JP5641044B2 - ポリアミド微粒子及びその製造方法並びにそれを用いた光学フィルム及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、偏光した光を自然光と近い非偏光に高効率かつ色味の変化を伴わず変換することができ、さらに光源の光を均一に光拡散させる効果も有するポリアミド微粒子及びその製造方法並びにそれを用いた光学フィルム及び液晶表示装置を提供することを目的としている。
これらのポリアミドには、さらに、テレフタル酸、イソフタル酸、m−キシリレンジアミンなどの少量の芳香族成分を共重合してもよい。
上記樹脂微粒子の製造方法は、ポリアミドに代表される結晶性樹脂(A)とその樹脂に対して高温では良溶媒として作用し低温では非溶媒として作用する溶剤(B)とを混合して加熱することによって均一な結晶性樹脂溶液を調製した後、この樹脂溶液と低温の溶剤(C)とを所定時間内に攪拌しながら混合することにより、樹脂溶液全体を均一かつ急速に所定の温度まで冷却し、その温度を保ったまま静置させて樹脂を析出させる方法である。本手法を用いた粒子の場合、後述する後処理として、ガラス転移温度以上で融点以下の温度にて、100Torr以下の減圧下でアニーリングを適切な時間行う方法を必要としない。しかしながら、実施することで更なる性能向上も期待できる。
本発明に係る光学フィルムは、上記のようにして製造されたポリアミド微粒子を含有するものである。光学フィルムの代表的な態様としては、(a)透明性樹脂をバインダー樹脂として用いて、粒子を透明性樹脂中に分散させたものを板状又はフィルム状に成形した態様、(b)粒子をバインダー樹脂と共に、塗膜として基板上に形成した態様、(c)粒子を基板にバインダー樹脂を接着剤として接着した態様、(d)上下の基板でバインダー樹脂と粒子からなる粘着層を挟んだ態様等が挙げられる。なかでも、(b)あるいは(c)のように、粒子を含む樹脂層を透明基板上に形成した光学フィルムが好ましい。
また、光源やプリズムシートなどの影響により、光源装置から発せられた光成分が偏光成分を含む場合においても、拡散シートの基板の複屈折による輝度ムラの影響を低減することができる。
結晶化度は、DSC(示差走査熱量計)で測定した。具体的には、流速40ml/min窒素気流中で、昇温速度10℃/min、温度範囲120〜230℃の吸熱ピークの面積から求めた結晶融解熱と、既知のポリアミドの結晶融解熱量との比(下記数6で示される式)から求めた。なお、ポリアミド6の融解熱は、R.Viewegら、kunststoffeIV polyamide、218頁、Carl Hanger Verlag、1966年の記載により、45cal/gとした。
リガク社製回転陰極型X線回折装置RINT2500型にて、CuKα線を用い、管電圧40kV、管電流130mA、走査速度10°/min、スリット条件:DS(発散スリット)/SS(散乱スリット)/RS(受光スリット)=0.5°/0.5°/0.15mmの条件下、15〜40°の走査範囲で回折パターンを得た。得られた回折パターンから、下記数7で示されるScherrerの式よりScherrer定数Kを1とした場合の結晶子サイズDを算出した。
平均粒子径および粒子径分布は、コールターカウンターを用いて、微粒子100,000個の平均値として測定した。数平均粒子径(Dn)は下記数8、体積平均粒子径(Dv)は下記数9、粒子径分布指数(PDI)は下記数10で示される式でそれぞれ表される
比表面積は、窒素吸着によるBET法で3点測定を行った。
平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した。測定範囲は、0.0036〜14μmの範囲で平均細孔径を求めた。ポリアミド多孔質微粒子の空孔率P(porousity)は、1個の粒子中のポリアミドの体積と空間体積の割合を表す(下記数11で示される式で表わされる)。即ち、粒子内累積細孔容積(P1)とすると下記数12で示される式で表される。
ポリアミド微粒子の多孔質度(RI)は、同一粒子径で真球状微粒子を仮定したときの比表面積値Sp0と多孔質微粒子の場合のBET比表面積Spの比で表すことができ、下記数14及び15で示される式で求められる。
粒子が球状や略球状の球晶構造、一部欠損した球晶構造(C型状、勾玉状)、又は、さらに欠損した軸晶的球晶構造(ダンベル状)を有しているかどうかの判断は、走査型もしくは透過型電子顕微鏡にて、粒子の断面を観察し、中心核近傍からポリアミドのフィブリルが放射状に成長していることで確認した。また、粒子を偏光顕微鏡にて観察した際、偏光子と検光子をクロスニコルにしても、粒子が明視野となるかどうかで確認した。
