醇系粘接剂进行。另外,也可以使用活性能量线固化性粘接剂等贴合,但从得到的粘接剂层的弹性模量高、容易抑制偏振片的变形方面等考虑,优选为使用光固化性粘接剂的贴合。
作为光固化性粘接剂的优选的实例,可列举日本特开2011-028234号公报中所公开的、含有(α)阳离子聚合性化合物、(β)光阳离子聚合引发剂、(γ)在比380nm长的波长的光中显示极大吸收的光敏剂、及(δ)萘系光增敏助剂的各成分的光固化性粘接剂组合物。但是,可以使用其以外的光固化性粘接剂。
以下,对使用了光固化性粘接剂的偏振片的制造方法的一例进行说明。偏振片可以通过包含如下工序的制造方法来制造:(1)将光学膜的粘接起偏镜的面进行易粘接处理的前处理工序;(2)在起偏镜和光学膜的粘接面中的至少一面涂布下述的光固化性粘接剂的粘接剂涂布工序;(3)经由得到的粘接剂层贴合起偏镜和光学膜的贴合工序;及4)在经由粘接剂层而贴合了起偏镜和光学膜的状态下使粘接剂层固化的固化工序。(1)的前处理工序,可以根据需要实施。
(前处理工序)
在前处理工序中,对光学膜的、与起偏镜的粘接面进行易粘接处理。在起偏镜的两面分别粘接光学膜的情况下,对各自的光学膜的、与起偏镜的粘接面进行易粘接处理。作为易粘接处理,可列举电晕处理、等离子体处理等。
(粘接剂涂布工序)
在粘接剂涂布工序中,在起偏镜和光学膜的粘接面中的至少一面涂布上述光固化性粘接剂。在起偏镜或光学膜的表面直接涂布光固化性粘接剂时,对其涂布方法没有特别的限定。例如,可以利用刮刀、线棒、模涂布机、缺角轮涂布机、凹版涂布机等各种涂装方式。另外,也可以利用在起偏镜和光学膜之间使光固化性粘接剂流延后、用辊等进行加压而均匀地挤压扩展的方法。
(贴合工序)
这样涂布光固化性粘接剂后,供于贴合工序。在该贴合工序中,例如,在前面的涂布工序中在起偏镜的表面涂布了光固化性粘接剂时,在此将光学膜重叠。在前面的涂布工序中在光学膜的表面涂布光固化性粘接剂时,在此将起偏镜重叠。另外,在起偏镜和光学膜之间使光固化性粘接剂流延时,在该状态下将起偏镜和光学膜重叠。在起偏镜的两面粘接光学膜的情况、且两面均使用光固化性粘接剂的情况下,在起偏镜的两面分别经由光固化性粘接剂而重叠光学膜。而且,通常在该状态下从两面(在起偏镜的一面重叠光学膜的情况下,为起偏镜侧和光学膜侧,另外,在起偏镜的两面重叠光学膜的情况下,为其两面的光学膜侧)用辊等夹持而加压。辊的材质可以使用金属、橡胶等。配置于两面的辊既可以为相同材质,也可以为不同的材质。
(固化工序)
在固化工序中,对未固化的光固化性粘接剂照射活性能量线,使含有环氧基化合物、氧杂环丁烷化合物的粘接剂层固化。由此,使经由光固化性粘接剂而重叠了的起偏镜和光学膜粘接。在起偏镜的一面贴合光学膜的情况下,活性能量线可以从起偏镜侧或光学膜侧中的任一侧照射。另外,在起偏镜的两面贴合光学膜的情况下,在起偏镜的两面分别经由光固化性粘接剂而使光学膜重叠了的状态下、从任一方的光学膜侧照射活性能量线、使两面的光固化性粘接剂同时固化是有利的。
作为活性能量线,可以使用可见光线、紫外线、X射线、电子束等,从使用容易且固化速度也充分方面考虑,一般优选使用电子束或紫外线。
电子束的照射条件只要是可以将上述粘接剂固化的条件,就可以采用任意的适合的条件。例如,就电子束照射而言,加速电压优选为5~300kV的范围内,进一步优选为10~250kV的范围内。加速电压低于5kV时,有可能电子束不能到达粘接剂而变得固化不足,加速电压超过300kV时,有可能通过试样的浸透力过强而电子束弹回,对透明光学膜、起偏镜造成损害。作为照射线量,为5~100kGy的范围内,进一步优选为10~75kGy的范围内。照射线量低于5kGy时,粘接剂变得固化不足,当超过100kGy时,对透明光学膜、起偏镜造成损害,产生机械强度的降低、黄变,不能得到规定的光学特性。
紫外线的照射条件只要是可以将上述粘接剂固化的条件,就可以采用任意的适合的条件。紫外线的照射量以累计光量计优选为50~1500mJ/cm2的范围内,进一步优选为100~500mJ/cm2的范围内。
在如以上得到的偏振片中,粘接剂层的厚度没有特别限定,通常为0.01~10μm的范围内,优选为0.5~5μm的范围内。
<显示装置>
