JP5150701B2 - 光学フィルム及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
<1>
セルロースアシレートフィルムと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムであって、
該セルロースアシレートフィルムが下記式(I)及び(II)を満たし、
光学異方性層AのRe(548)が80nm以上190nm以下、光学異方性層Bが下記式(III)及び(IV)を満たし、光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°となるように配向が固定された液晶化合物を光学異方性層Aが含有し、前記少なくとも2層の光学異方性層A及びBの貼り合わせの合計が1回以下の光学フィルム。
式(I):0.1≦DSA≦2.0
式(II):1.0≦DSB≦2.9
(式中、DSAはアセチル置換度、DSBはベンゾイル置換度を表す。)
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。)
<2>
前記セルロースアシレートフィルムが下記式(V)を満たす、<1>記載の光学フィルム。
式(V):0.35≦DSA≦1.5
<3>
光学異方性層Aに含有される液晶化合物が棒状液晶化合物である、<1>又は<2>に記載の光学フィルム。
<4>
光学異方性層Bが、円盤状液晶化合物を含む<1>〜<3>のいずれか1項に記載の光学フィルム。
<5>
前記光学フィルムが、セルロースアシレーフィルム、光学異方性層A、光学異方性層Bの順に配置されてなる<1>〜<4>のいずれか1項に記載の光学フィルム。
<6>
偏光子、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の光学フィルム、VAモード液晶セル、第2の光学フィルム、偏光子の順に配置された液晶表示装置であって、前記第2の光学フィルムの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、Re(548)が80nm以上190nm以下である液晶表示装置。
<7>
<6>に記載の液晶表示装置において、<1>〜<5>のいずれか1項に記載された光学フィルムの貼合された偏光板を液晶表示装置の視認側に配置することを特徴とするVAモード液晶表示装置。
<8>
セルロースアシレートフィルムと、円盤状液晶化合物を含む光学異方性層cとが積層された光学フィルムCと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムであって、
該光学フィルムCのRe(548)が50nm以上400nm以下を満たし、該光学フィルムCの遅相軸がフィルム搬送方向に対して0°±10°又は90°±10°であり、
光学異方性層AのRe(548)が80nm以上190nm以下、光学異方性層Bが下記式(III)及び(IV)を満たし、光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°となるように配向が固定された液晶化合物を光学異方性層Aが含有し、前記光学異方性層c、光学異方性層A及び光学異方性層Bの貼り合わせの合計が1回以下の光学フィルム。
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。)
<9>
光学異方性層Aに含有される液晶化合物が棒状液晶化合物である、<8>に記載の光学フィルム。
<10>
光学異方性層Bが円盤状液晶化合物を含む<8>又は<9>に記載の光学フィルム。
<11>
セルロースアシレーフィルム、光学異方性層c、光学異方性層A、光学異方性層Bの順に配置されてなる<8>〜<10>のいずれか1項に記載の光学フィルム。
<12>
偏光子、<8>〜<11>のいずれか1項に記載の光学フィルム、VAモード液晶セル、第2の光学フィルム、偏光子の順に配置された液晶表示装置であって、前記第2の光学フィルムの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、Re(548)が80nm以上190nm以下である液晶表示装置。
<13>
<12>に記載の液晶表示装置において、<8>〜<11>のいずれか1項に記載された光学フィルムの貼合された偏光板を液晶表示装置の視認側に配置することを特徴とするVAモード液晶表示装置。
<14>
セルロースアシレートフィルムと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムの製造方法であって、
下記式(I)及び(II)を満たす該セルロースアシレートフィルム上に、
光学異方性層Aの光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°となるように配向が固定された液晶化合物を含有し、Re(548)が80nm以上190nm以下の光学異方性層Aを形成する工程、及び
前記光学異方性層A上に、下記式(III)及び(IV)を満たす光学異方性層Bを形成する工程を有し、前記少なくとも2層の光学異方性層A及びBの貼り合わせの合計が1回以下の光学フィルムの製造方法。
式(I):0.1≦DSA≦2.0
式(II):1.0≦DSB≦2.9
(式中、DSAはアセチル置換度、DSBはベンゾイル置換度を表す。)
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。)
本発明は、上記<1>〜<14>に係る発明であるが、以下、それ以外の事項(例えば、下記[1]〜[14])についても記載している。
[1]
セルロースアシレートフィルムと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムであって、
該セルロースアシレートフィルムが下記式(I)及び(II)を満たし、
光学異方性層AのRe(548)が80nm以上190nm以下、かつ光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、
光学異方性層Bは下記式(III)及び(IV)を満たす光学フィルム。
式(I):0.1≦DSA≦2.0
式(II):1.0≦DSB≦2.9
(式中、DSAはアセチル置換度、DSBはベンゾイル置換度を表す。)
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Rth(λ)は、波長λのときの厚み方向位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。)
[2]
前記セルロースアシレートフィルムが下記式(V)を満たす、[1]に記載の光学フィルム。
式(V):0.35≦DSA≦1.5
[3]
光学異方性層Aが棒状液晶化合物を含む、[1]又は[2]に記載の光学フィルム。
[4]
光学異方性層Bが、円盤状液晶化合物を含む[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光学フィルム。
[5]
前記光学フィルムが、セルロースアシレーフィルム、光学異方性層A、光学異方性層Bの順に配置されてなる[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光学フィルム。
[6]
偏光子、請求項[1]〜[5]のいずれか1項に記載の光学フィルム、VAモード液晶セル、第2の光学フィルム、偏光子の順に配置された液晶表示装置であって、前記第2の光学フィルムの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、Re(548)が80nm以上190nm以下である液晶表示装置。
[7]
上記[6]に記載の液晶表示装置において、[1]〜[5]のいずれか1項に記載された光学フィルムの貼合された偏光板を液晶表示装置の視認側に配置することを特徴とするVAモード液晶表示装置。
[8]
セルロースアシレートフィルムと光学異方性層cとが積層された光学フィルムCと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムであって、
該光学フィルムCのRe(548)が50nm以上400nm以下を満たし、
光学異方性層AのRe(548)が80nm以上190nm以下、かつ光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、
