JP2005298791A - 光学補償シート、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セルロースアシレート100質量部に対して、下記一般式(I)で示される化合物の少なくとも一種を0.01〜20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1〜20質量部含有する光学フイルムからなる光学補償シート、およびその光学補償シートを用いた偏光板および液晶表示装置。
【化1】
(式中、R1〜R7、R9、R10はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R1〜R5のうち少なくとも1つは電子供与性基を表す。R8は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜12のアシルアミノ基、シアノ基またはハロゲン原子を表す。)
【選択図】なし
Description
しかし近年、光学的異方性が要求される用途(例えば光学補償シート)にも使用できる高いレターデーション値を有するセルロースアセテートフイルムが要求され、それに対応した技術が提案されている(例えば特許文献1)。該公開発明ではセルローストリアセテートで高いレターデーション値を実現するために、少なくとも2つの芳香環を有する芳香族化合物、中でも1,3,5−トリアジン環を有する化合物を添加し、延伸処理を行っている。
一般にセルローストリアセテートは延伸しにくい高分子素材であり、複屈折率を大きくすることは困難であることが知られているが、上記特許文献1では添加剤を延伸処理で同時に配向させることにより複屈折率を大きくすることを可能にし、高いレターデーション値を実現している。このフイルムは偏光板の保護フイルムを兼ねることができるため、安価で薄膜な液晶表示装置を提供することができる利点がある。
しかしながら、本発明者が特許文献1で開示された方法で鋭意検討した結果、該手法では、高いRe値を実現させようとするとRth値も増加してしまい、より高いRe値とより低いRth値の実現が困難であった。特許文献1以外にもVA用位相差フィルムの光学性能についての技術を開示している特許文献、例えば特許文献2があるが、Re値とRth値を両立する方法については明示されていなかった。
本発明の別の目的は、構成要素の数を増加することなく、偏光板に液晶表示装置に最適な光学補償機能が追加された偏光板を提供することである。
本発明のさらなる別の目的は、面状の優れたセルロースアシレートフイルムによって光学的に補償された液晶表示装置を提供することである。
1)セルロースアシレート100質量部に対して、下記一般式(I)で示される化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1乃至20質量部含有することを特徴とする光学フイルム。
2)セルロースアシレート100質量部に対して、1,3,5−トリアジン環を有する化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1乃至20質量部含有することを特徴とする光学フイルム。
3)前記1,3,5−トリアジン環を有する化合物が、一般式(II)で表されることを特徴とする2)項に記載の光学フイルム。
4)セルロースアシレート100質量部に対して、上記一般式(I)で示される化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、1,3,5−トリアジン環を有する化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1乃至20質量部含有することを特徴とする光学フイルム。
5)紫外線吸収剤が一般式(III)で示されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フイルム。
6)紫外線吸収剤が一般式(IV)で示されることを特徴とする1)〜4)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
7)一般式(V)で示される紫外線吸収剤を含有することを特徴とする1)〜4)のいずれか1項に項記載の光学フイルム。
8)前記一般式(IV)におけるR4、およびR5のうち少なくとも1つの置換基がハロゲン原子である紫外線吸収剤と、R4、およびR5の置換基のいずれもがハロゲン原子でない紫外線吸収剤が含有され、ハロゲン原子を有する紫外線吸収剤:ハロゲン原子を有しない紫外線吸収剤が質量比で、20:80〜80:20の範囲であることを特徴とする4)項記載の光学フィルム。
9)下記数式(I)で定義されるReレターデーション値が20乃至200nmであり、下記数式(II)で定義されるRthレターデーション値が70乃至400nmであることを特徴とする1)〜8)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
数式(I):Re=(nx−ny)×d
数式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
[式中、nxは、フイルム面内の遅相軸方向の屈折率であり;nyは、フイルム面内の進相軸方向の屈折率であり;nzは、フイルムの厚み方向の屈折率であり;そして、dは、フイルムの厚さである]。
10)Reレターデーション値とRthレターデーション値との比(Re/Rth比)が0.1乃至0.8であることを特徴とする1)〜9)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
11)膜厚が40μm〜120μmの一枚のセルロースアシレートフイルムのみからなることを特徴とする1)〜10)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
12)380nmにおける透過率が8%以下であることを特徴とする1)〜11)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
13)紫外線吸収剤がベンゾフェノン系化合物であり、分配係数が3.0以上であることを特徴とする1)、2)、3)、4)、5)、9)、10)、11)または12)項に記載の光学フイルム。
14)紫外線吸収剤がベンゾフェノン系化合物であり、凝固点が20℃以上であることを特徴とする1)、2)、3)、4)、5)、9)、10)、11)、12)または13)項に記載の光学フイルム。
15)紫外線吸収剤がベンゾトリアゾール系化合物であり、分配係数が9.2以上であることを特徴とする1)、2)、3)、4)、6)、7)、8)、9)、10)、11)または12)項に記載の光学フイルム。
16)紫外線吸収剤がベンゾトリアゾール系化合物であり、凝固点が20℃未満であることを特徴とする1)、2)、3)、4)、6)、7)、8)、9)、10)、11)、12)または15)項に記載の光学フイルム。
17)表面エネルギーが55乃至75mN/mであるセルロースアシレートフイルムからなることを特徴とする1)〜16)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
18)3乃至100%の延伸倍率で延伸したセルロースアシレートフイルムからなることを特徴とする1)〜17)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
19)セルロースアシレートが、酢化度が59.0乃至61.5%であるセルロースアセテートであり、延伸倍率1%あたりのRe/Rth変化量が0.01乃至0.1であることを特徴とする1)〜18)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
20)フイルムの残留溶剤量が2%乃至50%の状態で長手方向に搬送しながら長手方向と直交する方向に延伸し、該フイルムの遅相軸が該フイルムの長尺方向に対して直交する方向にあることを特徴とする1)〜19)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
21)セルロースアシレートフイルムが、セルロースの水酸基を炭素原子数が2以上のアシル基で置換して得られたセルロースアシレートからなるフイルムであって、2位のアシル基の置換度をDS2、3位のアシル基の置換度をDS3、6位のアシル基の置換度をDS6とする時、下記式(III)及び(IV)を満たすことを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の光学フイルム。
(III) 2.0≦DS2+DS3+DS6≦3.0
(IV) DS6/(DS2+DS3+DS6)≧0.320
22)セルロースアシレートフイルムが、セルロースの水酸基がアセチル基および炭素原子数が3〜22のアシル基で置換されたセルロースアシレートからなり、かつ該セルロースアシレートのアセチル基の置換度Aおよび炭素原子数が3〜22のアシル基の置換度Bが、下記式(V)を満たすことを特徴とする1)〜21)のいずれか1項に記載の光学フイルム。
式(V):2.0≦A+B≦3.0
23)炭素原子数が3〜22のアシル基が、ブタノイル基またはプロピオニル基であることを特徴とする22)項に記載の光学フイルム。
24)1)〜23)のいずれか1項に記載の光学フイルムからなることを特徴とする光学補償シート。
25)偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の少なくとも一方が、24)項に記載の光学補償シートであることを特徴とする偏光板。
26)偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の一方が24)項に記載の光学補償シートであり、該光学補償シートと反対側の透明保護膜には少なくとも光散乱層と低屈折率層からなる鏡面反射率2.5%以下の反射防止層を設けたことを特徴とする偏光板。
27)偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の一方が24)項に記載の光学補償シートであり、該光学補償シートと反対側の透明保護膜には少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順に積層されてなる鏡面反射率0.5%以下の反射防止層を設けたことを特徴とする偏光板。
28)液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなり、該偏光板が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置であって、該液晶セルと少なくとも一方の偏光板との間に、24)項に記載の光学補償シートが配置されており、該光学補償シートの遅相軸と光学補償シートに隣接する偏光膜の透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
29)液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなり、該偏光板が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置であって、該液晶セルと少なくとも一方の偏光板との間に、24)項に記載の光学補償シートが配置されており、該光学補償シートの遅相軸と光学補償シートに隣接する偏光膜の透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とするVAモードの液晶表示装置。
