TW202239832A - 光學薄膜及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種光學薄膜,其係由包含具有結晶性之聚合物的樹脂而成,其中在厚度方向上之延遲Rth的絕對值為15 nm以下,面內延遲Re為10 nm以下,熱膨脹率為0%以上且7.5%以下。
Description
本發明係關於光學薄膜及其製造方法。
與包含非晶性之聚合物的樹脂相比,包含具有結晶性之聚合物的樹脂一般耐熱性優異。是故,包含具有結晶性之聚合物的樹脂已使用作為要求耐熱性之光學薄膜的材料(專利文獻1、2)。
『專利文獻』
《專利文獻1》國際專利公開第2018/061841號(對應外國公報:美國專利公開第2019/255757號說明書)
《專利文獻2》國際專利公開第2018/124137號
在使用光學薄膜作為例如偏光件等光學元件之保護薄膜的情況下,以光學薄膜不會使該光學元件所要求之光學特性變化為佳。
然而,若將由包含具有結晶性之聚合物的樹脂而成之光學薄膜與其他光學元件組合,則有時候會使此光學元件原本的光學特性大幅變化。舉例而言,若將組合偏光件與光學薄膜之偏光板安裝於影像顯示裝置,則有時候自傾斜方向觀察時的色彩會因光學薄膜而變化。
另一方面,光學元件可能使用在高溫的環境。是故,為了與光學元件組合使用,光學薄膜以在高溫下的變形小為佳,以在例如高溫下之皺褶的產生減少為佳。
因此,尋求係為由具有結晶性的樹脂而成之光學薄膜且在與其他光學元件組合的情況下不會使此光學元件原本的光學特性大幅變化並可減少在高溫下之皺褶之產生的光學薄膜,以及該光學薄膜的製造方法。
本發明人為解決前述課題而潛心研究的結果,發現藉由由具有結晶性的樹脂形成光學薄膜,使在光學薄膜的厚度方向上之延遲Rth、面內延遲及光學薄膜的熱膨脹率落於指定的範圍內,可解決前述課題,進而完成本發明。
亦即,本發明提供以下內容。
[1]一種光學薄膜,其係由包含具有結晶性之聚合物的樹脂而成,其中
在厚度方向上之延遲Rth的絕對值為15 nm以下,
面內延遲Re為10 nm以下,
熱膨脹率為0%以上且7.5%以下。
[2]如[1]所記載之光學薄膜,其具有第一表面與第二表面,
前述光學薄膜由包含厚度方向中央之部分的中央部、
相對於前述中央部位於厚度方向外側且包含前述第一表面之部分的第一外側部,以及
相對於前述中央部位於厚度方向外側且包含前述第二表面之部分的第二外側部所構成;其中
在厚度方向上之延遲Rth在前述中央部中為正,
在厚度方向上之延遲Rth在前述第一外側部及前述第二外側部之至少一者中為負。
[3]如[1]或[2]所記載之光學薄膜,其係長條狀。
[4]如[1]至[3]之任一項所記載之光學薄膜,其中前述包含具有結晶性之聚合物的樹脂的固有雙折射值為正。
[5]一種光學薄膜的製造方法,其係如[1]至[4]之任一項所記載之光學薄膜的製造方法,其包含:
將包含具有結晶性之聚合物的樹脂擠製成形以獲得薄膜(a)的工序(1),
將溶媒塗布於前述薄膜(a)的兩個表面之中的至少一個表面上形成溶媒層以獲得薄膜(a′)的工序(2),以及
使前述薄膜(a′)的前述溶媒層乾燥以獲得薄膜(b)的工序(3);
於此,在前述工序(2)中形成於前述薄膜(a)的至少一個表面上之前述溶媒層的總厚度為10 μm以下。
根據本發明,可提供係為由具有結晶性的樹脂而成之光學薄膜且在與其他光學元件組合的情況下不會使此光學元件原本的光學特性大幅變化並可減少在高溫下之皺褶之產生的光學薄膜,以及該光學薄膜的製造方法。
以下揭示實施型態及示例物以詳細說明本發明。惟本發明並非受限於以下所揭示之實施型態及示例物者,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而實施。
在以下說明中,所謂「長條狀」的薄膜,係謂具有相對於幅寬為5倍以上之長度的薄膜,以具有10倍或其以上之長度為佳,具體上係謂具有可收捲成卷狀儲存或搬運之程度之長度的薄膜。薄膜之長度的上限並無特別限制,得定為例如相對於幅寬為10萬倍以下。
在以下說明中,在具備多個層體的部件中之各層體的光學軸(慢軸、穿透軸、吸收軸等)所夾之角度,除非另有註記,否則表示自厚度方向觀看前述層體時的角度。
在以下說明中,所謂長條狀之薄膜的斜向,除非另有註記,否則表示係為此薄膜之面內方向且既不平行亦不垂直於此薄膜之長邊方向的方向。
在以下說明中,所謂某薄膜的正面方向,除非另有註記,否則意謂該薄膜之主面的法線方向,具體上係指前述主面的極角0°且方位角0°的方向。
在以下說明中,所謂某薄膜的傾斜方向,除非另有註記,否則意謂既不平行亦不垂直於該薄膜之主面的方向,具體上係指前述主面的極角大於0°且小於90°之範圍的方向。
在以下說明中,所謂固有雙折射為正的材料,除非另有註記,否則意謂延伸方向的折射率變得較垂直於其之方向的折射率還大的材料。並且,所謂固有雙折射為負的材料,除非另有註記,否則意謂延伸方向的折射率變得較垂直於其之方向的折射率還小的材料。固有雙折射之值可由介電常數分布來計算。
在以下說明中,層體或薄膜的面內延遲Re,除非另有註記,否則係由Re=(nx−ny)×d所表示之值。並且,層體或薄膜之厚度方向的延遲Rth,除非另有註記,否則係由Rth={[(nx+ny)/2]−nz}×d所表示之值。於此,nx表示係為與層體或薄膜之厚度方向垂直之方向(面內方向)且賦予最大折射率之方向的折射率。ny表示係為層體或薄膜之前述面內方向且與nx之方向正交之方向的折射率。nz表示層體或薄膜之厚度方向的折射率。d表示層體或薄膜的厚度。量測波長,除非另有註記,否則為590 nm。
在以下說明中,所謂元件的方向為「平行」、「垂直」及「正交」,除非另有註記,否則在不損及本發明之效果的範圍內,亦可包含例如在±3°、±2°或±1°之範圍內的誤差。
在以下說明中,長條狀之薄膜的長邊方向通常在生產線中與薄膜搬送方向平行。並且,MD方向(machine direction)係在生產線中之薄膜的搬送方向,通常與長條狀之薄膜的長邊方向平行。再者,TD方向(transverse direction)係平行於薄膜面的方向,係垂直於前述MD方向的方向,通常與長條狀之薄膜的幅寬方向平行。
[1.光學薄膜的概要]
本發明之一實施型態相關之光學薄膜由包含具有結晶性之聚合物的樹脂而成,在厚度方向上之延遲Rth的絕對值為15 nm以下,面內延遲Re為10 nm以下,熱膨脹率為0%以上且7.5%以下。
本實施型態的光學薄膜,在與其他光學元件組合的情況下,不會使此光學元件原本的光學特性大幅變化,且可減少在高溫下之皺褶的產生。舉例而言,本實施型態的光學薄膜即使與偏光件組合作為偏光板安裝於影像顯示裝置,亦不會使自傾斜方向觀察時的色彩大幅變化。
