CN111983745B - 光学膜、偏振片及液晶显示装置 - Google Patents

光学膜、偏振片及液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的课题是提供膜之间的耐粘贴性和透明性优异的光学膜。另外,提供具备该光学膜的偏振片及液晶显示装置。本发明的光学膜是含有树脂和有机微粒的光学膜,其特征在于,满足下述必要条件(I)和(II)。(I)将不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量设为E1、将有机微粒部分的平均弹性模量设为E2时,两者的比值(E2/E1)满足下述式(1)。式(1) 1.0<E2/E1≤4.0(II)所述树脂含有环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者。

Description

光学膜、偏振片及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及光学膜、偏振片及液晶显示装置。更详细地说,本发明涉及膜之间的耐粘贴性和透明性优异的光学膜、具备该光学膜的偏振片及液晶显示装置。
背景技术
近年来,随着显示装置的发展,液晶显示装置、有机EL显示装置等平板显示装置的需求在增加。而且,为了提高耐透湿性,作为光学膜,逐渐开始使用环烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂。
但是,就包含这样的树脂的光学膜而言,另一方面,存在着滑动性、耐粘贴性差的问题。因此,在光学膜的制造时,存在着将膜卷取时发生膜之间的粘贴或损伤、进而在卷取时光学膜断裂这样的问题。
特别是在薄膜化时,一般所说的膜的挺度不复存在,使滑动性、耐粘贴性进一步劣化,光学膜的处理困难,其应用受到了限制。
作为光学膜的滑动性、耐粘贴性的改进方法,提出了在表面形成凹凸的方法、在表面涂布抗静电层等的薄膜的方法、张贴保护膜而在该膜形成凹凸的方法等。
例如,在专利文献1及专利文献2中,提出了在含有降冰片烯系树脂的光学膜中含有二氧化硅粒子等微粒。但是,即使单纯地添加这些中所记载的微粒,含有环烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂的光学膜之间的粘贴性的改善也不充分,如果要进一步改善该耐粘贴性而使其大量地含有微粒,则产生光学膜的雾度增加、透明性降低这样的问题。因此,在没有使包含含有环烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂的光学膜的膜的雾度增加的情况下改善耐粘贴性实际上是困难的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-112577号公报
专利文献2:日本特开2017-122855号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述问题·状况而完成,其解决课题在于提供膜之间的耐粘贴性和透明性优异的光学膜。另外,提供具备该光学膜的偏振片及液晶显示装置。
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研究的过程中发现:根据树脂中所含有的微粒的弹性模量,效果的显现性变化,通过使树脂与微粒的弹性模量的比值为特定范围内,在没有损害光学膜的透明性的情况下获得良好的耐粘贴性,完成了本发明。
即,本发明涉及的上述课题通过以下的手段得以解决。
1.光学膜,是含有树脂和有机微粒的光学膜,其特征在于,满足下述必要条件(I)和(II)。
(I)将不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量设为E1、将有机微粒部分的平均弹性模量设为E2时,两者的比值(E2/E1)满足下述式(1)。
式(1) 1.0<E2/E1≤4.0
(II)上述树脂含有环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者。
2.第1项所述的光学膜,其特征在于,所述有机微粒的平均一次粒径为50~300nm的范围内。
3.第1项或第2项所述的光学膜,其特征在于,所述比值(E2/E1)满足下述式(2)。
式(2) 2.0<E2/E1≤3.0
4.偏振片,其特征在于,具备第1项至第3项中任一项所述的光学膜。
5.液晶显示装置,其特征在于,具备第1项至第3项中任一项所述的光学膜。
发明的效果
通过本发明的上述手段,能够提供膜之间的耐粘贴性和透明性优异的光学膜。另外,能够提供具备该光学膜的偏振片及液晶显示装置。
对于本发明的效果的显现机制或作用机制,尚不明确,就通过使树脂与微粒的弹性模量的比值为特定范围内而获得良好的耐粘贴性而言,推测如下所述。
如果对光学膜施加载荷,在初期对膜表面的微粒以点施加能量。此时需要不会发生微粒压碎而接触面积增加,且微粒在某种程度上吸收能量。
通过使有机微粒的弹性模量和树脂的弹性模量的比值成为特定范围内,在将光学膜重叠而施加了载荷时,不易发生有机微粒的弹性模量过低所引起的压碎,耐粘贴性变得良好。同时,通过有机微粒在某种程度上吸收能量,也不易发生弹性模量过高所引起的光学膜层的裂纹产生,透明性不易劣化。其结果,推测兼具耐粘贴性和优异的透明性。
附图说明
图1为采用具备悬臂梁的原子间力显微镜的弹性模量的测定例。
图2为表示内部雾度的测定程序的图。
图3为表示液晶显示装置的基本的构成的一例的示意图。
附图标记的说明
1 弹性模量分布
2 不含有机微粒的树脂部分的弹性模量分布
3 有机微粒部分的弹性模量分布
4 有机微粒部分的弹性模量分布的最大值
11 载玻片
12 甘油
13 试样膜
10 液晶显示装置
30 液晶单元
50 第1偏振片
51 第1起偏器
53 保护膜(F1)
55 保护膜(F2)
70 第2偏振片
71 第2起偏器
73 保护膜(F3)
75 保护膜(F4)
90 背光
具体实施方式
本发明的光学膜是含有树脂和有机微粒的光学膜,其特征在于,满足上述必要条件(I)和(II)。
该特征是下述各实施方式(形态)共同或对应的技术特征。
作为本发明的实施方式,就有机粒子的平均一次粒径而言,从获得充分的耐粘贴性考虑,优选50nm以上,为了防止光散射引起的透明性的劣化,优选300nm以下。
另外,从本发明的效果显现的观点考虑,优选上述比值(E2/E1)满足上述式(2)。
进而,优选可在偏振片及液晶显示装置中具备本发明的光学膜。
以下对本发明及其构成要素以及用于实施本发明的形态·方式进行详细的说明。应予说明,本申请中,“~”以包含在其前后记载的数值作为下限值和上限值的含义来使用。
另外,在本发明中,(甲基)丙烯酸系树脂作为意指丙烯酸系树脂和甲基丙烯酸系树脂这两者的树脂的总称来使用。
《光学膜的概要》
本发明的光学膜是含有树脂和有机微粒的光学膜,其特征在于,满足下述必要条件(I)和(II)。
(I)将不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量设为E1、将有机微粒部分的平均弹性模量设为E2时,两者的比值(E2/E1)满足下述式(1)。
式(1) 1.0<E2/E1≤4.0
(II)所述树脂含有环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者。
通过这样控制弹性模量,即使是含有环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者的光学膜,也能够得到兼具透明性和良好的耐粘贴性的光学膜。
将不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量设为E1、将有机微粒部分的平均弹性模量设为E2时,两者的比值(E2/E1)需要满足下述式(1)。优选地,两者的比值(E2/E1)满足下述式(2)。
式(1) 1.0<E2/E1≤4.0
式(2) 2.0<E2/E1≤3.0
在两者的比值(E2/E1)为1.0以下的情况下,即,光学膜中的有机微粒部分的弹性模量相对于树脂部分的弹性模量为1以下的情况下,将光学膜之间重叠而施加了载荷时,由于载荷,有机微粒变形,光学膜之间的接触面积增加。因此,对于耐粘贴性,得不到足够的效果。
另一方面,在两者的比值(E2/E1)超过4.0的情况下,即,如果有机微粒部分的弹性模量相对于树脂部分的弹性模量过高,认为由于载荷,有机微粒被压入光学膜层,产生裂纹,膜的透明性劣化。