30)液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなり、該偏光板が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置であって、該液晶セルとバックライト側の偏光板との間に、24)項に記載の光学補償シートが配置されており、該光学補償シートの遅相軸と光学補償シートに隣接する偏光膜の透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とするVAモードの液晶表示装置。
偏光板の保護膜は、一般にセルロースアセテートフイルムからなるが、本発明の光学フイルムを偏光板の一方の保護膜として用いると、偏光板の構成要素の数を増加することなく、偏光板に光学補償機能を追加することができる。
本発明の光学補償シートおよび本発明の光学補償シートを保護膜として用いた偏光板は、VAモードおよびOCBモードの液晶表示装置に、特に有利に用いることができる。
本発明では、セルロースアシレートを含有する光学フイルム(以下、単に「セルロースアシレートフイルム」とも言う)のReレターデーション値およびRthレターデーション値は、それぞれ、下記数式(I)および(II)で定義される。
数式(I):Re=(nx−ny)×d
数式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
数式(I)および(II)において、nxは、フイルム面内の遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)の屈折率である。
式(I)および(II)において、nyは、フイルム面内の進相軸方向(屈折率が最小となる方向)の屈折率である。
式(II)において、nzは、フイルムの厚み方向の屈折率である。
式(I)および(II)において、dは、単位をnmとするフイルムの厚さである。
本発明においては、延伸倍率1%あたりのRe/Rthの変化量を0.01乃至0.1とすることが可能である。ここで、延伸倍率1%あたりのRe/Rthの変化量は、延伸倍率5%以上の少なくとも3点の延伸倍率に対するRe/Rth比を一次近似した時の傾きから求めることができる。
本発明に用いられるセルロースアシレートの原料綿は、公知の原料を用いることができる(例えば、発明協会公開技法2001−1745)。また、セルロースアシレートの合成も公知の方法で行なうことができる(例えば、右田他、木材化学180〜190頁(共立出版、1968年))。セルロースアシレートの粘度平均重合度は200乃至700が好ましく250乃至500が更に好ましく250乃至350が最も好ましい。また、本発明に使用するセルロースエステルは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値としては、1.5乃至5.0であることが好ましく、2.0乃至4.5であることがさらに好ましく、3.0乃至4.0であることが最も好ましい。
6位のアシル基の置換度は、Re、Rthのばらつきを抑制する観点から、0.9以上が好ましい。
(III) 2.0≦DS2+DS3+DS6≦3.0
(IV) DS6/(DS2+DS3+DS6)≧0.320
式(V):2.0≦A+B≦3.0
本発明では、一般式(I)で示される化合物あるいは、1,3,5−トリアジン環を有する化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部をセルロースアシレート100質量部に対し添加する。一般式(I)で示される化合物あるいは、1,3,5−トリアジン環を有する化合物はセルロースアシレート100質量部に対し0.1乃至20質量部添加することがさらに好ましく、0.5乃至20質量部添加することが特に好ましい。一般式(I)で示される化合物および1,3,5−トリアジン環を有する化合物は共に、セルアシレートフイルムのレターデーション上昇剤として機能できる。
ここで、1,3,5−トリアジン環を有する化合物としては、特に特開2001−166144号公報に記載の化合物を用いることが好ましい。
R1、R2、R3、R4およびR5のうち少なくとも1つは電子供与性基を表す。好ましくはR1、R3またはR5のうちの1つが電子供与性基であり、R3が電子供与性基であることがより好ましい。
電子供与性基とはHammetのσp値が0以下のものを表し、Chem.Rev.,91,165(1991)記載のHammetのσp値が0以下のものが好ましく適用でき、より好ましくは−0.85〜0のものが用いられる。例えば、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、水酸基などが挙げられる。
電子供与性基として好ましくはアルキル基、アルコキシ基であり、より好ましくはアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜12、より好ましくは炭素数1〜8、更に好ましくは炭素数1〜6特に好ましくは炭素数1〜4である。)である。
R8として好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜6のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数2〜12アリールオキシ基であり、より好ましくは、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基であり、更に好ましくは炭素数1〜12のアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜12、より好ましくは炭素数1〜8、更に好ましくは炭素数1〜6、特に好ましくは炭素数1〜4である。)であり、特に好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基である。
一般式(1−A)
一般式(1−A)中、R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ一般式(I)におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
一般式(1−B)
一般式(1−B)中、R11は一般式(1−A)におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
R1、R2、R4、およびR5がすべて水素原子の場合にはXとして好ましくはアルキル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基であり、より好ましくは、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基であり、更に好ましくはアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜12、より好ましくは炭素数1〜8、更に好ましくは炭素数1〜6、特に好ましくは炭素数1〜4である。)であり、特に好ましくは、メトキシ基、メトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基である。
一般式(1−C)
一般式(1−D)
R22は炭素数1〜4のアルキル基を表し、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくはエチル基、メチル基であり、更に好ましくはメチル基である。
一般式(1−E)
R13は炭素数1〜4のアルキル基を表し、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくはエチル基、メチル基であり、更に好ましくはメチル基である。
置換基Tとしては例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。)、置換又は未置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24であり、例えば、トリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。
製造プロセス等を考慮すると置換安息香酸を酸ハロゲン化物に官能基変換した後、フェノールと縮合する方法が好ましい。
本反応には塩基を用いないのが好ましく、塩基を用いる場合には有機塩基、無機塩基のどちらでもよく、好ましくは有機塩基であり、ピリジン、3級アルキルアミン(好ましくはトリエチルアミン、エチルジイソプルピルアミンなどが挙げられる)である。
本発明のセルロースアシレートフイルムに使用される紫外線吸収剤について説明する。紫外線吸収剤は、好ましくは、液晶セルを紫外光から守るため、偏光板保護膜として使用するフィルムに使用する。本発明では、紫外線吸収剤を使用することで、さらに、高Reを保ったままRth値のみを低下させる。また、マット剤の凝集を防いで、透明性に優れたフィルムを作製することができる。
紫外線吸収剤は、セルロースアシレート100質量部に対して、0.1〜20質量部添加し、0.1〜15質量部添加することが好ましく、0.1〜10質量部添加することがさらに好ましい。
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、380nmにおける透過率が8%以下であることが好ましい。
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、一般式(III)乃至(V)で示される化合物が好ましく、前記一般式(IV)で表される化合物において、R4、R5のうち少なくとも1つの置換基がハロゲン原子である化合物、およびR4、R5の置換基のいずれもがハロゲン原子でない化合物が特に好ましい。また、上記のハロゲン原子を有する紫外線吸収剤:ハロゲン原子を有しない紫外線吸収剤を質量比で、20:80〜80:20の範囲で用いることも好ましい。
なかでも特に、融点が20℃以下である紫外線吸収化合物や、9.2以上の分配係数を有する紫外線吸収剤を使用すると、Rth値の低下効果が大きくなり、好ましい。また、分配係数が9.2以上の紫外線吸収剤を使用すると、疎水性が高いため、フイルム製膜時のブリードアウトを抑制する効果もあり好ましい。分配係数は、9.3以上であることがさらに好ましい。
分配係数とは以下の式で定義できるオクタノールと水の分配率を表す。
So:25℃でn−オクタノール中での該有機化合物の溶解度
Sw:25℃で純水中での該有機化合物の溶解度
これらはこの通りにn−オクタノールと水を用いて測定することも出来るが、本発明においては、これら分配係数は、logP値推算プログラム(Daylight Chemical Information Systems社のPC Modelsに組み込まれたCLOGPプログラム)を使用して推算値を求めることができる。
ソルベントキャスト法によりセルロースアシレートフイルムを製造することが好ましい。ソルベントキャスト法では、セルロースアシレートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフイルムを製造する。
有機溶媒は、炭素原子数が3乃至12のエーテル、炭素原子数が3乃至12のケトン、炭素原子数が3乃至12のエステルおよび炭素原子数が1乃至6のハロゲン化炭化水素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよい。エーテル、ケトンおよびエステルの官能基(すなわち、−O−、−CO−および−COO−)のいずれかを二つ以上有する化合物も、有機溶媒として用いることができる。有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。二種類以上の官能基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数は、いずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
