説明

光学補償フィルム、及びその製造方法、偏光板、並びに液晶表示装置

【課題】液晶セルを正確に光学的に補償し、高いコントラストと黒表示時の視角方向に依存した色ずれを改良する光学補償フィルム、及びその製造方法、偏光板の提供、並びに光漏れを防止し、良好なコントラストを得る液晶表示装置の提供。
【解決手段】下記数式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする光学補償フィルム等である。
50≦Re(550)≦200・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
0.4≦Rth(550)/Re(550)≦0.6・・・・・・数式(2)
0.1<Re(450)/Re(550)<0.95・・・・・・数式(3)
1.03<Re(650)/Re(550)<1.93・・・・・数式(4)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学補償フィルム、及びその製造方法、偏光板、並びに液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、液晶セル及び偏光板を有する。前記偏光板は、一般的にセルロースアセテートからなる保護フィルム及び偏光膜を有し、例えば、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フィルムにて積層して得られる。
透過型液晶表示装置では、偏光板を液晶セルの両側に取り付け、更には一枚以上の光学補償フィルムを配置することもある。
反射型液晶表示装置では、通常、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償フィルム、偏光板の順に配置する。液晶セルは、液晶性分子、それを封入するための二枚の基板及び液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。
液晶セルは、液晶性分子の配向状態の違いで、ON、OFF表示を行い、透過及び反射型いずれにも適用できる、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードが提案されている。
【0003】
この様なLCDの中でも、高い表示品位が必要な用途については、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子を用い、薄膜トタンジスタにより駆動する90度ねじれネマチック型液晶表示装置(以下、TNモードという)が主に用いられている。
しかしながら、TNモードは正面から見た場合には優れた表示特性を有するものの、斜め方向から見た場合にコントラストが低下し、階調表示で明るさが逆転する階調反転等が起こることにより表示特性が悪くなるという視野角特性を有しており、この改良が強く要望されている。
【0004】
一方、IPS方式、OCB方式、及びVA方式といった広視野角の液晶方式は、近年の液晶テレビの需要増に伴い、そのシェアーを拡大している。各方式とも年々、表示品位を向上させてきているが、斜めから見た際に生じる色ずれの問題は解決されていない。
【0005】
なお、従来、高分子配向フィルムの位相差板、特に1/4波長板として、0.6<Δn・d(450)/Δn・d(550)<0.97、1.01<Δn・d(650)/Δn・d(550)<1.35を満足させること(Δn・d(λ)は波長λnmにおける高分子配向フィルムの位相差)が知られていた(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、非常に高い表示品位を要求されるテレビ用途では、十分な色ずれ改良の効果が得られていなかった。
【0006】
【特許文献1】特開2000−137116号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、液晶セルが正確に光学的に補償し、高いコントラストと黒表示時の視角方向に依存した色ずれを改良する光学補償フィルム及び偏光板を提供することを目的とする。
また、本発明の課題は、コントラストが改善され、黒表示時の視角方向に依存した色ずれが改良された、特にVA、IPS及びOCBモードの液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、所定の延伸条件によって、光学補償フィルムのRth/Reを0.5に近づけることにより、色ズレが高度に補償できるという知見である。
【0009】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 下記数式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする光学補償フィルムである。
50≦Re(550)≦200・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
0.4≦Rth(550)/Re(550)≦0.6・・・・・・数式(2)
0.1<Re(450)/Re(550)<0.95・・・・・・数式(3)
1.03<Re(650)/Re(550)<1.93・・・・・数式(4)
上記数式(1)〜(4)中、Re(450)、Re(550)、Re(650)は、それぞれ波長450nm、550nm、650nmの光で測定した面内レターデーション値(単位:nm)であり、Rth(550)は波長550nmの光で測定した厚み方向のレターデーション値(単位:nm)である。
<2> 含水率が、1.0%以下であるポリマーからなる前記<1>に記載の光学補償フィルムである。
<3> 正の固有複屈折を有する樹脂と、負の固有複屈折を有する樹脂との混合、又はそれらの積層体からなる前記<1>から<2>のいずれかに記載の光学補償フィルムである。
<4> フィルムの長手方向、及び幅方向のいずれか一方の方向を延伸する延伸工程と、他方の方向を収縮させる収縮工程とを含むことを特徴とする光学補償フィルムの製造方法である。
<5> 収縮工程が、フィルムをテンタークリップによって把持、搬送し、該テンタークリップの搬送方向の間隔を狭めることで収縮させる工程であり、延伸工程が、これと略直交する方向に該フィルムを延伸する工程である前記<4>に記載の光学補償フィルムの製造方法である。
<6> 延伸工程における延伸率をX%とし、収縮工程における収縮率をY%としたとき、下記数式(Z)を満たす前記<4>から<5>のいずれかに記載の光学補償フィルムの製造方法である。
【数2】

<7> 延伸前の光学補償フィルムが、下記数式(5)〜(6)を満たす前記<6>のに記載の光学補償フィルムの製造方法である。
−20≦Reb(550)≦20・・・・・・・数式(5)
−20≦Rthb(550)≦20・・・・・・数式(6)
上記数式(5)〜(6)中、Reb(550)は、波長550nmの光で測定した延伸前の光学補償フィルムの面内レターデーション値(単位:nm)であり、Rthb(550)は550nmの光で測定した延伸前の光学補償フィルムの厚み方向レターデーション値(単位:nm)である。
<8> 前記<4>から<7>のいずれかに記載の光学補償フィルムの製造方法で作製された前記<1>から<3>のいずれかに記載の光学補償フィルムである。
<9>前記<8>に記載の長尺状の光学補償フィルムを、偏光子とロールtoロールで貼り合わせる工程を含むことを特徴とする偏光板の製造方法である。
<10> 前記<9>に記載の偏光板の製造方法によって作製されたことを特徴とする偏光板である。
<11> 液晶セルと、前記<10>に記載の偏光板と、下記数式(7−1)及び数式(7−2)を満たす光学異方性層を備えた偏光板とを有することを特徴とする液晶表示装置である。
−10<Re(550)<10・・・・・・・・・数式(7−1)
100<|Rth(550)|<300・・・・・数式(7−2)
<12> 液晶セルが、VAモードである前記<11>に記載の液晶表示装置である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、液晶セルを正確に光学的に補償し、高いコントラストと黒表示時の視角方向に依存した色ずれを改良する光学補償フィルム、及びその製造方法、並びに偏光板を提供することができる。
また、本発明によれば、光漏れを防止し、良好なコントラストを得る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】
【0011】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【0012】
なお、本明細書において、「45゜」、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±5゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、4゜未満であることが好ましく、3゜未満であることがより好ましい。また、角度について、「+」は時計周り方向を意味し、「−」は反時計周り方向を意味するものとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、380〜780nmのことをいう。更に屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。
【0013】
また、本明細書において「偏光板」とは、特に断らない限り、長尺の偏光板及び液晶装置に組み込まれる大きさに裁断された(本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」及び「切り出し」等も含むものとする)偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」及び「偏光板」を区別して用いるが、「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に該偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体を意味するものとする。
【0014】
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、及び厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)は、KOBRA 21ADH又はWR(王子計測機器(株)製)において、波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
測定されるフィルムが1軸又は2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)は算出される。
Rth(λ)は前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と、平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値とを基にKOBRA 21ADH又はWRが算出される。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値は、その符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH又はWRが算出される。
なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の数式(I)及び式(II)よりRthを算出することもできる。

・・・・・数式(I)
ただし、上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。
また、数式(I)におけるnxは、面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・数式(II)
測定されるフィルムが1軸や2軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸(optic axis)がないフィルムの場合には、以下の方法により、Rth(λ)は算出される。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と、平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出される。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学補償フィルムのカタログの値を使用することができる。
また、平均屈折率の値が既知でないものについては、アッベ屈折計で測定することができる。主な光学補償フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADH又はWRは、nx、ny、nzを算出する。この算出されたnx,ny,nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
【0015】
(光学補償フィルム)
本発明の光学補償フィルムは、入射光が法線方向と、それに対して傾いた斜め方向、例えば極角60度方向とで、レターデーションの波長分散が異なる光学特性をセルロースアシレートフィルムに持たせ、それを光学補償に積極的に用いることを特徴としている。
【0016】
<光学補償フィルムの光学特性>
本発明の光学補償フィルムは、液晶表示装置の視角による色ズレを改善するために、下記数式(1)〜(5)を満たす光学特性を有する。
【0017】
50≦Re(550)≦200・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
0.4≦Rth(550)/Re(550)≦0.6・・・・・・・・・数式(2)
0.1<Re(450)/Re(550)<0.95・・・・・・・・・数式(3)
1.03<Re(650)/Re(550)<1.93・・・・・・・・数式(4)
【0018】
なお、上記数式(1)〜(4)中、Re(450)、Re(550)、及びRe(650)は、それぞれ波長450nm、550nm、650nmの光で測定した面内レターデーション値(単位:nm)であり、Rth(450)、Rth(550)、及びRth(650)はそれぞれ波長450nm、550nm、650nmの光で測定した厚み方向のレターデーション値(単位:nm)である。
また、上記数式(1)のRe(550)は、80≦Re(550)≦180を満たすことがより好ましく、100≦Re(550)≦150を満たすことが更に好ましい。
また、上記数式(2)のRth(550)/Re(550)は、0.43≦Rth(550)/Re(550)≦0.57を満たすことがより好ましく、0.45≦Rth(550)/Re(550)≦0.55を満たすことが更に好ましい。
また、上記数式(3)のRe(450)/Re(550)は、0.3<Re(450)/Re(550)<0.9を満たすことがより好ましく、0.5<Re(450)/Re(550)<0.85を満たすことが更に好ましい。
また、上記数式(4)のRe(650)/Re(550)は、1.08<Re(650)/Re(550)<1.80を満たすことがより好ましく、1.11<Re(650)/Re(550)<1.70を満たすことが更に好ましい。
【0019】
また、液晶表示装置に適用する場合、上記光学補償フィルムを、偏光子の透過軸に対して、遅相軸が平行となるように配置することが好ましい。
更には、下記数式(7−1)、及び数式(7−2)を満たす光学異方性層を併用することが好ましい。
−10<Re(550)<10・・・・・・・・・数式(7−1)
100<|Rth(550)|<300・・・・・数式(7−2)
【0020】
ここで、前記液晶セルがVAモードである場合(VAモード液晶表示装置である場合)には、下記数式(7−3)、及び数式(7−4)を満たすことがより好ましく、下記数式(7−5)、及び数式(7−6)を満たすことが更に好ましい。
−8<Re(550)<8・・・・・・・・・・・数式(7−3)
140<|Rth(550)|<240・・・・・数式(7−4)
−5<Re(550)<5・・・・・・・・・・・数式(7−5)
160<|Rth(550)|<200・・・・・数式(7−6)
【0021】
<含水率が1.0%以下のポリマー>
本発明の光学補償フィルムには、含水率が1.0%以下のポリマーを使用することが好ましい。液晶表示装置は、多種多様な環境に使用されるために、温湿度(特に湿度)による影響を軽減するためである。
本発明の光学補償フィルムに好適に使用されるポリマーとしては、例えばポリカーボネート共重合体や、環状オレフィン構造を有する重合体樹脂が挙げられる。
【0022】
ポリカーボネート共重合体の例としては、下記一般式(1)で示される繰り返し単位、及び下記一般式(2)で示される繰り返し単位からなり、上記一般式(1)で表される繰り返し単位が全体の80〜30mol%を占めるポリカーボネート共重合体が挙げられる。
【0023】
【化1】