光学異方性層Bは下記式(III)、(IV)を満たす光学フィルム。
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Rth(λ)は、波長λのときの厚み方向位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。)
[9]
光学フィルムCの光学異方性層cが円盤状液晶化合物を含み、光学フィルムCの遅相軸がフィルム搬送方向に対して0°±10°又は90°±10°である[8]に記載の光学フィルム。
[10]
光学異方性層Aが棒状液晶化合物を含む、[8]又は[9]に記載の光学フィルム。
[11]
光学異方性層Bが円盤状液晶化合物を含む[8]〜[10]のいずれか1項のいずれかに記載の光学フィルム。
[12]
セルロースアシレーフィルム、光学異方性層c、光学異方性層A、光学異方性層Bの順に配置されてなる[8]〜[11]のいずれかに記載の光学フィルム。
[13]
偏光子、[8]〜[12]のいずれか1項に記載の光学フィルム、VAモード液晶セル、第2の光学フィルム、偏光子の順に配置された液晶表示装置であって、前記第2の光学フィルムの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、Re(548)が80nm以上190nm以下である液晶表示装置。
[14]
上記[13]に記載の液晶表示装置において、[8]〜[12]のいずれか1項に記載された光学フィルムの貼合された偏光板を液晶表示装置の視認側に配置することを特徴とするVAモード液晶表示装置。
また、本発明によれば視認側に使用する光学フィルムとバックライトバックライト側に使用する光学フィルムの厚みの差が小さいため、連続点灯時にムラが発生しにくい液晶表示装置を提供出来る。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、アセチル置換度及びベンゾイル置換度を規定することにより、1層で2軸のフィルムとして適用される場合のフィルム形態と、
直上に光学異方性層を塗布して光学特性を2軸のフィルムとする場合の支持体として用いる形態との2通りの形態で適用される。
酸基を有する。セルロースアシレートにおける置換基Aの置換度をDSA、脂肪族アシル基(置換基B)の置換度をDSBとしたときに、式(I)0.1≦DSA≦2.0
、式(II)1.0≦DSB≦2.9を満たす。DSAは0.35以上1.5以下であることが好ましく、0.5以上1.35以下であることが更に好ましい。
本発明における芳香族基を含むアシル基(置換基A)はエステル結合部と直接結合しても、連結基を介して結合してもよい。直接結合しているのが好ましい。ここでいう連結基とはアルキレン基、アルケニレン基、あるいはアルキニレン基を表し、連結基は置換基を有していてもよい。連結基として好ましくは1〜10のアルキレン基、アルケニレン基、及びアルキニレン基、より好ましくは原子数が1〜6のアルキレン基及びアルケニレン基、最も好ましくは原子数が1〜4のアルキレン及びアルケニレン基である。
次に、本発明に利用可能なセルロースアシレート組成物について説明する。
本発明のセルロースアシレートフィルムの作製に利用するセルロースアシレート組成物は、前記セルロースアシレートの少なくとも一種を含有する。 前記セルロースアシレート組成物は、前記セルロースアシレートを組成物全体の70質量%〜100質量%含むことが好ましく、より好ましくは80質量%〜100質量%含み、更に好ましくは90質量%〜100質量%含む。
本発明は、前記セルロースアアシレートの少なくとも一種を含有する組成物より形成れたセルロースアシレートフィルムに関する。 本発明のセルロースアシレートフィルム中には、前記セルロースアシレートを好ましくは50質量%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは95%以上含む。
本発明のセルロースアシレートフィルムを溶液製膜法により製造する場合の好ましい形態について説明する。 溶液製膜法では、セルロースアシレートの溶液を調製し、該溶液を支持体表面に流延し、製膜する。前記セルロースアシレート溶液の調製に用いる溶媒については、特に限定されない。好ましい溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、テトラクロロエチレンなどの塩素系有機溶剤、並びに非塩素系有機溶媒を挙げることができる。前記非塩素系有機溶媒は、炭素原子数が3〜12のエステル、ケトン、エーテルから選ばれる溶媒が好ましい。エステル、ケトン及び、エーテルは、環状構造を有していてもよい。エステル、ケトン及びエーテルの官能基(すなわち、−O−、−CO−及び−COO−)のいずれかを2つ以上有する化合物も、主溶媒として用いることができ、たとえば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主溶媒の場合、その炭素原子数はいずれかの官能基を有する化合物の規定範囲内であればよい。炭素原子数が3〜12のエステル類の例としては、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル及び酢酸ペンチルが挙げられる。炭素原子数が3〜12のケトン類の例としては、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びメチルシクロヘキサノンが挙げられる。炭素原子数が3〜12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソール及びフェネトールが挙げられる。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例としては、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノール及び2−ブトキシエタノールが挙げられる。
本発明のセルロースアシレートフィルムを製造する方法及び設備として、従来セルロースアシレートフィルム製造に供する溶液流延製膜方法及び溶液流延製膜装置を用いることができる。溶解機(釜)から調製されたドープ(セルロースアシレート溶液)を貯蔵釜で一旦貯蔵し、ドープに含まれている泡を脱泡して最終調製をする。ドープをドープ排出口から、例えば回転数によって高精度に定量送液できる加圧型定量ギヤポンプを通して加圧型ダイに送り、ドープを加圧型ダイの口金(スリット)からエンドレスに走行している流延部の金属支持体の上に均一に流延され、金属支持体がほぼ一周した剥離点で、生乾きのドープ膜(ウェブとも呼ぶ)を金属支持体から剥離する。得られるウェブの両端をクリップで挟み、幅保持しながらテンターで搬送して乾燥し、続いて乾燥装置のロール群で搬送し乾燥を終了して巻き取り機で所定の長さに巻き取る。テンターとロール群の乾燥装置との組み合わせはその目的により変わる。ハロゲン化銀写真感光材料や電子ディスプレイ用機能性保護膜に用いる溶液流延製膜方法においては、溶液流延製膜装置の他に、下引層、帯電防止層、ハレーション防止層、保護層等のフィルムへの表面加工のために、塗布装置
が付加されることが多い。これらの各製造工程については、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)25頁〜30頁に詳細に記載され、流延(共流延を含む),金属支持体,乾燥,剥離,延伸などに分類される。
(延伸)
以上のようにして、溶融製膜法あるいは溶液製膜法等によって製造した本発明のセルロースアシレートフィルムに、更に延伸処理を施すのが好ましい。 延伸は製膜工程中、オン−ラインで実施してもよく、製膜完了後、一度巻き取った後オフ−ラインで実施してもよい。すなわち、溶融製膜の場合、延伸は製膜中の冷却が完了しない実施してもよく、冷却終了後に実施してもよい。 延伸はTg〜(Tg+50℃)で実施するのが好ましく、より好ましくは(Tg)〜(Tg+40℃)、特に好ましくは(Tg)〜(Tg+30℃)である。好ましい延伸倍率は0.1%〜300%、更に好ましくは10%〜200%、特に好ましくは30%〜100%である。これらの延伸は1段で実施しても、多段で実施してもよい。ここでいう延伸倍率は、以下の式を用いて求めたものである。 延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)−(延伸前の長さ)}/延伸前の長さ
