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JP5673548B2 - 光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置 - Google Patents

光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置 Download PDF

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JP5673548B2 JP2011536094A JP2011536094A JP5673548B2 JP 5673548 B2 JP5673548 B2 JP 5673548B2 JP 2011536094 A JP2011536094 A JP 2011536094A JP 2011536094 A JP2011536094 A JP 2011536094A JP 5673548 B2 JP5673548 B2 JP 5673548B2
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Description

本発明は、光学フィルム、及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置に関する。
セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の樹脂フィルムが光学用として知られており、主に液晶表示装置用の光学補償フィルムに用いられている。その中でも、セルロースエステルを有する光学フィルム(以下、単にセルロースエステルフィルムとも称す)は、偏光子に用いられるポリビニルアルコールへの貼合性が優れていることから広く用いられている。
近年、薄型軽量ノートパソコンや薄型で大画面のTVの開発が進み、それに伴って、液晶表示装置用光学補償フィルムもますます薄膜化、大型化、高性能化への要求が強くなってきている。
しかしながら、セルロースエステルフィルムは、光学補償フィルムに必須な複屈折性が十分ではない為、セルロースエステルフィルムに複屈折性を付与することを目的として様々な添加剤の検討がなされている。
一方、複屈折性以外では、大型化、高機能化の要求により、光学性能の湿度安定性がより厳しく求められており、今までのセルロースエステルフィルムでは吸湿性が高いため、この湿度安定性が悪く問題であった。
これらを解決する手段として、光安定性に優れたポリエステルを添加剤として用いる方法が提案されている。
例えば、特許文献1及び特許文献2では、二塩基酸の炭素数を規定したポリエステルポリオールを添加することによって、湿度安定性を改善する方法が提案されている。しかしながら、ポリエステルの芳香族成分の含有量が低いためと及び塩基酸の炭素数が小さいため、湿度安定性が十分でなく、更なる改善が求められていた。
また、特許文献3では、末端が芳香族エステル基であるジエステル化合物と末端が芳香族エステル基であるポリエステルオリゴマーの2種を添加することにより、湿度安定性の改善とリターデーションを発現させる方法が提案されている。しかし、この方法で作成した光学補償フィルムは、リターデーションの発現性が十分でなく、末端が芳香族エステルであるポリエステルとセルロースエステルとの相溶性が低いため、フィルムの状態でブリードアウトし易いという課題があった。
特許文献4では、数平均分子量を規定したポリエステルが高分子量可塑剤として提案されており、具体的には末端にカルボン酸残基を有するものと末端をアルキルエステル化したものが挙げられている。しかし、高分子の末端基が置換されたポリエステルはブリードアウトし易く、末端を置換していないポリエステルは、カルボン酸残基を有しているため、湿度安定性が低いという課題を有していた。
この様に、従来公知で提案されているポリエステルは、リターデーションの発現性が十分でないだけでなく、湿度安定性やブリードアウトにおいても課題を有しており、更なる改善が求められていた。
特開2006−64803号公報 特開2009−98674号公報 特開2008−69225号公報 特開2009−155455号公報
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、従って、本発明の目的は、高いリターデーション発現性を有し、湿度変動による影響が小さく、透明性が高く、高温多湿下であってもブリードアウトが少ない光学フィルムを提供することにある。更には、該光学フィルムを用いて耐久性が良好な偏光板及び液晶表示装置を提供することにある。
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
1.炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸又は炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体、とグリコールとを反応させて得られるポリエステルポリオールを含有し、且つ、該ポリエステルポリオールの水酸基含有量が50%よりも大きいことを特徴とする光学フィルム。
2.前記芳香族二塩基酸がナフタレンジカルボン酸又はビフェニルジカルボン酸であり、芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体がナフタレンジカルボン酸又はビフェニルジカルボン酸のエステル形成性誘導体であることを特徴とする前記1に記載の光学フィルム。
3.前記ポリエステルポリオールの水酸基含有量が70%〜100%であることを特徴とする前記1又は2に記載の光学フィルム。
4.前記炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸又は炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体が、全て芳香族二塩基酸又はこれらのエステル形成性誘導体であ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。
5.前記ポリエステルポリオールの数平均分子量が300〜3000であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
6.前記ポリエステルポリオールが、分子量が300〜1800の成分を50%以上含有することを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム。
7.前記ポリエステルポリオールの水酸基価が35mg/g〜220mg/g以下であることを特徴とする前記1〜6いずれか1項に記載の光学フィルム。
8.前記光学フィルムの膜厚が、20〜60μmであることを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルム。
9.下記式で表されるリターデーションRoが20〜100nm、Rthが70〜300nmであることを特徴とする前記1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルム。
式(I) Ro=(nx−ny)×d
式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(但し、nxは、光学フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表し、nyは光学フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し、nzは、光学フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し、d(nm)は光学フィルムの厚みを表す。)
10.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1〜9のいずれか1項に記載の光学フィルム。
11.前記1〜10のいずれか1項に記載の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。
12.前記11に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に有することを特徴とする液晶表示装置。
本発明により、高いリターデーション発現性を有し、湿度変動による影響が小さく、透明性が高く、ブリードアウトの少ない光学フィルムを提供することができた。更には、該光学フィルムを用いて耐久性が良好な偏光板及び液晶表示装置を提供することができた。
以下本発明を実施するため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。
本発明者らは、上記課題を解決するため、ポリエステルを含むセルロースエステルフィルムについて鋭意検討した結果、その詳しい理由は解明されていないが、炭素数が10〜16である二塩基酸を原料として用いたポリエステルを添加することにより、高いリターデーション発現性を有し、湿度変動による影響が小さい光学フィルムが得られることを見出した。更に、このポリエステルを数平均分子量3000以下、且つ末端基に水酸基を有するポリエステルポリオールとすることで、前記効果に加えて、セルロースエステルとの相溶性及びフィルムからのブリードアウトを大幅に改善することができることを見出した。又、得られた光学フィルムを用いることにより、耐久性が良好な偏光板及び液晶装置が得られることを見出した。
以下、本発明を詳細に説明する。
(ポリエステルポリオール)
本発明で使用されるポリエステルポリオールは、二塩基酸又はこれらのエステル形成性誘導体とグリコールとの縮合反応により得ることができる末端の水酸基含有量が50%よりも大きい重合体であり、好ましくは70%以上の重合体である。ここで言うエステル形成性誘導体とは、二塩基酸のエステル化物、二塩基酸クロライド、二塩基酸の無水物のことである。
前記ポリエステルポリオールは、芳香族二塩基酸とグリコールとの脱水縮合反応、芳香族無水二塩基酸へのグリコールの付加および脱水縮合反応、又は芳香族二塩基酸のエステル化物とグリコールとの脱アルコールによる縮合反応により得ることができる。
前記芳香族二塩基酸又はこれらのエステル形成性誘導体として、単独で10〜16個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体を使用できるが、例えばベンゼン環構造、ナフタレン環構造、アントラセン環構造等の芳香族環式構造を有するジカルボン酸やそのエステル形成性誘導体を使用することができ、例えば置換基を有するオルソフタル酸、置換基を有するイソフタル酸、置換基を有するテレフタル酸、置換基を有する無水フタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,6−アントラセンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸等やこれらのエステル化物、及び酸塩化物、1,8−ナフタレンジカルボン酸の酸無水物等を挙げることができ、これらは芳香族環に置換基を有していても良く、これらを単独で使用又は2種以上併用できる。
置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、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、デシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等)、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)、アルキルカルボニルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等)、アルキルカルボニルアミノ基(例えば、アセチルアミノ基等)、ウレイド基(例えば、メチルアミノカルボニルアミノ基等)、アルキルスルホニルアミノ基(例えば、メタンスルホニルアミノ基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基等)、カルバモイル基(例えば、カルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N−モルホリノカルボニル基等)、スルファモイル基(スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、モルフォリノスルファモイル基等)、ヒドロキシル基、シアノ基、アルキルスルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基等)、アルキルアミノ基(例えばアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等)、アルキルスルホニルアミノカルボニル基(例えば、メタンスルホニルアミノカルボニル基、エタンスルホニルアミノカルボニル基等)、アルキルカルボニルアミノスルホニル基(例えば、アセトアミドスルホニル基、メトキシアセトアミドスルホニル基等)、アルキニルアミノカルボニル基(例えば、アセトアミドカルボニル基、メトキシアセトアミドカルボニル基等)等が挙げられる。
上記の芳香族二塩基酸又はこれらのエステル形成性誘導体として、好ましくは、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸及びそのエステル化物であり、更に好ましくは、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸及びそのエステル化物であり、特に好ましくは、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸及びそのエステル化物であり、最も好ましくは、2,6−ナフタレンジカルボン酸及びそのエステル化物である。
