TWI649363B - Phase difference film, polarizing plate and liquid crystal display device - Google Patents

Phase difference film, polarizing plate and liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
TWI649363B
TWI649363B TW106110559A TW106110559A TWI649363B TW I649363 B TWI649363 B TW I649363B TW 106110559 A TW106110559 A TW 106110559A TW 106110559 A TW106110559 A TW 106110559A TW I649363 B TWI649363 B TW I649363B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
acid
retardation
group
liquid crystal
Prior art date
Application number
TW106110559A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201736473A (zh
Inventor
別宮啓史
Original Assignee
日商柯尼卡美能達股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商柯尼卡美能達股份有限公司 filed Critical 日商柯尼卡美能達股份有限公司
Publication of TW201736473A publication Critical patent/TW201736473A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI649363B publication Critical patent/TWI649363B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3445Five-membered rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3472Five-membered rings
    • C08K5/3475Five-membered rings condensed with carbocyclic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477Six-membered rings
    • C08K5/3492Triazines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/10Esters of organic acids, i.e. acylates
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

光學薄膜(13),係面內方向的阻滯值Ro為20nm以上之纖維素酯系的相位差薄膜。光學薄膜(13),藉由含有紫外線吸收劑,使波長380nm中的光穿透率成為10%以下,含有紫外線吸收劑前後之阻滯值Ro之波長分散的差為0.01以下。

Description

相位差薄膜、偏光板及液晶顯示裝置
本發明係關於相位差薄膜、具備該相位差薄膜之偏光板、以及具備該偏光板之液晶顯示裝置。
近年來,伴隨著用作為大型電視之液晶顯示裝置的薄型化,液晶單元的玻璃基板亦逐漸變薄。當上述玻璃基板變薄時,相對於液晶單元位於觀看側之偏光板因吸水而引起尺寸變化時,會有產生液晶單元的彎曲,或伴隨著該彎曲而產生不均(色不均、亮度不均)之疑慮。因此,上述偏光板中,相對於偏光子位於觀看側之保護薄膜,係探討使用與以往的纖維素酯系的薄膜(例如三乙酸纖維素薄膜)相比,透濕性低之薄膜。此低透濕的薄膜,例如有由PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或丙烯酸所構成之薄膜。此等薄膜,例如藉由熔融澆注製膜法來製造。
另一方面,為了防止由太陽光(尤其是紫外線)所造成之液晶單元的劣化,相對於液晶單元位於觀看側之偏光板,必須具有吸收紫外線之功能。該紫外線吸收功能,例如可藉由將紫外線吸收劑添加於T1薄膜來賦 予。上述所謂T1薄膜,於相對於液晶單元位於觀看側之偏光板中,意指相對於偏光子位於觀看側之保護薄膜。
在此,當使用上述低透濕的薄膜(由PET或丙烯酸所構成之薄膜)作為T1薄膜時,熔融澆注製膜法中,由於紫外線吸收劑等之添加劑藉由熱所熔融,而需精密地調查適合於熔融之條件並在該條件下製膜,所以添加劑的添加一般而言並不容易,因而使薄膜的生產性降低,同時亦使生產成本增大。此外,當過度地添加添加劑時,會產生添加劑的滲出(添加劑的流出),當將所製膜之薄膜適用在偏光板時,會有損及偏光板的品質之疑慮。
因此,本申請案的發明者係探討出:於相對於液晶單元位於觀看側之偏光板中,藉由將紫外線吸收劑添加於相對於偏光子位於液晶單元側,亦即位於與觀看側為相反側之保護薄膜(以下亦記載為T2薄膜),使T2薄膜具有紫外線吸收功能以防止液晶單元的劣化。T2薄膜,由於位於偏光子與液晶單元之間而未暴露至外部,故對於T2薄膜不需要求低透濕性。因此,T2薄膜可使用透濕性高之薄膜,亦即可藉由溶液澆注製膜法來製造之纖維素酯系的薄膜。於T2薄膜的製膜時使用溶液澆注製膜法,藉此可容易將紫外線吸收劑添加於薄膜,而能夠改善薄膜的生產性低下、生產成本的增大以及滲出之問題。
此外,液晶顯示裝置(尤其是垂直配向型的液晶顯示裝置)中,T2薄膜必須兼具相位差薄膜的功能及保護薄膜的功能。此點來看,上述纖維素酯系的薄膜, 亦為一般被用作為相位差薄膜之薄膜。因此,藉由使用纖維素酯系的薄膜作為T2薄膜,可一面發揮相位差薄膜的功能及保護薄膜的功能兩者,一面不須過度地添加紫外線吸收劑而實現能夠防止液晶單元的劣化之偏光板。關於添加有紫外線吸收劑之相位差薄膜,例如有揭示於專利文獻1者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平7-35923號公報(參考請求項1、段落[0011]、[0012]、第1圖等)
在將添加有紫外線吸收劑之相位差薄膜用作為液晶顯示裝置的T2薄膜時(T1薄膜例如為PET薄膜,並設為不含紫外線吸收劑),可得知於此液晶顯示裝置之顯示影像的色調,與將紫外線吸收劑添加於T1薄膜且不將紫外線吸收劑添加於T2薄膜之液晶顯示裝置之顯示影像的色調中,會產生些微不同(例如一方的液晶顯示裝置之顯示影像的色調,與另一方的影像顯示裝置之顯示影像的色調相比,畫面全體產生些微的偏藍等)。精確地調查上述色調的不同之結果,可得知於觀看側的偏光板中,藉由將添加紫外線吸收劑之處(薄膜)從T1薄膜變更為T2 薄膜,液晶顯示裝置會產生些微的色彩偏移(色偏)。
此些微的色彩偏移,在以單體來評估液晶顯示裝置時,係處於無特別問題之水準。然而,於同一機種(同一型號)的複數個液晶顯示裝置中,係嚴格地要求同一性能。例如,於同一機種的複數個液晶顯示裝置中,即使當某液晶顯示裝置是以液晶單元A與觀看側偏光板B之組合來製造,其他液晶顯示裝置是以液晶單元A與觀看側偏光板C之組合來製造,只要此等為同一機種的液晶顯示裝置,則必須顯現出同一顯示性能。因此,於同一機種的複數個液晶顯示裝置之間,係要求即使以偏光板C來取代偏光板B,亦可維持同一性能之互換性(相容性)。亦即,於同一機種的複數個液晶顯示裝置之間,即使變更偏光板的構成,亦要求可抑制色彩偏移的產生。
本發明係為了解決上述問題而創作出,該目的在於提供一種即使是含有紫外線吸收劑之構成,當適用在液晶顯示裝置時,亦可抑制色彩偏移的產生之相位差薄膜、具備該相位差薄膜之偏光板、以及具備該偏光板之液晶顯示裝置。
本發明之上述目的,可藉由以下構成來達成。
本發明之一層面之相位差薄膜,係面內方向的阻滯值Ro為20nm以上之纖維素酯系的相位差薄膜, 藉由含有紫外線吸收劑,使波長380nm中的光穿透率成為10%以下,含有前述紫外線吸收劑前後之前述相位差薄膜的前述阻滯值Ro之波長分散的差為0.01以下。
即使是相位差薄膜含有紫外線吸收劑之構成,藉由使含有紫外線吸收劑前後之相位差薄膜的阻滯值Ro之波長分散的差成為0.01以下,當適用在液晶顯示裝置時,亦可抑制色彩偏移的產生。
1‧‧‧液晶顯示裝置
4‧‧‧液晶單元
5‧‧‧偏光板
11‧‧‧偏光子
12‧‧‧光學薄膜(對向薄膜)
13‧‧‧光學薄膜(相位差薄膜)
第1圖係顯示本發明的實施形態之垂直配向型液晶顯示裝置的概略構成之剖面圖。
第2圖係示意顯示藉由溶液澆注製膜法來製造相位差薄膜之裝置的一例之說明圖。
以下係根據圖面來說明本發明之實施的一形態。本說明書中,將數值範圍表記為A~B時,係表示於該數值範圍中亦包含下限A及上限B。惟本發明並不限定於以下內容。
本實施形態之相位差薄膜,係面內方向的阻 滯值Ro為20nm以上之纖維素酯系的相位差薄膜。此相位差薄膜,藉由含有紫外線吸收劑,使波長380nm中的光穿透率成為10%以下。此外,含有紫外線吸收劑前後之相位差薄膜的阻滯值Ro之波長分散的差為0.01以下。
在此,所謂波長分散,意指特定波長(x2)之面內方向的阻滯值Ro(x2)相對於特定波長(x1)之面內方向的阻滯值Ro(x1)之比之值。本實施形態中,將x1=650nm、x2=450nm者定義為波長分散。亦即,將含有紫外線吸收劑前之相位差薄膜的波長分散設為DSP1,將含有紫外線吸收劑後之相位差薄膜的波長分散設為DSP2,於含有紫外線吸收劑前之相位差薄膜中,將於波長450nm及650nm中所測得之面內方向的阻滯值分別設為Ro1(450)及Ro1(650),於含有紫外線吸收劑後之相位差薄膜中,將於波長450nm及650nm中所測得之面內方向的阻滯值分別設為Ro2(450)及Ro2(650)。面內方向的阻滯值之單位均設為nm。此外,含有紫外線吸收劑前之相位差薄膜與含有紫外線吸收劑後之相位差薄膜,其紫外線吸收劑以外的構成均設為相同。此時,係DSP1=Ro1(450)/Ro1(650)
DSP2=Ro2(450)/Ro2(650)。
因此,本實施形態之相位差薄膜中,當將含有紫外線吸收劑前後之波長分散的差,亦即由添加紫外線吸收劑所產生之波長分散的變化,設為ΔDSP時,係ΔDSP=|DSP2-DSP1|≦0.01。
本申請案的發明者進行探討之結果,可得知液晶顯示裝置中的色彩偏移,係起因於相位差薄膜(T2薄膜)。具體而言,係發現到由將紫外線吸收劑添加於相位差薄膜所產生之波長分散的些微變化(ΔDSP),為液晶顯示裝置中的色彩偏移之原因。因此,本實施形態中,係將由使相位差薄膜含有紫外線吸收劑所產生之波長分散的變化(ΔDSP)設為0.01以下。如此,藉由降低ΔDSP,可抑制上述色彩偏移。
本實施形態之相位差薄膜,較佳係含有2種以上的含氮雜環化合物作為添加劑。此時,可使各含氮雜環化合物發揮不同功能(例如紫外線吸收功能、阻滯提升功能),而實現上述ΔDSP≦0.01。
亦即,不同的含氮雜環化合物,例如於依據溶液澆注製膜法所進行之相位差薄膜的製膜中,由於相對於溶劑(例如二氯甲烷)之溶解性不同,於支撐體上使溶劑乾燥時,溶解度較小(相對不易溶解於溶劑)之一方的含氮雜環化合物,於膜片(薄膜)的厚度方向上,隨著從支撐體側朝向溶劑的蒸發側,亦即大氣側(亦稱為A面側)之溶劑的流動,容易移往A面側,其結果容易偏向存在於A面側。相反的,溶解度較大(相對容易溶解於溶劑)之另一方的含氮雜環化合物,隨著溶劑的蒸發,並不蒸發而溶入於殘留的溶劑內,所以於膜片內容易移往支撐體側(亦稱為B面側),其結果容易偏向存在於B面側。
如此,藉由產生使不同含氮雜環化合物於薄膜內厚度方向的互為相反側上偏向存在之分布,可一面抑制相互的干涉一面發揮不同含氮雜環化合物所各自固有的功能。例如,使偏向存在於厚度方向的一方之含氮雜環化合物,發揮作為提升面內方向的阻滯值Ro之阻滯提升劑的功能,使偏向存在於厚度方向的另一方之含氮雜環化合物,發揮作為紫外線吸收劑的功能。
由添加紫外線吸收劑所產生之上述波長分散的些微變化(ΔDSP),可得知其係由於紫外線吸收劑的含有使阻滯值Ro僅上升些微而產生。如上述般,藉由使一方的含氮雜環化合物發揮使阻滯值Ro提升之功能,與具有作為紫外線吸收劑的功能之另一方的含氮雜環化合物相比,可使阻滯值Ro大幅提升。藉此,可降低因另一方的含氮雜環化合物所造成之阻滯值Ro之上升的影響。亦即,可降低另一方的含氮雜環化合物對於薄膜全體的阻滯值Ro所造成之影響。因此,可將由紫外線吸收劑的添加所起因之波長分散的變化(ΔDSP)抑制較低,而能夠實現上述ΔDSP≦0.01。
2種含氮雜環化合物中,一方(例如具有作為阻滯提升劑的功能之含氮雜環化合物),其相對於二氯甲烷之溶解度未達2%,另一方(例如具有作為紫外線吸收劑的功能之含氮雜環化合物),其相對於二氯甲烷之溶解度為15%以上者,從可應用上述溶解度的差,而確實地使不同含氮雜環化合物於薄膜厚度方向的互為相反側上偏向 存在之點來看為佳。所謂相對於二氯甲烷之溶解度,在此係表示相對於二氯甲烷100g,所溶解之溶質(含氮雜環化合物)的質量(g)之比率(%)。
本實施形態之相位差薄膜,係含有使阻滯值Ro提升之阻滯提升劑,阻滯提升劑,係由上述2種以上的含氮雜環化合物中任一種所構成,紫外線吸收劑,於上述2種以上的含氮雜環化合物中,可由與阻滯提升劑不同之化合物所構成。此時,由不同含氮雜環化合物來構成阻滯提升劑與紫外線吸收劑,且由不同含氮雜環化合物來分擔並發揮各功能(作為阻滯提升劑的功能、紫外線吸收功能)。
本實施形態之相位差薄膜中,紫外線吸收劑,較佳為苯并三唑(Benzotriazole)系化合物或三嗪(Triazine)系化合物。苯并三唑系化合物或三嗪系化合物,由於具有紫外線吸收功能,故極為有用於作為本實施形態之紫外線吸收劑。
本實施形態之相位差薄膜中,阻滯提升劑,較佳為吡唑(Pyrazole)系化合物。吡唑系化合物,由於具有使阻滯值Ro提升之功能,故極為有用於作為本實施形態之阻滯提升劑。
本實施形態之偏光板,係具有:上述本實施形態之相位差薄膜、偏光子、以及於與前述相位差薄膜之間夾持前述偏光子之對向薄膜。本實施形態之相位差薄膜,即使含有紫外線吸收劑,波長分散的變化亦小,所以 在將具有該相位差薄膜之偏光板適用在液晶顯示裝置時,可抑制液晶顯示裝置中的色彩偏移。此外,由於相位差薄膜含有紫外線吸收劑,故可藉由將具有該相位差薄膜之偏光板適用在液晶顯示裝置之觀看側的偏光板,亦即適用在相對於液晶單元配置在觀看側之偏光板,可抑制紫外線對液晶單元所造成之劣化。
對向薄膜的透濕度,較佳為200g/m2‧day以下。此時,由於抑制對向薄膜的吸水,所以可抑制因偏光板的吸水所造成之尺寸變化。藉此,在將偏光板適用在液晶顯示裝置時,可抑制因偏光板的吸水所造成之尺寸變化而起因之液晶單元的彎曲,或伴隨著該彎曲而產生不均(色不均、亮度不均)。
本實施形態之液晶顯示裝置,係具有:上述偏光板、以及液晶單元,前述偏光板,相對於前述液晶單元位於觀看側,前述偏光板的前述相位差薄膜,相對於前述偏光板的前述偏光子位於前述液晶單元側而構成。上述偏光板中,由於含有紫外線吸收劑而使相位差薄膜的阻滯值Ro之波長分散的變化小,所以可抑制液晶顯示裝置中的色彩偏移。因此,於同一機種(同一型號)的複數個液晶顯示裝置之間,即使偏光板的構成不同(例如於一方的偏光板中,於相位差薄膜添加有紫外線吸收劑,於另一方的偏光板中,於對向薄膜添加有紫外線吸收劑),於此等液晶顯示裝置之間,亦可抑制顯示影像的色調產生變化,而能夠確保同一性能及偏光板的互換性(相容性)。
[垂直配向型液晶顯示裝置]
以下具體說明本實施形態之液晶顯示裝置的具體構成。第1圖係顯示本實施形態之垂直配向型(VA:Vertical Alignment)之液晶顯示裝置1的概略構成之剖面圖。液晶顯示裝置1具備液晶顯示面板2及背光3。背光3為用以照明液晶顯示面板2之光源。