まず、メタクリル酸メチルモノマー99.46重量部に、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)0.34重量部、連鎖移動剤として1−ドデカンチオール(n−ラウリルメルカプタン)(n−LM)0.20重量部を加えた後、ポリアミド微粒子1.5重量部を添加、撹拌し、熱重合することで、ポリアミド微粒子が均一に分散された、厚さ約0.5mmの板状の樹脂シート(以下、ポリアミド微粒子分散シートと記載する場合がある。)を作成した。
次に、紫外・可視分光光度計V−570(日本分光(株)製)を用い、検出部に積分球を、その入口に2枚の偏光フィルムをお互いの偏光軸が直交となるよう設置し(クロスニコル)、上記のポリアミド微粒子が均一に分散された樹脂シートをこれら2枚の偏光フィルムの間に隙間なくはさみ、波長(λ)400〜750nmにおける光透過率Ts(λ)を測定した。偏光フィルムは、株式会社美舘イメージング:ハイコントラスト偏光板MLPH40を用いた。また、ポリアミド微粒子を含まない樹脂シートの光透過率Tp(λ)を測定した。さらに、用いた偏光フィルムの光透過率T1(λ)、および2枚の偏光フィルムの偏光軸が平行となるよう重ねた時の光透過率T1(λ)・T2(λ)、および直交となるよう重ねた時の光透過率T1(λ)・T3(λ)をそれぞれ測定して、下記数20で示される式から波長λにおける消光比ν(λ)を算出した。これらから下記数1で示される式により波長λにおける消偏係数Dpc(λ)を算出した。以下の実施例における消偏係数は、特に記載がない限り、波長550nmにおけるものである。
紫外・可視分光光度計V−570(日本分光(株)製)を用い、検出部に積分球を、その入口に2枚の偏光フィルムをお互いの偏光軸の角度がθ(°)となるよう設置し、上記のポリアミド微粒子が均一に分散された樹脂シートをこれら2枚の偏光フィルムの間に隙間なくはさみ、波長(λ)400〜750nmにおける光透過率Ts(λ,θ)を測定した。偏光フィルムは、株式会社美舘イメージング:ハイコントラスト偏光板MLPH40を用いた。また、2枚の偏光フィルムの偏光軸の角度θ=0°(平行)となるよう重ねた時の光透過率T1(λ,0)・T2(λ,0)を測定して、下記数3で示される式から偏光解消度(DODP)を算出した。以下の実施例における偏光解消度は、特に記載がない限り、波長550nmにおけるものである。
偏光解消度DODP(λ,θ)の波長λに対する変動係数CV(θ)は、波長400〜750nmの範囲での偏光解消度の標準偏差および平均値より求められた。
ハロゲンランプによるファイバー光源、偏光子および検光子、スリット、並びに検出器を光源の中心軸を合わせて直線上に配置して、偏光子および検光子の偏光軸を一致させた上で、偏光子と検光子の間に測定する光学フィルムを設置し、該光学フィルムを光軸を中心に0〜360°、5°刻み回転させた際の透過光強度を測定した。測定装置の模式図を図5に示した。
水平偏光成分を光学フィルムに入射し、透過光の偏光状態を測定した。偏光状態の測定には東京インスツルメンツ社製分光ストークスポラリメーターPoxi−spectraを用い、550nmにおける偏光状態を測定した。
全光線透過率(T)、およびヘイズ(H)は日本電色工業製のヘイズメーターNDH5000を用い、JIS K7361−1およびJIS K7136に準拠して測定した。
輝度は、コニカミノルタ製の輝度計LS−110を用い、市販の32インチ液晶テレビのバックライトユニットを用いて測定した。バックライトユニットは下面から、光源LED、拡散板、プリズムシート2枚、反射偏光子(DBEF)で構成されており、プリズムシートと反射偏光子の間に光学フィルムを装着した状態を構成A、プリズムシートと拡散フィルムの間に光学フィルムを装着した状態を構成Bとした。輝度は、反射偏光子(DBEF)の上面にさらに吸収型偏光板を最も明るくなる面で配置し、構成Aおよび構成Bの輝度を測定した。
