光学薄膜、光学补偿薄片、偏振片和液晶显示装置的制作方法

文档序号:2765720阅读:496来源:国知局
专利名称:光学薄膜、光学补偿薄片、偏振片和液晶显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种光学薄膜、一种光学补偿薄片、一种偏振片、和一种液晶显示装置;尤其涉及一种仅由一种纤维素酰化物薄膜制成的光学补偿薄片、和使用该光学补偿薄片的偏振片和液晶显示装置。
背景技术
纤维素酰化物薄膜具有适中的透湿性并且容易加工。在纤维素薄膜中,纤维素酰化物薄膜具有比其它聚合物薄膜高的光学各向同性(较低延迟值)。因此,通常将纤维素酰化物薄膜用于需要光学各向同性的应用中,例如用于偏振片。另一方面,要求例如用于液晶显示装置的光学补偿薄片(延迟薄膜(或相衬薄膜或相差薄膜)),相反地具有光学各向异性(高延迟值)。因此,具有高延迟值的合成聚合物薄膜,例如聚碳酸酯薄膜或聚砜薄膜,常用作该光学补偿薄片。
如上所述,在光学材料技术领域,一般说来,当要求聚合物薄膜具有光学各向异性(高延迟值)时使用合成聚合物薄膜,当要求聚合物薄膜具有光学各向同性(低延迟值)时使用纤维素酰化物薄膜。
然而,目前,需要另一类具有高延迟值的纤维素酰化物薄膜,它也可用于需要光学各向异性的应用中(例如,光学补偿薄片)。提出了通过赋予纤维素酰化物薄膜光学各向同性而将纤维素酰化物薄膜用作相衬薄膜,并且提出了与之对应的工艺(例如,欧洲专利申请公开(特开)号0911656A2)。在上面欧洲专利申请公开号0911656A2中,实践中,为了使纤维素酰化物薄膜具有高延迟值,加入一种具有至少两个芳香环的芳香化合物,特别是具有1,3,5-三嗪环的化合物,并进行取向过程。
作为增加纤维素酰化物薄膜的延迟的手段,已知有例如,(1)使纤维素酰化物薄膜取向,从而增加其分子链的取向的方法;和(2)加入高度各向异性的低分子化合物的方法。例如,在JP-A-2003-73485(“JP-A”是指待查公开的日本专利申请)中公开了一种使用拉幅机使丙酸纤维素酰化物酯薄膜取向的方法。并且,JP-A-2002-182215公开了一种使用拉幅机将其中加入有盘状化合物的纤维素酰化物薄膜取向的方法。然而,上面的方法存在的问题是,如果打算获得高延迟值,在薄膜表面内延迟和慢轴的变化增加,因此必须改善该问题。
通常,已知三乙酸纤维素是一种取向困难的高分子原料,并且难以使该三乙酸纤维素具有大的双折射。然而,在上面欧洲专利申请公布号0911656A2中,在通过取向过程的同时使添加剂取向,由此可以增加双折射和获得高延迟值。该薄膜的优点是,可以获得便宜和膜薄的液晶显示装置,这是由于该薄膜可以同时起偏振片的保护薄膜的作用。
如今,必需开发薄层液晶元件以降低液晶显示装置的重量和生产成本。光学补偿薄片所需的光学性能是较高Re延迟值,并且必需提供具有较低Rth延迟值的薄膜。
然而,本发明的发明人,对欧洲专利申请公开号0911656A2中公开的方法进行了深入研究,结果澄清该方法存在这样的问题,如果打算获得高Re值,那么Rth值增加,并且因此难以获得较高Re值和较低Rth值,结果,在单个调整上述Re延迟值和Rth延迟值的情况下,它们不能相容地调整。除了上面的欧洲专利公开之外,专利文献,例如JP-A-2001-116926,公开了关于VA相衬薄膜的光学性能的工艺。在这些公开中,没有清楚地描述使所需Re值和所需Rth值彼此相容的方法。
并且,如上所述,纤维素酯薄膜最终用作也起偏振片保护薄膜双重作用的光学补偿薄片。随着高精度产品的开发,迫切需要一种高质量纤维素酯薄膜。
为了将乙酸纤维素薄膜用作起液晶显示装置中偏振片保护薄膜双重作用的光学补偿薄片,特别地,要求薄膜表面的润滑性(耐擦伤性)。具体地说,当使用偏振薄膜和上述薄膜生产偏振片时,进行薄膜的皂化处理(亲水处理)、使用粘合剂将该偏振薄膜粘附到该薄膜上的过程、和进行这些步骤的进一步的运输工作。当薄膜表面的耐擦伤性不足,导致上述操作期间薄膜表面受到破坏,其中加入使用这种薄膜的偏振片的液晶显示装置具有致命的表面缺陷。
乙酸纤维素薄膜可以通过包括如下的溶剂成膜法获得将一涂布液流延在连续旋转的滚筒、或者移动带(载体)上,其中该涂布液是将键合乙酸量(乙酰化度)为60-62%的三乙酸纤维素与增塑剂一起溶解在二氯甲烷和甲醇的混合溶剂中获得的,然后蒸发该溶剂。然而,为了提高耐擦伤性,将目前使用的二氧化硅分散到溶剂、或溶剂和三乙酸纤维素的混合溶液中;所得分散体与上面的涂布液混合,将所得混合溶液流延和干燥,由此制得三乙酸纤维素薄膜。通过该处理,在薄膜表面上形成不规则性,从而赋予表面润滑性。
然而,当使用二氧化硅作为消光剂以提高前述润滑性时,在薄膜中产生大的凝结物,从而引起使薄膜透明度降低的问题。
首先,解释欧洲专利申请公开号0911656A2中公开的方法未获得高Re/Rth比的原因。
在考虑固定薄膜厚度的情况下,薄膜的延迟由原料的折射率和量以及取向状态决定。在欧洲专利申请公开号0911656A2公开的方法中,薄膜的延迟由三乙酸纤维素的三轴折射率和取向状态、以及用作添加剂的盘状化合物的折射率、添加量和取向状态决定。尽管其它添加剂,例如增塑剂,对延迟的改进略有影响,但是它们的影响通常小并且因此可以忽略。
三乙酸纤维素是难以取向的原料,因此通常难以增加取向比。因此难以获得大的延迟值。在以欧洲专利申请公开号0911656A2中的方式使用三乙酸纤维素获得高延迟的情况下,添加剂对改进的延迟的影响大。
Re延迟值和Rth延迟值都定义为三轴方向的折射率,因此比值Re/Rth大多数由对延迟的改进影响大的添加剂决定。通过研究Re/Rth比与取向比,发现彼此成比例,并且Re/Rth比随取向比增加而增加。在添加量变化的情况下,也获得相同的比例关系Re/Rth比随添加量增加而增加。Re/Rth比对取向比的斜率是由添加的原料决定的。发现,在为欧洲专利申请公开号0911656A2中具体描述的盘状化合物的情况下,该斜率小。
三乙酸纤维素和添加剂的取向状态随取向方法而不同,而该取向决定延迟值,。通常,已知有滚轧取向法和拉幅机取向法,作为单轴取向方法的实例。在前一方法中,薄膜的宽度收缩,使ny小,因此容易使(nx-ny)值变大,因此趋于改进Re。在后一方法中,在运输方向受到限制的条件下薄膜在横向取向,因此(nx-ny)值几乎不变大。因此,Re/Rth比对取向比的斜率在后一情形下比前一情形下小。
由于拉幅机取向法具有降低薄膜厚度分散和光学性能的趋势,因此适宜作为一种生产液晶显示装置的光学补偿薄片的方法。当将该方法用于前述公开的实例中时,每1%的取向比中,Re/Rth比的增量是约0.01或更小。当Re的目标值接近Rth的目标值并且Re/Rth比是约0.5时,取向比必须是50%或更大。在三乙酸纤维素薄膜抗取向的情况下实际上难以稳定地获得该取向比。
并且,关于添加量,通过尽可能增加添加量难以获得所需的光学性能。
从下面的描述,结合附图,更完全地呈现本发明的其它和进一步的特征和优点。


图1(A)和图1(B)是各自显示本发明的偏振片与功能光学薄膜组合的结构的实例的示意图。
图2是显示使用本发明的偏振片的液晶显示装置的实例的示意图。

发明内容
根据本发明,提供了以下手段(1)一种光学薄膜,它包括纤维素酰化物,并且相对100质量份的纤维素酰化物,还包括0.01-20质量份的至少一种下式(I)代表的化合物和0.01-20质量份的至少一种具有至少三个取代基的环状化合物式(I) 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,其中R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团;R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
(2)如上面(1)的光学薄膜,其中所述具有至少三个取代基的环状化合物是下式(II)代表的化合物
式(II) 其中X31代表单键、-NR34-、-O-或-S-;X32代表单键、-NR35-、-O-或-S-;X33代表单键、-NR36、-O-或-S-;R31、R32和R33各自独立地代表烷基、链烯基、芳基或杂环基;并且R34、R35和R36各自独立地代表氢原子、烷基、链烯基、芳基、或杂环基。
(3)一种光学薄膜,它包括纤维素酰化物,并且相对100质量份的纤维素酰化物,还包括0.01-20质量份的量的至少一种下式(I)代表的化合物和/或0.01-20质量份的量的至少一种具有1,3,5-三嗪环的化合物、和0.1-20质量份的量的至少一种紫外线吸收剂式(I) 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,其中R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团;R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
(4)如上面(3)的光学薄膜,其中所述具有1,3,5-三嗪环的化合物是式(II)代表的化合物
式(II) 其中X31代表单键、-NR34-、-O-或-S-;X32代表单键、-NR35-、-O-或-S-;X33代表单键、-NR36、-O-或-S-;R31、R32和R33各自独立地代表烷基、链烯基、芳基或杂环基;并且R34、R35和R36各自独立地代表氢原子、烷基、链烯基、芳基、或杂环基。
(5)如上面(3)或(4)的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是式(III)代表的化合物式(III) 其中Q1和Q2各自独立地代表芳香环;X11代表一个取代基;Y11代表氧原子、硫原子或氮原子;并且X11Y11可以代表氢原子。
(6)如上面(3)或(4)的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是式(IV)代表的化合物式(IV) 其中R1、R2、R3、R4和R5各自独立地代表一价有机基团或卤原子,并且R1、R2和R3中至少一个是一总共具有10-20个碳原子的未取代的、枝链或直链烷基。
(7)如上面(3)或(4)的光学薄膜,它包括式(V)代表的紫外线吸收剂式(V) 其中R1、R2、R4和R5各自独立地代表一价有机基团或卤原子,并且R6代表枝化烷基。
(8)如上面(6)的光学薄膜,其中含有R4和R5中至少一个是卤原子的上式(IV)代表的紫外线吸收剂、和R4和R5都不是卤原子的上式(IV)代表的紫外线吸收剂,并且其中具有卤原子的紫外线吸收剂与没有卤原子的紫外线吸收剂的质量比在20∶80-80∶20的范围内。
(9)如上面(3)-(5)任一项的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是分配系数为3.0或更大的二苯甲酮系化合物。
(10)如上面(3)-(5)和(9)任一项的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是凝固点为20℃或更大的二苯甲酮系化合物。
(11)如上面(3)、(4)和(6)-(8)任一项的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是分配系数为9.2或更大的苯并三唑系化合物。
(12)如上面(3)、(4)、(6)-(8)和(11)任一项的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是凝固点小于20℃的苯并三唑系化合物。
(13)如上面(1)-(12)任一项的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是由下面的纤维素酰化物制得的,其中纤维素的羟基部分地用乙酰基或者用具有3-22个碳原子的酰基取代,并且该纤维素酰化物的乙酰基的取代度A和该纤维素酰化物的具有3-22个碳原子的酰基的取代度B满足下面表达式(3)
表达式(3)2.0≤A+B≤3.0。
(14)如上面(1)-(13)任一项的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是由下面的纤维素酰化物制成的,其中纤维素的羟基部分地用乙酰基或者用具有3-22个碳原子的酰基取代,并且该纤维素酰化物的乙酰基的取代度A和该纤维素酰化物的具有3-22个碳原子的酰基的取代度B满足下面表达式(3)和(4)表达式(3)2.0≤A+B≤3.0表达式(4)0<B。
(15)如上面(13)或(14)的光学薄膜,其中所述具有3-22个碳原子的酰基是丁酰基或丙酰基。
(16)如上面(1)-(15)任一项的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是通过用具有两个或更多碳原子的酰基取代构成纤维素的葡萄糖单元的羟基而获得的,并且当将构成纤维素的葡萄糖单元中第二位羟基的酰基取代度、第三位羟基的酰基取代度、和第六位羟基的酰基取代度分别表示为DS2、DS3和DS6时,满足下面表达式(5)和(6)表达式(5)2.0≤DS2+DS3+DS6≤3.0表达式(6)DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315。
(17)如上面(16)的光学薄膜,其中所述酰基是乙酰基。
(18)一种乙酸纤维素薄膜,它包括一种由下面表达式(8)代表的在第六位的取代比是0.32或更大的乙酸纤维素,和至少一种具有两个或更多芳香环并且辛醇/水分配系数为1或更大和6或更小的延迟增加剂,其中该延迟增加剂的含量为乙酸纤维素的0.1质量%-20质量%表达式(8)(在第六位的取代比)=(在第六位的取代度)/{(在第二位的取代度)+(在第三位的取代度)+(在第六位的取代度)}。
(19)如上面(18)的乙酸纤维素薄膜,其中延迟增加剂是式(I)代表的化合物
式(I) 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,其中R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团;R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
(20)如上面(19)的乙酸纤维素薄膜,其中式(I)中的所述给电子基团是烷氧基。
(21)如上面(19)的乙酸纤维素薄膜,其中式(I)代表的所述延迟增加剂是下式(1-D)代表的延迟增加剂式(1-D) 其中R2、R4和R5各自独立地代表氢原子或一个取代基;R21和R22各自独立地代表具有1-4个碳原子的烷基;并且X1代表具有6-12个碳原子的芳基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、或氰基。
(22)如上面(1)-(21)任一项的光学薄膜,其中由下面表达式(1)定义的Re延迟值是20-200nm,并且由下面表达式(2)定义的Rth延迟值是70-400nm
表达式(1)Re=(nx-ny)×d表达式(2)Rth={(nx+ny)/2-nz}×d其中nx是该薄膜表面内慢轴(相延迟轴)方向的折射率;ny是该薄膜表面内快轴(相超前轴)方向的折射率;nz是该薄膜厚度方向的折射率;和d是该薄膜的厚度。
(23)如上面(1)-(22)任一项的光学薄膜,其中Re延迟值与Rth延迟值之比(Re/Rth)是0.1-0.8。
(24)如上面(22)的光学薄膜,其中波长为590nm下的Re延迟值是20-200nm,波长为590nm下的Rth延迟值是70-400mn,并且Rth延迟值与Re延迟值之比(Rth/Re)是1-10。
(25)如上面(1)-(24)任一项的光学薄膜,其中在700nm的波长下的Re延迟值(Re700)与在400nm的波长下的Re延迟值(Re400)之间的差值(Re700-Re400)是-25nm至10nm。
(26)如上面(1)-(25)任一项的光学薄膜,其中在700nm的波长下的Rth延迟值(Rth700)与在400nm的波长下的Rth延迟值(Rth400)之间的差值(Rth700-Rth400)是-50nm至20nm。
(27)如上面(1)-(26)任一项的光学薄膜,其中在25℃和10%RH的环境下测定的Re延迟值和Rth延迟值之间的差值以及在25℃和80%RH的环境下测定的Re延迟值和Rth延迟值之间的差值分别在25nm以内和70nm以内。
(28)如上面(1)-(27)任一项的光学薄膜,其中所述Re和Rth在横向的变化各自在5%以内。
(29)如上面(1)-(28)任一项的光学薄膜,其中光学薄膜仅由一种薄膜厚度为20μm-160μm的纤维素酰化物薄膜构成。
(30)如上面(1)-(29)任一项的光学薄膜,其中所述乙酸纤维素薄膜的薄膜厚度是40-110μm,并且在该薄膜横向的薄膜厚度变化在5%以内。
(31)如上面(1)-(30)任一项的光学薄膜,它在380nm的波长下具有8%或更小的透光度。
(32)如上面(1)-(31)任一项的光学薄膜,它在90%RH下于25℃具有20g/m2·24hr-250g/m2·24hr的透湿性。
(33)如上面(1)-(32)任一项的光学薄膜,它在90℃干燥条件下具有在-0.15%内的尺寸变化。
(34)如上面(1)-(33)任一项的光学薄膜,它在60℃和90%RH的条件下具有在-0.20%至+0.20%的范围内的尺寸变化。
(35)如上面(1)-(34)任一项的光学薄膜,它由表面能为55-75mN/m的乙酸纤维素薄膜构成。
(36)如上面(1)-(35)任一项的光学薄膜,当使用该薄膜作为偏振片保护薄膜时,在60℃和95%RH的环境下经过500小时之后具有在3%以内的偏振降低。
(37)如上面(1)-(36)任一项的光学薄膜,它由以3-100%的取向比取向制得的纤维素酰化物薄膜构成。
(38)如上面(1)-(37)任一项的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是乙酰化度为59.0-61.5%的乙酸纤维素,并且其中每1%的取向比中Re/Rth的变化量是0.01-0.1。
(39)如上面(1)-(38)任一项的光学薄膜,其中该薄膜的慢轴与流延方向成85°-95°的角度,上述角度在横向的变化是5°或更小。
(40)如上面(1)-(39)任一项的光学薄膜,其中该薄膜是通过在纵向运输纤维素酰化物薄膜的同时在与纵向垂直的方向取向该纤维素酰化物薄膜制得的,其中取向开始时纤维素酰化物薄膜中残余溶剂的量是2%-50%,并且其中该薄膜的慢轴在与薄膜长度方向垂直的方向。
(41)如上面(1)-(40)任一项的光学薄膜,其中当取样该纤维素酰化物的薄膜以在所得薄膜两个面上的宽度为30cm和长度为1m的面积中对尺寸为30μm或更大的杂质和/或凝结物计数时,所述杂质和/或凝结物的数目是0-50。
(42)一种光学补偿薄片,它包括如上面(1)-(41)任一项的光学薄膜。
(43)一种偏振片,它包括偏振薄膜、和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中至少一个所述透明保护薄膜是如上面(42)的光学补偿薄片。
(44)如上面(43)的偏振片,其中在该偏振片的一面上形成的保护薄膜的表面上提供有至少一个选自硬涂层、防眩光层和抗反射层的层。
(45)一种偏振片,它包括偏振薄膜、和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中至少一个(优选一个)该透明保护薄膜是如上面(42)的光学补偿薄片,并且在所述光学补偿薄片的相对面上的该透明保护薄膜上提供有一个抗反射层,该抗反射层是通过层压至少一个光散射层和一个低折射率层制得的并且镜面反射率是2.5%或更小。
(46)一种偏振片,它包括偏振薄膜、和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中至少一种(优选一个)透明保护薄膜是如上面(42)的光学补偿薄片,并且在该光学补偿薄片的相对面上的该透明保护薄膜上提供有一个抗反射层,该抗反射层是通过依次层压至少一个中等折射率层、一个高折射率层和一个低折射率层制得的,并且镜面反射率为0.5%或更小。
(47)一种液晶显示装置,它包括液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,其中至少一个该偏振片是如上面(43)-(46)任一项的偏振片。
(48)如上面(47)的液晶显示装置,其中液晶模式是OCB或VA模式。
(49)一种VA-模式液晶显示装置,其中在元件的背面使用如上面(43)-(46)任一项的偏振片。
(50)一种液晶显示装置,它包括液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如上面(42)的光学补偿薄片位于该液晶元件和至少一个该偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的该偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
(51)一种VA-模式液晶显示装置,它包括液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如上面(42)的光学补偿薄片位于该液晶元件和至少一个该偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的该偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
(52)一种VA-模式液晶显示装置,它包括液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如上面(42)的光学补偿薄片位于该液晶元件和背面光侧的偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的该偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
(53)一种VA-模式液晶显示装置,它包括液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如上面(42)的光学补偿薄片分别位于该液晶元件和观察者侧的偏振薄膜之间以及该液晶元件和背面光侧的偏振薄膜之间,并且该纤维素酰化物薄膜的慢轴与和该纤维素酰化物薄膜相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
(54)一种VA-模式液晶显示装置,它包括液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如上面(42)的光学补偿薄片位于该液晶元件和观察者侧的偏振薄膜之间或者位于该液晶元件和背面光侧的偏振薄膜之间,并且该纤维素酰化物薄膜的慢轴与和该纤维素酰化物薄膜相邻的该偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
这里,本发明中提到的光学薄膜是指具有光学功能的薄膜。光学薄膜的实例包括具有一个或多个具有光学功能(例如抗反射、选择性反射、光相转化和光学补偿)的层的薄膜。
本文后面,本发明的第一实施方案是指包括上面(1)-(2)项和从属于它们的(13)-(17)和(22)-(41)项中所述的光学薄膜。
本发明的第二实施方案是指包括上面(3)-(12)项和从属于它们的(13)-(17)和(22)-(41)项中所述的光学薄膜。
本发明的第三实施方案是指包括上面(18)-(21)项和从属于它们的(22)-(41)项中所述的光学薄膜。
本发明的第四实施方案是指包括上面(42)项中所述的光学补偿薄片。
本发明的第五实施方案是指包括上面(43)-(46)项中所述的偏振片。
本发明的第六实施方案是指包括上面(47)-(54)项中所述的液晶显示装置。
这里,本发明是指包括所有上面第一,第二、第三、第四、第五和第六实施方案,除非另有说明。
在下面的描述中,术语“乙酸纤维素”作为纤维素酰化物的一个实例在一些情况下可用于代替术语“纤维素酰化物”,除非另有说明。
具体实施例方式
下面更详细地描述本发明。
本发明的发明人已发现,为了在达到最佳Re值和Rth值的情况下通过如上所述的拉幅机取向法增加相对取向比的Re/Rth值的增量,相对取向比的Re/Rth值的增量可以通过使用如上面欧洲专利申请公开号0911656A2中所述的盘状化合物和式(I)代表的化合物一起作为添加剂来增加。本发明人还发现,可以获得一种具有通过常规方法不能获得的光学性能的光学补偿薄片。基于这些发现因此实现本发明。
式(I) 在该式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,其中R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团;R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
本发明的发明人通过深入研究,结果发现,通过向具有固定乙酰基取代度下述乙酸纤维素中加入高度亲水并且与乙酸纤维素高度相容的高度各向异性的低分子化合物,可以获得具有高延迟值的均匀乙酸纤维素薄膜。因此,本发明涉及一种乙酸纤维素薄膜,它包括下面等式(1)代表的第六位的乙酰基取代度为0.32或更大的乙酸纤维素;和至少一种具有两个或多个芳香环并且辛醇/水分配系数为1或更大和6或更小的延迟增加剂,其中相对于乙酸纤维素,该延迟增加剂的含量是0.1质量%或更大和20质量%或更小。本发明还涉及一种使用该薄膜的偏振片、和一种使用该薄膜的液晶显示装置。
等式(I)(在第六位的取代比)=(在第六位的取代度)/{(在第二位的取代度)+(在第三位的取代度)+(在第六位的取代度)}(薄膜的延迟)在本发明中,含有纤维素酰化物的所述光学薄膜(本文后面,在一些情况下可以将其称之为“纤维素酰化物薄膜”)的Re延迟值和Rth延迟值,分别由下面表达式(1)和(2)定义。
表达式(1)Re=(nx-ny)×d表达式(2)Rth={(nx+ny)/2-nz}×d在表达式(1)和(2)中,nx是在薄膜表面内其中获得最大折射率的慢轴方向的折射率。
在表达式(1)和(2)中,ny是在薄膜表面内其中获得最小折射率的快轴方向的折射率。
在表达式(2)中,nz是薄膜厚度方向的折射率。
在表达式(1)和(2)中,d是薄膜的厚度(单位nm)。
这里,Re(λ)和Rth(λ)分别是指在波长λ下的面内延迟和厚度方向的延迟。Re(λ)是通过在KOBRA 21ADH(商品名,由Oji ScientificInstruments生产)中,将波长为λnm的光以薄膜的法线方向入射测定的。Rth(λ)是由KOBRA 21ADH以总共三个方向测定的延迟值为基础计算的,这些延迟值包括上面Re(λ)、通过采用表面内的慢轴(由KOBRA 21ADH确定)作为倾斜轴(旋转轴)使波长为λnm的光从与薄膜的法线方向成+40°的角度倾斜的方向入射测定的延迟值、和通过采用表面内的慢轴作为倾斜轴(旋转轴)使波长为λnm的光从与薄膜的法线方向成-40°的角度倾斜的方向入射测定的延迟值。这里,作为平均折射率的假设值,可以使用″Polymer Handbook″(JOHN WILEY &SONS,INC)中所述的值和各种光学薄膜的目录表中所述的值。纤维素酰化物的平均折射率是1.48。通过输入这些平均折射率的假设值和薄膜厚度,KOBRA 21ADH计算nx、ny和nz。
在本发明中,优选将纤维素酰化物薄膜的Re延迟值调整至20-200nm并将Rth延迟值调整至70-400nm。并且,在本发明中,优选将Re/Rth比调整至0.1-0.8。更优选Re延迟值是25-100nm,甚至更优选30-80mm。更优选Rth延迟值是90-350nm,甚至更优选110-320nm。尤其优选将Re延迟值调整至20-70nm,将Rth延迟值调整至90-300nm,并将Re/Rth比调整至0.25-0.8。甚至更优选将Re延迟值调整至30-70nm,将Rth延迟值调整至90-200nm,并将Re/Rth比调整至0.25-0.6。并且,Rth/Re比优选是1或更大和10或更小,更优选2或更大和9或更小。这些调整可以通过适当选择棒状化合物的类型和量、盘状化合物的类型和量、和取向比来完成。
在本发明中,可以将每1%取向比的Re/Rth的变化控制在0.01-0.1。这里,每1%取向比的Re/Rth的变化可以从当相对每5%或更大的至少三个取向比的每一Re/Rth比基本上接近时获得的直线的斜率找到。
在薄膜横向的Re和Rth的变化分别优选在5%以内。
并且,薄膜的慢轴优选与流延方向形成85°或更大和95°或更小的角度,横向的角度变化优选是5°或更小。
纤维素酰化物薄膜的双折射率(nx-ny)优选在0.0002-0.0009的范围内,更优选在0.00025-0.0009的范围内,最优选在0.00035-0.0009的范围内。纤维素酰化物薄膜在厚度方向的双折射率{(nx+ny)/2-nz}优选在0.0006-0.005的范围内,更优选在0.0008-0.005的范围内,最优选在0.0012-0.005的范围内。
(纤维素酰化物薄膜)
接下来,详细解释可用于本发明的纤维素酰化物。在本发明中,可以将彼此不同的两种或多种纤维素酰化物先混合然后使用。
而且,纤维素酰化物优选包括这样的纤维素酰化物,其中纤维素的羟基被乙酰基或具有3-22碳原子的酰基取代,并且纤维素酰化物中乙酰基的取代度A和具有3-22碳原子的酰基的取代度B优先满足下面表达式(3)。
表达式(3)2.0≤A+B≤3.0前述纤维素酰化物优选是用乙酰基取代羟基获得的纤维素和用具有3-22个碳原子的酰基取代羟基获得的纤维素的混合脂肪酸酯,并且纤维素的羟基的取代度满足下面表达式(3)和(4)。
表达式(3)2.0≤A+B≤3.0表达式(4)0<B这里,这些表达式中的A和B代表酰基取代纤维素的羟基的取代度,其中A代表乙酰基的取代度和B代表具有3-22碳原子的酰基的取代度。
通过β-1,4-糖苷键键合构成纤维素的每一葡萄糖单元,在其2-、3-和6-位具有自由羟基。用于本发明的纤维素酰化物是通过用酰基酯化一部分或所有这些羟基获得的聚合物。这里,取代度是指在纤维素的2-、3-或6-位的酯化比例,并且总取代度是指它们之和。具体地说,在2-、3-和6-位任一位置100%酯化,其取代度为1。
在本发明中,羟基的取代度A和B之和(A+B)通常是2.0-3.0,优选2.2-2.9,特别优选2.40-2.85,如上面表达式(3)所示。并且,取代度B优选是0或更大,更优选0.6或更大,如上面表达式(4)所示。
当A+B小于2.0时,薄膜的亲水特性提高,并且薄膜趋于受到环境湿度的影响。
而且,优选在第六位的羟基取代度B是28%或更大。更优选在第六位的取代度B是30%或更大。甚至更优选在第六位的羟基取代度B是31%或更大。尤其优选在第六位的取代度B是32%或更大。
并且,在纤维素酰化物的第六位的取代度A和B之和优选是0.75或更大,更优选0.80或更大,特别优选0.85或更大。纤维素酰化物薄膜保证可以生产用于制备具有良好溶解度和过滤性的薄膜的溶液以及生产在非氯型有机溶剂中具有低粘度因此具有良好过滤性的溶液。
并且,在纤维素酰化物薄膜是放置在偏振片的液晶元件侧的保护薄膜的情况下,当构成纤维素的葡萄糖单元中第二位羟基的酰基取代度、第三位羟基的酰基取代度和第六位羟基的酰基取代度分别是DS2、DS3和DS6时,优选满足下面表达式(5)和(6)表达式(5)2.0≤DS2+DS3+DS6≤3.0表达式(6)DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315当满足上面表达式(5)和(6)时,容易将薄膜的光学性能控制在优选范围内并且因此这是优选的。
而且,根据需要,“DS2+DS3+DS6”的值可以称之为乙酰基取代度,并且“DS6/(DS2+DS3+DS6)”的值可以称之为第六位的取代度。
在由通过具有两个或更多碳原子的酰基取代纤维素的羟基获得的纤维素酰化物构成的薄膜中,当在第二位的酰基取代度是DS2、在第三位的酰基取代度是DS3,并且在第六位的酰基取代度是DS6时,优选满足下面表达式(5)和(7)。
表达式(5)2.0≤DS2+DS3+DS6≤3.0表达式(7)DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.320接下来,详细解释可用于本发明的纤维素酰化物。
在本发明中,作为纤维素酰化物,优选使用乙酸纤维素,更优选由下面表达式(8)代表的在第六位的取代度是0.32或更大的乙酸纤维素。
表达式(8)(在第六位的取代比)=(在第六位的取代度)/{(在第二位的取代度)+(在第三位的取代度)+(在第六位的取代度)}总酰基取代度,即,D2+D3+D6,优选是2.00-3.00,更优选2.22-2.90,特别优选2.40-2.82。而且,D6/(D2+D3+D6)优选是0.32或更大,更优选0.322或更大,特别优选0.324-0.340。
在本发明中,羟基的取代度A和B之和更优选是2.2-2.86,特别优选2.40-2.80。取代度B通常是1.50或更大,特别优选1.7或更大。而且,在第六位的取代度B优选是28%或更大,在第六位的取代度B更优选是30%或更大,在第六位的取代度B甚至更优选是31%,在第六位的取代度B特别优选是32%或更大。并且,可以列举有其中在纤维素酰化物的第六位的取代度A和B之和通常是0.75或更大,优选0.8或更大,特别是0.85或更大的纤维素酰化物薄膜。纤维素酰化物薄膜保证可以生产用于制备具有良好溶解度的薄膜的溶液并且可以生产具有低粘度并因此具有良好过滤性的溶液,特别是在非氯型有机溶剂的情况下。
纤维素上羟基的取代基优选是乙酰基。而且,取代纤维素中羟基的具有两个或更多碳原子的酰基,没有特别的限制,并且可以是脂族基团或芳基。具有该酰基的纤维素酰化物的实例包括纤维素的烷基羰基酯类、链烯基羰基酯类、芳香羰基酯类、和芳香烷基羰基酯类。它们还可以具有取代基。具有3-22个碳原子的酰基的优选实例包括丙酰基、丁酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基和肉桂酰基。这些基团中,更优选丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基和肉桂酰基。特别优选丙酰基和丁酰基。当使用丙酰基作为具有3-22碳原子的酰基时,取代度B优选是1.3或更大。
作为上面混合脂族酸纤维素酰化物,特别可以提及乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素。
(纤维素酰化物的合成方法)在Migita等,″Wood Chemistry″,第80-190页(由KyoritsuShuppan Co.,Ltd.于1968年出版)中描述了纤维素酰化物的合成方法的基本原理。一种典型的纤维素酰化物的合成方法是使用羧酸酐/乙酸/硫酸催化剂的液相乙酰化方法。
具体地说,为了获得纤维素酰化物,使纤维素材料例如棉绒或木浆用适量乙酸经过预处理,然后将预先冷却的羧酸混合液倒入预处理过的溶液中将纤维素酯化,由此合成整个纤维素酰化物(在2-、3-和6-位的总酰基取代度是约3.00)。羧酸混合液通常含有乙酸作为溶剂、羧酸酐作为酯化剂、和硫酸作为催化剂。相对与本体系中存在的酸酐和水反应的纤维素的总量,羧酸酐通常以化学计量超过该总量过量地使用。在酯化反应结束之后,向该体系中加入中和剂(例如钙、镁、铁、铝或锌的碳酸盐、乙酸盐或氧化物)的水溶液,将留在该体系内的过量羧酸酐水解并中和留在该体系内的一部分酯化催化剂。然后,在有少量乙酰化反应催化剂的情况下,该催化剂通常是剩余硫酸,将所得整个纤维素酰化物保持在50-90℃下。以这种方式,将纤维素酰化物皂化并熟化,从而转换成具有所需酰基取代度和所需聚合度的纤维素酰化物。当获得所需纤维素酰化物时,在该系统中剩余的催化剂用如上所述的中和剂中和或者没有中和的情况下,将纤维素酰化物溶液倒入水或稀硫酸中(或者将水或稀硫酸倒入纤维素酰化物溶液中),由此分离该纤维素酰化物。将其冲洗并经过稳定处理,获得前面提到的特定纤维素酰化物。
优选,纤维素酰化物薄膜基本上由上面特定的纤维素酰化物作为构成该薄膜的聚合物组分组成。本文所提到的术语“基本上”是指通常55%或更大,优选70%或更大,更优选80%或更大质量的聚合物组分是由上面的纤维素酰化物组成的。
纤维素酰化物优选以颗粒形式使用。优选90%或更大质量的该颗粒具有0.5-5mm的粒径,并且50%或更大质量的该颗粒具有1-4mm的粒径。纤维素酰化物颗粒的形状优选尽可能完全做成球状。
可以优选用于本发明的纤维素酰化物的聚合度(粘度平均值)通常是200-700,优选250-550,再次优选250-500,甚至更优选250-400,特别优选250-350。平均聚合度可以通过Uda等,(Kazuo Uda和HideoSaito,″The Journal of the Society of Fiber Science and Technology,Japan″,第18卷、No.1,第105-120页,1962)的限制粘度法测定。该方法还详细描述在JP-A-9-95538。
如果从纤维素酰化物中除去低分子量组分,其平均分子量(聚合度)变高。然而,其粘度变得比普通纤维素酰化物的低。因此,该除去是有利的。含有少量低分子量组分的纤维素酰化物可以通过除去经普通方法合成的纤维素酰化物中的低分子量组分获得。低分子量组分的除去可以通过用适量有机溶剂洗涤纤维素酰化物进行。当生产含有少量低分子量组分的纤维素酰化物时,相对100质量份的纤维素酰化物,优选将乙酰化反应中硫酸催化剂的量调整至0.5-25质量份。当硫酸催化剂的量调整至该范围内时,可以合成具有优选分子量分布(均匀分子量分布)的纤维素酰化物。在制备本发明的纤维素酰化物薄膜时使用纤维素酰化物的情况下,纤维素酰化物中水分含量的百分数优选是2%或更小,更优选1%或更小,甚至更优选0.7%或更小质量。已知纤维素酰化物通常含有2.5-5质量%的水。因此,为了将本发明的纤维素酰化物中水分含量的百分数调整至该范围内,必需将普通纤维素酰化物干燥。干燥方法没有特别的限制,只要可以获得水分含量的目标百分数。
在″Kokai Giho of Japan Institute of Invention & Innovation″(KogiNo.2001-1745,2001年3月15日出版),第7-12页中详细描述了关于用于本发明的纤维素酰化物、其原料棉、以及其合成方法。
用于本发明的纤维素酯优选具有通过凝胶渗透色谱法测定的以Mw/Mn(Mw是质量平均分子量,Mn是数均分子量)计的窄的分子量分布。具体地说,Mw/Mn的值优选是1.5-5.0,更优选2.0-4.5,最优选3.0-4.0。
作为纤维素酰化物薄膜的酰基,优选使用乙酰基、丙酰基或丁酰基,并且特别优选使用乙酰基,尽管对该酰基没有特别的限制。所有酰基的取代度优选是1.5-3.0,更优选2.7-3.0,特别优选2.8-2.95。这里,酰基的取代度是按照ASTM D817计算的值。
最优选酰基是乙酰基。当使用含有乙酰基作为酰基的乙酸纤维素时,乙酰化度优选是59.0-62.5%,更优选59.0-61.5%。当乙酰化度在该范围内时,Re值不会比通过流延时的输送张力获得的理想值大,Re的面内分散降低,并且作为温度和湿度的函数的延迟值变化没有增加。
从抑止Re和Rth分散的角度,在第六位的酰基的取代度优选是0.9或更大。
本发明的纤维素酰化物薄膜可以通过使用将前述特定的纤维素酰化物以及根据需要的添加剂溶解在有机溶剂中制得的溶液形成薄膜获得。
(延迟控制剂)在本发明中,式(I)代表的化合物和具有至少三个取代基的环状化合物通常混合使用,并加入到纤维素酯薄膜中。具有至少三个取代基的环状化合物和式(I)代表的化合物各自可以具有作为纤维素酯薄膜的延迟增加剂的作用。
这里,作为具有至少三个取代基的环状化合物,优选具有至少两个芳香环的芳香化合物,并且可以优选使用式(II)代表的具有1,3,5-三嗪环的化合物。或者,可以优选使用具有卟啉骨架的化合物。特别是,优选使用JP-A-2001-166144中所述的化合物。
或者,在本发明中,相对100质量份的纤维素酰化物,式(I)代表的化合物或具有1,3,5-三嗪环的化合物中的至少一种可以0.01-20质量份的量加入。相对100质量份的纤维素酰化物,式(I)代表的化合物或具有1,3,5-三嗪环的化合物更优选以0.1-20质量份,特别优选以0.5-20质量份加入。式(I)代表的化合物和具有1,3,5-三嗪环的化合物都可以起纤维素酰化物薄膜的延迟增加剂的作用。
这里,作为具有1,3,5-三嗪环的化合物,特别优选使用JP-A-2001-166144中所述的化合物。
用于本发明的延迟增加剂优选具有至少两个芳香环并且辛醇/水分配系数(本文后面称之为“logP”)为1或更大和6或更小。
作为用于本发明的延迟增加剂,优选与乙酸纤维素的相容性高并且偏振各向异性大的化合物。
具体地说,logP通常是1或更大和6或更小,并优选2或更大和5或更小。当logP太高时,存在因该试剂与乙酸纤维素的相容性不足导致关于延迟的面内均匀性的问题。另一方面,当logP太低时,在高湿度下的保持性降低。
在本发明中,辛醇/水分配系数(logP)可以由下面表达式定义logP=∑(mi×logPi)其中mi以加入的低分子量化合物的总量为基础,第i种低分子化合物的质量百分数;logPi第i种低分子化合物的logP。
作为本发明的logP值,除了水/辛醇之间实际测定的分配系数之外,可以使用以液相色谱法的保持时间为基础计算的值,或者使用通过市售的电子计算机程序的计算值。作为本发明中的低分子化合物的logP值,可以使用利用Daylight Information System开发的logP计算程序的计算值。
作为用于本发明的延迟增加剂,特别优选下式(I)代表的化合物。
下面详细解释式(I)代表的化合物。
式(I) 在该式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,并且R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团。R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧基羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
在式(I)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基;作为该取代基,可以使用后面所述对取代基T列举的实例。
R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团。优选,R1、R3和R5中至少一个代表给电子基团,更优选R3代表给电子基团。
术语“给电子基团”是指Hammet′sσp值为0或更小的基团,并且可以优选使用Hammet′sσp值为0或更小的基团,如Chem.Rev.,91,165(1991)中所述,更优选具有-0.85至0的Hammet′sσp值的基团。例如,可以列举有烷基、烷氧基、氨基和羟基。
给电子基团优选是烷基或烷氧基,更优选烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8个碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基)。
R1优选是氢原子或给电子基团,更优选烷基、烷氧基、氨基或羟基,进一步优选具有1-4个碳原子的烷基、或具有1-12个碳原子的烷氧基,再次优选烷氧基(具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基),最优选甲氧基。
R2优选是氢原子、烷基、烷氧基、氨基或羟基;更优选氢原子、烷基、或烷氧基;甚至更优选氢原子、烷基(优选具有1-4个碳原子的烷基,更优选甲基)、或烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基、更优选具有1-8碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基)。R2特别优选是氢原子、甲基或甲氧基。
R3优选是氢原子或给电子基团,更优选氢原子、烷基、烷氧基、氨基或羟基,再次优选烷基或烷氧基,特别优选烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选1-4个碳原子的烷氧基)。R3特别优选是正丙氧基、乙氧基或甲氧基。
R4优选是氢原子或给电子基团,更优选氢原子、烷基、烷氧基、氨基或羟基,再次优选氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有1-12个碳原子的烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基),特别优选氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有1-4个碳原子的烷氧基,最优选氢原子、甲基或甲氧基。
R5优选是氢原子、烷基、烷氧基、氨基或羟基,更优选氢原子、烷基或烷氧基,再次优选氢原子、烷基(优选具有1-4个碳原子的烷基,更优选甲基)、烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基)。R5特别优选是氢原子、甲基或甲氧基。
R6、R7、R9和R10各自独立地代表优选氢原子、具有1-12个碳原子的烷基、具有1-12个碳原子的烷氧基、或卤原子,更优选氢原子或卤原子(例如氯、溴、或碘原子),再次优选氢原子。
R8是氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧基羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基(优选具有2-10个碳原子的烷基羰基氧基,再次优选具有2-5个碳原子的烷基羰基氧基)、氰基或卤原子,如果其结构允许的话它们各自可以任选具有取代基;作为该取代基,可以使用后面解释的对取代基T所列举的实例。
R8优选是具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、或具有6-12个碳原子的芳氧基,更优选具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、或具有6-12个碳原子的芳氧基,再次优选具有1-12个碳原子的烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基),特别优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或正丁氧基。
式(I)代表的化合物优选是式(1-A)代表的化合物
式(1-A) 其中,R11代表烷基。R1、R2、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子、或一个取代基。R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基或卤原子。
式(1-A)中R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10具有与式(I)中相同的含义,并且其优选范围也相同。
在式(1-A)中,R11优选代表具有1-12个碳原子的烷基;R11代表的烷基可以是直链或者可以具有支链,并且可以具有取代基;并且R11优选是具有1-12个碳原子的烷基,更优选具有1-8个碳原子的烷基,再次优选具有1-6个碳原子的烷基,特别优选具有1-4个碳原子的烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基)。
式(I)代表的化合物优选是式(1-B)代表的化合物式(1-B) 其中,R1、R2、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基。R11代表具有1-12个碳原子的烷基。X代表具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、氰基或卤原子。
式(1-B)中的R1、R2、R4、R5、R6、R7、R9和R10具有与式(I)中相同的含义,并且其优选范围也相同。
式(1-B)中的R11具有与式(1-A)中相同的含义,并且其优选范围也相同。
在式(1-B)中,X代表具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、氰基或卤原子。
当R1、R2、R4和R5各自是氢原子时,X优选是烷基、炔基、芳基、烷氧基或芳氧基,更优选芳基、烷氧基或芳氧基,再次优选烷氧基(优选具有1-12个碳原子的烷氧基,更优选具有1-8个碳原子的烷氧基,再次优选具有1-6个碳原子的烷氧基,特别优选具有1-4个碳原子的烷氧基),特别优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或正丁氧基。
当R1、R2、R4和R5中至少一个是取代基时,X优选是炔基、芳基、烷氧羰基或氰基,更优选芳基(优选具有6-12个碳原子的芳基)、氰基、或烷氧羰基(优选具有2-12个碳原子的烷氧羰基),再次优选芳基(优选具有6-12个碳原子的芳基,更优选苯基、对氰基苯基或对甲氧基苯基)、烷氧羰基(优选具有2-12个碳原子的烷氧羰基,更优选具有2-6个碳原子的烷氧羰基,再次优选具有2-4个碳原子的烷氧羰基,特别优选甲氧羰基、乙氧羰基、或正丙氧羰基)、或氰基,特别优选苯基、甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基、或氰基。
式(I)代表的化合物更优选是式(1-C)代表的化合物
式(1-C) 其中式(1-C)中的R1、R2、R4、R5、R11和X具有与式(I-B)中相同的含义,并且其优选范围也相同。
式(I)代表的化合物特别优选是式(1-D)代表的化合物。
式(1-D) 在式中,式(1-D)中的R2、R4和R5具有与式(I-C)中相同的含义,并且其优选范围也相同。R21和R22各自独立地代表具有1-4个碳原子的烷基。X1代表具有6-12个碳原子的芳基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、或氰基。
R21代表具有1-4个碳原子的烷基,优选具有1-3个碳原子的烷基,更优选乙基或甲基。
R22代表具有1-4个碳原子的烷基,优选具有1-3个碳原子的烷基,更优选乙基或甲基,再次优选甲基。
X1代表具有6-12个碳原子的芳基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、或氰基,优选具有6-10个碳原子的芳基、具有2-6个碳原子的烷氧羰基、或氰基,更优选苯基、对氰基苯基、对甲氧基苯基、甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基、或氰基,甚至更优选苯基、甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基、或氰基。
式(I)代表的化合物最优选是式(1-E)代表的化合物。
式(1-E) 在该式中,R2、R4和R5具有与式(1-D)中相同的含义,其优选范围也相同,但是R2、R4和R5中至少一个是-OR13代表的基团(其中R13是具有1-4个碳原子的烷基)。R21、R22和X1具有与式(1-D)中相同的含义,并且其优选范围也相同。
在式(1-E)中,R2、R4和R5具有与式(1-D)中相同的含义,并且其优选范围也相同,但是R2、R4和R5中至少一个是-OR13代表的基团(R13是具有1-4个碳原子的烷基),优选R4和/或R5是-OR13代表的基团,更优选R4是-OR13代表的基团。
R13代表具有1-4个碳原子的烷基,优选具有1-3个碳原子的烷基,更优选乙基或甲基,甚至更优选甲基。
下面解释取代基T。
取代基T的实例包括烷基(优选具有1-20个,更优选1-12个,特别优选1-8个碳原子的烷基,例如,甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基)、链烯基(优选具有2-20个,更优选2-12个,特别优选2-8个碳原子的链烯基,例如,乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基)、炔基(优选具有2-20个,更优选2-12个,特别优选2-8个碳原子的炔基,例如,丙炔基、3-戊炔基)、芳基(优选具有6-30个,更优选6-20个,特别优选6-12个碳原子的芳基,例如,苯基、对-甲基苯基、萘基)、取代或未取代的氨基(优选具有0-20个,更优选0-10个,特别优选0-6个碳原子的氨基,例如,氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基)、烷氧基(优选具有1-20个,更优选1-12个,特别优选1-8个碳原子的烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基、丁氧基)、芳氧基(优选具有6-20个,更优选6-16个,特别优选6-12个碳原子的芳氧基,例如,苯氧基、2-萘氧基)、酰基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的酰基,例如,乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新戊酰基)、烷氧羰基(优选具有2-20个,更优选2-16个,特别优选2-12个碳原子的烷氧羰基,例如,甲氧羰基、乙氧羰基)、芳氧基羰基(优选具有7-20个,更优选7-16个,特别优选7-10个碳原子的芳氧基羰基,例如,苯氧基羰基)、酰氧基(优选具有2-20个,更优选2-16个,特别优选2-10个碳原子的酰氧基,例如,乙酰氧基、苯甲酰氧基)、酰氨基(优选具有2-20个,更优选2-16个,特别优选2-10个碳原子的酰氨基,例如,乙酰基氨基、苯甲酰基氨基)、烷氧基羰基氨基(优选具有2-20个,更优选2-16个,特别优选2-12个碳原子的烷氧基羰基氨基,例如,甲氧基羰基氨基)、芳氧基羰基氨基(优选具有7-20个,更优选7-16个,特别优选7-12个碳原子的芳氧基羰基氨基,例如,苯氧基羰基氨基)、磺酰基氨基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的磺酰基氨基,例如,甲磺酰基氨基、苯磺酰基氨基)、氨磺酰基(优选具有0-20,更优选0-16个,特别优选0-12个碳原子的氨磺酰基,例如,氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基)、氨甲酰基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的氨甲酰基,例如,氨甲酰基、甲基氨甲酰基、二乙基氨甲酰基、苯基氨甲酰基)、烷硫基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的烷硫基,例如,甲硫基、乙硫基)、芳硫基(优选具有6-20个,更优选6-16个,特别优选6-12个碳原子的芳硫基,例如,苯硫基)、磺酰基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的磺酰基,例如,甲磺酰基、甲苯磺酰基)、亚磺酰基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的亚磺酰基,例如,甲亚磺酰基、苯亚磺酰基)、脲基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的脲基,例如,脲基、甲基脲基、苯基脲基)、磷酸酰氨基(优选具有1-20个,更优选1-16个,特别优选1-12个碳原子的磷酸酰氨基,例如,二乙基磷酸酰氨基、苯基磷酸酰氨基)、羟基、巯基、卤原子(例如,氟、氯、溴或碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、异羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基(优选具有1-30个,更优选1-12个碳原子的杂环基;含有例如氮原子、氧原子或硫原子作为杂原子,具体地说,例如,可以列举有咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基)、和甲硅烷基(优选具有3-40个,更优选3-30个,特别优选3-24个碳原子的甲硅烷基,例如三甲代甲硅烷基、三苯甲硅烷基)。这些取代基还可以被取代。
当有两个或多个取代基时,它们可以相同或不同。可能的话,这些取代基可以键合在一起形成环。
下面,参照具体实例详细描述式(I)代表的化合物,但是本发明并不限于这些实例。





