JP2009227829A - 組成物、該組成物を含む光学フィルム及び該光学フィルムの製造方法 - Google Patents

組成物、該組成物を含む光学フィルム及び該光学フィルムの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ホスゲンを用いることなく製造可能で、かつ広い波長域で一様の偏光変換が可能な光学フィルムを提供する。
【解決手段】(A)粒径が0.05μm以上100μm以下である、アクリル樹脂及びスチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含む球状粒子と、(B)式(I)で表されるモノマー、式(II)で表されるモノマー、及び式(III)で表されるモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーからなる重合体(1)と、(C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)と、を含む組成物。
Figure 2009227829

【選択図】なし

Description

本発明は、組成物、該組成物を含む光学フィルム及び該光学フィルムの製造方法に関する。
特許文献1には、正の屈折率異方性を有するモノマーと負の屈折率異方性を有するモノマーとを含む熱可塑性樹脂を延伸して得られた位相差板が開示されている。しかしながら、かかる熱可塑性樹脂としては、具体的には、ホスゲンとビスフェノールとからなるポリカーボネートしか開示されておらず、ホスゲンを用いることから、該ポリカーボネートの工業的な生産は必ずしも容易ではない。さらに該ポリカーボネートに用いられる負の屈折率異方性を有するモノマーとしては、9−フルオレンとフェノールとの脱水縮合物である下記[F]及び[G]が開示されているに過ぎない。
Figure 2009227829
国際公開第99/06057号パンフレット
本発明の課題は、ホスゲンを用いることなく製造することができ、広い波長域で一様の偏光変換が可能な光学フィルムを与える、新しい組成物を提供することである。
(A)本発明は、粒径が0.05μm以上100μm以下である、アクリル樹脂及びスチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含む球状粒子と、
(B)式(I)で表されるモノマー、式(II)で表されるモノマー、及び式(III)で表されるモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーからなる重合体(1)と、
(C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)と、
を含む組成物である。
Figure 2009227829
(式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、5〜20員環の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。該芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。)
Figure 2009227829
(式(II)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又はR及びRが連結して形成される炭素数4〜6のアルキレン基を表す。該アルキル基及び該アルキレン基は、水酸基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。Rは単結合又は炭素数2〜6のオキシアルキレン基を表す。)
Figure 2009227829
(式(III)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子、メチル基又は5〜20員環の環状炭化水素基を表す。該環状炭化水素基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。該アルキル基、該アルコキシ基、該アリール基及び該アラルキル基は、水酸基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。)
また本発明は、(C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)が、アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−O−及びNH−C(=O)−NH−からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物である上記組成物である。
また本発明は、(C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)が、ウレタンアクリレート、尿素アクリレート及びウレタン尿素アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である上記組成物である。
また本発明は、式(I)で表されるモノマーが、N−ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン及びビニルアントラセンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである上記組成物である。
また本発明は、式(II)で表されるモノマーが、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド及びアクリロイルモルフォリンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである上記組成物である。
また本発明は、式(III)で表されるモノマーが、メチル(メタ)アクリレート、1−アクリロイル−4−メトキシナフタレン、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート及びナフチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである上記組成物である。
また本発明は、さらに分子内にアクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を2つ以上有し、かつ脂環式炭化水素基を有するモノマーを含有する上記組成物である。
また本発明は、さらに光重合開始剤を含有する上記組成物である。
また本発明は、上記組成物を、成膜化し、延伸してなる光学フィルムである。
また本発明は、組成物を、成膜化し光重合したのち、延伸してなる上記光学フィルムである。
また本発明は、光学フィルムを透過する透過光の波長νnmにおける位相差値Re(ν)が、下記式を充足する上記光学フィルムである。
Re(450)<Re(550)<Re(650)
また本発明は、上記光学フィルムからなる位相差板である。
また本発明は、上記組成物を、成膜化し、さらに延伸する光学フィルムの製造方法である。
また本発明は、組成物を、成膜化し光重合したのち、さらに延伸する上記光学フィルムの製造方法である。
また本発明は、組成物を含む溶液を平滑な面にキャストして溶媒を留去することによって成膜化する上記光学フィルムの製造方法である。
また本発明は、上記組成物の、光学フィルムを製造するための使用である。
本発明の組成物は、ホスゲンを用いることなく製造することができ、該組成物によれば、広い波長域で一様の偏光変換が可能な光学フィルムを与えることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。「光学フィルム」とは、光を透過し得るフィルムであって、光学的な機能を有するフィルムをいう。光学的な機能とは、屈折、複屈折などを意味する。
本発明の組成物は、(A)粒径が0.05μm以上100μm以下である、アクリル樹脂及びスチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含む球状粒子(以下、「アクリル粒子」「スチレン粒子」という場合がある)を含有する。
アクリル粒子及びスチレン粒子の粒径は、0.05μm以上15.0μm以下であることが好ましい。
アクリル粒子及びポリスチレン粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の粒子としては、たとえば架橋アクリル単分散粒子、架橋アクリル粒子、アクリル(非架橋)単分散粒子、架橋ポリスチレン単分散粒子、架橋ポリスチレン粒子等が挙げられる。
架橋アクリル単分散粒子として、MX−150、180TA、300、500、500H、1000、1500H、2000、3000(以上、全て商品名、綜研化学(株)製)、架橋アクリル粒子として、MR−2HG、7HG、10HG、3GSN、5GSN、2G、7G、10G、20G、30G、60G、90G、5C、7GC(以上、全て商品名、綜研化学(株)製)、アクリル(非架橋)単分散粒子として、MP−300、1451、2200、1000、2701、5000、5500、4009、1600(以上、全て商品名、綜研化学(株)製)が挙げられる。
架橋ポリスチレン単分散粒子として、SX−130H、350H、500H(以上、全て商品名、綜研化学(株)製)、架橋ポリスチレン粒子として、SGP−70C、150C(以上、全て商品名、綜研化学(株)製)などを挙げることができる。
