JPWO2015137367A1 - 光学フィルムのロール体とその製造方法、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents

光学フィルムのロール体とその製造方法、偏光板および液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

本発明の目的は、ロール体の変形が抑制され、かつヘイズの増大が抑制された光学フィルムのロール体を提供することである。本発明の光学フィルムのロール体は、幅方向両端部にエンボス部を有する厚み15〜45μmの光学フィルムを、フィルムの長尺方向に巻き取って得られる光学フィルムのロール体であって、前記光学フィルムは、セルロースエステルと、0.05〜5質量%の下記一般式(1)で表される化合物とを含み、前記ロール体の軸方向両端部の側面形状が、波状になっている。【化1】

Description

本発明は、光学フィルムのロール体とその製造方法、偏光板および液晶表示装置に関する。
近年、液晶表示装置は、スマートフォンやタブレット端末などの携帯機器の液晶ディスプレイとしての需要が増している。そのような液晶表示装置には、薄型化が求められており、それを構成する偏光板保護フィルムなどの光学フィルムにも薄型化が求められている。
偏光板保護フィルムとしては、例えばセルロースエステルフィルムが用いられている。このようなフィルムは、一般的に、溶液流延製膜法などで長尺状のフィルムを製造した後;当該フィルムを巻芯にロール状に巻き取ったロール体として保存される。そして、巻き取られたフィルム端部のずれ(巻きずれ)などを抑制するために、巻き取られるフィルムの幅方向両端部にはエンボス部が施されている。
ところが、幅方向両端部にエンボス部を有する長尺状のフィルムを通常の方法で巻き取ると、ロール体が変形しやすいことが知られている。これに対して、フィルムの幅方向にフィルムまたは巻芯を周期的に振動させながら巻き取る方法(オシレート巻き)が提案されている(例えば特許文献1)。
特開2010−150041号公報
本発明者らは、特に膜厚が薄いフィルムを通常の方法で巻き取った場合に、ロール体が変形しやすいことを見出した。本発明におけるロール体の変形とは、具体的には、エンボス部同士が重なるフィルムの幅方向両端部の巻き径がフィルムの幅方向中央部の巻き径よりも顕著に大きくなり、鉛直方向にたわむような大きな皺が発生することをいう。
このようなロール体の変形が、特に光学フィルムの膜厚が薄い場合に顕著となる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。即ち、光学フィルムの膜厚が薄いほど、1)光学フィルムの膜厚に対するエンボス部の高さの比率が大きくなり、フィルムの幅方向中央部と幅方向両端部の巻き径の差がより大きくなること;2)光学フィルムの強度が低く、光学フィルムの自重を支えにくいこと、などによると考えられる。
そのようなロール体の変形は、前述のように振動を付与しながら巻き取る方法(オシレート巻き)を行うことで改善することができる。
しかしながら、振動を付与しながら巻き取る方法では、フィルムを幅方向に周期的に振動させることから、フィルム同士;特にエンボス部とエンボス部が設けられていないフィルム面とが擦れやすい。その結果、エンボス部が設けられていないフィルム面に細かな傷が付きやすく、ヘイズが増大しやすいという問題があった。ヘイズが増大したフィルムは、液晶表示装置のコントラストなどの表示性能を低下させやすい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロール体の変形が抑制され、かつヘイズの増大が抑制された光学フィルムのロール体を提供することを目的とする。
[1] 幅方向両端部にエンボス部を有する厚み15〜45μmの光学フィルムを、フィルムの長尺方向に巻き取って得られる光学フィルムのロール体であって、前記光学フィルムは、セルロースエステルと、前記セルロースエステル100質量部に対して0.05〜5質量部の下記一般式(1)で表される化合物とを含み、
Figure 2015137367
(一般式(1)中、
Lは、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、またはエステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基とアルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基を表し;
は、炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表し;
は、水素原子、炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表す)
前記ロール体の軸方向両端部の側面形状が、波状になっている、光学フィルムのロール体。
[2] 前記一般式(1)のLは、−C(=O)−O−、−C(=O)NH−、
−C(=O)−O−R−O−C(=O)−、−C(=O)−NH−R−NH−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)、
−C(=O)−O−M−O−C(=O)−(Mは、亜鉛原子、カルシウム原子またはマグネシウム原子)、
−C(=O)−R−O−R−C(=O)−、−C(=O)−R−S−R−C(=O)−、−C(=O)−R−NH−R−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)、および
−C(=O)−R−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)からなる群より選ばれる基である、[1]に記載の光学フィルムのロール体。
[3] 前記一般式(1)のRおよびRは、それぞれ独立して炭素原子数8以上26以下の直鎖状のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下の直鎖状のアルケニル基である、[1]または[2]に記載の光学フィルムのロール体。
[4] 前記一般式(1)のLは、硫黄原子を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルムのロール体。
[5] 前記光学フィルムは、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを重縮合して得られる脂肪族ポリエステル化合物をさらに含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルムのロール体。
[6] 前記光学フィルムの、下記式(I)で定義され、かつ測定波長590nmで測定される面内方向のリターデーションをRo(590)とし、下記式(II)で定義され、かつ測定波長590nmで測定される厚み方向のリターデーションをRth(590)としたとき、|Ro(590)|≦5nm、|Rth(590)|≦5nmを満たす、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルムのロール体。
式(I) Ro=(nx−ny)×t(nm)
式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×t(nm)
(式(I)および(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遅相軸方向xにおける屈折率を表し;nyは、フィルムの面内方向において前記遅相軸方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し;nzは、フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し;t(nm)は、フィルムの厚みを表す)
[7] セルロースエステルと、前記セルロースエステル100質量部に対して0.05〜5質量部の下記一般式(1)で表される化合物とを含み、幅方向両端部にエンボス部が設けられた厚み15〜45μmの長尺状の光学フィルムを準備する工程と、
Figure 2015137367
(一般式(1)中、
Lは、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、またはエステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基とアルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基を表し;
は、炭素原子数8以上26以下のアルキル基または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表し;
は、水素原子、炭素原子数8以上26以下のアルキル基または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表す)
前記光学フィルムを巻芯にロール状に巻き取る工程とを含み、
前記巻き取る工程は、前記光学フィルムと前記巻芯の少なくとも一方を、前記光学フィルムの幅方向に周期的に振動させながら、前記光学フィルムを前記巻芯に巻き取る工程を含む、光学フィルムのロール体の製造方法。
[8] [1]〜[6]のいずれかに記載のロール体から得られる光学フィルムを含む、偏光板。
[9] [1]〜[6]のいずれかに記載のロール体から得られる光学フィルムを含む、液晶表示装置。
[10] 第一の偏光板と、液晶セルと、第二の偏光板と、バックライトとをこの順に含み、前記第一の偏光板は、第一の偏光子と、前記第一の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置される保護フィルムF1と、前記第一の偏光子の前記液晶セル側の面に配置される保護フィルムF2とを含み、前記第二の偏光板は、第二の偏光子と、前記第二の偏光子の前記液晶セル側の面に配置される保護フィルムF3と、前記第二の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置される保護フィルムF4とを含み、前記保護フィルムF2およびF3の少なくとも一方が前記光学フィルムを含む、[9]に記載の液晶表示装置。
[11] 前記液晶セルがIPSモードもしくはFFSモードの液晶セルである、[10]に記載の液晶表示装置。
[12] 表示領域の対角方向の長さが10インチ以下である、[9]〜[11]のいずれかに記載の液晶表示装置。
[13] 充電池をさらに含む、[12]に記載の液晶表示装置。
本発明によれば、ロール体の変形が抑制され、かつヘイズの増大が抑制された光学フィルムのロール体を提供することができる。