【0024】
上記一般式(1)において、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数1〜6の炭化水素基から選ばれる。かかる炭素数1〜6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。この中で、水素原子、メチル基が好ましい。
【0025】
上記一般式(1)において、Xは、下記一般式(3)であり、R及びR10はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基としては上記したものと同じものが挙げられる。
【0026】
【化2】

【0027】
【化3】

【0028】
上記一般式(2)において、R11〜R18は、それぞれ独立に水素原子、ハロン原子、及び炭素数1〜22の炭化水素基から選ばれる。かかる炭素数1〜22の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基等の炭素数1〜9のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等のアリール基が挙げられる。この中で、水素原子、メチル基が好ましい。
【0029】
上記一般式(2)において、Yは下記式群であり、R19〜R21、R23、及びR24は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数1〜22の炭化水素基から選ばれる少なくとも1種の基である。かかる炭化水素基については、上記したものと同じものが挙げられる。また、R22、及びR25は、それぞれ独立に炭素数1〜20の炭化水素基から選ばれ、かかる炭化水素基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基、ナフチレン基、ターフェニレン基が挙げられる。Ar〜Arとしてはフェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜10のアリール基が挙げられる。
【0030】
【化4】

【0031】
[ポリカーボネート共重合体]
上記ポリカーボネート共重合体としては、下記一般式(4)で示される繰り返し単位30〜60mol%、と、下記一般式(5)で示される繰り返し単位70〜40mol%とからなるポリカーボネート共重合体が好ましく、下記一般式(4)で示される繰り返し単位45〜55mol%と、下記一般式(5)で示される繰り返し単位55〜45mol%とからなるポリカーボネート共重合体であることがより好ましい。
【0032】
【化5】

【0033】
【化6】

【0034】
上記一般式(4)において、R26〜R27は、それぞれ独立に水素原子、又はメチル基であり、取り扱い性の点からメチル基が好ましい。
【0035】
上記一般式(5)において、R28〜R29は、それぞれ独立に水素原子、又はメチル基であり、経済性、フィルム特性等から水素原子が好ましい。
【0036】
本発明における光学補償フィルムは、上記したフルオレン骨格を有するポリカーボネート共重合体を用いたものが好ましい。このフルオレン骨格を有するポリカーボネート共重合体としては、例えば上記一般式(1)で表わされる繰り返し単位と、上記一般式(2)で表わされる繰り返し単位とからなる異なる組成比のポリカーボネート共重合体のブレンド体がよく、上記一般式(1)の含有率は、ポリカーボネート共重合体全体の30〜80mol%が好ましく、35〜75mol%がより好ましく、40〜70mol%が更に好ましい。
【0037】
上記共重合体は、上記一般式(1)、及び一般式(2)で表わされる繰り返し単位をそれぞれ2種類以上組み合わせたものでもよい。
【0038】
ここで、上記モル比は、光学補償フィルムを構成するポリカーボネートバルク全体で、例えば核磁気共鳴(NMR)装置により求めることができる。
【0039】
上記したポリカーボネート共重合体は、公知の方法によって製造し得る。ポリカーボネートは、ジヒドロキシ化合物とホスゲンとの重縮合による方法、溶融重縮合法等が好適に用いられる。
【0040】
上記ポリカーボネート共重合体の極限粘度は、0.3〜2.0dL/gであることが好ましい。0.3未満では脆くなり機械的強度が保てないといった問題があり、2.0を超えると溶液粘度が上がりすぎるため、溶液製膜においてダイラインの発生等の問題や、重合終了時の精製が困難になるといった問題がある。
【0041】
また、本発明の光学補償フィルムは、前記ポリカーボネート共重合体と、その他の高分子化合物との組成物(ブレンド体)であってもよい。この場合、該高分子化合物としては、光学的に透明である必要があることから、前記ポリカーボネート共重合体と相溶できるもの、又は、各々の高分子の屈折率が略等しいことが好ましい。
その他の高分子の具体例としては、ポリ(スチレン−コ−マレイン酸無水物)などが挙げられ、ポリカーボネート共重合体と高分子化合物との組成比は、ポリカーボネート共重合体30〜80質量%、高分子化合物体20〜70質量%が好ましく、ポリカーボネート共重合体40〜80質量%、高分子化合物体20〜60質量%がより好ましい。
ブレンド体の場合も、上記ポリカーボネート共重合体の繰り返し単位はそれぞれ2種類以上組み合わせてもよい。
また、ブレンド体の場合、相溶性ブレンドが好ましいが、完全に相溶しなくても成分間の屈折率を合わせれば成分間の光散乱を抑え、透明性を向上させることが可能である。なお、ブレンド体は、3種類以上の材料を組み合わせてもよく、複数種類のポリカーボネート共重合体と、その他の高分子化合物とを組み合わせることができる。
ポリカーボネート共重合体の質量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、5,000〜500,000がより好ましい。また、その他の高分子化合物の質量平均分子量は、500〜100,000が好ましく、1,000〜50,000がより好ましい。
【0042】
[環状オレフィン構造を有する重合体]
環状オレフィン構造を有する重合体樹脂(以下、「環状ポリオレフィン系樹脂」あるいは「環状ポリオレフィン」ともいう)の例には、(1)ノルボルネン系重合体、(2)単環の環状オレフィンの重合体、(3)環状共役ジエンの重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素重合体、及び上記(1)〜(4)の水素化物などがある。
本発明に好ましい重合体は、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を少なくとも1種以上含む付加(共)重合体環状ポリオレフィン、及び必要に応じて一般式(I)で表される繰り返し単位の少なくとも1種以上を更に含んでなる付加(共)重合体環状ポリオレフィンである。
また、一般式(III)で表される環状繰り返し単位を少なくとも1種含む付加(共)重合体(開環(共)重合体も含む)も好適に使用することができる。
また、一般式(III)で表される繰り返し単位を少なくとも一種に、必要に応じて一般式(I)で表される繰り返し単位の少なくとも1種以上を更に含んでなる付加(共)重合体環状ポリオレフィンも好ましく使用することができる。
【0043】
【化7】

【0044】
【化8】

【0045】
【化9】

【0046】
上記一般式(II)〜(III)中、mは0〜4の整数を表す。R〜Rは水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基、X〜X、及びY〜Yは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜10の炭化水素基、−(CHCOOR11、−(CHOCOR12、−(CHNCO、−(CHNO、−(CHCN、−(CHCONR1314、−(CHNR1314、−(CHOZ、−(CHW、又はXとY、XとY、あるいはXとYから構成された(−CO)O、(−CO)NR15を示す。
なお、R11,R12,R13,R14,R15は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、Zは、炭化水素基、又はハロゲンで置換された炭化水素基、Wは、SiR163−p(R16は炭素数1〜10の炭化水素基、Dは、ハロゲン原子、−OCOR16、又は−OR16、pは0〜3の整数を示す)、nは0〜10の整数を示す。
【0047】
〜X、Y〜Yの置換基に分極性の大きい官能基を導入することにより、光学補償フィルムの厚さ方向レターデーション(Rth)を大きくし、面内レターデーション(Re)の発現性を大きくすることができる。Re発現性の大きな光学補償フィルムは、製膜過程で延伸することによりRe値を大きくすることができる。
ノルボルネン系付加(共)重合体は、特開平10−7732号公報、特表2002−504184号公報、US2004229157A1号、あるいはWO2004/070463A1号等に開示されている。ノルボルネン系多環状不飽和化合物同士を付加重合する事によって得られる。
また、必要に応じ、ノルボルネン系多環状不飽和化合物と、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレンのような共役ジエン;エチリデンノルボルネンのような非共役ジエン;アクリロニトリル、アクリル酸、メタアクリル酸、無水マレイン酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、マレイミド、酢酸ビニル、塩化ビニルなどの線状ジエン化合物とを付加重合することもできる。
このノルボルネン系付加(共)重合体は、三井化学(株)よりアペルの商品名で発売されており、ガラス転移温度(Tg)の異なる、例えばAPL8008T(Tg70℃)、APL6013T(Tg125℃)、あるいはAPL6015T(Tg145℃)などのグレードがある。また、ポリプラスチック(株)よりTOPAS8007、同6013、同6015などのペレットが発売されている。更に、Ferrania社よりAppear3000が発売されている。
【0048】
ノルボルネン系重合体水素化物は、特開平1−240517号、特開平7−196736号、特開昭60−26024号、特開昭62−19801号、特開2003−159767号、あるいは特開2004−309979号等に開示されているように、多環状不飽和化合物を付加重合あるいはメタセシス開環重合したのち水素添加することにより作られる。
本発明に用いるノルボルネン系重合体において、R〜Rは水素原子、又は−CHが好ましく、X、及びYは水素原子、Cl、−COOCHが好ましく、その他の基は適宜選択される。
このノルボルネン系樹脂は、JSR(株)からアートン(Arton)G、あるいはアートンFという商品名で発売されており、また日本ゼオン(株)からゼオノア(Zeonor)ZF14、ZF16、ゼオネックス(Zeonex)250、あるいはゼオネックス280という商品名で市販されており、これらを使用することができる。
【0049】
[正の固有複屈折を有する樹脂、及び負の固有複屈折を有する樹脂]
一方、光学特性の観点(前述の数式(3)〜(4)を満たす)からは、正の固有複屈折性を有するポリマーと負の固有複屈折性を有するポリマーを混合、もしくは積層することが好ましい。そのような例としては、特開平2004−309979号公報、特開平2005−126576号公報、特開平2003−292639号公報、特開平2006−058540号公報、特開平2004−325971号公報が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0050】
<光学補償フィルムの製造方法>
本発明者らは鋭意検討の結果、フィルムを延伸する延伸工程と収縮させる収縮工程とを含むことを特徴とする製造方法により、上記好ましい光学物性を有するセルロースアシレートフィルムが得られることを見出した。
ここで、収縮工程の開始時とは、実質的にフィルムの寸法が減少し始めるときを指し、当該フィルム寸法の減少は、例えばフィルムに対する物理的な外力の印加による場合、あるいは熱収縮のようにフィルムに対する物理的な外力の印加によらない場合も含むものである。収縮工程の終了時とは実質的にフィルムの寸法の減少が終了するときを指す。
同様に、延伸工程の開始時とは、実質的にフィルムの寸法が増大し始めることを指し、当該フィルムの寸法の増大は、例えばフィルムに力を印加して物理的に延伸処理を施すことによるものである。延伸工程の終了時とは、フィルムに対して力の印加を止めて物理的に延伸処理を終了するときを指す。
【0051】
本発明においては、特にフィルムの搬送方向に延伸する延伸工程と、フィルムの幅方向にフィルムを把持しながら収縮させる収縮工程とを含む製造方法、あるいはフィルムの幅方向に延伸する延伸工程と、フィルムの搬送方向に収縮させる収縮工程とを含む製造方法が好ましく用いられる。
【0052】
まず、フィルムの搬送方向に延伸する延伸工程と、フィルムの幅方向にフィルムを把持しながら収縮させる収縮工程とを含む製造方法について説明する。
この場合、フィルムの搬送方向にフィルムを延伸することとなるが、フィルムの搬送方向に延伸する方法としては、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が好ましく用いられる。また溶液流延法による製膜においては、ステンレスのバンド又はドラム上に流延し、半乾燥状態となったフィルムを剥離する際、フィルムの搬送ローラーの速度を調節して、フィルムの剥ぎ取り速度よりもフィルムの巻き取り速度の方を速くする方法も好ましく用いられる。
フィルムの幅方向には、フィルムの両端をクリップやピンで固定するテンターと呼ばれる装置で把持しながら搬送して、テンターの巾を徐々に狭めることでフィルムを延伸方向と略直交して収縮させることができる。
延伸工程と収縮工程は、逐次的に、延伸・収縮、あるいは収縮・延伸のいずれかの順で逐次的に行うことができる。
【0053】
また、チェーン式、スクリュー式、パンタグラフ式、リニアモーター式等の、フィルムの搬送方向と幅方向の二軸方向に動作するテンターによって把持し、搬送方向にクリップの間隔を徐々に広めることでフィルムを延伸しながら、テンターの巾を徐々に狭めることで直交方向には収縮することもできる。
【0054】
一方、フィルムの幅方向に延伸する延伸工程と、フィルムの搬送方向に収縮させる収縮工程を含む製造方法においてはチェーン式、スクリュー式、パンタグラフ式、リニアモーター式等の、フィルムの搬送方向と幅方向の二軸方向に動作するテンターによって把持し、フィルムの幅方向に延伸しながら搬送方向にはクリップの間隔を徐々に狭めることでフィルムを収縮させることができる。
【0055】
前記で説明した、フィルムの搬送方向と幅方向の二軸方向に動作するテンターを用いた方法は、延伸工程と収縮工程の少なくとも一部が、同時に行われているということができる。本発明者らの研究の結果、このような同時処理は、延伸・収縮のタイミング、倍率、速度を調整することで、ボーイングと呼ばれるフィルム面内での延伸・収縮の不均一を軽減しやすいという利点を持つことがわかった。
【0056】
なお、上記のようなフィルムの長手方向又は幅方向のいずれか一方を延伸し、同時にもう一方を収縮させ、同時にフィルムの膜厚を増加させる延伸工程を具体的に行う延伸装置として、市金工業社製FITZ機などを望ましく用いることができる。この装置に関しては、特開2001−38802号公報に記載されている。
【0057】
ここで、延伸工程における延伸率及び収縮工程における収縮率について、本発明者らは鋭意研究の結果、Reを所望の範囲(例えば、50〜200nm)に収めつつ、前記数式(2)の関係を満たすには、延伸工程における延伸率X%と、収縮工程における収縮率Y%の関係が下記数式(Z)を満たすことが有効であることを見出した。
【0058】
【数3】