このようにして延伸した後の膜厚は10〜300μmが好ましく、20μm〜200μmがより好ましく、30μm〜100μmが特に好ましい。
未延伸、又は、延伸後のセルロースアシレートフィルムは、場合により表面処理を行うことによって、セルロースアシレートフィルムと各機能層(例えば、下塗層及びバック層)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、酸又はアルカリ処理を用いることができる。
本発明のセルロースアシレートフィルムは位相差フィルムとして用いることができる。
また、本発明のセルロースアシレートフィルムに、発明協会公開技報(公技番号2001−1745、2001年3月15日発行、発明協会)32頁〜45頁に詳細に記載されている機能性層を組み合わせることが好ましい。中でも好ましいのが、偏光膜の付与(偏光板の形成)、液晶組成物からなる光学補償層の付与(光学補償フィルム)である。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、液晶表示装置の光学補償に利用することができる。本発明のセルロースアシレートフィルムが、光学補償に必要な光学特性を満足する場合は、そのまま光学補償フィルムとして利用することができる。また、光学補償に必要な光学特性を満足するために、他の一以上の層、例えば液晶組成物を硬化して形成した光学異方性層、又は他の複屈折性ポリマーフィルムからなる層と積層してから、光学補償フィルムとして利用することもできる。
次に本発明で用いられる遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であるRe(548)が80以上190以下の光学異方性層Aの作製方法について述べる。本発明の光学異方性層Aは入射直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する機能を有する。
本発明の棒状液晶層は、(1)Re(548)が80以上190以下であり、(2)遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°である。
(1)は使用する棒状液晶のΔnと膜厚で決まり、Δnが0.01〜0.50、膜厚0.05〜5μで目標の光学特性を実現できる。
一般式(I) Q1−L1−Cy1−L2−(Cy2−L3)n−Cy3−L4−Q2
式中、Q1及びQ2はそれぞれ独立に重合性基を表し、L1及びL4はそれぞれ独立に二価の連結基を表し、L2及びL3はそれぞれ独立に単結合又は二価の連結基を表し、Cy1、Cy2及びCy3はそれぞれ独立に二価の環状基を表し、nは0、1又は2である。
式中、Q1及びQ2はそれぞれ独立に重合性基である。重合性基の重合反応は、付加重合(開環重合を含む)又は縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応又は縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。
[ディスコティック液晶性化合物]
本発明では、前記光学フィルムが有する光学異方性層の形成に、ディスコティック液晶性化合物を用いるのが好ましい。ディスコティック液晶性化合物は、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,page 2655(1994))に記載されている。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。
前記光学異方性層を形成する際に、液晶性化合物の分子を均一に垂直配向させるためには、配向膜界面側及び空気界面側において液晶性化合物を垂直に配向制御可能な配向制御剤を用いるのが好ましい。この目的のために、配向膜に、排除体積効果、静電気的効果又は表面エネルギー効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を、液晶性化合物とともに含有する組成物を用いて光学異方性層を形成するのが好ましい。また、空気界面側の配向制御に関しては液晶性化合物の配向時に空気界面に偏在し、その排除体積効果、静電気的効果、又は表面エネルギー効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を、液晶性化合物とともに含有する組成物を用いて光学異方性層を形成するのが好ましい。このような配向膜界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(配向膜界面側垂直配向剤)としては、ピリジニウム誘導体が好適に用いられる。空気界面側で液晶性化合物の分子を垂直に配向させるのを促進する化合物(空気界面側垂直配向剤)としては、該化合物が空気界面側に偏在するのを促進する、フルオロ脂肪族基と、カルボキシル基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)、ホスホノキシ基{−OP(=O)(OH)2}及びそれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の親水性基とを含む化合物が好適に用いられる。また、これらの化合物を配合することによって、例えば、液晶性組成物を塗布液として調製した場合に、該塗布液の塗布性が改善され、ムラ、ハジキの発生が抑制される。以下に垂直配向剤に関して詳細に説明する。
本発明に使用可能な配向膜界面側垂直配向剤としては、ピリジニウム誘導体(ピリジニウム塩)が好適に用いられ、化合物の具体例としては、特開2006−113500号公報明細書中[0058]〜[0061]に記載の化合物が挙げられる。
本発明における空気界面側垂直配向剤としては、下記フッ素系ポリマー(式(II))を部分構造として含む)で表される含フッ素化合物が好適に用いられる。
(連結基群)
単結合、−O−、−CO−、−NR4−(R4は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、−S−、−SO2−、−P(=O)(OR5)−(R5はアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す)、アルキレン基及びアリーレン基;
Qはカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、又はホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩を表す。
(III)
(R0)m−L0−(W)n
式中、R0はアルキル基、末端にCF3基を有するアルキル基、又は末端にCF2H基を有するアルキル基を表し、mは1以上の整数を表す。複数個のR0は同一でも異なっていてもよいが、少なくとも一つは末端にCF3基又はCF2H基を有するアルキル基を表す。L0は(m+n)価の連結基を表し、Wはカルボキシル基(−COOH)若しくはその塩、スルホ基(−SO3H)若しくはその塩、又はホスホノキシ{−OP(=O)(OH)2}若しくはその塩を表し、nは1以上の整数を表す。
配向(好ましくは垂直配向)させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定する。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基(P)の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
上記の液晶性化合物と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることができる。これらの素材は液晶性化合物と相溶性を有し、配向を阻害しないことが好ましい。
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℃が更に好ましい。
塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライド及びケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
塗布液の塗布は、公知の方法(例、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
