JP2012225994A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶セルと、該液晶セルの外側の少なくとも一方に配置された偏光板とを有し、前記液晶セルが、電極を少なくとも一方に有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を含み、前記基板の少なくとも一方が下記式(1−1)を満たすB、GおよびRの3色の絵素を少なくとも含み、前記偏光板が、偏光子と、下記式(1−2)を満たし、かつ、光学異方性層を含むフィルムを含む液晶表示装置。
式(1−1) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦28nm
式(1−2) 1nm<Re(630)−Re(440)≦12nm
(式中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。Re(630)、Re(440)は波長440nmにおける光学異方性層を含むフィルムの面内方向のレターデーションを表す。)
【選択図】なし
Description
しかしながら、特許文献1に記載の方法はある特定の波長域(例えば550nm付近の緑色光)に対して光漏れを低減しているのみであり、それ以外の位相差板の波長分散特性と液晶セルの波長分散特性が不適合となる波長域(例えば450nm付近の青色光や650nm付近の赤色光)に対しては依然として光漏れが発生していた。そのため、特許文献1に記載の液晶表示装置の黒表示画面を斜めから観察すると、青色や赤色に着色してしまい、いわゆるカラーシフトの問題が発生することとなる。そのため、特許文献1に記載の方法では依然として視野角特性の問題の解決の観点からは、上記方法は満足のいくものではなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、発明が解決しようとする課題は、黒表示時に斜めから液晶表示装置を観察した際のカラーシフトの問題を著しく改善した液晶表示装置の提供である。
前記液晶セルが、電極を少なくとも一方に有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を含み、前記基板の少なくとも一方が下記式(1−1)を満たすB、GおよびRの3色の絵素を少なくとも含み、
前記偏光板が、偏光子と、下記式(1−2)を満たし、かつ、光学異方性層を含むフィルムを含むことを特徴とする液晶表示装置。
式(1−1) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦28nm
(式(1−1)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。)
式(1−2) 1nm<Re(630)−Re(440)≦12nm
(式(1−2)中、Re(630)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
[2] 前記偏光板の光学異方性層を含むフィルムが、下記式(2)を満たすことを特徴とする[1]に記載の液晶表示装置。
式(2) 3nm≦Rth(630)−Rth(440)≦28nm
(式(2)中、Rth(630)は波長630nmにおける膜厚方向のレターデーションを表し、Rth(440)は波長440nmにおける膜厚方向のレターデーションを表す。)
[3] 前記偏光板の光学異方性層を含むフィルムが、下記式(3)を満たすことを特徴とする[1]または[2]に記載の液晶表示装置。
式(3) 45nm≦Re(550)≦60nm
(式(3)中、Re(550)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
[4] 前記絵素が下記式(4)を満たすことを特徴とする[1]〜[3]のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
式(4) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦20nm
(式(4)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。)
[5] 前記絵素および前記光学異方性層を含むフィルムが下記式(5)を満たすことを特徴とする[1]〜[4]のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
式(5) −5nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}/2−{Re(630)−Re(440)}≦−3nm
(式(5)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。Re(630)は波長630nmにおける前記フィルムの面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける前記フィルムの面内方向のレターデーションを表す。)
[6] 前記液晶セルが、VAモードであることを特徴とする[1]〜[5]のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
[7] 前記偏光板の前記光学異方性層を含むフィルムがセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする[1]〜[6]のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、該液晶セルの外側の少なくとも一方に配置された偏光板とを有し、前記液晶セルが、電極を少なくとも一方に有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を含み、前記基板の少なくとも一方が下記式(1−1)を満たすB、GおよびRの3色の絵素を少なくとも含み、前記偏光板が、偏光子と、下記式(1−2)を満たし、かつ、光学異方性層を含むフィルムを含むことを特徴とする。
式(1−1) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦28nm
(式(1−1)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。)
式(1−2) 1nm<Re(630)−Re(440)≦12nm
(式(1−2)中、Re(630)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
また、本発明の液晶表示装置では、前記偏光板における前記式(1−2)を満たし、かつ、光学異方性層を含むフィルムの構成は特に制限されない。前記光学異方性層を含むフィルムは、単層であっても、2層以上の積層体であってもよい。また、前記光学異方性層を含むフィルムが単層の場合、光学異方性層の性質を備える自己支持性があるフィルムであることが好ましい。一方、前記光学異方性層を含むフィルムが2層以上の積層体である場合、液晶性化合物層とそれを支えるポリマーフィルム支持体の2層に分かれている積層体でも、光学異方性層の性質を備える自己支持性があるフィルムが2枚以上積層されている積層体でも、光学異方性層の性質を備える自己支持性があるフィルムと光学的に等方的な自己支持性があるフィルムの積層体であってもよい。その中でも、本発明の好ましい態様では、光学異方性層の性質を備える自己支持性があるポリマーフィルムが2枚以上積層されている積層体であることがより好ましく、特に好ましくは異なるアシル置換度のセルロースアシレートドープが3層共流延されてなるセルロースアシレート積層フィルムである。
以下において、本発明の好ましい態様であるVAモードの液晶セルと、異なるアシル置換度のセルロースアシレートドープが3層共流延されてなるセルロースアシレート積層フィルムを含む偏光板とを用いた液晶表示装置について主に説明するが、本発明はこのような態様に限定されない。