ポリアミド6(宇部興産(株)製:分子量13,000)を容器中でポリアミドの重量濃度が20重量%となるようにグリセリンと混合した後、窒素ガスを系内に導入しながら、溶液の温度を上昇させたところ、180℃でポリアミドが溶解を開始したため、この温度を相分離温度とした。さらに昇温して、200℃になるまで攪拌しながら加熱溶解して均質な溶液を得た。この溶液に80℃のグリセリンを相分離温度より40℃低い140℃±1℃になるまで1分以内で攪拌しながら添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、140℃のオイルバス中に静置した。その結果、静置してから、約15秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで洗浄して常温で乾燥後、走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察を行ったところ、図4に示すような軸晶型(ダンベル状)の多孔質粒子が観察された。偏光顕微鏡で粒子を観察したところ、クロスニコル下でも粒子が明視野になる部分があり、局所的に球晶構造を有している事が確認された。得られた粒子の数平均粒子径は11.5μm、体積平均粒子径は16.4μmで、PDIは1.4と比較的粒度の揃った粒子であった。また、結晶化度は51.9%、結晶子サイズは13.9nm、比表面積は、8.4m2/g、平均細孔径は14.2nmであった。本粒子の消偏係数は2.85/mで、ポリアミド微粒子分散シートの偏光解消度は20.1%であった。ポリアミド微粒子分散シートの光透過率の測定結果を図5に示す。
フェノールとメタノールとを重量比で9:1の割合で含む溶液に、ポリアミド6(分子量13,000)を加えて溶解させ、ポリアミド6濃度が5重量%のポリアミド6溶液を調製した。このナイロン溶液1重量部に対して、メタノールと水とをそれぞれ7重量部、0.5重量部で事前に混合した混合液を添加した。温度は室温で行った。24時間静置して、析出終了させた。その後遠心分離でポリマーを単離した後、50℃のメタノールを微粒子の100倍量かけながら遠心分離脱水を行い、粒子の洗浄、常温で乾燥した。得られたポリマー粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径10.0μm、体積平均粒子径13.8μmの比較的均一な球形の多孔質粒子であった。得られた粒子のSEM画像を図6に示す。得られた粒子の平均細孔径56.8nm、結晶子サイズ11.2nm、PDI1.4、比表面積21.4m2/g、多孔度指数RI42.1、結晶化度56%であった。本粒子の消偏係数は1.11/mで、ポリアミド微粒子分散シートの偏光解消度は8.6%であった。ポリアミド微粒子分散シートの光透過率の測定結果を図5に示す。
実施例1においてポリアミドの重量濃度が2重量%となるようにグリセリン溶液を調製後、この溶液に80℃のグリセリンを相分離温度から50℃低い130℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、130℃のオイルバス中に静置した。その結果、静置してから、約25秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで洗浄して常温で乾燥後、SEMによって観察を行ったところ、略球形状の多孔質粒子が観察された。透過型電子顕微鏡(TEM)によって断面を観察したところ、中心から放射状にフィブリルが成長した球晶構造を有することを確認した。得られた粒子の数平均粒子径は、15.1μm、体積平均粒子径は17.6μmの比較的粒度の揃った粒子であった。また、結晶化度は58.6%、結晶子サイズは12.4nm、比表面積は7.6m2/gであった。本粒子の消偏係数は2.81/mであった。
実施例1にてポリアミドの重量濃度が5重量%となるようにグリセリン溶液を調製した後、攪拌を停止し、得られた溶液を2.4℃/分で冷却したところ、相分離温度より20℃低い160℃で溶液が濁り始めた。さらに温度が低下してゆくにしたがって、相分離温度より40℃で溶液がさらに濁った。このようにして得られた析出物を取り出しメタノールで洗浄、常温乾燥した後SEM観察を行ったところ、球晶状の粒子が凝集して連なった多孔質粒子が観察された。このようにして得られたポリアミド6粒子には大きな塊状の析出物も観察された。当粒子凝集体の結晶化度は58.2%、結晶子サイズは10.3nmであった。本粒子の消偏係数は1.35/mであった。
