JP5140520B2 - セルロースエステルフィルムの製造方法、位相差フィルム、それを用いた偏光板、及び液晶表示装置 - Google Patents
セルロースエステルフィルムの製造方法、位相差フィルム、それを用いた偏光板、及び液晶表示装置 Download PDFInfo
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Description
<1>
セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、及び該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005以上1.03未満であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われることを特徴とする、フィルム厚み方向の位相差Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。
<2>
セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、及び該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.03以上1.10以下であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が120℃〜140℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われることを特徴とする、フィルム厚み方向の位相差Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。
<3>
<1>又は<2>に記載の製造方法により製造されたセルロースエステルフィルムを含み、以下のa)〜d)の関係を満たす位相差フィルム。
a)フィルム厚み方向の位相差Rthが測定波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少する。
b)フィルム面内の位相差Reの遅相軸の平均の方位がフィルム製膜時の搬送方向に対して0.1°から2°の範囲内にある。
c)フィルムの膜厚が80μm未満である。
d)測定波長λ=548nmで測定した面内のレターデーションRe(548)及び厚さ方向のレターデーションRth(548)が以下の(式1)及び(式2)の関係を満たす。
40nm<Rth(548)≦200nm (式1)
0nm<Re(548)≦20nm (式2)
(ここでフィルム面内の遅相軸、進相軸、厚み方向の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとしたときにRth={(nx+ny)/2−nz}×d、 Re=(nx−ny)×d で表され、dはフィルムの厚みを表す。)
<4>
測定波長λ=446nm、548nm、629nmで測定したRth(λ)が(式3)及び(式4)を満たす<3>に記載の位相差フィルム。
Rth(446)/Rth(548)≧1.03 (式3)
Rth(629)/Rth(548)≦1.00 (式4)
<5>
測定波長λ=548nmで測定したRth(λ)、Re(λ)が(式1’’)及び(式2’’)を満たす<3>又は<4>に記載の位相差フィルム。
90nm<Rth(548)≦130nm (式1’’)
5nm<Re(548)≦10nm (式2’’)
<6>
(式5)で表される漏光率(%)が0.00005%〜0.003%であることを特徴とする<3>〜<5>のいずれかに記載の位相差フィルム。
漏光率(%)=Sin2(2θ)×Sin2(πRe/λ)×100 (式5)
(ここでθは各々の測定点におけるフィルム製膜時の搬送方向に対するフィルム遅相軸角度(ラジアン)、λは測定波長(nm)、πは円周率、Re=(nx−ny)×dで表され、フィルム面内の遅相軸、進相軸方向の屈折率をそれぞれnx、nyとし、dはフィルムの厚みを表す。)
<7>
位相差発現剤を該セルロースエステルに対して3質量%以上含有することを特徴とする<3>〜<6>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<8>
位相差発現剤が可視光領域に吸収極大を持たず、長波にUV吸収を有する化合物の少なくとも1種を含むことを特徴とする<7>に記載の位相差フィルム。
<9>
実質的に残留溶媒を含まないフィルムのガラス転移点温度が140℃未満であることを特徴とする<3>〜<8>のいずれかに記載の位相差フィルム。
<10>
<3>〜<9>のいずれかに記載の位相差フィルムを保護フィルムとして含み、該フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に平行であることを特徴とする偏光板。
<11>
第一の偏光板として<10>に記載の偏光板を該位相差フィルムが液晶セル側となるように配置し、該液晶セルの反対側に二軸性である位相差フィルムの少なくとも1枚を液晶セル側に有し、該位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に直交する第二の偏光板を該第一の偏光板と該第二の偏光板の吸収軸が実質的に直交するように配置したことを特徴とする液晶表示装置。
<12>
VAモードである<11>に記載の液晶表示装置。
本発明は、上記<1>〜<12>に係る発明であるが、以下、それ以外の事項(例えば、下記〔1〕〜〔15〕)についても記載している。
以下のa)〜c)の関係を満たす位相差フィルム。
a)フィルム厚み方向の位相差Rthが測定波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少する。
b)フィルム面内の位相差Reの遅相軸の平均の方位がフィルム製膜時の搬送方向に対して0.05°から4°の範囲内にある。
c)測定波長λ=548nmで測定した面内のレターデーションRe(548)及び厚さ方向のレターデーションRth(548)が以下の(式1)及び(式2)の関係を満たす。
40nm<Rth(548)≦200nm (式1)
0nm<Re(548)≦20nm (式2)
(ここでフィルム面内の遅相軸、進相軸、厚み方向の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとしたときにRth={(nx+ny)/2−nz}×d、 Re=(nx−ny)×d で表され、dはフィルムの厚みを表す。)
〔2〕
測定波長λ=446nm、548nm、629nmで測定したRth(λ)が(式3)及び(式4)を満たす〔1〕に記載の位相差フィルム。
Rth(446)/Rth(548)≧1.03 (式3)
Rth(629)/Rth(548)≦1.00 (式4)
〔3〕
測定波長λ=548nmで測定したRth(λ)、Re(λ)が(式1’’)及び(式2’’)を満たす〔1〕または〔2〕に記載の位相差フィルム。
90nm<Rth(548)≦130nm (式1’’)
5nm<Re(548)≦10nm (式2’’)
〔4〕
(式5)で表される漏光率(%)が0.00005%〜0.003%であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の位相差フィルム。
漏光率(%)=Sin2(2θ)×Sin2(πRe/λ)×100 (式5)
(ここでθは各々の測定点におけるフィルム製膜時の搬送方向に対するフィルム遅相軸角度(ラジアン)、λは測定波長(nm)、πは円周率、Re=(nx−ny)×dで表され、フィルム面内の遅相軸、進相軸方向の屈折率をそれぞれnx、nyとし、dはフィルムの厚みを表す。)
〔5〕
セルロースエステル系ポリマーからなり、位相差発現剤を該ポリマーに対して3質量%以上含有することを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の位相差フィルム。
