JP2014070115A - セルロースアシレートフィルム、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】全アシル置換度2.0〜2.35のセルロースアシレートを含み、膜厚が20〜39μmであり、以下の2成分を含有する、セルロースアシレートフィルム;
(成分1)ピラノース構造およびフラノース構造の少なくとも1種を1〜12個有し、該ピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の一部がエステル化されており、該エステル化が芳香族有機酸によってなされている糖エステル化合物(但し、糖エステル化合物のOH基全体のうちエステル化されている比率をA、セルロースアシレートのOH基全体のうちアシル化されている比率をBとしたとき、A/Bが0.55〜0.95を満たす);(成分2)芳香族系エステルオリゴマー。
【選択図】なし
Description
ところで近年、液晶表示装置では薄膜化の要求が増々高くなっている。従って、液晶表示装置の構成部品である偏光板を薄くすることができれば有益である。
本願発明は、かかる問題点を解決することを目的としたものであって、厚さが薄いセルロースアシレートフィルムであって、液晶表示装置に組み込んだ時に表示ムラが生じにくいセルロースアシレートフィルムを提供することを目的とする。
<1>全アシル置換度2.0〜2.35のセルロースアシレートを含み、膜厚が20〜39μmであり、以下の2成分を含有する、セルロースアシレートフィルム;
(成分1)ピラノース構造およびフラノース構造の少なくとも1種を1〜12個有し、該ピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の一部がエステル化されており、該エステル化が芳香族有機酸によってなされている糖エステル化合物(但し、糖エステル化合物のOH基全体のうちエステル化されている比率をA、セルロースアシレートのOH基全体のうちアシル化されている比率をBとしたとき、A/Bが0.55〜0.95を満たす);
(成分2)芳香族系エステルオリゴマー。
<2>前記糖エステル化合物のピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の置換度が4〜5である、スクロースベンゾエートである、<1>に記載のセルロースアシレートフィルム。
<3>前記セルロースアシレートが、セルロースアセテートである、<1>または<2>に記載のセルロースアシレートフィルム。
<4>以下の水接触試験前後の波長550nmにおけるRthの変化の絶対値が5nm以下である、<1>〜<3>のいずれかのセルロースアシレートフィルム;
但し、水接触試験は、フィルムを、40℃に加熱した水中に12時間浸漬させた後に取り出し、フィルム表面の水滴をふき取り自然乾燥させ、その後25℃60%環境下で24時間放置する試験である。
<5>芳香族エステルオリゴマーがテレフタル酸とプロピレングリコールを含む分子量300〜5000の化合物である、<1>〜<4>のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
<6>前記セルロースアシレートフィルムが下記式(2)を満たす、<1>〜<5>にいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
式(2) 100nm≦Rth(550)≦300nm
(式(2)中、Rth(550)は波長550nmにおける膜厚方向のレターデーションを表す。)
<7><1>〜<6>のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを含む、偏光板。
<8><1>〜<6>のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムと、膜厚が10〜40μmの偏光板保護フィルムと、前記セルロースアシレートフィルムと偏光板保護フィルムの間に位置する、膜厚が3〜20μmの偏光子とを有する総厚みが40〜100μmの偏光板。
<9><7>または<8>に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
<10><7>または<8>に記載の偏光板と、厚さ50〜500μのガラスを有する、液晶表示装置。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、全アシル置換度2.0〜2.35のセルロースアシレートを含み、膜厚が20〜39μmであり、以下の2成分を含有する、セルロースアシレートフィルムである。
(成分1)ピラノース構造およびフラノース構造の少なくとも1種を1〜12個有し、該ピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の一部がエステル化されており、該エステル化が芳香族有機酸によってなされている糖エステル化合物(但し、糖エステル化合物のOH基全体のうちエステル化されている比率をA、セルロースアシレートのOH基全体のうちアシル化されている比率をBとしたとき、A/Bが0.55〜0.95を満たす);
(成分2)芳香族系エステルオリゴマー。
以下、これらの詳細について説明する。
本発明で用いるセルロースアシレートフィルムは、全アシル置換度2.0〜2.35のセルロースアシレートを含む。
