CN108351456A - 光学膜和偏振片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学膜及具有该光学膜的偏振片，上述光学膜的耐热性为120℃以上、撕裂强度为1.5N/mm以上、水蒸气透过率为50g/m2·天以下、且面内延迟量Re和厚度方向延迟量Rth的比的绝对值|Re|和|Rth|均为1nm以下。上述光学膜优选包含聚合物，上述聚合物包含具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)的嵌段A和具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)及二烯化合物氢化物单元(b)的共聚嵌段B。

Description

光学膜和偏振片
技术领域
本发明涉及光学膜和偏振片，特别涉及作为保护偏振片中的起偏器的膜而使用的优选的光学膜和具有这样的光学膜的偏振片。
背景技术
液晶显示装置等显示装置中设置了各种各样的光学膜。例如，液晶显示装置通常具有偏振片，该偏振片通常具有由聚乙烯醇等树脂所构成的起偏器和用于保护起偏器的保护膜。作为保护膜的材料提出有各种各样的材料。例如提出了使用包含芳香族乙烯基化合物氢化物的嵌段和二烯化合物氢化物的嵌段的嵌段共聚物(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-13378号公报。
发明内容
发明要解决的问题
对偏振片中的保护膜要求各种各样的特性。例如，要求即使厚度薄在显示装置的制造工序中也不产生不良的耐久性。进而，要求在使用时可以构成显示品质的降低少的显示装置。例如，要求在使用显示装置时降低偏振片变形而发生漏光、黑显示时的显示品质降低这样的不良的产生。
因此，本发明的目的在于提供光学膜和偏振片，该光学膜和偏振片即使厚度薄在显示装置的制造工序中也能够具有不产生不良的耐久性且能够构成使用时的显示品质的降低少的显示装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题而进行了研究，结果本发明人发现，具有特定的耐热性、撕裂强度以及水蒸气透过率且面内延迟量Re和厚度方向延迟量Rt h的绝对值为特定的值的光学膜可以解决上述课题。
本发明人进而发现，上述的光学膜可以使用包含具有特定的单元的聚合物的材料而进行制造。
本发明是基于上述的见解而完成的。
即，根据本发明，可提供以下的[1]～[9]。
[1]一种光学膜，耐热性为120℃以上，撕裂强度为1.5N/mm以上，水蒸气透过率为50g/m2·天以下，且面内延迟量Re和厚度方向延迟量Rth的绝对值|Re|和|Rth|均为1nm以下。
[2]根据[1]所述的光学膜，其包含具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)和二烯化合物氢化物单元(b)的聚合物。
[3]根据[2]所述的光学膜，其中，上述聚合物包含嵌段A和共聚嵌段B，
上述嵌段A具有上述芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)，上述共聚嵌段B具有上述芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)及上述二烯化合物氢化物单元(b)。
[4]根据[3]所述的光学膜，其中，上述聚合物具有三嵌段分子结构，上述三嵌段分子结构具有每1分子1个的上述共聚嵌段B和其两端所连结的每1分子2个的上述嵌段A。
[5]根据[3]或[4]所述的光学膜，其中，上述聚合物具有嵌段A1和嵌段A2作为每1分子2个的上述嵌段A，
上述嵌段A1与上述嵌段A2的重量比A1/A2为40/5～70/5。
[6]根据[2]～[5]中任1项所述的光学膜，其中，上述聚合物中的上述芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)与上述二烯化合物氢化物单元(b)的重量比(a)/(b)为70/30～85/15。
[7]根据[2]～[6]中任1项所述的光学膜，其中，上述芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)为将苯乙烯聚合并氢化而形成的单元，
上述二烯化合物氢化物单元(b)为将异戊二烯聚合并氢化而形成的单元。
[8]根据[2]～[7]中任1项所述的光学膜，其中，上述聚合物的分子量为80000～150000。
[9]一种偏振片，具有[1]～[8]中任1项所述的光学膜和起偏器层。
发明效果
本发明的光学膜和偏振片即使厚度薄在显示装置的制造工序中也能够具有不产生不良的耐久性且能够构成使用时的显示品质的降低少的显示装置。特别是本发明的光学膜在具有光源和液晶单元、该液晶单元的光源侧和显示面侧这两侧具有偏振片的液晶显示装置中，相比于用作在显示面侧的起偏器的位置使用的保护膜优选用作在光源侧的位置使用的保护膜。
具体实施方式
以下，对本发明示出实施方式和示例物进行详细地说明。但是，本发明并不限定于以下所示的实施方式和示例物，在不脱离本发明所要求保护的范围及与其同等的范围的范围内可以任意地变更实施。
以下的说明中，“偏振片”只要没有特别说明，不仅包含刚直的构件，而且也包含例如树脂制的膜这样的具有可挠性的构件。
[1.光学膜的内容]
本发明的光学膜具有特定的耐热性、撕裂强度以及水蒸气透过率，且面内延迟量Re和厚度方向延迟量Rth的绝对值|Re|和|Rth|为特定的值。