具备了本发明的光学膜的偏振片可以使用于各种显示装置。在液晶显示装置的情况下,可以优选使用于TN(Twisted Nematic)方式、STN(SuPer Twisted Nematic)方式、IPS(In-Plane Switching)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式、VA(VerticalAlignment)方式(也包含MVA;Multi-domainVertical Alignment或PVA;Patterned Vertical Alignment)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)等。为了提高对比度,优选VA(MVA、PVA)方式。
具备了本发明的光学膜的偏振片(圆偏振片),通过配置于上述液晶显示装置的内部或表面部位,也具有可见性提高的效果,优选。其中,通过作为可见侧的偏振片(圆偏振片)来配置,容易显现该可见性提高的效果,为优选的实施方式。
另外,具备了本发明的光学膜的偏振片(圆偏振片)可以特别优选使用于有机EL图像显示装置。在下述示出有机EL显示装置的构成,但并不限定于此。
在使用了玻璃、聚酰亚胺等的基板上依次具有金属电极、TFT、有机发光层、透明电极(ITO等)、绝缘层、密封层的有机EL元件上,设置由本发明的光学膜和保护膜夹持了起偏镜的本发明涉及的偏振片(圆偏振片)而构成有机EL图像显示装置。该情况下,需要将本发明的光学膜配置在有机EL元件侧。
一般而言,有机EL图像显示装置在透明基板上依次层叠金属电极和有机发光层和透明电极而形成作为发光体的元件(有机EL元件)。在此,有机发光层为各种有机薄膜的层叠体,已知:例如具有包含三苯基胺衍生物等的空穴注入层、与包含蒽等的荧光性的有机固体的发光层的层叠体,或由这样的发光层和包含苝衍生物等的电子注入层的层叠体;另外或这些空穴注入层、发光层及电子注入层的层叠体等各种组合的构成。
有机EL图像显示装置利用以下原理而发光:通过对透明电极和金属电极施加电压,向有机发光层注入空穴和电子,通过这些空穴和电子的复合而产生的能量激发荧光物质,在被激发了的荧光物质返回到基底状态时放射光。中途的复合这样的机制,与一般的二极管同样,如由此也可以预料地那样,电流和发光强度相对于施加电压显示伴有整流性的强的非线性。
在有机EL图像显示装置中,为了取出有机发光层中的发光,需要至少一方的电极为透明,通常优选将由氧化铟锡(ITO)等的透明导电体形成了的透明电极作为阳极来使用。另一方面,为了使电子注入容易而提高发光效率,在阴极中使用功函数小的物质是重要的,通常使用Mg-Ag、Al-Li等的金属电极。
具有本发明的光学膜的圆偏振片可以适用于由画面尺寸为20英寸以上、即对角线距离为50.8cm以上的大型画面构成的有机EL图像显示装置。
在这样的构成的有机EL图像显示装置中,有机发光层由厚度10nm左右非常薄的膜形成。因此,有机发光层也与透明电极同样,将光大致完全地透射。其结果,在非发光时从透明基板的表面入射、透过透明电极和有机发光层而由金属电极反射了的光再向透明基板的表面侧出来,因此,从外部来看时,有机EL图像显示装置的显示面如镜面那样可以看到。
在含有在通过电压的施加而发光的有机发光层的表面侧具备透明电极、同时在有机发光层的背面侧具备金属电极而成的有机EL元件的有机EL图像显示装置中,通过在透明电极的表面侧(可见侧)设置圆偏振片,通过其的光透过透明基板、透明电极、有机薄膜,由金属电极反射,再透过有机薄膜、透明电极、透明基板,由圆偏振片再成为直线偏振光,因此,该直线偏振光与偏振片的偏振光方向正交,因此不能透过偏振片。其结果,可以完全地遮蔽金属电极的镜面。
实施例
以下,列举实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不受这些实施例限定。予以说明,在实施例中使用“份”或“%”的表示,只要没有特殊说明,表示“质量份”或“质量%”。
实施例1
<用于实施例的纤维素酯>
纤维素酯1:乙酰基取代度(酰基的总取代度)2.88、重均分子量Mw=220000、数均分子量Mn=90000、Mw/Mn=2.4
