TW201910398A - 光學薄膜及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種光學薄膜,其係將包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少一面粗化而成之光學薄膜,其中在至少一面,最大高度Rz為150 nm以上且3000 nm以下,且算術平均粗糙度Ra為30 nm以上且1000 nm以下。前述光學薄膜,以其內部霧度為5%以下為佳。前述含脂環結構聚合物,以特定之嵌段共聚物氫化物〔E〕為佳。並一併揭示包含粗化工序之光學薄膜的製造方法。
Description
本發明係關於一種光學薄膜及其製造方法。
在液晶顯示裝置等顯示裝置中,設有偏光板、相位差板等各式各樣的光學元件。在此種光學元件之中有由薄膜所構成者。舉例而言,偏光板一般包含以聚乙烯醇等材料形成之薄膜狀的偏光件,與保護此種偏光件的保護薄膜。作為此種保護薄膜之例,已知有包含含脂環結構聚合物之樹脂的薄膜(參照專利文獻1~2)。包含含脂環結構聚合物之樹脂的薄膜,就機械性強度及光學特性的觀點而言,得有效作為在偏光板中之保護薄膜使用。
『專利文獻』 《專利文獻1》:日本專利公開第2007-245551號公報 《專利文獻2》:日本專利公開第2011-013378號公報
偏光板被要求在製造及使用顯示裝置時的環境中顯現耐久性。舉例而言,在製造顯示裝置時之重製的時候,以及在使用顯示裝置時偏光件收縮的時候等,有時會要求在偏光板中之保護薄膜的剝離強度要高。
然而,以往在將包含含脂環結構聚合物之樹脂的薄膜作為保護薄膜使用時,有時會有剝離強度不夠的情況。尤其,在保護薄膜係為歷經延伸之工序而製造的延伸薄膜之情況下,因該聚合物分子定向、分子間的纏結降低而產生在表層附近的內聚破壞,可能引發剝離強度不足。
因此,本發明之目的在於提供剝離強度高、可有效作為保護薄膜使用的光學薄膜及其製造方法。
為解決上述問題並達成目的而研究的結果,本發明人發現,藉由在「將包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少一面粗化而成」之光學薄膜的至少一面,將最大高度Rz及算術平均粗糙度Ra做成指定之範圍,得解決前述問題,進而完成本發明。
亦即,根據本發明,提供以下〔1〕~〔7〕。
〔1〕一種光學薄膜,係將包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少一面粗化而成之光學薄膜,其中 在至少一面,最大高度Rz為150 nm以上且3000 nm以下,且算術平均粗糙度Ra為30 nm以上且1000 nm以下。
〔2〕如〔1〕所記載之光學薄膜,其中內部霧度為5%以下。
〔3〕如〔1〕或〔2〕所記載之光學薄膜,其中 前述含脂環結構聚合物,係嵌段共聚物氫化物〔E〕, 前述嵌段共聚物氫化物〔E〕,係嵌段共聚物〔D〕之氫化物, 前述嵌段共聚物〔D〕,係由聚合物嵌段〔A〕與聚合物嵌段〔B〕而成,或由前述聚合物嵌段〔A〕與聚合物嵌段〔C〕而成, 前述聚合物嵌段〔A〕,係以源自芳族乙烯化合物之重複單元〔I〕作為主成分的聚合物嵌段, 前述聚合物嵌段〔B〕,係以源自芳族乙烯化合物之重複單元〔I〕及源自鏈狀共軛二烯化合物之重複單元〔II〕作為主成分的聚合物嵌段, 前述聚合物嵌段〔C〕,係以源自鏈狀共軛二烯化合物之重複單元〔II〕作為主成分的聚合物嵌段。
〔4〕如〔3〕所記載之光學薄膜,其中面內方向之相位差Re為3 nm以下,厚度方向之相位差Rth的絕對值為3 nm以下。
〔5〕如[1〕或〔2〕所記載之光學薄膜,其中前述含脂環結構聚合物為結晶性,且結晶度為1%以上。
〔6〕如〔1〕~〔5〕之任一項所記載之光學薄膜,其為偏光件保護薄膜。
〔7〕一種光學薄膜的製造方法,係如〔1〕~〔6〕之任一項所記載之光學薄膜的製造方法,其具有: 處理工序,包含將包含含脂環結構聚合物之薄膜延伸的工序,以及將前述薄膜熱固化的工序中之至少一者;與 將歷經前述處理工序之後的薄膜之至少一面粗化的工序。
根據本發明之光學薄膜,可提供剝離強度高、可有效作為在偏光板中之保護薄膜使用的薄膜。並且,根據本發明之光學薄膜的製造方法,可輕易製造此種本發明之光學薄膜。
以下揭示實施型態及示例物以詳細說明本發明。惟本發明並非受以下揭示之實施型態及示例物所限定者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍,得任意變更並實施。
在本申請中,所謂「長條狀」之薄膜,係指相對於薄膜之幅寬,具有5倍以上之長度者,以具有10倍或其以上之長度為佳,具體而言係指具有可收捲成輥狀儲存或搬運之程度的長度者。相對於薄膜之幅寬的長度之比例的上限並不特別受限,但得定為例如:100,000倍以下。
在以下說明中,薄膜之面內方向的相位差Re,除非另有註記,否則係由Re=(nx-ny)×d所示之值。並且,薄膜之厚度方向的相位差Rth,除非另有註記,否則係由Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d所示之值。於此,nx代表垂直於薄膜之厚度方向的方向(面內方向)且給予最大折射率之方向的折射率。ny代表薄膜之前述面內方向且與nx的方向正交之方向的折射率。nz代表薄膜之厚度方向的折射率。d代表薄膜的厚度。量測波長,除非另有註記,否則為550 nm。
〔1.光學薄膜〕
本發明之光學薄膜,係對包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少一面進行粗化處理而成。
〔1.1.光學薄膜的材料〕
包含含脂環結構聚合物之薄膜,通常得做成由含有含脂環結構聚合物之樹脂而成者。作為含脂環結構聚合物之例,可列舉:結晶性之含脂環結構聚合物、非結晶性之含脂環結構聚合物及係為特定之嵌段共聚物氫化物的含脂環結構聚合物。
〔1.1.1.結晶性之含脂環結構聚合物〕
所謂結晶性之聚合物(具有結晶性之聚合物),係指具有熔點〔亦即,可以示差掃描熱量計(DSC)觀測到熔點〕的聚合物。
所謂含脂環結構聚合物,係指分子內具有脂環結構的聚合物,且得藉由使用環烯烴作為單體的聚合反應而獲得之聚合物或其氫化物。並且,含脂環結構聚合物可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。