またアクリル粒子及びポリスチレン粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の粒子の使用量は、たとえば本発明の組成物を構成するすべての固形分100重量部に対して、1重量部〜40重量部であり、好ましくは、3重量部〜30重量部、更に好ましくは、5重量部〜20重量部である。上記範囲内であれば、透過率を低下することなく、光学フィルムの耐熱性を向上し、強度を更に強靭にすることができる。
本発明の組成物は、(B)式(I)で表されるモノマー(以下、「モノマー(I)」という場合がある)、式(II)で表されるモノマー(以下、「モノマー(II)」という場合がある)及び式(III)で表されるモノマー(以下、「モノマー(III)」という場合がある)からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーからなる重合体(1)を含有する。
Figure 2009227829
は、水素原子又はメチル基を表し、好ましくは水素原子である。
は、5〜20員環の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。該芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。
芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基の具体例としては、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基又はアントラセニル基などの芳香族炭化水素基、ピロール基、フラニル基、ピラジニル基、ピラゾール基、ピリジニル基又はチアゾール基などの芳香族複素環基などが挙げられる。
芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基には、たとえばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基又はオクチル基などの炭素数1〜12のアルキル基、たとえばメトキシ基又はエトキシ基などの炭素数1〜12のアルコキシ基、たとえばフッ素原子、塩素原子又は臭素原子などのハロゲン原子、たとえばアセチル基などのような炭素数2〜4のアシル基、水酸基、グリシドキシ基あるいはカルボキシル基が結合していてもよい。
芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、複数の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基が連結基を介して結合されてなる1価の基であってもよい。連結基としては、たとえばメチレン基、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、シクロヘキシリデン基、エチレン基又はプロピレン基などの炭素数1〜6程度の炭化水素基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基あるいは−CO−などが挙げられる。また複数の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基が、単結合で結合していてもよい。
モノマー(I)として、異なる複数のモノマーを併用してもよい。
具体的には、複数の芳香族炭化水素基が単結合で結合した例としてはビフェニル基が挙げられ、複数の芳香族炭化水素基がイソプロピリデン基で結合した下記式で表される基などが挙げられる。
Figure 2009227829
モノマー(I)としては、たとえば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、o−エチルスチレン又はp−エチルスチレンなどのアルキルスチレン、たとえばヒドロキシスチレン、t−ブトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニルベンジルアセテート、o−クロロスチレン又はp−クロロスチレンなどの、ベンゼン環に水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アシルオキシ基又はハロゲンなどが結合した置換スチレン、たとえば4−ビニルビフェニル又は4−ヒドロキシ−4’−ビニルビフェニルなどのビニルビフェニル系化合物、ビニルナフタレン又はビニルアントラセンなどの縮合環及びビニル基を有する化合物、N−ビニルフタルイミドなどの芳香族炭化水素基、複素環基及びビニル基を有する化合物等が挙げられる。
芳香族複素環基を有するモノマー(I)としては、N−ビニルカルバゾール又はN−ビニルインドールなどが挙げられる。
モノマー(I)としては、特にN−ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン及びビニルアントラセンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーであると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、モノマー(I)の含有量としては、含有されなくてもよいが、たとえば1〜20モル%、好ましくは2〜15モル%、特に好ましくは3〜10モル%である。モノマー(I)の含有量が1〜20モル%であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
Figure 2009227829
は、水素原子又はメチル基を表し、好ましくは水素原子である。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又はR及びRが連結して形成される炭素数4〜6のアルキレン基を表す。該アルキル基及び該アルキレン基は、水酸基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。Rは単結合又は炭素数2〜6のオキシアルキレン基を表す。
モノマー(II)として、異なる複数のモノマーを併用してもよい。
モノマー(II)の具体例としては、たとえば(メタ)アクリルアミド(アクリルアミドとメタクリルアミドとの総称をいう)のほかに、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド又はN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド等のN−置換(メタ)アクリルアミド、たとえばN,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン等のN,N−置換(メタ)アクリルアミド、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート又は2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
モノマー(II)としては、特にN,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及び2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーであると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
モノマー(II)は、たとえば、和光純薬工業(株)、東京化成工業(株)、シグマ・アルドリッチジャパン(株)などから市販されている。モノマー(II)としては、市販されているものをそのまま使用すればよい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、モノマー(II)の含有量としては、含有されなくてもよいが、たとえば5〜95モル%、好ましくは10〜70モル%、特に好ましくは15〜60モル%である。モノマー(II)の含有量が5〜95モル%であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
Figure 2009227829
は、水素原子又はメチル基を表し、好ましくは水素原子である。
は、水素原子、メチル基又は5〜20員環の環状炭化水素基を表す。該環状炭化水素基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。該アルキル基、該アルコキシ基、該アリール基及び該アラルキル基は、水酸基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。
環状炭化水素基としては、たとえばフェニル基、ナフチル基又はアントラニル基などの芳香族炭化水素基、たとえばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、イソボルニル基、トリシクロデカニル基又はアダマンチル基などのシクロアルキル基などが挙げられる。
該環状炭化水素基には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基又はオクチル基などの炭素数1〜12のアルキル基、たとえばメトキシ基又はエトキシ基などの炭素数1〜12のアルコキシ基、たとえばフッ素原子、塩素原子又は臭素原子などのハロゲン原子、たとえばアセチル基などのような炭素数2〜4のアシル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、水酸基、グリシドキシ基あるいはカルボキシル基が結合していてもよい。
該環状炭化水素基に含まれる炭素原子は、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子などのヘテロ原子で置換されていてもよい。
