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JP2008257231A - 負のaプレートの製造方法、並びに負のaプレート、偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

負のaプレートの製造方法、並びに負のaプレート、偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置 Download PDF

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JP2008257231A
JP2008257231A JP2008065457A JP2008065457A JP2008257231A JP 2008257231 A JP2008257231 A JP 2008257231A JP 2008065457 A JP2008065457 A JP 2008065457A JP 2008065457 A JP2008065457 A JP 2008065457A JP 2008257231 A JP2008257231 A JP 2008257231A
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JP2008065457A
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Kenichi Fukuda
謙一 福田
Yoji Ito
洋士 伊藤
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Fujifilm Corp
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Fujifilm Corp
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Abstract

【課題】負のAプレートを高い生産性で製造可能な新規な方法を提供する。
【解決手段】固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させることを含むことを特徴とする負のAプレートの製造方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、負のAプレートの新規な製造方法に関する。また、本発明は、新規な負のAプレート、偏光板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
液晶表示装置(LCD)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層を有し、例えば、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光層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、更には一枚以上の位相差フィルム(以降光学補償フィルムと記載することもある)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、一枚以上の位相差フィルム、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。
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。
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来ているが、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。
このような色ずれの問題を解決させるために、IPS方式に負のAプレートを用いた光学補償方式が開示されている。例えば、特許文献1には面内レターデーションReが90nmの負のAプレートを用いた光学補償方式が開示されている。また、特許文献2には、面内レターデーションReが195nmの負のAプレートを用いた別の光学補償方式が開示されている。
このような光学補償方式に用いることのできる負のAプレートとして、延伸フィルムを用いた負のAプレートと、塗布膜を用いた負のAプレートが主に挙げられる。延伸フィルムを用いた負のAプレートは固有複屈折値が負であるポリマー材料によって形成された未延伸フィルムを延伸することで形成される。また、塗布膜を用いた負のAプレートは重合性基を有するディスクコティック液晶分子を基材フィルム上に塗布し、ホモジーニャス配向後、固定化して形成される。
IPS方式の色ずれの解決方法に関しては上記の負のAプレート以外にも、既に別の位相差フィルムを用いた様々な光学補償方式が提案されている。この中で、特定の光学補償方式が特にテレビ用途に採用され、淘汰されずに生き残って行くためには、その光学補償方式がより正確に色ずれを改善できると同時に、高い生産性を有していることが必要である。
負のAプレートを含む位相差フィルムを、IPS方式等の光学補償に用いる場合、液晶セルと偏光子との間に配置する。この時、位相差フィルムが偏光層の保護フィルムを兼ねることは、それを搭載したパネルの薄型化や省資源化のみならず、生産性の観点でも好ましい。
位相差フィルムを偏光子の保護フィルムとして用いる場合、偏光層と保護フィルムとをロールtoロールで連続的に貼り合わせることが必要であり、負のAプレートを保護フィルムとして用いる場合には、光学補償の観点から、遅相軸が偏光子の吸収軸と平行であることが必要である。
現在、偏光層はヨウ素で染色したポリビニルアルコールフィルムを長さ方向に延伸して作製する方法が主流であり、吸収軸は長さ方向に平行である。従って、負のAプレートの遅相軸も長さ方向に平行であることが必要であるが、遅相軸を長さ方向に有し、光学補償を精密に行うことのできる負のAプレートを作製することは難しい。
特許文献3には、固有複屈折値が負である材料を主成分として含んでなる層の少なくとも片面に、前記固有複屈折値が負である材料のガラス転移温度TgAよりも20℃以上低いガラス転移温度TgBを有する透明な樹脂を主成分として含んでなる層を積層して未延伸積層体を得、これをTgA−10(℃)〜TgA+20(℃)の温度で延伸することを特徴とする、レターデーションのコントロール性に優れた、所定の光学特性の光学積層体の製造方法が開示されている。
また、特許文献4は、負の一軸性を有する位相差フィルムを有する液晶表示装置に関し、該負の一軸性を有する位相差フィルムが、負の固有複屈折を有する未延伸フィルムを延伸して製造可能であること、及び中でも、自由端縦一軸延伸することで、位相差フィルムと偏光層をロールtoロールで貼合することができ、生産性の観点で好ましいことが記載されている(特許文献4の[0054])。しかし、負の固有複屈折を有する未延伸フィルムを、自由端縦一軸延伸するとフィルムの面内遅相軸は横方向に現れてしまい、位相差フィルムの面内遅相軸と偏光膜の吸収軸とを一致させて、ロールtoロールで貼合するのは困難である。
また、位相差フィルムの面内遅相軸を長手方向にするためには、自由端横延伸が必要であるが、長尺フィルムでは、フィルムを長手方向に搬送するために横方向端部を固定化しているので、自由端にはならず、従って自由端横延伸を長尺フィルムで作製することは極めて難しい。
特開2005−173584号公報 特開2005−309379号公報 特開2004−133313号公報 特開2005−221532号公報
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、本発明は負のAプレートを高い生産性で製造可能な新規な方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、生産性が高く、液晶セルを正確に光学的に補償し、コントラストの改善と黒表示時の視角方向に依存した色ずれを軽減するのに寄与し得る、負のAプレート及び偏光板を提供することを課題とする。
また、本発明は、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、液晶表示装置、特にIPSモードの液晶表示装置、を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
[1] 固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させることを含む負のAプレートの製造方法。
[2] フィルムをテンタークリップによって把持して搬送しつつ、前記幅方向に延伸するとともに、該テンタークリップの間隔を搬送方向に沿って狭めることで収縮させることを特徴とする[1]の方法。
[3] 前記幅方向の延伸率をX%とし、前記搬送方向の収縮率をY%としたとき、下記数式(Z)を満たすことを特徴とする[1]又は[2]の方法。
Figure 2008257231
[4] 前記固有複屈折値が負である材料が、ビニル芳香族系重合体であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかの方法。
[5] 前記ビニル芳香族系重合体が、スチレン及び/又はスチレン誘導体と無水マレイン酸との共重合体であることを特徴とする[4]の方法。
[6] 前記固有複屈折が負である材料が、フルオレン骨格を有するポリカーボネートであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかの方法。
[7] 幅が0.2〜3mであり、長さが20〜10000mである負のAプレートを得ることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかの方法。
[8] 固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させて、負のAプレートとする工程、及び該負のAプレートと偏光子とを、長尺の状態で積層する積層工程とを含む偏光板の製造方法。
[9] [1]〜[7]のいずれかの方法で作製された負のAプレート。
[10] 固有複屈折値が負である材料を含む層を少なくとも一つ有し、面内遅相軸が長手方向に平行であり、且つ下記式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする、長尺状の負のAプレート:
式(1): 50nm≦Re(550)≦300nm
式(2): −0.6≦Rth(550)/Re(550)≦−0.4 。
[11] さらに、下記式(3)を満たすことを特徴とする[10]の負のAプレート:
式(3): −0.55≦Rth(550)/Re(550)≦−0.45 。
[12] 透明なポリマー層をさらに有することを特徴とする[10]又は[11]の負のAプレート。
[13] 液晶表示装置に組み込み可能な大きさに切断された[10]〜[12]のいずれかの負のAプレート。
[14] [10]〜[13]のいずれかの負のAプレートと偏光子とを少なくとも有する偏光板。
[15] 前記負のAプレートと前記偏光子との間には実質的に等方的な接着剤層、及び/又は実質的に等方的な保護フィルムのみが含まれる[14]の偏光板。
[16] 互いの吸収軸を直交にして配置された一対の第1及び第2の偏光子と、一対の基板、及び該一対の基板に狭持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する液晶層を有する液晶セルと、前記第1の偏光子と前記液晶セルとの間に、[13]の負のAプレートとを有する液晶表示装置であって、
前記負のAプレートの遅相軸と前記液晶層の黒表示時の液晶分子の長軸方向とが実質的に平行又は直交であることを特徴とする液晶表示装置。
[17] 前記第2の偏光子と前記液晶セルとの間には、等方的な接着剤層、及び/又は実質的に等方的な保護フィルムのみが含まれることを特徴とする[16]の液晶表示装置。
[18] 互いの吸収軸を直交にして配置された一対の第1及び第2の偏光子と、一対の基板及び、該一対の基板に狭持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に垂直に配向する液晶層を有する液晶セルと、前記第1の偏光子と前記液晶セルとの間に、[13]の負のAプレートとを有する液晶表示装置。
本発明によれば、負のAプレートを高い生産性で製造可能な新規な方法を提供することができる。
また、本発明によれば、生産性が高く、液晶セルを正確に光学的に補償し、コントラストの改善と黒表示時の視角方向に依存した色ずれを軽減するのに寄与し得る、負のAプレート及び偏光板を提供することができる。
また、本発明によれば、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、液晶表示装置、特にIPSモードの液晶表示装置、を提供することができる。
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。
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。
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。
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。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、又は測定値をプログラム等で変換して測定するができる。
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。
Figure 2008257231
式中、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、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し、dは膜厚を表す。
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。
[負のAプレートの製造方法]
本発明は、負のAプレートの製造方法に関する。負のAプレートとは、一般的には、面内遅相軸を有し、波長550nmにおけるRth/Reが約−0.5である性質を有する位相差フィルムをいう。本発明では、「負のAプレート」については、必ずしもRth/Reが−0.5であることを要求するものではなく、Reが50nm以上であり、且つRth/Reが−0.60〜−0.40のものはいずれも含むものとする。
本発明の負のAプレートの製造方法は、固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させることを特徴とする。