図2に示す本発明の液晶表示装置は透過型であり、2枚の偏光板を有することが好ましい。液晶セルLC'(26〜30)、及び液晶セルLC'を挟持して配置された上側偏光板PL1'と下側偏光板PL2'とを有することが好ましい。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルを有する。まず、液晶セルについて、説明する。
本発明では、前記液晶セルが、電極を少なくとも一方に有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を含み、前記基板の少なくとも一方が前記式(1−1)を満たすB、Rの絵素およびGの3色の絵素を少なくとも含むことを特徴とする。
なお、本発明において、Bの絵素とは青色光を透過させる絵素であり、同様にGの絵素とは緑色光を、Rの絵素とは赤色光を透過させる絵素である。さらに、これら絵素の光学的性質を表すために本発明では青色光、緑色光、赤色光をそれぞれ波長440nm,550nm,630nmによって測定される値で表すこととする。
前記一対の基板は、電極を少なくとも一方に有する。
液晶セルLC'の上側基板26のラビング方向27と、下側基板29のラビング方向30は平行に設定してあり、液晶層はツイスト配向とはならないことが好ましい。上側基板26と下側基板29は、それぞれ、配向膜(図示せず)と電極層(図示せず)を有することが好ましい。配向膜は、駆動電圧非印加時において、液晶性分子28を所定の方向に配向させる機能を有する。電極層は液晶性分子28に電圧を印加する機能を有する。電極層は通常透明導電膜からなることが好ましい。
VAモードの液晶セルLC'の一例として、液晶セル用の上下基板26及び29間に誘電異方性が負で、Δn=0.0813、Δε=−4.6程度の液晶(例えばメルク社製のMLC−6608)からなる液晶層を形成したものが挙げられる。例えば、VA型の駆動モードの場合、配向処理により、液晶分子の配向方向を示すダイレクタ、いわゆる基板面に対するチルト角を、約90°に調整することが好ましい。
また、液晶層の厚さdを3.5μmで調整された液晶パネルに対して、その液晶層の厚さdを変化させると屈折率異方性Δnの積Δndの大きさが変化することにより白表示時の明るさが変化する。
液晶層の厚みdを絵素領域間で変化させる方法については特に制限されない。例えば、液晶セルLCの対向面に形成される各層、例えば、配向層、電極層、光学異方性層、カラーフィルター層等のいずれか1つ又は2以上の層について、各絵素領域に応じて、その厚みを変えることで、各絵素領域における液晶層の厚みを異なる厚さとすることができる。特に、カラーフィルター層の厚みを絵素領域ごとに異なる厚さにして、液晶層のΔndを調整するのが好ましい。
しかし、カラーフィルターも位相差を有するものが多く、カラーフィルターの厚みを変化させることにより、各絵素領域におけるカラーフィルターのΔndも変化する。
つまり、本発明は液晶セルの3種の絵素領域における液晶層のΔndとカラーフィルターのΔndの合計と、光学補償フィルムの波長分散をマッチングさせることにより各絵素に適した光学補償の構築を提供するものである。
より具体的には、例えば、基板(26又は29)の対向面に、R層、G層及びB層の厚さが互いに異なるRGBカラーフィルターを形成して、各絵素領域における液晶層とカラーフィルターのΔndの合計を異ならせるのが好ましい。その他、基板として、その厚みが互いに異なる領域を複数有する基板を用いて、各絵素領域に対応する位置の液晶層を、互いに異なる厚みとしてもよい。
本発明では、前記液晶セルは、前記基板の少なくとも一方が前記式(1−1)を満たすB、GおよびRの3色の絵素を少なくとも含む。前記絵素はB、GおよびRの3色の絵素からなることがより好ましい。本発明では、絵素を含む基板が、カラーフィルター基板であることがさらに好ましく、前記カラーフィルター基板は前記カラーフィルターを含む他にもその他の公知の部材(透明基板や対向電極など)を含んでいてもよい。図2の液晶表示装置が、前記絵素を含む基板として、R絵素(以下、R層とも言う)、G絵素(以下、G層とも言う)及びB絵素(以下、B層とも言う)からなるカラーフィルターを有するカラーフィルター基板である態様であることが特に好ましい。このような特に好ましい態様の場合は、3つの絵素は、それぞれの波長における液晶セルの位相差測定(アクソメトリー)の各絵素を透過する光が受けるレターデーション値の結果を、Rth[cell](440)、Rth[cell](550)、Rth[cell](630)とすると、前記絵素は下記式(1−1)を満たす。
式(1−1) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦28nm
(式(1−1)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。)
本発明では、前記絵素が下記式(4)を満たすことがより好ましい。
式(4) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦20nm
前記絵素の{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}は、より好ましくは−18〜18nmであり、最も好ましくは−15〜15nmである。
また、前記B絵素、G絵素、R絵素のカラーフィルターの厚さdB、dG、dR(単位:μm)は、dB>dG>dRを満たす構成であることが好ましい。
前記B絵素、G絵素、R絵素のカラーフィルターの厚さdB、dG、dR(単位:μm)は、dBは2.5μm以下であることが好ましく、2.2μm以下であることがより好ましい。dGは2.4μm以下であることが好ましく、2.1μm以下であることがより好ましい。dRは2.4μm以下であることが好ましく2.1μm以下であることがより好ましい。
具体的には、本発明の液晶表示装置が、前記絵素および前記光学異方性層を含むフィルムが下記式(5)を満たすことが好ましい。
式(5) −5nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}/2−{Re(630)−Re(440)}≦−3nm
(式(5)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。Re(630)は波長630nmにおける前記フィルムの面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける前記フィルムの面内方向のレターデーションを表す。)
前記{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}/2−{Re(630)−Re(440)}の値は、−5.0〜−3.2nmであることが好ましく、最も好ましくは−4.7〜−3.4nmである。
またVAモードの液晶表示装置では、TNモードの液晶表示装置で一般的に使われているカイラル材の添加は、動的応答特性の劣化させるため用いることは少ないが、配向不良を低減するために添加してもよい。
本発明の液晶表示装置は、前記液晶セルの外側の少なくとも一方に配置された偏光板を有し、前記偏光板が、偏光子と、下記式(1−2)を満たし、かつ、光学異方性層を含むフィルムを含むことを特徴とする。
式(1−2) 1nm<Re(630)−Re(440)≦12nm
(式(1−2)中、Re(630)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
前記偏光板の態様は、液晶表示装置にそのまま組み込むことが可能な大きさに切断されたフィルム片の態様の偏光板のみならず、連続生産により、長尺状に作製され、ロール状に巻き上げられた態様(例えば、ロール長2500m以上や3900m以上の態様)の偏光板も含まれる。大画面液晶表示装置用とするためには、上記した通り、偏光板の幅は1470mm以上とすることが好ましい。
本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板の具体的な構成については、特に制限はなく公知の構成を採用できるが、例えば、特開2008−262161号公報の図6に記載の構成を採用することができる。
前記偏光子としては特に制限はなく、公知の偏光子などを用いることができる。
