JP2008020857A - 負の複屈折を有する透明フィルムおよび位相差フィルム、並びにそれらを用いた光学補償層、光学補償偏光板、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 レターデーションの波長分散制御が容易であり、かつ光学フィルムとして実用に供しうる透明性や平滑性を兼ね備えたフィルムを得る。
【解決手段】 負の複屈折を有し、ガラス転移温度(Tg)に対して、(Tg+20)℃で10%の倍率で自由端一軸延伸した場合と、40%の倍率で自由端一軸延伸した場合のそれぞれのフィルムの波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)の差が0.10以上1.00以下であることを特徴とする透明フィルムを用いる。透明フィルムの材料としては、芳香族アシル基を有するセルロース誘導体を好適に用いることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 負の複屈折を有し、ガラス転移温度(Tg)に対して、(Tg+20)℃で10%の倍率で自由端一軸延伸した場合と、40%の倍率で自由端一軸延伸した場合のそれぞれのフィルムの波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)の差が0.10以上1.00以下であることを特徴とする透明フィルムを用いる。透明フィルムの材料としては、芳香族アシル基を有するセルロース誘導体を好適に用いることができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、負の複屈折を有し、延伸条件により、レターデーションの波長分散を調整できる透明フィルムおよびそれを延伸してなる位相差フィルムに関する。さらに本発明はそれらを用いた光学補償層、光学補償偏光板、ならびに液晶表示装置に関する。
位相差フィルムは液晶表示装置等の表示装置に広く使用されている。位相差フィルムとしては一般に、ポリカーボネートや環状ポリオレフィン等の高分子からなる透明フィルムが使用されている。
位相差フィルムの用途はさらに広がっており、それにつれてより高度な機能が要求されてきている。それら要求のうち特に重要な特性として、レターデーションの波長分散が挙げられる。レターデーションはその測定波長によって値が異なるが(これをレターデーションの「波長分散」と呼ぶ)、中でも長波長ほど高いレターデーションを有する(以下、この特性を「逆波長分散」と称する)フィルムは、反射型液晶表示装置や有機EL表示装置における反射防止フィルムや、液晶表示装置を斜め方向から見た際の偏光板の光漏れを防止するための光学補償板等に好適に用いられる。
しかし、ほとんどのポリマーは、延伸した際に長波長ほど低いレターデーションを有し、逆波長分散を示すフィルムはわずかしか見出されていない(例えば特許文献1、特許文献2を参照のこと)。
それに対して、正の複屈折を有するフィルムと負の複屈折を有するフィルムを積層し、逆波長分散を示す積層位相差フィルムが提案されている(例えば特許文献3を参照のこと)。
一方で、このような逆波長分散を有するフィルムの用途において、反射防止フィルムとして用いられる場合は、可視光の波長領域において、レターデーションが波長の1/4や1/2に略等しい波長分散を有するものが好適に用いられるのに対し、偏光板の光漏れを防止するために用いられる際には、液晶セルの補償も兼ねた光学補償が要求される場合があり、用いられる液晶の種類や構成により、要求される波長分散が異なる場合がある(例えば特許文献4、非特許文献1を参照のこと)。
このような異なった波長分散の要求に対応すべく、波長分散の異なるポリマーを混合した位相差フィルムが提案されている(例えば特許文献5、特許文献6を参照のこと)。このように混合比で波長分散を調整する方法は多数のポリマーを保有しなくとも、任意の波長分散を有する位相差フィルムを得られる点では有利である。しかし、所望とする波長分散に合わせて樹脂の混合からフィルム製膜までを行う必要があり、自由度に欠けるものがあった。
このように、レターデーションの波長分散制御が容易であり、かつ光学フィルムとして実用に供しうる透明性や平滑性を兼ね備えたフィルムは未だ見出されていない。
特開2000−137116号公報
国際公開WO00/65384号パンフレット
特開平5−27118号公報
国際公開WO03/0302060号パンフレット
特開2001−253971号公報
特開2002−14234号公報
Uchiyama 他、 11th Proc. Int. Disp. Workshop要旨集(2004年発行) 647〜650ページ
本発明は上記観点に鑑み、光学フィルムとして実用上十分な透明性を有しつつ、かつ、レターデーションの波長分散制御が容易であるフィルムを提供し、さらには、それらを用いた逆波長分散を有する光学補償層を提供することを目的とする。さらに本発明はそれらを用いた光学補償偏光板、ならびに液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明者は、鋭意検討した結果、特定の負の複屈折を有するフィルムが上記特性を満足することを見出し本発明に至った。すなわち、本発明は、負の複屈折を有し、ガラス転移温度(Tg)に対して、(Tg+20)℃で10%の倍率で自由端一軸延伸した場合と、40%の倍率で自由端一軸延伸した場合のそれぞれのフィルムの波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)の差の絶対値が0.10以上1.00以下であることを特徴とする透明フィルムを提供した。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、ヘイズが2.0%以下であることが好ましい。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、全光線透過率が90.0%以上であることが好ましい。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、ガラス転移温度が120℃以上であることが好ましい。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、フィルム全重量を100重量部としたとき、セルロース誘導体を50重量部以上含有することが好ましい。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、前記セルロース誘導体がアシル基による置換度が2.7以上であることが好ましい。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、前記セルロース誘導体が複数種のアシル基を含有することが好ましい。
さらに、本発明の透明フィルムにおいては、前記アシル基のうち、少なくとも1種が下記一般式(I)で表わされる芳香族アシル基であることが好ましい。
式中、Xは置換基を表わす。nは0または1〜5の整数を表わす。nが2以上の時、互いに連結して縮合多環を形成してもよいし、異なる複数種の置換基であってもよい。
さらに、本発明の上記透明フィルムにおいては、前記芳香族アシル基による置換度が0.2以上であることが好ましい。
さらに、本発明の上記透明フィルムにおいては、前記セルロース誘導体の炭素数4以下の脂肪族アシル基による置換度が2.0以上、2.8以下であり、芳香族アシル基による置換度が0.2以上、1.0以下であることが好ましい。
また、本発明の透明フィルムは、炭素数4以下の脂肪族アシル基による置換度が2.0以上、2.8以下であり、下記一般式(I)で表される芳香族アシル基による置換度が0.2以上、1.0以下であるセルロース誘導体を含有して形成される、透明フィルムに関する。
式中、Xは置換基を表わす。nは0または1〜5の整数を表わす。nが2以上の時、互いに連結して縮合多環を形成してもよいし、異なる複数種の置換基であってもよい。
また、本発明はこれらの透明フィルムを延伸してなる位相差フィルムに関する。
さらに、本発明の位相差フィルムにおいては、波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)が1.10以上であることが好ましい。
さらに、本発明の位相差フィルムにおいては、波長550nmにおける面内複屈折(ΔNxy)が1.0×10-4以上であることが好ましい。
さらに、本発明は、これらの位相差フィルムと正の複屈折を有する複屈折層を含んでいることを特徴とする光学補償層に関する。
さらに、本発明の光学補償層においては、前記位相差フィルムと正の複屈折を有する複屈折層が、その遅相軸が略垂直となるように配置されていることが好ましい。