炭素原子数が3乃至12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが含まれる。
炭素原子数が3乃至12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが含まれる。
二種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。
ハロゲン化炭化水素の炭素原子数は、1または2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。ハロゲン化炭化水素のハロゲンは、塩素であることが好ましい。ハロゲン化炭化水素の水素原子が、ハロゲンに置換されている割合は、25乃至75モル%であることが好ましく、30乃至70モル%であることがより好ましく、35乃至65モル%であることがさらに好ましく、40乃至60モル%であることが最も好ましい。メチレンクロリドが、代表的なハロゲン化炭化水素である。
二種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
セルロースアシレートの量は、得られる溶液中に10乃至40質量%含まれるように調整する。セルロースアシレートの量は、10乃至30質量%であることがさらに好ましい。有機溶媒(主溶媒)中には、後述する任意の添加剤を添加しておいてもよい。
溶液は、常温(0乃至40℃)でセルロースアシレートと有機溶媒とを攪拌することにより調製することができる。高濃度の溶液は、加圧および加熱条件下で攪拌してもよい。具体的には、セルロースアシレートと有機溶媒とを加圧容器に入れて密閉し、加圧下で溶媒の常温における沸点以上、かつ溶媒が沸騰しない範囲の温度に加熱しながら攪拌する。加熱温度は、通常は40℃以上であり、好ましくは60乃至200℃であり、さらに好ましくは80乃至110℃である。
加熱する場合、容器の外部より加熱することが好ましい。例えば、ジャケットタイプの加熱装置を用いることができる。また、容器の外部にプレートヒーターを設け、配管して液体を循環させることにより容器全体を加熱することもできる。
容器内部に攪拌翼を設けて、これを用いて攪拌することが好ましい。攪拌翼は、容器の壁付近に達する長さのものが好ましい。攪拌翼の末端には、容器の壁の液膜を更新するため、掻取翼を設けることが好ましい。
容器には、圧力計、温度計等の計器類を設置してもよい。容器内で各成分を溶剤中に溶解する。調製したドープは冷却後容器から取り出すか、あるいは、取り出した後、熱交換器等を用いて冷却する。
冷却溶解法では最初に、室温で有機溶媒中にセルロースアシレートを撹拌しながら徐々に添加する。
セルロースアシレートの量は、この混合物中に10乃至40質量%含まれるように調整することが好ましい。セルロースアシレートの量は、10乃至30質量%であることがさらに好ましい。さらに、混合物中には後述する任意の添加剤を添加しておいてもよい。
冷却速度は、4℃/分以上であることが好ましく、8℃/分以上であることがさらに好ましく、12℃/分以上であることが最も好ましい。冷却速度は、速いほど好ましいが、10000℃/秒が理論的な上限であり、1000℃/秒が技術的な上限であり、そして100℃/秒が実用的な上限である。なお、冷却速度は、冷却を開始する時の温度と最終的な冷却温度との差を冷却を開始してから最終的な冷却温度に達するまでの時間で割った値である。
加温速度は、4℃/分以上であることが好ましく、8℃/分以上であることがさらに好ましく、12℃/分以上であることが最も好ましい。加温速度は、速いほど好ましいが、10000℃/秒が理論的な上限であり、1000℃/秒が技術的な上限であり、そして100℃/秒が実用的な上限である。なお、加温速度は、加温を開始する時の温度と最終的な加温温度との差を加温を開始してから最終的な加温温度に達するまでの時間で割った値である。
以上のようにして、均一な溶液が得られる。なお、溶解が不充分である場合は冷却、加温の操作を繰り返してもよい。溶解が充分であるかどうかは、目視により溶液の外観を観察するだけで判断することができる。
なお、セルロースアシレート(酢化度:60.9%、粘度平均重合度:299)を冷却溶解法によりメチルアセテート中に溶解した20質量%の溶液は、示差走査熱量測定(DSC)によると、33℃近傍にゾル状態とゲル状態との疑似相転移点が存在し、この温度以下では均一なゲル状態となる。従って、この溶液は疑似相転移温度以上、好ましくはゲル相転移温度プラス10℃程度の温度で保存する必要がある。ただし、この疑似相転移温度は、セルロースアシレートの酢化度、粘度平均重合度、溶液濃度や使用する有機溶媒により異なる。
ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフイルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が18乃至35%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。ソルベントキャスト法における流延および乾燥方法については、米国特許2336310号、同2367603号、同2492078号、同2492977号、同2492978号、同2607704号、同2739069号、同2739070号、英国特許640731号、同736892号の各明細書、特公昭45−4554号、同49−5614号、特開昭60−176834号、同60−203430号、同62−115035号の各公報に記載がある。
ドープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。流延してから2秒以上風に当てて乾燥することが好ましい。得られたフイルムをドラムまたはバンドから剥ぎ取り、さらに100から160℃まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して残留溶剤を蒸発させることもできる。以上の方法は、特公平5−17844号公報に記載がある。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この方法を実施するためには、流延時のドラムまたはバンドの表面温度においてドープがゲル化することが必要である。
可塑剤の添加量は、セルロースエステルの量の0.1乃至25質量%であることが好ましく、1乃至20質量%であることがさらに好ましく、3乃至15質量%であることが最も好ましい。
セルロースアシレートフイルムは、延伸処理によりレターデーションを調整することができる。延伸倍率は、3乃至100%であることが好ましい。
延伸方法は請求の範囲を逸脱しない範囲で既存の方法を用いることができるが、面内の均一性の観点から特にテンター延伸が好ましく用いられる。本発明のセルロースアシレートフイルムは少なくとも100cm以上の幅であることが好ましく、全幅のRe値のばらつきが±5nmであることが好ましく、±3nmであることが更に好ましい。また、Rth値のバラツキは±10nmが好ましく、±5nmであることが更に好ましい。また、長さ方向のRe値、及びRth値のバラツキも幅方向のバラツキの範囲内であることが好ましい。
また延伸処理は製膜工程の途中で行ってもよいし、製膜して巻き取った原反を延伸処理しても良い。前者の場合には残留溶剤量を含んだ状態で延伸を行っても良く、延伸開始時の残留溶剤量が2乃至50%であることが好ましい。延伸開始時の残留溶剤量とは、テンター延伸であれば、ウェブ(生乾きのドープ)の両端をクリップで掴み始めた時の残留溶剤量のことであり、5乃至50%で延伸を開始することがさらに好ましく、10乃至45%で延伸を開始することが特に好ましい。なお、残留溶剤量は下記式で計算する。
(残留溶剤量)=
100×{(ウェブ中の溶剤量)/(ウェブの全体量)}
また、この際、フイルムを長手方向に搬送しながら長手方向と直交する方向に延伸して該フイルムの遅相軸が該フイルムの長尺方向に対して直交するようにすることが好ましい。
延伸温度は延伸時の残留溶剤量と膜厚によって適当な条件を選ぶことができる。
残留溶剤を含む状態で延伸した場合には、延伸後に乾燥させることが好ましい。乾燥方法は前記フイルムの製膜に記載の方法に準じて行うことができる。
延伸後のセルロースアシレートフイルムの厚さは、110μm以下、好ましくは40乃至110μmであり、より好ましくは60乃至110μmであり、80乃至110μmであることが最も好ましい。この膜厚は本発明の光学補償シートの膜厚に相当する。
本発明のセルロースアシレートフイルムは、380nmにおける透過率が8%以下であることが好ましく、5%以下がさらに好ましい。380nmにおける透過率の低い光学フィルムが偏光板を作製したときの耐光性に優れるため好ましい。
380nmにおける透過率は、例えば島津自記分光光度計UV3100を用い、フィルムの分光吸収スペクトルを測定し、380nmにおける透過率を求めることができる。
本発明のセルロースアシレートフイルムの透明性は、例えば、試料20mm×70mmを、25℃60%RHで透明度測定器(AKA光電管比色計、KOTAKI製作所)で可視光(615nm)の測定した透過率が、91〜100であることが好ましい。
本発明のセルロースアシレートフイルムは、例えば、ヘイズ計(1001DP型、日本電色工業(株)製)を用いて測定した値が0〜1.2であることが好ましい。さらに好ましくは、0〜1.0である。
本発明のセルロースアシレートフイルムは、例えば、セルロースエステルフィルムをサンプリングし、得られたフィルムの両端部30cm幅、長さ1m上に存在する30μm以上の異物あるいは凝集物の数を数えて求めた値が0〜50であることが好ましい。さらに好ましくは0〜40、特に好ましくは0〜30である。
本発明のセルロースアシレートフイルムの透湿度、例えば、試料70mmΦを25℃90%RHで24時間調湿し、透湿試験装置(KK−709007、東洋精機(株))にてJIS Z−0208に従って、単位面積あたりの水分量を算出(g/m2)し、
透湿度=調湿後重量−調湿前重量
で求めることができる。25℃90%RHでの透湿度は20g/m2・24hr乃至250g/m2・24hrであることが好ましく、さらには20g/m2・24hr乃至230g/m2・24hrであることが特に好ましい。
分配係数の大きい(疎水性の高い)紫外線吸収剤を使用すると透湿度は小さくなる傾向があり、これは、フィルム全体の疎水性が増したためと思われる。透湿度が小さいと、環境湿度による光学性能の変化が小さくなると推定されるため、好ましい傾向である。
セルロースアシレートフイルムの表面エネルギーを55乃至75mN/mとするには、表面処理を施すことが好ましい。表面処理の例として、ケン化処理、プラズマ処理、火炎処理、および紫外線照射処理が挙げられる。ケン化処理には、酸ケン化処理およびアルカリケン化処理が含まれる。プラズマ処理にはコロナ放電処理およびグロー放電処理が含まれる。フイルムの平面性を保つために、これらの表面処理においては、セルロースアシレートフイルムの温度をガラス転移温度(Tg)以下、具体的には150℃以下とすることが好ましい。これらの表面処理後のセルロースアセテートフイルムの表面エネルギーは55乃至75mN/mであることが好ましくい。