〔6〕
位相差発現剤が可視光領域に吸収極大を持たず、長波にUV吸収を有する化合物の少なくとも1種を含むことを特徴とする〔5〕に記載の位相差フィルム。
〔7〕
実質的に残留溶媒を含まないフィルムのガラス転移点温度が140℃未満であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の位相差フィルム。
〔8〕
フィルムの膜厚が80μm未満であることを特徴とする〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の位相差フィルム。
〔9〕
〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の位相差フィルムを保護フィルムとして含み、該フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に平行であることを特徴とする偏光板。
〔10〕
第一の偏光板として〔9〕に記載の偏光板を該位相差フィルムが液晶セル側となるように配置し、該液晶セルの反対側に二軸性である位相差フィルムの少なくとも1枚を液晶セル側に有し、該位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に直交する第二の偏光板を該第一の偏光板と該第二の偏光板の吸収軸が実質的に直交するように配置したことを特徴とする液晶表示装置。
〔11〕
VAモードである〔10〕に記載の液晶表示装置。
〔12〕
セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程、をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が10質量%以上50質量%以下の範囲であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005以上1.03未満であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が80℃〜100℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われること、
を特徴とする、
Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。
〔13〕
セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程、をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が10質量%以上50質量%未満であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.03以上1.10以下であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われること、
を特徴とする、
Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。
〔14〕
セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程、をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005以上1.03未満であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われること、
を特徴とする、
Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。
〔15〕
セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程、をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.03以上1.10以下であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が120℃〜140℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われること、
を特徴とする、
Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。
本発明の位相差フィルムは以下のa)〜c)の関係を満たす。
a)フィルム厚み方向の位相差Rthが測定波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少する。
b)フィルム面内の位相差Reの遅相軸の平均の方位がフィルム製膜時の搬送方向(以下MD方向と記載)に対して0.05°から4°の範囲内にある。
c) 測定波長λ=548nmで測定したRe(548)及びRth(548)が以下の(式1)及び(式2)の関係を満たす。
40nm<Rth(548)≦200nm (式1)
0nm<Re(548)≦20nm (式2)
(ここでフィルム面内の遅相軸、進相軸、厚み方向の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとしたときにRth={(nx+ny)/2−nz}×d、 Re=(nx−ny)×d で表され、dはフィルムの厚みを表す。)
上記のa)〜c)の関係を満たすことにより、湿度依存性及び正面コントラストを改良し、視野角のカラーシフトを低減することができる。
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADHまたはWR(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)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基に、以下の式(21)および式(22)よりRthを算出することもできる。
式(21)
式(21)における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およびnyに直交する方向の屈折率を表す。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d −−− 式(22)
Rth(λ)は前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたはWR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−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレタデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
上記の測定において、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またはWR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)がさらに算出される。
本発明の位相差フィルムは、
b)フィルム面内の位相差Reの遅相軸の平均の方位がフィルム製膜時の搬送方向に対して0.05°から4°の範囲内にある。
位相差フィルムを液晶表示装置に適用した場合に正面コントラストを最大にするために理想的には位相差Reの遅相軸の平均の方位は0°であることが好ましいことは一般的に知られているが、本発明者らは前記の正の波長分散特性を有するフィルムの遅相軸の平均の方位が0°でない上記の範囲において、正面コントラストの僅かな低下を伴うものの視野角のカラーシフトが大幅に改良されることを見出し本発明に到ったものである。本発明の位相差フィルムは元来正面コントラストが有利なVAモード液晶表示装置に適用するとその効果が特に顕著に現れる。
