CN111868583B - 相位差膜及相位差膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种相位差膜,其由包含共聚物P的树脂C形成,上述共聚物P包含聚合单元A和聚合单元B,该相位差膜包含显现结构性双折射的柱状(Cylinder)的相分离结构,上述相分离结构包含以上述聚合单元A作为主要成分的相(A)和以上述聚合单元B作为主要成分的相(B),该相位差膜满足下述条件(1)或(2)。条件(1):D(A)>D(B)、且f(B)>0.5、且面内方向中提供最大的折射率的方向与上述相分离结构中的柱的取向方向平行。条件(2):D(A)>D(B)、且f(A)>0.5、且面内方向中提供最大的折射率的方向与上述相分离结构中的柱的取向方向正交。在此f(A)、f(B)、D(A)及D(B)如说明书的定义所述。
Description
技术领域
本发明涉及相位差膜及相位差膜的制造方法。
背景技术
在液晶显示装置等显示装置中,为了提高其显示品质,有时会设置各种相位差膜。作为相位差膜,开发了具有多层结构的膜(专利文献1、2)、使用了具有层状结构(lamellastructure)的嵌段共聚物的膜(专利文献3)。此外,已知使用树脂形成的光学膜(专利文献4~9)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-013378号公报;
专利文献2:国际公开第2008/146924号;
专利文献3:日本特开平05-164920号公报;
专利文献4:日本特开2006-111650号公报;
专利文献5:日本特开2006-143799号公报;
专利文献6:日本特开2006-348096号公报;
专利文献7:日本特开2006-142561号公报;
专利文献8:国际公开第2000/026705号(对应公报:美国专利第6565974号说明书);
专利文献9:国际公开第2015/005292号。
发明内容
发明要解决的问题
专利文献2的膜组合了多个层来使其显现期望的光学特性,因此结构复杂、相位差膜的制造成本高、并且生产性也降低。
此外,期望相位差膜的光学特性不会根据透过的光的波长而较大地变化,因此,期望相位差膜具有反向波长色散性。在此,反向波长色散性是指Re(450)/Re(550)<1这样的膜的特性。在此,Re(450)是指在波长450nm处测定的膜的面内方向的延迟,Re(550)是指在波长550nm处测定的膜的面内方向的延迟。
因此,需要具有反向波长色散性、能够以低成本容易地进行制造的相位差膜;以及制造这样的相位差膜的方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究。结果发现,使用包含特定的共聚物P的树脂来构成显现结构性双折射的柱状的相分离结构,使相分离结构中的柱的取向方向为规定的方向,由此能够解决上述问题,从而完成了本发明。
即,本发明提供如下内容:
[1].一种相位差膜,其由包含共聚物P的树脂C形成,上述共聚物P包含聚合单元A和聚合单元B,
上述相位差膜包含显现结构性双折射的柱状的相分离结构,
上述相分离结构包含以上述聚合单元A作为主要成分的相(A)和以上述聚合单元B作为主要成分的相(B),
上述相位差膜满足下述条件(1)或(2),
条件(1):D(A)>D(B)且f(B)>0.5、且面内方向中提供最大折射率的方向与所述相分离结构中的柱的取向方向平行。
条件(2):D(A)>D(B)且f(A)>0.5、且面内方向中提供最大折射率的方向与所述相分离结构中的柱的取向方向正交。
在此,
f(A)表示上述共聚物P中的上述聚合单元A的总重量比率,
f(B)表示上述共聚物P中的上述聚合单元B的总重量比率,
D(A)=ReA(450)/ReA(550),
D(B)=ReB(450)/ReB(550),
ReA(450)表示使用由上述聚合单元A形成的聚合物A形成的膜A在波长450nm处测定的面内方向的延迟(nm),
ReA(550)表示上述膜A在波长550nm处测定的面内方向的延迟(nm),
ReB(450)表示使用由上述聚合单元B形成的聚合物B形成的膜B在波长450nm处测定的面内方向的延迟(nm),
ReB(550)表示上述膜B在波长550nm处测定的面内方向的延迟(nm)。
[2].根据[1]所述的相位差膜,其中,在波长550nm处测定的面内方向的延迟Re(550)为100nm以上且300nm以下。
[3].根据[1]或[2]所述的相位差膜,其中,在波长450nm处测定的面内方向的延迟的Re(450)相对于在波长550nm处测定的面内方向的延迟Re(550)的比率(Re(450)/Re(550))为0以上且小于1。
[4].根据[1]~[3]中任一项所述的相位差膜,其中,上述相分离结构中的上述柱的直径为50nm以下。
[5].根据[1]~[4]中任一项所述的相位差膜,其中,上述聚合物A的折射率n(a)与上述聚合物B的折射率n(b)的差的绝对值(|n(a)-n(b)|)为0.05以上。
[6].根据[1]~[5]中任一项所述的相位差膜,其中,上述相分离结构中的相间距离为200nm以下。
[7].根据[1]~[6]中任一项所述的相位差膜,其中,上述共聚物P为具有以上述聚合单元A作为主要成分的嵌段(A)和以上述聚合单元B作为主要成分的嵌段(B)的嵌段聚合物。
[8].根据[1]~[7]中任一项所述的相位差膜,其中,上述共聚物P包含三嵌段共聚物P’,上述三嵌段共聚物P’为具有以上述聚合单元A作为主要成分的嵌段(A)和以上述聚合单元B作为主要成分的嵌段(B)的(A)-(B)-(A)三嵌段共聚物。
[9].根据[1]~[8]中任一项所述的相位差膜,其中,上述共聚物P包含五嵌段共聚物P”,上述五嵌段共聚物P”为具有以上述聚合单元A作为主要成分的嵌段(A)和以上述聚合单元B作为主要成分的嵌段(B)的(A)-(B)-(A)-(B)-(A)五嵌段聚合物。
[10].根据[1]~[9]中任一项所述的相位差膜,其中,上述共聚物P的固有双折射值为负。
[11].根据[1]~[10]中任一项所述的相位差膜,其中,0.9>f(A)>0.5或0.9>f(B)>0.5。
[12].一种相位差膜的制造方法,用于制造[1]~[11]中任一项所述的相位差膜,包含如下工序:
第一工序,将包含上述共聚物P的上述树脂C在冷却辊上熔融挤出而得到中间膜,上述共聚物P包含上述聚合单元A和上述聚合单元B;
第二工序,对上述中间膜实施拉伸处理,
上述共聚物P的热软化温度Td和上述冷却辊的温度Tc满足下述式(3),
Tc<Td-50℃(3)。
[12-1].根据[12]所述的相位差膜的制造方法,其中,上述第一工序中的上述树脂C的挤出温度为Td+110℃以上且Td+170℃以下。
[12-2].根据[12]或[12-1]所述的相位差膜的制造方法,其中,上述第二工序中的上述拉伸处理的拉伸温度为Td以上且Td+20℃以下,
上述第二工序中的上述拉伸处理的拉伸倍率为1.1倍以上且5.0倍以下。
[12-3].根据[12]、[12-1]和[12-2]中任一项所述的相位差膜的制造方法,其中,测定波长450nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(450)、测定波长550nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(550)和测定波长650nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(650)满足下述式(4)和式(5)。
0.70≤Re(450)/Re(550)≤0.95 (4)
1.02≤Re(650)/Re(550)≤1.20 (5)
[13].根据[12]、[12-1]、[12-2]和[12-3]中任一项所述的相位差膜的制造方法,其中,上述相位差膜的制造方法满足上述条件(2)。
本公开还提供以下内容。
[1B].一种相位差膜的制造方法,包含如下工序:
第一工序,将包含共聚物P的树脂C在冷却辊上熔融挤出而得到中间膜,上述共聚物P包含聚合单元A和聚合单元B;
第二工序,对上述中间膜实施拉伸处理,
上述聚合单元A为芳香族乙烯基系单元,上述聚合单元B为加氢链状共轭二烯系单元,
上述共聚物P中的上述聚合单元A的总重量比率f(A)满足下述式(1C),
上述共聚物P的热软化温度Td和上述冷却辊的温度Tc满足下述式(3)。
0.5<f(A)≤0.85 (1C)
Tc<Td-50℃ (3)
[2B].根据[1B]所述的相位差膜的制造方法,其中,上述第一工序中的上述树脂的挤出温度为Td+110℃以上且Td+170℃以下。
[3B].根据[1B]或[2B]所述的相位差膜的制造方法,其中,上述第二工序中的上述拉伸处理的拉伸温度为Td以上且Td+20℃以下,
上述第二工序中的上述拉伸处理的拉伸倍率为1.1倍以上且5.0倍以下。
[4B].根据[1B]~[3B]中任一项所述的相位差膜的制造方法,其中,测定波长450nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(450)、测定波长550nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(550)和测定波长650nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(650)满足下述式(4)和式(5)。
0.70≤Re(450)/Re(550)≤0.95 (4)
1.02≤Re(650)/Re(550)≤1.20 (5)
发明效果
根据本发明,能够提供具有反向波长色散性、能够以低成本容易地进行制造的相位差膜;以及制造这样的相位差膜的方法。
附图说明
图1为示意性地示出通过本发明的一个实施方式的制造方法制造相位差膜的情况的概要图。
具体实施方式
以下,示出实施方式和示例物对本发明详细地进行说明。但是,本发明并不限于以下所示的实施方式和示例物,在不脱离本发明的请求的范围及其同等的范围的范围内能够任意地变更实施。
