JPWO2015019701A1 - セルロース誘導体及びその製造方法、光学フィルム、円偏光板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
関係式(1−2):0.00<DSb≦1.50
関係式(1−3):DSb(6位)<DSb(2位)+DSb(3位)
関係式(1−4):1.50<DSa+DSb≦2.90
〔式中、L2、L3及びL6は、それぞれ独立に、−C(=O)−又は−(Lw−O)q−を表す。
2.前記一般式(1)において、前記6位におけるヒドロキシ基の水素原子の平均置換度DSh(6位)が0.20以下であることを特徴とする第1項に記載のセルロース誘導体。
4.下記一般式(1)で表されるグルコース骨格を有するセルロース誘導体を製造するセルロース誘導体の製造方法であって、当該グルコース骨格の2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の総平均置換度及び平均置換度が、下記関係式(1−1)〜関係式(1−4)で規定する条件の全てを満たすことを特徴とするセルロース誘導体の製造方法。
関係式(1−2):0.00<DSb≦1.50
関係式(1−3):DSb(6位)<DSb(2位)+DSb(3位)
関係式(1−4):1.50<DSa+DSb≦2.90
〔式中、L2、L3及びL6は、それぞれ独立に、−C(=O)−又は−(Lw−O)q−を表す。
5.前記一般式(1)で表されるグルコース骨格の2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の総平均置換度がDSa1であるセルロース誘導体Aを、当該2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、脂肪族アシル基による平均置換度がDSa2になるまでエステル化した後、更に当該セルロース誘導体Aの2位、3位又は6位におけるヒドロキシ基を、水素原子の芳香族アシル基による総平均置換度がDSbになるまで、エステル化し、下記関係式(2−1)〜関係式(2−3)で規定する条件の全てを満たすセルロース誘導体を製造することを特徴とする第4項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
関係式(2−2):0.00<DSa2<1.50
関係式(2−3):DSa2(6位)>DSa2(2位)+DSa2(3位)
〔式中、DSaは、前記式(1−1)における総平均置換度DSaと同義である。DSa1は、セルロース誘導体Aの2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子に対し、少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基による総平均置換度を表す。DSa2は、セルロース誘導体Aのヒドロキシ基の水素原子の脂肪族アシル基による総平均置換度を表す。DSa2(2位)、DSa2(3位)及びDSa2(6位)は、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の脂肪族アシル基による平均置換度を表す。〕
6.前記セルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、前記脂肪族アシル基でエステル化する際の反応温度が、60℃以上であることを特徴とする第5項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
11.第1項から第3項までのいずれか一項に記載のセルロース誘導体を含有することを特徴とする光学フィルム。
本発明のセルロース誘導体においては、下記一般式(1)で表される構造のグルコース骨格を有していることを特徴とする。
関係式(1−1)においてその範囲を規定しているDSaは、R2、R3及びR6がそれぞれ脂肪族基であり、L2−R2、L3−R3及びL6−R6の2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する脂肪族基の総平均置換度を表す。すなわち、グルコース骨格単位のR2、R3及びR6における脂肪族基の総比率を表す。ただし、本発明では、L2−R2、L3−R3及びL6−R6も脂肪族基と称す。
上記関係式(1−2)にその範囲を規定している総平均置換度DSbは、R2、R3及びR6がそれぞれ芳香族基であり、L2−R2、L3−R3及びL6−R6の2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する芳香族基の総平均置換度を表す。すなわち、グルコース骨格単位のR2、R3及びR6における芳香族基の総比率を表す。ただし、本発明においては、L2−R2、L3−R3及びL6−R6も芳香族基と称す。
上記関係式(1−3)においては、グルコース骨格単位のR2、R3及びR6のヒドロキシ基の水素原子に対する芳香族基の置換度を示しており、6位における芳香族基の置換度に対し、2位及び3位の総置換度が大きい構成である。すなわち、このように、6位に対し、2位及び3位における芳香族基の置換度を高く設定することにより、極めて優れた逆波長分散性を実現することができる。