モノマー(III)として、異なる複数のモノマーを併用してもよい。
モノマー(III)の具体例としては、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、アントラセニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート又は1−アクリロイル−4−メトキシナフタレン等が挙げられる。
モノマー(III)としては、特にメチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート及び1−アクリロイル−4−メトキシナフタレンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーであると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、モノマー(III)の含有量としては、含有されなくてもよいが、たとえば1〜95モル%、好ましくは5〜90モル%、特に好ましくは10〜80モル%である。モノマー(III)の含有量が1〜95モル%であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
重合体(1)に用いられるモノマー(1)としてのモノマー(I)〜モノマー(III)の好ましい組合せとしては、たとえば、モノマー(III)単独系、モノマー(I)とモノマー(III)との組合せ、モノマー(II)とモノマー(III)との組合せ、モノマー(I)とモノマー(II)とモノマー(III)との組み合わせが好ましい。特に、モノマー(III)単独系、モノマー(I)とモノマー(III)との組合せが好ましい。
重合体(1)には、モノマー(I)〜モノマー(III)以外にも、モノマー(I)〜モノマー(III)と共重合可能なモノマー(以下、「共重合可能なモノマー」という場合がある)が含有されていてもよい。共重合可能なモノマーとしては、下記式(D)で表されるモノマー(以下「モノマー(D)」という場合がある)、オレフィン、ビニル化合物又はモノマー(I)〜(III)以外の(メタ)アクリレートなどが用いられる。
Figure 2009227829
式(D)中、R17は水素原子又はメチル基を表し、R18は5〜20員環の芳香族性を有する基を少なくとも1つ有する原子団を表す。Yは、炭素数2〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレンオキシ基を表し、該アルキレン基及び該アルキレンオキシ基は、炭素数1〜6のアルキル基、水酸基又はカルボニル基を含んでいてもよい。mは、1〜6の整数を表す。
17は、水素原子又はメチル基を表す。
18は5〜20員環の芳香族性を有する基を少なくとも1つ有する原子団を表す。該芳香族性を有する基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数5〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。
Yは、炭素数2〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレンオキシ基を表し、該アルキレン基及び該アルキレンオキシ基は、炭素数1〜6のアルキル基、水酸基又はカルボニル基を含んでいてもよい。mは、1〜6の整数を表す。
該芳香族性を有する基の具体例としては、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基又はアントラセニル基などの芳香族炭化水素基、ピロール基、フラニル基、ピラジニル基、ピラゾール基、ピリジニル基又はチアゾール基などの芳香族複素環基などが例示される。
芳香族性を有する基を少なくとも1つ有する原子団は、複数の芳香族性を有する基が連結基を介して結合されてなる1価の原子団であってもよい。連結基としては、たとえばメチレン基、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、シクロヘキシリデン基、エチレン基又はプロピレン基などの炭素数1〜6程度の炭化水素基、単結合、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基あるいは−CO−などが挙げられる。
具体的には、複数の芳香族性を有する基が単結合で結合した例としてはビフェニル基が挙げられ、複数の芳香族性を有する基がイソプロピリデン基で結合した下記式で表される基などが例示される。
Figure 2009227829
芳香族性を有する基には、たとえばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基又はオクチル基などの炭素数1〜12のアルキル基、たとえばメトキシ基又はエトキシ基などの炭素数1〜12のアルコキシ基、たとえばフッ素原子、塩素原子又は臭素原子などのハロゲン原子、たとえばアセチル基などのような炭素数2〜4のアシル基、水酸基、グリシルオキシ基あるいはカルボキシル基が結合していてもよい。
モノマー(D)として、異なる複数の化合物を併用してもよい。
モノマー(D)としては、特に式(D−1)〜式(D−3)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
Figure 2009227829
式(D−1)〜式(D−3)中、Yは、それぞれ独立に、炭素数2〜6のアルキレン基を表す。該アルキレン基は、炭素数1〜6のアルキル基、水酸基又はカルボニル基を含んでいてもよい。R18は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又はグリシドキシ基を表す。pは、それぞれ独立に、0〜5の整数、qは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。R17及びmは、それぞれ独立に、上記と同じ意味を表す。
モノマー(D)の具体例としては、ベンジルアクリレート又はベンジルメタクリレート(D−1−1)の他、式(D−2−1)又は式(D−3−1)で表される化合物が例示される。
Figure 2009227829
モノマー(D)の製造方法としては、たとえば芳香族性を有する基を与える化合物として、フェノール化合物を用い、該化合物にエチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを反応させて、R18−(Y)−OHを得て、さらにアクリル酸又はメタクリル酸などでエステル化する方法、たとえば芳香族性を有する基を与える化合物として、ハロゲン化ベンゼン化合物を用い、該化合物にアルキレンジオールを反応させて、R18−(Y)−OHを得て、さらにアクリル酸又はメタクリル酸などでエステル化する方法などが挙げられる。
また上記例示されたベンジルアクリレート及びベンジルメタクリレート(D−1−1)は、和光純薬工業(株)、メルク社又はアルドリッチ社などから市販されており、式(D−2)及び式(D−3)で表される化合物は新中村化学工業(株)からNKエステルA−LEN−10[式(D−2−1)で表される化合物]及びNKエステルA−CMP−1E[式(D−3−1)で表される化合物]の商品名で市販されている。
モノマー(D)は、2種類以上を併用してもよい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、モノマー(D)の含有量としては、含有されなくてもよいが、たとえば10〜95重量%、好ましくは20〜90重量%、特に好ましくは30〜80重量%である。上記範囲内であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
共重合可能なモノマーとして用いられるオレフィンとしては、エチレン、炭素数3〜20のα−オレフィン化合物又は炭素数5〜20の環状オレフィンが挙げられる。
炭素数3〜20のα−オレフィン化合物としては、たとえばプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンのような炭素数3〜20の直鎖状α−オレフィンや、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン又は3−メチル−1−ブテンのような炭素数4〜20の分岐状α−オレフィンなどが挙げられる。
エチレン及び炭素数3〜20のα−オレフィン化合物の中でも、エチレン、炭素数が3又は4の直鎖状α−オレフィンであるプロピレン及び1−ブテンが、得られる重合体をフィルム状に成形した際の柔軟性に優れることから好ましく、特にエチレンが好ましい。