可用于本发明的式(I)代表的化合物可以通过取代的苯甲酸和苯酚衍生物之间的常规酯反应合成。可以利用任意反应,只要它是形成酯键的反应。其方法的实例包括将取代的苯甲酸的官能团转换成酰基卤,然后与苯酚衍生物(例如苯酚)缩合的方法;和使用缩合剂或催化剂使取代的苯甲酸和苯酚衍生物经过脱水缩合的方法。
考虑到生产过程等,优选将取代的苯甲酸的官能团转换成酰基卤,然后与苯酚衍生物(优选苯酚)缩合的方法。
作为用于该反应的溶剂,,可以使用烃类溶剂(优选甲苯和二甲苯)、醚类溶剂(优选二甲醚、四氢呋喃和二烷)、酮类溶剂、酯类溶剂、乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺。这些溶剂可以单独使用或者几种混合使用。该反应溶剂优选是甲苯、乙腈、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺。
反应温度优选是0-150℃,更优选0-100℃,甚至更优选0-90℃,特别优选20-90℃。
在该反应中使用碱不是优选的。然而,当使用碱时,可以使用任意的有机碱和无机碱。优选有机碱,并且可以优选使用吡啶或/和叔烷基胺(优选实例包括三乙胺和乙基二异丙基胺)。
下面详细描述可用于本发明的该化合物的合成方法的一些实例,但是下面的具体实例并不会限制本发明。
(合成实施例1例证化合物A-1的合成)将24.6g(0.116mol)的3,4,5-三甲氧基苯甲酸、100mL的甲苯、和1mL的N-N-二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加15.2g(0.127mol)的亚硫酰氯,并将该混合物在60℃下加热2小时。然后,向其中慢慢滴加预先将15.1g(0.127mol)的4-氰基苯酚溶解在50mL的乙腈中制得的溶液。滴加结束之后,在搅拌下将该混合物在60℃下加热3小时。将反应液冷却至室温之后,使用乙酸乙酯和水进行分离操作。使用硫酸钠从获得的有机相中除去水,然后在减压下蒸馏掉溶剂,获得固体产品,向其中加入100mL的乙腈,接着进行重结晶操作。将该乙腈溶液冷却至室温,晶体析出,然后过滤收集,获得11.0g(产率11%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-NMR(CDCl3)δ3.50(br,9H)、7.37(D,2H)、7.45(s,2H)、7.77(s,2H)质谱m/z 314(M+H)+由此获得的化合物的熔点是172-173℃。
(合成实施例2例证化合物A-2的合成)将106.1g(0.5mol)的2,4,5-三甲氧基苯甲酸、340mL的甲苯和1mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加65.4g(0.55mol)的亚硫酰氯,并将该混合物加热至65-70℃持续2小时。然后,向其中慢慢滴加预先将71.5g(0.6mol)的4-氰基苯酚溶解在150mL的乙腈中制得的溶液。滴加结束之后,在搅拌下将该混合物在80-85℃加热2小时。将反应液冷却至室温之后,使用乙酸乙酯(1L)和水进行分离操作。使用硫酸镁从获得的有机相中除去水,然后在减压下蒸馏掉约500mL的溶剂,然后向其中加入1L的甲醇,接着进行重结晶操作。然后过滤收集析出的晶体,获得125.4g(产率80%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 314(M+H)+由此获得的化合物的熔点是116℃。
(合成实施例3例证化合物A-3的合成)将10.1g(47.5mmol)的2,3,4-三甲氧基苯甲酸、40mL的甲苯和0.5mL的二甲基甲酰胺加热至80℃。然后,向该混合物中慢慢滴加6.22g(52.3mmol)的亚硫酰氯,并在80℃加热下将该混合物搅拌2小时。然后,向其中慢慢滴加预先将6.2g(25.3mmol)的4-氰基苯酚溶解在20mL的乙腈中制得的溶液。滴加结束之后,在搅拌下将该混合物于80-85℃下加热2小时。将反应液冷却至室温之后,使用乙酸乙酯和水进行分离操作。使用硫酸钠从获得的有机相中除去水,然后在减压下蒸馏掉溶剂。向该残余物中加入50mL的甲醇,接着进行重结晶。过滤收集析出的晶体,获得11.9g(产率80%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-NMR(CDCl3)δ3.50(br,9H)、7.37d,2)、7.45(s,2H)、7.77(s,2H)质谱m/z 314(M+H)+
由此获得的化合物的熔点是102-103℃。
(合成实施例4例证化合物A-4的合成)将25.0g(118mmol)的2,4,6-三甲氧基苯甲酸、100mL的甲苯和1mL的N-N-二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加15.4g(129mmol)的亚硫酰氯,在60℃加热下将该混合物搅拌2小时。然后,向其中慢慢滴加预先将15.4g(129mmol)的4-氰基苯酚溶解在50mL的乙腈中制得的溶液。滴加结束之后,在搅拌下将该混合物在80-85℃下加热4.5小时。将反应液冷却至室温之后,使用乙酸乙酯和水进行分离操作。使用硫酸钠从获得的有机相中除去水,然后在减压下蒸馏掉溶剂。向该残余物中加入500mL的甲醇和100mL的乙腈,接着进行重结晶操作。然后过滤收集析出的晶体,获得10.0g(产率27%)的目标化合物,为白色晶体。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 314(M+H)+由此获得的化合物的熔点是172-173℃。
(合成实施例5例证化合物A-5的合成)将15.0g(82.3mmol)的2,3-二甲氧基苯甲酸、60mL的甲苯和0.5mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加10.7g(90.5mmol)的亚硫酰氯,并在搅拌下将该混合物加热至60℃持续2小时。然后,向其中慢慢滴加预先将10.8g(90.5mmol)的4-氰基苯酚溶解在30mL的乙腈中制得的溶液。滴加结束之后,在搅拌下将该混合物在70-80℃下加热7小时。将反应液冷却至室温之后,加入90mL的异丙醇。然后过滤收集析出的晶体,获得12.3g(产率53%)的目标化合物,为白色晶体。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 284(M+H)+由此获得的化合物的熔点是104℃。
(合成实施例6例证化合物A-6的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-5中的2,3-二甲氧基苯甲酸变为2,4-二甲氧基苯甲酸。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 284(M+H)+由此获得的化合物的熔点是134-136℃。
(合成实施例7例证化合物A-7的合成)将25.0g(137mmol)的2,5-二甲氧基苯甲酸、100mL的甲苯和1.0mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加18.0g(151mmol)的亚硫酰氯,在60℃加热下将该混合物搅拌2小时。然后,向其中慢慢滴加预先将18.0g(151mmol)的4-氰基苯酚溶解在50mL的乙腈中制得的溶液。滴加结束之后,在搅拌下将该混合物于70-80℃下加热7.5小时。将反应液冷却至室温之后,使用乙酸乙酯和饱和盐水进行分离操作。使用硫酸钠从获得的有机相中除去水,然后在减压下蒸馏掉溶剂。使用硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯(9/1,V/V),进行精制操作,获得18.8g(产率48%)的目标化合物,为白色晶体。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 284(M+H)+由此获得的化合物的熔点是79-80℃。
(合成实施例8例证化合物A-8的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-5中的2,3-二甲氧基苯甲酸变成2,6-二甲氧基苯甲酸。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 284(M+H)+由此获得的化合物的熔点是130-131℃。
(合成实施例9例证化合物A-11的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-2中的71.5g的4-氰基苯酚变为76.9g的4-氯苯酚。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 323(M+H)+由此获得的化合物的熔点是127-129℃。
(合成实施例10例证化合物A-12的合成)将45.0g(212mmol)的2,4,5-三甲氧基苯甲酸、180mL的甲苯和1.8mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加27.8g(233mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌2.5小时。然后,向其中慢慢加入预先将35.4g(233mmol)的4-羟基苯甲酸甲酯溶解在27mL的二甲基甲酰胺中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物在80℃下加热3小时。将反应液冷却至室温之后,加入270mL的甲醇。然后过滤收集析出的晶体,获得64.5g(产率88%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 347(M+H)+由此获得的化合物的熔点是121-123℃。
(合成实施例11例证化合物A-13的合成)将20.0g(94.3mmol)的2,4,5-三甲氧基苯甲酸、100mL的甲苯和1mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加12.3g(104mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌3.5小时。然后,向其中慢慢加入预先将17.7g(104mmol)的4-苯基苯酚溶解在150mL的甲苯中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物在80℃加热3小时。将反应液冷却至室温之后,加入250mL的甲醇。然后过滤收集析出的晶体,获得21.2g(产率62%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-NMR(CDCl3)δ3.93(s,3H)、3.96(s,3H)、3.99(s,3H)、6.59(s,1H)、7.26-7.75(m,10H)质谱m/z 365(M+H)+由此获得的化合物的熔点是131-132℃。
(合成实施例12例证化合物A-14的合成)将12.9g(61mmol)的2,4,5-三甲氧基苯甲酸、50mL的甲苯和0.6mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加8.0g(67mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌3.5小时。然后,向其中慢慢加入预先将17.7g(104mmol)的4-苯基苯酚溶解在25mL的乙腈中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物于80℃加热3小时。将反应液冷却至室温之后,加入100mL的甲醇。过滤收集析出的晶体,获得21.6g(产率93%)的目标化合物,为白色晶体。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 381(M+H)+由此获得的化合物的熔点是91-92℃。
(合成实施例13例证化合物A-15的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-2中的71.5g的4-氰基苯酚变为56.4g的苯酚。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 365(M+H)+由此获得的化合物的熔点是105-108℃。
质谱m/z 289(M+H)+(合成实施例14例证化合物A-16的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-2中的71.5g的4-氰基苯酚变为74.4g的4-甲氧基苯酚。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 319(M+H)+由此获得的化合物的熔点是102-103℃。
(合成实施例15例证化合物A-17的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-2中的71.5g的4-氰基苯酚变为73.3g的4-乙基苯酚。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 317(M+H)+由此获得的化合物的熔点是70-71℃。
(合成实施例16例证化合物A-24的合成)将27.3g(164mmol)的4-乙氧基苯甲酸、108mL的甲苯和1mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加21.5g(181mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌2小时。然后,向其中慢慢加入预先将25.0g(181mmol)的4-乙氧基苯酚溶解在50mL的乙腈中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物于80℃加热4小时。将反应液冷却至室温之后,加入100mL的甲醇。然后过滤收集析出的晶体,获得30.6g(产率65%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 287(M+H)+由此获得的化合物的熔点是113-114℃。
(合成实施例17例证化合物A-25的合成)将24.7g(149mmol)的4-乙氧基苯甲酸、100mL的甲苯和1mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加19.5g(164mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌2小时。然后,向其中慢慢加入预先将25.0g(165mmol)的4-丙氧基苯酚溶解在50mL的乙腈中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物于80℃加热4小时。将反应液冷却至室温之后,加入100mL的甲醇。然后过滤收集析出的晶体。向所得固体中加入100mL的甲醇,接着进行重结晶。然后过滤收集析出的晶体,获得33.9g(产率76%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-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)质谱m/z 301(M+H)+由此获得的化合物的熔点是107℃。
(合成实施例18例证化合物A-27的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-24中的27.3g的4-乙氧基苯甲酸变为29.5g的4-丙氧基苯甲酸。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 301(M+H)+由此获得的化合物的熔点是88-89℃。
(合成实施例19例证化合物A-28的合成)以与上面相同的方式合成目标化合物,只是将A-25中的24.7g的4-乙氧基苯甲酸变为26.8g的4-丙氧基苯甲酸。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 315(M+H)+由此获得的化合物的熔点是92℃。
(合成实施例20例证化合物A-40的合成)将20.0g(109mmol)的2,4-二甲氧基苯甲酸、80mL的甲苯和0.8mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加14.4g(121mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌3.5小时。然后,向其中慢慢加入预先将20.5g(121mmol)的4-苯基苯酚溶解在50mL的二甲基甲酰胺中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物于80℃加热6小时。将反应液冷却至室温之后,加入100mL的甲醇。然后过滤收集析出的晶体,获得31.7g(产率86%)的目标化合物,为白色晶体。通过质谱鉴定该化合物。
质谱m/z 335(M+H)+由此获得的化合物的熔点是161-162℃。
(合成实施例21例证化合物A-42的合成)将30.0g(165mmol)的2,4-二甲氧基苯甲酸、120mL的甲苯和1.2mL的二甲基甲酰胺加热至60℃。然后,向该混合物中慢慢滴加21.6g(181mmol)的亚硫酰氯,并在60℃加热下将该混合物搅拌2小时。然后,向其中慢慢加热预先将27.6g(181mmol)的4-羟基苯甲酸甲酯溶解在40mL的二甲基甲酰胺中制得的溶液。然后,在搅拌下将该混合物于80℃加热6小时。将反应液冷却至室温之后,加入140mL的甲醇。然后过滤收集析出的晶体,获得24.4g(产率47%)的目标化合物,为白色晶体。通过1H-NMR(400MHz)和质谱鉴定该化合物。
1H-NMR(CDCl3)δ3.92(m,9H)、6.56(m,2H)、7.27(m,2H)、8.09(m,3H)质谱m/z 317(M+H)+由此获得的化合物的熔点是122-123℃。
在本发明的第一实施方案中,相对100质量份的乙酸纤维素,式(I)代表的化合物和具有至少三个取代基的环状化合物各自的用量在0.01-20质量份的范围内。相对100质量份的乙酸纤维素,式(I)代表的化合物和具有至少三个取代基的环状化合物各自优选以0.05-15质量份的量使用,更优选0.1-10质量份。式(I)代表的化合物和具有至少三个取代基的环状化合物各自可以其两种或多种化合物混合使用。
在本发明的第二实施方案中,相对100质量份的纤维素酰化物,式(I)代表的化合物或具有1,3,5-三嗪环的化合物的用量在0.01-20质量份的范围内,相对100质量份的纤维素酰化物,式(I)代表的化合物或具有1,3,5-三嗪环的化合物的用量优选在0.05-15质量份的范围内,更优选0.1-10质量份。棒状化合物和盘状化合物各自可以其两种或多种化合物混合使用。
以100质量份的乙酸纤维素计,本发明的式(I)代表的延迟增加剂的含量通常是0.1-20质量%,优选1-15质量%,更优选2-10质量%。
本发明的延迟增加剂可以在其溶解在有机溶剂,例如醇、二氯甲烷或二氧戊环中之后加入到乙酸纤维素溶液(涂布液)中;或它可以直接加入到涂布液组合物中。
正如JP-A-2001-166144中清楚地所述的,盘状化合物在延迟增加效果方面通常比棒状化合物要好,并且它可以提高纤维素酯薄膜的延迟,即使其用量相对较小。然而,它不仅提高Re延迟值而且提高Rth延迟值,因此通过仅使用一种盘状化合物,难以制得本发明中所需的具有高Re延迟值和低Rth延迟值的纤维素酯薄膜。
而且,如果使用棒状化合物,那么可以制得具有高Re/Rth比的乙酸纤维素薄膜。然而,为了通过仅使用一种棒状化合物就获得本发明所需的高Re延迟值,必需加入大量该棒状化合物。棒状化合物的量增加不仅在生产成本方面是不利的,而且易于在纤维素酯薄膜的表面上产生析出(渗出),而这在其生产时不是优选的。因此通过仅使用棒状化合物难以制得具有本发明所需的光学性能的纤维素酯薄膜。
本发明的发明人经过深入研究,结果发现,将盘状化合物和棒状化合物(式(I)代表的化合物)混合使用可以不仅限于呈现单纯的加合效果,而且可以获得出人意料和优选的光学性能(高Re延迟值和低Rth延迟值)。
(紫外线吸收剂)将解释可用于本发明的第二实施方案的纤维素酰化物薄膜中的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂优选用于用作偏振片保护薄膜的薄膜中以防止液晶元件受到紫外光破坏。在本发明中,通过使用紫外线吸收剂,仅Rth值降低,而保持高Re。并且,使用紫外线吸收剂可以防止消光剂凝结并制得高度透明的薄膜。
以100质量份的纤维素酰化物为基础,紫外线吸收剂的加入量通常为0.1-20质量份,优选0.1-15质量份,更优选0.1-10质量份。
作为紫外线吸收剂,从良好液晶显示装置特性的角度,优选使用具有对波长为370nm或更短的紫外线的高的吸收能力并且对波长为400nm或更长的可见光的吸收降低的紫外线吸收剂;并且紫外线吸收剂对波长为380nm的光优选具有8%或更小的透光度。
作为可以优选用于本发明的紫外线吸收剂的具体实例,优选任意的式(III)-(V)代表的化合物;并且特别优选其中R4和R5中至少一个取代基是卤原子的式(IV)代表的化合物以及其中R4和R5两个取代基都不是卤原子的式(IV)代表的化合物。还优选将上面具有卤原子的紫外线吸收剂和上面没有卤原子的紫外线吸收剂以20∶80-80∶20的质量比使用。
式(III) 在该式中,Q1和Q2各自独立地代表芳香环;X11代表一取代基;Y11代表氧原子、硫原子或氮原子;并且X11Y11可以代表氢原子。
式(IV) 在该式中,R1、R2、R3、R4和R5各自独立地代表一价有机基团或卤原子,并且R1、R2和R3中至少一个是总共具有10-20个碳原子的未取代的、枝链或直链烷基。
式(V) 在该式中,R1、R2、R4和R5各自独立地代表一价有机基团或卤原子,并且R6代表一枝链烷基。
并且,可以优选使用如JP-A-2003-315549中所述的、式(VI)代表的化合物。
式(VI) 在该式中,R0和R1各自代表氢原子、具有1-25个碳原子的烷基、具有7-9个碳原子的苯基烷基、未取代的苯基、用具有1-4个碳原子的烷基取代的苯基、取代或未取代的氧羰基、或者取代或未取代的氨基羰基;并且R2-R5和R19-R23各自代表氢原子、或者具有2-20个碳原子的取代或未取代的烷基。
而且,紫外线吸收剂的实例包括羟二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水杨酸酯系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、和镍络合物系化合物。
式(III)代表的化合物的实例包括二苯甲酮系化合物。
并且,下面列出了苯并三唑系紫外线吸收剂的具体实例,但是本发明并不受到这些实例的限制。
实例包括2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-(3″,4″,5″,6″-四氢邻苯二甲酰亚氨基甲基)-5′-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亚甲基-双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基甲苯)、(2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2(2′-羟基-3′,5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、(2(2′-羟基-3′,5′-二-叔戊基苯基)-5-氯苯并三唑、2,6-二-叔丁基-对-甲酚、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三甘醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2,2-硫代-二亚乙基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、N,N′-亚己基-双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯、三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)-异氰脲酸酯。特别优选的实例包括(2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2-(2′-羟基-3′,5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、(2(2′-羟基-3′,5′-二-叔戊基苯基)-5-氯苯并三唑、2,6-二-叔丁基-对-甲酚、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三甘醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。同样,例如,可以混合使用N,N′-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰基]肼等肼系金属去活化剂、或者三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸盐等亚磷系加工稳定剂。任意这些化合物的添加质量,以纤维素酰化物计,优选为1ppm-1.0%,更优选为10-1,000ppm。
除了上面的化合物之外,也可以使用Asahi Denka于“ADECASTAB”(塑料添加剂概论)目录中所述的光稳定剂。也可以使用Ciba Speciality Chemicals Inc.的TINUBIN PRODUCT中所述的光稳定剂和紫外线吸收剂。也可以使用SHIPROKASEI KAISHA的目录中所述的SEESORB、SEENOX、SEETEC(都是商品名)等。也可以使用Johoku Chemical Co.,Ltd.生产的紫外线吸收剂和抗氧化剂。同样,可以使用Kyodo Yakuhin生产的VIOSORB(商品名)和YoshitomiPharmaceutical Industries,Ltd.生产的紫外线吸收剂。
而且,如JP-A-2001-187825中所述,也优选使用苯并三唑类并且具有20℃或更低的熔点的紫外线吸收化合物、在其分子中具有酯基的紫外线吸收化合物、熔点为20℃或更低的紫外线吸收化合物和熔点高于20℃的紫外线吸收化合物的混合使用、以及苯并三唑类并且分配系数为9.2或更大的紫外线吸收剂。
在这些化合物中,当使用熔点为20℃或更低的紫外线吸收化合物或者分配系数为9.2或更大的紫外线吸收剂时,Rth值的降低效果大,而这是优选的。同样,优选使用分配系数为9.2或更大的紫外线吸收剂,这是由于该紫外线吸收剂具有高的疏水特性这样在成膜期间它具有抑止渗出的作用。分配系数更优选是9.3或更大。
分配系数代表辛醇与水的分配比,它可以由下面表达式定义LogPo/wPo/w=So/Sw其中So25℃下有机化合物在正辛醇中的溶解度;Sw25℃下有机化合物在纯水中的溶解度。
它们各自的溶解度可以用正辛醇和水测定。在本发明中,这些分配系数可以通过使用logP值评价程序(得自Daylight ChemicalInformation System的加入到PC模型中的CLOGP程序)以估计值发现。
也优选使用具有其中下面定义的波长在392-420nm的范围内的光谱吸收谱的紫外线吸收剂;所述波长是在将所述紫外线吸收剂以0.1g/L的浓度溶解在溶剂中并放置在1cm2测定池中之后测定光谱吸收谱,与仅使用溶剂作为对照样品的情形相比时,透光度是50%的波长。也优选使用具有其中前述波长在360-390nm的范围内的光谱吸收谱的紫外线吸收剂。
当制备纤维素酰化物的混合溶液时可以预先加入紫外线吸收剂,但是预先制备纤维素酰化物的涂布液并在向流延过程前进的过程中的任何阶段可以将紫外线吸收剂加入到该涂布液中。在后一情况下,可以优选使用在线混合器,例如,静态混合器(由Toray Engineering Co.,Ltd.生产)或SWJ(商品名High Mixer,Toray静态型在线混合器),将通过纤维素酰化物溶解在溶剂中制得的涂布液溶液加入到通过溶解紫外线吸收剂和少量纤维素酰化物制得的溶液中并在在线系统中将二者混合。后加入的紫外线吸收剂可以与消光剂混合,并且也可以与诸如延迟控制剂、增塑剂、防老化剂、和释放促进剂的添加剂混合。当使用在线混合器时,添加剂优选在高压下经过浓缩和溶解。在这种情况下,对压力容器的类型没有限制。仅需要压力容器能够经受给定压力并且能够在压力下进行加热和搅拌。压力容器可以配备有必需的仪器,例如压力表和温度计。使用将惰性气体如氮气压入所述容器的方法或者通过加热提高溶剂的蒸汽压都可以施加压力。该加热优选从外部进行。例如,由于夹套型加热器的温度容易控制因此优选它。加入溶剂时的加热温度,优选设计在从高于所用溶剂的沸点的温度到溶剂不沸腾的温度的范围内,例如,在30-150℃的范围内。并且,设定压力使得在该设定温度下溶剂不沸腾。溶解之后,在冷却下从容器中取出溶液,或者使用泵等从容器中取出溶液,然后在热交换器中冷却并且所得溶液经过成膜。至于此时的冷却温度,从降低所得涂布液的粘度的角度,可以将溶液冷却至常温,更优选可以将溶液冷却至比沸点低5-10℃的温度并在该温度下流延溶液。
(纤维素酰化物薄膜的制备)乙酸纤维素薄膜优选通过溶剂流延法制得。在溶剂流延法中,用其中将乙酸纤维素溶解在有机溶剂中的溶液(涂布液)制备薄膜。
有机溶剂优选包含选自具有3-12个碳原子的醚类、具有3-12个碳原子的酮类、具有3-12个碳原子的酯类和具有1-6个碳原子的卤代烃类的溶剂。
醚类、酮类或酯类可以具有环状结构。也可以使用具有两个或多个醚、酮或酯(即,-O-、-CO-或-COO-)的官能团的化合物作为溶剂。有机溶剂可以具有另一官能团例如醇羟基。如果有机溶剂是具有两个或多个官能团的化合物,碳原子数将在为具有任意官能团的化合物定义的任意上面范围内。
具有3-12个碳原子的醚类的实例包括二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二烷、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、茴香醚和苯乙醚。
具有3-12个碳原子的酮类的实例包括丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二异丁基酮、环己酮和甲基环己酮。
具有3-12个碳原子的酯类的实例包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯。
具有两种或多种官能团的有机溶剂的实例包括乙酸2-乙氧基乙酯、2-甲氧基乙醇和2-丁氧基乙醇。
卤代烃优选具有一个或两个碳原子,更优选一个碳原子。卤代烃中的卤素优选是氯。卤代烃中的氢原子用卤素以优选25-75mol%,更优选30-70mol%,再次优选35-65mol%,最优选40-60mol%的量取代。一种典型的卤代烃是二氯甲烷。
可以将两种或多种有机溶剂混合从而组合使用。
作为本发明中的有机溶剂,优选使用二氯甲烷和醇的混合物。醇与二氯甲烷之比优选是1质量%或更大和50质量%或更小,更优选10质量%或更大和40质量%或更小,最优选12质量%或更大和30质量%或更小。作为醇,优选甲醇、乙醇或正丁醇,可以将这些醇中的两种或多种混合从而组合使用。
纤维素酰化物溶液可以普通方式制备。术语“普通方式”是指该制备是在0℃或更高的温度(室温或高温)下进行的。借助溶剂流延法中的常规设备通过常规方法可以制备纤维素酰化物溶液(涂布液)。在常规方法中,优选使用卤代烃(特别是,二氯甲烷)作为有机溶剂。
溶液中纤维素酰化物的量优选在10-40质量%的范围内,更优选在10-30质量%的范围内。可以向该有机溶剂(基本或主要溶剂)中任选加入后面所述的任意添加剂。
将纤维素酰化物和有机溶剂于常温(0-40℃)下混合并搅拌,制备溶液。为了制备浓溶液,可以在高温高压下进行该制备。在这种情况下,将纤维素酰化物和有机溶剂放置在耐压容器中。将该容器密封之后,在增压、高温下将该混合物搅拌。控制温度使得它可以比常压下溶剂的沸点高,但是溶剂不会沸腾。该温度通常在40℃或更高的范围内,优选在60-200℃的范围内,更优选在80-110℃的范围内。
在放置在容器中之前,可以将溶液的组分大致混合。或者,可以将这些组分一个接一个地加入到容器中。容器必须配备有搅拌装置。容器中可以加入惰性气体例如氮气,以增加内部压力。另外,可以将容器加热使溶剂的蒸汽压升高这样可以提高内部压力。在将容器密封之后,可以在高压下加入每一组分。
加热时,容器优选从外面加热。例如,优选使用夹套式加热器。或者,可以使用放置在容器外面的板式加热器加热的液体流经围绕该容器的管,从而加热整个容器。
混合物优选用容器内提供的推近式混合器搅拌。推进器的翼优选具有达到容器内壁的长度。而且,在翼的尖端,优选提供刮擦装置以刮擦和更新附着在内壁上的液体层。
在容器中,可以提供各种仪表例如压力表和温度计。将这些组分溶解在容器内的溶剂中。可以将由此制得的涂布液冷却,然后将其从容器中取出,或者可以将其取出然后用热交换器冷却,等等。
溶液可以按照冷却溶解法制备。该冷却溶解法可以将乙酸纤维素溶解在用常规方法几乎不溶解所述乙酸纤维素的有机溶剂中。而且,按照该方法,也可以将乙酸纤维素快速且均匀地溶解在以常规方法可以溶解所述乙酸纤维素的溶剂中。
在冷却(或冷冻)溶解法的过程中,首先,在室温下,在搅拌的同时将乙酸纤维素逐渐加入到有机溶剂中。
乙酸纤维素在混合物中的量优选在10-40质量%的范围内,更优选在10-30质量%的范围内。在该混合物中可以加入后面所述的任意各种添加剂。
然后,将制得的混合物冷却至-100至-10℃的温度,优选-80至-10℃,更优选-50至-20℃,最优选-50至-30℃。该冷却步骤例如可以用干冰/甲醇浴(-75℃)或者用冷却二甘醇溶液(-30至-20℃)进行。通过该冷却步骤,将纤维素酰化物和所述有机溶剂的混合物固化。
冷却速度优选是4℃/min或更大,更优选8℃/min或更大,最优选12℃/min或更大。冷却速度优选尽可能快。然而,冷却速度的理论上限是10,000℃/秒,技术上限是1,000℃/秒,实际上限是100℃/秒。冷却速度是指冷却步骤中完成该冷却步骤的单位耗时内的温度变化。温度变化是指冷却步骤开始时的温度与冷却步骤结束时的温度之差。完成冷却步骤的耗时是指从冷却步骤开始到达到最终冷却温度的冷却结束的时间。
然后将冷却混合物加热至通常0-200℃,优选0-150℃,更优选0-120℃,最优选0-50℃的温度。通过该加热步骤,将乙酸纤维素溶解在所述有机溶剂中。就加热而言,可以将该混合物置于室温下或者可以在温浴中加热。
加热速度优选是4℃/min或更大,更优选8℃/min或更大,最优选12℃/min或更大。加热速度优选尽可能快。然而,加热速度的理论上限是10,000℃/秒,技术上限是1,000℃/秒,实际上限是100℃/秒。加热速度是指加热步骤中完成该加热步骤的单位耗时内的温度变化。温度变化是指加热步骤开始时的温度与加热步骤结束时的温度之差。完成加热步骤的耗时是指从加热步骤开始到达到最终加热温度的加热结束的时间。
由此,可以制得一均匀溶液。如果乙酸纤维素未充分溶解,那么可以重复该冷却和加热步骤。可以通过肉眼观察溶液的外观来判断乙酸纤维素是否充分溶解。
在冷冻溶解法中,优选使用封闭容器以防冷却时因形成露而导致混入水分。在冷却和加热操作中,冷却时加压和加热时解压可以缩短溶解时间。为了实施加压和减压,优选使用耐压容器。
根据差示扫描量热测定(DSC),通过冷却溶解法将纤维素酰化物(乙酰化度60.9%,粘度平均聚合度299)溶解在乙酸甲酯中制得的20质量%溶液,在约33℃具有在凝胶和溶胶之间的假相转变点。低于该温度,则溶液为均匀凝胶形式。因此,该溶液必须保持在高于该假相转变点的温度,优选在比该假相转变点高约10℃的温度。假相转变点随不同条件而变化,这些条件例如所用有机溶剂、和所用纤维素酰化物的乙酰化度、粘度平均聚合度或浓度。
乙酰化度是指单位质量纤维素中键合的乙酸组分的量。乙酰化度是按照ASTMD-817-91(乙酸纤维素的测定方法,等)中所述的乙酰化度的测量和计算来测定的。
纤维素酰化物薄膜优选是通过制备纤维素酰化物溶液(涂布液)并按照溶剂流延法由该溶液成膜制得的。
将涂布液流延在滚筒或带上,并将溶剂蒸发形成薄膜。流延之前涂布液的浓度优选调整至固体含量为18-35%。滚筒或带的表面优选经抛光以提供镜面状态。在美国专利2,336,310、2,367,603、2,492,078、2,492,977、2,492,978、2,607,704、2,739,069和2,739,070、英国专利640,731和736,892、JP-B-45-4554(本文使用的术语“JP-B”是指“已审日本专利公开”)、JP-B-49-5614、JP-A-60-176834、JP-A-60-203430和JP-A-62-115035中描述了溶剂流延法中的流延和干燥方法。