本発明におけるセルロースアシレートのアシル基としては、脂肪族基でもアリル基でもよく特に限定されない。それらは、例えばセルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどであり、それぞれさらに置換された基を有していてもよい。これらの好ましい例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基、イソブタノイル基、tert−ブタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などを挙げることができる。これらの中でも、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、tert−ブタノイル基、オレオイル基、ベンゾイル基、ナフチルカルボニル基、シンナモイル基などがより好ましく、特に好ましくはアセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基(アシル基が炭素原子数2〜4である場合)であり、より特に好ましくはアセチル基(セルロースアシレートが、セルロースアセテートである場合)である。
なお、アシル基の置換度は、ASTM−D817−96に規定の方法に準じて測定することができる。アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。
触媒としては、アシル化剤が酸無水物である場合には、硫酸のようなプロトン性触媒が好ましく用いられ、アシル化剤が酸クロライド(例えば、CH3CH2COCl)である場合には、塩基性化合物が用いられる。
本発明において、セルロースアシレート等の平均分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を算出し、国際公開WO2008−126535号公報に記載の方法により、その比を計算することができる。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、糖エステル化合物を含む。糖エステル化合物は、ピラノース構造およびフラノース構造の少なくとも1種を1〜12個有し、該ピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の一部がエステル化されており、該エステル化が芳香族有機酸によってなされている糖エステル化合物である。
芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環に、アルキル基又はアルコキシ基を導入した芳香族モノカルボン酸;ケイ皮酸;ベンジル酸、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸;及びこれらの誘導体;を挙げることができ、より、具体的には、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、γ−イソジュリル酸、ジュリル酸、メシト酸、α−イソジュリル酸、クミン酸、α−トルイル酸、ヒドロアトロパ酸、アトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、サリチル酸、o−アニス酸、m−アニス酸、p−アニス酸、クレオソート酸、o−ホモサリチル酸、m−ホモサリチル酸、p−ホモサリチル酸、o−ピロカテク酸、β−レソルシル酸、バニリン酸、イソバニリン酸、ベラトルム酸、o−ベラトルム酸、没食子酸、アサロン酸、マンデル酸、ホモアニス酸、ホモバニリン酸、ホモベラトルム酸、o−ホモベラトルム酸、フタロン酸、p−クマル酸を挙げることができるが、特に安息香酸が好ましい。すなわち、下記式(1A)中の前記R11およびR12が、ベンゾイル基を表すことが好ましい。
本発明に用いられる前記糖エステル化合物は、用いられる置換基を含め、下記一般式(1A)で表される構造を有することがより好ましい。
一般式(1A) (OH)p−G−(L1−R11)q(O−R12)r
一般式(1A)中、Gは糖残基を表し、L1は−O−、−CO−、−NR13−のいずれか一つを表し、R11は水素原子または一価の芳香族基を表し、R12はエステル結合で結合した一価の芳香族基を表す。p、qおよびrはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、p+q+rは前記Gが環状アセタール構造の無置換の糖類であると仮定した場合のヒドロキシル基の数と等しい。
また、前記L1が複数ある場合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
また、前記R11、R12およびR13がそれぞれ複数ある場合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
前記rは前記Gに含まれるピラノース構造単位またはフラノース構造単位の数よりも大きい数を表すことが好ましい。
前記qは0であることが好ましい。
また、p+q+rは前記Gが環状アセタール構造の無置換の糖類であると仮定した場合のヒドロキシル基の数と等しいため、前記p、qおよびrの上限値は前記Gの構造に応じて一意に決定される。
本発明では、糖エステル化合物のOH基全体のうちエステル化されている比率をA、セルロースアシレートのOH基全体のうちアシル化されている比率をBとしたとき、A/Bが0.55〜0.95を満たし、0.6〜0.9が好ましく、0.7〜0.8がより好ましい。
