説明

光学フィルム、光学フィルムの製造方法、それを用いた偏光板及び液晶表示装置

【課題】紫外線吸収性能や透明性に優れ、ブリードアウトが少ない紫外線吸収剤を含有する光学フィルムを提供することにある。
【解決手段】下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤を含有することを特徴とする光学フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルム、光学フィルムの製造方法、それを用いた偏光板、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、CRTディスプレイに代わる薄型ディスプレイとして、液晶表示装置(液晶ディスプレイ)、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイの台頭が目覚しい。これらの新世代のディスプレイには多くの光学フィルムが搭載されているが、薄型がゆえにそれら光学フィルムが持つ各種機能に対する性能向上の要求が年々厳しいものになってきている。従って、より性能向上が達せられた光学フィルムの登場が待ち望まれている。
【0003】
一方、ノートパソコンの薄型軽量化、大型画面化、高精細化の開発が進んでいる。それに伴って、液晶表示装置用の光学フィルムもますます薄膜化、広幅化、高品質化の要求が強くなってきている。液晶表示装置用の光学フィルムとして種々の樹脂フィルムが用いられているが、光学フィルムとしての偏光板保護フィルムには、現在、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィンが用いられている。その中でも、セルロースエステルを用いた光学フィルムが圧倒的に多く使用されている。
【0004】
光学フィルムの製造方法には、大別して溶液流延製膜法と溶融流延製膜法とがある。前者は、ポリマーを溶媒に溶かして、その溶液を支持体上に流延し、溶媒を蒸発し、更に必要により延伸してフィルムにする方法である。膜厚の均一性に優れるなどの点から広く採用されてきたが、溶媒の乾燥のため、設備が大型化するなどの問題点を抱えていた。後者は、ポリマーを加熱溶融して支持体上に流延し、冷却固化し、更に必要により延伸してフィルムにする方法であり、溶媒を乾燥する必要がないので設備が比較的コンパクトにできるとの利点があるが、溶液に比べ溶融ポリマーの粘度はかなり高いためレベリングしにくく、ダイラインと呼ばれるすじ状の欠陥が目立つという問題点があった。
【0005】
ところで、光学フィルムは、紫外線を含む光に晒されると分解が促進され強度低下を引き起こすと同時に、変色により透明度が低下するという問題を抱えていた。
【0006】
光学フィルムに求められる特性としては、380nm以下の紫外光を十分に遮断すると同時に、400nmより長波の光を十分に透過することが求められており、さまざまな紫外線吸収剤が提案されている。このため、高い透明性の求められる光学フィルムでは、予めベンゾトリアゾール系化合物或いはベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、サリチル酸系化合物の紫外線吸収剤を混入させることで紫外線による劣化を防止していた。
【0007】
しかしながら、これら従来の紫外線吸収剤の多くは溶解性が低いために、ブリードアウトが生じやすい、フィルム上で析出しやすい、ヘイズが上昇し透明性が低下する、さらには、加熱加工時の蒸散により添加量が減少し紫外線吸収能が低下するとともに、製造工程が汚染されてしまう等、さまざまな問題を有しており、それらの問題を改善する技術も開示されているが(例えば、特許文献1を参照。)、より一層の改良が望まれている。
【特許文献1】特開2007−169590号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、紫外線吸収性能や透明性に優れ、ブリードアウトが少ない紫外線吸収剤を含有する光学フィルムを提供することにある。また、溶融製膜時にダイラインの発生がなく、リターデーションの変動が少ない光学フィルム、及びそれを用いて、長期耐光性及び耐久性に優れ、さらには高いコントラストが維持された偏光板と液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
【0010】
1.下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤を含有することを特徴とする光学フィルム。
【0011】
【化1】

【0012】
[式中、R1、R2、R3及びR4は置換基を表し、R5は水素原子またはアルキル基を表し、Zは炭素原子とともに3〜10員の非芳香族環を構成するのに必要な原子群を表す。p及びqは0〜3の整数を表し、r及びsは0〜4の整数を表すが、pが2以上の整数を表すとき、複数のR1は同じでも異なっていてもよく、qが2以上の整数を表すとき、複数のR2は同じでも異なっていてもよく、rが2以上の整数を表すとき、複数のR3は同じでも異なっていてもよく、sが2以上の整数を表すとき、複数のR4は同じであっても異なっていてもよい。
【0013】
なお、R1、R2、R3及びR4が表す置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、複素環基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、ホスホノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基、アニリノ基、イミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基またはニトロ基を表す。]
2.前記光学フィルムがセルロースエステルを含有することを特徴とする前記1に記載の光学フィルム。
【0014】
3.前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤が下記一般式(2)で表される紫外線吸収剤であることを特徴とする前記1または2のいずれか1項に記載の光学フィルム。
【0015】
【化2】

【0016】
[式中、R1及びR2は置換基を表し、R5は水素原子またはアルキル基を表し、Zは炭素原子とともに3〜10員の非芳香族環を構成するのに必要な原子群を表す。
【0017】
なお、R1及びR2が表す置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、複素環基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、ホスホノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基、アニリノ基、イミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基またはニトロ基を表す。]
4.前記光学フィルムが下記一般式(3)で表されるラクトン系化合物を含有することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
【0018】
【化3】

【0019】
[式中、R12〜R15はおのおの互いに独立して水素原子または置換基を表し、R16は水素原子または置換基を表し、nは1または2を表す。nが1であるとき、R11は置換基を表し、nが2であるとき、R11は2価の連結基を表す。
【0020】
なお、R11〜R16が置換基を表すとき、該置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、複素環基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、ホスホノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基、アニリノ基、イミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基またはニトロ基を表す。]
5.前記1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムが、溶融流延法により製造されることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【0021】
6.前記1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムまたは前記5に記載の光学フィルムの製造方法により製造された光学フィルムを、偏光子の少なくとも一方の面に有することを特徴とする偏光板。
【0022】
7.前記6に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に用いることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、紫外線吸収性能や透明性に優れ、ブリードアウトが少ない紫外線吸収剤を含有する光学フィルムを提供することができる。また、溶融製膜時にダイラインの発生がなく、リターデーションの変動が少ない光学フィルム、及びそれを用いて、長期耐光性及び耐久性に優れ、さらには高いコントラストが維持された偏光板と液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0025】
(一般式(1)で表される紫外線吸収剤)
前記一般式(1)において、R1、R2、R3及びR4は置換基を表す。
【0026】
1、R2、R3及びR4で表される置換基としては特に制限はないが、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリフルオロメチル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、アシルアミノ基(例えば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、2−プロペニル基、3−ブテニル基、1−メチル−3−プロペニル基、3−ペンテニル基、1−メチル−3−ブテニル基、4−ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等)、アルキニル基(例えば、プロパルギル基等)、複素環基(例えば、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基等)、アルキルスルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基等)、アリールスルフィニル基(例えば、フェニルスルフィニル基等)、ホスホノ基、アシル基(例えば、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、ブチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、スルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基等)、シアノ基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基等)、アニリノ基(例えば、フェニルアミノ基、クロロフェニルアミノ基、トルイジノ基、アニシジノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、イミド基、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、アルコキシカルボニルアミノ基(例えば、メトキシカルボニルアミノ基、フェノキシカルボニルアミノ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル等)、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基等)、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基等の各基が挙げられる。これらの置換基は同様の置換基によってさらに置換されていてもよい。
【0027】
前記一般式(1)において、R1及びR2で表される置換基として、アルキル基が好ましく、t−ブチル基、t−アミル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、クミル基等の3級アルキル基が特に好ましい。
【0028】
前記一般式(1)において、R3及びR4で表される置換基として、アルキル基、塩素原子、アルコキシ基が好ましい。
【0029】
前記一般式(1)において、R5は水素原子またはアルキル基を表すが、アルキル基として具体的には炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、iso−ペンチル基、2−エチル−ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、1−メチルシクロヘキシル基、エテニル−2−プロペニル基、3−ブテニル基、1−メチル−3−プロペニル基、3−ペンテニル基、1−メチル−3−ブテニル基、1−シクロアルケニル基、2−シクロアルケニル基、エチニル基、1−プロピニル基等が挙げられる。より好ましくは、メチル基、エチル基、イソプロピル基等が挙げられる。R5は水素原子がより好ましい。
【0030】
前記一般式(1)において、Zは炭素原子とともに3〜10員の非芳香族環を構成するのに必要な原子群を表すが、該環として具体的に3員環としてはシクロプロピル、アジリジル、オキシラニル、4員環としてはシクロブチル、シクロブテニル、オキセタニル、アゼチジニル、5員環としてはシクロペンチル、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、テトラヒドロフラニル、ピロリジニル、テトラヒドロチエニル、6員環としてはシクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘキサジエニル、テトラヒドロピラニル、ピラニル、ピペリジニル、ジオキサニル、テトラヒドロチオピラニル、ノルカラニル、ノルピナニル、ノルボルニル、7員環としてはシクロヘプチル、シクロヘプチニル、シクロヘプタジエニル、8員環としてはシクロオクタニル、シクロオクテニル、シクロオクタジエニル、シクロオクタトリエニル、9員環としてはシクロノナニル、シクロノネニル、シクロノナジエニル、シクロノナトリエニル、10員環としてはシクロデカニル、シクロデケニル、シクロデカジエニル、シクロデカトリエニル等の各基が挙げられる。好ましくは3〜6員環であり、より好ましくは5〜6員環であり、最も好ましくは6員環であり、その中でもヘテロ原子を含まない炭化水素環が好ましい。該環はスピロ原子を通じて他の環とスピロ結合を形成してもよいし、芳香族環を含む他の環と如何様にも縮環してよい。また環上には任意の置換基を有することができる。該置換基として具体的には、前記一般式(1)におけるR1、R2、R3及びR4が表す置換基と同様の基を挙げることができる。
【0031】
前記一般式(1)において、pは0〜3の整数を表し、pが2以上の整数を表すとき、複数のR1は同じでも異なっていてもよいが、pは1が好ましい。
【0032】
前記一般式(1)において、qは0〜3の整数を表し、qが2以上の整数を表すとき、複数のR2は同じでも異なっていてもよいが、qは1が好ましい。
【0033】
前記一般式(1)において、rは0〜3の整数を表し、rが2以上の整数を表すとき、複数のR3は同じでも異なっていてもよいが、rは0が好ましい。
【0034】
前記一般式(1)において、sは0〜3の整数を表し、sが2以上の整数を表すとき、複数のR4は同じでも異なっていてもよいが、sは0が好ましい。
【0035】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、前記一般式(2)で表されることが好ましい。
【0036】
前記一般式(2)において、R1、R2、R5及びZは前記一般式(2)におけるR1、R2、R5及びZと同義である。
【0037】
前記一般式(2)において、R1及びR2で表される置換基として、アルキル基が好ましく、メチル基、t−ブチル基、t−アミル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、クミル基が特に好ましい。
【0038】
前記一般式(2)において、R5は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
【0039】
前記一般式(2)において、Zが炭素原子とともに形成する3〜10員の非芳香族環として、好ましくは3〜6員環であり、より好ましくは5〜6員環であり、最も好ましくは6員環であり、その中でもヘテロ原子を含まない炭化水素環が好ましい。該環はスピロ原子を通じて他の環とスピロ結合を形成してもよいし、芳香族環を含む他の環と如何様にも縮環してよい。また環上には任意の置換基を有することができる。該置換基として具体的には、前記一般式(1)におけるR1、R2、R3及びR4が表す置換基と同様の基を挙げることができる。
【0040】
以下に、本発明に係る前記一般式(1)または(2)で表される紫外線吸収剤の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0041】
【化4】

