TW200806451A - Optical film, its manufacturing method and liquid crystal display device using it - Google Patents
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Description
200806451 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關供保護薄膜,或視野角放大薄膜,或位 相差薄膜等光學異向性薄膜等之液晶顯示裝置用的薄膜, 或偏光板,液晶顯示裝置。 【先前技術】 • 液晶顯示裝置係以低電壓,低消耗電力可直接連接至 1C電路上,因此尤其可予薄型化,係被廣泛採用著文字處 理機或個人電腦等的顯示裝置。此液晶顯示裝置之基本構 成係於液晶小室(cell)之兩側上設有偏光板者。 至於此種液晶顯示裝置,係採用扭轉角爲90度之扭 轉向列(TN )的液晶顯示裝置,或採用扭轉角1 60度以上 的超扭轉向列(STN )之液晶顯示裝置。 然而,已採用STN之液晶顯示裝置因係利用液晶之複 • 折射者,故有著色成藍色或黃色之問題。另一方面採用 TN之液晶顯示裝置有所謂視野角狹窄,又彩色化較困難 的問題。 爲解決此問題,乃提出於偏光板之下採用位相差板之 技術。再者,將固有複折射値呈正及負之薄膜經各自一片 或層合者用作位相差板之技術被提出著。又如日本特開平 7-21 8 724號公報所示般已提出有偏光子之至少一側的保護 薄膜係由次波長5 90nm之光測定的面方向之減速値3 0〜 7 0 n m之乙醯_基纖維素而成約塑膠薄膜之偏光板。 -5- (2) 200806451 至於解決此等問題之方法,已有各種提案,例如於日 本特開昭63-1 49624號公報內提出有採用拉伸樹脂薄膜之 F-STN方式,又於日本特開3-87720號公報,特開平4_ 33 30 1 9號公報內揭示有:維持D-STN方式之補償性能, ' 以減輕其重量及壁厚之目的,使用使液晶性高分子之扭轉 • 定向的薄膜並進行色補償之方法,此液晶顯示器之位相差 補償板,係由透光性基板,及經予形成於此基板之上的定 φ 向膜,及於此定向膜之上扭轉並已固定成定向狀態之液晶 高分子層所構成的。 至於其他方法,再者最近作爲TFT-TN液晶顯示器之 視野角補償,如日本特開平7-191217號公報所揭示般, 將圓盤狀分子液晶之薄膜配置於液晶小室之上面及下面, 正進行著改善液晶小室之視野角特性。該TN型液晶顯示 器用補償板係與如上述的日本特開平3-87720號公報,特 開平4-3 3 3 0 1 9號公報記載的液晶顯示器之位相差補償板 φ 同樣的,係由透光性基板,經予形成於此基板之上的定向 膜,及經予形成於此定向膜之上的液晶定向層所構成的。 如上述般,近年於STN液晶顯示器或TFT,TN液晶 顯示器,較習用具有較高度的補償性能之光學薄膜乃被要 ' 求著,至於其解決手段,有已塗布液晶化合物之光學薄膜 乃被檢討著。 另一方面,藉由液晶模式之改善亦可改善視野角之技 術乃被開發著。例如於日本特開平2-1 7625號公報內,揭 示有已採用無施加電壓至液晶性化合物之實質上垂直的予 -6 - (3) 200806451 以定向在施加電壓時實質上經予水平的定向的垂直對正( VA,vertical allignment)液晶模式之液晶小室的液晶顯示 裝置。垂直對正(VA )液晶模式,與習用的液晶模式相 比,有視野角較廣,響應較高速的特徵。垂直對正(VA )液晶模式之液晶顯示裝置,係已有試作品被展出著(曰 經 microdevice No. 136,p.147,1996)。垂直對正(VA) 液晶模式之液晶顯示裝置雖然視野角較習用的液晶顯示裝 φ 置寬廣,惟該裝置即或與CRT比較時,有更加改善之必 要,爲視野角之改善,可被視作與習用的液晶模式同樣的 採用光學補償板片。 此VA型液晶顯示裝置,係於斷開電壓時液晶分子係 於定向板垂直,在連通電壓時液晶分子係於定向板平行的 予以定向的垂直定向模式之液晶小室,故黑色以完全黑色 表示,對比較高,與TN或STN型者相比,視野角比較寬 廣的。然而,隨著液晶畫面變大,擴展視野角之要求乃再 φ 予提高著。 本發明人爲更擴展此VA方式液晶之視野角,在精進 有關偏光板保護薄膜之硏究之中,於VA型液晶顯示裝置 方面,即使採用已控制日本特開平7-2 1 8724號公報所示 的面內方向之減速値的薄膜亦注意及該效果係較低的事實 〇 又於日本特開平9-90101號公報內,已提出有:導入 特定範圍之乙醯基或丙醯基並擴展溶劑之選擇範圍,即使 不採用氯系烴溶劑亦可成膜,如TFT型或階調顯示之 (4) 200806451 FSTN型般作成不損及已實現出高對比之液晶顯示裝置之 高對比爲目的之面內方向及厚度方向之減速値不論何者均 較低的脂肪酸酯。 因此更加精進鑽硏對偏光板保護薄膜之硏究,結果發 ^ 現使用非爲至目前爲止的面內之減速値的表示面內方向及 ^ 厚度方向之異向性之値的厚度方向之減速値(Rt値;上述 式1 )經以正値已控制的薄膜之情形,VA型液晶顯示裝 φ 置之視野角可更進一步擴展的事實,再對增大厚度方向減 速値之方法加以檢討的結果,以至完成本發明。 再者,於已提高Rt値的支持體上,在已設置液晶層 之光學異向性薄膜方面,本發明人發現不僅VA型液晶, 於tn型液晶亦可得有用的性能。又於該時除,不大量的 使用高成本之液晶化合物,而且不增厚支持體,可較宜的 製得光學異向性薄膜。因此欲得低成本且小型,質輕的組 件之光學異向性薄膜亦係可能的。 φ 又,於溶解纖維素酯薄膜予以成膜之際,酯化不足的 部分係容易以不溶解雜質方式殘存於薄膜。將此包圍入液 晶顯示元件時,不溶解物之雜質的折射率因與纖維素酯不 同,故可知阻礙偏光狀態而成爲異常發光的缺陷。又由未 溶解物引起的異常在通常的光之狀態下,係較難識別。近 年,隨著液晶顯示裝置之高精細化,乃成爲由此種異物引 起的缺陷。 【發明內容】 -8- (5) (5)200806451 發明欲解決的課題 本發明之目的係提供不增加厚度下,可使視野角提高 的液晶顯示裝置用薄膜及使用該薄膜之偏光板,液晶顯示 裝-置。再者提供無因異常發光引起的缺陷,而且撕裂強度 強且牢固,耐水性亦優越的液晶顯示裝置用薄膜及使用該 薄膜之偏光板,液晶顯示裝置。再者提供價廉且薄.,具有 高性能之光學異構性能之液晶顯示裝置用薄膜,及偏光板 ,液晶顯示裝置。 解決課題而採的手段 以下記載本發明及其實施形態。 1. 一種液晶顯示裝置用薄膜,係含有具乙醯基及丙 醯基之脂肪酸纖維素酯薄膜而成,前述脂肪酸纖維素酯薄 膜之全部取代度(乙醯基取代度)(DSac)及丙醯基取代 度(DSpr )之和在2.8以下,下式1
Rt=((nx+ny/2-nz)xd (1) (式內,nx:在前述脂肪酸纖維素酯薄膜面內之最大的折 射率方向之前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率;ny :於前 述nx2方向上與面內成垂直的方向上之前述脂肪酸纖維 素酯薄膜之折射率; nz :在厚度方向的前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率 d:前述脂肪酸纖維素酯薄膜之厚度(mm)定義的厚 度方向之前述脂肪酸纖維素酯薄膜之_減_速_値(Rt )在60〜 -9 - (6) 200806451 3 0 0nm 〇 2. 如前述1之液晶顯示裝置甩薄膜,係下式2 R〇 = (nx-ny) xd (2) 定義的面方向之前述脂肪酸纖維素酯薄膜之減速値( R〇 )在3 Onm以下。 3. 如前述1之液晶顯示裝置用薄膜,其中前述脂肪酸 纖維素酯薄膜之厚度爲40〜190μπι。 g 4.如前述1之液晶顯示裝置甩薄膜,其中前述脂肪酸 纖維素酯薄膜係乙醯基取代度(DSac) 1.5以上,2·3以下 ,丙醯基取代度(DSpr) 0.5以上1.2以下之脂肪酸纖維 素酯而成。 5. 如前述4之液晶顯示裝置用薄膜,其中前述脂肪酸 纖維素酯薄膜係乙醯基取代度(D S ac )爲1 · 5以上,2 · 0 以下。 6. 前述4之液晶顯示裝置用薄膜’其中前述脂肪酸纖 φ 維素酯薄膜係由丙醯基取代度(DSpr)較0.9大’ 1·2以 下的脂肪酸纖維素酯而成。 7 .如前述1之液晶顯示裝置用薄膜’其中前述脂肪酸 纖維素酯薄膜係含有磷酸酯化合物’脂肪酸酯化合物及苯 二甲酸酯化合物之至少一者而成的可塑劑,前可塑劑之含 有量對前述脂肪酸纖維素酯薄膜100重量分爲1〜30重量 分。 8.如前述1之液晶顯示裝置用薄膜’其中前述脂肪酸 纖維素酯薄膜係含有具〇. 1 以下的平均粒徑之微粒子’ -10- (7) 200806451 前述微粒子之含有量對前述脂肪酸纖維素酯薄膜1 00重量 分爲0.005〜0.3重量分。 9·如前述1之液晶顯示裝置用薄膜,其中前述脂肪酸 纖維素酯薄膜係含有紫外線吸收劑,前述紫外線吸收劑之 含有量對前述脂肪酸纖維素酯薄膜100重量分爲0.8〜2.0 重量分。 10.如前述1之液晶顯示裝置用薄膜,其中前述脂肪
_ 酸纖維素酯薄膜係以偏光正交偏光鏡(cross nicol)狀態 W 鑑識的大小 5〜50μπι之雜質係每 250mm2200個以下, 50-μ_ιη以上的雜質實質上〇個。 1 1 .如前述1之液晶顯示裝置用薄膜,係不具有液晶 層。 12·如前述1之液晶顯示裝置用薄膜,係具有至少一 層液晶層。 13·如前述12之液晶顯示裝置用薄膜,係具有至少一 φ 層液晶定向層。 14·如前述12之液晶顯示裝置甩薄膜,係下式3 Rt 比=(Rt,/Rt) (3) (式內,Rt' =前述液晶層之厚度方向之減速値;
Rt=前述脂肪酸纖維素酯薄膜之厚度方向之減速値 1^係以下式4
Rt, = (nx^ + ny〇/2-nz〇xdf (4) 其中=在前述液晶層面內之最大的折射率方向之液 晶層之折射率; -11 - (8) (8)200806451 =在前述之方向上與在面內成垂直的方向之前述 液晶液晶層之折射率; nzf在厚度方向的前述液晶層之折射率; cT =前述液晶層之厚度)定義的前述液晶層,與前述 脂肪酸纖維素酯薄膜間之Rt比爲1.2以下。 15. 姐前述12之液晶顯示裝置用薄膜,其中前述液晶 層係含有圓盤狀分子液晶化合物。 16. 如前述12之液晶顯示裝置用薄膜,其中前述液晶 層係含有高分子液晶化合物。 17. —種偏光板,係含有第一偏光板保護薄膜,偏光 子,第二偏光板保護薄膜而成,前述第一偏光板保護薄膜 或第二偏光板保護薄膜之至少一者係含有具乙醯基及丙醯 基之脂肪酸纖維素酯薄膜,前述脂肪酸纖維素酯薄膜之全 部取代度(乙醯基取代度)(DSac )及丙醯基取代度( DSpr )之和在2·8以下,下式1
