CN105733028A - 偏振片用组合物、偏振片保护膜、纤维素酰化物膜、起偏器、偏振片及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供通过少量添加能够改善、维持提高经过长期的高温高湿下的起偏器的耐久性的偏振片用组合物、偏振片保护膜、纤维素酰化物膜、起偏器、偏振片及显示装置。包含在分子中具有下述环结构α或β所示的部分结构的聚合物的偏振片用组合物、偏振片保护膜、纤维素酰化物膜、起偏器、偏振片及显示装置。在环结构α及β中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基。*部分为键合键、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
Description
技术领域
本发明涉及偏振片用组合物、偏振片保护膜、纤维素酰化物膜、起偏器、偏振片及显示装置。
背景技术
至少由起偏器及偏振片保护膜构成的偏振片作为液晶显示装置的光学部件被使用,被利用于各种液晶显示装置中。
液晶显示装置除了如TV用途等那样在室内使用以外,例如以便携设备等为代表在室外使用的机会也增加。因此,要求开发出比以往更能耐受高温高湿下的使用的液晶显示装置。
并且,对液晶显示装置在各种用途中即使在苛刻的使用条件下也可耐受的要求日益提高,逐年要求比以往更高水平的耐久性。
此外,近年来,以TV用途为代表的液晶显示装置的大型化、薄型化不断发展,伴随于此,包含作为构成部件的偏振片保护膜的偏振片也被要求薄型化。
就使用了纤维素酰化物膜的偏振片保护膜而言,已知为了性能的进一步提高、解决作为偏振片保护膜的特性或制造中的各种问题,使膜中含有特定的化合物。
例如,为了改善起偏器的耐久性,提出了使偏振片保护膜中含有pKa为2~7的有机酸的方法(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-118135号公报
发明内容
发明所要解决的问题
虽然起偏器的耐久性通过以往的pKa为2~7的有机酸得到改善,但是随着最近的技术的显著进步,相对于高温高湿下的起偏器的耐久性的要求提高,需要进一步的改善。特别是在本发明人们的研究中,获知若使用专利文献1中记载的化合物,则高温高湿下的起偏器的劣化、特别是经过长期的正交透射率变化大,耐光密合性也不足。此外,根据本发明人们的研究,例如,即使使3层结构的偏振片保护膜的与起偏器最近的层中含有特定的有机酸,也会扩散到其他的层中,通过少量添加难以高效地改善起偏器的耐久性。
因此,本发明的课题是提供通过少量添加能够改善、维持提高长期的高温高湿下的起偏器的耐久性的偏振片用组合物、由其得到的偏振片保护膜、纤维素酰化物膜、起偏器、偏振片及显示装置。
用于解决问题的方法
本发明人进行了深入研究,结果获知,如上所述,开发出使起偏器或尽可能靠近该起偏器的位置中局部存在化合物、进而经时地放出化合物的方案是重要的,从而完成本发明。
即,上述课题通过以下的方案来达成。
<1>一种偏振片用组合物,其中,含有分子中具有以下述环结构α或β表示的部分结构的的聚合物。
[化学式1]
在环结构α及β中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基。*部分为键合键(bondinghand)、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
<2>根据<1>所述的偏振片用组合物,其中,聚合物在重复单元的主链或侧链上具有下述通式(1)或(2)所示的部分结构。
[化学式2]
在通式(1)及(2)中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基。R1a表示杂原子取代的亚甲基、吸电子基团取代的亚乙基、酰基、氮原子上的2个氢原子中的至少一个被从烷基、环烷基或芳基中独立选择的基团取代而成的氨基甲酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、甲硅烷基或者具有烷基或芳基的磺酰基。R2a表示烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基、硝基、甲酰基、杂环基或卤素原子。R3a及R4a分别独立地表示氢原子、烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基。R1a、R2a、R3a及R4a的各基团也可以进一步具有取代基。
其中,通式(1)中R1a~R4a中的至少1个、通式(2)中R2a~R4a中的至少1个成为键合键而进入主链或侧链中。
<3>根据<1>或<2>所述的偏振片用组合物,其中,聚合物的质均分子量为1,000以上。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,聚合物为均聚物或共聚物,并且为聚(甲基)丙烯酸酯、取代聚苯乙烯、聚乙烯基酰化物、聚酯、聚碳酸酯、聚马来酰亚胺或聚氨酯。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,聚合物具有下述通式(Pa)~(Ph)中的任一者所示的重复单元。
[化学式3]
通式(Pa)~(Ph)中,W1表示上述环结构α及β所示的部分结构中的1价的基团,W2表示上述环结构α及β所示的部分结构中的2价的基团。R表示氢原子或甲基。G表示-O-C(=O)-*、-O-C(=O)-O-*、-C(=O)-O-*、-C(=O)-*或亚苯基。其中,*侧为与L键合的键合键。L、La1、La2、Lb1、Lb2、Lc1及Lc2分别独立地表示单键或2价的连接基团。E1~E3分别独立地表示2价的连接基团。
<6>根据<5>所述的偏振片用组合物,其中,W1为上述环结构α及β所示的部分结构中的1价的基团,W2为上述环结构β所示的部分结构中的2价的基团。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,聚合物具有下述通式(Pa1)所示的重复单元。
[化学式4]
通式(Pa1)中,R、G及L与通式(Pa)中的R、G及L含义相同,L1、R2a、R3a及R4a与通式(1)中的L1、R2a、R3a及R4a含义相同。
<8>根据<5>或<7>所述的偏振片用组合物,其中,L为*-Ld-〔C(=O)〕n-或*-Ld-〔-O-C(=O)〕n-,Ld为单键或2价的连接基团,n为0或1,*侧为与G或氮原子键合的键合键。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,进一步含有树脂,相对于树脂100质量份,聚合物的含量为0.01~40质量份。
<10>根据<1>~<9>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,含有纤维素酰化物、或聚乙烯醇系树脂。
<11>根据<1>~<10>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,含有聚乙烯醇系树脂、及二色性色素。
<12>根据<1>~<10>中任一项所述的偏振片用组合物,其中,含有纤维素酰化物。
<13>一种偏振片保护膜,其由<1>~<10>及<12>中任一项所述的偏振片用组合物形成。
<14>一种纤维素酰化物膜,其中,含有纤维素酰化物和分子中具有下述环结构α或β所示的部分结构的聚合物。
[化学式5]
在环结构α及β中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基。*部分为键合键、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
<15>根据<14>所述的纤维素酰化物膜,其中,纤维素酰化物膜为2层以上的层叠膜,在2层的情况下,在仅任一层中含有聚合物,在3层以上的情况下,在至少一个最表层中含有聚合物。
<16>一种起偏器,其由<1>~<11>中任一项所述的偏振片用组合物形成。
<17>一种偏振片,其具有<13>所述的偏振片保护膜、或<14>或<15>所述的纤维素酰化物膜。
<18>一种偏振片,其具有<16>所述的起偏器。
<19>一种显示装置,其具备<17>或<18>所述的偏振片。
本说明书中使用“~”表示的数值范围是指将其前后记载的数值作为下限值及上限值并包含在内的范围。
其中,在本说明书中,只要没有特别说明,能够具有取代基的基团(例如,具有烷基部位、芳基部位、杂环部位的基团)也可以具有取代基。例如,烷基为也可以具有取代基的烷基,芳基或芳香族基团为也可以具有取代基的芳基或芳香族基团。
此外,在同一原子上具有至少2个取代基的情况下,这些取代基也可以彼此键合而形成环,此外,在邻接的键合原子各自具有取代基的情况下,这些取代基也可以彼此键合而形成环。
进而在存在多个相同符号的基团的情况、或通过多个重复而结果存在多个相同符号的基团的情况下,它们彼此可以相同也可以不同。
本说明书中,当同时或择一性地规定多个取代基或连接基团(以下,称为取代基等)时,各个取代基等彼此可以相同也可以不同。
另外,在仅仅如“取代基”、“也可以具有取代基”等那样没有特定具体的基团的情况下,只要没有特别说明,参照取代基S。同样,在具体的基团的情况下,只要没有特别说明,也参照取代基S的对应的具体的基团。
发明效果
通过本发明,能够提供通过少量添加能够改善、维持提高长期的高温高湿下的起偏器的耐久性的偏振片用组合物、由其得到的偏振片保护膜、纤维素酰化物膜、起偏器、偏振片及显示装置。
此外,所谓“高温高湿下”没有特别限定,是指温度60~90℃、相对湿度85%以上的环境下。
附图说明
图1是示意性表示本发明的液晶显示装置的内部结构的一个例子。
图2是示意性表示本发明的其他液晶显示装置的内部结构的一个例子。
具体实施方式
以下,列举出实施方式对本发明进行详细说明。
关于本发明的偏振片组合物,只要是偏振片中使用的、或者是构成偏振片的,则可以用于任意的膜、层中。
作为这样的膜、层,可列举出例如偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层、进而防眩层、透明硬涂层、防反射层、防静电层、防污层等。
本发明中,优选将本发明的偏振片组合物用于偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层中,特别优选用于层叠结构的偏振片保护膜中。
此外,本发明中,含有以下说明的聚合物的纤维素酰化物膜也是优选的方式。
<<偏振片用组合物>>
本发明的偏振片用组合物含有以下说明的特定的聚合物(以下,也称为本发明的聚合物)。偏振片用组合物特别优选除了含有该特定的聚合物以外,还含有树脂。进而,根据需要,还优选含有各种添加剂。
首先,从本发明的聚合物起依次进行说明。
<本发明的聚合物>
本发明的偏振片组合物含有分子中具有下述环结构α或β所示的部分结构(本发明中,有时也简称为环结构α或β)的聚合物。
[化学式6]
在环结构α及β中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基。*部分为键合键、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
L1中的亚烷基的碳原子数优选1~3,更优选1或2,进一步优选1。可列举出例如亚甲基、亚乙基、亚丙基。
L1中的亚芳基的碳原子数优选6~12。可列举出例如亚苯基、亚萘基。
亚烷基或亚芳基也可以具有取代基,作为这样的取代基,可列举出取代基S中列举的基团。
L1优选单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基,更优选单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚甲基,进一步优选单键、-C(=O)-,特别优选-C(=O)-。
*部分为键合键、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
键合的取代基可列举出例如取代基S中列举的基团。同样,连接基团可列举出由取代基S中列举的基团衍生的基团、例如取代基S中列举的基团的键或由取代基S中列举的基团将氢原子变更为键合键而得到的基团。若具体地进行例示,则在烷氧基、例如乙氧基的情况下,键为“-O-”,将氢原子变更为键合键而得到的基团成为“-CH2CH2O-”。
环结构α、β在本发明中优选进入重复单元中。其中,优选进入主链或侧链中,在进入主链中的情况下,在环结构α、β各自中,至少介由2个*部分进入,在进入侧链中的情况下,在环结构α、β各自中,优选介由1个*部分,相对于主链以侧基(pendantgroup)状进入。
本发明的聚合物在分子中具有环结构α或β的个数优选具有5个以上,更优选6个以上,进一步优选8个以上,特别优选10个以上。上限没有特别限定,但现实中为1万个以下。
本发明中,环结构α及β中优选环结构α。
此外,在环结构α的情况下,优选进入聚合物的侧链中,更优选以环结构中的“*O-”部分的*部分进入聚合物的侧链中。
另一方面,就环结构β而言,可以进入聚合物的主链及侧链中的任一者,但更优选进入聚合物的侧链中。
本发明中,优选在重复单元的主链或侧链上具有下述通式(1)或(2)所示的部分结构的聚合物。
[化学式7]
在通式(1)及(2)中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基。R1a表示杂原子取代的亚甲基、吸电子基团取代的亚乙基、酰基、氮原子上的2个氢原子中的至少一个被从烷基、环烷基或芳基中独立选择的基团取代而成的氨基甲酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、甲硅烷基或者具有烷基或芳基的磺酰基(烷基磺酰基或芳基磺酰基,本发明中,有时也称为烷基或芳基的磺酰基)。R2a表示烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基、硝基、甲酰基、杂环基或卤素原子。R3a及R4a分别独立地表示氢原子、烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基。R1a、R2a、R3a及R4a的各基团也可以进一步具有取代基。
其中,通式(1)中R1a~R4a中的至少1个、通式(2)中R2a~R4a中的至少1个成为键合键而进入主链或侧链中。
其中,通式(1)所示的部分结构为与环结构α对应的结构,通式(2)所示的部分结构为与环结构β对应的结构。
L1与环结构α及β中的L1含义相同,优选的范围也相同。
〔R1a〕
以下,对R1a进行说明。
R1a表示杂原子取代的亚甲基、吸电子基团取代的亚乙基、酰基、氮原子上的2个氢原子中的至少一个被从烷基、环烷基或芳基中独立选择的基团取代而成的氨基甲酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、甲硅烷基或者烷基或芳基的磺酰基。
杂原子取代的亚甲基也包含杂原子与亚甲基的碳原子彼此键合而形成杂环的基团。
杂原子可列举出氧原子、氮原子、硫原子,优选这些,更优选氧原子。
杂原子取代的亚甲基优选下述通式(a)或(b)所示的基团。
[化学式8]
通式(a)及(b)中,Z表示-O-、-S-或-N(Ra)-。环A表示杂环。Ra1、Ra2及Ra分别独立地表示氢原子或取代基,Rb1表示取代基。Rz表示烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基。m表示0以上的整数。
作为Ra1、Ra2、Rb1及Ra中的取代基,可列举出取代基S中列举的基团。Ra1、Ra2、Rb1及Ra优选氢原子、烷基、芳基,更优选氢原子、烷基。
Rz中的烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基可列举出后述的R2a中的烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基,与R2a中的它们的优选的范围相同。
环A优选5或6元环,更优选6元环。此外,构成环A的原子除了Z以外还优选碳原子,环A优选饱和环。
作为环A的优选的环,可列举出四氢呋喃环、四氢吡喃环。
m优选0或1,更优选0。
Ra1及Ra2优选氢原子或烷基,更优选氢原子。
Ra优选氢原子、烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基,更优选氢原子或烷基。
Rz优选烷基或芳基,更优选烷基。
通式(a)或(b)所示的基团中优选通式(a)所示的基团。
R1a的吸电子基团取代的亚乙基中,吸电子基团优选哈曼特定律的σp值为0以上的基团。作为σp值为正的取代基,可列举出氟(0.06)、氯(0.30)、溴(0.27)、碘(0.30)等卤素原子、-CHO(0.22)、-COCH3(0.50)、-COC6H5(0.46)、-CONH2(0.36)、-COO-(0.30)、-COOH(0.41)、-COOCH3(0.39)、-COOC2H5(0.45)等具有羰基的基团、-SOCH3(0.49)、-SO2CH3(0.72)、-SO2C6H5(0.68)、-SO2CF3(0.93)、-SO2NH2(0.57)、-SO2OC6H5(0.23)、-SO3 -(0.09)、-SO3H(0.50)等具有磺酰基或亚磺酰基的基团、-CN(0.66)、-NO2(0.78)、-N(CH3)3 +(0.82)、-N(CF3)2(0.53)等含氮取代基、-CCl3(0.46)、-CH2Cl(0.18)、-CHCl2(0.32)、-CF3(0.54)等卤素原子取代烷基。其中,括弧内为σp值。
哈曼特的σp值例如也记载于C.Harsch等的J.Med.Chem.,16,1207(1973)、J.Med.Chem.,20,304(1977)、Chem.Rev.91,165(1991)等中。
本发明中,哈曼特的σp值优选0.20以上,具体而言,可列举出酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氢原子中的至少一个被烷基或芳基取代而成的氨基甲酰基(例如,-CONHCH3(0.32))、硫代酰基、烷氧基硫代羰基、芳氧基硫代羰基、氢原子中的至少一个被烷基或芳基取代而成的硫代氨基甲酰基(例如,-CSNHCH3(0.34))、氢原子中的至少一个被烷基或芳基取代而成的氨磺酰基(有时称为烷基或芳基的氨磺酰基,例如-SO2N(CH3)2(0.65))、烷基或芳基的磺酰基(例如,-SO2CH3(0.72))、具有烷基或芳基的亚磺酰基(例如,-SOCH3(0.49))、氰基、硝基或膦酰基。
吸电子基团优选酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基或芳基的磺酰基、氰基、硝基、氢原子中的至少一个被从烷基、环烷基或芳基中独立选择的基团取代而成的氨基甲酰基、烷基或芳基的氨磺酰基。
R1a中的酰基可以为芳香族的酰基也可以为脂肪族的酰基,此外也包含甲酰基,碳原子数优选1~20,更优选2~10。
作为酰基,可列举出例如甲酰基、乙酰基、丙酰基、异丁酰基、新戊酰基、月桂酰基、肉豆蔻酰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯甲酰基、萘甲酰基。
酰基中,优选支链烷基(优选叔烷基羰基)的酰基、例如新戊酰基等、或在邻位具有取代基的苯基羰基。
R1a中的、氮原子上的2个氢原子中的至少一个被从烷基、环烷基或芳基中独立选择的基团取代而成的氨基甲酰基的碳原子数优选2~20,更优选2~10。
作为氨基甲酰基,可列举出例如N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N-苯基氨基甲酰基、N,N-二苯基氨基甲酰基、N-甲基-N-苯基氨基甲酰基。
R1a中的烷氧基羰基的碳原子数优选2~20,更优选2~10。优选支链烷氧基羰基,更优选叔烷氧基羰基。烷氧基羰基可列举出例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、异丙氧基羰基、叔丁氧基羰基、正辛氧基羰基、十二烷氧基羰基。
