JP2011095771A - セルロースアシレートフイルム、光学補償フイルム、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶セル、特にOCBモードの液晶セルを光学的に補償し、コントラストの改善及び黒表示時の視角方向に依存した色づきの軽減に寄与する。
【解決手段】少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムにおいて、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動させ、このセルロースアシレートフイルムを光学補償シートに用いる。
【選択図】図2
【解決手段】少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムにおいて、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動させ、このセルロースアシレートフイルムを光学補償シートに用いる。
【選択図】図2
Description
本発明はフイルムースアシレートフイルム、および光学補償フイルム、さらにそれを用いた偏光板、ならびに液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、液晶セル及び偏光板を有する。前記偏光板は、一般的にセルロースアセテートからなる保護フイルム及び偏光膜を有し、例えば、ポリビニルアルコールフイルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償フイルムを配置することもある。反射型液晶表示装置では、通常、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償フイルム、偏光板の順に配置する。液晶セルは、液晶性分子、それを封入するための二枚の基板及び液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶性分子の配向状態の違いで、ON、OFF表示を行い、透過及び反射型いずれにも適用できる、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードが提案されている。
この様なLCDの中でも、高い表示品位が必要な用途については、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子を用い、薄膜トタンジスタにより駆動する90度ねじれネマチック型液晶表示装置(以下、TNモードという)が主に用いられている。しかしながら、TNモードは正面から見た場合には優れた表示特性を有するものの、斜め方向から見た場合にコントラストが低下し、階調表示で明るさが逆転する階調反転等が起こることにより表示特性が悪くなるという視野角特性を有しており、この改良が強く要望されている。さらに、TNモードでは応答速度に限界があり、より高速で応答できる液晶モードを用いたLCDの開発が望まれている。
従来、TN方式の液晶表示装置用に光学補償フイルムが開発されていたが、近年、液晶テレビの需要が増加するにつれ、動画に尾引き、残像現象が生じるなど、応答速度に問題があることが指摘されつつある。そこで、応答速度の速さに特長を持つOCBモード(あるいはベンドモード)に注目が集まっている。しかし、OCBモードで広い視角特性を得るのは難しく、光学補償フイルムを使う必要がある。例えば特許文献1及び2に記載の発明では、OCB方式の液晶表示装置に、液晶性化合物からなる層を有する光学補償フイルムを適用している。しかし、これらの文献に述べられているような、従来知られている光学パラメ−タ−を制御しただけでは、良好な視角特性を得ることは困難であった。
本発明の課題は、液晶セルが正確に光学的に補償され、高いコントラストを有し、且つ黒表示時の視角方向に依存した色づきが軽減された液晶表示装置、特にOCBモードの液晶表示装置を提供することである。また、本発明は、液晶セル、特にOCBモードの液晶セルを光学的に補償し、コントラストの改善及び黒表示時の視角方向に依存した色づきの
軽減に寄与する光学補償フイルムを提供することを課題とする。
軽減に寄与する光学補償フイルムを提供することを課題とする。
本発明の課題を解決する手段は以下の通りである。
(1)少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムであって、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動していることを特徴とするセルロースアシレートフイルム。
(2)さらにレターデーション上昇剤を含むことを特徴とする(1)に記載のセルロースアシレートフイルム。
(1)少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムであって、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動していることを特徴とするセルロースアシレートフイルム。
(2)さらにレターデーション上昇剤を含むことを特徴とする(1)に記載のセルロースアシレートフイルム。
(3)下記式(I)、(II)および(III)を満足する光学異方性を有することを特徴とする(1)に記載のセルロースアシレートフイルム:
(I)0.40<{Re/Rth(450)}/{Re/Rth(550)}<0.95(II)1.05<{Re/Rth(650)}/{Re/Rth(550)}<1.93(III)70nm<Rth(550)<400nm
[式中、Re/Rth(450)は、波長450nmで測定した面内のレターデーション値/波長450nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;Re/Rth(550)は、波長550nmで測定した面内のレターデーション値/波長550nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;Re/Rth(650)は、波長650nmで測定した面内のレターデーション値/波長650nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;そして、Rth(550)は、波長550nmで測定した厚み方向のレターデーション値である]。
(4)二層以上の共流延により形成され、一つの層に含まれるセルロースアシレートの置換度と別の層に含まれるセルロースアシレートの置換度との差が0.05以上であることを特徴とする(1)に記載のセルロースアシレートフイルム。
(I)0.40<{Re/Rth(450)}/{Re/Rth(550)}<0.95(II)1.05<{Re/Rth(650)}/{Re/Rth(550)}<1.93(III)70nm<Rth(550)<400nm
[式中、Re/Rth(450)は、波長450nmで測定した面内のレターデーション値/波長450nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;Re/Rth(550)は、波長550nmで測定した面内のレターデーション値/波長550nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;Re/Rth(650)は、波長650nmで測定した面内のレターデーション値/波長650nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;そして、Rth(550)は、波長550nmで測定した厚み方向のレターデーション値である]。
(4)二層以上の共流延により形成され、一つの層に含まれるセルロースアシレートの置換度と別の層に含まれるセルロースアシレートの置換度との差が0.05以上であることを特徴とする(1)に記載のセルロースアシレートフイルム。
(5)少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムおよび液晶性化合物から形成され面内に光学異方性を有する光学異方性層からなる光学補償フイルムであって、セルロースアシレートフイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動しており、光学異方性層において液晶性化合物の分子が配向状態で固定され、かつ液晶性化合物の分子対称軸のセルロースアシレートフイルム側の界面における配向平均方向をセルロースアシレートフイルム面内に正射影した方向と、セルロースアシレートフイルムの面内の遅相軸との交差角が略45度であることを特徴とする光学補償フイルム。
(6)液晶性化合物が、円盤状液晶性化合物である(5)に記載の光学補償フイルム。
(6)液晶性化合物が、円盤状液晶性化合物である(5)に記載の光学補償フイルム。
(7)(1)乃至(4)のいずれか一つに記載のセルロースアシレートフイルムまたは(5)または(6)に記載の光学補償フイルムと偏光子とからなる偏光板。
(8)液晶セルおよび(7)に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
(9)液晶セルが、VA方式またはOCB方式である(8)に記載の液晶表示装置。
(8)液晶セルおよび(7)に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
(9)液晶セルが、VA方式またはOCB方式である(8)に記載の液晶表示装置。
なお、本明細書において、「45゜」、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±5゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、4゜未満であることが好ましく、3゜未満であることがより好ましい。また、角度について、「+」は時計周り方向を意味し、「−」は反時計周り方向を意味するものとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、380nm〜780nmのことをいう。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。
本明細書において「偏光板」とは、特に断らない限り、長尺の偏光板及び液晶装置に組
み込まれる大きさに裁断された(本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」及び「切り出し」等も含むものとする)偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」及び「偏光板」を区別して用いるが、「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に該偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体のことを意味するものとする。
み込まれる大きさに裁断された(本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」及び「切り出し」等も含むものとする)偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」及び「偏光板」を区別して用いるが、「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に該偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体のことを意味するものとする。
また、本明細書において「分子対称軸」とは、分子が回転対称軸を有する場合は該対称軸をいうが、厳密な意味で分子が回転対称性であることを要求するものではない。一般的には、分子対称軸は、円盤状液晶性化合物では、円盤面の中心を貫く円盤面に対して垂直な軸と一致し、また棒状液晶性化合物では分子の長軸と一致する。また、本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のリターデーションおよび厚さ方向のリターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフイルム法線方向に入射させて測定される。Rth(λ)は前記Re(λ)、面内の遅相軸(KOBRA・21ADHにより判断される)を傾斜軸としてフイルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸としてフイルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値を基にKOBRA・21ADHが算出する。さらに、平均屈折率の仮定値1.48および膜厚を入力することで、KOBRA・21ADHはnx、ny、nzを算出する。
本発明は、本発明者らの鋭意検討の結果得られた知見に基づいて完成されたものであり、上述のセルロースアシレートフイルムや光学補償フイルムを使用することで、特にVA方式や、OCB方式の黒状態の視角補償をほぼ全ての波長において可能にするものである。その結果、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けが軽減され、視野角コントラストが著しく改善されている。また、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けをほぼ全ての可視光波長領域で抑えることができるため、従来問題であった視野角に依存した黒表示時の色ずれが大きく改善されている。
[光学異方性層]
最初に、図面を用いて本発明の作用を説明する。
図1に、本発明の液晶表示装置の構成例を示す。図1に示すOCBモードの液晶表示装置は、電圧印加時、即ち黒表示時に、液晶が基板面に対してベンド配向する液晶層7とそれを挟む基板6及び8からなる液晶セルを有する。基板6及び8は液晶面に配向処理が施してあり、ラビング方向を矢印RDで示す。裏面の場合は破線矢印で示してある。液晶セルを挟持して偏光膜1及び101が配置されている。偏光膜1及び101それぞれの透過軸2及び102を、互いに直交に、且つ液晶セルの液晶層7のRD方向と45度の角度に配置される。偏光膜1及び101と液晶セルとの間には、セルロースアシレートフイルム13a及び113aと光学異方性層5及び9がそれぞれ配置されている。セルロースアシレートフイルム13a及び113aは、その遅相軸14a及び114aが、それぞれに隣接する偏光膜1及び101の透過軸2及び102の方向と平行に配置されている。また、光学異方性層5及び9は、液晶性化合物の配向によって発現された光学異方性を有する。
最初に、図面を用いて本発明の作用を説明する。
図1に、本発明の液晶表示装置の構成例を示す。図1に示すOCBモードの液晶表示装置は、電圧印加時、即ち黒表示時に、液晶が基板面に対してベンド配向する液晶層7とそれを挟む基板6及び8からなる液晶セルを有する。基板6及び8は液晶面に配向処理が施してあり、ラビング方向を矢印RDで示す。裏面の場合は破線矢印で示してある。液晶セルを挟持して偏光膜1及び101が配置されている。偏光膜1及び101それぞれの透過軸2及び102を、互いに直交に、且つ液晶セルの液晶層7のRD方向と45度の角度に配置される。偏光膜1及び101と液晶セルとの間には、セルロースアシレートフイルム13a及び113aと光学異方性層5及び9がそれぞれ配置されている。セルロースアシレートフイルム13a及び113aは、その遅相軸14a及び114aが、それぞれに隣接する偏光膜1及び101の透過軸2及び102の方向と平行に配置されている。また、光学異方性層5及び9は、液晶性化合物の配向によって発現された光学異方性を有する。
図1中の液晶セルは、上側基板6及び下側基板8と、これらに挟持される液晶分子7から形成される液晶層からなる。基板6及び8の液晶分子7に接触する表面(以下、「内面」という場合がある)には、配向膜(不図示)が形成されていて、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子7の配向がプレチルト角をもった平行方向に制御されている。また、基板6及び8の内面には、液晶分子7からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極(不図示)が形成されている。本発明では、液晶層の厚さd(ミクロン)と屈折率異
方性Δnとの積Δn・dは、0.1〜1.5ミクロンとするのが好ましく、さらに、0.2〜1.5ミクロンとするのがより好ましく、0.2〜1.2ミクロンとするのがさらに好ましく、0.6〜0.9ミクロンとするのがさらにより好ましい。これらの範囲では白電圧印加時における白表示輝度が高いことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。用いる液晶材料については特に制限されないが、上下基板6及び8間に電界が印加される態様では、電界方向に平行に液晶分子7が応答するような、誘電率異方性が正の液晶材料を使用する。
方性Δnとの積Δn・dは、0.1〜1.5ミクロンとするのが好ましく、さらに、0.2〜1.5ミクロンとするのがより好ましく、0.2〜1.2ミクロンとするのがさらに好ましく、0.6〜0.9ミクロンとするのがさらにより好ましい。これらの範囲では白電圧印加時における白表示輝度が高いことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。用いる液晶材料については特に制限されないが、上下基板6及び8間に電界が印加される態様では、電界方向に平行に液晶分子7が応答するような、誘電率異方性が正の液晶材料を使用する。
例えば、液晶セルをOCBモードの液晶セルとする場合は、上下基板6及び8間に、誘電異方性が正で、Δn=0.08、Δε=5程度のネマチック液晶材料などを用いることができる。液晶層の厚さdについては特に制限されないが、前記範囲の特性の液晶を用いる場合、6ミクロン程度に設定することができる。厚さdと、白電圧印加時の屈折率異方性Δnの積Δn・dの大きさにより白表示時の明るさが変化するので、白電圧印加時において十分な明るさを得るためには、無印加状態における液晶層のΔn・dは0.6〜1.5ミクロンの範囲になるように設定するのが好ましい。
なお、OCBモードの液晶表示装置では、TNモードの液晶表示装置で一般的に使われているカイラル材の添加は、動的応答特性の劣化させるため用いることは少ないが、配向不良を低減するために添加されることもある。また、マルチドメイン構造とする場合には、各ドメイン間の境界領域の液晶分子の配向を調整するのに有利である。マルチドメイン構造とは、液晶表示装置の一画素を複数の領域に分割した構造をいう。例えば、OCBモードにおいて、マルチドメイン構造にすると、輝度や色調の視野角特性が改善されるので好ましい。具体的には、画素のそれぞれを液晶分子の初期配向状態が互いに異なる2以上(好ましくは4又は8)の領域で構成して平均化することで、視野角に依存した輝度や色調の偏りを低減することができる。また、それぞれの画素を、電圧印加状態において液晶分子の配向方向が連続的に変化する互いに異なる2以上の領域から構成しても同様の効果が得られる。
セルロースアシレートフイルム13a及び113aは、波長450nmにおけるReとRthの比Re/Rth(450nm)が、波長550nmにおけるRe/Rth(550nm)の0.4〜0.95倍であり、波長650nmにおけるRe/Rth(650nm)が、Re/Rth(550nm)の1.05〜1.9倍の関係を満たし、且つRthが70〜400nmである。セルロースアシレートフイルム13a及び113aは、光学異方性層5及び9の支持体として機能していてもよいし、偏光膜1と偏光膜101の保護膜としても機能していてもよいし、その双方の機能を有していてもよい。即ち、偏光膜1、セルロースアシレートフイルム13a及び光学異方性層5、又は偏光膜101、セルロースアシレートフイルム113a及び光学異方性層9は、一体化された積層体として液晶表示装置内部に組み込まれていてもよいし、それぞれ単独の部材として組み込まれていてもよい。また、セルロースアシレートフイルム13aと偏光膜1との間、又はセルロースアシレートフイルム113aと偏光膜101との間に、別途、偏光膜用の保護膜が配置された構成であってもよいが、該保護膜は配置されていないのが好ましい。セルロースアシレートフイルム13aの遅相軸14a、セルロースアシレートフイルム113aの遅相軸114aは、互いに実質的に平行もしくは直交しているのが好ましい。セルロースアシレートフイルム13a及び113aの遅相軸14a及び114aが互いに直交していると、それぞれのセルロースアシレートフイルムの複屈折を互いに打ち消すことにより、液晶表示装置に垂直入射した光の光学特性が劣化するのを低減することができる。また、遅相軸14a及び114aが互いに平行する態様では、液晶層に残留位相差がある場合には保護膜の複屈折でこの位相差を補償することができる。
偏光膜1及び101の透過軸2及び102、セルロースアシレートフイルム13a及び
113aの遅相軸方向14a及び114a、ならびに液晶分子7の配向方向については、各部材に用いられる材料、表示モード、部材の積層構造等に応じて最適な範囲に調整する。すなわち、偏光膜1の透過軸2及び偏光膜101の透過軸102が、互いに実質的に直交しているように配置する。但し、本発明の液晶表示装置は、この構成に限定されるものではない。
113aの遅相軸方向14a及び114a、ならびに液晶分子7の配向方向については、各部材に用いられる材料、表示モード、部材の積層構造等に応じて最適な範囲に調整する。すなわち、偏光膜1の透過軸2及び偏光膜101の透過軸102が、互いに実質的に直交しているように配置する。但し、本発明の液晶表示装置は、この構成に限定されるものではない。
光学異方性層5及び9は、セルロースアシレートフイルム13a及び113aと、液晶セルとの間に配置される。光学異方性層5及び9は、液晶性化合物、例えば、棒状化合物又は円盤状化合物を含有する組成物から形成された層である。光学異方性層において、液晶性化合物の分子は、所定の配向状態に固定されている。光学異方性層5及び9中の液晶性化合物の分子対称軸の、少なくともセルロースアシレートフイルム13a及び113a側の界面における配向平均方向5a及び9aと、セルロースアシレートフイルム13a及び113aの面内の遅相軸14a及び114aは、略45度で交差している。かかる関係で配置すると、光学異方性層5又は9が、法線方向からの入射光に対してレターデーションを生じさせて、光漏れを生じさせることがなく、且つ斜め方向からの入射光に対しては本発明の効果を充分に奏することができる。液晶セル側の界面においても、光学異方性層5及び9の分子対称軸の配向平均方向は、セルロースアシレートフイルム13a及び113aの面内の遅相軸14a及び114aは略45度であるのが好ましい。
また、光学異方性層5の液晶性化合物の分子対称軸の偏光膜側(セルロースアシレートフイルム界面側)の配向平均方向5aは、より近くに位置する偏光膜1の透過軸2と略45度に配置するのが好ましい。同様に、光学異方性層9の液晶性化合物の分子対称軸の偏光膜側(セルロースアシレートフイルム界面側)の配向平均方向9aが、より近くに位置する偏光膜101の透過軸102と略45度に配置するのが好ましい。かかる関係で配置すると、光学異方性層5又は9が発生するリターデーションと液晶層で発生するリターデーションとの和に応じて光スイッチングをすることができ、且つ斜め方向からの入射光に対しては本発明の効果を充分に奏することができる。
次に、図1の液晶表示装置の画像表示の原理について説明する。
液晶セル基板6及び8のそれぞれの透明電極(不図示)に黒に対応する駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶層中の液晶分子7はベンド配向をし、そのときの面内のレターデーションを光学異方性層5及び9の面内のレターデーションで相殺して、その結果、入射した光の偏光状態はほとんど変化しない。偏光膜1と101の透過軸2、102は直交しているので、下側(例えば背面電極)から入射した光は、偏光膜101によって偏光され、偏光状態を維持したまま液晶セル5〜8を通過し、偏光膜1によって遮断される。すなわち、図1の液晶表示装置では、駆動状態において理想的な黒表示を実現する。これに対し、透明電極(不図示)に白に対応する駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶層中の液晶分子7は黒に対応するベンド配向と異なったベンド配向になり、正面における面内レターデーションが黒のときと変化する。その結果、光学異方性層5及び9の面内のレターデーションで相殺しなくなり、液晶セル5〜8を通過することによって偏光状態が変化し、偏光膜1を通過する。すなわち、白表示が得られる。
液晶セル基板6及び8のそれぞれの透明電極(不図示)に黒に対応する駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶層中の液晶分子7はベンド配向をし、そのときの面内のレターデーションを光学異方性層5及び9の面内のレターデーションで相殺して、その結果、入射した光の偏光状態はほとんど変化しない。偏光膜1と101の透過軸2、102は直交しているので、下側(例えば背面電極)から入射した光は、偏光膜101によって偏光され、偏光状態を維持したまま液晶セル5〜8を通過し、偏光膜1によって遮断される。すなわち、図1の液晶表示装置では、駆動状態において理想的な黒表示を実現する。これに対し、透明電極(不図示)に白に対応する駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶層中の液晶分子7は黒に対応するベンド配向と異なったベンド配向になり、正面における面内レターデーションが黒のときと変化する。その結果、光学異方性層5及び9の面内のレターデーションで相殺しなくなり、液晶セル5〜8を通過することによって偏光状態が変化し、偏光膜1を通過する。すなわち、白表示が得られる。