上記関係式(1−4)においては、2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する脂肪族基の総平均置換度DSaと2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する芳香族基の総平均置換度DSaの総和、すなわち、R2、R3及びR6における総平均置換度が、1.50を越えて、2.90以下であることを表している。
本発明のセルルース誘導体の製造方法では、前記一般式(1)で表される構造のグルコース骨格を有し、かつ前記一般式(1)で表されるグルコース骨格が、前記関係式(1−1)〜関係式(1−4)で規定する条件の全てを満たすセルロース誘導体を製造することを特徴とする。
本発明のセルロース誘導体は、公知の方法、例えば、「セルロースの事典」131頁〜164頁(朝倉書店、2000年)等に記載の方法を参考にして製造することができる。
本発明のセルルース誘導体の製造方法a及び後述のセルロース誘導体の製造方法bに適用する2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する脂肪族基の総平均置換度がDSa1のセルロース誘導体Aは、グルコース骨格の2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基を少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基により総平均置換度が1.0〜3.0までの範囲内で置換した後に、当該少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基の総平均置換度がDSa1になるまで加水分解することにより調製されることが好ましい。また、L2−R2、L3−R3及びL6−R6において、L2、L3、L6を未導入とし、アルキル基が、各グルコース骨格が有する各酸素原子とエーテル結合によりアルコキシ基を形成したセルロースエーテル誘導体Aを用いても良い。
本発明のセルロース誘導体の具体的な製造方法である製造方法aでは、前記一般式(1)で表される構造のグルコース骨格で、2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する脂肪族基の総平均置換度がDSa1のセルロース誘導体Aを用い、セルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、脂肪族アシル基により平均置換度DSa2までエステ化した後、更にセルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、芳香族アシル基で総平均置換度DSbまで置換し、下記関係式(2−1)〜関係式(2−3)で規定する全てを満たす条件でセルロース誘導体を製造する。
関係式(2−1)においては、グルコース骨格単位のR2、R3及びR6のヒドロキシ基の水素原子に対する脂肪族基の総置換度DSaは、セルロース誘導体Aにおける2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基の総平均置換度DSa1と、セルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基の水素原子を脂肪族アシル基により置換した平均置換度DSa2の総和と定義する。
セルロース誘導体Aに対する脂肪族アシル基により置換した平均置換度DSa2の範囲を、0を越え、1.50未満の範囲とする。
関係式(2−3)においては、DSaは、前記式(1−1)における総平均置換度DSaと同義である。総平均置換度DSa1は、セルロース誘導体Aの2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対する脂肪族基の総平均置換度を表す。DSa2は、セルロース誘導体Aに対する脂肪族アシル基の総平均置換度を表す。DSa2(2位)、DSa2(3位)及びDSa2(6位)は、2位、3位及び6位のヒドロキシ基の水素原子に対するそれぞれの脂肪族アシル基の平均置換度を表す。すなわち、このように、6位の脂肪族基の置換度に対し、2位及び3位の脂肪族基の総置換度を低く設定することにより、極めて優れた逆波長分散性を実現することができる。
本発明におけるセルロース誘導体の製造方法は特に限定されないが、公知の方法、例えば、Unconventional Cellulose:Synthesis,Characterization and Structure−Property Relation(Cellulose10;283−296,2003)に記載の方法を用いることができる。本発明のセルロース誘導体の好ましい製造方法の態様は、セルロース誘導体Aに、塩基存在下で、酸クロリド又は酸無水物等を反応させることにより、エステル化する方法である。
本発明に適用可能なセルロース誘導体の製造方法bは、脂肪族基の総平均置換度がDSa1のセルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基の水素原子を、芳香族アシル基で、DSa1と芳香族アシル基の置換度との和が2.90〜3.00となる範囲内の総平均置換度になるまでエステル化した後に、エステル化した前記芳香族アシル基の一部を、総平均置換度がDSbになるまで加水分解して製造する方法である。