R1a中的芳氧基羰基的碳原子数优选7~20,更优选7~16。芳氧基羰基可列举出例如苯氧基羰基、萘氧基羰基。
另外,与芳氧基羰基相比,更优选烷氧基羰基。
R1a中的甲硅烷基优选烷基或芳基取代的甲硅烷基,甲硅烷基的碳原子数优选3~20,更优选5~16。此外,在烷基的情况下,优选至少1个具有支链烷基,其中,优选叔烷基。此外,在仲烷基的情况下,优选2个以上为仲烷基的情况。
此外,还优选具有至少1个芳基的甲硅烷基。
甲硅烷基可列举出例如三甲基甲硅烷基、二甲基-叔丁基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基、甲基二苯基甲硅烷基。
R1a中的烷基或芳基磺酰基的碳原子数优选1~20,更优选1~10。
作为磺酰基,可列举出例如甲基磺酰基、异丙基磺酰基、叔丁基磺酰基、叔辛基磺酰基、苯基磺酰基。
本发明中,R1a优选杂原子取代的亚甲基、吸电子基团取代的亚乙基、酰基、上述的氨基甲酰基、烷氧基羰基或甲硅烷基,更优选杂原子取代的亚甲基、吸电子基团取代的亚乙基、酰基、烷氧基羰基或甲硅烷基,进一步优选杂原子取代的亚甲基、吸电子基团在2位取代的亚乙基、酰基、烷氧基羰基或甲硅烷基。
〔R2a〕
以下,对R2a进行说明。
R2a表示烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基、硝基、甲酰基、杂环基或卤素原子,优选烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基、杂环基、卤素原子,更优选烷基、环烷基、芳基。
这些各基团也可以具有取代基,作为这样的取代基,可列举出取代基S中列举的基团。
R2a中的烷基的碳原子数优选1~20,更优选1~10,进一步优选1~8。
作为烷基,可列举出例如甲基、乙基、异丙基、正丁基、叔丁基、2-乙基己基、正辛基、正癸基、正十八烷基、异十八烷基。此外,还优选使用取代烷基,可列举出例如苄基、苯乙基、甲氧基乙基。
R2a中的链烯基的碳原子数优选2~20,更优选2~10,进一步优选2~5。
作为链烯基,可列举出例如乙烯基、烯丙基、异丙烯基、2-戊烯基、油烯基。
R2a中的环烷基的碳原子数优选3~20,更优选5~10,进一步优选5或6。
作为环烷基,可列举出例如环丙基、环戊基、环己基。
R2a中的环烯基的碳原子数优选5~20,更优选5~10,进一步优选5或6。
作为环烯基,可列举出例如环戊烯基、环己烯基。
R2a中的芳基的碳原子数优选6~20,更优选6~10,进一步优选6~8。
作为芳基,可列举出例如苯基、萘基。
R2a中的杂环基的碳原子数优选0~20,更优选1~10,进一步优选2~10,特别优选2~5。
作为杂环基中的杂环,优选5元环或6元环的杂环,杂环也可以被取代基取代,此外也可以以苯环或脂环、杂环进行稠环。其中,作为取代基,可列举出后述的取代基S中列举的基团。
杂环基中的构成杂环的杂原子可列举出氮原子、氧原子或硫原子,可以为杂芳香环,也可以为非芳香环的杂环。
作为杂环基的杂环,可列举出例如噻吩环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噻唑环、噁唑环、三唑环、四唑环、吡啶环、吡嗪环、三唑环、吡咯烷环、吡咯啉环、吡唑烷环、哌啶环、哌嗪环、吗啉环、硫代吗啉环及苯与它们稠环而得到的环(例如,吲哚环、苯并咪唑环等)。
R2a中的卤素原子可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子。
R2a可以优选使用作为后述的通式(A)所示的化合物的RA5例示的取代基的任一个。
〔R3a及R4a〕
以下,对R3a及R4a进行说明。
R3a及R4a表示氢原子、烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基,优选氢原子、烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基,更优选氢原子、烷基、环烷基、芳基。
烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基及杂环基与R2a中的烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基及杂环基含义相同,优选的范围也相同。
R3a及R4a可以使用作为后述的通式(A)所示的化合物的RA1及RA3例示的取代基的任一个。
本发明的聚合物中,通式(1)中R1a~R4a中的至少1个、通式(2)中R2a~R4a中的至少1个成为键合键而进入主链或侧链中。
特别是通式(1)所示的部分结构优选R1a成为键合键而进入聚合物的侧链中。这种情况下,优选以R1a所示的各基团中的将氢原子中的1个置换成键合键而得到的基团进入。
更优选R1a所键合的氧原子(环结构α的“*O-”的*部分)上直接键合的键优选*-C(=O)-、*-C(=O)-O-、*-C(=O)-N(Ra)-、*-Si(Rx1)(Rx2)-、*-SO2-。其中,Ra与通式(a)及(b)的Z为-N(Ra)-时的Ra含义相同,优选的范围也相同。Rx1及Rx2分别独立地表示烷基或芳基,优选取代基S中列举的烷基、芳基。另外,*部分表示R1a所键合的氧原子上直接键合的部分。
R1a所键合的氧原子(环结构α的“*O-”的*部分)上直接键合的键尤其优选上述中的*-C(=O)-、*-C(=O)-O-。
本发明的聚合物只要是具备上述的环结构α或β、或通式(1)或(2)所示的部分结构,则可以是任意结构的聚合物,但优选为聚(甲基)丙烯酸酯、取代聚苯乙烯、聚乙烯基酰化物、聚酯、聚碳酸酯、聚马来酰亚胺或聚氨酯。其中,优选聚(甲基)丙烯酸酯、取代聚苯乙烯、聚乙烯基酰化物、聚酯,更优选聚(甲基)丙烯酸酯、取代聚苯乙烯、聚乙烯基酰化物。
其中,聚(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸聚合物及甲基丙烯酸聚合物的总称,是也包含1分子的聚合物中仅存在丙烯酸聚合部分、仅存在甲基丙烯酸聚合部分、或丙烯酸聚合部分与甲基丙烯酸聚合部分混合存在等的任一聚合物的总称。
聚乙烯基酰化物是指包含下述通式V-1所示的重复单元的聚合物。
[化学式9]
通式V-1中,RV1和RV2各自独立地表示氢原子、烷基、芳基或烷氧基羰基,RV3表示氢原子或烷基,X表示上述的包含环结构α及β的部分结构。
作为可作为RV1和RV2采用的烷基、芳基,与上述R2a中的烷基、芳基含义相同,优选范围也相同。作为可作为RV1和RV2采用的烷氧基羰基,与上述R1a中的烷氧基羰基含义相同,优选范围也相同。作为可作为RV3采用的烷基,与上述R2a中的烷基含义相同,优选范围也相同。
另外,RV1~RV3也可以具有取代基,作为这样的取代基,可以列举出取代基S中列举的基团。
本发明的聚合物进一步优选它们中的具有下述通式(Pa)~(Ph)中的任一者所示的重复单元的聚合物。
[化学式10]
通式(Pa)~(Ph)中,W1表示上述环结构α或β所示的部分结构中的1价的基团,W2表示上述环结构α或β所示的部分结构中的2价的基团。R表示氢原子或甲基。G表示-O-C(=O)-*、-O-C(=O)-O-*、-C(=O)-O-*、-C(=O)-*或亚苯基。其中,*侧为与L键合的键合键。L、La1、La2、Lb1、Lb2、Lc1及Lc2分别独立地表示单键或2价的连接基团。E1~E3分别独立地表示2价的连接基团。
L、La1、La2、Lb1、Lb2、Lc1及Lc2中的2价的连接基团优选亚烷基、-O-、-C(=O)-、-S-、-SO2-、-N(Ra)-、亚芳基或它们组合而得到的基团。其中,Ra与通式(a)及(b)的Z为-N(Ra)-时的Ra含义相同,优选的范围也相同。
关于L,在上述的2价的连接基团中,优选包含*-Ld-〔C(=O)〕n-或*-Ld-〔-O-C(=O)〕n-的连接基团,更优选*-Ld-〔C(=O)〕n-或*-Ld-〔-O-C(=O)〕n-。其中,Ld为单键或2价的连接基团,n为0或1,*侧为与G或氮原子键合的键合键。
作为亚烷基、-O-、-C(=O)-、-S-、-SO2-、-N(Ra)-、亚芳基组合而得到的基团,可列举出例如-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-N(Ra)-C(=O)-、-N(Ra)-亚烷基-O-C(=O)-*、-O-C(=O)-N(Ra)-、-N(Ra)-SO2-、-SO2-N(Ra)-、-亚烷基-C(=O)-*、-亚烷基-O-C(=O)-*、-亚烷基-O-C(=O)-亚烷基-*、-亚烷基-O-C(=O)-亚烷基-C(=O)-O-亚烷基-、-亚烷基-O-亚苯基-亚烷基-*、-亚烷基-N(Ra)-C=O)-亚烷基-*、-亚烷基-O-C(=O)-亚烷基-C(=O)-*、-亚烷基-O-亚苯基-C(=O)-*、-(亚烷基-O)ax-C(=O)-*、-(亚烷基-O)ax-亚烷基-C(=O)-*、-(亚烷基-O)ax-亚烷基-O-C(=O)-*。其中,ax表示1~10的数。此外,*表示与W1或W2键合的部分。
上述的亚烷基的碳原子数优选1~10,更优选1~6,进一步优选1~4。
E1~E3中的2价的连接基团是从通常的合成聚酯或聚氨酯的原料中的二羧酸化合物、二醇化合物、二异氰酸酯化合物中除去官能团(羧基、羟基、异氰酸酯基)部分而得到的部分。可列举出例如亚烷基、环亚烷基、亚芳基、或它们组合而得到的基团、进而在它们中夹着杂原子的基团、例如-亚芳基-O-亚芳基-、亚芳基-S-亚芳基-、-亚芳基-SO2-亚芳基-等。另外,作为由二异氰酸酯化合物得到的2价的基团,也优选从3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯中除去异氰酸酯基而得到的2价的基团。
E1~E3中的2价的连接基团尤其优选亚烷基、亚芳基。
亚烷基的碳原子数优选2~10,可列举出例如亚乙基、亚丙基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基。亚芳基的碳原子数优选6~20,可列举出例如亚苯基、亚萘基,优选亚苯基。
L、La1、La2、Lb1、Lb2、Lc1及Lc2中的2价的连接基团、E1~E3中的2价的连接基团也可以具有取代基,作为这样的取代基,可列举出取代基S中列举的基团。
本发明中,W1优选环结构α或β所示的部分结构中的1价的基团,更优选通式(1)或(2)所示的部分结构中的1价的基团,W2优选上述环结构α或β所示的部分结构中的2价的基团,更优选环结构β所示的部分结构中的2价的基团,进一步优选通式(2)所示的部分结构中的2价的基团。
另外,上述所谓环结构α所示的部分结构中的1价的基团,是指在环结构α中,赋予了*的氮原子、赋予了*的碳原子或赋予了*的氧原子成为键合键的基团,且是构成本发明的聚合物中的侧链部分的一部分的连接基团。所谓环结构β所示的部分结构中的1价的基团,是指在环结构β中,赋予了*的氮原子或赋予了*的碳原子成为键合键的基团,且是构成本发明的聚合物中的侧链部分的一部分的连接基团。
所谓通式(1)或(2)所示的部分结构中的1价的基团,是指在通式(1)中R1a~R4a中的1个成为键合键的基团,通式(2)中R2a~R4a中的1个成为键合键的基团,且是构成本发明的聚合物中的侧链部分的一部分的基团。
此外,上述所谓环结构α或β所示的部分结构中的2价的基团,是指在环结构α或环结构β中,选自赋予了*的氮原子和赋予了*的碳原子中的2个原子成为键合键的连接基团,且是构成本发明的聚合物中的侧链部分的一部分的连接基团。
所谓通式(1)或(2)所示的部分结构中的2价的基团,是指在通式(1)中R1a~R4a中的2个成为键合键的基团,通式(2)中R2a~R4a中的2个成为键合键的基团,且是构成本发明的聚合物中的侧链部分的一部分的连接基团。
本发明的聚合物尤其优选具有下述通式(Pa1)所示的重复单元的聚合物。
[化学式11]
通式(Pa1)中,R、G及L与通式(Pa)中的R、G及L含义相同,优选的范围也相同。L1、R2a、R3a及R4a与通式(1)中的L1、R2a、R3a及R4a含义相同,优选的范围也相同。
其中,L优选通式(Pa)中的L的2价的连接基团,其中,优选包含*-Ld-〔C(=O)〕n-或*-Ld-〔-O-C(=O)〕n-的连接基团,更优选*-Ld-〔C(=O)〕n-或*-Ld-〔-O-C(=O)〕n-。其中,Ld为单键或2价的连接基团,n为0或1,*侧为与G键合的键合键。
Ld也优选通式(Pa)中的L的2价的连接基团中具体示出的基团。
通式(Pa1)所示的重复单元优选下述通式(Pa1-1)~(Pa1-9)中的任一者所示的重复单元。
[化学式12]
通式(Pa1-1)~(Pa1-9)中,W1a表示通式(Px)所示的基团。R与通式(Pa1)中的R含义相同,优选的范围也相同。p表示1~30的整数。p优选1~20的整数,更优选1~8的整数。
通式(Px)中,L1、R2a、R3a及R4a与通式(Pa1)中的L1、R2a、R3a及R4a含义相同,优选的范围也相同。
以下,示出通式(Px)所示的基团的具体例子,但并不由此限定本发明。另外,下述例子中,Ph表示苯基,cHex表示环己基。
[化学式13]
化合物编号 | L1 | R2a | R3a | R4a |
Px-1 | C(=O) | Ph | Ph | CH2Ph |
Px-2 | C(=O) | Ph | CH2Ph | Ph |
Px-3 | C(=O) | CH2Ph | Ph | Ph |
Px-4 | C(=O) | CH2Ph | Ph | CH2Ph |
Px-5 | C(=O) | CH2Ph | CH2Ph | Ph |
Px-6 | C(=O) | Ph | CH2Ph | CH2Ph |
Px-7 | C(=O) | CH2Ph | CH2Ph | CH2Ph |
Px-8 | C(=O) | Ph | H | CH2Ph |
Px-9 | C(=O) | Ph | CH2Ph | H |
Px-10 | C(=O) | Ph | H | Ph |
Px-11 | C(=O) | Ph | Ph | H |
Px-12 | C(=O) | Ph | H | H |
Px-13 | C(=O) | Ph | CH3 | CH3 |
Px-14 | C(=O) | Ph | cHex | cHex |
Px-15 | C(=O) | CH2Ph | H | CH2Ph |
Px-16 | C(=O) | CH2Ph | CH2Ph | H |
Px-17 | C(=O) | CH2Ph | H | Ph |
Px-18 | C(=O) | CH2Ph | Ph | H |
Px-19 | C(=O) | CH2Ph | H | H |
Px-20 | C(=O) | CH2Ph | CH3 | CH3 |
Px-21 | C(=O) | CH2Ph | cHex | cHex |
Px-22 | C(=O) | CH3 | H | H |
Px-23 | C(=O) | CH3 | Ph | Ph |
Px-24 | C(=O) | C2H5 | H | H |
Px-25 | C(=O) | i-C3H7 | CH3 | CH3 |
Px-26 | C(=O) | n-C4H9 | Ph | CH2Ph |
Px-27 | C(=O) | n-C4H9 | CH2Ph | Ph |
Px-28 | C(=O) | n-C4H9 | Ph | Ph |
Px-29 | C(=O) | n-C4H9 | CH3 | CH3 |
Px-30 | - | n-C4H9 | Ph | Ph |
Px-31 | - | n-C4H9 | CH3 | CH3 |
Px-32 | - | CH2Ph | Ph | Ph |
本发明的聚合物可以是仅具有上述的环结构α或β、或通式(1)或(2)所示的部分结构的重复单元的均聚物,也可以是共聚物。
作为用于得到构成这样的共聚部分的重复单元的共聚单体,当本发明的聚合物为聚(甲基)丙烯酸酯、取代聚苯乙烯、聚乙烯基酰化物或聚马来酰亚胺时,可列举出(甲基)丙烯酸、巴豆酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酰胺〔特别是2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基磺酸〕、丙烯腈、乙烯基磺酸、苯乙烯、对甲基苯乙烯、苯乙烯磺酸、苯乙烯羧酸、乙烯基醇、醋酸乙烯酯、氯乙烯、烯丙基醇、烯烃(例如,乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯)、丁二烯、氯丁二烯等具有烯属不饱和双键的化合物。另外,上述中的酸基也可以为盐。作为这样的盐,也可以为碱金属盐、与铵那样的鎓离子的盐,但优选碱金属盐,更优选钾盐、钠盐。
这些共聚单体中,优选具有酸基的单体,尤其优选(甲基)丙烯酸、巴豆酸、苯乙烯羧酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基磺酸,特别优选(甲基)丙烯酸。
当本发明的聚合物为聚酯、聚碳酸酯或聚氨酯时,作为共聚单体,优选二羧酸化合物、二醇化合物、羟基羧酸化合物、二异氰酸酯化合物。
作为这样的化合物,以下述通式(c1)~(c4)表示。
[化学式14]
通式(c1)~(c4)中,E1~E4分别独立地表示2价的连接基团。
E1~E3与通式(Pb)、(Pc)、(Pf)及(Pg)中的E1~E3含义相同,优选的范围也相同。E4与E1~E3含义相同,优选的范围也相同。
通式(c1)所示的化合物可列举出例如丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸或1,4-环己烷二羧酸等脂肪族二羧酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,8-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸等芳香族二羧酸。
通式(c2)所示的化合物可列举出例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙烷二醇、1,3-丙烷二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁烷二醇、1,3-丁烷二醇、1,4-丁烷二醇、二丁二醇、1,2,4-丁烷三醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、己烷三醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、2,2-二甲基-1,3-丙烷二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙烷二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙烷二醇(3,3-二羟甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊烷二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊烷二醇、2-乙基-1,3-己烷二醇、2-甲基-1,8-辛烷二醇、1,9-壬烷二醇、1,10-癸烷二醇、频那醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、双酚化合物(例如,双酚A、AP、AF、B、BP、C、E、FG、M、S、P、PH、TMG、Z)等。