また、本発明は、前記位相差フィルムと、正の複屈折を有する複屈折層をロール・ツゥー・ロールで積層する光学補償層の製造方法に関する。
また、波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)が1未満であることを特徴とする光学補償層に関する。
また、前記位相差フィルム、または、前記光学補償層を含んでなる光学補償偏光板を提供した。
また、前記位相差フィルム、または、前記光学補償層を偏光フィルムと液晶セルの間に少なくとも1枚配置してなる液晶表示装置を提供した。
本発明により、樹脂組成を変更せずともレターデーションの波長分散制御が容易であり、かつ光学フィルムとして実用に供しうる透明性や平滑性を兼ね備えた透明フィルムを得ることができる。さらにそれらを用いた位相差フィルム、光学補償偏光板、液晶表示装置においては、液晶セルの種類やパネルの構成に応じて波長分散を最適化することができ、安価でかつ色再現性の高い表示装置が得られる。
本発明は負の複屈折を有する透明フィルムに関する。負の複屈折とは、フィルムを一軸延伸した際に、その延伸方向の屈折率が小さくなるもの、すなわち、延伸方向が進相軸となるものを指す。また、本発明の透明フィルムは、延伸条件により、波長分散を調整し得ることを特徴とする。透明フィルムのガラス転移温度(Tg)に対して、(Tg+20)℃の温度で10%の倍率で自由端一軸延伸した場合における、波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)の値をD10、40%の倍率で自由端一軸延伸した場合における、Re450とRe550の比(Re450/Re550)の値をD40としたとき、D10とD40の差の絶対値(|D10−D40|)は0.10以上であることが好ましく、0.20以上であることがより好ましく、0.25以上であることがさらに好ましい。延伸条件を変化させた際の波長分散の差が小さいと、調整の自由度が低いため、所望とする波長分散を得ることが困難となる場合がある。また、(|D10−D40|)の上限に制限はなく、大きいほど調整の自由度は高くなるが、過度に大きいと、延伸条件のわずかな相違で波長分散が大きく異なってしまうため、1.00以下であることが好ましく、0.90以下であることが好ましく、0.80以下であることがさらに好ましい。
ここで、「自由端一軸延伸」とは、長方形の枚葉のフィルムの向い合う2辺を把持して延伸する際に、他の2辺を固定しない状態で行う延伸方法である。また、ロール状態のフィルムを連続的に延伸する場合は、フィルム搬送方向に設けられた2対のニップロール間の周速差等を利用して、搬送方向に延伸する方法を指す。
ガラス転移温度は示差熱分析法(DSC)を用い、JIS K−7121に記載の方法にて測定することができる。
さらに本発明の透明フィルムのヘイズは、2.0%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。過度にヘイズが高いと、液晶表示装置におけるコントラストの低下を招く場合がある。さらに、本発明の透明フィルムにおいては、全光線透過率が90.0%以上であることが好ましい。光線透過率が低いと、液晶表示装置において、バックライトからの光を効率的に利用できず、輝度の低下や消費電力の上昇につながる場合がある。
フィルムのヘイズおよび全光線透過率は、JIS K−7105に記載の方法に従い、積分球式ヘイズメーターを用いて、測定することができる。
さらに本発明の透明フィルムにおいて、ガラス転移温度は120℃以上であることが好ましく、130℃以上であることがさらに好ましい。ガラス転移温度が低いと、フィルムを加熱した際にレターデーション等の光学特性が変化しやすく、耐久性に問題を生じる場合がある。
本発明の透明フィルムは、上記の特性を満たしていれば、用いられる樹脂の種類に限定はないが、そのような特性を有するものとして、セルロース誘導体を50重量部以上含有することが好ましく、70重量部以上含有することがより好ましく、80重量部以上含有することがさらに好ましい。セルロース誘導体以外を含有する場合において、その化合物の種類は特に限定されないが、前記セルロース誘導体と相溶性を示し透明性を失わないものが好ましく、例えば可塑剤や劣化防止剤、紫外線吸収剤や赤外線吸収剤、無機または有機フィラー等を好適に用いることができる。
また、前記セルロース誘導体はアシル基による置換度が2.7以上であることが好ましく、2.8以上であることがより好ましく、2.85以上であることがさらに好ましい。置換度が上昇するにつれて、負の複屈折を発現し易い傾向にあるからである。ここでアシル基による置換度とは、単独のアシル基を有する場合はそのアシル化度、複数のアシル基を有する場合は、それぞれのアシル基のアシル化度の合計である。セルロースはグルコース骨格中の2,3,6位に水酸基を有し、これらが全てアシル化された場合のアシル化度は3となる。したがってアシル化度が3を超えることはない。
さらに、本発明の透明フィルムにおいて、セルロース誘導体は複数種のアシル基を有していることが好ましい。複数種のアシル基を有することで、延伸条件によってレターデーションの波長分散が変化しやすい傾向がある。このような傾向が生じる原因は定かではないが、アシル基の種類によって、分子鎖の配向のしやすさやレターデーションの波長分散に与える影響が異なるためではないかと推測される。ただし、本発明はレターデーションの波長分散が延伸条件によって異なることに技術的思想の本質を有しているのであり、このような現象が生じる原因によって限定されるものではない。
さらに本発明の透明フィルムにおいては、前記アシル基のうち、少なくとも1種が芳香族アシル基であることが好ましく、芳香族アシル基による置換度が0.2以上であることがより好ましく、芳香族アシル基による置換度が0.25以上であることがさらに好ましい。芳香族アシル基を有することで、同一の透明フィルムから、延伸条件の選択により、得られる位相差フィルムにおけるレターデーションの波長分散を調整できる範囲が広くなる傾向にある。
さらに本発明の透明フィルムにおいては、セルロース誘導体が脂肪族アシル基と芳香族アシル基の混合アシレートであることが好ましい。脂肪族アシル基と芳香族アシル基を有することで、上記の如く延伸によって得られる位相差フィルムにおけるレターデーションの波長分散の調整範囲をさらに広くすることができる。
また、本発明の透明フィルムにおいては、前記セルロース誘導体のアシル基による置換度の合計が2.70以上であることが好ましく、2.75以上であることがさらに好ましい。置換度を大きくすることで、負の複屈折の発現性を大きくすることができ、さらに他の複屈折層と組み合わせて用いる際に、波長分散を調整できる範囲を広くすることができる。
上記の光学特性等を満足すれば、脂肪族アシル基や芳香族アシル基の種類は特に限定されないが、芳香族アシル基としては、置換もしくは無置換の芳香族アシル基のいずれをも用いることができる。置換もしくは無置換の芳香族アシル基としては、一般式(I)で表される基が挙げられる。
まず、一般式(I)について説明する。Xは置換基で、置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、ウレイド基、アラルキル基、ニトロ、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルファモイル基、アシルオキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、アルキルスルホニルオキシ基およびアリールオキシスルホニル基、−S−R、−NH−CO−OR、−PH−R、−P(−R)2、−PH−O−R、−P(−R)(−O−R)、−P(−O−R)2、−PH(=O)−R−P(=O)(−R)2、−PH(=O)−O−R、−P(=O)(−R)(−O−R)、−P(=O)(−O−R)2、−O−PH(=O)−R、−O−P(=O)(−R)2−O−PH(=O)−O−R、−O−P(=O)(−R)(−O−R)、−O−P(=O)(−O−R)2、−NH−PH(=O)−R、−NH−P(=O)(−R)(−O−R)、−NH−P(=O)(−O−R)2、−SiH2−R、−SiH(−R)2、−Si(−R)3、−O−SiH2−R、−O−SiH(−R)2および−O−Si(−R)3が含まれる。上記Rは脂肪族基、芳香族基またはヘテロ環基である。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アシル基、カルボンアミド基、スルホンアミド基およびウレイド基が好ましく、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基およびカルボンアミド基がより好ましく、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基およびアリールオキシ基がさらに好ましく、ハロゲン原子、アルキル基およびアルコキシ基が最も好ましい。
