JPWO2011016279A1 - セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2011016279A1
JPWO2011016279A1 JP2011525821A JP2011525821A JPWO2011016279A1 JP WO2011016279 A1 JPWO2011016279 A1 JP WO2011016279A1 JP 2011525821 A JP2011525821 A JP 2011525821A JP 2011525821 A JP2011525821 A JP 2011525821A JP WO2011016279 A1 JPWO2011016279 A1 JP WO2011016279A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cellulose acetate
film
acid
acetate film
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011525821A
Other languages
English (en)
Inventor
由紀 金子
由紀 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Advanced Layers Inc
Original Assignee
Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Advanced Layers Inc filed Critical Konica Minolta Advanced Layers Inc
Publication of JPWO2011016279A1 publication Critical patent/JPWO2011016279A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/10Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C08L1/12Cellulose acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/151Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/08Cellulose derivatives
    • C08J2301/10Esters of organic acids
    • C08J2301/12Cellulose acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/05Bonding or intermediate layer characterised by chemical composition, e.g. sealant or spacer
    • C09K2323/057Ester polymer, e.g. polycarbonate, polyacrylate or polyester
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

酢化度が、51.0%〜56.0%のセルロースアセテートと、下記一般式(1)で表される、総平均置換度が6.1〜6.9である化合物とを含有することを特徴とするセルロースアセテートフィルム、優れた視認性を保つことが可能となる偏光板及び視認性、視野角特性に優れた液晶表示装置。【化1】(式中、R1〜R8は、置換又は無置換のアルキルカルボニル基、或いは、置換又は無置換のアリルカルボニル基を表し、R1〜R8は、同じであっても、異なっていてもよい。)

Description

本発明は偏光板及び液晶表示装置に関し、平面性を保ちレターデーション発現性に優れたセルロースアセテートフィルムを偏光板保護フィルム及び偏光板保護フィルムを兼ねた位相差フィルムとして用いながら、薄膜化が可能であり且つ液晶表示装置に用いられた際に優れた視認性及び視野角特性を示す偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
近年、液晶表示装置はパソコン用モニターのみならずTVに使用され大型化、高輝度化が進んでいるとともに、薄型化への要求が高まっている。その為高い耐久性が求められるのはもちろんのこと、液晶表示装置に用いられる各部材に対する更なる薄型化への要求も高まっている。
そこで、平面性が高く等方性に優れるために、従来偏光板保護フィルムとして用いられているセルローストリアセテートフィルムに位相差機能を持たせ、更に該フィルムを薄くするとともに、耐久性を高めた偏光板が検討されている。
このセルローストリアセテートフィルムは、もともと等方性が高く複屈折発現性が弱いため位相差フィルムには適していない。そこで、セルローストリアセテート樹脂にいわゆるレターデーション上昇剤を添加すること、セルロースエステル樹脂の中でもセルローストリアセテート樹脂よりも複屈折発現性の高いセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースの混合脂肪酸エステルを用いた位相差フィルムが検討されている(例えば、特許文献1、2)。
しかしながら、上述のレターデーション上昇剤を添加した位相差フィルムにおいては、位相差フィルムをさらに薄膜化するためには膜厚あたりのレターデーション上昇剤の添加量を増やす必要があり、フィルム中から添加剤が析出するブリードアウトと呼ばれる問題などが発生する場合がある。
また、セルロースの混合脂肪酸エステルフィルムを用いた位相差フィルムは、セルローストリアセテートと比較すれば複屈折発現性は高いものの、さらに薄膜化するためには延伸倍率を更に高める必要があり、製造難易度が高く安定したフィルムの製造には課題があった。また、セルロースの混合脂肪酸エステル樹脂自体の合成難度も高く偏光板の低コスト化には更に課題があった。
そこで、本発明者らは、光学補償機能が求められる偏光子の液晶セル側の保護フィルムとして、複屈折発現性の高いアシル基総置換度が2.1〜2.6のセルロースエステルを用いて位相差を発現させることで位相差フィルムを兼ねた保護フィルムとすることを検討した。それによって、レターデーション発現性に優れ、更に薄膜化可能で、且つ安価な材料で製造することが可能となった。
しかしながら、得られた偏光板を組み込んで液晶表示装置を作製した場合に、僅かながら黒表示時の画像にスジ状のムラが発生することが認められた。また、湿熱環境下で長期間保存した場合に、画像に波状のムラが発生し、視認性が劣化する現象が見られた。
このような問題は、特に大型TVや外部モニターなどの大型の液晶表示装置として用いられる場合には、バックライトの高輝度化や、外部環境下で用いられることで従来よりも過酷な環境下で用いられる際には、改善が必要とされる。
特開2000−111914号公報 特開2001−188128号公報
本発明の目的は、位相差発現性の高い低置換度のセルロースアセテートフィルムに位相差フィルムとしての機能を付与し、安価な材料でより薄膜化が可能となる保護フィルムを用いた偏光板を提供すること、更には、大型のTVや外部モニターといった高輝度、高画質が求められる液晶表示装置に用いられた場合においても優れた視認性を保つことが可能となる偏光板を提供すること、及びその偏光板を用いた視認性、視野角特性に優れた液晶表示装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
1.酢化度が、51.0%〜56.0%のセルロースアセテートと、下記一般式(1)で表される、総平均置換度が6.1〜6.9である化合物とを含有することを特徴とするセルロースアセテートフィルム。
(式中、R〜Rは、置換又は無置換のアルキルカルボニル基、或いは、置換又は無置換のアリルカルボニル基を表し、R〜Rは、同じであっても、異なっていてもよい。)
2.前記一般式(1)で表される化合物の置換度分布が4〜8であることを特徴とする前記1に記載のセルロースアセテートフィルム。
3.更に、下記一般式(2)で表されるエステル化合物を含有することを特徴とする前記1又は2に記載のセルロースアセテートフィルム。
一般式(2) B−(G−A)n−G−B
(式中、Bはヒドロキシ基またはカルボン酸残基、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基または炭素数6〜12のアリールグリコール残基または炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基、Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基または炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。)
4.前記セルロースアセテートフィルムが、下記式(I)で定義されるレターデーション値Roが30乃至90nmであり、下記式(II)で定義されるレターデーション値Rtが70乃至300nmであることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載のセルロースアセテートフィルム。
式(I) Ro=(nx−ny)×d
式(II) Rt={(nx+ny)/2−nz}×d
(式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率であり、nzはフィルムの厚み方向の屈折率であり、dはフィルムの厚さ(nm)である。)
5.前記セルロースアセテートフィルムを、ヘイズメーターによりフィルムの内部ヘイズを測定した際、フィルム屈折率+0.05〜−0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面に滴下した場合のヘイズが、0.05以下であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載のセルロースアセテートフィルム。
6.前記1〜5のいずれか1項に記載のセルロースアセテートフィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
7.前記6に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする液晶表示装置。
本発明により、偏光板保護フィルムを兼ねた位相差フィルムを用いながら、薄膜化が可能であり且つ液晶表示装置に用いられた際に優れた視認性及び視野角特性を示す偏光板、それを用いた液晶表示装置を提供することができる。
スライドガラス上にグリセリンを滴下した状態を示す模式図である。 グリセリン上に試料フィルムを置いた状態を示す模式図である。 試料フィルム上にグリセリンを滴下した状態を示す模式図である。 グリセリン上にカバーガラスを置いた状態を示す模式図である。