通式(c3)所示的化合物中,作为芳香族二异氰酸酯化合物,可列举出例如2,4-甲苯撑二异氰酸酯、2,4-甲苯撑二异氰酸酯的二聚物、2,6-甲苯撑二异氰酸酯、对苯二甲基二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、3,3’-二甲基联苯-4,4’-二异氰酸酯。作为脂肪族二异氰酸酯化合物,可列举出例如六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、二聚物酸二异氰酸酯。作为脂环族二异氰酸酯化合物,可列举出例如异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、甲基环己烷-2,4-(或2,6-)二异氰酸酯、1,3-(异氰酸酯甲基)环己烷。除此以外,还可列举出1,3-丁二醇1摩尔与甲苯撑二异氰酸酯2摩尔的加成物等二醇与二异氰酸酯的反应产物即二异氰酸酯化合物。
通式(c4)所示的化合物可列举出例如乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、羟基醋酸、3-羟基丁酸、对羟基苯甲酸、对(2-羟基乙氧基)苯甲酸、4-羟基环己烷羧酸、3,5-二羟基苯甲酸、2,2-双(羟基甲基)丙酸、2,2-双(2-羟基乙基)丙酸、2,2-双(3-羟基丙基)丙酸、双(羟基甲基)醋酸、双(4-羟基苯基)醋酸、2,2-双(羟基甲基)丁酸、4,4-双(4-羟基苯基)戊酸、N,N-二羟基乙基甘氨酸、N,N-双(2-羟基乙基)-3-羧基-丙酰胺。
此外,还优选通式(c4)所示的化合物的环状内酯,可列举出例如ε-己内酯、δ-戊内酯、γ-丁内酯、β-丙内酯。
另外,它们与构成通式(Pb)、(Pc)、(Pf)及(Pg)中的E1~E3的物质含义相同,它们可以直接适用。
本发明中,包含共聚成分(共聚单体)时,具有上述的环结构α或β、或通式(1)或(2)所示的部分结构的重复单元与共聚成分的摩尔比优选99:1~1:99,更优选95:5~5:95。
本发明的聚合物的质均分子量优选为1,000以上,更优选为1,000~100,000,进一步优选为2,000~100,000,特别优选为3,000~50,000。
另外,本发明中,质均分子量是使用凝胶渗透色谱法(GPC)(例如,东曹株式会社制、商品名:HLC-8020/柱4根:东曹株式会社制、商品名:TSKguardcolumnSuperHZ-H、TSKgelSuperHZM-H、TSKgelSuperHZ4000、TSKgelSuperHZ2000)换算成聚苯乙烯而求出的值。
聚合物的质均分子量越高,在用本发明的偏振片用组合物形成为膜时,越可能使本发明的聚合物局部存在于特定的层或表面侧。此时的质均分子量优选5,000~100,000。
另一方面,在使本发明的聚合物含有于起偏器(层)中时,也可以在起偏器的制造阶段,在构成起偏器的树脂中直接添加本发明的偏振片用组合物,但优选在制作起偏器的阶段,涂布本发明的偏振片用组合物(优选其溶液),使本发明的聚合物扩散到起偏器中。这种情况下,本发明的聚合物优选为具备具有水溶性基团、例如羧基、磺基、羟基的结构(优选以共聚成分赋予)的物质,此外,质均分子量优选1,000~20,000。
另外,由本发明的聚合物产生的作用效果的详细机制并不清楚,但推定有助于碘与聚乙烯醇或其酰化或缩酮化体的络合物(碘PVA络合物)的稳定化。
因此,推定通过使本发明的聚合物存在于起偏器(层)附近,从而本发明的聚合物使起偏器(层)中的碘PVA络合物稳定化,更高效地有助于起偏器耐久性改良效果。认为本发明的聚合物中的具有通式(1)所示的部分结构的聚合物例如随着时间的经过将该部分结构放出到分子外,能够更高效地提高长期的耐久性。
使本发明的聚合物在起偏器(层)附近局部存在的方法等在后面叙述。
推定通过少量添加能够优化耐久性的理由是由于,如上所述,本发明的聚合物通过在起偏器(层)附近局部存在,能够高效地发挥效果。
此外,推定长期的耐久性提高的理由是由于,本发明的聚合物在起偏器(层)附近局部存在,经过长期不会向其他层扩散。
进而,除此以外,还推定本发明的聚合物在起偏器(层)附近以高密度存在时,还具有抑制水向起偏器层中的浸入、起偏器层中的硼酸或多碘络合物向其他层中的流出的效果。
以下,示出本发明的聚合物的具体例子,但并不由此限定本发明。
另外,a/b为摩尔比。
[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]
本发明的聚合物的合成方法有在合成包含环结构α、β的单体后通过使该单体聚合来得到聚合物的方法、或利用高分子反应的方法。均可以采用公知的合成方法。
本发明的偏振片用组合物除了包含本发明的聚合物以外,还可以包含各种的原材料。
其中,优选含有下述通式(A)所示的化合物。
通过与通式(A)所示的化合物并用,本发明的效果进一步提高。除此以外,起偏器的相对于光的耐久性也提高。
[化学式23]
通式(A)中,RA1及RA3分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、链烯基或芳香族基团。其中,烷基、环烷基、链烯基及芳香族基团也可以具有取代基。RA5表示氢原子或取代基。
通式(A)所示的化合物包含环结构中的氢原子与邻接的环结构中的羰基进行烯醇化、或者在RA1、RA3为氢原子时进行酰亚胺酸化而得到的结构的互变异构体或其盐。
RA1、RA3及RA5中的烷基的碳原子数优选1~20,更优选1~10,进一步优选1~5,特别优选1~3,尤其优选甲基或乙基。其中,在具有环结构的基团取代的烷基的情况下,其碳原子数优选7~20,更优选7~12,进一步优选7~10。具有环结构的烷基中的环结构可以为芳香族环(包含芳香族杂环),也可以为脂肪族环,但优选为芳香族烃环或脂肪族环。作为具有环结构的烷基的具体例子,可列举出苄基、苯乙基,特别优选苄基。
RA1及RA3中的环烷基的碳原子数优选3~20,更优选3~10,进一步优选4~8,特别优选5或6。作为环烷基的具体例子,可列举出例如环丙基、环戊基、环己基,特别优选环己基。
RA1及RA3中的链烯基的碳原子数优选2~20,更优选2~10,进一步优选2~5。可列举出例如乙烯基、烯丙基。
RA1及RA3中的芳香族基团可以为芳香族烃基,也可以为芳香族杂环基,但优选芳香族烃基。
芳香族烃基的碳原子数优选6~20,更优选6~16,进一步优选6~12。作为芳香族烃基,优选苯基、萘基,更优选苯基。
作为芳香族杂环基,优选5或6元环,也可以苯环或杂环进行稠环。构成芳香族杂环基的杂环的杂原子优选氮原子、氧原子、硫原子,碳原子数优选0~20,更优选1~16,进一步优选3~12。作为这样的杂环,可列举出例如吡咯环、噻吩环、呋喃环、吡唑环、噁唑环、噻唑环、吡啶环、吲哚环。
RA5中的取代基可列举出取代基S中列举的基团,优选烷基、环烷基、链烯基、芳香族基团、卤素原子、甲酰基、酰基、氰基、水溶性基团。
其中,水溶性基团是提高化合物在水中的溶解性的基团,是阴离子或阳离子的基团、或者能够解离而阴离子化的基团(例如,pKa优选10以下。)。
作为这样的基团,可列举出磺基或其盐、羧基或其盐、磷酸基或其盐、羟基、巯基、氨基、鎓盐基(优选铵基)、磺酰胺基、酰基氨磺酰基、烷基或芳基的磺酰基氨磺酰基(-SO2NH-SO2R,R表示烷基或芳基)、具有活性次甲基或亚甲基结构的基团。
另外,羟基、巯基、氨基、磺酰胺基、酰基氨磺酰基、烷基或芳基的磺酰基氨磺酰基、具有活性次甲基或亚甲基结构的基团也包含盐的状态的基团。
RA5优选氢原子、烷基、环烷基、链烯基、芳香族基团、甲酰基、酰基。
RA1、RA3及RA5为烷基、环烷基、链烯基、芳香族基团时,它们可以具有的取代基可列举出取代基S中列举的基团,其中,优选烷基、环烷基、链烯基、芳香族基团、杂环基、烷氧基、烷硫基、烷基磺酰基、卤素原子、甲酰基、酰基、甲硅烷基、水溶性基团,更优选烷基、环烷基、芳基、杂环基、烷氧基、烷硫基、烷基磺酰基、卤素原子、甲酰基、酰基、甲硅烷基、水溶性基团,进一步优选烷基、环烷基、芳基、杂环基、烷氧基、烷硫基、烷基磺酰基、卤素原子、甲酰基、酰基、羟基、磺基或其盐、羧基或其盐、硼酸基或其盐、氨基甲酰基、氨磺酰基、鎓盐基(优选包含季铵基的铵基)。
通式(A)所示的化合物也因其使用目的而异,但优选的范围大致分为以下的2种。
第一优选的方式为以下的取代基的组合的化合物。
RA1、RA3及RA5分别独立地为氢原子、烷基、环烷基、链烯基或芳香族基团,这些烷基、环烷基、链烯基及芳香族基团也可以具有取代基,作为优选的取代基,具有取代基S中列举的基团中的除上述的水溶性基团以外的取代基的化合物。
上述的各基团可以具有的取代基更优选烷基、环烷基、链烯基、芳香族基团、杂环基、烷氧基、烷硫基、酰基、甲硅烷基、卤素原子。
RA1、RA3及RA5中的任一者优选为具有环结构的基团,环结构的数目优选1~6,更优选2~6,进一步优选2~5,特别优选3~5。
作为这样的环,优选脂肪族烃环、芳香族烃环,更优选环戊烷环、环己烷环、苯环、萘环,进一步优选环己烷环、苯环。
RA1、RA3及RA5为环状的基团时,优选环烷基、芳基,在RA1、RA3及RA5为具有环结构的基团的情况下,作为取代基,可列举出取代基S中列举的基团中的具有环烷基部分或芳基部分的基团,优选为具有环烷基、芳基作为取代基的基团,特别优选环烷基取代烷基、芳烷基,最优选苄基。
作为环状的基团或具有环结构的基团,尤其优选环烷基、芳基、芳烷基。
第一方式的化合物的分子量优选250~1200,更优选300~800,特别优选350~600。
通过使取代基的组合、分子量为这样的优选的范围,从而通式(A)所示的化合物变得难以从偏振片保护膜挥散,能够在偏振片保护膜中保持,能够得到透明性高的膜。
第二优选的方式为以下的取代基的组合的化合物。
该方式利用了极性效果,与第一方式相反,还考虑了扩散性。
RA1及RA3分别独立地为氢原子、烷基、环烷基、链烯基或芳香族基团,RA5为氢原子或取代基,并且1)RA1、RA3及RA5中的任一者为水溶性基团或包含水溶性基团的基团的化合物、2)分子量为128以上且低于250的化合物、和/或3)RA1、RA3及RA5中的任1个或2个为氢原子的化合物。
第二方式的化合物的分子量优选128~1200,更优选150~800。
以下,示出通式(A)所示的化合物的具体例子,本发明并不限定于它们。
此外,日本特开2011-118135号公报、尤其是段落号0030~0033中记载的化合物、日本特开2011-126968号公报、尤其是段落号0017~0025中记载的化合物、国际公开第2014/034709号小册子、尤其是段落号0024~0050中记载的化合物、及日本特开2014-194529号公报、尤其是段落号0014~0037中记载的化合物也优选与本发明的聚合物组合使用。
下述所示的Ph表示苯基,cHex表示环己基,Bu表示丁基,cC5H11表示环戊基,C6H4表示亚苯基,C6H4(p-CH3)那样的()的基团表示苯基上的取代基,“p”表示为对位。
此外,*为键合键。
[化学式24]
[化学式25]
化合物编号 | RA1 | RA3 | RA5 |
A-31 | cHex | cHex | cHex |
A-32 | CH2 C6H4(p-CH3) | CH2 C6H4(p-CH3) | CH2 C6H4(p-CH3) |
A-33 | C6H4(p-CH3) | CH2 C6H4(p-CH3) | CH2 C6H4(p-CH3) |
A-34 | C6H4(p-CH3) | CH2 C6H4(p-CH3) | CH2Ph |
A-35 | C6H4(p-Cl) | CH2Ph | CH2Ph |
A-36 | C6H4(p-S CH3) | CH2Ph | CH2Ph |
A-37 | C6H4(p-SO2CH3) | CH2Ph | CH2Ph |
A-38 | C6H4(p-C6H5) | CH2Ph | CH2Ph |
A-39 | cC5 H11 | CH2Ph | CH2Ph |
A-40 | cC5 H11 | cC5 H11 | CH2Ph |
A-41 | Ph | 4-吡啶基 | CH2Ph |
A-42 | 2-吡啶基 | CH2Ph | CH2Ph |
A-43 | Ph | CH2Ph | 2-吡啶基 |
A-44 | CH2Ph | CH2Ph | 4-吡啶基 |
A-45 | Ph | CH2Ph | CH2-(3-吲哚基) |
A-46 | Ph | CH2Ph | CH2-(2-萘基) |
A-47 | Ph | CH2CH2Ph | CH2-(2-萘基) |
A-48 | CH2Ph | CH2Ph | CH2-(2-萘基) |
A-49 | CH2Ph | H | CH2 C6H4(p-Cl) |
A-50 | Ph | H | CH2Ph |
A-51 | CH2Ph | H | Ph |
A-52 | C6H4(p-CH3) | H | CH2Ph |
A-53 | Ph | H | Ph |
A-54 | CH2Ph | H | CH2 C6H4(p-CH3) |
A-55 | Ph | CH2Ph | n-C4H9 |
A-56 | n-C4H9 | H | CH2Ph |
A-57 | H | H | CH2Ph |
A-58 | CH3 | H | CH2Ph |
A-59 | CH3 | CH3 | CH2Ph |
A-60 | H | H | Ph |
A-61 | CH3 | H | Ph |
A-62 | CH3 | CH3 | Ph |
A-63 | H | H | CH3 |
A-64 | H | H | n-C4H9 |
A-65 | Ph | CH2Ph | Cl |
A-66 | Ph | Ph | OH |
A-67 | H | H | CH2 C6H4(p-OH) |
A-68 | CH3 | CH3 | CH2 C6H4(p-OH) |
A-69 | H | H | CH2 C6H3(3,4-OH) |
A-70 | H | H | CH2 C6H4(p-SO3Na) |
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
已知通式(A)所示的化合物可以采用使尿素衍生物与丙二酸衍生物缩合的巴比妥酸的合成法来合成。在氮原子上具有2个取代基的巴比妥酸通过将N,N’-二取代型尿素和丙二酰氯进行加热、或者将丙二酸与醋酸酐等活化剂组合进行加热而得到,可以优选采用例如JournaloftheAmericanChemicalSociety,第61卷,1015页(1939年)、JournalofMedicinalChemistry,第54卷,2409页(2011年)、TetrahedronLetters,第40卷,8029页(1999年)、国际公开第2007/150011号小册子等中记载的方法。
此外,用于缩合的丙二酸可以是未取代的丙二酸,也可以是具有取代基的丙二酸,若使用具有相当于RA5的取代基的丙二酸,则通过构筑巴比妥酸,能够合成通式(A)所示的化合物。此外,若使未取代的丙二酸与尿素衍生物缩合,则可以得到5位为未取代的巴比妥酸,所以通过对其进行修饰,也可以合成通式(A)所示的化合物。
作为5位的修饰的方法,可以采用与卤代烷基等的亲核取代反应或迈克尔加成反应那样的加成反应。此外,还可以优选采用与醛或酮进行脱水缩合来生成烷叉基或芳叉基化合物,之后将双键还原的方法。例如,利用锌的还原方法记载于TetrahedronLetters,第44卷,2203页(2003年)中,利用接触还原的还原方法记载于TetrahedronLetters,第42卷,4103页(2001年)或JournaloftheAmericanChemicalSociety,第119卷,12849页(1997年)中,利用NaBH4的还原方法记载于TetrahedronLetters,第28卷,4173页(1987年)等中。它们均是可以优选用于5位具有芳烷基的情况或具有环烷基的情况的合成方法。
另外,通式(A)所示的化合物的合成法并不限定于上述方法。
本发明的偏振片用组合物含有本发明的聚合物、及根据需要并用的通式(A)所示的化合物,本发明特别优选进一步含有树脂。
本发明的聚合物的含量相对于(本发明的偏振片用组合物中的、或添加本发明的偏振片用组合物的被添加物中的)树脂100质量份,优选0.01~40质量份。
关于本发明的聚合物与通式(A)所示的化合物的含量的比率,相对于本发明的聚合物100质量份,通式(A)所示的化合物优选1~10000质量份。
此外,本发明的聚合物与通式(A)所示的化合物的合计的含量相对于树脂100质量份,优选0.01~40质量份。
另外,也可以将本发明的聚合物2种以上并用,只要其合计为上述范围即可。
其中,对取代基S进行说明。
取代基S包含以下的取代基。
〔取代基S〕
作为取代基S,可列举出烷基(优选碳原子数为1~20,例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、2-乙基己基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧基甲基等)、链烯基(优选碳原子数为2~20,例如乙烯基、烯丙基、油烯基等)、炔基(优选碳原子数为2~20,例如乙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、苯基乙炔基等)、环烷基(优选碳原子数为3~20,例如环丙基、环戊基、环己基、4-甲基环己基等)、芳基(优选碳原子数为6~20,例如苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-甲基苯基等)、杂环基(优选碳原子数为0~20的杂环基,环构成杂原子优选氧原子、氮原子、硫原子,也可以为5元环或6元环且也可以与苯环或杂环进行稠环,该环可以是饱和环、不饱和环、芳香环,例如2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-噁唑基等)、烷氧基(优选碳原子数为1~20,例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、苄基氧基等)、芳氧基(优选碳原子数为6~20,例如,苯氧基、1-萘氧基、3-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基等)、
烷硫基(优选碳原子数为1~20,例如甲硫基、乙硫基、异丙硫基、苄基硫基等)、芳硫基(优选碳原子数为6~20,例如苯硫基、1-萘硫基、3-甲基苯硫基、4-甲氧基苯硫基等)、甲酰基、酰基(包含烷基羰基、链烯基羰基、芳基羰基、杂环羰基,碳原子数优选20以下,例如乙酰基、新戊酰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯甲酰基、烟酰基等)、烷氧基羰基(优选碳原子数为2~20,例如乙氧基羰基、2-乙基己氧基羰基等)、芳氧基羰基(优选碳原子数为7~20,例如苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨基(包含氨基、烷基氨基、芳基氨基、杂环氨基,优选碳原子数为0~20,例如氨基、N,N-二甲基氨基、N,N-二乙基氨基、N-乙基氨基、苯胺基、1-吡咯烷基、哌啶基、吗啉基等)、烷基或芳基的磺酰胺基(优选碳原子数为0~20,例如N,N-二甲基磺酰胺、N-苯基磺酰胺等)、氨磺酰基(优选碳原子数为0~20,优选-SO2NH2或烷基或芳基的氨磺酰基,例如N,N-二甲基氨磺酰基、N-苯基氨磺酰基等)、酰氧基(优选碳原子数为1~20,例如乙酰氧基、苯甲酰氧基等)、氨基甲酰基〔优选碳原子数为1~20,优选-C(=O)NH2或烷基或芳基的氨基甲酰基,例如N,N-二甲基氨基甲酰基、N-苯基氨基甲酰基等〕、
