JPWO2017110399A1 - 光学フィルム、偏光板及び表示装置 - Google Patents

光学フィルム、偏光板及び表示装置 Download PDF

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Abstract

本発明の課題は、クラックや切り粉の発生が生じず、また、位相差値の変動が少ないゼロ位相差性の光学フィルムを提供することである。さらに、当該光学フィルムを具備した偏光板及び提供することである。
当該光学フィルムは、シクロオレフィン系樹脂と、重量平均分子量が500〜14000の範囲内の固有複屈折率が負である化合物を含有する光学フィルムであって、前記シクロオレフィン系樹脂が51〜99質量%の範囲内で含有され、かつ前記固有複屈折率が負である化合物が1〜49質量%の範囲内で含有されており、前記光学フィルムの膜の厚さが5〜20μmの範囲内であり、フィルム面内の位相差値Ro(nm)が0≦Ro≦5の範囲であり、フィルム膜厚方向の位相差値Rt(nm)が−10≦Rt≦10の範囲であることを特徴とする。

Description

本発明は、光学フィルム、偏光板及び表示装置に関し、より詳しくは、偏光板用光学フィルムとして用いた際に、偏光板の打ち抜き時のクラックや切り粉の発生を低減した光学フィルム等に関する。
液晶表示装置(LCD)は、TN(Twisted Nematic)方式、VA(Virtical Alignment)方式、IPS(In−Place−Switching)方式等種々の方式が開発されている。そのうちIPS方式はTN方式やVA方式に比べ視野角性能に優れており、諸用途に用いられている。なお、IPS方式の液晶セルは、ネマチック液晶に横電界をかけてスイッチングする方式であり、詳しくはProc.IDRC(Asia Display 1995),577〜580頁及び同707〜710頁に記載されている。
IPS方式に用いられる偏光板用光学フィルムには、IPS方式の特性上光学的に等方性(以下「ゼロ位相差性」という。)の偏光板用光学フィルムが求められる。等方性(ゼロ位相差性)を示す偏光板用光学フィルムとしては、従来セルローストリアセテート(TAC)フィルムがその取扱い性の良さから広く用いられている。しかし、セルローストリアセテートフィルムは耐湿性が劣っており湿度変動による性能変動が大きいという問題があった。また位相差値が完全にはゼロではないためその改良が求められていた。
近年、耐湿性の良いゼロ位相差性の偏光板用光学フィルムとして、シクロオレフィン系樹脂を用いた光学フィルムも用いられている。
特許文献1には、ゼロ位相差性のシクロオレフィン系樹脂を用いた光学フィルムが開示されている。
一方、液晶表示装置(LCD)、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(OLED)等の表示装置は、近年、薄膜化が進展している。それに伴い、前記表示装置に備えられる偏光板の薄膜化の要望も増している。
したがって、前記のゼロ位相差性のシクロオレフィン系樹脂を用いた光学フィルムにも、薄膜化が求められている。
そこで、本発明者は特許文献1に記載のようなゼロ位相差性のシクロオレフィン系樹脂を用いた光学フィルムで膜厚を5〜20μmと薄膜化する検討を行った。
ゼロ位相差性を示すシクロオレフィン系光学フィルムは主に溶融製膜法にて作製された光学フィルムが知られている。しかし、溶融製膜で薄膜化を行った場合には、光学フィルムや偏光板の打ち抜き加工時に光学フィルム面のクラックや切り粉が発生することがわかった。また溶液製膜においても同様の問題が生じていた。
このように発生したクラックは、偏光板や液晶表示装置を作製した場合に、保管環境中に存在する水分を浸透しやすくし、偏光板や液晶表示装置の劣化を促進する。したがって偏光板や液晶表示装置の湿熱耐久性が劣化する原因となっていた。
さらに、現在、種々の表示装置に用いられている光学フィルム用のシクロオレフィン系樹脂は、固有複屈折率が正である。したがって、溶融流延製膜法で光学フィルムを製造する際は、搬送方向への伸びや、熱延伸により正の配向複屈折性に由来する位相差を発現する。このような位相差の発現は、製造時のプロセス条件の調整だけでは完全に抑制することは難しい。
また、溶液流延製膜法で製造する際は、同様の理由に加え、加圧ダイスリットからドラムやベルト上に流延した後の乾燥過程で樹脂鎖が配向することで位相差が発現する。さらには、溶剤が残留している状態の光学フィルムをクリップで幅方向に保持しながら搬送する際に、乾燥により光学フィルムが収縮することで疑似的に延伸され、結果的に位相差が発現することもある。
そこで、シクロオレフィン系樹脂に、さらに固有複屈折率が負である化合物を添加して、シクロオレフィン系樹脂で発生した不要な位相差を補償することによりゼロ位相差性を保つ必要があった。
しかし、シクロオレフィン系樹脂に固有複屈折率が負である化合物を添加して、かつ薄膜のゼロ位相差性の光学フィルムを作製した場合には、打ち抜き時のクラックや切り粉の発生がさらに生じやすくなり、また光学フィルム面の場所により位相差の値が変動しやすくなるという新たな問題が見出された。
特開2011−128356号公報
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、打ち抜き時のクラックや切り粉の発生が生じず、また、光学フィルム面の場所による位相差値の変動が少ないゼロ位相差性の光学フィルムを提供することである。さらに、当該光学フィルムを具備した偏光板及び表示装置を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物を含有する光学フィルムであって、前記固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が特定の範囲内であり、固有複屈折率が負である化合物が特定の質量比率で含有されていることにより、両者が良好な相溶性を示すため、光学フィルム表面の歪や、ミクロな相分離が緩和されると推測した。本発明の構成をとることにより打ち抜き時のクラックや切り粉の発生が生じないゼロ位相差性の光学フィルムを提供できることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物を含有する光学フィルムであって、前記シクロオレフィン系樹脂が、下記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマー由来の重合体であり、前記固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲内であり、前記固有複屈折率が負である化合物が1〜49質量%の範囲内で含有されており、前記光学フィルムの膜の厚さが5〜20μmの範囲内であり、前記光学フィルムの、下記式(i)で定義されるフィルム面内の位相差値Ro(nm)及び下記式(ii)で定義されるフィルム膜厚方向の位相差値Rt(nm)が、下記式(iii)及び(iv)で規定する条件を満たすことを特徴とする光学フィルム。
(i)Ro=(n−n)×d
(ii)Rt=((n+n)/2−n)×d
(iii)0≦Ro≦5
(iv)−10≦Rt≦10
〔式中、Ro及びRtは温度23℃、相対湿度55%の環境下で波長590nmの光で測定した位相差値である。
は、フィルム平面内の遅相軸方向の屈折率である。
は、フィルム平面内の遅相軸方向に垂直な方向の屈折率である。
は、フィルム面に垂直な方向の屈折率である。
dは、フィルムの厚さ(nm)である。〕
Figure 2017110399
上記一般式(I)において、pは0又は1であり、mは0又は1以上の整数である。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭化水素基、ハロゲン原子、又は水素結合受容性基を表す。また、R〜Rは、二つ以上が互いに結合して、不飽和結合、単環又は多環を形成していてもよく、この単環又は多環は、二重結合を有していても、芳香環を形成してもよい。
2.前記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマーのpが0であり、かつR及びRが水素原子、Rがメチル基、Rがメトキシカルボニル基であることを特徴とする特徴とする第1項に記載の光学フィルム。
3.前記光学フィルムのガラス転移温度(Tg)が、130〜210℃の範囲内であることを特徴とする第1又は第2項に記載の光学フィルム。
4.前記固有複屈折率が負である化合物が、芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマー又はアクリル系オリゴマーであることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
5.偏光子の少なくとも片面に前記第1項から第4項までのいずれか一項に記載の光学フィルムを具備したことを特徴とする偏光板。
6.第5項に記載の偏光板を用いたことを特徴とする表示装置。
本発明の上記手段により、打ち抜き時のクラックや切り粉の発生が少ないゼロ位相差性の光学フィルムを提供することができる。また光学フィルム面の場所により位相差の値が変動しないゼロ位相差性の光学フィルムを提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
シクロオレフィン系樹脂の光学フィルムを溶液流延製膜法で製造した場合は、光学フィルム表面での溶媒の乾燥が早いため表面に残留応力が残ったまたフィルム化される。薄膜化した場合には、この残留応力が残る表面層の割合が多くなりよりクラックが発生しやすくなると推察している。
しかし、固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲であれば、当該化合物がシクロオレフィン系樹脂と良好な相溶状態を形成し、当該樹脂の高分子鎖と均一に混ざるようになる。これにより、残留応力が残る表面層のシクロオレフィン系樹脂鎖の歪みを緩和させる作用が生じ、クラックの発生の抑制(以下クラック耐性という。)に寄与していると推察している。
一方、固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が14000より大きいと、相溶性が不十分で、上記の緩和効果が不足し、クラック発生の抑制も十分でないと推察している。
また、一般的に、分子量の小さな化合物のみでは、フィルムを形成できないか、又は、出来たとしても非常に脆弱なものとなる。本発明の固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500より小さい場合には、クラック耐性の改善効果よりも、脆弱化の影響の方が強くなり、したがって、逆にフィルムのクラック耐性を改善しない、若しくは低下させると推察している。
また、固有複屈折率が負である化合物を添加して、かつ薄膜のゼロ位相差性の光学フィルムを作製した場合には、光学フィルム面の場所により位相差の値が変動しやすいというこの形態に特有の新たな問題が生じる。
この原因については以下のように推察している。シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物はミクロな相分離が生じやすい。さらに、薄膜光学フィルムの製造工程で加温、温度低下や延伸が行われる際に、このミクロな相分離が増大する。これにより光学フィルム面の場所による位相差値の変動が生じると推察している。
しかし、固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲内である場合は、シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物のミクロな相分離が生じにくくなる。したがって光学フィルム面のムラが改良されると推察している。
偏光板の概略断面図
本発明の光学フィルムは、シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物を含有する光学フィルムであって、前記シクロオレフィン系樹脂が、前記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマー由来の重合体であり、前記固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲内であり、かつ前記固有複屈折率が負である化合物が1〜49質量%の範囲内で含有されており、前記光学フィルムの膜の厚さが5〜20μmの範囲内であり、
前記光学フィルムの、前記式(i)で定義されるフィルム面内の位相差値Ro(nm)及び前記式(ii)で定義されるフィルム膜厚方向の位相差値Rt(nm)が、前記式(iii)及び(iv)で規定する条件を満たすことを特徴とする。