【0042】
【化5】

【0043】
【化6】

【0044】
【化7】

【0045】
【化8】

【0046】
【化9】

【0047】
本発明に係る一般式(1)または(2)で表される紫外線吸収剤は、光学フィルムに用いられる透明樹脂に混合する際に、必要に応じて低分子化合物もしくは高分子化合物、無機化合物等を一緒に用いることもできる。
【0048】
例えば、本発明の一般式(1)または(2)で表される紫外線吸収剤と他の紫外線吸収剤または紫外線吸収性ポリマーとを同時に他の透明ポリマーに混合することも好ましい態様の一つである。
【0049】
同様に、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤等の添加剤を同時に混合することも好ましい態様の一つである。
【0050】
光学フィルムへの本発明に係る紫外線吸収剤の添加方法は、基材となる樹脂フィルム中に含有させてもよいし、樹脂フィルム上に塗布してもよい。樹脂フィルム中に含有させる場合、直接添加してもよい。
【0051】
本発明に係る一般式(1)または(2)で表される紫外線吸収剤の使用量は、化合物の種類、使用条件等により一様ではないが、樹脂フィルム1m2当たり0.2〜3.0gが好ましく、0.4〜2.0gがさらに好ましく、0.5〜1.5gが特に好ましい。
【0052】
さらに、液晶劣化防止の観点から、波長380nm以下の紫外線吸収性能に優れ、かつ、良好な液晶表示性の観点から、400nm以上の可視光吸収が少ないものが好ましい。
【0053】
本発明においては、特に、波長380nmでの透過率が8%以下であることが好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下であることが特に好ましい。
【0054】
また、本発明においては、従来公知の紫外線吸収剤も併せて用いることもできる。
【0055】
従来公知の紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば、サリチル酸系紫外線吸収剤(フェニルサリシレート、p−tert−ブチルサリシレート等)或いはベンゾフェノン系紫外線吸収剤(2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシベンゾフェノン等)、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(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−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−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−tert−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′−ヒドロキシ−3′−tert−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−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)−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′−(1−メチル−1−フェニルエチル)−5′−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル)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−tert−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−tert−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)、シアノアクリレート系紫外線吸収剤(2′−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、エチル−2−シアノ−3−(3′,4′−メチレンジオキシフェニル)−アクリレート等)、トリアジン系紫外線吸収剤、或いは特開昭58−185677号、同59−149350号記載の化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。
【0056】
本発明に係る紫外線吸収剤と共に用いられる従来公知の紫外線吸収剤としては、透明性が高く、偏光板や液晶素子の劣化を防ぐ効果に優れたベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やトリアジン系紫外線吸収剤が好ましく、分光吸収スペクトルがより適切なベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましい。
【0057】
また、本発明においては、従来公知の紫外線吸収性ポリマーと組み合わせて用いることもできる。従来公知の紫外線吸収性ポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、RUVA−93(大塚化学製)を単独重合させたポリマー及びRUVA−93と他のモノマーとを共重合させたポリマー等が挙げられる。具体的には、RUVA−93とメチルメタクリレートを3:7の比(質量比)で共重合させたPUVA−30M、5:5の比(質量比)で共重合させたPUVA−50M等が挙げられる。さらには、特開2003−113317号公報に記載のポリマー等が挙げられる。
【0058】
また、市販品として、チヌビン(TINUVIN)326、チヌビン(TINUVIN)109、チヌビン(TINUVIN)171、チヌビン(TINUVIN)900、チヌビン(TINUVIN)928、チヌビン(TINUVIN)360(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、Sumisorb250(住友化学社製)が挙げられる。
【0059】
以上のように、本発明に係る紫外線吸収剤と共に用いることができる従来公知の紫外線吸収剤について説明したが、本発明に係る紫外線吸収剤を用いずに従来公知の紫外線吸収剤のみを用いた場合は、本発明が解決しようとする課題を解決することはできない。
【0060】
(一般式(3)で表されるラクトン系化合物)
本発明の光学フィルムは、前記一般式(3)で表されるラクトン系化合物を含有することが特に好ましい。
【0061】
一般式(3)において、R12〜R15はおのおの互いに独立して水素原子または置換基を表し、R12〜R15で表される置換基は、前記一般式(1)または(2)において、R1及びR2で表される置換基と同様な基を挙げることができる。
【0062】
一般式(3)において、R12〜R15は水素原子またはアルキル基が好ましい。
【0063】
一般式(3)において、R16は水素原子または置換基を表し、R16で表される置換基は、前記一般式(1)または(2)において、R1及びR2で表される置換基と同様な基を挙げることができる。
【0064】
一般式(3)において、R16は水素原子が好ましい。
【0065】
一般式(3)において、nは1または2を表す。
【0066】
一般式(3)において、nが1であるとき、R11は置換基を表し、nが2であるとき、R11は2価の連結基を表す。R11が置換基を表すとき、置換基としては、前記一般式(1)または(2)において、R1及びR2が表す置換基と同様な基を挙げることができる。
【0067】
11は2価の連結基を表すとき、2価の連結基として例えば、置換基を有してもよいアルキレン基、置換基を有してもよいアリーレン基、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、或いはこれらの連結基の組み合わせを挙げることができる。
【0068】
一般式(3)において、nは1が好ましく、その時のR11は置換または無置換のフェニル基が好ましい。
【0069】
以下に、本発明に好ましく用いられる前記一般式(3)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0070】
【化10】