酰基氨基(优选碳原子数为1~20,例如乙酰基氨基、丙烯酰基氨基、苯甲酰基氨基、烟酰胺等)、硫代酰基、烷氧基硫代羰基、芳氧基硫代羰基、硫代氨基甲酰基〔它们的优选的范围及具体例子可列举出仅将对应的酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基的C(=O)部分置换成(C=S)而不同的基团〕、甲硅烷基(碳原子数优选3~20,更优选烷基、芳基、烷氧基或芳氧基取代的甲硅烷基,进一步优选三烷基甲硅烷基、三烷氧基甲硅烷基,例如三甲基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等)、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、酰基氨磺酰基(包含烷基羰基氨磺酰基、链烯基羰基氨磺酰基、芳基羰基氨磺酰基、杂环羰基氨磺酰基,碳原子数优选20以下,例如乙酰基氨磺酰基、新戊酰基氨磺酰基、丙烯酰基氨磺酰基、甲基丙烯酰基氨磺酰基、苯甲酰基氨磺酰基、烟酰基氨磺酰基等)、烷基或芳基的磺酰基氨磺酰基(优选碳原子数为1~20,例如甲基磺酰基氨磺酰基、乙基磺酰基氨磺酰基、苯基磺酰基氨磺酰基、甲苯基磺酰基氨磺酰基等)、氰基、硝基、羟基或其阴离子、巯基或其阴离子、磺基或其盐、羧基或其盐、磷酸基或其盐、硼酸基或其盐、硼酸酯基、鎓盐基(例如,锍盐的锍基、铵盐的铵基、碘鎓盐的碘鎓基、鏻盐的鏻基)。
这些取代基也可以进一步被取代基取代,作为这样的取代基,可列举出上述取代基S中列举的基团。
例如,可列举出烷基上被芳基取代的芳烷基(例如苄基、苯乙基、二苯基甲基)、烷基上被烷氧基羰基或氰基取代的基团(例如苯甲酰基甲基)、烷基上被氟原子取代的三氟甲基那样的全氟烷基、芳基上被上述的取代基S中列举的基团取代的取代芳基等。此外,还优选列举出具有活性次甲基或活性亚甲基结构的基团(吸电子基团取代的烷基、具有在吸电子基团上键合了次甲基或亚甲基的部分的基团或具有夹入吸电子基团中的次甲基或亚甲基部的基团)。
<树脂>
本发明的偏振片用组合物优选用于偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层中。
偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层由树脂成分构成,本发明的偏振片用组合物优选包含树脂成分。
树脂成分根据本发明的偏振片用组合物的使用目的、用途而异。
例如,在偏振片保护膜中使用疏水性树脂,在粘接剂层中使用由树脂成分构成的水溶性粘接剂,在起偏器中使用聚乙烯醇系树脂(聚乙烯醇、酰化或缩酮化的聚乙烯醇等,也称为PVA。)。
本发明的偏振片用组合物中所含的树脂成分优选纤维素酰化物树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚丙烯酸酯系树脂或聚甲基丙烯酸酯系树脂那样的丙烯酸系树脂、降冰片烯系树脂等环烯烃系树脂、包含聚乙烯醇、酰化或缩酮化的聚乙烯醇的聚乙烯醇系树脂,进一步优选纤维素酰化物树脂、聚乙烯醇系树脂。
以下,对于本发明的偏振片用组合物,按照优选使用的偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层分开进行说明。另外,偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层由本发明的偏振片用组合物形成或制造、或者由本发明的偏振片用组合物构成。因此,以下说明的偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层可以与本发明的偏振片用组合物(偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层的各组合物)置换。
[[偏振片保护膜]]
偏振片保护膜可以为单层的形态,也可以为多个层的层叠体的形态中的任一形态。
偏振片保护膜为2层以上的层叠体的情况下,优选2层结构或3层结构,更优选3层结构。在3层结构的情况下,优选具有1层的芯层(即,为最厚的层,以下,也称为基层)和夹持芯层的皮层A及皮层B。本发明中,优选为皮层B/芯层/皮层A的3层结构。当偏振片保护膜由溶液制膜制造时,皮层A为与金属支撑体相接的层,皮层B为与金属支撑体成相反侧的空气界面的层。另外,将皮层A和皮层B也总称为皮层(或表层)。
本发明中,在由本发明的偏振片用组合物形成的偏振片保护膜为2层以上的层叠体的情况下,能够以少量而高效地体现出高温高湿下的起偏器的耐久性、进而起偏器的相对于光的耐久性。
偏振片保护膜由于与起偏器贴合,所以在层叠结构的偏振片保护膜的情况下,通过由本发明的偏振片用组合物仅形成靠近起偏器的层(为2层的情况下,任一层),能够使本发明的聚合物局部存在。
本发明中,为了进一步以少量体现出效果,优选3层以上的层叠结构,优选由本发明的偏振片用组合物仅形成偏振片保护膜的最表层、特别是靠近起偏器的层(上述的皮层A)。由此,能够使最表层中含有本发明的聚合物。
特别是偏振片保护膜为纤维素酰化物膜的情况下,能够高效地提高高温高湿下的起偏器的耐久性、进而起偏器的相对于光的耐久性。
偏振片保护膜的树脂可列举出纤维素酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚丙烯酸酯系树脂或聚甲基丙烯酸酯系树脂那样的丙烯酸系树脂、降冰片烯系树脂等环烯烃系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚苯乙烯系树脂、烯烃马来酰亚胺系树脂或戊二酰亚胺系树脂等酰亚胺系树脂,它们可以单独或混合使用。上述树脂中,优选由分子的取向产生的双折射、及光弹性系数比较小的纤维素酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、酰亚胺系树脂,更优选纤维素酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂,进一步优选纤维素酯系树脂、丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂,特别优选纤维素酯系树脂。
偏振片保护膜中的本发明的聚合物的含量或向组合物中的添加量没有特别限定,但相对于构成偏振片保护膜的树脂、或者在层叠结构的情况下相对于构成所适用的层的树脂100质量份,优选0.01~40质量份,更优选0.01~30质量份,特别优选0.1~30质量份。通过设为这样的含量,本发明的效果即高温高湿下的起偏器的耐久性变得优异。此外,能够充分地体现膜的着色抑制,进而也可以维持膜的透明性。
此外,在含有2种以上本发明的聚合物的情况、此外与通式(A)所示的化合物并用的情况下,也优选其合计量为上述的范围内。
以下,对聚丙烯酸酯系树脂、环烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂及作为纤维素酯系树脂的纤维素酰化物树脂(也简称为纤维素酰化物)进行说明。
[丙烯酸系树脂]
本说明书中,“丙烯酸系树脂”中不仅包含丙烯酸系树脂,还包含甲基丙烯酸系树脂。因此,以下,将“丙烯酸系树脂”也记载为“(甲基)丙烯酸系树脂”。
本发明的偏振片保护膜包含(甲基)丙烯酸系树脂作为主要成分是优选的方式之一。
其中,所谓主要成分是指偏振片保护膜中含有的成分中的含有质量比最大的成分。偏振片保护膜中的(甲基)丙烯酸系树脂的含有率优选10~99.99质量%,更优选20~99.99质量%,进一步优选30~99.99质量%。
(甲基)丙烯酸系树脂是将(甲基)丙烯酸系单体聚合而得到的树脂,也可以包含由除(甲基)丙烯酸系单体以外的单体得到的结构单元。(甲基)丙烯酸系树脂尤其优选为将包含紫外线吸收性单体和(甲基)丙烯酸系单体的单体组合物聚合而得到的树脂。
紫外线吸收性单体优选二苯甲酮系紫外线吸收性单体、苯并三唑系紫外线吸收性单体,更优选苯并三唑系紫外线吸收性单体。
紫外线吸收性单体可以仅使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述(甲基)丙烯酸系单体,在不损害本发明的效果的范围内,可以采用任意的适合的(甲基)丙烯酸系单体。可列举出例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯。优选(甲基)丙烯酸的碳原子数为1~6的烷基酯,更优选为甲基丙烯酸甲酯。
(甲基)丙烯酸系单体可以仅使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂,从具有高的耐热性、高的透明性、高的机械强度的方面考虑,优选具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
作为具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂,优选为由制造日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报、日本特开2006-171464号公报等中记载的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂时的单体组合物中进一步包含上述紫外线吸收性单体的单体组合物制造的(甲基)丙烯酸系树脂。
(甲基)丙烯酸系树脂的质均分子量(Mw)优选1,000以上且2,000,000以下,更优选5,000以上且1,000,000以下,进一步优选10,000以上且1,000,000以下。
[环烯烃系树脂]
本发明的偏振片保护膜包含环烯烃系树脂作为主要成分为优选的方式之一。偏振片保护膜中的环烯烃系树脂的含量优选10~99.99质量%,更优选20~99.99质量%,进一步优选30~99.99质量%。
环烯烃系树脂优选具有至少1个极性基团的环烯烃系树脂,在制成偏振片保护膜的情况下,优选显示一定的透湿度的环烯烃系树脂。
通过使环烯烃系树脂中具有至少1个的极性基团,在二氯甲烷等有机溶剂中的溶解性提高,变得能够进行溶液制膜。溶液制膜由于与熔融制膜相比能够以较低的温度制膜,所以不易引起添加剂的分解或挥散,是优选的。
作为极性基团,可列举出例如羟基、碳原子数为1~10的烷氧基、碳原子数为1~10的酰氧基、碳原子数为2~10的烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、酰胺基、含酰亚胺环的基团、三有机甲硅烷氧基、三有机甲硅烷基、氨基、酰基、碳原子数为1~10的烷氧基甲硅烷基、含磺酰基的基团、及羧基等。这些极性基团具体而言,作为烷氧基,可列举出例如甲氧基、乙氧基等,作为酰氧基,可列举出例如乙酰氧基、丙酰氧基等烷基羰氧基、及苯甲酰氧基等芳基羰氧基,作为烷氧基羰基,可列举出例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等,作为芳氧基羰基,可列举出例如苯氧基羰基、萘氧基羰基、芴氧基羰基、联苯氧基羰基等,作为三有机甲硅烷氧基,可列举出例如三甲基甲硅烷氧基、三乙基甲硅烷氧基等,作为三有机甲硅烷基,可列举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基等,作为氨基,可列举出伯氨基,作为烷氧基甲硅烷基,可列举出例如三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等。
它们中优选烷氧基羰基,更优选甲氧基羰基。
环烯烃系树脂优选为下述通式(RC)所示的树脂。
[化学式29]
通式(RC)中,t表示0或1,u表示0或1以上的整数。LL表示亚乙烯基或亚乙基,RC1~RC4分别独立地表示氢原子、卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1~30的烃基或极性基团,烃基也可以介由具有氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连接基团而键合。其中,RC1与RC2或RC3与RC4的2个可以彼此键合而形成2价的烃基,也可以形成碳环或杂环。多个LL、RC1、RC2、RC3及RC4各自可以相同也可以不同。RC1~RC4中的至少1个为极性基团从溶液制膜适应性提高的观点考虑是优选的。
u优选0~2的整数,更优选0或1。
RC1~RC4中的卤素原子可列举出氟原子、氯原子及溴原子。
RC1~RC4中的碳原子数为1~30的烃基可列举出例如甲基、乙基、丙基等烷基、环戊基、环己基等环烷基、乙烯基、烯丙基、丙烯基等链烯基、苯基、联苯、萘基、蒽基等芳基等。这些烃基也可以被取代,作为取代基,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子等卤素原子、苯基磺酰基等。
此外,上述烃基可以直接键合在环结构上,或者也可以介由连接基团(linkage)而键合。作为连接基团,可列举出例如-(CH2)mm-(mm为1~10的整数)所示的亚烷基等碳原子数为1~10的2价的烃基、包含氧原子、氮原子、硫原子或硅的连接基团。作为包含氧原子、氮原子、硫原子或硅的连接基团的具体例子,可列举出羰基[-C(=O)-]、羰氧基[-C(=O)O-]、氧羰基[-OC(=O)-]、磺酰基[-SO2-]、醚键[-O-]、硫醚键[-S-]、亚氨基[-NH-]、酰胺键[-NH-C(=O)-,-C(=O)NH-]、硅氧烷键[-OSi(RCA)2-(式中,RCA为甲基、乙基等烷基)]及这些基团2种以上连接而成的基团等。
RC1与RC2或RC3与RC4的2个也可以彼此键合而形成2价的烃基、碳环或杂环,但优选不形成。另外,所形成的碳环或杂环可以为单环结构也可以为多环结构,碳环或杂环可以为芳香环也可以为非芳香环,但优选为非芳香环。
关于环烯烃系树脂的合成法,可以参考日本特开2001-114836号公报的段落号0039~0068进行合成。
环烯烃系树脂用差示扫描量热计(DSC)测定得到的玻璃化转变温度(Tg)优选70℃以上,更优选90℃~185℃,进一步优选100~165℃,特别优选120~160℃。
环烯烃系树脂的质均分子量(Mw)优选5,000~1,000,000,更优选8,000~200,000。
环烯烃系树脂的饱和吸水率优选1质量%以下,更优选0.8质量%以下。
环烯烃系树脂的在氯仿中、30℃下测定的特性粘度(ηinh)优选0.1~1.5dl/g,进一步优选0.4~1.2dl/g。此外,在135℃的萘烷中测定的极限粘度[η]优选0.01~20dl/g,更优选0.03~10dl/g,进一步优选0.05~5dl/g。依据ASTMD1238在260℃、载荷2.16kg下测定得到的熔融流动指数(MFR)优选0.1~200g/10分钟,更优选1~100g/10分钟,进一步优选5~50g/10分钟。
进而,环烯烃系树脂的软化点以用热机械分析仪(TMA)测定得到的软化点计,优选30℃以上,优选70℃以上,进一步优选80~260℃。
此外,关于环烯烃系树脂,作为氢化聚合物的加氢率,用60MHz、1H-NMR测定得到的值优选50%以上,更优选90%以上,进一步优选98%以上。加氢率越高,所得到的环烯烃系树脂膜相对于热或光的稳定性变得越优异。此外,氢化聚合物中所含的凝胶含量优选5质量%以下,进一步优选1质量%以下。
环烯烃系树脂优选为非晶性或低结晶性,通过X射线衍射法测定得到的结晶化度优选20%以下,更优选10%以下,进一步优选2%以下。
[聚酯系树脂]
聚酯系树脂可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(对苯二甲酸1,4-环己二甲酯)、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等,也可以包含其他的共聚成分。
本发明的偏振片保护膜包含聚酯系树脂作为主要成分是优选的方式之一,偏振片保护膜中的聚酯系树脂的含量优选10~99.99质量%,更优选30~99.99质量%,进一步优选70~99.99质量%。
聚酯系树脂的透明性高,热特性、机械特性优异,能够控制利用拉伸加工得到的延迟。
其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯从通用性高、容易获得、内禀双折射大、即使膜厚薄也比较容易得到大的延迟的方面考虑是优选的。
聚酯系树脂可以利用常规方法通过酯交换反应或二羧酸与二醇的缩聚反应进行合成。
聚酯膜可以按照一般的聚酯膜的制造方法来进行制造。可列举出例如以下方法:将聚酯树脂熔融,将以片材状挤出并成形的无取向聚酯在玻璃化转变温度以上的温度下,利用辊的速度差沿纵向进行拉伸后,利用拉幅机沿横向进行拉伸,实施热处理。
聚酯膜可以为单轴拉伸膜,也可以为双轴拉伸膜。
在聚酯膜的制膜中,纵向拉伸温度、横向拉伸温度优选80~130℃,特别优选90~120℃。纵向拉伸倍率优选1.0~3.5倍,特别优选1.0倍~3.0倍。此外,横向拉伸倍率优选2.5~6.0倍,特别优选3.0~5.5倍。为了将延迟控制在上述范围,优选控制纵向拉伸倍率与横向拉伸倍率的比率。若纵横的拉伸倍率的差过小,则变得难以提高延迟,不优选。此外,较低地设定拉伸温度在提高延迟的方面也是优选的对策。在接下来的热处理中,处理温度优选100~250℃,特别优选180~245℃。
聚酯系树脂的数均分子量优选5,000以上,更优选6,000以上,进一步优选10,000以上。此外,玻璃化转变温度没有特别限定,但优选20~90℃,更优选30~80℃。另外,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度为0.62dl/g。
[纤维素酰化物]
本发明中,作为纤维素酰化物膜的主要成分的纤维素酰化物可以使用1种,也可以使用2种以上。例如,纤维素酰化物可以是作为酰基取代基仅由乙酰基构成的纤维素乙酸酯,也可以使用具有多种不同的酰基取代基的纤维素酰化物,还可以是不同的纤维素酰化物的混合物。
作为本发明中使用的纤维素酰化物的原料的纤维素,有棉短绒或木浆(阔叶树纸浆,针叶树纸浆)等,可以使用从任意原料纤维素中得到的纤维素,也可以根据情况混合使用。原料纤维素可以使用例如丸澤、宇田著,「プラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂」,日刊工業新聞社(1970年发行)或发明协会公开技报公技号2001-1745号(7页~8页)中记载的纤维素。
本发明中,纤维素酰化物的酰基可以仅为1种,或者也可以是在同一纤维素中取代有2种以上的酰基。本发明中使用的纤维素酰化物优选具有碳原子数为2以上的酰基作为取代基。作为碳原子数为2以上的酰基,可以是脂肪族的酰基,也可以是芳香族的酰基,没有特别限定。它们例如为纤维素的烷基羰基、链烯基羰基或芳香族羰基、芳香族烷基羰基等,也可以分别具有进一步被取代的基团。作为它们的优选的例子,可列举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、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。它们中,更优选乙酰基、丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等,进一步优选为乙酰基、丙酰基、丁酰基。
本发明中使用的纤维素酰化物优选具有碳原子数为2~4的酰基作为取代基。当使用2种以上的酰基时,优选其中1种为乙酰基,作为其他使用的碳原子数为2~4的酰基,优选丙酰基或丁酰基。通过使用这些纤维素酰化物,能够制作溶解性优良的溶液,特别是在非氯系有机溶剂中,能够制作良好的溶液。进而能够制作粘度低、过滤性好的溶液。
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。纤维素酰化物为将这些羟基的一部分或全部用酰基进行酰化而得到的聚合物(聚合物)。
酰基取代度表示位于2位、3位及6位的纤维素的羟基的酰化的程度,在全部葡萄糖单元的2位、3位及6位的羟基均被酰化时,总酰基取代度为3,例如在全部葡萄糖单元中仅6位被完全酰化时,总酰基取代度为1。同样地,在全部葡萄糖的全部羟基中,各葡萄糖单元中,6位或2位中的任一个全部被酰化时,总酰基取代度也为1。
即,将葡萄糖分子中的全部羟基全部被酰化的情况设为3来表示酰化的程度。
关于酰基取代度的测定方法的详细情况,可以依据手塚等,Carbohydrate.Res.,273,83-91(1995)中记载的方法或ASTM-D817-96中规定的方法进行测定。