前記ポリエステルポリオールの二塩基酸の炭素数の平均とは、単一の二塩基酸を用いてポリエステルポリオールを重合する場合は該二塩基酸の炭素数を意味するが、2種以上の二塩基酸を用いてポリエステルポリオールを重合する場合、それぞれの二塩基酸の炭素数とそれぞれの二塩基酸のモル分率の積の合計を意味する。
本発明において、ポリエステルポリオールの原料として使用する二塩基酸の炭素数の平均が10〜16の範囲であることが重要である。かかる二塩基酸の炭素数の平均が10以上であれば、リターデーションの発現性に優れ、炭素数の平均が16以下であれば、セルロースエステルとの相溶性が著しく優れる。二塩基酸として、好ましくは炭素数の平均が10〜14であり、更に好ましくは炭素数の平均が10〜12である。
前記炭素数の平均が10〜16であれば、前記10〜16個の炭素原子を有する芳香族二塩基酸とそれ以外の二塩基酸を併用することが出来る。
併用できる二塩基酸として、4〜9個の炭素原子を有するジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体が好ましく、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸等やこれらのエステル化物、及び酸塩化物を挙げることができる。
前記グリコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル1,3−プロパンジオール、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、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール等を単独で使用又は2種以上併用することができ、なかでもエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、2−メチル1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオールが好ましく、更に好ましくは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオールである。
前記グリコールは、置換基を有していても良く、置換基として、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、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、デシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等)、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)、アルキルカルボニルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等)、アルキルカルボニルアミノ基(例えば、アセチルアミノ基等)、ウレイド基(例えば、メチルアミノカルボニルアミノ基等)、アルキルスルホニルアミノ基(例えば、メタンスルホニルアミノ基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基等)、カルバモイル基(例えば、カルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N−モルホリノカルボニル基等)、スルファモイル基(スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、モルフォリノスルファモイル基等)、ヒドロキシル基、シアノ基、アルキルスルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基等)、アルキルアミノ基(例えばアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等)、アルキルスルホニルアミノカルボニル基(例えば、メタンスルホニルアミノカルボニル基、エタンスルホニルアミノカルボニル基等)、アルキルカルボニルアミノスルホニル基(例えば、アセトアミドスルホニル基、メトキシアセトアミドスルホニル基等)、アルキニルアミノカルボニル基(例えば、アセトアミドカルボニル基、メトキシアセトアミドカルボニル基等)等が挙げられる。
前記グリコールは、2種以上を併用しても良く、好ましい組み合わせとしては、エチレングリコールと1,2−プロピレングリコールの組み合わせ、エチレングリコールと1,2−ブタンジオールの組み合わせ、1,2−プロピレングリコールと1,2−ブタンジオールの組み合わせを挙げることができ、更に好ましくは、エチレングリコールと1,2−プロピレングリコールの組み合わせである。
本発明のポリエステルポリオールは、前記二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体とグリコールを必要に応じてエステル化触媒の存在下で、例えば180〜250℃の温度範囲内で、10〜25時間、周知慣用の方法でエステル化反応させることによって製造することができる。
エステル化反応を行う際に、トルエン、キシレン等の溶媒を用いても良いが、無溶媒若しくは原料として使用するグリコールを溶媒として用いる方法が好ましい。
前記エステル化触媒としては、例えばテトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、p−トルエンスルホン酸、ジブチル錫オキサイド等を使用することができる。前記エステル化触媒は、二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体の全量100質量部に対して0.01〜0.5質量部使用することが好ましい。
二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体とグリコールを反応させる際のモル比は、ポリエステルの末端基が水酸基となるモル比でなければならず、そのため二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体1モルに対してグリコールは1.1〜10モルである。好ましくは、二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体1モルに対して、グリコールが1.5〜7モルであり、更に好ましくは、二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体1モルに対して、グリコールが2〜5モルである。
一方、前記ポリエステルポリオール中に於けるカルボキシル基末端は、湿度安定性を低下させるため、その含有量は低い方が好ましい。具体的には、酸価5.0以下が好ましく、更に好ましくは1.0以下であり、特に好ましくは0.5以下である。
ここで言う酸価とは、試料1g中に含まれる酸(試料中に存在するカルボキシル基)を中和するために必要な水酸化カリウムのミリグラム数をいう。酸価はJIS K0070に準拠して測定したものである。
前記ポリエステルポリオールは、水酸基価(OHV)が35mg/g〜220mg/gの範囲であることが好ましい。ここで言う水酸基価とは、試料1g中に含まれるOH基をアセチル化したときに、水酸基と結合した酢酸を中和するために要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。無水酢酸を用いて試料中のOH基をアセチル化し、使われなかった酢酸を水酸化カリウム溶液で滴定し、初期の無水酢酸の滴定値との差より求める。
本発明で言うポリエステルポリオールとは、水酸基含有量が50%よりも大きな化合物のことであり、該ポリエステルポリオールの水酸基含有量は、70%以上であることが好ましい。水酸基含有量が少ない場合、ポリエステルポリオールとセルロースエステルとの相溶性が低下する。このため、水酸基含有量は、70%以上が好ましく、更に好ましくは90%以上であり、最も好ましくは99%以上である。
前記水酸基含有量は、下記の式(A)により求めることが出来る。
式(A)
X/Y×100=水酸基含有量(%)
X:前記ポリエステルポリオールの水酸基価(mg/g)
Y:56×2×1000/(前記ポリエステルポリオールの数平均分子量(Mn))
前記ポリエステルポリオールは、300〜3000の範囲内の数平均分子量を有することが好ましく、350〜2000の数平均分子量を有することがより好ましい。
また、本発明のポリエステルポリオールの分子量の分散度は1.0〜3.0であることが好ましく、1.0〜2.0であることが更に好ましい。分散度が上記範囲以内であれば、セルロースエステルとの相溶性に優れたポリエステルポリオールを得ることができる。
また、前記ポリエステルポリオールは、分子量が300〜1800の成分を50%以上含有することが好ましい。数平均分子量を前記範囲とすることにより、相溶性を大幅に向上させることが出来る。
数平均分子量、分散度及び成分含有率を上記の好ましい範囲に制御する方法として、二塩基酸又はそれらのエステル形成性誘導体1モルに対してグリコールを2〜5モル使用し、未反応のグリコールを減圧留去する方法が好ましい。減圧留去する温度は、100〜200℃が好ましく、更に好ましくは120〜180℃であり、特に好ましくは130〜170℃が好ましい。減圧留去する際の減圧度は、0.1〜500Torrが好ましく、更に好ましくは0.5〜200Torrであり、最も好ましくは1〜100Torrである。
ポリエステルポリオール数平均分子量(Mn)及び分散度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
測定条件の一例は以下の通りであるが、これに限られることはなく、同等の測定方法を用いることも可能である。
溶媒: テトラヒドロフラン(THF)
カラム: TSKgel G2000HXL(東ソー(株)製を2本接続して使用する)
カラム温度:40℃
試料濃度: 0.1質量%
装置: HLC−8220(東ソー(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: PStQuick F(東ソー(株)製)による校正曲線を使用する。
本発明の効果を得る上で、ポリエステルポリオールをフィルム中に5〜30質量%含有することが好ましい。より好ましくは5〜20質量%である。
以下に、炭素数が10〜16である二塩基酸の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。
(1)2,6−ナフタレンジカルボン酸
(2)4,4’−ビフェニルジカルボン酸
(3)2,3−ナフタレンジカルボン酸
(4)2,6−アントラセンジカルボン酸
(5)2,6−ナフタレンジカルボン酸:コハク酸(75:25〜99:1 モル比)
(6)2,6−ナフタレンジカルボン酸:テレフタル酸(50:50〜99:1 モル比)
(7)2,3−ナフタレンジカルボン酸:コハク酸(75:25〜99:1 モル比)
(8)2,3−ナフタレンジカルボン酸:テレフタル酸(50:50〜99:1 モル比)
(9)2,6−アントラセンジカルボン酸:コハク酸(50:50〜99:1 モル比)
(10)2,6−アントラセンジカルボン酸:テレフタル酸(25:75〜99:1 モル比)
(11)2,6−ナフタレンジカルボン酸:アジピン酸(67:33〜99:1 モル比)
(12)2,3−ナフタレンジカルボン酸:アジピン酸(67:33〜99:1 モル比)
(13)2,6−アントラセンジカルボン酸:アジピン酸(40:60〜99:1 モル比)
(光学フィルム)
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。
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単独、或いはセルロースエステル系樹脂に加えて、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(共重合体も含む)、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)、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)等の樹脂を併用したもの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単独、或いはセルロースエステル系樹脂にアクリル系樹脂を併用させたものが好ましい。
(セルロースエステル)
前記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特に限定されないが、エステル基は炭素数2〜22程度の直鎖または分岐のカルボン酸エステルであることが好ましく、これらのカルボン酸は環を形成してもよく、芳香族カルボン酸のエステルでもよい。なお、これらのカルボン酸は置換基を有してもよい。セルロースエステルとしては、特に炭素数が6以下の低級脂肪酸エステルであることが好ましい。
好ましいセルロースエステルとして、具体的には、セルロースアセテートの他に、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、セルロースアセテートプロピオネートブチレートのようなアセチル基の他にプロピオネート基またはブチレート基が結合したセルロースの混合脂肪酸エステルを挙げることができる。
本発明に用いられる好ましいセルロースエステルとしては、下記式(a)および(b)を同時に満足するものが好ましい。
式(a) 2.0≦X+Y≦3.0
式(b) 0≦Y≦1.5