【0071】
【化11】

【0072】
【化12】

【0073】
【化13】

【0074】
【化14】

【0075】
【化15】

【0076】
【化16】

【0077】
【化17】

【0078】
【化18】

【0079】
【化19】

【0080】
【化20】

【0081】
【化21】

【0082】
【化22】

【0083】
【化23】

【0084】
これらの安定剤は、それぞれ1種或いは2種以上組み合わせて用いることができ、その配合量は本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択されるが、セルロースエステル100質量部に対して、通常0.001〜10.0質量部、好ましくは0.01〜5.0質量部、さらに好ましくは、0.1〜3.0質量部である。
【0085】
(光学フィルム)
次に、本発明の光学フィルムの詳細について説明する。
【0086】
本発明において光学フィルムとは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等の各種表示装置に用いられる機能フィルムのことであり、詳しくは液晶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、視野角拡大等の光学補償フィルム等を含む。
【0087】
本発明の光学フィルムの基材となる樹脂フィルムに用いられる樹脂としては、セルロースエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂等)等を挙げることができる。この中で、セルロースエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状オレフィン系樹脂が好ましく、中でもセルロースエステル系樹脂が最も好ましい。
【0088】
また、これらの樹脂は併用して用いても良く、例えば、セルロースエステル系樹脂の他、セルロースエーテル系樹脂、ビニル系樹脂(ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等も含む)、環状オレフイン樹脂、ポリエステル系樹脂(芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、もしくはそれらを含む共重合体)、アクリル系樹脂(共重合体も含む)等を含有させることができる。セルロースエステル以外の樹脂の含有量としては0.1〜30質量%が好ましい。
【0089】
本発明に係る光学フィルムは、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムに好ましく用いられ、特に、偏光板保護フィルムに好ましく用いられる。
【0090】
本発明の光学フィルムは、基材として前記一般式(1)または(2)で表される紫外線吸収剤を含有する光学フィルムを用いることが好ましい。
【0091】
(光学フィルムの製造方法)
次いで、本発明の最も好ましい態様であるセルロースエステルを有してなる光学フィルムの製造方法について説明する。
【0092】
本発明にの光学フィルムは、溶液流延法、溶融流延法により製造される。
【0093】
溶液流延法は、セルロースエステルを溶媒中に溶解した溶液(ドープ)を支持体上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。
【0094】
溶融流延法では、セルロースエステルを加熱により溶融したもの(メルト)を支持体上に流延してフィルムを形成する。
【0095】
溶融流延法はフィルム製造時の有機溶媒使用量を、大幅に少なくすることができるため、従来の有機溶媒を多量に使用する溶液流延法に比較して、環境適性が大幅に向上したフィルムが得られるため、本発明においては溶融流延法により光学フィルムを製造することが好ましい。
【0096】
本発明における溶融流延とは、溶媒を用いずにセルロースエステルを流動性を示す温度まで加熱溶融しこれを用いて製膜する方法であり、例えば流動性のセルロースエステルをダイスから押し出して製膜する方法である。
【0097】
なお溶融セルロースエステルを調製する過程の一部で溶媒を使用してもよいが、フィルム状に成形を行う溶融製膜プロセスにおいては溶媒を用いずに成形加工する。
【0098】
加熱溶融する成形法はさらに詳細には溶融押出成形法、プレス成形法、インフレーション法、射出成形法、ブロー成形法、延伸成形法等に分類できる。
【0099】
これらの中で、機械的強度及び表面精度等に優れる光学フィルムを得るためには、溶融押出し法が優れている。
【0100】
ここでフィルム構成材料を加熱し、その流動性を発現させた後、ドラムまたはエンドレスベルト上に押出し製膜する。好ましい製膜工程としては、加熱溶融する成形法である。
【0101】
(セルロースエステル)
本発明の光学フィルムに用いられるセルロースエステルとしては、溶融製膜可能なセルロースエステルであれば特に限定はされず、例えば芳香族カルボン酸エステル等も用いられるが、光学特性等の得られるフィルムの特性を鑑みると、セルロースの低級脂肪酸エステルを使用するのが好ましい。
【0102】
本発明においてセルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは炭素原子数が5以下の脂肪酸を意味し、例えばセルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースピバレート等がセルロースの低級脂肪酸エステルの好ましいものとして挙げられる。
【0103】
炭素原子数が6以上の脂肪酸で置換されたセルロースエステルでは、溶融製膜性は良好であるものの、得られる光学フィルムの力学特性が低く、実質的に光学フィルムとして用いることが難しい。
【0104】
また、力学特性と溶融製膜性の双方を両立させるために、例えば、特開平10−45804号、同8−231761号、米国特許第2,319,052号等に記載されているセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等の混合脂肪酸エステル等を用いてもよい。
【0105】
なお溶液流延製膜で一般に用いられているセルロースエステルであるトリアセチルセルロースについては、溶融温度よりも分解温度の方が低いセルロースエステルであるため、溶融製膜には用いることは難しい。
【0106】
上記セルロースエステルの中でも、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが好ましく用いられる。
【0107】
次に、本発明に好ましく用いられるセルロースエステルのアシル基の置換度について説明する。
【0108】
セルロースには、1グルコース単位の2位、3位、6位に1個ずつ、計3個の水酸基があり、総置換度とは、平均して1グルコース単位にいくつのアシル基が結合しているかを示す数値である。
【0109】
従って、最大の置換度は3.0である。これらアシル基は、グルコース単位の2位、3位、6位に平均的に置換していてもよいし、分布をもって置換していてもよい。
【0110】
混合脂肪酸エステルの置換度として、さらに好ましいセルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートの低級脂肪酸エステルは、炭素原子数2〜4のアシル基を置換基として有し、アセチル基の置換度をXとし、プロピオニル基またはブチリル基の置換度をYとした時、下記式(i)、(ii)及び(iii)を同時に満たすセルロースエステルを含むセルロース樹脂である。
【0111】
なお、アセチル基の置換度と他のアシル基の置換度は、ASTM−D817−96に規定の方法により求めたものである。
【0112】
式(i) 2.4≦X+Y≦3.0
式(ii) 0.1≦X≦2.4
式(iii) 0.5≦Y≦2.5
この内、特にセルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられ、中でも1.0≦X≦2.1であり、0.6≦Y≦1.5であることが好ましい。
【0113】
アシル基の置換度の異なるセルロースエステルをブレンドして、光学フィルム全体として上記範囲に入っていてもよい。
【0114】
上記アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在しているものである。これらは公知の方法で合成することができる。
【0115】
本発明に好ましく用いられるセルロースエステルは、50000〜150000の数平均分子量(Mn)を有することが好ましく、55000〜120000の数平均分子量を有することがさらに好ましく、60000〜100000の数平均分子量を有することが最も好ましい。
【0116】
さらに、本発明に好ましく用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)比が1.3〜5.5のものが好ましく用いられ、特に好ましくは1.5〜5.0であり、さらに好ましくは1.7〜4.0であり、さらに好ましくは2.0〜3.5のセルロースエステルが好ましく用いられる。
【0117】
なお、Mn及びMw/Mnは下記の要領で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより算出した。
【0118】
測定条件は以下の通りである。
【0119】
溶媒 :テトヒドロフラン
装置 :HLC−8220(東ソー(株)製)
カラム :TSKgel SuperHM−M(東ソー(株)製)
カラム温度:40℃
試料濃度 :0.1質量%
注入量 :10μl
流量 :0.6ml/min
校正曲線 :標準ポリスチレン:PS−1(Polymer Laboratories社製)Mw=2,560,000〜580までの9サンプルによる校正曲線を使用した。
【0120】
本発明で好ましく用いられるセルロースエステルの原料セルロースは、木材パルプでも綿花リンターでもよく、木材パルプは針葉樹でも広葉樹でもよいが、針葉樹の方がより好ましい。製膜の際の剥離性の点からは綿花リンターが好ましく用いられる。これらから作られたセルロースエステルは適宜混合して、或いは単独で使用することができる。
【0121】
例えば、綿花リンター由来セルロースエステル:木材パルプ(針葉樹)由来セルロースエステル:木材パルプ(広葉樹)由来セルロースエステルの比率が100:0:0、90:10:0、85:15:0、50:50:0、20:80:0、10:90:0、0:100:0、0:0:100、80:10:10、85:0:15、40:30:30で用いることができる。
【0122】
セルロースエステルは、例えば、原料セルロースの水酸基を無水酢酸、無水プロピオン酸及び/または無水酪酸を用いて常法によりアセチル基、プロピオニル基及び/またはブチル基を上記の範囲内に置換することで得られる。
【0123】
このようなセルロースエステルの合成方法は、特に限定はないが、例えば、特開平10−45804号或いは特表平6−501040号に記載の方法を参考にして合成することができる。
【0124】
本発明に好ましく用いられるセルロースエステルのアルカリ土類金属含有量は、1〜50ppmの範囲であることが本発明の効果をより奏する点で好ましい。
【0125】
更に1〜30ppmの範囲が好ましい。
【0126】
ここでいうアルカリ土類金属とはCa、Mgの総含有量のことであり、X線光電子分光分析装置(XPS)を用いて測定することができる。
【0127】
本発明に好ましく用いられるセルロースエステル中の残留硫酸含有量は、硫黄元素換算で0.1〜45ppmの範囲であることが本発明の効果をより奏する点で好ましい。これらは塩の形で含有していると考えられる。
【0128】
これは洗浄回数が増えることが樹脂に影響を与えているのかもしれないがよく分かっていない。更に1〜30ppmの範囲が好ましい。残留硫酸含有量は、ASTM−D817−96に規定の方法により測定することができる。
【0129】
本発明に好ましく用いられるセルロースエステル中の遊離酸含有量は、1〜500ppmであることが本発明の効果をより奏する点で好ましい。
【0130】
洗浄で1ppm未満にすることは困難である。
【0131】
更に1〜100ppmの範囲であることが好ましく、更に破断しにくくなる。特に1〜70ppmの範囲が好ましい。遊離酸含有量はASTM−D817−96に規定の方法により測定することができる。
【0132】
合成したセルロースエステルの洗浄を、溶液流延法に用いられる場合に比べて、さらに十分に行うことによって、残留酸含有量を上記の範囲とすることができ、溶融流延法によってフィルムを製造する際に、リップ部への付着が軽減され、平面性に優れるフィルムが得られ、寸法変化、機械強度、透明性、耐透湿性、Ro値、Rt値が良好なフィルムを得ることができる。
【0133】
ここで、Roとは面内リターデーションを示し、Rtとは厚み方向リターデーションを示す。
【0134】
リターデーションRo、Rtは下記式により求められる。
【0135】
Ro=(nx−ny)×d
Rt=((nx+ny)/2−nz)×d
(式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率、nzはフィルムの厚み方向の屈折率(屈折率は23℃、55%RHの環境下、波長590nmで測定)、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
また、セルロースエステルの洗浄は、水に加えて、メタノール、エタノールのような貧溶媒、或いは結果として貧溶媒であれば貧溶媒と良溶媒の混合溶媒を用いることができ、残留酸以外の無機物、低分子の有機不純物を除去することができる。
【0136】
さらに、セルロースエステルの洗浄は、ヒンダードアミン、亜リン酸エステルといった酸化防止剤の存在下で行うことが好ましく、セルロースエステルの耐熱性、製膜安定性が向上する。
【0137】
また、セルロースエステルの耐熱性、機械物性、光学物性等を向上させるため、セルロースエステルの良溶媒に溶解後、貧溶媒中に再沈殿させ、セルロースエステルの低分子量成分、その他不純物を除去することができる。この時、前述のセルロースエステルの洗浄同様に、酸化防止剤の存在下で行うことが好ましい。
【0138】
さらに、セルロースエステルの再沈殿処理の後、別のポリマー或いは低分子化合物を添加してもよい。
【0139】
(可塑剤)
本発明の光学フィルムには、可塑剤を添加することができる。
【0140】
一般的に、可塑剤とは、一般的には高分子中に添加することによって脆弱性を改良したり、柔軟性を付与したりする効果のある添加剤であるが、例えば、本発明における好ましい態様のセルロースエステルの場合、単独での溶融温度よりも溶融温度を低下させるため、また同じ加熱温度においてセルロース樹脂単独よりも可塑剤を含むフィルム構成材料の溶融粘度を低下させるために、可塑剤を添加する。
【0141】
また、セルロースエステルの親水性を改善し、光学フィルムの透湿度改善するためにも添加されるため透湿防止剤としての機能を有する。
【0142】
ここで、フィルム構成材料の溶融温度とは、該材料が加熱され流動性が発現された状態の温度を意味する。セルロースエステルを溶融流動させるためには、少なくともガラス転移温度よりも高い温度に加熱する必要がある。
【0143】
ガラス転移温度以上においては、熱量の吸収により弾性率或いは粘度が低下し、流動性が発現される。
【0144】
しかしセルロースエステルでは高温下では溶融と同時に熱分解によってセルロースエステルの分子量の低下が発生し、得られるフィルムの力学特性等に悪影響を及ぼすことがあるため、なるべく低い温度でセルロースエステルを溶融させる必要がある。
【0145】
光学フィルム構成材料の溶融温度を低下させるためには、セルロースエステルのガラス転移温度よりも低い融点またはガラス転移温度をもつ可塑剤を添加することで達成することができる。
【0146】
本発明の光学フィルムは、可塑剤を好ましくは1〜25質量%含有することが、本発明の効果をより奏する点で好ましい。
【0147】
より好ましくは可塑剤を3〜20質量%含有する光学フィルムであり、更に好ましくは5〜15質量%含有する光学フィルムである。
【0148】
本発明においては、多価アルコールと1価のカルボン酸からなるエステル系可塑剤、多価カルボン酸と1価のアルコールからなるエステル系可塑剤はセルロースエステルと親和性が高く、好ましい。
【0149】
本発明において好ましく用いられるエステル系可塑剤の原料である多価アルコールの例としては、例えば以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0150】
アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、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、ガラクチトール、マンニトール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ピナコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエチリスリトール、ジペンタエリスリトール、キシリトール等を挙げることができる。