本発明の製造方法は、例えば、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それに直交する幅方向の二軸方向に動作するテンターを用いて実施することができる。フィルムの横方向の端部を、該テンターのクリップによって把持して搬送しつつ、該フィルムを幅方向に延伸しながら、且つ搬送方向に沿ってクリップの間隔を徐々に狭めることでフィルムを搬送方向において収縮させることができる。
上記したフィルムの幅方向を延伸しつつ、フィルムの幅方向を収縮させて、フィルムの膜厚を増加させる延伸工程を具体的に実施可能な延伸装置として、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。
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では、延伸工程と収縮工程の少なくとも一部は、同時に行われる。本発明者らの研究の結果、このように延伸工程と収縮工程とが同時に実施される場合は、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。
また、本発明者らが鋭意研究した結果、負のAプレートとしての面内レターデーション(例えば、Re(550)が50〜200nm)を発現させつつ、波長550nmにおけるRth/Reが約−0.5(例えば、−0.6〜−0.4)の光学特性を満足するためには、前記幅方向における延伸率X%と、前記搬送方向における収縮率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。
Figure 2008257231
前記延伸率と前期収縮率との関係が、数式(Z)の下限を下回った場合であっても、負のAプレートを製造することは可能であるが、フィルム中に特殊な添加剤を添加したり、異種ポリマーをブレンドする等の技術が必要となり、それらは上記処理時において添加剤のフィルムからの泣き出しや、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、同様に、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であっても、負のAプレートを製造することは可能であるが、得られるフィルムにシワ等が発生する場合があり、位相差フィルム等として使用するのに適さない場合がある。
上記数式(Z)を満たす範囲において、延伸率としては、5〜100%が好ましく、10〜80%がより好ましい。また、収縮率としては、3〜30%が好ましく、5〜20%がより好ましい。
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。
本発明の製造方法において、収縮開始時とは、実質的にフィルムの寸法が減少し始めるときを意味し、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意味する。
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意味し、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意味する。
前記延伸及び収縮は、加熱下で行なってもよい。処理時点でのフィルムのガラス転移点温度Tgに対して、Tg−30℃〜Tg+50℃で行うことが好ましく、Tg−10℃〜Tg+20℃であることがより好ましい。加熱は、ヒートロール、放射熱源(IRヒーター等)、温風により行うことが好ましい。
なお、ガラス転移温度は、TA Instrments社製の「DSC2920Modulated DSC」等により測定することができる。ガラス転移温度の測定はフィルム成形後ではなく、樹脂重合後、フレーク又はチップの状態で測定した。
本発明の製造方法では、フィルムの延伸・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、各ステップの延伸倍率及び収縮率が、前記関係を満足しているのが好ましい。
本発明の製造方法では、フィルムの搬送速度は特に制限はない。搬送速度は、好ましくは延伸速度が5〜1,000%/分、より好ましくは10〜500%/分、となるように設定するのが好ましい。
本発明の製造方法によれば、面内遅相軸が長手方向にある負のAプレートを連続的に、長尺状に製造することができる。長尺状の形態としては、例えば、幅約0.2〜3m程度、長さ約20〜10000m程度の形状が挙げられる。
本発明の製造方法に用いるフィルムは、実質的に溶剤を含まない溶融製膜法、及び溶剤を含む溶液流延法等、いずれの製膜法で製造されたものであってもよい。前記フィルムが多層フィルムである場合は、溶融共押し出し法又は共流延法などを利用して製造することができる。前記フィルムの成形工程の後、連続して前記延伸・収縮処理を実施してもよい。例えば、溶液流延法によって製膜されたフィルムを用いる場合は、溶液流延法の乾燥工程の途中において実施する、湿式延伸の代替として、上記延伸・収縮処理を実施してもよい。また、溶融押し出し法により製膜されたフィルム、又は溶液製膜法により作製された乾燥後のフィルムに、連続的に上記延伸・収縮処理を施してもよい。また、勿論、一旦ロール状等に巻き取った後に、別途、上記延伸・収縮処理を実施することもできる。
本発明の製造方法では、固有複屈折値が負である材料を含む一層又は二層以上からなる層を有するフィルムを用いる。
材料の固有複屈折値Δn0は、式[1]により算出される値である。
Δn0=(2π/9)(Nd/M){(na+2)2/na}(α1−α2)・・・[1]
但し、πは円周率、Nはアボガドロ数、dは密度、Mは分子量、naは平均屈折率、α1は高分子の分子鎖軸方向の分極率、α2は高分子の分子鎖軸と垂直な方向の分極率である。
固有複屈折値が負である材料としては、ポリマー材料が好ましく、前記フィルムは負の固有複屈折のポリマー材料を主成分(固形分で50質量%以上のことをいうものとする)として含む一層又は二層以上からなっているのが好ましい。
前記固有複屈折値が負であるポリマーの例には、ビニル芳香族系重合体が含まれる。ビニル芳香族系重合体としては、例えば、ポリスチレン、スチレン、又は、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、p−ニトロスチレン、p−アミノスチレン、p−カルボキシスチレン、p−フェニルスチレンなどのビニル芳香族単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルなどのその他の単量体との共重合体などを挙げることができる。これらの中でも、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体が好ましい。なお、負の固有複屈折性が損なわれない程度に、他のモノマーとの共重合として、ガラス転移温度や光弾性などの物性をコントロールして他の機能を付加してもよい。
また、前記固有複屈折値が負であるポリマーの他の例には、フルオレン骨格を有するポリカーボネートが含まれる。フルオレン骨格は延伸操作等により高分子主鎖に対して垂直に配向するため、大きな負の分極率を示す。
フルオレン骨格を有するポリカーボネートの好ましい例としては、下記式(I)で表される繰り返し単位を含有するポリマーが挙げられる。
Figure 2008257231
ここで、R1〜R8は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基及び炭素数1〜6の炭化水素−O−基よりなる群から選ばれる基であり、そしてXは、下記式(1)−1:
Figure 2008257231
で表わされる基であり、R30及びR31は、互いに独立に、ハロゲン原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、そしてn及びmは互いに独立に、0〜4の整数である。
上記式(I)で表される繰返し単位を全繰返し単位の50〜95モル%含有するものが好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。
これらのフルオレン骨格を有するポリカーボネートは、高いガラス転移点温度を示し、ハンドリングや延伸成形性等の点で優れた物性を有する。
より好ましいポリカーボネートの例は、上記式(I)で表される繰り返し単位と、下記式(II)で表される繰返し単位を含むポリマーである。
Figure 2008257231
上記式(II)中、R9〜R16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の炭化水素基よりなる群から選ばれる少なくとも一種の基であり、Yは下記式群のそれぞれで表わされる基:
Figure 2008257231
よりなる群から選ばれる少なくとも一種の基である。ここで、Y中のR17〜R19、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基、アリール基の如き炭素数1〜22の炭化水素基であり、R20及びR23はアルキル基、アリール基の如き炭素数1〜20の炭化水素基であり、また、Ar1〜Ar3は、それぞれ独立に、フェニル基の如き炭素数6〜10のアリール基である。
上記式(I)及び(II)の繰り返し単位を含むポリマーは、その合計に対して、上記式(I)で表される繰返し単位を50〜95モル%含有するものが好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。
前記ポリカーボネートは、公知の方法によって製造できる。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、固相重合法等により好適に製造される。
本発明に利用可能な前記固有複屈折値が負であるポリマーの他の例には、下記式(III)で表され構造単位(III)を含むノルボルネン系開環(共)重合体が含まれる。なお、本明細書において、「(共)重合体」とは、単独重合体及び共重合体の双方を意味する。また、本明細書において、「ノルボルネン系開環(共)重合体」とは、ノルボルネン系化合物を重合又は共重合した(共)重合体、及び、これらを水素添加した化合物のいずれも含む意味である。
Figure 2008257231
式(III)中、m及びnはそれぞれ独立に、0〜2の整数であり;
Xは、式:−CH=CH−で表される基、又は、式:−CH2CH2−で表される基であり;
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びR9はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基(但し、酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい)及び極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し;
s、t及びuはそれぞれ独立に、0〜3の整数である。
上記ノルボルネン系開環(共)重合体は、必要に応じて下記一般式(IV)で表される構造単位(IV)を含んでいてもよい。
Figure 2008257231
式(IV)中、X、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、m、n、s及びtはそれぞれ、上記式(III)中のそれぞれと同義である。
式(IV)中、R10、R11、R12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基(但し、酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい)、及び極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環又は多環の基を形成してもよく、R10とR11、又は、R12とR13は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。
ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。
炭素原子数1〜30の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;エチリデン基、プロピリデン基等のアルキリデン基;フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の芳香族基等が挙げられる。これらの炭化水素基は置換されていてもよく、置換基としては例えばフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、フェニルスルホニル基、シアノ基等が挙げられる。
また、上記の置換又は非置換の炭化水素基は、直接環構造に結合していてもよいし、あるいは連結基を介して結合していてもよい。連結基としては、例えば炭素原子数1〜10の2価の炭化水素基(例えば、−(CH2)q−、qは1〜10の整数で表わされるアルキレン基);酸素原子、窒素原子、イオウ原子又はケイ素原子を含む連結基(例えば、カルボニル基(−CO−)、カルボニルオキシ基(−COO−)、スルホニル基(−SO2−)、スルホニルエステル基(−SO2−O−)、エーテル結合(−O−)、チオエーテル結合(−S−)、イミノ基(−NH−)、アミド結合(−NHCO−)、シロキサン結合(−Si(R2)O−(ここで、Rはメチル、エチル等のアルキル基));あるいはこれらの2種以上が組み合わさって連なったものが挙げられる。
極性基としては、例えば水酸基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基、カルボニルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、シアノ基、アミド基、イミド基、トリオルガノシロキシ基、トリオルガノシリル基、アミノ基、アシル基、アルコキシシリル基、スルホニル基、及びカルボキシル基などが挙げられる。さらに具体的には、上記アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられ;カルボニルオキシ基としては、例えばアセトキシ基、プロピオニルオキシ基等のアルキルカルボニルオキシ基、及びベンゾイルオキシ基等のアリールカルボニルオキシ基が挙げられ;アルコキシカルボニル基としては、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられ;アリーロキシカルボニル基としては、例えばフェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基、フルオレニルオキシカルボニル基、ビフェニリルオキシカルボニル基等が挙げられ;トリオルガノシロキシ基としては例えばトリメチルシロキシ基、トリエチルシロキシ基等が挙げられ;トリオルガノシリル基としてはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基等が挙げられ;アミノ基としては第1級アミノ基等が挙げられ、アルコキシシリル基としては例えばトリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等が挙げられる。