Rt = ((nx + ny)/2-nz)xd (1) (式內,nx:在前述脂肪酸纖維素酯薄膜面內之最大的折 射率方向之前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率; ny:於前述nx之方向上與面內成垂直的方向上脂肪酸 纖維素酯薄膜之折射率; nz:在厚度方向的前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率 j d:前述脂肪酸纖維素酯薄膜之厚度(nm)定義的厚 度方向之減速値(Rt)爲60〜300nm。 -12- (9) 200806451 1 8 . —種液晶顯示裝置,係含有第一偏光板,液晶小 室,及較前述第一偏光板及前述液晶小室設於內側的第二 偏光板而成,前述第一偏光板係具有第一偏光子,不與前 述液晶小室對向的側之前述第一偏光子之面側上設置的第 一薄膜,及與前述液晶小室對向的側之前述第一偏光子之 面側上設置的第二薄膜’前述第二偏光板係含有第二偏光 子,與前述液晶小室對向的側之前述第二偏光子之面側上 g 設置的第三薄膜’及與前述液晶小室不對向的側之前述第 二偏光子之面側上設置的第四薄膜,至少前述第一薄膜, 前述第二薄膜,前述第三薄膜,前述第四薄膜之任一者係 含有具乙醯基及丙醯基之脂肪酸纖維素酯薄膜之前述脂肪 酸纖維素酯薄膜之全部取代度(乙醯基取代度)(DSac) 及丙醯基取代度(DSpr)之和在2·8以下,下式1 Rt = ((nx + ny)/2-nz)xd (式內,nx:在前述脂肪酸纖維素酯薄膜面內之最大的折 φ 射率方向之前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率; ny:於前述nx之方向上與面內成垂直的方向上脂肪酸 纖維素酯薄膜之折射率; nz:在厚度方向的前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率 d:前述脂肪酸纖維素酯薄膜之厚度(nm)定義的厚 度方向之減速値(Rt)爲60〜300nm。 19.如前述18之液晶顯示裝置,其中前述第二薄膜及 前述第三薄膜之至少一者爲含有具乙醯基及丙醯基之脂肪 -13- (10) 200806451 酸纖維素酯薄膜,前述脂肪酸纖維素酯薄膜之全部取代度 (乙醯基取代度)(DSaO及丙醯基取代度(DSpr)之和 在2.8以下,下式1
Rt=((nx + ny)/2-nz)xd (式內,nx:在前述脂肪酸纖維素酯薄膜面內之最大的折 射率方向之前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率; ny:於前述nx之方向上與面內成垂直的方向上脂肪酸 φ 纖維素酯薄膜之折射率; nz :在厚度方向的前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率 f d :前述脂肪酸纖維素酯薄膜之厚度(nm )定義的厚 度方向之減速値(Rt)爲60〜3 00nm。 20.如前述18之液晶顯示裝置,其中前述液晶顯示裝 置係垂直對正(V A )型液晶顯示裝置。 21 .如前述1 8之液晶顯示裝置,其中前述液晶顯示裝 φ 置係扭轉向列(TN )型液晶顯示裝置。 以下記載本發明之另一實施態樣。 1.一種由脂肪酸纖維素酯薄膜而成的光學薄膜,其特 徵在於具有乙醯基及丙醯基,以式1
Rt 値=((ϋχ + ηγ)/2-ηζ) X d (1) (式內,nx表示薄膜於平行於薄膜之成膜方向上的方向折 射率,ny表示薄膜於垂直於薄膜之成膜方向上的方向之折 射率,nz表示薄膜於厚度方向之折射率,d表示薄膜之厚 度(nm ))定義的厚度方向之減速値(Rt値)在60〜 -14 - (11) (11)200806451 3 0Onm 〇 2. 如上述1之光學薄膜,其中厚度方向之減速値爲90 〜200nm 〇 3. 如上述1之光學薄膜,其中厚度方向之減速値爲 1 0 0 〜1 7 5 nm 〇 4. 如上述3之光學薄膜,其中式2 R〇 値= (nx-ny)xd (2) (nx表示薄膜於平行於薄膜之成膜方向上的方向之折射率 ,ny表示薄膜於垂直於薄膜之成膜方向上的方向之折射率 ,d表示薄膜之厚度(nm )定義的面方向之減速値(Ro 値)在l〇nm以下。 5. 如上述1〜4之任一項之光學薄膜,其中薄膜厚度 爲 40 〜190μπιο 6. 如上述1〜4之任一項之光學薄膜,其中薄膜厚度 爲 60 〜1 9 0 μχη 〇 7. 如上述1〜4之任一項之光學薄膜,其中薄膜厚度 爲 7 5 〜1 9 0 μπι 〇 8. 如上述1或2之光學薄膜,其中將乙醯基取代度( D Sac)爲1.5〜2.3,丙醯基取代度(DSpr)爲0.6〜1.2之 脂肪酸纖維素酯溶解於有機溶劑內,採用該溶液並予流展 成膜予以製造。 9·一種光學薄膜之製造方法,其特徵在於將上述8之 光學薄膜流展成膜於皮帶或轉筒上予以製造之際,以將由 皮帶或轉筒上剝離時之殘存溶劑量設成5〜1 00%而成。 -15- (12) 200806451 10·一種光學薄膜之製造方法,係上述之光學薄膜之 製造方法專利法流展成膜的溶液之溶劑係含有非氯系溶劑 50%以上。 11· 一種光學薄膜之製造方法,係上述1之光學薄膜 之製造方法’其特徵在於醇系溶劑對流展成膜的溶液之全 邰溶劑之重量比在〇 . 3以下。 12·如上述1之光學薄膜,係對脂肪酸纖維素酯ι〇〇 φ 重量分’使含有磷酯酯化合物,脂肪酸酯化合物苯二甲酸 酯化合物而成的可塑劑之至少一種1〜20重量分。 13·如上述1之光學薄膜,係對脂肪酸纖維素酯100 重量分,使含有具0.1 μιη以下的平均粒徑之微粒子0.005 〜0 · 3重量分。 1 4 ·如上述1之光學薄膜,係對脂肪酸纖維素酯1 00 重量分,使含有0.8〜2.0重量分之紫外線吸收劑。 15·如上述1之光學薄膜,係正交偏光鏡偏光狀態下 φ 予以鑑識的大小5〜50μπι之雜質每250mm2100個以下, 且50 μιη以上的雜質實質上0個。 16.如上述1之光學薄膜,係正交偏光鏡偏光狀態下 予以鑑識的大小5〜50μιη之雜質每250mm2100個以下。 ' 17.—種垂直對正型液晶顯示裝置,其特徵在於採用 上述 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13, 14, 15, 16 之 任一項之光學薄膜而成。 發明之詳細記載 -16- (13) 200806451 以下詳細說明本發明。 本發明之液晶顯示裝置甩薄膜,係具有含乙醯基及丙 醯基之脂肪酸纖維素酯薄膜。至於液晶顯示裝置用薄膜, 可舉出偏光板保護薄膜,或位相差薄膜,光學異向性薄膜 ’視野角放大薄膜等的光學補償薄膜,或兼具此等功能之 薄膜等。 又’本發明之液晶顯示裝置用薄膜,再者亦可具有液 g 晶層或液晶定向層,亦可不具有液晶層或液晶定向層。於 垂直對正(VA )型液晶顯示裝置內,採用本發明之液晶 顯示裝置用薄膜時,不.具有液晶層之薄膜,或不具有液 晶層之薄膜亦可較宜使用。另一方面,於扭轉向列(TN ) 型液晶顯示裝置內,於供本發明之液晶顯示裝置用薄膜用 時,可較宜採用具有液晶層的薄膜。 且’本發明之液晶顯示裝置用薄膜之脂肪酸纖維素酯 薄膜之全部取代度係2.8以下。藉由設成此値,在不增加 φ 膜厚下’可得具有良好的光學異向性能之液晶顯示裝置用 薄膜。且全部取代度係脂肪酸纖維素酯薄膜之乙醯基取代 度(DSac〇及丙醯基取代度(DSpr )之和。又宜爲DSac 爲1·5以上,2·3以下,更宜爲1·5以上,未滿2.0。又較 宜的DSpi:爲0·5以上,1.2以下,更宜爲較〇·9大,ι.2 以下。在此取代度,係指所謂結合脂肪酸量之百分率, DSac爲依ASTM D817_91 (纖維素乙酯等的試驗法)之乙 釀基化度之測疋及E十算之規疋。D S p r之測定法係依a s T Μ D 8 1 7 - 9 6規定,可予測定。 -17- (14) 200806451 再者,脂/肪酸纖維素酯薄膜之厚度方向之減速値(Rt ),係正値,60〜3 00nm。且Rt係依以下的式1可予求得 〇
Rt = ((nx + ny)/2-nz)xd (1) (ηχ:在脂肪酸纖維素酯薄膜面內之最大的折射率方向β 脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率; ny:於ηχ之方向上與面內成垂直的方向上脂肪酸纖維 素酯薄膜之折射率; ηζ:在厚度方向的前述脂肪酸纖維素酯薄膜之折射率 d : 又 向亦可 之 膜 方可 的亦 向向 方方 膜的 成向 之方 摸 膜 FP ΠΧΖ 薄成 醋之 度素膜 厚維薄 纖於 酸直 薄肪垂 酯脂爲 素於 y r12 1n 維行, 纖平的 ^爲樣 肪 X W 旨η同 m 且,Rt較宜爲70〜300nm,甚宜爲90〜30 0nm。更宜 爲 90〜200nm,最宜爲 90〜175nm,更宜爲 100〜175nm 。又本發明之 Rt値,係採用自動複折射率計(例如 KOBRA-21ADH (王子計測機器(股)製造),於23〇C, 相對濕度55%,波長590nm,進行三次元折射率測定,藉 由求出折射率nx,ny,nz可得。 又,本發明之液晶顯示裝置用薄膜,係以脂肪酸纖維 素酯薄膜之以式2定義的面方向之減速値(R〇)在3〇nm 以下爲宜。 (2)