本发明的光学膜的耐热性为120℃以上，优选为125℃以上。在本申请中，膜的“耐热性”是指，将膜切成5mm×20mm的形状而制作试样，对其进行TMA(热机械分析)测定，在以在试样的长度方向施加50mN的张力的状态使温度变化的情况下，线膨胀率变化5％时的温度。耐热性的上限没有特别限定，可以设为例如160℃以下。
本发明的光学膜的撕裂强度为1.5N/mm以上，优选为1.6N/mm以上。在本申请中，膜的撕裂强度根据裤形撕裂法(JIS K7128-1)进行评价。撕裂强度的上限没有特别限定，可以设为例如10N/mm以下。撕裂强度的单位为N/mm，是以膜厚为1mm的值进行评价的指标。
本发明的光学膜的水蒸气透过率为50g/m2·天以下，优选为30g/m2·天以下。水蒸气透过率可以采用使用水蒸气透过度测定装置(MOCON公司制造“PERMATRAN-W”)，根据JISK 7129B-1992在温度40℃、湿度90％RH的条件测定的值。水蒸气透过率的下限没有特别限定，理想的是设为0g/m2·天。
本发明的光学膜的面内延迟量Re和厚度方向延迟量Rth的绝对值|R e|和|Rth|均为1nm以下，优选均为0.5nm以下。Re和Rth的值可以使用相位差计(例如Axoscan、AXOMETRICS公司制造)进行测定。|Re|和|Rth|的下限没有特别限定，理想的是均为0。光学膜的面内延迟量Re根据光学膜的面内的主折射率nx和ny以及厚度d(nm)用Re＝|nx-ny|×d而求得。光学膜的厚度方向延迟量Rth根据光学膜的面内的主折射率nx和ny、厚度方向的折射率nz以及厚度d(nm)用Rth＝[{(nx+ny)/2}-nz]×d而求得。Re和Rth可以作为相对于波长590nm的光的值。
本发明的光学膜由于具有上述各种的特性，因此即使厚度薄在显示装置的制造工序中也能够具有不产生不良的耐久性且能够构成使用时的显示品质的降低少的显示装置。其结果是，在偏振片保护膜等用途中可以作为有用的光学膜。就具有上述各种的特性的光学膜而言，作为其材料，能够通过采用包含以下所述的聚合物X的树脂从而得到。
[2.芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)和二烯化合物氢化物单元(b)]
本发明的光学膜优选包含具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)和二烯化合物氢化物单元(b)的聚合物。在以下的说明中，有时将该特定的聚合物称为“聚合物X”。具体而言，本发明的光学膜可以设为由包含聚合物X的树脂形成的膜。通过构成光学膜的树脂包含聚合物X从而能够容易地得到具有上述各种的特性的光学膜。
[2.1.芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)]
芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)为具有将芳香族乙烯基化合物聚合、将其不饱和键氢化而得到的结构的重复单元。但是，芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)只要具有该结构，则以任意的制造方法所得到的单元均可。
同样地，在本申请中，例如，有时将具有将苯乙烯聚合、将其不饱和键氢化而得到的结构的重复单元称为苯乙烯氢化物单元。苯乙烯氢化物单元也是同样，只要具有该结构则以任意的制造方法所得到的单元均可。
作为芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)的例子，可举出以下的结构式(1)所表示的重复单元。
[化学式1]
在结构式(1)中，Rc表示脂环式烃基。当举出Rc的例子时，可举出环己基等环己基类；十氢萘基类等。
在结构式(1)中，R1、R2和R3各自独立地表示氢原子、链状烃基、卤原子、烷氧基、羟基、酯基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、甲硅烷基或被极性基(卤原子、烷氧基、羟基、酯基、氰基、酰胺基、酰亚胺基或甲硅烷基)所取代的链状烃基。其中，作为R1、R2和R3，从耐热性、低双折射性和机械强度等观点出发，优选为氢原子和碳原子数为1～6个的链状烃基。作为链状烃基优选饱和烃基，更优选烷基。
作为芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)的更具体的例子，可举出下述式(1-1)所表示的重复单元。式(1-1)所表示的重复单元为苯乙烯氢化物单元。
[化学式2]
在芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)的示例物中具有立体异构体的示例物能够使用其任一种的立体异构体。芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)可以仅使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
[2.2.二烯化合物氢化物单元(b)]
二烯化合物氢化物单元(b)为具有将二烯化合物聚合、如果该得到的聚合物具有不饱和键的话则将其不饱和键氢化而得到的结构的重复单元。但是，二烯化合物氢化物单元(b)只要具有该结构，则以任意的制造方法所得到的单元均可。
