光学树脂材料、该光学树脂材料的制造方法、含该材料的光学树脂构件及含该构件的偏振片的制作方法_4

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地制备特性双折射和光弹性 常数均为零的双折射聚合物。
[0070] (双折射的测定方法)
[0071] 本说明书中的"聚合物的特性双折射"是通过下述那样的方法测定的。首先,使用 适宜的有机溶剂,调制测定对象的聚合物溶液,利用该溶液制作薄膜,使用所得薄膜如下所 述地测定取向双折射及其取向度,由所得这些测定值求出聚合物的特性双折射。以由上述 单体形成的3成分体系的聚合物为例进行说明,首先,将所得聚合物与以质量比计为4倍量 的四氢呋喃一起放入玻璃制的样品管并搅拌,使其充分溶解。然后,使用刮刀涂布机将该聚 合物溶液在玻璃板上以约〇. 3_的厚度展开,在室温下放置1天,使其干燥。接着,将所得 薄膜从玻璃板剥离,在60°C的减压干燥机内进一步干燥48小时,将所得厚度约40 μ m的聚 合物薄膜加工成哑铃状,利用TENSILON通用试验机(Orientec Co. ,Ltd.制造)进行单轴 拉伸。此时,将拉伸温度调整为120~140°C,将拉伸速度调整为2~30mm/min.,以拉伸倍 率I. 1~3. 0等的范围进行调整,制作若干取向度f的薄膜。此外,使用自动双折射测定装 置ABR-10A(Uniopt Co.,Ltd.制造)测定拉伸后的薄膜的取向双折射。另外,通过红外吸 收二向色性法测定拉伸后的薄膜的取向度。此外,将如上所述地测得的取向双折射的值除 以拉伸后的薄膜的取向度(或进行外插),求出该聚合物的特性双折射。需要说明的是,通 过上述方法测定的由上述聚合物形成的薄膜的特性双折射在25°C下为0. 16 X 10 3,是被视 为在常温下几乎为零的大小。
[0072] (特性双折射的温度依赖性)
[0073] 使用由如上所述得到的3元系的共聚物(MMA/TFEMA/BzMA = 52. 0/42. 0/6. 0)形 成的特性双折射几乎为零的聚合物,以l〇2°C、40mm/min进行40mm热拉伸,拉伸后,在室温 下保存24小时,得到样品,对于所得样品,一边以16°C~70°C进行温度控制,一边调查其特 性双折射的温度依赖性。具体而言,测定利用温度控制装置将温度升温时的延迟量(Re)。 图2示出取向双折射的测定结果。其为将测得的延迟量除以薄膜厚28 μπι而求出的。进 而,将其除以聚合物薄膜中的聚合物分子链的取向度f = 〇. 107而得到的值为图3中示出 的特性双折射。由这些图可知,在25°C的室温附近双折射为零,但温度越增加,双折射越增 加。由这些图还可知,其温度依赖性相对地与温度处于线性的关系。另外可知,将取向双折 射0.1 OX 10 3的值乘以常规的偏振片保护薄膜的厚度80 μ m时,以延迟量计相当于8nm。通 常,Inm的延迟量在配置于正交尼科尔(正交的偏振片)间时能被看到,因此可知由该温度 变化造成的双折射变化的影响较大。
[0074] (聚合物的特性双折射的温度依赖性的研究)
[0075] 根据上述结果,本发明人等针对各种单体组成的光学薄膜进行同样的试验,针对 特性双折射的温度依赖性进行调查,在图4中示出其结果的一例。
[0076] 图4所示的例子为由MMA/MeMI (甲基马来酰亚胺)形成的2成分体系的共聚物, 共聚组成为MMA/MeMI = 80/20。如图4所示,与前文所示的图3中例示的3成分体系的共 聚物同样地,确认到聚合物的特性双折射表现出温度依赖性。特性双折射温度系数d Δ n°/ dT为2.9X105°C ^另外,虽然未图示,但确认到室温下表现出正特性双折射的聚合物和 室温下具有负特性双折射的聚合物均具有温度依赖性。
[0077](各均聚物的特性双折射的温度依赖性)
[0078] 可知图3、图4中示出结果的聚合物均相对于温度表现出正相关,但其水平不一 样,根据单体组成而不同。于是,为了研究其水平的差异,针对与各种单体相对应的均聚物, 以每1°C的Δη的变化量比较相关的水平。表1中示出各聚合物的25°C (室温)下的特性 双折射A n°的值、一边以15°C~70°C控制温度一边测定而得到的每1°C的Λ n的变化量即 特性双折射温度系数d △ n°/dT的结果。其结果,观察到相对于温度的相关的水平依赖于各 聚合物的侧链结构的倾向。例如揭示了,对于具有刚性结构的聚合物,相关的水平低,对于 具有非刚性且极化率各向异性大的结构的聚合物,相关的水平高。需要说明的是,表1中的 PPhMA为甲基丙烯酸苯酯的均聚物的缩写,PMI为与聚马来酰亚胺相对应的均聚物的缩写, PMeMI为与聚甲基马来酰亚胺相对应的均聚物的缩写,PEMI为与聚乙基马来酰亚胺相对应 的均聚物的缩写,PCHMI为与聚环己基马来酰亚胺相对应的均聚物的缩写,其它为与前文所 述的同样的均聚物的缩写。
[0079] 表1 :各均聚物的特性双折射的温度依赖性
[0081] 形成构成本发明的光学树脂材料的共聚物或聚合物的单体不限定于上述单体,例 如可以适宜地使用下述列举那样的芳香族单体、丙烯酸类单体、乙烯基系单体、马来酰亚胺 系单体、极性单体等。
[0082] 作为芳香族单体,例如可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯、烷 基苯氧基聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸6-(4, 6-二溴-2-异丙基苯氧基)-1_己 酯、丙烯酸6-(4, 6-二溴-2-仲丁基苯氧基)-1-己酯、丙烯酸2, 6-二溴-4-壬基苯酯、 丙稀酸2, 6-二溴_4_十二烷基苯酯、丙稀酸2-(1-萘氧基)_1_乙酯、丙稀酸2-(2-萘 氧基)-1_乙酯、丙烯酸6-(1-萘氧基)-1-己酯、丙烯酸6-(2-萘氧基)-1-己酯、丙烯酸 8-(1-萘氧基)-1-辛酯、丙烯酸8-(2-萘氧基)-1-辛酯、丙烯酸2-苯硫基-1-乙酯和(甲 基)丙烯酸苯氧基乙酯,但不限定于这些。