Ro = (nx-ny)xd -18- (15) 200806451 更宜爲Rο在20run以下,再更宜爲10nm以下。 又,以(nx + ny) /2-nz>0 爲宜。 又,脂肪酸纖維素酯薄膜之厚度宜爲40〜190μπι。較 宜爲60〜190μηι,更宜爲75〜190μπι,最宜爲75〜150μιη 〇 ' 又脂肪酸纖維素酯之數目平均分子量爲70,0()0〜 300,000,宜爲 90,000 〜200,000。 φ 脂肪酸纖維素酯,係採用酸酐或酸氯化物作爲醯基化 劑可予合成。醯基化劑爲酸酐之情形,以使用有機酸(例 如醋酸)或二翥甲院作爲反應溶劑,至於觸媒則使用硫酸 類酸性觸媒。工業上最普通的合成方法,係以含有對應於 醯基及丙醯基之有機酸(乙酸,丙酸)或該等之酸酐(乙 酐,丙酐)之混合有機酸成分將纖維素酯化以合成纖維素 酯。乙醯化劑及丙醯化之使用量,係調整合成的酯至成前 述的取代度之範圍內。反應溶劑之使用量,對纖維素1 00 φ 重量分宜爲100〜1 000重量分。酸性觸媒之使用量對纖維 素100重量分宜爲0·1〜20重量分,反應溫度宜爲10〜 1 2 0 °c。又乙醯化反應結束後,視必要時加水分解(皂化 )並調整取代度。反應結束後,採用沈澱類慣用手段分離 ' 反應混合物(纖維素酯摻雜液),藉由洗淨,乾燥,而得 纖維素之脂肪酸酯(纖維素乙酸酯丙酸酯。 例如利用以下的方法可予合成。於纖維素2 9 9 g內加 入乙酸907g及丙酸223g,在54°C混合30分鐘。冷卻混 合物後,加入冷卻至約20°C之醋酐3 1 8g,丙酐8 1 3 g,硫 -19- (16) 200806451 酸l〇.6g及丙酸6.3g並進行酯化。酯化之最高溫度係調整 至40°C。進行酯化反應150分鐘後,於20分鐘內添加反 應停止劑醋酸甲295g及水98.5g之混合溶液並加水分解 過量的無水物。保持反應液溫度於60°C,加入醋酸8 86g 及水2 9 5 g。1小時後加入含有醋酸鎂1 8.0 g之水溶液並中 和系內之硫酸。所得的纖維素乙酸酯丙酸酯爲乙醯基取代 度2.1,丙醯基取代度0.8,數目平均分子量爲約12萬。 ^ 本發明之脂肪酸纖維素酯,係可單獨或混合使用由棉 花絮合成的脂肪酸纖維素酯及由木材漿合成的脂肪酸纖維 素酯之任一者。大量使用由皮帶或轉筒之剝離性良好的棉 花絮合成的纖維素酯的一者在生產性方面較高,較宜。由 棉花絮合成的纖維素三乙酸酯之比率在60%以上,剝離性 顯提高,故其使用比率宜爲60%以上,較宜爲85%以上, 宜再者以單獨使用爲更宜。 至於溶解本發明之纖維素之脂肪酸酯並形成摻雜液之 φ 溶劑,可舉出二氯甲烷,乙酸甲酯,乙酸乙酯,乙酸戊酯 ,乙酮,四氫呋喃,1,3-二氧雜戊烷,環己酮,2,2,2-三氟 乙醇,2,2,3,3-四氟基-1-丙醇1,3-二氟-2-丙醇等。且,二 氯甲烷類氯系溶劑係在技術上可無問題的使用。此等之中 宜爲醋酸甲酯,醋酸乙酯,丙酮。尤其醋酸甲酯對全部有 機溶劑宜爲含有5 0重量%以上,對全部有機溶劑若合倂使 用5〜30 %之丙酮及醋酸甲酯時,可降低摻雜液黏度爲宜 。本發明儘可能不含氯系溶劑一事,對全部有機溶劑量係 指氯系溶劑在10%以下。宜爲5%以下,最宜爲完全不含 -20- (17) (17)200806451 氯系溶劑。 於本發明之脂肪酸纖維素酯摻雜液內,除上述有機溶 劑之外,使含有1〜30%之碳數1〜4之醇爲宜。若含有醇 時摻雜液在支持體上流展後,溶劑開始蒸發捲膜(於流展 用支持體上流展摻雜液後的摻雜液膜稱作捲膜)凝膠化, 使捲膜牢固並可容易由支持體剝離,再者可得促進脂肪酸 纖維素酯之溶解的效果。至於碳原子數1〜4之醇,可舉 出:甲醇,乙醇,正丙醇,異丙醇,正丁醇,第二丁醇, 第三丁醇。此等之中,由摻雜液之安定性,沸點,乾燥性 ,無毒性等以乙醇爲宜。 摻雜液之固形分濃度通常宜爲10〜40%,由獲得良好 的薄膜之平面性之點觀察以摻雜液黏度經予調整成1 0 0〜 5 00泊之範圍爲宜。如上法經予調整的摻雜液,係以濾材 過濾,脫泡並用唧筒傳送至下一步驟。 於摻雜液中亦可添加可塑劑,消光劑,紫外線吸收劑 ,抗氧化劑,染料等。 具有本發明使用的乙醯基及丙醯基之纖維素脂肪酸纖 維素酯,係本身可顯現出可塑劑之效果,故即使不添加可 塑劑或少許的添加量亦可得足夠的薄膜特性,惟以其他的 目的亦可添加可塑劑。例如以提高薄膜之耐濕性之目的下 ,可舉出:烷基苯二甲醢基烷基二醇酯類,磷酸酯或羧酸 酯,苯二甲酸酯,脂肪酸酯等。 至於烷基苯二甲醯基烷基二醇酯類,例如可舉出:甲 基苯二甲醯基甲基二醇酯,乙基苯二甲醯基乙基二醇酯, -21 - (18) 200806451 丙基苯二甲醯基丙基二醇酯,丁基苯二甲醯基丁基二醇酯 ’辛基苯二甲醯基辛基二醇酯,甲基苯二甲醯基二醇酯, 乙基苯二甲醯基甲基二醇酯,乙基苯二甲醯基丙基二醇酯 ’甲基苯二甲醯基丁基二醇酯,乙基苯二曱醯基丁基二醇 酯,丁基苯二甲醯基甲基二醇酯,丁基苯二甲醯基乙基二 醇酯’丙基苯二甲醯基丁基二醇酯,丁基苯二甲醯基丙基 二醇酯’甲基苯二甲醯基辛基二醇酯,乙基苯二甲醯基辛 # 基二醇酯,辛基苯二甲醯基甲基二醇酯,辛基苯二甲醯基 乙基二醇酯等。 至於磷酸酯類,例如可舉出:磷酸三苯基酯,磷酸三 甲苯基酯’磷酸甲苯基二苯基酯,磷酸苯基二甲苯基酯, 磷酸辛基二苯基酯,磷酸三辛基酯,磷酸三丁基酯等。 至於竣酸酯’例如有苯二甲酸酯類,檸檬酸酯類等, 至於苯二甲酸酯類,可舉出苯二甲酸二甲酯,苯二甲酸二 乙酯,苯二甲酸二甲氧基乙基酯,苯二甲酸二甲酯,苯二 Φ 甲酸二辛基酯,苯二甲酸二丁酯,苯二甲酸二2_乙己酯等 :至於檸檬酸酯類,例如可舉出:檸檬酸乙醯基三乙基酯 及檸檬酸乙醯基三乙基酯及檸檬酸乙醯基三丁基酯。 又其他可單獨或合倂使用油酸丁酯,箆麻醇酸甲基乙 醯基酯,癸二酸二丁酯,甘油三乙酸酯等爲宜。 於可塑劑內視必要時,合倂使用二種以上亦可。磷酸 酯系可塑劑,係50%以下的使用比率較難引起纖維素酯薄 膜之加水分解,耐久性較優越爲宜。又磷酸酯系之可塑劑 較少者爲更宜,僅使用苯二甲酸醋·系或二醇酸酯系之可塑 -22- (19) 200806451 劑爲尤宜。其中宜爲甲基苯二甲醯基甲基二醇酯,乙基苯 二甲醯基乙基二醇酯,丙基苯二甲醯基丙基二醇酯,丁基 苯二甲醯基二醇酯,辛基苯二甲醯基辛基二醇酯爲宜,以 乙基苯二甲醯基乙基二醇酯尤宜使用。又混合此等烷基苯 一甲醯基院基二醇酯二種以上使用亦可。以此目的使用的 可塑劑之量對纖維素酯宜爲1〜30%,尤宜爲4〜13%。此 等化合物,於調整纖維素酯溶液之際,同時添加纖維素酯 φ 或溶劑亦可,在溶液調整中或調整後添加亦可。 以改善薄膜之帶黃色爲目的下可予添加染料。纖維素 酯係呈約略黃色,故帶色程度係以能著色成通常的照明用 支持體可被觀察的等級者爲宜。藍色或紫色之染料係較宜 採用的。惟與照相用支持體不同,因無防止光管(light piping)作用之必要,其含量較少即可,對纖維素酯宜爲 1〜lOOppm,更宜爲2〜50ppm,適當組合多數的染料使成 灰色(gray )亦可。 • 薄膜若較難滑溜時,則相互間會疊黏,有處理性低劣 的情形。於與本發明有關的薄膜內,宜爲使含有二氧化矽 ,二氧化鈦,煅燒矽酸鈣,水合矽酸鈣,矽酸鋁,矽酸鎂 ,磷酸鈣等無機微粒子或交聯高分子等消光劑。 又爲降低薄膜之曇霧度,二氧化矽類微粒子宜爲利用 有機物予以表面處理。至於以表面處理較宜的有機物,可 舉出鹵矽烷類,烷氧基矽烷類,矽氮烷,矽氧烷等。消光 效果係微粒子之平均粒徑較大者則大,透明性以平均粒徑 較少者較優越_,故微粒子之一次粒子之平均粒徑爲0.1 μπχ -23- (20) 200806451 以下,宜爲5〜5 0 n m ’較宜爲7〜1 4 n m。至於二氧化砍之 微粒子,可舉出日本Aerosil (股)製造的 AEROSIL 2 00 ,200V,300,R972,R972V,R974,R202,R812,0X50 ,TT600 等,宜爲可舉出 AEROSIL R972,R972V,R974 ,R202,R812等。此消光劑之配合係宜爲配合至薄膜之 曇霧度0.6%以下,動摩擦係數0·5以下。以此目的使用的 消光劑之量,對脂肪酸纖維素酯,宜爲0.005〜0.3%。 _ 又,此等微粒子係在薄膜中,通常以凝集體存在,於 薄膜表面上使生成〇.〇1〜1·〇 μπι之凹凸爲宜。 液晶顯示裝置係被使用在室外的-機會亦變多,於偏光 板保護薄膜內需賦與可阻斷紫外線之功能亦係重要的。於 本發明之薄膜內宜爲採用紫外線吸收劑,至於紫外線吸收 劑,由防止液晶之劣化的觀點,以波長370nm以下的紫外 線之吸收能優越,且由良好的液晶顯示性之觀點,波長 4 OOnm以上的可見光之吸收係可及的較少者爲宜。尤其, φ 在波長37〇nm之透過率有10%以下之必要,紫外線吸收劑 之添加量對脂肪酸纖維素酯宜爲0.5〜5 %之範圍,較宜爲 0 · 6〜2 · 0 %。更宜爲〇 · 8〜2.0重量%。 此目的所用之紫外線吸收劑,係於可見光領域內不吸 數爲宜,可舉出苯并三唑系化合物,三苯酮系化合物,水 楊酸系化合物等。例如可舉出·· 2- ( 2 羥基-5-甲基苯基 )苯并三唑,2- ( 2'-羥基-3,,5'-二-第三丁基苯基)苯并三 唑,2-(2^羥基- 3,·二-第三丁基-甲基苯基)苯并三唑, 2,4-二羥基二苯酮,2_羥基-4-甲氧基二苯酮,2-羥基-4-正 -24- (21) 200806451 辛氧基二苯酮,4-十二院氧基-2-經基二苯酮,2,2Ί,4^四 經基二苯酮,2,2^二經基-4,V -二甲氧基二苯酮,水楊酸 苯基酯,水楊酸甲酯等。 於本發明宜爲採用此等紫外線吸收劑一種以上,含有 不同的二種以上之紫外線吸收劑亦可。 紫外線吸收劑之添加方法,係溶解於醇,二氯甲烷, 二氧雜戊烷等的有機溶劑後再添加入摻雜液內,或添加於 φ 直接摻雜液中亦可。如無機粉體般不溶解於有機溶劑內者 ,係使用溶解器或砂磨器並分散於有機溶劑及纖維素酯中 之後,添加入摻雜液內。 以提高薄膜之耐熱性爲目的下,受阻酚系化合物係較 宜使用。此等的化合物之添加量對纖維素酯,以重量計宜 爲lppm〜1·0%,更宜爲10〜lOOOppm。又,此外添加fg ,鎂等鹼土類金屬鹽等熱安定劑亦可。 除上述外,再者抗靜電劑,耐燃劑,潤滑劑,油劑等 φ 亦可適宜添加。 若將含有不溶解雜質之纖維素酯予以薄膜化時,則不 溶解雜質即成爲亂反射之原因,故組合入液晶顯示裝置內 的情形,使液晶小室之光線散射且變成較難觀看顯示器。 不溶解雜質係以通常光線雖然較難偵測出,惟將二片偏光 板作成正交偏光鏡狀態,將纖維素酯薄膜置於其間並由相 對側頂住光線予以觀察時,則在暗視野之中可觀看出雜質 會發光,故可容易的測定出其大小及個數。大小爲5〜 50μηι之雜質爲每250mm2200個以下,超.過50μιη之大小 -25- (22) 200806451 的雜質則實質上〇較宜。更宜爲5〜50^m之雜質爲每 25 0mm2 100個以下。未滿5μιη之雜質在目視上並不相當的 成爲問題,惟以較少者爲宜。