TWI407156B - 醯化纖維素薄膜、偏光板保護薄膜、偏光板及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

醯化纖維素薄膜、偏光板保護薄膜、偏光板及液晶顯示裝置
本發明係關於醯化纖維素薄膜、偏光板保護薄膜、偏光板及液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置作為消費電力小、省空間的影像顯示裝置係年年用途變廣。迄今,因影像的視野角依存性大所以有液晶顯示裝置為大之缺點,但是近年藉由VA模式、IPS模式等的高視野角液晶模式係為實用化,要求電視等的高視野角之市場,甚至液晶顯示裝置的需要係為急速擴大。
伴隨於此,對於使用於液晶顯示裝置之偏光板亦開始要求更高性能。特別是對於溫度及濕度之耐久性改良係有偏光板大之課題。
現在,液晶顯示裝置用之偏光板一般係使用在經拉伸的偏光子上,以碘染色之聚乙烯醇系薄膜,由兩側貼合偏光板保護薄膜者。高溫高濕下偏光板的性能降低係主要由以下的2個現像所引起。第1係碘錯合物藉由水分解、而降低偏光度之現像,第2係聚乙烯醇系薄膜與偏光板保護薄膜之尺寸變化不同所引起之應力作用,偏光子與保護薄膜之間產生所謂剝離或光漏之現像。對於第1問題已知降低偏光板保護薄膜之透濕度係為有效。另一方面,對於第2現像係提高偏光板保護薄膜之表面親水性,提高與聚乙烯醇的親和力係為有效。
對此,專利文獻1中係揭示使用薄膜內部比表面方向添加劑存在量多的醯化纖維素薄膜,再者,專利文獻2中係揭示表面能量為55~75mN/m之纖維素乙酸酯薄膜作為偏光板保護薄膜使用。然而,即使藉由此等方法亦無法同時滿足上述2個問題。
【專利文獻1】特開2001-131301號公報【專利文獻2】特開2002-82226號公報
本發明的目的係提供一種偏光板,其係即使保存於高溫高濕下,也不會發生偏光子與保護薄膜之間的剝離或光漏、偏光度的降低,且耐久性優異的偏光板。
本發明的另一目的係提供一種液晶顯示裝置,其係藉由在液晶顯示裝置中使用耐久性優異的偏光板,而沒有起因於使用環境之顯示品質降低的液晶顯示裝置。
抑制偏光子與保護薄膜之間之剝離時,儘量地提高偏光板保護薄膜表面與偏光子中聚乙烯醇的親和性係為重要。另一方面,由於在聚乙烯醇系薄膜上染色的碘於高濕下容易分解,所以盡量地降低偏光板保護薄膜之透濕度為佳。醯化纖維素薄膜之情形係藉由添加要求一定疏水性之低分子化合物可謀求透濕度的降低,但是其係為具有與聚乙烯醇之親和性及交易關係者。
本發明的研究者係藉由僅顯著提高醯化纖維素薄膜之極性表面的親水性,而發現解決上述課題。
即,本發明觀點之一係關於以下之醯化纖維素薄膜。
1)一種醯化纖維素薄膜,其係含有醯化纖維素及分子量1,000以下之低分子化合物的醯化纖維素薄膜,其特徵係醯化纖維素的醯基取代度及該低分子化合物與醯化纖維素的重量比,滿足下述關係式(1)及(2):0<Ao/Ai<1 (1) 0≦Ro/Ri≦0.9 (2)Ao係表示從表面至深度為0.1μm以內領域中的醯化纖維素之平均醯化度,Ai係表示從表面至深度為2μm以上領域中的醯化纖維素之平均醯化度,Ro係表示從表面至深度為0.1μm以內領域中的低分子化合物劑的存在量、Ri係表示從表面至深度為2μm以上領域中的低分子化合物存在量。
Ai及Ri係為從表面至深度為2~3μm範圍的平均值。
1)中記載之醯化纖維素薄膜的較佳實施態樣係如下所記載。
2)如1)記載之醯化纖維素薄膜,其中該低分子化合物係分解於鹼性水溶液中,且產生可溶於鹼性水溶液之分解物的分解性化合物,該分解性化合物之含量為1~30重量%、3)如1)記載之醯化纖維素薄膜,其中上述低分子化合物係為具有至少一個pKa為8以上14以下之解離性基的解離性化合物,且上述解離性化合物含量為1~30重量%以上、關於與1)相關連的其他觀點:4)偏光板保護薄膜之製造方法、5)偏光板保護薄膜、10)偏光板、以及13)液晶顯示裝置及其較佳實施態樣係如下所示。
4)一種偏光板保護薄膜之製造方法,其係將1)、2)或3)中記載之醯化纖維素薄膜以鹼性水溶液進行皂化處理、5)一種偏光板保護薄膜,其係藉由4)記載之製造方法而製造、6)如5)之偏光板保護薄膜,其係含有下述式(1)所示之化合物,
(式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 及R1 0 係各表示獨立的氫原子或取代基,R1 、R2 、R3 、R4 及R5 之中至少1個係表示電子供予基。R8 係表示氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的烯基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧碳基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子)7)如5)記載之偏光板保護薄膜,其係含有下述式(I)所示之化合物,
式中,R1 係表示烷基或芳基,R2 係表示烷基或芳基、8)如5)~7)中任一者記載之偏光板保護薄膜,其中醯化纖維素薄膜係以1.05以上2.00以下之拉伸倍率而拉伸、9)如5)~7)之偏光板保護薄膜,其係具有光學補償機能、10)一種偏光板,其係在偏光子的兩側貼合保護薄膜所成之偏光板,其中該保護薄膜之至少1片為5)~7)中任一者記載之偏光板保護薄膜、11)如10)中記載之偏光板,其中在保護薄膜之至少一面上係具有光學異方向性層,12)如10)中記載之偏光板,其中在保護薄膜之至少一面上係貼合相位差薄膜、13)一種液晶顯示裝置,其係在液晶胞及其兩側具有配置的二片偏光板,且至少1片的偏光板為10)~12)中任一者記載之偏光板。
根據本發明,可利用薄膜內部係疏水性高、透濕度低,且薄膜表面與親水之聚乙烯醇的親和性高的醯化織維素薄膜,作為偏光板保護薄膜使用。為此,可提供因熱.濕度之偏光度變化小,且偏光子與保護薄膜之密著性良好的偏光板。再者,本發明的偏光板使用於液晶顯示裝置,可提供不會產生光漏等的問題,且顯示品質高的液晶顯示裝置。
【實施發明的最佳形態】
本發明的醯化纖維素薄膜係具有分子量1,000以下之低分子化合物。該低分子化合物較佳具有係200~1,000、更佳係250~750之分子量。低分子化合物係與醯化纖維素有相溶性之疏水性化合物為佳。本發明有用的疏水性化合物係大致區分成2種類型。一為鹼分解性化合物,其他另一為鹼解離性化合物。將含有任一類型之疏水性化合物的醯化纖維素薄膜於鹼性水溶液中進行皂化時,其疏水性化合物可藉由鹼的作用而分解、或解離,而產生於鹼可溶性之生成物、或產生鹼解離性化合物。此處,鹼性水溶液係意味著0.05~5N。鹼分解性或鹼可溶性化合物的皂化處理前後之含量,相對於醯化纖維素為約1~30重量%。後者的疏水性化合物係具有鹼性下解離之解離性基的化合物。解離性基較佳係pKa為8~14。
以下,係依序說明醯化纖維素、低分子化合物,特別是鹼分解性化合物及其合成方法、鹼解離性化合物、紫外線吸收劑等的添加劑、醯化纖維素薄膜之製造方法、皂化處理、拉伸處理、醯化纖維素薄膜之光學的特性、偏光板及其製造方法、液晶顯示裝置。
[醯化纖維素]
首先,係就本發明所使用的醯化纖維素加以說明。
醯化纖維素的取代度為亦意味著在纖維素的構成單位(鍵結β1→4糖苷之葡萄糖)存在的三個羥基醯化的比例。取代度為係可測定纖維素的平均構成單位重量之結合脂肪酸量來加以算出。測定方法係依照ASTM-D817-91來實施。
本發明所使用的醯化纖維素係不具有乙醯化度為2.7以上3.0以下、碳原子數3以上之醯基者為佳。乙醯化度為2.75以上2.95以下為更佳。
再者,本發明所使用的其他較佳醯化纖維素的醯化度係以1以上2.9以下,1.7以上2.7以下為更佳,2.0以上2.5以下為最佳。又,醯基的平均碳原子數為取代度為2以上7以下為佳,2.05以上5以下為更佳,2.6以上4以下為最佳。
又,醯基的碳原子數為2~6為佳,以使用乙醯基、丙醯基、丁醯基為更佳。又,本發明所使用的醯化纖維素係具有乙醯基以外之醯基時,乙醯基的取代度為低於2.5為佳,低於1.9為更佳,低於1.1為最佳。
本發明所使用的醯化纖維素係具有350~800的重量平均聚合度為佳,具有370~600的重量平均聚合度為更佳。本發明所使用的醯化纖維素係以具有70,000~230,000的數量平均分子量為佳,具有75,000~230,000的數量平均分子量為更佳,具有78,000~120,000的數量平均分子量為最佳。
本發明所使用之醯化纖維素可使用酸酐或醯氯而合成之醯化劑。醯化劑為酸酐之情形下,反應溶劑可使用有機酸(例如乙酸)或二氯甲烷。觸媒係使用如硫酸之質子性觸媒。醯化劑為醯氯之情形下,可使用鹼性化合物做為觸媒。
工業上最一般的合成方法係將纖維素含有相對應於乙醯基及其他醯基之有機酸(乙酸、丙酸、丁酸)或此等之酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的混合有機酸成分來酯化,以合成纖維素酯。在該方法中,綿花除絨機或木材紙漿的纖維素係以如乙酸般的有機酸經活性化處理後,在硫酸觸媒的存在下,使用如上述般的有機酸成分之混合液而酯化之情形多。有機酸酐成分一般相對於纖維素中存在的羥基量,係以過剩量使用。該酯化處理係進行包括酯化反應之纖維素主鏈β1→4糖苷結合)的加水分解反應(解聚合反應)。進行主鏈的加水分解反應時係降低了纖維素酯的聚合度,而降低了製造的纖維素酯薄膜之物性。為此,如反應溫度之反應條件係考慮所得纖維素酯的聚合度或分子量而決定為佳。
為得到聚合度高(分子量大)之纖維素酯,酯化反應步驟中的最高溫度調節至50℃以下係為重要。最高溫度係較佳調節至35~50℃,更佳係調節至37~47℃。反應溫度為低於35℃時,酯化反應係有無法順利地進行之情形。反應溫度超過50℃時,纖維素酯的聚合度係容易降低。酯化反應之後,邊抑制溫度上昇邊停止反應時,可再抑制聚合度的降低,而合成高聚合度之纖維素酯。即,反應終了後添加反應停止劑(例如水、乙酸)時,使與酯化反應無關之過剩酸酐加水分解,可副生成對應之有機酸。該加水分解反應係伴隨著激烈的發熱,而使反應裝置內的溫度上昇。反應停止劑的添加速度大時,係超過反應裝置的冷却能力而急遽地發熱。為此,顯著地進行纖維素主鏈的加水分解反應,可降低所得纖維素酯的聚合度。又,酯化反應中觸媒的一部份與纖維素結合,其大部分係在反應停止劑的添加中從纖維素解離出來。然而,反應停止劑的添加速度大時,由於沒有解離觸媒的充分反應時間,所以一部份的觸媒係以與纖維素鍵結之狀態而殘留。強酸觸媒有一部份結合之纖維素酯係安定性非常的惡化,會因製品乾燥時的熱等而容易分解,降低了聚合度。根據此等理由,酯化反應之後,較佳係花4分鐘以上,更佳係4~30分鐘的時間添加反應停止劑,則可期望停止反應。此外,反應停止劑的添加時間超過30分鐘時,降低了工業的生產性。反應停止劑一般係使用分解酸酐之水或醇類。然而,本發明中為了不析出對各種有機溶劑之溶解性低的三酯,較佳係使用水與有機酸的混合物作為反應停止劑。用如以上之條件實施酯化反應時,可容易合成重量平均聚合度為500以上之高分子量纖維素酯。
[低分子化合物]
接著,係就本發明中使用的低分子化合物進行說明。該低分子化合物係可作為疏水化劑使用。
本發明中可使用的第1類型疏水化劑,係在鹼皂化處理時,由薄膜表面至深度為0.1μm以內存在者可全部或一部份去除者為佳。其可藉由各種方法而實現。
(鹼分解性化合物)
該第1態樣係可藉由鹼而容易分解,且分解物可使用於皂化液中溶出之疏水化劑。如此之疏水化劑係在分子內具有至少1個酯鍵之化合物為佳。
其中尤以下述式(1)所示之化合物疏水化效果大,且與醯化纖維素的相溶性亦優異而為特佳。
以下係就此等化合物詳細說明。
(式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 及R1 0 係各表示獨立的氫原子或取代基,R1 、R2 、R3 、R4 及R5 之中至少1個係表示電子供予基。R8 係表示氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧碳基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子)式(1)中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 及R1 0 係各表示獨立的氫原子、或取代基,取代基可為選自於後述的取代基T者。
R1 、R2 、R3 、R4 及R5 之中至少1個係表示電子供予基。較佳係R1 、R3 或R5 之中的1個為電子供予基,R3 為電子供予基為更佳。
電子供予基係表示Hammet的σp 值為0以下者,較佳係使用Chem.Rev.,91,165(1991).記載的Hammet之σp 值為0以下者,更佳係使用-0.85~0者。可列舉例如烷基、烷氧基、胺基、羥基等。
電子供予基較佳係烷基、烷氧基,更佳係烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4)。
R1 較佳係氫原子或電子供予基,更佳係烷基、烷氧基、胺基、羥基,更佳係碳原子數1~4的烷基、碳原子數1~12的烷氧基,特佳係烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4),最佳係甲氧基。
R2 較佳係氫原子、烷基、烷氧基、胺基、羥基,更佳係氫原子、烷基(可舉例較佳為碳原子數1~4、更佳係甲基)、烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4)。特佳係氫原子、甲基、甲氧基。
R3 較佳係氫原子或電子供予基,更佳係氫原子、烷基、烷氧基、胺基、羥基,更佳係烷基、烷氧基,特佳係烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4)。最佳係n-丙氧基、乙氧基、甲氧基。
R4 較佳係氫原子或電子供予基,更佳係氫原子、烷基、烷氧基、胺基、羥基,更佳係氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數1~12的烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4),特佳係氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數1~4的烷氧基,最佳係氫原子、甲基、甲氧基。
R5 的較佳基係與R2 所舉之基相同。
R6 、R7 、R9 及R1 0 較佳係氫原子、碳原子數1~12的烷基、碳原子數1~12的烷氧基、鹵素原子,更佳係氫原子、鹵素原子,更較佳係氫原子。
R8 係表示氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的烯基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧羰基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子,可能的情形下可具有取代基,後述的取代基T係適用作為取代基。