環状オレフィンとは、炭素環内に重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物である。従って、環状オレフィンをモノマー(I)〜モノマー(III)と共重合して得られる重合体(1)の主鎖中に、たとえばシクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、それらが2つ以上結合した環のような脂環式の環を導入し得る単量体である。具体的には、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エンや、6−アルキルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン、5,6−ジアルキルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン、1−アルキルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン又は7−アルキルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エンのような、メチル基、エチル基又はブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基が導入されたノルボンネン誘導体、ジメタノオクタヒドロナフタレンとも呼ばれているテトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]−3−ドデセン、8−アルキルテトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]−3−ドデセン又は8,9−ジアルキルテトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]−3−ドデセンなどのジメタノオクタヒドロナフタレンの8位及び/又は9位に炭素数3以上のアルキル基が導入されたジメタノオクタヒドロナフタレン誘導体、分子内に1個又は複数個のハロゲンが導入されたノルボルネンの誘導体、8位及び/又は9位にハロゲンが導入されたジメタノオクタヒドロナフタレンの誘導体などが挙げられる。
共重合可能なモノマーとして用いられるビニル化合物としては、酢酸ビニル、(無水)マレイン酸及びマレイミドなどが挙げられる。さらに炭素数5〜20の脂環式構造を有するビニル化合物が挙げられる。
脂環式構造を有するビニル化合物とは、たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、ノルボルネニル基又はアダマンチル基などの炭素数3〜12程度の脂環式炭化水素基及びビニル基からなる化合物である。脂環式構造を有するビニル化合物をモノマー(I)〜モノマー(III)と共重合して得られる重合体(1)の主鎖に脂環式炭化水素基が結合している。
そのほかに共重合可能なモノマーとしては、たとえばグリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート又は炭素数2〜12のアルキルエステルを有する(メタ)アクリレートなどの、モノマー(II)及びモノマー(III)以外の(メタ)アクリレートが挙げられる。
共重合可能なモノマーは、2種類以上の共重合可能なモノマーを併用してもよい。
本発明の組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、共重合可能なモノマーの含有量としては、たとえば50モル%以下、好ましくは40モル%以下、特に好ましくは30モル%以下である。共重合可能なモノマーが50モル%以下であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
重合体(1)の共重合形式としては、ランダム形式又はブロック形式などが挙げられるが、重合体(1)を構成する構造単位がそれぞれドメインを形成しない程度にブロック形式が少量であると、得られる光学フィルムの透明性が向上することから好ましい。
重合体(1)の調製方法としては、たとえばモノマー(I)〜モノマー(III)を10重量%以上、好ましくは20〜40重量%の濃度になるように有機溶剤に調製し、窒素雰囲気下にて、20〜100℃程度、好ましくは40〜90℃程度、特に好ましくは60〜80℃程度に加熱しながら、1〜24時間程度攪拌して、重合体(1)を含む溶液を得る方法などが挙げられる。また反応を制御するために、用いるモノマーや重合開始剤を重合中に添加したり、有機溶剤に溶解したのち添加したりしてもよい。
またエチレン又はプロピレンなどの気体の共重合可能なモノマーを用いる場合には、窒素に代えて、かかる共重合可能なモノマー雰囲気下、好ましくは、加圧下で製造すればよい。
重合開始剤としては、たとえば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)又は2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)などのアゾ系化合物;ラウリルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート又は(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシドなどの有機過酸化物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム又は過酸化水素など無機過酸化物等が挙げられる。また熱重合開始剤と還元剤を併用したレドックス系開始剤なども重合開始剤として使用し得る。
有機溶剤としては、たとえばトルエン又はキシレン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート又はプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;n−プロピルアルコール又はイソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類;メチルエチルケトン又はメチルイソブチルケトン等のケトン類などが挙げられる。
本発明の組成物は、(C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)(以下、「化合物(2)」という場合がある。)を含む。
化合物(2)が、特に−NH−C(=O)−O−及びNH−C(=O)−NH−からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を含むと、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、化合物(2)の含有量としては、含有されなくてもよいが、たとえば5〜90重量%、好ましくは10〜85重量%、特に好ましくは15〜80重量%である。化合物(2)の含有量が5〜90モル%であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
また化合物(2)が、ウレタン樹脂、尿素樹脂及びウレタン尿素樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
ウレタン樹脂とは、多価イソシアネート化合物とポリオールとを重付加反応させることによって得られる化合物である。
ウレタン樹脂の製造に用いる多価イソシアネート化合物としては、芳香族多価イソシアネート化合物、脂肪族多価イソシアネート化合物共に利用することができる。
芳香族多価イソシアネート化合物としては、たとえば、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,3−キシリレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス−(p−イソシアネートフェニル)チオホスファイト又はポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどが挙げられる。
また、脂肪族多価イソシアネート化合物としては、たとえば、メチレンジイソシアネート、プロピレン−1,2−ジイソシアネート、ブチレン−1,2−ジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、エチリジンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、1−イソシアネート−3−イソシアネートメチル−3,5,5トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート(IPDI))、リジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添化MDI)又はイソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネートなどが挙げられる。
脂肪族多価イソシアネート化合物又はキシリレンジイソシアネートが、変色が少ないことから好ましい。特に、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、1−イソシアネート−3−イソシアネートメチル−3,5,5トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート(IPDI))、リジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添化MDI)又はイソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネート等の脂環式構造を有するイソシアネートが光学特性が向上する傾向にあり好ましい。
ウレタン樹脂の製造に用いるポリオールとしては、低分子量のポリオールとして、脂肪族、脂環式、芳香族又は複素環式のジヒドロキシ化合物、トリヒドロキシ化合物、テトラヒドロキシ化合物等が挙げられる。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、デカメチレンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、p−キシレンジオール、ジヒドロキシエチルテトラハイドロフタレート、2−メチルプロパン−1,2,3,−トリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン又はトリメチロールプロパン等から選ばれる。