本発明では、配向膜の表面に前記組成物を塗布して、液晶性化合物の分子を配向させるのが好ましい。配向膜は液晶性化合物の配向方向を規定する機能を有するため、本発明の好ましい態様を実現する上で利用するのが好ましい。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを別の透明支持体上に転写して本発明の光学フィルム用光学基材を作製することも可能である。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開2000−155216号公報明細書中段落番号[0080]〜[0100]記載のもの等が挙げられる。
<シクロオレフィン系ポリマーで製造する場合>
本発明に用いられる光学異方性層Bに該当するCプレートは−10nm≦Re(548)≦10nmかつNz≧10を満たすフィルムを意味する。ここで、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。
<円盤状液晶化合物で製造する場合>
ディスコティック液晶性化合物は、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, page 2655 (1994))に記載されているものを広く採用することができる。ディスコティック液晶性化合物の重合につい
ては、例えば、特開平8−27284号公報に記載の方法を採用できる。
一般式(VI)
D(−L−P)n
(一般式(VI)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。)
光学異方性層を形成するディスコティック液晶性化合物は、下記一般式(I)〜(III)で表される化合物の少なくとも一種を併用することで、実質的に水平配向させることが出来る。なお、本発明で「水平配向」とは、液晶層の水平面(例えば液晶層が支持体上に形成されている場合は支持体の表面)に対してディスコティック液晶性化合物の長軸方向(すなわち、コアの円盤面)が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、コアの円盤面と水平面とのなす傾斜角が10度未満の配向を意味するものとする。傾斜角は5度以下が好ましく、3度以下がより好ましく、2度以下が更に好ましく、1度以下が最も好ましい。前記傾斜角は0度であってもよい。
以下に更に一般式(I)〜(III)にて表される化合物について詳細に説明する。
まず、一般式(I)にて表される化合物について説明する。
R1、R2、及びR3で各々表される置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜40、より好ましくは炭素数1〜30、特に好ましくは炭素数1〜20のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜40、より好ましくは炭素数2〜30、特に好ましくは炭素数2〜20のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる)、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のアリール基であり、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられる)、置換若しくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜40、より好ましくは炭素数0〜30、特に好ましくは炭素数0〜20のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる)、
は、炭素数3〜24のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる)が含まれる。これらの置換基は更にこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基が二つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
R1a、R2a及びR3aで各々表される置換基は、前記一般式(I)におけるR1、R2及びR3と同義であり、その好ましい範囲も同一である。R1a、R2a及びR3aで各々表される置換基としては、特に好ましくは末端にCF3基又はCF2H基を有するアルコキシ基である。該アルコキシ基中に含まれるアルキル鎖は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数4〜20であり、更に好ましくは炭素数4〜16であり、特に好ましくは6〜16である。前記末端にCF3基又はCF2H基を有するアルコキシ基は、アルコキシ基に含まれる水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたアルコキシ基である。アルコキシ基中の水素原子の50%以上がフッ素原子で置換されているのが好ましく、60%以上が置換されているのがより好ましく、70%以上を置換されているのが特に好ましい。以下に、R1a、R2a及びR3aで表される末端にCF3基又はCF2H基を有するアルコキシ基の例を示す。
R2:n−C 6F 13−O−
R3:n−C 4F 9−O−
R4:n−C 8F 17−(CH2) 2−O−(CH 2) 2−O−
R5:n−C 6F 13−(CH2)2−O−(CH 2) 2−O−
R6:n−C 4F 9−(CH2) 2−O−(CH 2) 2−O−
R7:n−C 8F 17−(CH2) 3−O−
R8:n−C 6F 13−(CH2) 3−O−
R9:n−C 4F 9−(CH2) 3−O−
R10:H−(CH 2) 8−O−
R11:H−(CF 2) 6−O−
R12:H−(CH 2) 4−O−
R13:H−(CH 2) 8−(CH2)−O−
R14:H−(CH 2) 6−(CH2)−O−
R15:H−(CH 2) 4−(CH2)−O−
R16:H−(CH 2) 8−(CH2)−O−(CH 2) 2−O−
R17:H−(CH 2) 6−(CH2)−O−(CH 2) 2−O−
R18:H−(CH 2) 4−(CH2)−O−(CH 2) 2−O−
Rf1、Rf2及びRf3で表される末端にCF 3基又はCF 2H基を有するアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、好ましくは炭素数4〜20であり、更に好ましくは炭素数4〜16であり、特に好ましくは6〜16である。CF 3基又はCF 2H基以外の置換基を有していてもよい。前記末端にCF 3基又はCF 2H基を有するアルキル基は、アルキル基に含まれる水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたアルキル基である。アルキル基中の水素原子の50%以上がフッ素原子で置換されているのが好ましく、60%以上が置換されているのがより好ましく、70%以上を置換されているのが特に好ましい。Rf1、Rf2及びRf3で表される末端にCF3基又はCF 2H基を有するアルキル基の例を以下に示す。
Rf2:n−C 6F 13−
Rf3:n−C 4F 9−
Rf4:n−C 8F 17−(CH2) 2−
Rf5:n−C 6F 13−(CH2) 2−
Rf6:n−C 4F 9−(CH2) 2−
Rf7:H−(CF 2) 8−
Rf8:H−(CF 2) 6−
Rf9:H−(CF 2) 4−
Rf10:H−(CF 2) 8−(CH2)−
Rf11:H−(CF 2) 6−(CH2)−
Rf12:H−(CF 2) 4−(CH2)−
り、その好ましい範囲も同一である。mは、好ましくは1〜3の整数を表し、特に好ましくは2又は3である。
1a、Y2a及びY3aとしては、前記一般式(Ib)における。Y1、Y2及びY3と同義であり、その好ましい範囲も同一である。最も好ましくは、アルキレン基、−O−及びそれらの群より選ばれる二価の連結基を少なくとも二つ組み合わせた基である。
