JP5883768B2 - セルロースアシレートフィルム、偏光板保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献3及び特許文献4にはヒンダードアミン系酸化防止剤を含むセルロースアシレートフィルムが開示されている。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、耐擦傷性に優れ、長期間光が照射されても、ハードコート層などの活性エネルギー線硬化層との密着性が十分に維持されるセルロースアシレートフィルムを提供することである。また、更に、本発明の他の課題は、該偏光板保護フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置の提供することである。
<1>
JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有し、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有し、下記一般式(1)で表される化合物を2種類以上含有するセルロースアシレートフィルム。
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。)
<2>
JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有し、下記一般式(I)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有するセルロースアシレートフィルム。
一般式(I)
(一般式(I)中、R1〜R7およびR9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、R8は、水素原子または非共役置換基を表し、X1およびX2は、それぞれ独立に、単結合または脂肪族連結基であり、Lは、単結合、−N(R12)−または−C(R13)(R14)−を表し、R12〜R14は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。)
<3>
JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有し、前記ヒンダードアミン系化合物が下記一般式(20)で表される化合物であり、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有するセルロースアシレートフィルム。
一般式(20)
(一般式(20)中、Xは置換基を有していてもよいアルキル基またはアリール基を表し、Yは水素原子または置換基を表す。R01〜R04はそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。)
<4>
更に、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有する<2>に記載のセルロースアシレートフィルム。
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。)
<5>
前記一般式(1)で表される化合物を2種類以上含有する<3>又は<4>に記載のセルロースアシレートフィルム。
<6>
下記一般式(I)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有する<1>又は<3>に記載のセルロースアシレートフィルム。
一般式(I)
(一般式(I)中、R1〜R7およびR9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、R8は、水素原子または非共役置換基を表し、X1およびX2は、それぞれ独立に、単結合または脂肪族連結基であり、Lは、単結合、−N(R12)−または−C(R13)(R14)−を表し、R12〜R14は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。)
<7>
前記ヒンダードアミン系化合物の含有量がセルロースアシレートに対して0.05質量%以上2質量%以下である<1>〜<6>のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
<8>
DSCで測定した冷結晶化ピーク面積(ΔHc)と融解ピーク(ΔHm)の差(ΔHm−ΔHc)が10J/g以上18J/g以下である<1>〜<7>のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
<9>
セルロースアシレートの厚み方向の配向度が0.100以上0.150以下である<1>〜<8>のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
<10>
<1>〜<9>のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム上に活性エネルギー線硬化層を有する偏光板保護フィルム。
<11>
偏光子と少なくとも1枚の偏光板保護フィルムとを有する偏光板であって、
前記偏光板保護フィルムが<10>に記載の偏光板保護フィルムであり、該偏光板保護フィルムのセルロースアシレートフィルムに対して活性エネルギー線硬化層を有する側とは反対側の面が前記偏光子側となるように、前記偏光板保護フィルムと前記偏光子とが貼り合わされた偏光板。
<12>
<10>に記載の偏光板保護フィルム又は<11>に記載の偏光板を少なくとも1つ有する液晶表示装置。
本発明は上記<1>〜<12>に関するものであるが、参考のためその他の事項についても記載した。
JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有するセルロースアシレートフィルム。
[2]
更に、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有する[1]に記載のセルロースアシレートフィルム。
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。)
[3]
前記一般式(1)で表される化合物を2種類以上含有する[2]に記載のセルロースアシレートフィルム。
[4]
下記一般式(I)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有する[1]〜[3]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
一般式(I)
[5]
前記ヒンダードアミン系化合物の含有量がセルロースアシレートに対して0.05質量%以上2質量%以下である[1]〜[4]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[6]
前記ヒンダードアミン系化合物が下記一般式(20)で表される化合物である[1]〜[5]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
一般式(20)
[7]
DSCで測定した冷結晶化ピーク面積(ΔHc)と融解ピーク(ΔHm)の差(ΔHm−ΔHc)が10J/g以上18J/g以下である[1]〜[6]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[8]
セルロースアシレートの厚み方向の配向度が0.100以上0.150以下である[1]〜[7]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
[9]
[1]〜[8]のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム上に活性エネルギー線硬化層を有する偏光板保護フィルム。
[10]
偏光子と少なくとも1枚の偏光板保護フィルムとを有する偏光板であって、
前記偏光板保護フィルムが[9]に記載の偏光板保護フィルムであり、該偏光板保護フィルムのセルロースアシレートフィルムに対して活性エネルギー線硬化層を有する側とは反対側の面が前記偏光子側となるように、前記偏光板保護フィルムと前記偏光子とが貼り合わされた偏光板。
[11]
[9]の偏光板保護フィルム又は[10]に記載の偏光板を少なくとも1つ有する液晶表示装置。