上記ハロゲン原子には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が含まれる。
上記アルキル基は、環状構造あるいは分岐を有していてもよい。アルキル基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがより好ましく、1から6であることがさらに好ましく、1から4であることが最も好ましい。アルキル基の例には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチルおよび2−エチルヘキシル等が含まれる。
上記アルコキシ基は、環状構造あるいは分岐を有していてもよい。アルコキシ基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがより好ましく、1から6であることがさらに好ましく、1から4であることが最も好ましい。アルコキシ基は、さらに別のアルコキシ基で置換されていてもよい。アルコキシ基の例には、メトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、2−メトキシ−2−エトキシエトキシ、ブチルオキシ、ヘキシルオキシおよびオクチルオキシが含まれる。
上記アリール基の炭素原子数は、6から20であることが好ましく、6から12であることがさらに好ましい。アリール基の例には、フェニルおよびナフチル等が含まれる。
上記アリールオキシ基の炭素原子数は、6から20であることが好ましく、6から12であることがさらに好ましい。アリールオキシ基の例には、フェノキシおよびナフトキシ等が含まれる。
上記アシル基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。アシル基の例には、ホルミル、アセチルおよびベンゾイル等が含まれる。
上記カルボンアミド基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。カルボンアミド基の例には、アセトアミドおよびベンズアミド等が含まれる。
上記スルホンアミド基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。スルホンアミド基の例には、メタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミドおよびp−トルエンスルホンアミド等が含まれる。上記ウレイド基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。
上記アラルキル基の炭素原子数は、7から20であることが好ましく、7から12であることがさらに好ましい。アラルキル基の例には、ベンジル、フェネチルおよびナフチルメチル等が含まれる。
上記アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、2から12であることがさらに好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニル等が含まれる。
上記アリールオキシカルボニル基の炭素原子数は、7から20であることが好ましく、7から12であることがさらに好ましい。アリールオキシカルボニル基の例には、フェノキシカルボニル等が含まれる。
上記アラルキルオキシカルボニル基の炭素原子数は、8から20であることが好ましく、8から12であることがさらに好ましい。アラルキルオキシカルボニル基の例には、ベンジルオキシカルボニル等が含まれる。
上記カルバモイル基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。カルバモイル基の例には、(無置換)カルバモイルおよびN−メチルカルバモイル等が含まれる。
上記スルファモイル基の炭素原子数は、20以下であることが好ましく、12以下であることがさらに好ましい。スルファモイル基の例には、(無置換)スルファモイルおよびN−メチルスルファモイル等が含まれる。
上記アシルオキシ基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、2から12であることがさらに好ましい。アシルオキシ基の例には、アセトキシおよびベンゾイルオキシ等が含まれる。
上記アルケニル基の炭素原子数は、2から20であることが好ましく、2から12であることがさらに好ましい。アルケニル基の例には、ビニル、アリルおよびイソプロペニル等が含まれる。
上記アルキニル基の炭素原子数は、2から20であることが好ましく、2から12であることがさらに好ましい。アルキニル基の例には、チエニルが含まれる。
上記アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。
上記アリールスルホニル基の炭素原子数は、6から20であることが好ましく、6から12であることがさらに好ましい。
上記アルキルオキシスルホニル基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。
上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は、6から20であることが好ましく、6から12であることがさらに好ましい。
上記アルキルスルホニルオキシ基の炭素原子数は、1から20であることが好ましく、1から12であることがさらに好ましい。
上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は、6から20であることが好ましく、6から12であることがさらに好ましい。
また、一般式(I)において芳香族環に置換する置換基Xの数nは0または1〜5個であり、好ましくは0〜3個で、さらに好ましくは0〜2個である。
更に、芳香族環に置換する置換基の数が2個以上の時、その置換基は互いに同じでも異なっていてもよく、また、互いに連結して縮合多環化合物(例えばナフタレン、インデン、インダン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、クロメン、クロマン、フタラジン、アクリジン、インドール、インドリンなど)を形成してもよい。
一般式(I)で表される芳香族アシル基の具体例は下記化学式に示す通りであるが、好ましいのは、No.1、3、5、6、8、18、28であり、より好ましいのはNo.1、3、6である。
また、脂肪族アシル基に関してもその種類は特に限定はされないが、炭素原子数が2から20であることが好ましく、具体的にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、オクタノイル、ラウロイル、ステアロイル等が挙げられる。中でも、アセチル、プロピオニル及びブチリルが好ましい。また、前記脂肪族アシル基とはさらに置換基を有するものも包含する意味であり、置換基としては例えば前記の一般式(I)のXとして例示したものが挙げられる。
次に、セルロースの水酸基への芳香族アシル基の置換は、一般的には芳香族カルボン酸クラロイドあるいは芳香族カルボン酸から誘導される対称酸無水物及び混合酸無水物を用いる方法等が挙げられる。また、混合酸エステル化合物の製造方法としては、セルロース脂肪酸モノエステル又はジエステルを一旦製造したのち、残りの水酸基に前記一般式(I)で表される芳香族アシル基を導入する方法や、セルロースに直接に、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸の混合酸無水物を反応させる方法、あるいは脂肪族カルボン酸クロリドと芳香族カルボン酸クロリドの混合物を反応させる方法などが挙げられる。前者においては、セルロース脂肪酸エステル又はジエステルの製造方法自体は周知の方法である。これにさらに芳香族アシル基を導入する後段の反応は、該芳香族アシル基の種類によって異なるが好ましくは反応温度0〜120℃、より好ましくは20〜100℃で、反応時間は、好ましくは30分以上、より好ましくは30〜300分で行われる。反応は無溶媒又は溶媒中のいずれで行っても良いが、好ましくは溶媒を用いて行われる。溶媒としてはジクロロメタン、クロロホルム、ジオキサンなどを用いることができる。また、置換度を調整するためには、酸無水物や酸クロリドの混合比を調整することや、置換後に硫酸等の触媒の存在下でケン化し、置換度を低下させる等が有効である。
