TWI400156B - An optical film and a method for manufacturing the same, a protective film for a polarizing plate, and a polarizing plate using the same, and a liquid crystal display device - Google Patents

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Description

光學薄膜及其製造方法、偏光板用保護薄膜及使用其之偏光板、以及液晶顯示裝置
本發明係關於液晶顯示裝置(LCD)或有機EL(電致發光元件)顯示器等各種顯示裝置所使用的光學薄膜、及其製造方法,特別為使用於這些顯示裝置之偏光板用保護薄膜、及使用其之偏光板、以及液晶顯示裝置,更詳細為有關賦予提高亮度之功能的偏光板用保護薄膜、至少單面具備亮度提高功能與偏光板保護功能成一體化之薄膜之偏光板、及使用其之液晶顯示裝置。
一般自自然光或人為光源為無偏光(隨機偏光),因使用偏光板,可取出偏光(直線偏光、圓偏光、橢圓偏光)成分。現在廣泛普及的液晶顯示裝置為藉由裝入該偏光板而利用偏光性質顯示影像之裝置。
作為使用於偏光板之偏光薄膜,一般使用聚乙烯基醇系薄膜所成之光吸收型偏光薄膜。聚乙烯基醇系偏光薄膜係由將聚乙烯基醇系薄膜延伸後吸著碘或二色性染料而製造。
偏光薄膜的透過軸(偏光軸)為相當於薄膜的延伸方向垂直之方向。光吸收型偏光薄膜僅透過於偏光軸平行之偏光成分,吸收與此直交方向之偏光成分。因此,光之利用效率於理論上為50%(實際上為更低值)以下。
作為抑制偏光板之光學吸收所引起的損失之方法,於透過型液晶顯示裝置中,已知有利用偏光散射各向異性之光源的光利用效率提高方法,作為亮度提高薄膜而廣泛被使用。具有偏光散射各向異性之偏光薄膜為,利用延伸高分子與液晶之複合體的薄膜於光學性上成為各向異性之散射體的性質者(Liquid Crystals、1993年、15卷、NO.3、395~407頁所記載),與光吸收型偏光薄膜同樣地,僅透過與偏光軸平行之偏光成分。但,具有偏光散射各向異性之偏光薄膜為未吸收與偏光軸成直交方向之偏光成分而於前方或後方散射,進而提高偏光薄膜之光利用效率。
〔專利文獻1〕特開平9-274108號公報〔專利文獻2〕特開平11-174231號公報
其中,專利文獻1及2中提出摻合正固有複折射性聚合物與負固有複折射性聚合物後進行一軸延伸而製造各向異性散射體之方法。
然而,藉由專利文獻1及2所記載的延伸之製作方法中,欲充分提高亮度之效果及可出現較高配向性,必須要非常大之延伸率,可適用之聚合物種類受到限制,且藉由過大延伸,作為顯示器構件會有產生不要的聚合物本身之複折射率的問題。
另一方面,偏光板為於偏光薄膜兩面貼合保護薄膜。可維持形狀或避開傷害之物理性保護及可對於光、熱、氧、水分等所引起的環境變化進行耐久性保護。
偏光板用保護薄膜一般使用以纖維素酯所構成之薄膜,該薄膜具有複折射性,滯留值一般存在於薄膜面內或薄膜厚度方向上。
例如,特開2003-43261號公報(專利文獻3)所記載,於二色性偏光薄膜之兩面上,貼合薄膜面內或薄膜厚度方向上具有上述滯留值的保護薄膜後形成偏光板,該偏光板一面上再貼合具有偏光散射各向異性之薄膜(亮度提高薄膜)為一般構成。
具有偏光散射各向異性之薄膜與二色性偏光薄膜為如上述之配置時,其間存在具有複折射性之薄膜時,此可作為相位差薄膜之功能而發揮作用。
作為結果,兩者間存在具有複折射性之薄膜時,顯示器的光學特性中會使透過率或顏色產生變化,成為多餘影像顯示之原因。因此,具有偏光散射各向異性之薄膜與二色性偏光薄膜之間最佳為不存在顯示複折射性之薄膜。
又,專利文獻3中揭示作為偏光散射各向異性層於透明支持體上塗佈液晶性化合物而設置的方法,該方法中有著生產性降低之問題。
又,如特表平11-509014號公報(專利文獻4)所揭示,具有偏光散射各向異性之薄膜(亦稱為亮度提高薄膜)為藉由,形成實質上使光學性連續相之折射率、與具有光學性各向異性之區域的透過軸側折射率成相等之薄膜,選擇性地透過所定偏光,選擇性地使其他偏光散射,再利用散射之光下可提高亮度。
然而,欲得到充分亮度提高效果,具有光學性各向異性之區域必須於同一方向配向,但有著具備這些要件之材料作成為極困難之問題。
本發明的目的為,提供藉由提高光學薄膜中之不定形粒子(相當於具有前述光學性各向異性之區域)的配向度,光學薄膜之亮度提高效果等提高光學特性或強度,又適合於偏光板保護薄膜,於製造安定性優良之光學薄膜、及其製造方法。
又,本發明的目的為,提供藉由偏光板用保護薄膜本身具有偏光散射各向異性,可提高顯示器之光學特性,特別為提高亮度之生產性及耐久性優良之偏光板用保護薄膜、及提供使用該偏光板用保護薄膜之偏光板、以及提供使用該偏光板之液晶顯示裝置。
本發明的上述目的係由下述構成所達成。
1.將含有熱塑性樹脂與不定形粒子之熔融物自流延塑模壓出於支持體上,製造出光學薄膜之光學薄膜的製造方法中,流延塑模為具備自熔融物壓出方向的上游側,以流入熔融物之入口部、歧管部、及延伸部與排出膜狀熔融物之溢料面(land)部之順序所成的狹縫部,延伸部的截面形狀為滿足下述式(1),且溢料面部之截面形狀為滿足下述式(2)者為特徵之光學薄膜的製造方法。
A1<A2………(1)
上述式中,A1與A2表示,塑模中間延伸部之任意位置P1、與藉此熔融物壓出方向之上游側位置P2之各截面積。
A3=A4………(2)
上述式中,A3與A4表示,溢料面部之相互不同之任意位置P3、P4之截面積。
2.以溢料面部之長度為40~200mm為特徵之1所記載的光學薄膜的製造方法。
3.將含有熱塑性樹脂與不定形粒子之熔融物自流延塑模壓出於支持體上,製造出光學薄膜之光學薄膜的製造方法中,流延塑模為具備自熔融物壓出方向之上游側,以流入熔融物之入口部、歧管部、及排出膜狀熔融物之溢料面部,歧管部的截面形狀為滿足下述式(3),溢料面部的截面形狀為滿足下述式(4)者為特徴之光學薄膜的製造方法。
A5<A6………(3)
上述式中,A5與A6表示,歧管部的任意位置P5、與藉此熔融物壓出方向之上游側位置P6的各截面積。
A7=A8………(4)
上述式中,A7與A8表示,溢料面部之相互不同任意位置P7、P8之截面積。
4.溢料面部之長度為40~200mm為特徴之3所記載的光學薄膜的製造方法。
5.不定形粒子之縱橫比為2以上為特徴之1至4中任1項所記載的光學薄膜的製造方法。
6.不定形粒子的縱橫比為2~40為特徴之1至5中任1項所記載的光學薄膜的製造方法。
7.不定形粒子為二氧化鈦為特徴之1至6中任1項所記載的光學薄膜的製造方法。
8.不定形粒子與纖維素酯之質量分率為0.001<(不定形粒子)/(纖維素酯)<15為特徴之1至7中任1項所記載的光學薄膜的製造方法。
9.不定形粒子的折射率為1.3~3.0為特徴之1至8中任1項所記載的光學薄膜的製造方法。
10. 1至9中任1項所記載的光學薄膜的製造方法所製造為特徴之光學薄膜。
11.其為10所記載的光學薄膜所成,且含有不定形粒子之具有偏光散射各向異性的偏光板用保護薄膜,將薄膜製造時之搬送方向為0°、及薄膜的寬方向為90°時,各不定形粒子之長軸方向所成角度(配向角度)之平均值為0.5~40°為特徴之偏光板用保護薄膜。
12.其為至少1面具有11所記載的偏光板用保護薄膜為特徴之偏光板。
13.液晶胞的至少1面具有12所記載的偏光板為特徴之液晶顯示裝置。
藉由本發明可提高光學薄膜中之不定形粒子(相當於具有前述光學性各向異性之區域)的配向度,進而提高光學薄膜之亮度提高效果等光學特性或強度,且可達到如製造製造安定性優良的光學薄膜之效果。
又,本發明的光學薄膜所成之偏光板用保護薄膜本身因具有偏光散射各向異性,故可提高顯示器之光學特性,特別為提高亮度,提供一種生產性及耐久性優良的偏光板用保護薄膜、及提供一種使用該偏光板用保護薄膜之偏光板、及提供一種使用該偏光板之液晶顯示裝置。
於至少1面具有本發明的光學薄膜所成之偏光板用保護薄膜的偏光板,可充分地達到所謂使電場所引起的液晶配向之變化成為可視化之重要角色的效果。
且,液晶胞的至少1面具有本發明的偏光板之液晶顯示裝置可達到顯示品質非常優良之效果。
實施發明的最佳形態
繼續對於實施本發明之最佳形態,參照圖面做說明,但本發明並非限定於此者。
本發明為藉由熔融流延製膜法之光學薄膜的製造方法,將熱塑性樹脂與不定形粒子經熔融混煉後所壓出之熔融物,自流延塑模流延至支持體上並冷卻,自支持體上剝離織物(web,薄膜)後製造光學薄膜者。
本發明的光學薄膜的製造方法為流延步驟之流延塑模的形狀上具有特徴者。
一般製造薄膜之流涎塑模可分為入口部、歧管部、溢料面部。
本發明的第1發明中,於歧管部與溢料面部之間設置延伸部為特徴。又,第3發明中,歧管部與溢料面部直接連接,不設置延伸部。
已知本發明中徐徐減少對於膠漿之流動方向的流涎塑模之截面積時,膠漿中的不定形粒子容易配向成與膠漿流動方向平行。
申請專利範圍第1項之發明中,以延伸部使截面積徐徐減少,提高不定形粒子之配向度。
又,第3發明中於歧管部具有此功能為特徴。
然而,製造薄膜之流涎塑模對於入口部,唇部厚度較薄,寬較為廣。因此,會成為於寬方向會徐徐地擴大之結構,故溢料面部入口端部之流動方向會成為傾斜方向。藉此即使將不定形粒子配向於膠漿的流動方向,在薄膜中央部與端部會有配向方向相異的問題。
本發明中對於該問題做檢討結果,得知將溢料面部設定為40mm以上時,膠漿的流動方向於中央部與端部皆會均勻。
又,已知將溢料面部設定為40mm以上時,可更提高配向度,膜厚分佈之均一性亦提高。
但,將溢料面部設定為200mm以上時,有著對於流涎塑模之壓力會過高之問題、或流涎塑模的製造較難之問題,故本發明中溢料面部的溢料面長以40~200mm為佳。
本發明中,作為延伸部之形狀為,與流動方向成垂直之面的截面積隨著流動方向下游逐漸變窄之形狀,更詳細為延伸部的形狀為自入口部至出口部的左右寬度為一定,前後的厚度則徐徐變窄所成。又,截面形狀可舉出矩形或橢圓等形狀。
本發明之光學薄膜係以上述光學薄膜的製造方法所製造者。
因此,本發明的偏光板用保護薄膜藉由該光學薄膜所成,且含有至少1種類以上的熱塑性樹脂、與下述式所定義之縱橫比為2~40的不定形粒子之具有偏光散射各向異性的偏光板用保護薄膜,其平均配向角度H為0.5~40°者。
縱橫比=絶對最大長/對角寬
其中所謂對角寬表示,以於絶對最大長成平行之2條直線經投影後挾著不定形粒子像時的2直線間之最短距離。
其中,不定形粒子之縱橫比若未達2時,不容易配向,結果會使偏光散射各向異性變弱,無法得到充分亮度提高之效果。另一方面,不定形粒子的縱橫比若超過40時,將不定形粒子分散於液體時,於剪斷或熔融物送液時通過幫浦時容易折到,結果無法得到充分亮度提高之效果。
不定形粒子的平均配向角度若未達0.5°時,薄膜於長方向容易極端地裂開,製造時剪裁薄膜之端部成為困難。又,所成薄膜之長方向與寬方向的機械強度或尺寸安定性的差距亦大,於液晶顯示器進行加工後容易產生因環境變化之亮度不均等故障。
另一方面,不定形粒子的平均配向角度若超過40°時,無法得到充分亮度提高之效果。
本發明為,含有至少1種類以上之熱塑性樹脂、與上述式所定義之縱橫比為2以上的不定形粒子,且具有偏光散射各向異性之偏光板用保護薄膜,且將偏光板用保護薄膜的製膜方向作為0°、及薄膜的寬方向作為90°,且各不定形粒子之平均配向角度設定為0.5~40°時,發現可提高亮度,可提供生產性及耐久性優良的偏光板之保護薄膜、及提供使用該偏光板用保護薄膜之偏光板、及提供使用該偏光板之液晶顯示裝置。
又所謂「不定形」為,粒子之絶對最大長度為Y,對角寬為X時,X≠Y,又前述的縱橫比=Y/X為2以上之粒子。本發明中,球狀以外的粒子即可,可使用平板狀、棒狀、橢圓體狀、針狀、層狀、絲狀等。
以下舉出本發明所使用的不定形粒子的例子,但並未限定於此。
作為不定形粒子,可舉出無機化合物粒子或有機化合物粒子。
作為無機化合物粒子,可舉出二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、陶土、滑石、黏土、燒成矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂、及磷酸鈣等金屬氧化物、氫氧化物、矽酸鹽、磷酸鹽、碳酸酸鹽、珪酸鈣、鈦酸鉀、硼酸鋁、鹼性硫酸鎂、玻璃纖維等可舉出。
作為有機化合物粒子的例子,可舉出聚矽氧烷樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂等微粒子,以聚矽氧烷樹脂為佳,特別為具有三次元網狀狀結構者為佳。例如Tospearl 103、同105、同108、同120、同145、同3120及同240(東芝聚矽氧烷股份有限公司製)。
又,可並用2種以上的相異種類(組成)、形狀之粒子。
本發明所使用的粒子為以提高與纖維素酯系樹脂之親和性為目的下施予種種表面處理者為佳。
對於充分乾燥之粒子,可利用脂肪酸系、油脂系、界面活性劑系、蠟系、矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑、羧酸系偶合劑、磷酸系偶合劑、高分子系等各種改質劑。