同样地，在本申请中，例如，有时将具有将异戊二烯聚合、将其不饱和键氢化而得到的结构的重复单元称为异戊二烯氢化物单元。异戊二烯氢化物单元也是同样，只要具有该结构则以任意的制造方法所得到的单元均可。
二烯化合物氢化物单元(b)优选具有将直链共轭二烯化合物等共轭二烯化合物聚合、将其不饱和键氢化而得到的结构。作为其例子，可举出以下的结构式(2)所表示的重复单元以及结构式(3)所表示的重复单元。
[化学式3]
在结构式(2)中，R4～R9各自独立地表示氢原子、链状烃基、卤原子、烷氧基、羟基、酯基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、甲硅烷基或被极性基(卤原子、烷氧基、羟基、酯基、氰基、酰胺基、酰亚胺基或甲硅烷基)所取代的链状烃基。其中，作为R4～R9，从耐热性、低双折射性和机械强度等观点出发，优选氢原子和碳原子数为1～6个的链状烃基。作为链状烃基，优选饱和烃基，更优选烷基。
[化学式4]
在结构式(3)中，R10～R15各自独立地表示氢原子、链状烃基、卤原子、烷氧基、羟基、酯基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、甲硅烷基或被极性基(卤原子、烷氧基、羟基、酯基、氰基、酰胺基、酰亚胺基或甲硅烷基)所取代的链状烃基。其中，作为R10～R15，从耐热性、低双折射性和机械强度等观点出发，优选氢原子和碳原子数为1～6个的链状烃基。作为链状烃基，优选饱和烃基，更优选烷基。
作为二烯化合物氢化物单元(b)的更具体的例子，可举出下述式(2-1)～(2-3)所表示的重复单元。式(2-1)～(2-3)所表示的重复单元为异戊二烯氢化物单元。
[化学式5]
在二烯化合物氢化物单元(b)的示例物中具有立体异构体的示例物能够使用其任一种的立体异构体。二烯化合物氢化物单元(b)可以仅使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
[3.聚合物X]
聚合物X优选包含具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)的嵌段A和具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)及二烯化合物氢化物单元(b)的共聚嵌段B。进而，聚合物X优选具有三嵌段分子结构，该三嵌段分子结构具有每1分子1个的共聚嵌段B和其两端所连结的每1分子2个的嵌段A。
具有三嵌段分子结构的聚合物X特别优选具有嵌段A1和嵌段A2作为每1分子2个的嵌段A，特别优选嵌段A1与嵌段A2的重量比A1/A2为特定的范围内。A1/A2优选为40/5～70/5，更优选为50/5～60/5。通过聚合物X具有三嵌段分子结构且A1/A2为该范围内，从而能够容易地得到上述各种的特性特别是耐热性优异的光学膜。
在聚合物X中，优选芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)与二烯化合物氢化物单元(b)的重量比(a)/(b)为特定的范围内。(a)/(b)优选为70/30～85/15，更优选为75/25～80/20。通过(a)/(b)为该范围内，从而能够容易地得到上述各种的特性优异的光学膜。此外，通过(a)/(b)为该范围内，从而能够容易地得到撕裂强度和冲击强度高且相位差显现性低的光学膜。
聚合物X的分子量优选为80000以上，更优选为90000以上，另一方面，优选为150000以下，更优选为130000以下。通过分子量为该范围内特别是为上述下限以上的值，从而能够容易地得到上述各种的特性特别是耐热性优异的光学膜。此处所说的聚合物X的分子量可以采用通过将THF作为溶剂的GPC从而求得的聚苯乙烯换算的重均分子量。
聚合物X的分子量分布(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))优选为2以下，更优选为1.5以下，进一步优选为1.2以下。分子量分布的下限可以设为1.0以上。由此，能够降低聚合物粘度而提高成型性。
嵌段A优选仅由芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)形成，也可以包含除芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)以外的任意的单元。作为任意的结构单元的例子，可举出基于除芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)以外的乙烯基化合物的结构单元。嵌段A中的任意的结构单元的含有率优选为10重量％以下，更优选为5重量％以下，特别优选为1重量％以下。
共聚嵌段B优选仅由芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)和二烯化合物氢化物单元(b)形成，也可以含有除它们以外的任意的单元。作为任意的结构单元的例子，可举出基于除芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)以外的乙烯基化合物的结构单元。嵌段B中的任意的结构单元的含有率优选为10重量％以下，更优选为5重量％以下，特别优选为1重量％以下。
[4.聚合物X的制造方法]
聚合物X的制造方法没有特别限定，可以采用任意的制造方法。聚合物X例如可以通过准备与芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)和二烯化合物氢化物单元(b)对应的单体，使它们聚合，将得到的聚合物氢化从而进行制造。
