TW201345962A - 光學膜、偏光板、影像顯示裝置、以及光學膜的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光學膜、偏光板、影像顯示裝置、以及光學膜的製造方法。本發明的光學膜包含1種或2種以上的添加劑、以及纖維素酯,並且該添加劑的總含量(Ct,單位:相對於上述纖維素酯的質量%)、膜厚(d,單位:μm)滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下。其中,尺寸變化率是將使光學膜在60℃、90%RH的條件下靜置了24小時的情況下的尺寸變化除以初始長度而得的值的絕對值。
Description
本發明是有關於一種與偏光膜的密接性優異、可直接貼合於偏光膜上的包含纖維素酯的光學膜以及其製造方法,另外,涉及使用該光學膜的相位差膜,進而有關於使用該光學膜並且面狀優異且可靠性高的偏光板、液晶面板、液晶顯示裝置。
鹵化銀攝影感光材料、相位差膜、偏光板以及影像顯示裝置中,使用纖維素酯、聚酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物、乙烯聚合物、以及聚醯亞胺等所代表的聚合物膜。由這些聚合物可製造在平面性或均勻性的方面更優異的膜,因此作為光學用途的膜而廣泛採用。
這些膜中,具有適當透濕度的包含醯化纖維素的光學膜可與最一般的包含聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)/碘的偏光膜線上(on line)直接貼合。因此,包含醯化纖維素的光學膜(特別是包含乙酸纖維素的光學膜)作為偏光板的保護膜而廣泛採用。
在將如上所述的膜用於如相位差膜、相位差膜的支持體、偏光板的保護膜、以及液晶顯示裝置之類的光學用途的情況下,其光學各向異性的控制成為在決定顯示裝置的性能(例如可見性)方面非常重要的要素。伴隨著近年來的液晶顯示裝置的廣視角化要求,而謀求延遲(retardation)的補償性提高,要求適當控制配置於偏光膜與液晶單元之間的相位差膜的面內方向的延遲值(Re,以下有時僅稱為“Re”)與膜厚方向的延遲值(Rth,以下有時僅稱為“Rth”)。例如,液晶電視用途中廣泛使用的共面切換(In Plane Switching,IPS)模式的液晶顯示裝置中,要求Re、Rth均降低,例如,專利文獻1中公開了相對於醯化纖維素而含有5質量%以上的兩末端為羥基的聚酯二醇的技術。另外,垂直配向(Vertical Alignment,VA)模式的液晶顯示裝置中,要求Re、Rth均上升,為了調整為適當的Re、Rth,公開了實施構成膜的材料的調整或製膜方法的調整、膜的延伸操作的技術(例如參照專利文獻2~專利文獻5)。
另一方面,隨著液晶顯示裝置的細薄化推進,可知在特定的條件下,從正面觀察顯示面時產生圓形的光不均(light unevenness)。該光不均的產生機制雖然還存在不明確的點,但其原因之一可列舉:背光(backlight)構件與液晶面板(特別是背光側偏光板)部分地接觸,在接觸的部分與未接觸的部分產生亮度或色調的變化。因此,專利文獻6中公開了如下方法:透過在背光側偏光板的背光側保護膜表面設置凹凸,來防止與背光構件的
接觸,實現光不均產生的抑制。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-098674號公報
[專利文獻2]歐洲專利0911656號說明書
[專利文獻3]日本專利特開平5-257014號公報
[專利文獻4]日本專利特開2005-138358號公報
[專利文獻5]日本專利特開2001-100039號公報
[專利文獻6]日本專利特開2009-169393號公報
然而,如專利文獻6所述,在使用聚對苯二甲酸乙二酯膜作為偏光板的保護膜的情況下,以下問題變得明顯:偏光板加工性存在困難,會導致偏光板的生產速度下降,或者使用這種偏光板的液晶面板中會產生面板的翹曲,或者在特定的條件下在顯示面的外周會產生光不均。
因此,本發明者等人為了解決如上所述的現有技術的課題,而將製造偏光板加工性優異且在液晶顯示裝置的顯示面不產生圓形光不均或外周光不均的光學膜、以及偏光板作為本發明的目的來進行研究。而且發現可透過使用如下光學膜來解決上述課題,該光學膜包含纖維素酯,且透過對光學膜中的1種或2種以上的總含量與膜厚的關係進行適當控制(Ct/d≧0.375)來控制彈性模數、光彈性、吸濕率及Rth的濕度依存性。
但,若利用現有方法來製造這種膜,則如下的新課題變
得明顯:在將膜長期保存或者進行加熱或加濕加熱的情況下,與先前相比尺寸變化更大,因此例如卷的外觀會經時惡化;或者在將這種膜作為保護膜來進行偏光板加工的情況下,在所得的偏光板上產生剝落或同心圓條紋(record stripes)狀凹凸、捲曲;或者在對包含這種膜的偏光板進行加熱或加濕加熱處理的情況下,捲曲或尺寸變化變大。
本發明的目的在於提供一種能夠作為卷的外觀優異、具有所需的延遲且具有所需的延遲的濕度依存性,且尺寸變化小的光學膜來用於偏光板或液晶顯示裝置中的光學膜以及其製造方法。另外,本發明的目的還在於提供一種使用這種光學膜且剝落或同心圓條紋狀凹凸以及捲曲的產生得到抑制的偏光板。另外,本發明的目的還在於提供一種當從正面以及傾斜方向觀察時的顯示面的光不均產生得到抑制的液晶面板或者液晶顯示裝置。
本發明者等人為了解決上述課題而反覆進行積極研究,結果推定,上述偏光板的剝落問題是由膜的力學強度弱(拉伸剛性低)或彈性模數高(蠕變難度)引起的,該膜滿足為了消除顯示不均而設定的光學膜中的1種或2種以上添加劑的總含量與膜厚的關係(Ct/d≧0.375),其中尺寸變化率大會助長剝落。另外可知,膜的尺寸變化率大是由殘留應變的積存容易度引起的,該殘留應變的積存容易度源自於滿足光學膜中的1種或2種以上添加
劑的總含量與膜厚的關係(Ct/d≧0.375)的網的力學強度弱(拉伸剛性低)或乾燥速度快,因而消除該膜的尺寸變化率很重要。即,滿足上述總含量與膜厚的關係(Ct/d≧0.375)的網由於乾燥速度快,故而伴隨乾燥的收縮速度快。因此,若未根據該收縮而使拉幅機(tenter)寬度縮幅,則對網施加應力,成為殘留應變積存的原因,因此使收縮速度與拉幅機寬度的分佈一致很重要。特別是滿足上述總含量與膜厚的關係的網中,由於拉幅機內的殘留溶劑量少,殘留應變的緩和速度慢,故而這種工夫變得非常重要。另一方面,瞭解到也產生以下的其他問題:以去除殘留應變為目的的熱處理(所謂退火處理)通常已知,但滿足上述總含量與膜厚的關係(Ct/d≧0.375)的膜中,即便進行這種先前已知的處理,也無法充分降低尺寸變化率,另外,在進行這種處理的情況下,當從傾斜方向觀察液晶顯示裝置時可看到的圓形光不均的改良效果減小。因此發現,滿足上述總含量與膜厚的關係的膜較佳為在不積存殘留應變的情況下製膜。
進而推定,上述偏光板的同心圓條紋狀凹凸的問題是由滿足上述總含量與膜厚的關係的膜的力學強度弱(拉伸剛性低)或尺寸變化率的大小引起的,特別是偏光板的穿透軸方向的力學強度或尺寸變化率的影響大。
另外,若夾持偏光膜而用於對向側的光學膜與本發明的膜的拉伸剛性、膨脹係數(濕度膨脹係數、熱膨脹係數)、尺寸變化率的平衡瓦解,則產生上述偏光板的捲曲的問題,通常用於對
向側的光學膜與本發明的膜相比,上述值小,因此本發明的膜中推定為較佳為減小尺寸變化率。
另一方面,就產業性觀點而言,本發明的光學膜較佳為具有一定以上的寬度。因此,例如有效的是擴大模具或流延支持體的寬度,但就成本的觀點而言存在極限,因此較佳為在製膜中在寬度方向上延伸。而且發現,透過將該延伸步驟中的殘留溶劑量調整為特定的範圍,可在不積存殘留應變的情況下延伸。
而且發現,透過將這些情況進行適當組合,能夠製造解決尺寸變化率的問題的膜,從而完成本發明。
即,本發明能夠透過下述方法來達成。
[1]一種光學膜,其包含1種或2種以上添加劑、以及纖維素酯,該光學膜的特徵在於:該添加劑的總含量(Ct,單位:相對於上述纖維素酯的質量%)、膜厚(d,單位:μm)滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下,
其中,尺寸變化率是將使光學膜在60℃、90%RH的條件下靜置了24小時的情況下的尺寸變化除以初始長度而得的值的絕對值。
[2]如[1]所述的光學膜,其特徵在於:膜厚度為5 μm~80 μm。
[3]如[1]或[2]所述的光學膜,其特徵在於:拉伸彈性模
數為3.0 GPa以上。
[4]如[1]至[3]中任一項所述的光學膜,其特徵在於:上述尺寸變化率是與膜的彈性模數達到最大的方向正交的方向上的尺寸變化率。
[5]如[1]至[4]中任一項所述的光學膜,其特徵在於:上述光學膜為含有纖維素酯以及添加劑的層積層2層以上而成的膜。
[6]一種偏光板,其至少包含如[1]至[5]中任一項所述的光學膜,該偏光板的特徵在於:上述光學膜的彈性模數達到最大的方向與該偏光板的吸收軸方向相互平行。
[7]一種偏光板,其至少包含如[1]至[5]中任一項所述的光學膜,該偏光板的特徵在於:上述光學膜的彈性模數達到最大的方向與該偏光板的吸收軸方向相互正交。
[8]一種影像顯示裝置,其特徵在於:至少包含如[1]至[5]中任一項所述的光學膜、或者如[6]或[7]所述的偏光板。
[9]一種光學膜的製造方法,該光學膜包含1種或2種以上添加劑、以及纖維素酯,該添加劑的總含量(Ct,單位:相對於上述纖維素酯的質量%)、膜厚(d,單位:μm)滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下,該光學膜的製造方法的特徵在於:將至少包含上述添加劑、纖維素酯、以及殘留溶劑的網以拉幅機把持後,包括以下步驟:
(A)在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為3質量%~250質量%的狀態下,將該光學膜在寬度方向上延伸的步驟;(B)繼而使該光學膜在寬度方向上縮幅的步驟;以及(C)在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為0.01質量%~30質量%的狀態下,在設定為(Tg-20)℃~(Tc+20)℃的範圍內的溫度(T1)下加熱5秒~5,000秒的步驟[其中,Tg表示網的玻璃轉移溫度(單位:℃),Tc表示網的結晶溫度(單位:℃)]。
[10]如[9]所述的光學膜的製造方法,其特徵在於:於上述(A)~(C)步驟之後,包括(D)將網(膜)自拉幅機上卸下的步驟,(D)步驟以後的最高加熱溫度(T2)低於上述T1。
[11]一種光學膜的製造方法,該光學膜包含1種或2種以上添加劑、以及纖維素酯,該添加劑的總含量(Ct,單位:相對於上述纖維素酯的質量%)、膜厚(d,單位:μm)滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下,該光學膜的製造方法的特徵在於:將至少包含上述添加劑、纖維素酯、以及殘留溶劑的網以拉幅機把持後,包括以下步驟:(A)在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為3質量%~250質量%的狀態下,將該光學膜在寬度方向上延伸的步驟;(B)繼而使該光學膜在寬度方向上縮幅的步驟;
(C)在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為0.01質量%~30質量%的狀態下,加熱至設定為(Tg-20)℃~(Tc+20)℃的範圍內的溫度(T1)的步驟;(D)將網(膜)自拉幅機上卸下的步驟;以及(E)於滾輪搬送區域加熱至設定為(Tg-20)℃~(Tc+20)℃的範圍內的溫度(T3)後,冷卻至設定為10℃~(Tg-20)℃的範圍內的溫度(T4)的步驟[其中,Tg表示網的玻璃轉移溫度(單位:℃),Tc表示網的結晶溫度(單位:℃)]。
[12]如[11]所述的光學膜的製造方法,其特徵在於:上述(E)步驟中的冷卻時的搬送張力低於加熱時的搬送張力。
[13]如[9]至[12]中任一項所述的光學膜的製造方法,其特徵在於:上述(B)步驟中的寬度的縮幅率為0.5%以上。
[14]如[9]至[13]中任一項所述的光學膜的製造方法,其特徵在於:上述(B)步驟中的寬度的縮幅率(Wt)與網的自由收縮率(Ww)之比(Wt/ww)為0.7~1.3。
[15]一種光學膜的製造方法,該光學膜包含1種或2種以上添加劑、以及纖維素酯,該添加劑的總含量(Ct,單位:相對於上述纖維素酯的質量%)、膜厚(d,單位:μm)滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下,該光學膜的製造方法的特徵在於:包括利用共流延法使至少
兩層流延的步驟,上述至少兩層中,至少一層為包含添加劑、以及纖維素酯的層,且上述至少兩層中,用於形成至少一層的摻雜劑溶液的固體成分濃度、與用於形成另一層的摻雜劑溶液的固體成分濃度不同。
本發明尤佳為下述構成。
[16]如[1]至[5]中任一項所述的光學膜,其特徵在於:40℃、90%RH下的透濕度為500 g/(m2.day)~3000 g/(m2.day)。
[17]如[1]至[5]及[16]中任一項所述的光學膜,其特徵在於:上述尺寸變化率為膜的彈性模數達到最大的方向上的尺寸變化率。
[18]如[1]至[5]、[16]及[17]中任一項所述的光學膜,其特徵在於:上述添加劑為具有重複單元的化合物。
[19]如[1]至[5]及[16]至[18]中任一項所述的光學膜,其特徵在於:含有通式(1)或通式(2)所表示的化合物:
通式(1)
(通式(1)中,Ra表示經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的
雜環基、或者經取代或未經取代的芳基;X1、X2、X3及X4分別獨立地表示單鍵或者二價連結基;R1、R2、R3及R4分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的醯基、或者經取代或未經取代的雜環基)
通式(2)
(通式(2)中,Rb及Rc分別獨立地表示經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的雜環基、或者經取代或未經取代的芳基;X5及X6分別獨立地表示單鍵或者二價連結基;R5及R6分別獨立地表示氫原子、經取代或者未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的醯基、或者經取代或未經取代的雜環基)。
[20]如[8]所述的影像顯示裝置,其特徵在於:與偏光膜相比,上述光學膜更接近於液晶單元側而配置。
本發明的包含纖維素酯的光學膜的卷的外觀優異,具有所需的延遲,且具有所需的延遲的濕度依存性,且可作為尺寸變
化小的光學膜而用於偏光板或液晶顯示裝置中。使用這種光學膜的偏光板中,剝落、同心圓條紋狀凹凸以及捲曲的產生得到抑制。另外,利用使用本發明光學膜來製造的相位差膜或偏光板的液晶面板、以及液晶顯示裝置從正面以及傾斜方向觀察時的顯示面的光不均產生得到抑制,表現出優異的可靠性。
以下,對本發明進行詳細說明。此外,本說明書中,在數值表示物性值、特性值等的情況下,所謂“(數值1)~(數值2)”以及“(數值1)至(數值2)”的記載是表示“(數值1)以上、(數值2)以下”的含義。
本發明的光學膜為至少含有纖維素酯以及添加劑的膜,所含1種或2種以上添加劑的量僅為相對於纖維素酯而小於30質量%、且滿足Ct/d≧0.375的關係的量。添加劑可使用通常用於纖維素酯中的添加劑(例如《發明協會公開技報》2001-1745),就滲出抑制或膜製造過程中的揮發抑制的觀點而言,較佳為如後所述的具有重複單元的化合物。
本發明中,上述添加劑是與如下高分子化合物不同的成分,該高分子化合物與上述纖維素酯或後述纖維素酯不同,算出1種或2種以上添加劑的總含量(Ct)時,與纖維素酯或後述纖維
素酯不同的高分子化合物設為不包含於“添加劑”中的化合物。
本發明的光學膜透過相對於纖維素酯而含有上述量的添加劑(較佳為具有重複單元的化合物),能夠改善液晶顯示裝置的光不均。
另外,1種或2種以上添加劑(較佳為具有重複單元的化合物)的總含量與膜厚的關係更佳為滿足Ct/d≧0.563,尤佳為Ct/d≧0.750。
Ct/d的上限值並無特別限制,較佳為Ct/d≦3.0,更佳為Ct/d≦2.0,尤佳為Ct/d≦1.5。
1種或2種以上添加劑(較佳為具有重複單元的化合物)的總含量較佳為相對於纖維素酯而為2質量%以上且小於30質量%,更佳為5質量%~25質量%,尤佳為6質量%~20質量%。透過含量為2質量%以上且滿足Ct/d≧0.375,能夠改善光不均,因此較佳,透過含量小於30質量%,容易抑制經時的卷外觀惡化,因此較佳。
此外,在含有2種以上添加劑的情況下,本發明的光學膜中只要使該2種以上添加劑的合計含量在上述範圍內即可。另外,在本發明的光學膜包含纖維素酯以外的聚合物的情況(例如聚合物摻合物)下,該纖維素酯以外的聚合物設為不包含於添加劑中的化合物。
[具有重複單元的化合物]
本發明的光學膜較佳為含有具有重複單元的化合物。