本発明者は上述した問題を解決する、すなわち、液晶セル側の保護フィルムに位相差発現性の高い低置換度のセルロースエステル樹脂を用いることで、位相差フィルムとしての機能を付与し、安価な材料でより薄膜化された保護フィルムを用いる偏光板を提供すること、更には、大型のTVや外部モニターといった高輝度、高画質が求められる液晶表示装置に用いられた場合においても優れた視認性を保つことが可能となる偏光板を提供することを検討した。
本発明者の検討の結果、上述の液晶表示装置を評価した際の、黒表示時のスジ状のムラや湿熱保存後の波状の画像ムラの原因の少なくとも一因としては、偏光子の液晶セル側に設けられた低置換度のセルロースエステルフィルムからなる位相差フィルムの平面性に起因することを突き止めた。
本発明者の更なる検討の結果、本願発明のように位相差発現性が高い低置換度のセルロースエステルフィルムを位相差フィルムとして用いる場合、特定の官能基を有する添加剤を使用しないと、位相差フィルムが僅かに劣化し、それにより、上述の液晶表示装置の視認性における問題が発生していることが明らかになった。
しかしながら、単に単一の構造の化合物を添加しただけでは解決できないという課題が発生した。
以下、上記問題を解決した、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者は、上記課題について鋭意検討したところ、位相差フィルムとなる低アシル置換度のセルロースアセテートに、少なくとも1つの水酸基を有し、各々水酸基数が異なる少なくとも2種以上の糖の誘導体からなる化合物を組み合わせることによって、薄膜化しても平面性が高く、加えてケン化処理後の耐久性が高いセルロースアセテートフィルムを得ることができ、さらに、このような本発明のセルロースアセテートフィルムを位相差フィルムとして設けた偏光板として液晶表示装置に組み込んだところ、黒表示の際のスジ状のムラや湿熱環境下で使用後の波状の画像ムラを大きく改善できることを見出したものである。
また、本発明に係る偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に用いた液晶表示装置により、視認性、視野角特性に優れた液晶表示装置を提供することができた。
<本発明におけるヘイズメーターにより測定されるヘイズ>
本発明のセルロースアセテートフィルムは、前記レターデーションを得るために延伸処理をしても、フィルム屈折率±0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面に滴下した場合のヘイズメーターによって測定されたヘイズが、一定の範囲にあることを特徴とする。
正面コントラストを改良させるためには、セルロースアセテートフィルムのヘイズを低下させることが必要であるとされてきたが、ヘイズをフィルム内部のものと表面のものに分離した場合その改善効果が内部のものの方が大きいということが判ってきた。
内部のヘイズとは、フィルムの内部の散乱因子により発生するヘイズであり、内部とは、フィルム表面から5μm以上の部分である。
この内部のヘイズは、フィルム屈折率±0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面に滴下して、フィルム表面のヘイズをできるだけ無視できる状態にして、ヘイズメーターにより測定される。
〈フィルム内部のヘイズ(以下、内部ヘイズと略す)測定装置〉
ヘイズメーター(濁度計)(型式:NDH 2000、日本電色(株)製)
光源は、5V9Wハロゲン球、受光部は、シリコンフォトセル(比視感度フィルター付き)を用いている。
本発明においては、この装置にてフィルム屈折率+0.05〜−0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面に滴下した場合のフィルムのヘイズ測定において、その値が0.02以下であることが好ましい。測定はJIS K−7136に準じて測定した。
内部ヘイズ測定は以下のように行う。図1〜4を使って説明する。
まず、フィルム以外の測定器具のブランクヘイズ1を測定する。
1.きれいにしたスライドガラスの上にグリセリンを一滴(0.05ml)たらす。このとき液滴に気泡が入らないように注意する。ガラスは見た目がきれいでも汚れていることがあるので必ず洗剤で洗浄したものを使用する。図1参照
2.その上にカバーガラスを載せる。カバーガラスは押さえなくてもグリセリンは広がる。
3.ヘイズメーターにセットしブランクヘイズ1を測定する。
ついで、試料を含めたヘイズ2を測定する。
4.スライドガラス上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)図1参照
5.その上に測定する試料フィルムを載せる。図2参照
6.試料フィルム上にグリセリンを滴下する。(0.05ml)図3参照
7.その上にカバーガラスを載せる。図4参照
8.ヘイズメーターにセットしヘイズ2を測定する。
9.(ヘイズ2)−(ヘイズ1)=(本発明の内部ヘイズ)を算出する。
上記測定にて使用したガラス、グリセリンは以下の通りである。
ガラス:MICRO SLIDE GLASS S9213 MATSUNAMI
グリセリン: 関東化学製 鹿特級
本発明に係るセルロースアセテートフィルムの内部ヘイズは、該セルロースアセテートフィルムが、前記一般式(1)で表される化合物を含有することによって達成される。
本発明の一般式(1)で表される化合物、及び参考化合物を、以下に記載するが本発明はこれらに限定されない。
(合成例:本発明の化合物の合成)
撹拌装置、還流冷却器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた四頭コルベンに、ショ糖34.2g(0.1モル)、無水安息香酸180.8g(0.8モル)、ピリジン379.7g(4.8モル)を仕込み、撹拌下に窒素ガス導入管から窒素ガスをバブリングさせながら昇温し、70℃で5時間エステル化反応を行った。次に、コルベン内を4×10Pa以下に減圧し、60℃で過剰のピリジンを留去した後に、コルベン内を1.3×10Pa以下に減圧し、120℃まで昇温させ、無水安息香酸、生成した安息香酸の大部分を留去した。そして、次にトルエン1L、0.5質量%の炭酸ナトリウム水溶液300gを添加し、50℃で30分間撹拌後、静置して、トルエン層を分取した。最後に、分取したトルエン層に水100gを添加し、常温で30分間水洗後、トルエン層を分取し、減圧下(4×10Pa以下)、60℃でトルエンを留去させ、化合物A−1、A−2、A−3、A−4及びA−5の混合物を得た。得られた混合物をHPLC及びLC−MASSで解析したところ、A−1が7質量%、A−2が58質量%、A−3が23質量%、A−4が9質量%、A−5が3質量%であった。なお、得られた混合物の一部をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーにより精製することで、それぞれ純度100%のA−1、A−2、A−3、A−4及びA−5を得た。
本発明でセルロースアセテートフィルムに添加される、一般式(1)で表される化合物の総平均置換度は6.1〜6.9であるが、当該化合物の置換度の範囲は4〜8であることが好ましい。また、当該化合物の置換度分布は、エステル化反応時間の調節、または置換度違いの化合物を混合することにより目的の置換度に調整してもよい。
<セルロースアセテートフィルム>
本発明に係るセルロースアセテートフィルムとしては、位相差発現性が高く、高い位相差を有する位相差フィルムとする場合であっても薄膜化可能であること、位相差を発現させるための延伸倍率を低く抑えることができる観点から、酢化度が、51.0%〜56.0%のセルロースアセテートフィルムを用いる。好ましくは、酢化度が、54.0%〜56.0%のセルロースアセテートフィルムである。
本発明に係るセルロースアセテートフィルムは、求められる光学補償効果によって必要とされる位相差は異なるものの、高い位相差発現性を生かす観点から、面内方向における前記式(I)で定義されるレターデーションR0が30nm以上であることが好ましく、30〜200nmの範囲であることがより好ましく、30〜90nmの範囲であることが更に好ましく、前記式(II)で定義される厚み方向のレターデーションRtは70nm以上であることが好ましく、70〜300nmの範囲であることがより好ましい。
位相差の調整方法としては、特に制限はないが、延伸処理によって調整する方法が一般的である。詳しい調整方法について後述する。
これら本発明に係る偏光板保護フィルム及び位相差フィルムに用いられるセルロースアセテートは公知の方法で合成することができる。
本発明に係る位相差フィルム及び偏光板保護フィルムで用いられる、セルロースアセテートの原料のセルロースとしては、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ(針葉樹由来、広葉樹由来)、ケナフ等を挙げることが出来る。またそれらから得られたセルロースアセテートはそれぞれ任意の割合で混合使用することが出来る。
本発明のセルロースアセテートは、公知の方法により製造することができる。具体的には特開平10−45804号に記載の方法を参考にして合成することができる。
市販品としては、ダイセル社L20、L30、L40、L50、イーストマンケミカル社のCa398−3、Ca398−6、Ca398−10、Ca398−30、Ca394−60Sが挙げられる。
(溶液粘度)
本発明に用いられるセルロースアセテートとしては、重量平均分子量/粘度の値が1.2〜2.4であるものと、4.4〜5.5であるものを混合して使用することが好ましい。重量平均分子量を高くすることで、フィルムの破断性を改良し、ドープ(溶媒に樹脂を溶かした溶解液を以後ドープと呼ぶ)とした場合の粘度を低くすることで固形分濃度を高くすることによりフィルムの生産性を向上させる。上記効果を組み合わせることにより、生産性が高く破断しないフィルムを製造できることを見出すことができた。
ドープの調液方法としては、0℃以上の温度(常温または高温)で調製する方法と低温で調製する冷却調液方法とが知られている。0℃以上の温度で調製する場合には有機溶媒としてハロゲン化炭化水素(特にメチレンクロリド)を用いることが好ましい。これらの調製方法及び有機溶媒については発明協会公開技法(公技番号2001−1745号、2001年3月15日発行、以下公開技法2001−1745号と略す)第12項から第15項に有機溶剤が記載されており、第22項から第25項に調製方法が記載されている。
本発明のセルロースアセテート溶液の粘度は、15から140Pa・sであり、かつ溶解、ろ過時のドープの温度が20℃以上30℃以下であることが好ましい。さらに好ましくは、低粘度のセルロースアセテート溶液の粘度が30から90Pa・sであることである。本発明のセルロースアセテート溶液の粘度はJIS Z 8803に記載された方法に従い、B型粘度計 型式VS−A1(芝浦システム株式会社)を用いて25℃で測定することができる。
(分子量分布)
セルロースエステルの平均分子量及び分子量分布は、高速液体クロマトグラフィーを用い測定できるので、これを用いて数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を算出し、その比を計算することができる。