また、セルロースアシレートフィルム上にハードコート層等の活性エネルギー線硬化層を積層した偏光板保護フィルムであって、長期間光が照射されても活性エネルギー線硬化層とセルロースアシレートフィルムとの間の密着性が十分維持され、耐擦傷性に優れる偏光板保護フィルムが得られる。更に本発明によれば、該フィルムを用いた耐擦傷性及び耐光性の高い偏光板を提供することができる。また、該フィルムを用いた偏光板を液晶表示装置に組み込むことで、耐擦傷性及び耐光性の改善された液晶表示装置を提供することができる。
以下に記載する本発明の構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有するセルロースアシレートフィルムである。
上記のように表面硬度が高い、すなわち自由体積の小さいセルロースアシレートフィルム中でヒンダードアミン系化合物を特定量含有させることにより、ヒンダードアミン系化合物による光劣化防止効果(活性エネルギー線硬化層との密着性向上効果)を更に大きくすることができる。
以下、まず、本発明のセルロースアシレートフィルム、及び本発明の偏光板保護フィルムが有するセルロースアシレートフィルムについて説明する。
本発明に用いられるセルロースアシレートフィルムは、セルロースアシレートと、該セルロースアシレートに対してヒンダードアミン系化合物を0.001質量%以上5質量%以下含有する。
前記セルロースアシレートフィルムに用いられるセルロースアシレートの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。
ヒンダードアミン系化合物(以下、「HALS」ともいう)は、酸化防止剤として機能し、N原子近傍にかさ高い有機基(例えば、かさ高い分岐アルキル基)を有する構造である。これは既知の化合物であり、例えば、米国特許第4,619,956号明細書の第5〜11欄及び米国特許第4,839,405号明細書の第3〜5欄に記載されているように、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン化合物、又はそれらの酸付加塩若しくはそれらと金属化合物との錯体が含まれる。このような化合物には、以下の一般式(2)のものが含まれる。
上記具体例の中でも、BASF社(旧チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社)製CHIMASSORB 2020FDL(CAS−No.192268−64−7)、CHIMASSORB 944FDL(CAS−No.71878−19−8)、及びTINUVIN 770DF(CAS−No.52829−07−9)、サンケミカル株式会社製サイアソーブUV−3346(CAS−No.82541−48−7)、同サイアソーブUV−3529(CAS−No.193098−40−7)は市販されており入手性に優れるので好適である。
一般式(20)
Xはアルキル基であることが好ましく、分岐構造を有するアルキル基、環状構造を有するアルキル基、アリール基を置換基として有するアルキル基であることがより好ましく、環状のアルキル基であることがさらに好ましく、シクロヘキシル基であることが特に好ましい。Xが有する置換基には特に限定はない。
Yは置換基であることが好ましく、Yが表す置換基には特に限定はないが、窒素原子または酸素原子でピペリジン環と結合する置換基が好ましく、置換基を有していてもよいアミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基であることがより好ましく、アルキル基、アリール基またはヘテロ環基を置換基として有するアミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アシルオキシ基であることがさらに好ましい。
R01〜R04はそれぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、エチル基またはメチル基であることがより好ましく、すべてメチル基であることが特に好ましい。
一般式(3)
R103は水素原子、アルキル基、アシル基またはアリール基を表す。
R101は水素原子またはアルキル基がより好ましく、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基が特に好ましく、プロピル基またはブチル基がより特に好ましい。
R102はアルキル基またはヘテロ環基であることがより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基または環員数1〜2の窒素原子を含むヘテロ環基であることが特に好ましく、トリアジンであることが特に好ましい。
R103は水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアシル基または1〜12のアミノアシル基を表すことがより好ましく、
炭素数1〜12のアシル基が特に好ましい。
一般式(5)
また、下記化合物H−13(製品名「TINUVIN 123」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、CAS−No. 129757−67−1)も好ましく用いることができる。
化合物H−13
前記ヒンダードアミン系化合物は、分子量が300〜100000であることが好ましく、700〜50000であることがより好ましく、2000〜30000であることが特に好ましい。
ヒンダードアミン系化合物の含有量がセルロースアシレートフィルムに対して0.001質量%未満の場合には、活性エネルギー線硬化層と前記セルロースアシレートフィルムとの間の密着が十分確保できない。なお、5質量%以下の場合には、ヒンダードアミン系化合物のブリードアウトが生じにくくなり、偏光板の偏光性能の改善と耐擦傷性の確保の観点から好ましい。
前記セルロースアシレートフィルム中には、重縮合ポリマー、フタル酸エステル、リン酸エステルなどの可塑剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤;マット剤などの種々の添加剤を加えることもできる。
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは0以上の整数を表す。)
なお、本明細書において「残基」とは、一般式(1)で表される芳香族末端エステル系化合物の部分構造で、該化合物(ポリマー)を形成している単量体の特徴を有する部分構造を表す。例えばモノカルボン酸R−COOHより形成されるモノカルボン酸残基はR−CO−である。
なかでも、安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸が好ましく、安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸がより好ましい。
アルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−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、2−メチル1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロ−ルペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル1,3−ペンタンジオール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール、2−メチル1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用することができる。
なかでも、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコールであることが好ましく、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコールであることがより好ましい。
オキシアルキレングリコールとしては、例えば、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用することができる。
なかでも、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールであることが好ましい。
アリールグリコールとしては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノールがあり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用することができる。