作为与芳香族乙烯基化合物氢化物单元(a)对应的单体，可以使用芳香族乙烯基化合物。作为其例子，可举出：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-丙基苯乙烯、α-异丙基苯乙烯、α-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、一氟苯乙烯以及4-苯基苯乙烯等苯乙烯类；乙烯基环己烷以及3-甲基异丙烯基环己烷等乙烯基环己烷类；以及4-乙烯基环己烯、4-异丙烯基环己烯、1-甲基-4-乙烯基环己烯、1-甲基-4-异丙烯基环己烯、2-甲基-4-乙烯基环己烯以及2-甲基-4-异丙烯基环己烯等乙烯基环己烯类。这些单体可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
作为与二烯化合物氢化物单元(b)对应的单体的例子，可举出：丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯以及1,3-己二烯等链状共轭二烯类。这些单体可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
作为聚合的反应方式，通常可以采用阴离子聚合。此外，聚合可以以本体聚合、溶液聚合等任一个进行。其中，为了将聚合反应和氢化反应连续进行，优选溶液聚合。
作为聚合的反应溶剂的例子，可举出：正丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、正庚烷以及异辛烷等脂肪族烃类；环戊烷、环己烷、甲基环戊烷、甲基环己烷以及十氢萘等脂环式烃类；以及苯和甲苯等芳香族烃类。其中，当使用脂肪族烃类和脂环式烃类时，能够在氢化反应中也直接用作非活性的溶剂，因此优选。
反应溶剂可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
反应溶剂通常以相对于100重量份的全部单体成为200～10000重量份的比例使用。
聚合时，通常使用聚合引发剂。作为聚合引发剂的例子，可举出：正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、己基锂以及苯基锂等单有机锂；以及二锂甲烷、1,4-二锂丁烷以及1,4-二锂-2-乙基环己烷等多官能性有机锂化合物。聚合引发剂可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
作为制造包含嵌段A1和A2以及共聚嵌段B的三嵌段共聚物作为聚合物X的情况的制造方法的例子，可举出包含下述的第一工序～第三工序的制造方法。此处，称为“单体组合物”的材料不仅仅包含2种以上的物质的混合物，也包含由单一的物质形成的材料。
第一工序：使含有芳香族乙烯基化合物的单体组合物(a1)聚合而形成嵌段A的工序。
第二工序：在该嵌段A的一端，使含有芳香族乙烯基化合物和二烯化合物的单体组合物聚合而形成共聚嵌段B，形成A-B的二嵌段的聚合物的工序。
第三工序：在该二嵌段的聚合物的共聚嵌段B侧的末端，使含有芳香族乙烯基化合物的单体组合物(a2)聚合，得到嵌段聚合物的工序。其中，单体组合物(a1)与单体组合物(a2)可以相同也可以不同。
将各自的聚合物嵌段进行聚合时，为了防止在各嵌段内某1成分的链变得过长，可以使用聚合促进剂和无规化剂。在例如通过阴离子聚合而进行聚合的情况下，可以将路易斯碱化合物作为无规化剂而使用。作为路易斯碱化合物的具体例子，可举出：二甲醚、二乙醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃、二苯醚、乙二醇二乙醚以及乙二醇甲基苯基醚等醚化合物；四甲基乙二胺、三甲胺、三乙胺以及吡啶等叔胺化合物；叔戊氧基钾以及叔丁氧基钾等碱金属烷氧化合物；以及三苯基膦等膦化合物。这些可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
聚合温度只要聚合在进行则没有限制，通常为0℃，优选为20℃以上，通常为200℃以下，优选为100℃以下，更优选为80℃以下。
聚合后如果有需要则可以通过任意的方法从反应混合物中回收聚合物。作为回收方法的例子，可举出：蒸汽脱附法、直接脱溶剂法以及醇凝固法。此外，在聚合时使用对氢化反应非活性的溶剂作为反应溶剂的情况下，能够不从聚合溶液中回收聚合物，直接提供给氢化工序。
对聚合物的氢化方法没有限制，可以采用任意的方法。氢化例如可以使用适当的氢化催化剂进行。更具体而言，可以在有机溶剂中使用包含选自镍、钴、铁、铑、钯、铂、钌以及铼中的至少1种金属的氢化催化剂进行氢化。氢化催化剂可以为非均相催化剂，也可以为均相催化剂。氢化催化剂可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
非均相催化剂可以直接使用金属或金属化合物，也可以使其担载在适当的载体上使用。作为载体的例子可举出：活性炭、二氧化硅、氧化铝、碳化钙、二氧化钛、氧化镁、氧化锆、硅藻土以及碳化硅。载体中的催化剂的担载量通常为0.01重量％以上，优选为0.05重量％以上，通常为80重量％以下，优选为60重量％以下。