處理方法亦可舉出脂肪酸或金屬鹽、界面活性劑等覆蓋表面之塗佈法、或於粒子表面結合偶合劑之局部化學(topochemical)法、又可使用粒子粉碎步驟下添加有機處理劑之力化學法、或將單體在粒子表面上進行聚合或以接枝聚合將粒子表面以聚合物覆蓋之膠囊法等種種方法。
使用哪種改質劑以哪種方法處理粒子表面,依據粒子種與纖維素酯系樹脂組合而不同,但使用脂肪酸系改質劑之塗佈處理法或藉由各種矽烷偶合劑之局部化學處理法為佳。
作為將經上述表面處理之粒子分散於纖維素酯系樹脂中之方法,使用轉子為1根或2根的壓出機(13),其為由第1料斗投入樹脂,黏度降低至某程度時,藉由第2料斗將粒子由壓出機側投入之方法,藉此粒子的破損可抑制至最小限且可提高混煉性。使用混煉法時,樹脂為纖維素乙酸酯丙酸酯為佳。
將粒子的配向可於製膜時的剪切應力方式或其後的延伸條件、進一步放置於磁場環境下等進行控制,可得到提高背光之偏光板透過率的效果(所謂亮度提高效果)。
具有本發明之光學性各向異性的不定形粒子為以前述式所定義之縱橫比(絶對最大長與對角寬之比)為2以上之不定形粒子。該縱橫比為2以上,10000以下時為佳,更佳為3以上,1000以下,特佳為5以上,100以下。
不定形粒子亦可使用混合複數形狀、原料者。
薄膜中的不定形粒子之配向狀態及分散狀態的評估,可藉由薄膜中之不定形粒子經電子顯微鏡觀察之影像數據求得。
由影像數據對於各不定形粒子求得平均配向角度及縱橫比。縱橫比可藉由前述式求得。絶對最大長相當於不定形之長軸長度(長軸徑)。
異物或壞的不定形粒子等縱橫比為未達2之粒子,因會成為噪音故由平均配向角度或平均粒子間距離的計算中除去,求得縱橫比2以上之各粒子。
欲取得不定形粒子之絶對最大長時,與基準軸之角度作為平均配向角度。基準軸作為薄膜製造時之搬送方向。求得各不定形粒子之平均配向角度,使用該平均值。
具體說明評估法,將所製作之薄膜以透過型電子顯微鏡進行2萬倍攝影,該影像使用平台式掃描器以300dpi的單色256級進行讀取,讀取的影像以安裝於電腦之影像處理軟體WinROOF(三谷商事股份有限公司製)讀取。
對於讀取的影像進行對於影像前處理之2×2μm視野範圍之萃取(自動下影像之2值化),而進行不定形粒子之影像萃取。確認以不定形粒子的影像萃取後之畫面中不定形粒子之90%以上被萃取,若萃取不充分時不進行檢測水準的手動調整,調整成可檢測、萃取出粒子的90%以上。
觀察範圍之不定形粒子的個數若未達1000個時,再對於其他2×2μm之視野範圍進行同樣操作,進行至不定形粒子之個數合計為1000個以上。
對於如此經萃取處理之影像數據的各不定形粒子,進行平均配向角度之測定。對於不定形粒子之平均配向角度做說明。
即,在顯微鏡中,將含有不定形粒子之薄膜以2萬倍攝影後以掃描讀取做成影像。對於各不定形粒子,取出對基準軸之粒子的絶對最大長(長軸方向)之配向角度,算出這些配向角度之平均值A=ave(a1~an)作為平均配向角度。作為粒子數(n)測定1000個以上後算出平均值。
不定形粒子之平均配向角度以0.5~40°為佳,以0.5~20°為更佳。特佳為0.5~20°。
作為含有不定形粒子之偏光板用保護薄膜的製造方法,製造出至少含有熱塑性樹脂與不定形粒子之混煉顆粒,再將該顆粒與熱塑性樹脂、或僅混煉顆粒投入於壓出機進行熔融混煉,可將熔融混煉物自流延塑模於冷卻滾筒上流延後製膜、或亦可將熱塑性樹脂與不定形粒子分別投入壓出機中進行熔融混煉,將熔融混煉物自流延塑模於冷卻滾筒上流延後得到偏光板保護薄膜。
以下對於本發明的光學薄膜的製造方法中所使用之不定形粒子做說明。
構成本發明的偏光板用保護薄膜之纖維素酯與不定形粒子的質量分率為,0<(不定形粒子)/(纖維素酯)<20之關係為佳。且,較佳為0.001<(不定形粒子)/(纖維素酯)<15之關係為佳。
且,本發明中上述不定形粒子之折射率為1.3~3.0的範圍內為佳。
有著具有本發明的偏光散射各向異性之亮度提高功能的偏光板保護薄膜中,含有該不定形粒子0.1體積%以上時為佳,含有率之較佳型態為依據不定形粒子種類或其尺寸而於不同狀況下會不同,折射率為2.0以上之不定形粒子的情況以5體積%以下為佳,折射率未達1.3~2.0之不定形粒子的情況為20體積%以下為佳。
(熱塑性樹脂)
作為使用於本發明的光學薄膜之製造方法的較佳樹脂,例如可舉出纖維素乙酸酯、纖維素乙酸酯丙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯等醯基之取代度為1.8~2.80的纖維素酯系樹脂、又纖維甲基醚、纖維乙基醚、纖維丙基醚等的烷基取代度為2.0~2.80的纖維醚樹脂、環烯烴樹脂、冰片烯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、又伸烷基二羧酸與二胺之聚合物的聚醯胺樹脂、又伸烷基二羧酸與二醇之聚合物、伸烷基二醇與二羧酸之聚合物、環己烷二羧酸與二醇之聚合物、環己二醇與二羧酸之合物、芳香族二羧酸與二醇與之聚合物等聚酯樹脂、又聚乙酸乙烯基、乙酸乙烯基共聚合體等乙酸乙烯基樹脂、又聚乙烯基縮醛、聚乙烯基丁縮醛等聚乙烯基縮醛樹脂、環氧樹脂、酮樹脂、伸烷基二異氰酸酯與伸烷基二醇之線狀聚合物等聚尿烷樹脂等,含有至少1種選自彼等者為佳。
其中亦以纖維素乙酸酯、纖維素乙酸酯丙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯等纖維素酯系樹脂、環烯烴樹脂、冰片烯系樹脂、聚碳酸酯樹脂為特佳。又,將具有相溶性之2種類以上的熱塑性樹脂經摻合後可進行後述之熔融物混煉,但本發明並非限定於此者。
作為本發明中使用的較佳其他樹脂,可舉出具有乙烯性不飽和單量體單位之單獨聚合體或共聚合體。較佳可舉出聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸環己酯、丙烯酸烷酯的共聚合體、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸烷基酯共聚合體等丙烯酸或甲基丙烯酸酯的單獨聚合體或共聚合體。且丙烯酸或甲基丙烯酸之酯因具有優良的透明性、相溶性,故以具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單位之單獨聚合體或共聚合體,特別為具有丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯單位之單獨聚合體或共聚合體為佳。具體以聚甲基丙烯酸甲酯為佳。如聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸環己烷之丙烯酸或甲基丙烯酸的脂環式烷基酯因具有耐熱性高,吸濕性低且複折射低等優點故較佳。
本發明的光學薄膜的製造方法為藉由熔融流延製膜法實施者,將此詳細說明。
以下舉出纖維素酯對本發明做說明。
本發明為使用纖維素酯進行熔融流延製膜,使其形成纖維素酯薄膜者。
(纖維素酯)
本發明所使用的纖維素酯為,含有至少選自脂肪酸醯基、取代或無取代之芳香族醯基之任一結構之纖維的前述單獨或混合酸酯。
芳香族醯基中,芳香族環為苯環時,作為苯環之取代基例子,可舉出鹵素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、醯基、甲醯胺基、磺醯胺基、脲基、芳烷基、硝基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳烷基氧基羰基、胺基甲醯基、胺磺酰基、醯氧基、烯基、炔基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、烷氧基磺醯基、芳氧基磺醯基、烷基磺醯基氧基及芳氧基磺醯基、-S-R、-NH-CO-OR、-PH-R、-P(-R)2 、-PH-O-R、-P(-R)(-O-R)、-P(-O-R)2 、-PH(=O)-R-P(=O)(-R)2 、-PH(=O)-O-R、-P(=O)(-R)(-O-R)、-P(=O)(-O-R)2 、-O-PH(=O)-R、-O-P(=O)(-R)2 -O-PH(=O)-O-R、-O-P(=O)(-R)(-O-R)、-O-P(=O)(-O-R)2 、-NH-PH(=O)-R、-NH-P(=O)(-R)(-O-R)、-NH-P(=O)(-O-R)2 、-SiH2 -R、-SiH(-R)2 、-Si(-R)3 、-O-SiH2 -R、-O-SiH(-R)2 及-O-Si(-R)3 。上述R表示脂肪族基、芳香族基或雜環基。
取代基的數目為1~5個為佳,1~4個為較佳,1~3個為更佳,1個或2個為最佳。
作為取代基,可舉出鹵素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、醯基、甲醯胺基、磺醯胺基及脲基為佳,鹵素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳氧基、醯基、及甲醯胺基為佳,鹵素原子、氰基、烷基、烷氧基、及芳氧基為較佳,鹵素原子、烷基、及烷氧基為最佳。
上述鹵素原子中含有氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子。上述烷基可具有環狀結構或分支。烷基的碳原子數以1~20為佳,1~12為較佳,1~6為更佳,1~4為最佳。烷基的例子含有甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、t-丁基、己基、環己基、辛基、及2-乙基己基。上述烷氧基可具有環狀結構或分支。烷氧基之碳原子數以1~20為佳,1~12為較佳,1~6為更佳,1~4為最佳。
烷氧基可再被其他烷氧基取代。烷氧基的例子含有甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、2-甲氧基-2-乙氧基乙氧基、丁氧基、己氧基及辛氧基。
上述芳基之碳原子數以6~20為佳,6~12為更佳。芳基的例子含有苯基、及萘基。上述芳氧基之碳原子數以6~20為佳,6~12為更佳。芳氧基的例子含有苯氧基、及萘氧基。上述醯基之碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。醯基的例子含有甲醯基、乙醯基、及苯甲醯基。上述甲醯胺基的碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。甲醯胺基的例子含有乙醯胺、及苯並醯胺。上述磺醯胺基之碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。磺醯胺基的例子含有甲磺醯胺、苯磺醯胺、及p-甲苯磺醯胺。上述脲基之碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳,脲基的例子含有(無取代)脲基。
上述芳烷基的碳原子數以7~20為佳,7~12為更佳。芳烷基的例子含有苯甲基、苯乙基、及萘基甲基。上述烷氧基羰基的碳原子數以1~20為佳,2~12為更佳。烷氧基羰基的例子含有甲氧基羰基。上述芳氧基羰基之碳原子數以7~20為佳,7~12為更佳。芳氧基羰基的例子含有苯氧基羰基。上述芳烷基氧基羰基的碳原子數以8~20為佳,8~12為更佳。芳烷基氧基羰基的例子含有苯甲基氧基羰基。上述胺基甲醯基之碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。胺基甲醯基的例子含有(無取代)胺基甲醯基及N-甲胺基甲醯基。上述胺磺酰基之碳原子數以20以下為佳,12以下為更佳。胺磺酰基的例子含有(無取代)胺磺醯基、及N-甲基胺磺醯基。上述醯氧基之碳原子數以1~20為佳,2~12為更佳。醯氧基的例子含有乙醯氧、及苯甲醯氧基。
上述烯基之碳原子數以2~20為佳,2~12為更佳。烯基的例子含有乙烯基、烯丙基、及異丙烯基。上述炔基之碳原子數以2~20為佳,2~12為更佳。炔基之例子含有噻吩基。上述烷基磺醯基的碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。上述芳基磺醯基的碳原子數以6~20為佳,6~12為更佳。上述烷氧基磺醯基的碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。上述芳氧基磺醯基的碳原子數以6~20為佳,6~12為更佳。上述烷基磺醯基氧基的碳原子數以1~20為佳,1~12為更佳。上述芳氧基磺醯基的碳原子數以6~20為佳,6~12為更佳。
本發明之纖維素酯中,纖維的羥基部分之氫原子係為與脂肪族醯基之脂肪酸酯時,脂肪族醯基為碳原子數2~20,具體為可舉出乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、三甲基乙醯基、己醯基、辛醯基、月桂醯基、硬脂醯等。
本發明中,前述脂肪族醯基包含可進一步具有取代基者,作為取代基可舉出上述芳香族醯基中芳香族環為苯環時作為苯環之取代基所例示者。