この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマーのpが0であり、かつR及びRが水素原子、Rがメチル基、Rがメトキシカルボニル基であることが、溶液流延製膜法で製膜しやすいため薄膜化を行いやすくより好ましい。
さらに前記光学フィルムのガラス転移温度(Tg)が、130〜210℃の範囲内であることが光学フィルムの耐熱性に優れるため好ましい。
また、固有複屈折率が負である化合物が、芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマー又はアクリル系オリゴマーのいずれかであることがゼロ位相差性を発現する効果が大きくより好ましい。
また、偏光子に本発明の光学フィルムを具備した偏光板や、前記偏光板を備える表示装置は、光学フィルムの耐湿性が良く、薄膜でかつゼロ位相差性であるため、IPS用として視野角が広く耐湿性に優れた偏光板、表示装置が得られる点で好ましい。
なお、本発明においては、ゼロ位相差性とは、前記光学フィルム面内の位相差値Roが0〜5nmの範囲内であり、かつ前記光学フィルム膜厚方向の位相差値Rtが−10〜10nmの範囲内であることと定義する。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
≪本発明の光学フィルムの概要≫
本発明の光学フィルムは、シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物を含有する光学フィルムであって、前記シクロオレフィン系樹脂が、下記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマー由来の重合体であり、前記固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲内であり、かつ前記固有複屈折率が負である化合物が1〜49質量%の範囲内で含有されており、前記光学フィルムの膜の厚さが5〜20μmの範囲内であり、
前記光学フィルムの、下記式(i)で定義されるフィルム面内の位相差値Ro(nm)及び下記式(ii)で定義されるフィルム膜厚方向の位相差値Rt(nm)が、下記式(iii)及び(iv)で規定する条件を満たすことを特徴とする。
(i)Ro=(n−n)×d
(ii)Rt=((n+n)/2−n)×d
(iii)0≦Ro≦5
(iv)−10≦Rt≦10
〔式中、Ro及びRtは温度23℃、相対湿度55%の環境下で波長590nmの光で測定した位相差値である。nは、フィルム平面内の遅相軸方向の屈折率である。nは、フィルム平面内の遅相軸方向に垂直な方向の屈折率である。nは、フィルム面に垂直な方向の屈折率である。dは、フィルムの厚さ(nm)である。〕
なお面内位相差値Ro、及び厚さ方向の位相差値Rtは自動複屈折率計アクソスキャン(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス社製)を用いて、23℃・55%RHの環境下、590nmの波長において、三次元屈折率測定を行い、得られた屈折率nx、ny、nzから下記式を用いて算出する。
<シクロオレフィン系樹脂>
本発明の光学フィルムは、一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマー由来の重合体を含有することを特徴とする。
Figure 2017110399
〔式中、pは0又は1であり、mは0又は1以上の整数である。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭化水素基、ハロゲン原子、又は水素結合受容性基である。また、R〜Rは、二つ以上が互いに結合して、不飽和結合、単環又は多環を形成していてもよく、この単環又は多環は、二重結合を有していても、芳香環を形成してもよい。〕
本発明において、シクロオレフィン系樹脂の好ましい水素結合受容性基の保有比率は一般式(I)でR〜Rのうち1〜2個が水素結合受容性基を有することが好ましい。
また、シクロオレフィン系樹脂の水素結合受容性基の保有比率は例えば、カーボン-13核磁気共鳴(13CNMR)スペクトル法を用いて同定することができる。
また、一般式(I)中、R及びRが水素原子又は炭素数1〜10、さらに好ましくは1〜4、特に好ましくは1〜2の炭化水素基である。R及びRの少なくとも一つは極性を有する水素結合受容性基であることが、溶液流延製膜をしやすくなる観点から好ましい。pとmは、ガラス転移温度が高くかつ機械的強度が優れるという観点から、m=1、p=0であるものが好ましい。
水素結合受容性基としては、例えば、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、炭素原子数1〜10のアシルオキシ基、炭素原子数2〜10のアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、アミド基、イミド環含有基、トリオルガノシロキシ基、トリオルガノシリル基、アシル基、炭素原子数1〜10のアルコキシシリル基、スルホニル含有基、及びカルボキシ基など挙げられる。これらの極性基についてさらに具体的に説明すると、上記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられ;アシルオキシ基としては、例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基等のアルキルカルボニルオキシ基、及びベンゾイルオキシ基等のアリールカルボニルオキシ基が挙げられ;アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられ;アリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基、フルオレニルオキシカルボニル基、ビフェニリルオキシカルボニル基等が挙げられ;トリオルガノシロキシ基としては、例えば、トリメチルシロキシ基、トリエチルシロキシ基等が挙げられ;トリオルガノシリル基としてはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基等が挙げられ;アルコキシシリル基としては、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。炭素原子数1〜30の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基;フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の芳香族基等が挙げられる。これらの炭化水素基は置換されていてもよく、置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、フェニルスルホニル基等が挙げられる。
前記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマーのpが0であり、かつR及びRが水素原子、Rがメチル基、Rがメトキシカルボニル基であることが、溶液流延法で製膜しやすいため薄膜化を行いやすくより好ましい。
本発明に係るシクロオレフィン系樹脂は、光学フィルム中に51〜99質量%の範囲内で含有されることが、耐熱性の観点から好ましい。
本発明に係るシクロオレフィン系樹脂の好ましい分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が、8000〜100000、さらに好ましくは10000〜80000、特に好ましくは12000〜50000であり、重量平均分子量(Mw)は20000〜300000、さらに好ましくは30000〜250000、特に好ましくは40000〜200000の範囲のものが好適である。
本発明に係るシクロオレフィン系樹脂の好ましい固有粘度〔η〕inh(測定温度30℃)は、0.2〜5cm/g、さらに好ましくは0.3〜3cm/g、特に好ましくは0.4〜1.5cm/gである。
固有粘度〔η〕inhは、樹脂溶液を、ウベローデ型粘度計を用いて測定(測定温度30℃)することができる。
固有粘度〔η〕inh、数平均分子量及び重量平均分子量が上記範囲にあることによって、シクロオレフィン樹脂の耐熱性、耐水性、耐薬品性、機械的特性と、本発明の光学フィルムとしての成形加工性が良好となる。
本発明に係るシクロオレフィン系樹脂はガラス転移温度(Tg)が、通常、110℃以上であり、好ましくは110〜350℃である。さらに好ましくは120〜250℃、特に好ましくは120〜220℃である。
シクロオレフィン樹脂のTgが110℃以上の場合は、高温条件下での使用、又はコーティング、印刷などの二次加工による変形が抑制されるため好ましい。また、Tgが350℃以下であると、成形加工や成形加工時の熱による樹脂劣化が抑制されるため好ましい。
本発明の光学フィルムは、光学フィルムのガラス転移温度(Tg)が、130〜210℃の範囲内であることが好ましい。光学フィルムのガラス転移温度(Tg)が、210℃以下であれば、内部応力の上昇が少なく、クラック耐性がより大きいので好ましい。
Tgが130℃以上であれば光学フィルムの耐熱性がより改良される。光学フィルムのTgは150〜180℃の範囲内であることが本発明の効果がより大きく好ましい。
なお、ここでいうガラス転移温度Tgとは、市販の示差走査熱量測定器を用いて、昇温速度20℃/分で測定し、JIS K7121(1987)に従い求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)である。具体的な光学フィルムのガラス転移温度Tgの測定方法は、JISK7121(1987)に従って、セイコーインスツル(株)製の示差走査熱量計DSC220を用いて測定する。
以上説明したシクロオレフィン系樹脂は、市販品を好ましく用いることができ、市販品の例としては、JSR(株)からアートン(Arton)G、アートンF、アートンR、及びアートンRXという商品名(アートンは登録商標)で発売されており、これらを使用することができる。
<固有複屈折率が負である化合物>
本発明に係る固有複屈折率が負である化合物は、シクロオレフィン系樹脂と併用されてゼロ位相差性を示す化合物であり、化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲内である。
本発明の効果(クラック耐性や、光学フィルム面の場所による位相差値変動の改良)が大きい点で、固有複屈折率が負である化合物は、芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマー又は、アクリル系オリゴマーであることが好ましい。
<芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマー>
固有複屈折率が負である化合物は、芳香族ビニル化合物由来のオリゴマーであることが本発明の効果が大きく好ましい。オリゴマーの重量平均分子量は500〜14000の範囲内であり、より好ましくは1000〜10000の範囲内である。
オリゴマーの重量平均分子量は、オリゴマーの重合反応の際の単量体に対する重合開始剤の添加量の割合や、反応時間、反応温度などの調整により変化することができる。なお、本発明において、芳香族ビニル化合物由来のオリゴマーとは、芳香族ビニル化合物を成分とし重合して誘導されるオリゴマーであることを表す。
前記芳香族ビニル化合物由来のオリゴマーは、下記一般式(II)で表される構造を有するポリスチレン系オリゴマーであることがさらに好ましい。
Figure 2017110399
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。)
本発明に係る一般式(II)で表される構造を有する化合物のオリゴマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが500〜14000の範囲内であり、より好ましくは、1000〜10000の範囲内であることである。
芳香族ビニル化合物由来のオリゴマーの重量平均分子量が500以上であれば、シクロオレフィン系樹脂の表面層の歪みの緩和により、光学フィルムのクラック耐性が改善される。
芳香族ビニル化合物由来のオリゴマーの重量平均分子量が、1000以上であることがより好ましい。重量平均分子量が1000以上であれば、クラック耐性の改善に加え、光学フィルムのガラス転移温度(Tg)をより高く保つことができる。また芳香族ビニル化合物由来のオリゴマーの重量平均分子量が14000以下であれば、シクロオレフィン系樹脂の表面層の歪みの緩和によりクラック耐性が改善される。より好ましくは、重量平均分子量が10000以下であり、クラック耐性の改善効果がより大きくなる。また光学フィルム面の場所により位相差の値が変動しやすいという問題が解決される。