液晶顯示面板2,係將偏光板5配置在以VA方式所驅動之液晶單元4的觀看側,並將偏光板6配置在背光3側而構成。液晶單元4,係以一對透明基板(圖中未顯示)夾持液晶層而形成。液晶單元4,可使用:彩色濾光片相對於液晶層配置在背光3側的透明基板,亦即TFT(Thin Film Transistor:薄膜電晶體)形成側的基板之所謂彩色濾光片陣列(COA:Color Filter on Array)構造的液晶單元,但亦可為彩色濾光片相對於液晶層配置在觀看側的透明基板之液晶單元。
偏光板5,係具備偏光子11與光學薄膜12、13。偏光子11,使既定的直線偏光穿透。光學薄膜12,為配置在偏光子11的觀看側之保護薄膜(亦稱為T1薄膜)。光學薄膜13,為配置在偏光子11的液晶單元4側,亦即相對於偏光子11配置在與觀看側為相反側之保護薄膜兼相位差薄膜(亦稱為T2薄膜)。光學薄膜12,由於介於偏光子11與光學薄膜13對向而配置,所以亦可稱為對向薄膜。偏光板5,係介於黏著層7貼附於液晶單 元4的觀看側。亦即,偏光板5,相對於液晶單元4位於觀看側,且以光學薄膜13相對於偏光子11成為液晶單元4側之方式貼合於液晶單元4。
偏光板6,係具備偏光子14與光學薄膜15、16。偏光子14,使既定的直線偏光穿透。光學薄膜15,為配置在偏光子14的觀看側(液晶單元4側)之保護薄膜(亦稱為T3薄膜),且亦具有相位差薄膜的功能。光學薄膜16,為配置在偏光子14的背光3側(與觀看側為相反側)之保護薄膜(亦稱為T4薄膜)。該偏光板6,可介於黏著層8貼附於液晶單元4的背光3側。亦可省略觀看側的光學薄膜15,使偏光子14直接接觸於黏著層8。偏光子11與偏光子14,係以成為正交偏光狀態之方式所配置。
本實施形態之相位差薄膜,例如可使用作為偏光板5的光學薄膜13,或是偏光板6的光學薄膜15。
[相位差薄膜]
本實施形態之相位差薄膜,係藉由含有紫外線吸收劑,使波長380nm中的光穿透率成為10%以下之光穿透性薄膜。紫外線吸收劑,可由後述含氮雜環化合物所構成。此外,相位差薄膜之波長380nm中的光穿透率,例如可使用紫外線可見光分光光度計(日本分光公司製紫外線可見光近紅外線分光光度計、產品名稱:V7100)進行測定而求取。
相位差薄膜之面內方向的阻滯值Ro及厚度方向的阻滯值Rt,係以下述式(i)(ii)所示。
式(i) Ro=(nx-ny)×d
式(ii) Rt={(nx+ny)/2-nz}×d(式中,nx表示薄膜面內之慢軸方向上的折射率,ny表示薄膜面內之快軸方向上的折射率,nz表示薄膜之厚度方向上的折射率(折射率於23℃、55% RH的環境下,於波長590nm中測定)、d表示薄膜的厚度(nm)。)
阻滯值Ro及Rt,可藉由一般所知的手法來測定。具體而言,阻滯值Ro及Rt,可使用自動複折射率計Axo Scan(Axo Scan Muller Matrix Polarimeter:Axometrics公司製),於23℃、55% RH的環境下,於590nm的波長中進行三維折射率測定,並從所得之折射率nx、ny、nz算出。
相位差薄膜,較佳係由面內方向的阻滯值Ro為20nm以上之纖維素酯系的相位差薄膜所構成。面內方向的阻滯值Ro,較佳為40≦Ro≦300,尤佳為50≦Ro≦200,更佳為60≦Ro≦150。此外,厚度方向的阻滯值Rt,較佳為100≦Rt≦400,尤佳為100≦Rt≦200。
藉由使相位差薄膜的阻滯值Ro及Rt位於上述範圍,當以相位差薄膜成為液晶單元側之方式將偏光板貼合於液晶單元時,可有效地防止所得之液晶顯示裝置之黑顯示時的漏光。此外,降低相位差薄膜的厚度,亦可達到偏光板及液晶顯示裝置之進一步的薄型輕量化。
本實施形態中,在含有紫外線吸收劑前後之相位差薄膜的阻滯值Ro之波長分散的差(ΔDSP)為0.01以下。如此,由於在含有紫外線吸收劑前後之波長分散的變化小,所以如前述般可抑制液晶顯示裝置中的色彩偏移。
(纖維素酯系樹脂)
本實施形態之纖維素酯系的相位差薄膜,為含有纖維素酯系樹脂之相位差薄膜。可使用在相位差薄膜之纖維素酯系樹脂,較佳係選自纖維素(二、三)乙酸酯、纖維素丙酸酯、纖維素丁酸酯、纖維素乙酸丙酸酯、纖維素乙酸丁酸酯、纖維素乙酸鄰苯二甲酸酯、纖維素鄰苯二甲酸酯之至少1種。
此等當中,特佳的纖維素酯,可列舉出纖維素三乙酸酯、纖維素丙酸酯、纖維素丁酸酯、纖維素乙酸丙酸酯或纖維素乙酸丁酸酯。
作為混合脂肪酸酯,更佳之纖維素乙酸丙酸酯或纖維素乙酸丁酸酯的低級脂肪酸酯,係具有碳原子數2~4的醯基作為取代基,且將乙醯基的取代度設為X,丙醯基或丁醯基的取代度設為Y時,較佳係含有同時滿足下述式(I)及(II)之纖維素酯之纖維素樹脂。
式(I) 2.6≦X+Y≦3.0
式(II) 1.0≦X≦2.5
當中,特佳係使用纖維素乙酸丙酸酯,當 中,較佳為1.9≦X≦2.5、0.1≦Y≦0.9。未以上述醯基所取代之部分,通常作為羥基而存在。此等可藉由一般所知的方法來合成。
再者,本實施形態所使用之纖維素酯,可較佳地使用重量平均分子量Mw與數量平均分子量Mn之比MW/Mn為1.5~5.5者。尤佳為2.0~5.0,更佳為2.5~5.0,特佳為3.0~5.0之纖維素酯。
本實施形態所使用之纖維素酯的原料纖維素,可為木漿或棉絨。此外,木漿可為針葉樹或闊葉樹,尤佳為針葉樹。從製膜時的剝離性之觀點來看,可較佳地使用棉絨。由此等所製作之纖維素酯,可適當地混合或單獨使用。
例如來自棉絨之纖維素酯:來自木漿(針葉樹)之纖維素酯:來自木漿(闊葉樹)之纖維素酯之比率,以可成為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之方式,混合各纖維素酯而使用。
本實施形態中,纖維素酯系樹脂,係將1g投入於20ml的純水(電傳導率0.1μS/cm以下、pH6.8),且於25℃、1hr、氮氣環境下攪拌後之pH較佳為6~7,電傳導率較佳為1~100μS/cm。
(阻滯提升劑)
本實施形態之相位差薄膜,係含有阻滯提升劑。所謂阻滯提升劑,意指與未添加阻滯提升劑時相比,具有可增大測定波長590nm中之薄膜的阻滯值(面內方向的阻滯值Ro及厚度方向的阻滯值Rt)之功能的化合物。
藉由使相位差薄膜含有阻滯提升劑,可實現相位差薄膜之面內方向的阻滯值Ro及厚度方向的阻滯值Rt成為以下的範圍之相位差薄膜。
Ro≧20nm
100nm≦|Rt|≦400nm
<一般的阻滯提升劑>
阻滯提升劑,可使用分子量為100~800的範圍內之含氮雜環化合物。當中,含氮雜環化合物,藉由與樹脂一同使用下述以一般式(1)所示之結構之化合物,除了可實現Ro及Rt為上述範圍之相位差薄膜之外,亦可抑制因環境的溼度變動所造成之阻滯值的變動。
<具有以一般式(1)所示之結構之化合物>
前述一般式(1)中,A1、A2及B分別獨立地表示烷基(甲基、乙基、正丙基、異丙基、三級丁基、 正辛基、2-乙基己基等)、環烷基(環己基、環戊基、4-正十二基環己基等)、芳香族烴環或芳香族雜環。當中較佳為芳香族烴環或芳香族雜環,特佳為5員或6員的芳香族烴環或芳香族雜環。
5員或6員的芳香族烴環或芳香族雜環之結構並無限制,例如可列舉出苯環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、1,2,3-三唑環、1,2,4-三唑環、四唑環、呋喃環、噁唑環、異噁唑環、噁二唑環、異噁二唑環、噻吩環、噻唑環、異噻唑環、噻二唑環、異噻二唑環、咔唑環、喹喔啉環、苯并噁唑環等。當中,含氮雜環化合物,較佳係選自具有咔唑環、喹喔啉環、苯并噁唑環、噁二唑環、噁唑環、三唑環及吡唑環之化合物之至少任一種。
以A1、A2及B所示之5員或6員的芳香族烴環或芳香族雜環,可具有取代基,該取代基例如可列舉出鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(甲基、乙基、正丙基、異丙基、三級丁基、正辛基、2-乙基己基等)、環烷基(環己基、環戊基、4-正十二基環己基等)、烯基(乙烯基、烯丙基等)、環烯基(2-環戊烯-1-基、2-環己烯-1-基等)、炔基(乙炔基、炔丙基等)、芳香族烴環基(苯基、對甲苯基、萘基等)、芳香族雜環基(2-吡咯基、2-呋喃基、2-吩基、吡咯基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、2-苯并噻唑基、吡唑啉酮(Pyrazolinone)基、吡啶基、吡啶酮基、2-嘧啶基、三嗪基、吡唑基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三 唑基、噁唑基、異噁唑基、1,2,4-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、噻唑基、異噻唑基、1,2,4-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基等)、氰基、羥基、硝基、羧基、烷氧基(甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、三級丁氧基、正辛氧基、2-甲氧乙氧基等)、芳氧基(苯氧基、2-甲基苯氧基、4-三級丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四醯基胺基苯氧基等)、醯氧基(甲醯氧基、乙醯氧基、戊醯氧基、硬脂醯氧基、苯甲醯氧基、對甲氧苯基羰氧基等)、胺基(胺基、甲基胺基、二甲基胺基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基胺基等)、醯胺基(甲醯胺基、乙醯胺基、戊醯胺基、月桂醯胺基、苯甲醯胺基等)、烷基及芳基磺醯胺基(甲基磺醯胺基、丁基磺醯胺基、苯基磺醯胺基、2,3,5-三氯苯基磺醯胺基、對甲基苯基磺醯胺基等)、巰基、烷硫基(甲基硫基、乙基硫基、正十六烷基硫基等)、芳硫基(苯基硫基、對氯苯基硫基、間甲氧基苯基硫基等)、胺磺醯基(Sulfamoyl)(N-乙基胺磺醯基、N-(3-十二烷氧丙基)胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基、N-乙醯基胺磺醯基、N-苯甲醯胺磺醯基、N-(N’-苯基胺甲醯基)胺磺醯基等)、磺酸基、醯基(乙醯基、戊醯苯甲醯基等)、胺甲醯基(胺甲醯基、N-甲基胺甲醯基、N,N-二甲基胺甲醯基、N,N-二正辛基胺甲醯基、N-(甲基磺醯基)胺甲醯基等)之各種基。
前述一般式(1)中,A1、A2及B表示出苯環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、1,2,3-三唑環或1,2,4-三 唑環者,可得到光學特性的變動效果優異且耐久性優異之醯化纖維素薄膜,故較佳。
前述一般式(1)中,T1及T2分別獨立地表示吡咯環、吡唑環、咪唑環、1,2,3-三唑環或1,2,4-三唑環。此等當中,吡唑環、三唑環或咪唑環者,可得到阻滯相對於濕度變動之變動抑制效果特別優異,且耐久性優異之樹脂組成物,故較佳,特佳為吡唑環。以T1及T2所示之吡唑環、1,2,3-三唑環或1,2,4-三唑環、咪唑環,可為互變異構物。吡咯環、吡唑環、咪唑環、1,2,3-三唑環或1,2,4-三唑環的具體結構如下述所示。
式中,※標記,表示一般式(1)中之與L1、L2、L3或L4之鍵結位置。R5表示氫原子或非芳香族取代基。以R5所示之非芳香族取代基,可列舉出與前述一般式(1)中之A1可具有的取代基中之非芳香族取代基為相同的基。以R5所示之取代基為具有芳香族基之取代基時,A1與T1或B與T1容易扭曲,A1、B及T1無法形成與醯化纖維素之相互作用,難以抑制光學特性的變動。為了提高光學特性的變動抑制效果,R5較佳為氫原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的醯基,特佳為氫原子。
前述一般式(1)中,T1及T2可具有取代 基,該取代基可列舉出與前述一般式(1)中之A1及A2可具有之取代基為相同的基。
前述一般式(1)中,L1、L2、L3及L4分別獨立地表示單鍵或2價的連結基,並介於2個以下的原子使5員或6員的芳香族烴環或芳香族雜環連結。所謂介於2個以下的原子,係表示構成連結基之原子中存在於所連結之取代基間之最小的原子數。連結原子數為2個以下的之2價的連結基並無特別限制,可表示為選自由伸烷基、伸烯基、伸炔基、O、(C=O)、NR、S、(O=S=O)所組成之群組之2價的連結基,或組合2種此等之連結基。R表示氫原子或取代基。以R所示之取代基的例子中,包含烷基(甲基、乙基、正丙基、異丙基、三級丁基、正辛基、2-乙基己基等)、環烷基(環己基、環戊基、4-正十二基環己基等)、芳香族烴環基(苯基、對甲苯基、萘基等)、芳香族雜環基(2-呋喃基、2-吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基、2-吡啶基等)、氰基等。以L1、L2、L3及L4所示之2價的連結基可具有取代基,取代基並無特別限制,例如可列舉出與前述一般式(1)中之A1及A2可具有之取代基為相同的基。
前述一般式(1)中,L1、L2、L3及L4,為了提高具有以前述一般式(1)所示之結構之化合物的平面性,以增強與吸附水之樹脂之相互作用而抑制光學特性的變動,較佳為單鍵或O、(C=O)-O、O-(C=O)、(C=O)-NR或NR-(C=O),尤佳為單鍵。
前述一般式(1)中,n表示0~5的整數。當n表示2以上的整數時,前述一般式(1)中,A2、T2、L3及L4可為相同或不同。n愈大,具有以前述一般式(1)所示之結構之化合物與吸附水之樹脂之相互作用愈強,光學特性的變動抑制效果愈優異,n愈小,與吸附水之樹脂之相溶性愈優異。因此,n較佳為1~3的整數,尤佳為1~2的整數。
<具有以一般式(2)所示之結構之化合物>
具有以一般式(1)所示之結構之化合物,較佳為具有以一般式(2)所示之結構之化合物。
上述一般式(2)中,A1、A2、T1、T2、L1、L2、L3及L4,分別與前述一般式(1)中的A1、A2、T1、T2、L1、L2、L3及L4同義。A3及T3分別表示與一般式(1)中之A1及T1相同的基。L5及L6表示與前述一般式(1)中之L1相同的基。m表示0~4的整數。
m愈小,與醯化纖維素之相溶性愈優異,m較佳為0~2的整數,尤佳為0~1的整數。
<具有以一般式(1.1)所示之結構之化合物>
具有以一般式(1)所示之結構之化合物,較佳為具有以下述一般式(1.1)所示之結構之三唑化合物。
上述一般式(1.1)中,A1、B、L1及L2表示與上述一般式(1)中之A1、B、L1及L2相同的基。k表示1~4的整數。T1表示1,2,4-三唑環。
再者,具有以上述一般式(1.1)所示之結構之三唑化合物,較佳為具有以下述一般式(1.2)所示之結構之三唑化合物。
上述一般式(1.2)中,Z表示下述一般式(1.2a)之部分結構。q表示2~3的整數。至少2個Z,相對於由苯環所取代之至少1個Z,鍵結於鄰位或間位。
上述一般式(1.2a)中,R10表示氫原子、烷基或烷氧基。p表示1~5的整數。*表示與苯環之鍵結位置。T1表示1,2,4-三唑環。
具有以前述一般式(1)、(2)、(1.1)、(1.2)所示之結構之化合物,可形成為水合物、溶劑合物或鹽。本實施形態中,水合物可含有有機溶劑,此外,溶劑合物可含有水。亦即,「水合物」及「溶劑合物」中,係包含均含有水與有機溶劑之混合溶劑合物。鹽,包含由無機或有機酸所形成之酸加成鹽。無機酸的例子,包含鹵化氫酸(鹽酸、氫溴酸等)、硫酸、磷酸等,但不限定於此等。此外,有機酸的例子,可列舉出乙酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸、草酸、檸檬酸、苯甲酸、烷基磺酸(甲烷磺酸等)、烯丙基磺酸(苯磺酸、4-甲苯磺酸、1,5-萘二磺酸等)等,但不限定於此等。此等當中,較佳為鹽酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽。