又,上述纖維素酯之經酯化的取代基為芳香環時,於芳香族環所取代之取代基X的數目為0或1~5個,較佳為1~3個,特佳為1或2個。且於芳香族環取代之取代基數目為2個以上時,互相可相同或相異,又互相連結可形成縮合多環化合物(例如,萘、茚、茚滿、菲、喹啉、異喹啉、氧萘、色滿、酞嗪、吖啶、吲哚、吲哚滿等)形成。
上述纖維素酯中具有至少1種選自取代或無取代之脂肪族醯基、取代或無取代之芳香族醯基之結構時,可作為本發明之纖維素酯所使用的結構使用,這些可為纖維之單獨或混合酸酯、或混合2種以上之纖維素酯使用。
本發明中,作為纖維素酯為至少1種選自纖維素乙酸酯、纖維丙酸酯、纖維丁酸酯、纖維素乙酸酯丙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯、纖維素乙酸酯酞酸酯、及纖維酞酸酯為佳。
作為混合脂肪酸酯之取代度,更佳為纖維素乙酸酯丙酸酯或纖維素乙酸酯丁酸酯之低級脂肪酸酯具有以碳原子數2~4之醯基作為取代基,乙醯基之取代度為X,丙醯基或丁醯基之取代度為Y時,含有同時滿足下述式(I)、及(II)之纖維素酯的纖維樹脂。且,乙醯基的取代度與其他醯基之取代度可由ASTM-D817-96求得。
式(I)2.5≦X+Y≦2.9 式(II)0.1≦X≦2.0
其中,特別使用纖維素乙酸酯丙酸酯為佳,其中又以1.0≦X≦2.5,0.5≦Y≦2.5為佳。摻合醯基之取代度相異的纖維素酯,亦可使光學薄膜全體皆為上述範圍內。未以上述醯基取代的部分,一般為以羥基的形式存在。這些可由公知方法合成。乙醯基的取代度之測定方法可依據ASTM-D817-96測定。
本發明的光學薄膜所使用的纖維素酯之數平均分子量為60000~300000的範圍,所得之薄膜的機械性強度越強越佳。以70000~200000更佳。
且,本發明所使用的纖維素酯為,質量平均分子量MW/數平均分子量Mn比為1.5~5.5者為佳,較佳為2.0~5.0,更佳為2.5~5.0,特佳為3.0~5.0之纖維素酯。
質量平均分子量的測定方法可由下述方法進行。
(分子量測定方法)
分子量之測定為使用高速液體層析法{凝膠滲透層析(GPC)}進行測定。
測定條件如以下。
裝置:HLC-8220 GPC(東索製)管柱:TSK-SUPER HM-M(6.0mm×150mm)TSK-GuardcolumnH-H(4.6mm×35mm)溶劑:四氫呋喃流速:0.6ml/min溫度:40℃試料濃度:0.1質量%校對曲線:使用藉由標準苯乙烯STK standard苯乙烯(東索(股)製)MW =1000000~500之13個樣品所得之校對曲線。13個樣品以約等間隔下進行。
本發明所使用的纖維素酯之原料纖維素可為木材紙漿或綿花絨,木材紙漿可為針葉樹或闊葉樹,但以針葉樹較佳。由製膜時之剝離性的觀點來看,使用綿花絨為佳。由彼等所調製之纖維素酯可適宜混合、或單獨使用。
例如,可使用來自綿花絨之纖維素樹脂:來自木材紙漿(針葉樹)之纖維素樹脂:來自木材紙漿(闊葉樹)之纖維素樹脂的比率為100:0:0 90:10:0 85:15:0 50:50:0 20:80:0 10:90:0 0:100:0 0:0:100 80:10:10 85:0:15 40:30:30。
又,纖維樹脂之極限黏度以1.5~1.75g/cm3 為佳,1.53~1.63的範圍為較佳。
又,本發明所使用的纖維素酯成薄膜時的亮點異物較少者為佳。
所謂亮點異物為將2片偏光板配置成直交方向(正交尼科耳),其間配置纖維素酯薄膜,其中一面由光源的光照射,由另一面觀察纖維素酯薄膜時,看到光源之光漏出之點。此時於評估所使用的偏光板為無亮點異物之保護薄膜所構成者為佳,偏光子之保護上使用玻璃板者為佳。
亮點異物的原因之一被推測為含於纖維素酯之未醋化或低醋化度的纖維素,使用亮點異物較少的纖維素酯(例如,使用取代度之分散較少的纖維素酯)、過濾熔融之纖維素酯、或纖維素酯合成後期之過程或得到沈澱物之過程的至少一過程中,一度成為溶液狀態後進行相同過濾步驟而可除去亮點異物。熔融樹脂因黏度較高,故後者方法之效率較佳。
薄膜膜厚越薄每單位面積之亮點異物數越少,含於薄膜之纖維素酯的含有量越少亮點異物有越少的傾向,亮點異物為亮點之直徑0.01mm以上為200個/cm2 以下為佳,100個/cm2 以下為較佳,50個/cm2 以下為更佳,30個/cm2 以下為特佳,10個/cm2 以下為更特佳,但完全沒有為最佳。又,對於0.005~0.01mm以下之亮點,亦以200個/cm2 以下為佳,且100個/cm2 以下較佳,50個/cm2 以下為更佳,30個/cm2 以下為特佳,10個/cm2 以下為更特佳,但完全沒有為最佳。
亮點異物藉由熔融過濾除去時,與將纖維素酯單獨下熔融並經過濾者相比,添加.混合可塑劑、劣化防止劑、抗氧化劑等之纖維素酯組成物經過濾時,其亮點異物的除去效率更高故較佳。當然纖維素酯之合成時可藉由溶解於溶劑並過濾而使其減低。
亦可過濾紫外線吸收劑、其他添加物經適當混合者。過濾為含有纖維素酯之熔融物的黏度為10000P以下進行過濾為佳,7000P以下為佳。
作為濾材可使用玻璃纖維、纖維素纖維、濾紙、四氟化伸乙基樹脂等氟化樹脂等過去公知者,特別適用陶土、金屬等。作為絶對過濾精度以50μm以下者為佳,30μm以下者為較佳,10μm以下者為更佳,5μm以下者為特佳。這些可適當組合使用。
濾材可使用表面型或深度型,深度型較不易阻塞故較佳。
(可塑劑)
本發明中,作為可塑劑,將具有下述一般式(1)所示有機酸與3價以上之醇經縮合的結構之酯化合物,含有1~25質量%為特佳。添加1質量%以上得到平面改善效果,比25質量%少時可抑制漏出的產生,可維持薄膜之經時安定性故佳。較佳為含有該可塑劑3~20質量%之光學薄膜,更佳為含有5~15質量%之光學薄膜。
可塑劑為,一般藉由添加於高分子中而可改良脆弱性、或賦予柔軟性之效果的添加劑,本發明中,欲降低熔融溫度至比纖維素酯單獨下的熔融溫度更低,又相同加熱溫度下欲將含有可塑劑之薄膜組成物的熔融黏度降低至比纖維素酯單獨更低可添加可塑劑。又,添加作為改善纖維素酯之親水性,改善光學薄膜之透濕度的透濕防止劑。
其中,所謂薄膜組成物之熔融溫度,表示該材料經加熱而表現流動性之狀態的溫度。欲使纖維素酯進行熔融流動,至少必須加熱至比玻璃轉移溫度更高之溫度。
於玻璃轉移溫度以上中,藉由熱量吸收會降低彈性率或黏度而表現流動性。然而,纖維素酯於高溫下成熔融之同時藉由熱分解而產生纖維素酯之分子量降低,對於所得之薄膜的力學特性等會有壞影響,故必須盡可能於較低溫度下熔融纖維素酯。欲降低薄膜組成物之熔融溫度,可添加具有比纖維素酯之玻璃轉移溫度更低融點或玻璃轉移溫度之可塑劑而達成。
本發明所使用的具有前述一般式(1)所示有機酸與多元醇經縮合之結構的多元醇酯系可塑劑可降低纖維素酯之熔融溫度,於熔融製膜步驟或製造後揮發性亦小之良好步驟適性,且具有所得之光學薄膜的光學特性.尺寸安定性.平面性皆良好之優點。
前述一般式(1)中,R1 ~R5 表示氫原子或環烷基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基、芳氧基、芳烷基氧基、醯基、羰氧基、氧基羰基、氧基羰氧基,這些可再具有取代基,R1 ~R5 中至少1個非為氫原子。L表示2價之連結基,表示取代或無取代的伸烷基、氧原子、或直接結合。
作為R1 ~R5 所示環烷基,以碳數3~8的環烷基為佳,具體為環丙基、環戊基、環己基等基。這些基可再被取代,作為較佳取代基為鹵素原子、例如,氯原子、溴原子、氟原子等、羥基、烷基、烷氧基、環烷氧基、芳烷基(該苯基亦可進一步地被烷基或鹵素原子等取代)、乙烯基、烯丙基等的烯基、苯基(該苯基亦可進一步地被烷基或鹵素原子等取代)、苯氧基(該苯基亦可進一步地被烷基或鹵素原子等取代)、乙醯基、丙醯基等碳數2~8之醯基、又可舉出乙醯氧基、丙醯氧基等碳數2~8的無取代之羰氧基等。
作為R1 ~R5 所示芳烷基表示苯甲基、苯乙基、γ-苯基丙基等基,又這些基可再被取代,作為較佳取代基,可舉出與前述環烷基上可被取代之相同基。
作為R1 ~R5 所示烷氧基,可舉出碳數1~8的烷氧基,具體為甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、n-丁氧基、n-辛氧基、異丙氧基、異丁氧基、2-乙基己氧基、或t-丁氧基等各烷氧基。又,這些基可再被取代,作為較佳取代基可舉出鹵素原子、例如,氯原子、溴原子、氟原子等、羥基、烷氧基、環烷氧基、芳烷基(該苯基亦可由烷基或鹵素原子等)、烯基、苯基(該苯基亦可進一步地被烷基或鹵素原子等取代)、芳氧基(例如苯氧基(該苯基亦可進一步地被烷基或鹵素原子等取代))、乙醯基、丙醯基等醯基,又乙醯氧基、丙醯氧基等碳數2~8的無取代之醯氧基、又可舉出苯甲醯氧基等芳基羰氧基。
作為R1 ~R5 所示環烷氧基,可舉出為無取代的環烷氧基之碳數1~8的環烷氧基,具體可舉出環丙氧基、環戊氧基、環己氧基等基。又,這些基可再被取代,作為較佳取代基,可舉出與前述環烷基上可被取代之相同基。
作為R1 ~R5 所示芳氧基,可舉出苯氧基,但該苯基可由作為可由烷基或鹵素原子等前述環烷基所取代之基所舉出的取代基進行取代。
作為R1 ~R5 所示芳烷基氧基,可舉出苯甲基氧基、苯乙氧基等,這些取代基可再被取代,作為較佳取代基,可舉出與前述環烷基上可被取代之相同基。
作為R1 ~R5 所示醯基可舉出乙醯基、丙醯基等碳數2~8的無取代之醯基(作為醯基之烴基含有烷基、烯基、炔基。)、這些取代基可進一步被取代,作為較佳取代基,可舉出與前述環烷基上可被取代之相同基。
作為R1 ~R5 所示羰氧基可舉出乙醯氧基、丙醯氧基等碳數2~8的無取代之醯氧基(作為醯基之烴基含有烷基、烯基、炔基。)、又可舉出苯甲醯氧基等芳基羰氧基,這些基可進一步由與可由前述環烷基所取代之基的相同基所取代。
作為R1 ~R5 所示氧基羰基,表示甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基等的烷氧基羰基、及苯氧基羰基等芳氧基羰基。這些取代基可再被取代,作為較佳取代基,可舉出與前述環烷基上可被取代之相同基。
又,作為R1 ~R5 所示氧基羰氧基,表示甲氧基羰氧基等碳數1~8的烷氧基羰氧基,這些取代基可再被取代,作為較佳取代基,可舉出與前述環烷基上可被取代之相同基。
又,這些R1 ~R5 中至少任一個非氫原子。且R1 ~R5 中任彼此可互相連結,形成環結構。
又,作為L所示連結基,可表示取代或無取代的伸烷基、氧原子、或直接結合,作為伸烷基為伸甲基、伸乙基、伸丙基等基,這些基可進一步由可由前述R1 ~R5 所示基所取代之基所舉出的基所取代。
其中,作為L所示連結基之特佳者為直接結合之芳香族羧酸。
又,這些構成本發明之可塑劑的酯化合物,作為前述一般式(1)所示有機酸為,至少於R1 或R2 具有前述烷氧基、醯基、氧基羰基、羰氧基、氧基羰氧基為佳。又具有複數之取代基的化合物亦佳。
且本發明中取代3價以上的醇之羥基的有機酸可為單一種或複數種。
本發明中,作為與前述一般式(1)所示有機酸進行反應形成多元醇酯化合物之3價以上的醇化合物,較佳為3~20價之脂肪族多元醇,本發明中3價以上的醇如下述一般式(3)所示者為佳。
一般式(3)R’-(OH)m
式中,R’表示m價有機基,m表示3以上之正整數、OH基表示醇性羥基。特佳為m表示3或4之多元醇。
作為較佳多元醇之例子可舉出以下者,但本發明為不限定於此。
以戊五醇、阿糖醇、1,2,4-丁烷三醇、1,2,3-己烷三醇、1,2,6-己烷三醇、甘油、二甘油、赤蘚糖醇、季四戊醇、二季四戊醇、三季四戊醇、半乳糖醇、葡萄糖、纖維二糖、肌醇、甘露糖醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、四甲基乙二醇、山梨糖醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、木糖醇等。特別以甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季四戊醇為佳。
一般式(1)所示有機酸與3價以上的多元醇之酯可由公知方法合成出。雖揭示於實施例之代表合成例,但前述一般式(1)所示有機酸與多元醇於例如酸之存在下進行縮合之酯化方法,又預先將有機酸成為酸氯化物或酸酐之形式,再與多元醇反應之方法、有機酸之苯基酯與多元醇進行反應之方法等,依據目的之酯化合物,可適宜地選擇產率較佳的方法。
作為一般式(1)所示有機酸與3價以上之多元醇的酯所成之可塑劑,以下述一般式(2)所示化合物為佳。
前述一般式(2)中,R6 ~R20 表示氫原子或環烷基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基、芳氧基、芳烷基氧基、醯基、羰氧基、氧基羰基、氧基羰氧基,彼等可再具有取代基。R6 ~R10 之中至少1個非氫原子,R11 ~R15 之中至少1個非氫原子,R16 ~R20 之中至少至少一個非氫原子。又,R21 表示烷基。
R6 ~R21 的環烷基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基、芳氧基、芳烷基氧基、醯基、羰氧基、氧基羰基、氧基羰氧基中,可舉出與前述R1 ~R5 之相同基。
