JP2000314811A - セルロースエステルを含む光学フィルム、偏光板、液晶表示装置 - Google Patents

セルロースエステルを含む光学フィルム、偏光板、液晶表示装置

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JP2000314811A
JP2000314811A JP2000058805A JP2000058805A JP2000314811A JP 2000314811 A JP2000314811 A JP 2000314811A JP 2000058805 A JP2000058805 A JP 2000058805A JP 2000058805 A JP2000058805 A JP 2000058805A JP 2000314811 A JP2000314811 A JP 2000314811A
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浩一 永安
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は特にフィルムの面品質及び光
学的等方性の問題を改良することにあり、本発明の他の
目的は、フィルムの加工性の改善、具体的には、製造時
にフィルムを所望の形に打ち抜く際のカッティング特性
を改善することであり、本発明の別の目的は輝点異物と
いわれる偏光板の直交状態下で観察される異物を減少さ
せることにある。 【解決手段】 重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn
の値が3.0〜5.0であるセルロースエステルを含む
ことを特徴とする光学フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
などに用いられる偏光板の保護フィルム等に用いる光学
フィルムに関する。特に、保護フィルムとして適したセ
ルロースエステルフィルムを含む光学フィルムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイの偏光板に用いられる
保護フィルムとしてはトリアセチルセルロースの様なセ
ルロースエステルフィルムがその複屈折性が小さいこと
から、適しており、よく用いられている。
【0003】偏光板は、一般に、ヨウ素や染料を吸着配
向させたポリビニルアルコールフィルム等からなる偏光
フィルムの表裏両側を、透明な樹脂層で積層した構成を
もっているが、トリアセチルセルロースフィルムの保護
フィルムがこの透明な樹脂層として、良く使われてい
る。
【0004】近年、液晶ディスプレイはCRTに代わる
モニタとしての大画面・高画質化の為の開発が進んでい
る。それに伴って、液晶用偏光板の保護フィルムに対す
る要求も厳しくなっている。特に保護フィルムの表面粗
さに伴って発生する面品質及び光学的等方性の問題の改
善が強く望まれている。又、フィルムの加工性の改善、
具体的には、製造時にフィルムを所望の形に打ち抜く際
のカッティング特性の改善も望まれている。又、偏光板
の直交状態下で観察される輝点異物といわれる異物の改
善も同様に強く望まれている。我々は鋭意検討の結果、
本発明のセルロースエステルを使用することで輝点異物
を改良できることを見いだした。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は特にフ
ィルムの面品質及び光学的等方性の問題を改良すること
にあり、本発明の他の目的は、フィルムの加工性の改
善、具体的には、製造時にフィルムを所望の形に打ち抜
く際のカッティング特性を改善することであり、本発明
の別の目的は偏光板の直交状態下で観察される輝点異物
を減少させることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の方法によ
り達成されることを見いだした。
【0007】1.重量平均分子量Mw/数平均分子量M
nの値が3.0〜5.0であるセルロースエステルを含
むことを特徴とする光学フィルム。
【0008】2.セルロースエステルがセルローストリ
アセテートであることを特徴とする前記1に記載の光学
フィルム。
【0009】3.光学フィルムに含まれるFe成分の含
有量が1ppm以下であることを特徴とする前記1又は
2に記載の光学フィルム。
【0010】4.光学フィルムに含有されるCa成分の
量が60ppm以下であることを特徴とする前記1〜3
の何れか1項に記載の光学フィルム。
【0011】5.光学フィルムに含有されるMg成分の
量が70ppm以下であることを特徴とする前記1〜4
の何れか1項に記載の光学フィルム。
【0012】6.セルロースエステルが綿花リンターを
主原料とするものであって、該セルロースエステルの重
量平均分子量Mw/数平均分子量Mnの値が3.5〜
4.5であることを特徴とする前記1又は2に記載の光
学フィルム。
【0013】7.セルロースエステルが綿花リンターを
主原料とするものであって、該セルロースエステルの重
合度が250〜300であることを特徴とする前記6に
記載の光学フィルム。
【0014】8.セルロースエステルが綿花リンターを
主原料とするものであって、該セルロースエステルに含
有されるFe成分の量が1ppm以下であることを特徴
とする前記6又は7に記載の光学フィルム。
【0015】9.セルロースエステルが綿花リンターを
主原料とするものであって、該セルロースエステルに含
有されるCa成分の量が30ppm以下であることを特
徴とする前記6〜8の何れか1項に記載の光学フィル
ム。
【0016】10.セルロースエステルが綿花リンター
を主原料とするものであって、該セルロースエステルに
含有されるMg成分の量が15〜20ppmであること
を特徴とする前記6〜9の何れか1項に記載の光学フィ
ルム。
【0017】11.セルロースエステルが木材パルプを
主原料とするものであって、該セルロースエステルの重
量平均分子量Mw/数平均分子量Mnの値が4.0〜
5.0であることを特徴とする前記1又は2に記載の光
学フィルム。
