JP4145282B2 - Ips型液晶表示装置用長尺状偏光板とその製造方法、およびips型液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の課題は、温度や湿度という環境の変化が起きても光漏れや色味変化を起こさない、IPS型優れた液晶表示装置を提供することである。
長手方向に平行な吸収軸を有する長尺状の偏光子と、ポリマー原料としてセルロースアシレートを含有するとともにさらに透明フィルムの光学的異方性を低下する化合物及び透明フィルムのRthの波長分散ΔRth=|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる波長分散調整剤を含有し、長手方向に直交または平行である遅相軸を有し、フィルム面内のレターデーション値Reおよびフィルム膜厚方向のレターデーション値Rthが式(i)(ii)をみたす厚さ40〜180μmの長尺状の透明フィルムとが、ロールツーロールにより張り合わせて積層されていることを特徴とするIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(i)0≦Re(630)≦20
(ii)|Rth(630)|≦25
[式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。]
(2)
前記偏光子の吸収軸と前記透明フィルムの遅相軸との直交または平行との軸ズレ角度が10度以内であることを特徴とする(1)に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(3)
前記光学的異方性を低下させる化合物が、一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物であることを特徴とする(1)または(2)に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(4)
前記透明フィルムが前記光学的異方性を低下させる化合物を、下記式(iv)、(v)をみたす範囲で含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(iv)(Rth(A)−Rth(0))/A≦−1.0
(v)0.01≦A≦30
(5)
前記波長分散調整剤が、一般式(101)で表されるベンゾトリアゾール系化合物または一般式(102)で表されるベンゾフェノン系化合物または一般式(103)で表されるシアノ基を含む化合物であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
一般式(101) Q1−Q2−OH
(式中、Q1は含窒素芳香族ヘテロ環、Q2は芳香族環を表す。)
一般式(102)
一般式(103)
(6)
前記透明フィルムが前記波長分散調整剤を、下記式(vii)、(viii)をみたす範囲で含有すること特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(vii)(ΔRth(B)−ΔRth(0))/B≦−2.0
(viii)0.01≦B≦30
ここで、
ΔRth(B):波長分散調整剤をB%含有したフィルムのΔRth(nm)
ΔRth(0):波長分散調整剤を含有しないフィルムのΔRth(nm)
B:フィルム原料ポリマーの重量を100としたときの化合物の重量(%)
(7)
VAまたはIPS型液晶表示装置用であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(8)
25℃60%RHにおける400〜700nmの単板透過率TT、平行透過率PT、直交透過率CT、偏光度Pが下記式(a)〜(d)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(a)40.0≦TT≦45.0
(b)30.0≦PT≦40.0
(c)CT≦2.0
(d)95.0≦P
(9)
波長λにおける直交透過率をT(λ)としたときに、T(380)、T(410)、T(700)が下記式(e)〜(g)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(e)T(380)≦2.0
(f)T(410)≦1.0
(g)T(700)≦0.5
(10)
60℃95%RHの条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(h)、(i)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(h)−6.0≦ΔCT≦6.0
(i)−10.0≦ΔP≦0.0
(ただし、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値を示す)
(11)
60℃90%RHの条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(j)、(k)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(j)−3.0≦ΔCT≦3.0
(k)−5.0≦ΔP≦0.0
(12)
80℃の条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(l)、(m)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(l)−3.0≦ΔCT≦3.0
(m)−2.0≦ΔP≦0.0
(13)
(1)〜(12)のいずれかに記載の偏光板の透明フィルムに、下記式(iii)をみたす光学異方性層を設けて光学補償フィルム一体型としたことを特徴とするIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(iii)Re(630)=0〜200(nm)かつ|Rth(630)|=0〜400(nm)
(14)
前記光学異方性層がディスコティック液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする(13)に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(15)
前記光学異方性層が棒状液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする(13)または(14)に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(16)
前記光学異方性層が複屈折を持つポリマーフィルムからなることを特徴とする(13)〜(15)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(17)
前記光学異方性層を形成する前記ポリマーフィルムが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド、およびポリアリールエーテルケトン、からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を含有することを特徴とする(16)に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(18)
表面にハードコート層、防眩層、反射防止層の少なくとも一層を設けたことを特徴とする(1)〜(17)のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(19)
(1)〜(18)のいずれかに記載の長尺状偏光板から切り出したことを特徴とするIPS型液晶表示装置用偏光板。
(20)