高分子量のポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、シリコーンポリオール、ポリオレフィン系ポリオール又はこれらの共重合体等が使用される。
ポリエステルポリオールとしては、たとえばコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸又はフマル酸等から選ばれるジカルボン酸と低分子量のポリオールとを反応させて得られたものがある。別の方法として、β−プロピオクラトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトン、メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、メチル−ε−カプロラクトン、ジメチル−ε−カプロラクトン又はトリメチル−ε−カプロラクトン等のラクトン化合物を、低分子量のポリオールと反応せしめたものもある。
ポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリオキシプロピレングリコール等がある。
ポリカーボネートポリオールとしては、低分子量のポリオール類とジアリルカーボネート、ジアルキルカーボネート又はエチレンカーボネートからエステル交換法によって得られたもの、たとえばポリ−1,6−ヘキサメチレンカーボネート又はポリ−2,2’−ビス(4−ヒドロキシヘキシル)プロパンカーボネート等がある。
尿素樹脂とは、多価イソシアネート化合物とポリアミンとの重付加反応で得られる化合物である。
尿素樹脂の製造に用いる多価イソシアネート化合物は、上記ウレタン樹脂を製造する場合に用いるものと同様でよい。
尿素樹脂の製造に用いるポリアミンとしては、芳香族ポリアミン、脂肪族ポリアミン共に利用することができる。芳香族ポリアミンとしては、たとえば、トリレンジアミン、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリエチル−2,6−ジアミノベンゼン、3,5,3’,5’−テトラエエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、などが挙げられる。脂肪族ポリアミンとしては、たとえば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン又はジアミノシクロヘキシルメタンなどが挙げられる。
脂肪族ポリアミンが、変色が少ないことから好ましい。特にイソホロンジアミン又はジアミノシクロヘキシルメタン等の脂環式構造を有するポリアミンが、光学特性が良好になる傾向にあり好ましい。
ウレタン尿素樹脂とは、イソホロン=ジイソシアナートとジオールとを重付加させて得たポリウレタンに、さらにポリアミンを重付加反応することで得られる化合物である。
ウレタン尿素樹脂を製造するのに用いる多価イソシアネート化合物、ポリオール及びポリアミンは、上記ウレタンア樹脂及び尿素樹脂を製造する場合に用いるものと同様でよい。
化合物(2)の製造の重付加反応などは、有機溶剤を用いてもよいし無溶剤でおこなってもよい。有機溶剤としては、イソシアネート基と反応しないものであれば特に限定されない。たとえば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ミネラルターペンなどの炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、メチルグリコールアセテート、酢酸セロソルブなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、などが挙げられる。また、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンなどの非プロトン性極性溶剤を用いてもよい。
化合物(2)の製造に際して、ウレタン化反応を促進するために、必要により通常のウレタン反応に使用される触媒を用いてもよい。具体的には、トリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミンなどの第三級アミン;ジラウリン酸ジブチル錫、ジラウリン酸ジオクチル錫、オクチル酸錫などの有機錫系触媒、テトラブチルチタネートなどの有機チタン系触媒、などが挙げられる。
また、化合物(2)の製造に際して、合成中の重合を抑制するために重合禁止剤を使用することも好ましい。具体的には、メトキノン、ハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン等のヒドロキノン系重合禁止剤、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、t−ブチルカテコール等のヒンダードフェノール系重合禁止剤、フェノチアジン、ニトロソ化合物等の一般的なものが使用できる。重合禁止剤は、1種又は2種以上用いてもよく、使用量は、一般的には10〜50000ppm、好ましくは50〜1000ppm程度である
本発明の組成物には、単官能モノマーが含有されていてもよい。単官能モノマーとは、(メタ)アクリレート、又は(メタ)アクリルアミドから導かれる繰り返し単位を含有するモノマーである。
単官能モノマーに用いられる(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、アントラセニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、1−アクリロイル−4−メトキシナフタレンなどが挙げられる。
単官能モノマーに用いられる(メタ)アクリルアミドとしては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド等のN−置換(メタ)アクリルアミド、たとえばN,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン等のN,N−置換(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
特にメチルメタクリレートと、これと共重合可能な他のモノマーであることがより好ましい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、単官能モノマーの含有量としては、含有されなくてもよいが、組成物を構成する全構成重量中、5重量%以上50重量%以下であることが好ましい。単官能モノマーの含有量が上記の範囲にあると、キャスト時の膜の強靭性が良好になる傾向があるため好ましい。
本発明の組成物には、化合物(2)以外の多官能モノマーが含有されていてもよい。多官能モノマーとしては、分子内にアクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を2つ以上持つモノマーが好ましい。該多官能モノマーは、分子内に脂環式炭化水素基又は芳香族性を有する基を有することが好ましく、たとえばビスフェノールフルオレンを有することが好ましい。
組成物を構成するすべてのモノマー100モル%に対し、多官能モノマーの含有量としては、含有されなくてもよいが、たとえば50モル%以下、好ましくは40モル%以下、特に好ましくは30モル%以下である。共重合可能なモノマーが50モル%以下であると、光学フィルムが広い波長域でより一様の偏光変換を行うことが可能になることから好ましい。
本発明の組成物には、3官能以上の多官能光重合性化合物が含有されていてもよい。3官能以上の多官能光重合性化合物としては、たとえばペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート又はジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートなどが挙げられる。共重合可能なモノマーは、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。3官能以上の多官能光重合性化合物は、1種類でも2種類以上の3官能以上の多官能光重合性化合物を用いてもよい。
本発明の組成物には、光重合開始剤が含有されていてもよい。
光重合開始剤としては、たとえばベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシケトン類、α−アミノケトン類、ヨードニウム塩又はスルホニウム塩等が挙げられ、より具体的には、イルガキュア(Irgacure)907、イルガキュア184、イルガキュア651、イルガキュア250、イルガキュア369(以上、全てチバ・ジャパン(株)製)、セイクオールBZ、セイクオールZ、セイクオールBEE(以上、全て精工化学(株)製)、カヤキュアー(kayacure)BP100(日本化薬(株)製)、カヤキュアーUVI−6992(ダウ社製)、アデカオプトマーSP−152又はアデカオプトマーSP−170(以上、全て(株)ADEKA)などを挙げることができる。
また光重合開始剤の使用量は、たとえば本発明の組成物を構成するすべてのモノマー100重量部に対して、0.1重量部〜30重量部であり、好ましくは、0.5重量部〜10重量部である。上記範囲内であれば、透過率を低下することなく、モノマーを重合させることができる。
本発明の組成物には、モノマーの重合を制御することができ、得られる光学フィルムの安定性を向上させるために、重合禁止剤を含有していてもよい。重合禁止剤としては、たとえばハイドロキノン又はアルキルエーテル等の置換基を有するハイドロキノン類、ブチルカテコール等のアルキルエーテル等の置換基を有するカテコール類、ピロガロール類、2,2、6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカル等のラジカル補足剤、チオフェノール類、β−ナフチルアミン類、あるいはβ−ナフトール類等を挙げることができる。