在以下的说明中,“长条状”的膜是指相对于宽度具有5倍以上的长度的膜,优选具有10倍或其以上的长度、具体而言是具有可卷成辊状保管或搬运的程度的长度的膜。膜的长度的上限没有特别限定,例如能够设为相对于宽为10万倍以下。
在以下的说明中,“波片”不仅包含刚直的构件,也包含例如树脂制的膜那样具有可挠性的构件。
在以下的说明中,只要没有另外说明,膜的面内方向的延迟Re为Re=(nx-ny)×d所表示的值。此外,只要没有另外说明,膜的厚度方向的延迟Rth为Rth={(nx+ny)/2-nz}×d所表示的值。在此,nx表示垂直于膜厚度方向的方向(面内方向)上赋予最大折射率的方向的折射率。ny表示在膜的上述面内方向上的与nx的方向正交的方向的折射率。nz表示膜的厚度方向的折射率。d表示膜的厚度。只要没有另外说明,测定波长为550nm。
聚合物的固有双折射值的正负根据拉伸聚合物的成型物时该成型物的折射率的变化来规定。即,具有正的固有双折射值的聚合物是指在拉伸方向上该成型物的折射率与拉伸前相比变大的聚合物。此外,具有负的固有双折射值的聚合物是指在拉伸方向上该成型物的折射率与拉伸前相比变小的聚合物。固有双折射值能够根据介电常数分布计算。
进而,某特定的聚合单元具有正的固有双折射值是指仅由该聚合单元形成的聚合物具有正的固有双折射值,某特定的聚合单元具有负的固有双折射值是指仅由该聚合单元形成的聚合物具有负的固有双折射值。因此,聚合单元的固有双折射值的正负能够通过如下的方式容易地进行判定:制备仅由该聚合单元形成的均聚物,将该聚合物制成任意的形状的成型物,拉伸该成型物,测定其光学特性。通常,已知烯、二烯等烃的聚合单元大多具有正的固有双折射值,另一方面,已知苯乙烯、乙烯基萘等在侧链具有芳香环的烃的聚合物大多具有负的固有双折射值。
在以下的说明中,只要没有另外说明,某膜的正面方向是指该膜的主面的法线方向,具体而言是指上述主面的极角为0°且方位角为0°的方向。
在以下的说明中,只要没有另外说明,某膜的倾斜方向是指既不平行也不垂直于该膜的主面的方向,具体而言指上述主面的极角大于0°且小于90°的范围的方向。
在以下的说明中,只要没有另外说明,要素的方向为“平行”、“垂直”和“正交”只要在不损害本发明的效果的范围内,也可以包含例如在±3°、±2°或±1°的范围内的误差。
在以下的说明中,只要没有另外说明,膜的慢轴表示该膜的面内的慢轴。
在以下的说明中,对于通过聚合某单体而形成的结构,有时使用该单体的名称来表示具有该结构的聚合单元。例如,对于通过聚合2-乙烯基萘形成的结构,有时将具有该结构的聚合单元表示为“2-乙烯基萘单元”,对于通过聚合异戊二烯形成的结构,有时将具有该结构的聚合单元表示为“异戊二烯单元”。
[1.相位差膜]
本实施方式的相位差膜由树脂C形成。
[1.1.树脂C]
树脂C含有特定的共聚物P。共聚物P包含聚合单元A和聚合单元B。共聚物P优选为具有以聚合单元A作为主要成分的嵌段(A)和以聚合单元B作为主要成分的嵌段(B)的嵌段共聚物。通常,嵌段共聚物是指具有多种嵌段连结而成的分子结构的聚合物,各个嵌段是通过聚合单元连结所构成的链。本发明的一个实施方式的特定的嵌段共聚物具有特定的嵌段(A)和嵌段(B)。在以下的说明中,有时仅将该特定的嵌段共聚物称为“嵌段共聚物”。在此,在某嵌段中,作为主要成分的聚合单元是指相对于构成该嵌段的聚合单元的全部重量为50重量%以上的聚合单元。包含共聚物P的树脂C通常为热塑性树脂。
聚合单元A优选为芳香族乙烯基系单元。芳香族乙烯基系单元表示具有将芳香族乙烯基系化合物聚合而得到的结构的聚合单元。在芳香族乙烯基系化合物中,包含芳香族乙烯基化合物及其衍生物。芳香族乙烯基化合物表示具有在芳香环上结合有乙烯基的结构的烃化合物。此外,在芳香族乙烯基化合物的衍生物中,包含具有芳香族乙烯基化合物的1个或2个以上的氢原子被取代基取代的结构的化合物。芳香族乙烯基系单元只要具有该结构,则包含使用任何制造方法得到的聚合单元。
聚合单元A能够为具有负的固有双折射值的聚合单元。另一方面,聚合单元B能够为具有正的固有双折射值的聚合单元。
作为聚合单元A优选的例子,可举出下述通式(A)表示的单元。下述通式(A)表示的单元为芳香族乙烯基系单元。
[化学式1]
RC为选自苯基、联苯基(例如4-联苯基、2-联苯基、3-联苯基)、萘基(例如1-萘基、2-萘基)、蒽基(例如蒽-1-基、蒽-2-基、蒽-9-基)、菲基(例如菲-1-基、菲-2-基、菲-3-基、菲-4-基、菲-9-基)、并四苯基(例如并四苯-1-基、并四苯-2-基、并四苯-5-基)、并五苯基(例如并五苯-1-基、并五苯-2-基、并五苯-5-基、并五苯-6-基)和三联苯基中的基团。
R1~R3各自独立地为选自氢原子和碳原子数为1~12的烷基中的基团。作为这样的烷基的例子,可举出甲基、乙基、丙基和己基。
在式(A)中,
优选R1为氢原子。
优选R2和R3为氢原子。
优选RC为萘基。
更优选:R2和R3为氢原子且RC为萘基;或者R2和R3为氢原子且R1为氢原子。进一步优选R2和R3为氢原子、RC为萘基且R1为氢原子。
聚合单元A能够通过聚合提供聚合单元A的单体(a)而得到。作为单体(a)的例子,可举出芳香族乙烯基系化合物(例如乙烯基萘及其衍生物)。作为乙烯基萘的例子,可举出1-乙烯基萘和2-乙烯基萘。作为乙烯基萘的衍生物的例子,可举出α-甲基-1-乙烯基萘、α-乙基-1-乙烯基萘、α-丙基-1-乙烯基萘、α-己基-1-乙烯基萘、α-甲基-2-乙烯基萘、α-乙基-2-乙烯基萘、α-丙基-2-乙烯基萘及α-己基-2-乙烯基萘。从工业上获得的容易性的观点出发,作为乙烯基萘及其衍生物,优选2-乙烯基萘。
在共聚物P中,作为聚合单元A,可以仅单独具有1种,也可以以任意比例组合具有2种以上。因此,作为用于形成聚合单元A的单体(a),可以仅单独使用1种,也可以以任意比例组合使用2种以上。
聚合单元B优选为加氢链状共轭二烯系单元。加氢链状共轭二烯系单元表示具有将链状共轭二烯系化合物聚合、氢化而得到的结构的聚合单元。在链状共轭二烯系化合物中,包含链状共轭二烯化合物及其衍生物。链状共轭二烯化合物表示具有共轭二烯结构的链状烃化合物。此外,在链状共轭二烯化合物的衍生物中,包含具有链状共轭二烯化合物的1个或2个以上的氢原子被取代基取代了的结构的化合物。加氢链状共轭二烯系单元只要具有该结构,则包含使用任何制造方法得到的聚合单元。
作为聚合单元B优选的例子,可举出下述通式(B-1)表示的单元和(B-2)表示的单元。下述通式(B-1)和(B-2)表示的单元为加氢链状共轭二烯系单元。
[化学式2]
R4~R9各自独立地为选自氢原子和碳原子数为1~6的烷基中的基团。作为这样的烷基的例子,可举出甲基、乙基、丙基及己基。R4~R9各自优选独立地为氢原子或甲基。
作为聚合单元B的特别优选的例子,可举出下述式(b-1)~(b-5)中任一项表示的聚合单元。式(b-1)~(b-3)中任一项表示的聚合单元表示加氢异戊二烯单元。此外,式(b-4)或(b-5)表示的聚合单元表示加氢丁二烯单元。
[化学式3]
聚合单元B能够通过聚合可提供聚合单元B的单体(b)来形成聚合单元、进一步在该聚合单元中存在双键的情况下将双键氢化来得到。作为单体(b)的例子,可举出下述通式(bm)表示的化合物。
[化学式4]
作为单体(b)的优选的例子,可举出丁二烯(式(bm)中的R4~R9均为氢原子)、异戊二烯(式(bm)的R4~R9中的R6或R7为甲基、其它为氢原子)、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-己二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯及2,4-二甲基-1,3-戊二烯。其中,从得到透明性、耐热性和加工性优异的树脂C的观点出发,更优选丁二烯和异戊二烯。作为聚合单元B的优选的例子,可举出具有与单体(b)优选的例子中的R4~R9相同的基团作为R4~R9的聚合单元。
在聚合单元B为链状共轭二烯系单元的情况下,上述链状共轭二烯系单元的双键的氢化的氢化率优选为90%以上,更优选为95%以上,特别优选为97%以上。在氢化率为上述那样地高的情况下,能够特别容易地制造具有期望的光学特性的相位差膜。进而,通常能够使相位差膜的机械特性良好。氢化率能够通过1H-NMR测定。
在共聚物P中,作为聚合单元B,可以仅单独具有1种,也可以以任意比例组合具有2种以上。因此,作为用于形成聚合单元B的单体(b),可以仅单独使用1种,也可以以任意比例组合使用2种以上。
在共聚物P具有嵌段(A)的情况下,嵌段(A)能够具有除聚合单元A以外的任意的聚合单元。作为该任意的聚合单元的例子,可举出通过能够与单体(a)共聚的任意的单体的聚合而形成的单元和通过该单元的氢化而形成的单元。
在共聚物P具有嵌段(B)的情况下,嵌段(B)能够具有除聚合单元B以外的任意的聚合单元。作为该任意的聚合单元的例子,可举出单体(b)聚合而形成的残留有未氢化的双键的聚合单元、以及通过能够与单体(b)共聚的任意的单体的聚合而形成的单元和通过该单元的氢化而形成的单元。
其中,从显现树脂C的光学特性和机械特性的观点出发,优选嵌段(A)中的聚合单元A的比例和嵌段(B)中的聚合单元B的比例均高。嵌段(A)中的聚合单元A的比例优选为50重量%以上,更优选为75重量%以上,进一步优选为95重量%以上,优选为100重量%以下,特别优选嵌段(A)仅由聚合单元A形成。嵌段(B)中的聚合单元B的比例优选为50重量%以上,更优选为75重量%以上,进一步优选为95重量%以上,优选为100重量%以下,特别优选嵌段(B)仅由聚合单元B形成。
嵌段(A)和嵌段(B)优选为非相溶性。通过它们为非相溶性,能够更容易地在相位差膜中得到相分离结构。嵌段(A)和嵌段(B)是否为非相溶性能够基于以下结果来判断:在嵌段共聚物中具有与它们的嵌段的大小相同程度的分子量的、由聚合单元A形成的均聚物和由聚合单元B形成的均聚物是否相溶。该均聚物的相溶性的有无可以如下地进行判定:将这些均聚物混合而制成混合物,在使这些均聚物处于熔融温度的情况下,这些均聚物是否会发生相分离。
共聚物P的分子结构只要具有聚合单元A和聚合单元B,则没有特别限定,能够为具有任意的构成的分子结构。例如,在共聚物P为嵌段共聚物的情况下,该嵌段共聚物可以是线型嵌段共聚物,也可以是接枝型嵌段共聚物。