(19)に記載の偏光板を用いたことを特徴とするIPS型液晶表示装置。
(21)
長尺状の偏光子と、ポリマー原料としてセルロースアシレートを含有するとともにさらに透明フィルムの光学的異方性を低下する化合物及び透明フィルムのRthの波長分散ΔRth=|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる波長分散調整剤を含有して形成され、フィルム面内のレターデーション値Reおよびフィルム膜厚方向のレターデーション値Rthが式(i)(ii)を満たす厚さ40〜180μmの長尺状の透明フィルムとを、ロールツーロールにより張り合わせることを特徴とするIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板の製造方法。
(i)0≦Re(630)≦10
(ii)|Rth(630)|≦20
[式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。]
以下に本発明のIPS型液晶表示装置用偏光板に用いる透明フィルム(以下、「本発明に関する透明フィルム」)の詳細を説明する。
以下に本発明に関する透明フィルムの作製方法について説明する。
本発明に関する透明フィルムは、ソルベントキャスト法によって連続的に長尺のフィルムを作製することが好ましい。ソルベントキャスト法では、フィルム原料のポリマーを適当な有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)とし、このドープを適当な支持体上、好ましくは金属の支持体上に流延し、その後溶剤を乾燥させフィルムを支持体から剥ぎ取り、さらにフィルムから溶剤を十分に乾燥させて製造する。
ソルベントキャスト法によりフィルムを作製する際には、フィルムを金属支持体上にて溶剤を乾燥させ、フィルムがゲル化したところで剥ぎ取る。フィルムを剥ぎ取るためにはフィルム中の残留溶剤量が60〜150%であることがのぞましい。残留溶剤量の次式で表される。なお、残存揮発分重量はフィルムを120℃で2時間加熱処理したときに、加熱処理前のフィルム重量から加熱処理後のフィルム重量を引いた値である。
金属支持体から剥離した後の乾燥工程では、溶媒の蒸発によってフィルムは一般的に巾方向(機械方向に垂直な方向)に収縮しようとする。本発明に関する透明フィルムの作製においては、機械方向とそれに垂直な方向のどちらの方向にもフィルムが強く延伸されることのないよう制御を要する。具体的には、機械方向へのフィルム搬送時においてはフィルム搬送用ロールからフィルムの機械方向にかかるテンションの強さを10〜50kgf/mとすることがのぞましい。一方で機械方向と垂直な方向にかかるテンションの強さも同様の強さとすることがのぞましい。この場合垂直方向でフィルムを保持し、かつテンションを調整するためにテンタークリップを用いたテンター方式も好ましく用いることができる。例えば、特開昭62−46625号公報に示されているような乾燥全工程或いは一部の工程を幅方向にクリップでウェブの巾両端を巾保持しつつ乾燥させる方法(テンター方式)を好ましく用いることができる。
以下に本発明に関する透明フィルムの物理特性について説明する。
本発明に関する透明フィルムの機械方向の引張弾性率が240〜500kgf/mm2であり、機械方向に垂直な方向の引張弾性率が230〜480kgf/mm2であり、かつ、機械方向の引張弾性率/機械方向に垂直な方向の引張弾性率の比が0.80〜1.36であることがのぞましい。
よりのぞましくは、機械方向の引張弾性率が250〜480kgf/mm2であり、機械方向に垂直な方向の引張弾性率が240〜470kgf/mm2であり、かつ、機械方向の引張弾性率/機械方向に垂直な方向の引張弾性率の比が0.85〜1.30である。さらにのぞましくは、機械方向の引張弾性率が260〜460kgf/mm2であり、機械方向に垂直な方向の引張弾性率が250〜450kgf/mm2であり、かつ、機械方向の引張弾性率/機械方向に垂直な方向の引張弾性率の比が0.88〜1.25である。具体的な測定方法としては、東洋ボールドウィン製万能引っ張り試験機STM T50BPを用い、23℃・70%雰囲気中、引っ張り速度10%/分で0.5%伸びにおける応力を測定し、弾性率を求めた。
本発明に関する透明フィルムは、機械方向の貯蔵弾性率および機械方向に垂直な方向の貯蔵弾性率がともに15000〜80000kgf/cm2であり、かつ、機械方向の貯蔵弾性率/機械方向に垂直な方向の貯蔵弾性率の比が0.80〜1.20であることがのぞましい。
よりのぞましくは、機械方向、垂直方向ともに貯蔵弾性率が18000〜75000kgf/cm2であり、かつ、機械方向の貯蔵弾性率/機械方向に垂直な方向の貯蔵弾性率の比が0.82〜1.18である。さらにのぞましくは、機械方向、垂直方向ともに貯蔵弾性率が20000〜70000kgf/cm2であり、かつ、機械方向の貯蔵弾性率/機械方向に垂直な方向の貯蔵弾性率の比が0.84〜1.16である。
具体的な測定方法は、温度を変化させながらの動的粘弾性測定より貯蔵弾性率をもとめた。
本発明に関する透明フィルムは、機械方向の光弾性係数および機械方向に垂直な方向の光弾性係数がともに50×10-13cm2/dyne以下であり、かつ、機械方向の光弾性係数/機械方向に垂直な方向の光弾性係数の比が0.80〜1.20であることがのぞましい。
よりのぞましくは、機械方向の光弾性係数および機械方向に垂直な方向の光弾性係数がともに40×10-13cm2/dyne以下であり、かつ、機械方向の光弾性係数/機械方向に垂直な方向の光弾性係数の比が0.82〜1.18である。
さらにのぞましくは、機械方向の光弾性係数および機械方向に垂直な方向の光弾性係数がともに30×10-13cm2/dyne以下であり、かつ、機械方向の光弾性係数/機械方向に垂直な方向の光弾性係数の比が0.84〜1.16である。
具体的な測定方法としては、本発明に関する透明フィルム試料12mm×120mmの長軸方向に対して引っ張り応力をかけ、その際のレターデーションをエリプソメーター(M150、日本分光(株))で測定し、応力に対するレターデーションの変化量から光弾性係数を算出した。
本発明に関する透明フィルムの60℃90%RH24時間後での寸法変化率および90℃dry24時間後での寸法変化率がいずれも機械方向、機械方向に垂直な方向ともに±0.5%以下であり、かつ、いずれの場合も(機械方向の寸法変化率)/(機械方向に垂直な方向の寸法変化率)の比が0.3〜2.5であることがのぞましい。
よりのぞましくは、60℃90%RH24時間後での寸法変化率および90℃dry24時間後での寸法変化率がいずれも機械方向、機械方向に垂直な方向ともに±0.4%以下であり、かつ、いずれの場合も(機械方向の寸法変化率)/(機械方向に垂直な方向の寸法変化率)の比が0.4〜2.2である。
具体的な測定方法としては、本発明に関する透明フィルム試料30mm×120mmを2枚用意し、25℃、60%RHで24時間調湿し、自動ピンゲージ(新東科学(株))にて、両端に6mmφの穴を100mmの間隔で開け、パンチ間隔の原寸(L0)とした。1枚の試料を60℃、90%RHにて24時間処理した後のパンチ間隔の寸法(L1)を測定、もう1枚の試料を90℃、5%RHにて24時間処理した後のパンチ間隔の寸法(L2)を測定した。すべての間隔の測定において最小目盛り1/1000mmまで測定した。60℃、90%RHの寸度変化率={(L0−L1)/L0}×100、90℃、5%RHの寸度変化率={(L0−L2)/L0}×100、として寸度変化率を求めた。