【0018】12.セルロースエステルが木材パルプを
主原料とするものであって、該セルロースエステルの重
合度が230〜280であることを特徴とする前記11
に記載の光学フィルム。
【0019】13.セルロースエステルが木材パルプを
主原料とするものであって、該セルロースエステルに含
有されるFe成分の量が1ppm以下であることを特徴
とする前記11又は12に記載の光学フィルム。
【0020】14.セルロースエステルが木材パルプを
主原料とするものであって、該セルロースエステルに含
有されるCa成分の量が30〜60ppmであることを
特徴とする前記11〜13の何れか1項に記載の光学フ
ィルム。
【0021】15.セルロースエステルが木材パルプを
主原料とするものであって、該セルロースエステルに含
有されるMg成分の量が30〜70ppmであることを
特徴とする前記11〜14の何れか1項に記載の光学フ
ィルム。
【0022】16.セルロースエステルの6%粘度が1
00〜250cpであることを特徴とする前記1〜15
の何れか1項に記載の光学フィルム。
【0023】17.光学フィルムの面内レターデーショ
ンの値が30nm以下であることを特徴とする前記1〜
16の何れか1項に記載の光学フィルム。
【0024】18.セルロースエステルの酢化度が59
〜62.5%であることを特徴とする前記1〜17の何
れか1項に記載の光学フィルム。
【0025】19.590nmにおいて前記式(1)を
満たすことを特徴とする前記1〜18の何れか1項に記
載の光学フィルム。
【0026】20.前記1〜19の何れか1項に記載の
光学フィルムをクロスニコル状態に配置された2枚の偏
光板の間におき、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とき、直径が0.01mm以
上である輝点の数が200個/cm2以下であることを
特徴とする光学フィルム。
【0027】21.第1の光学フィルム、偏光子、第2
の光学フィルムを有する偏光板において、該第1の光学
フィルム又は第2の光学フィルムが前記前記1〜20の
何れか1項記載の光学フィルムであることを特徴とする
偏光板。
【0028】22.偏光板上の光学フィルムの少なくと
も1つが590nmにおいて前記式(2)を満たすこと
を特徴とする前記21に記載の偏光板。
【0029】23.前記21又は22に記載の偏光板を
用いることを特徴とする液晶表示装置。
【0030】本発明のセルロースエステルフィルムとし
ては、セルローストリアセテートフィルムが好ましい。
他のセルロースエステルとしては、セルロースアセテー
トプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートブ
チレート(CAB)などが挙げられる。セルロースエス
テルフィルムを形成するには、通常、溶媒にトリアセチ
ルセルロースを溶解したいわゆるドープといわれる溶液
を溶液流延法により、支持体として回転するエンドレス
ベルト(成膜バンド)上に、又は支持体として回転する
ドラム上にを流延し製膜する。いわゆるベルト方式、ド
ラム方式とよばれている。流延の後溶媒の一部が支持体
上で蒸発して、固化して得られたフィルムが剥離ロール
等により剥離され、乾燥室にて残りの溶媒が乾燥されセ
ルロースエステルフィルムになる。
【0031】偏光板用保護フィルムは、ドープを支持体
上に流延し、それから支持体から剥離し、乾燥すること
によって製造される。そして、そのドープは、重量平均
分子量Mw/数平均分子量Mnの値が、3.0〜5.0
であって、固形分濃度6%における粘度が100〜25
0cpであるセルロースエステルを含むものである。
【0032】その際に、剥離する際の剥離張力は250
N/m以下であることが好ましく、搬送張力は300N
/m以下であることが好ましく、更に好ましくは250
N/m以下であることが好ましく、更に好ましくは10
0〜200N/mである。テンターは、1〜1.1倍で
あることが好ましい。テンターに関して、残留溶媒量が
100%以下で、幅手方向の延伸率が10%以下である
ことが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
又、残留溶媒量が50%以下で上記延伸率を満たすこと
が好ましく、更に好ましくは30%以下である。尚、残
留溶媒量は下記式で表され、フィルム中に残存する溶媒
量の割合を示し、フィルム中に残存する溶媒量がフィル
ム成分と当量であるとき100%とする。
【0033】残留溶媒量(%)=115℃で1時間加熱
処理した前後の質量変化(g)/115℃で1時間加熱
処理した後のフィルムの質量(g)×100 又、トリアセチルセルロースはセルロースのアセチル化
により製造されるが、反応時間によりアセチル化度の違
いがでたり、分解物の影響により分子量分布が変わって
くる。又分解物や不純物含量等も変わってくる。又、原
料となる、セルロースとしては綿花由来のものと、木材
パルプによるものがありそれぞれ分子量分布がもともと
異なっていることから、幾分その性質がセルローストリ
アセテートになったときに異なってくることも知られて
いる。
【0034】本発明者らは、鋭意検討の結果、前記のセ
ルロースエステルフィルムにより本発明の目的は達成さ
れることを見いだした。
【0035】本発明の面品質とは、セルロースエステル
フィルムの表面における平面性のことをいう。主に流延
製膜時のダイススジや搬送過程で幅手方向(TD方向)
に収縮が起こるなどが原因で搬送方向(MD方向)に微
弱なスジが発生し、面品質が悪化する。面品質は偏光板
保護フィルムや偏光板の平面性にも反映され、偏光板か
ら作製された液晶表示装置の表面における平面性にも反
映される。面品質が悪いと、液晶表示装置の画面上の文
字が見づらくなるなどの問題が発生する。尚、面品質
は、蛍光灯などの反射像のゆがみによって目視で確認で
きる。
【0036】本発明で規定するセルロースエステルを用
いる事により、製造時にドープが滑らかに流れるため、
フィルム表面を滑らかとすることができ、その偏光板用
保護フィルムを液晶表示装置に用いた際の画面のゆらぎ
