TWI390305B - 光學用透明薄膜、及使用它之光學補償薄膜、偏光板、液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於光學用透明薄膜、及使用它之光學補償薄膜、偏光板、液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置(LCD)係由液晶胞及偏光板所構成。上述偏光板係具有保護薄膜及偏光膜,例如其係將聚乙烯醇薄膜所成之偏光膜以碘染色、進行延伸、其兩面作為保護薄膜加以積層所得。穿透型液晶顯示裝置中係將該偏光板安裝在液晶胞的兩側,然後配置一片以上的光學補償薄膜。反射型液晶顯示裝置係以反射板、液晶胞、一片以上的光學補償薄膜、偏光板的順序來進行配置。液晶胞係由液晶性分子、用以將其封入的二片基板及用以在液晶性分子施加電壓的電極層所構成。液晶胞係與液晶性分子的配向狀態不同且進行ON、OFF顯示,可適用於透過及反射型中任一者,已提案有如TN(扭轉配向,Twisted Nematic)、IPS(面內切換,In-Plane Switching)、OCB(光學補償彎曲,Optically Compensatory Bend)、VA(垂直向列,Vertically Aligned)、ECB(電子控制雙折射,Electrically Controlled Birefringence)般的顯示模式。
這樣的LCD之中,尤其在高顯示等級為必要用途中,係主要使用使用具有正介電常數異方向性之向列液晶分子,藉由薄膜電晶體驅動的90度彎曲之向列型液晶顯示裝置(以下,稱為TN模式)。然而,TN模式從正面觀察之情形雖然具有優異的顯示特性,但是從斜向方向觀察之情形下則對比係為降低,因為引起灰階顯示的明度逆轉之灰階反轉等,會有顯示特性變差的的視角特性,其改良係為強烈要求的。
為了解決該問題,對液晶施加橫向電場,由所謂面內扭轉(IPS)模式之液晶顯示裝置、或垂直配向介電常數異方向性為負的液晶,藉由在面板内形成的突起或縫隙電極而配向分割的垂直配向(VA)模式係為提案且實用化。近年來,此等面板不僅止於螢幕的用途,已進一步開發作為TV用途,且隨之畫面的亮度係大幅地提升。為此,此等動作模式係以往沒有問題,黑顯示時在對角位斜向入射方向的一點漏光係顯然為顯示品質降低的原因。
改善該色調或黑顯示視角手段之一,於液晶層與偏光板之間配置具有雙折射特性之光學補償材料在IPS模式中亦被檢討。例如,藉由將具有補償傾斜時的液晶層遲滯值增減作用的光軸互相直交的雙折射媒體,配置在基板與偏光板之間,可改善從斜向方向直視白顯示或中間調顯示之情形的著色係為揭示(參照專利文獻1)。又,使用具有負的固有雙折射之苯乙烯系聚合物或碟狀液晶性化合物所成之光學補償薄膜的方法(參照專利文獻2、3、4)係被提案。然而,大多被提案的方式係因為打消液晶胞中液晶雙折射的異方向性以改善視角之方式,從斜向所觀察到的直交偏光板之情形中,基於由偏光軸交差角度直交的偏差,會有無法充分地接決漏光的問題。又,即使以補償該漏光的方式,完全沒有問題地光學補償液晶胞係為非常困難。其原因是在某波長可完全地補償漏光,在其他波長就不一定可以補償了。例如,視感度即使可在最大的綠色波長下補償漏光,但是在更小波長的藍色或更大波長的紅色波長中係有容易產生漏光的問題。為了解決該問題,非專利文獻1中係提案積層2片的2軸性薄膜。然而,該方法中由於使用2片的2軸性薄膜之故,容易發生2軸薄膜的軸位移,且會容易發生所謂畫面不均的問題。又黑顯示時的漏光,其原因係液晶胞與偏光子之間有使用以往的三乙醯纖維素薄膜作為偏光板保護膜上,面内的遲滯值Re大概為5nm左右、膜厚方向的遲滯值Rth大概為50nm之故。為此,開發面内的遲滯值Re、膜厚方向的遲滯值Rth係皆為小的透明薄膜,以作為偏光板的保護薄膜使用係為所期望的。
又近年來,在液晶顯示裝置中係有於内部的背光溫度上昇,又使用於高溫高濕度的環境下的情形,上述偏光板保護膜之三乙醯纖維素薄膜係有所謂在溫度、濕度下其Re、Rth產生變化、光學補償能係為不同、黑顯示時有漏光、或畫像產生不均等的問題。特別是此等情形、顯示裝置的縱橫長度不同時,因為構件具有與原來縱橫時不同的物性之情形,因而從顯示裝置框的周圍在本來黑顯示時,形成漏光現象或色味變化故障之問題。為此,要得到基於此等環境之光學補償機能變化少的液晶顯示裝置,薄膜的開發係為所期望的。
基於高溫、高濕度等的環境之光學補償能變化的原因之一,係認為因透明保護薄膜的物理特性在該製膜時,於機械搬送方向與其成垂直的方向有差,在組裝進液晶顯示裝置引起環境變化之際,於縱方向與橫方向之薄膜受到任何之力時,縱方向與橫方向的程度係有所不同之故。為此,透明薄膜的物理特性係在機械方向與其垂直的方向沒有差異而為理想。
再者,近年來,液晶顯示裝置不但作為個人電腦的螢幕用途、亦提升至作為TV用途的開發,伴隨於此進而在大畫面化有所進展。與大畫面化同時地,液晶顯示裝置全體的薄型化亦為進行,但是會有構成液晶顯示裝置之薄玻璃或樹脂製基板的彎曲容易發生,從視覺辨識側觀察之面板中央部係為凹陷,邊緣部分係與視覺辨識側相反,則有「翹曲」的問題。翹曲產生時,面板的邊緣部分或四角係接觸筐體,因而使畫面顯示性能方面受到不好的影響。
翹曲現象其原因係相對於本來不會引起彎曲之玻璃或樹脂製的液晶胞基板,在上側(視覺辨識側)與下側(裏側)積層的各種構件,由於加熱或吸/放濕等而發生膨張.收縮,而在上側與下側產生差異之故,所以液晶顯示裝置之表與裏的力平衡係為崩解,而彎曲畫面全體。再者,在一般的液晶顯示裝置中,視覺辨識側的表面係為開放,而裏面則被裝入筐體形成準密閉狀態。為此,在挾持基板之上側積層體與下側的積層體係在加熱或吸/放濕時發生差異,其結果在膨張.收縮時亦會產生差異。
液晶顯示裝置係在將液晶封入玻璃基板之液晶胞的兩側上,配置製造出偏光的偏光板,且積層視需要的相位差板、抗反射薄膜、亮度提升膜等的各種光學元件,以外周部稱為「框架」之不銹鋼等的金屬板所成之固定框來固定以作為液晶模件,將該液晶模件與其他的構成構件一同裝入、收納至筐體内來製造。
液晶顯示裝置的電源點燈時,基於在背光溫度上昇等的理由,在視覺辨識側與背光側會產生溫度或濕度之差。在該情形下,液晶胞在邊界上,含偏光板之視覺辨識側的積層體與背光側的積層體會因曝曬的溫度或濕度的條件而有所不同,各自積層體需考慮其所受到的影響。引起翹曲時,不但面板的邊緣部分或四角會接觸筐體,且因為對於設置於背面之背光的密著影響而有顯示性能上問題。再者為黑顯示畫面時,畫面的四角會發生不均狀漏光的「隅角不均」現象之情形,在顯示性能上形成非常大的問題。
【專利文獻1】特開平9-80424號公報【專利文獻2】特開平10-54982號公報【專利文獻3】特開平11-202323號公報【專利文獻4】特開平9-292522號公報【非專利文獻1】Jpn.J.Appl.Phys.41.(2002)4553
本發明的第1課題係提供一種透明薄膜,其係降低偏光板保護薄膜的面内遲滯值Re、膜厚方向的遲滯值Rth至大約為零,且因溫度、濕度等的環境變化的Re、Rth變化少,薄膜的機械方向與其垂直方向(面内的縱方向與橫方向)的物理特性係大致上相同的透明薄膜。本發明的第2課題係提供一種使用上述透明薄膜之光學補償薄膜、偏光板,及提供一種即使在所謂溫度或濕度的環境會發生變化、薄膜的縱橫物理特性因為大致上相同、不會引起漏光或色味變化、優異的液晶顯示裝置。
再者,本發明的第3課題係提供一種液晶顯示裝置,其係前述液晶顯示裝置面板可防止起因於液晶胞彎曲所致的翹曲,再者不會引起因翹曲所產生的顯示性能降低,優異的液晶顯示裝置。
本發明的發明者經由專心一意檢討的結果,發現透明薄膜的物理特性、更好的拉伸彈性率、貯藏彈性率、光彈性係數、尺寸安定性係在機械方向、與垂直於機械方向之方向係大致上相等,以與機械搬送方向成極端延伸的樣子來製作薄膜。物理特性為機械方向與垂直於機械方向之方向係大致上相等的透明薄膜,聚合物的配向程度係在任何方向均大致相等。即,也就是說薄膜面内的遲滯值(Re)小。另一方面,發現薄膜之膜厚方向的遲滯值(Rth)不論與此等機械物性之關係,根據製膜的狀況而聚合物為面内及膜厚方向配向。因此,本發明的發明者經由專心一意檢討的結果,利用抑制透明薄膜為面内及膜厚方向配向之化合物,能成功充分地抑制薄膜的光學異方向性,特別是能降低膜厚方向的遲滯值Rth。再者,降低Rth之化合物,亦可降低面内的遲滯值(Re)。
再者,本發明的發明者係認為一般在畫面長邊方向更容易發生巨大的翹曲現象,所以考慮控制有關畫面長邊方向構成液晶顯示裝置之積層體的物性。又,一般係考慮裝入畫面表側為開放、畫面裏側為關閉的筐體内,而在基板的上側(視覺辨識側)與基板的下側設置差異部分。專心一意檢討以上的結果,發現在畫面長邊方向,關於挾持液晶顯示裝置基板上側(視覺辨識側)的積層體及下側(裏側)的積層體,關於各層的彈性率與其剖面積相乘之值的總和係下側比上側大之故,可防止翹曲及因翹曲的顯示性能惡化。
本發明的課題係藉由下述(1)~(7)的透明薄膜、下述(8)~(12)的光學補償薄膜、下述(13)~(14)的偏光板及下述(15)~(20)的液晶顯示裝置而達成。
(1)一種透明薄膜,其特徵係機械方向的拉伸彈性率為2.4×109
~4.9×109
N/m2
、與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率為2.3×109
~4.7×109
N/m2
,且機械方向的拉伸彈性率/與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率之比為0.80~1.36,式(i)(ii)所示之薄膜面内的遲滯值Re(nm)及薄膜膜厚方向的遲滯值Rth(nm)係滿足式(iii)(iv),(i)Re=(nx-ny)×d (ii)Rth=((nx+ny)/2-nz)×d (iii)0≦Re≦20 (iv)|Rth|≦25。(2)如(1)記載之透明薄膜,其中機械方向的貯藏彈性率及與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率均為1.5×109
~7.8×109
N/m2
,且機械方向的貯藏彈性率/與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率之比為0.80~1.20。
(3)如(1)~(2)項中任一項之透明薄膜,其中機械方向的光彈性係數及與機械方向成垂直方向的光彈性係數均為5.0×10- 1 1
m2
/N以下,且機械方向的光彈性係數/與機械方向成垂直方向的光彈性係數之比為0.80~1.20。
(4)如(1)~(3)項中任一項之透明薄膜,其中60℃90%RH24小時後的尺寸變化率及90℃乾燥24小時後的尺寸變化率係在機械方向、與機械方向成垂直的方向兩者皆為±0.5%以下,且在任何情形下(機械方向的尺寸變化率)/(與機械方向成垂直方向的尺寸變化率)之比為0.3~2.5。
(5)如(1)~(4)項中任一項之透明薄膜,其係藉由溶液流延法所製造。
(6)如(1)~(5)項中任一項之透明薄膜,其係由醯化纖維素所構成。
(7)如(1)~(6)項中任一項之透明薄膜,其係含有至少一種降低薄膜膜厚方向的遲滯值Rth之化合物,該化合物係滿足下述式(v)、(vi)之範圍,(v)(Rth(A)-Rth(0))/A≦-1.0 (vi)0.01≦A≦30其中,Rth(A):含有A%降低Rth的化合物之薄膜的Rth(nm)Rth(0):不含有降低Rth的化合物之薄膜的Rth(nm)A:薄膜原料聚合物的質量為100%時的化合物質量(%)。
(8)一種光學補償薄膜,其特徵係在如(1)~(7)中任一項之透明薄膜,設置滿足下述式(vii)之光學異方向性層,(vii)Re=0~200(nm)且|Rth|=0~300(nm)。
(9)如(1)~(8)項中任一項之光學補償薄膜,其中光學異方向性層係使用碟狀液晶性化合物所形成。
(10)如(8)或(9)項之光學補償薄膜,其中光學異方向性層係使用棒狀液晶層所形成。
(11)如(8)~(10)項中任一項之光學補償薄膜,其中光學異方向性層係由具有雙折射之聚合物薄膜所構成。
(12)如(11)項之光學補償薄膜,其中形成光學異方向性層之聚合物薄膜係含有至少一種選自聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺聚酯醯亞胺、及聚芳基醚酮所成族群中之聚合物材料。
(13)一種偏光板,其係使用至少一片(1)~(7)項中任一項之透明薄膜、或(8)~(12)項中任一項之光學補償薄膜,以作為偏光子的保護薄膜。
(14)如(13)項之偏光板,其係在表面設置硬塗層、防眩層、抗反射層的至少一層。
(15)一種液晶顯示裝置,其係使用(1)~(7)項中任一項之透明薄膜、(8)~(12)項中任一項之光學補償薄膜、(13)或(14)項之偏光板中任一者。
(16)一種VA或IPS液晶顯示裝置,其係使用(1)~(7)項中任一項之透明薄膜、(8)~(12)項中任一項之光學補償薄膜、(13)或(14)項之偏光板中任一者。
(17)一種液晶顯示裝置,其係具備有在玻璃或樹脂所成之基板封入液晶之液晶胞、含偏光板且設置於液晶胞表側之積層體、及具有含偏光板且設置於液晶胞裏側之積層體的面板,且表側為視覺辨識側之液晶顯示裝置,其中在表側的積層體及裏側的積層體中的至少一方含有(17)或(18)項之偏光板,且滿足下述式(viii),(viii)Σi
(Efi
×Sfi
)/Σj
(Erj
×Srj
)≦0.99[上式中,Efi
係表示構成表側積層體的第i號層之長邊方向的拉伸彈性率,Sfi
係表示構成表側積層體之第i號層的短邊為一邊的剖面積,Erj
係表示構成基板裏側積層體的第j號層之長邊方向的拉伸彈性率,Srj
係表示構成基板裏側積層體的第j號層的短邊為一邊之剖面積]。
(18)如(17)項之液晶顯示裝置,其中液晶顯示裝置表側的表面係為開放,且液晶顯示裝置的裏面係以筐體來封閉。