1又は2以上の光学異方性層を液晶性化合物から形成する場合は、配向させた液晶性化合物を、配向状態を維持して固定化することが好ましい。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応がより好ましい。光重合開始剤としては、例えば、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載に記載のもの)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書に記載のもの)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書に記載のもの)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書に記載のもの)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書に記載のもの)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書に記載のもの)及びオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書に記載のもの)を採用することができる。
液晶性化合物を配向させるために、配向膜を用いることが好ましい。更に電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向膜も知られている。配向膜に使用するポリマーの種類は、液晶性化合物の配向(特に平均傾斜角)に応じて決定することができる。例えば、液晶性化合物を水平に配向させるためには配向膜の表面エネルギーを低下させないポリマー(通常の配向用ポリマー)を用いる。具体的なポリマーの種類については液晶セル又は光学補償シートについての公知の文献に記載されている事項を広く採用することができる。特に、ラビング処理の方向に対して直交する方向に液晶性化合物を配向する場合には、例えば、特開2002−62427号公報に記載の変性ポリビニルアルコール、特開2002−98836号公報に記載のアクリル酸系コポリマー、特開2002−268068号公報に記載のポリイミド、ポリアミック酸を好ましく用いることができる。いずれの配向膜においても、液晶性化合物と透明支持体の密着性をより良くする目的で、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向膜を用いることがより好ましく、かかる配向膜としては、例えば、特開平9−152509号公報に記載されているものが採用できる。
(セルロースアシレート樹脂)
本発明に用いられるセルロースアシレート樹脂は、特に定めるものではない。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、丸澤、宇田著、「プラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂」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る。
全アシル置換度、即ち、DS2+DS3+DS6は1.5〜2.95が好ましく、より好ましくは1.8〜2.90であり、特に好ましくは光学特性の発現の観点から、少なくとも1層に含まれるセルロースアシレートの全アシル置換度が1.9〜2.85である。
本発明のフィルム中には、添加剤として、無機微粒子(マット剤)、非リン酸エステル系の化合物;レターデーション調整剤(レターデーション発現剤及びレターデーション低減剤);フタル酸エステル、リン酸エステル系の化合物などの可塑剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤などの添加剤を加えることもできる。
本発明のフィルムは、リン酸エステル系の化合物又は非リン酸エステル系のポリエステル系の化合物を含むことが好ましい。以下、本発明のフィルムに用いることができる添加剤について詳細に説明する。
また、本明細書中、「非リン酸エステル系の化合物」とは、「エステル結合を有する化合物であって、該エステル結合に寄与する酸がリン酸以外である化合物」のことを言う。すなわち、「非リン酸エステル系の化合物」は、リン酸を含まず、エステル系である、化合物を意味する。
また、前記非リン酸エステル系の化合物は、低分子化合物であっても、ポリマー(高分子化合物)であってもよい。以下、ポリマー(高分子化合物)である非リン酸エステル系の化合物のことを、非リン酸エステル系ポリマーとも言う。
ここで、本発明における非リン酸エステル系の化合物である高分子量添加剤の数平均分子量は、より好ましくは数平均分子量700〜8000であり、更に好ましくは数平均分子量700〜5000であり、特に好ましくは数平均分子量1000〜5000である。
以下、本発明に用いられる非リン酸エステル系の化合物である高分子量添加剤について、その具体例を挙げながら詳細に説明するが、本発明で用いられる非リン酸エステル系の化合物である高分子量添加剤がこれらのものに限定されるわけでないことは言うまでもない。
本発明のポリエステル添加剤の両末端がカルボン酸やOH基とならないように、モノアルコール残基やモノカルボン酸残基で保護することが好ましい。
この場合、モノアルコールとしては炭素数1〜30の置換、無置換のモノアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、デカノール、ドデカノール、ドデカヘキサノール、ドデカオクタノール、アリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコール、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどの置換アルコールなどが挙げられる。
炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,8−ナフタレンジカルボン酸及び2,6−ナフタレンジカルボン酸等がある。これらの中でも好ましい芳香族ジカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、である。
本発明に用いられる可塑剤としては、セルロースアシレートの可塑剤として知られる多くの化合物も有用に使用することができる。可塑剤としては、リン酸エステル系化合物又はカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステル系化合物の例には、トリフェニルホスフェート(TPP)及びトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステル及びクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)及びジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)及びO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DEP及びDPPが特に好ましい。
本発明のフィルムは、レターデーション発現剤を含んでいても含んでいなくても所望の面内方向のレターデーションを発現させることができるが、更にレターデーション発現剤を含んでいてもよい。レターデーション発現剤を採用することにより、低延伸倍率で高いRe発現性を得られる。レターデーション発現剤の種類としては、特に定めるものではないが、棒状又は円盤状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。上記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。
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、250〜400nm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。
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。
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。
本発明の偏光板は、偏光膜と該偏光膜の両面を保護する2枚の保護フィルムを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が本発明の光学フィルムであることが好ましい。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜及び染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造することができる。
また、偏光板を構成するもう一方の保護フィルムの偏光膜と反対側の面には粘着剤層を有していても良い。