本発明の透明フィルムは、前記のセルロース誘導体のみからなっても、置換度や置換基の異なる複数種のセルロース誘導体からなってもよく、またその他の相溶性を有するポリマーとの混合物であってもよい。さらには、これらのポリマーと相溶しうる他のポリマーや添加剤を含有してもよい。さらに、本発明の透明フィルムは、可塑剤、劣化防止剤などの添加剤をさらに含有してもよい。
可塑剤は、延伸などの加工特性または靱性を改善する目的等で用いることができる。可塑剤としては、例えば、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルなどが挙げられ、リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルフォスフェートおよびトリクレジルホスフェートなどが挙げられる。カルボン酸エステルとしては、例えば、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが挙げられ、フタル酸エステルとしては、例えば、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジフェニルフタレートおよびジエチルヘキシルフタレートなどが挙げられる。クエン酸エステルとしては、O−アセチルクエン酸トリエチルおよびO−アセチルクエン酸トリブチルが挙げられる。その他のカルボン酸エステルとしては、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などが挙げられる。就中、フタル酸系またはリン酸系の可塑剤を用いることが好ましい。
劣化防止剤として、酸化による劣化を抑制する酸化防止剤、高温下での安定性を付与する熱安定剤、および/または紫外線による劣化を防止する紫外線吸収剤が使用され得る。また、塩素化した樹脂類および/または可塑剤に対して、分解により発生する遊離酸を吸収させる酸吸収剤を用いることもできる。劣化防止剤としては、上述したリン酸エステル化合物以外に、フェノール誘導体、エポキシ系化合物、アミン誘導体などが用いられる。フェノール誘導体としては、オクチルフェノール、ペンタフェノン、ジアミルフェノールなどが挙げられる。アミン誘導体としてはジフェニルアミンなどが挙げられる。
可塑剤などの添加剤の添加量は、ポリマーの合計100重量部に対して、0.5〜10重量部であることが好ましく、1〜5重量部であることがさらに好ましい。添加量が多すぎると、その効果が得られず、逆にフィルム表面へ滲み出したり、透明性が低下する場合がある。また、添加量が少なすぎると、その効果を十分に得られない場合がある。
本発明の透明フィルムは、溶融押出し法、インフレーション法等の溶融成型法や、ソルベントキャスト法等、公知のフィルム化方法により得ることができる。特に、液晶表示装置の光学補償等のように、高い平面性が要求される場合にはソルベントキャスト法によって製造されることが好ましい。
ソルベントキャスト法に用いることのできる溶剤は、用いる樹脂を溶解するものであれば特に限定されないが、ケトン類、エステル類、ハロゲン化炭化水素等、公知の溶剤から選択される。ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が使用可能である。エステル類としては、酢酸エチルや酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチルやプロピオン酸メチル等が使用可能である。また、ハロゲン化炭素としては塩化メチレンやクロロホルム等が使用できる。中でも塩化メチレンは前記したセルロース誘導体を溶解しやすく、沸点が低い為に生産性が高くなるという利点を有する。さらに、乾燥中の火災等に対する安全性も高いので、本発明の透明フィルムを製造する際に最も好適に用いられる。
ソルベントキャスト法によりフィルム化する場合、樹脂および添加剤を溶剤に溶解し、ドープを作成したのち、支持体に流延し、乾燥してフィルムとする。また、ドープの調整に関しては、樹脂のみを先に溶剤に溶解した後、スタティックミキサー等を用いて添加剤を混合する方法を用いることもできる。
ドープの好ましい粘度は1.0Pa・s以上、10.0Pa・s以下、さらに好ましくは1.5Pa・s以上、8.0Pa・s以下である。好ましい支持体としてはステンレス鋼のエンドレスベルト等の金属支持体や、ポリイミドフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム等のようなフィルム支持体等が挙げられる。また、ポリイミドや二軸延伸ポリエチレンテレフタレート等のフィルムを支持体として用いる場合は、支持体とフィルムとの付着性を制御するために、支持体表面コーティングや放電処理を施してもよい。詳細には、コーティングや放電処理により、支持体と本発明の透明フィルムを適度に剥離できる程度に付着性を高めることができる。
また、フィルムの残存溶剤量が過度に大きいと、延伸して位相差フィルムとする際の位相差発現性に劣る場合があるため、支持体から剥離後、さらに乾燥することが好ましい。フィルムの乾燥は、フロート法、テンター法またはロール搬送法等によって搬送しながら、乾燥することができる。また、溶剤の乾燥時にフィルムが水分を吸収しないよう、湿度を低く保った雰囲気中で乾燥することは、透明度の高いフィルムを得るには有効な方法である。
本発明の透明フィルムの厚みは特に限定されないが、10μmから500μmであることが好ましく、より好ましくは30μmから300μmであり、さらに好ましくは50μmから200μmである。フィルムの厚みが上記範囲を超えると、ソルベントキャスト法による生産性が劣る傾向にある。また、フィルムの厚みが上記範囲を下回ると、フィルムのハンドリング性が劣るばかりでなく、延伸により十分な位相差を得られない傾向にある。
さらに本発明は、前記透明フィルムを延伸してなる位相差フィルムに関する。ここで本明細書において「延伸」とは、フィルムを少なくとも1方向に引き伸ばすことに加えて、少なくとも1方向に収縮することも包含するものとする。延伸により、フィルム中の分子が配向し、位相差フィルムとすることが可能である。
本発明の位相差フィルムは、延伸前の透明フィルムの材料を前記したように選択することで、負の複屈折を有するため、延伸方向の屈折率が小さい、すなわち進相軸になることを特徴とする。
さらに本発明の位相差フィルムにおいては、波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)が1.10以上であることが好ましく、1.15以上であることがさらに好ましい。波長分散をこのような範囲とすることで、正の複屈折を有するフィルム等と併用した場合において、長波長ほど高いレターデーションを有する、すなわち、逆波長分散を示すフィルムを得ることができる。
さらに本発明の位相差フィルムにおいては、波長550nmにおける面内複屈折(ΔNxy)が1.0×10-4以上であることが好ましく、3.0×10-4以上であることがより好ましく、5.0×10-4以上であることがさらに好ましい。複屈折の値が過度に小さいと、正の複屈折を有するフィルム等と併用した場合の波長分散の調整効果が小さく、逆波長分散を示すフィルムを得ることが困難となる場合がある。
波長分散および複屈折は、延伸条件によって調整することができる。例えば、延伸温度を低く、延伸倍率を高くすると、複屈折は大きくなる傾向にあり、波長分散は小さくなる傾向がある。
延伸方法は特に制限されないが、複屈折発現性の観点においては、自由端一軸延伸によることが好ましい。延伸倍率は、所望とする複屈折および波長分散を得られる範囲であれば特に限定されないが、一般には1.01倍以上、4.0倍以下である。また、透明フィルムの両面または片面に熱収縮フィルムを積層し、熱収縮フィルムの収縮力を利用することで、透明フィルムを収縮させる方法を用いることもできる。
延伸温度は、フィルムを延伸し得る範囲で適宜選択することができるが、一般にはフィルムのガラス転移温度Tgに対して、(Tg−30)℃以上、(Tg+50)℃以下であり、好ましくは(Tg−10)℃以上、(Tg+40)℃以上であり、さらに好ましくはTg以上、(Tg+30)℃以下である。延伸温度が低すぎると、延伸の際にフィルムが破断したり、白化する場合がある。また、延伸温度が高すぎると、付与できる複屈折が十分でない場合がある。
さらに本発明は、前記負の複屈折を有する位相差フィルムと正の複屈折を有する複屈折層(以下、本明細書において、「正の複屈折層」とする)を少なくともそれぞれ1層ずつ含んでなる光学補償層に関する。