作為含脂環結構聚合物所具有之脂環結構,可列舉例如:環烷結構及環烯結構。此等之中,就容易獲得「熱穩定性等特性優異之光學薄膜」而言,以環烷結構為佳。1個脂環結構所包含之碳原子的數目,以4個以上為佳,以5個以上為較佳,且以30個以下為佳,以20個以下為較佳,以15個以下為尤佳。藉由1個脂環結構所包含之碳原子的數目為上述範圍內,機械性強度、耐熱性及成形性取得高度平衡。
在含脂環結構聚合物中,相對於所有結構單元之「具有脂環結構之結構單元」的比例,以30重量%以上為佳,以50重量%以上為較佳,以70重量%以上為尤佳。藉由使含脂環結構聚合物中之具有脂環結構的結構單元之比例如前述般多,可更加提升高可撓性等本發明之功效。
並且,在含脂環結構聚合物中,具有脂環結構之結構單元以外的剩餘部分,並無特別限定,得因應使用目的而適當選擇。
含脂環結構聚合物的重量平均分子量(Mw),以1,000以上為佳,以2,000以上為較佳,且以1,000,000以下為佳,以500,000以下為較佳。具有此種重量平均分子量之含脂環結構聚合物,成形加工性與可撓性的平衡優異。
含脂環結構聚合物的分子量分布(Mw/Mn),以1.0以上為佳,以1.5以上為較佳,且以4.0以下為佳,以3.5以下為較佳。於此,Mn代表數量平均分子量。具有此種分子量分布之含脂環結構聚合物,成形加工性優異。
含脂環結構聚合物的重量平均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn),得藉由以四氫呋喃作為展開溶劑之凝膠滲透層析法(GPC),作為聚苯乙烯換算值而量測。
含脂環結構聚合物的玻璃轉移溫度Tg,並不特別受限,但通常為85℃以上,且通常為170℃以下。
作為前述含脂環結構聚合物,可列舉例如:下述聚合物(α)~聚合物(δ)。在此等之中,就容易獲得「可撓性優異之光學薄膜」而言,作為具有結晶性之含脂環結構聚合物,以聚合物(β)為佳。 聚合物(α):環烯烴單體之開環聚合物,且具有結晶性者。 聚合物(β):聚合物(α)之氫化物,且具有結晶性者。 聚合物(γ):環烯烴單體之加成聚合物,且具有結晶性者。 聚合物(δ):聚合物(γ)之氫化物等,且具有結晶性者。
具體而言,作為含脂環結構聚合物,以雙環戊二烯之開環聚合物且具有結晶性者及雙環戊二烯之開環聚合物之氫化物且具有結晶性者為較佳,以雙環戊二烯之開環聚合物之氫化物且具有結晶性者為尤佳。於此,所謂雙環戊二烯之開環聚合物,係指相對於所有結構單元之「源自雙環戊二烯之結構單元」的比例,通常為50重量%以上,以70重量%以上為佳,以90重量%以上為較佳,以100重量%為尤佳的聚合物。
得使用於聚合物(α)及聚合物(β)之製造的環烯烴單體,係具有由碳原子所形成之環狀結構,且於該環中具有碳—碳雙鍵的化合物。作為環烯烴單體之例,可列舉降𦯉烯系單體等。並且,在聚合物(α)為共聚物的情況下,亦可使用單環的環烯烴作為環烯烴單體。
降𦯉烯系單體係包含降𦯉烯環的單體。作為降𦯉烯系單體,可列舉例如:雙環[2.2.1]庚-2-烯(俗名:降𦯉烯)、5-亞乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯(俗名:亞乙基降𦯉烯)及其衍生物(例如:環上具有取代基者)等2環式單體;三環[4.3.0.12,5
]十-3,7-二烯(俗名:雙環戊二烯)及其衍生物等3環式單體;7,8-苯并三環[4.3.0.12,5
]十-3-烯(俗名:甲基四氫茀;亦稱作1,4-甲基-1,4,4a,9a-四氫茀)及其衍生物、四環[4.4.0.12,5
.17,10
]十二-3-烯(俗名:四環十二烯)、8-亞乙基四環[4.4.0.12,5
.17,10
]-3-十二烯及其衍生物等4環式單體;等。
在前述單體中作為取代基,可列舉例如:甲基、乙基等烷基;乙烯基等烯基;丙-2-亞基等亞烷基;苯基等芳基;羥基;酸酐基;羧基;甲氧羰基等烷氧羰基;等。並且,前述取代基,可單獨具有1種,亦可以任意比例具有2種以上。
作為單環的環烯烴,可列舉例如:環丁烯、環戊烯、甲基環戊烯、環己烯、甲基環己烯、環庚烯、環辛烯等環狀單烯烴;環己二烯、甲基環己二烯、環辛二烯、甲基環辛二烯、苯基環辛二烯等環狀二烯烴;等。
環烯烴單體可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。在使用2種以上環烯烴單體的情況下,聚合物(α)可為嵌段共聚物,亦可為隨機共聚物。
在環烯烴單體中,得有存在內向異構物及外向異構物的立體異構物者。作為環烯烴單體,可使用內向異構物及外向異構物之任一者。並且,可單獨使用內向異構物及外向異構物之中僅一種異構物,亦可使用以任意比例包含內向異構物及外向異構物的異構物混合物。其中,就變得容易獲得「含脂環結構聚合物的結晶性提高,耐熱性更加優異」之薄膜而言,以提高其中一種立體異構物的比例為佳。舉例而言,內向異構物或外向異構物的比例,以80%以上為佳,以90%以上為較佳,以95%以上為更佳。並且,就輕易合成而言,以內向異構物的比例高為佳。
聚合物(α)及聚合物(β),通常可透過提高其對排立體規則性的程度(外消旋二單元組的比例)而提高結晶性。就提高聚合物(α)及聚合物(β)的立體規則性之程度的觀點而言,關於聚合物(α)及聚合物(β)的結構單元之外消旋二單元組的比例,以51%以上為佳,以60%以上為較佳,以70%以上為尤佳。
外消旋二單元組的比例得藉由13
C-NMR光譜分析而量測。具體而言,得藉由下述方法量測。
以鄰二氯苯-d4作為溶劑,在200℃下,適用inverse-gated decoupling法,進行聚合物試樣的13
C-NMR量測。由此13
C-NMR量測的結果,將鄰二氯苯-d4之127.5 ppm的峰值作為基準位移,並基於源自內消旋二單元組的43.35 ppm之信號與源自外消旋二單元組的43.43 ppm之信號的強度比,得求出聚合物試樣的外消旋二單元組之比例。
作為使用於聚合物(γ)及(δ)之製造的環烯烴單體,得任意使用選自「作為得使用於聚合物(α)及聚合物(β)之製造的環烯烴單體已揭示」之範圍者。並且,環烯烴單體可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。
在聚合物(γ)之製造中,得使用能與環烯烴單體共聚合的任意單體組合於環烯烴單體作為單體。作為任意單體,可列舉例如:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等碳數2~20的α-烯烴;苯乙烯、α-甲苯乙烯等芳環乙烯化合物;1,4-己二烯、4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯、1,7-辛二烯等非共軛二烯;等。此等之中,以α-烯烴為佳,以乙烯為較佳。並且,任意單體可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。