A/Bを0.55〜0.95とすることで、置換度2.0〜2.35のセルロースアシレートとの相溶性が良好となる。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、芳香族系エステルオリゴマーを含む。芳香族系エステルオリゴマーは、例えば、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸の混合物と、ジオール成分の反応によって得られるものであり、かつ反応物の量末端は反応物のままでもよいが、さらにモノカルボン酸類やモノアルコール類またはフェノール類を反応させて、所謂末端の封止を実施してもよい。この末端封止は、特にフリーなカルボン酸類を含有させないために実施されることが、保存性などの点で有効である。
ジオールとしては、炭素数2〜12の脂肪族ジオール、炭素数4〜20のアルキルエーテルジオール、および炭素数6〜20の芳香族ジオールが挙げられる。
芳香族系エステルオリゴマーの分子量としては、300〜5000が好ましく、350〜4500がより好ましく、400〜4000がさらに好ましい。
また、国際公開WO2011/148869号公報に記載の化合物も好ましく採用できる。
(1)円盤状化合物
本発明のフィルムは、少なくとも一種の円盤状化合物を含むことが好ましい。
前記円盤状化合物は、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、プリンのいずれかを母核とし、該母核の置換可能ないずれかの位置にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アミド基(アミド結合を介して、任意のアシル基が結合している構造を意味する)、アリール基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、アルキルもしくはアリールチオ基(硫黄原子を解してアルキル基もしくはアリール基が連結した基)、または複素環基を置換基として有するものである。但し、これらの前記円盤状化合物の母核の置換基はさらに別の置換基で置換されていてもよく、前記別の置換基としては特に制限はない。例えば前記母核がアミノ基で置換されている場合、該アミノ基はアルキル基(さらにアルキル基どうしが連結して環を形成していてもよい)や−SO2R’(R’は任意の置換基を表す)で置換されていてもよい。
前記レターデーション発現剤としては、特に制限はないが、棒状化合物からなるものや、シクロアルカンまたは芳香族環といった環状構造を有する化合物からなるものや、前記非リン酸エステル系の化合物のうちレターデーション発現性を示す化合物を挙げることができる。環状構造を有する化合物としては、円盤状化合物が好ましい。上記棒状化合物あるいは円盤状化合物としては、少なくとも二つの芳香族環を有する化合物をレターデーション発現剤として好ましく用いることができる。
なお、二種類以上のレターデーション発現剤を併用してもよい。
レターデーション発現剤は、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。
円盤状化合物としては、例えば欧州特許出願公開第0911656A2号明細書に記載の化合物、特開2003−344655号公報に記載のトリアジン化合物、特開2008−150592号公報[0097]〜[0108]に記載されるトリフェニレン化合物も好ましく用いることもできる。
また、特開2012−144627号公報の[0062]〜[0081]に記載の化合物も好ましく用いることができる。
これらの添加剤としては、例えば、固有複屈折が負の添加剤、微粒子、レターデーション発現剤、酸化防止剤、熱劣化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤等を挙げることができる。
前記その他の添加剤については、国際公開WO2008−126535号公報に記載されている化合物を好ましく用いることができる。
本発明のフィルムは、固有複屈折が負の添加剤を含んでいてもよい。前記固有複屈折が負の添加剤として用いることができる負の固有複屈折を有する化合物について、以下説明する。
前記負の固有複屈折を有する化合物としては、負の固有複屈折を有する重合体や、負の固有複屈折を有する針状微粒子(負の固有複屈折を有する重合体の針状微粒子を含む)などを挙げることができる。以下、本発明に用いることができる負の固有複屈折を有する重合体について説明する。
この中でも、特定の環状構造を有する重合体、(メタ)アクリル系ポリマーおよびアルコキシシリル系ポリマーがより好ましく、ポリスチレン、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルピリジンおよび(メタ)アクリル系ポリマーが特に好ましい。
前記特定の環状構造を有する重合体としては、特開2010−46834号公報に記載されている脂肪族芳香環を側鎖に有する重合体を好ましく用いることができる。その中でも、ポリスチレン、ポリ(4−ヒドロキシ)スチレンが好ましく、ポリスチレンとポリ(4−ヒドロキシ)スチレンの共重合体がより好ましい。前記ポリスチレンとポリ(4−ヒドロキシ)スチレンの共重合体の共重合比(モル比)は、10/90〜100/0であることが好ましく、20/80〜90/10であることがより好ましい。
一方、前記特定の環状構造を有する重合体としては、ポリビニルピリジンなどの複素芳香環を側鎖に有する重合体も好ましく用いることができる。
分子量が500以上であれば揮散性が良好であり、分子量が100,000以下であればセルロースアシレート樹脂との相溶性が良好であるためセルロースアシレートフィルムの製膜性も良好となり、いずれも好ましい。