涂布液优选流延在表面温度为10℃或更小的滚筒或带上。
通过吹惰性气体例如空气或氮气可以实现带或滚筒上的干燥。流延之后,优选吹空气持续2秒或更长将涂布液干燥。从滚筒或带上剥离掉所得薄膜,并且通过从100℃到160℃连续改变温度用热空气可以将薄膜再次干燥,通过蒸馏来除去残余溶剂。在JP-B-5-17844中描述了该方法。根据该方法,可以将从流延到剥离的时间缩短。为了实施该方法,在流延时必需在滚筒或带的表面温度下使涂布液胶凝。
剥离掉薄膜时残余溶剂中所含的二氯甲烷与醇之比优选是15%或更大和90%或更小,更优选25%或更大和85%或更小,最优选35%或更大和80%或更小。
由制得的乙酸纤维素溶液(涂布液),经流延可以形成一具有两层或多层的薄膜。同样在这种情况下,优选通过溶剂流延法形成乙酸纤维素薄膜。将涂布液流延在滚筒或带上,然后通过蒸发从其上除去溶剂,由此形成薄膜。流延之前涂布液中固体组分浓度优选调整至10-40质量%的范围内。滚筒或带表面优选预先经过镜面-光面精整。
当流延两种或多种乙酸纤维素溶液时,可以流延乙酸纤维素溶液,同时从间隔安装在载体前进方向的各自流延模头连续流延含有乙酸纤维素的溶液,从而制备层压物来形成薄膜。例如,可以采用JP-A-61-158414、JP-A-1-122419和JP-A-11-198285中公开的方法。可以使用通过从两个流延模头流延乙酸纤维素溶液来形成薄膜,并且它可以通过例如JP-B-60-27562、JP-A-61-94724、JP-A-61-947245、JP-A-61-104813、JP-A-61-158413和JP-A-6-134933中公开的方法进行。而且,也可以采用JP-A-56-162617中公开的流延法,其中高粘度乙酸纤维素溶液流包封在低粘度乙酸纤维素溶液流中并将该高粘度和低粘度乙酸纤维素溶液同时挤出,从而形成乙酸纤维素薄膜。
或者,可以通过使用两个流延模头(流延口)的方法制得薄膜,该方法包括步骤从第一流延模头将载体上形成的薄膜剥离;然后在与载体表面接触的薄膜面上使用第二流延模头进行第二次流延。该方法例如描述在JP-B-44-20235中。
待流延的乙酸纤维素溶液彼此可以相同或不同,并且对它们没有限制。为了使多个乙酸纤维素层具有彼此不同的功能,可以将相应于各自功能的乙酸纤维素溶液分别从不同的流延模头挤出。用于本发明的乙酸纤维素溶液可以与其它功能层(例如,粘合层、染料层、抗静电层、抗晕层、紫外线吸收层、偏振层)同时流延。
参照常规单层溶液,必需挤出高浓度和高粘度的乙酸纤维素溶液以获得所需薄膜厚度。在这种情况下,经常产生例如平直度差、和因乙酸纤维素溶液的稳定性差而产生的固体物质所引起斑点(粒状结构)缺陷的问题。解决这些问题的一种方法是从流延模头流延两种或多种乙酸纤维素溶液。通过这种方法,可以将高粘度溶液共挤压到载体上,并且可以制得平直度良好且表面质量优异的薄膜。此外,使用浓乙酸纤维素溶液可以降低干燥负荷,这样可以提高薄膜的生产速度。
在纤维素酰化物薄膜中,可以加入增塑剂来提高机械性能或者提高干燥速度。作为增塑剂,可以使用磷酸酯或羧酸酯。磷酸酯的实例包括磷酸三苯酯(TPP)和磷酸三甲苯酯(TCP)。
羧酸酯的代表性实例包括邻苯二甲酸酯和柠檬酸酯。邻苯二甲酸酯的实例包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)、和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。柠檬酸酯的实例包括O-乙酰基柠檬酸三乙酯(OACTE)和O-乙酰基柠檬酸三丁酯(OACTB)。其它羧酸酯的典型实例包括油酸丁酯、乙酰基蓖麻酸甲酯、癸二酸二丁酯、和各种苯偏三酸酯类。可以优选使用邻苯二甲酸酯系增塑剂(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP或DEHP),特别优选DEP和DPP。
以纤维素酯的量为基础,增塑剂的添加量优选是0.1-25质量%,更优选1-20质量%,最优选3-15质量%。
可以向乙酸纤维素薄膜中加入防老化剂(例如,抗氧化剂、过氧化物分解剂、自由基抑制剂、金属去活化剂、酸捕获剂、胺)。在JP-A-3-199201、JP-A-5-197073、JP-A-5-194789、JP-A-5-271471和JP-A-6-107854中描述了防老化剂。从呈现防老化剂的效果或者防止防老化剂渗出到薄膜表面上的角度,以所制备的溶液(涂布液)为基础,防老化剂的添加量优选是0.01-1质量%,更优选0.01-0.2质量%。特别优选的防老化剂的实例包括丁基化羟基甲苯(BHT)、和三苄胺(TBA)。
乙酸纤维素薄膜可以经过拉伸处理来调整延迟。
而且,也可以使用在横向正拉伸薄膜的方法,例如如JP-A-62-115035、JP-A-4-152125、JP-A-4-284211、JP-A-4-298310和JP-A-11-48271中所述。它是一种拉伸制得的纤维素酰化物薄膜从而使薄膜的面内延迟值提高的方法。
薄膜的拉伸是在室温或高温条件下进行的。该高温优选低于薄膜的玻璃化转变温度。薄膜的拉伸可以通过仅在纵向或横向经单轴拉伸进行,或者以同时或连续方式经双轴拉伸进行。拉伸优选在1-200%的范围内,更优选在1-100%的范围内,再次优选在3-100%的范围内,特别优选在1-50%的范围内。至于光学薄膜的双折射,优选横向的折射率大于纵向的折射率。因此优选光学薄膜在横向拉伸很多。
作为取向方法,在本发明的范围内可以使用任意方法,但是特别地,从面内均匀性的角度,优选使用拉幅机取向。本发明的纤维素酰化物薄膜的宽度优选是至少1,000mm或更大,更优选1,200mm或更大,特别优选1,450mm或更大。在总宽度的Re值的分散(分布)优选是±5nm,更优选±3nm。并且,Rth值的分布优选是±10nm,更′优选±5nm。并且,Re值和Rth值各自在纵向的分布优选在横向的分布的范围内。
薄膜厚度优选是20-160μm,更优选25-150μm,特别优选30-140μm。
并且,取向处理可以在成膜过程中进行,或者可以将成膜之后卷起的一卷原料薄膜卷取向。在前者的情况下,原料薄膜可以在包括残余溶剂的薄膜的状态取向。开始取向时残余溶剂的量优选是2-50%,更优选2-40%。开始取向时残余溶剂的量是指在拉幅机拉伸方法中当网膜(半干涂布液)的两端开始用夹子紧固时残余溶剂的量。更优选当残余溶剂的量是5-50%时开始取向,尤其优选当残余溶剂的量是10-45%时开始取向。残余溶剂的量是按照下面表达式计算的(残余溶剂的量)=100×{(网膜中的溶剂量)/(网膜的总量)}此时,优选在纵向输送薄膜的同时薄膜以与纵向垂直的方向取向,这样薄膜的慢轴与薄膜的纵向垂直。
至于取向温度,可以根据取向时残余溶剂的量以及薄膜厚度选择合适条件。
在薄膜含有残余溶剂的状态下取向的情况下,优选在取向之后将薄膜干燥。至于干燥方法,可以按照前述成膜方法中所述的方法干燥薄膜。
取向之后乙酸纤维素薄膜的厚度(干燥厚度)优选是20-160μm,更优选40-110μm、甚至更优选50-100μm,进一步更优选60-110μm,最优选80-110μm。该薄膜厚度相当于本发明的光学补偿薄片的薄膜厚度。
(消光剂细粒)优选将作为消光剂的细粒加入到本发明的乙酸纤维素薄膜中。可用于本发明的细粒的实例可以包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙。从获得低雾度的角度,细粒优选含硅的那些细粒,特别优选二氧化硅。二氧化硅细粒优选是初始平均粒径优选是20nm或更小并且表观比重是70g/L或更大的那些细粒。初始平均粒径小至5-16nm的颗粒可以降低薄膜的雾度,并且因此是更优选的。表观比重优选是90-200g/L或更大,更优选100-200g/L或更大,较大的表观比重使其可以制备高浓度分散体,由此雾度和凝结更好,并且因此是优选的。
这些细粒通常形成平均粒径为0.1-3.0μm的次级颗粒,并且这些细粒以初始颗粒的凝结物的形式存在于薄膜中,在薄膜表面形成0.1-3.0μm大小的不规则性。次级平均粒径优选是0.2μm或更大和1.5μm或更小,更优选0.4μm或更大和1.2μm或更小,最优选0.6μm或更大和1.1μm或更小。初始粒径和次级粒径是以下面的方式测定的通过扫描型电子显微镜观察薄膜中的颗粒,测定颗粒外接圆的直径作为粒径。并且,观察分别在不同位置的200个颗粒,计算这些颗粒的直径的平均值以确定平均粒径。
作为二氧化硅细粒,例如,可以使用市售的产品如商品名AerosilR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产)。作为氧化锆细粒,例如,可以使用市售的产品如商品名Aerosil R976和R811(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产)。
其中,特别优选Aerosil 200V和Aerosil R972V,这是由于它们是平均初始粒径为20nm或更小并且表观比重为70g/L或更大、并且具有大的降落摩擦系数影响、同时保持所得光学薄膜的低雾度,的二氧化硅细粒。
在本发明中,为了获得含有小的次级平均粒径的颗粒的乙酸纤维素薄膜,在制备细粒分散体的过程中考虑几种方法。例如,在一种方法中,预先制得通过将溶剂和细粒混合并搅拌获得的细粒分散体。将该细粒分散体加入到单独制得的少量乙酸纤维素溶液中,并在搅拌下将混合物溶解。然后,将所得混合物进一步混合于主要乙酸纤维素涂布液溶液中。从二氧化硅细粒良好分散并且几乎不再聚集的角度,该方法是一种优选制备方法。除了上面该方法之外,还有一方法,其中将少量纤维素酯加入到溶剂中,搅拌下溶解,向其中加入细粒并通过分散设备分散,获得细粒加成溶液,使用在线混合器将其与涂布液溶液充分混合。尽管本发明并不限于这些方法,但是将二氧化硅细粒与溶剂混合并分散在溶剂中时的二氧化硅浓度优选是5-30质量%,更优选10-25质量%,最优选15-20质量%。分散体的浓度越高,作为添加量的函数的液体雾度越低,并且雾度和凝结更好。因此,优选较高浓度的二氧化硅。消光剂在最终的乙酸纤维素涂布液溶液中的添加量优选是0.01-1.0g/m2,更优选0.03-0.3g/m2,最优选0.08-0.16g/m2。
用作溶剂的低级醇的优选实例包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丁醇。作为除低级醇之外的溶剂,优选使用常用于形成纤维素酯薄膜的溶剂,尽管并没有特别限制于这些溶剂。
用于制备本发明使用的乙酸纤维素薄膜的卷切机可以是常用的卷切机。可以使用卷绕法例如恒定张力法、恒定扭矩法、渐减张力法或在恒定内应力下进行的程序张力控制法将薄膜卷起。
(乙酸纤维素薄膜的玻璃化转变温度)可以按照JIS K7121中所述的方法测定乙酸纤维素薄膜的玻璃化转变温度。
本发明的乙酸纤维素薄膜的玻璃化转变温度优选是80℃或更大和200℃或更小,更优选100℃或更大和170℃或更小。通过含有低分子化合物,例如增塑剂或溶剂,可以使玻璃化转变温度降低。
(在380nm的波长下的透光度)本发明的纤维素酰化物薄膜对380nm的波长的光的透光度优选是8%或更小,更优选5%或更小。当使用该薄膜制备偏振片时,对380nm的波长的光具有低透光度的光学薄膜,赋予偏振片高耐光性;并且因此是优选的。
例如使用自动分光光度计UV3100(商品名,由ShimadzuCorporation制造),可以测定380nm的波长下的透光度,从而测定该薄膜的光谱吸收谱。
(透明度)至于本发明的纤维素酰化物薄膜的透明度,例如,使用切割成20mm×70mm的大小的薄膜样品,通过透明度测定装置(AKA光电比色计,商品名,由KOTAKI Seisakusho制造)使用可见光(615nm)在25℃和60%RH的条件下测定时,优选该薄膜的透明度为91-100。
(雾度)本发明的纤维素酰化物薄膜,例如,当用雾度计(商品名1001DP型,由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造)测定时,其雾度值优选是0-1.2,更优选0-1.0。
(表面缺陷)本发明的纤维素酰化物薄膜优选具有以下表面状态例如,当抽样纤维素酯薄膜来计数在所得薄膜的两边具有宽度为30cm和长度为1m的区域中存在的尺寸为30μm或更大的杂质和/或凝结物的数量时,这些杂质和/或凝结物的数目优选是0-50,更优选0-40,特别优选0-30。
(纤维素酰化物薄膜的波长分散)光学补偿薄片所需性能的一个实例,可以提及Re延迟值和Rth延迟值的波长分散的形式。由于光学补偿薄片起负延迟器的作用来补偿液晶,而液晶是正延迟器,因此需要光学补偿薄片的Rth延迟值波长分散形式与液晶的波长分散形式相似,从而在可见光的整个波长区补偿偏振光。目前,已知密封在液晶元件中的大多数液晶的波长色散形式是正向分散,并优选光学补偿薄片的Re延迟值和Rth延迟值波长分散形式,分别是正向分散形式。具体地说,700nm的波长下的Re延迟值(Re700)和400nm的波长下的Re延迟值(Re400)之间的差值(Re700-Re400)优选是-25nm至10nm,更优选-25nm至5nm。并且,700nm的波长下的Rth延迟值(Rth700)和400nm的波长下的Rth延迟值(Rth400)之间的差值(Rth700-Rth400)优选是-50nm至20nm,特别优选-50nm至10nm。
值(Re700-Re400)和(Rth700-Rth400)是通过使用Elipsometer(商品名M-150,由JASCO Corporation制造)测定制得的乙酸纤维素薄膜在700nm和400nm的波长下的Re、Rth延迟值得到的。
(Re延迟值和Rth延迟值的湿度依赖性)Re延迟值和Rth延迟值优选是随环境湿度变化小的那些值。
在25℃和10%RH的环境下测定的Re延迟值和Rth延迟值与在25℃和80%RH的环境下测定的Re延迟值和Rth延迟值之差,即(Re10%-Re80%(25℃))和(Rth10%-Rth80%(25℃))也优选小,并且这些值分别优选在25nm以内和70nm以内。并且,更优选(Re10%-Re80%(25℃))在15nm以内,(Rth10%-Rth80%(25℃))在50nm以内,尤其优选(Re10%-Re80%(25℃))在10nm以内,(Rth10%-Rth80%(25℃))在40nm以内。
(乙酸纤维素薄膜的水分含量)乙酸纤维素薄膜的水分含量可以通过测定固定温度和湿度下的平衡水分含量来评价。平衡水分含量可以通过如下测定,将薄膜样品在固定温度和湿度下静置24小时,然后通过Karl Fisher′s法测定达到平衡的样品的水的量,用水的量(g)的水除以样品的质量(g)。
本发明的乙酸纤维素薄膜在25℃和80%湿度下的平衡水分含量优选是3质量%或更小,更优选2.5质量%或更小,最优选2质量%或更小。
(透湿性)本发明的纤维素酰化物薄膜的透湿性可以下面方式确定例如,在25℃和90%RH的条件下将70-mmΦ样品的湿度控制24小时,然后使该样品经过透湿性测定仪(商品名KK-709007,由Toyo SeikiSeisaku-sho,Ltd.制造),根据JIS Z-0208方法使用下面表达式计算单位面积的水分含量(g/m2)
(透湿性)=(湿度调节之后的质量)-(湿度调节之前的质量)按照JIS Z 0208,Condition A方法测定渗透性的本发明的乙酸纤维素薄膜的透湿性,优选是20g/m2或更大和250g/m2或更小,更优选40g/m2或更大和225g/m2或更小,最优选100g/m2或更大和200g/m2或更小。
可以通过各种方法控制乙酸纤维素薄膜的透湿性。
将疏水化合物加入到乙酸纤维素薄膜中由此降低薄膜的吸水性,由此可以降低乙酸纤维素薄膜的透湿性。
在25℃和90%RH湿度下薄膜的透湿性优选是20g/m2·24-hr至250g/m2·24-hr,特别优选20g/m2·24-hr至230g/m2·24-hr。
当使用分配系数大(高度疏水)的紫外线吸收剂时,透湿性趋于降低。这是假定以整个薄膜的疏水特性增加的事实为基础。假定当透湿性小时,环境湿气使得光学特性变化小,而这是优选趋势。
(吸湿膨胀系数)吸湿膨胀系数是指在固定温度条件下改变相对湿度时样品长度的变化量。
为了防止透光度的框架状上升,乙酸纤维素薄膜的吸湿膨胀系数涉及为优选30×10-5/%RH或更小,更优选15×10-5/%RH或更小,最优选10×10-5/%RH或更小。而且,吸湿膨胀系数优选尽可能小,但是通常是1.0×10-5/%RH或更大。
下面描述一种测定吸湿膨胀系数的方法,由制得的聚合物薄膜(相差或延迟板)切割成宽5mm和长20mm的样品,并将所得样品一端固定悬挂在25℃和20%RH(R0)的环境中。样品的另一端悬挂一个0.5g的块,然后将其静置10分钟,测定样品的长度(L0)。然后,将温度保持在25℃并将湿度增加至80%RH(R1),在该条件下测定样品的长度(L1)。按照下面表达式计算吸湿膨胀系数。每种薄膜使用10个样品进行测定,将这些样品的值平均作为吸湿膨胀系数。
吸湿膨胀系数[/%RH]={(L1-L0)/L0}/(R1-R0)为了降低因上面吸湿引起的尺寸变化,优选降低在成膜期间残余溶剂的量,由此降低聚合物薄膜的自由体积。
在降低残余溶剂的常规方法中,将薄膜在高温下长时间干燥。然而,如果干燥时间太长,产率自然降低。因此,残余溶剂的量优选是在乙酸纤维素薄膜的0.01-1质量%的范围内,更优选在0.02-0.07质量%的范围内,最优选在0.03-0.05质量%的范围内。
通过控制残余溶剂的量,可以高产率、低成本地制备具有光学补偿能力的偏振片。
残余溶剂的量是通过将固定量的样品溶解在氯仿中并使样品经过气相色谱(商品名GC18A,由Shimadzu Corporation制造)测定的。
在溶剂流延法中,将聚合物材料溶解在有机溶剂中制得溶液(涂布液),而该溶液用于形成薄膜。溶液流延法中的干燥主要分成在滚筒(或带)面上的干燥和薄膜运输时的干燥,如后面所述。当在滚筒(或带)上干燥薄膜时,优选在不超过所用溶剂的沸点的温度下缓慢干燥薄膜(当超过沸点时,溶剂变成气泡)。并且,优选薄膜运输期间的干燥在聚合物材料的玻璃化转变温度的±30℃的范围内,更优选在聚合物材料的玻璃化转变温度的±20℃的范围内进行。
而且,在另一降低因前述吸湿引起的尺寸变化的方法中,优选加入具有疏水基团的化合物。作为具有疏水基团的原料,可以没有任意特别限制地使用任意原料,只要它是在分子中具有疏水基团例如烷基或苯基的原料。在前述加入到乙酸纤维素薄膜的增塑剂和防老化剂中,特别优选使用适用于此目的的原料。原料的优选实例包括磷酸三苯酯(TPP)和三苄胺(TBA)。
以制得的溶液(涂布液)为基础,具有疏水基团的化合物的量优选在0.01-30质量%的范围内,更优选在0.1-20质量%的范围内。
(尺寸变化的比例)例如以下方法可以测定尺寸变化的比例。由样品分别在该样品的纵向(MD)和横向(TD)切成各自宽30mm和长120mm的3个试样。使用打孔机在试样的每一末端以100mm的间隔打一6mmφ孔。在保持23±3℃的温度和65±5%的相对湿度的室内控制试样的湿度持续2小时或更长。使用自动栓规(由Shinto Scientific Co.,Ltd.制造)测定这些穿孔之间的距离的实际尺寸(L1),最小刻度至1/1000mm的数量级。然后,将试样悬挂在保持于90℃±1℃的恒温器中进行24小时热处理。在保持23±3℃和65±5%的相对湿度的室内控制试样的湿度持续2小时或更长。然后,使用自动栓规测定热处理之后穿孔之间的距离(L2),按照下面表达式计算尺寸变化。
尺寸变化的比例={(L2-L1)/L1}×100本发明的乙酸纤维素薄膜在90℃下处理24小时之后的尺寸变化的比例优选是-0.5%或更大和0.5%或更小,更优选-0.3%或更大和0.3%或更小,最优选-0.2%或更大和0.2%或更小。
(高湿度下的尺寸变化的比例)可以下面的方式测定高湿度下尺寸变化的比例。由样品分别在该样品的纵向(MD)和横向(TD)切成各自宽30mm和长120mm的3个试样,使用打孔机在试样的每一末端以100mm的间隔打一6-mmφ孔。在保持23±3℃的温度和65±5%的相对湿度的室内控制试样的湿度持续2小时或更长。使用自动栓规(由Shinto Scientific Co.,Ltd.制造)测定这些穿孔之间的距离的实际尺寸(L1),最小刻度至1/1000mm的数量级。然后,将试样悬挂在保持于60℃±1℃和90±5%的相对湿度的恒温恒湿器中进行24小时热处理。在保持23±3℃和65±5%的相对湿度的室内控制试样的湿度持续2小时或更长。然后,使用自动栓规测定热处理之后穿孔之间的距离(L3),按照下面表达式计算尺寸变化。
尺寸变化的比例={(L3-L1)/L1}×100在90℃干燥环境以及60℃和90%RH环境中的尺寸变化优选都小。在90℃干燥环境的尺寸变化优选在-0.20%至+0.20%的范围内,更优选在-0.15%至+0.15%的范围内,再次优选在-0.12%至+0.12%的范围内。在60℃和90%RH环境中的尺寸变化优选在-0.20%至+0.20%的范围内,更优选在-0.15%至+0.15%的范围内。
(纤维素酰化物薄膜的弹性模数)可以通过张力试验测定纤维素酰化物薄膜的弹性模数。在横向和流延方向的至少一个方向,本发明的纤维素酰化物薄膜的弹性模数优选是1.0GPa或更大和6.0GPa或更小,更优选2.0GPa或更大和5.5GPa或更小,特别优选2.5GPa或更大和5.0GPa或更小。
(光弹性)本发明的纤维素酰化物薄膜的光弹性系数优选是60×10-8cm2/N或更小,更优选20×10-8cm2/N或更小。可以使用椭率计测定光弹性系数。
(纤维素酰化物薄膜的表面处理)纤维素酰化物薄膜的表面能优选是55-75mN/m。为了得到该数值,优选进行表面处理。表面处理的实例包括皂化处理、等离子体处理、火焰处理和紫外线辐射处理。皂化处理包括酸皂化处理和碱皂化处理。等离子体处理包括电晕放电处理和辉光放电处理。同样优选提供内涂层,如JP-A-7-333433中所述。为了保持薄膜的平直度,表面处理时纤维素酰化物薄膜的温度优选低于玻璃化转变温度(Tg),特别是150℃或更低。表面处理之后乙酸纤维素薄膜的表面能优选是55-75mN/m,更优选60mN/m或更大和75mN/m或更小。
本文提到的辉光放电处理可以是用在具有10-3-20torr的压力的低压气体中产生的低温等离子体(热等离子体)的处理,在大气压下的等离子体处理也是优选的。等离子体激发气体是在如上所述条件下可以被激发成等离子体的气体,并且其实例包括氩、氦、氖、氪、氙、氮、二氧化碳、氟代烷基例如四氟甲烷、及其混合物。其细节描述于″Kokai Giho of Japan Institute of Invention & Innovation″(Kogi No.2001-1745,2001年3月15日出版),第30-32页。在近年来受到关注的大气压下的等离子体处理中,例如,在10-1,000keV的条件下使用20-500kGy的辐射能,并优选在30-500keV的条件下使用20-300kGy的辐射能。
当使用本发明的纤维素酰化物薄膜作为偏振片的透明保护薄膜时,从偏振器的粘合性的角度,尤其优选进行纤维素酰化物的酸处理或碱处理,即皂化处理。这些处理中,特别优选碱皂化处理,该处理作为纤维素酰化物薄膜的表面处理特别有效。
下面,以碱皂化处理作为实例,具体解释表面处理。
优选通过将纤维素酰化物薄膜直接浸泡在皂化液的浴中,或者通过在纤维素酰化物薄膜上涂覆皂化液,进行碱皂化处理。涂覆方法的实例包括浸涂法、幕涂法、挤压涂布法、棒涂法和E-型涂布法。作为碱皂化处理涂布液的溶剂,优选使用具有适宜将皂化液涂覆到透明载体上的优异可湿性和可以在透明载体表面上保持有利表面状态不会形成任何不规则性的溶剂。更具体地说,优选使用醇溶剂,特别优选异丙醇。也可以使用表面活性剂的水溶液作为溶剂。作为碱皂化溶液中的碱,优选使用可以溶解在上述溶剂中的碱,并且进一步优选KOH或/和NaOH。氢氧根离子的当量浓度优选在0.1N-3.0N的范围内,更优选在0.5N-2.0N的范围内。优选皂化液具有10或更大的pH值,更优选12或更大。碱溶液的温度优选在室温-90℃的范围内,更优选在40-70℃的范围内。至于反应条件,优选在室温进行1秒钟或更长但是5分钟或更短的碱皂化,更优选5秒钟或更长但是5分钟或更短,特别优选20秒钟或更长但是3分钟或更短。碱皂化反应结束之后,优选用水冲洗;或者用酸冲洗然后用水冲洗涂布有皂化液的表面。
通过这些方法获得的固体的表面能可以通过接触角法、湿热法或吸附法测定(这些方法描述于″The basic theory and application ofwetting″,由Realize Co.,Ltd出版,1989年12月10日)。在本发明的纤维素酰化物薄膜的情况下,优选接触角法。在该方法中,具体地说,将两种具有已知表面能的溶液滴在纤维素酰化物薄膜上。测定每一滴的接触角,并由测定的接触角计算确定薄膜的表面能。接触角定义为由切线和薄膜表面形成的角度,切线是在液滴表面与薄膜表面相交的点画线的液滴的的曲线的切线,并且接触角是在液滴侧的角度。
通过进行上面的薄膜的表面处理,可以获得表面能为55-75mN/m的纤维素酰化物薄膜。如果使用该纤维素酰化物薄膜作为偏振片的透明保护薄膜,可以提高偏振薄膜与纤维素酰化物薄膜的粘合性。并且,当将本发明的纤维素酰化物薄膜用于OCB模式液晶显示装置时,本发明的光学补偿薄片可以提供有在纤维素酰化物薄膜上形成的取向薄膜和在该取向薄膜上含有盘状化合物或棒状液晶化合物的光学各向异性层。通过在取向薄膜上取向盘状化合物(或棒状液晶化合物)形成光学各向异性层,从而固定取向状态。当以这种方式在纤维素酰化物薄膜上形成光学各向异性层时常规地需要在纤维素酰化物薄膜和取向薄膜之间形成明胶内涂层以保证二者之间的粘合性。然而,通过使用表面能为55-75mN/m的本发明的纤维素酰化物薄膜,不需要形成明胶内涂层。
含有至少一种式(I)代表的化合物和至少一种具有至少三个取代基的环状化合物的前述纤维素酰化物薄膜,经取向,Re和Rth延迟值以及Re/Rth比满足前述条件,并且具有20μm-160μm的薄膜厚度,即使单一使用也可以起光学补偿薄片的作用。
含有至少一种棒状化合物和至少一种盘状化合物的前述纤维素酰化物薄膜,经取向,Re和Rth延迟值以及Re/Rth比满足前述条件,并且具有40μm-110μm的薄膜厚度,即使单一使用也可以起光学补偿薄片的作用。
本发明的纤维素酰化物薄膜可以优选用作光学补偿薄片。
并且,本发明的纤维素酰化物薄膜优选是乙酸纤维素薄膜。
(偏振片)首先,将解释构成本发明的偏振片的保护薄膜和偏振器。
偏振片包括偏振器(偏振薄膜)和安装在偏振器的两面上的两个保护薄膜(透明保护薄膜)。至少一个保护薄膜优选是本发明的纤维素酰化物薄膜。当将使用前述纤维素酰化物薄膜构成的光学补偿薄片用作一个保护薄膜时,可以将常规乙酸纤维素薄膜用作另一保护薄膜。
除了具有偏振器和保护薄膜之外,偏振片还可以具有粘合层、分离薄膜和保护薄膜作为构成元件。而且,优选在保护薄膜的表面上提供,例如,硬涂层、防眩光层和抗反射层。下面将详细描述这些层。
(1)保护薄膜本发明的偏振片在偏振器的两面上总共有两个保护薄膜,其中偏振器的每一面提供有一个保护薄膜,并且其中至少一个保护薄膜是本发明的纤维素酰化物(优选乙酸纤维素)薄膜。并且,这两个保护薄膜中至少一个优选具有作为延迟薄膜的功能。当将本发明的偏振片用于液晶显示装置时,安装在液晶元件的两个面上的两个偏振片中至少一个偏振片优选是本发明的偏振片。
可用于本发明的保护薄膜优选是例如由降冰片树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、多芳基化合物、聚砜或乙酸纤维素制得的聚合物薄膜,最优选纤维素酰化物薄膜。
(2)偏振器用于本发明的偏振器优选由聚乙烯醇(PVA)和二色性分子构成。如JP-A-11-248937中所述,也可以使用通过使PVA或聚氯乙烯经过脱水或脱氯形成多烯结构然后将该多烯结构取向获得的聚亚乙烯基型偏振器。
PVA通常是通过皂化聚乙酸乙烯酯获得的聚合物材料,但是它可以含有可以与乙酸乙烯酯共聚合的组分如不饱和羧酸、不饱和磺酸、链烯、或乙烯基醚。也可以使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基和/或氧化烯基的改性PVA。
PVA的皂化度没有特别的限制,但是从溶解度的角度,优选是80-100mol%,特别优选90-100mol%。并且,PVA的聚合度没有特别的限制,但是优选是1,000-10,000,特别优选1,500-5,000。
为了提高耐久性,PVA的间同规正度优选是55%或更大,如日本专利2,978,219中所述;并且也可以优选使用间同规正度为45-52.5%的PVA,如日本专利3,317,494中所述。
PVA优选制成薄膜然后向其中加入二色性分子,从而构成偏振器。作为制备PVA薄膜的方法,通常优选使用将PVA型树脂溶解在水或有机溶剂中制得的原液流延形成薄膜的方法。聚乙烯醇型树脂在原液中的浓度通常是5-20质量%。薄膜厚度为10-200μm的PVA薄膜可以通过使用该原液根据流延法制得。可以参照日本专利3,342,516、JP-A-09-328593、JP-A-2001-302817和JP-A-2002-144401制备PVA薄膜。
对PVA薄膜的结晶度没有特别的限制,并且可以使用平均结晶度(Xc)为50-75质量%的PVA薄膜,如日本专利3,251,073中所述,而且为了降低色调的面内分散可以使用结晶度为38%或更小的PVA薄膜,如JP-A-2002-236214中所述。
PVA薄膜的双折射(Δn)优选小,并且可以优选使用双折射为1.0×10-3或更小的PVA薄膜,如日本专利3,342,516中所述。或者,可以将PVA薄膜的双折射设计为0.02或更大和0.01或更小,以获得高偏振同时防止PVA薄膜在取向期间切割,如JP-A-2002-228835中所述;或者可以将{(nx+ny)/2-nz}的值设计为0.0003或更大和0.01或更小,如JP-A-2002-060505中所述。PVA薄膜的延迟(面内)优选是0nm或更大和100nm或更小,更优选0nm或更大和50nm或更小。并且,PVA薄膜的Rth(在薄膜厚度方向)优选是0nm或更大和500nm或更小,更优选0nm或更大和300nm或更小。
除了上面的之外,在本发明的偏振片中,可以优选使用,例如,其中结合的1,2-乙二醇组分为1.5mol%或更小的PVA薄膜,如日本专利3,021,494中所述;每100cm2中5μm或更大尺寸的光学杂质的数目是500个或更少的PVA薄膜,如JP-A-2001-316492中所述;在薄膜的TD方向薄膜的水热切割温度点是1.5℃或更低的PVA薄膜,如JP-A-2002-030163中所述;和由含有1-100质量份的3-6价的多元醇例如甘油的溶液或含有15质量%或更大的增塑剂的溶液形成的PVA薄膜,如JP-A-06-289225中所述。
对PVA薄膜在取向或拉伸之前的薄膜厚度没有特别的限制,并且从薄膜保持稳定性和取向均匀性的角度,厚度优选是1μm-1mm,特别优选20-200μm。可以使用具有在水中取向为原长的4-6倍时施加的应力是10N或更小的特征的PVA薄膜,如JP-A-2002-236212中所述。
作为二色性分子,可以优选使用高次序碘离子,例如I3-和I5-、或二色性染料。在本发明中,特别优选使用高次序碘离子。高次序碘离子可以在将这些离子吸附到PVA上并取向的条件下,通过将PVA浸泡在将碘溶解在碘化钾水溶液和/或硼酸水溶液中获得的溶液中制得,如由Ryo NAGATA(CMC Shuppan)编辑的″Application ofPolarizing Plate″和″Industrial Materials″,第28卷,No.7,第39-45页中所述。
当将二色性染料用作二色性分子时,优选偶氮型染料,特别优选双偶氮型或三偶氮型染料。二色性染料优选是溶于水的的染料。因此,将亲水取代基例如磺酸基团、氨基或羟基加入到二色性分子中,并且所得物可以优选用作任意的自由酸、碱金属盐、铵盐或胺盐。
二色性染料的具体实例包括,例如,联苯胺系染料,例如C.I.直接红37、刚果红(C.I.直接红28)、C.I.直接紫12、C.I.直接蓝90、C.I.直接蓝22、C.I.直接蓝1、C.I.直接蓝151、C.I.直接绿1;二苯基脲系染料,例如C.I.直接黄44、C.I.直接红23、C.I.直接红79;均二苯代乙烯系染料,例如C.I.直接黄12;二萘胺系染料,例如C.I.直接红31;J-酸系染料,例如C.I.直接红81、C.I.直接紫9和C.I.直接蓝78。
除了这些化合物之外,例如还可以优选使用二色性染料,例如,C.I.直接黄8、C.I.直接黄28、C.I.直接黄86、C.I.直接黄87、C.I.直接黄142、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接橙106、C.I.直接橙107、C.I.直接红2、C.I.直接红39、C.I.直接红83、C.I.直接红89、C.I.直接红240、C.I.直接红242、C.I.直接红247、C.I.直接紫48、C.I.直接紫51、C.I.直接紫98、C.I.直接蓝15、C.I.直接蓝67、C.I.直接蓝71、C.I.直接蓝98、C.I.直接蓝168、C.I.直接蓝202、C.I..直接蓝236、C.I.直接蓝249、C.I.直接蓝270、C.I.直接绿59、C.I.直接绿85、C.I.直接棕44、C.I.直接棕106、C.I.直接棕195、C.I.直接棕210、C.I.直接棕223、C.I.直接棕224、C.I.直接黑1、C.I.直接黑17、C.I.直接黑19、C.I.直接黑54等;以及JP-A-62-70802、JP-A-1-161202、JP-A-1-172906、JP-A-1-172907、JP-A-1-183602、JP-A-1-248105、JP-A-1-265205和JP-A-7-261024中所述的那些二色性染料。这些二色性染料可以两种或多种组合混合使用来制得具有不同色调的二色性分子。当使用二色性染料时,吸附厚度可以是4μm或更大,如JP-A-14-082222中所述。
以构成薄膜基质的聚乙烯醇型聚合物为基础,薄膜中二色性分子的含量通常调整至0.01质量%-5质量%的范围内。这是由于如果该含量太少的话,薄膜的偏振低,并且如果该含量太大的话,单片的透光度将降低。
偏振器的薄膜厚度优选是5μm-40μm,更优选10μm-30μm。也优选偏振器的厚度与保护薄膜的厚度之比(将在下面解释)设计在下面的范围内0.01≤A(即偏振器的薄膜厚度)/B(即保护层的薄膜厚度)≤0.16,如JP-A-2002-174727中所述。
尽管保护薄膜的慢轴与偏振器的吸收轴(透射轴)相交的角度可以任意,但是这两个轴可以优选彼此基本上平行地排列,并优选二者平行或者彼此以45±20°的角度相交。
(偏振片的制备方法)接下来,将解释本发明的偏振片的制备方法。
本发明的偏振片的制备方法优选由膨胀步骤、染色步骤、薄膜硬化步骤、取向步骤、干燥步骤、层压保护薄膜的步骤、和层压步骤之后的后干燥步骤构成。染色步骤、薄膜硬化步骤和取向步骤的顺序可以随意改变,或者可以将几个步骤组合并同时进行。优选在薄膜硬化步骤之后可以进行洗涤,如日本专利3,331,615中所述。
在本发明中,特别优选将膨胀步骤、染色步骤、薄膜硬化步骤、取向步骤、干燥步骤、层压保护薄膜的步骤、和层压步骤之后的后干燥步骤以该顺序一步一步地进行。并且,在上面过程期间或之后可以提供在线表面状况检查步骤。
膨胀步骤优选仅用水进行。可以用硼酸水溶液膨胀偏振片的基底材料,从而控制偏振片的基底材料的膨胀度,由此稳定光学性能并防止偏振片的基底材料在生产线上发生起皱,如JP-A-10-153709中所述。
并且,膨胀步骤的温度和时间可以随意确定,但是优选温度为10℃或更大和60℃或更小以及时间为5秒钟或更大和2,000秒钟或更小。
作为染色步骤,可以使用JP-A-2002-86554中所述的方法。并且,作为染色方法,不仅可以使用浸泡,而且可以使用例如用碘或染料溶液涂布或喷雾的任意方式。并且,如JP-A-2002-290025中所述,可以使用改变碘的浓度、染色浴的温度、和在浴中取向的倍数并将浴中的溶液搅拌来进行染色的染色方法。
当使用高次序碘离子作为二色性分子时,优选在染色步骤中使用将碘溶解在碘化钾水溶液中制得的溶液,从而获得高对比度偏振片。在这种情况下的碘-碘化钾水溶液中,碘的含量优选在0.05-20g/L的范围内,碘化钾的含量优选在3-200g/L的范围内,并且碘与碘化钾的质量比在1-2,000的范围内。染色时间优选是10-1,200秒钟,并且液体温度优选是10-60℃。更优选碘的含量是0.5-2g/L,碘化钾的含量是30-120g/L,碘与碘化钾的质量比是30-120,染色时间是30-600秒钟,液体温度是20-50℃。
并且,如日本专利3,145,747中所述,可以将硼系化合物,例如硼酸和硼砂,加入到染料溶液中。
在薄膜硬化步骤中,优选将薄膜浸泡在交联剂溶液中或者涂覆该溶液来用交联剂浸渍薄膜。并且,薄膜硬化步骤可以分成几个步骤,它们一个接一个地进行,如JP-A-11-52130中所述。