本発明に関する透明フィルムの吸湿膨張係数は30×10-5/%RH以下とすることが好ましい。吸湿膨張係数は、15×10-5/%RH以下とすることが好ましく、10×10-5/%RH以下であることがさらに好ましい。また、吸湿膨張係数は小さい方が好ましいが、通常は、1.0×10-5/%RH以上の値である。また機械方向と垂直方向とで吸湿膨張係数がほぼ同等になることがのぞましい。吸湿膨張係数は、一定温度下において相対湿度を変化させた時の試料の長さの変化量を示す。この吸湿膨張係数を調節することで、透明フィルムを光学補償フィルム支持体として用いた際、光学補償フィルムの光学補償機能を維持したまま、額縁状の透過率上昇すなわち歪みによる光漏れを防止することができる。
本発明に関する透明フィルムの透湿度は、JIS規格JISZ0208をもとに、温度60℃、湿度95%RHの条件において測定し、膜厚80μmに換算して400〜2000g/m2・24hであることがのぞましい。500〜1800g/m2・24hであることがより好ましく、600〜1600g/m2・24hであることが特に好ましい。2000g/m2・24hを越えると、フィルムのRe値、Rth値の湿度依存性の絶対値が0.5nm/%RHを超える傾向が強くなってしまう。また、本発明に関するセルロースアシレートフィルムに光学異方性層を積層して光学補償フィルムとした場合も、Re値、Rth値の湿度依存性の絶対値が0.5nm/%RHを超える傾向が強くなってしまい好ましくない。この光学補償シートや偏光板が液晶表示装置に組み込まれた場合、色味の変化や視野角の低下を引き起こす。また、セルロースアシレートフィルムの透湿度が400g/m2・24h未満では、偏光子の両面などに貼り付けて偏光板を作製する場合に、セルロースアシレートフィルムにより接着剤の乾燥が妨げられ、接着不良を生じる。
透湿度の測定法は、「高分子の物性II」(高分子実験講座4 共立出版)の285頁〜294頁:蒸気透過量の測定(質量法、温度計法、蒸気圧法、吸着量法)に記載の方法を適用することができ、本発明に関するセルロースアシレートフィルム試料70mmφを25℃、90%RH及び60℃、95%RHでそれぞれ24時間調湿し、透湿試験装置(KK−709007、東洋精機(株))にて、JIS Z−0208に従って、単位面積あたりの水分量を算出(g/m2)し、透湿度=調湿後重量−調湿前重量で求めた。
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の光をフィ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(回転軸)としてフィ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(回転軸)としてフィ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。ここで平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx,ny,nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
本発明に関する透明フィルムにおいては面内のレターデーションは、0≦Re(630)≦10であることがのぞましい。
本発明に関する透明フィルムにおいては膜厚方向のレターデーションは、|Rth(630)|≦20であることがのぞましい。
本発明に関する透明フィルムは液晶表示装置用の偏光子の透明保護フィルムとして好ましく用いることができる。これを液晶表示装置に実装して、装置内部のバックライトで温度が上昇したり、高温高湿度の環境下にて用いられる場合を想定した場合、特に黒表示時に本来ならば画面全体が黒く表示されるべき時に、表示装置の枠の周囲から光が漏れるムラ故障や色味が変化する故障を、これまでに用いられてきた偏光板の保護膜よりも低減することがのぞましい。さらにのぞましくは上記のような故障をゼロにすることである。
本発明に関する透明フィルムを形成する材料としては、光学性能透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるポリマーが好ましく、上述のRe、Rthが、上述した式(i)(ii)を満たす範囲であればどのような材料を用いても良い。例えば、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または前記ポリマーを混合したポリマーも例としてあげられる。また本発明に関する透明フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の紫外線硬化型、熱硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
本発明に関する透明フィルムに用いられるセルロースアシレート原料のセルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ(広葉樹パルプ,針葉樹パルプ)などがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースアシレートでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細な記載は、例えば「プラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂」(丸澤、宇田著、日刊工業新聞社、1970年発行)や発明協会公開技報公技番号2001−1745号(7頁〜8頁)に記載のセルロースを用いることができ、セルロースアシレートフィルムに対しては特に限定されるものではない。
次に上述のセルロースを原料に製造されるセルロースアシレートについて記載する。セルロースアシレートはセルロースの水酸基がアシル化されたもので、その置換基はアシル基の炭素原子数が2のアセチル基から炭素原子数が22のものまでいずれも用いることができる。セルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基への置換度については特に限定されないが、セルロースの水酸基に置換する酢酸及び/又は炭素原子数3〜22の脂肪酸の結合度を測定し、計算によって置換度を得ることができる。測定方法としては、ASTMのD−817−91に準じて実施することが出来る。
本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの重合度は、粘度平均重合度で180〜700であり、セルロースアセテートにおいては、180〜550がより好ましく、180〜400が更に好ましく、180〜350が特に好ましい。重合度が高すぎるとセルロースアシレートのドープ溶液の粘度が高くなり、流延によりフィルム作製が困難になる。重合度が低すぎると作製したフィルムの強度が低下してしまう。平均重合度は、宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)により測定できる。特開平9−95538号公報に詳細に記載されている。
特に、アシル置換基が、実質的にアセチル基のみからなり、平均重合度が180〜550であるセルロースアシレートを用いて本発明に関する透明フィルムを作製すると、光学異方性をより低下できる。
本発明に関する透明フィルムは熱可塑性のポリマー樹脂を熱溶融して製膜しても良いし、ポリマーを均一に溶解した溶液から溶液製膜(ソルベントキャスト法)によって製膜しても良い。熱溶融製膜の場合は種々の添加剤(例えば、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、微粒子、光学特性調整剤など)を熱溶融時に加えることができる。一方、透明フィルムを溶液から調整する場合は、ポリマー溶液(以下、ドープという)には、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、光学的異方性を低下する化合物、波長分散調整剤、紫外線防止剤、可塑剤、劣化防止剤、微粒子、光学特性調整剤など)を加えることができ、これらについて以下に説明する。またその添加する時期はドープ作製工程において何れでも添加しても良いが、ドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。