若设本发明中使用的纤维素酰化物的总酰基取代度为A,则A优选1.5以上且3.0以下(1.5≤A≤3.0),更优选2.00~2.97,进一步优选2.50以上且低于2.97,特别优选2.70~2.95。
此外,在仅使用了乙酰基作为纤维素酰化物的酰基的纤维素乙酸酯中,若设总乙酰基取代度为B,则B优选2.0以上且3以下(2.0≤B≤3.0),更优选2.0~2.97,进一步优选2.5以上且低于2.97,尤其优选2.55以上且低于2.97,特别优选2.60~2.96,最优选2.70~2.95。
另外,本发明的聚合物对于总酰基取代度即A超过2.00的纤维素酰化物特别体现出效果。
当本发明的偏振片保护膜的纤维素酰化物膜为层叠体(多层构成)时,纤维素酰化物膜各层中的纤维素酰化物的酰基取代度可以均匀,也可以使酰基取代度或酰基不同的多种纤维素酰化物混合存在于一个层中。
在纤维素的酰化中,当使用酸酐或酰氯作为酰化剂时,作为反应溶剂即有机溶剂,可以使用二氯甲烷或有机酸、例如乙酸等。
作为催化剂,在酰化剂为酸酐的情况下,优选使用硫酸那样的质子性催化剂,在酰化剂为酰氯(例如,CH3CH2COCl)的情况下,使用碱性化合物。
最常用的纤维素的混合脂肪酸酯的工业合成方法是将纤维素用包含与乙酰基及其他酰基对应的脂肪酸(乙酸、丙酸、戊酸等)或它们的酸酐的混合有机酸成分进行酰化的方法。
纤维素酰化物可以通过例如日本特开平10-45804号公报中记载的方法来合成。
本发明的偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜在全部固体成分中含有5~99质量%的纤维素酰化物从透湿度的观点出发是优选的,更优选包含20~99质量%,特别优选包含50~95质量%。
[添加剂]
在本发明的偏振片保护膜中,与本发明的聚合物一起,特别是在纤维素酰化物膜中,还可以加入延迟调整剂(延迟显现剂及延迟降低剂)、作为增塑剂的缩聚酯化合物(聚合物、多元醇的多元酯、邻苯二甲酸酯、磷酸酯、糖酯等、进而紫外线吸收剂、自由基捕获剂、防劣化剂(抗氧化剂)、剥离促进剂、硬度提高剂、消光剂等添加剂。
另外,本说明书中,为了表示化合物组,例如有时如磷酸酯系化合物那样加入了“系”进行记载,在上述的情况下,其含义与磷酸酯化合物相同。
延迟降低剂、延迟显现剂、增塑剂、包含多元醇酯系或缩聚酯系在内的疏水化剂、碳水化合物衍生物系增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消光剂优选日本特开2013-28782号公报的段落号0061~0126、国际公开第2014/034709号小册子的段落号0066~0216中记载的化合物或原材料,也包括其含量在内的记载内容全部作为本说明书的一部分优选纳入。
此外,硬度提高剂优选具有多个酰胺、氨基甲酸酯、酰脲键的化合物,优选国际公开第2014/133041号小册子中记载的通式(I)或通式(A-100)所示的化合物、及日本特开2013-127058号公报中记载的通式(I)所示的化合物。本说明书中,可以优选采纳国际公开第2014/133041号小册子的段落号0065~0256及日本特开2013-127058号公报的段落号0094~0116。
(自由基捕捉剂)
在偏振片保护膜中,优选含有自由基捕捉剂。作为自由基捕捉剂,优选使用HALS类、还原酮类。
HALS类特别优选具有2,2,6,6-四甲基-哌啶环的化合物,优选哌啶的1位为氢原子、烷基、烷氧基、羟基、氧自由基(-O·)、酰氧基、酰基的化合物,更优选4位为氢原子、羟基、酰氧基、可以具有取代基的氨基、烷氧基、芳氧基的化合物。此外还优选分子中具有2~5个的2,2,6,6-四甲基-哌啶环的化合物。
作为这样的化合物,可列举出例如SunlizerHA-622(商品名、SortCo.,Ltd.制)、CHIMASSORB2020FDL、TINUVIN770DF、TINUVIN152、TINUVIN123、FLAMESTABNOR116FF〔商品名,均为BASF公司(旧CibaSpecialtyChemicalsInc.)制〕、CyasorbUV-3346、CyasorbUV-3529(商品名、均为SUNCHEMICALCOMPANYLTD.制)。
作为还原酮类,可列举出日本特开平6-27599号公报的段落号0014~0034中例示的化合物、日本特开平6-110163号公报的段落号0012~0020中例示的化合物、日本特开平8-114899号公报的段落号0022~0031中例示的化合物。
此外,抗坏血酸、异抗坏血酸的油溶化衍生物在本发明中可以优选使用,可列举出硬脂酸L-抗坏血酸酯、四异棕榈酸L-抗坏血酸酯、棕榈酸L-抗坏血酸酯、棕榈酸异抗坏血酸酯、四异棕榈酸异抗坏血酸酯等。其中,优选具有抗坏血酸骨架的化合物,特别优选L-抗坏血酸的肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯。
偏振片保护膜中的自由基捕捉剂的含量相对于构成偏振片保护膜的树脂100质量份,优选0.001~2.0质量份,更优选0.01~1.0质量份。
(防劣化剂)
在偏振片保护膜中,也可以添加防劣化剂(例如抗氧化剂、过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属钝化剂、酸捕获剂、胺)。此外,紫外线吸收剂也是防劣化剂之一。这些防劣化剂等优选日本特开昭60-235852号、日本特开平3-199201号、日本特开平5-1907073号、日本特开平5-194789号、日本特开平5-271471号、日本特开平6-107854号、日本特开平6-118233号、日本特开平6-148430号、日本特开平7-11056号、日本特开平7-11055号、日本特开平7-11056号、日本特开平8-29619号、日本特开平8-239509号、日本特开2000-204173号、日本特开2006-251746号的各公报中记载的物质。
上述的自由基捕获剂也显示防劣化作用,胺类也作为防劣化剂已知,可列举出例如日本特开平5-194789号公报的段落号0009~0080中记载的化合物、三正辛基胺、三异辛基胺、三(2-乙基己基)胺、N,N-二甲基十二烷基胺等脂肪族胺。
此外,还优选使用具有2个以上的氨基的多元胺类,作为多元胺,优选具有2个以上伯氨基或仲氨基的多元胺。作为具有2个以上的氨基的化合物,可列举出含氮杂环化合物(具有吡唑烷环、哌嗪环等的化合物)、多胺系化合物(为链状或环状的多胺、例如二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、N,N’-双(氨基乙基)-1,3-丙烷二胺、N,N,N’,N”,N”-五(2-羟基丙基)二亚乙基三胺、聚亚乙基亚胺、改性聚亚乙基亚胺、包含1,4,8,11-四氮杂环十四烷(cyclam)作为基本骨架的化合物)等。
偏振片保护膜中的防劣化剂的含量以质量基准计优选1ppm~10%,更优选1ppm~5.0%,进一步优选10ppm~1.0%。
(剥离促进剂)
偏振片保护膜中也可以添加公知的剥离促进剂。
剥离促进剂优选有机酸、多元羧酸衍生物、表面活性剂或螯合剂。可以优选使用例如日本特开2006-45497号公报的段落号0048~0081中记载的化合物、日本特开2002-322294号公报的段落号0077~0086中记载的化合物、日本特开2012-72348号公报的段落号0030~0056中记载的化合物、国际公开第2014/034709号小册子的段落号0206~0216中记载的化合物等。偏振片保护膜中的剥离促进剂的含量以质量基准计优选1ppm~5.0%,更优选1ppm~2.0%。
以下,对于偏振片保护膜的优选的物性,以纤维素酰化物膜为代表进行说明,但并不仅限定于纤维素酰化物。
〔弹性模量(拉伸弹性模量)〕
纤维素酰化物膜显示实用上充分的弹性模量(拉伸弹性模量)。弹性模量的范围没有特别限定,但从制造适应性及处理性的观点出发,优选1.0~7.0GPa,更优选2.0~6.5GPa。本发明的聚合物具有通过添加到纤维素酰化物膜中、从而将纤维素酰化物膜疏水化而提高弹性模量的作用,这一点也是本发明的优点。
(光弹性系数)
纤维素酰化物膜的光弹性系数的绝对值优选8.0×10-12m2/N以下,更优选6×10-12m2/N以下,进一步优选5×10-12m2/N以下。通过减小纤维素酰化物膜的光弹性系数,在将纤维素酰化物膜作为偏振片保护膜组装入液晶显示装置中时,能够抑制在高温高湿下产生不均。光弹性系数只要没有特别说明,则为通过以下的方法测定而算出的值。
光弹性系数的下限值没有特别限定,但在实际中为0.1×10-12m2/N以上。
将纤维素酰化物膜切成3.5cm×12cm,用椭偏仪(例如,M150[商品名]、日本分光株式会社)测定无载荷、250g、500g、1000g、1500g各载荷下的延迟(Re),由Re变化相对于应力的直线的斜率算出光弹性系数。
(含水率)
纤维素酰化物膜的含水率可以通过测定一定温湿度下的平衡含水率来评价。平衡含水率为通过卡尔费休法测定在上述温湿度下放置24小时后达到平衡的试样的水分量,将水分量(g)除以试样质量(g)而算出的值。
纤维素酰化物膜在25℃且相对湿度80%下的含水率优选5质量%以下,进一步优选4质量%以下,更优选低于3质量%。通过减小纤维素酰化物膜的含水率,在将包含纤维素酰化物膜的光学膜作为偏振片保护膜组装入液晶显示装置中时,能够抑制高温高湿下的液晶显示装置的显示不均的发生。含水率的下限值没有特别限定,但在实际中为0.1质量%以上。
(透湿度)
纤维素酰化物膜的透湿度可以依据JISZ0208的透湿度试验(卡普法),通过在温度为40℃、相对湿度为90%的气氛中测定24小时内通过试样的水蒸汽的质量,并换算成每1m2试样面积的24小时内通过的水蒸汽的质量来进行评价。
纤维素酰化物膜的透湿度优选500~2000g/m2·day,更优选900~1300g/m2·day。
(雾度)
纤维素酰化物膜的雾度优选1%以下,更优选0.7%以下,特别优选0.5%以下。通过将雾度设为上述上限值以下,具有纤维素酰化物膜的透明性变得更高、变得更容易作为光学膜使用的优点。雾度只要没有特别说明,则为通过下述方法测定而算出的值。雾度的下限值没有特别限定,但在实际中为0.001%以上。
将纤维素酰化物膜40mm×80mm在25℃、相对湿度为60%的环境下,使用雾度计(例如,HGM-2DP、SugaTestInstrumentsCo.,Ltd.)按照JISK7136进行测定。
(膜厚)
纤维素酰化物膜的平均膜厚优选10~100μm,更优选15~80μm,进一步优选15~70μm。通过设为15μm以上,从制作料片(web)状的膜时的处理性提高的方面出发是优选的。此外,通过设为70μm以下,容易应对湿度变化,容易维持光学特性。
此外,在纤维素酰化物膜具有3层以上的层叠结构的情况下,芯层的膜厚优选3~70μm,更优选5~60μm,皮层A及皮层B的膜厚均更优选0.5~20μm,特别优选0.5~10μm,最优选0.5~5μm。
(宽度)
纤维素酰化物膜的宽度优选700~3000mm,更优选1000~2800mm,特别优选1300~2500mm。
[偏振片保护膜的制造方法]
偏振片保护膜的制造方法、特别是纤维素酰化物膜的制造方法没有特别限定,但优选通过熔融制膜法或溶液制膜法来制造。更优选通过溶液制膜法(溶剂流延法)来制造。关于利用了溶剂流延法的纤维素酰化物膜的制造例,可以参考美国专利第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、以及日本特公昭45-4554号、日本特公昭49-5614号、日本特开昭60-176834号、日本特开昭60-203430号及日本特开昭62-115035号等各公报。此外,纤维素酰化物膜也可以实施拉伸处理。关于拉伸处理的方法及条件,可以参考例如日本特开昭62-115035号、日本特开平4-152125号、日本特开平4-284211号、日本特开平4-298310号、日本特开平11-48271号等各公报。
(流延方法)
作为溶液的流延方法,有将所制备的胶浆从加压模均匀地挤出到金属支撑体上的方法、将暂时流延到金属支撑体上的胶浆用刮刀调节膜厚的利用刮刀片的方法、用反向旋转的辊进行调节的利用逆转辊涂布机的方法等,但优选利用加压模的方法。加压模有衣架型或T模型等,均可以优选使用。此外,除了这里列举的方法以外,还可以通过以往已知的将纤维素酰化物溶液进行流延制膜的各种方法来实施,通过考虑所使用的溶剂的沸点等的差异而设定各条件,可获得与各公报中记载的内容同样的效果。
·共流延
在偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜的形成中优选采用共流延法、依次流延法、涂布法等层叠流延法,特别是使用同时共流延法从稳定制造及降低生产成本的观点出发是特别优选的。
在利用共流延法及依次流延法进行制造的情况下,首先,制备各层用的包含偏振片保护膜中使用的树脂及本发明的聚合物的组合物的溶液(胶浆)。
共流延法(多层同时流延)为下述流延法:在流延用支撑体(条带或滚筒)上,将各层(可以是3层或其以上)各自的流延用胶浆从由不同的狭缝等同时挤出的流延用模头将胶浆挤出,各层同时流延,在适当的时期从支撑体剥取,干燥而将膜成形。
作为在共流延法中使其局部存在的方法,没有特别限定,可列举出例如以下方法:在用于形成使本发明的聚合物局部存在的层的胶浆中使用含有本发明的聚合物的胶浆,在用于形成除此以外的层的胶浆中使用不含有本发明的聚合物的胶浆。
·依次流延法
依次流延法为下述流延法:其要领是在流延用支撑体上首先将第1层用的流延用胶浆从流延用模头挤出,进行流延,干燥或不进行干燥,在其上将第2层用的流延用胶浆从流延用模头挤出,进行流延,必要的话依次将胶浆流延、层叠直至第3层以上,在适当的时期从支撑体上剥取并进行干燥,将偏振片保护膜成形。涂布法通常为下述方法:将芯层通过溶液制膜法成形为膜状,制备涂布于表层的涂布液,使用适当的涂布机,在芯层的各单面或两面同时涂布涂布液并干燥,将层叠结构的偏振片保护膜成形。
作为在依次流延法中使其局部存在的方法,没有特别限定,可列举出例如以下方法:将不含有本发明的聚合物的芯层通过溶液制膜法成形为膜状后,制备含有本发明的聚合物的涂布液,在芯层的单面进行涂布干燥,将层叠结构的偏振片保护膜成形的方法。这种情况下,含有本发明的聚合物的涂布液成为本发明的偏振片用组合物的溶液。
作为制造偏振片保护膜中所使用的环状地运行的金属支撑体,使用表面通过镀铬进行了镜面加工的滚筒或通过表面研磨进行了镜面加工的不锈钢带(也可以称为条带)。所使用的加压模可以在金属支撑体的上方设置1台或2台以上。优选为1台或2台。在设置2台以上的情况下,可以将进行流延的胶浆量在各模中分为各种比例,也可以从多个精密定量齿轮泵以各自的比例将胶浆送液到模。流延中使用的胶浆(树脂溶液)的温度优选为-10~55℃,更优选为25~50℃。此时,工序的所有的溶液温度可以相同,或者也可以在工序的各处不同。在不同的情况下,只要在即将流延前为所期望的温度即可。
此外,关于上述金属支撑体的材质,没有特别限制,优选SUS制(例如,SUS316)。
(剥离)
在偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜的制造方法中,优选包括将上述胶浆膜从金属支撑体上剥取的工序。关于偏振片保护膜的制造方法中的剥离的方法,没有特别限制,但在采用上述的剥离促进剂的添加等公知的方法的情况下可以改善剥离性。
(拉伸处理)
在偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜的制造方法中,可以包括将以调整机械物性或赋予相位差等为目的而对制膜得到的偏振片保护膜进行拉伸的工序。偏振片保护膜的拉伸方向优选为偏振片保护膜搬送方向(MD方向)和与搬送方向正交的方向(TD方向)中的任一方向,但与偏振片保护膜搬送方向正交的方向(TD方向)从后续的使用了偏振片保护膜的偏振片加工工艺的观点出发是特别优选的。
沿TD方向进行拉伸的方法记载于例如日本特开昭62-115035号、日本特开平4-152125号、日本特开平4-284211号、日本特开平4-298310号、日本特开平11-48271号等各公报中。在MD方向的拉伸的情况下,例如若调节偏振片保护膜的搬送辊的速度,使偏振片保护膜的卷取速度快于偏振片保护膜的剥取速度,则偏振片保护膜被拉伸。在TD方向的拉伸的情况下,通过边用拉幅机保持偏振片保护膜的宽度边进行搬送,并缓慢加宽拉幅机的宽度,也能够将偏振片保护膜进行拉伸。也可以在偏振片保护膜的干燥后使用拉伸机进行拉伸(优选为使用长拉伸机的单轴拉伸)。
在将偏振片保护膜作为起偏器的保护膜使用的情况下,为了抑制从斜向观察偏振片时的漏光,需要将起偏器的透射轴与偏振片保护膜的面内的慢轴平行地配置。由于连续地制造的卷膜状的起偏器的透射轴通常与卷膜的宽度方向平行,所以为了将上述卷膜状的起偏器与由卷膜状的偏振片保护膜构成的保护膜连续地贴合,需要卷膜状的保护膜的面内慢轴与偏振片保护膜的宽度方向平行。因此,优选通过TD方向更多地进行拉伸。此外,拉伸处理可以在制膜工序的过程中进行,也可以对制膜并卷取后的坯料进行拉伸处理。
TD方向的拉伸优选为5~100%的拉伸,更优选为5~80%的拉伸,特别优选为5~40%的拉伸。另外,未拉伸是指拉伸为0%。拉伸处理可以在制膜工序的过程中进行,也可以对制膜并卷取后的坯料进行拉伸处理。在前者的情况下,也可以在包含残留溶剂量的状态下进行拉伸,可以在残留溶剂量=(残存挥发成分质量/加热处理后膜质量)×100%为0.05~50%的情况下优选地进行拉伸。特别优选在残留溶剂量为0.05~5%的状态下进行5~80%拉伸。
(干燥)
在偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜的制造方法中,包括将偏振片保护膜进行干燥的工序、和将干燥后的偏振片保护膜在玻璃化转变温度(Tg)-10℃以上的温度下进行拉伸的工序从延迟显现性的观点出发是优选的。
金属支撑体上的胶浆的干燥通常有以下方法:从金属支撑体(滚筒或带)的表面侧、即位于金属支撑体上的料片的表面吹热风的方法;从滚筒或带的背面吹热风的方法;使控制了温度的液体从带或滚筒的胶浆流延面的相反侧即背面接触,通过热传导将滚筒或带进行加热以控制表面温度的背面液体热传导方法等,但优选背面液体热传导方式。流延前的金属支撑体的表面温度只要为胶浆中所使用的溶剂的沸点以下,则可以是任意℃。但是,为了促进干燥,此外为了使其在金属支撑体上的流动性消失,优选设定为比所使用的溶剂中沸点最低的溶剂的沸点低1~10℃的温度。另外,在将流延胶浆冷却而不进行干燥地剥取的情况下不限于此。
关于偏振片保护膜的厚度的调整,只要按照达到所期望的厚度的方式调节胶浆中包含的固体成分浓度、模的模头的狭缝间隙、从模挤出的压力、金属支撑体速度等即可。
如以上那样操作得到的偏振片保护膜的长度优选以每1辊为100~10000m的方式卷取,更优选为500~7000m,进一步优选为1000~6000m。卷取时,优选对至少一端赋予滚花,滚花的宽度优选为3mm~50mm,更优选为5mm~30mm,高度优选为0.5~500μm,更优选为1~200μm。其可以单侧压花,也可以双侧压花。
在作为大画面用液晶显示装置用的光学补偿膜使用的情况下,优选例如使膜宽为1470mm以上进行成形。此外,本发明的偏振片保护膜中不仅包括被切断成能够直接组装入液晶显示装置的大小的膜片方式的膜,还包括通过连续生产制作成长条状并卷绕成卷状的方式的膜。后一方式的偏振片保护膜可以以该状态保管·搬送等,在实际组装入液晶显示装置时或与起偏器等贴合时切断成所期望的大小后使用。此外,还可以在与由同样地制作成长条状的聚乙烯醇膜等构成的起偏器等直接以长条状贴合后,在实际组装入液晶显示装置时,切断成所期望的大小后使用。作为卷绕成卷状的光学补偿膜的一个方式,可列举出卷绕成卷长为2500m以上的卷状的方式。
<<功能性层>>
在本发明的偏振片保护膜中,可以在偏振片保护膜上根据期望设置与目的相应的功能性层。作为功能性层,可列举出硬涂层、防反射层、光散射层、防污层、防静电层等,它们也可以以一层兼具多个功能。