[0083] 作为丙烯酸类单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸烷基酯、侧链具有环式烷基或杂 环的(甲基)丙烯酸酯等。具体而言,可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、 (甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正 己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲 基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸 酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正十三烷基酯、 及(甲基)丙烯酸正十四烷基酯等。这些可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。需 要说明的是,(甲基)丙烯酸烷基酯意味着丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯。
[0084] 作为乙烯基系单体,可列举出醋酸乙烯酯、氯乙烯、乙烯基甲苯、各种乙烯基醚等。
[0085] 作为马来酰亚胺系单体,例如可列举出N-苯基马来酰亚胺、N-(2-甲基苯基)马 来酰亚胺、N-(2-乙基)苯基马来酰亚胺、N-(2-异丙基)苯基马来酰亚胺、N-(3-甲基苯 基)马来酰亚胺、N-(3-乙基苯基)马来酰亚胺、N-(4-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(4-乙 基苯基)马来酰亚胺、N-(2, 6-二甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2, 6-二乙基苯基)马来酰亚 胺、N-(2, 6-二异丙基苯基)马来酰亚胺、N-(2, 4, 6-三甲基苯基)马来酰亚胺、N-羧基苯 基马来酰亚胺、N-(2-氯苯基)马来酰亚胺、N-(2, 6-二氯苯基)马来酰亚胺、N-(2-溴苯 基)马来酰亚胺、N-(全溴苯基)马来酰亚胺、N-(2, 4-二甲基苯基)马来酰亚胺、对甲苯基 马来酰亚胺等。除了上述苯基马来酰亚胺类之外,作为N-烷基取代马来酰亚胺类,例如可 列举出N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-正丙基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚 胺、N-正丁基马来酰亚胺、N-异丁基马来酰亚胺、N-仲丁基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰 亚胺、N-正戊基马来酰亚胺、N-正己基马来酰亚胺、N-正庚基马来酰亚胺、N-正辛基马来 酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-硬脂基马来酰亚胺、N-环丙基马来酰亚胺、N-环丁基马 来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-甲基柠康酰亚胺等N-烷基取代马来酰亚胺类等。
[0086] 作为极性单体,例如可列举出烯属不饱和羧酸、烯属不饱和磺酸、烯属不饱和磷 酸、含羟基单体、含氮单体等。
[0087] 作为烯属不饱和羧酸,例如可列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、 (甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、及巴豆酸等。
[0088] 作为其它极性单体,可列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟 基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲 基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基 甲基(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基单体;(甲基)丙烯酸2-(N,N-二甲基氨基)乙酯等含 氨基单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含缩水甘油基单体;丙基三甲氧基硅烷(甲基)丙 烯酸酯、丙基二甲氧基硅烷(甲基)丙烯酸酯、丙基三乙氧基硅烷(甲基)丙烯酸酯等含烷 氧基甲硅烷基单体;(甲基)丙烯腈、N-(甲基)丙烯酰吗啉、N-乙烯基-2-吡咯烷酮等。
[0089] 另外,作为其它单体,例如可列举出丙烯腈、甲基丙烯腈等。进而,可列举出新戊二 醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲 基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙 烯酸酯等具有2个以上聚合性官能团的单体。
[0090] 上述(共)聚合物可以通过通常的溶液聚合、本体聚合、乳液聚合或悬浮聚合、活 性辐射线聚合等来制造。
[0091] 本发明的光学树脂材料通过由利用上述那样的单体形成的共聚物或聚合物、以及 能在这些聚合物中取向的低分子有机化合物构成,从而也能够制成降低了特性双折射的温 度依赖性的树脂材料。作为此时可使用的能在具有极化率的各向异性的聚合物中取向的低 分子有机化合物,例如可列举出下述列举那样的各种增塑剂。作为代表性的增塑剂,例如可 列举出聚氧乙烯芳基醚、己二酸二烷基酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、叔丁基苯基二苯基磷 酸酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、甲苯磺酰胺、二丙二醇二苯甲酸酯、聚乙二醇二苯甲酸 酯、聚氧丙烯芳基醚、二丁氧基乙氧基乙基甲醛、以及二丁氧基乙氧基乙基己二酸酯。本发 明中,特别是含有2个芳香族基团的化合物是有效的,例如可列举出1,2-二苯基乙烯(别 称:顺-芪)或二苯基硫醚,作为苯甲酸酯系,可列举出二乙二醇二苯甲酸酯、二丙二醇二苯 甲酸酯、苯甲酸苄酯、1,4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯等。需要说明的是,关于"芳香族基团" 的个数的计数方法,将萘环等稠环数作1个。
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