ここで、位相差Reの遅相軸の平均の方位は前述したKOBRA 21ADHまたはWRと同メーカー(王子計測機器(株))製のオンライン位相差計KOBRA−WIDで測定することができる。具体的には、フィルムの幅方向について3点(中央での測定値。中央から両端部までの各々の70%の位置での測定値で、右測定値と左測定値と言う、の3点)を測定し、中央値に対して、右測定値と左測定値の絶対値の平均値を方位1とする。同様にしてフィルムの搬送方向について0.3m間隔で15点の測定を行い、方位2〜方位16求め、方位1〜方位16の平均値を本発明における遅相軸の平均値の方位とする。
本発明において遅相軸の平均の方位0.05°から4°の範囲内であるが、0.1°から2°であることが好ましく、0.5°から1°であることがより好ましい。
Rth(446)/Rth(548)≧1.03 (式3)
Rth(629)/Rth(548)≦1.00 (式4)
Rth(629)/Rth(548)≦0.99 (式4’)
Rth(629)/Rth(548)≦0.98 (式4’’)
40nm<Rth(548)≦200nm (式1)
0nm<Re(548)≦20nm (式2)
0nm<Re(548)≦15nm (式2’)
5nm<Re(548)≦10nm (式2’’)
漏光率(%)=Sin2(2θ)×Sin2(πRe/λ)×100 (式5)
ここでθは各々の測定点におけるフィルムMD方向に対するフィルム遅相軸角度(ラジアン)、λは測定波長(nm)、πは円周率、Re=(nx−ny)×dで表されるものとする。
漏光率は、レターデーション発現剤、製膜時の乾燥方法、剥離時のライン速度、延伸等様々な方法により調節可能である。このうち、後述するレターデーション発現剤による調節、および製膜時の乾燥方法、剥離時のライン速度による調節を用いることができる。
ヘイズの測定は、例えば、セルロースアシレートフィルム試料40mm×80mmを、25℃60%RHでヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)等を用いてJIS K−6714に従って測定することができる。
ガラス転移温度の測定は、例えば、セルロースアシレートフィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、25℃60%RHで2時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA-225(アイティー計測制御株式会社製))を用いて、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30℃〜200℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度をとった時に、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に観察される貯蔵弾性率の急激な減少に対して、JIS K7121-1987の図3に記載の方法により求めることができる。
本発明ではレターデーション値を調整するため、レターデーション発現剤を用いることが好ましい。レターデーション発現剤としては、棒状又は円盤状化合物からなるものを挙げることができる。棒状又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。
長波にUV吸収を有するレターデーション発現剤としては、250nm〜380nmの波長範囲に吸収極大を有する分極率異方性の大きい化合物が好ましい。
一般式(II)において、R1、R2、およびR3は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、芳香族環基または複素環基を表すが、芳香族環または複素環がより好ましい。R1、R2、およびR3がそれぞれ表す芳香族環は、フェニルまたはナフチルであることが好ましく、フェニルであることが特に好ましい。
本発明におけるセルロースアシレートフィルムは紫外線吸収剤を位相差発現剤として含むことも好ましい。
本発明に用いられる紫外線吸収剤としては、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、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、特開平10−182621号公報、特開平8−337574号公報に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も好ましく用いられる。本発明におけるセルロースアシレートフィルムを偏光板の保護フィルムとして用いる場合、紫外線吸収剤としては、偏光子や液晶の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。
本発明に用いることのできるセルロースアシレートについて説明する。
セルロースアシレートの置換度は、セルロースの構成単位((β)1,4−グリコシド結合しているグルコース)に存在している、3つの水酸基がアシル化されている割合を意味する。置換度(アシル化度)は、セルロースの構成単位質量当りの結合脂肪酸量を測定して算出することができる。測定方法は、「ASTM D817−91」に準じて実施する。
本発明におけるセルロースアシレートフィルムは、ソルベントキャスト法により製造することができる。ソルベントキャスト法では、セルロースアシレートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造する。
前記エーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよい。また、前記エーテル、ケトンおよびエステルの官能基(すなわち、−O−、−CO−およびCOO−)のいずれかを2つ以上有する化合物も、前記有機溶媒として用いることができる。前記有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数はいずれかの官能基を有する溶媒の上述の好ましい炭素原子数範囲内であることが好ましい。
前記炭素原子数が3〜12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが含まれる。
前記炭素原子数が3〜12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが含まれる。
また、2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。
また、2種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
また、流延直後から1分未満膜厚が300μm以下の時は乾燥直後から1分以内は膜面に対して実質的に無風状態とすることが好ましい。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が10〜100質量%の範囲であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005〜1.10であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が80℃〜140℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われること、
を特徴とする、
Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法にも関する。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が10質量%以上50質量%未満であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005〜1.10であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が80℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われる製造方法を挙げることができる。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下の範囲であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005〜1.10であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜140℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われる製造方法を挙げることができる。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が10質量%以上50質量%以下の範囲であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005以上1.03未満であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が80℃〜100℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われる製造方法を挙げることができる。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が10質量%以上50質量%未満であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.03以上1.10以下であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われる製造方法を挙げることができる。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005以上1.03未満であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われる製造方法を挙げることができる。
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.03以上1.10以下であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が120℃〜140℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われる製造方法を挙げることができる。
本発明におけるセルロースアシレートフィルムはアルカリ鹸化処理することによりポリビニルアルコールのような偏光子の材料との密着性を付与し、偏光板保護フィルムとして用いることができる。
本発明における偏光板は、位相差フィルムを保護フィルムとして含み、該フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に平行である。
(偏光子)
次に本発明における偏光板に用いられる偏光子について説明する。
本発明における偏光子は、ポリビニルアルコール(PVA)と二色性分子から構成することが好ましいが、特開平11−248937号公報に記載されているようにPVAやポリ塩化ビニルを脱水、脱塩素することによりポリエン構造を生成し、これを配向させたポリビニレン系偏光子も使用することができる。
PVAのケン化度は特に限定されないが、溶解性等の観点から80〜100mol%が好ましく、90〜100mol%が特に好ましい。またPVAの重合度は特に限定されないが、1000〜10000が好ましく、1500〜5000が特に好ましい。
PVAのシンジオタクティシティーは、特許第2978219号公報に記載されているように耐久性を改良するため55%以上が好ましいが、特許第3317494号公報に記載されているように45〜52.5%であることも好ましく用いることができる。
PVAフィルムの結晶化度は、特に限定されないが、特許第3251073号、に記載されている平均結晶化度(Xc)50〜75質量%や、面内の色相バラツキを低減させるため、特開2002−236214号公報に記載されている結晶化度38%以下のPVAフィルムを用いることができる。
前記偏光子の好ましい膜厚としては、5μm〜40μmが好ましく、さらに好ましくは10μm〜30μmである。また、偏光子の厚さと上述する保護フィルムの厚さの比を、特開2002−174727号公報に記載されている0.01≦A(偏光子膜厚)/B(保護フィルム膜厚)≦0.16範囲とすることも好ましい。
さらに、保護フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸との交差角は、任意の値でよいが、平行もしくは45±20゜の方位角であることが好ましい。
次に、本発明における偏光板の製造工程について説明する。
本発明における偏光板の製造工程は、膨潤工程、染色工程、硬膜工程、延伸工程、乾燥工程、保護フィルム貼り合わせ工程、貼り合わせ後乾燥工程から構成されることが好ましい。染色工程、硬膜工程、延伸工程の順序を任意に変えること、また、いくつかの工程を組み合わせて同時に行っても構わない。また、特許第3331615号明細書に記載されているように、硬膜工程の後に水洗することも好ましく行うことができる。
また、膨潤工程の温度、時間は、任意に定めることができるが、10℃〜60℃、5秒〜2000秒が好ましい。
また、特許第3145747号明細書に記載されているように、染色液にホウ酸、ホウ砂等のホウ素系化合物を添加してもよい。
貼り合わせ後乾燥条件は、特開2002−86554号公報に記載の方法に従うが、好ましい温度範囲は30℃〜100℃であり、好ましい乾燥時間は30秒〜60分である。また、特開平07−325220号公報に記載されているように温湿度管理をした雰囲気でエージングすることも好ましい。
(1)透過率および偏光度
本発明における偏光板の好ましい単板透過率は42.5%〜49.5%であるが、さらに好ましくは42.8%〜49.0%である。下記式1で定義される偏光度の好ましい範囲は99.900%〜99.999%であり、さらに好ましくは99.940%〜99.995%である。平行透過率の好ましい範囲は36%〜42%であり、直交透過率の好ましい範囲は、0.001%〜0.05%である。
y(λ):XYZ系における等色関数
τ(λ):分光透過率
平行透過率は、特開2001−083328号公報や特開2002−022950号公報に記載されているように波長依存性が小さくてもよい。偏光板をクロスニコルに配置した場合の光学特性は、特開2001−091736号公報の〔0007〕に記載されている範囲であってもよく、平行透過率と直交透過率との関係は、特開2002−174728号公報の〔0006〕に記載されている範囲内であってもよい。
偏光板の波長440nmにおける平行透過率と直交透過率、平行透過率、波長550nmにおける平行透過率と直交透過率、波長610nmにおける平行透過率と直交透過率が、特開2002−258042号公報の〔0012〕や特開2002−258043号公報の〔0012〕に記載された範囲とすることも好ましく行うことができる。
本発明における偏光板の色相は、CIE均等知覚空間として推奨されているL*a*b*表色系における明度指数L*およびクロマティクネス指数a*とb*を用いて好ましく評価される。
L*、a*、b*の定義は、例えば、東京電機大学出版局刊、色彩光学等に記載されている。
