説明

セルロースアシレート製剤及びセルロースアシレートフィルム

【課題】液晶表示装置に組み込んだ際にも、色ずれを生じることのないセルロースアシレートフィルムを、溶融流延により成形することのできる溶融流延用セルロースアシレート製剤、及びこのようなセルロースアシレート製剤を溶融流延することにより得られるセルロースアシレートフィルムを提供すること。
【解決手段】溶融流延によって形成されるセルロースアシレートフィルムであって、下記数式(1)により求められる透過測定のYI(Yellowness Index)が0以上10以下であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
数式(1):透過測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100×(100/d)
(ここでX,Y,Zは、色差計を用いJIS K−7105の6.3に従って測定される三刺激値であり、dはセルロースアシレートフィルムの厚み(μm)である。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶融流延用セルロースアシレート製剤、及び該セルロースアシレート製剤から溶融流延によって形成されたセルロースアシレートフィルムに関する。本発明のセルロースアシレートフィルムは、光学フィルムとして用いられる。
【背景技術】
【0002】
従来、液晶画像表示装置に使用されるセルロースアシレートフィルムを製造する際に、ジクロロメタンのような塩素系有機溶剤に溶解し、これを基材上に流延、乾燥して製膜する溶液流延法が主に実施されている。塩素系有機溶剤としてジクロロメタンが、従来からセルロースアシレートの良溶媒として用いられ、製造工程の製膜及び乾燥工程において沸点が低い(沸点約40℃)ことから乾燥させ易いという利点により好ましく使用されている。近年、環境保全の観点から、低沸点である塩素系有機溶媒は、密閉設備で取り扱われることによりその大気中への漏れが著しく低減されるようになった。さらに、万が一漏れても外気に出す前にガス吸収塔を設置し有機溶媒を吸着させて処理する方法、排出する前に火力による燃焼あるいは電子線ビームによる塩素系有機溶媒の分解などで、殆ど該有機溶媒を排出することはなくなったが、完全な非排出までには更に研究する必要がある。
【0003】
このような対策として、特許文献1には、有機溶剤を用いない製膜法として、セルロースアシレートを溶融製膜する方法が提案されている。この方法は、セルロースアシレートが流動性を示す温度まで加熱・溶融し、次いでこの流動状態のセルロースアシレートを、エンドレスベルト又はドラム上に押し出して製膜するものである。この技術では、セルロースアシレートとして、エステル基の炭素鎖を長くして融点を下げ溶融製膜しやすくしたものが好ましく用いられており、具体的には、セルロースアセテートから、セルロースプロピオネートやセルロースブチレート等に変えることで溶融製膜が容易となっている。しかし、特許文献1に記載の方法に従って溶融製膜したものを用いて偏光板を作成し、液晶表示装置に組み込んだところ、色ずれを引き起こし改良が望まれていた。
【特許文献1】特開2000−352620
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、溶融製膜したセルロースアシレートフィルムを用いた偏光板を液晶表示装置に組み込んだ際に発生する色ずれを解消した、優れたセルロースアシレートフィルムを提供することにある。
【0005】
本発明の他の目的は、上記の優れたセルロースアシレートフィルムを溶融成膜することができる溶融流延用セルロースアシレート製剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、研究の結果、液晶表示装置に組み込んだ時に発生する色ずれは、セルロースアシレートフィルムの透過測定におけるYI(Yellowness Index)を特定の範囲内とすることで、解消されることを見出した。
【0007】
本発明者らは、研究を進めた結果、色ずれの原因は、セルロースアシレートの溶融製膜中に発生する微妙な着色(黄変)に起因することを見出した。セルロースアシレートを溶融するために、熱と剪断力(混練押出機のスクリューがセルロースアシレートを強くこすり混練する力)を加えるが、これにより同時にセルロースアシレートが分解されて黄色の着色(黄変)を引き起こす。このことが、セルロースアシレートフィルムを液晶標示素子に組み込んだ際に、色ずれを引き起こす原因となるものと考えられる。
【0008】
さらに研究を進めた結果、このような黄変を改善するには、特定構造の棒状化合物を少なくとも1種類、セルロースアシレート中に含有させることにより、好適に、混練押出機中のセルロースアシレートの分解による着色を特異的に抑制できることを見出した。
【0009】
すなわち、本発明の上記目的は以下の構成により達成される。
(1)溶融流延によって形成されるセルロースアシレートフィルムであって、下記数式(1)により求められる透過測定のYI(Yellowness Index)が0以上10以下であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
数式(1):透過測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100×(100/d)
(ここでX,Y,Zは、色差計を用いJIS K−7105の6.3に従って測定される三刺激値であり、dはセルロースアシレートフィルムの厚み(μm)である。)
【0010】
(2)下記一般式(1)で表される棒状化合物を少なくとも1種類含む溶融流延用セルロースアシレート製剤。
Ar1−L1−Ar2 (1)
(式中、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、芳香族基であり、L1は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−O−、−CO−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基である)
【0011】
(3)上記一般式(1)記載の棒状化合物を、セルロースアシレートに対し0.1質量%以上40質量%以下含有する上記(2)に記載の溶融流延用セルロースアシレート製剤。
【0012】
(4)セルロースアシレートのアシル基の置換度が、下記の数式(2)〜(4)を満たす上記(2)又は(3)に記載のセルロースアシレート製剤。
数式(2):2.5≦X+Y<3.0
数式(3):0≦X≦1.8
数式(4):1.0≦Y<3
(式中、Xはアセチル基の置換度を表し、Yはプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基及びヘキサノイル基の置換度の総和を表す。)
【0013】
(5)さらにプロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸の少なくとも1種類を1ppm以上1000ppm以下含む上記(2)〜(4)のいずれかに記載のセルロースアシレート製剤。
【0014】
(6)上記(2)〜(5)のいずれかに記載の溶融流延用セルロースアシレート製剤を溶融して流延することを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製造方法。
(7) 上記(3)に記載のセルロースアシレート製剤を流延して形成され、上記一般式(1)記載の棒状化合物を、セルロースアシレートに対し0.1質量%以上15質量%以下含有することを特徴とする上記(1)記載のセルロースアシレートフィルム。
(8)上記(2)〜(5)のいずれかに記載の溶融流延用セルロースアシレート製剤を溶融して流延することで製造されたセルロースアシレートフィルム。
(9)上記(1)、(7)又は(8)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを、少なくとも一軸方向に10%以上300%以下延伸したことを特徴とする延伸セルロースアシレートフィルム。
【0015】
(10)面内のレターデーション(Re)、厚み方向のレターデーション(Rth)が20nm以上800nm以下である上記(1)、(7)、(8)又は(9)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
(11)Re,Rth湿度変動の、少なくとも一方が0%以上15%以下である上記(1)、(7)、(8)、(9)又は(10)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルム。
【0016】
(12)偏光膜に上記(1)、(7)、(8)、(9)又は(10)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを少なくとも1層積層したことを特徴とする偏光板。
(13)上記(1)、(7)、(8)、(9)又は(10)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを基材に用いた、液晶表示板用光学補償フィルム。
(14)上記(1)、(7)、(8)、(9)又は(10)のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを基材に用いた、反射防止フィルム。
【発明の効果】
【0017】
本発明の溶融流延用セルロースアシレート製剤は、液晶表示装置に組み込む時、色ずれなどの不具合が生じることがない優れたセルロースアシレートフィルムを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において、数値が物性値、特性値等を表す場合に、「(数値1)〜(数値2)」という記載は「(数値1)以上(数値2)以下」の意味を表す。また、「(メタ)アクリロイル」との記載は、「アクリロイル及びメタクリロイルの少なくともいずれか」の意味を表す。「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリル酸」等も同様である。
【0019】
前述の通り、本発明のセルロースアシレートフィルムは、溶液流延によって形成され、下記数式(1)により求められる透過測定のYI(Yellowness Index)が0以上10以下であることを特徴とする。
数式(1):透過測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100×(100/d)
(ここでX,Y,Zは、色差計を用いJIS K−7105の6.3に従って測定される三刺激値であり、dはセルロースアシレートフィルムの厚み(μm)である。)
YIの範囲は0以上10以下であり、より好ましくは0以上7以下、さらに好ましくは0以上5以下である。
【0020】
本発明のセルロースアシレート製剤は、セルロースアシレートと、棒状化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。
【0021】
棒状化合物は単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。好ましい含有量は、形成されたセルロースアシレートフィルム中のセルロースアシレートに対し0.1質量%以上15質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以上12質量%以下、より好ましくは0.8質量%以上8質量%以下である。棒状化合物を2種以上混合して用いた場合、これらの含有量は添加される棒状化合物の総和を指す。
【0022】
棒状環化合物を添加することにより、得られるセルロースアシレートフィルムの面内のレターデーション(Re)、厚み方向のレターデーション(Rth)が発現し易い特性も付与でき、好ましい。なお、本発明でいうRe、Rthは下記数式(5)及び(6)で示され、Reは面内の長手方向(MD)、幅方向(TD)の屈折率の差の指標であり、Rthは面内の平均屈折率と厚み方向の屈折率との差の指標である。このようなRe、Rthを有しているセルロースアシレートフィルムは、液晶表示板に組み込んだ際に、視野角を広くとることができるのでより好ましい。好ましいRe、Rthは20nm以上800nm以下、より好ましくは25nm以上500nm以下、さらに好ましくは30nm以上300nm以下である。さらにRe≦Rthであることが好ましく、より好ましくはRe×1.5≦Rth、さらに好ましくはRe×2≦Rthであるのがよい。このようなRe,Rthは、後述の延伸によってより顕著に発現させることができる。
【0023】
数式(5):Re=(nmd−ntd)×d
数式(6):Rth=|{(nmd+ntd)/2}−nth|×d
【0024】
ここで、nmd、ntd、nthはそれぞれ、長手方向(MD)、幅方向(TD)、厚み方向(Th)の屈折率を指し、dは厚み(nm単位で表したもの)を指す。
【0025】
棒状環化合物を添加することにより、さらに湿度でRe、Rthが変動し難い特性も付与でき、好ましい。好ましいRe、Rth湿度変動は、少なくとも一方が0%以上15%以下であり、より好ましくは0%以上10%以下、さらに好ましくは0%以上7%以下である。ここでいう湿Re、Rth湿度変動とは、25℃、80%RHで測定したRe、Rthの値と、25℃、10%RHで測定したRe、Rthの値の差の絶対値を、それぞれ25℃、60%RHで測定したRe、Rthの値で割り百分率で表したものである。
【0026】
〔棒状化合物〕
本発明では、棒状化合物として250nmよりも短波長側に吸収極大を有するものを用いることも好ましい。このような棒状化合物は、少なくとも1つの芳香族環を有することが好ましく、少なくとも2つの芳香族環を有することがさらに好ましい。
【0027】
本発明に用いられる棒状化合物は、直線的な分子構造を有することが好ましい。ここで直線的な分子構造とは、熱力学的に最も安定な構造において棒状化合物の分子構造が直線的であることを意味する。熱力学的に最も安定な構造は、結晶構造解析又は分子軌道計算によって求めることができる。例えば、分子軌道計算ソフト{例えば、“WinMOPAC2000”富士通(株)製}を用いて分子軌道計算を行い、化合物の生成熱が最も小さくなるような分子の構造を求めることができる。分子構造が直線的であるとは、上記のように計算して求められる熱力学的に最も安定な構造において、分子構造の角度が140゜以上であることを意味する。
【0028】
棒状化合物としては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
Ar1−L1−Ar2 (1)
【0029】
上記一般式(1)において、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。本明細書において芳香族基は、アリール基(芳香族性炭化水素基)、置換アリール基、芳香族性ヘテロ環基及び置換芳香族性ヘテロ環基を含む。これらの芳香族基では、アリール基及び置換アリール基が、好ましい。
【0030】
アリール基(芳香族性炭化水素基)の芳香族環としては、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましい。これらの芳香族環は単一であってもよく、2つ以上が連結していても良い。例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、インデン環、ビフェニル、テルフェニルなどが挙げられる。これらの中で特に好ましいのがベンゼン環である。
芳香族性へテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましい。芳香族性へテロ環は一般に最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、窒素原子又は硫黄原子がさらに好ましい。芳香族性へテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、及び1,3,5−トリアジン環が含まれる。
【0031】
芳香族基の芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環及びピラジン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
【0032】
置換アリール基及び置換芳香族性ヘテロ環基の置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基(例えば、メチルアミノ、エチルアミノ、ブチルアミノ、ジメチルアミノ)、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基(例えば、N−メチルカルバモイル、N−エチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル)、スルファモイル、アルキルスルファモイル基(例えば、N−メチルスルファモイル、N−エチルスルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル)、ウレイド、アルキルウレイド基(例えば、N−メチルウレイド、N,N−ジメチルウレイド、N,N,N’−トリメチルウレイド)、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、オクチル、イソプロピル、s−ブチル、t−アミル、シクロヘキシル、シクロペンチル)、アルケニル基(例えば、ビニル、アリル、ヘキセニル)、アルキニル基(例えば、エチニル、ブチニル)、アシル基(例えば、ホルミル、アセチル、ブチリル、ヘキサノイル、ラウリル)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ、ブチリルオキシ、ヘキサノイルオキシ、ラウリルオキシ)、アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペンチルオキシカルボニル、ヘプチルオキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル)、アルコキシカルボニルアミノ基(例えば、ブトキシカルボニルアミノ、ヘキシルオキシカルボニルアミノ)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘプチルチオ、オクチルチオ)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル、ヘプチルスルホニル、オクチルスルホニル)、アミド基(例えば、アセトアミド、ブチルアミド基、ヘキシルアミド、ラウリルアミド)及び非芳香族性複素環基(例えば、モルホリル、ピラジニル)が含まれる。
【0033】
置換アリール基及び置換芳香族性ヘテロ環基の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、アルキル置換アミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基及びアルキル基が好ましい。アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基のアルキル部分とアルキル基とは、さらに置換基を有していてもよい。アルキル部分及びアルキル基の置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基、スルファモイル、アルキルスルファモイル基、ウレイド、アルキルウレイド基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アミド基及び非芳香族性複素環基が含まれる。アルキル部分及びアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシ基が好ましい。
【0034】
前記一般式(1)において、L1は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−O−、−CO−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基である。アルキレン基は、環状構造を有していてもよい。環状アルキレン基としては、シクロヘキシレンが好ましく、1,4−シクロへキシレンが特に好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基の方が分岐を有するアルキレン基よりも好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましく、1〜8であることが特に好ましく、1〜6であることが最も好ましい。
【0035】
アルケニレン基及びアルキニレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。アルケニレン基及びアルキニレン基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜6であることがさらに好ましく、2〜4であることが特に好ましく、2(ビニレン又はエチニレン)であることが最も好ましい。
【0036】
組み合わせからなる2価の連結基の例を示す。
L−1:−O−CO−アルキレン基−CO−O−
L−2:−CO−O−アルキレン基−O−CO−
L−3:−O−CO−アルケニレン基−CO−O−
L−4:−CO−O−アルケニレン基−O−CO−
L−5:−O−CO−アルキニレン基−CO−O−
L−6:−CO−O−アルキニレン基−O−CO−
【0037】
一般式(1)の分子構造において、L1を挟んで、Ar1とAr2とが形成する角度は、140゜以上であることが好ましい。棒状化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物がさらに好ましい。
Ar1−L2−X−L3−Ar2 (2)
【0038】
一般式(2)において、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義及び例は、一般式(1)のAr1及びAr2と同様である。
【0039】
一般式(2)において、L2及びL3は、それぞれ独立に、アルキレン基、−O−、−CO−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基である。アルキレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、1〜4であることが特に好ましく、1又は2(メチレン又はエチレン)であることが最も好ましい。L2及びL3は、−O−CO−又は−CO−O−であることが特に好ましい。
【0040】
一般式(2)において、Xは、1,4−シクロへキシレン、ビニレン又はエチニレンである。以下に、一般式(1)で表される化合物の具体例を示す。
【0041】
【化1】