如此所得之多元醇酯的分子量並無特別限定,以300~1500為佳,以400~1000為更佳。分子量過大者較難揮發而不佳,由透濕性、與纖維素酯之相溶性的觀點來看以較小者為佳。
以下,舉出有關本發明之多元醇酯的具體化合物。
本發明的光學薄膜可並用其他可塑劑。
本發明較佳可塑劑的前述一般式(1)所示有機酸與3價以上之多元醇所成之酯化合物因具有對纖維素酯之相溶性高,且可高添加率下添加之特徴,即使並用其他可塑劑或添加劑亦不會產生外漏,視必要可容易地並用其他種類的可塑劑或添加劑。
且並用其他可塑劑時,前述一般式(1)所示可塑劑的含有量至少為可塑劑全體之50質量%以上為佳。較佳為70%以上,更佳為含有80%以上。僅於如此範圍下使用,即使並用其他可塑劑,可得到提高熔融流延時之纖維素酯薄膜的平面性之一定效果。
作為較佳之其他可塑劑可舉出下述可塑劑。
(多元醇與1元羧酸所成之酯系可塑劑、多價羧酸與1元醇所成之酯系可塑劑)
多元醇與1元羧酸所成之酯系可塑劑、多價羧酸與1元醇所成之酯系可塑劑為與纖維素酯之親和性高故較佳。
作為多元醇酯系之一的乙二醇酯系可塑劑,具體可舉出乙二醇二乙酸酯、乙二醇二丁酸酯等乙二醇烷基酯系可塑劑、乙二醇二環丙基羧酸酯、乙二醇二環六羧酸酯等乙二醇環烷基酯系可塑劑、乙二醇二苯甲酸酯、乙二醇二4-甲基苯甲酸酯等乙二醇芳基酯系可塑劑。這些烷基化物基、環烷基化物基、芳基化物基可為相同或相異,亦可再被取代。又亦可為烷基化物基、環烷基化物基、芳基化物基之混合,又這些取代基彼此可以共價鍵結合。且乙二醇部亦可被取代,乙二醇酯的部分結構可為聚合物之一部分、或規則性成為側鏈基,又可將抗氧化劑、酸清除劑、紫外線吸收劑等添加劑導入於分子結構一部分者亦佳。
作為多元醇酯系之一的甘油酯系可塑劑,具體可舉出甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯、甘油二乙酸酯辛酸酯、甘油油酸酯丙酸酯等甘油烷基酯、甘油三環丙基羧酸酯、甘油三環己基羧酸酯等甘油環烷基酯、甘油三苯甲酸酯、甘油4-甲基苯甲酸酯等甘油芳基酯、二甘油四乙酸酯、二甘油四丙酸酯、二甘油乙酸酯三辛酸酯、二甘油四月桂酸酯、等二甘油烷基酯、二甘油四環丁基羧酸酯、二甘油四環戊基羧酸酯等二甘油環烷基酯、二甘油四苯甲酸酯、二甘油3-甲基苯甲酸酯等二甘油芳基酯等。彼等烷基化物基、環烷基羧酸酯基、芳基化物基可為相同或相異,亦可再被取代。又,烷基化物基、環烷基羧酸酯基、芳基化物基之混合物亦可,又這些取代基彼此可以共價鍵結合。甘油、二甘油部可再被取代,甘油酯、二甘油酯之部分結構可為聚合物的一部分、或規則性地成為側鏈基,又可將抗氧化劑、酸清除劑、紫外線吸收劑等添加劑導入於分子結構之一部分者亦可。
作為其他多元醇酯系可塑劑,具體可舉出特開2003-12823號公報之段落30~33所記載的多元醇酯系可塑劑。
這些烷基化物基、環烷基羧酸酯基、芳基化物基可為相同或相異,亦可再被取代。又可為烷基化物基、環烷基羧酸酯基、芳基化物基之混合,又這些取代基彼此可以共價鍵結合。多元醇部亦可再被取代,多元醇的部分結構可為聚合物的一部分、或規則性地成為側鏈基,又可將抗氧化劑、酸清除劑、紫外線吸收劑等添加劑導入於分子結構之一部分者亦可。
上述多元醇與1元羧酸所成的酯系可塑劑中,烷基多元醇芳基酯為佳,具體可舉出上述乙二醇二苯甲酸酯、甘油三苯甲酸酯、二甘油四苯甲酸酯、特開2003-12823號公報之段落0032所記載的例示化合物16。
作為多元羧酸酯系之一的二羧酸酯系可塑劑,具體可舉出二月桂基丙二酸酯(C1)、二辛基己二酸酯(C4)、二丁基癸二酸酯(C8)等烷基二羧酸烷基酯系可塑劑、二環戊基琥珀酸酯、二環己基己二酸酯等烷基二羧酸環烷基酯系可塑劑、二苯基琥珀酸酯、二4-甲基苯基戊二酸酯等烷基二羧酸芳基酯系可塑劑、二己基-1,4-環己烷二羧酸酯、二癸基雙環〔2.2.1〕庚烷-2,3-二羧酸酯等環烷基二羧酸烷基酯系可塑劑、二環己基-1,2-環丁烷二羧酸酯、二環丙基-1,2-環己基二羧酸酯等環烷基二羧酸環烷基酯系可塑劑、二苯基-1,1-環丙基二羧酸酯、二2-萘基-1,4-環己烷二羧酸酯等環烷基二羧酸芳基酯系可塑劑、二乙基苯二酸酯、二甲基苯二酸酯、二辛基苯二酸酯、二丁基苯二酸酯、二-2-乙基己基苯二酸酯等芳基二羧酸烷基酯系可塑劑、二環丙基苯二酸酯、二環己基苯二酸酯等芳基二羧酸環烷基酯系可塑劑、二苯基苯二酸酯、二4-甲基苯基苯二酸酯等芳基二羧酸芳基酯系可塑劑。這些烷氧基、環烷氧基可為相同或相異,可被取代,這些取代基亦可再被取代。烷基、環烷基可為混合,又這些取代基彼此可以共價鍵結合。苯二酸之芳香環亦可再被取代,二聚物、三聚物、四聚物等多聚物。又苯二酸酯之部分結構可為聚合物的一部分、或規則性地成為聚合物之側鏈基,將抗氧化劑、酸清除劑、紫外線吸收劑等添加劑導入於分子結構之一部分者亦可。
做為其他多元羧酸酯系可塑劑,具體可舉出、三月桂基三羧酸酯、三丁基-meso-丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯等烷基多元羧酸烷基酯系可塑劑、三環己基三羧酸酯、三環丙基-2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸酯等烷基多元羧酸環烷基酯系可塑劑、三苯基2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸酯、四3-甲基苯基四氫呋喃-2,3,4,5-四羧酸酯等烷基多元羧酸芳基酯系可塑劑、四己基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸酯、四丁基-1,2,3,4-環戊烷四羧酸酯等環烷基多元羧酸烷基酯系可塑劑、四環丙基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸酯、三環己基-1,3,5-環己基三羧酸酯等環烷基多元羧酸環烷基酯系可塑劑、三苯基-1,3,5-環己基三羧酸酯、六4-甲基苯基-1,2,3,4,5,6-環己基六羧酸酯等環烷基多元羧酸芳基酯系可塑劑、三月桂基苯-1,2,4-三羧酸酯、四辛基苯-1,2,4,5-四羧酸酯等芳基多元羧酸烷基酯系可塑劑、三環戊基苯-1,3,5-三羧酸酯、四環己基苯-1,2,3,5-四羧酸酯等芳基多元羧酸環烷基酯系可塑劑三苯基苯-1,3,5-四羧酸酯、六4-甲基苯基苯-1,2,3,4,5,6-六羧酸酯等芳基多元羧酸芳基酯系可塑劑。這些烷氧基、環烷氧基可為相同或相異,或一取代、或這些取代基亦可再被取代。烷基、環烷基可為混合,又這些取代基彼此可以共價鍵結合。苯二酸之芳香環亦可再被取代,二聚物、三聚物、四聚物等多聚物亦可。又苯二酸酯的部分結構可為聚合物的一部分、或規則性地成為聚合物之側鏈基,將抗氧化劑、酸清除劑、紫外線吸收劑等添加劑導入於分子結構的一部分者亦可。
上述多元羧酸與1價醇所成之酯系可塑劑之中,以二烷基羧酸烷基酯為佳,具體可舉出上述之二辛基己二酸酯、十三烷基三羧酸酯。
(其他可塑劑)
作為本發明所使用的其他可塑劑,可舉出磷酸酯系可塑劑、聚合物可塑劑等。
磷酸酯系可塑劑:具體可舉出三乙醯基磷酸酯、三丁基磷酸酯等磷酸烷基酯、三環戊基磷酸酯、環己基磷酸酯等磷酸環烷基酯、三苯基磷酸酯、三羥甲苯基磷酸酯、羥甲苯基苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基聯苯基磷酸酯、三辛基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三萘基磷酸酯、三二甲苯基磷酸酯、參鄰-聯苯基磷酸酯等磷酸芳基酯。這些取代基可為相同或相異,亦可再被取代。又可為烷基、環烷基、芳基之混合、或取代基彼此可以共價鍵結合。
又可舉出伸乙基雙(二甲基磷酸酯)、伸丙基雙(二乙基磷酸酯)等伸烷基雙(二烷基磷酸酯)、伸乙基雙(二苯基磷酸酯)、伸丙基雙(二萘基磷酸酯)等伸烷基雙(二芳基磷酸酯)、伸苯基雙(二丁基磷酸酯)、伸聯苯基雙(二辛基磷酸酯)等伸芳基雙(二烷基磷酸酯)、伸苯基雙(二苯基磷酸酯)、伸萘基雙(二甲苯醯基磷酸酯)等伸芳基雙(二芳基磷酸酯)等磷酸酯。這些取代基可為相同或相異,亦可再被取代。又亦可為烷基、環烷基、芳基之混合,又取代基彼此可以共價鍵結合。
且磷酸酯之部分結構可為聚合物的一部分、或規則性地成為側鏈基,又可為將抗氧化劑、酸清除劑、紫外線吸收劑等添加劑導入於分子結構之一部分者。上述化合物之中以磷酸芳基酯、伸芳基雙(二芳基磷酸酯)為佳,具體以三苯基磷酸酯、伸苯基雙(二苯基磷酸酯)為佳。
作為聚合物可塑劑,具體可舉出脂肪族烴系聚合物、脂環式烴系聚合物、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚乙烯基異丁醚、聚N-乙烯基吡咯烷酮等乙烯基系聚合物、苯乙烯、聚4-羥基苯乙烯等苯乙烯系聚合物、聚伸丁基琥珀酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚伸乙基萘酸酯等聚酯、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷等聚醚、聚醯胺、聚尿烷、聚脲等。數平均分子量為1000~500000程度為佳,特佳為5000~200000。僅為1000以上即可具備充分的揮發性,僅於500000以下即可得到所望可塑化能力,可發揮提高纖維素酯薄膜之機械性質的效果。這些聚合物可塑劑可為1種重複單位所成之單獨聚合物、或具有複數重複結構體之共聚合物亦可。又,可並用2種類以上的上述聚合物。
且本發明的光學薄膜因被著色時會影響到光學用途,故較佳的黃色度(YI)為3.0以下,更佳為1.0以下。黃色度可依據JIS-K7103測定。
可塑劑與前述纖維素酯同樣地,以除去自製造時所殘留或保存中所產生的殘留酸、無機鹽、有機低分子等雜質為佳,較佳為純度99%以上。作為殘留酸、及水以0.01~100ppm為佳,,藉由將纖維素酯於熔融製膜上,可抑制熱劣化,可提高製膜安定性、薄膜光學物性、機械物性。
(熔融製膜時所使用的抗氧化劑)
纖維素酯於如進行熔融製膜之高溫環境下不僅藉由熱,藉由氧亦可促進分解,故本發明的偏光板保護薄膜中作為安定化劑含有抗氧化劑為佳。
作為本發明中有用的抗氧化劑,僅可抑制藉由氧之熔融成形材料的劣化之化合物即可,並無特別限定,其中作為有用抗氧化劑,可舉出酚系化合物、受阻胺系化合物、磷系化合物、硫系化合物、耐熱加工安定劑、氧掃除劑等。其中特別以酚系化合物、受阻胺系化合物、磷系化合物為佳。這些化合物與(使用於纖維素酯的洗淨之抗氧化劑)所說明的化合物同義。藉由添加這些化合物,不會降低透明性、耐熱性等,可防止藉由熔融成型時的熱或熱氧化劣化等之成形體著色或強度降低。這些抗氧化劑可使用各單獨、或組合2種以上使用。
酚系化合物為已知化合物,例如,如美國專利第4,839,405號說明書之第12~14欄所記載,含有2,6-二烷基酚衍生物化合物。如此化合物中作為較佳化合物可舉出下述一般式(A)所示化合物。
式中,R11 、R12 、R13 、R14 及R15 表示取代基。作為取代基可舉出氫原子、鹵素原子(例如氟原子、氯原子等)、烷基(例如甲基、乙基、異丙基、羥基乙基、甲氧基甲基、三氟甲基、t-丁基等)、環烷基(例如環戊基、環己基等)、芳烷基(例如苯甲基、2-苯乙基等)、芳基(例如苯基、萘基、p-甲苯基、p-氯苯基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等)、芳氧基(例如苯氧基等)、氰基、醯胺基(例如乙醯胺基、丙醯胺基等)、烷基硫基(例如甲基硫基、乙基硫基、丁基硫基等)、芳基硫基(例如苯基硫基等)、磺醯胺基(例如甲磺醯胺基、苯磺醯胺基等)、脲基(例如3-甲基脲基、3,3-二甲基脲基、1,3-二甲基脲基等)、胺磺醯基胺基(二甲基胺磺醯基胺基等)、胺基甲醯基(例如甲胺基甲醯基、乙胺基甲醯基、二甲胺基甲醯基等)、胺磺酰基(例如乙基胺磺酰基、二甲基胺磺酰基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基等)、磺醯基(例如甲磺醯基、丁烷磺醯基、苯基磺醯基等)、醯基(例如乙醯基、丙醯基、丁醯基等)、胺基(甲胺基、乙胺基、二甲胺基等)、氰基、羥基、硝基、亞硝基、胺氧化物基(例如吡啶-氧化物基)、亞胺基(例如酞醯亞胺基等)、二硫化物基(例如苯二硫化物基、苯並噻唑-2-二硫化物基等)、羧基、磺基、雜環基(例如,吡咯基、吡咯烷基、吡唑基、咪唑基、吡啶基、苯並咪唑基、苯並噻唑基、苯並噁唑基等)等。這些取代基可再被取代。又,R11 表示氫原子。R12 、R16 為t-丁基之酚系化合物為佳。