まず、本発明に関する透明フィルムの光学的異方性を低下させる化合物について説明する。本発明の発明者らは、鋭意検討した結果、フィルム中のポリマーが面内および膜厚方向に配向するのを抑制する化合物を用いて光学的異方性を十分に低下させ、ReがゼロかつRthがゼロに近くなるようにした。このためには光学的異方性を低下させる化合物はポリマーに十分に相溶し、化合物自身が棒状の構造や平面性の構造を持たないことが有利である。具体的には芳香族基のような平面性の官能基を複数持っている場合、それらの官能基を同一平面ではなく、非平面に持つような構造が有利である。
本発明に関するセルロースアシレートフィルムの光学的異方性、とくにフィルム膜厚方向のレターデーションRthを低下させる化合物を、下記式(iv)、(v)をみたす範囲で少なくとも一種含有することがのぞましい。
(iv)(Rth(A)−Rth(0))/A≦−1.0
(v)0.01≦A≦30
上記式(ii)、(iii)は
(iv)(Rth(A)−Rth(0))/A≦−2.0
(v)0.05≦A≦25
であることがよりのぞましく、
(iv)(Rth(A)−Rth(0))/A≦−3.0
(v)0.1≦A≦20
であることがさらにのぞましい。
次に、一般式(1)および(2)の化合物について説明する。
一般式(3)として好ましくは下記一般式(4)で表される化合物である。
本発明に関する透明フィルムにおいては、ReおよびRthが小さいことが特徴であり、さらにいえば、これらReおよびRthの波長による依存性すなわち波長分散も小さいことがのぞましい。この、波長分散を低下させる手段として、本発明においては透明フィルムに対して波長分散を調整する化合物(以下波長分散調整剤ともいう)を添加することが有効であり、以下これら化合物について説明する。本発明に関する透明フィルムのRthの波長分散を良化させるためには、下記式(vi)で表されるRthの波長分散ΔRth=|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる化合物を、下記式(vii)、(viii)をみたす範囲で少なくとも一種含有することがのぞましい。
(vi)ΔRth=|Rth(400)−Rth(700)|
(vii)(ΔRth(B)−ΔRth(0))/B≦−2.0
(viii)0.01≦B≦30
ここで、
Rth(400):400nmにおけるRth(nm)
Rth(700):700nmにおけるRth(nm)
ΔRth(B):ΔRthを低下させる化合物をB%含有したフィルムのΔRth(nm)
ΔRth(0):ΔRthを低下させる化合物を含有しないフィルムのΔRth(nm)
B:フィルム原料ポリマーの重量を100としたときの化合物の重量(%)
である。
上記式(vii)、(viii)は
(vii)(ΔRth(B)−ΔRth(0))/B≦−3.0
(viii)0.05≦B≦25
であることがよりのぞましく、
(vii)(ΔRth(B)−ΔRth(0))/B≦−4.0
(viii)0.1≦B≦20
であることがさらにのぞましい。
上記の波長分散調整剤は、200〜400nmの紫外領域に吸収を持ち、フィルムの|Re(400)−Re(700)|および|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる化合物を少なくとも1種、透明フィルム固形分に対して0.01〜30重量%含むことによって透明フィルムのRe、Rthの波長分散を調整した。
上述した本発明で好ましく用いられる波長分散調整剤の添加量は、透明フィルムの0.01ないし30重量%であることが好ましく、0.1ないし20重量%であることがより好ましく、0.2ないし10重量%であることが特に好ましい。
またこれら波長分散調整剤は、単独で用いても、2種以上化合物を任意の比で混合して用いてもよい。
またこれら波長分散調整剤を添加する時期はドープ作製工程中の何れであってもよく、ドープ調製工程の最後に行ってもよい。
一般式(101) Q1−Q2−OH
Q1で表される含窒素芳香族ヘテロ環は更に置換基を有してもよく、置換基としては後述の置換基Tが適用できる。また、置換基が複数ある場合にはそれぞれが縮環して更に環を形成してもよい。
芳香族炭化水素環として好ましくは(好ましくは炭素数6〜30の単環または二環の芳香族炭化水素環(例えばベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。)であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素環、更に好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環である。)更に好ましくはベンゼン環である。
芳香族ヘテロ環として好ましくは窒素原子あるいは硫黄原子を含む芳香族ヘテロ環である。ヘテロ環の具体例としては、例えば、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデンなどが挙げられる。芳香族ヘテロ環として好ましくは、ピリジン、トリアジン、キノリンである。
Q2であらわされる芳香族環として好ましくは芳香族炭化水素環であり、より好ましくはナフタレン環、ベンゼン環であり、特に好ましくはベンゼン環である。Q2は更に置換基を有してもよく、後述の置換基Tが好ましい。
置換基Tとしては例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。)、置換又は未置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24であり、例えば、トリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに連結して環を形成してもよい。
一般式(101−A)
R1およびR3として好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、置換または無置換のアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子であり、更に好ましくは水素原子、炭素1〜12アルキル基であり、特に好ましくは炭素数1〜12のアルキル基(好ましくは炭素数4〜12)である。
一般式(101−B)
一般式(102)
よい。
Q1およびQ2で表される芳香族炭化水素環として好ましくは(好ましくは炭素数6〜30の単環または二環の芳香族炭化水素環(例えばベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。)であり、より好ましくは炭素数6〜20の芳香族炭化水素環、更に好ましくは炭素数6〜12の芳香族炭化水素環である。)更に好ましくはベンゼン環である。
Q1およびQ2で表される芳香族ヘテロ環として好ましくは酸素原子、窒素原子あるいは硫黄原子のどれかひとつを少なくとも1つ含む芳香族ヘテロ環である。ヘテロ環の具体例としては、例えば、フラン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデンなどが挙げられる。芳香族ヘテロ環として好ましくは、ピリジン、トリアジン、キノリンである。