【0042】
【化2】

【0043】
【化3】

【0044】
【化4】

【0045】
【化5】

【0046】
【化6】

【0047】
【化7】

【0048】
【化8】

【0049】
【化9】

【0050】
具体例(1)〜(34)、(41)及び(42)は、シクロヘキサン環の1位と4位とに二つの不斉炭素原子を有する。ただし、具体例(1)、(4)〜(34)、(41)及び(42)は、対称なメソ型の分子構造を有するため、光学異性体(光学活性)はなく、幾何異性体(トランス型とシス型)のみが存在する。具体例(1)のトランス型(1−trans)とシス型(1−cis)とを、以下に示す。
【0051】
【化10】

【0052】
前述したように、棒状化合物は直線的な分子構造を有することが好ましい。そのため、トランス型の方がシス型よりも好ましい。具体例(2)及び(3)は、幾何異性体に加えて光学異性体(合計4種の異性体)を有する。幾何異性体については、同様にトランス型の方がシス型よりも好ましい。光学異性体については、特に優劣はなく、D、Lあるいはラセミ体のいずれでもよい。具体例(43)〜(45)では、中心のビニレン結合にトランス型とシス型とがある。上記と同様の理由で、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
【0053】
棒状化合物溶液の紫外線吸収スペクトルにおいて、最大吸収波長(λmax)が250nmより短波長であるような棒状化合物を2種類以上併用してもよい。棒状化合物は、文献記載の方法を参照して合成できる。文献としては、“Mol. Cryst. Liq. Cryst.”,53巻、229頁(1979年)、同89巻、93頁(1982年)、同145巻、111頁(1987年)、同170巻、43頁(1989年)、“J. Am. Chem. Soc.”,113巻、1349頁(1991年)、同118巻、5346頁(1996年)、同92巻、1582頁(1970年)、“J. Org. Chem.”,40巻、420頁(1975年)、“Tetrahedron”,48巻16号、3437頁(1992年)を挙げることができる。
本発明の棒状化合物は、単独で用いても、2種類上の化合物を混合して用いてもよい。
【0054】
また、セルロースアシレートフィルムの黄変の改善には、棒状化合物の替わりに安息香酸フェニルエステル化合物又はトリアジン環化合物を用いてもよい。中でも好ましくは、棒状化合物である。
【0055】
〔セルロースアシレート樹脂〕
本発明で用いられるセルロースアシレートは、以下の特徴を有するものが好ましい。すなわち、セルロースアシレートのアシル基の置換度が、下記の数式(2)〜(4)を満たすセルロースアシレートが好ましい。
【0056】
数式(2):2.5≦X+Y<3.0
数式(3):0≦X≦1.8
数式(4):1.0≦Y<3
(式中、Xはアセチル基の置換度を表し、Yはプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基の置換度の総和を表す。)
【0057】
より好ましいセルロースアシレートは;
数式(4−1):1.25≦Y<3
【0058】
さらに好ましいセルロースアシレートは;
Yの1/2以上がプロピオニル基の場合は、下記数式(2−2)及び(4−2)を満たし、
数式(2−2):2.6≦X+Y≦2.95
数式(4−2):2.0≦Y≦2.95
Yの1/2未満がプロピオニル基の場合は、下記数式(2−3)及び(4−3)を満たす。
数式(2−3):2.6≦X+Y≦2.95
数式(4−3):1.3≦Y≦2.5
【0059】
特に好ましいセルロースアシレートは;
Yの1/2以上がプロピオニル基の場合は、下記数式(2−4)及び(4−4)を満たし、
数式(2−4):2.7≦X+Y≦2.95
数式(4−4):2.4≦Y≦2.9
Yの1/2未満がプロピオニル基の場合は、下記数式(2−5)及び(4−5)を満たす。
数式(2−5):2.7≦X+Y≦2.95
数式(4−5):1.3≦Y≦2.0
【0060】
本発明では、アセチル基の置換度を少なくし、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基の置換度の総和を多くしたセルロースアシレートを用いることが好ましい。これにより、延伸中に伸びむらが発生し難く、Re,Rthむらが発現しにくい上、結晶融解温度(Tm)を下げることができ、溶融製膜の熱による分解で発生する黄変を抑制することもでき、好ましい。これらの効果は、なるべく大きな置換基を用いることで達成できるが、大きすぎるとガラス転移温度(Tg)や弾性率を低下させすぎることがあるため、アセチル基より大きなプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基を多く用いることが好ましく、より好ましくはプロピオニル基、ブチリル基、さらに好ましくはブチリル基を用いるのがよい。
【0061】
これらのセルロースアシレート合成方法の基本的な原理は、右田他、木材化学180〜190頁(共立出版、1968年)に記載されている。代表的な合成方法は、カルボン酸無水物−酢酸−硫酸触媒による液相酢化法である。
【0062】
具体的には、綿花リンターや木材パルプ等のセルロース原料を適当量の酢酸で前処理した後、予め冷却したカルボン酸化混液に投入してエステル化し、完全セルロースアシレート(2位、3位及び6位のアシル置換度の合計が、ほぼ3.00)を合成する。上記カルボン酸化混液は、一般に溶媒としての酢酸、エステル化剤としての無水カルボン酸及び触媒としての硫酸を含む。無水カルボン酸は、これと反応するセルロース及び系内に存在する水分の合計よりも、化学量論的に過剰量で使用することが普通である。アシル化反応終了後に、系内に残存している過剰の無水カルボン酸の加水分解及びエステル化触媒の一部の中和のために、中和剤(例えば、カルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウム又は亜鉛の炭酸塩、酢酸塩又は酸化物)の水溶液を添加する。
【0063】
次に、得られた完全セルロースアシレートを少量の酢化反応触媒(一般には、残存する硫酸)の存在下で、50〜90℃に保つことによりケン化熟成し、所望のアシル置換度及び重合度を有するセルロースアシレートまで変化させる。所望のセルロースアシレートが得られた時点で、系内に残存している触媒を前記のような中和剤を用いて完全に中和するか、又は中和することなく水もしくは希硫酸中にセルロースアシレート溶液を投入(あるいは、セルロースアシレート溶液中に、水又は希硫酸を投入)してセルロースアシレートを分離し、洗浄及び安定化処理によりセルロースアシレートを得る。
【0064】
本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの重合度は、粘度平均重合度200〜700、より好ましくは250〜550、更に好ましくは250〜400であり、特に好ましくは粘度平均重合度250〜350である。平均重合度は、宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)により測定できる。更に特開平9−95538号公報に詳細に記載されている。
【0065】
このような重合度の調整には低分子量成分を除去することでも達成できる。低分子成分が除去されると、平均分子量(重合度)が高くなるが、粘度は通常のセルロースアシレートよりも低くなるため有用である。低分子成分の除去は、セルロースアシレートを適当な有機溶媒で洗浄することにより実施できる。さらに重合方法でも分子量を調整できる。例えば、低分子成分の少ないセルロースシレテートを製造する場合、酢化反応における硫酸触媒量を、セルロース100質量部に対して0.5〜25質量部に調整することが好ましい。硫酸触媒の量を上記範囲にすると、分子量部分布の点でも好ましい(分子量分布の均一な)セルロースアシレートを合成することができる。
【0066】
本発明で用いられるセルロースアシレートは、質量平均分子量Mw/数平均分子量Mn比が1.5〜5.5のものが好ましく用いられ、より好ましくは2.0〜5.0であり、更に好ましくは2.5〜5.0であり、特に好ましくは3.0〜5.0のセルロースアシレートが好ましく用いられる。
【0067】
これらのセルロースアシレートは1種類のみを用いてもよく、2種以上混合してもよい。また、セルロースアシレート以外の高分子成分を適宜混合したものでもよい。混合される高分子成分はセルロースアシレートと相溶性に優れているものが好ましく、フィルムにしたときの透過率が80%以上、更に好ましくは90%以上、更に好ましくは92%以上であることが好ましい。
【0068】
[プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸]
本発明では、セルロースアシレート製剤(及び該製剤より形成されるセルロースアシレートフィルム)中に、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸の少なくとも1種類が、1ppm以上1000ppm以下、より好ましくは10ppm以上800ppm以下、さらに好ましくは20ppm以上600ppm以下含まれることが好ましい。このような酸を含有することにより、その機構は詳らかではないが、前記の棒状化合物との相乗効果により、セルロースアシレートフィルムのYIを抑制する効果を有する。
【0069】
[可塑剤]
さらに本発明では、セルロースアシレート製剤(及び該製剤より形成されるセルロースアシレートフィルム)中に可塑剤を添加してもよい。可塑剤としては、例えば、アルキルフタリルアルキルグリコレート類、リン酸エステルやカルボン酸エステル等が挙げられる。
【0070】
アルキルフタリルアルキルグリコレート類としては、例えばメチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等が挙げられる。
【0071】
リン酸エステルとしては、例えばトリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、フェニルジフェニルホスフェート等を挙げることができる。さらに特表平6−501040の請求項3〜7に記載のリン酸エステル系可塑剤を用いることが好ましい。
【0072】
カルボン酸エステルとしては、例えばジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート及びジエチルヘキシルフタレート等のフタル酸エステル類;例えばクエン酸アセチルトリメチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル等のクエン酸エステル類;例えばジメチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ビス(2−エチルヘキシル)アジペート、ジイソデシルアジペート、ビス(ブチルジグリコールアジペート)等のアジピン酸エステルを挙げることができる。またその他、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、トリアセチン等を単独あるいは併用するのが好ましい。
【0073】
これらの可塑剤は、セルロースアシレートフィルムに対し0質量%以上20質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上20質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上15質量%以下である。これらの可塑剤は必要に応じて、2種類以上を併用して用いてもよい。
【0074】
[その他添加剤]
さらに、本発明のセルロースアシレート製剤(及び該製剤より形成されるセルロースアシレートフィルム)には、可塑剤以外に、種々の添加剤{例えば、紫外線防止剤、劣化防止剤、光学異方性コントロール剤、微粒子、赤外吸収剤、界面活性剤、臭気トラップ剤(アミン等)など}を加えることができる。
【0075】
赤外吸収染料としては、例えば特開平2001−194522のものが使用でき、紫外線吸収剤としては、例えば特開平2001−151901に記載のものが使用でき、それぞれセルロースアシレートに対して、0.001〜5質量%含有させることが好ましい。
【0076】
微粒子としては、平均粒径が5〜3000nmのものを使用することが好ましく、金属酸化物や架橋ポリマーからなるものを使用することができ、セルロースアシレートに対して、0.001〜5質量%含有させることが好ましい。
【0077】
劣化防止剤は、セルロースアシレートに対して0.0001〜2質量%含有させることが好ましい。
【0078】
光学異方性コントロール剤は、例えば特開2003−66230、特開2002−49128記載のものを使用でき、セルロースアシレートに対して0.1〜15質量%含有させることが好ましい。
【0079】
〔セルロースアシレートフィルム〕
本発明のセルロースアシレートフィルムは、セルロースアシレートと、棒状化合物の少なくとも1種とを含有する溶融流延用セルロースアシレート製剤を、溶融、流延して製造されることが好ましい。製剤としての形状は特に限定されないが、粉末状又はペレット状が好ましい。
【0080】
〔製剤化〕
本発明において、溶融流延によるセルロースアシレートフィルムの製造に際しては、セルロースアシレートは、製膜に先立って製剤化される。製剤化としては、粉末又はペレット化することが好ましい。この際、上記棒状化合物や、可塑剤、その他添加剤と一緒に製剤化することが好ましい。これら添加剤の添加量は、最終的にフィルムで必要とする量になるよう混合してもよく、またこれより添加量を多くした製剤(以下、これらの製剤のうちペレット状のものを「マスターペレット」とも称する)を作成してもよい。マスターペレットを作成した場合、添加剤を添加していない、又はフィルムで必要とした量より少なく作成した製剤(粉末又はペレット等)を用い、必要添加量になるよう希釈して製膜すればよい。マスターペレット中へのこれら添加剤の好ましい添加量は、0.1質量%以上40質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以上30質量%以下、より好ましくは0.8質量%以上20質量%以下である。これにより、ペレット作成中の黄変を抑制しYIを減少させることができる。
【0081】
ペレットのYIは反射法により測定される。本発明のセルロースアシレートペレットの好ましい反射測定のYIは40以下であることが好ましく、より好ましくは30以下、さらに好ましくは20以下である。ペレットのYIをこのような範囲とすることにより、このペレットを用いて溶融製膜したフィルムのYIを減少させる効果を有し、好ましい。
【0082】
なお、ペレットの反射測定によるYIとは、色差計を用いJIS K−7105 6.3に従って、反射測定により三刺激値X,Y,Zを測定し、下記数式(7)から反射測定のYIを求めたものである。
数式(7):反射測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100
【0083】
ペレット化する場合、その前にセルロースアシレート、棒状化合物や、可塑剤、その他添加剤は、含水率が1質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下になるまで乾燥しておくことが好ましい。
【0084】
