JP2011141313A - 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置 - Google Patents

光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011141313A
JP2011141313A JP2010000359A JP2010000359A JP2011141313A JP 2011141313 A JP2011141313 A JP 2011141313A JP 2010000359 A JP2010000359 A JP 2010000359A JP 2010000359 A JP2010000359 A JP 2010000359A JP 2011141313 A JP2011141313 A JP 2011141313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
optical film
group
formula
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010000359A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5446881B2 (ja
Inventor
Takashi Suzuki
隆嗣 鈴木
Kiyoshi Fukusaka
潔 福坂
Hiroyoshi Kiuchi
宏佳 木内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2010000359A priority Critical patent/JP5446881B2/ja
Publication of JP2011141313A publication Critical patent/JP2011141313A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5446881B2 publication Critical patent/JP5446881B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

【課題】リターデーションの発現性が良好で、液晶表示装置のカラーシフトが抑えられ、湿度変動による光学特性に対する影響が小さく、且つ偏光子との接着性が良好な光学フィルム、及び該光学フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】下記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸の少なくとも2種以上のモノマーから得られる共重合体(A)と、総アシル基置換度が2.0〜2.8であるセルロースエステル(B)とを、(A):(B)=5:95〜90:10の質量比で含有することを特徴とする光学フィルム。
一般式(1) CH=CH−O−R
(式中、Rはアルキル基またはシクロアルキル基を表す。)
【選択図】なし

Description

本発明は、光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置には、液晶セルの複屈折による位相差を補償するための光学フィルム(以下、単に位相差フィルムと称する。)が広く用いられている。これまで、様々な構成の位相差フィルムが提案されてきたが、透明樹脂を延伸により配向させて得られる延伸フィルムが広く用いられてきた。当該延伸フィルムとしては、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂などからなるフィルムが挙げられる。
また、位相差フィルムの望ましい物性の一つとして、短波長ほど位相差値が小さい特性(逆波長分散特性ともいう。)がある。これは、画面を斜め方向から見た際に、黒表示部分が赤みがかったり青みがかったりする、いわゆるカラーシフトを抑えるためである。例えば、セルロースエステルを主成分とする高分子フィルムの延伸フィルム(特許文献1)や、フルオレン骨格を有するポリカーボネート共重合体を主成分とする高分子フィルムの延伸フィルム(特許文献2)などが挙げられる。
しかしながら、上記高分子フィルムの延伸フィルムは、光弾性係数の絶対値が大きいために、歪によって位相差値にずれやムラが生じやすく、液晶表示装置に用いた際に、均一な表示が得られないという問題があった。また、リターデーションの発現性が不十分であり、液晶表示装置に用いた際の視野角が狭いという問題があった。
一方、環状オレフィン樹脂フィルムは光弾性係数が小さく、歪による位相差値のずれやムラが生じにくいが、波長分散特性が略フラット(波長によらずほぼ同じ位相差を示す)であるため、カラーシフトが抑えられない。また、吸湿性が低く、湿度変動に対して安定であるが、反面、偏光子であるポリビニルアルコールとの接着性が不十分であるという問題があった。
更には、ビニルエーテルと無水マレイン酸の共重合体からなる光学フィルムが知られている(特許文献3)。しかしながら、該フィルムは光弾性係数が小さいが、短波長ほど位相差値が大きい特性を有しており、カラーシフトが抑えられない。また、偏光子であるポリビニルアルコールとの接着性が不十分であるという問題があった。
特開2001−091743号公報 特開2002−221622号公報 特開2009−109695号公報
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、リターデーションの発現性が良好で、液晶表示装置のカラーシフトが抑えられ、湿度変動による光学特性に対する影響が小さく、且つ偏光子との接着性が良好な光学フィルム、及び該光学フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
1.下記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸の少なくとも2種以上のモノマーから得られる共重合体(A)と、総アシル基置換度が2.0〜2.8であるセルロースエステル(B)とを、(A):(B)=5:95〜90:10の質量比で含有することを特徴とする光学フィルム。
一般式(1) CH=CH−O−R
(式中、Rはアルキル基またはシクロアルキル基を表す。)
2.前記セルロースエステル(B)が、セルロースアセテートプロピオネートであり、かつ、下記式(1)及び(2)の置換度を同時に満たすことを特徴とする前記1に記載の光学フィルム。
式(1) 2.1≦X+Y≦2.7
式(2) 0.5≦Y≦1.5
(式中、Xはアセチル基の置換度を示す。Yはプロピオニル基の置換度を示す。)
3.前記共重合体(A)と、セルロースエステル(B)とを、(A):(B)=20:80〜50:50の質量比で含有することを特徴とする前記1または2に記載の光学フィルム。
4.23℃、55%RHの環境下で、波長590nmの光に対して、下記式(I)で表されるリターデーションRoが20〜100nm、下記式(II)で表されるRthが70〜300nmであることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
式(I) Ro=(nx−ny)×d
式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(但し、nxは、光学フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表し、nyは光学フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し、nzは、光学フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し、d(nm)は光学フィルムの厚みを表す。)
5.波長480nmの光に対するリターデーションRoをRo(480)、波長630nmの光に対するリターデーションRoをRo(630)としたときに、下記式(III)を満たすことを特徴とする前記4に記載の光学フィルム。
式(III) 0.90≦Ro(480)/Ro(630)<1.00
6.前記1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルムを偏光子の少なくとも一方の面に有することを特徴とする偏光板。
7.前記6に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に有することを特徴とする液晶表示装置。
本発明により、リターデーションの発現性が良好で、液晶表示装置のカラーシフトが抑えられ、湿度変動による光学特性に対する影響が小さく、且つ偏光子との接着性が良好な光学フィルム、及び該光学フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置を提供することができた。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
本発明者らは、上記課題を解決するため、種々の構成の光学フィルムについて鋭意検討した結果、その詳しい理由は解明されていないが、前記一般式(1)で表されるビニルエーテル系モノマーと無水マレイン酸の少なくとも2種以上のモノマーから得られる共重合体(A)と、総アシル基置換度が特定の範囲内にあるセルロースエステル(B)とを、(A):(B)=5:95〜90:10の質量比で組み合わせたものを含有する光学フィルムを用いることにより、リターデーションの発現性が良好で、液晶表示装置のカラーシフトが抑えられ、湿度変動による光学特性に対する影響が小さく、且つ偏光子との接着性が良好な光学フィルムが得られることを見出した。又、得られた光学フィルムを用いることにより、光学特性と接着性と耐久性とが共に良好な偏光板及び液晶表示装置が得られることを見出し、本発明に至った次第である。
以下、本発明を詳細に説明する。
〔光学フィルム〕
本発明において、光学フィルムとは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等の各種表示装置に用いられる機能フィルムのことであり、詳しくは液晶表示装置用の偏光板保護フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム、ハードコートフィルム、防眩フィルム、帯電防止フィルム、視野角拡大等の位相差フィルム等を含む。
(一般式(1)で表されるモノマー)
前記一般式(1)において、Rはアルキル基またはシクロアルキル基を表す。
アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、iso−ペンチル基、2−エチル−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
シクロアルキル基として具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等が挙げられる。
これらの内、総炭素数6以下のアルキル基またはシクロアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