【0059】
延伸率と、収縮率との関係が、数式(Z)の下限を下回った場合は、所望のRe及び数式(2)の関係を満たすために、特殊な添加剤の併用や異種ポリマーのブレンドなどの技術対応が必要となり、それらは添加剤の泣き出しや製造コストのアップ等の別の問題を引起こすことになる。一方、延伸率と、収縮率との関係が、数式(Z)の上限を上回った場合は、延伸率及び収縮工程後のフィルムにシワが発生し、光学補償フィルムとして使用することが不可能となる。
なお、本発明でいう延伸率とは、延伸方向における延伸前のフィルムの長さに対する延伸後のフィルムの長さの延びた割合を意味し、収縮率とは、収縮方向における収縮前のフィルムの長さに対する収縮後のフィルムの収縮した長さの割合を意味する。
【0060】
上記数式(Z)を満たす範囲において、延伸率としては、5〜45%が好ましく、10〜30%がより好ましい。また、収縮率としては、3〜25%が好ましく、5〜15%がより好ましい。
【0061】
また、所望の光学物性を達成する上で、延伸及び収縮工程を、処理時点でのフィルムのガラス転移点温度+(5〜50)℃で行うことが好ましい。
【0062】
本発明の製造方法によって製造される光学補償フィルムとしては、下記数式(A)を満たすことが好ましい。
なお、下記数式(A)において、Rth(550)10%RH、Rth(550)60%RHは、それぞれ25℃10%、及び60%RHにおけるRth(550)である。
【0063】
10≧|Rth(550)10%RH−Rth(550)60%RH|・・・数式(A)
【0064】
ここで、上記数式(A)は、厚み方向レターデーションRth(λ)の25℃、60%RHで測定した値と、25℃10%RHで測定した値との差の絶対値が10nm以下であることが好ましいことを表す。
前記厚み方向レターデーションRthの25℃60%RHで測定した値と、25℃10%RHで測定した値との差の絶対値としては、5nm以下であることが更に好ましい。
【0065】
なお、本発明におけるガラス転移温度の測定は、フィルム試料(未延伸)5mm×30mmを、動的粘弾性測定装置(バイブロン:DVA−225、アイティー計測制御(株)製)を用いて、つかみ間距離20mm、昇温速度2℃/分、測定温度範囲30〜200℃、周波数1Hzで測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で温度(℃)をとったときに、貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に見受けられる、貯蔵弾性率の急激な減少を示す温度をガラス転移温度Tgとした。
具体的には、得られたチャート上において、固体領域で直線1を引き、ガラス転移領域で直線2を引いたときの直線1と直線2の交点が、昇温時に貯蔵弾性率が急激に減少しフィルムが軟化し始める温度であり、ガラス転移領域に移行し始める温度であることから、ガラス転移温度Tg(動的粘弾性)とした。
【0066】
また、上記横軸の温度とは、非接触赤外線温度計で測定したフィルム表面の温度である。
【0067】
本発明は、溶液流延法によって製膜されたフィルムの乾燥途中において延伸する湿式延伸で実施することができる。
また、溶融押し出し法により製膜されたフィルム、もしくは、溶液製膜フィルムの乾燥後に、連続的に延伸処理することも、一旦巻き取った後に、別途延伸処理を実施することもできる。
また、実質的に溶剤を含まない溶融法によって製膜されたフィルムの延伸に適用することもできる。
フィルムの延伸あるいは収縮は、1段で行ってもよく、多段で行ってもよい。多段で行う場合は各延伸倍率の積が、前述の好ましい範囲に入るようにすればよい。
【0068】
延伸速度は5〜1,000%/分であることが好ましく、10〜500%/分であることがより好ましい。延伸は、ヒートロールあるいは/及び放射熱源(IRヒーター等)、温風により行うことが好ましい。
【0069】
一方、上記数式(1)〜(2)の関係を満たすためには、延伸前の光学補償フィルムが下記数式(5)〜(6)を満たすことが好ましい。
−20≦Reb(550)≦20・・・・・・・・・・・数式(5)
−20≦Rthb(550)≦20・・・・・・・・・・数式(6)
(上記数式(5)〜(6)中、Reb(550)は、波長550nmの光で測定した延伸前の光学補償フィルムの面内レターデーション値(単位:nm)であり、Rthb(550)は550nmの光で測定した延伸前の光学補償フィルムの厚み方向レターデーション値(単位:nm)である。)
上記数式(5)〜(6)の光学特性を実現するために、延伸工程前にフィルムに対して予備加熱を行う予熱工程を設けることが好ましい。この予熱工程での使用温度は、ガラス転移点温度+(25〜100)℃が好ましい。熱処理時間は1秒間乃至3分間であることが好ましい。
また、延伸工程後に熱処理を行ってもよい。熱処理温度は、セルロースアセテートフィルムのガラス転移温度より20℃低い値から10℃高い温度で行うことが好ましく、熱処理時間は1秒間乃至3分間であることが好ましい。
また、加熱方法は、ゾーン加熱であっても、赤外線ヒータを用いた部分加熱であってもよい。工程の途中又は最後にフィルムの両端をスリットしてもよい。これらのスリット屑は回収し原料として再利用することが好ましい。
更に、テンターに関しては、特開平11−077718号公報に開示があり、テンターで幅保持しながらウェブを乾燥させる際に、乾燥ガス吹き出し方法、吹き出し角度、風速分布、風速、風量、温度差、風量差、上下吹き出し風量比、高比熱乾燥ガスの使用等を適度にコントロールすることで、溶液流延法による速度を上げたり、ウェブ幅を広げたりする時の平面性等の品質低下防止を確保する技術が開示されている。
【0070】
また、特開平11−077822号公報には、ムラ発生を防ぐために、延伸した熱可塑性樹脂フィルムを延伸工程後、熱緩和工程においてフィルムの幅方向に温度勾配を設けて熱処理する発明が記載されている。
【0071】
更に、ムラ発生を防ぐために、特開平4−204503号公報には、フィルムの溶媒含有率を固形分基準で2〜10%にして延伸する発明が記載されている。
【0072】
また、クリップ噛み込み幅の規定によるカールを抑制するために、特開2002−248680号公報には、テンタークリップ噛み込み幅D≦(33/(log延伸率×log揮発分))で延伸することにより、カールを抑制し、延伸工程後のフィルム搬送を容易にする発明が記載されている。
【0073】
更に、高速軟膜搬送と延伸とを両立させるために、特開2002−337224号公報には、テンター搬送を、前半ピン、後半クリップに切り替える発明が記載されている。
【0074】
また、特開2002−187960号公報には、視野角特性を簡便に改善でき、且つ視野角を改善することを目的として、セルロースエステルドープ液を流延用支持体に流延し、ついで、流延用支持体から剥離したウェブ(フィルム)を、ウェブ中の残留溶媒量が100質量%以下、とくに10〜100質量%の範囲にある間に少なくとも1方向に1.0〜4.0倍延伸することにより得られる光学的に二軸性を有する発明が記載されている。更に好ましい態様として、ウェブ中の残留溶媒量が100質量%以下、特に10〜100質量%の範囲にある間に、少なくとも1方向に1.0〜4.0倍延伸することが記載されている。
【0075】
更に、添加剤ブリードアウトが少なく、かつ層間の剥離現象もなく、しかも滑り性が良好で透明性に優れた位相差フィルムを作製するために、特開2003−014933号公報に記載されているように、樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープAと、添加剤を含まないか、もしく添加剤の含有量がドープAより少ない樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープBを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フィルム中の残留溶媒が3〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜1.3倍延伸する発明が記載されている。
更に、好ましい態様として、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸温度が140〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、樹脂と有機溶媒とを含むドープAと、樹脂と微粒子と有機溶媒とを含むドープBを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フィルム中の残留溶媒量が3〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、更に延伸温度が140〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、樹脂と有機溶媒と添加剤を含むドープAと、添加剤を含まないか添加剤の含有量がドープAより少ない樹脂と添加剤と有機溶媒とを含むドープBと、樹脂と微粒子と有機溶媒とを含むドープCを調製し、ドープAがコア層、ドープBが表面層、ドープCがドープBとは反対側の表面層となるように支持体上に共流延して、剥離可能となるまで有機溶媒を蒸発させた後、ウェブを支持体から剥離し、更に延伸時の樹脂フィルム中の残留溶媒量が3〜50質量%の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、延伸温度が140〜200℃の範囲で少なくとも1軸方向に1.1〜3.0倍延伸すること、ドープA中の添加剤量が樹脂に対して1〜30質量%、ドープB中の添加剤量が樹脂に対して0〜5質量%であり、添加剤が可塑剤、あるいは紫外線吸収剤、あるいはレターデーション調製剤であること、ドープA中とドープB中の有機溶媒が、メチレンクロライド、又は酢酸メチルを全有機溶媒に対して50質量%以上含有することを利用することが記載されている。
【0076】
更に、テンター乾燥のウェブの発泡を防止し、離脱性を向上させ、発塵を防止するために、特開2003−004374号公報には、乾燥装置において、乾燥器の熱風がウェブ両縁部に当たらないように、乾燥器の幅がウェブの幅よりも短く形成されている発明が記載されている。
【0077】
また、テンター乾燥のウェブの発泡を防止し、離脱性を向上させ、発塵を防止するために、特開2003−019757号公報には、テンターの保持部に乾燥風が当らないようウェブ両側端部内側に遮風板を設ける発明が記載されている。
【0078】
更に、搬送、乾燥を安定的に行うために、特開2003−053749号公報には、ピンテンターにより担持されるフィルムの両端部の乾燥後の厚さをXμm、フィルムの製品部の乾燥後の平均厚さをTμmとすると、XとTとの関係が、式(1)T≦60のとき、40≦X≦200、式(2)60<T≦120のとき、40+(T−60)×0.2≦X≦300又は式(3)120<Tのとき、52+(T−120)×0.2≦X≦400の関係を満たす発明が記載されている。
【0079】
また、多段式テンターにシワを発生させないために、特開平2−182654号公報には、テンター装置において、多段式テンターの乾燥器内に加熱室と冷却室とを設け、左右のクリップ−チェーンを別々に冷却する発明が記載されている。
【0080】
更に、ウェブの破断、シワ、搬送不良を防止するために、特開平9−077315号公報には、ピンテンターのピンにおいて、内側のピン密度を大きく、外側のピン密度を小さくする発明が記載されている。
【0081】
また、テンター内においてウェブ自体の発泡やウェブが保持手段に付着するのを防止するために、特開平9−085846号公報には、テンター乾燥装置において、ウェブの両側縁部保持ピンを吹出型冷却器でウェブの発泡温度未満に冷却すると共に、ウェブを喰い込ます直前のピンをダクト型冷却器でのドープのゲル化温度+15℃以下に冷却する発明が記載されている。
【0082】
更に、ピンテンターハズレを防止し、異物を良化するために、特開2003−103542号公報には、ピンテンターにおいて、差込構造体を冷却し、差込構造体と接触しているウェブの表面温度がウェブのゲル化温度を超えないようにする溶液製膜方法に関する発明が記載されている。
【0083】
また、溶液流延法により速度を上げたり、テンターにてウェブの幅を広げたりする時の平面性等の品質低下を防止するために、特開平11−077718号公報には、テンター内でウェブを乾燥する際には、風速を0.5〜20(40)m/s、横手方向温度分布を10%以下、ウェブ上下風量比を0.2〜1とし、乾燥ガス比を30〜250J/Kmolとする発明が記載されている。
更に、テンター内での乾燥において、残留溶媒の量に応じて好ましい乾燥条件が開示されている。