本發明中的具有重複單元的化合物的數量平均分子量(Mn)較佳為600~50000,更佳為900~10000,尤佳為1000~5000。若具有重複單元的化合物的數量平均分子量為600以上,則揮發性降低,變得難以產生將本發明的光學膜製膜或延伸時由高溫條件下的揮散引起的膜故障或製程污染,同時透過使分子量上升,能夠抑制在濕熱環境下保持的情況下的延遲變化。另外,若所述數量平均分子量為50000以下,則能夠確保與纖維素酯的相容性,能夠有效降低被認為是由纖維素酯分子引起的延遲的濕度依存性,或抑制滲出。其中,本發明的具有重複單元的化合物並不限定於僅包含如上所述的具有重複單元部分的化合物的化合物,也可以是與不具有重複單元的化合物的混合物。
本發明中的具有重複單元的化合物的數量平均分子量可利用凝膠滲透色譜法(gel-permeation chromatography)來測定、評價。
另外,本發明的具有重複單元的化合物在所使用的環境溫度或者濕度下(通常為室溫狀況,所謂25℃、相對濕度60%),可以是液體,也可以是固體。另外,其色調越少越良好,特佳為無色。在熱條件下較佳為更高溫度下穩定,分解開始溫度較佳為150℃以上,尤佳為200℃以上。
以下,關於本發明中使用的具有重複單元的化合物,列舉其具體例來進行詳細說明,但本發明中可使用的具有重複單元的化合物並不限定於這些具體例。
(具有重複單元的化合物的種類)
本發明的光學膜中可使用的具有重複單元的化合物並無特別限定,可列舉縮合物或者加成物,縮合物較佳為可列舉:多元醇與多元酸的縮合物、多元醚醇與多元酸的縮合物、多元醇與多元酸的縮合物和異氰酸酯化合物的縮合物,加成物較佳為可列舉丙烯酸酯的加成物、甲基丙烯酸酯的加成物。另外,也可以使用選自聚醚系化合物、聚胺基甲酸酯系化合物、聚醚聚胺基甲酸酯系化合物、聚醯胺系化合物、聚碸系化合物、聚碸醯胺系化合物、後述其他高分子系化合物中的至少1種數量平均分子量為600以上的化合物。
其中至少1種較佳為多元醇與多元酸的縮合物、多元醚醇與多元酸的縮合物、丙烯酸酯的加成物、甲基丙烯酸酯的加成物,更佳為多元醇與多元酸的縮合物、多元醚醇與多元酸的縮合物,尤佳為多元醇與多元酸的縮合物。
以下,對於本發明中較佳使用的具有重複單元的化合物,按種類進行記述。
(多元醇與多元酸的縮合物)
首先,對本發明中所使用的多元醇與多元酸的縮合物進行說明。較佳的多元醇與多元酸的縮合物並無特別限定,是透過二元酸與二醇的反應來獲得的化合物,反應物的兩末端可以是反應物的狀態,若進而使單羧酸或單醇反應來實施所謂封端,則能夠抑制在濕熱環境下保持時的延遲變化而較佳。這種縮合物中,
較佳為與末端未密封的縮合物相比較,羥值下降,且羥值小於40 mgKOH/g,更佳為20 mgKOH/g以下,尤佳為10 mgKOH/g以下。
本發明中所使用的多元醇與多元酸的縮合物中,就抑制流延支持體的污染的觀點而言,該多元醇較佳為包含至少碳數3以上的多元醇。
本發明中所使用的多元醇與多元酸的縮合物較佳為由碳數2~12的二醇與碳數4~12的二元酸來合成。
本發明的多元醇與多元酸的縮合物中使用的二元酸較佳為碳數3~12的脂肪族二羧酸殘基或者脂環式二羧酸殘基或者碳數8~12的芳香族二羧酸殘基。而且,為了使伴隨加熱處理的滲出的程度良化,更佳為包含至少碳數4以下的脂肪族多元酸、及/或包含芳香族多元酸。另外,二醇較佳為碳數為2~12的脂肪族或者脂環式二醇殘基、碳數6~12的芳香族二醇殘基。這些二醇可根據所需的延遲來適當選擇使用,可僅含有1種,也可以含有2種以上。例如,在想要製作使延遲降低的膜的情況下,較佳為選擇脂肪族或者脂環式二羧酸殘基或者鄰苯二甲酸殘基、以及脂肪族或者脂環式二醇殘基。另外,在想要製成使延遲上升的膜的情況下,較佳為含有芳香族二羧酸殘基及/或芳香族二醇殘基。
以下,對本發明中的多元醇與多元酸的縮合物的合成中可較佳使用的二元酸以及二醇進行說明。
二元酸可使用脂肪族二羧酸以及芳香族二羧酸中的任一者。
脂肪族二羧酸例如可列舉:乙二酸、丙二酸、丁二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、戊二酸(glutaric acid)、己二酸、辛二酸(suberic acid)、壬二酸(azelaic acid)、環己烷二羧酸、癸二酸(sebacic acid)、十二烷二羧酸等。其中,就相容性提高的觀點而言,較佳為包含丙二酸、丁二酸以及己二酸。
芳香族二羧酸例如可列舉:鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸等。其中,較佳為鄰苯二甲酸以及對苯二甲酸,特佳為對苯二甲酸。
本發明中使用的二元酸的碳數較佳為3~12,更佳為4~8,較佳為4~6。本發明中也可以使用2種以上二元酸的混合物,該情況下,較佳為2種以上二元酸的平均碳數成為上述範圍。若二元酸的碳數為上述範圍,則除了光不均的改良以外,與纖維素酯的相容性優異,光學膜的製膜時以及加熱延伸時也難以產生滲出,因此較佳。
進而較佳為將脂肪族二羧酸與芳香族二羧酸併用。具體而言較佳為己二酸與鄰苯二甲酸的併用、己二酸與對苯二甲酸的併用、丁二酸與鄰苯二甲酸的併用、丁二酸與對苯二甲酸的併用,更佳為丁二酸與鄰苯二甲酸的併用、丁二酸與對苯二甲酸的併用。在將脂肪族二羧酸與芳香族二羧酸併用的情況下,兩者的比率(莫耳比)並無特別限定,較佳為95:5~40:60,更佳為55:45~45:55。
二醇(glycol)(二醇(diol))可列舉脂肪族二醇以及芳
香族二醇,較佳為脂肪族二醇。
脂肪族二醇可列舉烷基二醇或者脂環式二醇類,例如可列舉:乙二醇(ethylene glycol)(乙二醇(ethane diol))、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、二乙二醇等。
較佳的脂肪族二醇為乙二醇、1,2-丙二醇、以及1,3-丙二醇的至少1種,特佳為乙二醇以及1,2-丙二醇的至少1種。在使用2種的情況下,較佳為使用乙二醇以及1,2-丙二醇。
二醇的碳數較佳為2~10,更佳為2~6,特佳為2~4。在使用2種以上二醇的情況下,較佳為該2種以上的平均碳數成為上述範圍。若二醇的碳數為上述範圍,則除了光不均的改良以外,與纖維素酯的相容性優異,膜的製膜時以及加熱延伸時也難以產生滲出,因此較佳。
另外,本發明的多元醇與多元酸的縮合物的兩末端較佳為由單醇殘基或單羧酸殘基來保護。該情況下,單醇殘基較佳為碳數1~30的經取代、未經取代的單醇殘基,更佳為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、異戊醇、己醇、異己醇、
環己醇、辛醇、異辛醇、2-乙基己醇、壬醇、異壬醇、叔壬醇、癸醇、十二烷醇、十二己醇、十二辛醇、烯丙醇、油醇等脂肪族醇,苄醇、3-苯基丙醇等經取代的醇等。
另外,在由單羧酸殘基密封的情況下,作為單羧酸殘基來使用的單羧酸較佳為碳數1~30的經取代、未經取代的單羧酸。這些單羧酸可以是脂肪族單羧酸,也可以是芳香族羧酸。首先對較佳的脂肪族單羧酸進行記述,可列舉:乙酸、丙酸、丁酸、辛酸(caprylic acid)、己酸(caproic acid)、癸酸、十二烷酸、硬脂酸、油酸,芳香族單羧酸例如有:苯甲酸、對叔丁基苯甲酸、鄰甲基苯甲酸(ortho-toluic acid)、間甲基苯甲酸(meta-toluic acid)、對甲基苯甲酸(para-toluic acid)、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、胺基苯甲酸、乙醯氧基苯甲酸等,這些單羧酸可分別使用1種或者作為2種以上的混合物來使用。
此時,若兩末端的單羧酸殘基的碳數為3以下,則揮發性下降,該多元醇與多元酸的縮合物的由加熱引起的減量並不增大,可減少製程污染的產生或面狀故障的產生。就這種觀點而言,用於密封的單羧酸類較佳為脂肪族單羧酸。單羧酸更佳為碳數2~22的脂肪族單羧酸,尤佳為碳數2~3的脂肪族單羧酸,特佳為碳數2的脂肪族單羧酸殘基。例如較佳為乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸以及其衍生物等,更佳為乙酸或者丙酸,最佳為乙酸(末端成為乙醯基)。用於密封的單羧酸可將2種以上混合。
此外,在多元醇與多元酸的縮合物的兩末端未密封的情
況下,該縮合物較佳為聚酯聚醇。
以上,具體的較佳多元醇與多元酸的縮合物可列舉:聚(乙二醇/己二酸)酯、聚(丙二醇/己二酸)酯、聚(1,3-丁二醇/己二酸)酯、聚(丙二醇/癸二酸)酯、聚(1,3-丁二醇/癸二酸)酯、聚(1,6-己二醇/己二酸)酯、聚(丙二醇/鄰苯二甲酸)酯、聚(1,3-丁二醇/鄰苯二甲酸)酯、聚(丙二醇/對苯二甲酸)酯、聚(丙二醇/1,5-萘-二羧酸)酯、聚(丙二醇/對苯二甲酸)酯的兩末端為2-乙基-己醇酯/聚(丙二醇、己二酸)酯的兩末端為2-乙基-己醇酯、乙醯基化聚(丁二醇/己二酸)酯等。
該多元醇與多元酸的縮合物的合成可利用常法,也可以利用以下方法中的任一種方法來容易地合成:利用上述二元性酸或者這些酸的烷基酯類與二醇類的(聚)酯化反應或者酯交換反應的熱熔融縮合法,或者這些酸的醯氯與二醇類的介面縮合法。關於這些多元醇與多元酸的縮合物,在村井孝一編輯的《塑化劑其理論及應用》(幸書房股份有限公司,1973年3月1日初版第1版發行)中有詳細記載。另外,也可以利用日本專利特開平05-155809號、日本專利特開平05-155810號、日本專利特開平5-197073號、日本專利特開2006-259494號、日本專利特開平07-330670號、日本專利特開2006-342227號、日本專利特開2007-003679號各公報等中記載的原材料。
另外,作為商品而由各公司銷售的化合物中,可將分子量為上述較佳範圍的化合物(低聚物)用作添加劑。具體而言,可使用由艾迪科(ADEKA)股份有限公司銷售、作為多元醇與多
元酸的縮合物而記載於《日誌(DIARY)2007》第55頁~第27頁中的ADK Cizer(ADK Cizer P系列、ADK Cizer PN系列,有多種),另外可利用大日本油墨化學工業股份有限公司《聚合物相關製品一覽表2007年版》第25頁中記載的多種Polylite商品、或大日本油墨化學工業股份有限公司《DIC的聚合物改質劑》(2004年4月1日000VIII發行)第2頁~第5頁中記載的多種Polycizer。進而,可作為美國霍爾(CP HALL)公司製造的Plasthall P系列而獲取。苯甲醯基官能化聚醚是由伊利諾斯州羅斯蒙特的維爾斯科爾化學(Velsicol Chemicals)以商品名BENZOFLEX而在商業上銷售(例如BENZOFLEX400,聚丙二醇二苯甲酸酯)。
(多元醚醇與多元酸的縮合物)
接著,對本發明中所使用的多元醚醇與多元酸的縮合物進行說明。所謂本發明的多元醚醇與多元酸的縮合物,是指二羧酸與聚醚二醇的縮合低聚物。二羧酸是將以多元醇與多元酸的縮合物而記述的碳數4~12的脂肪族二羧酸殘基或者碳數8~12的芳香族二羧酸殘基直接使用。
接著,具有碳原子2個~12個的脂肪族二醇的聚醚類可列舉聚乙烯醚二醇、聚丙烯醚二醇、聚四亞甲基醚二醇以及它們的組合。典型而言,有用的市售聚醚二醇類可列舉:碳蠟(Carbowax)樹脂、普朗羅尼(Pluronics)樹脂以及尼亞斯(Niax)樹脂。製造本發明中使用的聚酯聚醚系塑化劑時,可使用業者所眾所周知的常用聚合法。
這些多元醚醇與多元酸的縮合物可列舉美國專利第4,349,469號說明書中記載的多元醚醇與多元酸的縮合物等。基本上,例如是由作為二羧酸的1,4-環己烷二羧酸、與作為聚醚的1,4-環己烷二甲醇以及聚四亞甲基醚二醇等所合成的多元醚醇與多元酸的縮合物。其他有用的多元醚醇與多元酸的縮合物例如可使用以下所示的化合物中分子量為上述較佳範圍的化合物(低聚物)。具體而言可列舉:杜邦(DuPont)製造的Hytrel共聚酯類或GAF製造的Galflex聚合物之類的共聚物之類的市售樹脂。這些樹脂可利用日本專利特開平5-197073號公報中記載的原材料。可利用由艾迪科股份有限公司銷售的ADK Cizer RS系列。另外,作為烷基官能化聚環氧烷的聚酯醚系塑化劑是由特拉華州威爾明頓的ICI化學(ICI Chemicals)以商品名PYCAL在商業上銷售(例如PYCAL94、聚環氧乙烷的苯基酯)。
(多元醇與多元酸的縮合物和異氰酸酯化合物的縮合物)
進而,對本發明中所使用的多元醇與多元酸的縮合物和異氰酸酯化合物的縮合物進行說明。該縮合物可透過多元醇與多元酸的縮合物和異氰酸酯化合物的縮合來獲得。首先,多元醇與多元酸的縮合物可直接使用上述密封兩末端之前的多元醇與多元酸的縮合物,可較佳使用多元醇與多元酸的縮合物中上述的原材料。
形成聚胺基甲酸酯結構的二異氰酸酯成分是使用:伸乙
基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等所代表的OCN(CH2)pNCO(p=2~8)聚亞甲基異氰酸酯,以及對伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、p,p'-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-伸萘基二異氰酸酯等的芳香族二異氰酸酯,以及間苯二甲基二異氰酸酯等,但並不限定於這些化合物。這些化合物中,特佳為甲苯二異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯。
本發明中多元醇與多元酸的縮合物和異氰酸酯化合物的縮合物的合成可利用使作為原料的聚酯二醇類與二異氰酸酯在混合攪拌的狀態下進行加熱的常法的合成法來容易獲得。這些原料可利用日本專利特開平5-197073號、日本專利特開2001-122979號、日本專利特開2004-175971號、日本專利特開2004-175972號各公報等中記載的原材料。
(纖維素酯以外的高分子化合物)
本發明中,除了纖維素酯以外,也可以併用其他的高分子系化合物。該高分子系化合物可列舉:脂肪族烴系聚合物、脂環式烴系聚合物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸系聚合物(酯基為:甲基、乙基、丙基、丁基、異丁基、戊基、己基、環己基、辛基、2-乙基己基、壬基、異壬基、叔壬基、十二烷基、十三烷基、硬脂基、油基、苄基、苯基等),聚乙烯基異丁基醚、聚N-乙烯基吡咯啶酮等乙烯基系聚合物,聚苯乙烯、聚4-羥基苯乙烯等苯乙烯系聚合物,聚環氧乙烷、聚環氧丙烷等聚醚,聚醯
胺、聚胺基甲酸酯、聚脲、苯酚-甲醛縮合物、尿素-甲醛縮合物、乙酸乙烯酯等。
這些高分子系化合物可以是包含1種重複單元的均聚物,也可以是包括多個重複結構體的共聚物。另外,也可以將上述聚合物併用2種以上來使用。這些高分子系化合物可分別單獨使用,另外將這些高分子系化合物混合使用,也可獲得同樣的效果。這些高分子系化合物中,較佳為與聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或者其他乙烯基單體的共聚合體,特佳為以聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸系聚合物(酯基為甲基、乙基、丙基、丁基、己基、環己基、2-乙基己基、異壬基、油基)為基本的高分子系化合物。
[濕度依存性降低劑]
本發明的光學膜含有上述添加劑,除此以外,進而也可以含有下述式(A)所定義的△Rth(A)為-100以上且小於0 nm的濕度依存性降低劑來作為使濕度依存性降低的化合物。若併用這種添加劑,則能夠更有效率地降低Rth的濕度依存性,因此也能夠降低添加劑的總量。而且,就尺寸變化率降低的觀點而言,亦較佳為降低添加劑的總量。
式(A):△Rth(A)=(△Rth(rh、A)-△Rth(rh、0))/Q[式中,△Rth(rh、A)表示自添加有該化合物的膜在25℃、相對濕度10%下的Rth中減去在25℃、相對濕度80%下的Rth而得的值,△Rth(rh、0)表示自未添加該化合物的膜在25℃、相對
濕度10%下的Rth中減去25℃、相對濕度80%下的Rth而得的值,Q表示當將該膜中的纖維素酯的質量設為100時的該化合物的質量。]
若使用這種化合物,則即便是少量的添加量,也可以有效地降低△Rth,因此能夠減少相對於纖維素酯的添加劑的總量,例如,能夠抑制製膜過程中的添加劑的揮散,或提高膜的搬送性,或抑制膜的滲出。△Rth(A)更佳為-50 nm~10 nm,尤佳為-30 nm~0 nm。
這種化合物可列舉具有氫結合性基,且相對於分子量的氫結合性基密度高的化合物。氫結合性基較佳為含有至少1個-OH基或者-NH基的基團,例如更佳為:羥基(-OH)、羧基(-COOH)、胺甲醯基(-CONHR)、氨磺醯基(-SONHR)、脲基(-NHCONHR)、胺基(-NHR)、胺基甲酸酯基(-NHCOOR)、醯胺基(-NHCOR)。其中,R表示氫原子、羥基、胺基、碳數1~10的烷基、碳數6~15的芳基或者雜環基,較佳為表示氫原子。更佳為胺基、羥基、羧基、胺甲醯基、氨磺醯基或者脲基,尤佳為胺基、羥基。而且,羥基中至少1個尤佳為酚性羥基。
使延遲的濕度依存性降低的化合物例如可列舉如下所述的化合物作為具體例。
(具有羥基的化合物)
本發明中較佳使用的包含羥基的化合物,更佳為包含酚性羥基的化合物例如可較佳使用:日本專利特開2008-89860號的
第13頁~第19頁中記載的化合物A、或日本專利特開2008-233530號的第7頁~第9頁中記載的通式(1)所表示的化合物。