Rで表されるアルキル基またはシクロアルキル基は置換基を有していても良く、置換基として、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、iso−ペンチル基、2−エチル−ヘキシル基、オクチル基、デシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、複素環基(例えば、ピリジン基、フラン基、チオフェン基)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)、アルキルカルボニルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等)、カルボキシル基、アルキルカルボニルアミノ基(例えば、アセチルアミノ基等)、ウレイド基(例えば、メチルアミノカルボニルアミノ基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基等)、カルバモイル基(例えば、カルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N−モルホリノカルボニル基等)、スルファモイル基(スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、モルフォリノスルファモイル基等)、トリフルオロメチル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、アルキルスルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基等)、アルキルアミノ基(例えばアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等)、スルホ基、ホスフォノ基、サルファイト基、スルフィノ基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基(例えば、メタンスルホニルアミノカルボニル基、エタンスルホニルアミノカルボニル基等)、アルキルカルボニルアミノスルホニル基(例えば、アセトアミドスルホニル基、メトキシアセトアミドスルホニル基等)、アルキルアミノカルボニル基(例えば、アセトアミドカルボニル基、メトキシアセトアミドカルボニル基等)、アルキルスルフィニルアミノカルボニル基(例えば、メタンスルフィニルアミノカルボニル基、エタンスルフィニルアミノカルボニル基等)等が挙げられる。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なっていても良い。
〔共重合体(A)〕
本発明の共重合体(A)は、前記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸の少なくとも2種以上のモノマーを重合して得られるポリマーである。
本発明の共重合体(A)は、前記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸との交互共重合体であることが好ましいが、本発明の共重合体(A)には、前記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸以外に、必要に応じてエチレン性二重結合を有するモノマーを1種以上共重合させてもよい。エチレン性二重結合を有するモノマーとしては、前記一般式(1)で表されるモノマーや無水マレイン酸と共重合可能なモノマーであれば特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリル酸アミド類;酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン等のビニルモノマー類等が挙げられる。
前記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸の組成比は、各々モル比で20〜80%が好ましく、30〜70%がより好ましく、40〜60%が特に好ましい。必要に応じて添加されるモノマーは30%以下が好ましく、20%以下がより好ましい。また、本発明の共重合体の重量平均分子量は、高すぎると溶剤への溶解性が悪くなり、一方、低すぎると塗膜性が悪くなることから、1,000〜100,000の範囲が好ましく、5,000〜50,000の範囲がより好ましい。
本発明の共重合体を製造する際に、ラジカル重合反応に用いる重合開始剤としては、一般にラジカル発生剤として用いられているものであれば特に制限されないが、例えば2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、4,4′−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ化合物;ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クミルハイドロパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート等の有機過酸化物が挙げられる。これらの中で2,2′−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物が好ましい。
これらの重合開始剤は、2種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の使用量は、重合反応に用いる原料モノマーの種類や量、重合温度、重合溶媒等の重合条件により異なるので一概に決定することはできないが、一般に、原料モノマーの総量に対して0.1〜50モル%、好ましくは0.5〜20モル%、更に好ましくは、1.0〜10モル%の範囲である。
本発明の共重合体を製造する際の重合方法としては溶液重合が好ましく、反応は無溶媒で実施することも可能であるが、原料モノマー及び重合開始剤を適当な重合溶媒に溶解した状態でラジカル共重合させることが好ましい。重合溶媒は、原料モノマー、得られた共重合体及び重合開始剤を安定して溶解しうる溶媒であって、共重合反応を阻害しないものであれば特に制限されない。
重合溶媒の具体な例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;トルエン等の芳香族炭化水素類等を挙げることができ、これらの中でテトラヒドロフランが好ましい。これらの重合溶媒は2種以上を混合して用いてもよい。重合溶媒の使用量は、原料モノマーの総量100質量部に対して、通常20〜1000質量部の量で用いられる。
共重合の反応条件は特に制限されないが、一般に反応温度は40℃〜150℃の範囲が好ましく、40〜100℃程度がより好ましい。反応時間は重合温度に到達後3時間〜48時間程度が好ましい。また、重合反応は空気下で実施することも可能であるが、分子量、収率の面からアルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガス雰囲気下で実施することが好ましい。
上記反応により得られた共重合体は、重合反応液を貧溶媒に滴下して析出させ、減圧乾燥することにより、重合溶媒及び未反応モノマー、オリゴマー、重合開始剤及びこれらの反応残渣物等の不純物と分離することが可能である。貧溶媒は、得られた共重合体が溶解しない溶媒であれば特に制限されない。貧溶媒の具体的な例としては、水;メタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ヘキサン、ヘプタン等の飽和炭化水素類等を挙げることができる。
〔セルロースエステル(B)〕
本発明に用いられるセルロースエステルは、総アシル置換度が2.0〜2.8であることが特徴であり、更にセルロースエステルの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比Mw/Mnが1.0〜3.0であることが好ましい。
本発明に用いられるセルロースエステルは、セルロースの低級脂肪酸エステルであることが好ましい。セルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味し、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等や、特開平10−45804号公報、同8−231761号公報、米国特許第2,319,052号明細書等に記載されているようなセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等の混合脂肪酸エステルを用いることが出来る。上記記載の中でも、特に好ましく用いられるセルロースの低級脂肪酸エステルはセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートである。
最も好ましいセルロースの低級脂肪酸エステルはセルロースアセテートプロピオネートであり、好ましくはアセチル基の置換度をXとし、プロピオニル基の置換度をYとした時、下記式(1)及び(2)を同時に満たすセルロースエステルを含むセルロースエステルである。
式(1) 2.1≦X+Y≦2.7
式(2) 0.5≦Y≦1.5
アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在しているものである。これらは公知の方法で合成することが出来る。アセチル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96に準じて測定することが出来る。
総アシル置換度が小さい方が位相差を大きくし易いが、寸法変化、ヘイズ、吸水性が劣化し易くなる。総アシル置換度が大き過ぎると、位相差が発現し難くなる。
本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の値が1.0〜3.0であることが好ましい。より好ましくは1.0〜2.2の範囲である。Mw/Mnをこの範囲にすることで、セルロースエステルフィルムを延伸した時の位相差の発現性が向上し、延伸時の白濁などが改善される。また、陽電子消滅寿命法により求められる自由体積半径、全自由体積パラメータも向上する。Mw/Mnの値が1に近い方が分子量の分布が小さいため、ポリマー分子が配向しやすく、また空隙の少ない均質なフィルムになり易いためと考えられる。
セルロースエステルの平均分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて公知の方法で測定することが出来る。これらを用いて数平均分子量、重量平均分子量を算出し、その比(Mw/Mn)を計算することが出来る。
セルロースエステルの分子量は、数平均分子量(Mn)で60,000〜200,000のものが好ましく、70,000〜170,000のものが更に好ましい。セルロースエステルの分子量が大きいと、湿度によるリターデーション値の変化率が小さくなるが、分子量が大きすぎると、セルロースエステルの溶解液の粘度が高くなり過ぎ、生産性が低下する。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた数平均分子量、重量平均分子量の測定条件は以下の通りである。なお、測定条件の一例は以下の通りであるが、これに限られることはなく、同等の測定方法を用いることも可能である。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1,000,000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
セルロースエステルは綿花リンター、木材パルプ、ケナフ等を原料として合成されたセルロースエステルを単独或いは混合して用いることが出来る。特に綿花リンター(以下、単にリンターとすることがある)から合成されたセルロースエステルを単独或いは混合して用いることが好ましい。
本発明に用いられるセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステルは、公知の方法により製造することができる。具体的には特開平10−45804号公報に記載の方法を参考にして合成することができる。
本発明の光学フィルムにおいて、前記共重合体(A)と前記セルロースエステル(B)は、(A):(B)=5:95〜90:10の質量比で含有されるが、本発明の効果を高める為には(A):(B)=20:80〜50:50の質量比で含有されることがより好ましい。
前記共重合体(A)と前記セルロースエステル(B)の総質量は、光学フィルムの70〜100質量%が好ましく、90〜100質量%であることがより好ましい。
本発明の光学フィルムには、以下に説明する、糖エステル化合物、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、及び微粒子の少なくとも1つを添加しても良い。
(糖エステル化合物)
前記セルロースエステル系樹脂に加えられるポリエステル系樹脂として糖エステル化合物が挙げられる。
