光学膜的制造方法_2

文档序号:9332553阅读:来源:国知局
Y :三 环[4. 3. 0.1 2'5]癸烷-7, 9-二基-乙烯结构作为重复单元,这些重复单元的含量相对于降冰 片烯类树脂的重复单元整体为90质量%以上,且X的含有比例和Y的含有比例之比以X:Y 的质量比计为100:0~40:60的树脂。通过使用这样的树脂,可以将由本实施方式的倾斜 取向拉伸膜得到的光学材料制成长期没有尺寸变化且光学特性的稳定性优异的膜。
[0075] 用于降冰片烯树脂的分子量可根据使用目的适当选定,以使用环己烷(热塑性树 脂不溶解的情况为甲苯)作为溶剂的凝胶渗透色谱法测得的聚异戊二烯换算(溶剂为甲 苯时为聚苯乙烯换算)的重均分子量(Mw)计通常为10, 000~100, 000,优选为15, 000~ 80, 000,更优选为20, 000~50, 000。重均分子量在这样的范围时,由本实施方式的倾斜取 向膜得到的光学材料的机械强度及成型加工性高度平衡,优选。
[0076] 降冰片烯类树脂的玻璃化温度只要根据使用目的适当选择即可,优选为80°C以 上,更优选为100~250°C的范围。玻璃化温度在这样的范围时,可以将由本实施方式的倾 斜取向拉伸膜得到的光学材料制成在高温下使用时不会产生变形或应力而耐久性优异的 膜。
[0077] 降冰片稀类树脂的分子量分布(重量平均分子量(Mw) /数均分子量(Mn))没有特 别限定,通常为I. 0~10. 0,优选为I. 1~4. 0,更优选为1. 2~3. 5的范围。
[0078] 降冰片烯类树脂的光弹性系数C的绝对值优选为10X10 12Pa 1以下,更优选为 7X10 12Pa1以下,特别优选为4X10 12Pa1以下。在将双折射设为Δη、应力设为σ时,光 弹性系数C为C= Δη/σ所示的值。热塑性树脂的光弹性系数在这样的范围时,可以减小 后述的膜面内方向的延迟Ro的不均。
[0079] 本实施方式中使用的热塑性树脂也可以适当配合有颜料或染料之类的着色剂、荧 光增白剂、分散剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、防静电剂、抗氧化剂、润滑剂、及溶 剂等配合剂。
[0080] 由降冰片烯类树脂构成的倾斜取向膜中的残留挥发性成分的含量没有特别限制, 但优选0. 1重量%以下,更优选0. 05重量%以下,进一步优选0. 02重量%以下。通过将挥 发性成分的含量设为这样的范围,尺寸稳定性提高,可减小膜的面内方向的延迟Ro或厚度 方向的延迟Rt的经时变化。另外,可抑制由本实施方式的倾斜取向膜得到的相位差膜的劣 化,在将其用于液晶显示装置的偏振片或有机EL显示装置的圆偏振片时,可长期稳定且良 好地保持显示器的显示。残留挥发性成分为膜中微量含有的分子量200以下的物质,例如 可以举出:残留单体或溶剂等。残留挥发性成分的含量作为膜中含有的分子量200以下物 质的合计,可通过气体色谱法对膜进行分析来定量。
[0081] 由降冰片烯类树脂构成的倾斜取向膜的饱和吸水率优选为0. 03重量%以下,进 一步优选为〇. 02重量%以下,特别优选为0. 01重量%以下。饱和吸水率在上述范围时,可 减小延迟Ro *Rt的经时变化。另外,可抑制由本实施方式的倾斜取向膜得到的相位差膜的 劣化,在将其用于液晶显示装置的偏振片或有机EL显示装置的圆偏振片时,可长期稳定且 良好地保持显示器的显示。
[0082] 饱和吸水率是指将膜的试验片在一定温度的水中浸溃一定时间,以增加的质量相 对于浸渍前试验片质量的百分率所表示的值。通常在23°C的水中浸渍24小时进行测定。 本实施方式的倾斜取向膜中的饱和吸水率例如可通过减少热塑性树脂中极性基团的量而 调节成上述值,优选不具有极性基团的树脂。
[0083] 作为对使用了上述说明的优选降冰片烯类树脂的膜进行成形的方法,优选后述的 溶液流延法(溶液制膜法)或熔融流延法(例如熔融挤出法)的制造方法。作为熔融挤 出法,可以举出使用模具的吹塑法等,从生产率或厚度精度优异的方面考虑,优选使用T模 头。