従来、OCBモードにおいて、正面のコントラストが高くても斜め方向では低下するという課題があった。黒表示時に、正面では液晶セルと光学異方性層の補償により、高コントラストが得られるのに対し、斜めから観察した場合は液晶分子7に複屈折及び偏光軸の回転が生じる。さらに上下の偏光膜1及び101の透過軸2及び102の交差角が、正面では90°の直交であるが、斜めから見た場合は90°からずれる。従来、この2つの要因のために斜め方向では漏れ光が生じ、コントラストが低下するという問題があった。図1に示す構成の本発明の液晶表示装置では、R、G、BそれぞれにおけるRe/Rthが一致せず、特定の条件を満たした光学特性を有するセルロースアシレートフイルム13a
(又は113a)を用いることによって、黒表示時の斜め方向における光漏れを軽減させ、コントラストを改善している。
(又は113a)を用いることによって、黒表示時の斜め方向における光漏れを軽減させ、コントラストを改善している。
より詳細には、本発明は、前記光学特性を有するセルロースアシレートフイルムを用いることによって、斜め方向に入射したR、G、B各波長の光について、波長ごとに異なった遅相軸及びレターデーションで光学補償することを可能としている。さらに、液晶性化合物の配向を固定した光学異方性層(図1中、5及び9)を、液晶性化合物の分子の対称軸のセルロースアシレートフイルム側界面における配向平均方向と、セルロースアシレートフイルムの遅相軸とが45°で交差するように配置することで、OCB配向の独特な補償方式を全ての波長において行うことを可能としている。その結果、黒表示の視角コントラストを格段に向上されるとともに、さらに黒表示の視角方向における色づきも格段に軽減される。特に、左右方向に視角を振ったとき、例えば方位角0度方向と180度方向における極角60度において、色づきに差が生じ左右非対称性が発生していたが、これについても格段に向上される。
ここで、本明細書においては、R、G、Bの波長として、Rは波長650nm、Gは波長550nm、Bは波長450nmを用いた。R、G、Bの波長は必ずしもこの波長で代表されるものではないが、本発明の効果を奏する光学特性を規定するのに適当な波長であると考えられる。
ここで、本明細書においては、R、G、Bの波長として、Rは波長650nm、Gは波長550nm、Bは波長450nmを用いた。R、G、Bの波長は必ずしもこの波長で代表されるものではないが、本発明の効果を奏する光学特性を規定するのに適当な波長であると考えられる。
特に、本発明では、セルロースアシレートフイルムのReとRthの比であるRe/Rthに着目している。これは、Re/Rthの値は、2軸性複屈折媒体を斜め方向に進む光の伝播における2つの固有偏光の軸を決定するものだからである。2軸性複屈折媒体を斜め方向に進む光の伝播における2つの固有偏光の軸は、屈折率楕円体を光の進行方向の法線方向で切ったときに出来る断面の長軸と短軸の方向に対応する。図2に本発明に用いられるセルロースアシレートフイルムに、斜め方向に進む光が入射した場合における、2つある固有偏光の1つの軸の方向すなわちこの場合は遅相軸の角度と、Re/Rthの関係を計算した結果の一例を示す。
なお、図2において、光の伝播方向は、方位角=45度、極角=34度と仮定した。図2に示すように、遅相軸の角度は入射光の波長には依存せず、Re/Rthにより一義的に決まる。セルロースアシレートフイルムを通過することによって入射光の偏光状態がどのように変化するかは、該セルロースアシレートフイルムの遅相軸方位及び該セルロースアシレートフイルムのレターデーションによって主に決定されるが、従来の技術ではR、G,B各波長にかかわりなくRe/Rthの値はほぼ同一、すなわち遅相軸角度もほぼ同一になっていた。それに対し、本発明では、R、G、B各波長について、別々にRe/Rthの関係を規定することで、偏光状態の変化を主に決定するファクターである遅相軸及びレターデーションの双方をR、G、B各波長において最適化している。そして、セルロースアシレートフイルムを通った斜め方向の光が液晶性化合物の配向を固定した光学異方性層を通り、さらにベンド配向の液晶層を通ったときに、どの波長でもレターデーション及び上下偏光膜の見かけの透過軸が正面からずれるという2つの要因を同時に補償出来るように、セルロースアシレートフイルムのRe/Rthの値を波長に応じて調整している。具体的には、波長が大きいほどセルロースアシレートフイルムのRe/Rthを大きくすることによって、光学異方性層及び液晶セル層の波長分散によって発生するR、G、Bにおける偏光状態の差をなくすることが可能になった。その結果、完全な補償を可能とし、コントラストの低下を軽減している。R、G、Bで可視光全領域を代表させてフイルムのパラメータを決めれば、可視光全領域でほぼ完全な補償をすることができるということになる。
ここで、極角と方位角を定義する。極角はフイルム面の法線方向、即ち、図1中のz軸からの傾き角であり、例えば、フイルム面の法線方向は、極角=0度の方向である。方位
角は、x軸の正の方向を基準に反時計回りに回転した方位を表しており、例えばx軸の正の方向は方位角=0度の方向であり、y軸の正の方向は方位角=90度の方向である。黒表示の光りぬけが最も問題になる斜め方向は、偏光層の偏光軸は±45になっているため、極角が0度ではない場合で且つ、方位角=0度、90度、180度、270度の場合を主に指す。
角は、x軸の正の方向を基準に反時計回りに回転した方位を表しており、例えばx軸の正の方向は方位角=0度の方向であり、y軸の正の方向は方位角=90度の方向である。黒表示の光りぬけが最も問題になる斜め方向は、偏光層の偏光軸は±45になっているため、極角が0度ではない場合で且つ、方位角=0度、90度、180度、270度の場合を主に指す。
本発明の効果をより詳細に説明するために、液晶表示装置に入射した光の偏光状態を、図3中のポアンカレ球上に示した。なお、図3中、S2軸は、紙面上から下に垂直に貫く軸であり、図3は、ポアンカレ球を、S2軸の正の方向から見た図である。また、図3は、平面的に示されているので、偏光状態の変化前と変化後の点の変位は、図中直線の矢印で示されているが、実際は、液晶層やセルロースアシレートフイルムを通過することによる偏光状態の変化は、ポアンカレ球上では、それぞれの光学特性に応じて決定される特定の軸の回りに、特定の角度回転させることで表される。以下、図5及び6についても同様である。
図3(a)は、図1の液晶表示装置に、左60°から入射したG光の偏光状態の変化を、図3(b)は右60°から入射したG光の偏光状態の変化を示した図である。なお、セルロースアシレートフイルム13a及び113aの光学特性、ならびに光学異方性層5及び9の光学特性については、後述する図6のポアンカレ球と同一の条件であると仮定して計算した。左60°から入射したG光は、図3(a)にポアンカレ球上の点で示される様に、偏光状態が変化する。具体的には、偏光膜101を通過したG光の偏光状態I1は、セルロースアシレートフイルム113aを通過してI2、光学異方性層9を通過してI3、黒表示時の液晶セルの液晶層7を通過してI4、光学異方性層5を通過してI5、セルロースアシレートフイルム13aを通過してI6の偏光状態になり、偏光膜1によって遮蔽され、理想的な黒を表示する。一方、右60°から入射したG光も、偏光状態がI1’→I2’→I3’→I4’→I5’→I6’と変化する。偏光状態の変化の様子を検討すると、光学異方性層9及び5と液晶層7を通過することによる偏光状態の変化は、左60°及び右60°からの入射光で鏡面対称的な変化であるが、一方、セルロースアシレートフイルム113a及び13aを通過することによる偏光状態の変化は、左60°及び右60°からの入射光で一致している。左右の黒の光りぬけ及び左右の色ずれを軽減するためには、この補償条件を左右同時に且ついずれの波長でも満たす必要がある。即ち、G光のみならず、可視光域のR(赤)及びB(青)の入射光それぞれについても、I6とI6’の位置が一致し、且つその位置が偏光膜1によって遮断される偏光状態を示す位置になっている必要がある。上記遷移は、図上では直線で表されているが、ポアンカレ球面上において必ずしも直線的な遷移に限るものではない。
図4に示す様な従来のOCBモードの液晶表示装置の構成では、例えば、特開平11−316378号公報に開示された構成では、Re/Rthが上記の波長依存性を示すセルロースアシレートフイルム113a及び13aは配置されておらず、その代わりに、例えば、光学異方性層5及び9の透明支持体103a及び3aが配置されている。透明支持体103及び3は、光学異方性層5及び9を支持する目的で用いられ、一般的なポリマーフイルムからなる。従って、セルロースアシレートフイルム113a及び13aが示す様な、Re/Rthについての波長依存性がなく、R、G、Bいずれの波長においても同一のRe及びRthを示す。その結果、従来のOCBモードの液晶表示装置では、電圧印加時、即ち黒表示時に、正面において液晶セルと光学異方性層の正面レターデーションを相殺し、黒を得ることができても、斜め方向においては黒表示の光抜けは完全に抑えられないという問題があった。その結果、十分な視角コントラストが得られず、また全ての波長において補償をすることができないため、色づきの問題を抱えていた。
より詳細に説明するために、図4に示す従来の構成のOCBモードの液晶表示装置に入
射したR、G、B光の偏光状態を計算した結果を、図5のポアンカレ球上に示した。図5(a)が左60°から入射した光の偏光状態の変化をR、G及びBそれぞれについて示した図であり、図5(b)が右60°から入射した光の偏光状態の変化をR、G及びBそれぞれについて示した図である。図中、Rの入射光の偏光状態はIR、Gの入射光の偏光状態はIG、及びBの入射光の偏光状態はIBで示す。また、従来のOCBモードの液晶表示装置の構成として、図4中の透明支持体3及び103が、R、G、Bのいずれの波長においても、Re=45nm及びRth=160nmであると仮定し、且つ光学異方性層5及び9がRe=30nmであると仮定して計算した。まず、図5(a)では、偏光膜101を通過後の偏光状態、IR1、IG1及びIB1は等しい。B光の偏光状態の変化に注目すると、左60°から入射したB光は、透明支持体103を通過後の偏光状態IB2が、光学異方性層9を通過することによって遷移する方向と同じ方向にずれ、右60°から入射したB光は、透明支持体103を通過後の偏光状態IB2’が、光学異方性層9を通過することによって遷移する方向と反対方向にずれていることが理解できる。すなわち、左から入射した光と右から入射した光では、透明支持体103が偏光状態に与える影響の仕方が異なっている。その結果、左60°からのR、G及びBの入射光の最終の遷移状態IR6、IG6及びIB6の位置、右60°からのR、G及びBの入射光の最終の遷移状態IR6’、IG6’及びIB6’の位置が、一致していないのみならず、左60°と右60°では全く異なった位置になっている。そのため、左右の黒の光抜け及び左右の色ずれを生じ、従来はこれらを同時に改善することが困難であった。
射したR、G、B光の偏光状態を計算した結果を、図5のポアンカレ球上に示した。図5(a)が左60°から入射した光の偏光状態の変化をR、G及びBそれぞれについて示した図であり、図5(b)が右60°から入射した光の偏光状態の変化をR、G及びBそれぞれについて示した図である。図中、Rの入射光の偏光状態はIR、Gの入射光の偏光状態はIG、及びBの入射光の偏光状態はIBで示す。また、従来のOCBモードの液晶表示装置の構成として、図4中の透明支持体3及び103が、R、G、Bのいずれの波長においても、Re=45nm及びRth=160nmであると仮定し、且つ光学異方性層5及び9がRe=30nmであると仮定して計算した。まず、図5(a)では、偏光膜101を通過後の偏光状態、IR1、IG1及びIB1は等しい。B光の偏光状態の変化に注目すると、左60°から入射したB光は、透明支持体103を通過後の偏光状態IB2が、光学異方性層9を通過することによって遷移する方向と同じ方向にずれ、右60°から入射したB光は、透明支持体103を通過後の偏光状態IB2’が、光学異方性層9を通過することによって遷移する方向と反対方向にずれていることが理解できる。すなわち、左から入射した光と右から入射した光では、透明支持体103が偏光状態に与える影響の仕方が異なっている。その結果、左60°からのR、G及びBの入射光の最終の遷移状態IR6、IG6及びIB6の位置、右60°からのR、G及びBの入射光の最終の遷移状態IR6’、IG6’及びIB6’の位置が、一致していないのみならず、左60°と右60°では全く異なった位置になっている。そのため、左右の黒の光抜け及び左右の色ずれを生じ、従来はこれらを同時に改善することが困難であった。
本発明では、特定の光学特性を示すセルロースアシレートフイルムを配置することで、OCBモードの液晶表示装置の左右の黒の光抜け及び左右の色ずれを同時に改善している。より詳細に説明するために、図1に示した本発明の構成のOCBモードの液晶表示装置を通過するR、G、B光の偏光状態を計算した結果を、図6のポアンカレ球上に示した。図6(a)が左60°から入射した光の偏光状態の変化をR、G及びBそれぞれについて示した図であり、図6(b)が右60°から入射した光の偏光状態の変化をR、G及びBそれぞれについて示した図である。図中、Rの入射光の偏光状態はIR、Gの入射光の偏光状態はIG、及びBの入射光の偏光状態はIBで示す。また、セルロースアシレートフイルム113及び13は、波長450nmにおけるRe/Rth(450nm)が0.17、波長550nmにおけるRe/Rth(550nm)が0.28、波長650nmにおけるRe/Rth(650nm)が0.39であり、且つ波長550nmにおけるRthが160nmであると仮定して計算した。光学異方性層5及び9のReについては、図5に示したポアンカレ球と同一の値であると仮定した。
図6(a)及び(b)に示す様に、左右から入射したR光、G光及びB光は、セルロースアシレートフイルム113a及び13aを通過後、いずれもS1=0付近の位置であって、且つセルロースアシレートフイルム113aのRe/Rthの波長依存性を反映してずれた位置の偏光状態に変化する。このずれは、R光、G光及びB光が、光学異方性層9、5及び液晶層7の波長分散によって受ける偏光状態のずれをキャンセルすることを可能にする。その結果、左右のどちらの方向から入射した光も、波長によらず最終遷移点を同じ位置にすることができる。その結果、左右の黒の光抜け、左右の色ずれを同時に改善することが可能になる。
本発明は、入射光が法線方向とそれに対して傾いた斜め方向、例えば極角60度方向とで、レターデーションの波長分散が異なる光学特性を有するセルロースアシレートフイルムを用い、該セルロースアシレートフイルムのかかる光学特性を光学補償に積極的に用いることで、左右の黒の光ぬけ、左右の色ずれを同時に改善している。かかる原理を利用する限り、本発明の範囲は、液晶層の表示モードによって限定されず、VAモード、IPSモード、ECBモード、TNモード及びOCBモード等、いずれの表示モードの液晶層を有する液晶表示装置にも用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、図1に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶セルと偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。
また、本発明の液晶表示装置には、画像直視型、画像投影型や光変調型が含まれる。本発明は、TFTやMIMのような3端子又は2端子半導体素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置に適用した態様が特に有効である。勿論、時分割駆動と呼ばれるSTN型に代表されるパッシブマトリックス液晶表示装置に適用した態様も有効である。
次に、この光学補償を実現するセルロースアシレートフイルム、あるいは光学補償フイルムについて具体的に説明する。
セルロースアシレートフイルムは、その置換度(アシレート比率に比例)によりRe、もしくはRthの波長依存性が異なることが知られている。置換度が高くなったほうが、短波長側でRe(Rth)が低下し、長波長側でRe(Rth)が増加する傾向にある。
本発明では、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度を2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動させる。変動幅は、0.07以上が好ましく、0.08以上がより好ましく、0.09以上がさらに好ましく、0.10以上が最も好ましい。
セルロースアシレートフイルムは、その置換度(アシレート比率に比例)によりRe、もしくはRthの波長依存性が異なることが知られている。置換度が高くなったほうが、短波長側でRe(Rth)が低下し、長波長側でRe(Rth)が増加する傾向にある。
本発明では、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度を2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動させる。変動幅は、0.07以上が好ましく、0.08以上がより好ましく、0.09以上がさらに好ましく、0.10以上が最も好ましい。
また、セルロースアシレートフイルムは一般に溶液流延法により作製されることが好ましく、残留溶剤が2乃至100質量%の間に延伸されることが好ましい。これらの具体例については後述で詳細に記載する。本発明者は、この延伸後のフイルムを解析し、厚み方向でセルロースアシレート分子の延伸配向度が異なることを突き止めた。具体的には、フイルム内部に比べ、外側ほど延伸配向度が上がるのである。これは、残留溶剤がフイルム内部に止まることで、フイルム内部は延伸されても配向緩和が起こり、結果として外側の延伸配向度が上がると推察される。
すなわち、セルロースアシレートフイルムの外側に置換度(アシレート化率)の高い層を設け、内側に置換度(アシレート化率)の低い層を設けて、残留溶剤のある状態で延伸すると、延伸により発現するRe値はフイルムの外側の層である置換度(アシレート化率)の高い層の影響が大きくなり、Rth値は、乾燥が進むにつれフイルム全体の厚みが低下することによる面配向によりフイルム全体の影響を受ける。従って、Re値とRth値の波長依存性の異なるフイルムを作製することが出来るのである。外側の置換度は2.71乃至3.00(セルロースアセテートの場合のアセテート化比率で59.0乃至62.5%)、内側の置換度は2.56乃至2.87(セルロースアセテートの場合のアセテート化比率で57.0乃至61.0%)が好ましい。さらに好ましくは、外側は2.75乃至2.92(59.5乃至61.5%)、内側は2.64乃至2.83(58.0乃至60.5%)である。外側と内側の比率は厚みを1とした時に、外側の比率が0.01乃至0.5であることが好ましく、0.05乃至0.4であることが更に好ましい。Re、Rthの絶対値、および波長依存性は、後述の添加剤により適宜制御可能である。
本発明のセルロースアシレートフイルムの可視光領域での波長450nmにおけるReとRthの比Re/Rth(450nm)が、波長550nmにおけるRe/Rth(550nm)の0.4〜0.95倍であり、好ましくは0.4〜0.9倍であり、より好ましくは0.6〜0.8倍であり、且つ波長650nmにおけるRe/Rth(650nm)が、Re/Rth(550nm)の1.05〜1.93倍であり、好ましくは1.1〜1.9倍であり、より好ましくは1.2〜1.7倍である。なお、R、G、Bそれぞれに
おけるRe/Rthは、いずれも0.1〜0.8の範囲であるのが好ましい。
おけるRe/Rthは、いずれも0.1〜0.8の範囲であるのが好ましい。
また、該セルロースアシレートフイルム全体の厚み方向のレターデーション(Rth)は、黒表示時における厚さ方向の液晶層のレターデーションをキャンセルさせるための機能を持っているので、各液晶層の態様によって好ましい範囲も異なる。例えば、OCBモードの液晶セル(例えば、厚さd(ミクロン)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dが0.2〜1.5ミクロンである液晶層を有するOCBモードの液晶セル)の光学補償に用いられる場合は、70〜400nmであるのが好ましく、100nm〜400nmであるのがより好ましく、160〜300nmであるのがさらに好ましい。また、Reレターデーションは、一般的には20〜110nmであり、好ましくは20〜70nmであり、より好ましくは35〜70nmである。以降、本発明の詳細を記載する。
(セルロースアシレート)
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2001−1745参照)。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)参照)。セルロースアシレートの粘度平均重合度は200〜700が好ましく250〜500が更に好ましく250〜350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、1.5〜5.0であることが好ましく、2.0〜4.5であることがさらに好ましく、3.0〜4.0であることが最も好ましい。
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2001−1745参照)。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)参照)。セルロースアシレートの粘度平均重合度は200〜700が好ましく250〜500が更に好ましく250〜350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、1.5〜5.0であることが好ましく、2.0〜4.5であることがさらに好ましく、3.0〜4.0であることが最も好ましい。
該セルロースアシレートフイルムのアシル基は、特に制限はないが、アセチル基、プロピオニル基を用いることが好ましく、特にアセチル基が好ましい。全アシル基の置換度は2.7〜3.0が好ましく、2.8〜2.95がさらに好ましい。本明細書において、アシル基の置換度とは、ASTM D817に従って算出した値である。アシル基は、アセチル基であることが最も好ましく、アシル基がアセチル基であるセルロースアセテートを用いる場合には、酢化度が57.0〜62.5%が好ましく、58.0〜61.5%がさらに好ましい。酢化度がこの範囲にあると、流延時の搬送テンションによってReが所望の値より大きくなることもなく、面内ばらつきも少なく、温湿度によってレターデーション値の変化も少ない。また、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。
(共流延)
本発明の厚み方向でアシル化率の異なるセルロースアシレートフイルムは、共流延法により作製されることが好ましい。
以下、本発明に好ましく使用される共流延の方法を具体的に説明する。
共流延法では、得られたセルロースアシレート溶液を、金属支持体としての平滑なバンド上或いはドラム上に、2層以上の複数のセルロースアシレート液を流延することが好ましい。
本発明の厚み方向でアシル化率の異なるセルロースアシレートフイルムは、共流延法により作製されることが好ましい。
以下、本発明に好ましく使用される共流延の方法を具体的に説明する。
共流延法では、得られたセルロースアシレート溶液を、金属支持体としての平滑なバンド上或いはドラム上に、2層以上の複数のセルロースアシレート液を流延することが好ましい。
液製膜法を利用して多層流延膜や多層フイルムを製造する場合、フィードブロック型流延ダイを用いることが多く、このフィードブロック型流延ダイは、流延ダイの上流側に、二種以上のドープを合流させる合流手段を接合した流延装置である。フィードブロック型流延ダイの代表的な構造は、中央にコア層となるドープを通す流路を設け、その両側に表側の表面層と裏面側の表面層とを形成するドープを通し、かつ後者の二つの溶液流が前者の溶液流の両面に合流するような構造である。上記のフィードブロック型流延ダイを用いる多層フイルムの製造方法の例として、コア層となる樹脂層を相対的に高粘度のドープを用い、表裏の表面層を相対的に低粘度のドープを用いて多層流延膜を形成させた後に、乾
燥剥離を行なう方法が、特公昭62-43846号公報に記載されている。
燥剥離を行なう方法が、特公昭62-43846号公報に記載されている。
また、複数のセルロースアシレート溶液を流延する場合、金属支持体の進行方向に間隔を置いて設けた複数の流延口からセルロースアシレートを含む溶液をそれぞれ流延させて積層させながらフイルムを作製してもよく、例えば特開昭61−158414号、特開平1−122419号、特開平11−198285号の各公報などに記載の方法が適応できる。また、2つの流延口からセルロースアシレート溶液を流延することによってフイルム化することでもよく、例えば特公昭60−27562号、特開昭61−94724号、特開昭61−947245号、特開昭61−104813号、特開昭61−158413号、特開平6−134933号の各公報に記載の方法で実施できる。また、特開昭56−162617号公報に記載の高粘度セルロースアシレート溶液の流れを低粘度のセルロースアシレート溶液で包み込み、その高,低粘度のセルロースアシレート溶液を同時に押出すセルロースアシレートフイルム流延方法でもよい。更に又、特開昭61−94724号、特開昭61−94725号の各公報に記載の外側の溶液が内側の溶液よりも貧溶媒であるアルコール成分を多く含有させることも好ましい態様である。
