JP2008020597A - 光学フィルム、偏光板、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光子と直接貼合することが容易である輝度向上フィルムに好適な光学フィルムの提供、さらに輝度向上した偏光板、およびその偏光板を用いた液晶表示装置の提供。
【解決手段】下記式（Ａ）で表されるアスペクト比が２以上１００以下である形状を有する散乱体をフィルム中に配向してなる光学フィルムあって、該散乱体の短軸径がレイリー散乱領域以下であり、長軸径がミー散乱もしくは幾何学散乱領域であり、かつ前記散乱体を配向するフィルムが、下記式（Ｉ）で定義されるＲｏが−５〜５ｎｍ、下記式（II）により定義されるＲｔが−１０〜１０ｎｍであることを特徴とする。 式（Ａ） アスペクト比＝Ｌ／ｒ１ Ｌ ：長軸径 ｒ１：短軸径 式（Ｉ） Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ 式（II） Ｒｔ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ ｎｘ、ｎｙ、ｎｚはそれぞれフィルムの遅相軸方向、遅相軸に直交する方向、厚さ方向の屈折率、ｄはフィルムの厚さ
【選択図】図１

Description

本発明は、輝度向上一体型偏光素子である光学フィルム、輝度向上視野角拡大偏光板、及びそれらを用いた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置には光学フィルムとして輝度向上フィルムが広く使用されている。通常、液晶表示装置において、偏光板１、液晶セル、偏光板２、輝度向上フィルム、バックライトユニットの順に配置され、バックライトと偏光板２の間に輝度向上フィルムを適当な角度で配置し、偏光板２で吸収されていた光を反射させ再利用することにより輝度向上することができる。現在、広く使用されている輝度向上フィルムの代表として、住友３Ｍ社製のＤＢＥＦ（商品名）がある。これはポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレート等の複屈折の大きなポリエステルの複屈折性を利用したフィルムであり、偏光板とは別部材として供給されている。

一般に、偏光板１および偏光板２は、偏光子であるヨウ素を吸着させたポリビニルアルコールフィルム（以下ＰＶＡフィルムと略す）に接着性の良好なケン化したセルロースエステルフィルムを貼合したものが広く使用されている。そして、このＰＶＡフィルムとケン化したセルロースエステルフィルム以外の素材との接着は、経時での膜はがれ等の問題が起こり易く、ポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレート等を用いた輝度向上フィルムをＰＶＡフィルムからなる偏光子に直接貼合するのは困難であった。

一方、別方式の輝度向上フィルムとして、特許文献１に散乱型偏光素子が公開されている。特許文献１では、アスペクト比１以上のいわゆる異方性粒子をフィルム中に配向させることにより、異方性反射型散乱素子を得ている。この異方性粒子は、粒径を、短軸方向はレイリー散乱領域であり、また、長軸方向はミー散乱もしくは幾何学散乱領域とすることにより偏光分離を行っている。しかしながら、ここで使用されているフィルムを形成するための樹脂は位相差が大きいものであって、せっかく異方性散乱粒子によって偏光分離された偏光光が、この樹脂の有する位相差により楕円偏光へと変換されることにより光のロスが発生し、結果として輝度向上の効果を低減させてしまうという課題があった。
特開平９−２９７２０４号公報

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、偏光子と直接貼合することが容易である輝度向上フィルムに好適な光学フィルムを提供することにある。さらには、光学フィルムを偏光板保護フィルムに使用した場合に、位相差を持たせる事により液晶パネルの視野角を改善した輝度向上視野角拡大偏光板、およびその偏光板を用いた液晶表示装置を提供する事である。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
（１）下記式（Ａ）で表されるアスペクト比が２以上１００以下である形状を有する散乱体をフィルム中に配向してなる光学フィルムあって、該散乱体の短軸径がレイリー散乱領域以下であり、長軸径がミー散乱もしくは幾何学散乱領域であり、かつ前記散乱体を配向するフィルムが、下記式（Ｉ）で定義されるＲｏが−５〜５ｎｍ、下記式（II）により定義されるＲｔが−１０〜１０ｎｍであることを特徴とする光学フィルム。

式（Ａ）
アスペクト比＝Ｌ／ｒ１
Ｌ ：長軸径
ｒ１：短軸径
式（Ｉ） Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
式（II） Ｒｔ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
（ここで、フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、面内で遅相軸に直交する方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、ｄはフィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。）
（２）前記フィルムが、少なくとも分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａと、分子内に芳香環を有さず親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂとを共重合して得られた重量平均分子量５０００以上３００００以下のポリマーＸを含有するセルロースエステルフィルムであることを特徴とする前記（１）記載の光学フィルム。
（３）前記フィルムが、少なくとも分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａと、分子内に芳香環を有さず親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂとを共重合して得られた重量平均分子量５０００以上３００００以下のポリマーＸおよび芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーＹａを重合して得られた重量平均分子量５００以上３０００以下のポリマーＹを含有するセルロースエステルフィルムであることを特徴とする前記（１）または（２）記載の光学フィルム。
（４）前記ポリマーＸが下記一般式（１）で示され、前記ポリマーＹが下記一般式（２）で示されることを特徴とする前記（２）または（３）記載の光学フィルム。

一般式（１）
−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₁）（−ＣＯ₂Ｒ₂）］ｍ−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₃）（−ＣＯ₂Ｒ₄−ＯＨ）−］ｎ−［Ｘｃ］ｐ−
一般式（２）
−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₅）（−ＣＯ₂Ｒ₆）］ｋ−［Ｙｂ］ｑ−
（式中、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅は、ＨまたはＣＨ₃を表す。Ｒ₂、Ｒ₆は炭素数１〜１２のアルキル基、シクロアルキル基を表す。Ｒ₄は−ＣＨ₂−、−Ｃ₂Ｈ₄−または−Ｃ₃Ｈ₆−を表す。Ｘｃは、Ｘａ、Ｘｂに重合可能なモノマー単位を表す。Ｙｂは、Ｙａに共重合可能なモノマー単位を表す。ｍ、ｎ、ｋ、ｐおよびｑは、モル組成比を表す。ただしｍ≠０、ｎ≠０、ｋ≠０、ｍ＋ｎ＋ｐ＝１００、ｋ＋ｑ＝１００である。）
（５）吸収型偏光子および該偏光子を挟む二枚の偏光板保護フィルムからなる偏光板であって、前記二枚の偏光板保護フィルムのうち少なくとも一枚が前記（１）〜（４）いずれかに記載の光学フィルムであることを特徴とする偏光板。
（６）偏光板１、液晶セル、偏光板２、バックライトユニットがこの順で配置されてなる液晶表示装置において、偏光板２が前記（５）記載の偏光板であり、前記（１）〜（４）いずれかに記載の光学フィルムがバックライトユニット側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、偏光子との接着性が改良され部材を軽減した光学フィルム、偏光板、およびそれらを用いた液晶表示装置を提供することができる。

以下に、本発明について詳細に説明する。
＜散乱体＞
本発明の散乱体は、一般式（Ａ）で表されるアスペクト比が２以上１００以下である形状を有することを特徴とするいわゆる異方性を有する散乱体である。この散乱体の具体例としては、酸化チタンに代表される針状無機粒子、ナノ繊維、ナノロッド、コアシェル構造を有する円柱状粒子、内部に空気のコアを有する円柱状物質などが挙げられる。

針状無機粒子の場合には、粒子自体が散乱体である。コアシェル構造を有する円柱状粒子の例としては、コアの屈折率をシェルの屈折率よりも大きいものとしシェルの屈折率はそれを分散するフィルムを形成する樹脂と同等のものとしたものが挙げられる。この場合コア部分が散乱体となる。内部に空気のコアを有する円柱状物質の散乱体の例としては、シェルの屈折率とそれを分散するフィルムを形成する樹脂の屈折率を同等のものが挙げられる。

