セルロース体フィルム、光学補償シート、偏光板、液晶表示装置
【課題】膜厚方向のレターデーションが負の発現性を有し、更に透水性や含水率の低いセルロース体フィルム、並びにこれを用いた光学補償フィルム、偏光板、及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】下記数式（１）により算出される分極率異方性の値Δαが異なる２つ以上の置換基を有するセルロース体であって、分極率異方性の値Δαが最小の置換基をＡ、分極率異方性の値Δαが最大の置換基をＢとしたとき、置換基Ａ及び置換基Ｂの置換度が下記関係式（Ａ１）を満たすセルロース体フィルム。
（式中、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、αｘは最大の成分であり、αｙは二番目に大きい成分であり、αｚは最小の成分である。）
（ここで、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【解決手段】下記数式（１）により算出される分極率異方性の値Δαが異なる２つ以上の置換基を有するセルロース体であって、分極率異方性の値Δαが最小の置換基をＡ、分極率異方性の値Δαが最大の置換基をＢとしたとき、置換基Ａ及び置換基Ｂの置換度が下記関係式（Ａ１）を満たすセルロース体フィルム。
（式中、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、αｘは最大の成分であり、αｙは二番目に大きい成分であり、αｚは最小の成分である。）
（ここで、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記数式（１）により算出される分極率異方性の値Δαが異なる２つ以上の置換基を有するセルロース体を含有するセルロース体フィルムであって、前記セルロース体における分極率異方性の値Δαが最小の置換基をＡ、分極率異方性の値Δαが最大の置換基をＢとしたとき、置換基Ａ及び置換基Ｂの置換度が下記関係式（Ａ１）を満たすことを特徴とするセルロース体フィルム。
【数１】
（式中、αｘは、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、最大の成分であり；αｙは、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、二番目に大きい成分であり；αｚは、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、最小の成分である。）
【数２】
（ここで、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【請求項２】
フィルムの膜厚方向のレターデーションＲｔｈが負であることを特徴とする請求項１記載のセルロース体フィルム。
【請求項３】
前記置換基Ａ及び前記置換基Ｂの合計置換度が下記関係式（Ａ２）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のセルロース体フィルム。
【数３】
（ここで、ＤＳA２、ＤＳA３、及びＤＳA６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ａの置換度を表し、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【請求項４】
前記置換基Ａ及び前記置換基Ｂの合計置換度が下記関係式（Ａ３）を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【数４】
（ここで、ＤＳA２、ＤＳA３、及びＤＳA６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ａの置換度を表し、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【請求項５】
前記置換基Ｂの分極率異方性の値が２．５×１０-24ｃｍ3以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項６】
前記の分極率異方性の値が２．５×１０-24ｃｍ3以上である置換基Ｂが芳香族アシル基であることを特徴とする請求項５に記載のセルロース体フィルム。
【請求項７】
オクタノール−水分配係数（ｌｏｇＰ値）が１．０〜１０．０であるレターデーション調節剤を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項８】
フィルムの２５℃８０％ＲＨにおける平衡含水率が３．０％以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項９】
フィルムの搬送方向、及び／又はこれと垂直な方向に１％以上１００％以下延伸されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項１０】
下記数式（１１−１）を満たすレターデーション調節剤を少なくとも１種含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【数５】
Ｒｔｈ(ａ)：当該レターデーション調節剤を、アセチル置換度２．８６のセルロースアセテートに対してａ質量％含有させた、膜厚８０μｍのセルロースアセテートフィルムの波長５８９ｎｍにおけるＲｔｈ（ｎｍ）
Ｒｔｈ(０)：当該レターデーション調節剤を含有しないアセチル置換度２．８６のセルロースアセテートのみからなる膜厚８０μｍのフィルムの波長５８９ｎｍにおけるＲｔｈ（ｎｍ）
ａ：セルロースアセテート１００質量部に対する当該レターデーション調節剤の質量部
【請求項１１】
前記レターデーション調節剤が、下記一般式（１）〜（１９）のいずれかで表される化合物のうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項１０記載のセルロース体フィルム。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ11〜Ｒ13はそれぞれ独立に、炭素原子数１〜２０の脂肪族基を表し、該脂肪族基は置換基を有していてもよい。Ｒ11〜Ｒ13は互いに連結して環を形成してもよい。）
【化２】
（一般式（２）及び（３）中、Ｚは炭素原子、酸素原子、硫黄原子または−ＮＲ25−を表し、Ｒ25は水素原子またはアルキル基を表す。Ｚを含んで構成される５または６員環は置換基を有していても良い。Ｙ21、Ｙ22はそれぞれ独立に、炭素原子数１〜２０の、エステル基、アルコキシカルボニル基、アミド基またはカルバモイル基を表し、Ｙ21、Ｙ22は互いに連結して環を形成してもよい。ｍは１〜５の整数を表し、ｎは１〜６の整数を表す。）
【化３】
（一般式（４）〜（１２）中、Ｙ31〜Ｙ70はそれぞれ独立に、炭素原子数１〜２０の、エステル基、アルコキシカルボニル基、アミド基もしくはカルバモイル基、またはヒドロキシ基を表し、Ｖ31〜Ｖ43はそれぞれ独立に水素原子または炭素原子数１〜２０の脂肪族基を表す。Ｌ31〜Ｌ80はそれぞれ独立に、構成する原子数が０〜４０であって、かつ、炭素原子数０〜２０の２価の飽和の連結基を表す。ここで、Ｌ31〜Ｌ80を構成する原子数が０であるということはＬ31〜Ｌ80が単結合を表すことを意味する。Ｖ31〜Ｖ43およびＬ31〜Ｌ80は、さらに置換基を有していてもよい。）
【化４】