作为均相催化剂的例子，可举出：将镍、钴或铁的化合物与有机金属化合物(例如有机铝化合物、有机锂化合物)组合的催化剂；以及铑、钯、铂、钌以及铼等有机金属配位化合物催化剂。作为镍、钴或铁的化合物的例子，可举出：这些金属的乙酰丙酮盐、环烷酸盐、环戊二烯基化合物以及环戊二烯基二氯化合物。作为有机铝化合物的例子，可举出：三乙基铝、三异丁基铝等烷基铝；二乙基氯化铝、乙基二氯化铝等卤化铝；以及氢化二异丁基铝等氢化烷基铝。
作为有机金属配位化合物催化剂的例子，可举出例如：上述各金属的γ-二氯-π-苯配位化合物、二氯-三(三苯基膦)配位化合物、(氢化物-氯代-三苯基膦)配位化合物等金属配位化合物。
相对于100重量份的聚合物，氢化催化剂的用量通常为0.01重量份以上，优选为0.05重量份以上，更优选为0.1重量份以上，通常为100重量份以下，优选为50重量份以下，更优选为30重量份以下。
氢化反应时的反应温度通常为10℃～250℃，从能够提高氢化率且能够将聚合物链切断反应降低的理由出发，优选为50℃以上，更优选为80℃以上，优选为200℃以下，更优选为180℃以下。此外，反应时的压力通常为0.1MPa～30MPa，除上述理由之外，从操作性的观点出发，优选为1MP a以上，更优选为2MPa以上，优选为20MPa以下，更优选为10MPa以下。
氢化率通常为90％以上，优选为95％以上，更优选为97％以上。通过提高氢化率，从而能够提高乙烯基脂环式烃聚合物的低双折射性和热稳定性等。氢化率能够通过1H-NMR而进行测定。
[5.聚合物X以外的任意的成分]
本发明的光学膜可以仅由聚合物X形成，也可以在聚合物X以外包含任意的成分。
例如，构成本发明的光学膜的树脂除聚合物X之外，可以包含紫外线吸收剂。通过聚合物X包含紫外线吸收剂，从而本发明的光学膜能够获得对紫外线的抵抗性。除此之外，由于光学膜还能够获得阻断紫外线的能力，因此能够保护其它的构件不受到从显示装置外透过显示面而入射到装置内的紫外线的侵害。因此，例如在使用本发明的光学膜作为偏振片保护膜的情况下，能够保护本发明的光学膜以及被该膜所保护的偏振片以及在显示装置中相比偏振片设置在距显示面远的位置的液晶单元等构成要素因紫外线而劣化。
作为紫外线吸收剂的例子，可举出：二苯甲酮系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪紫外线吸收剂、丙烯腈系紫外线吸收剂以及苯甲酸系紫外线吸收剂等。在这些中，优选苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂以及苯甲酸系紫外线吸收剂。其中，作为苯并三唑系紫外线吸收剂，优选使用2,2’-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑以及2,4-二叔丁基-6-(5-氯苯并三唑-2-基)苯酚；作为二苯甲酮系紫外线吸收剂，优选使用2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮以及2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮；作为三嗪系紫外线吸收剂，优选使用2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚；作为苯甲酸系紫外线吸收剂，优选使用2,4-二叔丁基-4-羟基苯甲酸。在这些中，特别优选2,2’-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)。紫外线吸收剂可以使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
构成本发明的光学膜的树脂中的紫外线吸收剂的浓度优选为0.5重量％以上，更优选为1.0重量％以上，优选为8.0重量％以下。通过将紫外线吸收剂的浓度控制在上述的范围，从而能够在不使本发明的光学膜的色调变差的情况下有效地阻断紫外线。
作为任意的成分的其它的例子，可举出：无机微粒；抗氧化剂、热稳定剂、近红外线吸收剂等稳定剂；滑剂、增塑剂等树脂改性剂；染料、颜料等着色剂以及防静电剂。作为这些任意的成分，可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。其中，从使本发明的效果显著地发挥的观点出发，优选任意的成分的含有比例少。例如，相对于100重量份的聚合物X，除紫外线吸收剂以外的任意的成分的合计的比例优选为10重量份以下，更优选为5重量份以下，进一步优选为3重量份以下。特别优选不含除紫外线吸收剂以外的任意的成分。
[6.光学膜的尺寸和优选的特性等]
本发明的光学膜的厚度通常为10μm以上，优选为15μm以上，更优选为20μm以上，通常为75μm以下，优选为50μm以下，更优选为25μm以下。通过将厚度设为上述范围的下限以上，从而作为偏振片保护膜使用时能够提高偏振片的破损防止功能和操作性，通过将厚度设为上述范围的上限以下从而能够使偏振片变薄。
本发明的光学膜优选具有高冲击强度。本申请中膜的冲击强度是指将膜水平地固定在能够以变为水平的方式支承的夹具上，使钢球(弹珠、重5g、直径11mm)从各种各样的高度h落下到固定于夹具的膜的中央，膜不破裂的情况下与膜破裂的情况下的临界的高度h的钢球的势能(mJ)。本发明的光学膜的冲击强度优选设为14mJ以上，更优选设为15mJ以上。冲击强度的上限没有特别限定，可以设为例如80mJ以下。通过除上述的高撕裂强度之外具有该范围的高冲击强度，从而在显示装置的制造工序中能够得到不产生不良的高的耐久性。