一方、本発明のフィルムは、後述する前記セルロースアシレートフィルムの製造方法で製造されることにより、これらの比較的高価な負の固有複屈折を有する化合物を含まない場合であっても、逆波長分散性が大きい。そのため、本発明のフィルムは、負の固有複屈折を有する化合物の添加量が少ないことが、製造コストを下げる観点から好ましい。
本発明に使用される微粒子としては、無機化合物の例として、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。
微粒子は珪素を含むものが、ヘイズが低くなる点で好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。
微粒子の一次粒子の平均粒径は5〜50nmが好ましく、更に好ましいのは7〜20nmである。これらは主に粒径0.05〜0.3μmの2次凝集体として含有されることが好ましい。
二酸化珪素の微粒子は、例えば、アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600,NAX50(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120及び同240(以上東芝シリコーン(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
これらの中でもアエロジル200V、アエロジルR972Vがセルロース誘導体フィルムのヘイズを低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましく用いられる。
本発明では、酸化防止剤、熱劣化防止剤としては、通常知られているものを使用することができる。特に、ラクトン系、イオウ系、フェノール系、二重結合系、ヒンダードアミン系、リン系化合物のものを好ましく用いることができる。前記酸化防止剤、熱劣化防止剤については、国際公開WO2008−126535号公報に記載されている化合物を好ましく用いることができる。
本発明においては、着色剤を使用してもよい。着色剤と言うのは染料や顔料を意味するが、本発明では、液晶画面の色調を青色調にする効果またはイエローインデックスの調整、ヘイズの低減を有するものを指す。前記着色剤については、国際公開WO2008−126535号公報に記載されている化合物を好ましく用いることができる。
本発明においては、剥離促進剤を用いてもよい、剥離促進剤としては、特開2011−183759号公報の[0030]〜[0041]に記載の化合物を好ましく用いることができる。
本発明のフィルムは単層フィルムであっても、2層以上の積層構造を有していてもよいが、単層フィルムであることが好ましい。
本発明のフィルムは膜厚が20〜39μmである。このように薄いセルロースアシレートフィルムとすることにより、薄い偏光板および薄い液晶表示装置が得られる。本発明のフィルムの膜厚は、25〜35μmであることが好ましい。本発明のフィルムが積層フィルムである場合、フィルムの合計膜厚の範囲が上記好ましい範囲である。
本発明のフィルムは、フィルム幅が1000mm以上であることが好ましく、1500mm以上であることがより好ましく、1800mm以上であることが特に好ましい。
(水接触試験前後のΔRth)
本発明のセルロースアシレートフィルムは、下記水接触試験を行った後のΔRthの絶対値が5nm以下であることが好ましく、3nm以下であることがより好ましい。さらに、該ΔRthの値が0〜3nmであることがさらに好ましい。
フィルムを、40℃に加熱した水中に12時間浸漬させた後に取り出し、フィルム表面の水滴をふき取り自然乾燥させた。その後25℃60%環境下で24時間放置し、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)で上記の方法によりReおよびRthを波長590nmで計測し、未処理状態とのRth差をΔRthとした。
(Re、Rth)
本発明のフィルムは、波長550nmにおける面内および膜厚方向のレターデーションが下記式(1)および(2)を満たすことが好ましい。
式(1) 40nm≦Re(550)≦80nm
(式(1)中、Re(550)は波長550nmにおける面内方向のレターデーションを表す。)
式(2) 100nm≦Rth(550)≦300nm
(式(2)中、Rth(550)は波長550nmにおける膜厚方向のレターデーションを表す。)
このような範囲でレターデーションを発現していることが、液晶表示装置のコントラストや黒色味変化改善の観点から好ましい。
前記Re(550)は40〜65nmであることが好ましく、45〜60nmであることがより好ましい。
前記Rth(550)は90〜300nmであることが好ましく、100〜230nmであることがより好ましい。
ここで光学補償フィルムが2軸性であるとは光学補償フィルムのnx、nyおよびnz(nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。)がそれぞれ全て異なる場合であり、本発明の場合にはnx>ny>nzであることがさらに好ましい。
本発明のフィルムが2軸性の光学特性を示すということは液晶表示装置、特にVAモード液晶表示装置における斜め方向から観察した場合のカラーシフトの問題を低減する上で好ましい特性である。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d 式(B)