作為酚系化合物的具體例,可舉出n-十八烷基3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)-丙酸酯、n-十八烷基3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)-乙酸酯、n-十八烷基3,5-二-t-丁基-4-羥基苯甲酸酯、n-己基3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基苯甲酸酯、n-月桂基3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基苯甲酸酯、新-月桂基3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、月桂基β(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、乙基α-(4-羥基-3,5-二-t-丁基苯基)異丁酸酯、十八烷基α-(4-羥基-3,5-二-t-丁基苯基)異丁酸酯、十八烷基α-(4-羥基-3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、2-(n-辛基硫)乙基3,5-二-t-丁基-4-羥基-苯甲酸酯、2-(n-辛基硫)乙基3,5-二-t-丁基-4-羥基-苯基乙酸酯、2-(n-十八烷基硫)乙基3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基乙酸酯、2-(n-十八烷基硫)乙基3,5-二-t-丁基-4-羥基-苯甲酸酯、2-(2-羥基乙基硫)乙基3,5-二-t-丁基-4-羥基苯甲酸酯、二乙基乙二醇雙-(3,5-二-t-丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯、2-(n-十八烷基硫)乙基3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、硬脂醯胺N,N-雙-〔伸乙基3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、n-丁基亞胺N,N-雙-〔伸乙基3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、2-(2-硬脂醯氧基乙基硫)乙基3,5-二-t-丁基-4-羥基苯甲酸酯、2-(2-硬脂醯氧基乙基硫)乙基7-(3-甲基-5-t-丁基-4-羥基苯基)庚酸酯、1,2-伸丙基乙二醇雙-〔3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、伸乙基乙二醇雙-〔3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、新戊基乙二醇雙-〔3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、伸乙基乙二醇雙-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基乙酸酯)、甘油-l-n-十八烷酸酯-2,3-雙-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基乙酸酯)、季戊四醇-肆-〔3-(3’,5’-二-t-丁基-4’-羥基苯基)丙酸酯〕、1,1,1-三羥甲基乙烷-參-〔3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、山梨糖醇六-〔3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、2-羥基乙基7-(3-甲基-5-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、2-硬脂醯氧基乙基7-(3-甲基-5-t-丁基-4-羥基苯基)庚酸酯、1,6-n-己二醇-雙〔(3’,5’-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、季戊四醇-肆(3,5-二-t-丁基-4-羥基桂皮酸酯)。上述型式之酚化合物,例如可由Ciba Specialty Chemicals之“Irganox1076”及“Irganox1010”之商品名購得。
本發明中,作為受阻胺系化合物以下述一般式(B)所示化合物為佳。
式中,R21 、R22 、R23 、R24 、R25 、R26 及R27 表示取代基。取代基與前述一般式(A)所記載者為相同基。R24 表示氫原子、甲基,R27 表示氫原子、R22 、R23 、R25 、R26 表示甲基為佳。
作為受阻胺系化合物之具體例,可舉出雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)琥珀酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯、雙(N-辛氧-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯、雙(N-苯甲基氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯、雙(N-環己氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)2-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯甲基)-2-丁基丙二酸酯、雙(1-丙烯醯基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)2,2-雙(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯甲基)-2-丁基丙二酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶甲基丙烯酸酯、4-〔3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙醯氧基〕-1-〔2-(3-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯基)丙醯氧基)乙基〕-2,2,6,6-四甲基哌啶、2-甲基-2-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)胺基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)丙醯胺、肆(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、肆(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯等。又,高分子型式之化合物亦可,作為具體例可舉出N,N’,N”,N”’-肆-〔4,6-雙-〔丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)胺基〕-三嗪-2-基〕-4,7-二氮雜癸烷-1,10-二胺、二丁基胺與1,3,5-三嗪.N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)-1,6-六伸甲基二胺與N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)丁基胺之縮聚物、二丁基胺與1,3,5-三嗪與N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)丁基胺之縮聚物、聚〔{(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亞胺}六伸甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亞胺}〕、1,6-己二胺-N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)與嗎啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪之縮聚物、聚〔(6-嗎啉代-s-三嗪-2,4-二基)〔(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亞胺〕-六伸甲基〔(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亞胺〕〕等哌啶環介著三嗪骨架以複數結合之高分子量HALS;琥珀酸二甲基與4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇之聚合物、1,2,3,4-丁烷四羧酸與1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇與3,9-雙(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四噁螺〔5,5〕十一烷之混合酯化物等哌啶環介著酯鍵結合之化合物等,但並未限定於此。其中以二丁基胺與1,3,5-三嗪與N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)丁基胺之縮聚物、聚〔{(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亞胺}六伸甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亞胺}〕、琥珀酸二甲基與4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇之聚合物等,且數平均分子量(Mn)為2,000~5,000者為佳。
上述形式的受阻酚化合物,例如可使用Ciba Specialty Chemicals所購得之“Tinuvin144”及“Tinuvin770”、旭電化工業股份有限公司所購得之“ADK STAB LA-52”之商品名。
本發明中,作為磷系化合物以分子內具有下述一般式(C-1)、(C-2)、(C-3)所示部分結構之化合物為佳。
式中,Ph1 及Ph’1 表示伸苯基,該伸苯基之氫原子可由苯基、碳數1~8的烷基、碳數5~8的環烷基、碳數6~12的烷基環烷基或碳數7~12的芳烷基所取代。Ph1 及Ph’1 可互相相同或相異。X表示單鍵、硫原子或-CHR6 -基。R6 表示氫原子、碳數1~8的烷基或碳數5~8的環烷基。Ph2 及Ph’2 表示苯基或聯苯基,該苯基或聯苯基之氫原子可由碳數1~8的烷基、碳數5~8的環烷基、碳數6~12的烷基環烷基或碳數7~12的芳烷基所取代。Ph2 及Ph’2 可互相相同或相異。Ph3 表示苯基或聯苯基,該苯基或聯苯基之氫原子可由碳數1~8的烷基、碳數5~8的環烷基、碳數6~12的烷基環烷基或碳數7~12的芳烷基所取代。又這些可再被與前述一般式(A)所記載之相同取代基所取代。
作為磷系化合物之具體例,可舉出三苯基磷酸酯、二苯基異癸基磷酸酯、苯基二異癸基磷酸酯、參(壬基苯基)磷酸酯、參(二壬基苯基)磷酸酯、參(2,4-二-t-丁基苯基)磷酸酯、10-(3,5-二-t-丁基-4-羥基苯甲基)-9,10-二氫-9-噁-10-膦菲-10-氧化物、6-〔3-(3-t-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙氧基〕-2,4,8,10-四-t-丁基二苯並〔d,f〕〔1.3.2〕dioxaphosphepine等單磷酸酯系化合物;4,4’-亞丁基-雙(3-甲基-6-t-丁基苯基-二-十三烷基磷酸酯)、4,4’-異亞丙基一雙(苯基-二-烷基(C12~C15)磷酸酯)等二磷酸酯系化合物等。上述型式之磷系化合物,例如可由住友化學工業股份有限公司之“SumilizerGP”、由旭電化工業股份有限公司之“ADK STAB PEP-24G”及“ADK STAB PEP-36”之商品名購得。
本發明中,作為硫系化合物以下述一般式(D)所示化合物為佳。
〔化22〕R 31 -S-R 32 一般式(D)
式中,R31 及R32 表示取代基。取代基為與前述一般式(A)所記載之相同基。R31 及R32 表示烷基為佳。
作為硫系化合物之具體例,可舉出二月桂基3,3-硫二丙酸酯、二肉豆蔻基3,3’-硫二丙酸酯、二硬脂醯基3,3-硫二丙酸酯、月桂基硬脂醯基3,3-硫二丙酸酯、季四戊醇-肆(β-月桂基-硫-丙酸酯)、3,9-雙(2-月桂基硫乙基)-2,4,8,10-四噁螺〔5,5〕十一烷等可舉出。上述型式之硫系化合物,例如可由住友化學工業股份有限公司之“Sumilezer TPL-R”、及由“Sumilezer TP-D”之商品名購得。
抗氧化劑之添加量對於纖維素酯100質量份而言,一般為0.01~25質量份,較佳為0.05~10質量份,更佳為0.1~3質量份。
抗氧化劑與後述纖維素酯同樣地,可除去製造時存在、或保存中所產生的殘留酸、無機鹽、有機低分子等雜質者為佳,較佳為純度99%以上。作為殘留酸及水以0.01~100ppm為佳,藉由將纖維素酯於熔融製膜上,可抑制熱劣化,可提高製膜安定性、薄膜光學物性、機械物性。
(酸清除劑)
所謂酸清除劑為擔任截留自製造時即被帶入的殘留於纖維素酯中的酸(質子酸)之角色的藥劑。又,熔融纖維素酯時,因聚合物中的水分與熱所引起的側鏈水解會被促進,以纖維素乙酸酯丙酸酯的情況會產生乙酸或丙酸。僅可與酸進行化學性結合者即可,可舉出具有環氧基、3級胺、醚結構等之化合物,但不限定於此。