グロー放電処理は、10−3〜20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、更にまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体は、上記のような条件においてプラズマ励起される気体であり、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンの様なフロン類及びそれらの混合物などがあげられる。これらについては、詳細が発明協会公開技報(公技番号 2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)にて30頁〜32頁に詳細に記載されている。なお、近年注目されている大気圧でのプラズマ処理は、例えば10〜1000Kev下で20〜500Kgyの照射エネルギーが用いられ、より好ましくは30〜500Kev下で20〜300Kgyの照射エネルギーが用いられる。これらの中でも特に好ましくは、アルカリ鹸化処理でありセルロースアシレートフイルムの表面処理としては極めて有効である。
また、本発明のセルロースアシレートフイルムは、セルロースアセテートフイルムであることが好ましい。
偏光板は、偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる。一方の保護膜として、上記のセルロースアシレートフイルムからなる光学補償シートを用いることができる。他方の保護膜は、通常のセルロースアセテートフイルムを用いてもよい。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フイルムを用いて製造する。
セルロースアシレートフイルムからなる光学補償シートの遅相軸と偏光膜の透過軸とは、実質的に平行になるように配置する。
偏光板の、液晶セルと反対側に配置される透明保護膜には反射防止層を設けることが好ましい。特に本発明では透明保護膜上に少なくとも光散乱層と低屈折率層がこの順で積層した反射防止層又は透明保護膜上に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順で積層した反射防止層が好適に用いられる。以下にそれらの好ましい例を記載する。
本発明の光散乱層には、マット粒子が分散しており、光散乱層のマット粒子以外の部分の素材の屈折率は1.50〜2.00の範囲にあることが好ましく、低屈折率層の屈折率は1.35〜1.49の範囲にあることが好ましい。本発明においては光散乱層は、防眩性とハードコート性を兼ね備えており、1層でもよいし、複数層、例えば2層〜4層で構成されていてもよい。
本発明の反射防止フイルムの低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.49であり、好ましくは1.30〜1.44の範囲にある。さらに、低屈折率層は下記数式(VI)を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
数式(VI)
(m/4)×0.7<n1d1<(m/4)×1.3
式中、mは正の奇数であり、n1は低屈折率層の屈折率であり、そして、d1は低屈折率層の膜厚(nm)である。また、λは波長であり、500〜550nmの範囲の値である。
本発明の低屈折率層には、低屈折率バインダーとして、含フッ素ポリマーを含む。フッ素ポリマーとしては動摩擦係数0.03〜0.20、水に対する接触角90〜120°、純水の滑落角が70°以下の熱または電離放射線により架橋する含フッ素ポリマーが好ましい。本発明の反射防止フイルムを画像表示装置に装着した時、市販の接着テープとの剥離力が低いほどシールやメモを貼り付けた後に剥がれ易くなり好ましく、500gf以下が好ましく、300gf以下がより好ましく、100gf以下が最も好ましい。また、微小硬度計で測定した表面硬度が高いほど、傷がつき難く、0.3GPa以上が好ましく、0.5GPa以上がより好ましい。
光散乱層は、表面散乱および/または内部散乱による光拡散性と、フイルムの耐擦傷性を向上するためのハードコート性をフイルムに寄与する目的で形成される。従って、ハードコート性を付与するためのバインダー、光拡散性を付与するためのマット粒子、および必要に応じて高屈折率化、架橋収縮防止、高強度化のための無機フィラーを含んで形成される。
従って、エチレン性不飽和基を有するモノマー、光ラジカル開始剤あるいは熱ラジカル開始剤、マット粒子および無機フィラーを含有する塗液を調製し、該塗液を透明支持体上に塗布後電離放射線または熱による重合反応により硬化して反射防止膜を形成することができる。これらの光ラジカル開始剤等は公知のものを使用することができる。
従って、多官能エポシキシ化合物、光酸発生剤あるいは熱酸発生剤、マット粒子および無機フィラーを含有する塗液を調製し、該塗液を透明支持体上に塗布後電離放射線または熱による重合反応により硬化して反射防止膜を形成することができる。
架橋性官能基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基および活性メチレン基が含まれる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステルおよびウレタン、テトラメトキシシランのような金属アルコキシドも、架橋構造を導入するためのモノマーとして利用できる。ブロックイソシアナート基のように、分解反応の結果として架橋性を示す官能基を用いてもよい。すなわち、本発明において架橋性官能基は、すぐには反応を示すものではなくとも、分解した結果反応性を示すものであってもよい。
これら架橋性官能基を有するバインダーポリマーは塗布後、加熱することによって架橋構造を形成することができる。
上記マット粒子の具体例としては、例えばシリカ粒子、TiO2粒子等の無機化合物の粒子;アクリル粒子、架橋アクリル粒子、ポリスチレン粒子、架橋スチレン粒子、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。なかでも架橋スチレン粒子、架橋アクリル粒子、架橋アクリルスチレン粒子、シリカ粒子が好ましい。
マット粒子の形状は、球状あるいは不定形のいずれも使用できる。
マット粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。
また逆に、マット粒子との屈折率差を大きくするために、高屈折率マット粒子を用いた光散乱層では層の屈折率を低目に保つためにケイ素の酸化物を用いることも好ましい。好ましい粒径は前述の無機フィラーと同じである。
光散乱層に用いられる無機フィラーの具体例としては、TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITOとSiO2等が挙げられる。TiO2およびZrO2が高屈折率化の点で特に好ましい。該無機フィラーは表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
これらの無機フィラーの添加量は、光散乱層の全質量の10〜90%であることが好ましく、より好ましくは20〜80%であり、特に好ましくは30〜75%である。
なお、このようなフィラーは、粒径が光の波長よりも十分小さいために散乱が生じず、バインダーポリマーに該フィラーが分散した分散体は光学的に均一な物質として振舞う。
基体上に少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)の順序の層構成から成る反射防止膜は、以下の関係を満足する屈折率を有する様に設計される。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率
又、透明支持体と中屈折率層の間に、ハードコート層を設けてもよい。更には、中屈折率ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層からなってもよい。
例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等が挙げられる。又、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等)等が挙げられる。
反射防止膜のヘイズは、5%以下あることが好ましく、3%以下がさらに好ましい。又膜の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
反射防止膜の高い屈折率を有する層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子及びマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化性膜から成る。
高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。
このような超微粒子とするには、粒子表面が表面処理剤で処理されること(例えば、シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908、アニオン性化合物或は有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とすること(特開2001−166104等)、特定の分散剤併用(例、特開平11−153703号公報、米国特許第6210858号明細書、特開2002−2776069号公報等)等挙げられる。
マトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。
更に、ラジカル重合性及び/又はカチオン重合性の重合性基を少なくとも2個以上含有の多官能性化合物含有組成物、加水分解性基を含有の有機金属化合物及びその部分縮合体組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が好ましい。例えば、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。
又、金属アルコキドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜も好ましい。例えば、特開2001−293818号公報等に記載されている。
高屈折率層の屈折率は、一般に1.70〜2.20である。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。また、厚さは5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層して成る。低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55である。好ましくは1.30〜1.50である。
耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段として表面への滑り性付与が有効で、従来公知のシリコーンの導入、フッ素の導入等から成る薄膜層の手段を適用できる。
含フッ素化合物の屈折率は1.35〜1.50であることが好ましい。より好ましくは1.36〜1.47である。また、含フッ素化合物はフッ素原子を35〜80質量%の範囲で含む架橋性若しくは重合性の官能基を含む化合物が好ましい。
例えば、特開平9−222503号公報段落[0018]〜[0026]、同11−38202号公報段落[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報段落[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報等に記載の化合物が挙げられる。
シリコーン化合物としてはポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基あるいは重合性官能基を含有して、膜中で橋かけ構造をを有するものが好ましい。例えば、反応性シリコーン(例、サイラプレーン(チッソ(株)製等)、両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)等が挙げられる。
