JP5446862B2 - 横電界スイッチングモード型液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には、視野角が改善され、斜め45度方向から見た時のカラーシフトが良好な横電界スイッチングモード型液晶表示装置(以下、IPSモード型液晶表示装置という)に関する。
横電界スイッチングモード型液晶表示装置は、他の液晶表示装置の液晶モード、例えばTNモードに対しては色味、コントラスト、視野角等に優れ、また垂直配向モード(VA、MVA,PVAなど)に対しては視野角等の表示性能に優れ、更に視角による輝度変化の少なさ、中間調での応答速度の落ち込みの少なさといった優れた効果から、通称IPS(In Plane Switching)モード型液晶表示装置(IPSモード型TV等)として市場に活発に提供されるようになった。IPSモード型液晶表示装置としては、いわゆるIPSモード以外に、FFS(フリンジフィールドスイッチング)モード、FLC(強誘電性液晶)モードが挙げられる。
しかしながら、IPSモードは、垂直方向、水平方向の視野角が広いという特徴を持つが、斜め方向からの視野角が狭いという問題点もある。
そのため、この視野角補償方法として2分の1波長板を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、2分の1波長板を作成するには、延伸したフィルムを熱収縮させるという煩雑な操作が必要となる上、収縮シートの張り合わせ生産であるため、ロール トゥ ロール適性がなく、また粘着層や接着層を介して複数のフィルムを貼合するため、手間とコストがかかり、更に透過率の低下や偏光板の厚膜化という問題が起こってしまう。従って、これらの方法は、ロール トゥ ロールでの偏光板化が難しく、また、熱収縮によるムラの発生、軸精度の低さなど位相差フィルムとして問題がある。
そのような問題に対し、簡便な延伸フィルムによる補償も考案されている(例えば、特許文献2参照。)。該特許では、負の1軸性光学フィルムと、nx>ny>nzである光学フィルムとの積層位相差フィルムが提案されている。この構成の場合、nx>ny>nzのフィルムの面内位相差Roは少なければ少ないほどよいとされていた。
また、屈折率異方性が負のRo=50〜330nm、Rth=0〜−100nmの位相差層と、Ro<50nm、Rth=−10〜100nmの位相差層の積層体による光学補償が提案されている。この場合も、Roは少なければ少ないほどよいとされていた(例えば、特許文献3参照。)。
更に、Ro<100nm、且つRth=50〜200nmの位相差層と、屈折率異方性が負で面内に光学軸を持つ層の積層が提案されている(例えば、特許文献4参照。)が、両層の遅相軸をそろえることでRoの足し算ができ、更にRoを減らすことができると考えられていた。このように、負の1軸性フィルムに積層させる正のフィルムの面内位相差はないほうが良い、或いは、負の1軸性フィルムの面内位相差の補助的な役割にすぎなかった。
しかしながら、これらの構成では、位相差フィルムがない場合に比べるとある程度の視野角の改善は見られるものの、斜め方向の視野角の改善は不十分であり、また黒表示のカラーシフトも大きいものだった。ここでいう黒表示のカラーシフトとは、黒表示時の液晶表示装置を法線方向ではなく、斜め方向から観察した場合に、方位角によって黒の色調が変化することを意味する。
特開平11−305217号公報 特開2006−293108号公報 特開2006−71964号公報 特開2005−309382号公報
従って、本発明の目的は、視野角が改善され、更に斜め45度方向から見た時のカラーシフトが良好なIPSモード型液晶表示装置を提供することにある。
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
第1偏光子と、第1基板と、液晶層と、第2基板と、第2偏光子がこの順に配置され、
第1偏光子と第1基板の間に第1位相差層と第2位相差層が配置され、
黒表示時に該液晶層の液晶分子が一対の基板の表面に対して平行に配向する液晶表示装置であって、
第1位相差層の下記式で表される面内のレターデーションRoが50≦Ro≦300nm、下記式で表されるNzが−0.5≦Nz≦0であり、
第2位相差層の下記式で表される面内のレターデーションRoが5<Ro≦100nm、且つ第2位相差層の厚み方向のレターデーションRthが100<Rth≦200nmであり、
第1偏光子の吸収軸と液晶層のラビング方向が直交しており、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1基板に近い側の位相差層の遅相軸が液晶層のラビング方向と実質的に平行であり、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1偏光子に近い側の位相差層の遅相軸が第1偏光子の吸収軸と実質的に平行であることを特徴とする横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
Ro=(nx−ny)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率であり、dは位相差層の厚さ(nm)である。)
2.前記第2基板と第2偏光子との間に第3位相差層が配置され、該第3位相差層が0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmを満たすことを特徴とする第1項に記載の横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
3.前記第2位相差層がセルロースエステル系樹脂を含むことを特徴とする第1項又は第2項に記載の横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
4.前記第1位相差層が、スチレン系樹脂、またはフルオレン系樹脂を含むことを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
本発明により、視野角が改善され、斜め45度方向から見た時のカラーシフトが良好なIPSモード型液晶表示装置を生産性よく提供することができる。
本発明に係わる偏光板及び液晶表示装置の構成である。 本発明に係わる偏光板及び液晶表示装置の別の構成である。
符号の説明
1 第1偏光子
2 第1位相差層
3 第2位相差層
4 第1基板
5 液晶層
6 第2基板
7 第3位相差層
8 第2偏光子
11 第1偏光子1の吸収軸
12 第1位相差層2の遅相軸
13 第2位相差層3の遅相軸
14 第1基板4のラビング方向
15 第2基板6のラビング方向
16 第2偏光子8の吸収軸
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
最初に、本発明でいう位相差層とは、バックライトの光等が1枚目の偏光板により一旦は直線偏光化されるが、液晶層などを通じて楕円偏光化してしまうのを、再び直線偏光に変換する所謂光学補償機能を有する機能層、基板、またはフィルムと定義する。従って基板、またはフィルムそのものが光学補償機能を有する場合の他に、位相差機能を有する層を基材に塗布、もしくは蒸着させて光学補償機能を付与した基板、またはフィルムの両者を含む。
本発明では位相差層は加工適性、取り扱いやすさの観点から、位相差フィルムであることが好ましく、本明細書中では位相差層と位相差フィルムは同義として取り扱う場合がある。
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、IPSモード型液晶表示装置において、前記面内のレターデーションRo及びNzの範囲を満たす位相差層と、面内位相差を有する位相差層とを、それぞれの面内位相差を打ち消すように各々の遅相軸を直交するように重ねることにより、斜め45度方向から見た時のカラーシフトが良好になるという新しい知見を見出し、本発明を成すに至ったものである。
異なる光学特性を持つ層を積層することで位相差層単層では不可能な偏光状態の変換が可能になる。このとき、面内位相差を持たない位相差層を積層すると、厚み方向成分のみの偏光変換しかできないが、あえて面内位相差を持つ位相差層を積層することで、厚み方向だけでなく面内方向でも偏光状態を変換することが可能になる。
斜め方向から見た時のカラーシフトは、厚み方向と面内方向両方の偏光状態の影響を受けると考えられるため、面内位相差を持った位相差層を積層することで、面内、厚み両方の偏光状態が変換され斜め方向から見た時のカラーシフトが大幅に改善したものと推測している。さらに、第1位相差層と第2位相差層で変換した偏光状態を変えないように、後述する第3位相差層の位相差は小さいほどよい。
即ち、本発明の液晶表示装置は、第1偏光子と、第1基板と、液晶層と、第2基板と、第2偏光子がこの順に配置され、第1偏光子と第1基板の間に第1位相差層と第2位相差層が配置され、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向する液晶表示装置であって、
第1位相差層の下記式で表される面内のレターデーションRoが50≦Ro≦300nm、下記式で表されるNzが−0.5≦Nz≦0であり、
第2位相差層の下記式で表される面内のレターデーションRoが5<Ro≦100nm、好ましくは20≦Ro≦100nm、且つ第2位相差層の厚み方向のレターデーションRthが100<Rth≦200nmであり、
第1偏光子の吸収軸と液晶層のラビング方向が直交しており、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1基板に近い側の位相差層の遅相軸が液晶層のラビング方向と実質的に平行であり、
第1位相差層と第2位相差層のうち、第1偏光子に近い側の位相差層の遅相軸が第1偏光子の吸収軸と実質的に平行であることを特徴とする。
Ro=(nx−ny)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率であり、dは位相差層の厚さ(nm)である。)
前記第1位相差層が前記面内のレターデーションRo及びNzの範囲を満たすようにするには、例えば該層をスチレン系樹脂、またはフルオレン系樹脂等により形成し、最適な方向に一軸もしくは二軸延伸することが好ましい。または、該樹脂を基材に塗布して乾燥、固定化することも好ましく、更に積層状態で延伸することも好ましい。
前記第2位相差層のレターデーション値を上記数値範囲とするためには、該第2位相差層を、加熱処理をした状態で一軸もしくは二軸延伸処理を行うことが好ましい。また、該位相差層がセルロースエステルを含有する場合は、加熱処理して延伸する場合に、残留歪を出来るだけ少なくするために、セルロースエステルのガラス転移点±10℃程度の範囲で1.1倍〜1.5倍程度に、搬送方向と直交する方向に延伸するか、或いは溶液流延にて作製したフィルムを、残留溶媒量が2〜100質量%程度残った状態で、搬送方向と直交する方向に1.1〜1.7倍程度に延伸することが好ましい。
また、第2の位相差層の面内のムラを制御することが好ましい。そのためには、延伸温度と延伸倍率のバランスを精密にコントロールし、延伸部分(テンターのクリップなど)を該位相差層の両側で独立に制御することが好ましい。これはクリップ位置とクリップの応力に対して延伸温度と延伸倍率を調整することで達成できる。
更に、本発明の液晶表示装置は、前記第2基板と第2偏光子との間に第3位相差層が配置され、該第3位相差層のレターデーションが0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmを満たすことが、視野角の改善効果、斜め45度方向から見た時のカラーシフトをより向上する目的において好ましい態様である。特に、0≦|Rth|<10nmを満たすことが好ましい。
即ち、第1の位相差層及び第2の位相差層のレターデーションを特定範囲に制御し、更に第3の位相差層のレターデーションRo、Rthを低下させることで、IPSモード型液晶表意装置の視野角拡大効果に加えてカラーシフトを大幅に抑えることができ、従来は黒表示の際の色味変化が著しかったが、それを大幅に低減できる。
前記第3の位相差層のレターデーションを上記数値範囲とするためには、第3の位相差層の主成分がセルロースエステルであれば、溶融製膜にて製造するか、或いは溶液製膜にて、途中でガラス転移点以上の温度で15秒以上保持するか、或いはセルロースエステルと反対の複屈折発現性を持つ添加剤を加えることが好ましい。また、シクロオレフィン系フィルムであれば、溶融もしくは溶液流延に製造したフィルムを延伸処理を行わずにそのまま用いることが好ましい。
以下、本発明を各要素毎に詳細に説明する。
〈レターデーションの測定〉
本発明に係るレターデーションの測定は、一例として、王子計測機器製KOBRA21ADHを用いて試料の10カ所を23℃、55%RHの環境下590nmの波長において、3次元屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzを求める。
本発明における位相差層の厚み方向のレターデーションが負の値になっているサンプルは、レターデーションを計算する際に、位相差層の面内進相軸を傾斜軸とし、40度傾斜させた時のレターデーションを測定して計算に用いることとした。
〈偏光板及び液晶表示装置の構成〉
本発明の偏光板及び液晶表示装置の構成を図を用いて説明する。
図1は請求の範囲1に係わる偏光板及び液晶表示装置の構成である。
第1偏光子1、第2位相差層3、第1位相差層2、第1基板4、液晶層5、第2基板6、第2偏光子8の順で配置されている。第1偏光子1の吸収軸11と第2位相差層3の遅相軸13とが平行であり、第1位相差層2の遅相軸12と第1基板4のラビング方向14が平行である。即ち、第1位相差層2の遅相軸12と第2位相差層3の遅相軸13とは直交している。更に第2基板6と第2偏光子8の間には、請求の範囲3に係わる第3位相差層7を配置する。第2偏光子8の吸収軸16は第2基板6のラビング方向15と平行である。バックライト(BL)の位置は第1偏光子側、第2偏光子側のどちらでもよい。
図2は請求の範囲1に係わる偏光板及び液晶表示装置の別の構成である。
第1偏光子1、第1位相差層2、第2位相差層3、第1基板4、液晶層5、第2基板6、第2偏光子8の順で配置されている。第1偏光子1の吸収軸11と第1位相差層2の遅相軸12とが平行であり、第2位相差層3の遅相軸13と第1基板4のラビング方向14が平行である。即ち、第1位相差層2の遅相軸12と第2位相差層3の遅相軸13とは直交している。更に第2基板6と第2偏光子8の間には、請求の範囲3に係わる第3位相差層7を配置する。バックライト(BL)の位置は第1偏光子側でも第2偏光子側でもどちらでもよい。
本明細書において、実質的に「平行」、「直交」とは、厳密な角度±10°未満の範囲内であることを意味する。この範囲は厳密な角度との誤差は、±5°未満であることが好ましく、±2°未満であることがより好ましい。
第1位相差層と第2位相差層の積層順に対し、例えばセルロース系樹脂で作成した第2位相差層が第1偏光子に接する場合、PVA偏光子との接着が容易になり、既存の工程で貼合可能なため生産性が高い。
また、第1位相差層と第2位相差層の積層順に対し、例えばスチレン系樹脂で作成した第1位相差層が第1偏光子に接する場合、延伸方向が長尺方向と一致することにより、テンター延伸など複雑な延伸工程がいらず、単純な搬送張力のみで位相差を発現させることが可能である。