糖エステル化合物としては、例えば、ピラノース構造またはフラノース構造の少なくとも1種を1個以上12個以下有しその構造のOH基のすべてもしくは一部をエステル化したエステル化合物が挙げられる。
エステル化の割合としては、ピラノース構造またはフラノース構造内に存在するOH基の70%以上であることが好ましい。
前記糖エステル化合物の合成原料の糖の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、あるいはアラビノース、ラクトース、スクロース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオース、マルチトール、ラクチトール、ラクチュロース、セロビオース、マルトース、セロトリオース、マルトトリオース、ラフィノースあるいはケストース挙げられる。
この他、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオース、ゲンチオテトラオース、キシロトリオース、ガラクトシルスクロースなども挙げられる。
これらの化合物の中で、特にピラノース構造とフラノース構造を両方有する化合物が好ましい。
例としてはスクロース、ケストース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオースなどが好ましく、更に好ましくは、スクロースである。
前記ピラノース構造またはフラノース構造中のOH基のすべてもしくは一部をエステル化するのに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。用いられるカルボン酸は1種類でもよいし、2種以上の混合であってもよい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、オクテン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、酢酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基、アルコキシ基を導入した芳香族モノカルボン酸、ケイ皮酸、ベンジル酸、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができ、より、具体的には、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、γ−イソジュリル酸、ジュリル酸、メシト酸、α−イソジュリル酸、クミン酸、α−トルイル酸、ヒドロアトロパ酸、アトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、サリチル酸、o−アニス酸、m−アニス酸、p−アニス酸、クレオソート酸、o−ホモサリチル酸、m−ホモサリチル酸、p−ホモサリチル酸、o−ピロカテク酸、β−レソルシル酸、バニリン酸、イソバニリン酸、ベラトルム酸、o−ベラトルム酸、没食子酸、アサロン酸、マンデル酸、ホモアニス酸、ホモバニリン酸、ホモベラトルム酸、o−ホモベラトルム酸、フタロン酸、p−クマル酸を挙げることができるが、特に安息香酸が好ましい。
ピラノース構造単位またはフラノース構造単位の少なくとも1種を1〜12個を有する化合物として、オリゴ糖のエステル化合物を適用することができる。
オリゴ糖は、澱粉、ショ糖等にアミラーゼ等の酵素を作用させて製造されるもので、該オリゴ糖としては、例えば、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖が挙げられる。
以下に、糖エステル化合物の一例を下記に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
モノペットSB:第一工業製薬社製、モノペットSOA:第一工業製薬社製。
これらの糖エステル化合物の添加量としては、使用する樹脂に対して、0.5〜30質量%含むことが好ましく、特には、5〜20質量%含むことが好ましい。
(可塑剤)
本発明の光学フィルムは、可塑剤を含有させることができる。可塑剤としては特に限定されないが、好ましくは、多価カルボン酸エステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤及び多価アルコールエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、アクリル系可塑剤等から選択される。そのうち、可塑剤を2種以上用いる場合は、少なくとも1種は多価アルコールエステル系可塑剤であることが好ましい。
多価アルコールエステル系可塑剤は2価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなる可塑剤であり、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有することが好ましい。好ましくは2〜20価の脂肪族多価アルコールエステルである。
本発明に好ましく用いられる多価アルコールは次の一般式(a)で表される。
一般式(a) Ra−(OH)
(但し、Raはn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。)
好ましい多価アルコールの例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ガラクチトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、キシリトール等を挙げることができる。特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトールが好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。
好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を有する脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数は1〜20であることが更に好ましく、1〜10であることが特に好ましい。酢酸を含有させるとセルロースエステルとの相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基、メトキシ基或いはエトキシ基などのアルコキシ基を1〜3個を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に安息香酸が好ましい。
多価アルコールエステルの分子量は特に制限はないが、300〜1500であることが好ましく、350〜750であることが更に好ましい。分子量が大きい方が揮発し難くなるため好ましく、透湿性、セルロースエステルとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるカルボン酸は1種類でもよいし、2種以上の混合であってもよい。また、多価アルコール中のOH基は、全てエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。
グリコレート系可塑剤は特に限定されないが、アルキルフタリルアルキルグリコレート類が好ましく用いることができる。アルキルフタリルアルキルグリコレート類としては、例えばメチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等が挙げられる。
フタル酸エステル系可塑剤としては、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジシクロヘキシルテレフタレート等が挙げられる。
クエン酸エステル系可塑剤としては、クエン酸アセチルトリメチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル等が挙げられる。
脂肪酸エステル系可塑剤として、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。
リン酸エステル系可塑剤としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等が挙げられる。
多価カルボン酸エステル化合物としては、2価以上、好ましくは2価〜20価の多価カルボン酸とアルコールのエステルよりなる。また、脂肪族多価カルボン酸は2〜20価であることが好ましく、芳香族多価カルボン酸、脂環式多価カルボン酸の場合は3価〜20価であることが好ましい。
多価カルボン酸は次の一般式(b)で表される。
一般式(b) Rb(COOH)(OH)
(但し、Rbは(m+n)価の有機基、mは2以上、6以下の正の整数、nは0以上、4以下の整数、COOH基はカルボキシル基、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。)
好ましい多価カルボン酸の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸のような3価以上の芳香族多価カルボン酸またはその誘導体、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、テトラヒドロフタル酸のような脂肪族多価カルボン酸、酒石酸、タルトロン酸、リンゴ酸、クエン酸のようなオキシ多価カルボン酸などを好ましく用いることができる。特にオキシ多価カルボン酸を用いることが、保留性向上などの点で好ましい。
前記多価カルボン酸エステル化合物に用いられるアルコールとしては特に制限はなく公知のアルコール、フェノール類を用いることができる。例えば炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪族飽和アルコールまたは脂肪族不飽和アルコールを好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。また、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどの脂環式アルコールまたはその誘導体、ベンジルアルコール、シンナミルアルコールなどの芳香族アルコールまたはその誘導体なども好ましく用いることができる。
多価カルボン酸としてオキシ多価カルボン酸を用いる場合は、オキシ多価カルボン酸のアルコール性またはフェノール性の水酸基をモノカルボン酸を用いてエステル化しても良い。好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸などを挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸などの安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸などの2個以上の環をもつ芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
これらのモノカルボン酸のうち、特に酢酸、プロピオン酸、安息香酸であることが好ましい。
多価カルボン酸エステル化合物の分子量は特に制限はないが、分子量300〜1000の範囲であることが好ましく、350〜750の範囲であることが更に好ましい。保留性向上の点では大きい方が好ましく、透湿性、セルロースエステルとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
前記多価カルボン酸エステルに用いられるアルコール類は一種類でも良いし、二種以上の混合であっても良い。
前記多価カルボン酸エステル化合物の酸価は1mgKOH/g以下であることが好ましく、0.2mgKOH/g以下であることが更に好ましい。酸価を上記範囲にすることによってリターデーションの環境変動も抑制されるため好ましい。
〈酸価〉
酸価とは、試料1g中に含まれる酸(試料中に存在するカルボキシル基)を中和するために必要な水酸化カリウムのミリグラム数をいう。酸価はJIS K 0070に準拠して測定したものである。
