JP2014513178A - セルロースエステル光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
(1a)Δe=nx−ny
(1b)Δth=nz−(nx+ny)/2
複屈折Δeは、MD方向とTD方向と間の相対的な面内配向の尺度であり、無次元である。対照的に、Δthは、平均的な平面配向に対して厚さ方向の配向の尺度を与える。
(2a)Re=Δed=(nx−ny)d
(2b)Rth=Δthd=[nz−(nx+ny)/2]d
位相差は、2つの直交する光波間の相対的な位相のずれの直接的な尺度であり、典型的にナノメートル(nm)の単位で報告される。なお、Rthの定義は、特に記号(+/−)に関して、Rthの計算方法によって著者たちの間で異なる。
(3a)nx>ny=nz(「+A」光学フィルム)
のような屈折率を有するフィルムを、「+A」光学フィルムと表す。そのようなフィルムでは、フィルムのx方向(縦方向)は、高い屈折率を有するが、yおよび厚さ方向は、およそ大きさが等しく(かつnxよりも低い)。この種類のフィルムをx方向に沿った光軸を有する正の一軸結晶構造ともいう。そのようなフィルムは、例えば、フィルム延伸機を用いて、正の固有複屈折を有する物質を一軸延伸することにより作製することができる。
(3b)nx<ny=nz(「−A」光学フィルム)
と定義され、式中、x軸屈折率は、それ以外の方向(それらはおよそ等しい)よりも低い。−A光学フィルムを作製する1つの方法は、負の固有複屈折を有する高分子化合物を延伸すること、あるいは、その分子が好ましい方向に沿って並べられるように負の(固有)複屈折を有する液晶高分子化合物を表面に被覆すること(例えば、下層にエッチングされた配向層を用いること)である。
(3c)Rth=−Re/2(「±A」光学フィルム)
[0034]別の種類の一軸光学フィルムは、「+C」または「−C」であってもよいC光学フィルムである。C光学フィルムとA光学フィルムとの違いは、C光学フィルムでは、固有の屈折率(または光軸)は、フィルム面とは対照的に、厚さ方向であるという点である。従って、
(4a)nz>ny=nx(「+C」光学フィルム)
(4b)nz<ny=nx(「−C」光学フィルム)
[0035]フィルムの溶液流延中に生じる応力を利用して、C光学フィルムを製造することができる。引張応力は一般に、流延用ベルトによって課される制限によりフィルム面に生じ、それらも実際には等二軸に延伸される。これらにより、フィルム面内の鎖は一列に並べられる傾向があり、その結果、正および負の固有複屈折を有する物質のそれぞれに対して、−Cもしくは+Cフィルムが得られる。表示装置で使用される多くのセルロースエステルフィルムは、溶液流延されているため、多くは本質的に正の複屈折を有し、よって、溶液流延されたセルロースエステルでは通常、−C光学フィルムのみが製造されることは明らかである。これらのフィルムを一軸延伸して、+A光学フィルムを製造することもできる(最初の流延後そのままの位相差は、非常に低いと推測される)。
(5)Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
と定義する。このパラメータにより、面内複屈折に対する有効な面外複屈折が得られる。Nzは、一対の交差偏光子のための補償フィルムとして使用される場合は約0.5になるように選択することができる。Nzが約0.5である場合、対応する面外位相差すなわちRthは、約0.0nmに等しい。
一般的な手順:
[0070]NMRによる構造決定:600MHzで動作するJEOL Model Eclipse-600 NMR分光計で、プロトンNMRデータを得た。試料管の大きさは5mmであり、試料濃度は、DMSO−d61mLあたり約20mgであった。各スペクトルを、64回の走査および15秒のパルス遅延を用いて80℃で記録した。対象のスペクトル領域から残留する水をシフトさせるために、各試料に1〜2滴のトリフルオロ酢酸−dを添加した。化学シフトは、内部基準としてDMSO−d6の中心ピーク(2.49ppm)を用いて、テトラメチルシランからの100万分の1(「ppm」)で報告する。
実施例1.Nz光学フィルム:段階的な添加による安息香酸プロピオン酸セルロース(DSPr=1.91、DSBz=0.62)の調製および光学的性質の測定(EX1020−114)
[0080]300mLの三つ口丸底フラスコに、81.85gのトリブチルメチルアンモニウム=ジメチルホスファート(「TBMADMP」)を添加した。TBMADMPを100℃まで加熱し、それを0.68〜1.20mmHgで3時間保持した。N−メチルピロリドン(NMP、35.04g、30wt%)をTBMADMPに添加し、その溶液を室温まで冷却した。この溶液に8.79g(7wt%)のDPv657セルロースを添加した(4分間の添加)。不均質混合物を室温で1時間40分撹拌した。反応をその場で監視するためにIRプローブ(Mettler-Toledo AutoChem社、米国メリーランド州コロンビア)を挿入した後、混合物を100℃まで加熱した。混合物を100℃で一晩(15時間10分)撹拌し、透明の均質なセルロース溶液を得た。
実施例2.Nz光学フィルム:段階的な添加による安息香酸プロピオン酸セルロース(DSPr=2.03、DSBz=0.51)の調製および光学的性質の測定(EX1020−127)
[0084]実施例1に示す一般的な手順に従って、安息香酸プロピオン酸セルロース(DSPr=2.03、DSBz=0.51)を調製した。この安息香酸プロピオン酸セルロースの相対置換度(「RDS」)を13C NMRにより決定した。この試料は、C6=1.00、C3=0.64およびC2=0.84の総RDSを有していた。安息香酸基置換に関し、この試料は、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.33になるような位置選択性を有していた。
実施例3.Nz光学フィルム:段階的な添加による安息香酸酢酸セルロース(DSAc=1.81、DSBz=0.62)の調製および光学的性質の測定(EX1020−122)