式中、Xはアセチル基の置換度、Yはプロピオニル基またはブチリル基、もしくはその混合物の置換度である。
この中で特にセルロースアセテート(Y=0)、及びセルロースアセテートプロピオネート(Y;プロピオニル基、Y>0)が最も好ましく用いられる。セルロースアセテートプロピオネートとしては、1.0≦X≦2.5であり、0.1≦Y≦1.5、2.0≦X+Y≦3.0であることが好ましい。アシル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96に準じて測定することができる。
また、目的に叶う光学特性を得るために置換度の異なる樹脂を混合して用いても良い。混合比としては10:90〜90:10(質量比)が好ましい。
本発明に用いられるセルロースエステルの数平均分子量は、60000〜300000の範囲が、得られるフィルムの機械的強度が強く好ましい。更に70000〜200000のものが好ましく用いられる。
セルロースエステルの重量平均分子量Mw、数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
測定条件の一例は以下の通りであるが、これに限られることはなく、同等の測定方法を用いることも可能である。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用する)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500の13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
本発明に用いられるセルロースエステルの原料のセルロースとしては、特に限定はないが、綿花リンター、木材パルプ、ケナフなどを挙げることができる。またそれらから得られたセルロースエステルはそれぞれ任意の割合で混合使用することができる。
本発明に用いられるセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステルは、公知の方法により製造することができる。具体的には特開平10−45804号に記載の方法を参考にして合成することができる。
(アクリル樹脂)
セルロースエステル系樹脂に併用するアクリル系樹脂は、特に制限されるものではないが、メチルメタクリレート単位50〜99質量%、およびこれと共重合可能な他の単量体単位1〜50質量%からなるものが好ましい。
共重合可能な他の単量体としては、アルキル数の炭素数が2〜18のアルキルメタクリレート、アルキル数の炭素数が1〜18のアルキルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のα,β−不飽和酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和基含有二価カルボン酸、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル、無水マレイン酸、マレイミド、N−置換マレイミド、グルタル酸無水物等が挙げられ、これらは単独で、あるいは2種以上の単量体を併用して用いることができる。
これらの中でも、共重合体の耐熱分解性や流動性の観点から、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が好ましく、メチルアクリレートやn−ブチルアクリレートが特に好ましく用いられる。
前記光学フィルムに用いられるアクリル樹脂は、特に光学フィルムとしての脆性の改善およびセルロースエステル樹脂と相溶した際の透明性の改善の観点で、重量平均分子量(Mw)が110000以上1000000以下であることが好ましい。
アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が110000以上なら、十分な脆性の改善が得られ、セルロースエステル樹脂との相溶性が優れている。
アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、110000〜600000の範囲内であることが更に好ましく、110000〜400000の範囲内であることが特に好ましい。
前記アクリル樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定することができる。測定条件は以下の通りである。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=2,800,000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
前記アクリル樹脂の製造方法としては、特に制限は無く、懸濁重合、乳化重合、塊状重合、あるいは溶液重合等の公知の方法のいずれを用いても良い。ここで、重合開始剤としては、通常のパーオキサイド系およびアゾ系のものを用いることができ、また、レドックス系とすることもできる。
重合温度については、懸濁または乳化重合では30〜100℃、塊状または溶液重合では80〜160℃で実施しうる。得られた共重合体の還元粘度を制御するために、アルキルメルカプタン等を連鎖移動剤として用いて重合を実施することもできる。
前記アクリル樹脂としては、市販のものも使用することができる。例えば、デルペット60N、80N(旭化成ケミカルズ(株)製)、ダイヤナールBR52、BR80、BR83、BR85、BR88(三菱レイヨン(株)製)、KT75(電気化学工業(株)製)等が挙げられる。アクリル樹脂は2種以上を併用することもできる。
前記光学フィルムには、前記ポリエステルポリオールに加えて、以下に説明する、糖エステル化合物、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、及び微粒子の少なくとも1つを添加しても良い。
(糖エステル化合物)
糖エステル化合物としては、例えば、ピラノース構造またはフラノース構造の少なくとも1種を1個以上12個以下有しその構造のOH基のすべてもしくは一部をエステル化したエステル化合物が挙げられる。
エステル化の割合としては、ピラノース構造またはフラノース構造内に存在するOH基の70%以上であることが好ましい。
前記糖エステル化合物の合成原料の糖の例としては、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。
グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、あるいはアラビノース、ラクトース、スクロース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオース、マルチトール、ラクチトール、ラクチュロース、セロビオース、マルトース、セロトリオース、マルトトリオース、ラフィノースあるいはケストース挙げられる。
この他、ゲンチオビオース、ゲンチオトリオース、ゲンチオテトラオース、キシロトリオース、ガラクトシルスクロースなども挙げられる。
これらの化合物の中で、特にピラノース構造とフラノース構造を両方有する化合物が好ましい。
例としてはスクロース、ケストース、ニストース、1F−フラクトシルニストース、スタキオースなどが好ましく、更に好ましくは、スクロースである。
前記ピラノース構造またはフラノース構造中のOH基のすべてもしくは一部をエステル化するのに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。用いられるカルボン酸は1種類でもよいし、2種以上の混合であってもよい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、オクテン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、酢酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基、アルコキシ基を導入した芳香族モノカルボン酸、ケイ皮酸、ベンジル酸、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができ、より、具体的には、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、γ−イソジュリル酸、ジュリル酸、メシト酸、α−イソジュリル酸、クミン酸、α−トルイル酸、ヒドロアトロパ酸、アトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、サリチル酸、o−アニス酸、m−アニス酸、p−アニス酸、クレオソート酸、o−ホモサリチル酸、m−ホモサリチル酸、p−ホモサリチル酸、o−ピロカテク酸、β−レソルシル酸、バニリン酸、イソバニリン酸、ベラトルム酸、o−ベラトルム酸、没食子酸、アサロン酸、マンデル酸、ホモアニス酸、ホモバニリン酸、ホモベラトルム酸、o−ホモベラトルム酸、フタロン酸、p−クマル酸を挙げることができるが、特に安息香酸が好ましい。
ピラノース構造単位またはフラノース構造単位の少なくとも1種を1〜12個を有する化合物として、オリゴ糖のエステル化合物を適用することができる。
オリゴ糖は、澱粉、ショ糖等にアミラーゼ等の酵素を作用させて製造されるもので、該オリゴ糖としては、例えば、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖が挙げられる。
以下に、糖エステル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。
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
これらの糖エステル化合物の添加量としては、使用する樹脂に対して、0.5〜30質量%含むことが好ましく、特には、5〜20質量%含むことが好ましい。
(可塑剤)
前記光学フィルムは、可塑剤を含有させることができる。可塑剤としては特に限定されないが、好ましくは、多価カルボン酸エステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤及び多価アルコールエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、アクリル系可塑剤等から選択される。そのうち、可塑剤を2種以上用いる場合は、少なくとも1種は多価アルコールエステル系可塑剤であることが好ましい。
多価アルコールエステル系可塑剤は2価以上の脂肪族多価アルコールとモノカルボン酸のエステルよりなる可塑剤であり、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有することが好ましい。好ましくは2〜20価の脂肪族多価アルコールエステルである。
本発明に好ましく用いられる多価アルコールは次の一般式(a)で表される。
一般式(a) Ra−(OH)
(但し、Raはn価の有機基、nは2以上の正の整数、OH基はアルコール性、及び/またはフェノール性水酸基を表す。)
好ましい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。アドニトール、アラビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジブチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、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、トリメチロールエタン、キシリトール等を挙げることができる。特に、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、キシリトールが好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるモノカルボン酸としては、特に制限はなく、公知の脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等を用いることができる。脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸を用いると透湿性、保留性を向上させる点で好ましい。
好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数1〜32の直鎖または側鎖を有する脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数は1〜20であることが更に好ましく、1〜10であることが特に好ましい。酢酸を含有させるとセルロースエステルとの相溶性が増すため好ましく、酢酸と他のモノカルボン酸を混合して用いることも好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等の飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸等の安息香酸のベンゼン環にアルキル基、メトキシ基或いはエトキシ基などのアルコキシ基を1〜3個を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸等のベンゼン環を2個以上有する芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。特に安息香酸が好ましい。
多価アルコールエステルの分子量は特に制限はないが、300〜1500であることが好ましく、350〜750であることが更に好ましい。分子量が大きい方が揮発し難くなるため好ましく、透湿性、セルロースエステルとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