さらに、一般式(II)で表される構造を有する化合物のオリゴマーの分子量分布(Mw/Mn)は、通常1.0〜10、好ましくは1.2〜5.0、より好ましくは1.2〜4.0である。
GPCの測定条件は、以下のとおりである。
溶媒: ジクロロメタン
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)重量平均分子量(Mw)が500〜2800000の範囲の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。
上記一般式(II)で表される構造を有する化合物のオリゴマーを誘導する単量体(以下、スチレン系単量体ともいう。)の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−トリフルオロメチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−クロロスチレン、p−ニトロスチレン、p−アミノスチレン、p−カルボキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−tertブトキシスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、p−イソプロペニルフェノール等が挙げられる。これら単量体はいずれか1種単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの単量体のうち、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−イソプロペニルフェノールを単独で又は併用して用いるのが好ましく、特に好ましくはスチレンである。
上記一般式(1)で表される構造を有する化合物は、上記各単量体を、適当な重合開始剤の存在下で重合反応させる方法により製造するのが好ましい。重合開始剤としては、詳細は後述するが、ラジカル重合開始剤、アニオン重合触媒、配位重合触媒、カチオン重合触媒等を用いるのが好ましく、ラジカル重合開始剤を用いるのが特に好ましい。
〈重合反応〉
重合反応に用いられるラジカル開始剤としては、フリーラジカルを発生する公知の有機過酸化物、又はアゾビス系のラジカル重合開始剤を用いることができる。
有機過酸化物としては、ジアセチルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジイソブチロイルパーオキサイド、ジ(2,4−ジクロロベンゾイル)パーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジオクタノイルパーオキサオド、ジラウロイルパーオキサイド、ジステアロイルパーオキサイド、ビス{4−(m−トルオイル)ベンゾイル}パーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド類;
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類;
過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、α−クメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類;
ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などのジアルキルパーオキサイド類;
t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレエート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、α,α′−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオドデカノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシm−トルオイルベンゾエート、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのパーオキシエステル類;
1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ピバレート、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパンなどのパーオキシケタール類;
t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネートなどのパーオキシモノカーボネート類;
ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−2−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート類;
その他、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイドなどが挙げられるが、本発明に用いられる有機過酸化物はこれらの例示化合物に限定されるものではない。
アゾビス系ラジカル重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル、2,2′−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−{1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル}プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−{2−(1−ヒドロキシブチル)}プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2′−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2′−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジサルフェート・ジハイドレート、2,2′−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロライド、2,2′−アゾビス[2−{1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル}プロパン]ジハイドロクロライド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、2,2′−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミドキシム)、ジメチル2,2′−アゾビスブチレート、4,4′−アゾビス(4−シアノペンタノイックアシッド)、2,2′−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)などが挙げられるが、本発明に用いられるアゾビス系ラジカル重合開始剤はこれらの例示化合物に限定されるものではない。
これらラジカル開始剤の使用量は、前記単量体全量100mol%に対して、通常0.01〜5mol%、好ましくは0.03〜3mol%、より好ましくは0.05〜2mol%である。
さらに、前記重合反応には、触媒が用いられてもよい。この触媒は、特に限定されず、例えば、公知のアニオン重合触媒、配位重合触媒、カチオン重合触媒などが挙げられる。
前記重合反応は、上記重合開始剤や触媒の存在下で、上記単量体を、塊状重合法、溶液重合法、沈殿重合法、乳化重合法、懸濁重合法又は塊状−懸濁重合法などの従来公知の方法で共重合させることにより行われる。
本発明の芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマーは、光学フィルム中に5〜20質量%の範囲で含有されることが好ましい。5質量%以上であれば本発明のクラック耐性の改良が大きくなり、20質量%以下であればガラス転移温度(Tg)が低くなく耐熱性が良い。
また5質量%以上であれば位相差値のバラツキの少ない光学フィルムが得られやすい。
従って、固有複屈折率が負である化合物を添加して、かつ薄膜のゼロ位相差性光学フィルムを作製した場合に生じる特有の課題が解決されやすくなる。
<アクリル系オリゴマー>
本発明に係る固有複屈折率が負である化合物としては、アクリル系オリゴマーも本発明の効果が大きく好ましい。なかでもポリメタクリル酸メチル(PMMA)が好適に用いられる。
本発明に係るアクリル系オリゴマーは、樹脂としては特に制限されるものではない。1種類のアクリル系モノマーからなるものであってもよい。または、メチルメタクリレート単位50〜99質量%、及びこれと共重合可能なほかの単量体単位1〜50質量%からなるものでもよい。
共重合可能な他の単量体としては、アルキル数の炭素数が2〜18のアルキルメタクリレート、アルキル数の炭素数が1〜18のアルキルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のα,β−不飽和酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和基含有二価カルボン酸、スチレン、α−メチルスチレン、核置換スチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル、無水マレイン酸、マレイミド、N−置換マレイミド、グルタル酸無水物等が挙げられ、これらは単独、又は2種以上を併用して用いることができる。
これらの中でも、共重合体の耐熱分解性や流動性の観点から、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が好ましく、メチルアクリレートやn−ブチルアクリレートが特に好ましく用いられる。さらに好ましくはメチルメタクリレート系オリゴマーである。
本発明に係るアクリル系オリゴマーは、重量平均分子量が500〜14000の範囲内のポリマーである。これにより、クラック耐性や、光学フィルム面の場所による位相差の値の変動が改良される。
アクリル系オリゴマーの重量平均分子量が500以上であれば、シクロオレフィン系樹脂の表面層の歪みの緩和により、光学フィルムのクラック耐性が改善される。
より好ましくはアクリル系オリゴマーの重量平均分子量が、1000以上であることである。重量平均分子量が1000以上であれば、クラック耐性の改善に加え、光学フィルムのガラス転移温度(Tg)をより高く保つことができる。またアクリル系オリゴマーの重量平均分子量が14000以下であれば、シクロオレフィン系樹脂の表面層の歪みの緩和によりクラック耐性が改善される。より好ましくは、重量平均分子量が10000以下であり、クラック耐性の改善効果がより大きくなる。また光学フィルム面の場所により位相差の値が変動しやすいという問題が解決される。
本発明に係るアクリル系オリゴマーは、光学フィルム中に5〜20質量%の範囲で含有されることが好ましい。5質量%以上であれば本発明のクラック耐性の改良が大きくなり、20質量%以下であればガラス転移温度(Tg)が低くなく耐熱性が良い。
また5質量%以上であれば位相差値のバラツキの少ない光学フィルムが得られやすい。
本発明におけるアクリル系オリゴマーの製造方法としては、特に制限は無く、懸濁重合、乳化重合、塊状重合、又は溶液重合等の公知の方法のいずれを用いても良い。ここで、重合開始剤としては、通常のパーオキサイド系及びアゾ系の重合開始剤を用いることができ、また、レドックス系重合開始剤とすることもできる。重合温度については、懸濁重合又は乳化重合では30〜100℃、塊状重合又は溶液重合では80〜160℃で実施しうる。さらに、生成共重合体の還元粘度を制御するために、アルキルメルカプタン等を連鎖移動剤として用いて重合を実施することもできる。
オリゴマーの重量平均分子量は、オリゴマーの重合反応の際の単量体に対する重合開始剤の添加量の割合や、反応時間、反応温度などの調整により変化させることができる。
本発明の光学フィルムは下記式(i)で定義されるフィルム面内の位相差値Ro(nm)及び下記式(ii)で定義されるフィルム膜厚方向の位相差値Rt(nm)が、下記式(iii)及び(iv)で規定する条件を満たすことを特徴とする。
(i)Ro=(n−n)×d
(ii)Rt=((n+n)/2−n)×d
(iii)0≦Ro≦5
(iv)−10≦Rt≦10
〔式中、Ro及びRtは温度23℃、相対湿度55%の環境下で波長590nmの光で測定した位相差値である。nは、フィルム平面内の遅相軸方向の屈折率である。nは、フィルム平面内の遅相軸方向に垂直な方向の屈折率である。nは、フィルム面に垂直な方向の屈折率である。dは、フィルムの厚さ(nm)である。〕