【0151】
特に、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンが好ましい。
【0152】
多価アルコールエステル系の一つであるエチレングリコールエステル系の可塑剤としては、具体的には、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジブチレート等のエチレングリコールアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジシクロプロピルカルボキシレート、エチレングリコールジシクロヘキルカルボキシレート等のエチレングリコールシクロアルキルエステル系の可塑剤、エチレングリコールジベンゾエート、エチレングリコールジ4−メチルベンゾエート等のエチレングリコールアリールエステル系の可塑剤が挙げられる。
【0153】
これらアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていてもよい。
【0154】
またアルキレート基、シクロアルキレート基、アリレート基のミックスでもよく、またこれら置換基同士が共有結合で結合していてもよい。
【0155】
更にエチレングリコール部も置換されていてもよく、エチレングリコールエステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていてもよく、また酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
【0156】
多価アルコールエステル系の一つであるグリセリンエステル系の可塑剤としては、具体的にはトリアセチン、トリブチリン、グリセリンジアセテートカプリレート、グリセリンオレートプロピオネート等のグリセリンアルキルエステル、グリセリントリシクロプロピルカルボキシレート、グリセリントリシクロヘキシルカルボキシレート等のグリセリンシクロアルキルエステル、グリセリントリベンゾエート、グリセリン4−メチルベンゾエート等のグリセリンアリールエステル、ジグリセリンテトラアセチレート、ジグリセリンテトラプロピオネート、ジグリセリンアセテートトリカプリレート、ジグリセリンテトララウレート、等のジグリセリンアルキルエステル、ジグリセリンテトラシクロブチルカルボキシレート、ジグリセリンテトラシクロペンチルカルボキシレート等のジグリセリンシクロアルキルエステル、ジグリセリンテトラベンゾエート、ジグリセリン3−メチルベンゾエート等のジグリセリンアリールエステル等が挙げられる。
【0157】
これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていてもよい。
【0158】
またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでもよく、またこれら置換基同士が共有結合で結合していてもよい。
【0159】
更にグリセリン、ジグリセリン部も置換されていてもよく、グリセリンエステル、ジグリセリンエステルの部分構造がポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていてもよく、また酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
【0160】
その他の多価アルコールエステル系の可塑剤としては、具体的には特開2003−12823号公報の段落30〜33記載の多価アルコールエステル系可塑剤が挙げられる。
【0161】
これらアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基は、同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていてもよい。またアルキレート基、シクロアルキルカルボキシレート基、アリレート基のミックスでもよく、またこれら置換基同士が共有結合で結合していてもよい。
【0162】
更に多価アルコール部も置換されていてもよく、多価アルコールの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていてもよく、また酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
【0163】
上記多価アルコールと1価のカルボン酸からなるエステル系可塑剤の中では、アルキル多価アルコールアリールエステルが好ましく、具体的には上記のエチレングリコールジベンゾエート、グリセリントリベンゾエート、ジグリセリンテトラベンゾエート、特開2003−12823号公報の段落31記載例示化合物16が挙げられる。
【0164】
多価カルボン酸エステル系の一つであるジカルボン酸エステル系の可塑剤としては、具体的には、ジドデシルマロネート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート等のアルキルジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロペンチルサクシネート、ジシクロヘキシルアジーペート等のアルキルジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニルサクシネート、ジ4−メチルフェニルグルタレート等のアルキルジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤、ジヘキシル−1,4−シクロヘキサンジカルボキシレート、ジデシルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロヘキシル−1,2−シクロブタンジカルボキシレート、ジシクロプロピル−1,2−シクロヘキシルジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニル−1,1−シクロプロピルジカルボキシレート、ジ2−ナフチル−1,4−シクロヘキサンジカルボキシレート等のシクロアルキルジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤、ジエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート等のアリールジカルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、ジシクロプロピルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等のアリールジカルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、ジフェニルフタレート、ジ4−メチルフェニルフタレート等のアリールジカルボン酸アリールエステル系の可塑剤が挙げられる。
【0165】
これらアルコキシ基、シクロアルコキシ基は、同一でもあっても異なっていてもよく、また一置換でもよく、これらの置換基は更に置換されていてもよい。アルキル基、シクロアルキル基はミックスでもよく、またこれら置換基同士が共有結合で結合していてもよい。
【0166】
更にフタル酸の芳香環も置換されていてよく、ダイマー、トリマー、テトラマー等の多量体でもよい。またフタル酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にポリマーへペンダントされていてもよく、酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
【0167】
その他の多価カルボン酸エステル系の可塑剤としては、具体的にはトリドデシルトリカルバレート、トリブチル−meso−ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート等のアルキル多価カルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、トリシクロヘキシルトリカルバレート、トリシクロプロピル−2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボキシレート等のアルキル多価カルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、トリフェニル2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボキシレート、テトラ3−メチルフェニルテトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボキシレート等のアルキル多価カルボン酸アリールエステル系の可塑剤、テトラヘキシル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボキシレート、テトラブチル−1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボキシレート等のシクロアルキル多価カルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、テトラシクロプロピル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボキシレート、トリシクロヘキシル−1,3,5−シクロヘキシルトリカルボキシレート等のシクロアルキル多価カルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤、トリフェニル−1,3,5−シクロヘキシルトリカルボキシレート、ヘキサ4−メチルフェニル−1,2,3,4,5,6−シクロヘキシルヘキサカルボキシレート等のシクロアルキル多価カルボン酸アリールエステル系の可塑剤、トリドデシルベンゼン−1,2,4−トリカルボキシレート、テトラオクチルベンゼン−1,2,4,5−テトラカルボキシレート等のアリール多価カルボン酸アルキルエステル系の可塑剤、トリシクロペンチルベンゼン−1,3,5−トリカルボキシレート、テトラシクロヘキシルベンゼン−1,2,3,5−テトラカルボキシレート等のアリール多価カルボン酸シクロアルキルエステル系の可塑剤トリフェニルベンゼン−1,3,5−テトラカルボキシレート、ヘキサ4−メチルフェニルベンゼン−1,2,3,4,5,6−ヘキサカルボキシレート等のアリール多価カルボン酸アリールエステル系の可塑剤が挙げられる。
【0168】
これらアルコキシ基、シクロアルコキシ基は、同一でもあっても異なっていてもよく、また1置換でもよく、これらの置換基は更に置換されていてもよい。
【0169】
アルキル基、シクロアルキル基はミックスでもよく、またこれら置換基同士が共有結合で結合していてもよい。更にフタル酸の芳香環も置換されていてよく、ダイマー、トリマー、テトラマー等の多量体でもよい。
【0170】
またフタル酸エステルの部分構造がポリマーの一部、或いは規則的にポリマーへペンダントされていてもよく、酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。
【0171】
上記多価カルボン酸と1価のアルコールからなるエステル系可塑剤の中では、アルキルジカルボン酸アルキルエステルが好ましく、具体的には上記のジオクチルアジペートが挙げられる。
【0172】
本発明に用いられるその他の可塑剤としては、燐酸エステル系可塑剤、炭水化物エステル系可塑剤、ポリマー可塑剤等が挙げられる。
【0173】
燐酸エステル系の可塑剤としては、具体的には、トリアセチルホスフェート、トリブチルホスフェート等の燐酸アルキルエステル、トリシクロベンチルホスフェート、シクロヘキシルホスフェート等の燐酸シクロアルキルエステル、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、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリナフチルホスフェート、トリキシリルオスフェート、トリスオルト−ビフェニルホスフェート等の燐酸アリールエステルが挙げられる。これらの置換基は同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていてもよい。またアルキル基、シクロアルキル基、アリール基のミックスでもよく、また置換基同士が共有結合で結合していてもよい。
【0174】
また、エチレンビス(ジメチルホスフェート)、ブチレンビス(ジエチルホスフェート)等のアルキレンビス(ジアルキルホスフェート)、エチレンビス(ジフェニルホスフェート)、プロピレンビス(ジナフチルホスフェート)等のアルキレンビス(ジアリールホスフェート)、フェニレンビス(ジブチルホスフェート)、ビフェニレンビス(ジオクチルホスフェート)等のアリーレンビス(ジアルキルホスフェート)、フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)、ナフチレンビス(ジトルイルホスフェート)等のアリーレンビス(ジアリールホスフェート)等の燐酸エステルが挙げられる。
【0175】
これらの置換基は同一でもあっても異なっていてもよく、更に置換されていてもよい。またアルキル基、シクロアルキル基、アリール基のミックスでもよく、また置換基同士が共有結合で結合していてもよい。
【0176】
更に燐酸エステルの部分構造が、ポリマーの一部、或いは規則的にペンダントされていてもよく、また酸化防止剤、酸掃去剤、紫外線吸収剤等の添加剤の分子構造の一部に導入されていてもよい。上記化合物の中では、燐酸アリールエステル、アリーレンビス(ジアリールホスフェート)が好ましく、具体的にはトリフェニルホスフェート、フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)が好ましい。
【0177】
次に、炭水化物エステル系可塑剤について説明する。
【0178】
炭水化物とは、糖類がピラノースまたはフラノース(6員環または5員環)の形態で存在する単糖類、二糖類または三糖類を意味する。炭水化物の非限定的例としては、グルコース、サッカロース、ラクトース、セロビオース、マンノース、キシロース、リボース、ガラクトース、アラビノース、フルクトース、ソルボース、セロトリオース及びラフィノース等が挙げられる。
【0179】
炭水化物エステルとは、炭水化物の水酸基とカルボン酸が脱水縮合してエステル化合物を形成したものを指し、詳しくは、炭水化物の脂肪族カルボン酸エステル、或いは芳香族カルボン酸エステルを意味する。
【0180】
脂肪族カルボン酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸等を挙げることができ、芳香族カルボン酸としては、例えば安息香酸、トルイル酸、アニス酸等を挙げることができる。
【0181】
炭水化物は、その種類に応じた水酸基の数を有するが、水酸基の一部とカルボン酸が反応してエステル化合物を形成しても、水酸基の全部とカルボン酸が反応してエステル化合物を形成してもよい。
【0182】
本発明においては、水酸基の全部とカルボン酸が反応してエステル化合物を形成するのが好ましい。
【0183】
炭水化物エステル系可塑剤として、具体的には、グルコースペンタアセテート、グルコースペンタプロピオネート、グルコースペンタブチレート、サッカロースオクタアセテート、サッカロースオクタベンゾエート等を好ましく挙げることができ、この内、サッカロースオクタアセテート、サッカロースオクタベンゾエートがより好ましく、サッカロースオクタベンゾエートが特に好ましい。
【0184】
これらの化合物の一例を下記に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0185】
モノペットSB:第一工業製薬社製
モノペットSOA:第一工業製薬社製
ポリマー可塑剤としては、具体的には、脂肪族炭化水素系ポリマー、脂環式炭化水素系ポリマー、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチルとメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルとの共重合体、メタクリル酸メチルとアクリル酸メチルとメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルとの共重合体等のアクリル系ポリマー、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリN−ビニルピロリドン等のビニル系ポリマー、ポリスチレン、ポリ4−ヒドロキシスチレン等のスチレン系ポリマー、ポリブチレンサクシネート、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等のポリエステル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア等が挙げられる。
【0186】
数平均分子量は1000〜500000程度が好ましく、特に好ましくは、5000〜200000である。1000以下では揮発性に問題が生じ、500000を超えると可塑化能力が低下し、光学フィルムの機械的性質に悪影響を及ぼす。これらポリマー可塑剤は1種の繰り返し単位からなる単独重合体でも、複数の繰り返し構造体を有する共重合体でもよい。また、上記ポリマーを2種以上併用して用いてもよい。