或いはまた2個の流延口を用いて、第一の流延口により金属支持体に成型したフイルムを剥離し、金属支持体面に接していた側に第二の流延を行うことにより、フイルムを作製することでもよく、例えば特公昭44−20235号公報に記載されている方法である。流延するセルロースアシレート溶液は同一の溶液でもよいし、異なるセルロースアシレート溶液でもよく特に限定されない。複数のセルロースアシレート層に機能を持たせるために、その機能に応じたセルロースアシレート溶液を、それぞれの流延口から押出せばよい。
さらに本発明のセルロースアシレート溶液は、他の機能層(例えば、接着層、染料層、帯電防止層、アンチハレーション層、UV吸収層、偏光層など)を同時に流延することも実施しうる。
さらに本発明のセルロースアシレート溶液は、他の機能層(例えば、接着層、染料層、帯電防止層、アンチハレーション層、UV吸収層、偏光層など)を同時に流延することも実施しうる。
従来の単層液では、必要なフイルム厚さにするためには高濃度で高粘度のセルロースアシレート溶液を押出すことが必要であり、その場合セルロースアシレート溶液の安定性が悪くて固形物が発生し、ブツ故障となったり、平面性が不良であったりして問題となることが多かった。この解決として、複数のセルロースアシレート溶液を流延口から流延することにより、高粘度の溶液を同時に金属支持体上に押出すことができ、平面性も良化し優れた面状のフイルムが作製できるばかりでなく、濃厚なセルロースアシレート溶液を用いることで乾燥負荷の低減化が達成でき、フイルムの生産スピードを高めることができた。
共流延の場合、アシレート化比率に加え、後述の可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤等の添加物濃度が異なるセルロースアシレート溶液を共流延して、積層構造のセルロースアシレートフイルムを作製することもできる。例えば、スキン層/コア層/スキン層といった構成のセルロースアシレートフイルムを作ることが出来る。例えば、マット剤は、スキン層に多く、又はスキン層のみに入れることが出来る。可塑剤、紫外線吸収剤はスキン層よりもコア層に多くいれることができ、コア層のみにいれてもよい。又、コア層とスキン層で可塑剤、紫外線吸収剤の種類を変更することもでき、例えばスキン層に低揮発性の可塑剤及び/又は紫外線吸収剤を含ませ、コア層に可塑性に優れた可塑剤、或いは紫外線吸収性に優れた紫外線吸収剤を添加することもできる。また、剥離剤を金属支持体側のスキン層のみ含有させることも好ましい態様である。また、冷却ドラム法で金属支持体を冷却して溶液をゲル化させるために、スキン層に貧溶媒であるアルコールをコア層より多く添加することも好ましい。スキン層とコア層のTgが異なっていても良く、スキン層のTgよりコア層のTgが低いことが好ましい。又、流延時のセルロースアシレートを含む溶液の粘度もスキン層とコア層で異なっていても良く、スキン層の粘度がコア層の粘度よりも小さいことが好ましいが、コア層の粘度がスキン層の粘度より小さくてもよい。
さらに詳細に本発明に係る流延方法について記すと、調製されたドープを加圧ダイから金属支持体上に均一に押し出す方法、一旦金属支持体上に流延されたドープをブレードで膜厚を調節するドクターブレードによる方法、或いは逆回転するロールで調節するリバースロールコーターによる方法等があるが、加圧ダイによる方法が好ましい。加圧ダイにはコートハンガータイプやTダイタイプ等があるがいずれも好ましく用いることができる。また、ここで挙げた方法以外にも従来知られているセルローストリアセテート溶液を流延製膜する種々の方法(例えば特開昭61−94724号、特開昭61−148013号、特開平4−85011号、特開平4−286611号、特開平5−185443号、特開平5−185445号、特開平6−278149号、特開平8−207210号の各公報などに記載の方法)を好ましく用いることが出来、用いる溶媒の沸点等の違いを考慮して各条件を設定することによりそれぞれの公報に記載の内容と同様の効果が得られる。
その他、共流延に関する発明として、流延速度をアップさせるために、特開昭53−134869号には、セルロースアセテート溶液を第一の流延口から全膜厚に対して10−90%の膜厚分を流延し、第一流延口から剥離までの30〜60%の距離で第二の流延口から残りを流延する発明が記載されている。
また、特開昭61−018943号には、流延を安定にスピードアップするために、TACをメチクロとメタノール更にその他の貧溶媒からなるドープ(A)、貧溶媒の比率がAより高いドープ(B)において、ドープAを、未乾燥状態で5μm以上になるように支持体面にするように、共流延し製膜する発明が記載されている。さらに、複合スリットダイでAとBをスリット途中で合流させるのが望ましいとすることも開示されている。この発明はメチクロを非塩素系としても、同様の効果があり、本発明でも適応できる。
さらに、平面性が良好な磁気記録層を得ることを目的として、特開平4−124645号には、1つのマニホールドから合流部に向かうスリットの断面名状が、くし歯状であるストライプ共流延ダイを用いる発明が記載されている。
また、透明性、寸度安定性、耐湿熱性に優れ、製造直後のフイルム中に含まれる溶剤を低減するために、特開平8−207210号には、置換度<2.7のセルロースアセテートのコア部分、コア部分の少なくとも片面に、置換度>2.8のセルロースアセテートからなる0.5〜15μmの厚みの表層を設ける発明が記載されている。
さらに、特開平10−058514号には、平滑性が良好なフイルムの剥離残りを発生させないために、表層用ドープを基層用ドープに被覆(両端部を除く)した状態でダイから同時に押出し流延を行う発明が記載されている。
また、特開5−040321号には、磁気ドープと非磁気ドープを共流延した感材に関する発明が記載されている。
さらに厚み精度の高い多層樹脂フイルムを得るために、特開2000−317960号には、低粘液とその2−10倍の粘度の高粘液を各流路から送液し、フィードブロック型合流装置で合流し、界面にて接する液平行流とした後、合流時点から5−25秒間に流延ダイリップから吐出し多層流延膜を形成する発明が記載されている。
また、特開2002−221620号には、偏光板用フイルムにおいて、外層を低濃度とする共流延にすることにより、ピッチ3〜15mmであるスジ状凹凸ムラの傾きを0.04度未満とすることが記載されている。
さらに、特開2003−080541号には、カワバリの発生を抑制するために、ダイから複数のドープを流延する際に、表面または裏面層を形成するドープのせん断粘度Aと中間層を形成するドープのせん断粘度Bとの比A/Bを、A/B<0.9とする発明が記載されている。
さらに、添加剤ブリードアウトが少なく、かつ層間の剥離現象もなく、しかも滑り性が良好で透明性に優れた位相差フイルムの発明が特開2003−014933号に記載されている。
さらに、特開2003−014933号には、フイルムの滑り性を付与するために表面層に微粒子を添加することが好ましく、コア層には微粒子を添加する必要はないが添加されていてもよいことが開示されている。ただコア層への微粒子の添加量が多いとフイルムの透明性が劣化するので、添加量としては表面層の添加量の1/10以下とすることが好ましく、より好ましくはコア層には実質的に微粒子を含まないことがしめされている。(実質的に含まないとは微粒子添加量が固形分あたり0〜0.01質量%)なお、両表面層の少なくとも片側に配合されていれば滑り性の効果が得られることも開示されており、特に微粒子の1次平均粒子径としては、ヘイズを低く抑えるという観点から、20nm以下が好ましく、更に好ましくは、16〜5nmであり、特に好ましくは、12〜5nmであることが開示されている。なお、微粒子の、見掛比重としては、70g/リットル以上が好ましく、更に好ましくは、90〜200g/リットルであり、特に好ましくは、100〜200g/リットルであり、見掛比重が大きい程、高濃度の分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましいことが記載されている。ここで、1次粒子の平均径が20nm以下、見掛比重が70g/リットル以上の二酸化珪素微粒子は、例えば、気化させた四塩化珪素と水素を混合させたものを1000〜1200℃にて空気中で燃焼させることで得ることができる。また例えばアエロジル200V、アエロジルR972V(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されていることが開示されている。
(延伸)
本発明のセルロースアシレートフイルムは、延伸することにより機能を発現する。
以下に、本発明に好ましい延伸方法を具体的に説明する。
本発明のセルロースアシレートフイルムは、偏光板に適用する上で、幅方向に延伸することが好ましい。例えば、特開昭62−115035号、特開平4−152125号、特開平4−284211号、特開平4−298310号、特開平11−48271号の各公報などに記載されている。フイルムの延伸は、常温または加熱条件下で実施する。加熱温度は、フイルムのガラス転移温度以下であることが好ましい。フイルムの延伸は、一軸延伸でもよく2軸延伸でもよい。フイルムは、乾燥中の処理で延伸することができ、特に溶媒が残存する場合は有効である。例えば、フイルムの搬送ローラーの速度を調節して、フイルムの剥ぎ取り速度よりもフイルムの巻き取り速度の方を速くするとフイルムは延伸される。フイルムの巾をテンターで保持しながら搬送して、テンターの巾を徐々に広げることによってもフイルムを延伸できる。フイルムの乾燥後に、延伸機を用いて延伸すること(好ましくはロング延伸機を用いる一軸延伸)もできる。フイルムの延伸倍率(元の長さに対する延伸による増加分の比率)は、0.5〜300%であることが好ましく、さらには1〜200%の延伸が好ましく、特には1〜100%の延伸が好ましい。本発明のセルロースアシレートフイルムはソルベントキャスト法による製膜工程および製膜したフイルムを延伸する工程を逐次、もしくは連続して行うことで製造することが好ましく、延伸倍率は1.2倍以上1.8倍以下であることが好ましい。また、延伸は1段で行っても良く、多段で行っても良い。多段で行なう場合は各延伸倍率の積がこの範囲にはいるようにすれば良い。
本発明のセルロースアシレートフイルムは、延伸することにより機能を発現する。
以下に、本発明に好ましい延伸方法を具体的に説明する。
本発明のセルロースアシレートフイルムは、偏光板に適用する上で、幅方向に延伸することが好ましい。例えば、特開昭62−115035号、特開平4−152125号、特開平4−284211号、特開平4−298310号、特開平11−48271号の各公報などに記載されている。フイルムの延伸は、常温または加熱条件下で実施する。加熱温度は、フイルムのガラス転移温度以下であることが好ましい。フイルムの延伸は、一軸延伸でもよく2軸延伸でもよい。フイルムは、乾燥中の処理で延伸することができ、特に溶媒が残存する場合は有効である。例えば、フイルムの搬送ローラーの速度を調節して、フイルムの剥ぎ取り速度よりもフイルムの巻き取り速度の方を速くするとフイルムは延伸される。フイルムの巾をテンターで保持しながら搬送して、テンターの巾を徐々に広げることによってもフイルムを延伸できる。フイルムの乾燥後に、延伸機を用いて延伸すること(好ましくはロング延伸機を用いる一軸延伸)もできる。フイルムの延伸倍率(元の長さに対する延伸による増加分の比率)は、0.5〜300%であることが好ましく、さらには1〜200%の延伸が好ましく、特には1〜100%の延伸が好ましい。本発明のセルロースアシレートフイルムはソルベントキャスト法による製膜工程および製膜したフイルムを延伸する工程を逐次、もしくは連続して行うことで製造することが好ましく、延伸倍率は1.2倍以上1.8倍以下であることが好ましい。また、延伸は1段で行っても良く、多段で行っても良い。多段で行なう場合は各延伸倍率の積がこの範囲にはいるようにすれば良い。
延伸速度は5%/分〜1000%/分であることが好ましく、さらに10%/分〜50
0%/分であることが好ましい。延伸温度は30℃〜160℃でおこなうことが好ましく、更には70℃〜150℃が好ましい。特に85〜150℃が好ましい。延伸はヒートロールあるいは/および放射熱源(IRヒーター等)、温風により行うことが好ましい。また、温度の均一性を高めるために恒温槽を設けてもよい。ロール延伸で一軸延伸を行う場合、ロール間距離(L)と該位相差板のフイルム幅(W)の比であるL/Wが、2.0乃至5.0であることが好ましい。
0%/分であることが好ましい。延伸温度は30℃〜160℃でおこなうことが好ましく、更には70℃〜150℃が好ましい。特に85〜150℃が好ましい。延伸はヒートロールあるいは/および放射熱源(IRヒーター等)、温風により行うことが好ましい。また、温度の均一性を高めるために恒温槽を設けてもよい。ロール延伸で一軸延伸を行う場合、ロール間距離(L)と該位相差板のフイルム幅(W)の比であるL/Wが、2.0乃至5.0であることが好ましい。
延伸前に予熱工程を設けることが好ましい。延伸後に熱処理を行ってもよい。熱処理温度はセルロースアセテートフイルムのガラス転移温度より20℃低い値から10℃高い温度で行うことが好ましく、熱処理時間は1秒間乃至3分間であることが好ましい。また、加熱方法はゾーン加熱であっても、赤外線ヒータを用いた部分加熱であっても良い。工程の途中または最後にフイルムの両端をスリットしても良い。これらのスリット屑は回収し原料として再利用することが好ましい。さらにテンターに関しては、特開平11−077718号公報ではテンターで幅保持しながらウエブを乾燥させる際に、乾燥ガス吹き出し方法、吹き出し角度、風速分布、風速、風量、温度差、風量差、上下吹き出し風量比、高比熱乾燥ガスの使用等を適度にコントロールすることで、溶液流延法による速度を上げたり、ウエブ幅を広げたりする時の平面性等の品質低下防止を確保するものである。
また、特開平11−077822号には、ムラ発生を防ぐために、延伸した熱可塑性樹フイルムを延伸工程後、熱緩和工程においてフイルムの幅方向に温度勾配を設けて熱処理する発明が記載されている。
さらに、ムラ発生を防ぐために、特開4−204503号には、フイルムの溶媒含有率を固形分基準で2〜10%にして延伸する発明が記載されている。
また、クリップ噛み込み幅の規定によるカールを抑制するために、特開2002−248680号には、テンタークリップ噛み込み幅D≦(33/(log延伸率×log揮発分))で延伸することにより、カールを抑制し、延伸工程後のフイルム搬送を容易にする発明が記載されている。
さらに、高速軟膜搬送と延伸とを両立させるために、特開2002−337224号には、テンター搬送を、前半ピン、後半クリップに切り替える発明が記載されている。
また、特開2002−187960号には、視野角特性を簡便に改善でき、且つ視野角を改善することを目的として、セルロースエステルドープ液を流延用支持体に流延し、ついで、流延用支持体から剥離したウェブ(フイルム)を、ウェブ中の残留溶媒量が100質量%以下、とくに10〜100質量%の範囲にある間に少なくとも1方向に1.0〜4.0倍延伸することにより得られる光学的に二軸性を有する発明が記載されている。さらに好ましい態様として、ウェブ中の残留溶媒量が100質量%以下、特に10〜100質量%の範囲にある間に、少なくとも1方向に1.0〜4.0倍延伸することが記載されている。また、他の延伸する方法として、複数のロールに周速差をつけ、その間でロール周速差を利用して縦方向に延伸する方法、ウェブの両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔を進行方向に広げて縦方向に延伸する方法、同様に横方向に広げて横方向に延伸する方法、あるいは縦横同時に広げて縦横両方向に延伸する方法、これらを組み合わせて用いる方法なども挙げられている。さらに、いわゆるテンター法の場合には、リニアドライブ方式でクリップ部分を駆動すると滑らかな延伸を行うことができ、破断等の危険性が減少できるので好ましいことが示されている。
さらに、添加剤ブリードアウトが少なく、かつ層間の剥離現象もなく、しかも滑り性が良好で透明性に優れた位相差フイルムを作製するために、特開2003−014933号
に記載されているように、樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープAと、添加剤を含まないか、もしく添加剤の含有量がドープAより少ない樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープBを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、さらに延伸時の樹脂フイルム中の残留溶媒が3〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜1.3倍延伸する発明が記載されている。さらに、好ましい態様として、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸温度が140℃〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、樹脂と有機溶媒とを含むドープAと、樹脂と微粒子と有機溶媒とを含むドープBを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フイルム中の残留溶媒量が3質量%〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、更に延伸温度が140℃〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、樹脂と有機溶媒と添加剤を含むドープAと、添加剤を含まないか添加剤の含有量がドープAより少ない樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープBと、樹脂と微粒子と有機溶媒とを含むドープCを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層、ドープCがドープBとは反対側の表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フイルム中の残留溶媒量が3質量%〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、延伸温度が140℃〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、ドープA中の添加剤量が樹脂に対して1〜30質量%、ドープB中の添加剤量が樹脂に対して0〜5質量%であり、添加剤が可塑剤、あるいは紫外線吸収剤、あるいはレタデーション制御剤であること、ドープA中とドープB中の有機溶媒がメチレンクロライドまたは酢酸メチルを全有機溶媒に対して50質量%以上含有することを利用することが好ましい。
に記載されているように、樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープAと、添加剤を含まないか、もしく添加剤の含有量がドープAより少ない樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープBを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、さらに延伸時の樹脂フイルム中の残留溶媒が3〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜1.3倍延伸する発明が記載されている。さらに、好ましい態様として、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸温度が140℃〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、樹脂と有機溶媒とを含むドープAと、樹脂と微粒子と有機溶媒とを含むドープBを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フイルム中の残留溶媒量が3質量%〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、更に延伸温度が140℃〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、樹脂と有機溶媒と添加剤を含むドープAと、添加剤を含まないか添加剤の含有量がドープAより少ない樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープBと、樹脂と微粒子と有機溶媒とを含むドープCを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層、ドープCがドープBとは反対側の表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フイルム中の残留溶媒量が3質量%〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、延伸温度が140℃〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、ドープA中の添加剤量が樹脂に対して1〜30質量%、ドープB中の添加剤量が樹脂に対して0〜5質量%であり、添加剤が可塑剤、あるいは紫外線吸収剤、あるいはレタデーション制御剤であること、ドープA中とドープB中の有機溶媒がメチレンクロライドまたは酢酸メチルを全有機溶媒に対して50質量%以上含有することを利用することが好ましい。
さらに、特開2003−014933号には、延伸する方法として、ウェブの両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔を横方向に広げて横方向に延伸するテンターと呼ばれる横延伸機を好ましく用いることができることが記載されている。また縦方向に延伸または収縮させるには、同時2軸延伸機を用いて搬送方向(縦方向)にクリップやピンの搬送方向の間隔を広げたりまたは縮めることで行うことができることも開示されている。また、リニアドライブ方式でクリップ部分を駆動すると滑らかに延伸を行うことができ、破断等の危険性が減少できるので好ましく、また、縦方向に延伸する方法としては、複数のロールに周速差をつけ、その間でロール周速差を利用して縦方向に延伸する方法も用いることができることがしめされている。なお、これらの延伸方法は複合して用いることもでき、(縦延伸、横延伸、縦延伸)または(縦延伸、縦延伸)などのように、延伸工程を2段階以上に分けて行ってもよいことが記載されている。
さらに、テンター乾燥のウエブの発泡を防止し、離脱性を向上させ、発塵を防止するために、特開2003−004374号には、乾燥装置において、乾燥器の熱風がウエブ両縁部に当たらないように、乾燥器の幅がウエブの幅よりも短く形成されている発明が記載されている。
また、テンター乾燥のウエブの発泡を防止し、離脱性を向上させ、発塵を防止するために、特開2003−019757号には、テンターの保持部に乾燥風が当らないようウエブ両側端部内側に遮風板を設ける発明が記載されている。
さらに、搬送、乾燥を安定的に行うために、特開2003−053749号には、ピンテンターにより担持されるフイルムの両端部の乾燥後の厚さをXμm、フイルムの製品部の乾燥後の平均厚さをTμmとすると、XとTとの関係が式(1)T≦60のとき、40≦X≦200、式(2)60<T≦120のとき、40+(T−60)×0.2≦X≦3
00又は式(3)120<Tのとき、52+(T−120)×0.2≦X≦400の関係を満たす発明が記載されている。
00又は式(3)120<Tのとき、52+(T−120)×0.2≦X≦400の関係を満たす発明が記載されている。
また、多段式テンターにシワを発生させないために、特開平2−182654号には、テンター装置において、多段式テンターの乾燥器内に加熱室と冷却室とを設け、左右のクリップ−チェーンを別々に冷却する発明が記載されている。
さらに、ウエブの破断、シワ、搬送不良を防止するために、特開平9−077315号には、ピンテンターのピンにおいて、内側のピン密度を大きく、外側のピン密度を小さくする発明が記載されている。
また、テンター内においてウエブ自体の発泡やウエブが保持手段に付着するのを防止するために、特開平9−085846号には、テンター乾燥装置において、ウエブの両側縁部保持ピンを吹出型冷却器でウエブの発泡温度未満に冷却すると共に、ウエブを喰い込ます直前のピンをダクト型冷却器でのドープのゲル化温度+15°C以下に冷却する発明が記載されている。
さらに、ピンテンターハズレを防止し、異物を良化するために、特開2003−103542号には、ピンテンターにおいて、差込構造体を冷却し、差込構造体と接触しているウエブの表面温度がウエブのゲル化温度を超えないようにする溶液製膜方法に関する発明が記載されている。