(具有胺基的化合物)
本發明中較佳使用的包含胺基的化合物並無特別限定,較佳為下述通式(1)或通式(2)所表示的化合物。
通式(1)
(通式(1)中,Ra表示烷基、烯基、炔基、雜環基或者
芳基;X1、X2、X3及X4分別獨立地表示單鍵或者二價連結基;R1、R2、R3及R4分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、醯基或者雜環基。)
通式(2)
(通式(2)中,Rb及Rc分別獨立地表示烷基、烯基、炔基、雜環基或者芳基;X5及X6分別獨立地表示單鍵或者二價連
結基;R5及R6分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、醯基或者雜環基。)上述X1~X6表示單鍵或者二價連結基,分別可相同亦可不同,二價連結基較佳為選自下述通式(3)所表示的組群中。
通式(3)
以下,表示本發明中可較佳使用的化合物作為具有胺基的化合物。
另外,具有胺基的化合物亦較佳為作為吡啶或者嘧啶母核而在可取代的任一位置具有胺基作為取代基的化合物,進而較佳為下述通式(3)所表示的化合物。
通式(3)
[化9]
通式(3)中,Y表示次甲基或者氮原子。Qa、Qb以及Qc分別獨立地表示單鍵或者二價連結基。Ra、Rb及Rc分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、氰基、鹵素原子、經取代或未經取代的雜環基、或者-N(Rd)(Rd'),Rd及Rd'分別獨立地表示氫原子或者取代基,Rd及Rd'可相互連結而形成環。Ra與Rb可相互連結而形成環。X1表示單鍵或者選自下述二價連結基組群(L)中的二價連結基。X2表示單鍵或者二價連結基。R1及R2分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基,R1與R2可相互連結而形成環。
連結基組群(L)
(各式中,*側為與上述通式(3)所表示的化合物中在含氮芳香環上取代的氮原子的連結部位,Rg表示經取代或未經取
代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基。)
通式(3)中,Y表示次甲基或者氮原子。就增大氫結合性的觀點而言,Y較佳為表示氮原子。
通式(3)中,Qa、Qb及Qc分別獨立地表示單鍵或者二價連結基。
在Qa、Qb及Qc表示二價連結基的情況下,該二價連結基較佳為氧原子、硫原子、或者-N(Rf)-(Rf表示氫原子或者烷基)。
在Rf表示烷基的情況下,較佳為碳原子數1~10的烷基,更佳為碳原子數1~5的烷基。
Qa較佳為表示單鍵、氧原子、或者-NH-,更佳為表示單鍵或者氧原子。
Qb較佳為表示單鍵。
Qc較佳為表示單鍵。
通式(3)中,Ra、Rb及Rc分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、氰基、鹵素原子、經取代或未經取代的雜環基、或者-N(Rd)(Rd'),Rd及Rd'分別獨立地表示氫原子或者取代基,Rd及Rd'可相互連結而形成環。Ra與Rb可相互連結而形成環。
在Ra、Rb及Rc表示烷基的情況下,較佳為碳數1~12,更佳為碳數1~8,尤佳為碳數1~6,特佳為碳數1~4。
在Ra、Rb及Rc表示烯基的情況下,較佳為碳數2~12,更佳為碳數2~6,特佳為碳數2~4。
在Ra、Rb及Rc表示炔基的情況下,較佳為碳數2~12,更佳為碳數2~6,特佳為碳數2~4。
在Ra、Rb及Rc表示芳基的情況下,較佳為碳數6~18,更佳為碳數6~12,特佳為碳數6(苯基)。
在Ra、Rb及Rc表示雜環基的情況下,可列舉嗎啉基等。
在Ra、Rb及Rc表示-N(Rd)(Rd')的情況下,較佳為Rd或Rd'為氫原子。
Ra、Rb、Rc可具有取代基,該取代基與上述通式(1)中的Ra可具有的取代基相同。
Ra與Rb可相互連結而形成環,形成環的情況下的環較佳為含氮芳香族環,更佳為咪唑環。
Ra較佳為氫原子、烷基、或者芳基,更佳為氫原子或者烷基。
Rb較佳為氫原子。
Rc較佳為-N(Rd)(Rd')。
Rd及Rd'分別獨立地表示氫原子或者取代基,Rd及Rd'可相互連結而形成環。在Rd及Rd'表示取代基的情況下,該取代基與上述Ra、Rb、Rc可具有的取代基相同。另外,Rd、Rd'可進一步具有取代基,該進一步的取代基與上述Ra、Rb、Rc可具有的取代基相同。
通式(3)中,X1表示單鍵或者選自上述連結基組群(L)中的二價連結基。
X1更佳為下述3種連結基的任一者,尤佳為羰基。
(各式中,*側為與上述通式(3)所表示的化合物中在含氮芳香環上取代的氮原子的連結部位,Rg表示經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基。)通式(3)中,X2表示單鍵或者二價連結基。X2表示二價連結基的情況下的具體例以及較佳範圍與Qa、Qb及Qc表示二價連結基的情況下的具體例以及較佳範圍相同。
X2較佳為表示單鍵。
通式(3)中,R1及R2分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基,R1與R2可相互連結而形成環。
在R1及R2表示烷基、烯基、炔基、芳基、或者雜環基的情況下,烷基、烯基、炔基、芳基、或者雜環基的具體例以及較佳範圍與上述在Ra、Rb及Rc表示烷基、烯基、炔基、芳基、或者雜環基的情況下的具體例以及較佳範圍相同。另外,R1及R2可
具有的取代基的例子也與上述Ra、Rb及Rc可具有的取代基的例子相同。
R1較佳為表示經取代或未經取代的芳基。該芳基可具有的取代基較佳為:烷基、烷氧基、氰基、硝基、鹵素原子、經取代或未經取代的胺甲醯基、或者經取代或未經取代的氨磺醯基,更佳為碳原子數1~8的烷基、碳原子數1~8的烷氧基、鹵素原子、經取代或未經取代的胺甲醯基、或者經取代或未經取代的氨磺醯基。上述胺甲醯基或者氨磺醯基可具有的取代基較佳為烷基。
R2較佳為表示氫原子。
上述通式(3)所表示的化合物較佳為下述通式(4)所表示的化合物。
通式(4)
通式(4)中的Y、Qa、Qb、Ra、Rb、X1、X2、R1及R2分別與上述通式(3)中的Y、Qa、Qb、Ra、Rb、X1、X2、R1及R2含義相同。X3表示單鍵或者選自上述二價連結基組群(L)中的連結基。X4表示單鍵或者二價連結基。R3及R4分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取
代或未經取代的雜環基,R3與R4可相互連結而形成環。
通式(4)中的Y、Qa、Qb、Ra、Rb、X1、X2、R1及R2分別與上述通式(3)中的Y、Qa、Qb、Ra、Rb、X1、X2、R1及R2含義相同,具體例以及較佳範圍也相同。
通式(4)中,X3表示單鍵或者上述二價連結基組群。X3的具體例以及較佳範圍與上述通式(3)中的X1的具體例以及較佳範圍相同。
通式(4)中,X4表示單鍵或者二價連結基。X4的具體例以及較佳範圍與上述通式(1)中的X2的具體例以及較佳範圍相同。
通式(4)中,R3及R4分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基,R3與R4可相互連結而形成環。R3及R4的具體例以及較佳範圍與上述通式(3)中的R1及R2的具體例以及較佳範圍相同。
上述通式(4)所表示的化合物較佳為下述通式(5)所表示的化合物。
通式(5)
通式(5)中的Y、Qa及Ra分別與通式(4)中的Y、Qa及Ra含義相同。Ar1及Ar2分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基。
通式(5)中的Y、Qa及Ra分別與通式(4)中的Y、Qa及Ra含義相同,具體例以及較佳範圍也相同。
通式(5)中,Ar1及Ar2分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基。該芳基的具體例以及較佳範圍與上述通式(3)中的R1表示芳基的情況下的具體例以及較佳範圍相同。
上述通式(5)所表示的化合物較佳為下述通式(6)所表示的化合物。
通式(6)
通式(6)中的Qa、Ra、Ar1、及Ar2分別與通式(5)中的Qa、Ra、Ar1、及Ar2含義相同。
通式(6)中的Qa、Ra、Ar1、及Ar2分別與通式(5)中的Qa、Ra、Ar1、及Ar2含義相同,具體例以及較佳範圍也相同。
上述通式(6)所表示的化合物較佳為下述通式(7)所表示的化合物。
通式(7)
通式(7)中,Qd表示單鍵、氧原子、或者-NH-。Ra8表示碳原子數1~8的烷基。R11、R12、R13、R14、R15及R16分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、經取代或未經取代的胺甲醯基、經取代或未經取代的氨磺醯基、碳原子數1~8的烷基、或者碳原子數1~8的烷氧基。
通式(7)中,Qd表示單鍵、氧原子、或者-NH-。Qd較佳為單鍵或者氧原子。
通式(7)中,R11、R12、R13、R14、R15及R16分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、經取代或未經取代的胺甲醯基、經取代或未經取代的氨磺醯基、碳原子數1~8的烷基、或者碳原子數1~8的烷氧基。R11、R12、R13、R14、R15及R16較佳為氫原子、經取代或未經取代的胺甲醯基、經取代或未經取代的氨磺醯基、碳原子數1~8的烷基、或者碳原子數1~8的烷氧基,更佳為氫原子、或者碳原子數1~8的烷基。
以下,表示本發明中可較佳使用的化合物作為通式(3)所表示的化合物。
另外,具有胺基的化合物進而較佳為下述通式(8)所表示的化合物。
通式(8)
通式(8)中,Qa8及Qc8分別獨立地表示單鍵或者二價連結基。
Ra8及Rc8分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、氰基、鹵素原子、經取代或未經取代的雜環基、或者-N(Rd)(Rd'),Rd及Rd'分別獨立地表示氫原子或者取代基,Rd及Rd'可相互連結而形成環。X81表示單鍵或者選自上述二價連結基組群中的二價連結基。X82表示單鍵或者二價連結基。R81及R82分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基,R81與R82可相互連結而形成環。
通式(8)中,Qa8及Qc8的具體例與通式(3)中的Qa相同。
通式(8)中,Ra8及Rc8的具體例與通式(3)中的Ra相同。
通式(8)中,X81的較佳範圍與通式(3)中的X1相同。
通式(8)中,X82的較佳範圍與通式(3)中的X2相同。
通式(8)中,R81的較佳範圍與通式(3)中的R1相同。
通式(8)中,R82的較佳範圍與通式(3)中的R2相同。
另外,具有胺基的化合物亦較佳為下述通式(9)所表示的化合物。
通式(9)
通式(9)中,Qa9表示單鍵或者二價連結基。Ra9表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、氰基、鹵素原子、經取代或未經取代的雜環基、或者-N(Rd)(Rd'),Rd及Rd'分別獨立地表示氫原子或者取代基,Rd及Rd'可相互連結而形成環。X91表示單鍵或者選自上述二價連結基組群(L)中的連結基。X92~X94分別獨立地表示單鍵或者二價連結基。R91~R94分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的
烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基。R91與R92及R93與R94可相互連結而形成環。
通式(9)中,Qa9的具體例與通式(3)中的Qa相同。
通式(9)中,Ra9的具體例與通式(3)中的Ra相同。
通式(9)中,X91的較佳範圍與通式(3)中的X1相同。
通式(9)中,X92~X94的較佳範圍與通式(3)中的X2相同。
通式(9)中,R91的較佳範圍與通式(3)中的R1相同。
通式(9)中,R92~R94的較佳範圍與通式(3)中的R2相同。
以下表示通式(8)或者通式(9)所表示的化合物的具體例,但並不限定於這些具體例。
另外,具有胺基的化合物進而較佳為下述通式(10)所表示的化合物。
通式(10)
通式(10)中,X21~X26分別獨立地表示單鍵或者二價連結基。
R21~R26分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、醯基或者雜環基。
通式(10)中,X21~X26表示二價連結基的情況下的具體例與上述通式(1)中的X1表示二價連結基的情況下的具體例相同。通式(10)中,X21~X26較佳為單鍵。
通式(10)中,R21~R26的具體例與上述通式(1)中的R1的具體例相同。通式(10)中,較佳為R21、R23及R25為氫原子,且R22、R24及R26為芳基。
通式(10)所表示的化合物的具體例可列舉例如以下的化合物,但並不限定於這些化合物。
[使延遲的耐久性提高的化合物]
本發明的光學膜也可以含有使延遲的耐久性提高的化合物。延遲的耐久性中有:作為將膜在濕熱環境下保持的情況下的延遲變化而被觀測到的耐久性、及使膜成為偏光板形態後在濕熱環境下保持的情況下的延遲變化。關於前者,可透過使用上述至
少包含碳數3以上的多元醇成分的縮合物、及/或控制後述的尺寸變化率來使其改善。另外,關於後者,可藉由使用上述至少包含碳數3以上的多元醇成分的縮合物、及/或在上述具有重複單元的化合物的較佳(數量平均)分子量的範圍內(600~50000)設定為高的分子量、及/或添加使延遲的耐久性提高的化合物來使其改善。這種化合物可使用分子內具有鹼性官能基的化合物,例如可列舉如下所述的化合物作為具體例。
[化34]
[纖維素酯]
接著,對本發明中的纖維素酯進行說明。
本發明的光學膜包含纖維素酯,纖維素酯含量較佳為30質量%~98質量%,更佳為50質量%~95質量%,尤佳為70質量%~92質量%,最佳為80質量%~90質量%。
由此,可對膜賦予適度的透濕性,可製造偏光板加工性優異的光學膜。
本發明的光學膜中使用的纖維素酯為作為原料的纖維素與酸的酯,較佳為碳數2~22左右的羧酸酯(所謂醯化纖維素),更佳為碳數6以下的低級脂肪酸酯。本發明的醯化纖維素中,纖維素的羥基上取代的乙酸及/或碳原子數3~22的脂肪酸的取代度
的測定方法可列舉:依據美國材料與試驗協會(ASTM)的D-817-91的方法、或核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)法。而且,在碳數2~22左右的醯化纖維素的情況下,使用具有重複單元的縮合物,尤其在碳數2的乙酸纖維素的情況下,透過除其以外,進而較佳使用具有重複單元的加成物,可改善液晶顯示裝置的光不均。
本發明中使用的作為纖維素酯的原料的纖維素有棉絨(cotton linter)或木漿(闊葉樹漿、針葉樹漿)等,由任一種原料纖維素獲得的纖維素酯均可使用,也可以根據情況來混合使用。關於這些原料纖維素的詳細記載例如可使用《塑膠材料講座(17)纖維素系樹脂》(丸澤、宇田著,日刊工業新聞社,1970年發行)或《發明協會公開技報2001-1745》(第7頁~第8頁)中記載的纖維素,對於本發明的光學膜並無特別限定。
本發明的醯化纖維素中,關於對纖維素的羥基的取代度並無特別限定,在用於偏光板保護膜、光學膜的用途中的情況下,為了對膜賦予適度的透濕性或吸濕性,對纖維素的羥基的醯基取代度較佳為2.00~3.00。進而,取代度較佳為2.30~2.98,更佳為2.70~2.96,尤佳為2.80~2.94。
纖維素的羥基上取代的乙酸及/或碳原子數3~22的脂肪酸中,碳數2~22的醯基可以是脂肪族基,也可以芳香族基,並無特別限定,可以是單一,也可以是兩種以上的混合物。它們可以是例如纖維素的烷基羰基酯、烯基羰基酯或者芳香族羰基酯、
芳香族烷基羰基酯等,分別可具有進一步被取代的基團。這些較佳的醯基可列舉:乙醯基、丙醯基、丁醯基、庚醯基、己醯基、辛醯基、癸醯基、十二醯基、十三醯基、十四醯基、十六醯基、十八醯基、異丁醯基、叔丁醯基、環己烷羰基、油醯基、苯甲醯基、萘基羰基、肉桂醯基等。這些醯基中,較佳為乙醯基、丙醯基、丁醯基、十二醯基、十八醯基、叔丁醯基、油醯基、苯甲醯基、萘基羰基、肉桂醯基等,更佳為乙醯基、丙醯基、丁醯基。
這些基團中,就合成的容易度、成本、取代基分佈的控制的容易度等觀點而言,較佳為乙醯基、乙醯基與丙基的混合酯,特佳為乙醯基。
本發明中較佳使用的醯化纖維素的聚合度以黏度平均聚合度計為180~700,乙酸纖維素中,更佳為180~550,尤佳為180~400,特佳為180~350。若聚合度過高,則存在醯化纖維素的摻雜劑溶液的黏度提高,透過流延而難以製作膜的傾向。若聚合度過低,則存在所製作的膜的強度下降的傾向。平均聚合度可利用宇田等人的極限黏度法(宇田和夫、齊藤秀夫,纖維學會刊,第18卷第1號第105頁~第120頁,1962年)來測定。詳細記載於日本專利特開平9-95538中。
