JP4957727B2 - 光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
偏光板に用いられる偏光フィルムとしては、一般にポリビニルアルコール系フィルムからなる光吸収型偏光フィルムが用いられている。ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸しヨウ素または二色性染料を吸着することにより製造する。
偏光フィルムの透過軸(偏光軸)は、フィルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。光吸収型偏光フィルムは、偏光軸に平行な偏光成分のみを透過して、それと直交方向の偏光成分を吸収する。従って、光の利用効率は、理論的に50%(実際にはさらに低い値)以下である。
偏光板の光学吸収による損失を抑制する手法として、透過型液晶表示装置において偏光散乱異方性を利用した光源の光利用効率向上手段が知られており、輝度向上フィルムとして広く使用されている。偏光散乱異方性を有する偏光フィルムは、高分子と液晶の複合体を延伸したフィルムが光学的に異方性の散乱体となる性質を利用したものであり(リキッドクリスタルズ、1993年、15巻、No.3、395〜407頁に記載)、光吸収型偏光フィルムと同様に、偏光軸と平行な偏光成分のみを透過する。たゞし、偏光散乱異方性を有する偏光フィルムは、偏光軸と直交方向の偏光成分を吸収せずに前方もしくは後方に散乱し、偏光フィルムの光の利用効率を向上させる。
一方、偏光板は偏光フィルムの両面に保護フィルムを貼合することで、形状の維持や傷つきを回避するための物理的な保護及び、光、熱、酸素、水分等に基づく環境変化に基づく耐久的な保護を行なう。
偏光板用保護フィルムは、一般にセルロースエステルで構成されたフィルムが使用されているが、該フィルムは、複屈折性を有しており、リタデーション値がフィルム面内やフィルムの厚さ方向に一般に存在する。
例えば、特開2003−43261号公報(特許文献3)に記載のように、二色性偏光フィルムの両面に上記リタデーション値をフィルム面内やフィルムの厚さ方向に有する保護フィルムを貼合して偏光板を形成し、該偏光板の一方の面にさらに偏光散乱異方性を有するフィルム(輝度向上フィルム)が貼合された構成が、一般的であった。
結果として、両者の間に複屈折性を有するフィルムが存在すると、ディスプレイの光学特性において透過率や色味の変化を与えることとなり、不用な画像表示の要因となってしまう。従って、偏光散乱異方性を有するフィルムと二色性偏光フィルムとの間に複屈折性を示すフィルムが存在しないことが望まれていた。
また、特許文献3には、偏光散乱異方性層として透明支持体上に液晶性化合物を塗布により設ける方法が開示されているが、この方法では生産性が低いという問題があった。
また、特表平11−509014号公報(特許文献4)に開示されているように、偏光散乱異方性を有するフィルム(輝度向上フィルムともいう)は、光学的連続相の屈折率と光学的異方性を有するドメインの透過軸側の屈折率とを実質的に等しくしたフィルムを形成することにより、所定の偏光を選択的に透過し、他の偏光を選択的に散乱し、散乱光を再利用することにより輝度を向上することができる。
しかしながら、十分な輝度向上効果を得るためには、光学的異方性を有するドメインが同一方向に配向している必要があるが、これらの要件を具備した材料の作成は極めて困難であるという問題があった。
本発明の目的は、光学フィルム中の不定形粒子(前述の光学的異方性を有するドメインに相当する)の配向度を高めることにより、光学フィルムの輝度向上効果等の光学特性や強度を高め、また偏光板保護フィルムに適しているうえに、製造安定性に優れた光学フィルムの製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、偏光板用保護フィルム自身が偏光散乱異方性を有することで、ディスプレイの光学特性、特に輝度が向上でき、生産性及び耐久性に優れた偏光板用保護フィルム、および該偏光板用保護フィルムを用いた偏光板、並びに該偏光板を用いた液晶表示装置を提供することにある。
A1<A2…(1)
上記式中、A1とA2は、ダイ中間伸張部の任意の位置P1と、これより溶融物押出し方向の上流側の位置P2における断面積をそれぞれ表わす。
A3=A4…(2)
上記式中、A3とA4は、ランド部の相互に異なる任意の位置P3、P4における断面積を表わす。
2.ランド部の長さが、40〜200mmであることを特徴とする、1に記載の光学フィルムの製造方法。
3.熱可塑性樹脂と不定形粒子とを含む溶融物を流延ダイから支持体上に押し出し、光学フィルムを製膜する光学フィルムの製造方法において、流延ダイが、溶融物押出し方向の上流側から順に、溶融物が流入する入口部、マニホールド部、および膜状溶融物が排出されるランド部を具備しており、マニホールド部の断面形状が下記式(3)を、ランド部の断面形状が下記式(4)を、それぞれ満足するものであることを特徴とする、光学フィルムの製造方法。
A5<A6…(3)
上記式中、A5とA6は、マニホールド部の任意の位置P5と、これより溶融物押出し方向の上流側の位置P6における断面積をそれぞれ表わす。
A7=A8…(4)
上記式中、A7とA8は、ランド部の相互に異なる任意の位置P7、P8における断面積を表わす。
4.ランド部の長さが、40〜200mmであることを特徴とする、3に記載の光学フィル