(19)如(17)或(18)項之液晶顯示裝置,其中上述面板係為長方形或正方形,長邊為10cm~500cm。
(20)如(17)~(19)項中任一項之液晶顯示裝置,其中於溫度60℃、相對濕度90%經時48小時後,在移至溫度25℃相對濕度60%的環境下20分鐘後的時點中,該面板的彎曲量w(mm)相對於該面板長邊方向的長度L(mm),係滿足w/L≦0.01。
根據本發明者的研究,光學用透明薄膜的物理特性、特別是拉伸彈性率、貯藏彈性率、光彈性係數、尺寸安定性係機械方向與垂直於機械方向之方向係調整成大致上相同,液晶顯示裝置在過於嚴苛的溫度條件或濕度條件下使用的情形中,可知會減低引起的漏光或色味變化。特別是透明薄膜的面内遲滯值Re及膜厚方向的遲滯值Rth變小時,因為基於環境減小上述Re及Rth的變化率,可知能有效地減低漏光或色味變化。
又,將本發明的拉伸彈性率、貯藏彈性率、光彈性係數、尺寸安定性在機械方向與垂直於機械方向之方向大致上相同的透明薄膜,用於偏光板的保護膜,且畫面長邊方向中,在挾持液晶顯示裝置的基板之上側(視覺辨識側)積層體及下側(裏側)積層體方面,由於各層的彈性率與其剖面積相乘之值的總和下側比上側大之故,可知除了可降低因上述環境所致的漏光或色味變化,亦可防止液晶顯示裝置的翹曲及因翹曲所致的隅角不均。
本發明的透明薄膜較理想係可作為液晶顯示裝置的基本構成構件之偏光板透明保護薄膜使用。以下係詳細說明本發明的透明薄膜。
以下係就本發明透明薄膜的製作方法加以説明。
本發明的透明薄膜係藉由溶液流延法以製作薄膜為佳。溶液流延法係將薄膜原料的聚合物溶解於適當有機溶劑中,作為溶解的溶液(膠漿),把該膠漿在適當支持體上、較佳為金屬支持體上進行流延,之後使溶劑乾燥,將薄膜從支持體上剝取下來,然後由薄膜使溶劑被充分地乾燥而製造。
藉由溶液流延法製造薄膜之際,薄膜係在金屬支持體上使溶劑乾燥,薄膜係在凝膠化時進行剝取。因剝取薄膜時薄膜中的殘留溶劑量為60~150%係為所期望的。殘留溶劑量係如次式(ix)所示。此外,殘存揮發分質量係將薄膜在120℃經2小時加熱處理時,加熱處理前的薄膜質量減去加熱處理後的薄膜質量之值。
(ix)殘留溶劑量=殘存揮發分質量/加熱處理後薄膜質量×100(%)
從金屬支持體剝離後的乾燥步驟,係藉由蒸發溶劑,使薄膜向一般的寬方向(垂池於機械方向的方向)來收縮。製作本發明的透明薄膜中,即使在機械方向與其垂直的方向中任一方向,控制薄膜不會強強烈地延伸係為必要。具體而言,向機械方向薄膜搬送時,由薄膜搬送用輥朝向薄膜的機械方向,該張力的強度為10~50kgf/m係為理想。另一方面,在機械方向與垂直方向該張力強度亦為同樣強度係為理想。在該情形垂直方向下保持薄膜,且由於調整張力之故,較佳係亦可使用拉幅機夾之拉幅機方式。例如,較佳可使用如特開昭62-46625號公報所示般的乾燥全部步驟或一部份的步驟,夾住寬度方向,一邊使基材寬的兩端成寬保持,一邊使其乾燥的方法(拉幅機方式)。
以下係就本發明的透明薄膜的物理特性加以説明。
本發明的透明薄膜的機械方向的拉伸彈性率為2.4×109
~4.9×109
N/m2
、與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率為2.3×109
~4.7×109
N/m2
,且機械方向的拉伸彈性率/與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率之比為0.80~1.36係為所期望的。
較理想係機械方向的拉伸彈性率為2.5×109
~4.7×109
N/m2
、與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率為2.4×109
~4.6×109
N/m2
,且機械方向的拉伸彈性率/與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率之比為0.85~1.30。更理想係機械方向的拉伸彈性率為2.6×109
~4.5×109
N/m2
、與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率為2.5×109
~4.4×109
N/m2
,且機械方向的拉伸彈性率/與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率之比為0.88~1.25。具體的測定方法係使用東洋鮑德溫製萬能拉伸試驗機STM T50BP,於23℃.70%環境中,測定在拉伸速度為10%/分中0.5%伸長的應力,以求得彈性率。
本發明的透明薄膜係機械方向的貯藏彈性率及與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率係皆為1.5×109
~7.8×109
N/m2
,且機械方向的貯藏彈性率/與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率之比為0.80~1.20係為所期望的。
較理想係機械方向、垂直方向係貯藏彈性率皆為1.8×109
~7.4×109
N/m2
,且機械方向的貯藏彈性率/與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率之比為0.82~1.18。
更理想係機械方向、垂直方向係貯藏彈性率皆為2.0×109
~6.9×109
N/m2
,且機械方向的貯藏彈性率/與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率之比為0.84~1.16。具體的測定方法係由測定一邊變化溫度的動態黏彈性,以求得貯藏彈性率。
本發明的透明薄膜係機械方向的光彈性係數及與機械方向成垂直方向的光彈性係數係皆為5.0×10- 1 1
m2
/N以下,且機械方向的光彈性係數/與機械方向成垂直方向的光彈性係數之比為0.80~1.20係為所期望的。
較理想係機械方向的光彈性係數及與機械方向成垂直方向的光彈性係數係皆為4.0×10- 1 1
m2
/N以下,且機械方向的光彈性係數/與機械方向成垂直方向的光彈性係數之比為0.82~1.18。
更理想係機械方向的光彈性係數及與機械方向成垂直方向的光彈性係數係皆為3.0×10- 1 1
m2
/N以下,且機械方向的光彈性係數/與機械方向成垂直方向的光彈性係數之比為0.84~1.16。
具體的測定方法係對本發明的透明薄膜試料12mm×120mm的長軸方向處理拉伸應力,此時的遲滯值係以橢圓儀(M150、日本分光(股))加以測定,基於對應力的遲滯值變化量,算出光彈性係數。
本發明的透明薄膜的60℃90%RH24小時後的尺寸變化率及90℃乾燥24小時後的尺寸變化率係無論在機械方向、垂直於機械方向之方向均為±0.5%以下,且在任何情形下(機械方向的尺寸變化率)/(與機械方向成垂直方向的尺寸變化率)之比為0.3~2.5係為所期望的。
較理想係60℃90%RH24小時後的尺寸變化率及90℃乾燥24小時後的尺寸變化率係無論在機械方向、垂直於機械方向之方向均為±0.4%以下,且在任何情形下(機械方向的尺寸變化率)/(與機械方向成垂直方向的尺寸變化率)之比為0.4~2.2。
具體的測定方法係準備2片的本發明透明薄膜試料30mm×120mm、於25℃、60%RH調濕24小時、以自動穿孔機(新東科學(股))、在兩端以100mm的間隔穿開6mmφ的孔,作為沖孔間隔的原寸(L0)。測定1片試料在60℃、90%RH處理4小時後的沖孔間隔尺寸(L1),另外測定1片試料在90℃、5%RH處理24小時後的沖孔間隔尺寸(L2)。全部間隔的測定中係測定至最小刻度為1/1000mm。60℃、90%RH的尺寸變化率={(L0-L1)/L0}×100,90℃、5%RH的尺寸變化率={(L0-L2)/L0}×100,以求得尺寸變化率。
本發明透明薄膜的吸濕膨張係數為30×10- 5
/%RH以下為佳。吸濕膨張係數為15×10- 5
/%RH以下為佳,10×10- 5
/%RH以下為更佳。又,吸濕膨張係數小者為佳,一般為1.0×10- 5
/%RH以上的值。又在機械方向與垂直方向的吸濕膨張係數係大致上相同為理想。吸濕膨張係數係表示在一定溫度下變化相對濕度時的試料長度變化量。藉由調節該吸濕膨張係數,透明薄膜作為光學補償薄膜支持體使用之際,能就這樣維持光學補償薄膜的光學補償機能,且防止因鏡框狀的透過率上昇、即歪斜所致的漏光。
本發明的透明薄膜的厚度係以20~200μm為佳,40~180μm為更佳。
在評價本發明透明薄膜之際,係用以下的方法來測定、實施。
在本發明的透明薄膜中,Re=(n×-ny)×d所示之薄膜面内的遲滯值Re為0≦Re≦20係為所期望的。較理想係0≦Re≦15、0≦Re≦10係為更理想。
測定係將試料70mm×100mm在25℃、60%RH下調濕2小時,以自動雙折射計(KOBRA21DH、王子計測(股))在589nm中從垂直方向來測定。
在本發明的透明薄膜中,Rth=((nx+ny)/2-nz)×d所示薄膜膜厚方向的遲滯值Rth為|Rth|≦25係為所期望的。較理想係|Rth|≦23、|Rth|≦20係為更理想。
測定係將試料30mm×40mm在25℃、60%RH下調濕2小時,以橢圓儀(M150、日本分光(股)),基於在632.8nm中從垂直方向測定之值時、一邊傾斜薄膜面(面内的遲相軸為傾斜軸(回轉軸)、對薄膜法線方向傾斜+40°、-40°的方向)一邊同樣所測定的遲滯值、共計以3個方向所測定的遲滯值,與平均折射率之假設值(醯化纖維素:1.48)及所輸入的膜厚值,來算出橢圓值。
本發明的透明薄膜較佳可作為液晶顯示裝置用偏光子的透明保護薄膜使用。將其實際裝入液晶顯示裝置,在裝置内部的背光溫度係為上昇,又假設在高溫高濕度環境下所使用的情形中,特別是如果黑顯示時本來的畫面全體應該顯示為黑色時,由顯示裝置框的周圍漏光出的不均故障或色味變化的故障,能比迄今為止所使用的偏光板保護膜更為減少係為理想。更理想係如上述般的故障為零。
形成本發明透明薄膜的材料係以光學性能透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方向性等優異的聚合物為佳,上述的Re、Rth亦可使用滿足上述的式(iii)(iv)範圍的材料。可舉例如聚碳酸酯系聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘酸乙二酯等的聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸酯等的丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈.苯乙烯共聚物(AS樹脂)等的苯乙烯系聚合物等。又,亦可舉例如聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴、乙烯.丙烯共聚物之類的聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳香族聚醯胺等的醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫系聚合物、偏氯乙烯系聚合物、乙烯醇系聚合物、乙烯基丁縮醛系聚合物、芳基酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物、或混合上述聚合物之聚合物。又本發明的透明薄膜亦可形成為丙烯酸系、胺甲酸酯系、丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等的紫外線硬化型、熱固型的樹脂硬化層。
又,形成本發明透明薄膜之材料較佳係使用熱塑性原冰片烯系樹脂來產生。熱塑性原冰片烯系樹脂可舉例如日本ZEON(股)製的ZEONEX、ZEONOR、JSR(股)製的Arton等。
又,形成本發明透明薄膜的材料較佳係使用作為以往偏光板透明保護薄膜使用的、三乙醯纖維素為代表之纖維素系聚合物(以下,稱為醯化纖維素)來產生。以下係就醯化纖維素來詳細説明。
於本發明透明薄膜所使欲的醯化纖維素原料之纖維素係有綿花棉絨或木材紙漿(廣葉樹紙漿,針葉樹紙漿)等,可使用由任何原料纖維素所得之醯化纖維素,可視情況情形混合使用。關於此等原料纖維素的詳細記載,可使用例如丸澤、宇田著、「塑膠材料講座(17)繊維素系樹脂」(日刊工業新聞社、1970年發行)或發明協會公開技報公技號碼2001-1745號(第7~8頁)中記載的纖維素,對於醯化纖維素薄膜則不要有特別地限制。
其次,係記載上述的纖維素為原料所製造的醯化纖維素。醯化纖維素由於係使纖維素的羥基被醯化者,其取代基可使用醯基的碳原子數為2的乙醯基至碳原子數為22的乙醯基者中任一者。醯化纖維素中,纖維素羥基的取代度係沒有特別地限制,測定取代纖維素羥基之乙酸及/或碳原子數3~22的脂肪酸的結合度,經由計算可得到取代度。測定方法係按照ASTM的D-817-91來實施完成。
在如上述的醯化纖維素中,關於對纖維素羥基的取代度係沒有特別地限制,惟對纖維素羥基的醯基取代度為2.50~3.00係為所期望的。再者,取代度為2.75~3.00係為所期望的、2.85~3.00係更為所期望的。
取代纖維素羥基之乙酸及/或碳原子數3~22的脂肪酸之中,碳原子數2~22的醯基可為脂肪族基或烯丙基為佳,沒有特別地限制,可為單一或2種以上的混合物。彼等可舉例如纖維素的烷基羰基酯、烯基羰基酯或者芳香族羰基酯、芳香族烷基羰基酯等,其各自可更具有經取代之基。此等較佳醯基可舉例如乙醯基、丙醯基、丁醯基、庚醯基、己醯基、辛醯基、癸醯基、十二醯基、十三醯基、十四醯基、十六醯基、十八醯基、異-丁醯基、第三丁醯基、環己烷羰基、油醯基、苯醯基、萘羰基、肉桂醯基等。此等之中尤其以乙醯基、丙醯基、丁醯基、十二醯基、十八醯基、第三丁醯基、油醯基、苯醯基、萘羰基、肉桂醯基等為佳,乙醯基、丙醯基、丁醯基為更佳。