R8 較佳係碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12芳氧基,更佳係碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基,更較佳係碳原子數1~12的烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4),特佳係甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基。
式(1)之中、更佳係下述式(1-A)。
(式中,R1 1 係表示烷基。R1 、R2 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 及R1 0 係各表示獨立的氫原子、或取代基。R8 係表示氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧羰基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子)式(1-A)中、R1 、R2 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R1 0 係各與式(1)中者同義,又較佳範圍亦為相同。
式(1-A)中,R1 1 係表示烷基,R1 1 所示之烷基可為直鏈亦可為分支,又更可含有取代基。較佳係碳原子數1~12的烷基、更佳係碳原子數1~8的烷基、更較佳係碳原子數1~6的烷基、特佳係碳原子數1~4的烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基等)。
式(1)之中,更佳係下述式(1-B)。
(式中,R1 、R2 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 及R1 0 係各表示獨立的氫原子、或取代基。R1 1 係表示碳原子數1~12的烷基。X係表示碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧羰基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子)式(1-B)中、R1 、R2 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 、R1 0 係各與式(1)者同義,又較佳範圍亦為相同。
式(1-B)中、R1 1 係各與式(1-A)者同義,又較佳範圍亦為相同。
式(1-B)中、X係表示碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧羰基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子。
R1 、R2 、R4 、R5 全部為氫原子的情形下,X較佳係烷基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基,更佳係芳基、烷氧基、芳氧基,更較佳係烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~12、更佳係碳原子數1~8、更較佳係碳原子數1~6、特佳係碳原子數1~4),特佳係甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基。
R1 、R2 、R4 、R5 之中至少1個為取代基之情形下,X較佳係炔基、芳基、烷氧羰基、氰基,更佳係芳基(可舉例較佳為碳原子數6~12)、氰基、烷氧羰基(可舉例較佳為碳原子數2~12),更較佳係芳基(可舉例較佳為碳原子數6~12的芳基,更佳係苯基、p-氰基苯基、p-甲氧基苯基)、烷氧羰基(可舉例較佳為碳2~12、更佳係碳原子數2~6、更較佳係碳原子數2~4、特佳係甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基)、氰基,特佳係苯基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、氰基。
式(1)之中下述式(1-C)為更佳。
式(1-C)
(式(1-C)中、R1 、R2 、R4 、R5 、R1 1 及X係與式(1-B)中者同義,又較佳範圍亦為相同)式(1)所示之化合物中較佳係如下述式(1-D)所示之化合物。
(式(1-D)中、R2 、R4 及R5 係與式(1-C)中者同義,又較佳範圍亦為相同。R2 1 、R2 2 係分別獨立的碳原子數1~4的烷基。X1 係為碳原子數6~12的芳基、碳原子數2~12的烷氧羰基、或氰基)R2 1 係表示碳原子數1~4的烷基,較佳係碳原子數1~3的烷基,更佳係乙基、甲基。
R2 2 係表示碳原子數1~4的烷基,較佳係碳原子數1~3的烷基,更佳係乙基、甲基,更較佳係甲基。
X1 係為碳原子數6~12的芳基、碳原子數2~12烷氧羰基、或氰基,較佳係碳原子數6~10的芳基、碳原子數2~6的烷氧羰基、氰基,更佳係苯基、p-氰基苯基、p-甲氧基苯基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、氰基,更佳係苯基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、氰基。
式(1)之中最佳係下述式(1-E)。
(式(1-E)中、R2 、R4 及R5 係各與式(1-D)者同義,又較佳範圍亦為相同,任一為-OR1 3 所示之基(R1 3 係為碳原子數1~4的烷基)。R2 1 、R2 2 、X1 係與式(1-D)中者同義,又較佳範圍亦為相同)式(1-E)中、R2 、R4 及R5 係各與式(1-D)者同義,又較佳範圍亦為相同,任一為-OR1 3 所示之基(R1 3 係為碳原子數1~4的烷基),較佳係R4 、R5 為-OR1 3 所示之基、更佳係R4 為-OR1 3 所示之基。
R1 3 係表示碳原子數1~4的烷基,較佳係碳原子數1~3的烷基,更佳係乙基、甲基,更較佳係甲基。
以下係說明前述之取代基T。
取代基T係例如烷基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(可舉例較佳為碳原子數6~30、更佳係碳原子數6~20、特佳係碳原子數6~12,例如苯基、p-甲苯基、萘基等)、取代或未取代的胺基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~10、特佳係碳原子數0~6,例如胺基、甲胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二戊基胺基等)、烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、芳氧基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯氧基、2-萘氧基等)、醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如乙醯基、苯甲醯基、甲醯基、三甲基乙醯基等)、烷氧羰基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~10,例如苯氧基羰基等)、醯氧基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、醯胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等)、烷氧基羰基胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰基胺基等)、芳氧基羰基胺基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~12,例如苯氧基羰基胺基等)、磺醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯胺基、苯并磺醯胺基等)、胺磺醯基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~16、特佳係碳原子數0~12,例如胺磺醯基、甲胺磺醯基、二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基等)、胺甲醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如胺甲醯基、甲胺甲醯基、二乙基胺甲醯基、苯基胺甲醯基等)、烷硫基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯硫基等)、烷基磺醯基又芳基磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯基、甲苯磺醯基等)、烷基亞磺醯基又芳基亞磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲亞磺醯基、苯并亞磺醯基等)、脲基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如脲基、甲脲基、苯基脲基等)、磷酸醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如二乙基磷酸醯胺基、苯基磷酸醯胺基等)、羥基、氫硫基、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺醯基、羧基、硝基、氧肟酸基、亞磺基、胼基、亞胺基、雜環基(可舉例較佳為碳原子數1~30、更佳係1~12,雜原子係例如氮原子、氧原子、硫原子、具體而言例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、嗎福啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等)、矽烷基(可舉例較佳為、碳原子數3~40、更佳係碳原子數3~30、特佳係碳原子數3~24,例如,三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)等。此等取代基可進一步被取代。
又,取代基為二個以上的情形下,可相同亦可不同。又,可能的情形下可互相鍵結、以形成環。
以下係就式(1)所示之化合物舉具體例來詳細說明,惟本發明係不受以下任何具體例的限制。
本發明的式(1)所示之化合物可藉由取代苯甲酸與酚衍生物的一般酯反應而合成,亦可使用酯鍵形成反應來進行反應。可舉例如,取代苯甲酸官能基變換成醯鹵後、與酚縮合之方法,利用縮合劑或觸媒、使取代苯甲酸與酚衍生物脫水縮合之方法等。
考慮製造製程等時,取代苯甲酸官能基變換成醯鹵後,與酚縮合之方法為佳。
反應溶劑可使用烴系溶劑(可舉例較佳為甲苯、二甲苯係為舉例之)、醚系溶劑(可舉例較佳為二甲基醚、四氫呋喃、二噁烷等)、酮系溶劑、酯系溶劑、乙腈、二甲基甲醯胺基、二甲基乙醯胺基等。此等溶劑可單獨亦可數種混合使用,反應溶劑較佳係為甲苯、乙腈、二甲基甲醯胺基、二甲基乙醯胺基。
反應溫度較佳係0~150℃、更佳係0~100℃、更較佳係0~90℃,特佳係20℃~90℃。
本反應中不使用鹽者為佳,使用鹽的情形下可使用有機鹽基、無機鹽基中任一者,較佳係有機鹽基,吡啶、3級烷基胺(可舉例較佳為三乙胺、乙基二異丙基胺等)。
以下係關於本發明化合物的合成法之具體記載,惟本發明係不受以下任何具體例的限制。
[合成例1:例示化合物A-1的合成]
3,4,5-三甲氧基苯甲酸24.6g(0.116莫耳)、甲苯100mL、N,N-二甲基甲醯胺基1mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯15.2g(0.127莫耳),經2小時60℃下加熱。之後,將預先溶解4-氰基酚15.1g(0.127莫耳)於乙腈50mL之溶液緩慢地滴下,滴下終了後,以60℃經3小時加熱攪拌。將反應液冷卻至室溫後,以乙酸乙酯、水進行分液操作,從所得之有機相以硫酸鈉除去水分後,把溶劑減壓蒸餾去除,在所得之固形物中裝入乙腈100mL,進行再結晶操作。將乙腈溶液冷卻至室溫,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物11.0g(回收率11%)。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.50(br,9H), 7.37(d,2H), 7.45(s,2H), 7.77(s,2H)質譜:m/z 314(M+H) 所得化合物之熔點為172~173℃。
[合成例2:例示化合物A-2的合成]
2,4,5-三甲氧基苯甲酸106.1g(0.5莫耳)、甲苯340mL、二甲基甲醯胺基1mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯65.4g(0.55莫耳),在65~70℃下加熱2小時。之後,將預先溶解4-氰基酚71.5g(0.6莫耳)於乙腈150mL之溶液緩慢地滴下,滴下終了後,於80~85℃下加熱攪拌2小時。將反應液冷卻至室溫後,以乙酸乙酯(1L)、水進行分液操作,從所得之有機相以硫酸鎂除去水分後,把約500mL的把溶劑減壓蒸餾去除,添加甲醇1L,進行再結晶操作。過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物125.4g(回收率80%)。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.91(s,3H), 3.93(s,3H), 3.98(s,3H), 6.59(s,1H), 7.35(d,2H), 7.58(s,1H), 7.74(d,2H)質譜:m/z 314(M+H) 所得化合物之熔點為116℃。
[合成例3:例示化合物A-3的合成]
2,3,4-三甲氧基苯甲酸10.1g(47.5毫莫耳)、甲苯40mL、二甲基甲醯胺基0.5mL於80℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯6.22g(52.3毫莫耳),以80℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-氰基酚6.2g(52.3毫莫耳)於乙腈20mL之溶液緩慢地滴下,滴下終了後,於80~85℃下加熱攪拌2小時。將反應液冷卻至室溫後,以乙酸乙酯、水進行分液操作,從所得之有機相以硫酸鈉除去水分後,把溶劑減壓蒸餾去除,添加甲醇50mL,進行再結晶操作。過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物11.9g(回收率80%)。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 ):δ3.50(br,9H),7.37(d,2H), 7.45(s,2H), 7.77(s,2H)質譜:m/z 314(M+H) 所得化合物之熔點為102~103℃。
[合成例4:例示化合物A-4的合成]