[1.1.光學薄膜的材料]
本實施型態相關之光學薄膜由包含具有結晶性之聚合物的樹脂而成,由該樹脂所形成。
所謂「具有結晶性之聚合物」,表示具有熔點Tm的聚合物。亦即,所謂「具有結晶性之聚合物」,表示可以微差掃描熱量計(DSC)觀測熔點的聚合物。在以下說明中,有時將具有結晶性之聚合物稱為「結晶性聚合物」。並且,有時將包含結晶性聚合物之樹脂稱為「結晶性樹脂」。此結晶性樹脂以熱塑性樹脂為佳。
結晶性聚合物以具有正的固有雙折射為佳。藉由使用具有正的固有雙折射之結晶性聚合物,得輕易製造具有期望之光學特性的光學薄膜。
結晶性聚合物亦可為例如:聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯;聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴;等,並無特別限定,但以含有脂環結構為佳。藉由使用含有脂環結構的結晶性聚合物,可優化光學薄膜的機械特性、耐熱性、透明性、低吸濕性、尺寸穩定性及輕量性。所謂含有脂環結構之聚合物,表示於分子內具有脂環結構的聚合物。此種含有脂環結構的聚合物,得為例如得藉由使用環烯烴作為單體之聚合反應而獲得的聚合物或其氫化物。
作為脂環結構,可列舉例如環烷結構及環烯結構。此等之中,就易於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量,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量位於上述範圍內,可使機械強度、耐熱性及成形性取得高度平衡。
在含有脂環結構之結晶性聚合物中,具有脂環結構之結構單元相對於所有結構單元的比例,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。藉由使具有脂環結構之結構單元的比例如前述之多,可提高耐熱性。具有脂環結構之結構單元相對於所有結構單元的比例得定為100重量%以下。並且,在含有脂環結構之結晶性聚合物中,具有脂環結構之結構單元以外的殘基並無特別的限定,得因應使用目的而適當選擇。
作為含有脂環結構的結晶性聚合物,可列舉例如下述聚合物(α)~聚合物(δ)。此等之中,就易於獲得耐熱性優異之光學薄膜而言,以聚合物(β)為佳。
聚合物(α):環烯烴單體的開環聚合物且具有結晶性者。
聚合物(β):聚合物(α)的氫化物且具有結晶性者。
聚合物(γ):環烯烴單體的加成聚合物且具有結晶性者。
聚合物(δ):聚合物(γ)的氫化物且具有結晶性者。
具體而言,作為含有脂環結構的結晶性聚合物,以雙環戊二烯的開環聚合物且具有結晶性者及雙環戊二烯的開環聚合物之氫化物且具有結晶性者為較佳。其中,以雙環戊二烯的開環聚合物之氫化物且具有結晶性者為尤佳。於此,所謂雙環戊二烯的開環聚合物,係謂源自雙環戊二烯之結構單元相對於全部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%為更佳――的聚合物。
雙環戊二烯的開環聚合物的氫化物以外消旋二單元組的比例高為佳。具體而言,在雙環戊二烯的開環聚合物的氫化物中之重複單元之外消旋二單元組的比例,以51%以上為佳,以70%以上為較佳,以85%以上為尤佳。外消旋二單元組的比例高,表示對排立體異構性高。據此,會有外消旋二單元組的比例愈高,則雙環戊二烯的開環聚合物的氫化物之熔點愈高的傾向。
外消旋二單元組的比例可依據如後所述之實施例所記載的
13C-NMR光譜分析來決定。
作為上述聚合物(α)~聚合物(δ),得使用透過國際專利公開第2018/062067號所揭示之製造方法而獲得的聚合物。
結晶性聚合物的熔點Tm,以200℃以上為佳,以230℃以上為較佳,且以290℃以下為佳。藉由使用具有此種熔點Tm之結晶性聚合物,可獲得成形性與耐熱性的平衡更加優異的光學薄膜。
通常結晶性聚合物具有玻璃轉移溫度Tg。結晶性聚合物之具體的玻璃轉移溫度Tg,並不特別受限,但通常為85℃以上,且通常為170℃以下。
聚合物的玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm可透過以下方法來量測。首先,藉由加熱使聚合物熔解,透過乾冰將熔解之聚合物急速冷卻。接下來,使用此聚合物作為試樣,使用微差掃描熱量計(DSC),在10℃/分鐘之升溫速度(升溫模式)下,得量測聚合物的玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm。
結晶性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結晶性聚合物之成形加工性與耐熱性的平衡優異。
結晶性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表示數量平均分子量。具有此種分子量分布之結晶性聚合物的成形加工性優異。
聚合物的重量平均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn),得透過以四氫呋喃作為溶析液的凝膠滲透層析法(GPC)以聚苯乙烯換算值之形式來量測。
於光學薄膜所包含之結晶性聚合物的結晶度,並無特別的限制,但通常高至某程度以上。於光學薄膜所包含之結晶性聚合物的結晶度高至某程度以上一事,得藉由如後所述之熱膨脹率的大小來確認。光學薄膜的熱膨脹率愈小,則於光學薄膜所包含之結晶性聚合物的結晶度有愈高的傾向。
具體的結晶度之範圍,以10%以上為佳,以15%以上為較佳,以30%以上為尤佳。
結晶性聚合物的結晶度得透過X射線繞射法來量測。
結晶性聚合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
在結晶性樹脂中之結晶性聚合物的比例,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。在結晶性聚合物的比例為前述範圍的下限值以上的情況下,可提高光學薄膜的耐熱性。結晶性聚合物的比例之上限得為100重量%以下。