偏光板をクロスニコルに配置して波長550nmの光を入射させる場合の、垂直光を入射させた場合と、偏光軸に対して45度の方位から法線に対し40°の角度で入射させた場合の、透過率比やxy色度差を特開2001−166135号公報や特開2001−166137号公報に記載された範囲とすることも好ましい。また、特開平10−068817号公報に記載されているように、クロスニコル配置した偏光板積層体の垂直方向の光透過率(T0)と、積層体の法線から60°傾斜方向の光透過率(T60)との比(T60/T0)を10000以下としたり、特開2002−139625号公報に記載されているように、偏光板に法線から仰角80°までの任意な角度で自然光を入射させた場合に、その透過スペクトルの520〜640nmの波長範囲において波長域20nm以内における透過光の透過率差を6%以下としたり、特開平08−248201号公報に記載されている、フィルム上の任意の1cm離れた場所における透過光の輝度差が30%以内とすることも好ましい。
(4−1)湿熱耐久性
60℃、相対湿度95%の雰囲気に500時間放置した場合のその前後における光透過率および偏光度の変化率が絶対値に基づいて3%以下であることが好ましい。特に光透過率の変化率は2%以下、また、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1.0%以下であることが好ましい。また、特開平07−077608号公報に記載されているように80℃、相対湿度90%、500時間放置後の偏光度が95%以上、単体透過率が38%以上であることも好ましい。
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および偏光度の変化率も絶対値に基づいて3%以下であることが好ましい。特に、光透過率の変化率は2%以下、また、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1.0%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
さらに、特開平06−167611号公報に記載されているように80℃で2時間放置した後の収縮率を0.5%以下としたり、ガラス板の両面にクロスニコル配置した偏光板積層体を69℃の雰囲気中で750時間放置した後のx値およびy値を特開平10−068818号公報に記載されている範囲内としたり、80℃、相対湿度90%の雰囲気中で200時間放置処理後のラマン分光法による105cm-1および157cm-1のスペクトル強度比の変化を、特開平08−094834号公報や特開平09−197127号公報に記載された範囲とすることも好ましく行うことができる。
PVAの配向度は高い程良好な偏光性能が得られるが、偏光ラマン散乱や偏光FT−IR等の手段によって算出されるオーダーパラメーター値として0.2〜1.0が好ましい範囲である。また、特開昭59−133509号公報に記載されているように、偏光子の全非晶領域の高分子セグメントの配向係数と占領分子の配向係数(0.75以上)との差を少なくとも0.15としたり、特開平04−204907号公報に記載されているように偏光子の非晶領域の配向係数を0.65〜0.85としたり、I3 -やI5 -の高次ヨウ素イオンの配向度を、オーダーパラメーター値として0.8〜1.0とすることも好ましく行うことができる。
特開2002−006133号公報に記載されているように、80℃で30分加熱したときの単位幅あたりの吸収軸方向の収縮力を4.0N/cm以下としたり、特開2002−236213号公報に記載されているように、偏光板を70℃の加熱条件下に120時間置いた場合に、偏光板の吸収軸方向の寸法変化率および偏光軸方向の寸法変化率を、共に±0.6%以内としたり、偏光板の水分率を特開2002−090546号公報に記載されているように3質量%以下とすることも好ましく行うことができる。さらに、特開2000−249832号公報に記載されているように延伸軸に垂直な方向の表面粗さを中心線平均粗さに基づいて0.04μm以下としたり、特開平10−268294号公報に記載されているように透過軸方向の屈折率n0を1.6より大きくしたり、偏光板の厚みと保護フィルムの厚みの関係を特開平10−111411号公報の〔0004〕に記載された範囲とすることも好ましく行うことができる。
次に本発明における液晶表示装置について説明する。
本発明における液晶表示装置は第一の偏光板として前記偏光板を該位相差フィルムが液晶セル側となるように配置し、該液晶セルの反対側に二軸性である位相差フィルムの少なくとも1枚を液晶セル側に有し、該位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に直交する第二の偏光板を該第一の偏光板と該第二の偏光板の吸収軸が実質的に直交するように配置したことを特徴とする。
本発明の液晶表示装置はVAモードであることが好ましい。
VAモードでは上下基板間に誘電異方性が負で、Δn=0.0813、Δε=−4.6程度の液晶をラビング配向により、液晶分子の配向方向を示すダイレクタ、いわゆるチルト角を、約89°で作製する。図1における液晶層7の厚さdは3.5μmに設定してある。ここで厚さdと屈折率異方性Δnとの積Δndの大きさにより白表示時の明るさが変化する。このため最大の明るさを得るためには液晶層の厚みを0.2μm〜0.5μmの範囲になるように設定する。
またVA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剤の添加は、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。
例えば、VA方式では液晶分子が電界印加により、一つの画素内で異なる複数の領域に傾斜することで視角特性が平均化される。一画素内で配向を分割するには、電極にスリットを設けたり、突起を設け、電界方向を変えたり電界密度に偏りを持たせる。全方向で均等な視野角を得るにはこの分割数を多くすればよいが、4分割、あるいは8分割以上することでほぼ均等な視野角が得られる。特に8分割時は偏光板吸収軸を任意の角度に設定できるので好ましい。
〔実施例1〕
(セルロースアセテートフィルム試料101の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、30℃〜45℃で4時間撹拌して、各成分を溶解し、以下のセルロースアセテート溶液を調製した。
(セルロースアセテート溶液101)
・セルロースアセテート(置換度2.87) 100.0質量部
・トリフェニルフォスフェート 6.3質量部
・ビフェニルフォスフェート 5.0質量部
・メチレンクロライド 366.5質量部
・メタノール 54.8質量部
(添加剤溶液101)
・例示化合物I−(2)(特開2007-17958号公報〔化17〕記載) 5.9質量部
・メチレンクロライド 36.8質量部
・メタノール 5.5質量部
・セルロースアセテート溶液101 12.8質量部
(マット剤分散液101)
・平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子 2.0質量部
“AEROSIL R972”日本アエロジル(株)製
・メチレンクロライド 76.3質量部
・メタノール 11.4質量部
・セルロースアセテート溶液101 10.3質量部
上記セルロースアセテート溶液、添加剤溶液、マット剤分散液をそれぞれ以下に示した割合でインラインでスタチックミキサーにより混合し、製膜用ドープを調製した。
(製膜用ドープ101)
・セルロースアセテート溶液101 100.0質量部
・添加剤溶液101 7.7質量部
・マット剤分散物溶液101 1.3質量部