本発明の光学フィルムのロール体の一例を示す模式図である。 エンボス部の断面形状の例を示す模式図である。 光学フィルムの巻き取り工程に用いられる巻き取り装置の一例を示す概略図である。 振動巻き取り工程での振動を説明するためのグラフである。 光学フィルムのロール体の幅方向における積算エンボス高さのシミュレーション結果の一例を示す概略図である。 小型液晶表示装置の一例を示す模式図である。 実施例における振動巻き取り工程での振動条件を示すグラフである。
前述の通り、光学フィルムのロール体の変形は、光学フィルムの巻き取りを、当該フィルムの幅方向にフィルムまたは巻芯を周期的に振動させながら行うこと(オシレート巻き)により改善することができる。しかしながら、オシレート巻きでは、光学フィルムを幅方向に周期的に振動させるため、フィルム同士が擦れ合ってエンボス部が形成されていないフィルム面に細かな傷が付きやすく、ヘイズが増大しやすい。
これに対して本発明者らは、一般式(1)で表される化合物を光学フィルムに含有させることで、セルロースエステルと良好に相溶させつつ、当該フィルムに良好な滑り性を付与できることを見出した。それにより、ロール体の変形を抑制しつつ、光学フィルムのヘイズの増大を抑制できることを見出した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
即ち、本発明の光学フィルムは、セルロースエステルと、一般式(1)で表される化合物とを含むことが好ましい。
1.光学フィルム
本発明の光学フィルムは、前述の通り、セルロースエステルと、一般式(1)で表される化合物とを含む。
<セルロースエステルについて>
セルロースエステルは、セルロースと、炭素原子数2〜22の脂肪族カルボン酸およ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る。
セルロースエステルの例には、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、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、セルロースベンゾエート、セルロースアセテートベンゾエートなどが含まれる。なかでも、位相差発現性の低いものが好ましく、セルローストリアセテートが好ましい。
セルロースエステルのアシル基の総置換度は、2.0〜3.0程度であり、好ましくは2.5〜3.0、より好ましくは2.7〜3.0、さらに好ましくは2.8〜2.95である。位相差発現性を低くするためには、アシル基の総置換度は高くすることが好ましい。
セルロースエステルに含まれるアシル基の炭素原子数は、2〜7であることが好ましく、2〜4であることがより好ましい。良好な耐熱性を得るためなどから、セルロースエステルに含まれるアシル基は、アセチル基を含むことが好ましい。炭素原子数3以上のアシル基の置換度は、0.9以下であることが好ましく、0であることがより好ましい。
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。
セルロースエステルの重量平均分子量は、一定以上の機械的強度を得るためには、5.0×10〜5.0×10であることが好ましく、1.0×10〜3.0×10であることがより好ましく、1.5×10〜2.9×10であることがさらに好ましい。セルロースエステルの分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、1.0〜4.5であることが好ましい。
セルロースエステルの重量平均分子量および分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されうる。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)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=1.0×10〜5.0×10までの13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に選択することが好ましい。
<一般式(1)で表される化合物について>
一般式(1)で表される化合物は、フィルムの滑り性を高める機能を有しうる。
Figure 2015137367
一般式(1)のLは、少なくともエステル結合(−C(=O)O−)、アミド結合(−C(=O)NH−)またはカルボニル基(−C(=O)−)を含む2価の基を表す。これらのカルボニル基は、一般式(1)で表される化合物に、セルロースエステルとの良好な親和性を付与しうる。具体的には、Lは、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、または「エステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基と、アルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基」を表し;セルロースエステルとの良好な親和性が得られやすいことから、好ましくは「エステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基と、アルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基」を表す。
「エステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基と、アルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基」の例には、
−C(=O)−O−R−O−C(=O)−、−C(=O)−NH−R−NH−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基);
−C(=O)−O−M−O−C(=O)−(Mは、亜鉛原子、カルシウム原子またはマグネシウム原子);
−C(=O)−R−O−R−C(=O)−、−C(=O)−R−S−R−C(=O)−、−C(=O)−R−NH−R−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基);および
−C(=O)−R−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)などが含まれる。これらのなかでも、光学フィルムの熱耐久性を高める観点からは、Lは硫黄原子を含む基であることが好ましく、−C(=O)−R−S−R−C(=O)−であることがより好ましい。
一般式(1)のRは、炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素原子数は、良好な滑り性が得られやすいことから、10以上26以下であることがより好ましい。アルキル基およびアルケニル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、良好な滑り性が得られやすいことから、好ましくは直鎖状である。
一般式(1)のRは、水素原子、炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表し;良好な滑り性を得るためには、好ましくは炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基である。アルキル基およびアルケニル基の炭素原子数は、良好な滑り性が得られやすいことから、10以上26以下であることがより好ましい。アルキル基およびアルケニル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、良好な滑り性が得られやすいことから、好ましくは直鎖状である。
が水素原子である場合、−LRは、−C(=O)OHや−C(=O)NHなどでありうる。
とRは、必要に応じてOH基などの置換基をさらに有してもよい。また、RとRは、互いに同じであってもよいし、異なってもよい。
一般式(1)で表される化合物の例には、以下のものが含まれる。
Figure 2015137367
Figure 2015137367
Figure 2015137367
一般式(1)で表される化合物の含有量は、セルロースエステル100質量部に対して0.05〜5質量部であることが好ましく、0.1〜3質量部であることがより好ましい。一般式(1)で表される化合物の含有量が一定以上であると、フィルムに十分な滑り性を付与できる。それにより、後述する振動巻き取り工程を行っても、得られるフィルムの外部ヘイズの増大を抑制できる。一方、一般式(1)で表される化合物の含有量が一定以下であると、光学フィルムが過剰に滑りやすくなることによるロール形状の低下を抑制しうる。
本発明の光学フィルムは、フィルムの可塑性や位相差を調整するためなどから、ポリエステル化合物をさらに含みうる。
<ポリエステル化合物について>
ポリエステル化合物は、ジカルボン酸とジオールとを重縮合させて得られる化合物である。ジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、および芳香族ジカルボン酸からなる群より選ばれる一以上でありうる。ジオールは、脂肪族ジオール、アルキルエーテルジオール、脂環式ジオール、および芳香族ジオールからなる群より選ばれる一以上でありうる。なかでも、位相差を発現しにくくしうることなどから、脂肪族ジカルボン酸および脂環式ジカルボン酸からなる群より選ばれるジカルボン酸と、脂肪族ジオール、アルキルエーテルジオールおよび脂環式ジオールからなる群より選ばれるジオールとを重縮合させて得られるポリエステル化合物が好ましく;脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを重縮合させて得られるポリエステル化合物(脂肪族ポリエステル化合物)がより好ましい。
即ち、ポリエステル化合物は、一般式(2)または(3)で表されることが好ましい。
一般式(2):
Figure 2015137367
一般式(2)のGは、脂肪族ジオールまたはアルキルエーテルジオール由来の基を表す。脂肪族ジオールの炭素原子数は2〜12であることが好ましい。脂肪族ジオールの例には、エチレングリコール、ジ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−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ペンチレングリコールなどが含まれ、好ましく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−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオールである。