另外,本發明中較佳使用的醯化纖維素的分子量分佈是利用凝膠滲透色譜法來評價,較佳為其多分散性指數Mw/Mn(Mw為質量平均分子量,Mn為數量平均分子量)小,分子量分佈狹窄。具體的Mw/Mn的值較佳為1.0~4.0,尤佳為2.0~3.5,最佳為2.3
~3.4。
若低分子成分被去除,則平均分子量(聚合度)提高,但黏度變得低於通常的醯化纖維素,因此有用。低分子成分少的醯化纖維素可透過從利用通常的方法來合成的醯化纖維素中去除低分子成分而獲得。低分子成分的去除可透過將醯化纖維素以適當的有機溶劑進行清洗來實施。此外,在製造低分子成分少的醯化纖維素的情況下,較佳為相對於纖維素100質量份,將醋化反應中的硫酸催化劑量調整為0.5質量份~25質量份。若將硫酸催化劑的量設為上述範圍,則能夠合成就分子量分佈的方面而言亦較佳(分子量分佈狹窄)的醯化纖維素。當用於製造本發明的醯化纖維素膜時,醯化纖維素的含水率較佳為2質量%以下,尤佳為1質量%以下,特佳為0.7質量%以下。通常已知,醯化纖維素含有水,且其含水率為2.5質量%~5質量%。本發明中為了設為如上所述的醯化纖維素的含水率,而必須進行乾燥,只要成為目標含水率,則其方法並無特別限定。關於本發明的這些醯化纖維素,其原料棉或合成方法詳細記載於《發明協會公開技報》(公技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)第7頁~第12頁。
本發明中,就取代基、取代度、聚合度、分子量分佈等觀點而言,醯化纖維素可使用單一的醯化纖維素或者將不同的兩種以上醯化纖維素混合使用。
[延遲調整劑]
本發明的光學膜的光學各向異性可透過添加上述具有重
複單元的化合物來控制,但也可以根據目標延遲,來進一步添加不同的光學各向異性調整劑。例如也可以添加公開專利公報日本專利特開2006-30937號第23頁至第72頁中記載的使Rth降低的化合物,較佳為使Rth上升的化合物,具體而言為具有1個以上芳香環的化合物,更佳為具有2個~15個,尤佳為具有3個~10個。化合物中的芳香環以外的各原子較佳為接近於與芳香環同一平面的配置,在具有多個芳香環的情況下,較佳為芳香環彼此也為接近於同一平面的配置。另外,為了使Rth選擇性地上升,故而添加劑於膜中的存在狀態較佳為芳香環平面存在於與膜面平行的方向。
上述添加劑可單獨使用,也可以將2種以上的添加劑組合使用。
具有使Rth上升的效果的添加劑具體而言可列舉:日本專利特開2005-104148號公報的第33頁~第34頁中記載的塑化劑、或日本專利特開2005-104148號公報的第38頁~第89頁中記載的光學各向異性的控制劑等。詳細原因並未瞭解,但本發明中,為了抑制自傾斜方向觀察液晶顯示裝置時可看到的圓形光不均的可見性,故而較佳為含有具有使Rth上升的效果的低分子化合物。
[延遲]
本發明的光學膜重要的是根據用途來適當調整在波長590 nm下測定的Re及Rth(由下述式(I)以及式(II)所定義),
該值可透過纖維素酯的取代基的種類或取代度、上述具有重複單元的化合物的種類或添加量、膜的膜厚、製膜時的步驟條件、延伸步驟等來控制。
在使本發明的光學膜的延遲降低,例如用於IPS模式的液晶面板用途中的情況下,較佳為滿足下述式(IIIa)以及式(IVa),也可以進而將用作保護膜的光學膜作為支援體來設置後述的功能層。由此,例如可提高液晶顯示裝置的顯示畫面的對比度,或者改善視角特性或色調。
式(I):Re=(nx-ny)×d(nm)
式(II):Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(nm)
式(IIIa):Re<10
式(IVa):| Rth |<25
(式中,nx為膜面內的慢軸(slow axis)方向的折射率,ny為膜面內的快軸(fast axis)方向的折射率,nz為膜的厚度方向的折射率,d為膜的厚度(nm)。)
該情況下,面內的慢軸的方位並無特別限定,較佳為在面內與膜的彈性模數達到最大的方位大致平行或者大致正交。Re更佳為0 nm~5 nm。另外,Rth較佳為-20 nm~5 nm,尤佳為-10 nm~0 nm。在將本發明的醯化纖維素膜用作液晶顯示裝置的偏光板的液晶單元側保護膜的情況下,若Re及Rth在上述範圍內,則來自傾斜方向的漏光進一步被改良,可提高顯示質量。
在積極表現出本發明的光學膜的延遲,例如用於VA模式
的液晶面板用途的情況下,較佳為滿足下述式(IIIb)以及式(IVb),也可以進而將用作保護膜的光學膜作為支援體,來設置後述的功能層。由此,例如可提高液晶顯示裝置的顯示畫面的對比度,或者改善視角特性或色調。
式(IIIb):30≦Re≦85
式(IVb):80≦Rth≦300
該情況下,面內的慢軸的方位並無特別限定,但較佳為在面內與膜的彈性模數達到最大的方位大致平行或者大致正交,更佳為大致平行。
進而,在積極表現出本發明的光學膜的延遲,例如用於IPS模式的液晶面板用途的情況下,較佳為滿足下述式(IIIc)以及式(Vc),也可以進而將用作保護膜的光學膜作為支援體,來設置後述的功能層。由此,例如可提高液晶顯示裝置的顯示畫面的對比度,或者可改善視角特性或色調。
式(IIIc):60≦Re≦400
式(IVc):-0.5≦Rth/Re≦0.5
該情況下,面內的慢軸的方位並無特別限定,較佳為在面內與膜的彈性模數達到最大的方位大致平行或者大致正交。
此外,Re及Rth可以如下方式來測定。
(延遲)
本說明書中,Re、Rth(單位:nm)是依據如下方法來求出。首先,將膜在25℃、相對濕度60%下調濕24小時後,使用棱
鏡耦合器(prism coupler)(MODEL2010 Prism Coupler:麥特裡肯(Metricon)製造),在25℃、相對濕度60%下,使用532 nm的固體鐳射來求出下述式(2)所表示的平均折射率(n)。
式(2):n=(nTE×2+nTM)/3[式中,nTE為利用膜平面方向的偏光來測定的折射率,nTM為利用膜面法線方向的偏光來測定的折射率。]
本說明書中,Re(λ nm、Rth(λ nm)分別表示波長λ(單位:nm)下的面內延遲以及厚度方向的延遲。Re(λ nm)是在KOBRA 21ADH或者WR(王子計測機器(股)製造)中使波長λ nm的光在膜法線方向入射來測定。
在所測定的膜為由單軸或者雙軸的折射率橢球(index ellipsoid)所表示的膜的情況下,利用以下方法來算出Rth(λ nm)。
相對於將面內的慢軸(利用KOBRA 21ADH或者WR來判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)(在無慢軸的情況下將膜面內的任意方向作為旋轉軸)的膜法線方向,以10°為單位階段性地自法線方向起傾斜至單側為50°,分別自其傾斜的方向入射波長λ nm的光,測定共計6點的上述Re(λ nm),基於該所測定的延遲值與平均折射率以及所輸入的膜厚值,利用KOBRA 21ADH或者WR來算出Rth(λ nm)。
上述中,並無與λ相關的特別記載,在僅記載為Re、Rth的情況下,表示使用波長590 nm的光來測定的值。另外,在
自法線方向將面內的慢軸作為旋轉軸、於某一傾斜角度具有延遲的值成為零的方向的膜的情況下,比該傾斜角度大的傾斜角度下的延遲值是將其符號變更為負後,利用KOBRA 21ADH或者WR來算出。
此外,也可以將慢軸作為傾斜軸(旋轉軸)(在無慢軸的情況下將膜面內的任意方向作為旋轉軸)、自任意的傾斜的2方向測定延遲值,基於該值與平均折射率以及所輸入的膜厚值,利用以下的式(3)以及式(4)來算出Rth。
式(3)
[式中,Re(θ)表示自法線方向傾斜了角度θ的方向上的延遲值;另外,nx表示面內的慢軸方向的折射率,ny表示面內與nx正交的方向的折射率,nz表示與nx及ny正交的厚度方向的折射率,d表示膜的膜厚。]
式(4):Rth=((nx+ny)/2-nz)×d
在所測定的膜為單軸或雙軸的折射率橢球所無法表現的膜,即無光軸(optic axis)的膜的情況下,利用以下方法來算出Rth(λ nm)。
將面內的慢軸(利用KOBRA 21ADH或者WR來判斷)
作為傾斜軸(旋轉軸),相對於膜法線方向而自-50度階段性地傾斜至+50度,每次傾斜10度,分別自該傾斜的方向入射波長λ nm的光,測定11點上述Re(λ nm),基於該所測定的延遲值與平均折射率以及所輸入的膜厚值,利用KOBRA 21ADH或者WR來算出Rth(λ nm)。透過輸入這些平均折射率及膜厚,KOBRA 21ADH或者WR算出nx、ny、nz。根據該算出的nx、ny、nz,進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
另外,上述測定中,平均折射率也可以使用《聚合物手冊》(約翰.威利父子公司(JOHN WILEY & SONS,INC))、各種光學膜的目錄的值。
對於平均折射率的值未知的光學膜可利用上述方法來測定。以下例示主要光學膜的平均折射率的值:醯化纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。
(濕度依存性)
本發明中,Re的濕度依存性(△Re)及Rth的濕度依存性(△Rth)是根據相對濕度為H(單位:%)時的面內方向以及膜厚方向的延遲值:Re(H%)及Rth(H%),基於下述式來算出。
△Re=Re(10%)-Re(80%)
△Rth=Rth(10%)-Rth(80%)
Re(H%)及Rth(H%)是以如下方式獲得:將膜在25℃、相對濕度60%下調濕24小時後,在25℃、相對濕度60%下,
經由黏著劑而貼合於玻璃板上。將其在60℃、相對濕度90%下調濕48小時後,在25℃、相對濕度H%下調濕24小時,然後在25℃、相對濕度H%下,以與上述方法相同的方式,測定並算出相對濕度H%下的測定波長為590 nm時的延遲值。此外,在未明確記載相對濕度而僅表述為Re的情況下,表示上述相對濕度60%下測定的值。
在使本發明的醯化纖維素膜的濕度變化的情況下的延遲值較佳為滿足以下關係式。|△Re |<30,且|△Rth |<30。
另外,更佳為滿足以下關係式。|△Re |<15,且|△Rth |<15。
另外,尤佳為滿足以下關係式。|△Re |<10,且|△Rth |<10。
另外,最佳為滿足以下關係式。|△Re |<5,且|△Rth |<5。
透過控制使上述濕度變化的情況下的延遲值,可使外部環境變化的情況下的延遲變化下降,能夠提供可靠性高的液晶顯示裝置。另外,透過使本發明的光學膜的△Rth降低,還獲得當
在特定條件下自顯示面的傾斜方向觀察液晶顯示裝置時可看到的圓形色斑得到改善的較佳效果。為了有效地使△Re或△Rth降低,亦較佳為併用上述濕度依存性降低劑。
[膜的尺寸變化率]
本發明的光學膜的尺寸變化率可作為將在60℃、90%RH的條件下靜置了24小時的情況下的尺寸變化除以初始長度而得的值的絕對值來測定,本發明者等人發現,透過使該尺寸變化率降低,能夠抑制經時的卷外觀惡化,或者透過將這種膜用作偏光板的保護膜,能夠抑制偏光板加工時的剝落或捲曲,或者抑制進而所得的偏光板的同心圓條紋狀凹凸或捲曲、尺寸變化率。此時,尤其是抑制卷的寬度方向的尺寸變化率特別有效。
因此,本發明的光學膜的尺寸變化較佳為3%以下,若考慮到與生產性的兼顧,則較佳為0.05%~2%,更佳為0.1%~1%,尤佳為0.1%~0.5%。
具體而言,本發明的光學膜的尺寸變化率可利用下述方法來測定。首先,準備將膜的彈性模數達到最大的方向作為長度方向而切割出的長度25 cm(測定方向)、寬度5 cm的膜試樣,以及將與其正交的方向作為長度方向而切割出的膜試樣,於該試樣上以20 cm的間隔空開針孔(pin hole),在25℃、相對濕度60%下調濕24小時後,利用針規(pin gauge)來測定針孔的間隔(將測定值設為L0)。接著,將試樣在60℃、相對濕度90%的濕熱環境下保持24小時後,在25℃、相對濕度60%下調濕2小時,然後
利用針規來測定針孔的間隔(將測定值設為L1)。使用這些測定值,利用下述式來算出尺寸變化率。
尺寸變化率[%]=|(L1-L0)/L0 |×100
[膜的濕度膨脹係數]
本發明中判明,當從傾斜方向觀察液晶顯示裝置時可看到的圓形色斑透過除了上述Rth的濕度依存性以外還使膜的濕度膨脹係數接近於偏光膜的濕度膨脹係數,而更難以被看到。但,由於與夾持偏光膜而用於對向側的光學膜的平衡會對偏光板捲曲造成影響,故而本發明的光學膜的濕度膨脹係數較佳為適當設定。本發明中濕度膨脹係數是以如下方式來算出:分別準備將彈性模數達到最大的方向作為長度方向而切割出的長度25 cm(測定方向)、寬度5 cm的膜試樣,以及將與其正交的方向作為長度而切割出的試樣,在該試樣上以20 cm的間隔空開針孔,在25℃、相對濕度10%下調濕24小時後,利用針規來測定針孔的間隔(將測定值設為L0)。接著,將試樣在25℃、相對濕度80%下調濕24小時後,利用針規來測定針孔的間隔(將測定值設為L1)。使用這些測定值,利用下述式來算出濕度膨脹係數。
濕度膨脹係數[ppm/%RH]={(L1-L0)/L0}/70×106
上述70為測定出的濕度的差(%)。
本發明的膜的濕度膨脹係數雖然也取決於所使用的偏光膜或對向的光學膜的種類,但較佳為55 ppm/%RH以下,更佳為3 ppm/%RH~50 ppm/%RH,尤佳為5 ppm/%RH~45 ppm/%RH。本
發明的濕度膨脹係數例如可透過使本發明的光學膜中所含的醯化纖維素的結晶化度上升,將本發明的光學膜延伸等而下降。
[膜的拉伸彈性模數]
就維持在卷狀態下經時的外觀的觀點而言,本發明的光學膜的拉伸彈性模數較佳為3.0 GPa以上,更佳為3.0 GPa~10.0 GPa,尤佳為3.1 GPa~5.0 GPa,最佳為3.2 GPa~4.5 GPa。具體的測定方法為:切割出長度200 mm(測定方向)、寬度10 mm的膜試樣,將夾頭(chuck)間距離設定為100 mm,使用東洋鮑德溫(Toyo Baldwin)(股)製造的萬能拉伸試驗機“STM T50BP”,在25℃、60RH%環境中,以拉伸速度10%/分鐘來測定0.1%伸長及0.5%伸長時的應力,根據其傾斜度而可算出彈性模數。彈性模數的測定中,可透過改變切割出樣品的方位,來求出彈性模數的各向異性,製造時的搬送方向與彈性模數達到最大的方位所成的角θ並無特別限定,較佳為0±10°或者90±10°。此外,彈性模數達到最大的方位也可以作為後述聲波傳播速度達到最大的方向來進行評價,本發明中,在無特別記載的情況下,可設為聲波傳播速度達到最大的方向。在無特別記載的情況下,本發明中的彈性模數的值表示彈性模數達到最大的方位的彈性模數的值。
膜的濕度膨脹係數或拉伸彈性模數、與自傾斜方向觀察液晶顯示裝置時的色斑的可見性的關係不詳,但認為,可透過調整膜的濕度膨脹係數或拉伸彈性模數,來降低在膜固定於如玻璃之類的剛性高的支援體的狀態下環境濕度變化的情況下所產生的
內部應力,其結果為,可進一步抑制膜的延遲變化,色斑可降低。
[消光劑微粒子]
本發明的光學膜中較佳為添加微粒子作為消光劑。本發明中使用的微粒子可列舉:二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、碳酸鈣、滑石、黏土、煅燒高嶺土、煅燒矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂以及磷酸鈣。就濁度降低的觀點而言,微粒子較佳為包含矽,特佳為二氧化矽。二氧化矽的微粒子較佳為一次平均粒徑為20 nm以下,且表觀比重為70 g/升以上的微粒子。一次粒子的平均徑小至5 nm~16 nm的微粒子可降低膜的霧度,故而更佳。表觀比重較佳為90 g/升~200 g/升以上,尤佳為100 g/升~200 g/升以上。表觀比重越大,可製成越高濃度的分散液,霧度、凝聚物良化,故而較佳。
這些微粒子通常形成平均粒徑為0.1 μm~3.0 μm的二次粒子,這些微粒子在膜中作為一次粒子的凝聚體而存在,於膜表面形成0.1 μm~3.0 μm的凹凸。二次平均粒徑較佳為0.2 μm以上、1.5 μm以下,尤佳為0.4 μm以上、1.2 μm以下,最佳為0.6 μm以上、1.1 μm以下。一次粒徑、二次粒徑是利用掃描型電子顯微鏡來觀察膜中的粒子,利用與粒子外接的圓的直徑而作為粒徑。另外,改變場所來觀察200個粒子,利用其平均值來作為平均粒徑。
二氧化矽的微粒子例如可使用Aerosil R972、Aerosil R972V、Aerosil R974、Aerosil R812、Aerosil 200、Aerosil 200V、
Aerosil 300、Aerosil R202、Aerosil OX50、Aerosil TT600(以上由日本Aerosil(股)製造)等市售品。氧化鋯的微粒子例如以Aerosil R976及Aerosil R811(以上由日本艾羅西爾(Aerosil)(股)製造)的商品名在市場上銷售,而可使用。
這些微粒子中,Aerosil 200V、Aerosil R972V是一次平均粒徑為20 nm以下,且表觀比重為70 g/升以上的二氧化矽的微粒子,不僅將光學膜的濁度保持為低值,而且降低摩擦係數的效果大,因此特佳。