40℃に保持した上述の製膜用ドープをキャスト直前の支持体温度22℃、キャストから剥離までの中間地点の支持体温度35℃、キャスト直後の支持体上での流延膜厚が280μmとなるようにキャストした。キャストから剥離までの中間地点以前の乾燥風速は膜面に対して0±0.3m/sec、乾燥風温度120℃、キャスト中間地点以降の乾燥風速は膜面に対して5±0.5m/sec、乾燥風温度60℃でバンド流延機を用いて流延した。得られたウェブをバンドから剥離する際にウェブ中に残留する有機溶剤が30±5質量%となるようにバンド速度(a)m/minを調整した。剥離後のフィルムの搬送速度(b)m/minはバンド速度(a)m/minに対して(b)/(a)=1.01となるように調整した。剥離後に100℃に温度を設定した初期乾燥ゾーン中をテンタークリップでウェブの両端を固定したまま3分間搬送後にテンタークリップを外して後続する乾燥ゾーンで110℃20分間乾燥させた後に巻き取ってセルロースアセテートフィルム試料100を作製した。得られたフィルムの膜厚は50μmで遅相軸はフィルムの搬送方向であり、遅相軸の平均の方位は0.5°、それぞれ548nmで測定したReは7nm、Rthは100nm、446nmおよび629nmで測定したRthはそれぞれ107nm、98nmであった。フィルムの残留有機溶剤量は0.1質量%以下でフィルムガラス転移点温度は133℃であった。
(セルロースアセテートフィルム試料201の作製)
剥離後の初期乾燥ゾーンの温度を150℃に設定した以外は実施例1と同様にしてセルロースアセテートフィルム試料201を作製した。
(セルロースアセテートフィルム試料202の作製)
剥離後の初期乾燥ゾーンの温度を70℃に設定した以外は実施例1と同様にしてセルロースアセテートフィルム試料202を作製した。
(セルロースアセテートフィルム試料102の作製)
剥離する際のウェブ中に残存する有機溶剤が60±5質量%となるようにバンド速度(a)m/minを調整し、剥離後の初期乾燥ゾーンの温度を120℃に設定した以外は実施例1と同様にしてセルロースアセテートフィルム試料102を作製した。
(セルロースアセテートフィルム試料103の作製)
剥離後のフィルムの搬送速度(b)m/minはバンド速度(a)m/minに対して(b)/(a)=1.05となるように調整し、剥離後の初期乾燥ゾーンの温度を120℃に設定した以外は実施例1と同様にしてセルロースアセテートフィルム試料103を作製した。
(セルロースアセテートフィルム試料104の作製)
セルロースアセテート溶液101に添加した化合物I−(2)を特開2007-65617号公報〔化17〕記載の化合物I−(4)に等重量で置き換え、剥離する際のウェブ中に残存する有機溶剤が60±5質量%となり、剥離後のフィルムの搬送速度(b)m/minはバンド速度(a)m/minに対して(b)/(a)=1.06となるように調整し、剥離後の初期乾燥ゾーンの温度を140℃に設定した以外は実施例1と同様にしてセルロースアセテートフィルム試料104を作製した。
(セルロースアセテートフィルム試料105の作製)
下記の組成物を耐圧力性のミキシングタンクに投入し、70℃〜80℃で6時間撹拌して、各成分を溶解し、以下のセルロースアセテート溶液を調製した。
(セルロースアセテート溶液105)
・セルロースアセテート(置換度2.93) 100.0質量部
・トリフェニルフォスフェート 6.3質量部
・ビフェニルフォスフェート 5.0質量部
・メチレンクロライド 366.5質量部
・メタノール 54.8質量部
(添加剤溶液105)
・化合物I−(2)(特開2007-17958号公報〔化17〕記載) 3.0質量部
・化合物UV−104(特開2007-65617号公報〔化115〕記載) 1.2質量部
・メチレンクロライド 36.8質量部
・メタノール 5.5質量部
・セルロースアセテート溶液105 12.8質量部
(マット剤分散液105)
・平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子 2.0質量部
“AEROSIL R972”日本アエロジル(株)製
・メチレンクロライド 76.3質量部
・メタノール 11.4質量部
・セルロースアセテート溶液105 10.3質量部
(製膜)
上記セルロースアセテート溶液、添加剤溶液、マット剤分散液をそれぞれ以下に示した割合でインラインでスタチックミキサーにより混合し、製膜用ドープを調製した。
(製膜用ドープ105)
・セルロースアセテート溶液105 100.0質量部
・添加剤溶液105 7.7質量部
・マット剤分散物溶液105 1.3質量部
40℃に保持した上述の製膜用ドープをキャスト直前の支持体温度22℃、キャストから剥離までの中間地点の支持体温度30℃、キャスト直後の支持体上での流延膜厚が440μmとなるようにキャストした。キャストから剥離までの中間地点以前の乾燥風速は膜面に対して10±1m/sec、乾燥風温度120℃、キャスト中間地点以降の乾燥風速は膜面に対して5±0.5m/sec、乾燥風温度60℃でバンド流延機を用いて流延した。得られたウェブをバンドから剥離する際にウェブ中に残留する有機溶剤が30±5質量%となるようにバンド速度(a)m/minを調整した。剥離後のフィルムの搬送速度(b)m/minはバンド速度(a)m/minに対して(b)/(a)=1.02となるように調整した。剥離後に100℃に温度を設定した初期乾燥ゾーン中をテンタークリップでウェブの両端を固定したまま3分間搬送後にテンタークリップを外して後続する乾燥ゾーンで110℃20分間乾燥させた後に巻き取ってセルロースアセテートフィルム試料105を作製した。得られたフィルムの膜厚は66μmで遅相軸はフィルムの搬送方向であり、遅相軸の平均の方位は0.6°、それぞれ548nmで測定したReは6nm、Rthは102nm、446nmおよび629nmで測定したRthはそれぞれ110nm、100nmであった。フィルムの残留有機溶剤量は0.1質量%以下であった。フィルムのガラス転移点温度は135℃であった。
(セルロースアセテートフィルム試料203の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、30℃〜45℃で2時間撹拌して、各成分を溶解し、以下のセルロースアセテート溶液を調製した。
(セルロースアセテート溶液203)
・セルロースアセテート(置換度2.87) 100.0質量部
・トリフェニルフォスフェート 6.6質量部
・ビフェニルフォスフェート 4.7質量部
・メチレンクロライド 411.0質量部
・メタノール 61.2質量部
(添加剤溶液203)
・化合物UV−103(特開2007-65617号公報〔化114〕記載)10.7質量部
・化合物UV−104(特開2007-65617号公報〔化115〕記載) 5.3質量部
・メチレンクロライド 54.6質量部
・メタノール 8.1質量部
・セルロースアセテート溶液203 20.9質量部
(マット剤分散液203)
・平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子 2.0質量部
“AEROSIL R972”日本アエロジル(株)製
・メチレンクロライド 74.3質量部
・メタノール 11.1質量部
・セルロースアセテート溶液203 12.2質量部
上記セルロースアセテート溶液、添加剤溶液、マット剤分散液をそれぞれ以下に示した割合でインラインでスタチックミキサーにより混合し、製膜用ドープを調製した。
(製膜用ドープ203)
・セルロースアセテート溶液203 100.0質量部
・添加剤溶液203 1.3質量部
・マット剤分散物溶液203 1.3質量部
乾燥後の膜厚が160μmとなるように支持体上に流延してセルロースアセテートフィルム試料203を作製した。遅相軸はフィルムの搬送方向であり、遅相軸の平均の方位は2.0°、それぞれ548nmで測定したReは7nm、Rthは100nm、446nmおよび629nmで測定したRthはそれぞれ98nm、101nmであった。フィルムの残留有機溶剤量は0.1質量%以下でフィルムガラス転移点温度は144℃であった。
試料203と同様にして遅相軸の平均の方位が1.0°、0.5°、0.0°となるように制御したそれぞれの試料204から試料206を作製した。