アルキルエーテルジオールの炭素原子数は4〜12であることが好ましい。アルキルエーテルジオールの例には、ジエチレングルコール、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などが含まれる。脂肪族ジオールまたはアルキルエーテルジオールは、それぞれ一種類であってもよいし、二種類以上を組み合わせてもよい。
一般式(2)のAは、脂肪族ジカルボン酸または脂環式ジカルボン酸由来の基を表す。脂肪族ジカルボン酸の炭素原子数は4〜12であることが好ましい。脂肪族ジカルボン酸の例には、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸などが含まれる。脂肪族ジカルボン酸または脂環式ジカルボン酸は、それぞれ一種類であってもよいし、二種類以上を組み合わせてもよい。
一般式(2)のBは、脂肪族モノカルボン酸または脂環式モノカルボン酸由来の基を表す。脂肪族モノカルボン酸の炭素原子数は1〜12であることが好ましい。脂肪族モノカルボン酸の例には、蟻酸、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が含まれ、セルロースエステルとの相溶性が良好であることなどから、好ましくは酢酸である。
一般式(2)のB、GおよびAは、位相差を発現させにくくするためなどから、いずれも芳香環を含まないことが好ましい。mは、繰り返し数を表し、1以上170以下であることが好ましい。
一般式(2)で表されるポリエステル化合物の例には、表1に示されるものが含まれる。
Figure 2015137367
一般式(3):
Figure 2015137367
一般式(3)のGおよびAは、一般式(2)のGおよびAとそれぞれ同様に定義される。一般式(3)のBは、脂肪族モノアルコールまたは脂環式モノアルコール由来の基を表す。脂肪族モノアルコールの炭素原子数は1〜12であることが好ましい。脂肪族モノアルコールの例には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどが含まれ;脂環式モノアルコールの例には、シクロヘキシルアルコールなどが含まれる。
一般式(3)のB、GおよびAは、位相差を発現させにくくするためなどから、いずれも芳香環を含まないことが好ましい。nは、繰り返し数を表し、1以上170以下であることが好ましい。
一般式(3)で表されるポリエステル化合物の例には、表2に示されるものが含まれる。
Figure 2015137367
ポリエステル化合物の重量平均分子量Mwは、セルロースエステルとの相溶性を良好にする観点からは、好ましくは20000以下、より好ましくは5000以下、さらに好ましくは3000以下でありうる。一方、製膜中におけるポリエステル化合物の揮発などを抑制する観点から、ポリエステル化合物の重量平均分子量Mwは400以上、好ましくは700以上、より好ましくは1000以上でありうる。
ポリエステル化合物の含有量は、フィルムの可塑性や位相差を調整しやすい観点から、セルロ−スエステルに対して1〜45質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましく、5〜25質量%であることがさらに好ましく、10〜20質量%が最も好ましい。
本発明の光学フィルムは、必要に応じて紫外線吸収剤、可塑剤、剥離助剤、マット剤(微粒子)、衝撃補強材などの各種添加剤をさらに含みうる。
<紫外線吸収剤について>
紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物、2−ヒドロキシベンゾフェノン系化合物またはサリチル酸フェニルエステル系化合物などでありうる。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が挙げられる。
紫外線吸収剤は、市販品であってもよく、その例にはBASFジャパン社製のチヌビン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、チヌビン928等のチヌビンシリーズ、あるいは2,2′−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール](分子量659;市販品の例としては、株式会社ADEKA製のLA31)などが含まれる。
光学フィルムが、偏光子の液晶セル側の面に配置される場合(後述の図6の保護フィルム135(F2)または153(F3)として用いられる場合)は、紫外線防止剤は必須ではなく、紫外線吸収剤の含有量は、セルロースエステルに対して0〜0.5質量%程度としうる。一方、偏光子の液晶セルとは反対側の面に配置される場合(後述の図6の保護フィルム133(F1)または155(F4)として用いられる場合)、紫外線防止剤の含有量は、セルロースエステルに対して質量割合で1ppm〜5.0%程度、好ましくは0.5〜3.0%程度としうる。
<マット剤について>
マット剤は、光学フィルムにさらなる滑り性を付与しうる。マット剤は、得られるフィルムの透明性を損なうことがなく、製膜工程においての耐熱性を有する無機化合物または有機化合物からなる微粒子でありうる。
マット剤を構成する無機化合物の例には、二酸化珪素(シリカ)、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およびリン酸カルシウムなどが含まれる。なかでも、二酸化珪素や酸化ジルコニウムが好ましく、得られるフィルムのヘイズの増大を少なくするためには、より好ましくは二酸化珪素である。
二酸化ケイ素の具体例には、アエロジル200V、アエロジルR972V、アエロジルR972、R974、R812、200、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上、日本アエロジル(株)製)、シーホスターKEP−10、シーホスターKEP−30、シーホスターKEP−50(以上、株式会社日本触媒製)、サイロホービック100(富士シリシア製)、ニップシールE220A(日本シリカ工業製)、アドマファインSO(アドマテックス製)などが含まれる。
マット剤の粒子形状は、不定形、針状、扁平または球状であり、得られるフィルムの透明性が良好にしやすい点などから、好ましくは球状でありうる。
マット剤は、一種類で用いてもよいし、二種以上を併用して用いてもよい。また、粒径や形状(例えば針状と球状など)の異なる粒子を併用することで、高度に透明性と滑り性を両立させてもよい。
マット剤の粒子の大きさは、当該大きさが可視光の波長に近いと、光が散乱して透明性が低下するので、可視光の波長より小さいことが好ましく、更に可視光の波長の1/2以下であることが好ましい。ただし、粒子の大きさが小さすぎると、滑り性の改善効果が発現しない場合があるので、粒子の大きさは、80〜180nmの範囲であることが好ましい。粒子の大きさとは、粒子が一次粒子の凝集体の場合は凝集体の大きさを意味する。粒子が球状でない場合、粒子の大きさは、その投影面積に相当する円の直径を意味する。
マット剤の含有量は、セルロースエステルに対して0.05〜1.0質量%程度とすることができ、好ましくは0.1〜0.8質量%としうる。
<光学フィルムの物性について>
(ヘイズ)
前述の通り、本発明の光学フィルムは、一般式(1)で表される化合物を含む。それにより、光学フィルムをオシレート巻きで巻き取る際の、フィルムの滑り性を高めることができる。それにより、フィルム同士が擦れ合うことでフィルム表面に細かな傷が付くことによるヘイズの増大を抑制できる。
即ち、光学フィルムのヘイズは、0.5%以下であることが好ましく、0.3%以下であることがより好ましい。光学フィルムのヘイズは、外部ヘイズと内部ヘイズを合わせた全ヘイズを意味する。光学フィルムのヘイズが上記範囲であると、表示装置において良好なコントラストを得られやすい。
光学フィルムのヘイズは、以下の手順で測定することができる。即ち、光学フィルムのロール体からフィルムを繰り出し、幅方向に等間隔に10点、4cm×4cmのサイズで切り出し、それぞれ23℃55%RH下で調湿する。得られたフィルムのヘイズを、JIS K−7136に準拠してヘイズメーター(濁度計)(型式:NDH 2000、日本電色(株)製)にて測定する。得られた10点の測定値の平均値を「ヘイズ」とする。
光学フィルムのヘイズは、一般式(1)で表される化合物の種類や含有量によって調整されうる。ヘイズを低くするためには、一般式(1)のRとRで表されるアルキル基またはアルケニル基の炭素数を一定以上としたり、直鎖状としたりすることが好ましい。
(リターデーション)
光学フィルムの、測定波長590nm、23℃55%RHの条件下で測定される面内方向のリターデーションRは、-10nm以上10nm以下であることが好ましく、-5nm以上5nm以下であることがより好ましい。光学フィルムの、測定波長590nm、23℃55%RHの条件下で測定される厚み方向のリターデーションRthは、-10nm以上10nm以下であることが好ましく、-5nm以上5nm以下であることがより好ましい。このようなリターデーション値を有する光学フィルムは、例えばIPSモードの液晶表示装置の位相差フィルム(F2またはF3)などとして好適である。特に、位相差を上記範囲とすることで、IPSモードの液晶表示装置のコントラストや視野角を向上させることができる。
リターデーションRおよびRthは、それぞれ以下の式で定義される。
式(I):R=(nx−ny)×d(nm)
式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d(nm)
(式(I)および(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遅相軸方向xにおける屈折率を表し;
nyは、フィルムの面内方向において前記遅相軸方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し;
nzは、フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し;
d(nm)は、フィルムの厚みを表す)
リターデーションRおよびRthは、例えば以下の方法によって求めることができる。
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平均屈折率をアッベ屈折計などで測定する。
2)調湿後の光学フィルムに、当該フィルム表面の法線に平行に測定波長590nmの光を入射させたときのRを、KOBRA21ADH、王子計測(株)にて測定する。