なかでも、ハイドロキノン、レゾルシンであることが好ましく、ハイドロキノンであることがより好ましい。
アルキレンジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種または2種以上の混合物として使用することができる。
なかでも、コハク酸、マレイン酸であることが好ましく、コハク酸であることがより好ましい。
アリーレンジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、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等がある。これらは、それぞれ1種または2種以上の混合物として使用することができる。
なかでも、1,5−ナフタレンジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸であることが好ましく、フタル酸、テレフタル酸であることがより好ましい。
ここで、酸価とは、試料1g中に含まれる酸(分子末端に存在するカルボキシル基)を中和するために必要な水酸化カリウムのミリグラム数をいう。
水酸基価とは、試料1g中に含まれるOH基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。
酸価及び水酸基価はJIS K0070に準拠して測定したものである。
反応容器に、フタル酸820質量部(5モル)、1,2−プロピレングリコール608質量部(8モル)、安息香酸610質量部(5モル)及び触媒としてテトライソプロピルチタネート0.30質量部を一括して仕込み窒素気流中で攪拌下、還流凝縮器を付して過剰の1価アルコールを還流させながら、酸価が2以下になるまで130〜250℃で加熱を続け生成する水を連続的に除去した。次いで200〜230℃で6.65×103Pa〜最終的に4×102Pa以下の減圧下、留出分を除去し、この後濾過して次の性状を有する芳香族末端エステルを得た。
酸価:0.4
反応容器に、アジピン酸500質量部(3.5モル)、安息香酸305質量部(2.5モル)、ジエチレングリコール583質量部(5.5モル)及び触媒としてテトライソプロピルチタネート0.45質量部を用いる以外はサンプルNo.1と全く同様にして次の性状を有する芳香族末端エステルを得た。
酸価:0.05
反応容器にフタル酸410質量部(2.5モル)、安息香酸610質量部(5モル)、ジプロピレングリコール737質量部(5.5モル)及び触媒としてテトライソプロピルチタネート0.40質量部を用いる以外はサンプルNo.1と全く同様にして次の性状を有する芳香族末端エステル系可塑剤を得た。
酸価 ;0.2
一般式(I)
脂肪族連結基とは、炭素原子を必須とし、非芳香族性の基をいう。具体的には、脂肪族炭化水素基(例えば、アルキレン基、アルキニレン基、または、アルケニレン基)、または、脂肪族炭化水素基と他の基の組み合わせからなる基が例示され、脂肪族炭化水素基、または、脂肪族炭化水素基と、−O−、−C(=O)−および−S−の少なくとも1種の組み合わせからなる基が例示される。より好ましくは、アルキレン基、または、アルキレン基と−O−の組み合わせからなる基であり、さらに好ましくはアルキレン基であり、特に好ましくは無置換のアルキレン基である。脂肪族連結基が有する炭素数は、1〜3が好ましい。
R12は、水素原子または置換基を表し、水素原子または非共役置換基であることが好ましい。置換基としてのR12は、水素原子、アルコール基、アルキル基、下記一般式(IV)で表される基がより好ましく、水素原子、炭素数1〜3の1級アルコール基、炭素数1〜5のアルキル基、下記一般式(IV)で表される基がさらに好ましく、水素原子、下記一般式(IV)で表される基がよりさらに好ましく、下記一般式(IV)で表される基が特に好ましい。
置換基としてのR13およびR14は、それぞれ、水素原子、アルコール基、アルキル基、水酸基、下記一般式(II)で表される基、下記一般式(III)で表される基がより好ましく、水素原子、炭素数1〜3の1級アルコール基、炭素数1〜5のアルキル基、水酸基、下記一般式(II)で表される基、下記一般式(III)で表される基がさらに好ましい。
一般式(II)
一般式(III)
一般式(IV)
一般式(III)におけるR1〜R5およびX1は、それぞれ、一般式(I)におけるR1〜R5およびX1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(IV)におけるR6〜R10は、それぞれ、一般式(I)におけるR6〜R10と同義であり、好ましい範囲も同様である。
本発明のセルロースアシレートフィルムにおいて、フィルムのヘイズ低減の観点から、一般式(1)で表される化合物および一般式(I)で表される化合物は2種類以上含有してもよい。2種類以上用いる場合の含有量は、その合計量が上記範囲にあることが好ましい。2種以上用いる場合、上記構造におけるnが異なる化合物を混合することがフィルムのヘイズ低減の観点から特に好ましい。
本発明においては、前記ヒンダードアミン系化合物以外にも、セルロースアシレートフィルムに公知の酸化防止剤、例えば、2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4、4'−チオビス−(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、1、1'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2、2'−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2、5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などのフェノール系あるいはヒドロキノン系酸化防止剤を添加することができる。更に、トリス(4−メトキシ−3、5−ジフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、ビス(2、4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系酸化防止剤をすることも好ましい。これらヒンダードアミン系化合物以外の酸化防止剤の添加量は、セルロースアシレート100質量部に対して、0.05〜5.0質量部であることが好ましい。
本発明においてはセルロースアシレートフィルムに、偏光板又は液晶等の劣化防止の観点から、紫外線吸収剤を加えてもよい。紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。
本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。
ヒンダードフェノール系化合物の例としては、2、6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N、N'−ヘキサメチレンビス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイトなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2、2−メチレンビス(4−(1、1、3、3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、(2、4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3、5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1、3、5−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N、N'−ヘキサメチレンビス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1、3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、(2(2'−ヒドロキシ−3'、5'−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2、6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕などが挙げられる。
これらの紫外線防止剤の添加量は、セルロースアシレートフィルム中に質量割合でセルロースアシレートに対して1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
本発明においては、セルロースアシレートフィルムに、フィルムすべり性、および安定製造の観点からマット剤を加えてもよい。前記マット剤は、無機化合物のマット剤であっても、有機化合物のマット剤であってもよい。
前記無機化合物のマット剤の好ましい具体例としては、ケイ素を含む無機化合物(例えば、二酸化ケイ素、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など)、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化ストロングチウム、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化スズ・アンチモン、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン及びリン酸カルシウム等が好ましく、更に好ましくはケイ素を含む無機化合物や酸化ジルコニウムであるが、セルロースアシレートフィルムの濁度を低減できるので、二酸化ケイ素が特に好ましく用いられる。前記二酸化ケイ素の微粒子としては、例えば、アエロジルR972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600(以上日本アエロジル(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。前記酸化ジルコニウムの微粒子としては、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)等の商品名で市販されているものが使用できる。
前記有機化合物のマット剤の好ましい具体例としては、例えば、シリコーン樹脂、弗素樹脂及びアクリル樹脂等のポリマーが好ましく、中でも、シリコーン樹脂が好ましく用いられる。シリコーン樹脂の中でも、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、トスパール105、トスパール108、トスパール120、トスパール145、トスパール3120及びトスパール240(以上東芝シリコーン(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。
(表面硬度)
本発明のセルロースアシレートフィルムは、JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下である。表面硬度(ヌープ硬度)は、ナノインデンテーション法により測定される。なお、JIS Z 2251はISO4545を基に作成した日本工業規格である。本発明のセルロースアシレートフィルムは、例えば、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を10°ずつ回転させて測定される合計18方位のヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であることが好ましい。
表面硬度は180N/mm2以上220N/mm2以下が好ましく、180N/mm2以上200N/mm2以下がより好ましい。
表面硬度が高い方がセルロースアシレートフィルムの自由体積が小さくなり、セルロースアシレートフィルム表面の添加剤の拡散がおきにくいと推測される。このため、表面硬度を170N/mm2以上とすることで、ヒンダードアミン系化合物がハードコート層などのセルロースアシレートフィルム上の活性エネルギー線硬化層に溶出せず、セルロースアシレートフィルム表面にとどまるため光照射により発生したラジカルによるセルロースアシレートの解重合をより効果的に防止することができ、活性エネルギー線硬化層とセルロースアシレートフィルム間の密着性が改善される。一方、表面硬度を220N/mm2以下とすることで、セルロースアシレートの脆性破壊による活性エネルギー線硬化層とセルロースアシレートフィルム間の密着性低下を防止することができる。
セルロースアシレートフィルムの表面硬度は、上記一般式(1)で表される芳香族末端エステル系化合物、又は上記一般式(I)で表される化合物により向上させることができる。また、流延後に揮発分の高い状態で支持体から剥ぎ取り、高温で乾燥することにより、フィルムの結晶化度を高くすることもセルロースアシレートフィルムの表面硬度を高める手段として有効である。さらに、フィルムの延伸操作等によりセルロースアシレートフィルムの断面配向度を高くすることによっても表面硬度を高くすることができる。
本発明のセルロースアシレートフィルムのセルロースアシレートの厚み方向の配向度(以下、「Pz」)は0.100以上0.150以下が好ましく、0.110以上0.140以下が更に好ましい。
Pzをこの範囲とすることで、表面硬度を高くし、かつ光照射された場合の活性エネルギー線硬化層とセルロースアシレートフィルムとの密着性を維持する上で、好ましい。
セルロースアシレートフィルムのセルロースアシレートの厚み方向の配向度はフィルムの搬送方向と厚み方向と平行な断面について、製膜時の支持体側から空気界面側にかけて5等分してそれぞれの箇所のフィルム断面の配向度を、数μm〜数10μmのX線ビームを用いて測定し、5点の平均値を算出することにより求めることができる。
セルロースアシレートフィルムのセルロースアシレートの厚み方向の配向度は、セルロースアシレートフィルムの延伸処理や製膜の際の乾燥条件、および製膜後の熱処理等により調整することができる。
本発明のセルロースアシレートフィルムが含む結晶量は示差熱量分析(DSC)における冷結晶化ピークの面積(以下ΔHc)と結晶融解ピークの面積(以下ΔHm)の差により見積もることができる。すなわち、(ΔHm−ΔHc)の値が大きいほどセルロースアシレートフィルム中の結晶量が多い。
本発明のセルロースアシレートフィルムの(ΔHm−ΔHc)の値は10J/g以上18J/g以下が好ましく、12J/g以上16J/g以下がより好ましい。
結晶量をこの範囲とすることで、表面硬度を高くし、かつ光照射された場合の活性エネルギー線硬化層とセルロースアシレートフィルムとの密着性を維持する上で、好ましい。
セルロースアシレートフィルムの結晶量は、添加剤の種類および添加量、支持体からフィルムを剥離した後の残留溶剤量および乾燥温度等により調整することができる。
前記セルロースアシレートフィルムは、ヘイズが0.20%未満であることが好ましく、0.15%未満であることがより好ましく、0.10%未満であることが特に好ましい。ヘイズを0.2%未満とすることにより、液晶表示装置に組み込んだ際のコントラスト比を改善することができる。また、フィルムの透明性がより高くなり、光学フィルムとしてより用いやすくなるという利点もある。
前記セルロースアシレートフィルムは平均膜厚が30〜100μmであることが好ましく、30〜80μmであることがより好ましく、30〜70μmであることが更に好ましい。30μm以上とすることにより、ウェブ状のフィルムを作製する際のハンドリング性が向上し好ましい。また、70μm以下とすることにより、湿度変化に対応しやすく、光学特性を維持しやすい。
前記セルロースアシレートフィルムは、フィルム幅が700〜3000mmであることが好ましく、1000〜2800mmであることがより好ましく、1470〜2500mmであることが特に好ましい。
以下、本発明に用いられるセルロースアシレートフィルムの製造方法について詳細に説明する。
溶液の流延方法としては、調製されたドープを加圧ダイから金属支持体上に均一に押し出す方法、一旦金属支持体上に流延されたドープをブレードで膜厚を調節するドクターブレードによる方法、逆回転するロールで調節するリバースロールコーターによる方法等があるが、加圧ダイによる方法が好ましい。加圧ダイにはコートハンガータイプやTダイタイプ等があるが、いずれも好ましく用いることができる。またここで挙げた方法以外にも、従来知られているセルローストリアセテート溶液を流延製膜する種々の方法で実施することができ、用いる溶媒の沸点等の違いを考慮して各条件を設定することにより、それぞれの公報に記載の内容と同様の効果が得られる。
また、前記金属支持体の材質については特に制限はないが、SUS製(例えば、SUS 316)であることがより好ましい。