作为交联剂,可以使用美国再颁专利232,897中所述的那些;并且另外提高尺寸稳定性,也可以使用多价醛作为交联剂,如日本专利3,357,109中所述。这些化合物中,可以最优选使用硼酸。当使用硼酸作为用于薄膜硬化步骤的交联剂时,可以向硼酸-碘化钾水溶液中加入金属离子。作为金属离子,优选氯化锌;但是可以使用卤化锌例如碘化锌、和锌盐,例如硫酸锌或乙酸锌,代替氯化锌,如JP-A-2000-35512中所述。
在本发明中,优选进行如下方法,其中制备向其中加入氯化锌的硼酸-碘化钾水溶液,然后将PVA薄膜浸泡在该水溶液中,将所得薄膜硬化。优选,硼酸以1-100g/L的量加入、碘化钾以1-120g/L的量加入、氯化锌以0.01-10g/L的量加入,薄膜硬化时间是10-1,200秒钟,并且液体温度是10-60℃。更优选硼酸以10-80g/L的量加入、碘化钾以5-100g/L的量加入、氯化锌以0.02-8g/L的量加入、薄膜硬化时间是30-600秒钟、并且液体温度是20-50℃。
在取向步骤中,可以优选使用美国专利2,454,515中所述的垂直单轴取向系统、或JP-A-2002-86554中所述的拉幅机系统。取向比(拉伸倍数)优选是2-12,更优选3-10。并且,取向比、原料薄膜的厚度、和偏振器的厚度之间的关系可以优选满足{(层压保护薄膜之后的偏振器的薄膜厚度)/(原料薄膜的薄膜厚度)}×(总取向比)>0.17,如JP-A-2002-040256中所述;或者,从最终浴中取出时偏振器的宽度和层压保护薄膜时的偏振器的宽度之间的关系可以优选满足0.80≤{(层压保护薄膜时的偏振器的宽度)/(从最终浴中取出时偏振器的宽度)}≤0.95,如JP-A-2002-040247中所述。
在干燥步骤中,可以使用JP-A-2002-86554中所述的已知方法,其中温度优选在30℃-100℃的范围内,干燥时间优选是30秒钟-60分钟。也优选进行热处理从而将水中褪色温度升高至50℃或更高,如日本专利3,148,513中所述;并且也优选在控制温度和湿度的环境中进行老化,如JP-A-07-325215和JP-A-07-325218中所述。
层压保护薄膜的步骤是将两个保护薄膜层压在从干燥步骤中取出的偏振器的两面上的步骤,优选使用在层压开始之前即刻使用粘合剂液体,然后使用一对辊将保护薄膜层压到偏振器上的方法。并且,优选调整层压时偏振器的水分含量,以抑止可能由偏振器取向引起的记录凹槽状不规则性,如JP-A-2001-296426和JP-A-2002-86554中所述。在本发明中,可以优选使用0.1%-30%的水分含量。
对施加于保护薄膜和偏振器上的粘合剂没有特别的限制,并且粘合剂的实例包括PVA树脂(包括含有乙酰乙酰基、磺酸基团、羧基或氧化烯基的改性PVA树脂)、和硼化合物水溶液。其中,优选PVA型树脂。在将粘合层干燥之后,粘合层的厚度优选是0.01-5μm,更优选0.05-3μm。
并且,优选在通过表面处理使保护薄膜亲水之后将偏振器与保护薄膜粘合,从而提高偏振器与保护薄膜的粘合。对表面处理方法没有特别的限制,并且可以使用任意已知方法例如使用碱溶液进行皂化的方法和电晕处理法。并且,在表面处理之后可以提供粘合层例如明胶内涂层。保护薄膜的表面与水的接触角优选是50°或更小,如JP-A-2002-267839中所述。
将保护层层压在偏振器上之后的干燥条件遵循JP-A-2002-86554中所述的方法中的条件。温度优选在30℃-100℃的范围内,干燥时间优选是30秒钟-60分钟。也优选在控制温度和湿度的环境下进行老化,如JP-A-07-325220中所述。
偏振器中各元素的含量优选如下碘0.1-3.0g/m2、硼0.1-5.0g/m2、钾0.1-2.00g/m2、和锌0-2.00g/m2。如JP-A-2001-166143中所述钾的含量可以是0.2质量%或更小,并且如JP-A-2000-035512中所述锌在偏振器中的含量可以设计为0.04质量%-0.5质量%。
如日本专利3,323,255中所述,为了提高偏振片的尺寸稳定性,在染色步骤、取向步骤和薄膜硬化步骤中的任一步骤中可以加入并使用有机钛化合物和/或有机锆化合物,由此使偏振片含有选自有机钛化合物和有机锆化合物中的至少一种化合物。并且,可以加入二色性染料来调节偏振片的色调。
(1)透光度和偏振度本发明的偏振片的单片透光度优选是42.5%或更大和49.5%或更小,更优选42.8%或更大和49.0%或更小。由下面表达式(10)定义的偏振度优选是99.900%或更大和99.999%或更小,更优选99.940%或更大和99.995%或更小。平行透光度优选是36%或更大和42%或更小,正交透光度优选是0.001%或更大和0.05%或更小。下面表达式(11)定义的二色性比优选是48或更大和1,215或更小,更优选53或更大和525或更小。
前述透光度(T)是按照JIS Z-8701的方法定义的。
T=K∫S(λ)y(λ)τ(λ)dλ这里,K、S(λ)、y(λ)和τ(λ)如下。
(表达式9)K=100∫S(λ)y(λ)dλ]]>S(λ)用于颜色显示的标准光的光谱分布;y(λ)XYZ系统的颜色方程函数;和τ(λ)光谱透光度偏振度由表达式(10)定义。
(表达式10)(偏振度)(%)=100×[{(平行透光度)-(正交透光度)}/{(平行透光度)+(正交透光度)}]1/2平行透光度和正交透光度由上面表达式(9)定义,与上述单片透光度相似。
并且,二色性比由表达式(11)定义。
(表达式11)(二色性比)(Rd)=log[{(单片透光度)/100}{1-(偏振度)/100}]/log[{(单片透光度)/100}{1+(偏振度)/100}]碘的浓度和单片透光度可以分别在JP-A-2002-258051中所述的范围内。
平行透光度的波长依赖性可以小,如JP-A-2001-083328和JP-A-2002-022950中所述。偏振片在交叉尼科耳位置排列时的光学特性,可以在JP-A-2000-091736中所述的范围内。平行透光度和正交透光度之间的关系也可以在JP-A-2002-174728中所述的范围内。
如JP-A-2002-221618中所述,在420-700nm的范围内的光的波长下每10nm波长间隔的平行透光度的标准偏差可以是3或更小,并且在420-700nm范围内的光的波长下每10nm波长间隔的{(平行透光度/正交透光度)}的最小值可以是300或更大。
偏振片在440nm、550nm和610nm的波长下的平行透光度和正交透光度优选分别落入JP-A-2002-258042和JP-A-2002-258043中所述的范围内。
(2)色调本发明的偏振片的色调优选用推荐作为CIE均匀感知空间的L*a*b*颜色指示系统中的亮度指数L*以及色指数a*和b*评价。
使用前述X、Y和Z,通过表达式(12)定义L*、a*和b*L*=116(Y/Y0)13-16]]>(表达式12)a*=500[(X/X0)13-(Y/Y0)13]]]>b*=200[(Y/Y0)13-(Z/Z0)13]]]>其中X0、Y0和Z0代表光源的三个激发值。在为标准光C的情况下,X0=98.072,Y0=100,Z0=118.225,并且在为标准光D65的情况下,X0=95.045,Y0=100,Z0=108.892。
单个偏振片的值a*优选是-2.5或更大和0.2或更小,更优选-2.0或更大和0或更小。单个偏振片的值b*优选是1.5或更大和5或更小,更优选2或更大和4.5或更小。两个偏振片对平行透射光的值a*优选是-4.0或更大和0或更小,更优选-3.5或更大和-0.5或更小。两个偏振片对平行透射光的值b*优选是2.0或更大和8或更小,更优选2.5或更大和7或更小。两个偏振片对正交透射光的值a*优选是-0.5或更大和1.0或更小,更优选0或更大和2或更小。两个偏振片对正交透射光的值b*优选优选是-2.0或更大和2或更小,更优选-1.5或更大和0.5或更小。
色调可以通过由上面X、Y和Z计算的色度坐标(x、y)评价。例如,两个偏振片对平行透射光的色度(xp、yp)和两个偏振片对正交透射光的色度(xc、yc)可以优选设计为落入JP-A-2002-214436、JP-A-2001-166136和JP-A-2002-169024中所述的范围内;并且色调与吸光度之间的关系可以优选设计为落入JP-A-2001-311827中所述的范围内。
(3)视角特性当偏振片以交叉尼科耳排列并且波长为550nm的光入射时,在光垂直入射的情形和光从相对偏振轴以45°角度倾斜的方向以与法线成40°的角度的入射的情形之间的透光度比和xy色度差值优选设计为落入JP-A-2001-166135和JP-A-2001-166137中所述的范围内。并且,与以交叉尼科耳排列的偏振片的层压物垂直方向的透光度(To)以及与层压物的法线成60°的角度倾斜的方向的透光度(T60)之比(T60/To)可以优选设计为10,000或更小,如JP-A-10-068817中所述。当自然光以从法线到高达80°的任意角度入射到偏振片上时,在透射光谱中波长为520-640nm的范围内以20nm的波长区内透射光的透光度差值优选设计为6%或更小,如JP-A-2002-139625中所述。并且,薄膜上相互1cm相隔的任意两个位置之间的透射光的亮度差值也优选设计在30%以内,如JP-A-08-248201中所述。
(4)耐久性(4-1)高湿度和温度下的耐久性偏振片即使静置于高湿度条件下偏振度的改变也必需较小,由此可用于高湿度条件。在本发明中,测定偏振片在60℃和95%RH环境下静置500小时之前和之后的偏振度,发现偏振度按照下面表达式(13)变化。使用由Shimadzu Corporation制造的自动分光光度计UV3100(商品名)测定各自透光度。
(偏振度的变化)=(样品经过所述一段时间之后的偏振度)-(样品在所述一段时间之前的偏振度)表达式(13)在本发明中,偏振片在60℃和90%RH环境中静置500小时之前和之后的偏振度和透光度的各自变化(绝对值)优选是3%或更小,更优选在2%以内,如JP-A-2001-116922中所述。特别是,透光度的变化(绝对值)优选是2%或更小,偏振度的变化(绝对值)优选是1.0%或更小,更优选0.1%或更小。并且,偏振片在80℃和90%RH下静置500小时之后的偏振度和单片透射分别优选是95%或更大和38%或更大,如JP-A-07-077608中所述。
(4-2)干燥环境中的耐久性偏振片在80℃和干燥环境中静置500小时之前和之后的透光度和偏振度的各自变化(绝对值)也优选是3%或更小。特别是,透光度的变化(绝对值)优选是2%或更小,偏振度的变化(绝对值)优选是1.0%或更小,更优选0.1%或更小。
(4-3)其它耐久性而且,偏振片在80℃静置2小时之后的收缩因数设计为优选0.5%或更小,如JP-A-06-167611中所述。将以交叉尼科耳排列在玻璃板的两面上的偏振片层压物在69℃环境中静置750小时之后获得的x值和y值优选设计为JP-A-10-068818中所述的范围内。也优选将偏振片在80℃和90%RH的环境中静置200小时之后经拉曼光谱法在105cm-1和157cm-1下的光谱强度比的改变设计在JP-A-08-094834和JP-A-09-197127中所述的范围内。
(5)取向度随着PVA的取向度增加而获得较好的偏振性能。以例如通过偏振拉曼扫描或偏振FT-IR计算的有序参数值计,PVA的取向度优选在0.2-1.0的范围内。偏振器的所有非晶区中高分子链段的取向因子与占据分子的取向因子(0.75或更大)之差优选设计为至少0.15,如JP-A-59-133509中所述。并且,在偏振器的非晶区的取向因子可以优选设计为0.65-0.85,高次序碘离子例如I3-或I5-的取向度以有序参数值计可以优选设计为0.8-1.0,如JP-A-04-204907中所述。
(6)其它特性当偏振片在80℃受热30分钟时在吸收轴方向单位宽度的收缩力,可以优选设计为4.0N/cm或更小,如JP-A-2002-006133中所述。也优选当将偏振片在70℃加热下静置120小时时,偏振片在吸收轴方向的尺寸变化速度和偏振片在偏振轴方向的尺寸变化速度分别设计在±0.6%以内,如JP-A-2002-236213中所述。并且,偏振片的水分含量优选设计为3质量%或更小,如JP-A-2002-090546中所述。而且,以中心线平均粗糙度为基础,偏振片在与取向轴垂直的方向的表面粗糙度优选设计为0.04μm或更小,如JP-A-2000-249832中所述。偏振片在透射轴方向的折射率n0优选设计为1.6或更大,如JP-A-10-268294中所述。并且,偏振片的厚度和保护薄膜的厚度之间的关系设计落入JP-A-10-111411中所述的范围内。
(偏振片的功能化)优选将本发明的偏振片用作与下述薄膜组合的功能偏振片具有功能层,例如硬涂层、正向散射层或防眩光层的光学薄膜;扩张LCD的视角的薄膜;延迟薄膜,例如用于反射型LCD上的λ/4板;提高显示装置的可视性的抗反射薄膜、提高亮度的薄膜,。
图1显示了本发明的偏振片与前述功能光学薄膜组合的结构的一个实施方案。作为在偏振片5一面上的保护薄膜,可以将功能光学薄膜3通过粘合层粘附于偏振器2上(图1(A))。功能光学薄膜3可以通过粘合层4粘附于在偏振器2两面上提供有保护薄膜1a和1b的偏振片5(图1(B))。在前者情形下,可以使用任选透明保护薄膜作为另一保护薄膜1。并且,在本发明的偏振片中,优选通过粘合层将一光学功能层层压在所述保护薄膜上,形成功能光学薄膜3,由此制成图1(A)所示的结构。在功能层和保护薄膜之间的剥离强度,优选设计为4.0N/25mm或更大,如JP-A-2002-311238中所述。根据所需的功能,功能光学薄膜优选排列在液晶模块侧或排列在与液晶模块相对的侧,即,排列在显示装置侧或背面光侧。
下面解释分别可以与本发明的偏振片组合使用的各种功能光学薄膜。
(1)扩张视角的薄膜本发明的偏振片可以与扩张视角的薄膜组合使用,提议该薄膜用于如TN(扭转向列)、IPS(面内转换)、OCB(光学补偿弯曲)、VA(垂直对齐)、和ECB(电控双折射)的显示模式。
作为TN模式的扩张视角的薄膜,偏振片优选与WV薄膜(商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)组合使用,例如如J.PrintingSociety Japan,第36卷,No.3(1999),第40-44页;″MonthlyDisplay,″August Issue(2002),第20-24页;JP-A-4-229828、JP-A-6-75115、JP-A-6-214116和JP-A-8-50206中所述。
TN模式的扩张视角的薄膜优选具有取向层和光学各向异性层依次形成于前述透明聚合物薄膜上的结构。从使功能光学薄膜薄的角度,扩张视角的薄膜可以经粘合剂层压在偏振片上然后使用,特别优选使用它从而使其兼作为偏振器的前述保护薄膜之一,如SID′00 Dig.,第551页(2000)中所述。
通过摩擦有机化合物(优选聚合物)、倾斜蒸发无机化合物、或形成具有微小基团的层,可以提供取向层。而且,已知有通过施加电场、施加磁场或者用光照射赋予其取向功能的取向层。优选使聚合物经过摩擦处理形成取向层。摩擦处理可以优选通过用纸或布沿一定方向摩擦聚合物层的表面几次来进行。偏振器的吸收轴的方向优选与摩擦方向基本上平行。至于用于取向层的聚合物的类型,可以优选使用聚酰亚胺、聚乙烯醇、或具有可聚合基团的聚合物,如JP-A-9-152509中所述。取向层的厚度优选是0.01-5μm,更优选0.05-2μm。
光学各向异性层优选含有液晶化合物。尤其优选用于本发明的液晶化合物含有盘状化合物(盘状液晶)。盘状液晶分子具有这样的结构,它具有盘状核心部分如下面D-1的苯并菲衍生物和从核心部分放射状延伸的侧链。并且,优选还向液晶分子中加入在热或光下反应的基团,以赋予经时稳定性。上面盘状液晶的优选实例例如描述在JP-A-8-50206。
盘状液晶分子在与取向层附近的薄膜面几乎平行的摩擦方向成预倾斜角取向。在暴露于空气中的相对面,盘状液晶分子以直立或者几乎与薄膜面垂直的方式取向。盘状液晶层整体上呈现混合取向的形式,并且该层结构可以获得TN模式TFT-LCD的宽视角。
前述光学各向异性层通常可以下面的方式获得将盘状化合物和其它化合物(而且,例如,可聚合单体、光引发剂)溶解在溶剂中制得的溶液涂覆到取向层上,接着干燥然后加热至形成盘状向列相的温度,再照射紫外线进行聚合,然后冷却。可用于本发明的盘状液晶化合物的盘状向列液晶相-固体相转换温度优选是70-300℃,特别优选70-170℃。
并且,除了盘状化合物之外,作为可以加入到上面光学各向异性层的其它化合物,可以使用任意化合物,只要它可以与盘状化合物相容并且可以赋予液晶盘状化合物以倾斜角的优选变化或者不抑止盘状化合物的取向。其中,实例包括在暴露于空气中的面上用于取向控制的添加剂,例如可聚合单体(例如,具有乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物)、和含氟三嗪化合物;聚合物,例如乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、羟丙基纤维素、和乙酸丁酸纤维素。以盘状化合物为基础,任意这些化合物可以通常0.1-50质量%,优选0.1-30质量%的添加量使用。
光学各向异性层的厚度优选是0.1-10μm,更优选0.5-5μm。
扩张视角的薄膜的一个优选实施方案是由作为透明基底材料薄膜的纤维素酰化物薄膜、在该薄膜上形成的取向层、和在该取向层上形成并由盘状液晶构成的光学各向异性层构成,其中该光学各向异性层经紫外线照射交联。
并且,除了上面情形之外,在将扩张视角的薄膜与本发明的偏振片组合的情况下,例如,将该组合产物进一步层压在相差板上,其中该板在与板表面交叉的方向具有光轴并且对双折射具有各向异性,如JP-A-07-198942中所述。并且,优选使保护薄膜和光学各向异性层的尺寸变化速度彼此基本上相等,如JP-A-2002-258052中所述。并且,层压在扩张视角的薄膜上的偏振片的水分含量优选设计为2.4%或更小,如JP-A-12-258632中所述。而且,优选使扩张视角的薄膜的表面与水的接触角为70°或更小,如JP-A-2002-267839中所述。
IPS模式液晶元件的扩张视角的薄膜用于光学补偿与基质表面平行取向的液晶分子,并且当在不施加电场的情况下显示装置呈现黑色时,用于提高偏振片的垂直(交叉)透光度的视角特性。在IPS模式中,在不施加电场的情况下显示黑色并且一对上偏振片和下偏振片的透射轴彼此垂直相交。然而,当从倾斜方向观察时,所述透射轴的交叉角不是90°,引起漏光从而导致对比度降低。当将本发明的偏振片用于IPS模式液晶元件时,优选将其与具有接近0的面内相差并且在在厚度方向具有相差以减少漏光的扩张视角的薄膜组合使用,如JP-A-10-54982中所述。
OCB模式液晶元件的扩张视角的薄膜可用于光学补偿液晶层,该液晶层通过施加电场在液晶层的中心部分垂直取向并且在基质周围附近以倾斜状态取向,由此当显示黑色时提高视角特性。当本发明的偏振片用于OCB模式液晶元件时,优选将其与通过在混合状态下通过取向盘状液晶化合物获得的扩张视角的薄膜组合使用,如美国专利5,805,253中所述。
VA模式液晶元件的扩张视角的薄膜在不施加电场时,当液晶分子以与基质表面垂直的状态取向时提高黑色显示装置的视角特性。优选将这样的扩张视角的薄膜与通过层压下面薄膜获得的薄膜组合使用由棒状化合物例如液晶分子构成以防在偏振片的倾斜方向的交叉透光度降低的薄膜,其中盘状化合物与基质平行取向的薄膜、将具有相同在线延迟值的取向薄膜层压使得慢轴彼此垂直相交的薄膜、其中和面内相差接近0并且在厚度方向具有相差的薄膜,如日本专利2,866,372中所述。并且,通过取向提供有相差的降冰片烷型树脂薄膜或聚碳酸酯树脂,优选用作扩张视角的薄膜或其一部分。
(2)延迟薄膜本发明的偏振片优选具有相差层(延迟层)。本发明的相差层优选是λ/4板。如果本发明的偏振片层压在λ/4板上,所得层压物可用作圆偏振片。该圆偏振片具有将入射光转变成圆偏振光的能力,并且优选将其用于反射型液晶显示装置、半-透射型液晶显示装置例如ECB模式、和有机EL装置。
可用于本发明的λ/4板优选是在可见光的波长范围内延迟(Re)约为可见光的波长的1/4以获得几乎完全圆偏振光的延迟薄膜。这里,术语“在可见光的波长范围内约为可见光的波长的1/4的延迟(Re)”是指在下面范围的延迟,其中在400-700nm的波长范围内在较长波长侧延迟值较大并且满足下面关系在450nm的波长下测定的延迟值(Re450)是80-125nm和在590nm的波长下测定的延迟值(Re590)是120-160nm。更优选(Re590-Re450)≥5nm,尤其优选(Re590-Re450)≥10nm。
对用于本发明的λ/4板没有特别的限制,只要它满足上面条件,并且可以使用任意已知的λ/4板,例如,所述λ/4板包括通过层压多个聚合物薄膜获得的λ/4板,如JP-A-5-27118、JP-A-10-68816和JP-A-10-90521中所述;通过取向一个聚合物薄膜获得的λ/4板,如WO00/65384和WO00/26705中所述;和通过在聚合物薄膜上提供至少一个光学各向异性层获得的λ/4板,如JP-A-2000-284126和JP-A-2002-31717中所述。并且,所述聚合物薄膜的慢轴方向和光学各向异性层的取向方向可以根据向其层压任意这些层的液晶元件设计为任选的。
在圆偏振片中,λ/4板的慢轴和前述偏振器的透射轴以任意角度彼此相交,并且这些轴可以优选以在45°±20°的范围内的角度彼此相交。或者,λ/4板的慢轴和前述偏振器的透射轴可以除上面范围之外的角度彼此相交。
当通过层压λ/4板和λ/2板构造λ/4板时,这些板优选层压,在λ/4板和λ/2板的各自面内慢轴与偏振片的透射轴之间形成的角度基本上分别是75°和15°,如日本专利3,236,304和JP-A-10-68816中所述。
(3)抗反射薄膜本发明的偏振片可以与抗反射薄膜组合使用。作为抗反射薄膜,可以使用反射率为约1.5%的通过仅提供一层低折射率材料例如氟类聚合物获得的任意薄膜;和通过利用薄膜的多层干涉的反射率为1%或更小的薄膜。在本发明中,优选使用低折射率层和至少一个折射率比低折射率层高的层(即,高折射率层或中等折射率层)层压在透明载体上的结构。并且,可以优选使用抗反射薄膜,如Nitto Giho,第38卷,No.1,2000年5月,第26-28页,和JP-A-2002-301783中所述。
优选安装在偏振片中与液晶元件相对的面上的透明保护薄膜提供有抗反射层。特别是,在本发明中,优选使用,通过在透明保护薄膜上依次层压至少光散射层和低折射率层获得的抗反射薄膜;或通过在透明保护薄膜上依次层压中等折射率层、高折射率层和低折射率层获得的抗反射层。下面解释它们的优选实例。
将解释在透明保护薄膜上提供有光散射层和低折射率层的抗反射薄膜的优选实例。
在用于本发明的光散射层中,分散无光泽颗粒,并且光散射层中除无光泽颗粒之外的部分的基底材料的折射率优选在1.50-2.00的范围内。低折射率层的折射率优选在1.35-1.49的范围内。在本发明中,光散射层提供有防眩光特性和硬涂层特性的组合,并且可以由单层或多层,例如,2层-4层构成。
优选将抗反射层设计为具有下面的表面不规则性条件中心线平均粗糙度Ra是0.08-0.40μm,十点平均粗糙度Rz是Ra值的10倍或更小,在凸面顶部和紧接于凸面的凹面的底部之间的平均距离Sm是1-100μm,从凹面部分的最深底部到凸面部分的各自顶部的高度的标准偏差是0.5μm或更小,在以中心线为基础的凸面顶部和凹面底部之间的平均距离Sm的标准偏差是20μm或更小,倾斜角度为是0-5°的面是10%或更大;并且这种抗反射层可以获得足够的防眩光特性和视觉均匀无光泽质地,而这是优选的。并且,优选C光源下的反射光的色度满足下面条件值a*是-2至2;值b*是-3至3;在380nm-780nm的范围内的反射率的最小值与最大值之比在0.5-0.99的范围内。这使反射光的色度为中性,而这是优选的。C光源下透射光的值b*优选设计为0-3,而这是优选的,因为当将该抗反射层用于显示装置时白色显示的淡黄色降低。并且,当在平面光源和用于本发明的抗反射薄膜之间插入120μm×40μm的光栅以测定薄膜上的亮度分布时,优选亮度分布的标准偏差是20或更小。这是由于当将本发明的薄膜用于高精度面板上时眩光降低,而这是优选的。
可用于本发明的抗反射层优选设计为具有以下光学特性镜面反射率2.5%或更小、透光度90%或更大、和60度光泽度70%或更小,由此可以抑止外来光的反射以提高可视性。特别是,镜面反射率更优选是1%或更小,最优选0.5%或更小。并且,抗反射层优选具有下面特性雾度20%-50%、(内部雾度)/(总雾度)之比0.3-1;由包括光散射层的层获得的雾度值到形成低折射率层之后获得的雾度值的减少量,在15%以内;梳状宽度0.5mm的透射图象清晰度是20%-50%;和(垂直透射光的透光度)/(以与垂直方向成2°的倾斜角入射的透射光的透光度)之比是1.5-5.0,由此在高精度LCD面板上实现防止眩光产生并且字符等的模糊降低。
(低折射率层)通常将低折射率层层压在高折射率层上。
本发明的抗反射薄膜中低折射率层的折射率通常在1.20-1.49的范围内,优选1.30-1.44。而且,考虑到低反射率,低折射率层优选满足下面表达式(14)。
表达式(14)(mλ/4)×0.7<n1d1<(mλ/4)×1.3在该表达式中,m是正奇数;n1是低折射率层的折射率;d1是低折射率层的厚度(nm)。而且,λ是具有在500-550nm的范围内的值的波长。
将解释形成可用于本发明的低折射率层的材料。
可用于本发明的低折射率层通常含有含氟聚合物作为低折射率粘合剂。该含氟聚合物优选是动摩擦系数为0.03-0.20、与水的接触角为90-120°、纯水下滑角为70°或更小、并且通过热或电离辐射可交联的聚合物。优选当将本发明的抗反射薄膜固定到图象显示装置上时,从市售的粘合带上剥离抗反射薄膜的剥离强度较低,这是由于在使用密封或便笺之后它们容易剥离。剥离强度优选是500gf或更小,更优选300gf或更小,最优选100gf或更小。由于通过微型硬度计测定时抗反射薄膜的表面硬度较高,因此低折射率层容易受损,并且表面硬度优选是0.3GPa或更大,更优选0.5GPa或更大。
可用于低折射率层的含氟聚合物的实例包括含全氟烷基的硅烷化合物(例如,(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)三乙氧基硅烷)的水解物或脱水缩合物、以及由含氟单体和赋予交联反应性的构成单元衍生的作为组分的含氟共聚物。
含氟单体单元的具体实例包括,例如,氟烯烃(例如,氟乙烯、1,1-二氟乙烯、四氟乙烯、全氟-辛基乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化的烷基酯衍生物(例如,由Osaka Organic Chemical Industry,Ltd.制造的BISCOAT6FM(商品名)和由Daikin Industries,Ltd.制造的M-2020(商品名))、和完全或部分氟化的乙烯基醚类等。在这些化合物中,优选全氟烯烃。从折射率、溶解度、透明度和可用性的角度尤其优选六氟丙烯。
用于赋予交联反应性的构成单元的实例包括,例如,通过聚合在其分子内已经具有自交联官能团的单体获得的构成单元,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯和缩水甘油基乙烯基醚;通过聚合具有羧基、羟基、氨基、磺基等的单体(例如,(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、丙烯酸烯丙酯、羟乙基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、马来酸、巴豆酸等)获得的构成单元;和包括通过聚合反应已经向其中加入交联反应基团例如(甲基)丙烯酰基的上述单元的构成单元(例如,可以通过使丙烯酰氯可以在上述单元的羟基上反应的方法加入丙烯酰基)。
而且,从在溶剂中的溶解度、所得薄膜的透明度等的角度,在一些适当情况下,除了上述含氟单体单元和赋予交联反应性的构成单元之外,还可以将不含氟原子的单体与其共聚合。对可以组合使用的单体单元没有特别的限制,并且单体单元的实例包括烯烃(例如,乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、1,1-二氯乙烯)、丙烯酸酯类(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯)、甲基丙烯酸酯类(例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯)、苯乙烯及其衍生物(例如,苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯)、乙烯基醚类(例如,甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、环己基乙烯基醚))、乙烯基酯类(例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯)、丙烯酰胺类(例如,N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺类、和丙烯腈衍生物。
适当地可以将固化剂与上述聚合物混合使用,如JP-A-10-25388和JP-A-10-147739中公开的。
(光散射层)为了赋予薄膜因表面散射和/或内部散射引起的光散射特性,以及为了提高薄膜的耐擦伤性而赋予薄膜硬涂层特性,而形成光散射层。通常形成光散射层以含有赋予硬涂层特性的粘合剂;赋予光散射特性的无光泽颗粒;和根据需要的提高折射率、防止交联收缩发生、和提高机械强度的无机填料。
为了赋予硬涂层特性,光散射层的薄膜厚度优选是1-10μm,更优选1.2-6μm。当光散射层太薄时,硬特性不足,另一方面当光散射层太厚时,所得薄膜因其卷起和脆特性而变差,由此获得差的处理或加工适应性。
作为用于光散射层的化合物(粘合剂聚合物),优选具有饱和烃链或聚醚链作为主链的聚合物。其中,更优选具有饱和烃链作为主链的聚合物。而且,优选粘合剂聚合物具有交联结构。作为具有饱和烃链作为主链的粘合剂聚合物,优选烯键式不饱和单体的聚合物。作为具有饱和烃链作为主链并具有交联结构的粘合剂聚合物,优选具有至少两个烯键式不饱和基团的单体的(共)聚合物。为了制备具有高折射率的粘合剂聚合物,可以向前述单体的结构中加入芳香环、或至少一种选自由卤素(不包括氟)、硫、磷、和氮原子组成的组中的原子。
具有两个或多个烯键式不饱和基团的单体的实例包括多元醇与(甲基)丙烯酸类的酯类(例如,二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸-1,4-环己烷酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基乙烷酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸-1,2,3-环己烷酯、聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯、聚酯聚(甲基)丙烯酸酯)、前述改性的环氧乙烷、乙烯基苯及其衍生物(例如,1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸2-丙烯酰基乙酯、1,4-二乙烯基环己酮)、乙烯基砜类(例如,二乙烯基砜)、丙烯酰胺类(例如,亚甲基双丙烯酰胺)、和甲基丙烯酰胺类。这些单体可以单个使用或者可以两种或多种混合使用。
高折射率单体的具体实例包括双(4-甲基丙烯酰基苯硫基)硫醚、乙烯基萘、乙烯基苯基硫醚和4-甲基丙烯酰氧基苯基-4′-甲氧基苯基硫醚。这些单体也可以单个使用或者可以两种或多种混合使用。
任意这些具有烯键式不饱和基团的单体的聚合可以在有光自由基引发剂或热自由基引发剂的情况下通过电离辐射照射或加热进行。
因此,抗反射薄膜可以通过下面步骤形成制备包含具有烯键式不饱和基团的单体、光自由基引发剂或热自由基引发剂、无光泽颗粒和无机填料的涂布液;将所述涂布液涂覆到透明载体上;然后通过电离辐射或加热引发的聚合反应将其固化。作为引发剂,例如光自由基引发剂,可以使用任意引发剂。
具有聚醚作为主链的聚合物优选是多官能环氧化合物的开环聚合物。多官能环氧化合物的开环聚合可以在有光诱导产酸剂或热诱导产酸剂的情况下通过电离辐射照射或加热进行。
因此,抗反射薄膜可以通过包括下面步骤的方法形成制备含有多官能环氧化合物、光诱导产酸剂或热诱导产酸剂、无光泽颗粒和无机填料的涂布液;将所述涂布液涂覆到透明载体上;然后通过电离辐射或加热引发的聚合反应将所得涂层硬化。
替代带有两个或多个烯键式不饱和基团的单体或者除了该单体之外,使用具有交联官能团的单体,可以将交联官能团加入到聚合物中从而通过所述交联官能团的反应可以将交联结构引入到粘合剂聚合物中。
交联官能团的实例包括异氰酸根合基团、环氧基、氮丙啶基、唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基。可以使用乙烯基磺酸类、酸酐类、氰基丙烯酸酯衍生物、蜜胺类、醚化羟甲基类、酯类和尿烷类、以及金属醇盐类例如四甲氧基硅烷作为引入交联结构的单体。也可以使用因分解反应能够产生交联性能的官能团,例如嵌段异氰酸酯基。换句话说,本文提到的术语“交联官能团”包括尽管不立即反应但是分解之后进行交联反应的那些官能团。
在具有这些交联官能团的粘合剂聚合物中,可以通过将粘合剂聚合物涂布到基质上,然后加热形成交联结构。
为了赋予光散射层防眩光性能,光散射层可以含有平均粒径比填料粒径大并且通常为1-10μm(优选1.5-7.0μm)的无光泽颗粒(例如无机化合物颗粒或树脂颗粒)。
前述无光泽颗粒的优选具体实例包括无机化合物颗粒,例如二氧化硅颗粒和TiO2颗粒;和树脂颗粒,例如丙烯酸颗粒、交联丙烯酸颗粒、聚苯乙烯颗粒、交联苯乙烯颗粒、蜜胺树脂颗粒和苯胍胺树脂颗粒。其中,优选交联苯乙烯颗粒、交联丙烯酸颗粒、交联丙烯酰基苯乙烯颗粒和二氧化硅颗粒。
所用无光泽颗粒的形状可以是球形或非晶形的任意形状。
而且,可以将两种或多种不同粒径的无光泽颗粒混合使用。可以使用具有较大粒径的无光泽颗粒赋予防眩光特性并使用具有较小粒径的无光泽颗粒赋予其它光学特性。
上述无光泽颗粒的粒径分布优选是单分散的,更优选单个颗粒的粒径尽可能多地几乎相同。例如,假定粒径比平均粒径大20%或更多的颗粒定义为粗颗粒,以颗粒的总数计,所述粗颗粒的含量优选是1%或更小,更优选0.1%或更小,甚至更优选0.01%或更小。具有上述粒径分布的无光泽颗粒可以按照常规合成反应然后经分级获得。具有更优选粒径分布的无光泽颗粒可以通过增加分级次数、或者通过提高分级程度获得。
将上面无光泽颗粒加入到光散射层中以便无光泽颗粒在形成的光散射层中的量优选在10-1,000mg/m2的范围内,更优选在100-700mg/m2的范围内。
这里,无光泽颗粒的粒径分布可以按照库乐尔特颗粒计数器法测定,并且可以将测定的分布转换成颗粒数量分布。
为了提高该层的折射率,除了上述无光泽颗粒之外,光散射层优选还含有无机填料,该无机填料由至少一种选自钛、锆、铝、铟、锌、锡和锑的金属的氧化物组成,并且平均粒径为0.2μm或更小,优选0.1μm或更小,更优选0.06μm或更小。
相反,在含有高折射率无光泽颗粒的光散射层中,为了提高该层与无光泽颗粒之间的折射率差值,优选使用硅的氧化物以便使该层的折射率保持在低水平。无光泽颗粒的优选粒径与上述无机填料的相同。
用于光散射层的无机填料的具体实例包括TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITO(氧化铟锡)和SiO2。考虑到增加折射率,特别优选TiO2和ZrO2。也优选无机填料的表面经过硅烷偶联处理或钛偶联处理。为此,优选在填料表面使用具有能够与粘合剂物质反应的官能团的表面处理剂。
以光散射层的总质量计,无机填料的添加量优选是10-90质量%,更优选20-80质量%,特别优选30-75质量%。
由于这种填料的粒径比光的波长小得多,因此这种填料不引起光散射,并且分散到粘合剂聚合物中的填料的分散体起光学均匀物质的作用。
光散射层中粘合剂和无机填料的混合物整体上的折射率优选是1.48-2.00,更优选1.50-1.80。通过适当选择粘合剂和无机填料的类型和它们的添加量比,可以将折射率调整在上述范围内。通过预先进行试验,可以简单方式知道这种选择。
为了特别是通过抑止表面缺陷,例如涂布不匀度、干燥不匀性和点缺陷来保证表面状态均匀性,可以由含有含氟表面活性剂、硅酮系表面活性剂或者含有这二者的防眩光层的涂布组合物形成光散射层。具体地说,由于含氟表面活性剂即使添加量较少也呈现避免本发明的抗反射薄膜的表面缺陷的效果,表面缺陷例如涂布不匀度、干燥不匀性和点缺陷,因此优选使用它。使用这种表面活性剂,在提高表面状态均匀性的同时赋予高速涂布性,从而提高生产率。
接下来,将解释在透明保护薄膜上依次层压中等折射率层、高折射率层和低折射率层制得的抗反射层。
至少具有通过在基底上依次形成中等折射率层、高折射率层和低折射率层(最外层)获得的层结构的抗反射薄膜,优选设计成具有满足下面关系的折射率。
(高折射率层的折射率)>(中等折射率层的折射率)>(透明基底的折射率)>(低折射率层的折射率)作为可用于抗反射薄膜的透明载体,可以优选使用可用作前述偏振器的保护薄膜的透明聚合物薄膜。