重合禁止剤の使用量は、たとえば組成物を構成するすべてのモノマー100重量部に対して、0.1重量部〜30重量部であり、好ましくは、0.5重量部〜10重量部である。上記範囲内であれば、透過率を低下することなく、モノマーを重合させることができる。
本発明の組成物には、モノマーの重合を高感度化するために光増感剤を含有していてもよい。光増感剤としては、たとえばキサントン又はチオキサントン等のキサントン類、アントラセン又はアルキルエーテルなどの置換基を有するアントラセン類、フェノチアジンあるいはルブレンを挙げることができる。
光増感剤の使用量としては、組成物を構成するすべてのモノマー100重量部に対して、たとえば0.1重量部〜30重量部であり、好ましくは0.5重量部〜10重量部である。上記範囲内であれば、透過率を低下することなく、高感度化にモノマーを重合させることができる。
本発明の組成物には、有機溶剤が含有されていてもよい。有機溶剤としては、たとえばトルエン又はキシレン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート又はプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;n−プロピルアルコール又はイソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール類;メチルエチルケトン又はメチルイソブチルケトン等のケトン類などが挙げられる。
本発明の組成物には、レベリング剤が含有されていてもよい。レベリング剤としては、たとえばトーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同29SHPA、同SH30PA、ポリエーテル変性シリコンオイルSH8400(トーレシリコーン(株)製)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越シリコーン製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF−4446、TSF4452、TSF4460(ジーイー東芝シリコーン(株)製)、フロリナート(商品名)FC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、メガファック(商品名)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同R30(大日本インキ化学工業(株)製)、エフトップ(商品名)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(新秋田化成(株)製)、サーフロン(商品名)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)製)、E5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)、BM−1000、BM−1100(いずれも商品名:BM Chemie社製)、メガファック(商品名)R08、同BL20、同F475、同F477又は同F443(大日本インキ化学工業(株)製)などが挙げられる。
レベリング剤を用いることにより、得られるフィルム(膜)を平滑化することができる。さらに製膜化の製造過程で、組成物の流動性を制御したり、モノマーを重合して得られるフィルムの架橋密度を調整することができる。
レベリング剤の含有量の具体的な数値は、通常、本発明の組成物を構成するすべての合計100重量部に対して、0.001重量部〜0.5重量部であり、好ましくは0.005重量部〜0.1重量部である。上記範囲内であれば、透過率を低下することなく、キャスト時の面内均一性が良好である。
本発明の組成物には、可塑剤が含有されていてもよい。可塑剤としては、リン酸エステル、カルボン酸エステル又はグリコール酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート(TPP)、トリクレジルホスフェート(TCP)、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート又はトリブチルホスフェートが含まれる。
上記カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステル又はクエン酸エステルが代表的である。上記フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)又はジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。上記クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)、O−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)、クエン酸アセチルトリエチル又はクエン酸アセチルトリブチルが例示される。
その他のカルボン酸エステルとしては、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル又は種々のトリメリット酸エステルが例示される。
グリコール酸エステルとしては、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート又はブチルフタリルブチルグリコレートなどが例示される。またトリメチロールプロパントリベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、ジトリメチロールプロパンテトラアセテート、ジトリメチロールプロパンテトラプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラアセテート、ソルビトールヘキサアセテート、ソルビトールヘキサプロピオネート、ソルビトールトリアセテートトリプロピオネート、イノシトールペンタアセテート又はソルビタンテトラブチレート等も好例として挙げられる。
可塑剤としては、特にトリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジエチルヘキシルフタレート、トリアセチン、エチルフタリルエチルグリコレート、トリメチロールプロパントリベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、ジトリメチロールプロパンテトラアセテート、ペンタエリスリトールテトラアセテート、ソルビトールヘキサアセテート、ソルビトールヘキサプロピオネート又はソルビトールトリアセテートトリプロピオネート等が好ましく、特にトリフェニルホスフェート、ジエチルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート、トリメチロールプロパントリベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、ジトリメチロールプロパンテトラアセテート、ソルビトールヘキサアセテート、ソルビトールヘキサプロピオネート又はソルビトールトリアセテートトリプロピオネートが好ましい。
可塑剤は1種でもよいし2種以上併用してもよい。可塑剤の添加量は、本発明のフィルム特性を大きく損ねない範囲で適宜、選択されればよく、たとえば本発明における組成物の固形分の総量に対して0.1〜30重量%程度である。
可塑剤の具体例は、特開平11−124445号公報記載の(ジ)ペンタエリスリトールエステル類、特開平11−246704号公報記載のグリセロールエステル類、特開2000−63560号公報記載のジグリセロールエステル類、特開平11−92574号公報記載のクエン酸エステル類又は特開平11−90946号公報記載の置換フェニルリン酸エステル類として知られている。
組成物は、微粒子、溶剤、高分子量体を混合・分散し、必要に応じて、共重合可能なモノマー、単官能モノマー、多官能モノマー、3官能以上の多官能光重合性化合物、光重合開始剤、重合禁止剤、光増感剤、有機溶剤、レベリング剤又は可塑剤を混合することによって調製される。
共重合体を製造する際の有機溶剤の量は、モノマーの合計濃度を10重量%以上、好ましくは20〜80重量%に調製される量である。
本発明の光学フィルムは、通常、組成物を成膜化(フィルム化)し、得られた膜状物をさらに延伸することによって製造される。成膜化しさらに延伸する工程は、光重合工程を含む。光重合は、成膜化したのち延伸する前に行っても、成膜化したのち延伸しながら行っても、成膜化しさらに延伸したのちに行ってもよい。特に、成膜工程と延伸工程との間で、光重合させることが好ましい。組成物の膜状物を形成する方法としては、たとえば、組成物を含む溶液を平滑な面にキャストして溶剤を留去する溶剤キャスト法、組成物を溶融押出機などでフィルム状に押出成形する溶融押出法などが挙げられる。特に溶剤キャスト法は組成物を含む溶液をそのまま成膜化できることから好ましい。
光重合においては、通常紫外光(UV)によって硬化される。紫外光の発生源としては、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト、低圧、高圧、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、太陽光線などが例示される。紫外光の照射強度は、終始一定の強度でも行ってよいし、硬化途中で強度を変化させることにより、硬化後の物性を微調整することもできる。