ポリアミド6(宇部興産(株)製:分子量13,000)を容器中でポリアミドの重量濃度が10重量%となるようにエチレングリコールと混合した後、窒素ガスを系内に導入しながら、溶液の温度を上昇させたところ、150℃でポリアミドが溶解を開始したため、この温度を相分離温度とした。さらに昇温して、180℃になるまで攪拌しながら加熱溶解して均質な溶液を得た。この溶液に40℃のエチレングリコールを相分離温度から40℃低い110℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、110℃のオイルバス中に静置した。その結果、静置してから、約50秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで数回洗浄し、常温乾燥後、走査型電子顕微鏡観察および粒子径を測定した。結果を図7に示す。その結果、数平均粒子径が20.1μm、体積平均粒子径が23.5μmの比較的粒子サイズが揃った多孔質略勾玉状(C型状)粒子が観察された。断面のTEM写真から、球晶構造を有することを確認した。得られた粒子の結晶化度は52.3%、結晶子サイズは14.3nm、比表面積は5.1m2/g、平均細孔径は55nmであった。本粒子の消偏係数は2.59/mで、ポリアミド微粒子分散シートの偏光解消度は18.9%であった。ポリアミド微粒子分散シートの光透過率の測定結果を図5に示す。
実施例3のポリアミドのエチレングリコール溶液を75℃に保温したステンレスバットの上に、厚さ1.5mmの液膜で30分間保温してポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで数回洗浄し、常温で乾燥後、粒子径およびSEM観察を行った。得られたポリアミド微粒子は数平均粒子径9.8μm、体積平均粒子径14.0μm、平均細孔径19nm、PDI1.43、比表面積3.0m2/g、結晶化度47.5%、結晶子サイズ12.6nmであった。本粒子の消偏係数は1.01/mで、ポリアミド微粒子分散シートの偏光解消度は7.7%であった。ポリアミド微粒子分散シートの光透過率の測定結果を図5に示す。
実施例3において、ポリアミドの重量濃度が2重量%になるようにエチレングリコールと溶液を作成後、20℃のエチレングリコールを相分離温度から50℃低い100℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、混合し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、100℃のオイルバス中に静置した。その結果、静置してから、80秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで数回洗浄し常温で乾燥後、走査型電子顕微鏡観察に供した。その結果、軸晶型(ダンベル状)の多孔質粒子が観察された。偏光顕微鏡で粒子を観察したところ、クロスニコル下でも粒子が明視野になる部分があり、球晶構造を有している事が確認された。得られた粒子の数平均粒子径は、18.2μm、体積平均粒子径は21.6μmの比較的粒度が揃った粒子であった。比表面積は6.4m2/g、結晶化度は56.6%、結晶子サイズは12.9nmであった。本粒子の消偏係数は2.52/mであった。
実施例3において、ポリアミドの重量濃度が10重量%になるようにエチレングリコールと溶液を作成後、攪拌を停止し、得られた溶液を空気中で1.6℃/分の冷却速度で冷却したところ、140℃付近で溶液表面に膜状の析出物が観察され、さらに冷却を続けたところ120℃付近から溶液全体にゲル化が進行し、115℃で溶液は完全に固化した。得られた固形物は柔らかくて簡単に崩れ、固化物を崩してメタノールで洗浄・常温乾燥した後、得られた粉体状の析出物をSEM観察に供したところ多孔質で勾玉が繋がったような構造体が観察された。このようにして得られたポリアミド6の粉体は触感が悪く、大きな塊状の析出物も観察された。結晶化度は52.0%、結晶子サイズは10.8nmであった。本粒子の消偏係数は1.12/mであった。
実施例3において、ポリアミドの重量濃度が2重量%になるようにエチレングリコールと溶液を作成後、この溶液に30℃のエチレングリコールを相分離温度から20℃低い130℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、130℃のオイルバス中に静置した。その結果、静置してから、約10000秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物も同時に生じ、不均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。このようにして得られた析出物を取り出しメタノールで洗浄、常温乾燥した後SEM観察を行ったところ、球晶状の粒子が連なったような多孔質塊状粒子が観察された。数平均粒子径は25.3μm、体積平均粒子径は40.3μm、比表面積は6.4m2/gであった。また、結晶化度は59.2%、結晶子サイズは13.1nmであった。本粒子の消偏係数は2.48/mであった。
