JP6292328B2 - トリアゾール化合物 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂組成物に含有されるトリアゾール化合物に関する。より詳しくは、環境湿度に依存した光学値変動が抑制された樹脂組成物に含有されるトリアゾール化合物に関する。
アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリイミドなどの樹脂は、透明性が高く、無機ガラスに比べて軽く、成形が容易であることから、光ディスク、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、有機EL表示装置ともいう。)用の光学フィルム、光学レンズ、光ファイバー等、情報の記録、表示、伝送を担う光技術・情報機器分野に広く用いられている。
これらの樹脂には、水素結合供与性部位(例えば、ヒドロキシ基の水素原子やアミド基のNH水素原子など)や水素結合受容性部位(例えば、エステル基のカルボニル酸素原子や芳香族複素環に含まれる窒素原子など)が存在するために、水と水素結合して水を吸着するという性質を有する(以下、水吸着性樹脂という。)。そのため、経時又は外部の湿度環境の変化に応じて、水を吸収し、寸法変化や、剛性、強度等の機械的特性、抵抗率等の電気的特性、屈折率等の光学的特性など、さまざまな特性の変化が生じるという問題がある。
樹脂に水が吸着することによって生じる問題の一つに位相差の変動がある。位相差フィルムは液晶表示装置の視野角を拡大する目的や、有機EL表示装置の外光反射防止を目的として用いられているが、フィルムの位相差は分子の配向方向とそれに直交する方向の屈折率の差(複屈折)に依存するため、樹脂への水の吸着量にセンシティブである。
位相差フィルムを構成する水吸着性樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、セルロース誘導体等が用いられているが、水吸着性が高い(含水率が大きい)セルロース誘導体は、経時又は外部の湿度環境の変化に応じた位相差の変化が特に大きいという問題を有する。
近年、液晶表示装置、有機EL表示装置の用途拡大につれ、テレビ等の大サイズかつ高品位用途が拡大してきており、位相差フィルムに対しても一段と高い品質が、要求されるようになっている。また、大サイズかつ高品位用途の液晶表示装置、有機EL表示装置は、従来に比べて過酷な環境下での使用が求められている。このため、これらの表示装置に用いる位相差フィルムには、環境湿度に依存した光学性能の変化の低減が望まれてきている。
この問題に対して、光学フィルムに特定の添加剤を含有させることによって環境湿度に依存した光学性能の変動を低減させる方法が検討されている。
特許文献1では、ポリエステルと多価アルコールエステル又は芳香族末端エステルを含有するセルロースエステルフィルムを用いる方法が開示されている。
特許文献2では、分子量を水素結合ドナー数と水素結合アクセプター数の合計数で除した値が特定の範囲にある化合物を含有するセルロースエステルフィルムを用いる方法が開示されている。
特許文献3では、含水率差が2%以上である高吸湿性化合物を含有するセルロースエステルフィルムを用いる方法が開示されている。
本発明者らが上記特許文献1〜3記載の方法を、従来よりも過酷な条件で評価したところ、特許文献1、2及び3に記載の方法では、一定の効果は認められるものの、近年の高品位用途の表示装置に用いるには依然として改良不足であり、さらなる改善が必要であることが分かった。
すなわち、搬送中に結露などによりフィルムが直接水に晒されるような過酷な条件でも性能変動のないことも求められるようになってきたが、特許文献1、2及び3に記載されている従来の技術では、上記のような直接水に晒されるような過酷な条件での改善効果は小さいということが、本願発明者の検討により分かった。
特開2006−342227号公報 特開2011−94114号公報 特開2012−215817号公報
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、環境湿度に依存した光学値変動が抑制された樹脂組成物に含有されるトリアゾール化合物を提供することである
本発明者らは、水吸着性樹脂と添加剤の相互作用形式に着目し、水素結合性や双極子相互作用性の低い疎水的な芳香族化合物が、意外にもよく水吸着性樹脂と相溶することから、水吸着性樹脂のCH部分と芳香族化合物のπ電子との間にCH/π相互作用が機能していると考えた。このCH/π相互作用を積極的に活用すれば、水分子と樹脂との相互作用よりも添加剤と樹脂の相互作用の方が強くなり、結果として水吸着性樹脂と添加剤との間に水が入り込むことを防ぐことができ、光学的特性の変動が抑制できると考えた。そこで本発明者らはこのCH/π相互作用を強くする手段を検討した。本発明者らはCH/π結合を特に強くするには、特定のNICS値を有する特定の芳香族環を少なくとも3つ有し、該芳香族環が近接して連結された芳香族化合物が良いと推測した。これらの検討に基づき、種々の化合物を検討した結果、上記の化合物が環境湿度に依存した光学値変動に対し、特に高い抑制効果を示すことを見いだし本発明に至った。
そして、これらの技術により、直接水に晒されるような過酷な条件でもリターデーション変動が抑制されたフィルムを初めて得ることができた。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.下記一般式(1.2)で表される構造を有することを特徴とするトリアゾール化合物。
Figure 0006292328
(式中、Zは、下記一般式(1.2a)の構造を表す。qは、2を表す。2つのZは、ベンゼン環上お互いにオルト位又はメタ位に結合する。)
Figure 0006292328
(上記一般式(1.2a)において、R10は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を表す。pは1〜5の整数を表す。*はベンゼン環との結合位置を表す。T1は1,2,4−トリアゾール環を表し、1,2,4−トリアゾール環の窒素原子上に芳香族の置換基を有することはない。)
本発明の上記手段により、環境湿度に依存した光学値変動が抑制された樹脂組成物に含有されるトリアゾール化合物を提供することができる
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、以下のように推察している。
本発明は、水分子と親和性の高い水吸着性樹脂に有機化合物を添加剤として共存させる技術に関するものであり、従来、樹脂との主要な相互作用としては想定されていなかった水吸着性樹脂に存在するCH部分と、添加剤のπ電子とによる、いわゆる「CH/π相互作用」を特別な相互作用と捉え、これを複数個併用することにより、経時又は処理中に侵入してくる水分子によって生じる光学的特性の変動を極力抑えることができたと考えている。
液晶表示装置の構成の一例を示す模式図 有機EL表示装置の構成の一例を示す模式図 円偏光板による反射防止機能を説明する模式図 液晶表示装置の構成の一例を示す模式図 CH/π結合の一例を示す比較の混合液1の1H−NMRスペクトル CH/π結合の一例を示す比較の混合液2の1H−NMRスペクトル CH/π結合の一例を示す比較の混合液3の1H−NMRスペクトル CH/π結合の一例を示す混合液4の1H−NMRスペクトル
本発明の樹脂組成物は、少なくとも樹脂と5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物とを含有する樹脂組成物であって、当該樹脂組成物を用いて作製された光学フィルムのリターデーション値(Ro値又はRt値)の変動抑制率が、前記測定条件下で、20〜100%の範囲内であることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項24までの請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。
さらに、本発明においては、前記樹脂が、水吸着性樹脂であって、かつ前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、ベンゼン環よりNICS値が小さい又は等しい5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環のいずれかを少なくとも三つ有し、そのうちの少なくとも一つはベンゼン環よりNICS値が小さく、かつ、前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が、相互に単結合又は2個以下の原子を介して連結された化合物であることが好ましい。これにより、大きなCH/π相互作用が得られる。また、前記水吸着性樹脂の23℃における吸水率が、0.5〜10質量%の範囲内であることが好ましい、さらに、水吸着性樹脂が、セルロース誘導体あるいはセルロースエステルであることが、本発明の効果発現の観点から好ましい。
前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、ベンゼン環よりもNICS値が小さい芳香族環として、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環又は1,2,4−トリアゾール環を有することが好ましい。さらに、前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、前記一般式(1)で表される構造の化合物であることが好ましい。また、一般式(1)中、L1、L2、L3及びL4が、それぞれ独立に単結合を表すことが好ましい。また、前記T1及びT2が、それぞれ独立に、ピラゾール環を表すことが好ましい。
さらに前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、前記一般式(2)で表される構造の化合物であることが好ましい。
また、前記一般式(1)で表される構造を有する化合物が、前記一般式(1.1)で表される構造を有するトリアゾール化合物であることが好ましく、さらに一般式(1.1)で表される構造を有するトリアゾール化合物が、前記一般式(1.2)で表される構造を有するトリアゾール化合物であることが好ましい。
光学フィルムが前記樹脂組成物を用いて作製されたものであることが好ましい。この光学フィルムが、23℃、55%RHの環境下で、光波長590nmの光に対し、前記式(I)で表される面内方向のリターデーション値Roが、40〜100nmの範囲内、下記式(II)で表される厚さ方向のリターデーション値Rtが、100〜300nmの範囲内であることが、好ましい。さらに23℃、55%RHの環境下で、光波長450nm、550nm及び650nmにおける面内方向の位相差値Roを、それぞれRo(450)、Ro(550)及びRo(650)としたとき、当該Ro(450)、Ro(550)及びRo(650)が、前記式(a1)〜(a3)を満たすことが好ましい。
上記光学フィルムは、偏光子の少なくとも一方の面に備えられている偏光板又は円偏光板さらに画像表示装置に好適に具備され得る。液晶セルの少なくとも一方の面に前記偏光板が備えられている液晶表示装置が好ましい。さらにその前記液晶セルが、VA型液晶セルであることが好ましい。前記画像表示装置が、有機EL素子に前記円偏光板が備えられている有機EL表示装置であることが好ましい。
さらに、光学レンズが、前記樹脂組成物を用いて作製されたものであることが好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
本発明の樹脂組成物は、少なくとも樹脂と5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物とを含有する樹脂組成物であって、当該樹脂組成物を用いて作製された光学フィルムのリターデーション値(Ro値又はRt値)の変動抑制率が、前記測定条件下で、20〜100%の範囲内であることを特徴とする。
好ましい態様としては、前記樹脂が、水吸着性樹脂であって、かつ前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、ベンゼン環よりNICS値が小さい又は等しい5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環のいずれかを少なくとも三つ有し、そのうちの少なくとも一つはベンゼン環よりNICS値が小さく、かつ、前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が、相互に単結合又は2個以下の原子を介して連結された化合物であることである。
以下本発明の技術思想に直接関係するCH/π結合について始めに説明する。
《CH/π結合》
本発明者らは、水吸着性樹脂と添加剤の相互作用形式に着目し、水素結合性や双極子相互作用性の低い疎水的な芳香族化合物が意外にもよく水吸着性樹脂と相溶することから、水吸着性樹脂の主鎖又は側鎖に存在するCH部分と、添加剤の芳香族化合物のπ電子との間にいわゆる「CH/π相互作用」が機能していると考えた。CH/π相互作用は、ロンドン分散力の寄与が大きい非極性の相互作用であるため、水などの誘電率の高い極性溶媒中においても有効に働くことから、このCH/π相互作用を積極的に活用すれば、水分子と樹脂との相互作用よりも添加剤と樹脂の相互作用の方が強くなり、結果として水吸着性樹脂と添加剤との間に水が入り込むことを防ぐことができ、前記課題である光学的特性の変動が抑制できると考えた。このような考えのもと、種々の化合物を検討した結果、特定の化合物が高い抑制効果を示すことを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明は、水分子と親和性の高い水吸着性樹脂に有機化合物を添加剤として共存させる技術に関するものであり、従来とは異なる技術思想から、特別な相互作用を複数個併用することにより、水分子の存在に関わらず一定の相互作用力を発揮しうる添加剤に特徴がある発明であり、その技術の本質は、従来、樹脂との主要な相互作用としては想定されていなかった樹脂に存在するCH部分と、添加剤のπ電子とによる、CH/π相互作用を該特別な相互作用と捉え、これを複数個併用することにより、経時又は処理中に侵入してくる水分子によって生じる光学的特性の変動を極力抑えることに成功したものと推定している。
水吸着性樹脂と添加剤が共存する樹脂組成物を光学フィルムや光学レンズ等の光学用途に用いる場合には、高い透明性が要求されるため、樹脂と添加剤を相溶させる必要がある。従来の技術では、水吸着性樹脂には必ず存在する水素結合供与性部位(例えばヒドロキシ基の水素原子やアミド基のNH水素原子など)や、水素結合受容性部位(例えばエステル基のカルボニル酸素原子や芳香族複素環に含まれる窒素原子など)を介して添加剤との間に水素結合を形成させることで添加剤を水吸着性樹脂に相溶させて光学フィルムに用いていた。
また、水素結合を用いない場合でも、水吸着性樹脂には必ず極性基と呼ばれる電子を局在化させる部位が存在するため、局所的又は樹脂全体に大きな双極子モーメントを持たせることもでき、添加剤にも相応の双極子モーメントを持たせることによって、いわゆる「双極子−双極子相互作用」を発現させ、それを主要な安定化手段として活用することにより、水吸着性樹脂と添加剤を相溶させることも知られている。
一方、ポリエチレンやシクロオレフィン系ポリマーに代表される本質的に水を吸着しない樹脂には、このような水素結合性の添加剤を相溶させることは難しく、全く設計の違う疎水性−疎水性相互作用によって相溶できる添加剤が使われている。しかし、樹脂中に含有する添加剤の多くは、添加剤自体が可塑化機能や紫外線吸収機能、酸化防止機能、光学特性制御機能等の特殊な機能を持つものであり、必然的に水素結合供与性部分や水素結合受容性部分を保有する分子であるため(言い換えれば、すべて水素と炭素によって形成される化合物ではないため)、水吸着性樹脂に添加剤を相溶させる方が容易であり、広範囲な化合物選択ができるという利点もある。
ただし、水吸着性樹脂は、前記のように添加剤を相溶させるための分子間力として、水素結合や双極子−双極子相互作用を用いることが前提となる。
相溶の分子間力として水素結合を用いる場合には、水分子は水素結合供与性部分である水素原子と水素結合受容性部分である酸素原子の両方を持ち、かつ分子サイズが小さい。また、水分子が経時や処理中に侵入してくる場合には、分子数的に言って水吸着性樹脂や添加剤に比べ桁違いにたくさん存在することになるため、水吸着性樹脂の水素結合性部位はかなりの比率で水分子が水素結合した形となる。そのため、樹脂自体の水素結合性は弱まると同時に、添加剤にも水は水素結合するためこちらでも水素結合性は弱められ、結局、水吸着性樹脂と添加剤の相互作用は機能しなくなってしまう。つまり、水吸着性樹脂と添加剤との間に容易に水分子が介入しうるため、光学特性の変動を抑制することは難しくなる。
相溶の分子間力に双極子−双極子相互作用を使う場合も同様で、結局水分子の吸着(水素結合)により電子の局在化比率は低減し双極子モーメントは低下してしまうし、添加剤の双極子モーメントも同じ理由で低下するために、水吸着性樹脂と添加剤の相互作用は損なわれてしまう。
本発明は、上記のような仮説に基づき、水吸着性樹脂に対し、水分子の存在の有無によって本質的に相互作用力が変化しない特別な相互作用を添加剤に持たせることができれば、水吸着性樹脂と添加剤の間に水を浸入させることを防ぐことができ、前記課題点は克服されると推測した。
次いで、有機化合物に活用できる相互作用について説明する。
芳香族化合物にはπ電子に由来する環電流が存在する。その結果、誘導磁場が発生する。このような誘導磁場が働く領域内に水素原子(通常はC−H)が存在すると引力を受け、該CHとπ平面は近接する力が働く。このような力が「CH/π相互作用」と称されている。
このCH/π相互作用は、水分子が吸着しようがしまいが、基本的にその強さはπ電子の回転によるものであるため不変であり、この相互作用が水吸着性樹脂と添加剤の間で活用できれば、前記課題である水分子による光学特性の変動は根本的に改善できると推測した。
次に、このCH/π相互作用を実際に使った分子コンフォメーションの固定化の例を示す。
カラー写真感光材料に用いられた画像安定化剤を内蔵するマゼンタ色素において、画像安定化剤ユニット中のスルホモルホリンのCH2プロトンが、正対する色素中フェニル基とのπ電流効果を受けて大きくシフトすることがある。本発明でいう正対とは、CH2のプロトンが色素中のフェニル基の中心付近に、ある特定の距離(CH/π相互作用に十分な近さの距離)で存在する状態をいう。この現象は、分子模型でも確認でき、画像安定化剤のCHと色素のフェニル基(π)との間のCH/π相互作用が、このコンフォメーションを形成するのに必要な分子間力であることが理解できる。
この証明として、上記色素と類似構造を持つが画像安定化剤が色素中フェニル基と正対しない化合物においては、上記のようなスルホモルホリン環が色素のフェニル基に正対した形にはならない。このように、CH/π相互作用を発現しない色素分子では画像安定化剤部分が、色素部分とは遠く離れた状態で存在してしまうこと、すなわちCH/π相互作用が有機化合物と有機化合物を繋ぎ止める有効な分子間力になりうるものであると考察することができる。
次に、環電流効果の大きさについて考えてみる。
例えば、水吸着性樹脂のCHと添加剤のπを用いてCH/π相互作用を形成する場合、当然、添加剤のπ性は強い方が良い。このπ性の強さを端的に表す例としてNICS(nucleus−independent chemical shift)値という指標がある。
このNICS値は、磁気的性質による芳香族性の定量化に用いられる指標であり、環が芳香族であれば、その環電流効果によって環の中心が強く遮蔽化され、反芳香族なら逆に反遮蔽化される(J.Am.Chem.Soc.1996、118、6317)。NICS値の大小により、環電流の強さ、つまり環の芳香族性へのπ電子の寄与度を判断することができる。具体的には、環内部中心に直接配置した仮想リチウムイオンの化学シフト(計算値)を表し、この値が負に大きいほどπ性が強い。
NICS値の測定値に関していくつか報告されている。例えば、Canadian Journal of Chemistry.,2004,82,50−69(文献A)やThe Journal of Organic Chemistry.,2000,67,1333−1338(文献B)に測定値が報告されている。
本発明において、NICS値はGaussian03(Revision B.03、米ガウシアン社ソフトウェア)を用いて算出する。具体的には、計算法にB3LYP(密度汎関数法)を、基底関数には6−31+G(スプリットバレンス基底系に拡散ガウス関数を追加した関数)を用いて最適化した構造から、NMR遮蔽定数計算法(GIAO)により計算したものである。
この方法を用いて計算した、代表的な環構造におけるNICS値を、下記表1に示す。
Figure 0006292328
上記表1に記載したように、ベンゼン環やナフタレン環のような芳香族炭化水素よりも、ピロール環、チオフェン環又はフラン環などの5員の芳香族複素環の方が、NICS値が負に大きくなり、このような芳香族5員環を用いることで、CH/π相互作用を強めることができるものと予測される。
π電子が寄与する分子間力としては、CH/π相互作用の他にπ/π相互作用がある。π/π相互作用とは、二つの芳香環の間に働く分子間力であり、芳香環は分極率が大きいため分散力(ロンドン分散力)の寄与が大きい分子間力である。このため、π共役系の広い芳香環は分極率がより大きくなり、π/π相互作用しやすくなる。6π電子系であるベンゼンは、一つのベンゼン環にもう一つのベンゼン環が垂直に配置し、ベンゼン環と水素原子がCH/π相互作用する場合が最も安定な構造であるのに対し、π共役系の広いナフタレン(10π電子)やアントラセン(14π電子)は芳香環同士がπ/π相互作用によって積み重なった場合が最も安定であることからも、π共役系の広い芳香環のπ/π相互作用が強いことが分かる。
水吸着性樹脂のCHと添加剤のπを用いてCH/π相互作用を形成させる場合、添加剤のπ同士の相互作用を考慮しなくてはならない。なぜならば、添加剤同士のπ/π相互作用が水吸着性樹脂と添加剤間のCH/π相互作用よりも強ければ、樹脂と添加剤間の相互作用よりも添加剤同士の相互作用が支配的になってしまうからである。よって、ベンゼンとナフタレンの再安定化構造の違いからも分かるように、π共役系が広い芳香環(14π電子、10π電子)よりも、π共役系が狭い芳香環(6π電子)を用いた方が、CH/π相互作用を形成するにあたって有利である。
Figure 0006292328
しかしながら、CH/π相互作用力は水素結合等に比べると弱い分子間力であるため、この分子間力一つだけでは樹脂に対して強く配位させることは難しいが、複数個の芳香環を近接させることによって、樹脂とのCH/π相互作用を高めることができること考えられる。本発明者らが検討を進めた結果、5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、ベンゼン環よりNICS値が小さい又は等しい5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環のいずれかを少なくとも三つ有し、そのうちの少なくとも一つはベンゼン環よりNICS値が小さいこと、及び前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が、相互に単結合又は2個以下の原子を介して連結された化合物を用いることが効果的であることが確認された。
以上に説明したように、本発明は本来水と吸着してしまうような樹脂に対し、水分子とは全く関係ない、又は水分子が吸着してもその強さが変わらないCH/π相互作用という、樹脂と添加剤の共存手段としてこれまで使われてこなかった相互作用を複数用いることにより、保存経時又は水処理中における樹脂組成物の光学特性を変動させ難くする普遍的な技術である。既存の文献や特許文献などにたまたま記載されている水吸着性樹脂と芳香族化合物との併用例とはそもそも技術思想の異なる発明である。将来への発展性、拡張性が高く、新規な技術思想によって構築される本発明は、高度かつ普遍的技術として位置づけられるものといえる。
(リターデーション値(Ro値又はRt値)の変動抑制率)
本発明の樹脂組成物を用いて作製された光学フィルムのリターデーション値(Ro値又はRt値)の変動抑制率は、下記測定条件下で、20〜100%の範囲内であることを特徴とする。
なお、Ro値は、光学フィルムの面内方向のリターデーション値であり、Rtは厚さ方向のリターデーション値である。その詳細は後で述べる。
測定条件
(a)作製した前記光学フィルム(サンプルフィルム)と同一膜厚で、かつ前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物を含まない光学フィルム(基準フィルム)を、サンプルフィルムと同様に作製し、
(b)前記サンプルフィルムと基準フィルムとを温度23℃の純水中に24時間水浸漬する。
(c)前記サンプルフィルムと基準フィルムについて、温度23℃、相対湿度55%における光波長590nmでのリターデーション値Ro値及びRt値を、水浸漬前と後に、測定し、水浸漬前後のリターデーション値の差の絶対値ΔRo及びΔRtをそれぞれの光学フィルムについて求める。
(d)下式により、リターデーション値(Ro値及びRt値)の変動抑制率を求める。
Ro変動抑制率(%)=((基準フィルムのΔRo)−(サンプルフィルムのΔRo))÷(基準フィルムのΔRo)×100
Rt変動抑制率(%)=((基準フィルムのΔRt)−(サンプルフィルムのΔRt))÷(基準フィルムのΔRt)×100
サンプルフィルムと基準フィルムの光学フィルム、は公知の方法で一定膜厚及び一定の厚さで作製することができる。
「同一膜厚」とは、10〜100μmの範囲内をいい、迅速な測定の観点から、20〜70μmの範囲内であることが好ましい。より好ましくは30〜50μmの範囲内である。
サンプルフィルムと基準フィルムの上記測定は同一条件で行う。
上記測定に用いられるサンプルフィルムに含まれる5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物の含有量は、樹脂100%に対して1〜15質量%の範囲内であることが好ましい。2〜10質量%の範囲内であることが好ましい。より好ましくは2〜5質量%の範囲内である。この範囲内であれば環境湿度の変化に依存した光学値の変動が少なく、樹脂との相溶性及びブリードアウト耐性に優れた光学フィルムが得られるため好ましい。
本発明の樹脂組成物を用いて作製された光学フィルムのリターデーション値(Ro値及びRt値)の変動抑制率は、Ro変動抑制率又はRt変動抑制率が50〜100%の範囲内であることがより好ましく、Ro変動抑制率又はRt変動抑制率が70〜100%の範囲内であることがさらに好ましい。特にRo変動抑制率とRt変動抑制率の両方が優れることが好ましい。
従来は、環境湿度の変化に応じた位相差値の変動を一定の温度における低湿度条件と高湿度条件の位相差値の差で評価しており、本発明では、フィルムを水に浸す前と水に一定時間浸した後の位相差値の差で評価した。本発明の評価条件の方が、フィルムが直接水に晒されるため、従来よりも過酷な評価である。
(リターデーション値の測定)
リターデーション値の測定は、光波長590nmで、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)を用いて行うことができる。
具体的には、光学フィルムを23℃、55%RHの環境下で、光波長590nmにおいて10カ所で3次元の屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzの平均値を求めた後、下記式(I)及び式(II)に従って面内方向のリターデーション値Ro、厚さ方向のリターデーション値Rtを算出ことができる。
式(I):Ro(590)=(nx−ny)×d
式(II):Rt(590)={(nx+ny)/2−nz}×d
〔式(I)及び式(II)において、nxは、フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表す。nyは、フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表す。nzは、フィルムの厚さ方向zにおける屈折率を表す。dは、フィルムの厚さ(nm)を表す。〕
《樹脂組成物》
本発明の樹脂組成物は、樹脂が、水吸着性樹脂であって、かつ5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物が、ベンゼン環よりNICS値が小さい又は等しい5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環のいずれかを少なくとも三つ有し、そのうちの少なくとも一つはベンゼン環よりNICS値が小さく、かつ、前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が、相互に単結合又は2個以下の原子を介して連結された化合物(以下添加剤Nともいう。)である。
このような添加剤は、水吸着性樹脂に対して該添加剤が複数のCH/π相互作用力によって配位するため、水吸着性樹脂と添加剤の間に水分子が浸入することを抑制し、光学的特性の変動を低減できるため好ましい。
ベンゼン環以下のNICS値を有する5員又は6員の芳香環は、単環であっても、置換基を有していてもよい。また、該置換基が互いに結合して環を形成してもよく、形成する環がπ電子を有していてもよい。
ベンゼン環以下のNICS値を有する5員又は6員の芳香環は、6π電子系であることが好ましい。ナフタレン環(10π)、ベンゾオキサゾール環(10π)、アントラセン環(14π)等のπ共役系の広い芳香環は、前記のようにπ/π相互作用が強くなるため、水吸着性樹脂と添加剤のCH/π相互作用よりも、添加剤同士のπ/π相互作用が大きくなるため、6π電子系の芳香環のほうが水吸着性樹脂に対する相溶性の劣化、継時でのブリードアウトが発生しにくくなり、また、相溶している場合においても、水吸着性樹脂と添加剤の距離が近くなるため、光学特性が変動しにくい。
ベンゼン環よりNICS値が小さい芳香環としては、NICS値がベンゼン環より小さければ芳香環の構造に制限はないが、例えば、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環、1,2,4−トリアゾール環、テトラゾール環、フラン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、オキサジアゾール環、イソオキサジアゾール環、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環、イソチアジアゾール環等が挙げる。これらの中でも、芳香環を形成する炭素原子以外のヘテロ原子として窒素原子のみを含む芳香環は、NICS値がより小さいため、光学的特性の変動抑制効果に優れ好ましい。
また、芳香環を形成する炭素原子以外のヘテロ原子として窒素原子のみを含む芳香環は、水吸着性樹脂との共存下において、反応や分解等を起こしにくく、耐久性に優れた樹脂組成物が得られ、好ましい。具体的には、ベンゼン環よりNICS値が小さい芳香環が、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環又は1,2,4−トリアゾール環であることが好ましい。
少なくとも三つのベンゼン環以下のNICS値を有する5員又は6員の芳香環が、相互に単結合又は2個以下の原子を介して連結されることにより、水吸着性樹脂と添加剤のCH/π相互作用が強くなり光学特性の変動が抑制でき好ましい。2個以下の原子を介して連結されるとは、連結基を構成する原子のうち連結される置換基間に存在する最小の原子数が2個以下を表す。具体的には、エーテル基(−O−)の連結原子数は1、エステル基(−CO−O−)の連結原子数は2、カーボネート基(−O−CO−O−)の連結原子数は3である。光学特性の変動をより抑えるためには、単結合であることがより好ましい。
少なくとも三つのベンゼン環以下のNICS値を有する5員又は6員の芳香環をA、B、Cとおき、AとB及びBとCが連結されている場合、AとB及びBとCの二面角が小さい方が、それぞれの芳香環が同時にCH/π相互作用を形成することができるため好ましい。二面角が小さすぎるとπ/π相互作用が支配的になりやすい。このため、AとB及びBとCの二面角はそれぞれ0°以上45°以下であることが好ましく、5°以上40°以下であることがより好ましく、10°以上35°以下であることが好ましい。
<一般式(1)で表される化合物>
本発明の樹脂組成物においては、添加剤Nが、下記一般式(1)で表わされる構造の化合物であることが特に好ましい。
Figure 0006292328
前記一般式(1)において、A1、A2及びBは、それぞれ独立に、アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、2−エチヘキシル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基等)、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。この中で、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が好ましく、特に、ベンゼン環よりNICS値が小さい又は等しい5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環であることが好ましい。
NICS値がベンゼン環より小さい又は等しければ5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環の構造に制限はないが、例えば、ベンゼン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環、1,2,4−トリアゾール環、テトラゾール環、フラン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、オキサジアゾール環、イソオキサジアゾール環、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環、イソチアジアゾール環等が挙げられる。
1、A2及びBで表されるベンゼン環以下のNICS値を有する5員又は6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基等)、アルケニル基(ビニル基、アリル基等)、シクロアルケニル基(2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル基等)、アルキニル基(エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素環基(フェニル基、p−トリル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(2−ピロール基、2−フリル基、2−チエニル基、ピロール基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、2−ベンゾチアゾリル基、ピラゾリノン基、ピリジル基、ピリジノン基、2−ピリミジニル基、トリアジン基、ピラゾール基、1,2,3−トリアゾール基、1,2,4−トリアゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、1,2,4−オキサジアゾール基、1,3,4−オキサジアゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、1,2,4−チオジアゾール基、1,3,4−チアジアゾール基等)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基等)、アリールオキシ基(フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、3−ニトロフェノキシ基、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ基等)、アシルオキシ基(ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基等)、アミノ基(アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基等)、アシルアミノ基(ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等)、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基(メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、p−メチルフェニルスルホニルアミノ基等)、メルカプト基、アルキルチオ基(メチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基等)、アリールチオ基(フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基等)、スルファモイル基(N−エチルスルファモイル基、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N−アセチルスルファモイル基、N−ベンゾイルスルファモイル基、N−(N’フェニルカルバモイル)スルファモイル基等)、スルホ基、アシル基(アセチル基、ピバロイルベンゾイル基等)、カルバモイル基(カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル基、N−(メチルスルホニル)カルバモイル基等)等の各基が挙げられる。
前記一般式(1)において、A1、A2及びBは、ベンゼン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環又は1,2,4−トリアゾール環を表すことが、光学特性の変動効果に優れ、かつ耐久性に優れた樹脂組成物が得られるために好ましい。
前記一般式(1)において、T1及びT2は、それぞれ独立に、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環又は1,2,4−トリアゾール環を表すことが好ましい。これらの中で、ピラゾール環又は1,2,4−トリアゾール環であることが、光学特性の変動抑制効果に特に優れ、かつ耐久性に特に優れた樹脂組成物が得られるために好ましく、ピラゾール環であることが特に好ましい。T1及びT2で表されるピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環又は1,2,4−トリアゾール環は、互変異性体であってもよい。ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,3−トリアゾール環又は1,2,4−トリアゾール環の具体的な構造を下記に示す。
Figure 0006292328
式中、※はL1、L2、L3又はL4との結合位置を表す。R5は水素原子又は非芳香族置換基を表す。R5で表わされる非芳香族置換基としては、前記一般式(1)におけるA1が有してもよい置換基のうちの非芳香族置換基と同様の基を挙げることができる。R5で表わされる置換基が芳香族基を有する置換基の場合、A1とT1又はBとT1がねじれやすくなり、A1、B及びT1が水吸着性樹脂と同時にCH/π相互作用を形成できなくなるため、光学的特性の変動を抑制することが難しい。光学的特性変動抑制効果を高めるためには、R5は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のアシル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
前記一般式(1)において、T1及びT2は置換基を有してもよく、該置換基としては、前記一般式(1)におけるA1及びA2が有してもよい置換基と同様の基を挙げることができる。
前記一般式(1)において、L1、L2、L3及びL4は、それぞれ独立に、単結合又は、2価の連結基を表し、2個以下の原子を介して、5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が連結されている。2個以下の原子を介してとは、連結基を構成する原子のうち連結される置換基間に存在する最小の原子数を表す。連結原子数2個以下の2価の連結基としては、特に制限はないが、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、O、(C=O)、NR、S、(O=S=O)からなる群より選ばれる2価の連結基であるか、それらを2個組み合わせた連結基を表す。Rは、水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基の例には、アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基等)、芳香族炭化水素環基(フェニル基、p−トリル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基、2−ピリジル基等)、シアノ基等が含まれる。L1、L2、L3及びL4で表される2価の連結基は置換基を有してもよく、置換基としては特に制限はないが、例えば、前記一般式(1)におけるA1及びA2が有してもよい置換基と同様の基を挙げることができる。
前記一般式(1)において、L1、L2、L3及びL4は、前記一般式(1)で表される化合物の平面性が高くなることで水吸着性樹脂とのCH/π相互作用が強くなり、光学的特性の変動が抑制されるため、単結合又は、O、(C=O)−O、O−(C=O)、(C=O)−NR又はNR−(C=O)であることが好ましく、単結合であることがより好ましい。
前記一般式(1)において、nは0〜5の整数を表す。nが2以上の整数を表すとき、前記一般式(1)における複数のA2、T2、L3、L4は同じであってもよく、異なっていてもよい。nが大きい程、前記一般式(1)で表される化合物と水吸着性樹脂とのCH/π相互作用が強くなることで光学的特性の変動抑制効果が優れ、nが小さいほど、水吸着性樹脂との相溶性が優れる。このため、nは1〜3の整数であることが好ましく、1〜2の整数であることがより好ましい。
<一般式(2)で表される化合物>
一般式(1)で表される化合物は一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0006292328
(式中、A1、A2、T1、T2、L1、L2、L3及びL4は、それぞれ前記一般式(1)におけるA1、A2、T1、T2、L1、L2、L3及びL4と同義である。A3及びT3は、それぞれ一般式(1)におけるA1及びT1と同義の基を表す。L5及びL6は、前記一般式(1)におけるL1と同義の基を表す。mは0〜4の整数を表す。)
mが小さい方がセルロースエステルとの相溶性に優れるため、mは0〜2の整数であることが好ましく、0〜1の整数であることがより好ましい。
<一般式(1.1)で表される構造を有する化合物>
一般式(1)で表される構造を有する化合物は、下記一般式(1.1)で表される構造を有するトリアゾール化合物であることが好ましい。
Figure 0006292328
(式中、A1、B、L1及びL2は、上記一般式(1)におけるA1、B、L1及びL2と同義の基を表す。kは、1〜4の整数を表す。T1は、1,2,4−トリアゾール環を表す。)
さらに、上記一般式(1.1)で表される構造を有するトリアゾール化合物は、下記一般式(1.2)で表される構造を有するトリアゾール化合物であることが好ましい。
Figure 0006292328
(式中、Zは、下記一般式(1.2a)の構造を表す。qは、2〜3の整数を表す。少なくとも2つのZは、ベンゼン環に置換された少なくとも1つのZのベンゼン環上の結合位置に対してお互いにオルト位又はメタ位に結合する。)
Figure 0006292328
(式中、R10は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を表す。pは1〜5の整数を表す。*はベンゼン環との結合位置を表す。T1は1,2,4−トリアゾール環を表す。)
前記一般式(1)、(2)、(1.1)又は(1.2)で表される化合物は、水和物、溶媒和物若しくは塩を形成してもよい。なお、本発明において、水和物は有機溶媒を含んでいてもよく、また溶媒和物は水を含んでいてもよい。即ち、「水和物」及び「溶媒和物」には、水と有機溶媒のいずれも含む混合溶媒和物が含まれる。塩としては、無機又は有機酸で形成された酸付加塩が含まれる。無機酸の例として、ハロゲン化水素酸(塩酸、臭化水素酸など)、硫酸、リン酸などが含まれ、またこれらに限定されない。また、有機酸の例には、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、クエン酸、安息香酸、アルキルスルホン酸(メタンスルホン酸など)、アリルスルホン酸(ベンゼンスルホン酸、4−トルエンスルホン酸、1,5−ナフタレンジスルホン酸など)などが挙げられ、またこれらに限定されない。これらのうち好ましくは、塩酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩である。
塩の例としては、親化合物に存在する酸性部分が、金属イオン(例えばアルカリ金属塩、例えばナトリウム又はカリウム塩、アルカリ土類金属塩、例えばカルシウム又はマグネシウム塩、アンモニウム塩アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、又はアルミニウムイオンなど)により置換されるか、あるいは有機塩基(エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、ピペリジン、など)と調整されたときに形成される塩が挙げられ、またこれらに限定されない。これらのうち好ましくはナトリウム塩、カリウム塩である。
溶媒和物が含む溶媒の例には、一般的な有機溶剤のいずれも含まれる。具体的には、アルコール(例、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、t−ブタノール)、エステル(例、酢酸エチル)、炭化水素(例、トルエン、ヘキサン、ヘプタン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン)、ニトリル(例、アセトニトリル)、ケトン(アセトン)などが挙げられる。好ましくは、アルコール(例、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、t−ブタノール)の溶媒和物である。これらの溶媒は、前記化合物の合成時に用いられる反応溶媒であっても、合成後の晶析精製の際に用いられる溶媒であってもよく、又はこれらの混合であってもよい。
また、二種類以上の溶媒を同時に含んでもよいし、水と溶媒を含む形(例えば、水とアルコール(例えば、メタノール、エタノール、t−ブタノールなど)など)であってもよい。
なお、前記一般式(1)、(2)、(1.1)又は(1.2)で表される化合物を、水や溶媒、塩を含まない形態で添加しても、本発明における樹脂組成物又は光学フィルム中において、水和物、溶媒和物又は塩を形成してもよい。
前記一般式(1)、(2)、(1.1)又は(1.2)で表される化合物の分子量は特に制限はないが、小さいほど樹脂との相溶性に優れ、大きいほど環境湿度の変化に対する光学値の変動抑制効果が高いため、150〜2000であることが好ましく、200〜1500であることがより好ましく、300〜1000であることがより好ましい。
以下に、本発明に係る5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物の具体例を例示する。中でも前記一般式(1)、(2)、(1.1)又は(1.2)で表される化合物が好ましい。本発明で用いることができる前記5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を有する化合物は、以下の具体例によって何ら限定されることはない。なお、前述のように、以下の具体例は互変異性体であってもよく、水和物、溶媒和物又は塩を形成していてもよい。
Figure 0006292328
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次に、前記一般式(1)で表される化合物の合成方法について説明する。
前記一般式(1)で表わされる化合物は、公知の方法で合成することができる。
前記一般式(1)で表わされる化合物において、1,2,4−トリアゾール環を有する化合物は、いかなる原料を用いても構わないが、ニトリル誘導体又はイミノエーテル誘導体と、ヒドラジド誘導体を反応させる方法が好ましい。反応に用いる溶媒としては、原料と反応しないと溶媒であれば、いかなる溶媒でも構わないが、エステル系(例えば、酢酸エチル、酢酸メチル等)、アミド系(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)、エーテル系(エチレングリコールジメチルエーテル等)、アルコール系(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル等)、芳香族炭化水素系(例えば、トルエン、キシレン等)、水を挙げられることができる。使用する溶媒として、好ましくは、アルコール系溶媒である。また、これらの溶媒は、混合して用いても良い。
溶媒の使用量は、特に制限はないが、使用するヒドラジド誘導体の質量に対して、0.5〜30倍量の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは、1.0〜25倍量であり、特に好ましくは、3.0〜20倍量の範囲内である。
ニトリル誘導体とヒドラジド誘導体を反応させる場合、触媒を使用しなくても構わないが、反応を加速させるために触媒を使用する方が好ましい。使用する触媒としては、酸を用いても良く、塩基を用いても良い。酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸等が挙げられ、好ましくは塩酸である。酸は、水に希釈して添加しても良く、ガスを系中に吹き込む方法で添加しても良い。塩基としては、無機塩基(炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等)及び有機塩基(ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート、カリウムエチラート、ナトリウムブチラート、カリウムブチラート、ジイソプロピルエチルアミン、N,N′−ジメチルアミノピリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、N−メチルモルホリン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、ピリジン等)のいずれを用いて良く、無機塩基としては、炭酸カリウムが好ましく、有機塩基としては、ナトリウムエチラート、ナトリウムエチラート、ナトリウムブチラートが好ましい。無機塩基は、粉体のまま添加しても良く、溶媒に分散させた状態で添加しても良い。また、有機塩基は、溶媒に溶解した状態(例えば、ナトリウムメチラートの28%メタノール溶液等)で添加しても良い。
触媒の使用量は、反応が進行する量であれば特に制限はないが、形成されるトリアゾール環に対して1.0〜5.0倍モルの範囲内が好ましく、更に1.05〜3.0倍モルの範囲内が好ましい。
イミノエーテル誘導体とヒドラジド誘導体を反応させる場合は、触媒を用いる必要がなく、溶媒中で加熱することにより目的物を得ることができる。
反応に用いる原料、溶媒及び触媒の添加方法は、特に制限がなく、触媒を最後に添加しても良く、溶媒を最後に添加しても良い。また、ニトリル誘導体を溶媒に分散若しくは溶解させ、触媒を添加した後、ヒドラジド誘導体を添加する方法も好ましい。
反応中の溶液温度は、反応が進行する温度であればいかなる温度でも構わないが、好ましくは、0〜150℃の範囲内であり、更に好ましくは、20〜140℃の範囲内である。また、生成する水を除去しながら、反応を行っても良い。
反応溶液の処理方法は、いかなる手段を用いても良いが、塩基を触媒として用いた場合は、反応溶液に酸を加えて中和する方法が好ましい。中和に用いる酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸又は酢酸等が挙げられるが、特に好ましくは酢酸である。中和に使用する酸の量は、反応溶液のpHが4〜9になる範囲であれば特に制限はないが、使用する塩基に対して、0.1〜3倍モルが好ましく、特に好ましくは、0.2〜1.5倍モルの範囲内である。
反応溶液の処理方法として、適当な有機溶媒を用いて抽出する場合、抽出後に有機溶媒を水で洗浄した後、濃縮する方法が好ましい。ここでいう適当な有機溶媒とは、酢酸エチル、トルエン、ジクロロメタン、エーテル等非水溶性の溶媒、又は、前記非水溶性の溶媒とテトラヒドロフラン又はアルコール系溶媒との混合溶媒のことであり、好ましくは酢酸エチルである。
一般式(1)で表される化合物を晶析させる場合、特に制限はないが、中和した反応溶液に水を追加して晶析させる方法、若しくは、一般式(1)で表される化合物が溶解した水溶液を中和して晶析させる方法が好ましい。
例えば、例示化合物1は以下のスキームによって合成することができる。
(例示化合物1の合成)
Figure 0006292328
n−ブタノール350mlにベンゾニトリル77.3g(75.0mmol)、ベンゾイルヒドラジン34.0g(25.0mmol)、炭酸カリウム107.0g(77.4mmol)を加え、窒素雰囲気下、120℃で24時間撹拌した。反応液を室温まで冷却し、析出物をろ過後、ろ液を減圧下で濃縮した。濃縮物にイソプロパノール20mlを加え、析出物をろ取した。ろ取した析出物をメタノール80mlに溶解し、純水300mlを加え、溶液のpHが7になるまで酢酸を滴下した。析出した結晶をろ取後、純水で洗浄し、50℃で送風乾燥することにより、例示化合物1を38.6g得た。収率は、ベンゾイルヒドラジン基準で70%であった。
得られた例示化合物1の1H−NMRスペクトルは以下のとおりである。
1H−NMR(400MHz、溶媒:重DMSO、基準:テトラメチルシラン)δ(ppm):7.56−7.48(6H、m)、7.62−7.61(4H、m)
(例示化合物6の合成)
例示化合物6は以下のスキームによって合成することができる。
Figure 0006292328
n−ブタノール40mlに1,3−ジシアノベンゼン2.5g(19.5mmol)、ベンゾイルヒドラジン7.9g(58.5mmol)、炭酸カリウム9.0g(68.3mmol)を加え、窒素雰囲気下、120℃で24時間撹拌した。反応液を冷却後、純水40mlを加え、室温で3時間撹拌した後、析出した固体を濾別し、純水で洗浄した。得られた固体に水及び酢酸エチルを加えて分液し、有機層を純水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘプタン)で精製し、例示化合物6を5.5g得た。収率は、1,3−ジシアノベンゼン基準で77%であった。
得られた例示化合物6の1H−NMRスペクトルは以下のとおりである。
1H−NMR(400MHz、溶媒:重DMSO、基準:テトラメチルシラン)δ(ppm):8.83(1H、s)、8.16〜8.11(6H、m)、7.67−7.54(7H、m)
(例示化合物176の合成)
例示化合物176は以下のスキームによって合成することができる。
Figure 0006292328
脱水テトラヒドロフラン520mlにアセトフェノン80g(0.67mol)、イソフタル酸ジメチル52g(0.27mol)を加え、窒素雰囲気下、氷水冷で撹拌しながら、ナトリウムアミド52.3g(1.34mol)を少しずつ滴下した。氷水冷下で3時間撹拌した後、水冷下で12時間撹拌した。反応液に濃硫酸を加えて中和した後、純水及び酢酸エチルを加えて分液し、有機層を純水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた粗結晶にメタノールを加えて懸濁洗浄することにより、中間体Aを55.2g得た。
テトラヒドロフラン300ml、エタノール200mlに中間体A55g(0.15mol)を加え、室温で撹拌しながら、ヒドラジン1水和物18.6g(0.37mol)を少しずつ滴下した。滴下終了後、12時間加熱還流した。反応液に純水及び酢酸エチルを加えて分液し、有機層を純水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘプタン)で精製することによって、例示化合物176を27g得た。
得られた例示化合物176の1H−NMRスペクトルは以下のとおりである。なお、互変異性体の存在により、ケミカルシフトが複雑化するのを避けるために、測定溶媒にトリフルオロ酢酸を数滴加えて測定を行った。
1H−NMR(400MHz、溶媒:重DMSO、基準:テトラメチルシラン)δ(ppm):8.34(1H、s)、7.87〜7.81(6H、m)、7.55〜7.51(1H、m)、7.48−7.44(4H、m)、7.36−7.33(2H、m)、7.29(1H、s)
その他の化合物についても同様の方法によって合成が可能である。
<一般式(1)で表される化合物の使用方法について>
本発明に係る前記一般式(1)で表される化合物は、適宜量を調整して光学フィルムに含有することができるが、添加量としては光学フィルムを形成する樹脂(例えば、セルロースエステル等)に対して、1〜15質量%含むことが好ましく、特に、2〜10質量%含むことが好ましい。また、前記一般式(1)で表される構造を有する化合物を1種のみ使用してもよく、前記一般式(1)で表される構造を有する複数種の化合物を併用してもよい。この範囲内であれば、本発明の光学フィルムの機械強度を損なうことなく、環境湿度の変化に依存した光学値の変動を低減することができる。
また、前記一般式(1)で表される化合物の添加方法としては、光学フィルムを形成する樹脂に粉体で添加しても良く、溶媒に溶解した後、光学フィルムを形成する樹脂に添加しても良い。
本発明は、CH/π相互作用という、樹脂と添加剤の共存手段としてこれまで使われてこなかった相互作用を複数用いることにより、保存経時又は水処理中における樹脂組成物の光学特性を変動させ難くする普遍的な技術である。既存の文献や特許文献などにたまたま記載されている水吸着性樹脂と芳香族化合物との併用例とはそもそも技術思想の異なる発明である。将来への発展性、拡張性が高く、新規な技術思想によって構築される本発明は、高度かつ普遍的技術として位置づけられるものといえる。
ここで、既存の文献や特許文献などに記載されている水吸着性樹脂と芳香族化合物について、違いに触れておく。
特開2012−215817号公報(特許文献4)には、非晶状態における含水率差が2%以上である高吸湿性化合物を添加することにより、環境湿度に依存したセルロースアシレートフィルムのリターデーション変化を小さくする方法が開示されている。これは、高湿環境下のセルロースアシレートフィルムにおいて、トリアジン構造を有する高吸湿性化合物が、水分子と優先的に配位することにより、セルロースアシレートのカルボニル基への水分子の配位を抑制することで環境湿度によるリターデーションの変化を低減する技術思想が記載されている。
しかしながら、該特許には、本願の技術思想であるCH/π相互作用を示唆する記述がない。又、トリアジン構造は、NICSの値がベンゼン環よりも大きいことから示唆されるように、芳香族性が低く、樹脂との間に十分なCH/π相互作用を得ることができない。このため、水分子存在下では、水吸着性樹脂と添加剤の間に水分子が侵入することを抑制できず、本願の効果を得ることができない。
特開2004−243628号公報(特許文献5)では、セルロースエステルにリターデーション上昇剤を添加し、リターデーション上昇剤のブリードアウトを抑制する方法が開示されている。これは、トリアジン化合物をリターデーション上昇剤として用い、セルロースエステル溶液を流延する工程及び剥ぎ取り前乾燥の前半を制御することにより、ブリードアウトを抑制する技術思想が記載されている。該特許の中で使用されているトリアジン化合物には、置換基としてピラゾール構造を含む物も開示されている。
しかしながら、該特許には、前記と同様に、本願の技術思想であるCH/π相互作用を示唆する記述がなく、又、トリアジン構造は、NICSの値が大きいことから示唆されるように、芳香族性が低く、樹脂との間に十分なCH/π相互作用を得ることができない。このため、水分子存在下では、水吸着性樹脂と添加剤の間に水分子が侵入することを抑制できず、本願の効果を得ることができない。
特開2000−111914号公報(特許文献6)では、芳香族環を少なくとも二つ有するセルロースの低級脂肪酸エステルフィルム用のリターデーション上昇剤が開示されている。これは、少なくとも二つの芳香族環が立体配座を立体障害しない構造とすることで、二つの芳香族環が同一平面上に位置し、リターデーションを上昇させる技術思想が記載されている。
しかしながら、該特許では、セルロースの低級脂肪酸エステルとリターデーション上昇剤の相互作用に関する記述がなく、本願の技術思想であるCH/π相互作用を示唆する記載は全くない。更に、湿熱処理によるセルロースの低級脂肪酸エステルフィルムの光学性能変化についても記載されていない。又、該特許には、ピラゾール環の1位の窒素原子にフェニル基を有するピラゾール化合物が記載されている。この化合物の最安定構造は、下記したように、ピラゾール環(a)と1位のベンゼン環(b)とが約45度ねじれている。また、ピラゾール環(a)と5位のベンゼン環(d)も約45度ねじれた構造をとっている。このため、aとbは樹脂との間に同時にCH/π相互作用を形成しうるが、cとdはピラゾール環平面に対して約45度ねじれているので、a及びbと同時に樹脂とCH/π相互作用を形成することができない。よって、水分子存在下では、水吸着性樹脂と添加剤の間に水分子が侵入することを抑制するだけのCH/π相互作用を付与することができず、本願の効果は著しく低下する。
また、該特許には、ベンゾオキサゾールやベンゾトリアゾールなどの10π電子系の芳香環を有する化合物が記載されているが、先に述べたように、このような化合物は、化合物同士のπ/π相互作用が樹脂と化合物間のCH/π相互作用よりも支配的になるため、水吸着性樹脂と添加剤の間に水分子が侵入することを抑制するだけのCH/π相互作用を付与することができない。
Figure 0006292328
また、特開2000−275435号公報(特許文献7)には、光学異方体フィルムにおけるリターデーションの波長分散性を高くするための添加剤が開示されており、該添加剤の吸収ピークとして、250nm〜400nmの範囲あることが好ましいことが記載されている。また、実施例では、芳香族複素環として、オキサジアゾール環を有する化合物が記載されている。
さらに、特開2007−23124号公報(特許文献8)では、芳香族複素環基と芳香族炭化水素基が単結合にて連結した部位を少なくとも二つ含む化合物をセルロース化合物に添加することで、膜厚方向の位相差発現性が低く、面内位相差を発現する技術が開示されている。該特許では、芳香族複素環として5員又は6員が好ましく、オキサジアゾール、イソオキサジアゾール、チアジアゾール、イソチアジアゾールなどの例示化合物が記載されている。実施例では、二つのイソオキサジアゾール環がフェニレン基を介して結合した化合物が記載されている。
しかしながら、前記特許文献7及び8には、樹脂と添加剤の相互作用に関する記述がなく、本願の技術思想であるCH/π相互作用を示唆する記述もない。目的及び効果についても本願とは全く異なるものである。即ち、これらの特許文献の中に記載されている化合物が、たまたま複数の5員の芳香族複素環お及び6員の芳香族環を有するものであったとしても、それらのCH/π相互作用を積極的に用いて樹脂と添加剤の相互作用を強くし、水分子存在下で、水吸着性樹脂と添加剤の間に水分子が侵入することを抑制するという意図が明記されていない限り、本発明とは区別されるべきものであり、我々が精査した中にはそのような技術思想の開示は見いだされていない。また、前記特許文献7及び8の実施例に記載されている化合物は5員の芳香族複素環としてオキサジアゾール環又はイソオキサジアゾール環を有するものである。先の文献Bによれば、オキサジアゾール環のNICS値は−10.74、イソオキサジアゾール環は−11.51であり、ピロール環(−14.86)、イミダゾール環(−13.85)、1,2,4−トリアゾール環(−13.66)等の酸素原子を含まない5員の芳香族複素環よりも大きい(負に小さい)ため、CH/π相互作用を積極的に利用しているとは言えず、本願発明とは全く技術思想が異なるものである。
さらに、オキサジアゾール環、イソオキサジアゾール環、チアジアゾール環、イソチアジアゾール環等の環は下記の反応例に示したように、水吸着性樹脂の多くが有するヒドロキシ基(−OH)やアミノ基(−NH2)と反応したり、水分子によって加水分解されうる不安定な環構造である。下記の反応は、それぞれ、Chem.Ber.、1892,25、1585、J.Org.Chem.、2005、70、2322−2324及びTetrahedron,2012、68、4814−4819に記載されている。
Figure 0006292328
したがって、特許文献7や8に記載されている化合物は、水吸着性樹脂との共存下において、反応、分解等を起こしやすい構造を有する化合物であるため、耐久性が要求される光学用途としてはふさわしくなく、かつ、本発明の目的効果である光学的特性の変動抑制には効果が小さい。
<水吸着性樹脂>
本発明の樹脂組成物は水吸着性樹脂を含有する。
水吸着性樹脂とは、経時又は外部の湿度環境の変化に応じて、水を吸収する樹脂であり、そのため、寸法変化や、剛性、強度等の機械的特性、抵抗率等の電気的特性、屈折率等の光学的特性などの特性の変化が生じる問題を有する樹脂である。
水吸着性樹脂としては、アクリル樹脂(ポリメタクリル酸メチル等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタラート等)、ポリアミド(ナイロン等)、ポリカーボネート、セロハン、セルロース誘導体(セルロースアセテート、エチルセルロース等)、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポリイミド、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
本発明における水吸着性樹脂とは、吸水率が0.1%以上である。このような樹脂に対して、本発明の添加剤を添加することによって光学的特性の変動を抑えることができ好ましい。一方、吸水率が高すぎると、光学的特性の変動抑制効果が低下する。このため、吸水率が0.5〜10%であることがより好ましい。
本発明において水吸着性樹脂は、セルロース誘導体であることが光学的特性変動抑制効果に優れるため、好ましい。とくに、アシル基を有するセルロースエステルであることが好ましい。
本発明における吸水率とは、23℃の水中に24時間水吸着性樹脂を浸漬した後の重量増加率を表す。
本発明に係る吸水率の具体的な求め方を次に説明する。
水吸着性樹脂から作製したフィルムを23℃、55%RHに調湿された部屋に4時間以上放置した後の該フィルムの重量を測定し、これをW1とする。次に、該フィルムを23℃の蒸留水に24時間浸漬させた後、取り出したフィルムの質量を測定し、これをW2とする。吸水率を以下の式に基づいて算出する。
吸水率(%)=(W2−W1)÷W1×100
本発明の樹脂組成物は、少なくとも樹脂と添加剤Nとを含有する樹脂組成物である。樹脂は本発明の光学フィルムの基材及び光学レンズとしても用いることができる。
<光学フィルム>
次に、本発明の光学フィルムの詳細について、樹脂組成物を構成する樹脂と共に説明する。
本発明において光学フィルムとは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等の各種表示装置に用いられる機能フィルムのことであり、詳しくは偏光板保護フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム、ハードコートフィルム、防眩フィルム、帯電防止フィルム、視野角拡大等の光学補償フィルム等を含む。
前記樹脂組成物を構成する樹脂は、極性基を有することが好ましい。この樹脂中の極性基と水と5員若しくは6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環とが強い相互作用を持ち、光学フィルム中の水分子の量が変化しても配向を維持し、位相値の変動が抑制できるものと推定している。
ここで極性基とは、酸素、窒素、イオウ、ハロゲン等電気陰性度の高い原子によって分極が生じている有機基であれば特に限定されない。極性基を有する樹脂としては、例えばヒドロキシ基、カルボニル基、ウレタン基、イソシアヌレート基、ウレア基、カーボネート基、アミド基、エステル基、カルボキシ基、酸無水物基、エーテル基、エポキシ基、イミノ基又はアミノ基などを有する樹脂が挙げられる。本発明においては、セルロースエステル系樹脂及びセルロースエーテル系樹脂等のセルロース誘導体が好ましい。
またセルロース誘導体と上記樹脂とを併用することもできる。併用する樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、環状オレフィン系樹脂が好ましい。セルロース誘導体以外の樹脂を併用する場合、セルロース誘導体以外の樹脂含有量としては0〜50質量%の範囲内が好ましい。
(セルロース誘導体)
セルロース誘導体は、セルロースを原料とする化合物(セルロース骨格を有する化合物)である。セルロース誘導体の例には、セルロースエーテル(例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルセルロース等)、セルロースエステル(詳細は後述)、セルロースエーテルエステル(例えば、アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルヒドロキシエチルセルロース、ベンゾイルヒドロキシプロピルセルロース等)、セルロースカーボネート(例えば、セルロースエチルカーボネート等)、セルロースカルバメート(例えば、セルロースフェニルカルバメート等が挙げられる)等の樹脂が含まれ、好ましくはセルロースエステルである。セルロース誘導体は、一種類であってもよいし、二種類以上の混合物であってもよい。
セルロースエステルは、セルロースと、炭素数2〜22程度の脂肪族カルボン酸及び芳香族カルボン酸の少なくとも一方とをエステル化反応させて得られる化合物であり、好ましくはセルロースと、炭素数6以下の低級脂肪酸とをエステル化反応させて得られる化合物である。
セルロースエステルに含まれるアシル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、また環を形成していてもよく、さらに別の置換基を有していてもよい。アシル基の炭素数は2〜6であることが好ましく、2〜4であることがより好ましく、2〜3であることがさらに好ましい。
セルロースエステルの具体例には、セルロースアセテートの他、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、セルロースアセテートプロピオネートブチレート又はセルロースアセテートフタレートなどの混合脂肪酸エステルを用いることができる。好ましくは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又はセルロースアセテートプロピオネートである。セルロースエステルに含まれうるブチリル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。
セルロースエステルのアシル基の総置換度は、1.0〜3.0程度としうる。アシル基の総置換度は、透湿性を低くする観点からは、2.0〜2.95の範囲内であることが好ましい。
セルロースエステルのアシル基の置換度は、ASTM D817−96に規定の方法で測定することができる。
セルロース誘導体の数平均分子量は、得られるフィルムの機械的強度を高めるためには、6×104〜3×105の範囲であることが好ましく分子量、7×104〜2×105の範囲であることがより好ましい。
セルロース誘導体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される。測定条件は以下のとおりである。
溶媒:メチレンクロライド;
カラム:Shodex K806、K805、K803G(昭和電工株式会社製)を3本接続して使用する;
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(日立製作所株式会社製);
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(東ソー株式会社製) Mw=500〜1000000の13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
セルロース誘導体中の残留硫酸の含有量は、硫黄元素換算で0.1〜45質量ppmの範囲であることが好ましく、1〜30質量ppmの範囲がより好ましい。硫酸は、塩の状態でフィルムに残留していると考えられる。残留硫酸の含有量が45質量ppmを超えると、フィルムを熱延伸する際や、熱延伸後にスリッティングする際に破断しやすくなる。残留硫酸の含有量は、ASTM D817−96に規定の方法により測定することができる。
セルロース誘導体中の遊離酸の含有量は、1〜500質量ppmの範囲内であることが好ましく、1〜100質量ppmであることがより好ましく、1〜70質量ppmの範囲内であることがさらに好ましい。遊離酸の含有量が上記範囲であると、前述と同様に、フィルムを熱延伸する際や、熱延伸後にスリッティングする際に破断しにくい。遊離酸の含有量はASTM D817−96に規定の方法により測定することができる。
セルロース誘導体は、微量の金属成分を含有することがある。微量の金属成分は、セルロース誘導体の合成工程で用いられる水に由来すると考えられる。これらの金属成分のように、不溶性の核となりうるような成分の含有量はできるだけ少ないことが好ましい。特に鉄、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樹脂分解物等と塩形成して不溶物を形成する場合がある。また、カルシウム(Ca)成分は、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(すなわち、錯体)を形成しやすく、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)を形成するおそれがある。
具体的には、セルロース誘導体中の鉄(Fe)成分の含有量は、1質量ppm以下であることが好ましい。また、セルロース誘導体中のカルシウム(Ca)成分の含有量は、好ましくは60質量ppm以下であり、より好ましくは0〜30質量ppmの範囲内である。セルロース誘導体中のマグネシウム(Mg)成分の含有量は、0〜70質量ppmの範囲内であることが好ましく、特に0〜20質量ppmの範囲内であることが好ましい。
鉄(Fe)成分、カルシウム(Ca)成分、及びマグネシウム(Mg)成分などの金属成分の含有量は、絶乾したセルロース誘導体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)を用いて測定することができる。
残留アルカリ土類金属、残留硫酸及び残留酸の含有量は、合成して得られるセルロース誘導体を、十分に洗浄することによって調整することができる。
セルロース誘導体は、公知の方法により製造することができる。具体的には、例えば、特開平10−45804号公報に記載の方法を参考にして合成することができる。セルロース誘導体の原料のセルロースは、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ、ケナフなどでありうる。原料の異なるセルロース誘導体を混合して用いてもよい。
((メタ)アクリル樹脂)
本発明に用いることができる(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体であるか、又は(メタ)アクリル酸エステルと他の共重合モノマーとの共重合体であり得る。(メタ)アクリル樹脂は、一種類であっても、二種類以上の混合物であってもよい。(メタ)アクリル酸エステルは、好ましくはメチルメタクリレートである。共重合体におけるメチルメタクリレート由来の構成単位の含有割合は50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。
メチルメタクリレートと共重合体をなす共重合モノマーの例には、アルキル部分の炭素数が2〜18のアルキルメタクリレート;アルキル部分の炭素数が1〜18のアルキルアクリレート;後述のラクトン環構造を形成し得る、ヒドロキシ基を有するアルキル部分の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレート;アクリル酸、メタクリル酸等のα,β−不飽和酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和基含有2価カルボン酸;スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル;無水マレイン酸、マレイミド、N−置換マレイミド、グルタル酸無水物、アクリロイルモルホリン(ACMO)等のアクリルアミド誘導体;N−ビニルピロリドン(VP)等が含まれる。これらは、一種類で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、共重合体の耐熱分解性や流動性を高めるためには、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート;2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル等のヒドロキシ基を有するアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。セルロースエステルとの相溶性を高めるためには、アクリロイルモルホリン等が好ましい。
(メタ)アクリル樹脂は、得られた光学フィルムの耐熱性を高めたり、光弾性係数を調整したりする観点等から、ラクトン環構造を含有することが好ましい。(メタ)アクリル樹脂に含まれるラクトン環構造は、好ましくは下記一般式(3)で表される。
Figure 0006292328
一般式(3)において、R1〜R3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜20の有機残基を表す。有機残基は、酸素原子を含んでいてもよい。有機残基の例には、直鎖若しくは分岐状のアルキル基、直鎖若しくは分岐状のアルキレン基、芳香族炭化水素環基、−OAc基(Acはアセチル基)、−CN基等が含まれる。
一般式(3)で表されるラクトン環構造は、後述するように、ヒドロキシ基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造である。
ラクトン環構造を含有する(メタ)アクリル樹脂は、アルキル部分の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位をさらに含み、必要に応じてヒドロキシ基を含有するモノマー、不飽和カルボン酸、下記一般式(4)で表されるモノマー等に由来する構成単位をさらに含んでいてもよい。
Figure 0006292328
一般式(4)におけるR4は、水素原子又はメチル基を表す。Xは、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、芳香族炭化水素環基、−OAc基(Acはアセチル基)、−CN基、アシル基又は−C−OR基(Rは水素原子又は炭素数1〜20の有機残基)を表す。
ラクトン環構造を含有する(メタ)アクリル樹脂における、一般式(1)で表されるラクトン環構造の含有割合は、好ましくは5〜90質量%の範囲内であり、より好ましくは10〜80質量%の範囲内であり、さらに好ましくは15〜70質量%の範囲内である。ラクトン環構造の含有割合が5質量%以上であれば、必要な位相差を有するフィルムが得られやすく、フィルムの耐熱性、耐溶剤性、表面硬度が十分である。ラクトン環構造の含有割合が90質量%以下であれば、成形加工性が高く、得られたフィルムの可とう性も高くなりやすい。
ラクトン環構造を含有する(メタ)アクリル樹脂における、アルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位の含有割合は、好ましくは10〜95質量%の範囲内であり、より好ましくは20〜90質量%の範囲内であり、さらに好ましくは30〜85質量%の範囲内である。
ラクトン環構造を含有する(メタ)アクリル樹脂における、ヒドロキシ基含有モノマー、不飽和カルボン酸又は一般式(2)で表されるモノマーに由来する構成単位の含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは0〜30質量%の範囲内であり、より好ましくは0〜20質量%であり、さらに好ましくは0〜10質量%の範囲内である。
ラクトン環構造を含有する(メタ)アクリル樹脂は、少なくとも、ヒドロキシ基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、それ以外のアルキル(メタ)アクリレートとを含むモノマー成分を重合反応させて、分子鎖中にヒドロキシ基とエステル基とを有する重合体を得るステップ、得られた重合体を加熱処理してラクトン環構造を導入するステップ、を経て製造され得る。
(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量Mwは、好ましくは8.0×104〜5.0×105の範囲内であり、より好ましくは9.0×104〜4.5×105の範囲内であり、さらに好ましくは1.0×105〜4.0×105の範囲内である。(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量Mwが8.0×104以上であれば、フィルムの耐脆性が向上やすく、5.0×105以下であれば、フィルムのヘイズが低くなりやすい。
(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量Mwは、セルロースエステルの重量平均分子量Mwの測定方法と同様にして、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定することができる。
本発明の光学フィルムは、必要に応じて下記のような種々の添加剤をさらに含有していてもよい。
(糖エステル)
本発明の光学フィルムは、光学フィルムの可塑性を向上させる観点から、前述したセルロースエステル以外の糖エステルを含有することができる。
本発明に用いることのできる糖エステルは、フラノース構造若しくはピラノース構造を1〜12個有する化合物であって、該化合物中のヒドロキシ基の全部又は一部がエステル化された化合物をいう。
そのような糖エステルの好ましい例には、下記一般式(FA)で表されるスクロースエステルが含まれる。
Figure 0006292328
一般式(FA)のR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキルカルボニル基、又は置換若しくは無置換のアリールカルボニル基を表す。R1〜R8は、互いに同じであっても、異なってもよい。
置換若しくは無置換のアルキルカルボニル基は、炭素原子数2以上の置換若しくは無置換のアルキルカルボニル基であることが好ましい。置換若しくは無置換のアルキルカルボニル基の例には、メチルカルボニル基(アセチル基)が含まれる。アルキル基が有する置換基の例には、フェニル基等の芳香族炭化水素環基が含まれる。
置換又は無置換のアリールカルボニル基は、炭素原子数7以上の置換又は無置換のアリールカルボニル基であることが好ましい。アリールカルボニル基の例には、フェニルカルボニル基が含まれる。芳香族炭化水素環基が有する置換基の例には、メチル基等のアルキル基や、メトキシ基等のアルコキシル基等が含まれる。
スクロースエステルのアシル基の平均置換度は、3.0〜7.5の範囲内であることが好ましい。アシル基の平均置換度がこの範囲内であると、セルロースエステルとの十分な相溶性が得られやすい。
一般式(FA)で表されるスクロースエステルの具体例には、下記例示化合物FA−1〜FA−24が含まれる。下記表は、例示化合物FA−1〜FA−24の一般式(FA)におけるR1〜R8と、アシル基の平均置換度を示している。
Figure 0006292328
Figure 0006292328
Figure 0006292328
その他の糖エステルの例には、特開昭62−42996号公報及び特開平10−237084号公報に記載の化合物が含まれる。
糖エステルの含有量は、セルロースエステルに対して0.5〜35.0質量%の範囲内であることが好ましく、5.0〜30.0質量%の範囲内であることがより好ましい。
(可塑剤)
本発明の光学フィルムは、フィルム製造時の組成物の流動性や、フィルムの柔軟性を向上するために可塑剤を含有していていもよい。可塑剤の例には、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、多価カルボン酸エステル系可塑剤(フタル酸エステル系可塑剤を含む)、グリコレート系可塑剤、エステル系可塑剤(クエン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤等を含む)等が含まれる。これらは、単独で用いても、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリエステル系可塑剤は、1〜4価のカルボン酸と、1〜6価のアルコールとを反応させて得られた化合物であり、好ましくは2価カルボン酸とグリコールとを反応させて得られた化合物である。
2価カルボン酸の例には、コハク酸、グルタル酸、イタコン酸、アジピン酸、フタル酸、アゼライン酸、セバシン酸等が含まれる。特に、2価カルボン酸として、コハク酸、アジピン酸、フタル酸等を用いた化合物は、可塑性を良好に付与し得る。
グリコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等が含まれる。2価カルボン酸及びグリコールは、それぞれ一種類であってもよいし、二種類以上を併用してもよい。
ポリエステル系可塑剤は、エステル、オリゴエステル、ポリエステルのいずれであってもよい。ポリエステル系可塑剤の分子量は、100〜10000の範囲が好ましく、可塑性を付与する効果が大きいことから、600〜3000の範囲がより好ましい。
ポリエステル系可塑剤の粘度は、分子構造や分子量にもよるが、アジピン酸系可塑剤の場合、セルロースエステルとの相溶性が高く、かつ可塑性を付与する効果が高いこと等から、200〜5000MPa・s(25℃)の範囲であることが好ましい。ポリエステル系可塑剤は、一種類であっても、二種類以上を併用してもよい。
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、モノカルボン酸とのエステル化合物(アルコールエステル)であり、好ましくは2〜20価の脂肪族多価アルコールエステルである。多価アルコールエステル系化合物は、分子内に芳香環又はシクロアルキル環を有することが好ましい。
脂肪族多価アルコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が含まれる。
モノカルボン酸は、脂肪族モノカルボン酸、脂環式モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等であり得る。モノカルボン酸は、一種類であってもよいし、二種以上の混合物であってもよい。また、脂肪族多価アルコールに含まれるOH基の全部をエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。
脂肪族モノカルボン酸は、炭素数1〜32の直鎖又は側鎖を有する脂肪酸であることが好ましい。脂肪族モノカルボン酸の炭素数はより好ましくは1〜20であり、さらに好ましくは1〜10である。そのような脂肪族モノカルボン酸の例には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸等が含まれ、セルロースエステルとの相溶性を高めるためには、好ましくは酢酸であり得る。
脂環式モノカルボン酸の例には、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等が含まれる。
芳香族モノカルボン酸の例には、安息香酸;安息香酸のベンゼン環にアルキル基又はアルコキシ基(例えばメトキシ基やエトキシ基)を1〜3個を導入したもの(例えばトルイル酸等);ベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸(例えば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等)が含まれ、好ましくは安息香酸である。
多価アルコールエステル系可塑剤の分子量は、特に制限されないが、300〜1500の範囲内であることが好ましく、350〜750の範囲内であることがより好ましい。揮発し難くするためには、分子量が大きい方が好ましい。透湿性を高め、セルロースエステルとの相溶性を高めるためには、分子量が小さい方が好ましい。
多価アルコールエステル系可塑剤の具体例には、トリメチロールプロパントリアセテート、ペンタエリスリトールテトラアセテート、特開2008−88292号公報に記載の一般式(I)で表されるエステル化合物(A)等が含まれる。
多価カルボン酸エステル系可塑剤は、2価以上、好ましくは2〜20価の多価カルボン酸と、アルコール化合物とのエステル化合物である。多価カルボン酸は、2〜20価の脂肪族多価カルボン酸、3〜20価の芳香族多価カルボン酸又は3〜20価の脂環式多価カルボン酸であることが好ましい。
多価カルボン酸の例には、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸のような3価以上の芳香族多価カルボン酸又はその誘導体;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、テトラヒドロフタル酸のような脂肪族多価カルボン酸;酒石酸、タルトロン酸、リンゴ酸、クエン酸のようなオキシ多価カルボン酸等が含まれ、フィルムからの揮発を抑制するためには、オキシ多価カルボン酸が好ましい。
アルコール化合物の例には、直鎖若しくは側鎖を有する脂肪族飽和アルコール化合物、直鎖若しくは側鎖を有する脂肪族不飽和アルコール化合物、脂環式アルコール化合物又は芳香族アルコール化合物等が含まれる。脂肪族飽和アルコール化合物又は脂肪族不飽和アルコール化合物の炭素数は、好ましくは1〜32であり、より好ましくは1〜20であり、さらに好ましくは1〜10である。脂環式アルコール化合物の例には、シクロペンタノール、シクロヘキサノール等が含まれる。芳香族アルコール化合物の例には、フェノール、パラクレゾール、ジメチルフェノール、ベンジルアルコール、シンナミルアルコール等が含まれる。アルコール化合物は、一種類でもよいし、二種以上の混合物であってもよい。
多価カルボン酸エステル系可塑剤の分子量は、特に制限はないが、300〜1000の範囲内であることが好ましく、350〜750の範囲内であることがより好ましい。多価カルボン酸エステル系可塑剤の分子量は、ブリードアウトを抑制する観点では、大きい方が好ましい。透湿性やセルロースエステルとの相溶性の観点では、小さい方が好ましい。
多価カルボン酸エステル系可塑剤の酸価は、1mgKOH/g以下であることが好ましく、0.2mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。酸価とは、試料1g中に含まれる酸(試料中に存在するカルボキシ基)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。酸価は、JIS K0070に準拠して測定したものである。
多価カルボン酸エステル系可塑剤の例には、特開2008−88292号公報に記載の一般式(II)で表されるエステル化合物(B)等が含まれる。
多価カルボン酸エステル系可塑剤は、フタル酸エステル系可塑剤であってもよい。フタル酸エステル系可塑剤の例には、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、ジシクロヘキシルフタレート、ジシクロヘキシルテレフタレート等が含まれる。
グリコレート系可塑剤の例には、アルキルフタリルアルキルグリコレート類が含まれる。アルキルフタリルアルキルグリコレート類の例には、メチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート等が含まれる。
エステル系可塑剤には、脂肪酸エステル系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、トリメリット酸系可塑剤等が含まれる。
脂肪酸エステル系可塑剤の例には、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等が含まれる。クエン酸エステル系可塑剤の例には、クエン酸アセチルトリメチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル等が含まれる。リン酸エステル系可塑剤の例には、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が含まれる。トリメリット酸系可塑剤の例には、トリメリット酸オクチル、トリメリット酸n−オクチル、トリメリット酸イソデシル、トリメリット酸イソノニル等が含まれる。
可塑剤の含有量は、セルロースエステルに対して0.5〜30.0質量%の範囲内であることが好ましい。可塑剤の含有量が30.0質量%以下であれば、光学フィルムがブリードアウトを生じにくい。
(紫外線吸収剤)
本発明の光学フィルムは、紫外線吸収剤をさらに含有していてもよい。紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系、2−ヒドロキシベンゾフェノン系、サリチル酸フェニルエステル系等であり得る。具体的には、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類等が挙げられる。
なかでも、分子量が400以上である紫外線吸収剤は、高沸点で揮発しにくく、高温成形時にも飛散しにくいため、比較的添加量が少なくても、得られたフィルムに耐候性を付与することができる。
分子量が400以上である紫外線吸収剤の例には、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2−ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]等のベンゾトリアゾール系;
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート等のヒンダードアミン系;
2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、1−[2−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の分子内にヒンダードフェノールとヒンダードアミンの構造を共に有するハイブリッド系;
等が含まれ、好ましくは2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2−ベンゾトリアゾールや2,2−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]である。これらは、一種類であっても、二種以上を併用してもよい。
(微粒子)
本発明の光学フィルムは、無機化合物又は有機化合物からなる微粒子を含有してもよい。
無機化合物の例には、二酸化ケイ素、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、リン酸カルシウム等が含まれる。
有機化合物の例には、ポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレンカーボネート、アクリルスチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリオレフィン系粉末、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、有機高分子化合物(ポリフッ化エチレン系樹脂、澱粉等)の粉砕分級物、懸濁重合法で合成した高分子化合物、スプレードライ法又は分散法等により球型にした高分子化合物等が含まれる。
微粒子は、得られたフィルムのヘイズを低く維持し得る点から、ケイ素を含む化合物、好ましくは二酸化ケイ素で構成され得る。
二酸化ケイ素の微粒子の例には、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)等が含まれる。
なかでも、アエロジル200V、アエロジルR972Vが、光学フィルムのヘイズを低く保ちながら、フィルム表面の滑り性を高め得るため、特に好ましい。
酸化ジルコニウムの微粒子の例には、アエロジルR976、R811(以上、日本アエロジル(株)製)等が含まれる。
高分子化合物の例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、(メタ)アクリル樹脂等が含まれ、好ましくはシリコーン樹脂であり、より好ましくは三次元の網状構造を有するシリコーン樹脂である。そのようなシリコーン樹脂の例には、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120、同240(以上、東芝シリコーン(株)製)等が含まれる。
微粒子の一次粒子の平均粒径は、好ましくは5〜400nmの範囲内であり、より好ましくは10〜300nmの範囲内である。微粒子は、主に粒径が0.05〜0.30μmの範囲内にある二次凝集体を形成していてもよい。微粒子の平均粒径が100〜400nmの範囲内であれば、凝集せずに一次粒子として存在し得る。
光学フィルムの少なくとも一方の面の動摩擦係数が0.2〜1.0の範囲内となるように、微粒子を含有させることが好ましい。
微粒子の含有量は、セルロースエステルに対して0.01〜1.00質量%の範囲内であることが好ましく、0.05〜0.50質量%の範囲内であることがより好ましい。
(分散剤)
本発明の光学フィルムは、微粒子の分散性を高める観点から、分散剤をさらに含有していてもよい。分散剤は、アミン系分散剤及びカルボキシ基含有高分子分散剤から選ばれる一種又は二種以上である。
アミン系分散剤は、アルキルアミン又はポリカルボン酸のアミン塩であることが好ましく、その具体例には、ポリエステル酸、ポリエーテルエステル酸、脂肪酸、脂肪酸アミド、ポリカルボン酸、アルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル等をアミン化した化合物等が含まれる。アミン塩の例には、アミドアミン塩、脂肪族アミン塩、芳香族アミン塩、アルカノールアミン塩、多価アミン塩等が含まれる。
アミン系分散剤の具体例には、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリプロピルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等が含まれる。市販品の例には、ソルスパーズシリーズ(ルーブリゾール社製)、アジスパーシリーズ(味の素社製)、BYKシリーズ(ビックケミー社製)、EFKAシリーズ(EFKA社製)等を挙げることができる。
カルボキシ基含有高分子分散剤は、ポリカルボン酸又はその塩であることが好ましく、例えばポリカルボン酸、ポリカルボン酸アンモニウム、ポリカルボン酸ナトリウム等であり得る。カルボキシ基含有高分子分散剤の具体例には、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム共重合体、ポリマレイン酸、ポリマレイン酸アンモニウム、ポリマレイン酸ナトリウム等が含まれる。
アミン系分散剤やカルボキシ基含有高分子分散剤は、溶剤成分に溶解させて用いてもよいし、市販されているものでもよい。
分散剤の含有量は、分散剤の種類等にもよるが、微粒子に対して0.2質量%以上であることが好ましい。分散剤の含有量が、微粒子に対して0.2質量%以上であれば、微粒子の分散性を十分に高めることができる。
本発明の光学フィルムが界面活性剤等をさらに含有する場合、分散剤の微粒子表面への吸着が、界面活性剤よりも生じにくく、微粒子同士を容易に再凝集させることがある。分散剤は高価であるため、その含有量はできるだけ少ないことが好ましい。一方、分散剤の含有量が少なすぎると、微粒子の濡れ不良や、分散安定性の低下を生じやすい。そのため、本発明の光学フィルムが界面活性剤等をさらに含有する場合の分散剤の含有量は、微粒子10.00質量部に対して0.05〜10.00質量部程度とし得る。
(位相差制御剤)
液晶表示装置等の画像表示装置の表示品質の向上のため、光学フィルム中に位相差制御剤を添加するか、配向膜を形成して液晶層を設け、偏光板保護フィルムと液晶層由来の位相差を複合化することにより、光学フィルムに光学補償能を付与することができる。
位相差制御剤としては、欧州特許911,656A2号明細書に記載されているような、2以上の芳香族環を有する芳香族化合物、特開2006−2025号公報に記載の棒状化合物等が挙げられる。また、二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。この芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む芳香族性ヘテロ環であることが好ましい。芳香族性ヘテロ環は、一般に不飽和ヘテロ環である。なかでも、特開2006−2026号公報に記載の1,3,5−トリアジン環が好ましい。
なお、一般式(1)で表される化合物は、位相差制御剤としても機能する。このため、一般式(1)で表わされる化合物は、一つの化合物で位相差制御と湿度変動に対する光学値変動抑制の両方の機能を付与することができる。
これらの位相差制御剤の添加量は、フィルム基材として使用する樹脂100質量%に対して、0.5〜20質量%の範囲内であることが好ましく、1〜10質量%の範囲内であることがより好ましい。
(その他の添加剤)
本発明の光学フィルムは、成形加工時の熱分解や熱による着色を防止するための酸化防止剤、帯電防止剤や難燃剤等をさらに含有していていもよい。
リン系難燃剤としては、赤リン、トリアリールリン酸エステル、ジアリールリン酸エステル、モノアリールリン酸エステル、アリールホスホン酸化合物、アリールホスフィンオキシド化合物、縮合アリールリン酸エステル、ハロゲン化アルキルリン酸エステル、含ハロゲン縮合リン酸エステル、含ハロゲン縮合ホスホン酸エステル、含ハロゲン亜リン酸エステル等から選ばれる一種以上を挙げることができる。その具体例には、トリフェニルホスフェート、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド、フェニルホスホン酸、トリス(β−クロロエチル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート等が含まれる。
<光学フィルムの物性>
本発明の光学フィルムは、有機EL表示装置や液晶表示装置等の画像表示装置の光学フィルムとして用いることができる。本発明の光学フィルムは、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムに好ましく用いられる。位相差フィルム又は光学補償フィルムが偏光板保護フィルムを兼ねていることが好ましい。
λ/4位相差フィルムは、所定の光の波長(通常、可視光領域)の約1/4の面内方向の位相差値Roを有する。λ/4位相差フィルムは、本発明の光学フィルムの単層からなることが好ましい。λ/4位相差フィルムは、好ましくは有機EL表示装置の反射防止フィルムに用いられる。
本発明の光学フィルムのリターデーション値は、特に制限なく、該光学フィルムを使用する用途に応じて適宜調整できる。
本発明の光学フィルムを垂直配向型液晶表示装置用の光学補償フィルムとして用いる場合は、リターデーション値が下記条件1及び条件2を満たすことが、視野角拡大に好適である。
条件1:温度23℃、相対湿度55%の環境下で、波長590nmで測定した下式(I)で表される面内リターデーション値Ro(590)が40〜100nmの範囲内である。
式(I):Ro=(nx−ny)×d
条件2:温度23℃、相対湿度55%の環境下で、波長590nmで測定した下式(II)で表される厚さ方向のリターデーション値Rt(590)が、100〜300nmの範囲内である。
式(II):Rt={(nx+ny)/2−nz}×d
(ここで、フィルムの面内における遅相軸方向の屈折率をnx、フィルムの面内における遅相軸に直交する方向の屈折率をny、フィルムの厚さ方向の屈折率をnz、dはフィルムの厚さ(nm)をそれぞれ表す。)
所望のリターデーションは、フィルム作製時の延伸倍率やリターデーション上昇剤の添加量、セルロースエステルのアシル基の種類及び置換度、フィルムの膜厚などを制御することで調整することができる。
本発明の光学フィルムを有機EL表示装置の反射防止等のλ/4位相差フィルムとして用いる場合は、温度23℃・相対湿度55%の条件下で、波長450nm、550nm及び650nmで測定された面内方向の位相差値Roを、それぞれRo(450)、Ro(550)及びRo(650)としたとき、当該Ro(450)、Ro(550)及びRo(650)が、下記式(a1)〜(a3)を満たすことが好ましい。
(a1) 110nm≦Ro(550)≦170nm
(a2) 0.72≦Ro(450)/Ro(550)≦0.96
(a3) 0.83≦Ro(550)/Ro(650)≦0.97
Ro(550)が、式(a1)を満たす光学フィルムは、λ/4位相差フィルムとして好ましく機能し得る。なかでも、120nm≦Ro(550)≦160nmを満たすことがより好ましく、130nm≦Ro(550)≦150nmを満たすことがさらに好ましい。
Ro(450)、Ro(550)及びRo(650)が、上記式(a2)及び(a3)を満たす光学フィルムは、逆波長分散性に優れ、λ/4位相差フィルムとしてより好ましく機能し得る。また、光学フィルムを用いた画像表示装置を黒表示させたときの光漏れ等も低減し得る。具体的には、式(a2)を満たすと青色の再現性が高く、式(a3)を満たすと赤色の再現性が高い。なかでも、0.79≦Ro(450)/Ro(550)≦0.89を満たすことがより好ましく、0.84≦Ro(550)/Ro(650)≦0.93を満たすことがより好ましい。
また、本発明の光学フィルムは、23℃・55%RHの条件下で、波長550nmで測定された厚さ方向の位相差値RtをRt(550)としたとき、当該Rt(550)が、50nm≦Rt(550)≦250nmを満たすことが好ましい。
所望のリターデーションは、フィルム作製時の延伸倍率やリターデーション上昇剤の添加量、セルロースエステルのアシル基の種類及び置換度、フィルムの膜厚などを制御することで調整することができる。
本発明の光学フィルムは、下記式(a4)で定義されるNzが、下記式(a5)を満たすことが好ましい。
(a4)Nz=Rt(550)/Ro(550)+0.5
(a5)0≦Nz≦1
zが式(a5)を満たせば、厚さ方向の位相差値Rtが、面内方向の位相差値Roよりも相対的に小さいため、本発明の光学フィルムを具備する画像表示装置を斜め方向から観察したときの色味の変化を低減し得る。
光学フィルムの面内の遅相軸とフィルムの搬送方向とがなす角度(配向角という)は、40〜50°の範囲内にあることが好ましい。配向角が上記範囲内にあると、ロール体から巻き出され、長尺方向(搬送方向)に対して斜め方向に遅相軸を有する光学フィルムと、ロール体から巻き出され、長尺方向(搬送方向)に平行な吸収軸を有する偏光フィルムとを、互いに長尺方向同士が重なるように、ロール・トゥ・ロール(roll to roll)で貼り合わせることで、円偏光板を容易に製造することができる。フィルムのカットロスも少なく、生産上有利である。光学フィルムの配向角の測定は、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)により測定することができる。
上記Ro及びRtは、自動複屈折率計、例えばAxometric社製のAxoScan、王子計測機器株式会社製のKOBRA−21ADHを用いて測定することができる。AxoScanを用いる場合、具体的には、以下の方法で測定することができる。
1)光学フィルムを、23℃・55%RHで調湿する。調湿後の光学フィルムの、波長450nm、550nm、590nm及び650nmのそれぞれにおける平均屈折率を、アッベ屈折計と分光光源を用いて測定する。また、光学フィルムの膜厚d(nm)を、膜厚計を用いて測定する。
2)調湿後の光学フィルムに、フィルム表面の法線と平行に、波長450nm、550nm、590nm又は650nmの光をそれぞれ入射させたときの面内方向の位相差値Ro(450)、Ro(550)及びRo(650)を、AxoScanにて測定する。測定は、23℃・55%RH条件下で行う。
3)AxoScanにより、光学フィルムの面内の遅相軸を確認する。確認された遅相軸を傾斜軸(回転軸)として、光学フィルムの表面の法線に対してφの角度(入射角(φ))から波長450nm、550nm、590nm及び650nmの光をそれぞれ入射させたときの位相差値R(φ)を測定する。R(φ)の測定は、φが0〜50°の範囲で、10°毎に6点行うことができる。測定は、23℃・55%RH条件下で行う。
4)上記2)で測定されたRo(450)、Ro(550)、Ro(590)及びRo(650)と、上記3)で各波長450nm、550nm、590nm又は650nmにて測定されたR(φ)と、上記1)で測定された平均屈折率及び膜厚dとから、AxoScanにより、nx、ny及びnzを算出する。そして、上記式(ii)に基づいて、各波長450nm、550nm、590nm及び650nmでの厚さ方向の位相差値Rt(450)、Rt(550)、Rt(590)及びRt(650)を、それぞれ算出する。
光学フィルムの膜厚は、表示装置の薄型化、生産性の観点から、10〜100μmの範囲内であることが好ましい。膜厚が10μm以上であれば、一定以上のフィルム強度や位相差を発現させることができる。膜厚が100μm以下であれば、熱や湿度による位相差の変動を抑えることができる。好ましくは、20〜70μmの範囲内である。
本発明の光学フィルムの膜厚ムラは、厚さ方向又は幅方向のいずれも0〜5μmの範囲内が好ましく、より好ましくは0〜3μmの範囲内であり、さらに好ましくは0〜2μmの範囲内である。
光学フィルムのヘイズ(全ヘイズ)は、1%未満であることが好ましく、0.5%以下であることがより好ましく、0.2%以下であることがより好ましい。ヘイズが1%未満であれば、フィルムの透明性の低下が無く、光学フィルムとして十分に機能する。
光学フィルムのヘイズ(全ヘイズ)は、JIS K−7136に準拠して、ヘイズメーターNDH−2000(日本電色工業株式会社製)にて測定することができる。ヘイズメーターの光源は、5V9Wのハロゲン球とし、受光部は、シリコンフォトセル(比視感度フィルター付き)とし得る。ヘイズの測定は、23℃・55%RHの条件下にて行うことができる。
本発明の光学フィルムの可視光透過率は、90%以上であることが好ましく、93%以上であることがより好ましい。
本発明の光学フィルムは、JIS−K7127−1999に準拠して測定された、少なくとも一方向の破断伸度が、好ましくは10%以上であり、より好ましくは20%以上であり、さらに好ましくは30%以上である。
<光学フィルムの製造方法>
本発明の光学フィルムは、溶液流延法又は溶融流延法で製造され得る。光学フィルムの着色や異物欠点、ダイライン等の光学欠点を抑制する観点では、溶液流延法が好ましく、光学フィルムに溶媒が残留するのを抑制する観点では、溶融流延法が好ましい。
A)溶液流延法
セルロースエステルを含む光学フィルムを溶液流延法で製造する方法は、A1)少なくともセルロースエステルと、必要に応じて他の添加剤とを溶剤に溶解させてドープを調製する工程、A2)ドープを無端の金属支持体上に流延する工程、A3)流延したドープから溶媒を蒸発させてウェブとする工程、A4)ウェブを金属支持体から剥離する工程、A5)ウェブを乾燥後、延伸してフィルムを得る工程を含む。
A1)ドープ調製工程
溶解釜において、セルロースエステルと、必要に応じて他の添加剤とを溶剤に溶解させてドープを調製する。
溶剤は、セルロースエステル、その他の添加剤等を溶解するのであれば、制限なく用いることができる。例えば、塩素系有機溶媒としては、メチレンクロライド、非塩素系有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−ヘキサフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタン等を挙げることができ、好ましくはメチレンクロライド、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン等を用いることができる。
ドープは、1〜40質量%の炭素原子数1〜4の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールをさらに含有することが好ましい。ドープ中のアルコールの比率が高いと、ウェブがゲル化し、金属支持体からの剥離が容易になる。一方、ドープ中のアルコールの比率が少ないと、非塩素系有機溶媒系でのセルロースアセテートの溶解を促進し得る。
炭素原子数1〜4の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールの例には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等が含まれる。なかでも、ドープの安定性が高く、沸点が比較的低く、乾燥性が高いこと等から、エタノールが好ましい。
なかでも、ドープは、溶剤のメチレンクロライドと炭素数1〜4の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族アルコールとを含有することが好ましい。
ドープにおけるセルロースエステルの濃度は、乾燥負荷を低減するためには高い方が好ましいが、セルロースエステルの濃度が高すぎるとろ過しにくい。そのため、ドープにおけるセルロースエステルの濃度は、好ましくは10〜35質量%の範囲内であり、より好ましくは15〜25質量%の範囲内である。
セルロースエステルを溶剤に溶解させる方法は、例えば、加熱及び加圧下で溶解させる方法であり得る。加熱温度は、セルロースエステルの溶解性を高める観点では、高い方が好ましい。温度が高すぎると圧力を高める必要があり、生産性が低下するため、加熱温度は、45〜120℃の範囲内であることが好ましい。
添加剤は、ドープにバッチ添加してもよいし、添加剤溶解液を別途用意してインライン添加してもよい。特に、微粒子は、ろ過材への負荷を減らすために、全部又は一部を、インライン添加することが好ましい。
添加剤溶解液をインライン添加する場合は、ドープと混合しやすくするため、少量のセルロースエステルを溶解するのが好ましい。好ましい熱可塑性樹脂の含有量は、溶剤100質量部に対して1〜10質量部の範囲内とし、より好ましくは3〜5質量部の範囲内とし得る。
インライン添加及び混合には、例えばスタチックミキサー(東レエンジニアリング製)、SWJ(東レ静止型管内混合器 Hi−Mixer)等のインラインミキサー等が好ましく用いられる。
得られたドープには、例えば原料であるセルロースエステルに含まれる不純物等の不溶物が含まれることがある。このような不溶物は、得られたフィルムにおいて輝点異物となり得る。不溶物を除去するため、得られたドープをさらにろ過することが好ましい。
ドープのろ過は、得られたフィルムにおける輝点異物の数が一定以下となるように行うことが好ましい。具体的には、径が0.01mm以上である輝点異物の数が、200個/cm2以下、好ましくは100個/cm2以下、より好ましくは50個/cm2以下、さらに好ましくは30個/cm2以下、特に好ましくは10個/cm2以下となるようにろ過する。
径が0.01mm以下である輝点異物も200個/cm2以下であることが好ましく、100個/cm2以下であることがより好ましく、50個/cm2以下であることがさらに好ましく、30個/cm2以下であることがさらに好ましく、10個/cm2以下であることが特に好ましく、皆無であることが最も好ましい。
フィルムの輝点異物の数は、以下の手順で測定することができる。
1)2枚の偏光板をクロスニコル状態に配置し、それらの間に得られたフィルムを配置する。
2)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ときに、光が漏れてみえる点を異物として数をカウントする。
A2)流延工程
ドープを、加圧ダイのスリットから無端状の金属支持体上に流延させる。
金属支持体としては、ステンレススティールベルト又は鋳物で表面がメッキ仕上げされたドラム等が好ましく用いられる。金属支持体の表面は、鏡面仕上げされていることが好ましい。
キャストの幅は1〜4mの範囲内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℃以上、溶剤が沸騰して発泡しない温度以下に設定される。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、ウェブの発泡、平面性の低下を防ぐことができる温度の範囲内とする。
金属支持体の表面温度は、好ましくは0〜100℃の範囲内であり、より好ましくは5〜30℃の範囲内である。また、金属支持体を冷却して、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できるようにしてもよい。
金属支持体の温度の調整方法は、特に制限されないが、温風又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溶媒の蒸発潜熱によるウェブの温度低下を考慮して、溶媒の沸点以上の温風を使用しつつ、発泡も防ぎながら目的の温度よりも高い温度の風を使う場合がある。特に、流延から剥離するまでの間で金属支持体の温度及び乾燥風の温度を変更し、効率的に乾燥を行うことが好ましい。
A3)溶媒蒸発工程
ウェブ(ドープを金属支持体上に流延して得られたドープ膜)を金属支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる。ウェブの乾燥方法や乾燥条件は、前述のA2)流延工程と同様とし得る。
A4)剥離工程
金属支持体上で溶媒を蒸発させたウェブを、金属支持体上の剥離位置で剥離する。
金属支持体上の剥離位置で剥離する際のウェブの残留溶媒量は、得られたフィルムの平面性を高めるためには、10〜150質量%の範囲内とすることが好ましく、20〜40質量%又は60〜130質量%の範囲内とすることがより好ましく、20〜30質量%又は70〜120質量%の範囲内とすることがさらに好ましい。
ウェブの残留溶媒量は、下記式で定義される。
残留溶媒量(%)=(ウェブの加熱処理前質量−ウェブの加熱処理後質量)/(ウェブの加熱処理後質量)×100
なお、残留溶媒量を測定する際の加熱処理は、115℃で1時間の加熱処理を意味する。
A5)乾燥及び延伸工程
金属支持体から剥離して得られたウェブを、必要に応じて乾燥させた後、延伸する。ウェブの乾燥は、ウェブを、上下に配置した多数のローラーにより搬送しながら乾燥させてもよいし、ウェブの両端部をクリップで固定して搬送しながら乾燥させてもよい。
ウェブの乾燥方法は、熱風、赤外線、加熱ローラー、マイクロ波等で乾燥する方法であってよく、簡便であることから熱風で乾燥する方法が好ましい。
ウェブの延伸により、所望の位相差を有する光学フィルムを得る。光学補償フィルムの位相差は、ウェブに対する張力の大きさを調整することで制御することができる。
ウェブの延伸は、ウェブの幅方向(TD方向)、搬送方向(MD方向)又は斜め方向のいずれかに行う。
本発明の光学フィルムを有機EL表示装置の反射防止等のλ/4位相差フィルムとして用いる場合には、少なくとも斜め方向、具体的にはウェブの搬送方向に対して45°方向に延伸することが好ましい。
斜め方向への延伸によって、ロール体から巻き出され、長尺方向に吸収軸を有する偏光フィルムと、ロール体から巻き出され、長尺方向に対して45°の角度に遅相軸を有する光学フィルムとを、長尺方向が互いに重なり合うようにロール・トゥ・ロールで貼り合わせるだけで、円偏光板を容易に製造できる。フィルムのカットロスも少なくすることができ、生産上有利である。
ウェブの延伸は、一軸延伸であっても、二軸延伸であってもよい。二軸延伸は、逐次二軸延伸であっても同時二軸延伸であってもよい。
延伸倍率は、得られた光学フィルムの膜厚や、求められる位相差にもよるが、例えば、互いに直交する二軸方向の延伸倍率は、それぞれ最終的には流延方向に0.8〜1.5倍の範囲内、幅方向に1.1〜2.5倍の範囲内であることが好ましく、流延方向に0.8〜1.0倍の範囲内、幅方向に1.2〜2.0倍に範囲内であることがより好ましい。斜め方向の延伸倍率は、1.1〜5.0倍の範囲内であることが好ましく、1.2〜2.5倍の範囲内であることがより好ましい。
なお、延伸倍率は、延伸前後の延伸方向でのフィルムの長さの比の値W/W0(Wは延伸前、W0は延伸後の長さを表す)で表される。延伸倍率1.0は、延伸しないことを表す。
延伸温度は、好ましくは120〜230℃の範囲内とし、より好ましくは130〜220℃の範囲内とし、さらに好ましくは140℃より大きく210℃以下の範囲内とし得る。
ウェブの延伸方法は、特に制限されず、複数のローラーに周速差をつけ、その周速差を利用して流延方向(搬送方向)に延伸する方法(ローラー延伸法)、ウェブの両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔を流延方向に向かって広げて流延方向に延伸したり、幅方向に広げて幅方向に延伸したり、流延方向と幅方向の両方に広げて流延方向と幅方向の両方に延伸する方法(テンター延伸法)等であってよい。
斜め方向に延伸するためには、幅方向の左右を把持する把持手段によってウェブの把持長(把持開始から把持終了までの距離)を左右で独立に制御できるテンターを用いてもよい。これらの延伸方法は、組み合わせてもよい。
斜め方向に延伸する機構を有する延伸装置の例には、特開2003−340916号公報の実施例1に記載の延伸装置、特開2005−284024号公報の図1に記載の延伸装置、特開2007−30466号公報に記載の延伸装置、特開2007−94007号公報の実施例1に使用された延伸装置等が含まれる。
延伸開始時のウェブの残留溶媒は、好ましくは20質量%以下とし、より好ましくは15質量%以下とし得る。
延伸後のフィルムを、必要に応じて乾燥させた後、巻き取る。フィルムの乾燥は、前述と同様に、フィルムを、上下に配置した多数のローラーにより搬送しながら乾燥させてもよいし(ローラー方式)、ウェブの両端部をクリップで固定して搬送しながら乾燥させてもよい(テンター方式)。
B)溶融流延法
本発明の光学フィルムを溶融流延法で製造する方法は、B1)溶融ペレットを製造する工程(ペレット化工程)、B2)溶融ペレットを溶融混練した後、押し出す工程(溶融押出し工程)、B3)溶融樹脂を冷却固化してウェブを得る工程(冷却固化工程)、B4)ウェブを延伸する工程(延伸工程)、を含む。
B1)ペレット化工程
光学フィルムの主成分である熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物は、あらかじめ混練してペレット化しておくことが好ましい。ペレット化は、公知の方法で行うことができ、例えば前述の熱可塑性樹脂と、必要に応じて可塑剤等の添加剤とを含む樹脂組成物を、押出機にて溶融混錬した後、ダイからストランド状に押し出す。ストランド状に押し出された溶融樹脂を、水冷又は空冷した後、カッティングしてペレットを得ることができる。
ペレットの原材料は、分解を防止するために、押出機に供給する前に乾燥しておくことが好ましい。
酸化防止剤と熱可塑性樹脂の混合は、固体同士で混合してもよいし、溶剤に溶解させた酸化防止剤を熱可塑性樹脂に含浸させて混合してもよいし、酸化防止剤を熱可塑性樹脂に噴霧して混合してもよい。また、押出機のフィーダー部分やダイの出口部分の周辺の雰囲気は、ペレットの原材料の劣化を防止するため等から、除湿した空気又は窒素ガス等の雰囲気とすることが好ましい。
押出機では、樹脂の劣化(分子量の低下、着色、ゲルの生成等)が生じないように、低いせん断力又は低い温度で混練することが好ましい。例えば、二軸押出機で混練する場合、深溝タイプのスクリューを用いて、二つのスクリューの回転方向を同方向にすることが好ましい。均一に混錬するためには、二つのスクリュー形状が互いに噛み合うようにすることが好ましい。
熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物をペレット化せずに、溶融混練していない熱可塑性樹脂をそのまま原料として押出機にて溶融混練して光学フィルムを製造してもよい。
B2)溶融押出し工程
得られた溶融ペレットと、必要に応じて他の添加剤とを、ホッパーから押出機に供給する。ペレットの供給は、ペレットの酸化分解を防止するため等から、真空下、減圧下又は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。そして、押出機にて、フィルム材料である溶融ペレット、必要に応じて他の添加剤を溶融混練する。
押出機内のフィルム材料の溶融温度は、フィルム材料の種類にもよるが、フィルムのガラス転移温度をTg(℃)としたときに、好ましくはTg〜(Tg+100)℃の範囲内であり、より好ましくは(Tg+10)〜(Tg+90)℃の範囲内である。
さらに、可塑剤や微粒子等の添加剤を、押出機の途中で添加する場合、これらの成分を均一に混合するために、押出機の下流側に、スタチックミキサー等の混合装置をさらに配置してもよい。
押出機から押し出された溶融樹脂を、必要に応じてリーフディスクフィルター等でろ過した後、スタチックミキサー等でさらに混合して、ダイからフィルム状に押し出す。
押出し流量は、ギヤポンプを用いて安定化させることが好ましい。また、異物の除去に用いるリーフディスクフィルターは、ステンレス繊維焼結フィルターであることが好ましい。ステンレス繊維焼結フィルターは、ステンレス繊維体を複雑に絡み合わせたうえで圧縮し、接触箇所を焼結して一体化したもので、その繊維の太さと圧縮量により密度を変え、ろ過精度を調整できる。
ダイの出口部分における樹脂の溶融温度は、200〜300℃程度の範囲内とし得る。
B3)冷却固化工程
ダイから押し出された樹脂を、冷却ローラーと弾性タッチローラーとでニップして、フィルム状の溶融樹脂を所定の厚さにする。そして、フィルム状の溶融樹脂を、複数の冷却ローラーで段階的に冷却して固化させる。
冷却ローラーの表面温度は、得られたフィルムのガラス転移温度をTg(℃)としたとき、Tg(℃)以下とし得る。複数の冷却ローラーの表面温度は異なっていてもよい。
弾性タッチローラーは挟圧回転体ともいう。弾性タッチローラーは、市販のものを用いることもできる。弾性タッチローラー側のフィルム表面温度は、フィルムのTg〜(Tg+110)℃の範囲とし得る。
冷却ローラーから固化したフィルム状の溶融樹脂を剥離ローラー等で剥離してウェブを得る。フィルム状の溶融樹脂を剥離する際は、得られたウェブの変形を防止するために、張力を調整することが好ましい。
B4)延伸工程
得られたウェブを、延伸機にて延伸してフィルムを得る。延伸は、ウェブの幅方向、搬送方向又は斜め方向のいずれかに行う。
本発明の光学フィルムを有機EL表示装置の反射防止等のλ/4位相差フィルムとして用いる場合には、少なくとも斜め方向、具体的にはウェブの搬送方向に対して45°方向に延伸することが好ましい。
ウェブの延伸方法、延伸倍率及び延伸温度は、前述と同様とし得る。
<偏光板>
本発明に係る光学フィルムは、本発明の偏光板、それを用いた本発明の液晶表示装置に使用することができる。本発明に係る光学フィルムは、偏光板保護フィルムの機能を兼ねたフィルムとされることが好ましく、その場合偏光板保護フィルムと別に位相差を有する光学フィルムを別途用意する必要がないため、液晶表示装置の厚さを薄く製造プロセスを簡略化することができる。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの両方の面に、本発明に係る偏光板が粘着層を介して貼り合わされたものであることが好ましい。
本発明に係る偏光板は一般的な方法で作製することができる。本発明に係る光学フィルムの偏光子側をアルカリケン化処理し、ヨウ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、完全ケン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。もう一方の面には他の偏光板保護フィルムを貼合することができる。本発明に係る光学フィルムは液晶表示装置とされた際に、偏光子の液晶セル側に設けられることが好ましく、偏光子の外側のフィルムは従来の偏光板保護フィルムを用いることができる。
例えば、従来の偏光板保護フィルムとしては、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、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY−HA、KC8UX−RHA、KC8UXW−RHA−C、KC8UXW−RHA−NC、KC4UXW−RHA−NC、以上コニカミノルタアドバンストレイヤー(株)製)が好ましく用いられる。
〈接着剤〉
図1は液晶表示装置の構成の一例を示す模式図である。図1に示す形態において、位相差フィルム105と偏光子104とは活性エネルギー線硬化性接着剤103Bを介して接着されている。活性エネルギー線硬化性接着剤を用いることが透湿性を効果的に制御できることから好ましい。ただし、本発明においては、活性エネルギー線硬化性接着剤のみならず、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、水性高分子−イソシアネート系粘着剤、熱硬化型アクリル粘着剤等の硬化型粘着剤、湿気硬化ウレタン粘着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間粘着剤、アクリレートとペルオキシド系の2液型瞬間粘着剤などを用いることができる。上記粘着剤としては1液型であってもよいし、使用前に2液以上を混合して使用する2液型であってもよい。接着剤は、有機溶剤を媒体とする溶剤系であってもよいし、水を主成分とする媒体であるエマルジョン型、コロイド分散液型、水溶液型等の水系であってもよいし、無溶剤型であってもよい。接着剤液の濃度は、接着後の膜厚、塗布方法、塗布条件等により適宜決定されれば良く、通常は0.1〜50質量%である。
(活性エネルギー線硬化性接着剤)
活性エネルギー線硬化性接着剤の好ましい例としては、例えば、特開2011−028234号公報に開示されているような、(α)カチオン重合性化合物、(β)光カチオン重合開始剤、(γ)380nmより長い波長の光に極大吸収を示す光増感剤、及び(δ)ナフタレン系光増感助剤の各成分を含有する活性エネルギー線硬化性接着剤組成物が挙げられる。ただし、これ以外の活性エネルギー線硬化性接着剤組成物が用いられても、もちろんよい。
偏光板は、活性エネルギー線硬化性接着剤を用いて、偏光子の一方の面に、本発明の光学フィルムを貼り合せることにより製造することができる。位相差フィルムの両面で接着性が異なる場合は、接着性の良い方に貼り合わせるのが好ましい。
以下、活性エネルギー線硬化性接着剤を用いた偏光板の製造方法の一例を説明する。
偏光板は、偏光子と位相差フィルムとの接着面のうち、少なくとも一方に、下記の活性エネルギー線硬化性接着剤を塗布して接着剤層を形成する接着剤塗布工程と、当該接着剤層を介して偏光子と位相差フィルムとを接着し、貼り合せる貼合工程と、当該接着剤層を介して偏光子と位相差フィルムとが接着された状態で接着剤層を硬化させる硬化工程とを含む製造方法によって製造することができる。また、位相差フィルムの偏光子を接着する面を易接着処理する前処理工程があってもよい。
(前処理工程)
前処理工程では、偏光子と接着する位相差フィルムの表面が易接着処理される。偏光子の両面にそれぞれ位相差フィルム及び保護フィルムが接着される場合は、位相差フィルム及び保護フィルムのそれぞれに対し易接着処理が行われる。次の接着剤塗布工程では、易接着処理された表面が偏光子との貼合面として扱われるので、位相差フィルムの両表面のうち、活性エネルギー線硬化性接着剤と貼合する面に、易接着処理を施す。易接着処理としては、コロナ処理、プラズマ処理等が挙げられる。
(接着剤塗布工程)
接着剤塗布工程では、偏光子と位相差フィルムとの接着面のうち少なくとも一方に、上記活性エネルギー線硬化性接着剤が塗布される。偏光子又は位相差フィルムの表面に直接、活性エネルギー線硬化性接着剤を塗布する場合、その塗布方法に特別な限定はない。例えば、ドクターブレード、ワイヤーバー、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーター等、種々の湿式塗布方式が利用できる。また、偏光子と位相差フィルムの間に、活性エネルギー線硬化性接着剤を流延させたのち、ローラー等で加圧して均一に押し広げる方法も利用できる。
(貼合工程)
上記の方法により活性エネルギー線硬化性接着剤を塗布した後は、貼合工程で処理される。この貼合工程では、例えば、先の塗布工程で偏光子の表面に活性エネルギー線硬化性接着剤を塗布した場合、そこに位相差フィルムが重ね合わされる。先の塗布工程で位相差フィルムの表面に活性エネルギー線硬化性接着剤を塗布した場合は、そこに偏光子が重ね合わされる。また、偏光子と位相差フィルムの間に活性エネルギー線硬化性接着剤を流延させた場合は、その状態で偏光子と位相差フィルムとが重ね合わされる。偏光子の両面に位相差フィルム及び保護フィルムを接着する場合であって、両面とも活性エネルギー線硬化性接着剤用いる場合は、偏光子の両面にそれぞれ、活性エネルギー線硬化性接着剤を介して位相差フィルム及び保護フィルムが重ね合わされる。そして通常は、この状態で両面(偏光子の片面に位相差フィルムを重ね合わせた場合は、偏光子側と位相差フィルム側、また偏光子の両面に位相差フィルム及び保護フィルムを重ね合わせた場合は、その両面の位相差フィルム及び保護フィルム側)からローラー等で挟んで加圧することになる。ローラーの材質は、金属やゴム等を用いることが可能である。両面に配置されるローラーは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。
(硬化工程)
硬化工程では、未硬化の活性エネルギー線硬化性接着剤に活性エネルギー線を照射して、カチオン重合性化合物(例えば、エポキシ化合物やオキセタン化合物)やラジカル重合性化合物(例えば、アクリレート系化合物、アクリルアミド系化合物等)を含む活性エネルギー線硬化性接着剤を硬化させ、活性エネルギー線硬化性接着剤を介して重ね合わせた偏光子と位相差フィルム、あるいは偏光子と位相差フィルムとを接着させる。偏光子の片面に位相差フィルムを貼合する場合、活性エネルギー線は、偏光子側又は位相差フィルム側のいずれから照射してもよい。また、偏光子の両面に位相差フィルム及び保護フィルムを貼合する場合、偏光子の両面にそれぞれ活性エネルギー線硬化性接着剤を介して位相差フィルム及び保護フィルムを重ね合わせた状態で、活性エネルギー線を照射し、両面の活性エネルギー線硬化性接着剤を同時に硬化させるのが有利である。
硬化に適用される活性エネルギー線としては、可視光線、紫外線、X線、電子線等を用いることができるが、取扱いが容易で硬化速度も十分であることから、一般には電子線や紫外線が好ましく用いられる。
電子線の照射条件は、前記接着剤を硬化しうる条件であれば、任意の適切な条件を採用できる。例えば、電子線照射は、加速電圧が好ましくは5〜300kVの範囲内であり、さらに好ましくは10〜250kVの範囲内である。加速電圧が5kV未満の場合、電子線が接着剤まで届かず硬化不足となるおそれがあり、加速電圧が300kVを超えると、試料を通る浸透力が強すぎて電子線が跳ね返り、位相差フィルムや偏光子にダメージを与えるおそれがある。照射線量としては、5〜100kGyの範囲内、さらに好ましくは10〜75kGyの範囲内である。照射線量が5kGy未満の場合は、接着剤が硬化不足となり、100kGyを超えると、位相差フィルムや偏光子にダメージを与え、機械的強度の低下や黄変を生じ、所定の光学特性を得ることができない。
紫外線の照射条件は、前記接着剤を硬化しうる条件であれば、任意の適切な条件を採用できる。紫外線の照射量は積算光量で50〜1500mJ/cm2の範囲内であることが好ましく、100〜500mJ/cm2の範囲内であるのがさらに好ましい。
前記製造方法を連続ラインで行う場合、ライン速度は、接着剤の硬化時間によるが、好ましくは1〜500m/minの範囲内であり、より好ましくは5〜300m/min、さらに好ましくは10〜100m/minの範囲内である。ライン速度が遅すぎる場合は、生産性が乏しい、又は位相差フィルムへのダメージが大きすぎ、耐久性試験などに耐えうる偏光板が作製できない。ライン速度が速やすぎる場合は、接着剤の硬化が不十分となり、目的とする接着性が得られない場合がある。
以上のようにして得られた偏光板において、接着剤層の厚さは、特に限定されないが、通常0.01〜10の範囲内であり、好ましくは0.5〜5μmの範囲内である。
表示装置の表面側に用いられる偏光板保護フィルムには、防眩層あるいはクリアハードコート層のほか、反射防止層、帯電防止層、防汚層、バックコート層を有することが好ましい。
偏光板の主たる構成要素である偏光子とは、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。偏光子の膜厚は5〜30μmの範囲内が好ましく、特に10〜20μmの範囲内であることが好ましい。
<液晶表示装置>
本発明の光学フィルムを用いた偏光板を液晶表示装置に用いることによって、種々の視認性に優れた本発明の画像表示装置を作製することができる。
本発明の光学フィルム、偏光板はSTN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、OCBなどの各種駆動方式の液晶表示装置に用いることができる。
特にVA(MVA、PVA)型液晶表示装置に用いられることが好ましい。
特に画面が30型以上の大画面の液晶表示装置であっても、光漏れによる黒表示時の着色を低減し、正面コントラストなど視認性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
<円偏光板>
本発明の円偏光板は、偏光子(直線偏光膜)と、その少なくとも一方の面上に配置された本発明の光学フィルムとを備える。本発明の光学フィルムは、偏光子に直接貼り合わされてもよいし、他の層又はフィルムを介して配置されてもよい。
偏光子は、ヨウ素系偏光膜、二色染料を用いた染料系偏光膜又はポリエン系偏光膜であり得る。ヨウ素系偏光膜、染料系偏光膜は、一般的には、ポリビニルアルコール系フィルムを一軸延伸した後、ヨウ素又は二色性染料で染色して得られたフィルムであってもよいし、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素又は二色性染料で染色した後、一軸延伸したフィルム(好ましくは、さらにホウ素化合物で耐久性処理を施したフィルム)であってもよい。偏光子の透過軸は、フィルムの延伸方向と平行である。
ポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール水溶液を製膜したものであってもよい。ポリビニルアルコール系フィルムは、偏光性能及び耐久性能に優れ、色斑が少ない等ことから、エチレン変性ポリビニルアルコールフィルムが好ましい。
二色性染料の例には、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素及びアントラキノン系色素等が含まれる。
偏光子の厚さは、5〜30μmの範囲内であることが好ましく、10〜20μmの範囲内であることがより好ましい。
偏光子の透過軸と、本発明の光学フィルムの面内の遅相軸とがなす角度は、40〜50°の範囲内であり、好ましくは45°である。
偏光子と本発明の光学フィルムとの間に、反射偏光板をさらに配置してもよい。反射偏光板は、偏光子の透過軸と平行な方向の直線偏光を透過させ、透過軸とは異なる方向の直線偏光を反射する。そのような円偏光板を有する有機EL表示装置は、発光層が発光した光をより多く、外側に出射させることができる。
反射偏光板の例には、一方向において屈折率の異なる高分子薄膜を交互に積層した複屈折光偏光子(特表平8−503312号公報に記載)、コレステリック構造を有する偏光分離膜(特開平11−44816号公報に記載)等が含まれる。また、偏光子の表面に保護膜をさらに配置してもよい。
偏光子の一方の面上に本発明の光学フィルムが配置される場合、偏光子の他方の面には、本発明の光学フィルム以外の透明保護フィルムが配置されてもよい。透明保護フィルムは、特に制限されず、通常のセルロースエステルフィルム等であってよい。セルロースエステルフィルムの例には、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、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY−HA、KC8UX−RHA、KC8UXW−RHA−C、KC8UXW−RHA−NC、KC4UXW−RHA−NC(以上、コニカミノルタアドバンストレイヤー(株)製)等)が好ましく用いられる。
透明保護フィルムの厚さは、特に制限されないが、10〜200μm程度の範囲内とすることができ、好ましくは10〜100μmの範囲内であり、より好ましくは10〜70μmの範囲内である。
透明保護フィルム又はλ/4位相差フィルムが、ディスプレイの最表面に配置される場合には、当該透明保護フィルム又はλ/4位相差フィルムの最表面には、透明ハードコート層、防眩層、反射防止層等がさらに設けられてもよい。
円偏光板は、偏光子と、本発明の光学フィルムとを貼り合わせるステップを経て製造することができる。貼り合わせに用いられる接着剤は、例えば完全ケン化型ポリビニルアルコール水溶液等が好ましく用いられる。
円偏光板は、後述する有機EL表示装置や液晶表示装置等の画像表示装置に好ましく用いることができる。
<画像表示装置>
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムが具備されている。本発明の画像表示装置の例には、有機EL表示装置や液晶表示装置等が含まれる。
図2は、有機EL表示装置の構成の一例を示す模式図である。
有機EL表示装置は有機EL素子を用いた表示装置である。有機EL素子は一対の電極からの電流注入によって発光する有機発光材料を含む素子である。陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が有機発光材料内で再結合する際のエネルギーを光として外部へ取り出すものである。
図2に示されるように、有機EL表示装置10は、光反射電極12、発光層14、透明電極層16、透明基板18及び円偏光板20をこの順に有している。円偏光板20は、λ/4位相差フィルム20A及び偏光子20Bを有している。λ/4位相差フィルム20Aは、本発明の光学フィルムであり、偏光子20Bは直線偏光膜である。
光反射電極12は、光反射率の高い金属材料で構成されていることが好ましい。金属材料の例には、Mg、MgAg、MgIn、Al、LiAl等が含まれる。光反射電極12の表面が平坦であるほど、光の乱反射を防止できるので好ましい。
光反射電極12は、スパッタリング法により形成され得る。光反射電極12は、パターニングされていてもよい。パターニングは、エッチングにより行われ得る。
発光層14は、R(レッド)、G(グリーン)及びB(ブルー)の発光層を含む。各発光層は、発光材料を含有する。発光材料は、無機化合物であっても、有機化合物であってもよく、好ましくは有機化合物である。
R、G、Bの各発光層は、電荷輸送材料をさらに含み、電荷輸送層としての機能をさらに有していてもよい。R、G、Bの各発光層は、ホール輸送材料をさらに含み、ホール輸送層としての機能をさらに有していてもよい。R、G、Bの各発光層が、電荷輸送材料又はホール輸送材料を含まない場合、有機EL表示装置10は、電荷輸送層又はホール輸送層をさらに有し得る。
発光層14は、発光材料を蒸着して形成することができる。R、G、Bの各発光層は、それぞれパターニングされて得られる。パターニングは、フォトマスク等を用いて行うことができる。
透明電極層16は、一般的には、ITO(酸化インジウムスズ)電極であり得る。透明電極層16は、スパッタリング法等により形成され得る。透明電極層16は、パターニングされていてもよい。パターニングは、エッチングにより行うことができる。
透明基板18は、光を透過させ得るものであればよく、ガラス基板、プラスチックフィルム等であり得る。
円偏光板20は、λ/4位相差フィルム20Aが透明基板18側に位置し、偏光子20Bが視認側Vに位置するように配置されている。
有機EL表示装置10は、光反射電極12と透明電極層16間を通電させると、発光層14が発光し、画像を表示することができる。また、R、G及びBの発光層のそれぞれが通電可能に構成されていることで、フルカラー画像の表示が可能となる。
本発明の光学フィルム又はそれを含む円偏光板は、前述した構成を有する有機EL表示装置だけでなく、国際特許出願WO96/34514号明細書、特開平9−127885号公報及び同11−45058号公報に記載の有機EL表示装置にも適用することができる。その場合、あらかじめ設けられた有機EL表示装置の反射防止手段に代えて、又はそれとともに、本発明の光学フィルム又は円偏光板を配置すればよい。また、本発明の光学フィルム又は円偏光板は、例えば「エレクトロルミネッセンスディスプレイ」(猪口敏夫著、産業図書株式会社、1991年発行)に記載の無機EL表示装置にも適用することができる。
図3は、上記円偏光板20による反射防止機能を説明する模式図である。
有機EL表示装置10の表示画面の法線に平行に、外部から直線偏光a1及びb1を含む光が入射すると、偏光子20Bの透過軸方向と平行な直線偏光b1のみが偏光子20Bを通過する。偏光子20Bの透過軸と平行でない他の直線偏光a1は、偏光子20Bに吸収される。偏光子20Bを通過した直線偏光b1は、λ/4位相差フィルム20Aを通過することで、円偏光c2に変換される。円偏光c2は、有機EL表示装置10の光反射電極12(図2参照)で反射されると、逆回りの円偏光c3となる。逆回りの円偏光c3は、λ/4位相差フィルム20Aを通過することで、偏光子20Bの透過軸に直交する直線偏光b3に変換される。この直線偏光b3は、偏光子20Bに吸収され、通過できない。
このように、有機EL表示装置10に外部から入射する光(直線偏光a1及びb1を含む)は、全て偏光子20Bに吸収されるため、有機EL表示装置10の光反射電極12で反射しても、外部に出射しない。したがって、背景の映り込みによる画像表示特性の低下を防止することができる。
また、有機EL表示装置10の内部からの光、すなわち発光層14からの光は、円偏光c3及びc4の二つの円偏光成分を含む。一方の円偏光c3は、上述のようにλ/4位相差フィルム20Aを通過することで直線偏光b3に変換され、偏光子20Bを通過できずに吸収される。他方の円偏光c4は、λ/4位相差フィルム20Aを通過することで、偏光子20Bの透過軸と平行な直線偏光b4に変換される。そして、直線偏光b4は偏光子20Bを通過して、直線偏光b4となり、画像として認識される。
偏光子20Bとλ/4位相差フィルム20A間に、反射偏光板(不図示)をさらに配置し、偏光子20Bの透過軸と直交する直線偏光b3を反射してもよい。反射偏光板は、直線偏光b3を偏光子20Bで吸収させずに反射させ、それを光反射電極12で再度反射させて、偏光子20Bの透過軸と平行な直線偏光b4に変換することができる。反射偏光板をさらに配置することで、発光層14が発光した光の全て(円偏光c3及びc4)を外側に出射させることができる。
図4は、液晶表示装置の構成の一例を示す模式図である。
図4に示されるように、液晶表示装置30は、液晶セル40、液晶セル40を挟持する二つの偏光板50、60及びバックライト70を有する。
液晶セル40の表示方式は、特に制限されず、TN(Twisted Nematic)方式、STN(Super Twisted Nematic)方式、IPS(In−Plane Switching)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式、VA(Vertical Alignment)方式(MVA;Multi−domain Vertical Alignment、PVA;Patterned Vertical Alignmentを含む)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式等がある。コントラストを高めるためには、VA(MVA、PVA)方式が好ましい。
VA方式の液晶セルは、一対の透明基板と、それらの間に挟持された液晶層とを有する。
一対の透明基板のうち、一方の透明基板には、液晶分子に電圧を印加するための画素電極が配置される。対向電極は、一方の透明基板(画素電極が配置された透明基板)に配置されてもよいし、他方の透明基板に配置されてもよい。
液晶層は、負又は正の誘電率異方性を有する液晶分子を含む。液晶分子は、透明基板の液晶層側の面に設けられた配向膜の配向規制力により、電圧が印加されずに、画素電極と対向電極との間に電界が生じていない時には、液晶分子の長軸が、透明基板の表面に対して略垂直となるように配向している。
このように構成された液晶セルでは、画素電極に画像信号に応じた電圧を印加することで、画素電極と対向電極との間に電界を生じさせる。これにより、透明基板の表面に対して垂直に初期配向している液晶分子を、その長軸が基板面に対して水平方向となるように配向させる。このように、液晶層を駆動し、各副画素の透過率及び反射率を変化させて画像表示を行う。
偏光板50は視認側Vに配置され、偏光子52と、偏光子52を挟持する保護フィルム54及び56とを有する。
偏光板60はバックライト70側に配置され、偏光子62と、偏光子62を挟持する保護フィルム64及び66とを有する。保護フィルム56及び64の一方は、必要に応じて省略されてもよい。
保護フィルム54、56、64及び66のうちのいずれかを、本発明の光学フィルムとすることができる。
<光学レンズ>
本発明の樹脂組成物は、光学レンズに用いることができる。光学レンズを構成する樹脂は、水吸着性樹脂である。好ましい水吸着性樹脂としては、アクリル樹脂(ポリメタクリル酸メチル等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタラート等)、ポリアミド(ナイロン等)、ポリカーボネート、セルロース誘導体(セルロースアセテート、エチルセルロース等)等が挙げられる。中でも、アクリル樹脂又はセルロース誘導体であることが好ましい。
以下、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。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
〔実施例1〕
以下に各種の混合液を作製して、本発明に係る添加剤Nと水吸着性樹脂のCH/π相互作用を確認した。
<混合液1の調製>
重アセトン1mlにアセチル基置換度2.4、数平均分子量200000のセルロースアセテート樹脂0.1g及びテトラメチルシラン3滴を加え、室温下12時間撹拌し、完溶させた。
<混合液2の調製>
重アセトン1mlにアセチル基置換度2.4、数平均分子量200000のセルロースアセテート樹脂0.1g、酢酸0.1g及びテトラメチルシラン3滴を加え、室温下12時間撹拌し、完溶させた。
<混合液3の調製>
重アセトン1mlにアセチル基置換度2.4、数平均分子量200000のセルロースアセテート樹脂0.1g、トリエチルアミン0.1g及びテトラメチルシラン3滴を加え、室温下12時間撹拌し、完溶させた。
<混合液4の調製>
重アセトン1mlにアセチル基置換度2.4、数平均分子量200000のセルロースアセテート樹脂0.1g、例示化合物6を0.1g及びテトラメチルシラン3滴を加え、室温下12時間撹拌し、完溶させた。
1H−NMRの測定>
混合液1〜4の1H−NMRを測定した結果を下記に示す。なお、1H−NMRのケミカルシフトは、内部標準として用いたテトラメチルシランを基準(0ppm)として算出した。
1H−NMRの測定は、Lambda400(日本電子株式会社製)を用い、400MHzの条件で行なった。測定結果を図示した。図5A〜5DはCH/π結合の一例を示す混合液の1H−NMRスペクトルである。図5A〜5Dは、それぞれ、混合液1〜4の測定結果に対応している。
比較の図5Aの樹脂のみ(混合液1)の場合、1.92〜2.08ppmのピーク(a)はセルロースアセテートのアセチル基のCH3のプロトンに帰属され、3.16〜5.08ppmのピークbは、グルコース骨格の炭素上のプロトンに帰属される。
このピークの位置は、水素供与性の酢酸や水素受容性のトリエチルアミンを添加した混合液2や混合液3では、セルロースアセテート樹脂のプロトンのケミカルシフトが、基準の混合液1とほとんど変わっていない(比較の図5B及び5C参照。)。これに対し、本発明に係る例示化合物6を添加した混合液4では、セルロースアセテート樹脂のプロトン(ピークaとピークb)のケミカルシフトが基準の混合液1に対して低磁場シフトしている(図5D参照。)ことから、本発明に係る例示化合物6は、樹脂とCH/π相互作用することによって、樹脂近傍に存在していることが分かる。
なお、図5A〜5D中、ピークcは水のプロトンに帰属される。
〔実施例2〕
〔光学フィルム101の作製〕
下記成分を、ディゾルバーで50分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散させて、微粒子分散液を調製した。
(微粒子分散液)
微粒子(アエロジル R972V 日本アエロジル(株)製):
11質量部
エタノール: 89質量部
下記微粒子添加液の成分のうち、メチレンクロライドを溶解タンクに投入し、調製した微粒子分散液を下記の添加量で、十分撹拌しながらゆっくりと添加した。次いで、微粒子の二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散させた後、ファインメットNF(日本精線(株)製)でろ過して、微粒子添加液を得た。
(微粒子添加液)
メチレンクロライド: 99質量部
微粒子分散液: 5質量部
下記主ドープの成分のうち、メチレンクロライドとエタノールを加圧溶解タンクに投入した。次いで、下記セルロース誘導体C1、糖エステルS、例示化合物1及び調製した微粒子添加液を撹拌しながら投入し、加熱、撹拌して完全に溶解させた。得られた溶液を、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用してろ過し、主ドープを調製した。
(主ドープの組成)
メチレンクロライド: 520質量部
エタノール: 45質量部
セルロース誘導体C1: 100質量部
糖エステルS: 5質量部
例示化合物1:(一般式(1)で表される化合物) 3質量部
微粒子添加液: 1質量部
以下に、可塑剤として加えた糖エステルSの構造を示す。
Figure 0006292328
得られたドープを、無端ベルト流延装置を用いて、ステンレスベルト支持体上に均一に流延させた。ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したドープ膜中の溶媒を、残留溶媒量が75%になるまで蒸発させ、得られたウェブをステンレスベルト支持体上から剥離した。剥離したウェブを、テンター延伸装置のクリップで把持しながら搬送した。次いで、得られたフィルムを、乾燥ゾーン内で、多数のローラーで搬送させながら乾燥させた。テンタークリップで把持していたフィルムの幅方向端部をレーザーカッターでスリット除去した後、巻き取って原反フィルムを得た。
得られた原反フィルムを巻き出して、原反フィルムのガラス転移温度Tg+20℃の延伸温度、1.35倍の延伸倍率にて、フィルムの幅手方向に延伸し、光学フィルム101を得た。光学フィルム101の膜厚は50μmであった。
〔光学フィルム102〜209の作製〕
光学フィルム1の作製において、セルロース誘導体の種類及び添加量、他の樹脂の種類及び添加量、糖エステル等の可塑剤の種類及び添加量、前記一般式(1)で表される化合物又は比較化合物の種類及び、延伸倍率、延伸後の光学フィルムの膜厚を、下記表3〜表5に示すように変更した以外は、同様の方法で光学フィルム102〜209を作製した。光学フィルムの膜厚は、ドープの流量を変化させることによって調整した。
なお、光学フィルム190〜193は、延伸処理を行わなかった。
また、光学フィルム201〜207は、原反フィルムのガラス転移温度Tg+20℃の延伸温度、2.2倍の延伸倍率にて、フィルムの搬送方向に対し45°傾斜した斜め方向に延伸して作製した。得られた光学フィルム1の膜厚は30μmであった。光学フィルム201〜207の面内の遅相軸とフィルムの搬送方向とのなす角度はいずれも45°だった。
表2に、用いたセルロース誘導体の詳細を示す。
Figure 0006292328
また、表3〜表7に記載した比較化合物の化学構造式を以下に示す。
Figure 0006292328
(ポリエステル化合物A1の合成)
冷却凝縮器を装着した反応器に、236質量部のエチレングリコール、683質量部の1,4−ブチレングリコール、1180質量部のコハク酸、0.03質量部のテトラブチルチタネートを投入し、140℃で2時間、220℃で2時間、冷却凝縮器を外して220℃でさらに20時間、脱水縮合反応を行って、数平均分子量2000のポリエステル(A1)を得た。これに使用したグリコールの炭素数の平均は3.33、二塩基酸の炭素数は4であった。
(芳香族末端エステル化合物P1の合成)
反応容器にフタル酸410部、安息香酸610部、ジプロピレングリコール737部、及び触媒としてテトライソプロピルチタネート0.40部を一括して仕込み窒素気流中で撹拌下、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100〜最終的に4.00MPa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ポリエステルを得た。
粘度(25℃、mPa・s) ;43400
酸価 ;0.2mgKOH/g
(芳香族末端エステル化合物P2の合成)
1,2−プロピレングリコール251g、無水フタル酸278g、アジピン酸91g、安息香酸610g、エステル化触媒としてテトライソプロピルチタネート0.191gを、温度計、撹拌器、緩急冷却管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、窒素気流中230℃になるまで、撹拌しながら徐々に昇温する。15時間脱水縮合反応させ、反応終了後200℃で未反応の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、芳香族末端エステル化合物P2を得た。酸価は0.10、数平均分子量は450であった。
(芳香族末端エステル化合物P3の合成)
1,2−プロピレングリコール251g、テレフタル酸354g、安息香酸610g、エステル化触媒としてテトライソプロピルチタネート0.191gを、温度計、撹拌器、緩急冷却管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、窒素気流中230℃になるまで、撹拌しながら徐々に昇温する。15時間脱水縮合反応させ、反応終了後200℃で未反応の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、芳香族末端エステル化合物P3を得た。酸価は0.10、数平均分子量は400であった。
《光学フィルムの評価》
上記作製した各光学フィルムについて、下記の各特性値の測定及び評価を行った。
(リターデーション値の測定)
作製した光学フィルムについて、温度23℃、相対湿度55%の環境下で、光波長590nmで、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)を用いて下記式で表されるリターデーション値Ro、Rtを測定した。
具体的には、光学フィルムを23℃、55%RHの環境下で、590nmの光波長において10カ所で三次元の屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzの平均値を求めた後、下記式に従って面内方向のリターデーション値Ro、厚さ方向のリターデーション値Rtを算出した。
式(I):Ro(590)=(nx−ny)×d
式(II):Rt(590)={(nx+ny)/2−nz}×d
〔式(I)及び式(II)において、nxは、フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表す。nyは、フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表す。nzは、フィルムの厚さ方向zにおける屈折率を表す。dは、フィルムの厚さ(nm)を表す。〕
(湿度変動によるリターデーション値の測定)
(水浸漬によるリターデーション値の測定)
下記のようにして、湿度変動によるリターデーション値の測定を行った。なお、下記の操作は全て、温度23℃、相対湿度55%の環境下で行った。
1.光学フィルムを2枚のスライドガラスで挟んだ状態で、Ro、Rtを測定し、これをRo1、Rt1とした。
2.光学フィルムを純水中に24時間浸した後、水で湿った光学フィルムを素早く2枚のスライドガラスで挟み、Ro、Rtを測定し、これをRo2、Rt2とした。このとき、スライドガラスとフィルムの間に気泡が入らない様に注意した。
3.上記1、2で得られたRo1、Rt1、Ro2、Rt2から、23℃の純水に24時間浸した後の光学フィルムのリターデーション値の変化量ΔRo、ΔRtを差の絶対値として下記式に当てはめて算出した。
ΔRo=|Ro1−Ro2|
ΔRt=|Rt1−Rt2|
また、本発明の化合物及び比較化合物のリターデーション値変動抑制効果を以下の式で求められる変動抑制率(%)として評価した。
Ro変動抑制率(%)=((基準フィルムのΔRo)−(各サンプルフィルムのΔRo))÷(基準フィルムのΔRo)×100
Rt変動抑制率(%)=((基準フィルムのΔRt)−(各サンプルフィルムのΔRt))÷(基準フィルムのΔRt)×100
また、本発明に係る化合物及び比較化合物のリターデーション値変動抑制効果を以下の式で求められる変動抑制率(%)として評価した。
添加剤のリターデーション値変動抑制効果は、基材となる樹脂100質量部に対して添加剤を3質量部添加した時の、Ro変動率抑制率及びRt変動抑制率が20%以上であることが好ましく、Ro変動率抑制率及びRt変動抑制率が50%以上であることがより好ましく、Ro変動率抑制率及びRt変動抑制率が共に70%以上であることが特に好ましい。
以上の結果を表3〜表7に示す。なお、表では以下のように略号を用いて表した。
PMMA1:ポリメタクリル酸メチル(重量平均分子量:280000)
PMMA2:ポリメタクリル酸メチル(重量平均分子量:2500)
P2:芳香族末端エステル化合物P2
P3:芳香族末端エステル化合物P3
比較1:比較化合物1(ポリエステル化合物A1)
比較2:比較化合物2(芳香族末端エステル化合物P1)
比較3:比較化合物3
比較4:比較化合物4
比較5:比較化合物5
比較6:比較化合物6
比較7:比較化合物7
比較8:比較化合物8
比較9:比較化合物9
比較10:比較化合物10
比較11:比較化合物11
また、表中一般式(1)で表される化合物の種類の欄の番号は〔化10〕〜〔化84〕に記載の例示化合物1〜695の番号に対応している。
実施例で用いた水吸着性樹脂の吸水率は以下の通りであった。前記した方法に基づき23℃の蒸留水に24時間浸漬させて質量を測定することにより行った。
C1:5.5%、C2:5.0%、C3:4.5%、C4:3.5%、C5:2.5%、C6:6.3%、C7:4.5%、C8:4.0%、PMMA1:0.8%
Figure 0006292328
Figure 0006292328
Figure 0006292328
Figure 0006292328
Figure 0006292328
本発明の樹脂組成物から作製した光学フィルムは耐湿性に優れていることが分かる。
〔実施例3〕
《樹脂組成物の作製》
〔樹脂組成物201の作製〕
下記主ドープの成分のうち、メチレンクロライドとエタノールを加圧溶解タンクに投入した。次いで、下記セルロース誘導体C1、例示化合物1を撹拌しながら投入し、加熱、撹拌して完全に溶解させた。得られた溶液を、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用してろ過し、主ドープを調製した。
(主ドープの組成)
メチレンクロライド: 520質量部
エタノール: 45質量部
セルロース誘導体C1: 100質量部
例示化合物1: 5質量部
得られたドープを、無端ベルト流延装置を用いて、ステンレスベルト支持体上に均一に流延させた。ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したドープ膜中の溶媒を、残留溶媒量が75%になるまで蒸発させ、得られたウェブをステンレスベルト支持体上から剥離した。剥離したウェブを、テンター延伸装置のクリップで把持しながら搬送した。次いで、得られたフィルムを、乾燥ゾーン内で、多数のローラーで搬送させながら乾燥させた。テンタークリップで把持していたフィルムの幅方向端部をレーザーカッターでスリット除去した後、巻き取って原反フィルムを得た。
このようにして樹脂組成物201を得た。得られた樹脂組成物201の膜厚は60μmであった。
〔樹脂組成物202〜223の作製〕
下記表の組成のように、樹脂及び例示化合物の種類を変えた以外は同様にして、樹脂組成物202〜223を得た。膜厚はいずれも60μmであった。
(屈折率変動の測定)
上記で作製した各サンプルを、23℃、20%RHの環境下で24時間調湿し、同環境下、590nmの光源を用いて、アッベ屈折計(4T)により平均屈折率n1を測定した。
次に、これらの光学フィルムを23℃、80%RHの環境下で24時間調湿し、その後、同環境下で、590nmの光源を用いて、アッベ屈折計(4T:株式会社アタゴ製)により平均屈折率n2を測定した。
屈折率変動ΔnをΔn=n2−n1として算出した。好ましい。値が低い方が、耐湿性が優れており、光学レンズの使用に対して適している。屈折率変動を以下の表8に示す。
Figure 0006292328
表8から本発明の樹脂組成物は、環境湿度が変わっても屈折率が変動しにくいため、撮像レンズ、ピックアップレンズ、眼鏡レンズ等の光学レンズや光ファイバー用の樹脂組成物として好適に用いることができる。
〔実施例4〕
〔光学フィルム301の作製〕
下記主ドープの成分のうち、メチレンクロライドとエタノールを加圧溶解タンクに投入した。次いで、下記セルロース誘導体C1、例示化合物1を撹拌しながら投入し、加熱、撹拌して完全に溶解させた。得られた溶液を、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用してろ過し、主ドープを調製した。
(主ドープの組成)
メチレンクロライド: 520質量部
エタノール: 45質量部
セルロース誘導体C1: 100質量部
例示化合物1: 5質量部
得られたドープを、無端ベルト流延装置を用いて、ステンレスベルト支持体上に均一に流延させた。ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したドープ膜中の溶媒を、残留溶媒量が75%になるまで蒸発させ、得られたウェブをステンレスベルト支持体上から剥離した。剥離したウェブを、テンター延伸装置のクリップで把持しながら搬送した。次いで、得られたフィルムを、乾燥ゾーン内で、多数のローラーで搬送させながら乾燥させた。テンタークリップで把持していたフィルムの幅方向端部をレーザーカッターでスリット除去した後、巻き取って光学フィルムを得た。
このようにしてサンプルフィルムを得た。得られたサンプルフィルムの膜厚は60μmであった。
〔光学フィルム302〜309の作製〕
下記表9の組成のように、例示化合物の種類を変えた以外は同様にして、光学フィルム302〜309を得た。膜厚はいずれも60μmであった。
(湿熱耐久試験後の光学値変動)
23℃55%RHの環境下で各フィルムの厚さ方向の位相差値Rt1を測定した。次に、各フィルムを80℃、90%RHで1000時間、湿熱耐久試験を行い、その後、23℃55%RHの環境下で厚さ方向の位相差値Rt2を測定した。
湿熱耐久試験度の光学値変動率(%)を(Rt1−Rt2)÷Rt1×100として算出した。
以上の結果を表9に示す。
Figure 0006292328
本発明の光学フィルムは湿熱耐久試験前後で外観に変化はなかったが、比較のフィルムは黄色く変色していた。
表9より、本発明の光学フィルムは湿熱耐久試験前後で位相値の変動が少なく、湿熱耐久性に優れていることが分かる。
〔実施例5〕
《偏光板の作製》
〔偏光板101の作製〕
(偏光子の作製)
厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルムを、35℃の水で膨潤させた。得られたフィルムを、ヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g及び水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、さらにヨウ化カリウム3g、ホウ酸7.5g及び水100gからなる45℃の水溶液に浸漬した。得られたフィルムを、延伸温度55℃、延伸倍率5倍の条件で一軸延伸した。この一軸延伸フィルムを、水洗した後、乾燥させて、厚さ10μmの偏光子を得た。
(活性エネルギー線硬化性接着剤液の調製:カチオン重合型)
下記の各成分を混合した後、脱泡して、活性エネルギー線硬化性接着剤液を調製した。なお、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェートは、50%プロピレンカーボネート溶液として配合し、下記にはトリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェートの固形分量を表示した。
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサ
ンカルボキシレート 45質量部
エポリードGT−301(ダイセル化学社製の脂環式エポキシ樹脂)
40質量部
1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル 15質量部
トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート 2.3質量部
9,10−ジブトキシアントラセン 0.1質量部
1,4−ジエトキシナフタレン 2.0質量部
(偏光板101の作製)
下記の方法に従って、図1の偏光板101Aの構成からなる偏光板101を作製した。カッコ内の数値は、図1に記載した各構成要素の番号を示す。
まず、保護フィルム(102)として、KC6UAフィルム(コニカミノルタアドバンストレイヤー(株)製)を準備し、上記調製した活性エネルギー線硬化性接着剤液を、マイクログラビアコーター(グラビアローラー:#300、回転速度140%/ライン速)を用いて、厚さ5μmになるように塗工して活性エネルギー線硬化性接着剤(103A)を形成した。
次いで、上記作製した光学フィルム101(105)に、上記調製した活性エネルギー線硬化性接着剤液を、上記と同様に、厚さ5μmとなるように塗工して活性エネルギー線硬化性接着剤(103B)を形成した。
この活性エネルギー線硬化性接着剤(103A)と(103B)の間に、上記作製したポリビニルアルコール−ヨウ素系の偏光子(104)を配置し、ローラー機で貼合し、保護フィルム1(102)/活性エネルギー線硬化性接着剤(103A)/偏光子(104)/活性エネルギー線硬化性接着剤(103B)/光学フィルム101(105)が積層された積層物を得た。その際に、光学フィルム(105)の遅相軸と偏光子(104)の吸収軸が互いに直交になるようにローラー機で貼合した。
この積層物の両面側から、電子線を照射して、偏光板101(101A)を作製した。
ライン速度は20m/min、加速電圧は250kV、照射線量は20kGyとした。
〔偏光板102〜140の作製〕
偏光板101の作製において、光学フィルム101を光学フィルム102〜121、166〜184に変更したこと以外は同様にして、偏光板102〜140を作製した。
《液晶表示装置の作製》
市販のVA型液晶表示装置(SONY製40型ディスプレイKLV−40J3000)を用い、液晶セルの両面に貼合されていた偏光板を剥離し、上記作製した偏光板101〜140を、図1で示すように液晶セルの両面に貼合して液晶表示装置101〜140を作製した。その際、偏光板の吸収軸の向きはあらかじめ貼合されていた偏光板と同じ向きに調整した。
《液晶表示装置の評価》
上記作製した各液晶表示装置について、下記の評価を行った。
(耐湿性の評価:含水変動による色ムラの評価)
上記作製した液晶表示装置表面に水を浸したベンコット(旭化成せんい社製)を乗せ、水分が蒸発しない状態で30時間保持した。次いで、各液晶表示装置を点灯し、表示画面の均一性を目視評価し、下記の基準に従って耐湿性の評価を行った。
A:色ムラの発生が全く認められない
B:僅かに弱い色ムラの発生が認められる
C:弱い色ムラの発生が認められるが、実用上問題のない品質である
D:色ムラの発生が認められる
E:強い色ムラが発生し、耐湿性に問題のある品質である
Figure 0006292328
表10より、本発明の画像表示装置(液晶表示装置)は耐湿性に優れていることが分かる。
〔実施例6〕
〔円偏光板201の作製〕
(偏光子の作製)
厚さ120μmのポリビニルアルコールフィルムを、延伸温度110℃、延伸倍率5倍の条件で一軸延伸した。得られたフィルムを、ヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gからなる水溶液に60秒間浸漬した。次いで、ヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gからなる68℃の水溶液に浸漬し、水洗、乾燥して厚さ20μmの偏光子を得た。
実施例1で作製した光学フィルム201の一方の表面をアルカリケン化処理した。コニカミノルタタックフィルムKC6UA(コニカミノルタアドバンストレイヤー(株)製)を準備し、同様に一方の表面をアルカリケン化処理した。いずれも、ケン化処理された表面が、偏光子との貼合面である。そして、偏光子の一方の面に、粘着剤であるポリビニルアルコール5%水溶液を介して、光学フィルム201のケン化処理された表面を貼り合わせた。また、偏光子の他方の面に、ポリビニルアルコール5%水溶液を介して、コニカミノルタタックフィルムKC6UAのケン化処理された表面を貼り合わせて、円偏光板201を作製した。光学フィルム201と偏光子との貼り合わせは、偏光子の透過軸と光学フィルム201の遅相軸とのなす角が45°となるように行った。
〔円偏光板201〜204の作製〕
円偏光板201の作製において、光学フィルム201を、光学フィルム202〜204に変更した以外は、円偏光板201と同様にして円偏光板202〜204をそれぞれ作製した。
〔有機EL表示装置201の作製〕
ガラス基板上に、スパッタリング法により、厚さ80nmのクロムからなる光反射電極を形成した。この光反射電極上に、陽極として厚さ40nmのITOの薄膜を形成した。次いで、この陽極上に、スパッタリング法により、厚さ80nmのポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT:PSS)からなる正孔輸送層を形成した。さらに、正孔輸送層上に、シャドーマスクを用いて、RGBの発光層をそれぞれパターニングして形成した。発光層の厚さは、色毎に100nmとした。赤色発光層は、ホストとしてトリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(Alq3)と発光性化合物[4−(dicyanomethylene)−2−methyl−6(p−dimethylaminostyryl)−4H−pyran](DCM)とを共蒸着(質量比99:1)して形成し、緑色発光層は、ホストとしてAlq3と、発光性化合物クマリン6とを共蒸着(質量比99:1)して形成した。青色発光層は、ホストとして下記化合物BAlqと発光性化合物Peryleneとを共蒸着(質量比90:10)して形成した。
Figure 0006292328
得られたRGBの発光層上に、真空蒸着法により、効率的に電子を注入できるような第1の陰極として、仕事関数の低いカルシウムからなる厚さ4nmの薄膜を形成した。この第1の陰極上に、第2の陰極として厚さ2nmのアルミニウムからなる薄膜を形成し、有機発光層を得た。第2の陰極として用いたアルミニウムは、その上に透明電極をスパッタリング法で成膜する際に、第1の陰極であるカルシウムが化学的に変質するのを防ぐ役割がある。
次いで、第2の陰極上に、スパッタリング法により、ITOからなる厚さ80nmの透明導電膜(第1の陰極、第2の陰極及び透明導電膜を、合わせて透明電極層とする)を形成した。さらに、透明導電膜上に、CVD法により、窒化ケイ素からなる厚さ200nmの薄膜を形成し、絶縁膜(透明基板)とした。
得られた絶縁膜(透明基板)上に、作製した円偏光板201を、粘着剤を介して貼り合わせて、有機EL表示装置157を作製した。円偏光板201の貼り合わせは、光学フィルム201が絶縁膜側に位置するように行った。
〔有機EL表示装置202〜204の作製〕
有機EL表示装置201作製において、円偏光板201を各円偏光板202〜204に変更した以外は、有機EL表示装置201と同様にして有機EL表示装置202〜204をそれぞれ作製した。
《有機EL表示装置の評価》
上記作製した各有機EL表示装置について、下記の評価を行った。
(耐湿性の評価:含水変動による色ムラの評価)
上記作製した有機EL表示装置表面に水を浸したベンコット(旭化成せんい社製)を乗せ、水分が蒸発しない状態で30時間保持した。次いで、各有機EL表示装置を点灯し、表示画面の均一性を目視評価し、下記の基準に従って耐湿性の評価を行った。
A:色ムラの発生が全く認められない
B:僅かに弱い色ムラの発生が認められる
C:弱い色ムラの発生が認められるが、実用上問題のない品質である
D:色ムラの発生が認められる
E:強い色ムラが発生し、耐湿性に問題のある品質である
Figure 0006292328
表11から、本発明の有機EL表示装置は色ムラが優れていることが分かる。
〔実施例7〕
実施例2の光学フィルム1の作製において、セルロース誘導体の種類及び添加量、可塑剤、前記一般式(1)で表される化合物又は比較化合物の種類、及び、延伸倍率、延伸後の光学フィルムの膜厚を、下記表12に示すように変更した以外は、同様の方法で光学フィルム401〜405を作製した。光学フィルムの膜厚は、ドープの流量を変化させることによって調整した。なお、光学フィルム401〜405は、原反フィルムのガラス転移温度Tg+20℃の延伸温度、2.2倍の延伸倍率にて、フィルムの搬送方向に対し45°傾斜した斜め方向に延伸して作製した。得られた光学フィルム401〜405の面内の遅相軸とフィルムの搬送方向とのなす角度はいずれも45°だった。
《光学フィルムの評価》
上記作製した各光学フィルムについて、実施例2と同様にリターデーション値、水浸漬によるリターデーション値を行い、Ro変動抑制率(%)の測定の測定を行った。
また、光学フィルムを23℃、55%RHの環境下で、450nm、550nm及び650nmの各波長において10カ所で三次元の屈折率測定を行い、屈折率nx、ny、nzの平均値を求めた後、実施例2と同様にして450nm、550nm及び650nmの各波長における面内のリターデーション値Ro(450)、Ro(550)及びRo(650)を求めた。以上の結果を表12に示す。
Figure 0006292328
表12から本発明の樹脂から作製した光学フィルムは、耐湿性と共に優れた光学特性を示し、逆波長分散性にも優れることが分かる。
〔実施例8〕
〔偏光板401〜405作製〕
実施例6において円偏光板201の作製において、光学フィルム201を光学フィルム401〜405に変更したこと以外は同様にして、円偏光板401〜405を作製した。
〔有機EL表示装置401〜405の作製〕
実施例6の有機EL表示装置201の作製において、円偏光板201の代わりに円偏光板401〜405を用いて、有機EL表示装置157と同様にして有機EL表示装置401〜405をそれぞれ作製した。
《有機EL表示装置の評価》
実施例6と同様にして、有機EL表示装置の色ムラを評価した。
評価結果を表13に示す。
Figure 0006292328
表13より本発明の有機EL表示装置は色ムラに優れていることが分かる。
本発明の樹脂組成物は、環境湿度に依存した光学値変動が抑制され、環境湿度に依存した光学値変動が抑制された光学フィルム及び光学レンズ使用することができる。更には、該光学フィルムを用いた耐湿性に優れる偏光板、円偏光板及び画像表示装置に使用することができる。
101A 偏光板
102 保護フィルム
103A、103B 活性エネルギー線硬化性接着剤
104 偏光子
105 位相差フィルム
106 保護フィルム
107 液晶セル
108 液晶表示装置
BL バックライト
10 有機EL表示装置
12 光反射電極
14 発光層
16 透明電極層
18 透明基板
20 円偏光板
20A λ/4位相差フィルム
20B 偏光子(直線偏光膜)
a1、b1、b3、b4 直線偏光
c1、c2、c3、c4 円偏光板
30 液晶表示装置
40 液晶セル
50、60 偏光板
52、62 偏光子
54、56、64、66 保護フィルム
70 バックライト
V 視認側

Claims (1)

  1. 下記一般式(1.2)で表される構造を有することを特徴とするトリアゾール化合物。
    Figure 0006292328
    (式中、Zは、下記一般式(1.2a)の構造を表す。qは、2を表す。2つのZは、ベンゼン環上お互いにオルト位又はメタ位に結合する。)
    Figure 0006292328
    (上記一般式(1.2a)において、R10は水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を表す。pは1〜5の整数を表す。*はベンゼン環との結合位置を表す。T1は1,2,4
    −トリアゾール環を表し、1,2,4−トリアゾール環の窒素原子上に芳香族の置換基を有することはない。)
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