具体的には、ウェブを支持体から剥離した後、ウェブ中の残留溶媒量が4質量%になるまでの間に、吹き出し口からの吹き出す角度がフィルム平面に対して30〜150゜の範囲にし、かつ乾燥ガスの吹き出し延長方向に位置するフィルム表面上での風速分布を風速の上限値を基準にした時、上限値と下限値との差を上限値の20%以内にして、乾燥ガスを吹き出し、ウェブを乾燥させること、ウェブ中の残留溶媒量が130質量%以下70質量%以上の時には、吹き出し型乾燥機から吹き出される乾燥ガスのウェブ表面上での風速が0.5m/sec以上20m/sec以下とすること、残留溶媒量が70質量%未満4質量%以上の時には、乾燥ガスの風速が0.5m/sec以上40m/sec以下で吹き出される乾燥ガス風により乾燥させ、ウェブの幅手方向の乾燥ガスの温度分布がガス温度の上限値を基準にした時、上限値と下限値との差を上限値の10%以内とすること、ウェブ中の残留溶媒量が4質量%以上200質量%以下の時には、搬送されるウェブの上下に位置する吹き出し型乾燥機の吹き出し口から吹き出す乾燥ガスの風量比qが0.2≦q≦1とすることが記載されている。
更に、好ましい態様として、乾燥ガスに少なくとも1種の気体を使用し、その平均比熱が31.0J/K・mol以上、250J/K・mol以下であること、乾燥中の乾燥ガスに含まれる常温で液体の有機化合物の濃度が、50%以下の飽和蒸気圧の乾燥ガスで乾燥すること、等が開示されている。
【0084】
また汚染物質の発生によって、平面性や塗布が悪化するのを防止するために、特開平11−077719号公報には、TAC(トリアセチルセルロース)の製造装置において、テンターのクリップが加熱部分を内蔵している発明が記載されている。
更に好ましい態様として、テンターのクリップがウェブを解放してから、再びウェブを担持するまでの間に、クリップとウェブの接触部分に発生する異物を除去する装置を設けること、噴射する気体又は液体及びブラシを用いて異物を除去すること、クリップあるいはピンとウェブとの接触時の残留量は、12質量%以上50質量%以下であること、クリップあるいはピンとのウェブとの接触部の表面温度は、60℃以上200℃以下(より好ましくは、80℃以上120℃以下)であること、等が開示されている。
【0085】
平面性を良化し、テンター内での裂けによる品質低下を改良し、生産性を挙げるために、特開平11−090943号公報には、テンタークリップにおいて、テンターの任意の搬送長さLt(m)と、Ltと同じ長さのテンターのクリップがウェブを保持している部分の搬送方向の長さの総和Ltt(m)との比Lr=Ltt/Ltが、1.0≦Lr≦1.99とする発明が記載されている。更に好ましい態様として、ウェブを保持する部分が、ウェブ幅方向から見て隙間なく配置することが開示されている。
【0086】
また、テンターにウェブを導入する際、ウェブのたるみに起因する平面性悪化と導入不安定性を良化させるために、特開平11−090944号公報には、プラスティックフィルムの製造装置において、テンター入口前に、ウェブ幅手方向のたるみ抑制装置を有する発明が記載されている。
なお、更に好ましい態様として、たるみ抑制装置が幅手方向に広がる角度が2〜60゜の方向範囲で回転する回転ローラーであること、ウェブの上部に吸気装置を有すること、ウェブの下から送風できる送風機を有すること、等も開示されている。
【0087】
品質の劣化と生産性を阻害するたるみを起こさせないようにすることを目的として、特開平11−090945号公報には、TACの製法において、支持体より剥離したウェブを水平に対して角度を持たせてテンターに導入する発明が記載されている。
【0088】
また、安定した物性のフィルムを作るために、特開2000−289903号公報には、剥離され溶媒含有率50〜12質量%の時点で、ウェブの巾方向にテンションを与えつつ搬送する搬送装置において、ウェブの幅検知手段とウェブの保持手段と、2つ以上の可変可能な屈曲点を有しウェブの幅検知で検知の信号からウェブ幅を演算し、屈曲点の位置を変更する発明が記載されている。
【0089】
更に、クリッピング性を向上し、ウェブの破断を長期間防止し、品質の優れたフィルムを得るために、特開2003−033933号公報には、テンターの入口寄り部分の左右両側において、ウェブの左右両側縁部の上方及び下方のうちの少なくとも下方にウェブ側縁部カール発生防止用ガイド板を配置し、ガイド板のウェブ対向面が、ウェブの搬送方向に配されたウェブ接触用樹脂部とウェブ接触用金属部とによって構成することが記載されている。
更に好ましい態様として、ガイド板のウェブ対向面のウェブ接触用樹脂部がウェブ搬送方向の上流側に、ウェブ接触用金属部が同下流側に配置されること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部及びウェブ接触用金属部の間の段差(傾斜を含む)が、500μm以内であること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部及びウェブ接触用金属部のウェブに接する幅手方向の距離が、それぞれ2〜150mmであること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部及びウェブ接触用金属部のウェブに接するウェブ搬送方向の距離が、それぞれ5〜120mmであること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部が、金属製ガイド基板に表面樹脂加工もしくは樹脂塗装により設けられること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部が樹脂単体からなっていること、ウェブの左右両側縁部において上方及び下方に配置されたガイド板のウェブ対向面同士の間の距離が、3〜30mmであること、ウェブの左右両側縁部において上下両ガイド板のウェブ対向面同士の間の距離が、ウェブの幅手方向にかつ内方に向かって幅100mm当たり2mm以上の割合で拡大されていること、ウェブの左右両側縁部において上下両ガイド板がそれぞれ10〜300mmの長さを有するものであり、かつ上下両ガイド板がウェブの搬送方向に沿って前後にずれるように配置されていて、上下両ガイド板同士の間のずれの距離が、−200〜+200mmとなっていること、上部ガイド板のウェブ対向面が、樹脂又は金属のみによって構成されていること、ガイド板のウェブ接触用樹脂部がテフロン(登録商標)製であり、ウェブ接触用金属部がステンレス鋼製であること、ガイド板のウェブ対向面、又はこれに設けられたウェブ接触用樹脂部、及び/又はウェブ接触用金属部の表面粗さが、3μm以下なっていること、等が開示されている。
また、ウェブ側縁部カール発生防止用上下ガイド板の設置位置は、支持体の剥離側端部からテンター導入部までの間が好ましく、特にテンター入口寄り部分に設置するのがより好ましいことも記載されている。
【0090】
更に、テンター内で乾燥中発生するウェブの切断やムラを防止するために、特開平11−048271号公報には、剥離後、ウェブの溶媒含有率50〜12wt%の時点で、幅延伸装置で延伸、乾燥し、またウェブの溶媒含有率が10wt%以下の時点で加圧装置によってウェブの両面から0.2〜10KPaの圧力を付与する発明が記載されている。
更に好ましい態様として、溶媒含有率が4質量%以上の時点で張力付与を終了することや圧力をウェブ(フィルム)両面から加える方法としてニップロールを用いて圧力を加える場合は、ニップロールのペアは1から8組程度が好ましく、加圧する場合の温度は、100〜200℃が好ましいことも開示されている。
【0091】
また、厚さ20〜85μmの高品質薄手TACを得るための発明である、特開2002−036266号公報には、好ましい態様として、テンターの前後における、ウェブにその搬送方向に沿って作用する張力の差を、8N/mm以下とすること、剥離工程の後、ウェブを予熱する予熱工程と、この予熱工程の後、テンターを用いてウェブを延伸する延伸工程と、この延伸工程の後、ウェブをこの延伸工程での延伸量よりも少ない量だけ緩和させる緩和工程とを具備すること等が開示されている。
予熱工程及び前記延伸工程における温度Tを、(フィルムのガラス転移温度Tg−60)℃以上とし、かつ、緩和工程における温度Tを、(T−10)℃以下とすること、延伸工程でのウェブの延伸率を、この延伸工程に入る直前のウェブ幅に対する比率で0〜30%に、緩和工程でのウェブの延伸率を、−10〜10%すること、等が開示されている。
【0092】
更に、乾燥膜厚が10〜60μmの薄型化及び軽量化透湿性の小耐久性に優れることを目的とした、特開2002−225054号公報には、剥離後、ウェブの残留溶媒量が10質量%になるまでの間に、ウェブの両端をクリップで把持して、幅保持による乾燥収縮抑制を行い、及び/又は幅手方向に延伸を行い、次式、S={(Nx+Ny)/2}−Nzで表される面配向度(S)が0.0008〜0.0020のフィルムを形成すること(式中、Nxはフィルムの面内の最も屈折率が大きい方向の屈折率、NyはNxに対して面内で直角な方向の屈折率、Nzはフィルムの膜厚方向の屈折率)、流延から剥離までの時間を30〜90秒とすること、剥離後のウェブを幅手方向及び/又は長手方向に延伸すること、等が開示されている。
【0093】
また、特開2002−341144号公報には、光学ムラ抑制のために、レターデーション制御(上昇)剤の質量濃度が、フィルム幅方向中央に近づくほど高い光学分布を持つ、延伸工程を有する溶液製膜方法が記載されている。
【0094】
更に、曇りの発生しないフィルムを得るための発明である特開2003−071863号公報には、巾手方向の延伸倍率は、0〜100%であることが好ましく、偏光板保護フィルムとして用いる場合は、5〜20%がより好ましく、8〜15%が更に好ましいことが記載されている。
更に、一方、位相差フィルムとして用いる場合の巾手方向の延伸倍率は、10〜40%がより好ましく、20〜30%が更に好ましく、延伸倍率によってRoをコントロールすることが可能で、延伸倍率が高い方が、でき上がったフィルムの平面性に優れるため好ましいことが開示されている。
更にテンターを行う場合のフィルムの残留溶媒量は、テンター開始時に20〜100質量%であるのが好ましく、かつ、フィルムの残留溶媒量が10質量%以下になるまでテンターをかけながら乾燥を行うことが好ましく、5質量%以下がより好ましいことが示されている。
また、テンターを行う場合の乾燥温度は、30〜150℃が好ましく、50〜120℃がより好ましく、70〜100℃が更に好ましく、乾燥温度の低い方が紫外線吸収剤や可塑剤などの蒸散が少なく、工程汚染を低減できるが、一方、乾燥温度の高い方がフィルムの平面性に優れることも開示されている。
【0095】
また、高温度、高湿度条件での保存時、縦、横の寸法変動を少なくする発明である、特開2002−248639号公報には、支持体上にセルロースエステル溶液を流延し、連続的に剥離して乾燥させるフィルムの製造方法において、乾燥収縮率が、次式、0≦乾燥収縮率(%)≦0.1×剥離する時の残留溶媒量(%)を満たすように乾燥させる発明が記載されている。
更に、好ましい態様として、剥離後のセルロースエステルフィルムの残留溶媒量が40〜100質量%の範囲内にあるとき、テンター搬送でセルロースエステルフィルムの両端部を把持しながら少なくとも残留溶媒量を30質量%以上減少させること、剥離後のセルロースエステルフィルムのテンター搬送入り口における残留溶媒量が40〜100質量%であり、出口における残留溶媒量が4〜20質量%であること、テンター搬送でセルロースエステルフィルムを搬送する張力がテンター搬送の入り口から出口に向けて増加するようにすること、テンター搬送でセルロースエステルフィルムを搬送する張力とセルロースエステルフィルムを幅手方向の張力が略等しいこと、等が開示されている。
【0096】
なお、膜厚が薄く、光学的等方性、平面性に優れたフィルムを得るために、特開2000−239403号公報には、剥離時の残留溶媒率Xとテンターに導入する時の残留溶媒率Yの関係を0.3X≦Y≦0.9Xの範囲として製膜を行うことが開示されている。
【0097】
特開2002−286933号公報には、流延により製膜するフィルムを延伸する方法として、加熱条件下で延伸する方法と溶媒含有条件下で延伸する方法とが挙げられ、加熱条件下で延伸する場合には、樹脂のガラス転移点近傍以下の温度で延伸することが好ましく、一方、流延製膜されたフィルムを溶媒含浸条件下で延伸する場合には、一度乾燥したフィルムを再度溶媒に接触させて溶媒を含浸させて延伸することが可能であることが開示されている。
【0098】
[溶融製膜]
本発明の光学補償フィルムの製法は、溶融製膜であってもよい。原料となるポリマー、添加剤等の原料を加熱溶融させ、これを押出し射出成型によりフィルム化してもよいし、加熱した2枚のプレートに原料を挟み込み、プレス加工してフィルム化してもよい。