本発明の散乱体の典型的な形状を図１および図２に例示するが、形状はこれらに限定されない。

図１は、上記針状粒子を表したものである。図１において、ｒ１は散乱体の短軸径、Ｌは長軸径を表している。図２は、コアシェル構造を有する散乱体の形状を表している。図２において、ｒ１は散乱体の短軸径、Ｌは散乱体の長軸径を表している。

本発明でのアスペクト比は、図１および図２においてＬ／ｒ１を表している。本発明における散乱体のアスペクト比は偏光の分離の関係から２以上１００以下である。

なお、本発明の散乱体の径は、透過型電子顕微鏡：ＴＥＭ（株式会社日立製作所社製Ｈ−１７００ＦＡ型）により観察した写真を画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて１０点について計算し、それを単純な円柱形状として平均値を求め、これを径とする。このとき、観察した散乱体は、１０００個以上である。

本発明におけるｒ１はレイリー散乱領域以下であることが好ましい。また、Ｌはミー散乱もしくは幾何学散乱領域であることが好ましい。

散乱体と散乱との関係については、長軸径（Ｌ）と光の波長（λ）との関係により次の３つの場合に大別できる。
（１）幾何光学的領域（Ｌ＞＞λ）
この領域では光の散乱は粒子表面の反射によるため、散乱体の比表面積が大きいほど光の散乱能力も大きくなる。したがって、散乱能Ｓは長軸径Ｌの逆数に比例する。

Ｓ∝１／Ｌ
よって、散乱は長軸径に反比例して大きくなるため、本発明の長軸径Ｌは７００ｎｍ以上であることが必要である。好ましくは７００ｎｍ〜１００００ｎｍである。
（２）ミー（Ｍｉｅ）散乱領域（Ｌ≒λ）
長軸径と光の波長がほぼ同じレベルの領域ではミー散乱の式が成立する。本発明の散乱はほぼこの領域に当てはまる。

Ｓ≒Ｌ×２π×Ｋ／４（Ｋは定数）
ミー散乱の場合、光散乱が最大となる径は屈折率にもよるが酸化チタンの場合にはＬ＝λ／２の時になるとされている。（詳しくは石原産業（株）発行のＩＳＨＩＨＡＲＡ ＴＩＰＡＱＵＥ ＮＥＷＳ 「Ｔ１００超微粒子酸化チタンについて」、Ｐ．Ｓｔａｍａｔａｋｉｓ ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈ．，６２（１０）、９５１（１９９０））。よって本発明の長軸径Ｌは４００〜７００ｎｍであることが必要である。
（３）レイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）散乱領域（Ｌ＜＜λ）
この領域では次のレイリーの式で全散乱能はあらわされる。

Ｓ∝Ｌ⁶／λ⁴
（詳しくは久保輝一郎他著 「粉体」丸善（１９８５）ｐ１７７を参照することができる） よって本発明のｒ１は、４００ｎｍ以下、好ましくは、５０〜３５０ｎｍであることが好ましい。

以上の領域は長軸径（Ｌ）、短軸径（ｒ１）だけでなく屈折率差によっても大きく影響する。一般的に屈折率差が大きいほど長軸径にくらべて波長が小さくてもミー散乱領域となる傾向にある。

本発明の散乱体の素材としては、フィルムを形成するために使用されるポリマーとの屈折率差が０．２以下であることがポリマーおよび散乱体の間での光の干渉、回折、反射などの現象を起こさないため好ましい。光学的に等価であることがもっとも好ましく、この観点から屈折率差が０であることが最も好ましい。

屈折率差を調整する手法としては、散乱体の組成を適宜調整する手法やフィルムを形成するポリマーの屈折率を調整する手法等適宜選択することが出来る。一例として、ポリマーの屈折率を高める手法として、可視光域で散乱を引き起こさない小さな粒径を持つ酸化チタンや酸化ジルコニウム等の金属酸化物等をポリマー粒子中に混合して屈折率を高める事も好ましく用いられる。また、ポリマー屈折率を低下させる手法としては、屈折率が低く可視光域で散乱を引き起こさない粒子を添加する事も好ましく行われる。例えば、中空形状を持つシリカ微粒子などをポリマー中に添加することにより屈折率を低下させることが出来る。

本発明の散乱体の屈折率は次のようにして測定することができる。

アッベの屈折計に偏光接眼レンズを付けた状態で、光学フィルム両面で３軸方向の屈折率の測定を行い、これらを用いて平均屈折率を算出する。この時、光源としては５５０ｎｍを用いた。散乱体の屈折率の測定の場合は、散乱体を含有しないフィルムを作成し、それと、前記光学フィルムの平均屈折率の差で求めた。

本発明で、散乱体を作成するには公知の手法を利用する事が可能である。一例として、軟化状態のガラスを透明な長尺毛細管に成形する場合、精密に加工した管状のガラス予備成形体を延伸成形して透明な長尺毛細管を作製してもよく、溶融したガラスを精密に成形することにより透明な長尺毛細管を作製してもよい。また、透明な長尺毛細管を構成するガラスとしては、結晶や異物、気泡等を実質的に含まないものであることが重要である。

本発明のガラスとしては特に限定はないが、ケイ酸塩や炭酸塩などを主成分とし、それらの液体状態を急冷して形成される固体のことを含む概念である。主要な成分は二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）である。二酸化ケイ素の比率はガラスの種類によって異なり、一般的にはモル比として５５％から８０％を占める。

偏光子との接着性の観点からも、使用されるフィルムを形成するポリマーはセルロースエステルが好ましい。一般的にセルロースエステルポリマーの屈折率は１．４８程度である。このため、散乱体の素材としては屈折率が１．２６〜１．６８の範囲である事が好ましい。

散乱体の素材としては、ポリエステル等に代表されるポリマー、無機酸化物ガラス等を使用することが出来る。無機酸化物ガラスであることが好ましい。

現在、偏光板保護フィルムとして使用されているセルロースエステルフィルムはジクロロメタンおよびアルコールの混合溶媒を用いて溶液流延で製造されているため、散乱体の形状異方性を保つためにはこれらの溶剤に対する溶解性が低いものが好ましく用いられる。

フィルム中に中空微粒子、ボイド核剤等を導入し延伸処理をする事により異方性の空気層（ボイド）を散乱体と機能するものとして直接作成する方法も考えられるが、偏光分離能を高めようとするとセルロースエステルフィルムを高倍率で延伸する必要があり保護フィルムとしての寸法安定性の点から、異方性散乱体は別に作成しておき樹脂フィルム中に分散させ流延製膜時に配向させる事が好ましい。

本発明の散乱体を、光学フィルム形成性ポリマーに配向させながら含有させる方法としては、例えば、光学フィルムを溶液流延法で巻き形状に製造する場合、光学フィルムポリマー溶解液を支持体に流延する直前に、散乱体をインライン添加し、そのまま支持体に流延する方法が挙げられる。

インラインで散乱体を添加することにより、ロール状に製膜する方向に散乱体を容易に配向することができる。

これらの製造方法において、支持体上に流延後の製造工程において製膜方向または製膜方向に垂直な方向等の延伸処理をすることが好ましい。この延伸処理によって散乱体の配向が統一され、本発明の効果をより発揮させることができる。延伸倍率は、光学フィルムに使用するポリマーによって異なるが、一般的には製膜方向にたいして１．０〜２．０倍製膜方向に垂直な方向にたいして１．０１〜３倍が好ましい。