作为线型嵌段共聚物的例子,可举出:具有嵌段(A)和嵌段(B)连结的(A)-(B)的嵌段结构的二嵌段共聚物;具有嵌段(A)、嵌段(B)和另一个嵌段(A)依次连结的(A)-(B)-(A)的嵌段结构的三嵌段共聚物(在本申请中,有时称为“三嵌段共聚物P’”);具有3个嵌段(A)和2个嵌段(B)按照(A)-(B)-(A)-(B)-(A)的顺序连结的嵌段结构的五嵌段共聚物(在本申请中,有时称为“五嵌段共聚物P””);以及具有更多嵌段连结的嵌段结构的线型嵌段共聚物。作为多个嵌段连结的嵌段结构的例子,可举出(A)-((B)-(A))n-(B)-(A)和(B)-((A)-(B))n-(A)-(B)(n为1以上的整数)的嵌段结构。
作为接枝型嵌段共聚物的例子,可举出具有在嵌段(A)上连结了作为侧链的嵌段(B)的(A)-g-(B)的嵌段结构的嵌段共聚物。
从使树脂C显现期望的光学特性的观点出发,优选共聚物P能够为具有如下分子结构的嵌段共聚物,该分子结构为每1分子具有2个以上的聚合物嵌段(A)和1个以上的聚合物嵌段(B)。更优选嵌段共聚物能够为具有(A)-(B)-(A)的嵌段结构的三嵌段共聚物。
此外,在另一个实施方式中,嵌段共聚物优选能够为具有(A)-(B)-(A)-(B)-(A)的嵌段结构的五嵌段共聚物。
在树脂C中,作为共聚物P,可以仅单独包含1种,也可以以任意比例组合包含2种以上。
共聚物P优选具有负的固有双折射值。这样的负的固有双折射值能够通过调节共聚物P中的聚合单元的比例来赋予。具体而言,通过调节构成共聚物P的聚合单元中的具有负的固有双折射值的聚合单元的重量百分比,能够制成具有负的固有双折射值的共聚物。通过共聚物P具有负的固有双折射值,能够容易地赋予相位差膜期望的光学特性。
树脂C可以仅由共聚物P形成,也可以包含除共聚物P以外的任意的成分。作为任意的成分的例子,可举出染料、颜料、抗氧化剂等添加剂。该任意的成分的比例能够为在不损害本发明效果的范围的比例。具体而言,树脂C中的共聚物P的比例优选为98重量%以上,更优选为99重量%以上,优选为100重量%以下,更进一步优选为树脂C仅由共聚物P形成。
共聚物P的热软化温度Td优选为100℃以上,更优选为110℃以上,进一步优选为115℃以上,特别优选为120℃以上,优选为155℃以下,更优选为150℃以下,特别优选为145℃以下。在共聚物P的热软化温度Td为上述范围的下限值以上的情况下,能够得到耐热性优异的相位差膜。此外,在共聚物P的热软化温度Td为上述范围的上限值以下的情况下,能够使树脂的成型性良好,因此能够容易地制造相位差膜。进而,通常在共聚物P的热软化温度Td在上述范围内的情况下,能够特别容易地制造具有期望的光学特性的相位差膜。
共聚物P的热软化温度Td能够通过热机械分析(TMA)进行测定。具体而言,热软化温度Td能够通过实施例记载的方法进行测定。
共聚物P的分子量能够在可得到具有优选的光学特性的相位差膜的范围内适当地进行调节。共聚物P的重均分子量Mw能够在例如30000~400000的范围。共聚物P的重均分子量Mw优选为20000以上且300000以下,更优选为30000以上且250000以下。重均分子量Mw能够通过以四氢呋喃为洗脱液的凝胶渗透色谱法(GPC)作为聚苯乙烯换算值进行测定。
[1.2.相位差膜包含的结构]
相位差膜包含显现结构性双折射的柱状的相分离结构。相分离结构在构成相位差膜的树脂C的层内形成。树脂C的相分离结构是指通过树脂C中的共聚物P的由聚合单元A构成的部分(例如嵌段(A))和由聚合单元B构成的部分(例如嵌段(B))的自组织化,在层内将以聚合单元A作为主要成分的相(也称为相(A))与以聚合单元B作为主要成分的相(也称为相(B))分离为能够区别的不同的相。在以下的说明中,有时将这些相仅称为“聚合单元A的相”和“聚合单元B的相”。柱状的相分离结构是指一个相为基体、另一个相呈现柱状的结构。呈现这样的相分离结构的取向层在结构比光的波长充分地小的情况下,能够显现结构性双折射。
在此,在某相中,作为主要成分的聚合单元是指相对于构成相的聚合单元的全部重量,包含50重量%以上的聚合单元。
相对于构成相(A)的聚合单元的全部重量,聚合单元A优选为80重量%以上,更优选为95重量%以上,进一步优选为99重量%以上,能够为100重量%以下。相对于构成相(B)的聚合单元的全部重量,聚合单元B优选为80重量%以上,更优选为95重量%以上,进一步优选为99重量%以上,能够为100重量%以下。
在共聚物P为具有以聚合单元A为主要成分的嵌段(A)和以聚合单元B为主要成分的嵌段(B)的嵌段共聚物的情况下,相(A)通常由嵌段(A)构成,相(B)通常由嵌段(B)构成。
结构性双折射是指如该相分离结构那样、包含具有不同的折射率的多种相的结构所产生的双折射。例如,在某结构中,在具有某折射率n1的相中存在具有与n1不同的折射率n2的相的情况下,该结构能够显现结构性双折射。即使各相在各向同性的介质中形成也能够产生双折射,从这一点来看,结构性双折射与因拉伸引起的分子取向所产生的取向性双折射明显不同。
是否实际产生了结构性双折射能够通过测定膜的光学特性来进行确认。通过挤出成型、压制加工、溶剂浇铸等常规方法制造的未拉伸膜通常分子取向是随机的,因此Re和Rth为几乎接近于0的值。另一方面,在显现了结构性双折射的未拉伸膜中,可以观察到比通过常规方法制造的通常的未拉伸膜中观察到的值更大的值的Re和Rth。因此,通过该值的测定,能够确认结构性双折射的显现。但是,通过利用电子显微镜、X射线小角散射一并进行结构观察,能够更可靠地确认结构性双折射的显现。
相分离结构中的相间距离优选为200nm以下,更优选为150nm以下,进一步优选为100nm以下,能够大于0,为例如10nm以上。相间距离指的是柱与柱的间隔。作为相间距离,能够采用将通过X射线小角散射测定而得到的散射图与理论曲线拟合而求得的值。
相间距离的调节能够通过调节共聚物P的分子结构来进行。例如,能够采用嵌段共聚物作为共聚物P,适当地调节嵌段(A)和(B)的长度等要素,由此进行调节。
相分离结构中的柱的直径优选为50nm以下,更优选为40nm以下,进一步优选为30nm以下,能够大于0,为例如10nm以上。
像这样,相分离结构的相间距离和柱的大小比可见光充分小,由此能够显现结构性双折射。此外,能够抑制膜的着色、抑制雾度上升导致的透光率降低。
[1.3.相位差膜满足的条件]
[1.3.1.条件(1)]
本发明的一个实施方式的相位差膜为:D(A)>D(B)且f(B)>0.5,且面内方向中提供最大折射率的方向与所述相分离结构中的柱的取向方向平行。
在此,f(B)表示共聚物P中的聚合单元B的总重量比率。共聚物P中的聚合单元B的总重量比率是指共聚物P所包含的聚合单元B的总重量相对于共聚物P的重量的比率。
f(B)能够通过测定共聚物P的NMR来确定。
通过f(B)大于0.5,通常在柱状的相分离结构中,相(B)成为基体、相(A)呈现柱状的结构。
此外,D(A)=ReA(450)/ReA(550),
D(B)=ReB(450)/ReB(550),
ReA(450)表示使用由上述聚合单元A形成的聚合物(A)形成的膜(A)在波长450nm处测定的面内方向的延迟(nm),
ReA(550)表示膜(A)在波长550nm处测定的面内方向的延迟(nm),
ReB(450)表示使用由上述聚合单元B形成的聚合物(B)形成的膜(B)在波长450nm处测定的面内方向的延迟(nm),
ReB(550)表示上述膜(B)在波长550nm处测定的面内方向的延迟(nm)。
由聚合单元A形成的聚合物(A)能够通过将对应于聚合单元A的单体聚合,进一步根据需要进行加氢等反应而得到。由聚合单元B形成的聚合物(B)能够通过将对应于聚合单元B的单体聚合,进一步根据需要进行加氢等反应而得到。在共聚物P具有嵌段(A)和嵌段(B)的情况下,聚合物(A)和聚合物(B)分别能够与嵌段(A)和嵌段(B)的制造方法同样地进行而得到。
膜(A)能够如下进行制造。首先,将聚合物(A)粉碎,制成粉体,将粉体夹在2张聚酰亚胺膜之间,制成层叠体,加压层叠体后除去聚酰亚胺膜,制造厚度100um的压制膜(A)。加压条件能够为温度280℃、压力40MPa、时间2分钟。接着,将压制膜(A)单轴拉伸至1.5倍,由此得到膜(A)。
膜(B)能够如下进行制造。首先,将聚合物(B)粉碎,制成粉体,将粉体夹在2张聚酰亚胺膜之间,制成层叠体,加压层叠体后除去聚酰亚胺膜,制造厚度100um的压制膜(B)。加压条件能够为温度25℃、压力20MPa、时间2分钟。接着,将压制膜(B)单轴拉伸至3倍,由此得到膜(B)。
柱的取向方向,即柱的长轴的取向方向能够通过将以小角X射线散射的测定得到的散射图与理论曲线拟合来确定。
相位差膜的面内方向中提供最大的折射率的方向,即提供nx的方向能够通过相位差测定装置来测定。
本实施方式的相位差膜满足条件(1),由此相位差膜能够具有反向波长色散性。
在相位差膜满足条件(1)的情况下,f(B)通常大于0.5,优选为0.55以上,更优选为0.6以上,优选小于0.9,更优选为0.85以下,进一步优选为0.82以下,特别优选为0.80以下。f(B)能够通过适当调节用于制造共聚物P的材料和制造的操作来进行调节。
满足条件(1)的相位差膜能够通过例如将包含满足D(A)>D(B)、且f(B)>0.5的共聚物P的树脂C利用熔融挤出法成型为膜状来得到。
从使相位差膜的提供nx的方向与柱的取向方向平行的观点出发,熔融挤出法中的牵伸比(模唇的间隙/膜厚)优选为5以上,更优选为10以上,优选为20以下,优选为5以上且20以下,更优选为10以上20以下。
在一个实施方式中,熔融挤出法中的树脂温度(树脂的挤出温度Te)优选为220℃以上,更优选为230℃以上,进一步优选为240℃以上,优选为290℃以下,更优选为280℃以下,进一步优选为270℃以下。
在另一个实施方式中,树脂的挤出温度Te优选为Td+110℃以上,更优选为Td+115℃以上,特别优选为Td+120℃以上,优选为Td+170℃以下,更优选为Td+165℃以下,特别优选为Td+160℃以下。上述Td表示共聚物P的热软化温度。
[1.3.2.条件(2)]