上記の特性(ゼロ位相差性)を有することで、特にIPS型液晶表示装置用の偏光板として最適な位相差を付与できる。
光学フィルム面内の位相差値Ro(nm)は0〜+3nmであることが好ましい。光学フィルム膜厚方向の位相差値Rtは−5〜+5nmであることが好ましい。
本発明では薄膜のシクロオレフィン系樹脂の光学フィルムであっても、クラック耐性が良く、また光学フィルム面の場所による位相差の値の変動を少なくすることができる。光学フィルムの膜厚としては10〜15μmの範囲が好ましく、薄膜化することにより、IPS型液晶表示装置用の薄型化に寄与することができる。
面内位相差値Ro、及び厚さ方向の位相差値Rtは自動複屈折率計アクソスキャン(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス社製)を用いて、23℃・55%RHの環境下、590nmの波長において、三次元屈折率測定を行い、得られた屈折率n、n、nから算出することができる。
本発明の光学フィルムに含有することができるその他の添加剤としては、下記のものが挙げられる。
<マット剤>
本発明の光学フィルムは、製造された光学フィルムがハンドリングされる際の、傷つきや、搬送性が悪化することを防止するため、さらにマット剤を含有することが好ましい。マット剤としては特にシリカ粒子を含有することが好ましい。
シリカ粒子とは、二酸化ケイ素を主成分とする粒子である。主成分とは、粒子を構成する成分の50%以上を含有することをいい、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上含まれることをいう。
また、二酸化ケイ素系の粒子で、かつ表面がアルキル化処理により疎水化処理された微粒子を添加すると、溶媒に対しての分散性がよく、異物の発生を抑制できることから、好ましい。
シリカ粒子に対する上記疎水化処理は、アルキル化処理であることが好ましい。アルキル化処理された微粒子の表面はアルキル基を有し、そのアルキル基の炭素数は1〜20の範囲であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜12の範囲であり、特に好ましくは、炭素数1〜8の範囲である。
前記シリカ粒子において、表面に炭素数1〜20の範囲のアルキル基を有するものは、例えば、前記の二酸化ケイ素の粒子をオクチルシランで処理することにより得ることができる。また、表面にオクチル基を有するものの一例としては、アエロジルR805(日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、好ましく用いられる。
シリカ粒子の一次粒子の平均粒径は、5〜400nmの範囲内が好ましく、さらに好ましいのは10〜300nmの範囲内である。
シリカ粒子の二次粒子の平均粒径は、100〜400nmの範囲内であることが、好ましく、一次粒子の平均粒径が100〜400nmの範囲内であれば、凝集せずに一次粒子として含まれていることも好ましい。
シリカ粒子は、市販品を好ましく使用することができ、上記アエロジルR805以外に、例えば、アエロジルR972、R972V、R974、R976S、R812、R812S、RY300、300、R202、OX50、TT600(以上、日本アエロジル株式会社製)の商品名(アエロジルは登録商標)で市販されており、使用することができる。
これらの中でもアエロジルR805、R812、R976Sが、ハンドリング時の取扱い性を向上しかつ光学フィルムのヘイズを低く保つことができ、好ましい。
<可塑剤>
可塑剤とは、可塑剤の例には、ポリエステル、多価アルコールエステル、多価カルボン酸エステル(フタル酸エステルを含む)、グリコレート、及びエステル(脂肪酸エステルやリン酸エステルなどを含む)が含まれる。これらは、単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の光学フィルムに好ましい可塑剤は、ジカルボン酸とジオールを反応させて得られる繰り返し単位を含むポリエステルである。
ポリエステルを構成するジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸又は脂環式ジカルボン酸であり、好ましくは芳香族ジカルボン酸である。ジカルボン酸は、1種類であっても、2種類以上の混合物であってもよい。
ポリエステルを構成するジオールは、芳香族ジオール、脂肪族ジオール又は脂環式ジオールであり、好ましくは脂肪族ジオールであり、より好ましくは炭素数1〜4のジオールである。ジオールは、1種類であっても、2種類以上の混合物であってもよい。
中でも、ポリエステルは、少なくとも芳香族ジカルボン酸を含むジカルボン酸と、炭素数1〜4のジオールとを反応させて得られる繰り返し単位を含むことが好ましく、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸とを含むジカルボン酸と、炭素数1〜4のジオールとを反応させて得られる繰り返し単位を含むことがより好ましい。
ポリエステルの分子の両末端は、封止されていても、封止されていなくてもよいが、光学フィルムの透湿性を低減する観点からは、封止されていることが好ましい。
また、多価アルコールエステルは、2価以上の脂肪族多価アルコールと、モノカルボン酸とのエステル(アルコールエステル)であり、好ましくは2〜20価の脂肪族多価アルコールエステルである。多価アルコールエステルは、分子内に芳香環又はシクロアルキル環を有することが好ましい。
脂肪族多価アルコールの好ましい例には、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、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、キシリトール等が含まれる。中でも、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、キシリトールなどが好ましい。
モノカルボン酸は、特に制限はなく、脂肪族モノカルボン酸、脂環式モノカルボン酸又は芳香族モノカルボン酸等でありうる。光学フィルムの透湿性を高め、かつ揮発しにくくするためには、脂環式モノカルボン酸又は芳香族モノカルボン酸が好ましい。モノカルボン酸は、1種類であってもよいし、2種以上の混合物であってもよい。また、脂肪族多価アルコールに含まれるOH基の全部をエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。
脂肪族モノカルボン酸は、炭素数1〜32の直鎖又は側鎖を有する脂肪酸であることが好ましい。脂肪族モノカルボン酸の炭素数はより好ましくは1〜20であり、さらに好ましくは1〜10である。脂肪族モノカルボン酸の例には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、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が含まれる。
脂環式モノカルボン酸の例には、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸などが含まれる。
芳香族モノカルボン酸の例には、安息香酸;安息香酸のベンゼン環にアルキル基又はアルコキシ基(例えば、メトキシ基やエトキシ基)を1〜3個を導入したもの(例えば、トルイル酸など);ベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸(例えば、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸など)が含まれ、好ましくは安息香酸である。
多価アルコールエステルの具体例は、特開2006−113239号公報段落〔0058〕〜〔0061〕記載の化合物が挙げられる。
多価カルボン酸エステルは、2価以上、好ましくは2〜20価の多価カルボン酸と、アルコールとのエステルである。多価カルボン酸は、2〜20価の脂肪族多価カルボン酸であるか、3〜20価の芳香族多価カルボン酸又は3〜20価の脂環式多価カルボン酸であることが好ましい。
多価カルボン酸エステルの例には、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含まれる。
グリコレートの例には、アルキルフタリルアルキルグリコレート類が含まれる。アルキルフタリルアルキルグリコレート類の例には、メチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、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含まれ、好ましくはエチルフタリルエチルグリコレートである。
エステルには、脂肪酸エステル、クエン酸エステルやリン酸エステルなどが含まれる。脂肪酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、及びセバシン酸ジブチル等が含まれる。クエン酸エステルの例には、クエン酸アセチルトリメチル、クエン酸アセチルトリエチル、及びクエン酸アセチルトリブチル等が含まれる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ビフェニルジフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、及びトリブチルホスフェート等が含まれ、好ましくはトリフェニルホスフェートである。
中でも、ポリエステル、グリコレート、リン酸エステルが好ましく、ポリエステルが特に好ましい。
可塑剤の含有量は、シクロオレフィン系樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜20質量%の範囲であり、より好ましくは1.5〜15質量%の範囲である。可塑剤の含有量が上記範囲内であると、可塑性の付与効果が発現でき、光学フィルムからの可塑剤の耐染みだし性にも優れる。
<紫外線吸収剤>
本発明の光学フィルムは、偏光板や液晶表示装置に照射される不要な紫外線を遮蔽するために、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤を含有することにより、液晶セル中の液晶分子の劣化を防止できるため偏光板や表示装置が太陽光等に長時間曝されても偏光機能を維持することができる。
紫外線吸収剤としては、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、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることができるが、着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、特開平10−182621号公報、特開平8−337574号公報に記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号公報に記載の高分子紫外線吸収剤も好ましく用いられる。
本発明の光学フィルムを、光学補償フィルムのほかに、偏光板の保護フィルムとして用いる場合、紫外線吸収剤としては、偏光子や液晶の劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ液晶の表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ない特性を備えていることが好ましい。
紫外線吸収剤の添加量は、高分子組成物に対して0.1〜5.0質量%の範囲内であることが好ましく、0.5〜3.0質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
本発明に有用なベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−[2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル]ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(2′−ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、オクチル−3−[3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−[3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネートの混合物等を挙げることができるが、これらに限定されない。