本発明の散乱体は、光学フィルムを形成するためのポリマーに対して、５〜１５０体積％含有させることができ、５０〜１００体積％であることが好ましい。

本発明において、散乱体の７０体積％以上の長軸径の方向が、全体の散乱体の平均方向にたいし±２０度の配向角の範囲にあることが好ましい。散乱体の配向状態は、電子顕微鏡写真による無作為抽出３０検体以上の散乱体について実施することで定める。

なお、本発明において使用する散乱体の体積％とは、ＴＥＭによる観察において、直径が軸径ｒ２である長さ長軸径Ｌの円柱状であると仮定して計算した体積を用いた。
＜ポリマーＸ、ポリマーＹ＞
本発明のＲｏおよびＲｔｈを調整する方法としては、種々の方法が知られておりいずれを採用することもできるが、透明性の点から、分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａと分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂとを共重合して得られた重量平均分子量５０００以上３００００以下のポリマーＸ、そしてより好ましくは、芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーＹａを重合して得られた重量平均分子量５００以上３０００以下のポリマーＹとを含有したセルロースエステルフィルムであることが好ましい。

一般にモノマー中、特に主鎖に芳香環を有する物質はセルロースエステルの複屈折性と同様に正の複屈折性を持つことが知られており、セルロースエステルフィルムのリターデーション値Ｒｔｈを打ち消さないため、負の複屈折性を持つ材料をフィルム中に添加することが好ましい。

本発明のポリマーＸは分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａと分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂとを共重合して得られた重量平均分子量５０００以上３００００以下のポリマーであり、下記一般式（１）で表されるポリマーであることが好ましい。

一般式（１）
−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₁）（−ＣＯ₂Ｒ₂）］ｍ−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₃）（−ＣＯ₂Ｒ₄−ＯＨ）−］ｎ−［Ｘｃ］ｐ−
（式中、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅は、ＨまたはＣＨ₃を表す。Ｒ₂は炭素数１〜１２のアルキル基、シクロアルキル基を表す。Ｒ₄は−ＣＨ₂−、−Ｃ₂Ｈ₄−または−Ｃ₃Ｈ₆−を表す。ｍ、ｎおよびｐは、モル組成比を表す。ただしｍ≠０、ｎ≠０、ｍ＋ｎ＋ｐ＝１００である。）
本発明のポリマーＸを構成するモノマー単位としてのモノマーを下記に挙げるがこれに限定されない。

Ｘにおいて、親水性基とは、水酸基、エチレンオキシド連鎖を有する基をいう。

分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａは、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル（ｉ−、ｎ−）、アクリル酸ブチル（ｎ−、ｉ−、ｓ−、ｔ−）、アクリル酸ペンチル（ｎ−、ｉ−、ｓ−）、アクリル酸ヘキシル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ヘプチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸オクチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ノニル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ミリスチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸（２−エチルヘキシル）、アクリル酸（ε−カプロラクトン）、アクリル酸（２−ヒドロキシエチル）、アクリル酸（２−エトキシエチル）等、または上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものを挙げることが出来る。中でも、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル（ｉ−、ｎ−）であることが好ましい。

分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂは、水酸基を有するモノマー単位として、アクリル酸またはメタクリル酸エステルが好ましく、例えば、アクリル酸（２−ヒドロキシエチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（３−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（４−ヒドロキシブチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシブチル）、またはこれらアクリル酸をメタクリル酸に置き換えたものを挙げることが出来、好ましくは、アクリル酸（２−ヒドロキシエチル）及びメタクリル酸（２−ヒドロキシエチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（３−ヒドロキシプロピル）である。

Ｘｃとしては、Ｘａ、Ｘｂ以外のものでかつ共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば、特に制限はないが、芳香環を有していないものが好ましい。

Ｘａ、ＸｂおよびＸｃのモル組成比ｍ：ｎは９９：１〜６５：３５の範囲が好ましく、更に好ましくは９５：５〜７５：２５の範囲である。Ｘｃのｐは０〜１０である。Ｘｃは複数のモノマー単位であってもよい。

Ｘａのモル組成比が多いとセルロースエステルとの相溶性が良化するがフィルム厚み方向のリターデーション値Ｒｔｈが大きくなる。Ｘｂのモル組成比が多いと上記相溶性が悪くなるが、Ｒｔｈを低減させる効果が高い。また、Ｘｂのモル組成比が上記範囲を超えると製膜時にヘイズが出る傾向があり、これらの最適化を図りＸａ、Ｘｂのモル組成比を決めることが好ましい。

このようなポリマーを合成するには、通常の重合では分子量のコントロールが難しく、分子量をあまり大きくしない方法で出来るだけ分子量を揃えることの出来る方法を用いることが望ましい。かかる重合方法としては、クメンペルオキシドやｔ−ブチルヒドロペルオキシドのような過酸化物重合開始剤を使用する方法、重合開始剤を通常の重合より多量に使用する方法、重合開始剤の他にメルカプト化合物や四塩化炭素等の連鎖移動剤を使用する方法、重合開始剤の他にベンゾキノンやジニトロベンゼンのような重合停止剤を使用する方法、更に特開２０００−１２８９１１号または同２０００−３４４８２３号公報にあるような一つのチオール基と２級の水酸基とを有する化合物、あるいは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等を挙げることが出来、何れも本発明において好ましく用いられるが、特に、該公報に記載の方法が好ましい。

ポリマーＸの水酸基価は３０〜１５０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることが好ましい。

（水酸基価の測定方法）
この測定は、ＪＩＳ Ｋ ００７０（１９９２）に準ずる。この水酸基価は、試料１ｇをアセチル化させたとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのｍｇ数と定義される。具体的には試料Ｘｇ（約１ｇ）をフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬（無水酢酸２０ｍｌにピリジンを加えて４００ｍｌにしたもの）２０ｍｌを正確に加える。フラスコの口に空気冷却管を装着し、９５〜１００℃のグリセリン浴にて加熱する。１時間３０分後、冷却し、空気冷却管から精製水１ｍｌを加え、無水酢酸を酢酸に分解する。次に電位差滴定装置を用いて０．５ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウムエタノール溶液で滴定を行い、得られた滴定曲線の変曲点を終点とする。更に空試験として、試料を入れないで滴定し、滴定曲線の変曲点を求める。水酸基価は、次の式によって算出する。

水酸基価＝｛（Ｂ−Ｃ）×ｆ×２８．０５／Ｘ｝＋Ｄ
（式中、Ｂは空試験に用いた０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウムエタノール溶液の量（ｍｌ）、Ｃは滴定に用いた０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウムエタノール溶液の量（ｍｌ）、ｆは０．５ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウムエタノール溶液のファクター、Ｄは酸価、また、２８．０５は水酸化カリウムの１ｍｏｌ量５６．１１の１／２を表す）
ポリマーＸの分子量は重量平均分子量が５０００以上３００００以下であり、更に好ましくは８０００以上２５０００以下である。

重量平均分子量を５０００以上とすることにより、セルロースエステルフィルムの、高温高湿下における寸法変化が少ない、偏光板保護フィルムとしてカールが少ない等の利点が得られ好ましい。重量平均分子量が３００００を以内とした場合は、セルロースエステルとの相溶性がより向上し、高温高湿下においてのブリードアウト、さらには製膜直後でのヘイズの発生が抑制される。

本発明のポリマーＸの重量平均分子量は、公知の分子量調節方法で調整することが出来る。そのような分子量調節方法としては、例えば四塩化炭素、ラウリルメルカプタン、チオグリコール酸オクチル等の連鎖移動剤を添加する方法等が挙げられる。また、重合温度は通常室温から１３０℃、好ましくは５０℃から１００℃で行われるが、この温度または重合反応時間を調整することで可能である。