此外,本发明的另一个实施方式的相位差膜为:D(A)>D(B)且f(A)>0.5,且面内方向中提供最大折射率的方向与所述相分离结构中的柱的取向方向正交。
在此,f(A)表示共聚物P中的聚合单元A的总重量比率。共聚物P中的聚合单元A的总重量比率是指共聚物P所包含的聚合单元A的总重量相对于共聚物P的重量的比率。
f(A)能够通过测定共聚物P的NMR来确定。
通过f(A)大于0.5,通常在柱状的相分离结构中,相(A)成为基体、相(B)呈现柱状的结构。
此外,D(A)、D(B)与在上述条件(1)的说明中的定义为相同含义。
柱的取向方向通常与面内方向平行。
柱的取向方向和相位差膜的面内方向中提供最大的折射率的方向能够通过与在上述条件(1)中说明的方法相同的方法来确定。
本实施方式的相位差膜满足条件(2),由此相位差膜能够具有反向波长色散性。
在相位差膜满足条件(2)的情况下,f(A)通常大于0.5,优选为0.55以上,更优选为0.60以上,优选小于0.9,更优选为0.85以下,进一步优选为0.82以下,特别优选为0.80以下。f(A)能够通过适当调节用于制造共聚物P的材料和制造操作来进行调节。
满足条件(2)的相位差膜能够通过例如将包含满足D(A)>D(B)、且f(A)>0.5的共聚物P的树脂C利用熔融挤出法成型为膜状,接着将得到的挤出膜进行拉伸来得到。
作为挤出膜的拉伸方法,能够使用公知的方法,优选至少沿挤出膜的运送方向拉伸。运送方向的拉伸倍率优选为1.1倍以上,更优选为1.2倍以上,进一步优选为1.3倍以上,特别优选为1.5倍以上,最优选为1.7倍以上,优选为5.0倍以下,更优选为4.9倍以下,进一步优选为4.8倍以下,能够为3.0倍以下。
在一个实施方式中,拉伸时的温度(拉伸温度TE)优选为(Tg(C)-5)℃以上,更优选为Tg(C)℃以上,优选为(Tg(C)+30)℃以下,更优选为(Tg(C)+25)℃以下,进一步优选为(Tg(C)+20)℃以下。
在此,Tg(C)的意思是树脂C的玻璃化转变温度(℃)。
在另一个实施方式中,拉伸温度TE优选为Td以上,更优选为Td+1℃以上,特别优选为Td+2℃以上,优选为Td+20℃以下,更优选为Td+19℃以下,特别优选为Td+18℃以下。上述Td表示共聚物P的热软化温度。
[1.4.相(A)和相(B)的折射率差]
相(A)与相(B)的折射率差越大,则越能够高效地显现结构性双折射。因此,由聚合单元A形成的聚合物(A)的折射率n(a)与由聚合单元B形成的聚合物(B)的折射率n(b)的差的绝对值(|n(a)-n(b)|)优选大,优选为0.05以上,更优选为0.10以上,进一步优选为0.15以上。
折射率n(a)能够通过使用聚合物(A)如上所述地制造压制膜(A),测定压制膜(A)的折射率而得到。折射率n(b)能够通过使用聚合物(B)如上所述地制造压制膜(B),测定压制膜(B)的折射率而得到。
[1.5.相位差膜的其它特性]
相位差膜的面内方向的延迟Re能够根据相位差膜的用途任意地进行设定。相位差膜在波长550nm处测定的面内方向的延迟Re(550)优选为100nm以上,更优选为110nm以上,进一步优选为120nm以上,越大越优选,能够为300nm以下,优选为100nm以上且300nm以下。例如,在期望使相位差膜作为λ/4波片发挥功能的情况下,该相位差膜的面内方向的延迟Re能够为120nm~160nm。此外,例如,在期望使相位差膜作为λ/2波片发挥功能的情况下,该相位差膜的面内方向的延迟Re能够为250nm~290nm。
相位差膜在波长450nm处测定的面内方向的延迟Re(450)相对于在波长550nm处测定的面内方向的延迟Re(550)的比率(Re(450)/Re(550))优选为0以上,更优选为0.70以上,进一步优选为0.71以上,特别优选为0.72以上,优选为小于1,更优选为0.95以下,进一步优选为0.94以下,特别优选为0.93以下,最优选为0.90以下,优选为0以上且小于1。更优选为满足下述式(4)。
0.70≤Re(450)/Re(550)≤0.95 (4)
通过比率(Re(450)/Re(550))在上述范围内,能够抑制相位差膜的光学特性伴随透过的光的波长而大幅变化。
进而,在一个实施方式中,测定波长550nm和650nm处的相位差膜的面内方向的延迟Re(550)和Re(650)优选为满足Re(550)<Re(650),更优选为满足下述式(5)。
1.02≤Re(650)/Re(550)≤1.20 (5)
更详细地,Re(650)/Re(550)优选为1.02以上,更优选为1.03以上,优选为1.20以下,更优选为1.19以下。
具有上述那样的反向波长色散特性的相位差膜能够在宽波长范围内发挥其光学功能。例如,能够在某波长处作为λ/4波片发挥功能的相位差膜能够在包含该波长的宽波长范围内作为λ/4波片发挥功能。因此,在将相位差膜设置于图像显示装置的情况下,能够使该图像显示装置的显示特性良好。
相位差膜的厚度方向的延迟Rth能够根据相位差膜的用途任意地进行设定。具体而言,相位差膜的厚度方向的延迟Rth优选为-95nm以上,更优选为-90nm以上,特别优选为-85nm以上,优选为180nm以下,优选为170nm以下,特别优选为160nm以下。
相位差膜的双折射Δn能够根据相位差膜的用途任意地进行设定。具体而言,相位差膜的双折射Δn能够优选为0.0001以上,更优选为0.0002以上,特别优选为0.0003以上,优选为0.0021以下,更优选为0.002以下,特别优选为0.0019以下。双折射Δn可将面内方向的延迟Re除以厚度d来求出。
相位差膜的NZ系数能够根据相位差膜的用途任意地进行设定。具体而言,相位差膜的NZ系数优选大于-0.5,更优选为-0.1以上,特别优选为0以上,优选小于2.0,更优选为1.8以下,特别优选为1.7以下。
相位差膜的厚度能够根据相位差膜的用途任意地进行设定。具体而言,相位差膜的厚度优选为5μm以上,更优选为10μm以上,特别优选为15μm以上,优选为270μm以下,更优选为260μm以下,特别优选为250μm以下。
[1.6.相位差膜的制造方法]
上述相位差膜能够如上所述地通过任意的方法制造。相位差膜优选通过熔融挤出法制造,更优选通过下述制造方法制造。下述制造方法特别优选用于制造满足上述条件(2)的相位差膜。
本发明的一个实施方式的相位差膜的制造方法使用上述树脂C制造相位差膜。该制造方法包含:第一工序,将上述树脂C在冷却辊上熔融挤出,得到中间膜;第二工序,对中间膜实施拉伸处理。
图1为示意性地示出通过本发明的一个实施方式的制造方法制造相位差膜10的情况的概要图。图1示出了使用挤出成型装置100和拉伸装置200制造长条状的相位差膜10的例子,上述挤出成型装置100具有作为模具的模头110和以能够沿圆周方向转动地设置的冷却辊120。但是,本发明并不限于图1示出的例子。
如图1示出的例子所示,在第一工序中,作为树脂C的树脂20通常从模头110以熔融状态在冷却辊120上挤出成膜状。从模头110挤出的树脂20被沿圆周方向转动的冷却辊120接收而被冷却。树脂20通过冷却而固化,得到中间膜30。
得到的中间膜30通过冷却辊120的转动而被运送,被运送至拉伸装置200来供给至第二工序。在第二工序中,对中间膜30实施拉伸处理。通过拉伸处理,使中间膜30包含的共聚物P发生取向,因此可得到具有期望的延迟的相位差膜10。这样的本实施方式的制造方法可以以满足下述条件1的方式进行。
条件1:共聚物P的热软化温度Td和冷却辊120的温度Tc满足下述式(3)。
Tc<Td-50℃ (3)
本实施方式的制造方法除必要条件1以外,可以满足上述条件(1),也可以进一步满足下述式(6)。
0.5<f(B)≤0.85 (6)
此外,在另一个实施方式的制造方法中,除条件1以外,可以满足上述条件(2),也可以进一步满足下述式(7)。
0.5<f(A)≤0.85 (7)
对上述第一工序和第二工序进一步详细地进行说明。
(第一工序(熔融挤出))
在第一工序中,将包含共聚物P的上述树脂C在冷却辊上熔融挤出,得到中间膜。
通常,使用双螺杆挤出机等挤出机,将熔融的树脂C提供至T模头等模头而挤出。熔融的树脂C通过从模头中挤出而连续地成型为膜状。在以下的说明中,着眼于熔融状态的树脂C的形状,有时将像这样成型的熔融状态的树脂C称为“熔融树脂膜”。
第一工序的树脂C的挤出温度Te优选为Td+110℃以上,更优选为Td+115℃以上,特别优选为Td+120℃以上,优选为Td+170℃以下,更优选为Td+165℃以下,特别优选为Td+160℃以下。上述Td表示共聚物P的热软化温度。在挤出温度Te在上述范围的情况下,能够特别容易地制造具有期望的光学特性的相位差膜。此外,通常在挤出温度Te为上述范围的下限值以上的情况下,能够顺利地进行树脂C的成型,在挤出温度Te为上述范围的上限值以下的情况下,能够抑制树脂的劣化。树脂C的挤出温度Te是指从模具中挤出的时刻的树脂C的温度,通常与模头的模唇部的温度一致。
作为成型的树脂C的熔融树脂膜被连续地引导至冷却辊,被冷却辊的外周表面接收。通常,冷却辊以其转动轴为中心,沿圆周方向进行转动。因此,熔融树脂膜在沿冷却辊的外周表面上的运送路径被运送的同时被冷却。树脂C的热的一部分散热至周围的空气中,大部分被传递至冷却辊,由此实现树脂C的冷却。然后,通过这样的冷却使树脂C固化,得到由树脂C形成的中间膜。
在本实施方式的第一工序中,冷却辊的温度Tc满足上述式(3)。在此,冷却辊的温度Tc表示冷却辊的外周表面的温度。更详细地,冷却辊的温度Tc与共聚物P的热软化温度Td的温度差Td-Tc通常大于50℃,优选大于50.2℃,特别优选大于50.5℃。在温度差Td-Tc大于上述的下限值的情况下,能够容易地制造具有反向波长色散特性的相位差膜。进而,通常在温度差Td-Tc大于上述的下限值的情况下,相位差膜的除波长色散特性以外的光学特性也能够容易地调节至期望的值。温度差Td-Tc的上限没有特别限制,优选小于100℃,更优选小于95℃,特别优选小于90℃。在温度差Td-Tc小于上述的上限的情况下,能够容易地控制冷却辊的温度、容易地制造具有反向波长色散特性的相位差膜。