本发明的光学膜优选其相位差显现性低。本申请中相位差显现性是指将膜拉伸的情况下相位差显现的程度。具体而言，将光学膜在135℃以拉伸倍率2倍进行自由单轴拉伸，使用相位差计(例如Axoscan、AXOMETRI CS公司制造)测定拉伸后的膜的Re，将其作为相位差显现性的指标。该拉伸后的膜的Re优选为1nm以下，更优选为0.7nm以下。通过具有低的相位差显现性，从而能够使设置显示装置的情况下的显示品质提高。相位差显现性的数值越小，越能够降低在贴合工序等显示装置的制造工序中产生的应力所引起的相位差的面内不均，越能够良好地保持显示质量。例如，在显示装置的制造工序中，即使在对光学膜负荷张力的情况下，由于显现的相位差小，因此也能够降低对显示装置赋予非必要的相位差的程度。
本发明的光学膜通常为透明层，可使可见光线良好地透射。具体的光线透射率可以根据本发明的膜的用途适当选择。例如，作为波长420～780nm时的光线透射率，优选为85％以上，更优选为88％以上。通过像这样具有高的光线透射率，从而在将本发明的光学膜实际安装在液晶显示装置等显示装置的情况下，能够抑制特别是长时间使用时的辉度下降。
[7.任意的层]
本发明的光学膜可以仅具有1层由包含聚合物X的树脂形成的膜，也可以具有2层以上。本发明的光学膜除具有由包含聚合物X的树脂形成的膜以外还可以具有任意的层。作为任意的层的例子，可举出：将膜的润滑性良好的垫层、耐冲击性聚甲基丙烯酸酯树脂层等硬涂层、防反射层、防污层等。
[8.光学膜的制造方法]
本发明的光学膜的制造方法没有特别限定，可以采用任意的制造方法。例如，制备包含聚合物X的树脂，将该树脂成型为期望的形状，从而制造本发明的光学膜。
作为包含聚合物X的树脂，可以直接使用通过上述方法而制备的聚合物X或根据需要与任意的成分混合而使用。
包含聚合物X的树脂的成型方法没有特别限定，可以采用任意的成型方法。例如熔融成型法以及溶液流延法的任一个均能够使用。熔融成型法进一步详细而言能够分为挤出成型法、压制成型法、吹胀成型法、注射成型法、吹塑成型法、拉伸成型法等。在这些方法中，为了得到机械强度、表面精度等优异的膜，优选挤出成型法、吹胀成型法或压制成型法，其中从更可靠地抑制相位差的显现并且还能够有效且简单地制造本发明的膜的观点出发，特别优选挤出成型法。当通过挤出成型法进行成型时，能够得到长条的膜。长条的膜是指相对于宽具有5倍以上的长度的形状，优选具有10倍或比其更长的长度，具体而言是指具有可卷成辊状而保管或搬运的程度的长度的膜的形状。相对于宽的长度的比例的上限没有特别限定，可以设为例如100000倍以上。
成型为膜的形状的树脂可以直接作为本发明的光学膜。此外，将成型为膜的形状的树脂进一步供给任意的处理，将由此而得到的处理物作为本发明的光学膜。作为该任意的处理，可举出拉伸处理。通过适当调节构成聚合物X的单元的比例，从而能够通过拉伸而使膜所显现的相位差减小，因此通过进行该拉伸处理，从而能够容易地制造厚度薄、面积大且品质良好的光学膜。
在进行拉伸处理的情况下的拉伸条件没有特别限定，可以进行适当调整以得到期望的产品。在拉伸处理中所进行的拉伸可以设为单轴拉伸、双轴拉伸或其它的拉伸。拉伸方向可以设定为任意的方向。例如，在拉伸前的膜为长条的膜的情况下，拉伸方向为长度方向、宽度方向以及它们以外的倾斜方向中的任一个。在进行双轴拉伸的情况下的2个拉伸方向所成的角度通常可以设为相互正交的角度，但不限于此，也可以设为任意的角度。双轴拉伸可以是依次双轴拉伸，也可以是同时双轴拉伸。从生产率高的观点出发，优选同时双轴拉伸。
在进行拉伸处理的情况下的拉伸倍率可以根据期望的条件适当进行调节。例如，拉伸倍率优选为1.5倍以上，更优选为2倍以上，优选为5倍以下，更优选为3倍以下。在双轴拉伸的情况下，可以将2个拉伸方向各自的倍率设在该范围内。通过将拉伸倍率设在该范围内，从而可以有效地制造高品质的光学膜。拉伸温度可以将包含聚合物X的树脂的玻璃化转变温度Tg作为基准，设为Tg-5(℃)～Tg+20(℃)。
[9.光学膜的用途：偏振片]
本发明的光学膜由于具有高耐热性、低水蒸气透过率、低|Re|和|Rth|等特性，因此可以在液晶显示装置等显示装置中作为保护其它层的保护膜而优选使用。特别是本发明的保护膜能够作为起偏器保护膜特别良好地发挥功能。
本发明的偏振片具有上述本发明的光学膜和起偏器层。在本发明的偏振片中，光学膜作为起偏器保护膜而发挥功能。本发明的偏振片可以在光学膜与起偏器层之间进一步具有用于粘接它们的粘接剂层。
起偏器层没有特别限定，可以使用任意的已知的起偏器的层。作为起偏器的例子，可举出使碘、二色性染料等材料在聚乙烯醇膜上吸附后进行拉伸加工的起偏器。作为构成粘接剂层的粘接剂，可举出将各种聚合物作为基础聚合物的粘接剂。作为该基础聚合物的例子，可举出例如：丙烯酸聚合物、有机硅聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚以及合成橡胶。
本发明的偏振片所具有的起偏器层和保护膜的层数为任意的，本发明的偏振片通常具有1层的起偏器层和在其两面设置的2层的保护膜。该2层的保护膜中，可以两者均为本发明的光学膜，也可以仅其中一者为本发明的光学膜。特别是在具有光源和液晶单元、该液晶单元的光源侧和显示面侧这两侧具有偏振片的液晶显示装置中，相比于在显示面侧的起偏器的位置特别优选具有本发明的光学膜作为在光源侧的位置使用的保护膜。通过具有该构成，从而能够活用高耐热性、低水蒸气透过率、低|Re|和|Rth|等特性，能够容易地构成具有良好的显示品质和耐久性的液晶显示装置。
实施例