鹽的例子,可列舉出存在於親化合物之酸性部分由金屬離子(例如鹼金屬鹽,例如鈉或鉀鹽,鹼土類金屬鹽,例如鈣或鎂鹽、銨鹽鹼金屬離子、鹼土類金屬離子、或鋁離子等)所取代,或是調整為有機鹼(乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、嗎啉、哌啶等)時所形成之鹽,但 不限定於此等。此等當中,較佳為鈉鹽、鉀鹽。
溶劑合物所包含之溶劑的例子,可包含一般有機溶劑中的任一種。具體可列舉出醇(例如甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、三級丁醇)、酯(例如乙酸乙酯)、烴(例如甲苯、己烷、庚烷)、醚(例如四氫呋喃)、腈(例如乙腈)、酮(丙酮)等。較佳為醇(甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、三級丁醇)的溶劑合物。此等溶劑可為前述化合物的合成時所使用之反應溶劑,或是合成後的晶析精製時所使用之溶劑,或是此等之混合溶劑。
此外,可同時包含2種以上的溶劑,或是包含水與溶劑之形式(例如水與醇(例如甲醇、乙醇、三級丁醇等)等)。
可在不包含水或溶劑、鹽之形態下添加具有以前述一般式(1)、(2)、(1.1)、(1.2)所示之結構之化合物,或是於本實施形態之光學薄膜中,形成水合物、溶劑合物或鹽。「光學薄膜」,在無特別言明時,意指相位差薄膜(以下亦同)。
具有以前述一般式(1)、(2)、(1.1)、(1.2)所示之結構之化合物的分子量並無特別限制,愈小者,與樹脂之相溶性愈優異,愈大者,相對於環境濕度變化之光學值的變動抑制效果愈高,故較佳為150~2000,尤佳為200~1500,更佳為300~1000。
含氮雜環化合物的具體例,例如可列舉出國 際公開號碼WO2014/109350A1的段落[0140]~[0214]所記載之化合物。上述具體例,可為互變異構物或形成為水合物、溶劑合物或鹽。
<本實施形態之較佳的阻滯提升劑> <具有以一般式(3)所示之結構之化合物>
本實施形態之含氮雜環化合物,尤佳為具有以下述一般式(3)所示之結構之化合物。
上述一般式(3)中,A表示吡唑環,Ar1及Ar2分別表示芳香族烴環或芳香族雜環,且可具有取代基。R1表示氫原子、烷基、醯基、磺醯基、烷氧羰基、或芳氧羰基,q表示1~2的整數,n及m分別表示1~3的整數。
以Ar1及Ar2所示之芳香族烴環或芳香族雜環,較佳分別為以一般式(1)中所列舉之5員或6員的芳香族烴環或芳香族雜環。此外,Ar1及Ar2的取代基,可列舉出與具有以前述一般式(1)所示之結構之化合物中所表示者為相同的取代基。
R1的具體例,可列舉出鹵素原子(氟原子、 氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(甲基、乙基、正丙基、異丙基、三級丁基、正辛基、2-乙基己基等)、醯基(乙醯基、戊醯苯甲醯基等)、磺醯基(例如甲基磺醯基、乙基磺醯基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基)、芳氧羰基(例如苯氧羰基等)等。
q表示1~2的整數,n及m分別表示1~3的整數。
作為阻滯提升劑之含氮雜環化合物,於依據溶液澆注製膜法所進行之薄膜製膜中,較佳為相對於溶劑(例如二氯甲烷)之溶解度小之化合物。此係由於在作為阻滯提升劑之含氮雜環化合物、與後述作為紫外線吸收劑之含氮雜環化合物之間,使溶解性(溶解度)具有差異,於支撐體上使溶劑乾燥時,可容易在厚度方向上分離兩者之故。本實施形態中,作為阻滯提升劑之較佳的含氮雜環化合物,例如可列舉出以下的例示化合物1所示之吡唑系化合物。
<具有以一般式(1)所示之結構之化合物的合成方法>
接著說明具有以前述一般式(1)所示之結構之化合 物的合成方法。
具有以前述一般式(1)所示之結構之化合物,可藉由一般所知之方法來合成。前述具有以一般式(1)所示之結構之化合物中,具有1,2,4-三唑環之化合物,可使用任意原料,但較佳係使腈衍生物或亞胺基醚衍生物、與醯肼衍生物反應之方法。反應所使用之溶劑,只要是不會與原料反應之溶劑即可,可為任意溶劑,可列舉出酯系(例如乙酸乙酯、乙酸甲酯等);醯胺系(例如二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等);醚系(例如乙二醇二甲醚等);醇系(例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、2-丁醇、乙二醇、乙二醇單甲醚等);芳香族烴系(例如甲苯、二甲苯等);水。所使用之溶劑,較佳為醇系溶劑。此外,此等溶劑可混合使用。
溶劑的用量並無特別限制,相對於所使用之醯肼衍生物的質量,較佳為0.5~30倍量的範圍內,更佳為1.0~25倍量,特佳為3.0~20倍量的範圍內。
使腈衍生物與醯肼衍生物反應時,雖可不使用觸媒,但為了加速反應,較佳係使用觸媒。所使用之觸媒,可使用酸或鹼。酸,可列舉出鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸等,較佳為鹽酸。酸,可稀釋於水再添加,或是以將氣體吹入於系統中之方法來添加。鹼,可使用無機鹼(碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉等)及有機鹼(甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀、丁醇鈉、丁醇鉀、二異丙基乙基胺、N,N’-二甲基胺基吡啶、 1,4-二氮雜雙螺旋[2.2.2]辛烷、N-甲基嗎啉、咪唑、N-甲基咪唑、吡啶等)中任一種。無機鹼較佳為碳酸鉀,有機鹼較佳為乙醇鈉、乙醇鈉、丁醇鈉。無機鹼,可在粉體的狀態下直接添加或是以分散於溶劑之狀態下添加。此外,有機鹼可在溶解於溶劑之狀態(例如甲醇鈉的28%甲醇溶液等)下添加。
觸媒的用量,只要是可使反應進行之量即可,並無特別限制,相對於所形成之三唑環,較佳為1.0~5.0倍莫耳的範圍內,更佳為1.05~3.0倍莫耳的範圍內。
使亞胺基醚衍生物與醯肼衍生物反應時,不須使用觸媒,可在溶劑中加熱而得到目的物。
反應所使用之原料、溶劑及觸媒的添加方法並無特別限制,可在最後添加觸媒,或是最後添加溶劑。此外,較佳亦在使腈衍生物分散或溶解於溶劑,並添加觸媒後,添加醯肼衍生物之方法。
反應中的溶液溫度,只要是可使反應進行之溫度即可,可為任意溫度,較佳為0~150℃的範圍內,更佳為20~140℃的範圍內。此外,可一面去除所生成之水一面進行反應。
反應溶液的處理方法,可使用任意手段,當使用鹼作為觸媒時,較佳係將酸加入於反應溶液來中和之方法。中和所使用之酸,例如可列舉出鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸等,特佳為乙酸。中和所使用之酸的量,只要是 使反應溶液的pH成為4~9之範圍即可,並無特別限制,相對於所使用之鹼,較佳為0.1~3倍莫耳的範圍內,特佳為0.2~1.5倍莫耳的範圍內。
反應溶液的處理方法,當使用適當的有機溶劑來萃取時,較佳係在萃取後,以水洗淨有機溶劑後進行濃縮之方法。在此所謂適當的有機溶劑,為乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷、醚等之非水溶性的溶劑,或是前述非水溶性的溶劑與四氫呋喃或醇系溶劑之混合溶劑,較佳為乙酸乙酯。
使具有以一般式(1)所示之結構之化合物晶析時,雖無特別限制,但較佳為將水追加於中和後的反應溶液而晶析之方法,或是將溶解有具有以一般式(1)所示之結構之化合物的水溶液中和而晶析之方法。
<例示化合物1的合成>
上述例示化合物1,可藉由以下程序圖來合成。
將苯乙酮80g(0.67mol)、間苯二甲酸二甲酯52g(0.27mol)加入於脫水四氫呋喃520ml,於氮氣環境下一面以冰水冷卻攪拌,一面每次少量地滴入醯胺鈉52.3g(1.34mol)。於冰水冷卻下攪拌3小時後,於水冷下攪拌12小時。將濃硫酸加入於反應液以進行中和後,加入純水及乙酸乙酯來進行分液,並以純水洗淨有機層。以硫酸鎂來乾燥有機層,並將溶劑減壓餾除。將甲醇加入於所得之粗結晶以進行懸浮洗淨,藉此得到55.2g的中間體A。
將55g(0.15mol)的中間體A加入於四氫呋喃300ml、乙醇200ml,一面於室溫下攪拌,一面每次少量地滴入肼1水合物18.6g(0.37mol)。滴入結束後,加熱迴流12小時。將純水及乙酸乙酯加入於反應液來進行 分液,並以純水洗淨有機層。以硫酸鎂來乾燥有機層,並將溶劑減壓餾除。以二氧化矽凝膠層析(乙酸乙酯/庚烷)來精製所得之粗結晶,藉此得到27g的例示化合物1。
所得之例示化合物1的1H-NMR光譜如下所示。由於互變異構物的存在,為了避免化學位移的複雜化,係於測定溶劑加入數滴的三氟乙酸來進行測定。
1H-NMR(400MHz、溶劑:重DMSO、基準:四甲基矽烷)δ(ppm):8.34(1H,s)、7.87-7.81(6H,m)、7.55-7.51(1H,m)、7.48-7.44(4H,m)、7.36-7.33(2H,m)、7.29(1H,s)
對於其他化合物,可藉由與上述相同之方法來合成。
<關於具有以一般式(1)所示之結構之化合物的使用方法>
具有以前述一般式(1)所示之結構之化合物,可調整適當量並含有於光學薄膜,該添加量,相對於構成光學薄膜之樹脂,較佳係包含0.1~10質量%,特佳包含0.5~5質量%。位於該範圍內時,可在不損及光學薄膜的機械強度下,降低與環境濕度變化相依之相位差的變動。
此外,具有以前述一般式(1)所示之結構之化合物的添加方法,可以粉體添加於形成光學薄膜之樹脂,或是溶解於溶劑後添加於形成光學薄膜之樹脂。
[有機酯]
本實施形態之光學薄膜(相位差薄膜),作為有機酯較佳係含有選自醣酯、聚縮合酯(聚酯)、多元醇酯之至少1種。
當中,醣酯及聚縮合酯,由於具有作為耐水系的可塑劑之功能,所以可抑制因含水所造成之阻滯值Rth的變動,從此點來看為佳。聚縮合酯,於結構中不含氮原子,所以於製造產線內冷卻時形成液狀化並附著於過濾器,可降低含氮雜環化合物之過濾器捕集物的龐大化,故較佳。
(醣酯)
醣酯,為含有呋喃糖(Furanose)環及哌喃糖(Pyranose)環的至少任一個之化合物,可為單醣,或是醣結構連結有2~12個之多醣。此外,醣酯較佳為醣結構所具有之OH基的至少1個被酯化之化合物,尤佳為OH基的一半以上被酯化。例如,若醣結構的OH基為8個,則醣酯中的平均酯取代度較佳為4.0~8.0的範圍內,尤佳為5.0~7.5的範圍內。
醣酯並無特別限制,可列舉出以下述一般式(A)所示之醣酯。
一般式(A) (HO)m-G-(O-C(=O)-R2)n
上述一般式(A)中,G表示單醣類或雙醣類的殘餘基,R2表示脂肪族基或芳香族基,m為直接鍵結於單醣類或雙醣類的殘餘基之羥基的數目合計,n為直接鍵結於單醣類或雙醣類的殘餘基之-(O-C(=O)-R2)基的數目合計,3≦m+n≦8,n≠0。
具有以一般式(A)所示之結構之醣酯,乃難以單離出羥基的數目(m)、-(O-C(=O)-R2)基的數目(n)為固定之單一種類的化合物,為人所知者有混合有複數種式中的m、n為不同之成分之化合物。因此,羥基的數目(m)、-(O-C(=O)-R2)基的數目(n)所分別改變之混合物的性能乃為重要,本實施形態之光學薄膜中,較佳為平均酯取代度為5.0~7.5的範圍內之醣酯。
上述一般式(A)中,G表示單醣類或雙醣類的殘餘基。單醣類的具體例,例如可列舉出阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、太洛糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、來蘇糖等。
以下係顯示具有以一般式(A)所示之醣酯的單醣類殘餘基之化合物的具體例,但並不限定於此等例示之化合物。
此外,雙醣類殘餘基的具體例,例如可列舉出繭糖、蔗糖、麥芽糖、纖維雙醣、龍膽二糖、乳糖、異繭糖等。
以下係顯示具有以一般式(A)所示之醣酯的 雙醣類殘餘基之化合物的具體例,但並不限定於此等例示之化合物。
一般式(A)中,R2表示脂肪族基或芳香族基。在此,脂肪族基及芳香族基可分別獨立地具有取代基。
此外,一般式(A)中,m為直接鍵結於單醣類或雙醣類的殘餘基之羥基的數目合計,n為直接鍵結於單醣類或雙醣類的殘餘基之-(O-C(=O)-R2)基的數目合計。此外,必須滿足3≦m+n≦8,較佳為4≦m+n≦8。此外,n≠0。當n為2以上時,-(O-C(=O)-R2)基可互為相同或不同。
R2的定義之脂肪族基,可為直鏈或分枝或環狀,較佳為碳數1~25者,尤佳為1~20者,特佳為2~15者。脂肪族基的具體例,例如可列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、戊基、異戊基、三級戊基、正己基、環己基、正庚基、正辛基、雙環辛基、金剛烷基、正癸基、三級辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等之各種基。
此外,R2的定義之芳香族基,可為芳香族烴基或芳香族雜環基,尤佳為芳香族烴基。芳香族烴基,較佳為碳數6~24者,更佳為6~12者。芳香族烴基的具體例,例如可列舉出苯、萘、蒽、聯苯、聯三苯等之各環。芳香族烴基,特佳為苯環、萘環、聯苯環。芳香族雜環基,較佳係含有氧原子、氮原子或硫原子中的至少1個之環。雜環的具體例,例如可列舉出呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、噠嗪、三唑、三嗪、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻二唑、噁唑啉、噁唑、噁二唑、喹啉、異喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、吖啶、菲羅林、吩嗪、四唑、苯并咪唑、苯并噁唑、 苯并噻唑、苯并三唑、四氮茚等之各環。芳香族雜環基,特佳為吡啶環、三嗪環、喹啉環。
醣酯,可於一個分子中含有兩個以上之不同的取代基,亦可於1個分子中含有芳香族取代基與脂肪族取代基,或是於1個分子中含有不同之兩個以上的芳香族取代基,或是於1個分子中含有不同之兩個以上的脂肪族取代基。
此外,較佳亦混合含有2種以上的醣酯。較佳亦同時包含含有芳香族取代基之醣酯與含有脂肪族取代基之醣酯。
以下係顯示以一般式(A)所示之醣酯的較佳例子,但並不限定於此等例示之化合物。
<合成例:以一般式(A)所示之醣酯的合成例>
以下係顯示醣酯的合成例。
將蔗糖34.2g(0.1莫耳)、苯甲酸酐180.8g(0.8莫耳)、吡啶379.7g(4.8莫耳)分別裝入於具備有 攪拌裝置、迴流冷卻管、溫度計及氮氣導入管之四頸燒瓶,在攪拌下從氮氣導入管導入氮氣並一面進行發泡一面升溫,在70℃中進行5小時的酯化反應。接著將燒瓶內減壓至4×102Pa以下,在60℃中餾除過剩的吡啶後,將燒瓶內減壓至1.3×10Pa以下,升溫至120℃,並餾除苯甲酸酐與所生成之苯甲酸的大部分。接著添加甲苯1L、0.5質量%的碳酸鈉水溶液300g,在50℃中攪拌30分鐘後靜置,並分餾出甲苯層。最後將水100g添加於分餾出的甲苯層,常溫下水洗30分鐘後,分餾出甲苯層,並在減壓下(4×102Pa以下),在60℃中餾除甲苯而得到化合物A-1、A-2、A-3、A-4及A-5之混合物。藉由HPLC及LC-MASS來解析所得之混合物,可得知A-1為7質量%、A-2為58質量%、A-3為23質量%、A-4為9質量%、A-5為3質量%,且醣酯的平均酯取代度為6.57。藉由以二氧化矽凝膠管柱層析法來精製所得之混合物的一部分,可分別得到純度100%的A-1、A-2、A-3、A-4及A-5。
該醣酯的添加量,相對於構成光學薄膜之樹脂(例如醯化纖維素),較佳以0.1~20質量%的範圍添加,尤佳以1~15質量%的範圍添加。