を減少させることが可能となるものである。
【0037】本発明の輝点異物とは偏光板を2枚直交状
態(クロスニコル)にして配置しその間にセルロースエ
ステルフィルム(例えばセルローストリアセテート)を
おき一方の偏光子の側から、光をあて他方の偏光子の側
から顕微鏡で観察したとき白く抜けて見える点であり、
これがあるとディスプレイの欠陥となり、少ないほど高
精細なディスプレイに適している。
【0038】輝点異物を測定する場合に用いる偏光板は
ガラス製のものが好ましい。セルロースエステルフィル
ムより作製された偏光板を用いると偏光板自身に輝点異
物が含まれているため、試料中の輝点異物と判別しづら
いためである。又、試料と間隔を置いて偏光板を配置し
てもよい。試料と間隔を置いて偏光板を配置すると顕微
鏡でピントの合う位置がずれるため試料中の輝点異物を
特定できる。
【0039】これはセルローストリアセテートの異物部
分で屈折率が異なるために光が漏れてくることによりお
こると考えられ、原因のひとつは酢化の過程でアセチル
化されずに残ったセルロースが絡んでいると推定され
る。酢化率をあげようとすれば、酢化反応の時間を延長
する必要がある。但し、反応時間を余り長くとると分解
が同時に進行し、ポリマー鎖の切断やアセチル基の分解
などがおこり、後述する、微量金属による不溶解物の生
成という観点からも好ましくない結果をもたらす。従っ
て、酢化度をあげ、分解をある程度抑える為には反応時
間はある範囲に設定することが必要である。反応時間で
規定することは反応条件が様々であり、反応装置や設備
その他の条件で大きく変わるので適切でない。
【0040】ポリマーの分解は進むにつれ、分子量分布
が広くなってゆくので、トリアセチルセルロースの場合
にも、分解の度合いは通常用いられる重量平均分子量M
w/数平均分子量Mnの値で規定できる。すなわちセル
ローストリアセテートの酢化の過程で、余り長すぎて分
解が進みすぎることがなく、かつ酢化には充分な時間酢
化反応を行わせしめるための反応度合いのひとつの指標
として重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnの値をも
ちいることができる。本発明におけるMw/Mnの値
は、3.0〜5.0である。尚、本発明においては、偏
光板用保護フィルムが、材料として、Mw/Mnの値が
3.0〜5.0であるセルロースエステルを含めばよい
が、偏光板用保護フィルムに含まれるセルロースエステ
ル(好ましくはセルローストリアセテート)全体のMw
/Mnの値が3.0〜5.0であることがより好まし
い。別のいい方をすれば、偏光板用保護フィルムから測
定可能なセルロースエステル(好ましくはセルロースト
リアセテート)のMw/Mnの値が3.0〜5.0であ
ることがより好ましい。尚、より好ましくは3.3〜
4.5であり、更に好ましくは3.5〜4.5である。
【0041】これらの数値は、綿花リンターと木材パル
プでは原料の分子量分布等性質がやや異なっているの
で、最適な値が少し違ってくる。又、木材パルプの中で
も針葉樹パルプと広葉樹パルプがあり、針葉樹パルプの
方が好ましい。綿花リンターを用いる場合、重量平均分
子量Mw/数平均分子量Mnの値は、3.4〜4.5の
範囲が好ましく、木材パルプを用いるときには重量平均
分子量Mw/数平均分子量Mnの値は3.5〜5.0が
好ましい。これらの値のセルロースエステル(好ましく
はセルローストリアセテート)を用いる事で本発明者ら
は上記の輝点異物が大きく改善されることを見いだし
た。
【0042】本発明のセルロースエステルはセルロース
エステルフィルム中に含まれている割合に応じて本発明
の効果を発揮できるが、少なくとも30%以上セルロー
スエステルフィルム中に含まれていることが好ましく、
更に好ましいのは50%以上であり、更に好ましいのは
70%以上であり、更に好ましいのは90%以上であ
り、もっとも好ましいのは100%である。
【0043】セルロースエステルは又セルロースエステ
ル中の微量金属成分によっても影響を受ける。これらは
製造工程で使われる水に関係していると考えられるが、
不溶性の核となり得るような成分は少ない方が好まし
く、鉄、カルシウム、マグネシウム等有機の酸性基を含
んでいる可能性のあるポリマー分解物等と塩形成する事
により不要物を形成する様な金属イオンの量は少ないこ
とが好ましい。但し実際には各成分間のインタラクショ
ンやその他の因子も幾分か関係するので単純に少なけれ
ばいいというようにはなっていないが、多すぎる値では
問題を生ずる。
【0044】鉄(Fe)成分については、1ppm以下
であることが好ましい。これは綿花リンター、木材パル
プいずれの原料を用いたものでも同じように、少ないこ
とが好ましく、実用的には、製造上の下限である0.0
1ppmから1ppmの範囲が好ましい。
【0045】カルシウム(Ca)成分については、地下
水や河川の水等に多く含まれ、これが多いと硬水とな
り、飲料水としても不適当であるが、カルボン酸や、ス
ルホン酸等の酸性成分と又、多くの配位子と配位化合物
すなわち、錯体を形成しやすく、多くの不要なカルシウ
ムに由来するスカム(不溶性の澱、濁り)を形成する。
【0046】カルシウム(Ca)成分は60ppm以下
であることが好ましく、特に綿花リンターを原料とする
セルローストリアセテートにおいては、30ppm以下
であることが好ましく、木材パルプを原料としたトリア
セチルセルロースにおいては、もう少し多く60ppm
以下である。実用上は少ないほど好ましいが、製造上な
くすことは難しく下限は10ppm程度であり、従って
綿花リンターにおいては好ましくは10〜30ppm、
木材パルプにおいては10〜60ppm、更に好ましく
は30〜60ppmである。綿花リンターを用いた場合
と木材パルプを用いた場合で最適値は異なる。
【0047】マグネシウム(Mg)成分については、や
はりカルシウムと同様に地下水中に多く含まれているも
のであり、やはり不要物の原因となるものである。これ
らのマグネシウム成分は、やはり多すぎると不溶分を生
ずるので、多すぎることは好ましくない。但し、余りに