本発明のセルロース誘導体の製造方法bでは、上記調製したセルロース誘導体Aを用い、下記の示す製造フローによりセルロース誘導体を製造することができる。
また、上記製造方法bにおいて、セルロース誘導体Aとして、上記で例示したセルロースエステル誘導体に代えて、セルロースエーテル誘導体を用いてもよい。
次いで、本発明に係る一般式(1)で表される構造を有するセルロース誘導体の代表例を、表2及び表3に示すが、本発明ではこれら例示する化合物例には限定されない。
〈中間体a−10の合成〉
セルロース誘導体A(表1に記載の例示化合物III、アセチル基置換度=2.43、平均分子量Mw:16万)100gをピリジン2Lに溶解した。ここに、ジメチルアミノピリジン1.0g加え、プロピオン酸クロリド8.2gを加えた。80℃で8時間撹拌した。1H−NMRでプロピオニル基の置換度が0.20なったことを確認した後、加熱を止めて放冷した。
上記調製した中間体a−10の105gを、ピリジン2Lに溶解した。これに、ジメチルアミノピリジン1.0gを加え、ベンゾイルクロリド20.0gを加えた。75℃で12時間撹拌した。1H−NMRでベンゾイル基の置換度が0.15となったことを確認した後、加熱を止めて放冷した。反応溶液にメタノール500mlを加え、50℃で1時間撹拌した。この反応溶液を、水1.5Lとメタノール0.5Lの混合溶媒に滴下し、沈殿した固形分を濾別し、水:メタノール(1:1)混合溶媒で連続洗浄して精製した。精製した固体を50℃で8時間乾燥させ、例示化合物a−1が110g得られた。
〈中間体a−38の合成〉
セルロース誘導体A(表1に記載の例示化合物VII、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチル置換度=1.80、ヒドロキシプロピル置換度=0.10、平均分子量Mw:18万)の100gをピリジン2Lに溶解した。ここに、ジメチルアミノピリジン1.0gを加え、プロピオン酸クロリドを8.2g加え、80℃で8時間撹拌した。
上記調製した中間体a−38の105gを、ピリジン2Lに溶解した。次いで、ジメチルアミノピリジン1.0gを加え、チオフェンカルボニルクロリド15.0gを加え、75℃で12時間撹拌した。1H−NMRでチオフェンカルボニル基の置換度が0.11となったことを確認した後、加熱を止めて放冷した。反応溶液にメタノール500mlを加え、50℃で1時間撹拌した。反応溶液を水1.5Lとメタノール0.5Lの混合溶媒に滴下し、沈殿した固形分を濾別し、水:メタノール(1:1)混合溶媒で連続洗浄して精製した。得られた固形分を50℃で8時間乾燥させ、95gの例示化合物a−38を得た。
〈中間体b−3の合成〉
セルロース誘導体A(表1に記載の例示化合物III、アセチル基置換度=2.43、平均分子量Mw:16万)の100gをピリジン2Lに溶解した。ここに、ジメチルアミノピリジン1.0gを加え、ベンゾイルクロリド40.0gを加えた。85℃で12時間撹拌した。1H−NMRでベンゾイル基の置換度が0.49になったことを確認した後、加熱を止めて放冷した。反応溶液にメタノール500mlを加え、50℃で1時間撹拌した。
中間体b−3の122gを、水:メタノール(1:10)混合溶媒1Lに溶解し、ここに酢酸100mlを加え、50℃で3時間撹拌した。1H−NMRでベンゾイル基の置換度が0.15になったことを確認した後、加熱を止めて放冷した。反応溶液に水1Lを加え、析出した固形分を濾別し、メタノールで連続洗浄して精製した。得られた固形分を50℃で8時間乾燥させ、103gの例示化合物b−3を得た。
本発明において、グルコース骨格の各置換基による置換度は、Cellulose Communication 6,73−79(1999)及びChrality 12(9),670−674に記載の方法を利用して、1H−NMRあるいは13C−NMRにより、決定することができる。
本発明の光学フィルムは、上記説明した本発明のセルロース誘導体を含有することを特徴とし、更には、λ/4位相差フィルムであることが好ましい。
本発明の光学フィルムは、可視光の波長の範囲において円偏光を得るため、可視光の波長の範囲において、おおむね波長の1/4の位相差を有する広帯域λ/4位相差フィルムであることが好ましい。従って、本発明においては、本発明の光学フィルムを、本発明の位相差フィルムあるいはλ/4位相差フィルムともいう。
Roλ=(nxλ−nyλ)×d
Rtλ=〔(nxλ+nyλ)/2−nzλ〕×d
上記式(i)において、λは測定に用いた光波長(nm)を表し、nx、ny、nzは、それぞれ23℃、55%RHの環境下で測定され、nxはフィルムの面内の最大の屈折率(遅相軸方向の屈折率)を表し、nyはフィルム面内で遅相軸に直交する方向の屈折率を表し、nzはフィルム面内に垂直な厚さ方向の屈折率を表し、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。
本発明の光学フィルムには、本発明のセルロース誘導体の他に、様々な機能を付与する目的で、各種添加剤を含有させることができる。
本発明の光学フィルムには、紫外線吸収剤を含有することができる。