結晶性樹脂除了結晶性聚合物之外,還得包含任意成分。作為任意成分,可列舉例如:酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等抗氧化劑;受阻胺系光穩定劑等光穩定劑;石油系蠟、費托蠟、聚伸烷蠟等蠟;山梨醇系化合物、有機磷酸的金屬鹽、有機羧酸的金屬鹽、高嶺土及滑石等成核劑;二胺基二苯乙烯衍生物、香豆素衍生物、唑系衍生物(例如苯并㗁唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并咪唑衍生物及苯并噻唑衍生物)、咔唑衍生物、吡啶衍生物、萘二甲酸衍生物及咪唑酮衍生物等螢光增白劑;二苯基酮系紫外線吸收劑、水楊酸系紫外線吸收劑、苯并三唑系紫外線吸收劑等紫外線吸收劑;滑石、矽石、碳酸鈣、玻璃纖維等無機填充材;著色劑;阻燃劑;阻燃助劑;抗靜電劑;塑化劑;近紅外線吸收劑;滑劑;填料;以及軟質聚合物等結晶性聚合物以外之任意聚合物;等。任意成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
[1.2.光學薄膜的特性]
(在厚度方向上的延遲Rth)
本實施型態的光學薄膜在厚度方向上之延遲Rth的絕對值通常為15 nm以下,以3 nm以下為佳,以1 nm以下為較佳,且通常為0 nm以上,理想上為0 nm。藉由在厚度方向上之延遲Rth的絕對值為前述上限值以下,在與其他光學元件組合的情況下,得做成不會使此光學元件原本的光學特性大幅變化。舉例而言,在使用光學薄膜作為影像顯示裝置的元件(例如偏光件的保護薄膜)的情況下,得減少自傾斜方向觀察時的影像之色彩的變化。
本實施型態之光學薄膜在厚度方向上之延遲Rth(以下亦將「在厚度方向上之延遲」單純稱為「Rth」。)的符號,以在厚度方向上變化為佳。具體而言,在光學薄膜的厚度方向中央部與具有光學薄膜之第一外側部及第二外側部的至少一者,以Rth的符號相異為佳,以中央部之Rth的符號為正且前述第一外側部及前述第二外側部的至少一者之Rth的符號為負為較佳,以中央部之Rth的符號為正且第一外側部及前述第二外側部兩者之Rth的符號為負為更佳。光學薄膜藉由具備前述良佳的構造,可輕易實現位於期望之範圍的延遲。
圖1係繪示本發明之一實施型態相關之光學薄膜的剖面示意圖。光學薄膜100係由中央部110、第一外側部121與第二外側部122所構成。
光學薄膜100具有第一表面100U與第二表面100D。光學薄膜100的厚度方向中央111係與第一表面100U、第二表面100D等距離的面。中央部110係包含厚度方向中央111的部分。第一外側部121位於厚度方向較中央部110還外側,係包含第一表面100U的部分。第二外側部122位於厚度方向較中央部110還外側,係包含第二表面100D的部分。
中央部110之Rth之值為正,第一外側部121及第二外側部122之Rth之值兩者皆為負。
如此,中央部110之Rth之值為正且第一外側部121及第二外側部122之Rth之值為負的光學薄膜100,得透過包含將有機溶媒塗布於擠製薄膜的兩面上來形成溶媒層的製造方法來製造,所述擠製薄膜係由結晶性樹脂透過擠製成形所製造。透過本製造方法得製造光學薄膜100的理由,可推想如下,但並非限定本發明者。
擠製薄膜在擠製成形結晶性樹脂時會沿搬送方向稍微延伸,可想見厚度方向延遲Rth會呈正值。
藉由將溶媒塗布於擠製薄膜的兩面上,此溶媒會浸入至擠製薄膜中。可想見藉由浸入之溶媒的作用,在擠製薄膜中之結晶性聚合物的分子發生微布朗運動,擠製薄膜的分子鏈會定向。
順帶一提,擠製薄膜的表面積之係為主表面的正面及背面大。據此,溶媒的浸入速度以通過前述正面或背面之往厚度方向的浸入速度為大。若然,前述結晶性聚合物之分子鏈的定向,得以該聚合物的分子沿厚度方向定向的方式進行。並且,藉由將溶媒塗布於擠製薄膜而非將擠製薄膜浸漬於溶媒,可想見溶媒會浸入至擠製薄膜之厚度方向上的外側部,但未到達在擠製薄膜之厚度方向上的中央部。
其結果,可想見光學薄膜之中央部的Rth係與塗布溶媒前之擠製薄膜之值相同或接近之值且為正值,光學薄膜之第一外側部及第二外側部之厚度方向的折射率會變大且Rth會呈負值。
在將溶媒僅塗布於擠製薄膜的單面上的情況下,可想見包含塗布有溶媒之面之光學薄膜的外側部之厚度方向的折射率會變大,該外側部的Rth會呈負值。並且,可想見包含未塗布有溶媒之面之光學薄膜的外側部之Rth與中央部同樣會呈正值。
(面內延遲Re)
本實施型態之光學薄膜的面內延遲Re通常為10 nm以下,以5 nm以下為佳,以3 nm以下為較佳,且通常為0 nm以上。藉由面內延遲Re為前述上限值以下,在使用光學薄膜作為光學元件之保護薄膜的情況下,得減低光學薄膜對光學元件原本的光學特性賦予的影響。
薄膜的延遲得使用相位差計(例如AXOMETRICS公司製「AxoScan OPMF-1」)來量測。
(熱膨脹率)
本實施型態之光學薄膜的熱膨脹率通常為7.5%以下,以7%以下為佳,以6.5%以下為較佳,且通常為0%以上。藉由光學薄膜的熱膨脹率為前述上限值以下,得提升光學薄膜的耐熱性。
於此,熱膨脹率係在下述條件下量測之值。
將光學薄膜裁切成長方形以獲得試樣。此裁切以長方形的試樣之長邊方向與薄膜的MD方向(在長條狀的薄膜中之長邊方向)或TD方向(長條狀的薄膜中之幅寬方向)一致的方式進行。
在對所獲得之試樣的長邊方向施加50 mN之張力的狀態下,在升溫速度10℃/分鐘下,量測溫度自20℃至130℃的線膨脹ΔL。
將所量測之線膨脹ΔL之值除以原始長度(亦即線膨脹前的長度L),依循下述式求出MD及TD方向的熱膨脹率(%),將其平均值定為光學薄膜的熱膨脹率R
TMA(%)。
熱膨脹率(%)=(ΔL/L)×100
在以上條件下量測之光學薄膜的熱膨脹率R
TMA,得成為於光學薄膜所包含之結晶性樹脂的結晶度之大小的指標。光學薄膜的熱膨脹率R
TMA愈小,則於光學薄膜所包含之結晶性樹脂的結晶度有愈大的傾向。
藉由光學薄膜的熱膨脹率位於前述範圍,得提升光學薄膜的耐熱性。
(厚度)
光學薄膜的厚度可因應光學薄膜的用途而適度設定。光學薄膜的厚度d,以5 μm以上為佳,以10 μm以上為較佳,且以80 μm以下為佳,以70 μm以下為較佳。在光學薄膜的厚度d為前述範圍的下限值以上的情況下,可優化處理性、提高強度。並且,在光學薄膜的厚度d為上限值以下的情況下,長條狀的光學薄膜的收捲實屬容易。
本實施型態之光學薄膜可為裁斷成張的薄膜,亦可為長條狀的薄膜。通常光學薄膜以長條狀的薄膜之形式來製造。長條狀的光學薄膜得使用卷對卷法與其他長條狀的光學元件有效率組合。因此,光學薄膜以長條狀為佳。
(透明性)
本實施型態之光學薄膜以具有高的透明性為佳。光學薄膜之具體的全光線穿透率,以80%以上為佳,以85%以上為較佳,以88%以上為尤佳。光學薄膜的全光線穿透率通常為100%以下。光學薄膜的全光線穿透率得使用紫外線─可見光分光計在波長400 nm~700 nm的範圍來量測。
[2.光學薄膜的製造方法]
本實施型態之光學薄膜得透過任意方法來製造。舉例而言,光學薄膜得透過包含下述工序的製造方法來製造。
工序(1):將包含具有結晶性之聚合物的樹脂擠製成形以獲得薄膜(a)的工序。