また、溶液流延法により速度を上げたり、テンターにてウェブの幅を広げたりする時の平面性等の品質低下を防止するために、特開平11−077718号には、テンター内でウエブを乾燥する際には、風速を0.5〜20(40)m/s、横手方向温度分布を10%以下、ウェブ上下風量比を0.2−1とし、乾燥ガス比を30−250J/Kmolとする発明が記載されている。さらに、テンター内での乾燥において、残留溶媒の量に応じて好ましい乾燥条件を開示している。具体的には、ウェブを支持体から剥離した後、ウェブ中の残留溶媒量が4質量%になるまでの間に、吹き出し口からの吹き出す角度がフイルム平面に対して30゜〜150゜の範囲にし、かつ乾燥ガスの吹き出し延長方向に位置するフイルム表面上での風速分布を風速の上限値を基準にした時、上限値と下限値との差を上限値の20%以内にして、乾燥ガスを吹き出し、ウェブを乾燥させること、ウェブ中の残留溶媒量が130質量%以下70質量%以上の時には、吹き出し型乾燥機から吹き出される乾燥ガスのウェブ表面上での風速が0.5m/sec以上20m/sec以下とすることまた残留溶媒量が70質量%未満4質量%以上の時には、乾燥ガスの風速が0.5m/sec以上40m/sec以下で吹き出される乾燥ガス風により乾燥させ、ウェブの幅手方向の乾燥ガスの温度分布がガス温度の上限値を基準にした時、上限値と下限値との差を上限値の10%以内とすること、ウェブ中の残留溶媒量が4質量%以上200質量%以下の時には、搬送されるウェブの上下に位置する吹き出し型乾燥機の吹き出し口から吹き出す乾燥ガスの風量比qが0.2≦q≦1とすることが記載されている。さらに、好ましい態様として、乾燥ガスに少なくとも1種の気体を使用し、その平均比熱が31.0J/K・mol以上、250J/K・mol以下であること、乾燥中の乾燥ガスに含まれる常温で液体の有機化合物の濃度が、50%以下の飽和蒸気圧の乾燥ガスで乾燥すること、等が開示されている。
また汚染物質の発生によって平面性や塗布が悪化するのを防止するために、特開平11−077719号には、TACの製造装置において、テンターのクリップが加熱部分を内蔵している発明が記載されている。さらに好ましい態様として、テンターのクリップがウェブを解放してから、再びウェブを担持するまでの間に、クリップとウェブの接触部分に発生する異物を除去する装置を設けること、噴射する気体または液体及びブラシを用いて
異物を除去すること、クリップあるいはピンとウェブとの接触時の残留量は12質量%以上50質量%以下であること、クリップあるいはピンとのウェブとの接触部の表面温度は60°以上200°以下(より好ましくは80°以上120°以下)であること、等が開示されている。
異物を除去すること、クリップあるいはピンとウェブとの接触時の残留量は12質量%以上50質量%以下であること、クリップあるいはピンとのウェブとの接触部の表面温度は60°以上200°以下(より好ましくは80°以上120°以下)であること、等が開示されている。
平面性を良化し、テンター内での裂けによる品質低下を改良し、生産性を挙げるために、特開平11−090943号には、テンタークリップにおいて、テンターの任意の搬送長さLt(m)と、Ltと同じ長さのテンターのクリップがウェブを保持している部分の搬送方向の長さの総和Ltt(m)との比Lr=Ltt/Ltが、1.0≦Lr≦1.99とする発明が記載されている。さらに好ましい態様として、ウェブを保持する部分が、ウェブ幅方向から見て隙間なく配置することが開示されている。
また、テンターにウェブを導入する際、ウエブのたるみに起因する平面性悪化と導入不安定性を良化させるために、特開平11−090944号には、プラスティックフイルムの製造装置において、テンター入口前に、ウェブ幅手方向のたるみ抑制装置を有する発明が記載されている。なお、さらに好ましい態様として、たるみ抑制装置が幅手方向に広がる角度が2〜60゜の方向範囲で回転する回転ローラーであること、ウェブの上部に吸気装置を有すること、ウェブの下から送風出来る送風機を有すること、等も開示されている。
品質の劣化と生産性を阻害するたるみを起こさせないようにすることを目的として、特開平11−090945号には、TACの製法において、支持体より剥離したウェブを水平に対して角度を持たせてテンターに導入する発明が記載されている。
また、安定した物性のフイルムを作るために、特開平2000−289903号には、剥離され溶媒含有率50〜12wt%の時点で、ウェブの巾方向にテンションを与えつつ搬送する搬送装置において、ウェブの幅検知手段とウェブの保持手段と、2つ以上の可変可能な屈曲点を有しウェブの幅検知で検知の信号からウェブ幅を演算し、屈曲点の位置を変更する発明が記載されている。
さらに、クリッピング性を向上し、ウエブの破断を長期間防止し、品質の優れたフイルムを得るために、特開2003−033933号には、テンターの入口寄り部分の左右両側において、ウェブの左右両側縁部の上方及び下方のうちの少なくとも下方にウェブ側縁部カール発生防止用ガイド板を配置し、ガイド板のウェブ対向面が、ウェブの搬送方向に配されたウェブ接触用樹脂部とウェブ接触用金属部とによって構成することが記載されている。さらに好ましい態様として、ガイド板のウェブ対向面のウェブ接触用樹脂部がウェブ搬送方向の上流側に、ウェブ接触用金属部が同下流側に配置されること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部及びウェブ接触用金属部の間の段差(傾斜を含む)が、500μm以内であること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部及びウェブ接触用金属部のウェブに接する幅手方向の距離が、それぞれ2〜150mmであること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部及びウェブ接触用金属部のウェブに接するウェブ搬送方向の距離が、それぞれ5〜120mmであること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部が、金属製ガイド基板に表面樹脂加工もしくは樹脂塗装により設けられること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部が樹脂単体からなっていること、ウェブの左右両側縁部において上方及び下方に配置されたガイド板のウェブ対向面同士の間の距離が、3〜30mmであること、ウェブの左右両側縁部において上下両ガイド板のウェブ対向面同士の間の距離が、ウェブの幅手方向にかつ内方に向かって幅100mm当たり2mm以上の割合で拡大されていること、ウェブの左右両側縁部において上下両ガイド板がそれぞれ10〜300mmの長さを有するものであり、かつ上下両ガイド板がウェブの搬送方向に沿って前後にずれるように配置されていて、上下両ガイド板同士の間のずれの距離が、−200〜+200mmとなっていること、上部ガイド板のウ
ェブ対向面が、樹脂または金属のみによって構成されていること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部がテフロン(登録商標)製であり、ウェブ接触用金属部がステンレス鋼製であること、ガイド板のウェブ対向面またはこれに設けられたウェブ接触用樹脂部及び/又はウェブ接触用金属部の表面粗さが、3μm以下なっていること、等が開示されている。また、ウェブ側縁部カール発生防止用上下ガイド板の設置位置は、支持体の剥離側端部からテンター導入部までの間が好ましく、特にテンター入口寄り部分に設置するのがより好ましいことも記載されている。
ェブ対向面が、樹脂または金属のみによって構成されていること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部がテフロン(登録商標)製であり、ウェブ接触用金属部がステンレス鋼製であること、ガイド板のウェブ対向面またはこれに設けられたウェブ接触用樹脂部及び/又はウェブ接触用金属部の表面粗さが、3μm以下なっていること、等が開示されている。また、ウェブ側縁部カール発生防止用上下ガイド板の設置位置は、支持体の剥離側端部からテンター導入部までの間が好ましく、特にテンター入口寄り部分に設置するのがより好ましいことも記載されている。
さらに、テンター内で乾燥中発生するウエブの切断やムラを防止するために、特開平11−048271号には、剥離後、ウエブの溶媒含有率50〜12wt%の時点で、幅延伸装置で延伸、乾燥し、またウエブの溶媒含有率が10wt%以下の時点で加圧装置によってウェブの両面から0.2〜10KPaの圧力を付与する発明が記載されている。さらに好ましい態様として、溶媒含有率が4質量%以上の時点で張力付与を終了することや圧力をウェブ(フイルム)両面から加える方法としてニップロールを用いて圧力を加える場合は、ニップロールのペアは1から8組程度が好ましく、加圧する場合の温度は100〜200℃が好ましいことも開示されている。
また、厚さ20−85μmの高品質薄手タックを得るための発明である、特開2002−036266号には、好ましい態様として、テンターの前後における、ウェブにその搬送方向に沿って作用する張力の差を、8N/mm2以下とすること、剥離工程の後、ウェブを予熱する予熱工程と、この予熱工程の後、テンターを用いてウェブを延伸する延伸工程と、この延伸工程の後、ウェブをこの延伸工程での延伸量よりも少ない量だけ緩和させる緩和工程とを具備し、予熱工程および前記延伸工程における温度T1を、(フイルムのガラス転移温度Tg−60)℃以上とし、かつ、緩和工程における温度T2を、(T1−10)℃以下とすること、延伸工程でのウェブの延伸率を、この延伸工程に入る直前のウェブ幅に対する比率で0〜30%に、緩和工程でのウェブの延伸率を、−10〜10%すること、等が開示されている。
さらに、乾燥膜厚が10〜60μmの薄型化及び軽量化透湿性の小耐久性に優れることを目的とした、特開2002−225054号には、剥離後、ウェブの残留溶媒量が10質量%になるまでの間に、ウェブの両端をクリップで把持して、幅保持による乾燥収縮抑制を行い、及び/または幅手方向に延伸を行い、式S={(Nx+Ny)/2}−Nzで表される面配向度(S)が0.0008〜0.0020のフイルムを形成すること(式中、Nxはフイルムの面内の最も屈折率が大きい方向の屈折率、NyはNxに対して面内で直角な方向の屈折率、Nzはフイルムの膜厚方向の屈折率)、流延から剥離までの時間を30〜90秒とすること、剥離後のウェブを幅手方向及び/または長手方向に延伸すること、等が開示されている。
また、特開2002−341144号には、光学ムラ抑制のために、レターデーション上昇剤の質量濃度が、フイルム幅方向中央に近づくほど高い光学分布を持つ、延伸工程を有する溶液製膜方法が記載されている。
さらに、曇りの発生しないフイルムを得るための発明である特開2003−071863号には、巾手方向の延伸倍率は0〜100%であることが好ましく、偏光板保護フイルムとして用いる場合は、5〜20%が更に好ましく、8〜15%が最も好ましいことが記載されている。さらに、一方、位相差フイルムとして用いる場合は、10〜40%が更に好ましく、20〜30%が最も好ましく、延伸倍率によってRoをコントロールすることが可能で、延伸倍率が高い方が、でき上がったフイルムの平面性に優れるため好ましいことが開示されている。さらにテンターを行う場合のフイルムの残留溶媒量は、テンター開始時に20〜100質量%であるのが好ましく、かつ、フイルムの残留溶媒量が10質量
%以下になるまでテンターをかけながら乾燥を行うことが好ましく、更に好ましくは5質量%以下であることがしめされている。またテンターを行う場合の乾燥温度は、30〜150℃が好ましく、50〜120℃が更に好ましく、70〜100℃が最も好ましく、乾燥温度の低い方が紫外線吸収剤や可塑剤などの蒸散が少なく、工程汚染を低減できるが、一方、乾燥温度の高い方がフイルムの平面性に優れることも開示されている。
%以下になるまでテンターをかけながら乾燥を行うことが好ましく、更に好ましくは5質量%以下であることがしめされている。またテンターを行う場合の乾燥温度は、30〜150℃が好ましく、50〜120℃が更に好ましく、70〜100℃が最も好ましく、乾燥温度の低い方が紫外線吸収剤や可塑剤などの蒸散が少なく、工程汚染を低減できるが、一方、乾燥温度の高い方がフイルムの平面性に優れることも開示されている。
また、高温度、高湿度条件での保存時、縦、横の寸法変動を少なくする発明である、特開2002−248639号には、支持体上にセルロースエステル溶液を流延し、連続的に剥離して乾燥させるフイルムの製造方法において、乾燥収縮率が、式…0≦乾燥収縮率(%)≦0.1×剥離する時の残留溶媒量(%)を満たすように乾燥させる発明が記載されている。さらに、好ましい態様として、剥離後のセルロースエステルフイルムの残留溶媒量が40〜100質量%の範囲内にあるとき、テンター搬送でセルロースエステルフイルムの両端部を把持しながら少なくとも残留溶媒量を30質量%以上減少させること、剥離後のセルロースエステルフイルムのテンター搬送入り口における残留溶媒量が40〜100質量%であり、出口における残留溶媒量が4〜20質量%であること、テンター搬送でセルロースエステルフイルムを搬送する張力がテンター搬送の入り口から出口に向けて増加するようにすること、テンター搬送でセルロースエステルフイルムを搬送する張力とセルロースエステルフイルムを幅手方向の張力が略等しいこと、等が開示されている。
なお、膜厚が薄く、光学的等方性、平面性に優れたフイルムを得るために、特開2000−239403号には、剥離時の残留溶媒率Xとテンターに導入する時の残留溶媒率Yの関係を0.3X≦Y≦0.9Xの範囲として製膜を行うことが開示されている。
特開2002−286933号には、流延により製膜するフイルムを延伸する方法として、加熱条件下で延伸する方法と溶媒含有条件下で延伸する方法とが挙げられ、加熱条件下で延伸する場合には、樹脂のガラス転移点近傍以下の温度で延伸することが好ましく、一方、流延製膜されたフイルムを溶媒含浸条件下で延伸する場合には、一度乾燥したフイルムを再度溶媒に接触させて溶媒を含浸させて延伸することが可能であることが開示されている。
(レターデーション上昇剤)
所望のレターデーション値を発現するため、レターデーション上昇剤を用いることが好ましい。
本明細書において『レターデーション上昇剤』とは、ある添加剤を含むセルロースアシレートフイルムの波長550nmで測定したReレターデーション値が、その添加剤を含まない以外は全く同様に作製したセルロースアシレートフイルムの波長550nmで測定したReレターデーション値(未延伸状態)よりも、20nm以上高い値となる『添加剤』を意味する。レターデーション値の上昇は、30nm以上であることが好ましく、40nm以上であることがさらに好ましく、60nm以上であることが最も好ましい。
所望のレターデーション値を発現するため、レターデーション上昇剤を用いることが好ましい。
本明細書において『レターデーション上昇剤』とは、ある添加剤を含むセルロースアシレートフイルムの波長550nmで測定したReレターデーション値が、その添加剤を含まない以外は全く同様に作製したセルロースアシレートフイルムの波長550nmで測定したReレターデーション値(未延伸状態)よりも、20nm以上高い値となる『添加剤』を意味する。レターデーション値の上昇は、30nm以上であることが好ましく、40nm以上であることがさらに好ましく、60nm以上であることが最も好ましい。
レターデーション上昇剤は、少なくとも二つの芳香族環を有する化合物が好ましい。レターデーション上昇剤は、ポリマー100質量部に対して、0.01乃至20質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1乃至10質量部の範囲で使用することがより好ましく、0.2乃至5質量部の範囲で使用することがさらに好ましく、0.5乃至2質量部の範囲で使用することが最も好ましい。二種類以上のレターデーション上昇剤を併用してもよい。
レターデーション上昇剤は、250乃至400nmの波長領域に最大吸収を有することが好ましく、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。
レターデーション上昇剤は、250乃至400nmの波長領域に最大吸収を有することが好ましく、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。
本明細書において、「芳香族環」は、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を
含む。
芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。
芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含まれる。
芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が好ましく、特に1,3,5−トリアジン環が好ましく用いられる。具体的には、例えば特開2001−166144号公報に開示の化合物が好ましく用いられる。
含む。
芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。
芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含まれる。
芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が好ましく、特に1,3,5−トリアジン環が好ましく用いられる。具体的には、例えば特開2001−166144号公報に開示の化合物が好ましく用いられる。
レターデーション上昇剤が有する芳香族環の数は、2乃至20であることが好ましく、2乃至12であることがより好ましく、2乃至8であることがさらに好ましく、2乃至6であることが最も好ましい。
二つの芳香族環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれでもよい。
二つの芳香族環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれでもよい。
(a)の縮合環(二つ以上の芳香族環の縮合環)の例には、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、ナフタセン環、ピレン環、インドール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、インドリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、プリン環、インダゾール環、クロメン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリジン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェナントリジン環、キサンテン環、フェナジン環、フェノチアジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環およびチアントレン環が含まれる。ナフタレン環、アズレン環、インドール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環およびキノリン環が好ましい。
(b)の単結合は、二つの芳香族環の炭素原子間の結合であることが好ましい。二以上の単結合で二つの芳香族環を結合して、二つの芳香族環の間に脂肪族環または非芳香族性複素環を形成してもよい。
(c)の連結基も、二つの芳香族環の炭素原子と結合することが好ましい。連結基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−CO−、−O−、−NH−、−S−またはそれらの組み合わせであることが好ましい。組み合わせからなる連結基の例を以下に示す。なお、以下の連結基の例の左右の関係は、逆になってもよい。
c1:−CO−O−
c2:−CO−NH−
c3:−アルキレン−O−
c4:−NH−CO−NH−
c5:−NH−CO−O−
c6:−O−CO−O−
c7:−O−アルキレン−O−
c8:−CO−アルケニレン−
c9:−CO−アルケニレン−NH−
c10:−CO−アルケニレン−O−
c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−
c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−O−
c13:−O−CO−アルキレン−CO−O−
c14:−NH−CO−アルケニレン−
c15:−O−CO−アルケニレン−
c1:−CO−O−
c2:−CO−NH−
c3:−アルキレン−O−
c4:−NH−CO−NH−
c5:−NH−CO−O−
c6:−O−CO−O−
c7:−O−アルキレン−O−
c8:−CO−アルケニレン−
c9:−CO−アルケニレン−NH−
c10:−CO−アルケニレン−O−
c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−
c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO−アルキレン−O−
c13:−O−CO−アルキレン−CO−O−
c14:−NH−CO−アルケニレン−
c15:−O−CO−アルケニレン−
芳香族環および連結基は、置換基を有していてもよい。
置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、ニトロ、スルホ、カルバモイル、スルファモイル、ウレイド、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、脂肪族アミド基、脂肪族スルホンアミド基、脂肪族置換アミノ基、脂肪族置換カルバモイル基、脂肪族置換スルファモイル基、脂肪族置換ウレイド基および非芳香族性複素環基が含まれる。
置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、ニトロ、スルホ、カルバモイル、スルファモイル、ウレイド、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、脂肪族アミド基、脂肪族スルホンアミド基、脂肪族置換アミノ基、脂肪族置換カルバモイル基、脂肪族置換スルファモイル基、脂肪族置換ウレイド基および非芳香族性複素環基が含まれる。
アルキル基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。環状アルキル基よりも鎖状アルキル基の方が好ましく、直鎖状アルキル基が特に好ましい。アルキル基は、さらに置換基(例、ヒドロキシ、カルボキシ、アルコキシ基、アルキル置換アミノ基)を有していてもよい。アルキル基の(置換アルキル基を含む)例には、メチル、エチル、n−ブチル、n−ヘキシル、2−ヒドロキシエチル、4−カルボキシブチル、2−メトキシエチルおよび2−ジエチルアミノエチルが含まれる。
アルケニル基の炭素原子数は、2乃至8であることが好ましい。環状アルケニル基よりも鎖状アルケニル基の方が好ましく、直鎖状アルケニル基が特に好ましい。アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルケニル基の例には、ビニル、アリルおよび1−ヘキセニルが含まれる。
アルキニル基の炭素原子数は、2乃至8であることが好ましい。環状アルキケニル基よりも鎖状アルキニル基の方が好ましく、直鎖状アルキニル基が特に好ましい。アルキニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルキニル基の例には、エチニル、1−ブチニルおよび1−ヘキシニルが含まれる。
アルケニル基の炭素原子数は、2乃至8であることが好ましい。環状アルケニル基よりも鎖状アルケニル基の方が好ましく、直鎖状アルケニル基が特に好ましい。アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルケニル基の例には、ビニル、アリルおよび1−ヘキセニルが含まれる。
アルキニル基の炭素原子数は、2乃至8であることが好ましい。環状アルキケニル基よりも鎖状アルキニル基の方が好ましく、直鎖状アルキニル基が特に好ましい。アルキニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルキニル基の例には、エチニル、1−ブチニルおよび1−ヘキシニルが含まれる。
脂肪族アシル基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族アシル基の例には、アセチル、プロパノイルおよびブタノイルが含まれる。
脂肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族アシルオキシ基の例には、アセトキシが含まれる。
アルコキシ基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。アルコキシ基は、さらに置換基(例、アルコキシ基)を有していてもよい。アルコキシ基の(置換アルコキシ基を含む)例には、メトキシ、エトキシ、ブトキシおよびメトキシエトキシが含まれる。
アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニルおよびエトキシカルボニルが含まれる。
アルコキシカルボニルアミノ基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。アルコキシカルボニルアミノ基の例には、メトキシカルボニルアミノおよびエトキシカルボニルアミノが含まれる。