ここで、本明細書において、複屈折層とは、面内複屈折を有するフィルムやコーティング層を意味し、位相差フィルムも複屈折層の概念に包含されるものである。正の複屈折層の具体的態様に関しては後述する。また、光学補償層とは、少なくとも2層の複屈折層を含むものである。本発明における光学補償層の具体的な態様としては、負の複屈折を有する位相差フィルムと正の複屈折層を粘着剤等を介して積層したものや、負の複屈折を有する位相差フィルムに正の複屈折層を有する樹脂層等をコーティングしたもの、あるいは、本発明の透明フィルム上に樹脂層等をコーティングした後に延伸し、透明フィルムには負の複屈折を、樹脂層には正の複屈折を付与したものも含まれる。さらには、負の複屈折を有する位相差フィルムと、正の複屈折層の間に他のフィルムやコーティング層等を有しているものも含まれるものとする。
本発明の光学補償層において、負の複屈折を有する位相差フィルムと、正の複屈折層は、その遅相軸が略垂直に配置されていることが好ましい。ここで、正の複屈折層においては延伸方向が遅相軸であり、負の複屈折を有する位相差フィルムにおいては延伸方向と垂直方向が遅相軸となるため、両者の遅相軸が略垂直となるように配置することと、両者の延伸方向が略平行となるように配置することは同値である。
本発明の光学補償層において、負の複屈折を有する位相差フィルムと、正の複屈折層は、その遅相軸が略垂直に配置されていることが好ましい。ここで、正の複屈折層においては延伸方向が遅相軸であり、負の複屈折を有する位相差フィルムにおいては延伸方向と垂直方向が遅相軸となるため、両者の遅相軸が略垂直となるように配置することと、両者の延伸方向が略平行となるように配置することは同値である。
複屈折およびレターデーションには一般に加成性が成立するため、上記のように配置することで、種々の波長分散を有する光学補償層を得ることができる。ここで、略垂直とは、遅相軸のなす角が90°±10°以内であることを指すが、好ましくは90°±5°以内、より好ましくは90°±3°以内、さらに好ましくは90°±1°以内である。
正の複屈折層としては、特に限定はないが、フィルムまたはコーティング層、またはこれらの積層体等を好適に用いることができる。中でも、ハンドリング性や積層が容易であることから、縦延伸された位相差フィルムを用いることが好ましい。そのようなフィルムの例としては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、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セルロースアシレートやエチルセルロース、メチルセルロース等のセルロースエーテル、その他のセルロース系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、環状オレフィン系ポリマー、ポリスルホン、ポノエーテルスルホン、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン等からなる位相差フィルムが挙げられる。特に、非晶質で耐熱性に優れるポリマーを用いた位相差フィルムが好ましく用いることができる。
中でも、正の複屈折層は550nmにおけるレターデーションの絶対値が、本発明の負の複屈折を有する位相差フィルムの550nmにおけるレターデーションの絶対値よりも大きいことが好ましい。さらに、正の複屈折層における波長分散(Re450/550)は負の複屈折を有する位相差フィルムの波長分散よりも小さいことが好ましい。このようなレターデーション値および波長分散を有する正の複屈折層を用いることで、得られる光学補償層は逆波長分散を示し得る。また、本発明の負の複屈折を有する位相差フィルムは、その延伸条件によって波長分散およびレターデーション値を調整し得るため、得られる光学補償層においてもレターデーション値および波長分散を種々に調整することが可能である。
逆波長分散を示す光学補償層を得るという観点から、正の複屈折層として好ましいものを例示すると、ポリビニルアルコールや、環状ポリオレフィン系ポリマー、エーテル置換度が2.6以下のセルロースエーテル、アシル置換度の合計が2.7以下のセルロースアシレート等が挙げられる。
正の複屈折層と負の複屈折を有する位相差フィルムを配置する方法は特に限定されないが、例えば、それぞれのフィルム自体の粘着力や、適宜な透明接着剤ないし粘着剤などを介して積層することができ、その接着剤等の種類について特に限定はない。また、粘着剤などの他に他のフィルムやコーティング層を介して積層することもできる。
屈折率が異なるものを積層する場合には、反射損の抑制などの点より中間の屈折率を有する接着剤等が好ましく用いられる。また、本発明の位相差フィルムをコロナ放電等によって表面処理することで、接着剤等との密着性を向上させ、接着剤等の剥がれを防止する方法も好ましく用いられる。さらに、粘着層には、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着層とすることもできる。
屈折率が異なるものを積層する場合には、反射損の抑制などの点より中間の屈折率を有する接着剤等が好ましく用いられる。また、本発明の位相差フィルムをコロナ放電等によって表面処理することで、接着剤等との密着性を向上させ、接着剤等の剥がれを防止する方法も好ましく用いられる。さらに、粘着層には、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着層とすることもできる。
また光学特性の変化防止の観点からは、積層の際に硬化や乾燥等で高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものが望ましい。その点よりは、粘着層による積層方式が好ましい。その粘着層には、例えばアクリル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系等の適宜なものを用いることができ、その種類について特に限定はない。就中、耐熱性や光学特性などの点よりアクリル系のものが好ましく用いられる。また、積層にあたっては、例えば、加圧式貼合ロ−ル、テ−ブルタイプ貼合機等を用いることができが、中でも、加圧式の貼合ロール等を用い、ロール・ツゥー・ロールで積層する方法を用いることが好ましい。また、あらかじめ、フィルムをコロナ放電処理や、プラズマ放電処理することで、フィルムと粘着層の密着性を向上させることが可能である。
本発明において、負の複屈折を有する位相差フィルムと、正の複屈折層の積層方法においては、ロール・ツゥー・ロールによる積層が特に好ましく用いられる。ロール・ツゥー・ロールで積層することにより、負の複屈折を有する位相差フィルムと正の複屈折層の遅相軸が略垂直となるように簡便に積層することができ、かつ、角度を均一に保つことができるため、生産性および品質の向上、あるいはコストダウンに寄与し得る。
前記した位相差フィルムおよび積層光学補償層の実用に際しては、例えば位相差フィルムの片面又は両面に粘着層を設けたものや、その粘着層を介して偏光フィルム、および/または、等方性の透明な樹脂層やガラス層等からなる保護層を接着積層したものなどの2層又は3層以上の積層体からなる適宜な形態の光学部材として適用することもできる。特に本発明の位相差フィルムおよび/または光学補償層と、偏光板を積層することで、光学補償偏光板とすることができる。また、光学補償偏光板とする際には、本発明の位相差フィルムおよび/または光学補償層を1枚のみ用いてもよく、2枚以上用いてもよい。さらに、本発明位相差フィルムおよび/または光学補償層と、その他の光学補償層をさらに組み合わせて用いることもできる。本発明以外の光学補償層を用いる場合、補償効果の向上などを目的とし、その光学補償フィルムは特に限定されないが、例えばポリマーフィルムの一軸や二軸等による延伸処理物、ディスコティック系やネマチック系等の液晶配向層、さらには、特開2003−344856号公報に記載の非液晶性ポリマーからなる複屈折層等を好適に用いることができる。
偏光板として使用されるものは特に限定されず、適宜なものを用いることができる。偏光板は一般に偏光フィルムの両面に透明保護層を有するものが広く用いられているが、偏光フィルムとしてはポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素及び/又は二色性染料を吸着させて延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルム等からなるもの等が挙げられる。