3)KOBRA21ADHにより、光学フィルムの面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)として、当該フィルムの表面の法線に対してθの角度(入射角(θ))から測定波長590nmの光を入射させたときのリターデーション値R(θ)を測定する。リターデーション値R(θ)の測定は、θが0°〜50°の範囲で、10°毎に6点行うことができる。面内遅相軸とは、フィルム面内のうち屈折率が最大となる軸をいい、KOBRA21ADHにより確認することができる。
4)測定されたRおよびR(θ)と、前述の平均屈折率と膜厚とから、KOBRA21ADHにより、nx、nyおよびnzを算出して、測定波長590nmでのRthを算出する。リターデーションの測定は、23℃55%RH条件下で行うことができる。
(厚み)
光学フィルムの厚みは、偏光板の薄型化、ロール形状、フィルムのヘイズの観点から、15〜45μmであり、15〜28μmであることが好ましい。
2.光学フィルムのロール体
本発明の光学フィルムのロール体は、長尺状の光学フィルムを、フィルムの長尺方向に巻き取ったものである。
図1は、本発明の光学フィルムのロール体の一例を示す模式図である。図1(a)はロール体の外観の一例を示す図であり;図1(b)は図1(a)の軸方向に沿った部分断面図(A−A線断面図)である。図1(a)に示されるように、光学フィルムのロール体10は、巻芯11と、その周囲に巻き取られ、かつ幅方向両端部にエンボス部13Aを有する長尺状の光学フィルム13とを含む。
本発明では、光学フィルムの巻き取りを、フィルムの幅方向に当該フィルムまたは巻芯の少なくとも一方を振動させながら行う。従って、得られるロール体10は巻き取り後のエンボス部13Aが互いに完全に重なることがないように積層された部分を含む。それにより、ロール体10の軸方向両端部の側面形状が波状になっている。ロール体10の軸方向両端部の側面形状が波状であるとは、具体的には図1(b)に示されるように、ロール体の軸方向に沿った断面の軸方向両端部の形状が波状になっていることをいう。
エンボス部13Aは、光学フィルム13の幅方向両端部に設けられる。エンボス部13Aの幅は、例えば光学フィルム13の全幅に対して0.2〜6%、好ましくは0.3〜2%としうる。具体的には、0.5〜30mm程度、好ましくは5〜30mm、より好ましくは6〜20mmでありうる。エンボス部13Aの幅が小さすぎると、光学フィルム13の搬送性が十分には向上しなかったり、巻きズレを十分には抑制できなかったりする傾向がある。一方、エンボス部13Aの幅が大きすぎると、光学フィルムとして利用できる割合が少なくなる傾向がある。
エンボス部13Aを構成する凸部の高さは、光学フィルム13の膜厚の5〜60%程度でありうる。具体的には、エンボス部13Aを構成する凸部の高さは、好ましくは1.0〜10.0μm、より好ましくは1.0〜6.0μmでありうる。凸部の高さとは、エンボスが形成されていないフィルム面から凸部の頂点までの高さをいう。エンボス部13Aの高さが低すぎると、ロール体での巻きずれを十分には抑制できないおそれがある。また、エンボス部13Aが高すぎると、ロール体のうちエンボス部が重なり合う領域が、それ以外の領域よりも厚くなりやすい。そのため、前述の振動巻き取り工程を施しても、ロール体の変形を十分には抑制できないおそれがある。
図2は、エンボス部13Aの断面形状の例を示す模式図である。エンボス部13Aの断面形状の例には、矩形状(図2(a));エンボス部13Aの幅方向中央部が、幅方向両端部よりも低い凹部aが形成された形状(図2(b));複数の凸部b、cを含み、かつエンボス部の幅方向中央部の凸部bが、幅方向両端部の凸部cよりも低い形状(図2(c))などが含まれる。このように、エンボス部の幅方向中央部を低くすることで、エンボス部の幅方向中央部の重なりを小さくすることができる。それにより、ロール体のエンボス部の厚みの増大を少なくでき、ロール体の変形をより抑制できると考えられる。
光学フィルム13の幅は、例えば1000〜6000mm、好ましくは1400〜4000mmでありうる。光学フィルム13の巻き取り長さは、例えば100〜10000mとしうる。
3.光学フィルムのロール体の製造方法
本発明の光学フィルムのロール体は、1)幅方向両端部にエンボス部を有する長尺状の光学フィルムを準備する工程と、2)光学フィルムを巻き取る工程とを含む。そして、2)光学フィルムを巻き取る工程が、光学フィルムと巻芯の少なくとも一方を、当該フィルムの幅方向に周期的に振動させながら光学フィルムを巻芯に巻き取る工程(振動巻き取り工程)を含むことが好ましい。
<長尺状の光学フィルムを準備する工程について>
長尺状の光学フィルムは、溶液流延法(キャスト)または溶融流延法(メルト)で製造され;筋状の故障が少なくするためなどから、好ましくは溶液流延法(キャスト)で製造されうる。
溶液流延法(キャスト)による長尺状の光学フィルムの製造方法は、1−1)セルロースエステルを含むドープを得る工程と、1−2)該ドープを支持体上に流延した後、乾燥させて膜状物を得る工程と、1−3)膜状物を支持体から剥離する工程と、1−5)剥離された膜状物の幅方向両端部にエンボス部を形成する工程とを含み;必要に応じて前記1−3)と前記1−5)との間に、1−4)膜状物を延伸する工程をさらに含みうる。
1−1)溶解工程
ドープ液の調製に用いられる有機溶媒は、セルロースエステルなどの上記各成分を十分に溶解するものであれば、制限なく用いることができる。塩素系有機溶媒の例には、塩化メチレンが含まれる。非塩素系有機溶媒の例には、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、ギ酸エチル等が含まれる。なかでも、塩化メチレンが好ましい。
ドープは、上記有機溶媒の他に、1〜40質量%の炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールをさらに含むことが好ましい。脂肪族アルコールを含有させることで、膜状物がゲル化し、金属支持体からの剥離が容易になる。炭素原子数1〜4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールとしては、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−ブタノールなどが含まれる。なかでも、ドープの安定性、沸点も比較的低く、乾燥性もよいこと等からメタノール、エタノールが好ましい。
セルロースエステル等の溶解は、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法などがあるが、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。
1−2)流延工程
ドープ液を、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイに送液する。そして、加圧ダイのスリットから、無限に移送する無端の金属支持体上(例えばステンレスベルト、あるいは回転する金属ドラム等)の流延位置に、ドープ液を流延する。
1−3)溶媒蒸発・剥離工程
金属支持体上に流延されたドープ液を金属支持体上で加熱して、ドープ液中の溶媒を蒸発させて、膜状物を得る。
溶媒を蒸発させるには、ドープ液面側から風を吹かせる方法、支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があるが、裏面液体伝熱方法が、乾燥効率が良く好ましい。特にステンレスベルトを用いて製膜する場合、金属支持体上のドープ液を40〜100℃の範囲内の雰囲気下で乾燥させることが好ましい。40〜100℃の範囲内の雰囲気に維持するには、この温度の温風を、金属支持体上のドープ液面に当てるか赤外線等の手段により加熱することが好ましい。また、金属ドラムを用いて製膜する場合は、金属ドラムの表面温度を−20〜10℃とし、金属ドラム上で乾燥させずに剥離することが好ましい。
金属支持体上で得られた膜状物を、剥離位置で剥離する。ステンレスベルトを用いて製膜する場合は、剥離位置における金属支持体の温度は、好ましくは10〜40℃の範囲であり、さらに好ましくは11〜30℃の範囲である。また、金属ドラムを用いて製膜する場合は、剥離位置における金属支持体の温度は、−20〜10℃の範囲であることが好ましい。
剥離時の金属支持体上での膜状物の残留溶媒量は、例えば50〜120質量%の範囲としうる。膜状物の残留溶媒量は、下記式で定義される。
残留溶媒量(%)=(膜状物の加熱処理前質量−膜状物の加熱処理後質量)/(膜状物の加熱処理後質量)×100
残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、140℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
金属支持体とフィルムを剥離する際の剥離張力は、通常、196〜245N/mの範囲内であるが、剥離の際に皺が入り易い場合、190N/m以下の張力で剥離することが好ましく、80N/m以下の張力で剥離することがさらに好ましい。
1−4)乾燥・延伸工程
剥離された膜状物を、テンター延伸装置内を搬送させながら乾燥させるか、あるいは乾燥装置内に複数配置したローラで搬送させながら乾燥させる。乾燥方法は、特に制限されないが、膜状物の両面に熱風を吹かせる方法が一般的である。
急激な乾燥は、得られるフィルムの平面性を損ない易いことから、高温による乾燥は、残留溶媒が8質量%以下となった条件で行うのが好ましい。乾燥工程全体を通して、乾燥温度は、好ましくは40〜190℃の範囲、より好ましくは40〜170℃の範囲である。
乾燥後に得られた膜状物を、必要に応じてさらに延伸してもよい。膜状物の延伸は、フィルムの幅方向(TD方向)、搬送方向(MD方向)または斜め方向のうち少なくとも一方向に行うことが好ましく;幅方向(TD方向)に行うことがより好ましい。フィルムの幅方向(TD方向)と搬送方向(MD方向)の両方に延伸する場合、フィルムの幅方向(TD方向)の延伸と搬送方向(MD方向)の延伸とは、逐次的に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
延伸倍率は、各方向に例えば1.01〜1.5倍、好ましくは1.01〜1.3倍程度としうる。
テンター延伸装置で延伸を行う場合、テンター延伸開始時の膜状物の残留溶媒量は、2〜30質量%であることが好ましい。さらに、膜状物の残留溶媒量が10質量%以下になるまで、好ましくは5質量%以下になるまで乾燥を行うことが好ましい。乾燥温度は、30〜160℃の範囲が好ましく、50〜150℃の範囲がより好ましい。テンター方式はクリップテンター、ピンテンターなどがあるが、本発明では生産性の観点からピンテンターが好ましい。
1−5)エンボス形成工程