本發明的發明者經過專心一意檢討的結果,已知在取代上述纖維素羥基的醯基取代基實質上為選自乙醯基、丙醯基及丁醯基之至少2種情形中,在其全取代度為2.50~3.00的情形下,可降低醯化纖維素薄膜的光學異方向性。較佳醯基取代度為2.60~3.00、更所期望者為2.65~3.00。
本發明中較佳使用的醯化纖維素的聚合度係以黏度平均聚合度180~700、乙酸纖維素中為180~550為佳,180~400為更佳、180~350為特佳。聚合度過高時,醯化纖維素的膠漿溶液黏度變高,藉由流延以薄膜製作係為困難。聚合度過低時,所製作的薄膜強度係為降低。平均聚合度可由宇田等的極限黏度法(宇田和夫,齊藤秀夫,纖維學會誌,第18卷第1號,第105-120頁,1962年)來測定。再者,細節係記載於特開平9-95538號公報。
特別是,使用醯基取代基係實質上僅由乙醯基所成,平均聚合度為180~550之醯化纖維素,來製作本發明的透明薄膜時,光學異方向性可進一步降低。
又,本發明中較佳使用的醯化纖維素之分子量分布係藉由凝膠滲透層析法來評價,其多分散性指數Mw/Mn(Mw為質量平均分子量、Mn為數量平均分子量)小,分子量分布係為狹窄為佳。具體的Mw/Mn之值係以2.0~4.0為佳,2.0~3.5為更佳,2.3~3.3為最佳。
除去低分子成分時平均分子量(聚合度)變高,但是由於黏度係比一般的醯化纖維素低而為有用。少低分子成分的醯化纖維素可用一般的方法由合成的醯化纖維素除去低分子成分而得到。低分子成分的除去可藉由將醯化纖維素以適當的有機溶劑洗浄而實施。此外,製造低分子成分少的醯化纖維素時,醋化反應中的硫酸觸媒量相對於纖維素100質量份,以調整為0.5~25質量份為佳。硫酸觸媒的量在上述範圍時,在分子量分布之點而言為佳(分子量分布均勻)、可合成醯化纖維素。用於製造本發明醯化纖維素時,其含水率以含有2質量%以下為佳,更佳為1質量%以下,特別是0.7質量%以下的含水率之醯化纖維素。一般而言,已知醯化纖維素含有水2.5~5質量%。為了降低本發明的醯化纖維素含水率至上述較佳水準,乾燥係為必要地。乾燥的方法並沒有特別地限制,只要水分含量可被調整至所預期之水準。關於本發明的此等醯化纖維素,其原料綿或合成方法係在發明協會公開技報(公技號碼2001-1745,2001年3月15日發行,發明協會)第7頁-12頁有詳細記載。
醯化纖維素若取代基、取代度、聚合度、分子量分布等在前述範圍的話,可混合使用單一或者不同2種以上的醯化纖維素。
本發明的透明薄膜可將熱塑性聚合物樹脂熱熔融而製膜,亦可從使聚合物均勻地溶解的溶液經溶液製膜(溶液流延法)而製膜。熱熔融製膜的情形可在熱熔融時添加各種的添加劑(例如,降低光學異方向性的化合物、波長分散調整劑、抗紫外線劑、可塑劑、劣化防止劑、微粒子、光學特性調整劑等)。另一方面,由溶液來調整透明薄膜之情形中,聚合物溶液(以下,稱為膠漿)係在各調製步驟中,可視其用途添加各種的添加劑(例如,降低光學異方向性的化合物、波長分散調整劑、抗紫外線劑、可塑劑、劣化防止劑、微粒子、光學特性調整劑等),其係於下述加以説明。又其添加的時期可在膠漿製作步驟中的任何時期添加,膠漿調製步驟的最後調製步驟中,進行加入添加劑且添加調製的步驟。
首先,係就降低本發明透明薄膜的光學異方向性之化合物加以説明。本發明的發明人等經由專心一意研究的結果,發現使用抑制薄膜中的聚合物配向於面内及膜厚方向的化合物,能充分降低光學的異方向性,使Re與Rth近乎為零。因而使光學異方向性降低之化合物充分地相溶於聚合物,且化合物本身不具有棒狀構造或平面性構造係為有利。具體而言,在具有複數如芳香族基般的平面性官能基之情形下,此等官能基係不在同一平面,具有如非平面之構造係為有利。
本發明的醯化纖維素薄膜的光學的異方向性,係更含有至少一種降低下述式(ii)所示之薄膜膜厚方向的遲滯值Rth之化合物係為理想,且該化合物係滿足下述式(v)、(vi)之範圍。
(ii)Rth=((nx+ny)/2-nz)×d (v)(Rth(A)-Rth(0))/A≦-1.0 (vi)0.01≦A≦30上述式(v)、(vi)係為(v)(Rth(A)-Rth(0))/A≦-2.0 (vi)0.05≦A≦25係為較佳、(v)(Rth(λ)-Rth(0))/A≦-3.0 (vi)0.1≦A≦20係為更佳。此處,Rth(A):含有A%降低Rth的化合物之薄膜的Rth(nm)Rth(0):不含有降低Rth的化合物之薄膜的Rth(nm)A:薄膜原料聚合物的質量為100%時的化合物質量(%)。
以下,本發明中較佳使用的、降低透明薄膜的光學異方向性即Re及Rth之化合物的具體例係表示如下述通式(1)~(4),惟本發明係不受此等化合物所限制。以下係就彼等詳細説明。
接著,係就通式(1)及(2)的化合物加以説明。
上述通式(1)中,R1 a
係表示烷基或芳基,R2 a
及R3 a
係表示各自獨立的氫原子、烷基或芳基。又,R1 a
、R2 a
及R3 a
碳原子數的總和為10以上為特佳。又,通式(2)中,R4 a
及R5 a
係表示各自獨立的烷基或芳基。又,R4 a
及R5 a
碳原子數的總和為10以上,可各自具有烷基及芳基為取代基。取代基係以氟原子、烷基、芳基、烷氧基、碸基及磺醯胺基為佳,烷基、芳基、烷氧基、碸基及磺醯胺基為特佳。又,烷基可為直鏈、分支亦或環狀,碳原子數1~25者為佳,6~25者為更佳,6~20者(例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、環己基、庚基、辛基、二環辛基、壬基、金剛烷基、癸基、第三辛基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基)為特佳。芳基係以碳原子數為6~30者為佳,6~24者(例如,苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、聯二萘基、三苯基苯)為特佳。通式(1)或通式(2)所示之化合物的較佳例係如下述所示,但是本發明係為不受此等具體例所限定者。
式中,R1 d
係表示烷基或芳基,R2 d
及R3 d
係表示各自獨立的氫原子、烷基或芳基。又,烷基及芳基亦可具有取代基。
通式(3)較佳為下述通式(4)所示之化合物。
上述通式(4)中,R4 d
、R5 d
及R6 d
係表示各自獨立的烷基或芳基。此處,烷基可為直鏈、分支亦或環狀、碳原子數為1~20者為佳,1~15者為較佳,1~12者為最佳。環狀烷基係以環己基為特佳。芳基為碳原子數為6~36者為佳,6~24者為更佳。
上述的烷基及芳基可具有取代基,取代基係為鹵素原子(例如,氯、溴、氟及碘)、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、醯氧基、膦醯基胺基、羥基、氰基、胺基及醯胺基為佳,更佳為鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、膦醯基胺基及醯胺基、特佳為烷基、芳基、膦醯基胺基及醯胺基。
以下,通式(3)或通式(4)所示之化合物的較佳例係如下述所示,惟本發明係為不受此等具體例所限制者。
本發明的透明薄膜中,其特徵係Re及Rth小,進一步講的話,此等基於Re及Rth波長之依存性即波長分散亦小者係為理想。作為降低該波長分散之手段,在本發明中對於透明薄膜添加調整波長分散之化合物(以下,稱為波長分散調整劑)係為有效,以下係就此等化合物加以説明。為了使本發明透明薄膜的Rth波長分散良化,使下述式(x)所示之Rth波長分散△Rth=|Rth( 4 0 0 )
-Rth( 7 0 0 )
|降低之化合物,在滿足下述式(xi)、(xii)之範圍內含有至少一種係為理想。
(x)△Rth=|Rth( 4 0 0 )
-Rth( 7 0 0 )
| (xi)(△Rth(B)-△Rth(0))/B≦-2.0 (xii)0.01≦B≦30上述式(xi)、(xi)係(xi)(△Rth(B)-△Rth(0))/B≦-3.0 (xii)0.05≦B≦25較為理想、(xi)(△Rth(B)-△Rth(0))/B≦-4.0 (xii)0.1≦B≦20更為理想。
上述的波長分散調整劑係相對於透明薄膜固形分,含有至少1種0.01~30質量%在200~400nm的紫外線領域具有吸收、降低薄膜的|Re( 4 0 0 )
-Re( 7 0 0 )
|及|Rth( 4 0 0 )
-Rth( 7 0 0 )
|之化合物,以調整透明薄膜的Re、Rth波長分散。藉由含有0.1~30質量%的添加量,以調整透明薄膜的Re、Rth的波長分散。此處,Rth( 4 0 0 )
:在400nm的Rth(nm)Rth( 7 0 0 )
:在700nm的Rth(nm)△Rth(B):含有B%降低△Rth的化合物之薄膜的△Rth(nm)△Rth(0):不含有降低△Rth的化合物之薄膜的△Rth(nm)B:薄膜原料聚合物的質量為100%時的化合物質量(%)。
透明薄膜的Re、Rth之值係一般為長波長側比短波長側大之波長分散特性。因此,藉由增大相對小的短波長側之Re(λ)、Rth(λ),可要求波長分散變得平滑。另一方面,在200~400nm之紫外線領域具有吸收值之化合物係具有長波長側比短波長側的吸光度大之波長分散特性。該化合物本身若是在透明薄膜内部以各向同性的存在的話,可假設化合物本身的雙折射性、進而Re(λ)、Rth(λ)的波長分散,係與吸光度的波長分散同樣地比短波長側大。
因此,如上述所示般,藉由使用假設在200~400nm的紫外線領域具有吸收值、化合物本身的Re(λ)、Rth(%)波長分散比短波長側大者,可調製透明薄膜的Re、Rth之波長分散。為此係要求調整波長分散之化合物係與聚合物固形份能充分均勻地相溶。此等化合物的紫外線領域之吸收帶範圍為200~400nm為佳、220~395nm為較佳,240~390nm為更佳。
又,近年電視或個人電腦、移動型携帶端末等的液晶顯示裝置為了更少電力提高亮度之故,要求使用於液晶顯示裝置之光學構件的透過率為優異者。在此點中,將在200~400nm的紫外線領域具有吸收值、降低薄膜的|Re( 4 0 0 )
-Re( 7 0 0 )
|及|Rth( 4 0 0 )
-Rth( 7 0 0 )
|之化合物添加至醯化纖維素薄膜之情形中,要求分光透過率係為優異。在本發明的醯化纖維素薄膜中,波長380nm中的分光透過率為45%以上95%以下,且波長350nm中的分光透過率為10%以下係為所期望的。
如上所述,本發明較佳使用的波長分散調整劑從揮散性的觀點,分子量為250~1000為佳。較佳為260~800,更佳為270~800、特佳為300~800。若在此等分子量之範圍內,可為特定的單體構造,該單體單元為複數鍵結的寡聚物構造、聚合物構造亦可。
波長分散調整劑係在醯化纖維素薄膜製作的膠漿流延、乾燥的過程不會揮散為佳。
上述本發明較佳使用的波長分散調整劑的添加量係為醯化纖維素的0.01~30質量%為佳,0.1~20質量%為較佳,0.2~10質量%為特佳。
又此等波長分散調整劑可單獨使用,亦可2種以上化合物以任意比例混合使用。
又添加此等波長分散調整劑的時期可在膠漿製作步驟中的任一時期,亦可在膠漿調製步驟的最後進行。
本發明較佳使用的波長分散調整劑之具體例可舉例如例如苯并***系化合物、二苯甲酮系化合物、含氰基之化合物、羥基二苯甲酮系化合物、水楊酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等,惟本發明係為不受此等化合物所限制者。
較佳係使用苯并***系化合物為如通式(101)所示者來作為本發明的波長分散調整劑。
通式(101)Q1
-Q2
-OH(式中,Q1
係表示含氮芳香族雜環,Q2
係表示芳香族環)Q1
係表示含氮芳香族雜環,較佳為5至7員的含氮芳香族雜環,更佳為5~6員的含氮芳香族雜環,可舉例如,咪唑、吡唑、***、四唑、噻唑、噁唑、硒唑、苯并***、苯并噻唑、苯并噁唑、苯并硒唑、噻二唑、噁二唑、萘噻唑、萘噁唑、吖苯并咪唑、嘌呤、吡啶、吡、嘧啶、噠、三、三吖茚、四疊氮啶等,更較佳為5員的含氮芳香族雜環、具體而言,咪唑、吡唑、***、四唑、噻唑、噁唑、苯并***、苯并噻唑、苯并噁唑、噻二唑、噁二唑為佳,特佳為苯并***。
Q1
所示之含氮芳香族雜環可更含有取代基,取代基可適用後述的取代基T。又,取代基為複數之情形下,其可各自縮環進一步形成環。
Q2
所示之芳香族環可為芳香族烴環抑或芳香族雜環。又,彼等亦可為單環,再者亦可與其他環形成縮合環。
芳香族烴環較佳為(較佳為碳原子數6~30的單環或二環之芳香族烴環(可舉例如苯環、萘環等),更佳為碳原子數6~20的芳香族烴環,更較佳為碳原子數6~12的芳香族烴環)。更較佳為苯環。
芳香族雜環較佳為含有氮原子或者硫原子的芳香族雜環。雜環的具體例可舉例如噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡、噠、***、三、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻唑、噻二唑、噁唑啉、噁唑、噁二唑、喹啉、異喹啉、酞、萘錠、喹喏啉、喹唑啉、噌啉、喋啶、吖啶、菲繞啉、吩、四唑、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并***、四疊氮啶等。芳香族雜環較佳為吡啶、三、喹啉。
表示Q2
之芳香族環較佳為芳香族烴環,更佳為萘環、苯環、特佳為苯環。Q2
可更含有取代基,後述的取代基T為佳。