ムの製造方法。
5.不定形粒子のアスペクト比が2以上であることを特徴とする、1乃至4の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
6.不定形粒子のアスペクト比が2〜40であることを特徴とする、1乃至5の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
7.不定形粒子が二酸化チタンであることを特徴とする、1乃至6の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
8.不定形粒子とセルロースエステルとの質量分率が、0.001<(不定形粒子)/(セルロースエステル)<15であることを特徴とする、1乃至7の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
9.不定形粒子の屈折率が1.3〜3.0であることを特徴とする、1乃至8の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
また、本発明の光学フィルムの製造方法により製造された光学フィルムよりなる偏光板用保護フィルム自身が偏光散乱異方性を有することで、ディスプレイの光学特性、特に輝度が向上でき、生産性及び耐久性に優れた偏光板用保護フィルム、及び該偏光板用保護フィルムを用いた偏光板、並びに該偏光板を用いた液晶表示装置を提供することができる。
本発明の光学フィルムの製造方法により製造された光学フィルムよりなる偏光板用保護フィルムを少なくとも一方の面に有する偏光板は、電界による液晶の配向の変化を可視化させる重要な役割を、充分に果たすことができる。
さらに、上記の偏光板を、液晶セルの少なくとも一方の面に有する液晶表示装置は、表示品質が非常に優れている。
2:入口部
3:マニホールド部
4:伸張部
5:ランド部
10:ウェブ(フィルム)
11:供給ホッパ
12:ヘンシェルミキサー
13:押出機
15:冷却ロール
16:タッチロール
17:テンター
18:搬送ロール
19:巻取り機
本発明の光学フィルムの製造方法は、特に、流延工程の流延ダイの形状に特徴を有するものである。
ここで、対角幅とは、絶対最大長に平行な2本の直線で投影された不定形粒子像を挟んだときの2直線間の最短距離を意味する。
また「不定形」とは、粒子の絶対最大長をY、対角幅をXとしたとき、X≠Yであり、また、前記のアスペクト比=Y/Xが2以上ある粒子を指す。本発明では、球状以外の粒子であれば何でも良く、平板状、棒状、楕円体状、針状、層状、糸状等が用いられる。
ム上に流延して偏光板保護フィルムを得ることも可能である。
0<(不定形粒子)/(セルロースエステル)<20
の関係であることが好ましい。さらに、好ましくは
0.001<(不定形粒子)/(セルロースエステル)<15
の関係であることが好ましい。
本発明の光学フィルムの製造方法において好ましく用いられる樹脂としては、例えば、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、セルロースアセテートブチレート等のアシル基の置換度が1.8〜2.80のセルロースエステル系樹脂、またセルロースメチルエーテル、セルロースエチルエーテル、セルロースプロピルエーテル等のアルキル基置換度2.0〜2.80のセルロースエーテル樹脂、シクロオレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、またアルキレンジカルボン酸とジアミンとの重合物のポリアミド樹脂、またアルキレンジカルボン酸とジオールとの重合物、アルキレンジオールとジカルボン酸との重合物、シクロヘキサンジカルボン酸とジオールとの重合物、シクロヘキサンジオールとジカルボン酸との重合物、芳香族ジカルボン酸とジオールとの重合物等のポリエステル樹脂、またポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル樹脂、またポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール樹脂、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、アルキレンジイソシアナートとアルキレンジオールの線状重合物等のポリウレタン樹脂等を挙げることができ、これらから選ばれる少なくとも一つを含有することが好ましい。
本発明に用いられるセルロースエステルは、脂肪酸アシル基、置換もしくは無置換の芳香族アシル基の中から少なくともいずれかの構造を含む、セルロースの前記単独または混合酸エステルである。
上記アルケニル基の炭素原子数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であることがさらに好ましい。アルケニル基の例には、ビニル、アリル、及びイソプロペニルが含まれる。上記アルキニル基の炭素原子数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であることがさらに好ましい。アルキニル基の例には、チエニルが含まれる。上記アルキルスルホニル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。上記アリールスルホニル基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。上記アルキルオキシスルホニル基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。上記アルキルスルホニルオキシ基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。