特に好ましい多価カルボン酸エステル化合物の例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、トリエチルシトレート、トリブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート(ATEC)、アセチルトリブチルシトレート(ATBC)、ベンゾイルトリブチルシトレート、アセチルトリフェニルシトレート、アセチルトリベンジルシトレート、酒石酸ジブチル、酒石酸ジアセチルジブチル、トリメリット酸トリブチル、ピロメリット酸テトラブチル等が挙げられる。
ポリエステル系可塑剤は特に限定されないが、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有するポリエステル系可塑剤を用いることができる。ポリエステル系可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(c)で表せる芳香族末端エステル系可塑剤を用いることができる。
一般式(c)
B−COO−((G−O−)−CO−A−COO−)G−O−CO−B
(式中、Bはベンゼン環を表し他に置換基を有しても良い。Gは炭素数2〜12のアルキレン基または炭素数6〜12のアリーレン基または炭素数が4〜12のオキシアルキレン基、Aは炭素数2〜10のアルキレン基または炭素数4〜10のアリーレン基を表し、また、m、nは繰り返し単位を表す。)
一般式(c)の化合物は、BCOOHで表されるベンゼンモノカルボン酸基、HO−(G−O−)H(lは繰り返し単位を表す。)で表されるアルキレングリコール基またはオキシアルキレングリコール基またはアリールグリコール基、HOCO−A−COO−Hで表されるアルキレンジカルボン酸基またはアリールジカルボン酸基とから合成されるものであり、通常のポリエステル系可塑剤と同様の反応により得られる。
前記ポリエステル系可塑剤の原料のベンゼンモノカルボン酸成分としては、例えば、安息香酸、パラターシャリブチル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ1種または2種以上の混合物として使用することができる。
前記ポリエステル系可塑剤の原料のアルキレングリコール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、2−メチル1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロールペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル1,3−ペンタンジオール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール、2−メチル1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用される。特に炭素数2〜12のアルキレングリコールがセルロースエステルとの相溶性に優れているため、特に好ましい。
また、上記芳香族末端エステルの原料の炭素数4〜12のオキシアルキレングリコール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
芳香族末端エステルの原料の炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種または2種以上の混合物として使用される。炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等がある。
前記ポリエステル系可塑剤は、数平均分子量が、好ましくは300〜1500、より好ましくは400〜1000の範囲が好適である。また、その酸価は、0.5mgKOH/g以下、水酸基価は25mgKOH/g以下より好ましくは酸価は0.3mgKOH/g以下、水酸基価は15mgKOH/g以下のものである。
〈アクリル系重合体〉
本発明の光学フィルムは、可塑剤として(メタ)アクリル系重合体を含有することもできる。
該(メタ)アクリル系重合体は、芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下の重合体Yであることが好ましい。
(メタ)アクリル系重合体としては、少なくとも分子内に芳香環と水酸基を有しないエチレン性不飽和モノマーXと、分子内に芳香環を有さず水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーXとを共重合して得られた重量平均分子量3000以上30000以下の重合体X、及び芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下の重合体Yの混合物であることがさらに好ましい。
前記重合体Xは下記一般式(X)で示され、前記重合体Yは下記一般式(Y)で示されることがさらに好ましい。
一般式(X)
−[CH−C(R)(CO)−]−[CH−C(R)(CO−OH)−]−[X
一般式(Y)
−[CH−C(R)(CO−OH)−]−[Y
(式中、R、R、Rは、HまたはCHを表す。Rは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基を表す。R、Rは−CH−、−C−または−C−を表す。RはOH、Hまたは炭素数3以内のアルキル基を表す。Xは、X、Xに重合可能なモノマー単位を表す。Yは、Yに共重合可能なモノマー単位を表す。m、n、k、p及びqは、モル組成比を表す。ただしm≠0、n≠0、k≠0である。)
これらの可塑剤の添加量としては、使用する樹脂に対して、0.5〜30質量%含むことが好ましく、特には、5〜20質量%含むことが好ましい。
(紫外線吸収剤)
本発明の光学フィルムは、紫外線吸収剤を含有することもできる。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。
前記紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。
例えば、5−クロロ−2−(3,5−ジ−sec−ブチル−2−ヒドロキシルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、(2−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖および側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2,4−ベンジルオキシベンゾフェノン等があり、また、チヌビン109、チヌビン171、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン928等のチヌビン類があり、これらはいずれもチバ・ジャパン社製の市販品であり好ましく使用できる。
本発明で好ましく用いられる紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤であり、特に好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、である。
この他、1,3,5−トリアジン環を有する化合物等の円盤状化合物も紫外線吸収剤として好ましく用いられる。
前記光学フィルムは紫外線吸収剤を2種以上含有することが好ましい。また、紫外線吸収剤としては高分子紫外線吸収剤も好ましく用いることができ、特に特開平6−148430号記載のポリマータイプの紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
紫外線吸収剤の添加方法は、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコールやメチレンクロライド、酢酸メチル、アセトン、ジオキソラン等の有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒に紫外線吸収剤を溶解してからドープに添加するか、または直接ドープ組成中に添加してもよい。
無機粉体のように有機溶剤に溶解しないものは、有機溶剤とセルロースエステル中にディゾルバーやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。
紫外線吸収剤の使用量は、紫外線吸収剤の種類、使用条件等により一様ではないが、偏光板保護フィルムの乾燥膜厚が30〜200μmの場合は、偏光板保護フィルムに対して0.5〜10質量%が好ましく、0.6〜4質量%が更に好ましい。
(酸化防止剤)
酸化防止剤は劣化防止剤ともいわれる。高湿高温の状態に液晶画像表示装置などが置かれた場合には、光学フィルムの劣化が起こる場合がある。
酸化防止剤は、例えば、光学フィルム中の残留溶媒量のハロゲンやリン酸系可塑剤のリン酸等により光学フィルムが分解するのを遅らせたり、防いだりする役割を有するので、本発明の光学フィルム中に含有させるのが好ましい。
このような酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられ、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N′−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等を挙げることができる。
特に、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が好ましい。また、例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。
これらの化合物の添加量は、使用する樹脂に対して質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmが更に好ましい。
(微粒子)
本発明の光学フィルムは、微粒子を含有することが好ましい。
該微粒子としては、無機化合物の例として、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムおよびリン酸カルシウムを挙げることができる。また、有機化合物の微粒子も好ましく使用することができる。有機化合物の例としてはポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプピルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレンカーボネート、アクリルスチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリオレフィン系粉末、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはポリ弗化エチレン系樹脂、澱粉等の有機高分子化合物の粉砕分級物もあげられる。あるいは又懸濁重合法で合成した高分子化合物、スプレードライ法あるいは分散法等により球型にした高分子化合物、または無機化合物を用いることができる。
微粒子は珪素を含むものが濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。
微粒子の一次粒子の平均粒径は5〜400nmが好ましく、更に好ましいのは10〜300nmである。
これらは主に粒径0.05〜0.3μmの二次凝集体として含有されていてもよく、平均粒径100〜400nmの粒子であれば凝集せずに一次粒子として含まれていることも好ましい。
偏光板保護フィルム中のこれらの微粒子の含有量は0.01〜1質量%であることが好ましく、特に0.05〜0.5質量%が好ましい。共流延法による多層構成の偏光板保護フィルムの場合は、表面にこの添加量の微粒子を含有することが好ましい。
二酸化珪素の微粒子は、例えば、アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976およびR811(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂およびアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120および同240(以上東芝シリコーン(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