前記セルロースアシレートフィルムの製造方法では、製膜された延伸する工程を含むことが好ましい。前述の通り、本発明のセルロースアシレートフィルムはセルロースアシレートの厚み方向の配向度が一定の範囲の値を取ることが好ましいが、延伸処理により厚み方向の配向度を高めることができる。前記セルロースアシレートフィルムの延伸方向はフィルム搬送方向と搬送方向に直交する方向(幅方向)のいずれでも好ましい。
特に、幅方向の延伸では、延伸倍率は5%以上30%以下が好ましく、8%以上20%以下が好ましい。
また、搬送方向と幅方向の両方向に延伸してもよく、その場合には、搬送方向の延伸倍率が1%以上20%以下で、幅方向の延伸倍率が5%以上30%以下であることが好ましく、搬送方向の延伸倍率が1%以上8%以下で、幅方向の延伸倍率が10%以上20%以下であることが好ましい。
支持体からの剥離する際の残留溶媒量は、10〜100質量%であることが好ましく、15〜60質量%であることがより好ましい。
ここで、残留溶媒量とは、以下の式により算出することができる。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
[式中、Mは、乾燥前のセルロースアシレートフィルムの質量、Nは乾燥前のセルロースアシレートフィルムを110℃で3時間乾燥させたときの質量を表す。]
前記セルロースアシレートフィルムの製造方法では、前記セルロースアシレートフィルムを乾燥する工程と、乾燥後のセルロースアシレートフィルムをTg−10℃以上の温度で延伸する工程とを含むことが、レターデーション発現性の観点から好ましい。
前記セルロースアシレートフィルムの製造方法は、前記ドープ膜を前記金属支持体から剥ぎ取る工程を含むことが好ましい。前記セルロースアシレートフィルムの製造方法における剥離の方法については特に制限はなく、公知の方法を用いた場合に剥離性を改善することができる。
本発明の偏光板保護フィルムは、前記セルロースアシレートフィルム上に積層された活性エネルギー線硬化層を有する。本明細書中、活性エネルギー線硬化層とは、活性エネルギー線によって硬化され得る樹脂を含み、該樹脂が活性エネルギー線によって硬化された層のことを言う。
ここで、本明細書でいう「活性エネルギー線」とは、その照射により開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広くα線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。
以下、前記活性エネルギー線硬化層について説明する。
本発明の偏光板保護フィルムにおける前記活性エネルギー線硬化層は、前方散乱、アンチグレア(防眩)、ガスバリア、滑り、帯電防止、下塗り、ハードコート、反射防止、保護等の機能を有することが好ましい。すなわち、前記活性エネルギー線硬化層は、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層、ガスバリア層、滑り層、帯電防止層、下塗り層、ハードコート層、反射防止層または保護層等の機能層であることが好ましい。前記活性エネルギー線硬化層は、反射防止層又はハードコート層であることがより好ましく、ハードコート層であることが特に好ましい。
また、これらの機能層は、活性エネルギー線硬化層以外の反射防止フィルムにおける反射防止層、あるいはその他の視野角補償フィルムにおける光学異方性層等と同一層内で相互に複合して使用することも好ましい。
これらの活性エネルギー線硬化層は、本発明の偏光板保護フィルムにおいて少なくとも一方の表面に設けられていることが好ましい。また、本発明の偏光板保護フィルムを偏光子と組み合わせて偏光板を構成するときには、偏光子側および偏光子と反対面(より空気側の面)のどちらか片面、もしくは両面に設けて使用できる。
なお、本発明の偏光板保護フィルムは少なくとも一層の活性エネルギー線硬化層を前記セルロースアシレートフィルム上に有している。本発明の偏光板保護フィルムは、活性エネルギー線硬化性である後述の各機能層を有し、更にその他の活性エネルギー線硬化性ではない後述の各機能層を有していてもよい。また、本発明の偏光板保護フィルムにおいて、活性エネルギー線硬化層は1層のみ設けられていても、複数層設けられていてもよい。また、複数の各活性エネルギー線硬化層は同一であっても、異なっていてもよい。
本発明の偏光板保護フィルムは耐擦傷性等の力学的強度を付与するため、ハードコート層を活性エネルギー線硬化層として前記セルロースアシレートフィルムの表面に設けることが好ましい。
ハードコート層の膜厚は、0.2〜100μmであることが好ましく、0.5〜50μmであることがより好ましく、1〜20μmであることが特に好ましい。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることが更に好ましく、3H以上であることが最も好ましい。又、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
前記エチレン性不飽和基を含む化合物の好ましい例としては、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールのポリアクリレート類;ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのジアクリレート等のエポキシアクリレート類;ポリイソシナネートとヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有アクリレートの反応によって得られるウレタンアクリレート等を好ましい化合物として挙げることができる。
また、前記エチレン性不飽和基を含む化合物の市販化合物としては、EB−600、EB−40、EB−140、EB−1150、EB−1290K、IRR214、EB−2220、TMPTA、TMPTMA(以上、ダイセル・ユーシービー(株)製)、UV−6300、UV−1700B(以上、日本合成化学工業(株)製)等が挙げられる。
更に、加水分解性官能基含有の有機金属化合物をさらに用いてもよい。前記加水分解性官能基含有の有機金属化合物としては有機アルコキシシリル化合物が好ましい。
その他、ハードコート層には、重合開始剤、レベリング剤を添加してもよく、いずれも公知の物を採用することができる。
ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、WO0/46617号公報等記載のものを好ましく使用することができる。
本発明の偏光板保護フィルムは、反射防止層を活性エネルギー線硬化層として前記セルロースアシレートフィルムの表面に設けてもよい。
前記反射防止層は、フッ素系ポリマー等の低屈折率素材を単層付与しただけの反射率1.5%程度の層、もしくは薄膜の多層干渉を利用した反射率1%以下の層のいずれも使用できる。本発明では、透明支持体上に低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層(即ち、高屈折率層、中屈折率層)を積層した構成が好ましく使用される。また、日東技報,vol.38,No.1,may,2000,26頁〜28頁や特開2002−301783号などに記載された反射防止層も好ましく使用できる。
各層の屈折率は以下の関係を満足する。
反射防止フィルムに用いる透明支持体は、前述の偏光子の保護フィルムに使用する透明ポリマーフィルムを好ましく使用することができる。
含シリコーン化合物はポリシロキサン構造を有する化合物が好ましいが、反応性シリコーン(例、サイラプレーン(チッソ(株)製)や両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報)等を使用することもできる。シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化させてもよい(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報、特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)。
低屈折率層には、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820公報の段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等)、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有させることも好ましく行うことができる。