在透明基底和中等折射率层之间可以形成硬涂层。抗反射薄膜可以由中等折射率硬涂层、高折射率层和低折射率层构成。其实例描述在JP-A-8-122504、JP-A-8-110401、JP-A-10-300902、JP-A-2002-243906和JP-A-2000-111706,可以赋予各层不同功能。其实例包括具有防污性的低折射率层、和具有抗静电性的高折射率层(描述在JP-A-10-206603、JP-A-2002-243906,等等)。
(高折射率层和中等折射率层)中等折射率层和高折射率层各自优选具有其中平均粒径为100nm或更小的高折射率无机化合物超细颗粒分散于基质材料中的结构。该高折射率无机化合物超细颗粒可以由折射率为1.65或更大的无机化合物制成。优选使用的无机化合物的实例包括Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等的氧化物;和含有两种或多种这些金属原子的复合氧化物。
使用的这些超细颗粒的实施方案的实例包括表面用表面处理剂处理过的颗粒(例如如JP-A-11-295503、JP-A-11-153703和JP-A-2000-9908中所述的硅烷偶联剂、或者如JP-A-2001-310432等等中所述的阴离子化合物或有机金属偶联剂)、形成高折射率颗粒为核心的核-壳结构的颗粒(如JP-A-2001-166104等中所述)、和与特定分散剂混合使用的颗粒(如JP-A-11-153703、JP-A-2002-2776069、美国专利6,210,858B1等中所述)。
形成基质的材料可以是任意的热塑性树脂和热固性树脂。该材料优选是至少一种选自如下组合物的组合物包括含至少两个自由基可聚合基团和/或阳离子可聚合基团的多功能化合物的组合物、包括含可水解基团的有机金属化合物的组合物、和包括其部分缩合物的组合物。所用材料的实例包括JP-A-2000-47004、JP-A-2001-315242、JP-A-2001-31871和JP-A-2001-296401中所述的多功能材料;由金属醇盐组合物获得的可固化薄膜,如JP-A-2001-293818中所述。
高折射率层的折射率优选在1.70-2.20的范围内。高折射率层的厚度优选是5nm-10μm,更优选10nm-1μm。
中等折射率层的折射率经过调整使得值(量值)在低折射率层的折射率和高折射率层的折射率之间。中等折射率层的折射率优选在1.50-1.70的范围内。中等折射率层的厚度优选是5nm-10μm,更优选10nm-1μm。
低折射率层具有通常在1.20-1.55的范围内的折射率,优选在1.30-1.50的范围内。低折射率层优选是作为具有耐擦伤性和防污性的最外层形成的。
为了大大提高耐擦伤性,优选用具有硅酮基团的材料或者用含氟材料进行处理以赋予表面润滑性。含氟化合物的折射率优选是1.35-1.50,更优选1.36-1.47。含氟化合物优选是含有可交联或可聚合官能团并且氟原子的含量为35-80质量%的化合物。
作为该含氟化合物,例如,可以优选使用下面的化合物JP-A-9-222503第 - 段;JP-A-11-38202第 - 段;JP-A-2001-40284第 - 段;和JP-A-2000-284102中所述的化合物。
含硅酮化合物优选是具有聚硅氧烷结构的化合物;更优选在其聚合物链中含有可固化官能团或可聚合官能团的化合物从而在形成的薄膜中具有交联结构。其实例包括活性硅酮类(例如″Silaplane″(商品名),由Chisso Corporation制造)、和在其两个末端含有硅烷醇基团的聚硅氧烷(JP-A-11-258403中所述),等等。
优选在涂覆形成含有聚合引发剂、增感剂和其它物质的最外层的涂布液的同时或之后通过光照射或加热,进行具有可交联或可聚合基团的含氟聚合物和/或硅氧烷聚合物的交联或聚合反应。
在有催化剂的情况下通过缩合反应固化有机金属化合物,例如硅烷偶联剂,和含有特定含氟烃基的硅烷偶联剂获得的溶胶-凝胶固化薄膜也是优选的。其实例包括含有多氟烷基的硅烷化合物、或部分水解缩合物(例如JP-A-58-142958、JP-A-58-147483、JP-A-58-147484、JP-A-9-157582和JP-A-11-106704中所述的那些)、和含有为长链含氟基团的聚(全氟烷基醚)基团的甲硅烷基化合物(例如JP-A-2000-117902、JP-A-2001-48590和JP-A-2002-53804中所述的化合物)。
作为除了上面化合物之外的添加剂,也优选使低折射率层含有填料{例如二氧化硅(硅石);初始平均粒径为1-150nm的例如由含氟颗粒(例如氟化镁、氟化钙、氟化钡)制成的低折射率无机化合物颗粒;如JP-A-11-3820第 - 段中所述的有机细粒}、硅烷偶联剂、润滑剂、表面活性剂等。
在低折射率层位于最外层下面的情况下,低折射率层可以通过气相法形成(例如真空蒸汽沉积、溅射法、离子电镀法或等离子体CVD法)。优选通过涂布法形成低折射率层,这是由于可以低成本形成该层。可以优选使用的涂布法的实例包括浸涂法、气刀涂布法、幕涂法、辊涂法、线棒涂布法、凹版涂布法和微凹版涂布法。
低折射率层的厚度优选是30-200nm,更优选50-150nm,最优选60-120nm。
抗反射薄膜的雾度优选是5%或更小,更优选3%或更小。按照JIS K5400,以铅笔硬度试验计,薄膜的机械强度优选是H或更硬。
(4)亮度提高薄膜本发明的偏振片可以与亮度提高薄膜组合使用。亮度提高薄膜具有将圆偏振光或线式偏振光分开的能力,它安装在偏振片和背面光之间,从而向背面光面反向反射圆偏振光或线式偏振光之一或者反向散射这两种光之一。从背面光区再反射的光的偏振状态部分发生变化,并且当它再次入射到亮度提高薄膜和偏振片上时它部分透射。因此,当重复该过程时,光的利用提高并且正向亮度比初始值提高约1.4倍。作为亮度提高薄膜,已知有各向异性反射系统和各向异性散射系统,并且任意这些系统都可以与本发明的偏振片组合。
在各向异性反射系统中,已知一种针对反射率和透光度具有各向异性特性的亮度提高薄膜,它通过多层层压单轴取向薄膜和非取向薄膜由此增加取向或拉伸方向的折射率之差;还已知一种利用介质镜原理的多层薄膜系统(描述于WO95/17691、WO95/17692和WO95/17699)和一种胆甾醇型液晶系统(描述于欧洲专利申请606940A2和JP-A-8-271731)。在本发明中,可以优选使用DBEF-E、DBEF-D和DBEF-M(商品名,这些产品都是由Sumitomo 3M Ltd.生产的)作为提高利用介质镜的原理的多层系统的亮度的薄膜;和优选使用NIPOCS(商品名,由Nitto Denko Corp.生产)作为提高胆甾醇型液晶系统的亮度的薄膜。至于NIPOCS,例如,可以参照Nitto Giho,第38卷,No.1,2000年5月,第19-21页作为参考。
并且,在本发明中,优选将偏振片与通过将正性特定双折射聚合物与负性特定双折射聚合物混合,接着经过单轴拉伸获得的各向异性散射系统亮度提高薄膜混合使用,如WO97/32223、WO97/32224、WO97/32225、WO97/32226、JP-A-9-274108和JP-A-11-174231中所述。作为各向异性散射系统亮度提高薄膜,优选DRPF-H(商品名,由Sumitomo 3M Ltd.生产)。
本发明的偏振片和亮度提高薄膜优选以如下方式使用,即它们都通过粘合剂层压;或者将它们集成,其中偏振片的一个保护薄膜形成为亮度提高薄膜。
(5)其它功能光学薄膜而且,本发明的偏振片还优选与提供有硬涂层、正向散射层、防眩光层、气体屏蔽层、滑动层、底漆层、抗静电层、内涂层或保护层的功能光学薄膜组合使用。也可以通过使任意这些功能层与前述抗反射薄膜中的抗反射层或者与补偿视角用的前述薄膜中的光学各向异性层在相同层中复合,而优选使用任意这些功能层。该功能层可以通过在偏振器的一个面或者相对面(更接近暴露于空气的面的)上、或者在偏振器的两个面上形成它来使用。
(5-1)硬涂层本发明的偏振片优选与在透明载体的表面上提供有硬涂层的功能光学薄膜组合,从而为例如耐擦伤性提供足够的机械强度。当通过将硬涂层涂覆到前述抗反射薄膜上使用硬涂层时,具体地说,硬涂层优选位于透明载体和高折射率层之间。
优选可固化化合物经光和/或热的交联反应或聚合反应形成硬涂层。其可固化的官能团优选是可光聚合的官能团。含有可水解官能团的有机金属化合物是有机烷氧基甲硅烷基化合物。这些化合物的具体实例与高折射率层中列举的相同。构成优选使用的硬涂层的组合物的具体实例,包括JP-A-2002-144913、JP-A-2000-9908和WO 02/46617中所述的组合物。
高折射率层也可以起硬涂层的作用。在这种情况下,优选使用关于高折射率层所述的方式,来细分散待加入到待形成的硬涂层中的颗粒。
硬涂层可以含有平均粒径为0.2-10μm的颗粒,由此使得硬涂层也起防眩光层的作用。该防眩光层具有防眩光功能(后面将详细描述)。
硬涂层的薄膜厚度,可以根据其应用适当调整,优选是0.2-10μm,更优选0.2-10μm,再次优选0.5-7μm。
按照JIS K5400试验方法,以铅笔硬度计,硬涂层的机械强度优选是H或更硬,再次优选2H或更硬,最优选3H或更硬。硬涂层优选是按照JIS K5400方法的Taber试验中磨损量较小的层,它是指在该试验之后由所述硬涂层制成的试样片的磨损量较小。
作为形成硬涂层的材料,可以使用含有烯键式不饱和基团的化合物或者含有开环可聚合基团的化合物。这些化合物可以单独使用或者两种或多种混合使用。含有烯键式不饱和基团的化合物的优选实例包括多元醇的聚丙烯酸酯类,例如二丙烯酸乙二醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、四丙烯酸双三羟甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸双季戊四醇酯和六丙烯酸双季戊四醇酯;环氧丙烯酸酯类,例如双苯酚A二缩水甘油醚的二丙烯酸酯类、和己二醇二缩水甘油醚的二丙烯酸酯类;和通过聚异氰酸酯类与含羟基的丙烯酸酯类,例如丙烯酸羟乙酯反应获得的尿烷丙烯酸酯类。
市售的化合物的实例包括EB-600、EB-40、EB-140、EB-1150、EB-1290K、IRR214、EB-2220、TMPTA和TMPTMA(都是商品名,由Daicel UCB Co.,Ltd.生产);和UV-6300和UV-1700B(都是商品名,由The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.生产)。
并且,含有开环可聚合基团的化合物的优选实例包括缩水甘油醚类,例如乙二醇二缩水甘油醚、双苯酚A二缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三缩水甘油基三羟基乙基异氰脲酸酯、山梨糖醇四缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、甲酚酚醛清漆树脂的聚缩水甘油醚、和苯酚酚醛清漆树脂的聚缩水甘油基醚;脂环族环氧化合物,例如Ceroxide2021P、Ceroxide 2081、Epolead GT-301、Epolead GT-401和EHPE3150CE(都是商品名,由Daicel Chemical Industries,Ltd.生产)、和苯酚酚醛清漆树脂的聚环己基环氧甲基醚;和氧杂环丁烷类,例如OXT-121、OXT-221、OX-SQ和PNOX-1009(都是商品名,由ToagoseiCo.,Ltd.生产)。除了上面的之外,也可以将(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的聚合物、或者(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和可以与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚合的单体的共聚物,用于硬涂层。
从降低硬涂层的固化收缩率、提高与基底材料的粘合性、和降低本发明的硬涂层处理过的产品的卷起的角度,硬涂层的形成可以优选通过向上面基质聚合物中加入交联细粒,例如有机细粒,例如诸如SBR、NBR等的橡胶的交联细粒;交联颗粒,例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷;或氧化物细粒,例如硅、钛、锆或铝的氧化物。这些交联细粒的平均粒径优选是1nm-20,000nm。并且,作为这些交联细粒的形状,可以使用球状、棒状、针状、板状等中任意的,没有任何特别的限制。以固化硬涂层为基础,这些细粒的添加量优选是60体积%或更小,更优选40体积%或更小。
在加入上述无机细粒的情况下,也优选使用具有金属如硅、铝或钛和官能团如醇盐基团、羧酸基团、磺酸基团或膦酸基团的的表面处理剂进行表面处理,这是由于这些无机细粒通常具有与粘合剂聚合物差的亲和力。
硬涂层优选使用热量或活化能射线固化。考虑到安全性和生产率,在这些活化能射线中,更优选使用辐射、γ射线、α射线、电子束或紫外线,尤其优选使用电子束或紫外线。当硬涂层受热固化时,考虑到塑料本身的耐热性,加热温度优选是140℃或更小,更优选100℃或更小。
(5-2)正向散射层当将本发明的偏振片用于液晶显示装置时,使用正向散射层提高垂直和水平方向的视角特性(色调和亮度分布)。在本发明中,优选其中将折射率不同的细粒分散于粘合剂中的结构。例如,可以使用任意下面结构正向散射系数特定化的JP-A-11-38208中所述的结构、使透明树脂和细粒的相对折射率分别落入特定范围内的JP-A-2000-199809中所述的结构、和使雾度值为40%或更大的JP-A-2002-107512中所述的结构。并且,本发明的偏振片可以优选与″Lumisty″组合使用,如″Optically Functional Film″,Technical Report ofSumitomo Chemical Co.,Ltd.,第31-39页中所述,从而控制与雾度视角相关的特性。
(5-3)防眩光层使用防眩光层通过将反射光散射来防止外界图象的反射。通过在液晶显示装置的最外表面(显示器面)上形成不规则性来获得防眩光功能。具有防眩光功能的光学薄膜的雾度优选是3-30%,更优选5-20%,最优选7-20%。
作为在薄膜表面上形成不规则性的方法,可以优选使用通过加入细粒在薄膜表面上形成不规则性的方法(例如JP-A-2000-271878)、通过加入少量(0.1-50质量%)的相对大的颗粒(粒径0.05-2μm)形成表面不规则薄膜的方法(例如JP-A-2000-281410、JP-A-2000-95893、JP-A-2001-100004和JP-A-2001-281407)、和通过物理手段将不规则图案转移到薄膜表面上的方法(例如,JP-A-63-278839、JP-A-11-183710和JP-A-2000-275401中所述的压花法)。
(抗静电层)将要形成抗静电层时,抗静电层优选提供体积电阻为10-8(Ωcm-3)或更小的电导率。尽管使用吸湿材料、水溶性无机盐、一定类型的表面活性剂、阳离子聚合物、阴离子聚合物或胶态二氧化硅,可以使抗静电层具有10-8(Ωcm-3)或更小的体积电阻,然而这些材料具有它们对温度和湿度的依赖性大并且它们在低湿度下不能保证足够的电导率的问题。因此,优选金属氧化物作为导电层材料。有一种有色金属氧化物有色。如果该有色金属氧化物用作导电层原料,那么整个薄膜有色,而这不是优选的。能够形成无色金属氧化物的金属的实例包括Zn、Ti、Al、In、Si、Mg、Ba、Mo、W或V。优选使用将该金属作为主要成分的任意金属氧化物。该可以优选使用的金属氧化物的具体实例包括ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO2、V2O5、或这些金属的复合氧化物。特别优选ZnO、TiO2和SnO2。作为含有外来原子的金属氧化物的实例,Al、In等加入到ZnO中的加成产物;Sb、Nb卤素等加入到SnO2中的加成产物;和Nb、Ta等加入到TiO2中的加成产物是有效的。而且,可以使用通过将前述金属氧化物与其它结晶金属颗粒或纤维材料(例如,氧化钛)粘合获得的原料,如JP-B-59-6235中所述。在这种情况下,体积电阻和表面电阻是不同性能并且彼此不能简单对比。为了保证以体积电阻计10-8(Ωcm-3)或更小的电导率,仅仅需要导电层具有通常约10-10(Ωcm-3)或更小、优选10-8(Ωcm-3)或更小的表面电阻。需要将导电层的表面电阻作为抗静电层形成为最外层时获得的值测定,表面电阻可以在本专利中所述的形成层压薄膜期间的阶段测定。
(粘合剂)接下来,将解释可优选用于本发明的粘合剂。
作为粘合剂,可以使用用丙烯酸型、甲基丙烯酸型、丁基橡胶型、或硅酮型基础聚合物的任意粘合剂。对粘合剂的类型没有特别的限制,并且优选使用(甲基)丙烯酸酯型基础聚合物,例如(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、或(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯;或通过使用两种或多种这些(甲基)丙烯酸酯获得的共聚物型基础聚合物。在常规粘合剂中,将极性单体在基础聚合物中共聚合。极性单体的实例包括具有羧基、羟基、酰氨基、氨基、环氧基等的单体,例如,(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。
粘合剂通常含有交联剂。交联剂的实例包括与二价或多价金属离子组合制得的金属羧酸盐的交联剂、与多胺化合物组合形成酰胺键的交联剂、与聚环氧化合物或多元醇组合形成酯键的交联剂、和与聚异氰酸酯化合物组合形成酰胺键的交联剂。任意这些化合物可以通过单独混合或者将它们两种或多种混合于基础聚合物中用作交联剂。
本发明的粘合层的厚度优选是2-50μm。在一个常规结构中,在偏振片的相对面上将分离薄膜层压在粘合层的表面上,从而保护粘合层。作为分离薄膜,例如,使用用硅酮树脂等经可剥离处理加工过的聚酯薄膜。在将液晶元件或其它光学功能薄膜层压在偏振片上时将该分离薄膜剥离并扔掉。
(液晶显示装置)接下来,将解释使用本发明的偏振片的液晶显示装置。在本发明的液晶显示装置中,两个偏振片排列在液晶元件的两个面上,其中这些偏振片中至少一个是本发明的偏振片。
图2显示使用本发明偏振片的液晶显示装置的一个实例。
在图2中,参考数字6代表上偏振片。7代表上偏振片吸收轴。8代表上光学各向异性层。9代表上光学各向异性层的取向控制方向。10代表液晶元件的上电极基底。11代表上基底的取向控制方向。12代表液晶分子。13代表液晶元件的下电极基底。14代表下基底的取向控制方向。15代表下光学各向异性层。16代表下光学各向异性层的取向控制方向。17代表下偏振片。18代表下偏振片吸收轴。
本发明的液晶显示装置,如图2所示,提供有液晶元件(10-13)、以及为了将液晶元件(10-13)夹住所放置的上偏振片6和下偏振片17。偏振片通过偏振器和一对透明保护薄膜支撑,但是在图2中偏振片显示为集成偏振片并且该结构的细节省去。液晶元件包括由上电极基底10、下电极基底13和由它们夹住的液晶分子12形成的液晶层。
使用本发明的纤维素酰化物薄膜的偏振片可以有利地用于液晶显示装置。本发明的偏振片可用于不同显示模式中驱动的液晶元件,无论是透射型还是反射型。至于显示模式,提出有TN(扭转向列)、IPS(面内转换)、FLC(铁电液晶)、AFLC(反铁电液晶)、OCB(光学补偿弯曲)、STN(超扭转向列)、VA(垂直对齐)、HAN(混合对齐向列)、和ECB(电控双折射);并且本发明可用于任意上面显示模式。其中,本发明可以优选用于OCB-模式或VA-模式。
在与液晶分子12接触的电极基底10和13的每一表面(如果需要的话本文后面称之为“内表面”)上形成取向薄膜(未显示)。在不施加电场或施加低电场的情况下液晶分子12的取向,例如,是通过对取向薄膜进行的摩擦处理控制的。并且,在基底10和13的内表面上,形成可以对包含液晶分子12的液晶层施加电场的透明电极(未显示)。
使TN模式中上、下基底上的摩擦方向彼此垂直相交,并且可以改变摩擦强度和摩擦处理进行的次数来控制倾斜角的量级。通过涂覆聚酰亚胺薄膜然后烘干形成取向薄膜。液晶层的扭转角的量级是由上、下基底的摩擦方向的交叉角和加入到液晶材料中的手性剂决定的。这里,加入间距约60μm的手性剂,以将扭转角控制至90°。
在为笔记本型个人电脑或者台式个人电脑的监测器和电视液晶显示装置的情况下将扭转角调整至90°附近(85-95°),并且在为用作手机等的反射型显示装置的情况下将扭转角调整至0-70°。在IPS模式和ECB模式中扭转角是0°。在IPS模式中,电极仅是下基底8,与基底面平行地向其施加电场。并且,在OCB模式中没有扭转角,并且倾斜角的量级大。在VA模式中,液晶分子12在与上、下电极垂直的方向取向。
这里,液晶层的厚度d和折射率各向异性Δn的乘积Δnd的量级改变白色显示时的亮度。因此,每一显示模式调整该乘积的范围,从而获得最大亮度。
上偏振片6和下偏振片17通常层压,从而使上偏振片6的吸收轴7与下偏振片17的吸收轴18之间的交叉角几乎为直角,由此获得高对比度。上偏振片6的吸收轴7与液晶元件的上基底10的摩擦方向之间的交叉角随液晶显示模式的类型不同而不同。在TN或IPS模式中,通常将该交叉角调整至0°(平行)或直角(垂直)。在OCB或ECB模式中,该交叉角经常调整至45°。然而,每一显示模式中的最佳值不同以调整显示颜色的色调和视角,并且因此该交叉角并不限于上面范围。
在OCB模式液晶显示装置中,OCB模式的液晶元件是其中液晶元件中上面部分和下面部分的棒状液晶分子基本上反向(对称)取向的弯曲取向模式的液晶元件。在美国专利4,583,825和5,410,422中公开了OCB模式的液晶元件。由于液晶元件的上面部分和下面部分的棒状液晶分子对称取向,因此弯曲取向模式的液晶元件具有自光学补偿功能。因此,该模式称之为OCB(光学补偿弯曲)模式。弯曲取向模式的液晶显示装置具有响应速度快的优点。
在VA模式的液晶元件中,在不施加电压的情况下,棒状液晶分子基本上垂直取向。
VA模式的液晶元件的实例包括(1)狭义上的VA模式的液晶元件(如JP-A-2-176625中所述),其中在不施加电压时棒状液晶分子基本上垂直取向,而当施加电压时分子基本上水平取向;(2)MVA模式的液晶元件,(如SID97,Digest of tech.Papers(Synopsis),28,(1997),845中所述),其中VA模式改性为多域型以拓宽视角;(3)n-ASM模式的液晶元件(如Nippon Ekisho Toronkai(liquidcrystal Forum of Japan),Digest of tech.Papers(1998),58-59中所述),其中在不施加电压时棒状液晶分子基本上垂直取向,而当施加电压时分子以扭转多域取向来取向;和(4)SURVIVAL模式的液晶元件(出现在LCD international 98中)。
在以OCB模式或VA模式驱动的液晶显示装置中,可以安装液晶元件并且可以在液晶元件的两个面上安装两个本发明的偏振片。在VA模式中,本发明的偏振片可以安装在该元件的背面光侧。总之优选将本发明的纤维素酰化物薄膜安装在液晶元件面上。液晶元件支撑两个电极基底之间的液晶。
其中采用本发明的偏振片的液晶显示装置并不限于图2中所示的结构,并且它可以具有其它元件。例如,可以在液晶元件和偏振器之间安装滤色片。并且,单独地,可以在液晶元件和偏振片之间安装前述扩张视角的薄膜。偏振片6和17、和光学各向异性层(扩张视角的薄膜)8和15可以通过使用粘合剂层压这些层获得的层压形式排列;或者它们可以所谓集成椭圆体偏振片的形式排列,它是通过使用一个扩张视角的液晶元件面上的保护薄膜获得的。
并且,当使用本发明的偏振片的液晶显示装置以透射型使用时,作为光源,可以在背面排列使用冷阴极或热阴极荧光管、发光二极管、场发射元件或电致发光元件的背面光。并且,使用本发明的偏振片的液晶显示装置可以是反射型。在这种情况下,在观察者面上可以仅放置一个偏振片,并且在液晶元件的背面或者在液晶元件的下基底的内表面上放置反射薄膜。当然,可以在液晶元件的观察者面上放置使用前述光源的前射光。本发明的液晶显示装置优选是VA模式液晶显示装置,其中在该元件的背面光侧使用本发明的偏振片。
本发明的光学补偿薄片可以光学补偿液晶元件,即使它仅由乙酸纤维素薄膜构成。
通过将具有至少两个芳香环的芳香化合物(具体地说,具有1,3,5-三嗪环的化合物)与式(I)代表的化合物组合用于乙酸纤维素薄膜的制备,可以获得Re延迟值为20-200nm、Rth延迟值为70-400nm、并且Re/Rth比为0.1-0.8的乙酸纤维素薄膜。该乙酸纤维素薄膜具有足够光学补偿液晶元件的光学各向异性。因此,可以获得仅由一种乙酸纤维素薄膜构成的光学补偿薄片。
偏振片的保护薄膜通常由乙酸纤维素薄膜构成。如果本发明的前述乙酸纤维素薄膜用作偏振片的一个保护薄膜,那么可以给偏振片添加光学补偿功能,不会给偏振片增加结构元件的数目。
仅由乙酸纤维素薄膜构成的光学补偿薄片、和使用乙酸纤维素薄膜作为保护薄膜的偏振片,可以特别有利地用于VA模式或OCB模式液晶显示装置。
在本发明中,通过向100质量份的纤维素酰化物中加入至少一种0.01-20质量份的量的选自式(I)代表的化合物和具有1,3,5-三嗪环的化合物的化合物、和至少一种0.01-10质量份的量的紫外线吸收剂,可以获得具有优异透明度和足够光学补偿液晶元件的光学各向异性的光学薄膜。并且,可以获得由一片光学薄膜构成的光学补偿薄片。而且,加入紫外线吸收剂可以仅降低Rth值同时保持高Re值。而且,可以防止消光剂凝结,由此获得高度透明的光学补偿薄膜。
偏振片的保护薄膜通常由乙酸纤维素薄膜构成。当本发明的光学薄膜用作偏振片的至少一个保护薄膜时,可以给偏振片添加光学补偿功能,并且没有增加偏振片的结构元件的数目。
本发明的光学补偿薄片和/或使用该光学补偿薄片作为保护薄膜的本发明的偏振片可以特别有利地用于VA模式或OCB模式液晶显示装置。
根据本发明,可以制备一种均匀且具有高延迟值的纤维素酰化物薄膜和一种使用该薄膜的偏振片。
前述具有光学补偿功能的偏振片可以特别有利地用于OCB(光学补偿弯曲)型和VA(垂直对齐)型液晶显示装置。
实施例基于下面实施例更详细地描述本发明,但是本发明并不限于此。
首先,显示与第一实施方案相关和基于第一实施方案的第四至第六实施方案相关的实施例。
实施例1-1(纤维素酰化物薄膜A1的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此,制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰化度60.9%)100质量份磷酸三苯酯(增塑剂) 7.8质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 3.9质量份二氯甲烷(第一溶剂) 318质量份甲醇(第二溶剂) 47质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有10质量份的下面所示的延迟控制剂A、10质量份的下面所示的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液01。
将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液01与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量各自是3质量份。
延迟控制剂A 延迟控制剂B 使用带式流延机将获得的涂布液流延。取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜,使用拉幅机在130℃的条件下,以26%的取向比横向取向,制得乙酸纤维素薄膜(厚度92μm,宽度1,340mm)。使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-2(纤维素酰化物薄膜A2的制备)以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,450mm),只是将取向比变为30%。使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-3(纤维素酰化物薄膜A3的制备)以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,340mm),只是取向之后薄膜厚度变为80μm。使用KOBRA21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-4(纤维素酰化物薄膜A4的制备)以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度92μm,宽度1,550mm),只是将31.3质量份的延迟控制(增加)剂溶液01混合于474质量份的乙酸纤维素溶液中。相对100质量份的乙酸纤维素,添加到涂布液中的延迟控制剂A和B的量各自是2.6质量份。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-5(纤维素酰化物薄膜A5的制备)混合槽装有2.9质量份的前述延迟控制剂A、17.1质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液02。
将42.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液02与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是1质量份和6质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度92μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以25%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是18质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-6(纤维素酰化物薄膜A6的制备)混合槽装有8质量份的前述延迟控制剂A、12质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液03。
将30.1质量份的延迟控制(增加)剂溶液03与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是2质量份和3质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度93μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是34质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-7(纤维素酰化物薄膜A7的制备)混合槽装有14.3质量份的前述延迟控制剂A、5.7质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液04。
将42.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液04与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是5质量份和2质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度91μm,宽度1,340mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是30质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性中的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-8(纤维素酰化物薄膜A8的制备)混合槽装有5质量份的前述延迟控制剂A、5质量份的下面延迟控制剂C,10质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液05。
将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液05与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A、C和B的添加量分别是1.5质量份、1.5质量份和3质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
延迟控制剂C 实施例1-9(纤维素酰化物薄膜A9的制备)混合槽装有10质量份的前述延迟控制剂A、5质量份的前述延迟控制剂B、5质量份的下面延迟控制剂D、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液06。
将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液06与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A、B和D的添加量分别是3质量份、1.5质量份和1.5质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度93μm,宽度1,550mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是33质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
延迟控制剂D 实施例1-10(纤维素酰化物薄膜A10的制备)混合槽装有10质量份的前述延迟控制剂C,10质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液07。
将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液07与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂C和B的添加量各自是3质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度92μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是31质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-11(纤维素酰化物薄膜A11的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丙酸纤维素(乙酰基的取代度,1.90;100质量份丙酰基的取代度,0.80)磷酸三苯酯 8.5质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯 2.0质量份二氯甲烷 290质量份乙醇 60质量份一单独混合槽装有5质量份的乙酸丙酸纤维素、6质量份的Tinubin 326(商品名由Ciba Specialty Chemicals制造)、4质量份的Tinubin 109(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、5质量份的Tinubin 171(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、8.3质量份的前述延迟控制剂A、8.3质量份的前述延迟剂B、94质量份的二氯甲烷和8质量份的乙醇,并在加热下搅拌该混合物,制得添加剂溶液1。
将73质量份的添加剂溶液1与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-12(纤维素酰化物薄膜A12的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丙酸纤维素(乙酰基的取代度,0.18;丙酰基的取100质量份代度,2.47)磷酸三苯酯 8.0质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯4.0质量份二氯甲烷403质量份乙醇60.3质量份另一混合槽装有12.0质量份的前述延迟控制剂A、8.0质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的乙醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得添加剂溶液2。
将9.9质量份的添加剂溶液2与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,340mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以23%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-13(纤维素酰化物薄膜A13的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)