少なすぎても、特性的にはよくない。最適の範囲は、1
5〜70ppmであり、特に木材パルプで30〜70p
pmである。
【0048】又、重合度(後述する粘度平均重合度)に
ついては、綿花リンターは250〜300の重合度のも
のが好ましく、木材パルプでは230〜280の範囲の
ものが好ましい。余り大きくなると不溶性成分が増加す
るので輝点異物が増加する傾向がある。又余り重合度が
小さいと膜として物性が不十分であり、保護膜としての
特性には適さない。
【0049】同じように6%粘度(これも後述する)に
ついても100〜250cpの範囲であることが上記と
同じく好ましい。
【0050】これらの要件は単独で効果を発揮するが、
これらのうちの2つ以上のいくつかが同時に満足される
セルロースエステルを用いるとより効果が大きくなる。
しかしながらもっとも効果が大きいのは、重量平均分子
量Mw/数平均分子量Mnを上記範囲にもつセルロース
エステルを用いることが本発明の大きな要件であり、こ
れらに鉄(Fe)分含量が1ppm以下、カルシウム
(Ca)、マグネシウム(Mg)等の含量が上記値であ
り、重合度、6%粘度等が上記範囲であるセルロースエ
ステルを用いるときであり、これら全てを満足すること
がもっとも好ましい。
【0051】セルロースエステルの平均分子量および分
子量分布は、高速液体クロマトグラフィーを用い測定で
きるので、これを用いて数平均分子量、重量平均分子量
を算出し、その比を計算することが出来る。
【0052】測定条件は以下の通りである。 溶媒: メチレンクロライド カラム: Shodex K806,K805,K8
03G(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 standar
d ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=10000
00〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用し
た。13サンプルは、ほぼ等間隔に得ることが好まし
い。
【0053】又本発明における重合度とは、粘度平均重
合度であり、セルロースエステル(例えばセルロースア
セテート)の粘度平均重合度(DP)は、以下のように
して測定した。
【0054】絶乾したセルロースアセテート0.2gを
精秤し、メチレンクロリド:エタノール=9:1(質量
比)の混合溶媒100mlに溶解した。これをオストワ
ルド粘度計にて25℃で落下秒数を測定し、重合度を以
下の式により求めた。
【0055】 ηrel=T/T0 T:測定試料の落下秒数 [η]=(lnηrel)/C T0:溶剤単独の落下秒数 DP=[η]/Km C:濃度(g/l) Km:6×10-4 セルローストリアセテートの6%粘度は以下の様にして
測定した。
【0056】混合溶液(塩化メチレン:メタノール=9
1:9)61.67gを三角フラスコに採取し、乾燥試
料3.00gを投入し、密栓して横振り振盪機で約1.
5時間振盪する。その後回転振盪機で約1時間振盪して
完溶させる。得られた6質量/容量%の溶液を所定のオ
ストワルド粘度計の標線まで移し、25±1℃の恒温槽
で約15分間整温する。計時用標線間の流下時間を測定
する。
【0057】次式により6%粘度を算出する。 6%粘度(cps)=流下時間(s)×粘度計係数 粘度計係数は粘度計校正用標準液を用いて、上記と同様
の操作で流下秒数を測定して求める。
【0058】本発明における微量金属成分すなわち鉄
(Fe)分の含量、カルシウム(Ca)分含量、マグネ
シウム(Mg)分含量等の金属成分は、絶乾したトリア
セチルセルロースをマイクロダイジェスト湿式分解装置
(硫硝酸分解)、アルカリ溶融で前処理を行った後、I
CP−AES(誘導結合プラズマ発光分光分析装置)を
用いて分析を行う事により定量した。
【0059】セルロースエステルフィルムを作製する為
にセルロースエステルを溶解したドープを作製するのに
用いる溶媒としては、メチレンクロライド等の低級脂肪
族炭化水素塩化物の他、メタノール、エタノール、n−
プロピルアルコール、n−ブチルアルコール等の低級脂
肪族アルコール、シクロヘキサノン、ジオキサン、トル
エン、酢酸エチル、メチルセロソルブ等が適宜用いられ
る。メチレンクロライドはセルロースエステルに対する
良溶媒であるが、良溶媒と共に、上記低級脂肪族アルコ
ール等の貧溶媒を適宜用いることで、支持体上に流延し
たドープが冷却された時に、固化を促進することができ
る。
【0060】また、セルロースエステルフィルム中に含
有される成分として、適宜、可塑剤、剥離促進剤、紫外
線吸収剤等の添加剤を加えることができる。可塑剤とし
ては、トリフェニルホスフェート、トリエチルホスフェ
ート等のリン酸エステル系可塑剤、ジメチルフタレー
ト、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル系可塑
剤、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリ
ルエチルグリコレート等のグリコール酸エステル系可塑
剤、或いは高分子可塑剤等を用いることができる。剥離
促進剤は、ドープが固化して得られるフィルムを支持体
から剥離し易くするものであり、例えば金属せっけん等
が用いられる。また、紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン
系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、
或いは、紫外線吸収ポリマー等を適宜使用する。これら
はドープ中に添加するのが好ましい。
【0061】なお、セルロースエステルのうちトリアセ
チルセルロースが好ましく、トリアセチルセルロース
(三酢酸セルロース)とは、1セルロース単位当たり3
個有する水酸基のうちの、約3個がアセチル基に置換さ
れたものであるが、3個の水酸基の全てが置換された酢
化度62.5%のものから、酢化度56%程度のものま
でが通常使用される。
【0062】特に好ましくは酢化度が59.5〜62.