多価アルコールエステルに用いられるカルボン酸は1種類でもよいし、2種以上の混合であってもよい。また、多価アルコール中のOH基は、全てエステル化してもよいし、一部をOH基のままで残してもよい。
グリコレート系可塑剤は特に限定されないが、アルキルフタリルアルキルグリコレート類が好ましく用いることができる。アルキルフタリルアルキルグリコレート類としては、例えばメチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルプロピルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、オクチルフタリルオクチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルメチルグリコレート、エチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルメチルグリコレート、ブチルフタリルエチルグリコレート、プロピルフタリルブチルグリコレート、ブチルフタリルプロピルグリコレート、メチルフタリルオクチルグリコレート、エチルフタリルオクチルグリコレート、オクチルフタリルメチルグリコレート、オクチルフタリルエチルグリコレート等が挙げられる。
フタル酸エステル系可塑剤としては、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、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、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジシクロヘキシルテレフタレート等が挙げられる。
クエン酸エステル系可塑剤としては、クエン酸アセチルトリメチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル等が挙げられる。
脂肪酸エステル系可塑剤として、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。
リン酸エステル系可塑剤としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、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等が挙げられる。
多価カルボン酸エステル化合物としては、2価以上、好ましくは2価〜20価の多価カルボン酸とアルコールのエステルよりなる。また、脂肪族多価カルボン酸は2〜20価であることが好ましく、芳香族多価カルボン酸、脂環式多価カルボン酸の場合は3価〜20価であることが好ましい。
多価カルボン酸は次の一般式(b)で表される。
一般式(b) Rb(COOH)(OH)
(但し、Rbは(m+n)価の有機基、mは2以上、6以下の正の整数、nは0以上、4以下の整数、COOH基はカルボキシル基、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す。)
好ましい多価カルボン酸の例としては、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。トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸のような3価以上の芳香族多価カルボン酸またはその誘導体、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、テトラヒドロフタル酸のような脂肪族多価カルボン酸、酒石酸、タルトロン酸、リンゴ酸、クエン酸のようなオキシ多価カルボン酸などを好ましく用いることができる。特にオキシ多価カルボン酸を用いることが、保留性向上などの点で好ましい。
前記多価カルボン酸エステル化合物に用いられるアルコールとしては特に制限はなく公知のアルコール、フェノール類を用いることができる。例えば炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪族飽和アルコールまたは脂肪族不飽和アルコールを好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。また、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどの脂環式アルコールまたはその誘導体、ベンジルアルコール、シンナミルアルコールなどの芳香族アルコールまたはその誘導体なども好ましく用いることができる。
多価カルボン酸としてオキシ多価カルボン酸を用いる場合は、オキシ多価カルボン酸のアルコール性またはフェノール性の水酸基をモノカルボン酸を用いてエステル化しても良い。好ましいモノカルボン酸の例としては以下のようなものを挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族モノカルボン酸としては炭素数1〜32の直鎖または側鎖を持った脂肪酸を好ましく用いることができる。炭素数1〜20であることが更に好ましく、炭素数1〜10であることが特に好ましい。
好ましい脂肪族モノカルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、2−エチル−ヘキサンカルボン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸などの飽和脂肪酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸などを挙げることができる。
好ましい脂環族モノカルボン酸の例としては、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
好ましい芳香族モノカルボン酸の例としては、安息香酸、トルイル酸などの安息香酸のベンゼン環にアルキル基を導入したもの、ビフェニルカルボン酸、ナフタリンカルボン酸、テトラリンカルボン酸などの2個以上の環をもつ芳香族モノカルボン酸、またはそれらの誘導体を挙げることができる。
これらのモノカルボン酸のうち、特に酢酸、プロピオン酸、安息香酸であることが好ましい。
多価カルボン酸エステル化合物の分子量は特に制限はないが、分子量300〜1000の範囲であることが好ましく、350〜750の範囲であることが更に好ましい。保留性向上の点では大きい方が好ましく、透湿性、セルロースエステルとの相溶性の点では小さい方が好ましい。
前記多価カルボン酸エステルに用いられるアルコール類は一種類でも良いし、二種以上の混合であっても良い。
前記多価カルボン酸エステル化合物の酸価は1mgKOH/g以下であることが好ましく、0.2mgKOH/g以下であることが更に好ましい。酸価を上記範囲にすることによってリターデーションの環境変動も抑制されるため好ましい。
(酸価)
酸価とは、試料1g中に含まれる酸(試料中に存在するカルボキシル基)を中和するために必要な水酸化カリウムのミリグラム数をいう。酸価はJIS K0070に準拠して測定したものである。
特に好ましい多価カルボン酸エステル化合物の例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、トリエチルシトレート、トリブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート(ATEC)、アセチルトリブチルシトレート(ATBC)、ベンゾイルトリブチルシトレート、アセチルトリフェニルシトレート、アセチルトリベンジルシトレート、酒石酸ジブチル、酒石酸ジアセチルジブチル、トリメリット酸トリブチル、ピロメリット酸テトラブチル等が挙げられる。
ポリエステル系可塑剤は特に限定されないが、分子内に芳香環またはシクロアルキル環を有するポリエステル系可塑剤を用いることができる。ポリエステル系可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(c)で表せる芳香族末端エステル系可塑剤を用いることができる。
一般式(c) B−COO−((G−O−)−CO−A−COO−)G−O−CO−B
(式中、Bはベンゼン環を表し他に置換基を有しても良い。Gは炭素数2〜12のアルキレン基または炭素数6〜12のアリーレン基または炭素数が4〜12のオキシアルキレン基、Aは炭素数2〜10のアルキレン基または炭素数4〜10のアリーレン基を表し、また、m、nは繰り返し単位を表す。)
一般式(c)の化合物は、BCOOHで表されるベンゼンモノカルボン酸基、HO−(G−O−)Hで表されるアルキレングリコール基またはオキシアルキレングリコール基またはアリールグリコール基、HOCO−A−COO−Hで表されるアルキレンジカルボン酸基またはアリールジカルボン酸基とから合成されるものであり、通常のポリエステル系可塑剤と同様の反応により得られる。
前記ポリエステル系可塑剤の原料のベンゼンモノカルボン酸成分としては、例えば、安息香酸、パラターシャリブチル安息香酸、オルソトルイル酸、メタトルイル酸、パラトルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、ノルマルプロピル安息香酸、アミノ安息香酸、アセトキシ安息香酸等があり、これらはそれぞれ1種または2種以上の混合物として使用することができる。
前記ポリエステル系可塑剤の原料のアルキレングリコール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−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、1,2−プロパンジオール、2−メチル1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール(3,3−ジメチロールペンタン)、2−n−ブチル−2−エチル−1,3プロパンジオール(3,3−ジメチロールヘプタン)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル1,3−ペンタンジオール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール、2−メチル1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−オクタデカンジオール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用される。特に炭素数2〜12のアルキレングリコールがセルロースエステルとの相溶性に優れているため、特に好ましい。
また、上記芳香族末端エステルの原料の炭素数4〜12のオキシアルキレングリコール成分としては、例えば、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等があり、これらのグリコールは、1種または2種以上の混合物として使用できる。
芳香族末端エステルの原料の炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、グルタール酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等があり、これらは、それぞれ1種または2種以上の混合物として使用される。炭素数6〜12のアリーレンジカルボン酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等がある。
前記ポリエステル系可塑剤は、数平均分子量が、好ましくは300〜1500、より好ましくは400〜1000の範囲が好適である。また、その酸価は、0.5mgKOH/g以下、水酸基価は25mgKOH/g以下より好ましくは酸価は0.3mgKOH/g以下、水酸基価は15mgKOH/g以下のものである。
(アクリル系重合体)
前記光学フィルムは、可塑剤として(メタ)アクリル系重合体を含有することもできる。
該(メタ)アクリル系重合体は、芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYaを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下の重合体Yであることが好ましい。
(メタ)アクリル系重合体としては、少なくとも分子内に芳香環と水酸基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaと、分子内に芳香環を有さず水酸基を有するエチレン性不飽和モノマーXbとを共重合して得られた重量平均分子量3000以上30000以下の重合体X、及び芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYaを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下の重合体Yの混合物であることがさらに好ましい。
前記重合体Xは下記一般式(X)で示され、前記重合体Yは下記一般式(Y)で示されることがさらに好ましい。
一般式(X)
−[CH−C(Rc)(CORd)−]−[CH−C(Re)(CORf−OH)−]−[Xc]
一般式(Y)
Ry−[CH−C(Rg)(CORh−OH)−]−[Yb]
(式中、Rc、Re、Rgは、HまたはCHを表す。Rdは炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基を表す。Rf、Rhは−CH−、−C−または−C−を表す。RyはOH、Hまたは炭素数3以内のアルキル基を表す。Xcは、Xa、Xbに重合可能なモノマー単位を表す。Ybは、Yaに共重合可能なモノマー単位を表す。m、n、k、p及びqは、モル組成比を表す。ただしm≠0、n≠0、k≠0である。)
これらの可塑剤の添加量としては、使用する樹脂に対して、0.5〜30質量%含むことが好ましく、特には、5〜20質量%含むことが好ましい。
(紫外線吸収剤)