測定条件は以下の通りである。
溶媒:メチレンクロライド
カラム:Shodex K806,K805,K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ:L6000(日立製作所(株)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standardポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500までの13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
セルロースアセテートの分子量が小さいとフィルムの破断点応力が低くなりすぎ、分子量を上げすぎるとセルロースアセテートの溶解液の粘度が高くなりすぎるため生産性が低下する。セルロースアセテートの分子量は重量平均分子量(Mw)で100,000〜200,000のものが好ましく、130,000〜160,000のものが更に好ましい。本発明で用いられるセルロースアセテートはMn/Mw比は1.0以上5.0未満が好ましく、より好ましくは2.5以上4.0未満である。
また、セルロースアセテートの重合度は、粘度平均重合度で200〜800が好ましく、250〜650がより好ましく、250〜450が更に好ましく、250〜400が特に好ましい。粘度平均重合度は宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)に従い測定できる。粘度平均重合度の測定方法については、特開平9−95538号公報にも記載がある。
本発明に係るセルロースアセテートフィルムのRoは30nm以上、Rtは、70nm以上であるが、これらのRo、Rtは通常のフィルム製造時の延伸処理により調製することができる。
本発明に係るセルロースアセテートフィルムには、特に偏光板のむらの要因となる環境変化での寸法安定性の観点から、前記一般式(2)で表されるエステル化合物を可塑剤として含有することが好ましい。
一般式(2)において、炭素数2〜12のアルキレングリコール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、2−メチル1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロールペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル1,3−ペンタンジオール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール、2−メチル1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用される。
特に炭素数2〜12のアルキレングリコールがセルロースアセテートとの相溶性に優れているため、特に好ましい。
炭素数6〜12のアリールグリコール成分としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
また、炭素数4〜12のオキシアルキレングリコール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種または2種以上の混合物として使用される。炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5ナフタレンジカルボン酸、1,4ナフタレンジカルボン酸等がある。
以下に、本発明の一般式(2)で表されるエステル化合物の具体的化合物を示すが、本発明はこれに限定されない。
〈その他の添加剤〉
(可塑剤)
本発明のセルロースアセテートフィルムは、本発明の効果を得る上で必要に応じて一般式(2)で表される化合物以外の可塑剤を含有することができる。
可塑剤は特に限定されないが、好ましくは、多価カルボン酸エステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤および多価アルコールエステル系可塑剤、エステル系可塑剤、アクリル系可塑剤等から選択される。
そのうち、可塑剤を2種以上用いる場合は、少なくとも1種は多価アルコールエステル系可塑剤であることが好ましい。
多価アルコールエステル系可塑剤は2価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなる可塑剤であり、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有することが好ましい。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。
本発明に好ましく用いられる多価アルコールは次の一般式(a)で表される。
一般式(a) R11−(OH)
但し、R11はn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性、および/またはフェノール性水酸基を表す。
好ましい多価アルコールの例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ガラクチトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、キシリトール等を挙げることができる。
特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトールが好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。
好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を有する脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数は1〜20であることが更に好ましく、1〜10であることが特に好ましい。酢酸を含有させるとセルロースアセテートとの相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基、メトキシ基あるいはエトキシ基などのアルコキシ基を1〜3個を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に安息香酸が好ましい。
多価アルコールエステルの分子量は特に制限はないが、300〜1500であることが好ましく、350〜750であることが更に好ましい。分子量が大きい方が揮発し難くなるため好ましく、透湿性、セルロースアセテートとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるカルボン酸は1種類でもよいし、2種以上の混合であってもよい。また、多価アルコール中のOH基は、全て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。
以下に、多価アルコールエステルの具体的化合物を例示する。
グリコレート系可塑剤は特に限定されないが、アルキルフタリルアルキルグリコレート類が好ましく用いることができる。
アルキルフタリルアルキルグリコレート類としては、例えば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、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等が挙げられる。
フタル酸エステル系可塑剤としては、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、ジオクチルフタレート、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挙げられる。
クエン酸エステル系可塑剤としては、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挙げられる。
脂肪酸エステル系可塑剤として、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挙げられる。
リン酸エステル系可塑剤としては、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挙げられる。
多価カルボン酸エステル化合物としては、2価以上、好ましくは2価〜20価の多価カルボン酸とアルコールのエステルよりなる。また、脂肪族多価カルボン酸は2〜20価であることが好ましく、芳香族多価カルボン酸、脂環式多価カルボン酸の場合は3価〜20価であることが好ましい。
多価カルボン酸は次の一般式(b)で表される。
一般式(b)R12(COOH)m1(OH)n1
式中、R12は(m1+n1)価の有機基、m1は2以上の正の整数、n1は0以上の整数、COOH基はカルボキシル基、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。
好ましい多価カルボン酸の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
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またはその誘導体、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などを好ましく用いることができる。特にオキシ多価カルボン酸を用いることが、保留性向上などの点で好ましい。
本発明に用いることのできる多価カルボン酸エステル化合物に用いられるアルコールとしては特に制限はなく公知のアルコール、フェノール類を用いることができる。
例えば炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪族飽和アルコールまたは脂肪族不飽和アルコールを好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。
また、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどの脂環式アルコールまたはその誘導体、ベンジルアルコール、シンナミルアルコールなどの芳香族アルコールまたはその誘導体なども好ましく用いることができる。
多価カルボン酸としてオキシ多価カルボン酸を用いる場合は、オキシ多価カルボン酸のアルコール性またはフェノール性の水酸基を、モノカルボン酸を用いてエステル化しても良い。好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸などを挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸などの安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸などのベンゼン環を2個以上持つ芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に酢酸、プロピオン酸、安息香酸であることが好ましい。