なお、式(III)中の4個のR8及びR9は、それぞれ独立した原子もしくは基である。
また、式(IV)中、R10、R11、R12、及びR13は、上記のように互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環又は多環の基を形成してもよく、R10とR11、又は、R12とR13は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよい。ただし、前記一般式(IV)で表される構造単位(IV)は、前記一般式(III)で表される構造単位(III)を含まない。
式(IV)中、R10、R11、R12、及びR13が、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環又は多環の基を形成する場合、形成される単環又は多環は、芳香環でもよいし、非芳香環でもよい。式(IV)中、R10、R11、R12及びR13が、互いに結合して環構造を形成した場合の例を以下に部分的に示す。
Figure 2008257231
前記ノルボルネン系開環(共)重合体を構成する構造単位(III)及び必要に応じて構造単位(IV)としては、具体的には、例えば、後述する単量体(IIIm)及び単量体(IVm)から誘導される構造単位が挙げられる。
前記ノルボルネン系開環(共)重合体は、上記一般式(III)で表される構造単位(III)を、全構造単位中、通常2モル%以上、好ましくは5モル%以上含有するのが望ましい。
また、前記ノルボルネン系開環共重合体が、上記一般式(III)で表される構造単位(III)と、上記一般式(IV)で表される構造単位(IV)とを有する場合には、構造単位(IV)の割合は全構造単位中98モル%以下であることが好ましい。また、前記ノルボルネン系開環(共)重合体において、構造単位(III)と構造単位(IV)との比は、構造単位(III)/構造単位(IV)のモル比で、通常100/0〜2/98、好ましくは100/0〜5/95、より好ましくは100/0〜10/90である。
なお、前記ノルボルネン系開環(共)重合体は、構造単位(III)及び構造単位(IV)の他に、さらに別の構造単位を有していてもよい。このようなノルボルネン系開環(共)重合体は、構造単位(III)と構造単位(IV)とを、その合計で、全構造単位中、好ましくは10モル%以上、より好ましくは15モル%以上有するのが望ましい。
前記ノルボルネン系開環(共)重合体が有していてもよい構造単位(III)及び構造単位(IV)以外の構造単位としては、構造単位(III)を誘導する後述する単量体(IIIm)及び構造単位(IV)を誘導する後述する単量体(IVm)とともに共重合可能な単量体から誘導される構造単位が挙げられる。具体的には、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロオクテン、シクロドデセン等の環状オレフィン;1,4−シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロドデカトリエン等の非共役環状ポリエン;ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン、エチレン−非共役ジエン重合体、ノルボルネン系単量体の開環(共)重合体の未水添物などの二重結合を有する低重合物;などから誘導される構造単位が挙げられる。
前記ノルボルネン系開環(共)重合体中、構造単位(III)及び構造単位(IV)におけるXの合計の90モル%以上、好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは97モル%以上が、−CH2CH2−で表される基であることが好ましい。すなわち、前記ノルボルネン系開環(共)重合体が、充分に水素添加され、主鎖中の二重結合が少ない(共)重合体であることが好ましい。前記ノルボルネン系開環(共)重合体は、一般式中のXが−CH2CH2−で表される基である割合が高いほど、すなわち水素添加割合が高いほど、安定な(共)重合体となり、熱による着色や劣化が抑制されるため好ましい。
前記ノルボルネン系開環(共)重合体は、下記一般式(IIIm)で表されるノルボルネン系単量体(IIIm)を単独で、又は、必要に応じて下記一般式(IVm)で表されるノルボルネン系単量体(IVm)とともに、開環(共)重合することで前記ノルボルネン系開環(共)重合体を製造することができる。
Figure 2008257231
式(IIIm)中、m及びnは、それぞれ独立に0〜2の整数であり;
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、及びR9はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基(但し、酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい)、及び極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し;
s、t及びuはそれぞれ独立に、0〜3の整数である。
Figure 2008257231
式(IVm)中、m及びnは、それぞれ独立に0〜2の整数であり;
1、R2、R3、R4、R5、R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基(酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい)、及び極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し;
10、R11、R12、R13はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素原子数1〜30の炭化水素基(但し、酸素原子、窒素原子、イオウ原子もしくはケイ素原子を含む連結基を有していてもよい)、及び極性基よりなる群から選ばれる原子もしくは基を表し、互いに結合してヘテロ原子を有してもよい単環又は多環の基を形成してもよく、R10とR11、又は、R12とR13は、一体化して2価の炭化水素基を形成してもよく;
s及びtはそれぞれ独立に0〜3の整数である。
なお、ノルボルネン系単量体(IIIm)における、m、n、X、R1〜R9、s、t及びuは、それぞれ上述の構造単位(III)におけるそれらと同義であり、また、ノルボルネン系単量体(IVm)における、m、n、X、R1〜R7、R10〜R13、s及びtは、それぞれ上述の構造単位(IV)におけるそれらと同義である。
上記のノルボルネン系単量体(IIIm)においてスピロ芳香族構造とシクロ環構造が連結する部位の立体異性体としては、exo体とendo体が存在するが、これらの組成は特に限定されるものではなく、所望の特性に応じていずれも選択することができる。
前記固有複屈折値が負である材料は、上記例示したポリマーを2種以上含有していてもよいし、他のポリマーを含有していてもよい。ポリマーを混合する場合は、透明性を維持するために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。
また、前記フィルムは、前記固有複屈折値が負である材料を含む層を二層以上有する多層構造体であってもよい。さらに、前記フィルムは、前記固有複屈折値が負である材料を含む層とともに、他の材料からなる層を含む層を有していてもよい。他の層は前記固有複屈折値が負である材料を含む層の少なくとも片面に積層してなることが好ましく、層の両面に、透明な樹脂層を積層してなることが特に好ましい。固有複屈折値が負である材料を含む層に透明な樹脂層を積層することにより、固有複屈折値が負である材料を含む層の破断を防いだり、積層体として波長分散性を容易に制御することが可能となる。この場合、透明な樹脂層は、固有複屈折値が負である材料を含む層の位相差を効率的に利用する観点から、実質的に無配向であることが好ましい。透明な樹脂層としては、1mm厚で全光線透過率が80%以上のものであれば特に制限されず、例えば、脂環式構造を有する重合体、ポレエチレンやポリプロピレンなどの鎖状オレフィン系重合体、ポリカーボネート系重合体、ポリエステル系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリエーテルスルホン系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリビニルアルコール系重合体、ポリメタクリレート系重合体などが挙げられる。これらの中でも、脂環式構造を有する重合体又は鎖状オレフィン系重合体が好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、脂環式構造含を有する重合体が特に好ましい。
脂環式構造を有する重合体としては、主鎖及び/又は側鎖に脂環式構造を有するものを挙げることができる。これらの中で、機械強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を有する重合体を特に好適に用いることができる。
重合体の脂環式構造としては、飽和環状炭化水素(シクロアルカン)構造、不飽和環状炭化水素(シクロアルケン)構造などが挙げられるが、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常4〜30個、好ましくは5〜20個、より好ましくは5〜15個の範囲であるときに、機械強度、耐熱性、及びフィルムの成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。本発明に使用される脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を含有してなる繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を含有してなる繰り返し単位の割合がこの範囲にあるとフィルムの透明性及び耐熱性の観点から好ましい。
脂環式構造を有する重合体としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物;ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物;単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物;環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物;ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物;ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの芳香族環を含む不飽和結合の水素添加物;を挙げることができる。
脂環式構造を有する重合体は、例えば特開2002-321302号公報などに開示されている公知の重合体から選ばれる。
なお、透明な樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填材、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止材、抗菌剤やその他の樹脂、熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を発明の効果が損なわれない範囲で添加することができる。
また、前記フィルムの原料として、ポリマーを用いる場合は、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。かかるポリマーを用いると、得られる負のAプレートの光学特性の温湿度(特に湿度)による影響が軽減できるので好ましい。
本発明の製造方法により、負のAプレートを作製するためには、延伸・収縮処理前の前記フィルムは、下記式(5)及び(6)を満たすことが好ましい。
(5): −20nm≦Re(550)≦20nm
(6): −20nm≦Rth(550)≦20nm
上記光学特性のフィルムは、上記例示した押出し成形法及び溶液製膜法等によって、容易に製造することができる。また、上記式を満足するフィルムとするために、延伸処理を施したフィルムを、負のAプレートの製造のために用いてもよい。延伸工程前に、予備加熱を施す前熱処理工程を実施すると、上記式(5)及び(6)を満足する光学特性が発現しやすくなるので好ましい。この前熱処理工程では、延伸前のフィルムのガラス転移点温度Tgに対して、Tg+(25〜100)℃に加熱するのが好ましい。熱処理時間は1秒間〜3分間程度であることが好ましい。
また、延伸工程後に、得られたフィルムを熱処理する、後熱処理工程を行ってもよい。後熱処理温度は、得られたフィルムのガラス転移温度Tgに対して、Tg−20℃〜Tg+10℃の温度で行うことが好ましい。また、後熱処理時間は1秒間〜3分間であることが好ましい。
また、これら前・後熱処理工程における加熱方法は、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。
また、前記原料となるフィルムの製造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。
以下、溶液流延法及び溶融製膜法で原料となるフィルムを作製する際に利用可能な技術について種々説明する。
・溶液流延法によるフィルムの製造
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。
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。
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。
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。
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。