これらの中でもアエロジル200V、アエロジルR972Vが偏光板保護フィルムの濁度を低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましく用いられる。前記偏光板保護フィルムにおいては、少なくとも一方の面の動摩擦係数が0.2〜1.0であることが好ましい。
各種添加剤は製膜前の樹脂含有溶液であるドープにバッチ添加してもよいし、添加剤溶解液を別途用意してインライン添加してもよい。特に微粒子はろ過材への負荷を減らすために、一部または全量をインライン添加することが好ましい。
添加剤溶解液をインライン添加する場合は、ドープとの混合性をよくするため、少量の樹脂を溶解するのが好ましい。好ましい樹脂の量は、溶剤100質量部に対して1〜10質量部で、より好ましくは、3〜5質量部である。
本発明においてインライン添加、混合を行うためには、例えば、スタチックミキサー(東レエンジニアリング製)、SWJ(東レ静止型管内混合器 Hi−Mixer)等のインラインミキサー等が好ましく用いられる。
〔製造方法〕
次に、本発明の光学フィルムの製造方法について説明する。
本発明の光学フィルムは、溶液流延法で製造されたフィルムであっても溶融流延法で製造されたフィルムであっても好ましく用いることができる。
前記光学フィルムの製造は、樹脂及び添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する工程、ドープを無限に移行する無端の金属支持体上に流延する工程、流延したドープをウェブとして乾燥する工程、金属支持体から剥離する工程、延伸または幅保持する工程、更に乾燥する工程、仕上がったフィルムを巻取る工程により行われる。
ドープを調製する工程について述べる。ドープ中の樹脂濃度は、濃い方が金属支持体に流延した後の乾燥負荷が低減できて好ましいが、樹脂の濃度が濃過ぎると濾過時の負荷が増えて、濾過精度が悪くなる。これらを両立する濃度としては、10〜35質量%が好ましく、更に好ましくは、15〜25質量%である。
ドープで用いられる溶剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよいが、樹脂の良溶剤と貧溶剤を混合して使用することが生産効率の点で好ましく、良溶剤が多い方が樹脂の溶解性の点で好ましい。良溶剤と貧溶剤の混合比率の好ましい範囲は、良溶剤が70〜98質量%であり、貧溶剤が2〜30質量%である。良溶剤、貧溶剤とは、使用する樹脂を単独で溶解するものを良溶剤、単独で膨潤するかまたは溶解しないものを貧溶剤と定義している。例えば、セルロースエステルを樹脂として用いた場合、平均酢化度(アセチル基置換度)によっては、良溶剤、貧溶剤が変わり、例えばアセトンを溶剤として用いる時には、セルロースの酢酸エステル(アセチル基置換度2.4)、セルロースアセテートプロピオネートでは良溶剤になり、セルロースの酢酸エステル(アセチル基置換度2.8)では貧溶剤となる。
前記良溶剤は特に限定されないが、メチレンクロライド等の有機ハロゲン化合物やジオキソラン類、アセトン、酢酸メチル、アセト酢酸メチル等が挙げられる。特に好ましくはメチレンクロライドまたは酢酸メチルが挙げられる。
また、前記貧溶剤は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−ブタノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン等が好ましく用いられる。また、ドープ中には水が0.01〜2質量%含有していることが好ましい。また、樹脂の溶解に用いられる溶媒は、フィルム製膜工程で乾燥によりフィルムから除去された溶媒を回収し、これを再利用して用いられる。回収溶剤中に、樹脂に添加されている添加剤、例えば可塑剤、紫外線吸収剤、ポリマー、モノマー成分などが微量含有されていることもあるが、これらが含まれていても好ましく再利用することができるし、必要であれば精製して再利用することもできる。
上記記載のドープを調製する時の、樹脂の溶解方法としては、一般的な方法を用いることができる。加熱と加圧を組み合わせると常圧における沸点以上に加熱できる。溶剤の常圧での沸点以上でかつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら攪拌溶解すると、ゲルやママコと呼ばれる塊状未溶解物の発生を防止するため好ましい。また、樹脂を貧溶剤と混合して湿潤或いは膨潤させた後、更に良溶剤を添加して溶解する方法も好ましく用いられる。
加圧は窒素ガス等の不活性気体を圧入する方法や、加熱によって溶剤の蒸気圧を発現させる方法によって行ってもよい。加熱は外部から行うことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易で好ましい。
溶剤を添加しての加熱温度は、高い方が樹脂の溶解性の観点から好ましいが、加熱温度が高過ぎると必要とされる圧力が大きくなり生産性が悪くなる。好ましい加熱温度は45〜120℃であり、60〜110℃がより好ましく、70℃〜105℃が更に好ましい。また、圧力は設定温度で溶剤が沸騰しないように調整される。
もしくは冷却溶解法も好ましく用いられ、例えば、酢酸メチルなどの溶媒にセルロースエステル等を溶解させることができる。
次に、この樹脂を溶解した溶液を濾紙等の適当な濾過材を用いて濾過する。濾過材としては、不溶物等を除去するために絶対濾過精度が小さい方が好ましいが、絶対濾過精度が小さ過ぎると濾過材の目詰まりが発生し易いという問題がある。このため絶対濾過精度0.008mm以下の濾材が好ましく、0.001〜0.008mmの濾材がより好ましく、0.003〜0.006mmの濾材が更に好ましい。
濾材の材質は特に制限はなく、通常の濾材を使用することができるが、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)等のプラスチック製の濾材や、ステンレススティール等の金属製の濾材が繊維の脱落等がなく好ましい。濾過により、原料の樹脂に含まれていた不純物、特に輝点異物を除去、低減することが好ましい。
輝点異物とは、2枚の偏光板をクロスニコル状態にして配置し、その間に光学フィルム等を置き、一方の偏光板の側から光を当てて、他方の偏光板の側から観察した時に反対側からの光が漏れて見える点(異物)のことであり、径が0.01mm以上である輝点数が200個/cm以下であることが好ましい。より好ましくは100個/cm以下であり、更に好ましくは50個/m以下であり、更に好ましくは0〜10個/cm以下である。また、0.01mm以下の輝点も少ない方が好ましい。
ドープの濾過は通常の方法で行うことができるが、溶剤の常圧での沸点以上で、かつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら濾過する方法が、濾過前後の濾圧の差(差圧という)の発現が小さく、好ましい。好ましい温度は45〜120℃であり、45〜70℃がより好ましく、45〜55℃であることが更に好ましい。
濾圧は小さい方が好ましい。濾圧は1.6MPa以下であることが好ましく、1.2MPa以下であることがより好ましく、1.0MPa以下であることが更に好ましい。
ここで、ドープの流延について説明する。
流延(キャスト)工程における金属支持体は、表面を鏡面仕上げしたものが好ましく、金属支持体としては、ステンレススティールベルトもしくは鋳物で表面をメッキ仕上げしたドラムが好ましく用いられる。キャストの幅は1〜4mとすることができる。流延工程の金属支持体の表面温度は−50℃〜溶剤の沸点未満の温度で、温度が高い方がウェブの乾燥速度が速くできるので好ましいが、余り高過ぎるとウェブが発泡したり、平面性が劣化する場合がある。好ましい支持体温度は0〜40℃であり、5〜30℃が更に好ましい。或いは、冷却することによってウェブをゲル化させて残留溶媒を多く含んだ状態でドラムから剥離することも好ましい方法である。金属支持体の温度を制御する方法は特に制限されないが、温風または冷風を吹きかける方法や、温水を金属支持体の裏側に接触させる方法がある。温水を用いる方が熱の伝達が効率的に行われるため、金属支持体の温度が一定になるまでの時間が短く好ましい。温風を用いる場合は目的の温度よりも高い温度の風を使う場合がある。
光学フィルムが良好な平面性を示すためには、金属支持体からウェブを剥離する際の残留溶媒量は10〜150質量%が好ましく、更に好ましくは20〜40質量%または60〜130質量%であり、特に好ましくは、20〜30質量%または70〜120質量%である。
本発明においては、残留溶媒量は下記式で定義される。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
尚、Mはウェブまたはフィルムを製造中または製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
また、光学フィルムの乾燥工程においては、ウェブを金属支持体より剥離し、更に乾燥し、残留溶媒量を1質量%以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、特に好ましくは0〜0.01質量%以下である。
フィルム乾燥工程では一般にロール乾燥方式(上下に配置した多数のロールにウェブを交互に通し乾燥させる方式)やテンター方式でウェブを搬送させながら乾燥する方式が採られる。
前記光学フィルムを作製するためには、ウェブの両端をクリップ等で把持するテンター方式で幅方向(横方向)に延伸を行うことが特に好ましい。剥離張力は300N/m以下で剥離することが好ましい。
ウェブを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行うことができるが、簡便さの点から熱風で行うことが好ましい。
ウェブの乾燥工程における乾燥温度は40〜200℃で段階的に高くしていくことが好ましい。
光学フィルムの膜厚は、特に限定はされないが10〜200μmが用いられる。特に膜厚は10〜100μmであることが特に好ましい。更に好ましくは20〜60μmである。
前記光学フィルムは、幅1〜4mのものが用いられる。特に幅1.4〜4mのものが好ましく用いられ、特に好ましくは1.6〜3mである。4mを超えると搬送が困難となる。
〔延伸操作、屈折率制御〕
本発明の光学フィルムを製造する工程において、延伸操作により屈折率制御、即ちリターデーションの制御を行うことが好ましい。
例えばフィルムの長手方向(製膜方向)及びそれとフィルム面内で直交する方向、即ち幅手方向に対して、逐次または同時に二軸延伸もしくは一軸延伸することができる。同時二軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方の張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。
互いに直交する二軸方向の延伸倍率は、それぞれ最終的には流延方向に0.8〜1.5倍、幅方向に1.1〜2.5倍の範囲とすることが好ましく、流延方向に0.9〜1.0倍、幅方向に1.2〜2.0倍に範囲で行うことが好ましい。
延伸温度は120℃〜200℃が好ましく、さらに好ましくは140℃〜180℃で延伸するのが好ましい。
延伸時のフィルム中の残留溶媒は20〜0%が好ましく、さらに15〜0%で延伸する方が好ましい。
ウェブを延伸する方法には特に限定はない。例えば、複数のロールに周速差をつけ、その間でロール周速差を利用して縦方向に延伸する方法、ウェブの両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔を進行方向に広げて縦方向に延伸する方法、同様に横方向に広げて横方向に延伸する方法、或いは縦横同時に広げて縦横両方向に延伸する方法などが挙げられる。もちろんこれ等の方法は、組み合わせて用いてもよい。また、所謂テンター法の場合、リニアドライブ方式でクリップ部分を駆動すると滑らかな延伸を行うことができ、破断等の危険性が減少できるので好ましい。