多価カルボン酸エステル化合物の分子量は特に制限はないが、分子量300〜1000の範囲であることが好ましく、350〜750の範囲であることが更に好ましい。保留性向上の点では大きい方が好ましく、透湿性、セルロースアセテートとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
本発明に用いることのできる多価カルボン酸エステルに用いられるアルコール類は一種類でも良いし、二種以上の混合であっても良い。
本発明に用いることのできる多価カルボン酸エステル化合物の酸価は1mgKOH/g以下であることが好ましく、0.2mgKOH/g以下であることが更に好ましい。酸価を上記範囲にすることによって、レターデーションの環境変動も抑制されるため好ましい。
なお、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ル基)を中和するために必要な水酸化カリウムのミリグラム数をいう。酸価はJIS K0070に準拠して測定したものである。
特に好ましい多価カルボン酸エステル化合物の例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、トリエチルシトレート、トリブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート(ATEC)、アセチルトリブチルシトレート(ATBC)、ベンゾイルトリブチルシトレート、アセチルトリフェニルシトレート、アセチルトリベンジルシトレート、酒石酸ジブチル、酒石酸ジアセチルジブチル、トリメリット酸トリブチル、ピロメリット酸テトラブチル等が挙げられる。
(紫外線吸収剤)
本発明に係るセルロースアセテートフィルムBは、紫外線吸収剤を含有することもできる。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。
本発明に用いられる紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。
例えば、5−クロロ−2−(3,5−ジ−sec−ブチル−2−ヒドロキシルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、(2−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖および側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2,4−ベンジルオキシベンゾフェノン等があり、また、チヌビン109、チヌビン171、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328等のチヌビン類があり、これらはいずれもチバ・ジャパン社製の市販品であり好ましく使用できる。
本発明で好ましく用いられる紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤であり、特に好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、である。
この他、1,3,5トリアジン環を有する化合物等の円盤状化合物も紫外線吸収剤として好ましく用いられる。
本発明に係わる偏光板保護フィルムは紫外線吸収剤を2種以上を含有することが好ましい。
また、紫外線吸収剤としては高分子紫外線吸収剤も好ましく用いることができ、特に特開平6−148430号記載のポリマータイプの紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
紫外線吸収剤の添加方法は、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコールやメチレンクロライド、酢酸メチル、アセトン、ジオキソラン等の有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒に紫外線吸収剤を溶解してからドープに添加するか、または直接ドープ組成中に添加してもよい。
無機粉体のように有機溶剤に溶解しないものは、有機溶剤とセルロースアセテート中にディゾルバーやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。
紫外線吸収剤の使用量は、紫外線吸収剤の種類、使用条件等により一様ではないが、偏光板保護フィルムの乾燥膜厚が30〜200μmの場合は、偏光板保護フィルムに対して0.5〜10質量%が好ましく、0.6〜4質量%が更に好ましい。
(酸化防止剤)
酸化防止剤は劣化防止剤ともいわれる。高湿高温の状態に液晶画像表示装置などがおかれた場合には、セルロースアセテートフィルムの劣化が起こる場合がある。
酸化防止剤は、例えば、セルロースアセテートフィルム中の残留溶媒量のハロゲンやリン酸系可塑剤のリン酸等によりセルロースアセテートフィルムが分解するのを遅らせたり、防いだりする役割を有するので、前記セルロースアセテートフィルム中に含有させるのが好ましい。
このような酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられ、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N′−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等を挙げることができる。
特に、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が好ましい。また、例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。
これらの化合物の添加量は、セルロース誘導体に対して質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmが更に好ましい。
〈微粒子〉
本発明のセルロースアセテートフィルムには、取扱性を向上させる為、例えば二酸化ケイ素、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、カオリン、タルク、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の無機微粒子や架橋高分子などのマット剤を含有させることが好ましい。中でも二酸化ケイ素がフィルムのヘイズを小さくできるので好ましい。
微粒子の1次平均粒子径としては、20nm以下が好ましく、更に好ましくは、5〜16nmであり、特に好ましくは、5〜12nmである。
これらの微粒子は0.1〜5μmの粒径の2次粒子を形成して位相差フィルムに含まれることが好ましく、好ましい平均粒径は0.1〜2μmであり、更に好ましくは0.2〜0.6μmである。これにより、フィルム表面に高さ0.1〜1.0μm程度の凹凸を形成し、これによってフィルム表面に適切な滑り性を与えることができる。
本発明に用いられる微粒子の1次平均粒子径の測定は、透過型電子顕微鏡(倍率50万〜200万倍)で粒子の観察を行い、粒子100個を観察し、粒子径を測定しその平均値をもって、1次平均粒子径とした。
微粒子の見掛比重としては、70g/リットル以上が好ましく、更に好ましくは、90〜200g/リットルであり、特に好ましくは、100〜200g/リットルである。見掛比重が大きい程、高濃度の分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましく、また、本発明のように固形分濃度の高いドープを調製する際には、特に好ましく用いられる。
1次粒子の平均径が20nm以下、見掛比重が70g/リットル以上の二酸化珪素微粒子は、例えば、気化させた四塩化珪素と水素を混合させたものを1000〜1200℃にて空気中で燃焼させることで得ることができる。また例えばアエロジル200V、アエロジルR972V(以上、日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、それらを使用することができる。
上記記載の見掛比重は二酸化珪素微粒子を一定量メスシリンダーに採り、この時の重さを測定し、下記式で算出したものである。
見掛比重(g/リットル)=二酸化珪素質量(g)/二酸化珪素の容積(リットル)
本発明に用いられる微粒子の分散液を調製する方法としては、例えば以下に示すような3種類が挙げられる。
《調製方法A》
溶剤と微粒子を攪拌混合した後、分散機で分散を行う。これを微粒子分散液とする。微粒子分散液をドープ液に加えて攪拌する。
《調製方法B》
溶剤と微粒子を攪拌混合した後、分散機で分散を行う。これを微粒子分散液とする。別に溶剤に少量のセルロースアシレートを加え、攪拌溶解する。これに前記微粒子分散液を加えて攪拌する。これを微粒子添加液とする。微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する。
《調製方法C》
溶剤に少量のセルロースアシレートを加え、攪拌溶解する。これに微粒子を加えて分散機で分散を行う。これを微粒子添加液とする。微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する。
調製方法Aは二酸化珪素微粒子の分散性に優れ、調製方法Cは二酸化珪素微粒子が再凝集しにくい点で優れている。中でも、上記記載の調製方法Bは二酸化珪素微粒子の分散性と、二酸化珪素微粒子が再凝集しにくい等、両方に優れている好ましい調製方法である。
《分散方法》
二酸化珪素微粒子を溶剤などと混合して分散する時の二酸化珪素の濃度は5質量%〜30質量%が好ましく、10質量%〜25質量%が更に好ましく、15〜20質量%が最も好ましい。分散濃度は高い方が、添加量に対する液濁度は低くなる傾向があり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。
使用される溶剤は低級アルコール類としては、好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられる。低級アルコール以外の溶媒としては特に限定されないが、セルロースアセテートの製膜時に用いられる溶剤を用いることが好ましい。
セルロースアセテートに対する二酸化珪素微粒子の添加量はセルロースアセテート100質量部に対して、二酸化珪素微粒子は0.01質量部〜5.0質量部が好ましく、0.05質量部〜1.0質量部が更に好ましく、0.1質量部〜0.5質量部が最も好ましい。添加量は多い方が、動摩擦係数に優れ、添加量が少ない方が、凝集物が少なくなる。
分散機は通常の分散機が使用できる。分散機は大きく分けてメディア分散機とメディアレス分散機に分けられる。二酸化珪素微粒子の分散にはメディアレス分散機がヘイズが低く好ましい。メディア分散機としてはボールミル、サンドミル、ダイノミルなどが挙げられる。
メディアレス分散機としては超音波型、遠心型、高圧型などがあるが、本発明においては高圧分散装置が好ましい。高圧分散装置は、微粒子と溶媒を混合した組成物を、細管中に高速通過させることで、高剪断や高圧状態など特殊な条件を作りだす装置である。