【0099】
加熱溶融の温度は、原料ポリマーが共に均一に溶融する温度であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、融点又は軟化点以上の温度に加熱する。均一なフィルムを得るためには、原料ポリマーの融点よりも高い温度が好ましく、融点よりも5〜40℃高い温度がより好ましく、融点よりも8〜30℃高い温度に加熱して溶融させることが更に好ましい。
【0100】
<光学異方性層>
Reを極力小さくし、Rthを制御する方法として、液晶層等のよる光学異方性層を塗設する方法が好ましく用いられる。
液晶層の具体例としては、ディスコティック液晶を、その円盤面と上述の光学補償フィルム面との角度が5度以内となるように配向させる方法(特開平10−312166号公報)、棒状液晶を、その長軸と上述の光学補償フィルム面との角度が5度以内となるように配向させる方法(特開2000−304932号公報)が挙げられる。
【0101】
該光学異方性層は、液晶表示装置、特にOCBモード、VAモードの液晶表示装置の視野角コントラストの拡大、及び視野角に依存した色ずれの軽減に寄与する。
光学補償フィルムは、観察者側の偏光板と液晶セルとの間に配置しても、背面側の偏光板と液晶セルとの間に配置してもよいし、双方に配置してもよい。
例えば、独立の部材として液晶表示装置内部に組み込むこともできるし、また、偏光膜を保護する保護膜に、光学特性を付与して透明フィルムとしても機能させて、偏光板の一部材として、液晶表示装置内部に組み込むこともできる。
【0102】
[紫外線吸収剤]
本発明の光学補償フィルムには、紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
紫外線吸収剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、シアノアクリレート系、ニッケル錯塩系等の吸収剤を用いることができ、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系が好ましい。
【0103】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の例として、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アセトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロキシ)プロポキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【0104】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、2(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【0105】
サリチル酸エステル系としては、フェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート、p−tert−ブチルフェニルサリシレート等が挙げられる。
【0106】
これら例示した紫外線吸収剤の中でも、特に、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−メトキシベンゾフェノン、2(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾールが好ましい。
【0107】
紫外線吸収剤は、吸収波長の異なる複数の吸収剤を複合して用いることが、広い波長範囲で高い遮断効果を得ることができるので好ましい。
液晶用紫外線吸収剤は、液晶の劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、且つ、液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。特に、先に上げたベンゾトリアゾール系化合物やベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物が紫外線吸収剤として好ましく、その中でも、ベンゾトリアゾール系化合物は、不用な着色が少ない点で更に好ましい。
【0108】
また、紫外線吸収剤については、特開昭60−235852号、特開平3−199201号、同5−1907073号、同5−194789号、同5−271471号、同6−107854号、同6−118233号、同6−148430号、同7−11056号、同7−11055号、同7−11056号、同8−29619号、同8−239509号、特開2000−204173号の各公報に記載の化合物も用いることができる。
【0109】
紫外線吸収剤の添加量は、ポリマーに対し0.001〜5質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。添加量が0.001質量%以上であれば添加効果が十分に発揮されうるので好ましく、添加量が5質量%以下であればフィルム表面への紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制できるので好ましい。
【0110】
また、紫外線吸収剤は、ポリマー溶解時に同時に添加してもよいし、溶解後のドープに添加してもよい(溶液製膜の場合)。特に、スタティックミキサ等を用い、流延直前にドープに紫外線吸収剤溶液を添加する形態が、分光吸収特性を容易に調整することができるので好ましい。
【0111】
[劣化防止剤]
また、光学補償フィルムが劣化、分解するのを防止する目的で、劣化防止剤を適宜、使用することも好ましい。
劣化防止剤としては、ブチルアミン、ヒンダードアミン化合物(特開平8−325537号公報)、グアニジン化合物(特開平5−271471号公報)、ベンゾトリアゾール系UV吸収剤(特開平6−235819号公報)、ベンゾフェノン系UV吸収剤(特開平6−118233号公報)などの化合物が挙げられる。
【0112】
[染料]
また本発明では、色相調整のための染料を添加してもよい。染料の含有量は、ポリマーに対する質量割合で10〜1,000ppmが好ましく、50〜500ppmがより好ましい。この様に染料を含有させることにより、光学補償フィルムのライトパイピングが減少でき、黄色味を改良することができる。これらの化合物は、ポリマー溶液に添加、もしくはポリマー溶融時に混錬することが好ましい。
【0113】
[マット剤微粒子]
本発明に好ましく用いられる光学補償フィルムには、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、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、水和珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム及びリン酸カルシウムが挙げられる。微粒子は、濁度が低くなる点で珪素を含むものが好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。
【0114】
二酸化珪素の微粒子は、1次平均粒子径が20nm以下であり、且つ見掛け比重が70g/L以上であるものが好ましい。1次粒子の平均径が5〜16nmと小さいものがフィルムのヘイズを下げることができより好ましい。見掛け比重は90〜200g/L以上が好ましく、100〜200g/L以上がより好ましい。見掛け比重が大きい程、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。
【0115】
マット剤として二酸化珪素微粒子を用いる場合の、その使用量は、セルロースアシレートを含むポリマー成分100質量部に対して0.01〜0.3質量部とするのが好ましい。
【0116】
これらの微粒子は、通常平均粒子径が0.1〜3.0μmの2次粒子を形成するが、フィルム中では1次粒子の凝集体として存在し、フィルム表面に0.1〜3.0μmの凹凸を形成させる。
2次粒子の平均粒子径は、0.2μm以上1.5μm以下が好ましく、0.4μm以上1.2μm以下がより好ましく、0.6μm以上1.1μm以下が更に好ましい。該平均粒子径が1.5μm以下であればヘイズが強くなりすぎることがなく、また0.2μm以上であればきしみ防止効果が十分に発揮される。
【0117】
微粒子の1次、2次粒子径は、フィルム中の粒子を走査型電子顕微鏡で観察し、粒子に外接する円の直径をもって粒径とする。また、場所を変えて粒子200個を観察し、その平均値をもって平均粒子径とする。
【0118】
二酸化珪素の微粒子は、例えば、「アエロジル」R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上、日本アエロジル(株)製)などの市販品を使用することができる。酸化ジルコニウムの微粒子は、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。
【0119】
これらの中で「アエロジル200V」、「アエロジルR972V」が、1次平均粒子径が20nm以下であり、且つ見掛け比重が70g/L以上である二酸化珪素の微粒子であり、光学補償フィルムの濁度を低く保ちながら、摩擦係数をさげる効果が大きいため特に好ましい。
【0120】
本発明において、2次平均粒子径の小さな粒子を含有する光学補償フィルムを得るためには、微粒子の分散液を調製する際いくつかの手法が考えられる。
例えば、溶媒と微粒子を撹拌混合した微粒子分散液を予め作製し、この微粒子分散液を、別途用意した少量のポリマー溶液に加えて撹拌溶解し、更にメインのポリマードープ液と混合する方法がある。
この方法は、二酸化珪素微粒子の分散性がよく、二酸化珪素微粒子が更に再凝集しにくい点で好ましい調製方法である。
この他にも、溶媒に少量のポリマーを加え、撹拌溶解した後、これに微粒子を加えて分散機で分散を行い、これを微粒子添加液とし、この微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する方法もある。
本発明においては、これらの方法に限定されるものではないが、二酸化珪素微粒子を溶媒などと混合して分散するときの、二酸化珪素の濃度は5〜30質量%が好ましく、10〜25質量%がより好ましく、15〜20質量%が更に好ましい。
分散濃度が高い方が添加量に対する液濁度は低くなり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。最終的なポリマーのドープ溶液中でのマット剤の添加量は、1m当たり0.01〜1.0gが好ましく、0.03〜0.3gがより好ましく、0.08〜0.16gが更に好ましい。
【0121】
使用される溶媒は、低級アルコール類としては、好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられる。低級アルコール以外の溶媒としては、特に限定されないが、セルロースエステルの製膜時に用いられる溶媒を用いることが好ましい。
【0122】
<含水率>
更に本発明に好ましく用いられる光学補償フィルムは、25℃、80%RHにおける平衡含水率が1.0%以下であることが、液晶表示装置の経時による色味変化を少なくする上で好ましい。
含水率の測定法は、光学補償フィルム試料7mm×35mmを、水分測定器(CA−03、三菱化学(株)製)、試料乾燥装置(VA−05、三菱化学(株)製)を用いてカールフィッシャー法で測定する。水分量(g)を試料質量(g)で除して算出する。
【0123】
<弾性率>
弾性率の測定は、光学補償フィルム試料10mm×150mmを、25℃、60%RHで2時間以上調湿した後、引張り試験機(ストログラフ−R2、(株)東洋精機製作所製)で、チャック間距離100mm、温度25℃、延伸速度10mm/分で行った。
【0124】
吸湿膨張係数の測定は、25℃、80%RH下に2時間以上放置したフィルムの寸法をピンゲージで測定した値L80%と、25℃、10%RH下に2時間以上放置したフィルムの寸法をピンゲージで測定した値L10%とから、次の数式(B)により求めた。
【0125】
(L80%−L10%)/(80%RH−10%RH)×10・・・・・数式(B)
【0126】
<ヘイズ>
また、本発明に好ましく用いられる光学補償フィルムは、そのヘイズが、0.01〜2%の範囲であるのが好ましい。
本発明において、ヘイズの測定は、光学補償フィルム試料40mm×80mmを、25℃、60%RHでヘイズメーター(HGM−2DP、スガ試験機(株)製)でJIS K−6714に従って測定する。
【0127】
<寸度変化>
また、本発明に好ましく用いられる光学補償フィルムは、60℃、95%RHの条件下に24時間静置した場合の寸度変化、及び90℃、5%RHの条件下に24時間静置した場合の寸度変化が、いずれも0〜5%の範囲であるのが好ましい。