（一般式（１３）中、Ｒ1はアルキル基またはアリール基を表し、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の炭素原子数の総和は１０以上であり、各々、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。）
【化５】
（一般式（１４）中、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基を表す。Ｒ4およびＲ5の炭素原子数の総和は１０以上であり、各々、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。）
【化６】
（一般式（１５）中、Ｒ1は置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表し、Ｒ2は水素原子、置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表す。Ｌ1は２価〜６価の連結基を表し、ｎはＬ1の価数に応じた２〜６の整数を表す。）
【化７】
（一般式（１６）中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。Ｘは下記の（連結基群１）から選ばれる１つ以上の基から形成される２価の連結基を表す。Ｙは水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。
（連結基群１）単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ4−（Ｒ4は水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。）、アルキレン基またはアリーレン基を表す。）
【化８】
（一般式（１７）中、Ｑ1、Ｑ2およびＱ3はそれぞれ独立に５または６員環を表す。ＸはＢ、Ｃ−Ｒ（Ｒは水素原子または置換基を表す。）、Ｎ、Ｐ、Ｐ＝Ｏを表す。）
【化９】
（一般式（１８）中、Ｒ1はアルキル基またはアリール基を表し、Ｒ2およびＲ3はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。また、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。）
【化１０】
（一般式（１９）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表す。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立に、単結合、−ＣＯ−および−ＮＲ5−（Ｒ5は置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表す）からなる群から選ばれる１種以上の基から形成される２価の連結基を表す。ａ、ｂ、ｃおよびｄは０以上の整数であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは２以上である。Ｑ1は（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）価の有機基を表す。）
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセルロース体フィルムを含むことを特徴とする光学補償シート。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム上に光学異方性層を有することを特徴とする光学補償シート。
【請求項１４】
偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の少なくとも一方が、請求項１２または１３に記載の光学補償シートであることを特徴とする偏光板。
【請求項１５】
液晶セルおよびその両側に配置された２枚の偏光板からなる液晶表示装置であって、少なくとも１枚の偏光板が請求項１４記載の偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
表示モードがＩＰＳモードであることを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置。
【請求項１】
下記数式（１）により算出される分極率異方性の値Δαが異なる２つ以上の置換基を有するセルロース体を含有するセルロース体フィルムであって、前記セルロース体における分極率異方性の値Δαが最小の置換基をＡ、分極率異方性の値Δαが最大の置換基をＢとしたとき、置換基Ａ及び置換基Ｂの置換度が下記関係式（Ａ１）を満たすことを特徴とするセルロース体フィルム。
【数１】
（式中、αｘは、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、最大の成分であり；αｙは、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、二番目に大きい成分であり；αｚは、分極率テンソルを対角化後に得られる固有値の内、最小の成分である。）
【数２】
（ここで、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【請求項２】
フィルムの膜厚方向のレターデーションＲｔｈが負であることを特徴とする請求項１記載のセルロース体フィルム。
【請求項３】
前記置換基Ａ及び前記置換基Ｂの合計置換度が下記関係式（Ａ２）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のセルロース体フィルム。
【数３】
（ここで、ＤＳA２、ＤＳA３、及びＤＳA６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ａの置換度を表し、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【請求項４】
前記置換基Ａ及び前記置換基Ｂの合計置換度が下記関係式（Ａ３）を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【数４】
（ここで、ＤＳA２、ＤＳA３、及びＤＳA６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ａの置換度を表し、ＤＳB２、ＤＳB３、及びＤＳB６はそれぞれ、セルロースの構成単位であるβ−グルコース環の２位、３位、及び６位における前記置換基Ｂの置換度を表す。）
【請求項５】
前記置換基Ｂの分極率異方性の値が２．５×１０-24ｃｍ3以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項６】
前記の分極率異方性の値が２．５×１０-24ｃｍ3以上である置換基Ｂが芳香族アシル基であることを特徴とする請求項５に記載のセルロース体フィルム。
【請求項７】
オクタノール−水分配係数（ｌｏｇＰ値）が１．０〜１０．０であるレターデーション調節剤を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項８】
フィルムの２５℃８０％ＲＨにおける平衡含水率が３．０％以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項９】