なおこの際、パラメータとして平均屈折率nが必要になるが、これはアッベ屈折計((株)アタゴ社製の「アッベ屈折計2−T」)により測定した値を用いた。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、内部ヘイズが0.08%未満であることが好ましい。
ヘイズはJIS K7136に準じて測定されたヘイズ値(%)を表す。
本発明のフィルムの内部ヘイズは、得られたセルロースアシレートフィルムの両面にグリセリン数滴を滴下し、厚さ1.3mmのガラス板(MICRO SLIDE GLASS品番S9213、MATSUNAMI製)2枚で両側から挟んだ状態で測定したヘイズ値(%)から、ガラス2枚の間にグリセリンを数滴滴下した状態で測定したヘイズを引いた値(%)を表す。
本発明のセルロースアシレートフィルムのヘイズは、濁度計(NDH2000、日本電色工業(株))を用いて、23℃、相対湿度55%の環境下24時間放置したフィルムにおいて、同環境下で測定した。
ヘイズは、低い方が一般的には好ましいとされている。また単に、全へイズが低いだけでは、正面コントラスト改善には不十分であり、内部へイズを上記範囲に調整することが、液晶表示装置の正面コントラストの改善の観点から、好ましい。
本発明のフィルムは、60℃相対湿度90%で24時間経過前後の寸法変化率がフィルム搬送方向およびそれに直交する方向において下記式(7)を満たすことがより好ましい。
−0.5%≦{(L’−L0)/L0}×100≦0.5% (7)
前記L0は25℃、相対湿度60%の雰囲気下で2時間以上調湿後のフィルム長さを表し、L’は60℃相対湿度90%で24時間経過させ、さらに2時間調湿した後のフィルム長さを表す。
前記寸法変化率が前記式(7)の範囲であると、前記アルカリ鹸化処理において、フィルムの寸法変化が生じにくいため、偏光板貼り合わせ過程でシワや空気の混入を抑制することができる。前記寸度変化率は、−0.4〜0.4%であることがより好ましく、−0.2〜0.2%であることが特に好ましい。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、特開2012−068611号公報の[0125]〜[0177]の記載を参酌でき、かかる内容は本願明細書に組み込まれる。ただし、延伸温度に関しては、Tg−30℃以上で行うものとする。
本発明のセルロースアシレートフィルムは位相差フィルムとして機能するものであるが、好ましくは、偏光板の保護フィルムとして組み込むことが好ましい。
すなわち、本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の少なくとも片側に本発明のセルロースアシレートフィルムを少なくとも1枚含む。以下、本発明の偏光板について説明する。
本発明の偏光板では、偏光子の膜厚が3〜20μmであることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。
本発明の偏光板では、偏光板保護フィルムの少なくとも片側は本発明のセルロースアシレートフィルムを含むが、他方の偏光板保護フィルムとしては、公知のセルロースアシレートフィルムを用いることができる。該他方の偏光板保護フィルムの厚さは、10〜40μmであることが好ましく、20〜40μmであることがさらに好ましい。
さらに、本発明の偏光板総厚みは、40〜100μmであることが好ましく、50〜100μmであることがさらに好ましく、65〜95μmであることが特に好ましい。ここでの総厚みとは、偏光子、該偏光子の両側に貼り合わされる偏光板保護フィルムに加え、該偏光板保護フィルムを貼りあわせる接着剤層を含む趣旨である。
本発明の偏光板の具体的な構成については、特に制限はなく公知の構成を採用できるが、例えば、特開2008−262161号公報の図6に記載の構成を採用することができる。
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を少なくとも1枚含む。本発明の液晶表示装置は、本発明のセルロースアシレートフィルムを含む本発明の偏光板を含むことで、正面方向のコントラストならびに視野角方向の色味変化が顕著に改善されている。
本発明の液晶表示装置では、液晶セルを構成するガラスの厚さが50〜500μmであることが好ましい。このようなガラスを用いることにより、液晶表示装置の厚さを薄くすることが可能になる。
本発明の液晶表示装置は液晶セルと該液晶セルの両側に配置された一対の偏光板を有する液晶表示装置であって、前記偏光板の少なくとも一方が本発明の偏光板であることを特徴とするIPS、OCBまたはVAモードの液晶表示装置であることが好ましい。
本発明の液晶表示装置の具体的な構成としては特に制限はなく公知の構成を採用できるが、例えば図1に記載の構成とした例を採用することができる。また、特開2008−262161号公報の図2に記載の構成も好ましく採用することができる。
本発明では、下記の測定方法によりフィルム特性の測定を行った。
KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)で上記の方法によりReおよびRthを波長590nmで計測した。単位は、nmで示した。
第一の偏光板保護フィルムを40℃に加熱した水中に12時間浸漬させた後に取り出し、フィルム表面の水滴をふき取り自然乾燥させた。その後25℃60%環境下で24時間放置し、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)で上記の方法によりReおよびRthを波長590nmで計測し、未処理状態とのRth差をΔRthとした。