ペレット化は2軸混練押し出し機を用い、150℃以上220℃以下、より好ましくは160℃以上210℃以下、さらに好ましくは170℃以上200℃以下で、スクリュー回転数30rpm以上800rpm以下、より好ましくは80rpm以上600rpm以上、さらに好ましくは120rpm以上400rpm以下で、滞留時間15秒以上5分以下、より好ましくは20秒以上4分以下、さらに好ましくは20秒以上2分以下混練する。この際、棒状化合物や、可塑剤、その他添加剤は、最初からセルロースアシレートと混合して混練押出し機に供給してもよく、混練押出し機の途中に設けたポートから添加してもよい。ペレットは、混練機の出口に付けた、3mm2〜300mm2の孔が1〜500個空いたダイから、10℃以上90℃以下の水中に押出しストランド状に固化させた後、1mmから20mm間隔で裁断、乾燥することにより得ることができる。ペレットの断面は円、多角形(三角形、四角形、五角形等)いずれであってもよい。
【0085】
粉末化とは、粉状、フレーク状、粒状等にすることであり、粉状とは100μm以下のものを指し、フレーク状とは100μmを越える大きさのものを指し、粒状とは粉末の会合させたものを指す。セルロースアシレートは、均一溶剤の中で合成され、これを貧溶剤(水等)に投入する際に固化するが、この時強く撹拌しながら投入すると粉状に、弱く撹拌しながら投入するとフレーク状にすることができる。棒状化合物は本来粉状であり、これをそのまま用いても良く、造粒して用いても良い。造粒は、棒状化合物は単独で行っても良く、セルロースアシレートと一緒に造粒しても良い。造粒する方法は特に限定されないが、これらを溶解する溶剤を少量添加し撹拌することで造粒しても良く、加熱し少し融解させながら撹拌することで造粒しても良い。
これらの粉末は、棒状化合物はとセルロースアシレートが混合されていることが必要である。混合は溶融製膜前であればどこでおこなっても良く、例えばミキサー等で十分撹拌したものを一旦ストックし、これを溶融押し出し機に投入すても良く、これらを撹拌しながら直接溶融押し出し機に投入しても良い。このような粉末を溶融する場合、溶融押し出し機は2軸の溶融押し出し機を用いるのがより好ましい。
【0086】
[溶融製膜]
(1)乾燥
溶融製膜には上述の方法で粉末又はペレット化したものを用いるのが好ましく、製膜に先立ち、粉末又はペレット中の含水率を1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下にした後、溶融押出機のホッパーに投入するのがよい。このときホッパーの温度を、使用されるセルロースアシレートのガラス転移点(Tg)を基準にして、Tg−50℃以上でTg+30℃以下の温度、より好ましくはTg−40℃以上でTg+10℃以下の温度、さらに好ましくはTg−30℃以上でTg以下の温度の範囲にすることが好ましい。これによりホッパー内での水分の再吸着を抑制し、上記乾燥の効率をより発現し易くできる。
【0087】
(2)混練押出し
乾燥されたセルロースアシレート製剤は、押出機中で、120℃以上250℃以下、より好ましくは140℃以上220℃以下、さらに好ましくは150℃以上200℃以下で混練溶融される。この時、製剤の溶融は一定温度で行ってもよく、いくつかの温度領域に分割制御して行ってもよい。好ましい混練時間は2分以上60分以下であり、より好ましくは3分以上40分以下であり、さらに好ましくは4分以上30分以下である。さらに、溶融押出し機内を不活性(窒素等)気流中、あるいはベント付き押出し機を用い真空排気しながら実施するのも好ましい。
【0088】
(3)キャスト
溶融した樹脂を、ギヤポンプに通して押出機の脈動を除去した後、金属メッシュフィルター等で濾過を行い、この後ろに取り付けたT型のダイから冷却ドラム上にシート状に押し出す。押出しは単層で行ってもよく、マルチマニホールドダイやフィードブロックダイを用いて複数層押出してもよい。この時、ダイのリップの間隔を調整することで幅方向の厚みむらを調整することができる。
【0089】
この後キャスティングドラム上に押出す。この時、静電印加法、エアナイフ法、エアーチャンバー法、バキュームノズル法、タッチロール法等の方法を用い、キャスティングドラムと溶融押出ししたシートの密着を上げることも好ましい。このような密着向上法は、溶融押出しシートの全面に実施してもよく、一部に実施してもよい。キャスティングドラムは60℃以上160℃以下が好ましく、より好ましくは70℃以上150℃以下、さらに好ましくは80℃以上140℃以下である。
【0090】
次ぎに、得られたキャストフィルムをキャスティングドラムから剥ぎ取り、ニップロールを経た後巻き取る。巻き取り速度は10m/分以上100m/分以下が好ましく、より好ましくは15m/分以上80m/分以下、さらに好ましくは20m/分以上70m/分以下である。製膜幅は1m以上5m以下、さらに好ましくは1.2m以上4m以下、さらに好ましくは1.3m以上3m以下が好ましい。このようにして得られた未延伸フィルムの厚みは30μm以上400μm以下が好ましく、より好ましくは40μm以上300μm以下、さらに好ましくは50μm以上200μm以下である。
【0091】
得られた未延伸フィルムは両端をトリミングし、巻き取ることが好ましい。トリミングされた部分は、粉砕処理された後、或いは必要に応じて造粒処理や解重合・再重合等の処理を行った後、同じ品種のフィルム用原料として、又は異なる品種のフィルム用原料として再利用してもよい。また、巻き取り前に、少なくとも片面にラミフィルムを付けることも、傷防止の観点から好ましい。
このようにして得たシートは両端をトリミングし、巻き取ることが好ましい。トリミングされた部分は、粉砕処理された後、或いは必要に応じて造粒処理や解重合・再重合等の処理を行った後、同じ品種のフィルム用原料として又は異なる品種のフィルム用原料として再利用してもよい。また、巻き取り前に、少なくとも片面にラミフィルムを付けることも、傷防止の観点から好ましい。
【0092】
[延伸]
延伸は縦方向、横方向の少なくとも一方方向(一軸方向)に延伸するのが好ましく、縦、横両方延伸するのがより好ましい。好ましい延伸温度は、セルロースアシレートのTg以上Tg+50℃以下であり、より好ましくはTg+1℃以上Tg+30℃以下、さらに好ましくはTg+2℃以上Tg+20℃以下である。好ましい延伸倍率は、少なくとも一方方向(一軸方向)に10%以上300%以下延伸することが好ましく、より好ましくは20%以上250%以下、さらに好ましくは30%以上200%以下である。これらの延伸は1段で実施しても、多段で実施しても良い。ここで云う延伸倍率は、以下の数式(8)を用いて求めたものである。
【0093】
数式(8):延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)−(延伸前の長さ)}/延伸前の長さ
【0094】
このような延伸は縦延伸、横延伸、及びこれらの組み合わせによって実施される。縦延伸は:(1)ロール延伸(出口側の周速を速くした2対以上のニップロールを用いて、長手方向に延伸)、(2)固定端延伸(フィルムの両端を把持し、これを長手方向に次第に早く搬送し長手方向に延伸)、
等を用いることができる。
さらに横延伸は:テンター延伸(フィルムの両端をチャックで把持しこれを横方向(長手方向と直角方向)に広げて延伸)、
等を使用することができる。これらの縦延伸、横延伸は、それだけでおこなってもよく(1軸延伸)、組み合わせて行ってもよい(2軸延伸)。2軸延伸の場合、縦、横逐次で実施してもよく(逐次延伸)、同時に実施してもよい(同時延伸)。
【0095】
縦延伸、横延伸の延伸速度は、10%/分以上10000%/分以下が好ましく、より好ましくは20%/分以上1000%/分以下、さらに好ましくは30%/分以上800%/分以下である。多段延伸の場合、延伸速度は、各段の延伸速度の平均値を指す。
このような延伸に引き続き、縦又は横方向に0%から10%緩和することも好ましい。さらに、延伸に引き続き150℃以上250℃以下で、1秒以上3分以下熱固定することも好ましい。
【0096】
このような延伸により発現するRe、Rthは、上述の範囲であることが好ましい。さらに上述のように、RthはRe以上であることがより好ましい。このようなRe、Rthは、固定端1軸延伸、より好ましくは縦、横方向の2軸延伸により達成される。すなわち縦、横に延伸することで、面内の屈折率(nmd、ntd)の差を小さくし、Reを小さくすることができ、さらに、縦、横に延伸し面積倍率を大きくして厚み減少に伴う厚み方向の配向を強くすることで、Rthを大きくすることができるためである。
このようにして延伸した後の膜厚は、10〜300μmが好ましく、より好ましくは20μm以上200μm以下、さらに好ましくは30μm以上100μm以下が好ましい。
【0097】
また製膜方向(長手方向)とフィルムのReの遅相軸とのなす角度θが、0°、+90°又は−90°に近いほど好ましい。すなわち縦延伸の場合は、0°に近いほど好ましく、0゜±3°が好ましく、より好ましくは0゜±2°、さらに好ましくは0゜±1°である。横延伸の場合は、90゜±3°又は−90゜±3°が好ましく、より好ましくは90゜±2°又は−90゜±2°、さらに好ましくは90゜±1°又は−90゜±1°である。
【0098】
これらの延伸又は未延伸セルロースアシレートフィルムは、単独で使用してもよく、これらを偏光板に組み合わせて使用してもよく、これらの上に液晶層や屈折率を制御した層(低反射層)やハードコート層を設けて使用してもよい。
【0099】
[表面処理]
セルロースアシレートフィルムは、場合により、表面処理を行うことによって、セルロースアシレートフィルムと各機能層(例えば、下塗層やバック層)との接着性の向上を図ることができる。このような表面処理には、例えばグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸又はアルカリ処理などを用いることができる。
【0100】
ここでいうグロー放電処理は、10-3〜20Torrの低圧ガス下でおこる低温プラズマでもよく、更にまた大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。プラズマ励起性気体とは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素、二酸化炭素、テトラフルオロメタンなどのフロン類及びそれらの混合物などがあげられる。これらについては、発明協会公開技報、公技番号2001−1745号、30頁〜32頁(2001年3月15日発行)に詳細に記載されている。なお、近年注目されている大気圧でのプラズマ処理は、例えば10〜1000Kev下で20〜500Kgyの照射エネルギーが用いられ、より好ましくは30〜500Kev下で20〜300Kgyの照射エネルギーが用いられる。
【0101】
これら表面処理の中でも、特に好ましいものはアルカリ鹸化処理であり、セルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。
【0102】
アルカリ鹸化処理は、鹸化液に浸漬してもよく、鹸化液を塗布してもよい。浸漬法の場合は、NaOHやKOH等のpH10〜14の水溶液を20℃〜80℃に加温した槽に、セルロースアシレートフィルムを0.1分から10分かけて通過させたあと、中和、水洗、乾燥することで達成することができる。
【0103】
塗布法の場合には、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、バーコーティング法及びE型塗布法などを用いることができる。アルカリ鹸化処理塗布液の溶媒は、セルロースアシレートフィルムに対して塗布するため、鹸化液の濡れ性がよく、また鹸化液溶媒によってセルロースアシレートフィルム表面に凹凸を形成させることなく、表面状態を良好なまま保つ溶媒を選択することが好ましい。具体的には、アルコール系溶媒が好ましく、イソプロピルアルコールが特に好ましい。また、界面活性剤の水溶液を溶媒として使用することもできる。アルカリ鹸化塗布液に用いられるアルカリは、上記溶媒に溶解するアルカリが好ましく、KOH、NaOHがさらに好ましい。鹸化塗布液のpHは10以上が好ましく、12以上がさらに好ましい。アルカリ鹸化時の反応条件は、室温で1秒以上5分以下が好ましく、5秒以上5分以下がさらに好ましく、20秒以上3分以下が特に好ましい。アルカリ鹸化反応後、鹸化液塗布面を水洗すること又は、酸で洗浄したあと水洗することが好ましい。また、塗布式鹸化処理と後述の配向膜塗設を、連続して行うことができ、工程数を減少できる。これらの鹸化方法は、具体的には、例えば、特開2002−82226号公報、WO02/46809号公報に内容の記載が挙げられる。
【0104】
機能層との接着性を向上させるため下塗層を設けることも好ましい。この層は上記表面処理をした後、塗設してもよく、表面処理なしで塗設してもよい。下塗層についての詳細は、発明協会公開技報、公技番号2001−1745号、32頁(2001年3月15日発行)に記載されている。
【0105】
これらの表面処理、下塗工程は、製膜工程の最後に組み込むこともでき、単独で実施することもでき、後述の機能層付与工程の中で実施することもできる。
【0106】
〔機能層〕
本発明のセルロースアシレートフィルムに、発明協会公開技報、公技番号2001−1745号、32頁〜45頁(2001年3月15日発行)に詳細に記載されている機能性層を組み合わせることが好ましい。中でも好ましいのが、偏光層の付与(偏光板)、光学補償層の付与(光学補償フィルム)、反射防止層の付与(反射防止フィルム)である。
【0107】
(1)偏光膜の付与(偏光板の作成)
[偏光膜の使用素材]
現在、市販の偏光膜は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素又は二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素又は二色性色素を浸透させることで作製されるのが一般的である。偏光膜は、Optiva Inc.に代表される塗布型偏光膜も利用できる。偏光膜におけるヨウ素及び二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基(例えば、スルホ基、アミノ基、ヒドロキシル基)を有することが好ましい。例えば、発明協会公開技法、公技番号2001−1745号、58頁(発行日2001年3月15日)に記載の化合物が挙げられる。
【0108】
偏光膜に用いられる基材には、それ自体架橋可能なポリマー又は架橋剤により架橋するポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することができる。これらの基材には、例えば特開平8−338913号公報段落番号[0022]に記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール(PVA)及び変性ポリビニルアルコール(変性PVA)、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることもできる。水溶性ポリマー、例えばポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、PVA、変性PVAが好ましく、ゼラチン、PVA及び変性PVAがさらに好ましく、PVA及び変性PVAが最も好ましい。重合度が異なるPVA又は変性PVAを2種類併用することが特に好ましい。
【0109】