5%のセルローストリアセテートを70%以上含有する
セルローストリアセテートフィルムである。更に好まし
い酢化度は60〜62.5%であり、更に好ましくは6
1〜62.5%である。
【0063】又、本発明の光学フィルムは、面内レター
デーション値R0が30nm以下であることが好まし
い。より好ましくは10nm以下であり、更に好ましく
は5nm以下である。尚、面内レターデーション値R0
は同時複屈折計を用いて測定することができる。例え
ば、KOBRA−21ADH(王子計測機器(株))を
用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長が590
nmにおいて、3次元屈折率測定を行い、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(フィルム面内の遅相軸に直角な方向
の屈折率)、nz(厚み方向におけるフィルムの屈折
率)、フィルムの厚みを求めることにより得られる。
【0064】R0=|nx−ny|×d 又、本発明の光学フィルムは以下の式(1′)を満たす
ことが好ましい。
【0065】式(1′) R0≦1/(−4.1×10-4×Z0 2+b×Z0−0.0
15) R0:面内レターデーション(nm) Z0:光学フィルム遅相軸ズレ角度(°) 本発明の光学フィルムにおいては、b=0.038で上
記関係を満たすことが好ましく、又bの値がより大きい
値において上記式を満たすことが好ましい。例えば、b
の値が0.044、より好ましくは0.06、更に好ま
しくは0.1、より好ましくは0.2、最も好ましくは
0.3において、上記式を満たすことが好ましい。
【0066】又、遅相軸ズレ角度とは、光学フィルムの
機械搬送方向と、光学フィルムの遅相軸とがなす角度で
ある。又、偏光板の場合は、偏光子の配向方向と光学フ
ィルムの遅相軸とがなす角度ということもできる。光学
フィルムの遅相軸の方向は、前述の同時複屈折計で測定
可能である。
【0067】図1は光学フィルム屈折率異方性を示す図
であり、21が光学フィルムを表し、Eは面内の屈折率
異方性を示す屈折率楕円体を表し、高い屈折率(nx)
を有する軸の方向を遅相軸といいこれと直交する屈折率
(ny)の低い方向を進相軸という。MDは光学フィル
ムの搬送方向を示し、このMD方向と遅相軸のなす角度
をZ0と定義する。
【0068】又、図2は本発明の偏光板の構成を示す図
であり、光学フィルム21、22で偏光子110をサン
ドイッチし、偏光板としたものである。この場合、光学
フィルムの遅相軸nx方向と偏光子110の配向方向A
Dとのなす角度、即ち光学フィルムの遅相軸の偏光子の
配向方向とのズレ角度(°)であるZ1が同様に定義で
きる。製造上は偏光子の配向方向ADとフィルム製膜時
の搬送方向(MD方向)をあわせて製造するのが生産性
の上から好ましい(即ち、Z0=Z1)。従って、偏光板
は、偏光板上の光学フィルムが590nmにおいて下記
式(2′)を満たしていることが好ましい。
【0069】式(2′) R0≦1/(−4.1×10-4×Z1 2+b×Z1−0.0
15) R0:面内レターデーション(nm) Z1:光学フィルムの遅相軸の偏光子の配向方向とのズ
レ角度(°) bは前記の式(1′)と同じ値を表す。
【0070】これらの式を満たすことによって、光学的
等方性を良好にし、均一な表示が可能となり、コントラ
ストを良好にすることができる。
【0071】又、光学フィルムの膜厚方向のレターデー
ション値(Rt)は、150nm以下であることが好ま
しく、10〜150nmであることが好ましく、更に3
0〜100nmであることが好ましい。
【0072】厚み方向のレターデーション値(Rt)は
以下の式によって求めることができる。
【0073】Rt=|(Nx+Ny)/2−Nz|×d ここにおいて、dはフィルムの厚み(nm)である。
【0074】又、本発明の光学フィルムは、2枚の偏光
板をクロスニコル状態にして配置し、その間に前記光学
フィルムをおき、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ときの粒径が0.01mm
以上である輝点数が200個/cm2以下である事が好
ましい。より好ましくは100個/cm2以下であり、
更に好ましくは50個/m2以下であり、更に好ましく
は10個/cm2以下である。前述したように、フィル
ム自身の異物を正確に測定するためこの場合ガラスの偏
光板を用いる。
【0075】又、本発明の光学フィルムは、可視光を5
0%以上透過するものが好ましく、より好ましくは70
%以上であり、更に好ましくは80%以上であり、更に
好ましくは90%以上であり、更に好ましくは93%以
上である。
【0076】又、本発明の光学フィルムは、マンノース
及びキシロースの総合含有量が10mol%以下であ
る。より好ましくは4mol%以下である。これによっ
て、製造時にフィルムの剥離を行いやすく、より滑らか
な表面のフィルムを得ることが出来るため、面品質や光
学的等方性を改善することが可能となる。
【0077】又、光学フィルムは膜厚が20〜250μ
mであることが好ましく、より好ましくは20〜100
μmであり、更に好ましくは20〜60μmである。
【0078】又、光学フィルムがマット剤として微粒子
を含有していてもよい。マット剤に用いられる微粒子と
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、タルク、
クレイ、焼成カオリン、珪酸アルミニウムを挙げること
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。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、R2
02、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。有機物微粒子の例としては、シリコーン樹脂、
フッ素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。特
に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、1
05、108、120、145、3210、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、アエロジル
200V、アエロジルR972Vが光学フィルムの濁度
を低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため
特に好ましい。
【0079】マット剤の添加量は光学フィルムに対し
て、0.005〜0.5質量%が好ましく、0.01〜
0.3質量%が更に好ましく、0.05〜0.1質量%
が最も好ましい。
【0080】又、光学フィルムが可塑剤を含有していて
もよい。可塑剤の含有量は、光学フィルムに対して、1
〜20質量%であることが好ましい。