具體以含有美國專利第4,137,201號說明書所記載之作為酸清除劑的環氧化合物為佳。作為如此酸清除劑之環氧化合物於該技術領域中為已知,含有種種聚乙二醇之二環氧丙醚,特別為每聚乙二醇1莫耳下約8~40莫耳之環氧乙烷等經縮合所衍生的聚乙二醇、甘油之二環氧丙醚等、金屬環氧化合物(例如,氯化乙烯基聚合物組成物中,與氯化乙烯基聚合物組成物皆自過去已被利用者)、環氧基化醚縮合生成物、雙酚A之二環氧丙醚(即,4,4’-二羥基二苯基二甲基甲烷)、環氧基化不飽和脂肪酸酯(特別為2~22該碳原子之脂肪酸的4~2個程度之碳原子的烷基之酯(例如,丁基環氧基硬脂酸酯)等)、及種種環氧基化長鏈脂肪酸甘油三酸酯等(例如,環氧基化大豆油等組成物作為代表所例舉者之環氧基化植物油及其他不飽和天然油(這些有時稱為環氧基化天然甘油酯或不飽和脂肪酸,這些脂肪酸一般為含有12~22個碳原子))。特佳為,販賣品之環氧基含有環氧化物樹脂化合物EPON 815c、及一般式(4)之其他環氧基化醚寡聚物縮合生成物。
上式中,n表示0~12。作為進一步可作為酸清除劑者含有特開平5-194788號公報之段落87~105所記載者。
酸清除劑與前述纖維素酯同樣地,可由製造時存在,或可除去保存中所產的殘留酸、無機鹽、有機低分子等雜質為佳,較佳為純度99%以上。作為殘留酸、及水以0.01~100ppm為佳,藉由將纖維素酯於熔融製膜上,可抑制熱劣化,可提高製膜安定性、薄膜光學物性、機械物性。
且酸清除劑有時稱為酸捕捉劑、酸捕獲劑、酸掃除劑等,但本發明未限定於這些稱呼的相異而皆可使用。
(紫外線吸收劑)
作為紫外線吸收劑,由對偏光子或顯示裝置之紫外線的劣化防止之觀點來看,以波長370nm以下之紫外線吸收能優良,且由液晶顯示性之觀點來看,以波長400nm以上之可見光吸收較少者為佳。例如可舉出氧基二苯甲酮系化合物、苯並三唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等,但以二苯甲酮系化合物或著色較少的苯並三唑系化合物為佳。又,紫外線吸收劑之結構為,具有紫外線吸收能之部位為一分子中存在複數個之二聚物、三聚物、四聚物等多聚物亦佳,可使用特開平10-182621號公報、同8-337574號公報記載之紫外線吸收劑、特開平6-148430號公報記載的高分子紫外線吸收劑。
作為有用之苯並三唑系紫外線吸收劑之具體例可舉出2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯並三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-tert-丁基苯基)苯並三唑、2-(2’-羥基-3’-tert-丁基-5’-甲基苯基)苯並三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-tert-丁基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2’-羥基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氫酞醯亞胺甲基)-5’-甲基苯基)苯並三唑、2,2-伸甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯並三唑-2-基)酚)、2-(2’-羥基-3’-tert-丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2H-苯並三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈月桂基)-4-甲基酚、辛基-3-〔3-tert-丁基-4-羥基-5-(氯-2H-苯並三唑-2-基)苯基〕丙酸酯與2-乙基己基-3-〔3-tert-丁基-4-羥基-5-(5-氯-2H-苯並三唑-2-基)苯基〕丙酸酯之混合物等,但未限定於此。
又,作為販賣品可使用TINUVIN109、TINUVIN171、TINUVIN360(皆為Ciba Specialty Chemicals公司製)。
作為二苯甲酮系化合物之具體例可舉出2,4-二羥基二苯甲酮、2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、雙(2-甲氧基-4-羥基-5-苯甲醯基苯基甲烷)等,但未限定於此。
本發明中,添加紫外線吸收劑0.1~20質量%為佳,更佳為添加0.5~10質量%,最佳為添加1~5質量%。這些可合倂2種以上使用。
(黏度低下劑)
本發明中,以減低熔融黏度為目的,可添加氫鍵性溶劑。所謂氫鍵性溶劑為,如J.N.Jacob Israelachvili著、「分子間力與表面力」(近藤保、大島宏行翻譯,McGraw-Hill出版、1991年)所記載的電氣陰性原子(氧、氮、氟、氯)與電氣陰性原子經共價鍵之氫原子間所產生,可產生氫原子媒介「鍵」之有機溶劑,即鍵力距較大,且含有氫之鍵,例如,含有O-H(氧氫鍵)、N-H(氮氫鍵)、F-H(氟氫鍵)時,鄰接的分子彼此可排列之有機溶劑。這些為與纖維素酯之分子間氫鍵相比,與纖維素之間形成具有更強氫鍵之能力者,本發明所進行的熔融流延法中,與所使用的纖維素樹酯單獨之玻璃轉移溫度,藉由氫鍵性溶劑之添加可降低纖維素樹酯組成物之熔融溫度、或相同熔融溫度下比纖維素樹酯更能降低含有氫鍵性溶劑之纖維素樹酯組成物的熔融黏度。
作為氫鍵性溶劑,例如為醇類:例如,甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、n-丁醇、sec-丁醇、t-丁醇、2-乙基己醇、庚醇、辛醇、壬醇、十二烷醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、己基溶纖劑、甘油等、酮類:丙酮、甲基乙基酮等、羧酸類:例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等、醚類:例如,二乙基醚、四氫呋喃、二噁烷等、吡咯烷酮類:例如,N-甲基吡咯烷酮等、胺類:例如,三甲基胺、吡啶等、等。這些氫鍵性溶劑可單獨或混合2種以上使用。其中以醇、酮、醚類為佳,特別以甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、辛醇、十二烷醇、乙二醇、甘油、丙酮、四氫呋喃為佳。且如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、甘油、丙酮、四氫呋喃之水溶性溶劑為特佳。其中水溶性為對於水100g而言溶解度為10g以上者。
(滯留控制劑)
本發明的偏光板保護薄膜中形成配向膜而設置液晶層,可進行光學薄膜與來自液晶層之滯留經複合化後賦予光學補償能之偏光板加工。使用於調整滯留所添加之化合物可使用歐洲專利第911,656A2號說明書所記載之具有二個以上之芳香族環的芳香族化合物。又可合併2種類以上之芳香族化合物使用。該芳香族化合物之芳香族環中除芳香族烴環以外亦可含有芳香族性雜環。芳香族性雜環為特佳,芳香族性雜環一般為不飽和雜環。其中具有本發明之1,3,5-三嗪環的化合物為佳。
(高分子材料)
本發明的纖維素酯薄膜為可適宜地選出纖維素酯以外之高分子材料或寡聚物並混合。該高分子材料或寡聚物以與纖維素酯之相溶性優良者為佳,成為薄膜時的透過率為80%以上,更佳為90%以上,92%以上為特佳。混合纖維素酯以外之高分子材料或寡聚物的至少1種以上之目的為,提高加熱熔融時之黏度控制或薄膜加工後的薄膜物性。此時可作為上述其他添加劑。
(其他粒子)
前述之不定形粒子以外,欲賦予潤滑性,可添加一次粒子為球狀之二氧化矽。藉此可容易搬送或捲取。
如二氧化矽之微粒子大多藉由有機物進行表面處理,如此因可降低薄膜之霧值故較佳。作為表面處理之較佳有機物可舉出鹵矽烷類、烷氧基矽烷類、矽氮烷、矽氧烷等。
又,平均粒徑越大潤滑性效果越大,相反地,若平均粒徑過小,透明性越優良。又,微粒子之平均粒徑為0.005~1.0μm的範圍。彼等可為一次粒子、或經凝集的二次粒子。微粒子之含有量對於樹脂而言為每1m2 含有0.01~1g為佳。
作為二氧化矽微粒子,例如可與出AEROSIL股份有限公司製之AEROSIL 200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812,R805、OX50、TT600等,較佳為AEROSIL200V、R972、R972V、R974、R202、R812。這些微粒子可合倂2種以上使用。2種以上並用時,可以任意比率混合使用。
此時,平均粒徑或材質之相異微粒子,例如AEROSIL200V與R972V的質量比為0.1:99.9~99.9:0.1的範圍下使用。
(其他添加劑)
其他可加入陶土、滑石、矽藻土、石英、硫酸鋇、氧化鈦、氧化鋁等無機微粒子、鈣、鎂等鹼土類金屬的鹽等熱安定劑。更可加入防靜電劑、難燃劑、滑劑、油劑等。
本發明之光學薄膜的製造方法係為藉由熔融流延製膜法者。
圖1表示本發明的光學薄膜之製造方法所使用的熔融流延製膜裝置之模式流程圖。
參照同圖,於料斗(11)中例如投入纖維素酯之顆粒、可塑劑、及抗氧化劑,由料斗(11)以所定供給速度下將原料運至亨舍爾攪拌機(12)並使其混合。將亨舍爾攪拌機(12)所混合之原料運至壓出機(13),例如於250℃下進行加熱熔融,熔融物經本發明之流延塑模(1)壓出成形。自流延塑模(1)所壓出之熔融物於冷卻輥(15)中冷卻並經表面矯正。此時織物(薄膜)(10)與冷卻輥(15)密著為佳,作為使織物(薄膜)(10)與冷卻輥(15)密著之方法,例如可使用接觸輥(16)進行推壓。
繼續,將織物(薄膜)(10)導入延伸機(圖示略),往延伸機之長方向進行延伸,接著織物(薄膜)(10)使用拉幅(17)往寬方向延伸後並緩和,藉由搬送輥(18)搬送後以捲取機(19)進行捲取得到輥狀纖維素酯薄膜。
作為原料之樹脂顆粒及粉體材料做預先乾燥為佳。真空或減壓乾燥機或除濕熱風乾燥機等進行乾燥使水分降至1000ppm以下,較佳為200ppm以下。
將原料如圖3所示,自供給料斗(11)導入壓出機(13)時,真空下或減壓下或惰性氣體環境下防止氧化分解等為佳。可塑劑等添加劑若未預先混合時,壓出機(13)之途中可混煉。欲可均一地添加,使用靜態型混合攪拌器等混合裝置為佳
本發明中,將熱塑性樹脂所成之顆粒與粉體以壓出機(圖示略)進行熔融混煉製成顆粒,將該顆粒再一次地以壓出機(13)進行熔融混煉,自流延塑模(1)於冷卻輥(金屬支持體)(15)上流延後製膜之方法、與顆粒與粉體以壓出機(13)進行熔融混煉,直接自流延塑模(1)於冷卻輥(金屬支持體)(15)上流延後製膜之方法雙方皆可使用於製膜。
粉體的粒徑以篩網孔竟250μm以下為佳(JIS Z 8801-1)。粉體之粒徑過大時,於壓出機(13)之混煉會無法充分混合與分散,視情況壓出機(13)之桶內壁上會有粉體黏著,該部分上會累積樹脂之熱劣化物,此有時會流出而於薄膜容易造成因熱劣化物所產生的異物問題。又,粒徑過小時,特別成為處理時之問題。顆粒以直徑及長度為1mm至5mm的粒徑者為佳。
又,融點相異的複數材料經混合之系統中,可僅將融點較低的材料於熔融溫度下先製作出黏狀之半熔融物,將半熔融物投入於壓出機(13)中進行製膜。使用容易熱分解之樹脂或添加劑時,以減少樹脂之熔融次數為目的下,未製造顆粒而直接製膜之方法、或如上述先製作出黏狀半熔融物後再製膜之方法為佳。
本發明中,使用於薄膜製膜的壓出機(13)可為單軸壓出機(13)、或2軸壓出機(13)。自材料未製作出顆粒而直接製膜時,因必須有適當混煉度,使用2軸壓出機(13)為佳,可於單軸壓出機(13)下將螺旋形狀變更為Madog型、UNIMELT型、Dulmadge等混煉型螺旋而得到適度之混煉的製膜。對於1軸壓出機、或2軸壓出機中亦可設置通風口,使用真空幫浦等由通風口除去氣體為佳。一旦製作成顆粒或碎片狀半熔融物時使用單軸壓出機(13)亦可使用2軸壓出機(13)。
壓出機(13)內及經壓出後之冷卻步驟可由氮氣體等惰性氣體取代、或藉由減壓而降低氧濃度為佳。
壓出機(13)內的樹脂熔融溫度之較佳條件會依據樹脂黏度或吐出量、所製造之薄片厚度等而相異,對於成形材料之玻璃轉移溫度(Tg),以Tg以上,Tg+100℃以下的範圍為佳。更佳為熔融溫度為Tg+10℃以上,Tg+90℃以下。壓出時之熔融黏度為10~100000泊,較佳為100~10000泊。又,壓出機(13)內之樹脂滯留時間較短為佳,5分鐘以內較佳,更佳為3分鐘以內,最佳為2分鐘以內。滯留時間雖依壓出機(13)種類、壓出條件而不同,但藉由材料的供給量或L/D、螺旋轉動數、螺旋之溝深度等而可短縮。
壓出機(13)之螺旋形狀或轉動數等可依據樹脂黏度或吐出量等做適宜選擇。本發明中,壓出機(13)之剪切速度,較佳為1/秒~10000/秒,更佳為5/秒~1000/秒,最佳為10/秒~100/秒。欲防止卡入齒輪幫浦以及降低主過濾器負荷,可於壓出機(13)之出口側設置預過濾器為佳。