以下において、本発明の液晶表示装置における偏光板の光学異方性層を有するフィルムに用いるセルロースアシレートフィルムやその製造方法、それに用いる添加剤などについて詳細に説明する。なお、以下では、本発明に用いるセルロースアシレートフィルムの例としてセルロースアシレート積層フィルムについて述べるが、積層していないセルロースアシレートフィルムも用いることができる。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
その中でもさらに好ましく用いられるセルロースアシレートフィルムは、下記式(101)を満たすセルロースアシレートと非リン酸エステル系の化合物を含む低置換度層と、該低置換度層の少なくとも片方の面に下記式(102)を満たすセルロースアシレートを含む高置換度層とが積層しており、波長550nmにおける面内方向のレターデーションRe(550)が波長440nmにおける面内方向のレターデーションRe(440)よりも大きいことを特徴とするセルロースアシレート積層フィルムである。
式(101) 2.0<Z1<2.7
(式(101)中、Z1は低置換度層のセルロースアシレートの総アシル置換度を表す。)
式(102) 2.7<Z2
(式(102)中、Z2は高置換度層のセルロースアシレートの総アシル置換度を表す。)
このような構成である前記セルロースアシレート積層フィルムは、位相差の波長分散特性が適合する液晶セルの特性に応じて調節されている。前記光学異方性層を含むフィルムのセルロースアシレート積層フィルムが示す波長分散特性を有することで液晶表示装置の黒表示時に斜めから表示画面を観察した際のカラーシフトの問題を解決できる点については、特開2008−262161号公報に記載があるが、本発明ではさらに前記光学異方性層を含むフィルムのReの波長分散特性を特定の範囲とし、前記液晶セルの波長分散を特定の範囲として組み合わせることで、さらにカラーシフトの問題を顕著に改善することができる。
以下、前記セルロースアシレート積層フィルムの好ましい態様を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
本発明の液晶表示装置において前記セルロースアシレート積層フィルムに用いられるセルロースアシレートは、各層に含まれるセルロースアシレートのアシル基の総アシル置換度がそれぞれ前記式(101)および(102)を満たす。アシレート原料のセルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ(広葉樹パルプ,針葉樹パルプ)などがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースアシレートでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細な記載は、例えば、丸澤、宇田著、「プラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂」日刊工業新聞社(1970年発行)や発明協会公開技報公技番号2001−1745号(7頁〜8頁)に記載のセルロースを用いることができる。
式(103) 1.0<X1<2.7
(式(103)中、X1は低置換度層のセルロースアシレートのアセチル基の置換度を表す。)
式(104) 0≦Y1<1.5
(式(104)中、Y1は低置換度層のセルロースアシレートの炭素数3以上のアシル基の置換度の合計を表す。)
なおX1とY1は前記式(101)の前記Z1との間にX1+Y1=Z1の関係が成り立つ。
式(105) 1.2<X2<3.0
(式(105)中、X2は高置換度層のセルロースアシレートのアセチル基の置換度を表す。)
式(106) 0≦Y2<1.5
(式(106)中、Y2は高置換度層のセルロースアシレートの炭素数3以上のアシル基の置換度の合計を表す。)
なおX2とY2は前記式(102)の前記Z2との間にX2+Y2=Z2の関係が成り立つ。
セルロースアシレートには主に製造過程に起因する微量金属成分が含まれることが知られている。
これら微量金属成分は成膜時に流延支持体表面上の汚れの原因になって、膜品質や製造上の不具合を引き起こすため、低い事が好ましいことが知られている。
これらの微量金属成分は、被対象となるセルロースアシレートをサンプルとして、イオンクロマトグラフィー、原子吸光スペクトル、ICP、ICP−MS等の分析方法により定量できる。
前記光学異方性層を含むフィルムは、前記低置換度層中に、非リン酸エステル系の化合物を含むことが好ましい。このような非リン酸エステル系の化合物を含むことにより、本発明のフィルムは低ヘイズ化するという効果を奏する。また、前記光学異方性層を含むフィルムが後述するNzファクター低いときであっても、レターデーションと低ヘイズ化の両立という効果を奏し易くなる。
また、本明細書中、「非リン酸エステル系の化合物」とは、「エステル結合を有する化合物であって、該エステル結合に寄与する酸がリン酸以外である化合物」のことを言う。すなわち、「非リン酸エステル系の化合物」は、リン酸を含まず、エステル系である、化合物を意味する。
また、前記非リン酸エステル系の化合物は、低分子化合物であっても、ポリマー(高分子化合物)であってもよい。以下、ポリマー(高分子化合物)である非リン酸エステル系の化合物のことを、非リン酸エステル系ポリマーとも言う。
前記光学異方性層を含むフィルムに非リン酸エステル系の化合物として用いられる高分子量添加剤は、その化合物中に繰り返し単位を有するものであり、数平均分子量が700〜10000のものが好ましい。高分子量添加剤は、溶液流延法において、溶媒の揮発速度を速める機能や、残留溶媒量を低減する機能も有する。さらに、機械的性質向上、柔軟性付与、耐吸水性付与、水分透過率低減等のフィルム改質の観点で、有用な効果を示す。
以下、本発明に用いられる非リン酸エステル系の化合物である高分子量添加剤について、その具体例を挙げながら詳細に説明するが、本発明で用いられる非リン酸エステル系の化合物である高分子量添加剤がこれらのものに限定されるわけでないことは言うまでもない。
また、前記非リン酸エステル系の化合物は、非リン酸エステル系のエステル系化合物であることが好ましい。但し、前記「非リン酸エステル系のエステル系化合物」は、リン酸エステルを含まず、エステル系である、化合物を意味する。
前記ポリエステル添加剤の両末端がカルボン酸やOH基とならないように、モノアルコール残基やモノカルボン酸残基で保護することが好ましい。
この場合、モノアルコールとしては炭素数1〜30の置換、無置換のモノアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、デカノール、ドデカノール、ドデカヘキサノール、ドデカオクタノール、アリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコール、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどの置換アルコールなどが挙げられる。
炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、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、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,8−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等がある。これらの中でも好ましい芳香族ジカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、である。
本発明に用いられる前記光学異方性層を含むフィルムは、糖エステル化合物を含有することが好ましい。
前記糖エステル化合物をセルロースアシレートフィルムに添加することにより、光学特性の発現性を損な
わず、延伸後に湿熱処理を行ったときの内部ヘイズを悪化させない。さらに、このようなセルロースアシレートフィルムを液晶表示装置に用いることにより、正面コントラストを大幅に改良できる。