醣酯,該色相較佳為10~300,尤佳為10~40。
<聚縮合酯>
本實施形態之光學薄膜(相位差薄膜)中,較佳係使 用具有以下述一般式(4)所示之結構之聚縮合酯作為有機酯。該聚縮合酯,從該可塑性的效果來看,相對於構成光學薄膜之樹脂,較佳以1~30質量%的範圍含有,尤佳以5~20質量%的範圍含有。
一般式(4) B3-(G2-A)n-G2-B4
上述一般式(4)中,B3及B4分別獨立地表示脂肪族或芳香族單羧酸殘餘基、或是羥基。G2表示碳數2~12的烷二醇殘餘基、碳數6~12的芳二醇殘餘基或碳數4~12的氧化烯二醇殘餘基。A表示碳數4~12的烷二羧酸殘餘基或碳數6~12的芳二羧酸殘餘基。n表示1以上的整數。
聚縮合酯,為含有使二羧酸與二醇反應所得之重複單位之聚縮合酯,A表示聚縮合酯中的羧酸殘餘基,G2表示醇殘餘基。
構成聚縮合酯之二羧酸,為芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸或脂環式二羧酸,較佳為芳香族二羧酸。二羧酸可為1種或是2種以上的混合物。特佳係混合芳香族、脂肪族。
構成聚縮合酯之二醇,為芳香族二醇、脂肪族二醇或脂環式二醇,較佳為脂肪族二醇,尤佳為碳數1~4的二醇。二醇可為1種或是2種以上的混合物。
當中,較佳係包含使至少含有芳香族二羧酸之二羧酸、與碳數1~8的二醇反應所得之重複單位,尤佳 係包含使含有芳香族二羧酸及脂肪族二羧酸之二羧酸、與碳數1~8的二醇反應所得之重複單位。
該聚縮合酯之分子的兩末端,可被封閉或不被封閉。
構成一般式(4)的A之烷二羧酸的具體例,包含由1,2-乙二羧酸(琥珀酸)、1,3-丙二羧酸(戊二酸)、1,4-丁二羧酸(己二酸)、1,5-戊二羧酸(庚二酸)、1,8-辛二羧酸(癸二酸)等所衍生之2價的基。構成A之烯二羧酸的具體例,可列舉出順丁烯二酸、反丁烯二酸。構成A之芳二羧酸的具體例,可列舉出1,2-苯二羧酸(鄰苯二甲酸)、1,3-苯二羧酸、1,4-苯二羧酸、1,5-萘二羧酸等。
A可為1種或組合2種以上。當中,A較佳為碳原子數4~12的烷二羧酸與碳原子數8~12的芳二羧酸之組合。
一般式(4)的中G2,係表示由碳原子數2~12的烷二醇所衍生之2價的基、由碳原子數6~12的芳二醇所衍生之2價的基、或由碳原子數4~12的氧化烯二醇所衍生之2價的基。
G2之由碳原子數2~12的烷二醇所衍生之2價的基之例子,包含由乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基戊 烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十八烷二醇等所衍生之2價的基。
G2之由碳原子數6~12的芳二醇所衍生之2價的基之例子,包含由1,2-二羥基苯(鄰苯二酚)、1,3-二羥基苯(間苯二酚)、1,4-二羥基苯(對苯二酚)等所衍生之2價的基。G之由碳原子數4~12的氧化烯二醇所衍生之2價的基之例子,包含由二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等所衍生之2價的基。
G2可為1種或組合2種以上。當中,G2較佳為由碳原子數2~12的烷二醇所衍生之2價的基,更佳為2~5,最佳為2~4。
一般式(4)中的B3及B4,分別為由含芳香環單羧酸或脂肪族單羧酸所衍生之1價的基、或是羥基。
由含芳香環單羧酸所衍生之1價的基中之含芳香環單羧酸,為於分子內含有芳香環之羧酸,不僅是芳香環直接與羧基鍵結,亦包含芳香環介於伸烷基等與羧基鍵結者。由含芳香環單羧酸所衍生之1價的基之例子,包含由苯甲酸、苯甲酸對三級丁酯、鄰甲苯酸、間甲苯酸、對甲苯酸、苯甲酸二甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸正丙酯、苯甲酸胺酯、苯甲酸乙醯氧酯、乙酸苯酯、丙酸3-苯酯等所衍生之1價的基。當中較佳為苯甲酸、對甲苯酸。
由脂肪族單羧酸所衍生之1價的基之例子,包含由乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己酸、癸酸、十二酸、硬脂酸、十八烯酸等所衍生之1價的基。當中,較佳係由烷基部分的碳原子數為1~3之烷基單羧酸所衍生之1價的基,尤佳為乙醯基(由乙酸所衍生之1價的基)。
本實施形態中,聚縮合酯的重量平均分子量,較佳為500~3000的範圍,尤佳為600~2000的範圍。重量平均分子量,可藉由前述凝膠滲透層析法(GPC)來測定。
以下係顯示具有以一般式(4)所示之結構之聚縮合酯的具體例,但並不限定於此。
以下係記載上述所說明之聚縮合酯的具體合成例。
<聚縮合酯P1>
將乙二醇180g、鄰苯二甲酸酐278g、己二酸91g、 苯甲酸610g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到230℃。一面觀察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的乙二醇減壓餾除,藉此得到聚縮合酯P1。酸值為0.20,數量平均分子量為450。
<聚縮合酯P2>
將1,2-丙二醇251g、鄰苯二甲酸酐103g、己二酸244g、苯甲酸610g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到230℃。一面觀察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的1,2-丙二醇減壓餾除,藉此得到下述聚縮合酯P2。酸值為0.10,數量平均分子量為450。
<聚縮合酯P3>
將1,4-丁二醇330g、鄰苯二甲酸酐244g、己二酸103g、苯甲酸610g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到230℃。一面觀察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的1,4-丁二醇減壓餾除,藉此得到聚縮合酯P3。酸值為0.50,數量平均分子量為2000。
<聚縮合酯P4>
將1,2-丙二醇251g、對苯二甲酸354g、苯甲酸610g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到230℃。一面觀察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的1,2-丙二醇減壓餾除,藉此得到聚縮合酯P4。酸值為0.10,數量平均分子量為400。
<聚縮合酯P5>
將1,2-丙二醇251g、對苯二甲酸354g、對甲苯酸680g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到230℃。一面觀 察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的1,2-丙二醇減壓餾除,藉此得到下述聚縮合酯P5。酸值為0.30,數量平均分子量為400。
<聚縮合酯P6>
將180g的1,2-丙二醇、292g的己二酸、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到200℃。一面觀察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的1,2-丙二醇減壓餾除,藉此得到聚縮合酯P6。酸值為0.10,數量平均分子量為400。
<聚縮合酯P7>
將180g的1,2-丙二醇、鄰苯二甲酸酐244g、己二酸103g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到200℃。一面觀 察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的1,2-丙二醇減壓餾除,藉此得到聚縮合酯P7。酸值為0.10,數量平均分子量為320。
<聚縮合酯P8>
將乙二醇251g、鄰苯二甲酸酐244g、琥珀酸120g、乙酸150g、以及作為酯化觸媒之四異丙基鈦酸酯0.191g,裝入於具備溫度計、攪拌器、緩急冷卻管之2L的四頸燒瓶,於氮氣氣流中一面攪拌一面緩慢升溫直到200℃。一面觀察聚合度並進行脫水縮合反應。反應結束後,於200℃將未反應的乙二醇減壓餾除,藉此得到聚縮合酯P8。酸值為0.50,數量平均分子量為1200。
<聚縮合酯P9>
以與上述聚縮合酯P2相同之製造方法,改變反應條件,得到酸值為0.10,數量平均分子量為315之聚縮合酯P9。
<多元醇酯>
本實施形態之相位差薄膜,較佳亦含有多元醇酯。多元醇酯,是由2價以上的脂肪族多元醇與單羧酸之酯所構成之化合物,較佳於分子內具有芳香環或環烷環。較佳為2~20價的脂肪族多元醇酯。
本實施形態中可較佳地使用之多元醇,係以 下述一般式(5)所示。
一般式(5) R11-(OH)n
惟R11為n價的有機基,n為2以上的正整數,OH基表示醇性及/或酚性羥基。
較佳之多元醇的例子,例如可列舉出以下所示者,但並不限定於此等。
核糖醇、阿拉伯糖醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己三醇、半乳糖醇、甘露醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、頻那醇、山梨醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、木糖醇等。
特佳為三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、山梨醇、三羥甲基丙烷、木糖醇。
多元醇酯所使用之單羧酸並無特別限制,可使用一般所知之脂肪族單羧酸、脂環族單羧酸、芳香族單羧酸等。使用脂環族單羧酸、芳香族單羧酸者,從可提升透濕性、保留性之點來看為佳。
較佳之單羧酸的例子,可列舉出以下所示者,但並不限定於此等。
脂肪族單羧酸,可較佳地使用具有碳數1~32的直鏈或側鏈之脂肪酸。碳數更佳為1~20,特佳為1~10。含有乙酸時,可提高與纖維素乙酸酯之相溶性,故 較佳,較佳亦可混合乙酸與其他單羧酸而使用。
較佳之脂肪族單羧酸,可列舉出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸、二十酸、二十二酸、二十四酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸、三十酸、三十二酸等之飽和脂肪酸;十一烯酸、十八烯酸、己二烯酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸等之不飽和脂肪酸等。
較佳之脂環族單羧酸的例子,包含環戊烷羧酸、環己烷羧酸、環辛烷羧酸、或此等之衍生物。
較佳之芳香族單羧酸的例子,可列舉出苯甲酸、對甲苯酸等之將1~3個烷基、甲氧基或乙氧基等之烷氧基導入於苯甲酸的苯環者;聯苯羧酸、萘羧酸、四磷羧酸等之具有2個以上的苯環之芳香族單羧酸;或此等之衍生物。特佳為苯甲酸。
多元醇酯的分子量並無特別限制,較佳為300~1500的範圍內,更佳為350~750的範圍內。分子量大者不易揮發,故較佳,從透濕性、及與醯化纖維素之相溶性之點來看,較小者較佳。
多元醇酯中所使用之羧酸,可使用1種或混合2種以上。此外,多元醇酯中的OH基可全部進行酯化,或是一部分殘留作為OH基。
以下係例示出多元醇酯的具體化合物。
多元醇酯,相對於相位差薄膜(纖維素酯系樹脂),較佳以0.5~5質量%的範圍含有,尤佳以1~3質量%的範圍含有,特佳以1~2質量%的範圍含有。
多元醇酯,可依循以往為人所知之一般的合成方法來合成。
(其他添加劑) <可塑劑>
本實施形態之相位差薄膜,可視需要含有可塑劑。可塑劑並無特別限定,較佳係選自多元羧酸酯系可塑劑、羥乙酸酯系可塑劑、鄰苯二甲酸酯系可塑劑、脂肪酸酯系可塑劑、丙烯酸系可塑劑等。
羥乙酸酯系可塑劑並無特別限定,可較佳地使用烷基鄰苯二甲酸羥乙酸烷酯類。烷基鄰苯二甲酸羥乙酸烷酯類,例如可列舉出甲基鄰苯二甲酸羥乙酸甲酯、乙基鄰苯二甲酸羥乙酸乙酯、丙基鄰苯二甲酸羥乙酸丙酯、丁基鄰苯二甲酸羥乙酸丁酯、辛基鄰苯二甲酸羥乙酸辛酯、甲基鄰苯二甲酸羥乙酸乙酯、乙基鄰苯二甲酸羥乙酸甲酯、乙基鄰苯二甲酸羥乙酸丙酯、甲基鄰苯二甲酸羥乙酸丁酯、乙基鄰苯二甲酸羥乙酸丁酯、丁基鄰苯二甲酸羥乙酸甲酯、丁基鄰苯二甲酸羥乙酸乙酯、丙基鄰苯二甲酸羥乙酸丁酯、丁基鄰苯二甲酸羥乙酸丙酯、甲基鄰苯二甲酸羥乙酸辛酯、乙基鄰苯二甲酸羥乙酸辛酯、辛基鄰苯二甲酸羥乙酸甲酯、辛基鄰苯二甲酸羥乙酸乙酯等。
鄰苯二甲酸酯系可塑劑,例如可列舉出鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二2-乙基己酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二環己酯、對苯二甲酸二環己酯等。
檸檬酸酯系可塑劑,例如可列舉出檸檬酸乙醯基三甲酯、檸檬酸乙醯基三乙酯、檸檬酸乙醯基三丁酯等。
脂肪酸酯系可塑劑,例如可列舉出十八烯酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙醯酯、癸二酸二丁酯等。
磷酸酯系可塑劑,例如可列舉出三苯基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯、甲苯酚基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基聯苯基磷酸酯、三辛基磷酸酯、三丁基磷酸酯等。
多元羧酸酯化合物,是由2價以上,較佳為2價~20價的多元羧酸與醇之酯所構成。此外,脂肪族多元羧酸較佳為2~20價,為芳香族多元羧酸、脂環式多元羧酸時,較佳為3價~20價。
多元羧酸可由下述一般式(C)表示。
一般式(C) R2(COOH)m(OH)n
上述一般式(C)中,R2表示(m+n)價有機基,m表示2以上的正整數,n表示0以上的整數,COOH基表示羧基,OH基表示醇性及/或酚性羥基。
較佳之多元羧酸的例子,例如可列舉出以下所述者,但並不限定於此等。偏苯三甲酸、苯三甲酸、焦蜜石酸般之3價以上的芳香族多元羧酸或該衍生物;琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、草酸、反丁烯二酸、順丁 烯二酸、四氫鄰苯二甲酸般之脂肪族多元羧酸;酒石酸、羥丙二酸、蘋果酸、檸檬酸般之氧基多元羧酸等。尤其使用氧基多元羧酸者,從保留性提升等之點來看為佳。
多元羧酸酯所使用之醇並無特別限制,可使用一般所知的醇、酚類。可較佳地使用例如具有碳數1~32的直鏈或側鏈之脂肪族飽和醇或脂肪族不飽和醇。更佳為碳數1~20者,特佳為碳數1~10者。此外,較佳亦可使用環戊醇、環己醇等之脂環式醇或該衍生物,苄醇、桂皮醇等之芳香族醇或該衍生物等。
當使用氧基多元羧酸作為多元羧酸時,可使用單羧酸使氧基多元羧酸的醇性或酚性羥基進行酯化。較佳之單羧酸的例子,例如可列舉出下述者,但本發明並不限定於此等。
脂肪族單羧酸,可較佳地使用具有碳數1~32的直鏈或側鏈之脂肪酸。更佳為碳數1~20者,特佳為碳數1~10者。
較佳之脂肪族單羧酸,可列舉出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己烷羧酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸、二十酸、二十二酸、二十四酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸、三十酸、三十二酸等之飽和脂肪酸,十一烯酸、十八烯酸、己二烯酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸等之不飽和脂肪酸等。
較佳之脂環族單羧酸的例子,可列舉出環戊烷羧酸、環己烷羧酸、環辛烷羧酸、或此等之衍生物。