纤维素酯2:乙酰基取代度(酰基的总取代度)2.35、重均分子量Mw=215000、数均分子量Mn=100000、Mw/Mn=1.5
纤维素酯3:乙酰基取代度1.50、丙酰基取代度0.90、总酰基取代度2.40、重均分子量Mw=160000、数均分子量Mn=100000、Mw/Mn=2.2
<光学膜的卷体101的制作>
〈在线添加液的制备〉
将10质量份的アエロジル972V(日本アエロジル社制、一次粒子的平均直径16nm、表观比重90g/升)和90质量份的甲醇用溶解器搅拌混合了30分钟后,用Manton-Gaulin使其分散,得到微粒分散液。
在得到的微粒分散液中一边将88质量份的二氯甲烷搅拌一边投入,用溶解器搅拌混合30分钟而稀释。将得到了的溶液用アドバンテック东洋社制聚丙烯绕线滤芯过滤器(ポリプロピレンワインドカートリッジフィルター)TCW-PPS-1N过滤,得到微粒分散稀释液。
将15质量份的チヌビン928(BASFジャパン社制)和100质量份的二氯甲烷投入于密闭容器中,进行加热搅拌而完全地溶解后,进行过滤。在得到了的溶液中一边将36质量份的上述微粒分散稀释液进行搅拌一边加入,进一步搅拌30分钟后,一边将6质量份的纤维素酯1(乙酰基取代度(酰基的总取代度)2.88、Mw=220000、Mn=90000、Mw/Mn=2.4)进行搅拌一边加入,进一步搅拌60分钟。将得到的溶液用日本精线(株)制ファインメットNF过滤,得到在线添加液。滤材使用公称过滤精度20μm的滤材。
〈胶浆的制备〉
将下述成分投入密闭容器中,一边进行加热及搅拌,一边完全地溶解。将得到了的溶液用安积滤纸(株)制的安积滤纸No.24进行过滤,得到主胶浆。
(主胶浆的组成)
纤维素酯1(乙酰基取代度(酰基的总取代度)2.88、Mw=220000、Mn=90000、Mw/Mn=2.4)
                              100质量份
添加剂1:具有由通式(A)表示的结构的化合物(例示化合物A5)
                              5质量份
添加剂2:由聚酯化合物(己二酸/对苯二甲酸/乙二醇(摩尔比50/50/100)构成的缩聚酯的末端乙酰基封端物:例示化合物(23)的m=1、n=1、重均分子量1000)
                            10质量份
二氯甲烷                    430质量份
甲醇                        40质量份
将100质量份的主胶浆和2.5质量份的在线添加液用在线混合机(東レ静止型管内混合机Hi-Mixer、SWJ)充分地混合,得到胶浆。
将得到了的胶浆使用带流延装置在不锈钢带支承体上、在胶浆温度35℃、宽度1.8m的条件下均匀地流延。在不锈钢带支承体上,使得到的胶浆膜中的溶剂蒸发,至残留溶剂量成为100%而得到网状物之后,从不锈钢带支承体剥离网状物。使得到了的网状物在35℃下进一步干燥后,以成为宽度1.6m的方式进行切削。
其后,将网状物通过拉幅机在宽度方向(TD方向)进行10%预拉伸。拉伸开始时的残留溶剂量为40质量%,拉伸温度设为160℃。
接着,用图5中所示的倾斜拉伸拉幅机(网状物的行进长度在左侧短的拉幅机)相对于长度方向(图5的膜的进给方向107)在倾斜45°方向进行100%拉伸。拉伸开始时的网状物的残留溶剂量为20%,拉伸温度设为180℃。
上述倾斜方向的拉伸率用式“倾斜方向的拉伸率(%)={(拉伸工序后的网状物的宽度-拉伸工序前的网状物的宽度)/拉伸工序前的网状物的宽度}”×100而求出。
其后,将得到了的膜一边在干燥装置内用多个辊输送、一边在125℃下干燥15分钟后,以2.4m宽度进行切削,在宽度方向两端部形成凸部的高度为10μm、凸部的宽度w为100μm、凸部彼此的间隔为1000μm的压花部(压花部的宽度W:15mm)。压花加工在以下的条件下进行。
(压花加工条件)
压花辊:
材质:不锈钢制
辊直径:30cm
表面温度:相对于长度方向右压花辊180℃
相对于长度方向左压花辊190℃
背辊:
材质:金属制(不锈钢制)
温度:60℃
膜的输送速度:90m/分钟
输送张力:120N/m
压花辊和背辊的间隙:27μm
由压花辊和背辊引起的夹持压:1000Pa