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。
このような超微粒子は、粒子表面を表面処理剤で処理したり(シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908、アニオン性化合物或は有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造としたり(特開2001−166104等)、特定の分散剤併用する(例、特開平11−153703号公報、特許番号US6210858B1、特開2002−2776069号公報等)等の態様で使用することができる。
高屈折率層の屈折率は、1.70〜2.20であることが好ましい。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムは、前方散乱層を活性エネルギー線硬化層として前記セルロースアシレートフィルムの表面に設けてもよい。
前方散乱層は、本発明の偏光板を液晶表示装置に適用した際の、上下左右方向の視野角特性(色相と輝度分布)改良するために使用される。本発明では、屈折率の異なる微粒子をバインダー分散した構成が好ましく、例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等の構成を使用することができる。また、本発明の偏光板をヘイズの視野角特性を制御するため、住友化学の技術レポート「光機能性フィルム」31頁〜39頁に記載された「ルミスティ」と組み合わせて使用することも好ましく行うことができる。
本発明の偏光板保護フィルムは、アンチグレア層を活性エネルギー線硬化層として前記セルロースアシレートフィルムの表面に設けてもよい。
アンチグレア(防眩)層は、反射光を散乱させ映り込みを防止するために使用される。アンチグレア機能は、液晶表示装置の最表面(表示側)に凹凸を形成することにより得られる。アンチグレア機能を有するフィルムのヘイズは、3〜30%であることが好ましく、5〜20%であることが更に好ましく、7〜20%であることが最も好ましい。
フィルム表面に凹凸を形成する方法は、例えば、微粒子を添加して膜表面に凹凸を形成する方法(例えば、特開2000−271878号公報等)、比較的大きな粒子(粒径0.05〜2μm)を少量(0.1〜50質量%)添加して表面凹凸膜を形成する方法(例えば、特開2000−281410号公報、同2000−95893号公報、同2001−100004号公報、同2001−281407号公報等)、フィルム表面に物理的に凹凸形状を転写する方法(例えば、エンボス加工方法として、特開昭63−278839号公報、特開平11−183710号公報、特開2000−275401号公報等記載)等を好ましく使用することができる。
前記活性エネルギー線硬化層の形成方法としては特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。その中でも、前記活性エネルギー線硬化層を形成する材料を有機溶媒に溶解させたものを、前記セルロースアシレートフィルム上に塗設して形成することが好ましい。
前記有機溶媒としては、公知の有機溶媒を単独または複数を混合して用いることができる。その中でも、本発明では、ケトン系溶媒、酢酸エステル系溶媒、炭化水素系溶媒を用いることが好ましい。
前記溶媒としては、例えば、MiBK(メチルイソブチルケトン)、MEK(メチルエチルケトン)、酢酸エチル、トルエンなどを挙げることができる。
前記活性エネルギー線硬化層は、活性エネルギー線の中でも放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を用いることがより好ましく、安全性、生産性を考えると電子線、紫外線を用いることが特に好ましい。熱で硬化させる場合は、プラスチック自身の耐熱性を考えて、加熱温度は140℃以下が好ましく、より好ましくは100℃以下である。
活性エネルギー線を照射するときは、窒素パージ(酸素濃度0.5%以下)しながら行うことが好ましい。活性エネルギー線の強度等についても特に制限はないが、例えば紫外線を照射する場合は、照度10〜1000mW/cm2、照射量50〜5000mJ/cm2の紫外線を照射することが好ましい。
また、本発明は、本発明の偏光板保護フィルムを少なくとも一枚用いることを特徴とする偏光板にも関する。
本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の片面に本発明の偏光板保護フィルムを有することが好ましい。ここで、本発明の偏光板保護フィルムのセルロースアシレートフィルムに対して活性エネルギー線硬化層を有する側とは反対側の面が偏光子側となるように、偏光板保護フィルムと偏光子とが貼り合わされていることが好ましい。本発明の偏光板の態様は、液晶表示装置にそのまま組み込むことが可能な大きさに切断されたフィルム片の態様の偏光板のみならず、連続生産により、長尺状に作製され、ロール状に巻き上げられた態様(例えば、ロール長2500m以上や3900m以上の態様)の偏光板も含まれる。大画面液晶表示装置用とするためには、上記した通り、偏光板の幅は1470mm以上とすることが好ましい。
本発明の偏光板の具体的な構成については、特に制限はなく公知の構成を採用できるが、例えば、特開2008−262161号公報の図6に記載の構成を採用することができる。
本明細書において、偏光板の直交透過率CTは、UV3100PC(島津製作所社製)を用いて測定した。測定では、410nmで測定し、10回測定の平均値を用いた。
偏光板耐久性試験は偏光板をガラスに粘着剤を介して貼り付けた形態で次のように行うことができる。ガラスの上に偏光板を貼り付けたサンプル(約5cm×5cm)を2つ作成する。単板直交透過率測定ではこのサンプルのフィルムの側を光源に向けてセットして測定する。2つのサンプルをそれぞれ測定し、その平均値を本発明の偏光板の直交透過率とする。
本発明の偏光板は、偏光板耐久性試験ではその変化量はより小さいほうが好ましい。
本発明の偏光板は、60℃、相対湿度95%に1000時間静置させたときの直交単板透過率の変化量(%)が1.40%以下であることが好ましい。
60℃、相対湿度95%に1000時間静置させたときの直交単板透過率の変化量(%)は、1.00%以下であることがより好ましく、0.50%以下であることが特に好ましい。ここで、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値である。
上記直交透過率の変化量の範囲を満たせば、偏光板の高温高湿下で長時間使用中あるいは保管中の安定性が確保でき、好ましい。
本発明は、本発明の偏光板保護フィルム又は本発明の偏光板を有する液晶表示装置にも関する。
本発明の液晶表示装置は液晶セルと該液晶セルの両側に配置された一対の偏光板を有する液晶表示装置であって、前記偏光板の少なくとも一方が本発明の偏光板であることを特徴とするIPS、OCBまたはVAモードの液晶表示装置であることが好ましい。
本発明の液晶表示装置の具体的な構成としては特に制限はなく公知の構成を採用できる。例えば、図1に示すように、液晶セル13の両側に偏光板を設けることができ、偏光子11及び12の液晶セル13側の保護フィルム14及び15として、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いることができる。
また、特開2008−262161号公報の図2に記載の構成も好ましく採用することができる。
(1)セルロースアシレートフィルムの製膜
<セルロースアシレートの調製>
アセチル置換度2.88のセルロースアシレートを調製した。これは、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。またアシル化後に40℃で熟成を行った。更にこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液1を調製した。
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セルロースアシレート溶液1の組成
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・アセチル置換度2.88、重合度370のセルロースアセテート
100.0質量部
・添加剤1(L−1:前述) 6.5質量部
・添加剤2(M−1:前述) 4.0質量部