本発明において、セルロースエステルにおけるセルロースの水酸基部分の水素原子が脂肪族アシル基との脂肪酸エステルであるとき、脂肪族アシル基は炭素原子数が2〜20で、具体的にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、オクタノイル、ラウロイル、ステアロイル等が挙げられる。
式(II) 0.1≦X≦2.0
このうち、特にセルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられ、中でも、1.0≦X≦2.5であり、0.5≦Y≦2.5であることが好ましい。アシル基の置換度の異なるセルロ−スエステルをブレンドして、光学フィルム全体として上記範囲に入っていてもよい。上記アシル基で置換されていない部分は、通常、水酸基として存在しているものである。これらは公知の方法で合成することができる。アセチル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96に準じて測定することができる。
分子量の測定は、高速液体クロマトグラフィー{ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)}
を用いて測定する。
カラム:TSK−SUPER HM−M(φ6.0mm×150mm)
TSK−GuardcolumnH−H(φ4.6mm×35mm)
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.6ml/min
温度:40℃
試料濃度:0.1質量%
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー株式会社製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
100:0:0
90:10:0
85:15:0
50:50:0
20:80:0
10:90:0
0:100:0
0:0:100
80:10:10
85:0:15
40:30:30で用いることができる。
本発明においては、可塑剤として、下記一般式(1)で表される有機酸と3価以上のアルコールが縮合した構造を有するエステル化合物を、可塑剤として1〜25質量%含有することが好ましい。1質量%よりも少ないと可塑剤を添加する効果が認められず、25質量%よりも多いとブリードアウトが発生しやすくなり、フィルムの経時安定性が低下するために好ましくない。より好ましくは上記可塑剤を3〜20質量%含有する光学フィルムであり、さらに好ましくは5〜15質量%含有する光学フィルムである。
式中、R′はm価の有機基、mは3以上の正の整数、OH基はアルコール性水酸基を表す。特に好ましいのは、mとしては3または4の多価アルコールである。
多価アルコールと1価のカルボン酸からなるエステル系可塑剤、多価カルボン酸と1価のアルコールからなるエステル系可塑剤はセルロースエステルと親和性が高く好ましい。
キシレート、エチレングリコールジシクロヘキルカルボキシレート等のエチレングリコールシクロアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジベンゾエート、エチレングリコールジ4−メチルベンゾエート等のエチレングリコールアリールエステル系の可塑剤が挙げられる。これらアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、さらに置換されていてもよい。またアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基のミックスでもよく、またこれら置換基同志が共有結合で結合していてもよい。さらにエチレングリコール部も置換されていてもよく、エチレングリコールエステルの部分構造が、ポリマーの一部、あるいは規則的にペンダントされていてもよく、また酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、さらに置換されていてもよい。またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでもよく、またこれら置換基同志が共有結合で結合していてもよい。さらに多価アルコール部も置換されていてもよく、多価アルコールの部分構造が、ポリマーの一部、あるいは規則的にペンダントされていてもよく、また酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
本発明に用いられるその他の可塑剤としては、さらにリン酸エステル系可塑剤、ポリマー可塑剤等が挙げられる。
セルロースエステルは、溶融製膜が行われるような高温環境下では熱だけでなく酸素によっても分解が促進されるため、本発明において、光学フィルムの安定化剤として酸化防止剤を含有することが好ましい。
シル基等)、アラルキル基(例えばベンジル基、2−フェネチル基等)、アリール基(例