因此,推测:如果树脂部分与有机微粒部分的弹性模量的比值为本申请中记载的范围,就能够兼具光学膜之间的耐粘贴性和透明性。
[弹性模量的测定]
在本发明中,测定光学膜中的有机微粒部分和不含有机微粒的树脂部分的弹性模量。就测定弹性模量的方法而言,优选通过与试样表面接触来测定弹性模量的方法,例如,不仅可列举出原子间力显微镜,而且也可列举出扫描型力显微镜、纳米压痕机等。通过这样使试样表面接触来测定,可以以纳米~微米级测定。
本发明中的弹性模量为可采用原子间力显微镜(AFM)所测定的弹性模量。通过将力曲线阵列测定中所得到的力曲线用Hertz、DMT、JKR等力学模型拟合,能够作为杨氏模量来算出弹性模量。
原子间力显微镜(AFM)具备在前端安装有探针的悬臂梁,在采用AFM观察试样的情况下,探针扫描试样的表面。探针沿着试样的表面移动。通过悬臂梁来检测探针的移动。
进而,在AFM中,通过适当地选择适当的测定模式,能够测定弹性模量。根据聚合物的种类、供于AFM观察的试样的表面状态来选择适当的测定模式。例如,可列举出测定试样表面的(微小区域)的硬度的力调制模式、可测定试样的表面处的弹性模量、杨氏模量的分布的力曲线阵列模式、进而力曲线测定。另外,也可列举出接触模式、轻敲模式、非接触模式。在本发明中采用力调制模式测定。
<平均弹性模量E1及E2的测定>
使用原子间力显微镜(AFM)“Dimension Icon”(Buruker公司制)。在弹性模量的计算中,使用弹簧常数3N/m的悬臂梁。采用力曲线阵列模式在频率5Hz、最大载荷5nN、测定范围20μm×20μm的测定条件下观察。测定光学膜的截面,由得到的弹性模量映射图像算出不含有机微粒的树脂部分的弹性模量、及有机微粒部分的弹性模量的平均值,分别设为E1及E2。
图1为采用具备悬臂梁的原子间力显微镜的弹性模量的测定例。横轴表示探针扫描了光学膜的截面的距离,纵轴表示弹性模量(GPa)。如果扫描光学膜的截面,例如,得到图1中所示的弹性模量分布1。使用另外得到的弹性模量映射图像,对于不含有机微粒的树脂部分的弹性模量分布2及有机微粒部分的弹性模量分布3,各自任意地选择20点,由其算术平均值算出不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量E1及有机微粒部分的平均弹性模量E2。
予以说明,在由有机微粒部分的弹性模量分布3算出平均弹性模量E2时,在各测定点,采用有机微粒部分的弹性模量分布的最大值4,将其算术平均值作为有机微粒部分的平均弹性模量E2。其原因在于,多数情况下有机微粒凝集,就耐粘贴性而言,有机微粒部分的显示最大的弹性模量的部分做贡献。予以说明,就弹性模量而言,能够通过树脂或有机微粒中的交联剂的量、有机微粒的粒径来进行控制。
《光学膜的构成》
本发明的光学膜是含有树脂和有机微粒的光学膜,上述树脂含有环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者。进而,根据需要,能够含有各种添加剂。
通过使用这样的树脂,能够得到耐透湿性优异的光学膜。
[环烯烃系树脂]
环烯烃系树脂优选为由下述通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体的均聚物或共聚物。
对于由通式(A-1)表示的环烯烃单体进行说明。
【化1】
通式(A-1)
Figure BDA0002499626160000071
通式(A-1)的R1~R4各自独立地表示氢原子、卤素原子、取代或未取代的碳原子数1~30的烃基、或者极性基团。不过,不包括R1~R4全部成为氢原子的情形,不存在R1与R2同时成为氢原子或者R3与R4同时成为氢原子的情形。
卤素原子为氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。在碳原子数1~30的烃基的例子中,包含碳原子数1~30的烷基。在极性基团的例子中,包含羧基、羟基、烷氧基羰基、烯丙氧基羰基、氨基、酰氨基、氰基、这些基团经由亚甲基等连接基团键合而成的基团、羰基、醚基、甲硅烷基醚基、硫醚基、亚氨基等具有极性的2价的有机基团成为连接基团所键合而成的烃基等。这些中,优选羧基、羟基、烷氧基羰基或烯丙氧基羰基,从确保溶液制膜时的溶解性的观点考虑,特别优选为烷氧基羰基或烯丙氧基羰基。
从确保环烯烃系树脂的溶液制膜时的溶解性的观点等考虑,优选R1~R4中的至少一个为极性基团。
通式(A-1)的p表示0~2的整数。从提高光学膜的耐热性的观点考虑,p优选为1~2。这是因为,如果p为1~2,则得到的树脂的体积变大,玻璃化转变温度容易提高。
接着,对由通式(A-2)表示的环烯烃单体进行说明。
【化2】
通式(A-2)
Figure BDA0002499626160000081
通式(A-2)的R5表示氢原子、碳原子数1~5的烃基、或具有碳原子数1~5的烷基的烷基甲硅烷基。其中,R5优选为碳原子数1~3的烃基。
通式(A-2)的R6表示极性基团或卤素原子。极性基团优选为羧基、羟基、烷氧基羰基、烯丙氧基羰基、氨基、酰氨基、或氰基。卤素原子为氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。其中,R6优选为极性基团,优选羧基、羟基、烷氧基羰基或烯丙氧基羰基,从确保溶液制膜时的溶解性的观点考虑,特别优选为烷氧基羰基或烯丙氧基羰基。
通过使用由通式(A-2)表示的环烯烃单体,分子的对称性降低,容易促进溶剂挥发时的树脂的扩散运动。
通式(A-2)中,p表示0~2的整数。
在以下,示出通式(A-1)和(A-2)的结构的具体例。
【化3】
Figure BDA0002499626160000091
在可与由通式(A-1)或通式(A-2)表示的环烯烃单体共聚的共聚性单体的例子中,包含可与由通式(A-1)或通式(A-2)表示的环烯烃单体开环共聚的共聚性单体、可与由通式(A-1)或通式(A-2)表示的环烯烃单体加成共聚的共聚性单体。
在可与由通式(A-1)或通式(A-2)表示的环烯烃单体开环共聚的共聚性单体的例子中,包含环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、双环戊二烯等其他的环烯烃单体。
在可与由通式(A-1)或通式(A-2)表示的环烯烃单体加成共聚的共聚性单体的例子中,包含:含有不饱和双键的化合物、乙烯基系环状烃化合物、(甲基)丙烯酸酯。在含有不饱和双键的化合物的例子中,为碳原子数2~12(优选2~8)的烯烃系化合物,在其例子中,包含乙烯、丙烯、丁烯。在乙烯基系环状烃化合物的例子中,包含4-乙烯基环戊烯、2-甲基-4-异丙烯基环戊烯等乙烯基环戊烯系单体。在(甲基)丙烯酸酯的例子中,包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯等碳原子数1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。
就来自由通式(A-1)或通式(A-2)表示的环烯烃单体的结构单元的含量而言,相对于构成环烯烃系树脂的结构单元的合计,可设为50~100摩尔%,优选60~100摩尔%,更优选70~100摩尔%。
作为环烯烃系树脂,为将由通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体均聚或共聚而得到的聚合物,例如可列举出以下的聚合物,优选(1)~(3)和(5),更优选(3)和(5)。
(1)由通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体的开环聚合物
(2)由通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体与共聚性单体的开环共聚物
(3)上述(1)或(2)的开环(共)聚合物的氢化(共)聚合物
(4)采用Friedel-Crafts反应使上述(1)或(2)的开环(共)聚合物环化后氢化的(共)聚合物
(5)由通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体与含有不饱和双键的化合物的共聚物
(6)由通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体的加成型(共)聚合物及其氢化(共)聚合物
(7)由通式(A-1)或(A-2)表示的环烯烃单体与甲基丙烯酸酯、或丙烯酸酯的交替共聚物