・紫外線吸収剤C 1.5質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 412.2質量部
・エタノール(第2溶媒) 35.8質量部
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下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液2を調製した。
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マット剤溶液2の組成
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平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、
日本アエロジル(株)製) 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 79.9質量部
エタノール(第2溶媒) 6.9質量部
前記セルロースアシレート溶液1 0.9質量部
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下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、ヒンダードアミン系化合物溶液3を調製した。
ヒンダードアミン系化合物溶液3の組成
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酸化防止剤(CHIMASSORB 944FDL(BASF社製))
10.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 71.0質量部
エタノール(第2溶媒) 6.2質量部
前記セルロースアシレート溶液1 12.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記マット剤溶液2の1.3質量部と、ヒンダードアミン系化合物溶液3の0.1質量部をそれぞれ濾過後にインラインミキサーを用いて混合し、更にセルロースアシレート溶液1を98.6質量部加えて、インラインミキサーを用いて混合した。バンド流延装置を用い、前記調製したドープをステンレス製の流延支持体(支持体温度22℃)に流延した。ドープ中の残留溶媒量が略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンターで把持し、残留溶媒量が5〜10質量%の状態で、120℃の温度下で幅方向に1.10倍(10%)延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、実施例101のセルロースアシレートフィルムを得た。得られたセルロースアシレートフィルムの厚みは60μm、幅は1480mmであった。
<セルロースアシレートフィルムの表面硬度の測定>
フィッシャーインスツルメンツ(株)社製“フッシャースコープH100Vp型硬度計”を用い、圧子の短軸の向きをセルロースアシレートフィルム製膜時の搬送方向(長手方向;鉛筆硬度試験での試験方向)に対して平行に配置したヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、クリープ時間5sec、除荷時間10sec、最大荷重50mNの条件で測定した。押し込み深さから求められる圧子とサンプルとの接触面積と最大荷重の関係より硬度を算出し、この5点の平均値を表面硬度とした。
また、フィッシャーインスツルメンツ(株)社製“フッシャースコープH100Vp型硬度計”を用い、JIS Z 2251の方法に準じてガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、クリープ時間5sec、除荷時間10sec、押し込み荷重50mNの条件で測定し、押し込み深さから求められる圧子とサンプルとの接触面積と最大荷重の関係より硬度を算出した。なお、JIS Z 2251はISO4545を基に作成した日本工業規格である。
さらに、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を10°ずつ回転させて測定される合計18方位のヌープ硬度の測定を行ない、最小値を求めたところ、上記のヌープ圧子の短軸の向きをセルロースアシレートフィルム製膜時の搬送方向(長手方向;鉛筆硬度試験での試験方向)に対して平行に配置して測定した表面硬度と一致した。
理学電機(株)製“RAPID R−AXIS”により、X線源にはCu管球を用い、50kV−100mAでX線を発生させた。コリメーターは0.8mmφ、フィルム試料は透過試料台を用いて固定した。また、露光時間は180秒とした。フィルムの搬送方向および厚み方向と平行な断面について、セルロースアシレートフィルム製膜時の支持体側から空気界面側にかけて5等分してそれぞれの箇所の配向度を測定し、5点の平均値を算出することによりセルロースアシレートの厚み方向の配向度を求めた。
示差熱量分析(DSC)装置(DSC8230:(株)リガク製)を用いて、DSCのアルミニウム製測定パン(Cat.No.8578:(株)リガク製)にセルロースアシレートフィルム5〜6mgを入れ、50mL/分の窒素気流中で25℃から120℃まで20℃/分の速度で昇温して15分保持した後、30℃まで−20℃/分の速度で冷却した。この後、再度30℃から320℃まで20℃/分の速度で昇温した際に現れる発熱ピークの面積をΔHc、吸熱ピークの面積をΔHmとし、ΔHm−ΔHcを算出することによりセルロースアシレートフィルム中の結晶量(ΔHm−ΔHc)を求めた。
<ハードコート層用塗布液(HC−1)の調製>
各成分を下記に示す組成で作製し、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過してハードコート層用塗布液HC−1を調製した。
ハードコート層用塗布液HC−1の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
UV−1700B(バインダー;日本合成化学(株)製)
37.8質量部
エタノール(溶剤) 61.4質量部
イルガキュア184 1.2質量部
(重合開始剤;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記にて製膜したセルロースアシレートフィルムの製膜時に支持体に接していた面上に、ハードコート層用塗布液(HC−1)を、マイクログラビア塗工方式で、搬送速度30m/分の条件で塗布した。60℃で150秒乾燥の後、窒素パージ(酸素濃度0.5%以下)しながら、160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量150mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、ハードコート層を形成した。
得られたハードコート層つき偏光板保護フィルムを、実施例101の偏光板保護フィルムとした。
〔偏光板保護フィルムの鹸化処理〕
作製した実施例101の偏光板保護フィルムを、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で3分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、実施例101の偏光板保護フィルムについて表面の鹸化処理を行った。
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光子を作製した。
鹸化処理した実施例101の偏光板保護フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の片側に貼り付けた。ここで、偏光板保護フィルムのハードコート層を設けていない側の面を貼り合せた。市販のセルローストリアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)に同様の鹸化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した実施例101の偏光板保護フィルムを貼り付けてある側とは反対側の偏光子の面に鹸化処理後のセルローストリアセテートフィルムを貼り付けた。
この際、偏光子の透過軸と作成した実施例101の偏光板保護フィルムの遅相軸とは直交するように配置した。また、偏光子の透過軸と市販のセルローストリアセテートフィルムの遅相軸についても、直交するように配置した。