環烯烴單體與任意單體的量之比例,以重量比(環烯烴單體:任意單體)計,以30:70~99:1為佳,以50:50~97:3為較佳,以70:30~95:5為尤佳。
在使用2種以上環烯烴單體的情況,以及將環烯烴單體與任意單體組合使用的情況下,聚合物(γ)可為嵌段共聚物,亦可為隨機共聚物。
如上述般具有結晶性的含脂環結構聚合物,得藉由例如:國際專利公開第2016/067893號所記載之方法製造。
具有結晶性之樹脂中之「具有結晶性之含脂環結構聚合物」的比例,以50重量%以上為佳,以70重量%以上為較佳,以90重量%以上為尤佳。藉由將具有結晶性之含脂環結構聚合物的比例定於前述範圍之下限值以上,可提高光學薄膜的可撓性。
在本發明之光學薄膜包含結晶性之聚合物作為含脂環結構聚合物的情況下,其結晶度以1%以上為佳,以2%以上為較佳,以3%以上更為較佳。藉由具有如此高的結晶度,可賦予光學薄膜高耐熱性及化學抗性。具有結晶性之聚合物的結晶度之上限並無限制,但通常為90%以下。藉由結晶度為前述上限值以下,輕易優化光學薄膜的透明性。聚合物的結晶度得透過X射線繞射法量測。
具有結晶性之聚合物的熔點,以200℃以上為佳,以230℃以上為較佳,且以290℃以下為佳。透過使用具有此種熔點的聚合物,可獲得成形性與耐熱性之平衡性更為優異的光學薄膜。
〔1.1.2.非結晶性之含脂環結構聚合物〕
所謂非結晶性之含脂環結構聚合物,係於上述含脂環結構聚合物之中不具結晶性者。作為構成非結晶性之含脂環結構聚合物的單體之例,可舉出與上述構成結晶性之含脂環結構聚合物的單體之例相同者。非結晶性之含脂環結構聚合物,得藉由將上述單體透過已知的聚合法聚合,並做成對排立體規則性之程度低的聚合物、普通的雜排聚合物或同排聚合物而製造。聚合的態樣,亦可為開環聚合及加成聚合之任一者。
〔1.1.3.非結晶性之降𦯉烯系聚合物〕
在非結晶性之含脂環結構聚合物為後述嵌段共聚物氫化物以外者,具體上為降𦯉烯系聚合物的情況下,可列舉例如:上述降𦯉烯系單體之開環聚合物、降𦯉烯系單體與能開環共聚合之其他單體的開環共聚物,以及此等之氫化物;降𦯉烯系單體的加成聚合物、降𦯉烯系單體與能共聚合之其他單體的加成共聚物等。此等之中,就透明性的觀點而言,以降𦯉烯系單體的開環聚合物氫化物為尤佳。
上述降𦯉烯系聚合物,得選自例如:日本專利公開第2002-321302號公報所揭示之聚合物。
在非結晶性之含脂環結構聚合物為降𦯉烯系聚合物時的重量平均分子量(Mw),以10,000以上為佳,以15,000以上為較佳,以20,000以上為尤佳,且以100,000以下為佳,以80,000以下為較佳,以50,000以下為尤佳。
前述降𦯉烯系聚合物的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn),可藉由使用環己烷作為溶劑之凝膠滲透層析法,量測作為聚異戊二烯或聚苯乙烯換算的重量平均分子量。在試樣不溶於環己烷的情況下,得使用甲苯取代環己烷作為溶劑。
〔1.1.4.嵌段共聚物氫化物〕
在本發明中之係為含脂環結構聚合物之一例的嵌段共聚物氫化物,無論為結晶性者或非結晶性者皆可,但通常為非結晶性。
作為嵌段共聚物氫化物,可舉出特定之嵌段共聚物氫化物〔E〕。嵌段共聚物氫化物〔E〕,係具有將特定之嵌段共聚物〔D〕之主鏈及側鏈的碳─碳不飽和鍵,以及芳環的碳─碳不飽和鍵氫化而獲得之結構的化合物。嵌段共聚物〔D〕,係由特定之聚合物嵌段〔A〕與特定之聚合物嵌段〔B〕而成,或由特定之聚合物嵌段〔A〕與特定之聚合物嵌段〔C〕而成。聚合物嵌段〔A〕,係以源自芳族乙烯化合物的重複單元〔I〕作為主成分的聚合物嵌段。聚合物嵌段〔B〕,係以源自芳族乙烯化合物的重複單元〔I〕及源自鏈狀共軛二烯化合物的重複單元〔II〕作為主成分的聚合物嵌段。聚合物嵌段〔C〕,係以源自鏈狀共軛二烯化合物的重複單元〔II〕作為主成分的聚合物嵌段。在本申請中,所謂「主成分」,係指其含量為整體的50重量%以上者。
所謂源自某化合物之重複單元,係指具有藉由聚合該化合物而獲得之結構的重複單元。所謂某聚合物的氫化物,係指具有藉由氫化該聚合物而獲得之結構的物質。惟該重複單元及氫化物並不受該製造方法限定。
嵌段共聚物〔D〕,以由「每1分子2個以上的聚合物嵌段〔A〕」與「每1分子1個以上的聚合物嵌段〔B〕或聚合物嵌段〔C〕」而成者為佳。在嵌段共聚物[D]具有2個以上之聚合物嵌段〔A〕的情況下,此等可彼此相同,亦可相異。並且,1分子的嵌段共聚物〔D〕所具有之2個聚合物嵌段〔A〕的重量平均分子量可相同亦可相異。
聚合物嵌段〔A〕的重量平均分子量Mw(A)各為3,000~90,000,以3,500~80,000為佳,以4,000~60,000為較佳。藉由聚合物嵌段〔A〕的Mw(A)為3,000以上,可使嵌段共聚物氫化物〔E〕的機械性強度為良好者。另一方面藉由聚合物嵌段〔A〕的Mw(A)為90,000以下,可使嵌段共聚物氫化物〔E〕的熔融成形性為良好者。
所謂嵌段共聚物〔D〕中之「全部聚合物嵌段〔A〕佔嵌段共聚物〔D〕的重量分率wA」與「聚合物嵌段〔B〕或聚合物嵌段〔C〕佔嵌段共聚物〔D〕的重量分率wB」,以具有指定之比例為佳。亦即wA與wB的比(wA/wB)以50/50以上為佳,以53/47以上為較佳,以57/43以上更為較佳,另一方面以95/5以下為佳,以85/15以下為較佳。藉由將wA/wB定為前述上限以下,可賦予嵌段共聚物氫化物〔E〕柔軟性,而賦予其良好的機械性強度。藉由將wA/wB定為前述下限以上,可賦予良好的耐熱性。
嵌段共聚物氫化物〔E〕的氫化率(嵌段共聚物〔D〕的所有不飽和鍵之中,在嵌段共聚物氫化物〔E〕中經氫化者的比例),以90%以上為佳,以95%以上為較佳,以99%以上更為較佳。氫化率愈高,成形體耐候性、耐熱性及透明性愈良好。嵌段共聚物氫化物〔E〕的氫化率,得藉由1
H-NMR或GPC的UV檢測器及RI檢測器之峰值面積的比較等求出。1
H-NMR具體上得在145℃下以鄰二氯苯-d4作為溶劑量測。