2,4,6-三甲氧基苯甲酸25.0g(118毫莫耳)、甲苯100mL、二甲基甲醯胺基1mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯15.4g(129毫莫耳),以60℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-氰基酚15.4g(129毫莫耳)於乙腈50mL之溶液緩慢地滴下,滴下終了後,以80~85℃加熱攪拌4.5小時。將反應液冷卻至室溫後,以乙酸乙酯、水進行分液操作,從所得之有機相以硫酸鈉除去水分後,把溶劑減壓蒸餾去除,加入甲醇500mL、乙腈100mL,進行再結晶操作。過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物10.0g(回收率27%)。此外,化合物的鑑定係以質譜來進行。
質譜:m/z 314(M+H) 所得化合物之熔點為172~173℃。
[合成例5:例示化合物A-5的合成]
2,3-二甲氧基苯甲酸15.0g(82.3毫莫耳)、甲苯60mL、二甲基甲醯胺基0.5mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯10.7g(90.5毫莫耳),以60℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-氰基酚10.8g(90.5毫莫耳)於乙腈30mL之溶液緩慢地滴下,滴下終了後,於70~80℃加熱攪拌7小時。將反應液冷卻至室溫後,加入異丙醇90mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物12.3g(回收率53%)。此外,化合物的鑑定係以質譜來進行。
質譜:m/z 284(M+H) 所得化合物之熔點為104℃。
[合成例6:例示化合物A-6的合成]
除了將A-5中的2,3-二甲氧基苯甲酸變更為2,4-二甲氧基苯甲酸以外,以同樣方法來進行合成。又化合物的鑑定係以質譜來進行。
質譜:m/z 284(M+H) 所得化合物之熔點為134~136℃。
[合成例7:例示化合物A-7的合成]
2,5-二甲氧基苯甲酸25.0g(137毫莫耳)、甲苯100mL、二甲基甲醯胺基1.0mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯18.0g(151毫莫耳),以60℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-氰基酚18.0g(151毫莫耳)於乙腈50mL之溶液緩慢地滴下,滴下終了後,於70~80℃下加熱攪拌7.5小時。將反應液冷卻至室溫後,用乙酸乙酯、飽和食鹽水進行分液操作,從所得之有機相以硫酸鈉除去水分後,把溶劑減壓蒸餾去除,以二氧化矽凝膠柱色譜法(己烷-乙酸乙酯(9/1、V/V))來進行精製操作,得到白色結晶之目的化合物18.8g(回收率48%)。又化合物的鑑定係以質譜來進行。
質譜:m/z 284(M+H) 所得化合物之熔點為79~80℃。
[合成例8:例示化合物A-8的合成]
除了將A-5中的2,3-二甲氧基苯甲酸變更為2,6-二甲氧基苯甲酸以外,以同樣方法來進行合成。又化合物的鑑定係以質譜來進行。
質譜:m/z 284(M+H) 所得化合物之熔點為130~131℃。
[合成例9:例示化合物A-11的合成]
除了將A-2中的4-氰基酚71.5g變更為4-氯酚76.9g以外,以同樣的方法來得到目的化合物。又化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.90(s,3H), 3.94(s,3H), 3.99(s,3H), 6.58(s,1H), 7.15(d,2H), 7.37(d,2H), 7.56(s,1H)質譜:m/z 323(M+H) 所得化合物之熔點為127~129℃。
[合成例10:例示化合物A-12的合成]
2,4,5-三甲氧基苯甲酸45.0g(212毫莫耳)、甲苯180mL、二甲基甲醯胺基1.8mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯27.8g(233毫莫耳),於60℃下加熱攪拌2.5小時。之後,將預先溶解4-羥基苯甲酸甲酯35.4g(233毫莫耳)於二甲基甲醯胺基27mL之溶液緩慢地添加,於80℃下加熱攪拌3小時後,冷卻反應液至室溫,加入甲醇270mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物64.5g(回收率88%)。又化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.95(m,9H), 3.99(s,3H), 6.57(s, 1H), 7.28(d,2H), 7.57(s,1H)8.11(d,2H)質譜:m/z 347(M+H) 所得化合物之熔點為121~123℃。
[合成例11:例示化合物A-13的合成]
2,4,5-三甲氧基苯甲酸20.0g(94.3毫莫耳)、甲苯100mL、二甲基甲醯胺基1mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯12.3g(104毫莫耳),於60℃下加熱攪拌3.5小時。之後,將預先溶解4-苯基酚17.7g(104毫莫耳)於甲苯150mL之溶液緩慢地添加,於80℃下加熱攪拌3小時後,冷卻反應液至室溫,加入甲醇250mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物21.2g(回收率62%)。又化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.93(s,3H), 3.96(s,3H), 3.99(s,3H), 6.59(s,1H), 7.26-7.75(m,10H)質譜:m/z 365(M+H) 所得化合物之熔點為131-132℃。
[合成例12:例示化合物A-14的合成]
2,4,5-三甲氧基苯甲酸12.9g(61毫莫耳)、甲苯50mL、二甲基甲醯胺基0.6mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯8.0g(67毫莫耳),於60℃下加熱攪拌3.5小時。之後,將預先溶解4-苯基酚17.7g(104毫莫耳)於乙腈25mL之溶液緩慢地添加,於80℃下加熱攪拌3小時後,冷卻反應液至室溫,加入甲醇100mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物21.6g(回收率93%)。此外,化合物的鑑定係藉由質譜來進行。
質譜:m/z 381(M+H) 所得化合物之熔點為91~92℃。
[合成例13:例示化合物A-15的合成]
除了將A-2中的4-氰基酚71.5g變更為酚56.4g以外,以同樣的方法來得到目的化合物。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.91(s,3H), 3.93(s,3H), 3.99(s,3H), 6.58(s,1H), 7.19-7.27(m,3H), 7.42(m,2H), 7.58(s,1H)質譜:m/z 289(M+H) 所得化合物之熔點為105~108℃。
[合成例14:例示化合物A-16的合成]
除了將A-2中的4-氰基酚71.5g變更為4-甲氧基酚74.4g以外,以同樣的方法可得到目的化合物。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.84(s,3H), 3.92(s,3H), 3.93(s,3H), 3.99(s,3H), 6.58(s,1H), 6.92(d,2H), 7.12(d,2H), 7.58(s,1H)質譜:m/z 319(M+H) 所得化合物之熔點為102~103℃。
[合成例15:例示化合物A-17的合成]
除了將A-2中的4-氰基酚71.5g變更為4-乙酚73.3g以外,以同樣的方法來得到目的化合物。此外,化合物的鑑定係藉由質譜來進行。
質譜:m/z 317(M+H) 所得化合物之熔點為70~71℃。
[合成例16:例示化合物A-24的合成]
4-乙氧基苯甲酸27.3g(164毫莫耳)、甲苯108mL、二甲基甲醯胺基1mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯21.5g(181毫莫耳),以60℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-乙氧基酚25.0g(181毫莫耳)於乙腈50mL之溶液緩慢地添加,在80℃經4小時加熱攪拌後,冷卻反應液至室溫,加入甲醇100mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物30.6g(回收率65%)。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ1.48-1.59(m,6H),4.05(q,2H), 4.10(q,2H), 6.89-7.00(m,4H), 7.10(d,2H), 8.12(d,2H)質譜:m/z 287(M+H) 所得化合物之熔點為113~114℃。
[合成例17:例示化合物A-25的合成]
4-乙氧基苯甲酸24.7g(149毫莫耳)、甲苯100mL、二甲基甲醯胺基1mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯19.5g(164毫莫耳),以60℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-丙氧基酚25.0g(165毫莫耳)於乙腈50mL之溶液緩慢地添加,在80℃經4小時加熱攪拌後,將反應液冷卻至室溫後,加入甲醇100mL,過濾回收析出的結晶,在所得之固體加入甲醇100mL進行再結晶操作,過濾回收所得之結晶,得到白色結晶之目的化合物33.9g(回收率76%)。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ1.04(t,3H), 1.45(t,3H), 1.82(q,2H), 3.93(q,2H), 4.04(q,2H), 6.89-7.00(m,4H), 7.10(d,2H), 8.12(d,2H)質譜:m/z 301(M+H) 所得化合物之熔點為107℃。
[合成例18:例示化合物A-27的合成]
除了將A-24合成法中的4-乙氧基苯甲酸27.3g變更為4-丙氧基苯甲酸29.5g以外,以同樣方法來進行合成。此外,化合物的鑑定係藉由質譜來進行。
質譜:m/z 301(M+H) 所得化合物之熔點為88~89℃。
[合成例19:例示化合物A-28的合成]
除了將A-25合成法中的4-乙氧基苯甲酸24.7g變更為4-丙氧基苯甲酸26.8g以外,以同樣方法來進行合成。此外,化合物的鑑定係藉由質譜來進行。
質譜:m/z 315(M+H) 所得化合物之熔點為92℃。
[合成例20:例示化合物A-40的合成]
2,4-二甲氧基苯甲酸20.0g(109毫莫耳)、甲苯80mL、二甲基甲醯胺基0.8mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯14.4g(121毫莫耳),於60℃下加熱攪拌3.5小時。之後,將預先溶解4-苯基酚20.5g(121毫莫耳)於二甲基甲醯胺基50mL之溶液緩慢地添加,在80℃經6小時加熱攪拌後,冷卻反應液至室溫,加入甲醇100mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物31.7g(回收率86%)。此外,化合物的鑑定係藉由質譜來進行。
質譜:m/z 335(M+H) 所得化合物之熔點為161~162℃。
[合成例21:例示化合物A-42的合成]
2,4-二甲氧基苯甲酸30.0g(165毫莫耳)、甲苯120mL、二甲基甲醯胺基1.2mL於60℃下加熱後,緩慢地滴下亞硫醯氯21.6g(181毫莫耳),以60℃加熱攪拌2小時。之後,將預先溶解4-羥基苯甲酸甲酯27.6g(181毫莫耳)於二甲基甲醯胺基40mL之溶液緩慢地添加,在80℃經6小時加熱攪拌後,將反應液冷卻至室溫後,加入甲醇140mL,過濾回收析出的結晶,得到白色結晶之目的化合物24.4g(回收率47%)。此外,化合物的鑑定係以1 H-NMR(400MHz)及質譜來進行。
1 H-NMR(CDCl3 )δ3.92(m,9H),6.56(m,2H), 7.27(m,2H), 8.09(m,3H)質譜:m/z 317(M+H) 所得化合物之熔點為122~123℃。
(鹼解離性化合物)
可使用於本發明之低分子化合物(疏水化劑)的第2較佳態樣,係具有在鹼皂化液中解離之官能基(以下稱為解離性基)者。解離性基係可使用在中性pH中非解離且對鹼性水溶液的溶解度低,但是在高pH時解離且對鹼性水溶液的溶解度係顯著上昇。解離性基的酸解離常數(pKa)係以7以上為佳,8以上為更佳,9以上為最佳。解離性基係較佳官能基為酚基、萘酚基、胺醯胺基、脲基等。
其中尤以下述式(2)所示之化合物可使用於本發明作為低分子化合物為特佳。
上述式(2)中,R1 係表示烷基或芳基,R2 係表示烷基或芳基。
又,R1 及R2 的碳原子數總和為10以上為特佳。取代基係以氟原子、烷基、芳基、烷氧基、碸基及胺磺醯基為佳,烷基、芳基、烷氧基、碸基及胺磺醯基為特佳。又,烷基可為直鏈、分支亦或環狀,碳原子數1~25者(例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、環己基、庚基、辛基、二環辛基、壬基、金剛烷基、癸基、第三辛基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基)為佳,6~25者為較佳,6~20者為特佳。芳基係以碳原子數為6~30者為佳,6~24者(例如,苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、聯二萘基、三苯基苯)為特佳。式(2)所示之化合物的理想例係如下述所示,但是本發明係為不受此等具體例所限定者。
本發明所使用分子量1,000以下之低分子化合物不僅疏水化劑之機能,亦一併具有遲滯值調節劑、可塑劑等的其他機能。
本發明所使用之低分子化合物係可溶解於醇類或二氯甲烷、二氧雜戊環之有機溶劑,而添加至醯化纖維素溶液(膠漿),或可直接添加至膠漿組成中。
本發明所使用之低分子化合物相對於醯化纖維素100質量份,其含量係以1~30質量%,2~30質量%為佳,3~25質量%為更佳,5%~20質量%為最佳。
[其他添加劑]
本發明的醯化纖維素薄膜可含有上述低分子化合物(疏水化劑)以外之紫外線(UV)吸收劑。