えばフェニル基、ナフチル基、p−トリル基、p−クロロフェニル基等)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等)、アリールオキシ基(例えばフェノキシ基等)、シアノ基、アシルアミノ基(例えばアセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基等)、アルキルチオ基(例えばメチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基等)、アリールチオ基(例えばフェニルチオ基等)、スルホニルアミノ基(例えばメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基等)、ウレイド基(例えば3−メチルウレイド基、3,3−ジメチルウレイド基、1,3−ジメチルウレイド基等)、スルファモイルアミノ基(ジメチルスルファモイルアミノ基等)、カルバモイル基(例えばメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基等)、スルファモイル基(例えばエチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基等)、アルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル基等)、スルホニル基(例えばメタンスルホニル基、ブタンスルホニル基、フェニルスルホニル基等)、アシル基(例えばアセチル基、プロパノイル基、ブチロイル基等)、アミノ基(メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基等)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ニトロソ基、アミンオキシド基(例えばピリジン−オキシド基)、イミド基(例えばフタルイミド基等)、ジスルフィド基(例えばベンゼンジスルフィド基、ベンゾチアゾリル−2−ジスルフィド基等)、カルボキシル基、スルホ基、ヘテロ環基(例えば、ピロール基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、ベンズオキサゾリル基等)等が挙げらる。これらの置換基はさらに置換されても良い。また、R11は水素原子、R12、R16はt−ブチル基であるフェノール系化合物が好ましい。フェノール系化合物の具体例としては、n−オクタデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−オクタデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−アセテート、n−オクタデシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、n−ヘキシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルベンゾエート、n−ドデシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルベンゾエート、ネネオ−ドデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ドデシルβ(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチルα−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシルα−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシルα−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−(n−オクチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンゾエート、2−(n−オクチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンゾエート、2−(2−ヒドロキシエチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ジエチルグリコールビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ステアルアミドN,N−ビス−[エチレン3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、n−ブチルイミノN,N−ビス−[エチレン3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,2−プロピレングリコールビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコールビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ネオペンチルグリコールビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコールビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート)、グリセリン−l−n−オクタデカノエート−2,3−