嵌段共聚物氫化物〔E〕的分子量,以藉由以THF作為溶劑之GPC所量測之聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)計,得定為以40,000以上為佳,以41,000以上為較佳,以45,000以上更為較佳,另一方面以150,000以下為佳,以130,000以下為較佳,以100,000以下更為較佳。嵌段共聚物氫化物〔E〕的分子量分布(Mw/Mn)定為以3以下為佳,以2以下為較佳,以1.5以下為尤佳。若使Mw及Mw/Mn成為上述範圍,則已成形之延伸薄膜相對於相位差之變化的耐熱性及機械性強度良好。
作為嵌段共聚物氫化物〔E〕的具體例及製造方法,可舉出例如:國際專利公開第2016/152871號所揭示之具體例及製造方法。
〔1.1.5.含脂環結構聚合物的比例〕
在本發明之光學薄膜係由包含含脂環結構聚合物之樹脂而成的情況下,在該樹脂中之含脂環結構聚合物的比例,以50重量%以上為佳,以70重量%以上為較佳,以90重量%以上為尤佳。藉由將含脂環結構聚合物的比例定為該範圍內,可獲得高機械性強度及良好光學特性等含脂環結構聚合物的優點。
〔1.1.6.任意成分〕
構成光學薄膜的樹脂,除了含脂環結構聚合物以外,得含有任意成分。
作為任意成分之例,可舉出交聯助劑。
作為交聯助劑之例,可列舉:對苯醌二肟、p,p’-二苯甲醯苯醌二肟等肟類;二甲基丙烯酸乙二酯、聚二甲基丙烯酸乙二酯、三甲基丙烯酸三羥甲丙烷脂、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸/氧化鋅混合物、甲基丙烯酸烯丙酯等丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類;二乙烯苯、乙烯基甲苯、乙烯吡啶等乙烯單體類;六亞甲基雙(烯丙基降𦯉烯二甲醯亞胺)、伊康酸二烯丙酯、酞酸二烯丙酯、異酞酸二烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸三烯丙酯等烯丙基化合物類;N,N’-間伸苯基二順丁烯二醯亞胺、N,N’-(4,4’-亞甲基聯伸苯基)二順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺化合物類等。作為交聯助劑,可單獨使用一種,亦可以任意比例組合二種以上使用。就提升所獲得之延伸薄膜的電氣特性、耐熱性、耐溶劑性等特性的觀點而言,以烯丙基化合物類為佳,尤其就熱穩定性的觀點而言,異三聚氰酸三烯丙酯(TAIC)為最佳。
作為其他任意成分之例,可列舉:抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑等穩定劑;滑劑、塑化劑等樹脂改質劑;染料或顏料等著色劑;抗靜電劑等摻合劑。此等摻合劑可單獨1種或以任意比例組合2種以上使用,且其摻合量在不損及本發明之目的之範圍為適當選擇。
〔2.光學薄膜的製造方法〕
本發明之光學薄膜的製造方法具有:處理工序,包含將包含含脂環結構聚合物之薄膜延伸的工序,以及熱固化該薄膜的工序中之至少一者;與將歷經該處理工序之後的薄膜之至少一面粗化的工序。在以下說明中,為便於與歷經處理工序後的薄膜區別,有時會將歷經處理工序前之包含含脂環結構聚合物的薄膜稱作「原料薄膜」。並且,在歷經處理工序後的薄膜之中,有時會將歷經粗化之工序前的薄膜稱作「粗化前薄膜」,並將歷經粗化之工序後的薄膜稱作「粗化薄膜」。
原料薄膜可藉由例如:將包含含脂環結構聚合物之樹脂成形為薄膜狀等製造。包含含脂環結構聚合物之樹脂的成形方法,並不特別受限,得採用熔融擠製成形等已知的方法。
原料薄膜的尺寸,得以可獲得具有所期望之尺寸作為係為產品之光學薄膜者的方式適當設定。就製造效率上,原料薄膜以長條狀之薄膜為佳。原料薄膜的厚度,以5 μm以上為佳,以15 μm以上為較佳,另一方面以200 μm以下為佳,以170 μm以下為較佳。
〔2.1.處理工序〕
處理工序包含將包含含脂環結構聚合物之薄膜延伸的工序(延伸工序),以及將包含含脂環結構聚合物之薄膜熱固化的工序(熱固化工序)中之任一者的工序,或兩者的工序。在熱固化工序與延伸工序皆包含的情況下,先進行何種工序皆可。
〔2.1.1.延伸工序〕
在延伸工序中,得定為單軸延伸、雙軸延伸等任意態樣。並且,在「延伸工序前之薄膜」係為長條狀之薄膜的情況下,延伸的方向亦可為縱向(平行於長條狀之薄膜的長邊方向之方向)、橫向(平行於長條狀之薄膜的幅寬方向之方向)及斜向(既非縱向亦非橫向之方向)之任一者。
延伸倍率以1.05倍以上為佳,以1.1倍以上為較佳,另一方面以7倍以下為佳,以6倍以下為較佳。延伸溫度以80℃以上為佳,以100℃以上為較佳,另一方面以200℃以下為佳,以180℃以下為較佳。
藉由進行此種延伸的處理,可輕易獲得大面積之薄膜。並且,在需要具有相位差之薄膜作為產品的情況下,可輕易獲得此種相位差。另一方面,在需要相位差少之薄膜作為產品的情況下,藉由採用例如上述嵌段共聚物氫化物〔E〕作為含脂環結構聚合物,可輕易獲得此種薄膜。然而,藉由進行此種延伸的處理,所獲得的薄膜可能成為只要受到厚度方向之拉伸力便會輕易內聚破壞的薄膜。於此,由於在本發明中,藉由將薄膜之至少一面粗化,可抑制起因於內聚破壞的問題,故可享有藉由延伸所獲得的優點,同時提高剝離強度。
〔2.1.2.熱固化工序〕
熱固化工序,舉例而言,係在薄膜包含結晶性之含脂環結構聚合物作為含脂環結構聚合物情況下,使薄膜所包含的結晶性之含脂環結構聚合物結晶化而獲得包含結晶化樹脂之薄膜的工序。在熱固化工序中,使結晶性之含脂環結構聚合物結晶化,獲得例如以結晶度為1%以上之結晶化樹脂作為主成分的薄膜。熱固化工序,得藉由在把持包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少兩個邊緣使其緊繃的狀態下設成指定的溫度範圍而進行。以下亦將供予熱固化工序的包含含脂環結構聚合物之薄膜稱作「固化對象薄膜」。
所謂繃緊固化對象薄膜的狀態,係指對固化對象薄膜施加張力的狀態。惟在此使固化對象薄膜繃緊的狀態下,並不包含固化對象薄膜實質上經延伸的狀態。並且,所謂實質上經延伸,係指固化對象薄膜之往任一方向的延伸倍率通常呈1.1倍以上。
在把持固化對象薄膜的情形中,透過適當的把持件把持固化對象薄膜。把持件可為得連續把持固化對象薄膜的邊緣之全長者,亦可為得餘留間隔而間斷把持者。舉例而言,亦可透過以指定之間隔排列的把持件間斷把持固化對象薄膜的邊緣。