工序(2):將溶媒塗布於前述薄膜(a)的兩個表面之中的至少一個表面上形成溶媒層以獲得薄膜(a′)的工序。
工序(3):使前述薄膜(a′)的前述溶媒層乾燥以獲得薄膜(b)的工序。
通常工序(2)在工序(1)之後進行。通常工序(3)在工序(2)之後進行。本實施型態之光學薄膜的製造方法除了前述工序(1)~(3)之外,亦可包含任意工序。
[2.1.工序(1)]
在工序(1)中,將包含結晶性聚合物的樹脂擠製成形以獲得薄膜(a)。
在工序(1)使用之包含結晶性聚合物的樹脂得與於光學薄膜所包含之包含結晶性聚合物的樹脂相同。惟於薄膜(a)所包含之結晶性聚合物的結晶度以小為佳。具體的結晶度以未達10%為佳,以未達5%為較佳,以未達3%為尤佳。若於塗布有機溶媒前之薄膜(a)所包含之結晶性聚合物的結晶度低,則藉由有機溶媒的塗布量來控制光學薄膜之厚度方向的延遲Rth一事會變得容易。
利用擠製成形法之製造條件例如如下所述。
圓筒溫度(熔融樹脂溫度)以Tm以上為佳,以「Tm+20℃」以上為較佳,且以「Tm+100℃」以下為佳,以「Tm+50℃」以下為較佳。並且,經擠製成薄膜狀之熔融樹脂最初所接觸的冷卻件並不特別受限,但通常使用鑄造輥。此鑄造輥溫度以「Tg−50℃」以上為佳,且以「Tg+70℃」以下為佳,以「Tg+40℃」以下為較佳。再者,冷卻輥溫度以「Tg−70℃」以上為佳,以「Tg−50℃」以上為較佳,且以「Tg+60℃」以下為佳,以「Tg+30℃」以下為較佳。在以此種條件製造薄膜(a)的情況下,可輕易製造厚度1 μm~1 mm的薄膜(a)。於此,「Tm」表示結晶性聚合物的熔點,「Tg」表示結晶性聚合物的玻璃轉移溫度。
薄膜(a)的厚度以因應所欲製造之光學薄膜的厚度來設定為佳。通常,藉由在工序(2)將溶媒塗布於薄膜(a),薄膜的厚度會變大。另一方面,在光學薄膜的製造方法包含延伸工序的情況下,薄膜的厚度會藉由延伸而變小。因此,亦可考量較如前所述之工序(1)後面的工序中之厚度的變化來設定薄膜(a)的厚度。
藉由擠製成形,得輕易控制薄膜(a)的厚度。
薄膜(a)亦可為裁斷成張的薄膜,但以長條狀的薄膜為佳。藉由使用長條狀的薄膜(a),由於能夠利用卷對卷法連續製造光學薄膜,故可有效提高光學薄膜的生產性。
薄膜(a)以有機溶媒的含量小為佳,以不含有機溶媒為較佳。薄膜(a)所包含之有機溶媒相對於該薄膜(a)的重量100%的比率(溶媒含有率),以1%以下為佳,以0.5%以下為較佳,以0.1%以下為更佳,理想上為0.0%。藉由於塗布有機溶媒前之薄膜(a)所包含之有機溶媒的量少,透過有機溶媒的塗布量來控制光學薄膜之厚度方向的延遲Rth一事變得容易。
藉由擠製成形,有機溶媒的含量小,通常得獲得不含有機溶媒的薄膜(a)。
薄膜(a)的溶媒含有率得藉由密度來量測。
薄膜(a)的面內延遲Re,以10 nm以下為佳,以8 nm以下為較佳,以5 nm以下為更佳,且通常為0 nm以上。
薄膜(a)之厚度方向的延遲Rth,以15 nm以下為佳,以10 nm以下為較佳,以8 nm以下為更佳,且以0 nm以上為佳,以0.5 nm以上為較佳,以1 nm以上為更佳。
藉由薄膜(a)的相位差為如此之低,將光學薄膜的相位差調整成期望的範圍一事變得容易。
[2.2.工序(2)]
在工序(2)中,將溶媒塗布於薄膜(a)的兩個表面之中的至少一個表面上形成溶媒層以獲得薄膜(a′)。
透過工序(2),得獲得在表面附近處之厚度方向的折射率經變化的薄膜。
溶媒通常為有機溶媒。作為有機溶媒,得使用不會溶解結晶性聚合物者。作為良佳的有機溶媒之例,可列舉:甲苯、薴烯、十氫萘等烴溶媒;二硫化碳,以甲苯為佳。有機溶媒的種類可為1種,亦可為2種以上。
薄膜(a)的兩個表面(兩個主表面)之中,可將溶媒塗布於一個表面上,亦可將溶媒塗布於兩個表面的兩者。塗布法良佳為使用得藉由塗布控制於薄膜(a)的表面形成之溶媒層的厚度之方法。
作為塗布法之例,可列舉:線棒塗法、噴塗法、輥塗法、輪轉凹版塗法、模塗法、簾塗法、斜板式塗法及擠壓塗法,以模塗法為佳。
形成於薄膜(a)的至少一個表面上之溶媒層的總厚度通常為10 μm以下,以9 μm以下為佳,以8 μm以下為較佳,且通常大於0 μm。
於此,所謂總厚度,係在將溶媒塗布於薄膜(a)的兩個表面之兩者而形成兩個溶媒層的情況下之兩個溶媒層之厚度的合計,係在將溶媒僅塗布於薄膜(a)的兩個表面之一者而僅形成一個溶媒層的情況下之此一溶媒層的厚度。
藉由使溶媒層的總厚度落在前述範圍內,得將光學薄膜的厚度方向之延遲Rth的絕對值調整成期望的範圍。
愈使溶媒層的總厚度增大,則薄膜(b)的厚度方向之延遲Rth有變得愈小的傾向。藉由因應於薄膜(a)的厚度方向之延遲Rth之值來調整溶媒層的總厚度,得調整薄膜(b)的厚度方向之延遲Rth的絕對值。
再者,藉由使溶媒層的總厚度落於前述範圍內,可減少在工序(3)中於搬送的薄膜產生皺褶、提高薄膜的處理性。
[2.3.工序(3)]
在工序(3)中,使薄膜(a′)的前述溶媒層乾燥以獲得薄膜(b)。藉此,得去除溶媒層的溶媒。
得因應使用之溶媒的沸點而採用任意方法作為乾燥方法。作為乾燥方法之例,可列舉:自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥、減壓加熱乾燥等。
在工序(2)中所塗布之溶媒層之溶媒的一部分或全部可能會摻入薄膜(a′)而進入聚合物的內部。因此,即使在工序(3)中在溶媒的沸點以上進行乾燥,亦難以輕易自薄膜(a′)將溶媒完全去除。據此,薄膜(b)可能包含溶媒。
在工序(2)中,藉由調整溶媒層的總厚度,得在薄膜(b)中調整在厚度方向上之延遲Rth的大小。藉由調整在工序(2)中之溶媒層的總厚度,在可獲得具有期望之光學特性之薄膜(b)的情況下,可獲得薄膜(b)作為光學薄膜。
[2.4.工序(4)]
光學薄膜的製造方法除了工序(1)~(3)之外亦可任意包含工序(4)。工序(4)係將在工序(3)所獲得之薄膜(b)延伸的工序。
藉由延伸,可使於薄膜(b)所包含之結晶性聚合物的分子沿因應延伸方向之方向定向。據此,藉由工序(4),可調整薄膜(b)之面內方向的雙折射Re/d、面內延遲Re、厚度方向的雙折射Rth/d、厚度方向的延遲Rth等光學特性以及厚度d。
延伸方向並無限制,可列舉例如:長邊方向、幅寬方向、斜向等。於此,所謂斜向,表示相對於厚度方向為垂直的方向且既不平行亦不垂直於幅寬方向的方向。並且,延伸方向可為單一方向,亦可為兩個以上的方向。據此,作為延伸方法,可列舉例如:將薄膜沿長邊方向進行單軸延伸的方法(縱向單軸延伸法)、將薄膜沿幅寬方向進行單軸延伸的方法(橫向單軸延伸法)等單軸延伸法;在將薄膜沿長邊方向延伸的同時沿幅寬方向延伸的同時雙軸延伸法、將薄膜沿長邊方向及幅寬方向之一者延伸後沿另一者延伸的逐次雙軸延伸法等雙軸延伸法;將薄膜沿斜向延伸的方法(斜向延伸法);等。