上記第1偏光子、第2偏光子は一般的な方法で作製することができる。偏光子は、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光子としては、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがある。偏光子は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。
通常偏光子は保護層としてTACフィルムによって両側を挟持されている。TACフィルムの裏面側をアルカリ鹸化処理し、上記沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。もう一方の面には該TACフィルムを用いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。市販のセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック KC8UX、KC4UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC4UY、KC12UR、KC4FR、以上コニカミノルタオプト(株)製)も好ましく用いられる。
本発明の構成において、第1偏光子、第2偏光子ともに2枚のTACフィルムにより挟持され、第1位相差層、第2位相差層、第3位相差層が接着剤層を介して貼合されていてもよいが、第1偏光子は第1位相差層、または第2位相差層が直接貼合されていることが好ましく、第2偏光子は第3位相差層が直接貼合されていることが薄膜化、部材削減のため好ましい。
上記本発明の偏光板を液晶表示装置に組み込むことによって、視認性に優れた本発明の液晶表示装置を作製することができる。
本発明の偏光板は、液晶層を挟持している第1基板、第2基板に直接貼合されるが、液晶セルの基板は高度な平面性、平滑性が要求されることから、主に透光性を有するガラス基板が用いられている。所望の平面性、平滑性を満たす場合には、ガラス基板ではなくプラスチック基板でもよい。プラスチック基板を用いたときは、基板の厚さを0.2mm以下の薄厚にすることが容易であり、そのため表示素子をきわめて薄く、かつ軽量にすることができる。また、基板が薄いために表示が二重像とならず広視角の表示素子を得ることができる。第1基板、第2基板は同じ材質であっても異なっていてもよい。
本発明の偏光板は、IPSモード型液晶表示装置で用いられる。IPSモード型液晶表示装置は、黒表示時に液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向することが特徴であり、IPSモード以外に、FFS(フリンジフィールドスイッチング)モード、FLC(強誘電性液晶)モードなどが挙げられる。
本発明の液晶表示装置は、図1、図2に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶層と偏光子との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、偏光子の保護膜の表面に反射防止処理やハードコートを施しても良い。また、構成部材に導電性を付与したものを使用してもよい。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。この場合、バックライトの配置は図1及び図2の上側であっても下側であっても良い。また、液晶層とバックライトとの間に、反射型偏光板や拡散板、プリズムシートや導光板を配置することもできる。また、上記した様に、本発明の液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に1枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を配置する。もちろん前記光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。
本発明の液晶表示装置は、特に画面が30型以上、特に30型〜54型の大画面であっても、コントラストが高く、特に視角による色味変化を抑制し、長時間の鑑賞でも目が疲れないという効果がある。
〈位相差層〉
(第1位相差層)
本発明に係る第1位相差層のレターデーションRoは50≦Ro≦300nmの範囲にあり、前記式で表されるNzが−0.5≦Nz≦0であること、本発明の効果を得る。特にRoは100≦Ro≦200nmの範囲であることが好ましい。
本発明の第1位相差層に上記Ro及びNzを付与するには、スチレン系樹脂、またはフルオレン系樹脂を用いることが好ましい。
スチレン系樹脂は、スチレン或いはスチレン誘導体の単独重合体;スチレン或いはスチレン誘導体と他のモノマーとの共重合体;スチレン或いはスチレン誘導体と他のモノマーから得られるグラフト共重合体;及びこれらのポリマーの混合物に大別することができる。
スチレン或いはその誘導体の単独重合体の例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、o−ニトロスチレン、p−アミノスチレン、p−カルボキシルスチレン、p−フェニルスチレン及び2,5−ジクロロスチレンの単独重合体を挙げることができる。スチレン或いはスチレン誘導体と他のモノマーとの共重合体の例としては、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/メタクリロニトリル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/α−クロロアクリロニトリル共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、スチレン/メタクリル酸共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、スチレン/イタコン酸共重合体、スチレン/ビニルカルバゾール共重合体、スチレン/N−フェニルアクリルアミド共重合体、スチレン/ビニルピリジン共重合体、スチレン/ビニルナフタレン共重合体、α−メチルスチレン/アクリロニトリル共重合体、α−メチルスチレン/メタクリロニトリル共重合体、α−メチルスチレン/酢酸ビニル共重合体、スチレン/α−メチルスチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/α−メチルスチレン/メチルメタクリレート共重合体、及びスチレン/スチレン誘導体共重合体を挙げることができる。
グラフト共重合体の例としては、下記のもの(p−1〜p−17)を挙げることができる。ただし、(A)に幹ポリマー(ブロック共重合体でも良い)、(B)に枝部分(グラフト部分)を示す。また下記の量比は質量比を表す。
[p−1]:(A1)/(B1)=10/90
(A1)スチレン/ブタジエン共重合体(20/80)
(B1)スチレン/アクリロニトリル/α−メチルスチレン(60/20/20)
[p−2]:(A1)/(B1)=5/95
[p−3]:(A1)/(B2)=10/90
(B2)スチレン/アクリロニトリル(80/20)
[p−4]:(A1)/(B2)=7/93
[p−5]:(A2)/(B3)=12.5/87.5
(A2)スチレン/ブタジエン共重合体(50/50)
(B3)スチレン/アクリロニトリル(75/25)
[p−6]:(A2)/(B4)=15/85
(B4)スチレン/アクリロニトリル/α−メチルスチレン(60/30/10)
[p−7]:(A2)/(B4)=10/90
[p−8]:(A2)/(B3)=10/90
[p−9]:(A3)/(B5)=5/95
(A3)ポリブタジエン
(B5)スチレン/アクリロニトリル(70/30)
[p−10]:(A3)/(B6)=10/90
(B6)スチレン/アクリロニトリル/メタクリロニトリル(75/15/10)
[p−11]:(A2)/(B7)=12/88
(B7)スチレン
[p−12]:(A4)/(B8)=10/90
(A4)スチレン/ブタジエン共重合体(23/77)
(B8)スチレン/メチルメタクリレート/アクリロニトリル(70/10/20)
[p−13]:(A5)/(B9)=10/90
(A5)ポリイソプレン
(B9)スチレン/t−ブチルスチレン(70/30)
[p−14]:(A6)/(B2)=10/90
(A6)アクリロニトリル/ブタジエン共重合体(50/50)
[p−15]:(A7)/(B1)=12/88
(A7)アクリロニトリル/ブタジエン共重合体(25/75)
[p−16]:(A8)/(B10)=10/90
(A8)アクリル酸エチル/ブタジエン共重合体(50/50)
(B10)スチレン/メチルメタクリレート(80/20)
[p−17]:(A9)/(B11)=15/85
(A9)アクリル酸エチル/スチレン/ブタジエン共重合体(40/30/30)
(B11)スチレン/メタクリロニトリル(75/25)
スチレン系樹脂については、特開平4−97322号公報及び特開平6−67169号公報に記載されている。光学的に負の一軸性を有する位相差層は、例えば上記スチレン系ポリマー等の固有複屈折が負のポリマーを一軸延伸することにより得ることができる。また、上記ポリマーを透明基材上に塗布したのち、基材と共に延伸することで形成することも好ましい。
更に、第1位相差層はフルオレン系樹脂を用いて形成してもよい。特に、フルオレン骨格を有するセグメントは負の光学異方性となり得るため、フルオレン骨格を有するポリカーボネート、フルオレン骨格を有するポリカーボネート系共重合体、フルオレン骨格を有するポリエステル、フルオレン骨格を有するポリエステル系共重合体、フルオレン骨格を有するポリエステルカーボネート、フルオレン骨格を有するポリエステルカーボネート系共重合体、フルオレン骨格を有するポリアリレート、フルオレン骨格を有するポリアリレート系共重合体などが好ましい。
スチレン系樹脂と同様に、光学的に負の一軸性を有する位相差層は、例えば固有複屈折が負である上記フルオレン系樹脂等のポリマーを一軸延伸したり、基材に塗布することにより形成することができる。
(位相差層の製造方法)
次に、本発明に係る第1、第2、第3位相差層の製造方法について、特に好ましい形態である位相差フィルムを例にとって説明する。
本発明に用いられる位相差層は、溶液流延法もしくは溶融流延法で製造された位相差フィルムであることが好ましい。
本発明に用いられる位相差フィルムの製造は、上記樹脂や後述するセルロースエステル並びに添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する工程、ドープを無限に移行する無端の金属支持体上に流延する工程、流延したドープをウェブとして乾燥する工程、金属支持体から剥離する工程、延伸または幅保持する工程、更に乾燥する工程、仕上がったフィルムを巻き取る工程により行われる。
ドープを調製する工程について述べる。ドープ中の樹脂やセルロースエステルの濃度は、濃い方が金属支持体に流延した後の乾燥負荷が低減できて好ましいが、樹脂やセルロースエステルの濃度が濃過ぎると濾過時の負荷が増えて、濾過精度が悪くなる。これらを両立する濃度としては、10〜35質量%が好ましく、更に好ましくは、15〜25質量%である。
ドープで用いられる溶剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよいが、樹脂やセルロースエステルの良溶剤と貧溶剤を混合して使用することが生産効率の点で好ましく、良溶剤が多い方が樹脂やセルロースエステルの溶解性の点で好ましい。
良溶剤と貧溶剤の混合比率の好ましい範囲は、良溶剤が70〜98質量%であり、貧溶剤が2〜30質量%である。良溶剤、貧溶剤とは、使用する樹脂やセルロースエステルを単独で溶解するものを良溶剤、単独で膨潤するかまたは溶解しないものを貧溶剤と定義している。
そのため、例えばセルロースエステルの平均酢化度(アセチル基置換度)によっては、良溶剤、貧溶剤が変わり、例えばアセトンを溶剤として用いる時には、セルロースエステルの酢酸エステル(アセチル基置換度2.4)、セルロースアセテートプロピオネートでは良溶剤になり、セルロースの酢酸エステル(アセチル基置換度2.8)では貧溶剤となる。
本発明に用いられる良溶剤は特に限定されないが、メチレンクロライド等の有機ハロゲン化合物やジオキソラン類、アセトン、酢酸メチル、アセト酢酸メチル等が挙げられる。特に好ましくはメチレンクロライドまたは酢酸メチルが挙げられる。
また、本発明に用いられる貧溶剤は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−ブタノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン等が好ましく用いられる。また、ドープ中には水が0.01〜2質量%含有していることが好ましい。また、樹脂やセルロースエステルの溶解に用いられる溶媒は、フィルム製膜工程で乾燥によりフィルムから除去された溶媒を回収し、これを再利用して用いられる。
上記記載のドープを調製する時の、樹脂やセルロースエステルの溶解方法としては、一般的な方法を用いることができる。加熱と加圧を組み合わせると常圧における沸点以上に加熱できる。溶剤の常圧での沸点以上でかつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら攪拌溶解すると、ゲルやママコと呼ばれる塊状未溶解物の発生を防止するため好ましい。また、樹脂やセルロースエステルを貧溶剤と混合して湿潤或いは膨潤させた後、更に良溶剤を添加して溶解する方法も好ましく用いられる。
加圧は窒素ガス等の不活性気体を圧入する方法や、加熱によって溶剤の蒸気圧を上昇させる方法によって行ってもよい。加熱は外部から行うことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易で好ましい。
溶剤を添加しての加熱温度は、高い方が樹脂やセルロースエステルの溶解性の観点から好ましいが、加熱温度が高過ぎると必要とされる圧力が大きくなり生産性が悪くなる。好ましい加熱温度は45〜120℃であり、60〜110℃がより好ましく、70℃〜105℃が更に好ましい。また、圧力は設定温度で溶剤が沸騰しないように調整される。
もしくは冷却溶解法も好ましく用いられ、これによって酢酸メチルなどの溶媒に樹脂やセルロースエステルを溶解させることができる。
次に、この樹脂やセルロースエステル溶液を濾紙等の適当な濾過材を用いて濾過する。濾過材としては、不溶物等を除去するために絶対濾過精度が小さい方が好ましいが、絶対濾過精度が小さ過ぎると濾過材の目詰まりが発生し易いという問題がある。このため絶対濾過精度0.008mm以下の濾材が好ましく、0.001〜0.008mmの濾材がより好ましく、0.003〜0.006mmの濾材が更に好ましい。
濾材の材質は特に制限はなく、通常の濾材を使用することができるが、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)等のプラスチック製の濾材や、ステンレススティール等の金属製の濾材が繊維の脱落等がなく好ましい。濾過により、原料の樹脂やセルロースエステルに含まれていた不純物、特に輝点異物を除去、低減することが好ましい。