紫外線吸收劑可舉例如羥基二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、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、鎳錯合物系化合物等而產生,以著色少之苯并三唑系化合物為佳。又,使用特開平10-182621號、特開平8-337574號記載之紫外線吸收劑、特開平6-148430號記載之高分子紫外線吸收劑亦為理想。本發明的醯化纖維素薄膜作為偏光板的保護薄膜使用之情形中,紫外線吸收劑從防止偏光子或液晶劣化之觀點而言,波長370nm以下之紫外線的吸收能係為優異,且從液晶顯示性的觀點而言,波長400nm以上之可見光吸收少者為佳。
於本發明有用之苯并三唑系紫外線吸收劑的具體例,可舉例如2-(2’-羥基-5’-甲苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二第三丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二第三丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5’-甲苯基)苯并三唑、2,2-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚)、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈月桂基)-4-甲酚、辛基-3-〔3-第三丁基-4-羥基-5-(氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基〕丙酸酯與2-乙基己基-3-〔3-第三丁基-4-羥基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基〕丙酸酯之混合物等而產生,但不受其限制。又,市售品較佳係使用TINUVIN 109、TINUVIN 171、TINUVIN 326、TINUVIN 328(均為Ciba Specialist Chemicals公司所製造)而產生。
[醯化纖維素薄膜之製造]
本發明的醯化纖維素薄膜係藉由溶劑流延法來製造。溶劑流延法係使用將醯化纖維素溶解於有機溶劑之溶液(膠漿)以製造薄膜。
有機溶劑係包含選自於碳原子數為3至12的醚、碳原子數為3至12的酮、碳原子數為3至12的酯及碳原子數為1至6的鹵化烴之溶劑為佳。
醚、酮及酯可具有環狀構造。醚、酮及酯之官能基(即,-O-、-CO-及-COO-)的任一者即使為含有二個以上之化合物,亦可作為有機溶劑使用。有機溶劑可含有如醇性羥基之其他官能基。含有二種以上官能基之有機溶劑情形下,其碳原子數係具有任一官能基之溶劑碳原子數為上述較佳碳原子數範圍內為佳。
碳原子數為3至12的醚類之例係含有二異丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧雜戊環、四氫呋喃、苯甲醚及苯乙醚。
碳原子數為3至12的酮類之例係包含丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二異丁基酮、環己酮及甲基環己酮。
碳原子數為3至12的酯類之例係包含乙基甲酸酯、丙基甲酸酯、戊基甲酸酯、甲基乙酸酯、乙基乙酸酯及戊基乙酸酯。
具有二種以上官能基的有機溶劑之例係包含2-乙氧基乙基乙酸酯、2-甲氧基乙醇及2-丁氧基乙醇。
鹵化烴的碳原子數係以1或2為佳,1為最佳。鹵化烴之鹵素係以氯為佳。鹵化烴的氫原子以鹵素取代之比例係25至75莫耳%為佳,30至70莫耳%為較佳,35至65莫耳%為更佳,40至60莫耳%為最佳。二氯甲烷為代表性的鹵化烴。
可混合二種以上之有機溶劑使用。
可用0℃以上之溫度(常溫或高溫)處理之一般方法調製醯化纖維素溶液。溶液的調製可利用一般的溶劑流延法中的膠漿調製方法及裝置而實施。此外,一般方法之情形係以使用鹵化烴(特別是二氯甲烷)作為有機溶劑為佳。
醯化纖維素的量係調整成於所得溶液中含有10至40質量%。醯化纖維素的量係以10至30質量%為更佳。有機溶劑(主溶劑)中可添加後述任意之添加劑。
溶液可藉由於常溫(0至40℃)攪拌醯化纖維素與有機溶劑而調製。高濃度的溶液可於加壓及加熱條件下攪拌。具體而言,將醯化纖維素與有機溶劑裝入加壓容器加以密閉,於加壓下在溶劑常溫之沸點以上,且溶劑係在未沸騰範圍之溫度內邊加熱邊攪拌。
加熱溫度一般為40℃以上,較佳係60至200℃,更佳係80至110℃。
各成分因預先粗混合所以可裝入容器內。又,可順次投入容器內。攪拌容器而構成係為必要。其可注入氮氣等的惰性氣體以加壓容器。又,可利用透過加熱提升溶劑之蒸氣壓。或者,在容器密閉後亦可於壓力下添加各成分。
加熱時係從容器外部加熱為佳。例如,可使用夾套類型的加熱裝置。又,可藉由在容器的外部設置、配管板狀加熱器,循環液體以加熱容器全體。
在容器內部設置攪拌翼,使用其來攪拌為佳。攪拌翼係達到容器壁附近的長度者為佳。攪拌翼的末端為了更新容器壁的液膜,所以設置刮板翼為佳。
容器中可設置壓力計、溫度計等的計器類。於容器內將各成分溶解於溶劑中。將調製的膠漿由冷却後容器取出,或取出後、利用熱交換器等加以冷却。
藉由冷却溶解法亦可調製溶液。冷却溶解法係即使於以一般的溶解方法而難以溶解之有機溶劑中,亦可溶解醯化纖維素。此外,以一般的溶解方法可溶解醯化纖維素之溶劑,即使藉由冷却溶解法亦可有迅速得到均勻的溶液的效果。
冷却溶解法一開始係在室溫下有機溶劑中將醯化纖維素邊攪拌邊緩緩地添加。醯化纖維素的量係調整成於混合物中含有10~40質量%為佳。醯化纖維素的量係以10~30質量%為更佳。再者,混合物中亦可添加後述任意之添加劑。
接著,混合物係在-100至-10℃(可舉例較佳為-80至-10℃,更佳係-50至-20℃、最佳係-50至-30℃)下冷却。冷却可於例如,乾冰.甲醇浴(-75℃)或冷却的二乙二醇溶液(-30至-20℃)中實施。經冷却可固化醯化纖維素與有機溶劑之混合物。
冷却速度係以4℃/分以上為佳,8℃/分以上為更佳,12℃/分以上為最佳。冷却速度係越快越好,但是10,000℃/秒為理論上限,1,000℃/秒為技術上限,而100℃/秒為實用上限。此外,冷却速度係開始冷却時的溫度與最終的冷却溫度之差,除以從開始冷却至達到最終的冷測溫度的時間之值。
再者,將其於0至200℃(可舉例較佳為0至150℃,更佳係0至120℃、最佳係0至50℃)下加溫,且在有機溶劑中溶解醯化纖維素。昇溫係可放置於室溫中處理,亦可於溫浴中加溫。
加溫速度係以4℃/分以上為佳,8℃/分以上為更佳,12℃/分以上為最佳。加溫速度係越快越好,但是10,000℃/秒為理論上限,1,000℃/秒為技術上限,而100℃/秒為實用上限。此外,加溫速度係開始加溫時的溫度與最終的加溫溫度之差,除以從開始加溫至達成最終的加溫溫度的時間之值。
如以上所述,可得到均勻的溶液。此外,溶解係為不充分之情形下,可以重複冷却、加溫的操作。是否充分溶解,可藉由目視觀察溶液的外觀而加以判斷。
冷却溶解法中為避免因冷却時的結露而水分混入,所以希望使用密閉容器。又,在冷却加溫操作於冷却時加壓、加溫時減壓時,可縮短溶解時間。為了實施加壓及減壓,所以使用耐壓性容器係為所期望的。
此外,醯化纖維素(醋化度:60.9%、黏度平均聚合度:299)係經冷却溶解法於甲基乙酸酯中溶解之20質量%溶液,藉由示差掃瞄熱量計(DSC)測定時,在接近33℃時存在溶膠狀態與凝膠狀態的假相轉移點,該溫度以下則形成均勻的凝膠狀態。因此,該溶液係保持於假相轉移溫度以上,較佳係保持於凝膠相轉移溫度+10℃程度的溫度係為必要。然而,該假相轉移溫度係由於醯化纖維素的醋化度、黏度平均聚合度、溶液濃度或使用的有機溶劑而有所不同。
根據調製的醯化纖維素溶液(膠漿),藉由溶劑流延法可製造醯化纖維素薄膜。可在膠漿中添加遲滯值上昇劑。
將膠漿於滾筒或輸送帶上流延,蒸發溶劑以形成薄膜。流延前的膠漿係將固形分量調整成18至35%般的濃度為佳。滾筒或輸送帶的表面係為完成鏡面狀態為佳。膠漿係在表面溫度10℃以下之滾筒或輸送帶上進行流延為佳。
關於溶劑流延法中的乾燥方法係如美國專利2336310號、同2367603號、同2492078號、同2492977號、同2492978號、同2607704號、同2739069號、同2739070號、英國專利640731號、同736892號的各說明書、特公昭45-4554號、同49-5614號、特開昭60-176834號、同60-203430號、同62-115035號的各公報中所記載。滾筒或輸送帶上的乾燥可藉由將空氣、氮等的惰性氣體送風而進行。
所得之薄膜從滾筒或輸送帶剝取,然後以從100至160℃逐次改變溫度之高溫風加以乾燥,可蒸發殘留溶劑。以上之方法係記載於特公平5-17844號公報。按照該方法時,可縮短從流延至剝取的時間短縮。為了實施該方法,使在流延時的滾筒或輸送帶表面溫度的膠漿凝膠化係為必要。
亦可利用調製的醯化纖維素溶液(膠漿)進行二層以上之流延而薄膜化。這樣的情形下,藉由溶劑流延法製造醯化纖維素薄膜為佳。膠漿係在滾筒或輸送帶上加以流延,使溶劑蒸發而形成薄膜。流延前的膠漿係調整成固形分量為10至40%範圍般之濃度為佳。滾筒或輸送帶的表面係為完成鏡面狀態為佳。
流延二層以上複數的醯化纖維素液時,可流延複數的醯化纖維素溶液,且可從支持體進行方向設置間隔之複數流延口,各別流延含有醯化纖維素之溶液,邊積層邊製作薄膜。例如,可利用特開昭61-158414號、特開平1-122419號、及特開平11-198285號的各公報中記載之方法。又,藉由從2個流延口流延醯化纖維素溶液亦可薄膜化。例如,可利用特公昭60-27562號、特開昭61-94724號、特開昭61-947245號、特開昭61-104813號、特開昭61-158413號、及特開平6-134933號的各公報中記載之方法。又,特開昭56-162617號公報中記載之高黏度醯化纖維素溶液的流動係以低黏度的醯化纖維素溶液包埋進去,亦可利用其高、低黏度的醯化纖維素溶液係為同時擠壓的醯化纖維素薄膜之流延方法。
又,藉由使用二個流延口,剝取由第一流延口形成支持體之薄膜,在接近支持體面側進行第二流延,亦可製作薄膜。可舉例如特公昭44-20235號公報中記載之方法。
流延的醯化纖維素溶液可使用相同溶液,亦可使用不同的醯化纖維素溶液。由於複數的醯化纖維素層具有機能,可視其機能將醯化纖維素溶液由各個流延口擠壓出來。再者,本發明的醯化纖維素溶液亦可與其他機能層(例如,接著層、染料層、抗靜電層、防眩層、紫外線吸收層、偏光層等)同時流延。
習知的單層液由於形成必要薄膜之厚度,所以用高濃度擠壓出高黏度的醯化纖維素溶液係為必要。這種情形下醯化纖維素溶液的安定性惡化而產生固形物,大多會有形成起顆粒故障,平面性不良之問題。該問題的解決方法係藉由將複數的醯化纖維素溶液從流延口進行流延,可同時在支持體上將高黏度溶液擠壓出來,不僅可製作平面性良化之優異面狀薄膜,亦可利用濃厚醯化纖維素溶液而達成乾燥負荷的低減化,可提高薄膜之生產速率。
醯化纖維素薄膜可添加劣化防止劑(例、抗氧化劑、過氧化物分解劑、自由基抑制劑、金屬惰性化劑、酸捕集劑、胺)。關於劣化防止劑係如特開平3-199201號、同5-1907073號、同5-194789號、同5-271471號、同6-107854號的各公報中所記載。劣化防止劑的添加量係為調製溶液(膠漿)的0.01至1質量%為佳,0.01至0.2質量%為更佳。添加量為上述範圍內時,可得到劣化防止劑的效果,亦即由於看不到薄膜表面的滲出而為佳。特佳劣化防止劑之例可舉例如丁基化羥基甲苯(BHT)、三苄基胺(TBA)。
該從流延至後乾燥之步驟,可在空氣環境下亦或氮氣等的惰性氣體環境下進行。用於本發明使用的醯化纖維素薄膜製造之捲取機較佳係使用一般者,可使用定張力法、定扭矩法、錐形張力法、內部應力一定的程序張力控制法等的捲取方法進行捲取。
[醯化纖維素薄膜之厚度]
本發明的醯化纖維素薄膜之厚度係以10μm以上200μm以下為佳,20μm以上150μm以下為更佳,30μm以上100μm以下為最佳。
[醯化纖維素薄膜之含水率]
醯化纖維素薄膜之吸水率係可藉由測定一定溫濕度中的平衡含水率來加以評價。平衡含水率係在一定溫濕度放置24小時後,達成平衡之試料的水分量以卡爾-費歇法來進行測定,將水分量(g)除以試料重量(g)而算出者。
本發明的醯化纖維素薄膜之25℃ 80%RH中的含水率係以5.0質量%以下為佳,4.3質量%以下為更佳,3.8質量%以下為最佳。
[透濕度]
透濕度係按照JIS Z 0208中記載之方法,測定各試料的透濕度,算出每1m2 面積於24小時蒸發之水分量(g)作為透濕度。透濕度係與偏光板耐久性及密接有關係之薄膜物性,藉由降低透濕度可提升偏光板耐久性。本發明的醯化纖維素薄膜在60℃ 95%RH24hr中的透濕度係以200g/m2 以上1700g/m2 以下為佳。更佳係500g/m2 以上1400g/m2 以下。
[皂化處理]
本發明的偏光板保護薄膜係將含有上述低分子化合物(疏水化劑)之醯化纖維素薄膜,以鹼皂化處理而製作為佳。
以下,係例舉鹼皂化處理來具體說明。
醯化纖維素薄膜之鹼皂化處理係將薄膜表面浸漬於鹼溶液後,用酸性溶液加以中和,循環進行水洗、乾燥為佳。
鹼溶液可舉例如氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液,氫氧化離子的規定濃度為0.05~5.0N的範圍,惟以0.1~3.0N的範圍為佳,0.5~2.0N的範圍為更佳。鹼溶液溫度係以室溫~90℃的範圍為佳,40~70℃的範圍為更佳。
本發明的醯化纖維素薄膜關於其醯化纖維素的取代度及含有低分子化合物含量、具有厚度方向的分布,係滿足上述的關係(1)及(2)。
0<Ao/Ai<1 (1)此處,Ao及Ai係如上所述較佳係0<Ao/Ai<0.9,更佳係0<Ao/Ai<0.8。
0≦Ro/Ri≦0.9 (2)此處,Ro及Ri係如上所述較佳係0≦Ri/Ro≦0.7,更佳係0≦Ri/Ro≦0.5。
薄膜深度方向中的醯化纖維素醯化度及低分子化合物之存在量變化,可藉由將薄膜以對薄膜面1°的角度斜向切削,把生成的薄膜斷面以飛行時間型二次離子質量分析計(TOF-SIMS)比對碎片離子強度或分子離子強度而求得。
固體的表面能量可藉由「濕潤的基礎與應用」(Realize社,1989.12.10發行)中記載般的接觸角法、濕潤熱法、及吸著法而求得。本發明的醯化纖維素薄膜之情形係以使用接觸角法為佳。
具體而言,在表面能量為既知的2種溶液滴下至醯化纖維素薄膜,且液滴表面與薄膜表面的交點中,藉由定義、計算導引液滴之接線與薄膜表面所成之角,及與含液滴之角的接觸角,可算出薄膜之表面能量。
[拉伸處理]
本發明的偏光板保護薄膜較佳係亦可使用經拉伸處理之醯化纖維素薄膜。藉由拉伸處理可對醯化纖維素薄膜賦予所冀望之遲滯值,醯化纖維素薄膜亦可同時具有作為相位差薄膜之機能。
醯化纖維素薄膜之拉伸方向可為寬度方向、長度方向中任一者。
於寬度方向拉伸之方法係例如特開昭62-115035號、特開平4-152125號、同4-284211號、同4-298310號、同11-48271號等的各公報所記載者。薄膜之拉伸係於常溫或加熱條件下實施。加熱溫度係為薄膜之玻璃轉移溫度以下為佳。薄膜可以乾燥中的處理來進行拉伸,特別是殘存溶劑的情形下係為有效。長度方向拉伸之情形可例如調節薄膜搬送輥之速度,以比薄膜剝取速度快速之薄膜捲取速度方式拉伸薄膜。寬度方向拉伸之情形係薄膜之寬度以拉幅機邊保持邊搬送,藉由緩緩地擴展拉幅機之幅度亦可拉伸薄膜。在薄膜乾燥後,亦可利用拉伸機來拉伸(可舉例較佳為利用定長拉伸機之單軸拉伸)。薄膜之拉伸倍率係以1.05~2.00倍為佳,1.10倍~1.80倍為更佳。