又,超過5 0 之較大的雜 質,在通常的纖維素酯製造法係幾乎不生成’惟大小超過 * 50μπι之金屬或密封材等之雜質則在纖維素酯製造程序內 - 可予去除。因此,以用過濾器去除已溶解的摻雜液爲宜。 使用的過濾器,對有機溶劑若爲有耐性者時即可’例如可 φ 使用燒結金屬過濾器,金屬纖維過濾器,樹脂過濾器(織 物,非織物),陶瓷過濾器,玻璃過濾器,濾紙。又’過 濾器之平均孔徑係藉由欲去除的雜質之大小可予適宜變動 ,惟通常由0.1〜100μπι之範圍予以選擇。過濾器可單獨 使用亦可,.將多數個配成直列使用亦可。尤其使用濾水時 間20秒以上的濾紙,且以1.6MPa以下過濾壓力予以過濾 爲宜。較宜爲使用濾水時間 3 0秒以上的濾紙,且以 1.2MP a以下過濾壓力予以過濾,更宜爲使用濾水時間40 φ 秒以上的濾紙,且以l.OMPa以下過濾壓力予以過濾。濾 紙以重疊採用二片以上爲宜。過濾壓力係以適當選擇過濾 流量及過濾面積可予調整。 溶解步驟:於以對纖維素酯之鱗片的良溶劑爲主的有 * 機溶劑內在溶解釜中攪拌該鱗片並予溶解,形成纖維素酯 溶液(摻雜液)之步驟。溶解時,有在常壓進行的方法, 在主溶劑之沸點以下進行的方法,以主溶劑之沸點以上加 壓並進行的,J· M. G· Cowie氏等人之於 Makromol. Chem· 143卷,105頁(1971年)所記載的且於日本特開 -26- (23) 200806451 平9-95544號及特開平9-955 57號公報所記載的低溫下溶 解的冷卻溶解法,在高壓進行的方法等各種溶解方法。溶 解後,以過濾材過濾摻雜液,脫泡並以啷筒送入下一步驟 〇 將所得的摻雜液流展於支持體上並予成膜。至於成膜 方法可採用手工法或轉筒法。其次由支持體剝取如此製得 的薄膜。其後施加拉力並搬送入乾燥區段中,同時予以乾 • 燥。 流展步驟:通過加壓型定量齒輪啷筒將摻雜液送入加 壓模具內,於流展位置,將摻雜液由加壓模頭流展至無限 的移送的無端金屬皮帶或旋轉的金屬轉筒之流展用支持體 (以後亦單獨稱作支持體)上。流展用支持體之表面係成 爲鏡面。至於其他的流展方法,有以刮刀調整摻雜液膜之 膜厚的刮刀塗布法,或以逆轉的輥輪調整的逆轉輥輪塗布 器法,惟以可調整噴嘴部分之細縫形狀,使膜厚可均勻且 φ 容易加工的加壓模頭爲宜。於加壓模頭方面,雖有塗布吊 模(coat hangerdie)或T模等,惟不論何者均較宜使用 。爲提高製膜速度無論設置加壓模頭二台以上,或將摻雜 液量分割並重疊成二層以上亦可。 溶劑蒸發步驟:在流展用支持台上加熱捲膜並使溶劑 蒸發的步驟。爲使溶劑蒸發,由捲膜側使風吹拂的方法及 /或由支持體之背面利用液體加熱的方法,利用輻射熱由 表背面加熱的方法,惟以背面液體加熱方法在乾燥效率上 較佳爲宜。又組合該等的方法亦爲宜„。 -27- (24) 200806451 剝離步驟:於剝離位置將在支持體上溶劑已蒸發的捲 膜予以剝脆的步驟。經予剝離的捲膜係被傳送至下一步驟 。在剝離的時刻之捲膜的殘存溶劑量(下式)若過於多量 時,則較難剝離,反之使在支持體上充分乾燥並予剝離時 ,則在中途部分的捲膜會剝離,又反之使在支持體上完全 乾燥後予以剝離時,則在中途有一部分捲膜會剝離。至於 提局成膜速度之方法,有凝膠流展(凝膠鑄模法,殘存溶 φ 劑即使較多亦可剝離)。於凝膠流展法內,有於摻雜液中 加入對纖維素酯之貧溶劑並在摻雜液流展後予以凝膠的方 法,降低支持體之溫度並予凝膠化的方法等-。又摻雜液中 添加金屬鹽之方法。使在支持體上凝膠化藉由有於強化膜 ,加速剝離並可提高製膜速度。在殘量溶劑量較多的時刻 予以剝離時,捲膜若過於柔軟時,則剝離時會損及平面性 ,由剝離拉力引起的裂縫或縱向條紋容易發生,在兼顧生 產性及品質下決定出殘存溶劑量。 φ 乾燥步驟:採用於已配置捲膜成鋸齒狀的捲筒上交互 通過並予運送的乾燥裝置,及/或以針銷或夾子保持捲膜 之兩端的寬度並予運送的拉幅機裝置予以乾燥捲膜之步驟 。乾燥手段係使熱風吹拂至捲膜之兩面上係較普通的,惟 亦有頂住微波並予加熱以取代熱風之手段。相當劇烈的乾 燥係容易損及剛製造的薄膜之平面性。由高溫而引起的乾 燥係殘留溶劑量在8%以下進行即可。通過全體,通常乾 燥溫度爲40〜250°C,宜爲70〜180°C。藉由所使用的溶劑 ,乾燥溫度,乾燥風-量及乾燥時間不同,乾j喿條件係因應 -28- (25) 200806451 使用的溶劑之種類,組合若予適宜選擇時即可。 在乾燥步驟係藉由溶劑之蒸發使捲膜欲於寬度方向收 縮。在高溫度愈劇烈乾燥時,收縮愈變大。儘可能的抑制 此收縮,同時予以乾燥,在可使剛製造的薄膜之平面性良 好上係較宜的。由此觀點,將例如日本特開昭62-46 62 5 號公報所示的乾燥全部步驟或部分步驟以夾子保持捲膜之 寬度兩端且予乾燥的方法(拉幅機方式)爲宜。 B 捲取步驟:以殘存溶劑量爲2%以下將捲膜捲取作薄 膜之步驟。藉由將殘存溶劑量設成0.4%以下,可得尺度 安定性良好的薄膜。捲取方法若採用一般常使用者時即可 ,有定轉矩法,定拉力法,收縮拉力法,內部應力固定的 程式化拉力控制法等,分別使用該等方法時即可。 殘存溶劑量係以下式表示。 殘存溶劑量(% ) = ( M-N ) /ΝχΙΟΟ (式內,Μ表示捲膜之任意時刻的質量,N表示使Μ φ 在1 1 〇°C乾燥3小時之質量) 脂肪酸纖維素酯薄膜之膜厚的調整,係控制摻雜液濃 度唧筒之送液量,模頭之噴嘴之細縫間隙,模斗之擠壓壓 力及流展用支持體之速度即可。又至於使膜厚均勻的手段 ,使採用膜厚偵檢手段而得的資訊回饋至上述裝置並予調 整爲宜。 於由流展後立刻至乾燥爲止的步驟,以在乾燥裝置內 之氣圍氣爲空氣亦可,惟以氮氣或二氧化碳氣體等惰性氣 體氣圍氣進行亦可。惟乾燥氣圍氣中的蒸發溶劑之爆炸界 -29- (26) (26)200806451 限的危險性則須予經常考慮。 爲得本發明之厚度方向之減速値(Rt値)之薄膜,雖 可舉出以下的方法,惟並非受此等所限定者。 (1 )於由皮帶或轉筒剝離薄膜爲止旳步驟,若減少 剝離時之殘存溶劑量時,則Rt値會增加,若增多殘存溶 劑量時,則Rt値會減少。此時較宜的剝離時之殘存溶劑 量爲5〜1 0 0 %,較宜爲5〜8 0 %,更宜爲1 0〜4 5 %。 (2)剝離拉力及乾燥區域內之運送拉力,若增大時 則Rt値會減少,若減少時則Rt値會增加。至於較宜的剝 灕拉力爲5〇〜400N/M,較宜爲100〜300N/M,更宜爲100 〜250N/M。又,乾燥區域內之運送拉力,宜爲 50〜 200N/M,較宜爲 80 〜150N/M,更宜爲 80 〜120N/M。 (3 )乾燥方式有拉伸薄膜同時予以乾燥的針銷拉幅 機方式或夾子拉幅機方式。此時,拉伸倍率若變大時, FRt値會增加,若減少時,Rt値會減少。至於較宜的拉伸 倍率爲2〜50%,較宜爲5〜40%,更宜爲10〜30%。 又,本發明之偏光板保護薄膜,係其厚度爲75〜 190μηι者爲宜。較宜爲100〜175μπι,更宜爲120〜160μπι 〇 於本發明,可抑制由於溫度引起的減速値(Rt )之變 動,又爲得良好的視野角特性,本發明之光學薄膜及本發 明之偏光板保護薄膜(貼合偏光板後之該光學薄膜)的平 衡含水率在6%以下爲宜,若在5%以下,4%以下,3%以 下,2%以下,1 %以下則隨著數値下降雖變成更宜,惟尤 -30- (27) 200806451 宜爲實質上爲零之情形。於本發明,> 實質上爲零〃係表 示0.5以下。 且,平衡含水率之測定係採用卡爾費煦水分計,具體 而言微量水分測定裝置CA-06及水分氣化裝置VA-06 (三 菱化成(股)製造),使在120°C加熱45分鐘後,可依下 式算出含水率。 含水率(%) =殘留水分質量/加熱處理後之薄膜質量X H 00 B 此偏光板保護薄膜係設於表面上的偏光膜,可採用習 用公知者。例如以碘類雙色性染性處理由聚乙烯醇類親水 性聚合物而成的薄膜並予拉伸者,或處理聚氯乙烯類塑膠 薄膜並將聚烯定向者。因此,偏光板係由於偏光膜之至少 單面上層合上述偏光板保護薄膜者予以構成。或於此偏光 板保護薄膜上塗布美國專利第6,049,428號記載的原材並 作成偏光板可予製作。 如此而得的偏光板係設於VA型液晶小室之單面或兩 φ 面上。由此可得本發明之液晶顯示裝置。 於透明支持體上塗布液晶化合物並製得光學異向性之 情形,將定向膜設置於透明支持體上,於其上塗布液晶化 合物並可使定向。 又,在不使用定向膜下使液晶化合物定向的方法,可 舉出加熱液晶性化合物至顯示液晶性之溫度,施加電場或 磁場之方法。又,吹拂熱風之方法或在液晶溫度範圍使基 板傾斜,藉由使液晶性化合物流動亦可得定向狀態。 此等之中,由生產之容易性設置定向膜可進_行硏磨處 -31 - (28-) 200806451 理,於其上塗布液晶化合物並使定向爲宜。 在此說明定向膜。具體而言雖可舉出以下的樹脂或基 板,惟並非受此等所限定者。例如可舉出:聚醯亞胺,聚 醯胺醯亞胺,聚醯胺,聚醚葡亞胺,聚醚醚酮,聚醚酮, 聚酮硫醚,聚醚颯,聚颯,聚伸苯基硫醚,聚氧化伸苯基 • ,聚對苯二甲酸乙二酯,聚對苯二甲酸丁二酯,聚萘酸乙 二酯’聚縮醛,聚碳酸酯,聚芳香酯,丙烯酸酯系樹脂, φ 聚乙嫌醇,聚丙烯,纖維素系塑膠,環氧樹脂,酚樹脂等 〇 將上述.定向材料塗布於本發明之透明支持體上並予乾 燥後,藉由硏磨處理可得定向膜。 被廣泛使用作LCD之定向膜的聚醯亞胺膜(宜爲含 有氟原子聚醯亞胺)係作爲定向膜較宜。此爲聚醯胺酸( 例如日立化成(股)製造LQ/LX系列,日產化學(股) 製造的SE系列等)塗布於透明支持板上,熱處理後藉由 φ 硏磨可得。 前述硏磨處理,係可利用被廣泛採用作LCD之液晶 定向處理步驟之處理方法。亦即,採用紙或紗布,毛毡, 橡膠或耐綸,聚酯纖維等沿固定方向擦拭定向膜之表面而 得定向之方法。一般而言,採用長度及粗度均勻的纖維經 予平均的植毛的布等進行數次硏磨可予實施。 (液晶性化合物) 其次說明本發明所用的液晶性化合物。 -32- (29) (29)200806451 本發明所用的液晶性化合物爲液晶性高分子化合物時 ,至於其化合物構造,可舉出有:聚酯,聚醯亞胺,聚醯 胺,聚碳酸酯,聚酯醯亞胺等。又,側鏈型液晶高分子化 合物,可舉出例如聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸酯,聚矽氧 烷,聚丙二酸酯等。 