輝点異物とは、2枚の偏光板をクロスニコル状態にして配置し、その間にロール状セルロースエステルを置き、一方の偏光板の側から光を当てて、他方の偏光板の側から観察した時に反対側からの光が漏れて見える点(異物)のことであり、径が0.01mm以上である輝点数が200個/cm2以下であることが好ましい。より好ましくは100個/cm2以下であり、更に好ましくは50個/m2以下であり、更に好ましくは0〜10個/cm2以下である。また、0.01mm以下の輝点も少ない方が好ましい。
ドープの濾過は通常の方法で行うことができるが、溶剤の常圧での沸点以上で、且つ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら濾過する方法が、濾過前後の濾圧の差(差圧という)の上昇が小さく、好ましい。好ましい温度は45〜120℃であり、45〜70℃がより好ましく、45〜55℃であることが更に好ましい。
濾圧は小さい方が好ましい。濾圧は1.6MPa以下であることが好ましく、1.2MPa以下であることがより好ましく、1.0MPa以下であることが更に好ましい。
ここで、ドープの流延について説明する。
流延(キャスト)工程における金属支持体は、表面を鏡面仕上げしたものが好ましく、金属支持体としては、ステンレススティールベルトもしくは鋳物で表面をメッキ仕上げしたドラムが好ましく用いられる。キャストの幅は1〜4mとすることができる。流延工程の金属支持体の表面温度は−50℃〜溶剤の沸点未満の温度で、温度が高い方がウェブの乾燥速度が速くできるので好ましいが、余り高過ぎるとウェブが発泡したり、平面性が劣化する場合がある。好ましい支持体温度は0〜40℃であり、5〜30℃が更に好ましい。
或いは、冷却することによってウェブをゲル化させて残留溶媒を多く含んだ状態でドラムから剥離することも好ましい方法である。
金属支持体の温度を制御する方法は特に制限されないが、温風または冷風を吹きかける方法や、温水を金属支持体の裏側に接触させる方法がある。温水を用いる方が熱の伝達が効率的に行われるため、金属支持体の温度が一定になるまでの時間が短く好ましい。温風を用いる場合は目的の温度よりも高い温度の風を使う場合がある。
位相差フィルムが良好な平面性を示すためには、金属支持体からウェブを剥離する際の残留溶媒量は10〜150質量%が好ましく、更に好ましくは20〜40質量%または60〜130質量%であり、特に好ましくは、20〜30質量%または70〜120質量%である。
また、ロール状位相差フィルムの乾燥工程においては、ウェブを金属支持体より剥離し、更に乾燥し、残留溶媒量を1質量%以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、特に好ましくは0〜0.01質量%以下である。
フィルム乾燥工程では一般にロール乾燥方式(上下に配置した多数のロールをウェブを交互に通し乾燥させる方式)やテンター方式でウェブを搬送させながら乾燥する方式が採られる。
本発明に係る位相差フィルムを作製するには、金属支持体より剥離した直後のウェブの残留溶剤量の多いところで搬送方向(=長尺方向)に延伸し、更にウェブの両端をクリップ等で把持するテンター方式で幅方向に延伸を行うことが好ましい。
延伸操作は多段階に分割して実施してもよく、搬送方向または幅手方向に一軸延伸したり、搬送方向及び幅手方向に二軸延伸を実施することができる。また、延伸を行う場合には同時に延伸を行ってもよいし、段階的に実施してもよい。この場合、段階的とは、例えば、延伸方向の異なる延伸を順次行うことも可能であるし、同一方向の延伸を多段階に分割し、且つ異なる方向の延伸をそのいずれかの段階に加えることも可能である。
好ましい延伸倍率は1.05〜2倍が好ましく、好ましくは1.1〜1.5倍である。延伸の際に搬送方向または幅方向に収縮させてもよく、収縮する場合は0.8〜0.99、好ましくは0.9〜0.99となるように行ってもよい。好ましくは、搬送方向の延伸及び幅方向の延伸若しくは収縮により面積が1.12倍〜1.44倍となっていることが好ましく、1.15倍〜1.32倍となっていることが好ましい。これは搬送方向の延伸倍率×幅方向の延伸倍率で求めることができる。
また、本発明における「延伸方向」とは、延伸操作を行う場合の直接的に延伸応力を加える方向という意味で使用する場合が通常であるが、多段階に二軸延伸される場合に、最終的に延伸倍率の大きくなった方(即ち、通常は遅相軸となる方向)の意味で使用されることもある。
延伸は、特に基材のガラス転移点±10℃程度の範囲で1.1倍〜1.5倍程度に搬送方向または幅方向に延伸するか、或いは溶液流延にて作製したフィルムを、残留溶媒量が2〜100質量%程度残った状態で、搬送方向または幅方向に1.1〜1.7倍程度に延伸することで、所望のレターデーションの範囲に収めることができる。
(第2位相差層)
本発明の第2位相差層に用いられる基材材料としては、製造が容易であること、光学的に透明であること等が好ましく、特に透明樹脂フィルムであることが好ましい。
本発明でいう透明とは、可視光の透過率60%以上であることをさし、好ましくは80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。
上記の性質を有していれば特に限定はないが、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、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セルロースエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、セロファン、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコールフ樹脂、シンジオタクティックポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロンフィルポリメチルメタクリレート樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。中でもノルボルネン系樹脂、及びセルロースエステル系樹脂を用いることが好ましい。
本発明で好ましく用いられるノルボルネン系樹脂は、ノルボルネン構造を有する非晶性ポリオレフィンで、例えば三井石油化学(株)製のAPOや日本ゼオン(株)製のゼオネックス、JSR(株)製のARTON等がある。
本発明の位相差層として好ましいセルロースエステル系樹脂としては、セルロースエステルとしてセルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、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フタレートが好ましく、中でも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が好ましく用いられる。これらの樹脂は、溶融流延製膜または、溶液流延製膜によりフィルム化されることが好ましい。
〈セルロースエステル〉
本発明の第2位相差層に好適に用いられるセルロースエステルを詳細に説明する。
本発明の第2位相差層に用いられるセルロースエステルは、炭素数2〜22程度の脂肪族カルボン酸エステルまたは芳香族カルボン酸エステル或いは脂肪族カルボン酸エステルと芳香族カルボン酸エステルの混合エステルが好ましく用いられ、特にセルロースの低級脂肪酸エステルであることが好ましい。セルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味する。具体的には、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートフタレート等や、特開平10−45804号公報、同8−231761号公報、米国特許第2,319,052号等に記載されているような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混合脂肪酸エステルである。上記記載の中でも、特に好ましく用いられるセルロースの低級脂肪酸エステルは、セルロースアセテートプロピオネートである。
該セルロースエステルは、炭素原子数2〜22のアシル基を置換基として有し、アセチル基の置換度をXとし、プロピオニル基の置換度をYとした時、下記式1及び2を同時に満たすセルロースエステルである。
式1 2.00≦X+Y≦2.60
式2 0.10≦Y≦1.00
中でも2.30≦X+Y≦2.55が好ましく、2.40≦X+Y≦2.55がより好ましい。また、0.50≦Y≦0.90が好ましく、0.70≦Y≦0.90がより好ましい。
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。これらは公知の方法で合成することができる。また、これらアシル基置換度は、ASTM−D817−96に規定の方法に準じて測定することができる。
セルロースエステルは綿花リンター、木材パルプ、ケナフ等を原料として合成されたセルロースエステルを単独或いは混合して用いることができる。特に綿花リンター(以下、単にリンターとすることがある)、木材パルプから合成されたセルロースエステルを単独或いは混合して用いることが好ましい。
また、これらから得られたセルロースエステルはそれぞれ任意の割合で混合使用することができる。これらのセルロースエステルは、セルロース原料をアシル化剤が酸無水物(無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸)である場合には、酢酸のような有機酸やメチレンクロライド等の有機溶媒を用い、硫酸のようなプロトン性触媒を用いて常法により反応させて得ることができる。
アセチルセルロースの場合、酢化率を上げようとすれば、酢化反応の時間を延長する必要がある。但し、反応時間を余り長くとると分解が同時に進行し、ポリマー鎖の切断やアセチル基の分解などが起こり、好ましくない結果をもたらす。従って、酢化度を上げ、分解をある程度抑えるためには反応時間はある範囲に設定することが必要である。反応時間で規定することは反応条件が様々であり、反応装置や設備その他の条件で大きく変わるので適切でない。ポリマーの分解は進むにつれ、分子量分布が広くなってゆくので、セルロースエステルの場合にも、分解の度合いは通常用いられる重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の値で規定できる。即ちセルローストリアセテートの酢化の過程で、余り長過ぎて分解が進み過ぎることがなく、且つ酢化には十分な時間酢化反応を行わせしめるための反応度合いの一つの指標として用いられる重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の値を用いることができる。
本発明に用いられるセルロースエステルの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnの値は、1.4〜3.0であることが好ましい。尚、本発明においては、セルロースエステルフィルムが、材料として、Mw/Mnの値が1.4〜3.0であるセルロースエステルを含有すればよいが、フィルムに含まれるセルロースエステル(好ましくはセルローストリアセテートまたはセルロースアセテートプロピオネート)全体のMw/Mnの値は1.4〜3.0の範囲であることがより好ましい。セルロースエステルの合成過程で1.4未満とすることは困難であり、ゲル濾過などによって分画することで分子量の揃ったセルロースエステルを得ることはできる。しかしながらこの方法はコストが著しくかかる。また、3.0以下であると平面性が維持されやすく好ましい。尚、より好ましくは1.7〜2.2である。
本発明に用いられるセルロースエステルの分子量は、数平均分子量(Mn)で80000〜200000のものを用いることが好ましい。100000〜200000のものが更に好ましく、150000〜200000が特に好ましい。
セルロースエステルの平均分子量及び分子量分布は、高速液体クロマトグラフィーを用いて公知の方法で測定することができる。これを用いて数平均分子量、重量平均分子量を算出し、その比(Mw/Mn)を計算することができる。
測定条件は以下の通りである。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)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、ほぼ等間隔に得ることが好ましい。
セルロースエステルの製造法は、特開平10−45804号公報に記載の方法で得ることができる。
また、セルロースエステルは、セルロースエステル中の微量金属成分によっても影響を受ける。これらは製造工程で使われる水に関係していると考えられるが、不溶性の核となり得るような成分は少ない方が好ましく、鉄、カルシウム、マグネシウム等の金属イオンは、有機の酸性基を含んでいる可能性のあるポリマー分解物等と塩形成する事により不溶物を形成する場合があり、少ないことが好ましい。鉄(Fe)成分については、1ppm以下であることが好ましい。カルシウム(Ca)成分については、地下水や河川の水等に多く含まれ、これが多いと硬水となり、飲料水としても不適当であるが、カルボン酸や、スルホン酸等の酸性成分と、また多くの配位子と配位化合物即ち、錯体を形成し易く、多くの不溶なカルシウムに由来するスカム(不溶性の澱、濁り)を形成する。
カルシウム(Ca)成分は60ppm以下、好ましくは0〜30ppmである。マグネシウム(Mg)成分については、やはり多過ぎると不溶分を生ずるため、0〜70ppmであることが好ましく、特に0〜20ppmであることが好ましい。鉄(Fe)分の含量、カルシウム(Ca)分含量、マグネシウム(Mg)分含量等の金属成分は、絶乾したセルロースエステルをマイクロダイジェスト湿式分解装置(硫硝酸分解)、アルカリ溶融で前処理を行った後、ICP−AES(誘導結合プラズマ発光分光分析装置)を用いて分析を行うことによって求めることができる。
本発明で用いられるセルロースエステルフィルムの屈折率は550nmで1.45〜1.60であるものが好ましく用いられる。フィルムの屈折率の測定方法は、アッベ屈折率計を使用し、日本工業規格JIS K 7105に基づき測定する。
(添加剤)
セルロースエステルフィルムには可塑剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、マット剤等の添加剤を含有させることができる。
前述のように本発明に係る第2位相差層は、面内のレターデーションRoが5<Ro≦100nmであり、且つ厚み方向のレターデーションRthが100<Rth≦200nmである。
上記数値範囲とするためには、第2位相差層がセルロースエステルフィルムであれば、溶融製膜したのち二軸延伸を行う、或いは溶液製膜したのち一軸または二軸延伸することが好ましい。搬送方向と直交方向に延伸する場合は、延伸温度と延伸倍率のバランスを精密にコントロールし、延伸部分(テンターのクリップなど)を該位相差層の両側で独立に制御することが好ましい。これはクリップ位置とクリップの応力に対して延伸温度と延伸倍率を調整することで達成できる。
〈その他の添加剤〉
本発明の第1〜第3の位相差層は、下記に挙げる可塑剤、紫外線吸収剤、微粒子等の添加剤を含有させることができる。