作为一个例子,硬涂层是用于对偏振片保护膜赋予硬度或耐伤性的层。例如,在包含本发明的聚合物的偏振片保护膜上设置硬涂层的情况下,可以将涂布组合物涂布到包含本发明的聚合物的层上并使其固化而设置硬涂层,此外,也可以涂布到与包含本发明的聚合物的层相反侧并使其固化而设置硬涂层。任一情况下均能够形成与偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜密合性高的硬涂层。通过在硬涂层中添加填料或添加剂,也能够对硬涂层自身赋予机械、电、光学等物理性能或防水·防油性等化学性能。硬涂层的厚度优选0.1~6μm,进一步优选3~6μm。通过具有这样的范围的薄的硬涂层,从而成为包含脆性或卷曲抑制等物性改善、轻量化及制造成本降低的硬涂层的偏振片保护膜。
硬涂层优选通过将固化性组合物进行固化来形成。固化性组合物优选作为液状的涂布组合物来制备。涂布组合物的一个例子含有基体(matrix)形成粘合剂用单体或低聚物、聚合物类及有机溶剂。通过将该涂布组合物在涂布后进行固化可以形成硬涂层。固化中,可以利用交联反应、或聚合反应。
[[起偏器]]
[树脂]
本发明的起偏器优选使用聚乙烯醇系树脂。本发明中的起偏器以聚乙烯醇树脂作为主要成分,通常占起偏器的80质量%以上。聚乙烯醇通常是将聚醋酸乙烯酯皂化而得到的,例如也可以含有如不饱和羧酸、不饱和磺酸、烯烃类、乙烯基醚类那样能够与醋酸乙烯酯共聚的成分。此外,也可以使用含有乙酰乙酰基、磺基、羧基、氧化烯等的改性聚乙烯醇系树脂。
本发明中,优选聚乙烯醇或者酰化或缩酮化的聚乙烯醇。
聚乙烯醇系树脂的皂化度没有特别限定,但从溶解性等观点出发,优选80~100mol%,特别优选90~100mol%。此外,聚乙烯醇系树脂的聚合度没有特别限定,但优选1,000~10,000,特别优选1,500~5,000。
拉伸前的聚乙烯醇系树脂膜的弹性模量优选以扬氏模量表示为0.1MPa以上且500MPa以下,进一步优选为1MPa以上且100MPa以下。
通过设为这样的范围,能够制造拉伸后的皱褶发生抑制效果优异、具有充分的强度的聚乙烯醇系树脂膜。
拉伸前的聚乙烯醇系树脂膜的厚度没有特别限定,但从膜保持的稳定性、拉伸的均质性的观点出发,优选1μm~1mm,特别优选20~200μm。此外,拉伸后的聚乙烯醇系树脂膜的膜厚优选2~100μm,为了改良漏光,优选7~25μm。通过该厚度,来决定起偏器的膜的厚度。
起偏器中的本发明的聚合物的含量或向组合物中的添加量没有特别限定,但相对于构成起偏器的树脂100质量份,优选0.01~40质量份,更优选0.01~30质量份,特别优选0.01~20质量份。
此外,在含有2种以上的本发明的聚合物的情况下,此外与通式(A)所示的化合物并用的情况下,其合计量也优选为上述的范围内。
<<二色性色素>>
本发明的起偏器含有二色性色素。其中,所谓二色性色素在本说明书中是指根据方向而吸光度不同的色素,包含碘离子、重氮系色素、醌系色素、其他公知的二色性染料等。作为二色性色素,可以优选使用I3 -或I5 -等多碘离子或二色性染料。
本发明中特别优选使用多碘离子。多碘离子可以如永田良编,“偏光板の応用”,CMC出版或工业材料,第28卷,第7号,p.39~p.45中记载的那样在将碘溶解到碘化钾水溶液中而得到的溶液和/或硼酸水溶液中浸渍聚乙烯醇,以吸附到聚乙烯醇上并发生取向的状态下生成。
作为二色性色素的含量,相对于聚乙烯醇系树脂100质量份,优选0.1~50质量份,更优选0.5~20质量份,进一步优选1.0~15质量份。
本发明的起偏器除了添加聚乙烯醇系树脂、二色性色素、及本发明的聚合物以外,根据需要还可以添加增塑剂、表面活性剂。
<起偏器的制造方法>
本发明的起偏器的制造方法包括将聚乙烯醇系树脂溶液(也可以含有本发明的聚合物。这种情况下,聚乙烯醇系树脂溶液成为本发明的偏振片用组合物的溶液)制膜成膜状的工序、将聚乙烯醇系树脂膜进行拉伸的工序、和利用二色性色素将拉伸后的聚乙烯醇系树脂膜进行染色的工序。
作为本发明的起偏器的制造方法,优选例如将聚乙烯醇系树脂膜化后,导入碘而构成起偏器。聚乙烯醇系树脂膜的制造可以参考日本特开2007-86748号公报的段落号0213~0237中记载的方法、日本专利第3342516号公报、日本特开平09-328593号公报、日本特开2001-302817号公报、日本特开2002-144401号公报等来进行。此外,关于将本发明的聚合物添加到聚乙烯醇系树脂中的时机也没有特别限制。
在将聚乙烯醇系树脂溶液制膜为膜状的工序中,优选相对于水边进行搅拌边添加聚乙烯醇系树脂,来制备将聚乙烯醇系树脂溶解于水或有机溶剂中而得到的原液。原液中的聚乙烯醇系树脂的浓度优选为5~20质量%。此外,也可以将所得到的浆料进行脱水,一次制备含水率为40%左右的聚乙烯醇系树脂湿饼。在之后进一步加入添加剂的情况下,优选例如将聚乙烯醇的湿饼放入到溶解槽中,加入增塑剂、水,边从槽底吹入水蒸汽边进行搅拌的方法。内部树脂温度优选加温至50~150℃,也可以对体系内进行加压。
另外,在本发明的聚合物为水溶性或准水溶性(关于水溶性、准水溶性,记载于粘接剂层的说明部分中)的情况下,在该工序中向起偏器中加入本发明的聚合物(作为聚乙烯醇系树脂溶液,使用本发明的偏振片用组合物的溶液),这从向起偏器中高效地导入本发明的聚合物的观点出发是优选的。此外,本发明的聚合物的添加优选在将聚乙烯醇的湿饼放入到溶解槽中后,边从槽底吹入水蒸汽边进行搅拌的方法。
本发明中,优选采用将上述制备的聚乙烯醇系树脂溶液原液进行流延来制膜的方法。作为流延的方法,没有特别限制,但优选将加热后的聚乙烯醇系树脂溶液原液供给到双螺杆挤出机中,利用齿轮泵从排出机构(优选模,更优选T型狭缝模)流涎到支撑体上来进行制膜。此外,关于从模中排出的树脂溶液的温度,没有特别限制。
作为支撑体,优选流延滚筒,关于滚筒的直径、宽度、旋转速度、表面温度,没有特别限制。其中,流延滚筒的直径优选2000~5000mm,更优选2500~4500mm,特别优选3000~3500mm。
流延滚筒的宽度优选2~6m,更优选3~5m,特别优选4~5m。
流延滚筒的旋转速度优选2~20m/分钟,更优选4~12m/分钟,特别优选5~10m/分钟。
流延滚筒的表面温度优选40~140℃,更优选60~120℃,特别优选为80~100℃。
T型狭缝模出口的树脂温度优选40~140℃,更优选60~120℃,特别优选80~100℃。
之后,优选边使所得到的辊的背面和表面交替地经过干燥辊中边进行干燥。关于干燥辊的直径、宽度、旋转速度、表面温度,没有特别限制。其中,流延滚筒的直径优选200~450mm,更优选250~400mm,特别优选300~350mm。
此外,关于所得到的膜的长度,也没有特别限制,可以制成2000m以上、优选4000m以上的长条的膜。关于膜的宽度,也没有特别限制,但优选2~6m,更优选3~5m。
将聚乙烯醇系树脂溶液制膜成膜状后,将膜进行拉伸。拉伸可以优选采用如美国专利第2,454,515号说明书等中记载的那样的纵向单轴拉伸方式、或如日本特开2002-86554号公报中记载的那样的拉幅机方式。优选的拉伸倍率为2倍~12倍,进一步优选为3倍~10倍。此外,可以优选通过将拉伸倍率与坯料厚度与起偏器厚度的关系设为日本特开2002-040256号公报中记载的(贴合偏振片保护膜后的起偏器膜厚/坯料膜厚)×(总拉伸倍率)>0.17、或者将最终出浴时的起偏器的宽度与贴合偏振片保护膜时的起偏器宽度的关系设为日本特开2002-040247号公报中记载的0.80≤(贴合偏振片保护膜时的起偏器宽度/最终出浴时的起偏器的宽度)≤0.95来进行拉伸。
拉伸后,将聚乙烯醇系树脂膜利用二色性色素进行染色。染色通过气相或液相吸附来进行。作为以液相进行时的例子,在使用碘作为二色性色素的情况下,在碘-碘化钾水溶液中浸渍起偏器用聚合物膜来进行。碘为0.1~20g/l,碘化钾为1~200g/l,碘与碘化钾的质量比优选1~200。染色时间优选10~5000秒,溶液温度优选5~60℃。染色工序可以设置于拉伸工序的前后中的任一时候,但从膜适度地溶胀而拉伸变得容易的方面出发,特别优选在拉伸工序前以液相进行染色。
此外,染色可以采用日本特开2002-86554号公报中记载的方法。作为染色方法,不仅可以是浸渍,也可以是碘或染料溶液的涂布或喷雾等任意的手段。此外,也可以采用如日本特开2002-290025号公报中记载的那样碘的浓度、染色浴温度、浴中的拉伸倍率、及边搅拌浴中的浴液边进行染色的方法。
另外,也可以如日本专利第3145747号公报中记载的那样,在染色液中添加硼酸、硼砂等硼系化合物。
作为其他的工序,也可以进行溶胀工序、硬膜工序、干燥工序。这些工序记载于日本特开2011-237580号公报的段落号0039~0050中,它们的内容被纳入本说明书中。
本发明中,优选通过以下的工序来制造包含本发明的聚合物的起偏器。包括:
(1)将聚乙烯醇系树脂溶液制膜成膜状的工序、
(2)对聚乙烯醇系树脂膜进行拉伸的工序、
(3)利用二色性色素将拉伸后的聚乙烯醇系树脂膜进行染色的工序、
(4)利用硼酸将染色后的聚乙烯醇系树脂膜进行交联的工序、
(5)涂布含有本发明的聚合物的溶液(也称为含聚合物溶液。此外相当于本发明的偏振片用组合物)并进行干燥的工序。
上述(5)的涂布含聚合物溶液的工序优选在(4)中制作起偏器后,在起偏器的一个面上以粘接剂贴合偏振片保护膜后进行。
此外,含聚合物溶液的溶剂优选可以溶解本发明的聚合物的溶剂,可列举出例如甲基乙基酮(MEK)、甲醇、四氢呋喃(THF)等。这些有机溶剂也可以混合使用。
进而,本发明中,还优选通过使用含有本发明的聚合物的粘接剂(相当于本发明的偏振片用组合物),将起偏器与偏振片保护膜贴合,或使用含有本发明的聚合物的粘接剂,将起偏器与基板(液晶单元)贴合,从而来制造偏振片。由此,可以使所贴合的层中也含有本发明的聚合物,本发明的聚合物可以与起偏器(层)接触。
[[粘接剂层]]
作为本发明的偏振片与偏振片保护膜、起偏器等各构成部件的层叠方法,优选使用粘接剂层。虽然根据粘接剂层的特性而异,但在粘接剂层具有粘合性的情况下可以直接贴合而使用。另外,此时也可以包括皂化处理等使粘接性提高的工序。
[粘接剂层中使用的树脂]
作为粘接剂层中使用的树脂,只要是具有与本发明的聚合物的相容性、具有用于贴合的功能的树脂,则没有特别限定。作为粘接剂层,也并不限定于粘接的形态,可以使用具有粘性的粘合剂,也可以是通过干燥或反应而显现出粘接性的粘接剂。本发明中,所谓粘接剂层除了是指粘接剂以外还一并指粘合剂。
本发明中的粘接剂层是以树脂作为主要成分的层,通常占粘接剂层的60质量%以上。优选占粘接剂层的70质量%以上。
粘接剂层中的本发明的聚合物的含量或向组合物中的添加量没有特别限定,但相对于构成粘接剂层的树脂100质量份,优选0.01~40质量份,更优选0.01~30质量份,特别优选0.01~20质量份。
此外,含有2种以上的本发明的聚合物的情况、或与通式(A)所示的化合物并用的情况下,其合计量也优选为上述的范围内。
粘接剂层例如通过将以规定的比例含有粘接剂的涂布液(相当于本发明的偏振片用组合物的溶液)涂布到偏振片保护膜及起偏器中的至少一者的表面并进行干燥来形成。作为涂布液的制备方法,可以采用任意的适合的方法。作为添加本发明的聚合物而能够制备涂布液的溶液,例如可以使用市售的溶液或分散液,也可以在市售的溶液或分散液中进一步添加溶剂来使用,还可以将固体成分溶解或分散到各种溶剂中来使用。
粘接剂可以根据目的而使用具有任意的适合的性质、形态及粘接机制的粘接剂。具体而言,作为粘接剂,可列举出例如水溶性粘接剂、紫外线固化型粘接剂、乳液型粘接剂、胶乳型粘接剂、胶粘型粘接剂、多层粘接剂、糊状粘接剂、发泡型粘接剂、及支持膜粘接剂、热塑型粘接剂、热熔融型粘接剂、热固化粘接剂、热熔粘接剂、热活性粘接剂、热封粘接剂、热固化型粘接剂、接触型粘接剂、压敏性粘接剂、聚合型粘接剂、溶剂型粘接剂、溶剂活性粘接剂等,优选水溶性粘接剂及紫外线固化型粘接剂。特别是在本发明的偏振片中起偏器邻接层为由粘接剂形成的粘接剂层的情况下,它们中,优选使用透明性、粘接性、作业性、制品的品质及经济性优异的水溶性粘接剂。
(A)水溶性粘接剂
水溶性粘接剂也可以含有例如可溶于水的天然高分子及合成高分子中的至少一者。作为天然高分子,可列举出例如蛋白质或淀粉等。作为合成高分子,可列举出例如甲阶酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇系树脂等。它们中,优选使用含有聚乙烯醇系树脂的水溶性粘接剂。特别是在本发明的偏振片中,起偏器邻接层包含含有聚乙烯醇系树脂的水溶性粘接剂从与起偏器的粘接性极其优异、并且与偏振片保护膜的粘接性也优异的观点出发是优选的。
此外,作为粘接剂,也并不限定于粘接的形态,粘接剂可以使用具有粘性的粘合剂,也可以是通过干燥或反应而显现出粘接性的粘接剂。
作为粘合剂,可以采用任意的适合的粘合剂。具体而言,可列举出例如溶剂型粘合剂、非水系乳液型粘合剂、水系粘合剂、热熔粘合剂等。特别是在粘接剂层由粘合剂形成的情况下,它们中,优选使用以丙烯酸系聚合物作为基础聚合物的溶剂型粘合剂。这是由于,相对于起偏器及偏振片保护膜显示适度的粘合特性(例如,润湿性、凝聚性及粘接性),并且光学透明性、耐候性及耐热性优异。
(金属化合物胶体)
在水溶性粘接剂中,也可以含有金属化合物。特别是含有聚乙烯醇系树脂等的水溶性粘接剂进一步包含金属化合物胶体从改善高湿下的起偏器耐久性的观点出发是优选的。这是由于,变得能够防止起偏器与偏振片保护膜的界面中产生的局部的凹凸缺陷即“裂点(click)”的发生,对偏振片在高湿下进行耐久性试验时可以防止向起偏器中流入来自环境湿度的水分。
金属化合物胶体例如可以是金属化合物微粒分散于分散介质中而得到的物质,也可以是起因于微粒的同种电荷的相互排斥而静电稳定化并永久地具有稳定性的物质。形成金属化合物的微粒的平均粒径没有特别限制,但优选1~100nm的范围,更优选1~50nm的范围,特别优选2~40nm的范围。这是由于,能够使微粒在粘接剂层中均匀地分散,确保粘接性,同时能够更适宜地防止裂点的发生,改善起偏器耐久性。
作为金属化合物,可以采用任意的适合的化合物。作为金属化合物,可列举出例如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛等金属氧化物、硅酸铝、碳酸钙、硅酸镁、碳酸锌、碳酸钡、磷酸钙等金属盐、硅藻土、滑石、粘土、高岭土等矿物等。它们中,优选氧化铝。
当配合金属化合物(优选金属化合物胶体)时,其配合量相对于构成粘接剂层的树脂(粘接剂),优选40质量%以下,更优选1~30质量%。
(其他的添加剂)
在本发明中的粘接剂层中,除了上述的物质以外,在不脱离本发明的主旨的范围内,也可以配合其他的化合物。
例如,为了提高粘接剂层与膜层或起偏器层的密合性,可列举出硼酸等交联剂。已知在硼酸的情况下,通过含有于粘接剂层中,由于与聚合物中的羟基的键形成交联结构,所以密合性提高。
本发明的聚合物进一步具有促进这样的硼酸与聚合物中的羟基的键合的效果。如纤维素酰化物系偏振片保护膜那样在表面通过皂化处理而具有许多羟基的偏振片保护膜的情况下,通过将本发明的聚合物添加到粘接剂层中,可以促进粘接剂层与起偏器层间、及粘接剂层与偏振片保护膜间的硼酸交联,能够使密合性更加提高。
另外,即使是聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、环烯烃系树脂等在膜表面不含有羟基的方式,由于也同样可以通过皂化处理等而变更为具有羟基的膜,所以可以得到同样的效果。
上述那样的交联剂和本发明的聚合物特别优选与具有许多羟基的聚合物即聚乙烯醇或纤维素酰化物树脂的组合。
在配合硼酸的情况下,其配合量相对于本发明的聚合物,优选1~1000质量%,更优选10~100质量%。
作为其他的添加剂,可列举出例如链转移剂、增感剂、粘合赋予剂、热塑性树脂、填充剂、流动调整剂、增塑剂、消泡剂等。在配合这些添加剂的情况下,其配合量相对于构成粘接剂层的树脂(粘接剂),优选40质量%以下,更优选0.1~30质量%。
关于这些粘接剂层中使用的树脂的材料或有关它们的处理的事项,可以参照日本特开2012-014148号公报的段落号0069~0138或日本特开2009-244800号公报的段落号0013~0020、日本特开2010-230806号公报的段落号0039~0086、日本特开2009-139658号公报的段落号0114~0119等记载。
粘接剂层的厚度可以根据使用目的或粘接力等而适当设定。具体而言,在粘接剂层中使用粘合剂的情况下,粘接剂层的厚度优选0.1~50μm的范围,更优选0.5~20μm的范围,进一步优选1~15μm的范围,特别优选5~10μm的范围。
在粘接剂层中使用粘接剂的情况下,粘接剂层的厚度优选10~500nm的范围,更优选10~400nm的范围,进一步优选20~350nm的范围。
(B)紫外线固化型粘接剂
作为本发明的偏振片中的粘接剂层,也可以优选使用紫外线固化型粘接剂层。通过使用紫外线固化型粘接剂,能够将偏振片保护膜与起偏器以高的粘接强度进行粘接。本说明书中,所谓紫外线固化型粘接剂层是指紫外线固化型粘接剂通过紫外线固化而成的层。
(紫外线固化型粘接剂的组成)
作为紫外线固化型粘接剂,若根据其固化的方式进行分类,则可列举出自由基聚合型粘接剂、阳离子聚合型粘接剂等,若根据粘接剂成分的化学种类进行分类,则可列举出丙烯酸树脂系粘接剂、环氧树脂系粘接剂等。本发明中,可以使用它们中的任一种,此外,也可以使用它们中的2种以上的混合物,从处理的容易性、所得到的粘接强度等观点出发,适宜使用阳离子聚合型的环氧树脂系粘接剂。所谓环氧树脂是指分子内平均具有2个以上的环氧基、并通过伴随环氧基的聚合反应而进行固化的化合物或聚合物,按照该领域中的惯例,即使是单体也称为环氧树脂。
作为紫外线固化型粘接剂中含有的环氧树脂,从耐候性、折射率及阳离子聚合性等观点出发,适宜使用在分子内不含有芳香环的环氧树脂。作为在分子内不含有芳香环的环氧树脂,可列举出氢化环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。
氢化环氧树脂可以通过将芳香族环氧树脂在催化剂的存在下、加压下选择性地进行核加氢反应来得到。作为芳香族环氧树脂,可列举出例如双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚及双酚S的二缩水甘油醚等双酚型环氧树脂;线型酚醛清漆环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂及羟基苯甲醛线型酚醛清漆环氧树脂等酚醛清漆型的环氧树脂;四羟基苯基甲烷的缩水甘油醚、四羟基二苯甲酮的缩水甘油醚及环氧化聚乙烯基苯酚等多官能型的环氧树脂等。其中,作为氢化环氧树脂,优选使用氢化的双酚A的缩水甘油醚。
作为脂肪族环氧树脂,可列举出脂肪族多元醇或其环氧烷烃加成物的聚缩水甘油醚。更具体而言,可列举出1,4-丁烷二醇的二缩水甘油醚;1,6-己烷二醇的二缩水甘油醚;甘油的三缩水甘油醚;三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚;聚乙二醇的二缩水甘油醚;丙二醇的二缩水甘油醚;以及通过在乙二醇、丙二醇或甘油等脂肪族多元醇上加成1种或2种以上的环氧烷烃(环氧乙烷或环氧丙烷等)而得到的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚等。
作为环氧树脂,更优选氢化环氧树脂。
本发明中,环氧树脂可以仅单独使用1种,或者也可以将2种以上并用。
本发明中使用的环氧树脂的环氧当量通常为30~3,000g/当量,优选为50~1,500g/当量的范围内。若环氧当量超过30g/当量,则固化后的粘接剂层的可挠性变得良好,粘接强度变得良好。另一方面,若为3,000g/当量以下,则与粘接剂中含有的其他成分的相容性变得良好。
本发明中,如上述那样,作为环氧树脂的固化反应,优选采用阳离子聚合。因此,紫外线固化型粘接剂优选包含光阳离子聚合引发剂。光阳离子聚合引发剂通过照射紫外线,产生阳离子种或路易斯酸,从而引发环氧基的聚合反应。可以使用任一类型的阳离子聚合引发剂,但赋予潜伏性从作业性的观点出发是优选的。