一单独混合槽装有5质量份的乙酸丁酸纤维素、6质量份的Tinubin 326(商品名由Ciba Specialty Chemicals制造)、4质量份的Tinubin 109(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、5质量份的Tinubin 171(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、10.0质量份的前述延迟控制剂A、6.6质量份的前述延迟控制剂B、94质量份的二氯甲烷、和8质量份的乙醇,并在加热下搅拌该混合物,制得添加剂溶液3。
将43.5质量份的添加剂溶液3与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,340mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以18%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是28质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-14(纤维素酰化物薄膜A14的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丁酸纤维素(乙酰基的取代度,0.30;100质量份丁酰基的取代度,2.50)磷酸三苯酯 8.0质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯 4.0质量份二氯甲烷 403质量份乙醇 60.3质量份另一混合槽装有12.9质量份的前述延迟控制剂A、7.1质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的乙醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得添加剂溶液4。
将22.3质量份的添加剂溶液4与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度70μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以30%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是34质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-15(纤维素酰化物薄膜A15的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.78;在6-位乙酰基的取代度/总取代度,0.33)100质量份磷酸三苯酯(增塑剂)8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂)4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂)403质量份甲醇(第二溶剂)60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm)0.1质量份这里,乙酰基的(总)取代度是指(DS2+DS3+DS6);(在6-位乙酰基的取代度)/(总取代度)之比是指{DS6/(DS2+DS3+DS6)};并且DS2、DS3和DS6分别是指酰基对构成纤维素的葡萄糖单元的第二位、第三位和第六位的羟基的取代度。
另一混合槽装有13.1质量份的前述延迟控制剂A、6.9质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液08。
将17.3质量份的延迟控制(增加)剂溶液08与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是2.3质量份和1.2质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度70μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以28%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-16(纤维素酰化物薄膜A16的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.75;100质量份在6-位乙酰基的取代度/总取代度,0.35)
磷酸三苯酯(增塑剂)8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂)4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂)403质量份甲醇(第二溶剂)60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm)0.1质量份另一混合槽装有12.0质量份的前述延迟控制剂A、8.0质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液09。
将9.9质量份的延迟控制(增加)剂溶液09与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是1.2质量份和0.8质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以30%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是30质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-17(纤维素酰化物薄膜A17的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.78;100质量份在6-位乙酰基的取代度/总取代度,0.33)磷酸三苯酯(增塑剂) 8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂) 403质量份甲醇(第二溶剂) 60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有12.0质量份的前述延迟控制剂A、8.0质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液10。
将19.8质量份的延迟控制(增加)剂溶液10与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是2.4质量份和1.6质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,550mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以25%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是28质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-18(纤维素酰化物薄膜A18的制备)
将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.75;100质量份在6-位乙酰基的取代度/总取代度,0.35)磷酸三苯酯(增塑剂) 8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂) 403质量份甲醇(第二溶剂) 60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有10.7质量份的延迟控制剂A、9.3质量份的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液11。
将14.8质量份的延迟控制剂溶液11与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是1.6质量份和1.4质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,340mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以20%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是31质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-19(纤维素酰化物薄膜A19的制备)将24.7质量份的延迟控制(增加)剂溶液01与474质量份的如实施例1-1制备的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量各自是2.5质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度110μm,宽度1,550mm),只是残余溶剂量是30%并且取向比变为25%。使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-20(纤维素酰化物薄膜A20的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丙酸纤维素(乙酰基的取代度,1.90;100质量份丙酰基的取代度,0.80)磷酸三苯酯 8.0质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯 4.0质量份二氯甲烷 403质量份乙醇 60.3质量份另一混合槽装有12.0质量份的前述延迟控制剂A、8.0质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的乙醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得添加剂溶液5。
将24.7质量份的添加剂溶液5与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以21%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是34质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-21(纤维素酰化物薄膜A21的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丙酸纤维素(乙酰基的取代度,0.18;丙酰基的取100质量份代度,2.47)磷酸三苯酯 8.5质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯 2.0质量份二氯甲烷 290质量份乙醇 60质量份一单独混合槽装有5质量份的乙酸丙酸纤维素、6质量份的Tinubin 326(商品名由Ciba Specialty Chemicals制造)、4质量份的Tinubin 109(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、5质量份的Tinubin 171(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、11.6质量份的前述延迟控制剂A、5.0质量份的前述延迟剂B、94质量份的二氯甲烷、和8质量份的乙醇,并在加热下搅拌混合物,制得添加剂溶液6。
将28.8质量份的添加剂溶液6与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度70μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以25%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是30质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-22(纤维素酰化物薄膜A22的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丁酸纤维素(乙酰基的取代度,1.40;100质量份丁酰基的取代度,1.30)磷酸三苯酯 8.0质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯4.0质量份二氯甲烷403质量份乙醇60.3质量份另一混合槽装有8.0质量份的前述延迟控制剂A、12.0质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的乙醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得添加剂溶液7。
将19.8质量份的添加剂溶液7与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,340mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以28%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是28质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-23(纤维素酰化物薄膜A23的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物溶液的组成)乙酸丁酸纤维素(乙酰基的取代度,0.30;100质量份丁酰基的取代度,2.50)磷酸三苯酯 8.5质量份乙基邻苯二甲酰基甘酸乙酯2.0质量份二氯甲烷290质量份乙醇60质量份一单独混合槽装有5质量份的乙酸丁酸纤维素、6质量份的Tinubin 326(商品名由Ciba Specialty Chemicals制造)、4质量份的Tinubin 109(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、5质量份的Tinubin 171(商品名,由Ciba Specialty Chemicals制造)、10.0质量份的前述延迟控制剂A、6.6质量份的前述延迟剂B、94质量份的二氯甲烷、和8质量份的乙醇,并在加热下搅拌混合物,制得添加剂溶液8。
将43.5质量份的添加剂溶液8与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以25%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-24(纤维素酰化物薄膜A24的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.78;100质量份6-位的乙酰基取代度/总取代度,0.33)磷酸三苯酯(增塑剂) 8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂) 403质量份甲醇(第二溶剂) 60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有12.0质量份的延迟控制剂A、8.0质量份的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液12。
将24.7质量份的延迟控制剂溶液12与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是3.0质量份和2.0质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度100μm,宽度1,550mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以23%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是28质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-25(纤维素酰化物薄膜A25的制备)
以与实施例1-24相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度110μm,宽度1,840mm),只是取向比变为26%。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-26(纤维素酰化物薄膜A26的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.75;100质量份6-位的乙酰基取代度/总取代度,0.35)磷酸三苯酯(增塑剂) 8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂) 403质量份甲醇(第二溶剂) 60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有10.0质量份的延迟控制剂A、10.0质量份的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液13。
将29.2质量份的延迟控制剂溶液13与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是3.0质量份和3.0质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度80μm,宽度1,550mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以32%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是34质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-27(纤维素酰化物薄膜A27的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.82;100质量份在6-位乙酰基的取代度/总取代度,0.32)磷酸三苯酯(增塑剂) 8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂) 403质量份甲醇(第二溶剂) 60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有10.0质量份的延迟控制剂A、10.0质量份的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液14。
将31.1质量份的延迟控制剂溶液14与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是3.8质量份和2.5质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以25%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是30质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-28(纤维素酰化物薄膜A28的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.80; 100质量份在6-位乙酰基的取代度/总取代度,0.32)磷酸三苯酯(增塑剂)8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂)4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂)403质量份甲醇(第二溶剂)60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm)0.1质量份另一混合槽装有14.0质量份的延迟控制剂A、6.0质量份的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液15.
将32.6质量份的延迟控制剂溶液15与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是4.6质量份和2.0质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度60μm,宽度1,340mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以20%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-29(纤维素酰化物薄膜A29的制备)将乙酸纤维素溶液组合物的下面组分倒入混合槽,并在加热下将所得物搅拌,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。
(乙酸纤维素溶液的组成)乙酸纤维素(乙酰基的取代度,2.80;100质量份6-位的乙酰基取代度/总取代度,0.32)磷酸三苯酯(增塑剂) 8.0质量份联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂) 4.0质量份二氯甲烷(第一溶剂) 403质量份甲醇(第二溶剂) 60.2质量份二氧化硅(粒径0.2μm) 0.1质量份另一混合槽装有12.0质量份的延迟控制剂A、8.0质量份的延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液16。
将22.25质量份的延迟控制剂溶液16与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是2.7质量份和1.8质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90um,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以20%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是31质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-30(纤维素酰化物薄膜A30的制备)以与实施例1-29相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度40μm,宽度1,850mm),只是将27.2质量份的延迟控制剂溶液16与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并且使用拉幅机以30%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是30质量%的该薄膜横向取向。
相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是3.3质量份和2.2质量份。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性中的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
实施例1-31(纤维素酰化物薄膜A31的制备)以与实施例1-29相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度50μm,宽度1,550mm),只是将24.7质量份的延迟控制剂溶液16与474质量份的乙酸纤维素溶液混合,并且使用拉幅机以25%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是30质量%的薄膜横向取向。
相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和B的添加量分别是3.0质量份和2.0质量份。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-1(纤维素酰化物薄膜B1的制备)混合槽装有20质量份的前述延迟控制剂A、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液16。
将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液16与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A的添加量是6质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度93μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是28质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-2(纤维素酰化物薄膜B2的制备)将45.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液16与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A的添加量是7.5质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,350mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是26质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-3(纤维素酰化物薄膜B3的制备)以与对比实施例1-2相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度89μm,宽度1,850mm),只是取向比变为30%。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-4(纤维素酰化物薄膜B4的制备)将60.3质量份的延迟控制(增加)剂溶液16与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A的添加量是10质量份。
当将该涂布液流延到带上时,随着干燥的进行,略带白色的结晶化合物开始在薄膜表面上沉淀,并且将薄膜的生产停止。
对比实施例1-5(纤维素酰化物薄膜B5的制备)混合槽装有20质量份的前述延迟控制剂B、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液17。
将12.1质量份的延迟控制(增加)剂溶液17与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂B的添加量是2质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度92μm,宽度1,850mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是32质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-6(纤维素酰化物薄膜B6的制备)以与对比实施例1-5相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度90μm,宽度1,550mm),只是取向比变为30%。使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-7(纤维素酰化物薄膜B7的制备)将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液17与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂B的添加量是6质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度93μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是34质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-8(纤维素酰化物薄膜B8的制备)以与对比实施例1-7相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度91μm,宽度1,340mm),只是取向比变为30%。使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-9(纤维素酰化物薄膜B9的制备)混合槽装有10质量份的前述延迟控制剂A、10质量份的前述延迟控制剂C,87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液18。
将45.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液18与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂A和C的添加量分别是3.75质量份和3.75质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度91μm,宽度1,550mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是28质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
对比实施例1-10(纤维素酰化物薄膜B10的制备)混合槽装有10质量份的前述延迟控制剂B、10质量份的前述延迟控制剂D、87质量份的二氯甲烷、和13质量份的甲醇,并在加热下将所得混合物搅拌,制得延迟控制剂溶液19。
将36.2质量份的延迟控制(增加)剂溶液19与474质量份的如实施例1-1中制得的乙酸纤维素溶液混合,并将所得混合物充分搅拌,制得涂布液。相对100质量份的乙酸纤维素,延迟控制剂B和D的添加量分别是3质量份和3质量份。
以与实施例1-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜(厚度92μm,宽度1,450mm),只是将涂布液流延到带上之后,将形成的薄膜剥离,并且使用拉幅机以26%的取向比,将取向开始时其中残余溶剂量是33质量%的所得薄膜横向取向。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。而且,测定波长分散形状、25℃下光学特性的水分依赖性、透湿性、和尺寸变化比例。结果示于表1。
表1