【0081】更に好ましくは5〜15質量%であり、特
に好ましくは7〜12質量%である。
【0082】又、光学フィルムが紫外線吸収剤を含有し
ていてもよい。紫外線吸収剤の含有量は、光学フィルム
1m2あたり0.2〜10.0gであることが好まし
く、より好ましくは0.5〜5.0gであり、更に好ま
しくは0.8〜2.0gである。
【0083】次に、本発明の偏光板について説明する。
本発明の偏光板は、偏光板用保護フィルムとして第1の
光学フィルムと第2の光学フィルムとで偏光子をサンド
イッチする構成となっている。そして、第1の偏光板用
保護フィルム又は第2の偏光板用保護フィルム(好まし
くは両方の保護フィルム)は、セルロースエステルフィ
ルムを有し、そのセルロースエステルフィルムが、重量
平均分子量Mw/数平均分子量Mnの値が、3.0〜
5.0であるセルロースエステルを含むものである。
【0084】尚、偏光子とは沃素をポリビニルアルコー
ルなどのフィルムに吸着させ延伸することによって得ら
れたものが好ましい。
【0085】次に、本発明の液晶表示装置(Liqui
d crystal display)の一例について
図3を用いて説明する。
【0086】本発明の液晶表示装置は、第1の偏光板3
1と液晶セル4と第1の偏光板31及び液晶セル4より
内側に設けられた第2の偏光板32とを有する。又、光
源として、第2の偏光板32より更に内側にバックライ
ト5を設けてもよい。そして、第1の偏光板31は、第
1の偏光子110と液晶セル4と対向していない側の前
記第1の偏光子110の面に設けられた第1の光学フィ
ルム21と、液晶セル4と対向している側の前記第1の
偏光子110の面に設けられた第2の光学フィルム22
とを偏光板用保護フィルムとして有する。又、第2の偏
光板32は、第2の偏光子120と、液晶セル4と対向
している側の第2の偏光子120の面に設けられた第3
の偏光板用保護フィルム23と、液晶セル4と対向して
いない側の第2の偏光子120の面に設けられた第4の
偏光板用保護フィルム24とを有する。そして、少なく
とも第1の光学フィルム(偏光板用保護フィルム)2
1、第2の光学フィルム(偏光板用保護フィルム)2
2、第3の光学フィルム(偏光板用保護フィルム)2
3、第4の光学フィルム(偏光板用保護フィルム)24
のいずれか1つのフィルム(好ましくは、第2の保護フ
ィルムと第3の保護フィルム、更に好ましくは全ての保
護フィルム)は、セルロースエステルフィルムを有し、
そのセルロースエステルフィルムは、重量平均分子量M
w/数平均分子量Mnの値が、3.0〜5.0であるセ
ルロースエステルを含むものである。
【0087】又、本発明の光学フィルム(偏光板用保護
フィルム)、偏光板、液晶表示装置は、TFT液晶表示
装置に適用する場合に特に効果が顕著であり好ましい。
【0088】以下実施例により本発明を具体的に例示す
るが本発明はこれにより限定されるものではない。
【0089】
【実施例】以下の様にしてトリアセチルセルロースを作
製した。
【0090】〈トリアセチルセルロースの作製〉 (TAC1)セルロース原料として綿化リンター100
質量部を解砕し、40質量部の酢酸を添加し、40℃で
20分間前処理活性化をした。その後、硫酸8質量部、
無水酢酸260質量部、酢酸350質量部を添加し、3
6℃で120分間エステル化を行った。24%酢酸マグ
ネシウム水溶液11質量部で中和した後、63℃で30
分間ケン化熟成し、トリアセチルセルロースを得た。こ
れを10質量倍の酢酸水溶液(酢酸:水=1:1(質量
比))を用いて、室温で150分間撹拌した後、濾過、
乾燥させて精製トリアセチルセルロースTAC1を得
た。
【0091】(TAC2)セルロース原料として綿化リ
ンター100質量部を解砕し、40質量部の酢酸を添加
し、40℃で20分間前処理活性化をした。その後、硫
酸8質量部、無水酢酸260質量部、酢酸350質量部
を添加し、36℃で240分間エステル化を行った。2
4%酢酸マグネシウム水溶液20質量部で中和した後、
63℃で30分間ケン化熟成し、トリアセチルセルロー
スを得た。これを20質量倍の酢酸水溶液(酢酸:水=
1:1(質量比))を用いて、室温で120分間撹拌し
た後、濾過、乾燥させて精製トリアセチルセルロースT
AC2を得た。
【0092】(TAC3)TAC2のセルロース原料を
針葉樹木材パルプに変更した以外は同様にして精製トリ
アセチルセルロースTAC3を得た。
【0093】(TAC4)TAC2のエステル化時間を
180分に変更した以外は同様にしてアセチルセルロー
スTAC4を得た。
【0094】(TAC5)TAC4のセルロース原料を
針葉樹木材パルプに変更した以外は同様にして精製トリ
アセチルセルロースTAC5を得た。
【0095】表1には作製した各種のトリアセチルセル
ロースの本発明に係わる成分量及び特性値の測定結果を
示した。
【0096】
【表1】
【0097】試料1を以下のようにして作製した。 トリアセチルセルロース TAC2 100質量部 2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル) ベンゾトリアゾール 2質量部 エチルフタリルエチルグリコレート 5質量部 メチレンクロライド 475質量部 エタノール 50質量部 以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全
に溶解した。ドープを濾過した後、ベルト流延装置を用
い、ドープ温度33℃、1500mm幅でステンレスバ
ンド支持体上に流延した。ステンレスバンド支持体で剥
離可能となるまで溶媒を蒸発させた後、ステンレスバン
ド支持体上から剥離した。剥離した、トリアセチルセル
ロースフィルムを1300mm幅にスリットし、その
後、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、1100mm幅にスリットし、膜厚80μm
のトリアセチルセルロースフィルム試料1を得た。
【0098】以下同様に、試料1のトリアセチルセルロ
ースTAC2を表2に示すように別のトリアセチルセル
ロースに代えることで試料2〜6を作製した。
【0099】又、以下のようにして、試料7を作製し
た。 (酸化ケイ素分散液) アエロジル200V(日本アエロジル(株)製) (一次粒子の平均粒径12nm、見かけ比重100g/リットル) 10質量部 エタノール 90質量部 以上をディゾルバーで30分間混合した後、マントンゴ
ーリンで分散を行った。分散液の液濁度は93ppmで
あった。
【0100】 (添加液Aの作製) 紫外線吸収剤Ti−326(チバ・スペシャルティーケミカルズ(株)製) 4質量部 紫外線吸収剤Ti−109(チバ・スペシャルティーケミカルズ(株)製) 6質量部 紫外線吸収剤Ti−171(チバ・スペシャルティーケミカルズ(株)製) 6質量部 トリアセチルセルロース(TAC2) 4質量部 メチレンクロライド 100質量部 以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全