[0087]実施例1の一般的な手順に従って、安息香酸酢酸セルロース(DSAc=1.81、DSBz=0.62)を調製した。この場合、最初に1当量のAc2Oを添加した後、3.4当量のBz2Oを添加した。この安息香酸酢酸セルロースの相対置換度(「RDS」)を13C NMRにより決定した。この試料は、C6=1.00、C3=0.57およびC2=0.78の総RDSを有していた。安息香酸基置換に関し、この試料は、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.44になるような位置選択性を有していた。
実施例4.(比較例、米国特許出願公開第2009/0082557号)セルロースのエステル化後に加水分解し、次いで安息香酸基を導入することによる、安息香酸酢酸プロピオン酸セルロース(DSBz=0.62)の調製および光学的性質の測定(EX368−13)
[0090]最初にセルロースをトリエステルにエステル化した後、Sheltonら(米国特許出願公開第2009/0096962号)によって記載されている方法に従って加水分解して、非位置選択的に置換された酢酸プロピオン酸セルロースを調製した。この方法では典型的に、高いC6DSOH(例えば、DSPr=1.77、DSAc=0.16、C6RDS=0.56、C3RDS=0.71、C2RDS=0.66)を有するセルロースエステルが得られる。
実施例5.(比較例、米国特許出願公開第2009/0082557号)セルロースのエステル化後に加水分解し、次いで安息香酸基を導入することによる、安息香酸酢酸セルロース(DSBz=0.86)の調製および光学的性質の測定(EX368−27)
[0094]最初にセルロースをトリエステルにエステル化した後、実施例4に記載されている一般的な方法に従って加水分解して、非位置選択的に置換された酢酸セルロースを調製した。得られた酢酸セルロースは、1.78のDSAcを有していた。
実施例6.−A光学フィルム:段階的な添加による安息香酸プロピオン酸セルロースの調製および光学的性質の測定(EX1020−97,106、111)
[0098]実施例1に示す一般的な手順に従って、安息香酸プロピオン酸セルロースを調製した。所望のDSおよび光学的値を得るために、Pr2OおよびBz2Oの当量数を調整した(表6)。試料30〜32(同じ安息香酸プロピオン酸セルロースから調製)は、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.38になるような位置選択性を有していた。試料33および34(同じ安息香酸プロピオン酸セルロースから調製)は、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.23になるような位置選択性を有していた。試料35および36(同じ安息香酸プロピオン酸セルロースから調製)は、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.38になるような位置選択性を有していた。
実施例7.+C光学フィルム:段階的な添加による安息香酸アシルセルロースの調製および光学的性質の測定(EX1020−68−3、EX1020−85−2、EX1020−81−3、EX1020−90−3、EX1020−72−2、EX1020−56−3、EX1020−84−2、EX1020−69−3、EX1020−80−3、EX1020−83−3、EX1020−86−2)
[00101]実施例1に示す一般的な手順に従って、安息香酸プロピオン酸セルロースを調製した。所望のDSおよび光学的値を得るために、アルキル無水物およびBz2Oの当量数を調整した(表7)。さらに、アルキル無水物およびBz2Oに関して添加順序も変えた。アルキル無水物(例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸または無水ヘキサン酸)が最初に添加される(試料37、39、40、42および44〜47)調製試料では、安息香酸アシルセルロースは、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.30〜1.06の範囲になるような位置選択性を有していた。無水安息香酸が最初に添加される(試料38、41および43)調製試料では、安息香酸アシルセルロースは、C2位およびC3位における安息香酸基置換度の合計(C2DSBz+C3DSBz)からC6位における安息香酸基置換度(C6DSBz)を引いた値が0.25〜0.76の範囲になるような位置選択性を有していた。
定義
[00104]以下は、定義されている用語の排他的な列挙であることを意図するものではない。例えば、文脈に定義されている用語の使用を伴う場合などに、他の定義が上の記載に与えられていることがある。
数値範囲
[00110]本記載は、本発明に関するあるパラメータを定量化するために数値範囲を使用する。数値範囲が規定されている場合、そのような範囲は、範囲の下限値のみを記載している請求項の限定ならびに範囲の上限値のみを記載している請求項の限定に対して文字どおりの支持を与えるものとして解釈されるものとする。例えば、開示されている10〜100という数の範囲は、「10より大きい」(上限を含まない)と記載している請求項および「100未満」(下限を含まない)と記載している請求項に対して文字どおりの支持を与える。
開示されている態様に限定されない特許請求の範囲
[00112]上に記載した本発明の好ましい形態は、単に例示として使用されるものであり、本発明の範囲を限定的な意味で解釈するために使用されるべきではない。上に記載した例示的な態様に対する修正は、本発明の趣旨から逸脱することなく当業者によって容易になすことができる。
Claims (20)
- 複数のアルキルアシル置換基および複数のアリールアシル置換基を含む位置選択的に置換されたセルロースエステルであって、
該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.10〜約0.30の範囲のヒドロキシル置換度(「DSOH」)を有し、
該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.10〜約2.15の範囲のアルキルアシル置換度(「DSアルキル」)を有し、
該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.75〜約2.80の範囲のアリールアシル置換度(「DSアリール」)を有し、