【0128】
<光弾性係数>
更に、本発明の光学補償フィルムの光弾性係数は、50×10−13cm/dyne以下であるのが、液晶表示装置に貼り付けた際の均一性を向上させる上で好ましい。
具体的な測定方法としては、光学補償フィルム試料10mm×100mmの、長軸方向に対して引っ張り応力をかけ、その際のレターデーションを、エリプソメーター(M150、日本分光(株)製)で測定し、応力に対するレターデーションの変化量から光弾性係数を算出した。
【0129】
(偏光板)
本発明では、偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる偏光板であって、前記保護膜の少なくとも一枚(本発明の場合、視認側)がセルロースアシレートフィルムを含む偏光板を提供するものである。
例えば、ポリビニルアルコールフィルム等からなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フィルムにて積層して得られる偏光板を用いることができる。
該偏光板は液晶セルの外側に配置される。偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる一対の偏光板を、液晶セルを挟持して配置させるのが好ましい。
なお、液晶セル側に配置される保護膜は、本発明の光学補償フィルムであるのが好ましい。
【0130】
<接着剤>
偏光膜と保護膜との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0.01〜10ミクロンが好ましく、0.05〜5ミクロンがより好ましい。
【0131】
<偏光膜と保護膜の一貫製造工程>
本発明に使用可能な偏光板は、偏光膜用フィルムを延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程を有して製造され得るが、乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に保護膜を貼り合わせた後、後加熱工程を有することが好ましい。
具体的な貼り付け方法として、フィルムの乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いて偏光膜に保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、もしくは乾燥後、両端保持部から偏光膜用フィルムを解除し、フィルム両端を耳きりした後、保護膜を貼り付けるなどの方法がある。耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。
貼り合わせた後に、接着剤を乾燥させるため、及び偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、30℃以上が好ましく、40〜100℃がより好ましく、50〜90℃が更に好ましい。これらの工程は一貫のラインで製造されることが、性能上及び生産効率上更に好ましい。
【0132】
<偏光板の性能>
本発明の偏光板の光学的性質及び耐久性(短期、長期での保存性)は、市販のスーパーハイコントラスト品(例えば、株式会社サンリッツ社製HLC2−5618等)と同等以上の性能を有することが好ましい。
具体的には、可視光透過率が42.5%以上で、偏光度{(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2≧0.9995(但し、Tpは平行透過率、Tcは直交透過率)であり、60℃、湿度90%RH雰囲気下に500時間及び80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が、絶対値に基づいて3%以下が好ましく、1%以下がより好ましい。また、偏光度の変化率は、絶対値に基づいて1%以下が好ましく、0.1%以下であることがより好ましい。
【0133】
<表面処理>
本発明の光学補償フィルムは、場合により表面処理を行うことによって、偏光板保護のセルロースアシレートフィルム、もしくは偏光子層との接着の向上を達成することができる。
表面処理としては、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を用いることができる。
ここでいうグロー放電処理とは、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の様なフロン類及びそれらの混合物などが挙げられる。
これらについては、発明協会公開技報公技番号2001−1745号(2001年3月15日発行、発明協会)p.30−32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10〜1,000keV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。
【0134】
更に本発明に関する偏光板は、偏光板の少なくとも一方の側の保護膜の表面(本発明の場合、視認側表面)に、ハードコート層、防眩層又は反射防止層の少なくとも一層を設けられたものであるのが好ましい。
すなわち、偏光板の液晶表示装置への使用時において、液晶セルと反対側に配置される保護膜には、反射防止層などの機能性膜を設けることが好ましく、かかる機能性膜としては、ハードコート層、防眩層又は反射防止層の少なくとも一層を設けるのが好ましい。
なお、各層はそれぞれ別個の層として設ける必要はなく、例えば、反射防止層やハードコート層に防眩性の機能を持たせることにより、反射防止層及び防眩層の二層を設ける代わりに、防眩性反射防止層として機能させてもよい。
【0135】
<反射防止層>
本発明では、偏光板の保護膜上に、少なくとも光散乱層と低屈折率層がこの順で積層されてなる反射防止層、又は保護膜上に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層がこの順で積層した反射防止層が好適に設けられる。以下にそれらの好ましい例を記載する。なお前者の構成では、一般的に鏡面反射率は1%以上となり、Low Reflection(LR)フィルムと呼ばれる。後者の構成では、鏡面反射率0.5%以下を実現するものが可能となり、Anti Reflection(AR)フィルムと呼ばれる。
【0136】
[LRフィルム]
偏光板の保護膜上に、光散乱層と低屈折率層を設けた反射防止層(LRフィルム)の好ましい例について述べる。
光散乱層には、マット粒子が分散されているのが好ましく、光散乱層のマット粒子以外の部分の素材の屈折率は、1.50〜2.00の範囲にあることが好ましく、低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.49の範囲にあることが好ましい。
本発明において、光散乱層は、防眩性とハードコート性を兼ね備えており、一層でもよいし、複数層、例えば二層〜四層で構成されていてもよい。
【0137】
反射防止層は、その表面凹凸形状として、中心線平均粗さRaが0.08〜0.40μm、10点平均粗さRzがRaの10倍以下、平均凹凸間距離Smが1〜100μm、凹凸最深部からの凸部高さの標準偏差が0.5μm以下、中心線を基準とした平均凹凸間距離Smの標準偏差が20μm以下、傾斜角0〜5゜の面が10%以上となるように設計することで、十分な防眩性と目視での均一なマット感が達成されるので好ましい。
【0138】
また、C光源下での反射光の色味がa*値−2〜2、b*値−3〜3、380〜780nmの範囲内での反射率の、最小値と最大値の比0.5〜0.99であることで、反射光の色味がニュートラルとなるので好ましい。
更にC光源下での透過光のb*値が0〜3とすることで、表示装置に適用した際の白表示の黄色味が低減されるので好ましい。
更にまた、面光源上と反射防止層の間に120μm×40μmの格子を挿入して、フィルム上で輝度分布を測定した際の輝度分布の標準偏差が20以下であると、高精細パネルに本発明の偏光板を適用したときのギラツキが低減されるので好ましい。
【0139】
本発明で用いることができる反射防止層は、その光学特性として、鏡面反射率2.5%以下、透過率90%以上、60゜光沢度70%以下とすることで、外光の反射を抑制でき、視認性が向上するため好ましい。特に、鏡面反射率は1%以下がより好ましく、0.5%以下であることが更に好ましい。
また、ヘイズ20〜50%、内部ヘイズ/全ヘイズ値の比が0.3〜1、光散乱層までのヘイズ値から低屈折率層を形成後のヘイズ値の低下が15%以内、くし幅0.5mmにおける透過像鮮明度20〜50%、垂直透過光/垂直から2゜傾斜方向の透過率比が1.5〜5.0とすることで、高精細LCDパネル上でのギラツキ防止、文字等のボケの低減が達成されるので好ましい。
【0140】
<低屈折率層>
本発明で用いることができる低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.49が好ましく、1.30〜1.44がより好ましい。更に、低屈折率層は下記数式(C)を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
【0141】
(m/4)λ×0.7<n<(m/4)λ×1.3・・・・数式(C)
【0142】
上記数式(C)中、mは正の奇数であり、nは低屈折率層の屈折率であり、そして、dは低屈折率層の膜厚(nm)である。また、λは波長であり、500〜550nmの範囲の値である。
【0143】
(液晶表示装置)
上記の光学補償フィルム、又は偏光膜(偏光板含む)とを貼り合わせて得られた偏光板は、液晶表示装置、特に透過型液晶表示装置に有利に用いられる。
透過型液晶表示装置は、液晶セル及びその両側に配置された二枚の偏光板からなる。偏光板は、偏光膜及びその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる。液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持している。
本発明の偏光板は、液晶セルの一方に一枚配置するか、あるいは液晶セルの両面に二枚配置する。
液晶セルは、VAモード、OCBモード、IPSモード、又はTNモードであることが好ましい。
【0144】
<VAモード>
VAモードの液晶セルでは、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。
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)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)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。
VAモードの液晶表示装置の場合、本発明の光学補償フィルムは視認側偏光板に用いるのが好ましい。
【0145】
<OCBモード>
OCBモードの液晶セルは、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。ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いとの利点がある。
【0146】
<TNモード>
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60乃至120゜にねじれ配向している。
TNモードの液晶セルは、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。
【実施例】
【0147】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【0148】
(実施例1)
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に水酸化ナトリウム水溶液及びイオン交換水を仕込み、これに下記一般式(6)に示すモノマー[A]と、下記一般式(7)に示すモノマー[B]とを50:50(モル%)の比率で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加えた。
次に、これに塩化メチレンを加え、20℃でホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。
更に、p−tert−ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。
反応終了後、有機相分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比は、モノマー仕込み量比とほぼ同様であった。
また、得られたポリカーボネート共重合体の含水率は、0.3%であった。
【0149】
【化10】