架橋又は重合性基を有する含フッ素及び/又はシロキサンのポリマーの架橋又は重合反応は、重合開始剤、増感剤等を含有する最外層を形成するための塗布組成物を塗布と同時または塗布後に光照射や加熱することにより実施することが好ましい。
又、シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化するゾルゲル硬化膜も好ましい。
例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物またはその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報記載等記載の化合物)、フッ素含有長鎖基であるポリ「パーフルオロアルキルエーテル」基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)等が挙げられる。
低屈折率層は、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム,フッ化カルシウム,フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820公報の段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等)、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有することができる。
低屈折率層が最外層の下層に位置する場合、低屈折率層は気相法(真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成されても良い。安価に製造できる点で、塗布法が好ましい。
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。
さらに、ハードコート層、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けてもよい。
ハードコート層は、反射防止層を設けた透明保護膜に物理強度を付与するために、透明支持体の表面に設ける。特に、透明支持体と前記高屈折率層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層は、光及び/又は熱の硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることが好ましい。
硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、又加水分解性官能基含有の有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物が好ましい。
これらの化合物の具体例としては、高屈折率層で例示したと同様のものが挙げられる。
ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、WO0/46617号公報等記載のものが挙げられる。
高屈折率層はハードコート層を兼ねることができる。このような場合、高屈折率層で記載した手法を用いて微粒子を微細に分散してハードコート層に含有させて形成することが好ましい。
ハードコート層は、平均粒径0.2〜10μmの粒子を含有させて防眩機能(アンチグレア機能)を付与した防眩層(後述)を兼ねることもできる。
ハードコート層の膜厚は用途により適切に設計することができる。ハードコート層の膜厚は、0.2〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜7μmである。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。又、JIS
K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
帯電防止層を設ける場合には体積抵抗率が10−8(Ωcm−3)以下の導電性を付与することが好ましい。吸湿性物質や水溶性無機塩、ある種の界面活性剤、カチオンポリマー、アニオンポリマー、コロイダルシリカ等の使用により10−8(Ωcm−3)の体積抵抗率の付与は可能であるが、温湿度依存性が大きく、低湿では十分な導電性を確保できない問題がある。そのため、導電性層素材としては金属酸化物が好ましい。金属酸化物には着色しているものがあるが、これらの金属酸化物を導電性層素材として用いるとフイルム全体が着色してしまい好ましくない。着色のない金属酸化物を形成する金属としてZn,Ti,Al,In,Si,Mg,Ba,Mo,W,又はVをあげることができ、これれを主成分とした金属酸化物を用いることが好ましい。具体的な例としては、ZnO,TiO2,SnO2,Al2O3,In2O3,SiO2,MgO,BaO,MoO3,V2O5等、あるいはこれらの複合酸化物がよく、特にZnO,TiO2,及びSnO2が好ましい。異種原子を含む例としては、例えばZnOに対してはAl,In等の添加物、SnO2に対してはSb,Nb,ハロゲン元素等の添加、またTiO2に対してはNb,TA等の添加が効果的である。更にまた、特公昭59−6235号公報に記載の如く、他の結晶性金属粒子あるいは繊維状物(例えば酸化チタン)に上記の金属酸化物を付着させた素材を使用しても良い。尚、体積抵抗値と表面抵抗値は別の物性値であり単純に比較することはできないが、体積抵抗値で10−8(Ωcm−3)以下の導電性を確保するためには、該導電層が概ね10−10(Ω/□)以下の表面抵抗値を有していればよく更に好ましくは10−8(Ω/□)である。導電層の表面抵抗値は帯電防止層を最表層としたときの値として測定されることが必要であり、本明細書に記載の積層フイルムを形成する途中の段階で測定することができる。
本発明のセルロースアシレートフイルムを用いた偏光板は、液晶表示装置に有利に用いられる。本発明の偏光板は、様々な表示モードの液晶セルに用いることができる。TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、AFLC(Anti−ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)およびHAN(Hybrid Aligned Nematic)のような様々な表示モードが提案されている。このうち、OCBモードまたはVAモードに好ましく用いることができる。
VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech. Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)および(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。
OCBモードおよびVAモードの液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に二枚の偏光板を配置してもよいし、VAモードの場合、偏光板をセルのバックライト側に配置してもよい。液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持している。
(セルロースアセテート溶液01の調製)
下記表1に示す組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液01を調製した。
下記表2に示す組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液01を調製した。
下記表3に示す組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、レターデーション制御剤溶液01を調製した。
下記表4に示す組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、紫外線吸収溶液01を調製した。
上記セルロースアセテート溶液を94.6質量部、マット剤溶液を1.3質量部、レターデーション制御剤溶液を6.17質量部、UV吸収剤溶液0.66質量部それぞれを濾過後に混合し、バンド流延機を用いて流延した。フイルムをバンドから剥離し、延伸開始時の残留溶剤含量35%で、130℃の条件でフイルムをテンターを用いて26%の延伸倍率で横延伸し、延伸後の幅のまま140℃で30秒間保持した。その後、クリップを外して140℃で40分間乾燥させ、セルロースアセテートフイルムを製造した。出来あがったセルロースアセテートフィルムの膜厚は92μmであった。
また、380nmにおける透過率、透明性、ヘイズ、面状故障、および透湿度を以下のとおり測定した。結果を表6に示す。
島津自記分光光度計UV3100を用い、フィルムの分光吸収スペクトルを測定し、380nmにおける透過率を求めた。
[透明性]
試料20mm×70mmを、25℃60%RHで透明度測定器(AKA光電管比色計、KOTAKI製作所)で可視光(615nm)の測定した。
[ヘイズ]
ヘイズ計(1001DP型、日本電色工業(株)製)を用いて測定した。
[面状故障]
セルロースエステルフィルムをサンプリングし、得られたフィルムの両端部30cm幅、長さ1m上に存在する30μm以上の異物あるいは凝集物の数を数えて求めた。
[透湿度]
試料70mmΦを25℃90%RHで24時間調湿し、透湿試験装置(KK−709007、東洋精機(株))にてJIS Z−0208に従って、単位面積あたりの水分量を算出(g/m2)し、
透湿度=調湿後重量−調湿前重量
で求めた。
実施例1に於いて、セルロースアセテートを、アセチル基の置換度1.90、プロピオニル基の置換度0.80のセルロースアセテートプロピオネートに変更し、レターデーション制御剤の種類、添加量、紫外線吸収剤の種類、添加量、剥ぎ取り時残留溶媒量、延伸倍率を表5の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアシレートフィルム17〜20を作製した。
作製したセルロースアシレートフイルムについて、KOBRA(21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、波長590nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。また、実施例1と同様に、380nmにおける透過率、透明性、ヘイズ、面状故障、および透湿度を測定した。結果を表6に示す。
実施例1に於いて、セルロースアセテートを、アセチル化度2.75、6位の置換率35%のセルロースアセテートに変更し、レターデーション制御剤の種類、添加量、紫外線吸収剤の種類、添加量、剥ぎ取り時残留溶媒量、延伸倍率を表5の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアセテートフィルム21〜25を作製した。
作製したセルロースアセテートフイルムについて、KOBRA(21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、波長590nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。また、実施例1と同様に、380nmにおける透過率、透明性、ヘイズ、面状故障、および透湿度を測定した。結果を表6に示す。
実施例1に於いて、セルロースアセテートを、アセチル化度2.78、6位の置換率33%のセルロースアセテートに変更し、レターデーション制御剤の種類、添加量、紫外線吸収剤の種類、添加量、剥ぎ取り時残留溶媒量、延伸倍率を表5の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアセテートフィルム26を作製した。