本發明中為了獲得具有二次平均粒徑小的粒子的光學膜,而在製備微粒子的分散液時考慮幾種方法。例如有如下方法:預先製成將溶劑與微粒子攪拌混合而成的微粒子分散液,將該微粒子分散液添加於另外準備的少量溶液中,攪拌溶解,進而與主要的摻雜液混合。該方法就二氧化矽微粒子的分散性良好,二氧化矽微粒子難以進而再凝聚的方面而言為較佳的製備方法。除此以外還有如下方法:於溶劑中添加少量的纖維素酯,攪拌溶解後,向其中添加微粒子,以分散機進行分散而將其製成微粒子添加液,然後利用管道混合器(inline mixer)將該微粒子添加液與摻雜液充分混合。本發明並不限定於這些方法,但將二氧化矽微粒子與溶劑等混合而分散時的二氧化矽的濃度較佳為5質量%~30質量%,尤佳為10質量%~25質量%,最佳為15質量%~20質量%。分散濃度高者相對於添加量的液濁度降低,霧度、凝聚物良化,因此較佳。
最終的摻雜劑溶液中的消光劑的添加量在膜的霧度所容許的範圍內較佳為多,較佳為每1 m2為0.01 g~1.0 g,尤佳為0.03 g~0.3 g,最佳為0.08 g~0.16 g。另外,在醯化纖維素膜是利用例如共流延之類的製膜方法,由多層形成的情況下,較佳為不添加至內層,而是僅添加於表層側,該情況下,相對於表層用摻雜劑中所含的固體成分,表層的消光劑的添加量較佳為0.001質量%~1.0質量%,更佳為0.005質量%~0.5質量%,尤佳為0.01質量%~0.3質量%,最佳為0.02質量%~0.1質量%。
分散時使用的溶劑較佳為低級醇類,可列舉甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等。低級醇以外的溶劑並無特別限定,較佳為使用醯化纖維素的製膜時使用的溶劑。
[其他添加劑]
除了上述具有重複單元的化合物、延遲調整劑、消光粒子以外,本發明的光學膜中可添加多種添加劑(例如塑化劑、紫外線吸收劑、劣化防止劑、剝離劑、紅外線吸收劑、波長分散調整劑等),這些添加劑可以是固體,也可以是油狀物。即,對其熔點或沸點並無特別限定。例如為20℃以下及20℃以上的紫外線吸收材料的混合、或同樣的塑化劑混合等,例如記載於日本專利特開2001-151901號等中。進而另外,紅外吸收染料例如記載於日本專利特開2001-194522號中。另外其添加的時期可在摻雜劑製作步驟中任一時期添加,也可以在摻雜劑製備步驟的最後的製備步驟中添加加入添加劑來製備的步驟來進行。進而另外,各原材
料的添加量只要發揮功能,則並無特別限定。另外,在光學膜包含多層的情況下,各層的添加物的種類或添加量也可以不同。例如記載於日本專利特開2001-151902號等中,這些是先前已知的技術。關於這些添加物的詳情,較佳為使用《發明協會公開技報》(公技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)中第16頁~第22頁所詳細記載的原材料。
[添加劑的總含量]
本發明的光學膜中,在除了上述具有重複單元的化合物以外還添加其他添加劑的情況下,相對於醯化纖維素,添加劑的總含量(Ct)較佳為2質量%以上且小於30質量%,更佳為5質量%~25質量%,尤佳為6質量%~20質量%。
[光學膜的製造方法]
(摻雜劑溶液的有機溶劑)
本發明中,較佳為利用溶劑澆鑄法來製造包含纖維素酯的膜,更佳為使用將包含纖維素酯的聚合物溶解於有機溶劑中而成的溶液(摻雜劑)來製造膜。作為本發明的主溶劑而較佳使用的有機溶劑只要是包含纖維素酯的聚合物可溶解的溶劑,則並無特別限定,較佳為選自碳原子數為3~12的酯、酮、醚、以及碳原子數為1~7的鹵化烴中的溶劑。酯、酮以及醚可具有環狀結構。具有酯、酮以及醚的官能基(即-O-、-CO-以及-COO-)中的任意兩個以上的化合物也可以用作主溶劑,例如可具有醇性羥基之類的其他官能基。
以上對於本發明的光學膜而言,可將氯系的鹵化烴作為主溶劑,也可以如《發明協會公開技報》2001-1745(第12頁~第16頁)中所記載般,將非氯系溶劑作為主溶劑,對本發明的光學膜並無特別限定。
此外,本發明的摻雜劑溶液以及膜的溶劑,包括其溶解方法也揭示於以下的專利中,為較佳的實施方式。這些溶劑例如記載於:日本專利特開2000-95876、日本專利特開平12-95877、日本專利特開平10-324774、日本專利特開平8-152514、日本專利特開平10-330538、日本專利特開平9-95538、日本專利特開平9-95557、日本專利特開平10-235664、日本專利特開平12-63534、日本專利特開平11-21379、日本專利特開平10-182853、日本專利特開平10-278056、日本專利特開平10-279702、日本專利特開平10-323853、日本專利特開平10-237186、日本專利特開平11-60807、日本專利特開平11-152342、日本專利特開平11--292988、日本專利特開平11-60752等中。依據這些專利,不僅是對本發明的纖維素酯而言較佳的溶劑,而且關於其溶液物性或所共存的共存物質也有記載,在本發明中也是較佳的實施方式。
(溶解步驟)
本發明的摻雜劑溶液的製備對其溶解方法並無特別限定,可為室溫下,進而利用冷卻溶解法或者高溫溶解方法,以及這些方法的組合來實施。關於本發明中的摻雜劑溶液的製備、進而伴隨溶解步驟的溶液濃縮、過濾的各步驟,較佳為使用《發明
協會公開技報》(公技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)中第22頁~第25頁所詳細記載的製造步驟。
(流延、乾燥、捲取步驟)
以下,對本發明的使用摻雜劑溶液的膜的製造方法進行說明。製造本發明光學膜的方法以及設備可使用先前提供給三乙酸纖維素膜製造的溶液流延製膜方法以及溶液流延製膜裝置。將由溶解機(釜)製備的摻雜劑溶液暫時儲存於儲存釜中,將摻雜劑中所含的泡進行脫泡而最終製備。將摻雜劑自摻雜劑排出口,例如透過可利用轉速來高精度地定量送液的加壓型定量齒輪泵而輸送至加壓型模具中,將摻雜劑自加壓型模具的模嘴(狹縫)均勻流延於迴圈走行的流延部的金屬支援體上,在金屬支援體大致環繞一周的剝離點,將半乾的摻雜膜(也稱為網)自金屬支援體上剝離。將所得的網的兩端以夾具夾持,一邊保持寬度一邊以拉幅機搬送並乾燥,繼而將所得的膜從夾具上取下,利用加熱裝置內的輥組群來機械地搬送,以捲取機來捲取為規定的長度而成為卷狀。拉幅機與輥組群的乾燥裝置的組合根據其目的而改變。其他實施方式可採用如下方法等利用溶劑澆鑄法來製膜的多種方法:將上述金屬支援體作為經冷卻至5℃以下的滾筒(drum),於滾筒上使自模具擠出的摻雜劑凝膠化,然後在約環繞1周的時刻剝取,以針狀的拉幅機一邊延伸一邊搬送,進行乾燥。
本發明的光學膜較佳為具有一定以上的寬度,因此較佳為在製膜過程(具體而言為拉幅機區域)中在寬度方向上延伸。
另一方面,為了抑制膜的尺寸變化率,重要的是不積存殘留應變,因此,較佳為在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為3質量%~250質量%的狀態下,將該光學膜在寬度方向上延伸。若在殘留溶劑量非常多的狀態下延伸,則如纖維素酯般,在包含具有後述結晶溫度的聚合物的網中,也能夠抑制伴隨延伸的結晶化,優先產生聚合物的緩和,因此可不積存殘留應變而擴大寬度。相對於網的總固體成分,該殘留溶劑量較佳為5質量%~150質量%,更佳為7質量%~100質量%,尤佳為10質量%~70質量%。為了達成這種殘留溶劑量,例如有效的是減弱乾燥風,或降低金屬支援體溫度,或提高製膜速度,或增加膜厚,或以後述方式進行共流延。
而且,在以這種殘留溶劑量進行延伸後的步驟中,隨著殘留溶劑量的下降,聚合物的緩和速度變慢,因此為了不積存殘留應變,重要的是不對網施加張力。因此,該步驟中重要的是使拉幅機寬度縮幅,較佳為縮幅0.5%以上,較佳為0.7%~50%,更佳為1.0%~20%,尤佳為1.5%~10%,另外尤佳為2%~5%。若縮幅率過大,則存在網上產生皺褶,或者自拉幅機上卸載的情況,因此更佳為50%以下。
另外,關於拉幅機寬度的縮幅方法,也可以應用以下所述的見解。即,將拉幅機寬度的縮幅率(Wt)與網的自由收縮率(Ww)之比(Wt/Ww)調整為適當範圍的見解,將該比設為0.7~1.3,較佳為0.8~1.2,更佳為0.9~1.1,尤佳為0.95~1.0。此
外,網的自由收縮率可透過離線(offline)實驗(觀察實際的自由收縮量)來估算。
以下,較佳為在網的殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為0.01質量%~30質量%的狀態下,自(Tg-20)℃~(Tc+20)℃的範圍中加熱至所設定的溫度(T1)。該T1較佳為(Tg-10)℃~Tc℃,更佳為Tg℃~(Tc-5)℃,尤佳為(Tg+5)℃~(Tc-10)℃。該步驟中,透過加熱來促進熱緩和,使膜的尺寸變化率降低,但若溫度過高,則當從傾斜方向觀察液晶顯示裝置時可看到的圓形光不均的改良效果降低,視情況而存在添加劑滲出的情況,因此T1較佳為以上述方式設定。另外,本發明的膜中,為了兼具透過加熱的熱緩和與生產性,加熱時間較佳為5秒~5,000秒,更佳為20秒~3,000秒,尤佳為30秒~1,000秒。
接著,網被冷卻,自拉幅機上卸載網(膜)。該冷卻步驟中,與上述加熱步驟相比更加容易積存殘留應變,根據拉幅機寬度的設定,尤其是與搬送方向正交的方向的尺寸變化率容易變化,該步驟中的拉幅機寬度較佳為滿足包含上述Wt及Ww的範圍。另外,自拉幅機上卸載膜以後的步驟中,為了抑制膜搬送方向的尺寸變化率的惡化、降低光不均改良效果、或預防添加劑滲出,故而較佳在比直至拉幅機區域為止所經歷的最高加熱溫度低的溫度下搬送。
此外,本發明的光學膜的製造方法中,為了調整網中的殘留溶劑量,較佳為利用共流延法來流延,較佳為透過將固體成
分濃度不同的至少兩種以上的摻雜劑,同時或者逐次自模具的模嘴中擠出,來進行多層的流延。特別是於經冷卻的金屬支援體上擠出摻雜劑,使其凝膠化而剝取的製膜方法中,由於需要一定以上的網強度,故而較佳為使固體成分濃度上升。另一方面,為了降低膜的尺寸變化率,特別是於包含大量添加劑的網中,較佳為在殘留溶劑量更多(固體成分濃度低)的狀態下搬送至拉幅機內。使上述兩者並存的方法有效的是如下方法:將固體成分濃度不同的層共流延,以高濃度的層來確保網強度,以低濃度的層來確保固體成分濃度。因此,形成固體成分濃度高的層的摻雜劑溶液的濃度、與形成其他層的摻雜劑溶液的固體成分濃度的濃度差較佳為1質量%以上,更佳為2質量%~20質量%,尤佳為3質量%~10質量%。固體成分濃度差的上限並無特別限制,若超過20質量%,則有膜的面狀惡化的情況,因此更佳為20質量%以下。另外,進而較佳為透過調整各層的厚度來調整固體成分濃度。
此外,在進行共流延的情況下,例如可使用容易調整層數的給料套管(feed block)法、或各層的厚度精度優異的多歧管(multi-manifold)法,本發明中,可更佳使用給料套管法。
本發明的光學膜的主要用途,即用於作為電子顯示器用光學構件的功能性偏光板保護膜或鹵化銀攝影感光材料的溶液流延製膜方法中,除了溶液流延製膜裝置以外,為了對底塗層、抗靜電層、防光暈(halation)層、保護層等膜進行表面加工,常附加塗佈裝置。關於這些裝置,詳細記載於《發明協會公開技報》(公
技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)中第25頁~第30頁,分類為流延(包括共流延)、金屬支援體、乾燥、剝離等,本發明中可較佳使用。
在除了主流以外,分別積層於兩面而形成3層結構的膜的情況下,將由主流形成的層稱為中間層,將支持體面側的層稱為支持體面,且將相反側的面稱為空氣面。
支持體面側層、空氣面側層的添加劑量較佳為比中間層的添加劑量少。更佳為0.1 phr~20 phr,尤佳為0.5 phr~15 phr,最佳為1 phr~10phr。此處,“phr”表示相對於纖維素酯的添加劑的含量(質量%)。
支持體面、以及空氣面側的層厚較佳為0.5 μm~30 μm,更佳為1 μm~20 μm,尤佳為3 μm~15 μm。
[熱處理步驟]
本發明的光學膜的製造方法中,視需要也可以應用將上述光學膜進一步進行熱處理的步驟。此時,在透過利用加熱裝置內的輥組群來搬送的滾輪搬送而進行膜搬送的情況下,加熱裝置內的溫度(T3)較佳為(Tg-20)℃~(Tc+20)℃的範圍。該T3較佳為(Tg-10)℃~Tc℃,更佳為Tg℃~(Tc-5)℃,尤佳為(Tg+5)℃~(Tc-10)℃。其中,滿足本發明的添加量與膜厚的關係的膜中,若在不使對搬送方向施加的張力充分下降的狀態下於T3的溫度下進行處理,則導致使上述膜的尺寸變化率惡化,因此在這種情況下,該T3較佳為(Tg-20)℃~(Tc-10)℃,更佳為(Tg-15)
℃~(Tc-20)℃,尤佳為(Tg-10)℃~(Tc-25)℃。
另外,在轉移至繼而實施的冷卻步驟的過程中異常地產生與對搬送方向施加的張力相關聯的上述膜的尺寸變化率的惡化,因此在難以使滾輪(roller)搬送區域整體的張力降低的情況下,較佳為使該過程中的搬送張力部分性地下降。該情況下,可透過使用如軋輥(nip roll)或吸輥(suction roll)之類的裝置,部分性地使搬送速度下降來使張力下降,也可以透過使用通常的平整輥(pass roll)、調整膜的包角(wrap angle)來使保持力上升,部分性地使搬送速度下降,由此使張力下降。此外,冷卻後的溫度(T4)並無特別限制,但較佳為10℃~(Tg-20)℃。
熱處理步驟的效果並無特別限定,但認為可透過設為根據膜的種類來控制溫度及張力的熱處理,而使所含的纖維素酯分子的配向或結晶化變化,例如可降低膜上殘留的溶劑量,或使濕度膨脹係數變化。
[膜的厚度]
本發明的光學膜的厚度較佳為5 μm~120 μm,尤佳為5 μm~90 μm,特佳為5 μm~80 μm。另外,在使用上述光學膜來作為貼合於液晶面板上的偏光元件保護膜的情況下,為了改良光不均,較佳為5 μm~80 μm,更佳為5 μm~65 μm,特佳為35 μm~50 μm。進而,若在該範圍內,則可減小伴隨溫濕度變化的面板翹曲。
[膜的霧度]
本發明的光學膜的霧度較佳為小,較佳為0.01%~2.0%。更佳為1.0%以下,尤佳為0.5%以下。但,即便是高於這些較佳範圍的霧度值,也由於由表面形狀引起的表面霧度成分占支配地位,故而例如若使用黏接劑而與偏光膜黏接,或者塗佈黏著劑,而使表面形狀變化,則本發明的膜的霧度消失,對液晶顯示裝置的顯示特性並無影響。霧度的測定可在25℃、60%RH下使用霧度計(HGM-2DP,須賀(Suga)試驗機)等,依據JIS K-6714來測定本發明的光學膜試樣40 mm×80 mm。
[玻璃轉移溫度(Tg)及結晶溫度(Tc)]
本發明中所謂玻璃轉移溫度(Tg),是指構成本發明的網或膜的聚合物的運動性大幅度變化的邊界溫度。本發明中,在25℃、10%RH下於示差掃描熱量測定裝置(differential scanning calorimeter,DSC)的密閉型測定盤中放入網或膜20 mg,將其於氮氣流中以10℃/分鐘自-100℃升溫至230℃,將基線自低溫側開始偏離的溫度設為Tg,進而繼續升溫,將所觀測到的發熱波峰的開始溫度設為Tc。
[分光特性、分光穿透率]
對於光學膜的試樣13 mm×40 mm,可在25℃、60%RH下利用分光光度計“U-3210”{日立製作所(股)},測定波長300 nm~450 nm下的穿透率。傾斜幅度可在72%的波長-5%的波長下求出。極限波長可由(傾斜幅度/2)+5%的波長來表示,吸收端可由穿透率0.4%的波長來表示。由此,可對380 nm以及350 nm的
穿透率進行評價。
本發明的光學膜在用於面向偏光板的液晶單元的保護膜的對向側的情況下,較佳為利用上述方法來測定的波長380 nm下的分光穿透率為45%以上、95%以下,且波長350 nm下的分光穿透率為10%以下。
[膜的平衡含水率]
本發明的光學膜的含水率(平衡含水率)並無特別限定,在用作偏光板的保護膜時,為了不損及與聚乙烯醇等水溶性聚合物的黏接性,則不論膜厚如何,25℃、80%RH下的含水率較佳為0.1質量%~6質量%。更佳為1質量%~4.5質量%,特佳為2質量%~4質量%。若平衡含水率為6質量%以下,則當用作相位差膜的支持體時,不存在由延遲的濕度變化引起的依存性變得過大的情況,因此較佳。
含水率的測定法是利用水分測定器、試樣乾燥裝置“CA-03”以及“VA-05”{均由三菱化學(股)製造},以卡費法(Karl Fischer method)來測定本發明的光學膜試樣7 mm×35 mm。將水分量(g)除以試樣質量(g)而算出。
[膜的透濕度]
膜的透濕度是基於JIS Z-0208,在40℃、90%RH的條件下測定。本發明的光學膜的透濕度較佳為200 g/(m2.day)~3000 g/(m2.day),更佳為550 g/(m2.day)~2000 g/(m2.day),尤佳為600 g/(m2.day)~1500 g/(m2.day),特佳為650 g/(m2.day)
~1300 g/(m2.day)。若透濕度為該範圍,則可兼具偏光板加工性(加工速度、偏光板的捲曲)、及偏光板對濕度或者濕熱的耐久性,故而較佳。此外,若試驗環境成為高溫高濕側,或膜的厚度變薄,則膜的透濕度上升,例如,若為40℃、90%RH下的透濕度為500 g/(m2.day)的包含纖維素酯的膜,則25℃、90%RH下的透濕度成為250 g/(m2.day)。此外,在將本發明的光學膜用於影像顯示裝置的情況下,較佳為與偏光膜相比,更接近於液晶單元側而配置。