本発明の光学フィルムには、劣化防止剤、例えば、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル重合禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、安定剤、アミン類等を添加してもよい。劣化抑制剤については、例えば、特開平3−199201号、同5−197073号、同5−194789号、同5−271471号、同6−107854号の各公報に記載がある。劣化防止剤の添加量は、劣化防止剤の添加による効果が発現し、フィルム表面への劣化防止剤のブリードアウト(滲み出し)を抑制する観点から、光学フィルムの作製に用いるセルロース溶液(ドープ)の0.01〜1質量%の範囲内であることが好ましく、0.01〜0.2質量%の範囲内であることが更に好ましい。特に好ましい劣化防止剤の例としては、ブチル化ヒドロキシトルエン(略称:BHT)、トリベンジルアミン(略称:TBA)を挙げることができる。
本発明の光学フィルムには、マット剤として微粒子を加えることが好ましい。当該マット剤微粒子としては、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及びリン酸カルシウムを挙げることができる。これらのマット剤微粒子の中では、ケイ素を含むものが、濁度(ヘイズ)が低くなる点で好ましく、特に、二酸化ケイ素が好ましい。二酸化ケイ素の微粒子は、一次平均粒子サイズが1〜20nmの範囲内であり、かつ見かけ比重が70g/リットル以上であるものが好ましい。一次平均粒子サイズは、更には5〜16nmの範囲内のものが光学フィルムのヘイズを下げることができる観点から好ましい。見かけ比重は、更には90〜200g/リットルの範囲内であることが好ましく、100〜200g/リットルの範囲内であることが特に好ましい。見かけ比重が大きい程、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い。
本発明の光学フィルムを製造する方法としては、特段の制限はないが、ソルベントキャスト法(溶液製膜法)により製造する方法が好ましい。ソルベントキャスト法は、セルロース誘導体を有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いて光学フィルムを製造する。
本発明の光学フィルムは、上述のように溶液流延法によって製造することが好ましい態様である。溶液流延法では、本発明で規定する特性を満たすセルロース誘導体及び各種添加剤等を有機溶媒に加熱溶解させてドープを調製する工程、調製したドープをベルト状又はドラム状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、金属支持体からウェブを剥離する工程、剥離したウェブを延伸又は収縮する工程、更に乾燥する工程、仕上がったフィルムを巻き取る工程等が含まれる。
本発明の光学フィルム(位相差フィルム)は、上記のとおり、光波長550nmで測定した面内位相差Ro550が120〜160nmの範囲内であることが好ましいが、上記のようにして製膜した光学フィルムを延伸することによって、その光学特性を付与することができる。
収縮率(%)=(M1−M2)/M1×100で表される。
M2=M1×sin(π−θ)となり、
収縮率は、
収縮率(%)=(1−sin(π−θ))×100で表される。
次いで、45°の方向に延伸する斜め延伸方法について、更に説明する。本発明の光学フィルムの製造方法において、延伸にする光学フィルムに斜め方向の配向を付与する方法として、斜め延伸装置を用いる方法が好ましい。
本発明の光学フィルム(λ/4位相差フィルム)は、上記説明した溶液流延法のほかに、溶融製膜法によって製膜してもよい。溶融製膜法は、セルロース誘導体及び可塑剤などの添加剤を含む組成物を、流動性を呈する温度まで加熱溶融し、その後、流動性の熱可塑性樹脂を含む溶融物として流延する成形方法である。
本発明の円偏光板は、長尺状の保護フィルム、長尺状の偏光子及び長尺状の本発明の光学フィルム(λ/4位相差フィルム)をこの順に有する長尺ロールを断裁して作製される。本発明の円偏光板は、本発明の光学フィルム(λ/4位相差フィルム)を用いて作製されるため、後述する有機EL表示装置等に適用することにより、可視光の全波長において、有機EL素子の金属電極の鏡面反射を遮蔽する効果を発現し得る。その結果、観察時の映り込みを防止することができるとともに、黒色表現を向上させることができる。
当該円偏光板は、偏光子を本発明の光学フィルムと保護フィルムとによって挟持されることが好ましい。このような保護フィルムとしては、他のセルロースエステル含有フィルムが好適に用いられ、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、KC4UX、KC8UCR3、KC4SR、KC4BR、KC4CR、KC4DR、KC4FR、KC4KR、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY−HA、KC2UA、KC4UA、KC6UAKC、2UAH、KC4UAH、KC6UAH(以上、コニカミノルタ(株)製)、フジタックT40UZ、フジタックT60UZ、フジタックT80UZ、フジタックTD80UL、フジタックTD60UL、フジタックTD40UL、フジタックR02、フジタックR06(以上、富士フイルム(株)製))が好ましく用いられる。保護フィルムの厚さは、特に制限されないが、10〜200μm程度とすることができ、好ましくは10〜100μmの範囲であり、より好ましくは10〜70μmの範囲である。