至於液晶性化合物之塗布方法,係將已溶解液晶化合 物於有機溶劑內的溶液,以簾幕塗布法,擠壓塗布法,輥 輪塗布法,浸沾塗布法,旋轉塗布法,印刷塗布法,噴布 塗布法及滑動塗布法等可予實施,惟並非受此等所限定者 〇 已塗布溶液時,塗布後去除溶劑,可得膜厚均勻的液 晶層。 液晶層係以熱及/或光能之作用藉由化學反應,可使 液晶之定向固定化。尤其單體性的液晶化合物係通常黏度 較低,由於熱的原因會使液晶之定向容易變化,採用光聚 合性引發劑,以光自由基反應等使含有乙烯性不飽和鍵結 基之液晶性化合物硬化反應可予固定化。 於本發明,在將定向予以固定化之際使用光聚合引發 劑時,由於自由基之發光,可採用下述的光源。例如以可 強烈吸收高壓水銀燈或金屬鹵化物燈等的近紫外線者爲宜 ,對3 60nm〜4 50nm之光的莫耳吸光係數的最大値100以 上,更宜爲500以上者。至於光聚合作用之光線,視必要 時可採用電子線,紫外線,可見光線,紅外線(熱線), 惟通常以紫外線爲宜。至於紫外線之光源,可舉出低壓水 -33- (30) 200806451 銀燈(殺菌燈,日光化學燈,墨燈),高壓放電燈(高壓 水銀燈,金屬幽化物燈)及短電弧放敗燈(超_高壓水銀燈 ,氙燈,水銀氙燈)。 另一方面,採用自由基聚合引發劑時,例如可舉出: 偶氮雙化合物,過氧化物,過氧化氫,還原氧化觸媒等’ 例如過硫酸鉀,過硫酸銨,過辛酸第三丁基酯,過氧化苯 甲醯基,過碳酸異丙基酯,過氧化2,4-二氯苯甲醯基,過 φ 氧化甲基乙基酮,過氧化異丙苯氫,過氧化二異丙苯基, 偶氮異丁腈,氯化2,2M禺氮雙(2-甲脒基丙烷)氫或二苯 酮類,乙苯酮,苯偶姻類,噻噸(thiox ant hone )類等。 至於此等所詳情,則予記載於「紫外線硬化系統」總合技 術中心,第63- 147頁,1 989年等。 又,於具有環氧基之化合物的聚合方面,至於紫外線 活性化陽離子觸媒,一般係採用烯丙基重氮鹽(六氟磷酸 鹽,四氟硼酸鹽),二烯丙基鐄鹽,Via族之烯丙基鑰鹽 φ (銪PF6,AsF6,SbF6類陰離子之烯丙基鏡基)。 由採用於液晶性化合物內已導入具有可引起硬化反應 之化學反應性基的官能基者在選擇單體性液晶性化合物之 際亦係重要的因子。由而利用由上述的光或熱引起的硬化 反應,可使液晶性化合物定向後,可使定向固定化的方法 之一種有利的方法。 構成液晶層之液晶化合物,係可爲具有化學反應性基 之單體’使在定向層上定向後,藉由光或熱使硬化,可使 定向固定化爲宜。 -34- (31) 200806451 另一方面,液晶性化合物爲高分子液晶時,實施由上 述化學反應引起的硬化反應並不予固定液晶之定向亦可。 此爲光學異向性薄膜之使用上無問題之溫度範圍,例如於 90°C以上,高分子液晶性化合物顯示出液晶轉移溫度時, 於定向膜上塗布高分子液晶並予設置後加熱至液晶轉移溫 度範圍內並使定向後,藉由放冷至室溫可使液晶之定向保 _ 又支持體以實施高分子液晶之定向的溫度會變形的情 形亦予想定。該種情形,於耐熱性薄膜上進行上述的定向 處理後介由接著層將液晶層轉印至本發明之透明支持體上 亦可。 又本發明之偏光板係將偏光子挾持於第一薄膜及第二 薄膜之間者。且第一薄膜係於第一薄膜,及偏光子之間或 第二薄膜及偏光子之間具有其他薄膜亦可。因此,其第一 薄膜,與或第二薄膜之至少一者係本發明之液晶顯示裝置 φ 用薄膜·且於偏光子上直接貼上本發明之液晶顯示裝置用 薄膜亦可,將TAC等可製得的偏光板保護薄膜貼至偏光 子之單面或兩面上,於該偏光板保護薄膜之上貼上本發明 之液晶顯示裝置用薄膜亦可。 本發明之液晶顯示裝置係具有第一偏光板,液晶小室 及第一偏光板與由液晶小室設於內側的第二偏光板。因此 第一偏光板係具有第一偏光子,設於不與液晶小室對向的 側之第一偏光子之面側上的第一薄膜,與設於與液晶小室 對向的側之第一偏光子之面側上的第二薄膜。第二偏光板 -35- (32) 200806451 係具有第二偏光子,設於與-液晶小室對向的側之第二偏光 子之面側上的第三薄膜,與設於不與液晶小室對向的側之 第二偏光子之面側上的第四薄膜。 因此,第一薄膜,第二薄膜,第三薄膜,第四薄膜之 至少一種係本發明之液晶顯示裝置用薄膜。且第--第四 薄膜及偏光子之間,係具有其他薄膜或層亦可。且,於偏 光子上直接貼合本發明之液晶顯示裝置用薄膜,作成可兼 φ 具偏光板保護薄膜之功能亦可,於偏光子之單面或兩面上 ’貼合可由TAC等製得的偏光板保護薄膜,於其偏光板 保護薄膜上,貼合本發明之液晶顯示裝置用薄膜亦可。 又於液晶顯示裝置,第二薄膜及第二薄膜之至少一者 宜爲本發明之液晶顯示裝置用薄膜。較宜爲第二薄膜及第 三薄膜之兩者可作成本發明之液晶顯示裝置用薄膜。 至於液晶顯示裝置,可舉出垂直對正(VA )型液晶 顯示裝置,或STN或TN等扭轉向列(TN)型液晶顯示裝 φ 置。當然亦可採用TFT型液晶顯示裝置。 於第1圖內係表示液晶顯示裝置之一例的槪略圖。5 爲光源,4爲液晶晶胞1爲第一偏光板,32爲第二偏光板 。第一偏光板31係具有第一薄膜21,及第二薄膜22與第 一偏光子110。第二偏光板32係具有第三薄膜23,第四 薄膜24與第二偏光子120。在此例,第二薄膜22及第三 薄膜23係本發明之液晶顯示裝置用薄膜,第一薄膜21及 第四薄膜24係三乙醯基纖維素(TAC )製得的偏光板保 護薄膜。本發明之液晶顯示裝置當然係不受此態樣限定者 -36- (33) 200806451 於本發明之光學異向性薄膜之液晶層之上,爲避免在 製作定向性之保持或偏光板之際之損傷等的光學性改質, 亦可設置"保護層亦可。至於保護層之材料,可舉出聚甲基 丙烯酸甲酯,丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物,苯乙烯/順丁烯 二醯亞胺共聚物,聚乙烯醇聚(N-羥甲基丙烯醯胺),苯 乙烯/乙烯基甲苯共聚物,硝基纖維素,聚氯乙烯,氯化 φ 聚烯烴,聚酯,聚醯亞胺,醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物, 乙烯/醋酸乙烯酯共聚物,聚乙烯,聚丙烯及聚碳酸酯等 聚合物及此等衍生物。利用上述塗布方法,製備溶液塗布 此等材料,藉由乾燥可予設置。 於本發明之液晶性化合物係具有盤型構造單位之化合 物時,例如可採用日本專利註冊第 25 87398號,第 2640083 號,第 2641086 號,第 269203 3 號,第 2692035 號,第27673 82號,第2747789號,第2 8663 72號等記載 φ 的化合物。 於本發明之液晶性化合物係高分子液晶時,可採用例 如日本專利註冊第 2592694號,第 268703 5號,第 27 1 1 5 85號,第2660601號,日本特開平1 0- 1 863 5 6號, 特開平1 0-206637號,特開平1 0-33 3 1 34號記載的構造之 化合物。 至於本發明之液晶性化合物爲盤型構造液晶及高分子 液晶以外的液晶性化合物,一般可舉出:棒狀液晶,由定 向之固定化的觀點以具有不飽和乙烯性基之液晶化合物爲 -37- (34) 200806451 宜,例如可採用日本特開平 9-2814 80號,特開平 9- 281481號記載的構造之化合物。 至於供控制光學特性而用的補償用薄膜,並非厚度方 向之減速値愈大則愈佳,以較佳的範圍存在。至於爲得以 全量計較宜的減速値,於上述液晶層之減速値(Rr値)及 透明薄膜支持體之減速値(Rt値)之比率係具有以下的關 係之情形,具有液晶層之透明薄膜支持體係用作供控制 g LCD之光學特性控制而用的補償用薄膜,係顯示出合適的 特性。
Rt 比=(Rt,/Rt ) S 1.2 ( III ) W =液晶層之厚度方向之減速値 Rt =透明支持體之厚度方向之減速値 在此Rf有以下的關係。
Rt’= ( ( nx,+ ny,)/2-nz,)xd’ (nx〃 爲液晶層之面內的f方向,y'方向之主折射率, φ 惟〜,及ny,可爲不同亦可相同。nz,爲液晶層之厚度方向之 折射率,(Γ爲液晶層之厚度)。 又,Rt爲以下式表示。
Rt= ( ( nx + ny ) /2-nz) xd (Ιΐχ’ Ily爲透明支持體之面內的χ方向,y方向之折射率 ,nz爲在厚度方向的薄膜之折射率,d爲薄膜之厚度(nm ))° 於上述,面內的χ,χ'方向係指與薄膜之成膜方向平 行的方向,y,方向係表示垂直於成膜方向之方向。 -38- (35) 200806451 於更宜的態樣,此等値係Rt比=(Rt,/Rt) ‘〇· 爲得液晶層之減速値,測定出實際上已塗設液 透明支持體上的光學薄膜之減速値,由支持體薄膜 値間之差,求取液晶層之減速値。 又本發明之偏光板,係以第一薄膜及第二薄膜 光子者。且於第一薄膜及偏光子之間,或第二薄膜 子之間亦可具有其他的薄膜或層。因此該第一薄膜 Φ 二薄膜之至少一者爲本發明之液晶顯示裝置用薄膜 偏光子上直接貼合本發明之液晶顯示裝置用薄膜亦 偏光子之單面或兩面上貼合由TAC等可製出的偏 護薄膜,於該偏光板保護薄膜之上,貼合本發明之 示裝置用薄膜亦可。 本發明之液晶顯示裝置,係具有第一偏光板, 室及第一偏光板與由液晶小室設於內側的第二偏光 此第一偏光板係具有第一偏光子,設於不與液晶小 φ 的側之第一偏光子之面側上的第一薄膜,與設於與 室對向的側之第一偏光子之面側的第二薄膜。第二 係具有第二偏光子,設於與液晶小室對向的側之第 子之面側上的第三薄膜,與設於不與液晶小室對向 第二偏光子之面側上的第四薄膜。 因此,第一薄膜,第二薄膜,第三薄膜,第四 至少一種係本發明之液晶顯示裝置用薄膜。且第一 薄膜及偏光子之間,係具有其他薄膜或層亦可。且 光子上直接貼合本發明之液晶顯示裝置用薄膜,作 8 〇 晶層於 之減速 挾持偏 及偏光 及或第 。且於 可,於 光板保 液晶顯 液晶小 板。因 室對向 液晶小 偏光板 二偏光 的側之 薄膜之 〜第四 ,於偏 成可兼 -39- (36) 200806451 具偏光板保護薄膜之功能亦可,於偏光子之單面或兩面上 ,貼合可由TAC等製得的偏光板保護薄膜,於其偏光板 保護薄膜上,貼合本發明之液晶顯示裝置用薄膜亦可。 又於液晶顯示裝置,第二薄膜及第三-薄膜之至少一者 宜爲本發明之液晶顯示裝置用薄膜。較宜爲第二薄膜及第 三薄膜之兩者可作成本發明之液晶顯示裝置用薄膜。 至於液晶顯示裝置,可舉出垂直對正(VA )型液晶 φ 顯示裝置,或STN或TN等扭轉向列(TN)型液晶顯示裝 置。當然亦可採用TFT型液晶顯示裝置。 