[0084] 在使用了 T模头的挤出成形法中,可通过日本特开2004-233604号公报中所记载 的将密合于冷却鼓时的熔融状态的热塑性树脂保持为稳定状态的方法制造延迟或取向角 这样的光学特性不均良好的长条膜。
[0085] 具体而言,可以举出:1)通过熔融挤出法制造长条膜时,使由模具挤出的片状的 热塑性树脂在50kPa以下的压力下密合于冷却鼓并进行拉取的方法;2)在通过熔融挤出法 制造长条膜时,利用包围部件覆盖模具开口部直至最初密合的冷却鼓,将从包围部件直到 模具开口部或最初密合的冷却鼓为止的距离设为IOOmm以下的方法;3)在通过熔融挤出法 制造长条膜时,将距离从模具开口部挤出的片状的热塑性树脂IOmm以内的环境温度加热 至特定的温度的方法;4)在通过熔融挤出法制造长条膜时,对从模具开口部挤出的片状的 热塑性树脂吹送与最初密合的冷却鼓的拉取速度的速度差为0. 2m/s以下的风的方法。 [0086]〔纤维素酯类树脂〕
[0087] 作为优选的纤维素酯类树脂膜,可以举出满足下述式(1)及(2)的纤维素酰化物。 另外,进一步优选含有下述通式(A)所示的化合物的纤维素酯类树脂膜。
[0088] 式(1)2. OS Zl〈3. 0
[0089] 式(2)0 彡 Χ〈3·0
[0090] (式(1)及(2)中,Zl表示纤维素酰化物的总酰基取代度,X表示纤维素酰化物的 丙酰基取代度及丁酰基取代度的总和。)
[0091] [化学式1]
[0092] 通式⑷
[0093]
[0094] 以下,对通式(A)详细地进行说明。通式(A)中,1^及1^各自独立地表示单键或 2价的连接基团。作为L^SL 2,例如可以举出下述结构。(下述R表示氢原子或取代基。)
[0095] [化学式2]
[0096]
[0097] 作为 1^及 L 2,优选-0_、-C00-、-0C0-。
[0098] R1、私及R 3各自独立地表示取代基。作为R i、私及R 3所示的取代基的具体例,可以 举出:卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、 叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、环烷基(环己基、环戊基、4-正十二烷基环己基等)、烯基 (乙烯基、烯丙基等)、环烯基(2-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基等)、炔基(乙炔基、炔丙 基等)、芳基(苯基、对甲苯基、萘基等)、杂环基(2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并 噻唑基等)、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧 基、2-甲氧基乙氧基等)、芳氧基(苯氧基、2-甲基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧 基、2-十四烷酰基氨基苯氧基等)、酰氧基(甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基、 苯甲酰氧基、对甲氧基苯基羰氧基等)、氨基(氨基、甲基氨基、二甲基氨基、苯胺基、N-甲 基-苯胺基、二苯基氨基等)、酰基氨基(甲酰基氨基、乙酰基氨基、新戊酰基氨基、月桂酰 基氨基、苯甲酰基氨基等)、烷基及芳基磺酰基氨基(甲磺酰基氨基、丁磺酰基氨基、苯磺酰 基氨基、2, 3, 5-三氯苯基磺酰基氨基、对甲基苯基磺酰基氨基等)、巯基、烷硫基(甲硫基、 乙硫基、正十八烧硫基等)、芳硫基(苯硫基、对氣苯硫基、间甲氧基苯硫基等)、氣横醜基 (N-乙基氨磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、N-乙酰基氨 磺酰基、N-苯甲酰基氨磺酰基、N-(Ν'苯基氨基甲酰基)氨磺酰基等)、磺基、酰基(乙酰基、 新戊酰基苯甲酰基)、(氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二 正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基等)。