在熱固化工序中,固化對象薄膜處於該固化對象薄膜的至少兩個邊緣受把持而繃緊的狀態。藉此,可防止在受把持的邊緣之間的區域中,固化對象薄膜的熱收縮所致之變形。為了在固化對象薄膜寬大的面積中防止變形,以做成「把持包含相對的兩個邊緣的邊緣,並將此經把持的邊緣之間的區域緊繃」的狀態為佳。舉例而言,在矩形之裁斷成張的固化對象薄膜中,藉由把持相對的兩個邊緣(例如:兩個長邊側的邊緣,或兩個短邊側的邊緣)使前述兩個邊緣之間的區域處於繃緊之狀態,可在此裁斷成張之固化對象薄膜的整個面中防止變形。並且,在長條之固化對象薄膜中,藉由把持位於幅寬方向之端部的兩個邊緣(亦即,長邊側的邊緣)使前述兩個邊緣之間的區域處於繃緊之狀態,可在此長條之固化對象薄膜的整個面中防止變形。如此可防止變形的固化對象薄膜,即便因熱收縮而於薄膜內產生應力,皺褶等變形的發生仍受到抑制。在使用歷經延伸工序後之原料薄膜作為固化對象薄膜的情況下,藉由把持至少兩個與延伸方向(在雙軸延伸的情況下為延伸倍率大的方向)正交的邊緣,使變形的抑制變得更加確實。
為了更確實抑制在熱固化工序中之變形,以把持更多邊緣為佳。因此,舉例而言,在裁斷成張的固化對象薄膜中,以把持其所有邊緣為佳。若要舉出具體例,在矩形之裁斷成張的固化對象薄膜中,以把持四個邊緣為佳。
作為得把持固化對象薄膜之邊緣的把持件,以在固化對象薄膜之邊緣以外的部分不與固化對象薄膜接觸者為佳。藉由使用此種把持件,可獲得平滑性更優異的光學薄膜。
並且,作為把持件,以把持件彼此的相對位置得在熱固化工序中固定者為佳。此種把持件由於在熱固化工序中把持件彼此的位置不會相對移動,故容易抑制在熱固化工序中之固化對象薄膜實質上的延伸。
作為適當之把持件,可列舉例如:得以指定間隔設置於模框並握持固化對象薄膜之邊緣的扣夾等握持件作為矩形之固化對象薄膜用的把持件。並且,舉例而言,作為用以把持「位於長條之固化對象薄膜的幅寬方向之端部的兩個邊緣」的把持件,可舉出得設置於拉幅式延伸機並握持固化對象薄膜之邊緣的握持件。
在使用長條之固化對象薄膜的情況下,可把持位於此固化對象薄膜的長邊方向之端部的邊緣(亦即,短邊側的邊緣),但亦可把持固化對象薄膜之施以結晶化處理的區域之長邊方向的兩側,取代把持前述邊緣。舉例而言,亦可於固化對象薄膜之施以結晶化處理的區域之長邊方向的兩側,設置得以不會熱收縮的方式把持固化對象薄膜以使其處於繃緊狀態的把持裝置。作為此種把持裝置,可列舉例如:2根輥之組合、擠製機與牽引輥之組合等。藉由透過此等之組合在固化對象薄膜施加輸送張力等張力,可抑制在施以結晶化處理的區域中該固化對象薄膜的熱收縮。因此,只要將前述組合作為把持裝置使用,即可沿長邊方向輸送固化對象薄膜並同時把持該固化對象薄膜,故可有效率製造光學薄膜。
在熱固化工序中,在如前述般把持固化對象薄膜之至少兩個邊緣並使之繃緊的狀態下,使該固化對象薄膜處於含脂環結構聚合物的玻璃轉移溫度Tg以上,且含脂環結構聚合物的熔點Tm以下的溫度。在處於前述般之溫度的固化對象薄膜中,含脂環結構聚合物會進行結晶化。因此,藉由此熱固化工序,可獲得已結晶化之包含含脂環結構聚合物之薄膜。此時,由於防止已結晶化之包含含脂環結構聚合物之薄膜的變形並同時使其處於繃緊的狀態,故可進行結晶化而不損及該薄膜的平滑性。
在熱固化工序中之溫度範圍,得如前所述,在含脂環結構聚合物之玻璃轉移溫度Tg以上且含脂環結構聚合物之熔點Tm以下的溫度範圍中任意設定。其中,以設定成結晶化之速度會增大的溫度為佳。在熱固化工序中之固化對象薄膜的溫度,以Tg+20℃以上為佳,以Tg+30℃以上為較佳,且以Tm-20℃以下為佳,以Tm-40℃以下為較佳。藉由將在熱固化工序中之溫度定為前述範圍之上限以下,可抑制光學薄膜的白濁,故可獲得適用於要求光學意義上透明之薄膜時的光學薄膜。
作為在熱固化工序中使用的加熱裝置,就不需要加熱裝置與固化對象薄膜的接觸而言,以得使固化對象薄膜的氣體環境溫度上升的加熱裝置為佳。若要舉出適當的加熱裝置之具體例,可舉出烘箱及加熱爐。
在熱固化工序中,將固化對象薄膜維持在前述溫度範圍的處理時間,以1秒鐘以上為佳,以5秒鐘以上為較佳,以30分鐘以下為佳,以10分鐘以下為較佳。於熱固化工序,藉由使含脂環結構聚合物的結晶化充分進行,可提高光學薄膜的可撓性。並且,藉由將處理時間定為前述範圍之上限以下,可抑制光學薄膜的白濁,故可獲得適用於要求光學意義上透明之薄膜時的光學薄膜。
〔2.2.粗化工序〕
粗化工序係將歷經處理工序後之原料薄膜(粗化前薄膜)之至少一面粗化的工序。於粗化工序中,以在粗化後之薄膜(粗化薄膜)的至少一面中之表面的最大高度Rz呈150 nm以上且3000 nm以下,且算術平均粗糙度Ra呈30 nm以上且1000 nm以下的方式進行粗化。
粗化前薄膜的粗化方法,並不特別受限,得選擇可將在歷經粗化工序後所獲得之粗化薄膜的至少一面中之表面粗糙度定為上述指定範圍的任意方法。作為粗化方法之例,可列舉:拋光處理、噴擊處理、細線處理及乾式蝕刻(電暈放電、電漿處理、EUV曝光)。此等方法之中,就能高速處理、確保處理部之潔淨度的觀點而言,以拋光處理為佳。在本發明中藉由電暈放電處理及電漿處理等進行粗化工序之情況下,以較一般在電暈放電處理及電漿處理中之強度更高的強度(例如:1000 w/m2
)進行粗化處理。
〔3.光學薄膜的物理性質〕
〔3.1.薄膜表面的Rz及Ra〕
在本發明之光學薄膜的至少一面中,最大高度Rz為150 nm以上且3000 nm以下,且算術平均粗糙度Ra為30 nm以上且1000 nm以下。最大高度Rz以200 nm以上為佳,以300 nm以上為較佳,且以2000 nm以下為佳。算術平均粗糙度Ra,以40 nm以上為佳,以45 nm以上為較佳,且以700 nm以下為佳。
舉例而言,由於即便在因藉由延伸等導致薄膜所包含之含脂環結構聚合物強定向而產生內聚破壞部分的情況下,仍得以使Rz及Ra成為上述範圍內的方式將薄膜的表面粗化藉而剝離該內聚破壞部分,故可提高剝離強度。在本發明中,光學薄膜只要以使其一面或兩面的表面粗糙度(Ra、Rz)成為上述之範圍的方式粗化即可。
光學薄膜表面的算術平均粗糙度Ra及最大高度Rz,可使用彩色3D雷射顯微鏡((股)Keyence製 VK-9700)並依循JIS B 0601-2001量測。
〔3.2.內部霧度〕
本發明之光學薄膜的內部霧度,以5%以下為佳,以3%以下為較佳,以1%以下為更佳。藉由將內部霧度做成前述上限值以下,透明性會變高,而成為適用於偏光件保護薄膜等光學薄膜之用途者。
內部霧度可使用例如霧度計(日本電色工業公司製「NDH5000」)量測。
〔3.3.相位差〕
本發明之光學薄膜,面內方向的相位差Re以3 nm以下為佳,以2.5 nm以下為較佳,以2 nm以下為更佳。並且,本發明之光學薄膜,厚度方向之相位差Rth的絕對值,以3 nm以下為佳,以2.5 nm以下為較佳,以2 nm以下為更佳。本發明之光學薄膜之中,在包含嵌段共聚物氫化物作為含脂環結構聚合物者中,面內方向的相位差Re及厚度方向的Rth之絕對值以定為上述範圍為佳。