取代基T係例如烷基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(可舉例較佳為碳原子數6~30、更佳係碳原子數6~20、特佳係碳原子數6~12,例如苯基、p-甲苯基、萘基等)、取代或未取代的胺基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~10、特佳係碳原子數0~6,例如胺基、甲胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二戊基胺基等)、烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、芳氧基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯氧基、2-萘氧基等)、醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如乙醯基、苯甲醯基、甲醯基、三甲基乙醯基等)、烷氧羰基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~10,例如苯氧基羰基等)、醯氧基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、醯胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等)、烷氧基羰胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰胺基等)、芳氧基羰胺基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~12,例如苯氧基羰胺基等)、磺醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯胺基、苯并磺醯胺基等)、烷基胺磺醯基又芳基胺磺醯基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~16、特佳係碳原子數0~12,例如胺磺醯基、甲胺磺醯基、二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基等)、胺甲醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如胺甲醯基、甲胺甲醯基、二乙基胺甲醯基、苯基胺甲醯基等)、烷硫基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯硫基等)、烷基磺醯基又芳基磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯基、甲苯磺醯基等)、烷基亞磺醯基又芳基亞磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲亞磺醯基、苯并亞磺醯基等)、脲基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如脲基、甲脲基、苯基脲基等)、磷酸醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如二乙基磷酸醯胺基、苯基磷酸醯胺基等)、羥基、氫硫基、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺醯基、羧基、硝基、氧肟酸基、亞磺基、胼基、亞胺基、雜環基(可舉例較佳為碳原子數1~30、更佳係1~12,雜原子係例如氮原子、氧原子、硫原子、具體而言例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、嗎福啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等)、矽烷基(可舉例較佳為碳原子數3~40、更佳係碳原子數3~30、特佳係碳原子數3~24,例如,三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)等。此等取代基可進一步被取代。又,取代基為二個以上之情形,可相同或是不同。又,可能情形中可互相連結形成環。
通式(101)較佳為下述通式(101-A)所示之化合物。
通式(101-A)
(式中,R1
、R2
、R3
、R4
、R5
、R6
、R7
、及R8
係表示各自獨立的氫原子或取代基)。
R1
、R2
、R3
、R4
、R5
、R6
、R7
、R8
、及R9
係表示各自獨立的氫原子或取代基,取代基可適用前述的取代基T。又此等取代基可進一步由其他別取代基所取代,亦可取代基彼此進行縮環以形成環構造。
R1
及R3
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子,更較佳為氫原子、碳原子數1~12烷基、特佳為碳原子數1~12的烷基(較佳為碳原子數4~12)。
R2
、及R4
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子,更較佳為氫原子、碳原子數1~12烷基、特佳為氫原子、甲基、最佳為氫原子。
R5
及R8
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子,更較佳為氫原子、碳原子數1~12烷基、特佳為氫原子、甲基、最佳為氫原子。
R6
及R7
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子,更較佳為氫原子、鹵素原子、特佳為氫原子、氯原子。
通式(101)更佳為下述通式(101-B)所示之化合物。
通式(101-B)
(式中,R1
、R3
、R6
及R7
係與通式(101-A)中等者同義,較佳範圍亦為相同)。
以下係列舉通式(101)所示化合物的具體例,惟本發明係為不受下述具體例所限制者。
即使在上例所示之苯并***系化合物之中,製作不含有分子量320以下之本發明透明薄膜薄膜的情形下,已確認在保留性之點係為有利。
又本發明所使用的波長分散調整劑之一的二苯甲酮系化合物,係以使用通式(102)所示者為佳。
通式(102)
(式中,Q1
及Q2
係表示各自獨立的芳香族環。X係表示NR(R係表示氫原子或取代基)、氧原子或硫原子)。
Q1
及Q2
所示之芳香族環可為芳香族烴環抑或芳香族雜環。又,彼等亦可為單環,亦可進一步與其他環形成縮合環。
Q1
及Q2
所示之芳香族烴環較佳為(較佳為碳原子數6~30的單環或二環之芳香族烴環(可舉例如苯環、萘環等),更佳為碳原子數6~20的芳香族烴環,更較佳為碳原子數6~12的芳香族烴環)。更較佳為苯環。
Q1
及Q2
所示之芳香族雜環較佳為含有至少一個氧原子、氮原子或者硫原子中任一者之芳香族雜環。雜環的具體例可舉例如呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡、噠、***、三、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻唑、噻二唑、噁唑啉、噁唑、噁二唑、喹啉、異喹啉、酞、萘錠、喹喏啉、喹唑啉、噌啉、喋啶、吖啶、菲繞啉、吩、四唑、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并***、四疊氮啶等。芳香族雜環較佳為吡啶、三、喹啉。
表示Q1
及Q2
之芳香族環較佳為芳香族烴環,更佳為碳原子數6~10的芳香族烴環,更較佳為取代或無取代的苯環。
Q1
及Q2
可更含有取代基,後述的取代基T為佳,但是取代基不含有羧酸或磺酸、4級銨鹽。又,在可能的情形下,取代基彼此可連結以形成環構造。
X係表示NR(R係表示氫原子或取代基。取代基可適用後述的取代基T)、氧原子或硫原子,X較佳為NR(R較佳為醯基、磺醯基、此等取代基可進一步取代)、或O,特佳為O。
取代基T係例如烷基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(可舉例較佳為碳原子數6~30、更佳係碳原子數6~20、特佳係碳原子數6~12,例如苯基、p-甲苯基、萘基等)、取代或未取代的胺基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~10、特佳係碳原子數0~6,例如胺基、甲胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二戊基胺基等)、烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、芳氧基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯氧基、2-萘氧基等)、醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如乙醯基、苯甲醯基、甲醯基、三甲基乙醯基等)、烷氧羰基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~10,例如苯氧基羰基等)、醯氧基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、醯胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等)、烷氧基羰胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰胺基等)、芳氧基羰胺基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~12,例如苯氧基羰胺基等)、磺醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯胺基、苯并磺醯胺基等)、烷基胺磺醯基又芳基胺磺醯基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~16、特佳係碳原子數0~12,例如胺磺醯基、甲胺磺醯基、二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基等)、胺甲醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如胺甲醯基、甲胺甲醯基、二乙基胺甲醯基、苯基胺甲醯基等)、烷硫基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯硫基等)、烷基磺醯基又芳基磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯基、甲苯磺醯基等)、烷基亞磺醯基又芳基亞磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲亞磺醯基、苯并亞磺醯基等)、脲基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如脲基、甲脲基、苯基脲基等)、磷酸醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如二乙基磷酸醯胺基、苯基磷酸醯胺基等)、羥基、氫硫基、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺醯基、羧基、硝基、氧肟酸基、亞磺基、胼基、亞胺基、雜環基(可舉例較佳為碳原子數1~30、更佳係1~12,雜原子係例如氮原子、氧原子、硫原子、具體而言例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、嗎福啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等)、矽烷基(可舉例較佳為碳原子數3~40、更佳係碳原子數3~30、特佳係碳原子數3~24,例如,三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)等。此等取代基可進一步被取代。又,取代基為二個以上之情形,可相同或是不同。又,可能情形中可互相連結形成環。
通式(102)較佳為下述通式(102-A)所示之化合物。
通式(102-A)
(式中,R1
、R2
、R3
、R4
、R5
、R6
、R7
、R8
、及R9
係表示各自獨立的氫原子或取代基)。
R1
、R2
、R3
、R4
、R5
、R6
、R7
、R8
、及R9
係表示各自獨立的氫原子或取代基,取代基可適用前述的取代基T。又此等取代基可進一步由其他取代基所取代,亦可取代基彼此進行縮環以形成環構造。
R1
、R3
、R4
、R5
、R6
、R8
及R9
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子,更較佳為氫原子、碳原子數1~12烷基、特佳為氫原子、甲基、最佳為氫原子。
R2
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、碳原子數1~20的烷基、碳原子數0~20的胺基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12芳氧基、羥基,更較佳為碳原子數1~20的烷氧基、特佳為碳原子數1~12的烷氧基。
R7
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、碳原子數1~20的烷基、碳原子數0~20的胺基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12芳氧基、羥基,更較佳為氫原子、碳原子數1~20的烷基(較佳為碳原子數1~12,更佳為碳原子數1~8,更較佳為甲基)、特佳為甲基、氫原子。
通式(102)更佳為下述通式(102-B)所示之化合物。
通式(102-B)
(式中,R1 0
係表示氫原子、取代或無取代的烷基、取代或無取代的烯基、取代或無取代的炔基、取代或無取代的芳基)R1 0
係表示氫原子、取代或無取代的烷基、取代或無取代的烯基、取代或無取代的炔基、取代或無取代的芳基,取代基可適用前述的取代基T。