偏光板、特に偏光フィルムは、その片側又は両側に透明保護層を有するものであってもよい。透明保護層は、ポリマーの塗布層や保護フィルムの積層物などとして適宜に形成でき、その形成には透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるポリマーなどが好ましく用いられる。その例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース誘導体や、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、あるいは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、ないし紫外線硬化型の樹脂などが挙げられる。透明保護層は、微粒子の含有によりその表面が微細凹凸構造に形成されていてもよい。特に、トリアセチルセルロース等のセルロース誘導体を用いる場合は、接着性を上昇させるために、フィルム表面をケン化処理して用いることもできる。また、本発明の位相差フィルムまたは、光学補償層を偏光フィルムの透明保護層として用い、光学補償偏光板を形成することもできる。特に本発明の位相差フィルムとしてセルロース誘導体を用いた場合、偏光フィルムとの接着性に優れており、位相差フィルムと偏光子保護層とを兼ねたものとすることが可能でるため、フィルムの枚数を減少でき、好ましい構成である。
さらに、前記した位相差フィルムおよび積層光学補償層を偏光フィルムと液晶セルの間に配置することで、液晶セルの有する複屈折等を補償することができ、液晶表示装置のコントラスト向上や色シフト低減、視野角の拡大といった画質向上に寄与させることもできる。
以上、本発明を実施するための最良の形態について記述したが、本発明は負の複屈折を有し、延伸条件によってそのレターデーションの波長分散を調整し得る透明フィルムおよびそれを用いた積層光学補償層、光学補償偏光板並びに液晶表示装置に関するのであって、本明細書中に具体的に記載したフィルム材料やその製造方法、延伸条件、有するレターデーション値等に存するものではない。したがって、上記の透明フィルム、位相差フィルム、光学補償層、偏光板および液晶表示装置はその原料や製造方法によらず、本発明の範囲に属する。従って、具体的な実施態様および以下の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、当業者は、本発明の精神および添付の特許請求の範囲内で変更して実施することができる。
また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[測定方法]
実施例で得られた数値等は以下の測定方法によるものである。
実施例で得られた数値等は以下の測定方法によるものである。
(1)置換度の測定
試料を重クロロホルムに溶解しトリフルオロ酢酸−dを1滴添加し、VARIAN社製INOVA AS600により1H−NMRを測定した(トリフルオロ酢酸−dは水由来のピークとアセチル基由来のピークを分離する目的で添加したものである)。得られたスペクトルからTMS基準で7.4〜8.2ppmのピーク面積SB(芳香族プロトン由来)と、3.0〜5.4ppmのピーク面積SC(グルコース骨格のプロトン由来)の面積比を求めた。SA、SB、SCはそれぞれ5個、7個のプロトンに対応するから、置換度DSbzは下記のように求められる。
試料を重クロロホルムに溶解しトリフルオロ酢酸−dを1滴添加し、VARIAN社製INOVA AS600により1H−NMRを測定した(トリフルオロ酢酸−dは水由来のピークとアセチル基由来のピークを分離する目的で添加したものである)。得られたスペクトルからTMS基準で7.4〜8.2ppmのピーク面積SB(芳香族プロトン由来)と、3.0〜5.4ppmのピーク面積SC(グルコース骨格のプロトン由来)の面積比を求めた。SA、SB、SCはそれぞれ5個、7個のプロトンに対応するから、置換度DSbzは下記のように求められる。
また、TMS基準で1.8〜2.6ppmのピーク面積SA(アセチル基のロトン由来)とSCの面積比により、アセチル置換度求めることができる。SAは3個のプロトンに対応するから、DSacは下記のように求められる。
(2)ガラス転移温度の測定
セイコー電子工業製示差走査熱量計DSC220Cにより、JIS K−7121に記載の方法にて測定した。
セイコー電子工業製示差走査熱量計DSC220Cにより、JIS K−7121に記載の方法にて測定した。
(3)レターデーションの測定
レターデーション値、レターデーションの波長分散、遅相軸の角度は王子計測機器製自動複屈折計KOBRA−WRにより測定した。
レターデーション値、レターデーションの波長分散、遅相軸の角度は王子計測機器製自動複屈折計KOBRA−WRにより測定した。
延伸によって得られたフィルムの中央部より35mm角のサンプルを切り出し、各波長におけるレターデーション値を測定し、その測定値を元に装置付属のプログラム(コーシーの式)により、Re(450)、Re(550)、Re(650)を算出した。さらに、Re(550)の値を厚みで割ることで、550nmにおける複屈折(ΔNxy)を算出した。また、同時に延伸方向と遅相軸のなす角も測定した。
(4)フィルム厚み
アンリツ(株)製の厚み測定機により、0.1μm単位まで測定した。
アンリツ(株)製の厚み測定機により、0.1μm単位まで測定した。
(5)ヘイズおよび全光線透過率の測定
日本電色工業製積分球式ヘイズメーター300Aにより、JIS K−7105記載の方法により測定した。
日本電色工業製積分球式ヘイズメーター300Aにより、JIS K−7105記載の方法により測定した。
[樹脂の作成]
[合成例1]
セパラブルフラスコ内で、ダイセル化学製の酢酸セルロース(グレード名L−70、アセチル置換度=2.41、以下樹脂Aとする)を131.4g、ピリジンを98.7g、1,4−ジオキサンを1500g攪拌しながら、滴下漏斗を用い、1,4−ジオキサン150.2gと塩化ベンゾイル150.2gの混合物を約20分かけて滴下した。滴下完了後に加温し、還流下(94℃)で8時間反応させ、セルロースアセテートの残存水酸基のベンゾイル化を行った。得られた溶液を室温で放冷した後、メタノール10mlを含むトルエン1000mlを加え、反応物を沈殿させた。この沈殿物を濾過した後、メタノールで洗浄し、12時間真空乾燥させた。得られた樹脂を塩化メチレンに溶解し、メタノール中に滴下し再沈を行った。
[合成例1]
セパラブルフラスコ内で、ダイセル化学製の酢酸セルロース(グレード名L−70、アセチル置換度=2.41、以下樹脂Aとする)を131.4g、ピリジンを98.7g、1,4−ジオキサンを1500g攪拌しながら、滴下漏斗を用い、1,4−ジオキサン150.2gと塩化ベンゾイル150.2gの混合物を約20分かけて滴下した。滴下完了後に加温し、還流下(94℃)で8時間反応させ、セルロースアセテートの残存水酸基のベンゾイル化を行った。得られた溶液を室温で放冷した後、メタノール10mlを含むトルエン1000mlを加え、反応物を沈殿させた。この沈殿物を濾過した後、メタノールで洗浄し、12時間真空乾燥させた。得られた樹脂を塩化メチレンに溶解し、メタノール中に滴下し再沈を行った。
得られた樹脂をさらにメタノールで洗浄し、24時間真空乾燥し、セルロースアセテートベンゾエート(以下、樹脂Bとする)を得た。
[合成例2]
セパラブルフラスコ内で、樹脂Aを131.4g、ピリジンを49.3g、1,4−ジオキサンを1600g攪拌しながら、滴下漏斗を用いて、1,4−ジオキサン75.1gと塩化ベンゾイル75.1gの混合物を約20分かけて滴下した。以降は合成例1と同様に反応、精製し、セルロースアセテートベンゾエート(以下、樹脂Cとする)を得た。
セパラブルフラスコ内で、樹脂Aを131.4g、ピリジンを49.3g、1,4−ジオキサンを1600g攪拌しながら、滴下漏斗を用いて、1,4−ジオキサン75.1gと塩化ベンゾイル75.1gの混合物を約20分かけて滴下した。以降は合成例1と同様に反応、精製し、セルロースアセテートベンゾエート(以下、樹脂Cとする)を得た。
[合成例3]
セパラブルフラスコ内で、樹脂Aを131.4g、ピリジンを26.6g、1,4−ジオキサンを1700g攪拌しながら、滴下漏斗を用いて、1,4−ジオキサン40.4gと塩化ベンゾイル40.4gの混合物を約20分かけて滴下した。以降は合成例1と同様に反応、精製し、セルロースアセテートベンゾエート(以下、樹脂Dとする)を得た。
セパラブルフラスコ内で、樹脂Aを131.4g、ピリジンを26.6g、1,4−ジオキサンを1700g攪拌しながら、滴下漏斗を用いて、1,4−ジオキサン40.4gと塩化ベンゾイル40.4gの混合物を約20分かけて滴下した。以降は合成例1と同様に反応、精製し、セルロースアセテートベンゾエート(以下、樹脂Dとする)を得た。
樹脂A、樹脂B、樹脂Cおよび、樹脂Dの置換度およびガラス転移温度を表1に示す。
[実施例1]