得られたフィルムの巻き取りを行いやすくするためなどから、フィルムの幅方向両端部にエンボス部を形成することが好ましい。エンボス部の形成方法は、特に制限されず、フィルムにエンボスリング等のローラを押し付けてエンボス部を形成する方法や、非接触方式でエンボス部を形成する方法などが挙げられる。非接触方式でエンボス部を形成する方法の例には、フィルムにレーザ光を照射してエンボス部を形成する方法;液状の材料をインクジェット方式で塗布してエンボス部を形成する方法などが挙げられる。
<巻き取り工程について>
巻き取り工程は、光学フィルムと巻芯の少なくとも一方を、フィルムの幅方向に周期的に振動させながら光学フィルムを巻芯に巻き取る工程(振動巻き取り工程)を含むことが好ましい。
図3は、光学フィルムの巻き取り工程に用いられる巻き取り装置20の一例を示す概略図である。図3(a)は、巻き取り装置20の巻芯11の軸方向から見た側面図であり、図3(b)は、光学フィルム13の上方から見た平面図である。
巻き取り装置20は、巻芯11の振動を制御するための振動制御装置21と、光学フィルム13を巻芯11に案内する案内ローラ23と、巻芯11に巻き取られた光学フィルム13を押圧するタッチローラ25とを備えている。
巻芯11は、回転装置(不図示)によって回転可能に設置されている。振動制御装置21は、光学フィルム13と巻芯11との相対的な位置を変化させる振動を付与し、かつその振動状態を制御できるように構成されている。
案内ローラ23は、光学フィルム13の走行によって従動回転する部材である。それにより、走行してきた光学フィルム13を巻芯11に案内し、案内ローラ23によって光学フィルム13の走行位置のぶれを低減し、光学フィルム13を巻芯11へ円滑に供給できるようになっている。
タッチローラ25は、巻芯11の回転によって、従動回転する部材である。それにより、巻芯11に巻き取られた光学フィルム13を押圧して、巻き取られた光学フィルム13が巻芯11から離間するのを抑制できるようになっている。
このように構成された巻き取り装置20では、光学フィルム13を、巻芯11の表面まで案内ローラ23で案内する。そして、回転装置(不図示)によって巻芯11を回転させて、案内された光学フィルム13を巻芯11に巻き取る。
本発明では、光学フィルム13を巻芯11に巻き取る巻き取り工程が、振動巻き取り工程を含むことが好ましい。振動巻き取り工程では、光学フィルム13の幅方向に光学フィルム13と巻芯11との相対的な位置を変化させる振動を付与する。振動条件は、振動制御装置21によって制御することができる。図3(b)では、巻芯11を振動させる例を示したが、光学フィルム13と巻芯11とのフィルムの幅方向の相対的な位置が変化するような振動であればよく、光学フィルム13を振動させてもよいし;光学フィルム13と巻芯11の両方を振動させてもよい。
図4は、振動巻き取り工程での振動を説明するためのグラフである。図4のグラフのx軸は、巻芯に巻き取られ始める光学フィルムの位置における、巻き取られている光学フィルムの積算厚み(mm)を示す。即ち、巻き取られている光学フィルム13の最外面と巻芯11の表面との距離を示し、図3における光学フィルム13の積算厚みxに相当する。図4のグラフのy軸は、光学フィルム13の幅方向の中心位置と巻芯11の幅方向の中心位置との距離(光学フィルム13と巻芯11との中心間距離)(mm)を示し;図3における中心間距離yに相当する。
振動巻き取り工程における振動は、図4の曲線52で示されるような正弦波振動であってもよいし;曲線53で示されるような矩形波振動であってもよいし;曲線51で示されるような振動であってもよい。なかでも、ロール体の側面を傷付きにくい形状とするためなどから、曲線51で示されるような振動が好ましい。具体的には、曲線52に示されるような振幅A、周期Tの正弦波振動を示す関数をa(x);曲線53に示されるような振幅A、周期Tの矩形波振動を示す関数をb(x);曲線51で示されるような振幅A、周期Tの振動を示す関数をf(x)としたとき、関数f(x)とx軸とで囲まれる面積が、関数a(x)とx軸とで囲まれる面積より大きくかつ関数b(x)とx軸とで囲まれる面積より小さくなるような関数f(x)で表される振動が好ましい。なお、振動を付与しない場合は、図4のx軸上の直線54で表される関数となる。
図5は、光学フィルムのロール体の幅方向における積算エンボス高さのシミュレーション結果の一例を示す概略図である。図5のx軸は、光学フィルムのロール体の幅方向における位置を示し;y軸は、積算エンボス高さを示す。
図5に示されるように、振動を付与しない場合は、線57に示されるグラフとなり;関数a(x)となるように振動させた場合(ただし、振幅Aがエンボス部の幅以下の場合)は、線56に示されるグラフとなり;関数f(x)となるように振動させた場合は、線55に示されるグラフとなる。
振動を付与しない場合は、線57に示されるように、エンボス部がフィルムの幅方向の同一の位置で積層されるため、積算エンボス高さが、エンボス部の高さに巻き取る回数を積算した値となる。一方、関数a(x)となるように振動を付与した場合、線56に示されるように、振動の振幅Aの中心位置付近でエンボス部の重なりが大きくなるものの、振動を付与しない場合よりは積算エンボス高さを低減できる。さらに、関数f(x)となるように振動を付与した場合、振動のy変位の絶対値が大きいときの滞在時間が比較的長くなるため、線55に示されるように、ロール体でのエンボス部の重なり合いを効果的に低減できる。このように、振動巻き取り工程を経て巻き取られた光学フィルムのロール体は、長期間保存しても、変形の発生を充分に抑制しうる。
関数f(x)は、振動の周期Tや振幅Aが周期的に変動する関数であってもよい。具体的には、関数f(x)は、f(x)=f(x+T)が成り立つ周期関数であってもよいし;関数f(x)は、振動の周期Tが、光学フィルムの積算厚みxが大きくなるに従い、徐々に小さくなるような関数であってもよいし;関数f(x)は、振動の振幅Aが、光学フィルムの積算厚みxが大きくなるに従い、徐々に大きくなるような関数であってもよい。
なかでも、変形の発生がより抑制された光学フィルムのロール体を得る観点から、振動の振幅Aを、光学フィルム13の積算厚みが大きくなるに従い、徐々に大きくすることが好ましい。振動の振幅が大きいと、エンボス部の重なり合いをより抑制でき、変形の発生をより抑制できると考えられる。巻き始めは、光学フィルムの積算厚みが小さく、ロール体の変形も生じにくいことから、振幅が小さい振動を適用しても、ロール体の変形を十分に抑制できる。一方、光学フィルムが巻芯に巻き取られていくにつれて、巻き取られた光学フィルムの積算の厚みが大きくなると、ロール体の変形が生じやすい。このように、巻き取られた光学フィルムの積算の厚みが大きく、ロール体の変形が生じやすい場合に、振幅の大きい振動を適用することで、エンボス部の重なり合いを効果的に低減でき、ロール体の変形をより抑制できると考えられる。
また、振動の周期Tを、光学フィルムの積算の厚みが大きくなるに従い、徐々に小さくすることが好ましい。振動の周期が小さいと、光学フィルムにかかる負荷を低減できると考えられる。そして、光学フィルムが巻き取られていくにつれて、巻き取られた光学フィルムの積算の厚みが大きくなると、ロール体の変形が生じやすい。このように、巻き取られた光学フィルムの積算の厚みが大きく、ロール体の変形が生じやすい場合に、周期の小さい振動を適用することで、光学フィルムへの負荷を効果的に低減でき、ロール体の変形の発生をより抑制できると考えられる。
振動の振幅Aは、フィルム幅の0.1〜1.0%であることが好ましく、0.35〜0.70%であることがより好ましい。具体的には、2〜15mm、好ましくは4〜10mm程度としうる。振幅Aが一定以上であると、エンボス同士の重なりを低減しやすく、ロール体の変形を良好に抑制しやすい。振幅Aが一定以下であると、ロール体の軸方向両端部の側面が大きく波打つことがなく、単位時間当たりのフィルムの移動距離が過剰に多くならないので、ヘイズの過剰な上昇も抑制しうる。
振動の周期Tは、フィルム幅の0.2〜10%であることが好ましく、0.3〜6%であることがより好ましい。具体的には、3〜120mm程度としうる。周期Tが一定以上であると、ロール体の軸方向両端部の側面が大きく波打つことがなく、単位時間当たりのフィルムの移動距離が過剰に多くならないので、ヘイズの過剰な上昇も抑制しうる。周期Tが一定以下であると、ロール体の変形を良好に抑制しやすい。
巻き取り工程は、前述の振動巻き取り工程を含んでいればよく、巻き取り工程の全てが振動巻き取り工程であってもよいし;他の巻き取り工程をさらに含んでいてもよい。他の巻き取り工程の例には、中心間距離yを変動させずに巻き取る工程(非振動巻き取り工程)が含まれる。非振動巻き取り工程と、振動巻き取り工程とは、任意に組み合わせることができる。
例えば、ロール体の変形を良好に抑制できる点から、巻き始めは非振動巻き取り工程とし、途中は振動巻き取り工程とし、巻き終わりは非振動巻き取り工程とすることが好ましい。即ち、巻き始めは、光学フィルムの積算厚みが小さく、ロール体の変形も生じにくいことから、非振動巻き取り工程を行うことができる。一方、光学フィルムの巻き取りが進み、巻き取られた光学フィルムの積算厚みが大きくなるにつれて、巻き取られたロール体は変形が生じやすい。そのようなときに、振動巻き取り工程を行うことで、効果的にロール形状の劣化を低減できる。さらに、巻き終わりに非振動巻き取り工程を行うことで、ロール体から光学フィルムを繰り出す際に、光学フィルムを円滑に繰り出すことができる。例えば、巻き終わりを振動巻き取り工程とすると、得られたロール体から光学フィルムを巻き出し始める際に、光学フィルムの蛇行等により円滑に繰り出せない場合がある。これに対して、巻き終わりを非振動巻き取り工程とすることで、ロール体から光学フィルムを巻き出し始めた直後から、光学フィルムを円滑に繰り出すことができる。
このように、本発明の光学フィルムのロール体は、光学フィルムと巻芯の少なくとも一方を、フィルムの幅方向に周期的に振動させながら光学フィルムを巻芯に巻き取る工程(振動巻き取り工程)を経て得られる。それにより、振動させないで巻き取る非振動巻き取り工程のみで得られるロール体よりも、エンボス部の重なりを少なくすることができ、ロール体の幅方向両端部と幅方向中央部との巻き径の差を少なくすることができる。その結果、本発明の光学フィルムは膜厚が非常に薄いにも係わらず、ロール体の変形を抑制することができる。ロール体の変形を抑制することで、光学フィルムに不均一な張力が加わったり、膜厚が不均一になったりすることによる光学特性の低下を抑制できる。
特に、光学フィルムが脂肪族ポリエステル化合物を含む場合は、光学フィルムの強度が低下しやすく、ロール体の変形が生じやすい。そのような場合でも、前述の振動巻き取り工程を行うことで、ロール体の変形を好ましく抑制できる。