PVAの鹸化度は、70〜100%の範囲であることが好ましく、80〜100%の範囲であることがさらに好ましい。PVAの重合度は100〜5000の範囲であることであることが好ましい。変性PVAについては、特開平8−338913号、同9−152509号及び同9−316127号の各公報に記載がある。PVA及び変性PVAは、2種以上を併用してもよい。
【0110】
偏光膜に用いられる基材の厚みは、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よいが、取り扱い性、および偏光板耐久性の観点から、その下限は10μmであることが好ましい。この範囲内であれば、透湿による、偏光層を架橋している硼酸の拡散、散逸が起こらず、偏光性能が維持され、好ましい。またその上限は、現在市販の偏光板(約30μm)以下であることが好ましく、25μm以下が好ましく、20μm以下がさらに好ましい。
【0111】
偏光膜に用いられる基材は架橋されていてもよい。架橋性の官能基を有するポリマー、モノマーを偏光膜の基材中に混合してもよく、基材ポリマー自身に架橋性官能基を付与してもよい。架橋は、光、熱又はpH変化により行うことができ、架橋構造をもった偏光膜基材を形成することができる。架橋剤については、米国再発行特許23297号明細書に記載がある。また、ホウ素化合物(例えば、ホウ酸、硼砂)も、架橋剤として用いることができる。偏光膜基材の架橋剤の添加量は、基材に対して0.1〜20質量%が好ましい。このことにより偏光膜の配向性、偏光膜の耐湿熱性が良好となる。
架橋反応終了後、未反応の架橋剤は1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このようにすることで、耐候性を向上させることができる。
【0112】
[偏光膜の延伸]
偏光膜は、偏光膜を延伸するか(延伸法)、又はラビングした(ラビング法)後に、ヨウ素、二色性染料で染色することが好ましい。
【0113】
延伸法の場合、延伸倍率は2.5〜30.0倍が好ましく、3.0〜10.0倍がさらに好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸で実施できる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸を実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、2.5〜5.0倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、3.0〜10.0倍が好ましい。延伸はMD方向に平行に行ってもよく(平行延伸)、斜め方向におこなってもよい(斜め延伸)。これらの延伸は、1回で行っても、数回に分けて行ってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。
より好ましくは、斜め方向に10゜から80゜の傾きを付けて延伸する斜め延伸である。
【0114】
(イ)平行延伸法
延伸に先立ち、PVAフィルムを膨潤させる。膨潤度は1.2〜2.0倍(膨潤前と膨潤後の質量比)である。この後、ガイドロール等を介して連続搬送しつつ、水系媒体浴内や二色性物質溶解の染色浴内で、15〜50℃、就中17〜40℃の浴温で延伸する。延伸は2対のニップロールで把持し、後段のニップロールの搬送速度を前段のそれより大きくすることで達成できる。延伸倍率は、延伸後/初期状態の長さ比(以下同じ)に基づき、前記作用効果の点より好ましい延伸倍率は1.2〜3.5倍、就中1.5〜3.0倍である。この後、50℃から90℃において乾燥させて偏光膜を得る。
【0115】
(ロ)斜め延伸法
斜め延伸法には、特開2002−86554号公報に記載の斜め方向に張り出したテンターを用いて延伸する方法を採用することができる。この延伸は空気中で延伸するため、事前に含水させて延伸しやすくすることが好ましい。好ましい含水率は5%以上100%以下、より好ましくは10%以上100%以下である。延伸時の温度は40℃以上90℃以下が好ましく、より好ましくは50℃以上80℃以下である。湿度は50%RH以上100%RH以下が好ましく、より好ましくは70%RH以上100%RH以下、さらに好ましくは80%RH以上100%RH以下である。長手方向の進行速度は、1m/分以上が好ましく、より好ましくは3m/分以上である。
【0116】
延伸終了後、好ましくは50℃以上100℃以下、より好ましくは60℃以上90℃以下で、好ましくは0.5分以上10分以下、より好ましくは1分以上5分以下乾燥する。
このようにして得られた偏光膜の吸収軸の方向は、長手方向に対して10゜から80゜傾いていることが好ましく、より好ましくは30゜から60゜であり、さらに好ましくは実質的に45゜(40゜から50゜)である。
【0117】
[貼り合せ]
前記鹸化処理後のセルロースアシレートフィルムと、延伸して調製した偏光膜とは貼り合わせられて、偏光板が調製される。貼り合わせる方向は、セルロースアシレートフィルムの流延軸方向と、偏光膜の延伸軸方向が45゜になるように行うのが好ましい。
【0118】
貼り合わせに用いられる接着剤は、特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の官能基を含有する変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは、乾燥後に0.01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmが特に好ましい。
【0119】
このようにして得られた偏光板の光線透過率は、高い方が好ましく、偏光度も高い方が好ましい。偏光板の透過率は、波長550nmの光において、30〜50%の範囲にあることが好ましく、35〜50%の範囲にあることがさらに好ましく、40〜50%の範囲にあることが最も好ましい。偏光度は、波長550nmの光において、90〜100%の範囲にあることが好ましく、95〜100%の範囲にあることがさらに好ましく、99〜100%の範囲にあることが最も好ましい。
【0120】
さらにこのようにして得られた偏光板は、λ/4板と積層して円偏光を作成することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸を45゜になるように積層する。この時、λ/4板は特に限定されないが、より好ましくは低波長ほどレターデーションが小さくなるような、波長依存性を有するものがより好ましい。さらには長手方向に対し20゜〜70゜傾いた吸収軸を有する偏光板、及び液晶性化合物からなる光学異方性層からなるλ/4板を用いることが好ましい。
【0121】
(2)光学補償層の付与(光学補償フィルムの作成)
光学異方性層は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶化合物を補償するためのものであり、セルロースアシレートフィルムの上に配向膜を形成し、さらに光学異方性層を付与することで形成されることが好ましい。
【0122】
[配向膜]
前記で表面処理したセルロースアシレートフィルム上に配向膜を設ける。配向膜は、液晶性分子の配向方向を規定する機能を有する。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を終えているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。すなわち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光膜上に転写して偏光板を作製することも可能である。
【0123】
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル)の累積などの手段により設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。配向膜に使用するポリマーは、原則として、液晶性分子を配向させる機能のある分子構造を有する。
【0124】
本発明では、液晶性分子を配向させる機能に加えて、架橋性官能基(例えば、二重結合)を有する側鎖を主鎖に結合させるか、又は液晶性分子を配向させる機能を有する架橋性官能基を側鎖に導入することが好ましい。
【0125】
配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマー又は架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することもできる。ポリマーの例には、例えば特開平8−338913号公報段落番号[0022]記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、PVA及び変性PVA、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー、例えばポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、PVA、変性PVAが好ましく、ゼラチン、PVA及び変性PVAがさらに好ましく、PVA及び変性PVAが最も好ましい。重合度が異なるPVA又は変性PVAを2種類併用することが特に好ましい。PVAの鹸化度は、70〜100%の範囲であることが好ましく、80〜100%の範囲であることがさらに好ましい。PVAの重合度は、100〜5000の範囲であることであることが好ましい。
【0126】
液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有している。具体的な官能基の種類は、液晶性分子の種類及び必要とする配向状態に応じて決定することができる。例えば、変性PVAの変性基としては、共重合変性、連鎖移動変性又はブロック重合変性により導入できる。変性基の例には、親水性基(カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、メルカプト基等)、炭素数10〜100個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基(不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等)、アルコキシシリル基(トリアルコキシ、ジアルコキシ、モノアルコキシ)等が挙げられる。これらの変性ポリビニルアルコール化合物の具体例として、例えば特開2000−155216号公報段落番号[0022]〜[0145]、同2002−62426号公報段落番号[0018]〜[0022]に記載のもの等が挙げられる。
【0127】
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、又は液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償フィルムの強度を著しく改善することができる。
【0128】
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開2000−155216号公報段落番号[0080]〜[0100]記載のもの等が挙げられる。配向膜ポリマーは、上記の架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。
【0129】
架橋剤としては、アルデヒド、N−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾール及びジアルデヒド澱粉が含まれる。2種類以上の架橋剤を併用してもよい。具体的には、例えば特開2002−62426号公報段落番号[0023]〜[024]記載の化合物等が挙げられる。反応活性の高いアルデヒド、特にグルタルアルデヒドが好ましい。
【0130】
架橋剤の添加量は、ポリマーに対して0.1〜20質量%の範囲であることが好ましく、0.5〜15質量%の範囲であることがさらに好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このように調節することで、配向膜を液晶表示装置に長期使用したり、あるいは高温高湿の雰囲気下に長期間放置したりしても、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。
【0131】
配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマーを、セルロースアシレートフィルム上に塗布した後、加熱乾燥し(架橋させ)、ラビング処理することにより形成することができる。架橋反応は、前記のように、セルロースアシレートフィルム上に塗布した後、任意の時期に行ってよい。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶媒(例えばメタノール)と水の混合溶媒とすることが好ましい。その比率は質量比で水:メタノールが0:100〜99:1が好ましく、0:100〜91:9であることがさらに好ましい。これにより、泡の発生が抑えられ、配向膜、更には光学異方層の層表面の欠陥が著しく減少する。
【0132】
配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法又はロールコーティング法が好ましい。特にロッドコーティング法が好ましい。また、乾燥後の膜厚は0.1〜10μmが好ましい。加熱乾燥は、20℃〜110℃で行なうことができる。充分な架橋を形成するためには60℃〜100℃が好ましく、特に80℃〜100℃が好ましい。乾燥時間は1分〜36時間で行なうことができるが、好ましくは1分〜30分である。pHも、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましく、グルタルアルデヒドを使用した場合は、pH4.5〜5.5で、特に5が好ましい。
【0133】
配向膜は、透明支持体上又は上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、表面をラビング処理することにより得ることができる。ラビング処理は、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用することができる。すなわち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。
【0134】
工業的に実施する場合には、搬送されている偏光膜の貼付されたフィルムに対し、回転するラビングロールを接触させることで達成されるが、ラビングロールの真円度、円筒度、振れ(偏芯)はいずれも30μm以下であることが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、0.1〜90゜が好ましい。ただし、特開平8−160430号公報に記載されているように、360゜以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。フィルムの搬送速度は1〜100m/分の範囲であることが好ましい。ラビング角は0〜60゜の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、40〜50゜が好ましい。45゜が特に好ましい。
このようにして得られた配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
【0135】
次に、配向膜の上で光学異方性層の液晶性分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向膜ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、又は架橋剤を用いて配向膜ポリマーを架橋させる。