フィルムの搬送方向、及び／又はこれと垂直な方向に１％以上１００％以下延伸されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【請求項１０】
下記数式（１１−１）を満たすレターデーション調節剤を少なくとも１種含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム。
【数５】
Ｒｔｈ(ａ)：当該レターデーション調節剤を、アセチル置換度２．８６のセルロースアセテートに対してａ質量％含有させた、膜厚８０μｍのセルロースアセテートフィルムの波長５８９ｎｍにおけるＲｔｈ（ｎｍ）
Ｒｔｈ(０)：当該レターデーション調節剤を含有しないアセチル置換度２．８６のセルロースアセテートのみからなる膜厚８０μｍのフィルムの波長５８９ｎｍにおけるＲｔｈ（ｎｍ）
ａ：セルロースアセテート１００質量部に対する当該レターデーション調節剤の質量部
【請求項１１】
前記レターデーション調節剤が、下記一般式（１）〜（１９）のいずれかで表される化合物のうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項１０記載のセルロース体フィルム。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ11〜Ｒ13はそれぞれ独立に、炭素原子数１〜２０の脂肪族基を表し、該脂肪族基は置換基を有していてもよい。Ｒ11〜Ｒ13は互いに連結して環を形成してもよい。）
【化２】
（一般式（２）及び（３）中、Ｚは炭素原子、酸素原子、硫黄原子または−ＮＲ25−を表し、Ｒ25は水素原子またはアルキル基を表す。Ｚを含んで構成される５または６員環は置換基を有していても良い。Ｙ21、Ｙ22はそれぞれ独立に、炭素原子数１〜２０の、エステル基、アルコキシカルボニル基、アミド基またはカルバモイル基を表し、Ｙ21、Ｙ22は互いに連結して環を形成してもよい。ｍは１〜５の整数を表し、ｎは１〜６の整数を表す。）
【化３】
（一般式（４）〜（１２）中、Ｙ31〜Ｙ70はそれぞれ独立に、炭素原子数１〜２０の、エステル基、アルコキシカルボニル基、アミド基もしくはカルバモイル基、またはヒドロキシ基を表し、Ｖ31〜Ｖ43はそれぞれ独立に水素原子または炭素原子数１〜２０の脂肪族基を表す。Ｌ31〜Ｌ80はそれぞれ独立に、構成する原子数が０〜４０であって、かつ、炭素原子数０〜２０の２価の飽和の連結基を表す。ここで、Ｌ31〜Ｌ80を構成する原子数が０であるということはＬ31〜Ｌ80が単結合を表すことを意味する。Ｖ31〜Ｖ43およびＬ31〜Ｌ80は、さらに置換基を有していてもよい。）
【化４】
（一般式（１３）中、Ｒ1はアルキル基またはアリール基を表し、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。Ｒ1、Ｒ2およびＲ3の炭素原子数の総和は１０以上であり、各々、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。）
【化５】
（一般式（１４）中、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基を表す。Ｒ4およびＲ5の炭素原子数の総和は１０以上であり、各々、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。）
【化６】
（一般式（１５）中、Ｒ1は置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表し、Ｒ2は水素原子、置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表す。Ｌ1は２価〜６価の連結基を表し、ｎはＬ1の価数に応じた２〜６の整数を表す。）
【化７】
（一般式（１６）中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。Ｘは下記の（連結基群１）から選ばれる１つ以上の基から形成される２価の連結基を表す。Ｙは水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。
（連結基群１）単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ4−（Ｒ4は水素原子、アルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。）、アルキレン基またはアリーレン基を表す。）
【化８】
（一般式（１７）中、Ｑ1、Ｑ2およびＱ3はそれぞれ独立に５または６員環を表す。ＸはＢ、Ｃ−Ｒ（Ｒは水素原子または置換基を表す。）、Ｎ、Ｐ、Ｐ＝Ｏを表す。）
【化９】
（一般式（１８）中、Ｒ1はアルキル基またはアリール基を表し、Ｒ2およびＲ3はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。また、アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよい。）
【化１０】
（一般式（１９）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表す。Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立に、単結合、−ＣＯ−および−ＮＲ5−（Ｒ5は置換若しくは無置換の脂肪族基または置換若しくは無置換の芳香族基を表す）からなる群から選ばれる１種以上の基から形成される２価の連結基を表す。ａ、ｂ、ｃおよびｄは０以上の整数であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは２以上である。Ｑ1は（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）価の有機基を表す。）
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセルロース体フィルムを含むことを特徴とする光学補償シート。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセルロース体フィルム上に光学異方性層を有することを特徴とする光学補償シート。
【請求項１４】
偏光膜およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる偏光板であって、透明保護膜の少なくとも一方が、請求項１２または１３に記載の光学補償シートであることを特徴とする偏光板。
【請求項１５】
液晶セルおよびその両側に配置された２枚の偏光板からなる液晶表示装置であって、少なくとも１枚の偏光板が請求項１４記載の偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
表示モードがＩＰＳモードであることを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２９７５５４（Ｐ２００７−２９７５５４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２８４５２（Ｐ２００６−１２８４５２）
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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