較佳之芳香族單羧酸的例子,可列舉出苯甲酸、甲苯酸等之在苯甲酸的苯環上導入烷基者、聯苯羧酸、萘羧酸、四磷羧酸等之具有2個以上的苯環之芳香族單羧酸、或此等之衍生物。特佳為乙酸、丙酸、苯甲酸。
多元羧酸酯的分子量並無特別限制,分子量較佳為300~1000的範圍內,更佳為350~750的範圍內。從保留性提昇之點來看,分子量較大者較佳,從透濕性、及與纖維素酯之相溶性之觀點來看,分子量較小者較佳。
多元羧酸酯所使用之醇類,可使用1種或混合2種以上。
多元羧酸酯的酸值,較佳為1mgKOH/g以下,更佳為0.2mgKOH/g以下。藉由將酸值設為上述範圍內,亦可抑制阻滯值的環境變動,故較佳。
酸值,是指用以將試樣1g中所含有之酸(試樣中所存在之羧基)中和所需之氫氧化鉀的毫克數。酸值之值,係採用依據JIS K0070所測得之值。
特佳之多元羧酸酯化合物的例子如下所示,但並不限定於此等。例如可列舉出檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、檸檬酸乙醯基三乙酯(ATEC)、檸檬酸乙醯基三丁酯(ATBC)、檸檬酸苯甲醯基三丁酯、檸檬酸乙醯基三苯酯、檸檬酸乙醯基三苄酯、酒石酸二丁酯、酒石酸二乙醯基二丁酯、偏苯三甲酸三丁酯、焦蜜石酸四丁酯 等。
<紫外線吸收劑>
本實施形態之相位差薄膜,含有紫外線吸收劑者,為用以將波長380nm中的光穿透率形成為10%以下之最有效之手段。紫外線吸收劑,藉由吸收波長400nm以下的紫外線,於液晶顯示裝置中,可抑制液晶單元之因紫外線所造成的劣化,而提升該耐久性。
所使用之紫外線吸收劑並無特別限定,例如可列舉出氧基二苯基酮系化合物、苯并三唑系化合物、柳酸酯系化合物、二苯基酮系化合物、丙烯酸氰酯系化合物、三嗪系化合物、鎳錯合物系化合物、無機粉體等。
例如有5-氯-2-(3,5-二-二級丁基-2-羥苯基)-2H-苯并三唑、(2-2H-苯并三唑-2-基)-6-(直鏈或側鏈十二烷基)-4-甲基酚、2-羥基-4-苄氧基二苯基酮、2,4-苄氧基二苯基酮等,此外,有Tinuvin 109、Tinuvin 171、Tinuvin 234、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 328、Tinuvin928等之Tinuvin類,此等均為BASF Japan公司製的市售品,可較佳地使用。
尤佳地使用之紫外線吸收劑,為苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯基酮系紫外線吸收劑、三嗪系紫外線吸收劑,特佳為苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯基酮系紫外線吸收劑。
例如,苯并三唑系紫外線吸收劑,可使用以 下述一般式(b)所示之化合物。
上述一般式(b)中,R1、R2、R3、R4、R5可為同一或不同,表示氫原子、鹵素原子、硝基、羥基、烷基、烯基、芳基、烷氧基、醯氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、單或二烷胺基、醯胺基或5~6員的雜環基,R4與R5可閉環而形成5~6員的碳環。此外,上述記載的此等基,可具有任意的取代基。
以下係顯示苯并三唑系紫外線吸收劑的具體例,但並不限定於此等。
UV-1:2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑
UV-2:2-(2’-羥基-3’,5’-二-三級丁基苯基)苯并三唑
UV-3:2-(2’-羥基-3’-三級丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑
UV-4:2-(2’-羥基-3’,5’-二-三級丁基苯基)-5-氯苯并三唑
UV-5:2-(2’-羥基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5’-甲基苯基)苯并三唑
UV-6:2,2-亞甲雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚)
UV-7:2-(2’-羥基-3’-三級丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑
UV-8:2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二烷基)-4-甲基酚(TINUVIN 171)
UV-9:辛基-3-[3-三級丁基-4-羥基-5-(氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯與2-乙基己基-3-[3-三級丁基-4-羥基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯之混合物(TINUVIN 109)
再者,二苯基酮系紫外線吸收劑,可使用以下述一般式(c)所示之化合物。
上述一般式(c)中,Y表示氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、烷氧基、或苯基,此等的烷基、烯基及苯基可具有取代基。A表示氫原子、烷基、烯基、苯基、環烷基、烷基羰基、烷基磺醯基或CO(NH)n-1-D基、D表示烷基、烯基或可具有取代基之苯基。m及n表示1或2。
上述中,烷基例如表示碳數至24為止之直鏈或分枝的脂肪族基,烷氧基例如表示碳數至18為止之烷氧基,烯基例如為碳數至16為止之烯基,表示烯丙基、2-丁烯基等。此外,對烷基、烯基、苯基之取代基,可列舉出鹵素原子,例如氯原子、溴原子、氟原子等,以及羥基、苯基(於該苯基中可取代烷基或鹵素原子等)等。
以下係顯示以一般式(c)所示之二苯基酮系紫外線吸收劑的具體例,但並不限定於此等。
UV-10:2,4-二羥基二苯基酮
UV-11:2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯基酮
UV-12:2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯基酮
UV-13:雙(2-甲氧基-4-羥基-5-苯甲醯苯基甲烷)。
紫外線吸收劑,特佳可使用下述所示之「2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚」(商品名稱:TINUVIN 928、BASF Japan公司製)。
其他,具有1,3,5-三嗪環之化合物等之圓盤狀 化合物(三嗪系化合物),亦可較佳地用作為紫外線吸收劑。三嗪系化合物的結構,係以上述一般式(1)等所示。
本實施形態之相位差薄膜,可含有2種以上的紫外線吸收劑。
此外,高分子紫外線吸收劑亦可較佳地用作為紫外線吸收劑,特別是日本特開平6-148430號公報所記載之聚合物型式的紫外線吸收劑,可較佳地使用。
紫外線吸收劑的添加方法,可在將紫外線吸收劑溶解於甲醇、乙醇、丁醇等之醇類或二氯甲烷、乙酸甲酯、丙酮、二氧戊環等之溶劑或此等的混合溶劑後添加於塗料,或是直接添加於塗料組成中。如無機粉體般之未溶解於有機溶劑者,可使用溶解器或砂磨機分散於有機溶劑與纖維素酯後再添加於塗料中。
紫外線吸收劑的用量,因紫外線吸收劑的種類或使用條件等而有所不同,當相位差薄膜的乾燥膜厚為10~100μm時,相對於相位差薄膜,較佳為0.5~10質量%,更佳為0.6~4質量%。
<微粒>
本實施形態之相位差薄膜,可含有微粒。微粒,作為無機化合物的例子,可列舉出二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、碳酸鈣、滑石、黏土、燒結高嶺土、燒結矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂及磷酸鈣等。微粒含 有矽者,從降低濁度之點來看為佳,特佳為二氧化矽。
微粒的一次平均粒徑,較佳為5~400nm的範圍內,更佳為10~300nm的範圍內。此等微粒可含有於粒徑主要為0.05~0.3μm之二次凝聚體,只要是平均粒徑為100~400nm之粒子,較佳亦可不凝聚而含有作為一次粒子。相位差薄膜中之此等微粒的含量,較佳為0.01~1質量%,特佳為0.05~0.5質量%。於藉由共流體澆注法所形成之多層構成的相位差薄膜時,較佳係在表面含有上述添加量的微粒。
二氧化矽的微粒,例如可使用以Aerosil R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上為Nippon Aerosil股份有限公司製)的商品名稱所販售者。
氧化鋯的微粒,例如可使用以Aerosil R976及R811(以上為Nippon Aerosil股份有限公司製)的商品名稱所販售者。
聚合物的例子,可列舉出聚矽氧樹脂、氟樹脂及丙烯酸樹脂。較佳為聚矽氧樹脂,特佳為具有三維網狀結構者,例如可使用以Tospearl 103、同105、同108、同120、同145、同3120及同240(以上為Toshiba Silicone股份有限公司製)的商品名稱所販售者。
此等當中,Aerosil 200V、Aerosil R972V可一面保持較低之相位差薄膜的霧度,並且降低摩擦係數之效果大,故可特佳地使用。本實施形態之相位差薄膜中, 至少一方的面之動摩擦係數,較佳係為0.2~1.0。
各種添加劑,可分批地添加於作為製膜前的含纖維素酯溶液之塗料,或是另外製備添加劑溶解液而連續地添加。尤其是為了降低對過濾材料的負荷,微粒較佳是連續地添加其一部分或全部。
連續地添加添加劑溶解液時,為了提升與塗料之混合性,較佳係溶解於少量的纖維素酯。較佳之纖維素酯的量,相對於溶劑100質量份為1~10質量份,尤佳為3~5質量份。
本實施形態中,為了連續地添加並進行混合,例如可較佳地使用靜態摻合機(Toray Engineering公司製)、SWJ(Toray靜止型管內混合器Hi-Mixer)等之連續式摻合機等。
[相位差薄膜的製造方法]
本實施形態之相位差薄膜,較佳係添加上述紫外線吸收劑並藉由可容易地製膜之溶液澆注製膜法來製造。以下說明藉由溶液澆注製膜法來製造本實施形態之相位差薄膜之例子。
(溶液澆注製膜法)
第2圖係示意顯示藉由溶液澆注製膜法來製造相位差薄膜之裝置的一例之說明圖。溶液澆注製膜法中,係依序進行:(1)將至少纖維素酯系樹脂、含氮雜環化合物 (阻滯提升劑、紫外線吸收劑)、有機酯(例如醣酯)等之添加劑溶解於溶劑而調製出塗料之步驟;(2)將塗料澆注於帶狀或滾筒狀的金屬支撐體上之步驟;(3)使澆注於金屬支撐體上之塗料的溶劑蒸發而得到膜片之步驟;(4)將膜片從金屬支撐體中剝離之步驟;(5)拉伸所剝離之膜片(薄膜)並進行乾燥之步驟;以及(6)將薄膜冷卻後進行捲取之步驟。
(1)塗料調製步驟
此步驟中,在以相對於纖維素酯系樹脂之良溶劑為主之有機溶劑中,於溶解鍋31中一面攪拌該纖維素酯系樹脂,因情況的不同亦攪拌含氮雜環化合物、醣酯、聚縮合酯、多元醇酯、或其他化合物並一面溶解,而形成塗料。或是在該纖維素酯系樹脂溶液中,混合含氮雜環化合物、醣酯、聚縮合酯、多元醇酯、或其他化合物溶液而形成主溶解液之塗料。
當以溶液澆注製膜法來製造相位差薄膜時,有用於形成塗料之有機溶劑,只要是可同時溶解纖維素酯系樹脂及其他化合物者即可,可不受限地使用。
例如,氯系有機溶劑可列舉出二氯甲烷,非氯系有機溶劑可列舉出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氫呋喃、1,3-二氧戊環、1,4-二噁烷、環己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3- 六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝基乙烷等,可較佳地使用二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮。
塗料中,除了上述有機溶劑之外,較佳係含有1~40質量%的範圍之碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀的脂肪族醇。塗料中之醇的比率高時,膜片呈凝膠化而容易從金屬支撐體中剝離,此外,醇的比率少時,亦具有在非氯系有機溶劑系中可促進纖維素酯系樹脂與其他化合物的溶解之功能。相位差薄膜的製膜中,從提高所得之相位差薄膜的平面性之點來看,可適用使用醇濃度為0.5~15.0質量%的範圍內之塗料來製膜之方法。
特佳為以計15~45質量%的範圍將醯化纖維素及其他化合物溶解於含有二氯甲烷及碳數1~4之直鏈狀或分枝狀的脂肪族醇之溶劑之塗料組成物。
碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀的脂肪族醇,可列舉出甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇。此等當中,從塗料的穩定性,以及沸點相對較低,乾燥性亦佳等來看,較佳為甲醇及乙醇。
纖維素酯系樹脂、含氮雜環化合物、醣酯、聚縮合酯、及多元醇酯、或其他化合物之溶解,可使用:於常壓下進行之方法、於主溶劑的沸點以下進行之方法、於主溶劑的沸點以上並加壓而進行之方法、日本特開平9-95544號公報、日本特開平9-95557號公報、或日本特開平9-95538號公報所記載之利用冷卻溶解法進行的方法、日本特開平11-21379號公報所記載之高壓下進行之方法 等之各種溶解方法,特佳為於主溶劑的沸點以上並加壓而進行之方法。
塗料中之纖維素酯系樹脂的濃度,較佳為10~40質量%的範圍。將化合物加入於溶解中或溶解後的塗料並溶解及分散後,以濾材來過濾,進行脫泡並藉由送液泵傳送至下一步驟。
過濾,較佳係使用捕集粒徑為0.5~5μm且濾水時間為10~25sec/100ml之濾材。
此方法中,可使用捕集粒徑為0.5~5μm且濾水時間為10~25sec/100ml之濾材,將粒子分散時所殘存之凝聚物或主塗料添加時所產生之凝聚物去除。主塗料中,粒子的濃度與添加液相比亦充分地低,所以於過濾時亦不會產生凝聚物彼此黏滯而使濾壓急遽上升之情形。
(2)澆注步驟
此步驟中,係使溶解鍋31中的塗料通過送液泵(例如加壓型定量齒輪泵)並送液至加壓模32,然後在連續地移送之連續式的金屬支撐體33上的澆注位置上,從加壓模32將塗料澆注。加壓模32,可調整壓模之噴口部分的狹縫形狀,從使膜厚達到均一之點來看為佳。加壓模32,係有衣架型壓模或T壓模等,均可較佳地使用。為了提高製膜速度,可在金屬支撐體33上設置2座以上的加壓模32,並分割塗料量來層合。
金屬支撐體33,係由以2個輥34、34所張設 之不鏽鋼帶所構成。金屬支撐體33,較佳為表面進行鏡面加工者,除了上述不鏽鋼帶以外,亦可使用鑄造物且表面進行電鍍加工之金屬滾筒等。
澆注(鑄膜)的寬度,可設為1~4m的範圍,較佳為1.5~3m的範圍,更佳為2~2.8m的範圍。澆注步驟中之金屬支撐體33的表面溫度,較佳設定在-50℃~溶劑未沸騰且發泡之溫度,更佳設定在-30~0℃的範圍。溫度高者,可增快膜片的乾燥速度,故較佳,但過高時,有時會使膜片發泡或使平面性惡化。較佳的支撐體溫度,可在0~100℃中適當地決定,更佳為5~30℃的範圍。或者是,在藉由冷卻使膜片凝膠化而含有多量的殘留溶劑之狀態下從支撐體中剝離者,亦為較佳的方法。
控制金屬支撐體33的溫度之方法並無特別限制,有吹送暖風或冷風之方法,或是使溫水接觸於金屬支撐體33的內側之方法。使用溫水者,可有效率地進行熱傳遞,縮短金屬支撐體33的溫度成為一定溫度為止之時間,故較佳。使用暖風時,考量到因溶劑的蒸發潛熱所導致之膜片的溫度降低,有時會使用溶劑之沸點以上的暖風,且一面防止發泡而使用較目的溫度更高之溫度的風。尤其從澆注至剝離為止之間,較佳係改變支撐體的溫度及乾燥風的溫度來有效率地進行乾燥。
(3)溶劑蒸發步驟