【0136】
光学異方性層に用いる液晶性分子には、棒状液晶性分子及び円盤状液晶性分子が含まれる。棒状液晶性分子及び円盤状液晶性分子は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。
【0137】
[棒状液晶性分子]
棒状液晶性分子としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。
なお、棒状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状液晶性分子として用いることができる。換言すれば、棒状液晶性分子は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
【0138】
棒状液晶性分子については、「季刊化学総説」第22巻「液晶の化学」(1994年)(日本化学会編)第4章、第7章及び第11章、及び「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編)第3章に記載がある。
【0139】
棒状液晶性分子の複屈折率は、0.001〜0.7の範囲にあることが好ましい。
【0140】
棒状液晶性分子は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、ラジカル重合性不飽基或はカチオン重合性基が好ましく、具体的には、例えば特開2002−62427号公報段落番号[0064]〜[0086]記載の重合性基、重合性液晶化合物が挙げられる。
【0141】
[円盤状液晶性分子]
円盤状(ディスコティック)液晶性分子には、C.Destradeらの研究報告“Mol. Cryst.”,71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告“Mol. Cryst.”,122巻、141頁(1985年)、“Physics lett.,A”,78巻、82頁(1990年)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告“Angew. Chem.”,96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehnらの研究報告“J.Chem. Commun.”,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告“J.Am. Chem. Soc.”,116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
【0142】
円盤状液晶性分子としては、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基が、母核の側鎖として放射線状に置換した構造である液晶性を示す化合物も含まれる。分子又は分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。円盤状液晶性分子から形成する光学異方性層は、最終的に光学異方性層に含まれる化合物が円盤状液晶性分子である必要はなく、例えば低分子の円盤状液晶性分子が、熱や光で反応する基を有しており、結果的に熱、光で反応により重合又は架橋し、高分子量化し液晶性を失った化合物も含まれる。円盤状液晶性分子の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載されている。また、円盤状液晶性分子の重合については、特開平8−27284公報に記載がある。
【0143】
円盤状液晶性分子を重合により固定するためには、円盤状液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。円盤状コアと重合性基は、連結基を介して結合する化合物が好ましく、これにより重合反応においても配向状態を保つことができる。例えば、特開2000−155216号公報段落番号[0151]〜「0168」記載の化合物等が挙げられる。
【0144】
ハイブリッド配向では、円盤状液晶性分子の長軸(円盤面)と偏光膜の面との角度が、光学異方性層の深さ方向で、且つ偏光膜の面からの距離の増加と共に増加又は減少している。角度は、距離の増加と共に減少することが好ましい。さらに、角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加及び減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加又は減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。
【0145】
偏光膜側の円盤状液晶性分子の長軸の平均方向は、一般に円盤状液晶性分子もしくは配向膜の材料を選択することにより、又はラビング処理方法を選択することにより調整することができる。また、表面側(空気側)の円盤状液晶性分子の長軸(円盤面)方向は、一般に円盤状液晶性分子、又は円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマーなどを挙げることができる。長軸配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性分子と添加剤との選択により調整できる。
【0146】
[光学異方性層の他の成分]
上記の液晶性分子と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗布膜の均一性、膜の強度、液晶分子の配向性等を向上することができる。これらの成分は、液晶性分子と相溶性を有し、液晶性分子の傾斜角の変化を与えられるか、又は配向を阻害しないものであることが好ましい。
【0147】
重合性モノマーとしては、ラジカル重合性又はカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶化合物と共重合性を有するものであることが好ましく、例えば、特開2002−296423号公報段落番号[0018]〜[0020]記載のものが挙げられる。重合性モノマーの添加量は、円盤状液晶性分子に対して、一般に1〜50質量%の範囲であり、5〜30質量%の範囲であることが好ましい。
【0148】
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報段落番号[0028]〜[0056]記載の化合物が挙げられる。
【0149】
円盤状液晶性分子とともに使用するポリマーは、円盤状液晶性分子に傾斜角の変化を与えられるものであることが好ましい。このようなポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、特開2000−155216号公報段落番号[0178]記載のものが挙げられる。ポリマーの添加量は、液晶性分子の配向を阻害しないように、液晶性分子に対して0.1〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましい。
【0150】
円盤状液晶性分子のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃が好ましく、70〜170℃がさらに好ましい。
【0151】
[光学異方性層の形成]
光学異方性層は、液晶性分子及び、必要に応じて、後述の重合性開始剤や任意の成分を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成できる。
【0152】
塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン)、炭化水素(例えば、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエタン)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例えば、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライド及びケトンが好ましい。2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【0153】
塗布液の塗布は、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施することができる。
【0154】
光学異方性層の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜15μmであることがさらに好ましく、1〜10μmであることが最も好ましい。
【0155】
[液晶性分子の配向状態の固定]
配向させた液晶性分子を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。
【0156】
光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%の範囲にあることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
【0157】
液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。
照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2の範囲にあることが好ましく、20〜5000mJ/cm2の範囲にあることがより好ましく、100〜800mJ/cm2の範囲にあることがさらに好ましい。また、光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
保護層を、光学異方性層の上に設けてもよい。
【0158】
この光学補償フィルムと偏光膜を組み合わせることも好ましい。具体的には、例えば、光学補償フィルムと偏光膜とは、貼り合わせてもよい。前記[貼り合せ]において述べた、セルロースアシレートフィルムと偏光膜の貼り合わせと同様に、貼り合わせることができる。
【0159】
偏光膜と光学補償層の傾斜角度を、LCDを構成する液晶セルの両側に貼り合わされる2枚の偏光板の透過軸と液晶セルの縦又は横方向のなす角度にあわせるように偏光膜を延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は45゜である。しかし最近では、透過型、反射型及び半透過型LCDにおいて、必ずしも45゜でない装置が開発されており、延伸方向はLCDの設計にあわせて任意に調整することが好ましい。
【0160】
〔液晶表示装置〕
本発明に従う偏光板、光学補償フィルムを大型の液晶表示装置に取り付けると、光漏れなどの問題を生じることなく、表示品位の高い画像を表示することができる。
このような偏光板、光学補償フィルムが用いられる各液晶モードについて説明する。
【0161】
[TNモード液晶表示装置]
カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。TNモードの黒表示における液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性分子が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性分子が寝た配向状態にある。
【0162】
[OCBモード液晶表示装置]
棒状液晶性分子を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させる、ベンド配向モードの液晶セルである。ベンド配向モードの液晶セルを用いた液晶表示装置は、米国特許4583825号、同5410422号の各明細書に開示されている。棒状液晶性分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend)液晶モードとも呼ばれる。
OCBモードの液晶セルも、TNモード同様、黒表示においては、液晶セル中の配向状態は、セル中央部で棒状液晶性分子が立ち上がり、セルの基板近傍では棒状液晶性分子が寝た配向状態にある。
【0163】
[VAモード液晶表示装置]
電圧無印加時に棒状液晶性分子が、実質的に垂直に配向しているのが特徴であり、VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル{SID97、“Digest of Tech. Papers”,(予稿集)28(1997年)845記載}、(3)棒状液晶性分子を、電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル{日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998年)記載}及び(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。
【0164】
[IPSモード液晶表示装置]
電圧無印加時に棒状液晶性分子が、実質的に面内に水平に配向しているのが特徴であり、これが電圧印加の有無で液晶の配向方向を変えることでスイッチングするのが特徴である。具体的には特開2004−365941号、特開2004−12731号、特開2004−215620号、特開2002−221726号、特開2002−55341号、特開2003−195333号の各公報に記載のものなどを使用できる。
【0165】
(その他液晶表示装置)
ECBモード及びSTNモードに対しても、上記と同様の考え方で光学的に補償することができる。
【0166】
(3)反射防止膜の付与(反射防止フィルム)
反射防止フィルムは、一般に、防汚性層でもある低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層(すなわち、高屈折率層、中屈折率層)を透明基体上に設けてなる。透明基体に本発明のセルロースアシレートフィルムを用いることができる。
【0167】
反射防止膜の形成方法として、屈折率の異なる無機化合物(金属酸化物等)の透明薄膜を積層させた多層膜を、化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、金属アルコキシド等の金属化合物のゾル/ゲル方法でコロイド状金属酸化物粒子皮膜を形成後に後処理(紫外線照射:特開平9−157855号公報、プラズマ処理:特開2002−327310号公報)して薄膜を形成する方法などが挙げられる。
【0168】
一方、生産性が高い反射防止膜として、無機粒子をマトリックスに分散させてなる薄膜を積層塗布してなる反射防止膜が各種提案されている。このような塗布による反射防止フィルムとしては、最上層表面が微細な凹凸の形状を有する防眩性が付与された反射防止層からなる反射防止フィルムも挙げられる。
【0169】
本発明のセルロースアシレートフィルムは、上記いずれの方式にも適用できるが、特に好ましいのが塗布による方式(塗布型)である。
【0170】
[塗布型反射防止フィルムの層構成]
基体上に少なくとも中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)の順序の層構成からなる反射防止膜は、以下の関係を満足する屈折率を有する様に設計される。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率
各屈折率その屈折率は相対的なものである。
【0171】