作製したセルロースアセテートフイルムについて、KOBRA(21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、波長590nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。また、実施例1と同様に、380nmにおける透過率、透明性、ヘイズ、面状故障、および透湿度を測定した。結果を表6に示す。
実施例1に於いて、セルロースアセテートを、アセチル化度2.85、6位の置換率33%のセルロースアセテートに変更し、レターデーション制御剤の種類、添加量、紫外線吸収剤の種類、添加量、剥ぎ取り時残留溶媒量、延伸倍率を表5の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアセテートフィルム27〜30を作製した。
作製したセルロースアセテートフイルムについて、KOBRA(21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、波長590nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。また、実施例1と同様に、380nmにおける透過率、透明性、ヘイズ、面状故障、および透湿度を測定した。結果を表6に示す。
実施例1においてセルロースアセテートの種類及びレターデーション制御剤の種類、添加量、紫外線吸収剤の種類、添加量、剥ぎ取り時残留溶媒量、延伸倍率を表5の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアセテートフィルム31〜35を作製した。
作製したセルロースアセテートフイルムについて、KOBRA(21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、波長590nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。また、実施例5と同様に、380nmにおける透過率、透明性、ヘイズ、面状故障、および透湿度を測定した。結果を表6に示す。
紫外線吸収剤を使用していないセルロースアセテートフィルム31、32は、マット剤の凝集が生じ、ヘイズ値、面状故障値が悪化した。
また、レターデーション制御剤を使用しなかったセルロースアセテートフイルム33は、Re値、Rth値が低く、目標値に達しなかった。
また、延伸倍率が1%であるセルロースアセテートフイルム34は、Re値が低く、好ましい目標値に達しなかった。
また、膜厚の厚いセルロースアセテートフィルム35は、透明性が劣ることがわかる。
なお、フイルム34は請求項18の発明、フイルム35は請求項11の発明のそれぞれ比較例である。
〔偏光板の作製〕
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。
作製したセルロースアシレートフイルム1にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片側に貼り付けた。なお、ケン化処理は以下のような条件で行った。
1.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を調製し、55℃に保温した。0.01Nの希硫酸水溶液を調製し、35℃に保温した。作製したセルロースアセテートフイルム1を上記の水酸化ナトリウム水溶液に2分間浸漬した後、水に浸漬し水酸化ナトリウム水溶液を十分に洗い流した。次いで、上記の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。
鹸化処理後のセルロースアセテートフイルムについて、H2OおよびCH2I2を滴下し、液滴の表面とフイルム表面との交点において、液滴に引いた接線とフイルム表面のなす角で、液滴を含む方の角を接触角と定義して、計算によりフイルムの表面エネルギーを測定した。求めた結果を表7に示す。
偏光膜の透過軸と作成したセルロースアセテートフイルムの遅相軸とは平行になるように配置した。また、偏光膜の透過軸と市販のセルローストリアセテートフイルムの遅相軸とは、直交するように配置した。
このようにして偏光板A1を作製した。同様にしてセルロースアセテートフイルム2〜16、21〜30、およびセルロースアシレートフィルム17〜20を用いた偏光板A2〜16、A21〜30、およびA17〜20を作製した。セルロースアセテートフイルム2〜16、21〜30、セルロースアシレートフィルム17〜20についても鹸化処理後のフイルムについて、表面エネルギーを測定し求めた結果を表7に示す。
実施例6と同様にして、セルロースアセテートフイルム31〜35を用いた偏光板A31〜35を作製した。セルロースアセテートフイルム31乃至35についても鹸化処理後のセルロースアセテートフイルムについて、表面エネルギーを測定し求めた結果を表7に示す。
(光散乱層用塗布液の調製)
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(PETA、日本化薬(株)製)50gをトルエン38.5gで希釈した。更に、重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)を2g添加し、混合攪拌した。この溶液を塗布、紫外線硬化して得られた塗膜の屈折率は1.51であった。
さらにこの溶液にポリトロン分散機にて10000rpmで20分分散した平均粒径3.5μmの架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.60、SX−350、綜研化学(株)製)の30%トルエン分散液を1.7gおよび平均粒径3.5μmの架橋アクリル−スチレン粒子(屈折率1.55、綜研化学(株)製)の30%トルエン分散液を13.3g加え、最後に、フッ素系表面改質剤(FP−1)0.75g、シランカップリング剤(KBM−5103、信越化学工業(株)製)を10gを加え、完成液とした。
上記混合液を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して光散乱層の塗布液を調製した。
屈折率1.42の熱架橋性含フッ素ポリマー(JN−7228、固形分濃度6%、JSR(株)製)13g、シリカゾル(シリカ、MEK−STの粒子サイズ違い、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学(株)製)1.3g、ゾル液a 0.6gおよびメチルエチルケトン5g、シクロヘキサノン0.6gを添加、攪拌の後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗布液を調製した。
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TAC−TD80U、富士写真フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、上記の機能層(光散乱層)用塗布液を線数180本/インチ、深度40μmのグラビアパターンを有する直径50mmのマイクログラビアロールとドクターブレードを用いて、グラビアロール回転数30rpm、搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で150秒乾燥の後、さらに窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2 、照射量250mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚さ6μmの機能層を形成し、巻き取った。
該機能層(光散乱層)を塗設したトリアセチルセルロースフイルムを再び巻き出して、該調製した低屈折率層用塗布液を線数180本/インチ、深度40μmのグラビアパターンを有する直径50mmのマイクログラビアロールとドクターブレードを用いて、グラビアロール回転数30rpm、搬送速度15m/分の条件で塗布し、120℃で150秒乾燥の後、更に140℃で8分乾燥させてから窒素パージ下で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2 、照射量900mJ/cm2の紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取った。
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。
作製した反射防止層付き透明保護膜01に実施例6と同様のケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片側に貼り付けた。
実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1に実施例6と同様のケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付けた。
偏光膜の透過軸とセルロースアセテートフイルム1の遅相軸とは平行になるように配置した。偏光膜の透過軸と市販のセルローストリアセテートフイルムの遅相軸とは、直交するように配置した。このようにして偏光板B1を作製した。
分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、入射角5°における分光反射率を測定し、450〜650nmの積分球平均反射率を求めたところ、2.3%であった。
セルロースアセテートフィルム1の代わりにセルロースアセテートフィルム3乃至15、22及び、セルロースアシレートフィルム17乃至19、セルロースアセテートフィルム28乃至30からも同様にして偏光板B3乃至B15、B22、およびB17乃至B19、B28乃至30を作製した。
(ハードコート層用塗布液の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、日本化薬(株)製)750.0重量部に、重量平均分子量3000のポリ(グリシジルメタクリレート)270.0重量部、メチルエチルケトン730.0g、シクロヘキサノン500.0g及び光重合開始剤(イルガキュア184、日本チバガイギー(株)製)50.0gを添加して攪拌した。孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過してハードコート層用の塗布液を調製した。
二酸化チタン微粒子としては、コバルトを含有し、かつ水酸化アルミニウムと水酸化ジルコニウムを用いて表面処理を施した二酸化チタン微粒子(MPT−129、石原産業(株)製)を使用した。
この粒子257.1gに、下記分散剤38.6g、およびシクロヘキサノン704.3gを添加してダイノミルにより分散し、重量平均径70nmの二酸化チタン分散液を調製した。
上記の二酸化チタン分散液88.9gに、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA)58.4g、光重合開始剤(イルガキュア907)3.1g、光増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)1.1g、メチルエチルケトン482.4gおよびシクロヘキサノン1869.8gを添加して攪拌した。十分に攪拌ののち、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して中屈折率層用塗布液を調製した。