Q1およびQ2であらわされる芳香族環として好ましくは芳香族炭化水素環であり、より好ましくは炭素数6〜10の芳香族炭化水素環であり、更に好ましくは置換または無置換のベンゼン環である。
Q1およびQ2は更に置換基を有してもよく、後述の置換基Tが好ましいが、置換基にカルボン酸やスルホン酸、4級アンモニウム塩を含むことはない。また、可能な場合には置換基同士が連結して環構造を形成してもよい。
一般式(102−A)
一般式(102−B)
R10として好ましくは置換または無置換のアルキル基であり、より好ましくは炭素数5〜20の置換または無置換のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数5〜12の置換または無置換のアルキル基(n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、ベンジル基、などが挙げられる。)であり、特に好ましくは、炭素数6〜12の置換または無置換のアルキル基(2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、ベンジル基)である。
以下に一般式(102)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明は下記具体例に何ら限定されるものではない。
一般式(103)
Q1およびQ2は更に置換基を有してもよく、後述の置換基Tが好ましい。置換基Tとしては例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。)、置換又は未置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24であり、例えば、トリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに連結して環を形成してもよい。
一般式(103−A)
、メチル基であり、最も好ましくは水素原子である。
一般式(103−B)
一般式(103−C)
さらに本発明では、剥離時の荷重を小さくするために剥離剤を添加することが好ましい。
それらは、界面活性剤が有効でありリン酸系、スルフォン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系など特に限定されない。これらは、例えば特開昭61−243837号公報、特開2000−99847号公報などに記載されている。添加量はセルロールアシレートに対し、0.1%以下が好ましい。
本発明に関する透明フィルムは、場合により表面処理を行うことによって、透明フィルムと各機能層(例えば、下塗層およびバック層)との接着の向上を達成することができる。例えばグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸またはアルカリ処理を用いることができる。ここでいうグロー放電処理とは、10-3〜20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、更にまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンの様なフロン類及びそれらの混合物などがあげられる。これらについては、詳細が発明協会公開技報公技番号2001−1745号(2001年3月15日発行、発明協会)にて30頁〜32頁に詳細に記載されており、本発明において好ましく用いることができる。
本発明に関する透明フィルムを偏光板加工する際、の表面処理の有効な手段の1つとしてアルカリ鹸化処理が上げられる。この場合、アルカリ鹸化処理後のフィルム表面の水の接触角が55°以下であることがのぞましい。よりのぞましくは50°以下であり、45°以下であることがさらにのぞましい。接触角の評価法はアルカリ鹸化処理後のフィルム表面に直径3mmの水滴を落とし、フィルム表面と水滴のなす角をもとめる通常の手法によって親疎水性の評価として用いることができる。
本発明に関する透明フィルムは、その用途として光学用途に適用される。特に光学用途が液晶表示装置であることが好ましく、液晶表示装置が、二枚の電極基板の間に液晶を担持してなる液晶セル、その両側に配置された二枚の偏光素子、および該液晶セルと該偏光素子との間に少なくとも一枚の光学補償シートを配置した構成であることがさらに好ましい。これらの液晶表示装置としては、TN、IPS、FLC、AFLC、OCB、STN、ECB、VAおよびHANが好ましい。
その際に前述の光学用途に透明フィルムを用いるに際し、各種の機能層を付与することが実施される。それらは、例えば、帯電防止層、硬化樹脂層(透明ハードコート層)、反射防止層、易接着層、防眩層、光学補償層、配向層、液晶層などである。透明フィルムを用いることができるこれらの機能層及びその材料としては、界面活性剤、滑り剤、マット剤、帯電防止層、ハードコート層などが挙げられ、発明協会公開技報公技番号2001−1745号(2001年3月15日発行、発明協会)にて32頁〜45頁に詳細に記載されており、本発明において好ましく用いることができる。
本発明の偏光板の作製方法は特に長尺状に製造可能であれば特に限定されず、一般的な方法で作製することができる。得られた透明フィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の両面に完全ケン化ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる方法がある。アルカリ処理の代わりに特開平6−94915号公報、特開平6−118232号公報に記載されているような易接着加工を施してもよい。
保護フィルム処理面と偏光子を貼り合わせるのに使用される接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系接着剤や、ブチルアクリレート等のビニル系ラテックス等が挙げられる。
偏光板は偏光子及びその両面を保護する保護フィルムで構成されており、更に該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成される。プロテクトフィルム及びセパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。この場合、プロテクトフィルムは、偏光板の表面を保護する目的で貼合され、偏光板を液晶板へ貼合する面の反対面側に用いられる。又、セパレートフィルムは液晶板へ貼合する接着層をカバーする目的で用いられ、偏光板を液晶板へ貼合する面側に用いられる。
なお、偏光板クロスニコル下で作製した偏光板は、本発明に関する透明フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸又は透過軸との軸ズレ角度が10度より大きいと、偏光板クロスニコル下での偏光度性能が低下して光抜けが生じ、液晶セルと組み合わせた場合に、十分な黒レベルやコントラストが得られない為、本発明に関する透明フィルムの遅相軸の方向と偏光板の吸収軸又は透過軸の方向とは、その軸ズレ角度が10度以内、好ましくは5度以内更に好ましくは1度以内であることが好ましい。
軸ズレ角度の測定では、作成した偏光板を透明フィルムと偏光子に剥がし、以下の測定を行った。
偏光子の軸角度の測定:
すでに軸の分かっている偏光子(A)を用い、測定したい偏光子(B)と偏光子(A)と重ね合わせ透過光が最小になる位置を決定し、偏光子(A)の吸収軸と一致している方向を偏光子(B)の透過軸、直行している方向を吸収軸とした。
透明フィルムの遅相軸の測定:
透明フィルムの軸角度は、KOBRA 21DH(王子計測機器(株)製)を用い、長手方向に対する遅相軸角度を測定した。