また、透明支持体と中屈折率層の間に、ハードコート層を設けてもよい。更には、反射防止膜は、中屈折率ハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層からなってもよい。このような塗布型反射防止フィルムについては、例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載されたものが挙げられる。
【0172】
さらにこれら各層には他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層としたもの(例えば、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報等)等が挙げられる。
【0173】
反射防止フィルムのヘイズは、5%以下あることが好ましく、3%以下がさらに好ましい。また、フィルムの表面硬度は、JIS K−5400に従う鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
【0174】
(高屈折率層及び中屈折率層)
反射防止フィルムの高い屈折率を有する層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子及びマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化性膜からなる。高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。
【0175】
無機化合物をこのような超微粒子とするには、粒子表面が表面処理剤で処理されること(例えば、シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908号公報;アニオン性化合物又は有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とすること(特開2001−166104号公報等)、特定の分散剤を併用すること(例えば、特開平11−153703号公報、US6,210,858B1号明細書、特開2002−2776069号公報等)等挙げられる。
【0176】
マトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。
【0177】
更に、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基のいずれかの重合性基を、少なくとも2個以上含有する多官能性化合物含有組成物、又は加水分解性基を含有する有機金属化合物及びその部分縮合体組成物の少なくともいずれかを含有する組成物がマトリックスを形成する材料として好ましい。これらは、例えば特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載されている。
【0178】
また、金属アルコキドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と、金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜も高屈折率層及び中屈折率層のマトリックスを形成する材料として好ましい。これらは、例えば特開2001−293818号公報等に記載されている。
【0179】
高屈折率層の屈折率は、−般に1.70〜2.20である。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
【0180】
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。中屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
【0181】
(低屈折率層)
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなる。低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55であり、好ましくは1.30〜1.50である。低屈折率層は、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段として表面への滑り性付与が有効で、従来公知のシリコーン化合物の導入、フッ素化合物の導入等から成る薄膜層の手段を適用できる。
【0182】
上記含フッ素化合物の屈折率は1.35〜1.50であることが好ましい。より好ましくは1.36〜1.47である。また含フッ素化合物は、フッ素原子を35〜80質量%の範囲で含む架橋性又は重合性の官能基を含む化合物が好ましい。このような含フッ素化合物としては、例えば、特開平9−222503号公報明細書段落番号[0018]〜[0026]、同11−38202号公報明細書段落番号[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報明細書段落番号[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【0183】
上記シリコーン化合物は、ポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基又は重合性官能基を含有して、膜中で橋かけ構造を有するものが好ましい。例えば、反応性シリコーン[例えば「サイラプレーン」{チッソ(株)製}等]、両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)などが挙げられる。
【0184】
架橋又は重合性基を有する含フッ素もしくは含珪素ポリマー、又は両元素を含有するポリマーの架橋又は重合反応は、重合開始剤、増感剤等を含有する最外層を形成するための塗布組成物を塗布と同時又は塗布後に光照射や加熱することにより実施することが好ましい。重合開始剤、増感剤としては、従来公知のものを用いることができる。
【0185】
またシランカップリング剤等の有機金属化合物と、特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化するゾルゲル硬化膜も好ましい。このような硬化膜としては、例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物又はその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報記載等記載の化合物)、フッ素含有長鎖基であるポリ「ペルフルオロアルキルエーテル」基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)等が挙げられる。
【0186】
低屈折率層は、上記以外の添加剤として充填剤{例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム)等の、一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820号公報段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等}、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有することができる。
【0187】
低屈折率層が最外層の下層に位置する場合には、低屈折率層は気相法(真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成されてもよい。安価に製造できる点で、塗布法が好ましい。
【0188】
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。
【0189】
(ハードコート層)
ハードコート層は、反射防止フィルムに物理強度を付与するために、通常、透明支持体の表面に設けられる。特に、セルロースアシレートフィルムと前記高屈折率層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層は、光及び/又は熱の硬化性化合物の架橋反応、又は重合反応により形成されることが好ましい。硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、また加水分解性官能基含有の有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物が好ましい。これらの化合物の具体例としては、高屈折率層で例示したと同様のものが挙げられる。
【0190】
ハードコート層の具体的な構成成分としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、WO00/46617号公報等記載のものが挙げられる。
【0191】
高屈折率層はハードコート層を兼ねることができる。このような場合、高屈折率層で記載した手法を用いて微粒子を微細に分散してハードコート層に含有させて形成することが好ましい。
【0192】
ハードコート層は、平均粒径0.2〜10μmの粒子を含有させて防眩機能(アンチグレア機能(後述))を付与した防眩層を兼ねることもできる。
【0193】
ハードコート層の膜厚は用途により適切に設計することができる。ハードコート層の膜厚は、0.2〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜7μmである。
【0194】
ハードコート層の硬度は、JIS K−5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。また、JIS K−5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
【0195】
(前方散乱層)
前方散乱層は、反射防止フィルムを液晶表示装置に適用した場合の、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良効果を付与するために設けられる。上記ハードコート層中に屈折率の異なる微粒子を分散することで、ハードコート機能と兼ねることもできる。前方散乱層としては、例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等に記載のものが挙げられる。
【0196】
(その他の層)
反射防止フィルムには、上記の層以外に、プライマー層、帯電防止層、下塗層や保護層等を設けてもよい。
【0197】
[塗布方法]
反射防止フィルムの各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法(米国特許2681294号明細書)などの方法で塗布することにより形成することができる。
【0198】
[アンチグレア機能]
反射防止フィルムは、外光を散乱させるアンチグレア機能を有していてもよい。アンチグレア機能は、反射防止膜の表面に凹凸を形成することにより得られる。反射防止膜がアンチグレア機能を有する場合、反射防止膜のヘイズは、3〜30%であることが好ましく、5〜20%であることがさらに好ましく、7〜20%であることが最も好ましい。
【0199】
反射防止フィルム表面に凹凸を形成する方法は、これらの表面形状を充分に保持できる方法であればいずれの方法でも適用できる。例えば、低屈折率層中に微粒子を使用して膜表面に凹凸を形成する方法(例えば、特開2000−271878号公報等)、低屈折率層の下層(高屈折率層、中屈折率層又はハードコート層)に比較的大きな粒子(粒径0.05〜2μm)を少量(0.1〜50質量%)含有させて表面凹凸膜を形成し、その上にこれらの形状を維持しながら低屈折率層を設ける方法(例えば、特開2000−281410号公報、同2000−95893号公報、同2001−100004号公報、同2001−281407号公報等)、最上層(防汚性層)を塗設後の表面に、物理的に凹凸形状を転写する方法(例えば、エンボス加工方法として、特開昭63−278839号公報、特開平11−183710号公報、特開2000−275401号公報等記載)等が挙げられる。
【実施例】
【0200】
以下、本発明を実施例により例証するが、本発明は以下の具体例によって何ら限定されるものではない。なお本実施例で使用した測定法について次ぎに記載する。
【0201】
(1)透過測定のYI
試料のセルロースアシレートフィルムを幅方向に10等分し、下記方法に従い透過測定のYIを測定し、この中の最大値を透過測定の透過測定のYIとした。
色差計“Z−II OPTICAL SENSOR”{日本電飾工業(株)製)を用い、JIS K−7105 6.3に従って、透過測定による三刺激値X,Y,Zを測定し、下記数式(1)から透過測定のYI(試料フィルム100μm当たりの値)を求める。
数式(1):透過測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100×(100/d)
(ここでX,Y,Zは、色差計を用いJIS K−7105の6.3に従って測定される三刺激値であり、dはセルロースアシレートフィルムの厚み(μm)である。)
【0202】
(2)反射測定のYI
セルロースアシレート製剤であるペレットから任意に20回サンプリングし、下記方法に従い反射測定のYIを測定し、この中の最大値を反射測定のYIとした。
(1)項で使用したと同じ色差計を用い、JIS K−7105 6.3に従って、反射測定による三刺激値X,Y,Zを測定し、下記数式(7)から反射測定のYIを求める。
数式(7):反射測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100
【0203】
(3)セルロースアシレートの置換度
セルロースアシレートのアシル置換度は、“Carbohydr. Res.”,273巻(1995年)83〜91頁(手塚他)に記載の方法で、13C−NMRにより求めた。
【0204】
1.セルロースアシレートフィルムの製膜
(1)セルロースアシレートの調製
表1に記載のアシル基の種類、置換度の異なるセルロースアシレートを調製した。これは、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することで、アシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後、40℃で熟成を行った。このようにして得たセルロースアシレートの重合度は下記の方法で求め、表1に記載した。
【0205】
(重合度測定法)
絶乾したセルロースアシレート約0.2gを精秤し、メチレンクロリド:エタノール=9:1(質量比)の混合溶媒100mlに溶解した。これをオストワルド粘度計にて25℃で落下秒数を測定し、重合度DPを以下の式により求めた。
【0206】
ηr=T/T0
[η]=(lnηr)/C
DP=[η]/Km
ここで、ηrは相対粘度、[η]は固有粘度、Tは測定試料(セルロースアシレート溶液)の落下秒数(秒)、T0は溶媒単独の落下秒数(秒)、Cはセルロースアシレート溶液の濃度(g/L)を表し、Km=6×10-4である。
【0207】
(2)セルロースアシレートのペレット化
上記セルロースアシレートを120℃で3時間乾燥して含水率を0.1質量%にしたものに、本発明における棒状化合物(表1に、前記の例示化合物及び下記一般式で表される化合物。化合物はそれぞれの記号で表記)、並びにカルボン酸(プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸)を添加した。これらの添加量{セルロースアシレートに対する質量比(%又はppm)}は表1に記載した。
【0208】
【化11】