高圧分散装置で処理する場合、例えば、管径1〜2000μmの細管中で装置内部の最大圧力条件が9.807MPa以上であることが好ましい。
更に好ましくは19.613MPa以上である。またその際、最高到達速度が100m/秒以上に達するもの、伝熱速度が420kJ/時間以上に達するものが好ましい。
上記のような高圧分散装置には、Microfluidics Corporation社製超高圧ホモジナイザ(商品名マイクロフルイダイザ)或いはナノマイザ社製ナノマイザがあり、他にもマントンゴーリン型高圧分散装置、例えば、イズミフードマシナリ製ホモジナイザ、三和機械(株)製UHN−01等が挙げられる。
また、微粒子を含むドープを流延支持体に直接接するように流延することが、滑り性が高く、ヘイズが低いフィルムが得られるので好ましい。
また、流延後に剥離して乾燥されロール状に巻き取られた後、ハードコート層や反射防止層等の機能性薄膜が設けられる。加工若しくは出荷されるまでの間、汚れや静電気によるゴミ付着等から製品を保護するために通常、包装加工がなされる。
この包装材料については、上記目的が果たせれば特に限定されないが、フィルムからの残留溶媒の揮発を妨げないものが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリスチレン、紙、各種不織布等が挙げられる。繊維がメッシュクロス状になったものは、より好ましく用いられる。
〈セルロースアセテートフィルムの製造方法〉
次に、本発明のセルロースアセテートフィルムの製造方法について説明する。
本発明に係るセルロースアセテートフィルムは溶液流延法で製造されたフィルムであっても溶融流延法で製造されたフィルムであっても好ましく用いることができる。
本発明のセルロースアセテートフィルムの溶液流延法での製造は、セルロースアセテートおよび添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する工程、ドープを無限に移行する無端の金属支持体上に流延する工程、流延したドープをウェブとして乾燥する工程、金属支持体から剥離する工程、延伸または幅保持する工程、更に乾燥する工程、仕上がったフィルムを巻取る工程により行われる。
ドープを調製する工程について述べる。ドープ中のセルロースアセテートの濃度は、濃い方が金属支持体に流延した後の乾燥負荷が低減できて好ましいが、セルロースアセテートの濃度が濃過ぎると濾過時の負荷が増えて、濾過精度が悪くなる。これらを両立する濃度としては、10〜35質量%が好ましく、更に好ましくは、15〜25質量%である。
ドープで用いられる溶剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよいが、セルロースアセテートの良溶剤と貧溶剤を混合して使用することが生産効率の点で好ましく、良溶剤が多い方がセルロースアセテートの溶解性の点で好ましい。
良溶剤と貧溶剤の混合比率の好ましい範囲は、良溶剤が70〜98質量%であり、貧溶剤が2〜30質量%である。良溶剤、貧溶剤とは、使用するセルロースアセテートを単独で溶解するものを良溶剤、単独で膨潤するかまたは溶解しないものを貧溶剤と定義している。
そのため、セルロースアセテートの平均酢化度(アセチル基置換度)によって良溶剤、貧溶剤が変わる。
本発明に用いられる良溶剤は特に限定されないが、メチレンクロライド等の有機ハロゲン化合物やジオキソラン類、アセトン、酢酸メチル、アセト酢酸メチル等が挙げられる。特に好ましくはメチレンクロライドまたは酢酸メチルが挙げられる。
また、本発明に用いられる貧溶剤は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−ブタノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン等が好ましく用いられる。また、ドープ中には水が0.01〜2質量%含有していることが好ましい。
また、セルロースアセテートの溶解に用いられる溶媒は、フィルム製膜工程で乾燥によりフィルムから除去された溶媒を回収し、これを再利用して用いられる。
回収溶剤中に、セルロースアセテートに添加されている添加剤、例えば可塑剤、紫外線吸収剤、ポリマー、モノマー成分などが微量含有されていることもあるが、これらが含まれていても好ましく再利用することができるし、必要であれば精製して再利用することもできる。
上記記載のドープを調製する時の、セルロースアセテートの溶解方法としては、一般的な方法を用いることができる。加熱と加圧を組み合わせると常圧における沸点以上に加熱できる。
溶剤の常圧での沸点以上でかつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら攪拌溶解すると、ゲルやママコと呼ばれる塊状未溶解物の発生を防止するため好ましい。
また、セルロースアセテートを貧溶剤と混合して湿潤あるいは膨潤させた後、更に良溶剤を添加して溶解する方法も好ましく用いられる。
加圧は窒素ガス等の不活性気体を圧入する方法や、加熱によって溶剤の蒸気圧を上昇させる方法によって行ってもよい。加熱は外部から行うことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易で好ましい。
溶剤を添加しての加熱温度は、高い方がセルロースアセテートの溶解性の観点から好ましいが、加熱温度が高過ぎると必要とされる圧力が大きくなり生産性が悪くなる。
好ましい加熱温度は45〜120℃であり、60〜110℃がより好ましく、70℃〜105℃が更に好ましい。また、圧力は設定温度で溶剤が沸騰しないように調整される。
もしくは冷却溶解法も好ましく用いられ、これによって酢酸メチルなどの溶媒にセルロースアセテートを溶解させることができる。
次に、このセルロースアセテート溶液を濾紙等の適当な濾過材を用いて濾過する。濾過材としては、不溶物等を除去するために絶対濾過精度が小さい方が好ましいが、絶対濾過精度が小さ過ぎると濾過材の目詰まりが発生し易いという問題がある。
このため絶対濾過精度0.008mm以下の濾材が好ましく、0.001〜0.008mmの濾材がより好ましく、0.003〜0.006mmの濾材が更に好ましい。
濾材の材質は特に制限はなく、通常の濾材を使用することができるが、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)等のプラスチック製の濾材や、ステンレススティール等の金属製の濾材が繊維の脱落等がなく好ましい。
濾過により、原料のセルロースアセテートに含まれていた不純物、特に輝点異物を除去、低減することが好ましい。
輝点異物とは、2枚の偏光板をクロスニコル状態にして配置し、その間に光学フィルム等を置き、一方の偏光板の側から光を当てて、他方の偏光板の側から観察した時に反対側からの光が漏れて見える点(異物)のことであり、径が0.01mm以上である輝点数が200個/cm以下であることが好ましい。
より好ましくは100個/cm以下であり、更に好ましくは50個/m以下であり、更に好ましくは0〜10個/cm以下である。また、0.01mm以下の輝点も少ない方が好ましい。
ドープの濾過は通常の方法で行うことができるが、溶剤の常圧での沸点以上で、かつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら濾過する方法が、濾過前後の濾圧の差(差圧という)の上昇が小さく、好ましい。
好ましい温度は45〜120℃であり、45〜70℃がより好ましく、45〜55℃であることが更に好ましい。
濾圧は小さい方が好ましい。濾圧は1.6MPa以下であることが好ましく、1.2MPa以下であることがより好ましく、1.0MPa以下であることが更に好ましい。
ここで、ドープの流延について説明する。
流延(キャスト)工程における金属支持体は、表面を鏡面仕上げしたものが好ましく、金属支持体としては、ステンレススティールベルトもしくは鋳物で表面をメッキ仕上げしたドラムが好ましく用いられる。
キャストの幅は1〜4mとすることができる。流延工程の金属支持体の表面温度は−50℃〜溶剤の沸点未満の温度で、温度が高い方がウェブの乾燥速度が速くできるので好ましいが、余り高過ぎるとウェブが発泡したり、平面性が劣化する場合がある。
好ましい支持体温度は0〜55℃であり、25〜50℃が更に好ましい。あるいは、冷却することによってウェブをゲル化させて残留溶媒を多く含んだ状態でドラムから剥離することも好ましい方法である。
金属支持体の温度を制御する方法は特に制限されないが、温風または冷風を吹きかける方法や、温水を金属支持体の裏側に接触させる方法がある。温水を用いる方が熱の伝達が効率的に行われるため、金属支持体の温度が一定になるまでの時間が短く好ましい。温風を用いる場合は目的の温度よりも高い温度の風を使う場合がある。
セルロースアセテートフィルムが良好な平面性を示すためには、金属支持体からウェブを剥離する際の残留溶媒量は10〜150質量%が好ましく、更に好ましくは20〜40質量%または60〜130質量%であり、特に好ましくは、20〜30質量%または70〜120質量%である。
本発明においては、残留溶媒量は下記式で定義される。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
尚、Mはウェブまたはフィルムを製造中または製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
また、セルロースアセテートフィルムの乾燥工程においては、ウェブを金属支持体より剥離し、更に乾燥し、残留溶媒量を1質量%以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、特に好ましくは0〜0.01質量%以下である。
フィルム乾燥工程では一般にロール乾燥方式(上下に配置した多数のロールにウェブを交互に通し乾燥させる方式)やテンター方式でウェブを搬送させながら乾燥する方式が採られる。
本発明のセルロースアセテートフィルムを作製するためには、ウェブの両端をクリップ等で把持するテンター方式で幅方向(横方向)に延伸を行うことが特に好ましい。剥離張力は300N/m以下で剥離することが好ましい。
ウェブを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行うことができるが、簡便さの点で熱風で行うことが好ましい。
ウェブの乾燥工程における乾燥温度は40〜200℃で段階的に高くしていくことが好ましい。
セルロースアセテートフィルムの膜厚は、特に限定はされないが10〜200μmが用いられる。特に膜厚は10〜100μmであることが特に好ましい。更に好ましくは20〜60μmである。
本発明のセルロースアセテートフィルムは、幅1〜4mのものが用いられる。特に幅1.4〜4mのものが好ましく用いられ、特に好ましくは1.6〜3mである。4mを超えると搬送が困難となる。
本発明で目標とするレターデーション値Ro、Rtを得るには、セルロースアセテートフィルムが本発明の構成をとり、更に搬送張力の制御、延伸操作により屈折率制御を行うことが好ましい。