注“-”未加入,“ND”未测出表1(续-1)

表1(续-2)

表1(续-3)

实施例1-32(偏振片A1-A31的制备)将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜,制得偏振薄膜。
制得的纤维素酰化物薄膜A1经过皂化,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将其层压在该偏振薄膜的一个表面上。在以下条件下进行皂化处理。
制备1.5N氢氧化钠水溶液,并保持在55℃。制备0.01N稀硫酸水溶液,并保持在35℃。将制得的纤维素酰化物薄膜A1在上面氢氧化钠水溶液中浸泡2分钟,然后浸泡于水中,彻底冲洗掉氢氧化钠水溶液。然后,将所得纤维素酰化物薄膜A1在上面稀硫酸水溶液中浸泡1分钟,然后浸泡于水中,彻底冲洗掉稀硫酸水溶液。最后,样品在120℃下充分干燥。
测定皂化之后乙酸纤维素薄膜的表面能。结果示于表2。
将一市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITAC TD80UF,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)以相同方式经过皂化,并且使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在与制得的乙酸纤维素薄膜A1相对侧的偏振薄膜上。
排列由此制得的乙酸纤维素薄膜从而使偏振薄膜的透射轴与乙酸纤维素薄膜的慢轴平行。并且,排列市售的三乙酸纤维素薄膜从而使偏振薄膜的透射轴与三乙酸纤维素薄膜的慢轴成直角交叉。
以这种方式制备偏振片A1。同样地分别使用纤维素酰化物薄膜A2-A31制备偏振片A2-A31。针对纤维素酰化物薄膜A2-A31,测定皂化之后这些乙酸纤维素薄膜各自的表面能。结果示于表2。
用由Shimadzu Corporation制造的自动分光光度计UV3100(商品名)测定制得的偏振片的光学性能(单片透光度和偏振度)。然后,使这些偏振片于保持在60℃/90%RH的恒温恒湿器中静置500小时。以相同方式测定贮藏过的乙酸纤维素薄膜的光学性能,找出偏振度的变化。结果示于表3。
对比实施例1-11(偏振片B1-B10的制备)分别使用纤维素酰化物薄膜B1-B10,以与实施例1-32相同的方式,制备偏振片B1-B10。针对纤维素酰化物薄膜B1-B10,测定皂化之后乙酸纤维素薄膜各自的表面能。结果示于表2。
针对这些偏振片,以与实施例1-32相同的方式测定偏振度的变化;并将结果示于表3。
表2


表3

实施例1-33(偏振片C1和液晶显示装置的制备和评价)(光散射层涂布液的制备)将50g的三丙烯酸季戊四醇酯和四丙烯酸季戊四醇酯的混合物(商品名PETA,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)用38.5g的甲苯稀释。然后,加入2g的聚合引发剂(商品名Irgacure 184,由CibaSpecialty Chemicals Co.,Ltd.制造),并在搅拌下将所得物混合。当将该溶液涂覆并用紫外线固化时,所得涂布薄膜具有1.51的折射率。
而且,向该溶液中,加入通过用Polytron(商品名)分散机在10,000rpm下分散20分钟获得的,1.7g的平均粒径为3.5μm的交联聚苯乙烯颗粒(折射率1.60,SX-350(商品名),由Soken Chemical &Engineering Co.,Ltd.制造)的30%甲苯分散体、和13.3g的平均粒径为3.5μm的交联丙烯酰基-苯乙烯颗粒(折射率1.55,由SokenChemical & Engineering Co.,Ltd.制造)的30%甲苯分散体;然后加入0.75g的含氟表面改性剂(FP-1)、和10g的硅烷偶联剂(商品名KBM-5103,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造),制得最终溶液。
用孔径为30μm的聚丙烯过滤器将上面混合溶液过滤,制得光散射层的涂布液。
(低折射率层的涂布液的制备)加入13g的折射率1.42的可热交联的含氟聚合物(JN-7228(商品名),固体含量6%,由JSR Corporation制造)、1.3g的硅溶胶(二氧化硅,粒径变化了的MEK-ST(商品名)的一种形式,平均粒径45nm,固体含量30%,由Nissan Chemical Industries,Ltd.制造)、0.6g的溶胶溶液a、和5g的甲基乙基酮、0.6g的环己酮并搅拌。然后,混合物经孔径为1μm的聚丙烯过滤器过滤,制得低折射率层的涂布液。
(具有抗反射层的透明保护薄膜01的制备)将80-μm厚的卷状三乙酰纤维素薄膜(TAC-TD80UF,商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)展开,使用具有线数为180条/英寸和深度为40μm的凹版图案的直径为50mm的微凹版印刷辊和刮刀,在凹版印刷辊旋转数为30rpm和运输速度为30m/min的条件下在其上涂布功能层(光散射层)的上述涂布液,并且所得涂布液在60℃干燥150秒钟。之后,使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造)在氮冲洗下照射出亮度400mW/cm2和剂量250mJ/cm2的紫外线,由此固化涂布层。由此,在薄膜上形成厚度为6nm的功能层,然后将其卷起。
将通过涂布在其上提供功能层(光散射层)的三乙酰纤维素薄膜再次展开,并且使用具有线数为180条/英寸和深度为40μm的凹版图案的直径为50mm的微凹版印刷辊和刮刀,在凹版印刷辊旋转数为30rpm和运输速度为15m/min的条件下将所得薄膜用上面制备的低折射率层的涂布液涂布,并且所得涂布液在120℃下干燥150秒钟,接着在140℃下干燥8分钟。之后,使用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造)在氮冲洗下照射出亮度400mW/cm2和剂量900mJ/cm2的紫外线,由此固化涂布层。由此,在薄膜上形成厚度为100nm的低折射率层,然后将其卷起。
(偏振片C1的制备)将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜,制得偏振薄膜。
以与实施例1-32相同的方式将制得的具有抗反射层的透明保护薄膜01皂化,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在偏振薄膜的一个表面上。
以与实施例1-32相同的方式将实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜A1皂化,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在偏振薄膜的另一表面上。
将偏振薄膜和实施例1-1制得的乙酸纤维素薄膜排列使得偏振薄膜的透射轴与乙酸纤维素薄膜的慢轴平行。将该偏振薄膜和市售的三乙酸纤维素薄膜排列使得偏振薄膜的透射轴与三乙酸纤维素薄膜的慢轴垂直,以这种方式制备偏振片C1。
使用分光光度计(由JASCO Corporation制造)测定在380-780nm的波长范围内入射角为5°的光谱反射率,并发现在450-650nm的波长下的积分球平均反射率是2.3%。
以与上面相同的方式制备偏振片C2-C18,只是分别使用实施例1-2至1-18中制得的三乙酸纤维素薄膜代替实施例1-1中制得的薄膜。
实施例1-34(硬涂层涂布液的制备)将270.0质量份的质量平均分子量为3,000的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、730.0g的甲基乙基酮、500.0g的环己酮、和50.0g的光聚合引发剂(商品名Irgacure 184,由Ciba Geigy制造)加入到750.0质量份的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(商品名TMPTA,由NipponKayaku Co.,Ltd.制造)中,并将混合物搅拌。该混合物经孔径为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,制得硬涂层涂布液。
(二氧化钛细粒分散体的制备)作为二氧化钛细粒,使用含有钴并经过用氢氧化铝和氢氧化锆表面处理的二氧化钛细粒(商品名MPT-129,由Ishihara SangyoKaisha Ltd.制造)。
向257.1g的该颗粒中加入38.6g的如下分散剂和704.3g的环己酮,并使用Dynomill将该混合物分散,制得重均粒径为70nm的二氧化钛分散体。
(中等折射率层的涂布液的制备)向88.9g的上述二氧化钛分散体中,加入58.4g的五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA)的混合物、3.1g的光聚合引发剂(Irgacure 907(商品名),由Ciba-Geigy制造)、1.1g的光增感剂(Kayacure-DETX(商品名),由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、482.4g的甲基乙基酮、和1869.8g的环己酮并搅拌。充分搅拌之后,所得混合物经目数(孔径)为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,制得中等折射率层的涂布液。
(高折射率层的涂布液的制备)向586.8g的上述二氧化钛分散体中,加入47.9g的五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA(商品名),由NipponKayaku Co.,Ltd.制备)的混合物、4.0g的光聚合引发剂(Irgacure 907(商品名),由Ciba-Geigy制造)、1.3g的光增感剂(Kayacure-DETX(商品名),由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、455.8g的甲基乙基酮、和1427.8g的环己酮并搅拌。所得混合物经目数为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,制得高折射率层的涂布液。
(低折射率层涂布液的制备)将本发明的共聚物(P-1)以7质量%的浓度溶解在甲基异丁基酮中,然后向其中加入以固体计3质量%的量的含有末端甲基丙烯酸酯基的硅酮树脂(商品名X-22-164C,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)和以固体计5质量%的量的光自由基产生剂(商品名Irgacure907,由Ciba Geigy Co.,Ltd.制造),制得低折射率层涂布液。
(具有抗反射层的透明保护薄膜02的制备)使用凹版涂布器用硬涂层涂布液涂布80-μm厚的三乙酰基纤维素薄膜(TD-80UF,商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)。所得涂布薄膜在100℃干燥之后,使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造)在氮冲洗给出氧浓度为1.0体积%或更小的环境中,照射出亮度400mW/cm2和剂量300mJ/cm2的紫外线,由此固化涂布层。由此,在薄膜上形成厚度为8μm的硬涂层。
使用具有三个涂布站的凹版涂布器向该硬涂层连续涂覆中等折射率层涂布液、高折射率层涂布液和低折射率层涂布液。
中等折射率层的干燥条件是100℃和2分钟。使用紫外线的固化条件如下辐射量是400mJ/cm2,亮度400mW/cm2,使用180W/cm气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造),同时用氮冲洗环境使得环境中氧的浓度是1.0体积%或更小。固化之后,中等折射率层具有1.630的折射率和67nm的薄膜厚度。
高折射率层和低折射率层的干燥条件是在90℃持续2分钟,然后在100℃持续1分钟。使用紫外线的固化条件如下辐射量是600mJ/cm2,亮度600mW/cm2,使用240W/cm气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造),同时用氮冲洗环境使得环境中氧的浓度是1.0体积%或更小。
固化之后,高折射率层具有1.905的折射率和107nm的薄膜厚度,低折射率层具有1.440的折射率和85nm的薄膜厚度。以这种方式制得具有抗反射层的透明保护薄膜02。
(偏振片D1的制备)以与实施例1-33相同的方式制备偏振片D1,只是使用具有抗反射层的透明保护薄膜02替换具有抗反射层的透明保护薄膜01。
使用分光光度计(由JASCO Corporation制造)测定在380-780nm的波长范围内入射角为5°的光谱反射率,并发现在450-650nm的波长下的积分球平均反射率是0.4%。
以与上面相同的方式制备偏振片D2-D18,只是分别使用实施例1-2至1-18中制得的任意三乙酸纤维素薄膜代替实施例1-1中制得的薄膜。
对比实施例1-12(偏振片E1的制备)以实施例1-33相同的方式制备偏振片,只是使用对比实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜B1替换实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜A1。并且,以与上面相同的方式制备偏振片E2-E10,只是分别使用对比实施例1-2至1-10中制得的任意乙酸纤维素薄膜。
对比实施例1-13(偏振片F1的制备)以实施例1-34相同的方式制备偏振片,只是使用对比实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜B1替换实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜A1。并且,以与上面相同的方式制备偏振片F2-F10,只是分别使用对比实施例1-2至1-10中制得的任意乙酸纤维素薄膜。
实施例1-35在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例1-1中制得的光学补偿薄片和实施例1-32中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面上并将实施例1-32中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表4所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用实施例1-2至1-18制得的光学补偿薄片的偏振片的情况下也获得相似结果。
实施例1-36在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例1-1中制得的光学补偿薄片和实施例1-33中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面上并将实施例1-33中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表4所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用实施例1-2至1-18制得的光学补偿薄片的偏振片的情况下也获得相似结果。
实施例1-37在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例1-1中制得的光学补偿薄片和实施例1-34中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面并将实施例1-34中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表4所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用实施例1-2至1-18制得的光学补偿薄片的偏振片的情况下也获得相似结果。
实施例1-38在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例1-19中制得的光学补偿薄片和实施例1-32中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例1-19中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面上并将实施例1-32中制得的一个偏振片经粘合剂层压在显示装置的背面光侧上。作为观察者侧的偏振片,层压一个没有补偿视角用的片的市售得的偏振片(商品名HLC2-5618,由Sanritz Corporation制造)。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表4所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用实施例1-20至1-31制得的光学补偿薄片的偏振片的情况下也获得相似结果。
对比实施例1-14针对使用垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(商品名VL-1530S,由Fujitsu Ltd.制造),在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角。结果示于表4。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
对比实施例1-15在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用其中利用对比实施例1-1制得的乙酸纤维素薄膜的对比实施例1-11中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将对比实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面上并将对比实施例1-11中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两个面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,尽管在正面方向获得黑色显示,但是在视角方向比本发明的情形差。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。结果示于表4。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
还证实,与使用本发明的偏振片的情形相比,在分别使用对比实施例1-2至1-10制得的偏振片的情形下视角明显较窄。
对比实施例1-16在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用其中利用对比实施例1-1制得的乙酸纤维素薄膜的对比实施例1-12中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将对比实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面上并将对比实施例1-12中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两个面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,尽管在正面方向获得黑色显示,但是在视角方向比本发明的情形差。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。结果示于表4。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
还证实,与使用本发明的偏振片的情形相比,在分别使用对比实施例1-2至1-10制得的偏振片的情形下视角明显较窄。
对比实施例1-17在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用其中利用对比实施例1-1制得的乙酸纤维素薄膜的对比实施例1-13中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将对比实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜放置在液晶元件面上并将对比实施例1-13中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两个面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,尽管在正面方向获得中性黑色显示,但是在视角方向比本发明的情形差。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。结果示于表4。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
还证实,与使用本发明的偏振片的情形相比,在分别使用对比实施例1-2至1-10制得的偏振片的情形下视角明显较窄。
对比实施例1-18以与实施例1-38相同的方式制备液晶显示装置,只是使用对比实施例1-8中制得的乙酸纤维素薄膜,代替实施例1-19中制得的乙酸纤维素薄膜。观察制得的液晶显示装置,结果发现,尽管在正面方向获得中性黑色显示,但是在视角方向比本发明的情形差。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。结果示于表4。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
表4

实施例1-39(OCB-型(弯曲取向)液晶元件的制备)作为取向薄膜,在两个各自提供有TET电极的玻璃基底上分别形成聚酰亚胺薄膜,接着摩擦该薄膜。使获得的两个玻璃基底在摩擦方向彼此平行的位置彼此面对。然后,将含氟液晶化合物(物理性能Δn=0.16、Δε=9.3、k11=13.4pN、k22=7.4pN和k33=14.7pN)注射到元件间隙(两个玻璃基底之间的间隙),制得弯曲取向液晶元件。
(光学相差补偿薄膜的制备)使用#16线棒涂布器,以28ml/m2的量,将具有下面组成的取向薄膜涂布液涂覆到实施例1-1制备的乙酸纤维素薄膜A1上。所得薄膜用60℃热风干燥60秒钟,然后用90℃热风干燥150秒钟。然后,将形成的薄膜在与该乙酸纤维素薄膜的慢轴(在632.8nm的波长下测定)成45°的角度的方向摩擦。
表5

下面盘状液晶TE-1和环氧乙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(商品名V#360,由Osaka Organic Chemical Industry Ltd.制造)以9/1的质量比混合,并将甲基乙基酮加入到该混合物中,制得总体上10质量%的溶液。通过旋涂法在2,000rpm下将所得溶液涂覆到上面取向薄膜上,然后将该薄膜加热至145℃进行热处理。然后将薄膜冷却至室温,形成厚度为1.4μm的(盘状)液晶层。在546nm的波长下测定的该光学各向异性层的Re延迟值是30nm。并且,在盘状表面和载体(乙酸纤维素薄膜)的表面之间形成的角度平均是36°。以这种方式形成种光学相差(延迟)补偿薄膜。
TE-1
将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜,制得偏振薄膜。使用聚乙烯醇系粘合剂,将制得的光学相差补偿薄膜的乙酸纤维素薄膜面层压在偏振薄膜一面上,使得乙酸纤维素薄膜的慢轴与偏振薄膜的透射轴平行。市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITACTD80UF,由FujiPhoto Film Co.,Ltd.制造)经过皂化处理,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将其层压在偏振片的另一面。由此制得偏振片。
将由此制得的偏振片的两个片层压在上面获得的弯曲取向元件上从而将该元件夹在它们之间。将偏振片和液晶元件排列,从而偏振片的光学各向异性层面对元件的基底并且液晶元件的摩擦方向与面对液晶元件的光学各向异性层的摩擦方向平行但是相反。将55Hz方波电压施加于液晶元件。液晶元件设置为常规白色模式(白色显示2V,和黑色显示5V)。并且,假定透射比(白色显示/黑色显示)作为对比度比,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角。结果示于表6。
对比实施例1-19以与实施例1-36相同的方式,使一市售的乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITAC TD80,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)经过表面处理、涂布处理以提供偏振薄膜和液晶分子、制备偏振片、和制备OCB-型液晶显示装置。测定制得的液晶显示装置的视角。结果示于表6。
(液晶显示装置的评价)下面显示实施例1-39和对比实施例1-19中制得的各自液晶显示装置的视角特性的评价结果。
表6

与对比实施例1-19中制得的液晶显示装置相比,实施例1-39中制得的液晶显示装置具有显著较宽的视角。
而且,在实施例1-39中,当使用实施例1-2至1-31中制得的任意乙酸纤维素薄膜代替实施例1-1中制得的乙酸纤维素薄膜时,获得与实施例1-39相似的宽视角。
将显示与第二实施方案以及基于第二实施方案的第四至第六实施方案有关的实施例。
实施例2-1(乙酸纤维素溶液01的制备)将表7所示的下面组分倒入混合槽,并搅拌,从而将各组分溶解。由此制得乙酸纤维素溶液01。
表7

(消光剂溶液01的制备)将表8所示的下面组分倒入一分散器中,并搅拌,从而将各组分溶解。由此制得消光剂溶液01。
表8

(延迟控制剂溶液01的制备)将表9所示的组分倒入混合槽并在加热下搅拌,从而溶解各组分。由此制得延迟控制剂溶液01。
表9

(紫外线吸收剂溶液01的制备)将表10中所示的组分倒入混合槽,并在加热下搅拌,从而将各组分溶解。由此制得紫外线吸收剂溶液01。
表10

(乙酸纤维素薄膜的制备)94.6质量份的上面乙酸纤维素溶液、1.3质量份的消光剂溶液、6.17质量份的延迟控制剂溶液、和0.66质量份的紫外线吸收剂溶液,将它们各自过滤之后混合,并使用带式流延机将获得的溶液流延。从带上剥离下薄膜,然后使用拉幅机以26%的取向比在130℃横向取向,其中取向开始时残余溶剂量是35%,然后在140℃下将该取向薄膜保持30秒钟从而具有取向之后获得的宽度。然后,从夹子上释放薄膜,并在140℃干燥40分钟,制得乙酸纤维素薄膜。最终乙酸纤维素薄膜的薄膜厚度是92μm。
以与上面相同的方式制备乙酸纤维素薄膜2-16,只是将乙酸纤维素的类型、延迟控制剂的类型和量、紫外线吸收剂的类型和量、取向开始时残余溶剂量、和取向比变为表11中所示的。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。
并且,以下面的方式测定在380nm的波长下的透光度、透明度、雾度、表面状态缺陷、和透湿性。结果示于表12。
(在380nm的波长下的透光度)使用由Shimadzu Corporation制造的自动分光光度计UV3100(商品名),测定薄膜的光谱吸收谱,找到在380nm的波长下的透光度。
(透明度)用透明度测定仪器(商品名AKA Photocell Colorimeter,由KOTAKI Seisakusho制造)使用可见光(615nm),在25℃-60%RH下测定20mm×70mm的样品。
(雾度)用雾度计(商品名1001DP型,由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造)测定雾度。
(表面状态缺陷)抽样取得纤维素酯薄膜样品,计数存在于薄膜两面上的30-cm-宽和1-m-长面积内的大小为30μm或更大的杂质和凝结物的数量,由此评价表面状态。
(透湿性)将70-mmφ样品在25℃、90%RH的湿度下控制湿度持续24小时,从而使用透湿性测定仪(商品名KK-709007,由ToyoseikiSeisaku-sho,Ltd.制造)按照JIS Z-0208方法计算单位面积的水分含量(g/m2),并按照下面等式确定透湿性。
(透湿性)=(湿度调理之后的质量)-(湿度调理之前的质量)实施例2-2
以与实施例2-1相同的方式制备纤维素酰化物薄膜17-20,只是乙酸纤维素变为乙酰基取代度为1.90和丙酰基的取代度为0.80的乙酸丙酸纤维素,并且将延迟控制剂的类型和量、紫外线吸收剂的类型和量、剥离薄膜时的残余溶剂量、和取向比变为表11中所示的。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的纤维素酰化物薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。并且,以与实施例2-1相同的方式测定在380nm的波长下的透光度、透明度、雾度、表面状态缺陷、和透湿性。结果示于表12。
实施例2-3以与实施例2-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜21-25,只是乙酸纤维素变为乙酰化度为2.75并且在6-位的取代比为35%的乙酸纤维素,并且将延迟控制剂的类型和量、紫外线吸收剂的类型和量、剥离薄膜时的残余溶剂量、和取向比变为表11中所示的。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。并且,以与实施例2-1相同的方式测定在380nm的波长下的透光度、透明度、雾度、表面状态缺陷、和透湿性。结果示于表12。
实施例2-4以与实施例2-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜26,只是乙酸纤维素变为乙酰化度为2.78并且在6-位的取代比为33%的乙酸纤维素,并且将延迟控制剂的类型和量、紫外线吸收剂的类型和量、剥离薄膜时的残余溶剂量、和取向比变为表11中所示的。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。并且,以与实施例2-1相同的方式测定在380nm的波长下的透光度、透明度、雾度、表面状态缺陷、和透湿性。结果示于表12。
实施例2-5以与实施例2-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜27-30,只是乙酸纤维素变为乙酰化度为2.85并且在6-位的取代比为33%的乙酸纤维素,并且将延迟控制剂的类型和量、紫外线吸收剂的类型和量、剥离薄膜时的残余溶剂量、和取向比变为表11中所示的。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。并且,以与实施例2-1相同的方式测定在380nm的波长下的透光度、透明度、雾度、表面状态缺陷、和透湿性。结果示于表12。
对比实施例2-1以与实施例2-1相同的方式制备乙酸纤维素薄膜31-35,只是乙酸纤维素的类型,延迟控制剂的类型和量、紫外线吸收剂的类型和量、剥离薄膜时的残余溶剂量、和取向比变为表11中所示的。
使用KOBRA 21ADH(商品名,由Oji Scientific Instruments制造),测定制得的乙酸纤维素薄膜在590nm的波长下的Re延迟值和Rth延迟值。并且,以与实施例2-5相同的方式测定在380nm的波长下的透光度、透明度、雾度、表面状态缺陷、和透湿性。结果示于表12。
不使用紫外线吸收剂的乙酸纤维素薄膜31和32导致消光剂发生凝结,并且雾度和表面状态缺陷的值降低。
并且,不使用延迟控制剂的乙酸纤维素薄膜33的Re和Rth的值非常低,并且不能达到目标值。
并且,以1%的取向比取向的乙酸纤维素薄膜34的Re值低,并且不能达到目标优选值。
发现具有高薄膜厚度的乙酸纤维素薄膜35的透明度差。
顺便提一下,薄膜34和35是分别与本发明上面项(37)和(29)对应的对比实施例。
表11

表11(续-1)

表11(续-2)

表11(续-3)

表11(续-4)

表11(续-5)

表12

表12(续-1)

表12(续-2)



实施例2-6(偏振片的制备)将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜上,制得偏振薄膜。
制得的纤维素酰化物薄膜1经过皂化,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将其层压在该偏振薄膜的一个表面上。在以下条件下进行皂化处理。
制备1.5N氢氧化钠水溶液,并保持在55℃。制备0.01N稀硫酸水溶液,并保持在35℃。将制得的乙酸纤维素薄膜1在上面氢氧化钠水溶液中浸泡2分钟,然后浸泡于水中,彻底冲洗掉氢氧化钠水溶液。然后,将该乙酸纤维素薄膜在上面稀硫酸水溶液中浸泡1分钟,然后浸泡于水中彻底冲洗掉稀硫酸水溶液。最后,样品在120℃下充分干燥。
将H2O和CH2I2滴在该皂化过的乙酸纤维素薄膜上。薄膜表面和在液滴表面与薄膜表面交叉点处液滴的切线之间形成的角度(角中包含液滴的角度),定义为接触角,并测定该接触角,以接触角值为基础计算来确定薄膜的表面能。确定的结果示于表13。
将一市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITAC TD80UF,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)以与上面相同的方式经过皂化处理,并且使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在与制得的乙酸纤维素薄膜1相对侧的偏振薄膜上。
将制得的乙酸纤维素薄膜排列使得偏振薄膜的透射轴与制得的乙酸纤维素薄膜的慢轴平行。并且,将市售的三乙酸纤维素薄膜排列使得偏振薄膜的透射轴与市售的三乙酸纤维素薄膜的慢轴垂直。
以这种方式制备偏振片A1。同样地分别使用乙酸纤维素薄膜2-16、21-30和纤维素酰化物薄膜17-20,制备偏振片A2-16、A21-30和A17-20。测定皂化之后乙酸纤维素薄膜2-16、21-30和纤维素酰化物薄膜17-20各自的表面能。结果示于表13。
对比实施例2-2以与实施例2-6相同的方式,分别使用乙酸纤维素薄膜31-35制备偏振片A31-35。。测定皂化之后乙酸纤维素薄膜31-35各自的表面能。结果示于表13。
表13