実施例3において、ポリアミドの重量濃度が3重量%になるようにエチレングリコールと溶液を作成後、30℃のエチレングリコールを相分離温度より70℃低い80℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加したところ攪拌中に析出が始まり、液が濁り始めたので直ちに攪拌をやめ、80℃のオイルバス中に静置した。得られた析出物をメタノールで洗浄し常温乾燥後SEM観察を行ったところ、やや凝集した軸晶型のポリアミド粒子が観察された。数平均粒子径は18.6μm、体積平均粒子径は32.2μm、比表面積は4.9m2/gであった。また、結晶化度は54.8%、結晶子サイズは12.8nmであった。本粒子の消偏係数は2.39/mであった。
ポリアミド6(宇部興産(株)製:分子量13,000)を容器中でポリアミドの重量濃度が1重量%となるように1,3−ブタンジオールと混合した後、窒素ガスを系内に導入しながら、溶液の温度を上昇させたところ、152℃でポリアミドが溶解を開始したため、この温度を相分離温度とした。さらに昇温して、170℃になるまで攪拌しながら加熱溶解して均質な溶液を得た。この溶液に40℃の1,3−ブタンジオールを相分離温度から47℃低い105℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、105℃のオイルバス中に静置した。その結果、静置してから、約870秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで洗浄して常温乾燥後、SEM観察を行ったところ、軸晶型(ダンベル状)の多孔質粒子が観察された。偏光顕微鏡で粒子を観察したところ、クロスニコル下でも粒子が明視野になる部分があり、局所的に球晶構造を有している事が確認された。得られた粒子の数平均粒子径は19.9μm、体積平均粒子径は22.6μmの比較的粒度が揃った粒子であった。また、結晶化度は59.8%、結晶子サイズは12.7nm、比表面積は8.9m2/gであった。本粒子の消偏係数は2.61/mであった。
ポリアミド6(宇部興産(株)製:分子量13,000)を容器中でポリアミドの重量濃度が20重量%となるようにエチレングリコールと混合した後、窒素ガスを系内に導入しながら、溶液の温度を上昇させたところ、150℃でポリアミドが溶解を開始したため、この温度を相分離温度とした。さらに昇温して、160℃になるまで攪拌しながら加熱溶解して均質な溶液とし、そのまま160℃で6時間保持した。この溶液を40℃のエチレングリコールに相分離温度より50℃低い100℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、100℃に保持しながら静置した。その結果、静置してから、約15秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで洗浄して常温乾燥後、走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察を行ったところ、勾玉状(C型状)の多孔質粒子が観察された。比表面積は13.2m2/gであった。数平均粒子径は14.4μm、体積平均粒子径は19.5μmで、PDIは1.35と比較的粒度の揃った粒子であった。また、結晶化度は57.9%、結晶子サイズは13.9nmであった。本粒子の消偏係数は2.97/mであった。
フェノールとメタノールとを質量比で9:1の割合で含む溶液に、ポリアミド6(分子量11,000)を加えて溶解させポリアミド6濃度が20質量%のポリアミド6溶液を調製した。このナイロン溶液1重量部に対して、メタノールと水とをそれぞれ6重量部、1.5重量部で事前に混合した混合液を添加した。温度は室温で行った。24時間静置して、析出終了させた。その後遠心分離でポリマーを単離した後、50℃のメタノールを微粒子の100倍量かけながら遠心分離脱水を行い、粒子の洗浄、常温で乾燥した。得られたポリマー粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径15.6μm、体積平均粒子径23.2μmの比較的均一な球形の多孔質粒子であった。比表面積は7.1m2/gであった。結晶子サイズは11.5nm、PDIは1.5、結晶化度は49%であった。本粒子の消偏係数は1.32/mであった。