【0209】
さらに下記から選択した可塑剤(表1に記載)を加え、さらにまた全水準に二酸化珪素微粒子「アエロジルR972V」0.05質量%を添加した。
可塑剤A:1,4−フェニレン−ビスジフェニルホスフェート
可塑剤B:トリフェニルホスフェート
可塑剤C:ジメチルフタレート
可塑剤D:ジオクチルアジペート
【0210】
これらを混合したものを2軸混練押出機のホッパーに入れ、190℃で、300回転/分、滞留時間1分で混練した。なお、この2軸混練押出し機には真空ベントを設け、真空排気(0.3気圧に設定)した。このようにして融解した後、直径3mmのストランド状に押出し、45℃の水浴中に10秒間浸漬した後、10℃の水中に10秒通過させ固化した後、長さ5mmに裁断しペレット化した。これを100℃で10分乾燥した後、袋詰した。
このようにして得たペレットの反射測定のYIを上記の方法で測定し表1に記載した。
さらに、セルロースアシレートのみからなるブランクペレットを上記方法と同様に調製した。
【0211】
(3)溶融製膜
上記方法で調製した棒状化合物を添加したセルロースアシレートペレットを用い、一部の水準は単独で、一部の水準はブランクペレットと混合して使用した(表1に記載)。
これらのペレットは110℃の真空乾燥機で3時間乾燥した後、80℃に調整したホッパーに投入し、190℃で5分間かけ溶融した後、T−ダイからキャスティングドラム上に押出し、固化した。なお、キャスティングドラムの温度はフィルムのTg−10℃に設定した。なお、フィルムのTgは下記方法で測定した。
【0212】
(Tg測定)
1)溶融製膜後のフィルムを20mgサンプリングし、DSCの測定パンに入れる。
2)これを窒素気流中で、10℃/分で30℃から250℃まで昇温した後(操作1)、30℃まで−10℃/分で冷却する。この後、再度30℃から250℃まで昇温する(操作2)。
3)操作2で求めたTg(ベースラインが低温側から偏奇し始める温度)は表1に記載した。
【0213】
固化したフィルムを剥ぎ取り、巻き取り直前に両端(全幅の各5%)をトリミングした後、両端に幅10mm、高さ50μmの厚みだし加工(ナーリング)をつけた後、30m/分で巻き取った。このようにして得た未延伸フィルムの幅は各水準とも1.5mであり、厚みを表2に記載した。
このようにして連続製膜した後、未延伸セルロースアシレートフィルムの透過測定のYIを上記の方法で測定し表2に記載した。
【0214】
(4)延伸
このようにして得た未延伸フィルムを表2に記載の倍率で延伸した。この後、両端各5%ずつトリミングした。このようにして得た延伸フィルムの透過測定のYI及びRe,Rth、これらの湿度変動を下記方法で測定し表2に記載した。なお、延伸は上記で測定したTgより10℃高い温度で、300%/分で実施した。
【0215】
(Re,Rth測定)
サンプルフィルムを25℃、60%RHに3時間以上調湿後、自動複屈折計“KOBRA−21ADH/PR”{王子計測器(株)製}を用いて、25℃、60%RHにおいて、サンプルフィルム表面に対し垂直方向及び、フィルム面法線から±40°傾斜させて方向から波長550nmにおけるレターデーション値を測定する。垂直方向から面内のレターデーション(Re)、垂直方向、±40°方向の測定値から算出する。これをRe60、Rth60とする。
【0216】
(Re,Rthの湿度変動)
上記測定で用いたサンプルフィルムを、25℃、10%RHで12時間以上調湿した後、25℃、10%RH中で上記と同様にしてRe,Rthを測定する(Re10、Rth10とする)。
これと同じサンプルフィルムを用い、25℃、80%RHで12時間以上調湿した後、25℃、80%RH中で上記と同様にしてRe,Rthを測定する(Re80、Rth80とする)。
下記数式からRe湿度変動(%)及びRth湿度変動(%)を算出した。
数式(9):Re湿度変動(%)={|Re10−Re80|/Re60}×100
数式(10):Rth湿度変動(%)={|Rth10−Rth80|/Rth60}×100
【0217】
2.偏光板の作成
(1)セルロースアシレートフィルムの鹸化
未延伸、延伸セルロースアシレートフィルムを下記1)浸漬鹸化法で鹸化した。
1)浸漬鹸化法
NaOHの1.5モル/L水溶液を鹸化液として用いた。
これを60℃に調温し、セルロースアシレートフィルムを2分間浸漬した。
この後、0.05モル/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、水洗浴を通した。
なお、下記塗布鹸化法でも実施したが、下記液晶表示板に組み込んでの表示むらの評価は浸漬鹸化法と同様の結果を示した。
【0218】
2)塗布鹸化
イソプロパノール80質量部に水20質量部を加え、これにKOHを1.5規定となるように溶解し、これを60℃に調温したものを鹸化液として用いた。
これを60℃のセルロースアシレートフィルム上に10g/m2塗布し、1分間鹸化した。
この後、50℃の温水をスプレー状に、10L/m2・分で1分間吹きかけ洗浄した。
【0219】
(2)偏光層の作成
特開平2001−141926号公報の実施例1に従い、2対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸した。
【0220】
(3)貼り合わせ
このようにして得た偏光層と、上記鹸化処理した未延伸、延伸セルロースアシレートフィルム及び鹸化処理した「フジタック」(未延伸トリアセテートフィルム){富士写真フィルム(株)製}を、PVA“PVA−117H”{(株)クラレ製}3質量%水溶液を接着剤として、偏光軸とセルロースアシレートフィルムの長手方向が45゜となるように下記組み合わせで貼り合わせた。
1)偏光板A:延伸セルロースアシレートフィルム/偏光層/未延伸セルロースアシレートフィルム
2)偏光板B:延伸セルロースアシレートフィルム/偏光層/「フジタック」
3)偏光板C:延伸セルロースアシレートフィルム/偏光層/延伸セルロースアシレートフィルム
なお未延伸セルロースアシレートは、同じ水準の延伸前のフィルムを使用した。
【0221】
3.光学補償フィルム・液晶表示素子の作成
上記位相差偏光板A,B,Cを、富士通(株)製15インチディスプレー“VL−1530S”(VA方式)の偏光板に代えて使用した。このとき、表2に記載したように、一対の偏光板のうち片側のみに偏光位相差板を用いた場合は「片側」、両方の偏光板に用いた場合は「両側」と記載した。このようにして得た液晶表示装置を用い、全面白色表示を行い、隣に置いた白紙との色調のずれ(黄色み)を目視で評価し、明らかに黄色くなったものを「10」と表示し、全く色見の変化しなかったものを「0」とし、この間を10段階で表示した。結果を表2に示した。
【0222】
【表1】