[薄膜之遲滯值]
薄膜之Re遲滯值及Rth遲滯值係分別如下述式(I)及(II)所定義的。
(I)Re=(nx-ny)×d (II)Rth={(nx+ny)/2-nz}×d在式(I)及(II)中,nx係為薄膜面內的遲相軸方向(折射率為最大之方向)的折射率。
在式(I)及(II)中,ny係為薄膜面內的進相軸方向(折射率為最小之方向)的折射率。
式(II)中,nz係為薄膜之厚度方向的折射率。
式(I)及(II)中,d係單位為nm之薄膜厚度。
本發明的醯化纖維素薄膜可作為偏光板的保護薄膜使用,特別是亦可作為對應於各種樣式液晶模式之相位差薄膜使用。
本發明的醯化纖維素薄膜作為相位差薄膜使用之情形下,醯化纖維素薄膜之較佳光學特性係因液晶模式而有所不同。
作為OCB模式用時,Re為10~100nm者為佳,20~70nm者為更佳。Rth為50~300nm者為佳,100~250nm者為更佳。
作為VA模式用時,Re為20~100nm者為佳,30~70nm者為更佳。Rth為50~250nm者為佳,80~180nm者為更佳。
又,作為TN模式用時,Re為0~50nm者為佳,2~30nm者為更佳。Rth為10~200nm者為佳,30~150nm者為更佳。
OCB模式用及TN模式用中,可在具有上述遲滯值之醯化纖維素薄膜上,塗布光學異方向性層以作為光學補償薄膜使用。
此外,醯化纖維素薄膜之雙折射率(△n:nx-ny)係以0.00~0.002μm的範圍為佳。又,支持體薄膜及對向薄膜之厚度方向的雙折射率{(nx+ny)/2-nz}係以0.00~0.04的範圍為佳。
[光彈性係數]
本發明的醯化纖維素薄膜之光彈性係數係以60×10 8 cm2 /N以下為佳,20×10 8 cm2 /N以下為更佳。光彈性係數可藉由橢圓儀而求得。
[玻璃轉移溫度]
本發明的醯化纖維素薄膜之玻璃轉移溫度為120℃以上為佳,更佳為140℃以上。玻璃轉移溫度係利用示差掃瞄型熱量計(DSC)以昇溫速度10℃/分所測定時的薄膜玻璃轉移而由來之掃瞄行,開始變化之溫度與又回復至掃瞄行溫度的平均值而求得者。
[偏光板] (偏光板的構成)
首先,係就構成本發明偏光板之保護薄膜、偏光子進行說明。
本發明的偏光板除了含有偏光子或保護薄膜以外,亦可含有黏著劑層、分離薄膜、保護薄膜作為構成要素。
(1)保護薄膜本發明的偏光板係在每1個偏光子的兩側具有合計2片的保護薄膜,且至少1片為本發明的醯化纖維素薄膜。又,2片保護薄膜之中係至少一片係同時具有作為相位差薄膜之機能為佳。在液晶顯示裝置使用本發明的偏光板時,在液晶胞的兩側所配置的二片偏光板之至少一方為本發明的偏光板為佳。
本發明中所使用的保護薄膜係以由降冰片烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚芳酯、聚碸、醯化纖維素等所製造的聚合物薄膜為佳,醯化纖維素薄膜為最佳。
再者上述醯化纖維素薄膜係以進行上述皂化處理者為佳。
皂化處理後的醯化纖維素薄膜中之醯化纖維素取代度係為滿足下述關係者為佳。
0<Ao/Ai<1.0 Ao:從表面至深度為0.1μm以內領域中的醯化纖維素之醯化度Ai:從表面至深度為2μm以上領域中的醯化纖維素之醯化度較佳係0<Ao/Ai<0.9,更佳係0<Ao/Ai<0.8。
又,皂化處理後醯化纖維素薄膜中的分子量1,000以下之低分子化合物的存在量,滿足下述關係為佳。
0≦Ro/Ri≦0.9 Ro:從表面至深度為0.1μm以內領域中的低分子化合物之存在量Ri:從表面至深度為2μm以上領域中的低分子化合物之存在量較佳係0≦Ri/Ro≦0.7,更佳係0≦Ri/Ro≦0.5。
(2)偏光子本發明的偏光子係由聚乙烯醇(PVA)與二色性分子所構成者為佳,特開平11-248937號公報中記載的PVA或聚氯乙烯係藉由脫水、脫氯而生成多烯烴構造,且亦可使用其配向的聚伸乙烯系偏光子。
PVA係聚醋酸乙烯酯經皂化的聚合物原料,但是亦可含有例如可與不飽和羧酸、不飽和磺酸、烯烴類、乙烯醚類的醋酸乙烯酯共聚合之成分。又,亦可使用含有乙醯乙醯基、磺酸基、羧基、羥基伸烷基等之改質PVA。
PVA的皂化度係沒有特別限定,但是從溶解佳等的觀點係以80~100mol%為佳、90~100mol%為特佳。又PVA的聚合度係沒有特別限定,以1000~10000為佳、1500~5000為特佳。
PVA的間規結構係如專利2978219號所記載由於改良耐久性55%以上為佳,亦可使用專利第3317494號所記載之45~52.5%者。
使PVA薄膜化後,較佳係導入二色性分子以構成偏光子。PVA薄膜的製造方法係將PVA系樹脂一般使用將於水或有機溶劑溶解的原液流廻而成模之方法。原液中的聚乙烯醇系樹脂之濃度一般為5~20質量%,該原液可藉由流延法而製膜,以製造膜厚10~200μm的PVA薄膜。PVA薄膜的製造可參考專利第3342516號說明書、特開平09-328593號公報、特開2001-302817號公報、特開2002-144401號公報而進行。
PVA薄膜的結晶化度係沒有特別限定,如專利第3251073號說明書中所記載的平均結晶化度(Xc)50~75質量%,或為了降低面內的色相散射,可使用特開2002-236214號公報中所記載的結晶化度38%以下之PVA薄膜。
PVA薄膜的雙折射(△n)小為佳,其可使用專利第3342516號說明書中所記載的雙折射為1.0×10 3 以下之PVA薄膜為佳。但是,如特開2002-228835號公報中所記載,PVA薄膜的拉伸時為了避免切斷且得到高偏光度,PVA薄膜的雙折射亦可為0.02以上0.01以下,如特開2002-060505號公報中所記載的(nx+ny)/2-nz之值以0.0003以上0.01以下為佳。PVA薄膜的遲滯(面內)以0nm以上100nm以下為佳、0nm以上50nm以下為更佳。又,PVA薄膜的Rth(膜厚方向)以0nm以上500nm以下為佳、0nm以上300nm以下為更佳。
除此之外,本發明的偏光板可使用如專利3021494號說明書中所記載的1,2-乙二醇結合量為1.5莫耳%以下之PVA薄膜、特開2001-316492號公報中所記載的5μm以上之光學異物係每100cm2 為500個以下之PVA薄膜、特開2002-030163號公報中所記載的薄膜的TD方向之熱水切斷溫度斑為1.5℃以下之PVA薄膜、及丙三醇等3~6價的多元醇混合1~100質量份、特開平06-289225號公報中所記載的可塑劑係由混合15質量%以上之溶液而製膜之PVA薄膜為佳。
PVA薄膜拉伸前的薄膜膜厚係沒有特別限定,但是從薄膜保持安定性,從拉伸的均質性之觀點,以1μm~1mm為佳、20~200μm為特佳。如特開2002-236212號公報記載般的在水中進行4倍~6倍的拉伸時,可使用發生的應力為10N以下所成之薄的PVA薄膜。
二色性分子係可使用I3 或I5 等的高次碘離子或二色性染料為佳。本發明中係以使用高次碘離子為特佳。高次碘離子係將「偏光板的應用」永田良編、CMC出版及工業材料、第28卷、第7號、第39~45頁中所記載的碘,溶解於碘化鉀水溶液之液及/或於硼酸水溶液浸漬PVA,吸附PVA、以產生配向狀態。
使用二色性染料作為二色性分子的情形係以偶氮系色素為佳,特別是雙偶氮系與三唑系色素為佳。二色性染料為水溶性者為佳,因此於所使用的二色性分子中導入磺酸基、胺基、羥基等的親水性取代基,以作為自由酸、或者鹼金屬鹽、銨鹽、胺類之鹽為佳。
如此二色性染料之具體例可舉例如C.I.正紅37、剛果紅(C.I.正紅28)、C.I.正紫12、C.I.正藍90、C.I.正藍22、C.I.正藍1、C.I.正藍151、C.I.正綠1等的聯苯胺系、C.I.正黃44、C.I.正紅23、C.I.正紅79等的二苯基脲系、C.I.正黃12等的芪系、C.I.正紅31等的二萘基胺系、C.I.正紅81、C.I.正紫9、C.I.正藍78等的J酸系。
除了上述之外,C.I.正黃8、C.I.正黃28、C.I.正黃86、C.I.正黃87、C.I.正黃142、C.I.正橘26、C.I.正橘39、C.I.正橘72、C.I.正橘106、C.I.正橘107、C.I.正紅2、C.I.正紅39、C.I.正紅83、C.I.正紅89、C.I.正紅240、C.I.正紅242、C.I.正紅247、C.I.正紫48、C.I.正紫51、C.I.正紫98、C.I.正藍15、C.I.正藍67、C.I.正藍71、C.I.正藍98、C.I.正藍168、C.I.正藍202、C.I.正藍236、C.I.正藍249、C.I.正藍270、C.I.正綠59、C.I.正綠85、C.I.正棕44、C.I.正棕106、C.I.正棕195、C.I.正棕210、C.I.正棕223、C.I.正棕224、C.I.正黑1、C.I.正黑17、C.I.正黑19、C.I.正黑54等,且亦可使用特開昭62-70802號、特開平1-161202號、特開平1-172906號、特開平1-172907號、特開平1-183602號、特開平1-248105號、特開平1-265205號、特開平7-261024號各公報所記載的二色性染料等為佳。為了製造具有各種色相之二色性分子,此等二色性染料亦可配合2種以上。使用二色性染料之情形,亦可如特開2002-082222號公報中所記載的吸附厚度為4μm以上。
薄膜中該二色性分子的含量由於過少時會降低偏光度,又,過多時亦會降低單板透過率,因此相對於構成薄膜基體之聚乙烯醇系聚合物,一般係調整為0.01質量%至5質量%之範圍。
偏光子的適當膜厚係以5μm以上40μm以下為佳、較佳為10μm以上30μm以下。偏光子的厚度與後述保護膜的厚度之比為特開2002-174727號中所記載的0.01≦A(偏光子膜厚)/B(保護膜膜厚)≦0.16範圍為佳。
保護膜的遲相軸與偏光子的吸收軸之交叉角可為任意之值,但是以平行、直交或45±20°之方位角為佳。
(偏光板的製造步驟)
接著,係就本發明偏光板的製造步驟進行說明。
本發明中的偏光板製造步驟,可由膨潤步驟、染色步驟、硬膜步驟、拉伸步驟、乾燥步驟、貼合保護薄膜之步驟、貼合後乾燥步驟而構成為佳。染色步驟、硬膜步驟、拉伸步驟的順序可任意改變,或亦可組合若干的步驟同時進行。又,如專利第3331615所記載般,亦可在硬膜步驟後進行水洗。
本發明係以膨潤步驟、染色步驟、硬膜步驟、拉伸步驟、乾燥步驟、貼合保護薄膜之步驟、貼合後乾燥步驟之記載順序遂次進行為特佳。又,亦可在前述步驟之中或後設計線上面狀檢查步驟。
膨潤步驟僅以水進行為佳,但是如特開平10-153709號公報中所記載的,為了使光學性能安定化及避免製造線上偏光板基材的縐折發生,亦可將偏光板基材以硼酸水溶液膨潤,以管理偏光板基材的膨潤度。
又,膨潤步驟的溫度、時間可任意的設定,但是以10℃以上60℃以下、5秒以上2000秒以下為佳。
染色步驟可使用特開2002-86554號公報中所記載之方法。又,染色方法不只有浸漬,可為碘、或塗料溶液的塗布或者噴霧等中任意之手段。又,亦可使用如特開2002-290025號公報中所記載之碘的濃度、染色浴溫度、浴中的拉伸倍率、及浴中的浴液邊攪拌邊染色之方法。
使用作為二色性分子之高次碘離子時,為得到高對比的偏光板,染色步驟係使用碘溶解於碘化鉀水溶液的溶液為佳。這種情形下碘-碘化鉀水溶液的碘為0.05~20克/L、碘化鉀為3~200克/L、碘與碘化鉀的質量比為1~2000為較佳之範圍。染色時時為10~1200秒為佳、液溫度為10~60℃為佳。較佳係碘為0.5~2克/L、碘化鉀為30~120克/L、碘與碘化鉀的質量比為30~120為佳,染色時間為30~600秒、液溫度為20~50℃為佳。
又,如專利第3145747號說明書中所記載的染色液中,亦可添加硼酸、硼砂等的硼系化合物。
硬膜步驟係較佳為浸漬於交聯劑溶液、或塗布交聯劑溶液,使其含有交聯劑。又,亦可將如特開平11-52130號公報中所記載的硬膜步驟分數回進行。
交聯劑可使用美國再發行專利第232897號說明書中所記載者,為提昇如專利第3357109號說明書中所記載的尺寸安定性,交聯劑亦可使用多價醛,以使用硼酸類為最佳。硬膜步驟中所使用之交聯劑使用硼酸時,係以在硼酸-碘化鉀水溶液中添加金屬離子為佳。金屬離子以氯化鋅為佳,但是改成如特開2000-35512號公報中所記載的氯化鋅的話,亦可使用碘化鋅等的鹵化鋅、硫酸鋅、醋酸鋅等的鋅鹽。
本發明中製作添加氯化鋅之硼酸-碘化鉀水溶液,以浸漬PVA薄膜進行硬膜為佳。硼酸為1~100克/L、碘化鉀為1~120克/L、氯化鋅為0.01~10克/L、硬膜時間10~1200秒為佳,液溫度10~60℃為佳。較佳係硼酸為10~80克/L、碘化鉀為5~100克/L、氯化鋅為0.02~8克/L、硬膜時間為30~600秒為佳,液溫度20~50℃為佳。
拉伸步驟係可使用如美國專利2,454,515號說明書等中所記載的縱單軸拉伸方式、或如特開2002-86554號公報中所記載的拉幅機方式。較佳係拉伸倍率為2倍以上12倍以下、較佳為3倍以上10倍以下。又,拉伸倍率與原板厚度及偏光子的厚度之關係如特開2002-040256號公報中所記載的(保護膜貼合後的偏光子膜厚/原板膜厚)X(全拉伸倍率)>0.17,最終浴產生時的偏光子的寬與保護膜貼合時的偏光子寬之關係如特開2002-040247號公報中所記載的0.80≦(保護膜貼合時的偏光子寬/最終浴產生時的偏光子的寬)≦0.95亦佳。
乾燥步驟可使用特開2002-86554號公報公知的方法,惟較佳為溫度範圍30℃~100℃、較佳係乾燥時間為30秒~60分鐘。又,可進行如專利第3148513號說明書中所記載之水中退色溫度為50℃以上之熱處理、進行如特開平07-325215號或特開平07-325218號之各公報中所記載經溫濕度管理之環境下蝕刻為佳。
貼合保護膜步驟係為完成乾燥步驟之上述偏光子的兩面貼合2片保護膜之步驟。使用貼合之前供給黏著液、重合偏光子與保護膜,以一對輥貼合之方法為佳。又,如特開2001-296426號及特開2002-86554號各公報中所記載,為抑制起因於偏光子拉伸之紀錄溝狀凹凸,以調整貼合時偏光子的水分率為佳。本發明以使用0.1%~30%的水分率為佳。
偏光子與保護膜的黏著劑係沒有特別限定,舉例如PVA系樹脂(包括含乙醯乙醯基、磺酸基、羧基、羥基伸烷基等之改質PVA)或硼化合物水溶液等,其中尤以PVA系樹脂為佳。黏著劑層厚度於乾燥後為0.01至5μm為佳、0.05至3μm為特佳。
又,為了提昇偏光子與保護膜的黏著力,使保護膜表面處理、親水化而進行黏著為佳。表面處理的方法係沒有特別限制,可使用以利用鹼溶液之皂化方法、電暈處理法等公知的方法。又,亦可在表面處理後設置明膠底漆層等的易黏著層。如特開2002-267839號公報中所記載與保護膜表面的水之接觸角為50°以下為佳。
貼合後的乾燥條件係根據特開2002-86554號公報中所記載之方法,較佳溫度範圍為30℃~120℃、較佳乾燥時間為30秒~60分鐘。又,以如特開平07-325220號公報中所記載的溫濕度管理之環境下進行蝕刻亦佳。
偏光子中的元素含量係以碘0.1~3.0克/m2 、硼0.1~5.0克/m2 、鉀0.1~2.0克/m2 、鋅0~2.0克/m2 為佳。又,鉀含量為特開2001-166143號公報中所記載的0.2質量%以下亦佳,偏光子中鋅含量如特開2000-035512號公報中所記載的0.04質量%~0.5質量%亦佳。