比較例5において得られた粒子を180℃で4h、100Torr以下にて減圧乾燥を行った。得られた粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径15.0μm、体積平均粒子径24.1μmの比較的均一な球形の多孔質粒子であった。比表面積は5.2m2/gであった。結晶子サイズは12.5nm、PDIは1.6、結晶化度は53%であった。本粒子の消偏係数は2.31/mであった。
ポリアミド6(宇部興産(株)製:分子量13,000)を容器中でポリアミドの重量濃度が20重量%となるようにエチレングリコールと混合した後、窒素ガスを系内に導入しながら、溶液の温度を上昇させたところ、150℃でポリアミドが溶解を開始したため、この温度を相分離温度とした。さらに昇温して、160℃になるまで攪拌しながら加熱溶解して均質な溶液とし、そのまま160℃で6時間保持した。この溶液を40℃のエチレングリコールに相分離温度より50℃低い100℃±1℃になるまで攪拌しながら1分以内で添加し、さらに20秒攪拌し、濃度揺らぎがないことを確認後、100℃に保持しながら静置した。その結果、静置してから、約15秒後に溶液が白濁し始め、容器内に塊状の析出物が一切生じることなく均一なポリアミド6の沈殿物が得られた。得られた沈殿物をメタノールで洗浄して乾燥後、走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察を行ったところ、図8に示すような勾玉状(C型状)の多孔質粒子が観察された。数平均粒子径は14.4μm、体積平均粒子径は19.5μmで、PDIは1.35と比較的粒度の揃った粒子であった。得られた粒子の結晶化度をDSC測定により測定したところ、当粒子の結晶化度は57.9%、結晶子サイズは13.9nmであった。また、当粒子の消偏係数は2.97/m、ポリアミド微粒子分散シートの偏光解消度は24.4%、波長400〜750nmの範囲における偏光解消度の変動係数CV(θ)は11.9%であった。
フェノールと2−プロパノール(IPA)とを質量比で9:1の割合で含む溶液に、ポリアミド6(宇部興産(株)製:分子量11,000)を加えて溶解させポリアミド6濃度が20質量%のポリアミド6溶液を調製した。このポリアミド溶液1重量部に対して、IPAと水とをそれぞれ3重量部、2.6重量部で事前に混合した混合液を添加した。温度は20℃で行った。24時間静置して、析出終了させた。その後遠心分離でポリマーを単離した後、50℃のIPAを微粒子の100倍量かけながら遠心分離脱水を行い、粒子の洗浄を行なった。得られたポリマー粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径5.50μm、体積平均粒子径6.49μmの比較的均一な球形の多孔質粒子であった。また、平均細孔径は0.05681μm、PDIは1.18、比表面積は21.4m2/g、多孔度指数RIは42.1、ポリマー粒子の結晶化度は51.7%、結晶子サイズは11.3nmであった。この多孔質粒子は図9に示すように、中心の単一または複数の核から三次元的に放射状にナイロンフィブリルが成長し、単一粒子そのものが球晶構造を有していることがわかった。また、当粒子の消偏係数は0.53/m、ポリアミド微粒子分散シートの偏光解消度は4.51%、波長400〜750nmの範囲における偏光解消度の変動係数CV(θ)は38.0%であった。
実施例10にて作成した粒子20重量部にウレタンアクリレート系オリゴマー(日本合成化学製UV−7600B)50重量部、光重合開始剤1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン(和光純薬製)0.8重量部およびトルエン50重量部を均一分散させて、スラリー体を作成した。このスラリー体をトリアセチルセルロース(TAC)基板上にバーコーターにてコーティング後、UV照射(850mJ/cm2)により硬化、乾燥処理をおこない、TAC基板上にポリアミド微粒子を含む樹脂層を形成した光学フィルムを作成した。波長400〜750nmの範囲における偏光解消度の変動係数CV(θ)は5.3%であった。本光学フィルムの偏光解消度の波長依存性を図10に示す。
比較例6にて作成した粒子を用いて実施例11と同様の手法により、光学フィルムを作成した。波長400〜750nmの範囲における偏光解消度の変動係数CV(θ)は29.2%であった。本光学フィルムの偏光解消度の波長依存性を図10に示す。
1/4波長板(株式会社美舘イメージング:1/4波長板MCR140U)の波長400〜750nmの範囲における偏光解消度の変動係数CV(θ)は28.1%であった。本1/4波長板の偏光解消度の波長依存性を図10に示す。