於第1圖內係表示液晶顯示-裝置之一例的槪略圖。5 爲光源,4爲液晶小室,3 1爲第一偏光板,3 2爲第二偏光 板。桌一偏光板31係具有第一薄膜21,及第二薄膜22與 第一偏光子110。第二偏光板32係具有第三薄膜23,第 四薄膜24與第二偏光子120。在此例,第二薄膜22及第 二薄膜23係本發明之液晶顯示裝置用薄膜,第一薄膜21 鲁 及桌四薄膜24係二乙醯基纖維素(TAC)製得的偏光板 保護薄膜。本發明之液晶顯示裝置當然係不受此態樣限定 者。 【實施方式】 實施例 以下利用實施例具體說明本發明。 實施例1 -40- (37) 200806451 (脂肪酸纖維素酯薄膜之製作及評估) 將下述組成物投入加壓密閉容器內,加溫至80°C並以 容器壓力爲500kPa,保溫,攪拌同時完全溶解。 纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP ) 120重量分 (取代度係記載於表1 ) 2- ( 2,-羥基-3,,5,-二第三丁基苯基)苯并三唑(紫外線 吸收劑) 1重量分 φ 乙基苯二甲醯基乙基二醇酯(可塑劑)4重量分 微粒子二氧化矽(日本Aerosil (股)製造的 AEROSIL 200) ( 0.016μηι) 〇·1 重量分 醋酸甲酯 300重量分 乙醇 4 5重量分 將摻雜液溫度降至40 °C並回復至常壓,靜置一晚進行 脫泡操作後,使用安積濾紙(股)製造的安積濾紙No .244 φ 過濾溶液。.其次冷卻摻雜液並保持於35°C,均勻的流展於 經予拉伸於二個轉筒上的旋轉長度6m (有效長度3.5m) 之無端不銹鋼皮帶上。使由不銹鋼皮帶之背面接觸35X:之 溫水,並在不銹鋼皮帶上乾燥2分鐘後,再由不銹鋼皮帶 之背面接觸保持1 5°C之冷水。於使溶劑蒸發至剝離殘存溶 劑量成 20%爲止的時刻,由不銹鋼皮帶以剝離拉力 15 0N/m剝離,其次固定已剝離的薄膜之兩端並在130°C乾 燥後,再以多數的輥輪使以運送拉力1 3 ON/m運送並予乾 燥,而得膜厚120μπι之薄膜第1號。 -41 - (38) 200806451 將纖維素原材,溶劑之種―類及添加量,可塑劑,殘存 溶劑量及薄膜之膜厚變更成如表1所示般與薄膜第1號同 法製作薄膜第229號。CAP係指本發明之纖維素乙酸酯丙 酸酯,乙醯基取代度1.5〜2.1,丙醯基取代度0.6〜1.2。 TAC係指纖維素三乙酸酯,乙醯基取代度爲2.8。 對此方法利用下述方法進行測定及評估。其結果示於 表 1,2 〇 〔脂肪酸纖維素酯之取代度〕 取代度係利用皂化法予以測定。精確秤取已乾燥的纖 維素酯,溶解於丙酮及二甲基亞颯之混合溶劑(容量比4 :1 )後,添加指定的lmol/L氫氧化鈉水溶液,在25°c進 行2小時皂化。以酚酞爲指示劑並用0.5mol/L硫酸滴定 過量的氫氧化鈉。又利用與上述相同的方法進行空向試驗 。再者,稀釋滴定已結束的溶液之上澄液,採用離子色譜 φ 儀藉由常法測定有機酸之組成。因此依下述算出取代度( % ) 〇 TA = (Q-P) xF/(l 000x W) DSac = (l 62.14χΤΑ)/(1 - 42.14χΤΑ + ( 1 -56.0 6 xTA)x(AL/AC)) DSpr-DSacx(AL/AC)
(式內’ P爲滴疋試料所需的0.5mo 1/L硫酸量(m£) ’ Q 爲空白試驗所需的〇.5mol/L硫酸量(J) ,F爲0.5mol/L 硫酸之修正因數,W爲試料質量(g ) ,ΤΑ爲全有機酸量 (mol/g) ,AL/AC爲以離子色_譜儀測定的醋酸(AC)與 -42- (39) 200806451 其他有機酸(AL )間之莫耳比,DSac爲乙醯基之取代度 ,DSpr爲丙醯基之取代度)。 〔脂肪酸纖維素酯之數目平均分子量〕 利用高速液體色譜儀以下述條件測定。 溶劑:二氯甲烷 層柱:MPWxl (東曹(股)製造) II 試料濃度:0.2w/v%
流量:1.0 m£ /分鐘 試料注入量:3 002 標準試料:聚苯乙烯 溫度:2 3 °C 〔殘存溶劑量〕
殘存溶劑量(% ) = ( M-N ) /Νχ 1 00 φ Μ爲捲取後的薄膜(捲膜)之質量,N爲Μ在110 °C 乾燥3小時後之質量。 〔厚度方向之減速値(Rt値)〕 採用自動複折射計KOBRA-21ADH (王子計測機器( 股)製造),在23°C,相對濕度55%,波長590nm,進行 三次元折射率測定,求取折射率nx,ny,nz。依下式(式 1 ),算出厚度方向之減速値(Rt値)。
Rt 値=((nx + ny) /2-nz) xd (式 1) -43- (40) 200806451 (nx爲平行於薄膜之成膜方向的方向之薄膜之折射率,ny 爲垂於成膜方向之方向的薄膜之折射率,112爲_|厚度_方向 的薄膜之折射率,d爲薄膜之厚度(nm))。 〔面方向減速値(R〇値)〕 採用自動複折射計KOBRA-21 ADH (王子計測機器( 股)製造,在23t:,相對濕度55%,波長5 9 0nm,進行三 φ 次元折射率測定,求取折射率nz,ny,nz。依下式(式2 ),算出面方向之減速値(R〇値)。
Ro 値=(nx-ny ) xd-(式 2 ) (nx爲平行於薄膜之成膜方向的方向之薄膜之折射率,ny 爲垂直於成膜方向之方向的薄膜之折射率,d爲薄膜之厚 度(nm ) ) 〇[表 1 ] ___ 薄膜編號 原材 取代度 Dsac/DSpr 數目平均 力J里 溶劑種類及添加量 (重量分) 1 CAP 2.0/0.8 約10萬 MC 300 ET45 2 CAP 1.9/0.7 約10萬 MC300ET35 3 CAP 1.7/1,0 約10萬 MC 300 ET45 4 CAP 1.8/0.9 約12萬 MC 300 AC45 5 CAP 2.3/0.5 約10萬 MC 450 ET50 6 CAP 2.0/0.8 約10萬 MC300ET45 7 CAP 2.0/0.8 約10萬 MC 300 ET45 8 CAP 2.3/0.5 約10萬 MC 450 ET50 9 CAP 2.3/0.5 約10萬 MC 450 ET50 CAP :纖維素乙酸酯丙酸酯 MA :醋酸甲酯 -44- (41) 200806451 ET :乙醇 MC :二氯甲烷 AC :丙酮 〔表2〕 薄膜纖 可塑劑眞量分) 殘留溶劑(%) 膜厚(μπι) Rt/Ro 1 EPEG5 20 120 130/3 -mm 2 TPP 7 EPEG3 15 120 160/4 發明 3 EPEG 5 42 120 120/2 發明 4 TPP8 EPEG 2 65 120 110/4 發明 5 TPP 15 80 120 50/2 參照 6 EPEG 5 40 80 95/5 發明 7 EPEG 5 28 140 140/6 發明 8 TPP 15 90 100 45/4 參照 9 TPP 15 98 140 5 5/5 參照
EPEG :乙基苯二甲醯基乙基二醇酯 TPP :磷酸三苯基酯 實施例2 (液晶顯示裝置之製作及評估) 以40°C之2.5m〇l/L氫氧化鈉水溶液處理實施例1之 薄膜第1號60秒,水洗3分鐘,而得已形成皂化處理層 之鹼處理薄膜。 其次將厚度120 μπι之聚乙烯醇薄膜浸漬於含碘1重量 分,硼酸4重量分之水溶液100重量分內,在50 °C拉伸4 倍並製作偏光膜。於此偏光膜之兩面以完全皂化型聚乙烯 -45- (42) 200806451 醇5%水溶液爲黏著劑貼合前述鹼處理薄膜製作偏光板, 而得將此設於VA型液晶小室之兩面上的以液晶顯示裝置 第1號。 同法,使用實施例1之薄膜第2〜9號,各自而得液 晶顯示裝置第2〜9號。 對此薄膜依下述方法進行測定及評估。其結果示於表 〔視野角特性〕 於所得的液晶顯示裝置上,用(股)AMT製造的 VG3 65N Video Pattern Generator,進行白色顯示,黑色顯 示及灰色8階調顯示,用大塚電子(股)製造的LCD-7 00 0對上下左右測定白色/黑色顯示時之對照比。以表示 對照比-1 0之角度爲視野角。
〔表3〕 液晶顯7K裝 置編號 視野角特件r度) 總合評估 上 下 左 右 1 72 55 65 60 優 2 74 59 65 65 優 3 72 57 63 62 優 4 70 55 60 60 優 5 45 40 45 40 不良 6 60 50 62 62 良 7 72 57 63 63 優 8 40 40 45 40 不良 9 45 50 50 50 不良 -46- (43) 200806451 由表3可知與本發明有關的薄膜係具有視野角特性廣 且具有優越的效果。 實施例3 (脂肪酸纖維素酯薄膜之評估) 對薄膜編號1,5,6號利用下述方法,進行測定及評 估。其結果示於表4。 〔透過率〕 採用分光光度計(U-3400 (股)日立製作所製造), 測定波長5 5 0nm之透光率。 〔濕熱耐久性〕 沖壓薄膜並製作二片薄膜,於單面上塗布聚胺酯系接 著劑,藉由接著於由聚乙烯醇及二色性染料而成的偏光元 φ 件(30nm)之兩面上,製作偏光薄膜,將所得的偏光薄膜 裁切成100mm xlO 0mm之大小並採用丙烯酸酯系接著劑接 著至玻璃板上,於80°C,相對濕度90%靜置1 000小時後 觀察薄膜之剝離狀態及由色度圖引起的著色圖(b値)。 〔薄膜之撕裂強度〕 依ASTM D-1 9 92爲準予以測定。 採用東洋精機製作法(股)製造的Digital tearing tester,於寬度50mm,長度63.5mm之薄膜的寬度方向之 47 - (44) 200806451 中央刻入12.7mm之刻痕,在23°C,相對濕度55%測定撕 裂強度。 〔動摩擦係數〕 以JISK 7 1 25 ( 1 987 )爲準予以測定。 將寬度120mm,長度300mm之薄膜固定於支持台上 ,於其上放置寬度80mm,長度200 mm之薄膜至使接觸表 φ 背面。再者於其上以置放200g法碼之速度10 0mm/分鐘向 水平方向拉伸,測定出已移動時之力F。 動黪擦係數=F ( N) /法碼之重量(N) 〔雜質數〕 將試料置於已以正交偏光鏡狀態配置的二片偏光板之 間,由偏光板之單側頂住光線,用顯微鏡由另一片偏光板 側照光並任選10個位置測定遮住白光可見的每25mm2之 # 雜質數。以合計値爲每250mm2之雜質數,重複此測定5 次並以其平均値爲雜質數,顯微鏡條件係透過光3 0倍。 