将这样得到的宽度2.4m、长度4000m、膜厚15μm的长尺寸状的光学膜在长度方向卷绕,得到光学膜的卷体101。
<光学膜的卷体102~130的制作>
在光学膜的卷体101的制作中,使如表1中记载的那样进行倾斜拉伸时的拉伸率、相对于膜长度方向的拉伸的角度、光学膜的膜厚、压花部的凸部的高度及左右的压花辊的温度分别变化而形成压花部,除此之外,同样地将宽度2.4m、长度4000m的长尺寸状的光学膜在长度方向卷绕,制作了光学膜的卷体102~130。
<<光学膜的卷体的评价>>
〈耐压花压碎率(%)的测定〉
将光学膜左右两端部的压花部凸部的压碎耐性率用图3及图4所示的测定方法进行。下述符号为图3及图4中的符号。
(1)切出含有光学膜14的压花部16的区域,得到样品膜14A(参照图4)。而且,用厚度测定机测定样品膜14A的压花部16的凸部的高度D0(图3中的、施加载荷前的凸部的高度D0)。厚度测定机使用定压厚度测定机(株式会社テクロックPG-02)。
(2)接着,如图4中所示,在操作台15上配置样品膜14A。而且,载置由相对于膜面垂直地载置了的直径5mm的金属制的圆筒棒18A和配置于其上的砝码18B构成的合计1kg的砝码18。这样,在压花部16的表面上的直径5mm的圆区域以施加了1kg的载荷的状态、在23℃·55%RH下保存10分钟。其后,用厚度测定机测定除去了载荷(除去了砝码)时的压花部16的凸部的高度D(图3中的施加了载荷后的凸部的高度D)。
(3)将上述(1)中所测定的施加载荷前的凸部的高度D0和上述(2)中所测定的施加了载荷后的凸部的高度D应用于下述式1,算出压碎耐性率。
(式1)   压碎耐性率(%)=D/D0×100(%)
就测定而言,任意地改变压花部的地方而进行10次,求出压碎耐性率(%)的平均值。
〈光学膜面内的弹性模量的测定〉
就光学膜面内的弹性模量的测定而言,在温度23℃、相对湿度55%RH的环境下将试样调湿24小时,根据JIS K7127中记载的方法,使用拉伸试验器オリエンテック(株)制テンシロンRTA-100求出弹性模量。试验片的形状为1号形状试验片,试验速度为10mm/分钟的条件,相对于任意方向从0°每15°的方向测定,将求出的弹性模量中的最大值的弹性模量设为最大弹性模量,及将其方向设为最大值的方向A,进而分别求出与该方向A正交的方向B的弹性模量,进一步计算其比值(B/A)。
〈光学膜面内的滞相轴的角度及延迟值Ro的测定〉
就光学膜面内的滞相轴的角度测定而言,将制作了的光学膜在23℃、55%RH下调湿,其后通过自动双折射率计KOBRA-21AWR(王子测量机器(株)制)求出滞相轴的方向。就滞相轴的方向而言,将膜长度方向作为0°来确定膜面内的滞相轴的角度。
另外,使用自动双折射率计KOBRA-21AWR(王子测量机器(株)制),在23℃·55%RH的环境下通过下述各波长下的双折射率测定来测定延迟值Ro,结果,即使任意的光学膜,在波长450nm下测定的Ro(450)为100~125nm的范围内,在波长550nm下测定的Ro(550)为125~142nm的范围内,Ro(590)为130~152nm的范围内,为作为λ/4板的相位差膜。
式(i):Ro=(nx-ny)×d
式中,nx及ny为23℃·55%RH、450nm、550nm、590nm的各自中的折射率nx(膜的面内的最大的折射率,也称为滞相轴方向的折射率。)、ny(在膜面内与滞相轴正交的方向的折射率),d为膜的厚度(nm)。
〈光学膜的卷体的卷绕偏移的评价〉
将制作了的光学膜的卷体使用对厚度30μm的聚乙烯树脂膜进行了铝蒸镀的防湿膜来包装、将卷绕芯端部进行橡皮筋系住。(参照图10。)
将被包装了的光学膜的卷体在30~40℃、65~85%RH的仓库中以芯(卷芯)的长度方向成为水平的方式载置于架台上保管1个月。而且,目视观察经过1个月后的卷体的卷绕的状态,如下进行所述评价。
◎:在辊的表面没有看到皱褶等的变化、卷绕偏移
○:在辊的表面稍微看到皱褶,但没有看到卷绕偏移
△:在辊的表面看到弱的皱褶,看到低于1cm的卷绕偏移
×:在辊的表面~内部具有强的皱褶,看到1cm以上的卷绕偏移
〈有机EL显示装置的显示不均的评价〉
(圆偏振片的制作)