[0099] 作为R^SR2,优选取代或者未取代的苯基、取代或者未取代的环己基,更优选具有 取代基的苯基、具有取代基的环己基,进一步优选在4位具有取代基的苯基基、在4位具有 取代基的环己基。
[0100] 作为R3,优选为氣原子、卤素原子、烷基、烯基、芳基、杂环基、羟基、駿基、烷氧基、 芳氧基、醜氧基、氛基、氣基,进一步优选氣原子、卤素原子、烷基、氛基、烷氧基。
[0101] Wa及Wb表示氢原子或取代基,但
[0102] (I)Wa及Wb可互相键合而形成环,
[0103] (II) Wa及Wb中的至少一个可以具有环结构,或
[0104] (III)Wa及Wb中的至少一个可以为烯基或炔基。
[0105] 作为Wa及Wb所示的取代基的具体例,可以举出:卤素原子(氟原子、氯原子、溴原 子、碘原子等)、烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基等)、环烷 基(环己基、环戊基、4-正十二烷基环己基等)、烯基(乙烯基、烯丙基等)、环烯基(2-环 戊烯-1-基、2-环己烯-1-基等)、炔基(乙炔基、炔丙基等)、芳基(苯基、对甲苯基、萘基 等)、杂环基(2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基等)、氰基、羟基、硝基、羧基、 烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基等)、芳氧基(苯 氧基、2-甲基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四烷酰基氨基苯氧基等)、酰氧 基(甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基、苯甲酰氧基、对甲氧基苯基羰氧基等)、 氨基(氨基、甲基氨基、二甲基氨基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基氨基等)、酰基氨基 (甲酰基氨基、乙酰基氨基、新戊酰基氨基、月桂酰基氨基、苯甲酰基氨基等)、烷基及芳基 磺酰基氨基(甲基磺酰基氨基、丁基磺酰基氨基、苯基磺酰基氨基、2, 3, 5-三氯苯基磺酰基 氣基、对甲基苯基横醜基氣基等)、疏基、烧硫基(甲硫基、乙硫基、正十八烧硫基等)、芳硫 基(苯硫基、对氯苯硫基、间甲氧基苯硫基等)、氨磺酰基(N-乙基氨磺酰基、N-(3-十二烷 氧基丙基)氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、N-乙酰基氨磺酰基、N-苯甲酰基氨磺酰基、 N-(Ν'苯基氨基甲酰基)氨磺酰基等)、磺基、酰基(乙酰基、新戊酰基苯甲酰基)、(氨基甲 酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二正辛基氨基甲酰基、Ν-(甲基磺 酰基)氨基甲酰基等)。
[0106] 上述的取代基可进一步被上述基团取代。
[0107] 在(I) Wa及Wb可互相键合而形成环的情况下,该环优选为含氮五元环或含硫五元 环。另外,通式(A)特别优选为下述通式(1)或通式(2)所示的化合物。
[0108] [化学式3]
[0109]通式(1)
[0110]
[0111] 通式(1)中,A 2各自独立地表示-0-、-S-、-NRx- (Rx表示氢原子或取代基) 或-CO-。Rx所示的取代基的例子与上述Wa及Wb所示的取代基的具体例意义相同。作为 Rx,优选为氣原子、烷基、芳基、杂环基。
[0112] 通式(1)中,X表示第14~16族的非金属原子。作为X,优选=0、= S、= NRc、 =C (Rd) Re。在此,Rc、Rd、Re表示取代基,作为例子,与上述Wa及Wb所示的取代基的具体 例意义相同。Lp HH η与通式(A)中的1^、η意义相同。
[0113] [化学式4]
[0114] 通式⑵
[0115]