製膜工程のこれらの幅保持或いは横方向の延伸はテンターによって行うことが好ましく、ピンテンターでもクリップテンターでもよい。なお、搬送方向と幅方向を同時に延伸しても、逐次延伸を行ってもよい。
〔位相差フィルム〕
本発明の光学フィルムは、下記に説明する位相差フィルムとして用いることが可能である。
液晶ディスプレイは、異方性を持つ液晶材料や偏光板を使用するために正面から見た場合に良好な表示が得られても、斜めから見ると表示性能が低下するという視野角の問題があり、性能向上のためにも視野角補償板が必要である。平均的な屈折率分布はセルの厚み方向で大きく、面内方向でより小さいものとなっている。その為補償板としては、この異方性を相殺できるもので、膜厚方向の屈折率が面内方向より小さな屈折率を持つ、いわゆる負の一軸性構造を持つものが有効であり、本発明の光学フィルムはそのような機能を有する位相差フィルムとしても利用出来る。
本発明の光学フィルムをVAモード(垂直配向した液晶を使用するモード)に使用する場合、セルの両側に1枚ずつ合計2枚使用する形態(2枚型)と、セルの上下のいずれか一方の側にのみ使用する形態(1枚型)のいずれに用いてもよい。
前記光学フィルムは、下記式で表される面内方向のリターデーションRoが23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて20〜100nm、厚み方向のリターデーションRthが23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて70〜300nmであることが好ましい。
式(I) Ro=(nx−ny)×d
式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(但し、nxは、光学フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向(遅相軸方向)xにおける屈折率を表し、nyは光学フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向(進相軸方向)yにおける屈折率を表し、nzは、光学フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し、d(nm)は光学フィルムの厚みを表す。)
これらのリターデーション値は自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)を用いて測定することができる。
本発明の光学フィルムにおいて、前記共重合体(A)と前記セルロースエステル(B)を組み合わせ、(A):(B)=5:95〜90:10の質量比で含有することにより、所望のリターデーションだけでなく、波長分散性も調整することが可能となる。
本発明においては、23℃、55%RHの環境下で、波長480nmの光に対するリターデーションRoをRo(480)、波長630nmの光に対するリターデーションRoをRo(630)としたときに、下記式(III)を満たすことが好ましい。
式(III) 0.90≦Ro(480)/Ro(630)<1.00
前記光学フィルムの遅相軸または進相軸がフィルム面内に存在し、進相軸と製膜方向とのなす角をθ1とするとθ1は−1°以上+1°以下であることが好ましく、−0.5°以上+0.5°以下であることがより好ましい。このθ1は配向角として定義でき、θ1の測定は、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)を用いて行うことができる。θ1が各々上記関係を満たすことは、表示画像において高い輝度を得ること、光漏れを抑制または防止することに寄与でき、カラー液晶表示装置においては忠実な色再現を得ることに寄与できる。
〔物性〕
本発明の光学フィルムの透湿度は、40℃、90%RHで10〜1200g/m・24hが好ましい。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に従い測定することができる。
前記光学フィルムは、破断伸度が10〜80%であることが好ましい。
前記係る光学フィルムの可視光透過率は90%以上であることが好ましく、93%以上であることが更に好ましい。
前記光学フィルムのヘイズは1%未満であることが好ましく0〜0.1%であることが特に好ましい。
また、前記光学フィルムにさらに液晶層や樹脂層を塗布したり、またそれをさらに延伸することにより、さらに広い範囲にわたる位相差値を得ることが出来る。
〔偏光板〕
本発明の光学フィルムを、偏光板保護フィルムとした偏光板、それを用いた前記液晶表示装置に使用することができる。前記光学フィルムは、偏光板保護フィルムの機能を兼ねたフィルムとされることが好ましく、その場合偏光板保護フィルムと別に位相差を有する光学フィルムを別途用意する必要がないため、液晶表示装置の厚みを薄く製造プロセスを簡略化することができる。
前記液晶表示装置は、液晶セルの両方の面に、前記偏光板が粘着層を介して貼り合わされたものであることが好ましい。
前記偏光板は一般的な方法で作製することができる。前記光学フィルムの偏光子に貼合する側をアルカリ鹸化処理し、偏光子(沃素溶液中に浸漬延伸して作製した)の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。もう一方の面には他の偏光板保護フィルムを貼合することができる。前記光学フィルムは液晶表示装置とされた際に、偏光子の液晶セル側に設けられることが好ましく、偏光子の外側のフィルムは従来の偏光板保護フィルムを用いることができる。
例えば、従来の偏光板保護フィルムとしては、市販のセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック KC8UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY−HA、KC8UX−RHA、KC8UXW−RHA−C、KC8UXW−RHA−NC、KC4UXW−RHA−NC、以上コニカミノルタオプト(株)製)が好ましく用いられる。
表示装置の表面側に用いられる偏光板保護フィルムには、防眩層あるいはクリアハードコート層のほか、反射防止層、帯電防止層、防汚層、バックコート層を有することが好ましい。
偏光板の主たる構成要素である偏光子とは、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光子は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがある。
偏光子は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。偏光子の膜厚は5〜30μmが好ましく、特に10〜20μmであることが好ましい。
〔液晶表示装置〕
本発明の光学フィルムを用いた偏光板を液晶表示装置に用いることによって、種々の視認性に優れた前記液晶表示装置を作製することができる。
前記光学フィルム、偏光板はSTN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、OCBなどの各種駆動方式の液晶表示装置に用いることができる。
特にVA(MVA、PVA)型液晶表示装置に用いられることが好ましい。
特に画面が30型以上の大画面の液晶表示装置であっても、視認性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
(合成例)
以下に、本発明の前記共重合体(A)の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。なお、得られた共重合体の分子量は、下記の測定条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた測定により算出した。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
〔合成例1〕:シクロヘキシルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体1)の合成
窒素気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにテトラヒドロフラン71.1g(0.99mol)、シクロヘキシルビニルエーテル20.0g(0.16mol)、無水マレイン酸15.6g(0.16mol)と、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル2.61g(15.9mmol)を投入し、内容物を撹拌しながらオイルバスを用いて65℃まで昇温し、7時間加熱した。反終了後、重合液にTHF40gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体1)35.4gを得た。重量平均分子量(Mw)は、32000であった。
〔合成例2〕:無水マレイン酸−メチルビニルエーテル(共重合体2)の合成
原料として無水マレイン酸37.6g、メチルビニルエーテル24g、ラウリルパーオキサイド0.96gおよびベンゼン560gを準備した。窒素気流下にて、攪拌装置、還流式冷却器および内部温度調製装置を有する1Lの反応缶に無水マレイン酸37.6gとベンゼン496gを入れ、無水マレイン酸のベンゼン溶液を調製した。その後、内部温度を80℃にまで昇温し、80℃を維持しながら、攪拌下に反応器底部よりメチルビニルエーテル0.8gを10分間かけて連続的に供給して無水マレイン酸およびメチルビニルエーテルの均一なベンゼン溶液を調製した。続いて、上記メチルビニルエーテルを同様の方法・速度で供給しながら、反応缶の他の供給口より、ラウリルパーオキサイド0.96gをベンゼン64gに溶解した重合開始剤溶液を5時間かけて連続的に供給した。メチルビニルエーテルおよび重合開始剤溶液の供給が終了した後、状態を維持したままさらに1時間放置し、その後冷却して反応を終えた。遠心分離器および乾燥器を用いて反応液の脱溶媒を行い、白色のポリマー粉体(共重合体2)30.8gを得た。重量平均分子量(Mw)は、55000であった。
〔合成例3〕:イソブチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体3)の合成
窒素気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにテトラヒドロフラン39.6g(0.55mol)、イソブチルビニルエーテル10.0g(0.1mol)、無水マレイン酸9.79g(0.1mmol)と、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.64g(10mmol)を投入し、合成例1と同様に反応させた。反終了後、重合液にTHF90gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体3)18.5gを得た。重量平均分子量(Mw)は、21000であった。
実施例1
〔光学フィルム101の作製〕
以下の方法で微粒子分散液1を含む微粒子添加液1を調製し、ついで主ドープ液を調製した後、主ドープ液をステンレスベルト支持体上に流延し、得られたフィルムを延伸処理して光学フィルムを作成した。
〈微粒子分散液1の調製〉
下記組成で、ディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行い、微粒子分散液1を調製した。
アエロジル R972V(シリカ微粒子;1次粒径16nm;日本アエロジル(株)製) 11質量部
エタノール 89質量部
〈微粒子添加液1の調製〉
下記の組成で、メチレンクロライドを入れた溶解タンクに十分攪拌しながら、調製した微粒子分散液1をゆっくりと添加した。更に、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散を行った。これを日本精線(株)製のファインメットNFでろ過し、微粒子添加液1を調製した。
メチレンクロライド 99質量部
微粒子分散液1 5質量部
(主ドープ液の調製)