に溶解し、濾過した。これに酸化ケイ素分散液10質量
部を攪拌しながら加えて、更に30分間攪拌した後、濾
過し、添加液Aを調製した。
【0101】 (ドープ液の調製) トリアセチルセルロース(TAC2) 100質量部 エチルフタリルエチルグリコレート 2質量部 トリフェニルホスフェート 9質量部 メチレンクロライド 475質量部 エタノール 50質量部 以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全
に溶解し、濾過し、ドープ液を調製した。ドープ液10
0質量部に対して添加液Aを1.5質量部加えて、イン
ラインミキサー(東レ静止型管内混合器Hi−mixe
r,SWJ)で充分混合し濾過した。次いでベルト型流
延装置を用い温度33℃、1500mm幅でステンレス
バンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持
体で、残留溶媒量が100%になる迄溶媒を蒸発させ、
剥離張力150N/mでステンレスバンド上から剥離し
た。剥離したセルロースアセテートフィルムをピンテン
ターで幅手方向(TD方向)の延伸倍率を1.05倍に
なるように、残留溶媒量を20%まで乾燥し、その後、
乾燥ゾーンを搬送張力150N/mで多数のロールを搬
送させながら乾燥を終了させ、セルローストリアセテー
トフィルム試料7を得た。乾燥を終了させたときの残留
溶媒量は0.2%であり、膜厚は80μmであった。
又、試料7の膜厚を40μmにした以外は同様にしてセ
ルロースアセテートフィルム試料8を、試料7のTAC
を表にあるように変更して試料9,10及び11を作製
した。
【0102】このようにして作製した、トリアセチルセ
ルロースフィルムを以下の方法にてて輝点異物の検査を
行った。
【0103】(フィルムの輝点異物の測定法)フィルム
の輝点異物を評価するために、ガラス製の偏光板2枚を
直交状態(クロスニコル)に配置し、その間に上記試料
をおき、顕微鏡で25mm2あたりの輝点異物(直径1
0μm以上の白く抜けて見える異物)の数を100ヶ所
測定し、その平均値を求めた。この時の顕微鏡の条件は
倍率30倍で透過光源であった。輝点異物の数は少ない
ほど良好な特性である。
【0104】又、試料フィルムを用いて、偏光板、液晶
パネルを以下のようにて作製し、偏光板、液晶パネルと
したときの輝点異物についても測定した。
【0105】〈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、沃素1kg、ホウ酸4kg
を含む水溶液100kgに浸漬し50℃で6倍に延伸し
て偏光膜をつくった。この偏光膜の両面にアルカリ鹸化
処理を行ったセルロースアセテートフィルム試料を完全
鹸化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤として
フィルムの搬送方向と偏光板の配向方向をあわせて各々
貼り合わせ偏光板を作製した。
【0106】尚、セルローストリアセテートフィルムの
ケン化は、下記条件で、水洗、中和、水洗の順に行い、
次いで80℃で乾燥を行った。
【0107】 ケン化工程 2mol/リットル−NaOH 40℃ 90秒 水洗工程 水 30℃ 45秒 中和工程 10質量%HCl 30℃ 45秒 水洗工程 水 30℃ 45秒 〈液晶パネルの作製〉15型TFT型カラー液晶ディス
プレーLA−1529HM(NEC製)の偏光板を剥が
し、液晶セルを挟むようにして、前記作製した偏光板2
枚を偏光板の偏光軸がもとと変わらない様に互いに直交
するように貼りつけ、15型TFTカラー液晶ディスプ
レーを作製した。
【0108】(偏光板の輝点異物測定法)ガラス製の偏
光板を設置したライトボックス上に直交状態になるよう
に作製した偏光板試料を配置し、顕微鏡で25mm2
たりの輝点異物(白く抜けて見える直径10μm以上の
異物)の数を100カ所測定し、その平均値を求めた。
この時の顕微鏡の条件は倍率30倍であった。
【0109】(液晶パネルの輝点異物測定法)液晶パネ
ルの表示を全面黒表示にして、ルーペで25mm2あた
りの輝点異物(白く抜けて見える直径10μm以上の異
物)の数を100ヶ所測定し、その平均値を求めた。こ
の時のルーペの倍率は30倍であった。
【0110】又、更に各サンプルの加工性の検査も以下
のように行った。 (加工性の検査法)20cm×20cmの大きさに裁断
したセルロースエステルフィルム試料を、8等分に折り
畳んで、20cm×2.5cmにし、押し切り式のペー
パーカッターDN−3(コクヨ(株)製)で10cm×
2.5cmに切断し、その断面を評価し、下記のレベル
に分けた。C以上であれば、使用できるレベルである。
【0111】 A:切断面が透明で、指で触ってもざらつき感がない B:切断面は透明だが、指で触るとややざらつき感があ
る C:切断面が白く不透明で、指で触るとざらついている D:切断面が白い粉を吹いたようになり、指で触るとひ
どくざらついている 又、各サンプルについて面品質の評価も以下のように行
った。
【0112】(面品質の評価法)幅90cm、長さ10
0cmの大きさに各試料を切りだし、50W蛍光灯を5
本並べて試料台の上に各フィルム試料をおき、フィルム
表面に反射して見える凹凸を目で見て次のように判定し
た。C以上であれば使用できるレベルである。
【0113】 A:蛍光灯が5本ともまっすぐに見えた B:蛍光灯が少し曲がって見えた C:蛍光灯が全体的に少し曲がって見える D:蛍光灯が大きくうねって見える E:蛍光灯の大きい曲がりの中にも細かいうねりが見え
る 又、作製した各フィルム試料について面内レターデショ
ン値(R0)及び光学フィルム遅相軸ズレ角度Zについ
ても表2に測定結果を示した。
【0114】以上の結果を表2に示す。
【0115】
【表2】
【0116】以上の如く本発明のトリアセチルセルロー
スフィルムにおいては輝点異物の数が大幅に減少してい
ることがわかる。
【0117】
【発明の効果】本発明によって液晶表示装置に用いたと
きのゆらぎが少なく、しかも輝点異物の少ない優れた液
晶用偏光板の保護フィルムを得ることが可能となる。
又、フィルムの加工性の改善、具体的には、製造時にフ
ィルムを所望の形に打ち抜く際のカッティング特性を改
善できる。それに伴い、優れた偏光板、液晶表示装置を
得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光学フィルム屈折率異方性を示す図。
【図2】本発明の偏光板の構成を示す図。
【図3】液晶表示装置の一例を示す図。
【符号の説明】
nx,ny 屈折率 E 屈折率楕円体 MD 光学フィルムの搬送方向 AD 偏光子の配向方向 110,120 偏光子 21,22,23,24 光学フィルム(偏光板用保護