本発明の位相差層には下記のような可塑剤を含有するのが好ましい。可塑剤としては、例えば、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤等を好ましく用いることができる。
リン酸エステル系可塑剤では、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系可塑剤では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジフェニルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等、トリメリット酸系可塑剤では、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等、ピロメリット酸エステル系可塑剤では、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等、グリコレート系可塑剤では、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等、クエン酸エステル系可塑剤では、トリエチルシトレート、トリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリ−n−(2−エチルヘキシル)シトレート等を好ましく用いることができる。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。
ポリエステル系可塑剤として脂肪族二塩基酸、脂環式二塩基酸、芳香族二塩基酸等の二塩基酸とグリコールの共重合ポリマーを用いることができる。脂肪族二塩基酸としては特に限定されないが、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸等を用いることができる。グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコール等を用いることができる。これらの二塩基酸及びグリコールはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
多価アルコールエステル系可塑剤は2価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなる。好ましい多価アルコールの例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ガラクチトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、キシリトール、等を上げることができる。特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトール、であることが好ましい。多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては特に制限はなく公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸などを用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを上げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。脂肪族モノカルボン酸としては炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。酢酸を含有させるとセルロースエステルとの相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。好ましい脂肪族モノカルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸などを上げることができる。好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を上げることができる。好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸などの安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸などのベンゼン環を2個以上もつ芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を上げることができる。特に安息香酸であることが好ましい。多価アルコールエステルの分子量は特に制限はないが、分子量300〜1500の範囲であることが好ましく、350〜750の範囲であることが更に好ましい。保留性向上の点では大きい方が好ましく、透湿性、セルロースエステルとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
本発明に用いられる多価アルコールエステルに用いられるカルボン酸は一種類でも良いし、2種以上の混合であっても良い。また、多価アルコール中のOH基はカルボン酸で全てエステル化しても良いし、一部をOH基のままで残しても良い。
これらの可塑剤は単独または併用するのが好ましい。
これらの可塑剤の使用量は、フィルム性能、加工性等の点で、セルロースエステルに対して1〜20質量%が好ましく、特に好ましくは、3〜13質量%である。
本発明に使用することができる紫外線吸収剤は、400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。
本発明に用いられる紫外線吸収剤は特に限定されないが、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、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。高分子型の紫外線吸収剤としてもよい。
本発明に用いられる位相差層には微粒子を用いることが好ましい。微粒子は、無機化合物でも有機化合物でもどちらも用いることができる。無機化合物の例としては、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。微粒子は珪素を含むものが濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。
微粒子の一次粒子の平均粒径は5〜50nmが好ましく、更に好ましいのは7〜20nmである。これらは主に粒径0.05〜0.3μmの2次凝集体として含有されることが好ましい。セルロースエステルフィルム中のこれらの微粒子の含有量は0.05〜1質量%であることが好ましく、特に0.1〜0.5質量%が好ましい。共流延法による多層構成のセルロースエステルフィルムの場合は、表面にこの添加量の微粒子を含有することが好ましい。
二酸化珪素の微粒子は、例えば、アエロジルR972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120及び同240(以上東芝シリコーン(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
これらの中でもでアエロジル200V、アエロジルR972Vがセルロースエステルフィルムの濁度を低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましく用いられる。
(第3位相差層)
本発明に係る第3位相差層は、面内及び厚み方向のレターデーションが、0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmの範囲である位相差フィルムであることが、IPSモード型液晶表示装置に用いられる位相差フィルムとして好ましい。特に0≦|Rth|<10nmの範囲であることが好ましい。
第3位相差層は、偏光板保護フィルムとしてケン化適性等の加工性に優れるセルロースエステルと、延伸方向に対して負の配向複屈折性を示す重量平均分子量が500以上30000以下であるアクリルポリマーとを含有するセルロースエステルフィルムであることが好ましい。該セルロースエステルフィルムは、前記第2位相差層で用いられるセルロースエステルフィルムと同様な材料、同様な製造方法を好ましく用いることができる。
また、該アクリルポリマーは芳香環を側鎖に有するアクリルポリマーまたはシクロヘキシル基を側鎖に有するアクリルポリマーであることが好ましい。
〈アクリルポリマー〉
該ポリマーの重量平均分子量が500以上30000以下のもので該ポリマーの組成を制御することで、セルロースエステルと該ポリマーとの相溶性を良好にすることができる。
特に、アクリルポリマー、芳香環を側鎖に有するアクリルポリマーまたはシクロヘキシル基を側鎖に有するアクリルポリマーについて、好ましくは重量平均分子量が500以上10000以下のものであれば、上記に加え、製膜後のセルロースエステルフィルムの透明性が優れ、透湿度も極めて低く、偏光板用保護フィルムとして優れた性能を示す。
該ポリマーは重量平均分子量が500以上30000以下であるから、オリゴマーから低分子量ポリマーの間にあると考えられるものである。このようなポリマーを合成するには、通常の重合では分子量のコントロールが難しく、分子量を余り大きくしない方法でできるだけ分子量を揃えることのできる方法を用いることが望ましい。
かかる重合方法としては、クメンペルオキシドやt−ブチルヒドロペルオキシドのような過酸化物重合開始剤を使用する方法、重合開始剤を通常の重合より多量に使用する方法、重合開始剤の他にメルカプト化合物や四塩化炭素等の連鎖移動剤を使用する方法、重合開始剤の他にベンゾキノンやジニトロベンゼンのような重合停止剤を使用する方法、更に特開2000−128911号または同2000−344823号公報にあるような一つのチオール基と2級の水酸基とを有する化合物、或いは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等を挙げることができ、何れも本発明において好ましく用いられるが、特に、該公報に記載の方法が好ましい。
本発明に有用なポリマーを構成するモノマー単位としてのモノマーを下記に挙げるがこれに限定されない。
エチレン性不飽和モノマーを重合して得られるポリマーを構成するエチレン性不飽和モノマー単位としては:ビニルエステルとして、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、オクチル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等;アクリル酸エステルとして、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、t−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェネチル、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸−p−ヒドロキシメチルフェニル、アクリル酸−p−(2−ヒドロキシエチル)フェニル等;メタクリル酸エステルとして、上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたもの;不飽和酸として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸等を挙げることができる。上記モノマーで構成されるポリマーはコポリマーでもホモポリマーでもよく、ビニルエステルのホモポリマー、ビニルエステルのコポリマー、ビニルエステルとアクリル酸またはメタクリル酸エステルとのコポリマーが好ましい。
本発明において、アクリルポリマーという(単にアクリルポリマーという)のは、芳香環或いはシクロヘキシル基を有するモノマー単位を有しないアクリル酸またはメタクリル酸アルキルエステルのホモポリマーまたはコポリマーを指す。芳香環を側鎖に有するアクリルポリマーというのは、必ず芳香環を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位を含有するアクリルポリマーである。
また、シクロヘキシル基を側鎖に有するアクリルポリマーというのは、シクロヘキシル基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位を含有するアクリルポリマーである。
芳香環及びシクロヘキシル基を有さないアクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、t−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−メトキシエチル)、アクリル酸(2−エトキシエチル)等、または上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものを挙げることができる。
アクリルポリマーは上記モノマーのホモポリマーまたはコポリマーであるが、アクリル酸メチルエステルモノマー単位が30質量%以上を有していることが好ましく、また、メタクリル酸メチルエステルモノマー単位が40質量%以上有することが好ましい。特にアクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルのホモポリマーが好ましい。
芳香環を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸(2または4−クロロフェニル)、メタクリル酸(2または4−クロロフェニル)、アクリル酸(2または3または4−エトキシカルボニルフェニル)、メタクリル酸(2または3または4−エトキシカルボニルフェニル)、アクリル酸(oまたはmまたはp−トリル)、メタクリル酸(oまたはmまたはp−トリル)、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェネチル、メタクリル酸フェネチル、アクリル酸(2−ナフチル)等を挙げることができるが、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニチル、メタクリル酸フェネチルを好ましく用いることができる。
芳香環を側鎖に有するアクリルポリマーの中で、芳香環を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位が20〜40質量%を有し、且つアクリル酸またはメタクリル酸メチルエステルモノマー単位を50〜80質量%有することが好ましい。該ポリマー中、水酸基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位を2〜20質量%有することが好ましい。
シクロヘキシル基を有するアクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸(4−メチルシクロヘキシル)、メタクリル酸(4−メチルシクロヘキシル)、アクリル酸(4−エチルシクロヘキシル)、メタクリル酸(4−エチルシクロヘキシル)等を挙げることができるが、アクリル酸シクロヘキシル及びメタクリル酸シクロヘキシルを好ましく用いることができる。