光學薄膜的面內方向之相位差及厚度方向之相位差的絕對值,得使用AXOMETRICS公司製「AxoScan」作為量測裝置,以量測波長590 nm進行量測。在使用前述量測裝置的情況下,光學薄膜之面內方向及厚度方向的相位差,係使用該光學薄膜的平均折射率而算出。於此,所謂平均折射率,係指光學薄膜之面內方向且彼此垂直之2個方向的折射率及該光學薄膜之厚度方向之折射率的平均值。
〔3.4.尺寸〕
本發明之光學薄膜的尺寸,得適當設定成呈產品之期望的尺寸。在製造效率上,本發明之光學薄膜得製造成長條狀之薄膜。本發明之光學薄膜的厚度,以5 μm以上為佳,以10 μm以上為較佳,另一方面以200 μm以下為佳,以170 μm以下為較佳。
〔4.光學薄膜的用途〕
本發明之光學薄膜具有包含含脂環結構聚合物所致之高機械性強度及良好光學特性。除此之外,本發明之光學薄膜與黏附體的剝離強度高。因此,本發明之光學薄膜在液晶顯示裝置及有機致電發光顯示裝置等顯示裝置中,可適合使用作為保護其他層體的保護薄膜。尤其,本發明之光學薄膜可在偏光板中特別良好地發揮作為保護偏光件之偏光件保護薄膜的功能。
在使用本發明之光學薄膜作為偏光件保護薄膜的情況下,亦可在與偏光件之間具備接合劑層。
適用本發明之光學薄膜的偏光件,並不特別受限,得使用任意已知者。作為偏光件之例,可舉出在使碘、二色性染料等材料吸附於聚乙烯醇薄膜後延伸加工者。作為構成接合劑層之接合劑之例,可舉出將各種聚合物作為基礎聚合物者。作為此基礎聚合物之例,可列舉例如:丙烯酸聚合物、矽氧聚合物、聚酯、聚胺酯、聚醚及合成橡膠。
『實施例』
以下揭示實施例以具體說明本發明。惟本發明並非受限於以下所揭示之實施例者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍中,得任意變更並實施。
在以下說明中,代表量的「%」及「份」,除非另有註記否則係重量基準。並且,以下所說明之操作,除非另有註記,否則係在常溫及常壓的條件下進行。
〔評價方法〕
〔重量平均分子量及數量平均分子量的量測方法〕
聚合物的重量平均分子量及數量平均分子量,使用凝膠滲透層析(GPC)系統(TOSOH公司製「HLC-8320」),量測作為聚苯乙烯換算值。量測時,使用H型管柱(TOSOH公司製)作為管柱,並使用四氫呋喃作為溶劑。並且,量測時的溫度為40℃。
〔玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm的量測方法〕
以液態氮將在氮氣氣體環境下加熱至300℃的試樣急速冷卻,使用示差掃描熱量分析儀(DSC),以10℃/分鐘的速率升溫以求出試樣的玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm。
並且,在Tg為2個以上之嵌段共聚物氫化物的情況下,將試樣沖壓成形,製作長50 mm、寬10 mm、厚1 mm的試片,並依循JIS-K7244-4法,使用黏彈性量測裝置(TA Instruments Japan公司製,ARES),於-100℃至+150℃的範圍,以升溫速度5℃/分鐘量測黏彈性光譜,由此求出2個以上的Tg。舉例而言,在Tg為2個的情況下,由損耗正切tanδ之低溫側的尖峰溫度求出源自軟段的玻璃轉移溫度Tg1,並由高溫側的尖峰溫度求出源自硬段的玻璃轉移溫度Tg2。
〔結晶性聚合物之氫化率及嵌段共聚物氫化物之氫化率的量測方法〕
以鄰二氯苯-d4作為溶劑,藉由1
H-NMR量測,在145℃下量測聚合物的氫化率。
〔聚合物的結晶度量測方法〕
薄膜所包含之聚合物的結晶度,係依循JIS K0131,藉由X射線繞射確認。具體而言,使用廣角X射線繞射裝置(RINT 2000,Rigaku股份有限公司製)求得來自結晶化部分的繞射X射線強度,並從與整體之繞射X射線強度的比,透過下述式(I)求出結晶度。 Xc=K·Ic/It (I)
在上述式(I)中,Xc代表受測試樣的結晶度,Ic代表自結晶化部分的繞射X射線強度,It代表整體的繞射X射線強度,K代表修正項。
〔剝離強度的量測方法〕
作為黏附體,準備包含降𦯉烯系聚合物之樹脂的薄膜(ZEONOR薄膜,玻璃轉移溫度160℃,厚度100 μm,日本瑞翁公司製,並未特別經延伸處理者)。於量測對象薄膜(實施例及比較例的薄膜)的單面及黏附體的單面施以電暈處理。使接合劑附著於量測對象薄膜之已施加電暈處理的面及黏附體之已施加電暈處理的面兩者,並將已附著接合劑的面彼此貼合。此時,使用UV接合劑CRB系列(TOYOCHEM公司製)作為接合劑。之後,使用無電極UV照射裝置(Heraeus公司製),使用D型燈泡(D-BULB)作為照射燈,並以尖峰照度100 mW/cm2
、累積光量3000 mJ/cm2
的條件進行UV照射,使接合劑固化。藉此,獲得具備量測對象薄膜及黏附體的樣品薄膜。
針對所獲得的樣品薄膜實施90度剝離測試。亦即,將樣品薄膜裁剪成15 mm的幅寬,並利用黏合劑將量測對象薄膜側貼合至載玻片的表面。此時,作為黏合劑,使用雙面膠帶(日東電工公司製,品號「CS9621」)。將黏附體夾在高性能型數位測力計ZP-5N(IMADA公司製)的前端,以300 mm/min的速度沿載玻片之表面的法線方向牽引黏附體,量測牽引的力量大小作為剝離強度。
〔參考例:剝離強度的量測方法之適當性的評價〕
進行評價實驗:根據上述量測方法的剝離強度之量測,是否可謂為反映了在黏附體係偏光件時之剝離強度的評價者。
藉由與日本專利公開第2005-70140號公報之實施例1所記載之方法同樣的方法,準備偏光薄膜及接合劑。並且,準備於本申請實施例1所獲得的處理前延伸薄膜及電子射線照射延伸薄膜作為量測對象薄膜。於量測對象薄膜的單面施以電暈處理,透過接合劑將此面貼合至偏光薄膜的其中一表面。並將三乙醯纖維素薄膜透過接合劑貼合至偏光薄膜的另一表面。之後,在80℃下乾燥7分鐘使接合劑固化,獲得樣品薄膜。針對所獲得的樣品薄膜,進行與在上述〔剝離強度的量測方法〕中相同的90度剝離測試。其結果,獲得與在本申請實施例1所獲得之值相同的Fa及Fb值。由此可謂根據上述量測方法的剝離強度之量測,係反映了在黏附體係為偏光件時之剝離強度的評價者。
〔薄膜內部霧度的量測方法〕
薄膜內部霧度係如以下操作而量測。