此步驟中,係加熱由在金屬支撐體33上所澆注之塗 料所形成的膜(膜片),以使溶劑蒸發。使溶劑蒸發時,係有從膜片的表面(與金屬支撐體33為相反側)吹送風之方法、或是藉由液體從金屬支撐體33的內面(與膜片為相反側之面)傳熱之方法、或是藉由輻射熱從表裏側傳熱之方法等,內面液體傳熱方法,其乾燥效率良好,故較佳。此外,亦可較佳地使用組合此等之方法。較佳係在40~100℃的環境下,於金屬支撐體33上使澆注後之金屬支撐體33上的膜片乾燥。維持在40~100℃的環境下者,較佳係將該溫度的熱風吹抵至膜片上面,或是藉由紅外線等之手段來加熱。
從面品質、透濕性、剝離性之觀點來看,較佳係在30~120秒內將該膜片從金屬支撐體33中剝離。
(4)剝離步驟
此步驟中,係將在金屬支撐體33上使溶劑蒸發後之膜片,藉由剝離輥35於既定的剝離位置上剝離。以下係將剝離後之膜片稱為膜片36。膜片36被傳送至下一步驟。
金屬支撐體33上之剝離位置的溫度,較佳為10~40℃的範圍,更佳為11~30℃的範圍。
剝離時點中之金屬支撐體33上之膜片的殘留溶劑量,較佳係因應乾燥條件的強弱、金屬支撐體33的長度等,於50~120質量%的範圍內剝離。在殘留溶劑量較多之時點中剝離時,膜片變得過度柔軟,而損及剝離時 的平面性,容易因剝離張力而產生光澤或縱向條紋,所以在兼顧經濟速度與品質下,決定剝離時的殘留溶劑量。膜片的殘留溶劑量,係以下述式所定義。
殘留溶劑量(質量%)=(膜片之加熱處理前的質量-膜片之加熱處理後的質量)/(膜片之加熱處理後的質量)×100
在此,測定殘留溶劑量時之加熱處理,係表示在115℃進行1小時的加熱處理。
將膜片從金屬支撐體33中剝離時之剝離張力,通常為196~245N/m的範圍內,當剝離時容易產生皺摺時,較佳係以190N/m以下的張力來剝離。
本實施形態中,該金屬支撐體33上之剝離位置的溫度,較佳設為-50~40℃的範圍內,尤佳為10~40℃的範圍內,最佳為15~30℃的範圍內。
(5)拉伸、乾燥步驟
此步驟中,係依序進行預乾燥步驟、拉伸步驟、主乾燥步驟。預乾燥可視需要來進行。
<預乾燥步驟>
係使從金屬支撐體33剝離所得之膜片36乾燥。膜片36的乾燥,可藉由配置在上下方之多數個輥,一面運送膜片36一面乾燥,或是如拉幅乾燥機般之以夾鉗來固定 膜片36的兩端部,並一面運送一面乾燥。
使膜片36乾燥之手段並無特別限制,一般可藉由熱風、紅外線、加熱輥、微波等來進行,從簡便之點來看,較佳藉由熱風來進行。
膜片36的乾燥步驟中之乾燥溫度,較佳係於薄膜之玻璃轉移點的-5℃以下、100℃以上的溫度進行10分鐘以上60分鐘以下之熱處理,此係具有效果。較佳係在乾燥溫度為100~200℃的範圍內,更佳為110~160℃的範圍內進行乾燥。
<拉伸步驟>
此步驟中,係對從金屬支撐體33中剝離且視需要進行預乾燥後之膜片36,進行MD方向及/或TD方向之拉伸。此時,較佳係至少藉由拉幅拉伸裝置37於TD方向上進行拉伸。
拉伸步驟中的拉伸,可設為單軸拉伸或雙軸拉伸。雙軸拉伸,亦包含於某一方向上進行拉伸,並緩和另一方向的張力而收縮之樣態。
本實施形態之相位差薄膜,較佳係以使拉伸後的膜厚成為期望範圍之方式,於MD方向及/或TD方向,較佳於TD方向上,於(Tg+15)~(Tg+50)℃的溫度範圍中進行拉伸。Tg為薄膜的玻璃轉移溫度(℃)。於上述溫度範圍進行拉伸時,容易調整阻滯,且可降低拉伸應力,而使霧度降低。此外,可抑制斷裂的產生,而得 到平面性、薄膜本身的著色性優異之偏光板用的相位差薄膜。拉伸溫度,較佳係於(Tg+20)~(Tg+40)℃的範圍進行。
在此所謂玻璃轉移溫度Tg,為使用市售的示差掃描熱析儀,以升溫速度20℃/分進行測定,並依循JIS K7121(1987)所求取之中間點玻璃轉移溫度(Tmg)。具體之相位差薄膜之玻璃轉移溫度Tg的測定方法,為依循JIS K7121(1987),使用Seiko Instruments股份有限公司製的示差掃描熱析儀DSC220來測定。
本實施形態之相位差薄膜,較佳至少於TD方向上將膜片36拉伸1.1倍以上。拉伸的範圍,相對於原寬度,較佳為1.1~1.5倍,尤佳為1.05~1.3倍。若位於上述範圍內,則薄膜中之分子的移動大,不僅可得到期望的阻滯值,並且可將薄膜之尺寸變化的動作控制在期望範圍內。
再者,該拉伸,當製膜後之殘留溶劑量為40質量%以上時,較佳係開始於MD方向上將該薄膜拉伸,殘留溶劑量未達40質量%時,較佳係於於TD方向上拉伸。
為了於MD方向上拉伸,較佳係以剝離張力為130N/m以上進行剝離,特佳為150~170N/m。由於剝離後的膜片處於高殘留溶劑狀態,故藉由維持與剝離張力相同之張力,可進行於MD方向上之拉伸。隨著使膜片乾燥而使殘留溶劑量減少,於MD方向上之拉伸率降低。
MD方向的拉伸倍率,可從鋼帶支撐體的轉速與拉幅機運轉速度中算出。
於TD方向上拉伸時,例如可使用如日本特開昭62-46625號公報所示般之於乾燥的全部步驟或一部分步驟中,於寬度方向上藉由夾鉗或銷,一面將膜片的寬度兩端保持寬度一面進行乾燥之方法(稱為拉幅方式),當中可較佳地使用採用夾鉗之拉幅方式、採用銷之銷拉幅方式。
本實施形態之相位差薄膜,藉由拉伸而必然具有阻滯。相位差薄膜之面內方向的阻滯值Ro及厚度方向的阻滯值Rt之各值,可使用前述自動複折射率計Axo Scan進行三維折射率測定,並從所得之折射率nx、ny、nz算出。
<主乾燥步驟>
拉伸後之膜片36,係作為薄膜F被運送至乾燥裝置38,並藉由與上述預乾燥相同之手法於此進行乾燥。主乾燥步驟中的乾燥條件,可與預乾燥步驟不同。主乾燥步驟中,從不易產生纖維素酯系樹脂與添加劑之配向偏離,並抑制因含水或之後的乾燥及濕熱變動所造成之阻滯值Rth的變動之觀點來看,於拉伸後,較佳係以低於拉伸溫度之溫度且為100℃以上,進行5分鐘以上的乾燥,尤佳係於110~150℃進行10~20分鐘的乾燥。
<滾紋加工>
於上述主乾燥結束後、薄膜F的捲取前,設置切割器將薄膜F的端部切離者,可得到良好的捲取樣態,故較佳。此外,較佳係對薄膜的寬度兩端部進行滾紋加工。
滾紋加工,可藉由按壓經加熱後之壓印輥來形成。壓印輥上形成有細微凹凸,藉由按壓壓印輥以將凹凸形成於薄膜,可將端部形成較蓬鬆。薄膜F的寬度兩端部之滾紋的高度,較佳為4~20μm,寬度為5~20mm。
(6)捲取步驟
此步驟中,係在殘留溶劑量成為2質量%以下之後,藉由捲取裝置39來捲取薄膜F之步驟。藉由使殘留溶劑量成為0.4質量%以下,可得到尺寸穩定性良好之薄膜。
薄膜F的捲取方法,可使用一般所使用者,係有定扭矩法、定張力法、斜張力法、內部應力為一定之程式張力控制法等,可分開使用此等方法。
[對向薄膜]
接著說明偏光板的對向薄膜(介於偏光子與相位差薄膜相對向之薄膜)。對向薄膜,可由含有聚酯或丙烯酸等樹脂之薄膜所構成。
(聚酯薄膜)
對向薄膜,可為面內具有超複折射性,且波長380nm 中的光穿透率為50%以上之聚酯薄膜。在此,所謂面內具有超複折射性,意指面內方向的阻滯值Ro為8000nm以上。對向薄膜之波長380nm中的光穿透率,較佳為60~95%,尤佳為70~95%,更佳為80~95%。
對向薄膜中,使波長380nm中的光穿透率成為50%以上之方法,於對向薄膜中不添加會吸收波長380nm附近的光之添加劑者乃為有效,尤佳係不添加會吸收紫外線之紫外線吸收劑。
本實施形態之聚酯薄膜,為拉伸聚酯薄膜,該阻滯值Ro的下限值,從顯現超複折射性之觀點來看,較佳為8000nm,尤佳為10000nm。另一方面,拉伸聚酯薄膜之阻滯值Ro的上限值,即使使用具有該值以上的阻滯值Ro之薄膜,實質上亦無法得到觀看性之進一步的改善效果,此外,因應阻滯值Ro的大小,薄膜的厚度亦有上昇之傾向,所以從違反對薄型化的需求之觀點,以及作為工業材料的處理性降低之觀點來看,較佳係設定在30000nm。
當聚酯薄膜中含有紫外線吸收劑時,複折射性會降低。為了確保超複折射性,必須提高製造聚酯薄膜時之拉伸倍率,或是調整拉伸溫度等。然而,適用此等手段時,會導致霧度的增大,使顯示裝置的對比降低。此外,雖有增厚聚酯薄膜的膜厚以增大複折射值之手段,但在伴隨著顯示裝置的大型化而要求輕量化、薄膜化中,會導致質量與厚度的增加。此外,由於聚酯薄膜變厚,亦有 起因於製造偏光板或顯示裝置時之處理性的降低,而成為製造缺失或故障等原因。本實施形態中,由於在對向薄膜(聚酯薄膜)中不添加紫外線吸收劑,所以不會產生上述問題。
拉伸聚酯薄膜,面內方向的阻滯值Ro與厚度方向的阻滯值Rt之比(Ro/Rt)之值,較佳為0.2以上,尤佳為0.5以上,更佳為0.6以上。
Ro/Rt的最大值為2.0(亦即為完全單軸對稱性薄膜),隨著愈接近完全單軸對稱性薄膜,與配向方向正交之方向的機械強度有降低之傾向。因此,聚酯薄膜之Ro/Rt的上限,較佳為1.2以上,尤佳為1.0以下。
拉伸聚酯薄膜的原料樹脂之聚酯,其透明性優異,同時熱與機械特性亦優異,且可藉由拉伸加工而容易控制阻滯。聚酯中,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯。以聚對苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯為代表之聚酯,其固有複折射大,即使薄膜的厚度薄,亦可相對容易得到較大阻滯,故較佳。尤其是聚對苯二甲酸乙二酯,該固有複折射率於聚酯中亦大,所以在欲特別使阻滯提升時,或是一面增高阻滯一面薄化薄膜的厚度時為佳。
(拉伸聚酯薄膜的製造方法)
以下說明拉伸聚酯薄膜之製造方法的概要。
聚酯薄膜,可使任意的二羧酸與二醇縮合而 得。二羧酸,例如可列舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、二苯基羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基碸羧酸、蒽二羧酸、1,3-環戊烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸、六氫對苯二甲酸、六氫間苯二甲酸、丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3-二乙基琥珀酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、二聚物酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二羧酸等。
二醇,例如可列舉出乙二醇、丙二醇、六亞甲二醇、新戊二醇、1,2-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、十亞甲二醇、1,3-丙烷二醇、1,4-丁烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)碸等。
構成聚酯薄膜之二羧酸成分與二醇成分,分別可使用1種或2種以上。構成聚酯薄膜之具體的聚酯樹脂,例如可列舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘二甲酸乙二酯(PEN),尤佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。聚酯樹脂,可視需要含有其他共聚合成分,從機械強度之點來看,共聚合成分的比率較佳為3莫耳%以下,尤佳為2莫耳%以下,更佳為1.5莫耳%以下。此等樹脂,其透明性優異,同時熱與機械特性亦優異。此外,此等樹脂可藉由 拉伸加工而容易控制阻滯。
聚酯薄膜,可依循一般的製造方法而得。具體而言,可列舉出以下熔融澆注法等,亦即使聚酯樹脂熔融,並在玻璃轉移溫度以上的溫度中,應用輥的速度差將擠壓成形為薄片狀之無配向聚酯往縱向拉伸後,藉由拉幅機往橫向拉伸,並施以熱處理以及視需要之鬆緩處理,藉此可製造拉伸聚酯薄膜。拉伸聚酯薄膜,可為單軸拉伸薄膜或雙軸拉伸薄膜。
用以得到聚酯薄膜之製造條件,可依循一般所知的手法來適當地設定。例如,縱向拉伸溫度及橫向拉伸溫度,通常為80~130℃,較佳為90~120℃。縱向拉伸倍率通常為1.0~3.5倍,較佳為1.0倍~3.0倍。此外,橫向拉伸倍率通常為2.5~6.0倍,較佳為3.0~5.5倍。
將阻滯值控制在特定範圍者,可藉由適當地設定拉伸倍率或拉伸溫度、薄膜的厚度來進行。例如,縱向拉伸與橫向拉伸的拉伸倍率差愈高,拉伸溫度愈低,薄膜的厚度愈厚,愈容易得到高阻滯。相反的,縱向拉伸與橫向拉伸的拉伸倍率差愈低,拉伸溫度愈高,薄膜的厚度愈薄,愈容易得到低阻滯。此外,拉伸溫度愈高,總拉伸倍率愈低,愈容易得到阻滯值與厚度方向的阻滯值之比(Ro/Rt)低之薄膜。相反的,拉伸溫度愈低,總拉伸倍率愈高,愈容易得到阻滯值與厚度方向的阻滯值之比(Ro/Rt)高之薄膜。再者,熱處理溫度,較佳通常為140~240℃的範圍內,尤佳為170~240℃的範圍內。
鬆緩處理的溫度,通常為100~230℃的範圍內,尤佳為110~210℃的範圍內,更佳為120~180℃的範圍內。此外,鬆緩量,通常為0.1~20%的範圍內,較佳為1~10%的範圍內,尤佳為2~5%的範圍內。此鬆緩處理的溫度及鬆緩量,較佳係設定為使鬆緩處理後的聚酯薄膜之150℃時的熱收縮率成為2%以下。
此外,單軸拉伸及雙軸拉伸處理中,於橫向拉伸後,為了緩和以彎曲為代表之配向主軸的扭曲,可再次進行熱處理或拉伸處理。由彎曲所造成之配向主軸相對於拉伸方向之扭曲的最大值,較佳為30°以內,尤佳為15°以內,更佳為8°以內。當配向主軸之扭曲的最大值超過30°時,於後續步驟中構成偏光板而形成多層化時,於多層之間有時會產生光學特性的不均一。在此所謂配向主軸,意指拉伸聚酯薄膜上的任意點上之分子配向方向。此外,所謂配向主軸相對於拉伸方向之扭曲,意指配向主軸與拉伸方向之角度差。再者,所謂該最大值,意指在垂直於長度方向之方向上之值的最大值。前述配向主軸,例如可使用相位差薄膜-光學材料檢查裝置RETS(大塚電子股份有限公司製)或分子配向計MOA(王子計測機器股份有限公司製)來測定。
為了抑制聚酯薄膜中之阻滯值的變動,薄膜的厚度不均較小者為佳。當為了形成阻滯值差而降低縱向拉伸倍率時,有時會使縱向厚度不均(以下稱為「厚度不均」之值變高。縱向厚度不均之值,由於在拉伸倍率的某 特定範圍中具有極高之區域,所以較佳係設定可脫離該範圍之製膜條件。
拉伸聚酯薄膜的厚度不均,較佳為5.0%以下,尤佳為4.5%以下,更佳為4.0%以下,特佳為3.0%以下。薄膜的厚度不均,可藉由任意手段來測定。例如,可採集在薄膜的運送方向上呈連續之錐狀樣本(長3m),並使用市售的測定機,例如Seiko EM公司製的「電子測微儀Millitron 1240」,以1cm間距測定100點的厚度,求取厚度的最大值(dmax)、最小值(dmin)、平均值(d),並藉由下述式算出厚度不均(%)。
厚度不均(%)=((dmax-dmin)/d)×100
拉伸聚酯薄膜的厚度為任意,例如於15~300μm的範圍內,較佳於30~200μm的範圍內適當地設定,尤其為60~80μm的範圍時,從可同時達到薄膜化與良好的觀看性之觀點來看為佳。
於拉伸聚酯薄膜之至少一方的面,可具有各種功能層。該功能層,例如可使用選自由硬塗層(亦稱為紫外線硬化樹脂層)、防眩層、抗反射層、低反射層、低反射防眩層、抗反射防眩層、抗帶電層、聚矽氧層、黏著層、防污層、耐指紋層、撥水層、及濾藍光層等所組成之群組的1種以上。本實施形態中,於作為對向薄膜之拉伸聚酯薄膜的觀看面側,較佳係形成為具有紫外線硬化樹脂層之構成。此外,藉由設置防眩層、抗反射層、低反射層、低反射防眩層、抗反射防眩層,亦令人期待可進一步 改善從斜向觀看時之色不均之效果。