【0150】
【化11】

【0151】
この共重合体とメルク社製のシアノビフェニル系混合液晶である商品名『BL007』をそれぞれ、96:4(質量部)の比率で、メチレンクロライドに溶解させ、ドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャスト法により、フィルム101を作製した。
上記で得たフィルム101を、連続した長尺フィルムをテンタークリップの長手方向の間隔が把持、搬送している間に狭くなる構造のテンターを用いて幅方向に延伸する工程を持っている延伸装置(市金工業社製 商品名「FITZ」)に送り出し、フィルム温度を170℃に設定して30秒後加熱ゾーンを通過した後に延伸を開始、フィルム長手方向は0.77倍に緩和収縮させ、テンタークリップにより幅方向を1.70倍延伸し、延伸後の膜厚60μmの光学補償フィルム111を得た。
【0152】
<フィルムの光学特性>
この光学補償フィルム111の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthを、先に述べた方法に従い、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)にて測定した。結果を表1に示す。
表1に示すように、本実施例1の製造方法で製造した光学補償フィルム111の波長450、550、650nmにおけるRe、Rthの値は前記式(1)〜(4)の関係をいずれも満たしていることが確認された。
また、延伸直前のフィルム101のReb、Rthbを測定した結果、Rebは4nm、Rthbは10nmであった。
【0153】
<偏光板の作製>
<<視認側偏光板の作製>>
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製し、接着剤を用いて、該偏光膜の一方の面に、光学補償フィルム111を貼り付けた。
また、市販のセルローストリアシレートフィルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)に鹸化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前記偏光膜の他方の面に貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板201を作製した。
このとき、前記偏光膜の透過軸と、光学補償フィルム111の遅相軸とが平行になるように配置した。また、前記偏光膜の透過軸と、前記市販のセルローストリアシレートフィルムの遅相軸とは直交するように配置した。
【0154】
<バックライト側偏光板の作製>
<<光学補償フィルムの作製>>
[光学異方性層の形成]
市販のセルロースアシレートフィルム(富士写真フイルム製 Z−TAC)を鹸化後、該市販のセルロースアシレートフィルム上に、下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで20mL/m塗布した。その後、60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥し、膜を形成した。
次に、形成した膜にフィルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
【0155】
[配向膜塗布液の組成]
・下記一般式(8)に示す変性ポリビニルアルコール 10質量部
・水 371質量部
・メタノール 119質量部
・グルタルアルデヒド 0.5質量部
・下記一般式(9)に示す化合物 0.2質量部
【0156】
【化12】

【0157】
【化13】

【0158】
次に、下記の組成の光学異方性層塗布液を、ワイヤーバーで硬化後の厚さ方向のRthが200nmとなるように、前記配向膜上に塗布した。
【0159】
[光学異方性層塗布液組成]
・下記一般式(10)に示す円盤状液晶性化合物 1.8g
・エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 0.2g
・光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 0.06g
・増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.02g
・含フッ素ポリマー(下記一般式(11)に示す化合物A) 0.01g
・メチルエチルケトン 3.9g
【0160】
これを金属の枠に貼り付けて、125℃の恒温槽中で3分間加熱し、円盤状液晶性化合物を配向させた。
次に、120W/cm高圧水銀灯を用いて、30秒間UV照射し、円盤状液晶性化合物を架橋した。UV硬化時の温度を80℃として、光学異方性層を得た。
光学異方性層の厚さは、2.8μmであった。その後、室温まで放冷した。このようにして、光学補償フィルム120を作製した。この光学補償フィルム120の光学特性を測定したところ、Re(550)=1(nm)、Rth(550)=200(nm)、Rth(450)/Rth(550)=1.09であった。
【0161】
【化14】

【0162】
【化15】

【0163】
延伸したポリビニルアルコールフィルムに、ヨウ素を吸着させて偏光膜を作製し、接着剤を用いて、該偏光膜の一方の面に、光学補償フィルム120を貼り付けた。
また、市販のセルローストリアシレートフィルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)に鹸化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前記偏光膜の他方の面に貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板300を作製した。
【0164】
<液晶セルの作製>
液晶セルは、基板間のセルギャップを3.6μmとし、負の誘電率異方性を有する液晶材料(「MLC6608」、メルク社製)を基板間に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成して作製した。液晶層のレターデーション(即ち、液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・d)を300nmとした。なお、液晶材料は垂直配向するように配向させた。
【0165】
<VAパネルへの実装>
上記の垂直配向型液晶セルを使用した液晶表示装置の上側偏光板(視認側)としては、光学補償フィルム111を備えた偏光板201を、該光学補償フィルム111が液晶セル側となるように配置し、下側偏光板(バックライト側)としては、光学補償フィルム120を備えた偏光板300を、該光学補償フィルム120が液晶セル側となるように設置した。
上側偏光板(偏光板201)、及び下側偏光板(偏光板300)は、粘着剤を介して液晶セルに貼りつけた。上側偏光板(偏光板201)の透過軸が上下方向に、そして下側偏光板(偏光板300)の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。
【0166】
<色ずれの評価>
液晶セルに55Hzの矩形波電圧を印加した。白表示5V、黒表示0Vのノーマリーブラックモードとした。黒表示の方位角45度、極角60度方向視野角における黒表示透過率(%)及び、方位角45度極角60度と方位角180度極角60度との色ずれΔxを求め、下記評価基準に基づいて評価した。結果を表1に示す。
【0167】
[色ずれの評価基準]
○:Δxが、0.02未満
○△:Δxが、0.02〜0.04
△:Δxが、0.04〜0.06
×:Δxが、0.06以上
【0168】
<視野角の評価>
また、透過率の比(白表示/黒表示)をコントラスト比として、測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L1)から白表示(L8)までの8段階で視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない極角範囲)を測定し、下記評価基準に基づいて評価した。結果を表1に示す。
【0169】
[視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない極角範囲)の評価基準]
○:上下左右で極角80°以上
○△:上下左右の内、3方向で極角80°以上
△:上下左右の内、2方向で極角80°以上
×:上下左右の内、0〜1方向で極角80°以上
【0170】
<耐性評価>
また、液晶表示装置を、30℃90%RHの環境に250時間放置した状態での視野角を、下記評価基準に基づいて評価した。結果を表1に示す。
【0171】
[評価基準]
○:ΔCu‘v’が0.02未満
×:ΔCu‘v’が0.02以上
【0172】
(実施例2)
<正の固有複屈折値を示す樹脂>
トリシクロ[4,3,0,12,5]デカ−3,7−ジエン(慣用名:ジシクロペンタジエン、以下「DCP」と略する。)、テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカ−3−エン(慣用名:テトラシクロドデセン、以下「TCD」と略する。)、及び8−エチリデン−テトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカ−3−エン(慣用名:エチリデンテトラシクロドデセン、以下「ETD」と略する。)を47/28/35(質量比)の割合で混合してなる混合物を開環重合し、次いで水素添加して開環重合水素添加物(以下、ノルボルネン系ポリマーと略する。)を得た。
この開環重合水素添加物は、示差走査型熱量測定装置(DSC)で測定されたそのガラス転移点(Tg)が130℃であり、温度250℃で剪断速度180sec−1における溶融粘度は980Pa・sであった。
このノルボルネン系ポリマーを、正の固有複屈折値を有する樹脂(A)として使用した。
【0173】
<負の固有複屈折値を有する樹脂>
負の固有複屈折値を有する樹脂(B)として、スチレン−無水マレイン酸共重合体(ノバ・ケミカル社製、商品名:DaylaekD332、溶融粘度440Pa・S、Tg=130℃)を使用した。以下、このスチレン−無水マレイン酸共重合体を「D332」と略する。
【0174】
<レターデーション調整剤>
二色性を示すレターデーション調整剤として、2,2−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)を使用した。このレターデーション調整剤は、旭電化工業株式会社により商品名アデカスタブLA−31として市販されている。以下、このレターデーション調製剤を「UVA」とする。
【0175】
二色性を示すレターデーション調整剤として、市販の赤外線吸収剤(日本化薬(株)製、商品名:KAYASORB CY−17、最大吸収波長:782nm)を使用した。以下、このレターデーション調製剤を「IR」とする。
【0176】
前記ノルボルネン系ポリマーからなる第1層、前記「D332」を100質量部と、前記UVAを4質量部と、前記IRを4質量部とを配合してなる混合物からなる第2層、及び接着剤層となるエチレン−酢酸ビニル共重合体(三菱化学(株)製、商品名:モディックAP A543)からなる第3層を、[第1層(75μm)−第3層(7μm)−第2層(100μm)−第3層(7μm)−第1層(75μm)]の順で積層した三種五層の積層体102を、押出成形機(商品名:LABOPLASTOMILI、東洋精機製)を用いる共押出成形法により製造した。
【0177】
上記で得たフィルム(積層体102)を、連続した長尺フィルムをテンタークリップの長手方向の間隔が把持、搬送している間に狭くなる構造のテンターを用いて幅方向に延伸する工程を持っている延伸装置(市金工業社製 商品名「FITZ」)に送り出し、フィルム温度を130℃に設定して、30秒後加熱ゾーンを通過した後に延伸を開始、フィルム長手方向は0.70倍に緩和収縮させ、テンタークリップにより幅方向を2.00倍延伸し、延伸後の膜厚60μmの光学補償フィルム112を得た。
【0178】
<フィルムの光学特性>
この光学補償フィルム112の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthを、先に述べた方法に従い、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)にて測定した。結果を表1に示す。
表1に示すように、本実施例2の製造方法で製造した光学補償フィルム112の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthの値は、前記数式(1)〜(4)の関係をいずれも満たしていることが確認された。
また、延伸直前のフィルム102のReb、及びRthbを測定した結果、Rebは3nm、Rthbは8nmであった。
【0179】
<偏光板の作製>
<<視認側偏光板の作製>>
前述の実施例1の視認側偏光板の作製において、光学補償フィルム111の代わりに光学補償フィルム112を用いた以外は、実施例1と同様にして、視認側偏光板(偏光板202)を作製した。
【0180】
<バックライト側偏光板の作製>
<<光学補償フィルムの作製>>
前述の実施例1のバックライト側偏光板の作製と同様にして、バックライト側偏光板(偏光板300)を作製した。
【0181】
<液晶セルの作製>
前述の実施例1と同様にして、液晶セルを作製した。
【0182】
<VAパネルへの実装>
前述の実施例1のVAパネルへの実装において、偏光板201の代わりに偏光板202を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板202、及び偏光板300をVAパネルに実装した。
また、前述の実施例1と同様にして、視野角、色ずれ、及び耐性を評価した。結果を表1に示す。
【0183】
(比較例1)
実施例1で作製したフィルム101を連続した長尺フィルムを、テンタークリップの長手方向の間隔が一定のテンターを用いて幅方向に延伸する工程を持っている通常の延伸装置に送り出し、温度218℃で1.9倍に延伸し、延伸後の膜厚60μmの光学補償フィルム113を得た。
【0184】
<フィルムの光学特性>
この光学補償フィルム113の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthを、先に述べた方法に従い、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)にて測定した。結果を表1に示す。
表1に示すように、本比較例1の製造方法で製造した光学補償フィルム113の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthの値は前記式(1)〜(4)の関係をいずれも満たしていないことが確認された。
【0185】
<偏光板の作製>
<<視認側偏光板の作製>>
前述の実施例1の視認側偏光板の作製において、光学補償フィルム111の代わりに光学補償フィルム113を用いた以外は、実施例1と同様にして、視認側偏光板(偏光板203)を作製した。
【0186】
<バックライト側偏光板の作製>
<<光学補償フィルムの作製>>
前述の実施例1のバックライト側偏光板の作製と同様にして、バックライト側偏光板(偏光板300)を作製した。
【0187】
<液晶セルの作製>
前述の実施例1と同様にして、液晶セルを作製した。
【0188】
<VAパネルへの実装>
前述の実施例1のVAパネルへの実装において、偏光板201の代わりに偏光板203を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板203、及び偏光板300をVAパネルに実装した。
また、前述の実施例1と同様にして、視野角、色ずれ、及び耐性を評価した。結果を表1に示す。
【0189】
(比較例2)
<セルロースアシレート溶液CA−1の作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアシレートの溶液CA−1を調製した。なお、Ac=アセチル基である。
【0190】
[セルロースアシレート溶液CA−1組成]
・Ac置換度2.81のセルロースアセテート 100.0質量部
・TPP(トリフェニルフォスフェート) 7.8質量部
・BDP(ビフェニルジフェニルフォスフェート) 3.9質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
・メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
【0191】
<マット剤溶液MT−1の調製>
平均粒径16nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)を20質量部、メタノール80質量部を30分間よく攪拌混合してシリカ粒子分散液とした。この分散液を下記の組成物とともに分散機に投入し、更に30分以上攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液MT−1を調製した。
【0192】
[マット剤溶液MT−1組成]
・平均粒径16nmのシリカ粒子分散液 10.0質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 76.3質量部
・メタノール(第2溶媒) 3.4質量部
・セルロースアシレート溶液CA−1 10.3質量部
【0193】
<添加剤溶液の調製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液AD−1を調製した。更に下記一般式(12)に示すレターデーション発現剤を用いた。
【0194】
[添加剤溶液AD−1組成]
・下記一般式(12)に示すレターデーション発現剤 7.6質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 58.4質量部
・メタノール(第2溶媒) 8.7質量部
・セルロースアシレート溶液CA−1 12.8質量部
【0195】
【化16】