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート)、ペンタエリトリトール−テトラキス−[3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,1,1−トリメチロールエタン−トリス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ソルビトールヘキサ−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−ヒドロキシエチル7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−ステアロイルオキシエチル7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,6−n−ヘキサンジオール−ビス[(3′,5′−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリトリトール−テトラキス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)が含まれる。上記タイプのフェノール化合物は、例えば、Ciba Specialty Chemicalsから、“Irganox1076”及び“Irganox1010”という商品名で市販されている。
3)で表される部分構造を分子内に有する化合物が好ましい。
酸掃去剤とは製造時から持ち込まれるセルロースエステル中に残留する酸(プロトン酸)をトラップする役割を担う剤である。また、セルロースエステルを溶融するとポリマー中の水分と熱により側鎖の加水分解が促進し、CAPならば酢酸やプロピオン酸が生成する。酸と化学的に結合できればよく、エポキシ、3級アミン、エーテル構造等を有する化合物が挙げられるが、これに限定されるものでない。
酸掃去剤は、前述のセルロース樹脂同様に、製造時から持ち越される、あるいは保存中に発生する残留酸、無機塩、有機低分子等の不純物を除去する事が好ましく、より好ましくは純度99%以上である。残留酸、及び水としては、0.01〜100ppmであることが好ましく、セルロース樹脂を溶融製膜する上で、熱劣化を抑制でき、製膜安定性、フィルムの光学物性、機械物性が向上する。
紫外線吸収剤としては、偏光子や表示装置の紫外線に対する劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れており、且つ液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることができるが、ベンゾフェノン系化合物や着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、紫外線吸収剤の構造は、紫外線吸収能を有する部位が一分子中に複数存在している二量体、三量体、四量体等の多量体でも良く、特開平10−182621号公報、同8−337574号公報記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号公報記載の高分子紫外線吸収剤を用いてもよい。
本発明において、溶融粘度を低減する目的として、水素結合性溶媒を添加する事ができる。水素結合性溶媒とは、J.N.イスラエルアチビリ著、「分子間力と表面力」(近藤保、大島広行訳、マグロウヒル出版、1991年)に記載されるように、電気的に陰性な原子(酸素、窒素、フッ素、塩素)と電気的に陰性な原子と共有結合した水素原子間に生ずる、水素原子媒介「結合」を生ずることができるような有機溶媒、すなわち、結合モーメントが大きく、かつ水素を含む結合、例えば、O−H(酸素水素結合)、N−H(窒素水素結合)、F−H(フッ素水素結合)を含むことで近接した分子同士が配列できるような有機溶媒をいう。これらは、セルロース樹脂の分子間水素結合よりもセルロースとの間で強い水素結合を形成する能力を有するもので、本発明で行う溶融流延法においては、用いるセルロース樹脂単独のガラス転移温度よりも、水素結合性溶媒の添加によりセルロース樹脂組成物の溶融温度を低下する事ができる、または同じ溶融温度においてセルロース樹脂よりも水素結合性溶媒を含むセルロース樹脂組成物の溶融粘度を低下する事ができる。
本発明において、光学フィルムにより配向膜を形成して液晶層を設け、光学フィルムと液晶層由来のリタデーションを複合化して光学補償能を付与した偏光板加工を行ってもよい。リタデーションを制御するために添加する化合物は、欧州特許第911,656A2号明細書に記載されているような、二つ以上の芳香族環を有する芳香族化合物をリタデーション制御剤として使用することもできる。また2種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。該芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。芳香族性ヘテロ環であることが特に好ましく、芳香族性ヘテロ環は一般に不飽和ヘテロ環である。中でも1,3,5−トリアジン環を有する化合物が特に好ましい。