該位置選択的に置換されたセルロースエステルの位置選択性が、C2位およびC3位におけるアリールアシル置換度(「C2DSアリール」および「C3DSアリール」)の合計からC6位におけるアリールアシル置換度(「C6DSアリール」)を引いた値が少なくとも0.25になるような位置選択性である、
位置選択的に置換されたセルロースエステル。 - 該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.75〜約2.05の範囲のDSアルキルを有し、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.80〜約2.00の範囲のDSアリールを有する、請求項1に記載の位置選択的に置換されたセルロースエステル。
- 該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約1.20〜約1.85の範囲のDSアルキルを有し、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約1.00〜約1.60の範囲のDSアリールを有する、請求項1に記載の位置選択的に置換されたセルロースエステル。
- 該アリールアシル置換基のアリール基が、置換もしくは非置換フェニル基を含み、該アルキルアシル置換基のアルキル基が、C1〜C5直鎖状アルキル基を含む、請求項1に記載の位置選択的に置換されたセルロースエステル
- 該アリールアシル置換基が、安息香酸基を含み、該アルキルアシル置換基が、酢酸基および/またはプロピオン酸基を含む、請求項1に記載の位置選択的に置換されたセルロースエステル。
- 該位置選択的に置換されたセルロースエステルの位置選択性が、C2DSアリールおよびC3DSアリールの合計からC6DSアリールを引いた値が、約0.30〜約1.10の範囲になるような位置選択性である、請求項1に記載の位置選択的に置換されたセルロースエステル。
- 位置選択的に置換されたセルロースエステルを含む+C光学フィルムであって、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、複数のアルキルアシル置換基および複数のアリールアシル置換基を含み、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.75〜約2.80の範囲のアリールアシル置換度(「DSアリール」)を有する+C光学フィルム。
- 該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.10〜約0.30の範囲のヒドロキシル置換度(「DSOH」)を有し、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.10〜約2.15の範囲のアルキルアシル置換度(「DSアルキル」)を有する、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.75〜約2.05の範囲のDSアルキルを有し、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約0.80〜約2.00の範囲のDSアリールを有する、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約1.20〜約1.85の範囲のDSアルキルを有し、該位置選択的に置換されたセルロースエステルが、約1.00〜約1.60の範囲のDSアリールを有する、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該アリールアシル置換基のアリール基が、置換もしくは非置換フェニル基を含み、該アルキルアシル置換基のアルキル基が、C1〜C5直鎖状アルキル基を含む、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該アリールアシル置換基が、安息香酸基を含み、該アルキルアシル置換基が、酢酸基および/またはプロピオン酸基を含む、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該位置選択的に置換されたセルロースエステルの位置選択性が、C2位およびC3位におけるアリールアシル置換度(「C2DSアリール」および「C3DSアリール」)の合計からC6位におけるアリールアシル置換度(「C6DSアリール」)を引いた値が少なくとも0.25になるような位置選択性である、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該+C光学フィルムが、約+50〜約+800nmの範囲の面外位相差(「Rth」)を有し、該+C光学フィルムが、約−15〜約+15nmの範囲の面内位相差(「Re」)を有し、該+C光学フィルムが、約40〜約120μmの範囲の平均厚みを有する、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該+C光学フィルムが、約+50〜約+400nmの範囲のRthを有し、該+C光学フィルムが、約−10〜約+10nmの範囲のReを有し、該+C光学フィルムが、約40〜約70μmの範囲の平均厚みを有する、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 該+C光学フィルムが、約+50〜約+150nmの範囲のRthを有し、該+C光学フィルムが、約−5〜約+5nmの範囲のReを有し、該+C光学フィルムが、約5〜約20μmの範囲の平均厚みを有する、請求項7に記載の+C光学フィルム。
- 請求項7に記載の+C光学フィルムを含む補償フィルムを含む液晶ディスプレイ(「LCD」)。
- 該LCDが面内スイッチング(「IPS」)方式で動作する、請求項17に記載のLCD。
- 該補償フィルムが、該+C光学フィルムに隣接して配置された少なくとも1枚のさらなる光学フィルムを含む、請求項17に記載のLCD。
- 該さらなる光学フィルムが+A光学フィルムである、請求項19に記載のLCD。
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