如上所述地被冷却辊接收的熔融树脂膜的冷却辊侧的面可以与冷却辊的外周表面接触,也可以隔离。例如,通过在熔融树脂膜的面与冷却辊的外周表面之间形成空气层,可以将熔融树脂膜的面与冷却辊的外周表面隔离。在形成了空气层的情况下,熔融树脂膜通过空气层被支撑在冷却辊上,即使在这种情况下,由于空气层小,所以也可以利用冷却辊进行熔融树脂膜的冷却。在形成有空气层的情况下,通常能够将熔融树脂膜的宽度方向的一部分(例如宽度方向的端部)固定,使其与冷却辊的外周表面接触,其它部分与冷却辊的外周表面隔离。上述固定能够通过例如静电固定、空气固定、利用辊的固定等方法进行。
第一工序所得到的中间膜的厚度能够根据期望制造的相位差膜的光学特性适当地设定。具体而言,中间膜的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,特别优选为30μm以上,优选为300μm以下,更优选为290μm以下,特别优选为280μm以下。
(第二工序(拉伸处理))
在第二工序中,对第一工序得到的中间膜实施拉伸处理。通过该拉伸处理,可得到显现延迟等光学特性的相位差膜。
拉伸处理通常通过将中间膜沿其面内方向进行拉伸的平面拉伸法进行。作为平面拉伸法的例子,可举出单轴拉伸法和双轴拉伸法。单轴拉伸是将中间膜沿其面内的一个方向进行拉伸的拉伸。作为单轴拉伸法的例子,可举出自由宽度的单轴拉伸法和固定宽度的单轴拉伸法。双轴拉伸是将中间膜沿其面内的两个方向进行拉伸的拉伸。作为双轴拉伸法的例子,可举出依次双轴拉伸法和同时双轴拉伸法。在双轴拉伸法中,沿各自的方向的拉伸可以为自由宽度的,也可以为固定宽度的。作为依次双轴拉伸法的更具体的例子,可举出全拉幅机方式和辊拉幅机方式。
第二工序的拉伸处理的拉伸温度TE能够根据期望制造的相位差膜的光学特性适当地设定。具体的拉伸温度TE优选为Td以上,更优选为Td+1℃以上,特别优选为Td+2℃以上,优选为Td+20℃以下,更优选为Td+19℃以下,特别优选为Td+18℃以下。上述Td表示共聚物P的热软化温度。在拉伸温度TE为上述范围的下限值以上的情况下,能够顺利地进行拉伸处理。此外,在拉伸温度TE为上述范围的上限值以下的情况下,能够通过拉伸处理使相位差膜容易地显现期望的光学特性。
第二工序的拉伸处理的拉伸倍率能够根据期望制造的相位差膜的光学特性适当地设定。具体的拉伸倍率优选为1.1倍以上,更优选为1.2倍以上,特别优选为1.3倍以上,优选为5.0倍以下,更优选为4.9倍以下,特别优选为4.8倍以下。在拉伸倍率在上述范围的情况下,能够特别容易地制造具有期望的光学特性的相位差膜。此外,在拉伸倍率为这样的范围的情况下,能够得到可适用于λ/4波片和λ/2波片等广泛用途的相位差膜。
在第二工序的拉伸方向为2个方向以上的情况下,上述拉伸倍率表示将各方向的拉伸倍率相乘而得到的总拉伸倍率。
上述拉伸处理也可以在与中间膜的生产线接续的线上进行。或者,也可以将中间膜先卷绕成膜辊,然后将中间膜从该膜辊中卷出来对其实施拉伸处理。
(任意的工序)
相位差膜的制造方法可以进一步进行与上述的第一工序和第二工序组合的任意的工序。作为任意的工序,可举出例如:将中间膜或者相位差膜的宽度方向的端部去除的裁边工序;卷绕相位差膜而进行回收的回收工序;在相位差膜上形成任意的层的工序等。
通过上述的制造方法,能够容易地得到具有反向波长色散特性的相位差膜。
[2.用途]
本实施方式的相位差膜能够用作液晶显示装置、有机电致发光显示装置等显示装置的构成元件。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行具体地说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施例,在不脱离本发明的请求的范围及其同等的范围的范围内能够任意地变更实施。
在以下说明中,只要没有另外说明,表示量的“%”和“份”为重量标准。此外,只要没有另外说明,以下说明的操作在常温和常压的条件下进行。
<实施例A1~A3、比较例A1~A2>
[评价方法]
(热软化温度的测定方法)
将作为测定对象的树脂成型为5mm×20mm×100μm的膜,作为试样。对该试样进行使用热机械分析装置(SII Nano Technology公司制,“TMA/SS7100”)的TMA(热机械分析)测定,测定热软化温度。具体而言,以沿试样的长度方向施加50mN的张力的状态,以5℃/分钟的速度使温度从20℃变化至180℃,求出试样长度变化了3%时的温度,作为热软化温度。
(玻璃化转变温度的测定方法)
玻璃化转变温度Tg使用差示扫描量热分析仪(Nano Technology公司制,“DSC6220SII”),基于JIS K 6911在升温速度10℃/分钟的条件下测定。
(膜的延迟)
膜的延迟使用相位差测定装置(王子计测机器(株)制,“KOBRA-21-ADH”)测定。
(相分离结构)
将膜切割成2mm×4mm的大小,将它们沿厚度方向重叠30片,固定在折叠器上,使用小角X射线散射测定设施(Aichi SR,Beamline 8S3),以镜头长度4m、X射线能量8.2KeV、测定q范围:约0.06~3nm-1,每1试样60秒曝光时间的条件,得到散射图。将得到的散射图与理论曲线拟合,确定相分离结构,算出各相的厚度和相间距离。
将X射线的照射面设为膜的剖面,将积分范围设为对厚度方向和与厚度方向垂直的方向分别为20°。根据由各自的积分得到的数据算出相间距离,将厚度方向和与厚度方向垂直的方向的相间距离的平均值和柱半径的平均值作为测定值。
(Re(450)/Re(550)的测定)
(D(A)的测定)
(聚合物(A)的制造)
在干燥、氮气置换了的耐压反应器中,加入500mL的作为溶剂的甲苯、0.29mmol的作为聚合催化剂的正丁基锂,然后,添加7.0g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行聚合反应。将反应混合物注入到大量的2-丙醇中,使聚合物沉淀,分离得到聚合物。通过凝胶渗透色谱(GPC)对得到的聚合物进行测定,结果重均分子量(Mw)为100000。聚合物的玻璃化转变温度为145℃。
(压制膜(A)的制造)
使用粉碎机将得到的聚合物粉碎制成粉体。将得到的粉体夹在一对聚酰亚胺膜(各膜的厚度为100μm)之间来制成层叠体,对层叠体进行加压。加压使用电热加压装置进行。加压条件为温度280℃、压力40MPa、加压时间2分钟。加压结束后,释放压力,在空气中冷却至室温,除去聚酰亚胺膜。通过该操作,制作厚度为100μm的未拉伸的压制膜(A)。
(膜(A)的制造)
使用加热式拉伸试验机,将制作的压制膜(A)以夹具间距80mm、拉伸速度100%/分钟、温度155℃的条件单轴拉伸至1.5倍,得到拉伸膜(膜(A))。在波长550nm处测定的膜(A)的面内方向的延迟Re(550)为140nm。此外,膜(A)的Re(450)/Re(550)的值(D(A))为1.08。
(D(B)的测定)
(聚合物(B)的制造)
在干燥、氮气置换了的耐压反应器中,加入500mL的作为溶剂的甲苯、0.29mmol的作为聚合催化剂的正丁基锂。然后,添加21g的作为单体(b)的异戊二烯,进一步在25℃反应1小时,进行聚合。将反应混合物注入到大量的2-丙醇中,使聚合物沉淀,分离得到聚合物。
将得到的聚合物在700ml的对二甲苯中溶解,制成溶液。在该溶液中添加7.6g的对甲苯磺酰肼,在温度130℃反应8小时。通过该反应对来自异戊二烯的双键进行加氢。加氢结束后,将反应溶液注入到大量的2-丙醇中,得到20g的块状的加氢聚合物。通过凝胶渗透色谱(GPC)对得到的加氢聚合物进行测定,结果重均分子量(Mw)为100000。
(压制膜(B)的制造)
将2g的作为得到的聚合物(B)的加氢聚合物的团块夹在一对聚酰亚胺膜(各膜的厚度为100μm)之间来制成层叠体,对层叠体进行加压。加压使用电热加压装置进行。加压条件为温度25℃、压力20MPa、加压时间2分钟。加压结束后,释放压力,除去聚酰亚胺膜。通过该操作,制作厚度为100μm的未拉伸的压制膜(B)。
(膜(B)的制造)
使用加热式拉伸试验机,将制作的压制膜(B)以夹具间距80mm、拉伸速度100%/分钟、温度25℃的条件单轴拉伸至3倍,得到拉伸膜(膜(B))。在波长550nm处测定的膜(B)的面内方向的延迟Re(550)为140nm。此外,膜(B)的Re(450)/Re(550)的值(D(B))为1.03。
(折射率)
使用JA Woollam公司制的椭偏仪“M-2000U”,测定上述压制膜(A)和压制膜(B)在波长550nm处的折射率。压制膜(A)的折射率(n(a))为1.67。压制膜(B)的折射率(n(b))为1.52。
(液晶显示装置的显示性能)
准备透射轴位于宽度方向的长条状起偏器(Sanritz公司制,商品名“HLC2-5618S”,厚度180μm)。除去起偏器一侧的面的保护膜,在该面贴合评价对象的膜。以评价对象膜的慢轴方向与起偏器的透射轴方向成45°的角度的方式进行贴合。通过该操作,得到具有评价对象的膜作为两面保护膜中的一面的圆偏振片。
将得到的圆偏振片与在市售的有机EL显示装置(LG电子制,OLED55B6P)的观看侧原本具有的圆偏振片进行替换,得到具有评价对象的膜的有机EL显示装置。在替换时,圆偏振片的配置以具有评价对象的膜的一侧为有机EL元件侧的方式进行配置。此外,起偏器的透射轴与在有机EL显示装置中原本具有的圆偏振片中的起偏器的透射轴为相同的方向。
从显示面的倾斜方向(相对于法线方向成45°),在各个方位观察得到的液晶显示装置的显示状态。与替换前相比,在全方位地抑制了反射率的情况下评价为“良好”,与替换前相比,在一个以上的方位反射率为同等以下的情况下评价为“不良”。
[实施例A1]
(三嵌段共聚物P1的制造)
在干燥、氮气置换了的耐压反应器中,加入500mL的作为溶剂的甲苯、0.29mmol的作为聚合催化剂的正丁基锂。然后,添加3.5g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行第一阶段的聚合反应。
第一阶段的聚合反应结束后,添加28g的作为单体(b)的异戊二烯,进一步在25℃反应1小时,进行第二阶段的聚合反应。结果在反应混合物中得到具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)的嵌段结构的二嵌段共聚物。
然后,在反应混合物中进一步添加3.5g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行第三阶段的聚合反应。结果得到包含具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)-(2-乙烯基萘嵌段)的嵌段结构的三嵌段共聚物的反应混合物。将反应混合物注入到大量的2-丙醇中,使三嵌段共聚物沉淀,分离取出三嵌段共聚物。
将得到的三嵌段共聚物在700ml的对二甲苯中溶解,制成溶液。在该溶液中添加7.6g的对甲苯磺酰肼,在温度130℃反应8小时。通过该反应对异戊二烯单元的双键加氢。加氢结束后,将反应溶液注入到大量的2-丙醇中,得到32g的作为块状的生成物的三嵌段共聚物P1。得到的三嵌段共聚物P1具有“聚合物嵌段(A)”-“聚合物嵌段(B)”-“聚合物嵌段(A)”的嵌段结构。聚合物嵌段(A)含有2-乙烯基萘单元作为聚合单元A。聚合物嵌段(B)含有加氢异戊二烯单元作为聚合单元B。
用1H-NMR分析得到的三嵌段共聚物P1。结果三嵌段共聚物P1中的2-乙烯基萘单元与加氢异戊二烯单元的重量比(wA∶wB)为20∶80,因此,三嵌段共聚物P1中的聚合单元A的重量百分比wA为0.20。此外,三嵌段共聚物P1中对异戊二烯单元的加氢率为99%。通过GPC测定的三嵌段共聚物P1的重均分子量为100000。通过TMA测定的三嵌段共聚物P1的热软化温度为100℃。此外,三嵌段共聚物P1显示正的双折射特性。
(相位差膜的制作)
将在上述项目(三嵌段共聚物P1的制造)中得到的三嵌段共聚物P1用作树脂C。通过粉碎机将树脂C粉碎成粉体。将得到的粉体投入螺杆直径为的挤出机中,从树脂温260℃、宽度400mm、模唇间隙0.5mm的模头中以20kg/分钟的排出量挤出至表面温度80℃的流延鼓上。由此得到作为宽300mm、厚100μm的相位差膜的膜1。膜1的厚度通过流延鼓的转速来调节。
对于得到的膜1,通过上述的方法,使X射线从剖面入射,通过小角散射法进行观察,结果观察到相间距离为40nm、半径10nm(直径20nm)的沿流动方向取向的柱结构。
对得到的膜1测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和厚度方向的延迟Rth(550),结果Re(550)=140nm、Rth(550)=50nm。因此,可认为显现了由柱状的相分离结构引起的结构性双折射。此外,面内方向中提供最大的折射率nx的方向(面内慢轴)与膜1的流动方向一致。因此,相分离结构中的柱的取向方向与提供nx的方向平行。
此外,膜1中Re(450)/Re(550)=0.80<1,膜1显现反向波长色散性。
通过上述的方法,将如上所述地得到的作为λ/4波片发挥功能的膜(相位差膜)1作为圆偏振片组装至有机EL显示装置中,评价有机EL装置的显示性能。结果有机EL显示装置的显示特性为良好。
[实施例A2]
(三嵌段共聚物P2的制造)
在干燥、氮置换了的耐压反应器中,加入500mL的作为溶剂的甲苯、0.29mmol的作为聚合催化剂的正丁基锂。然后,添加14g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行第一阶段的聚合反应。
第一阶段的聚合反应结束后,添加7g的作为单体(b)的异戊二烯,进一步在25℃反应1小时,进行第二阶段的聚合反应。结果在反应混合物中得到具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)的嵌段结构的二嵌段共聚物。
然后,在反应混合物中,进一步添加14g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行第三阶段的聚合反应。结果得到包含具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)-(2-乙烯基萘嵌段)的嵌段结构的三嵌段共聚物的反应混合物。将反应混合物注入到大量的2-丙醇中,使三嵌段共聚物沉淀,分离取出三嵌段共聚物。
将得到的三嵌段共聚物在700ml的对二甲苯中溶解,制成溶液。在溶液中添加7.6g的对甲苯磺酰肼,在温度130℃反应8小时。通过该反应对异戊二烯单元的双键加氢。加氢结束后,将反应溶液注入到大量的2-丙醇中,得到32g的作为块状的生成物的三嵌段共聚物P2。三嵌段共聚物P2具有“聚合物嵌段(A)”-“聚合物嵌段(B)”-“聚合物嵌段(A)”的嵌段结构。聚合物嵌段(A)含有2-乙烯基萘单元作为聚合单元A。聚合物嵌段(B)含有加氢异戊二烯单元作为聚合单元B。
用1H-NMR分析得到的三嵌段共聚物P2。结果三嵌段共聚物P2中的2-乙烯基萘单元与加氢异戊二烯单元的重量比(wA∶wB)为80∶20,因此,三嵌段共聚物P2中的聚合单元A的重量百分比wA为0.80。此外,三嵌段共聚物P2中对异戊二烯单元的加氢率为99%。通过GPC测定的三嵌段共聚物P2的重均分子量为250000。通过TMA测定的三嵌段共聚物P2的热软化温度为135℃。此外,三嵌段共聚物P2显示负的双折射特性。
(相位差膜的制作)
·挤出膜的制作
将在上述项目(三嵌段共聚物P2的制造)中得到的三嵌段共聚物P2用作树脂C。通过粉碎机将树脂C粉碎成粉体。将得到的粉体投入螺杆直径为的挤出机中,从树脂温度250℃、宽度400mm、模唇间隙0.5mm的模头中以20kg/分钟的排出量挤出至表面温度120℃的流延鼓上。修整得到的膜的边缘部分,得到宽300mm、厚100μm的膜2。膜2的厚度通过流延鼓的转速来调节。
对于得到的膜2,通过上述的方法,使X射线从剖面入射,通过小角散射法进行观察,结果观察到相间距离为40nm、半径13nm(直径26nm)的沿流动方向取向的柱结构。
对得到的膜2测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和厚度方向的延迟Rth(550),结果Re(550)=200nm、Rth(550)=110nm,面内方向中提供最大的折射率nx的方向(面内慢轴)与膜2的流动方向一致。因此,可认为显现了由柱状的相分离结构引起的结构性双折射。
此外,膜2中Re(450)/Re(550)=1.2>1,膜2显现正向波长色散性。
·拉伸膜的制作
接着,使用浮动式的纵拉伸机将膜2以纵方向的拉伸倍率1.8倍、在拉伸温度135℃沿流动方向进行拉伸,得到膜3。
对于得到的膜3,通过上述的方法,使X射线从剖面入射,通过小角散射法进行观察,结果与拉伸前同样地观察到沿流动方向取向的柱结构。此外,相间距离为30nm,柱结构的半径为12nm(直径24nm)。
对得到的膜3测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和Rth(550),结果Re(550)=140nm、Rth(550)=65nm,根据由柱状的相分离结构引起的结构性双折射和2-乙烯基萘嵌段具有的负的双折射性这两者的效果,膜3显现双折射。此外,面内方向中的提供最大的折射率nx的方向(面内慢轴)与膜3的宽度方向(与流动方向正交的方向)一致。因此,相分离结构中柱的取向方向与提供nx的方向正交。
膜3中Re(450)/Re(550)=0.81<1,膜3显现反向波长色散性。
通过上述的方法,将如上所述地得到的作为λ/4波片发挥功能的膜(相位差膜)3作为圆偏振片组装至有机EL显示装置中,评价有机EL装置的显示性能。结果有机EL显示装置的显示特性为良好。
[实施例A3]
将流延鼓的表面温度从120℃变更至83℃,除此以外,与实施例A2的挤出膜的制作同样地进行,得到宽300mm、厚100μm的膜4。膜4的厚度通过流延鼓的转速来调节。
对于得到的膜4,通过上述的方法,使X射线从剖面入射,通过小角散射法进行观察,结果观察到相间距离为40nm、半径13nm(直径26nm)的沿流动方向取向的柱结构。
对得到的膜4测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和厚度方向的延迟Rth(550),结果Re(550)=200nm、Rth(550)=110nm,面内方向中提供最大的折射率nx的方向(面内慢轴)与膜4的流动方向一致。因此,可认为显现了由柱状的相分离结构引起的结构性双折射。
此外,膜4中Re(450)/Re(550)=1.2>1,膜4显现正向波长色散性。
接着,使用浮动式的纵拉伸机,将膜4以纵方向的拉伸倍率1.8倍、在拉伸温度135℃沿流动方向进行拉伸,得到膜5。
对于得到的膜5,通过上述的方法,从剖面使X射线入射,通过小角散射法进行观察,结果与拉伸前同样地观察到沿流动方向取向的柱结构。此外,相间距离为30nm,柱结构的半径为12nm(直径24nm)。
对得到的膜5测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和Rth(550),结果Re(550)=140nm、Rth(550)=65nm,根据由柱状的相分离结构引起的结构性双折射和2-乙烯基萘嵌段具有的负的双折射性这两者的效果,膜5显现双折射。此外,面内方向中的提供最大的折射率nx的方向(面内慢轴)与膜5的宽度方向(与流动方向正交的方向)一致。因此,相分离结构中的柱的取向方向与提供nx的方向正交。
膜5中Re(450)/Re(550)=0.81<1,膜5显现反向波长色散性。
通过上述的方法,将如上所述地得到的作为λ/4波片发挥功能的膜(相位差膜)5作为圆偏振片组装至有机EL显示装置中,评价有机EL装置的显示性能。结果有机EL显示装置的显示特性为良好。
[比较例A1]
(三嵌段共聚物CP1的制造)
在干燥、氮气置换了的耐压反应器中,加入500mL的作为溶剂的甲苯、0.29mmol的作为聚合催化剂的正丁基锂。然后,添加14g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行第一阶段的聚合反应。
第一阶段的聚合反应结束后,添加3.5g的作为单体(b)的异戊二烯,进一步在25℃反应1小时,进行第二阶段的聚合反应。结果在反应混合物中得到具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)的嵌段结构的二嵌段共聚物。
然后,在反应混合物中进一步添加14g的作为单体(a)的2-乙烯基萘,在25℃反应1小时,进行第三阶段的聚合反应。结果,得到包含具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)-(2-乙烯基萘嵌段)的嵌段结构的三嵌段共聚物的反应混合物。将反应混合物注入到大量的2-丙醇中,使三嵌段共聚物沉淀,分离取出三嵌段共聚物。
将得到的三嵌段共聚物在700ml的对二甲苯中溶解,制成溶液。在溶液中添加7.6g的对甲苯磺酰肼,在温度130℃反应8小时。通过该反应对异戊二烯单元的双键加氢。加氢结束后,将反应溶液注入到大量的2-丙醇中,得到32g的作为块状的生成物的三嵌段共聚物CP1。得到的三嵌段共聚物CP1具有“聚合物嵌段(A)”-“聚合物嵌段(B)”-“聚合物嵌段(A)”的嵌段结构。聚合物嵌段(A)含有2-乙烯基萘单元作为聚合单元A。聚合物嵌段(B)含有加氢异戊二烯单元作为聚合单元B。
用NMR分析得到的三嵌段共聚物CP1。结果三嵌段共聚物CP1中的2-乙烯基萘单元与加氢异戊二烯单元的重量比(wA∶wB)为90∶10,因此,三嵌段共聚物CP1中的聚合单元A的重量百分比wA为0.90。此外,三嵌段共聚物CP1中对异戊二烯单元的加氢率为99%。通过GPC测定的三嵌段共聚物CP1的重均分子量为250000。通过TMA测定的三嵌段共聚物CP1的热软化温度为140℃。
(相位差膜的制作)
除以下的事项以外,与实施例A1的(相位差膜的制作)同样地进行,得到宽300mm、厚100μm的膜C1。
·以三嵌段共聚物CP1代替三嵌段共聚物P1用作树脂C。
对于得到的膜C1,通过上述的方法,使X射线从剖面入射,通过小角散射法进行观察,结果观察到相间距离为40nm、半径10nm(直径20nm)的球状的结构。
对得到的膜C1测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和厚度方向的延迟Rth(550),结果Re(550)=5nm、Rth(550)=7nm,未发现结构性双折射的显现。
接着,使用浮动式的纵拉伸机,将膜C1以纵拉伸倍率1.8倍、在拉伸温度145℃沿流动方向进行拉伸,得到膜C2。
对于得到的膜C2,通过上述的方法,使X射线从剖面入射,通过小角散射法进行观察,结果与拉伸前同样地观察到球状结构。此外,相间距离为50nm,球状结构的半径为13nm。
对得到的膜C2测定波长550nm处的面内方向的延迟Re(550)和Rth(550),结果Re(550)=140nm、Rth(550)=71nm,面内方向中提供最大的折射率nx的方向(面内慢轴)与膜C2的宽度方向一致。
膜C2中Re(450)/Re(550)=1.1>1,膜C2显现正向波长色散性。
通过上述的方法,将如上所述地得到的作为λ/4波片发挥功能的膜(相位差膜)C2作为圆偏振片组装至有机EL显示装置中,评价有机EL装置的显示性能。结果根据方位可以看到反射率的上升和色调的变化,有机EL显示装置的显示特性为不良。
根据以上结果可知以下的事项。
不包含显现结构性双折射的柱状的相分离结构的比较例A1的膜C2没有显现反向波长色散性,组装有膜C1的有机EL显示装置的显示特性为不良。
相对于此,在f(B)(在实施例A1中,为聚合单元B的三嵌段共聚物P1中的重量百分比wB)>0.5、提供nx的方向与相分离结构中柱的取向方向平行的、满足条件(1)的实施例A1的膜1显现反向波长色散性,有机EL显示装置的显示特性为良好。
此外,在f(A)(在实施例A2和A3中,为聚合单元A的三嵌段共聚物P2中的重量百分比wA)>0.5、提供nx的方向与相分离结构中柱的取向方向正交的、满足条件(2)的实施例A2和A3的膜3和5显现反向波长色散性,有机EL显示装置的显示特性为良好。
<实施例B1~实施例B6>
[评价方法]
(热软化温度的测定方法)
将作为测定对象的树脂成型为5mm×20mm×100μm的膜,作为试样。对该试样进行使用了热机械分析装置(SII Nano Technology公司制,“TMA/SS7100”)的TMA(热机械分析)测定,测定热软化温度。具体而言,以沿试样的长度方向施加50mN的张力的状态,以5℃/分钟的速度使温度从20℃变化至180℃,求出试样长度变化3%时的温度,作为热软化温度。
(相位差膜的Re、Rth、Δn和NZ系数的测定方法)
使用相位差计(AXOMETRICS公司制,“AXOSCAN”)以测定波长550nm测定相位差膜的面内方向的延迟Re、厚度方向的延迟Rth和NZ系数。
此外,将相位差膜的面内方向的延迟Re除以厚度d,求出相位差膜的双折射Δn。
(波长色散特性的评价方法)
使用相位差计(AXOMETRICS公司制“AXOSCAN”)对测定波长450nm、550nm和650nm处的位差膜的面内方向的延迟Re(450)、Re(550)和Re(650)进行测定。根据测定的Re(450)、Re(550)和Re(650)来计算Re(450)/Re(550)和Re(650)/Re(550)。
(显示特性的评价方法:λ/4波片(实施例B1~B5))
作为依次具有保护膜、起偏器和保护膜的偏振片,准备透射轴在宽度方向的长条状偏振片(Sanritz公司制,“HLC2-5618S”,厚度180μm)。除去偏振片一侧的面的保护膜,在该面贴合实施例B1~B5得到的相位差膜。以相位差膜的慢轴方向与偏振片的透射轴方向成45°的角度的方式进行贴合。通过该操作,得到具有实施例B1~B5的相位差膜作为两面的保护膜中的一面的圆偏振片样品。
准备从观看侧起依次具有圆偏振片和有机EL元件的市售的有机EL显示装置(LG电子制,“OLED55EG9600”)。将该有机EL显示装置的圆偏振片与上述圆偏振片样品进行替换。在替换时,圆偏振片样品以从有机EL元件侧起、依次配置相位差膜、起偏器和保护膜的方式进行设置。此外,使圆偏振片样品的起偏器的透射轴与有机EL显示装置中原本具有的圆偏振片的起偏器的透射轴的方向相同。由此得到显示特性评价用的有机EL显示装置。
从显示面的斜方向(与法线方向成45°),在各个方位观察得到的有机EL显示装置的显示的状态。在此,“方位”是指上述倾斜方向的、与显示面平行的方位。
与替换前的市售的有机EL显示装置相比,在全方位地抑制了显示面的反射率的情况下,评价为“良”。
此外,与替换前的市售的有机EL显示装置相比,在一个以上的方位的反射率为同等以下的情况下,评价为“不良”。
(显示特性的评价方法:λ/2波片(实施例B6))
作为依次具有保护膜、起偏器和保护膜的偏振片,准备透射轴在宽度方向的长条状偏振片(Sanritz公司制,“HLC2-5618S”,厚度180μm)。除去偏振片一侧的面的保护膜,在该面贴合实施例B6得到的相位差膜。以相位差膜的慢轴方向与偏振片的透射轴方向一致的方式进行贴合。通过该操作,得到具有实施例B6的相位差膜作为两面的保护膜中的一面的圆偏振片样品。
准备依次具有光源侧偏振片、液晶元件和观看侧偏振片的市售的IPS(平面转换)液晶显示装置(LG电子制“23MP47HQ”)。将该IPS液晶显示装置的观看侧偏振片与上述偏振片样品进行替换。在替换时,偏振片样品以从液晶元件侧起,依次配置相位差膜、起偏器和保护膜的方式进行设置。此外,使偏振片样品的起偏器的透射轴与IPS液晶显示装置中原本具有的观看侧偏振片的起偏器的透射轴的方向相同。由此得到显示特性评价用的液晶显示装置。
从显示面的倾斜方向(相对于法线方向成45°),在各个方位观察得到的液晶显示装置的显示状态。
与替换前的市售的IPS液晶显示装置相比,对比度全方位地提高,在这种情况下,评价为“良”。
此外,与替换前的IPS液晶显示装置相比,一个以上的方位的对比度为同等以下,在这种情况下,评价为“不良”。
[实施例B1]
(1-1.作为共聚物P的加氢嵌段共聚物的制造)
在氮环境下,在干燥、氮气置换了的耐压反应器中,加入100ml的作为溶剂的甲苯、127μl(0.20mmol)的作为聚合催化剂的正丁基锂的1.6M己烷溶液。然后,在耐热反应器中添加40g的作为芳香族乙烯基系化合物的2-乙烯基萘的25wt%甲苯溶液,在25℃反应1小时,进行第一阶段的聚合反应。第一阶段的聚合反应结束后,收集一部分聚合物,进行通过以四氢呋喃为溶剂的GPC的分子量测定,由此确认数均分子量(Mn)为33000,重均分子量(Mw)为34600,分子量分布为1.05。此外,通过以氘代氯仿为溶剂的1H-NMR,确认2-乙烯基萘的转化率为95%。
然后,在耐热反应器中的反应混合物中添加5g的作为链状共轭二烯系化合物的异戊二烯,进而在50℃反应0.5小时,进行第二阶段的聚合反应。结果在反应混合物中得到具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)的嵌段结构的二嵌段共聚物。通过GPC测定,确认二嵌段共聚物的数均分子量(Mn)为68000,重均分子量(Mw)为72000,分子量分布为1.06。通过1H-NMR测定,确认第一阶段残留的2-乙烯基萘被全部消耗,异戊二烯的转化率为96%。此外,根据烯烃部分的积分值的比例,确认异戊二烯嵌段的微观结构为:聚(1,4-异戊二烯)为94%,聚(1,2-异戊二烯)和聚(3,4-异戊二烯)为6%。
然后,在反应混合物中进一步添加40g的作为芳香族乙烯基系化合物的2-乙烯基萘的25wt%甲苯溶液,在25℃反应17小时,进行第三阶段的聚合反应。聚合反应结束后,添加100μL的甲醇,在反应混合物中,得到具有(2-乙烯基萘嵌段)-(异戊二烯嵌段)-(2-乙烯基萘嵌段)的嵌段结构的三嵌段共聚物。收集一部分的三嵌段共聚物,通过GPC的分子量测定,由此确认数均分子量(Mn)为106000,重均分子量(Mw)为117600,分子量分布为1.11。此外,通过1H-NMR测定,确认第二阶段残留的异戊二烯和在第三阶段加入的2-乙烯基萘被全部消耗。
浓缩得到的三嵌段共聚物,除去甲苯后,使其溶解于700ml的对二甲苯。在该溶液中添加55g的对甲苯磺酰肼,重复多次减压和氮置换操作,由此除去溶液内的氧,然后在温度120℃反应6小时。通过该反应,对异戊二烯嵌段的双键进行加氢。加氢结束后,在反应溶液中注入大量的丙酮和甲醇,得到20g的作为块状的生成物的加氢嵌段共聚物。得到的加氢嵌段共聚物具有“聚合物嵌段[A]”-“聚合物嵌段[B]”-“聚合物嵌段[A]”这样的三嵌段结构。聚合物嵌段[A]含有2-乙烯基萘单元。聚合物嵌段[B]含有加氢异戊二烯单元。
通过NMR对得到的作为共聚物P的加氢嵌段共聚物进行分析。结果加氢嵌段共聚物中的2-乙烯基萘单元与加氢异戊二烯单元的重量比(wA∶wB)为80∶20。因此,聚合物嵌段[A]重量百分比wA为80%(0.80),聚合物嵌段[B]的重量百分比wB为20%(0.20)。此外,加氢嵌段共聚物中的加氢异戊二烯单元的加氢率>99%。进而,通过GPC测定的三嵌段共聚物的数均分子量为106000。此外,通过TMA测定的加氢嵌段共聚物的热软化温度Td为133℃。
(1-2.熔融挤出工序)
将上述的加氢嵌段共聚物用作热塑性树脂C,通过熔融挤出法,进行中间膜的制造。具体而言,进行了如下的操作。
准备具有冷却辊和以能够将熔融树脂挤出至该冷却辊上的方式设置的模头的挤出成型装置。使用挤出机将热塑性树脂C熔融,供给至模头,从模头向冷却辊上挤出成膜状。挤出的树脂C被冷却辊接收,通过冷却辊的转动而被运送,并且被冷却而固化。由此,得到由作为热塑性树脂C的加氢嵌段共聚物形成的厚度为200μm的中间膜。热塑性树脂C的挤出温度Te为261℃。此外,冷却辊的温度Tc为78℃。(1-3.拉伸处理工序)
将得到的中间膜切断,制成80mm×80mm的大小的矩形膜。使用间歇式拉伸装置(东洋精机公司制),对该矩形膜实施自由宽度的单轴拉伸。拉伸的条件为拉伸温度TE为150℃,拉伸倍率为4.0倍,拉伸速度为100%每分钟。结果得到作为λ/4波片的拉伸膜。对得到的相位差膜,按照上述方法进行评价。
[实施例B2和B3]
在工序(1-2)中,如表1所示那样变更中间膜的厚度。中间膜的厚度的变更通过调节冷却辊的转速,从而调节利用冷却辊的熔融树脂的接收速度来进行。中间膜的厚度的变更方法在以下的实施例中也相同。
在工序(1-3)中,如表1所示那样变更中间膜的拉伸条件。
除以上事项以外,通过与实施例B1同样的操作,进行作为λ/4波片的相位差膜的制造和评价。
[实施例B4]
在工序(1-1)中,将用于第一阶段的聚合反应的2-乙烯基萘、用于第二价段的聚合反应的异戊二烯和用于第三阶段的聚合反应的2-乙烯基萘的量分别变更为8g、8g和8g。与实施例B1同样地进行GPC测定,结果确认氢化前的三嵌段共聚物的数均分子量(Mn)为120000,重均分子量(Mw)为133000,分子量分布为1.11。此外,根据第二阶段的聚合后的二嵌段共聚物的1H-NMR测定,确认异戊二烯嵌段的微观结构为:聚(1,4-异戊二烯)为92%,聚(1,2-异戊二烯)和聚(3,4-异戊二烯)为8%。根据氢化后的加氢嵌段共聚物的GPC测定,确认数均分子量(Mn)为129000,重均分子量(Mw)为144000,分子量分布为1.12。
在工序(1-2)中,如表1所示那样变更热塑性树脂C的挤出条件。
在工序(1-3)中,如表1所示那样变更中间膜的拉伸条件。
除以上事项以外,通过与实施例B1同样的操作,进行作为λ/4波片的相位差膜的制造及评价。
[实施例B5]
在工序(1-1)中,将用于第一阶段的聚合反应的2-乙烯基萘、用于第二价段的聚合反应的异戊二烯和用于第三阶段的聚合反应的2-乙烯基萘的量分别变更为9g、6g和9g。与实施例B1同样地进行GPC测定,结果确认得到的氢化前的三嵌段共聚物的数均分子量(Mn)为95000,重均分子量(Mw)为106000,分子量分布为1.12。此外,根据第二阶段的聚合后的二嵌段共聚物的1H-NMR测定,确认异戊二烯嵌段的微观结构为:聚(1,4-异戊二烯)为92%,聚(1,2-异戊二烯)和聚(3,4-异戊二烯)为8%。根据氢化后的加氢嵌段共聚物的GPC测定,确认数均分子量(Mn)为103000,重均分子量(Mw)为116000,分子量分布为1.13。
在工序(1-2)中,如表1所示那样变更热塑性树脂的挤出条件。
在工序(1-3)中,如表1所示那样变更中间膜的拉伸条件。
除以上事项以外,通过与实施例B1同样的操作,进行作为λ/4波片的相位差膜的制造及评价。
[实施例B6]
在工序(1-1)中,将用于第一阶段的聚合反应的2-乙烯基萘、用于第二价段的聚合反应的异戊二烯和用于第三阶段的聚合反应的2-乙烯基萘的量分别变更为9g、6g和9g。与实施例B1同样地进行GPC测定,结果确认得到的氢化前的三嵌段共聚物的数均分子量(Mn)为95000,重均分子量(Mw)为106000,分子量分布为1.12。此外,根据第二阶段的聚合后的二嵌段共聚物的1H-NMR测定,确认异戊二烯嵌段的微观结构为:聚(1,4-异戊二烯)为92%,聚(1,2-异戊二烯)和聚(3,4-异戊二烯)为8%。根据氢化后的加氢嵌段共聚物的GPC测定,确认数均分子量(Mn)为103000,重均分子量(Mw)为116000,分子量分布为1.13。
在工序(1-2)中,如表1所示那样变更热塑性树脂的挤出条件。
在工序(1-3)中,如表1所示那样变更中间膜的拉伸条件。
除以上事项以外,通过与实施例B1同样的操作,进行作为λ/2波片的相位差膜的制造。对得到的相位差膜,按照上述方法进行评价。
[实施例B1~B6的结果]
实施例B1~B6的结果如下述表所示。在下述的表中,简称的意思如下所述。
VN:2-乙烯基萘。
IP:异戊二烯。
ABA:[A]-[B]-[A]三嵌段结构。
[表1]
[表1.实施例B1~B6的结果]
以上的结果表明本发明的相位差膜具有反向波长色散性,能够以低成本容易地进行制造。
附图标记说明
10:相位差膜 20:树脂
30:中间膜 100:挤出成型装置
110:模头 120:冷却辊
200:拉伸装置
Claims (13)
1.一种相位差膜,其由包含共聚物P的树脂C形成,所述共聚物P包含聚合单元A和聚合单元B,
所述相位差膜包含显现结构性双折射的柱状的相分离结构,
所述相分离结构包含以所述聚合单元A作为主要成分的相A和以所述聚合单元B作为主要成分的相B,
所述聚合单元A为芳香族乙烯基系单元,
所述聚合单元B为加氢链状共轭二烯系单元,
所述相位差膜满足下述条件(1)或(2),
条件(1):D(A)>D(B)且f(B)>0.5、且面内方向上提供最大折射率的方向与所述相分离结构中的柱的取向方向平行;
条件(2):D(A)>D(B)且0.80≥f(A)>0.5、且面内方向上提供最大折射率的方向与所述相分离结构中的柱的取向方向正交;
在此,f(A)表示所述共聚物P中的所述聚合单元A的总重量比率,
f(B)表示所述共聚物P中的所述聚合单元B的总重量比率,
D(A)=ReA(450)/ReA(550),
D(B)=ReB(450)/ReB(550),
ReA(450)表示由聚合物A形成的膜A在波长450nm处测定的面内方向的延迟,所述聚合物A是由所述聚合单元A形成的,
ReA(550)表示所述膜A在波长550nm处测定的面内方向的延迟,
ReB(450)表示由聚合物B形成的膜B在波长450nm处测定的面内方向的延迟,所述聚合物B是由所述聚合单元B形成的,
ReB(550)表示所述膜B在波长550nm处测定的面内方向的延迟,
所述延迟的单位为nm。
2.根据权利要求1所述的相位差膜,其中,在波长550nm处测定的面内方向的延迟Re(550)为100nm以上且300nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,在波长450nm处测定的面内方向的延迟Re(450)相对于在波长550nm处测定的面内方向的延迟Re(550)的比率,即Re(450)/Re(550)为0以上且小于1。
4.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述相分离结构中的所述柱的直径为50nm以下。
5.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述聚合物A的折射率n(a)与所述聚合物B的折射率n(b)的差的绝对值,即|n(a)-n(b)|为0.05以上。
6.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述相分离结构中的相间距离为200nm以下。
7.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述共聚物P为具有以所述聚合单元A作为主要成分的嵌段A和以所述聚合单元B作为主要成分的嵌段B的嵌段聚合物。
8.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述共聚物P包含三嵌段共聚物P’,所述三嵌段共聚物P’为具有以所述聚合单元A作为主要成分的嵌段A和以所述聚合单元B作为主要成分的嵌段B的A-B-A三嵌段共聚物。
9.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述共聚物P包含五嵌段共聚物P”,所述五嵌段共聚物P”为具有以所述聚合单元A作为主要成分的嵌段A和以所述聚合单元B作为主要成分的嵌段B的A-B-A-B-A五嵌段聚合物。
10.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,所述共聚物P的固有双折射值为负。
11.根据权利要求1或2所述的相位差膜,其中,0.9>f(B)>0.5。
12.一种相位差膜的制造方法,其是权利要求1~11中任一项所述的相位差膜的制造方法,包含如下工序:
第一工序,将包含所述共聚物P的所述树脂C在冷却辊上熔融挤出而得到中间膜,所述共聚物P包含所述聚合单元A和所述聚合单元B;
第二工序,对所述中间膜实施拉伸处理,
所述共聚物P的热软化温度Td和所述冷却辊的温度Tc满足下述式(3),
Tc<Td-50℃(3)。
13.根据权利要求12所述的相位差膜的制造方法,其中,所述相位差膜的制造方法满足所述条件(2)。
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