前記光学フィルムは、紫外線吸収剤を含有することもできる。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。
前記紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。
例えば、5−クロロ−2−(3,5−ジ−sec−ブチル−2−ヒドロキシルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、(2−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖および側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2,4−ベンジルオキシベンゾフェノン等があり、また、チヌビン109、チヌビン171、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン928等のチヌビン類があり、これらはいずれもチバ・ジャパン社製の市販品であり好ましく使用できる。
本発明で好ましく用いられる紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤であり、特に好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、である。
この他、1,3,5−トリアジン環を有する化合物等の円盤状化合物も紫外線吸収剤として好ましく用いられる。
前記光学フィルムは紫外線吸収剤を2種以上含有することが好ましい。また、紫外線吸収剤としては高分子紫外線吸収剤も好ましく用いることができ、特に特開平6−148430号記載のポリマータイプの紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
紫外線吸収剤の添加方法は、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコールやメチレンクロライド、酢酸メチル、アセトン、ジオキソラン等の有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒に紫外線吸収剤を溶解してからドープに添加するか、または直接ドープ組成中に添加してもよい。
無機粉体のように有機溶剤に溶解しないものは、有機溶剤とセルロースエステル中にディゾルバーやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。
紫外線吸収剤の使用量は、紫外線吸収剤の種類、使用条件等により一様ではないが、偏光板保護フィルムの乾燥膜厚が30〜200μmの場合は、偏光板保護フィルムに対して0.5〜10質量%が好ましく、0.6〜4質量%が更に好ましい。
(酸化防止剤)
酸化防止剤は劣化防止剤ともいわれる。高湿高温の状態に液晶画像表示装置などが置かれた場合には、光学フィルムの劣化が起こる場合がある。
酸化防止剤は、例えば、光学フィルム中の残留溶媒量のハロゲンやリン酸系可塑剤のリン酸等により光学フィルムが分解するのを遅らせたり、防いだりする役割を有するので、前記光学フィルム中に含有させるのが好ましい。
このような酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系の化合物が好ましく用いられ、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、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−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔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〕、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔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〕、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、N,N′−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、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、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト等を挙げることができる。
特に、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、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−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕が好ましい。また、例えば、N,N′−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン等のヒドラジン系の金属不活性剤やトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等のリン系加工安定剤を併用してもよい。
これらの化合物の添加量は、使用する樹脂に対して質量割合で1ppm〜1.0%が好ましく、10〜1000ppmが更に好ましい。
(微粒子)
前記光学フィルムは、微粒子を含有することが好ましい。
該微粒子としては、無機化合物の例として、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、焼成ケイ酸カルシウム、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およびリン酸カルシウムを挙げることができる。また、有機化合物の微粒子も好ましく使用することができる。有機化合物の例としてはポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプピルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレンカーボネート、アクリルスチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリオレフィン系粉末、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはポリ弗化エチレン系樹脂、澱粉等の有機高分子化合物の粉砕分級物もあげられる。あるいは又懸濁重合法で合成した高分子化合物、スプレードライ法あるいは分散法等により球型にした高分子化合物、または無機化合物を用いることができる。
微粒子は珪素を含むものが濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。
微粒子の一次粒子の平均粒径は5〜400nmが好ましく、更に好ましいのは10〜300nmである。
これらは主に粒径0.05〜0.3μmの二次凝集体として含有されていてもよく、平均粒径100〜400nmの粒子であれば凝集せずに一次粒子として含まれていることも好ましい。
偏光板保護フィルム中のこれらの微粒子の含有量は0.01〜1質量%であることが好ましく、特に0.05〜0.5質量%が好ましい。共流延法による多層構成の偏光板保護フィルムの場合は、表面にこの添加量の微粒子を含有することが好ましい。
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)の商品名で市販されており、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および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。
ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂およ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および同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。
これらの中でもアエロジル200V、アエロジルR972Vが偏光板保護フィルムの濁度を低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましく用いられる。前記偏光板保護フィルムにおいては、少なくとも一方の面の動摩擦係数が0.2〜1.0であることが好ましい。
各種添加剤は製膜前の樹脂含有溶液であるドープにバッチ添加してもよいし、添加剤溶解液を別途用意してインライン添加してもよい。特に微粒子はろ過材への負荷を減らすために、一部または全量をインライン添加することが好ましい。
添加剤溶解液をインライン添加する場合は、ドープとの混合性をよくするため、少量の樹脂を溶解するのが好ましい。好ましい樹脂の量は、溶剤100質量部に対して1〜10質量部で、より好ましくは、3〜5質量部である。
本発明においてインライン添加、混合を行うためには、例えば、スタチックミキサー(東レエンジニアリング製)、SWJ(東レ静止型管内混合器 Hi−Mixer)等のインラインミキサー等が好ましく用いられる。
(製造方法)
次に、前記光学フィルムの製造方法について説明する。
前記光学フィルムは、溶液流延法で製造されたフィルムであっても溶融流延法で製造されたフィルムであっても好ましく用いることができる。
前記光学フィルムの製造は、樹脂及び添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する工程、ドープを無限に移行する無端の金属支持体上に流延する工程、流延したドープをウェブとして乾燥する工程、金属支持体から剥離する工程、延伸または幅保持する工程、更に乾燥する工程、仕上がったフィルムを巻取る工程により行われる。
ドープを調製する工程について述べる。ドープ中の樹脂濃度は、濃い方が金属支持体に流延した後の乾燥負荷が低減できて好ましいが、樹脂の濃度が濃過ぎると濾過時の負荷が増えて、濾過精度が悪くなる。これらを両立する濃度としては、10〜35質量%が好ましく、更に好ましくは、15〜25質量%である。
ドープで用いられる溶剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよいが、樹脂の良溶剤と貧溶剤を混合して使用することが生産効率の点で好ましく、良溶剤が多い方が樹脂の溶解性の点で好ましい。良溶剤と貧溶剤の混合比率の好ましい範囲は、良溶剤が70〜98質量%であり、貧溶剤が2〜30質量%である。良溶剤、貧溶剤とは、使用する樹脂を単独で溶解するものを良溶剤、単独で膨潤するかまたは溶解しないものを貧溶剤と定義している。例えば、セルロースエステルを樹脂として用いた場合、平均酢化度(アセチル基置換度)によっては、良溶剤、貧溶剤が変わり、例えばアセトンを溶剤として用いる時には、セルロースの酢酸エステル(アセチル基置換度2.4)、セルロースアセテートプロピオネートでは良溶剤になり、セルロースの酢酸エステル(アセチル基置換度2.8)では貧溶剤となる。
前記良溶剤は特に限定されないが、メチレンクロライド等の有機ハロゲン化合物やジオキソラン類、アセトン、酢酸メチル、アセト酢酸メチル等が挙げられる。特に好ましくはメチレンクロライドまたは酢酸メチルが挙げられる。
また、前記貧溶剤は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−ブタノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン等が好ましく用いられる。また、ドープ中には水が0.01〜2質量%含有していることが好ましい。また、樹脂の溶解に用いられる溶媒は、フィルム製膜工程で乾燥によりフィルムから除去された溶媒を回収し、これを再利用して用いられる。回収溶剤中に、樹脂に添加されている添加剤、例えば可塑剤、紫外線吸収剤、ポリマー、モノマー成分などが微量含有されていることもあるが、これらが含まれていても好ましく再利用することができるし、必要であれば精製して再利用することもできる。
上記記載のドープを調製する時の、樹脂の溶解方法としては、一般的な方法を用いることができる。加熱と加圧を組み合わせると常圧における沸点以上に加熱できる。溶剤の常圧での沸点以上でかつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら攪拌溶解すると、ゲルやママコと呼ばれる塊状未溶解物の発生を防止するため好ましい。また、樹脂を貧溶剤と混合して湿潤或いは膨潤させた後、更に良溶剤を添加して溶解する方法も好ましく用いられる。
加圧は窒素ガス等の不活性気体を圧入する方法や、加熱によって溶剤の蒸気圧を発現させる方法によって行ってもよい。加熱は外部から行うことが好ましく、例えばジャケットタイプのものは温度コントロールが容易で好ましい。
溶剤を添加しての加熱温度は、高い方が樹脂の溶解性の観点から好ましいが、加熱温度が高過ぎると必要とされる圧力が大きくなり生産性が悪くなる。好ましい加熱温度は45〜120℃であり、60〜110℃がより好ましく、70℃〜105℃が更に好ましい。また、圧力は設定温度で溶剤が沸騰しないように調整される。
もしくは冷却溶解法も好ましく用いられ、例えば、酢酸メチルなどの溶媒にセルロースエステル等を溶解させることができる。
次に、この樹脂を溶解した溶液を濾紙等の適当な濾過材を用いて濾過する。濾過材としては、不溶物等を除去するために絶対濾過精度が小さい方が好ましいが、絶対濾過精度が小さ過ぎると濾過材の目詰まりが発生し易いという問題がある。このため絶対濾過精度0.008mm以下の濾材が好ましく、0.001〜0.008mmの濾材がより好ましく、0.003〜0.006mmの濾材が更に好ましい。