【0223】
【表2】

【0224】
【化12】

【0225】
本発明の試料はいずれも良好な特性を示した。本発明の範囲外のものは色ずれが増大し、7以上の値を示した。特に特開2000−352620号公報の実施例の試料No.11に準じて実施した比較例9の試料は、特に色ずれが大きく、YIも本発明の範囲外となった。一方、それと同様な条件(セルロースアシレートの組成比は、本発明のより好ましい範囲外ではあるが)で本発明を実施した実施例25は良好な結果を示した。さらに実施例25のセルロースアシレートの組成を、本発明のより好ましい組成の範囲内とした実施例24の試料はさらに好ましい結果を示した。
【0226】
さらに、特開平11−316378号公報の実施例1の液晶層を塗布したセルロースアセテートフィルムの代わりに、本発明の延伸セルロースアシレートフィルムを使用しても、良好な光学補償フィルムを作成できた。
【0227】
特開平7−333433号公報の実施例1の液晶層を塗布したセルロースアセテートフィルムの代わりに、本発明の延伸セルロースアシレートフィルムを使用しても、良好な光学補償フィルムを作成できた。
【0228】
さらにまた本発明の偏光板、位相差偏光板を、特開平10−48420号公報の実施例1に記載の液晶表示装置、特開平9−26572号公報の実施例1に記載のディスコティック液晶分子を含む光学的異方性層、ポリビニルアルコールを塗布した配向膜、特開2000−154261号公報の図2〜9に記載の20インチVA型液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図10〜15に記載の20インチOCB型液晶表示装置、特開2004−12731の図11に記載のIPS型液晶表示装置に用いたところ、色ずれのない良好な液晶表示素子を得た。
【0229】
4.反射防止フィルムの作成
本発明の延伸セルロースアシレートフィルムを、発明協会公開技報(公技番号2001−1745号)の実施例47に従い、本発明の延伸セルロースアシレートフィルムを用いて反射防止フィルムを作成したところ、良好な光学性能が得られた。
【0230】
さらに本発明の反射防止フィルムを、特開平10−48420号公報の実施例1に記載の液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図2〜9に記載の20インチVA型液晶表示装置、特開2000−154261号公報の図10〜15に記載の20インチOCB型液晶表示装置、特開2004−12731の図11に記載のIPS型液晶表示装置の最表層に貼り評価を行ったところ、良好な液晶表示素子を得た。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融流延によって形成されるセルロースアシレートフィルムであって、下記数式(1)により求められる透過測定のYI(Yellowness Index)が0以上10以下であることを特徴とするセルロースアシレートフィルム。
数式(1):透過測定のYI={(1.28X−1.06Z)/Y}×100×(100/d)
(ここでX,Y,Zは、色差計を用いJIS K−7105の6.3に従って測定される三刺激値であり、dはセルロースアシレートフィルムの厚み(μm)である。)
【請求項2】
下記一般式(1)で表される棒状化合物を少なくとも1種類含む溶融流延用セルロースアシレート製剤。
Ar1−L1−Ar2 (1)
(式中、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、芳香族基であり、L1は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、−O−、−CO−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基である)
【請求項3】
上記一般式(1)記載の棒状化合物を、セルロースアシレートに対し0.1質量%以上40質量%以下含有する請求項2に記載の溶融流延用セルロースアシレート製剤。
【請求項4】
セルロースアシレートのアシル基の置換度が、下記の数式(2)〜(4)を満たす請求項2又は3に記載のセルロースアシレート製剤。
数式(2):2.5≦X+Y<3.0
数式(3):0≦X≦1.8
数式(4):1.0≦Y<3
(式中、Xはアセチル基の置換度を表し、Yはプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基及びヘキサノイル基の置換度の総和を表す。)
【請求項5】
請求項2〜4のいずれかに記載の溶融流延用セルロースアシレート製剤を溶融して流延することを特徴とするセルロースアシレートフィルムの製造方法。
【請求項6】
請求項3に記載のセルロースアシレート製剤を流延して形成され、上記一般式(1)記載の棒状化合物を、セルロースアシレートに対し0.1質量%以上15質量%以下含有することを特徴とする請求項1記載のセルロースアシレートフィルム。
【請求項7】
請求項2〜4のいずれかに記載の溶融流延用セルロースアシレート製剤を溶融して流延することで製造されたセルロースアシレートフィルム。
【請求項8】
請求項1、6又は7のいずれかに記載のセルロースアシレートフィルムを、少なくとも一軸方向に10%以上300%以下延伸したことを特徴とする延伸セルロースアシレートフィルム。

【公開番号】特開2006−2025(P2006−2025A)
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−179405(P2004−179405)
【出願日】平成16年6月17日(2004.6.17)
【出願人】(000005201)富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Fターム(参考)】