本発明において、光学フィルムには、セルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーを適宜選択して混合してもよい。前述の高分子材料やオリゴマーはセルロースエステルと相溶性に優れるものが好ましく、フィルムにしたときの透過率が80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは92%以上であることが好ましい。セルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーの少なくとも1種以上を混合する目的は、加熱溶融時の粘度制御やフィルム加工後のフィルム物性を向上するために行なう意味を含んでいる。この場合は、上述のその他添加剤として含むことができる。
前記の不定形粒子以外に、滑り性を付与するために、一次粒子が球状の二酸化ケイ素を添加することもできる。これによって、搬送や巻き取りをしやすくすることができる。
この他、カオリン、タルク、ケイソウ土、石英、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ等の無機微粒子、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の塩等の熱安定剤を加えてもよい。さらに帯電防止剤、難燃剤、滑剤、油剤等も加える場合がある。
本発明においては、熱可塑性樹脂からなるペレットと粉体とを押出機(図示略)で溶融混錬してペレットを作製し、そのペレットを、いま1つの押出機(13)で溶融混錬して、流延ダイ(1)から冷却ロール(金属支持体)(15)上に流延して製膜する方法と、ペレットと粉体とを押出機(13)で溶融混錬して、そのまま流延ダイから(1)から冷却ロール(金属支持体)(15)上に流延して製膜する方法の両方が、製膜に用いることができる。
本発明の製造方法により製造された光学フィルムが用いられた偏光板を液晶表示装置に組み込むことによって、種々の視認性に優れた液晶表示装置を作製することができる。
[セルロースエステルフィルムの製造]
(熱可塑性樹脂)
セルロースアセテートプロピオネート 100質量部
(アセチル置換度:2.0,プロピオニル置換度:0.7、
数平均分子量:75000)
(可塑剤)
トリメチロールプロパントリベンゾエート 10質量部
Sumilizer GP 0.5質量部
(酸化防止剤)
IRGANOX1010 1質量部
(チバスペシャルティケミカルズ社製)
針状TiO2(石原産業社製、商品名FTL−100) 5質量部
まず、セルロースアセテートプロピオネートを120℃で1時間空気中で乾燥を行ない、室温まで放冷した。ついで、乾燥済みのセルロースアセテートプロピオネートを押出機を用いて加熱してペレットを作製し、放冷した。
上記式中、A1とA2は、ダイ中間伸張部(4)の任意の位置P1と、これより溶融物押出し方向の上流側の位置P2における断面積をそれぞれ表わす。
上記式中、A3とA4は、ランド部(5)の相互に異なる任意の位置P3、P4における断面積を表わす。
実施例1の場合と同様に実施するが、流延ダイAを、図2aと図2bに示す流延ダイB〜Dに変更した以外は、実施例1の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
実施例1の場合と同様に実施するが、流延ダイAを、図3aと図3bに示す流延ダイEに変更した以外は、実施例1の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
上記式中、A5とA6は、マニホールド部の任意の位置P5と、これより溶融物押出し方向の上流側の位置P6における断面積をそれぞれ表わす。
上記式中、A7とA8は、ランド部(5)の相互に異なる任意の位置P7、P8における断面積を表わす。
実施例5の場合と同様に実施するが、流延ダイEを、図3aと図3bに示す流延ダイF〜Hに変更した以外は、実施例5の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
比較のために、実施例1の場合と同様に実施するが、流延ダイAを、図2aと図2bに示す流延ダイIとJに変更した以外は、実施例1の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
比較のために、実施例1の場合と同様に実施するが、流延ダイAを、図4aと図4bに示す流延ダイKに変更した以外は、実施例1の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
比較のために、実施例5の場合と同様に実施するが、流延ダイEを、図3aと図3bに示す流延ダイLとMに変更した以外は、実施例5の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
比較のために、実施例5の場合と同様に実施するが、流延ダイEを、図5aと図5bに示す流延ダイNに変更した以外は、実施例5の場合と同様にして製膜を行ない、セルロースアセテートプロピオネートフィルムを作製した。