上記の二酸化チタン分散液586.8gに、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)47.9g、光重合開始剤(イルガキュア907、日本チバガイギー(株)製)4.0g、光増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製)1.3g、メチルエチルケトン455.8g、およびシクロヘキサノン1427.8gを添加して攪拌した。孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して高屈折率層用の塗布液を調製した。
本発明に係る共重合体(P−1)をメチルイソブチルケトンに7質量%の濃度になるように溶解し、末端メタクリレート基含有シリコーン樹脂X−22−164C(信越化学(株)製)を固形分に対して3%、光ラジカル発生剤イルガキュア907(商品名)を固形分に対して5質量%添加し、低屈折率層用塗布液を調製した。
膜厚80μmのトリアセチルセルロースフイルム(TD−80UF、富士写真フイルム(株)製)上に、ハードコート層用塗布液をグラビアコーターを用いて塗布した。100℃で乾燥した後、酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2 、照射量300mJ/cm2 の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚さ8μmのハードコート層を形成した。
ハードコート層の上に、中屈折率層用塗布液、高屈折率層用塗布液、低屈折率層用塗布液を3つの塗布ステーションを有するグラビアコーターを用いて連続して塗布した。
硬化後の高屈折率層は屈折率1.905、膜厚107nm、低屈折率層は屈折率1.440、膜厚85nmであった。このようにして、反射防止層付き透明保護膜02を作製した。
反射防止層付き透明保護膜01の代わりに反射防止層付き透明保護膜02を用いた以外は実施例7と同様にして偏光板C1を作製した。
分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、入射角5°における分光反射率を測定し、450〜650nmの積分球平均反射率を求めたところ、0.4%であった。
セルロースアセテートフィルム1の代わりにセルロースアセテートフィルム3乃至15、22、及び、セルロースアシレートフイルム17乃至19、セルロースアセテートフイルム28乃至30からも同様にして偏光板C3乃至C15、C22、およびC17乃至C19、C28乃至C30を作製した。
(偏光板Bの作製)
実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1の代わりに、比較例1で作製したセルロースアセテートフイルム31を用いた以外は実施例7と同様に偏光板B28を作製した。
また、セルロースアセテートフィルム32〜35を用いて同様に偏光板B32〜B35を作製した。
(偏光板Cの作製)
実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1の代わりに、比較例1で作製したセルロースアセテートフイルム31を用いた以外は実施例8と同様に偏光板C31を作製した。
また、セルロースアセテートフイルム32乃至35を用いて同様に偏光板C32乃至C35を作製した。
〔偏光板の作製〕
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。
市販のセルローストリアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)に実施例6同様のケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の両側に貼り付けた。
偏光膜の透過軸と市販のセルローストリアセテートフイルムの遅相軸とは、直交するように配置した。
このようにして偏光板Dを作製した。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(富士通(株)製)に設けられている一対の偏光板および一対の光学補償シートの代わりに、実施例1作製した光学補償シートを使用し、実施例6で作製した偏光板を、実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
作製した液晶表示装置を観察した結果、正面方向および視野角方向もニュートラルな黒表示が実現できていた。また、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲)を測定した。
下記表8に示したとおり、本発明の偏光板を具備することにより広い視野角が実現できていた。
セルロースアセテートフィルム3乃至15、22、及び、セルロースアシレートフィルム17乃至19、22、セルロースアセテートフィルム28乃至30を使用して作製した偏光板を使った場合についても同様の結果が得られた。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(富士通(株)製)に設けられている一対の偏光板および一対の光学補償シートの代わりに、実施例1で作製した光学補償シートを使用し、実施例7で得た偏光板を実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
作製した液晶表示装置を観察した結果、正面方向および視野角方向もニュートラルな黒表示が実現できていた。また、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲)を測定した。
下記表8に示したとおり、本発明の偏光板を具備することにより広い視野角が実現できていた。
セルロースアセテートフィルム3至15、22、及び、セルロースアシレートフィルム17乃至19、セルロースアセテートフィルム28乃至30を使用して作製した偏光板を使った場合についても同様の結果が得られた。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(富士通(株)製)に設けられている一対の偏光板および一対の光学補償シートの代わりに、実施例1で作製した光学補償シートを使用し、実施例8で作製した偏光板を、実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
作製した液晶表示装置を観察した結果、正面方向および視野角方向もニュートラルな黒表示が実現できていた。また、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲)を測定した。
下記表8に示したとおり、本発明の偏光板を具備することにより広い視野角が実現できていた。
セルロースアセテートフィルム3至15、22、及び、セルロースアシレートフィルム17乃至19、セルロースアセテートフィルム28乃至30を使用して作製した偏光板を使った場合についても同様の結果が得られた。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(VL−1530S、富士通(株)製)について、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角を測定した。結果を表8に示す。本発明の偏光板を用いた場合と比較して視野角が狭いことが分かる。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(富士通(株)製)に設けられている一対の偏光板および一対の光学補償シートの代わりに、セルロースアセテートフイルム33および34を用いて比較例2で作製した偏光板を、セルロースアセテートフイルム33および34が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
作製した液晶表示装置を観察した結果、正面方向および視野角方向も黒表示が実現できていた。また、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲)を測定した。結果を表8に示す。本発明の偏光板を用いた場合と比較して視野角が狭いことが分かる。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(富士通(株)製)に設けられている一対の偏光板および一対の光学補償シートの代わりに、セルロースアセテートフイルム31及び32を用いて比較例3で作製した偏光板を、セルロースアセテートフイルム31及び32が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
作製した液晶表示装置を観察した結果、セルロースアセテートフィルム31及び32で作製した偏光板を使用した場合には、本発明の偏光板を用いた場合に比べて、白表示での輝度がやや劣っていた。
垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置(富士通(株)製)に設けられている一対の偏光板および一対の光学補償シートの代わりに、セルロースアセテートフイルム31及び32を用いて比較例4で作製した偏光板を、セルロースアセテートフイルム31及び32が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
作製した液晶表示装置を観察した結果、セルロースアセテートフィルム31及び32で作製した偏光板を使用した場合には、本発明の偏光板を用いた場合に比べて、白表示での輝度がやや劣っていた。
<液晶セルの作製>
液晶セルは、基板間のセルギャップを3.6μmとし、負の誘電率異方性を有する液晶材料(「MLC6608」、メルク社製)を基板間に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成して作製した。液晶層のリターデーション(即ち、記液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・d)を300nmとした。なお、液晶材料は垂直配向するように配向させた。
作製した液晶表示装置を観察した結果、正面方向および視野角方向もニュートラルな黒表示が実現できていた。また、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない範囲)を測定した。
下記表9に示したとおり、本発明の偏光板を具備することにより広い視野角が実現できていた。
セルロースアセテートフィルム2、16、21、23乃至27、及び、セルロースアシレートフィルム20を使用して作製した偏光板を使った場合についても同様の結果が得られた。
実施例13において、偏光板A2の代わりに偏光板A33及びA34を用いたこと以外は実施例13と同様にして、液晶表示装置を作製した。
作製した液晶表示装置を観察した結果、セルロースアセテートフィルム33及び34で作製した偏光板を使用した場合には、本発明の偏光板を用いた場合に比べて、視野角が狭いことが分かる。
(OCB型(ベンド配向)液晶セルの作製)
TFT電極付きのガラス基板に、ポリイミド膜を配向膜として設け、配向膜にラビング処理を行った。得られた二枚のガラス基板をラビング方向が平行となる配置で向かい合わせ、セルギャップ(二枚のガラス基板の隙間)にフッ素系液晶化合物(物性値はΔn=0.16、Δε=9.3、k11=13.4pN、k22=7.4pN、k33=14.7pN)を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。