偏光子は、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、その例には、ポリビニルアルコール系偏光フィルムが含まれる。ポリビニルアルコール系偏光フィルムには、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とがある。
本発明の光学フィルムと偏光子との貼り合わせは、特に限定はないが、当該光学フィルムを鹸化処理した後、完全鹸化型のポリビニルアルコール系接着剤を用いて行うことができる。また、活性光線硬化性接着剤などを用いて貼り合わせることもできるが、得られる接着剤層の弾性率が高く、偏光板の変形を抑制しやすい点などから、光硬化性接着剤を用いる貼り合せ方法であることが好ましい。
(1)光学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、
(2)偏光子と光学フィルムとの接着面のうち少なくとも一方に、下記の光硬化性接着剤を塗布する接着剤塗布工程、
(3)得られた接着剤層を介して偏光子と光学フィルムとを貼り合わせる貼合工程、及び
(4)接着剤層を介して偏光子と光学フィルムとが貼り合わされた状態で接着剤層を硬化させる硬化工程、
を含む製造方法によって製造することができる。(1)の前処理工程は、必要に応じて実施すればよい。
前処理工程では、光学フィルムの、偏光子との接着面に対し易接着処理を行う。偏光子の両面にそれぞれ光学フィルムを接着させる場合は、それぞれの光学フィルムの、偏光子との接着面に対し易接着処理を施す。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。
接着剤塗布工程では、偏光子と光学フィルムとの接着面のうちの少なくとも一方に、上記光硬化性接着剤を塗布する。偏光子又は光学フィルムの表面に直接光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、偏光子と光学フィルムの間に、光硬化性接着剤を流延させた後、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。
こうして光硬化性接着剤を塗布した後、貼合工程に供される。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光硬化性接着剤を塗布した場合、そこに光学フィルムが重ね合わされる。先の塗布工程で光学フィルムの表面に光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、偏光子と光学フィルムの間に光硬化性接着剤を流延させた場合は、その状態で偏光子と光学フィルムとが重ね合わされる。偏光子の両面に光学フィルムを接着する場合であって、両面とも光硬化性接着剤を用いる場合は、偏光子の両面にそれぞれ、光硬化性接着剤を介して光学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、例えば、偏光子の片面に光学フィルムを重ね合わせた場合は、偏光子側と光学フィルム側、また偏光子の両面に光学フィルムを重ね合わせた場合は、その両面の光学フィルム側からロール等で挟んで加圧することになる。ロールの材質は、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。
硬化工程では、付与した光硬化性接着剤に活性エネルギー線を照射して、エポキシ化合物やオキセタン化合物を含む接着剤層を硬化させる。それにより、光硬化性接着剤を介して重ね合わせた偏光子と光学フィルムとを接着させる。偏光子の片面に光学フィルムを貼合する場合、活性エネルギー線は、偏光子側又は光学フィルム側のいずれから照射してもよい。また、偏光子の両面に光学フィルムを貼合する場合、偏光子の両面にそれぞれ光硬化性接着剤を介して光学フィルムを重ね合わせた状態で、いずれか一方の光学フィルム側から活性エネルギー線を照射し、両面の光硬化性接着剤を同時に硬化させるのが有利である。
本発明の有機EL表示装置は、上記の本発明の円偏光板を具備して作製される。
《位相差フィルム(光学フィルム)の作製》
〔位相差フィルム1の作製〕
(微粒子分散液の調製)
微粒子(アエロジル R812 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分間撹拌混合した後、マントンゴーリン分散機を用いて分散を行い、微粒子分散液を調製した。
溶解タンクにジメチルクロライドを50質量部入れ、ジメチルクロライドを十分に撹拌しながら上記調製した微粒子分散液の50質量部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で濾過して、微粒子添加液1を調製した。