単板透過率とは偏光板一枚の透過率、平行透過率とは二枚の偏光板を透過軸を平行に合わせた状態で測定した透過率、直交透過率とは二枚の偏光板の透過軸を直交させた状態で測定した透過率である。
(a)40.0≦TT≦45.0
(b)30.0≦PT≦40.0
(c)CT≦2.0
(d)95.0≦P
単板透過率TT、平行透過率PT、直交透過率CTはこの順でそれぞれ、より好ましくは、40.5≦TT≦45.0、32.0≦PT≦40.0、CT≦1.5であり、さらに好ましくは41.0≦TT≦45.0、34.0≦PT≦40.0、CT≦1.3である。偏光度Pは95.0%以上であることが好ましく、より好ましくは96.0%以上、さらに好ましくは97.0%以上である。
本発明の偏光板は、波長λにおける直交透過率をT(λ)としたときに、T(380)、T(410)、T(700)が下記式(e)〜(g)の少なくとも1つ以上を満たすことが好ましい。
(e)T(380)≦2.0
(f)T(410)≦1.0
(g)T(700)≦0.5
より好ましくはT(380)≦1.95、T(410)≦0.9、T(700)≦0.49であり、さらに好ましくはT(380)≦1.90、T(410)≦0.8、T(700)≦0.48である。
本発明の偏光板は、60℃95%RHの条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(h)、(i)の少なくとも1つ以上を満たすことが好ましい。
(h)−6.0≦ΔCT≦6.0
(i)−10.0≦ΔP≦0.0
(ただし、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値を示す)
より好ましくは−5.8≦ΔCT≦5.8、−9.5≦ΔP≦0.0、更に好ましくは、−5.6≦ΔCT≦5.6、−9.0≦ΔP≦0.0である。
本発明の偏光板は、60℃90%RHの条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(j)、(k)の少なくとも1つ以上を満たすことが好ましい。
(j)−3.0≦ΔCT≦3.0
(k)−5.0≦ΔP≦0.0
(ただし、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値を示す)
より好ましくは−2.0≦ΔCT≦2.0、−0.5≦ΔP≦0.0、更に好ましくは、−0.2≦ΔCT≦0.2、−0.2≦ΔP≦0.0である。
本発明の偏光板は、80℃の条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(l)、(m)の少なくとも1つ以上を満たすことが好ましい。
(l)−3.0≦ΔCT≦3.0
(m)−2.0≦ΔP≦0.0
(ただし、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値を示す)
より好ましくは−2.0≦ΔCT≦2.0、−0.5≦ΔP≦0.0、更に好ましくは、−0.2≦ΔCT≦0.2、−0.2≦ΔP≦0.0である。
偏光板の単板透過率TT、平行透過率PT、直交透過率CTはUV3100PC(島津製作所社製)を用い、380nm〜780nmの範囲で測定し、TT、PT、CTともに、10回測定の平均値(400nm〜700nmでの平均値)を用いる。偏光板耐久性試験は(1)偏光板のみと(2)偏光板をガラスに粘着剤を介して貼り付けた、2種類の形態で次のように行う。偏光板のみの測定は、2つの偏光子の間に本発明に関する透明フィルムが挟まれるように組み合わせて直交、同じものを2つ用意し測定する。ガラス貼り付け状態のものはガラスの上に偏光板を本発明に関する透明フィルムがガラス側にくるように貼り付けたサンプル(約5cm×5cm)を2つ作成する。単板透過率測定ではこのサンプルのフィルムの側を光源に向けてセットして測定する。2つのサンプルをそれぞれ測定し、その平均値を単板の透過率とする。
本発明の偏光板は、様々な用途で用いることができ、液晶表示装置の光学補償フィルムとともに用いると特に効果がある。なお、光学補償フィルムとは、一般に液晶表示装置に用いられ、位相差を補償する光学材料のことを指し、位相差板、光学補償シートなどと同義である。光学補償フィルムは複屈折性を有し、液晶表示装置の表示画面の着色を取り除いたり、視野角特性を改善したりする目的で用いられる。
前記液晶性化合物としては、ディスコティック液晶性化合物または棒状液晶性化合物が好ましい。
本発明に使用可能なディスコティック液晶性化合物の例には、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page2655(1994))に記載の化合物が含まれる。
D(−L−P)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。前記式中の円盤状コア(D)、二価の連結基(L)及び重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ、特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、(L1)〜(L25)、(P1)〜(P18)であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。
本発明において、使用可能な棒状液晶性化合物の例には、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、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が含まれる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。
光学異方性層はポリマーフィルムから形成してもよい。ポリマーフィルムは、光学異方性を発現し得るポリマーから形成する。そのようなポリマーの例には、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド、およびポリアリールエーテルケトン、ポリオレフィン(例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー)、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルおよびセルロースエステル(例、セルローストリアセーテート、セルロースジアセテート)が含まれる。また、これらのポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いてもよい。
液晶表示装置は、二枚の電極基板の間に液晶を担持してなる液晶セル、その両側に配置された二枚の偏光素子、および該液晶セルと該偏光素子との間に少なくとも一枚の光学補償フィルムを配置した構成を有している。
液晶セルの液晶層は、通常は、二枚の基板の間にスペーサーを挟み込んで形成した空間に液晶を封入して形成する。透明電極層は、導電性物質を含む透明な膜として基板上に形成する。液晶セルには、さらにガスバリアー層、ハードコート層あるいは(透明電極層の接着に用いる)アンダーコート層(下塗り層)を設けてもよい。これらの層は、通常、基板上に設けられる。液晶セルの基板は、一般に50μm〜2mmの厚さを有する。