前記糖エステル化合物とは、該化合物を構成する単糖または多糖中の置換可能な基(例えば、水酸基、カルボキシル基)の少なくとも1つと、少なくとも1種の置換基とがエステル結合されている化合物のことを言う。すなわち、ここで言う糖エステル化合物には広義の糖誘導体類も含まれ、例えばグルコン酸のような糖残基を構造として含む化合物も含まれる。すなわち、前記糖エステル化合物には、グルコースとカルボン酸のエステル体も、グルコン酸とアルコールのエステル体も含まれる。
前記糖エステル化合物を構成する単糖または多糖中の置換可能な基は、ヒドロキシル基であることが好ましい。
本発明に用いられる前記糖エステル化合物は、用いられる置換基を含め、下記一般式(1)で表される構造を有することがより好ましい。
一般式(1) (OH)p−G−(L1−R11)q(O−R12)r
一般式(1)中、Gは糖残基を表し、L1は−O−、−CO−、−NR13−のいずれか一つを表し、R11は水素原子または一価の置換基を表し、R12はエステル結合で結合した一価の置換基を表す。p、qおよびrはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、p+q+rは前記Gが環状アセタール構造の無置換の糖類であると仮定した場合のヒドロキシル基の数と等しい。
また、前記L1が複数ある場合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
また、前記R11、R12およびR13がそれぞれ複数ある場合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
前記rは前記Gに含まれるピラノース構造単位またはフラノース構造単位の数よりも大きい数を表すことが好ましい。
前記qは0であることが好ましい。
また、p+q+rは前記Gが環状アセタール構造の無置換の糖類であると仮定した場合のヒドロキシル基の数と等しいため、前記p、qおよびrの上限値は前記Gの構造に応じて一意に決定される。
また、前記糖エステル化合物におけるアセチル基とベンジル基の比率としては、ベンジル基の比率がある程度少ない方が、得られるセルロースアシレートフィルムの波長分散ΔReおよびΔRe/Re(550)の値が大きくなる傾向にあり、液晶表示装置に組み込んだときの黒色味変化が小さくなるため好ましい。具体的には、前記糖エステル化合物における全ての無置換のヒドロキシル基と全ての置換基の和に対する、ベンジル基の比率が60%以下であることが好ましく、40%以下であることが好ましい。
以下の構造式中、Rはそれぞれ独立に任意の置換基を表し、複数のRは同一であっても、異なっていてもよい。
また、後述する固有複屈折が負の添加剤を前記糖エステル化合物と併用する場合は、固有複屈折が負の添加剤の添加量(質量部)に対する前記糖エステル化合物の添加量(質量部)は、2〜10倍(質量比)加えることが好ましく、3〜8倍(質量比)加えることがより好ましい。
また、後述するポリエステル系可塑剤を前記糖エステル化合物と併用する場合は、ポリエステル系可塑剤の添加量(質量部)に対する前記糖エステル化合物の添加量(質量部)は、2〜10倍(質量比)加えることが好ましく、3〜8倍(質量比)加えることがより好ましい。
なお、前記糖エステル化合物は、単独で用いても、二種類以上を併用してもよい。
前記光学異方性層を含むフィルム中には、前記非リン酸エステル系の化合物以外の添加剤として、レターデーション調整剤(レターデーション発現剤およびレターデーション低減剤);フタル酸エステル、リン酸エステルなどの可塑剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤;マット剤などの添加剤を加えることもできる。
本発明ではレターデーション低減剤として、リン酸系であるエステル系の化合物や、セルロースアシレートフィルムの添加剤として公知の非リン酸エステル系の化合物以外の化合物を広く採用することができる。
該公報一般式(1)の化合物は、スルホニルクロリド誘導体とアミン誘導体との縮合反応により得ることができる。
上記添加量を30質量%以下とすることにより、セルロース系樹脂との相溶性を向上させることができ、白化を抑制させることができる。2種類以上のレターデーション低減剤を用いる場合、その合計量が、上記範囲内であることが好ましい。
本発明に用いられる可塑剤としては、セルロースアシレートの可塑剤として知られる多くの化合物も有用に使用することができる。可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例には、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、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DEPおよびDPPが特に好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムは、レターデーション値を発現するために、前記低置換度層に少なくとも1種のレターデーション発現剤を含有することが好ましい。前記レターデーション発現剤としては、特に制限はないが、棒状化合物からなるものや、シクロアルカンまたは芳香族環といった環状構造を有する化合物からなるものや、前記非リン酸エステル系の化合物のうちレターデーション発現性を示す化合物を挙げることができる。環状構造を有する化合物としては、円盤状化合物が好ましい。上記棒状化合物あるいは円盤状化合物としては、少なくとも二つの芳香族環を有する化合物をレターデーション発現剤として好ましく用いることができる。
棒状化合物からなるレターデーション発現剤の添加量は、セルロースアシレートを含むポリマー成分100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、0.5〜20質量部であることがさらに好ましい。前記レターデーション発現剤中に含まれる円盤状化合物が、前記セルロースアシレート100質量部に対して3質量部未満であることが好ましく、2質量部未満であることがより好ましく、1質量部未満であることが特に好ましい。
円盤状化合物はRthレターデーション発現性において棒状化合物よりも優れているため、特に大きなRthレターデーションを必要とする場合には好ましく使用される。2種類以上のレターデーション発現剤を併用してもよい。
レターデーション発現剤は、250〜400nmの波長領域に最大吸収を有することが好ましく、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。
本明細書において、「芳香族環」は、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。
芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。
芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含まれる。
芳香族環としては、ベンゼン環、縮合ベンゼン環、ビフェニール類が好ましい。特に1,3,5−トリアジン環が好ましく用いられる。具体的には例えば特開2001−166144号公報に開示の化合物が好ましく用いられる。
二つの芳香族環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれでもよい。
c1:−CO−O−
c2:−CO−NH−
c3:−アルキレン−O−
c4:−NH−CO−NH−
c5:−NH−CO−O−
c6:−O−CO−O−
c7:−O−アルキレン−O−
c8:−CO−アルケニレン−
c9:−CO−アルケニレン−NH−
c10:−CO−アルケニレン−O−
c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−
c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−O−
c13:−O−CO−アルキレン−CO−O−
c14:−NH−CO−アルケニレン−
c15:−O−CO−アルケニレン−