(セルロースアセテートフィルム試料106の作製)
(製膜)
実施例1と同様に調製したセルロースアセテート溶液、添加剤溶液、マット剤分散液をそれぞれ以下に示した割合でインラインでスタチックミキサーにより混合し、製膜用ドープを調製した。
(製膜用ドープ106)
・セルロースアセテート溶液101 100.0質量部
・添加剤溶液101 7.7質量部
(流延)
(セルロースアセテートフィルム試料107の作製)
キャストから剥離までの中間地点以前の乾燥風速は膜面に対して10±1m/secにした以外は実施例6と同様にしてセルロースアセテートフィルム試料107を作製した。
得られたフィルムは試料106に略同等であったがクロスニコルに配置した偏光板中に置いてフィルム面状を観察したところ、風ムラ起因のフィルム搬送方向のムラとフィルム搬送方向に対して斜めに目立つ位相差ムラが明らかに試料106に対して悪化していた。
(セルロースアセテートフィルム試料108の作製)
実施例1と同様にしてフィルムを作製するに当たり、遅相軸の平均の方位が0℃となるように剥離後のフィルムの搬送速度(b)m/minとバンド速度(a)m/minを(b)/(a)=1.00~1.01、剥離後の初期乾燥ゾーンの温度を90℃〜100℃の間で遅相軸の遅相軸の平均の方位をフィードバックしながらセルロースアセテートフィルム試料108を作製し、遅相軸の遅相軸の平均の方位が0°となっている領域をサンプリングした。
フィルムの面状はバックライト上にクロスニコルに配置した1組の偏光板の間に34cm×26cmの大きさの位相差フィルムを挿入し、その位相差フィルムの遅相軸が偏光板の吸収軸に直交もしくは平行する配置で置いてバックライトの光を通してフィルム面状を目視で観察し、風ムラや段ムラ、斜めに目立つ位相差ムラ等のムラを評価した。
クロスニコル下で、一見してムラが認められる:×
クロスニコル下で、正面、斜めと視角を変えて観察するとムラが見える:△
クロスニコル下で、正面、斜めと視角を変えて観察してもムラが認められない:○
ヘイズの測定は、本発明のセルロースアシレートフィルム試料40mm×80mmを、25℃60%RHでヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機)でJIS K−6714に従って測定した。
ガラス転移温度の測定は、本発明のセルロースアシレートフィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、25℃60%RHで2時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置(ハ゛イフ゛ロン:DVA-225(アイティー計測制御株式会社製))で、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30℃〜200℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度をとった時に、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に観察される貯蔵弾性率の急激な減少に対して、JIS K7121-1987の図3に記載の方法によりガラス転移温度Tgを求めた。
上記で作製したフィルム試料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、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の偏光膜を得た。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、前記のアルカリ鹸化処理した各ポリマーフィルムと、同様のアルカリ鹸化処理したフジタックTD60UL(富士フィルム社製)を用意し、これらの鹸化した面が偏光膜側となるようにして偏光膜を間に挟んで貼り合わせ、各フィルム試料とTD60ULが偏光膜の保護フィルムとなっている各々の偏光板試料を次表に示すように得た。この際、上記で得たセルロースアシレートフィルム試料のMD方向およびTD60ULの遅相軸が、偏光膜の吸収軸と平行になるように貼り付けた。更に次表に示したように試料101のMD方向が偏光膜の吸収軸と直交するようにバッチで貼り付けた偏光板試料もあわせて作製した。
セルロースアセテートフィルム試料301の作製
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、70℃〜80℃で6時間撹拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
・セルロースアセテート(置換度2.93) 100.0質量部
・トリフェニルフォスフェート 3.3質量部
・ビフェニルフォスフェート 2.0質量部
・メチレンクロライド 330.0質量部
・メタノール 49.3質量部
(添加剤溶液301)
・一般式(I)の例示化合物(104) 7.0質量部
・一般式(a)の例示化合物(8) 5.8質量部
・メチレンクロライド 36.8質量部
・メタノール 5.5質量部
・セルロースアセテート溶液301 12.8質量部
(マット剤分散液301)
・平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子 2.0質量部
“AEROSIL R972”日本アエロジル(株)製
・メチレンクロリド 76.3質量部
・メタノール 11.4質量部
・セルロースアセテート溶液301 10.3質量部
(製膜)
(製膜用ドープ301)
・セルロースアセテート溶液301 100.0質量部
・添加剤溶液301 12.3質量部
・マット剤分散液301 1.3質量部
40℃に保持した上述の製膜用ドープをキャスト直前の支持体温度22℃、キャストから剥離までの中間地点の支持体温度30℃、キャスト直後の支持体上での流延膜厚が270μmとなるようにキャストした。キャストから剥離までの中間地点以前の乾燥風速は膜面に対して0±0.3m/sec、乾燥風温度120℃、キャスト中間地点以降の乾燥風速は膜面に対して10±1m/sec、乾燥風温度60℃でバンド流延機を用いて流延した。得られたウェブをバンドから剥離する際にウェブ中に残留する有機溶剤が20±5質量%となるようにバンド速度(a)m/minを調整した。剥離後のフィルムの搬送速度(b)m/minはバンド速度(a)m/minに対して(b)/(a)=1.005となるように調整した。剥離後に130℃に温度を設定したテンターゾーン中をテンタークリップでウェブの両端を端持して元のウェブの巾の128%になるまで延伸しながら3分間搬送後にテンタークリップを外して後続する乾燥ゾーンで110℃20分間乾燥させた後に巻き取ってセルロースアセテートフィルム試料301を作製した。得られたフィルムの膜厚は47μmで遅相軸はフィルムの延伸方向であり、遅相軸の平均の方位は0.4°、それぞれ548nmで測定したReは107nm、Rthは125nm、446nmおよび629nmで測定したReおよびRthはそれぞれReが91nm、112nm、Rthが105nm、135nmであった。フィルムの残留有機溶剤量は0.1質量%以下であった。
実施例8と同様にして試料301を用いて第二の偏光板試料を作製した。試料301の遅相軸が偏光膜の吸収軸と直交するように張り合わせた。
(液晶表示装置の作製)
上記の実施例で作製した第一の偏光板試料と第二の偏光板試料をVA液晶セルの上下に位相差フィルムが液晶セル側となるように、第一と第二の偏光板の吸収軸が互いに直交するように表3に示す組み合わせで配置して液晶表示装置をそれぞれ作成した。VA液晶セルはVAモードの液晶TV(KDL−J5000、SONY(株)製)の表裏の偏光板および位相差板を剥して用いた。
(パネルの色味視野角評価)