[聲波傳播速度(音速)]
本發明中聲波傳播速度達到最大的方向是將膜在25℃、相對濕度60%下調濕24小時後,使用配向性測定機(SST-2500:野村商事(股)製造),作為超聲波脈衝的縱波振盪的傳播速度達到最大的方向來求出。本發明中,彈性模數達到最大的方向、與聲波傳播速度達到最大的方向可看作大致平行。
[光彈性係數]
在使用本發明的光學膜作為偏光板保護膜的情況下,存在因由偏光元件的收縮引起的應力等而使雙折射(Re、Rth)變化的情況。這種伴隨應力的雙折射變化可作為光彈性係數來測定,但其範圍較佳為15×10-12 Pa-1以下(15 Br以下),更佳為-5×10-12 Pa-1~12×10-12 Pa-1,尤佳為-2×10-12 Pa-1~11×10-12 Pa-1。
[透過鹼皂化處理的膜表面的接觸角]
本發明的光學膜由於包含醯化纖維素,故而在用作偏光
板保護膜的情況下的表面處理的有效方法之一可列舉鹼皂化處理。該情況下,鹼皂化處理後的膜表面的接觸角較佳為55°以下。更佳為50°以下,尤佳為45°以下。
[表面處理]
光學膜可透過視情況進行表面處理,來達成光學膜與各功能層(例如底塗層以及背層)的黏接的提高。例如可使用輝光放電處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理、酸處理或者鹼處理。此處所謂的輝光放電處理,可以是在10-3 Torr~20 Torr的低壓氣體下產生的低溫等離子體處理,進而另外在大氣壓下的等離子體處理亦較佳。所謂等離子體激發性氣體,是指在如上所述的條件下經等離子體激發的氣體,可列舉:氬、氦、氖、氪、氙、氮、二氧化碳、四氟甲烷之類的氟里昂(freon)類以及它們的混合物等。關於這些氣體,詳情記載於《發明協會公開技報》(公技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)中第30頁~第32頁,本發明中可較佳使用。
[功能層]
本發明的光學膜根據其用途,例如用於光學用途及攝影感光材料。特佳為光學用途為液晶顯示裝置,尤佳為液晶顯示裝置為如下構成:配置有於兩片電極基板之間擔載液晶而成的液晶單元、配置於其兩側的兩片偏光元件,以及在該液晶單元與該偏光元件之間配置有至少一片光學補償片。這些液晶顯示裝置較佳為TN、IPS、鐵電液晶(Ferroelectric Liquid Crystal,FLC)、反鐵
電液晶(Anti-ferroelectric Liquid Crystal,AFLC)、光學補償彎曲(Optically Compensated Bend,OCB)、超扭轉向列(Super Twisted Nematic,STN)、電控雙折射(Electrically Controlled Birefringence,ECB)、VA以及混合配向向列(Hybrid Aligned Nematic,HAN)。
此時當在上述光學用途中使用本發明的光學膜時,實施賦予各種功能層的步驟。這些功能層例如為:抗靜電層、硬化樹脂層(透明硬塗層)、抗反射層、易黏接層、防眩層、光學補償層、配向層、液晶層等。這些功能層以及其材料可列舉:介面活性劑、潤滑劑、消光劑、抗靜電層、硬塗層等,詳細記載於《發明協會公開技報》(公技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)第32頁~第45頁,本發明中可較佳使用。
《相位差膜》
本發明的相位差膜含有至少一片本發明的光學膜。
另外,本發明的光學膜可用作相位差膜。此外,所謂“相位差膜”,是指通常用於液晶顯示裝置等的顯示裝置,且具有光學各向異性的光學材料,與相位差板、光學補償膜、光學補償片等含義相同。液晶顯示裝置中,相位差膜是出於提高顯示畫面的對比度,或者改善視角特性或色調的目的來使用。
透過使用本發明的光學膜,可自由控制延遲,可製作與偏光膜的密接性優異的相位差膜。
另外,也可以將本發明的光學膜積層多片,或者將本發
明的光學膜與本發明外的膜積層,來適當調整Re或Rth而用作相位差膜。膜的積層可使用黏著劑或黏接劑來實施。
另外,也可以視情況,將本發明的光學膜用作相位差膜的支持體,於其上設置包含液晶等的光學各向異性層而用作相位差膜。應用於本發明相位差膜的光學各向異性層例如可包含含有液晶性化合物的組合物,也可以包含具有雙折射的聚合物膜,還可以包含本發明的光學膜。
上述液晶性化合物較佳為圓盤型液晶性化合物或者棒狀液晶性化合物。
[圓盤型液晶性化合物]
本發明中可作為上述液晶性化合物來使用的圓盤型液晶性化合物的例子中包括多種文獻(例如:迪斯多蘭(C.Destrade)等人的《分子晶體與液晶》(Molecular Crystals and Liquid Crystals,Mol.Cryst.Liq.Cryst.)第71卷第111頁(1981);日本化學會編的季刊化學總論第22期,液晶化學第5章、第10章第2節(1994);科隆(B.Kohne)等人的應用化學學會化學通訊(Angewandte Chemical Society,Chemical Communications,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.)第1794頁(1985);張(J.Zhang)等人的美國化學會志(Journal of the American Chemical Society,J.Am.Chem.Soc.)第116卷第2655頁(1994))中記載的化合物。
上述光學各向異性層中,圓盤型液晶性分子較佳為以配向狀態來固定,最佳為透過聚合反應來固定。另外,關於圓盤型
液晶性分子的聚合,日本專利特開平8-27284公報中有記載。為了透過聚合來固定圓盤型液晶性分子,必須使聚合性基作為取代基而結合於圓盤型液晶性分子的圓盤狀芯上。其中,若使聚合性基直接結合於圓盤狀芯上,則在聚合反應中難以保持配向狀態。因此,在圓盤狀芯與聚合性基之間導入連結基。關於具有聚合性基的圓盤型液晶性分子,公開於日本專利特開2001-4387號公報中。
[棒狀液晶性化合物]
本發明中可作為上述液晶性化合物來使用的棒狀液晶性化合物的例子中包含:次甲基偶氮(azomethine)類、氧偶氮基(azoxy)類、氰基聯苯(cyanobiphenyl)類、氰基苯酯類、苯甲酸酯類、環己烷羧酸苯酯類、氰基苯基環己烷類、經氰基取代的苯基嘧啶類、經烷氧基取代的苯基嘧啶類、苯基二噁烷類、二苯乙炔(tolane)類以及烯基環己基苯甲腈類。另外,上述棒狀液晶性化合物不僅可使用如上所述的低分子液晶性化合物,而且也可以使用高分子液晶性化合物。
上述光學各向異性層中,棒狀液晶性分子較佳為在配向狀態下固定,最佳為透過聚合反應來固定。本發明中可使用的聚合性棒狀液晶性化合物的例子包含例如以下文獻中記載的化合物:《大分子化學》(Macromolecular Chemistry,Makromol.Chem.)第190卷第2255頁(1989年),《先進材料》(Advanced Materials)第5卷第107頁(1993年),美國專利第4,683,327號說明書、美國專利第5,622,648號說明書、美國專利第5,770,107號說明書、
國際公開第95/22586號小冊子、國際公開第95/24455號小冊子、國際公開第97/00600號小冊子、國際公開第98/23580號小冊子、國際公開第98/52905號小冊子、日本專利特開平1-272551號公報、日本專利特開平6-16616號公報、日本專利特開平7-110469號公報、日本專利特開平11-80081號公報、以及日本專利特開2001-328973號公報等。
《偏光板》
本發明的偏光板含有至少一片本發明的光學膜或者本發明的相位差膜。
本發明的光學膜或者相位差膜可用作偏光板(本發明的偏光板)的保護膜。本發明的偏光板包括偏光膜與用於保護其兩面的兩片偏光板保護膜(光學膜),本發明的光學膜或者相位差膜特佳為用作其中至少一片偏光板保護膜。
在將本發明的光學膜用作上述偏光板保護膜的情況下,較佳為對本發明的光學膜預先實施上述表面處理(也記載於日本專利特開平6-94915號公報、日本專利特開平6-118232號公報中)而親水化,較佳為實施例如輝光放電處理、電暈放電處理、或者鹼皂化處理等。上述表面處理最佳為使用鹼皂化處理。
另外,上述偏光膜可使用例如將聚乙烯醇膜浸漬於碘溶液中而延伸的膜等。在使用將聚乙烯醇膜浸漬於碘溶液中而延伸的偏光膜的情況下,可使用黏接劑而於偏光膜的兩面直接貼合本發明的光學膜的表面處理面。本發明的製造方法中,較佳為如上所述,上述光學膜與偏光膜直接貼合。上述黏接劑可使用聚乙烯醇或者聚乙烯基縮醛(例如聚乙烯基丁醛)的水溶液、或乙烯基
系聚合物(例如聚丙烯酸丁酯)的乳膠。特佳的黏接劑為完全皂化聚乙烯醇的水溶液。
偏光膜與作為保護膜的光學膜的貼合步驟中,保護膜發揮抑制伴隨加熱的偏光膜的收縮的作用,但若2片保護膜彼此的尺寸變化產生差,則於偏光板上產生捲曲。該尺寸變化的差的原因可列舉保護膜的尺寸變化率、彈性模數或膜厚的差異,尤其是與無法施加張力的搬送方向正交的方向的捲曲成為影響偏光板加工性的重要因素。因此,在本發明的光學膜中彈性模數達到最大的方向與搬送方向一致的情況下,較佳為使與其正交的方向的尺寸變化率下降,在本發明的光學膜中彈性模數達到最大的方向為與搬送方向正交的方向的情況下,較佳為使該方向的尺寸變化率下降。另外,作為抑制偏光膜的收縮本身而使捲曲降低的方法,使偏光板貼合後的乾燥區域中的加熱溫度下降也有效。
另外,滿足本發明中的添加量與膜厚的關係(Ct/d≧0.375)的膜與現有的纖維素酯系膜相比較,存在光不均改良效果優異,但拉伸剛性下降的傾向,因此存在抑制偏光膜的收縮的作用下降的傾向。隨之,偏光板的尺寸變化率也變大,因此容易產生在偏光板的吸收軸方向貫穿的同心圓條紋狀的面狀故障、或在偏光膜與光學膜的介面附近產生剝落(黏接不良)。對此,本發明中,可透過將膜的尺寸變化率設為3%以下來抑制這些故障。
通常,液晶顯示裝置在兩片偏光板之間設置有液晶單元,因此具有4片偏光板保護膜。本發明的光學膜可用於4片偏光板保護膜的任一片,本發明的光學膜可特別有利地用作配置於液晶顯示裝置中的偏光膜與液晶層(液晶單元)之間的保護膜。
另外,夾持上述偏光膜而配置於本發明光學膜的相反側的保護膜上,可設置透明硬塗層、防眩層、抗反射層等,特佳為用作液晶顯示裝置的顯示側最表面的偏光板保護膜。
偏光板包含偏光元件以及保護其兩面的保護膜,進而在該偏光板的其中一面貼合保護膜,且於相反面貼合隔離膜來構成。保護膜以及隔離膜是出於在偏光板出貨時、製品檢查時等保護偏光板的目的來使用。該情況下,保護膜是出於保護偏光板的表面的目的來貼合,用於與將偏光板貼合於液晶板上的面相反的面側。另外,隔離膜是出於覆蓋貼合於液晶板上的黏接層的目的來使用,用於將偏光板貼合於液晶板上的面側。
液晶顯示裝置中,通常在2片偏光板之間配置有包含液晶的基板,應用本發明光學膜的偏光板保護膜不論配置於哪一部位,均獲得優異的顯示性。特別是在液晶顯示裝置的顯示側最表面的偏光板保護膜上,設置有透明硬塗層、防眩層、抗反射層等,因此特佳為將該偏光板保護膜用於該部分。
《液晶顯示裝置》
本發明的光學膜、相位差膜以及偏光板可用於多種顯示模式的液晶顯示裝置中。以下對使用這些膜的各液晶模式進行說明。這些模式中,本發明的光學膜、相位差膜以及偏光板可在所有模式中較佳使用,但特佳為用於VA模式以及IPS模式的液晶顯示裝置。這些液晶顯示裝置可以是穿透型、反射型以及半穿透型的任一種。
(TN型液晶顯示裝置)
本發明的光學膜較佳為用作具有TN模式的液晶單元的
TN型液晶顯示裝置的相位差膜的支援體。關於TN模式的液晶單元及TN型液晶顯示裝置,早已為人所熟知。關於TN型液晶顯示裝置中使用的相位差膜,除了日本專利特開平3-9325號、日本專利特開平6-148429號、日本專利特開平8-50206號以及日本專利特開平9-26572號的各公報以外,森(Mori)等人的論文(《日本應用物理學雜誌》(Japanese Journal of Applied Physics,Jpn.J.Appl.Phys.)第36卷(1997)第143頁、或《日本應用物理學雜誌》第36卷(1997)第1068頁)中有記載。
(STN型液晶顯示裝置)
本發明的光學膜可用作具有STN模式的液晶單元的STN型液晶顯示裝置的相位差膜的支援體。通常在STN型液晶顯示裝置中,液晶單元中的棒狀液晶性分子在90度~360度的範圍內扭轉,棒狀液晶性分子的折射率各向異性(△n)與單元間隙(d)的積(△nd)在300 nm~1500 nm的範圍內。關於STN型液晶顯示裝置中使用的相位差膜,在日本專利特開2000-105316號公報中有記載。
(VA型液晶顯示裝置)
本發明的光學膜特別有利地用作具有VA模式的液晶單元的VA型液晶顯示裝置的相位差膜或相位差膜的支持體。VA型液晶顯示裝置可為例如日本專利特開平10-123576號公報中記載的經配向分割的方式。這些實施方式中,使用本發明光學膜的偏光板有助於視角擴大、對比度的良化。
(IPS型液晶顯示裝置以及ECB型液晶顯示裝置)
本發明的光學膜特別有利地用作具有IPS模式以及ECB
模式的液晶單元的IPS型液晶顯示裝置以及ECB型液晶顯示裝置的相位差膜或相位差膜的支持體、或者偏光板的保護膜。這些模式為在黑顯示時液晶材料配置為大致平行的實施方式,在不施加電壓的狀態下使液晶分子相對於基板面而平行配向,進行黑顯示。這些實施方式中,使用本發明光學膜的偏光板有助於視角擴大、對比度的良化。
另外,較佳為| Rth |<25,進而在450 nm~650 nm的區域,Rth為0 nm以下時,色調的變化小,特佳。
該實施方式中,液晶單元的上下的上述偏光板的保護膜中,配置於液晶單元與偏光板之間的保護膜(單元側的保護膜)較佳為將使用本發明光學膜的偏光板用於液晶單元的上下。另外,尤佳為將光學各向異性層配置於單側,該光學各向異性層於偏光板的保護膜與液晶單元之間,將光學各向異性層的延遲的值設定為液晶層的△n.d的值的2倍以下。
(OCB型液晶顯示裝置以及HAN型液晶顯示裝置)
本發明的光學膜也有利地用於包含OCB模式的液晶單元的OCB型液晶顯示裝置或者包含HAN模式的液晶單元的HAN型液晶顯示裝置的相位差膜的支援體。OCB型液晶顯示裝置或者HAN型液晶顯示裝置中使用的相位差膜上,較佳為在相位差膜的面內以及法線方向均不存在延遲的絕對值達到最小的方向。OCB型液晶顯示裝置或者HAN型液晶顯示裝置中使用的相位差膜的光學性質也是由光學各向異性層的光學性質、支援體的光學性質以及光學各向異性層與支援體的配置來決定。關於OCB型液晶顯示
裝置或者HAN型液晶顯示裝置中使用的相位差膜,日本專利特開平9-197397號公報中有記載。另外,森(Mori)等人的論文(《日本應用物理學雜誌》第38卷(1999)第2837頁)中有記載。
(反射型液晶顯示裝置)
本發明的光學膜也有利地用作TN型、STN型、HAN型、賓主(Guest-Host,GH)型反射型液晶顯示裝置的相位差膜。這些顯示模式早已為人所熟知。關於TN型反射型液晶顯示裝置,日本專利特開平10-123478號、國際公開第98/48320號小冊子、日本專利第3022477號公報中有記載。關於反射型液晶顯示裝置中使用的相位差膜,國際公開第00/65384號小冊子中有記載。
(其他的液晶顯示裝置)
本發明的光學膜也有利地用於包含軸對稱配向微胞(Axially Symmetric Aligned Microcell,ASM)模式的液晶單元的ASM型液晶顯示裝置的相位差膜的支援體。ASM模式的液晶單元的特徵為:單元的厚度利用可調整位置的樹脂間隔件來維持。其他性質與TN模式的液晶單元相同。關於ASM模式的液晶單元與ASM型液晶顯示裝置,久米(Kume)等人的論文(久米等人的SID 98文摘(Digest)1089(1998))中有記載。
進而,本發明的光學膜也可以用作能夠顯示3D立體映射顯示的映射顯示面板中較佳使用的相位差膜、或相位差膜的支援體。具體而言,可於本發明的光學膜的整個面形成λ/4層,或者例如線狀交替地形成雙折射率不同的經圖案化的相位差層。本發
明的光學膜與現有的醯化纖維素膜相比較,相對於濕度變化的尺寸變化率小,因此可特佳用於後者。
(硬塗膜、防眩膜、抗反射膜)
本發明的光學膜可應用於硬塗膜、防眩膜、抗反射膜。出於提高液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、等離子體顯示器(Plasma Display Panel,PDP)、陰極射線管(Cathode-Ray Tube,CRT)、電致發光(electroluminescence,EL)等平板顯示器的可見性的目的,可於本發明的光學膜的單面或者兩面賦予硬塗層、防眩層、抗反射層的任一者或者全部。作為這種防眩膜、抗反射膜的較理想實施方式詳細記載於《發明協會公開技報》(公技編號2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)的第54頁~第57頁,可較佳使用本發明的光學膜。
(透明基板)
本發明的光學膜也可以使光學各向異性接近於零來製作,具有優異的透明性,且即便在濕熱環境下保持,延遲變化也小,因此也可以用作液晶顯示裝置的液晶單元玻璃基板的代替,即封入驅動液晶的透明基板。