将制作了的光学膜的卷体使用对厚度30μm的聚乙烯树脂膜上进行了铝蒸镀的防湿膜来包装,将卷绕芯端部用橡皮筋系住,在30~40℃、65~85%RH的仓库中以芯(卷芯)的长度方向成为水平的方式载置于架台上保管1个月。
将从保管后的光学膜的卷体抽出了的光学膜的压花部进行切削而除去后,按照下述步骤与起偏镜贴合来制作了圆偏振片。
(1)起偏镜的制备
以专利第4691205号实施例1为参考,制作了下述起偏镜。
将在非晶性PET基材上制膜有7μm厚的PVA层的层叠体通过拉伸温度130℃的空中辅助拉伸而制作拉伸层叠体,接着,将拉伸层叠体通过碘、碘化钾染色来制作着色层叠体,进一步将着色层叠体通过拉伸温度65度的硼酸水中拉伸以总拉伸倍率成为5.94倍的方式与非晶性PET基材一体地拉伸,得到含有3μm厚度的PVA层的光学膜层叠体(起偏镜)。将起偏镜与光学膜贴合后剥离非晶性PET基材,仅使用PVA层(偏振光膜)。
(2)光固化性粘接剂的制备
将下述成分混合后,进行脱泡,制备光固化性粘接剂。予以说明,三芳基鏻六氟磷酸盐以50%碳酸亚丙酯溶液的形式配合,下述中表示三芳基鏻六氟磷酸盐的固体成分量。
(光固化性粘接剂的组成)
3,4-环氧基环己基甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯:45质量份
エポリードGT-301(ダイセル化学社制的脂环式环氧树脂):40质量份
1,4-丁二醇二缩水甘油醚:15质量份
三芳基鏻六氟磷酸盐:2.3质量份
9,10-二丁氧基蒽:0.1质量份
1,4-二乙氧基萘:2.0质量份
(3)圆偏振片及有机EL图像显示装置的制作
在从保管了的光学膜的卷体101抽出了的光学膜上使用微凹版涂布机以干燥厚度成为5μm的方式涂布上述制备了的光固化性粘接剂,形成光固化性粘接剂层。涂布在凹版辊#300、旋转速度140%/线速度的条件下进行。
同样地,在作为保护膜的コニカミノルタタックKC4UY(コニカミノルタアドバンストレイヤー(株)制)上以成为干燥厚度5μm的方式涂布上述制备了的光固化性粘接剂,形成光固化性粘接剂层。
在上述制作了的起偏镜的一面配置形成了光固化性粘接剂层的光学膜,在另一面配置形成了光固化性粘接剂层的保护膜,得到光学膜/光固化性粘接剂层/起偏镜/光固化性粘接剂层/保护膜的层叠物。将得到了的层叠物用辊机使与长度方向一致以辊对辊贴合。贴合了的结果,光学膜的滞相轴相对于起偏镜的吸收轴在45°倾斜方向贴合。
从贴合了的层叠物的两面侧照射电子束,使光固化性粘接剂层固化而得到圆偏振片201。线速度设为20m/min,加速电压设为250kV,照射线量设为20kGy。
接着,根据日本特开2010-20925号公报的实施例中所记载的方法,制作由同公报的图8中所记载了的构成所构成的有机EL元件。在与有机EL元件的基板相反侧的面切出上述制作了的圆偏振片,以该圆偏振片的光学膜101侧成为有机EL元件面的方式经由丙烯酸系粘合剂而贴附,制作了有机EL图像显示装置。
同样地使用光学膜的卷体102~130,分别制作了圆偏振片及有机EL图像显示装置。予以说明,就滞相轴相对于长度方向不成为45°方向的光学膜而言,每叶切出光学膜,相对于起偏镜的吸收轴在45°倾斜方向贴合,制作了圆偏振片。
将以上制作了的有机EL图像显示装置在23℃·55%RH的暗室内点亮,观察显示不均。
◎:完全没有观察到不均。
○:在显示装置的端部观察到极弱的不均。
△:在显示装置的端部明显地观察到弱的不均。
×:从显示装置的端部到中央观察到不均。
××:在整个面观察到强度的不均。
将以上的评价结果示于表1。
[表1]
由表1的结果得知:光学膜的膜厚、膜面内的弹性模量的最大值的方向A和相对于其正交的方向B的弹性模量之比、压花部的凸部的高度为本发明的范围内、压碎耐性率(%)在两端的压花部均为50%以上的本发明的光学膜的卷体101~104、106、107、109~122,保管中的卷绕偏移、及保管后的显示不均优异。
与此相对,膜厚为60μm的比较例的光学膜的卷体105,压花部因自重而容易压碎,因此看到卷绕偏移,产生显示不均。另外,压花部的凸部的高度为范围外的光学膜的卷体108,卷体的宽度方向中央部容易弯曲,难以保持作为光学膜的平面性,因此看到卷绕偏移、显示不均均劣化。