就环烯烃系树脂而言,可列举出具有由下述通式(B-1)表示的结构单元和由通式(B-2)表示的结构单元中的至少一者的树脂。其中,从得到的环烯烃系树脂的玻璃化转变温度高、且容易得到透射率高的光学膜的观点考虑,优选包含由通式(B-2)表示的结构单元的聚合物、或具有由通式(B-1)表示的结构单元和由通式(B-2)表示的结构单元的共聚物。
【化4】
通式(B-1)
Figure BDA0002499626160000111
通式(B-1)中,X为由-CH=CH-表示的基团、或由-CH2CH2-表示的基团。R1~R4及p与通式(A-1)的R1~R4及p分别相同。
【化5】
通式(B-2)
Figure BDA0002499626160000112
通式(B-2)中,X为由-CH=CH-表示的基团、或由-CH2CH2-表示的基团。通式(B-2)的R5、R6及p与通式(A-2)的R5、R6及p分别相同。
就环烯烃系树脂而言,能够单独使用1种或者将2种以上并用。
环烯烃系树脂的特性粘度[η]inh例如为0.2~5cm3/g,优选为0.3~3cm3/g,更优选为0.4~1.5cm3/g。环烯烃系树脂的数均分子量(Mn)例如为8000~100000,优选为10000~80000,更优选为12000~50000,重均分子量(Mw)例如为20000~300000,更优选为30000~250000,进一步优选为40000~200000。数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)能够采用凝胶渗透色谱(GPC)通过聚苯乙烯换算测定。
如果特性粘度[η]inh、数均分子量及重均分子量位于上述范围,则环烯烃系树脂的耐热性、耐水性、耐化学品性、机械特性与作为膜的成型加工性变得良好。
环烯烃系树脂的玻璃化转变温度(Tg)通常为110℃以上,优选为110~350℃,更优选为120~250℃,特别优选为120~220℃。在Tg为110℃以上的情况下,难以由于高温条件下的使用、或涂布、印刷等二次加工而发生变形,因此优选。另一方面,通过使Tg为350℃以下,能够避免成型加工变得困难的情形,抑制由于成型加工时的热而使树脂劣化的可能性。
另外,环烯烃系树脂能够优选使用市售品,作为市售品的例子,已由JSR(株)以アートン(ARTON:注册商标)G、アートンF、アートンR和アートンRX这样的商品名销售,能够使用这些。
[(甲基)丙烯酸系树脂]
作为本发明的光学膜中含有的包含(甲基)丙烯酸系单体的聚合物(也称为丙烯酸系树脂。),例如,可列举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。
更详细地,在以从后述例示的单体等任意地选择的组合而均聚或共聚而成的树脂、进而对于该树脂实施环化反应、脱水缩合反应、氢加成反应、保护官能团的脱离反应等后反应而成的树脂中,用重量比表示,具有50%以上的(甲基)丙烯酸酯。
(单体种类)
作为上述单体,例如,可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸仲戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环己基甲酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸(3,4-环氧环己基)甲酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、α-羟基甲基丙烯酸甲酯、α-羟基甲基丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸酯类等。
可列举出甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸2-甲基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸2-异丙基丁酯、甲基丙烯酸2-异丙基-4-甲基丁酯、甲基丙烯酸2,3-二甲基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基戊酯、甲基丙烯酸2-乙基戊酯、甲基丙烯酸2-丙基戊酯、甲基丙烯酸2-异丙基戊酯;
甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸1-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-甲基戊酯、甲基丙烯酸1,3-二甲基丁酯、甲基丙烯酸1,2-二甲基丙酯、甲基丙烯酸1,2-二甲基丁酯、甲基丙烯酸1,2-二甲基戊酯、甲基丙烯酸1,2,3-三甲基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基-1-甲基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基-1-甲基戊酯、甲基丙烯酸2-乙基-1,3-二甲基丁酯、甲基丙烯酸1-甲基-2-丙基戊酯、甲基丙烯酸2-异丙基-1-甲基戊酯、甲基丙烯酸2-异丙基-1,3-二甲基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基丙酯、甲基丙烯酸1-乙基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基戊酯、甲基丙烯酸1-乙基-3-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸1-乙基-2-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基-2-甲基戊酯、甲基丙烯酸1-乙基-2,3-二甲基丁酯、甲基丙烯酸1,2-二乙基丁酯、甲基丙烯酸1,2-二乙基戊酯、甲基丙烯酸1,2-二乙基-3-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基-2-丙基戊酯、甲基丙烯酸2-异丙基-1-乙基戊酯、甲基丙烯酸1-乙基-2-异丙基-3-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-丙基丁酯;
甲基丙烯酸1-丙基戊酯、甲基丙烯酸3-甲基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-1-丙基戊酯、甲基丙烯酸2,3-二甲基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基-1-丙基戊酯、甲基丙烯酸2-乙基-3-甲基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸1,2-二丙基戊酯、甲基丙烯酸2-异丙基-1-丙基戊酯、甲基丙烯酸2-异丙基-3-甲基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基戊酯、甲基丙烯酸1-异丙基-3-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸1-异丙基-2-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基-2-甲基戊酯、甲基丙烯酸1-异丙基-2,3-二甲基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基-1-异丙基丁酯、甲基丙烯酸2-乙基-1-异丙基戊酯、甲基丙烯酸2-二乙基-1-异丙基-3-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基-2-丙基戊酯、甲基丙烯酸1,2-二异丙基戊酯、甲基丙烯酸1,2-异丙基-3-甲基丁酯;
甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸1,1-二甲基丙酯、甲基丙烯酸1-乙基-1-甲基丙酯、甲基丙烯酸1,1-二乙基丙酯、甲基丙烯酸1,1-二甲基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基-1-甲基丁酯、甲基丙烯酸1,1-二乙基丁酯、甲基丙烯酸1-甲基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸1,1-二丙基丁酯、甲基丙烯酸1,1,2-三甲基丙酯、甲基丙烯酸1-乙基-1,2-二甲基丙酯、甲基丙烯酸1,1-二乙基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸1-异丙基-1-甲基丁酯、甲基丙烯酸1-乙基-1-异丙基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基-1-丙基丁酯、甲基丙烯酸1-异丙基-1,2-二甲基丙酯、甲基丙烯酸1,1-二异丙基丙酯、甲基丙烯酸1,1-二异丙基丁酯、甲基丙烯酸1,1-二异丙基-2-甲基丙酯;