本発明の光学フィルムは液晶表示装置に適用できる。前記液晶表示装置の種類には特に制限はなく、透過型、反射型、半透過型いずれの形でも使用することができる。前記液晶表示装置に用いられる液晶セルとしては、例えばツイステッドネマチック(TN)モード、
スーパーツイステッドネマチック(STN)モードや、水平配向(ECB)モード、垂直配向(VA)モード、インプレーンスイッチング(IPS)モード、フリンジフイールドスイッチング(FFS)モード、ベンドネマチック(OCB)モード、ハイブリッド配向(HAN)モード、強誘電性液晶(SSFLC)モード、反強誘電液晶(AFLC)モードの液晶セルなど種々の液晶セルが挙げられる。このうち、本発明の位相差フィルム及び偏光板は、特に、VAモード、IPSモード、FFSモードの液晶セルと組み合わせて用いることが好ましく、最も好ましくは、VAモードの液晶セルと組み合わせて用いられる。
本明細書において、Re(λ)及びRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーション(nm)及び厚さ方向のレターデーション(nm)を表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH又は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。
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又はWRが算出する。 なお、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及び入力された膜厚値を基に、以下の式(11)及び式(12)よりRthを算出することもできる。
下記表に示すセルロースアシレートのそれぞれを用いて、以下の方法により下記表に示すセルロースアシレートフィルムをそれぞれ作製した。
下記の原料をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、溶解し、セルロースアシレート溶液を有する溶液を調製した。
下記表1に示すセルロースアシレート 100質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402質量部
メタノール(第2溶媒) 60質量部
セルロースアシレート溶液組成の溶液562質量部を、バンド流延機を用いて流延した。残留溶剤量が15質量%のフィルムを、表3に示す延伸倍率、延伸温度で、固定端一軸延伸し、表3に示すセルロースアシレートフィルムのそれぞれを作製した。 フィルムは搬送方向と直交方向に延伸した。
セルロースアシレートフィルムの遅相軸方向を確認した。A1〜A4はフィルム搬送方向と平行方向に遅相軸を有しており、A5はフィルム搬送方向と直交方向に遅相軸を有していた。
上記作製した長尺状のセルロースアセテートフィルムの表面をケン化後、下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にセルロースアシレートフィルムA1の長手方向に対して時計回りに45°方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
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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 0.5質量部
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変性ポリビニルアルコール
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下記の棒状液晶性化合物 1.8g
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) 0.2g
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 0.06g
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.02g
メチルエチルケトン 3.9g
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶層の遅相軸方向はラビング方向に平行、すなわちフィルム搬送方向に対して時計回りに45°方向であった。
(配向膜の形成)
作製した光学フィルム001上に、下記の組成の塗布液を#14のワイヤーバーコーターで24ml/m2塗布した。60℃の温風で60秒、更に90℃の温風で150秒乾燥した。
――――――――――――――――――――――――――
上記の変性ポリビニルアルコール 40質量部
水 728質量部
メタノール 228質量部
グルタルアルデヒド 2質量部
クエン酸 0.08質量部
クエン酸モノエステル 0.29質量部
クエン酸ジエチルエステル 0.27質量部
クエン酸トリエチルエステル 0.05質量部
――――――――――――――――――――――――――
上記光学フィルム001上に形成した配向膜上に、ワイヤーバーで下記の組成のディスコティック液晶を含む塗布液を連続塗布した。
下記ディスコティック化合物1 32.6質量%
下記化合物α 0.15質量%
エチレンオキサイド変成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) 3.2質量%
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.4質量%
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 1.1質量%
メチルエチルケトン 62.0質量%
上記塗布液が塗布された後、続いて130℃の乾燥ゾーンで2分間加熱乾燥され、円盤状化合物を配向させた。次に、UV照射ゾーンにて80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、4秒間UV照射し円盤状化合物を重合させた。その後、室温まで放冷し、巻き取りを行い、円盤状液晶層を形成した。
ここで、円盤状液晶層単独の光学性能を測定するため、光学フィルム001の上ではなく、別途、Re及びRthがゼロとみなせる、ガラス基板の上に上記と同様の操作によって円盤状液晶層201を作製して測定した。以上の光学測定は、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測器(株)製)を用いて波長548nmにおいて測定した値を用いた。作成した円盤状液晶層は、光学的に負の屈折率異方性を示し、膜厚3.4μm、波長548nmにおいてRe=0nm、Rth=240nmであった。円盤状液晶層のディスコティック液晶性化合物は±1°の範囲で水平配向していた。
ディスコティック化合物2
上記で作製した光学フィルム101〜112のセルロースアシレートフィルムA1〜A5側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、更に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TD80UL(富士フイルム社製)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、光学フィルム101〜112とTD80ULが偏光膜の保護フィルムとなっている偏光板F1〜F12を作製した。なお、光学フィルム101〜112のセルロースアシレートフィルムA1〜A5側がポリビニルアルコールと接するように貼合した。この際、各ポリマーフィルム及びTD80ULのMD方向が、偏光膜の吸収軸と平行になるように貼り付けた。
(B1の作成)
下記の組成でセルロースアシレート溶液を調整した。
(セルロースアセテート溶液組成)
アセチル置換度2.43のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー1 10質量部
レターデーション調整剤1 6質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 400質量部
メタノール(第2溶媒) 59質量部
光学測定は、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測器(株)製)を用いて波長548nmにおいて測定した値を用いた