例えば、長手方向の張力を低くまたは高くすることでレターデーション値を変動させることが可能となる。
また、フィルムの長手方向(製膜方向)およびそれとフィルム面内で直交する方向、即ち幅手方向に対して、逐次または同時に2軸延伸もしくは1軸延伸することができる。
互いに直交する2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、幅方向に1.1〜2.5倍の範囲とすることが好ましく、流延方向に0.8〜1.0倍、幅方向に1.2〜2.0倍に範囲で行うことが好ましい。
延伸温度は120℃〜200℃が好ましく、さらに好ましくは150℃〜200℃であり、さらに好ましくは150℃を超えて190℃以下で延伸するのが好ましい。
フィルム中の残留溶媒は20〜0%が好ましく、さらに好ましくは15〜0%で延伸するのが好ましい。
具体的には155℃で残留溶媒が11%で延伸する、あるいは155℃で残留溶媒が2%で延伸するのが好ましい。もしくは160℃で残留溶媒が11%で延伸するのが好ましく、あるいは160℃で残留溶媒が1%未満で延伸するのが好ましい。
ウェブを延伸する方法には特に限定はない。例えば、複数のロールに周速差をつけ、その間でロール周速差を利用して縦方向に延伸する方法、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進行方向に広げて縦方向に延伸する方法、同様に横方向に広げて横方向に延伸する方法、あるいは縦横同時に広げて縦横両方向に延伸する方法などが挙げられる。もちろんこれ等の方法は、組み合わせて用いてもよい。
また、所謂テンター法の場合、リニアドライブ方式でクリップ部分を駆動すると滑らかな延伸を行うことができ、破断等の危険性が減少できるので好ましい。
製膜工程のこれらの幅保持あるいは横方向の延伸はテンターによって行うことが好ましく、ピンテンターでもクリップテンターでもよい。
本発明のセルロースアセテートフィルムの遅相軸または進相軸がフィルム面内に存在し、製膜方向とのなす角をθ1とするとθ1は−1°以上+1°以下であることが好ましく、−0.5°以上+0.5°以下であることがより好ましい。
このθ1は配向角として定義でき、θ1の測定は、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。θ1が各々上記関係を満たすことは、表示画像において高い輝度を得ること、光漏れを抑制または防止することに寄与でき、カラー液晶表示装置においては忠実な色再現を得ることに寄与できる。
〈セルロースアセテートフィルムの物性〉
本発明に係るセルロースアセテートフィルムの透湿度は、40℃、90%RHで300〜1800g/m・24hが好ましく、更に400〜1500g/m・24hが好ましく、40〜1300g/m・24hが特に好ましい。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に従い測定することができる。
本発明に係るセルロースアセテートフィルムの破断伸度は10〜80%であることが好ましく20〜50%であることが更に好ましい。
本発明に係るセルロースアセテート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%以上であることが更に好ましい。
本発明に係るセルロースアセテートフィルムのヘイズは1%未満であることが好ましく0〜0.1%であることが特に好ましい。
また、本発明のセルロースアセテートフィルムにさらに液晶層を塗布することにより、さらに広い範囲にわたるレターデーション値を得ることが出来る。
〈偏光板〉
本発明のセルロースアセテートフィルムは、偏光板、それを用いた液晶表示装置に使用することができる。
本発明の偏光板は、前記本発明のセルロースアセテートフィルムを、偏光子の少なくとも一方の面に貼合した偏光板であることが特徴である。本発明の液晶表示装置は、少なくとも一方の液晶セル面に、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特徴である。
本発明の偏光板は一般的な方法で作製することができる。本発明のセルロースアセテートフィルムの偏光子側をアルカリ鹸化処理し、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。
もう一方の面には該セルロースアセテートフィルムを用いても、また他のフィルムを貼合することが好ましい。
例えば、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、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オプト(株)製)も好ましく用いられる。
表示装置の表面側に用いられる偏光板には、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が好ましく、特に10〜20μmであることが好ましい。
また、特開2003−248123号公報、特開2003−342322号公報等に記載のエチレン単位の含有量1〜4モル%、重合度2000〜4000、けん化度99.0〜99.99モル%のエチレン変性ポリビニルアルコールも好ましく用いられる。
中でも熱水切断温度が66〜73℃であるエチレン変性ポリビニルアルコールフィルムが好ましく用いられる。
又、フィルムのTD方向に5cm離れた二点間の熱水切断温度の差が1℃以下であることが、色斑を低減させるうえで更に好ましく、更にフィルムのTD方向に1cm離れた二点間の熱水切断温度の差が0.5℃以下であることが、色斑を低減させるうえで更に好ましい。
このエチレン変性ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光子は、偏光性能および耐久性能に優れているうえに、色斑が少なく、大型液晶表示装置に特に好ましく用いられる。
以上のようにして得られた偏光子は、通常、その両面または片面に保護フィルムが貼合されて偏光板として使用される。貼合する際に用いられる接着剤としては、PVA系の接着剤やウレタン系の接着剤などを挙げることができるが、中でもPVA系の接着剤が好ましく用いられる。本発明の偏光板は偏光板保護フィルムを用いることが好ましい。
〈液晶表示装置〉
本発明の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液晶表示装置を作製することができる。
本発明のセルロースアセテートフィルムは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。
好ましくはVA(MVA,PVA)型液晶表示装置である。
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、環境変動が少なく、光漏れが低減された、色味むら、正面コントラストなど視認性に優れ液晶表示装置を得ることができる。
以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
<セルロースアセテートフィルム101の作製>
〈微粒子分散液1〉
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
以上をディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
〈微粒子添加液1〉
メチレンクロライドを入れた溶解タンクに十分攪拌しながら、微粒子分散液1をゆっくりと添加した。更に、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を行った。これを日本精線(株)製のファインメットNFで濾過し、微粒子添加液1を調製した。
メチレンクロライド 99質量部
微粒子分散液1 5質量部
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにセルロースアセテートCを攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し。これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースアセテートC(イーストマンコダック社製)
100質量部
本発明のエステル系化合物2−16 6.0質量部
本発明の糖エステル化合物1−2 6.0質量部
微粒子添加液1 1質量部
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は30℃に制御した。
ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したフィルム中の残留溶媒量が75%になるまで溶媒を蒸発させ、次いで剥離張力130N/mで、ステンレスベルト支持体上から剥離した。
剥離したセルロースアセテートフィルムを、160℃の熱をかけながらテンターを用いて幅方向に36%延伸した。延伸開始時の残留溶媒は15%であった。
次いで、乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させた。乾燥温度は130℃で、搬送張力は100N/mとした。
以上のようにして、乾燥膜厚40μmのセルロースアセテートフィルム101を得た。
<セルロースアセテートフィルム102〜130の作製>
ドープ構成物及び製造条件を表2に示すように変更した以外は、セルロースアセテートフィルム101と同様にしてセルロースアセテートフィルム102〜130を作製した。
<セルロースアセテートフィルム201〜218の作製>
重量平均分子量/粘度の値が1.2〜2.4である酢化度55%のセルロースアセテートαと、重量平均分子量/粘度の値が4.4〜5.5である酢化度55%のセルロースアセテートβからなるセルロースアセテート混合物に変更した以外はセルロースアセテートフィルム101と同様にして表3に示すセルロースアセテートフィルム201〜218を作製した。
得られた各々のサンプルについて、以下の要領で各波長でのレターデーション値、ヘイズ、散乱光強度を測定した。その結果を表2および表3に示す。
《レターデーションRo、Rtの測定》
得られたフィルムから試料35mm×35mmを切り出し、25℃,55%RHで2時間調湿し、自動複屈折計(KOBRA21DH、王子計測(株))を用い、590nmで測定し、レターデーションRo及びRtを得た。
《内部ヘイズの測定》
内部ヘイズはヘイズメーター 型式:NDH 2000、日本電色工業(株)製を使用してJIS K−6714に準じて測定した。
<偏光板101〜130、201〜218の作製>
厚さ、120μmのポリビニルアルコールフィルムを、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。
これをヨウ素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、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gからなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。