R1 0
較佳為取代或無取代的烷基,更佳為碳原子數5~20的取代或無取代的烷基,更較佳為碳原子數5~12的取代或無取代的烷基(可舉例如n-己基、2-乙基己基、n-辛基、n-癸基、n-十二烷基、苄基等)、特佳為碳原子數6~12的取代或無取代的烷基(2-乙基己基、n-辛基、n-癸基、n-十二烷基、苄基)。
表示通式(102)之化合物可藉由特開平11-12219號公報記載之眾所周知方法來合成。
以下係列舉通式(102)所示化合物的具體例,惟本發明係為不受下述具體例所限制者。
又本發明所使用的波長分散調整劑之一、即含有氰基的化合物,以使用通式(103)所示者為佳。
通式(103)
(式中,Q1
及Q2
係表示各自獨立的芳香族環。X1
及X2
係表示氫原子或取代基,至少任一者係表示氰基、羰基、磺醯基、芳香族雜環)表示Q1
及Q2
之芳香族環可為芳香族烴環或是芳香族雜環。又,彼等可為單環,亦可進一步與其他環形成縮合環。
芳香族烴環較佳為(較佳為碳原子數6~30的單環或二環的芳香族烴環(可舉例如苯環、萘環等),較佳為碳原子數6~20的芳香族烴環,更佳為碳原子數6~12的芳香族烴環)。更佳為苯環。
芳香族雜環係較佳為含有氮原子或者硫原子之芳香族雜環。雜環的具體例可舉例如噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡、噠、***、三、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻唑、噻二唑、噁唑啉、噁唑、噁二唑、喹啉、異喹啉、酞、萘錠、喹喏啉、喹唑啉、噌啉、喋啶、吖啶、菲繞啉、吩、四唑、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并***、四疊氮啶等。芳香族雜環較佳為吡啶、三、喹啉。
表示Q1
及Q2
之芳香族環較佳為芳香族烴環,更佳為苯環。
Q1
及Q2
可更含有取代基,後述的取代基T為佳。取代基T係例如烷基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~12、特佳係碳原子數2~8,例如炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(可舉例較佳為碳原子數6~30、更佳係碳原子數6~20、特佳係碳原子數6~12,例如苯基、p-甲苯基、萘基等)、取代或未取代的胺基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~10、特佳係碳原子數0~6,例如胺基、甲胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二戊基胺基等)、烷氧基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~12、特佳係碳原子數1~8,例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、芳氧基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯氧基、2-萘氧基等)、醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如乙醯基、苯甲醯基、甲醯基、三甲基乙醯基等)、烷氧羰基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~10,例如苯氧基羰基等)、醯氧基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、醯胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~10,例如乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等)、烷氧基羰胺基(可舉例較佳為碳原子數2~20、更佳係碳原子數2~16、特佳係碳原子數2~12,例如甲氧基羰胺基等)、芳氧基羰胺基(可舉例較佳為碳原子數7~20、更佳係碳原子數7~16、特佳係碳原子數7~12,例如苯氧基羰胺基等)、磺醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯胺基、苯并磺醯胺基等)、烷基胺磺醯基又芳基胺磺醯基(可舉例較佳為碳原子數0~20、更佳係碳原子數0~16、特佳係碳原子數0~12,例如胺磺醯基、甲胺磺醯基、二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基等)、胺甲醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如胺甲醯基、甲胺甲醯基、二乙基胺甲醯基、苯基胺甲醯基等)、烷硫基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(可舉例較佳為碳原子數6~20、更佳係碳原子數6~16、特佳係碳原子數6~12,例如苯硫基等)、烷基磺醯基又芳基磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲磺醯基、甲苯磺醯基等)、烷基亞磺醯基又芳基亞磺醯基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如甲亞磺醯基、苯并亞磺醯基等)、脲基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如脲基、甲脲基、苯基脲基等)、磷酸醯胺基(可舉例較佳為碳原子數1~20、更佳係碳原子數1~16、特佳係碳原子數1~12,例如二乙基磷酸醯胺基、苯基磷酸醯胺基等)、羥基、氫硫基、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺醯基、羧基、硝基、氧肟酸基、亞磺基、胼基、亞胺基、雜環基(可舉例較佳為碳原子數1~30、更佳係1~12,雜原子係例如氮原子、氧原子、硫原子、具體而言例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、嗎福啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等)、矽烷基(可舉例較佳為碳原子數3~40、更佳係碳原子數3~30、特佳係碳原子數3~24,例如,三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)等。此等取代基可進一步被取代。又,取代基為二個以上之情形,可相同或是不同。又,可能情形中可互相連結形成環。
X1
及X2
係表示氫原子或取代基,至少任一者係表示氰基、羰基、磺醯基、芳香族雜環。X1
及X2
所示之取代基係可適用前述的取代基T。又,X1
及X2
所示之取代基可進一步由其他取代基所取代,X1
及X2
係可各自進行縮環以形成環構造。
X1
及X2
較佳為氫原子、烷基、芳基、氰基、硝基、羰基、磺醯基、芳香族雜環,更佳為氰基、羰基、磺醯基、芳香族雜環,更較佳為氰基、羰基、特佳為氰基、烷氧基羰基(-C(=O)OR(R:碳原子數1~20烷基、碳原子數6~12的芳基及此等組合者))。
通式(103)較佳為下述通式(103-A)所示之化合物。
通式(103-A)
(式中,R1
、R2
、R3
、R4
、R5
、R6
、R7
、R8
、R9
及R1 0
係表示各自獨立的氫原子或取代基。X1
及X2
係與通式(103)中等者同義,較佳範圍亦為相同)。
R1
、R2
、R3
、R4
、R5
、R6
、R7
、R8
、R9
及R1 0
係表示各自獨立的氫原子或取代基,取代基可適用前述的取代基T。又此等取代基可進一步由別的取代基所取代,又取代基彼此可進行縮環以形成環構造。
R1
、R2
、R4
、R5
、R6
、R7
、R9
、及R1 0
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子,更較佳為氫原子、碳原子數1~12烷基、特佳為氫原子、甲基、最佳為氫原子。
R3
、及R8
較佳為氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或無取代的胺基、烷氧基、芳氧基、羥基、鹵素原子,更佳為氫原子、碳原子數1~20的烷基、碳原子數0~20的胺基、碳原子數1~12的烷氧基、碳原子數6~12芳氧基、羥基,更較佳為氫原子、碳原子數1~12的烷基、碳原子數1~12烷氧基、特佳為氫原子。
通式(103)更佳為下述通式(103-B)所示之化合物。
通式(103-B)
(式中,R3
及R8
係與通式(103-A)中等者同義、又,較佳範圍亦相同。X3
係表示氫原子、或取代基)X3
係表示氫原子、或取代基,取代基可適用前述的取代基T,又,可能的情形下,可進一步尤其他取代基所取代。X3
較佳為氫原子、烷基、芳基、氰基、硝基、羰基、磺醯基、芳香族雜環,更佳為氰基、羰基、磺醯基、芳香族雜環,更較佳為氰基、羰基、特佳為氰基、烷氧基羰基(-C(=O)OR(R:碳原子數1~20烷基、碳原子數6~12的芳基及此等組合者)。
通式(103)更較佳為通式(103-C)所示之化合物。
通式(103-C)
(式中,R3
及R8
係與通式(103-A)中等者同義、又,較佳範圍亦相同。R2 1
係表示碳原子數1~20的烷基)R2 1
較佳係R3
及R8
兩者為氫的情形下,碳原子數2~12的烷基;更佳為碳原子數4~12的烷基,更較佳為碳原子數6~12的烷基、特佳為n-辛基、第三辛基、2-乙基己基、n-癸基、n-十二烷基、最佳為2-乙基己基。
R2 1
較佳係R3
及R8
為氫以外的情形中,通式(103-C)所示之化合物的分子量為300以上,且以碳原子數20以下碳原子數的烷基為佳。
本發明通式(103)所示之化合物可根據美國化學協會期刊(Jounal of American Chemical Society)第63卷第3452頁(1941)記載之方法來合成。
以下,係列舉通式(103)所示化合物的具體例,惟本發明係為不受下述具體例所限制者。
本發明的透明薄膜藉由視其情形進行表面處理,可達成提升透明薄膜與各機能層(例如,下塗層及底層)的接著。例如可使用輝光放電處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理、酸或鹼處理。所謂的輝光放電處理可在10- 3
~20Torr的低壓氣體下發生的低溫電漿,又再者亦可為在大氣壓下的電漿處理。電漿勵起性氣體可為在上述的條件中被電漿勵起的氣體,可舉例如氬、氦、氖、氪、氙、氮、二氧化碳、四氟甲烷各式各樣氟類及此等混合物等。關於此等詳細說明係如發明協會公開技報公技號碼2001-1745號(2001年3月15日發行、發明協會)第30~32頁中有詳細的記載,可較佳使用於本發明。
本發明的透明薄膜作為偏光板之透明保護薄膜使用的情形下,作為表面處理的有效手段之一可舉例如鹼皂化處理。在該情形下,鹼皂化處理後薄膜表面的接觸角為55°以下係為所期望的。較理想為50°以下,45°以下為更理想。接觸角的評價法係在鹼皂化處理後的薄膜表面滴下直徑3mm的水滴,希求薄膜表面與水滴所成之角可藉由一般的手法作為親疏水性的評價使用。
本發明的透明薄膜係其用途適用於光學用途與照相感光材料。特別是光學用途為液晶顯示裝置為佳,液晶顯示裝置係由在二片電極基板之間載持液晶所成之液晶胞、在其兩側所配置的二片偏光元件、及在該液晶胞與該偏光元件之間配置至少一片光學補償片所構成為更佳。此等液晶顯示裝置係以TN、IPS、FLC、AFLC、OCB、STN、ECB、VA及HAN為佳。
此時在上述光學用途中使用透明薄膜之際,可賦予各種機能層而實施。此等可舉例如抗靜電層、硬化樹脂層(透明硬塗層)、抗反射層、易接著層、防眩層、光學補償層、配向層、液晶層等。可使用透明薄膜之此等機能層及其材料,可舉例如界面活性劑、滑劑、消光劑、抗靜電層、硬塗層等,發明協會公開技報公技號碼2001-1745號(2001年3月15日發行、發明協會)第32~45頁中有詳細的記載,可較佳使用於本發明。
以下係說明本發明透明薄膜的用途。
本發明的透明薄膜特別是作為偏光板保護薄膜用為有用。作為偏光板保護薄膜使用的情形,偏光板的製作方法係沒有特別地限制,可以一般的方法來製作。有將所得的透明薄膜鹼處理、把聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸漬延伸,在所製作的偏光子兩面使用完全皂化聚乙烯醇水溶液進行貼合之方法。取代鹼處理,亦可施加如特開平6-94915號公報、特開平6-118232號公報中所記載的易接著加工。
為了貼合保護薄膜處理面與偏光子所使用的接著劑,可舉例如聚乙烯醇、聚乙烯丁縮醛等的聚乙烯醇系接著劑、或丙烯酸丁酯等的乙烯系乳膠等。
偏光板係以保護偏光子及其兩面之保護薄膜所構成,再者在該偏光板之另一面,保護薄膜係在相反面貼合隔板薄膜所構成。保護薄膜及隔板薄膜其目的在於偏光板出貨時、製品檢查時等中保護偏光板而使用。在該情形下,貼合保護薄膜之目的係保護偏光板的表面,偏光板係使用於貼合液晶板之面的相反面側。又,使用隔板薄膜之目的係保護貼合液晶板之接著層,偏光板係使用貼合液晶板之面側。
液晶顯示裝置一般係在2片偏光板之間配置含有液晶之基板,惟適用於本發明光學薄膜之偏光板保護薄膜即使配置於任何部位均可得到優異的顯示性。特別是由於液晶顯示裝置之顯示側最表面的偏光板保護薄膜中有設置透明硬塗層、防眩層、抗反射層等,所以該偏光板保護薄膜可使用於該部分而為佳。
本發明的偏光板可於各式各樣的用途使用,以作為液晶顯示裝置之偏光板一體型光學補償膜使用為特別有效果。再者,光學補償膜一般係使用於液晶顯示裝置,其係指補償相位差的光學材料,與相位差板、光學補償片等同義。光學補償膜具有雙折射性,其係以除去液晶顯示裝置的顯示畫面之著色,使視角特性改善之目的而使用。
因此,本發明的透明薄膜作為液晶顯示裝置之光學補償薄膜使用的情形下,係不受限於所使用的液晶顯示裝置之液晶胞光學性能或驅動方式,要求作為光學補償薄膜時亦可與任一光學異方向性層併用。所併用的光學異方向性層係可由含有液晶性化合物之組成物來形成,亦可由具有雙折射之聚合物薄膜來形成。
上述液晶性化合物係以碟狀液晶性化合物或棒狀液晶性化合物為佳。
可使用於本發明的碟狀液晶性化合物之例係包括各式各樣的文獻(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,第111頁(1981);日本化學會編、季刊化學總説、No.22、液晶化學、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,第1794頁(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,第2655頁(1994))中記載的化合物。
碟狀液晶性化合物以藉由聚合可固定的方式、含有聚合性基者為佳。例如,碟狀液晶性化合物的圓盤狀芯中,可考慮結合作為取代基之聚合性基的構造,但是,聚合性基直接結合至圓盤狀芯時,在聚合反應中保持配向狀態係變得困難。為此,在圓盤狀芯與聚合性基之間具有連結基之構造為佳。即,具有聚合性基之碟狀液晶性化合物為以下述式所表示之化合物為佳。
D(-L-P)n
式中,D為圓盤狀芯、L為二價的連結基、P為聚合性基、n為4~12的整數。上述式中的圓盤狀芯(D)、二價的連結基(L)及聚合性基(P)的較佳具體例,其各別較佳係使用特開2001-4837號公報中記載的(D1)~(D15)、(L1)~(L25)、(P1)~(P18)、同公報中記載的内容。
本發明中,可使用的棒狀液晶性化合物之例係包含甲亞胺類、氧化偶氮基類、氰基聯苯基類、氰基苯基酯類、安息香酸酯類、環己烷羧酸苯基酯類、氰基苯基環己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二噁烷類、二苯基乙炔類及烯基環己基苯甲腈類。不僅可使用如以上之低分子液晶性化合物,亦可使用高分子液晶性化合物。
光學異方向性層中,棒狀液晶性分子係以配向狀態固定者為佳,藉由聚合反應而固定者為最佳。本發明中可使用的聚合性棒狀液晶性化合物之例係包括Makromol.Chem.,第190卷、第2255頁(1989年)、Advanced Materials第5卷、第107頁(1993年)、美國專利第4683327號、同5622648號、同5770107號的各說明書、國際公開第95/22586號、同95/24455號、同97/00600號、同98/23580號、同98/52905號的各手冊、特開平1-272551號、同6-16616號、同7-110469號、同11-80081號、及特開2001-328973號等的各公報中記載的化合物。
在上述態樣中,光學異方向性層亦可由聚合物薄膜所形成。聚合物薄膜係由發現光學異方向性所得之聚合物來形成。此等聚合物之例係包括聚烯烴(例如,聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物)、聚碳酸酯、聚芳酯、聚碸、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯及纖維素酯(例如,三乙酸纖維素、二乙酸纖維素)。另外,亦可使用此等聚合物之共聚物或者聚合物混合物。
聚合物薄膜的光學異方向性係藉由延伸而得者為佳。延伸係為單軸延伸或二軸延伸為佳。具體而言,利用2個以上輥之周速差的縱單軸延伸、或夾住聚合物薄膜的兩側向寬度方向延伸的拉幅機延伸,此等組合之二軸延伸為佳。再者,使用二片以上的聚合物薄膜,二片以上之薄膜全體的光學性質可滿足上述條件。聚合物薄膜係藉由減少雙折射斑的流延法來製造為佳。聚合物薄膜的厚度係以20~500μm為佳,40~100μm為最佳。
又,形成光學異方向性層之聚合物薄膜,較佳係使用選自聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺聚酯醯亞胺、及聚芳基醚酮所成族群之至少一種聚合物材料,把將其溶解於溶劑之溶液塗布至基材、使溶劑乾燥而薄膜化的方法。此時,較佳係亦可使用延伸上述聚合物薄膜與基材、發現光學異方向性,作為光學異方向性層使用的手法,本發明的透明薄膜較佳係可使用作為上述基材。又,上述聚合物薄膜亦可在其他基材上製作、產生,將聚合物薄膜從基材剝離下來之後,與本發明的透明薄膜貼合、合併,作為光學異方向性層使用亦佳。該手法可使聚合物薄膜的厚度變薄,為50μm以下為佳,1~20μm為更佳。
本發明的透明薄膜作為光學補償薄膜使用的情形中,偏光元件的透過軸、與透明薄膜所成之光學補償薄膜的遲相軸可以任何角度來配置均可。
液晶顯示裝置係在二片電極基板之間載持液晶所成之液晶胞兩側上配置偏光板,視需要的話可積層相位差薄膜、抗反射薄膜、亮度提升薄膜等的各種光學元件。
液晶胞的液晶層通常係在二片基板之間夾入間隔物所形成的空間中,封入液晶而形成。透明電極層係在基板上形成含有導電性物質之透明膜。液晶胞係可進一步設置氣閉層、硬塗層或者(使用於透明電極層的接著)內塗層(基底層)。此等之層通常係被設置於基板上。液晶胞的基板一般具有50μm~2mm的厚度。
一般而言,液晶顯示裝置係以液晶面板外周部稱為「框架」的不銹鋼等金屬板所成之固定框加以固定作為液晶模件,且該液晶模件係與其他構成構件一同組裝至筐體内,收納而製造。本發明亦可使用同樣的構成。
構成本發明液晶顯示裝置的液晶胞基板,係由玻璃或樹脂(塑膠)所構成。當該玻璃或樹脂可含有添加劑,又基板可保持玻璃或樹脂以外的構成要素。然後,可在玻璃或樹脂所成之晶胞基板之間封入液晶。
從薄型化液晶顯示裝置的觀點,基板為厚度1mm以下者為佳,0.7mm以下為較佳,0.5mm以下為最佳。
此處,樹脂基板若為具有透明性與機械強度的話,沒有特別地限制,可完全使用以往眾所周知者。形成樹脂基板之樹脂可舉例如聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚碸、聚酯、聚碸、聚甲基丙烯酸酯、聚醚醯亞胺、聚醯胺等的熱塑性樹脂,或環氧系樹脂、不飽和聚酯、聚苯二甲酸二烯丙酯、聚甲基丙烯酸異乙烯酯等的熱固性樹脂等。該樹脂可1種或2種以上使用,亦可作為與其他成分的共聚物或混合物使用。
接著,係就液晶顯示裝置中構成積層體之偏光板加以説明。
本發明中,偏光板的種類只要是可滿足本發明條件的話沒有特別地限制,例如,較佳係可使用將聚乙烯醇(PVA)薄膜以具有二色性之碘或二色性染料染色、延伸且配向後、進行交聯、乾燥之偏光子,與保護膜加以貼合,所製造的吸收型偏光板。偏光子係光透過率或偏光度優異者為佳。光透過率為30%~50%為佳,35%~50%為較佳,40%~50%為最佳。偏光度為90%以上為佳,95%以上為更佳,99%以上為最佳。30%以下的透過率,或是90%以下的偏光度情形中,液晶顯示裝置的亮度或對比低、顯示等級係為下降。偏光子的厚度為1~50μm為佳,1~30μm為較佳,8~25μm為最佳。
本發明中偏光子與保護膜的接著處理係沒有特別地限制,可透過例如選自乙烯醇系聚合物所成之接著劑,或者硼酸或硼砂、戊二醛或蜜胺、乙二酸等的乙烯醇系聚合物之水溶***聯劑之至少一接著劑等來進行。特別是從與聚乙烯醇系薄膜的接著性為最佳之點而言,使用聚乙烯醇系接著劑為佳。該接著層可形成水溶液的塗布乾燥層等,調製該水溶液之際,亦可視需要配合其他添加劑、或酸等的觸媒。
液晶顯示裝置的表側積層體係含有偏光板,且亦可進一步含有黏著於偏光板的視覺辨識側及液晶胞側之光學構件。
偏光板的視覺辨識側表面係有貼合硬塗薄膜、抗反射薄膜、防眩薄膜等或經表面處理來適當設置的情形。硬塗薄膜或硬塗處理係為防止偏光板表面的瑕疵等之目的而實行,例如藉由聚矽氧系等的適當紫外線硬化型樹脂而硬度或光滑性等優異的硬化皮膜,可以附加於透明保護薄膜表面的方式等來形成。抗反射薄膜或抗反射處理其目的為抗反射在偏光板表面的外光而實施者,防眩薄膜或防眩處理其目的係為了防止在面板(畫面)的表面反射外光、阻礙來自面板透過光的視認而實施者,可以例如噴砂方式或壓花加工方式等粗面化方式、或塗布含有透明微粒子之塗工液的方式等的適當方式,藉由在保護膜表面賦予微細凹凸構造而形成。
偏光板的液晶胞側係有視需要使用光學補償薄膜的情形。光學補償薄膜一般係指明補償液晶顯示裝置的斜向方向視角之光學材料,與相位差板、光學補償片等同義。光學補償薄膜係偏光板的保護膜本身具有光學性能的一體型,例如可為在三乙醯基醯化纖維素薄膜具有光學補償性能作為偏光子的保護膜者,例如可在三乙醯纖維素薄膜上塗布碟狀液晶,之後與偏光板一體化之類型。又,光學補償薄膜可使用複數片加以貼合。貼合的光學補償薄膜係主要使用聚合物薄膜為佳。例如可使用在面方向具有二軸延伸的雙折射之聚合物薄膜,或控制在面方向單軸延伸且在厚度方向也延伸之厚度方向折射率的傾斜配向聚合物薄膜般的2方向延伸薄膜等。再者,亦可使用傾斜配向薄膜。可舉例如在聚合物薄膜接著熱收縮性薄膜於藉由加熱之其收縮力的作用下、使聚合物薄膜被延伸處理或/及收縮處理者,或使液晶聚合物斜向配向者。
構成此等視覺辨識側及液晶胞側各層之各構件彼此一般係使用黏著劑來接著。此時的黏著層係含有各積層體。
黏著層可用以往丙烯酸系等所準備的適當黏著劑來形成。從防止因吸濕的發泡現象或剝離現象、因熱膨張差等使光學特性降低等的點,吸濕率低且耐熱性優異的黏著層為佳。可視需要設置黏著層,例如本發明可視需要黏著光學補償薄膜與保護膜、或黏著液晶胞與保護膜等。
本發明中含偏光板之裏側積層體係含有偏光板,亦可更含有接著於偏光板的液晶胞側及背光側的光學構件。
偏光板的液晶胞側係有可視需要使用光學補償薄膜、又背光側可視需要使用擴散片、亮度提升膜等的情形。此等各構件彼此可使用黏著劑來接著,此時的黏著劑亦可含有於裏側的積層體。但是,即使在使擴散片或亮度提升膜等配置於背光側、而不與裏側的偏光板直接接著之情形中,本發明亦可為不含有裏側的積層體者。
本發明的液晶顯示裝置中,在構成基板表側(視覺辨識側)的積層體及基板裏側的積層體之層,由於各層的彈性率與其剖面積相乘之值的總和,基板裏側比基板表側要大之故,可防止彎曲及因彎曲所致的顯示惡化(在液晶顯示裝置的隅角發生不均等)。具體而言,藉由滿足下述式(viii),可有效地防止彎曲及因彎曲所致的顯示惡化。因面板彎曲的隅角不均,特別是為了觀察到IPS方式的液晶顯示裝置,在IPS型液晶顯示裝置進行滿足如下述式(viii)般的面板設計係為特別有效。
(viii)Σi
(Efi
×Sfi
)/Σj
(Erj
×Srj
)≦0.99[上式中,Efi
係表示構成表側積層體的第i號層之長邊方向的拉伸彈性率,Sfi
係表示構成表側積層體之第i號層的短邊為一邊的剖面積,Erj
係表示構成基板裏側積層體的第j號層之長邊方向的拉伸彈性率,Srj
係表示構成基板裏側積層體的第j號層的短邊為一邊之剖面積]。
式(viii)的上限值為0.99、上限值為0.95為較佳,0.90為更佳,0.85為最佳。又式(viii)之值為0.7以上為佳。0.7以上的話,因為積層體全體對抗抗力之力的平衡不會偏向表側與裏側的任一側之故,反而表面在視覺辨識側不容易產生凸出彎曲。藉由表側積層體或裏側積層體的至少1個使用本發明的透明薄膜作為構件(偏光子保護膜、光學補償薄膜的支持體等),且然後進行滿足上述式般的面板設計,可提供一種漏光或色味變化少、再者隅角不均亦受到抑制的液晶顯示裝置。
式(viii)中,Efi
×Sfi
係為構成基板(液晶胞)表側的積層體第i號層之長邊方向的彈性率Efi
與短邊為一邊之剖面積Sfi
的相乘。層為正方形的情形係以短邊為一邊。彈性率Efi
越大的情形下,第i號層係表示在長邊方向不易伸長/縮短。由於彈性率Efi
係為平均單位面積之值,藉由乘以剖面積Sfi
(=厚度×短邊),可表示對於第i號層的伸長/縮短抵抗力的大小。因此,Σ(Efi
×Sfi
)係表示在構成基板表側的積層體之各層(例如構成偏光板的保護膜或偏光子、黏著劑、光學補償薄膜等)中,抵抗面板長邊方向的伸長/縮短之力的總和。同樣地,Σ(Erj
×Srj
)係表示在構成基板裏側的積層體之各層中,關於面板長邊方向之力的總和。根據以上,式(viii)係意味著基板裏側之力的總和大於基板表側之力的總和,藉由滿足該式,可防止基板向表側的彎曲、及因彎曲所致的顯示性能的下降。
本發明中,滿足式(viii)般調整表側積層體的Σ(Efi
×Sfi
)及裏側積層體的Σ(Erj
×Srj
)之方法係沒有特別地限制。考慮表側與裏側的積層體之層構成、或製造的液晶顯示裝置之特性或使用環境等,可選擇適當的方法。例如,在液晶顯示裝置中,光學補償薄膜可僅裝入裏側積層體,又可考慮藉由在裏側積層體使亮度提升膜一體化等,裏側積層體的該物性值比表側積層體者要大之方法。又,藉由在裏側積層體使用彈性率大的材料,表側積層體中使用彈性率小的材料,亦可達成本發明。又在不妨礙各層機能之範圍內,調節各層的厚度在本發明中亦為有效。
本發明中,由於表側、裏側之各層厚度係關係上述式(viii)中的剖面積,將其適當調整係為所期望的。厚度大的話,可增大各層的剖面積。視其偏光子、保護膜、光學構件、黏著層、各別的原料做適當調整係為所期望的。
用於本發明液晶顯示裝置之各層的大小,係相等於面板(畫面)的大小。本發明由於以式(viii)來考慮面板長邊方向的物性,顯示於剖面積(=厚度×幅)之寬度係相等於短邊方向的長度。依靠液晶顯示裝置的面板尺寸,且根據實用的尺寸或製造上的觀點,長邊的長度為10~500cm為佳。較佳為20~500cm,更佳為30~500cm、更較佳為50~500cm。關於大小係沒有特別地限制,但是由於面積廣的情形中容易發生液晶面板的彎曲,所以特別是大畫面的液晶顯示裝置滿足上述式(viii)係為有效的。