【0187】
その他の可塑剤の添加量はセルロースエステル100質量部に対して、通常0.1〜50質量部、好ましくは1〜30質量部、更に好ましくは3〜15質量部である。
【0188】
本発明の光学フィルムにおいて、多価アルコールと1価のカルボン酸からなるエステル系可塑剤、多価カルボン酸と1価のアルコールからなるエステル系可塑剤を1〜25質量%含有することが好ましいが、それ以外の可塑剤と併用してもよい。
【0189】
本発明に好ましく用いられる光学フィルムにおいては、多価アルコールと1価のカルボン酸からなるエステル系可塑剤が更に好ましく、3価以上のアルコールと1価のカルボン酸からなるエステル系可塑剤がセルロースエステルに対する相溶性が高く、高添加率で添加することができる特徴があるため、他の可塑剤や添加剤を併用してもブリードアウトを発生することがなく、必要に応じて他種の可塑剤や添加剤を容易に併用することができるので最も好ましい。
【0190】
(添加剤)
本発明の光学フィルムにおいては、上記可塑剤の他にも可塑剤と同様の作用を示す添加剤を含有させることができる。
【0191】
これらの添加剤としては、例えば、光学フィルムを可塑化することのできる低分子有機化合物であれば、可塑剤と同様の効果を得ることができる。
【0192】
これらの成分は可塑剤に比べ直接フィルムを可塑化する目的で添加されるものではないが、量に応じて上記可塑剤と同様の作用を示す。
【0193】
また、本発明においては、フィルムの色味を調整するために、例えば、青色染料等を添加剤として用いてもよい。
【0194】
好ましい染料として、アンスラキノン系染料が挙げられる。アンスラキノン系染料は、アンスラキノンの1位から8位迄の位置に任意の置換基を有することができる。
【0195】
好ましい置換基としては、置換されてもよいアニリノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、または水素原子が挙げられる。これらの染料のフィルムへの添加量は、フィルムの透明性を維持するため0.1〜1000μg/m2、好ましくは10〜100μg/m2である。
【0196】
本発明の光学フィルムでは、フェノール系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤、ラクトン系安定剤の中から選ばれる少なくとも1種、或いは2種以上の安定剤を用いることが好ましい。
【0197】
好ましいフェノール系安定剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−(1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレート等の特開昭63−179953号公報や特開平1−168643号公報に記載されるアクリレート系化合物;オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2′−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス(メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニルプロピオネート)メタン)即ち、ペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオネート))、トリエチレングリコール−ビス(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート)、3,9−ビス−{2−〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン等のアルキル置換フェノール系化合物;6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−2,4−ビスオクチルチオ−1,3,5−トリアジン、4−ビスオクチルチオ−1,3,5−トリアジン、2−オクチルチオ−4,6−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−オキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン等のトリアジン基含有フェノール系化合物;等が挙げられる。
【0198】
また好ましいヒンダードアミン系安定剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)スクシネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、ビス(1−アクロイル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)デカンジオエート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−1−[2−(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ)エチル]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。
【0199】
また、好ましいリン系安定剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、4,4′−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト)、4,4′−イソプロピリデン−ビス(フェニル−ジ−アルキル(C12〜C15)ホスファイト)等のホスファイト系化合物、及びテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4′−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)−4,4′−ビフェニレンジホスホナイト等のホスホナイト系化合物等を挙げることができる。
【0200】
さらに好ましいイオウ系安定剤としては、例えば、ジラウリル3,3−チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリル3,3−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオ−プロピオネート)、3,9−ビス(2−ドデシルチオエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等が挙げられる。
【0201】
これらの化合物の一例を下記に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0202】
IRGANOX 1010:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
IRGAFOS P−EPQ:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
TINUVIN 770:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
TINUVIN 144:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
ADK STABLA LA−52:ADEKA社製
PEP−24G:ADEKA社製
PEP−36:ADEKA社製
Sumilizer GP:住友化学社製
Sumilizer GM:住友化学社製
Sumilizer GS:住友化学社製
Sumilizer TP−D:住友化学社製
GSY−P101:堺化学工業社製
加熱溶融により光学フィルムを製造する場合、セルロースエステルの水分含有量は3.0質量%以下が好ましい。水分含有量3.0質量%以下のセルロースエステルは、加熱溶融する前に1種以上の添加剤を内包していることが好ましい。
【0203】
本発明において、添加剤を内包しているとは、添加剤がセルロースエステル内部に包まれている状態のみならず、内部及び表面に同時に存在することも含むものである。
【0204】
添加剤を内包させる方法としては、セルロースエステルを溶媒に溶解した後、これに添加剤を溶解または微分散させ、溶媒を除去する方法が挙げられる。溶媒を除去する方法は公知の方法が適用でき、例えば、液中乾燥法、気中乾燥法、溶媒共沈法、凍結乾燥法、溶液流延法等が挙げられ、溶媒除去後のセルロースエステル及び添加剤の混合物は、粉体、顆粒、ペレット、フィルム等の形状に調製することができる。
【0205】
添加剤の内包は前述のようにセルロースエステル固体を溶解して行うが、セルロースエステルの合成工程において析出固化と同時に行ってもよい。
【0206】
液中乾燥法は、例えば、セルロースエステル及び添加剤を溶解した溶液にラウリル硫酸ナトリウム等の活性剤水溶液を加え、乳化分散する。
【0207】
次いで、常圧または減圧蒸留して溶媒を除去し、添加剤を内包したセルロースエステルの分散物を得ることができる。さらに、活性剤除去のため、遠心分離やデカンテーションを行うことが好ましい。乳化法としては、各種の方法を用いることができ、超音波、高速回転せん断、高圧による乳化分散装置を使用することが好ましい。
【0208】
超音波による乳化分散では、所謂バッチ式と連続式の2通りが使用可能である。バッチ式は比較的少量の作製に適し、連続式は大量の作製に適する。
【0209】
連続式では、例えば、UH−600SR(株式会社エスエムテー製)のような装置を用いることが可能である。
【0210】
このような連続式の場合、超音波の照射時間は分散室容積/流速×循環回数で求めることができる。超音波照射装置が複数ある場合は、それぞれの照射時間の合計として求められる。超音波の照射時間は実際上は10000秒未満である。
【0211】
また、10000秒以上必要であると工程の負荷が大きく、実際上は乳化剤の再選択等により乳化分散時間を短くする必要がある。そのため10000秒以上は必要でない。さらに好ましくは10〜2000秒である。
【0212】
高速回転せん断による乳化分散装置としては、ディスパーミキサー、ホモミキサー、ウルトラミキサー等が使用でき、これらの型式は乳化分散時の液粘度によって使い分けることができる。
【0213】
高圧による乳化分散ではLAB2000(エスエムテー社製)等が使用できるが、その乳化・分散能力は試料にかけられる圧力に依存する。圧力は104〜5×105kPaの範囲が好ましい。
【0214】
活性剤としては、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、両性界面活性剤、高分子分散剤等を用いることができ、溶媒や目的とする乳化物の粒径に応じて決めることができる。
【0215】
気中乾燥法は、例えば、GS310(ヤマト科学社製)のようなスプレードライヤーを用いて、セルロースエステル及び添加剤を溶解した溶液を噴霧し乾燥するものである。
【0216】
溶媒共沈法は、セルロースエステル及び添加剤を溶解した溶液をセルロースエステル及び添加剤に対して貧溶媒であるものに添加し、析出させるものである。
【0217】
貧溶媒はセルロースエステルを溶解する前記溶媒と任意に混合することができる。貧溶媒は混合溶媒でも構わない。また、セルロースエステル及び添加剤の溶液中に、貧溶媒を加えても構わない。
【0218】
析出したセルロースエステル及び添加剤の混合物は、ろ過、乾燥し分離することができる。
【0219】
セルロースエステルと添加剤の混合物において、混合物中の添加剤の粒径は1μm以下であり、好ましくは500nm以下であり、さらに好ましくは200nm以下である。添加剤の粒径が小さいほど、溶融成形物の機械特性、光学特性の分布が均一になり好ましい。
【0220】
上記セルロースエステルと添加剤の混合物、及び加熱溶融時に添加する添加剤は、加熱溶融前または加熱溶融時に乾燥されることが望ましい。ここで乾燥とは、溶融材料のいずれかが吸湿した水分に加え、セルロースエステルと添加剤の混合物の調製時に用いた水または溶媒、添加剤の合成時に混入している溶媒のいずれかの除去を指す。
【0221】
この除去する方法は公知の乾燥方法が適用でき、加熱法、減圧法、加熱減圧法等の方法で行うことができ、空気中または不活性ガスとして窒素を選択した雰囲気下で行ってもよい。これらの公知の乾燥方法を行うとき、材料が分解しない温度領域で行うことがフィルムの品質上好ましい。
【0222】
例えば、前記乾燥工程で除去した後の残存する水分または溶媒は、各々フィルム構成材料の全体の質量に対して10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下にすることである。
【0223】
このときの乾燥温度は、100℃以上乾燥する材料のTg以下であることが好ましい。材料同士の融着を回避する観点を含めると、乾燥温度はより好ましくは100℃以上(Tg−5)℃以下、さらに好ましくは110℃以上(Tg−20)℃以下である。好ましい乾燥時間は0.5〜24時間、より好ましくは1〜18時間、さらに好ましくは1.5〜12時間である。これらの範囲よりも低いと乾燥度が低いか、または乾燥時間がかかり過ぎることがある。
【0224】
また乾燥する材料にTgが存在するときには、Tgよりも高い乾燥温度に加熱すると材料が融着して取り扱いが困難になることがある。
【0225】
乾燥工程は2段階以上の分離をしてもよく、例えば、予備乾燥工程による材料の保管と、溶融製膜する直前〜1週間前の間に行う直前乾燥工程を介して溶融製膜してもよい。
【0226】
また、本発明の光学フィルムには、マット剤として微粒子を加えることが好ましい。本発明に使用される微粒子としては無機化合物として、例えば、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成珪酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。
【0227】
二酸化珪素微粒子の一次粒子平均径としては、5〜16nmが好ましく、5〜12nmがより好ましい。一次粒子の平均径が小さい方がヘイズが低く好ましい。また、見かけ比重は90〜200g/Lが好ましく、100〜200g/Lがさらに好ましい。見かけ比重が大きい程、高濃度の分散液を作ることが可能になり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。
【0228】
マット剤の添加量は1m2当たり0.01〜1.0gが好ましく、0.03〜0.3gがさらに好ましく、0.10〜0.18gが特に好ましい。
【0229】
二酸化珪素微粒子としては、例えば、日本アエロジル(株)製のアエロジル(AEROSIL)200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600、NAX50等、日本触媒(株)製のKE−P10、KE−P30、KE−P100、KE−P150等を挙げることができ、好ましくはアエロジル200V、R972V、NAX50、KE−P30、KE−P100である。これらの微粒子は2種以上併用してもよい。
【0230】
また、酸化ジルコニウムの微粒子としては、例えば、アエロジルR976及びR811(以上日本アエロジル(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
【0231】
また、ポリマーの例として、シリコーン樹脂、弗素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール103、同105、同108、同120、同145、同3120及び同240(以上東芝シリコーン(株)製)の商品名で市販されており、使用することができる。
【0232】
これら微粒子は、通常平均粒径が0.01〜1.0μmの二次粒子を形成させることが好ましく、0.1〜0.8μmがさらに好ましく、0.2〜0.5μmが最も好ましい。これらの微粒子はフィルム中では、一次粒子の凝集体として存在しフィルム表面に0.01〜1.0μmの凹凸を形成させる。これらの微粒子の含有量は、光学フィルムに対して0.005〜0.3質量%が好ましく、0.05〜0.2質量%が好ましく、0.1〜0.2質量%が最も好ましい。
【0233】
本発明の光学フィルムは、配向膜を形成して液晶層を設け、光学フィルムと液晶層由来のリターデーションを複合化して光学補償能を付与して光学補償フィルムとし、液晶表示品質の特に視野角特性向上のためにこのような加工を行ってもよい。
【0234】
リターデーションを調節するために添加する化合物は、欧州特許第911,656A2号明細書に記載されているような、二つ以上の芳香族環を有する芳香族化合物をリターデーション制御剤として使用することもできる。
【0235】
また2種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。該芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。芳香族性ヘテロ環であることが特に好ましく、芳香族性ヘテロ環は一般に不飽和ヘテロ環である。中でも1,3,5−トリアジン環が特に好ましい。