重量平均分子量の測定方法は下記方法によることが出来る。

（重量平均分子量測定方法）
重量平均分子量Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した。

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，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した。１３サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。

本発明のポリマーＹは芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーＹａを重合して得られた重量平均分子量５００以上３０００以下のポリマーであり、下記一般式（２）で表されるポリマーであることが好ましい。

重量平均分子量５００以上ではポリマーの残存モノマーが減少し好ましい。また、３０００以下とすることは、リターデーション値Ｒｔｈ低下性能を維持するために好ましい。

一般式（２）
−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₅）（−ＣＯ₂Ｒ₆）］ｋ−［Ｙｂ］ｑ−
（式中、Ｒ₅は、ＨまたはＣＨ₃を表す。Ｒ₆は炭素数１〜１２のアルキル基またはシクロアルキル基を表す。Ｙｂは、Ｙａと共重合可能なモノマー単位を表す。ｋおよびｑは、モル組成比を表す。ただしｋ≠０、ｋ＋ｑ＝１００である。）
芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーを重合して得られるポリマーＹを構成するエチレン性不飽和モノマーＹａはアクリル酸エステルとして、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル（ｉ−、ｎ−）、アクリル酸ブチル（ｎ−、ｉ−、ｓ−、ｔ−）、アクリル酸ペンチル（ｎ−、ｉ−、ｓ−）、アクリル酸ヘキシル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ヘプチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸オクチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ノニル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ミリスチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸（２−エチルヘキシル）、アクリル酸（ε−カプロラクトン）、アクリル酸（２−ヒドロキシエチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（３−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（４−ヒドロキシブチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシブチル）、メタクリル酸エステルとして、上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたもの；不飽和酸として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸等を挙げることが出来る。

Ｙｂは、Ｙａと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば特に制限はないが、ビニルエステルとして、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、オクチル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、桂皮酸ビニル等が好ましい。

Ｙｂは、Ｙａと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば特に制限はないが、ビニルエステルとして、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、オクチル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、桂皮酸ビニル等が好ましい。Ｙｂは複数であってもよい。

ポリマーＸ、Ｙを合成するには、通常の重合では分子量のコントロールが難しく、分子量をあまり大きくしない方法で出来るだけ分子量を揃えることの出来る方法を用いることが望ましい。かかる重合方法としては、クメンペルオキシドやｔ−ブチルヒドロペルオキシドのような過酸化物重合開始剤を使用する方法、重合開始剤を通常の重合より多量に使用する方法、重合開始剤の他にメルカプト化合物や四塩化炭素等の連鎖移動剤を使用する方法、重合開始剤の他にベンゾキノンやジニトロベンゼンのような重合停止剤を使用する方法、更に特開２０００−１２８９１１号または同２０００−３４４８２３号公報にあるような一つのチオール基と２級の水酸基とを有する化合物、あるいは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等を挙げることが出来、何れも本発明において好ましく用いられるが、特に、分子中にチオール基と２級の水酸基とを有する化合物を連鎖移動剤として使用する重合方法が好ましい。この場合、ポリマーＸおよびポリマーＹの末端には、重合触媒および連鎖移動剤に起因する水酸基、チオエーテルを有することとなる。この末端残基により、ポリマーＸ、Ｙとセルロースエステルとの相溶性を調整することができる。ｋ＋ｑ＝１００、ｑは０〜３０である。

ポリマーＸおよびＹの水酸基価は３０〜１５０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であることが好ましい。

上述のポリマーＸ、ポリマーＹは何れもセルロースエステルとの相溶性に優れ、蒸発や揮発もなく生産性に優れ、偏光板用保護フィルムとしての保留性がよく、透湿度が小さく、寸法安定性に優れている。

ポリマーＸとポリマーＹのセルロースエステルフィルム中での含有量は、下記式（ｉ）、式（ii）を満足する範囲であることが好ましい。ポリマーＸの含有量をＸｇ（質量％＝ポリマーＸの質量／セルロースエステルの質量×１００）、ポリマーＹの含有量をＹｇ（質量％）とすると、
式（ｉ） ５≦Ｘｇ＋Ｙｇ≦３５（質量％）
式（ii） ０．０５≦Ｙｇ／（Ｘｇ＋Ｙｇ）≦０．４
式（ｉ）の好ましい範囲は、１０〜２５質量％である。

ポリマーＸとポリマーＹは総量として５質量％以上であれば、リターデーション値Ｒｔｈの低減に十分な作用をする。また、総量として３５質量％以下であれば、偏光子ＰＶＡとの接着性が良好である。

ポリマーＸとポリマーＹは後述するドープ液を構成する素材として直接添加、溶解するか、もしくはセルロースエステルを溶解する有機溶媒に予め溶解した後ドープ液に添加することが出来る。
＜フィルム＞
本発明の散乱体を配向するためのフィルムは、２３℃、５５％ＲＨの環境下における下記式で表される面内リターデーションＲｏが−５〜５ｎｍで、かつ厚み方向のリターデーションＲｔｈが−１０〜１０ｎｍである。

Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
（ここで、フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、面内で遅相軸に直交する方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、ｄはフィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。）
本発明のリターデーション値Ｒｏ、Ｒｔｈは自動複屈折率計を用いて測定することが出来る。例えば、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ（王子計測機器（株））を用いて、２３℃、５５％ＲＨの環境下で求めることが出来る。

本発明において、バックライトから入射した光は、その光の偏光方向と散乱体の方向との関係により異なる散乱を受ける。具体的には、散乱体の短軸方向と光の電場の振動が平行な場合散乱体は波長に対して十分に小さい長さのため、光への影響は極めて小さい。一方、散乱体の長軸方向と光の電場の振動が平行な場合、散乱体は波長と同等もしくは波長よりも大きい長さのため大きく影響を受ける。形状異方性を有する散乱体がフィルム中に配向してなる本発明の光学フィルムにおいて、光は偏光分離されることになる。しかしながら、フィルムのリターデーションが大きいと偏光分離した光に影響を及ぼすため光学フィルムから出射する光は直線偏光から楕円偏光へと変換される。このため吸収偏光板による吸収ロスを引き起こし輝度向上率が低下する。

本発明においては、面内および厚み方向のリターデーションを小さく制御することにより、より高い輝度向上効果を発現することが可能となる。

本発明の散乱体を配向させるためのフィルムとしては、セルロースエステル、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シクロオレフィン等光学フィルムとして用いることができる樹脂を使用することができるが、散乱体の配向の容易さから、セルロースエステルフィルムであることが好ましい。

セルロースエステルフィルムの膜厚は薄い方が出来上がった偏光板が薄くなり、液晶ディスプレイの薄膜化が容易になるため好ましいが、薄過ぎると、透湿度や、引き裂き強度などが劣化する。これらを両立するセルロースエステルフィルムの膜厚は１０〜１００μｍが好ましく、１０〜８０μｍが更に好ましく、２０〜６０μｍが特に好ましい。

セルロースエステルフィルムの幅は、１．４ｍ以上、好ましくは１．４ｍ〜４ｍの範囲が、生産性の観点から大サイズの液晶表示装置に好ましい。
＜セルロースエステル＞
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、セルローストリアセテート、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、同８−２３１７６１号、米国特許第２，３１９，０５２号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、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートである。これらのセルロースエステルは単独或いは混合して用いることが出来る。

セルローストリアセテートの場合には、平均酢化度（結合酢酸量）５８．０〜６２．５％のものが好ましく用いられ、更に好ましいのは平均酢化度が６０．５〜６２．５％のセルローストリアセテートである。