如專利第3323255號說明書中所記載,為了提昇偏光板的尺寸安定性,可在染色步驟、拉伸步驟及硬膜步驟之任一步驟中添加使用有機鈦化合物及/或有機鋯化合物、至少一種選自於有機鈦化合物及有機鋯化合物之化合物亦可含有偏光子。又,為了調整偏光板的色相亦可在偏光子上添加二色性染料。
(偏光板的特性)
(1)透過率及偏光度本發明的偏光板的較佳單板透過率為42.5%以上49.5%以下,更佳係42.8%以上49.0%以下。偏光度的較佳範圍為99.900%以上99.999%以下,更佳係99.940%以上99.995%以下。平行透過率的較佳範圍為36%以上42%以下,直交透過率的較佳範圍為0.001%以上2.05%以下。式5所定義的二色性比的較佳範圍為48以上,1215以下,更佳係53以上525以下。
上述透過率係基於JISZ8701來加以定義。
【數1】 T=K∫S(λ)y(λ)τ(λ)dλ 此處,K、S(λ)、y(λ)、τ(λ)係如以下所示。
S(λ):用於色表示之標準光的分光分布y(λ):XYZ系中等色函數τ(λ):分光透過率
碘濃度與單板透過率係以特開2002-258051號公報中所記載的範圍為佳。
平行透過率係如特開2001-083328號公報或特開2002-022950號公報中所記載,以波長依存性小為佳。偏光子係以正交尼科耳而配置時的光學特性,較佳為特開2001-091736號公報中所記載的範圍,且與平行透過率之直交透過率的關係,亦可在特開2002-174728號公報中所記載的範圍內。
如特開2002-221618號公報中所記載,光的波長為420~700nm之間每10nm的平行透過率之標準偏差為3以下,且光的波長為420~700nm之間每10nm(平行透過率/直交透過率)的最小值為300以上亦可。
偏光板的波長440nm中平行透過率與直交透過率、平行透過率、波長550nm中平行透過率與直交透過率、波長610nm中平行透過率與直交透過率,以特開2002-258042號公報或特開2002-258043號公報所記載之範圍為較佳。
(2)色相本發明的偏光板的色相係較佳使用作為CIE均等知覺空間推薦之L a b 的明度指數L 、及計量心裡學色度指數(Psychometric chroma index)a 、與b 進行評價。
L 、a 、b 係使用上述之X、Y、Z以下述數學式(10)加以定義。
此時,X0 、Y0 、Z0 係表示照明光源的三刺激值,為標準光C時,X0 =98.072、Y0 =100、Z0 =118.225,為標準光D6 5 的情形下,X0 =95.045、Y0 =100、Z0 =108.892。
單片偏光板較佳a 之範圍為-2.5以上0.2以下、更佳為-2.0以上0以下。單片偏光板較佳b 之範圍為1.5以上5以下、更佳為2以上4.5以下。2片偏光板的平行透過光之a 較佳範圍為-4.0以上0以下、較佳為-3.5以上-0.5以下。2片偏光板的平行透過光之b*的較佳範圍為2.0以上8以下、較佳為2.5以上7以下。2片偏光板的直交透過率之a*的較佳範圍為-0.5以上1.0以下、較佳為0以上2以下。2片偏光板的直交透過光之b*的較佳範圍為-2.0以上2以下、較佳為-1.5以上0.5以下。
色相較佳為以從上述的X、Y、Z所算出之色度座標(x,y)加以評價,例如2片偏光子的平行透過光的色度(xp ,yp )與直交透過光的色度(xc ,yc )係在特開2002-214436號公報、特開2001-166136號公報或特開2002-169024號公報中所記載的範圍內,色相與吸光度的關係為特開2001-311827號公報中所記載的範圍內為佳。
(3)視野角特性偏光板以正交尼科耳配置而入射波長550nm的光時、入射垂直光時,以從相對於偏光軸45度的方位、相對於法線40度角度入射時的透過率比或xy色度差,較佳係如特開2001-166135號公報或特開2001-166137號公報中所記載之範圍。又,如特開平10-068817號公報中所記載,正交尼科耳配置的偏光板積層體之垂直方向的光透過率(T0 )、與從積層體之法線60°傾斜方向之光透過率(T6 0 )之比(T6 0 /T0 )為10000以下,如特開2002-139625號公報中所記載,偏光板以從法線直至仰角80度的任意角度入射自然光時、其透過光譜之520~640nm的波長範圍中波長領域20nm以內的透過光之透過率差為6以下,如特開平08-248201號公報中所記載的、離薄膜上任意1公分之處的透過光之亮度差為30%以內亦佳。
(4)耐久性(4-1)濕熱耐久性如特開2001-116922號公報中所記載,在60℃、90%RH的環境下放置500小時情形下、前後之光透過率及偏光度的變化率基於絕對值為3%以下為佳。特別是光透過率的變化率為2%以下,又偏光度的變化率基於絕對值為1.0%以下、更佳為0.1%以下。又,如特開平07-077608號公報中所記載的80℃、90%RH下、放置500小時後的偏光度為95%以上,單體透過率為38%以上亦佳。
(4-2)乾燥耐久性即使在80℃、乾環境下放置500小時情形下前後的光透過率及偏光度之變化率,基於絕對值為3%以下為佳。特別是光透過率的變化率為2%以下,又偏光度的變化率基於絕對值為1.0%以下、更佳為0.1%以下。
(4-3)其他耐久性此外,如特開平06-167611號公報中所記載在80℃下放置2小時後的收縮率為0.5%以下,在玻璃板的兩面以正交尼科耳配置的偏光板積層體在69℃的環境中放置750小時後的x值及y值係在特開平10-068818號公報中所記載的範圍內,在80℃、90%RH的環境中放置200小時處理後由拉曼分光法所成的105cm 1 及157cm 1 的光譜強度比變化,較佳亦可在特開平08-094834號或特開平09-197127號各公報中記載之範圍內進行。
(5)配向度高PVA配向度之程度可得到良好的偏光性能,藉由偏光拉曼散射或偏光FT-IR等的手段算出作為調整之參數值,係以0.2~1.0為佳範圍。又,特開昭59-133509號公報中偏光子的全非晶領域高分子鏈段的配向係數與染料分子的配向係數(0.75以上)之差係至少為0.15。特開平04-204907號公報係偏光子的共晶領域之配向係數為0.65~0.85,且I3 或I5 的高次碘離子配向度係以調整參數值為0.8~1.0進行為佳。
(6)其他的特性如特開2002-006133號公報中所記載,於80℃加熱30分鐘時的平均單位寬的吸收軸方向之收縮力為4.0N/cm以下,如特開2002-236213號公報中所記載,偏光板在70℃的加熱條件下放置120小時的情形下,偏光板的吸收軸方向尺寸變化率及偏光軸方向之尺寸變化率均在±0.6%以內,偏光板的水分率係如特開2002-090546號中所記載為3質量%以下進行為佳。再者,如特開2000-249832號公報中所記載的在拉伸軸垂直方向之表面粗度係基於中心線平均粗度為0.04μm以下,如特開平10-268294號公報中所記載的透過軸方向之折射率n0 大於1.6,偏光板的厚度與保護薄膜的厚度之關係較佳係如特開平10-111411號公報中記載之範圍進行。
(偏光板的機能化)
本發明的偏光板較佳係作為具有LCD的視野角擴大薄膜、使用於反射型LCD的λ/4板等的相位差薄膜、提昇顯示視認性的抗反射薄膜、提昇亮度薄膜、或硬塗層、前方散射層、防眩層等的機能層之光學薄膜與經複合之機能化偏光板使用。
複合本發明之偏光板與上述機能性光學薄膜時,作為偏光板單側保護薄膜之機能性光學薄膜與偏光子係透過黏著層而接著為佳,在偏光子的兩面設置保護薄膜之偏光板係透過黏著層而黏著機能性光學薄膜為佳。前者的情形,其中一方的保護薄膜可使用任意的透明保護薄膜。又,本發明的偏光板中,光學機能層亦可透過黏著層貼合至保護薄膜,形成機能性光學薄膜。機能層或保護膜等各層間的剝離強度較佳係如特開2002-311238號公報中所記載的4.0N/25mm以上。機能性光學薄膜視其目的之機能,配置在液晶模件側邊,液晶模件中的反對側、即在顯示側或背光側配置為佳。
以下係說明與本發明的偏光板複合使用之機能性光學薄膜。
(1)視野角擴大薄膜本發明的偏光板可將如TN(扭曲向列,Twisted Nematic)、IPS(面內切換,In-Plane Switching)、OCB(光學補償彎曲,Optically Compensatory Bend)、VA(垂直配向,Vertically Aligned)、ECB(電子控制雙折射,Electrically Controlled Birefringence)之顯示模式提案的視野角擴大薄膜(光學補償薄膜)組合使用。
TN模式用的視野角擴大薄膜係較佳為組合使用日本印刷學會誌第36卷第3號(1999)第40~44頁、月刊顯示8月號(2002)第20~24頁、特開平4-229828號公報、特開平6-75115號公報、特開平6-214116號公報、特開平8-50206號公報等所記載之WV薄膜(富士照相軟片(股)製造)。
TN模式用之視野角擴大薄膜的較佳構成,係在上述透明聚合物薄膜上依序具有配向層與光學異方向性層者。視野角擴大薄膜係透過黏著劑貼合偏光板而使用。同樣地,如SID’ 00Dig.,第551頁(2000)中所記載,即使兼用上述偏光子的保護膜的一方,從薄膜化的觀點係為特佳。
配向層可以如有機化合物(可舉例較佳為聚合物)的摩擦處理、無機化合物的斜方蒸鍍、具有微群之層的形成般之手段設置。又已知由電場的賦予、磁場的賦予或者光照射而產生配向機能之配向層,但是以藉由聚合物的摩擦處理而形成的配向層為特佳。摩擦處理係聚合物層的表面以紙或布朝一特定方向實施數回為佳。偏光子的吸收軸方向與摩擦方向係實質上平行為佳。使用於配向層之聚合物係舉例如聚醯亞胺、聚乙烯醇、具有特開平9-152509號公報所記載之聚合性基的聚合物等為佳。配向層的厚度以0.01至5μm為佳、0.05至2μm為更佳。
光學異方向性層含有液晶性化合物為佳。本發明中所使用的液晶性化合物以含有碟狀化合物(碟狀液晶)為特佳。碟狀液晶分子係如下述D-1所示之聯三伸苯衍生物般,具有圓盤狀的芯部,具有由其放射狀之側鎖拉伸的構造。又,為了賦予經時安定性,亦可更導入以熱、光等反應之基而進行。上述碟狀液晶的較佳例係如特開平8-50206號公報中所記載。
碟型液晶分子之例係如以下所示。
碟狀液晶分子係在配向層附近之摩擦方向大略具有預傾角以平行於薄膜平面而配向,另一面的空氣面側則以近乎垂直於面之碟狀液晶分子類型直立而配向。碟狀液晶層全體係取雜合配向,藉由該層構造而可實現TN模式的TFT-LCD之視野角擴大。
上述光學異方向性層,係溶解一般碟狀化合物及其他化合物(另,例如聚合性單體/光聚合起始劑)於溶劑之溶液,在配向層上塗布、乾燥,接著加熱至碟狀向列相形成溫度後,以UV光的照射等而聚合,且藉由冷却而到。本發明所使用的碟狀液晶性化合物之碟狀向列液晶相-固相轉移溫度,係以70~300℃為佳、特別是70~170℃為佳。
又,除了在上述光學異方向性層中所添加的碟狀化合物以外之化合物,可舉例使用與碟狀化合物具有相溶性、賦予液晶形碟狀化合物較佳傾斜角的變化、或者只要不阻礙配向的任何化合物。此等之中,聚合性單體(例如,具有乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基及甲基丙烯醯基之化合物)、含氟三化合物等的空氣界面側之配向控制用添加劑為佳,此外可舉例如纖維素乙酸酯、纖維素乙酸酯丙酸酯、羥丙基纖維素及纖維素乙酸酯丁酸酯等的聚合物為佳。此等化合物相對於碟狀化合物,一般為0.1~50質量%,較佳為0.1~30質量%的添加量而使用。
光學異方向性層的厚度以0.1至10μm為佳、0.5至5μm為更佳。
視野角擴大薄膜的較佳態樣,可舉例如作為透明基材薄膜之纖維素乙酸酯薄膜,係由在其上所設置的配向層及該配向層上所形成的碟狀液晶所構成之光學異方向性層而構成、且光學異方向性層係藉由UV光照射而交聯者。
又,組合上述以外之視野角擴大薄膜與本發明的偏光板時,例如可對於特開平7-198942號公報中所記載般的版面上具有交叉方向的光軸且與顯示雙折射異方向性之相位差板積層、如特開2002-258052號中所記載的光學異方向性層之尺寸變化率為實質上相同而進行。又,亦可如與特開平12-258632號公報中所記載的視野角擴大薄膜貼合之偏光板的水分率為2.4%以下、如與特開2002-267839號公報中所記載的視野角擴大薄膜表面之水的接觸角為70°以下進行為佳。
IPS模式液晶胞用視野角擴大薄膜,在無施加電場狀態的黑顯示時,係用於平行配向基板面之液晶分子的光學補償及偏光板的直交透過率之視野角特性提昇。IPS模式係無施加電場狀態下為黑顯示、上下-對的偏光板之透過軸為直交。但是由斜向觀察時,透過軸的交叉角不為90°,會產生漏光而降低對比。本發明的偏光板使用於IPS模式液晶胞時,為了降低漏光,可使用如特開平10-54982號公報中所記載的面內之相位差為接近0,且與在厚度方向具有相位差之視野角擴大薄膜組合。
OCB模式的液晶胞用視野角擴大薄膜,藉由施加電場而垂直配向於液晶度中央部,進行配向於基板界面附近之液晶層的光學補償,而使用於改善黑顯示的視野角特性。本發明的偏光板使用於OCB模式液晶胞時,較佳係與如美國專利5805253號說明書中所記載的圓盤狀液晶性化合物混合配向之視野角擴大薄膜組合而使用。
VA模式的液晶胞用視野角擴大薄膜係改善在無施加電場狀態下液晶分子垂直配向於基板面狀態之黑顯示的視野角特性。此等視野角擴大薄膜係可舉例如專利第2866372號說明書中所記載的面內之相位差為接近0,且在厚度方向具有相位差之薄膜、或圓盤狀的化合物為與基板平行配列的薄膜、或具有相同面向遲滯值之拉伸薄膜係遲相軸直交般的積層配置之薄膜、或防止偏光板斜向方向的直交透過率惡化之液晶分子的棒狀化合物所構成的薄膜,本發明的偏光板與此等薄膜組合而使用。
(2)相位差薄膜本發明的偏光板係具有相位差層為佳。本發明中的相位差層係以λ/4板為佳,藉由積層本發明的偏光板與λ/4板,可作為圓偏光板使用。入射圓偏光板的光具有改變圓偏光之機能,較佳係可利用於反射型液晶顯示裝置或ECB模式等的半透過型液晶顯示裝置、或者有機EL元件等。
本發明所使用的λ/4板,為得到在可見光的波長之範圍中大略完全的圓偏光,係在可見光的波長之範圍中具有約波長1/4之遲滯(Re)的相位差薄膜為佳。「在可見光的波長之範圍中約1/4的遲滯值」,顯示滿足波長400至700nm中長波長程度遲滯大、波長450nm所測定的遲滯值(Re(450))為80至125nm,且波長590nm所測定的遲滯值(Re(590))為120至160nm之關係的範圍。Re(590)-Re(450)≧5nm為更佳,Re(590)-Re(450)≧10nm為特佳。
本發明所使用的λ/4板若滿足上述條件的話,並沒有特別地限制,可使用例如特開平5-27118號公報、特開平10-68816號公報、特開平10-90521號公報中所記載的積層複數聚合物薄膜之λ/4板、WO00/65384號公報、WO00/26705號公報中所記載拉伸1片聚合物薄膜之λ/4板、特開2000-284126號公報、特開2002-31717號公報中所記載的聚合物薄膜上設置至少1層以上光學異方向性層之λ/4板等公知的λ/4板。又,聚合物薄膜的遲相軸的方向或光學異方向性層的配向方向可配合液晶胞而設置任意的方向。