作為單軸延伸法的另一例,可列舉:固定薄膜的邊緣部來進行之固定單軸延伸法、不固定薄膜的邊緣部來進行之自由單軸延伸法。
延伸倍率以1倍以上為佳,以1.01倍以上為較佳,且以1.5倍以下為佳,以1.4倍以下為較佳。具體的延伸倍率,以因應延伸之薄膜(b)的光學特性、厚度、強度等要素而適度設定為符合期望。
在延伸倍率為前述範圍的下限值以上的情況下,可藉由延伸使雙折射大幅變化。並且,在延伸倍率為前述範圍的上限值以下的情況下,可輕易控制慢軸的方向、有效抑制薄膜的斷裂。
延伸溫度以「Tg+5℃」以上為佳,以「Tg+10℃」以上為較佳,且以「Tg+100℃」以下為佳,以「Tg+90℃」以下為較佳。於此,「Tg」表示結晶性聚合物的玻璃轉移溫度。在延伸溫度為前述範圍的下限值以上的情況下,可使薄膜(b)充分軟化以均勻進行延伸。並且,在延伸溫度為前述範圍的上限值以下的情況下,由於可抑制由結晶性聚合物之結晶化的進行所致之薄膜(b)的固化,故可順利進行延伸。並且,得藉由延伸使雙折射大幅變化。再者,通常可使延伸後所獲得之薄膜的霧度減小以提高透明性。
藉由施以前述延伸處理,可獲得作為經延伸之薄膜(b)的薄膜(c)。如前所述,由於雙折射得藉由在工序(4)之延伸而變化,故可進行薄膜(c)的厚度方向延遲Rth之調整。據此,藉由利用薄膜(b)的工序(4)之延伸,可將薄膜(c)的光學特性調整成作為光學薄膜期望的範圍,可獲得薄膜(c)作為光學薄膜。
工序(4)除了將薄膜(b)延伸的工序(定為工序(4b)。)以外,亦可進一步包含下述工序之任一者。
工序(4a):將薄膜(b)預熱的工序。
工序(4c):將薄膜(b)熱處理的工序。
工序(4d):將薄膜(c)冷卻的工序。
在工序(4)包含工序(4a)的情況下,工序(4a)通常在工序(4b)之前進行。
在工序(4)包含工序(4c)的情況下,工序(4c)通常在工序(4b)之後進行。
在工序(4)包含工序(4d)的情況下,工序(4d)通常在工序(4a)~(4c)之後進行。
藉由熱處理,使於經延伸之薄膜(b)所包含之結晶性聚合物的結晶化進行,通常得使熱膨脹率降低。據此,藉由工序(4c),得使光學薄膜的耐熱性提升。
熱處理溫度通常為結晶性聚合物的玻璃轉移溫度Tg以上且結晶性聚合物的熔點Tm以下。更詳細而言,熱處理溫度以Tg℃以上為佳,以Tg+10℃以上為較佳,且以Tm−20℃以下為佳,以Tm−40℃以下為較佳。在前述溫度範圍中,可一邊抑制由結晶化的進行所致之白色混濁,一邊使結晶性聚合物的結晶化迅速進行。
熱處理的處理時間,以1秒以上為佳,以5秒以上為較佳,且以30分鐘以下為佳,以15分鐘以下為較佳。
在工序(4a)中的預熱溫度,通常與在工序(4b)中的延伸溫度相同,但亦可相異。預熱溫度相對於延伸溫度T1,以T1−10℃以上為佳,以T1−5℃以上為較佳,且以T1+5℃以下為佳,以T1+2℃以下為較佳。預熱時間為任意,得以1秒以上為佳,以5秒以上為較佳,並且,得以60秒以下為佳,以30秒以下為較佳。
在工序(4d)中的冷卻溫度可設定成較在工序(4d)中之前進行之工序(工序(4b)或工序(4c))中的加熱溫度還低。冷卻時間為任意,得以1秒以上為佳,以5秒以上為較佳,並且,得以30秒以下為佳,以20秒以下為較佳。
在光學薄膜的製造方法包含工序(4)的情況下,工序(4)後之光學薄膜可能包含殘留應力。於是,光學薄膜的製造方法亦可包含例如進行使延伸後的薄膜熱收縮來去除殘留應力之鬆弛處理的工序。在鬆弛處理中,通常一邊將經延伸之薄膜維持平坦,一邊在適度的溫度範圍使薄膜發生熱收縮,藉此可去除殘留應力。
藉由前述製造方法,可由結晶性樹脂製造長條狀的薄膜(a),並由薄膜(a)製造長條狀的光學薄膜。光學薄膜的製造方法亦可包含將如此製造之長條狀的光學薄膜收捲成卷狀的工序。再者,光學薄膜的製造方法亦可包含將長條狀的光學薄膜裁切成期望之形狀的工序。
[3.光學薄膜的用途]
本實施型態之光學薄膜在與其他光學元件組合的情況下,不會使此光學元件原本的光學特性大幅變化,並減少在高溫之皺褶的產生。因此,本實施型態之光學薄膜合適作為光學元件的保護薄膜、用以形成光學元件的基材薄膜等光學用途。
『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而實施。
在以下說明中,表示量的「%」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,否則在常溫(20℃±15℃)及常壓(1 atm)的條件下進行。
[評價方法]
(聚合物的重量平均分子量Mw及數量平均分子量Mn的量測方法)
聚合物的重量平均分子量Mw及數量平均分子量Mn係使用凝膠滲透層析法(GPC)系統(東曹公司製「HLC-8320」)以聚苯乙烯換算值之形式來量測。量測時,作為管柱,使用H型管柱(東曹公司製),作為溶媒,使用四氫呋喃。並且,量測時的溫度為40℃。
(聚合物之氫化率的量測方法)
聚合物的氫化率係以鄰二氯苯-d
4作為溶媒在145℃下透過
1H-NMR量測。
(玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm的量測方法)
聚合物的玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm的量測係如以下來進行。首先,藉由加熱使聚合物熔解,透過乾冰將熔解之聚合物急速冷卻。接下來,使用此聚合物作為試樣,使用微差掃描熱量計(DSC),在10℃/分鐘的升溫速度(升溫模式)下,量測聚合物的玻璃轉移溫度Tg及熔點Tm。
(固有雙折射值之符號的確認)
將量測對象之薄膜裁切成50 mm×150 mm之尺寸來獲得薄膜片。使用附恆溫恆濕槽之拉伸試驗機(INSTRON公司製「5564型」)作為量測裝置,將薄膜片進行自由單軸延伸。延伸溫度定為形成薄膜之樹脂的Tg+15℃,拉伸速度定為1.5倍/min。
之後,藉由AXOMETRICS公司製「AxoScan OPMF-1」決定經延伸之薄膜片的慢軸方向,在延伸方向與慢軸方向平行的情況下,構成薄膜片之樹脂的固有雙折射定為正,在延伸方向與慢軸方向垂直的情況下,構成薄膜片之樹脂的固有雙折射定為負。
(聚合物之外消旋二單元組之比例的量測方法)
聚合物之外消旋二單元組之比例的量測係如以下來進行。以鄰二氯苯-d
4作為溶媒,在200℃下應用反閘控去耦法(inverse gated decoupling)進行聚合物的
13C-NMR量測。在此
13C-NMR量測的結果中,將鄰二氯苯-d