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、ポリマーの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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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/mm2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T1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T2を、(T1−10)℃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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
・溶融製膜
前記原料となるフィルムは溶融製膜法によって製造してもよい。溶融製膜法では、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。
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。
本発明の負のAプレートの製造方法に用いられるフィルムは、負の複屈折性の材料以外の成分を含んでいてもよい。以下、前記フィルムに添加可能な添加剤について説明する。なお、添加剤は、負の複屈折性の材料を含有する層に含まれていてもよいし、前記フィルムが、負の複屈折性の材料を含有する層以外の他の層も有する場合は、該他の層に添加されていてもよい。
・紫外線吸収剤
前記フィルムには、紫外線吸収剤を添加してもよい。
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。
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。
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。
・劣化防止剤
また、前記フィルムには、劣化、分解するのを防止する目的で、劣化防止剤を添加してもよい。
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。
・染料
また、前記フィルムには、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、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。
・マット剤微粒子
また、前記フィルムには、マット剤として微粒子を添加してもよい。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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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、1m2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。
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、製膜時に用いられる溶媒を用いることが好ましい。
[負のAプレート]
本発明は、固有複屈折値が負である材料を含む層を少なくとも一つ有し、面内遅相軸が長手方向に平行であることを特徴とする長尺状の負のAプレートにも関する。前記長尺状の負のAプレートは、使用時において、液晶表示装置に組み込み可能な大きさに切断される。具体的には、長さ20〜1200mm、幅20〜1200mm程度の大きさに切断されて用いられる。
本発明の製造方法によれば、面内遅相軸が長手方向に平行である長尺状の負のAプレートを、光学特性を制御しつつ作製することができる。なお、本明細書で、「長尺状」とは、長さ10〜5000m、幅200〜2000mmの形状をいうものとする。勿論、折り畳まれた形態や、ロール状に巻かれた形態も含む。
本発明の負のAプレートは、液晶表示装置、特にIPSもしくはVAモードの液晶表示装置の光学補償に用いられる場合、下記式(1)及び(2)を満足しているのが好ましい。
式(1): 50nm≦Re(550)≦300nm
式(2): −0.6≦Rth(550)/Re(550)≦−0.4
前記式(1)に関して、Re(550)が80〜250nmであるのが好ましく、Re(550)が100〜200nmであるのがより好ましい。また、本発明の負のAプレートは、前記式(2)に関して、Rth(550)/Re(550)が、−0.57〜−0.43であるのが好ましく、−0.55〜−0.45であるのがより好ましい。
その他、本発明の負のAプレートは、下記特性を満足しているのが好ましい。
・含水率
本発明の負のAプレートは、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、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。
・ ヘイズ
また、本発明の負のAプレートは、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、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。
・ 寸度変化
また、本発明の負のAプレートは、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。
・ 光弾性係数
更に、本発明の負のAプレートの光弾性係数は、50×10-13cm2/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、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する。
・ Rth(550)の湿度依存性
本発明の負のAプレートは、下記数式(A)を満たすことが好ましい。
式(A):
10≧|Rth(550)10%RH−Rth(550)60%RH|
なお、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。
|Rth(550)10%RH−Rth(550)60%RH|は、5nm以下であることが更に好ましい。
本発明の負のAプレートは、一旦長尺状に作製された後、連続して、又は一旦ロール状に巻き取られ保管・搬送等された後、液晶表示装置に組み込み可能な大きさに切断して用いられてもよい。
また、後述する様に、長尺状の形態のまま、偏光膜とロールtoロールで積層した後、液晶表示装置に組み込み可能な大きさに切断して用いられてもよい。
[偏光板及びその製造方法]
本発明は、固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させて、負のAプレートとする工程、及び該負のAプレートと偏光子とを、長尺の状態で積層する積層工程とを含む偏光板の製造方法;及び本発明の負のAプレートと偏光子とを少なくとも有する偏光板;にも関する。本発明の偏光板において、前記負のAプレートは、偏光膜の表面に接着剤を介して貼り合せられているのが好ましい。偏光膜と負のAプレートとの間に、他のポリマーフィルム等を配置する場合は、該フィルムは光学的に等方性であるのが好ましい。
本発明の偏光板は、本発明の製造方法を利用することで製造するのが好ましい。本発明の製造方法を利用すると、偏光子の吸収軸と負のAプレートの面内遅相軸とが同一方向にそろった偏光板を、連続的に長尺状に製造することができる。長尺状の形態としては、例えば、幅約0.2〜3m程度、長さ約20〜10000m程度の形状が挙げられる。例えば、本発明の製造方法によって製造された長尺状に製造された負のAプレートを一旦ロール状に巻き取り、一方、ロール状に巻き取られた長尺状の偏光膜を別途用意し、双方をロールtoロールで積層することにより、負のAプレートの面内遅相軸と、偏光膜の吸収軸とが同一方向にある偏光板を連続的に生産することができる。
貼り合わせは、接着剤を用いて行なうのが好ましい。接着剤については特に制限されないが、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を用いることができ、中でもPVA系樹脂が好ましい。
接着剤層厚みは乾燥後に0.01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmがより好ましい。
貼り合せは、負のAプレートを乾燥工程中、両端を保持した状態で行なってもよいし、乾燥後に、両端保持部から解除した後に、行なってもよい。貼り合せた後に耳きりをするのが好ましく、前者では、偏光膜と貼り合せた後両端を耳きりする、後者では、偏光膜と貼り合せる前に、両端を耳きりするのが好ましい。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。
前記負のAプレートに表面処理を行い、接着性を向上させてもよい。
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。
前記偏光膜としては、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、延伸を行ったものを用いることができる。延伸後、揮発分率を低下させる乾燥工程を実施してもよい。乾燥は、負のAプレートもしくは他の保護フィルムを貼り合わせた後、加熱工程を実施して行なうのも好ましい。
偏光膜と負のAプレートとの間に、他のポリマーフィルムが、偏光膜保護フィルムとして存在する場合は、該フィルムは実質的に等方的であることが好ましく、具体的には、面内レターデーションReが0〜10nmであることが好ましく、0〜7nmであることがより好ましく、0〜5nmであることがさらに好ましい。また、厚み方向のレターデーションRthは−25〜25nmであることが好ましく、−15〜15nmであることがより好ましく、−10〜10nmであることが特に好ましい。
また、等方的なフィルム上に本発明の負のAプレートを貼合する場合、等方的な粘着剤を用いることが好ましい。前記等方性のフィルムは、セルロースアシレートフィルムであることが好ましい。
本発明の偏光板は、偏光膜の一方の表面上に本発明の負のAプレートを有し、他の表面上にも保護フィルムを有しているのが好ましい。該保護フィルムは、セルロースアシレートフィルムであるのが好ましい。
本発明の偏光板の一態様は、偏光膜、本発明の負のAプレート(偏光膜用保護フィルムを兼ねる)及び第2の位相差フィルムをこの順に有する態様である。この態様における、第2の位相差フィルムのレターデーション、及び遅相軸の組み合わせは、以下のいずれかであることが好ましい。
・ 好ましい第1の例
第2の位相差フィルムの面内遅相軸が、偏光膜の吸収軸と平行な方向にあり、且つ第2の位相差フィルムは、下記光学特性を満足する。
50nm≦Re(550)≦150nm
30nm≦Rth(550)≦100nm
・ 好ましい第2の例
第2の位相差フィルムの面内遅相軸が、偏光膜の吸収軸と直交する方向にあり、且つ第2の位相差フィルムは、下記光学特性を満足する。
50nm≦Re(550)≦300nm
−200nm≦Rth(550)≦−30nm
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。
本発明の偏光板は、偏光板の少なくとも一方の側の保護膜の表面(視認側となる表面)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。
・ 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。
・ 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。
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。
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。
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。
・ 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。
(m/4)λ×0.7<nLL<(m/4)λ×1.3・・・・数式(C)
上記数式(C)中、mは正の奇数であり、nLは低屈折率層の屈折率であり、そして、dL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。
[液晶表示装置]
本発明は、本発明の負のAプレート及び/又は本発明の偏光板を有する液晶表示装置にも関する。
本発明の液晶表示装置は、反射型、半透過型、透過型液晶表示装置等のいずれであってもよい。液晶表示装置は一般的に、偏光板、液晶セル、及び必要に応じて位相差フィルム、反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラーフィルター等の部材から構成されるが、本発明においては本発明の偏光板を使用することを必須とする点を除いて特に制限はない。液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。液晶セルを構成する前記透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶性化合物、高分子液晶性化合物及びこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性化合物等を添加することもできる。
前記液晶セルは、前記電極基板及び液晶層の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていてもよい。前記液晶セルの方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、STN(SuperTwisted Nematic)方式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)方式、IPS(In−Plane Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式、MVA(Multidomain Vertical Alignment)方式、PVA(Patterned Vertical Alignment)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式、HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、STN−LCD等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにTFT(Thin Film Transistor)電極、TFD(Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であってもよい。カラーフィルターを使用しないフィールドシーケンシャル方式であってもよい。