[0116] 通式(2)中,Q1表示-0_、-S-、-NRy- (Ry表示氢原子或取代基)、-CRaRb- (Ra及Rb 表示氢原子或取代基)或-C0-。在此,Ry、Ra、Rb表示取代基,作为例子,与上述Wa及Wb所 示的取代基的具体例意义相同。
[0117] Y表示取代基。作为Y所示的取代基的例子,与上述Wa及Wb所示的取代基的具体 例意义相同。作为Y,优选为芳基、杂环基、烯基、炔基。
[0118] 作为Y所示的芳基,可以举出:苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等,优选苯基、萘基, 更优选苯基。
[0119] 作为杂环基,可以举出:呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等含 有至少一个氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的杂环基,优选咲喃基、P比略基、噻吩基、P比啶 基、噻唑基。
[0120] 这些芳基或杂环基可以具有至少一个取代基。作为该取代基,可以举出:卤素原 子、碳原子数1~6的烷基、氰基、硝基、碳原子数1~6的烷基亚磺酰基、碳原子数1~6 的烷基磺酰基、羧基、碳原子数1~6的氟烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~6 的烷硫基、碳原子数1~6的N-烷基氨基、碳原子数2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数 1~6的N-烷基氨磺酰基、碳原子数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基等。
[0121] Ln η与通式⑷中的η意义相同。
[0122] 作为(II)通式(A)中Wa及Wb的至少一个具有环结构时的具体例,优选下述通式 (3)〇
[0123] [化学式5]
[0124] 通式(3)
[0125]
[0126] 通式(3)中,Q3表示=N-或=CRz- (Rz为氢原子或取代基),Q 4表示第14~16 族的非金属原子。Z表示与仏及Q 4-起形成环的非金属原子组。
[0127] 由Q3、〇4及Z形成的环可进一步利用其它环进行缩环。由Q 3、〇4及Z形成的环优 选以苯环缩环而成的含氮五元环或六元环。
[0128] Ln η与通式⑷中的η意义相同。
[0129] 在(III)Wa及Wb中的至少一个可以为烯基或炔基的情况下,它们优选为具有取代 基的乙烯基或乙炔基。
[0130] 上述通式(1)、通式(2)及通式(3)所示的化合物中,特别优选通式(3)所示的化 合物。
[0131] 通式(3)所示的化合物与通式(1)所示的化合物相比,耐热性及耐光性优异,与通 式(2)所示的化合物相比,相对于有机溶剂的溶解性或与聚合物的相溶性良好。
[0132] 通式(A)所示的化合物可以为了赋予期望的波长分散性及防渗出性而适当调整 量而含有,作为添加量,优选相对于纤维素衍生物含有1~15质量%,特别优选含有2~10 质量%。若在该范围内,则可对上述纤维素衍生物赋予充分的波长分散性及防渗出性。
[0133] 另外,通式(A)、通式(1)、通式(2)及通式(3)所示的化合物可参照已知的方 法而得到。具体而言,可以参照 Journal of Chemical Crystallography (1997) ;27 (9); 512-526)、日本特开2010-31223号公报、日本特开2008-107767号公报等而合成。
[0134] (关于纤维素酰化物)
[0135] 本实施方式的纤维素酰化物膜含有纤维素酰化物作为主要成分。例如,本实施方 式的纤维素酰化物膜相对于膜的总质量(100质量% ),优选在60~100质量%的范围含有 纤维素酰化物。另外,纤维素酰化物的总酰基取代度为2. 0以上且低于3. 0,更优选为2. 2~ 2. 7。
[0136] 作为纤维素酰化物,可以举出:纤维素与碳原子数2~22左右的脂肪族羧酸和/ 或芳香族羧酸形成的酯,特别优选纤维素与碳原子数为6以下的低级脂肪酸形成的酯。