シクロヘキシル基を側鎖に有するアクリルポリマー中、シクロヘキシル基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位を20〜40質量%を有し且つ50〜80質量%有することが好ましい。また、該ポリマー中、水酸基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位を2〜20質量%有することが好ましい。
上述のエチレン性不飽和モノマーを重合して得られるポリマー、アクリルポリマー、芳香環を側鎖に有するアクリルポリマー及びシクロヘキシル基を側鎖に有するアクリルポリマーは何れもセルロース樹脂との相溶性に優れる。
これらの水酸基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマーの場合はホモポリマーではなく、コポリマーの構成単位である。この場合、好ましくは、水酸基を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステルモノマー単位がアクリルポリマー中2〜20質量%含有することが好ましい。
本発明において、側鎖に水酸基を有するポリマーも好ましく用いることができる。水酸基を有するモノマー単位としては、前記したモノマーと同様であるが、アクリル酸またはメタクリル酸エステルが好ましく、例えば、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、アクリル酸−p−ヒドロキシメチルフェニル、アクリル酸−p−(2−ヒドロキシエチル)フェニル、またはこれらアクリル酸をメタクリル酸に置き換えたものを挙げることができ、好ましくは、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル及びメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルである。ポリマー中に水酸基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー単位はポリマー中2〜20質量%含有することが好ましく、より好ましくは2〜10質量%である。
前記のようなポリマーが上記の水酸基を有するモノマー単位を2〜20質量%含有したものは、勿論セルロースエステルとの相溶性、保留性、寸法安定性が優れ、透湿度が小さいばかりでなく、偏光板保護フィルムとしての偏光子との接着性に特に優れ、偏光板の耐久性が向上する効果を有している。
アクリルポリマーの主鎖の少なくとも一方の末端に水酸基を有するようにする方法は、特に主鎖の末端に水酸基を有するようにする方法であれば限定ないが、アゾビス(2−ヒドロキシエチルブチレート)のような水酸基を有するラジカル重合開始剤を使用する方法、2−メルカプトエタノールのような水酸基を有する連鎖移動剤を使用する方法、水酸基を有する重合停止剤を使用する方法、リビングイオン重合により水酸基を末端に有するようにする方法、特開2000−128911号または2000−344823号公報にあるような一つのチオール基と2級の水酸基とを有する化合物、或いは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等により得ることができ、特に該公報に記載の方法が好ましい。
この公報記載に関連する方法で作られたポリマーは、綜研化学社製のアクトフロー・シリーズとして市販されており、好ましく用いることができる。上記の末端に水酸基を有するポリマー及び/または側鎖に水酸基を有するポリマーは、本発明において、ポリマーの相溶性、透明性を著しく向上する効果を有する。
更に、延伸方向に対して負の配向複屈折性を示すエチレン性不飽和モノマーとして、スチレン類を用いたポリマーであることが負の屈折性を発現させるために好ましい。スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ビニル安息香酸メチルエステルなどが挙げられるが、これらに限定される物ではない。
前記不飽和エチレン性モノマーとして挙げた例示モノマーと共重合してもよく、また複屈折性を制御する目的で、2種以上の上記ポリマーをもちいてセルロースエステルに相溶させて用いても良い。
更に、本発明の第3位相差層は、分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaと分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーXbとを共重合して得られた重量平均分子量5000以上30000以下のポリマーXと、より好ましくは芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYaを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下のポリマーYとを含有することが好ましい。
(ポリマーX、ポリマーY)
本発明に用いられるポリマーXは分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaと分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーXbとを共重合して得られた重量平均分子量5000以上30000以下のポリマーである。好ましくは、Xaは分子内に芳香環と親水性基を有しないアクリルまたはメタクリルモノマー、Xbは分子内に芳香環を有せず親水性基を有するアクリルまたはメタクリルモノマーである。
本発明に用いられるポリマーXは、下記一般式(X)で表される。
一般式(X)
−(Xa)m−(Xb)n−(Xc)p−
更に好ましくは、下記一般式(X−1)で表されるポリマーである。
一般式(X−1)
−[CH2−C(−R1)(−CO2R2)]m−[CH2−C(−R3)(−CO2R4−OH)−]n−[Xc]p−(式中、R1、R3は、HまたはCH3を表す。R2は炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基を表す。R4は−CH2−、−C24−または−C36−を表す。Xcは、Xa、Xbに重合可能なモノマー単位を表す。m、n及びpは、モル組成比を表す。ただしm≠0、n≠0、m+n+p=100である。)
本発明に用いられるポリマーXを構成するモノマー単位としてのモノマーを下記に挙げるがこれに限定されない。
Xにおいて、親水性基とは、水酸基、エチレンオキシド連鎖を有する基をいう。
分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaは、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、t−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−エトキシエチル)等、または上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものを挙げることができる。中でも、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル(i−、n−)であることが好ましい。
分子内に芳香環を有せず、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーXbは、水酸基を有するモノマー単位として、アクリル酸またはメタクリル酸エステルが好ましく、例えば、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、またはこれらアクリル酸をメタクリル酸に置き換えたものを挙げることができ、好ましくは、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)及びメタクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)である。
Xcとしては、Xa、Xb以外のものでかつ共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば、特に制限はないが、芳香環を有していないものが好ましい。
Xa、Xbのモル組成比m:nは99:1〜65:35の範囲が好ましく、更に好ましくは95:5〜75:25の範囲である。Xcのモル組成比pは0〜10である。Xcは複数のモノマー単位であってもよい。
Xaのモル組成比が多いとセルロースエステルとの相溶性が良化するがフィルム厚み方向のレターデーション値Rthが大きくなる。Xbのモル組成比が多いと上記相溶性が悪くなるが、Rthを低減させる効果が高い。また、Xbのモル組成比が上記範囲を超えると製膜時にヘイズが出る傾向があり、これらの最適化を図りXa、Xbのモル組成比を決めることが好ましい。
ポリマーXの分子量は重量平均分子量が5000以上30000以下であり、更に好ましくは8000以上25000以下である。
重量平均分子量を5000以上とすることにより、セルロースエステルフィルムの、高温高湿下における寸法変化が少ない、偏光板保護フィルムとしてカールが少ない等の利点が得られ好ましい。重量平均分子量が30000を以内とした場合は、セルロースエステルとの相溶性がより向上し、高温高湿下においてのブリードアウト、更には製膜直後でのヘイズの発生が抑制される。
本発明に用いられるポリマーXの重量平均分子量は、公知の分子量調節方法で調整することができる。そのような分子量調節方法としては、例えば四塩化炭素、ラウリルメルカプタン、チオグリコール酸オクチル等の連鎖移動剤を添加する方法等が挙げられる。また、重合温度は通常室温から130℃、好ましくは50℃から100℃で行われるが、この温度または重合反応時間を調整することで可能である。
重量平均分子量の測定方法は下記方法によることができる。
(重量平均分子量測定方法)
重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した。
測定条件は以下の通りである。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)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。
本発明に用いられるポリマーYは芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYaを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下のポリマーである。
重量平均分子量500以上ではポリマーの残存モノマーが減少し好ましい。また、3000以下とすることは、レターデーション値Rth低下性能を維持するために好ましい。
Yaは、好ましくは芳香環を有さないアクリルまたはメタクリルモノマーである。
本発明に用いられるポリマーYは、下記一般式(Y)で表される。
一般式(Y)
−(Ya)k−(Yb)q−
更に好ましくは、下記一般式(Y−1)で表されるポリマーである。
一般式(Y−1)
−[CH2−C(−R5)(−CO2R6)]k−[Yb]q−
(式中、R5は、HまたはCH3を表す。R6は炭素数1〜12のアルキル基またはシクロアルキル基を表す。Ybは、Yaと共重合可能なモノマー単位を表す。k及びqは、モル組成比を表す。ただしk≠0、k+q=100である。)
Ybは、Yaと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば特に制限はない。Ybは複数であってもよい。k+q=100、qは好ましくは0〜30である。
芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーを重合して得られるポリマーYを構成するエチレン性不飽和モノマーYaはアクリル酸エステルとして、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(i−、n−)、アクリル酸ブチル(n−、i−、s−、t−)、アクリル酸ペンチル(n−、i−、s−)、アクリル酸ヘキシル(n−、i−)、アクリル酸ヘプチル(n−、i−)、アクリル酸オクチル(n−、i−)、アクリル酸ノニル(n−、i−)、アクリル酸ミリスチル(n−、i−)、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸(ε−カプロラクトン)、アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(3−ヒドロキシプロピル)、アクリル酸(4−ヒドロキシブチル)、アクリル酸(2−ヒドロキシブチル)、メタクリル酸エステルとして、上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたもの;不飽和酸として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸等を挙げることができる。
Ybは、Yaと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーであれば特に制限はないが、ビニルエステルとして、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、オクチル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、桂皮酸ビニル等が好ましい。Ybは複数であってもよい。
ポリマーX、Yを合成するには、通常の重合では分子量のコントロールが難しく、分子量を余り大きくしない方法でできるだけ分子量を揃えることのできる方法を用いることが望ましい。かかる重合方法としては、クメンペルオキシドやt−ブチルヒドロペルオキシドのような過酸化物重合開始剤を使用する方法、重合開始剤を通常の重合より多量に使用する方法、重合開始剤の他にメルカプト化合物や四塩化炭素等の連鎖移動剤を使用する方法、重合開始剤の他にベンゾキノンやジニトロベンゼンのような重合停止剤を使用する方法、更に特開2000−128911号または同2000−344823号公報にあるような一つのチオール基と2級の水酸基とを有する化合物、或いは、該化合物と有機金属化合物を併用した重合触媒を用いて塊状重合する方法等を挙げることができ、何れも本発明において好ましく用いられるが、特に、分子中にチオール基と2級の水酸基とを有する化合物を連鎖移動剤として使用する重合方法が好ましい。
この場合、ポリマーX及びポリマーYの末端には、重合触媒及び連鎖移動剤に起因する水酸基、チオエーテルを有することとなる。この末端残基により、ポリマーX、Yとセルロースエステルとの相溶性を調整することができる。
ポリマーX及びYの水酸基価は30〜150[mgKOH/g]であることが好ましい。
(水酸基価の測定方法)
この測定は、JIS K 0070(1992)に準ずる。この水酸基価は、試料1gをアセチル化させたとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのmg数と定義される。具体的には試料Xg(約1g)をフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬(無水酢酸20mlにピリジンを加えて400mlにしたもの)20mlを正確に加える。フラスコの口に空気冷却管を装着し、95〜100℃のグリセリン浴にて加熱する。