置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基、ウレイド基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、脂肪族アミド基、脂肪族スルホンアミド基、脂肪族置換アミノ基、脂肪族置換カルバモイル基、脂肪族置換スルファモイル基、脂肪族置換ウレイド基および非芳香族性複素環基が含まれる。
アルケニル基の炭素原子数は、2〜8であることが好ましい。環状アルケニル基よりも鎖状アルケニル基の方が好ましく、直鎖状アルケニル基が特に好ましい。アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルケニル基の例には、ビニル基、アリル基および1−ヘキセニル基が含まれる。
アルキニル基の炭素原子数は、2〜8であることが好ましい。環状アルキニル基よりも鎖状アルキニル基の方が好ましく、直鎖状アルキニル基が特に好ましい。アルキニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルキニル基の例には、エチニル基、1−ブチニル基および1−ヘキシニル基が含まれる。
脂肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族アシルオキシ基の例には、アセトキシ基が含まれる。
アルコキシ基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。アルコキシ基は、さらに置換基(例えば、アルコキシ基)を有していてもよい。アルコキシ基の(置換アルコキシ基を含む)例には、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基およびメトキシエトキシ基が含まれる。
アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニル基およびエトキシカルボニル基が含まれる。
アルコキシカルボニルアミノ基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。アルコキシカルボニルアミノ基の例には、メトキシカルボニルアミノ基およびエトキシカルボニルアミノ基が含まれる。
アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。アルキルスルホニル基の例には、メタンスルホニル基およびエタンスルホニル基が含まれる。
脂肪族アミド基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族アミド基の例には、アセトアミドが含まれる。
脂肪族スルホンアミド基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。脂肪族スルホンアミド基の例には、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基およびn−オクタンスルホンアミド基が含まれる。
脂肪族置換アミノ基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましい。脂肪族置換アミノ基の例には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基および2−カルボキシエチルアミノ基が含まれる。
脂肪族置換カルバモイル基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。脂肪族置換カルバモイル基の例には、メチルカルバモイル基およびジエチルカルバモイル基が含まれる。
脂肪族置換スルファモイル基の炭素原子数は、1〜8であることが好ましい。脂肪族置換スルファモイル基の例には、メチルスルファモイル基およびジエチルスルファモイル基が含まれる。
脂肪族置換ウレイド基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。脂肪族置換ウレイド基の例には、メチルウレイド基が含まれる。
非芳香族性複素環基の例には、ピペリジノ基およびモルホリノ基が含まれる。
レターデーション発現剤の分子量は、300〜800であることが好ましい。
R201は、各々独立に、オルト位、メタ位およびパラ位の少なくともいずれかに置換基を有する芳香族環または複素環を表す。
X201は、各々独立に、単結合または−NR202−を表す。ここで、R202は、各々独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基または複素環基を表す。
X201が単結合である場合の複素環基は、窒素原子に遊離原子価をもつ複素環基である
ことが好ましい。窒素原子に遊離原子価をもつ複素環基は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、5員環であることが最も好ましい。複素環基は、複数の窒素原子を有していてもよい。また、複素環基は、窒素原子以外のヘテロ原子(例えば、O、S)を有していてもよい。以下に、窒素原子に遊離原子価をもつ複素環基の例を示す。ここで、−C4H9 nは、n−C4H9を示す。
が、鎖状アルキル基が好ましく、分岐を有する鎖状アルキル基よりも、直鎖状アルキル基がより好ましい。アルキル基の炭素原子数は、1〜30であることが好ましく、1〜20であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましく、1〜8がさらにまた好ましく、1〜6であることが最も好ましい。アルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基)およびアシルオキシ基(例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基)が含まれる。
もよいが、鎖状アルケニル基を表すのが好ましく、分岐を有する鎖状アルケニル基よりも、直鎖状アルケニル基を表すのがより好ましい。アルケニル基の炭素原子数は、2〜30であることが好ましく、2〜20であることがより好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることがさらにまた好ましく、2〜6であることが最も好ましい。アルケニル基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、前述のアルキル基の置換基と同様である。
R202が表す芳香族環基および複素環基は、R201が表す芳香族環および複素環と同様であり、好ましい範囲も同様である。芳香族環基および複素環基はさらに置換基を有していてもよく、置換基の例にはR201の芳香族環および複素環の置換基と同様である。
本発明においてはセルロースアシレート溶液に公知の劣化(酸化)防止剤、例えば、2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4、4'−チオビス−(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、1、1'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2、2'−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2、5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などのフェノール系あるいはヒドロキノン系酸化防止剤を添加することができる。さらに、トリス(4−メトキシ−3、5−ジフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、ビス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系酸化防止剤をすることが好ましい。劣化防止剤の添加量は、セルロース系樹脂100質量部に対して、0.05〜5.0質量部を添加することが好ましい。