甲基丙烯酸4-甲基环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸4-异丙基环己酯、甲基丙烯酸2-异丙基环己酯、甲基丙烯酸4-叔丁基环己酯、甲基丙烯酸2-叔丁基环己酯;
甲基丙烯酸2-降冰片酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-降冰片酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-降冰片酯、甲基丙烯酸2-异冰片酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-异冰片酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-异冰片酯、甲基丙烯酸8-三环[5.2.1.02,6]癸酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三环[5.2.1.02,6]癸酯、甲基丙烯酸8-乙基-8-三环[5.2.1.02,6]癸酯、甲基丙烯酸2-金刚烷酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金刚烷酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-金刚烷酯、甲基丙烯酸1-金刚烷酯、甲基丙烯酸2-葑基酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-葑基酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-葑基酯、甲基丙烯酸十氢萘-1-基酯、甲基丙烯酸十氢萘-2-基酯等。
(可共聚的单体)
作为可共聚的单体,可列举出N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺类;(甲基)丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、乙烯基苯甲酸等不饱和单羧酸类;马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等不饱和多元羧酸类;琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、琥珀酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯等将不饱和基团与羧基之间增链的不饱和单羧酸类;马来酸酐、衣康酸酐等不饱和酸酐类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-氯苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、对-氯苯乙烯、邻-氯苯乙烯、2,5-二氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、乙烯基甲苯、甲氧基苯乙烯等芳族乙烯基类;甲基马来酰亚胺、乙基马来酰亚胺、异丙基马来酰亚胺、环己基马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、苄基马来酰亚胺、萘基马来酰亚胺等N取代马来酰亚胺类;1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等共轭二烯类;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯基酯类;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、正壬基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、甲氧基乙氧基乙基乙烯基醚、甲氧基聚乙二醇乙烯基醚、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚等乙烯基醚类;N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基乙酰胺等N-乙烯基化合物类;(甲基)丙烯酸异氰酸根合乙酯、异氰酸烯丙酯等不饱和异氰酸酯类;丙烯腈、甲基丙烯腈等乙烯基氰类等。
(丙烯酸类树脂的制造方法)
作为制造本发明涉及的丙烯酸类树脂的方法,例如能够使用浇铸聚合、本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合、阴离子聚合等一般进行的聚合方法。其中,作为光学用途,由于可减少不利的微小异物的混入,因此优选不使用悬浮剂、乳化剂的本体聚合、溶液聚合。
《溶液聚合》
在进行溶液聚合的情况下,能够使用将单体的混合物在甲苯、乙苯等芳族烃的溶剂中溶解而制备的溶液。在通过本体聚合使其聚合的情况下,能够如通常进行那样,利用通过加热所产生的游离自由基、电离性放射线照射来引发聚合。
作为聚合反应中使用的引发剂,能够使用自由基聚合中使用的任意的引发剂,例如,能够使用偶氮二异丁腈等偶氮化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧-2-乙基己酸叔丁酯等有机过氧化物。
特别是在90℃以上的高温下进行聚合的情况下,一般是溶液聚合,因此优选10小时半衰期温度为80℃以上、且在使用的有机溶剂中可溶的过氧化物、偶氮双引发剂等。具体地,能够列举出1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧)己烷、1,1-偶氮双(1-环己烷甲腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈等。就这些引发剂而言,例如,相对于全体的单体100质量%,优选以0.005~5质量%的范围使用。
在聚合反应中,作为根据需要所使用的分子量调节剂,能够使用在自由基聚合中一般所使用的任意的分子量调节剂,例如特别优选丁硫醇、辛硫醇、十二硫醇、巯基乙酸2-乙基己酯等硫醇化合物。这些分子量调节剂以将丙烯酸系树脂的分子量控制在上述优选的范围内的浓度范围添加。
《本体聚合》
本体聚合例如通过一边将单体成分及聚合引发剂等连续地供给到反应容器中,一边将在反应容器内滞留规定时间而得到的部分聚合物连续地抽出而进行,能够以高生产率制造共聚物。
对将单体成分聚合时使用的聚合引发剂并无特别限制,例如能够使用偶氮二异丁腈等偶氮化合物、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、过氧化苯甲酰、过氧化对-氯苯甲酰、过氧碳酸二异丙酯、过氧碳酸二-2-乙基己酯、过氧新戊酸叔丁酯、过氧(2-乙基己酸)叔丁酯等过氧化物等公知的自由基聚合引发剂。聚合引发剂可只使用1种,也可将2种以上组合使用。另外,就其使用量而言,相对于混合物的总量,通常为0.01~5质量%。热聚合中的加热温度通常为40~200℃,加热时间通常为30分钟~8小时左右。
将单体成分聚合时,根据需要,能够使用链转移剂。对链转移剂并无特别限制,例如,作为优选的例子,可列举出正丁硫醇、正辛硫醇、正十二硫醇、巯基乙酸2-乙基己酯等硫醇类等。链转移剂也可只使用1种,还可将2种以上组合使用。
《悬浮聚合》
在悬浮聚合的情况下,能够使用通常的悬浮聚合中所使用的物质,能够列举出有机过氧化物、偶氮化合物。
另外,作为悬浮稳定剂,能够使用通常使用的公知的悬浮稳定剂,能够列举出有机胶体性高分子物质、无机胶体性高分子物质、无机微粒以及它们与表面活性剂的组合。
作为用于使单体混合物聚合的水性介质,可列举出水、或水与醇(例如甲醇、乙醇)这样的水溶性溶剂的混合介质。就水性介质的使用量而言,为了实现交联树脂粒子的稳定化,通常,相对于单体混合物100质量份,为100~1000质量份。
另外,为了抑制在水系中的乳化粒子的产生,可使用亚硝酸盐类、亚硫酸盐类、氢醌类、抗坏血酸类、水溶性维生素B类、柠檬酸、多酚类等水溶性的阻聚剂。