セルローストリアセテート以外で好ましいセルロースエステルは、炭素原子数２〜４のアシル基を置換基として有し、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（Ｉ）及び（II）を同時に満たすセルロースエステルである。

（Ｉ）２．６≦Ｘ＋Ｙ≦３．０
（II）１．０≦Ｘ≦２．９
（但し、Ｘはアセチル基の置換度、Ｙは炭素数３〜２２の脂肪酸エステル基の置換度である。）
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。

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。

セルロースエステルの分子量が大きいと、熱による弾性率の変化率が小さくなるが、分子量を上げすぎると、セルロースエステルの溶解液の粘度が高くなりすぎ、生産性が低下する。セルロースエステルの分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で３００００〜２０００００のものが好ましく、４００００〜１７００００のものが更に好ましい。

セルロースエステルは、２０ｍｌの純水（電気伝導度０．１μＳ／ｃｍ以下、ｐＨ６．８）に１ｇ投入し、２５℃、１ｈｒ、窒素雰囲気下にて攪拌した時のｐＨが６〜７、電気伝導度が１〜１００μＳ／ｃｍであることが好ましい。ｐＨが６未満の場合、残留有機酸が加熱溶融時にセルロースの劣化を促進させる恐れがあり、ｐＨが７より高い場合、加水分解が促進する恐れがある。また、電気伝導度が１００μＳ／ｃｍ以上の場合、残留イオンが比較的多く存在するため、加熱溶融時にセルロースを劣化させる要因になると考えられる。

＜可塑剤＞
本発明のセルロースエステルフィルムを製膜するのに使用されるドープ中には従来から使用されている低分子の可塑剤、低分子の紫外線吸収剤や低分子の酸化防止剤を本質的に含まないことが好ましいが、必要あれば、若干の量の低分子の可塑剤や低分子の紫外線吸収剤を析出しない程度に補助的に添加してもかまわないが、添加する可塑剤としてはリターデーションＲｔｈが上昇しない材料、例えば芳香環を持たない材料が好ましい。

本発明のセルロースエステルフィルムは、以下の可塑剤を用いることが出来る。

リン酸エステル系の可塑剤：具体的には、トリアセチルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸アルキルエステル、トリシクロベンチルホスフェート、シクロヘキシルホスフェート等のリン酸シクロアルキルエステル、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、トリナフチルホスフェート、トリキシリルオスフェート、トリスオルト−ビフェニルホスフェート等のリン酸アリールエステルが挙げられる。これらの置換基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキル基、シクロアルキル基、アリール基のミックスでも良く、また置換基同志が共有結合で結合していても良い。

またエチレンビス（ジメチルホスフェート）、ブチレンビス（ジエチルホスフェート）等のアルキレンビス（ジアルキルホスフェート）、エチレンビス（ジフェニルホスフェート）、プロピレンビス（ジナフチルホスフェート）等のアルキレンビス（ジアリールホスフェート）、フェニレンビス（ジブチルホスフェート）、ビフェニレンビス（ジオクチルホスフェート）等のアリーレンビス（ジアルキルホスフェート）、フェニレンビス（ジフェニルホスフェート）、ナフチレンビス（ジトルイルホスフェート）等のアリーレンビス（ジアリールホスフェート）等のリン酸エステルが挙げられる。これらの置換基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキル基、シクロアルキル基、アリール基のミックスでも良く、また置換基同志が共有結合で結合していても良い。

更にリン酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。上記化合物の中では、リン酸アリールエステル、アリーレンビス（ジアリールホスフェート）が好ましく、具体的にはトリフェニルホスフェート、フェニレンビス（ジフェニルホスフェート）が好ましい。

エチレングリコールエステル系の可塑剤：具体的には、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジブチレート等のエチレングリコールアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジシクロプロピルカルボキシレート、エチレングリコールジシクロヘキルカルボキシレート等のエチレングリコールシクロアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジベンゾエート、エチレングリコールジ４−メチルベンゾエート等のエチレングリコールアリールエステル系の可塑剤が挙げられる。これらアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基のミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更にエチレングリコール部も置換されていても良く、エチレングリコールエステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。

グリセリンエステル系の可塑剤：具体的にはトリアセチン、トリブチリン、グリセリンジアセテートカプリレート、グリセリンオレートプロピオネート等のグリセリンアルキルエステル、グリセリントリシクロプロピルカルボキシレート、グリセリントリシクロヘキシルカルボキシレート等のグリセリンシクロアルキルエステル、グリセリントリベンゾエート、グリセリン４−メチルベンゾエート等のグリセリンアリールエステル、ジグリセリンテトラアセチレート、ジグリセリンテトラプロピオネート、ジグリセリンアセテートトリカプリレート、ジグリセリンテトララウレート、等のジグリセリンアルキルエステル、ジグリセリンテトラシクロブチルカルボキシレート、ジグリセリンテトラシクロペンチルカルボキシレート等のジグリセリンシクロアルキルエステル、ジグリセリンテトラベンゾエート、ジグリセリン３−メチルベンゾエート等のジグリセリンアリールエステル等が挙げられる。これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更にグリセリン、ジグリセリン部も置換されていても良く、グリセリンエステル、ジグリセリンエステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。

多価アルコールエステル系の可塑剤：具体的には、特開２００３−１２８２３号公報の段落３０〜３３記載の多価アルコールエステル系可塑剤が挙げられる。

これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていても良い。またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでも良く、またこれら置換基同志が共有結合で結合していても良い。更に多価アルコール部も置換されていても良く、多価アルコールの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていても良く、また酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。

ジカルボン酸エステル系の可塑剤：具体的には、ジドデシルマロネート（Ｃ１）、ジオクチルアジペート（Ｃ４）、ジブチルセバケート（Ｃ８）等のアルキルジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロペンチルサクシネート、ジシクロヘキシルアジーペート等のアルキルジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニルサクシネート、ジ４−メチルフェニルグルタレート等のアルキルジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤、ジヘキシル−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート、ジデシルビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，３−ジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロヘキシル−１，２−シクロブタンジカルボキシレート、ジシクロプロピル−１，２−シクロヘキシルジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニル−１，１−シクロプロピルジカルボキシレート、ジ２−ナフチル−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤、ジエチルフタレート、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等のアリールジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロプロピルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等のアリールジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニルフタレート、ジ４−メチルフェニルフタレート等のアリールジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤が挙げられる。これらアルコキシ基、シクロアルコキシ基は、同一でもあっても異なっていてもよく、また一置換でも良く、これらの置換基は更に置換されていても良い。アルキル基、シクロアルキル基はミックスでも良く、またこれら置換基同士が共有結合で結合していても良い。更にフタル酸の芳香環も置換されていて良く、ダイマー、トリマー、テトラマー等の多量体でも良い。またフタル酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にポリマーへペンダントされていても良く、酸化防止剤、酸捕捉剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていても良い。

＜紫外線吸収剤＞
液晶画像表示装置に用いる偏光板保護フィルムや他のフィルムには、紫外線吸収剤が含有されており、紫外線吸収剤は屋外で使用する際に液晶や偏光膜の劣化防止の役割をする。本発明のセルロースエステルフィルムにおいても紫外線吸収剤は好ましく用いられる。紫外線吸収剤は波長３７０ｎｍ以下の紫外線を吸収する性能に優れ、かつ波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が可及的に少なく、透過率が５０％以上であることが好ましい。特に、波長３７０ｎｍでの透過率が１０％以下であることが好ましく、更に好ましくは５％以下である。本発明において、使用し得る紫外線吸収剤としては、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、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることが出来るが、着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。光に対する安定性を有するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく、不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましい。例えばチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製のＴＩＮＵＶＩＮ１０９（ＵＶ−１とする）、ＴＩＮＵＶＩＮ１７１、ＴＩＮＵＶＩＮ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ３２７、ＴＩＮＵＶＩＮ３２８等を好ましく用いることが出来るが、低分子の紫外線吸収剤は使用量によっては可塑剤同様に製膜中にウェブに析出したり、揮発する場合があるので、その添加量は１〜１０質量％である。