室温にて、33gの樹脂Bを267gの塩化メチレンに溶解し、溶液を得た。得られた溶液を厚み125μmのニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ製ルミラー#125S10)上に、クリアランス550μmで流延し、室温で10分間乾燥した。その後ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離し、金属枠にポリイミドテープを用いて4辺を固定し、80℃で10分、100℃で15分乾燥し、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム1とする)。
室温にて、33gの樹脂Bを267gの塩化メチレンに溶解し、溶液を得た。得られた溶液を厚み125μmのニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ製ルミラー#125S10)上に、クリアランス550μmで流延し、室温で10分間乾燥した。その後ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離し、金属枠にポリイミドテープを用いて4辺を固定し、80℃で10分、100℃で15分乾燥し、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム1とする)。
[実施例2]
樹脂Bの代わりに樹脂Cを用いた以外は実施例1と同様にして、厚みが約60μmの透明フィルム2を得た(このフィルムを透明フィルム2とする)。
樹脂Bの代わりに樹脂Cを用いた以外は実施例1と同様にして、厚みが約60μmの透明フィルム2を得た(このフィルムを透明フィルム2とする)。
[比較例1]
樹脂Bの代わりに樹脂Dを用いた以外は実施例1と同様にして、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム3とする)。
樹脂Bの代わりに樹脂Dを用いた以外は実施例1と同様にして、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム3とする)。
[比較例2]
樹脂A36gを塩化メチレン238g、メタノール26g中に溶解し、溶液を得た。得られた溶液を厚み125μmのニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ製ルミラー#125S10)上に、クリアランス510μmで流延し、室温で10分間乾燥した。その後ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離し、4辺を固定し、80℃で10分、100℃で15分乾燥し、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム4とする)。
樹脂A36gを塩化メチレン238g、メタノール26g中に溶解し、溶液を得た。得られた溶液を厚み125μmのニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ製ルミラー#125S10)上に、クリアランス510μmで流延し、室温で10分間乾燥した。その後ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離し、4辺を固定し、80℃で10分、100℃で15分乾燥し、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム4とする)。
[実施例3]
樹脂A3gと樹脂B15gを塩化メチレン238g、メタノール26g中に溶解し、溶液を得た。得られた溶液を比較例1と同様の方法により、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム5とする)。
樹脂A3gと樹脂B15gを塩化メチレン238g、メタノール26g中に溶解し、溶液を得た。得られた溶液を比較例1と同様の方法により、厚みが約60μmの透明フィルムを得た(このフィルムを透明フィルム5とする)。
[実施例4]
透明フィルム1を、フィルムを流延方向20cm、幅方向5cmの長方形に切り出し、流延方向のチャック間距離が15cmとなるようチャック間に固定し、熱風オーブン中で流延方向に1.1および1.4倍となるように、フィルム面から5cmの距離からパンチノズルで(Tg+20)℃の熱風を吹き付けながら自由端一軸延伸を行い、位相差フィルム1および位相差フィルム2を得た。
透明フィルム1を、フィルムを流延方向20cm、幅方向5cmの長方形に切り出し、流延方向のチャック間距離が15cmとなるようチャック間に固定し、熱風オーブン中で流延方向に1.1および1.4倍となるように、フィルム面から5cmの距離からパンチノズルで(Tg+20)℃の熱風を吹き付けながら自由端一軸延伸を行い、位相差フィルム1および位相差フィルム2を得た。
[実施例5〜6、比較例3〜4]
透明フィルム2〜5を用いた以外は実施例4と同様に自由端一軸延伸を行い、位相差フィルム3〜10を得た。
透明フィルム2〜5を用いた以外は実施例4と同様に自由端一軸延伸を行い、位相差フィルム3〜10を得た。
[実施例7]
透明フィルム1を用い、延伸条件を表3に示すように変更した以外は実施例4と同様にして位相差フィルム11〜16を得た。
透明フィルム1を用い、延伸条件を表3に示すように変更した以外は実施例4と同様にして位相差フィルム11〜16を得た。
位相差フィルム1〜4、9〜16は延伸方向が進相軸となっており、負の複屈折を示した。また位相差フィルム5〜8は延伸方向が遅相軸となっており、正の複屈折を示した。
透明フィルム1から5の特性について表2に示す。また、位相差フィルム1〜16の作成条件および特性を表3に示す。また、透明フィルム1を延伸して得られたフィルム(位相差フィルム1、2、11〜16)の複屈折(ΔNxy)と波長分散(Re450/Re550)をプロットしたものを図1に示す。
これらの結果が示すように、透明フィルム1、2および5は延伸条件を変更することにより、レターデーションの波長分散を広い範囲で制御することができる。
[正の複屈折層の作成]
溶融押出法により製膜された、厚み100μmの長尺環状オレフィンポリマーフィルム(オプテス製 ゼオノアフィルム)を、透明フィルム1〜5を延伸したのと同様の方法により、延伸温度155℃、延伸倍率20%で延伸して正の複屈折を有する位相差フィルムを得た(以下、正の複屈折層Aとする)。
溶融押出法により製膜された、厚み100μmの長尺環状オレフィンポリマーフィルム(オプテス製 ゼオノアフィルム)を、透明フィルム1〜5を延伸したのと同様の方法により、延伸温度155℃、延伸倍率20%で延伸して正の複屈折を有する位相差フィルムを得た(以下、正の複屈折層Aとする)。
また、溶液キャスト法によって製膜された厚み66μmのポリカーボネートフィルム(カネカ製 エルメックR−フィルム無延伸品)を、透明フィルム1〜5を延伸したのと同様の方法により、延伸温度150℃、延伸倍率6%で延伸して正の複屈折を有する位相差フィルムを得た(以下、正の複屈折層Bとする)。
得られた複屈折層の作成条件および特性を表3に示す。
[実施例8]
正の複屈折層Aと、実施例4および実施例7で得た位相差フィルム(位相差フィルム1,2,11〜16)を、それらの延伸方向が平行となるようにアクリル系の粘着剤層(厚み22μm)を用いて貼り合せ、光学補償層1〜8を得た。
正の複屈折層Aと、実施例4および実施例7で得た位相差フィルム(位相差フィルム1,2,11〜16)を、それらの延伸方向が平行となるようにアクリル系の粘着剤層(厚み22μm)を用いて貼り合せ、光学補償層1〜8を得た。
[実施例9]
正の複屈折層Bを用いた以外は実施例8と同様にして、光学補償層9〜16を得た。
正の複屈折層Bを用いた以外は実施例8と同様にして、光学補償層9〜16を得た。
[比較例5]
正の複屈折層Aと、比較例3で得た位相差フィルム(位相差フィルム5,6)を、それらの延伸方向が平行となるようにアクリル系の粘着剤層(厚み22μm)を用いて貼り合せ、光学補償層17および18を得た
[比較例6]
正の複屈折層Bを用いた以外は比較例5と同様にして、光学補償層19および20を得た。
正の複屈折層Aと、比較例3で得た位相差フィルム(位相差フィルム5,6)を、それらの延伸方向が平行となるようにアクリル系の粘着剤層(厚み22μm)を用いて貼り合せ、光学補償層17および18を得た
[比較例6]
正の複屈折層Bを用いた以外は比較例5と同様にして、光学補償層19および20を得た。
実施例8、9および比較例5、6で得られた光学補償層の遅相軸はいずれも、正の複屈折層の遅相軸と略平行であった。光学補償層1〜20のレターデーション値および波長分散を表4に示す。
これらの結果が示すように、本発明の負の複屈折を有する位相差フィルムと正の複屈折層を積層することで、逆波長分散を示す光学補償層を得ることができ、かつ、負の複屈折を有する透明フィルムの延伸条件によって種々の波長分散を有するものが得られる。また、正の複屈折層として、Re450/Re550の値が小さいものを用いると、得られる複屈折層の波長分散を急峻なものとできる。