液晶ディスプレイ上に偏光フィルムを置き、液晶ディスプレイの偏光軸と偏光フィルムの光軸の角度θが合致(θ=0°)した場合は明視野となり、明視野時の光軸から右もしくは左90度傾ける(θ=90°)ことで全く暗視野となることを確認した。次に、液晶ディスプレイ画面上に実施例11で作成した光学フィルムを密着させ、蛍光灯の下で観察すると、蛍光灯の写り込みが低減された反射防止機能があることを確認した。さらに実施例11で作成した光学フィルムの上に、偏光フィルムを液晶ディスプレイの偏光軸に対してさまざまな角度で配置したところ、偏光フィルムを明視野時の光軸から右もしくは左90度傾けた状態においても液晶ディスプレイ上の画像をはっきりと見ることができ、暗視野が解消されるとともに、ディスプレイの画像の色味にもほとんど変化がないことが確認された。これにより、本発明の光学フィルムにより、直線偏光を非偏光に高効率で変換できることが明らかとなった。
実施例12と同様の操作を1/4波長板(株式会社美舘イメージング:1/4波長板MCR140U)を用いて行なったところ、蛍光灯の写り込みが確認でき、反射防止機能がないことが確認された。また、液晶ディスプレイの偏光軸と偏光フィルムの偏光軸が一致した場合(θ=0°)、1/4波長板を通じて見える液晶ディスプレイ上の画像は黄色っぽく見え、液晶ディスプレイの偏光軸と偏光フィルムの偏光軸が直交した場合(θ=90°)は画面が青みを帯びて見えるという色味の変化を確認した。
実施例12と同様の操作を市販のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いて行なったところ、蛍光灯の写り込みが確認でき、反射防止機能がないことが確認された。また液晶ディスプレイの偏光軸と偏光フィルムの光軸の角度θによらず、液晶ディスプレイ上の画像を確認することができるものの、フィルム全体に複屈折から生じるリタデーションによる虹色の色ムラが発生し、画像は大変見にくいものであった。
トリアセチルセルロース(TAC)基板の代わりに、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板を用いた以外は実施例11と同様にして、光学フィルムを作成した。実施例12と同様の操作を行ったところ、本光学フィルムは、蛍光灯の写り込みが低減された反射防止機能があることを確認した。偏光フィルムを明視野時の光軸から右もしくは左90度傾けた状態においても液晶ディスプレイ上の画像をはっきりと見ることができ、暗視野が解消されるとともに、PETの複屈折による虹色の色ムラも解消され、画像の色味の変化のほとんど解消されたことを確認した。
実施例10にて作成した粒子20重量部にウレタンアクリレート系オリゴマー(日本合成化学製UV−7600B)50重量部、光重合開始剤1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン(和光純薬製)0.8重量部およびトルエン50重量部を均一分散させて、スラリー体を作成した。このスラリー体をポリエチレンテレフタレート基板(50μm)上にバーコーターにてコーティング後、UV照射(850mJ/cm2)により硬化、乾燥処理をおこない、PET基板上にポリアミド微粒子を含む樹脂層を形成した光学フィルムを作成した。波長400〜750nmにおける偏光解消度の変動係数(CV)は5.3(%)であった。本光学フィルムのヘイズは46.8%、全光線透過率は90.0%であった。本光学フィルムの透過光の角度依存性について、図11に示す。本光学フィルムを、光軸を中心に0〜360°の範囲で回転させたときの直線偏光の透過光量の変動係数は17.8%であった。ストークスパラメーターから求めた非偏光度(100−V)は21.7%であった。
実施例14で用いたポリエチレンテレフタレート基板(50μm)のヘイズは0.4%、全光線透過率は92.8%であった。本フィルムの透過光の角度依存性について、図11に示す。本光学フィルムを、光軸を中心に0〜360°の範囲で回転させたときの直線偏光の透過光量の変動係数は21.6%であった。ストークスパラメーターから求めた非偏光度(100−V)は0.7%であった。
ポリエチレンテレフタレート基板の膜厚を100μmのものとした以外は実施例14と同様にして光学フィルムを作成した。波長400〜750nmの範囲で、偏光解消度DODP(λ,θ)の変動係数CV(θ)は、最大で5.4(%)であった。本フィルムのヘイズは48.1%、全光線透過率は88.2%であった。本光学フィルムを、光軸を中心に0〜360°の範囲で回転させたときの直線偏光の透過光量の変動係数は19.2%であった。ストークスパラメーターから求めた非偏光度(100−V)は25.3%であった。