フィルム) 31,32 偏光板 4 液晶セル 5 バックライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永安 浩一 東京都日野市さくら町1番地コニカ株式会 社内 (72)発明者 立花 範幾 東京都日野市さくら町1番地コニカ株式会 社内

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn
    の値が3.0〜5.0であるセルロースエステルを含む
    ことを特徴とする光学フィルム。
  2. 【請求項2】 セルロースエステルがセルローストリア
    セテートであることを特徴とする請求項1に記載の光学
    フィルム。
  3. 【請求項3】 光学フィルムに含まれるFe成分の含有
    量が1ppm以下であることを特徴とする請求項1又は
    2に記載の光学フィルム。
  4. 【請求項4】 光学フィルムに含有されるCa成分の量
    が60ppm以下であることを特徴とする請求項1〜3
    の何れか1項に記載の光学フィルム。
  5. 【請求項5】 光学フィルムに含有されるMg成分の量
    が70ppm以下であることを特徴とする請求項1〜4
    の何れか1項に記載の光学フィルム。
  6. 【請求項6】 セルロースエステルが綿花リンターを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルの重量
    平均分子量Mw/数平均分子量Mnの値が3.5〜4.
    5であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学
    フィルム。
  7. 【請求項7】 セルロースエステルが綿花リンターを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルの重合
    度が250〜300であることを特徴とする請求項6に
    記載の光学フィルム。
  8. 【請求項8】 セルロースエステルが綿花リンターを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルに含有
    されるFe成分の量が1ppm以下であることを特徴と
    する請求項6又は7に記載の光学フィルム。
  9. 【請求項9】 セルロースエステルが綿花リンターを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルに含有
    されるCa成分の量が30ppm以下であることを特徴
    とする請求項6〜8の何れか1項に記載の光学フィル
    ム。
  10. 【請求項10】 セルロースエステルが綿花リンターを
    主原料とするものであって、該セルロースエステルに含
    有されるMg成分の量が15〜20ppmであることを
    特徴とする請求項6〜9の何れか1項に記載の光学フィ
    ルム。
  11. 【請求項11】 セルロースエステルが木材パルプを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルの重量
    平均分子量Mw/数平均分子量Mnの値が4.0〜5.
    0であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学
    フィルム。
  12. 【請求項12】 セルロースエステルが木材パルプを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルの重合
    度が230〜280であることを特徴とする請求項11
    に記載の光学フィルム。
  13. 【請求項13】 セルロースエステルが木材パルプを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルに含有
    されるFe成分の量が1ppm以下であることを特徴と
    する請求項11又は12に記載の光学フィルム。
  14. 【請求項14】 セルロースエステルが木材パルプを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルに含有
    されるCa成分の量が30〜60ppmであることを特
    徴とする請求項11〜13の何れか1項に記載の光学フ
    ィルム。
  15. 【請求項15】 セルロースエステルが木材パルプを主
    原料とするものであって、該セルロースエステルに含有
    されるMg成分の量が30〜70ppmであることを特
    徴とする請求項11〜14の何れか1項に記載の光学フ
    ィルム。
  16. 【請求項16】 セルロースエステルの6%粘度が10
    0〜250cpであることを特徴とする請求項1〜15
    の何れか1項に記載の光学フィルム。
  17. 【請求項17】 光学フィルムの面内レターデーション
    の値が30nm以下であることを特徴とする請求項1〜
    16の何れか1項に記載の光学フィルム。
  18. 【請求項18】 セルロースエステルの酢化度が59〜
    62.5%であることを特徴とする請求項1〜17の何
    れか1項に記載の光学フィルム。
  19. 【請求項19】 590nmにおいて下記式(1)を満
    たすことを特徴とする請求項1〜18の何れか1項に記
    載の光学フィルム。 式(1) R0≦1/(−4.1×10-4×Z0 2+0.038×Z0
    −0.015) R0:面内レターデーション(nm) Z0:光学フィルムの遅相軸ズレ角度(°)
  20. 【請求項20】 請求項1〜19の何れか1項に記載の
    光学フィルムをクロスニコル状態に配置された2枚の偏
    光板の間におき、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とき、直径が0.01mm以
    上である輝点の数が200個/cm2以下であることを
    特徴とする光学フィルム。
  21. 【請求項21】 第1の光学フィルム、偏光子、第2の
    光学フィルムを有する偏光板において、該第1の光学フ
    ィルム又は第2の光学フィルムが前記請求項1〜20の
    何れか1項記載の光学フィルムであることを特徴とする
    偏光板。
  22. 【請求項22】 偏光板上の光学フィルムの少なくとも
    1つが590nmにおいて下記式(2)を満たすことを
    特徴とする請求項21に記載の偏光板。 式(2) R0≦1/(−4.1×10-4×Z1 2+0.038×Z1
    −0.015) R0:面内レターデーション(nm) Z1:光学フィルムの遅相軸の偏光子の配向方向とのズ
    レ角度(°)
  23. 【請求項23】 請求項21又は22に記載の偏光板を
    用いることを特徴とする液晶表示装置。
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