[実施例10]
吸収二色性偏光フィルムとしてヨウ素を含有させたPVAフィルム(厚み30μm)を準備し、PVA系接着剤により、前記偏光フィルムの両面に透明保護フィルムとしてTACフィルム(厚み40μm)を貼り合わせることによって、全体厚み110μmの偏光板を作製した(偏光板Aとする)。偏光板Aの透過軸と実施例8で得られた光学補償層5の遅相軸のなす角が45°となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合わせ、光学補償偏光板(偏光板Bとする)を得た。暗室内で照度10000ルクスのバックライト上に偏光板Aを配置し、さらにその上に偏光板Bを、偏光板Aとクロスニコルとなるように配置し、目視にて正面から見たところ、透過光に着色はみられず、偏光板B広帯域円偏光版として作用していることが示された。
吸収二色性偏光フィルムとしてヨウ素を含有させたPVAフィルム(厚み30μm)を準備し、PVA系接着剤により、前記偏光フィルムの両面に透明保護フィルムとしてTACフィルム(厚み40μm)を貼り合わせることによって、全体厚み110μmの偏光板を作製した(偏光板Aとする)。偏光板Aの透過軸と実施例8で得られた光学補償層5の遅相軸のなす角が45°となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合わせ、光学補償偏光板(偏光板Bとする)を得た。暗室内で照度10000ルクスのバックライト上に偏光板Aを配置し、さらにその上に偏光板Bを、偏光板Aとクロスニコルとなるように配置し、目視にて正面から見たところ、透過光に着色はみられず、偏光板B広帯域円偏光版として作用していることが示された。
[実施例11]
2枚の光学補償層5を、その遅相軸が平行となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合せ、さらにその遅相軸と偏光板Aの透過軸のなす角が45°となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合せ、光学補償偏光板(偏光板Cとする)を得た。偏光板Aと偏光板Cを用いて実施例10と同様の評価を実施したところ、光抜は観測されず、偏光板Cは広帯域直線偏光板として作用していることが示された。
2枚の光学補償層5を、その遅相軸が平行となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合せ、さらにその遅相軸と偏光板Aの透過軸のなす角が45°となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合せ、光学補償偏光板(偏光板Cとする)を得た。偏光板Aと偏光板Cを用いて実施例10と同様の評価を実施したところ、光抜は観測されず、偏光板Cは広帯域直線偏光板として作用していることが示された。
[比較例7]
偏光板Aの透過軸と比較例5で得られた光学補償層18の遅相軸のなす角が45°となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合わせ、光学補償偏光板(偏光板Dとする)を得た。偏光板Aと偏光板Dを用いて実施例10と同様の評価を実施したところ、透過光は青色に着色しており、広帯域直線偏光版としては作用していないことが示された。
偏光板Aの透過軸と比較例5で得られた光学補償層18の遅相軸のなす角が45°となるようにアクリル系の粘着剤層で貼り合わせ、光学補償偏光板(偏光板Dとする)を得た。偏光板Aと偏光板Dを用いて実施例10と同様の評価を実施したところ、透過光は青色に着色しており、広帯域直線偏光版としては作用していないことが示された。
Claims (20)
- 負の複屈折を有し、ガラス転移温度(Tg)に対して、(Tg+20)℃で10%の倍率で自由端一軸延伸した場合と、40%の倍率で自由端一軸延伸した場合のそれぞれのフィルムの波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)の差の絶対値が0.10以上、1.00以下であることを特徴とする透明フィルム。
- ヘイズが2.0%以下であることを特徴とする請求項1に記載の透明フィルム。
- 全光線透過率が90.0%以上であることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の透明フィルム。
- ガラス転移温度が120℃以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の透明フィルム。
- フィルム全重量を100重量部としたとき、セルロース誘導体を50重量部以上含有することを特徴する請求項1から4のいずれか1項に記載の透明フィルム。
- 前記セルロース誘導体がアシル基による置換度が2.7以上であることを特徴とする請求項5に記載の透明フィルム。
- 前記セルロース誘導体が複数種のアシル基を含有することを特徴とする、請求項5または6に記載の透明フィルム。
- 前記芳香族アシル基による置換度が0.2以上であることを特徴とする請求項8に記載の透明フィルム。
- 前記セルロース誘導体の炭素数4以下の脂肪族アシル基による置換度が2.0以上、2.8以下であり、芳香族アシル基による置換度が0.2以上、1.0以下であることを特徴とする請求項5から9のいずれか1項に記載の透明フィルム。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の透明フィルムを延伸してなる位相差フィルム。
- 波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)が1.10以上であることを特徴とする請求項12に記載の位相差フィルム。
- 波長550nmにおける面内複屈折(ΔNxy)が1.0×10-4以上であることを特徴とする請求項12または13に記載の位相差フィルム。
- 請求項12から14のいずれか1項に記載の位相差フィルムと正の複屈折を有する複屈折層を含むことを特徴とする光学補償層。
- 位相差フィルムと正の複屈折を有する複屈折層が、その遅相軸が略垂直となるように配置されていることを特徴とする請求項15に記載の光学補償層。
- 請求項12から14のいずれか1項に記載の位相差フィルムと、正の複屈折を有する複屈折層をロール・ツゥー・ロールで積層することを特徴とする光学補償層の製造方法。
- 波長450nmにおける正面レターデーション(Re450)と、波長550nmにおけるレターデーション(Re550)の比(Re450/Re550)が1未満であることを特徴とする請求項15から16のいずれか1項に記載の光学補償層。
- 請求項12から14のいずれか1項に記載の位相差フィルム、または、請求項15から18のいずれか1項に記載の光学補償層を含んでなる光学補償偏光板。
- 請求項12から14のいずれか1項に記載の位相差フィルム、または、請求項15から18のいずれか1項に記載の光学補償層を偏光フィルムと液晶セルの間に少なくとも1枚配置してなる液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006194826A JP2008020857A (ja) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | 負の複屈折を有する透明フィルムおよび位相差フィルム、並びにそれらを用いた光学補償層、光学補償偏光板、液晶表示装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009298950A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Fujifilm Corp | セルロースアシレートフィルム、及びその用途 |
JP2011007835A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Nippon Shokubai Co Ltd | 光学フィルムとそれを備える画像表示装置ならびに新規重合体 |
WO2021140636A1 (ja) * | 2020-01-10 | 2021-07-15 | 株式会社ダイセル | 延伸フィルム |
-
2006
- 2006-07-14 JP JP2006194826A patent/JP2008020857A/ja active Pending
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