实施例2-7(光散射层涂布液的制备)将50g的三丙烯酸季戊四醇酯和四丙烯酸季戊四醇酯的混合物(商品名PETA,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)用38.5g的甲苯稀释。然后,加入2g的聚合引发剂(商品名Irgacure 184,由CibaSpecialty Chemicals Co.,Ltd.制造),并在搅拌下将所得混合物混合。当将该溶液涂覆并用紫外线固化时,所得涂布薄膜具有1.51的折射率。
而且,向该溶液中,加入通过用Polytron(商品名)分散机在10,000rpm下分散20分钟获得的1.7g的平均粒径为3.5μm的交联聚苯乙烯颗粒(折射率1.60,SX-350(商品名),由Soken Chemical &Engineering Co.,Ltd.制造)的30%甲苯分散体、和13.3g的平均粒径为3.5μm的交联丙烯酰基-苯乙烯颗粒(折射率1.55,由SokenChemical & Engineering Co.,Ltd.制造)的30%甲苯分散体;然后加入0.75g的含氟表面改性剂(FP-1)、和10g的硅烷偶联剂(商品名KBM-5103,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造),制得最终溶液。
用孔径为30μm的聚丙烯过滤器将上面混合溶液过滤,制得光散射层的涂布液。
(低折射率层的涂布液的制备)加入13g的折射率1.42的可热交联的含氟聚合物(JN-7228,商品名,固体含量6%,由JSR Corporation制造)、1.3g的硅溶胶(二氧化硅,粒径变化了的MEK-ST的一种形式,平均粒径45nm,固体含量30%,由Nissan Chemical Industries,Ltd.制造)、0.6g的溶胶溶液a、和5g的甲基乙基酮、0.6g的环己酮。搅拌之后,混合物经孔径为1μm的聚丙烯过滤器过滤,制得低折射率层的涂布液。
(具有抗反射层的透明保护薄膜01的制备)将80-μm厚的卷状三乙酰纤维素薄膜(TAC-TD80UF,商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)展开,使用具有线数为180条/英寸和深度为40μm的凹版图案的直径为50mm的微凹版印刷辊和刮刀,在凹版印刷辊旋转数为30rpm和运输速度为30m/min的条件下在其上涂布功能层(光散射层)的上述涂布液,并且所得涂布液在60℃干燥150秒钟。之后,使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造)在氮冲洗下照射出亮度400mW/cm2和剂量250mJ/cm2的紫外线,由此固化涂布层。由此在薄膜上形成厚度为6μm的功能层,然后将其卷起。
将其上涂布有功能层(光散射层)的三乙酰纤维素薄膜再次展开,并且使用具有线数为180条/英寸和深度为40μm的凹版图案的直径为50mm的微凹版印刷辊和刮刀,在凹版印刷辊旋转数为30rpm和运输速度为15m/min的条件下将其用上述低折射率层的涂布液涂布,并且所得涂布液在120℃下干燥150秒钟,接着在140℃下干燥8分钟。之后,使用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造)在氮冲洗下照射出亮度400mW/cm2和剂量900mJ/cm2的紫外线,由此固化涂布层。由此在薄膜上形成厚度为100nm的低折射率层,然后将其卷起。
(偏振片B1的制备)将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜,制得偏振薄膜。
以与实施例2-6相同的方式将制得的具有抗反射层的透明保护薄膜01皂化,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在偏振薄膜的一个表面上。
以与实施例2-6相同的方式将实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1皂化,然后使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在偏振薄膜的另一表面上。
将乙酸纤维素薄膜1排列使得偏振薄膜的透射轴与乙酸纤维素薄膜1的慢轴平行。并且,将市售的三乙酸纤维素薄膜排列使得偏振薄膜的透射轴与市售的三乙酸纤维素薄膜的慢轴垂直。以这种方式制得偏振片B1。
使用分光光度计(由JASCO Corporation制造)测定在380-780nm的波长范围内入射角为5°的光谱反射率,并发现在450-650mm的波长下的积分球平均反射率是2.3%。
以与偏振片B1相同的方式制备偏振片B3-B15、B22、B17-B19和B28-B30,只是分别使用乙酸纤维素薄膜3-15和22、纤维素酰化物薄膜17-19、和乙酸纤维素薄膜28-30,代替乙酸纤维素薄膜1。
实施例2-8(硬涂层涂布液的制备)将270.0质量份的质量平均分子量为3,000的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、730.0g的甲基乙基酮、500.0g的环己酮、和50.0g的光聚合引发剂(商品名Irgacure 184,由Ciba Geigy制造)加入到750.0质量份的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(商品名TMPTA,由NipponKayaku Co.,Ltd.制造)中,并将混合物搅拌。所得混合物经孔径为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,制得硬涂层涂布液。
(二氧化钛细粒分散体的制备)作为二氧化钛细粒,使用含有钴并经过用氢氧化铝和氢氧化锆表面处理的二氧化钛细粒(商品名MPT-129,由Ishihara SangyoKaisha Ltd.制造)。
向257.1g的上面颗粒中加入38.6g的如下分散剂和704.3g的环己酮,并使用Dynomill将该混合物分散,制得质量平均粒径为70nm的二氧化钛分散体。
(中等折射率层的涂布液的制备)向88.9g的上述二氧化钛分散体中,加入58.4g的五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA)的混合物、3.1g的光聚合引发剂(Irgacure 907(商品名),由Ciba-Geigy制造)、1.1g的光增感剂(Kayacure-DETX(商品名),由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、482.4g的甲基乙基酮、和1869.8g的环己酮并搅拌。充分搅拌之后,所得混合物经目数(孔径)为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,制得中等折射率层的涂布液。
(高折射率层的涂布液的制备)向586.8g的上述二氧化钛分散体中,加入47.9g的五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA(商品名),由NipponKayaku Co.,Ltd.制备)的混合物、4.0g的光聚合引发剂(Irgacure 907(商品名),由Ciba-Geigy制造)、1.3g的光增感剂(Kayacure-DETX(商品名),由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、455.8g的甲基乙基酮、和1427.8g的环己酮并搅拌。所得混合物经目数为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,制得高折射率层的涂布液。
(低折射率层涂布液的制备)将下面共聚物(P-1)溶解在甲基异丁基酮中,使其以7质量%的浓度溶解,然后向其中加入以固体计3质量%的量的含有末端甲基丙烯酸酯基的硅酮树脂(商品名X-22-164C,由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造)和以固体计5质量%的量的光自由基产生剂(商品名Irgacure 907,由Ciba Geigy Co.,Ltd.制造),制得低折射率层涂布液。全氟烯烃共聚物(P-1) (具有抗反射层的透明保护薄膜02的制备)使用凹版涂布器用上述硬涂层涂布液涂布80-μm厚的三乙酰纤维素薄膜(TD-80UF,商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)。所得涂布薄膜在100℃干燥之后,使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造)在氮冲洗使得环境中氧浓度为1.0体积%或更小下,照射出亮度400mW/cm2和剂量300mJ/cm2的紫外线,由此固化涂布层。由此在薄膜上形成厚度为8μm的硬涂层。
使用具有三个涂布站的凹版涂布器在该硬涂层上连续涂覆中等折射率层涂布液、高折射率层涂布液、和低折射率层涂布液。
中等折射率层的干燥条件是100℃持续2分钟。使用紫外线的固化条件如下辐射量是400mJ/cm2,亮度400mW/cm2,使用180W/cm气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造),同时用氮冲洗环境使得环境中氧的浓度是1.0体积%或更小。固化之后,中等折射率层具有1.630的折射率和67nm的薄膜厚度。
高折射率层和低折射率层的干燥条件是在90℃持续1分钟,然后在100℃持续1分钟。使用紫外线的固化条件如下辐射量是600mJ/cm2,亮度600mW/cm2,使用240W/cm气冷金属卤化物灯(由Eyegraphics Co.,Ltd.制造),同时用氮冲洗环境使得环境中氧的浓度是1.0体积%或更小。
固化之后,高折射率层具有1.905的折射率和107nm的薄膜厚度,低折射率层具有1.440的折射率和85nm的薄膜厚度。以这种方式制得具有抗反射层的透明保护薄膜02。
(偏振片C1的制备)以与实施例2-7相同的方式制备偏振片C1,只是使用具有抗反射层的透明保护薄膜02替换具有抗反射层的透明保护薄膜01。
使用分光光度计(由JASCO Corporation制造)测定在380-780nm的波长范围内入射角为5°的光谱反射率,并发现在450-650nm的波长下的积分球平均反射率是0.4%。
以与偏振片C1相同的方式制备偏振片C3-C15、C22、C17-C19和C28-C30,只是分别使用乙酸纤维素薄膜3-15、22、纤维素酰化物薄膜17-19、和乙酸纤维素薄膜28-30,代替乙酸纤维素薄膜1。
对比实施例2-3(偏振片B的制备)以与实施例2-7相同的方式制备偏振片B31,只是用对比实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜31替换实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1。
并且,以与上面相同的方式制备偏振片B32-B35,只是分别使用乙酸纤维素薄膜32-35。
对比实施例2-4(偏振片C的制备)
以与实施例2-8相同的方式制备偏振片C31,只是用对比实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜31替换实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1。
并且,以与上面相同的方式制备偏振片C32-C35,只是分别使用乙酸纤维素薄膜32-35。
实施例2-9(偏振片的制备)将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜,制得偏振薄膜。
如实施例2-6将一市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITACTD80UF,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)经过皂化处理,并且使用聚乙烯醇类粘合剂使偏振薄膜的两面都层压有上面皂化过的薄膜。
排列市售的三乙酸纤维素薄膜使得偏振薄膜的透射轴以直角与市售的乙酸纤维素薄膜的慢轴相交。
以这种方式制得偏振片D。
实施例2-10在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例2-1中制得的光学补偿薄片和实施例2-6中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1放置在液晶元件面上并将实施例2-6中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表14所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用乙酸纤维素薄膜3-15、22、纤维素酰化物薄膜17-19、和乙酸纤维素薄膜28-30的偏振片的情况下也获得相似结果。
实施例2-11在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例2-1中制得的光学补偿薄片和实施例2-7中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1放置在液晶元件面上并将实施例2-7中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表14所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用乙酸纤维素薄膜3-15、22、纤维素酰化物薄膜17-19、和乙酸纤维素薄膜28-30的偏振片的情况下也获得相似结果。
实施例2-12在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用实施例2-1中制得的光学补偿薄片和实施例2-8中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1放置在液晶元件面上并将实施例2-8中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表14所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
在使用其中分别采用乙酸纤维素薄膜3-15、22、纤维素酰化物薄膜17-19、和乙酸纤维素薄膜28-30的偏振片的情况下也获得相似结果。
对比实施例2-5针对使用垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(商品名VL-1530S,由Fujitsu Ltd.制造),在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角。结果示于表14。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
对比实施例2-6在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用其中利用乙酸纤维素薄膜33或34的在对比实施例2-2中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将乙酸纤维素薄膜33或34放置在液晶元件面上并将对比实施例2-2中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两个面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,在正面方向和视角方向都获得黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。结果示于表14。与使用本发明的偏振片的情形相比,发现视角明显较窄。
表14

对比实施例2-7在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用其中利用乙酸纤维素薄膜31或32的在对比实施例2-3中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将乙酸纤维素薄膜31或32放置在液晶元件面上并将对比实施例2-3中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两个面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察测定制得的液晶显示装置,结果发现,使用通过利用乙酸纤维素薄膜31或32(对比用)制备的偏振片的显示装置的白色显示的亮度,略次于使用本发明的偏振片的显示装置的白色显示的亮度。
对比实施例2-8在具有垂直取向型液晶元件的液晶显示装置(由Fujitsu Ltd.制造)中,使用其中利用乙酸纤维素薄膜31或32的在对比实施例2-4中制得的偏振片,替换该液晶显示装置上提供的一对偏振片和一对光学补偿薄片,这样将乙酸纤维素薄膜31或32放置在液晶元件面上并将对比实施例2-4中制得的每一偏振片经粘合剂层压在显示装置的观察者侧和背面光侧的两个面上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得观察者侧偏振片的透射轴以垂直方向排列并且背面光侧偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察测定制得的液晶显示装置,结果发现,使用通过利用乙酸纤维素薄膜31或32(对比用)制备的偏振片的显示装置的白色显示的亮度,略次于使用本发明的偏振片的显示装置的白色显示的亮度。
实施例2-13
<液晶元件的制备>
以下面的方式制备液晶元件将基底之间的元件间隙调整至3.6μm,并将具有负介电各向异性的液晶材料(商品名MLC 6608,由Merck Co.,Ltd.制造)滴注到这些基底之间的间隙中并密封,在这些基底之间形成液晶层。将液晶层的延迟(即,液晶层的厚度d(μm)和折射率各向异性Δn的乘积Δn·d)调整至300nm。液晶材料经过取向使得它垂直取向。
使用实施例2-9中制得的偏振片D,作为具有垂直取向型液晶元件的上面液晶显示装置的上面偏振片(观察者侧)。作为下面偏振片(背面光侧),安装使用实施例2-1中获得的光学补偿薄片2的在实施例2-6中制得的偏振片A2,使实施例2-1中制得的纤维素酰化物薄膜2安装在液晶元件面上。上偏振片和下偏振片经粘合剂层压在液晶元件上。这些偏振片以交叉尼科耳状态安装使得上偏振片的透射轴以垂直方向排列并且下偏振片的透射轴以水平方向排列。
观察制得的液晶显示装置,结果发现,从正面方向和视角方向都获得中性黑色显示。并且,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角(对比度比是10或更大的范围并且在黑色面没有浓淡等级反转)。
如表15所示,具有本发明的偏振片的液晶显示装置获得宽视角。
当使用通过分别采用乙酸纤维素薄膜2、16、21、和23-27、和纤维素酰化物薄膜20制得的偏振片时,获得相似结果。
对比实施例2-9以与实施例2-13相同的方式制备液晶显示装置,只是分别使用偏振片A33和A34代替偏振片A2。
观察测定制得的液晶显示装置;结果发现,与使用本发明的偏振片的情形相比,使用利用乙酸纤维素薄膜33或34的任意偏振片时,所得对比实施例中的视角明显较窄。
表15

(OCB-型(弯曲取向)液晶元件的制备)在两个各自提供有TET电极的玻璃基底上分别形成聚酰亚胺薄膜作为取向薄膜,接着对该取向薄膜进行摩擦处理。使获得的两个玻璃基底在摩擦方向彼此平行的位置彼此面对。然后,将含氟液晶化合物(物理性能Δn=0.16、Δε=9.3、k11=13.4pN、k22=7.4pN和k33=14.7pN)注射到元件间隙(两个玻璃基底之间的间隙),制得弯曲取向液晶元件。
(光学相差补偿薄膜的制备)使用#16线棒涂布器,以28ml/m2的量,将具有下面组成的取向薄膜涂布液涂覆到实施例2-1制备的,然后以与实施例2-6相同的方式经过皂化处理的乙酸纤维素薄膜1上。所得薄膜用60℃热风干燥60秒钟,然后用90℃热风干燥150秒钟。然后,将形成的薄膜在与该乙酸纤维素薄膜的慢轴(在632.8nm的波长下测定)成45°的角度的方向摩擦。
表16


(光学各向异性层的制备)下面盘状液晶TE-1和和TE-2以9/1的质量比混合,并将甲基乙基酮加入到该混合物中,制得总体上10质量%的溶液。通过旋涂法在2,000rpm下将所得溶液涂覆到上面获得的取向薄膜上,然后将该薄膜加热至145℃进行热处理。然后将薄膜冷却至室温,形成厚度为1.4μm的(盘状)液晶层。在546nm的波长下测定的该光学各向异性层的Re延迟值是30nm。并且,在盘状表面和载体(乙酸纤维素薄膜)的表面之间形成的角度平均是36°。以这种方式制得光学相差(延迟)补偿薄膜。
TE-1
TE-2环氧乙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(V#360,由Osaka OrganicChemical Industry Ltd.制造)(偏振片的制备)将碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜,制得偏振薄膜。使用聚乙烯醇类粘合剂,将制得的光学相差补偿薄膜的乙酸纤维素薄膜面层压在偏振薄膜一面上,使得乙酸纤维素薄膜的慢轴与偏振薄膜的透射轴平行。市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITACTD80UF,由FujiPhoto Film Co.,Ltd.制造)经过皂化处理,并使用聚乙烯醇类粘合剂将其层压在偏振片的另一面,由此制得偏振片。
(液晶显示装置的制备)将由此制得的偏振片的两个片层压在所得弯曲取向元件上从而将该弯曲取向元件夹在它们之间。将偏振片和液晶元件排列,从而偏振片的光学各向异性层面对元件的基底并且液晶元件的摩擦方向与面对液晶元件的光学各向异性层的摩擦方向平行但是相反。将55Hz方波电压施加于液晶元件。液晶元件设置常规白色模式(白色显示2V,和黑色显示5V)。并且,使用透射比(白色显示/黑色显示)作为对比度比,在八个阶段,即从黑色显示(L1)到白色显示(L8),用测定仪器(商品名EZ-contrast 160D,由ELDIM制造),测定各个视角。结果示于表17。
对比实施例2-10以与实施例2-14相同的方式,使一市售的乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITAC TD80,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)经过表面处理、涂覆形成取向薄膜和液晶分子、制备偏振片、和制备OCB-型液晶显示装置。测定制得的液晶显示装置的视角。结果示于表17。
(液晶显示装置的评价)下表17显示实施例2-14和对比实施例2-10中制得的各个液晶显示装置的视角特性的评价结果。
表17

与对比实施例2-10中制得的液晶显示装置相比,实施例2-14中制得的液晶显示装置具有显著较宽的视角。
当在实施例2-14中使用乙酸纤维素薄膜2-16、和21-27、纤维素酰化物薄膜17-20、和乙酸纤维素薄膜28-30的任意薄膜代替使用实施例2-1中制得的乙酸纤维素薄膜1时,同样获得宽视角。
将显示与第三实施方案以及基于第三实施方案的第四至第六实施方案有关的实施例。
实施例3-1(乙酸纤维素溶液的制备)将下面组分倒入混合槽,并搅拌所得物,从而将这些组分彼此溶解。由此制得乙酸纤维素溶液。

(消光剂溶液的制备)将下面组分倒入一分散器中,搅拌,将各组分溶解。由此制得消光剂溶液。

(延迟增加剂溶液的制备)将下面组分倒入混合槽并在加热下搅拌,溶解各组分。由此制得延迟增加剂溶液。

(乙酸纤维素薄膜1的制备)94.6质量份的上面乙酸纤维素溶液A、1.3质量份的消光剂溶液、和4.1质量份的紫外线吸收剂溶液,将这些溶液各自过滤之后混合,并使用带式流延机将获得的溶液流延。从带上剥离下薄膜,其中残余溶剂量是35%,然后使用拉幅机以18%的取向比在130℃横向取向所得薄膜,接着在140℃下将该薄膜保持30秒钟从而具有取向之后获得的宽度。然后,从夹子上释放薄膜,并在140℃干燥40分钟(干燥(1)),制得乙酸纤维素薄膜。最终乙酸纤维素薄膜中的残余溶剂量是0.2%。最终乙酸纤维素薄膜的薄膜厚度是92μm。
以与上面相同的方式制备乙酸纤维素薄膜2-7,只是将乙酸纤维素的类型、延迟控制剂的类型和量变为表18中所示的。
表18

在表18中,延迟增加剂B是JP-A-2002-182215中所述的延迟增加剂,并且是下面结构式代表的化合物。
延迟增加剂B<延迟的测定>
在25℃、60%RH下,在横向的10点,按照下面的方法,测定薄膜的Re和Rth、和慢轴与薄膜流延方向之间形成的角度,并通过这些数据的平均值、最大值和最小值评价面内均匀度。
使用自动双折射计(商品名KOBRA-21ADH,由Oji ScientificInstruments制造),测定面内延迟Re(0)。并且,利用面内慢轴作为摆动轴从而以40°的角度和-40°的角度摆动,由此分别测定延迟Re(40)和Re(-40)。使用薄膜厚度和慢轴方向的折射率nx作为参数,通过计算相前进轴方向的折射率ny和厚度方向的折射率nz来使它们适合上面测定的Re(0)、Re(40)和Re(-40)值。以这种方式,确定Rth延迟值。测定波长是590nm。
至于表面状态的评价,观察夹在彼此以交叉尼科耳状态重叠的两个偏振片之间的1m×2m乙酸纤维素薄膜的表面状态时不匀度出现的频率,按下面标准分类○没有不匀度;△两个或更小位置;和×三个或更多位置。
结果示于表19。
表19

备注Min,最小值;Max,最大值;和Av,平均值。
由表19中所示的结果发现本发明的乙酸纤维素薄膜具有高Re/Rth比并且薄膜厚度、延迟、和慢轴的角度的变化较小。
实施例3-2(皂化处理)将乙酸纤维素薄膜1在1.5N氢氧化钠水溶液中于55℃浸泡2分钟。该薄膜在室温下于水洗浴中洗涤,并在30℃用0.1N硫酸中和。该薄膜再次在室温下于水洗浴中洗涤,并用100℃热风干燥。由此将乙酸纤维素薄膜的表面皂化。
(偏振片的制备)使碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜中,制得偏振薄膜。
然后,使用聚乙烯醇类粘合剂将制得的乙酸纤维素薄膜的透明载体面层压在偏振片的一个表面上。将透明载体和偏振薄膜排列使得透明载体的慢轴与偏振薄膜的透射轴平行。
以与实施例3-3相同的方式将一市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITAC TD80UF,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)经过皂化处理,并使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在偏振薄膜的另一面上。由此制得偏振片(1-1)。
实施例3-3将安装在使用VA型液晶元件的22-英寸液晶显示装置(由SharpCorporation制造)中的观察者侧偏振片剥离,并将实施例3-2中制得的偏振片(1-1)经粘合剂层压在观察者面上代替使本发明的乙酸纤维素薄膜1安装在液晶元件面上。观察者面的偏振片经过安装使得其透射轴以直角与背面光侧偏振片的透射轴相交。
结果证实,本发明的偏振片对比度和改变视角的颜色的变化较小,并且显示不匀度也较小,而这是优选的。
实施例3-4(皂化处理)将5.2ml/m2的具有下面组成的溶液涂覆到实施例3-1中制得的乙酸纤维素薄膜3上,并将涂布薄膜在60℃下干燥10秒钟。薄膜表面在水流中洗涤10秒钟,然后通过吹25℃空气干燥。
(皂化用溶液的组成)异丙醇 818质量份水 167质量份丙二醇 187质量份氢氧化钾68质量份表面活性剂(1)n-C16H33O(C2H4O)10H 12质量份(取向薄膜的形成)在由此皂化过的乙酸纤维素薄膜3上,使用#14线棒涂布器以24mL/m2的量涂覆具有下面组成的涂布液。涂布层用60℃热风干燥60秒钟,然后用90℃热风干燥150秒钟。
然后,以与薄膜的取向方向(几乎与慢轴方向一致)成45°的角度倾斜的方向摩擦在该乙酸纤维素薄膜3上形成的薄膜。
(取向薄膜涂布液的组成)改性聚乙烯醇,如下所示20质量份水360质量份甲醇 120质量份戊二醛(交联剂)1.0质量份
(光学各向异性层的形成)下式的盘状液晶分子(I)91质量份环氧乙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(商 9质量份品名V#360,由Osaka Organic ChemicalIndustry Ltd.制造)乙酸丁酸纤维素(商品名CAB531-1,由 1.5质量份Eastman Chemical制造)共聚合引发剂(商品名Irgacure-907,由Ciba3质量份Geigy Co.,Ltd.制造)下式的柠檬酸酯混合物 1.0质量份将上面组分溶解在214.2质量份的甲基乙基酮中制得的涂布液,以6.2mL/m2的量,用#3.6线棒涂布器在25℃的环境中涂覆。所得层层压在一金属框上,并在140℃恒温箱中加热2分钟,从而将盘状液晶分子取向。然后,使用120-W/cm高压汞灯在90℃用紫外线将所得层照射1分钟,使盘状液晶分子聚合。然后,使该照射层冷却至室温。
柠檬酸酯混合物(偏振片的制备)使碘吸附于取向聚乙烯醇薄膜中,制得偏振薄膜。
然后,使用聚乙烯醇类粘合剂将制得的乙酸纤维素薄膜的透明载体面层压在偏振薄膜的一个表面上。将透明载体和偏振薄膜排列使得透明载体的慢轴与偏振薄膜的透射轴平行。
以与实施例3-3相同的方式将一市售的三乙酸纤维素薄膜(商品名FUJITAC TD80UF,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造)经过皂化处理,并使用聚乙烯醇类粘合剂将所得薄膜层压在偏振薄膜的另一面上,即其上层压光学补偿薄片的面的相对面。由此制得偏振片(2-3)。
(弯曲取向-型液晶元件的制备)在提供有ITO电极的两个玻璃基底上分别形成聚酰亚胺薄膜作为取向薄膜,并进行薄膜的摩擦处理。使获得的两个玻璃基底在摩擦方向彼此平行的位置彼此面对,并将元件间隙调整至5.7μm。然后,将Δn为0.1396的液晶化合物(ZLI1132,商品名,由Merck Co.,Ltd.制造)注入到元件间隙,制得弯曲取向液晶元件。
(液晶显示装置的制备)将由此制得的偏振片(2-3)的两个片层压在所得弯曲取向元件上从而将该弯曲取向元件夹在它们之间。将偏振片和液晶元件排列,从而偏振片的光学各向异性层面对元件的基底并且液晶元件的摩擦方向与面对液晶元件的光学各向异性层的摩擦方向平行但是相反。
在不同温度和湿度下观察以这种方式制得的液晶显示装置。结果发现,使用本发明的偏振片(2-3)的液晶显示装置是有利的,这是由于对比度视角和色度视角的变化较小,并且显示不匀度也较小,因此是有益的。
工业实用性本发明的光学补偿薄片优选作为光学性能和透明度优异的光学补偿薄片,并且该薄片可以通过仅使用纤维素酰化物薄膜来光学补偿液晶元件。
本发明的偏振片优选作为提供有附加光学补偿功能的安装在液晶显示装置上的偏振片,并且该偏振片可以赋予该功能,而不增加结构元件的数目。
本发明的液晶显示装置优选作为由纤维素酰化物薄膜光学补偿的液晶显示装置。
本发明的乙酸纤维素薄膜均匀并且延迟高,并且优选用于各种光学材料。而且,本发明的液晶显示装置优选用作具有宽视角和高显示质量的液晶显示装置;并且可以在不引起诸如漏光等问题下,通过将使用光学各向异性大且均匀的保护薄膜的偏振片用于所述液晶显示装置获得该显示装置。
尽管结合本发明的实施方式描述了本发明,但是希望本发明并不限于说明书的任意细节,除非另有说明,本发明而是由附加权利要求书中所述的精神和范围广泛地解释。
按照35U.S.C.119(a),该非临时申请要求2004年2月26日在日本申请的专利申请2004-052562、2004年3月3日在日本申请的专利申请2004-058648、2004年3月15日在日本申请的专利申请2004-072478、2004年6月11日在日本申请的专利申请2004-174028、和2004年9月21日在日本申请的专利申请2004-273996的优先权,将它们各自通过引用全部加入本文。
权利要求
1.一种光学薄膜,它包括纤维素酰化物,并且相对100质量份的纤维素酰化物,还包括0.01-20质量份的至少一种下式(I)代表的化合物和0.01-20质量份的至少一种具有至少三个取代基的环状化合物式(I) 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,其中R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团;R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
2.如权利要求1所述的光学薄膜,其中所述具有至少三个取代基的环状化合物是下式(II)代表的化合物式(II) 其中X31代表单键、-NR34-、-O-或-S-;X32代表单键、-NR35-、-O-或-S-;X33代表单键、-NR36、-O-或-S-;R31、R32和R33各自独立地代表烷基、链烯基、芳基或杂环基;并且R34、R35和R36各自独立地代表氢原子、烷基、链烯基、芳基、或杂环基。
3.如权利要求1所述的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是由下面的纤维素酰化物制得的,其中纤维素的羟基部分地用乙酰基或者用具有3-22个碳原子的酰基取代,并且该纤维素酰化物的乙酰基的取代度A和该纤维素酰化物的具有3-22个碳原子的酰基的取代度B满足下面表达式(3)表达式(3)2.0≤A+B≤3.0。
4.如权利要求1所述的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是由下面的纤维素酰化物制成的,其中纤维素的羟基部分地用乙酰基或者用具有3-22个碳原子的酰基取代,并且该纤维素酰化物的乙酰基的取代度A和该纤维素酰化物的具有3-22个碳原子的酰基的取代度B满足下面表达式(3)和(4)表达式(3)2.0≤A+B≤3.0表达式(4)0<B。
5.如权利要求4所述的光学薄膜,其中所述具有3-22个碳原子的酰基是丁酰基或丙酰基。
6.如权利要求1所述的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是通过用具有两个或更多碳原子的酰基取代构成纤维素的葡萄糖单元的羟基而获得的,并且当将构成纤维素的葡萄糖单元中第二位羟基的酰基取代度、第三位羟基的酰基取代度、和第六位羟基的酰基取代度分别表示为DS2、DS3和DS6时,满足下面表达式(5)和(6)表达式(5)2.0≤DS2+DS3+DS6≤3.0表达式(6)DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315。
7.如权利要求1所述的光学薄膜,其中下面表达式(1)定义的Re延迟值是20-200nm,并且下面表达式(2)定义的Rth延迟值是70-400nm表达式(1)Re=(nx-ny)xd表达式(2)Rth={(nx+ny)/2-nz}xd其中nx是该薄膜表面内慢轴方向的折射率;ny是该薄膜表面内快轴方向的折射率;nz是该薄膜厚度方向的折射率;和d是该薄膜的厚度。
8.如权利要求1所述的光学薄膜,其中Re延迟值与Rth延迟值之比(Re/Rth)是0.1-0.8。
9.如权利要求1所述的光学薄膜,其中在700nm的波长下的Re延迟值(Re700)与在400nm的波长下的Re延迟值(Re400)之间的差值(Re700-Re400)是-25nm至10nm。
10.如权利要求1所述的光学薄膜,其中在700nm的波长下的Rth延迟值(Rth700)与在400nm的波长下的Rth延迟值(Rth400)之间的差值(Rth700-Rth400)是-50nm至20nm。
11.如权利要求1所述的光学薄膜,其中在横向上所述Re和Rth各自的变化在5%以内。
12.如权利要求1所述的光学薄膜,其中该光学薄膜仅由一种薄膜厚度为20μm-160μm的纤维素酰化物薄膜构成。
13.如权利要求1所述的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是乙酰化度为59.0-61.5%的乙酸纤维素,并且其中每1%取向比中Re/Rth的变化量是0.01-0.1。
14.如权利要求1所述的光学薄膜,其中该薄膜的慢轴与流延方向形成85°-95°的角度,并且上述角度在横向的变化是5°或更小。
15.如权利要求1所述的光学薄膜,其中该薄膜是通过在纵向运输纤维素酰化物薄膜的同时在与纵向垂直的方向取向该纤维素酰化物薄膜制得的,其中取向开始时该纤维素酰化物薄膜中残余溶剂的量是2%-50%,并且其中该薄膜的慢轴在与薄膜长度方向垂直的方向。
16.一种光学补偿薄片,它包括如权利要求1所述的光学薄膜。
17.一种偏振片,包括一个偏振薄膜、和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中至少一个所述透明保护薄膜是如权利要求16所述的光学补偿薄片。
18.一种液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,其中至少一个所述偏振片是如权利要求17所述的偏振片。
19.一种液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如权利要求16所述的光学补偿薄片位于所述液晶元件和至少一个所述偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
20.一种VA-模式液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如权利要求16所述的光学补偿薄片位于所述液晶元件和至少一个所述偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
21.一种光学薄膜,它包括纤维素酰化物,并且相对100质量份的纤维素酰化物,还包括0.01-20质量份的至少一种下式(I)代表的化合物和/或0.01-20质量份的至少一种具有1,3,5-三嗪环的化合物、和0.1-20质量份的量的至少一种紫外线吸收剂式(I) 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9和R10各自独立地代表氢原子或一个取代基,其中R1、R2、R3、R4和R5中至少一个代表给电子基团;R8代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的链烯基、具有2-6个碳原子的炔基、具有6-12个碳原子的芳基、具有1-12个碳原子的烷氧基、具有6-12个碳原子的芳氧基、具有2-12个碳原子的烷氧羰基、具有2-12个碳原子的酰氨基、具有2-20个碳原子的烷基羰基氧基、氰基、或卤原子。
22.如权利要求21所述的光学薄膜,其中所述具有1,3,5-三嗪环的化合物是式(II)代表的化合物式(II) 其中X31代表单键、-NR34-、-O-或-S-;X32代表单键、-NR35-、-O-或-S-;X33代表单键、-NR36、-O-或-S-;R31、R32和R33各自独立地代表烷基、链烯基、芳基或杂环基;并且R34、R35和R36各自独立地代表氢原子、烷基、链烯基、芳基、或杂环基。
23.如权利要求21所述的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是式(III)代表的化合物式(III) 其中Q1和Q2各自独立地代表芳香环;X11代表一个取代基;Y11代表氧原子、硫原子或氮原子;并且X11Y11可以代表氢原子。
24.如权利要求21所述的光学薄膜,其中所述紫外线吸收剂是式(IV)代表的化合物式(IV) 其中R1、R2、R3、R4和R5各自独立地代表一价有机基团或卤原子,并且R1、R2和R3中至少一个是一总共具有10-20个碳原子的未取代的、枝链或直链烷基。
25.如权利要求21所述的光学薄膜,它包括式(V)代表的紫外线吸收剂式(V) 其中R1、R2、R4和R5各自独立地代表一价有机基团或卤原子,并且R6代表枝化烷基。
26.如权利要求21所述的光学薄膜,其中由下面表达式(1)定义的Re延迟值是20-200nm,并且由下面表达式(2)定义的Rth延迟值是70-400nm表达式(1)Re=(nx-ny)xd表达式(2)Rth={(nx+ny)/2-nz}xd其中nx是该薄膜表面内慢轴方向的折射率;ny是该薄膜表面内快轴方向的折射率;nz是该薄膜厚度方向的折射率;和d是该薄膜的厚度。
27.如权利要求21所述的光学薄膜,其中Re延迟值与Rth延迟值之比(Re/Rth)是0.1-0.8。
28.如权利要求21所述的光学薄膜,它由表面能为55-75mN/m的乙酸纤维素薄膜构成。
29.如权利要求21所述的光学薄膜,它由通过以3-100%的取向比取向制得的纤维素酰化物薄膜构成。
30.如权利要求21所述的光学薄膜,其中所述纤维素酰化物是乙酰化度为59.0-61.5%的乙酸纤维素,并且其中每1%取向比中Re/Rth的变化量是0.01-0.1。
31.如权利要求21所述的光学薄膜,其中该薄膜是通过在纵向运输纤维素酰化物薄膜的同时在与纵向垂直的方向取向该纤维素酰化物薄膜而制得的,其中取向开始时该纤维素酰化物薄膜中残余溶剂的量是2%-50%,并且其中该薄膜的慢轴在与薄膜长度方向垂直的方向。
32.一种光学补偿薄片,它包括如权利要求21所述的光学薄膜。
33.一种偏振片,它包括一个偏振薄膜、和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中至少一个该透明保护薄膜是如权利要求32所述的光学补偿薄片。
34.一种液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,其中至少一个所述偏振片是如权利要求33所述的偏振片。
35.一种液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如权利要求32所述的光学补偿薄片位于所述液晶元件和至少一个所述偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
36.一种VA-模式液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如权利要求32所述的光学补偿薄片位于所述液晶元件和至少一个所述偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
37.一种乙酸纤维素薄膜,它包括一种由下面表达式(8)代表的在第六位的取代比是0.32或更大的乙酸纤维素,和至少一种具有两个或更多芳香环并且辛醇/水分配系数为1或更大和6或更小的延迟增加剂,其中该延迟增加剂的含量为乙酸纤维素的0.1质量%-20质量%表达式(8)(在第六位的取代比)=(在第六位的取代度)/{(在第二位的取代度)+(在第三位的取代度)+(在第六位的取代度)}。
38.如权利要求37所述的光学薄膜,其中波长为590nm下的Re延迟值是20-200nm,波长为590nm下的Rth延迟值是70-400mn,并且Rth延迟值与Re延迟值之比(Rth/Re)是1-10。
39.如权利要求37所述的光学薄膜,其中在横向上所述Re和Rth各自的变化在5%以内。
40.如权利要求37所述的光学薄膜,其中该膜的慢轴与流延方向形成85°-95°的角度,并且上述角度在横向的变化是5°或更小。
41.如权利要求37所述的光学薄膜,其中该薄膜是通过在纵向运输纤维素酰化物薄膜的同时在与纵向垂直的方向取向该纤维素酰化物薄膜制得的,其中取向开始时该纤维素酰化物薄膜中残余溶剂的量是2%-50%,并且其中该薄膜的慢轴在与薄膜长度方向垂直的方向。
42.一种光学补偿薄片,它包括如权利要求37所述的光学薄膜。
43.一种偏振片,它包括一个偏振薄膜、和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中至少一个所述透明保护薄膜是如权利要求42所述的光学补偿薄片。
44.一种液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,其中至少一个所述偏振片是如权利要求43所述的偏振片。
45.一种液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如权利要求42所述的光学补偿薄片位于所述液晶元件和至少一个所述偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
46.一种VA-模式液晶显示装置,它包括一个液晶元件、和两个位于该液晶元件的两个面上的偏振片,所述偏振片包括一个偏振薄膜和两个位于该偏振薄膜的两个面上的透明保护薄膜,其中如权利要求42所述的光学补偿薄片位于所述液晶元件和至少一个所述偏振薄膜之间,并且该光学补偿薄片的慢轴与和该光学补偿薄片相邻的偏振薄膜的透射轴彼此基本上平行地设置。
全文摘要
一种光学薄膜,它包括纤维素酰化物,并且相对100质量份的纤维素酰化物,还含有0.01-20质量份的至少一种式(I)的化合物和0.01-20质量份的至少一种具有至少三个取代基的环状化合物,其中R
文档编号G02F1/13GK1934465SQ20058000622
公开日2007年3月21日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月26日
发明者大轻郁子, 深川伸隆, 柳辉一, 川本博之 申请人:富士胶片株式会社
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