また、振動巻き取り工程では、光学フィルム同士;特にエンボス部とエンボス部が設けられていない光学フィルム面とが擦れ合いやすく、それによりエンボス部が設けられていない光学フィルム面に傷が付きやすい。これに対して、本発明の光学フィルムは一般式(1)で表される化合物を含むので、良好な滑り性を有しうる。それにより、エンボス部とエンボス部が設けられていない光学フィルム面とが擦れ合っても、エンボス部が設けられていない光学フィルム面を傷付きにくくし、ヘイズ(外部ヘイズ)の増大を抑制することができる。これらの結果、光学フィルムや偏光板の収率を高めることができる。
4.偏光板
本発明の偏光板は、偏光子と、それを挟持する二つの保護フィルムとを含む。
<偏光子について>
偏光子は、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ある。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。
ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムを一軸延伸した後、ヨウ素または二色性染料で染色したフィルム(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)であってもよいし;ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素また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。
偏光子の厚みは、2〜30μmであることが好ましく、偏光板を薄型化するためなどから、5〜15μmであることがより好ましい。
<保護フィルムについて>
偏光子を挟持する二つの保護フィルムのうち少なくとも一方は、本発明の光学フィルムのロール体から得られる光学フィルムであることが好ましい。二つの保護フィルムのうち他方は、他の保護フィルムであってもよい。
他の保護フィルムの例には、(メタ)アクリル樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、セルロースエステルフィルムなどが含まれ、好ましくはセルロースエステルフィルムである。セルロースエステルフィルムに含まれるセルロースエステルは、前述の光学フィルムに含まれるセルロースエステルと同様に定義され、好ましくはセルローストリアセテートでありうる。
保護フィルムは、測定波長590nm、23℃55%RHの条件下で測定される面内方向のリターデーションRは、0〜20nmであることが好ましく、0〜10nmであることがより好ましい。保護フィルムの、測定波長590nm、23℃55%RHの条件下で測定される厚み方向のリターデーションRtは、0〜80nmであることが好ましく、0〜50nmであることがより好ましい。
他の保護フィルムの厚みは、10〜100μm程度とすることができ、好ましくは10〜80μmでありうる。
本発明の偏光板は、例えば偏光子の少なくとも一方の面に、本発明の光学フィルムを接着剤で貼り合わる工程を経て得ることができる。貼り合わせに用いられる接着剤は、完全ケン化型ポリビニルアルコール水溶液(水糊)であってもよいし、活性エネルギー線硬化性接着剤を用いて行ってもよい。得られる接着剤層の弾性率が高く、偏光板の寸法変化を抑制しやすいことなどから、活性エネルギー線硬化性接着剤を用いることが好ましい。
活性エネルギー線硬化性接着剤組成物は、光ラジカル重合を利用した光ラジカル重合型組成物、光カチオン重合を利用した光カチオン重合型組成物、または光ラジカル重合及び光カチオン重合を併用したハイブリッド型組成物などでありうる。
光ラジカル重合型組成物は、特開2008−009329号公報に記載のヒドロキシ基やカルボキシ基等の極性基を含有するラジカル重合性化合物および極性基を含有しないラジカル重合性化合物を特定割合で含む組成物などでありうる。ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物であることが好ましい。ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の好ましい例には、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が含まれる。(メタ)アクリロイル基を有する化合物の例には、N置換(メタ)アクリルアミド系化合物、(メタ)アクリレート系化合物などが含まれる。(メタ)アクリルアミドは、アクリアミド又はメタクリアミドを意味する。
光カチオン重合型組成物は、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、および(δ)ナフタレン系光増感助剤の各成分を含有する組成物などでありうる。
そのような偏光板は、例えば光学フィルムの表面に易接着処理(コロナ処理やプラズマ処理など)を施す工程;偏光子と光学フィルムの少なくとも一方に、活性エネルギー線硬化性接着剤を塗布する工程;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せる工程;偏光子と光学フィルムとを貼り合わせた状態で接着剤層を硬化させる工程を経て製造されうる。
5.液晶表示装置
本発明の液晶表示装置は、第一の偏光板と、液晶セルと、第二の偏光板と、バックライトとをこの順に含む。第一および第二の偏光板の少なくとも一方を本発明の偏光板としうる。本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムが液晶セル側となるように配置されることが好ましい。
具体的には、第一の偏光板は、第一の偏光子と、第一の偏光子の液晶セルとは反対側の面に配置される保護フィルムF1と、第一の偏光子の液晶セル側の面に配置される保護フィルムF2とを含む。第二の偏光板は、第二の偏光子と、第二の偏光子の液晶セル側の面に配置される保護フィルムF3と、第二の偏光子の液晶セルとは反対側の面に配置される保護フィルムF4とを含む。保護フィルムF1、F2、F3およびF4のうち少なくとも一つ;好ましくはF2およびF3の少なくとも一方が、本発明の光学フィルムのロール体から得られる光学フィルムであることが好ましい。
本発明の液晶表示装置は、テレビやノートパソコンなどの中・大型液晶表示装置であっても;スマートフォンなどの小型液晶表示装置であってもよい。なかでも、本発明の効果が得られやすいことから、液晶表示装置は、表示領域(不図示)の対角方向の長さが10インチ以下、好ましくは5インチ以下の小型液晶表示装置であることが好ましい。
図6は、小型液晶表示装置の一例を示す模式図である。図6に示されるように、小型液晶表示装置100は、液晶セル110と、それを挟持する第一の偏光板130および第二の偏光板150と、バックライト170とを含み;第一の偏光板130の視認側の面に配置されたカバーガラス190と、第一の偏光板130と液晶セル110との間に配置されたタッチパネル部210と、バックライト170の背面側に配置された充電池230とをさらに含む。
液晶セル110の表示モードは、例えばSTN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、FFS(Fringe Field Switching)等の種々の表示モードであってよく、視野角が広いことなどから、IPSモードもしくはFFSモードであることが好ましい。
第一の偏光板130は、液晶セル110の視認側の面に配置され;第一の偏光子131と、第一の偏光子131の液晶セル110とは反対側の面に配置された保護フィルム133(F1)と、第一の偏光子131の液晶セル110側の面に配置された保護フィルム135(F2)とを含む。第二の偏光板150は、液晶セル110のバックライト側の面に配置されており;第二の偏光子151と、第二の偏光子151の液晶セル110側の面に配置された保護フィルム153(F3)と、第二の偏光子151の液晶セル110とは反対側の面に配置された保護フィルム155(F4)とを含む。図6では、保護フィルム135(F2)と153(F3)の両方が、本発明のロール体から得られる光学フィルムを含みうる。
タッチパネル部210は、液晶セル110と第一の偏光板130との間に配置されている(オン−セル型)。ただし、タッチパネル部210の配置は、図6に示される態様に限定されず、タッチパネル部210は、カバーガラス190に一体的に設けられてもよいし(カバーガラス一体型);液晶セル110の内部に設けられてもよい(イン−セル型)。
充電池230は、例えばリチウムイオン二次電池などでありうる。
前述の通り、保護フィルム135(F2)と153(F3)の両方が、本発明のロール体から得られる光学フィルムを含みうる。本発明のロール体は、光学フィルムの膜厚が非常に薄いにも係わらず、ロール体の変形が抑制されている。従って、ロール体の変形によって光学フィルムに不均一な張力が加わることで、光学フィルムに不均一な位相差が発現したり、膜厚が不均一になったりすることによる表示性能の低下を抑制できる。
また、液晶表示装置では、通常、バックライトの熱などにより、高温になりやすい。特に図6に示されるような小型液晶表示装置では、充放電時に熱を発する充電池230を含み、装置体積も小さいことから、装置内が50℃以上の高温になりやすい。本発明では、一般式(1)で表される化合物が硫黄原子をさらに含むことで、フィルムの熱耐久性を高めることができる。それにより、装置内が50℃以上の高温になるような小型液晶表示装置においても、保護フィルム135(F2)および153(F3)は良好な耐久性を有し、良好な表示性能を維持できる。また、バックライトの熱や充放電時の熱のみならず、高温環境下での使用時において、一般式(1)で表される化合物が硫黄原子を含有することが、フィルムの耐久性を高めうる観点から好ましい。
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。
1.光学フィルムの材料
<セルロースエステル>
セルローストリアセテート(アセチル基置換度:2.85、重量平均分子量Mw:285000)
<一般式(1)で表される化合物>
Figure 2015137367
<比較用化合物>
Figure 2015137367
<ポリエステル化合物>
Figure 2015137367
2.光学フィルムの作製
<実施例1>
(微粒子添加液の調製)
11質量部の微粒子(アエロジル R972V 日本アエロジル(株)製)と、89質量部のエタノールとを、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させて微粒子分散液を得た。
次いで、溶解タンクに、99質量部のメチレンクロライドを投入して十分攪拌させながら、5質量部の上記作製した微粒子分散液をゆっくりと添加した。得られた溶液を、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるように、アトライターにより分散させた後、日本精線(株)製のファインメットNFにより濾過して、微粒子添加液を得た。