以下示出实施例对本发明具体地说明。但是，本发明并不限定于以下所示的实施例，在不脱离本发明所要求保护的范围及与其同等的范围的范围内可以任意地变更实施。
在以下的说明中，表示量的“％”和“份”只要无特别说明，则为重量基准。此外，以下所说明的操作只要没有特别说明则是在常温常压大气中进行。
[评价方法]
[分子量]
聚合物(聚合物X以及作为其制造的中间体的聚合物)的重均分子量和数均分子量作为基于以THF为洗脱液的GPC的标准聚苯乙烯换算值在38℃进行测定。作为测定装置，使用TOSOH CORPORATION制造的HLC8020GPC。
(撕裂强度)
光学膜的撕裂强度根据裤形撕裂法(JIS K7128-1)进行评价。试验速度设为200mm/分钟±10％。
(冲击强度)
将在实施例和比较例中得到的光学膜水平地固定在能够以变为水平的方式支承的夹具上。使钢球(弹珠、重5g、直径11mm)从各种各样的高度h落下到固定于夹具的膜的中央，将膜不破裂的情况下与膜破裂的情况下的临界的高度h的钢球的势能(mJ)作为冲击强度。
(耐热性)
将实施例和比较例中得到的光学膜切成5mm×20mm的形状并作为试样。在TMA(热机械分析)测定中，在对试样的长度方向施加50mN的张力的状态下，使温度变化。温度变化设为5℃/分钟的升温。将线膨胀率变化5％时的温度作为耐热性的指标。
(Re和Rth)
将实施例和比较例中得到的长条的光学膜使用相位差计(产品名：Axo scan、AXOMETRICS公司制造)进行测定，由此求得波长590nm处的Re和Rth。
(相位差显现性)
将实施例和比较例中得到的长条的光学膜在135℃使用拉伸测试仪(In stron公司制造)以拉伸倍率2倍在长条的膜的长度方向进行自由单轴拉伸。将拉伸后的膜使用相位差计(产品名：Axoscan、AXOMETRICS公司制造)进行测定，由此求得波长590nm处的Re。将拉伸后的膜的Re的值除以拉伸后的膜的厚度而换算为相对于膜厚1nm的值，将其作为相位差显现性的指标。
(水蒸气透过率)
使用水蒸气透过度测定装置(MOCON公司制造“PERMATRAN-W”)，根据JIS K 7129B-1992，在温度40℃、湿度90％RH的条件下测定实施例和比较例中得到的光学膜的水蒸气透过率。该测定装置的检出限值为0.01g/(m2·天)。
[实施例1]
(1-1.第1阶段的聚合反应：嵌段A1的延长)
在充分干燥且氮置换的、具有搅拌装置的不锈钢制反应器中，进料320份的脱水环己烷、55份的苯乙烯以及0.38份的二丁醚，一边在60℃进行搅拌一边添加0.41份的正丁基锂溶液(含有15重量％的己烷溶液)，使聚合反应开始，进行第1阶段的聚合反应。在反应开始后1小时的时刻，从反应混合物中进行取样，通过气相色谱法(GC)而进行分析，结果聚合转化率为99.5％。
(1-2.第2阶段的反应：嵌段B的延长)
在(1-1)所得到的反应混合物中添加40份的由20份的苯乙烯和20份的异戊二烯形成的混合单体，接着开始第2阶段的聚合反应。在第2阶段的聚合反应开始后1小时的时刻，从反应混合物中进行取样，通过GC分析，结果聚合转化率为99.5％。
(1-3.第3阶段的反应：嵌段A2的延长)
在(1-2)所得到的反应混合物中添加5份的苯乙烯，接着开始第3阶段的聚合反应。在第3阶段的聚合反应开始后1小时的时刻，从反应混合物中进行取样，测定聚合物的重均分子量Mw和数均分子量Mn。此外，将在该时刻取样的试样通过GC进行分析，结果聚合转化率为几乎100％。然后立即在反应混合物中添加0.2份的异丙醇使反应终止。由此，得到包含具有A1-B-A2的三嵌段分子结构的聚合物X的混合物。
由于在(1-1)和(1-2)中使聚合反应充分进行，因此聚合转化率大约为100％，因此可认为嵌段B中的St/Ip的重量比为20/20。
根据这些值可知，得到的聚合物X为具有St-(St/Ip)-St＝55-(20/20)-5的三嵌段分子结构的聚合物。聚合物X的重均分子量(Mw)为105500、分子量分布(Mw/Mw)为1.04。
接着，将上述的包含聚合物X的混合物转移到具有搅拌装置的耐压反应器中，添加8.0份的硅藻土担载型镍催化剂(产品名“E22U”，镍担载量60％，日挥催化剂化成公司制造)作为氢化催化剂和100份的脱水环己烷，进行混合。将反应器内部用氢气置换，进而一边搅拌溶液一边供给氢，在温度190℃、压力4.5MPa进行6小时的氢化反应。通过氢化反应而得到的反应溶液所包含的聚合物X氢化物的重均分子量(Mw)为111800、分子量分布(Mw/Mn)为1.05。
在氢化反应终止后，过滤反应溶液而除去氢化催化剂，然后，添加2.0份的、溶解了0.1份的作为酚系抗氧化剂的季戊四醇·四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](产品名“Songnox1010”、松原产业公司制造)的二甲苯溶液，使其溶解。
接着，对于上述溶液，使用圆筒型浓缩干燥器(产品名“Contro”、日立制作所公司制造)在温度260℃、压力0.001MPa以下从溶液中除去作为溶剂的环己烷、二甲苯及其它挥发成分。将熔融聚合物从模头股状地挤出，冷却后，通过造粒机制造95份的聚合物X氢化物的的颗粒。
得到的颗粒状的聚合物X氢化物的重均分子量(Mw)为110300、分子量分布(Mw/Mn)为1.10、氢化率为几乎100％。
[1-4.光学膜的制造]
将在(1-3)中得到的聚合物X氢化物的颗粒挤出成型，得到厚度50μm的长条的光学膜。对于得到的光学膜，测定撕裂强度、冲击强度、耐热性、Re、Rth、相位差显现性和水蒸气透过率。