濾材の材質は特に制限はなく、通常の濾材を使用することができるが、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)等のプラスチック製の濾材や、ステンレススティール等の金属製の濾材が繊維の脱落等がなく好ましい。濾過により、原料の樹脂に含まれていた不純物、特に輝点異物を除去、低減することが好ましい。
輝点異物とは、2枚の偏光板をクロスニコル状態にして配置し、その間に光学フィルム等を置き、一方の偏光板の側から光を当てて、他方の偏光板の側から観察した時に反対側からの光が漏れて見える点(異物)のことであり、径が0.01mm以上である輝点数が200個/cm以下であることが好ましい。より好ましくは100個/cm以下であり、更に好ましくは50個/m以下であり、更に好ましくは0〜10個/cm以下である。また、0.01mm以下の輝点も少ない方が好ましい。
ドープの濾過は通常の方法で行うことができるが、溶剤の常圧での沸点以上で、かつ加圧下で溶剤が沸騰しない範囲の温度で加熱しながら濾過する方法が、濾過前後の濾圧の差(差圧という)の発現が小さく、好ましい。好ましい温度は45〜120℃であり、45〜70℃がより好ましく、45〜55℃であることが更に好ましい。
濾圧は小さい方が好ましい。濾圧は1.6MPa以下であることが好ましく、1.2MPa以下であることがより好ましく、1.0MPa以下であることが更に好ましい。
ここで、ドープの流延について説明する。
流延(キャスト)工程における金属支持体は、表面を鏡面仕上げしたものが好ましく、金属支持体としては、ステンレススティールベルトもしくは鋳物で表面をメッキ仕上げしたドラムが好ましく用いられる。キャストの幅は1〜4mとすることができる。流延工程の金属支持体の表面温度は−50℃〜溶剤の沸点未満の温度で、温度が高い方がウェブの乾燥速度が速くできるので好ましいが、余り高過ぎるとウェブが発泡したり、平面性が劣化する場合がある。好ましい支持体温度は0〜40℃であり、5〜30℃が更に好ましい。或いは、冷却することによってウェブをゲル化させて残留溶媒を多く含んだ状態でドラムから剥離することも好ましい方法である。金属支持体の温度を制御する方法は特に制限されないが、温風または冷風を吹きかける方法や、温水を金属支持体の裏側に接触させる方法がある。温水を用いる方が熱の伝達が効率的に行われるため、金属支持体の温度が一定になるまでの時間が短く好ましい。温風を用いる場合は目的の温度よりも高い温度の風を使う場合がある。
光学フィルムが良好な平面性を示すためには、金属支持体からウェブを剥離する際の残留溶媒量は10〜150質量%が好ましく、更に好ましくは20〜40質量%または60〜130質量%であり、特に好ましくは、20〜30質量%または70〜120質量%である。
本発明においては、残留溶媒量は下記式で定義される。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
尚、Mはウェブまたはフィルムを製造中または製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
また、光学フィルムの乾燥工程においては、ウェブを金属支持体より剥離し、更に乾燥し、残留溶媒量を1質量%以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、特に好ましくは0〜0.01質量%以下である。
フィルム乾燥工程では一般にロール乾燥方式(上下に配置した多数のロールにウェブを交互に通し乾燥させる方式)やテンター方式でウェブを搬送させながら乾燥する方式が採られる。
前記光学フィルムを作製するためには、ウェブの両端をクリップ等で把持するテンター方式で幅方向(横方向)に延伸を行うことが特に好ましい。剥離張力は300N/m以下で剥離することが好ましい。
ウェブを乾燥させる手段は特に制限なく、一般的に熱風、赤外線、加熱ロール、マイクロ波等で行うことができるが、簡便さの点から熱風で行うことが好ましい。
ウェブの乾燥工程における乾燥温度は40〜200℃で段階的に高くしていくことが好ましい。
光学フィルムの膜厚は、特に限定はされないが10〜200μmが用いられる。特に膜厚は10〜100μmであることが特に好ましい。更に好ましくは20〜60μmである。
前記光学フィルムは、幅1〜4mのものが用いられる。特に幅1.4〜4mのものが好ましく用いられ、特に好ましくは1.6〜3mである。4mを超えると搬送が困難となる。
(延伸操作、屈折率制御)
前記光学フィルムを製造する工程において、延伸操作により屈折率制御、即ちリターデーションの制御を行うことが好ましい。
例えばフィルムの長手方向(製膜方向)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、逐次または同時に二軸延伸もしくは一軸延伸することができる。同時二軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方の張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。
互いに直交する二軸方向の延伸倍率は、それぞれ最終的には流延方向に0.8〜1.5倍、幅方向に1.1〜2.5倍の範囲とすることが好ましく、流延方向に0.9〜1.0倍、幅方向に1.2〜2.0倍に範囲で行うことが好ましい。
延伸温度は120℃〜200℃が好ましく、さらに好ましくは140℃〜180℃で延伸するのが好ましい。
延伸時のフィルム中の残留溶媒は20〜0%が好ましく、さらに15〜0%で延伸する方が好ましい。
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などが挙げられる。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。
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。なお、搬送方向と幅方向を同時に延伸しても、逐次延伸を行ってもよい。
(光学補償フィルム)
液晶ディスプレイは、異方性を持つ液晶材料や偏光板を使用するために正面から見た場合に良好な表示が得られても、斜めから見ると表示性能が低下するという視野角の問題があり、性能向上のためにも視野角補償板が必要である。平均的な屈折率分布はセルの厚み方向で大きく、面内方向でより小さいものとなっている。その為補償板としては、この異方性を相殺できるもので、膜厚方向の屈折率が面内方向より小さな屈折率を持つ、いわゆる負の一軸性構造を持つものが有効であり、前記光学フィルムはそのような機能を有する光学補償フィルムとしても利用できる。
前記光学フィルムをVAモード(垂直配向した液晶を使用するモード)に使用する場合、セルの両側に1枚ずつ合計2枚使用する形態(2枚型)と、セルの上下のいずれか一方の側にのみ使用する形態(1枚型)のいずれに用いてもよい。
前記光学フィルムは、下記式で表されるリターデーションRoが23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて20〜100nm、Rthが23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmにおいて70〜300nmであることが好ましい。
式(I) Ro=(nx−ny)×d
式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
(但し、nxは、光学フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表し、nyは光学フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し、nzは、光学フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し、d(nm)は光学フィルムの厚みを表す。)
これらのリターデーション値は自動複屈折計KOBRA−21ADH(王子計測機器)を用いて測定することができる。
前記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、進相軸と製膜方向とのなす角をθ1とするとθ1は−1°以上+1°以下であることが好ましく、−0.5°以上+0.5°以下であることがより好ましい。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。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。
(物性)
前記光学フィルムの透湿度は、40℃、90%RHで10〜1200g/m・24hが好ましい。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に従い測定することができる。
前記光学フィルムは、破断伸度が10〜80%であることが好ましい。
前記光学フィルムの可視光透過率は90%以上であることが好ましく、93%以上であることが更に好ましい。
前記光学フィルムのヘイズは1%未満であることが好ましく0〜0.1%であることが特に好ましい。
また、前記光学フィルムにさらに液晶層や樹脂層を塗布したり、またそれをさらに延伸することにより、さらに広い範囲にわたる位相差値を得ることができる。
(偏光板)
前記光学フィルムを、偏光板保護フィルムとした偏光板、それを用いた前記液晶表示装置に使用することができる。前記光学フィルムは、偏光板保護フィルムの機能を兼ねたフィルムとされることが好ましく、その場合偏光板保護フィルムと別に位相差を有する光学フィルムを別途用意する必要がないため、液晶表示装置の厚みを薄く製造プロセスを簡略化することができる。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの両方の面に、前記偏光板が粘着層を介して貼り合わされたものであることが好ましい。
前記偏光板は一般的な方法で作製することができる。前記光学フィルムの偏光子に貼合する側をアルカリ鹸化処理し、偏光子(沃素溶液中に浸漬延伸して作製した)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。もう一方の面には他の偏光板保護フィルムを貼合することができる。前記光学フィルムは液晶表示装置とされた際に、偏光子の液晶セル側に設けられることが好ましく、偏光子の外側のフィルムは従来の偏光板保護フィルムを用いることができる。
例えば、従来の偏光板保護フィルムとしては、市販のセルロースエステルフィルム(例えば、コニカミノルタタック KC8UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY−HA、KC8UX−RHA、KC8UXW−RHA−C、KC8UXW−RHA−NC、KC4UXW−RHA−NC、以上コニカミノルタオプト(株)製)が好ましく用いられる。
表示装置の表面側に用いられる偏光板保護フィルムには、防眩層あるいはクリアハードコート層のほか、反射防止層、帯電防止層、防汚層、バックコート層を有することが好ましい。
偏光板の主たる構成要素である偏光子とは、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子は、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。
偏光子は、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。偏光子の膜厚は5〜30μmが好ましく、特に10〜20μmであることが好ましい。
(液晶表示装置)
前記光学フィルムを用いた偏光板を液晶表示装置に用いることによって、種々の視認性に優れた前記液晶表示装置を作製することができる。
前記光学フィルム、偏光板はSTN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPS、OCBなどの各種駆動方式の液晶表示装置に用いることができる。
特にVA(MVA、PVA)型液晶表示装置に用いられることが好ましい。
特に画面が30型以上の大画面の液晶表示装置であっても、光漏れによる黒表示時の着色を低減し、正面コントラストなど視認性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
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。
<合成例1>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール17.9g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−1)を得た。
酸価 :0.2
数平均分子量:873
分散度 :1.4
分子量300〜1800の成分含有率:67%
水酸基価 :128
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例2>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール8.9g、エチレングリコール 7.3g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコール及びエチレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−2)を得た。
酸価 :0.2
数平均分子量:840
分散度 :1.3
分子量300〜1800の成分含有率:60%
水酸基価 :133