圓偏光板中λ/4板的遲相軸與上述偏光子的透過軸,可以任意的角度交叉,以45°±20°之範圍交叉為佳。但是,λ/4板的遲相軸及上述偏光子的透過軸亦可以上述以外之範圍而交叉。
λ/4板係積層λ/4版及λ/2板而構成時,如專利第3236304號說明書或特開平10-68816號公報中所記載般,λ/4板及λ/2板的面內遲相軸與偏光板透過軸所成的角度係實質上為75°及15°而貼合為佳。
(3)抗反射薄膜本發明的偏光板可與抗反射薄膜組合使用。抗反射薄膜係可使用氟系聚合物等的低折射率原料僅賦予單層之反射率為1.5%左右的薄膜、或薄膜的多層干擾所利用之反射率1%以下之薄膜。本發明中係使用在透明支持體上具有低折射率層、及具有比低折射率層高折射率之至少-層的層(即,高折射率層、中折射率層)而積層構成者為佳。又,亦可使用日東技報,第38卷,No.1,may, 2000,第26頁~28頁或特開2002-301783號公報等中記載的抗反射薄膜。各層的折射率係滿足以下之關係。
高折射率層的折射率>中折射率層的折射率>透明支持體的折射率>低折射率層的折射率用於抗反射薄膜之透明支持體,較佳為可使用上述偏光子保護膜之透明聚合物薄膜。
低折射率層的折射率係為1.20~1.55,較佳為1.30~1.50。低折射率層作為具有耐擦傷性、防污性之最外層使用為佳。為提昇耐擦傷性,可使用含矽基、或氟之原料而對表面實施賦予滑性為佳。
含氟化合物較佳為使用例如特開平9-222503號公報說明書段落號碼[0018]~[0026]、同11-38202號公報說明書段落號碼[0019]~[0030]、特開2001-40284號公報說明書段落號碼[0027]~[0028]、特開2000-284102號公報等中記載之化合物。
含矽化合物為具有聚矽氧烷構造之化合物為佳,但亦可使用反應性矽(例如:查依拉布雷(CHISSO(股)製造)或在兩末端具有矽烷醇基之聚矽氧烷(特開平11-258403號公報)等。矽烷偶合劑等的有機金屬化合物與含有具特定的氟之羥基之矽烷偶合劑亦可觸媒共存下以縮合反應進行硬化(特開昭58-142958號公報、同58-147483號公報、同58-147484號公報、特開平9-157582號公報、同11-106704號公報、特開2000-117902號公報、同2001-48590號公報、同2002-53804號公報記載之化合物等)。
低折射率層亦可含有作為上述以外添加劑之充填劑(例如、二氧化矽(矽石)、含氟粒子(氟化鎂、氟化鉀、氟化鋇)等的一次粒子平均徑為1~150nm的低折射率無機化合物、特開平11-3820公報之段落編號[0020]~[0038]中所記載的有機微粒子等)、矽烷偶合劑、滑劑、界面活性劑等而實施。
低折射率層較佳為藉由氣相法(真空蒸鍍法、濺塗法、離子電鍍法、電漿CVD法等)而形成,以便宜製造之點而言,以塗布法形成為佳。塗布法較佳為使用浸漬塗布法、氣刀刮塗法、簾塗法、輥塗法、線纜塗布法、凹輥塗布、微凹輥塗布法。
低折射率層的膜厚以30~200nm為佳、50~150nm為更佳、60~120nm為最佳。
中折射率層及高折射率層係以平均粒徑100nm以下之高折射率的無機化合物超微粒子,分散於基體用材料而構成為佳。高折射率的無機化合物微粒子較佳為可使用折射率1.65以上之無機化合物,例如:Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等金屬原子之氧化物、含有此等金屬原子之複合氧化物等。
此等超微粒子可適用於粒子表面經表面處理劑處理(矽烷偶合劑等:特開平11-295503號公報、同11-153703號公報、特開2000-9908號公報等;陰離子性化合物或有機金屬偶合劑:特開2001-310432號公報等)、高折射率粒子作為芯之芯殼構造(特開2001-166104等)、併用特定的分散劑(例如:特開平11-153703號公報、專利編號6210858號B1、特開2002-2776069號公報等)等的態樣。
基體用材料係可使用從來公知的熱塑性樹脂、熱固性樹脂等,但亦可使用特開2000-47004號公報、同2001-315242號公報、同2001-31871號公報、同2001-296401號公報等所記載的多官能性材料、或特開2001-293818號公報等所記載的金屬醇鹽組成物。
高折射率層的折射率係以1.70~2.20為佳。高折射率層的厚度以5nm~10μm為佳、10nm~1μm為更佳。
將中折射率層的折射率係調整為低折射率層的折射率與高折射率層的折射率間之值。中折射率層的折射率以1.50~1.70為佳。
抗反射薄膜的霧度以5%以下為佳、3%以下為更佳。又膜的強度基於JIS K 5400之鉛筆硬度試験為H以上為佳、2H以上為更佳、3H以上為最佳。
(4)提昇亮度之薄膜本發明的偏光板可與提昇亮度薄膜組合使用。提昇亮度薄膜係具有圓偏光或直線偏光的分離機能,配置於偏光板與背光之間,其中一方的圓偏光或直線偏光係於背光側進行後方反射或後方散射。來自於背光部的再反射光係改變部分的偏光狀態,且在再入射至提昇亮度薄膜及偏光板時,為了使部分的透過,藉由重覆該過程使光利用率提昇,而正面亮度係提昇1.4倍左右。提昇亮度薄膜已知為異方向性反射方式及異方向性散射方式,其係均可與本發明的偏光板進行組合。
異方向性反射方式係使單軸拉伸薄膜與未拉伸薄膜多重積層,由於拉伸方向折射率差大之反射率以及具有透過率異方向性之提昇亮度薄膜係為已知,且使用介電體鏡像的原理之多層膜方式(如WO95/17691號、WO95/17692號、WO95/17699號之各說明書記載)或膽固醇液晶方式(歐州專利606940A2號說明書、特開平8-271731號公報記載)亦為已知。利用介電體鏡像原理之多層方式提昇亮度薄膜之DBEF-E、DBEF-D、DBEF-M(均為3M公司製造)、作為膽固醇液晶方式的提昇亮度薄膜之NIPOCS(日東電工(股)製造)亦可為本發明所使用。關於NIPOCS可參考日東技報,第38卷,No.1, may, 2000,第19頁~21頁等。
又,本發明亦可使用WO97/32223號、WO97/32224號、WO97/32225號、WO97/32226號之各說明書及特開平9-274108號、同11-174231號之各公報中所記載的正固有雙折射性聚合物與負固有雙折射性聚合物,與摻合單軸拉伸的異方向性散射方式提昇亮度薄膜之組合。異方向性散射方式提昇亮度薄膜以DRPF-H(3M公司製造)為佳。
本發明的偏光板與提昇亮度薄膜係透過黏著劑貼合之形態、或偏光板保護膜的一方作為提昇亮度薄膜之一體型使用為佳。
(5)其他機能性光學薄膜本發明的偏光板進一步與具有硬塗層、前方散射層、防眩層、氣閉層、平滑層、抗靜電層、底漆層或保護層等的機能性層之機能性光學薄膜組合使用為佳。又,此等機能層係彼此且與上述的抗反射層或光學異方向性層等於同一層內複合使用為佳。此等機能層可設置於偏光子側及偏光子與反對面(來自空氣側之面)之任一單面、或兩面而使用。
(5-1)硬塗層本發明的偏光板係賦予耐擦傷性等的力學強度,將硬塗層與設置於透明支持體表面之機能性光學薄膜組合為佳。硬塗層使用適用於上述抗反射薄膜時,特別是設置於透明支持體與高折射率層之間為佳。
硬塗層係藉由光及/或熱進行硬化性化合物的交聯反應、或藉由聚合反應而形成為佳。硬化性官能基係以光聚合性官能基為佳,又以含有加水分解性官能基之有機金屬化合物為有機烷氧基矽烷基化合物為佳。硬塗層的具體構成組成物可使用例如:特開2002-144913號公報、同2000-9908號公報、WO00/46617號公報等記載者為佳。
硬塗層的膜厚以0.2~100μm為佳。
硬塗層的強度係基於JIS K 5400之鉛筆硬度試験,為H以上為佳、2H以上為更佳、3H以上為最佳。又按照JIS K 5400之塔伯磨損試験,試験前後試験片的摩耗量少之程度為較佳。
硬塗層形成之材料可使用含乙烯性不飽和基之化合物、含開環聚合性基之化合物,此等化合物可單獨或者組合使用。含乙烯性不飽和基之化合物的較佳例可舉例如乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、異戊四醇三丙烯酸酯、異戊四醇四丙烯酸酯、二異戊四醇五丙烯酸酯、二異戊四醇六丙烯酸酯等多元醇之聚丙烯酸酯類;雙酚A二縮水甘油醚之二丙烯酸酯、己二醇二縮水甘油醚之二丙烯酸酯等的環氧丙烯酸酯類;由聚異氰酸酯與羥乙基丙烯酸酯等的含羥基之丙烯酸酯的反應所得之胺基甲酸酯丙烯酸酯等為較佳化合物。
又,市售化合物可舉例如EB-600、EB-40、EB-140、EB-1150、EB-1290K、IRR214、EB-2220、TMPTA、TMPTMA(以上係由戴西爾.優西比(股)製造)、UV-6300、UV-1700B(以上係由日本合成化學工業(股)製造)等。
又,含開環聚合性基之化合物的較佳例,係舉例如縮水甘油醚類之乙二醇二縮水甘油醚、雙酚A二縮水甘油醚、三羥甲基乙烷三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、三縮水甘油三羥乙基異氰酸酯、山梨糖醇四縮水甘油醚、異戊四醇四縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆樹脂的聚縮水甘油醚、苯酚酚醛清漆樹脂的聚縮水甘油醚等、脂環式環氧類之哲歐積賽多2021P、哲歐積賽多2081、愛波利多GT-301、愛波利多GT-401、EHPE3150CE(以上係由戴西爾化學工業(股)製造)、苯酚酚醛清漆樹脂之聚環己基環氧甲醚等、氧雜環丁烷類之OXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX-1009(以上係由東亞合成(股)製造)等。其他的縮水甘油(甲基)丙烯酸酯之聚合物、或可與縮水甘油(甲基)丙烯酸酯共聚合之單體共聚物亦可使用於硬塗層。
硬塗層中,為了減低硬塗層的硬化收縮、提昇與基材的密著性、減低本發明硬塗處理物品的捲曲,亦可添加矽、鈦、鋯、鋁等金屬原子之氧化物微粒子或聚乙烯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯類、聚二甲基矽氧烷等的交聯粒子、SBR、NBR等交聯橡膠微粒子等的有機微粒子等之交聯微粒子而實施。此等交聯微粒子的平均粒徑以1nm至20000nm為佳。又,交聯微粒子的形狀可使用球狀、棒狀、針狀、板狀等沒有特別限制。微粒子的添加量為硬化後硬塗層的60體積%以下為佳、40體積%以下為更佳。
添加上述記載的無機微粒子時,由於與一般黏結劑聚合物的親和性變差,可利用含有矽、鋁、鈦等的金屬原子、且含有醇鹽基、羧酸基、磺酸基、膦酸基等的官能基之表面處理劑進行表面處理為佳。
硬塗層係利用熱或活性能量線加以硬化為佳,其中尤以利用放射線、γ線、α線、電子線、紫外線等的活性能量線為更佳,考慮安全性、生產性時則以利用電子線、紫外線為特佳。用熱加以硬化的情形下,考慮塑料本身的耐熱性,加熱溫度為140℃以下為佳、更佳為100℃以下。
(5-2)前方散亂層前方散射層係為了改善在本發明的偏光板適用於液晶顯示裝置時之上下左右方向的視野角特性(色相與亮度分布)而使用。本發明中,不同折射率的微粒子係為黏結劑分散而構成為佳,可使用例如前方散射係數特定化之特開11-38208號公報、透明樹脂與微粒子之相對折射率為特定範圍之特開2000-199809號公報、霧值為40%以上時所規定的特開2002-107512號公報等的構成。又,為了控制本發明偏光板之霧度視野角特性,亦可與住友化學的技術報告「光機能性薄膜」第31頁~39頁中記載的「LUMISTY」組合使用為佳。
(5-3)防眩層防眩層係使用於防止反射光散射的映入。防眩機能係在液晶顯示裝置的最表面(顯示側)形成凹凸而得到。具有防眩機能之光學薄膜霧度以3~30%為佳、5~20%為更佳、7~20%為最佳。
在薄膜表面形成凹凸之方法,較佳為使用例如添加微粒子在膜表面形成凹凸之方法(例如,特開2000-271878號公報等)、添加少量(0.1~50質量%)的較大粒子(粒徑0.05~2μm)以形成表面凹凸膜之方法(例如,特開2000-281410號公報、同2000-95893號公報、同2001-100004號公報、同2001-281407號公報等)、在薄膜表面轉印物理凹凸形狀之方法(例如,壓花加工方法,特開昭63-278839號公報、特開平11-183710號公報、特開2000-275401號公報等記載)等。
[使用偏光板之液晶顯示裝置]
接著,係就使用本發明偏光板之液晶顯示裝置加以說明。
在液晶胞及其兩側具有配置2片偏光板之液晶顯示裝置係至少1片的偏光板為本發明的偏光板。
第2圖係為使用本發明偏光板的液晶顯示裝置之一例。
本發明第2圖所示之液晶顯示裝置係具有挾持液晶胞(10~13)、及液晶胞(10~13)而配置之上側偏光板6與下側偏光板17。偏光板係藉由偏光子及一對透明保護薄膜而挾持,第2圖中係表示一體化之偏光板,惟省略了詳細構造。液晶胞係由上側電極基板10及下側電極基板13、與其所挾持之液晶分子12所形成之液晶層所構成。液晶胞係進行ON.OFF顯示以改變液晶分子的配向狀態,且分類成如TN(扭曲向列,Twisted Nematic)、IPS(面內切換,In-Plane Switching)、OCB(光學補償彎曲,Optically Compensatory Bend)、VA(垂直配向,Vertically Aligned)、ECB(電子控制雙折射,Electrically Controlled Birefringence)之顯示模式,本發明偏光板若為透過及反射型的話,可使用任一顯示模式。
此等顯示模式之中,OCB模式或VA模式為佳。
電極基板10及13接觸液晶分子12的表面(以下,係有稱為「內面」之情形)中,係形成配向膜(不圖示),藉由在配向膜上施加摩擦處理等,以控制無施加電場狀態或低施加狀態中的液晶分子12之配向。又,基板10及13的內面中在由液晶分子12所構成之液晶層上施加電場,形成可透明電極(不圖示)。
TN模式的摩擦方向係以與上下基板相互直交之方向施加,以其強度與摩擦回數等來控制傾斜角大小。配向膜係將聚醯亞胺膜塗布後鍛燒而形成。液晶層的扭力角(扭曲角)的大小,係由上下基板摩擦方向的交叉角與添加至液晶材料的對掌劑來決定。為使此等扭曲角成為90°係添加螺距60μm左右的對掌劑。
尚且,扭曲角在個人電腦或電腦顯示器、電視用之液晶顯示裝置的情形係為90°附近(85~95°),作為手機等的反射型顯示裝置使用時設定為0~70°。又IPS模式或ECB模式中,扭曲角為0°。IPS模式係電極僅配置於下側基板13,而施加與基板面平行的電場。又,OCB模式中,沒有扭曲角,而傾斜角大,VA模式中液晶分子12係垂直配置於上下基板。
此時,液晶層的厚度d與折射率異方向性△n之積△nd大,白顯示時亮度係有變化。為得到最大亮度係設定每個顯示模式之範圍。
上側偏光板6的吸收軸7與下側偏光板17的吸收軸18之交叉角係以一般概略直交而積層以得到高的對比。液晶胞的上側偏光板6之吸收軸7與上側電極基板10的摩擦方向之交叉角係根據液晶顯示模式而成,TN、IPS模式中係設定為一般平行垂直。OCB、ECB模式中係大多設定成45°。但是,為調整顯示色的色調或視野角,各顯示模式的最適值係為不同,並不限定於其範圍內。
使用本發明偏光板之液晶顯示裝置並不限定於第2圖之構成,亦可包含其他構件。例如,液晶胞與偏光子之間亦可配置濾色片。又,液晶胞與偏光板之間亦可以其他方法配置前述之視野角擴大薄膜。偏光板6、7與光學異方向性層(視野角擴大薄膜)8、15亦可以黏著劑貼合之積層形態而配置,而在液晶胞側保護膜的另一方使用於視野角擴大,亦可配置所謂的一體型楕圓偏光板。