於設置各種功能層時,較佳係於拉伸聚酯薄膜的表面設置易接著層。此時,從抑制因反射光所造成之干涉之觀點來看,較佳係調整為使易接著層的折射率成為功能層的折射率與配向薄膜的折射率之相乘平均值附近。易接著層之折射率的調整,可採用一般所知的方法,例如可藉由在黏合劑樹脂中含有鈦或鋯或其他金屬種類而容易地調整。易接著層的形成所使用之塗布液,較佳係含有水溶性或水分散性的共聚合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂及聚胺甲酸酯樹脂中之至少1種之水性塗布液。此等塗布液,例如可列舉出日本特公平6-81714號公報、日本特許第3200929號公報、日本特許第3632044號公報、日本特許第4547644號公報、日本特許第4770971號公報、日本特許第3567927號公報、日本特許第3589232號公報、日本特許第3589233號公報、日本特許第3900191號公報、日本特許第4150982號公報等所揭示之水溶性或水分散性的共聚合聚酯樹脂溶液、丙烯酸樹脂溶液、及聚胺甲酸酯樹脂溶液等。
(紫外線硬化樹脂層)
本實施形態中,如上述般,對向薄膜較佳為具有紫外線硬化樹脂層(以下亦稱為硬塗層)之構成。
硬塗層,為用以將硬塗性賦予至對向薄膜的表面之層,例如為使用含有紫外線硬化樹脂與光聚合起始 劑之硬塗層形成用組成物,形成塗膜後,藉由紫外線的照射使紫外線硬化樹脂硬化而形成之層。
可適用在本實施形態之紫外線硬化樹脂,只要是具備藉由紫外線而硬化之特性之樹脂成分即可,並無特別限制,代表性的樹脂材料,可列舉出具有丙烯酸酯系的官能基之化合物等之具有1或2以上的不飽和鍵之化合物。具有1個不飽和鍵之化合物,例如可列舉出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯啶酮等。具有2個以上的不飽和鍵之化合物,例如可列舉出聚三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己烷二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯等,以及以環氧乙烷(EO)等將此等改質之多官能化合物,或是上述多官能化合物與(甲基)丙烯酸酯等之反應生成物(例如多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯)等。所謂「(甲基)丙烯酸酯」,意指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
除了上述化合物之外,具有不飽和雙鍵之相對低分子量(數量平均分子量300~8萬,較佳為400~5000)的聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、醇酸樹脂、螺旋縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇聚烯樹脂等,亦可使用作為上述紫外線硬化樹 脂。此時的樹脂,包含單體以外的二聚物、低聚物、聚合物全體。
本實施形態之較佳的化合物,可列舉出具有3個以上的不飽和鍵之化合物。使用此化合物時,可提高所形成之硬塗層的交聯密度,而可提高塗膜硬度。
具體而言,較佳可適當地組合三丙烯酸新戊四醇酯、四丙烯酸新戊四醇酯、聚酯多官能丙烯酸低聚物(3~15官能)、胺甲酸乙酯多官能丙烯酸低聚物(3~15官能)等而使用。
紫外線硬化樹脂,亦可與溶劑乾燥型樹脂(熱塑性樹脂等,僅需使塗布時用以調整固體成分所添加之溶劑乾燥,即可形成皮膜之樹脂)併用而使用。藉由併用溶劑乾燥型樹脂,可有效地防止塗布面的皮膜缺陷。可與紫外線硬化樹脂併用而使用之溶劑乾燥型樹脂,並無特別限定,可使用一般的熱塑性樹脂。
光聚合起始劑並無特別限定,可使用一般所知者,例如,光聚合起始劑可列舉出苯乙酮類、二苯基酮類、米歇勒苯甲醯苄酸酯、α-戊基肟酯、噻吨酮類、乙基苯基酮類、苄類、安息香類、醯基膦氧化物類。此外,較佳係混合使用光增感劑,該具體例,例如可列舉出正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦等。
光聚合起始劑,當紫外線硬化樹脂為具有自由基聚合性不飽和基之樹脂系時,較佳係單獨或混合使用苯乙酮類、二苯基酮類、噻吨酮類、安息香、安息香甲醚 等。此外,光聚合起始劑,當紫外線硬化樹脂為具有陽離子聚合性官能基之樹脂系時,較佳係單獨或作為混合物來使用芳香族重偶氮鹽、芳香族鋶鹽、芳香族錪鹽、金屬芳香類化合物、安息香磺酸酯等。
當光聚合起始劑為具有自由基聚合性不飽和基之紫外線硬化樹脂時,1-羥基-環己基-苯基-酮(商品名稱:IRGACURE 184、BASF Japan公司製),從與紫外線硬化樹脂之相溶性、及黃變亦少之理由來看為佳。
硬塗層形成用組成物中之光聚合起始劑的含量,相對於紫外線硬化樹脂100質量份,較佳為1.0~10質量份之範圍內。若添加量為1.0質量份以上,則可使硬塗層的硬度達到期望的條件,若為10質量份以下,則電離輻射線可到達所塗設之膜的深部,促進內部硬化,而得到目標之硬塗層表面的期望鉛筆硬度,從此點來看為佳。
光聚合起始劑的含量之尤佳的下限為2.0質量份,尤佳的上限為8.0質量份。藉由使上述光聚合起始劑的含量位於此範圍,於膜厚方向不會產生硬度分布,使硬塗層容易形成均一的硬度。
上述硬塗層形成用組成物,可含有溶劑。溶劑,可因應所使用之紫外線硬化樹脂成分的種類及溶解性來適當地選擇使用。例如,溶劑可例示出酮類(例如丙酮、丁酮、甲基異丁酮、環己酮、二丙酮醇等);醚類(例如二噁烷、四氫呋喃、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等);脂肪族烴類(例如己烷等);脂環式烴類 (例如環己烷等);芳香族烴類(例如甲苯、二甲苯等);鹵化烴類(例如二氯甲烷、二氯乙烷等);酯類(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等);水;醇類(例如乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇等);溶纖劑類(例如甲基溶纖劑、乙基溶纖劑等);溶纖劑乙酸酯類;亞碸類(例如二甲基亞碸等);及醯類(例如,二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等)等,亦可使用此等之混合溶劑。尤其,至少含有酮類的溶劑之丁酮、甲基異丁酮、環己酮中的任一種或是此等之混合物者,從與紫外線硬化樹脂之相溶性、塗布性優異之理由來看為佳。
此外,硬塗層形成用組成物中,因應提高硬塗層的硬度、抑制硬化收縮、防止結塊、控制折射率、賦予防眩性、控制粒子或硬塗層表面的性質等目的,可添加以往一般所知的有機微粒、無機微粒、分散劑、界面活性劑、抗帶電劑、矽烷偶合劑、增黏劑、抗著色劑、著色劑(顏料、染料)、消泡劑、平坦化劑、阻燃劑、接著賦予劑、聚合禁止劑、抗氧化劑、表面改質劑等。此外,上述硬塗層形成用組成物可含有光增感劑,該具體例,例如可列舉出正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦等。
上述硬塗層形成用組成物的調製方法,只要可均一地混合各構成成分即可,並無特別限定,例如可使用塗料混合機、珠磨機、捏揉機、摻合機等之一般所知的裝置來混合或溶解各構成成分而調製。
此外,將上述硬塗層形成用組成物塗布於上 述對向薄膜之方法並無特別限定,例如可列舉出旋轉塗布法、浸漬法、噴霧法、壓模塗布法、棒塗布法、輥塗布法、凹凸塗布法、快乾印刷法、網版印刷法、液滴塗布法等之一般所知之濕式塗布方法。
(丙烯酸薄膜)
本實施形態之對向薄膜,可為含有丙烯酸系樹脂之薄膜(丙烯酸薄膜)。丙烯酸系樹脂,亦包含甲基丙烯酸樹脂。丙烯酸薄膜,與聚酯薄膜相同,例如可藉由溶液澆注製膜法來製造。
(甲基)丙烯酸系樹脂,Tg(玻璃轉移溫度)較佳為115℃以上,尤佳為120℃以上,更佳為125℃以上,特佳為130℃以上。藉由使Tg成為115℃以上,可提升光學薄膜的耐久性。上述(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg的上限值,並無特別限定,從成形性之觀點來看,較佳為170℃以下。
(甲基)丙烯酸系樹脂,在不損及本實施形態的效果之範圍內,可採用任意之適當的(甲基)丙烯酸系樹脂。例如可列舉出聚甲基丙烯酸甲酯等之聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS樹脂等)、具有脂環族烴基之聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基 丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸降莰酯共聚物等)。較佳可列舉出聚甲基丙烯酸甲酯等之聚(甲基)丙烯酸C1-6烷酯。尤佳為以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50~100質量%,較佳為70~100質量%的範圍)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
(甲基)丙烯酸系樹脂的具體例,例如可列舉出Acrypet VH或Acrypet VRL20A、Dianal BR52、BR80、BR83、BR85、BR88(Mitsubishi Rayon股份有限公司製)、KT75(電氣化學工業股份有限公司製)、Delpet 60N、80N(Asahi Kasei Chemicals股份有限公司製)、日本特開2004-70296號公報所記載之於分子內具有環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂、藉由分子內交聯或分子內環化反應所得到之高Tg(甲基)丙烯酸樹脂系。
(甲基)丙烯酸系樹脂,較佳亦使用具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂,可列舉出日本特開2000-230016號公報、日本特開2001-151814號公報、日本特開2002-120326號公報、日本特開2002-254544號公報、日本特開2005-146084號公報等所記載者。
此外,(甲基)丙烯酸系樹脂,可使用具有不飽和羧酸烷酯的結構單位及戊二酸酐的結構單位之丙烯酸樹脂。前述丙烯酸樹脂,可列舉出日本特開2004-70290號公報、日本特開2004-70296號公報、日本特開2004-163924號公報、日本特開2004-292812號公報、日本特開2005-314534號公報、日本特開2006-131898號公報、日 本特開2006-206881號公報、日本特開2006-265532號公報、日本特開2006-283013號公報、日本特開2006-299005號公報、日本特開2006-335902號公報等所記載者。
此外,(甲基)丙烯酸系樹脂,可使用具有戊二醯亞胺單位、(甲基)丙烯酸酯單位及芳香族乙烯基單位之熱塑性樹脂。該熱塑性樹脂,可列舉出日本特開2006-309033號公報、日本特開2006-317560號公報、日本特開2006-328329號公報、日本特開2006-328334號公報、日本特開2006-337491號公報、日本特開2006-337492號公報、日本特開2006-337493號公報、日本特開2006-337569號公報等所記載者。
[對向薄膜的物性]
對向薄膜之面內方向的阻滯值Ro,可為350nm以下。此外,對向薄膜之厚度方向的阻滯值Rt,可為350nm以下。此時,例如可使用含有丙烯酸樹脂(包含丙烯酸-苯乙烯聚合物)之薄膜作為對向薄膜。
對向薄膜之面內方向的阻滯值Ro,可為8000nm以上。此外,對向薄膜之厚度方向的阻滯值Rt,可為8000nm以上。此時,例如可使用含有聚對苯二甲酸乙二酯樹脂之薄膜作為對向薄膜。
對向薄膜,較佳係含有聚對苯二甲酸乙二酯樹脂或丙烯酸樹脂。此時,可確實地實現透濕度為 200g/m2‧day以下之對向薄膜。順帶一提,丙烯酸的透濕度,例如當厚度為40μm時,為200g/m2‧day,聚對苯二甲酸乙二酯樹脂的透濕度,例如當厚度為80μm時,為20g/m2‧day。透濕度的測定條件,為40℃、90% RH。
對向薄膜的厚度,較佳為10μm以上40μm以下。藉由使用薄型的對向薄膜,能夠有益於實現薄型的偏光板。
[實施例]
以下係列舉出實施例來具體說明本發明,但本發明並不限定於此等。實施例中,係使用「份」或「%」之表示,在無特別言明時,係表示「質量份」或「質量%」。
以下實施例及比較例所使用之含氮雜環化合物,係製備下述所示者。
<相位差薄膜的製作> [相位差薄膜A1的製作] <微粒分散液1>
在溶解器中將以上成分攪拌50分鐘使其混合後,藉由Manton-Gaulin均質機進行分散。
<微粒添加液1>
一面充分地攪拌投入有二氯甲烷之溶解槽,一面緩慢地添加微粒分散液1。此外,係以使二次粒子的粒徑成為既定大小之方式,藉由磨碎機進行分散。以日本精線股份有限公司製的絲線NF將此過濾,而調製出微粒添加液1。
<塗料的調製>
調製下述組成的塗料。首先將二氯甲烷與乙醇添加於加壓溶解槽。接著,在裝入有溶劑之加壓溶解槽中一面攪拌一面投入纖維素乙酸酯。將此加熱並一面攪拌使其完全溶解。使用安積濾紙股份有限公司製的安積濾紙No.244 進行過濾,而調製出塗料。
上述醣酯化合物S,係使用BzSc(蔗糖苯甲醯:醣殘餘基為B-2、取代基為化學式12所記載之a1~a4的混合物、平均酯取代度=5.5)。
接著使用連續式鋼帶流體澆注裝置,於溫度33℃,以1500mm的寬度,將調製出之塗料均一地澆注於不銹鋼帶支撐體上。不銹鋼帶的溫度控制在30℃。
在不銹鋼帶支撐體上,使溶劑蒸發直至流體澆注(鑄膜)後之薄膜中的殘留溶劑量成為75質量%為止,接著以剝離張力130N/m從不銹鋼帶支撐體中剝離。
將剝離後之纖維素酯薄膜,一面施加160℃的熱一面使用拉幅機於寬度方向上拉伸30%。拉伸開始時的殘留溶劑量為15質量%。接著一面以多數個輥於乾燥區中運送一面結束乾燥。乾燥溫度為130℃,運送張力設為100N/m。乾燥後,將薄膜切條為1.5m寬,對薄膜兩端施以寬10mm、高10μm的滾紋加工,捲取為輥狀,而得到 乾燥膜厚35μm的纖維素酯薄膜之相位差薄膜A1。捲長為5200m。使用前述自動複折射率計Axo Scan(Axo Scan Muller Matrix Polarimeter:Axometrics公司製)來測定所製作之相位差薄膜A1的面內阻滯值Ro,於測定波長590nm中,Ro=50nm。
[相位差薄膜A2~A4的製作]
除了將紫外線吸收劑(UV吸收劑)及阻滯提升劑(R提升劑)的種類變更如第1表所示者之外,其他與上述相位差薄膜A1的製作相同而製作出相位差薄膜A2~A4。
[相位差薄膜B1~B4的製作]
除了不使用UV吸收劑之外,其他與上述相位差薄膜A1的製作相同而製作出相位差薄膜B1~B4。
[UV穿透率的測定]
藉由以下的手法來求取所製作之相位差薄膜A1~A4的紫外線(UV)穿透率。亦即,藉由分光光度計(島津製作所股份有限公司UV-3100PC型),以掃描速度:低速、取樣間距:2nm的條件下,於波長300~700nm區域中連續地測定光穿透率,並檢測出波長380nm中的光穿透率作為UV穿透率。
[波長分散的測定]
使用自動複折射率計Axo Scan來求取不含UV吸收劑之相位差薄膜B1~B4之測定波長450nm及650nm中的面內阻滯值Ro1(450)及Ro1(650),並對各相位差薄膜B1~B4求取波長分散DSP1。波長分散DSP1係以下列式所示。
DSP1=Ro1(450)/Ro1(650)
接著使用自動複折射率計Axo Scan來求取含有UV吸收劑之相位差薄膜A1~A4之測定波長450nm及650nm中的面內阻滯值Ro2(450)及Ro2(650),並對各相位差薄膜A1~A4求取波長分散DSP2。波長分散DSP2係以下列式所示。
DSP2=Ro2(450)/Ro2(650)
藉由以下式子來求取含有UV吸收劑前後之波長分散的差ΔDSP(波長分散的變化)。
ΔDSP=|DSP2-DSP1|
[對向薄膜的製作] (聚酯樹脂A的調製)
使酯化反應容器升溫,於200℃投入對苯二甲酸86.4質量份及乙二醇64.6質量份,一面加熱攪拌一面投入作為觸媒的三氧化銻0.017質量份、乙酸鎂四水合物0.064質量份、三乙基胺0.16質量份。於計示壓0.34MPa、溫度240℃之條件下進行加壓酯化反應。