上記実施例1〜8、比較例1、3、4、6で作製したセルロースアセテートプロピオネートフィルムの表面付近をミクロトームを使って数100nm程度の厚みの薄い切片を取り出し、これを透過型電子顕微鏡で2万倍で撮影し、その画像をフラットベットスキャナを用いて、300dpiのモノクロ256階調で読み込み、読み込んだ画像はパソコンにインストールした画像処理ソフトWinROOF(三谷商事株式会社製)に取り込む。取り込んだ画像についてドメインの画像抽出を行ない、不定形粒子の画像抽出後の画面で300個以上の不定形粒子があることを確認し、もし抽出が十分でない場合は検出レベルの手動調整を行ない、300個以上の不定形粒子が検出、抽出されるよう調整を行なう。このようにして抽出処理した画像データの各々の不定形粒子について、長軸径/短軸径(長軸方向長さ/短軸方向長さ)の測定を行ない、不定形粒子個数平均のアスペクト比を算出した。また、偏光板用保護フィルムの製膜方向と不定形粒子の長軸方向とのなす角度を配向角とした時に、該配向角の絶対値の平均値は透過型電子顕微鏡を用い、フィルム切片の製膜方向の位置決めを行なった後、この軸と各不定形粒子300個程度との各々の角度を測定、これらの合計を個数平均して求めた。得られた結果を下記の表1に示した。
作製したセルロースアセテートプロピオネートフィルムを用いて、下記の方法で偏光板を作製し、それをパネルに貼り付けて見た目の外観評価を行なった。
厚さ50μmのポリビニルアルコールフィルムを製膜方向に一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム6g、水100gの比率からなる水溶液に60秒間浸漬し、ついでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gの比率からなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。この偏光子は吸収軸が製膜方向にあった。
上記のようにして作製した偏光板を用いて、以下の評価を実施した。
視認性評価を行なう液晶パネルを以下のようにして作製した。
作製した液晶表示装置の正面輝度を、目視により評価した。評価は、下記の×〜◎の4段階で評価を行なった。
○:輝度向上効果あり
△:やや輝度向上効果あり
×:輝度向上効果なし
において、マニホールド部(3)の断面形状が上記の式(3)…A5<A6を、ランド部(5)の断面形状が上記の式(4)…A7=A8を、それぞれ満足するものであるとき、針状の不定形粒子は溶融物の流延方向に配向しやすくなり、粒子の平均配向度が向上して、輝度向上効果を高めることができることがわかる。
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂と不定形粒子とを含む溶融物を流延ダイから支持体上に押し出し、光学フィルムを製膜する光学フィルムの製造方法において、流延ダイが、溶融物押出し方向の上流側から順に、溶融物が流入する入口部、マニホールド部、および伸張部と膜状溶融物が排出されるランド部とよりなるスリット部を具備しており、伸張部の断面形状が下記式(1)を、ランド部の断面形状が下記式(2)を、それぞれ満足するものであることを特徴とする、光学フィルムの製造方法。
A1<A2…(1)
上記式中、A1とA2は、ダイ中間伸張部の任意の位置P1と、これより溶融物押出し方向の上流側の位置P2における断面積をそれぞれ表わす。
A3=A4…(2)
上記式中、A3とA4は、ランド部の相互に異なる任意の位置P3、P4における断面積を表わす。 - ランド部の長さが、40〜200mmであることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 熱可塑性樹脂と不定形粒子とを含む溶融物を流延ダイから支持体上に押し出し、光学フィルムを製膜する光学フィルムの製造方法において、流延ダイが、溶融物押出し方向の上流側から順に、溶融物が流入する入口部、マニホールド部、および膜状溶融物が排出されるランド部を具備しており、マニホールド部の断面形状が下記式(3)を、ランド部の断面形状が下記式(4)を、それぞれ満足するものであることを特徴とする、光学フィルムの製造方法。
A5<A6…(3)
上記式中、A5とA6は、マニホールド部の任意の位置P5と、これより溶融物押出し方向の上流側の位置P6における断面積をそれぞれ表わす。
A7=A8…(4)
上記式中、A7とA8は、ランド部の相互に異なる任意の位置P7、P8における断面積を表わす。 - ランド部の長さが、40〜200mmであることを特徴とする、請求の範囲第3項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 不定形粒子のアスペクト比が2以上であることを特徴とする、請求の範囲第1項乃至第4項の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 不定形粒子のアスペクト比が2〜40であることを特徴とする、請求の範囲第1項乃至第5項の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 不定形粒子が二酸化チタンであることを特徴とする、請求の範囲第1項乃至第6項の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 不定形粒子とセルロースエステルとの質量分率が、0.001<(不定形粒子)/(セルロースエステル)<15であることを特徴とする、請求の範囲第1項乃至第7項の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
- 不定形粒子の屈折率が1.3〜3.0であることを特徴とする、請求の範囲第1項乃至第8項の何れか1項に記載の光学フィルムの製造方法。
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