はじめに、加圧溶解タンクに下記に示すジメチルクロライドとエタノールを添加した。有機溶媒の入った加圧溶解タンクに、前記合成したセルロース誘導体b−1を撹拌しながら投入した。これを加熱し、撹拌しながら、完全に溶解した。次いで、微粒子添加液1を添加した後、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープ1を調製した。
ジメチルクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロース誘導体b−1(DSa1:2.20、DSa2:0.00、DSb:0.21、DSa+DSb:2.41) 100質量部
微粒子添加液1 2質量部
(製膜)
上記調製したドープ1を、ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)した後、ステンレスベルト支持体上からフィルムを剥離した。
この原反フィルムを、図2に記載の構成からなる斜め延伸装置を用いて、搬送方向に対して、フィルムの光学遅相軸が45°となるよう斜め方向に延伸することでロール状の位相差フィルム1を作製した。
上記位相差フィルム1の作製において、セルロース誘導体の種類を、表5に記載のセルロース誘導体にそれぞれ変更した以外は同様にして、位相差フィルム2〜23を作製した。
上記位相差フィルム1の作製において、セルロース誘導体の種類を、表5に記載の組み合わせで、下記表4に記載の構成の比較例のセルロース誘導体にそれぞれ変更した以外は同様にして、比較例の位相差フィルム24〜30を作製した。
表4に記載のセルロース誘導体r−1〜r−4は、前述のセルロース誘導体である例示化合物b−3の合成方法に順じ、セルロース誘導体Aの種類、芳香族アシル基の置換度を適宜変更した以外は同様にして合成した。
〈中間体の合成〕
セルロース誘導体A(例示化合物III、アセチル基置換度=2.43、平均分子量Mw
:16万)の100gをピリジン2Lに溶解した。ここに、ジメチルアミノピリジンを1.0g加え、次いでプロピオン酸クロリドを8.2g加え、50℃で8時間撹拌した。
中間体r−5の100gを、ピリジン2Lに溶解した。ここに、ジメチルアミノピリジン1.0gを加え、ベンゾイルクロリド20.0gを加え、75℃で12時間撹拌した。1H−NMRでベンゾイル基の置換度が0.15となったことを確認した後に加熱を止めて放冷した。反応溶液にメタノール500mlを加え、50℃で1時間撹拌した。この反応溶液を、水1.5Lとメタノール0.5Lの混合溶媒に滴下し、沈殿した固形分を濾別し、水:メタノール(1:1)混合溶媒で連続洗浄して精製した。固形分を50℃で8時間乾燥させ、103gの比較のセルロース誘導体r−5を得た。
前記セルロース誘導体a−12の合成において、脂肪族アシル基A−1の各置換度及び芳香族アシル器B−1の置換度を表4に記載の条件に変更した以外は同様にして、セルロース誘導体r−6及びr−7を合成した。
上記作製した位相差フィルムについて、以下の評価を行った。
上記作製した位相差フィルムについて、面内位相差Roを下記の方法に従って測定した。面内位相差Roは、下式(i)で表される。
上記式(i)において、λは測定に用いた光波長(nm)を表し、nx、nyは、それぞれ23℃、55%RHの環境下で測定され、nxはフィルムの面内の最大の屈折率(遅相軸方向の屈折率)を表し、nyはフィルム面内で遅相軸に直交する方向の屈折率を表し、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。
位相差フィルムの配向係数を下記の方法に従って測定した。
D0=cot2δ
であり、δは分子振動により形成される遷移モーメントベクトルと、分子軸とのなす角度である。これを厳密に計算するには分子振動のモーメントの方向を調べる必要があるが、通常は分子軸に平行な振動モードと垂直なモードを選び、これをそれぞれ0°、90°として計算すれば十分配向性に関する情報が得られる。
プリズム:ゲルマニウム
プリズムと試料間の圧力:30cN・m
試料をプリズムに押しつける治具の面積:1cm2
入射角:45°
反射回数:1回
分解能:4cm−1
データー補間:0.5cm−1
試料の屈折率は、本発明のセルロース誘導体では1.477として計算した。また、プリズム(ゲルマニウム)は4.00とした。サンプル表面に入射する光と反射する光で構成される入射面に対して、垂直な偏光及び水平な偏光を、ワイヤーグリッド偏光子を用いて入射し、FTIR−ATRスペクトルを測定した。上記測定を、MD方向をx軸、垂直方向(幅方向TD)をy軸、厚み方向をz軸に設定して測定した。
各位相差フィルムを、25℃、55%RHの環境下で8時間調湿した後、分光エリプソメーター(HORIBA社製)を用いて、搬送方向(MD方向)に1cm単位で移動させながら、10点の面内方向の位相差Ro550を測定した。次いで、下式に従って、測定した10点の位相差Ro550における最大値と最小値の差を、10点の平均値で割った値を求め、これを位相差ムラの尺度とした。
以上により得られた結果を、表5に示す。
《円偏光板の作製》
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、乾燥して偏光子を得た。
3mm厚の50インチ(127cm)用無アルカリガラスを用いて、特開2010−20925号公報の実施例に記載されている方法に準じて、特開2010−20925号公報の図8に記載された構成からなる有機ELセルを作製した。