また、市販品として、「チヌビン(TINUVIN)109」、「チヌビン(TINUVIN)171」、「チヌビン(TINUVIN)326」、「チヌビン(TINUVIN)328」「チヌビン(TINUVIN)928」(以上、商品名、BASFジャパン社製)(TINUVINは登録商標)を好ましく使用できる。
<光学フィルムの製造方法>
本発明の光学フィルムの製造方法は、溶液流延製膜法によって製造することがクラック耐性のある薄膜の光学フィルムを製造しやすいため好ましい。
シクロオレフィン系樹脂の薄膜の光学フィルムを、溶液流延製膜法で製造した場合、樹脂鎖のほぐれが、溶融流延製膜法よりも大きいため、樹脂鎖間の絡み合いが大きい。その結果、機械物性が強く、打ち抜きやカッティングなどの加工で端部にクラックが発生しにくくなると推測している。
また、溶液流延製膜法では、溶融流延製膜法より樹脂鎖のほぐれが大きいため、重量平均分子量が500〜14000の範囲の固有複屈折率が負である化合物が、一本一本の樹脂鎖と相互作用しやすく、ひいては良好な相溶性を示しやすくなるため、クラック耐性の改善効果が大きくなると推測している。
本発明の光学フィルムは、溶液流延製膜法によって製膜するに当たって、前記シクロオレフィン系樹脂、前記固有複屈折率が負である化合物を含む有機溶媒を含有するドープを、溶解温度15〜50℃の範囲内で調製することが好ましい。
本発明の光学フィルムは、少なくともシクロオレフィン系樹脂、及び固有複屈折率が負である化合物を含有するドープを調製する工程(ドープ調製工程)と、前記ドープを支持体上に流延してウェブ(流延膜ともいう。)を形成する工程(流延工程)と、支持体上でウェブから溶媒を蒸発させる工程(溶媒蒸発工程)、ウェブを支持体から剥離する工程(剥離工程)、得られた光学フィルムを乾燥させる工程(予備乾燥工程)、延伸後の光学フィルムを更に乾燥させる工程(乾燥工程)、得られた光学フィルムを巻取る工程(巻取り工程)によって製造されることが好ましい。また、製造された光学フィルムロールからの取り効率を考慮し、予備乾燥工程の後に光学フィルムを延伸する工程(延伸工程)を設け、延伸してもよい。
<ドープ調整工程>
溶液流延製膜法に用いられる溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタンなどの塩素系溶媒;トルエン、キシレン、ベンゼン、及びこれらの混合溶媒などの芳香族系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノールなどのアルコール系溶媒;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、ジエチルエーテル;などが挙げられる。これら溶剤は1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明に係る溶媒が良溶媒と貧溶媒の混合溶媒である場合、当該良溶媒は、例えば、塩素系有機溶媒としては、ジクロロメタン、非塩素系有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−ヘキサフルオロ−1−プロパノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチル−2−プロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロパノール、ニトロエタン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等が挙げられ、中でもジクロロメタンであることが好ましい。
貧溶媒としてはアルコール系溶媒が好ましく用いられる。メタノール、エタノール及びブタノールから選択されることが、本発明の効果とともに、剥離性を改善し、高速度流延を可能にする観点から好ましい。中でもエタノールが上記観点から好ましい。
本発明では、混合溶媒であれば、前記良溶媒を溶媒全体量に対して55質量%以上を用いることが好ましく、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上用いることである。
<流延工程>
ドープを、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し、無限に移送する無端の金属支持体、例えば、ステンレスベルト、又は回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープを流延する工程である。
<溶媒蒸発工程>
ウェブを流延用金属支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる工程であり、後述する剥離時の残留溶媒量を制御する工程である。
溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法又は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。
<剥離工程>
金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程である。剥離されたウェブは光学フィルムとして次工程に送られる。
金属支持体上の剥離位置における温度は好ましくは10〜40℃の範囲であり、さらに好ましくは11〜30℃の範囲である。
剥離する時点での金属支持体上でのウェブの残留溶媒量は、15〜100質量%の範囲内とすることが好ましい。残留溶媒量の制御は、前記溶媒蒸発工程における乾燥温度及び乾燥時間で行うことが好ましい。
前記残留溶媒量が15質量%以上であると、支持体上での乾燥過程において、シリカ粒子が厚さ方向に分布を持たず光学フィルム中に均一に分散した状態になるため、好ましい。
また、前記残留溶媒量が100質量%以内であれば、光学フィルムが自己支持性を有し、光学フィルムの剥離不良を回避でき、ウェブの機械的強度も保持できることから剥離時の平面性が向上し、剥離張力によるツレや縦スジの発生を抑制できる。
<乾燥及び延伸工程>
乾燥工程は予備乾燥工程、本乾燥工程に分けて行うこともできる。
金属支持体からウェブ剥離して得られた光学フィルムは、予備乾燥させる。光学フィルムの予備乾燥は、光学フィルムを、上下に配置した多数のローラーにより搬送しながら乾燥させてもよいし、テンター乾燥機のように光学フィルムの両端部をクリップで固定して搬送しながら乾燥させてもよい。
ウェブを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ローラー、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。
ウェブの予備乾燥工程における乾燥温度は好ましくは光学フィルムのガラス転移点−5℃以下であって、30℃以上の温度で1分以上30分以下の熱処理を行うことが効果的である。乾燥温度は40〜150℃の範囲内、更に好ましくは50〜100℃の範囲内で乾燥が行われる。
<延伸工程>
本発明の光学フィルムは、延伸装置にて残留溶媒量下で延伸処理を行うことで、薄膜の光学フィルムを製造したり、広幅の光学フィルムを製造したり、また光学フィルムの平面性を向上したり、光学フィルム内の分子の配向を制御することで、位相差値Ro及びRtを調整することができる。
本発明の光学フィルムの製造において、延伸工程にて延伸する場合、延伸開始時の残留溶媒量を5質量%以上30質量%未満とすることが好ましい。より好ましくは10〜25質量%の範囲内である。延伸開始時の残留溶媒量が5%以上であれば、延伸時に光学フィルムに発生する応力を低くし、樹脂鎖の配向に伴う位相差の発現を抑制し、位相差値をゼロ位相差性の範囲に調整しやすい。また、延伸開始時の残留溶媒量が30%以下であれば、残留溶媒を含んだ光学フィルムの安定性、例えば、搬送方向(長手方向、MD方向、流延方向ともいう)、又は幅手方向(TD方向ともいう)のタルミ抑制の観点で好ましい。
延伸操作は多段階に分割して実施してもよい。また、二軸延伸を行う場合には同時二軸延伸を行ってもよいし、段階的に実施してもよい。この場合、段階的とは、例えば、延伸方向の異なる延伸を順次行うことも可能であるし、同一方向の延伸を多段階に分割し、かつ異なる方向の延伸をそのいずれかの段階に加えることも可能である。
すなわち、例えば、次のような延伸ステップも可能である:
・長手方向に延伸→幅手方向に延伸→長手方向に延伸→長手方向に延伸
・幅手方向に延伸→幅手方向に延伸→長手方向に延伸→長手方向に延伸
・幅手方向に延伸→斜め方向に延伸
また、同時二軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方を、張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。
<乾燥工程>
乾燥工程では、乾燥装置によって延伸後の光学フィルムを加熱して乾燥させる。
光学フィルム中に含有する有機溶媒量を調整するのに、乾燥工程の条件を適宜調整して行うことが好ましい。
熱風等により光学フィルムを加熱する場合、使用済みの熱風(溶媒を含んだエアーや濡れ込みエアー)を排気できるノズルを設置して、使用済み熱風の混入を防ぐ手段も好ましく用いられる。熱風温度は、40〜350℃の範囲がより好ましい。また、乾燥時間は5秒〜60分程度が好ましく、10秒〜30分がより好ましい。
乾燥工程においては、残留溶媒量が一般的には0.5質量%以下になるまで、光学フィルムを乾燥することが好ましい。
<巻取り工程>
光学フィルム中の残留溶媒量が2質量%以下となってから光学フィルムとして巻取る工程であり、残留溶媒量を好ましくは1質量%以下にすることにより寸法安定性の良好な光学フィルムを得ることができる。
巻取り方法は、一般に使用されているものを用いればよく、定トルク法、定テンション法、テーパーテンション法、内部応力一定のプログラムテンションコントロール法等があり、それらを使い分ければよい。
<光学フィルムの物性>
<ヘイズ>
本発明の光学フィルムは、ヘイズが1%未満であることが好ましく、0.5%未満であることがより好ましい。ヘイズを1%未満とすることにより、光学フィルムの透明性がより高くなり、光学用途のフィルムとしてより用いやすくなるという利点がある。
本発明の光学フィルムにおいて、マット剤を使用する場合には、上記ヘイズの観点から、均一な粒子径を有するシリカ粒子を分散させて用いることが好ましい。これにより、粒子による光散乱の程度が低くし、透明性に優れた光学フィルムを得ることができる。
ヘイズ値の測定は、23℃・50%RHの環境下、ヘイズメーター(日本電色工業社製、NDH2000)により、光学フィルムの幅手方向に等間隔で10点の測定を行い、その平均値を求めヘイズとする。
<平衡含水率>
本発明の光学フィルムは、25℃、相対湿度60%における平衡含水率が4%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましい。平衡含水率を4%以下とすることにより、湿度変化に対応しやすく、光学特性や寸法がより変化しにくく好ましい。
平衡含水率は、試料フィルムを23℃・20%RHに調湿された部屋に4時間以上放置した後、23℃・80%RHに調湿された部屋に24時間放置し、サンプルを微量水分計(例えば、三菱化学アナリテック(株)製、CA−20型)を用いて、温度150℃で水分を乾燥・気化させた後、カールフィッシャー法により定量する。
<フィルム長、幅、膜厚>
本発明の光学フィルムは、長尺であることが好ましく、具体的には、100〜40000m程度の長さであることが好ましく、ロール状に巻き取られる。また、本発明の光学フィルムの幅は1m以上であることが好ましく、更に好ましくは1.3m以上であり、特に1.3〜4mであることが好ましい。
本発明の延伸後の光学フィルムの膜厚は、5〜20μmの範囲内である。より好ましくは10〜15μmである。膜厚が5μm以上であれば、一定以上の光学フィルム強度を発現させることができ、クラック耐性の観点から好ましい。膜厚が20μm以下であれば、偏光板及び表示装置の薄型化に適用できる。本発明の構成をとることにより、薄膜でもクラック耐性が良く、光学フィルム面の場所による位相差の変動も小さいシクロオレフィン系樹脂の光学フォルムが得られる。
<光学フィルムの応用>
本発明の光学フィルムは、液晶表示装置、有機EL表示装置等の各種表示装置やタッチパネルに用いられる機能フィルムであることが好ましい。具体的には、本発明の光学フィルムは、液晶表示装置又は有機EL表示装置用の偏光板保護フィルム、位相差フィルム、反射防止フィルム、輝度向上フィルム、ハードコートフィルム、防眩フィルム、帯電防止フィルムなどでありうる。ここで、位相差フィルムとは、本発明のゼロ位相差性の位相差領域のフィルムも含む。