液晶セルのモードは特に限定されないが、IPSモード、VAモード又はFFSモードであることが好ましい。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の透過軸は直交している。光学補償フィルムを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10−54982号公報、特開平11−202323号公報、特開平9−292522号公報、特開平11−133408号公報、特開平11−305217号公報、特開平10−307291号公報などに開示されている。
次に、図面を用いて、本発明の液晶表示装置の実施態様について説明する。なお、図1〜図7中、同一の部材には同一の番号を付した。
図1は、IPS、FFSモード等の水平配向モードの液晶表示装置の実施態様の構成を示す模式図である。
図1の液晶表示装置は、吸収軸9及び2を直交にして配置された、一対の第1の偏光膜3及び第2の偏光膜8と、該一対の偏光膜3及び8との間に配置された液晶セル6とを有する。液晶セル6は、図中省略したが、一対の基板と、該一対の基板間に配置された液晶層とを有し、該液晶層中の液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する、いわゆる水平配向モードの液晶セルである。第2の偏光膜8のセル側及び外側表面には保護フィルムがそれぞれ配置され、且つ第1の偏光膜3の外側には保護フィルムが配置されている。
図1の液晶表示装置は、さらに、第1の偏光膜3と液晶セル6との間に配置された、第1の位相差フィルム(本発明の負のAプレート)11及び第2の位相差フィルム13を有する。第1の位相差フィルム11は、第1の偏光膜3の液晶セル側の保護フィルムとしても機能している。
第1及び第2の位相差フィルム11、13の面内遅相軸12、14は、互いに平行であり、且つ液晶セル6の黒表示時の液晶分子の長軸方向5に対して実質的に直交である。
図1中、第1及び第2の偏光膜3及び8のいずれが、バックライト側偏光膜であっても、視認側偏光膜であってもよいが、第1の偏光膜3がバックライト側であることが好ましい。
なお、図1中、第1位相差フィルム11、第1の偏光膜3、及び保護フィルム1からなる積層体が、本発明の偏光板である。
図1中、第1位相差フィルム11は、本発明の負のAプレートであり、下記式(1)及び(2)を満足しているのが好ましい。
式(1): 50nm≦Re(550)≦300nm
式(2): −0.6≦Rth(550)/Re(550)≦−0.4
前記式(1)に関して、Re(550)が50〜200nmであるのが好ましく、Re(550)が80〜130nmであるのがより好ましい。
図1中、第2位相差フィルム13は、正のAプレートであるのが好ましい。より具体的には、下記式(10)及び(11)の光学特性を満足しているのが好ましい。
式(10): 50nm≦Re(550)≦150nm
式(11): 30nm≦Rth(550)≦100nm
第2位相差フィルム13としては、延伸ポリマーフィルム、ポリマーフィルム上に液晶組成物から形成した位相差層を有する積層フィルム等、種々のものを用いることができる。また、第1位相差フィルム11を支持体として、その上に、液晶組成物からなる位相差層を塗布等によって形成してもよいが、第2位相差フィルムは、延伸フィルムであることが好ましい。
図1中、第2の偏光膜8の保護フィルム7は、実質的に等方的な透明保護フィルムであることが好ましい。実質的に等方的な透明保護フィルムとは、具体的には、面内のレターデーションが0〜10nm、厚さ方向のレターデーションが−20〜20nmであり、例えば、かかる光学特性を有するセルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むフィルムが好ましい。
図3は、IPS、FFSモード等の水平配向モードの液晶表示装置の他の実施態様の構成を示す模式図である。
図3の液晶表示装置では、第2の位相差フィルム13が、第2の偏光膜8の保護フィルム7と液晶セル6との間に、及び第1の位相差フィルム(本発明の負のAプレート)11が、第1の偏光膜3と液晶セルとの間に配置されている。第1及び第2の位相差フフィルム11及び13は、それぞれ、第1及び第2の偏光膜3及び8の液晶セル側の保護フィルムを兼ねている。
図3中、第1位相差フィルム11は、その遅相軸12が第1の偏光膜3の吸収軸2に平行であり、且つ前記式(1)及び(2)を満足する光学特性を有する。面内レターデーションRe(550)は50〜200nmであることが好ましく、70〜150nmであることがより好ましく、80〜130nmであることが更に好ましい。
図3中、第2位相差フィルム13は、その遅相軸14が、第2の偏光膜8の吸収軸9に平行であり、且つ前記式(1)及び式(2)を満足する光学特性を有する。面内レターデーションRe(550)は、100〜300nmであることが好ましく、130〜250nmであることがより好ましく、150〜230nmであることが更に好ましい。即ち、図3中、第2の位相差フィルム13としても、本発明の負のAプレートを用いることができる。
この場合、第1の位相差フィルム11と第2の位相差フィルム13の何れもが、本発明の負のAプレートであることが好ましい。また、2枚の位相差フィルムのうち、第2の位相差フィルム13のみが本発明の位相差フィルムであっても構わない。
図3の液晶表示装置では、第1及び第2の偏光膜3及び8は、バックライト側偏光膜及び視認側偏光膜のいずれであってもよいが、第1の偏光膜3が、バックライト側であるのが好ましい。
なお、図3中、第2の偏光膜8、第1の偏光膜3は、保護フィルムとして積層した位相差フィルムを含め、少なくともいずれか一方が本発明の偏光板である。いずれも本発明の偏光板であることが好ましい。
図4は、IPS、FFSモード等の水平配向モードの液晶表示装置の他の実施態様の構成を示す模式図である。
図4の液晶表示装置は、図1の液晶表示装置と同様の構成であるが、第2の位相差フィルム13の遅相軸14は、第1の位相差フィルム11の遅相軸12と直交する方向にある点で異なる。
図4中、第1位相差フィルム11は、その遅相軸12が、第1の偏光膜3の吸収軸に平行であり、且つ前記式(1)及び式(2)を満たす光学特性を有する。面内レターデーションRe(550)は50〜200nmであることが好ましく、70〜150nmであることがより好ましく、80〜130nmであることが更に好ましい。
図4中、第2位相差フィルム13は、その面内遅相軸14が第1の偏光膜3の吸収軸に直交であり、且つ下記式(12)及び(13)を満足するのが好ましい。
式(12): 50nm≦Re(550)≦300nm
式(13): −200nm≦Rth(550)≦−30nm
第2位相差フィルム13としては、延伸ポリマーフィルム、ポリマーフィルム上に液晶組成物から形成した位相差層を有する積層フィルム等、種々のものを用いることができる。また、第1位相差フィルム11を支持体として、その上に、液晶組成物からなる位相差層を塗布等によって形成してもよいが、第2位相差フィルムは、延伸フィルムであることが好ましい。
図4の液晶表示装置では、第1及び第2の偏光膜3及び8のいずれが、バックライト側偏光膜であっても、視認側偏光膜であってもよいが、第1の偏光膜がバックライト側であることが好ましい。
なお、図4中、第1位相差フィルム11と、第1の偏光膜3と、保護フィルム1とが本発明の偏光板である。
図4の構成において、第2位相差フィルムは上記の光学特性を有するものであれば延伸フィルムであっても、基材フィルムの位相差層を積層したフィルムであっても構わない。また、第1位相差フィルムを基材とした位相差層であっても構わないが、延伸フィルムであることが好ましい。
図4中、第2の偏光膜8の保護フィルム7は、実質的に等方的な透明保護フィルムであることが好ましい。実質的に等方的な透明保護フィルムとは、具体的には、面内のレターデーションが0〜10nm、厚さ方向のレターデーションが−20〜20nmであり、例えば、かかる光学特性を有するセルロースアシレート又は環状ポリオレフィンを含むフィルムが好ましい。
図5は、IPS、FFSモード等の水平配向モードの液晶表示装置の他の実施態様の構成を示す模式図である。
図5の液晶表示装置では、第2の位相差フィルム13が、第2の偏光膜8の保護フィルム7と液晶セル6との間に、及び第1の位相差フィルム(本発明の負のAプレート)11が、第1の偏光膜3と液晶セルとの間に配置されている。第1及び第2の位相差フフィルム11及び13は、それぞれ、第1及び第2の偏光膜3及び8の液晶セル側の保護フィルムを兼ねている。また、液晶セル6の黒表示時の液晶分子の長軸方向5は、第2の偏光膜8の吸収軸9に対して実質的に平行であり、且つ第1の偏光膜3の吸収軸に実質的に直交である。
図5中、第1位相差フィルム11は、その遅相軸が第1の偏光膜3の吸収軸2に平行であり、且つ前記式(1)及び(2)を満たす光学特性を有する。面内レターデーションRe(550)は100〜300nmであることが好ましく、130〜250nmであることがより好ましく、150〜230nmであることが更に好ましい。
図5中、第2位相差フィルム13は、実質的に面内レターデーションを有さず、面内レターデーションRe(550)は0〜10nmであることが好ましく、0〜8nmであることがより好ましく、0〜5nmであることが更に好ましい。
厚み方向レターデーションRth(550)は−200〜−30nmであることが好ましく、−180〜−30nmであることが好ましく、−160〜−80nmであることがさらに好ましい。
図5の液晶表示装置では、第1及び第2の偏光膜3及び8のいずれが、バックライト側偏光膜であっても、視認側偏光膜であってもよいが、第1の偏光膜がバックライト側であることが好ましい。
なお、図5中、第1位相差フィルム11と、第1の偏光膜3と、保護フィルム1とが本発明の偏光板である。
図6は、VAモードの液晶表示装置の実施態様の構成を示す模式図である。
図6の液晶表示装置は、吸収軸9及び2を直交にして配置された、一対の第1の偏光膜3及び第2の偏光膜8と、該一対の偏光膜3及び8との間に配置された液晶セル6’とを有する。液晶セル6’は、図中省略したが、一対の基板と、該一対の基板間に配置された液晶層とを有し、該液晶層中の液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に直交に配向する、いわゆる垂直配向モードの液晶セルである。第1及び第2の偏光膜3及び8の外側表面には、保護フィルムがそれぞれ配置されている。
図6の液晶表示装置は、さらに、第2の偏光膜8と液晶セル6’との間に配置された、第1の位相差フィルム(本発明の負のAプレート)11、及び第1の偏光膜3と液晶セル6’との間に配置された第2の位相差フィルム13を有する。第1及び第2の位相差フィルム11及び13は、それぞれ、第2及び第1の偏光膜8及び3の液晶セル側の保護フィルムとしても機能している。
VAモードの液晶セル6’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)であっても、(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)のいずれであってもよい。
図6中、第1位相差フィルム11は、その面内遅相軸が、第2の偏光膜8の吸収軸に平行であり、且つ前記式(1)及び(2)を満足する光学特性を有する。面内レターデーションRe(550)は100〜250nmであることが好ましく、120〜200nmであることがより好ましく、130〜180nmであることが更に好ましい。
図6中、第2位相差フィルム13は、実質的に面内レターデーションを有さず、面内レターデーションRe(550)は0〜10nmであることが好ましく、0〜8nmであることがより好ましく、0〜5nmであることが更に好ましい。厚み方向レターデーションRth(550)は300〜500nmであることが好ましく、350〜450nmであることが好ましく、370〜430nmであることがさらに好ましい。
図6中、第1及び第2の偏光膜3及び8のいずれがバックライト側偏光膜であっても視認側偏光膜であってもよいが、第1の偏光膜3がバックライト側であることが好ましい。
なお、図6中、第1位相差フィルム11と、第2の偏光膜8と、保護フィルム10とからなる積層体が本発明の偏光板であり、視認側偏光板に用いるのが好ましい。
図7は、VAモードの液晶表示装置の他の実施態様の構成を示す模式図である。
図7の液晶表示装置では、第1及び第2の位相差フィルム11及び13が積層され、第2の偏光膜8と液晶セル6’との間に配置されている。
図7中、第1位相差フィルム11は、その面内遅相軸12が第2の偏光膜8の吸収軸9に平行であり、且つ前記式(1)及び(2)を満足する光学特性を有する。面内レターデーションRe(550)は100〜250nmであることが好ましく、120〜200nmであることがより好ましく、130〜180nmであることが更に好ましい。
図7中、第2の位相差フィルム13は、実質的に面内レターデーションを有さず、面内レターデーションRe(550)は0〜10nmであることが好ましく、0〜8nmであることがより好ましく、0〜5nmであることが更に好ましい。厚み方向レターデーションRth(550)は300〜500nmであることが好ましく、350〜450nmであることが好ましく、370〜430nmであることがさらに好ましい。
図7中、第1及び第2の偏光膜3及び8のいずれがバックライト側偏光膜であっても視認側偏光膜であってもよいが、第1の偏光膜3がバックライト側であることが好ましい。
なお、図7中、保護フィルム10、偏光膜8、及び第1の位相差フィルム11からなる積層体、又はさらに第2の位相差フィルム13を有する積層体が、本発明の偏光板である。
IPSモードの実施形態では、図1、図3、図4、及び図5の構成が好ましく、中でも図3の構成が特に好ましい。一方、VAモードの実施形態では、図6及び図7の構成のいずれも好ましく、中でも、図6の構成が好ましい。
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。