进而,根据需要,可添加其他的悬浮稳定剂。例如可列举出磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸锌等磷酸盐、焦磷酸钙、焦磷酸镁、焦磷酸铝、焦磷酸锌等焦磷酸盐、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡等难水溶性无机化合物、聚乙烯醇的分散稳定剂等。
另外,也可将上述悬浮稳定剂与阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂等表面活性剂并用。
作为阴离子性表面活性剂,例如,可列举出油酸钠、蓖麻油钾等脂肪酸油、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵等烷基硫酸酯盐、十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷烃磺酸盐、琥珀酸磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸酯盐、萘磺酸福尔马林缩合物、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基硫酸酯盐等。
作为非离子性表面活性剂,例如,可列举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧山梨糖醇酐脂肪酸酯(ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル)、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段聚合物等。
作为阳离子性表面活性剂,例如,可列举出十二烷基胺乙酸盐、硬脂胺乙酸盐等烷基胺盐、十二烷基三甲基氯化铵等季铵盐等。
作为两性离子表面活性剂,可列举出十二烷基二甲基胺氧化物、磷酸酯系或亚磷酸酯系表面活性剂。
这些悬浮稳定剂、表面活性剂可单独使用或将2种以上组合使用,考虑得到的粒子的直径和聚合时的分散稳定性而适当地调整悬浮稳定剂的选择、使用量来使用。通常,就悬浮稳定剂的添加量而言,相对于单体混合物100质量份,为0.5~15质量份,就表面活性剂的添加量而言,相对于水性介质100质量份,为0.001~10质量份。
在这样制备的水性介质中添加单体混合物,进行聚合。
作为单体混合物的分散方法,例如,可列举出在水性介质中直接添加单体混合物,通过螺旋桨等的搅拌力使其作为单体滴在水性介质中分散的方法;使用作为由转子和定子构成的利用高剪切力的分散机的均相混合器、或超声波分散机等使其分散的方法等。
接着,通过将单体混合物作为球状滴而分散的水性悬浮液进行加热来引发聚合。在聚合反应中,优选将水性悬浮液搅拌,其搅拌例如可在能够防止球状滴的上浮、聚合后的粒子的沉降的程度上缓慢地进行。
优选使聚合温度为30~100℃左右,更优选为40~80℃左右。而且,作为保持该聚合温度的时间,优选0.1~20小时左右。
在聚合后,采用吸滤、离心脱水、离心分离、加压脱水等方法将粒子作为含水滤饼而分离,进而,将得到的含水滤饼水洗,干燥,能够得到目标的粒子。其中,就粒子的平均粒径的调整而言,可调整单体混合物与水的混合条件、悬浮稳定剂、表面活性剂等的添加量及上述搅拌器的搅拌条件、分散条件。
[有机微粒]
有机微粒具有对光学膜赋予耐粘贴性的功能。在构成有机微粒的树脂的例子中,包含含有来自从(甲基)丙烯酸酯类、衣康酸二酯类、马来酸二酯类、乙烯基酯类、烯烃类、苯乙烯类、(甲基)丙烯酰胺类、烯丙基化合物、乙烯基醚类、乙烯基酮类、乙烯基杂环化合物(ビニル異節環化合物)、不饱和腈类、不饱和单体类和不饱和羧酸类中选择的1个以上的结构单元的聚合物、有机硅系树脂、氟系树脂、聚苯硫醚等。应予说明,(甲基)丙烯酸类意指丙烯酸类或甲基丙烯酸类。
在构成聚合物的(甲基)丙烯酸酯类的例子中,包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。在衣康酸二酯类的例子中,包含衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丙酯等。在马来酸二酯类的例子中,包含马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丙酯等。在乙烯基酯类的例子中,包含乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、氯乙酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、水杨酸乙烯酯等。在烯烃类的例子中,包含双环戊二烯、乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、氯乙烯、偏氯乙烯、异戊二烯、氯丁二烯、丁二烯、2,3-二甲基丁二烯等。在苯乙烯类的例子中,包含苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、二乙烯基苯等。在(甲基)丙烯酰胺类的例子中,包含(甲基)丙烯酰胺、甲基(甲基)丙烯酰胺、乙基(甲基)丙烯酰胺、丙基(甲基)丙烯酰胺、丁基(甲基)丙烯酰胺、叔丁基(甲基)丙烯酰胺、苯基(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺等。在烯丙基化合物的例子中,包含醋酸烯丙酯、己酸烯丙酯、月桂酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯等。在乙烯基醚类的例子中,包含甲基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、二甲基氨基乙基乙烯基醚等。在乙烯基酮类的例子中,包含甲基乙烯基酮、苯基乙烯基酮、甲氧基乙基乙烯基酮等。在乙烯基杂环化合物的例子中,包含乙烯基吡啶、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基噁唑啉酮、N-乙烯基三唑、N-乙烯基吡咯烷酮等。在不饱和腈类的例子中,包含丙烯腈、甲基丙烯腈等。在不饱和羧酸类的例子中,包含(甲基)丙烯酸、衣康酸、衣康酸单酯、马来酸、马来酸单酯等。
其中,优选含有来自从(甲基)丙烯酸酯类、乙烯基酯类、苯乙烯类、烯烃类中选择的1个以上的结构单元的聚合物,更优选含有来自(甲基)丙烯酸酯类的结构单元的聚合物、含有来自苯乙烯类的结构单元的聚合物、含有来自(甲基)丙烯酸酯类的结构单元和来自苯乙烯类的结构单元的共聚物,进一步优选含有来自(甲基)丙烯酸酯类的结构单元和来自苯乙烯类的结构单元的共聚物。
由这样的聚合物构成的有机微粒(聚合物粒子)可通过任意的方法例如乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合、种子聚合等方法而制造。其中,从容易得到粒径整齐的聚合物粒子的观点等考虑,优选在水性介质下的种子聚合、乳液聚合。
作为聚合物粒子的制造方法,例如,可列举出
·使单体混合物在水性介质中分散后使其聚合的一段聚合法;
·通过使单体在水性介质中聚合而得到种粒子后,使种粒子吸收单体混合物后使其聚合的两段聚合法;
·将两段聚合法的制造种粒子的工序反复进行的多段聚合法等。这些聚合法能够根据聚合物粒子的所期望的平均粒径适当地选择。予以说明,对用于制造种粒子的单体并无特别限定,聚合物粒子用的单体均能够使用。
有机微粒可以是具有核-壳结构的粒子。在这样的有机微粒的例子中,包含:具有包含(甲基)丙烯酸酯的均聚物或共聚物的低Tg的核层、和高Tg的壳层的核-壳粒子等。
就有机微粒与环烯烃系树脂的折射率差的绝对值Δn而言,从高度地抑制光学膜的雾度上升的观点考虑,优选为0.1以下,更优选为0.085以下,进一步优选为0.065以下。
有机微粒的平均一次粒径优选为50~300nm。如果有机微粒的平均粒径为50nm以上,容易对光学膜赋予充分的耐粘贴性。如果有机微粒的平均一次粒径为300nm以下,容易抑制雾度的上升。
进而,通过使有机微粒小粒径化,能够使有机微粒的本发明涉及的弹性模量增加。其原因尚不明确,但推测如下所述。就粒子表面而言,由于表面张力作用,因此推测比块体硬地动作或行动或表现地比块体硬,通过粒径变小,粒子的单位体积的表面积的比例增大,作为其结果,推测本发明涉及的弹性模量升高。不过,如果粒径过小,则在膜表面所形成的凹凸的高度变小,因此推定对耐粘贴性的效果变小。