进而清楚的是:弹性模量之比的值EA/EB低于1.4的光学膜的卷体120、左右压花部的压碎耐性率(%)低的光学膜的卷体121~127,卷绕偏移及显示不均处于劣势。
予以说明,以成为15%的方式调整了左右的压花压碎耐性率(%)之差的本发明的光学膜的卷体111,没有看到卷绕偏移,但在卷绕形状方面稍微观察到凹凸。
另外,相对于本发明的光学膜的卷体113,将倾斜拉伸的角度设定为20°及70°的本发明的光学膜的卷体116及119,用目视观察有机EL图像显示装置的显示,结果,观察到对比度稍微低。
实施例2
在实施例1的光学膜的卷体102的制作中,将向宽度方向(TD方向)的预拉伸的倍率在表2中记载的条件下进行,除此之外,同样地制作光学膜的卷体201~206。
相对于制作了的光学膜的卷体,除实施例1中进行的卷绕偏移及显示不均的评价之外,进行下述雾度评价。
(雾度)
将得到的光学膜在23℃·55%RH下调湿5小时以上。接着,将得到的光学膜的雾度根据JIS K-7136、在23℃·55%RH的条件下用雾度计(浊度计)(型号:NDH 2000、日本电色(株)制)测定,用以下的基准进行评价。
〇:雾度低于0.5%
△:雾度0.5%~低于1.0%
×:雾度为1.0%以上
将以上的评价结果示于表2。
[表2]
由表2的结果得知:如光学膜的卷体203及204那样,通过在10~30%的范围内进行TD方向上的预拉伸的倍率,相对于没有预拉伸而倾斜拉伸了的光学膜的卷体201及预拉伸的倍率低的光学膜的卷体202,卷绕偏移及显示不均进一步得到改善。
由光学膜的卷体205及206的评价结果得知:提高预拉伸的拉伸率时,产生雾度的上升、断裂等。
实施例3
在实施例1的光学膜的卷体102的制作中,调整膜厚及压花辊的温度而使左右压花部的平均压碎耐性率(%)变化,制作表3记载的光学膜的卷体301~306。
相对于各自的光学膜的卷体,以下述A~C的包装形态(参照图10。)、在30~40℃、65~85%RH的仓库中、以芯(卷芯)的长度方向成为水平的方式保管2个月。而且,与实施例1同样地目视观察经过2个月后的卷体的卷绕的状态,评价卷绕偏移及从各自的光学膜的卷体抽出光学膜,与实施例1同样地制作圆偏振片及有机EL图像显示装置,评价了显示不均。
包装形态A::使用对厚度50μm的聚乙烯树脂膜进行了铝蒸镀的防湿膜包装材料来包装光学膜的卷体、将卷绕芯端部进行橡皮筋系住。
该包装材料的基于JIS Z208中所规定的氯化钙-杯法的温度40℃及湿度90%RH的环境下保持了24小时的透湿度为0.5g/m2
包装形态B:使用对厚度50μm的聚乙烯树脂膜进行了铝蒸镀的包装材料来包装光学膜的卷体、将卷绕芯端部用乙烯基带(橡胶带)以双层系住而使包装内部为密闭状态。
包装形态C:将厚度50μm的聚乙烯树脂膜作为包装材料使用来包装光学膜的卷体、将卷绕芯端部进行橡皮筋系住。
该包装材料的根据上述条件的透湿度为5.0g/m2
将以上的评价结果示于表3。
[表3]
由表3得知:采用了包装形态A的光学膜的卷体301及302,卷绕偏移和显示不均相对于其它的包装形态B及C优异。
确认:虽然使用透湿度低的包装材料,但从卷绕芯端部的包装系住部分存在适度的湿度的出入的包装形态A的一方,成为良好的保管状态。
实施例4
在实施例1的光学膜的卷体102的制作中,制作作为添加剂1的具有由通式(A)表示的结构的化合物A36、下述相位差调整剂a、相位差调整剂b、相位差调整剂c及乙基纤维素(取代度2.8),及作为添加剂2的作为二羧酸和二醇的缩聚酯的表4记载的组成的缩聚酯,使用与实施例1同质量份,除此之外同样地制作光学膜的卷体401~412。此时,光学膜的卷体的包装形态采用了实施例1的包装形态。
〈添加剂2:缩聚酯的合成〉
(光学膜401中使用的缩聚酯的合成)
将乙二醇310g、对苯二甲酸415g、己二酸365g、乙酸300g、作为酯化催化剂的四异丙基钛酸酯0.21g加入到具备温度计、搅拌器、缓急冷却管(緩急冷却管)2L的四口烧瓶中,在氮气流中达到230℃之前,一边进行搅拌,一边缓慢地升温。进行15小时脱水缩合反应,反应结束后在200℃下减压馏去未反应的乙二醇,由此得到缩聚酯。酸值为0.10,数均分子量为1000。