また得られた膜状物を延伸する方法としては、たとえばテンター法による延伸法、ロール間延伸による延伸法などが挙げられる。
延伸は、一軸延伸でも二軸延伸のいずれでもよく、縦延伸でも横延伸のいずれでもよい。特に生産性の観点から、一軸延伸が好ましく、特に一軸の縦延伸又は一軸の横延伸が好ましい。
光学フィルムを透過する光の波長450nmのレターデーション[Re(450)]と波長550nmのレターデーション[Re(550)]との比([Re(450)]/[Re(550)])は波長分散係数αと定義され、光学フィルムが広い波長域において一様の偏光変換を行うためには、光学フィルムの波長分散係数αが1.00未満である波長分散特性を有することが好ましい。かくして得られた本発明の光学フィルムは、波長分散係数αが1.00未満である。
光学フィルムを透過する光の波長νnmにおける位相差値Re(ν)は、通常Re(450)<Re(550)<Re(650)の関係を充足するなど、300〜700nm可視領域全般で右上がりの分散を示すことから、広い波長域で一様の偏光変換を行うことができる。
本発明の光学フィルムは、広い波長域において一様の偏光変換が可能であるため、λ/2板又はλ/4板などの位相差板や、視野角向上フィルムなどとして用いられる。また光学フィルムがλ/4板であれば、それを直線偏光板と組み合わせて広波長域の円偏光板とすることができ、またλ/2板であれば、それを直線偏光板と組み合わせて広波長域の偏光回転素子とすることができる。
本発明の位相差板は、このように上記の光学フィルムからなり、広い波長域において一様の偏光変換が可能である。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記ない限り、重量%及び重量部である。なお、波長分散特性及び光学異方性は、以下の方法によって求めた。
(光学異方性)
延伸によって重合体主鎖を一軸配向させた際に、その配向方向と屈折率が最大になる方向が異なる(たとえば、直交する、など)光学異方性を有する場合、負の複屈折性を有している。一方、配向方向と屈折率が最大になる方向が一致する、又はほぼ一致する(たとえば、配向方向と屈折率が最大になる方向との差が10度以内の場合、など)場合、正の複屈折性を有している。屈折率が最大になる方向は自動複屈折計より求められる。
(合成例1)
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、メチルメタクリレート[モノマー(III)]270部、N−ビニルカルバゾール[モノマー(I)]58部、及びプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート492部を混合し溶解させ、その後、得られた溶解物を70℃に昇温させた。その後、重合開始剤(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)1.48部を添加した後、同温度で、さらに7時間攪拌して、アクリル共重合体溶液(1)を得た。
(合成例2)
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、無水マレイン酸[共重合可能なモノマー]147部、スチレン[モノマー(I)]156部、及びメチルエチルケトン615部を混合し溶解させ、その後、得られた溶解物を70℃に昇温させた。その後、重合開始剤(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)1.48部を添加した後、同温度で、さらに7時間攪拌して、アクリル共重合体溶液(2)を得た。
(合成例3)
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、メチルメタクリレート[モノマー(III)]195部、ジエチルアミノエチルメタクリレート[モノマー(II)]56部、N−ビニルカルバゾール[モノマー(I)]29部、及びプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート586部を混合し溶解させ、その後、得られた溶解物を70℃に昇温させた。その後、重合開始剤(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)1.48部を添加した後、同温度で、さらに7時間攪拌して、アクリル共重合体溶液(3)を得た。
(合成例4)
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、メチルメタクリレート[モノマー(III)]500部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート1430部を混合し溶解させ、その後、70℃に昇温させた。その後、重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル)2.23部を添加し、70℃で7時間攪拌して、アクリル共重合体溶液(4)を得た。
(合成例5)
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、数平均分子量400のポリプロピレングリコール400部、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール0.38部、ジラウリン酸ジブチル錫1.71部を仕込み、窒素気流攪拌下、イソホロン=ジイソシアネート278部を60分で滴下し、滴下終了後、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート339部を添加し、窒素気流下、70℃で2時間反応させウレタン樹脂溶液(1)を得た。
次いで、イソホロンジアミン106部、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート170部、及びイソプロピルアルコール339部からなる混合物に、前記ウレタン樹脂溶液(1)を添加し、70℃で2時間攪拌反応させて、ウレタン尿素樹脂溶液(1)を得た。
(実施例1)
MX−180TA(商品名、綜研化学(株)製、粒径1.85μm)2部、合成例1で得られたアクリル共重合体溶液(1)78部を混合分散し、合成例5で得られたウレタン樹脂溶液(1)100部と混合均一化し、得られた溶液をポリエチレンテレフタレート製の離型フィルム上に、300μmのギャップのアプリケーターで塗布したのち、100℃で30分乾燥し、温度調節オートグラフ延伸機にて3.0倍延伸することにより、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:52μm、正の複屈折性で、Re(550)=188nm、Re(450)/Re(550)=0.85、Re(500)/Re(550)=0.93、Re(600)/Re(550)=1.07、Re(650)/Re(550)=1.11、Re(750)/Re(550)=1.14の光学特性であった。
(実施例2)
MX−180TA(商品名、綜研化学(株)製、粒径1.85μm)2部、合成例2で得られたアクリル共重合体溶液(2)94部を混合分散し、合成例5で得られたウレタン尿素樹脂溶液(1)100部と混合均一化し、得られた溶液をポリエチレンテレフタレート製の離型フィルム上に、300μmのギャップのアプリケーターで塗布したのち、100℃で30分乾燥し、温度調節オートグラフ延伸機にて3.0倍延伸することにより、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:68μm、正の複屈折性で、Re(550)=149nm、Re(450)/Re(550)=0.90、Re(500)/Re(550)=0.95、Re(600)/Re(550)=1.05、Re(650)/Re(550)=1.08、Re(750)/Re(550)=1.10の光学特性であった。
(実施例3)
MX−180TA(商品名、綜研化学(株)製、粒径1.85μm)2部、合成例3で得られたアクリル共重合体溶液(3)82部を混合分散し、合成例5で得られたウレタン樹脂溶液(1)100部と混合均一化し、得られた溶液をポリエチレンテレフタレート製の離型フィルム上に、300μmのギャップのアプリケーターで塗布したのち、100℃で30分乾燥し、温度調節オートグラフ延伸機にて3.0倍延伸することにより、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:33μm、正の複屈折性で、Re(550)=138nm、Re(450)/Re(550)=0.80、Re(500)/Re(550)=0.90、Re(600)/Re(550)=1.09、Re(650)/Re(550)=1.15、Re(750)/Re(550)=1.20の光学特性であった。
(実施例4)
MX−180TA(商品名、綜研化学(株)製、粒径1.85μm)2部、合成例4で得られたアクリル共重合体溶液(4)70gを混合分散し、式(IV−4)で表されるモノマー(新中村化学製、商品名 DCP)35g、合成例5で得られたウレタン樹脂溶液(1)60部、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・ジャパン(株)製)0.8g、ポリエーテル変性シリコンオイルSH8400(トーレシリコーン(株)製)0.25gを混合均一化したのち、ポリエチレンテレフタレート製の離型フィルム上に、300μmのギャップのアプリケーターで塗布、100℃で30分乾燥し、UV照射(高圧水銀ランプ:1Pass当たり 200mJ/cm:365nm)、さらに温度調節オートグラフ延伸機を使用して3.0倍延伸することにより、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:79μm、正の複屈折性で、Re(550)=198nm、Re(450)/Re(550)=0.92、Re(500)/Re(550)=0.96、Re(600)/Re(550)=1.04、Re(650)/Re(550)=1.07、Re(750)/Re(550)=1.09の光学特性であった。