就平均一次粒径而言,能够采用由电子显微镜照片直接计量一次粒子的大小的方法来求出。具体地,能够采用透射型电子显微镜照片(TEM)测定粒子像、将随机选择的100个一次粒子的等面积圆当量直径的平均值作为平均一次粒径。
就有机微粒的含量而言,相对于光学膜的总质量,优选为0.03~1.0质量%,更优选为0.05~0.6质量%,进一步优选为0.08~0.4质量%。如果有机微粒的含量为0.03质量%以上,则容易对光学膜赋予充分的耐粘贴性,如果为1.0质量%以下,容易抑制雾度的上升。
[交联剂]
作为控制本发明涉及的树脂及有机微粒的弹性模量的方法,能够使上述的环烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂或有机微粒中含有交联剂。作为交联剂,能够使用与上述树脂交联的公知的交联剂。
例如,能够适当地使用EGDMA(乙二醇二甲基丙烯酸酯)、DVB(二乙烯基苯)、TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、PETA(季戊四醇三丙烯酸酯)、TAIC(异氰脲酸三烯丙酯)、PETTA(季戊四醇四丙烯酸酯)、DPPA(二季戊四醇五丙烯酸酯)及DPHA(二季戊四醇六丙烯酸酯)等多官能单体等。
[其他成分]
就本发明的光学膜而言,在不损害本发明的效果的范围内,根据需要可进一步包含其他成分。在其他成分的例子中,包含各自公知的高沸点溶剂、表面活性剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。
光学膜可由1个层(单层)构成,也可由多个层构成。
[物性]
对于本发明涉及的弹性模量以外的其他物性进行说明。
(内部雾度)
就本发明的光学膜的内部雾度而言,在采用以下的方法测定时,优选为0.08%以下。
〈内部雾度的测定方法〉
在23℃·55%RH的环境下调湿5小时以上后,通过下述的方法评价光学膜的内部雾度。图2为表示内部雾度的测定程序的图。
1)首先,采用以下的程序测定膜以外的测定器具的空白雾度1。在洗净的载玻片11上滴下一滴(0.05mL)的甘油12。此时,使得在液滴中没有进入气泡。在其上放置盖玻片。即使没有压盖玻片,甘油12也扩展。将其设置于雾度计,测定空白雾度1。
2)接着,采用以下的程序测定包含试样在内的雾度2。首先,在载玻片11上滴下甘油12(0.05mL)(参照图2(a))。在其上放置待测定的试样膜13以致没有进入气泡(参照图2(b))。在试样膜13上滴下甘油12(0.05mL)(参照图2(c))。在其上放置载玻片(参照图2(d))。将得到的层叠体(从上起,载玻片/甘油/试样膜/甘油/载玻片)设置于雾度计,测定雾度2。
3)将上述1)中得到的雾度1和上述2)中得到的雾度2代入下述式,算出内部雾度。
膜的内部雾度=雾度2-雾度1
(相位差Ro及Rt)
在光学膜用作例如VA模式用的相位差膜的情况下,在测定波长550nm、23℃、55%RH的环境下所测定的面内方向的相位差Ro优选为20~120nm,更优选为30~100nm。光学膜的厚度方向的相位差Rt优选为70~350nm,更优选为100~320nm。
光学膜的Ro及Rt分别由下述式定义。
式(2a):Ro=(nx-ny)×d
式(2b):Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
(式中,
nx表示光学膜的面内滞相轴方向(折射率成为最大的方向)的折射率,
ny表示光学膜的与面内滞相轴正交的方向的折射率,
nz表示光学膜的厚度方向的折射率,
d表示光学膜的厚度(nm)。)
所谓光学膜的面内滞相轴,是指膜面中折射率成为最大的轴。就光学膜的面内滞相轴而言,能够通过自动双折射率计Axo Scan(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス公司制造)而确认。
光学膜的Ro及Rt的测定能够采用以下的方法进行。
1)将光学膜在23℃、55%RH的环境下调湿24小时。采用阿贝折射计测定该光学膜的平均折射率,使用市售的测微计测定厚度d。
2)分别使用自动双折射率计Axo Scan(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス公司制)、在23℃、55%RH的环境下测定调湿后的光学膜的、测定波长550nm处的延迟Ro及Rt。
光学膜的相位差Ro及Rt主要能够采用拉伸倍率进行调整。为了提高光学膜的相位差Ro及Rt,优选提高拉伸倍率。
(厚度)
光学膜的厚度例如可为5~100μm,优选为5~40μm。
《光学膜的制造方法》
本发明的光学膜优选采用溶液制膜法(流延法)制造。
即,本发明的光学膜可经过下述工序而制造:1)得到至少包含上述的环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者、有机微粒、根据需要使用的交联剂、包含高沸点溶剂的溶剂的胶浆的工序;2)将得到的胶浆在金属支承体上流延、干燥及剥离而得到膜状物的工序;3)将得到的膜状物在相互正交的2个方向上拉伸的工序。
对于1)的工序
使环烯烃系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者、有机微粒和根据需要使用的交联剂溶解于溶剂,制备胶浆。用于胶浆的溶剂至少包含可使上述树脂溶解的有机溶剂(良溶剂)。
在良溶剂的例子中,包含二氯甲烷等氯系有机溶剂;醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙酮、四氢呋喃等非氯系有机溶剂。其中,优选二氯甲烷。
用于胶浆的溶剂可进一步包含不良溶剂。在不良溶剂的例子中,包含碳原子数1~4的直链或分支链状的脂肪族醇。如果胶浆中的醇的比率升高,则膜状物容易凝胶化,从金属支承体的剥离易变得容易。作为碳原子数1~4的直链或分支链状的脂肪族醇,能够列举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。这些中,从胶浆的稳定性、沸点也比较低、干燥性也好等考虑,优选乙醇。
另外,对有机微粒的添加方法并无特别限制,可将有机微粒直接添加到溶剂中,也可在制备了有机微粒的集合体后添加到溶剂中。特别地,在有机微粒为上述的聚合物粒子的情况下,可将聚合物粒子的集合体添加到溶剂中。就聚合物粒子的集合体而言,通过使包含聚合物粒子、表面活性剂、无机粉末和水性介质的浆料喷雾干燥,能够得到聚合物粒子的集合体。聚合物粒子的集合体的制备能够采用日本特开2010-138365号公报中记载的方法进行。聚合物粒子的集合体由抑制了相互的连结(熔合)的多个聚合物粒子构成。因此,由于处理性优异、如果在环烯烃系树脂、溶剂中使集合体分散则容易地分离为聚合物粒子,因此可使聚合物粒子的分散性变得良好。
对于2)的工序
将得到的胶浆在金属支承体上流延。胶浆的流延能够通过从流延模头中排出而进行。
接着,使在金属支承体上流延的胶浆中的溶剂蒸发,使其干燥。将干燥了的胶浆从金属支承体剥离,得到膜状物。就从金属支承体剥离时的胶浆的残留溶剂量(剥离时的残留溶剂量)而言,从容易使得到的光学膜的相位差Ro、Rt减小的方面考虑,优选为10~150质量%,更优选为20~40质量%。如果剥离时的残留溶剂量为10质量%以上,则干燥或拉伸时环烯烃系树脂容易流动,容易使其成为未取向,因此容易减小得到的光学膜的Ro、Rt。如果剥离时的残留溶剂量为150质量%以下,则在将胶浆剥离时需要的力难以过剩地增大,容易抑制胶浆的断裂。
胶浆的残留溶剂量用下述式定义。以下也同样。
胶浆的残留溶剂量(质量%)=(胶浆的加热处理前质量-胶浆的加热处理后质量)/胶浆的加热处理后质量×100
应予说明,测定残留溶剂量时的加热处理是指120℃、60分钟的加热处理。
对于3)的工序
将得到的膜状物在至少相互正交的二个方向上拉伸(双轴拉伸)。拉伸方向优选为膜状物的宽度方向(TD方向)、和与其正交的输送方向(MD方向)。
就拉伸倍率而言,优选使TD方向的拉伸倍率/MD方向的拉伸倍率例如为1.0~3.0。就TD方向和MD方向的拉伸倍率而言,例如从使光学膜作为VA用的相位差膜而发挥功能的观点考虑,能够使其各自为1.01~3.5倍,例如从使其作为IPS用的相位差膜发挥功能的观点考虑,能够使其各自为1.01~1.3倍。拉伸倍率越高,得到的光学膜的残留应力越容易变大。拉伸倍率定义为(拉伸后的膜的拉伸方向大小)/(拉伸前的膜的拉伸方向大小)。
应予说明,光学膜的面内滞相轴方向(在面内折射率成为最大的方向)通常为拉伸倍率成为最大的方向,与光学膜的收缩率成为最大的第一方向一致。