脂肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族アシルオキシ基の例には、アセトキシが含まれる。
アルコキシ基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。アルコキシ基は、さらに置換基(例、アルコキシ基)を有していてもよい。アルコキシ基の(置換アルコキシ基を含む)例には、メトキシ、エトキシ、ブトキシおよびメトキシエトキシが含まれる。
アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニルおよびエトキシカルボニルが含まれる。
アルコキシカルボニルアミノ基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。アルコキシカルボニルアミノ基の例には、メトキシカルボニルアミノおよびエトキシカルボニルアミノが含まれる。
アルキルチオ基の炭素原子数は、1乃至12であることが好ましい。アルキルチオ基の例には、メチルチオ、エチルチオおよびオクチルチオが含まれる。
アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。アルキルスルホニル基の例には、メタンスルホニルおよびエタンスルホニルが含まれる。
脂肪族アミド基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族アミド基の例には、アセトアミドが含まれる。
脂肪族スルホンアミド基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。脂肪族スルホンアミド基の例には、メタンスルホンアミド、ブタンスルホンアミドおよびn−オクタンスルホンアミドが含まれる。
脂肪族置換アミノ基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族置換アミノ基の例には、ジメチルアミノ、ジエチルアミノおよび2−カルボキシエチルアミノが含まれる。
脂肪族置換カルバモイル基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。脂肪族置換カルバモイル基の例には、メチルカルバモイルおよびジエチルカルバモイルが含まれる。
脂肪族置換スルファモイル基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。脂肪族置換スルファモイル基の例には、メチルスルファモイルおよびジエチルスルファモイルが含まれる。
脂肪族置換ウレイド基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。脂肪族置換ウレイド基の例には、メチルウレイドが含まれる。
非芳香族性複素環基の例には、ピペリジノおよびモルホリノが含まれる。
レターデーション上昇剤の分子量は、300乃至800であることが好ましい。
アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。アルキルスルホニル基の例には、メタンスルホニルおよびエタンスルホニルが含まれる。
脂肪族アミド基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族アミド基の例には、アセトアミドが含まれる。
脂肪族スルホンアミド基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。脂肪族スルホンアミド基の例には、メタンスルホンアミド、ブタンスルホンアミドおよびn−オクタンスルホンアミドが含まれる。
脂肪族置換アミノ基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましい。脂肪族置換アミノ基の例には、ジメチルアミノ、ジエチルアミノおよび2−カルボキシエチルアミノが含まれる。
脂肪族置換カルバモイル基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。脂肪族置換カルバモイル基の例には、メチルカルバモイルおよびジエチルカルバモイルが含まれる。
脂肪族置換スルファモイル基の炭素原子数は、1乃至8であることが好ましい。脂肪族置換スルファモイル基の例には、メチルスルファモイルおよびジエチルスルファモイルが含まれる。
脂肪族置換ウレイド基の炭素原子数は、2乃至10であることが好ましい。脂肪族置換ウレイド基の例には、メチルウレイドが含まれる。
非芳香族性複素環基の例には、ピペリジノおよびモルホリノが含まれる。
レターデーション上昇剤の分子量は、300乃至800であることが好ましい。
本発明では1,3,5−トリアジン環を用いた化合物の他に直線的な分子構造を有する棒状化合物も好ましく用いることができる。直線的な分子構造とは、熱力学的に最も安定な構造において棒状化合物の分子構造が直線的であることを意味する。熱力学的に最も安定な構造は、結晶構造解析または分子軌道計算によって求めることができる。例えば、分子軌道計算ソフト(例、WinMOPAC2000、富士通(株)製)を用いて分子軌道計算を行い、化合物の生成熱が最も小さくなるような分子の構造を求めることができる。分子構造が直線的であるとは、上記のように計算して求められる熱力学的に最も安定な構造において、分子構造で主鎖の構成する角度が140度以上であることを意味する。
少なくとも二つの芳香族環を有する棒状化合物としては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
一般式(1):Ar1−L1−Ar2
上記一般式(1)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。
一般式(1):Ar1−L1−Ar2
上記一般式(1)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。
本発明において、芳香族基は、アリール基(芳香族性炭化水素基)、置換アリール基、芳香族性ヘテロ環基および置換芳香族性ヘテロ環基を含む。
アリール基および置換アリール基の方が、芳香族性ヘテロ環基および置換芳香族性ヘテロ環基よりも好ましい。芳香族性へテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性へテロ環は一般に最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましく、窒素原子または硫黄原子がさらに好ましい。芳香族基の芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環およびピラジン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
アリール基および置換アリール基の方が、芳香族性ヘテロ環基および置換芳香族性ヘテロ環基よりも好ましい。芳香族性へテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性へテロ環は一般に最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましく、窒素原子または硫黄原子がさらに好ましい。芳香族基の芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環およびピラジン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
置換アリール基および置換芳香族性ヘテロ環基の置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基(例、メチルアミノ、エチルアミノ、ブチルアミノ、ジメチルアミノ)、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基(例、N−メチルカルバモイル、N−エチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル)、スルファモイル、アルキルスルファモイル
基(例、N−メチルスルファモイル、N−エチルスルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル)、ウレイド、アルキルウレイド基(例、N−メチルウレイド、N,N−ジメチルウレイド、N,N,N−トリメチルウレイド)、アルキル基(例、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、オクチル、イソプロピル、s−ブチル、t−アミル、シクロヘキシル、シクロペンチル)、アルケニル基(例、ビニル、アリル、ヘキセニル)、アルキニル基(例、エチニル、ブチニル)、アシル基(例、ホルミル、アセチル、ブチリル、ヘキサノイル、ラウリル)、アシルオキシ基(例、アセトキシ、ブチリルオキシ、ヘキサノイルオキシ、ラウリルオキシ)、アルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ)、アリールオキシ基(例、フェノキシ)、アルコキシカルボニル基(例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペンチルオキシカルボニル、ヘプチルオキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(例、フェノキシカルボニル)、アルコキシカルボニルアミノ基(例、ブトキシカルボニルアミノ、ヘキシルオキシカルボニルアミノ)、アルキルチオ基(例、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘプチルチオ、オクチルチオ)、アリールチオ基(例、フェニルチオ)、アルキルスルホニル基(例、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル、ヘプチルスルホニル、オクチルスルホニル)、アミド基(例、アセトアミド、ブチルアミド基、ヘキシルアミド、ラウリルアミド)および非芳香族性複素環基(例、モルホリル、ピラジニル)が含まれる。
基(例、N−メチルスルファモイル、N−エチルスルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル)、ウレイド、アルキルウレイド基(例、N−メチルウレイド、N,N−ジメチルウレイド、N,N,N−トリメチルウレイド)、アルキル基(例、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、オクチル、イソプロピル、s−ブチル、t−アミル、シクロヘキシル、シクロペンチル)、アルケニル基(例、ビニル、アリル、ヘキセニル)、アルキニル基(例、エチニル、ブチニル)、アシル基(例、ホルミル、アセチル、ブチリル、ヘキサノイル、ラウリル)、アシルオキシ基(例、アセトキシ、ブチリルオキシ、ヘキサノイルオキシ、ラウリルオキシ)、アルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ)、アリールオキシ基(例、フェノキシ)、アルコキシカルボニル基(例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペンチルオキシカルボニル、ヘプチルオキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(例、フェノキシカルボニル)、アルコキシカルボニルアミノ基(例、ブトキシカルボニルアミノ、ヘキシルオキシカルボニルアミノ)、アルキルチオ基(例、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘプチルチオ、オクチルチオ)、アリールチオ基(例、フェニルチオ)、アルキルスルホニル基(例、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル、ヘプチルスルホニル、オクチルスルホニル)、アミド基(例、アセトアミド、ブチルアミド基、ヘキシルアミド、ラウリルアミド)および非芳香族性複素環基(例、モルホリル、ピラジニル)が含まれる。
置換アリール基および置換芳香族性ヘテロ環基の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、アルキル置換アミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基およびアルキル基が好ましい。
アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基のアルキル部分とアルキル基とは、さらに置換基を有していてもよい。アルキル部分およびアルキル基の置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基、スルファモイル、アルキルスルファモイル基、ウレイド、アルキルウレイド基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アミド基および非芳香族性複素環基が含まれる。アルキル部分およびアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基およびアルコキシ基が好ましい。
アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基のアルキル部分とアルキル基とは、さらに置換基を有していてもよい。アルキル部分およびアルキル基の置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基、スルファモイル、アルキルスルファモイル基、ウレイド、アルキルウレイド基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アミド基および非芳香族性複素環基が含まれる。アルキル部分およびアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基およびアルコキシ基が好ましい。
一般式(1)において、L1は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−O−、−CO−およびそれらの組み合わせからなる基から選ばれる二価の連結基である。
アルキレン基は、環状構造を有していてもよい。環状アルキレン基としては、シクロヘキシレンが好ましく、1,4−シクロへキシレンが特に好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基の方が分岐を有するアルキレン基よりも好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1乃至20であることが好ましく、より好ましくは1乃至15であり、さらに好ましくは1乃至10であり、さらに好ましくは1乃至8であり、最も好ましくは1乃至6である。
アルキレン基は、環状構造を有していてもよい。環状アルキレン基としては、シクロヘキシレンが好ましく、1,4−シクロへキシレンが特に好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基の方が分岐を有するアルキレン基よりも好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1乃至20であることが好ましく、より好ましくは1乃至15であり、さらに好ましくは1乃至10であり、さらに好ましくは1乃至8であり、最も好ましくは1乃至6である。
アルケニレン基およびアルキニレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルケニレン基およびアルキニレン基の炭素原子数は、好ましくは2乃至10であり、より好ましくは2乃至8であり、さらに好ましくは2乃至6であり、さらに好ましくは2乃至4であり、最も好ましくは2(ビニレンまたはエチニレン)である。
アリーレン基は、炭素原子数は6乃至20であることが好ましく、より好ましくは6乃至16であり、さらに好ましくは6乃至12である。
アルケニレン基およびアルキニレン基の炭素原子数は、好ましくは2乃至10であり、より好ましくは2乃至8であり、さらに好ましくは2乃至6であり、さらに好ましくは2乃至4であり、最も好ましくは2(ビニレンまたはエチニレン)である。
アリーレン基は、炭素原子数は6乃至20であることが好ましく、より好ましくは6乃至16であり、さらに好ましくは6乃至12である。
一般式(1)の分子構造において、L1を挟んで、Ar1とAr2とが形成する角度は、140度以上であることが好ましい。
棒状化合物としては、下記式一般式(2)で表される化合物がさらに好ましい。
一般式(2):Ar1−L2−X−L3−Ar2
上記一般式(2)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義および例は、一般式(I)のAr1およびAr2と同様である。
棒状化合物としては、下記式一般式(2)で表される化合物がさらに好ましい。
一般式(2):Ar1−L2−X−L3−Ar2
上記一般式(2)において、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義および例は、一般式(I)のAr1およびAr2と同様である。
一般式(2)において、L2およびL3は、それぞれ独立に、アルキレン基、−O−、−CO−およびそれらの組み合わせからなる基より選ばれる二価の連結基である。
アルキレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましく、より好ましくは1乃至8であり、さらに好ましくは1乃至6であり、さらにまた好ましくは1乃至4であり、1または2(メチレンまたはエチレン)であることが最も好ましい。
L2およびL3は、−O−CO−または−CO−O−であることが特に好ましい。
アルキレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1乃至10であることが好ましく、より好ましくは1乃至8であり、さらに好ましくは1乃至6であり、さらにまた好ましくは1乃至4であり、1または2(メチレンまたはエチレン)であることが最も好ましい。
L2およびL3は、−O−CO−または−CO−O−であることが特に好ましい。
一般式(2)において、Xは、1,4−シクロへキシレン、ビニレンまたはエチニレンである。
以下に、一般式(1)で表される化合物の具体例を示す。
以下に、一般式(1)で表される化合物の具体例を示す。
具体例(1)〜(34)、(41)、(42)は、シクロヘキサン環の1位と4位とに二つの不斉炭素原子を有する。ただし、具体例(1)、(4)〜(34)、(41)、(42)は、対称なメソ型の分子構造を有するため光学異性体(光学活性)はなく、幾何異性体(トランス型とシス型)のみ存在する。具体例(1)のトランス型(1−trans)とシス型(1−cis)とを、以下に示す。
前述したように、棒状化合物は直線的な分子構造を有することが好ましい。そのため、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
具体例(2)および(3)は、幾何異性体に加えて光学異性体(合計4種の異性体)を有する。幾何異性体については、同様にトランス型の方がシス型よりも好ましい。光学異性体については、特に優劣はなく、D、Lあるいはラセミ体のいずれでもよい。
具体例(43)〜(45)では、中心のビニレン結合にトランス型とシス型とがある。上記と同様の理由で、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
具体例(2)および(3)は、幾何異性体に加えて光学異性体(合計4種の異性体)を有する。幾何異性体については、同様にトランス型の方がシス型よりも好ましい。光学異性体については、特に優劣はなく、D、Lあるいはラセミ体のいずれでもよい。
具体例(43)〜(45)では、中心のビニレン結合にトランス型とシス型とがある。上記と同様の理由で、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
その他、好ましい化合物を以下に示す。
溶液の紫外線吸収スペクトルにおいて最大吸収波長(λmax)が250nmより短波長
である棒状化合物を、二種類以上併用してもよい。
棒状化合物は、文献記載の方法を参照して合成できる。文献としては、Mol. Cryst. Liq. Cryst., 53巻、229ページ(1979年)、同89巻、93ページ(1982年)、同145
巻、111ページ(1987年)、同170巻、43ページ(1989年)、J. Am. Chem. Soc.,113巻、1349ページ(1991年)、同118巻、5346ページ(1996年)、同92巻、1582ページ(1970年)、J. Org. Chem.,40巻、420ページ(1975年)、Tetrahedron、48巻16号、3437ページ(1992年)を挙げることができる。
レターデーション発現剤の添加量は、ポリマーの量の0.1乃至30質量%であることが好ましく、0.5乃至20質量%であることがさらに好ましい。
である棒状化合物を、二種類以上併用してもよい。
棒状化合物は、文献記載の方法を参照して合成できる。文献としては、Mol. Cryst. Liq. Cryst., 53巻、229ページ(1979年)、同89巻、93ページ(1982年)、同145
巻、111ページ(1987年)、同170巻、43ページ(1989年)、J. Am. Chem. Soc.,113巻、1349ページ(1991年)、同118巻、5346ページ(1996年)、同92巻、1582ページ(1970年)、J. Org. Chem.,40巻、420ページ(1975年)、Tetrahedron、48巻16号、3437ページ(1992年)を挙げることができる。
レターデーション発現剤の添加量は、ポリマーの量の0.1乃至30質量%であることが好ましく、0.5乃至20質量%であることがさらに好ましい。
芳香族化合物は、セルロースアシレート100質量部に対して、0.01乃至20質量部の範囲で使用する。芳香族化合物は、セルロースアシレート100質量部に対して、0.05乃至15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1乃至10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。二種類以上の化合物を併用してもよい。
(光学補償フイルム)
本発明の光学補償フイルムは、液晶表示装置、特にOCBモード、VAモードの液晶表示装置の視野角コントラストの拡大、及び視野角に依存した色ずれの軽減に寄与する。本発明の光学補償フイルムは、観察者側の偏光板と液晶セルとの間に配置しても、背面側の偏光板と液晶セルとの間に配置してもよいし、双方に配置してもよい。例えば、独立の部材として液晶表示装置内部に組み込むこともできるし、また、偏光膜を保護する保護膜に、
光学特性を付与して透明フイルムとしても機能させて、偏光板の一部材として、液晶表示装置内部に組み込むこともできる。本発明の光学補償フイルムは、本発明のセルロースアシレートフイルム及び面内に光学異方性を持つ光学異方性層の少なくとも2層を有する。該セルロースアシレートフイルムと光学異方性層との間に、光学異方性層中の液晶性化合物の配向を制御する配向膜を有していてもよい。また、後述する光学特性を満たす限り、該セルロースアシレート及び光学異方性層はそれぞれ、2以上の層からなっていてもよい。まず、本発明の光学補償フイルムの各構成部材について詳細に説明する。
本発明の光学補償フイルムは、液晶表示装置、特にOCBモード、VAモードの液晶表示装置の視野角コントラストの拡大、及び視野角に依存した色ずれの軽減に寄与する。本発明の光学補償フイルムは、観察者側の偏光板と液晶セルとの間に配置しても、背面側の偏光板と液晶セルとの間に配置してもよいし、双方に配置してもよい。例えば、独立の部材として液晶表示装置内部に組み込むこともできるし、また、偏光膜を保護する保護膜に、
光学特性を付与して透明フイルムとしても機能させて、偏光板の一部材として、液晶表示装置内部に組み込むこともできる。本発明の光学補償フイルムは、本発明のセルロースアシレートフイルム及び面内に光学異方性を持つ光学異方性層の少なくとも2層を有する。該セルロースアシレートフイルムと光学異方性層との間に、光学異方性層中の液晶性化合物の配向を制御する配向膜を有していてもよい。また、後述する光学特性を満たす限り、該セルロースアシレート及び光学異方性層はそれぞれ、2以上の層からなっていてもよい。まず、本発明の光学補償フイルムの各構成部材について詳細に説明する。
[光学異方性層]
本発明の光学補償フイルムは、液晶性化合物から形成された光学異方性層を少なくとも一層有する。前記光学異方性層は、セルロースアシレートフイルムの表面に直接形成してもよいし、セルロースアシレートフイルム上に配向膜を形成し、該配向膜上に形成してもよい。また、別の基材に形成した液晶性化合物層を、粘着剤、接着剤等を用いて、セルロースアシレートフイルム上に転写することで、本発明の光学補償フイルムを作製することも可能である。
光学異方性層の形成に用いる液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物及び円盤状液晶性化合物(以下、円盤状液晶性化合物を「ディスコティック液晶性化合物」という場合もある)が挙げられる。棒状液晶性化合物及びディスコティック液晶性化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよい。また、最終的に光学異方性層に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はなく、例えば、光学異方性層の作製に低分子液晶性化合物を用いた場合、光学異方性層を形成される過程で、該化合物が架橋され液晶性を示さなくなった態様であってもよい。