実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1を実施例6と同様に鹸化処理したフイルム上に、下記の組成の配向膜塗布液を♯16のワイヤーバーコーターで28ml/m2塗布した。60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。次に、セルロースアセテートフイルムの遅相軸(波長632.8nmで測定)と45゜の方向に、形成した膜にラビング処理を実施した。
得られた配向膜の上に、下記のディスコティック液晶TE−1とTE−2を質量比9対1で混合してメチルエチルケトンを加え、全体として10質量%の溶液を調整した。得られた溶液をスピンコート法により2000rpmで塗布を行い、145℃まで昇温して熱処理した。その後室温まで冷却し、厚さ1.4μmの(ディスコティック)液晶層を形成した。波長546nmで測定した光学異方性層のReレターデーション値は30nmであった。また、円盤面と支持体(セルロースアセテートフイルム)面との間の角度は平均で36゜であった。このようにして光学的位相差補償フイルムを作製した。
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した光学的位相差補償フイルムのセルロースアセテートフイルム側を、セルロースアセテートフイルムの遅相軸が偏光膜の透過軸と平行になるように、偏光膜の片側に貼り付けた。市販のセルローストリアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付けた。このようにして偏光板を作製した。
得られたベンド配向セルを挟むように、作製した偏光板を二枚貼り付けた。偏光板の光学異方性層がセル基板に対面し、液晶セルのラビング方向とそれに対面する光学異方性層のラビング方向とが反平行となるように配置した。液晶セルに55Hzの矩形波電圧を印加した。白表示2V、黒表示5Vのノーマリーホワイトモードとした。透過率の比(白表示/黒表示)をコントラスト比として、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角を測定した。結果を表11に示す。
市販のセルロースアセテートフイルム(富士タックTD80、富士写真フイルム(株)製)に、実施例14と同様にして、表面処理、配向膜と液晶分子の塗設、偏光板の作製、OCB型液晶装置の作製を行った。作製した液晶表示装置の視野角を測定した結果を表11に示す。
実施例14、および比較例10で作製した液晶表示装置の視角特性の結果を以下の表11に示す。
また、実施例14で、実施例1で作製したセルロースアセテートフイルム1を用いる代わりにセルロースアセテートフイルム2乃至16、21乃至27、セルロースアシレート17乃至20、及びセルロースアセテートフィルム28乃至30を用いた場合にも、同様に広視野角が得られた。
Claims (30)
- セルロースアシレート100質量部に対して、下記一般式(I)で示される化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1乃至20質量部含有することを特徴とする光学フイルム。
- セルロースアシレート100質量部に対して、1,3,5−トリアジン環を有する化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1乃至20質量部含有することを特徴とする光学フイルム。
- セルロースアシレート100質量部に対して、下記一般式(I)で示される化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、1,3,5−トリアジン環を有する化合物の少なくとも一種を0.01乃至20質量部含み、かつ、紫外線吸収剤の少なくとも一種を0.1乃至20質量部含有することを特徴とする光学フイルム。
- 前記一般式(IV)におけるR4、およびR5のうち少なくとも1つの置換基がハロゲン原子である紫外線吸収剤と、R4、およびR5の置換基のいずれもがハロゲン原子でない紫外線吸収剤が含有され、ハロゲン原子を有する紫外線吸収剤:ハロゲン原子を有しない紫外線吸収剤が質量比で、20:80〜80:20の範囲であることを特徴とする請求項6記載の光学フイルム。
- 下記数式(I)で定義されるReレターデーション値が20乃至200nmであり、下記数式(II)で定義されるRthレターデーション値が70乃至400nmであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フイルム。
数式(I):Re=(nx−ny)×d
数式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
[式中、nxは、フイルム面内の遅相軸方向の屈折率であり;nyは、フイルム面内の進相軸方向の屈折率であり;nzは、フイルムの厚み方向の屈折率であり;そして、dは、フイルムの厚さである]。 - Reレターデーション値とRthレターデーション値との比(Re/Rth比)が0.1乃至0.8であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- 膜厚が40μm〜120μmの一枚のセルロースアシレートフイルムのみからなることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- 380nmにおける透過率が8%以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- 紫外線吸収剤がベンゾフェノン系化合物であり、分配係数が3.0以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、9、10、11または12に記載の光学フイルム。
- 紫外線吸収剤がベンゾフェノン系化合物であり、凝固点が20℃以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、9、10、11、12または13に記載の光学フイルム。
- 紫外線吸収剤がベンゾトリアゾール系化合物であり、分配係数が9.2以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4、6、7、8、9、10、11または12に記載の光学フイルム。
- 紫外線吸収剤がベンゾトリアゾール系化合物であり、凝固点が20℃未満であることを特徴とする請求項1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12または15に記載の光学フイルム。
- 表面エネルギーが55乃至75mN/mであるセルロースアシレートフイルムからなることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- 3乃至100%の延伸倍率で延伸したセルロースアシレートフイルムからなることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- セルロースアシレートが、酢化度が59.0乃至61.5%であるセルロースアセテートであり、延伸倍率1%あたりのRe/Rth変化量が0.01乃至0.1であることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- フイルムの残留溶剤量が2%乃至50%の状態で長手方向に搬送しながら長手方向と直交する方向に延伸し、該フイルムの遅相軸が該フイルムの長尺方向に対して直交する方向にあることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の光学フイルム。
- セルロースアシレートフイルムが、セルロースの水酸基を炭素原子数が2以上のアシル基で置換して得られたセルロースアシレートからなるフイルムであって、2位のアシル基の置換度をDS2、3位のアシル基の置換度をDS3、6位のアシル基の置換度をDS6とする時、下記式(III)及び(IV)を満たすことを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の光学フイルム。
(III) 2.0≦DS2+DS3+DS6≦3.0
(IV) DS6/(DS2+DS3+DS6)≧0.320 - セルロースアシレートが、セルロースの水酸基がアセチル基および炭素原子数が3〜22のアシル基で置換されたセルロースアシレートからなり、かつ該セルロースアシレートのアセチル基の置換度Aおよび炭素原子数が3〜22のアシル基の置換度Bが、下記式(V)を満たすことを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の光学フイルム。
式(V):2.0≦A+B≦3.0 - 炭素原子数が3〜22のアシル基が、ブタノイル基またはプロピオニル基であることを特徴とする請求項22に記載の光学フイルム。
- 請求項1〜23のいずれか1項に記載の光学フイルムからなることを特徴とする光学補償シート。
- 偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の少なくとも一方が、請求項24記載の光学補償シートであることを特徴とする偏光板。
- 偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の一方が請求項24記載の光学補償シートであり、該光学補償シートと反対側の透明保護膜には少なくとも光散乱層と低屈折率層からなる鏡面反射率2.5%以下の反射防止層を設けたことを特徴とする偏光板。
- 偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の一方が請求項24記載の光学補償シートであり、該光学補償シートと反対側の透明保護膜には少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順に積層されてなる鏡面反射率0.5%以下の反射防止層を設けたことを特徴とする偏光板。
- 液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなり、該偏光板が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置であって、該液晶セルと少なくとも一方の偏光板との間に、請求項24記載の光学補償シートが配置されており、該光学補償シートの遅相軸と光学補償シートに隣接する偏光膜の透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなり、該偏光板が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置であって、該液晶セルと少なくとも一方の偏光板との間に、請求項24記載の光学補償シートが配置されており、該光学補償シートの遅相軸と光学補償シートに隣接する偏光膜の透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とするVAモードの液晶表示装置。
- 液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなり、該偏光板が偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる液晶表示装置であって、該液晶セルとバックライト側の偏光板との間に、請求項24に記載の光学補償シートが配置されており、該光学補償シートの遅相軸と光学補償シートに隣接する偏光膜の透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とするVAモードの液晶表示装置。
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