就拉伸温度而言,在将使用的树脂的玻璃化转变温度设为Tg时,优选为(Tg-65)℃~(Tg+60)℃,更优选为(Tg-50)℃~(Tg+50)℃,进一步优选为(Tg-30)℃~(Tg+50)℃。如果拉伸温度为(Tg-30)℃以上,不仅容易使膜状物成为适于拉伸的柔性,而且在拉伸时对膜状物施加的张力不会过度变大,因此在得到的光学膜中不易残留过剩的残留应力,Ro、Rt也不易过剩地增大。如果拉伸温度为(Tg+60)℃以下,在拉伸后的光学膜中容易残存适度的残留应力,膜状物中的溶剂的气化引起的气泡的产生也容易高度地抑制。拉伸温度具体地可为100~220℃。
拉伸开始时的膜状物中的残留溶剂量优选为2~50质量%。如果拉伸开始时的残留溶剂量为2质量%以上,由于残留溶剂产生的增塑化效果,拉伸时的膜状物的实质的Tg降低,因此光学膜的Ro、Rt不易增大。如果拉伸开始时的残留溶剂量为50质量%以下,则能够高度地抑制膜状物中的溶剂的气化引起的气泡的产生。
就膜状物的MD方向的拉伸而言,例如能够采用对多个辊施加圆周速度差、在其间利用辊圆周速度差的方法(辊法)来进行。就膜状物的TD方向的拉伸而言,例如能够采用将膜状物的两端用夹子、针固定,使夹子、针的间隔在行进方向上扩大的方法(拉幅机法)来进行。
[偏振片]
本发明的偏振片包含起偏器和本发明的光学膜。本发明的光学膜优选配置于起偏器的至少一面(至少是与液晶单元对置的面)。经由粘接剂层将起偏器与光学膜粘接。
(起偏器)
起偏器是只使一定方向的偏振面(偏波面)的光通过的元件,为聚乙烯醇系偏振膜。在聚乙烯醇系偏振膜中,有对聚乙烯醇系膜用碘染色而成的偏振膜、和用二色性染料染色而成的偏振膜。
聚乙烯醇系偏振膜可以是对聚乙烯醇系膜进行单轴拉伸后用碘或二色性染料染色而成的膜(优选进一步用硼化合物实施了耐久性处理的膜);也可以是将聚乙烯醇系膜用碘或二色性染料染色后进行了单轴拉伸的膜(优选进一步用硼化合物实施了耐久性处理的膜)。起偏器的吸收轴通常与最大拉伸方向平行。
例如,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。
起偏器的厚度优选为5~30μm,从为了使偏振片薄型化等考虑,更优选为5~20μm。
(其他光学膜)
在将本发明的光学膜只配置于起偏器的一面的情况下,在起偏器的另一面可配置其他光学膜。在其他光学膜的例子中,包含市售的纤维素酯膜(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、以上为コニカミノルタ(株)制造、フジタックT40UZ、フジタックT60UZ、フジタックT80UZ、フジタックTD80UL、フジタックTD60UL、フジタックTD40UL、フジタックR02、フジタックR06、以上为富士フイルム(株)制造)等。
对其他保护膜的厚度并无特别限定,优选为10~100μm,更优选为10~60μm,特别优选为20~60μm。
(偏振片的制造方法)
就本发明的偏振片而言,能够通过将起偏器和本发明的光学膜经由粘接剂贴合而得到。粘接剂可以是完全皂化型聚乙烯醇水溶液(水糊)、活性能量线固化性粘接剂。
其中,从即使是薄膜,强度也高,容易得到平面性优异的偏振片的方面考虑,本发明的光学膜与起偏器优选通过活性能量线固化性粘接剂而贴合。
就活性能量线固化性粘接剂而言,利用光自由基聚合的光自由基聚合型组合物、利用光阳离子聚合的光阳离子聚合型组合物以及将光自由基聚合和光阳离子聚合并用的混合型组合物均可。
作为光自由基聚合型组合物,已知日本特开2008-009329号公报中记载的以特定比例包含含有羟基、羧基等极性基团的自由基聚合性化合物及不含极性基团的自由基聚合性化合物的组合物等。特别地,自由基聚合性化合物优选为可自由基聚合的具有烯属不饱和键的化合物。在可自由基聚合的具有烯属不饱和键的化合物的优选的例子中,包含具有(甲基)丙烯酰基的化合物。在具有(甲基)丙烯酰基的化合物的例子中,包含N取代(甲基)丙烯酰胺系化合物、(甲基)丙烯酸酯系化合物等。(甲基)丙烯酰胺意指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
作为光阳离子聚合型组合物,可列举出日本特开2011-028234号公报中公开的、包含(α)阳离子聚合性化合物、(β)光阳离子聚合引发剂、(γ)对于比380nm长的波长的光显示出极大吸收的光敏剂和(δ)萘系光敏助剂的各成分的组合物。
就使用活性能量线固化性粘接剂的偏振片的制造方法而言,包含:1)在起偏器与光学膜的粘接面中的至少一者涂布活性能量线固化性粘接剂的工序;2)经由得到的粘接剂层将起偏器与光学膜贴合的工序;3)在经由粘接剂层将起偏器和光学膜贴合的状态下照射活性能量线,使粘接剂层固化而得到偏振片的工序;及4)将得到的偏振片冲切(切割)为规定的形状的工序。在1)的工序之前,根据需要可实施4)对光学膜的粘接起偏器的面进行易粘接处理(电晕处理、等离子体处理等)的工序。
1)的工序中,活性能量线固化性粘接剂的涂布优选以固化后的粘接剂层的厚度成为例如0.01~10μm、优选0.5~5μm的方式进行。
3)的工序中,就照射的活性能量线而言,能够使用可见光线、紫外线、X射线和电子束等。从处理容易、固化速度也充分的方面考虑,一般优选使用紫外线。紫外线的照射条件只要为可使粘接剂固化的条件即可。例如,紫外线的照射量用累计光量计,优选为50~1500mJ/cm2,更优选为100~500mJ/cm2
[液晶显示装置]
本发明的液晶显示装置包含液晶单元、在液晶单元的一面配置的第1偏振片、和在液晶单元的另一面配置的第2偏振片。第1和第2偏振片中的一者或两者为本发明的偏振片。
图3为表示液晶显示装置的基本的构成的一例的示意图。如图3中所示那样,本发明的液晶显示装置10包含:液晶单元30、在液晶单元30的一面配置的第1偏振片50、在液晶单元30的另一面配置的第2偏振片70、和背光90。
液晶单元30的显示模式可以是例如STN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、OCB等。其中优选VA(MVA,PVA)模式和IPS模式。
第1偏振片50包含:在液晶单元30的一面(视认侧的面)配置的第1起偏器51、在第1起偏器51的与液晶单元30相反侧的面(视认侧的面)配置的保护膜53(F1)、和在第1起偏器51的液晶单元30侧的面配置的保护膜55(F2)。
第2偏振片70包含:在液晶单元30的另一面(背光90侧的面)配置的第2起偏器71、在第2起偏器71的液晶单元30侧的面配置的保护膜73(F3)、和在第2起偏器71的与液晶单元30相反侧的面(背光90侧的面)配置的保护膜75(F4)。
优选第1起偏器51的吸收轴与第2起偏器71的吸收轴正交(成为正交尼科耳)。
可使保护膜53(F1)、55(F2)、73(F3)和75(F4)中的至少一者为本发明的光学膜。其中,本发明的光学膜优选用作保护膜55(F2)或73(F3)。包含本发明的光学膜作为保护膜55(F2)或73(F3)的液晶显示装置具有良好的正面对比度,显示不均也减少。
实施例
以下,列举实施例对本发明具体地说明,但本发明并不限定于这些。应予说明,在实施例中,使用“份”或“%”的表示,只要无特别说明,表示“质量份”或“质量%”。
[实施例1]
《光学膜1的制作》
[有机微粒1的制作]
在安装有温度计、回流冷凝器、氮气导入管、搅拌器的玻璃制反应器中装入去离子水200质量份和十二烷基硫酸钠(SLS)0.6质量份,一边通入氮气一边加热到80~85℃,一边搅拌一边在得到的水溶液中添加过硫酸铵0.8质量份。
在得到的水溶液中,用1小时进一步滴入苯乙烯(St)10质量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)50质量份、二乙烯基苯(DVB)20质量份,接着,将得到的混合液搅拌1小时,得到乳液。通过喷雾干燥将得到的乳液干燥,得到有机微粒1。
[微粒分散液1的制备]
用溶解器将3质量份的有机微粒1和97质量份的二氯甲烷搅拌混合50分钟后,使用マイルダー分散机(大平洋机工株式会社制)在1500rpm条件下分散,得到微粒分散液1。
[胶浆1的制备]
接着,制备下述组成的胶浆1。首先,在加压溶解罐中添加二氯甲烷和乙醇。接着,在加压溶解罐中一边搅拌一边投入环烯烃系树脂I。接着,投入上述制备的微粒分散液1,将其加热到60℃,一边搅拌一边完全地溶解。就加热温度而言,从室温以5℃/分钟升温,用30分钟溶解后,以3℃/分钟降温。
使用(株)ロキテクノ制的SHP150,以过滤流量300L/m2·h、滤压1.0×106Pa将其过滤,得到胶浆1。
(胶浆1的组成)