セルロースアシレート溶液をそれぞれ調製した。各セルロースアシレート溶液を、バンド流延機を用いて流延し、得られたウェブをバンドから剥離、乾燥して、下記表中に記載の厚みの第2セルロースアシレートフィルムB1〜B8それぞれ作製した。
上記偏光板F1〜F12の作製と同様の方法で、光学フィルム201〜光学フィルム208とTD80ULを用いて偏光板を作製した。なお、光学フィルム201〜208のセルロースアシレートフィルムA1〜A5側がポリビニルアルコールと接するように貼合し偏光板F13〜F20を作製した。
前記表3中のセルロースアシレートフィルムA1の表面を鹸化処理後、下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。
配向膜塗布液の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
前記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 0.5質量部
光重合開始剤(イルガキュアー2959、チバ・ジャパン製) 0.3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向に対して、ラビングローラーの回転軸は反時計回りに45°の方向とした。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
前記ディスコティック液晶化合物1 100質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
下記のピリジニウム塩 1質量部
下記のフッ素系ポリマー(FP2) 0.4質量部
メチルエチルケトン 252質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記偏光板F1〜F12の作製と同様の方法で、光学フィルム401、501とTD80ULを用いて偏光板を作製した。なお、光学フィルム401、501のセルロースアシレートフィルムA1がポリビニルアルコールと接するように貼合し偏光板F21、F22を作製した。
<透明支持体(セルロースアシレートフィルムC1)の作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、30℃に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溶液組成(質量部) 内層 外層
────────────────────────────────────
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100 100
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8 7.8
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9 3.9
メチレンクロライド(第1溶媒) 293 314
メタノール(第2溶媒) 71 76
1−ブタノール(第3溶媒) 1.5 1.6
シリカ微粒子(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0 0.8
前記レターデーション調整剤1 1.7 0
────────────────────────────────────
(セルロースアセテート溶液C2組成)
アセチル置換度2.43のセルロースアセテート 100質量部
エステルオリゴマー1 10質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 400質量部
メタノール(第2溶媒) 59質量部
下記表14記載の支持体層に棒状液晶層001を形成し、光学フィルム1101〜1104を得た。支持体には富士フイルム(株)製のTD80UL、ZRR60、セルロースアシレートフィルムC1、セルロースアシレートフィルムC2を用いた。
得られたフィルムのRe、Rth、及びNzを表12に示す。光学フィルム1101〜1104の遅相軸はフィルム搬送方向に対して反時計回りに45°方向であった。
支持体C1に円盤状液晶層101を形成し、光学フィルム1201を得た。得られたフィルムのRe、Rth、及びNzを表15に示す。
市販されているシクロオレフィン系ポリマーフィルム“ZEONOR ZF14”(日本ゼオン製)を、下記表16に記載の条件で延伸して、光学フィルム1301を得た。光学フィルム1301の膜厚、Re、Rth、Nzを表14に示す。フィルムの遅相軸は延伸方向と平行、すなわちフィルム搬送方向に対して反時計回りに45°方向であった。
上記と同様の方法で、光学フィルム1101〜1104、及び1201とTD80ULを用いて偏光板を作製した。なお、光学フィルム1101〜1104、及び1201の支持体層側がポリビニルアルコールと接するように貼合し偏光板R1〜R5を作製した。
TD80ULの表面に鹸化処理を施し、上記光学異方性層Aを作製する際と同様に配向膜を形成した。配向膜をMD方向、すなわちフィルム搬送方向と平行方向にラビング処理を行った。
下記の組成のディスコティック液晶化合物を含む塗布液を上記作製した配向膜上にワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は36m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥及びディスコティック液晶化合物の配向熟成のために、80℃の温風で90秒間加熱した。続いて、80℃にてUV照射を行い、液晶化合物の配向を固定化し厚さ1.7μmの光学異方性層を形成し、円盤状液晶層001を得た。得られた円盤状液晶層001の厚み、Re、Rthを下記表に示す。なお、遅相軸の方向はラビングローラーの回転軸と平行であった。すなわちフィルム搬送方向と平行であった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
前記ディスコティック液晶化合物1 100質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
下記のピリジニウム塩 1質量部
下記のフッ素系ポリマー(FP2) 0.4質量部
メチルエチルケトン 252質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記と同様にして光学フィルム601の円盤状化合物層001の上に配向膜を形成し、ラビング処理を施した後、棒状液晶層001を形成し、光学フィルム701を得た。
上記と同様の方法で、光学フィルム901、及び1001とTD80ULを用いて偏光板を作製した。なお、光学フィルム901、1001の支持体層側がポリビニルアルコールと接するように貼合し偏光板F23、F24を作製した。
<光学フィルムT2の作成>
上記作成した支持体C1に、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンと、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニルから合成された重量平均分子量5.9万のポリイミドの15重量%シクロヘキサノン溶液を塗布し乾燥させて、厚さ4.5μm、Re3.5nm、Rth135nmのポリマー層を形成した。
できあがったフィルムは、厚さ92.5μm、Re9.0nm、Rth225nmであった。
厚み100μmのノルボルネン系モノマーの開環重合体を水素添加した樹脂を含む高分子フィルム(日本ゼオン(株)製、商品名「ゼオノアZF14−100」の両側に、収縮性フィルム東レ製、商品名「トレファン」BO2570A−5を、綜研化学製、商品名「SK2057」粘着シートを介して貼り合わせた。その後、ロール延伸機でフィルムの長手方向を保持して140℃±1℃の空気循環式恒温オーブン内で1.05倍に延伸した。
得られた位相差フィルムの厚さは100μm、Re190nm、Rth−30nmであった。
上記で作成した光学フィルムT3に、光学フィルム1301を、該フィルムの遅相軸が2軸プレートの遅相軸に対して時計回りに45°になるように配置させ、綜研化学製、商品名「SK2057」粘着シートを介して貼り合わせ、光学フィルムT4を作成した。前記、光学フィルムT4の光学フィルム1301側と上記で作成した光学フィルムT2の光学フィルムT1側を綜研化学製、商品名「SK2057」粘着シートをで貼り合わせた。
光学フィルム1401は、貼り合わせ工程が2回であり、厚みは320μmであった。