1時間30分後、冷却し、空気冷却管から精製水1mlを加え、無水酢酸を酢酸に分解する。次に電位差滴定装置を用いて0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で滴定を行い、得られた滴定曲線の変曲点を終点とする。更に空試験として、試料を入れないで滴定し、滴定曲線の変曲点を求める。
水酸基価は、次の式によって算出する。
水酸基価={(B−C)×f×28.05/X}+D
(式中、Bは空試験に用いた0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)、Cは滴定に用いた0.5mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)、fは0.5mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター、Dは酸価、また、28.05は水酸化カリウムの1mol量56.11の1/2を表す)
上述のポリマーX、ポリマーYは何れもセルロースエステルとの相溶性に優れ、蒸発や揮発もなく生産性に優れ、偏光板用保護フィルムとしての保留性がよく、透湿度が小さく、寸法安定性に優れている。
ポリマーXとポリマーYのセルロースエステルフィルム中での含有量は、下記式(i)、式(ii)を満足する範囲であることが好ましい。ポリマーXの含有量をXg(質量%=ポリマーXの質量/セルロースエステルの質量×100)、ポリマーYの含有量をYg(質量%)とすると、
式(i) 5≦Xg+Yg≦35(質量%)
式(ii) 0.05≦Yg/(Xg+Yg)≦0.4
式(i)の好ましい範囲は、10〜25質量%である。
ポリマーXとポリマーYは総量として5質量%以上であれば、レターデーション値Rthの低減に十分な作用をする。また、総量として35質量%以下であれば、偏光子PVAとの接着性が良好である。
ポリマーXとポリマーYは後述するドープ液を構成する素材として直接添加、溶解するか、もしくはセルロースエステルを溶解する有機溶媒に予め溶解した後ドープ液に添加することができる。
〈その他〉
前記セルロースエステルやアクリルポリマー以外でも、環状オレフィン樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート等を溶融製膜し、延伸処理を施さないことにより、0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmの範囲である位相差フィルムを作成することもできる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(レターデーションRo、Rth、Nzの測定)
自動複屈折率計(王子計測機器(株)製、KOBRA−21ADH)を用いて位相差フィルムのレターデーションを測定した。位相差フィルムを23℃、55%RHの環境下で、590nmの波長において10カ所測定し3次元屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzを求めた。式に従って面内方向のレターデーションRoを、また、厚み方向のレターデーションRthを算出した。それぞれ10カ所測定しその平均値で示した。
Ro=(nx−ny)×d
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
(式中、Roはフィルム面内レターデーション値、Rthはフィルム厚み方向レターデーション値、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率、nzはフィルムの厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
〈位相差フィルム1の作製〉
(ドープ液1の調製)
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アセチル基置換度1.6、プロピオニル基置換度0.9) 100質量部
芳香族末端エステル系可塑剤(化1) 5質量部
トリメチロールプロパントリベンゾエート 5質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 52質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、混合物1を調製した。製膜ライン中で日本精線(株)製のファインメットNFでドープ1を濾過した。
(二酸化珪素分散液)
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 10質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 80質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。分散後の液濁度は200ppmであった。二酸化珪素分散液に80質量部のメチレンクロライドを撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。その後、上記セルロースエステル混合物100質量部に対し、二酸化珪素分散希釈液を10質量部添加し、よく攪拌してドープ液1とした。
ベルト流延装置を用い、温度35℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体にドープ液1を均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したセルロースエステルフィルムのウェブを55℃で溶媒を蒸発させ、1650mm幅にスリットし、その後、テンターで1.0倍に幅保持を行いながら、搬送張力を加えてMD方向(フィルムの搬送方向と並行)に160℃で1.3倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、160℃、110℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、位相差フィルム1を得た。位相差フィルム1の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000mであった。この位相差フィルム1のRo60nm、Rth125nm、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルム2の作製〉
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、その後、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に160℃で1.35倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、160℃、110℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥させた以外は、位相差フィルム1と同様に行い、位相差フィルム2を得た。位相差フィルム2の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000m、Ro60nm、Rth125nm、遅相軸はTD方向であった。
〈位相差フィルム3の作製〉
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、テンターでTD方向に1.1倍に延伸しながら、搬送張力を加えてMD方向(フィルムの搬送方向と並行)に160℃で1.2倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、120℃、110℃で乾燥した以外は位相差フィルム1と同様に行い、位相差フィルム3を得た。位相差フィルム3の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は48μm、巻数は4000m、Ro30nm、Rth125nm、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルム4の作製〉
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に160℃で1.3倍に延伸した以外は位相差フィルム2と同様に行い位相差フィルム4を得た。テンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。位相差フィルム4の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は40μm、巻数は4000m、Ro45nm、Rth125nm、遅相軸はTD方向であった。
〈位相差フィルム5の作製〉
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、テンターで1.0倍に幅保持しながら、搬送張力を加えてMD方向(フィルムの搬送方向と並行)に160℃で1.3倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、160℃、150℃で乾燥した以外は位相差フィルム1と同様に行い、位相差フィルム5を得た。位相差フィルム5の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、R090nm、Rth125nm、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルム6の作製〉
位相差フィルム1と同様にドープ液1を作製し、ベルト上への流涎・剥離・スリットまでは同様に行い、テンターでTD方向に1.0倍に延伸しながら、搬送張力を加えてMD方向(フィルムの搬送方向と並行)に160℃で1.05倍に延伸した。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は18%であった。その後、120℃、110℃で乾燥した以外は位相差フィルム1と同様に行い、位相差フィルム6を得た。位相差フィルム6の残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は40μm、巻数は4000m、Ro0.2nm、Rth60nm、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルム7の作製〉
(ドープ液3の調製)
セルローストリアセテート(アセチル基置換度2.92、Mn=100000、Mw=220000、Mw/Mn=2.2) 100質量部
添加剤A(化2) 15質量部
ポリマーUV剤P−1 3質量部
酸化ケイ素微粒子(アエロジルR972V(日本アエロジル株式会社製))
0.1質量部
メチレンクロライド 440質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、次いで日本精線(株)製のファインメットNFで濾過し、ドープ液3を作製した。
〈ポリマーUV剤P−1の合成〉
2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−(2−メタクリロイルオキシ)エチルエステル−2H−ベンゾトリアゾール(ポリマーUV剤P−1)を、下記に記載の方法に従って合成した。
20.0gの3−ニトロ−4−アミノ−安息香酸を160mlの水に溶かし、濃塩酸43mlを加えた。20mlの水に溶解させた8.0gの亜硝酸ナトリウムを0℃で加えた後、0℃のまま2時間撹拌した。この溶液に、17.3gの4−t−ブチルフェノールを水50mlとエタノール100mlに溶解させた溶液中に、炭酸カリウムで液性をアルカリ性に保ちながら0℃で滴下した。この溶液を0℃に保ちながら1時間、更に室温で1時間撹拌した。反応液を塩酸で酸性にし、生成した沈殿物をろ過した後、よく水洗した。
ろ過した沈殿を500mlの1モル/LのNaOH水溶液に溶解させ、35gの亜鉛粉末を加えた後、40%NaOH水溶液110gを滴下した。滴下後、約2時間撹拌し、ろ過、水洗し、濾液を塩酸で中和して中性とした。析出した沈殿物をろ過、水洗、乾燥後、酢酸エチルとアセトンの混合溶媒で再結晶を行うことにより、2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−2H−ベンゾトリアゾールが得られた。
次いで、10.0gの2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−2H−ベンゾトリアゾールと0.1gのハイドロキノン、4.6gの2−ヒドロキシエチルメタクリレート、0.5gのp−トルエンスルホン酸とをトルエン100ml中に加え、エステル管を備えた反応容器で10時間加熱灌流を行う。反応溶液を水中に注ぎ、析出した結晶をろ過、水洗、乾燥し、酢酸エチルで再結晶を行うことで、2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−(2−メタクリロイルオキシ)エチルエステル−2H−ベンゾトリアゾールが得られた。
次いで、2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−(2−メタクリロイルオキシ)エチルエステル−2H−ベンゾトリアゾールとメタクリル酸メチルとの共重合体(ポリマーUV剤P−1)を下記に記載の方法に従って合成した。
テトラヒドロフラン80mlに、上記合成した4.0gの2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−(2−メタクリロイルオキシ)エチルエステル−2H−ベンゾトリアゾールと6.0gのメタクリル酸メチルとを加え、次いで、アゾイソブチロニトリル1.14gを加えた。窒素雰囲気下で9時間加熱還流した。テトラヒドロフランを減圧留去した後、20mlのテトラヒドロフランに再溶解し、大過剰のメタノール中に滴下した。析出した沈殿物を濾取し、40℃で真空乾燥して、9.1gの灰白色紛状重合体である高分子UV剤P−1を得た。この共重合体は、標準ポリスチレンを基準とするGPC分析により、数平均分子量4500のものであると確認した。また、NMRスペクトル及びUVスペクトルから、上記共重合体が、2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−(2−メタクリロイルオキシ)エチルエステル−2H−ベンゾトリアゾールとメタクリル酸メチルの共重合体であることを確認した。上記重合体の組成は略、2(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチル−フェニル)−5−カルボン酸−(2−メタクリロイルオキシ)エチルエステル−2H−ベンゾトリアゾール:メタクリル酸メチル=40:60であった。
次いで、ドープ液3を、ベルト流延装置を用い、温度22℃、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力162N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したセルロースエステルのウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1.6m幅にスリットし、その後、テンターでTD方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は10%であった。テンターで延伸した後、下記加熱処理、雰囲気置換率、加圧処理を行い乾燥を終了させ、1.5m幅にスリットし、フィルム両端に幅10mm高さ5μmのナーリング加工を施し、初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、位相差フィルム7を得た。ステンレスバンド支持体の回転速度とテンターの運転速度から算出されるMD方向の延伸倍率は1.1倍であった。位相差フィルム7の残留溶剤量は各々0.1%であり、膜厚は65μm、巻数は4000mであった。この位相差フィルム7はRo0.1nm、Rth15nmであった。