次いで、下記工程1〜5に従って偏光子と前記セルロースアセテートフィルム101〜130と、裏面側にはコニカミノルタタックKC4UY(コニカミノルタオプト(株)製セルロースエステルフィルム)を貼り合わせて偏光板101〜130、201〜218を作製した。
工程1:60℃の2モル/Lの水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬し、次いで水洗し乾燥して、偏光子と貼合する側を鹸化したセルロースアセテートフィルム101〜130、201〜218を得た。
工程2:前記偏光子を固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤槽中に1〜2秒浸漬した。
工程3:工程2で偏光子に付着した過剰の接着剤を軽く拭き除き、これを工程1で処理したセルロースアセテートフィルム101〜130、201〜218の上にのせて配置した。
工程4:工程3で積層したセルロースアセテートフィルム101〜130、201〜218と偏光子と裏面側セルロースエステルフィルムを圧力20〜30N/cm、搬送スピードは約2m/分で貼合した。
工程5:80℃の乾燥機中に工程4で作製した偏光子とセルロースアセテートフィルム101〜130、201〜218とコニカミノルタタックKC4UYとを貼り合わせた試料を2分間乾燥し、それぞれ、セルロースアセテートフィルム101〜130、201〜218に対応する偏光板101〜130、201〜218を作製した。
<液晶表示装置の作製>
視野角測定を行う液晶パネルを以下のようにして作製し、液晶表示装置としての特性を評価した。
SONY製40型ディスプレイBRAVIA X1の予め貼合されていた両面の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板101〜130、201〜218をそれぞれ液晶セルのガラス面の両面に貼合した。
その際、その偏光板の貼合の向きは、本発明のセルロースアセテートフィルムの面が、液晶セル側となるように、かつ、予め貼合されていた偏光板と同一の方向に吸収軸が向くように行い、それぞれ、偏光板101〜130、201〜218に対応する液晶表示装置101〜130、201〜218を各々作製した。
この液晶表示装置について正面コントラストおよび、スジ、視認性について評価した。結果を表3に示す。
《正面コントラストの評価》
23℃55%RHの環境で、各々の液晶表示装置のバックライトを1週間連続点灯した後、測定を行った。測定にはELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて、液晶表示装置で白表示と黒表示の表示画面の法線方向からの輝度を測定し、その比を正面コントラストとした。
正面コントラスト=(表示装置の法線方向から測定した白表示の輝度)/(表示装置の法線方向から測定した黒表示の輝度)
《スジ》
上記作製した各液晶表示装置について、熱による劣化を見るために60℃の条件で300時間処理した後、23℃、55%RHに戻した。その後、電源を入れてバックライトを点灯させてから2時間後の黒表示時のスジを目視で下記基準で評価した。
◎:スジがまったくない
○:中央に弱いスジが存在する
△:中央から端部にかけて弱いスジが存在する
×:全面に強いスジが存在する。
スジは○以上の評価であれば、実用上問題ない。
《視認性の評価》
上記作製した各液晶表示装置について、60℃、90%RHの条件で100時間放置した後、23℃、55%RHに戻した。その結果、表示装置の表面を観察すると本発明の偏光板を用いたものは、平面性に優れていたのに対し、比較の表示装置は細かい波打ち状のムラが認められ、長時間見ていると目が疲れやすかった。
◎:表面に波打ち状のムラは全く認められない
○:表面にわずかに波打ち状のムラが認められる
△:表面に細かい波打ち状のムラがやや認められる
×:表面に細かい波打ち状のムラが認められる。
以上の評価結果を下記表4、表5に示す。
表4及び5から、本発明のセルロースアセテートフィルムは比較のセルロースアセテートフィルムに比べて優れていることが分る。
また、本発明の液晶表示装置は、色味変動、正面コントラストに優れた液晶表示装置であることが明らかである。

Claims (7)

  1. 酢化度が、51.0%〜56.0%のセルロースアセテートと、下記一般式(1)で表される、総平均置換度が6.1〜6.9である化合物とを含有することを特徴とするセルロースアセテートフィルム。
    (式中、R〜Rは、置換又は無置換のアルキルカルボニル基、或いは、置換又は無置換のアリルカルボニル基を表し、R〜Rは、同じであっても、異なっていてもよい。)
  2. 前記一般式(1)で表される化合物の置換度分布が4〜8であることを特徴とする請求項1に記載のセルロースアセテートフィルム。
  3. 更に、下記一般式(2)で表されるエステル化合物を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のセルロースアセテートフィルム。
    一般式(2) B−(G−A)n−G−B
    (式中、Bはヒドロキシ基またはカルボン酸残基、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基または炭素数6〜12のアリールグリコール残基または炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基、Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基または炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基を表す。nは1以上の整数を表す。)
  4. 前記セルロースアセテートフィルムが、下記式(I)で定義されるレターデーション値Roが30乃至90nmであり、下記式(II)で定義されるレターデーション値Rtが70乃至300nmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のセルロースアセテートフィルム。
    式(I) Ro=(nx−ny)×d
    式(II) Rt={(nx+ny)/2−nz}×d
    (式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率であり、nzはフィルムの厚み方向の屈折率であり、dはフィルムの厚さ(nm)である。)
  5. 前記セルロースアセテートフィルムを、ヘイズメーターによりフィルムの内部ヘイズを測定した際、フィルム屈折率+0.05〜−0.05の屈折率の溶剤をフィルム界面に滴下した場合のヘイズが、0.05以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のセルロースアセテートフィルム。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のセルロースアセテートフィルムを少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする偏光板。
  7. 請求項6に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に用いたことを特徴とする液晶表示装置。
JP2011525821A 2009-08-05 2010-05-25 セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置 Pending JPWO2011016279A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009182702 2009-08-05
JP2009182702 2009-08-05
PCT/JP2010/058794 WO2011016279A1 (ja) 2009-08-05 2010-05-25 セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2011016279A1 true JPWO2011016279A1 (ja) 2013-01-10

Family

ID=43544182

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010092056A Pending JP2011053645A (ja) 2009-08-05 2010-04-13 セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP2011525821A Pending JPWO2011016279A1 (ja) 2009-08-05 2010-05-25 セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010092056A Pending JP2011053645A (ja) 2009-08-05 2010-04-13 セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8545737B2 (ja)
JP (2) JP2011053645A (ja)
KR (1) KR101656117B1 (ja)
CN (1) CN102471540B (ja)
TW (1) TWI469871B (ja)
WO (1) WO2011016279A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5633566B2 (ja) * 2010-08-25 2014-12-03 コニカミノルタ株式会社 ハードコートフィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP5500106B2 (ja) * 2011-03-01 2014-05-21 コニカミノルタ株式会社 位相差フィルムおよびその製造方法、偏光板および液晶表示装置
JP5609720B2 (ja) * 2011-03-14 2014-10-22 コニカミノルタ株式会社 セルロースエステルフィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP2014132281A (ja) * 2011-04-12 2014-07-17 Konica Minolta Inc 光学補償フィルム、その製造方法、偏光板、及び液晶表示装置
JP2012226226A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Fujifilm Corp セルロースアシレートフィルム、その製造方法、偏光板および液晶表示装置
JP6036688B2 (ja) * 2011-06-03 2016-11-30 コニカミノルタ株式会社 位相差フィルム、その製造方法、偏光板、及び液晶表示装置