上記作製した各円偏光板の位相差フィルムの表面に接着剤を塗工した後、有機ELセルの視認側に貼合することで有機EL画像表示装置1〜30を作製した。
上記作製した各有機EL表示装置について、常法に従って、黒の色味特性、反射性(視認性)等の基本的な表示特性を評価した結果、本発明の位相差フィルムを用いた有機EL表示装置1〜23は、比較例である有機EL画像表示装置24〜30に対し、黒の色味特性及び反射性(視認性)に優れた特性を有していることを確認することができた。
13 搬送方向
14 遅相軸
D1 繰出方向
D2 巻取方向
F 光学フィルム
F1 フィルム原反
F2 延伸フィルム
θi 屈曲角度(繰出し角度)
Ci、Co 把持具
Ri、Ro レール
Wo 延伸前のフィルムの幅
W 延伸後のフィルムの幅
16 フィルム繰り出し装置
17 搬送方向変更装置
18 巻取り装置
19 製膜装置
A 有機エレクトロルミネセンス表示装置
B 有機エレクトロルミネセンス素子
C 円偏光板
101 透明基板
102 金属電極
103 TFT
104 有機発光層
105 透明電極
106 絶縁層
107 封止層
108 フィルム
109 λ/4位相差フィルム
110 偏光子
111 保護フィルム
112 硬化層
113 反射防止層
Claims (14)
- 下記一般式(1)で表されるグルコース骨格を有するセルロース誘導体であって、当該グルコース骨格の2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の総平均置換度及び平均置換度が、下記関係式(1−1)〜関係式(1−4)で規定する条件の全てを満たすことを特徴とするセルロース誘導体。
関係式(1−2):0.00<DSb≦1.50
関係式(1−3):DSb(6位)<DSb(2位)+DSb(3位)
関係式(1−4):1.50<DSa+DSb≦2.90
〔式中、L2、L3及びL6は、それぞれ独立に、−C(=O)−又は−(Lw−O)q−を表す。
Lwは、アルキレン基を表す。
qは、0〜10の整数を表す。
R2、R3及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。
nは、平均重合度を表し、10〜2000の整数を表す。
複数存在するL2、L3、L6、R2、R3及びR6は、同じでも異なっていてもよい。
DSaは、R2、R3及びR6がそれぞれ脂肪族基であるときの、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子を、L2−R2、L3−R3及びL6−R6によって置換したときの総平均置換度を表す。
DSbは、R2、R3及びR6がそれぞれ芳香族基であるときの、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子を、L2−R2、L3−R3及びL6−R6によって置換したときの総平均置換度を表す。
DSb(2位)、DSb(3位)及びDSb(6位)は、それぞれ、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子を、L2−R2、L3−R3及びL6−R6によって置換したときの平均置換度を表す。〕 - 前記一般式(1)において、前記6位におけるヒドロキシ基の水素原子の平均置換度DSh(6位)が0.20以下であることを特徴とする請求項1に記載のセルロース誘導体。
- 前記関係式(1−2)で規定する総平均置換度DSbが、下記関係式(1−5)で表される範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のセルロース誘導体。
関係式(1−5):0.00<DSb≦0.50 - 下記一般式(1)で表されるグルコース骨格を有するセルロース誘導体を製造するセルロース誘導体の製造方法であって、当該グルコース骨格の2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の総平均置換度及び平均置換度が、下記関係式(1−1)〜関係式(1−4)で規定する条件の全てを満たすことを特徴とするセルロース誘導体の製造方法。
関係式(1−2):0.00<DSb≦1.50
関係式(1−3):DSb(6位)<DSb(2位)+DSb(3位)
関係式(1−4):1.50<DSa+DSb≦2.90
〔式中、L2、L3及びL6は、それぞれ独立に、−C(=O)−又は−(Lw−O)q−を表す。
Lwは、アルキレン基を表す。
qは、0〜10の整数を表す。
R2、R3及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。
nは、平均重合度を表し、10〜2000の整数を表す。
複数存在するL2、L3、L6、R2、R3及びR6は、同じでも異なっていてもよい。
DSaは、R2、R3及びR6がそれぞれ脂肪族基であるときの、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子を、L2−R2、L3−R3及びL6−R6によって置換したときの総平均置換度を表す。
DSbは、R2、R3及びR6がそれぞれ芳香族基であるときの、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子を、L2−R2、L3−R3及びL6−R6によって置換したときの総平均置換度を表す。