(1)合成によるセルロースアシレート樹脂の調製
下記表に記載のアシル置換度のセルロースアシレートを調製した。触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、各カルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。その後、硫酸触媒量、水分量および熟成時間を調整することで置換度を調整した。熟成温度は40℃で行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、さらに90℃に約10分間加熱した後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート溶液
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下記表に記載のアシル置換度を有するセルロースアシレート
合計100.0質量部
下記表に記載の糖エステル化合物 (下記表に記載の量 単位:質量部)
下記表に記載のエステルオリゴマー (下記表に記載の量 単位:質量部)
下記表に記載の芳香族系円盤状化合物(下記表に記載の量 単位:質量部)
下記表に記載の剥離促進剤 (下記表に記載の量 単位:質量部)
メチレンクロライド 403.0質量部
メタノール 60.2質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
次に上記方法で作成したセルロースアシレート溶液を含む下記組成物を分散機に投入し、マット剤分散液を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤分散液
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・マット剤(アエロジルR972) 0.2質量部
・メチレンクロライド 72.4質量部
・メタノール 10.8質量部
・セルロースアシレート溶液 10.3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記セルロースアシレート溶液を100質量部、マット剤分散液をセルロースアシレート樹脂に対して無機微粒子が0.02質量部となる量を混合し、製膜用ドープを調製した。
上述のドープを、バンド流延機を用いて流延した。なお、バンドはSUS製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、バンドから剥離後、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いて該テンター装置内で20分間乾燥した。なお、ここでいう乾燥温度は、フィルムの膜面温度で、100℃とした。
得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、フィルム全体の質量に対する残留溶媒量が30〜0%の状態のときに固定端一軸延伸の条件で、延伸温度175℃および延伸倍率1.35倍でテンターを用いてフィルム搬送方向に直交する方向(横方向)に延伸した。このとき、延伸後の膜厚が表に記載の膜厚(単位:μm)になるように、流延膜厚を調整した。
延伸処理を経た各フィルムに、結露防止処理、湿熱処理(水蒸気接触処理)及び熱処理を順次行った。
結露防止処理では、各フィルムに乾燥空気をあてて、フィルム温度Tf0を120℃に調節した。湿熱処理(水蒸気接触処理)では、湿潤気体接触室内の湿潤気体の絶対湿度(湿熱処理絶対湿度)が400g/m3となるように、そして、湿潤気体の露点は、各フィルムの温度Tf0よりも10℃以上高い温度となるように調節し、各フィルムの温度(湿熱処理温度)が100℃となる状態を、処理時間(60秒)だけ維持しながら、各フィルムを搬送した。
熱処理では、熱処理室内の気体の絶対湿度(熱処理絶対湿度)を0g/m3とし、各フィルムの温度(熱処理温度)を湿熱処理温度と同じ温度に設定して、処理時間(2分)だけ維持した。フィルム表面温度は、テープ型熱電対表面温度センサー(安立計器(株)製STシリーズ)をフィルムに3点貼り付け、それぞれの平均値から求めた。
その後、室温まで冷却した後で各フィルムを巻き取り、その製造適性を判断する目的で、ロール幅1280mm、ロール長2600mmのロールを上記条件で最低24ロール作製した。連続で製造した24ロールの中の1ロールについて100m間隔で長手1mのサンプル(幅1280mm)を切り出して各実施例および比較例のフィルムとし、各測定を行った。
また、各成分の添加量は、セルロースアシレート100質量部に対する配合量(質量%)示している。
SucBAは、スクロースベンゾエートを意味している。SucBAの後の数字は、糖エステル化合物のピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の置換度を意味している。従って、例えば、SucBA4.5は、糖エステル化合物のピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の置換度が4.5である、スクロースベンゾエートを意味している。具体的には、以下のように合成した。