〔表4〕 薄膜 編號 透過率 (%) 濕熱耐久性著色 度(Μϋ) 撕裂強度 (g/片) 動摩擦係數 雜質數 1 92 0.23 46 0.9 66 發明 4 91 0.25 50 0.8 120 發明 5 91 0.3S 龜裂 30 3.0 450 參照 由表4可知與本發明有關的-試料編號第1,4號,係 -48- (45-) 200806451 在實用上之特性優越的。 實施例4 實施例中之多測定及評估之方法係如下述者。 〔脂肪酸纖維素酯之取代度〕 取代度係利用皂化法予以測定者。精秤已乾燥的纖維 φ 素酯,溶解於丙酮及二甲基亞颯之混合溶劑(容量比4 : 1 )後,添加指定的1N氫氧化鈉水溶液,在25 °C皂化2小 時。以酚酞爲指示劑並予添加,以1 N硫酸滴定過量的氫 氧化鈉。又藉由與上述-相同的方法進行空白試驗。再稀釋 已結束滴定的溶液之上澄液,採用離子色譜儀,利用常用 方法測定有機酸之組成。因此依下述算出取代度(%)。 TA = (Q-P)xF/(1 000xW) DSac = (162.14xTA)/{l-42.14xTA + (l-56.06xTA)x(AL/AC)} 鲁 DSpr = DSacx(AL/AC) 式內,P爲滴定試料時所需的1N硫酸量(4 ) ,Q爲 空白試驗所需的硫酸量() ,F爲IN硫酸之修正因收, η爲試料質量,TA爲全有機酸量(mol/g ) ,AL/AC )爲 以離子色譜儀測定的醋酸(AC )間之莫耳比,DSac爲乙 釀基取代度’ DSpr爲丙釀基取代度。 (纖維素酯之數目平均分子量) 利用高速—液體-色譜儀以下述條件測定。 -49- (46) 200806451 溶劑:二氯甲烷 層柱:MPWxl (東曹(股)製造) 試料濃度:〇.2w/v%
流量:1.0 m£/min 試料流入量:300μ1 標準試料:聚苯乙燃 溫度:2 3 °C
(纖維素酯薄膜之製作) 如下述的製備溶液。 溶液(i ) 纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP ) 120重量分 (取代度,數目平均分子量係記載於表4) 2- ( 2^羥基-3",5 ^二第三丁基苯基)苯并三唑(紫外線 φ 吸收劑) 1質量分 乙基苯二甲醯基乙基二醇酯 5質量分 微粒子二氧化矽(日本 Aerosil (股)製造的 AEROSIL 200 : 0.0 16μιη ) 1 質量分 醋酸甲酯 3 00質量分 乙醇 45質量分 於溶液(1 )內使各自含有纖維素乙酸酯丙酸3酯, 乙基苯二甲醯基乙基二醇酯及溶劑上醋酸乙酯,乙醇如表 4所示並予變化,以製備溶液2〜9。 -50- 200806451 47
紫外線吸收劑 質量分 r—I r-H r-H 1-Η τ-Η r-H 微粒子二氧化矽 質量分 r-H 1-H r-H Η τ—Η r—( 〇 % i 可塑劑 ()質量分 乙基苯二甲醯基二醇酯(5) i s 8 m 餾鱷 補& M 11 HI IH-氍糊 鑛K) 乙基苯二甲醯基二醇酯(5) _1 g 鯉 δ W 餾譲 稍fr 擀11 ηι擀 Μ 露Ν3 摧 磷酸三苯基酯(15) 磷酸三苯基酯(15) 壊 溶劑及添加量 0質量分 醋酸乙酸乙酯(300) 乙醇(45) 醋酸乙酸乙酯(350) 乙醇(35) 醋酸乙酸乙酯(300) 乙醇(45) 乙酸乙酯(300) 丙酮(50) !乙酸乙酯(300) 丙酮(50) 二氯甲烷(450) 乙醇(50) 二氯甲烷(450) 乙醇(50) 二氯甲烷(450) 乙醇(50) 數目平均 /' 7曰 力于里 約10萬 約9萬 約10萬 約12萬 約12萬 約10萬 約20萬 約10萬 取代度 Dac/DSpr 2.0/0.8 1.9/0.7 1.5/1.2 | _______________________j 1.7/1.0 1 1.7/1.0 〇 〇〇 (N 2.8/0 2.8/0 纖維 素酯 CAP CAP CAP CAP CAP TAC TAC TAC 溶液 No. τ-Η δ δ δ W
迦Ι2Π1—議迦誉VI -51 - (48) 200806451 將上述溶液各自投入加壓容器內,加溫至80 °C並以容 器內壓力爲5氣壓,予以保溫,攪拌並使完全溶解。將摻 雜液溫度降至40°C爲止並回復至常壓,靜置一晚,施以脫 泡操作後,使用安積濾紙(股)製造的安積濾紙第244號 ,並在過濾壓力1.57MPa以下過濾。 其次冷卻所I的摻雜液並保持於3 5 °C,均勻的流展於 經予拉伸於二値轉筒上經予拉伸的旋轉長度6m (有效長 φ 度3 · 5ηι )之無端不銹鋼皮帶上,使由不銹鋼皮帶之背面接 觸3 5 °C之溫水,並在不銹鋼皮帶上乾燥2分鐘後,再由不 銹鋼皮帶之背面接觸保持15°C之冷水。於使溶劑蒸發至剝 離殘存溶劑量成表5之値爲止的字刻,由不銹鋼皮帶以剝 離拉力1 50N/m剝離。其次固定予剝離的薄膜之兩端並在 13 0°(:乾燥後,再以多數的輥輪使以運送拉力130^^/111運送 並予乾燥,而得如表5之膜厚80μιη之纖維素酯薄膜試料 101〜109及使膜厚等變化的纖維素酯薄膜試料110〜114 •。 支持體薄膜之厚度係以測微器測定。 各自的薄膜之減速値(Rt値)係如表5所述,減速値 (Rt値)之測定係如下所述予以進行。 (減速値(Rt値)) 採用自動複折射計KOBRA-21 ADH (王子計測機器( 股)製造),在23°C,相對濕度55%,波長590nm,進行 三次元折射率測定,求取折射率nx,ny,nz。依下述1 1 -52- (49) 200806451 算出減速値(Rt値)。
Rt 値=((nx + ny)2-nz)xd (11) (nx爲平行於薄膜之成膜方向的方向之薄膜的折射率,ny 爲垂直於成膜方向之方向的薄膜之折射率,nz爲在厚度方 向的薄膜之折射率,d爲薄膜厚度(iLm))。 (液晶層之塗布) B 於表5所示的各個透明支持體上塗布明膠薄膜( 0 · 1 μ m ) ’塗布直鏈院基改質聚乙烯醇(Μ P 2 0 3 ; k u r a r e ( 股)製造)。使此等在_8a°c溫風乾燥後,進行硏磨處理, 形成定向膜。 於此定向膜上,將由溶解液晶性盤型構造化合物C-1 1 · 6 g,苯氧基二乙二醇丙烯酸酯(Μ 1 0 1 ;東亞合成(股) 製造)〇.4g,纖維素乙酸酯丁酸酯(CAB 531-1 ; Eastman 化學公司製造)〇_〇5g及光聚合引發劑(Irgacure 907 ; φ Ciba Geigl公司製造)O.Olg於3.65g甲乙酮內而得的塗布 液,以線塗(wire bar )器塗布。液晶層之膜厚爲如表5 所示調整至滿足液晶層及透明支持體之厚度方向之減速値 的比率;Rt7Rt之條件。於此等上貼合金屬框並予固定, 在13 0°C之高溫槽中加熱3分鐘。使盤型構造化合物定向 ,其次在氮氣氣圍下採用高壓水銀燈以照度lOOmh/cm2在 1 3 0°C下照射紫外線之試料上1 0秒鐘,利用交聯反應使定 向予以固定。放冷至室溫,形成含有盤型構造化合物之液 晶.層,由纖維素酯薄膜試料101〜112各自而得光學異向 -53- (50) 200806451 性薄膜試料。對纖維素酯薄膜試料1 1 3,在不塗布液晶層 下,作爲僅透明支持體之試料。 支持體厚度及已塗布後述的液晶層之薄膜之厚度係利 用測微器予以測定。由有無液晶層之厚度之差算出液晶層 之厚度。
在此,R爲 H2C=HCOOC{H2C)4〇 H0HCO- <<偏光板之製作>> 各以40X:之2.5N氫氧化鈉水溶液鹼處理此光學異向 性薄膜60秒鐘,水洗3分鐘並形成皂化處理層,而得鹼 處理薄膜。 其次將厚度120 μηι之聚乙烯醇薄膜浸入含有碘1質量 分,硼酸4質量分之水溶液1 0 0質量分內,在5 0 °C拉伸至 4倍而製作偏光膜。以完成皂化型聚乙烯醇5%水溶液爲黏 著劑各自將前述鹼處理質量分薄膜貼合至此偏光膜之單面 上,再者於偏光膜之相反面上同法8 0 μηι厚的纖維素三乙 -54- (51) 200806451 酸酯薄膜進行鹼處理,貼合,以製作偏光板試料。 <<視野角之評估>> 剝除NEC製LA- 1 529HM型TFT-YN型液晶嵌板之偏 光板,剝除經予設置於偏光板及液晶嵌板之間的光學補償 ‘薄膜。以上述方法設置並曾附含有已塗布表2所示的液晶 層之各個光學異構性薄膜之偏光板,至使光學異向性薄膜 φ 側成爲偏光子及液晶嵌板之間。此偏光板之貼合,係對液 晶嵌板實施於背光側及影像觀察面側之兩側。對各個試料 以個人電腦驅動監視器,採用ELDI公司的Ez-Contrast測 定白色/黑色顯示時之對照比,對上下左右來自由對照比 表示1 〇以上的液晶嵌板之放射線方向的角度各自測定並 作爲視野角。利用以下的基準進行三階段之評估。 評估 上 下 左 右 C 未滿 30 度 未滿 35 度 未滿4 5度 未滿45度 B 30〜 40 度 3 5〜 ,41 度 45〜55度 4 5〜5 5度 A 41〜 50 度 41〜 50 度 56〜65度 56〜65度 視野角2 剝除富士通製造的VL- 1 53 0S之VA液晶嵌板的偏光 板,以上述方法對含有已塗布表2所示的液晶層之各個光 學異向性薄膜之偏光板予以設置增附至光學異向性薄膜側 成爲偏光子及液晶嵌板之間。此偏光板之貼合,對液晶嵌 板後於背光側及影像觀察面惻之兩側予以實施-。又虫前述 -55- (-52) 200806451 的視野角測定法,對各自試料之上下、左右進 野角之評估。 評估 上 下 左 C 未滿45度 未滿45度 未滿50度 B 45〜55度 45〜55度 50〜60度 A 56度以上 56度以上 6 1度以上 n <<亮點個數>> 將供光學異向性薄膜用的透明支持體置於 配置的二片偏光板之間。由另一側的偏光板之 線,由另一側的偏光板之外側以顯微鏡讀取每 個數,以N數重複5次此評估,以其平均値作 之個數。 此時之顯微鏡之條件,以透過光線爲倍率 φ <經濟性> 以A,B,C表示製作光學異構性薄膜之 之評估。竟指液晶化合物愈少時經濟性愈良好 行實質的視 右 未滿5 0度 50〜60度 6 1度以上 以正交狀態 外側頂住光 2 5 0mm2 之 爲亮點雜質 30倍。 際之材料比 -56- 200806451
9漱