封入液晶的透明基板必須是氣體阻隔性優異,因此可視需要在本發明的光學膜的表面設置氣體阻隔層。氣體阻隔層的形態或材質並無特別限定,考慮到以下方法:在本發明的光學膜的至少單面蒸鍍SiO2等,或者設置偏二氯乙烯系聚合物或乙烯醇系聚合物等氣體阻隔性相對而言較高的聚合物的塗佈層,或者將這
些無機層與有機層積層;可適當使用這些方法。
另外,為了作為封入液晶的透明基板來使用,可設置透過施加電壓來驅動液晶的透明電極。透明電極並無特別限定,可透過在本發明的光學膜的至少單面積層金屬膜、金屬氧化物膜等,來設置透明電極。其中就透明性、導電性、機械特性的方面而言,較佳為金屬氧化物膜,其中可較佳使用主要包含氧化錫,且包含2%~15%的氧化鋅的氧化銦的薄膜。這些技術的詳情例如公開於日本專利特開2001-125079或日本專利特開2000-227603等中。
[實施例]
以下列舉實施例,對本發明的特徵進一步進行具體說明。以下實施例所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等只要不脫離本發明的主旨,則可適當變更。因此,本發明的範圍並不透過以下所示的具體例來作限定性解釋。
《測定法》
首先,以下表示特性的測定法以及評價法。
[取代度]
醯化纖維素的醯基取代度是利用《碳水化合物研究》(Carbohydrate Research,Carbohydr.Res.)第273卷(1995)第83頁~第91頁(手塚他)中記載的方法,透過13C-NMR來求出。
[玻璃轉移溫度(Tg)]
透過製作改變殘留溶劑量的網,利用上述方法測定這些
網,來製作表示殘留溶劑量與Tg的關係的圖表,並讀取。
[結晶溫度(Tc)]
透過製作改變殘留溶劑量的網,利用上述方法測定這些網,來製作表示殘留溶劑量與Tc的關係的圖表,並讀取。
[網的自由收縮率]
作為殘留溶劑量變化的平方根來估算。
[尺寸變化率]
利用上述方法進行測定,將彈性模數達到最大的方向的尺寸變化率設為D1,且將與其正交的方向的尺寸變化率設為D2。
[延遲]
在長度方向上每100 m採樣膜的寬度方向5點(膜的中央部、端部(自兩端起分別為總寬度的5%的位置)、以及中央部與端部的中間部2點),取出5 cm×5 cm大小的樣品,依據上述方法來算出所評價的各點的平均值,分別算出Re、Rth、△Rth。
[光彈性係數]
自所製作的光學膜上切割出1 cm×5 cm的樣品,使用光譜橢偏儀(spectroscopic ellipsometer)(M-220,日本分光股份有限公司製造),一邊對樣品在25℃下施加應力,一邊測定膜面內的延遲值,根據延遲值與應力的函數的傾斜度來算出。
[拉伸彈性模數]
使用東洋鮑德溫(股)製造的萬能拉伸試驗機“STM T50BP”,在25℃、60RH%的環境中,以拉伸速度10%/分鐘測定
0.1%伸長及0.5%伸長下的應力,根據其傾斜度來求出拉伸彈性模數。
[含水率]
自所製的光學膜上切割出7 mm×35 mm的樣品,在25℃、相對濕度60%下調濕24小時後,利用水分測定器、試樣乾燥裝置“CA-03”以及“VA-05”{均由三菱化學(股)製造},以卡費法測定含水率。
《1》光學膜的製造與評價
本發明的光學膜是自以下所示的材料中選擇表1記載者來製造。
《用於製膜的原材料》
1]醯化纖維素
自下述醯化纖維素中選擇表1中記載者。各醯化纖維素
是加熱至120℃而乾燥,將含水率設為0.5質量%以下後使用。
.醯化纖維素A:
使用取代度為2.86的源自紙漿的乙酸纖維素粉體20質量份。醯化纖維素A的黏度平均聚合度為300,6位的乙醯基取代度為0.89,丙酮萃取份為7質量%,質量平均分子量/數量平均分子量比為2.3,含水率為0.2質量%,6質量%二氯甲烷溶液中的黏度為305 mPa.s,殘存乙酸量為0.1質量%以下,Ca含量為65 ppm,Mg含量為26 ppm,鐵含量為0.8 ppm,硫酸離子含量為18 ppm,黃色指數為1.9,遊離乙酸量為47 ppm。粉體的平均粒子尺寸為
1.5 mm,標準差為0.5 mm。
.醯化纖維素B:
使用取代度為2.87、黏度平均聚合度為310的源自棉絨(linter)的乙酸纖維素粉體20質量份。
.醯化纖維素C:
乙醯基取代度為1.90,丙醯基取代度為0.90,黏度平均聚合度為270的源自棉絨的乙酸丙酸纖維素粉體20質量份。
2]溶劑
後述(膜的製作A)以及(膜的製作C)中使用下述溶劑A,(膜的製作B)中使用下述溶劑B。各溶劑的含水率為0.2質量%以下,使用80質量份。
.溶劑A:二氯甲烷/甲醇/丁醇=81/18/1(質量比)
.溶劑B:二氯甲烷/甲醇=92/8(質量比)
3]添加劑
使用表1記載的添加劑。另外,於支持體面用摻雜劑、
以及空氣面用摻雜劑中另外添加下述添加劑M。其中,表1中,各添加劑的“質量份”表示將醯化纖維素設為100質量份時的質量份。此外,在以單層流延的膜的情況下,於膜整體中添加下述添加劑M。
(具有重複單元的化合物)
.A-1:乙二醇/己二酸(1/1莫耳比)的縮合物,數量平均分子量為1000,羥值為112 mgKOH/g
(其他添加劑)
.B-1:磷酸三苯酯/磷酸聯苯基二苯酯(2/1質量比)的混合物(塑化劑)
[化35]
.A:下述結構的化合物
[化36]
.B:下述化合物
.M:二氧化矽微粒子(粒子尺寸為20 nm,莫氏硬度(Mohs hardness)約為7)(0.02質量份)
4]溶解
於具有攪拌翼的4000升的不銹鋼製溶解槽中,投入上述溶劑以及添加劑,一邊攪拌、分散,一邊緩緩添加上述醯化纖維素。投入完畢後,於室溫下攪拌2小時,使其膨潤3小時後,再次實施攪拌,獲得醯化纖維素溶液。
此外,攪拌時使用以5 m/sec(剪切應力為5×104 kgf/m/sec2
[4.9×105 N/m/sec2])的周速進行攪拌的溶解器類型(dissolver type)的偏芯攪拌軸、以及於中心軸具有錨翼且以周速1 m/sec(剪切應力為1×104 kgf/m/sec2[9.8×104N/m/sec2])進行攪拌的攪拌軸。膨潤是停止高速攪拌軸,將具有錨翼的攪拌軸的周速設為0.5 m/sec來實施。
將膨潤的溶液自槽中,利用帶有護套(jacket)的配管加熱至50℃,進而透過1.2 MPa的加壓化來加熱至90℃,完全溶解。加熱時間為15分鐘。此時,曝露於高溫中的篩檢程式、外罩、以及配管是利用以哈氏合金(Hastelloy alloy)(注冊商標)製且耐蝕性優異者,使用使保溫加熱用的熱媒流通的護套者。
接著,將溫度降低至36℃,獲得醯化纖維素溶液。
使以上述方式獲得的濃縮前摻雜劑在80℃下於常壓的槽內進行閃蒸(flash),將所蒸發的溶劑以凝縮器回收分離。閃蒸後的摻雜劑的固體成分濃度成為23.5質量%~26.0質量%。此外,經凝縮的溶劑為了作為製備步驟的溶劑來再利用,而返回至回收步驟中(回收是透過蒸餾步驟與脫水步驟等來實施)。閃蒸槽中,透過使在中心軸上具有錨翼的軸以周速0.5 m/sec旋轉,進行攪拌來進行脫泡。槽內的摻雜劑的溫度為25℃,槽內的平均滯留時間為50分鐘。
5]過濾
接著,透過對摻雜劑進行弱的超聲波照射來實施消泡。然後,在加壓至1.3 MPa的狀態下,使其透過最初標稱孔徑為10 μm
的燒結纖維金屬篩檢程式,然後同樣地透過10 μm的燒結纖維篩檢程式。各自的一次壓為1.4 MPa、1.1 MPa,二次壓為1.0 MPa、0.7 MPa。過濾後的摻雜劑溫度調整為36℃,儲存於2000 L的不銹鋼製儲存槽內。儲存槽中,透過使在中心軸上具有錨翼的軸以周速0.3 m/sec經常旋轉來攪拌。此外,當由濃縮前摻雜劑來製備摻雜劑時,摻雜劑接液部完全不產生腐蝕等問題。
(膜的製作A)
下述表中,膜1~膜14是以(膜的製作A)來製作。
1)流延步驟
接著,利用一次增壓用的齒輪泵,以高精度齒輪泵的一次側壓力成為0.8 MPa的方式,利用變頻馬達(inverter motor)進行回饋控制,來輸送儲存槽內的摻雜劑。高精度齒輪泵為體積效率為99.3%、噴出量的變動率為0.4%以下的性能。另外,噴出壓力為1.4 MPa。流延模具是使用如下裝置,該裝置裝備有寬度為2.1 m且調整為共流延用的給料套管,除了主流以外分別積層於兩面而可形成3層結構的膜。
此外,摻雜劑的送液通道是使用中間層用、支援體面用、空氣面用的3通道,各自的固體成分濃度是添加溶劑而下降,或者添加固體成分濃度高的溶液而上升,進行適當調整。另外,表1中,“支持體面”以及“空氣面”的項目記作“-”的膜的製作中,不使用共流延用的模具,而是使用用於以單層流延的模具來實施製膜。
而且,將流延寬度設為2000 mm,調整模具突出口的摻雜劑的流量來進行流延。由於將摻雜劑的溫度調整為36℃,故而在流延模具上設置護套,將供給至護套內的傳熱介質的入口溫度設為36℃。
模具、給料套管、配管全部在作業步驟中保溫在29℃。模具為衣架類型(coat hanger type)的模具,是使用厚度調整螺栓被設置為20 mm間距,且具備利用加熱螺栓的自動厚度調整機構的模具。該加熱螺栓也可以利用預先設定的程式,來設定符合高精度齒輪泵的送液量的分佈,具有也可以透過以設置於製膜步驟內的紅外線厚度計的分佈為基礎的調整程式來進行回饋控制的性能。去除流延邊緣部20 mm的膜上相距50 mm的任意2點的厚度差為1μm以內,利用寬度方向厚度的最小值,以最大的差成為2 μm/m以下方式進行調整。另外,在模具的一次側設置有用於減壓的腔室。該減壓腔室的減壓度是以在流延液珠的前後可施加1 Pa~5000 Pa的壓力差的方式形成,可根據流延速度來調整。此時,設定為液珠的長度成為2 mm~50 mm的壓力差。
2)流延模具
模具的材質是具有奧氏體(austenite)相與鐵氧體(ferrite)相的混合組成的2相系不銹鋼,且為熱膨脹率為2×10-6(℃-1)以下的原材料,使用在利用電解質水溶液的強制腐蝕試驗中具有與SUS316大致同等的耐腐蝕性的原材料。流延模具以及給料套管的接液面的精整精度以表面粗糙度計為1 μm以下,直線度在任一方
向上均為1 μm/m以下,狹縫的間隙可透過自動調整來調整為0.5 mm~3.5 mm。主膜的製造中,以0.7 mm實施。關於模唇前端的接液部的角部分,以R遍及狹縫全部寬度而成為50 μm以下的方式進行加工。模具內部的剪切速度為1(sec-1)~5000(sec-1)的範圍。
另外,在流延模具的模唇前端使用設置有硬化膜者。有碳化鎢(tungsten carbide,WC)、Al2O3、TiN、Cr2O3等,特佳為WC,本發明中使用利用噴鍍法而形成有WC塗層者。另外,將作為使摻雜劑可溶化的溶劑的混合溶劑(二氯甲烷/甲醇/丁醇(81/18/1質量份)),以單側0.5 ml/分鐘供給至液珠端部與狹縫的氣液介面。進而為了使減壓腔室的溫度保持一定,而安裝護套來供給經調整為35℃的傳熱介質。邊緣吸引風量是使用可在1 L/分鐘~100 L/分鐘的範圍內調整者,主膜的製造中在30 L/分鐘~40 L/分鐘的範圍內適當調整。
3)金屬支援體
自模具中擠出的摻雜劑是使用作為寬度為2.1 m且直徑為3 m的滾筒的鏡面不銹鋼支持體來作為支持體。表面進行鎳熔鑄(nickel casting)以及鍍硬鉻(hard chrome plating)。使用滾筒的表面粗糙度被研磨至0.01 μm以下,且50 μm以上的針孔完全沒有,10 μm~50 μm的針孔為1個/m2以下,10 μm以下的針孔為2個/m2以下的支援體。此時,滾筒的溫度設定為-5℃,以滾筒的周速度成為80 m/分鐘的方式設定滾筒的轉速,速度變動為2%以
下,位置變動為200 μm以下。
4)流延乾燥
接著,在配置於經設定為15℃的空間的滾筒上進行流延,並冷卻而凝膠化的摻雜劑於在滾筒上進行320°旋轉的時刻作為凝膠化膜(網)來剝取。此時的剝離張力為3 kgf/m,相對於支援體速度,剝取速度設定為106%。
5)拉幅機搬送、乾燥步驟條件
所剝取的網一邊以具有銷夾(pin clip)的拉幅機來固定兩端一邊在乾燥區域內搬送,利用乾燥風來乾燥約180秒。拉幅機的驅動是利用鏈條來進行,其鏈輪的速度變動為0.5%以下。另外,將拉幅機內分成4個區域(延伸區域、縮幅區域、加熱區域、冷卻區域),以使能夠獨立控制各個區域的乾燥風溫度。乾燥風的氣體組成設為-40℃的飽和氣體濃度。在拉幅機內一邊搬送一邊在寬度方向上進行擴幅或縮幅,來進行延伸。
基(base)端中以拉幅機固定的長度的比率設為70%。另外,以拉幅機夾具的溫度不超過50℃的方式一邊冷卻一邊搬送。在拉幅機部分蒸發的溶劑在-10℃的溫度下凝縮、液化而回收。將溶劑中所含的水分調整為0.5質量%以下來再使用。
而且,在30秒以內自拉幅機出口起進行兩端的切邊。利用NT型切割機來切割兩側50 mm的邊緣。拉幅機部在乾燥環境中的氧濃度保持為5 vol%。
此外,表2記載的殘留溶劑量是基於下述式,算出各區
域入口的殘留溶劑量而得的值。但在難以採樣的情況下,使用網的乾燥類比,來估算各區域入口的殘留溶劑量(相對於網的總固體成分的質量%)。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
[式中,M表示網(膜)的質量,N表示使網(膜)在110℃下乾燥3小時之時的質量。]
6)後乾燥步驟條件
將利用上述方法來獲得的切邊後的聚合物膜在滾輪搬送區域進一步乾燥。將滾輪搬送區域分成4個區域,以使能夠獨立控制各個區域的乾燥風溫度。此時,膜的滾輪搬送張力設為80 N/最終製品寬度,乾燥約10分鐘。該滾輪的包角度使用90度以及180度。該滾輪的材質為鋁製或者碳鋼製,對表面實施鍍硬鉻。滾輪的表面形狀是使用平坦者與透過噴射(blast)來進行消光化加工者。由滾輪的旋轉引起的振動全部為50 μm以下。另外,張力80 N/最終製品寬度下的滾輪撓曲是以成為0.5 mm以下的方式選定。
搬送中的膜靜電壓是以經常成為-3 kV~3 kV的範圍的方式在步驟中設置強制去靜電裝置(去靜電棒)。另外,在捲取部,為了使靜電成為-1.5 kV~1.5 kV,不僅設置去靜電棒,而且還設置離子風去靜電。
此外,表1中,使各實施例以及比較例的拉幅機區域(延伸區域、縮幅區域、加熱區域、冷卻區域)、以及後乾燥區域中的
各條件變化來製作尺寸變化率不同的膜。
下述表2中,“溫度”表示乾燥風的吹出口的溫度,“膜面溫度”表示以步驟內所設置的紅外線式溫度計進行計測而得的膜的溫度。“延伸倍率”表示當設為各區域入口的拉幅機寬度(W1)、出口的拉幅機寬度(W2)時,作為(W2-W1)/W1×100而算出的值。
下述表2中,除膜5~膜10以外的所有膜中,縮幅區域以及加熱區域中的拉幅機寬度是縮短至看到膜的情況且不鬆弛的程度來設定。另外,縮幅區域的縮幅率(Wt)與網的自由收縮率(Ww)之比(Wt/Ww)為0.7~1.3的範圍。
此外,縮幅率(Wt)是延伸倍率乘以-1而得的值(正負相反的值)。
7)後處理、捲取條件
乾燥後的聚合物膜冷卻至30℃以下來進行兩端切邊。切邊是將使膜端部開縫的裝置在膜的左右兩端部各設置2台(每單側的狹縫裝置數為2台),從而使膜端部開縫。其中,狹縫裝置包括圓盤狀的旋轉上刃、及卷狀的旋轉下刃,旋轉上刃的材質為超鋼鋼材,旋轉上刃的直徑為200 mm,以及切斷部位的刃的厚度為0.5 mm。卷狀的旋轉下刃的材質為超鋼鋼材,旋轉下刃的卷徑為100 mm。經開縫的膜剖面比較平滑,也沒有切割粉末。另外,上述膜的製膜中,搬送中的膜完全無破裂。進而,對膜的兩端進行滾花(knurling)。滾花是透過從單側進行壓紋加工來賦予,以滾
花的寬度為10 mm,且最大高度與平均厚度相比而言平均高出5 μm的方式來設定擠壓壓。如此獲得最終製品寬度為1500 mm的膜,利用捲取機來捲取。
捲取室保持為室內溫度25℃、濕度60%。卷芯的直徑為168 mm,形成捲繞開始張力為230 N/最終製品寬度,且捲繞結束成為190 N/最終製品寬度的張力圖案。捲取全長為3900 m。將捲取時的振盪週期設為400 m,將振盪寬度設為±5 mm。另外,將壓輥(roll)對於捲取卷(roll)的擠壓壓設定為50 N/最終製品寬度。此時,檢查卷外觀,作為“卷外觀 不久後”而示於表1。進而,將卷在25℃、相對濕度55%的儲存支架上保管1個月,實施同樣的檢查,作為“卷外觀 經時”而將結果示於表1。
(卷外觀)
檢查卷外觀,以如下基準進行評價。
A:無捲繞鬆弛、皺褶。
B:確認到少許的捲繞鬆弛、或者皺褶,但在實用上無問題。
C:捲繞鬆弛、或者皺褶嚴重,無法作為光學膜來應用。
此外,製成膜後,在作為金屬支援體的滾筒上完全未看到由摻雜劑形成的流延膜的剝落殘餘。
(膜的製作B)
下述表中,膜16~膜19是以(膜的製作B)來製作。
1)流延步驟
利用一次增壓用的齒輪泵,以高精度齒輪泵的一次側壓
力成為0.8 MPa的方式,利用變頻馬達進行回饋控制,來輸送儲存槽內的摻雜劑。高精度齒輪泵為體積效率為99.2%、噴出量的變動率為0.5%以下的性能。另外,噴出壓力為1.4 MPa。流延模具是使用如下裝置,該裝置裝備有寬度為1.8 m且調整為共流延用的給料套管,除了主流以外於兩面分別積層而可形成3層結構的膜。
此外,摻雜劑的送液通道是使用中間層用、支援體面用、空氣面用的3通道,各自的固體成分濃度是添加溶劑而下降,或者添加固體成分濃度高的溶液而上升,進行適當調整。另外,表1中,在“支持體面”以及“空氣面”的專案被記載為“-”的膜的製作中,不使用共流延用的模具,而是使用用於以單層流延的模具來實施製膜。