本発明においてはセルロースアシレート溶液に、偏光板または液晶等の劣化防止の観点から、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロ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、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。ヒンダードフェノール系化合物の例としては、2、6−ジ−tert−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−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイトなどが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2、2−メチレンビス(4−(1、1、3、3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、(2、4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3、5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1、3、5−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、(2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2、6−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕などが挙げられる。これらの紫外線防止剤の添加量は、光学フィルム全体中に質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムには、剥離促進剤を含むことが、より剥離性と高める観点から好ましい。剥離促進剤は、例えば、0.001〜1重量%の割合で含めることができ、0.5重量%以下の添加であれば剥離剤のフィルムからの分離等が発生し難いため好ましく、0.005重量%以上であれば所望の剥離低減効果を得ることができるため好ましいため、0.005〜0.5重量%の割合で含めることが好ましく、0.01〜0.3重量%の割合で含めることがより好ましい。剥離促進剤としては、公知のものが採用でき、有機、無機の酸性化合物、界面活性剤、キレート剤等を使用することができる。中でも、多価カルボン酸およびそのエステルが効果的であり、特に、クエン酸のエチルエステル類が効果的に使用することができる。
前記光学異方性層を含むフィルムには、後述するスキンB層に剥離促進剤を含むことが好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムは、前記高置換度層の少なくとも一層がマット剤を含有することが、フィルムすべり性、および安定製造の観点から好ましい。前記マット剤は、無機化合物のマット剤であっても、有機化合物のマット剤であってもよい。
前記無機化合物のマット剤の好ましい具体例としては、ケイ素を含む無機化合物(例えば、二酸化ケイ素、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など)、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化ストロングチウム、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化スズ・アンチモン、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン及びリン酸カルシウム等が好ましく、更に好ましくはケイ素を含む無機化合物や酸化ジルコニウムであるが、セルロースアシレートフィルムの濁度を低減できるので、二酸化ケイ素が特に好ましく用いられる。前記二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、アエロジルR972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。前記酸化ジルコニウムの微粒子としては、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)等の商品名で市販されているものが使用できる。
前記有機化合物のマット剤の好ましい具体例としては、例えば、シリコーン樹脂、弗素樹脂及びアクリル樹脂等のポリマーが好ましく、中でも、シリコーン樹脂が好ましく用いられる。シリコーン樹脂の中でも、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、トスパール105、トスパール108、トスパール120、トスパール145、トスパール3120及びトスパール240(以上東芝シリコーン(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。
前記光学異方性層を含むフィルムにおいて、前記マット剤は、多量に添加しなければフィルムのヘイズが大きくならず、実際にLCDに使用した場合、コントラストの低下、輝点の発生等の不都合が生じにくい。また、少なすぎなければ上記のキシミ、耐擦傷性を実現することができる。これらの観点から0.01〜5.0重量%の割合で含めることが好ましく、0.03〜3.0重量%の割合で含めることがより好ましく、0.05〜1.0重量%の割合で含めることが特に好ましい。
本発明では、前記光学異方性層を含むフィルムは、下記式(1−2)を満たすことを特徴とする。
式(1−2) 1nm<Re(630)−Re(440)≦12nm
(式(1−2)中、Re(630)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
Re(630)−Re(440)の値は、2〜12nmであることが好ましく、3〜10nmであることがより好ましく、3〜4nmであることが特に好ましい。
式(2) 3nm≦Rth(630)−Rth(440)≦28nm
(式(2)中、Rth(630)は波長630nmにおける膜厚方向のレターデーションを表し、Rth(440)は波長440nmにおける膜厚方向のレターデーションを表す。)
Rth(630)−Rth(440)の値は、3〜20nmであることがより好ましく、3〜10nmであることが特に好ましい。
ここで光学補償フィルムが2軸性であるとは光学補償フィルムのnx、nyおよびnz(nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。)がそれぞれ全て異なる場合であり、本発明の場合にはnx>ny>nzであることがさらに好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムが2軸性の光学特性を示すということは液晶表示装置、特にVAモード液晶表示装置における斜め方向から観察した場合のカラーシフトの問題を低減する上で好ましい特性である。
ここで可視光域の光とは具体的には波長380〜780nmであり、長波長ほどRe及びRthの値が大きい特性を有することが好ましい。
このようなフィルムを本発明の液晶表示装置に用いることで液晶表示装置を斜め方向からみた場合における色味付きをより軽減することができる。
さらに、本発明では、前記偏光板の光学異方性層を含むフィルムが、下記式(3)を満たすことがより特に好ましい。
式(3) 45nm≦Re(550)≦60nm
(式(3)中、Re(550)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
前記光学異方性層を含むフィルムは膜厚方向のレターデーションRthが50nm≦|Rth(550)|≦250nmであることが、位相差フィルムとして液晶表示装置用の光学補償に用いる観点から、好ましい。前記Rth(550)は70nm≦|Rth(550)|≦240nmであることがより好ましく、90nm≦|Rth(550)|≦200nmであることが特に好ましい。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d 式(B)
なおこの際、パラメータとして平均屈折率nが必要になるが、これはアッベ屈折計((株)アタゴ社製の「アッベ屈折計2−T」)により測定した値を用いた。