特に好ましい応用は、IPS型液晶表示装置用の光学フィルムである。本発明の光学フィルムは、前記位相差フィルムを兼ねる偏光板保護フィルムとして用いることもできる。
<偏光板>
<偏光子>
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。
偏光子は、ポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸した後、染色するか又はポリビニルアルコールフィルムを染色した後、一軸延伸して、好ましくはホウ素系化合物で耐久性処理をさらに行って得ることができる。
偏光子の膜厚は、5〜30μmの範囲内が好ましく、5〜15μmの範囲内であることがより好ましい。
ポリビニルアルコールを支持体上に塗布した後、延伸することにより得られる塗布型偏光子であることがより薄膜化できる点で好ましい。
ポリビニルアルコールフィルムとしては、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、ケン化度99.0〜99.99モル%のエチレン変性ポリビニルアルコールが好ましく用いられる。また、特開2011−100161号公報、特許第4691205号公報、特許第4804589号公報に記載の方法で、偏光子を作製し本発明の光学と貼り合わせて偏光板を作製することが好ましい。
<接着剤>
<水糊>
本発明に用いられる偏光板は、本発明の光学フィルムを完全ケン化型ポリビニルアルコール水溶液(水糊)を用いて偏光子に貼り合わせることが好ましい。もう一方の面には他の偏光板保護フィルムを貼合することができる。本発明の光学フィルムは液晶表示装置とされた際に、偏光子の液晶セル側に設けられることが好ましく、偏光子の液晶セルとは反対側の光学フィルムは、本発明の光学フィルム、及び従来の偏光板保護フィルムのどちらでも用いることができる。
例えば、従来の偏光板保護フィルムとしては、市販のセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック KC8UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC6UY、KC6UA、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(株)製)が好ましく用いられる。
<活性エネルギー線硬化性接着剤>
また、本発明に用いられる偏光板においては、本発明の光学フィルムと偏光子とが、活性エネルギー線硬化性接着剤により貼合されていることが好ましい。
活性エネルギー線硬化性接着剤は、紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
本発明においては、光学フィルムと偏光子との貼合に紫外線硬化型接着剤を適用することにより、薄膜でも強度が高く、平面性に優れた偏光板を得ることができる。紫外線硬化型接着剤を用いた偏光板の製造方法に特に制限は無く、従来公知の方法で製造することができる。
<保護フィルム>
偏光子を挟んで本発明の光学フィルムとは反対側に配置されるフィルムは、偏光子の保護フィルムとして機能するフィルムであることが好ましい。
このような保護フィルムとしては、本発明の光学フィルムを用いてもよいが、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)も好ましく用いることができる。本発明の光学フィルムを保護フィルムとして使用し、偏光子の両側に本発明の光学フィルムを配置しても良い。
また、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の樹脂フィルム、脂環式ポリオレフィン(例えば、日本ゼオン株式会社製、ゼオノア(登録商標)、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、シクロオレフィンコポリマー、ポリイミド(例えば、三菱ガス化学株式会社製、ネオプリム(登録商標))、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、アクリロイル系化合物等の樹脂フィルムが挙げられる。これら樹脂基材のうち、コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート(略称:PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(略称:PEN)、ポリカーボネート(略称:PC)等のフィルムが保護フィルムとして好ましく用いられる。
上記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の範囲内であり、より好ましくは10〜70μmの範囲内である。
<偏光板>
図1は、本発明の好ましい実施形態による偏光板の概略断面図である。図1の実施形態においては、偏光板101は、偏光子10と該偏光子10の両方の面に配置された光学フィルム20及び保護フィルム30とを備える。該偏光子10と該光学フィルム20及び保護フィルム30は、任意の接着層(図示せず)を介して、貼り合わせられている。
<液晶表示装置>
上記本発明の光学フィルムを貼合した偏光板を液晶表示装置に用いることによって、種々の視認性に優れた本発明に用いられる液晶表示装置を作製することができる。
また、本発明の光学フィルムは、多角形や曲線を持つディスプレイ用途の偏光板に好ましく使用され、フリーフォームで打ち抜きを行った際に端面にササクレや割れ等のクラックが生じたり、切断による切粉が生じやすいという、従来の問題を解決することができる。
本発明に用いられる偏光板は、STN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、OCBなどの各種駆動方式の液晶表示装置に用いることができる。好ましくはIPS型液晶表示装置である。
液晶表示装置には、通常視認側の偏光板とバックライト側の偏光板の2枚の偏光板が用いられるが、本発明に用いられる偏光板を両方の偏光板として用いることも好ましく、片側の偏光板として用いることも好ましい。特に本発明に用いられる偏光板は外部環境に直接触れる視認側の偏光板として用いることが好ましく、本発明の光学フィルムが保護フィルムである場合は視認側表面、又は本発明の光学フィルムが光学補償フィルムである場合は、液晶セル側に配置されることが好ましい。IPS型液晶表示装置の光学補償フィルムとして用いる場合には、液晶セルの両側に配置されることが好ましい。
また、バックライト側の偏光板は本発明以外の偏光板を用いることもでき、その場合は偏光子の両面を、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、KC6UA、KC2UAH、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)製等)を貼合した偏光板が好ましく用いられる。
また、バックライト側の偏光板として、偏光子の液晶セル側に本発明の光学フィルムを用い、反対側の面に上記市販の保護フィルムや位相差フィルム、ポリエステルフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、又は他のシクロオレフィンフィルムを貼合した偏光板も好ましく用いることができる。
本発明に用いられる偏光板を用いることで、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、表示ムラ、正面コントラスト、視野角など視認性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
<有機エレクトロルミネッセンス表示装置>
本発明のシクロオレフィン系樹脂を用いた光学フィルムはフリーフォームでの打ち抜き加工適正が高いため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置にも好適である。
本発明に用いられる有機エレクトロルミネッセンス表示装置に適用可能な有機EL素子の概要については、例えば、特開2013−157634号公報、特開2013−168552号公報、特開2013−177361号公報、特開2013−187211号公報、特開2013−191644号公報、特開2013−191804号公報、特開2013−225678号公報、特開2013−235994号公報、特開2013−243234号公報、特開2013−243236号公報、特開2013−242366号公報、特開2013−243371号公報、特開2013−245179号公報、特開2014−003249号公報、特開2014−003299号公報、特開2014−013910号公報、特開2014−017493号公報、特開2014−017494号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
[実施例1]
実施例で用いるシクロオレフィン系樹脂への添加剤として固有複屈折率が負である化合物を合成した。
芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマー及び比較の化合物を以下のように合成した。 (スチレン系オリゴマー(S−1)の合成(重量平均分子量700))
スチレン146.53g(1.407mol)、溶媒としてトルエン75g、及びラジカル開始剤として1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)0.70g(2.8mmol)を使用して、90℃に加熱し3時間反応させ重合を行った。得られた重合反応溶液中にトルエン150gを添加して希釈した後、メタノール43.6g(1.36mol)、濃硫酸1.338g(0.0136mol)を添加して60℃に加熱して2時間反応させた。得られた反応液をテトラヒドロフランで希釈し、大量のメタノール中に凝固させることにより重合体を回収・精製し、80℃の真空乾燥機で2日間乾燥させて、スチレン系共重合体を得た。得られた重合体の重量平均分子量Mw=700(Mw/Mn=1.96)であり、収率は80%であった。
(スチレン系オリゴマー(S−2〜S−5及びS−11〜S−12)の合成)
前記スチレン系オリゴマー(S−1)の合成例と同様にして、重合反応の条件を調整して、重量平均分子量の異なるスチレン系オリゴマーを得た。得られた重合体の重量平均分子量Mwは以下のとおりであり、それぞれ収率は80%であった。
S−2:重量平均分子量Mw=7500(Mw/Mn=1.95)
S−3:重量平均分子量Mw=12000(Mw/Mn=1.97)
S−4:重量平均分子量Mw=14000(Mw/Mn=1.95)
S−5:重量平均分子量Mw=500(Mw/Mn=1.96)
S−11:重量平均分子量Mw=350(Mw/Mn=1.99)
S−12:重量平均分子量Mw=20000(Mw/Mn=1.94)
(アクリル系オリゴマーの合成)
固有複屈折率が負である化合物として、アクリル系オリゴマー及び比較の化合物の合成について、以下に記載する。
(アクリル系オリゴマー(A−1)の合成(重量平均分子量500))
アクリル系オリゴマーの原料となるモノマーを以下に示す。
メチルメタクリレート(MMA):旭化成ケミカルズ(株)
前述のモノマー材料を用いて、アクリル系オリゴマーを合成した。
10Lの触媒溶解槽(SUS304、パドル翼撹拌機付、ジャケット付)に、メチルメタクリレート(MMA)と重合開始剤として2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオニ
トリル)(AIBN)を、後述の触媒液と単量体混合液に含まれるモノマー成分に対して
0.982質量%となるように投入した。これらの成分を撹拌混合し、AIBNを完全に溶解させて触媒液とした。触媒溶解槽内の温度が5℃となるように、ジャケットに冷媒を通して調整した。得られた触媒液を、ポンプで1.47kg/Hrの流量で、10Lの重合反応器(SUS304、ヘルカルリボン翼撹拌機付、ジャケット付)に連続的に送液した。
重合反応器の下部から、前述の触媒液と単量体混合液とを投入し、平均滞留時間9分、温度175℃±2℃にて、平均重合率49質量%となるまで重合反応させて、液状の重合体組成物を得た。その後、得られた液状の重合体組成物を重合反応器上部から取り出して、加熱器(内径16.7mm×長さ3m、ジャケット付)に送液した。
加熱器において、液状の重合体組成物を20kg/cmG、200℃まで加熱ししながら、得られた重合体組成物を脱揮押出し機に送液した。脱揮押出し機は、(株)日本製鋼所製の二軸押し出し機(TEX−30)、異方向回転方式、スクリュー径30mm、シリンダの長さ1200mm、リアーベント1個、フォアベント3個のものを用いた。脱揮押出し機の各ベントは減圧とし、シリンダ温度は250℃程度として液状の重合体組成物を脱揮処理して、未反応モノマーを主成分とする揮発分をベントから取り出した。取り出した未反応モノマーは、単量体回収塔(内径100mm、長さ3m、SUS304、3/8インチSUS製ラシヒリング充填塔、濃縮部長さ0.7m、回収部長さ0.3m)に回収した。