Figure BDA0002499626160000301
Figure BDA0002499626160000311
[制膜]
接着,使用环形带流延装置,将胶浆1在温度31℃下以1800mm宽度均一地在不锈钢带支承体上流延。将不锈钢带的温度控制为28℃。使不锈钢带的输送速度为20m/分钟。
在不锈钢带支承体上,使溶剂蒸发直至流延(cast)的膜中的残留溶剂量成为30%。接着,用剥离张力128N/m从不锈钢带支承体上剥离。一边用多个辊输送剥离了的膜一边用拉幅机在150℃(Tg-15℃)的条件下将得到的膜状物在宽度方向上拉伸1.2倍。然后,一边用辊输送一边进一步使其干燥,用激光切割机将用拉幅机夹具夹持的端部切开而卷取,得到厚40μm的光学膜1。
《光学膜2~12的制作》
在光学膜1的制作中,如表I那样改变树脂的种类、微粒及层构成而制作,与光学膜1同样地制作光学膜2~12。予以说明,就有机微粒的平均一次粒径的大小而言,使用在由MMA-St构成的有机微粒的制备中通过控制表面活性剂SLS的添加量从而以成为表中所示的平均一次粒径的大小的方式所制备的微粒分散液。
在光学膜12的制作中,代替微粒分散液而使用加入同量的二氯甲烷的胶浆12。
进而,就光学膜7而言,制成由包含有机微粒的层和不含有机微粒的层构成的层叠膜。在光学膜7的制膜中,使用不含有机微粒的胶浆12、及在下述条件下制备的包含有机微粒的胶浆12′。在制膜工序中将胶浆12和在其两侧的胶浆12′从流延口3层同时地流延。直至共流延后的剥离~拉伸~卷取,设为与其他实施例相同的条件。由此,制作在膜的两表面分别具有干膜厚4μm的含有有机微粒的层的光学膜7。
另外,在光学膜10中,就二氧化硅而言,使用与胶浆1中所含的微粒固体成分相同质量的二氧化硅。
(胶浆12′的制备)
在350质量份的胶浆12中,加入50质量份的在光学膜2中使用的微粒分散液而制备。
应予说明,表中,微粒的栏的[]内的数值表示微粒的制作中使用的材料的质量份。
另外,表I中所示的简写如下所述。
(树脂)
COP:环烯烃系树脂I(ARTON-G7810(JSR公司制、重均分子量=140000))(由通式(A-2)表示的单体与其他的单体的共聚物(上述的(5)的聚合物))
丙烯酸类树脂:ダイヤナールBR85(Mw=280000)(三菱ケミカル株式会社制)(丙烯酸类树脂中的分子的(甲基)丙烯酸系单体的比例:90质量%以上)
(微粒)
MMA:甲基丙烯酸甲酯(东京化成工业株式会社制、纯度99.8%以上)
St:苯乙烯(东京化成工业株式会社制、纯度99%以上)
DVB:二乙烯基苯(间-、对-混合物、富士フイルム和光纯药株式会社制、纯度93%)
EGDMA:乙二醇二甲基丙烯酸酯(东京化成工业株式会社制、纯度97.0%以上)
二氧化硅:AEROSIL R812(日本アエロジル株式会社制)
《评价》
[平均一次粒径的测定]
就平均一次粒径而言,采用由电子显微镜照片直接计量一次粒子的大小的方法来求出。具体地,采用透射型电子显微镜照片(TEM)(日立ハイテク公司制H-7650)测定粒子像,将随机选择的100个一次粒子的等面积圆当量直径的平均值作为平均一次粒径。
[弹性模量的测定]
采用上述的方法来测定,将不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量设为E1、将有机微粒部分的平均弹性模量设为E2时,算出两者的比值(E2/E1)。
[内部雾度的测定]
将得到的光学膜在23℃、55%RH的环境下调湿5小时以上后,采用上述的方法求出内部雾度。采用以下的评价标准来判定。将△以上设为合格。
◎:0.02%以下
○:大于0.02%且0.05%以下
△:大于0.05%且0.08%以下
×:大于0.08%
[耐粘贴性的评价]
将光学膜切割为规定的大小,得到2个膜。在温度25℃、相对湿度55%的环境下使一个膜的一面(A面)与另一膜的另一面(B面)接触,用6MPa施加30分钟载荷。然后,将载荷除去,采用图像解析软件(WinROOF2018、三谷商事株式会社制)测定相对于施加了载荷的部分的总面积的粘贴部分的面积的比率(粘贴面积率),用以下的评价标准判定。将△以上设为合格。
◎:粘贴面积为10%以下
○:粘贴面积大于10%且20%以下
△:粘贴面积大于20%且40%以下
×:粘贴面积大于40%
将以上的结果示于表I。
应予说明,表中示为不能测定的部位是由于膜制造时的输送性显著地差而不能卷取,或者卷取后膜之间显著地粘附而不能取得适于评价的膜片,因此未能测定。
【表1】
表I
Figure BDA0002499626160000341
由表I可知,本发明的光学膜的耐粘贴性和透明性(内部雾度)优异。
[实施例2]
3.偏振片的制造
<起偏器的制作>
用35℃的水使厚度70μm的聚乙烯醇膜溶胀。将得到的膜在由碘0.075g、碘化钾5g和水100g组成的水溶液中浸渍60秒,进而,在由碘化钾3g、硼酸7.5g和水100g组成的45℃的水溶液中浸渍。将得到的膜在拉伸温度55℃、拉伸倍率5倍的条件下单轴拉伸。将该单轴拉伸膜水洗后干燥,得到厚度20μm的起偏器。
<偏振片101的制作>
(活性能量线固化性粘接剂的制备)
将下述的各成分混合后,进行脱泡,制备活性能量线固化性粘接剂。予以说明,三芳基锍六氟磷酸盐作为50%碳酸亚丙酯溶液而配合,在下述中表示三芳基锍六氟磷酸盐的固体成分量。
Figure BDA0002499626160000351
准备上述制作的光学膜1,对其表面实施电晕放电处理。应予说明,电晕放电处理的条件设为电晕输出强度2.0kW、线速度18m/分钟。接着,在光学膜的电晕放电处理面,用棒涂器涂布上述活性能量线固化性粘接剂以使得固化后的膜厚成为约3μm。在得到的粘接剂层将上述制作的起偏器的一面贴合。
另一方面,作为另一光学膜,准备三乙酸纤维素膜(KC4UA、コニカミノルタ(株)制、膜厚40μm),与上述同样地对其表面实施电晕处理。接着,在KC4UA的电晕放电处理面,用棒涂器涂布上述活性能量线固化性粘接剂以使得固化后的膜厚成为约3μm。将上述制作的、带有光学膜1的起偏器的另一面贴合于得到的粘接层,得到层叠物。
接着,从贴合的层叠物的两面侧,使用带有传送带的紫外线照射装置(灯使用フュージョンUVシステムズ公司制的D灯泡),以累计光量成为750mJ/cm2的方式照射紫外线,使粘接剂层固化,制作偏振片101。
<偏振片102~112的制作>
除了将光学膜1变为光学膜2~12以外,与偏振片101同样地制作偏振片102~112。
液晶显示装置的制作
<液晶显示装置201的制作>
为了评价上述制作的偏振片的特性,将粘贴于VA模式的SONY制40型(型)的液晶显示器(BRAVIA X1)的液晶单元的观察者侧的面(前面)和光源侧的面(背面)的偏振片分别剥离。然后,在得到的液晶单元的光源侧的面(背面)和观察侧的面(前面)分别使用丙烯酸系透明粘合剂将上述制作的偏振片101贴合,制作液晶显示装置201。就偏振片的贴合而言,以贴合后的偏振片的透过轴与原本贴合的偏振片的透过轴一致的方式进行。就偏振片的贴合而言,以本发明的光学膜与液晶单元接触的方式(成为F2或F3的方式)进行。
<液晶显示装置202~212的制作>
除了将偏振片101变为偏振片102~112以外,与液晶显示装置201同样地制作液晶显示装置202~212。
采用以下的方法评价得到的液晶显示装置201~212的显示图像的对比度。在23℃、55%RH的环境下使用ELDIM公司制EZ-Contrast160D,用液晶显示装置中的白显示和黑显示来进行画面显示,目视评价正面对比度。
其结果,确认:使用本发明的光学膜的液晶显示装置201~209与比较的液晶显示装置210~211相比,显示良好的对比度的图像。

Claims (4)

1.一种光学膜,是含有树脂和有机微粒的光学膜,其特征在于,满足下述必要条件(I)及(II):
(I)将不含有机微粒的树脂部分的平均弹性模量设为E1、将有机微粒部分的平均弹性模量设为E2时,两者的比值E2/E1满足下述式(2),
式(2) 2.0<E2/E1≤3.0
(II)所述树脂含有环烯烃系树脂及(甲基)丙烯酸系树脂中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的光学膜,其特征在于,所述有机微粒的平均一次粒径为50~300nm的范围内。
3.一种偏振片,其特征在于,具备根据权利要求1或2所述的光学膜。
4.一种液晶显示装置,其特征在于,具备根据权利要求1或2所述的光学膜。
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