撹拌装置、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた四頭コルベンに、ショ糖34.2g(0.1モル)、無水安息香酸180.8g(0.8モル)、ピリジン379.7g(4.8モル)を仕込み、撹拌下に窒素ガス導入管から窒素ガスをバブリングさせながら昇温し、70℃で5時間エステル化反応を行った。次に、コルベン内を4×102Pa以下に減圧し、60℃で過剰のピリジンを留去した後に、コルベン内を1.3×10Pa以下に減圧し、120℃まで昇温させ、無水安息香酸、生成した安息香酸の大部分を留去した。そして、次にトルエン1L、0.5質量%の炭酸ナトリウム水溶液300gを添加し、50℃で30分間撹拌後、静置して、トルエン層を分取した。最後に、分取したトルエン層に水100gを添加し、常温で30分間水洗後、トルエン層を分取し、減圧下(4×1022Pa以下)、60℃でトルエンを留去させ、SucBA3、SucBA4、SucBA4.5、SucBA5及びSucBA5.5の混合物を得た。得られた混合物をHPLC及びLC−MASSで解析したところ、SucBA3が7質量%、SucBA4が58質量%、SucBA4.5が23質量%、SucBA5が9質量%、SucBA5.5が3質量%であった。なお、得られた混合物の一部をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーにより精製することで、それぞれ純度100%のSucBA3、SucBA4、SucBA4.5、SucBA5及びSucBA5.5を得た。
PGおよびTPAを下記の組成となるように反応させ、オリゴマー混合物を調製した。撹拌後、mBAおよび/またはBAを滴下し、調製したオリゴマーを封止した。封止したオリゴマー混合物を精製することでmBA/PG/TPA/PG/mBA、BA/PG/TPA/PG/BAを得た。
mBAは、メチルベンゾエートを、PGはプロピレングリコールを、TPAはテレフタル酸、BAはベンゾエートをそれぞれ示している。具体的には、以下のものを用いた。
mBA-(PG-TPA)n-PG-mBA:ここでnは0〜2である。
BA-(PG-TPA)n-PG-BA:ここでnは0〜2である。
脂肪族オリゴマー:AA(アジピン酸)に、EG(エチレングリコール)を反応させ、末端をOAc(Acはアセチル基)で封止したものである(分子量1000)。
上記表における化合物1は下記化合物である。
K−37Vは、商品名ポエムK−37V、理研ビタミン(株)社製を表す。
上記表における厚さ40μm、25μmおよび80μmのフィルムは、それぞれ、下記第二偏光板保護フィルムF1、F2、F3である。
特開2012−31313号公報の実施例1(試料101)と同様の作製方法で、膜厚を40μm、セルロースアシレート100質量部に対し、同公報の一般式(I)および一般式(II)の芳香族糖エステル化合物の混合体を5.25質量部、一般式(III)の脂肪族糖エステル化合物を1.75質量部を含む、第二の偏光板保護フィルムF1を形成した。
(セルロースアシレートドープの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調整した。なお、いずれの溶液も、溶剤組成は次の通りであり、綿の濃度が17質量%となるよう濃度を調整してセルロースアシレートドープを調液した。
メチレンクロライド(第1溶媒) 92質量部
メタノール(第2溶剤) 8質量部
さらに、下記のマット剤分散液を、前記セルロースアシレートドープに対して3.6質量部加えた。
置換度2.88のセルロースアシレート 100質量部
UV−1 1.8質量部
UV−2 0.8質量部
P−1 12質量部
シリカ粒子分散液(平均粒径16nm) 0.7質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 75.5質量部
メタノール(第2溶剤) 6.5質量部
上記ドープ 17.3質量部
前記セルロースアシレートドープを流延口から20℃のドラム上に流延した。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、セルロースアシレートフィルムを作製した。これを、第二の偏光板保護フィルムF2とした。
フジタックTD80UL(富士フイルム社製)を第二の偏光板保護フィルムF3として用いた。
上記で作製した各実施例および比較例のフィルムの表面をアルカリ鹸化処理した。1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬し、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。
続いて、ロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥し偏光子を得た。作製した偏光子の厚みを下記表に示す。ポリビニルアルコール(クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、前記のアルカリ鹸化処理した各実施例および比較例の第一の偏光板保護フィルムと、第二の偏光板保護フィルムを用意し、これらの鹸化した面が偏光子側となるようにして偏光子を間に挟んで貼り合わせ、各実施例および比較例の第一の偏光板保護フィルム、偏光子、第二の偏光板保護フィルムがこの順に貼り合わせてある偏光板をそれぞれ得た。この際、第一の偏光板保護フィルム、第二の偏光板保護フィルムのMD方向が、偏光子の吸収軸と平行になるように貼り付けた。接着剤の厚みは0.2μmであった。