本発明においては、上記低分子の紫外線吸収剤より析出等が起こりにくい高分子紫外線吸収剤を、本発明に係るポリマーと共にセルロースエステルフィルムに含有させることがより好ましく、寸法安定性、保留性、透湿性等を損なうことなく、またフィルム中で相分離することもなく安定した状態で紫外線を十分にカットすることが出来る。本発明に有用な高分子紫外線吸収剤としては、特開平６−１４８４３０号公報に記載されている高分子紫外線吸収剤や、紫外線吸収剤モノマーを含むポリマーは制限なく使用出来る。
＜マット剤＞
本発明では、マット剤を光学フィルム中に含有させることができる。これによって、搬送や巻き取りをしやすくすることができる。マット剤の粒径は１０ｎｍ〜０．１μｍの１次粒子もしくは２次粒子であるであることが好ましい。１次粒子の針状比は１．１以下の略球状のマット剤が好ましく用いられる。

微粒子としては、ケイ素を含むものが好ましく、特に二酸化ケイ素が好ましい。本発明に好ましい二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、日本アエロジル（株）製のアエロジル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いるものを挙げることができ、アエロジル２００Ｖ、Ｒ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７４、Ｒ２０２、Ｒ８１２を好ましく用いることができる。ポリマーの微粒子の例として、シリコーン樹脂、弗素樹脂及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及び同２４０（東芝シリコーン（株）製）を挙げることができる。

二酸化ケイ素の微粒子は、１次平均粒子径が２０ｎｍ以下であり、かつ見かけ比重が７０ｇ／Ｌ以上であるものが好ましい。１次粒子の平均径が５〜１６ｎｍがより好ましく、５〜１２ｎｍがさらに好ましい。１次粒子の平均径が小さい方がヘイズが低く好ましい。見かけ比重は９０〜２００ｇ／Ｌ以上が好ましく、１００〜２００ｇ／Ｌ以上がより好ましい。見かけ比重が大きい程、高濃度の微粒子分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が発生せず好ましい。

本発明におけるマット剤の添加量は、光学フィルム１ｍ²当たり０．０１〜１．０ｇが好ましく、０．０３〜０．３ｇがより好ましく、０．０８〜０．１６ｇがさらに好ましい。
＜セルロースエステルフィルムの製造方法＞
次に、本発明のセルロースエステルフィルムの製造方法について述べる。

本発明におけるセルロースエステルドープの調製方法について述べる。セルロースエステルに対する良溶媒を主とする有機溶媒に溶解釜中でフレーク状のセルロースエステルを攪拌しながら溶解し、ドープを形成する。溶解には、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法、特開平９−９５５４４号、同９−９５５５７号または同９−９５５３８号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平１１−２１３７９号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法がある。溶解後ドープを濾材で濾過し、脱泡してポンプで次工程に送る。ドープ中のセルロースエステルの濃度は１０〜３５質量％程度である。更に好ましくは、１５〜２５質量％である。

本発明に有用なポリマーＸおよびＹをセルロースエステルドープ中に含有させるには、予め有機溶媒に該ポリマーを溶解してから添加、セルロースエステルドープに直接添加等、添加方法については、制限なく行うことが出来る。この場合、ポリマーがドープ中で白濁したり、相分離したりしないように添加する。

本発明に係るポリマーＸ、Ｙに対しても、有機溶媒の選定は、セルロースエステルの良溶媒を用いるのが好ましい。前記のように、低分子可塑剤を使用する場合には、通常の添加方法で行うことが出来、ドープ中に直接添加しても、予め有機溶媒に溶解してからドープ中に注ぎ入れてもよい。

本発明において、散乱体、その他の酸化防止剤、熱安定剤等の種々の添加剤をセルロースエステルドープに添加する際、セルロースエステルドープと各種添加剤を少量のセルロースエステルとを溶解させた溶液にしてインライン添加し混合を行うことも出来好ましい。例えば、スタチックミキサーＳＷＪ（東レ静止型管内混合器 Ｈｉ−Ｍｉｘｅｒ）（東レエンジニアリング製）のようなインラインミキサーを使用するのが好ましい。インラインミキサーを用いる場合、セルロースエステルを高圧下で濃縮溶解したドープに適用するのが好ましく、加圧容器の種類は特に問うところではなく、所定の圧力に耐えることが出来、加圧下で加熱、攪拌が出来ればよい。

本発明において、セルロースエステルドープは濾過することによって異物、特に液晶画像表示装置において、画像と認識してしまうような異物は除去しなければならい。

次に、セルロースエステルドープを金属支持体上に流延する工程、金属支持体上での乾燥工程及びウェブを金属支持体から剥離する剥離工程について述べる。金属支持体は無限に移行する無端の金属ベルト或いは回転する金属ドラムであり、その表面は鏡面となっている。流延工程は、上記の如きドープを加圧型定量ギヤポンプを通して加圧ダイに送液し、流延位置において、金属支持体上に加圧ダイからドープを流延する工程である。

金属支持体上での乾燥工程は、ウェブ（金属支持体上に流延した以降のドープ膜の呼び方をウェブとする）を支持体上で加熱し溶媒を蒸発させる工程である。溶媒を蒸発させるには、ウェブ側及び支持体裏側から加熱風を吹かせる方法、支持体の裏面から加熱液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等がある。またそれらを組み合わせる方法も好ましい。

本発明に適した金属支持体上での乾燥方法は、例えば、金属支持体温度を０〜４０℃、好ましくは５〜３０℃として流延するのが好ましい。ウェブに当てる乾燥風は３０〜４５℃程度が好ましいが、これに限定されない。

剥離工程は、金属支持体上で有機溶媒を蒸発させて、金属支持体が一周する前にウェブを剥離する工程で、その後ウェブは乾燥工程に送られる。金属支持体からウェブを剥離する位置のことを剥離点といい、また剥離を助けるロールを剥離ロールという。ウェブの厚さにもよるが、剥離点でのウェブの残留溶媒量（下記式）があまり大き過ぎると剥離し難かったり、逆に支持体上で充分に乾燥させてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりすることがある。通常、残留溶媒量が２０〜１８０質量％でウェブの剥離が行われる。本発明において好ましい剥離残留溶媒量は２０〜４０質量％または６０〜１５０質量％で、特に好ましくは８０〜１４０質量％である。製膜速度を上げる方法（残留溶媒量が出来るだけ多いうちに剥離するため製膜速度を上げることが出来る）として、残留溶媒量が多くとも剥離出来るゲル流延法（ゲルキャスティング）がある。その方法としては、ドープ中にセルロースエステルに対する貧溶媒を加えて、ドープ流延後、ゲル化する方法、支持体の温度を低めてゲル化する方法等がある。

本発明で用いる残留溶媒量は下記の式で表せる。

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１１０℃で３時間乾燥させた時の質量である。

また、セルロースエステルフィルムの乾燥工程においては、支持体より剥離したフィルムを更に乾燥し、残留溶媒量を２．０質量％以下にすることが好ましい、より好ましくは１．０質量％、更に好ましくは、０．５質量％以下である。