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにセルロースエステル1を攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し。これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用してろ過し、主ドープ液を調製した。
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースエステル1(アセチル置換度1.6、プロピオニル置換度0.9、総アシル基置換度2.5であるセルロースアセテートプロピオネート) 60質量部
共重合体1 40質量部
微粒子添加液1 1質量部
(流延と延伸)
次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は30℃に制御した。
ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したフィルム中の残留溶媒量が75%になるまで溶媒を蒸発させ、次いで剥離張力130N/mで、ステンレスベルト支持体上から剥離した。
剥離した光学フィルムを、140℃の熱をかけながらテンターを用いて幅方向に30%延伸した。延伸開始時の残留溶媒は15%であった。
次いで、乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させた。乾燥温度は130℃で、搬送張力は100N/mとした。
以上のようにして、乾燥膜厚40μmの光学フィルム101を得た。
〔光学フィルム102〜117の作製〕
光学フィルム102〜116は、光学フィルム101の作製において、共重合体の種類、セルロースエステルの種類、及び共重合体とセルロースエステルの質量部を表1のように変更した以外は同様にして、光学フィルム102〜116を作製した。また、光学フィルム117は、光学フィルム101の作製において、共重合体とセルロースエステルの代わりに、環状オレフィン樹脂の例として比較樹脂1を100質量部使用した以外は同様にして、光学フィルム117を作製した。
なお、表中では以下の略号を用いた。
CAP1:セルロースエステル1:アセチル置換度1.6、プロピオニル置換度0.9、総アシル基置換度2.5であるセルロースアセテートプロピオネート
CAP2:セルロースエステル2:アセチル置換度2.0、プロピオニル置換度0.7、総アシル基置換度2.7であるセルロースアセテートプロピオネート
CAP3:セルロースエステル3:アセチル置換度1.1、プロピオニル置換度1.1、総アシル基置換度2.2であるセルロースアセテートプロピオネート
CAB:セルロースエステル4:アセチル置換度1.4、ブチリル置換度0.7、総アシル基置換度2.1であるセルロースアセテートブチレート
DAC:セルロースエステル5:アセチル置換度2.4のセルロースジアセテート
CAP4:セルロースエステル6:アセチル置換度0.8、プロピオニル置換度1.1、総アシル基置換度1.9であるセルロースアセテートプロピオネート
TAC:セルロースエステル7:アセチル置換度2.9のセルローストリアセテート
比較樹脂1:ARTON−G7810(JSR社製)(環状オレフィン樹脂例)
〔光学フィルムの評価〕
上記のようにして作製した各々の光学フィルム試料について、以下に記載した評価を行った。
(リターデーションの測定)
得られた光学フィルム試料の幅手方向の中央部のリターデーション値を測定した。測定には自動複屈折計KOBURA・21ADH(王子計測器(株)製)を用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて、3次元複屈折率測定を行い、測定値を次式に代入して求めた。
面内リターデーションRo=(nx−ny)×d
厚み方向リターデーションRth=((nx+ny)/2−nz)×d
式中、dはフィルムの厚み(nm)、屈折率nx(フィルムの面内の最大の屈折率、遅相軸方向の屈折率ともいう)、ny(フィルム面内で遅相軸に直角な方向の屈折率、進相軸方向の屈折率ともいう)、nz(厚み方向におけるフィルムの屈折率)である。
(波長分散性)
次いで、測定波長を480nm、630nmに変えて、同様に480nmのリターデーションRo;Ro(480)、及び630nmのリターデーションRo;Ro(630)の値を得、Ro(480)/Ro(630)を求めた。
(湿度変化に対するリターデーション変動)
23℃、20%RHにて5時間調湿した後、同環境で測定したRth値を測定しこれをRth(b)とし、同じフィルムを続けて23℃、80%RHにて5時間調湿した後、同環境で測定したRth値を求めこれをRth(c)とし、下記の式よりリターデーション変動Rth(a)を求めた。
Rth(a)=|Rth(b)−Rth(c)|
更に調湿後の試料を再度23℃55%RHの環境にて測定を行い、この変動が可逆変動であることを確認した。試料の概略と、その評価結果を表1に示す。
Figure 2011141313
表1から明らかなように、本発明の光学フィルム101〜105、108〜113は比較の光学フィルム106、107、114〜117に比べて、リターデーションの発現性に優れ、及び波長分散性に優れ(逆波長分散特性を有する)、更には湿度変化に対するリターデーションの変動が少ない、光学特性と耐久性が共に良好な、実用上優れた光学フィルムであることが分かる。
実施例2
〔偏光板の作製〕
厚さ、120μmのポリビニルアルコールフィルムを、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。
これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gからなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。
次いで、下記工程1〜5に従って偏光子の表側と前記光学フィルム101〜117とを貼り合せ、裏面側にはコニカミノルタタックKC4UY(コニカミノルタオプト(株)製セルロースエステルフィルム)を貼り合わせて偏光板を作製した。
工程1:前記光学フィルム101〜117を、60℃の2モル/Lの水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬し、次いで水洗し乾燥して、偏光子と貼合する側を鹸化した光学フィルムを得た。
工程2:前記偏光子を固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤槽中に1〜2秒浸漬した。
工程3:工程2で偏光子に付着した過剰の接着剤を軽く拭き除き、これを工程1で処理した光学フィルムの上にのせて配置した。
工程4:工程3で積層した光学フィルム101〜117と偏光子の偏光子側の面に前記コニカミノルタタックKC4UY光学フィルムを重ね、圧力20〜30N/cm、搬送スピード約2m/分で貼合した。
工程5:80℃の乾燥機中に工程4で作製した偏光子と光学フィルム101〜117とコニカミノルタタックKC4UYとを貼り合わせた試料を2分間乾燥し、それぞれ対応する偏光板201〜217を作製した。
〔偏光板の評価〕
次に、以下のようにして光学フィルムと偏光子との接着性、及び偏光板の耐久性(耐光性及び耐熱湿性)を評価した。
(接着性)
上記の要領で得られた偏光板を、80℃、90%RHで1200時間処理し、セルロースエステルフィルムと偏光子との張り合わせ状態を観察し下記の基準でランク付けした。
A:剥離が全くない
B:剥離が僅かに認められる
C:剥離が認められる
D:剥離が非常に広い領域で認められる
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
(耐光性)
強制劣化未処理試料の平行透過率(H0)と直行透過率(H90)を測定し、下式に従って偏光度を算出した。その後、各々の偏光板をサンシャインウェザーメーター500時間、UVカットフィルター無しの条件で強制劣化処理を施した後、再度、強制劣化処理後の平行透過率(H0′)と直行透過率(H90′)を測定し、下式に従って偏光度P0、P500を算出し、偏光度変化量を下記式により求めた。
〈偏光度P0、P500の算出〉
偏光度P0=〔(H0−H90)/(H0+H90)〕1/2×100
偏光度P500=〔(H0′−H90′)/(H0′+H90′)〕1/2×100
偏光度変化量=P0−P500
P0:強制劣化処理前の偏光度
P500:強制劣化処理500時間後の偏光度
以上のようにして求めた偏光度変化量を、以下の基準に則り判定し、耐光性の評価を行った。
A:偏光度変化量が2%未満
B:偏光度変化量が2%以上10%未満
C:偏光度変化量が10%以上
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
(耐熱湿性)
上記の要領で得られた500mm×500mmの偏光板試料2枚を熱湿処理(条件:80℃、90%RHで100時間放置する)し、直交状態にしたときの縦または横の中心線部分のどちらか大きい方の縁の白抜け部分の長さを測定して、辺の長さ(500mm)に対する比率を算出し、その比率に応じて下記のように判定した。縁の白抜けとは直交状態で光を通さない偏光板の縁の部分が光を通す状態になることで、目視で判定できる。偏光板の状態では縁の部分の表示が見えなくなる故障となる。結果を表2に示す。
A:縁の白抜けが5%未満(偏光板として問題ないレベル)
B:縁の白抜けが5%以上10%未満(偏光板として問題ないレベル)
C:縁の白抜けが10%以上20%未満(偏光板として何とか使えるレベル)
D:縁の白抜けが20%以上(偏光板として問題のあるレベル)
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
以上により得られた結果を表2に示す。
Figure 2011141313
表2から明らかなように、本発明の偏光板201〜205、208〜213は比較の偏光板206、207、214〜217に比べて、偏光子との接着性に優れ、更に耐久性が共に良好な実用上優れた偏光板であることが分かる。
実施例3
〔液晶表示装置の作製〕
視野角測定を行う液晶パネルを以下のようにして作製し、液晶表示装置としての特性を評価した。
SONY製40型ディスプレイKLV−40J3000の予め貼合されていた両面の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板201〜217をそれぞれ液晶セルのガラス面の両面に貼合した。
その際、その偏光板の貼合の向きは、本発明の光学フィルムの面が、液晶セル側となるように、かつ、予め貼合されていた偏光板の吸収軸と偏光板201〜217の吸収軸とが同一の方向に向くように行い、それぞれ対応する液晶表示装置301〜317を各々作製した。
〔液晶表示装置としての特性評価〕
上記のようにして作製した液晶表示装置301〜317を用いて、下記の評価を行った。すなわち、23℃、55%RHの環境で、ELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて液晶表示装置の視野角測定を行った。続いて上記偏光板を90℃の環境下で120時間処理したものを同様に測定し、下記基準で4段階評価した。
(視野角)
A:視野角が非常に広い
B:視野角が広い
C:視野角が狭い
D:視野角が非常に狭い
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
(視野角変動)
A:視野角変動がない
B:視野角変動が僅かに認められる
C:視野角変動が認められる
D:視野角変動が非常に大きい
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
(カラーシフト)
上記記載の液晶表示装置301〜317を用いて、ディスプレイを黒表示にし、斜め45°の角度から観察した際の色変化を下記基準で評価した。
A:色変化が全くない
B:色変化が僅かに認められる
C:色変化が認められる
D:色変化が非常に大きい
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