なお、下記の実施例では、まず、本発明の負のAプレートを作製し、その負のAプレートを偏光板保護フィルムとし、更に負のAプレート上に正のAプレートを積層した偏光板を搭載したIPSモード又はVAモードの液晶表示装置を作製した。
[実施例1]
(負のAプレートの作製)
ノルボルネン系重合体[日本ゼオン(株)、ゼオノア1020、ガラス転移温度105℃]からなる[1]層、スチレン-無水マレイン酸共重合体[ノヴァケミカルジャパン(株)、ダイラークD332、ガラス転移温度130℃、オリゴマー含有量3質量%]からなる[2]層及び変性エチレン-酢酸ビニル共重合体[三菱化学(株)、モディックAP A543、ビカット軟化点80℃]からなる[3]層を有し、[1]層(15μm)−[3]層(5μm)−[2]層(100μm)−[3]層(5μm)−[1]層(15μm)の構成の未延伸積層体フィルム101を共押出成形により得た。
次に、上記で得た長尺の未延伸積層体フィルム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140℃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し、長手方向には0.85倍に緩和収縮(収縮率15%)させ、且つテンタークリップにより幅方向を1.40倍延伸し(延伸率40%)、延伸後の膜厚が118μmの位相差フィルム111を得た。
延伸率数式(Z)での延伸率と収縮率の関係は、本実施例では、延伸率が40%であり、延伸率数式(Z)で算出される収縮率は5.5〜25.5%で、中心地が15.5%である。従って、本実施例の収縮率は中心値に近い値である。
得られた位相差フィルム111の波長550nm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。面内レターデーションRe(550)は90nm、厚さ方向レターデーションRth(550)は−45nmであり、面内遅相軸は長手方向に平行であり、そのばらつきは±0.05°であり、残留揮発成分含有量は0.01質量%以下であった。即ち、位相差フィルム111は、面内遅相軸が長手方向に平行である、負のAプレートであった。
(正のAプレートの作製)
ノルボルネン系重合体[日本ゼオン(株)、ゼオノア1420、ガラス転移温度135℃]からなるフィルムを、温度139℃、倍率1.1倍でニップロールにより縦一軸延伸して、厚さ100μmの位相差フィルム112を得た。
得られたフィルムは、面内レターデーションRe(B)は90nm、厚さ方向レターデーションRth(B)は45nmであり、残留揮発成分含有量は0.01質量%以下であった。即ち、作製した位相差フィルム112は正のAプレートであった。
(偏光板の作製)
《バックライト側偏光板の作製》
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、位相差フィルム111をロールtoロールで貼り付けた。
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ロールtoロールで貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板(P1)を作製した。
このとき、前記偏光膜の吸収軸と、位相差フィルム111の遅相軸とは平行になるように配置されていた。
さらに、偏光板(P1)の位相差フィルム111を積層した面に粘着剤を用いて、位相差フィルム112をロールtoロールで貼り付け、偏光板(P11)を作製した。
このとき、前記偏光膜の吸収軸と、位相差フィルム112の遅相軸とが平行になるように配置されていた。
(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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、市販のセルロースアシレートフィルム(富士フイルム(株)製 Z−TAC)を鹸化後、をロールtoロールで貼り付けた。
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ロールtoロールで貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板(P20)を作製した。
(液晶表示装置の作製)
《IPSモードの液晶表示装置の作製》
IPSモードの液晶テレビTH−32LX500(松下電器産業(株)社製)から、液晶セルを取り出し、視認側及びバックライト側に貼られてあった偏光板、及び光学フィルムを剥した。この液晶セルは、電圧無印加状態及び黒表示時では液晶分子はガラス基板間で実質的に平行配向しており、その遅相軸方向は画面に対して水平方向であった。
上記の平行配向セルの上下のガラス基板に、上記作製した偏光板(P11)、及び偏光板(P20)を、粘着剤を用いて貼り合わせた。このとき、バックライト側の偏光板として、偏光板(P11)を配置し、視認側の偏光板として、偏光板(P20)を配置し、偏光板(P20)に含まれるセルロースアシレートフィルム(Z−TAC)が視認側のガラス基板に接するように、また、偏光板(P11)に含まれる位相差フィルム112がバックライト側のガラス基板に接するように貼り合わせた。
また、偏光板(P11)の吸収軸と液晶セルの遅相軸が平行になるようにし、偏光板(P11)と偏光板(P20)の吸収軸は直交するように配置した。
このようにして偏光板を貼り合せた液晶セルを、再度、液晶テレビTH−32LX500に組み込み、液晶表示装置(L11)を作製した。
液晶表示装置(L11)は図1に示した構成であり、第1の偏光膜3がバックライト側偏光板であり、第1の位相差フィルム11が位相差フィルム111であり、第2の位相差フィルム13は位相差フィルム112である。また、第2の偏光板保護フィルム(セル側)7はセルロースアシレートフィルム(Z−TAC)である。
作製した液晶表示装置(L11)について、評価した。結果を表1に示す。
<色ずれの評価>
液晶セルを、黒表示とし、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。
[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
<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。
[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
[実施例2]
(負のAプレートの作製)
固有複屈折値が負である材料としては、フルオレン骨格を有する共重合ポリカーボネートを用いた。
ポリカーボネートの重合は公知のホスゲンを用いた界面重縮合法によって行われた。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、これに下記構造を有するモノマー[A]と[B]を86対14のモル比で溶解させ、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。さらに、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仕込み量比とほぼ同様であった。また、ガラス転移温度は235℃だった。この共重合体の、ウベローデ粘度管を用いてメチレンクロライド中20℃で求めた極限粘度は0.8であった。
Figure 2008257231
この共重合体をメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度18質量%のドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャストフィルムを作製し、厚さが75μmの長尺の未延伸フィルム103を得た。この未延伸フィルム中の残留溶媒量は0.9質量%であった。
上記で得た長尺の未延伸フィルム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245℃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、フィルム長手方向に0.85倍に緩和収縮(収縮率15%)させ、テンタークリップにより幅方向を1.30倍延伸し(延伸率30%)、延伸後の膜厚66μmの位相差フィルム113を得た。
延伸率数式(Z)での延伸率と収縮率の関係は、本実施例では、延伸率が30%であり、延伸率数式(Z)で算出される収縮率は2.3〜22.3%で、中心地が12.3%である。従って、本実施例の収縮率は中心値に近い値である。
得られた位相差フィルム113の波長550nm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。面内レターデーションRe(550)は90nm、厚さ方向レターデーションRth(550)は−45nmであり、面内遅相軸は長手方向に平行な方向であり、そのばらつきは±0.05°であり、残留揮発成分含有量は0.01質量%以下であった。即ち、位相差フィルム113は、面内遅相軸が長手方向に平行である、負のAプレートであった。
(偏光板の作製)
《バックライト側偏光板の作製》
前述の実施例1の偏光板(P1)の作製において、位相差フィルム111の代わりに位相差フィルム113を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板(P2)を作製した。
さらに、偏光板(P2)の位相差フィルム113を積層した面に粘着剤を用いて、位相差フィルム112をロールtoロールで貼り付け、偏光板(P12)を作製した。
このとき、前記偏光膜の吸収軸と、位相差フィルム112の遅相軸とが平行になるように配置されていた。
(液晶表示装置の作製)
前述の実施例1のIPSパネルへの実装(液晶表示装置(L11))において、偏光板(P11)の代わりに偏光板(P12)を用いた以外は、実施例11と同様にして、偏光板(P12)、及び偏光板(P20)をIPSパネルに実装し、液晶表示装置(L12)を作製した。
液晶表示装置(L12)は図1に示した構成であり、第1の偏光膜3がバックライト側偏光板であり、第1の位相差フィルム11が位相差フィルム113であり、第2の位相差フィルムは位相差フィルム112である。また、第2の偏光板保護フィルム7(セル側)はセルロースアシレートフィルム(Z−TAC)である。
作製した液晶表示装置(L12)について、評価した。結果を表1に示す。
[比較例1]
実施例1で作製した未延伸積層体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140℃で1.4倍に延伸し、延伸後の膜厚100μmの位相差フィルム114を得た。
<フィルムの光学特性>
この位相差フィルム114の波長550nm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。
(偏光板の作製)
《バックライト側偏光板の作製》
前述の実施例1の偏光板(P1)の作製において、位相差フィルム111の代わりに位相差フィルム114を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板(P3)を作製した。
さらに、偏光板(P3)の位相差フィルム114を積層した面に粘着剤を用いて、位相差フィルム112をロールtoロールで貼り付け、偏光板(P13)を作製した。
このとき、前記偏光膜の吸収軸と、位相差フィルム112の遅相軸とが平行になるように配置されていた。
(液晶表示装置の作製)
前述の実施例1のIPSパネルへの実装(液晶表示装置(L11))において、偏光板(P11)の代わりに偏光板(P13)を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板(P13)、及び偏光板(P20)をIPSパネルに実装し、液晶表示装置(L13)を作製した。
液晶表示装置(L13)は図1に示した構成であり、第1の偏光膜がバックライト側偏光板であり、第1の位相差フィルム11が位相差フィルム114であり、第2の位相差フィルム13は位相差フィルム112である。また、第2の偏光板保護フィルム7(セル側)はセルロースアシレートフィルム(Z−TAC)である。
作製した液晶表示装置(L13)について、評価した。結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例1で作製した未延伸積層体101を連続した長尺フィルムを、温度140℃、倍率1.4倍でニップロールにて自由端縦一軸延伸し、延伸後の膜厚118μmの位相差フィルム115を得た。この位相差フィルム115は、面内遅相軸が長手方向に直交する幅方向にあった。
(偏光板の作製)
《バックライト側偏光板の作製》
前述の実施例1のバックライト側偏光板(P11)の作製において、位相差フィルム111の代わりに位相差フィルム115を用いた以外は、実施例1と同様にして、バックライト側偏光板(P14)を作製した。
(液晶表示装置の作製)
前述の実施例1のIPSパネルへの実装(液晶表示装置(L11))において、偏光板(P11)の代わりに偏光板(P14)を用いた以外は、実施例1と同様にして、偏光板(P14)、及び偏光板(P20)をIPSパネルに実装し、液晶表示装置(L14)を作製した。
液晶表示装置(L14)は図2に示した構成であり、第1の偏光膜3がバックライト側偏光板であり、第1の位相差フィルム11が位相差フィルム115であり、第2の位相差フィルム13は位相差フィルム112である。また、第2の偏光板保護フィルム7(セル側)はセルロースアシレートフィルム(Z−TAC)である。
作製した液晶表示装置(L14)について、評価した。結果を表1に示す。
Figure 2008257231
表1に示す結果から以下のことが明らかである。
遅相軸を長手方向に有し、Rth(550)/Re(550)が−0.5の本発明の負のAプレートを用いた液晶表示装置L11及びL12は、視野角、色ずれ共に良好であったが、Rth(550)/Re(550)が本発明の範囲外のものを用いた液晶表示装置L13は視野角、色ずれ共に劣るものであった。
また、Rth(550)/Re(550)が−0.5であっても幅方向に遅相軸を有する負のAプレートを用いた液晶表示装置L14は、視野角、色ずれ共にさらに劣るものであった。
次に、本発明の負のAプレートを偏光板保護フィルムとして用いた偏光板を2枚用いたIPSモードの液晶表示装置を例に本発明を説明する。
[実施例3]
(負のAプレートの作製)