得られた溶融状態の重合体をストランド状に押し出し、水冷した。このようにして、アクリル系オリゴマーA−1を得た。
(アクリル系オリゴマー(A−2〜A−5及びA−11、A−12)の合成)
前記アクリル系オリゴマー(A−1)の合成例と同様にして、重合反応の条件を調整して、重量平均分子量の異なるアクリル系オリゴマーを得た。得られた重合体の重量平均分子量Mwは以下のとおりであり、それぞれ収率は80%であった。
A−2:重量平均分子量Mw=700(Mw/Mn=1.98)
A−3:重量平均分子量Mw=7000(Mw/Mn=1.97)
A−4:重量平均分子量Mw=13000(Mw/Mn=1.98)
A−5:重量平均分子量Mw=14000(Mw/Mn=1.97)
A−11:重量平均分子量Mw=20000(Mw/Mn=1.97)
A−12:重量平均分子量Mw=350(Mw/Mn=2.00)
(オリゴマー(F−1)の合成(重量平均分子量7500)
ポリカーボネートの重合を公知のホスゲンを用いた界面重縮合法によって行った。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に水酸化ナトリウム水溶液及びイオン交換水を仕込み、これに下記構造を有するモノマー[A]と[B]を86対14のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加えた。次にこれに塩化メチレンを加え、20℃でホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。さらに、p−tert−ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約50分間撹拌して反応を終了させた。
反応終了後有機相分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比は仕込み量比とほぼ同様であった。また、ガラス転移温度は162℃だった。この共重合体の、ウベローデ粘度管を用いてメチレンクロライド中20℃で求めた極限粘度は0.8であった。
Figure 2017110399
(オリゴマー(F−2)の合成(重量平均分子量7500)
固有複屈折値が負である材料として、フルオレン骨格を有するノルボルネン系開環共重合体を用いた。
特開2005−36201号公報の[0161]〜[0164]に記載の合成法に従って、下記式(A)で表されるスピロ[フルオレン−9,8′−トリシクロ[4.3.0.12.5][3]デセン](exo体)を合成した。
上記モノマーを3.67g、下記式(C)で表される8−メトキシカルボニル−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン3.0g、分子量調節剤の1−へキセン0.63g、及び、トルエン20.0gを、窒素置換した反応容器に仕込み、80℃に加熱した。これにトリエチルアルミニウム(0.6モル/L)のトルエン溶液0.068mL、メタノール変性WClのトルエン溶液(0.025モル/L)0.21mLを加え、80℃で約20分反応させることにより開環共重合体溶液を得た。得られた開環共重合体の重量平均分子量(Mw)は7500であり、分子量分布(Mw/Mn)は6.08であった。
<光学フィルムの作製>
<光学フィルムF−A1の作製>
<微粒子分散液の調製>
11.3質量部の微粒子(アエロジル R812、日本アエロジル(株)製)と、84質量部のエタノールとを、ディゾルバーで50分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散した。
溶解タンク中で十分撹拌されているジクロロメタン(100質量部)に、5質量部の微粒子分散液を、ゆっくりと添加した。さらに、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、微粒子添加液を調製した。
<主ドープの調製>
下記組成の主ドープを調製した。まず加圧溶解タンクにジクロロメタン及びエタノールを添加した。ジクロロメタンの入った加圧溶解タンクにシクロオレフィン系樹脂、添加剤Aと微粒子添加液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、これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用してろ過して、主ドープを調製した。
<光学フィルムの作製>
シクロオレフィン系樹脂(ARTON G7810、JSR(株)製)
90質量部
ジクロロメタン 200質量部
エタノール 10質量部
固有複屈折率が負である化合物A−1 1質量部
微粒子添加液 7.6質量部
次いで、無端ベルト流延装置を用い、主ドープを温度31℃、1800mm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28℃に制御した。ステンレスベルトの搬送速度は20m/minとした。
ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)した光学フィルム中の残留溶剤量が40%になるまで溶剤を蒸発させた。次いで、剥離張力128N/mで、ステンレスベルト支持体上から剥離した。剥離した光学フィルムを、170℃の条件下で幅方向に1.15倍延伸した。延伸開始時の残留溶剤は5質量%であった。次いで、乾燥ゾーンを多数のローラーで搬送させながら乾燥を終了させ、テンタークリップで挟んだ端部をレーザーカッターでスリットし、その後、巻き取り、膜厚10μmの光学フィルムF−A1を作製した。
[光学フィルムF−A2〜F―A22及びF−B1〜F−B18の作製]
光学フィルムFA−1の作製において、添加剤の種類、添加量、及び膜厚をそれぞれ表1及び表2に記載のように変化させて、光学フィルムF−A2〜F―A22及びF−B1〜F−B18を作製した。なお、添加剤の量を変化させる場合は、シクロオレフィン系樹脂と添加剤の合計が100質量部になるように調整した。
[光学フィルムF−B19及びF−A23の作製]
比較試料として、下記のように光学フィルムF−B19を作製した。
シクロオレフィン系樹脂(ARTON G7810、JSR(株)製)、を二軸押出機で混錬し、ストランド状に押出し、ペレタイザーで裁断して、シクロオレフィン系樹脂を製造した。以下「樹脂A1」という。
電気化学工業株式会社製シリカフィラーFS−3DC(平均粒径2.9μm)をボールミルに投入して粉砕し、不定形形状をした粉砕シリカフィラーを作製した。作製した粉砕シリカフィラーの平均一次粒子粒径を測定したところ、0.8μmであった。また、25℃における屈折率は1.43であった。
樹脂A1を99.7質量%と、球状のシリカ微粒子として株式会社アドマテックス製シリカビーズ アドマファインSO−E2(平均一次粒子粒径0.5μm、縦横比1.1、25℃における屈折率1.43)を0.3質量%とを混合して、二軸押出機で溶融混練し樹脂A′を用意した。
用意した樹脂A′を単軸押出機に供給し、溶融押出成形することによって、厚さ10μmの光学フィルムFB−19を得た。
本発明の試料として、下記のように光学フィルムF−A23を作製した。
スチレンオリゴマーS−4が10質量%、前記樹脂A′が90質量%となるように混合し、二軸押出機で溶融混練し樹脂Bを用意した。
樹脂Bを単軸押出機に供給し、溶融押出成形することによって、厚さ10μmの光学フィルムFA−23を得た。
上記のようにして作製した光学フィルムFA−1〜FA―23及びFB−1〜FB−19に対して、下記のガラス転移温度(Tg)、クラック発生率、位相差値、位相差変動度を測定した。
<耐熱性(Tg)>
セイコーインスツル(株)製の示差走査熱量計DSC220を用いて、昇温速度20℃/分で測定し、JIS K7121(1987)に従い求めた中間点ガラス転移温度をTgとした。
<クラック発生率>
光学フィルム5枚を重ね合せて(同様な構成のもの)10cm角のトムソン刃で100枚打ち抜き、クラック、割れ、欠けなどの打ち抜き不良を検出した隅の数(n)を観察した隅の数(m)で割り、クラック発生率として、下記のように百分率で示した。
クラック発生率(%)=100×(n/m)
<位相差値>
光学フィルムの面内方向の位相差値Ro、及び厚さ方向の位相差値Rtは自動複屈折率計アクソスキャン(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス社製)を用いて、23℃・55%RHの環境下、590nmの波長において、三次元屈折率測定を行い、得られた屈折率n、n、nから下記式を用いて算出する。
式(i):Ro=(n−n)×d(nm)
式(ii):Rt={(n+n)/2−n}×d(nm)
〔式(i)及び式(ii)において、nは、フィルムの面内方向において遅相軸方向における屈折率を表す。nは、フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表す。nは、フィルムの厚さ方向zにおける屈折率を表す。dは、フィルムの厚さ(nm)を表す。〕
<位相差変動度>
幅手方向1800mmの光学フィルムを準備し、5cmおきに35点の箇所で面内位相差値Roを測定した。幅手方向1800mmの光学フィルム3枚について上記測定を行い計105点の測定を行った。Roの平均値を計算し、105点の測定点のうち位相差値が平均値から2nm以上離れている点の個数を位相差変動度とした。
光学フィルムの構成と、以上の結果をまとめて表1及び表2に示した。
Figure 2017110399
Figure 2017110399
なお表中のシクロオレフィン系樹脂P−1は、JSR社製G7810(商品名)、P−2はJSR社製R5000(商品名)、P−3はJSR社製RX4500(商品名)を表す。
表1及び表2の結果から本発明の光学フィルムはクラック発生率が小さく、位相差変動度が小さいゼロ位相差性の光学フィルムが得られたことがわかる。
[実施例2]
光学フィルム中に紫外線吸収剤としてTINUVIN928(BASF社製)(登録商標)を1質量%添加した以外は、実施例1の光学フィルムF−A10と同様の試料を作製しF−A24とした。実施例1と同様にガラス転移温度(Tg)、クラック発生率、位相差値、位相差変動値を測定した。
光学フィルムF−A24の構成と、測定の結果をまとめて表3に示した。
Figure 2017110399
光学フィルムF−A24は、F−A10と同様にガラス転移温度(Tg)、クラック発生率、位相差値、位相差変動度が良好であった。
[実施例3]
<偏光板の作製>
<偏光子を有する延伸積層体1の作製>
<積層体1の作製>
帯電防止処理が施された厚さ120μmの非晶性ポリエチレンテレフタレートシートの表面をコロナ処理し、熱可塑性樹脂層Aとした。
親水性高分子としてポリビニルアルコール粉末(日本酢ビポバール(株)製、平均重合度2500、ケン化度99.0モル%以上、商品名:JC−25)を95℃の熱水中に溶解させ濃度8質量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られたポリビニルアルコール水溶液を、積層用の熱可塑性樹脂層A上に、リップコーターを用いて塗工し、80℃で20分間乾燥させ、熱可塑性樹脂層Aとポリビニルアルコールから構成される親水性樹脂層(偏光子1)を積層した積層体1を作製した。なお、親水性樹脂層(偏光子1)の厚さは、12.0μmであった。
<延伸工程>
上記積層体1を、搬送方向(MD方向)に160℃で5.3倍の自由端一軸延伸処理を施し、延伸積層体1を作製した。なお、延伸積層体1における親水性樹脂層(偏光子1)の厚さは5.6μmであった。
<染色工程>
次いで、延伸積層体1を60℃の温浴に60秒浸漬し、水100質量部あたりヨウ素を0.05質量部及びヨウ化カリウムを5質量部それぞれ含有する水溶液に、温度28℃で60秒間浸漬した。次いで、緊張状態に保ったまま、水100質量部あたりホウ酸を7.5質量部及びヨウ化カリウムを6質量部それぞれ含有するホウ酸水溶液に、温度73℃で300秒間浸漬した。その後、15℃の純水で10秒間洗浄した。水洗したフィルムを緊張状態に保ったまま、70℃で300秒間乾燥し、熱可塑性樹脂層Aと偏光子1からなる延伸積層体1を得た。
<偏光板の作製1>
下記工程1〜6に従って、上記作製した延伸積層体1と、本発明の光学フィルムF−A1を貼合し、次いで熱可塑性樹脂層Aを剥離して、偏光板PL−A1′を作製した。工程1:F−A1を60℃の2モル/L水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬し、次いで水洗及び乾燥して、鹸化した。