前記光学異方性層を含むフィルムは、前記式(101)を満たすセルロースアシレートと非リン酸エステル系の化合物を含む低置換度層と、該低置換度層の少なくとも片方の面に前記式(102)を満たすセルロースアシレートを含む高置換度層とが積層していることが好ましい。また、各層中におけるセルロースアシレートのアシル基置換度は均一であっても、複数のセルロースアシレートを一つの層に混在させてもよいが、各層中におけるセルロースアシレートのアシル基置換度は全て一定であることが光学特性の調整の観点から好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムが3層構造であるとき、両面の表面層に含まれるセルロースアシレートは同じアシル置換度のセルロースアシレートを用いることが、製造コスト、寸法安定性および環境湿熱変化に伴うカール量低減の観点から好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムが3層以上の積層構造を有する場合、前記高置換度層(好ましくはフィルム両面の表面層)の膜厚がともに0.5〜20μmであることがより好ましく、0.5〜10μmであることが特に好ましく、0.5〜3μmであることがより特に好ましい。
また、前記光学異方性層を含むフィルムは、フィルム幅が700〜3000mmであり、かつΔReが10nm以下であることが好ましい。
前記光学異方性層を含むフィルムセルロースアシレート積層フィルムの製造方法は、下記式(101)を満たすセルロースアシレートと非リン酸エステル系の化合物を含む低置換度層用のセルロースアシレート溶液と、下記式(102)を満たすセルロースアシレートを含む高置換度層用のセルロースアシレート溶液とを逐次流延または同時共流延してセルロースアシレート積層フィルムを製膜する工程と、該セルロースアシレート積層フィルムをフィルム全体の質量に対して残留溶媒を5質量%以上含んだ状態で、Tg−30℃以上の温度で延伸する工程とを含むことが好ましい(但し、Tgはセルロースアシレート積層フィルムのガラス転移点温度を表す)。
式(101) 2.0<Z1<2.7
(式(101)中、Z1は低置換度層のセルロースアシレートの総アシル置換度を表す。)
式(102) 2.7<Z2
(式(102)中、Z2は高置換度層のセルロースアシレートの総アシル置換度を表す。)
以下、前記光学異方性層を含むフィルムの製造方法について詳細に説明する。
共流延法および逐次流延法により製造する場合には、先ず、各層用のセルロースアセテート溶液(ドープ)を調製する。共流延法(重層同時流延)は、流延用支持体(バンドまたはドラム)の上に、各層(3層あるいはそれ以上でも良い)各々の流延用ドープを別のスリットなどから同時に押出す流延用ギーサからドープを押出して、各層同時に流延し、適当な時期に支持体から剥ぎ取って、乾燥しフィルムを成形する流延法である。
(セルロースアシレートの調製)
特開平10−45804号公報、同08−231761号公報に記載の方法で、セルロースアシレートを合成し、その置換度を測定した。具体的には、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することでアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後に40℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、実施例1のコア層(低置換度層)用セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が22%に記載の値となるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
・セルロースアセテート(置換度2.43) 100.0質量部
・下記表6に記載の添加剤 下記表6に記載の添加量(質量部)
・メチレンクロライド 365.5質量部
・メタノール 54.6質量部
下記の表に示したようにセルロースアシレートのアシル基の種類と置換度、添加剤量や添加剤種を変更した以外は実施例1と同様にしてその他の実施例および比較例のコア層用セルロースアシレート溶液を調製した。各添加剤の構造を下記表5に示す。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、外層用(高置換度層)用セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が19.7%となるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
・セルロースアセテート(置換度2.79) 100.0質量部
・シリカ微粒子 R972(日本エアロジル製) 0.15質量部
・メチレンクロライド 395.0質量部
・メタノール 59.0質量部
前記低置換度層用セルロースアシレート溶液を下記表6に記載の膜厚のコア層になるように、前記高置換度層用セルロースアシレート溶液を下記表6に記載の膜厚の外層(スキンA層およびスキンB層)になるように、それぞれ流延した。得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、フィルム全体の質量に対する残留溶媒量が20〜5%の状態のときに下記表6に示した条件でテンターを用いて横延伸した。その後にフィルムからクリップを外して130℃で20分間乾燥させた後、更に下記表に示した条件でテンターを用いて再度横延伸した。
なお、残留溶媒量は下記の式にしたがって求めた。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、NはMを測定したウェブを120℃で2時間乾燥させた時の質量である。
ヘイズの測定は、試料40mm×80mmをフィルム両面に流動パラフィンを塗布してガラス板で挟みこんだ後に、25℃相対湿度60%でヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)を用いてJIS K−6714に従って測定した。フィルムをはさみこまない流動パラフィンのみとガラス板の測定値をブランクとした。得られた結果を下記表6に示した。
前述の方法により自動複屈折計KOBRA−WR(王子計測器(株)製)を用いて波長440nm、550nm、630nmにおいて3次元複屈折測定を行い、面内のレターデーションRe(λ)(但し、λは波長を表す)、および傾斜角を変えてReを測定することで得られる膜厚方向のレターデーションRth(λ)を求めた(但し、λは波長を表す)。各波長におけるReおよびRthの値を下記表6に示した。また、Re(630)−Re(440)の値とRth(630)−Rth(440)の値を下記表6に示した。
上記で作製した各セルロースアシレート積層フィルムの表面をアルカリ鹸化処理した。1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬し、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。続いて、厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して厚さ20μmの偏光子を得た。ポリビニルアルコール(クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、前記のアルカリ鹸化処理した各実施例および比較例のセルロースアシレート積層フィルムと、同様のアルカリ鹸化処理したフジタックTD80UL(富士フイルム社製)を用意し、これらの鹸化した面が偏光子側となるようにして偏光子を間に挟んで貼り合わせ、各実施例および比較例のセルロースアシレート積層フィルム、偏光子、TD80ULがこの順に貼り合わせてある偏光板をそれぞれ得た。この際、各セルロースアシレート積層フィルムのMD方向およびTD80ULの遅相軸が、偏光子の吸収軸と平行になるように貼り付けた。
インクジェット方式にて各色のカラーフィルターインクを絵素毎に打滴してカラーフィルター層を形成した。