Figure 2009227829
(実施例5)
MX−180TAをMX−500(商品名、綜研化学(株)製、粒径6.0μm)に変更する以外は実施例1と同様にして、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:51μm、正の複屈折性で、Re(550)=184nm、Re(450)/Re(550)=0.85、Re(500)/Re(550)=0.93、Re(600)/Re(550)=1.07、Re(650)/Re(550)=1.12、Re(750)/Re(550)=1.15の光学特性であった。
(実施例6)
MX−180TAをMX−1000(商品名、綜研化学(株)製、粒径10.1μm)に変更する以外は実施例1と同様にして、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:54μm、正の複屈折性で、Re(550)=172nm、Re(450)/Re(550)=0.86、Re(500)/Re(550)=0.93、Re(600)/Re(550)=1.06、Re(650)/Re(550)=1.10、Re(750)/Re(550)=1.13の光学特性であった。
(実施例7)
MX−180TAをMX−1500H(商品名、綜研化学(株)製、粒径13.8μm)に変更する以外は実施例1と同様にして、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:59μm、正の複屈折性で、Re(550)=155nm、Re(450)/Re(550)=0.88、Re(500)/Re(550)=0.94、Re(600)/Re(550)=1.05、Re(650)/Re(550)=1.08、Re(750)/Re(550)=1.10の光学特性であった。
(実施例8)
MX−180TAをKMR−3TA(商品名、綜研化学(株)製、粒径3.2μm)に変更する以外は実施例1と同様にして、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:52μm、正の複屈折性で、Re(550)=185nm、Re(450)/Re(550)=0.84、Re(500)/Re(550)=0.92、Re(600)/Re(550)=1.07、Re(650)/Re(550)=1.12、Re(750)/Re(550)=1.16の光学特性であった。
(実施例9)
MX−180TAをMS−300K(商品名、綜研化学(株)製、粒径0.06μm)に変更する以外は実施例1と同様にして、強靭な光学フィルムを得た。得られた光学フィルムを、450nmから750nmの波長範囲において、自動複屈折計(KOBRA−WR、王子計測機器(株)製)を用いて波長分散特性を測定した。該光学フィルムは、フィルム厚:59μm、正の複屈折性で、Re(550)=192nm、Re(450)/Re(550)=0.82、Re(500)/Re(550)=0.91、Re(600)/Re(550)=1.08、Re(650)/Re(550)=1.14、Re(750)/Re(550)=1.17の光学特性であった。
本発明の組成物は、ホスゲンを用いることなく製造することができ、該組成物によれば、広い波長域で一様の偏光変換が可能な光学フィルムを与えることができる。

Claims (16)

  1. (A)粒径が0.05μm以上100μm以下である、アクリル樹脂及びスチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含む球状粒子と、
    (B)式(I)で表されるモノマー、式(II)で表されるモノマー、及び式(III)で表されるモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーからなる重合体(1)と、
    (C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)と、
    を含む組成物。
    Figure 2009227829
    (式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、5〜20員環の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。該芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。)
    Figure 2009227829
    (式(II)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又はR及びRが連結して形成される炭素数4〜6のアルキレン基を表す。該アルキル基及び該アルキレン基は、水酸基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。Rは単結合又は炭素数2〜6のオキシアルキレン基を表す。)
    Figure 2009227829
    (式(III)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子、メチル基又は5〜20員環の環状炭化水素基を表す。該環状炭化水素基は、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基、炭素数2〜4のアシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。該アルキル基、該アルコキシ基、該アリール基及び該アラルキル基は、水酸基又はハロゲン原子を含んでいてもよい。)
  2. (C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)が、アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−O−及びNH−C(=O)−NH−からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物である請求項1記載の組成物。
  3. (C)アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基、並びにNH−C(=O)−で表される基を有する化合物(2)が、ウレタンアクリレート、尿素アクリレート及びウレタン尿素アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1又は2記載の組成物。
  4. 式(I)で表されるモノマーが、N−ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン及びビニルアントラセンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである請求項1〜3のいずれか記載の組成物。
  5. 式(II)で表されるモノマーが、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド及びアクリロイルモルフォリンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである請求項1〜4のいずれか記載の組成物。
  6. 式(III)で表されるモノマーが、メチル(メタ)アクリレート、1−アクリロイル−4−メトキシナフタレン、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート及びナフチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーである請求項1〜5のいずれか記載の組成物。
  7. さらに分子内にアクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を2つ以上有し、かつ脂環式炭化水素基を有するモノマーを含有する請求項1〜6のいずれか記載の組成物。
  8. さらに光重合開始剤を含有する請求項1〜7のいずれか記載の組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれかの組成物を、成膜化し、延伸してなる光学フィルム。
  10. 組成物を、成膜化し光重合したのち、延伸してなる請求項9記載の光学フィルム。
  11. 光学フィルムを透過する透過光の波長νnmにおける位相差値Re(ν)が、下記式を充足する請求項9又は10記載の光学フィルム。
    Re(450)<Re(550)<Re(650)
  12. 請求項9〜11のいずれか記載の光学フィルムからなる位相差板。
  13. 請求項1〜8のいずれか記載の組成物を、成膜化し、さらに延伸する光学フィルムの製造方法。
  14. 組成物を、成膜化し光重合したのち、さらに延伸する請求項13記載の光学フィルムの製造方法。
  15. 組成物を含む溶液を平滑な面にキャストして溶媒を留去することによって成膜化する請求項13又は14記載の光学フィルムの製造方法。
  16. 請求項1〜8のいずれか記載の組成物の、光学フィルムを製造するための使用。
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