DSb(2位)、DSb(3位)及びDSb(6位)は、それぞれ、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子を、L2−R2、L3−R3及びL6−R6によって置換したときの平均置換度を表す。〕 - 前記一般式(1)で表されるグルコース骨格の2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の総平均置換度がDSa1であるセルロース誘導体Aを、当該2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、脂肪族アシル基による平均置換度がDSa2になるまでエステル化した後、更に当該セルロース誘導体Aの2位、3位又は6位におけるヒドロキシ基を、水素原子の芳香族アシル基による総平均置換度がDSbになるまで、エステル化し、下記関係式(2−1)〜関係式(2−3)で規定する条件の全てを満たすセルロース誘導体を製造することを特徴とする請求項4に記載のセルロース誘導体の製造方法。
関係式(2−1):DSa=DSa1+DSa2
関係式(2−2):0.00<DSa2<1.50
関係式(2−3):DSa2(6位)>DSa2(2位)+DSa2(3位)
〔式中、DSaは、前記式(1−1)における総平均置換度DSaと同義である。DSa1は、セルロース誘導体Aの2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子に対し、少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基による総平均置換度を表す。DSa2は、セルロース誘導体Aのヒドロキシ基の水素原子の脂肪族アシル基による総平均置換度を表す。DSa2(2位)、DSa2(3位)及びDSa2(6位)は、2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の脂肪族アシル基による平均置換度を表す。〕 - 前記セルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、前記脂肪族アシル基でエステル化する際の反応温度が、60℃以上であることを特徴とする請求項5に記載のセルロース誘導体の製造方法。
- 前記少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基による総平均置換度がDSa1のセルロース誘導体Aの2位、3位又は6位のヒドロキシ基を、芳香族アシル基で、DSa1と芳香族アシル基の置換度との和が2.90〜3.00となる範囲内の総平均置換度になるまでエステル化した後に、当該エステル化した前記芳香族アシル基の一部を総平均置換度がDSbになるまで加水分解することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のセルロース誘導体の製造方法。
- 前記一般式(1)で表されるグルコース骨格において、6位におけるヒドロキシ基の水素原子の平均置換度DSh(6位)が0.20以下であることを特徴とする請求項4から請求項7までのいずれか一項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
- 前記2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基の水素原子の総平均置換度がDSa1である前記セルロース誘導体Aは、前記2位、3位及び6位におけるヒドロキシ基を少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基により総平均置換度が1.00〜3.00までの範囲内で置換した後に、当該少なくともアセチル基又はアルキル基を含む脂肪族基の総平均置換度がDSa1になるまで加水分解することにより調製されることを特徴とする請求項5から請求項8までのいずれか一項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
- 前記芳香族アシル基の総平均置換度DSbが、下記関係式(2−4)で表される範囲内であることを特徴とする請求項4から請求項9までのいずれか一項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
関係式(2−4):0.00<DSb≦0.50 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のセルロース誘導体を含有することを特徴とする光学フィルム。
- 長尺状フィルムであり、長手方向に対し40〜50°の範囲内に遅相軸を有することを特徴とする請求項11に記載の光学フィルム。
- 請求項11又は請求項12に記載の光学フィルムと、偏光子とが貼合されていることを特徴とする円偏光板。
- 請求項13に記載の円偏光板が具備されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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