工程2:前記延伸積層体1の偏光子1を有する面に、固形分が2質量%のポリビニルアルコール接着剤を塗布した。
工程3:工程2でポリビニルアルコール接着剤を塗布した面(偏光子1形成面)と、工程1で処理した光学フィルムF−A1とが相対するよう配置した。なお光学フィルムF−A1は、偏光子1の吸収軸と光学フィルムF−A1の遅相軸が垂直になるように貼合した。工程4:工程3で重ね合わせた試料を、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で作製した貼合試料を2分間乾燥し、F−A1、偏光子1、熱可塑性樹脂層Aからなる偏光板を得た。
工程6:得られた偏光板から熱可塑性樹脂層Aを剥離し、偏光板PL−A1′を得た。
<偏光板の作製2>
下記工程7〜11に従って、上記作製したPL−A1′と、前記コニカミノルタタック2UAH(商品名)(コニカミノルタ(株)製)(以下「KC2UAH」という。)を貼合し、偏光板PL−A1を作製した。
工程7:KC2UAHを60℃の2モル/L水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬し、次いで水洗及び乾燥して、偏光子と貼合する側を鹸化した。
工程8:前記PL−A1′のF−A1が貼合されていない側の偏光子1の面に、固形分が2質量%のポリビニルアルコール接着剤を塗布した。
工程9:工程8でポリビニルアルコール接着剤を塗布した面と、工程7で処理した2UAHのハードコート層が付与されていない面とが相対するよう配置した。
工程10:工程9で重ね合わせた試料を、圧力20〜30N/cm、搬送スピードは約2m/分で貼合した。
工程11:80℃の乾燥機中に工程10で作製した貼合試料を2分間乾燥し、PL−A1′、 2UAHからなる偏光板、すなわち、光学フィルムF−A1、偏光子1、偏光板保
護フィルムKC2UAHからなる偏光板PL−A1を得た。
次に、偏光板PL−A1において、光学フィルムの種類を、表4に記載のように変化させた以外は偏光板PL−A1と同一の偏光板PL−A2〜PL−A24及びPL−B1〜PL−B19を作製した。
このようにして作製した偏光板について、下記のようにして偏光子の湿熱耐久性を測定した。
<湿熱耐久性(偏光子)>
液晶パネルに搭載された状態を再現するために、本発明の光学フィルムの偏光子とは反対側の面を、粘着層を介してガラスに貼り付けた後、40℃、相対湿度90%の環境下で1000時間保管した際の保管前後での偏光子の退色を目視で観察し下記の評価基準で評価した。
◎:退色無し
○:わずかに退色が見られるが偏光性能に支障は無い
×:明らかに退色している
液晶パネルに搭載された状態を再現するために、本発明の光学フィルムの偏光子とは反対側の面を、粘着層を介してガラスに貼り付けた後、40℃、相対湿度90%の環境下で1000時間保管(耐久処理)した際の保管前後での偏光子の退色を目視で観察し下記の評価基準で評価した。
◎:退色無し
○:ごくわずかに退色が見られる
×:明らかに退色している
<湿熱耐久性(光漏れ)>
加えて、偏光性能に関しての評価を以下の様にして行った。耐久処理を施していないPL−A1を、2UAHがシャーカステン側に、F−A1が視認側にくるようにして、シャーカステン上に置いた。その上に、上記でガラスに貼り付けて耐久処理を施した偏光板を、ガラスがシャーカステン側、2UAHが視認側となるようにして置いた。すなわち、光源から順に、シャーカステン、2UAH(耐久処理していない)、偏光子(耐久処理していない)、F−A1(耐久処理していない)、ガラス、粘着層、F−A1(耐久処理後)、偏光子(耐久処理後)、2UAH(耐久処理後)となるようにした。この時、上記2つの偏光子は、吸収軸が互いに垂直(クロスニコル)になるように配置した。その状態で、光源を点灯し、正面から目視で観察し、下記の評価基準で評価した。
◎:光漏れが無い
○:ごくわずかに光漏れがある
×:明らかに光漏れがある
偏光板の構成と、以上の結果をまとめて表4に示した。
Figure 2017110399
表4の結果から本発明の偏光板は湿熱耐久性が良いことがわかる。
[実施例4]
<液晶表示装置の作製>
上記作製した偏光板の特性を評価するため、IPSモードである(株)日立製作所製液晶テレビ(Wooo W32−L7000)の液晶パネルの観察者側の前面及び背面に貼付している偏光板を剥がし、この剥がした箇所に、上記実施例3で作製した偏光板PL−A1〜PL−A24及びPL−B1〜PL−B19を光源側(背面)と視認側(前面)に、それぞれ元々貼合されていた偏光板の透過軸と同一にして、アクリル系透明粘着剤を用いて貼合し、液晶表示装置CLD−A1〜CLD−A24及びCLD−B1〜CLD−B19とした。
このようにして作製した液晶表示装置の湿熱耐久性を下記の測定法、評価基準で評価を行った。
<液晶表示装置の湿熱耐久性>
液晶表示装置を40℃、相対湿度90%の環境下で1000時間保管し、試験前後での黒表示部を目視で観察した。
◎:耐久前と変化なく、良好な黒色を維持している。
○:耐久前より僅かに黒輝度の低下を感じるが、黒色を維持している。
×:明らかに黒色度が低下している。
液晶表示装置の構成と、以上の結果をまとめて表5に示した。
Figure 2017110399
表5の結果から本発明の液晶表示装置は湿熱耐久性が良いことがわかる。
本発明は、打ち抜き時のクラックや切り粉の発生が生じず、また、光学フィルム面の場所による位相差値の変動が少ないゼロ位相差性の光学フィルムとして利用することができ、特に当該光学フィルムを具備した偏光板及び表示装置に利用することができる。
10 偏光子
20 光学フィルム
30 保護フィルム
101 偏光板

Claims (6)

  1. シクロオレフィン系樹脂と固有複屈折率が負である化合物を含有する光学フィルムであって、
    前記シクロオレフィン系樹脂が、下記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマー由来の重合体であり、
    前記固有複屈折率が負である化合物の重量平均分子量が500〜14000の範囲内であり、
    前記固有複屈折率が負である化合物が1〜49質量%の範囲内で含有されており、
    前記光学フィルムの膜の厚さが5〜20μmの範囲内であり、
    前記光学フィルムの、下記式(i)で定義されるフィルム面内の位相差値Ro(nm)及び下記式(ii)で定義されるフィルム膜厚方向の位相差値Rt(nm)が、下記式(iii)及び(iv)で規定する条件を満たすことを特徴とする光学フィルム。
    (i)Ro=(n−n)×d
    (ii)Rt=((n+n)/2−n)×d
    (iii)0≦Ro≦5
    (iv)−10≦Rt≦10
    〔式中、Ro及びRtは温度23℃、相対湿度55%の環境下で波長590nmの光で測定した位相差値である。
    は、フィルム平面内の遅相軸方向の屈折率である。
    は、フィルム平面内の遅相軸方向に垂直な方向の屈折率である。
    は、フィルム面に垂直な方向の屈折率である。
    dは、フィルムの厚さ(nm)である。〕
    Figure 2017110399
    上記一般式(I)において、pは0又は1であり、mは0又は1以上の整数である。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭化水素基、ハロゲン原子、又は水素結合受容性基である。また、R〜Rは、二つ以上が互いに結合して、不飽和結合、単環又は多環を形成していてもよく、この単環又は多環は、二重結合を有していても、芳香環を形成してもよい。
  2. 前記一般式(I)で表される構造を有するシクロオレフィン系モノマーのpが0であり、かつR及びRが水素原子、Rがメチル基、Rがメトキシカルボニル基であることを特徴とする特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
  3. 前記光学フィルムのガラス転移温度(Tg)が、130〜210℃の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学フィルム。
  4. 前記固有複屈折率が負である化合物が、芳香族ビニル系化合物由来のオリゴマー又はアクリル系オリゴマーのいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光学フィルム。
  5. 偏光子の少なくとも片面に前記請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の光学フィルムを具備したことを特徴とする偏光板。
  6. 請求項5に記載の偏光板を用いたことを特徴とする表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI814068B (zh) * 2020-09-17 2023-09-01 日商柯尼卡美能達股份有限公司 披覆構件、披覆構件用之基材薄膜,及具備該等之顯示裝置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001200065A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Fuji Photo Film Co Ltd 透明成形体及びそれを用いた記録媒体
JP2001337222A (ja) * 2000-05-25 2001-12-07 Fuji Photo Film Co Ltd 位相差板
JP2007178992A (ja) * 2005-11-30 2007-07-12 Konica Minolta Opto Inc 偏光板及び液晶表示装置
JP2007530989A (ja) * 2004-03-25 2007-11-01 富士フイルム株式会社 透明フイルムおよびそれを用いた液晶表示装置
JP2013148848A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Konica Minolta Inc 光学フィルムおよびその製造方法、並びにこれを用いた偏光板

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007065575A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Jsr Corp 光学フィルム、偏光板および液晶表示装置
TWI375053B (en) * 2006-02-28 2012-10-21 Nippon Catalytic Chem Ind Phase difference film
JP5308700B2 (ja) * 2008-03-27 2013-10-09 富士フイルム株式会社 偏光板およびそれを用いた液晶表示装置
JP2009244609A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Jsr Corp 積層光学フィルムの製造方法、積層光学フィルムおよびその用途
JP5593077B2 (ja) * 2009-03-31 2014-09-17 富士フイルム株式会社 セルロースアシレートフィルムの製造方法
JP5837470B2 (ja) * 2012-09-28 2015-12-24 富士フイルム株式会社 セルロースアシレートフィルム、偏光板および液晶表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001200065A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Fuji Photo Film Co Ltd 透明成形体及びそれを用いた記録媒体
JP2001337222A (ja) * 2000-05-25 2001-12-07 Fuji Photo Film Co Ltd 位相差板
JP2007530989A (ja) * 2004-03-25 2007-11-01 富士フイルム株式会社 透明フイルムおよびそれを用いた液晶表示装置
JP2007178992A (ja) * 2005-11-30 2007-07-12 Konica Minolta Opto Inc 偏光板及び液晶表示装置
JP2013148848A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Konica Minolta Inc 光学フィルムおよびその製造方法、並びにこれを用いた偏光板

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