使用光阳离子聚合引发剂并通过紫外线的照射来进行粘接剂的固化的方法能够进行常温下的固化,减少了考虑起偏器的耐热性或因膨胀而产生的应变的必要性,此外,能够将偏振片保护膜与起偏器良好地粘接,在这些方面是有利的。此外,光阳离子聚合引发剂由于通过光而催化性地起作用,所以即使将其混合到环氧树脂中,粘接剂的保存稳定性及作业性也优异。
作为光阳离子聚合引发剂,没有特别限定,可列举出例如芳香族重氮鎓盐、芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐等鎓盐、及铁-芳烃络合物等。
阳离子聚合引发剂可以分别单独使用,或者也可以将2种以上混合使用。它们中,特别是芳香族锍盐由于在300nm以上的波长区域中也具有紫外线吸收特性,所以能够提供固化性优异、具有良好的机械强度及粘接强度的固化物,所以优选使用。
光阳离子聚合引发剂的配合量相对于环氧树脂100质量份,通常为0.5~100重量份,优选为1~50质量份。通过将光阳离子聚合引发剂的配合量设为该范围,从而充分地进行固化,可以保证机械强度或粘接强度。此外,若光阳离子聚合引发剂的配合量相对于环氧树脂100质量份为100质量份以下,则由于固化物中的离子性物质难以增加,所以固化物的吸湿性不会变得过高,偏振片的耐久性能难以降低。
在使用光阳离子聚合引发剂的情况下,紫外线固化型粘接剂根据需要可以进一步含有光增感剂。通过使用光增感剂,从而阳离子聚合的反应性提高,能够使固化物的机械强度及粘接强度提高。作为光增感剂,可列举出例如羰基化合物、有机硫化合物、过硫化物、氧化还原系化合物、偶氮及重氮化合物、卤素化合物以及光还原性色素等。光增感剂可以分别单独使用,也可以将2种以上混合使用。光增感剂优选相对于紫外线固化型粘接剂100质量份在0.1~20质量份的范围内含有。
紫外线固化型粘接剂也可以进一步含有氧杂环丁烷类或多元醇类等促进阳离子聚合的化合物。
紫外线固化型粘接剂只要不损害本发明的效果,也可以含有其他的添加剂、例如离子捕获剂、抗氧化剂、链转移剂、增感剂、粘合赋予剂、热塑性树脂、填充剂、流动调整剂、增塑剂、消泡剂等。作为离子捕获剂,可列举出例如粉末状的铋系、锑系、镁系、铝系、钙系、钛系等无机化合物及它们的混合物。作为抗氧化剂,可列举出例如受阻酚系抗氧化剂等。
在粘接剂层中使用本发明的聚合物的情况下,在偏振片保护膜的树脂为纤维素酰化物,并且使用水溶性粘接剂(尤其是聚乙烯醇系树脂)时,本发明的聚合物优选水溶性的化合物。
这是由于,在起偏器(层)中本发明的聚合物容易扩散,在本发明中可以得到优异的效果。
另一方面,偏振片保护膜的树脂为丙烯酸系树脂或环烯烃系树脂那样的不以天然物为原材料的合成树脂,在使用紫外线固化型粘接剂的情况下,本发明的聚合物优选准水溶性的化合物。
另外,水溶性的化合物在水中的溶解度优选在25℃下在水100ml中溶解0.1g以上。准水溶性的化合物在水中的溶解度优选在25℃下在水100ml中溶解0.01g以上。
(起偏器与粘接剂层的层叠方法)
起偏器与粘接剂层的层叠方法包括将起偏器与粘接剂层进行层叠的工序。
本发明的聚合物的添加时期只要在成为制品的时期是含有的状态,则没有特别限定。
在起偏器上层叠粘接剂层的方法没有特别限定,从制造的控制或效率的观点考虑,可以优选采用利用涂布的层叠。
作为涂布方法,也可以采用任意的适合的方法。作为涂布方法,可列举出例如旋涂法、辊涂法、流涂法、浸渍涂布法、棒涂法等。
其中,作为使用本发明的偏振片用组合物来形成粘接层的方法,可列举出在粘接剂的组合物中追加使用本发明的聚合物,并按照通常的粘接剂层的形成方法来制作的方法。
<<偏振片>>
本发明的偏振片至少具有起偏器和偏振片保护膜。本发明的偏振片优选具有起偏器和位于起偏器的单面或两面上的本发明的偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜。此外,本发明中,偏振片是包含本发明的偏振片用组合物而形成的,在偏振片保护膜、起偏器、粘接剂层中的至少任一层中含有或添加有本发明的聚合物。
本发明的偏振片保护膜向起偏器上的贴合方法优选按照起偏器的透射轴与本发明的偏振片保护膜的慢轴实质上变得正交、平行或45°的方式贴合。在本发明的液晶显示装置中,偏振片的透射轴与本发明的偏振片保护膜的慢轴优选实质上正交。其中,所谓实质上正交是指本发明的偏振片保护膜的主折射率nx的方向与偏振片的透射轴的方向以90°±10°的角度相交,优选以90°±5°的角度相交,更优选以90°±1°的角度相交。通过设为上述范围,能够进一步降低偏振片正交尼科耳下的漏光。慢轴的测定可以通过公知的各种方法进行测定,例如可以使用双折射计(KOBRADH、王子计测机器株式会社制)来进行。
本发明的偏振片不仅包含被切断成能够直接组装入液晶显示装置的大小的膜片的方式的偏振片,还包含通过连续生产制作成长条状并卷绕成卷状的方式(例如卷长为2500m以上或3900m以上的方式)的偏振片。为了用于大画面液晶显示装置,偏振片的宽度优选为1470mm以上。关于本发明的偏振片的具体的构成,可以没有特别限制地采用公知的构成,可以采用例如日本特开2008-262161号公报的图6中记载的构成。
<<显示装置>>
本发明优选作为利用起偏器的显示装置用途使用。
作为这样的显示装置,可列举出液晶显示装置或有机电致发光显示装置的防反射用途等。
若以液晶显示装置为例进行说明,则本发明的液晶显示装置至少具有液晶单元和本发明的偏振片。在本发明的液晶显示装置中具有偏振片、后述的第一偏振片及第二偏振片的情况下,优选为至少一个为本发明的偏振片的IPS、OCB或VA模式的液晶显示装置。
本发明的液晶显示装置优选具有液晶单元、和层叠在液晶单元的两侧且在与液晶单元侧相反一侧的面上具备偏振片保护膜的偏振片。即,本发明的液晶显示装置优选具有第一偏振片、液晶单元及第二偏振片,并且在与由各偏振片与液晶单元夹着的偏振片面相反的一面上具备本发明的偏振片保护膜。具有这样的构成的液晶显示装置的显示不均的抑制优异,发挥高的显示性能。
此外,本发明的液晶显示装置中,配置在视觉辨认侧的偏振片优选在视觉辨认侧的偏振片保护膜表面上具备具有硬涂层的偏振片保护膜、特别是纤维素酰化物膜。具有这样的构成的液晶显示装置除了显示不均的抑制方面优异的高的显示性能以外,还发挥优异的耐擦伤性和光耐久性。
作为本发明的液晶显示装置,将典型的液晶显示装置的内部构成示于图1及图2中。图1中图示了具有在起偏器32的两表面配置了由纤维素酰化物膜构成的本发明的偏振片保护膜31a及31b的偏振片21A及21B的液晶显示装置。此外,图2中图示了配置在视觉辨认侧的偏振片21B在起偏器32的视觉辨认侧表面具备隔着纤维素酰化物膜311a具有硬涂层311b的偏振片保护膜31a’的液晶显示装置。
另外,图1及图2中示出了关于本发明的液晶显示装置的一个例子的构成,但作为本发明的液晶显示装置的具体的构成,可以没有特别限制地采用公知的构成。此外,还可以优选采用日本特开2008-262161号公报的图2中记载的构成。
实施例
以下,通过实施例对本发明进一步具体地进行说明,但并不由此对本发明进行限定性解释。
在以下的合成例、实施例中,质均分子量通过以下的方法进行测定。
采用凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制、商品名:HLC-8020/柱4根:东曹株式会社制、商品名:TSKguardcolumnSuperHZ-H、TSKgelSuperHZM-H、TSKgelSuperHZ4000、TSKgelSuperHZ2000),使用四氢呋喃(THF)溶剂,求出聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)。
〔本发明的聚合物的合成〕
如下操作来合成本发明的聚合物。
以下示出代表性聚合物的合成例。
(例示的聚合物P-101的合成)
通过下述合成路线来合成例示的聚合物P-101。
[化学式30]
以对氯甲基苯乙烯(1)作为起始物质,通过Tetrahedron,60,11407-11414(2004)中记载的方法,合成对氨基甲基苯乙烯(2)。
将对氨基甲基苯乙烯(2)7.5g(57mmol)、氰酸钾12.0g(100mmol)、甲醇150mL加入烧瓶中,添加醋酸7.8mL后,在50℃下加热搅拌5小时。之后,冷却至0℃后,添加200mL水,将析出的固体进行抽滤,用冷却后的甲醇水(甲醇/水=1/3)进行冲洗。将结晶干燥,从而得到8.0g的中间体的脲体(3)。收率为80%。
将中间体的脲体(3)7.8g(44mmol)、甲基丙二酸二乙酯8.5g(49mmol)、20%NaOC2H5/乙醇溶液30g(87mmol)、乙醇150mL加入烧瓶中,在氮气流下进行3小时加热回流。之后,在减压下蒸馏除去约100mL乙醇后,冷却至0℃,添加200mL水。进一步添加1N盐酸而制成酸性,由此使生成物析出。将析出的固体抽滤,用水进行冲洗。通过将结晶进行干燥,得到9.5g单体(M-101)。收率为82%。
将单体(M-101)1g、自由基引发剂V-601(和光纯药工业株式会社制)0.357g、甲基乙基酮(MEK)5mL加入50mL的茄型烧瓶中,充分进行氮置换后,在氮气氛下、80℃下进行4小时加热回流,从而使单体(M-101)聚合。将反应混合物冷却至室温后,缓慢地添加到甲醇100mL中进行再沉淀操作,将所得到的固体进行抽滤,干燥,从而得到0.8g的例示的聚合物P-101。收率为80%。质均分子量(Mw)为3,000。
(例示的聚合物P-215的合成)
通过下述合成路线来合成例示的聚合物P-215。
[化学式31]
由丙烯酸羟基乙酯(4)通过常规方法来合成氯碳酸酯体(5)。
另外,化合物(6)通过国际公开第2014/034709号小册子中记载的方法来合成。
将化合物(6)6.2g(18.0mmol)、二异丙基乙基胺3.76mL(21.6mmol)和THF50mL加入烧瓶中,冷却至5℃,用10分钟向其中滴加氯碳酸酯体(5)4.7g(19.8mmol)。滴加后,在40℃下搅拌2小时。之后,蒸馏除去溶剂,通过硅胶柱色谱法(展开溶剂:醋酸乙酯/己烷)进行精制,从而得到4.2g单体M-215(2种的混合物)。
将单体(M-215)(2种的混合物)1.2g、自由基引发剂V-601(和光纯药工业株式会社制)15mg、MEK11mL加入50mL的茄型烧瓶中,充分地进行氮置换后,在氮气氛下、80℃下进行4小时加热回流,从而使单体(M-215)聚合。将反应混合物冷却至室温后,缓慢地添加到甲醇50mL中而进行再沉淀操作,将所得到的固体进行抽滤,干燥,从而得到0.6g例示的聚合物P-215(共聚物)。收率为50%。质均分子量(Mw)为12,000。
实施例1
如下那样操作,使用将含有本发明的聚合物的本发明的偏振片用组合物涂布到纤维素酰化物膜上而制作的偏振片保护膜,制作偏振片,评价起偏器的耐久性。
1.偏振片No.H101的制作
1)纤维素乙酸酯的制备
作为催化剂使用硫酸(相对于纤维素100质量份为7.8质量份),并添加醋酸在40℃下进行纤维素的乙酰化反应。此外,乙酰化后在40℃下进行熟化。进一步将该纤维素乙酸酯的低分子量成分用丙酮洗涤并除去。所得到的纤维素酰化物的总乙酰基取代度(B)为2.87,聚合度为370。
2)偏振片保护膜No.101的制作
(纤维素乙酸酯溶液的制备和流延)
将如上那样操作而制备的纤维素酰化物和下述溶剂以下述组成比投入混合罐中,搅拌而使纤维素酰化物溶解,制备纤维素乙酸酯溶液101。
将纤维素乙酸酯溶液101使用条带流延机进行流延,在100℃下干燥至残留溶剂含量为40%后,将膜剥取。使剥取后的膜进一步在140℃的气氛温度下干燥20分钟。这样操作而得到的纤维素酰化物膜的膜厚为40μm。
(聚合物溶液1的制备和涂布)
将下述聚合物和纤维素乙酸酯按照达到下述浓度的方式添加到溶剂(醋酸甲酯:甲基乙基酮:丙二醇-1-单甲基醚-2-乙酸酯、质量比为54:45:1)中。为了使纤维素乙酸酯溶解,将混合物冷却至-70℃,制备了聚合物溶液(本发明的偏振片用组合物的溶液)1。
将上述聚合物溶液1用绕线棒涂布器#8涂布到上述纤维素酰化物膜的一个表面上,在60℃下干燥120秒钟,制作了本发明的偏振片保护膜(纤维素酰化物膜)No.101。膜厚为42μm。
3)偏振片保护膜No.101的皂化处理
将偏振片保护膜No.101在2.3摩尔/L的氢氧化钠水溶液中在55℃下浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,在30℃下使用0.05摩尔/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行洗涤,进一步用100℃的温风进行干燥。这样操作,来进行偏振片保护膜No.101的表面的皂化处理。
4)偏振片No.101的制作
将经皂化处理的偏振片保护膜No.101使用粘接剂与聚乙烯醇系起偏器贴合。此时,将偏振片保护膜中的涂布了聚合物溶液1的面与起偏器贴合。在起偏器的相反侧表面(没有贴合偏振片保护膜No.101的表面),贴合进行了同样的皂化处理的Fujitac(注册商标)TD80(富士胶片株式会社制),制作了本发明的偏振片No.H101。此时,按照起偏器的透射轴与所制作的偏振片保护膜或纤维素酰化物膜的宽度方向变得平行的方式配置。
2.偏振片No.H102~H105及Hc11、Hc12的制作
除了在偏振片No.H101的制作中,使用将聚合物P-201变更为下述表1中所示的例示聚合物等而制备的各聚合物溶液以外,与偏振片保护膜No.101同样地操作,分别制作了偏振片保护膜No.102~105、c11、c12。此外,除了在偏振片No.H101的制作中,使用偏振片保护膜No.102~105、c11、c12来代替偏振片保护膜No.101以外,与偏振片No.H101的制作同样地操作,制作了本发明的偏振片No.H102~H105及比较的偏振片Hc11、Hc12。
下面示出所使用的聚合物及添加剂A。
[化学式32]
3.耐久性的评价
关于偏振片的耐久性试验,制作将所制作的各偏振片介由粘合剂贴附到玻璃上而得到的样品并如下进行。
关于所制作的偏振片,分别制作2个按照偏振片保护膜成为空气界面侧的方式在玻璃上贴附有所制作的偏振片的样品(约5cm×5cm)。在单板正交透射率测定中,使该样品的偏振片保护膜朝向光源,安装于测定装置中进行测定。分别测定2个样品的正交透射率,将其平均值作为偏振片的正交透射率。偏振片的正交透射率使用日本分光株式会社制、自动偏光膜测定装置VAP-7070在波长为380~780nm的范围内进行测定。正交透射率采用劣化的程度与其他的波长相比显著出现的波长410nm下的测定值。
此外,将各样品在60℃、相对湿度95%的环境下保存336小时后(耐久性试验后),通过与经时保存前(耐久性试验前)同样的方法测定波长为410nm的正交透射率。求出耐久性试验前后的正交透射率的变化量,将其作为偏振片的起偏器耐久性并按照下述基准进行评价。
另外,耐久性试验前后的正交透射率的测定分别在25℃下且相对湿度为60%的环境下进行。
其中,正交透射率的变化量是通过下述式子算出的值。
正交透射率的变化量(%)=[耐久性试验后的正交透射率(%)-耐久性试验前的正交透射率(%)]
A+:耐久性试验前后的正交透射率的变化量低于0.2%
A:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.2%以上且低于0.4%
B:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.4%以上且低于1.0%
C:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为1.0%以上
耐久性试验在实用上优选为A等级以上。
将所得到的结果一并示出下述表1中。
表1
由表1获知,若使用含有本发明的聚合物的本发明的偏振片用组合物来制作偏振片保护膜,则偏振片的耐久性(起偏器耐久性)、特别是经时变化(高温高湿下)中的耐久性得到改善。这样的效果通过以往的化合物是得不到的。
实施例2
如下那样操作,使用由含有本发明的聚合物的本发明的偏振片用组合物形成的单层的偏振片保护膜,制作偏振片,评价起偏器的耐久性。
1.偏振片No.H201的制作
1)纤维素乙酸酯的制备
与实施例1同样地操作,制备总乙酰基取代度(B)为2.87、聚合度为370的纤维素酰化物。
2)偏振片保护膜No.201的制作
将下述成分以下述组成比投入混合罐中,搅拌而使各成分溶解,制备了纤维素乙酸酯溶液(本发明的偏振片用组合物的溶液)201。
[化学式33]
将纤维素乙酸酯溶液201使用条带流延机进行流延,在100℃下干燥至残留溶剂含量为40%后,将膜剥取。将所剥取的膜进一步在140℃的气氛温度下干燥20分钟。这样操作而制作了由本发明的偏振片用组合物形成的本发明的偏振片保护膜No.201。偏振片保护膜(纤维素酰化物膜)No.201的膜厚为25μm。
3)偏振片No.H201的制作
(a)偏振片保护膜的皂化处理
将上述制作的偏振片保护膜No.201在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中在55℃下浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,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洗涤,进一步用100℃的温风进行干燥。
(b)偏振片的制作
使碘吸附到经拉伸的聚乙烯醇膜上而制作起偏器。
将经皂化处理的偏振片保护膜No.201使用聚乙烯醇系粘接剂贴附到起偏器的单侧。市售的纤维素三乙酸酯膜(FujitacTD80UF、富士胶片株式会社制)也进行了同样的皂化处理。接着,使用聚乙烯醇系粘接剂,在与贴附有经皂化处理的偏振片保护膜No.201一侧相反侧的起偏器的面上,贴附完成皂化处理的上述市售的纤维素三乙酸酯膜。
此时,按照起偏器的透射轴与所制作的偏振片保护膜No.201或市售的纤维素酰化物膜的宽度方向变得平行的方式配置。
这样操作制作了本发明的偏振片No.H201。
2.偏振片No.H202~H208及Hc21、Hc22的制作
除了在偏振片No.H201的制作中,使用将聚合物P-204变更为下述表2所示的例示聚合物等并进一步变更下述添加剂而制备的各纤维素乙酸酯溶液,设定为表2所示的厚度以外,与偏振片保护膜No.101同样地操作,分别制作了偏振片保护膜No.202~208及Hc21、c22。此外,除了在偏振片No.H201的制作中,使用偏振片保护膜No.202~208及Hc21、c22来代替偏振片保护膜No.201以外,与偏振片No.H201同样地操作,制作了本发明的偏振片No.H202~H208及比较的偏振片No.Hc21、Hc22。
3.偏振片No.H209的制作
1)丙烯酸树脂料粒的制作
在具备搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入管的30L反应釜中,投入7000g的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、1000g的2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]苯并三唑、2000g的2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯(MHMA)、10000g的甲苯,边向其中通入氮气边升温至105℃,进行回流后,在作为引发剂添加10.0g的叔戊基过氧化异壬酸酯(ARKEMAYoshitomi,Ltd.制、商品名:Lupasol570)的同时,边用4小时滴加由20.0g的引发剂和100g的甲苯构成的溶液,边在回流下(约105~110℃)进行溶液聚合。将其进一步用4小时进行熟化(约为105~110℃)。
在所得到的聚合物溶液中加入10g的磷酸硬脂酯/磷酸二硬脂酯混合物(堺化学制、商品名:PhoslexA-18),在回流下(约为90~110℃)进行5小时环化缩合反应。接着,将这样操作而得到的聚合物溶液按照以树脂量换算计为2.0kg/小时的处理速度导入到滚筒温度为260℃、转速为100rpm、减压度为13.3~400hPa(10~300mmHg)、后通风孔数为1个、前通风孔数为4个的排气式螺杆双螺杆挤出机(φ=29.75mm、L/D=30)中,在挤出机内进一步进行环化缩合反应和脱挥发,并进行挤出,从而得到透明的含内酯环的丙烯酸系树脂料粒(Mw=200,000)。