4之127.5 ppm的尖峰定為基準偏移,鑑定源自內消旋二單元組之43.35 ppm的訊號與源自外消旋二單元組之43.43 ppm的訊號。依據此等訊號的強度比,求出聚合物之外消旋二單元組的比例。
(Re、Rth的量測方法)
薄膜之面內延遲Re及厚度方向的延遲Rth係藉由AXOMETRICS公司製「AxoScan OPMF-1」來量測。此時,量測係在波長590 nm進行。
(在薄膜的中央部及外側部中之Rth的符號確認)
針對量測對象的薄膜量測厚度方向的延遲Rth,定為Rth0。量測係藉由AXOMETRICS公司製「AxoScan OPMF-1」進行。量測係在波長590 nm進行。以下量測亦在量測波長590 nm藉由同樣的裝置進行。
隨後,將薄膜的表面一邊以水濕潤,一邊以砂紙(4000號、8000號、15000號)自薄膜的一面削去1 μm的厚度使薄膜變薄。
隨後,量測薄化之薄膜的厚度方向之延遲Rth,定為Rth1。重複自薄膜的一面削去1 μm的表層使薄膜薄化隨後量測薄化之薄膜之延遲Rth的操作直至薄化之薄膜的厚度方向之延遲Rth1的符號變得與Rth0的符號相異為止。惟在即使將表層削至薄膜之厚度方向的中央,厚度方向之延遲Rth1的符號亦不會變得與Rth0的符號相異的情況下,結束削刮薄膜之表層的操作。
在將表層削至薄膜之厚度方向的中央之間,在Rth1的符號變得與Rth0的符號相異的情況下,在量測對象的薄膜中,在中央部的厚度方向上之延遲Rth的符號定為與Rth0相反的符號,第一外側部及第二外側部的厚度方向之延遲Rth的符號定為與Rth0的符號相同的符號。
即使將表層削至薄膜之厚度方向的中央,厚度方向之延遲Rth1的符號亦不會變得與Rth0的符號相異的情況下,中央部、第一外側部及第二外側部之厚度方向的延遲Rth分別定為與Rth0相同的符號。
(薄膜之厚度的量測方法)
薄膜的厚度係使用接觸式厚度計(MITUTOYO公司製Code No.543-390)來量測。
(薄膜之熱膨脹率R
TMA的量測方法)
將薄膜裁切成5 mm×20 mm的條片狀(長方形)來獲得試樣。此裁切以條片狀的試樣之長邊方向與薄膜的MD方向(在長條狀的薄膜中之長邊方向)或TD方向(在長條狀的薄膜中之幅寬方向)一致的方式進行。
在對此試樣的長邊方向施加50 mN之張力的狀態下,在升溫速度10℃/分鐘下,量測溫度自20℃至130℃的線膨脹。量測係使用熱機械分析裝置(SII NanoTechnology Inc.製「TMA/SS7100」)來進行。將所量測之線膨脹之值除以原始長度(亦即線膨脹前的長度),求出MD及TD方向的熱膨脹率(%),將其平均值定為光學薄膜的熱膨脹率R
TMA(%)。
(視角特性的評價)
準備市售的平面切換(IPS)式液晶顯示裝置(LG Display Co., Ltd製)。該液晶顯示裝置之液晶單元的預傾角為1°,並且係背光側偏光件的吸收軸與在無施加電壓時之液晶單元的慢軸平行之所謂O模式(O-mode)的裝置。觀看側偏光件的吸收軸與背光側偏光件的吸收軸正交。拆解液晶顯示裝置,將評價對象的薄膜插入至背光側偏光件與液晶單元之間並重新組裝,獲得評價用的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置自觀看側依序具備:觀看側偏光件、濾色器、液晶單元、該薄膜、背光側偏光件及背光。針對所獲得的液晶顯示裝置評價在極角60°的色彩。具體而言,將液晶顯示裝置所具備之液晶單元在無施加電壓之狀態下的慢軸方向定為方位角0°及180°,評價在方位角45°、135°、225°、315°的色彩。
良:色彩為黑色。
不良:色彩為紅色或藍色。
(在105℃耐熱試驗後之皺褶的條數)
在室溫23℃的環境下,將評價對象的薄膜裁切成150 mm×150 mm之大小的正方形,做成試樣薄膜。將此試樣薄膜在105℃的烘箱內加熱100小時後,冷卻至23℃(室溫)。針對冷卻後之試樣薄膜量測產生之皺褶的條數。評價基準如以下所示。
良:皺褶為0條。
可:皺褶有1條。
不良:皺褶有2條以上。
(處理性的評價)
藉由目視確認在薄膜(b)的搬送中產生之薄膜的皺褶。
評價基準如以下所示。
良:不會產生皺褶,或僅產生薄膜不會損壞之程度的小皺褶。
不良:產生會破壞薄膜之程度的大皺褶。
[製造例1.結晶性樹脂A的製造]
將金屬製的耐壓反應器充分乾燥後進行氮氣置換。於此金屬製的耐壓反應器加入環己烷154.5份、雙環戊二烯(內型異構物含有率99%以上)之濃度70%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,加溫至53℃。
將四氯化苯基醯亞胺(四氫呋喃)鎢錯合物0.014份溶解於0.70份的甲苯,製備溶液。於此溶液加入濃度19%的二乙基乙氧基鋁/正己烷溶液0.061份,攪拌10分鐘,製備觸媒溶液。將此觸媒溶液加入耐壓反應器,起始開環聚合反應。之後,保持53℃同時進行反應4小時,獲得雙環戊二烯的開環聚合物之溶液。所獲得之雙環戊二烯的開環聚合物之數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)分別為8,750及28,100,由此等求出的分子量分布(Mw/Mn)為3.21。
於所獲得之雙環戊二烯的開環聚合物之溶液200份加入1,2-乙二醇0.037份作為終止劑,加溫至60℃,攪拌1小時,使聚合反應終止。於其加入類水滑石化合物(協和化學工業公司製「KYOWAAD(註冊商標)2000」)1份,加溫至60℃,攪拌1小時。之後,加入助濾劑(昭和化學工業公司製「RADIOLITE(註冊商標)#1500」)0.4份,使用PP褶筒式濾器(ADVANTEC東洋公司製「TCP-HX」)過濾分離吸附劑與溶液。
於過濾後之雙環戊二烯之開環聚合物的溶液200份(聚合物量30份)加入環己烷100份,添加氯氫化羰基參(三苯基膦)釕0.0043份,在氫壓6 MPa、180℃下進行4小時氫化反應。藉此,可獲得包含雙環戊二烯之開環聚合物之氫化物的反應液。此反應液的氫化物析出成為漿料溶液。
使用離心分離器將於前述反應液所包含之氫化物與溶液分離,在60℃下減壓乾燥24小時,獲得具有結晶性之雙環戊二烯之開環聚合物的氫化物28.5份。此氫化物的氫化率為99%以上,玻璃轉移溫度Tg為93℃,熔點(Tm)為267℃,外消旋二單元組的比例為89%。
於所獲得之雙環戊二烯之開環聚合物的氫化物100份混合抗氧化劑(肆{3-[3′,5′-二(三級丁基)-4′-羥基苯基]丙酸亞甲基}甲烷,BASF Japan公司製「Irganox(註冊商標)1010」)1.1份後,放入具備4個內徑3 mm⌀之模孔的雙軸擠製機(產品名「TEM-37B」,東芝機械公司製)。藉由熱熔融擠製成形將雙環戊二烯之開環聚合物的氫化物及抗氧化劑之混合物成形為股狀後,利用股料切粒機細切,獲得顆粒形狀的結晶性樹脂A。前述雙軸擠製機的運轉條件如以下所示。