ウェブ乾燥工程ではロールを千鳥状に配置したロール乾燥装置、ウェブの両端をクリップで把持しながら、幅保持或いは若干幅方向に延伸するテンター乾燥装置でウェブを搬送しながら乾燥する方式が採られる。本発明においては、テンター乾燥装置支持体より剥離した後任意の過程で、また任意の残留溶媒量の多いところで、幅保持または延伸することによって光学性能の湿度安定性を良好ならしめるため特に好ましい。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。簡便さの点で熱風で行うのが好ましい。乾燥温度は４０〜１８０℃の範囲で段階的に高くしていくことが好ましく、５０〜１６０℃の範囲で行うことが更に好ましい。また、リターデーション値Ｒｔｈ、Ｒｏを低下させる効果があることから、高温下での乾燥時間を長時間とることが好ましい。

本発明のセルロースエステルフィルムは、散乱体の配向のため、ＭＤ（フィルム搬送方向）およびＴＤ（搬送方向に垂直方向）共に１％以上延伸することが好ましい。面内にリターデーションを持たないフィルムを作製する場合にはＭＤ延伸率とＴＤ延伸率は近いことが好ましいが、ＭＤとＴＤ方向の延伸率が異なってもかまわない。ただし、ＭＤ延伸率とＴＤ延伸率の総和は小さい方がリターデーション値Ｒｔｈは低くなるため、適宜調整する。また、Ｒｔｈの低減効果の観点から、いずれの延伸時においても高温下で行うことが好ましい。

尚、散乱体の配向および光学フィルムのリターデーション調整のための延伸操作は多段階に分割して実施してもよく、流延方向、幅手方向に二軸延伸を実施することが好ましい。また、二軸延伸を行う場合にも同時二軸延伸を行ってもよいし、段階的に実施してもよい。この場合、段階的とは、例えば、延伸方向の異なる延伸を順次行うことも可能であるし、同一方向の延伸を多段階に分割し、かつ異なる方向の延伸をそのいずれかの段階に加えることも可能である。
＜偏光板＞
本発明の偏光板では、通常吸収型偏光子として使用されるポリビニルアルコール系樹脂を延伸しヨウ素または二色性染料を染色させたものを使用することができる。

以上のようにして得られた偏光子は、その両面または片面に、本発明の光学フィルムを貼り合わせて偏光板として使用される。貼り合わせのための接着剤としては、ポリビニルアルコール系の接着剤やウレタン系の接着剤などを挙げることができるが、なかでもポリビニルアルコール系の接着剤が好ましく用いられる。

偏光板は一般的な方法で作製することが出来る。本発明の光学フィルムの裏面側をアルカリ鹸化処理し、処理した光学フィルムを、前記ヨウ素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子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。もう一方の面にも本発明の光学フィルムを用いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。

本発明の光学フィルムに対して、もう一方の面に用いられる偏光板保護フィルムは市販のセルロースエステルフィルムを用いることが出来る。例えば、市販のセルロースエステルフィルムとして、ＫＣ８ＵＸ２Ｍ、ＫＣ４ＵＸ、ＫＣ５ＵＸ、ＫＣ４ＵＹ、ＫＣ８ＵＹ、ＫＣ１０ＵＤＲ、ＫＣ８ＵＣＲ−３、ＫＣ８ＵＣＲ−４、ＫＣ８ＵＹ−ＨＡ、ＫＣ８ＵＸ−ＲＨＡ（以上、コニカミノルタオプト（株）製）等が好ましく用いられる。

また、もう一方の面に用いられる偏光板保護フィルムは８〜２０μｍの厚さのハードコート層もしくはアンチグレア層を有することが好ましい。例えば、特開２００３−１１４３３３号公報、特開２００４−２０３００９号公報、２００４−３５４６９９号公報，２００４−３５４８２８号公報等記載のハードコート層もしくはアンチグレア層を有する偏光板保護フィルムが好ましく用いられる。更に、該ハードコート層もしくはアンチグレア層の上に少なくとも低屈折率層を含む反射防止層を有することが好ましく、該低屈折率層には中空微粒子を含有することが特に好ましい。

或いは更にディスコチック液晶、棒状液晶、コレステリック液晶などの液晶化合物を配向させて形成した光学異方層を有している光学補償フィルムを兼ねる偏光板保護フィルムを用いることも好ましい。例えば、特開２００３−９８３４８記載の方法で光学異方性層を形成することが出来る。本発明のセルロースエステルフィルムと組み合わせて使用することによって、平面性に優れ、安定した視野角拡大効果を有する偏光板を得ることが出来る。或いは、セルロースエステルフィルム以外の環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート等のフィルムをもう一方の面の偏光板保護フィルムとして用いてもよい。この場合は、ケン化適性が低い為、適当な接着層を介して偏光板に接着加工することが好ましい。
＜液晶表示装置＞
本発明の液晶表示装置は、偏光板１、液晶セル、偏光板２、バックライトユニットがこの順で配置されてなる液晶表示装置であって、偏光板２が本発明の光学フィルムを使用した偏光板であり、さらにその光学フィルムがバックライトユニット側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置である。この構成により、偏光板で吸収される光を偏光板に入射する前に散乱させ、光のリサイクルを行うことにより液晶表示装置の輝度を向上させることができる。

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。

実施例１
（ポリマーＸの合成）
攪拌機、２個の滴下ロート、ガス導入管および温度計の付いたガラスフラスコに、表１記載の種類及び比率のモノマーＸａ、Ｘｂ混合液４０ｇ、連鎖移動剤のメルカプトプロピオン酸２ｇおよびトルエン３０ｇを仕込み、９０℃に昇温した。その後、一方の滴下ロートから、表１記載の種類及び比率のモノマーＸａ、Ｘｂ混合液６０ｇを３時間かけて滴下すると共に、同時にもう一方のロートからトルエン１４ｇに溶解したアゾビスイソブチロニトリル０．４ｇを３時間かけて滴下した。その後さらに、トルエン５６ｇに溶解したアゾビスイソブチロニトリル０．６ｇを２時間かけて滴下した後、さらに２時間反応を継続させ、ポリマーＸを得た。
（ポリマーＹの合成）
特開２０００−１２８９１１号公報に記載の重合方法により塊状重合を行った。すなわち、攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、投入口及び環流冷却管を備えたフラスコにモノマーとして下記メチルアクリレートを投入し、窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素ガスで置換した下記チオグリセロールを攪拌下添加した。

チオグリセロール添加後、４時間重合を行い、内容物を室温に戻し、それにベンゾキノン５質量％テトラヒドロフラン溶液を２０質量部添加し、重合を停止させた。内容物をエバポレーターに移し、８０℃で減圧下、テトラヒドロフラン、残存モノマー及び残存チオグリセロールを除去し、ポリマーＹを得た。
（散乱体の調整）
常圧、室温、空気雰囲気下にて、撹拌速度７００ｒｐｍで撹拌しているメタノール（ＪＩＳ規格で純度９９．８％以上、水分量０．１％以下）１００ｍｌに、チタンイソプロポキシド［Ｔｉ（Ｏ−ｉＰｒ）₄］２．０ｍｌを０．５分かけて滴下し、９０分経過後に反応混合物を採取し、遠心分離機にかけて分離・回収後、減圧乾燥（７０℃、１時間）を行った。得られた粒子を７００℃で１２時間熱処理し、ルチル方酸化チタン微粒子（散乱体Ａ）を得た。針状酸化チタンの形状は、短軸径３８ｎｍ、長軸径５９０ｎｍ、アスペクト比は１６であった。