カラーフィルターの厚みは、カラーフィルター形成部分と未形成部のガラス基板部分の高低差を測定して求めた。
Axometrics社製、Axoscanにて、セルの位相差を測定した。
実施例1〜18および比較例1〜6ではVAモードの液晶セルとして、下記表7に記載の各絵素のカラーフィルターの厚さと位相差値(実測値)を有するものを作製して用いた。実施例19〜25および比較例7では、下記表7に記載のVAモードの液晶TVの表裏の偏光板および位相差板を剥がして、液晶セルとして用いた。図1の構成のように、外側保護フィルム(不図示)、偏光子11、下記表6に記載の上記にて製造した各セルロースアシレート積層フィルム14、液晶セル13(上記のVA液晶セル)、光学異方性フィルム(フジタックTD80UL)15、偏光子12および外側保護フィルム(不図示)をこの順に粘着剤を用いて貼り合わせ、各実施例および比較例の液晶表示装置を作製した。この際、上下の偏光板の吸収軸が直交するように貼り合わせた。
上記作製したVAモードの液晶表示装置について、図1中の偏光子11側にバックライトを設置し、各々について測定機(EZ−Contrast XL88、ELDIM社製)を用いて、暗室内で黒表示時および白表示時の輝度および色度を測定し、黒表示における視野角方向のカラーシフト、ならびに、正面方向および視野角(極角60度)方向およびコントラスト比(CR)を算出した。
黒表示時において、液晶セルの法線方向から一対の偏光板の透過軸の中心線方向(方位角45度)に視角を倒した場合の色度の変化Δxθ、Δyθを、極角0〜80度の間で測定した。ここで、Δxθ=xθ−xθ0、Δyθ=yθ−yθ0であり、(xθ0、yθ0)は黒表示における液晶セル法線方向で測定した色度であり、(xθ、yθ)は黒表示における液晶セル法線方向から一対の偏光板の透過軸の中心線方向に極角θ度まで視角を倒した方向で測定した色度である。
結果を以下の基準で評価した。得られた評価を下記表8に示した。
◎:Δxθ、Δyθがともに0.02以下である。
○:Δxθ、Δyθがともに0.03以下である。
△:Δxθ、Δyθがともに0.05以下である。
×:Δxθ、Δyθがともに0.1より大である。
数式(II): 0≦Δxθ≦0.1
数式(III): 0≦Δyθ≦0.1
正面方向および視野角(極角60度)方向のコントラストを測定した。測定結果を、以下の基準に従って、評価した。
◎:3000以上であり、実用上好ましい。
○:2000以上3000未満であり、実用上問題ない。
△:1500以上2000未満であるが、実用に耐えうる。
×:1500未満であり、実用上問題がある。
得られた評価を下記表8に記載した。
一方、比較例1および7より、液晶セルの波長分散特性が本発明の範囲の下限値を下回る液晶セルを用いた場合、偏光板における光学異方性を含むフィルムのRe波長分散特性が本発明の範囲内であっても、得られる液晶表示装置はカラーシフトが悪いことがわかった。また、比較例2より、液晶セルの波長分散特性が本発明の範囲の上限値を上回る液晶セルを用いた場合、偏光板における光学異方性を含むフィルムのRe波長分散特性が本発明の範囲内であっても、得られる液晶表示装置はカラーシフトが悪いことがわかった。比較例3および5より、偏光板における光学異方性を含むフィルムのRe波長分散特性が本発明の範囲の下限値を下回るフィルムを用いた場合、液晶セルの波長分散特性が本発明の範囲内であっても、得られる液晶表示装置はカラーシフトが悪いことがわかった。比較例4および6より、偏光板における光学異方性を含むフィルムのRe波長分散特性が本発明の範囲の上限値を上回るフィルムを用いた場合、液晶セルの波長分散特性が本発明の範囲内であっても、得られる液晶表示装置はカラーシフトが悪いことがわかった。
以上より、本発明の構成の液晶表示装置は、視野角のカラーシフトの問題を著しく改善できていたことがわかった。
12 偏光子
13 液晶セル
14 各実施例および比較例の前記光学異方性層を含むフィルム(セルロースアシレートフィルム)
15 光学異方性フィルム(フジタックTD80UL)
21 上側偏光板外側保護フィルム
22 上側偏光板偏光フィルム
23 上側偏光板偏光フィルム吸収軸
24 上側偏光板保護フィルム
25 上側偏光板保護フィルム遅相軸
26 液晶セル上側基板
27 液晶セル上側基板ラビング方向
28 液晶層(液晶性分子)
29 液晶セル下側基板
30 液晶セル下側基板ラビング方向
31 下側光学異方性層
32 下側光学異方性層遅相軸
33 下側偏光板保護フィルム
34 下側偏光板保護フィルム遅相軸
35 下側偏光板偏光フィルム
36 下側偏光板吸収軸
37 下側偏光板外側保護フィルム
LC' VAモード液晶セル
PL1' 上側偏光板
PL2' 下側偏光板
Claims (7)
- 液晶セルと、
該液晶セルの外側の少なくとも一方に配置された偏光板とを有し、
前記液晶セルが、電極を少なくとも一方に有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を含み、
前記基板の少なくとも一方が下記式(1−1)を満たすB、GおよびRの3色の絵素を少なくとも含み、
前記偏光板が、偏光子と、下記式(1−2)を満たし、かつ、光学異方性層を含むフィルムを含むことを特徴とする液晶表示装置。
式(1−1) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦28nm
(式(1−1)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。)
式(1−2) 1nm<Re(630)−Re(440)≦12nm
(式(1−2)中、Re(630)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける面内方向のレターデーションを表す。) - 前記偏光板の光学異方性層を含むフィルムが、下記式(2)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
式(2) 3nm≦Rth(630)−Rth(440)≦28nm
(式(2)中、Rth(630)は波長630nmにおける膜厚方向のレターデーションを表し、Rth(440)は波長440nmにおける膜厚方向のレターデーションを表す。) - 前記偏光板の光学異方性層を含むフィルムが、下記式(3)を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
式(3) 45nm≦Re(550)≦60nm
(式(3)中、Re(550)は波長630nmにおける面内方向のレターデーションを表す。) - 前記絵素が下記式(4)を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
式(4) −20nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}≦20nm
(式(4)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。) - 前記絵素および前記光学異方性層を含むフィルムが下記式(5)を満たすことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
式(5) −5nm≦{Rth[cell](630)−Rth[cell](440)}/2−{Re(630)−Re(440)}≦−3nm
(式(5)中、Rth[cell](λ)は、測定波長λの光が液晶セルの絵素を透過する際の厚み方向のレターデーションを表す。Re(630)は波長630nmにおける前記フィルムの面内方向のレターデーションを表し、Re(440)は波長440nmにおける前記フィルムの面内方向のレターデーションを表す。) - 前記液晶セルが、VAモードであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光板の前記光学異方性層を含むフィルムがセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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