本發明的液晶顯示裝置係關於面板的彎曲,以溫度60℃、相對濕度90%經時48小時後,移至溫度25℃相對濕度60%的環境下,在20分鐘後時點的面板彎曲量w(mm)相對於面板長邊方向的長度L(mm),滿足w/L≦0.01為佳。若w/L≦0.01的話,可抑制因面板的彎曲所致的隅角不均之顯示性能的降低。較期望為w/L≦0.005、滿足w/L≦0.003係為所更期望的。
又,以溫度50℃、相對濕度50%經時4小時後,即使移至溫度25℃相對濕度60%的環境下在20分鐘後的時點,面板的彎曲量w(mm)相對於面板長邊方向的長度L(mm),滿足w/L≦0.05係為所期望的。較期望為w/L≦0.02、滿足w/L≦0.01係為所更期望的。
本發明的液晶顯示裝置係以溫度60℃、相對濕度90%經時48小時後,移至溫度25℃相對濕度60%的環境下在20分鐘後的時點中,表側(視覺辨識側)表面與筐體的内部中係在溫度或濕度的環境有所不同,在從移至環境條件20分鐘後的時點,滿足下述式(xiii)及(xiv)係為所期望的。
(xiii)Hf≧Hr (xiv)Tf≦Tr上式中,Hf係表示表側積層體之最外層表面的相對濕度(%)、Hr係表示基板裏側的積層體之最外層表面的相對濕度(%)、Tf係表示表側積層體之最外層表面的溫度(℃)、Tr係表示基板裏側的積層體之最外層表面的溫度(℃)。
本發明的透明薄膜可用於各式各樣顯示模式的液晶胞。已提案有TN(Twisted Nematic;扭曲配向)、IPS(In-Plane Switching;面內切換)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal;鐵電液晶)、AFLC(Anti-ferroelectric Liquid Crystal;抗鐵電液晶)、OCB(Optically Compensatory Bend;光學補償彎曲)、STN(Supper Twisted Nematic;超扭曲配向)、VA(Vertically Aligned;垂直向列)、ECB(Electrically Controlled Birefringence;電氣控制雙折射)、及HAN(Hybrid Aligned Nematic;混合向列配向)的各式各樣顯示模式。另外,如該顯示模式之配向分割顯示模式。纖維素體薄膜對任一顯示模式之液晶顯示裝置均為有效的。另外,透過型、反射型、半透過型之任一液晶顯示裝置也均為有效的。
本發明的透明薄膜可用於具有TN模式之液晶胞的TN型液晶顯示裝置。關於TN模式之液晶胞與TN型液晶顯示裝置係自古已知的。用於TN型液晶顯示裝置之光學補償片係在特開平3-9325號、特開平6-148429號,特開平8-50206號、特開平9-26572號的各公報有所記載。另外,莫里(Mori)其他論文(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36(1997)第143頁或、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36(1997)第1068頁)中有所記載。
本發明的透明薄膜可用於具有STN模式之液晶胞的STN型液晶顯示裝置。一般的STN型液晶顯示裝置係液晶胞中的棒狀液晶性分子於90~360度的範圍扭轉,棒狀液晶性分子之折射率異方向性(△n)與晶胞間隙(d)之積(△nd)在300~1500nm的範圍。關於用於STN型液晶顯示裝置之光學補償片係在特開2000-105316號公報中有所記載。
本發明的透明薄膜用於具有VA模式液晶胞之VA型液晶顯示裝置的光學補償片之支持體係為特別有利。用於VA型液晶顯示裝置之光學補償片的Re遲滯值為0至150nm、Rth遲滯值為70至400nm為佳。Re遲滯值為20至70nm為更佳。在VA型液晶顯示裝置中使用二片光學異方向性聚合物薄膜之情形中,薄膜的Rth遲滯值為70至250nm為佳。VA型液晶顯示裝置中使用一片光學的異方向性聚合物薄膜之情形,薄膜的Rth遲滯值為150至400nm為佳。VA型液晶顯示裝置亦可為例如特開平10-123576號公報中記載之配向分割的方式。
本發明的透明薄膜係用於作為具有IPS模式及ECB模式的液晶胞之IPS型液晶顯示裝置及ECB型液晶顯示裝置之光學補償片的支持體、或作為偏光板的保護膜亦為特別有利。此等態樣中,本發明的偏光板一體型光學補償膜係視角擴大,可寄予對比的良化。在該態樣中,上述偏光板之保護膜與保護膜與液晶胞之間所配置的光學異方向性層的遲滯值之值,設定為液晶層的△n.d之值的2倍以下者為佳。又,由於Rth值的絶對值|Rth|係設定成25nm以下、更佳為20nm以下、更佳為15nm以下者為佳,所以可有利使用本發明的透明薄膜。
本發明的透明薄膜即使用於具有OCB模式之液晶胞的OCB型液晶顯示裝置或者具有HAN模式之液晶胞的HAN型液晶顯示裝置亦為有利。用於OCB型液晶顯示裝置或者HAN型液晶顯示裝置之光學補償片,係遲滯值絶對值最小之方向為在光學補償片之面内、或法線方向下亦不會存在者為佳。甚至用於OCB型液晶顯示裝置或者HAN型液晶顯示裝置之光學補償片的光學性質,係根據光學異方向性層的光學性質、支持體的光學性質及光學的異方向性層與支持體的配置來決定。關於OCB型液晶顯示裝置或者HAN型液晶顯示裝置中所使用的光學補償片,特開平9-197397號公報中係有所記載。另外,莫里(Mori)其他論文(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.38(1999)第2837頁)中有所記載。
本發明的透明薄膜有利於作為具有TN型、STN型、HAN型、GH(Guest-Host;主客)型之反射型液晶顯示裝置的光學補償片材之支持體使用。此等顯示模式均已習知良久。針對TN型反射型液晶顯示裝置,已記載於特開平10-123478號、國際公開98/48320號、專利第3022477號的各公報之中。針對用於反射型液晶顯示裝置之光學補償片材,已揭示於國際公開WO00/65384號。
本發明之纖維素體薄膜有利於作為具有ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell;軸向對稱向列微晶胞)模式之液晶胞的ASM型液晶顯示裝置之光學補償片材之支持體使用。ASM模式之液晶胞所具備之特徵為:藉由可調整位置之樹脂間隙物維持晶胞的厚度。其他之性質則相同於TN模式之液晶胞。針對ASM模式液晶胞與ASM型液晶顯示裝置,已揭示於Kume等人之論文(Kume et al.,SID 98 Digest 1089(1998))。
本發明的透明薄膜又可實施適用於硬塗薄膜、防眩薄膜、抗反射薄膜而為佳。其目的為了提升LCD、PDP、CRT、EL等的平板顯示器的視覺辨識性,可在本發明透明薄膜的單面或兩面上賦予硬塗層、防眩層、抗反射層中的任一者或者全部。此等防眩薄膜、抗反射薄膜所期望的實施態樣,係已詳細記載於發明協會公開技報公技號碼2001-1745號(2001年3月15日發行、發明協會)的第54頁~57頁,較佳係使用本發明的透明薄膜。
以下係列舉實施例以進一步具體說明本發明。以下的實施例所示之材料、試藥、比例、操作等可在不脫出本發明精神之範圍做適宜變更。因此,本發明的範圍係不受以下所示之具體例所限制。
使用醯化纖維素為本發明透明薄膜的原料。
將下述的組成物投入混合槽,攪拌、溶解各成分,以調製醯化纖維素溶液。此外,醯化纖維素係使用醯化度不同的三種(Ac:OH=2.86:0.14)、(Ac:OH=2.92:0.08)、(Ac:Pro:OH=1.9:0.8:0.3)。
(括弧内,Ac係表示乙醯基取代基、Pro係表示丙醯基取代基、OH係表示未經取代的羥基,比率為醯化度的比率)
乙酸纖維素 100.0質量份二氯甲烷(第1溶劑) 402.0質量份甲醇(第2溶劑) 60.0質量份
將20質量份的平均粒徑16nm的二氧化矽粒子(AEROSILR972、日本Aerosil(股)製)、甲醇80質量份適當攪拌30分鐘加以攪拌混合,形成二氧化矽粒子分散液。將該分散液以及下述的組成物一併投入分散機,然後攪拌30分鐘以上,溶解各成分,以調製消光劑溶液。
平均粒徑16nm的二氧化矽粒子分散液 10.0質量份二氯甲烷(第1溶劑) 76.3質量份甲醇(第2溶劑) 3.4質量份醯化纖維素溶液 10.3質量份
將下述的組成物投入混合槽,邊加熱邊攪拌,溶解各成分,以調製添加劑溶液。關於降低光學異方向性(Re、Rth)之化合物及波長分散調整劑係使用下述表1所示者。
降低光學異方向性之化合物 49.3質量份波長分散調整劑 7.6質量份二氯甲烷(第1溶劑) 58.4質量份甲醇(第2溶劑) 8.7質量份醯化纖維素溶液 12.8質量份
將上述醯化纖維素溶液94.6質量份、消光劑溶液1.3質量份、添加劑溶液4.1質量份分別過濾後、混合,利用帶式流延機加以流延。以上述組成降低光學異方向性之化合物及相對於波長分散調整劑的醯化纖維素之質量比係各別為12%、1.2%。以殘留溶劑量30%將薄膜從輸送帶上剝離下來,用140℃乾燥40分鐘,以製造醯化纖維素薄膜。製造出來的醯化纖維素薄膜之殘留溶劑量為0.2%、膜厚為80μm。
除了不使用上述實施例1中所使用的降低光學異方向性之化合物及波長分散調整劑以外,與實施例1同樣地進行,以製作比較試料001。
同樣地,除了改使用醯化纖維素中所使用的可塑劑之TPP(磷酸三苯酯)取代降低光學異方向性之化合物以外,與實施例同樣地進行,以製作比較試料002。
又薄膜製作的配方相同,但是僅增強關於搬送薄膜之際機械方向的張力,來製作比較試料003。
進行上述實施例1所製作的本發明試料及比較試料的評價結果係如表1~3所示。根據上述,本發明的透明薄膜已知係Re、Rth(表1)小,且拉伸彈性率、貯藏彈性率、光彈性係數(表2)、及在高濕度或高溫的尺寸變化率(表3)全部在機械方向及與其垂直方向的縱橫比係大略為1。
將實施例1所得之本發明透明薄膜進行偏光板加工,如下述般封裝至液晶顯示裝置面板時,進行同樣的偏光板評價。
將本發明的透明薄膜試料101在55℃下浸漬於1.5規定的氫氧化鈉水溶液2分鐘。在室溫的水洗浴槽中洗浄,於30℃下使用0.1規定的硫酸加以中和。再度在室溫的水洗浴槽中洗浄,然後以100℃的溫風加以乾燥。如此來皂化透明薄膜的表面。
接著,將厚度80μm的輥狀聚乙烯醇薄膜於碘水溶液中連續延伸5倍、乾燥,得到厚度20μm的偏光膜。聚乙烯醇(可樂麗製造的PVA-117H)3%水溶液作為接著劑,準備2片上述皂化的透明薄膜試料101以偏光膜為中間來貼合,藉由兩面為透明薄膜101,以得到被保護的偏光板。此時兩側的透明薄膜試料101之遲相軸係貼附成平行於偏光膜的透過軸,來製作偏光板101。透明薄膜試料102~105及比較試料001~003亦同樣地來製作偏光板,以下此等偏光板係稱為偏光板102~105、001~003。偏光板101~105均具有充分的偏光度。
將上述所製作的偏光板試料101~105及比較試料所成之偏光板試料001~003切出20cm×30cm,將其透過黏著劑固定至玻璃板,於60℃90%RH的高濕度下放置500小時。將其回復至常溫常濕度條件後,以另一片的偏光板為正交尼科耳,檢測在偏光板試料的鏡框(從試料的邊緣至1cm之處)的漏光。結果席如表4所示。本發明透明薄膜所成之偏光板101~105係較比較試料所成之偏光板001~003的漏光要少,又見不到色味變化而為優異。
製作第1圖所示構成的IPS模式之液晶顯示裝置。具體而言,將在一對基板16及18之間封入液晶性分子17所製作的液晶胞,配置於一對偏光膜11a及11b之間。在液晶胞與下側偏光膜11b之間,配置本發明的透明薄膜19,在液晶胞與上側偏光膜11a之間,配置第一光學補償薄膜15及第二光學補償薄膜13。此外,偏光膜的透過軸12a、12b與第一光學補償薄膜的遲相軸15a的關係,係記載於各自的實施例説明中。又,第1圖中係描述各構件作為方便上、獨立的構件,使各構件與其他構件一體化後,例如,將透明薄膜19與作為保護薄膜之偏光膜11b一體化後,組裝入裝置中之情形。
以下,係就各構件的製作方法詳細説明。
在一片玻璃基板上,設置鄰接電極間的距離為20μm的電極,其上設置作為配向膜之聚醯亞胺膜,進行摩擦處理。其他準備的一片玻璃基板之一方表面上設置聚醯亞胺膜,進行摩擦處理成為配向膜。二片的玻璃基板係使配向膜之間為對向,基板之間隔(間隙;d)為3.9μm,使二片玻璃基板的摩擦方向成平行般重複貼合,接著封入折射率異方向性(△n)為0.0769及介電率異方向性(△ε)為正的4.5之向列液晶組成物。液晶層的d.△n之值為300nm。
本實施例係使透明薄膜19與下側偏光膜11b一體化。即,下側偏光板係使用由實施例1的透明薄膜試料101~105所製作的偏光板101~105、由比較例試料001~002所製作的偏光板001~002。
藉由將Fujitac TD80UF(富士寫真照相(股)製)在150℃下15%縱向單軸延伸,製作光學補償薄膜13。該薄膜的光學特性係Re=5nm、Rth=70nm。
皂化上述所製作的第二光學補償薄膜的表面後,以線材棒塗布機於該薄膜上,將下述組成之配向膜塗布液塗布成20ml/m2
。以60度的溫風乾燥60秒、然後以100度的溫風乾燥120秒,以形成膜。接著,在所形成的膜上,以與薄膜的遲相軸方向成平行之方向施加摩擦處理,以形成配向膜。
下述的改質聚乙烯醇 10質量份水 371質量份甲醇 119質量份戊二醛 0.5質量份氟化四甲銨 0.3質量份
接著,將下述的碟狀液晶性化合物1.8g、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360、大阪有機化學(股)製)0.2g、光聚合起始劑(Irgacure-907、Ciba Geigy社製)0.06g、增感劑(Kayacure DETX、日本化藥(股)製)0.02g、下述的氟系聚合物(空氣界面側垂直配向劑)0.01g溶解於3.9g的甲基乙基酮之溶液,以#5的線材棒塗布至配向膜上。將其貼附至金屬框,在125度的恒溫槽中加熱3分鐘,使碟狀液晶化合物配向。接著,在100度利用120W/cm高壓水銀燈,照射30秒鐘UV,使碟狀液晶化合物交聯。之後,放冷至室溫。如此在第二光學補償薄膜上,製作形成第一光學補償薄膜之相位差膜2。