.料桶設定溫度=270~280℃
.模具設定溫度=250℃
.螺桿轉數=145 rpm
[實施例1]
(1-1.工序(1):由結晶性樹脂A而成之薄膜的製造)
將在製造例1製造之結晶性樹脂A使用具備T字模具之熱熔融擠製薄膜成形機來成形,獲得幅寬約400 mm之作為長條狀的薄膜(a)之擠製薄膜(厚度38 μm)。將所獲得之擠製薄膜收捲做成卷的型態。薄膜(a)的評價結果如下表所記載。並且,使用薄膜(a)來確認結晶性樹脂A之固有雙折射的符號之結果,結晶性樹脂A之固有雙折射的符號為「正」。
前述薄膜成形機的運轉條件如以下所示。
.料桶設定溫度=280℃~300℃
.模具溫度=270℃
.鑄造輥溫度=80℃
(1-2.工序(2):塗布工序)
自在(1-1)製作之作為薄膜(a)之擠製薄膜之卷將擠製薄膜順出,於擠製薄膜的兩面上以模塗機將甲苯以每面2 μm的厚度(亦即兩面合計4 μm的厚度)塗布。藉此,可於薄膜(a)的兩個表面上分別形成作為溶媒層之甲苯層,可獲得薄膜(a′)。於薄膜(a)的兩個表面上形成之溶媒層的總厚度為4 μm。
(1-3.工序(3):乾燥工序)
之後,將薄膜(a′)在100℃的烘箱內加熱乾燥2分鐘,獲得長條狀的薄膜(b)。將所獲得之薄膜(b)收捲做成卷的型態。薄膜(b)的評價結果如下表所記載。
(1-4.工序(4):延伸加熱工序)
將薄膜(b)供應至使用拉幅法之横向延伸機,一邊調整拉開張力與拉幅鏈張力,一邊沿橫向進行固定單軸延伸成1.1倍,製作作為光學薄膜之薄膜(c)。透過下述來實施延伸,(4a):將薄膜(b)於160℃預熱;隨後,(4b):將經預熱之薄膜(b)在160℃下延伸;隨後,(4c):在使經延伸之薄膜(b)張緊的狀態下,保持在溫度160℃促進結晶化;隨後,(4d):將結晶化經促進之薄膜(b)在溫度100℃下冷卻。
薄膜(c)的厚度為35 μm。並且,薄膜(c)的評價結果如下表所記載。
[實施例2]
除變更以下事項以外,比照實施例1操作來獲得光學薄膜。薄膜(b)的厚度為38 μm。
.在(1-2.工序(2))中,變更塗布之甲苯的厚度,做成每面1.1 μm的厚度(亦即兩面合計2.2 μm的厚度)。
.不對薄膜(b)進行(1-4.工序(4)),將所獲得之薄膜(b)作為光學薄膜評價。
[比較例1]
除變更以下事項以外,比照實施例1操作來獲得光學薄膜。
.不進行(1-2.工序(2))~(1-4.工序(4)),將薄膜(a)作為光學薄膜評價。
[比較例2]
除變更以下事項以外,比照實施例1操作來獲得光學薄膜。
.不進行(1-2.工序(2))及(1-3.工序(3))。
.在(1-4.工序(4))中,使用在(1-1.工序(1))所獲得之薄膜(a)代替薄膜(b)。
[比較例3]
除變更以下事項以外,比照實施例1操作來獲得光學薄膜。
.在(1-2.工序(2))中,變更塗布之甲苯的厚度,做成每面6 μm的厚度(亦即兩面合計12 μm的厚度)。
.在(1-4.工序(4))中,依循下述方法將薄膜(b)進行自由單軸延伸,代替使用橫向延伸機來進行固定單軸延伸,以獲得薄膜(c)。
使用依序具備4根預熱輥、2根延伸輥以及2根冷卻輥之輥縱向延伸機作為延伸機。此輥縱向延伸機係藉由2根延伸輥的轉速設置成不同來進行延伸之裝置。4根預熱輥的溫度全部設定為100℃。2根延伸輥的溫度全部設定為160℃。2根冷卻輥的溫度全部設定為60℃。分別調整2根延伸輥的轉速以將薄膜(b)進行縱向單軸延伸成倍率1.1倍。
[比較例4]
除變更以下事項以外,比照實施例1操作來獲得光學薄膜。
.在(1-2.工序(2))中,變更塗布之甲苯的厚度,做成每面30 μm的厚度(亦即兩面合計60 μm的厚度)。
.在(1-4.工序(4))中,將薄膜(b)進行自由單軸延伸,代替使用橫向延伸機來進行固定單軸延伸,以獲得薄膜(c)。自由單軸延伸比照比較例3操作來進行。
[比較例5]
除變更以下事項以外,比照實施例1操作來獲得光學薄膜。
.對薄膜(a)進行下述溶媒浸漬工序而不進行(1-2.工序(2))及(1-3.工序(3)),以獲得薄膜(b)。
藉由使薄膜(a)通過充滿甲苯之浴槽中,將薄膜(a)浸漬於甲苯。薄膜(a)通過該浴槽中的時間(亦即薄膜(a)與甲苯接觸的時間)為5秒。使通過該浴槽中之薄膜(a)通過80℃的烘箱中,藉此將經浸漬於甲苯之薄膜(a)乾燥,獲得薄膜(b)。 .在(1-4.工序(4))中,將延伸溫度及延伸倍率變更成如下述所示,以獲得薄膜(c)。
將延伸倍率定為1.5倍。透過下述來實施延伸,(4a):將薄膜(b)於110℃預熱;隨後,(4b):將經預熱之薄膜(b)在110℃下延伸;隨後,(4c):在使經延伸之薄膜(b)張緊的狀態下,保持在溫度170℃促進結晶化;隨後,(4d):將結晶化經促進之薄膜(b)在溫度100℃下冷卻。
[結果]
針對在實施例及比較例所獲得之光學薄膜的製造條件、物性及評價揭示於表1或表2。在下表中,縮寫表示下述意義。
「COP」:在製造例1獲得之包含雙環戊二烯之開環聚合物的氫化物且為結晶性者的樹脂(結晶性樹脂A)
「Rtha」:薄膜(a)的厚度方向上之延遲Rth
「Rea」:薄膜(a)的面內延遲Re
「Rthb」:薄膜(b)的厚度方向上之延遲Rth
「Reb」:薄膜(b)的面內延遲Re
「Rthc」:薄膜(c)的厚度方向上之延遲Rth
「Rec」:薄膜(c)的面內延遲Re
「R
TMA」:薄膜的熱膨脹率
「固定」:固定單軸延伸
「自由」:自由單軸延伸
[表1]
表1 | |||
單位 | 實施例1 | 實施例2 | |
工序(1) | |||
結晶性樹脂 | COP | COP | |
固有雙折射的符號 | 正 | 正 | |
薄膜(a)的物性 | |||
Rtha | nm | 5.2 | 5.2 |
Rea | nm | 3.6 | 3.6 |
R TMA | % | — | — |
外側部Rth的符號 | — | — | |
中央部Rth的符號 | — | — | |
工序(2)(3) | |||
溶媒種類 | 甲苯 | 甲苯 | |
塗布厚度合計 | μm | 4.0 | 2.2 |
薄膜(b)的物性 | |||
Rthb | nm | −27.8 | 0.2 |
Reb | nm | 3.0 | 2.3 |
R TMA | % | — | 5.9 |
外側部Rth的符號 | — | 負 | |
中央部Rth的符號 | — | 正 | |
工序(4) | |||
延伸加熱工序溫度 | ℃ | 160 | — |
延伸方法 | 固定 | — | |
延伸倍率 | 倍 | 1.1 | — |