(光学膜402中使用的缩聚酯的合成)
将乙二醇310g、己二酸730g、乙酸300g、作为酯化催化剂的四异丙基钛酸酯0.21g加入到具备温度计、搅拌器、缓急冷却管的2L的四口烧瓶中,在氮气流中达到230℃之前,一边进行搅拌,一边缓慢地升温。进行15小时脱水缩合反应,反应结束后在200℃下减压馏去未反应的乙二醇,由此得到缩聚酯。酸值为0.10,数均分子量为1000。
[化学式36]
使用制作了的光学膜的卷体,与实施例1同样地进行卷绕偏移和显示不均的评价。
将以上的评价结果示于表4。
由表4的结果得知:含有作为本发明涉及的优选的相位差调整剂的具有由通式(A)表示的结构的化合物、或该具有由通式(A)表示的结构的化合物和本发明涉及的优选的缩聚酯的光学膜的卷体401、402、409及411,显示卷绕偏移和显示不均处于优势的更优选的结果。
另外,在光学膜的卷体401的制作中,取代具有由通式(A)表示的结构的化合物A36,使用A1、A15、A40、A55及A60而同样地确认,结果,再现了与光学膜的卷体401同样的结果。
实施例5
在实施例1的光学膜的卷体102的制作中,使用作为纤维素酯的纤维素酯1、3及下述纤维素酯4、作为添加剂1的具有下述化合物1及2、由通式(1)或(2)表示的结构的下述化合物3~10及作为添加剂2的作为二羧酸和作为二醇的缩聚酯的例示化合物P-8,与实施例1同质量份,将膜厚设为30μm、卷长设为6000m,除此之外,同样地制作光学膜的卷体501~514。此时,光学膜的卷体的包装形态采用实施例1的包装形态。
纤维素酯4:乙酰基取代度2.30、苯甲酸酯取代度0.4、总酰基取代度2.70、重均分子量Mw=200000、数均分子量Mn=12000、Mw/Mn=1.6
[化学式37]
相对于制作了的光学膜的卷体501~514,除实施例1中进行的卷绕偏移及显示不均的评价之外,进行下述卷绕形状的评价。
〈光学膜的卷体的卷绕形状:卷取品质的评价〉
目视观察上述制作了的6000m卷的卷的外观,对光学膜卷的卷取品质(起因于缓慢卷绕的马背状故障、凹凸状的变形故障)进行目视观察,按照下述的基准,进行卷取品质的评价。
◎:在光学膜卷上完全没有看到起因于缓慢卷绕的马背状故障、凹凸状的变形故障的产生。
○:在光学膜卷上几乎没有看到起因于缓慢卷绕的马背状故障、凹凸状的变形故障的产生。
△:虽然在光学膜卷上极弱地看到起因于缓慢卷绕的马背状故障或凹凸状的变形故障的产生,但为实用上不用担心的品质。
×:在光学膜卷上看到起因于缓慢卷绕的马背状故障或凹凸状的变形故障的产生,为实用上担心的品质。
将上述评价的结果示于下述表5。
由表5的结果得知:含有具有作为添加剂1的具有有通式(1)或(2)表示的结构的吡唑环、三唑环或咪唑环的含氮杂环化合物的光学膜的卷体507~514,除显示不均及卷绕偏移之外,卷绕形状、卷取品质也优异。
产业上的可利用性
本发明的光学膜的卷体,膜面内的弹性模量的方向相对于长度方向而倾斜,即使保管中途、输送中的吸湿也在该卷体中难以产生卷绕偏移偏移,且即使在保管中、输送后也具有均匀的光学值,因此在作为偏振片用保护膜、或液晶显示装置等的显示装置用光学膜而使用方面具有优异的适应性。
符号的说明
10  光学膜的卷体
12  卷芯
14  光学膜
14A 样品膜
15  操作台
16  压花部
18A 圆筒棒
18B 砝码
18  重物
20  压花加工装置
22  压花辊
24  背辊
100 未拉伸膜
102-1 右侧的膜保持开始点
102-2 左侧的膜保持开始点
103-1 右侧的膜保持装置的轨迹
103-2 左侧的膜保持装置的轨迹
104 拉幅机
105-1 右侧的膜保持结束点
105-2 左侧的膜保持结束点
106   倾斜拉伸膜
107   膜的进给方向
108-1 拉幅机入口侧的导向辊
108-2 拉幅机出口侧的导向辊
109   膜的拉伸方向
DR1   抽出方向
DR2   卷绕方向
θi   抽出角度(抽出方向和卷绕方向构成的角度)
CR、CL 把持件
Wo    拉伸前的膜的宽度
W     拉伸后的膜的宽度
110   膜抽出装置
111   输送方向变更装置
112   卷绕装置
113   制膜装置
201   卷芯
201a  卷芯的两端部