実施例1で作製した積層体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140℃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0.75倍に緩和収縮(収縮率25%)させ、テンタークリップにより幅方向を1.80倍延伸し(延伸率80%)、延伸後の膜厚104μmの位相差フィルム116を得た。
得られた位相差フィルム116の波長550nm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。面内レターデーションRe(550)は180nm、厚さ方向レターデーションRth(550)は−90nmであり、面内遅相軸は長手方向に平行であり、そのばらつきは±0.05°であり、残留揮発成分含有量は0.01質量%以下であった。即ち、位相差フィルム116は負のAプレートであった。
(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、位相差フィルム116をロールtoロールで貼り付けた。
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ロールtoロールで貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板(P4)を作製した。
このとき、前記偏光膜の吸収軸と、位相差フィルム116の遅相軸とは平行になるように配置されていた。
[液晶表示装置の作製]
《IPSモードの液晶表示装置の作製》
IPSモードの液晶テレビTH−32LX500(松下電器産業(株)社製)から、液晶セルを取り出し、視認者側及びバックライト側に貼られてあった偏光板、及び光学フィルムを剥した。この液晶セルは、電圧無印加状態及び黒表示時では液晶分子はガラス基板間で実質的に平行配向しており、その遅相軸方向は画面に対して水平方向であった。
上記の平行配向セルの上下のガラス基板に、上記作製した偏光板(P4)、及び実施例1で作製した偏光板(P1)を、粘着剤を用いて貼り合わせた。このとき、バックライト側の偏光板として、偏光板(P1)を配置し、視認側の偏光板として、偏光板(P4)を配置し、偏光板(P4)に含まれる位相差フィルム116が視認側のガラス基板に接するように、また、偏光板(P1)に含まれる位相差フィルム111がバックライト側のガラス基板に接するように貼り合わせた。
また、偏光板(P1)の吸収軸と液晶セルの遅相軸が直交するようにし、偏光板(P1)と偏光板(P4)の吸収軸は直交するように配置した。
このようにして偏光板を貼り合せた液晶セルを、再度、液晶テレビTH−32LX500に組み込み、液晶表示装置(L15)を作製した。
液晶表示装置(L15)は図3に示した構成であり、第1の偏光膜3がバックライト側偏光板であり、第1の位相差フィルム11が位相差フィルム111であり、第2の位相差フィルムは位相差フィルム116である。
作製した液晶表示装置(L15)について、評価した。結果を表1に示す。
[実施例4]
(位相差フィルムの作製)
実施例1で作製した未延伸積層体101を連続した長尺フィルムを、温度140℃、倍率1.8倍でニップロールにて自由端縦一軸延伸し、延伸後の膜厚104μmの位相差フィルム117を得た。
(フィルムの光学特性)
この位相差フィルム117の波長550nm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2に示す。なお、このフィルムの面内遅相軸は、長手方向に直交する幅方向と一致していた。
《バックライト側偏光板の作製》
実施例1で作製した偏光板(P1)の位相差フィルム111を積層した面に粘着剤を用いて、位相差フィルム117をロールtoロールで貼り付け、偏光板(P15)を作製した。
(液晶表示装置の作製)
前述の実施例3のIPSパネル実装(液晶表示装置(L15))において、偏光板(P1)の代わりに偏光板(P15)を、偏光板(P3)の代わりに実施例1で作製した偏光板(P20)を用いた以外は実施例2と同様にして、偏光板(P15)と偏光板(P20)をIPSパネルに実装し、液晶表示装置(L16)を作製した。
液晶表示装置(L16)は図4に示した構成であり、第1の偏光膜3がバックライト側偏光板であり、第1の位相差フィルム11が位相差フィルム111であり、第2の位相差フィルム13は位相差フィルム117である。また、第2の偏光板保護フィルム7(セル側)はセルロースアシレートフィルム(Z−TAC)である。
作製した液晶表示装置(L16)について、評価した。結果を表2に示す。
[比較例3]
(負のAプレートの作製)
実施例1で作製した未延伸積層体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140℃で1.8倍に延伸し、延伸後の膜厚80μmの位相差フィルム118を得た。
(フィルムの光学特性)
この位相差フィルム118の波長550nm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2に示す。
(偏光板の作製)
《バックライト側偏光板の作製》
前述の実施例3の偏光板(P4)の作製において、位相差フィルム116の代わりに位相差フィルム118を用いた以外は、実施例3と同様にして、偏光板(P5)を作製した。
(液晶表示装置の作製)
前述の実施例3のIPSパネルへの実装(液晶表示装置(L15))において、偏光板(P4)の代わりに偏光板(P5)を、偏光板(P1)の代わりに偏光板(P2)を用いた以外は、実施例3と同様にして、偏光板(P5)、及び偏光板(P2)をIPSパネルに実装し、液晶表示装置(L16)を作製した。
また、前述の実施例1と同様にして、評価した。結果を表2に示す。
Figure 2008257231
表2に示す結果から以下のことが明らかである。
遅相軸を長手方向に有し、Rth(550)/Re(550)が−0.5の本発明の負のAプレートを用いた液晶表示装置は視野角、色ずれ共に良好であったが、Rth(550)/Re(550)が本発明の範囲外のものを用いた液晶表示装置は視野角、色ずれ共に劣るものであった。
また、実施例3と実施例4の液晶表示装置では視野角、色ずれが同等に良好な性能が得られているが、実施例3の構成では、フィルムを1枚少なくすることができ、使用するフィルムが1枚増えると貼合工程が増えることを考慮すると、実施例3の構成は生産性が非常に高く好ましい。
以上、IPSモードの液晶表示装置を例に本発明を説明した。続いてVAモードの液晶表示装置を例に本発明を説明する。
[実施例5]
(位相差フィルムの作製)
市販のセルロースアシレートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)を温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、下記の組成のアルカリ溶液Aをバーコーターにより、14mL/m2塗布し、110℃に加熱したスチーム式遠赤外線ヒーター((株)ノリタケカンパニー製)の下に10秒間滞留させた後、同じくバーコーターを用いて純水を3mL/m2塗布した。このときのフィルム温度は40℃であった。次いでファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返して後に、70℃の乾燥ゾーンに2秒滞留させて乾燥した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<アルカリ溶液A組成>
――――――――――――――――――――――――――――――――――
水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.7質量部
イソプロパノール 64.8質量部
プロピレングリコール 14.9質量部
1633O(CH2CH2O)10H(界面活性剤) 1.0質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<光学補償フィルムF11の作製>
(負のCプレートの作製)
上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルムの鹸化処理を施した面に、下記の組成の配向膜塗布液を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、配向膜を形成した。
――――――――――――――――――――――――――
配向膜塗布液の組成
――――――――――――――――――――――――――
下記の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
――――――――――――――――――――――――――
Figure 2008257231
下記の組成のディスコティック液晶性化合物を含む塗布液(S1)を調製し、上記作製した配向膜上に#12.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度は20m/minとした。室温から80℃に連続的に加温する工程で溶媒を乾燥させ、その後、120℃の乾燥ゾーンで90秒間加熱し、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。続いて、フィルムの温度を90℃に保持して、高圧水銀灯を用いてUV光を500mJ/cm2照射し、液晶化合物の配向を固定化し、光学異方性層B1を形成し、位相差フィルムF11を作製した。
塗布液(S1)の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
ディスコティック液晶化合物を含む塗布液(S1)の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記のディスコティック液晶性化合物(I) 91質量部
エチレンオキサイド変成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) 9質量部
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
下記のフッ素系ポリマーA 0.4質量部
メチルエチルケトン 212質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Figure 2008257231
Figure 2008257231
作製した位相差フィルムF11を自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて光学特性を測定した。波長590nmで測定したReは2nmであり、Rthは400nmであった。
(偏光板の作製)
《バックライト側偏光板の作製》
位相差F11に鹸化処理を行い、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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の一方の面に、鹸化処理を行った、位相差フィルムF11をロールtoロールで貼り付けた。
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ロールtoロールで貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板(P30)を作製した。
(負のAプレートの作製)
実施例1で作製した積層体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140℃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0.82倍に緩和収縮(収縮率18%)させ、テンタークリップにより幅方向を1.50倍延伸し(延伸率80%)、延伸後の膜厚114μmの位相差フィルム119を得た。
得られた位相差フィルム116の波長550nm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。面内レターデーションRe(550)は150nm、厚さ方向レターデーションRth(550)は−75nmであり、面内遅相軸は長手方向に平行であり、そのばらつきは±0.05°であり、残留揮発成分含有量は0.01質量%以下であった。即ち、位相差フィルム119は、負のAプレートであった。
《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、位相差フィルム119をロールtoロールで貼り付けた。
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ロールtoロールで貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板(P6)を作製した。
このとき、前記偏光膜の吸収軸と、位相差フィルム119の遅相軸とは平行になるように配置されていた。
(液晶表示装置の作製)
《垂直配向液晶セルの作製》
ポリビニルアルコール3質量%水溶液に、オクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(カップリング剤)を1質量%添加した。これを、ITO電極付きのガラス基板上にスピンコートし、160℃で熱処理した後、ラビング処理を施して、垂直配向膜を形成した。ラビング処理は、2枚のガラス基板において反対方向となるように実施した。セルギャップ(d)が約5.0μmとなるように2枚のガラス基板を向かい合わせた。セルギャップに、エステル系とエタン系を主成分とする液晶性化合物(Δn:0.06)を注入し、垂直配向液晶セルAを作製した。Δnとdとの積は300nmであった。
上記の垂直配向液晶セルの上下ガラス基板に、上記で作製した偏光板(P30)、及び偏光板(P6)を、粘着剤を用いて貼り合せた。このとき、バックライト側の偏光板として、偏光板(P30)を配置し、視認側偏光板として、偏光板(P6)を配置し、偏光板(P30)に含まれる位相差フィルムF11がバックライト側にガラス基板に接するように、また、偏光板(P6)に含まれる位相差フィルム119が視認側のガラス基板に接するように貼り合せた。
液晶表示装置L18は図6に示した構成であり、第1の偏光膜3がバックライト側偏光板であり、第2の位相差フィルム13が位相差フィルムF11であり、第1の偏光膜3の保護フィルムを兼ねている。また第1の位相差フィルム11が位相差フィルム119であり、第2の偏光膜の保護フィルムを兼ねている。
上記で作製した液晶表示装置L18に対し正面及び斜め漏れ光、正面及び斜めから見たときのカラーシフトを下記の方法で評価し、表3にまとめた。
[比較例4]