(ドープ液の調製)
得られた微粒子添加液を用いて、下記で示される組成を有するドープ液を調製した。まず、下記成分を密封容器に投入して70℃まで加熱し、撹拌しながら、セルロースエステルを完全に溶解させた。得られた溶液を、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を用いて濾過してドープ液を得た。
(ドープ液の組成)
セルロースエステル(アセチル置換度2.85のセルローストリアセテート、Mw:285000):100質量部
ポリエステル化合物K1:15質量部
化合物1−1(一般式(1)で表される化合物):1質量部
微粒子添加液:0.2質量部(固形分)
メチレンクロライド:475質量部
エタノール:50質量部
得られたドープ液を、ベルト流延装置を用いて、ドープ温度35℃で22℃のステンレスバンド支持体上に均一に流延した。その後、支持体上のドープ液を剥離可能な範囲まで乾燥させた後、ステンレスバンド支持体上から剥離して膜状物を得た。剥離時のドープの残留溶媒量は25%であった。
得られた膜状物を、テンターにて延伸倍率1.01倍で幅方向(TD方向)に延伸しながら120℃で乾燥させた。次いで、幅保持を解放して、多数のロールで搬送させながら120℃で乾燥させた後、フィルム両端に幅10mm、高さ5μmのナーリング加工を施して、幅1400mm、膜厚20μmのフィルムを作製した。
得られたナーリング加工を施したフィルムを、図3に示されるような巻取装置を用いて、巻芯をフィルム幅方向に振動させながらロール状に巻き取り、ロール体を得た。具体的には、速度80m/分、巻き取り初期張力140N、巻き終わり張力90N、タッチローラのニップ力20Nとし、フィルム101を2900m巻き取ってロール体101を得た。振動巻き取り工程での振動条件は、図7の曲線61で表される関数f(x)を満たす周期T=80mm、振幅A=5mmの条件とした(オシレートA)。得られたロール体の軸方向両端部の側面形状は波状であった。なお、図7の曲線62は、周期TとAが上記と同じ正弦波振動を示す。
<実施例2>
振動巻き取り工程の振動条件を、図4の曲線51で表される関数f(x)を満たす周期T=5mm、振幅A=8mmの条件(オシレートB)に変更した以外は実施例1と同様にしてフィルムのロール体102を得た。
<比較例1>
作製したフィルムを、巻芯を振動させずに巻き取った(ストレート)以外は実施例1と同様にしてフィルムのロール体103を得た。
<比較例2>
一般式(1)で表される化合物を添加しなかった以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。そして、得られたフィルムの巻き取りを、巻芯を振動させないストレート巻きで行った以外は実施例1と同様にしてフィルムのロール体104を得た。
<比較例3>
一般式(1)で表される化合物を含有させなかった以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製し、ロール体105を得た。
<比較例4>
一般式(1)で表される化合物を含有させず、かつマット剤としてのシリカ粒子の含有量を2質量%に変更した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製し、ロール体106を得た。
<実施例3〜6、比較例5>
得られるフィルムの膜厚を、表4に示されるように変更した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製し、ロール体107〜111を得た。
<実施例7>
ポリエステル化合物K1の含有量を5質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製し、ロール体112を得た。
<実施例8〜12、比較例6>
一般式(1)で表される化合物の含有量を、表4に示されるように変更した以外は実施例4と同様にしてフィルムを作製し、ロール体113〜118を得た。
<比較例7>
ポリエステル化合物を含有させなかった以外は比較例2と同様にしてフィルムを作製し、ロール体119を得た。
<実施例13〜25、比較例8〜9>
一般式(1)で表される化合物の種類を、表5に示されるように変更した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製し、ロール体120〜134を得た。
実施例1〜12および比較例1〜7のフィルムの製造条件を表4に示し;実施例13〜25および比較例8〜9のフィルムの製造条件を表5に示す。
Figure 2015137367
Figure 2015137367
得られたロール体の形状、フィルムのヘイズ、位相差および熱耐久性を、以下の方法で評価した。
(ロール体の形状)
得られたロール体の表面形状を目視観察し、以下の基準で評価した。
◎:ロールの表面に皺が認められない
○:ロールの表面の一部に弱い皺が認められる
△:ロール表面の全面に皺や凹みが認められる
×:ロール表面付近には著しい形状の劣化があり、皺や凹みが全面に認められる
××:ロール表面には著しい形状の劣化があり、皺や凹みが全面に認められ、さらにロールの内部まで形状の劣化が及んでいる
△以上が実質的に問題ないレベルと判断した。
(ヘイズ)
得られたロール体からフィルムを繰り出し、幅方向に等間隔に10点、4cm×4cmのサイズで切り出し、それぞれ23℃55%RH下で調湿した。得られたフィルムのヘイズを、JIS K−7136に準拠してヘイズメーター(濁度計)(型式:NDH 2000、日本電色(株)製)にてそれぞれ測定し、それら10点の平均値を求めた。
◎:ヘイズ値が0.3%以下
○:ヘイズ値が0.3%超0.4%未満
△:ヘイズ値が0.4%超0.5%以下
×:ヘイズ値が0.5%超
△以上が実質的に問題ないレベルと判断した。
(位相差R、Rth)
1)得られたロール体からフィルムを繰り出し、幅方向の中心部分から切り出したフィルムを、23℃55%RHで調湿した。調湿後のフィルムの平均屈折率をアッベ屈折計などで測定した。
2)調湿後のフィルムに、当該フィルム表面の法線に平行に測定波長590nmの光を入射させたときのRを、KOBRA21ADH、王子計測(株)にて測定した。
3)KOBRA21ADHにより、フィルムの面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)として、フィルム表面の法線に対してθの角度(入射角(θ))から測定波長590nmの光を入射させたときのリターデーション値R(θ)を測定した。リターデーション値R(θ)の測定は、θが0°〜50°の範囲で、10°毎に6点行った。フィルムの面内の遅相軸は、KOBRA21ADHにより確認した。
4)測定されたRおよびR(θ)と、前述の平均屈折率と膜厚とから、KOBRA21ADHにより、nx、nyおよびnzを算出して、測定波長590nmでのRthを算出した。リターデーションの測定は、23℃55%RH条件下で行った。
(熱耐久性)
得られたロール体からフィルムを繰り出し、幅方向に等間隔に10点、4cm×4cmのサイズで切り出し、得られたフィルムを、50℃の恒温槽に2000時間保存した。保存後のフィルムを23℃55%RHで調湿した後、前述と同様にしてヘイズをそれぞれ測定し、それら10点の平均値を求めた。そして、保存前のヘイズ値(平均値)と保存後のヘイズ値(平均値)を下記式に当てはめてヘイズの変化割合を算出した。
ヘイズの変化割合=(保存後のヘイズ−保存前のヘイズ)/(保存前のヘイズ)×100(%)
◎:ヘイズの変化割合が3%未満
○:ヘイズの変化割合が3%以上5%未満
△:ヘイズの変化割合が5%以上15%未満
×:ヘイズの変化割合が15%以上
また、上記作製したロール体から得られるフィルムを用いて以下の方法で偏光板を作製し、偏光板の収率を評価した。
(偏光板の収率)
1)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および水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、更にヨウ化カリウム3g、ホウ酸7.5gおよび水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3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、厚み5μmの偏光子を得た。
2)活性エネルギー線硬化型接着剤液の調製
下記の各成分を混合した後、脱泡して、ラジカル重合型の活性エネルギー線硬化型接着剤液を調製した。
(活性エネルギー線硬化型接着剤液の組成)
ラジカル重合性化合物1:ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA、ホモポリマーのTg123℃、興人社製):39.1質量%
ラジカル重合性化合物2:トリプロピレングリコールジアクリレート(アロニックスM−220、ホモポリマーのTg69℃、東亞合成社製):19.0質量%
ラジカル重合性化合物3:アクリロイルモルホリン(ACMO、ホモポリマーのTg150℃、興人社製):39.1質量%
ラジカル重合開始剤1:ジエチルチオキサントン(KAYACURE DETX−S、日本化薬社製):1.4質量%
ラジカル重合開始剤2:2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン(IRGACURE907、BASF社製):1.4質量%
3)偏光板の作製
同一の製造条件で作製したロール体から得られたフィルム(同一番号のロール体から得られたフィルム)を2つ準備し、それぞれの表面にコロナ放電処理を施した。コロナ放電処理の条件は、コロナ出力強度2.0kW、ライン速度18m/分とした。次いで、当該フィルムのコロナ放電処理面に、上記調製した活性エネルギー線硬化型接着剤液を、硬化後の膜厚が約3μmとなるように、バーコーターでそれぞれ塗工し、活性エネルギー線硬化型接着剤層を形成した。
次いで、上記作製した偏光子を、上記2つのフィルムで挟んで、フィルム/活性エネルギー線硬化型接着剤層/偏光子/活性エネルギー線硬化型接着剤層/フィルムの積層物を得た。
この積層物の一方の面に、紫外線(ガリウム封入メタルハライドランプ)を、ベルトコンベア付き紫外線照射装置(Fusion UV Systems,Inc社製のLight HAMMER10 バルブ:Vバルブ ピーク照度:1600mW/cm)を用いて、積算照射量1000/mJ/cm(波長380〜440nm)となるように紫外線を照射して、活性エネルギー線硬化型接着剤層を硬化させ、偏光板を得た。
4)評価
得られた偏光板の収率を、以下の方法で評価した。