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例3>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル7.5g、テレフタル酸ジメチル6.0g、ジエチレングリコール15.7g、テトライソプロピルチタネート15mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物のジエチレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−3)を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:570
分散度 :1.4
水酸基価 :195
水酸基含有量:100%
分子量300〜1800の成分含有率:72%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例4>
窒素雰囲気下、2,6−アントラセンジカルボン酸ジメチル23.1g、1,2−プロピレングリコール17.9g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−4)を得た。
酸価 :0.3
数平均分子量:910
分散度 :1.5
分子量300〜1800の成分含有率:65%
水酸基価 :123
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例5>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール14.9g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−5)を得た。
酸価 :0.2
数平均分子量:1020
分散度 :1.6
分子量300〜1800の成分含有率:48%
水酸基価 :110
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例6>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール13.4g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−6)を得た。
酸価 :0.4
数平均分子量:3100
分散度 :1.9
分子量300〜1800の成分含有率:37%
水酸基価 :36
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例7>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール12.4g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−7)を得た。
酸価 :0.2
数平均分子量:920
分散度 :1.3
分子量300〜1800の成分含有率:65%
水酸基価 :109
水酸基含有量:90%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基があることを確認した。
<合成例8>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール12.4g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して10時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−8)を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:820
分散度 :1.3
分子量300〜1800の成分含有率:71%
水酸基価 :96
水酸基含有量:70%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基があることを確認した。
<合成例9>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール12.4g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して8時間攪拌を行った。次に、165℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−9)を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:780
分散度 :1.3
分子量300〜1800の成分含有率:78%
水酸基価 :86
水酸基含有量:60%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基があることを確認した。
<合成例10>
窒素雰囲気下、4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジメチル21.2g、1,2−プロピレングリコール17.9g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−10)を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:400
分散度 :1.1
分子量300〜1800の成分含有率:98%
水酸基価 :280
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<合成例11>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール8.9g、1,2−ブタンジオール10.3g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成するメタノールを留去しながら165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコール及び1、2−ブタンジオールを減圧留去することにより、ポリエステルポリオール(PE−11)を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:450
分散度 :1.1
分子量300〜1800の成分含有率:97%
水酸基価 :249
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<比較合成例1>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル19.2g、1,2−プロピレングリコール6.0g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、175℃で1時間攪拌を行った。更に195℃で1時間攪拌を行った後、210℃に昇温して8時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、比較ポリエステル1を得た。
酸価 :0.2
数平均分子量:1500
分散度 :1.4
分子量300〜1800の成分含有率:70%
水酸基価 :33
水酸基含有量:45%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基があることを確認した。
<比較合成例2>
窒素雰囲気下、2,6−ナフタレンジカルボン酸17.0g、1,2−プロピレングリコール6.0g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、生成する水を留去しながら175℃で1時間攪拌を行った。更に195℃で1時間攪拌を行った後、210℃に昇温して18時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、比較ポリエステル2を得た。
酸価 :37.1
数平均分子量:1500
分散度 :1.7
分子量300〜1800の成分含有率:65%
水酸基価 :22
水酸基含有量:30%
比較ポリエステル2は酸価が大きいので、末端がカルボン酸基になっていることが分かる。
<比較合成例3>
窒素雰囲気下、テレフタル酸ジメチル4.85g、1,2−プロピレングリコール4.4g、p−トルイル酸6.8g、テトライソプロピルチタネート 10mgを混合し、140℃で2時間攪拌を行った後、更に210℃で16時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、比較ポリエステル3を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:490
分散度 :1.4
分子量300〜1800の成分含有率:90%
水酸基価 :0.1
水酸基含有量:0.04%
比較ポリエステル3はジカルボン酸に対してモノカルボン酸が2倍モル使用されているので末端がトルイル酸エステルになっている。
<比較合成例4>
窒素雰囲気下、9,10−ジフェニル−2,3−ジメトキシカルボニルアントラセン35.1g、1,2−プロピレングリコール17.9g、テトライソプロピルチタネート30mgを混合し、185℃で1時間攪拌を行った。更に205℃で1時間攪拌を行った後、220℃に昇温して生成するメタノールを留去しながら8時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、比較ポリエステルポリオール4を得た。
酸価 :0.1
数平均分子量:1100
分散度 :1.7
分子量300〜1800の成分含有率:61%
水酸基価 :102
水酸基含有量:100%
H−NMRにより、末端にメチルエステル残基がないことを確認した。
<比較合成例5>
窒素雰囲気下、無水フタル酸11.6g、1,2−プロピレングリコール17.9g、テトライソプロピルチタネート20mgを混合し、165℃で1時間攪拌を行った。更に185℃で1時間攪拌を行った後、195℃に昇温して生成する水を留去しながら8時間攪拌を行った。次に、170℃まで降温し、未反応物の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、比較ポリエステルポリオール5を得た。
酸価 :0.5
数平均分子量:780
分散度 :1.6
分子量300〜1800の成分含有率:69%
水酸基価 :143
水酸基含有量:100%
実施例1
<光学フィルム101の作製>
〈微粒子分散液1〉
アエロジル R972V(シリカ微粒子;1次粒径16nm;日本アエロジル(株)製) 11質量部
エタノール 89質量部
以上をディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
〈微粒子添加液1〉
下記の組成で、メチレンクロライドを入れた溶解タンクに十分攪拌しながら、微粒子分散液1をゆっくりと添加した。更に、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散を行った。これを日本精線(株)製のファインメットNFでろ過し、微粒子添加液1を調製した。
メチレンクロライド 99質量部
微粒子分散液1 5質量部
(主ドープ液の調製)
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにセルロースエステルAを攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し。これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用してろ過し、主ドープ液を調製した。
〈主ドープ液の組成〉
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースエステルA(アセチル置換度2.90のセルローストリアセテート;表1中TACと記載) 100質量部
PE−1(ポリエステル) 5質量部
モノペットSB(スクロースベンゾエート;糖エステル化合物;第一工業製薬社製) 5質量部
微粒子添加液1 1質量部
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は30℃に制御した。
ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したフィルム中の残留溶媒量が75%になるまで溶媒を蒸発させ、次いで剥離張力130N/mで、ステンレスベルト支持体上から剥離した。
剥離したセルロースエステルフィルムを、140℃の熱をかけながらテンターを用いて幅方向に20%延伸した。延伸開始時の残留溶媒は15%であった。
次いで、乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させた。乾燥温度は130℃で、搬送張力は100N/mとした。
以上のようにして、乾燥膜厚40μmの光学フィルム101を得た。
<光学フィルム102〜129の作製>
光学フィルム101の作製において、セルロースエステルの種類、あるいはPE−1に代わるポリエステルポリオールまたはポリエステルを表1のように変更した以外は同様にして、光学フィルム102〜129を作製した。なお、使用したセルロースエステルA(TAC)に代わるセルロースエステルB、C、D及びEの添加量は、セルロースエステルA(TAC)と同じ質量部とした。
以下、使用した素材を下記に示す。
セルロースエステルB:アセチル置換度1.56、プロピオニル置換度0.9、総アシル基置換度2.46であるセルロースアセテートプロピオネート(表1中CAPと記載)
セルロースエステルC:アセチル置換度2.40のセルロースジアセテート(表1中DACと記載)
セルロースエステルD:アセチル置換度0.2、プロピオニル置換度2.55、総アシル基置換度2.75であるセルロースアセテートプロピオネート30質量部とダイヤナールBR85(三菱レイヨン(株)製)70質量部(表1中CAP2と記載)