【0196】
<セルロースアシレートフィルム103の作製>
上記セルロースアシレート溶液CA−1を94.6質量部、マット剤溶液MT−1を1.3質量部、添加剤溶液AD−1を2.3質量部、それぞれを濾過後に混合し、バンド流延機を用いて流延した。
上記組成でレターデーション発現剤のセルロースアシレートに対する質量比は1.0%であった。
その後、残留溶剤量30%でフィルムをバンドから剥離し、140℃で40分間乾燥させ、セルロースアシレートフィルム103を製造した。
得られたセルロースアシレートフィルム103の残留溶剤量は、0.2%であり、膜厚は100μmであった。
【0197】
<光学補償フィルム114の作製>
上記で得たセルロースアシレートフィルム103を、連続した長尺フィルムをテンタークリップの長手方向の間隔が一定のテンターを用いて幅方向に延伸する工程を持っている延伸装置に送り出し、フィルム温度を180℃に設定して30秒後加熱ゾーンを通過した後に延伸を開始、フィルム長手方向は0.85倍緩和収縮させ、テンタークリップにより幅方向を1.25倍延伸し、延伸後の膜厚125μmの光学補償フィルム114を得た。
【0198】
<光学補償フィルム114の光学特性>
この光学補償フィルム114の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthを、先に述べた方法に従い、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)にて測定した。結果を表1に示す。
表1に示すように、本比較例2の製造方法で製造した光学補償フィルム114の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthの値は、前記式(1)〜(4)の関係をいずれも満たしていないことが確認された。
また、延伸直前のフィルム103のReb、及びRthbを測定した結果、Rebは7nm、Rthbは55nmであった。
【0199】
<偏光板の作製>
<<視認側偏光板の作製>>
前述の実施例1の視認側偏光板の作製において、光学補償フィルム111の代わりに光学補償フィルム114を用いた以外は、実施例1と同様にして、視認側偏光板(偏光板204)を作製した。
【0200】
<バックライト側偏光板の作製>
<<光学補償フィルムの作製>>
前述の実施例1のバックライト側偏光板の作製と同様にして、バックライト側偏光板(偏光板300)を作製した。
【0201】
<液晶セルの作製>
前述の実施例1と同様にして、液晶セルを作製した。
【0202】
<VAパネルへの実装>
前述の実施例1のVAパネルへの実装において、偏光板201の代わりに偏光板204を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板204、及び偏光板300をVAパネルに実装した。
また、前述の実施例1と同様にして、視野角、色ずれ、及び耐性を評価した。結果を表1に示す。
【0203】
(比較例3)
<光学補償フィルム115の作製>
市販のポリカーボネート樹脂(パンライト、帝人(株)製)を、メチレンクロライドに溶解させ、ドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャスト法により、フィルム105を作製した。
上記で得たフィルム105を、連続した長尺フィルムをテンタークリップの長手方向の間隔が把持、搬送している間に狭くなる構造のテンターを用いて、幅方向に延伸する工程を持っている延伸装置(市金工業社製 商品名「FITZ」)に送り出し、温度160℃で1.5倍に延伸し、延伸後の膜厚60μmの光学補償フィルム115を得た。
【0204】
<光学補償フィルム115の光学特性>
この光学補償フィルム115の波長450、550、及び650nmにおけるRe、及びRthを、先に述べた方法に従い、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)にて測定した。結果を表1に示す。
【0205】
<偏光板の作製>
<<視認側偏光板の作製>>
前述の実施例1の視認側偏光板の作製において、光学補償フィルム111の代わりに光学補償フィルム115を用いた以外は、実施例1と同様にして、視認側偏光板(偏光板205)を作製した。
【0206】
<バックライト側偏光板の作製>
<<光学補償フィルムの作製>>
前述の実施例1のバックライト側偏光板の作製と同様にして、バックライト側偏光板(偏光板300)を作製した。
【0207】
<液晶セルの作製>
前述の実施例1と同様にして、液晶セルを作製した。
【0208】
<VAパネルへの実装>
前述の実施例1のVAパネルへの実装において、偏光板201の代わりに偏光板205を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板205、及び偏光板300をVAパネルに実装した。
また、前述の実施例1と同様にして、視野角、色ずれ、及び耐性を評価した。結果を表1に示す。
【0209】
【表1】

【0210】
表1に示すように、実施例1〜2の光学補償フィルムは、数式(1)〜(4)を満たすので、当該光学補償フィルムを備えた偏光板を設置した液晶表示装置は、正面方向及び視野角方向のいずれにおいても、ニュートラルな黒表示が実現できていた。
一方、比較例1〜3の光学補償フィルムは、数式(1)〜(4)を満たさないので、正面方向及び視野角方向のいずれにおいても、光漏れが発生し、コントラストも不良であった。
特に、液晶表示装置を30℃90%RHの環境に250時間放置した状態で観察すると、比較例2の視野角は著しく悪化していることが確認された。
【0211】
したがって、本発明の光学補償フィルム及び偏光板は、特にVA方式や、IPS方式、OCB方式の黒状態の視角補償をほぼ全ての波長において可能にするものである。その結果、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けが軽減され、視野角コントラストが著しく改善されている。
また、本発明は、偏光板との貼り合わせにおいて、ロールtoロール方式の製造プロセスが実現できるため、非常に生産性に優れる光学補償フィルムを提供することが可能となる。
更には、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けをほぼ全ての可視光波長領域で抑えることができるため、従来問題であった視野角に依存した黒表示時の色ずれが大きく改善されている。
【産業上の利用可能性】
【0212】
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの表示モードによって限定されず、VAモード、IPSモード、ECBモード、TNモード及びOCBモード等、いずれの表示モードの液晶層を有する液晶表示装置においても、良好なコントラストを得ることができ、携帯電話、パソコン用モニタ、テレビ、液晶プロジェクタなどに好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記数式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする光学補償フィルム。
50≦Re(550)≦200・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
0.4≦Rth(550)/Re(550)≦0.6・・・・・・数式(2)
0.1<Re(450)/Re(550)<0.95・・・・・・数式(3)
1.03<Re(650)/Re(550)<1.93・・・・・数式(4)
上記数式(1)〜(4)中、Re(450)、Re(550)、Re(650)は、それぞれ波長450nm、550nm、650nmの光で測定した面内レターデーション値(単位:nm)であり、Rth(550)は、波長550nmの光で測定した厚み方向のレターデーション値(単位:nm)である。
【請求項2】
含水率が、1.0%以下であるポリマーからなる請求項1に記載の光学補償フィルム。
【請求項3】
正の固有複屈折を有する樹脂と、負の固有複屈折を有する樹脂との混合、又はそれらの積層体からなる請求項1から2のいずれかに記載の光学補償フィルム。
【請求項4】
フィルムの長手方向、及び幅方向のいずれか一方の方向を延伸する延伸工程と、他方の方向を収縮させる収縮工程とを含むことを特徴とする光学補償フィルムの製造方法。
【請求項5】
収縮工程が、フィルムをテンタークリップによって把持、搬送し、該テンタークリップの搬送方向の間隔を狭めることで収縮させる工程であり、延伸工程が、これと略直交する方向に該フィルムを延伸する工程である請求項4に記載の光学補償フィルムの製造方法。
【請求項6】
延伸工程における延伸率をX%とし、収縮工程における収縮率をY%としたとき、下記数式(Z)を満たす請求項4から5のいずれかに記載の光学補償フィルムの製造方法。
【数1】

【請求項7】
延伸前の光学補償フィルムが、下記数式(5)〜(6)を満たす請求項6に記載の光学補償フィルムの製造方法。
−20≦Reb(550)≦20・・・・・・・数式(5)
−20≦Rthb(550)≦20・・・・・・数式(6)
上記数式(5)〜(6)中、Reb(550)は、波長550nmの光で測定した延伸前の光学補償フィルムの面内レターデーション値(単位:nm)であり、Rthb(550)は550nmの光で測定した延伸前の光学補償フィルムの厚み方向レターデーション値(単位:nm)である。
【請求項8】
請求項4から7のいずれかに記載の光学補償フィルムの製造方法で作製された請求項1から3のいずれかに記載の光学補償フィルム。
【請求項9】
請求項8に記載の長尺状の光学補償フィルムを、偏光子とロールtoロールで貼り合わせる工程を含むことを特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項10】
請求項9に記載の偏光板の製造方法によって作製されたことを特徴とする偏光板。
【請求項11】
液晶セルと、請求項10に記載の偏光板と、下記数式(7−1)及び数式(7−2)を満たす光学異方性層を備えた偏光板とを有することを特徴とする液晶表示装置。
−10<Re(550)<10・・・・・・・・・数式(7−1)
100<|Rth(550)|<300・・・・・数式(7−2)
【請求項12】
液晶セルが、VAモードである請求項11に記載の液晶表示装置。

【公開番号】特開2008−77004(P2008−77004A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−259420(P2006−259420)
【出願日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】