本発明に関する透明フィルムは、IPSモードの液晶セルを有するIPS型液晶表示装置の光学補償シートの支持体、または偏光板の保護膜として特に有利に用いられる。このモードは黒表示時に液晶材料が略平行に配向する態様であり、電圧無印加状態で液晶分子を基板面に対して平行配向させて、黒表示する。この態様において本発明に関する透明フィルムを用いた偏光板は視野角拡大、コントラストの良化に寄与する。この態様においては、前記偏光板の保護膜と保護膜と液晶セルの間に配置された光学異方性層のリターデーションの値は、液晶層のΔn・dの値の2倍以下に設定するのが好ましい。またRth値の絶対値|Rth|は、25nm以下、より好ましくは20nm以下、さらに好ましくは15nm以下に設定するのが好ましいため、本発明に関する透明フィルムが有利に用いられる。
本発明に関する透明フィルムは、またハードコートフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルムへの適用が好ましく実施できる。LCD、PDP、CRT、EL等のフラットパネルディスプレイの視認性を向上する目的で、本発明に関する透明フィルムの片面または両面にハードコート層、防眩層、反射防止層の何れかあるいは全てを付与することができる。このような防眩フィルム、反射防止フィルムとしての望ましい実施態様は、発明協会公開技報公技番号2001−1745号(2001年3月15日発行、発明協会)の54頁〜57頁に詳細に記載されており、本発明に関する透明フィルムを好ましく用いることができる。
(透明フィルムの作製)
本発明に関する透明フィルムの素材としてセルロースアシレートを用いた。
(セルロースアシレート試料101の作製)
セルロースアシレートとしてはアシル化度が異なる二種類、Ce−1(Ac:OH=2.94:0.06)、Ce−2(Ac:Pro:OH=1.7:1.0:0.3)を用いた。ここで、カッコ内のAcはアセチル置換基、Proはプロピオニル置換基、OHは置換されていない水酸基をあらわし、比率はアシル化度の比率である。
セルロースアシレート(Ce) 100.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 480.0質量部
メタノール(第2溶媒) 71.7質量部
平均粒径16nmのシリカ粒子分散液 0.15質量部
光学的異方性を低下する化合物(KI) 11.7質量部
波長分散調整剤(HB) 1.2質量部
クエン酸エステル混合物(クエン酸、モノエチルエステル、
ジエチルエステル、トリエチルエステル混合物) 0.01質量部
使用したセルロースアシレート(Ce)、光学的異方性を低下する化合物(KI)、波長分散調整剤(HB)は表1に示した。
使用したセルロースアシレート(Ce)、光学的異方性を低下する化合物(KI)、波長分散調整剤(HB)および添加量を表1に示した様に変更した以外は試料101と同様にして作製した。
上記実施例にて作製した本発明の試料の作成条件および光学特性等の測定結果を表1に示した。
本発明の長尺状の透明フィルム試料を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に連続的に通し、55℃で2分間浸漬した。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。このようにして、透明フィルムの表面をケン化した。
続いて、厚さ80μmの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、乾燥して厚さ20μmの偏光子を得た。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、前記のケン化した透明フィルム試料および市販のセルロールアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製、膜厚80μm、Re値は3nm、Rth値は50nm)を用意して偏光子を間にしてロールツーロールで貼り合わせ、フィルム長さ500m、吸収軸は長手方向、遅相軸は長手と直交方向であり、両面がフィルムによって保護された偏光板を得た。
H106およびH107はバッチ張りで偏光板を作製した。作成は、前記の透明フィルムおよび市販のセルロールアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製、膜厚80μm、Re値は3nm、Rth値は50nm)をA4サイズに切り出し、A4サイズの延伸した偏光子を挟み込んだ。ケン化条件、接着剤は偏光板H101作成時と同様の物を用いた。
本発明の偏光板を、液晶表示装置のパネルに実装して評価を行った。
<IPS液晶セル用偏光板>
アートンフィルム(JSR社製)を延伸し、Re=270nm、Rth=0nmの光学補償フィルムを作製し、本発明の偏光板の本発明に関する透明フィルム側に光学補償フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸が一致するように貼合して偏光板一体型光学補償フィルムを作製した。
一枚のガラス基板上に、隣接する電極間の距離が20μmとなるように電極を配設し、その上にポリイミド膜を配向膜として設け、ラビング処理を行なった。別に用意した一枚のガラス基板の一方の表面にポリイミド膜を設け、ラビング処理を行なって配向膜とした。二枚のガラス基板を、配向膜同士を対向させて、基板の間隔(ギャップ;d)を3.9μmとし、二枚のガラス基板のラビング方向が平行となるようにして重ねて貼り合わせ、次いで屈折率異方性(Δn)が0.0769及び誘電率異方性(Δε)が正の4.5であるネマチック液晶組成物を封入した。液晶層のd・Δnの値は300nmであった。
この液晶セルの光源側に本発明の偏光板の本発明のフィルムがセル側になるように液晶セルの遅相軸と偏光板の吸収軸が一致するように粘着剤により貼り付け、液晶セルの反対側に対向の偏光板と吸収軸が直交するように上記の偏光板一体型光学補償フィルムの光学補償フィルム側を液晶セル側にし、粘着剤により貼り付けIPS型液晶表示装置を作成した。
<位相差膜の評価および作製した液晶表示装置の漏れ光の測定>
作成した液晶表示装置の透過率の視野角依存性を測定した。抑角は正面から斜め方向へ10°毎に80°まで、方位角は水平右方向(0°)を基準として10°毎に360°まで測定した。黒表示時の輝度は正面方向から抑角が増すにつれ、漏れ光透過率も上昇し、抑角70°近傍で最大値をとることがわかった。また黒表示透過率が増すことで、コントラストが悪化することもわかった。そこで、正面の黒表示透過率と抑角60°の漏れ光透過率の最大値で、視野角特性を評価することにした。
また、耐久性試験として、60℃90%、60℃95%、80℃で500時間の処理後のコントラスト、色味等の表示ムラの観察を行った。得られた結果を表4に示す。
本発明の偏光板であるH101〜105は、軸ズレが小さく耐久性が高いため視野角特性だけでなく、ムラの発生がわずかであり良好であることが分かる。
(視野角特性)
◎:視野角特性差が極めてわずかであり良好
○:視野角特性差が少ない
×:視野角特性差が大きい
(ムラ)
◎:ムラが極めてわずかであり良好
○:ムラが少ない
△:ムラが若干多い
×:ムラが大きい
Claims (21)
- 長手方向に平行な吸収軸を有する長尺状の偏光子と、ポリマー原料としてセルロースアシレートを含有するとともにさらに透明フィルムの光学的異方性を低下する化合物及び透明フィルムのRthの波長分散ΔRth=|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる波長分散調整剤を含有し、長手方向に直交または平行である遅相軸を有し、フィルム面内のレターデーション値Reおよびフィルム膜厚方向のレターデーション値Rthが式(i)(ii)をみたす厚さ40〜180μmの長尺状の透明フィルムとが、ロールツーロールにより張り合わせて積層されていることを特徴とするIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(i)0≦Re(630)≦10