(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、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の両面に、鹸化処理を行った、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ロールtoロールで貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、偏光板(P40)を作製した。
上記で作製した液晶表示装置L18に対しバックライト側偏光板(P30)及び視認側偏光板(P6)の両方を上記で作製した偏光板(P40)に偏光し液晶表示装置L19を作製し、正面及び斜め漏れ光、正面及び斜めから見たときのカラーシフトを下記の方法で評価し、表3にまとめた。
(1)漏れ光(正面)
暗室内に設定されたシャーカステン上に、偏光板を貼り合わせない状態で液晶セルを置き、法線方向かに1m離れたところに設置された輝度計(分光放射輝度計CS−1000:ミノルタ(株)製)で輝度1を測定した。
次いで、上記と同じシャーカステン上に偏光板を貼り合わせた各液晶表示装置を置き、上記と同様に輝度2を測定し、これを輝度1に対する比率で表したものを斜め漏れ光とした。
(2)漏れ光(斜め)
暗室内に設定されたシャーカステン上に、偏光板を貼り合わせない状態で液晶セルを置き、液晶セルのラビング方向を基準として左方向に45度の方位で、且つ液晶セルの法線方向から60度の方向に1m離れたところに設置された輝度計(分光放射輝度計CS−1000:ミノルタ(株)製)で輝度1を測定した。
次いで、上記と同じシャーカステン上に偏光板を貼り合わせた各液晶表示装置を置き、上記と同様に輝度2を測定し、これを輝度1に対する100分率で表したものを斜め漏れ光とした。
(3)黒表示時のカラーシフト(正面)
暗室内に設定されたシャーカステン上に、偏光板を貼り合わせた状態で液晶セルを置き、法線方向かに1m離れたところに設置されたところから液晶セルを観察し色味とその強度を下記のように評価した。カラーシフトの強度は下記の基準に従った。
○ :特定の色味が見えない
○△:特定の色味が僅かに見える。
△ :特定の色味が少し見える。
× :特定の色味がはっきり見える。
(4)黒表示時のカラーシフト(斜め)
暗室内に設定されたシャーカステン上に、偏光板を貼り合わせた状態で液晶セルを置き、液晶セルのラビング方向を基準として左方向に45度の方位で、且つ液晶セルの法線方向から60度の方向に1m離れたところから黒表示時のカラーシフトを上記(3)と同様の基準で評価した。
Figure 2008257231
表3の結果から以下のことが明らかである。
遅相軸を長手方向に有し、Rth(550)/Re(550)が−0.5の本発明の負のAプレートを用いたVAモードの液晶表示装置は光漏れ、カラーシフト共に良好であった。
[実施例6]
固有複屈折値が負である材料として、フルオレン骨格を有するノルボルネン系開環共重合体を用いた。
特開2005−36201号公報の[0161]〜[0164]に記載の合成法に従って、下記式(A)で表されるスピロ[フルオレン−9,8’−トリシクロ[4.3.0.12.5][3]デセン](exo体)を合成した。
Figure 2008257231
上記モノマーを3.67g、下記式(C)で表される8−メトキシカルボニル−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン3.0g、分子量調節剤の1−へキセン0.20g、及び、トルエン13.4gを、窒素置換した反応容器に仕込み、80℃に加熱した。これにトリエチルアルミニウム(0.6モル/L)のトルエン溶液0.068mL、メタノール変性WCl6のトルエン溶液(0.025モル/L)0.21mLを加え、80℃で0.5時間反応させることにより開環共重合体溶液を得た。得られた開環共重合体の重量平均分子量(Mw)は28.0×104であり、分子量分布(Mw/Mn)は6.08であった。
Figure 2008257231
次いで得られた開環共重合体溶液をオートクレーブに入れ、さらにトルエンを300g加えた。水添触媒であるRuHCl(CO)[P(C65)]3をモノマー仕込み量に対して2500ppm添加し、水素ガス圧を9〜10MPaとし、160〜165℃にて4時間の反応を行った。反応終了後、多量のメタノール溶液に沈殿させることにより水素添加物を得た。得られた開環共重合体の水素添加物は、重量平均分子量(Mw)=26.9×104、分子量分布(Mw/Mn)=4.37、固有粘度[η]=1.07、ガラス転移温度(Tg)=188.8℃であった。
上記で得られた共重合体をメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度18質量%のドープ溶液を作成した。このドープ溶液からキャストフィルムを作成し、厚さが60μm、長尺未延伸フィルム120を得た。この未延伸フィルム中の残留溶媒量は0.2質量%以下であった。
上記で得た長尺の未延伸フィルム120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199℃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、フィルム長手方向に0.85倍に緩和収縮(収縮率15%)させ、テンタークリップにより幅方向を1.30倍延伸し(延伸率30%)、延伸後の膜厚53μmの位相差フィルム121を得た。
得られた位相差フィルム121の波長550nm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。面内レターデーションRe(550)は120nm、厚さ方向レターデーションRth(550)は−60nmであり、面内遅相軸は長手方向に平行な方向であり、そのばらつきは±0.05°であり、残留揮発成分含有量は0.01質量%以下であった。即ち、位相差フィルム121は、面内遅相軸が長手方向に平行である、負のAプレートであった。
次に、以下に実施例1で示したフィルムに対し、収縮率が数式(Z)の下限未満である参考例1、および上限を超える参考例2を示す。
[参考例1]
実施例1に対して、長手方向には0.95倍に緩和収縮(収縮率5%)、幅方向に1.40倍延伸(延伸率40%)した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製したところ、Re(550)=90nm、Rth(550)=−55nm、Rth(550)/Re(550)=−0.61となり、負のAプレートの特性を満足していなかった。
実施例1に対して、長手方向には0.74倍に緩和収縮(収縮率26%)、幅方向に1.40倍延伸(延伸率40%)した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製したところ、負のAプレートの特性を満足するフィルムは得られたが、シワが若干発生した。このシワは、搬送速度を調整することに軽減できたが、搬送速度を遅くしたことにより、生産性は低下した。
本発明の液晶表示装置の一実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の比較形態の構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の他の実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の他の実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の他の実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の他の実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の他の実施形態の構成を示す模式図である。
符号の説明
1 第1の偏光膜保護フィルム(外側)
2 第1の偏光膜吸収軸方向
3 第1の偏光膜
4 第1偏光膜保護フィルム(セル側)
5 黒表示時の液晶セルの遅相軸方向
6、6’ 液晶セル
7 第2の偏光膜保護フィルム(セル側)
8 第2の偏光膜
9 第2の偏光膜吸収軸方向
10 第2の偏光膜保護フィルム(外側)
11 第1の位相差フィルム(本発明の負のAプレート)
11’第1の位相差フィルム(本発明の範囲外の負のAプレート)
12 第1の位相差フィルムの遅相軸方向
13 第2の位相差フィルム
14 第2の位相差フィルムの遅相軸方向

Claims (18)

  1. 固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させることを含むことを特徴とする負のAプレートの製造方法。
  2. フィルムをテンタークリップによって把持して搬送しつつ、前記幅方向に延伸するとともに、該テンタークリップの間隔を搬送方向に沿って狭めることで収縮させることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記幅方向の延伸率をX%とし、前記搬送方向の収縮率をY%としたとき、下記数式(Z)を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
    Figure 2008257231
  4. 前記固有複屈折値が負である材料が、ビニル芳香族系重合体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記ビニル芳香族系重合体が、スチレン及び/又はスチレン誘導体と無水マレイン酸との共重合体であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 前記固有複屈折が負である材料が、フルオレン骨格を有するポリカーボネートであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  7. 幅が0.2〜3mであり、長さが20〜10000mである負のAプレートを得ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 固有複屈折値が負である材料を含有する一層又は二層以上からなるフィルムを搬送しつつ、搬送方向と直交する幅方向に延伸するとともに、前記搬送方向において収縮させて、負のAプレートとする工程、及び該負のAプレートと偏光子とを、長尺の状態で積層する積層工程とを含む偏光板の製造方法。
  9. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法で作製された負のAプレート。
  10. 固有複屈折値が負である材料を含む層を少なくとも一つ有し、面内遅相軸が長手方向に平行であり、且つ下記式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする、長尺状の負のAプレート:
    式(1): 50nm≦Re(550)≦300nm
    式(2): −0.6≦Rth(550)/Re(550)≦−0.4 。
  11. さらに、下記式(3)を満たすことを特徴とする請求項10に記載の負のAプレート:
    式(3): −0.55≦Rth(550)/Re(550)≦−0.45 。
  12. 透明なポリマー層をさらに有することを特徴とする請求項10又は11に記載の負のAプレート。
  13. 液晶表示装置に組み込み可能な大きさに切断された請求項10〜12のいずれか1項に記載の負のAプレート。
  14. 請求項10〜13のいずれか1項に記載の負のAプレートと偏光子とを少なくとも有する偏光板。
  15. 前記負のAプレートと前記偏光子との間には実質的に等方的な接着剤層、及び/又は実質的に等方的な保護フィルムのみが含まれる請求項14に記載の偏光板。
  16. 互いの吸収軸を直交にして配置された一対の第1及び第2の偏光子と、一対の基板、及び該一対の基板に狭持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に平行に配向する液晶層を有する液晶セルと、前記第1の偏光子と前記液晶セルとの間に、請求項13に記載の負のAプレートとを有する液晶表示装置であって、
    前記負のAプレートの遅相軸と前記液晶層の黒表示時の液晶分子の長軸方向とが実質的に平行又は直交であることを特徴とする液晶表示装置。
  17. 前記第2の偏光子と前記液晶セルとの間には、等方的な接着剤層、及び/又は実質的に等方的な保護フィルムのみが含まれることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
  18. 互いの吸収軸を直交にして配置された一対の第1及び第2の偏光子と、一対の基板及び、該一対の基板に狭持された液晶分子が黒表示時に基板に対して実質的に垂直に配向する液晶層を有する液晶セルと、前記第1の偏光子と前記液晶セルとの間に、請求項13に記載の負のAプレートとを有する液晶表示装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010224510A (ja) * 2009-02-28 2010-10-07 Nippon Zeon Co Ltd 偏光板、偏光板の製造方法、および液晶表示装置
JP2010240976A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Japan Steel Works Ltd:The 延伸フィルムの製造方法
JP2016038430A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 国立大学法人徳島大学 位相差フィルム
JP2019049676A (ja) * 2017-09-12 2019-03-28 住友化学株式会社 偏光板

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010224510A (ja) * 2009-02-28 2010-10-07 Nippon Zeon Co Ltd 偏光板、偏光板の製造方法、および液晶表示装置
JP2010240976A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Japan Steel Works Ltd:The 延伸フィルムの製造方法
JP2016038430A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 国立大学法人徳島大学 位相差フィルム
JP2019049676A (ja) * 2017-09-12 2019-03-28 住友化学株式会社 偏光板
JP7051342B2 (ja) 2017-09-12 2022-04-11 住友化学株式会社 偏光板

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