偏光板の表面を目視にて観察し、平面性故障とヘイズに起因する透過性を評価した。偏光板のヘイズに起因する透過性は、偏光板を白色灯の上に乗せたときの細かな傷の有無を官能評価にて確認した。そして、平面性故障とヘイズに起因する透過性がいずれも問題ないものを良品とした。偏光板50枚を作成した時の良品、不良品の割合を算出した。
◎:良品の偏光板が95%以上
○:良品の偏光板が80%以上95%未満
△:良品の偏光板が60%以上80%未満
×:良品の偏光板が60%未満
実施例1〜12および比較例1〜7の評価結果を表6に示し;実施例13〜25および比較例8〜9の評価結果を表7に示す。
Figure 2015137367
Figure 2015137367
表6および7に示されるように、実施例1〜25のロール体は、ロール体の変形が抑制され、かつヘイズも低いことがわかる。
これに対して比較例1のロール体は、ロール体の変形が生じ、ロール形状が悪かった。これは、非振動巻き取り法(ストレート巻き)で巻き取ったため、ロール体の幅方向両端部で巻き径が大きくなり、ロール体全体に皺が発生したものと考えられる。一方、比較例3および4のロール体は、ロール体の変形は抑制できたが、ヘイズが増大した。これは、フィルムの滑り性が低く、フィルム同士が擦れ合って、フィルム表面に細かな傷が付いたためと考えられる。比較例5のフィルムは膜厚が非常に薄いため、ロール体の変形を十分には抑制できなかったと考えられる。比較例6のフィルムは、ロール体の変形を抑制できなかった。これは、一般式(1)で表される化合物の含有量が多すぎるため、フィルムが過剰に滑りやすくなり、巻きズレが生じたためと考えられる。また、添加剤の添加量が多いことに起因する添加剤の泣き出し(析出)によるヘイズの上昇がみられた。
実施例1、13および14と比較例8との対比から、一般式(1)のRとRのアルキル基の炭素数を8以上とすることで、フィルムのヘイズを低減できることがわかる。また、実施例13と実施例15との対比から、一般式(1)のRとRのアルキル基を直鎖状とすることで、分岐状とするよりも、フィルムのヘイズを低減しうることがわかる。また、実施例24と比較例9との対比から、一般式(1)のLがカルボニル基を含むことで、セルロースエステルとの相溶性が高まり、内部ヘイズを低減しうることがわかる。また、実施例16と実施例23との対比から、一般式(1)のRとRの両方をアルキル基とすることで、一方を水素原子とするよりも、フィルムのヘイズを低減できることがわかる。
また、比較例2と比較例7との対比から、脂肪族ポリエステル化合物を含む比較例2のロール体から得られるフィルムは、脂肪族ポリエステル化合物を含まない比較例7のロール体から得られるフィルムよりも、ストレート巻きを実施したときのロール体の変形が顕著であることが示される。このことから、本発明を適用することで、脂肪族ポリエステル化合物を含むフィルムであっても、ロール体の変形を良好に抑制できることが示唆される。
また、光学フィルムの膜厚を50μmとした以外は比較例1と同様にして光学フィルムとそのロール体を得た。そして、得られたロール体の形状を前述と同様に評価した結果、「〇」であり、ロール体の変形はほとんど生じなかった。このことから、本発明の課題である「ロール体の変形」は、膜厚が50μmよりも薄い場合に顕著に生じることが示唆される。
本出願は、2014年3月11日出願の特願2014−047539に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
本発明によれば、ロール体の変形が抑制され、かつヘイズの増大が抑制された光学フィルムのロール体を提供できる。
10 ロール体
11 巻芯
13 光学フィルム
13A エンボス部
20 巻き取り装置
21 振動制御装置
23 案内ローラ
25 タッチローラ
100 小型液晶表示装置
110 液晶セル
130 第一の偏光板
131 第一の偏光子
133、135、153、155 保護フィルム
150 第二の偏光板
151 第二の偏光子
170 バックライト
190 カバーガラス
210 タッチパネル部
230 充電池

Claims (13)

  1. 幅方向両端部にエンボス部を有する厚み15〜45μmの光学フィルムを、フィルムの長尺方向に巻き取って得られる光学フィルムのロール体であって、
    前記光学フィルムは、セルロースエステルと、前記セルロースエステル100質量部に対して0.05〜5質量部の下記一般式(1)で表される化合物とを含み、
    Figure 2015137367
    (一般式(1)中、
    Lは、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、またはエステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基とアルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基を表し;
    は、炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表し;
    は、水素原子、炭素原子数8以上26以下のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表す)
    前記ロール体の軸方向両端部の側面形状が、波状になっている、光学フィルムのロール体。
  2. 前記一般式(1)のLは、
    −C(=O)−O−、−C(=O)NH−、
    −C(=O)−O−R−O−C(=O)−、−C(=O)−NH−R−NH−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)、
    −C(=O)−O−M−O−C(=O)−(Mは、亜鉛原子、カルシウム原子またはマグネシウム原子)、
    −C(=O)−R−O−R−C(=O)−、−C(=O)−R−S−R−C(=O)−、−C(=O)−R−NH−R−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)、および
    −C(=O)−R−C(=O)−(Rは、炭素数1〜5のアルキレン基)からなる群より選ばれる基である、請求項1に記載の光学フィルムのロール体。
  3. 前記一般式(1)のRおよびRは、それぞれ独立して炭素原子数8以上26以下の直鎖状のアルキル基、または炭素原子数8以上26以下の直鎖状のアルケニル基である、請求項1に記載の光学フィルムのロール体。
  4. 前記一般式(1)のLは、硫黄原子を含む、請求項1に記載の光学フィルムのロール体。
  5. 前記光学フィルムは、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを重縮合して得られる脂肪族ポリエステル化合物をさらに含む、請求項1に記載の光学フィルムのロール体。
  6. 前記光学フィルムの、下記式(I)で定義され、かつ測定波長590nmで測定される面内方向のリターデーションをRo(590)とし、下記式(II)で定義され、かつ測定波長590nmで測定される厚み方向のリターデーションをRth(590)としたとき、|Ro(590)|≦5nm、|Rth(590)|≦5nmを満たす、請求項1に記載の光学フィルムのロール体。
    式(I) Ro=(nx−ny)×t(nm)
    式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×t(nm)
    (式(I)および(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遅相軸方向xにおける屈折率を表し;nyは、フィルムの面内方向において前記遅相軸方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し;nzは、フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し;t(nm)は、フィルムの厚みを表す)
  7. セルロースエステルと、前記セルロースエステル100質量部に対して0.05〜5質量部の下記一般式(1)で表される化合物とを含み、幅方向両端部にエンボス部が設けられた厚み15〜45μmの長尺状の光学フィルムを準備する工程と、
    Figure 2015137367
    (一般式(1)中、
    Lは、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、またはエステル結合、アミド結合もしくはカルボニル基とアルキレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、亜鉛原子、カルシウム原子およびマグネシウム原子からなる群より選ばれる一以上とを組み合わせた2価の基を表し;
    は、炭素原子数8以上26以下のアルキル基または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表し;
    は、水素原子、炭素原子数8以上26以下のアルキル基または炭素原子数8以上26以下のアルケニル基を表す)
    前記光学フィルムを巻芯にロール状に巻き取る工程とを含み、
    前記巻き取る工程は、前記光学フィルムと前記巻芯の少なくとも一方を、前記光学フィルムの幅方向に周期的に振動させながら、前記光学フィルムを前記巻芯に巻き取る工程を含む、光学フィルムのロール体の製造方法。
  8. 請求項1に記載のロール体から得られる光学フィルムを含む、偏光板。
  9. 請求項1に記載のロール体から得られる光学フィルムを含む、液晶表示装置。
  10. 第一の偏光板と、液晶セルと、第二の偏光板と、バックライトとをこの順に含み、
    前記第一の偏光板は、第一の偏光子と、前記第一の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置される保護フィルムF1と、前記第一の偏光子の前記液晶セル側の面に配置される保護フィルムF2とを含み、
    前記第二の偏光板は、第二の偏光子と、前記第二の偏光子の前記液晶セル側の面に配置される保護フィルムF3と、前記第二の偏光子の前記液晶セルとは反対側の面に配置される保護フィルムF4とを含み、
    前記保護フィルムF2およびF3の少なくとも一方が前記光学フィルムを含む、請求項9に記載の液晶表示装置。
  11. 前記液晶セルがIPSモードもしくはFFSモードの液晶セルである、請求項10に記載の液晶表示装置。
  12. 表示領域の対角方向の長さが10インチ以下である、請求項9に記載の液晶表示装置。
  13. 充電池をさらに含む、請求項12に記載の液晶表示装置。
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