<光学フィルム1501の作製>
上記<円盤状液晶層101の形成>と同様の方法で、支持体をZRR60に変えた以外は同様にして、光学フィルム1501を作製した。
上記棒状液晶化合物を含む光学異方性層による光学異方性層Aを作製する際と同様の方法で、支持体をセルロースアシレートB5に変えた以外は同様にして、光学フィルム1601を作製した。
円盤状液晶層で光学異方性層Aを作製する際と同様の方法で、支持体をセルロースアシレートB5に変えた以外は同様にして、光学フィルム1602を作製した。
光学フィルム1501と、光学フィルム1601及び1602を、SK2057(綜研化学)で貼り合せ、光学フィルム1701、1702を作製した。1501及び1601、1602の液晶層同士が接するように貼り合せた。
光学フィルム1701及び1702は貼り合せ工程1回で作製されている。
VAモード液晶テレビLC32DE5、SHARP(株)製の液晶セルを取り出し、視認者側及びバックライト側に貼られてあった偏光板及び光学フィルムを剥した。
バックライト側の偏光板の吸収軸と、視認側の偏光板の吸収軸が直交するように配置した。このようにして偏光板を貼り合せた液晶セルを、再度、液晶テレビLC32DE5、SHARPに組み込みこんだ。このようにして実施例、及び比較例の液晶表示装置L1〜L43を得た。
作製したVAモード液晶表示相違L1〜L43について、バックライト側偏光子側にバックライトを設置し、24時間連続点灯を行った後、黒表示時のムラを液晶表示装置の正面方向から暗室で評価した。結果を表29に示す。フロント側偏光板に使用する光学フィルムの厚みと、バックライト側に使用する光学フィルムの厚みの差が小さいほど、ムラが発生しにくいことがわかる。
×:画面の30%以上の面積で、ムラが視認される
○:画面の10%〜30%の面積で、ムラが視認される
◎:画面の10%以下の面積でしか、ムラが視認されない
上記作製したVAモードの液晶表示装置L1〜L43について、バックライト側偏光子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、暗室内で黒表示及び白表示の輝度を測定し、正面コントラスト比及び極角60度方位角45度方向におけるコントラスト比(視野角コントラスト比)を算出した。
下記表から明らかなように、本発明の液晶表示装置は比較例の液晶表示装置と比べ、正面輝度が高く、正面コントラスト比に優れ、視野角コントラスト比にも優れる視認性に優れる液晶表示装置であることが分かる。なお比較例L43と比べ、本発明の液晶表示装置L1〜L24、及びL29〜L42の正面輝度、正面コントラスト比が高い理由は明らかにはなっていないが、視認側の光学フィルムを作製する際の貼合回数を減らしたことで、フィルム貼合時の軸ズレの影響がなくなった効果であると推測している。
Claims (14)
- セルロースアシレートフィルムと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムであって、
該セルロースアシレートフィルムが下記式(I)及び(II)を満たし、
光学異方性層AのRe(548)が80nm以上190nm以下、光学異方性層Bが下記式(III)及び(IV)を満たし、光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°となるように配向が固定された液晶化合物を光学異方性層Aが含有し、前記少なくとも2層の光学異方性層A及びBの貼り合わせの合計が1回以下の光学フィルム。
式(I):0.1≦DSA≦2.0
式(II):1.0≦DSB≦2.9
(式中、DSAはアセチル置換度、DSBはベンゾイル置換度を表す。)
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。) - 前記セルロースアシレートフィルムが下記式(V)を満たす、請求項1記載の光学フィルム。
式(V):0.35≦DSA≦1.5 - 光学異方性層Aに含有される液晶化合物が棒状液晶化合物である、請求項1又は2に記載の光学フィルム。
- 光学異方性層Bが、円盤状液晶化合物を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムが、セルロースアシレーフィルム、光学異方性層A、光学異方性層Bの順に配置されてなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 偏光子、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム、VAモード液晶セル、第2の光学フィルム、偏光子の順に配置された液晶表示装置であって、前記第2の光学フィルムの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、Re(548)が80nm以上190nm以下である液晶表示装置。
- 請求項6に記載の液晶表示装置において、請求項1〜5のいずれか1項に記載された光学フィルムの貼合された偏光板を液晶表示装置の視認側に配置することを特徴とするVAモード液晶表示装置。
- セルロースアシレートフィルムと、円盤状液晶化合物を含む光学異方性層cとが積層された光学フィルムCと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムであって、
該光学フィルムCのRe(548)が50nm以上400nm以下を満たし、該光学フィルムCの遅相軸がフィルム搬送方向に対して0°±10°又は90°±10°であり、
光学異方性層AのRe(548)が80nm以上190nm以下、光学異方性層Bが下記式(III)及び(IV)を満たし、光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°となるように配向が固定された液晶化合物を光学異方性層Aが含有し、前記光学異方性層c、光学異方性層A及び光学異方性層Bの貼り合わせの合計が1回以下の光学フィルム。
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。) - 光学異方性層Aに含有される液晶化合物が棒状液晶化合物である、請求項8に記載の光学フィルム。
- 光学異方性層Bが円盤状液晶化合物を含む請求項8又は9に記載の光学フィルム。
- セルロースアシレーフィルム、光学異方性層c、光学異方性層A、光学異方性層Bの順に配置されてなる請求項8〜10のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 偏光子、請求項8〜11のいずれか1項に記載の光学フィルム、VAモード液晶セル、第2の光学フィルム、偏光子の順に配置された液晶表示装置であって、前記第2の光学フィルムの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°であり、Re(548)が80nm以上190nm以下である液晶表示装置。
- 請求項12に記載の液晶表示装置において、請求項8〜11のいずれか1項に記載された光学フィルムの貼合された偏光板を液晶表示装置の視認側に配置することを特徴とするVAモード液晶表示装置。
- セルロースアシレートフィルムと、少なくとも2層の光学異方性層A及び光学異方性層Bとを含む光学フィルムの製造方法であって、
下記式(I)及び(II)を満たす該セルロースアシレートフィルム上に、
光学異方性層Aの光学異方性層Aの遅相軸がフィルム搬送方向に対して45°±10°となるように配向が固定された液晶化合物を含有し、Re(548)が80nm以上190nm以下の光学異方性層Aを形成する工程、及び
前記光学異方性層A上に、下記式(III)及び(IV)を満たす光学異方性層Bを形成する工程を有し、前記少なくとも2層の光学異方性層A及びBの貼り合わせの合計が1回以下の光学フィルムの製造方法。
式(I):0.1≦DSA≦2.0
式(II):1.0≦DSB≦2.9
(式中、DSAはアセチル置換度、DSBはベンゾイル置換度を表す。)
式(III):−10nm≦Re(548)≦10nm
式(IV):Nz≧10
(Re(λ)は、波長λのときの面内位相差を表す。Nz=(nx−nz)/(nx−ny)であり、式中nx、ny、nzはそれぞれフィルム搬送方向、フィルム搬送方向と直交方向、膜厚方向の屈折率を表す。)
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