【0236】
本発明に係る光学フィルムは、寸度安定性が23℃、55%RHに24時間放置したフィルムの寸法を基準としたとき、80℃、90%RHにおける寸法の変動値が±1.0%未満であることが好ましく、さらに好ましくは0.5%未満であり、特に好ましくは0.1%未満である。
【0237】
本発明に係る光学フィルムは偏光板の保護フィルムとして用いるために、光学フィルム自身に上記の範囲以上の変動を有すると、偏光板としてのリターデーションの絶対値と配向角が当初の設定とずれるために、表示品質の向上能の減少或いは表示品質の劣化を引き起こすことがある。
【0238】
フィルム構成材料中の添加剤の存在は、該セルロースエステル、可塑剤、酸化防止剤、その他必要に応じて添加する紫外線吸収剤やマット剤、リターデーション制御剤等、フィルムを構成する材料の少なくとも1種以上に対して、変質や分解による揮発成分の発生を抑制または防止する観点で優れている。また添加剤自身もフィルム構成材料の溶融温度領域において、揮発成分を発生しないことが求められる。
【0239】
フィルム構成材料が溶融されるときの揮発成分の含有量は1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下、好ましくは0.2質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下のものであることが望ましい。本発明においては、示差熱質量測定装置(セイコー電子工業社製TG/DTA200)を用いて、30℃から350℃までの加熱減量を求め、その量を揮発成分の含有量とする。
【0240】
本発明に係る光学フィルムは、延伸操作により屈折率制御を行い、位相差フィルム(光学補償フィルムともいう)とすることができる。延伸操作としては、光学フィルムの1方向に1.0〜2.0倍及びフィルム面内にそれと直交する方向に1.01〜2.5倍延伸することで好ましい範囲の屈折率に制御することができる。
【0241】
例えば、フィルムの長手方向及びそれとフィルム面内で直交する方向、即ち幅手方向に対して、逐次または同時に延伸することができる。このとき少なくとも1方向に対しての延伸倍率が小さ過ぎると十分な位相差が得られず、大き過ぎると延伸が困難となり破断が発生してしまう場合がある。
【0242】
例えば、溶融して流延した方向に延伸した場合、幅方向の収縮が大き過ぎると、フィルムの厚み方向の屈折率が大きくなり過ぎてしまう。この場合、フィルムの幅収縮を抑制或いは、幅方向にも延伸することで改善できる。幅方向に延伸する場合、幅手で屈折率に分布が生じる場合がある。これは、テンター法を用いた場合にみられることがあるが、幅方向に延伸したことでフィルム中央部に収縮力が発生し、端部は固定されていることにより生じる現象で、所謂ボーイング現象と呼ばれる。この場合でも、流延方向に延伸することでボーイング現象を抑制でき、幅手の位相差の分布を少なく改善できる。
【0243】
さらに、互いに直行する2軸方向に延伸することにより、得られるフィルムの膜厚変動が減少できる。光学フィルムの膜厚変動が大き過ぎると位相差のムラとなり、液晶ディスプレイに用いたとき着色等のムラが問題となることがある。光学フィルム支持体の膜厚変動は、±3%、さらに±1%の範囲とすることが好ましい。
【0244】
以上のように、互いに直交する2軸方向に延伸する方法は有効であり、互いに直交する2軸方向の延伸倍率は、それぞれ最終的には流延方向に1.0〜2.0倍、幅方向に1.01〜2.5倍の範囲とすることが好ましく、流延方向に1.01〜1.5倍、幅方向に1.05〜2.0倍の範囲で行うことが好ましい。
【0245】
応力に対して、正の複屈折を得るセルロースエステルを用いる場合、幅方向に延伸することで、光学フィルムの遅相軸を幅方向に付与することができる。
【0246】
表示品質の向上のためには、光学フィルムの遅相軸が、幅方向にある方が好ましく、(幅方向の延伸倍率)>(流延方向の延伸倍率)を満たすことが好ましい。
【0247】
ウェブを延伸する方法には特に限定はない。例えば、複数のロールに周速差をつけ、その間でロール周速差を利用して縦方向に延伸する方法、ウェブの両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔を進行方向に広げて縦方向に延伸する方法、同様に横方向に広げて横方向に延伸する方法、或いは縦横同時に広げて縦横両方向に延伸する方法等が挙げられる。もちろんこれ等の方法は、組み合わせて用いてもよい。また、所謂テンター法の場合、リニアドライブ方式でクリップ部分を駆動すると滑らかな延伸を行うことができ、破断等の危険性が減少できるので好ましい。
【0248】
製膜工程のこれらの幅保持或いは横方向の延伸はテンターによって行うことが好ましく、ピンテンターでもクリップテンターでもよい。
【0249】
後述する冷却ドラムから剥離され、得られた未延伸フィルムを複数のロール群及び/または赤外線ヒーター等の加熱装置を介してセルロースエステルのガラス転移温度(Tg)からTg+100℃の範囲内に加熱し、一段または多段縦延伸することが好ましい。
【0250】
次に、上記のようにして得られた縦方向に延伸された光学フィルムを、Tg〜Tg−20℃の温度範囲内で横延伸し、次いで熱固定することが好ましい。
【0251】
横延伸する場合、2つ以上に分割された延伸領域で温度差を1〜50℃の範囲で順次昇温しながら横延伸すると、幅方向の物性の分布が低減でき好ましい。さらに横延伸後、フィルムをその最終横延伸温度以下でTg−40℃以上の範囲に0.01〜5分間保持すると幅方向の物性の分布がさらに低減でき好ましい。
【0252】
熱固定は、その最終横延伸温度より高温で、Tg−20℃以下の温度範囲内で通常0.5〜300秒間熱固定する。この際、2つ以上に分割された領域で温度差を1〜100℃の範囲で順次昇温しながら熱固定することが好ましい。
【0253】
熱固定されたフィルムは通常Tg以下まで冷却され、フィルム両端のクリップ把持部分をカットし巻き取られる。
【0254】
この際、最終熱固定温度以下、Tg以上の温度範囲内で、横方向及び/または縦方向に0.1〜10%弛緩処理することが好ましい。
【0255】
また冷却は、最終熱固定温度からTgまでを、毎秒100℃以下の冷却速度で徐冷することが好ましい。
【0256】
冷却、弛緩処理する手段は特に限定はなく、従来公知の手段で行えるが、特に複数の温度領域で順次冷却しながらこれらの処理を行うことがフィルムの寸法安定性向上の点で好ましい。
【0257】
なお、冷却速度は、最終熱固定温度をT1、フィルムが最終熱固定温度からTgに達するまでの時間をtとしたとき、(T1−Tg)/tで求めた値である。
【0258】
これら熱固定条件、冷却、弛緩処理条件のより最適な条件は、フィルムを構成するセルロースエステルにより異なるので、得られた二軸延伸フィルムの物性を測定し、好ましい特性を有するように適宜調整することにより決定すればよい。
【0259】
本発明に係る光学フィルムを偏光板保護フィルムに適用した場合、該保護フィルムの厚さは10〜500μmが好ましい。特に20μm以上、さらに35μm以上が好ましい。また、150μm以下、さらに120μm以下が好ましい。特に好ましくは25〜90μmが好ましい。上記領域にすると、ノート型パソコンやモバイル型電子機器に用いる液晶表示においては、特に薄型軽量の目的に適する。一方、上記領域にするとリターデーションの発現、フィルムの透湿性がよくなり、偏光子に対して湿度から保護する能力がよくなり好ましい。
【0260】
本発明に係る光学フィルムの遅相軸または進相軸がフィルム面内に存在し、製膜方向とのなす角をθ1とするとθ1は−1〜+1°であることが好ましく、−0.5〜+0.5°であることがより好ましい。
【0261】
このθ1は配向角として定義でき、θ1の測定は、自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)を用いて行うことができる。
【0262】
θ1が各々上記関係を満たすことは、表示画像において高い輝度を得ること、光漏れを抑制または防止することに寄与でき、カラー液晶表示装置においては忠実な色再現を得ることに寄与できる。
【0263】
本発明に係る光学フィルムはセルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーを適宜選択して混合してもよい。
【0264】
前述の高分子材料やオリゴマーはセルロースエステルと相溶性に優れるものが好ましく、フィルムにしたときの透過率が80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは92%以上であることが好ましい。
【0265】
セルロースエステル以外の高分子材料やオリゴマーの少なくとも1種以上を混合する目的は、加熱溶融時の粘度制御やフィルム加工後のフィルム物性を向上するために行う。この場合は、上述のその他添加剤として含むことができる。
【0266】
本発明に用いられるセルロースエステル及び添加剤の混合物を熱風乾燥または真空乾燥した後、溶融押出し、T型ダイよりフィルム状に押出して、静電印加法等により冷却ドラムに密着させ、冷却固化させ、未延伸フィルムを得る。冷却ドラムの温度は90〜150℃に維持されていることが好ましい。
【0267】
溶融押出しは一軸押出し機、二軸押出し機、さらに二軸押出し機の下流に一軸押出し機を連結して用いてもよいが、得られるフィルムの機械特性、光学特性の点から、一軸押出し機を用いることが好ましい。さらに原料タンク、原料の投入部、押出し機内といった原料の供給、溶融工程を、窒素ガス等の不活性ガスで置換、或いは減圧することが好ましい。溶融押出し時の温度は、通常150〜300℃の範囲、好ましくは180〜270℃、さらに好ましくは200〜250℃の範囲である。
【0268】
本発明に係る光学フィルム製造に際し、延伸の前及び/または後で帯電防止層、ハードコート層、反射防止層、易滑性層、易接着層、防眩層、バリアー層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。特に、帯電防止層、ハードコート層、反射防止層、易接着層、防眩層及び光学補償層から選ばれる少なくとも1層を設けることが好ましい。
【0269】
この際、コロナ放電処理、プラズマ処理、薬液処理等の各種表面処理を必要に応じて施すことができる。
【0270】
また、本発明に係る光学フィルムにおいて、セルロースエステルの種類、或いは添加剤の種類は含有量の異なる層を共押出しして、積層構造を有する光学フィルムとしてもよい。例えば、スキン層/コア層/スキン層といった構成の光学フィルムを作ることができる。
【0271】
例えば、マット剤等の微粒子は、スキン層に多く、またはスキン層のみに入れることができる。また、スキン層には、けん化が容易なジアセチルセルロースによる溶融押出し層を形成してもよい。
【0272】
ジアセチルセルロースの溶融押出しは、公知の方法に従って達成することができる。
【0273】
また、スキン層に低揮発性の可塑剤及び/または紫外線吸収剤を含ませ、コア層に可塑性に優れた可塑剤、或いは紫外線吸収性に優れた紫外線吸収剤を添加することもできる。
【0274】
スキン層とコア層のガラス転移温度が異なっていてもよく、スキン層のガラス転移温度よりコア層のガラス転移温度を低くしてもよい。
【0275】
また、溶融流延時のセルロースエステルを含む溶融物の粘度もスキン層とコア層で異なっていてもよく、スキン層の粘度>コア層の粘度でも、コア層の粘度≧スキン層の粘度でもよいが、薄い方の層(通常スキン層)の粘度が高いほうが、均一な膜厚の積層体を得ることができる。
【0276】
(偏光板)
本発明の偏光板について述べる。
【0277】
偏光板は一般的な方法で作製することができる。本発明の光学フィルムの裏面側をアルカリ鹸化処理し、処理した光学フィルムを、ヨウ素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光膜の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。もう一方の面にも本発明の光学フィルムを用いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。本発明の光学フィルムに対して、もう一方の面に用いられる偏光板保護フィルムは市販のセルロースエステルフィルムを用いることができる。例えば、市販のセルロースエステルフィルムとして、KC8UX2M、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC8UCR−3、KC8UCR−4(以上、コニカミノルタオプト(株)製)等が好ましく用いられる。或いは更にディスコチック液晶、棒状液晶、コレステリック液晶などの液晶化合物を配向させて形成した光学異方層を有している光学補償フィルムを兼ねる偏光板保護フィルムを用いることも好ましい。例えば、特開2003−98348号記載の方法で光学異方性層を形成することができる。本発明の光学フィルムと組み合わせて使用することによって、平面性に優れ、安定した視野角拡大効果を有する偏光板を得ることができる。
【0278】
液晶表示装置の表示側最表面の偏光板保護フィルムには、クリアハードコート層、防眩層、反射防止層等が設けられた偏光板保護フィルムを用いることが好ましい。
【0279】
また光学補償層を設けた偏光子保護フィルムや、延伸操作等によりそれ自身に適切な光学補償能を付与した偏光子保護フィルムの場合には、液晶セルと接する部位に配置することで、優れた表示性が得られる。
【0280】
偏光板の主たる構成要素である偏光膜とは、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光膜は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これ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がある。偏光膜は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。該偏光膜の面上に、本発明の光学フィルムの片面を貼り合わせて偏光板を形成する。好ましくは完全鹸化ポリビニルアルコール等を主成分とする水系の接着剤によって貼り合わせる。
【0281】
偏光膜は一軸方向(通常は長手方向)に延伸されているため、偏光板を高温高湿の環境下に置くと延伸方向(通常は長手方向)は縮み、延伸と垂直方向(通常は幅方向)には伸びる。偏光板保護用フィルムの膜厚が薄くなるほど偏光板の伸縮率は大きくなり、特に偏光膜の延伸方向の収縮量が大きい。通常、偏光膜の延伸方向は偏光板保護用フィルムの流延方向(MD方向)と貼り合わせるため、偏光板保護用フィルムを薄膜化する場合は、特に流延方向の伸縮率を抑えることが重要である。本発明の光学フィルムは寸法安定に優れる為、このような偏光板保護フィルムとして好適に使用される。
【0282】
即ち60℃、90%RHの条件での耐久性試験によっても波打ち状のむらが増加することはなく、裏面側に光学補償フィルムを有する偏光板であっても、耐久性試験後に視野角特性が変動することなく良好な視認性を提供することができる。
【0283】
偏光板は、更に該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成することができる。プロテクトフィルム及びセパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。この場合、プロテクトフィルムは、偏光板の表面を保護する目的で貼合され、偏光板を液晶板へ貼合する面の反対面側に用いられる。また、セパレートフィルムは液晶板へ貼合する接着層をカバーする目的で用いられ、偏光板を液晶セルへ貼合する面側に用いられる。
【0284】
(液晶表示装置)
本発明の光学フィルムを含む偏光板は、通常の偏光板と比較して高い表示品質を発現させることができる。
【0285】
本発明の偏光板は、MVA(Multi−domein Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、OCB(Optical Compensated Bend)モード、IPS(In−Plane Switching)モード等に用いることができる。
【0286】
本発明の偏光板を用いることによって本発明の効果が発現できれば、液晶モード、偏光板の配置は限定されるものではない。
【0287】
該液晶表示装置はカラー化及び動画表示用の装置としても高性能であるため、本発明に係る光学フィルムを用いた液晶表示装置、特に大型の液晶表示装置の表示品質は、眼が疲れにくく忠実な動画像表示が可能となる。
【実施例】
【0288】
以下に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、以下に記載の「部」は「質量部」を表す。
【0289】
〔合成例〕
以下、本発明の紫外線吸収剤の合成法を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【0290】
合成例1
〈例示化合物1の合成〉
【0291】
【化24】