US9042016B2 (en) * 2011-10-12 2015-05-26 Fujifilm Corporation Optical film, method of producing optical film, antireflective film, polarizing plate and image display device
TWI540139B (zh) * 2011-11-08 2016-07-01 第一工業製藥股份有限公司 使用糖酯的樹脂改質劑
JP5962002B2 (ja) * 2011-12-19 2016-08-03 コニカミノルタ株式会社 偏光板およびこれを用いた表示装置
KR101644727B1 (ko) 2011-12-22 2016-08-01 코니카 미놀타 가부시키가이샤 위상차 필름, 편광판 및 액정 표시 장치
KR101688341B1 (ko) 2012-11-06 2016-12-20 코니카 미놀타 가부시키가이샤 긴 경사 연신 필름, 상기 긴 경사 연신 필름을 사용한 원편광판 및 유기 el 디스플레이
TWI421258B (zh) * 2013-06-13 2014-01-01 Univ Southern Taiwan Sci & Tec 控制二醋酸纖維素分子量分佈範圍的方法
KR101655631B1 (ko) * 2014-12-30 2016-09-08 주식회사 효성 노르보넨 필름용 첨가제, 및 이를 포함하는 광학 필름
CN105801921B (zh) * 2014-12-31 2018-01-30 湖南工业大学 一种纤维素酯化衍生物有序多孔膜材料及其制备方法
EP3274763A1 (en) * 2015-03-25 2018-01-31 Essilor International (Compagnie Générale D'Optique) Polarized lenses obtained by the lamination of a polarized film
KR101828365B1 (ko) * 2015-07-17 2018-02-12 주식회사 효성 셀룰로오스 에스테르 필름을 포함하는 편광판
KR101878776B1 (ko) * 2015-07-17 2018-07-16 주식회사 효성 셀룰로오스 에스테르 필름을 포함하는 액정 표시장치
KR101705651B1 (ko) * 2015-07-20 2017-02-22 주식회사 효성 셀룰로오스 에스테르 위상차 필름
KR101684810B1 (ko) * 2015-12-31 2016-12-09 주식회사 효성 고온고습에서의 신뢰성이 우수한 셀룰로오스 에스테르 필름 및 그의 제조방법
KR101684811B1 (ko) * 2015-12-31 2016-12-09 주식회사 효성 고온고습에서의 신뢰성이 우수한 셀룰로오스 에스테르 필름 및 그의 제조방법
KR101684809B1 (ko) * 2015-12-31 2016-12-09 주식회사 효성 신뢰성이 우수한 셀룰로오스 에스테르 필름 및 그의 제조방법
US10865280B2 (en) * 2015-12-31 2020-12-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Method of producing films from high consistency enzyme fibrillated nanocellulose
JP6539242B2 (ja) * 2016-09-29 2019-07-03 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス表示装置用円偏光板、それを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置用円偏光板の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000154261A (ja) 1997-10-20 2000-06-06 Fuji Photo Film Co Ltd セルロースアセテートフイルム、その製造方法、光学補償シートおよび液晶表示装置
JP4234823B2 (ja) 1998-09-30 2009-03-04 富士フイルム株式会社 光学補償シートおよび液晶表示装置
JP4641604B2 (ja) 1999-10-21 2011-03-02 コニカミノルタホールディングス株式会社 光学フィルム及びその製造方法並びにそれを用いた液晶表示装置
JP2002202411A (ja) * 2000-10-23 2002-07-19 Fuji Photo Film Co Ltd 位相差板、偏光板およびそれを用いた反射型液晶表示素子
JP2005025120A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償シート、偏光板、および液晶表示装置
WO2006054708A1 (ja) * 2004-11-19 2006-05-26 Mitsubishi Chemical Corporation 低置換度ショ糖脂肪酸エステル及びその製造方法
KR101352677B1 (ko) * 2006-04-25 2014-01-16 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어즈 인코포레이티드 위상차 필름, 편광판 및 액정 표시 장치
JP4816230B2 (ja) 2006-05-12 2011-11-16 コニカミノルタオプト株式会社 偏光板保護フィルム、偏光板保護フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置
JP5167646B2 (ja) * 2007-01-31 2013-03-21 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 セルロースエステルフィルムの製造方法
WO2008136266A1 (ja) 2007-04-26 2008-11-13 Konica Minolta Opto, Inc. 光学補償フィルムとそれを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP2009001696A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Konica Minolta Opto Inc セルロースエステルフィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP5135948B2 (ja) * 2007-08-20 2013-02-06 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 セルロースエステルフィルムの製造方法
KR101454054B1 (ko) * 2007-09-06 2014-10-27 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어즈 인코포레이티드 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치
US20100297366A1 (en) * 2007-11-05 2010-11-25 Konica Minolta Opto, Inc. Optical compensation film, and polarizing plate and liquid crystal display employing the same

Also Published As

Publication number Publication date
TW201127629A (en) 2011-08-16
WO2011016279A1 (ja) 2011-02-10
CN102471540B (zh) 2014-04-09
KR101656117B1 (ko) 2016-09-08
JP2011053645A (ja) 2011-03-17
US8545737B2 (en) 2013-10-01
TWI469871B (zh) 2015-01-21
KR20120054009A (ko) 2012-05-29
US20120119169A1 (en) 2012-05-17
CN102471540A (zh) 2012-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011016279A1 (ja) セルロースアセテートフィルム、偏光板及び液晶表示装置
US7354633B2 (en) Retardation film, and polarizing plate and display device using the same
JP5720687B2 (ja) 位相差フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5120072B2 (ja) セルロースエステルフィルム
JP5821849B2 (ja) セルロースアセテートフィルムの製造方法
WO2009119142A1 (ja) セルロースエステルフィルム
WO2011001700A1 (ja) セルロースエステルフィルム及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
WO2011096036A1 (ja) 光学フィルム
JP4900540B1 (ja) セルロースアセテートフィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5699519B2 (ja) 位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法、偏光板及び液晶表示装置
JP2010215879A (ja) セルロースエステルフィルム及びそれを用いた偏光板並びに液晶表示装置
WO2009101839A1 (ja) 位相差フィルム
WO2011114764A1 (ja) 位相差フィルム及びそれが備えられた偏光板
JP5360063B2 (ja) 液晶表示装置
JP5637207B2 (ja) 位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法
JP2013142786A (ja) 位相差フィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP5720683B2 (ja) 液晶表示装置
JP5692237B2 (ja) 位相差フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
JP5772680B2 (ja) セルロースアシレート積層フィルムおよびその製造方法、並びにそれを用いた偏光板および液晶表示装置
JP5880016B2 (ja) 垂直配向型液晶表示装置
JP2010159361A (ja) セルロースエステルフィルム及び液晶表示装置