而且,將流延寬度設為1700 mm,調整模具突出口的摻雜劑的流量來進行流延。為了將摻雜劑的溫度調整為25℃,而於流延模具中設置護套,將供給至護套內的傳熱介質的入口溫度設為25℃。
模具、給料套管、配管全部在作業步驟中保溫為25℃。模具為衣架類型的模具,是使用厚度調整螺栓被設置為20 mm間距,且具備利用加熱螺栓的自動厚度調整機構的模具。該加熱螺栓也可以利用預先設定的程式,來設定符合高精度齒輪泵的送液量的分佈,具有也可以透過以設置於製膜步驟內的紅外線厚度計的分佈為基礎的調整程式來進行回饋控制的性能。去除流延邊緣部20 mm的膜中相距50 mm的任意2點的厚度差在1 μm以內,利用寬度方向厚度的最小值,以最大的差成為2 μm/m以下的方式進行調整。另外,在模具的一次側設置有用於減壓的腔室。該減
壓腔室的減壓度是以在流延液珠的前後可施加1 Pa~5000 Pa的壓力差的方式形成,可根據流延速度來調整。此時,設定為液珠的長度成為5 mm~50 mm的壓力差。
2)流延模具
模具的材質是具有奧氏體相與鐵氧體相的混合組成的2相系不銹鋼,且為熱膨脹率為2×10-5(℃-1)以下的原材料,使用在利用電解質水溶液的強制腐蝕試驗中具有與SUS316大致同等的耐腐蝕性的原材料。流延模具以及給料套管的接液面的精整精度以表面粗糙度計為1 μm以下,直線度在任一方向上均為1 μm/m以下,狹縫的間隙可透過自動調整來調整為0.5 mm~3.5 mm。主膜的製造中,以1.0 mm實施。關於模唇前端的接液部的角部分,以R遍及狹縫全部寬度而成為50 μm以下的方式進行加工。模具內部的剪切速度為1(sec-1)~5000(sec-1)的範圍。
另外,在流延模具的模唇前端使用設置有硬化膜者。有碳化鎢(WC)、Al2O3、TiN、Cr2O3等,特佳為WC,本發明中使用利用噴鍍法而形成有WC塗層者。另外,將作為使摻雜劑可溶化的溶劑的混合溶劑(二氯甲烷/甲醇(92/8質量份)),以單側0.5 ml/分鐘供給至液珠端部與狹縫的氣液介面。進而為了使減壓腔室的溫度保持一定,而安裝護套來供給經調整為35℃的傳熱介質。邊緣吸引風量是使用可在1 L/分鐘~100 L/分鐘的範圍內調整者,主膜的製造中在30 L/分鐘~40 L/分鐘的範圍內適當調整。
3)金屬支援體
自模具中擠出的摻雜劑是利用寬度為2.1 m且長度為70 m的不銹鋼製無端帶(endless band)來作為支持體。使用帶的厚
度為1.5 mm,表面粗糙度被研磨至0.05 μm以下,30 μm以上的針孔完全沒有,10 μm~30 μm的針孔為1個/m2以下,10 μm以下的針孔為2個/m2以下的支援體。帶是使用利用2個滾筒來驅動的類型,此時的帶的張力調整為1.5×104 kg/m,帶與滾筒的相對速度差成為0.01 m/分鐘以下。另外,帶驅動的速度變動為0.5%以下。另外,以1個旋轉的寬度方向的彎曲限制在1.5 mm以下的方式,於帶上檢測出兩端位置來控制。另外,與流延模具正下方的支持體表面的滾筒旋轉相伴的上下方向的位置變動設為200 μm以下。於該支持體上自模具中共流延3層的摻雜劑。流延部的滾筒是使用具有以冷卻支援體的方式在內部迴圈傳熱介質(冷媒)的設備者。另外,為了使另一滾筒供給用於乾燥的熱,可流通傳熱介質。各自的傳熱介質的溫度設為5℃(流延模具側)及40℃。流延之前的支援體中央部的表面溫度為15℃。兩端的溫度差為6℃以下。
4)流延乾燥
設置有上述流延模具以及支持體等的流延室的溫度保持為35℃。在帶上流延的摻雜劑是最初輸送平行流的乾燥風來乾燥。乾燥風的溫度是將帶上部的上流側設為135℃,將下流側設為140℃。另外,帶下部設為65℃。各自的氣體的飽和溫度均為-8℃附近。支持體上的乾燥環境中的氧濃度保持為5 vol%。此外,為了將氧濃度保持為5 vol%,將空氣以氮氣置換。另外,為了使流延室內的溶劑凝縮回收,而設置凝縮器(冷凝器),其出口溫度設定為-10℃。
流延後5秒,利用遮風裝置,以乾燥風不直接吹到摻雜劑的方式,將距離流延模具最近的靜壓變動抑制在±1 Pa以下。於
摻雜劑中的溶劑比率以乾量基準計達到150質量%的時刻,從流延支持體上作為膜而剝離。此時的剝離張力為10 kgf/m,相對於支援體速度,剝取速度(剝取輥牽引)是以在100.1%~105%的範圍內適當剝取的方式來設定。另外,所剝取的膜的表面溫度為15℃。支援體上的乾燥速度平均為180質量%乾量基準溶劑/分鐘。乾燥而產生的溶劑氣體被導入凝縮裝置中,在-10℃下液化,回收而作為進料用的溶劑來再利用。去除了溶劑的乾燥風再次加熱,作為乾燥風來再利用。此時,將溶劑中所含的水分量調整為0.5%以下來再使用。
將所剝取的膜以設置有多個滾輪的移動部來搬送。在移動部具備3個滾輪(roller),另外,移動部的溫度保持為40℃。以移動部的滾輪來搬送時,對膜賦予16 N~160 N的張力。
5)拉幅機搬送、乾燥步驟條件
所剝取的膜一邊以具有夾具的拉幅機來固定兩端一邊在拉幅機的乾燥區域內搬送,利用乾燥風來乾燥。對夾具供給20℃的傳熱介質來冷卻。拉幅機的驅動是以鏈條進行,其鏈輪的速度變動為0.5%以下。另外,將拉幅機內分成4個區域(延伸區域、縮幅區域、加熱區域、冷卻區域),以使能夠獨立控制各個區域的乾燥風溫度。乾燥風的氣體組成設為-10℃的飽和氣體濃度。拉幅機內的平均乾燥速度為120質量%(乾量基準溶劑)/分鐘。在拉幅機的出口,以膜內的殘留溶劑的量成為表中記載的值以下的方式來調整乾燥區域的條件。在拉幅機內一邊搬送,一邊也在寬度方向上進行延伸或縮幅。基端中以拉幅機固定的長度的比率設為90%。另外,一邊以拉幅機夾具的溫度不超過50℃的方式進行冷
卻一邊搬送。在拉幅機部分蒸發的溶劑在-10℃的溫度下凝縮、液化而回收。為了凝縮回收而設置凝縮器(冷凝器),其出口溫度設定為-8℃。將溶劑中所含的水分量調整為0.5質量%以下來再使用。
而且,在30秒以內自拉幅機出口起進行兩端的切邊。利用NT型切割機來切割兩側50 mm的邊緣,所切割的邊緣是利用切割吹送機對破碎機(crusher)送風,粉碎成平均80 mm2左右的碎片,收納於法蘭儲倉(flange silo)中。在法蘭儲倉內設置有溶劑濃度計,一直監控著法蘭儲倉內的溶劑濃度。若法蘭儲倉內的溶劑濃度超過作為爆炸下限值(lower explosive limit,LEL)的25體積%,則有爆炸的情況。然而,本製膜中,一直小於25體積%,完全不存在爆炸的可能性。該碎片再次作為製備用原料,與三乙酸纖維素薄片一起在進料步驟中作為原料來利用。拉幅機部的乾燥環境中的氧濃度保持在5 vol%。此外,為了使氧濃度保持在5 vol%,而將空氣以氮氣置換。在後乾燥步驟的滾輪搬送區域進行高溫乾燥之前,在被供給100℃乾燥風的預備乾燥區域對膜進行預備加熱。
6)後乾燥步驟條件
以與(膜的製作A)相同的方式實施。
7)後處理、捲取條件
以與(膜的製作A)相同的方式實施,進行卷的評價。
(膜的製作C)
膜厚為15 μm以下的膜(膜15)在上述(聚合物溶液的製備)欄中,依據上述5]過濾的步驟,將4]溶解的步驟的濃縮前摻雜劑進行過濾,將所得的摻雜劑以下述步驟進行製膜來製作。
1)流延步驟
將所得的摻雜劑在寬度為1 m且可共流延的流延模具中,分別輸送中間層用、支持體面用、空氣面用的摻雜劑,自流延模具中擠出3層構成的摻雜劑,於作為支持體的設定為15℃的玻璃板上流延。而且,輸送45℃的乾燥風,4分鐘後自支援體上剝取,固定於金屬框上,在100℃下乾燥5分鐘,進而在140℃下乾燥10分鐘後,冷卻至室溫,獲得3層構成的膜。
《2》偏光板的製作與評價
(偏光板的製作)
1]膜的皂化
將實施例以及比較例中製成的各膜以及Fujitac TD60UL(富士膠片(股)製造),在經調溫至37℃的4.5 mol/L的氫氧化鈉水溶液(皂化液)中浸漬1分鐘後,對膜進行水洗,然後,在0.05 mol/L的硫酸水溶液中浸漬30秒後,進而透過水洗浴。而且,將利用氣刀的控水重複3次,去掉水後,使其在70℃的乾燥區域滯留15秒來乾燥,製作經皂化處理的膜。
2]偏光膜的製作
依據日本專利特開2001-141926號公報的實施例1,對2對軋輥間賦予周速差,在長度方向上延伸,製備厚度為20 μm的偏光膜。
3]貼合
自以上述方式獲得的偏光膜、及上述經皂化處理的膜中選擇2片,以這些膜來夾持上述偏光膜後,將PVA(可樂麗(Kuraray)(股)製造,PVA-117H)3%水溶液作為黏接劑,以偏
光軸與膜的長度方向正交的方式以卷對卷(roll to roll)進行貼合來製成偏光板。其中,偏光膜的其中一片膜是設為將選自表1記載的膜組群中的1片皂化而成膜,另一片膜是設為富士達(Fujitac)TD60UL皂化而成的膜。
(偏光板的評價)
將所得的偏光板在螢光燈下下進行反射觀察,以目視來調查偏光板的剝落(透過目視確認是否在光學膜與偏光膜之間進入空氣來判斷剝落的有無)、以及在偏光板的吸收軸方向上伸長的同心圓條紋狀凹凸的有無。表1中,將未看到的情況記載為A,將稍微看到的情況(試驗者10人中看到的人數為1人~5人的情況)記載為B,將看到的情況(試驗者10人中看到的人數為6人以上的情況)記載為C。
[偏光度]
測定使所製作的2片偏光板與吸收軸平行來重疊的情況下的穿透率(Tp)以及使吸收軸正交來重疊的情況下的穿透率(Tc'),根據下述式來算出偏光度(P)。
偏光度P=((Tp-Tc')/(Tp+Tc'))0.5
1]初始偏光度
利用上述方法來算出上述偏光板的偏光度,結果所有偏光板的偏光度均為99.9%。
2]經時偏光度
將上述偏光板的表1記載的膜(上述實施例以及比較例中製作的膜)側以黏著劑貼合於玻璃板上,在60℃、相對濕度90%的條件下放置500小時,利用上述方法算出放置後的偏光度(經
時偏光度),結果所有偏光板的偏光度均為99.9%。
3]強制捲曲
調查將上述偏光板在80℃下加熱10分鐘時的捲曲,結果可確認,各實施例的偏光板根據尺寸變化率抑制捲曲。另一方面,使用比較例的膜9以及膜12的偏光板中產生嚴重的捲曲。
另外,使用尺寸變化率比較大的膜6、以及膜10的偏光板中,產生比較大的捲曲,捲曲的大小是膜厚度薄的膜6很顯著,但在經由黏著劑而貼合於玻璃板上後進行加熱的情況下,不會從玻璃板剝落,或者玻璃板的翹曲不會變得大於其他偏光板,因此在實用特性上無問題。
4]在液晶顯示裝置上的安裝評價
(在IPS型液晶顯示裝置上的安裝)
自市售的液晶電視(IPS模式的LED纖薄型42型液晶電視)中,剝取夾持液晶單元的一對偏光板中的背光側的偏光板,以表1記載的膜側配置於液晶單元側的方式,經由黏著劑,將上述所製作的偏光板再貼合於液晶單元上。確認重新組裝的液晶電視的顯示特性,確認從正面以及傾斜方向的亮度、色調,結果表現出與剝取偏光板之前同等的特性。另外,觀察從裝置正面觀察的情況下的黑顯示時的亮度不均,以如下基準進行評價(初始評價)。將評價結果示於表1。
(正面方向的光不均水準)
觀察從裝置正面觀察的情況下的黑顯示時的亮度不均,以如下基準進行評價。
A:在照度1001×的環境下完全未看到不均。
B:在照度1001×的環境下基本上未看到不均。
C:在照度1001×的環境下看到些微的不均。
D:在照度1001×的環境下看到明確的不均。
E:在照度3001×的環境下看到明確的不均。
進而,在50℃、相對濕度80%的環境下保持3天后,轉移至25℃、相對濕度60%的環境中,在黑顯示狀態下持續點亮,48小時後進行目視觀察,對光不均進行評價(強制評價)。將評價結果示於表1。
(正面方向的光不均水準)
觀察從裝置正面觀察的情況下的黑顯示時的亮度不均,以如下基準進行評價。
A:在照度1001×的環境下完全未看到不均。
B:在照度1001×的環境下基本上未看到不均。
C:在照度1001×的環境下看到些微的不均。
D:在照度1001×的環境下看到明確的不均。
E:在照度3001×的環境下看到明確的不均。
(傾斜方向方向的光不均水準)
觀察從裝置正面的方位角方向45度、極角方向70度下的黑顯示時的亮度不均、色調不均,以如下基準進行評價。
A:在照度1001×的環境下完全未看到不均。
B:在照度1001×的環境下基本上未看到不均。
C:在照度1001×的環境下看到些微的不均。
D:在照度1001×的環境下看到明確的不均。
E:下照度3001×的環境下看到明確的不均。
下述表1中,總量(Ct)為三層合計的含量,膜厚(d)為三層合計的總厚。
表1及表2中,所有的膜均作為霧度為0.5%以下的光學膜而較佳。而且,以共流延製作的膜與以單層製作的膜相比較,以共流延製作的膜存在霧度值更低的傾向。另外,除了將實施例17的醯化纖維素B替代為醯化纖維素C以外,以與實施例17完全相同的方式製作膜,結果可確認獲得本發明的效果。
如表1及表2所示的結果所明示,可知:在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率超過3%的比較例的膜7~膜9,其卷的經時後的外觀差,另外,使用上述膜7~膜9作為保護膜的偏光板產生同心圓條紋以及剝落,並且使用該偏光板的液晶顯示裝置產生從正面觀察時的光不均。還可知:不滿足Ct/d≧0.375的比較例的膜10的卷的經時後的外觀差,另外,使用該膜10的液晶顯示裝置產生從正面以及傾斜方向觀察時的光不均。另外可知:不滿足Ct<30的比較例的膜12的卷的經時後的外觀差,並且使用該膜12作為保護膜的偏光板產生同心圓條紋,並且使用該偏光板的液晶顯示裝置產生從正面觀察時的光不均。
另一方面可知,實施例的光學膜的卷的外觀優異,並且使用該實施例的光學膜作為保護膜的偏光板產生的同心圓條紋以及剝落少,而且將其組裝而成的液晶顯示裝置產生的從正面以及傾斜方向觀察時的光不均少。其中,關於膜15,由於不形成卷,故而未對卷外觀進行評價。
另外,將強制試驗不久後的液晶顯示裝置分解,對面板的翹曲的程度進行比較,結果,使用實施例的膜的液晶顯示裝置中,與使用比較例的膜的液晶顯示裝置相比較,可以目視確認到翹曲少,該傾向在使用厚度特別薄的膜的情況下顯著。
Claims (12)
- 一種光學膜,其包含1種或2種以上添加劑、以及纖維素酯,上述光學膜的特徵在於:上述添加劑的總含量Ct、膜厚d滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下;其中,尺寸變化率是將使光學膜在60℃、90%RH的條件下靜置了24小時的情況下的尺寸變化除以初始長度而得的值的絕對值。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學膜,其中,膜厚度為5 μm~80 μm。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學膜,其中,拉伸彈性模數為3.0 GPa以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學膜,其中,上述尺寸變化率是與膜的彈性模數達到最大的方向正交的方向上的尺寸變化率。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學膜,其中,上述光學膜為含有纖維素酯以及添加劑的層積層2層以上而成的膜。
- 一種偏光板,其至少包括如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學膜,並且上述偏光板的特徵在於:上述光學膜的彈性模數達到最大的方向與上述偏光板的吸收軸方向相互平行。
- 一種偏光板,其至少包括如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學膜,上述偏光板特徵在於:上述光學膜的彈性模數達到最大的方向與上述偏光板的吸收軸方向相互正交。
- 一種影像顯示裝置,其特徵在於:至少包括如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學膜。
- 一種光學膜的製造方法,上述光學膜包含1種或2種以上添加劑、以及纖維素酯,上述添加劑的總含量Ct、膜厚d滿足Ct<30、以及Ct/d≧0.375的關係,且在60℃、90%RH下處理了24小時的情況下的尺寸變化率為3%以下;上述光學膜的製造方法的特徵在於:在將至少包含上述添加劑、纖維素酯、以及殘留溶劑的網以拉幅機把持後,包括以下步驟:(A)在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為3質量%~250質量%的狀態下,將上述光學膜在寬度方向上延伸的步驟;(B)繼而使上述光學膜在寬度方向上縮幅的步驟;以及(C)在殘留溶劑量相對於網的總固體成分而為0.01質量%~30質量%的狀態下,在設定為Tg-20℃~Tc+20℃的範圍內的溫度T1下加熱5秒~5,000秒的步驟,其中,Tg表示網的玻璃轉移溫度,Tc表示網的結晶溫度。
- 如申請專利範圍第9項所述的光學膜的製造方法,其中,於上述(A)~(C)步驟之後, 包括(D)將網自拉幅機上卸下的步驟,並且(D)步驟以後的最高加熱溫度T2低於上述溫度T1。
- 如申請專利範圍第9項或第10項所述的光學膜的製造方法,其中,上述(B)步驟中的寬度的縮幅率為0.5%以上。
- 如申請專利範圍第9項或第10項所述的光學膜的製造方法,其中,上述(B)步驟中的寬度的縮幅率Wt與網的自由收縮率Ww之比Wt/Ww為0.7~1.3。
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