【0292】
2−(2′−ヒドロキシ−5′−(1,1,3,3−テトラメチルブチル))ベンゾトリアゾール32.3g(0.1モル)にシクロヘキサンカルボキシアルデヒド13.5gとジエチルアミン8.8gを加え、キシレン100ml中で80℃まで加熱して15時間反応した。冷却後2−(2′−ヒドロキシ−5′−(1,1,3,3−テトラメチルブチル))ベンゾトリアゾール38.8gとナトリウムメトキシド0.54gを添加して150℃まで昇温して10時間反応した。減圧脱キシレン後エタノールを用いて再結晶を行うことで、淡黄色粉末の固体が54.1g得られた。得られた固体を1H−NMR及びMASSスペクトルで分析結果することにより、例示化合物1であることが確認された。この固体を塩化メチレン中で分光吸収を測定したところ、λmaxは347nmであった。
【0293】
例示した他の化合物も同様にして合成できる。
【0294】
実施例1
〔偏光板保護フィルム用の光学フィルム1の作製〕
後述するセルロースエステルC−1を130℃、4時間減圧下で乾燥を行い室温まで冷却した後、下記の添加剤、及びシリカ粒子として、アエロジルNAX50(日本アエロジル社製)を0.2質量%、及びKE−P100(日本触媒社製)を0.02質量%を混合した。以上の混合物を60℃のホッパーに入れ、真空排気付き2軸混練押出し機を用い、ダイ温度230℃、スクリュー回転数300rpm、混練時間40秒、押出し量200kg/hrでダイから押出し20℃の水中で固化した後、裁断し直径2mm、長さ3mmの円柱状のペレットを得た。裁断後のペレットは65℃の温風で乾燥した。
【0295】
次に、本発明のセルロースエステルフィルムの製造方法を実施する装置の1つの実施形態を示す概略フローシートを図1に示し、図1を用いて製造方法を説明する。
【0296】
上記で得られたペレットを、100℃、4時間乾燥を行った後、窒素雰囲気下、250℃にて加熱溶融した後、T型流延ダイ4から第1冷却ロール5上に押し出し、第1冷却ロール5とタッチロール6との間にフィルムを挟圧して成形した。その後、第2冷却ロール7及び第3冷却ロール8を介した後に、更に160℃において1.2×1.2の縦横延伸比で延伸した。その結果、膜厚80μmの光学フィルム1を得た。
【0297】
なお、下記の部数はセルロースエステル100部に対する質量部を表す。
【0298】
比較化合物A 1.2部
IRGANOX 1010(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
0.5部
GSY−P101(堺化学工業社製) 0.25部
例示化合物(3)−3(ラクトン系化合物) 0.3部
可塑剤−A 8.0部
〔光学フィルム2〜23の作製〕
光学フィルム1の作製において、セルロースエステルの種類、紫外線吸収剤を表1のように変更した以外は同様にして、光学フィルム2〜23(いずれも膜厚80μm)を作製した。
【0299】
なお、使用した紫外線吸収剤の添加量はすべて、比較化合物Aと同質量部、即ち1.2質量部とした。
【0300】
また、光学フィルム4の可塑剤−A(8.0質量部)を、可塑剤−B(4.0質量部)と可塑剤−C(8.0質量部)の組み合わせに置きかえた以外は光学フィルム4と同様にして光学フィルム20を作製した。更に、光学フィルム4の可塑剤−A(8.0質量部)を、可塑剤−B(8.0質量部)と可塑剤−D(4.0質量部)の組み合わせに置きかえた以外は光学フィルム4と同様にして光学フィルム21を作製した。
【0301】
また、光学フィルム4から、例示化合物3−3のみを削除した以外は光学フィルム4と同様にして光学フィルム22を作製した。更に、光学フィルム5から、例示化合物3−3のみを削除した以外は光学フィルム16と同様にして光学フィルム23を作製した。
【0302】
C−1:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度1.6、プロピオニル基置換度1.2、分子量Mn=81,000、Mw/Mn=2.8)
C−2:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度1.4、プロピオニル基置換度1.3、分子量Mn=86,000、Mw/Mn=2.5)
C−3:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度1.3、プロピオニル基置換度1.2、分子量Mn=66,000、Mw/Mn=3.0)
C−4:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度2.0、プロピオニル基置換度0.7、分子量Mn=91,000、Mw/Mn=2.4)
【0303】
【化25】