実施例15で用いたポリエチレンテレフタレート基板(100μm)のヘイズは2.4%、全光線透過率は90.0%であった。本ポリエチレンテレフタレート基板を、光軸を中心に0〜360°の範囲で回転させたときの直線偏光の透過光量の変動係数は23.7%であった。ストークスパラメーターから求めた非偏光度(100−V)は0.4%であった。
実施例10にて作成した粒子20重量部にウレタンアクリレート系オリゴマー(日本合成化学製UV−7600B)50重量部、光重合開始剤1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン(和光純薬製)0.8重量部およびトルエン50重量部を均一分散させて、スラリー体を作成した。このスラリー体をトリアセチルセルロース(TAC)基板(80μm)上にバーコーターにてコーティング後、UV照射(850mJ/cm2)により硬化、乾燥処理をおこない、TAC基板上にポリアミド微粒子を含む樹脂層を形成した光学フィルムを作成した。波長400〜750nmにおける偏光解消度の変動係数(CV)は5.2(%)であった。本光学フィルムのヘイズは55%であった。本光学フィルムをバックライトユニットに装着して輝度を測定したところ、構成Aで1349(cd/m2)、構成Bで1422(cd/m2)となった。
市販の拡散フィルム(ヘイズ55%)をバックライトユニットに装着して輝度を測定をしたところ、構成Aで1301(cd/m2)、構成Bで1388(cd/m2)であった。
2 光源
3 反射板
4 導光板
5 プリズムシート
6 偏光フィルム
7 液晶素子部
11 輝度上昇フィルム
12 反射偏光子層(DBEF層)
13 反射偏光子層(ワイヤーグリッド型)
14 バックライトモジュール
15 反射防止層(AGあるいはAR)
A 本発明の光学フィルム
Claims (12)
- 広角X線回折による結晶子サイズが12nm以上、及びDSCによる結晶化度が50%以上であり、球晶構造からなることを特徴とするポリアミド微粒子。
- 球相当数平均粒子径が、1〜50μmであることを特徴とする請求項1記載のポリアミド微粒子。
- 比表面積が、0.1〜80m2/gであり、多孔質構造を有することを特徴とする請求項1又は2記載のポリアミド微粒子。
- ポリアミドが、ポリアミド6であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載のポリアミド微粒子。
- 波長550nmの光に対する下記数1及び数2で示される式で表される消偏係数Dpc(λ)が、1.5/m以上であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載のポリアミド微粒子。
- 請求項1乃至5いずれか記載のポリアミド微粒子を含む樹脂層を有することを特徴とする光学フィルム。
- 下記数3で示される式で表される偏光解消度DODP(λ,θ)の波長400〜750nm範囲における変動係数CV(θ)が、θ=0°〜90°において、25%以内であることを特徴とする請求項6記載の光学フィルム。
- 下記数4及び数5で示される式で表されるストークスパラメータによる非偏光度(100−V)が10%以上であることを特徴とする請求項6又は7記載の光学フィルム。
- 光源装置、背面偏光板、液晶セルおよび前面偏光板を備えた液晶表示装置であって、前面偏光板の前面または背面偏光板の背面と前記光源装置の間に、請求項6乃至8のいずれか記載の光学フィルムを有することを特徴とする液晶表示装置。
- ポリアミド(A)と、該ポリアミド(A)に対して高温では良溶媒として作用し低温では非溶媒として作用する溶剤(B)とを混合して加熱することによって均一なポリアミド溶液を調製した後、該ポリアミド溶液と低温の溶剤(C)とを前記ポリアミド溶液の相分離温度より20〜80℃低い温度となるまで3分以内で攪拌しながら混合し、その温度を保ったまま静置してポリアミドを析出させることを特徴とするポリアミド微粒子の製造方法。
- 溶剤(B)が、多価アルコールであることを特徴とする請求項10記載のポリアミド微粒子の製造方法。
- ポリアミド(A)が、ポリアミド6であることを特徴とする請求項10乃至11いずれか記載のポリアミド微粒子の製造方法。
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