薄膜(c)的物性 | |||
Rthc | nm | 0.6 | — |
Rec | nm | 4.5 | — |
R TMA | % | 1.0 | — |
外側部Rth的符號 | 負 | — | |
中央部Rth的符號 | 正 | — | |
評價 | |||
評價對象薄膜 | 薄膜(c) | 薄膜(b) | |
視角特性 | 良 | 良 | |
105℃耐熱試驗 | 良 | 可 | |
處理性 | 良 | 良 |
[表2]
表2 | ||||||
單位 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | |
工序(1) | ||||||
結晶性樹脂 | COP | COP | COP | COP | COP | |
固有雙折射的符號 | 正 | 正 | 正 | 正 | 正 | |
薄膜(a)的物性 | ||||||
Rtha | nm | 5.2 | 5.2 | 5.2 | 5.2 | 5.2 |
Rea | nm | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 3.6 |
R TMA | % | 26.4 | — | — | — | — |
外側部Rth的符號 | 正 | — | — | — | — | |
中央部Rth的符號 | 正 | — | — | — | — | |
工序(2)(3) | ||||||
溶媒種類 | — | — | 甲苯 | 甲苯 | 甲苯 | |
塗布厚度合計 | μm | — | — | 12 | 60 | 浸漬 |
薄膜(b)的物性 | ||||||
Rthb | nm | — | — | −81.0 | −141.1 | −402.5 |
Reb | nm | — | — | 8.7 | 19.8 | 6.3 |
R TMA | % | — | — | — | — | — |
外側部Rth的符號 | — | — | — | — | — | |
中央部Rth的符號 | — | — | — | — | — | |
工序(4) | ||||||
延伸加熱工序溫度 | ℃ | — | 160 | 160 | 160 | 110~170 |
延伸方法 | — | 固定 | 自由 | 自由 | 固定 | |
延伸倍率 | 倍 | — | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.5 |
薄膜(c)的物性 | ||||||
Rthc | nm | — | 32.4 | −26.2 | −45.6 | −7 |
Rec | nm | — | 5.1 | 112.6 | 256.3 | 264.6 |
R TMA | % | — | 1.3 | 1.0 | 1.5 | 0.8 |
外側部Rth的符號 | — | 正 | 負 | 負 | 負 | |
中央部Rth的符號 | — | 正 | 正 | 正 | 負 | |
評價 | ||||||
評價對象薄膜 | 薄膜(a) | 薄膜(c) | 薄膜(c) | 薄膜(c) | 薄膜(c) | |
視角特性 | 良 | 不良 | 不良 | 不良 | 不良 | |
105℃耐熱試驗 | 不良 | 良 | 良 | 良 | 良 | |
處理性 | — | — | 良 | 不良 | 不良 |
由以上結果可知以下事項。
實施例1的光學薄膜(薄膜(c))及實施例2的光學薄膜(薄膜(b))在厚度方向上之延遲的絕對值為15 nm以下,面內延遲Re為10 nm以下,R
TMA為0%以上且7.5%以下。實施例的光學薄膜之視角特性的評價良好,在105℃耐熱試驗中產生之皺褶的條數少。
另一方面,R
TMA為7.5%以上之比較例1的光學薄膜在105℃耐熱試驗中產生之皺褶的條數多。並且,在厚度方向上之延遲的絕對值大於15 nm,或者面內延遲Re大於10 nm之比較例2~5的光學薄膜之視角特性的評價不良,可知會使偏光件原本的光學特性大幅變化。
並且,藉由不含工序(2)及工序(3)的製造方法所獲得之比較例1及2的光學薄膜、在工序(2)中藉由塗布厚度大於10 μm之製造方法所獲得之比較例3~5的光學薄膜之視角特性不良。
以上結果揭示本發明相關之光學薄膜在與其他光學元件組合的情況下,不會使此光學元件原本的光學特性大幅變化,並可減少在高溫下之皺褶的產生(在105℃耐熱試驗中之皺褶的產生)。
100:光學薄膜
100U:第一表面
100D:第二表面
110:中央部
111:厚度方向中央
121:第一外側部
122:第二外側部
〈圖1〉圖1係繪示本發明之一實施型態相關之光學薄膜的剖面示意圖。
100:光學薄膜
100U:第一表面
100D:第二表面
110:中央部
111:厚度方向中央
121:第一外側部
122:第二外側部
Claims (6)
- 一種光學薄膜,其係由包含具有結晶性之聚合物的樹脂而成,其中在厚度方向上之延遲Rth的絕對值為15 nm以下,面內延遲Re為10 nm以下,熱膨脹率為0%以上且7.5%以下。
- 如請求項1所記載之光學薄膜,其具有第一表面與第二表面,前述光學薄膜由包含厚度方向中央之部分的中央部、相對於前述中央部位於厚度方向外側且包含前述第一表面之部分的第一外側部,以及相對於前述中央部位於厚度方向外側且包含前述第二表面之部分的第二外側部所構成;其中在厚度方向上之延遲Rth在前述中央部中為正,在厚度方向上之延遲Rth在前述第一外側部及前述第二外側部之至少一者中為負。
- 如請求項1或2所記載之光學薄膜,其係長條狀。
- 如請求項1或2所記載之光學薄膜,其中前述包含具有結晶性之聚合物的樹脂的固有雙折射值為正。
- 一種光學薄膜的製造方法,其係如請求項1至4之任一項所記載之光學薄膜的製造方法,其包含:將包含具有結晶性之聚合物的樹脂擠製成形以獲得薄膜(a)的工序(1),將溶媒塗布於前述薄膜(a)的兩個表面之中的至少一個表面上形成溶媒層以獲得薄膜(a′)的工序(2),以及使前述薄膜(a′)的前述溶媒層乾燥以獲得薄膜(b)的工序(3);於此,在前述工序(2)中形成於前述薄膜(a)的至少一個表面上之前述溶媒層的總厚度為10 μm以下。
- 如請求項5所記載之光學薄膜的製造方法,其更包含將前述薄膜(b)延伸的工序(4)。
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JP2020218337 | 2020-12-28 | ||
JP2020-218337 | 2020-12-28 |
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