〈位相差フィルム8の作製〉
(ポリマーXの合成)
攪拌機、2個の滴下ロート、ガス導入管及び温度計の付いたガラスフラスコに、表1記載の種類及び比率(モル組成比)のモノマーXa、Xb混合液40g、連鎖移動剤のメルカプトプロピオン酸2g及びトルエン30gを仕込み、90℃に昇温した。その後、一方の滴下ロートから、表1記載の種類及び比率(モル組成比)のモノマーXa、Xb混合液60gを3時間かけて滴下すると共に、同時にもう一方のロートからトルエン14gに溶解したアゾビスイソブチロニトリル0.4gを3時間かけて滴下した。その後更に、トルエン56gに溶解したアゾビスイソブチロニトリル0.6gを2時間かけて滴下した後、更に2時間反応を継続させ、ポリマーXを得た。得られたポリマーXは常温で固体であった。ポリマーXの重量平均分子量は下記測定法により表1に示した。
尚、表1記載の、MMA、HEAはそれぞれ以下の化合物の略称である。
MMA:メタクリル酸メチル
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
(重量平均分子量測定)
重量平均分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した。
測定条件は以下の通りである。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)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。
(ポリマーYの合成)
特開2000−128911号公報に記載の重合方法により塊状重合を行った。即ち、攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、投入口及び環流冷却管を備えたフラスコにモノマーYaとして、下記メチルアクリレート(MA)を投入し、窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素ガスで置換した下記チオグリセロールを攪拌下添加した。チオグリセロール添加後、内容物の温度を適宜変化させ4時間重合を行い、内容物を室温に戻し、それにベンゾキノン5質量%テトラヒドロフラン溶液を20質量部添加し、重合を停止させた。内容物をエバポレーターに移し、80℃で減圧下、テトラヒドロフラン、残存モノマー及び残存チオグリセロールを除去し、表1に記載のポリマーYを得た。得られたポリマーYは常温で液体であった。該ポリマーYの重量平均分子量は上記測定法により表1に示した。
メチルアクリレート 100質量部
チオグリセロール 5質量部
〈ドープの組成〉
(二酸化珪素分散液)
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 12質量部
(1次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 88質量部
以上をディゾルバーで30分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。分散後の液濁度は200ppmであった。二酸化珪素分散液に88質量部のメチレンクロライドを攪拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間攪拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。
(ドープ添加液)
メチレンクロライド 50質量部
ポリマーX 12質量部
ポリマーY 7質量部
二酸化珪素分散希釈液 10質量部
チヌビン109(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 1.2質量部
チヌビン171(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 0.8質量部
以上について、メチレンクロライドとポリマーXとポリマーYを攪拌しながら完全溶解させた後、二酸化珪素分散液を添加させて攪拌混合させてドープ添加液を調製した。
(主ドープ液の調製)
セルロースエステル(リンター綿から合成されたセルローストリアセテート、アセチル基置換度2.92) 100質量部
メチレンクロライド 380質量部
エタノール 30質量部
ドープ添加液 前記作製質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
日本精線(株)製のファインメットNFで上記主ドープ液を濾過し、ベルト流延装置を用い、温度22℃、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が105%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力162N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したセルロースエステルのウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1.6m幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に1.1倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は10%であった。テンターで延伸後130℃で幅手張力を緩和して幅保持を開放した後、120℃、130℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1.5m幅にスリットし、フィルム両端に幅10mm高さ7μmのナーリング加工を施し、初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、セルロースエステルフィルム1を得た。ステンレスバンド支持体の回転速度とテンターの運転速度から算出されるMD方向の延伸倍率は1.1倍であった。セルロースエステルフィルム1の残留溶剤量は各々0.1%未満であり、膜厚は40μm、Ro0nm、Rth9nmであった。
〈位相差フィルム9〜17、20〜27の作製〉
位相差フィルム1と同様にして、膜厚、延伸倍率を適宜変更して、各々表2記載のRo、Rthを有する位相差フィルム9〜17、20〜27を作製した。
〈位相差フィルム18、19の作製〉
トリアセチルセルロースをメチレンクロライド溶媒に溶解させ、これをドープ溶液とし、溶液キャスト法によりフィルムを作製した。その後、延伸倍率を調整することでRo5nm、Rth40nmの位相差フィルム18、Ro15nm、Rth60nmの位相差フィルム19を作製した。
〈セルロースエステルフィルム1の作製〉
ベルト流延装置を用い、温度32℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体にドープ液1を均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したセルロースエステルのウェブを35℃で溶媒を蒸発させ、1650mm幅にスリットし、その後、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に1.05倍に延伸しながら、135℃の乾燥温度で、乾燥させた。このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は20%であった。
その後、120℃、110℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、セルロースエステルフィルム1を得た。ステンレスバンド支持体の回転速度とテンターの運転速度から算出される剥離直後のMD方向(フィルムの搬送方向と同一方向)の延伸倍率は1.07倍であった。セルロースエステルフィルム1の残留溶剤量は0.02%であり、平均膜厚は60μm、巻数は4000mであった。
〈位相差フィルムAの作製〉
(ドープ液2の調製)
MS樹脂(メタクリル酸メチル・スチレンコポリマー)(電気化学工業製 TX400S) 171質量部
メチレンクロライド 360質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解しドープ液2とした。
ベルト流延装置を用い、温度35℃、1800mm幅でステンレスバンド支持体にドープ液2を均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したフィルムのウェブを90℃、140℃で溶媒を蒸発させ、1750mm幅にスリットし、その後、搬送張力を加えてMD方向(フィルムの搬送方向と並行)に100℃で1.2倍に自由端一軸延伸した。延伸を始めたときの残留溶剤量は3%であった。その後、100℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、位相差フィルムAを得た。位相差フィルムAの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000mであった。この位相差フィルムAは、Ro150nm、Rth−75nm、Nz0で遅相軸はTD方向であった。
〈位相差フィルムBの作製〉
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に100℃で1.15倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムBを得た。位相差フィルムBの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro100nm、Rth−100nm、Nz−0.5、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルムCの作製〉
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に100℃で1.3倍に延伸した。その後、120℃、100℃で乾燥する以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムCを得た。位相差フィルムCの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro150nm、Rth−90nm、Nz−0.1、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルムDの作製〉
ドープ液2を用いてベルト流延・剥離・乾燥を行い、1650mm幅にスリットしたのち、テンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に100℃で1.25倍に延伸しながら、搬送張力を加えてMD方向に1.05倍に延伸した以外は、位相差フィルムAと同様の操作を行い、位相差フィルムDを得た。位相差フィルムDの残留溶剤量は0.1%であり、平均膜厚は80μm、巻数は4000m、Ro150nm、Rth−120nm、Nz−0.3、遅相軸はMD方向であった。
〈位相差フィルムE〜I、L〜Nの作製〉
位相差フィルムAの作製と同様にしてドープ液2を用い、膜厚、延伸倍率を適宜調整して、各々表2に記載のRo、Rth、Nzの値を有する位相差フィルムE〜I、L〜Nを作製した。
(位相差フィルムJ、K:フルオレン骨格を有するポリカーボネートフィルムの作製)
ポリカーボネートの重合は公知のホスゲンを用いた界面重縮合法によって行われた。攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応槽に水酸化ナトリウム水溶液およびイオン交換水を仕込み、これに下記構造を有するモノマー[A]と[B]を86対14のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加えた。次にこれに塩化メチレンを加え、20℃でホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。更に、p−tert−ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。反応終了後有機相分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比は仕込み量比とほぼ同様であった。
この共重合体をメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度18質量%のドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャストフィルムを作製し未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムの残留溶媒量は0.9質量%であった。このフィルムを延伸温度225℃とし、延伸倍率を適宜調節して1軸延伸することにより、Ro138nm、Rth−83nmの位相差フィルムJと、Ro83nm、Rth−50nmの位相差フィルムKを作製した。
《偏光板1、3、5〜10の作製》
厚さ120μmのポリビニルアルコールフィルムを、沃素1kg、ホウ酸4kgを含む水溶液100kgに浸漬し50℃で6倍に延伸して膜厚25μmの偏光子を作った。この偏光子の片面にアルカリケン化処理を行った市販のセルロースエステルフィルムKC8UX(コニカミノルタオプト(株)製)を、もう片面には同様にアルカリケン化処理を行った位相差フィルム1、3、5〜7を、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤としてロール トゥ ロールで貼り合わせ偏光板1、3、5〜7とした。アルカリケン化処理の条件は以下の通り。
〈アルカリケン化処理〉
ケン化工程 2N−NaOH 50℃ 90秒
水洗工程 水 30℃ 45秒
中和工程 10質量%HCl 30℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 45秒
上記条件でフィルム試料をケン化、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで80℃で乾燥を行った。
市販のセルロースエステルフィルムKC8UXの代わりにKC4UY(コニカミノルタオプト(株)製)を、位相差フィルム1、3、5〜7の代わりに市販のセルロースエステルフィルムKC4UE(コニカミノルタオプト(株)製)を用いる以外は同様にして、偏光板8を作製した。
同様にして、偏光子の両側に市販のセルロースエステルフィルムKC4UYを貼り合わせ、偏光板9を作製した。
同様にして、偏光子の片側にのみ市販のセルロースエステルフィルムKC8UXを貼った偏光板10を作製した。