首先,自薄膜裁出50 mm×50 mm之大小獲得試片。接下來,中介厚度50 μm的透明光學黏合薄膜(3M公司製「8146-2」),於試片的兩表面貼合環烯烴薄膜(日本瑞翁公司製「ZEONOR薄膜」,厚度40 μm),獲得具有環烯烴薄膜/透明光學黏合薄膜/試片/透明光學黏合薄膜/環烯烴薄膜之層體結構的試樣多層體。隨後,使用霧度計(日本電色工業公司製「NDH5000」)量測此試樣多層體的霧度。
另外形成依序具備:環烯烴薄膜、透明光學黏合薄膜、透明光學黏合薄膜及環烯烴薄膜的參照用堆疊體。然後,以前述霧度計量測此參照用堆疊體的霧度。所量測之參照用堆疊體的霧度為0.04%。此參照用堆疊體的霧度0.04%,係「環烯烴薄膜2片份的霧度與透明光學黏合薄膜2片份的霧度」之和。
自前述試樣多層體的霧度,扣除「環烯烴薄膜2片分的霧度值與透明光學黏合薄膜2片分的霧度值」之和0.04%,獲得試片的內部霧度。
〔面內方向的相位差及厚度方向的相位差之絕對值的量測方法〕
藉由使用相位差量測裝置(Axometrics公司製 產品名「AxoScan」)以波長590 nm量測實施例及比較例之薄膜,求出各例之薄膜的面內方向之相位差Re及厚度方向之相位差Rth的絕對值。
〔光學薄膜之最大高度Rz及算術平均粗糙度Ra的量測〕
光學薄膜的表面之算術平均粗糙度Ra及最大高度Rz,係使用彩色3D雷射顯微鏡((股)Keyence製 VK-9700)並依循JIS B 0601-2001而量測。
〔製造例1.雙環戊二烯的開環聚合物之氫化物的製造〕
將金屬製的耐壓反應器充分乾燥之後,進行氮氣置換。於此金屬製耐壓反應器中,加入環己烷154.5份、雙環戊二烯(內向異構物含有率99%以上)之濃度70%的環己烷溶液42.8份(作為雙環戊二烯的量為30份),以及1-己烯1.9份,並加溫至53℃。
於將四氯化鎢苯亞胺(四氫呋喃)錯合物0.014份溶解至0.70份之甲苯的溶液中,加入濃度19%的二乙基乙氧基鋁/正己烷溶液0.061份並攪拌10分鐘,製備觸媒溶液。
將此觸媒溶液加至耐壓反應器,開始開環聚合反應。之後,保持在53℃同時使其反應4小時,獲得雙環戊二烯之開環聚合物的溶液。
所獲得的雙環戊二烯之開環聚合物的數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw),分別為8,750及28,100,由此等所求出的分子量分布(Mw/Mn)為3.21。
於所獲得的雙環戊二烯之開環聚合物的溶液200份中,添加1,2-乙二醇0.037份作為終止劑,加溫至60℃,攪拌1小時並使聚合反應停止。於此,添加1份類水滑石(hydrotalcite)化合物(協和化學工業公司製「KYOWAAD(註冊商標)2000」),並加溫至60℃,攪拌1小時。之後,加入0.4份助濾劑(昭和化學工業公司製「Radiolite(註冊商標)#1500」),使用PP折疊式濾芯(ADVANTEC東洋公司製「TCP-HX」)過濾吸附劑與溶液。
將環己烷100份加至過濾後的雙環戊二烯之開環聚合物的溶液200份(聚合物量30份),再添加氯氫羰基參(三苯膦基)釕0.0043份,並在氫壓6 MPa、180℃下進行氫化反應4小時。藉此,獲得包含雙環戊二烯之開環聚合物的氫化物之反應液。此反應液會析出氫化物而成為漿體溶液。
使用離心分離器分離前述反應液所包含之氫化物與溶液,並在60℃下減壓乾燥24小時,獲得具有結晶性之雙環戊二烯的開環聚合物之氫化物28.5份。此氫化物的氫化率為99%以上,玻璃轉移溫度(Tg)為95℃,熔點(Tm)為262℃。
〔實施例1〕
(1-1.樹脂的製備)
於在製造例1中所獲得的雙環戊二烯之開環聚合物的氫化物100份中,混合抗氧化劑(肆{3-[3’,5’-二(三級丁基)-4’-羥基苯基]丙酸甲酯}甲烷;BASF Japan公司製「Irganox(註冊商標)1010」)1.1份,獲得成為薄膜之材料的樹脂。
(1-2.粗化前薄膜的製造)
將在(1-1)中所獲得之樹脂,放入具備4個內徑3 mm之鑄模孔的雙軸擠製機。藉由透過前述雙軸擠製機將樹脂熱熔融擠製成形,成形為股狀之成形體。以絞線切斷器切碎此成形體,獲得樹脂之顆粒。前述雙軸擠製機的運轉條件揭示於下。 ・料桶設定溫度:270℃~280℃ ・模具設定溫度:250℃ ・螺桿轉數:145 rpm ・進料器轉數:50 rpm
接下來,將所獲得的顆粒供給至具備T字模的熱熔融擠製薄膜成形機。藉由自T字模擠出樹脂,以1 m/分鐘的速度收捲至輥,製造由前述樹脂而成之長條的原料薄膜(厚度50 μm)。前述薄膜成形機的運轉條件揭示於下。 ・料桶溫度設定:280℃~290℃ ・模具溫度:270℃ ・螺桿轉數:30 rpm
之後,將原料薄膜裁剪成100 mm×100 mm的大小,使用小型雙軸延伸機(東洋精機製作所公司製),並以扣夾握持薄膜4邊的邊緣,在延伸溫度110℃、延伸倍率1.3倍下連續實施固定端單軸延伸,獲得粗化前薄膜。此時在粗化前薄膜中之聚合物的結晶度為4%。將所獲得之粗化前薄膜的一部分作為試樣,量測表面粗糙度的結果,Ra(nm)=8,Rz(nm)=30。量測剝離強度的結果,Fa為0.1 N/m。
(1-3.粗化薄膜的製造及評價)
作為表面粗化裝置,使用具備1000號之研磨材的拋光輥,對粗化前薄膜的一面進行粗化處理,獲得表面粗糙度為Ra(nm)=200,Rz(nm)=800的粗化薄膜。量測此粗化薄膜的剝離強度Fb的結果為1.5 N/m。
〔實施例2〕
(2-1.粗化前薄膜的製造)
將在(1-2.粗化前薄膜的製造)中所獲得之裁剪成100 mm×100 mm之大小的原料薄膜,使用小型雙軸延伸機(東洋精機製作所公司製),並以扣夾握持薄膜4邊的邊緣,在溫度145℃下實施熱固化處理,獲得粗化前薄膜。將所獲得之粗化前薄膜的一部分作為試樣,量測表面粗糙度的結果,Ra(nm)=3,Rz(nm)=12。量測剝離強度Fa的結果為0.1 N/m。
(2-2.粗化薄膜的製造及評價)
使用具備1000號之研磨材的拋光輥作為表面粗化裝置,對粗化前薄膜的一面進行粗化處理,獲得表面粗糙度為Ra(nm)=220,Rz(nm)=860的粗化薄膜。量測此粗化薄膜的剝離強度Fb而求出Fb的結果為1.5 N/m。
〔實施例3〕
(3-1.粗化前薄膜的製造)
將包含環烯烴系聚合物之樹脂(玻璃轉移溫度126℃的降𦯉烯聚合物之樹脂,日本瑞翁公司製)的顆粒在100℃下乾燥5小時。之後,將已乾燥的樹脂之顆粒供給至單軸的擠製機。樹脂在於擠製機內經熔融後,經由聚合物輸送管及聚合物過濾器,自T字模在流延鼓上擠製成薄片狀並冷卻。藉此,獲得厚度50 μm,幅寬500 mm的原料薄膜。將原料薄膜裁剪成100 mm×100 mm的大小,使用小型雙軸延伸機(東洋精機製作所公司製),並以扣夾握持薄膜4邊的邊緣,在延伸溫度145℃、延伸倍率1.3倍下連續實施固定端單軸延伸,獲得粗化前薄膜。將所獲得之粗化前薄膜的一部分作為試樣,量測表面粗糙度的結果,Ra(nm)=4,Rz(nm)=10。量測剝離強度Fa的結果為0.1 N/m。