例如視必要可設置50/80/100篩孔的篩子或金屬纖維之燒烤過濾器為佳。使用可開關變化型式為佳。
密著於第1冷卻輥(15)後的樹脂厚度作為h時,薄膜厚度為70μm以上未達100μm時使t/h為10以下,50μm以上70μm以下時使t/h為15以下,未達50μm時使t/h為20以下為佳。使t/h為前述值時,可抑制螺帶的延伸,可保持較小流動方向的滯留。唇先端之R較佳為100μm以下,更佳為50μm以下時,可保持良好的薄膜平面性。
作為厚度調整機構,使用分割寬方向而調整溫度之加熱式、機械性調整唇開度之手動鎖簧方式、或藉由加熱利用鎖簧的伸縮而調整唇開度之加熱螺栓方式等為佳。
作為塑模材質可舉出將鎳、硬鉻、碳化鉻、氮化鉻、碳化鈦、碳氮化鈦、氮化鈦、超硬、陶瓷(碳化鎢、氧化鋁、氧化鉻)等經溶射或鍍敷、作為表面加工可舉出使用研磨海綿、使用# 1000號以下的磨石之研磨、使用# 1000號以上之鑽石磨石進行平面切削(切削方向為與樹脂流動方向垂直之方向)、電解硏磨、電解複合硏磨等加工者。
模具唇部之較佳材質與塑模相同。欲防止產生鯊魚皮,必須減少唇與樹脂之摩擦,使用Dual Spiral Systems Inc.公司製K05MFC為佳。又,唇部表面粗度以0.5S以下為佳,0.2S以下為較佳。
本發明中,自流延塑模(1)所壓出之材料於冷卻輥(15)經冷卻、表面矯正。自流延塑模(1)壓出之材料於最初接觸的冷卻輥(15)作為第1冷卻輥(15)時,材料自流延塑模(1)至與第1冷卻輥(15)接觸的時間較短者為佳,10秒以內為佳,較佳為5秒以內,最佳為2秒以內。又,自流延塑模(1)至第1冷卻輥(15)之距離以10mm以上100mm以下為佳。
於第1冷卻輥(15)密著前的樹脂溫度為Tg以上者為佳,較佳為Tg+50℃以上。樹脂溫度保持於高溫時可減少因螺帶的延伸所引起的流動方向滯留。自流延塑模(1)出口至樹脂與第1冷卻輥(15)密著前之空氣間隙中保溫樹脂為佳。作為保溫方法可利用微波爐之誘導加熱、紅外線加熱器的輻射熱加熱等。紅外線加熱器可利用電式、氣體式、油式或蒸汽式之遠紅外陶瓷加熱器。
本發明中,自流延塑模(1)流出聚合物時,欲防止昇華物等造成流延塑模(1)或冷卻輥(15)之污染,可於流延塑模(1)附近設置吸引裝置為佳。吸引裝置為,欲使裝置本身不會成為昇華物的附著場所而必須施予藉由加熱器加熱等處理。又,吸引壓過大時會有段不均等對於薄膜品質之影響,過小時昇華物無法有效地被吸引,而必須為適當的吸引壓。
本發明中,薄膜與冷卻輥(15)密著者為佳。作為使薄膜與冷卻輥(15)密著之方法,可使用以接觸輥(16)壓著等靜電密著法、氣刀、減壓室等。
冷卻輥(15)僅為1根以上即可,欲提高對於薄膜兩面之平滑性可為2根以上、或兩面皆與冷卻輥(15)接觸為佳。又,冷卻輥(15)可賦予清潔輥等清掃設備。冷卻輥(15)之溫度不均以0.5℃以下為佳。速度不均以0.5%以下為佳。冷卻輥(15)表面可使用硬鉻鍍,但未僅限定於此。表面粗度為0.1s以下為佳。作為接觸輥(16)之材質可使用金屬、或金屬輥周圍以樹脂、橡膠等捲取者。
又,沿自寬邊中央部至邊緣而變化半徑的凸輥。
又,與接觸輥(16)密著前之溫度以Tg以上為佳,較佳為Tg+50℃以上。
冷卻輥(15)的溫度調整為藉由於冷卻輥(15)內部流入水或油等熱媒體進行調整為佳。
將冷卻固化之薄膜往寬方向進行延伸。藉由延伸使分子定向。延伸方法可使用公知之拉幅(17)等方法。
延伸於經控制的均一溫度分佈下進行為佳。較佳為±2℃以內,更佳為±1℃以內,特佳為±0.5℃以內。
以縮小上述方法所製作之熱塑性樹脂薄膜的尺寸變化率為目的,可將薄膜往長方向或寬方向進行延伸或收縮。於長方向進行收縮為,例如,一時放開幅延伸的夾子使其往長方向放鬆、或徐徐使橫延伸機鄰邊的夾子間隔變窄而收縮薄膜之方法。後者方法為一般使用同時二軸延伸機,將縱方向鄰邊夾子間隔,例如藉由縮放儀方式或線性驅動方式來驅動夾子部分使徐徐滑順地變窄之方法而進行。視必要可與任意方向(斜方向)之延伸組合。長方向、寬方向皆自0.5%收縮至10%時可使光學薄膜之尺寸變化率變小。
光學薄膜之膜厚變動為±3%,±1%的範圍為更佳。以縮小膜厚變動為目的,於彼此直交的2軸方向進行延伸之方法為有效,彼此直交之2軸方向的延伸倍率於各最終流延方向為1.0~2.0倍,於寬方向為1.01~2.5倍的範圍為佳,於流延方向為1.01~1.5倍,於寬方向為1.05~2.0倍之範圍下進行為佳。
延伸薄膜之方法並無特別限定,例如可舉出對複數輥賦予周速差,其間利用輥周速差往縱方向延伸之方法、將織物(10)兩端以夾子或針固定,夾子或針之間隔往進行方向變寬而往縱方向進行延伸之方法、同樣地往橫方向變寬而往橫方向進行延伸之方法、或縱橫同時變寬而往縱橫兩方向進行延伸之方法等可舉出。當然這些方法亦可組合使用。
又,使用所謂拉幅法時,以線性驅動方式驅動夾子部分時可順利地進行延伸,而減少斷裂等危險性故較佳。
製膜步驟之這些寬保持或橫方向延伸藉由拉幅進行為佳,針拉幅亦可使用夾子拉幅。
於藉由捲取機(19)之捲取前,於成為製品之寬度使端部產生裂口而剪裁,欲防止捲取中貼合所產生的傷痕,可於兩端施予滾邊加工(壓紋加工)。滾邊加工方法為將側面上具有凸凹圖案的金屬環經加熱或推壓之加工方法。且,薄膜兩端部之夾子把持部分因該部分的薄膜一般已變形而無法作為製品使用故必須切除,而作為原料再利用。
如以上所得之於寬方向經延伸的熱塑性樹脂薄膜可經由延伸而使分子定向,具有一定大小的滯留。滯留的偏差越小越佳,一般為15nm以內,較佳為10nm以下,較佳為4nm以下。
本發明的製造裝置所製造之光學薄膜的膜厚,依使用目的而不同,但由液晶顯示裝置之薄型化與薄膜強度的觀點來看,將加工後的薄膜調整為10~150μm的範圍為佳,調整至20~100μm的範圍為較佳,調整至25~80μm的範圍為更佳。
將本發明的製造裝置所製造之纖維素酯薄膜作為LCD用構件使用時,欲減低薄膜之光漏,要求較高平面性,但光學薄膜之中心線平均粗度(Ra)由JIS B 0601規定,作為該測定方法例如可舉出觸針法或光學性方法等。
本發明之偏光板用保護薄膜可藉由本發明的製造裝置所製造之光學薄膜而成,且其為具有含不定形粒子之偏光散射各向異性的偏光板用保護薄膜,薄膜製造時的搬送方向為0°、及薄膜之寬方向為90°時,各不定形粒子之長軸方向所成角度(配向角度)之平均值為0.5~40°。
本發明之偏光板為,至少一面具有藉由上述本發明的方法所製造之光學薄膜所成的偏光板用保護薄膜者。
因此,本發明的液晶顯示裝置為,液晶胞的至少一面具有上述偏光板者。
繼續對於這些偏光板、及使用該偏光板之液晶顯示裝置做說明。
偏光板可由一般方法製作。經鹼化處理之本發明纖維素酯薄膜為,將聚乙烯基醇系薄膜浸漬延伸於碘溶液中所製作之偏光子的至少一面上使用完全鹼化型聚乙烯基醇水溶液進行貼合為佳。另一面上亦可使用本發明纖維素酯薄膜,或使用其他偏光板用保護薄膜。對於本發明之纖維素酯薄膜,於另一面所使用的偏光板用保護薄膜可使用販賣之纖維素酯薄膜。例如,作為販賣之纖維素酯薄膜可使用KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC8UY-HA、KC8UX-RHA、KC8UX-RHA-N(以上,Konicaminolta opt股份有限公司製)等。或亦可將纖維素酯薄膜以外的環狀烯烴樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯、聚碳酸酯等薄膜作為另一面的偏光板用保護薄膜使用。此時,因皂化適性較低,以介著適當接著層於偏光板上進行接著加工為佳。
偏光板為,將本發明的纖維素酯薄膜於偏光子的至少一邊作為偏光板用保護薄膜使用者。此時,將該纖維素酯薄膜的遲相軸配置成於偏光子的吸收軸上實質為平行或直交的形式為佳。
該偏光板作為被配置成挾持橫電場開關型之液晶胞的一方偏光板,本發明之纖維素酯薄膜被配置於液晶顯示胞側為佳。
作為適合使用於偏光板之偏光子,可舉出聚乙烯基醇系偏光薄膜,此為將聚乙烯基醇系薄膜以碘進行染色者與二色性染料經染色者。作為聚乙烯基醇系薄膜,使用以伸乙基經變性之變性聚乙烯基醇系薄膜為佳。偏光子為將聚乙烯基醇水溶液進行製膜後將此以一軸延伸下進行染色、或經染色後再進行一軸延伸,較佳為使用以硼化物進行耐久性處理者。
偏光子的膜厚為5~40μm,較佳為5~30μm,特佳為5~20μm。於該偏光子面上貼合本發明之纖維素酯薄膜片面後形成偏光板。較佳為藉由完全鹼化聚乙烯基醇等作為主成分之水系接著劑進行貼合。又,纖維素酯薄膜以外的樹脂薄膜之情況為可介著適當黏著層於偏光板上進行接著加工。
偏光子因往一軸方向(通常為長方向)進行延伸,故將偏光板放置於高溫高濕的環境下時,延伸方向(通常為長方向)會縮小,往對延伸方向成直交方向(通常為寬方向)進行延伸。偏光板用保護薄膜之膜厚越薄,偏光板的伸縮率越大,特別為偏光子之延伸方向的收縮量較大。一般,偏光子的延伸方向與偏光板用保護薄膜之流延方向(MD方向)貼合,故使偏光板用保護薄膜薄膜化時,特別必須抑制流延方向的伸縮率。本發明之纖維素酯薄膜因尺寸安定優良,可適用於如此偏光板用保護薄膜上。
偏光板為,該偏光板的一面上,保護薄膜的反面可再貼合分離薄膜而構成。使用保護薄膜及分離薄膜係以偏光板出廠時、或製品檢査時等保護偏光板為目的。
使用本發明所製作之光學薄膜的液晶顯示裝置具有畫面上無不均等優良品質。
偏光子因往一軸方向(通常為長方向)進行延伸,故將偏光板放置於高溫高濕的環境下延伸方向(通常為長方向)會縮小,往對延伸之直交方向(通常為寬方向)進行延伸。偏光板用保護薄膜的膜厚越薄,偏光板的伸縮率越大,特別為偏光子的延伸方向之收縮量會變大。一般偏光子之延伸方向與偏光板保護薄膜之流延方向(MD方向)貼合,故薄膜化偏光板用保護薄膜時,特別必須抑制流延方向的伸縮率。本發明的纖維素酯薄膜為尺寸安定優良者,可適用於如此偏光板用保護薄膜上。
偏光板為,該偏光板的一面上,保護薄膜的反面可再貼合分離薄膜而構成。使用保護薄膜及分離薄膜係以偏光板出廠時、或製品檢査時等保護偏光板為目的。
(液晶顯示裝置)
藉由將本發明的光學薄膜所使用的偏光板組裝於液晶顯示裝置,可製造出種種辨識性優良的液晶顯示裝置。
本發明的液晶顯示裝置為,鄰接於光反射板、背光、導光板、光擴散板,本發明之偏光板,即利用藉由具有偏光散射各向異性之偏光板保護薄膜/二色性物質的光吸收作用之二色性偏光薄膜/偏光板保護薄膜之構成、及以液晶顯示面板、側偏光板的順下經層合之構成為佳。
本發明的光學薄膜可適用反射型、透過型、半透過型LCD或TN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型、MVA型)、IPS型等各種驅動方式的LCD。特別為畫面為30吋以上,特別為30吋~54吋之大畫面的顯示裝置中,無畫面周邊部之脫白,且其效果考長期間維持,於MVA型液晶顯示裝置中顯示顯著效果。特別少有色斑、泛光或波形不均,且具有長時間之鑑賞亦無眼睛疲勞的效果。
液晶胞的至少1面具有本發明的偏光板之液晶顯示裝置係為顯示品質非常優良者。
〔實施例〕
以下藉由實施例,將纖維素酯之熔融製膜作為例子,對本發明做具體說明,但本發明並未受到這些限定。
實施例1
〔纖維素酯薄膜之製造〕
首先,將纖維素乙酸酯丙酸酯於120℃下進行1小時空氣中乾燥後冷卻至室溫。繼續將經乾燥的纖維素乙酸酯丙酸酯使用壓出機進行加熱並製作出顆粒後冷卻。
參照圖1,於原料供給料斗(11)中混入纖維顆粒、可塑劑、抗氧化劑及針狀粒子,以2.0Kg/hr之供給速度下藉由亨舍爾攪拌機(HENSCHEL MIXER)(12)運送原材料並使其混合。經混合之原材料運至壓出機(13),於250℃進行加熱熔融,熔融物由本發明之流延塑模(1)(圖2a與圖2b所示之流延塑模A)進行壓出成形。
其中,流延塑模A為,自熔融物壓出方向之上游側,以流入熔融物之入口部(2)、歧管部(3)、及延伸部(4)與排出膜狀熔融物之溢料面部(5)所成之狹縫部順序具備,本發明的申請專利範圍第1項之條件即為延伸部(4)之截面形狀為滿足下述式(1),溢料面部(5)之截面形狀為滿足下述式(2)者。
A1<A2………(1)
上述式中,A1與A2各表示塑模中間延伸部(4)之任意位置P1、與藉此熔融物壓出方向之上游側的位置P2之截面積。
A3=A4………(2)
上述式中,A3與A4各表示溢料面部(5)之彼此相異的任意位置P3、P4之截面積。
且,流延塑模A之溢料面部(5)長度為40mm,其為申請專利範圍第2項之下限值。
繼續由流延塑模(1)壓出之熔融物於冷卻輥(15)進行冷卻、並經表面矯正。此時,織物(薄膜)(10)與冷卻輥(15)密著為佳,作為將織物(薄膜)(10)密著於冷卻輥(15)之方法,例如可使用接觸輥(16)進行壓著。
繼續,織物(薄膜)(10)被導入於延伸機(圖示略),於延伸機中以150℃之溫度進行長方向延伸,繼續於寬方向使用拉幅(17)所得之薄膜經160℃溫度進行延伸後使其放鬆,經搬送輥(18)搬送後,於捲取機(19)中進行30℃下捲取後得到輥狀纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜者。
實施例2~4