以上により得られた結果を表3に示す。
Figure 2011141313
表3から明らかなように、本発明の偏光板201〜205、208〜213をそれぞれ用いた液晶表示装置301〜305、308〜313は、比較の偏光板206、207、214〜217をそれぞれ用いた液晶表示装置306、307、314〜317に対して、視野角が広く、更には視野角変動及びカラーシフトが殆どない極めて安定な、耐久性の優れた液晶表示装置であることが分かる。

Claims (7)

  1. 下記一般式(1)で表されるモノマーと無水マレイン酸の少なくとも2種以上のモノマーから得られる共重合体(A)と、総アシル基置換度が2.0〜2.8であるセルロースエステル(B)とを、(A):(B)=5:95〜90:10の質量比で含有することを特徴とする光学フィルム。
    一般式(1) CH=CH−O−R
    (式中、Rはアルキル基またはシクロアルキル基を表す。)
  2. 前記セルロースエステル(B)が、セルロースアセテートプロピオネートであり、かつ、下記式(1)及び(2)の置換度を同時に満たすことを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
    式(1) 2.1≦X+Y≦2.7
    式(2) 0.5≦Y≦1.5
    (式中、Xはアセチル基の置換度を示す。Yはプロピオニル基の置換度を示す。)
  3. 前記共重合体(A)と、セルロースエステル(B)とを、(A):(B)=20:80〜50:50の質量比で含有することを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルム。
  4. 23℃、55%RHの環境下で、波長590nmの光に対して、下記式(I)で表されるリターデーションRoが20〜100nm、下記式(II)で表されるRthが70〜300nmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
    式(I) Ro=(nx−ny)×d
    式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
    (但し、nxは、光学フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表し、nyは光学フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し、nzは、光学フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し、d(nm)は光学フィルムの厚みを表す。)
  5. 波長480nmの光に対するリターデーションRoをRo(480)、波長630nmの光に対するリターデーションRoをRo(630)としたときに、下記式(III)を満たすことを特徴とする請求項4に記載の光学フィルム。
    式(III) 0.90≦Ro(480)/Ro(630)<1.00
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルムを偏光子の少なくとも一方の面に有することを特徴とする偏光板。
  7. 請求項6に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に有することを特徴とする液晶表示装置。
JP2010000359A 2010-01-05 2010-01-05 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置 Expired - Fee Related JP5446881B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010000359A JP5446881B2 (ja) 2010-01-05 2010-01-05 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010000359A JP5446881B2 (ja) 2010-01-05 2010-01-05 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011141313A true JP2011141313A (ja) 2011-07-21
JP5446881B2 JP5446881B2 (ja) 2014-03-19

Family

ID=44457222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010000359A Expired - Fee Related JP5446881B2 (ja) 2010-01-05 2010-01-05 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5446881B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013080569A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 コニカミノルタ株式会社 光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076000A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Konica Minolta Holdings Inc 透明フィルム、透明導電性フィルム、該透明フィルムを基板とした液晶ディスプレイ、有機elディスプレイ、タッチパネルおよびそれらの製造方法
JP2007304376A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Konica Minolta Opto Inc 偏光板保護フィルム、偏光板保護フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076000A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Konica Minolta Holdings Inc 透明フィルム、透明導電性フィルム、該透明フィルムを基板とした液晶ディスプレイ、有機elディスプレイ、タッチパネルおよびそれらの製造方法
JP2007304376A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Konica Minolta Opto Inc 偏光板保護フィルム、偏光板保護フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013046980; '酢酸セルロースの品種' [online] インターネット, 20130911, 株式会社ダイセル *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013080569A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 コニカミノルタ株式会社 光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置
JPWO2013080569A1 (ja) * 2011-11-30 2015-04-27 コニカミノルタ株式会社 光学補償フィルム、偏光板および液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5446881B2 (ja) 2014-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5728921B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5201135B2 (ja) 光学補償フィルムとそれを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP5569437B2 (ja) 光学フィルム及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5754445B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5671832B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2009001696A (ja) セルロースエステルフィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP2011128407A (ja) セルロースエステル位相差フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5428045B2 (ja) 液晶表示装置
JP5724705B2 (ja) 光学フィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP5549397B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP6287211B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5433861B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5233935B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置並びにリターデーション発現剤
JP2007292917A (ja) 偏光板
JP5673548B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5446881B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5435030B2 (ja) セルロースエステル光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5299110B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2011076031A (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2012072223A (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5282310B2 (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5381938B2 (ja) リターデーション発現性の化合物、光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2011185958A (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2013097045A (ja) 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP2010222433A (ja) セルロースエステルフィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120611

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120803

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20130416

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130924

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees