JP7014182B2 - 位相差フィルム、その製造方法、偏光板及び表示装置 - Google Patents
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Description
0<NZ係数<1である位相差フィルムの製造方法として、樹脂フィルムの面に収縮性フィルムを接着して積層体を形成し、収縮性フィルムの収縮力を利用して樹脂フィルムの厚み方向の屈折率を制御する方法が知られている(特許文献1)。
また、IPS方式液晶表示装置における別の視野角補償の方法として、負のCプレートと負のAプレートとを組み合わせる方法も提案されている。
負のCプレートと負のAプレートを組み合わせた位相差フィルムとして、無機層状化合物層を用いた位相差フィルムと、負の屈折率異方性を有する熱可塑性樹脂からなる一軸配向性位相差フィルムとを組み合わせた補償用位相差フィルムが知られている(特許文献2)。
しかし、0<NZ係数<1の特性を一枚の位相差フィルムで実現する方法は限られている。位相差フィルムの製造方法として一般的な、熱可塑性樹脂を延伸するという手法では、NZ係数≧1、又はNZ係数≦0である位相差フィルムを得ることはできても、0<NZ係数<1である位相差フィルムを得ることは困難である。
特許文献1の技術は、位相差フィルムの製造のために、樹脂フィルムのみならず、収縮性フィルムや接着剤などの複数の材料が必要であることから、位相差フィルムの生産性が悪く、生産コストが大きい。
特許文献2の技術は、部品点数が多くなることに加え、熱可塑性樹脂の押出し工程、延伸工程にさらに無機層状化合物の塗布工程が必要であることから、位相差フィルムの生産性が悪く、生産コストが大きい。
従って、生産性及び生産コストの点で優れ、視野角補償のために好適な性能を備える位相差フィルムが求められている。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
540nmにおけるNZ係数が、0.1を超え1.0未満であり、
540nmにおける面内レターデーションReが、50nmを超え300nm未満であり、
前記熱可塑性樹脂Aが、負の固有複屈折値を有する樹脂であり、
前記無機粒子Iが、板状の無機粒子であり、
前記無機粒子Iの板面方向の平均径が10nm以上60nm以下であり、
前記層Aにおける前記無機粒子Iの含有割合が、5重量%以上20重量%以下である、位相差フィルム。
[2] 前記熱可塑性樹脂Aが、スチレン単位、並びに、無水マレイン酸単位、メタクリル酸単位、及びマレイミド単位からなる群から選ばれる1種以上の単位を含む重合体を含む、[1]に記載の位相差フィルム。
[3] 熱可塑性樹脂Bを主たる成分として含有し50%破壊エネルギーが1.0×10-2J以上である層Bを、さらに含む、[1]又は[2]に記載の位相差フィルム。
[4] 前記熱可塑性樹脂Aのガラス転移温度TgA(℃)及び前記熱可塑性樹脂Bのガラス転移温度TgB(℃)が、TgA>TgBの関係を満たす、[3]に記載の位相差フィルム。
[5] 前記層Bの540nmにおける面内レターデーションRe(B)が、0nm以上10nm未満であり、540nmにおける厚み方向のレターデーションRth(B)の絶対値が0nm以上10nm未満である、[3]又は[4]に記載の位相差フィルム。
[6] 位相差フィルムの製造方法であって、
前記位相差フィルムが、熱可塑性樹脂A及び無機粒子Iを含有する層Aを含み、
540nmにおける前記位相差フィルムのNZ係数が、0.1を超え1.0未満であり、
540nmにおける前記位相差フィルムの面内レターデーションReが、50nmを超え300nm未満であり、
前記熱可塑性樹脂Aが、負の固有複屈折値を有する樹脂であり、
前記無機粒子Iが、板状の無機粒子であり、
前記層Aにおける前記無機粒子Iの含有割合が、5重量%以上20重量%以下であり、
前記無機粒子Iの板面方向の平均径が10nm以上60nm以下であり、
前記方法は、
前記熱可塑性樹脂A及び前記無機粒子Iを含有し前記無機粒子Iの含有割合が5重量%以上20重量%以下である層aを含む、延伸前フィルムを得る工程、並びに
前記延伸前フィルムを少なくとも一方向に延伸する工程、
を含む、位相差フィルムの製造方法。
[7] 前記位相差フィルムが、熱可塑性樹脂Bを主たる成分として含有し50%破壊エネルギーが1.0×10-2J以上である層Bを、さらに含み、
前記延伸前フィルムが、前記熱可塑性樹脂Bを含有する層bをさらに含む、[6]に記載の位相差フィルムの製造方法。
[8] 偏光子及び[1]~[5]のいずれか1項に記載の位相差フィルムを含む、偏光板。
[9] [8]に記載の偏光板を含む表示装置。
本発明の位相差フィルムは、熱可塑性樹脂A及び無機粒子Iを含有する層Aを含む。層Aは、単層構造であることが好ましい。
熱可塑性樹脂Aは、負の固有複屈折値を有する熱可塑性樹脂である。負の固有複屈折値を有する熱可塑性樹脂は、負の固有複屈折値を有する重合体を含む。
熱可塑性樹脂Aは、負の固有複屈折値を有する重合体を含む樹脂であれば特に限定されず、例えば、スチレン単位又はスチレン誘導体単位を含む重合体を含む樹脂(単に、ポリスチレン樹脂ともいう。);ポリアクリロニトリル樹脂;ポリメチルメタクリレート樹脂;スチレン、スチレン誘導体、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレートからなる群から選ばれる単量体の、多元共重合体を含む樹脂;及びこれらの樹脂の組み合わせが挙げられる。ポリスチレン樹脂としては、例えば、スチレン単位又はスチレン誘導体単位からなる重合体を含む樹脂、及びスチレン単位又はスチレン誘導体単位及び他の単量体単位を含む重合体を含む樹脂が挙げられる。
スチレン誘導体単位としては、例えば、アルキルスチレン単位、ハロゲン化スチレン単位、アルコキシスチレン単位が挙げられる。
スチレン単位又はスチレン誘導体単位を含む重合体に含まれ得る他の単量体単位としては、アクリロニトリル単位、無水マレイン酸単位、メチル(メタ)アクリレート単位、(メタ)アクリル酸単位、マレイミド単位、及びブタジエン単位が挙げられる。
熱可塑性樹脂Aは、特に好ましくは、スチレン単位と、無水マレイン酸単位、メタクリル酸単位、及びマレイミド単位からなる群から選ばれる1種以上の単位とを含む重合体を含むポリスチレン樹脂であり、最も好ましくは、スチレン単位と、無水マレイン酸単位とを含む重合体を含むポリスチレン樹脂である。
熱可塑性樹脂Aにおける負の固有複屈折値を有する重合体の割合は、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上である。熱可塑性樹脂Aにおける負の固有複屈折値を有する重合体の割合の上限は、100重量%である。
熱可塑性樹脂Aは、1種単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。
熱可塑性樹脂Aに含まれ得る任意の成分としては、例えば、酸化防止剤;光安定剤;ワックス;核剤;蛍光増白剤;紫外線吸収剤;着色剤;難燃剤;難燃助剤;帯電防止剤;可塑剤;近赤外線吸収剤;滑剤;フィラー;などが挙げられる。また、熱可塑性樹脂Aに含まれ得る任意の成分は、1種単独であってもよく、2種以上の任意の比率での組み合わせであってもよい。
無機粒子Iは、板状の無機粒子である。本明細書において、無機粒子について「板状」とは、板面方向の径が厚みに対して10倍以上であることをいう。厚みに対する径の割合の上限は、特に限定されないが、例えば100倍以下としうる。無機粒子Iの、板面方向の平均径は、10nm以上60nm以下である。
無機粒子Iは、板状である無機物の粒子であっても、板状である無機物と有機化合物との複合体であってもよい。
無機粒子Iを構成する無機物としては、例えば、層状構造を有する粘土鉱物が挙げられ、さらに具体的には、例えば、スメクタイト族の粘土鉱物(例、ヘクトライト、モンモリロナイト、及びベントナイト;これらの置換体;これらの誘導体)及びその混合物が挙げられる。透明性に優れ、位相差フィルムを得る観点から、無機粒子Iを構成する無機物は、好ましくはスメクタイト族の粘土鉱物又はその混合物である。
無機粒子Iを構成する無機物は、化学合成品であっても、天然産物であってもよいが、不純物が少なく透明性に優れるので、好ましくは化学合成品であり、より好ましくは合成ヘクトライトである。
無機粒子Iが、板状である無機物と有機化合物との複合体である場合、無機粒子Iを構成する有機化合物としては、例えば、粘土鉱物の酸素原子又はヒドロキシ基と反応し得る化合物、粘土鉱物の結晶層間に存在する交換性陽イオンと交換し得るイオンを含むイオン性化合物が挙げられ、具体的には、例えば、四級アンモニウム化合物が挙げられる。
無機物が粘土鉱物である場合、無機物と複合させる有機化合物は、好ましくは、四級アンモニウム化合物であり、より好ましくは、アルキル基及び/又はベンジル基に置換されたアンモニウムイオンを含む化合物(例、ジメチルジオクタデシルアンモニウムイオンを含む化合物、ジメチルベンジルオクタデシルアンモニウムイオンを含む化合物、トリオクチルメチルアンモニウムイオンを含む化合物)、又は長鎖の置換基により置換されたアンモニウムイオンを含む化合物(例、メチルジエチルポリオキシプロピレン(例えば、重合度25)アンモニウムイオンを含む化合物)である。
四級アンモニウム化合物は、無機粒子Iを分散させる溶媒(例、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン;メタノール、エタノール、プロパノールなどの低級アルコール;四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素)に応じて、適宜選択してよい。
無機物と四級アンモニウム化合物とを複合させて無機粒子Iとした場合、四級アンモニウム化合物は、通常四級アンモニウムイオンとして無機物に導入されて、無機物と四級アンモニウムイオンとの複合体を形成している。
無機粒子Iが無機物と有機化合物との複合体である場合、無機物と有機化合物との複合体を製造する方法は特に限定がなく、公知の方法により製造することができる。例えば、分散媒中で、粘土鉱物などの無機物と四級アンモニウム化合物などの有機化合物とを接触させ、粘土鉱物などの無機物の結晶層間に存在する交換性陽イオンを、有機化合物を構成する四級アンモニウムイオンなどの陽イオンと交換する方法が挙げられる。
具体的には、粘土鉱物(例、合成ヘクトライト)を水に分散させ、有機化合物(例、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリドなどの四級アンモニウム化合物)を添加し、撹拌する方法が挙げられる。反応時間は、例えば、2時間とし得る。反応温度は、例えば、室温とし得る。反応後は、複合体と分散媒である水とを例えば濾過により分離し、次いで副生する塩類を分散媒により洗浄することにより複合体から除去してもよい。
無機粒子Iが、粘土鉱物と四級アンモニウム化合物との複合体である場合、粘土鉱物の陽イオン交換容量に対して、好ましくは四級アンモニウム化合物を0.5~1.5倍当量、より好ましくは、1.0当量用いる。
無機粒子Iの板面方向における平均径は、下記の方法により測定される。
無機粒子Iを溶媒(例、トルエン)に分散させた後、基板表面に滴下し、溶媒を蒸発させ、基板の表面上に残った無機粒子を走査型電子顕微鏡(例、日本電子製「JSM-7200F」、倍率150000倍)により観察し、任意に選んだ無機粒子200個につき、板面の面積Aを算出し、得られた無機粒子200個の板面面積から、無機粒子200個の板面方向における径rを次式(I)により算出する。
本発明の無機粒子Iは、板面方向の平均径が、60nm以下であり、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは40nm以下である。これにより、位相差フィルムのヘーズ値を低いものとすることができる。
無機粒子Iは、層Aにおける含有割合が、5重量%以上であり、好ましくは7重量%以上である。これにより、NZ係数を、0.1を超え1.0未満とすることができる。
無機粒子Iは、層Aにおける含有割合が、20重量%以下であり、好ましくは15重量%以下である。これにより、層Aの機械的強度を保持することができる。
層Aの厚みは、適宜設定し得るが、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。
層Aは、熱可塑性樹脂A及び無機粒子Iの他に、任意の成分を含み得る。任意の成分としては、例えば、界面活性剤が挙げられる。
本発明の位相差フィルムは、層Aの他に、任意の層を有していてもよい。
任意の層としては、例えば、熱可塑性樹脂Bを主たる成分として含有し50%破壊エネルギーが1.0×10-2J以上である層Bが挙げられる。
層Bは、50%破壊エネルギーが1.0×10-2J以上、好ましくは1.5×10-2J以上、より好ましくは2.0×10-2J以上である。これにより、位相差フィルムが層Aのみを有する場合よりも位相差フィルムの機械的強度を向上させることができる。50%破壊エネルギーは大きいほど好ましい。したがって50%破壊エネルギーの上限は特に限定されないが、例えば10×10-2J以下としうる。
50%破壊エネルギーは、JIS-K7124-1(ステアケース法)に準拠して測定し得る。測定装置としては、衝撃試験器(例、アスカカンパニー製「Sゲージ」)を用い得る。
層Bは、熱可塑性樹脂Bを含む。熱可塑性樹脂Bとしては、層Bの50%破壊エネルギーを1.0×10-2J以上とすることができる樹脂であれば特に限定はなく、例えば、アクリル樹脂が挙げられる。
アクリル酸アルキルエステル単位を構成するためのアクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec-ブチル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸n-デシル、アクリル酸n-ドデシルが挙げられる。
メタクリル酸アルキルエステル単位を構成するためのメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec-ブチル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸n-デシル、メタクリル酸n-ドデシルが挙げられる。
アクリル樹脂中の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む重合体における、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位の含有割合は、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは60重量%以上であり、さらに好ましくは70重量%以上である。
熱可塑性樹脂Bにおける(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む重合体の割合は、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上である。
熱可塑性樹脂Bは、1種単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。
熱可塑性樹脂Bに含まれ得る任意の成分としては、熱可塑性樹脂Aに含まれ得る重合体以外の任意の成分として例示した成分が挙げられる。また、熱可塑性樹脂Bに含まれ得る任意の成分は、1種単独であってもよく、2種以上の任意の比率での組み合わせであってもよい。
TgA及びTgBの差(TgA-TgB)(℃)は、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは15℃以上であり、さらに好ましくは20℃以上、好ましくは40℃以下、より好ましくは35℃以下である。TgA及びTgBの差(TgA-TgB)を前記範囲とすることにより、延伸工程で熱可塑性樹脂Bが軟化しすぎない範囲で、層Aの異方性を保持しつつ、層Bの異方性を減弱させることができる。
主たる成分とは、層Bの含有成分の内、最も含有重量割合が大きい成分をいう。
熱可塑性樹脂Bの層Bにおける含有割合は、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは70重量%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上である。層Bにおける熱可塑性樹脂Bの含有割合の上限は、100重量%である。
層Bは、熱可塑性樹脂Bの他に、任意の成分を含んでいてもよい。
層Bの厚みは、適宜設定し得るが、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上、好ましくは70μm以下、より好ましくは50μm以下である。
本発明の位相差フィルムは、540nmにおけるNZ係数が、0.1を超え1.0未満である。
本発明の位相差フィルムは、540nmにおけるNZ係数が、好ましくは0.2以上であり、より好ましくは0.25以上であり、好ましくは0.9以下であり、より好ましくは0.8以下であり、さらに好ましくは0.75以下である。これにより、位相差フィルムを液晶表示装置の視野角補償のために好適に用い得る。
本発明の位相差フィルムは、540nmにおける面内レターデーションReが、好ましくは100nm以上であり、より好ましくは120nm以上であり、好ましくは290nm以下であり、より好ましくは280nm以下である。
上述した層Bの面内レターデーションRe(B)及び厚み方向におけるレターデーションRth(B)も、位相差フィルムの面内レターデーションRe、厚み方向におけるレターデーションRthと同様にして測定し得る。
本発明の位相差フィルムを製造する方法には特に限定がないが、例えば下記の工程を含む方法により製造し得、下記工程を含む方法で製造することが好ましい。本発明の位相差フィルムは、延伸という簡易な方法により製造することができるので、高い生産性を有し生産コストを抑制し得る。
(i)熱可塑性樹脂A及び無機粒子Iを含有し無機粒子Iの含有割合が5重量%以上20重量%以下である層aを含む、延伸前フィルムを得る工程
(ii)前記延伸前フィルムを少なくとも一方向に延伸する工程
工程(ii)において、延伸前フィルムの延伸温度は、好ましくは(TgA(熱可塑性樹脂Aのガラス転移温度)-10℃)以上であり、より好ましくは(TgA-5℃)以上であり、好ましくは(TgA+30℃)以下であり、より好ましくは(TgA+20℃)以下である。
本発明の位相差フィルムは、偏光子と組み合わせて、偏光板とすることができる。
偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール、部分ホルマール化ポリビニルアルコール等の適切な親水性重合体のフィルムに、ヨウ素及び二色性染料等の二色性物質による染色処理及び延伸処理を施し、さらに必要に応じ、架橋処理等の適切な処理を適切な順序及び方式で施したものを用い得る。
本発明の位相差フィルム及び偏光子を含む偏光板は、液晶表示素子及び有機エレクトロルミネッセンス表示素子などの画像表示素子と組み合わせて、表示装置とすることができる。組み合わせる画像表示素子としては、例えば、液晶表示素子(インプレーンスイッチング(IPS)モードなどの、任意のモードの液晶表示素子)、及び有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。
本発明の位相差フィルムは、例えば1/2波長板、1/4波長板として使用することができ、また例えば液晶表示装置の視野角補償用、表示装置の反射抑制用として好適に使用し得る。
本実施例における、評価項目の評価方法について説明する。
(無機粒子の板面方向における平均径)
無機粒子をトルエンに加え、超音波処理を60分間行って無機粒子のトルエン分散液を調製した。得られた分散液をマイカ基板の表面に滴下して、滴下した分散液からトルエンを蒸発させた。マイカ基板の表面上に残った無機粒子を走査型電子顕微鏡(日本電子製「JSM-7200F」、倍率150000倍)により観察し、任意に選んだ無機粒子200個につき、板面の面積Aをそれぞれ算出した。得られた無機粒子200個の板面面積から、無機粒子200個の板面方向における径rを上述の式(I)により算出した。
算出された無機粒子200個の板面方向における径rの平均値を、無機粒子の板面方向における平均径R(nm)とした。
評価対象のフィルムについて、レターデーション測定装置(大塚電子株式会社製「RE-200」)を用いて測定した。幅方向の同一直線上に並ぶ5cm間隔の地点について面内レターデーションを測定し、同様の測定を長手方向(流れ方向)に1m間隔で5回繰り返した。得られた測定値の平均値をフィルムの面内レターデーションReとした。
評価対象のフィルムについて、レターデーション測定装置(大塚電子株式会社製「RE-200」)を用いて測定した。幅方向の同一直線上に並ぶ5cm間隔の地点について厚み方向におけるレターデーションを測定し、同様の測定を長手方向(流れ方向)に1m間隔で5回繰り返した。得られた測定値の平均値をフィルムの厚み方向におけるレターデーションRthとした。
評価対象のフィルムについて、レターデーション測定装置(Axometrics株式会社製「AxoScan」)を用いて幅方向の同一直線上に並ぶ5cm間隔の地点についてNZ係数を測定し、同様の測定をフィルムの長手方向(流れ方向)に1m間隔で5回繰り返した。得られた測定値の平均値をフィルムのNZ係数とした。
ヘーズメーター(日本電色工業株式会社製「NDH-4000」)を用いてフィルムの一枚ヘーズをJIS-K-7136に準拠して測定した。
衝撃試験器(アスカカンパニー製「Sゲージ」)を用い、JIS-K7124-1(ステアケース法)に準拠して測定した。
示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ製「DSC-6100」)を用い、サンプル量10mg、昇温速度10℃/minの条件でガラス転移温度を測定した。
(ドープの調製)
熱可塑性樹脂Aとしてスチレン-無水マレイン酸共重合体(NovaChemicals社製「DylarkD332」、ガラス転移温度135℃)を用いた。
無機粒子として、有機化ヘクトライト(クニミネ工業株式会社製、「スメクトンSAN」、板状、平均径R=35(nm)、無機物と有機化合物との複合体)を用いた。
トルエン10部に対し、無機粒子0.4部を添加し、常温で10分間撹拌後、超音波による処理を30分間実施した。その後、熱可塑性樹脂Aのペレット3.6部を加え、さらに超音波による処理を120分間実施し、ドープA1を得た。ドープA1中の、溶媒(トルエン)を除いた全成分(無機粒子及び熱可塑性樹脂A)に占める熱可塑性樹脂Aの割合は、10重量%である。
ドープA1を、スチールベルト上に流延(キャスト)し、乾燥炉でトルエンを除去した後、両エッジをトリミングして幅600mm、厚み100μmの未延伸フィルムAを得た。未延伸フィルムAにおける無機粒子の含有割合は、10重量%である。
未延伸フィルムAを連続してテンター延伸機に供給し、延伸温度150℃、延伸倍率2.0倍で幅方向に延伸処理を行い、横延伸フィルムを得た。得られた横延伸フィルムをさらに縦延伸装置に供給し、延伸温度140℃、延伸倍率1.5倍で長手方向(流れ方向)に延伸加工を行い、表1に示す特性を持つ位相差フィルム1を得た。位相差フィルム1は、無機粒子及び熱可塑性樹脂Aを含む層Aに該当する。位相差フィルム1における無機粒子の含有割合(すなわち、層Aにおける無機粒子の含有割合)は、10重量%である。
透過軸が幅方向にある長尺の偏光子巻回体(サンリッツ社製「HLC2-5618S」、厚さ180μm)の片側の保護フィルムを除去し、位相差フィルム1の遅相軸と偏光子の透過軸とが平行となるように貼合した。この巻回体から偏光板を切り出した。
切り出した偏光板を、市販のIPS液晶パネル(LG化学製)の表示装置視認側に配置された偏光板と置き換え、上記偏光板の位相差フィルム側が液晶セル側に配置されるように組み込んだ。得られた表示装置の表示特性を外光下で目視により確認したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り非常に良好な表示特性であった。
下記手順により、表1に示す特性を持つ、積層フィルムである位相差フィルム2を得た。
熱可塑性樹脂Bとして、アクリル樹脂(住友化学株式会社製「スミペックスHT55X」、ガラス転移温度105℃)を用いた。Tダイを備えた直径60mmの押出し機に熱可塑性樹脂Bを投入し、270℃で溶融した樹脂をTダイからキャスティングドラム上に押出し、幅700mm、厚み50μmの、長尺のフィルムBを作成した。フィルムBの50%破壊エネルギーは6.0×10-2(J)であった。フィルムBの540nmにおける面内レターデーションReは、0.5nmであり、厚み方向におけるレターデーションRthの絶対値は0.5nmであった。
実施例1で調製されたドープA1を、フィルムB上に流延(キャスト)し、乾燥炉でトルエンを除去した後、両エッジをトリミングして幅600mm、厚み80μmの未延伸積層フィルムBを得た。
得られた未延伸積層フィルムBを連続してテンター延伸機に供給し、延伸温度150℃、延伸倍率2.0倍で幅方向に延伸処理を行い、横延伸積層フィルムを得た。得られた横延伸積層フィルムをさらに縦延伸装置に供給し、延伸温度135℃、延伸倍率1.5倍で長手方向(流れ方向)に延伸加工を行い、表1に示す特性を持つ、積層フィルムである位相差フィルム2を得た。
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム2を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置2を得た。表示装置2の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り非常に良好な表示特性であった。
(ペレットAの調製)
実施例1で調製されたドープA1から、円筒型濃縮乾燥器(日立製作所社製)を用いて、温度270℃、圧力1kPa以下で、溶媒であるトルエンを除去し、濃縮乾燥器に直結させた押出機のダイから溶融状態でストランド状に押出し、冷却後切断して、ペレットAを得た。
ペレットA及び熱可塑性樹脂Bであるアクリル樹脂(住友化学株式会社製、「スミペックスHT55X」、ガラス転移点105℃)のペレットを、それぞれスクリュー径40mm及び20mmの押出し機に供給し、2層タイプのマルチマニホールドダイから冷却ドラム上に押出して冷却し、厚み80μm(無機粒子及び熱可塑性樹脂Aを含む層A:50μm、熱可塑性樹脂Bを含む層B:30μm)、幅600mmの積層未延伸フィルムCを得た。無機粒子及び熱可塑性樹脂Aを含む層である層A及び熱可塑性樹脂Bを含む層である層Bの厚みは押出し機の回転数によって調整した。得られた未延伸積層フィルムCを連続してテンター延伸機に供給し、延伸温度150℃、延伸倍率2.0倍で幅方向に延伸処理を行い、横延伸積層フィルムを得た。得られた横延伸積層フィルムをさらに縦延伸装置に供給し、延伸温度135℃、延伸倍率1.5倍で長手方向(流れ方向)に延伸加工を行い、表1に示す特性を持つ、積層フィルムである位相差フィルム3を得た。
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム3を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置3を得た。表示装置3の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り非常に良好な表示特性であった。
(位相差フィルムの製造)
合成ヘクトライト(BYK社製「ラポナイト」)20gを、水1000mLに分散させ、これにジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド20gを添加し、撹拌しながら室温で2時間反応させて反応生成物を得た。次いで、反応生成物を濾過し、水で洗浄して副生した塩類を除去し、乾燥し、粉砕して、有機変性ヘクトライトを得た。得られた有機変性ヘクトライトは、無機物と有機化合物との複合体である。
無機粒子として、有機化ヘクトライト(クニミネ工業株式会社製、「スメクトンSAN」)の代わりに、上記有機変性ヘクトライト(板状、平均径R=20(nm))を用いた以外は実施例1に記載されたドープA1の調製と同様にして、ドープA2を調製した。ドープA1の代わりにドープA2を用い、延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして、位相差フィルム4を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム4を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置4を得た。表示装置4の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り非常に良好な表示特性であった。
(位相差フィルムの製造)
ドープ中の無機粒子と熱可塑性樹脂Aとの重量比が15:85となるように無機粒子及び熱可塑性樹脂Aの添加量を調整した以外はドープA1の調製と同様にして、ドープA3を調製した。ドープA1の代わりにドープA3を用い、延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして、位相差フィルム5を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム5を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置5を得た。表示装置5の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り非常に良好な表示特性であった。
(位相差フィルムの製造)
熱可塑性樹脂Aとして、スチレン-無水マレイン酸共重合体(NovaChemicals社製「DylarkD332」)の代わりにポリスチレン(PSジャパン株式会社製「HF77」、ガラス転移温度100℃)を使用した以外はドープA1の調製と同様にして、ドープA4を調製した。ドープA1の代わりにドープA4を用い、延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして位相差フィルム6を得た。
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム6を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置6を得た。表示装置6の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り非常に良好な表示特性であった。
(位相差フィルムの製造)
延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして、位相差フィルム7を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム7を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置7を得た。表示装置7の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り良好な表示特性であった。
(位相差フィルムの製造)
延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして、位相差フィルム8を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルム8を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置8を得た。表示装置8の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、置き換え前と比較し、全方位に渡り良好な表示特性であった。
(位相差フィルムの製造)
無機粒子として、平均径R=80(nm)の板状の無機粒子を用いた以外はドープA1の調製と同様にして、ドープA5を調製した。ドープA1の代わりにドープA5を用い、延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして位相差フィルムc1を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルムc1を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置c1を得た。表示装置c1の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、コントラストが悪く、また全方位にわたり良好な表示特性ではなかった。
(位相差フィルムの製造)
ドープ中の無機粒子と熱可塑性樹脂Aとの重量比が30:70となるように無機粒子及び熱可塑性樹脂Aの添加量を調整した以外はドープA1の調製と同様にして、ドープA6を調製した。ドープA1の代わりにドープA6を用い、延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして位相差フィルムc2を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルムc2を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置c2を得た。表示装置c2の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、コントラストが悪く、また全方位にわたり良好な表示特性ではなかった。
(位相差フィルムの製造)
ドープ中の無機粒子と熱可塑性樹脂Aとの重量比が3:97となるように無機粒子及び熱可塑性樹脂Aの添加量を調整した以外はドープA1の調製と同様にして、ドープA7を調製した。ドープA1の代わりにドープA7を用い、延伸条件を表1の様に変更した以外は実施例2と同様にして位相差フィルムc3を得た。
(偏光板及び表示装置の製造)
位相差フィルム1の代わりに位相差フィルムc3を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及びこれを組み込んだ表示装置c3を得た。表示装置c3の表示特性を実施例1と同様に評価したところ、全方位にわたり良好な表示特性ではなかった。
実施例1~8の位相差フィルムは、1/2波長板としての特性を有し、表示装置の視野角補償用として好適であることが分かる。
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂A及び無機粒子Iを含有する層Aを含み、
540nmにおけるNZ係数が、0.1を超え1.0未満であり、
540nmにおける面内レターデーションReが、50nmを超え300nm未満であり、
前記熱可塑性樹脂Aが、負の固有複屈折値を有する樹脂であり、
前記無機粒子Iが、板状であり、板面方向の径が厚みに対して10倍以上である、無機物と有機化合物との複合体であり、
前記無機粒子Iの板面方向の平均径が10nm以上60nm以下であり、
前記層Aにおける前記無機粒子Iの含有割合が、5重量%以上20重量%以下である、位相差フィルム。 - 前記熱可塑性樹脂Aが、スチレン単位、並びに、無水マレイン酸単位、メタクリル酸単位、及びマレイミド単位からなる群から選ばれる1種以上の単位を含む重合体を含む、請求項1に記載の位相差フィルム。
- 熱可塑性樹脂Bを主たる成分として含有し50%破壊エネルギーが1.0×10-2J以上である層Bを、さらに含む、請求項1又は2に記載の位相差フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂Aのガラス転移温度TgA(℃)及び前記熱可塑性樹脂Bのガラス転移温度TgB(℃)が、TgA>TgBの関係を満たす、請求項3に記載の位相差フィルム。
- 前記層Bの540nmにおける面内レターデーションRe(B)が、0nm以上10nm未満であり、540nmにおける厚み方向のレターデーションRth(B)の絶対値が0nm以上10nm未満である、請求項3又は4に記載の位相差フィルム。
- 位相差フィルムの製造方法であって、
前記位相差フィルムが、熱可塑性樹脂A及び無機粒子Iを含有する層Aを含み、
540nmにおける前記位相差フィルムのNZ係数が、0.1を超え1.0未満であり、
540nmにおける前記位相差フィルムの面内レターデーションReが、50nmを超え300nm未満であり、
前記熱可塑性樹脂Aが、負の固有複屈折値を有する樹脂であり、
前記無機粒子Iが、板状であり、板面方向の径が厚みに対して10倍以上である、無機物と有機化合物との複合体であり、
前記層Aにおける前記無機粒子Iの含有割合が、5重量%以上20重量%以下であり、
前記無機粒子Iの板面方向の平均径が10nm以上60nm以下であり、
前記方法は、
前記熱可塑性樹脂A及び前記無機粒子Iを含有し前記無機粒子Iの含有割合が5重量%以上20重量%以下である層aを含む、延伸前フィルムを得る工程、並びに
前記延伸前フィルムを少なくとも一方向に延伸する工程、
を含む、位相差フィルムの製造方法。 - 前記位相差フィルムが、熱可塑性樹脂Bを主たる成分として含有し50%破壊エネルギーが1.0×10-2J以上である層Bを、さらに含み、
前記延伸前フィルムが、前記熱可塑性樹脂Bを含有する層bをさらに含む、請求項6に記載の位相差フィルムの製造方法。 - 偏光子及び請求項1~5のいずれか1項に記載の位相差フィルムを含む、偏光板。
- 請求項8に記載の偏光板を含む表示装置。
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