接著使酯化反應容器返回常壓,添加磷酸0.014質量份。然後於15分鐘升溫至260℃,添加磷酸三甲酯0.012質量份。接著於15分鐘後,以高壓分散機進行分散處理,然後更於15分鐘後,將所得之酯化反應生成物移送至聚縮合反應罐,於280℃進行減壓下的聚縮合反應。
聚縮合反應結束後,以日本精線公司製的Naslon Filter NF-05S進行過濾處理,從噴嘴擠壓出束狀,預先進行過濾處理(孔徑:1μm以下)後,使用冷卻水進行冷卻而固化,並將樹脂切斷成粒狀。所得之聚酯樹脂A(聚對苯二甲酸乙二酯A)的固有黏度為0.62cm3/g,且實質上不含有非活性粒子及內部析出粒子。
(接著性改質層形成用塗布液的調製)
藉由常用方法來進行酯交換反應及聚縮合反應,(相對於二羧酸成分全體)使用對苯二甲酸46莫耳%、間苯二甲酸46莫耳%及5-磺酸酯間苯二甲酸鈉8莫耳%來作為二羧酸成分,(相對於二醇成分全體)使用乙二醇50莫耳%及新戊二醇50莫耳%來作為二醇成分,而調製出該組成之含水分散性磺酸金屬鹼之共聚合聚酯樹脂。
接著混合水51.4質量份、異丙醇38質量份、正丁基溶纖劑5質量份、及非離子系界面活性劑0.06質量份後,加熱攪拌並到達77℃後,加入上述含水分散性磺酸金屬鹼之共聚合聚酯樹脂5質量份,持續加熱攪拌至 樹脂的凝固消失為止後,使樹脂水分散液冷卻至常溫,而得到固體成分濃度為5.0質量%之均一的水分散性共聚合聚酯樹脂液。
再者,使凝聚體二氧化矽粒子(Fuji Silysia股份有限公司製、Sylysia 310)3質量份分散於水50質量份。將Sylysia 310的水分散液0.54質量份加入於上述水分散性共聚合聚酯樹脂液99.5質量份,一面攪拌一面加入水20質量份,調製出接著性改質層形成用塗布液。
(聚酯薄膜的調製)
藉由常用方法使上述調製出之聚酯樹脂A乾燥並供給至擠壓機,於285℃熔融,以不鏽鋼燒結體的濾材(公稱過濾精度10μm粒子截取95%)過濾此聚合物,從噴口擠壓成薄片狀後,使用靜電施加鑄膜法捲繞於表面溫度30℃的鑄膜滾筒以冷卻固化,而製作出未拉伸之聚酯薄膜(PET薄膜)。
接著藉由反轉輥法,以使乾燥後的塗布量成為0.08g/m2之方式將上述調製出之接著性改質層形成用塗布液塗布於此未拉伸之PET薄膜的雙面後,於80℃乾燥20秒。
將形成此接著性改良層後之未拉伸薄膜導入於拉幅拉伸機,一面以夾鉗握持薄膜的端部,一面於溫度125℃的加熱區中往寬度方向拉伸4倍。
接著在維持並保持寬度方向上被拉伸後之寬 度下,於溫度225℃處理30秒,然後於寬度方向上進行3%的緩和處理,而製作出薄膜厚度為60μm之單軸配向聚對苯二甲酸乙二酯之對向薄膜。
[偏光板1的製作]
使用上述所製作之相位差薄膜A1及對向薄膜,依循下述所記載的方法來製作偏光板1。
(偏光子的製作)
將厚度60μm的長條狀聚乙烯醇薄膜,一面介於導引輥連續地運送,一面浸漬在調配有碘與碘化鉀之染色浴(30℃)以進行染色處理,並實施2.5倍的拉伸處理。接著於添加有硼酸與碘化鉀之酸性浴(60℃)中,施以整體為5.0倍的拉伸處理與交聯處理,將所得之厚度12μm的碘-PVA系薄膜,於乾燥機中,於50℃乾燥30分鐘,而得到水分率4.9%之偏光子。
(水系接著劑A的調製)
混合下述所記載之各成分,調製出水系接著劑A。
(相位差薄膜的前處理)
將相位差薄膜A1浸漬在皂化處理液(60℃的氫氧化鈉水溶液、濃度10質量%)30秒。接著進行2次浸漬在水浴5秒之操作,然後以水的沖淋進行5秒的洗淨後,進行乾燥。乾燥條件設為70℃、2分鐘。
接著於30℃的水中浸漬10秒以進行膨潤處理,然後於40℃施以53秒的乾燥後,進行以下的貼合。
(貼合處理)
對相位差薄膜A1及對向薄膜的各貼合面側施以電暈處理後,分別塗布上述水系接著劑A,並分別貼合於偏光子的雙面。然後立即於設定在80℃之熱風循環式乾燥機中乾燥5分鐘,而製作出偏光板1。
[偏光板2~4的製作]
除了將相位差薄膜A1取代為相位差薄膜A2~A4之外,其他與上述相同而製作出偏光板2~4。
[偏光板11~14的製作]
除了將相位差薄膜A1~A4取代為相位差薄膜B1~B4之外,其他與上述相同而製作出偏光板11~14。
[液晶顯示裝置的製作]
使用市售的VA型液晶顯示裝置(SONY公司製40型顯示器KLV-40J3000),將貼合於液晶單元的雙面之偏光板剝離,並以分別位於液晶單元的外側之方式貼合所製作之偏光板1、1,而製作出液晶顯示裝置101。此時,於各偏光板1、1中,以使相位差薄膜成為液晶單元側之方式來貼合。
除了將2片偏光板1、1變更為偏光板2、2,偏光板3、3,偏光板4、4之外,其他與上述相同而製作出液晶顯示裝置102~104。
此外,除了將2片偏光板1、1~偏光板4、4變更為偏光板11、11~偏光板14、14之外,其他與上述相同而製作出液晶顯示裝置111~114。
[色彩偏移的評估]
使所製作之液晶顯示裝置101、111進行白顯示,且從斜向觀看顯示面時,確認色調的變化。然後根據以下基準來評估色彩偏移。此外,對於其他液晶顯示裝置102、112、液晶顯示裝置103、113、液晶顯示裝置104、114,亦與上述同樣地進行白顯示,並根據以下基準來評估色彩偏移。
《評估基準》
○:於將具有含有UV吸收劑之相位差薄膜之偏光板貼合於液晶單元之液晶顯示裝置,與將具有不含UV吸收 劑之相位差薄膜之偏光板貼合於液晶單元之液晶顯示裝置中,色彩顯現(色調)為同等。
×:於將具有含有UV吸收劑之相位差薄膜之偏光板貼合於液晶單元之液晶顯示裝置,與將具有不含UV吸收劑之相位差薄膜之偏光板貼合於液晶單元之液晶顯示裝置中,色彩顯現(色調)為不同。
第1表係彙總顯示相位差薄膜A1~A4的特性與色彩偏移的評估。
從第1表中,可得知於相位差薄膜中,當ΔDSP超過0.01時,適用在液晶顯示裝置時會引起色彩偏移(參考相位差薄膜A3、A4),ΔDSP為0.01以下時,可抑制色彩偏移(參考相位差薄膜A1、A2)。可將ΔDSP抑制在0.01以下者,可考量為適當地選擇(組合)作為UV吸收劑及R提升劑之各含氮雜環化合物之故。
以上所說明之本實施形態之相位差薄膜、偏光板及液晶顯示裝置,可表現如下。
1.一種相位差薄膜,其係面內方向的阻滯值Ro為20nm以上之纖維素酯系的相位差薄膜,其特徵為: 藉由含有紫外線吸收劑,使波長380nm中的光穿透率成為10%以下,含有前述紫外線吸收劑前後之前述相位差薄膜的前述阻滯值Ro之波長分散的差為0.01以下。
2.如前述1之相位差薄膜,其中含有2種以上的含氮雜環化合物作為添加劑。
3.如前述2之相位差薄膜,其中含有使前述阻滯值Ro提升之阻滯提升劑,前述阻滯提升劑,由前述2種以上的含氮雜環化合物中任一種所構成,前述紫外線吸收劑,由前述2種以上的含氮雜環化合物中之與前述阻滯提升劑不同的化合物所構成。
4.如前述3之相位差薄膜,其中前述紫外線吸收劑為苯并三唑系化合物或三嗪系化合物。
5.如前述3或4之相位差薄膜,其中前述阻滯提升劑為吡唑系化合物。
6.一種偏光板,其特徵為具有:如前述1至5中任一項之相位差薄膜、偏光子、以及於與前述相位差薄膜之間夾持前述偏光子之對向薄膜。
7.如前述6之偏光板,其中前述對向薄膜的透濕度為200g/m2‧day以下。
8.一種液晶顯示裝置,其特徵為具有:如前述 6或7之偏光板、以及液晶單元,前述偏光板,相對於前述液晶單元位於觀看側,前述偏光板的前述相位差薄膜,相對於前述偏光板的前述偏光子位於前述液晶單元側。
[產業上之可應用性]
本發明可應用在相位差薄膜。

Claims (9)

  1. 一種相位差薄膜,其係面內方向的阻滯值Ro為20nm以上之纖維素酯系的相位差薄膜,其特徵為:前述纖維素酯系的相位差薄膜僅由纖維素乙酸丙酸酯所構成,藉由含有紫外線吸收劑,使波長380nm中的光穿透率成為10%以下,含有前述紫外線吸收劑前後之前述相位差薄膜的前述阻滯值Ro之波長分散的差為0.01以下,前述波長分散,意指波長450nm之面內方向的阻滯值相對於波長650nm之面內方向的阻滯值之比的值。
  2. 如請求項1之相位差薄膜,其中作為可塑劑僅含有糖酯。
  3. 如請求項1之相位差薄膜,其中含有2種以上的含氮雜環化合物作為添加劑。
  4. 如請求項3之相位差薄膜,其中含有使前述阻滯值Ro提升之阻滯提升劑,前述阻滯提升劑,由前述2種以上的含氮雜環化合物中任一種所構成,前述紫外線吸收劑,由前述2種以上的含氮雜環化合物中之與前述阻滯提升劑不同的化合物所構成。
  5. 如請求項4之相位差薄膜,其中前述紫外線吸收劑為苯并三唑(Benzotriazole)系化合物或三嗪(Triazine)系化合物。
  6. 如請求項4或5之相位差薄膜,其中前述阻滯提升劑為吡唑(Pyrazole)系化合物。
  7. 一種偏光板,其特徵為具有:如請求項1至6中任一項之相位差薄膜、偏光子、以及於與前述相位差薄膜之間夾持前述偏光子之對向薄膜。
  8. 如請求項7之偏光板,其中前述對向薄膜的透濕度為200g/m2.day以下。
  9. 一種液晶顯示裝置,其特徵為具有:如請求項7或8之偏光板、以及液晶單元,前述偏光板,相對於前述液晶單元位於觀看側,前述偏光板的前述相位差薄膜,相對於前述偏光板的前述偏光子位於前述液晶單元側。
TW106110559A 2016-03-31 2017-03-29 Phase difference film, polarizing plate and liquid crystal display device TWI649363B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016070500 2016-03-31
JP2016-070500 2016-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201736473A TW201736473A (zh) 2017-10-16
TWI649363B true TWI649363B (zh) 2019-02-01

Family

ID=59963939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106110559A TWI649363B (zh) 2016-03-31 2017-03-29 Phase difference film, polarizing plate and liquid crystal display device

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TWI649363B (zh)
WO (1) WO2017168807A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102126051B1 (ko) 2017-10-23 2020-06-23 삼성에스디아이 주식회사 액정 위상차 필름, 이를 포함하는 발광표시장치용 편광판 및 이를 포함하는 발광표시장치
JP7305306B2 (ja) * 2018-03-30 2023-07-10 日東電工株式会社 円偏光板
CN113156696A (zh) * 2021-04-14 2021-07-23 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201531404A (zh) * 2013-11-19 2015-08-16 Konica Minolta Inc 偏光板及使用此的液晶顯示裝置
TW201541161A (zh) * 2014-01-24 2015-11-01 Konica Minolta Inc 相位差薄膜、偏光板及va型液晶顯示裝置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4774303B2 (ja) * 2006-01-26 2011-09-14 富士フイルム株式会社 セルロースアシレートフィルム、光学補償シート、偏光板、及び液晶表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201531404A (zh) * 2013-11-19 2015-08-16 Konica Minolta Inc 偏光板及使用此的液晶顯示裝置
TW201541161A (zh) * 2014-01-24 2015-11-01 Konica Minolta Inc 相位差薄膜、偏光板及va型液晶顯示裝置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201736473A (zh) 2017-10-16
WO2017168807A1 (ja) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI775108B (zh) 偏光板、偏光板之製造方法及液晶顯示裝置
WO2015076101A1 (ja) 偏光板およびこれを用いた液晶表示装置
JP7088279B2 (ja) 偏光板、偏光板の製造方法及び液晶表示装置
WO2018070132A1 (ja) 偏光板および液晶表示装置
TWI649363B (zh) Phase difference film, polarizing plate and liquid crystal display device
TWI538944B (zh) A cellulose ester film, a method for producing the same, and a polarizing plate
TWI375836B (en) Polarizing plate and display using the same
TWI537129B (zh) Acylated cellulose film, polarizing plate and liquid crystal display device
TWI570167B (zh) Phase difference film, polarizing plate and liquid crystal display device
TW201710348A (zh) Va用相位差薄膜、va用相位差薄膜之製造方法、偏光板及垂直配向型液晶顯示裝置
TW201541161A (zh) 相位差薄膜、偏光板及va型液晶顯示裝置
JP6790358B2 (ja) 偏光板及び液晶表示装置
CN109844580B (zh) 偏振片和液晶显示装置
JP2017194620A (ja) 偏光板および液晶表示装置
TW201736455A (zh) 相位差薄膜、偏光板及液晶顯示裝置
WO2018074102A1 (ja) 位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置
TW201702293A (zh) 相位差薄膜、偏光板、垂直配向型液晶顯示裝置及相位差薄膜之製造方法
TW201726373A (zh) 光學薄膜
TWI564324B (zh) Phase difference film, polarizing plate and vertical alignment type liquid crystal display device
TWI599605B (zh) A retardation film, a polarizing plate and a vertical alignment type liquid crystal display device
TW201730266A (zh) 相位差薄膜、偏光板及液晶顯示裝置
JP2017191153A (ja) 偏光板および液晶表示装置
JP2016151648A (ja) 位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法、偏光板および垂直配向型液晶表示装置