所得到的含内酯环的丙烯酸系树脂料粒的内酯环化率为97.0%。
相对于上述丙烯酸系树脂料粒100质量份,加入4质量份例示的聚合物P-214,利用双轴混炼机在230℃下进行混合,制作了树脂料粒(本发明的偏振片用组合物)No.209。
2)偏振片保护膜No.209的制作
将所得到的树脂料粒No.209在800Pa(6Torr)、100℃下干燥12小时,将其利用单螺杆挤出机在冲模温度290℃下从T模挤出。这样操作制作了由本发明的偏振片用组合物形成的厚度为40μm的本发明的偏振片保护膜(丙烯酸酯膜)No.209。
3)偏振片No.H209的制作
将上述得到的偏振片保护膜No.209和在偏振片No.H201的制作中得到的起偏器使用紫外线固化型树脂进行贴合。接着,在与贴合有偏振片保护膜No.209一侧成相反侧的起偏器的面上,使用聚乙烯醇系粘接剂贴附完成了皂化处理的市售的纤维素三乙酸酯膜(FujitacTD80UF、富士胶片株式会社制)。
此时,按照起偏器的透射轴与所制作的偏振片保护膜No.209或市售的纤维素酰化物膜的宽度方向变得平行的方式配置。
这样操作,制作了本发明的偏振片No.H209。
下面示出所使用的聚合物和添加剂。
[化学式34]
4.耐久性的评价
如下那样来评价如上操作而制作的各偏振片的耐久性。
除了将保存条件(耐久性试验条件)由60℃、相对湿度95%的环境下336小时变更为60℃、相对湿度95%的环境下500小时以外,与实施例1的“耐久性的评价”同样地操作,求出波长410nm下的起偏器的耐久性试验前后的正交透射率的变化量。利用该变化量,按照下述基准评价各偏振片的耐久性。
60℃下相对湿度95%的环境下500小时
A+:耐久性试验前后的正交透射率的变化量低于0.15%
A:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.15%以上且低于0.2%
B:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.2%以上且低于0.4%
C:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.4%以上
耐久性试验在实用上优选为A等级以上。
5.带硬涂层的光学膜
1)带硬涂层的光学膜的制作
将下述表中记载的各成分混合后,以孔径为30μm的聚丙烯制过滤器过滤而制备了硬涂层用涂布液(溶液)。
在上述制造的各偏振片保护膜的空气侧表面上,以微凹版涂装方式在搬送速度为30m/分钟的条件下涂布上述硬涂层用涂布液。在60℃下干燥150秒后,边进行氮净化(氧浓度为0.5%以下),边使用160W/cm的空冷金属卤化物灯(EyeGraphicsCo.,Ltd.制)照射照度为400mW/cm2、照射量为150mJ/cm2的紫外线而使涂布层固化,形成硬涂层(厚度为6μm)。
这样操作,在各偏振片保护膜的空气侧表面上形成硬涂层,分别制作了带硬涂层的偏振片保护膜。
2)耐光密合性的评价
如下那样来评价耐光密合性。
首先,相对于上述制作的各带硬涂层的偏振片保护膜,以SugaTestInstrumentsCo.,Ltd.制超级氙灯耐候试验机(superxenonweathermeter)SX75,在60℃、相对湿度50%的环境下照射96小时光。
接着,将带硬涂层的偏振片保护膜分别在温度为25℃、相对湿度为60%的条件下进行2小时调湿。在具有硬涂层一侧的表面上,相对于带硬涂层的偏振片保护膜1cm见方用割刀以网格状分别以1mm间隔刻入纵11根、横11根的切口,合计刻100个1mm见方的正方形的格子,在该面上粘帖日东电工株式会社制的聚酯粘合带(No.31B)。经过30分钟后,沿垂直方向将粘合带快速剥下,数出剥离的格子的数目,按照下述3个等级的基准进行评价。进行3次相同的密合评价而取平均。将结果示出下述表1中。
评价基准
A:在100个格子中剥离为20个格子以下。
B:在100个格子中见到21~30个格子的剥离。
C:在100个格子中见到31个格子以上的剥离。
将所得到的结果一并示于下述表2中。
根据表2,若制作由含有本发明的聚合物的本发明的偏振片用组合物形成的偏振片保护膜,则偏振片的耐久性、特别是经时变化中的耐久性得到改善。此外,若使用并用了本发明的聚合物和通式(A)所示的低分子的添加剂的本发明的偏振片用组合物来制作偏振片保护膜,则能够进一步优化偏振片的耐久性。
此外,关于耐光密合性,由含有本发明的聚合物的本发明的偏振片用组合物形成的偏振片保护膜相对于以往的化合物(添加剂A)得到显著改善,能够与偏振片的耐久性兼顾。
实施例3
如下那样操作,利用使用本发明的偏振片用组合物变更了任一层的组成的3层结构的偏振片保护膜,制作偏振片,评价起偏器的耐久性。
1.偏振片No.H301的制作
1)偏振片保护膜No.301的制作
<支撑体面表层用胶浆301液的制备>
(纤维素酰化物溶液的制备)
将下述成分以下述组成比投入到混合罐中,搅拌而将各成分溶解,制备纤维素酰化物溶液1。
将上述消光剂溶液1的1.3质量份和聚合物溶液2的9.0质量份分别过滤后,使用在线混合器混合,进一步加入89.7质量份的纤维素酰化物溶液1,使用在线混合器混合,制备了支撑体面侧表层用胶浆(本发明的偏振片用组合物的溶液)301液。
<基层用胶浆302液的制备>
使用纤维素酰化物溶液1作为基层用胶浆302液。
<空气面侧表层用胶浆303液的制备>
加入上述消光剂溶液1的1.3质量份和纤维素酰化物溶液1的98.7质量份,使用在线混合器混合,制备了空气面侧表层用胶浆303液。
(流延)
将上述的支撑体面侧表层用胶浆301液、基层用胶浆302液、空气侧表层用胶浆303液在支撑体上依次进行层叠并流延。将所得到的料片从条带剥离。所剥离的膜中残存的挥发成分相对于膜的固体成分为40质量%。对所剥离的膜,取下夹子在135℃下干燥20分钟,按照基层达到32μm、支撑体面侧表层及空气面侧表层分别达到4μm的方式,制作了本发明的偏振片保护膜(纤维素酰化物膜)No.301。将各层的组成及膜厚示于下述表3中。
2)偏振片No.301的制作
(a)偏振片保护膜的皂化处理
将上述制作的偏振片保护膜No.301在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中在55℃下浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,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洗涤,进一步以100℃的温风进行干燥。
(b)偏振片的制作
使碘吸附到经拉伸的聚乙烯醇膜上而制作起偏器。
将经皂化处理的偏振片保护膜No.301以其支撑体面侧表层(支撑体面)使用聚乙烯醇系粘接剂贴附到起偏器的单侧。市售的纤维素三乙酸酯膜(FujitacTD80UF、富士胶片株式会社制)也进行了同样的皂化处理。接着,使用聚乙烯醇系粘接剂,在与贴附有经皂化处理的偏振片保护膜No.301一侧成相反侧的起偏器的面上,贴附完成了皂化处理的上述市售的纤维素三乙酸酯膜。
此时,按照起偏器的透射轴与所制作的偏振片保护膜No.301或市售的纤维素酰化物膜的宽度方向变得平行的方式配置。
这样操作,制作了本发明的偏振片No.H301。
2.偏振片No.H302~H305及Hc31的制作
除了使用在偏振片No.H301的制作中,将聚合物P-204变更为下述表3所示的上述例示聚合物并进一步按照使添加量达到表3所示的添加量的方式调整的支撑体面侧表层用胶浆、基层用胶浆以外,与偏振片保护膜No.301同样地操作,制作了偏振片保护膜No.302~305及c31。此外,除了在偏振片No.H301的制作中,使用偏振片保护膜No.302~305及c31来代替偏振片保护膜No.301以外,与偏振片No.H301同样地操作,制作了本发明的偏振片No.H302~H305及比较的偏振片No.Hc31。
3.耐久性的评价
如下那样来评价如上操作而制作的各偏振片的耐久性。
将保存条件由在60℃、相对湿度95%的环境下336小时变更为80℃、相对湿度90%的环境下72小时以外,与实施例1的“耐久性的评价”同样地操作,求出波长410nm下的起偏器的耐久性试验前后的正交透射率的变化量。利用该变化量,按照下述基准评价各偏振片的耐久性。
另外,在玻璃上贴附所制作的偏振片时,按照偏振片保护膜成为空气界面侧的方式进行贴附。
在80℃下相对湿度90%的环境下72小时
A+:耐久性试验前后的正交透射率的变化量低于0.2%
A:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.2%以上且低于0.3%
B:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.3%以上且低于0.4%
C:耐久性试验前后的正交透射率的变化量为0.4%以上
利用本评价的耐久性试验在实用上优选为B等级以上。
将所得到的结果一并示于下述表3中。
由上述表3的结果获知,具有使用本发明的偏振片用组合物而制作的本发明的偏振片保护膜的偏振片在高温高湿经时的起偏器耐久性优异。
实施例4
如下那样操作,制作在起偏器(起偏器层)中加入了聚合物的偏振片,评价起偏器的耐久性。
1.偏振片No.H401~H408的制作
1)起偏器的制作
作为坯料膜,使用聚乙烯醇膜(KurarayCo.,Ltd.制VF-PS7500;厚度为75μm)。对该聚乙烯醇膜按照下述的顺序实施下述各工序。
(溶胀工序)
作为溶胀浴的处理液,使用纯水。将上述聚乙烯醇膜搬送至溶胀浴中,边在调整为30℃的纯水中浸渍1分钟而使其溶胀,边拉伸至2.2倍。
(染色工序)
作为染色浴的处理液,使用含有碘0.045质量%及碘化钾0.315质量%的碘染色溶液。将经上述溶胀处理的聚乙烯醇膜搬送至染色浴中,边在调整为30℃的碘染色溶液中浸渍30秒钟,边按照相对于原长拉伸倍率达到3.3倍的方式进行拉伸、染色。
(交联工序)
作为交联浴的处理液,使用含有3质量%的硼酸、3质量%的碘化钾的混合水溶液(1)。将经上述处理的聚乙烯醇膜搬送至交联浴中,边在调整为30℃的混合水溶液(1)中浸渍30秒钟,边按照相对于原长拉伸倍率达到3.6倍的方式进行拉伸。由此,聚乙烯醇膜的羟基彼此通过硼酸而交联。
(拉伸工序)
作为拉伸浴的处理液,使用含有4质量%的硼酸、5质量%的碘化钾的混合水溶液(2)。将经上述处理的聚乙烯醇膜搬送至拉伸浴中,边在调整为60℃的混合水溶液(2)中浸渍60秒钟,边按照相对于原长拉伸倍率达到6.0倍的方式进行拉伸。
(洗涤工序)
作为洗涤浴的处理液,使用含有3质量%的碘化钾的水溶液。将经上述处理的聚乙烯醇膜搬送至洗涤浴中,在调整为30℃的上述水溶液中浸渍10秒钟。
(干燥工序)
接着,将经上述处理的聚乙烯醇膜除去水分,在施加张力的状态下用60℃的烘箱干燥4分钟,得到起偏器。
2)偏振片保护膜的贴附
将富士胶片制纤维素乙酸酯膜(商品名FujitacTD80UF)在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中在55℃下浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行洗涤,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洗涤,进一步以100℃的温风进行干燥。这样操作,对纤维素乙酸酯膜的表面进行了皂化处理。
将经皂化处理的纤维素乙酸酯膜使用聚乙烯醇系粘接剂贴附于上述制作的起偏器层的单侧的表面作为偏振片保护膜。此时,按照起偏器的透射轴与市售的纤维素酰化物膜的宽度方向变得平行的方式配置。
2)聚合物向起偏器层中的加入
将下述所示的聚合物(P-101、106、112、114、204、211、219及220)分别溶解到溶剂(MEK、甲醇或THF中的任一者)中,制备按照各聚合物的重复单元达到0.17mol/L的浓度的方式调整的聚合物溶液(本发明的偏振片用组合物的溶液)。将该聚合物溶液按照涂布量达到26ml/m2的方式以棒涂器涂布到起偏器层的与贴附有偏振片保护膜一面成相反侧的表面上,在80℃下干燥90秒钟。
这样操作,分别制作了在起偏器层的至少表面或包含表面的表层区域中浸入而含有各聚合物的本发明的偏振片No.H401~H408。
2.偏振片No.Hc41的制作
除了在偏振片No.H401的制作中,没有进行上述2)的聚合物向起偏器层中的浸入处理(聚合物溶液的涂布、干燥处理)以外,与偏振片No.H401的制作同样地操作,制作了比较的偏振片No.Hc41。
[化学式35]
3.耐久性的评价
如下那样来评价如上操作而制作的各偏振片的耐久性。
通过将所制作的各偏振片No.H401~H408中的涂布聚合物溶液并干燥而得到的表面介由粘合剂(综研化学社制、SK-2057)贴附到玻璃板上,分别制作了偏振片试样(约5cm×5cm)。
另一方面,将比较的偏振片No.Hc41中的没有涂布聚合物溶液的面(与贴附有偏振片保护膜一面相反侧的表面)同样地介由粘合剂贴附到玻璃板上,分别制作了比较的偏振片试样。
对于这样操作而制作的各偏振片试样的透射率,使用上述自动偏光膜测定装置VAP-7070在380~780nm的范围内测定10次。对于所得到的10次的测定值的平均值,与实施例1同样地作为波长410nm下的透射率(正交透射率(耐久性试验前))求出。
之后,在60℃下相对湿度90%的环境下将各偏振片试样保存500小时后,通过同样的方法,作为波长410nm下的正交透射率(耐久性试验后)测定10次的测定值的平均值。
另外,耐久性试验前后的正交透射率的测定分别在25℃下相对湿度60%的环境下进行。
通过实施例1中所示的式子求出耐久性试验前后的正交透射率的变化量,将其作为偏振片耐久性进行评价。
获知本发明的偏振片No.H401~H408相对于没有浸入本发明的聚合物的比较的偏振片No.Hc41,波长410nm下的正交透射率变化量均少,起偏器的耐久性优异。
根据实施例1~4的结果,通过使用本发明的偏振片用组合物,能够制作以上所示那样的优异性能的偏振片。通过使用该偏振片,能够制作具有优异的性能的液晶显示装置。
符号说明
21A、21B偏振片
22滤色器基板
23液晶层(液晶单元)
24阵列基板
25导光板
26光源
31a、31a’、31b偏振片保护膜
311a偏振片保护膜
311b硬涂层
32起偏器
R偏振方向
Claims (22)
1.一种偏振片用组合物,其中,含有在分子中具有下述环结构α或β所示的部分结构的聚合物,
[化学式1]
在环结构α及β中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基;*部分为键合键、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
2.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,所述聚合物在重复单元的主链或侧链上具有下述通式(1)或(2)所示的部分结构,
[化学式2]
在通式(1)及(2)中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基;R1a表示杂原子取代的亚甲基、吸电子基团取代的亚乙基、酰基、氮原子上的2个氢原子中的至少一个被从烷基、环烷基或芳基中独立选择的基团取代而成的氨基甲酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、甲硅烷基或者具有烷基或芳基的磺酰基;R2a表示烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基、硝基、甲酰基、杂环基或卤素原子;R3a及R4a分别独立地表示氢原子、烷基、链烯基、环烷基、环烯基、芳基或杂环基;R1a、R2a、R3a及R4a的各基团也可以进一步具有取代基;
其中,通式(1)中R1a~R4a中的至少1个、通式(2)中R2a~R4a中的至少1个成为键合键而进入主链或侧链中。
3.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,所述聚合物的质均分子量为1,000以上。
4.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,所述聚合物为均聚物或共聚物,并且为聚(甲基)丙烯酸酯、取代聚苯乙烯、聚乙烯基酰化物、聚酯、聚碳酸酯、聚马来酰亚胺或聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,所述聚合物具有下述通式(Pa)~(Ph)中的任一者所示的重复单元,
[化学式3]
通式(Pa)~(Ph)中,W1表示所述环结构α或β所示的部分结构中的1价的基团,W2表示所述环结构α或β所示的部分结构中的2价的基团;R表示氢原子或甲基;G表示-O-C(=O)-*、-O-C(=O)-O-*、-C(=O)-O-*、-C(=O)-*或亚苯基;其中,*侧为与L键合的键合键;L、La1、La2、Lb1、Lb2、Lc1及Lc2分别独立地表示单键或2价的连接基团;E1~E3分别独立地表示2价的连接基团。
6.根据权利要求5所述的偏振片用组合物,其中,所述W1为所述环结构α或β所示的部分结构中的1价的基团,所述W2为所述环结构β所示的部分结构中的2价的基团。
7.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,所述聚合物具有下述通式(Pa1)所示的重复单元,
[化学式4]
通式(Pa1)中,R、G及L与所述通式(Pa)中的R、G及L含义相同,L1、R2a、R3a及R4a与所述通式(1)中的L1、R2a、R3a及R4a含义相同。
8.根据权利要求5或7所述的偏振片用组合物,其中,所述L为*-Ld-〔C(=O)〕n-或*-Ld-〔-O-C(=O)〕n-,Ld为单键或2价的连接基团,n为0或1,*侧为与G或氮原子键合的键合键。
9.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,进一步含有树脂,相对于该树脂100质量份,所述聚合物的含量为0.01~40质量份。
10.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,含有纤维素酰化物、或聚乙烯醇系树脂。
11.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,含有聚乙烯醇系树脂、及二色性色素。
12.根据权利要求1所述的偏振片用组合物,其中,含有纤维素酰化物。
13.一种偏振片保护膜,其由权利要求1~10及12中任一项所述的偏振片用组合物形成。
14.一种纤维素酰化物膜,其中,含有纤维素酰化物和分子中具有下述环结构α或β所示的部分结构的聚合物,
[化学式5]
在环结构α及β中,L1表示单键、-C(=O)-、-C(=S)-、亚烷基或亚芳基;*部分为键合键、或者氢原子、取代基或连接基团所键合的部位。
15.根据权利要求14所述的纤维素酰化物膜,其中,所述纤维素酰化物膜为2层以上的层叠膜,在2层的情况下,在仅任一层中含有所述聚合物,在3层以上的情况下,在至少一个最表层中含有所述聚合物。
16.一种起偏器,其是由权利要求1~11中任一项所述的偏振片用组合物形成的。
17.一种偏振片,其具有权利要求13所述的偏振片保护膜。
18.一种偏振片,其具有权利要求14或权利要求15所述的纤维素酰化物膜。
19.一种偏振片,其具有权利要求16所述的起偏器。
20.一种显示装置,其具备权利要求17所述的偏振片。
21.一种显示装置,其具备权利要求18所述的偏振片。
22.一种显示装置,其具备权利要求19所述的偏振片。
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