上記作製方法のようにして作成したVAモードの液晶表示装置について、図1中の偏光板P1側にバックライトを設置し、各々について測定機(EZ−Contrast XL88、ELDIM社製)を用いて、暗室内で黒表示および白表示の輝度および色度を測定し、黒表示におけるカラーシフトおよびコントラスト比を算出した。
黒表示において、液晶セルの法線方向から一対の偏光板の透過軸の中心線方向(方位角45度)に視角を倒した場合の色度の変化Δxθ、Δyθは、極角0〜80度の間で、常に下記数式(X)および(Y)を満たすことが好ましい。
数式(X): 0≦Δxθ≦0.1
数式(Y): 0≦Δyθ≦0.1
[式中、Δxθ=xθ−xθ0、Δyθ=yθ−yθ0であり、(xθ0、yθ0)は黒表示における液晶セル法線方向で測定した色度、(xθ、yθ)は黒表示における液晶セル法線方向から一対の偏光板の透過軸の中心線方向に極角θ度まで視角を倒した方向で測定した色度]
◎:極角0〜80度の間で常にΔxθおよびΔyθがともに0.02以下である。
○:極角0〜80度の間で常にΔxθおよびΔyθがともに0.03以下である。
△:極角0〜80度の間で常にΔxθおよびΔyθがともに0.05以下である。
×:極角0〜80度の間で常にΔxθおよびΔyθがともに0.1より大である。
白表示の輝度/黒表示の輝度から正面コントラストを算出し、以下の基準で評価した。
◎:正面コントラストが2000以上
○:正面コントラストが1500以上2000未満
△:正面コントラストが1000以上1500未満
×:正面コントラストが1000未満
上記液晶表示装置を25℃10%と25℃80%にそれぞれ72時間保存した際の各々の黒表示時のカラーシフトからの湿度変動を評価した。
○:極角80度の間での湿度変動がΔxθおよびΔyθがともに0.02以下である。
△:極角80度の間での湿度変動がΔxθおよびΔyθがともに0.05以下である。
×:極角80度の間での湿度変動がΔxθおよびΔyθがともに0.1より大である。
2 上側偏光板吸収軸の方向
5 液晶セル上電極基板
6 上基板の配向制御方向
7 液晶層
8 液晶セル下電極基板
9 下基板の配向制御方向
10 液晶表示装置
12 下側偏光板
13 下側偏光板吸収軸の方向
20 ダイ
21 ステンレスベルト製支持体
22 ドラム
23 キャスト点
24 キャストから剥離までの中間地点
25 中間地点以前の乾燥風
26 中間地点以降の乾燥風
27 剥離点
28 剥離後の乾燥風
Claims (12)
- セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、及び該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.005以上1.03未満であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が100℃〜120℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われることを特徴とする、フィルム厚み方向の位相差Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。 - セルロースエステルと溶媒を含むドープを製造する工程、該セルロースエステルドープを金属支持体上にキャストする工程、該キャストされたドープを生乾きに乾燥する工程、該セルロースエステル膜を金属支持体から剥離する工程、及び該生乾きに乾燥されたセルロースエステル膜を乾燥する工程をこの順に含み、
該剥離工程における剥離時のセルロースエステル膜中の残留溶媒量が50質量%以上100質量%以下であり、
該剥離時のバンドの速度を(a)、剥離後の該膜の搬送速度を(b)とした時に(b)/(a)が1.03以上1.10以下であり、
該剥離後の乾燥工程における乾燥風温度が120℃〜140℃であり、
該乾燥工程における乾燥がセルロースエステルフィルムの幅を固定して行われることを特徴とする、フィルム厚み方向の位相差Rthが、波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少するセルロースエステルフィルムの製造方法。 - 請求項1又は2に記載の製造方法により製造されたセルロースエステルフィルムを含み、以下のa)〜d)の関係を満たす位相差フィルム。
a)フィルム厚み方向の位相差Rthが測定波長450nm〜700nmの波長域において長波長ほど減少する。
b)フィルム面内の位相差Reの遅相軸の平均の方位がフィルム製膜時の搬送方向に対して0.1°から2°の範囲内にある。
c)フィルムの膜厚が80μm未満である。
d)測定波長λ=548nmで測定した面内のレターデーションRe(548)及び厚さ方向のレターデーションRth(548)が以下の(式1)及び(式2)の関係を満たす。
40nm<Rth(548)≦200nm (式1)
0nm<Re(548)≦20nm (式2)
(ここでフィルム面内の遅相軸、進相軸、厚み方向の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとしたときにRth={(nx+ny)/2−nz}×d、 Re=(nx−ny)×d で表され、dはフィルムの厚みを表す。) - 測定波長λ=446nm、548nm、629nmで測定したRth(λ)が(式3)及び(式4)を満たす請求項3に記載の位相差フィルム。
Rth(446)/Rth(548)≧1.03 (式3)
Rth(629)/Rth(548)≦1.00 (式4) - 測定波長λ=548nmで測定したRth(λ)、Re(λ)が(式1’’)及び(式2’’)を満たす請求項3又は4に記載の位相差フィルム。
90nm<Rth(548)≦130nm (式1’’)
5nm<Re(548)≦10nm (式2’’) - (式5)で表される漏光率(%)が0.00005%〜0.003%であることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の位相差フィルム。
漏光率(%)=Sin2(2θ)×Sin2(πRe/λ)×100 (式5)
(ここでθは各々の測定点におけるフィルム製膜時の搬送方向に対するフィルム遅相軸角度(ラジアン)、λは測定波長(nm)、πは円周率、Re=(nx−ny)×dで表され、フィルム面内の遅相軸、進相軸方向の屈折率をそれぞれnx、nyとし、dはフィルムの厚みを表す。) - 位相差発現剤を該セルロースエステルに対して3質量%以上含有することを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の位相差フィルム。
- 位相差発現剤が可視光領域に吸収極大を持たず、長波にUV吸収を有する化合物の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項7に記載の位相差フィルム。
- 実質的に残留溶媒を含まないフィルムのガラス転移点温度が140℃未満であることを特徴とする請求項3〜8のいずれかに記載の位相差フィルム。
- 請求項3〜9のいずれかに記載の位相差フィルムを保護フィルムとして含み、該フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に平行であることを特徴とする偏光板。
- 第一の偏光板として請求項10に記載の偏光板を該位相差フィルムが液晶セル側となるように配置し、該液晶セルの反対側に二軸性である位相差フィルムの少なくとも1枚を液晶セル側に有し、該位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸が実質的に直交する第二の偏光板を該第一の偏光板と該第二の偏光板の吸収軸が実質的に直交するように配置したことを特徴とする液晶表示装置。
- VAモードである請求項11に記載の液晶表示装置。
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