[实施例2]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从55份变更为65份。
·在(1-2)的第2阶段的聚合反应中，代替40份的由20份的苯乙烯和20份的异戊二烯形成的混合单体，使用30份的由15份的苯乙烯和15份的异戊二烯形成的混合单体。
[实施例3]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从55份变更为45份。
·在(1-2)的第2阶段的聚合反应中，代替40份的由20份的苯乙烯和20份的异戊二烯形成的混合单体，使用50份的由25份的苯乙烯和25份的异戊二烯形成的混合单体。
[实施例4]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将正丁基锂溶液(含有15重量％的己烷溶液)从0.41份变更为0.56份。
[比较例1]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从55份变更为30份。
·在(1-3)的第3阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从5份变更为30份。
[比较例2]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从55份变更为20份。
·在(1-2)的第2阶段的聚合反应中，代替40份的由20份的苯乙烯和20份的异戊二烯形成的混合单体，使用60份的由30份的苯乙烯和30份的异戊二烯形成的混合单体。
·在(1-3)的第3阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从5份变更为20份。
[比较例3]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将正丁基锂溶液(含有15重量％的己烷溶液)从0.41份变更为0.90份。
[比较例4]
除将操作进行下述的变更以外，与实施例1同样地进行，得到光学膜，进行评价。
·在(1-1)的第1阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从55份变更为60份。
·在(1-2)的第2阶段的聚合反应中，代替40份的由20份的苯乙烯和20份的异戊二烯形成的混合单体，使用24份的由12份的苯乙烯和12份的异戊二烯形成的混合单体。
·在(1-3)的第3阶段的聚合反应中，将苯乙烯的用量从5份变更为16份。
实施例和比较例的结果如表1和表2所示。
[表1]
表1
[表2]
表2
在本申请实施例中，St-(St/Ip)-St＝55-(20/20)-5的记载表示嵌段A1、共聚嵌段B和嵌段A2中的苯乙烯氢化物单元和异戊二烯氢化物单元的重量比。例如，在St-(St/Ip)-St＝55-(20/20)-5的情况下表示嵌段A1中的苯乙烯氢化物单元、共聚嵌段B中的苯乙烯氢化物单元、共聚嵌段B中的异戊二烯氢化物单元以及嵌段A2中的苯乙烯氢化物单元的重量比为55∶20∶20∶5。
实施例1～4中得到的光学膜具有高撕裂强度、高冲击强度、高耐热性、低|Re|、低|Rth|、低相位差显现性以及低水蒸气透过率，由此，可以在偏振片中作为保护起偏器的保护膜有用地使用。特别是这样的光学膜在具有光源和液晶单元、该液晶单元的光源侧和显示面侧这两侧具有偏振片的液晶显示装置中，相比于用作在显示面侧的起偏器的位置使用的保护膜优选用作在光源侧的位置使用的保护膜。

Claims (9)

1.一种光学膜，耐热性为120℃以上，撕裂强度为1.5N/mm以上，水蒸气透过率为50g/m2·天以下，且面内延迟量Re和厚度方向延迟量Rth的绝对值|Re|和|Rth|均为1nm以下。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其包含聚合物，所述聚合物具有芳香族乙烯基化合物氢化物单元a和二烯化合物氢化物单元b。
3.根据权利要求2所述的光学膜，其中，所述聚合物包含嵌段A和共聚嵌段B，
所述嵌段A具有所述芳香族乙烯基化合物氢化物单元a，所述共聚嵌段B具有所述芳香族乙烯基化合物氢化物单元a及所述二烯化合物氢化物单元b。
4.根据权利要求3所述的光学膜，其中，所述聚合物具有三嵌段分子结构，所述三嵌段分子结构具有每1分子1个的所述共聚嵌段B和其两端所连结的每1分子2个的所述嵌段A。
5.根据权利要求3或4所述的光学膜，其中，所述聚合物具有嵌段A1和嵌段A2作为每1分子2个的所述嵌段A，
所述嵌段A1与所述嵌段A2的重量比A1/A2为40/5～70/5。
6.根据权利要求2～5中任1项所述的光学膜，其中，所述聚合物中的所述芳香族乙烯基化合物氢化物单元a与所述二烯化合物氢化物单元b的重量比a/b为70/30～85/15。
7.根据权利要求2～6中任1项所述的光学膜，其中，所述芳香族乙烯基化合物氢化物单元a为将苯乙烯聚合并氢化而形成的单元，
所述二烯化合物氢化物单元b为将异戊二烯聚合并氢化而形成的单元。
8.根据权利要求2～7中任1项所述的光学膜，其中，所述聚合物的分子量为80000～150000。
9.一种偏振片，具有权利要求1～8中任1项所述的光学膜和起偏器层。
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