本發明 1本發明1 本發明 本發明1 本發明 比較 比較1 比較 本發明 本發明 比較 比較 比較 亮點個數 50μηι以上 〇 o o 〇 〇 VO f—H CN o 〇 I 1 ON m a s m 320 (N VO cn 卜 oo m oo 1 視野角2 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ X 視野角1 ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ 〇 〇 〇 〇 X 經濟性 ◎ ◎ 〇 〇 〇 X X X ◎ ◎ X ◎ ◎ RtVRt 0.74 0.41 0.88 1.04 1.08 vn cn m r-H 3.84 0.25 0.32 3.17 0.58 ο Rt値 I 〇〇 § (N m m m r-H 寸 ! < t—H VO m G\ τ—Η m 剝離時殘 溶劑% ON r-H H r-H 〇 yn VO v〇 VO o f—4 t-H r-H 寸 jrj o H 卜 to 支持體膜 厚μιη g § § g § g § τ·Η 另 H ι—Η § 溶液 編號 /^S δ δ s g g ΐ—H /^\ r*H r—( τ-Η 試料 T-H o S 1—H 2 H s t—H s g r-H t—H 〇 T-H ! g t-H o r-H r-H t—H H (Ν Τ—1 τ-^ cn τ-Η r-H -57- (54) (54)200806451 如表6之結果所示,本發明之光學異向性薄膜,係與 生產有關的經濟性優越且顯示出優越的視野角之放大效果 係顯而可知的。再者,由亮點個數較少,可知亦不對液晶 顯示1惡劣影響。 比較的TAC因厚度方向之折射率較高,若欲提高Rt 値~時,則膜厚會變大。因而,亮點亦增多,對液晶顯示方 面會給予惡劣影響。在不增大膜厚下,塗布液晶層並欲使 厚度方向之減速値增加時,則液晶化合物亦較構成支持體 之樹脂價昂,在經濟成本方面即成爲低劣的。 實施例5 除實施例4之透明支持體上將LC-2取代LC-1用以下 的方法塗布外,餘以與實施例1同法製作試料並進行評估 〇 使LC-2 ( 5g )溶解於45g之氯仿內並製備10質量% 之溶液。利用印刷法將此溶液塗布於3 0cm見方之已進行 硏磨處理的聚醯亞胺薄膜上。其次於8 〇 °C之熱板上乾燥, 在烘箱內熱處理2_0分鐘後,取出於室溫中並予冷卻’首 先於聚醯亞胺薄膜上定向LC-2並予固定化。其次將紫外 線硬化型接著劑塗布於此液晶層之上後’以表2記載的各 個透明支持體層合,照射高壓水銀燈之光線並使硬化劑硬 化。其次剝離聚醯亞胺薄膜並予去除。液晶層係介由接著 劑而於透明支持體上。接著層係光學上等向性的。 -58- (55) (55)200806451
與實施例4同樣的對此等試料進行評估時,本發明之 光學異向性薄膜對實施例4顯示出同樣的功效。 實施例6 除於實施例4之透明支持體上,將LC-3取代LC-1用 以下的方法塗布外,餘以與實施例1同法製作試料並進行 評估。 於與實施例1同樣的定向膜上,將由1.6g LC-3, 0.4g苯氧基二乙二醇丙烯酸酯(M101;東亞合成(股) 製造),O.Olg 光聚合引發劑(Irgacure 907 ; Ciba eigy 公 司製造)溶解於3.65g甲乙酮內而得的塗布液,用線塗器 塗布。液晶層之膜厚係與實施例1之表2同法MH至液晶 層及透明支持體之厚度方向的減速値之比率滿足Rt'/Rt之 條件。於此等貼合金屬框並予固定,在120°C高溫烘箱中 加熱3分鐘,使液晶化合物定向。其次採用高壓水銀燈在 氮氣氣圍下,以照度l〇〇mh ( 500mJ) /cm2在120°C照射紫 外線1 〇秒鐘,利用交聯反應使定向予以固定化。放冷至 室溫,形成含有LC-3之光學異向性薄膜。 H2C=HCOOC(H2C>6〇··^ —〇{CH2^0COCH=CH2 -59- (56) 200806451 與實施例4同法對此等試料進行評估時’本發明之光 學異向性薄膜,對比較例顯示出與實施例4相同的效果。 可提供出由異常發光引起的缺陷較少,不增厚厚度’ 使視野角提高等可改善光學異向性能之液晶顯示裝置用薄 膜及採用該薄膜之偏光板,液晶顯示裝置。而且價廉’薄 且撕裂強度優越的,耐水性亦優越的液晶顯示裝置用薄膜 φ 及採甩該薄膜之偏光板,液晶顯示裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖係表示液晶顯示裝置之一例的槪略圖。 【主要元件符號說明】 4 :液晶晶胞 5 :光源 _ 21 :第一薄膜 22 :第二薄膜 23 :第三薄膜 24 :第四薄膜 3 1 :第一偏光板 3 2 ·弟一偏光板 1 1 0 :第一偏光子 120 :第二偏光子 -60-
Claims (1)
- 200806451 (1) 十、申請專利範圍 1· 一種光學薄膜之製造方法,其係含有具有乙醯基及 丙釀基之Sh肪酸纖維素醋之光學薄膜的製造方法,宜特微 係該製造方法含有: ‘ 將含有上述脂肪酸纖維素酯之漿料流展於皮帶或轉筒 ' 上,製作薄膜的步驟; 將該薄膜由皮帶或轉筒上剝離的步驟; Φ 上述剝離後之薄膜進行乾燥的步驟; 上述脂肪酸纖維素酯之乙醯基取代度(D Sac)與丙醯基 取代度(DSpr)之和爲2.8以下,以下述式1表示之上述光 學薄膜之厚度方向的減速値(Rt値)爲60nm以上30〇nm & 下, Rt 値=((nx + ny)/2-nz)xd 式 1 但是nx係表示在上述光學薄膜面內之最大折射率之 方向的折射率,ny係表示在上述光學薄膜面內與上述nx φ 之方向成垂直之方向的折射率,〜係上述光學薄膜之厚度 方向的折射率,d(nm)係表示上述光學薄膜的厚度。 2·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法,其 中該式1表示之Rt値爲70nm以上300nm以下。 ' 3 ·如申請專利範圍第2項之光學薄膜之製造方法,其 中該式1表示之Rt値爲90nm以上200nm以下。 4.如申請專利範圍第3項之光學薄膜之製造方法,其 中該式1表示之Rt値爲90nm以上175nm以下。 5 ·如申請專利範圍第4項之光學薄膜之製造方法,其 -61 - 200806451 (2) 中該式1表示之以値爲10〇11111以上17511111以下。 6.如申請專利範圍第I項之光學薄膜之製造方法,其 中該乾燥步驟爲以拉幅機乾燥方式進行。 7·如申請專利範圍第6項之光學薄膜之製造方法,其 中該以拉幅機乾燥方式之乾燥步驟的拉伸倍率爲2%以上 50%以下。 8. 如申請專利範圍第7項之光學薄膜之製造方法,其 φ 中該以拉幅機乾燥方式之乾燥步驟的拉伸倍率爲5%以上 4 0 %以下。 9. 如申請專利範圍第8項之光學薄膜之製造方法,其 中該以拉幅機乾燥方式之乾燥步驟的拉伸倍率爲1 〇%以上 30%以下。 1 0.如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, 其中該光學薄膜的厚度爲40μηι以上190μπι以下。 1 1 .如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, φ 其中該脂肪酸纖維素酯之乙醯基取代度(DSac)爲1.5以上 2.3以下,丙醯基取代度(DSpr)爲0.5以上1.2以下。 12.如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, 其中該脂肪酸纖維素酯之乙醯基取代度(DSac)爲15以上 2.0以下。 1 3 .如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, 其中該脂肪酸纖維素酯之丙醯基取代度(DSPr)爲〇.9以上 1.2以下。 14.如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, -62- 200806451 (3) 其中該脂肪酸纖維素酯爲對於該脂肪酸纖維素酯100質量 份時,含有選自磷酸酯、脂肪酸酯、苯二甲酸酯及檸-檬酸 酯之可塑劑1質量份以上30質量份以下。 15·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, * 其中該光學薄膜爲對於脂肪酸纖維素酯1〇〇質量份時,含 • 有平均粒徑〇·1 μπι以下之微粒子0.005質量份以上〇· 3質 量份以下。 φ 1 6 ·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, 其中該光學薄膜係對於該脂肪酸纖維素酯1〇〇質量份時, 含有紫外線吸收劑0.8質量份以上2.0質量份以下。 1 7 ·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, 其中以直交偏光(cross nicol)狀態下觀察該光學薄膜時, 大小爲5μιη以上50μιη以下的雜質爲每250^1112含有200 個以下,超過50μηι大小的雜質實質上不存在。 1 8·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, φ 其中含有流展於皮帶或轉筒上之該脂肪酸纖維素酯的漿料 對於全溶劑量時,含有非氯系溶劑50質量%以上。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項之光學薄膜之製造方法, 其中該非氯系溶劑爲乙酸甲酯。 ^ 20·如申請專利範圍第18項之光學薄膜之製造方法, 其中含有流展於皮帶或轉筒上之該脂肪酸纖維素酯的漿料 對於全溶劑量時,含有碳數1〜4之醇1質量%以上3 〇質 量%以下。 2 1 ·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, -63- 200806451 (4) 其中該剝離步驟之剝離拉力爲5〇N/m以上400N/m以下。 22.如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造汸法, 其中該乾燥步驟之搬送拉力爲50N/m以上200N/m以下。 23 ·如申請專利範圍第1項之光學薄膜之製造方法, 其中該剝離步驟之殘存溶劑量爲5%以上100%以下。-64 -
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