本発明の光学補償フイルムは、液晶性化合物から形成された光学異方性層を少なくとも一層有する。前記光学異方性層は、セルロースアシレートフイルムの表面に直接形成してもよいし、セルロースアシレートフイルム上に配向膜を形成し、該配向膜上に形成してもよい。また、別の基材に形成した液晶性化合物層を、粘着剤、接着剤等を用いて、セルロースアシレートフイルム上に転写することで、本発明の光学補償フイルムを作製することも可能である。
光学異方性層の形成に用いる液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物及び円盤状液晶性化合物(以下、円盤状液晶性化合物を「ディスコティック液晶性化合物」という場合もある)が挙げられる。棒状液晶性化合物及びディスコティック液晶性化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよい。また、最終的に光学異方性層に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はなく、例えば、光学異方性層の作製に低分子液晶性化合物を用いた場合、光学異方性層を形成される過程で、該化合物が架橋され液晶性を示さなくなった態様であってもよい。
(棒状液晶性化合物)
本発明に使用可能な棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。なお、棒状液晶性化合物には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性化合物を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも用いることができる。言い換えると、棒状液晶性化合物は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
棒状液晶性化合物については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章及び第11章、及び液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章に記載がある。
本発明に使用可能な棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。なお、棒状液晶性化合物には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性化合物を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも用いることができる。言い換えると、棒状液晶性化合物は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
棒状液晶性化合物については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章及び第11章、及び液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章に記載がある。
本発明に用いる棒状液晶性化合物の複屈折率は、0.001〜0.7の範囲にあることが好ましい。
棒状液晶性化合物は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、不飽和重合性基又はエポキシ基が好ましく、不飽和重合性基がさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基が最も好ましい。
棒状液晶性化合物は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、不飽和重合性基又はエポキシ基が好ましく、不飽和重合性基がさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基が最も好ましい。
(ディスコティック液晶性化合物)
ディスコティック液晶性化合物には、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physics lett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J
.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
ディスコティック液晶性化合物には、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physics lett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J
.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
前記ディスコティック液晶性化合物には、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基又は置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造の、液晶性を示す化合物も含まれる。分子又は分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。
上記した様に、液晶性化合物から光学異方性層を形成した場合、最終的に光学異方性層に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はない。例えば、低分子のディスコティック液晶性化合物が熱又は光で反応する基を有しており、熱又は光によって該基が反応して、重合又は架橋し、高分子量化することによって光学異方性層が形成される場合などは、光学異方性層中に含まれる化合物は、もはや液晶性を失っていてもよい。ディスコティック液晶性化合物の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載されている。また、ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平8−27284号公報に記載がある。
ディスコティック液晶性化合物を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性化合物は、下記式(III)で表わされる化合物であることが好ま
しい。
しい。
式(III)
D(−L−Q)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Qは重合性基であり、nは4〜12の整数である。
D(−L−Q)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Qは重合性基であり、nは4〜12の整数である。
円盤状コア(D)の例を以下に示す。以下の各例において、LQ(又はQL)は、二価の連結基(L)と重合性基(Q)との組み合わせを意味する。
式(III)において、二価の連結基(L)は、アルキレン基、アルケニレン基、アリ−
レン基、−CO−、−NH−、−O−、−S−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基(L)は、アルキレン基、アリ−レン基、−CO−、−NH−、−O−及びS−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがさらに好ましい。二価の連結基(L)は、アルキレン基、アリ−レン基、−CO−及びO−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることが最も好ましい。前記アルキレン基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましい。前記アリ−レン基の炭素原子数は、6〜10であることが好ましい。
レン基、−CO−、−NH−、−O−、−S−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基(L)は、アルキレン基、アリ−レン基、−CO−、−NH−、−O−及びS−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがさらに好ましい。二価の連結基(L)は、アルキレン基、アリ−レン基、−CO−及びO−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることが最も好ましい。前記アルキレン基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましい。前記アリ−レン基の炭素原子数は、6〜10であることが好ましい。
二価の連結基(L)の例を以下に示す。左側が円盤状コア(D)に結合し、右側が重合性基(Q)に結合する。ALはアルキレン基又はアルケニレン基、ARはアリ−レン基を意味する。なお、アルキレン基、アルケニレン基及びアリ−レン基は、置換基(例、アルキル基)を有していてもよい。
L1:−AL−CO−O−AL−
L2:−AL−CO−O−AL−O−
L3:−AL−CO−O−AL−O−AL−
L4:−AL−CO−O−AL−O−CO−
L5:−CO−AR−O−AL−
L6:−CO−AR−O−AL−O−
L7:−CO−AR−O−AL−O−CO−
L8:−CO−NH−AL−
L9:−NH−AL−O−
L10:−NH−AL−O−CO−
L2:−AL−CO−O−AL−O−
L3:−AL−CO−O−AL−O−AL−
L4:−AL−CO−O−AL−O−CO−
L5:−CO−AR−O−AL−
L6:−CO−AR−O−AL−O−
L7:−CO−AR−O−AL−O−CO−
L8:−CO−NH−AL−
L9:−NH−AL−O−
L10:−NH−AL−O−CO−
L11:−O−AL−
L12:−O−AL−O−
L13:−O−AL−O−CO−
L14:−O−AL−O−CO−NH−AL−
L15:−O−AL−S−AL−
L16:−O−CO−AR−O−AL−CO−
L17:−O−CO−AR−O−AL−O−CO−
L18:−O−CO−AR−O−AL−O−AL−O−CO−
L19:−O−CO−AR−O−AL−O−AL−O−AL−O−CO−
L20:−S−AL−
L21:−S−AL−O−
L22:−S−AL−O−CO−
L23:−S−AL−S−AL−
L24:−S−AR−AL−
L12:−O−AL−O−
L13:−O−AL−O−CO−
L14:−O−AL−O−CO−NH−AL−
L15:−O−AL−S−AL−
L16:−O−CO−AR−O−AL−CO−
L17:−O−CO−AR−O−AL−O−CO−
L18:−O−CO−AR−O−AL−O−AL−O−CO−
L19:−O−CO−AR−O−AL−O−AL−O−AL−O−CO−
L20:−S−AL−
L21:−S−AL−O−
L22:−S−AL−O−CO−
L23:−S−AL−S−AL−
L24:−S−AR−AL−
式(III)の重合性基(Q)は、重合反応の種類に応じて決定する。重合性基(Q)は
、不飽和重合性基又はエポキシ基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが最も好ましい。
式(III)において、nは4〜12の整数である。具体的な数字は、円盤状コア(D)
の種類に応じて決定される。なお、複数のLとQの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
、不飽和重合性基又はエポキシ基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが最も好ましい。
式(III)において、nは4〜12の整数である。具体的な数字は、円盤状コア(D)
の種類に応じて決定される。なお、複数のLとQの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
本発明において、前記光学異方性層中、前記棒状化合物又は前記円盤状化合物の分子は、配向状態に固定されている。液晶性化合物の分子対称軸の、前記セルロースアシレートフイルム側の界面における配向平均方向は、該セルロースアシレートフイルムの面内の遅相軸との交差角が略45度である。なお、本明細書において、「略45°」とは、45°±5°の範囲の角度をいい、好ましくは42〜48°であり、より好ましくは43〜47°である。前記光学異方性層中の液晶性化合物の分子対称軸の平均方向は、支持体の長手方向(すなわち、支持体の進相軸方向)に対して43°〜47°であることが好ましい。
液晶性化合物の分子対称軸の配向平均方向は、一般に液晶性化合物もしくは配向膜の材料を選択することにより、又はラビング処理方法を選択することにより、調整することができる。本発明では、例えば、光学異方性層形成用配向膜をラビング処理によって作製する場合は、セルロースアシレートフイルムの遅相軸に対して45°の方向にラビング処理することで、液晶性化合物の分子対称軸の、少なくともセルロースアシレートフイルム界面における配向平均方向が、セルロースアシレートフイルムの遅相軸に対して45°である光学異方性層を形成することができる。例えば、本発明の光学補償フイルムは、遅相軸が長手方向と平行な長尺状のセルロースアシレートフイルムを用いると連続的に作製できる。具体的には、長尺状のセルロースアシレートフイルムの表面に連続的に配向膜形成用塗布液を塗布して膜を作製し、次に該膜の表面を連続的に長手方向に45°の方向にラビング処理して配向膜を作製し、次に作製した配向膜上に連続的に液晶性化合物を含有する光学異方性層形成用塗布液を塗布して、液晶性化合物の分子を配向させて、その状態に固定することで光学異方性層を作製して、長尺状の光学補償フイルムを連続的に作製することができる。長尺状に作製された光学補償フイルムは、液晶表示装置内に組み込まれる前に、所望の形状に裁断される。
また、液晶性化合物の表面側(空気側)の分子対称軸の配向平均方向について、空気界面側の液晶性化合物の分子対称軸の配向平均方向は、セルロースアシレートフイルムの遅相軸に対して略45°であるのが好ましく、42〜48°であるのがより好ましく、43
〜47°であるのがさらに好ましい。空気界面側の液晶性化合物の分子対称軸の配向平均方向は、一般に、液晶性化合物又は液晶性化合物と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。液晶性化合物と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマ−及びポリマーなどを挙げることができる。分子対称軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性化合物と添加剤との選択により調整できる。特に界面活性剤に関しては、上述の塗布液の表面張力制御と両立することが好ましい。
〜47°であるのがさらに好ましい。空気界面側の液晶性化合物の分子対称軸の配向平均方向は、一般に、液晶性化合物又は液晶性化合物と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。液晶性化合物と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマ−及びポリマーなどを挙げることができる。分子対称軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性化合物と添加剤との選択により調整できる。特に界面活性剤に関しては、上述の塗布液の表面張力制御と両立することが好ましい。
液晶性化合物と共に使用する可塑剤、界面活性剤及び重合性モノマ−は、ディスコティック液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物の傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。重合性モノマ−(例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基及びメタクリロイル基を有する化合物)が好ましい。上記化合物の添加量は、液晶性化合物に対して一般に1〜50質量%の範囲にあり、5〜30質量%の範囲にあることが好ましい。なお、重合性の反応性官能基数が4以上のモノマ−を混合して用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高めることが出来る。
液晶性化合物としてディスコティック液晶性化合物を用いる場合には、ディスコティック液晶性化合物とある程度の相溶性を有し、ディスコティック液晶性化合物に傾斜角の変化を与えられるポリマーを用いるのが好ましい。
ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロ−ス及びセルロースアセテートブチレ−トを挙げることができる。ディスコティック液晶性化合物の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、ディスコティック液晶性化合物に対して0.1〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましく、0.1〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
ディスコティック液晶性化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃が好ましく、70〜170℃がさらに好ましい。
ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロ−ス及びセルロースアセテートブチレ−トを挙げることができる。ディスコティック液晶性化合物の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、ディスコティック液晶性化合物に対して0.1〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましく、0.1〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
ディスコティック液晶性化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃が好ましく、70〜170℃がさらに好ましい。
本発明において、前記光学異方性層は、少なくとも面内光学異方性を有する。前記光学異方性層の、面内レターデーションReは3〜300nmであるのが好ましく、5〜200nmであるのがより好ましく、10〜100nmであるのがさらに好ましい。前記光学異方性層の厚さ方向のレターデーションRthについては、20〜400nmであるのが好ましく、50〜200nmであるのがより好ましい。また、前記光学異方性層の厚さは、0.1〜20ミクロンであることが好ましく、0.5〜15ミクロンであることがさらに好ましく、1〜10ミクロンであることが最も好ましい。
[配向膜]
本発明の光学補償フイルムは、本発明のセルロースアシレートフイルムと光学異方性層との間に配向膜を有していてもよい。また、光学異方性層を作製する際にのみ配向膜を使用し、配向膜上に光学異方性層を作製した後に、該光学異方性層のみを本発明のセルロースアシレートフイルム上に転写してもよい。
本発明において、前記配向膜は、架橋されたポリマーからなる層であるのが好ましい。配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーであっても、架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。上記配向膜は、官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入したものを、光、熱又はPH変化等により、ポリマー間で反応させて形成する;又は、反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてポリマー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、ポリマー間を架橋することにより形成する;ことができる。
本発明の光学補償フイルムは、本発明のセルロースアシレートフイルムと光学異方性層との間に配向膜を有していてもよい。また、光学異方性層を作製する際にのみ配向膜を使用し、配向膜上に光学異方性層を作製した後に、該光学異方性層のみを本発明のセルロースアシレートフイルム上に転写してもよい。
本発明において、前記配向膜は、架橋されたポリマーからなる層であるのが好ましい。配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーであっても、架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。上記配向膜は、官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入したものを、光、熱又はPH変化等により、ポリマー間で反応させて形成する;又は、反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてポリマー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、ポリマー間を架橋することにより形成する;ことができる。
架橋されたポリマーからなる配向膜は、通常、上記ポリマー又はポリマーと架橋剤との混合物を含む塗布液を、支持体上に塗布した後、加熱等を行なうことにより形成することができる。
後述のラビング工程において、配向膜の発塵を抑制するために、架橋度を上げておくことが好ましい。前記塗布液中に添加する架橋剤の量(Mb)に対して、架橋後に残存している架橋剤の量(Ma)の比率(Ma/Mb)を1から引いた値(1−(Ma/Mb))を架橋度と定義した場合、架橋度は50%〜100%が好ましく、65%〜100%が更に好ましく、75%〜100%が最も好ましい。
後述のラビング工程において、配向膜の発塵を抑制するために、架橋度を上げておくことが好ましい。前記塗布液中に添加する架橋剤の量(Mb)に対して、架橋後に残存している架橋剤の量(Ma)の比率(Ma/Mb)を1から引いた値(1−(Ma/Mb))を架橋度と定義した場合、架橋度は50%〜100%が好ましく、65%〜100%が更に好ましく、75%〜100%が最も好ましい。
本発明において、前記配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。勿論双方の機能を有するポリマーを使用することもできる。上記ポリマーの例としては、ポリメチルメタクリレ−ト、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコ−ル及び変性ポリビニルアルコ−ル、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロ−ス、ゼラチン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリ(N−メチロ−ルアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロ−ス、ゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーであり、さらにゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが好ましく、特にポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールを挙げることができる。
本発明のセルロースアシレートフイルムへポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールを直接塗設する場合、親水性の下塗り層を設けるか、もしくは、特願2000−369004に記載の鹸化処理を施す方法が好ましく使用される。
本発明のセルロースアシレートフイルムへポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールを直接塗設する場合、親水性の下塗り層を設けるか、もしくは、特願2000−369004に記載の鹸化処理を施す方法が好ましく使用される。
上記ポリマーの中で、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールが好ましい。
ポリビニルアルコールとしては、例えば鹸化度70〜100%のものがあり、一般には鹸化度80〜100%のものが好ましく、鹸化度82〜98%のものがより好ましい。重合度としては、100〜3000のも範囲が好ましい。
変性ポリビニルアルコールとしては、共重合変性したもの(変性基として、例えば、COONa、Si(OX)3、N(CH3)3・Cl、C9H19COO、SO3Na、C12H25等が導入される)、連鎖移動により変性したもの(変性基として、例えば、COONa、SH、SC12H25等が導入されている)、ブロック重合による変性をしたもの(変性基として、例えば、COOH、CONH2、COOR、C6H5等が導入される)等のポリビニルアルコールの変性物を挙げることができる。重合度としては、100〜3000の範囲が好ましい。これらの中で、鹸化度80〜100%の未変性もしくは変性ポリビニルアルコールが好ましく、より好ましくは鹸化度85〜95%の未変性ないしアルキルチオ変性ポリビニルアルコールである。