セルロースエステルE:セルロースエステルB 70質量部とメチルメタアクリレート(以下、MMAと称す)とヒドロキシエチルメタクリレート(以下、HEMAと称す)の共重合体(MMAとHEMAの共重合比が8対2、重量平均分子量5000)30質量部(表1中CAP3と記載)。
<光学フィルムの評価>
上記のようにして作製した各々の光学フィルム試料について、以下に記載した評価を行った。その結果を表1に示す。
(リターデーション値)
得られたセルロースエステルフィルム試料の幅手方向の中央部のリターデーション値を測定した。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、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。
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Rth=((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。
(リターデーション値変動)
作製した光学フィルムの厚み方向のリターデーション値を各々求め、その値よりリターデーション値変動Rt(a)を求めた。
23℃、20%RHにて5時間調湿した後、同環境で測定したRth値を測定しこれをRt(b)とし、同じフィルムを続けて23℃、80%RHにて5時間調湿した後、同環境で測定したRth値を求めこれをRt(c)とし、下記の式よりRt(a)を求めた。Rt(a)=|Rt(b)−Rt(c)|
更に調湿後の試料を再度23℃55%RHの環境にて測定を行い、この変動が可逆変動であることを確認した。
上記により得られた、面内リターデーションRo、厚み方向リターデーションRth及びリターデーション値変動Rt(a)を表1に示す。
(ヘイズ)
光学フィルム試料1枚をASTM−D1003−52に従って、東京電色工業(株)社製T−2600DAを使用して測定した。
(ブリードアウト)
作製した光学フィルムを80℃、90%RHの高温高湿雰囲気下に100時間放置後、ブリードアウトを評価した。
フィルムの表面を観察することによりブリードアウトの有無を評価した。
◎:フィルム表面にブリードアウトが全くない
○:フィルム表面に部分的なブリードアウトがかすかに分かる
△:フィルム表面に全面的なブリードアウトがかすかに分かる
×:フィルム表面に全面的なブリードアウトがハッキリ分かる
上記により得られた、ヘイズ及びブリードアウトの試験結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の光学フィルム101〜119は比較の光学フィルム120〜129に比べて、リターデーションの発現性に優れ、ヘイズ、ブリードアウトがなく、かつ湿度変化に対するリターデーション値変動が少ない実用上優れた光学フィルムであることが分かる。
実施例2
実施例1の光学フィルム103の作製で用いたドープ液を用い、表2のような膜厚になるように流延時のドープ液の流量を変化させた以外は、実施例1と同様にして光学フィルム201〜206を作製し、実施例1と同様に、リターデーション値とリターデーション値変動の評価を行った。結果を表2に示す。
表2から明らかなように、本発明のセルロースエステルフィルム201〜206はリターデーションの発現性に優れ、かつ湿度変化に対するリターデーション値変動が小さいことが分かる。更に、膜厚が20〜60μmの範囲の202〜205は特にその効果が高いことが分かる。
実施例3
<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、一軸延伸(温度110℃、延伸倍率5倍)した。
これをヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5g、水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、次いでヨウ化カリウム6g、ホウ酸7.5g、水100gからなる68℃の水溶液に浸漬した。これを水洗、乾燥し偏光子を得た。
次いで、下記工程1〜5に従って偏光子の表側と前記光学フィルム101〜129とを貼りあわせ、裏面側にはコニカミノルタタックKC4UY(コニカミノルタオプト(株)製セルロースエステルフィルム)を貼り合わせて偏光板を作製した。
工程1:前記光学フィルム101〜129を60℃の2モル/Lの水酸化ナトリウム溶液に90秒間浸漬し、次いで水洗し乾燥して、偏光子と貼合する側を鹸化したセルロースエステルフィルムを得た。
工程2:前記偏光子を固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤槽中に1〜2秒浸漬した。
工程3:工程2で偏光子に付着した過剰の接着剤を軽く拭き除き、これを工程1で処理したセルロースエステルフィルムの上にのせて配置した。
工程4:工程3で積層した光学フィルム101〜129と偏光子の偏光子側の面に前記コニカミノルタタックKC4UY光学フィルムを重ね、圧力20〜30N/cm、搬送スピードは約2m/分で貼合した。
工程5:80℃の乾燥機中に工程4で作製した偏光子と光学フィルム101〜129とコニカミノルタタックKC4UYとを貼り合わせた試料を2分間乾燥し、偏光板101〜129を作製した。
(耐熱湿性)
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:80℃、90%RH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。
A:縁の白抜けが5%未満(偏光板として問題ないレベル)
B: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)
C: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)
D:縁の白抜けが20%以上(偏光板として問題のあるレベル)
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
表3から明らかなように、本発明の偏光板101〜119は比較の偏光板120〜129に比べて、耐久性が良好な実用上優れた偏光板であることが分かる。
実施例4
<液晶表示装置の作製>
視野角測定を行う液晶パネルを以下のようにして作製し、液晶表示装置としての特性を評価した。
SONY製40型ディスプレイKLV−40J3000の予め貼合されていた両面の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板101〜125をそれぞれ液晶セルのガラス面の両面に貼合した。
その際、その偏光板の貼合の向きは、本発明の光学フィルムの面が、液晶セル側となるように、かつ、予め貼合されていた偏光板の吸収軸と偏光板101〜129の吸収軸とが同一の方向に向くように行い、液晶表示装置101〜129を各々作製した。
(液晶表示装置としての特性評価)
上記のようにして作製した液晶表示装置について、以下に記載した評価を行った。その結果を表4に示す。
(正面コントラストムラ)
23℃55%RHの環境で、各々の液晶表示装置のバックライトを1週間連続点灯した後、測定を行った。測定にはELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて、液晶表示装置で白表示と黒表示の表示画面の法線方向からの輝度を測定し、その比を正面コントラストとした。
正面コントラスト=表示装置の法線方向から測定した白表示の輝度/表示装置の法線方向から測定した黒表示の輝度
液晶表示装置の任意の5点の正面コントラストを測定し、以下の基準にて評価した。
A:正面コントラストが0〜5%未満のばらつきであり、ムラが小さい
B:正面コントラストが5〜10%未満のばらつきであり、ムラがややある
C:正面コントラストが10%以上のばらつきであり、ムラが大きい
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
(視野角劣化)
23℃55%RHの環境でELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて液晶表示装置の視野角測定を行った。続いて23℃20%RH、更に23℃80%RHの環境下で、作製した液晶表示装置の視野角を測定し下記基準にて評価した。最後に23℃55%RHの環境でもう一度視野角測定を行い、前記測定の際の変化が可逆変動であることを確認した。尚、これらの測定は、液晶表示装置を当該環境に5時間置いてから測定を行った。
A:視野角変動が認められない
B:視野角変動がやや認められる
C:視野角変動が認められる
ここで、A、Bが実用上問題ないレベルと判断した。
表4から明らかなように、本発明の偏光板101〜119を用いた液晶表示装置101〜119は、比較の偏光板120〜129を用いた液晶表示装置120〜129に対して、視野角の劣化が小さいことと正面コントラストムラが小さいことを同時に満足する点で優れており、湿度が変動する条件下でも視野角変動のない極めて安定な、耐久性の優れた液晶表示装置であることが分かる。

Claims (13)

  1. 炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸(前記炭素数の平均が10の場合であって、10〜16個の炭素原子を有する芳香族二塩基酸と脂肪族二塩基酸とを併用するときを除く。)又は炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体(前記炭素数の平均が10の場合であって、10〜16個の炭素原子を有する芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体と脂肪族二塩基酸とを併用するときを除く。)、とグリコールとを反応させて得られるポリエステルポリオールを含有し、且つ、該ポリエステルポリオールの水酸基含有量が50%よりも大きいことを特徴とする光学フィルム。
  2. 前記ポリエステルポリオールの水酸基価が35mg/g〜280mg/gであることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
  3. 前記芳香族二塩基酸がナフタレンジカルボン酸又はビフェニルジカルボン酸であり、前記芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体がナフタレンジカルボン酸又はビフェニルジカルボン酸のエステル形成性誘導体であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルム。
  4. 前記芳香族二塩基酸が2,6−ナフタレンジカルボン酸であり、前記芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体が2,6−ナフタレンジカルボン酸のエステル形成性誘導体であ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。
  5. 前記ポリエステルポリオールの水酸基含有量が70%〜100%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  6. 前記炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸又は炭素数の平均が10〜16である芳香族二塩基酸のエステル形成性誘導体が、全て芳香族二塩基酸又はこれらのエステル形成性誘導体であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  7. 前記ポリエステルポリオールの数平均分子量が300〜3000であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  8. 前記ポリエステルポリオールが、分子量が300〜1800の成分を50%以上含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  9. 前記光学フィルムの膜厚が、20〜60μmであることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  10. 下記式で表されるリターデーションRoが20〜100nm、Rthが70〜300nmであることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の光学フィルム。
    式(I) Ro=(nx−ny)×d
    式(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
    (但し、nxは、光学フィルムの面内方向において屈折率が最大になる方向xにおける屈折率を表し、nyは光学フィルムの面内方向において、前記方向xと直交する方向yにおける屈折率を表し、nzは、光学フィルムの厚み方向zにおける屈折率を表し、d(nm)は光学フィルムの厚みを表す。)
  11. 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1〜10のいずれか1項に記載の光学フィルム。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の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。
  13. 請求項12に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方の面に有することを特徴とする液晶表示装置。
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