【0304】
【化26】

【0305】
〔光学フィルムの評価〕
以上のように作製した光学フィルムについて、以下のような評価を行った。
【0306】
(ダイラインの評価)
光学フィルムを通して蛍光灯を見たとき、その歪み或いは細かい乱れを観察してダイランを評価し、下記レベルにランク分けした。B、Cランクは商品価値がない。
【0307】
A:蛍光灯が歪まず真っすぐに見える
B:蛍光灯が部分的にギザギザゆがんで見える
C:蛍光灯の輪郭がギザギザに見える
(UV吸収性能)
Spectrophotometer U−3200(日立製作所製)を用い、光学フィルムの分光吸収スペクトルを測定し、400nmと380nmにおける透過率を求め、以下のようにランク分けを行った。各ランクにおいて、400nmの透過率は高い程優れており、380nmの透過率は低い程優れている。
【0308】
〈400nm透過率〉
A:透過率80%以上
B:透過率70%以上80%未満
C:透過率60%以上70%未満
D:透過率60%未満
〈380nm透過率〉
A:透過率5%未満
B:透過率5%以上8%未満
C:透過率8%以上10%未満
D:透過率10%以上
(ブリードアウト)
光学フィルムを、80℃、90%RHの高温高湿雰囲気下で1000時間放置後、光学フィルム表面のブリードアウト(結晶析出)の有無を目視観察を行い、下記基準に従って評価を行った。
【0309】
◎:表面にブリードアウトの発生が全く認められない
○:表面で、部分的なブリードアウトが僅かに認められる
△:表面で、全面に亘りブリードアウトが僅かに認められる
×:表面で、全面に亘り明確なブリードアウトが認められる
(リターデーションの変動係数(CV))
成形されたフィルムから表層を剥離して、得られた光学フィルムの幅手方向に1cm間隔でリターデーションを測定し、下記式より得られたリターデーションの変動係数(CV)で表したものである。測定には自動複屈折計KOBURA・21ADH(王子計測器(株)製)を用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて、試料の幅手方向に1cm間隔で3次元複屈折率測定を行い、測定値を次式に代入して求めた。なお、変動係数(CV)は小さい方が好ましい。
【0310】
面内リターデーションRo=(nx−ny)×d
厚み方向リターデーションRt=((nx+ny)/2−nz)×d
式中、dはフィルムの厚み(nm)、屈折率nx(フィルムの面内の最大の屈折率、遅相軸方向の屈折率ともいう)、ny(フィルム面内で遅相軸に直角な方向の屈折率)、nz(厚み方向におけるフィルムの屈折率)である。得られた面内及び厚み方向のリターデーションをそれぞれ(n−1)法による標準偏差を求めた。
【0311】
リターデーション分布は以下で示される変動係数(CV)を求め、指標とした。実際の測定にあたっては、nとしては130〜140に設定した。
【0312】
変動係数(CV)=標準偏差/リターデーション平均値
◎:ばらつきが(CV)が1.5%未満
○:ばらつき(CV)が1.5%以上5%未満
△:ばらつき(CV)が5%以上、10%未満
×:ばらつき(CV)が10%以上
(ヘイズ)
ヘイズ計(1001DP型、日本電色工業(株)製)を用いて測定した結果から、試料の厚さが80μmの場合のヘイズの値に換算し、下記基準に従って評価を行った。
【0313】
◎:ヘイズが0.5%未満
○:ヘイズが0.5〜1.0%未満表
△:ヘイズが1.0〜1.5%未満
×:ヘイズが1.5%以上
〔偏光板の作製〕
以下に記載の方法に従い、作製した光学フィルム1〜23のアルカリケン化処理を行った後、それぞれ偏光板1〜23を作製した。
【0314】
〈アルカリケン化処理〉
ケン化工程:2モル/L NaOH 50℃ 90秒
水洗工程 : 水 30℃ 45秒
中和工程 :10質量%HCl 30℃ 45秒
水洗工程 : 水 30℃ 45秒
上記条件で各試料を、ケン化、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで80℃で乾燥を行った。
【0315】
(偏光板の作製)
厚さ120μmのポリビニルアルコールフィルムを、沃素1質量部、ホウ酸4質量部を含む水溶液100質量部に浸漬し、50℃で6倍に延伸して偏光膜を作製した。この偏光膜の両面に、上記アルカリケン化処理を行った試料を、完全ケン化型ポリビニルアルコール5質量%水溶液を粘着剤として各々貼り合わせ偏光板1〜23を作製した。
【0316】
〔偏光板の評価〕
次に、以下のようにして偏光板の耐光性及び耐久性を評価した。
【0317】
(耐光性)
強制劣化未処理試料の平行透過率(H0)と直行透過率(H90)を測定し、下式に従って偏光度を算出した。その後、各々の偏光板をサンシャインウェザーメーター500時間、UVカットフィルター無しの条件で強制劣化処理を施した後、再度、強制劣化処理後の平行透過率(H0′)と直行透過率(H90′)を測定し、下式に従って偏光度P0、P500を算出し、偏光度変化量を下記式により求めた。
【0318】
〈偏光度P0、P500の算出〉
偏光度P0=〔(H0−H90)/(H0+H90)〕1/2×100
偏光度P500=〔(H0′−H90′)/(H0′+H90′)〕1/2×100
偏光度変化量=P0−P500
P0:強制劣化処理前の偏光度
P500:強制劣化処理500時間後の偏光度
以上のようにして求めた偏光度変化量を、以下の基準に則り判定し、耐光性の評価を行った。
【0319】
◎:偏光度変化量が10%未満
○:偏光度変化量が10%以上25%未満
×:偏光度変化量が25%以上
(耐久性)
上記の要領で得られた500mm×500mmの偏光板試料2枚を熱処理(条件:90℃で100時間放置する)し、直交状態にしたときの縦または横の中心線部分のどちらか大きい方の縁の白抜け部分の長さを測定して、辺の長さ(500mm)に対する比率を算出し、その比率に応じて下記のように判定した。縁の白抜けとは直交状態で光を通さない偏光板の縁の部分が光を通す状態になることで、目視で判定できる。偏光板の状態では縁の部分の表示が見えなくなる故障となる。
【0320】
◎:縁の白抜けが5%未満(偏光板として問題ないレベル)
○:縁の白抜けが5%以上10%未満(偏光板として問題ないレベル)
△:縁の白抜けが10%以上20%未満(偏光板として何とか使えるレベル)
×:縁の白抜けが20%以上(偏光板として問題のあるレベル)
以上により得られた結果を表1に示す。
【0321】
【表1】

【0322】
表1より明らかなように、本発明に係る紫外線吸収剤を含有した光学フィルムは、比較例に対し、ダイラインの発生がなく、UV吸収性能、ブリードアウト、リターデーションの変動特性、ヘイズ特性で優れており、また本発明に係る光学フィルムを用いて作製した偏光板は、比較例に対し、耐光性及び耐久性のいずれにおいても優れていることが分かる。
【0323】
さらに、本実施例は、従来の溶液流延による方法と比べて環境負荷の格段に小さい溶融流延法により光学フィルムを製造しているが、250℃とかなり高温な製造工程を経るにもかかわらず、優れた性能を有する光学フィルム及びそれを用いた偏光板が得られることが分かる。
【0324】
また、光学フィルム4で例示化合物3−3に変えて、それぞれ同質量部の例示化合物(3)−8、例示化合物(3)−16、例示化合物(3)−38、及び例示化合物(3)−45を使用して光学フィルムを作製して同様の前記評価を行った所、光学フィルム4と同様に好ましい結果であった。
【0325】
実施例2
〔液晶表示装置の作製と評価〕
VA型液晶表示装置であるシャープ(株)製32型テレビAQ−32AD5の偏光板を剥がし、実施例1で作製した偏光板を液晶セルのサイズに合わせて断裁した。液晶セルを挟むようにして、偏光板2枚を偏光板の偏光軸が元と変わらないように互いに直交するように貼り付け、32型VA型カラー液晶表示装置を作製した。
【0326】
本発明の偏光板4〜9、13〜23を用いた液晶表示装置はコントラストも高く、優れた表示性を示した。
【0327】
これにより、液晶ディスプレイ等の画像表示装置用の偏光板として優れていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【0328】
【図1】本発明に係る光学フィルムの製造方法を実施する装置の1つの実施形態を示す概略フローシートである。
【符号の説明】
【0329】
4 流延ダイ
5 回転支持体(第1冷却ロール、搬送ロール)
6 挟圧回転体(タッチロール)
7 回転支持体(第2冷却ロール、搬送ロール)
8 回転支持体(第3冷却ロール、搬送ロール)
9、11、13 搬送ロール
10 セルロースエステルフィルム
12 延伸機

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤を含有することを特徴とする光学フィルム。
【化1】

[式中、R1、R2、R3及びR4は置換基を表し、R5は水素原子またはアルキル基を表し、Zは炭素原子とともに3〜10員の非芳香族環を構成するのに必要な原子群を表す。p及びqは0〜3の整数を表し、r及びsは0〜4の整数を表すが、pが2以上の整数を表すとき、複数のR1は同じでも異なっていてもよく、qが2以上の整数を表すとき、複数のR2は同じでも異なっていてもよく、rが2以上の整数を表すとき、複数のR3は同じでも異なっていてもよく、sが2以上の整数を表すとき、複数のR4は同じであっても異なっていてもよい。
なお、R1、R2、R3及びR4が表す置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、複素環基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、ホスホノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基、アニリノ基、イミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基またはニトロ基を表す。]
【請求項2】
前記光学フィルムがセルロースエステルを含有することを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤が下記一般式(2)で表される紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の光学フィルム。
【化2】

[式中、R1及びR2は置換基を表し、R5は水素原子またはアルキル基を表し、Zは炭素原子とともに3〜10員の非芳香族環を構成するのに必要な原子群を表す。
なお、R1及びR2が表す置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、複素環基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、ホスホノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基、アニリノ基、イミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基またはニトロ基を表す。]
【請求項4】
前記光学フィルムが下記一般式(3)で表されるラクトン系化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
【化3】

[式中、R12〜R15はおのおの互いに独立して水素原子または置換基を表し、R16は水素原子または置換基を表し、nは1または2を表す。nが1であるとき、R11は置換基を表し、nが2であるとき、R11は2価の連結基を表す。
なお、R11〜R16が置換基を表すとき、該置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、複素環基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、ホスホノ基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホンアミド基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シロキシ基、アシルオキシ基、スルホン酸基、スルホン酸の塩、アミノカルボニルオキシ基、アミノ基、アニリノ基、イミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環チオ基、チオウレイド基、カルボキシル基、カルボン酸の塩、ヒドロキシル基、メルカプト基またはニトロ基を表す。]
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムが、溶融流延法により製造されることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項6】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルムまたは請求項5に記載の光学フィルムの製造方法により製造された光学フィルムを、偏光子の少なくとも一方の面に有することを特徴とする偏光板。
【請求項7】
請求項6に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に用いることを特徴とする液晶表示装置。

【図1】
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【公開番号】特開2009−109721(P2009−109721A)
【公開日】平成21年5月21日(2009.5.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−281508(P2007−281508)
【出願日】平成19年10月30日(2007.10.30)
【出願人】(303000408)コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Fターム(参考)】