(ii)|Rth(630)|≦20
[式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。] - 前記偏光子の吸収軸と前記透明フィルムの遅相軸との直交または平行との軸ズレ角度が10度以内であることを特徴とする請求項1に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 前記光学的異方性を低下させる化合物が、一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物であることを特徴とする請求項1または2に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 前記透明フィルムが前記光学的異方性を低下させる化合物を、下記式(iv)、(v)をみたす範囲で含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(iv)(Rth(A)−Rth(0))/A≦−1.0
(v)0.01≦A≦30
ここで、
Rth(A):光学的異方性を低下させる化合物をA%含有したフィルムのRth(nm)
Rth(0):光学的異方性を低下させる化合物を含有しないフィルムのRth(nm)
A:フィルム原料ポリマーの質量を100としたときの化合物の質量(%) - 前記波長分散調整剤が、一般式(101)で表されるベンゾトリアゾール系化合物または一般式(102)で表されるベンゾフェノン系化合物または一般式(103)で表されるシアノ基を含む化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
一般式(101) Q1−Q2−OH
(式中、Q1は含窒素芳香族ヘテロ環、Q2は芳香族環を表す。)
一般式(102)
一般式(103)
- 前記透明フィルムが前記波長分散調整剤を、下記式(vii)、(viii)をみたす範囲で少なくとも一種含有すること特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(vii)(ΔRth(B)−ΔRth(0))/B≦−2.0
(viii)0.01≦B≦30
ここで、
ΔRth(B):波長分散調整剤をB%含有したフィルムのΔRth(nm)
ΔRth(0):波長分散調整剤を含有しないフィルムのΔRth(nm)
B:フィルム原料ポリマーの重量を100としたときの化合物の重量(%) - VAまたはIPS型液晶表示装置用であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 25℃60%RHにおける400〜700nmの単板透過率TT、平行透過率PT、直交透過率CT、偏光度Pが下記式(a)〜(d)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(a)40.0≦TT≦45.0
(b)30.0≦PT≦40.0
(c)CT≦2.0
(d)95.0≦P - 波長λにおける直交透過率をT(λ)としたときに、T(380)、T(410)、T(700)が下記式(e)〜(g)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(e)T(380)≦2.0
(f)T(410)≦1.0
(g)T(700)≦0.5 - 60℃95%RHの条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(h)、(i)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(h)−6.0≦ΔCT≦6.0
(i)−10.0≦ΔP≦0.0
(ただし、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値を示す) - 60℃90%RHの条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(j)、(k)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(j)−3.0≦ΔCT≦3.0
(k)−5.0≦ΔP≦0.0 - 80℃の条件下に500時間静置した場合の400〜700nmの直交透過率の変化量ΔCT、偏光度変化量ΔPが下記式(l)、(m)の少なくとも1つ以上を満たすことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(l)−3.0≦ΔCT≦3.0
(m)−2.0≦ΔP≦0.0 - 請求項1〜12のいずれかに記載の偏光板の透明フィルムに、下記式(iii)をみたす光学異方性層を設けて光学補償フィルム一体型としたことを特徴とするIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
(iii)Re(630)=0〜200(nm)かつ|Rth(630)|=0〜400(nm) - 前記光学異方性層がディスコティック液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする請求項13に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 前記光学異方性層が棒状液晶性化合物を用いて形成されたことを特徴とする請求項13または14に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 前記光学異方性層が複屈折を持つポリマーフィルムからなることを特徴とする請求項13〜15のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 前記光学異方性層を形成する前記ポリマーフィルムが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド、およびポリアリールエーテルケトン、からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を含有することを特徴とする請求項16に記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 表面にハードコート層、防眩層、反射防止層の少なくとも一層を設けたことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板。
- 請求項1〜18のいずれかに記載の長尺状偏光板から切り出したことを特徴とするIPS型液晶表示装置用偏光板。
- 請求項19に記載の偏光板を用いたことを特徴とするIPS型液晶表示装置。
- 長尺状の偏光子と、ポリマー原料としてセルロースアシレートを含有するとともにさらに透明フィルムの光学的異方性を低下する化合物及び透明フィルムのRthの波長分散ΔRth=|Rth(400)−Rth(700)|を低下させる波長分散調整剤を含有して形成され、フィルム面内のレターデーション値Reおよびフィルム膜厚方向のレターデーション値Rthが式(i)(ii)を満たす厚さ40〜180μmの長尺状の透明フィルムとを、ロールツーロールにより張り合わせることを特徴とするIPS型液晶表示装置用長尺状偏光板の製造方法。
(i)0≦Re(630)≦10
(ii)|Rth(630)|≦20
[式中、Re(λ)は波長λnmにおける正面レターデーション値(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける膜厚方向のレターデーション値(単位:nm)である。]
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