このようにして実施例101の偏光板を作製した。
〔実施例102〜125および比較例201〜207の偏光板保護フィルムの作製〕
実施例101において、添加剤1、2、酸化防止剤の種類及び添加量、剥ぎ取り揮発分、延伸倍率、厚みを表4に記載したとおりに変更した以外は同様にして、実施例102〜125及び比較例201〜207のセルロースアシレートフィルム及び偏光板保護フィルムを製造した。すなわち、実施例102〜125及び比較例201〜207の偏光板保護フィルムは、いずれも実施例101と同様にして、活性エネルギー線硬化層を形成した。
なお、下記表4中、酸化防止剤、添加剤1及び2の添加量は、セルロースアシレート100質量部に対する質量部を表す。また、下記表4中、CHIMASSORB 944FDL及びCHIMASSORB 2020FDL、TINUVIN123、TINIVIN152、FLAMESTAB NOR 116FFはBASF社製である。また、添加剤D及び添加剤Eは、それぞれ以下の構造である。
なお、実施例112〜119は、参考例112〜119に読み替えるものとする。
実施例102〜125の偏光板保護フィルム及び比較例201〜207の偏光板保護フィルムについても、それぞれ実施例101と同様にして鹸化処理と偏光板の作製を行い、各実施例及び比較例の偏光板を作製した。
<密着性の評価>
まず、上記で作製した各実施例及び比較例のハードコート層付き偏光板保護フィルムに対して、(株)スガ試験機社製スーパーキセノンウェザーメーターSX75で、60℃、相対湿度50%の環境下に100時間光を照射した。
次にハードコート層付き偏光板保護フィルムを温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した。ハードコート層を有する側の表面に、カッターナイフで碁盤目状に縦11本、横11本の切り込みを入れて、合計100個の正方形の升目を刻み、その面に日東電工(株)製のポリエステル粘着テープ(No.31B)を貼りつけた。30分経時したあとに、垂直方向にテープを素早く引き剥がし、剥がれた升目の数を数えて、下記4段階の基準で評価した。同じ密着評価を3回行って平均をとった。
A:100升において剥がれが全く認められなかった。
B:100升において1〜2升の剥がれが認められた。
C:100升において3〜10升の剥がれが認められた(許容範囲内)。
D:100升において11升以上の剥がれが認められた。
得られた結果を下記表5に記載した。
JIS K 5400に記載の鉛筆硬度評価をおこなった。偏光板保護フィルムを温度25℃、湿度60%RHで2時間調湿した後、JIS S 6006に規定する2H及び3Hの試験用鉛筆を用いて、500gの荷重にて以下のとおりの判定で評価した。
n=5の評価において傷なし〜傷1つ:OK
n=5の評価において傷が2つ以上 :NG
なお、鉛筆の試験方向(引っ掻く方向)は、セルロースアシレートフィルム製膜時の搬送方向(長手方向)と平行にした。
得られた結果を下記表5に記載した。
〔液晶表示装置の作製〕
市販の液晶テレビ(SONY(株)のブラビアJ5000)の視認者側の偏光板を剥がし、実施例101の偏光板保護フィルムを用いた本発明の偏光板を、実施例101の偏光板保護フィルムが液晶セル側となるように、粘着剤を介して貼り付けた。視認者側の偏光板の透過軸が上下方向に配置とした。
また、上記において実施例101の偏光板保護フィルムに替えて実施例102〜125、及び比較例201〜207の偏光板保護フィルムを用いた以外は同様にして、実施例、及び比較例の液晶表示装置を作製した。
このようにして作製した本発明の実施例101〜125の液晶表示装置は、各比較例の偏光板保護フィルムを使用した液晶表示装置に対して、表示装置表面に傷がつきにくく、また屋外で直射日光のあたる環境下で長時間使用しても、表示品位の劣化が小さかった。
13 液晶セル
14、15 保護フィルム
Claims (12)
- JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有し、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有し、下記一般式(1)で表される化合物を2種類以上含有するセルロースアシレートフィルム。
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。) - JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有し、下記一般式(I)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有するセルロースアシレートフィルム。
一般式(I)
(一般式(I)中、R1〜R7およびR9〜R11は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、R8は、水素原子または非共役置換基を表し、X1およびX2は、それぞれ独立に、単結合または脂肪族連結基であり、Lは、単結合、−N(R12)−または−C(R13)(R14)−を表し、R12〜R14は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。) - JIS Z 2251の方法に準じて押し込み荷重50mNで、同じ押し込み位置においてヌープ圧子を回転させて測定されるヌープ硬度の最小値が170N/mm2以上220N/mm2以下であり、ヒンダードアミン系化合物をセルロースアシレートに対して0.001質量%以上5質量%以下含有し、前記ヒンダードアミン系化合物が下記一般式(20)で表される化合物であり、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有するセルロースアシレートフィルム。
一般式(20)
(一般式(20)中、Xは置換基を有していてもよいアルキル基またはアリール基を表し、Yは水素原子または置換基を表す。R01〜R04はそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。) - 更に、下記一般式(1)で表される化合物をセルロースアシレートに対して2質量%以上20質量%以下含有する請求項2に記載のセルロースアシレートフィルム。
一般式(1) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはそれぞれ独立にベンゼンモノカルボン酸残基を表す。Gはそれぞれ独立に炭素数2〜12のアルキレングリコール残基、炭素数6〜12のアリールグリコール残基、又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基を表す。Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。) - 前記一般式(1)で表される化合物を2種類以上含有する請求項3又は4に記載のセルロースアシレートフィルム。
- 前記ヒンダードアミン系化合物の含有量がセルロースアシレートに対して0.05質量%以上2質量%以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
- DSCで測定した冷結晶化ピーク面積(ΔHc)と融解ピーク(ΔHm)の差(ΔHm−ΔHc)が10J/g以上18J/g以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
- セルロースアシレートの厚み方向の配向度が0.100以上0.150以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のセルロースアシレートフィルム上に活性エネルギー線硬化層を有する偏光板保護フィルム。
- 偏光子と少なくとも1枚の偏光板保護フィルムとを有する偏光板であって、
前記偏光板保護フィルムが請求項10に記載の偏光板保護フィルムであり、該偏光板保護フィルムのセルロースアシレートフィルムに対して活性エネルギー線硬化層を有する側とは反対側の面が前記偏光子側となるように、前記偏光板保護フィルムと前記偏光子とが貼り合わされた偏光板。 - 請求項10に記載の偏光板保護フィルム又は請求項11に記載の偏光板を少なくとも1つ有する液晶表示装置。
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