203   包装材料
204   橡胶带
205   绳或橡胶带
210   光学膜的卷体的包装形态

Claims (13)

1.一种光学膜的卷体,其特征在于,其为以下的长尺寸的光学膜的卷体:含有纤维素酯,膜厚为15~50μm的范围内,在23℃·55%RH下测定了的膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向而倾斜,该最大值的方向A的弹性模量EA和相对于其正交的方向B的弹性模量EB之比的值为1.4≤EA/EB
所述光学膜的卷体的在从膜宽度方向的两端部至膜宽度长的5%以内的区域具有高度为1~20μm的范围内的压花部,
在该压花部的表面上的直径5mm的圆区域,将在施加了1kg的载荷的状态下在23℃·55%RH下保存了10分钟后的该压花部的凸部的高度设为D、将施加所述载荷前的该压花部的凸部的高度设为Do时,由下述式1定义的压碎耐性率(%)在两端的压花部都为50%以上,
(式1)压碎耐性率(%)=D/Do×100(%)。
2.根据权利要求1所述的光学膜的卷体,其特征在于,所述压碎耐性率(%)为70%以上。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜的卷体,其特征在于,在将所述膜宽度方向的两端部的压花部设为a及a’时,该压花部a及a’的所述压碎耐性率之差为10%以内。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,所述膜面内的弹性模量的最大值的方向A相对于长度方向在30~60°方向的范围内。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,所述膜面内的滞相轴相对于长度方向在30~60°方向的范围内。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,含有具有由下述通式(A)表示的结构的化合物作为添加剂,
通式(A)
上述通式(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分别独立地为键合于构成Q的原子的氢原子或取代基,Wa和Wb相互可以相同也可以不同,Wa和Wb也可以相互键合而形成环;R3表示氢原子或取代基;m表示0~2的整数,在m为2的情况下,2个R3相互可以相同也可以不同;n表示1~10的整数,在n为2以上的情况下,2个以上的Q、L2、Wa、Wb、R3及m的各自相互可以相同也可以不同;L1及L2分别独立地为选自由亚烷基、亚烯基、亚炔基、O、(C=O)、(C=O)-O、NRL、S、(O=S=O)及(C=O)-NRL构成的组中的2价的连接基团、或表示它们的组合或单键;RL表示氢原子或取代基;R1及R2分别独立地表示取代基。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,含有重均分子量(Mw)为350~3000的范围内的二羧酸和二醇的缩聚酯作为添加剂。
8.根据权利要求1~7的任一项所述的光学膜的卷体,其特征在于,光学膜的卷长为1500~8000m的范围内。
9.一种光学膜的卷体,其特征在于,将权利要求1~8的任一项所述的光学膜的卷体用在树脂膜上进行了铝蒸镀的防湿膜包裹后,将卷轴部分用绳或橡胶带系住。
10.一种光学膜的卷体的制造方法,其特征在于,其为制造权利要求1~9的任一项所述的光学膜的卷体的光学膜的卷体的制造方法,将该光学膜在膜宽度方向在作为拉伸率的1~50%的范围内进行预拉伸后,相对于膜长度方向在倾斜方向进行拉伸,其后在膜宽度方向的两端部形成压花部。
11.根据权利要求10所述的光学膜的卷体的制造方法,其特征在于,在膜宽度方向的两端部通过压花辊形成所述压花部时,对两侧的压花辊的表面温度施加5~20℃的范围内的温度差而形成该压花部。
12.一种偏振片,其特征在于,在起偏镜的至少一面具备从权利要求1~9的任一项所述的光学膜的卷体抽出了的光学膜。
13.一种显示装置,其特征在于,具备权利要求12所述的偏振片。
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