[0137] 与纤维素的羟基键合的酰基可以为直链,也可以为支链,另外,还可以形成环。另 外,还可以用其它取代基取代。在为相同的取代度的情况下,若上述的碳原子数多,则双折 射性降低,因此,作为碳原子数,优选在碳原子数2~6的酰基中选择,丙酰基取代度及丁酰 基取代度的总和为〇以上且低于3. 0。作为上述纤维素酰化物的碳原子数优选为2~4,更 优选碳原子数为2~3。
[0138] 具体而言,作为纤维素酰化物,可以使用纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸 酯、纤维素乙酸酯丙酸酯丁酸酯或纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯这样的除乙酰基以外还键合 有丙酸酯基、丁酸酯基或邻苯二甲酰基的纤维素的混合脂肪酸酯。另外,形成丁酸酯的丁酰 基可以为直链,也可以为支链。
[0139] 在本实施方式中,作为纤维素酰化物,可特别优选使用纤维素乙酸酯、纤维素乙酸 酯丁酸酯、或纤维素乙酸酯丙酸酯。
[0140] 另外,为了得到可实现目的的光学特性,也可以混合使用取代度不同的树脂。作为 此时的混合比,优选1:99~99:1(质量比)。
[0141] 上述中,纤维素乙酸酯丙酸酯可特别优选用作纤维素酰化物。在纤维素乙酸酯丙 酸酯中,优选〇彡Y彡2. 5,且0.5彡X彡3.0(其中,2.0彡Χ+Υ〈3· 0),更优选0· 5彡Y彡2. 0, 且LO彡X彡2.0(其中,2.0彡Χ+Υ〈3·0)。另外,酰基的取代度可依据ASTM(American Society for Testing and Materials ;美国试验协会)制定发行的标准之一ASTM-D817-96 进行测定。
[0142] 纤维素酰化物的数均分子量为60000~300000的范围时,得到的膜的机械强度变 强,故优选。更优选使用数均分子量为70000~200000的纤维素酰化物。
[0143] 纤维素酰化物的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)可使用凝胶渗透色谱(GPC) 测定。测定条件如下所述。另外,本测定方法也可用作本实施方式中的其它聚合物的测定 方法。
[0144] 溶剂:二氯甲烷
[0145] 柱:将Shodex K806、K805、K803G (昭和电工株式会社制造)连接3根而使用;
[0146] 柱温:25°C ;
[0147] 试样浓度:0.1质量%;
[0148] 检测器:RI Model 504(GL Science 公司制造);
[0149] 栗:L6000(日立制作所株式会社制造);
[0150] 流量:1.0ml/min
[0151] 校正曲线:使用标准聚苯乙稀STK标准聚苯乙稀(东曹株式会社制造 )Mw = 1000000~500的13个样品得到的校正曲线。13个样品大致等间隔使用。
[0152] 纤维素酰化物中的残留硫酸含量优选以硫元素计在0. 1~45质量ppm的范围。通 常认为它们以盐的形式存在。残留硫酸含量超过45质量ppm时,存在在拉伸时或热拉伸后 分切时容易断裂的倾向。另外,残留硫酸含量更优选1~30质量ppm的范围。残留硫酸含 量可通过ASTM-D817-96中规定的方法来测定。
[0153] 另外,纤维素酰化物中的游离酸含量优选为1~500质量ppm。若为上述的范围, 则与上述同样不易断裂,故优选。另外,游离酸含量优选为1~100质量PPm的范围,进一 步不易断裂。特别优选1~70质量ppm的范围。游离酸含量可通过ASTM-D817-96中规定 的方法来测定。
[0154] 与用于溶液流延法的情况相比,进一步充分地进行合成的纤维素酰化物的清洗, 由此可以使残留碱土金属含量、残留硫酸含量及残留酸含量达到上述的范围,因而优选。
[0155] 作为纤维素酰化物的原料的纤维素,没有特别限定,可以举出:棉绒、木材纸浆、洋 麻等。另外,由它们得到的纤维素酰化物可分别以任意的比例混合使用。
[0156]
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