《液晶表示装置1〜31の作製》
〈実施例〉
(実施例1)
作製した偏光板1の第2位相差層である位相差フィルム1側に、第1位相差層である位相差フィルムAをアクリル系粘着剤を用いてロール トゥ ロールで貼合し、位相差層付偏光板1を作製した。IPSモード型液晶表示装置である日立製液晶テレビWooo W32L−H90から、予め貼合されていた偏光板を剥がし、バックライト側の液晶セルのガラス面に上記位相差フィルム側が接するように位相差層付偏光板1を貼合した。その際、第1偏光子の吸収軸と液晶セルのラビング方向が直交するように配置した。また、視認側の液晶セルのガラス面には、KC4UEが接するように且つ、第2偏光子の吸収軸方向と液晶セルのラビング方向が平行になるように偏光板8を貼合し、液晶表示装置1を作製した。偏光板、液晶セルの構成、配置は、図1に示す。
(実施例2)
第1位相差層として位相差フィルムBの片面にコロナ処理を行い、処理した面と偏光板10のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側とを、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤として用いてロール トゥ ロールで貼合し、更に位相差フィルムBの上にアクリル系粘着剤を用いて第2位相差層として位相差フィルム2をロール トゥ ロールで貼合し、位相差層付偏光板2を作製した。実施例1の位相差層付偏光板1の代わりに位相差層付偏光板2を用いた以外は同様にして、液晶表示装置2を作製した。偏光板、液晶セルの構成、配置は、図2に示す構成、配置である。
(実施例3)
実施例1で偏光板1の代わりに、第2位相差層に位相差フィルム3を用いた偏光板3を用いた以外は同様にして、表2記載の液晶表示装置3を作製した。
(実施例4)
実施例2で、位相差フィルムBの代わりに位相差フィルムCを、位相差フィルム2の代わりに位相差フィルム4を用いた以外は同様にして、液晶表示装置4を作製した。
(実施例5)
〔塗布液1の調製〕
MS樹脂(電気化学工業製 TX320XL) 60質量部
アセトン 170質量部
メチレンクロライド 170質量部
以上を密閉容器に投入し、撹拌しながら完全に溶解し塗布液1とした。
〔積層位相差層5の作製〕
セルロースエステルフィルム1上に、塗布液1を押し出しコーターを用いて塗布し、搬送しながら50℃で乾燥を行いMS層を形成した。続いて、100℃に加熱しながら搬送張力を加え、1.25倍に自由端一軸延伸を行った。その後、80℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、積層位相差層5を得た。積層位相差層の平均膜厚は58μm、巻数は4000mであった。この位相差層のうち、セルロース層のRoは45nm、Rthは100nm、遅相軸はMD方向、MS層のRoは145nm、Rthは−102nm、遅相軸はTD方向であった。
作成した積層位相差層5にアルカリケン化処理を行い、偏光板10のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側にセルロースエステル層と偏光子が接するように貼合した。この時、完全ケン化型ポリビニルアルコール5%水溶液を粘着剤として使用し、ロール トゥ ロールで貼り合わせ位相差層付偏光板5とした。実施例1で位相差層付偏光板1の代わりに位相差層付偏光板5を用いた以外は同様にして、液晶表示装置5を作製した。
(実施例6)
セルロースエステルフィルム1上に、上記塗布液1を押し出しコーターを用いて塗布し、搬送しながら50℃で乾燥を行い、続いてテンターでTD方向(フィルムの搬送方向と直交する方向)に100℃で1.3倍に延伸した。その後、80℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、1500mm幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、平均高さ10μmのナーリング加工を施し、巻き取り初期張力220N/m、終張力110N/mで内径6インチコアに巻き取り、積層位相差層6を得た。積層位相差層の平均膜厚は60μm、巻数は4000mであった。この位相差層のうち、セルロース層のRoは45nm、Rthは125nm、遅相軸はTD方向、MS層のRoは150nm、Rthは−135nm遅相軸はMD方向であった。
作製した積層位相差層6のMS層側にコロナ処理を行い、偏光板10のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側を水系アクリル粘着剤を用いて貼合し、位相差層付偏光板6とした。実施例2で、位相差層付偏光板2の代わりに位相差層付偏光板6を用いた以外は同様にして、液晶表示装置6を作製した。
(実施例7)
実施例1で、位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム5を用いた以外は同様にして偏光板を作製し、液晶表示装置7を作製した。
(実施例8)
実施例1で、位相差フィルムAの代わりに位相差フィルムDを用いた以外は同様にして、液晶表示装置8を作製した。
(実施例9)
実施例1で、視認側の偏光板8の代わりに偏光板9を用いた以外は同様にして、液晶表示装置9を作製した。
(実施例10)
実施例1で、視認側の偏光板8の代わりに偏光板7を用い、位相差フィルム7が視認側の液晶セルのガラス面に接するように配置した以外は同様にして液晶表示装置10を作製した。
(実施例11)
実施例1で、視認側の偏光板8の代わりに偏光板6を用い、位相差フィルム6が視認側の液晶セルのガラス面に接するように配置した以外は同様にして液晶表示装置11を作製した。
(実施例12)
実施例1で、位相差フィルムAの代わりに位相差フィルムEを、位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム9を、更に視認側偏光板8の代わりに、下記偏光板11を用いた以外は同様にして、液晶表示装置12を作製した。
偏光板11は、作製した位相差フィルム8にアルカリケン化処理を行い、偏光板10のセルロースエステルフィルムの貼合されていない側にセルロースエステル層と偏光子が接するように貼合し作製した。
(実施例13〜20)
実施例1の偏光板1の代わりに、表2記載の第1位相差層、第2位相差層を用いた位相差層付き偏光板を用いた以外は同様にして、液晶表示装置13〜20を作製した。
〈比較例〉
(比較例1、4〜11)
実施例1で用いた偏光板1の代わりに、表2記載の第1位相差層、第2位相差層を用いた位相差層付き偏光板を用いた以外は同様にして液晶表示装置21、24〜31を作製した。
(比較例2)
実施例1で用いた偏光板1の代わりに、第1位相差層として位相差フィルムJ、第2位相差層として位相差フィルム18を用いた位相差層付き偏光板、及び偏光板10のセルロースエステルフィルムが貼合されていない面に第3位相差層として、位相差フィルム18を該位相差フィルムがセル側になるように貼合し液晶表示装置22を作製した。
(比較例3)
実施例1で用いた偏光板1の代わりに、第1位相差層として位相差フィルムK、第2位相差層として位相差フィルム19を用いた位相差層付き偏光板、及び視認側偏光板として、偏光板10のセルロースエステルフィルムが貼合されていない面に第3位相差層として、位相差フィルム19を該位相差フィルムがセル側になるように貼合し液晶表示装置23を作製した。
以上、作製した液晶表示装置1〜31を用いて以下の評価を行った。
《評価》
(カラーシフトの評価)
EZ Contrast(ELDIM社製)を用いて、黒表示時の色味変化を評価した。斜め45度(時計の1時30分の方向)において、法線方向からの傾き0〜80度までの色味変化を測定し、より人間の視感度と数値の絶対値の動きが近いCIELUV表色系の色空間を用いて|Δu’|2+|Δv’|2を算出し、以下の評価基準で評価した。
5:0.0<|Δu’|2+|Δv’|2≦1.0
4:1.0<|Δu’|2+|Δv’|2≦2.0
3:2.0<|Δu’|2+|Δv’|2≦3.0
2:3.0<|Δu’|2+|Δv’|2≦4.0
1:4.0<|Δu’|2+|Δv’|2
結果を表2に示す。
実施例1〜20の構成の液晶表示装置1〜20、比較例1〜11の構成の液晶表示装置21〜31を、23℃、55%RHの環境でELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて視野角測定を行ったところ、液晶表示装置1〜20は優れた視野角特性を有していることが分かった。
また、表2で示す通り、実施例1〜20の構成の液晶表示装置1〜20は、比較例1〜11の構成の液晶表示装置21〜31に対し斜め45度方向から見た時のカラーシフトが良好であり、視野角、カラーシフトの改善された液晶表示装置であることが分かった。

Claims (4)

  1. 第1偏光子と、第1基板と、液晶層と、第2基板と、第2偏光子がこの順に配置され、
    第1偏光子と第1基板の間に第1位相差層と第2位相差層が配置され、
    黒表示時に該液晶層の液晶分子が一対の基板の表面に対して平行に配向する液晶表示装置であって、
    第1位相差層の下記式で表される面内のレターデーションRoが50≦Ro≦300nm、下記式で表されるNzが−0.5≦Nz≦0であり、
    第2位相差層の下記式で表される面内のレターデーションRoが5<Ro≦100nm、且つ第2位相差層の厚み方向のレターデーションRthが100<Rth≦200nmであり、
    第1偏光子の吸収軸と液晶層のラビング方向が直交しており、
    第1位相差層と第2位相差層のうち、第1基板に近い側の位相差層の遅相軸が液晶層のラビング方向と実質的に平行であり、
    第1位相差層と第2位相差層のうち、第1偏光子に近い側の位相差層の遅相軸が第1偏光子の吸収軸と実質的に平行であることを特徴とする横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
    Ro=(nx−ny)×d
    Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
    Nz=(nx−nz)/(nx−ny)
    (式中、nxは位相差層面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは位相差層面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは位相差層厚み方向の屈折率であり、dは位相差層の厚さ(nm)である。)
  2. 前記第2基板と第2偏光子との間に第3位相差層が配置され、該第3位相差層が0≦Ro≦5nm、且つ0≦|Rth|<40nmを満たすことを特徴とする請求項1に記載の横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
  3. 前記第2位相差層がセルロースエステル系樹脂を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
  4. 前記第1位相差層が、スチレン系樹脂、またはフルオレン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の横電界スイッチングモード型液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314480B1 (ko) 2008-12-26 2013-10-07 주식회사 엘지화학 면상 스위치 모드 lcd용 편광판 및 이를 포함하는 면상 스위치 모드 lcd
JP6437854B2 (ja) 2015-03-17 2018-12-12 日東電工株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
KR102457502B1 (ko) * 2018-12-27 2022-10-21 삼성에스디아이 주식회사 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195310A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Nec Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2006235576A (ja) * 2005-01-25 2006-09-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置及びそれに有用な偏光板のセット
JP2006251439A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Nitto Denko Corp 液晶パネル、液晶テレビおよび液晶表示装置
JP2006258854A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Fuji Photo Film Co Ltd 光学異方性膜、その製造方法及び液晶表示装置
JP2006293108A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Teijin Ltd 液晶表示装置およびそれに用いられる光学フィルム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200631788A (en) * 2004-12-22 2006-09-16 Fuji Photo Film Co Ltd Polarizing plate, acrylic adhesive for polarizing plate, and liquid crystal display device using the polarizing plate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195310A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Nec Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2006235576A (ja) * 2005-01-25 2006-09-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置及びそれに有用な偏光板のセット
JP2006251439A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Nitto Denko Corp 液晶パネル、液晶テレビおよび液晶表示装置
JP2006258854A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Fuji Photo Film Co Ltd 光学異方性膜、その製造方法及び液晶表示装置
JP2006293108A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Teijin Ltd 液晶表示装置およびそれに用いられる光学フィルム

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