ポリビニルアルコールとしては、例えば鹸化度70〜100%のものがあり、一般には鹸化度80〜100%のものが好ましく、鹸化度82〜98%のものがより好ましい。重合度としては、100〜3000のも範囲が好ましい。
変性ポリビニルアルコールとしては、共重合変性したもの(変性基として、例えば、COONa、Si(OX)3、N(CH3)3・Cl、C9H19COO、SO3Na、C12H25等が導入される)、連鎖移動により変性したもの(変性基として、例えば、COONa、SH、SC12H25等が導入されている)、ブロック重合による変性をしたもの(変性基として、例えば、COOH、CONH2、COOR、C6H5等が導入される)等のポリビニルアルコールの変性物を挙げることができる。重合度としては、100〜3000の範囲が好ましい。これらの中で、鹸化度80〜100%の未変性もしくは変性ポリビニルアルコールが好ましく、より好ましくは鹸化度85〜95%の未変性ないしアルキルチオ変性ポリビニルアルコールである。
配向膜に用いる変性ポリビニルアルコールとして、下記一般式(6)で表わされる化合物とポリビニルアルコールとの反応物が好ましい。
一般式(6):
一般式(6):
式中、R1dは無置換のアルキル基、又はアクリロリル基、メタクリロイル基もしくはエポキシ基で置換されたアルキル基を表わし、Wはハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基を表わし、X1dは活性エステル、酸無水物又は酸ハロゲン化物を形成するために必要な原子群を表わし、lは0又は1を表わし、nは0〜4の整数を表わす。
また、配向膜に用いる変性ポリビニルアルコールとして、下記一般式(7)で表わされる化合物とポリビニルアルコールとの反応物も好ましい。
一般式(7):
一般式(7):
式中、X2dは活性エステル、酸無水物又は酸ハロゲン化物を形成するために必要な原子群を表わし、mは2〜24の整数を表わす。
前記一般式(6)及び一般式(7)により表される化合物と反応させるために用いられるポリビニルアルコ−ルとしては、上記変性されていないポリビニルアルコール及び上記共重合変性したもの、即ち連鎖移動により変性したもの、ブロック重合による変性をしたもの等のポリビニルアルコールの変性物を挙げることができる。上記特定の変性ポリビニルアルコールの好ましい例としては、特開平8−338913号公報に詳しく記載されている。
配向膜にポリビニルアルコール等の親水性ポリマーを使用する場合、硬膜度の観点から、含水率を制御することが好ましく、0.4%〜2.5%であることが好ましく、0.6%〜1.6%であることが更に好ましい。含水率は、市販のカールフィッシャー法の水分率測定器で測定することができる。
なお、配向膜は、10ミクロン以下の膜厚であるのが好ましい。
配向膜にポリビニルアルコール等の親水性ポリマーを使用する場合、硬膜度の観点から、含水率を制御することが好ましく、0.4%〜2.5%であることが好ましく、0.6%〜1.6%であることが更に好ましい。含水率は、市販のカールフィッシャー法の水分率測定器で測定することができる。
なお、配向膜は、10ミクロン以下の膜厚であるのが好ましい。
[偏光板]
本発明では、偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる偏光板を用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールフイルム等からなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる偏光板を用いることができる。該偏光板は液晶セルの外側に配置される。偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる一対の偏光板を、液晶セルを挟持して配置させるのが好ましい。なお、上記した様に、液晶セル側に配置される保護膜は、本発明の光学補償フイルム(セルロースアシレートフイルム)であってもよい。
本発明では、偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる偏光板を用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールフイルム等からなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる偏光板を用いることができる。該偏光板は液晶セルの外側に配置される。偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる一対の偏光板を、液晶セルを挟持して配置させるのが好ましい。なお、上記した様に、液晶セル側に配置される保護膜は、本発明の光学補償フイルム(セルロースアシレートフイルム)であってもよい。
《接着剤》
偏光膜と保護膜との接着剤は特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に0.01〜10ミクロンが好ましく、0.05〜5ミクロンが特に好ましい。
偏光膜と保護膜との接着剤は特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に0.01〜10ミクロンが好ましく、0.05〜5ミクロンが特に好ましい。
《偏光膜と透明保護膜の一貫製造工程》
本発明に使用可能な偏光板は、偏光膜用フイルムを延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程を有するが、乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に透明保護膜を貼り合わせた後、後加熱工程を有することが好ましい。前記透明保護膜が、透明フイルムとして機能する光学異方性層の支持体を兼ねている態様では、片面に透明保護膜、反対側に光学異方性層を有する透明支持体を貼り合わせた後、後加熱するのが好ましい。具体的な貼り付け方法として、フイルムの乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いて偏光膜に透明保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、もしくは乾燥後、両端保持部から偏光膜用フイルムを解除し、フイルム両端を耳きりした後、透明保護膜を貼り付けるなどの方法がある。耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。貼り合わせた後に、接着剤を乾燥させるため、及び偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、30℃以上が好ましく、さらに好ましくは40℃〜100℃、さらに好ましくは50℃〜90℃である。これらの工程は一貫のラインで製造されることが、性能上及び生産効率上更に好ましい。
本発明に使用可能な偏光板は、偏光膜用フイルムを延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程を有するが、乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に透明保護膜を貼り合わせた後、後加熱工程を有することが好ましい。前記透明保護膜が、透明フイルムとして機能する光学異方性層の支持体を兼ねている態様では、片面に透明保護膜、反対側に光学異方性層を有する透明支持体を貼り合わせた後、後加熱するのが好ましい。具体的な貼り付け方法として、フイルムの乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いて偏光膜に透明保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、もしくは乾燥後、両端保持部から偏光膜用フイルムを解除し、フイルム両端を耳きりした後、透明保護膜を貼り付けるなどの方法がある。耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。貼り合わせた後に、接着剤を乾燥させるため、及び偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、30℃以上が好ましく、さらに好ましくは40℃〜100℃、さらに好ましくは50℃〜90℃である。これらの工程は一貫のラインで製造されることが、性能上及び生産効率上更に好ましい。
《偏光板の性能》
本発明に関連する透明保護膜、偏光子、透明支持体からなる偏光板の光学的性質及び耐久性(短期、長期での保存性)は、市販のスーパーハイコントラスト品(例えば、株式会社サンリッツ社製HLC2−5618等)同等以上の性能を有することが好ましい。具体的には、可視光透過率が42.5%以上で、偏光度{(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2≧0.9995(但し、Tpは平行透過率、Tcは直交透過率)であり、60℃、湿度90%RH雰囲気下に500時間及び80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が絶対値に基づいて3%以下、更には1%以下、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
本発明に関連する透明保護膜、偏光子、透明支持体からなる偏光板の光学的性質及び耐久性(短期、長期での保存性)は、市販のスーパーハイコントラスト品(例えば、株式会社サンリッツ社製HLC2−5618等)同等以上の性能を有することが好ましい。具体的には、可視光透過率が42.5%以上で、偏光度{(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2≧0.9995(但し、Tpは平行透過率、Tcは直交透過率)であり、60℃、湿度90%RH雰囲気下に500時間及び80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が絶対値に基づいて3%以下、更には1%以下、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
[実施例1]
[予備実験1]
(レターデーション上昇剤のスペクトル測定)
レターデーション上昇剤(10−trans)、(41−trans)および(29−trans)の紫外−可視領域(UV−vis)スペクトルを測定した。
レターデーション上昇剤をテトラヒドロフラン(安定剤(BHT)なし)に溶解し、濃度が10−5mol/dm3になるように調整した。このように調製した溶液を測定機(日立製作所(株)製)で測定した。結果を第1表に示す。
[予備実験1]
(レターデーション上昇剤のスペクトル測定)
レターデーション上昇剤(10−trans)、(41−trans)および(29−trans)の紫外−可視領域(UV−vis)スペクトルを測定した。
レターデーション上昇剤をテトラヒドロフラン(安定剤(BHT)なし)に溶解し、濃度が10−5mol/dm3になるように調整した。このように調製した溶液を測定機(日立製作所(株)製)で測定した。結果を第1表に示す。
第1表
────────────────────────────────────────レターデーション上昇剤 吸収極大波長(λmax) 吸収極大での吸光係数(ε)
────────────────────────────────────────
10−trans 220nm 15000
41−trans 230nm 16000
29−trans 240nm 20000
────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────レターデーション上昇剤 吸収極大波長(λmax) 吸収極大での吸光係数(ε)
────────────────────────────────────────
10−trans 220nm 15000
41−trans 230nm 16000
29−trans 240nm 20000
────────────────────────────────────────
(セルロースアシレートフイルムの作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.75
酢化度60.9% 酢化度59.5%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(41−trans)1.32質量部 1.32質量部
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.75
酢化度60.9% 酢化度59.5%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(41−trans)1.32質量部 1.32質量部
────────────────────────────────────────
得られたドープを、幅2mで長さ65mの長さのバンドを有する流延機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、1分乾燥し、剥ぎ取った後、140℃の乾燥風で、テンターを用いて幅方向に28%延伸した。この後、135℃の乾燥風で20分間乾燥し、残留溶剤量が0.3質量%のセルロースアセテート支持体(PK−1)を製造した。
得られた支持体(PK−1)の幅は1340mmであり、厚さは88μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、45.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(R
th)を測定したところ、160.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、31nm、および59nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、171nm、および155nmであった。
得られた支持体(PK−1)の幅は1340mmであり、厚さは88μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、45.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(R
th)を測定したところ、160.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、31nm、および59nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、171nm、および155nmであった。
作製した支持体(PK−1)のバンド面側に、1.0Nの水酸化カリウム溶液(溶媒:水/イソプロピルアルコール/プロピレングリコール=69.2質量部/15質量部/15.8質量部)を10cc/m2塗布し、約40℃の状態で30秒間保持した後、アルカ
リ液を掻き取り、純水で水洗し、エアーナイフで水滴を削除した。その後、100℃で15秒間乾燥した。このPK−1の純水に対する接触角を求めたところ、42°であった。
リ液を掻き取り、純水で水洗し、エアーナイフで水滴を削除した。その後、100℃で15秒間乾燥した。このPK−1の純水に対する接触角を求めたところ、42°であった。
(配向膜の作製)
このPK−1上(アルカリ処理面)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、配向膜を作製した。
このPK−1上(アルカリ処理面)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、配向膜を作製した。
────────────────────────────────────────
配向膜塗布液組成
────────────────────────────────────────
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
クエン酸エステル(三協化学製 AS3) 0.35質量部
────────────────────────────────────────
配向膜塗布液組成
────────────────────────────────────────
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
クエン酸エステル(三協化学製 AS3) 0.35質量部
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(ラビング処理)
PK−1を速度20m/分で搬送し、長手方向に対して45°にラビング処理されるようにラビングロール(300mm直径)を設定し、650rpmで回転させて、PK−1の配向膜設置表面にラビング処理を施した。ラビングロールとPK−1の接触長さは、18mmとなうように設定した。
PK−1を速度20m/分で搬送し、長手方向に対して45°にラビング処理されるようにラビングロール(300mm直径)を設定し、650rpmで回転させて、PK−1の配向膜設置表面にラビング処理を施した。ラビングロールとPK−1の接触長さは、18mmとなうように設定した。
(光学異方性層の形成)
配向膜上に、下記のディスコティック液晶性化合物41.01Kg、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)4.06Kg、セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミ
カル社製)0.45Kg、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.35Kg、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.45Kg、を、102Kgのメチルエチルケトンに溶解した塗布液に、フルオロ脂肪族基含有共重合体(メガファックF780 大日本インキ(株)製)を0.1Kg加え、#3.0のワイヤーバーを391回転でフイルムの搬送方向と同じ方向に回転させて、20m/分で搬送されているPK−1の配向膜面に連続的に塗布した。
配向膜上に、下記のディスコティック液晶性化合物41.01Kg、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)4.06Kg、セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミ
カル社製)0.45Kg、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.35Kg、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.45Kg、を、102Kgのメチルエチルケトンに溶解した塗布液に、フルオロ脂肪族基含有共重合体(メガファックF780 大日本インキ(株)製)を0.1Kg加え、#3.0のワイヤーバーを391回転でフイルムの搬送方向と同じ方向に回転させて、20m/分で搬送されているPK−1の配向膜面に連続的に塗布した。
室温から100℃に連続的に加温する工程で、溶媒を乾燥させ、その後、130℃の乾燥ゾーンでディスコティック液晶化合物層の膜面風速が、2.5m/secとなるように、約90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃の乾燥ゾーンに搬送させて、フイルムの表面温度が約100℃の状態で、紫外線照射装置(紫外線ランプ:出力160W/cm、発光長1.6m)により、照度600mWの紫外線を4秒間照射し、架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物をその配向に固定した。その後、室温まで放冷し、円筒状に巻き取ってロール状の形態にした。このようにして、ロール状光学補償フイルム(KH−1)を作製した。
ディスコティク液晶化合物層の膜面温度は、127℃であり、この温度での該層の粘度は、695cpであった。粘度は該層と同じ組成比の液晶層(溶媒は除く)を加熱型のE型粘度系で測定した。
ディスコティク液晶化合物層の膜面温度は、127℃であり、この温度での該層の粘度は、695cpであった。粘度は該層と同じ組成比の液晶層(溶媒は除く)を加熱型のE型粘度系で測定した。
作製したロール状光学補償フイルム(KH−1)の一部を切り取り、サンプルとして用いて、光学特性を測定した。25℃、55%RHの環境下で、波長550nmで測定した光学異方性層のReレターデーション値は30.0nmであった。また、光学異方性層中のディスコティック液晶化合物の円盤面と支持体面との角度(傾斜角)は、層の深さ方向で連続的に変化し、平均で30゜であった。さらに、サンプルから光学異方性層のみを剥離し、光学異方性層の分子対称軸の平均方向を測定したところ、光学補償フイルム(KH−1)の長手方向に対して、45°となっていた。
更に、偏光板をクロスニコル配置とし、得られた光学補償シートのムラを観察したところ、正面、および法線から60°まで傾けた方向から見ても、ムラは検出されなかった。
更に、偏光板をクロスニコル配置とし、得られた光学補償シートのムラを観察したところ、正面、および法線から60°まで傾けた方向から見ても、ムラは検出されなかった。
[実施例2]
(セルロースアシレートフイルムPK−2の作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
(セルロースアシレートフイルムPK−2の作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.75
酢化度60.9% 酢化度59.5%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 5.3質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 2.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(41−trans)1.32質量部 −
レターデーション上昇剤(下記) − 4.45質量部
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.75
酢化度60.9% 酢化度59.5%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 5.3質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 2.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(41−trans)1.32質量部 −
レターデーション上昇剤(下記) − 4.45質量部
────────────────────────────────────────
得られたドープを、幅2mで長さ65mの長さのバンドを有する流延機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、1分乾燥し、剥ぎ取った後、140℃の乾燥風で、テンターを用いて幅方向に16%延伸した。この後、135℃の乾燥風で20分間乾燥し、残留溶剤量が0.3質量%のセルロースアセテート支持体(PK−2)を製造した。
得られた支持体(PK−2)の幅は1340mmであり、厚さは88μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、40.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、200.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、22nm、および58nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、225nm、および191nmであった。
実施例1(PK−1)と同様に、アルカリ処理後に配向膜を設置し、該配向膜表面にラビング処理を施した。
得られた支持体(PK−2)の幅は1340mmであり、厚さは88μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、40.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、200.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、22nm、および58nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、225nm、および191nmであった。
実施例1(PK−1)と同様に、アルカリ処理後に配向膜を設置し、該配向膜表面にラビング処理を施した。
(光学異方性層の形成)
配向膜上に、下記のディスコティック液晶性化合物41.01Kg、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)4.06Kg、セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミ
カル社製)0.45Kg、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.35Kg、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.45Kg、を、102Kgのメチルエチルケトンに溶解した塗布液に、フルオロ脂肪族基含有共重合体(メガファックF780 大日本インキ(株)製)を0.1Kgを加え、#3.4のワイヤーバーを391回転でフイルムの搬送方向と同じ方向に回転させて、20m/分で搬送されているPK−1の配向膜面に連続的に塗布した。
配向膜上に、下記のディスコティック液晶性化合物41.01Kg、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)4.06Kg、セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミ
カル社製)0.45Kg、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.35Kg、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.45Kg、を、102Kgのメチルエチルケトンに溶解した塗布液に、フルオロ脂肪族基含有共重合体(メガファックF780 大日本インキ(株)製)を0.1Kgを加え、#3.4のワイヤーバーを391回転でフイルムの搬送方向と同じ方向に回転させて、20m/分で搬送されているPK−1の配向膜面に連続的に塗布した。
室温から100℃に連続的に加温する工程で、溶媒を乾燥させ、その後、130℃の乾燥ゾーンでディスコティック液晶化合物層の膜面風速が、2.5m/secとなるように、約90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃の乾燥ゾーンに搬送させて、フイルムの表面温度が約80℃の状態で、紫外線照射装置(紫外線ランプ:出力160W/cm、発光長1.6m)により、照度600mWの紫外線を4秒間照射し、架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物をその配向に固定した。その後、室温まで放冷し、円筒状に巻き取ってロール状の形態にした。このようにして、ロール状光学補償フイルム(KH−2)を作製した。
ディスコティク液晶化合物層の膜面温度は、127℃であり、この温度での該層の粘度は、695cpであった。粘度は該層と同じ組成比の液晶層(溶媒は除く)を加熱型のE型粘度系で測定した。
ディスコティク液晶化合物層の膜面温度は、127℃であり、この温度での該層の粘度は、695cpであった。粘度は該層と同じ組成比の液晶層(溶媒は除く)を加熱型のE型粘度系で測定した。
作製したロール状光学補償フイルム(KH−2)の一部を切り取り、サンプルとして用いて、光学特性を測定した。25℃、55%RHの環境下で、波長550nmで測定した光学異方性層のReレターデーション値は36.0nmであった。また、光学異方性層中のディスコティック液晶化合物の円盤面と支持体面との角度(傾斜角)は、層の深さ方向で連続的に変化し、平均で32゜であった。さらに、サンプルから光学異方性層のみを剥離し、光学異方性層の分子対称軸の平均方向を測定したところ、光学補償フイルム(KH−2)の長手方向に対して、45°となっていた。
更に、偏光板をクロスニコル配置とし、得られた光学補償シートのムラを観察したところ、正面、および法線から60°まで傾けた方向から見ても、ムラは検出されなかった。
更に、偏光板をクロスニコル配置とし、得られた光学補償シートのムラを観察したところ、正面、および法線から60°まで傾けた方向から見ても、ムラは検出されなかった。
[実施例3]
(セルロースアシレートフイルムPK−3の作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
(セルロースアシレートフイルムPK−3の作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.64
酢化度60.9% 酢化度58.0%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 5.3質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 2.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(10−trans)1.32質量部 3.34質量部
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.64
酢化度60.9% 酢化度58.0%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 5.3質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 2.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(10−trans)1.32質量部 3.34質量部
────────────────────────────────────────
実施例1(PK−1)と同様にして、セルロースアシレートフイルム(PK−3)を作製した。
得られた支持体(PK−3)の幅は1340mmであり、厚さは80μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、45.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、160.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、42nm、および48nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、164nm、および158nmであった。
実施例1(PK−1)と同様に、アルカリ処理後に配向膜を設置し、該配向膜表面にラビング処理を施し、その上に光学異方性層を塗設し、光学補償フイルム(KH−3)を作製した。
得られた支持体(PK−3)の幅は1340mmであり、厚さは80μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、45.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、160.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、42nm、および48nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、164nm、および158nmであった。
実施例1(PK−1)と同様に、アルカリ処理後に配向膜を設置し、該配向膜表面にラビング処理を施し、その上に光学異方性層を塗設し、光学補償フイルム(KH−3)を作製した。
[実施例4]
(セルロースアシレートフイルムPK−3の作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
(セルロースアシレートフイルムPK−3の作製)
下記の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、セルロースアセテート溶液を調製した。
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.64
酢化度60.9% 酢化度58.0%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 5.3質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 2.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(10−trans)3.32質量部 1.35質量部
レターデーション上昇剤(下記) − 4.65質量部
────────────────────────────────────────
素材・溶剤組成 外層側 内層側
────────────────────────────────────────セルロースアセテート 置換度2.87 置換度2.64
酢化度60.9% 酢化度58.0%
100質量部 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部 5.3質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)3.9質量部 2.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部 300質量部
メタノール(第2溶媒) 45質量部 45質量部
染料(住化ファインケム(株)製、360FP) 0.0009質量部 0.0009質量部レターデーション上昇剤(10−trans)3.32質量部 1.35質量部
レターデーション上昇剤(下記) − 4.65質量部
────────────────────────────────────────
実施例1(PK−1)と同様にして、セルロースアシレートフイルム(PK−3)を作製した。
得られた支持体(PK−3)の幅は1340mmであり、厚さは80μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、25.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、300.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、22nm、および40nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、320nm、および280nmであった。
実施例2(PK−2)と同様に、アルカリ処理後に配向膜を設置し、該配向膜表面にラビング処理を施し、その上に光学異方性層を塗設し、光学補償フイルム(KH−4)を作製した。
得られた支持体(PK−3)の幅は1340mmであり、厚さは80μmであった。エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、25℃、55%RHの環境下で2時間調湿した後の波長550nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、25.0nmであった。また、波長550nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、300.0nmであった。
また、同様に波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、22nm、および40nmであった。また、波長450nm、および650nmにおけるレターデーション値(Rth)を測定したところ、それぞれ、320nm、および280nmであった。
実施例2(PK−2)と同様に、アルカリ処理後に配向膜を設置し、該配向膜表面にラビング処理を施し、その上に光学異方性層を塗設し、光学補償フイルム(KH−4)を作製した。
[実施例5]
<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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、実施例1で作製した光学補償フイルム(KH−01)を偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と位相差板(KH−01)の遅相軸とは平行になるように配置した。
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。
<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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、実施例1で作製した光学補償フイルム(KH−01)を偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と位相差板(KH−01)の遅相軸とは平行になるように配置した。
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。
<液晶表示装置での実装評価>
(ベンド配向液晶セルの作製)
ITO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、セルギャップを4.6μmに設定した。セルギャップにΔnが0.1396の液晶性化合物(ZLI1132、メルク社製)を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。
作製し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。正面における透過率が最も小さくなる電圧すなわち黒電圧を印加し、そのときの方位角0°、極角60°方向視野角における黒表示透過率(%)及び、方位角0度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔxを求めた。結果は表1に示す。また
、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。結果を第1表に示す。
(ベンド配向液晶セルの作製)
ITO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、セルギャップを4.6μmに設定した。セルギャップにΔnが0.1396の液晶性化合物(ZLI1132、メルク社製)を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。
作製し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。正面における透過率が最も小さくなる電圧すなわち黒電圧を印加し、そのときの方位角0°、極角60°方向視野角における黒表示透過率(%)及び、方位角0度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔxを求めた。結果は表1に示す。また
、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。結果を第1表に示す。
[実施例6]
<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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、実施例2で作製した光学補償フイルム(KH−02)を偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と位相差板(KH−02)の遅相軸とは平行になるように配置した。
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。
<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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、実施例2で作製した光学補償フイルム(KH−02)を偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と位相差板(KH−02)の遅相軸とは平行になるように配置した。
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。
<液晶表示装置での実装評価>
(ベンド配向液晶セルの作製)
ITO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、セルギャップを6.3μmに設定した。セルギャップにΔnが0.1396の液晶性化合物(ZLI1132、メルク社製)を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。
作製し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7Vのノーマリーホワイトモードとした。正面における透過率が最も小さくなる電圧すなわち黒電圧を印加し、そのときの方位角0°、極角60°方向視野角における黒表示透過率(%)及び、方位角0度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔxを求めた。結果は第2表に示す。また、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。結果を第2表に示す。
(ベンド配向液晶セルの作製)
ITO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、セルギャップを6.3μmに設定した。セルギャップにΔnが0.1396の液晶性化合物(ZLI1132、メルク社製)を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。
作製し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7Vのノーマリーホワイトモードとした。正面における透過率が最も小さくなる電圧すなわち黒電圧を印加し、そのときの方位角0°、極角60°方向視野角における黒表示透過率(%)及び、方位角0度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔxを求めた。結果は第2表に示す。また、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。結果を第2表に示す。
第2表
────────────────────────────────────────
Re/Rth
A:450nm B:550nm C:650nm A/B C/B 透過率 色ずれ
────────────────────────────────────────実施例5 0.18 0.28 0.38 0.64 1.36 0.04 0.05実施例6 0.10 0.20 0.30 0.50 1.50 0.016 0.05────────────────────────────────────────(註)
透過率:方位角0°、極角60°方向視野角における黒表示透過率(%)
色ずれ:方位角0度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔx
────────────────────────────────────────
Re/Rth
A:450nm B:550nm C:650nm A/B C/B 透過率 色ずれ
────────────────────────────────────────実施例5 0.18 0.28 0.38 0.64 1.36 0.04 0.05実施例6 0.10 0.20 0.30 0.50 1.50 0.016 0.05────────────────────────────────────────(註)
透過率:方位角0°、極角60°方向視野角における黒表示透過率(%)
色ずれ:方位角0度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔx
第2表に示した結果から、Re/Rth(450nm)がRe/Rth(550nm)の0.49〜0.91倍であり、且つRe/Rth(650nm)がRe/Rth(550nm)の1.08〜1.51倍である本発明の実施例の液晶表示装置実施例1〜実施例4は、比較例1と比較していずれも、極角60°における黒表示時の透過率が低く、且つ
正面との色ずれも小さいことがわかる。また、表1の結果から、Re/Rth(450nm)が、Re/Rth(550nm)の0.61倍で、且つRe/Rth(650nm)がRe/Rth(550nm)の1.38倍の時、透過率、色ずれ共に、最小になることが理解できる。
正面との色ずれも小さいことがわかる。また、表1の結果から、Re/Rth(450nm)が、Re/Rth(550nm)の0.61倍で、且つRe/Rth(650nm)がRe/Rth(550nm)の1.38倍の時、透過率、色ずれ共に、最小になることが理解できる。
第3表
────────────────────────────────────────
液晶 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)
表示装置 上 下 左右
────────────────────────────────────────実施例5 80゜ 80゜ 80゜
実施例6 80゜ 80゜ 80゜
────────────────────────────────────────(註)黒側の階調反転:L1とL2との間の反転
────────────────────────────────────────
液晶 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)
表示装置 上 下 左右
────────────────────────────────────────実施例5 80゜ 80゜ 80゜
実施例6 80゜ 80゜ 80゜
────────────────────────────────────────(註)黒側の階調反転:L1とL2との間の反転
1、101 偏光膜
2、102 透過軸
13a、103a、113a セルロースアシレートフイルム
14a、104a、114a 遅相軸
5、9 光学異方性層
5a、9a 平均配向方向
6、8 基板
7 液晶層
RD ラビング方向
2、102 透過軸
13a、103a、113a セルロースアシレートフイルム
14a、104a、114a 遅相軸
5、9 光学異方性層
5a、9a 平均配向方向
6、8 基板
7 液晶層
RD ラビング方向
Claims (9)
- 少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムであって、フイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動していることを特徴とするセルロースアシレートフイルム。
- さらにレターデーション上昇剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のセルロースアシレートフイルム。
- 下記式(I)、(II)および(III)を満足する光学異方性を有することを特徴とする請求項1または2に記載のセルロースアシレートフイルム:
(I)0.40<{Re/Rth(450)}/{Re/Rth(550)}<0.95(II)1.05<{Re/Rth(650)}/{Re/Rth(550)}<1.93(III)70nm<Rth(550)<400nm
[式中、Re/Rth(450)は、波長450nmで測定した面内のレターデーション値/波長450nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;Re/Rth(550)は、波長550nmで測定した面内のレターデーション値/波長550nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;Re/Rth(650)は、波長650nmで測定した面内のレターデーション値/波長650nmで測定した厚み方向のレターデーション値の比であり;そして、Rth(550)は、波長550nmで測定した厚み方向のレターデーション値である]。 - 二層以上の共流延により形成され、一つの層に含まれるセルロースアシレートの置換度と別の層に含まれるセルロースアシレートの置換度との差が0.05以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフイルム。
- 少なくとも一方向に延伸処理された透明なセルロースアシレートフイルムおよび液晶性化合物から形成され面内に光学異方性を有する光学異方性層からなる光学補償フイルムであって、セルロースアシレートフイルムの厚み方向においてセルロースアシレートの置換度が2.00〜3.00の範囲内で0.05以上変動しており、光学異方性層において液晶性化合物の分子が配向状態で固定され、かつ液晶性化合物の分子対称軸のセルロースアシレートフイルム側の界面における配向平均方向をセルロースアシレートフイルム面内に正射影した方向と、セルロースアシレートフイルムの面内の遅相軸との交差角が略45度であることを特徴とする光学補償フイルム。
- 液晶性化合物が、円盤状液晶性化合物である請求項5に記載の光学補償フイルム。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフイルムまたは請求項5または6に記載の光学補償フイルムと偏光子とからなる偏光板。
- 液晶セルおよび請求項7に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
- 液晶セルが、VA方式またはOCB方式である請求項8に記載の液晶表示装置。
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2011
- 2011-01-18 JP JP2011008042A patent/JP2011095771A/ja not_active Abandoned
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