與實施例1之相同情況下實施,將流延塑模A變更為如圖2a與圖2b所示之流延塑模B~D以外,與實施例1之情況相同下進行製膜後製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模B為溢料面部(5)之長度70mm,流延塑模C為溢料面部(5)之長度100mm,皆為申請專利範圍第2項的中間值,流延塑模D為溢料面部(5)的長度200mm,其為申請專利範圍第2項之上限值。
實施例5
與實施例1之相同情況下實施,將流延塑模A變更為如圖3a與圖3b所示流延塑模E以外,與實施例1之相同情況下進行製膜,製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模K為,自熔融物壓出方向之上游側,以流出熔融物之入口部(2)、歧管部(3)、及排出膜狀熔融物之溢料面部(5)之順去具備,其為本發明的申請專利範圍第3項之條件,歧管部(3)的截面形狀為滿足下述式(3),溢料面部(5)之截面形狀為滿足下述式(4)者。
A5<A6………(3)
上述式中,A5與A6各表示歧管部之任意位置P5、與藉此熔融物壓出方向的上游側位置P6之截面積。
A7=A8………(4)
上述式中,A7與A8表示溢料面部(5)之彼此相異任意位置P7、P8中之截面積。
且,流延塑模E之溢料面部(5)長度為40mm,其為申請專利範圍第4項的下限值。
實施例6~8
與實施例5之相同情況下實施,但流延塑模E變更為如圖3a與圖3b所示流延塑模F~H以外,與實施例5之相同情況下進行製膜,製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模F為,溢料面部(5)的長度70mm,流延塑模G為,溢料面部(5)的長度100mm,皆為申請專利範圍第4項之中間值,流延塑模H為,溢料面部(5)的長度200mm,其為申請專利範圍第4項之上限值。
比較例1與2
欲進行比較,與實施例1之相同情況下實施,但將流延塑模A變更為如圖2a與圖2b所示流延塑模I與J以外,與實施例1之相同情況下進行製膜,製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模I之溢料面部(5)的長度10mm,流延塑模J之溢料面部(5)的長度500mm,皆為申請專利範圍第2項發明的範圍外。
且,使用比較例2的流延塑模J時,無法實施熔融物之流延。
比較例3
欲進行比較,與實施例1的相同情況下實施,但變更流延塑模A如圖4a與圖4b所示流延塑模K以外,與實施例1之相同情況下進行製膜,製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模K為本發明的申請專利範圍第1項之條件,延伸部(4)的截面形狀未滿足式(1)...A1<A2...,相反地成為A1>A2。
上述式中,A1與A2各表示塑模中間延伸部之任意位置P1、與藉此熔融物壓出方向之上游側的位置P2中之截面積。
比較例4與5
欲進行比較,與實施例5的相同情況下實施,但變更流延塑模E為如圖3a與圖3b所示流延塑模L與M以外,與實施例5之相同情況下進行製膜,製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模L之溢料面部(5)的長度10mm,流延塑模M之溢料面部(5)的長度為500mm,皆為申請專利範圍第4項發明的範圍外。
且,使用比較例5之流延塑模M時,無法進行熔融物之流延。
比較例6
欲進行比較,與實施例5的相同情況下實施,將流延塑模E變更為如圖5a與圖5b所示流延塑模N以外,與實施例5的相同情況下進行製膜,製作出纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜。
其中,流延塑模N為本發明的申請專利範圍第3項之條件,歧管部(3)之截面形狀未滿足式(3)...A5<A6,歧管部(3)之高度的中間部分之截面積過大,其為A5>A6者。
上述式中,A5與A6各表示歧管部(3)的任意位置P5、與藉此熔融物壓出方向的上游側位置P6中之截面積。
<不定形粒子配向度之測定>上述實施例1~8、比較例1、3、4、6所製作之纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜表面附近,使用切片機切出數100nm程度厚度之薄切片,將此以透過型電子顯微鏡進行2萬倍的攝影,該影像使用平台式掃描器以300dpi單色256色調讀取,將讀取的影像載入以安裝於電腦之影像處理軟體WinROOF(三谷商事股份有限公司製)中。對於經載入的影像進行區域影像萃取,確認不定形粒子之影像萃取後的畫面上有300個以上之不定形粒子,若萃取未充分的情況則不進行檢測水準的手動調整,調整至300個以上之不定形粒子可檢測、萃取下進行。對於如此經萃取處理的影像數據之各不定形粒子,進行長軸徑/短軸徑(長軸方向長度/短軸方向長度)之測定,算出不定形粒子個數平均之縱橫比。又,偏光板用保護薄膜的製膜方向與不定形粒子的長軸方向所成之角度作為配向角時,該配向角之絶對值平均值使用透過型電子顯微鏡決定薄膜切片之製膜方向位置後,測定該軸與各不定形粒子300個程度之各角度,由這些合計求得個數平均。所得之結果如下述表1所示。
<顯示畫面、影像之外觀評估>使用所製作之纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜,依據下述方法製作出偏光板,將此貼合於面板進行目視外觀評估。
(偏光板的製作)將厚度50μm之聚乙烯基醇薄膜於製膜方向進行一軸延伸(溫度110℃,延伸倍率5倍)。將此於碘0.075g、碘化鉀6g、水100g之比率所成的水溶液浸漬60秒,再浸漬於碘化鉀6g、硼酸7.5g、水100g之比率所成的68℃水溶液。將此經水洗、乾燥後得到偏光子。該偏光子中吸收軸為製膜方向。
繼續,依據下述第1步驟~第5步驟製作出偏光板。第1步驟:作為偏光板用保護薄膜將實施例及比較例所製作之前述製作的纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜於60℃的2莫耳/L之氫氧化鈉溶液中浸漬90秒,再經水洗、乾燥後與偏光子貼合面上進行皂化。
同樣地,作為反面偏光板用保護薄膜亦進行可購得之纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜KC8UCR-5(Konicaminolta opt股份有限公司製:相位差薄膜)的皂化。
第2步驟:將前述偏光子浸漬於固體成分2質量%之聚乙烯基醇接著劑槽中1~2秒。
第3步驟:輕輕拭擦去除在第2步驟附著於偏光子之過剩接著劑,將該偏光子放置於作為在第1步驟處理之偏光板用保護薄膜的亮度提高纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜之鹼化面上,且將作為反面的偏光板用保護薄膜,在第1步驟經處理之可購得的纖維素乙酸酯丙酸酯(TAC)薄膜KC8UCR-5之鹼化面銜接偏光子下進行層合做成偏光板。
第4步驟:將在第3步驟層合纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜及纖維素乙酸酯(TAC)薄膜與偏光子之偏光板於壓力20~30N/cm2 、搬送速度約2m/分鐘下貼合。
步驟5:80℃的乾燥機中將第4步驟所製作之偏光板進行2分鐘乾燥。
<偏光板之評估>使用如上述所製作的偏光板,實施以下評估。
(液晶顯示裝置的製作)進行辨識性評估之液晶面板如以下製作。
剝開富士通製15吋液晶顯示器VL-1530S之預先貼合的背光側偏光板,將上述製作之偏光板各貼合於液晶胞之玻璃面。
此時,偏光板貼合方向為使該偏光板之纖維素乙酸酯丙酸酯薄膜面成為背光側,且使吸收軸與預先貼合之偏光板同一方向下進行而各製造出液晶顯示裝置。
(亮度提高效果之評估)將所製作之液晶顯示裝置的正面亮度藉由目視進行評估。評估以下述×~◎之4段階進行。
◎:具有非常高之亮度提高效果○:具有亮度提高效果△:稍具有亮度提高效果×:無亮度提高效果
由上述表1結果之本發明的實施例1~4與比較例1~3之比較得知,流延塑模(1)中,延伸部(4)之截面形狀為滿足上述式(1)...A1<A2,溢料面部(5)之截面形狀為滿足上述式(2)...A3=A4者時,針狀的不定形粒子容易被配向於熔融物之流延方向,可提高粒子之平均配向度,及提高亮度提高效果。
又,由本發明的實施例5~8與比較例4~6的比較得知,流延塑模(1)中,歧管部(3)之截面形狀為滿足上述式(3)...A5<A6,溢料面部(5)之截面形狀為滿足上述式(4)...A7=A8時,針狀的不定形粒子容易被配向於熔融物之流延方向,可提高粒子的平均配向度、及提高亮度提高效果。
1...流延塑模
2...入口部
3...歧管部
4...延伸部
5...溢料面部
10...織物(薄膜)
11...供給料斗
12...亨舍爾攪拌機(HENSCHEL MIXER)
13...壓出機
15...冷卻輥
16...接觸輥
17...拉幅
18...搬送輥
19...捲取機
〔圖1〕表示實施本發明的光學薄膜之製造方法的裝置概略流程圖。
〔圖2〕圖2a表示光學薄膜的製造方法中,熔融物的流延步驟所使用之流延塑模A~D、I、J之概略正面圖,圖2b表示同概略側面圖。
〔圖3〕圖3a表示光學薄膜的製造方法中,熔融物的流延步驟所使用之流延塑模E~H、L、M之概略正面圖,圖3b表示同概略側面圖。
〔圖4〕圖4a表示光學薄膜的製造方法中,熔融物的流延步驟所使用之流延塑模K之概略正面圖,圖4b表示同概略側面圖。
〔圖5〕圖5a表示光學薄膜的製造方法中,熔融物的流延步驟所使用之流延塑模N之概略正面圖,圖5b表示同概略側面圖。
1...流延塑模
2...入口部
3...歧管部
4...延伸部
5...溢料面部
P1...任意位置
P2...上游側位置
P3...任意位置
P4...任意位置
P5...任意位置
P6...上游側位置

Claims (12)

  1. 一種光學薄膜的製造方法,其為將含有熱塑性樹脂與不定形粒子之熔融物自流延塑模於支持體上壓出,製造出光學薄膜之光學薄膜的製造方法,其特徵為流延塑模為自熔融物壓出方向的上游側,具備以流入熔融物之入口部、歧管部、及延伸部與排出膜狀熔融物之溢料面部的順序所成之狹縫部,延伸部之截面形狀為滿足下述式(1),溢料面部的截面形狀為滿足下述式(2)者;A1<A2...(1)上述式中,A1與A2表示,塑模中間延伸部之任意位置P1、與藉此熔融物壓出方向之上游側的位置P2中之各截面積;A3=A4...(2)上述式中,A3與A4表示溢料面部之互相不同之任意位置P3、P4之各截面積,然而,該不定形粒子之縱橫比為2以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜的製造方法,其中溢料面部之長度為40~200mm。
  3. 一種光學薄膜的製造方法,其為將含有熱塑性樹脂與不定形粒子之熔融物自流延塑模於支持體上壓出,製 造出光學薄膜之光學薄膜的製造方法,其特徵為流延塑模為自熔融物壓出方向之上游側,以流入熔融物之入口部、歧管部、及排出膜狀熔融物之溢料面部的順序具備,歧管部之截面形狀為滿足下述式(3),溢料面部之截面形狀為滿足下述式(4)者;A5<A6...(3)上述式中,A5與A6表示,歧管部的任意位置P5、與藉此熔融物壓出方向之上游側的位置P6之各截面積;A7=A8...(4)上述式中,A7與A8為表示溢料面部的互相不同之任意位置P7、P8之截面積,然而,該不定形粒子之縱橫比為2以上。
  4. 如申請專利範圍第3項之光學薄膜的製造方法,其中溢料面部的長度為40~200mm。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任1項之光學薄膜的製造方法,其中不定形粒子之縱橫比為2~40。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任1項之光學薄膜的製造方法,其中不定形粒子為二氧化鈦。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任1項之光學薄膜的製造方法,其中不定形粒子與纖維素酯之質量分率 為0.001<(不定形粒子)/(纖維素酯)<15。
  8. 如申請專利範圍第1項至第4項中任1項之光學薄膜的製造方法,其中不定形粒子之折射率為1.3~3.0。
  9. 一種光學薄膜,其特徵為以如申請專利範圍第1項至第8項中任1項之光學薄膜的製造方法所製造者。
  10. 一種偏光板用保護薄膜,其為如申請專利範圍第9項之光學薄膜所成,且含有不定形粒子之具有偏光散射各向異性的偏光板用保護薄膜,其特徵為將薄膜製造時之搬送方向成為0°、及將薄膜的寬方向成為90°時,各不定形粒子之長軸方向所成之角度(配向角度)的平均值為0.5~40°。
  11. 一種偏光板,其特徵為至少1面具有如申請專利範圍第10項之偏光板用保護薄膜者。
  12. 一種液晶顯示裝置,其特徵為液晶胞的至少1面具有如申請專利範圍第11項之偏光板者。
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