上記と同様の手法で、短軸径の長径化は反応温度を上げ、長軸の長径化には反応時間を延ばす条件を採用することにより、その他の散乱体を作成した。

（ドープ液の調整）
セルロースエステル（リンター綿から合成されたセルローストリアセテート、Ｍｎ＝１４８０００、Ｍｗ＝３１００００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１、アセチル基置換度２．９２）
１００質量部
ポリマーＸ １２質量部
ポリマーＹ ６質量部
メチレンクロライド ４３０質量部
エタノール ４０質量部
チヌビン１０９（チバスペシャルティケミカルズ（株）製） １．５質量部
チヌビン１７１（チバスペシャルティケミカルズ（株）製） ０．７質量部
ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２Ｖ（日本アエロジル（株）製） ０．１質量部
散乱体Ａ １質量部
（光学フィルムの調整）
ポリマーＸ、ポリマーＹを上記のような添加比率でドープ液を作製し次いで日本精線（株）製のファインメットＮＦで濾過し、ベルト流延装置を用い、温度２２℃、３ｍ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上から剥離し、セルロースエステルのウェブを３５℃で溶媒を蒸発させた。その後、長手方向に１８０℃で１．９倍に一軸延伸を行い、１１０℃の乾燥温度で乾燥させ、１．５ｍ幅にスリットし、フィルム両端に幅１０ｍｍ高さ５μｍのナーリング加工を施し、内径６インチコアに巻き取り、散乱体Ａを含む光学フィルムＡを得た。光学フィルムＡの膜厚は８０μｍ、巻数は４０００ｍであった。

上記した光学フィルムＡの作成と同様の手法で、表２に記載の光学フィルムＢ〜Ｒを作成した。また、前記光学フィルムの散乱体を添加せずに同様の手法で製膜を行い、リターデーションを測定した。結果を表２に示す。

（光学フィルムにおける輝度向上効果の確認）
図３に示した構成からなる輝度向上フィルムの評価系を用い輝度向上度の測定を行った。偏光板としては、日東電工（株）製Ｆ１２０５ＤＵを純水に２４時間浸し、片面の保護フィルムを剥離して使用した。なお、輝度向上フィルムは偏光板の吸収軸と散乱体の配向方向が平行になるように配置し測定を行った。

光学フィルムＡ〜Ｃは散乱体の軸径変化、光学フィルムＤからＨは散乱体のアスペクト比変化、光学フィルムＩからＭはフィルムのＲｏの変化、光学フィルムＮからＲはフィルムのＲｔ変化についての結果である。

なお、光学フィルムＡからＣ、ＤからＨ、ＩからＭ、ＮからＲのなかで、光学フィルムＡ、Ｆ、Ｋ、Ｐを挿入した時に得られたフィルムを未挿入の状態での積分球での測定光量を輝度向上率１００％として、輝度向上率の評価結果を表２に示した。

測定結果を表２にまとめて示す。

実施例２
（輝度向上一体型偏光板の作成）
実施例１で作成した光学フィルムと日東電工（株）製の偏光板Ｆ１２０５ＤＵを純水に２４時間浸し、保護フィルムの片面を剥離した。実施例１で作成した光学フィルムＡ〜Ｒを完全ケン化ポリビニルアルコール溶液を接着剤として、上記の保護フィルムをはがした偏光板に接着を行った。この時、偏光板の吸収軸と光学フィルムの散乱軸は平行となるようにした。

図４に示した構成で輝度向上度についての測定を行った。結果、実施例１とほぼ同様な結果となり本発明の特許の輝度向上偏光板は十分な輝度向上効果を示した。
実施例３
（液晶表示装置の作成）
ＶＡ型液晶表示装置であるシャープ製３２型テレビＡＱ−３２ＡＤ５の予め貼合されていたバックライト側の偏光板を剥がして、実施例２で作製した偏光板ＡからＲをそれぞれ液晶セル（ＶＡ型）のガラス面に貼合し、液晶表示装置Ａ〜Ｒを作製した。

その際、本発明の散乱体を含む光学フィルムがバックライトユニット側で、かつ偏光板の貼合の向きは予め貼合されていた偏光板と同一方向に吸収軸が向くように行った。

液晶表示装置の評価を、ＥＬＤＩＭ社製ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔを用い白表示時の透過光量を測定して行った。

結果、実施例１および２と同様に、本発明の偏光板Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｏ、Ｐ、Ｑでは十分な輝度向上効果が確認された。

また、視野角の評価の結果は、本発明および比較例すべてにおいて拡大した。

本発明の散乱体の概念図 本発明の散乱体がコアシェル構造である場合の概念図 本発明の光学フィルムにおける輝度向上効果確認のための液晶表示装置図 本発明の光学フィルムを偏光板保護フィルムとして片面に貼り付けた偏光板を使用した液晶表示装置図

Claims (6)

1. 下記式（Ａ）で表されるアスペクト比が２以上１００以下である形状を有する散乱体をフィルム中に配向してなる光学フィルムあって、該散乱体の短軸径がレイリー散乱領域以下であり、長軸径がミー散乱もしくは幾何学散乱領域であり、かつ前記散乱体を配向するフィルムが、下記式（Ｉ）で定義されるＲｏが−５〜５ｎｍ、下記式（II）により定義されるＲｔが−１０〜１０ｎｍであることを特徴とする光学フィルム。
   式（Ａ）
   アスペクト比＝Ｌ／ｒ１
   Ｌ ：長軸径
   ｒ１：短軸径
   式（Ｉ） Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
   式（II） Ｒｔ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
   （ここで、フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、面内で遅相軸に直交する方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、ｄはフィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。）
2. 前記フィルムが、少なくとも分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａと、分子内に芳香環を有さず親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂとを共重合して得られた重量平均分子量５０００以上３００００以下のポリマーＸを含有するセルロースエステルフィルムであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルム。
3. 前記フィルムが、少なくとも分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーＸａと、分子内に芳香環を有さず親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーＸｂとを共重合して得られた重量平均分子量５０００以上３００００以下のポリマーＸおよび芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーＹａを重合して得られた重量平均分子量５００以上３０００以下のポリマーＹを含有するセルロースエステルフィルムであることを特徴とする請求項１または２いずれかの項に記載の光学フィルム。
4. 前記ポリマーＸが下記一般式（１）で示され、前記ポリマーＹが下記一般式（２）で示されることを特徴とする請求項２または３いずれかの項に記載の光学フィルム。
   一般式（１）
   −［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₁）（−ＣＯ₂Ｒ₂）］ｍ−［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₃）（−ＣＯ₂Ｒ₄−ＯＨ）−］ｎ−［Ｘｃ］ｐ−
   一般式（２）
   −［ＣＨ₂−Ｃ（−Ｒ₅）（−ＣＯ₂Ｒ₆）］ｋ−［Ｙｂ］ｑ−
   （式中、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅は、ＨまたはＣＨ₃を表す。Ｒ₂、Ｒ₆は炭素数１〜１２のアルキル基、シクロアルキル基を表す。Ｒ₄は−ＣＨ₂−、−Ｃ₂Ｈ₄−または−Ｃ₃Ｈ₆−を表す。Ｘｃは、Ｘａ、Ｘｂに重合可能なモノマー単位を表す。Ｙｂは、Ｙａに共重合可能なモノマー単位を表す。ｍ、ｎ、ｋ、ｐおよびｑは、モル組成比を表す。ただしｍ≠０、ｎ≠０、ｋ≠０、ｍ＋ｎ＋ｐ＝１００、ｋ＋ｑ＝１００である。）
5. 吸収型偏光子および該偏光子を挟む二枚の偏光板保護フィルムからなる偏光板であって、前記二枚の偏光板保護フィルムのうち少なくとも一枚が請求項１〜４いずれかの項に記載の光学フィルムであることを特徴とする偏光板。
6. 偏光板１、液晶セル、偏光板２、バックライトユニットがこの順で配置されてなる液晶表示装置において、偏光板２が請求項５記載の偏光板であり、請求項１〜４いずれかの項に記載の光学フィルムがバックライトユニット側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

Images