氟聚合物(空氣界面側垂直配向劑)
測定上述所製作相位差膜2的Re光入射角度依存性,藉由減去預先測定的第二光學補償薄膜的貢獻部分,算出僅有碟狀液晶相位差層(第一光學補償薄膜)的光學特性之處,Re為110nm、Rth為-55nm、液晶的平均傾斜角為89.9°、確認碟狀液晶對薄膜面成垂直配向。此外,遲相軸的方向係與配向膜的摩擦方向成平行。
接著,使碘吸附至經延伸的聚乙烯醇薄膜,以製作上側偏光膜11a。其係利用聚乙烯醇系接著劑,將乙酸纖維素薄膜(Fujitac TD80UF、富士寫真照相(股)製)貼附至該偏光膜的另一方表面上。之後,在偏光膜11a的另一表面上,貼合相位差膜2使第二光學補償薄膜13在偏光膜11a側般,製作與光學補償層成一體化之上側偏光板。
再者,在上側偏光板,貼合上述製作的IPS模式晶胞,使第一光學補償薄膜側在液晶胞側。此處,第一光學補償薄膜15的遲相軸15a及IPS模式液晶胞的配向膜之摩擦方向,係與上側偏光膜11a的透過軸12a成平行。接著,貼合上述所製作的下側偏光板,使其偏光膜11b的透過軸12b與上側偏光膜11a的透過軸12a成直交,以製作液晶顯示裝置。
在如此製作的液晶顯示裝置中,測定從左斜向方向60°觀察之際的漏光。結果係如表4所示。使用本發明透明薄膜之情形,相對於比較例係全部漏光少,且已知本發明的透明薄膜係液晶顯示裝置的對比(漏光少)、色味顯示的視角特性優異。
利用本發明的透明薄膜試料,按照特開2003-315541號公報的實施例1中記載之方法,製作光學補償薄膜試料。將由2,2’-雙(3,4-二羰基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)與2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺聯苯基(TFMB)所合成的、質量平均分子量(Mw)7萬、△n為約0.04的聚醯亞胺,於溶劑中使用環己酮調製成25wt%的溶液,塗布至實施例1所製作的本發明透明薄膜試料103(厚度80μm)上。之後,於100℃經10分鐘熱處理後,藉由在160℃進行15%縱向單軸延伸,以得到使厚度6μm的聚醯亞胺薄膜塗布至本發明透明薄膜之光學補償薄膜103。該光學補償薄膜103的光學特性,Re=72nm、Rth=220nm、配向軸的偏移角度在±0.3度以内,且為具有nx>ny>nz的雙折射層之光學補償薄膜。
實施例1所製作的其他本發明透明薄膜試料101、102、104、105亦進行同樣地步驟,以得到光學補償薄膜101、102、104、105。
除了取代上述的透明薄膜試料103、改以塗布比較薄膜試料001(厚度80μm)以外,經由同樣的操作,以得到厚度6μm的聚醯亞胺薄膜塗布至比較薄膜試料001的透明薄膜之光學補償薄膜001。該光學補償薄膜001的光學特性係Re=75nm、Rth=280nm。
其他比較薄膜試料002、003亦進行同樣地步驟,以得到光學補償薄膜002、003。
將上述實施例4及比較例所得的光學補償薄膜101~105、001~003的未塗布聚醯亞胺薄膜之側進行鹼皂化處理,藉由利用經延伸的聚乙烯醇中吸附碘之偏光子與聚乙烯醇系接著劑進行接著,使其直接貼合。此時光學補償薄膜的nx方向與偏光板的吸收軸貼合成直交。以黏著劑使彼等光學補償薄膜如在液晶胞側般的貼合至VA液晶面板的下側。此外,液晶胞的相反側(上側)中係如偏光板的吸收軸彼此成直交般,透過黏著劑僅將市售偏光板貼合至VA液晶面板。在如上述般所得的液晶顯示裝置中,測定從斜向方向觀察之際的漏光。測定對比(漏光少)的視角特性之處,使用由實施例1所得的本發明透明薄膜試料101~105而得之光學補償薄膜101~105者,相較於使用由比較試料001~003所得之光學補償薄膜001~003者,其係即使在左右上下亦具有優異的視角。因此,可知本發明的透明薄膜係作為VA用的相位差薄膜使用之際亦為優異者。結果係如表4所示。
此外,視角特性的評價係如以下般來進行。
○:左右上下的對比優異△:有少許漏光,對比稍微變差×:因漏光而對比變差
將上述的透明薄膜試料001~003、101~105於55℃下,在1.5mol/L的氫氧化鈉水溶液中浸漬2分鐘。在室溫的水洗浴槽中洗浄,於30℃下使用0.1mol/L的硫酸來加以中和。再度在室溫的水洗浴槽中洗浄,然後再以100℃的溫風加以乾燥。如此以表面處理透明薄膜的表面。
將厚度80μm的輥狀聚乙烯醇薄膜於碘水溶液中連續延伸5倍,經由乾燥,得到厚度25μm的偏光子。厚度25μm偏光子的延伸方向之拉伸彈性率為12.7×109
N/m2
、延伸方向與垂直方向的拉伸彈性率為6.1×109
N/m2
。
在厚度25μm偏光子的兩面,使用上述經表面處理的透明薄膜試料001~003、101~105作為保護膜,利用聚乙烯醇系接著劑,貼合構成如表5所示,以製作碘系偏光板(表側的偏光板、裏側的偏光板)。
在使用厚度0.5mm玻璃基板之26吋(橫長邊58cm、縱短邊35cm)尺寸的IPS型液晶胞的表側及裏側,透過丙烯酸系黏著劑如表5所示構成,製作使偏光板與基板連接般貼合之液晶面板,將該液晶面板組裝至筐體內且製作液晶顯示裝置(本發明例1~6、比較例1)。此時使用的接著劑、黏著劑的拉伸彈性率係長邊方向、短邊方向幾乎沒有差,又事先已確認對於其他構件,可無視於拉伸彈性率之值的大小。
此處,本發明例1~4、6中,構成表側的積層體之偏光板的偏光子吸收軸、構成表側的積層體之保護膜的機械搬送方向、及面板的短邊方向係為平行般,構成裏側的積層體之偏光板的偏光子吸收軸與構成裏側的積層體之保護膜的機械搬送方向係為平行般,構成表側的積層體之偏光板的吸收軸與構成裏側的積層體之偏光板的吸收軸係成直交般,來配置各構件。該配置在表5中係表示成「逆」配置。
又本發明例5及比較例的液晶顯示裝置中,構成表側的積層體之偏光板的偏光子吸收軸、構成表側的積層體之保護膜的機械搬送方向、及面板的長邊方向係成平行般,構成裏側的積層體之偏光板的偏光子吸收軸與構成裏側的積層體之保護膜的機械搬送方向係成平行般,構成表側的積層體之偏光板的吸收軸與構成裏側的積層體之偏光板的吸收軸係成直交般,來配置各構件。該配置在表5中係表示成「順」配置。
(3)根據液晶顯示裝置之濕熱處理的評價將做成的液晶顯示裝置放置於溫度60℃、相對濕度90%的環境下48小時。處理後,就這樣移至溫度25℃、相對濕度60%的環境。投入電源,以目視觀察黑顯示狀態。接著,從液晶顯示裝置僅取出面板,測定從移至溫度25℃、相對濕度60%的環境下,經20分鐘時點的彎曲量。彎曲量w對於長邊方向的長度L之值為w/L(mm/mm),記載於表5。
根據表5,各層的拉伸彈性率與剖面積之積所示之物性值的總和係裏側積層體者大於表側積層體者之液晶顯示裝置(本發明例1~5),已知可抑制起因於濕熱處理的面板彎曲。此等液晶顯示裝置係全部均彎曲量小,在黑顯示狀態中,畫面的四角並未觀察到因不均狀漏光之「隅角不均」現象的顯示惡化。僅單側積層體使用本發明透明薄膜之本發明例2中,面板的彎曲係受到抑制,但是與表裏兩側的積層體均使用本發明透明薄膜之本發明1、3~6相比較,可觀察到若干的斜向漏光。
又,各層的拉伸彈性率與剖面積之積所示之物性值的總和係表側積層體者大於裏側積層體者之液晶顯示裝置中,在表裏兩側的積層體使用本發明透明薄膜之本發明例6中,亦與在表裏兩側的積層體使用比較例透明薄膜之比較例1同樣地,彎曲量w/L比0.01大,因為若干彎曲產生隅角不均,四角產生若干的漏光。此外,比較例1中,由於在表裏兩側的積層體使用比較例的透明薄膜之故,所以除了隅角不均之外,還可明顯觀察到斜向方向的漏光。
11a...上側偏光膜
11b...下側偏光膜
12a...上側偏光膜的透過軸
12b...下側偏光膜的透過軸
13...第二光學補償薄膜
15...第一光學補償薄膜
15a...第一光學補償薄膜的遲相軸
16...基板
17...液晶性分子
18...基板
16、17、18...液晶胞
19...本發明的透明薄膜
第1圖係為配置本發明透明薄膜19的IPS模式之液晶顯示裝置。
11a...上側偏光膜
11b...下側偏光膜
12a...上側偏光膜的透過軸
12b...下側偏光膜的透過軸
13...第二光學補償薄膜
15...第一光學補償薄膜
15a...第一光學補償薄膜的遲相軸
16...基板
17...液晶性分子
18...基板
16、17、18...液晶胞
19...本發明的透明薄膜
Claims (14)
- 一種透明薄膜,其特徵係含有作為聚合物原料之醯化纖維素且同時進一步含有降低薄膜膜厚方向之遲滯值Rth之化合物及降低薄膜之Rth之波長分散△Rth=|Rth(400) -Rth(700) |之波長分散調整劑,以及機械方向的拉伸彈性率為2.4×109 ~4.9×109 N/m2 、與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率為2.3×109 ~4.7×109 N/m2 ,且機械方向的拉伸彈性率/與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率之比為0.80~1.36,式(i)(ii)所示之薄膜面內的遲滯值Re(nm)及薄膜膜厚方向的遲滯值Rth(nm)係滿足式(iii)(iv),(i)Re=(nx-ny)×d(ii)Rth=((nx+ny)/2-nz)×d(iii)0≦Re≦20(iv)|Rth|≦25。
- 如申請專利範圍第1項之透明薄膜,其中機械方向的貯藏彈性率及與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率均為1.5×109 ~7.8×109 N/m2 ,且機械方向的貯藏彈性率/與機械方向成垂直方向的貯藏彈性率之比為0.80~1.20。
- 如申請專利範圍第1或2項之透明薄膜,其中機械方向的光彈性係數及與機械方向成垂直方向的光彈性係數均為5.0×10-11 m2 /N以下,且機械方向的光彈性係數/與機械方向成垂直方向的光彈性係數之比為0.80~1.20。
- 如申請專利範圍第1或2項之透明薄膜,其中60℃ 90% RH24小時後的尺寸變化率及90℃乾燥24小時後的尺寸變化率係在機械方向、與機械方向成垂直的方向兩者皆為±0.5%以下,且在任何情形下(機械方向的尺寸變化率)/(與機械方向成垂直方向的尺寸變化率)之比為0.3~2.5。
- 如申請專利範圍第1或2項之透明薄膜,其係含有醯化纖維素。
- 如申請專利範圍第1或2項之透明薄膜,其係含有至少一種降低薄膜膜厚方向的遲滯值Rth之化合物,該化合物係滿足下述式(v)、(vi)之範圍,(v)(Rth(A)-Rth(0))/A≦-1.0(vi)0.01≦A≦30其中,Rth(A):含有A%降低Rth的化合物之薄膜的Rth(nm)Rth(0):不含有降低Rth的化合物之薄膜的Rth(nm)A:薄膜原料聚合物的質量為100%時的化合物質量(%)。
- 如申請專利範圍第1項之透明薄膜,其△Rth調整劑係於200至400nm的紫外線領域具有吸收值之化合物。
- 一種光學補償薄膜,其特徵係在如申請專利範圍第1項之透明薄膜,設置滿足下述式(vii)之光學異方向性層,(vii)Re=0~200(nm)且|Rth|=0~300(nm)。
- 一種偏光板,其係使用至少一片的如申請專利範圍第1項之透明薄膜、或申請專利範圍第8項之光學補償薄膜, 作為偏光子的保護薄膜。
- 一種液晶顯示裝置,其係使用如申請專利範圍第1項之透明薄膜、申請專利範圍第8項之光學補償薄膜中任一者。
- 一種VA或IPS液晶顯示裝置,其係使用如申請專利範圍第1項之透明薄膜、如申請專利範圍第8項之光學補償薄膜中任一者。
- 一種液晶顯示裝置,其係具備有在玻璃或樹脂所成之基板封入液晶之液晶胞、含偏光板且設置於液晶胞表側之積層體、及具有含偏光板且設置於液晶胞裏側之積層體的面板,且表側為視覺辨識側之液晶顯示裝置,其中在表側的積層體及裏側的積層體中的至少一方含有如申請專利範圍第9項之偏光板,且滿足下述式(viii),(Viii)Σi (Efi ×Sfi )/Σj (Erj ×Srj )≦0.99[上式中,Efi 係表示構成表側積層體的第i號層之長邊方向的拉伸彈性率,Sfi 係表示構成表側積層體之第i號層的短邊為一邊的剖面積,Erj 係表示構成基板裏側積層體的第j號層之長邊方向的拉伸彈性率,Srj 係表示構成基板裏側積層體的第j號層的短邊為一邊之剖面積]。
- 如申請專利範圍第12項之液晶顯示裝置,其中於溫度60℃、相對濕度90%經時48小時後,在移至溫度25℃相對濕度60%的環境下20分鐘後的時點中,該面板的彎曲量w(mm)相對於該面板長邊方向的長度L(mm),係滿足w/L≦0.01。
- 一種透明薄膜,其特徵係含有作為聚合物原料之醯化纖維素且同時進一步含有降低薄膜膜厚方向之遲滯值Rth之化合物及降低薄膜之Rth之波長分散△Rth=|Rth(400) -Rth(700) |之波長分散調整劑,多分散性指數Mw/Mn為2.0至4.0,機械方向的拉伸彈性率為2.4×109 ~4.9×109 N/m2 、與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率為2.3×109 ~4.7×109 N/m2 ,且機械方向的拉伸彈性率/與機械方向成垂直方向的拉伸彈性率之比為0.80~1.36,式(i)(ii)所示之薄膜面內的遲滯值Re(nm)及薄膜膜厚方向的遲滯值Rth(nm)係滿足式(iii)(iv),(i)Re=(nx-ny)×d(ii)Rth=((nx+ny)/2-nz)×d(iii)0≦Re≦20(iv)|Rth|≦25。
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