VAモードの液晶TV(LC−46LX3、SHARP社製)の表裏の偏光板および位相差板を剥がして、液晶セルとして用いた。図1(上方がフロント側)の構成のように、外側保護フィルム(不図示)、偏光子11、下記表に記載の各実施例および比較例のフィルム14(リア側のセルロースアシレートフィルム)、液晶セル13(上記のVA液晶セル)、下記表に記載の各実施例および比較例のフィルム15(フロント側のセルロースアシレートフィルム)、偏光子12および外側保護フィルム(不図示)をこの順に粘着剤を用いて貼り合わせ、各実施例および比較例の液晶表示装置を作製した。この際、上下の偏光板の吸収軸が直交するように貼り合わせた。
作製した液晶表示装置を−20℃環境下に5時間、40℃90%環境下に8時間放置した後、12時間連続点灯を行い、正面及び斜め方向からムラを観察した。以下の通り評価した。
(正面ムラ)
A:視認されない
B:弱く視認される
C:強く視認される
(斜めムラ)
A:弱く視認される
B:弱く視認される
C:強く視認される
糖エステル化合物を配合しないとき(比較例5)、水接触試験後のRthの変化が大きく、正面ムラおよび斜めムラが劣ることが分かった。
芳香族エステル系オリゴマーに代えて、脂肪族エスエル系オゴマーを用いた場合(比較例4)、水接触試験後のRthの変化が大きく、正面ムラおよび斜めムラが劣ることが分かった。
芳香族エステル系オリゴマーを配合せず、代替物も配合しなかった場合(比較例8)、水接触試験後のRthの変化が大きく、正面ムラおよび斜めムラが劣ることが分かった。
A/Bが0.55〜0.95を満たさないセルロースアシレートフィルムを用いたとき(比較例1、2)、フィルムが白化した。セルロースアシレートと添加剤の相溶性が劣ることが原因と考えられる。
膜厚が20〜39μmの範囲を外れるセルロースアシレートフィルムを用いたとき(比較例3、4、7)、水接触試験後のRthの変化が大きく、正面ムラおよび斜めムラが劣ることが分かった。
全アシル置換度が2.0より小さいセルロースアシレートを用いたセルロースアシレートフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた場合(比較例6)、支持体から剥ぎ取ることが出来なかった。
全アシル置換度が2.35より大きいセルロースアシレートを用いたセルロースアシレートフィルムを偏光板保護フィルムとして用いた場合(比較例6、7)、水接触試験後のRthの変化が大きく、正面ムラおよび斜めムラが劣ることが分かった。
12 偏光子
13 液晶セル
14 各実施例および比較例のセルロースアシレートフィルム
15 各実施例および比較例のセルロースアシレートフィルム
Claims (10)
- 全アシル置換度2.0〜2.35のセルロースアシレートを含み、膜厚が20〜39μmであり、以下の2成分を含有する、セルロースアシレートフィルム;
(成分1)ピラノース構造およびフラノース構造の少なくとも1種を1〜12個有し、該ピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の一部がエステル化されており、該エステル化が芳香族有機酸によってなされている糖エステル化合物(但し、糖エステル化合物のOH基全体のうちエステル化されている比率をA、セルロースアシレートのOH基全体のうちアシル化されている比率をBとしたとき、A/Bが0.55〜0.95を満たす);
(成分2)芳香族系エステルオリゴマー。 - 前記糖エステル化合物のピラノース構造およびフラノース構造が有するOH基の置換度が4〜5である、スクロースベンゾエートである、請求項1に記載のセルロースアシレートフィルム。
- 前記セルロースアシレートが、セルロースアセテートである、請求項1または2に記載のセルロースアシレートフィルム。
- 下記の水接触試験前後の波長550nmにおけるRthの変化の絶対値が5nm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のセルロースアシレートフィルム;
但し、水接触試験は、フィルムを、40℃に加熱した水中に12時間浸漬させた後に取り出し、フィルム表面の水滴をふき取り自然乾燥させ、その後25℃60%環境下で24時間放置する試験である。 - 芳香族エステルオリゴマーがテレフタル酸とプロピレングリコールを含む分子量300〜5000の化合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のセルロースアシレートフィルム。
- 前記セルロースアシレートフィルムが下記式(2)を満たす、請求項1〜5にいずれか1項に記載のセルロースアシレートフィルム。
式(2) 100nm≦Rth(550)≦300nm
(式(2)中、Rth(550)は波長550nmにおける膜厚方向のレターデーションを表す。) - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のセルロースアシレートフィルムを含む、偏光板。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のセルロースアシレートフィルムと、膜厚が10〜40μmの偏光板保護フィルムと、前記セルロースアシレートフィルムと偏光板保護フィルムの間に位置する、膜厚が3〜20μmの偏光子とを有する総厚みが40〜100μmの偏光板。
- 請求項7または8に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
- 請求項7または8に記載の偏光板と、厚さ50〜500μのガラスを有する、液晶表示装置。
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