(3-2.粗化薄膜的製造及評價)
作為表面粗化裝置,使用具備1000號之研磨材的拋光輥,對粗化前薄膜的一面進行粗化處理,獲得表面粗糙度為Ra(nm)=300,Rz(nm)=900的粗化薄膜。量測此粗化薄膜的剝離強度Fb並求出Fb的結果為1.1 N/m。
〔實施例4〕
(4-1.嵌段共聚物〔D〕)
將脫水環己烷256份、脫水苯乙烯25.0份及二正丁基醚0.65份置入充分乾燥並已置換氮氣且具備攪拌裝置之不鏽鋼製反應器,在60℃下攪拌同時添加正丁基鋰(15%環己烷溶液)1.35份以開始聚合反應。再來,在60℃下攪拌同時使其反應60分鐘。於此時間點的聚合轉化率為99.5 %(藉由氣相層析法量測,以下相同。)。其次,加入脫水異戊二烯50.0份,在相同溫度下繼續攪拌30分鐘。於此時間點的聚合轉化率為99%。之後,再加入脫水苯乙烯25.0份,在相同溫度下攪拌60分鐘。於此時間點的聚合轉化率為幾乎100%。隨後,於反應液加入異丙醇0.5份使反應停止,獲得包含嵌段共聚物〔D〕之聚合反應溶液。所獲得之嵌段共聚物〔D〕的重量平均分子量(Mw)為44,900,分子量分布(Mw/Mn)為1.03。
(4-2.嵌段共聚物氫化物〔E〕)
將在(4-1)中所獲得之聚合反應溶液移送至具備攪拌裝置的耐壓反應器,添加作為氫化觸媒的矽─鋁負載型鎳觸媒(E22U,鎳負載量60%;日揮觸媒化成公司製)4.0份及脫水環己烷350份並混合。以氫氣置換反應器內部,再攪拌溶液並同時供給氫,在溫度170℃、壓力4.5 MPa下進行氫化反應6小時。
氫化反應結束後,過濾反應溶液去除氫化觸媒。於濾液添加二甲苯溶液1.0份並使其溶解,所述二甲苯溶液溶解有係為酚系抗氧化劑之肆{3-[3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基]丙酸}新戊四醇酯(KOYO化學研究所公司製,產品名「Songnox1010」)0.1份。隨後,使用圓筒型濃縮乾燥器(產品名「Kontro」,日立製作所公司製),將上述溶液以溫度260℃、壓力0.001 MPa以下的條件,自溶液去除係為溶劑的環己烷、二甲苯及其他揮發成分。藉由具備連接至濃縮乾燥器之孔徑20 μm的不鏽鋼製燒結過濾器之聚合物過濾器(Fuji Filter公司製),在溫度260℃下連續過濾熔融聚合物之後,自模具將熔融聚合物擠製成股狀冷卻,並藉由造粒機獲得嵌段共聚物氫化物〔E〕。
所獲得的嵌段共聚物氫化物,係由含有源自苯乙烯之重複單元的嵌段(以下適當稱作「St」。)及含有源自異戊二烯之重複單元的嵌段(以下適當稱作「Ip」。)而成之三元嵌段共聚物,各個嵌段的重量比為St:Ip:St=25:50:25。該嵌段共聚物氫化物〔E〕的Mw為45,100,Mw/Mn為1.04,主鏈及芳環的氫化率為幾乎100%,玻璃轉移溫度Tg1為-50℃,Tg2為140℃。
(4-3.樹脂的製備)
將在(4-2)中所獲得之嵌段共聚物氫化物〔E〕100份與交聯助劑(TAIC(日本化成股份有限公司製))5份混合,獲得成為薄膜之材料的樹脂。
(4-4.粗化前薄膜的製造)
除了使用在(4-3)中所獲得之樹脂,取代在(1-1)中所獲得之樹脂以外,比照實施例1的(1-2)操作,獲得粗化前薄膜。將所獲得之粗化前薄膜的一部分作為試樣,量測表面粗糙度的結果,Ra(nm)=7,Rz(nm)=20。量測剝離強度Fa的結果為0.1 N/m。
(4-5.粗化薄膜的製造)
比照實施例1的(1-3)操作,獲得表面粗糙度為Ra(nm)=500,Rz(nm)=1600之實施例3的粗化薄膜。量測此粗化薄膜的剝離強度Fb的結果為2.1 N/m。
〔比較例1~3〕
將在實施例1的(1-2)中所獲得之粗化前薄膜作為比較例1的薄膜,將在實施例3的(3-1)中所獲得之粗化前薄膜作為比較例2的薄膜,將在實施例4的(4-4)中所獲得之粗化前薄膜作為比較例3的薄膜,比照各實施例品項進行評價。
實施例及比較例的評價結果(表面粗糙度(Ra、Rz)、剝離強度、內部霧度、相位差(Re、Rth))彙整揭示於表1。
『表1』 表1
由表1的結果可知,以最大高度Rz呈150 nm以上且3000 nm以下,且算術平均粗糙度Ra呈30 nm以上且1000 nm以下的方式,對包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少一面進行粗化處理,藉此可獲得剝離強度高、得有效作為偏光件保護薄膜使用的光學薄膜。
無。
無。
Claims (7)
- 一種光學薄膜,係將包含含脂環結構聚合物之薄膜的至少一面粗化而成之光學薄膜,其中在至少一面,最大高度Rz為150 nm以上且3000 nm以下,且算術平均粗糙度Ra為30 nm以上且1000 nm以下。
- 如請求項1所述之光學薄膜,其中內部霧度為5%以下。
- 如請求項1或2所述之光學薄膜,其中該含脂環結構聚合物,係嵌段共聚物氫化物〔E〕,該嵌段共聚物氫化物〔E〕,係嵌段共聚物〔D〕之氫化物,該嵌段共聚物〔D〕,係由聚合物嵌段〔A〕與聚合物嵌段〔B〕而成,或由該聚合物嵌段〔A〕與聚合物嵌段〔C〕而成,該聚合物嵌段〔A〕,係以源自芳族乙烯化合物之重複單元〔I〕作為主成分的聚合物嵌段,該聚合物嵌段〔B〕,係以源自芳族乙烯化合物之重複單元〔I〕及源自鏈狀共軛二烯化合物之重複單元〔II〕作為主成分的聚合物嵌段,該聚合物嵌段〔C〕,係以源自鏈狀共軛二烯化合物之重複單元〔II〕作為主成分的聚合物嵌段。
- 如請求項3所述之光學薄膜,其中面內方向之相位差Re為3 nm以下,厚度方向之相位差Rth的絕對值為3 nm以下。
- 如請求項1或2所述之光學薄膜,其中該含脂環結構聚合物為結晶性,且結晶度為1%以上。
- 如請求項1或2所述之光學薄膜,其為偏光件保護薄膜。
- 一種光學薄膜的製造方法,其係如請求項1~6之任1項所述之光學薄膜的製造方法,其具有:處理工序,包含將包含含脂環結構聚合物之薄膜延伸的工序,以及將該薄膜熱固化的工序中之至少一者;與將歷經該處理工序之後的薄膜之至少一面粗化的工序。
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