又,作為透過型使用之情形下,可將冷陰極或者熱陰極螢光管、或者發光二極管、場致發射元件、電發光元件作為光源使背光配置於背面。又,使用本發明偏光板之液晶顯示裝置亦可為反射型,在這種情形下,偏光板亦可僅在觀察側配置1片,而在液晶胞背面或者液晶胞的下側基板之內面設置反射膜。當然所使用上述光源之前光源亦可設置於液晶胞觀察側。
[實施例1] (醯化纖維素薄膜1a的製作) <醯化纖維素溶液A的調製>
將下述組成物投入混合槽,攪拌以溶解各成分,以調製醯化纖維素溶液A。
<消光劑溶液的調製>
將下述組成物投入分散機,攪拌以溶解各成分,以調製含有消光劑之醯化纖維素溶液。
<UV吸收劑溶液的調製>
將下述組成物投入混合槽,邊加熱邊攪拌,使各成分溶解,以調製含有UV吸收劑之醯化纖維素溶液。
UV吸收劑A
將上述醯化纖維素溶液A為94.6質量份、消光劑溶液為1.3質量份、UV吸收劑溶液4.1質量份分別過濾後混合,使用帶式流延機進行流延。用殘留溶劑含量35%將薄膜從輸送帶上剝離,於130℃的條件下薄膜係利用拉幅機以25%拉伸倍率進行橫拉伸,拉伸後的寬度就這樣以140℃保持30秒鐘。之後,取下夾板於140℃下乾燥40分鐘(乾燥1),以製作醯化纖維素薄膜。產生之醯化纖維素薄膜之殘留溶劑量為0.2%,膜厚為80μm。
(醯化纖維素薄膜1b~1j的製作)
除了醯化纖維素的種類及疏水化劑的種類、添加量變更成表1之內容以外,同樣製作醯化纖維素薄膜1b~1j。
a)相對於醯化纖維素之重量%
(光學特性的測定)
又,根據下述方法測定25℃ 60%中的Re及Rth。
利用自動雙折射率計(KOBRA-21ADH、王子計測機器(股)製)測定面內遲滯值Re(0)。又,以面內的遲相軸作為傾斜軸,傾斜40°及-40°來測定遲滯值Re(40)及Re(-40)。膜厚及遲相軸方向的折射率nx作為係數,計算求得適合此等測定值Re(0)、Re(40)、Re(-40)之進相軸方向的折射率ny及厚度方向的折射率nz,以決定Rth遲滯值。測定波長為590nm。
[實施例2] (皂化處理)
醯化纖維素薄膜1a~1j係在1.8規定之氫氧化鈉水溶液中,於65℃下浸漬2分鐘。在室溫之水洗浴槽中洗淨、於30℃下使用0.1規定之硫酸加以中和。再度,在室溫的水洗浴槽中洗淨,且然後以100℃之溫風乾燥。如此使醯化纖維素薄膜之表面皂化。
又將市售的三乙酸纖維素薄膜(Fujituck TD80UF、富士照相軟片(股)製)以相同條件進行皂化,以提供於實施例3的試料製作。
(透濕度的測定)
根據JIS Z0208中記載之方法,測定經皂化處理的醯化纖維素薄膜之60℃ 95%24hr經時下的透濕度。
(疏水化劑之存在比及醯化纖維素之醯化度的測定)
薄膜係以相對於薄膜面1。之角度傾斜切削,生成的薄膜斷面係以飛行時間型二次離子質量分析計(TOF-SIMS)加以繪圖測定。在正型測定中,在由相當於深度0.1μm之外側部分的分子量1,000以下之各個低分子化合物,藉由取分子+H 離子的峰值強度之平均值與相當於2μm~3μm領域之分子+H 離子的峰值強度之平均值之比,以求得Ro/Ri。
再者,在負型測定中,係藉由取由深度0.1μm至相當於外側部分之CH3 COO 與C2 H7 COO 的峰值強度之和的平均值、與相當於2μm~3μm領域之CH3 COO 與C2 H7 COO 的峰值強度之和的平均值之比,以求得Ao/Ai。
結果係如表2所示。
[實施例3]
在經拉伸的聚乙烯醇薄膜上吸附碘以製作偏光子,使用聚乙烯醇系接著劑,將由實施例1製作的醯化纖維素薄膜1a貼附至偏光子的單側。使偏光子的透過軸與醯化纖維素薄膜之遲相軸成平行般配置。
再者,由實施例2經皂化處理的Fujituck TD80UF係使用聚乙烯醇系接著劑,貼附至偏光子的反對側。如此以製作偏光板1a。
如醯化纖維素薄膜1b~1j同樣般地製作偏光板1b~1j。
[實施例4]
將如此製作的偏光板冲切成20cm×20cm,以60℃95%經時500小時,藉由目視偏光子與保護薄膜間剝離的程度來評價。
○:沒有剝離△:低於全體10%之面積被剝離×:全體10%以上之面積被剝離
根據表2的結果,可知本發明的偏光板保護薄膜係因厭濕熱經時的偏光板密著良好而透濕度小,且耐久性優異。
[實施例5] (皂化處理)
在由實施例1製作的醯化纖維素薄膜1b上,將下述組成之皂化液以5.2mL/m2 塗布,於60℃乾燥10秒鐘。薄膜之表面以流水洗淨10秒,用25℃的空氣吹拂以乾燥薄膜表面。
(配向膜之形成)
在皂化處理之醯化纖維素薄膜1b上,將下述組成之塗布液以#14的線材棒塗布機塗布成24mL/m2 。以60℃溫風60秒、且然後90℃的溫風150秒加以乾燥。
接著,用與醯化纖維素薄膜(透明支持體)的拉伸方向(大致上與遲相軸一致)成45 °的方向,對形成的膜實施摩擦處理。
改質聚乙烯醇
(光學異方向性層的形成)
在配向膜上,將下述碟型化合物91質量份、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360、大阪有機化學(股)製)9質量份、纖維素乙酸酯丁酸酯(CAB531-1、Eastman Kodak chemical公司製)1.5質量份、光聚合起始劑(Irgacure-907、Ciba-Geigy公司製)3質量份、增感劑(Kayacure-DETX、日本化藥(股)製)1質量份溶解於214.2質量份的甲基乙基酮之塗布液,以#3的線材棒塗布機塗布成5.2ml/m2 。將其貼附至金屬框,於130℃恆溫槽中加熱2分鐘,以配向碟型化合物。接著,於90℃利用120W/cm高壓水銀燈,經1分鐘UV照射以聚合碟型液晶性分子。之後,放冷至室溫。如此以形成光學異方向性層,而得到光學補償片2b。
(皂化處理)
與實施例2同樣地進行皂化處理。
(偏光板的製作)
在經拉伸的聚乙烯醇薄膜上吸附碘以製作偏光子。
接著,製作的光學補償片之透明支持體側係利用聚乙烯醇系接著劑貼附至偏光子之單側。透明支持體之遲相軸及偏光子之透過軸係配置成平行。
市售的三乙酸纖維素薄膜(Fujituck TD80UF、富士照相軟片(股)製)係與實施例2同樣地進行皂化處理,利用聚乙烯醇系接著劑,貼附至偏光子之反對側(末貼附光學補償片之側)。
如此以製作楕圓偏光板2b。再者,關於醯化纖維素薄膜1j亦進行同樣處理,以製作楕圓偏光板2j。
[實施例6] (彎曲配向液晶胞的製作)
在附有ITO電極之氣體基板上,設置聚醯亞胺膜作為配向膜,於配向膜進行摩擦處理。所得之二片氣體基板係摩擦方向為平行且面對面配置,晶胞間隙設定為5.7μm。在晶胞間隙注入△n為0.1396的液晶性化合物(ZLI1132、梅魯可公司製),以製作彎曲配向液晶胞。
(液晶顯示裝置的製作)
挾持製作的彎曲配向晶胞,貼附二片製作的偏光板2b。偏光板之光學異方向性層係在晶胞基板對面,液晶胞的摩擦方向係與其對面之光學異方向性層之摩擦方向配置成反平行。
本發明的液晶顯示裝置係在25℃ 80%的環境下觀察1,000hr連續點燈情形之黑顯示下的光漏時,使用本發明的楕圓偏光板2b之液晶顯示裝置,相對於使用比較例楕圓偏光板2j之液晶顯示裝置,已知係為光漏小而為佳。
[實施例7] (對IPS液晶顯示裝置的實裝評價)
相對於實施例3製作的本發明偏光板,聚碳酸酯係貼合單軸經拉伸的光學補償薄膜而具有光學補償機能。此時,藉由將光學補償薄膜之面內遲滯值的遲相軸與偏光板的透過軸成為直交,正面特性沒有任何變化,而視覺特性可被提升。使用光學補償薄膜之面內遲滯值Re為260nm、厚度方向的遲滯值Rth為130nm者。
依照實施例3所製作的本發明偏光板1g與光學補償薄膜之積層體、IPS型的液晶胞、本發明偏光板1b之順序由上而下重疊之同時,製造裝入之液晶顯示裝置3g。此時,使上下偏光板的透過軸直交,上側偏光板的透過軸係與液晶胞的分子長軸方向成平行(亦即光學補償層之遲相軸與液晶胞的分子長軸方向為直交)。液晶胞或電極.基板係使用習知所使用者來作為IPS。液晶胞的配向為水平配向,液晶具有正的介電率異方向性,可使用開發IPS液晶用所市售者。液晶胞的物性係液晶的△n:0.099、液晶層的晶胞間隙:3.0μm、預傾角:5度、摩擦方向:基板上下全部為75度。
又除了在上下偏光板的兩方使用偏光板1i以外,用與液晶顯示裝置3g同樣的方法製作液晶顯示裝置3i。
將如以上所製作的液晶顯示裝置在25℃ 80%的環境下連續點燈,測定在由裝置正面的方位角方向45度、極角方向70度中黑顯示時的光漏率時,使用本發明的偏光板1g之液晶顯示裝置3g,相較於使用比較例偏光板1□之液晶顯示裝置3i,即使持續長時間點燈光漏也小,可確認耐久性係為優異。
[實施例8] 〔VA液晶顯示裝置的製作與評價1〕
在聚乙烯醇3重量%水溶液中,添加1重量%的氯化十八烷基二甲基銨(偶合劑)。將其旋塗至附有ITO電極之氣體基板上,於160℃下經熱處理後,施加摩擦處理,形成垂直配向膜。摩擦處理係為在2片氣體基板中的反對方向。使晶胞間隙(d)為5μm的2片氣體基板為面對面。在晶胞間隙注入酯系與乙烷系為主成分之液晶性化合物(△n:0.08),以製作垂直配向液晶胞。△n與d之積為400nm。
由實施例3所製作的偏光板1b係於25℃ 60%的溫濕度條件下事前調濕後,包裝入施加防濕處理之袋子中,放置3天。袋子係由聚對苯二甲酸乙二酯/鋁/聚乙烯之積層構造所構成之包裝材,透濕度為1×10 5 g/m2 .Day以下。
在25℃ 60%之環境下取出偏光板1b,使用黏著片貼附至製作的垂直配向液晶胞之兩面上,以製作液晶顯示裝置。
係就製作的液晶顯示影像進行與實施例7同樣的評價時,可知使用本發明偏光板之液晶顯示裝置即使在高濕下連續點燈,光漏也小而為佳。
[實施例9] 〔VA液晶顯示裝置的製作與評價2〕
製作第3圖的液晶顯示裝置。亦即,從觀察方向(上)積層上側偏光板、VA模式液晶胞(上基板、液晶層、下基板)、下側偏光板,且然後配置背光光源。以下之例中,上側偏光板係使用市售品之偏光板(HLC2-5618),下側偏光板係使用本發明的偏光板。
<液晶胞的製作>
液晶胞係將基板間的晶胞間隙為3.6μm、具有負的介電率異方向性之液晶材料(「MLC6608」、梅魯可公司製)滴下注入至基板間加以封入,於基板間形成液晶層而製作。液晶層的遲滯值(亦即,記液晶層之厚度d(μm)與折射率異方向性△n之積△n.d)為300nm。此外,液晶材料係配置成垂直配向。
使用上述垂直配向型液晶胞之液晶顯示裝置(第3圖)的上側偏光板30為市售品的超高控制品(Sanritz股份有限公司製、HLC2-5618),下側偏光板32為實施例3所製作的偏光板1d,且本發明的醯化纖維素薄膜1d係透過黏著劑形成於液晶胞側,在VA模式晶胞31的觀察者側及背光側各貼附一片。觀察者側的偏光板透過軸為上下方向,因此背光側的偏光板透過軸為左右方向,形成正交尼科耳配置。
本發明的液晶顯示裝置係沒有缺陷,且即使連續點燈光漏也小,可知具有優異的顯示品質。
1、1a、1b...保護薄膜
2...偏光子
3...機能性光學薄膜
4...黏著層
5...偏光板
6...上側偏光板
7...上側偏光板吸收軸
8...上側光學異方向性層
9...上側光學異方向性層配向控制方向
10...液晶胞上側電極基板
11...上側基板配向控制方向
12...液晶分子
13...液晶胞下側電極基板
14...下側基板配向控制方向
15...下側光學異方向性層
16...下側光學異方向性層配向控制方向
17...下側偏光板
18...下側偏光板吸收軸
30...上側偏光板
31...VA模式液晶胞
32...下側偏光板
33...醯化纖維素薄膜
34...偏光子
第1圖:複合本發明的偏光板與機能性光學薄膜之一構成例。
第2圖:使用本發明偏光板之液晶顯示裝置之一例。
第3圖:顯示本發明的液晶顯示裝置一例的模式圖。

Claims (12)

  1. 一種醯化纖維素薄膜,其係含有醯化纖維素及分子量1,000以下之低分子化合物的醯化纖維素薄膜,其特徵係醯化纖維素的醯基取代度及該低分子化合物與醯化纖維素的重量比,滿足下述關係式(1)及(2);該低分子化合物係於鹼性水溶液中分解,且產生可溶於鹼性水溶液之分解物的分解性化合物,或為含有至少1個pKa為8以上14以下之解離性基的解離性化合物;該分解性化合物或該解離性化合物之含量為1~30重量%;0<Ao/Ai<1 (1) 0≦Ro/Ri≦0.9 (2)式中,Ao係表示從表面至深度為0.1μm以內領域中的醯化纖維素之平均醯化度,Ai係表示從表面至深度為2μm以上領域中的醯化纖維素之平均醯化度,Ro係表示從表面至深度為0.1μm以內領域中的低分子化合物存在量,Ri係表示從表面至深度為2μm以上領域中的低分子化合物存在量。
  2. 一種偏光板保護薄膜之製造方法,其特徵係將如申請專利範圍第1項之醯化纖維素薄膜以鹼性水溶液進行皂化處理。
  3. 一種偏光板保護薄膜,其特徵係以申請專利範圍第2項 之方法來製造。
  4. 如申請專利範圍第3項之偏光板保護薄膜,其中係含有下述式(1)所示之分解性化合物, (式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R9 及R10 係各表示獨立的氫原子或取代基,R1 、R2 、R3 、R4 及R5 之中至少1個係表示電子供予基,R8 係表示氫原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數2~6的烯基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數6~12的芳基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12的芳氧基、碳原子數2~12的烷氧羰基、碳原子數2~12的醯胺基、氰基或鹵素原子)。
  5. 如申請專利範圍第3項之偏光板保護薄膜,其中係含有下述式(I)所示之解離性化合物, 上述式(I)中,R1 係表示烷基或芳基,R2 係表示烷基或芳基。
  6. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之偏光板保護薄膜,其中醯化纖維素薄膜係以1.05以上2.00以下之拉伸倍率加以拉伸。
  7. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之偏光板保護薄膜,其係具有光學補償機能。
  8. 一種偏光板,其係在偏光子的兩側貼合保護薄膜所成之偏光板,其特徵係該保護薄膜之至少1片為如申請專利範圍第3至5項中任一項之偏光板保護薄膜。
  9. 如申請專利範圍第8項之偏光板,其中在保護薄膜之至少一面上含有光學異方向性層。
  10. 如申請專利範圍第8項之偏光板,其中在保護薄膜之至少一面上係貼合相位差薄膜。
  11. 一種液晶顯示裝置,其特徵係具有液晶胞及在其兩側所配置的二片偏光板,且至少1片偏光板為如申請專利範圍第8項之偏光板。
  12. 一種液晶顯示裝置,其特徵係具有液晶胞及在其兩側所配置的二片偏光板,且至少1片偏光板為如申請專利範圍第9或10項之偏光板。
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