JP2008281890A

JP2008281890A - 光学フィルムの製造方法、それを用いて製造されたセルロースエステルフィルム、並びに、その光学フィルムを用いた偏光板及び液晶表示装置

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Publication number: JP2008281890A
Application number: JP2007127518A
Authority: JP
Inventors: Masataka Takimoto; 正高瀧本; Ayako Onouchi; 絢子尾内
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】異方性を有する粒子により位相差を調整されたフィルムでありながら、ヘイズの低いフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】針状粒子を含有するヘイズが０．２５〜３％である光学フィルムの製造方法において、前記針状粒子が、長軸と短軸の屈折率が異なる針状粒子であって、下記の関係（ｉ）、（ｉｉ）を満たすものであることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
（ｉ）｜Ｎｐ−Ｎｏ｜＜｜Ｎｐ−Ｎｅ｜
（ｉｉ）Ｄ／（Ｎｄ）^-1.2＜５．４
（ここで、Ｎｐは光学フィルムを形成する樹脂の屈折率、Ｎｏは粒子の長軸方向の屈折率、Ｎｅは粒子の短軸方向の屈折率、Ｎｄ＝｜Ｎｐ−Ｎｅ｜、Ｄは、粒子の短軸径の平均径ｎｍを表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、粒子により位相差を調整された光学フィルムの製造方法に関し、詳しくは、ヘイズを低減させた光学補償フィルムの製造方法に関する。

液晶表示装置には、位相差を調整した光学フィルムが使用されているが、その位相差の調整は、光学フィルム材料を選択する方法、フィルムの製造時における延伸処理条件を調整する方法若しくは異方性を有する粒子を含有させる方法（特許文献１〜３）等が適宜選択、組み合わされてきた。

フィルムに異方性を有する粒子を含有する方法は、位相差の調整のため異方性を有する粒子が針状であることから、フィルムを形成する樹脂材料とその粒子の粒径、屈折率との関係がヘイズを増加させる原因となるという課題を常に抱えている。このヘイズは、液晶表示のコントラスト低下の主たる原因であるとされている。

特許文献４には、フィルムを形成する樹脂材料の種類、含有させる粒子の長軸、短軸そして含有量を適宜選択しながら、複屈折を調整した光学フィルムが記載されている。

これらの方法によれば、位相差を調整した光学フィルムを得ることができるが、所望の位相差を達成することのできる組み合わせは、多数存在するため、その中から他の光学性能、とくにヘイズを所望の範囲に収めることのできる樹脂材料、粒子の長軸径、短軸径、屈折率等の組み合わせを見出すためには、試行錯誤の繰り返しをするしかなかった。
特開２００４−３５３４７号公報特許第３６４８２０１号公報特開２００５−１５６８６３号公報特開２００５−２２７４２７号公報

本発明は、異方性を有する粒子により位相差を調整されたフィルムでありながら、ヘイズの低いフィルムの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光学フィルムの製造方法は、下記の通りである。
（１）針状粒子を含有するヘイズが０．２５〜３％である光学フィルムの製造方法において、前記針状粒子が、長軸と短軸の屈折率が異なる針状粒子であって、下記の関係（ｉ）、（ｉｉ）を満たすものであることを特徴とする光学フィルムの製造方法。

（ｉ）｜Ｎｐ−Ｎｏ｜＜｜Ｎｐ−Ｎｅ｜
（ｉｉ）Ｄ／（Ｎｄ）^-1.2＜５．４
（ここで、Ｎｐは光学フィルムを形成する樹脂の屈折率、Ｎｏは粒子の長軸方向の屈折率、Ｎｅは粒子の短軸方向の屈折率、Ｎｄ＝｜Ｎｐ−Ｎｅ｜、Ｄは、粒子の短軸径の平均径ｎｍを表す。）。
（２）前記（ｉ）における｜Ｎｐ−Ｎｏ｜が、下記（ｉ−１）を満たすことを特徴とする（１）記載の光学フィルムの製造方法。

（ｉ−１）０≦｜Ｎｐ−Ｎｏ｜≦０．０６
（３）（１）または（２）いずれかに記載の光学フィルムの製造方法で製造されたことを特徴とするセルロースエステルフィルム。
（４）偏光膜及びその両側に配置された透明保護膜からなる偏光板であって、前記両側の透明保護膜のうち少なくとも１つに、（３）に記載のセルロースエステルフィルムが用いられていることを特徴とする偏光板。
（５）液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された２枚の偏光板を具備する液晶表示装置であって、前記２枚の偏光板のうち少なくとも１枚の偏光板が、（４）に記載の偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、異方性を有する粒子により位相差を調整されたフィルムでありながら、同時にヘイズの低いフィルムの製造方法を提供することができる。

本発明の粒子は、長軸と短軸の屈折率が異なる針状粒子であって、下記の関係（ｉ）、（ｉｉ）を満たすものである。

（ｉ）｜Ｎｐ−Ｎｏ｜＜｜Ｎｐ−Ｎｅ｜
（ｉｉ）Ｄ／（Ｎｄ）^-1.2＜５．４
（ここで、Ｎｐは樹脂の屈折率、Ｎｏは粒子の長軸方向の屈折率、Ｎｅは粒子の短軸方向の屈折率、Ｎｄ＝｜Ｎｐ−Ｎｅ｜、Ｄは、粒子の短軸径の平均径ｎｍを表す。）
粒子の長軸、短軸の屈折率はアメリカン・インスティテュート・オブ・フィジックス・ハンドブックに記載の方法（波長はＮａ−Ｄ線５８９．３ｎｍを使用）に準じて測定することができる。また、そこに記載の値を参考にすることができる。
＜光学フィルムを形成する樹脂およびその屈折率＞
本発明の光学フィルムを形成する樹脂の屈折率Ｎｐは１．４８〜１．５４であることが好ましい。この範囲にあって光学フィルムを形成する樹脂としては、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリアクリレート（含むポリメタクリレート、メチルメタクリレート−スチレン共重合体）であることが好ましい。

なお、樹脂の屈折率はＡＳＴＭＤ５４２に準じて測定した。

《セルロースエステル》
セルロースエステルとしては、総アシル基置換度が２．３〜２．８まで、もしくはそれ以上であることが好ましい。

本発明に用いられるセルロースエステルの分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で５０，０００〜２００，０００のものが用いられる。６０，０００〜２００，０００のものがさらに好ましく、８０，０００〜２００，０００が特に好ましい。

本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比、Ｍｗ／Ｍｎが、前記のように１．４〜３．０であることが好ましく、さらに好ましくは１．７〜２．２の範囲である。

セルロースエステルの平均分子量及び分子量分布は、高速液体クロマトグラフィーを用いて公知の方法で測定することができる。これを用いて数平均分子量、重量平均分子量を算出し、その比（Ｍｗ／Ｍｎ）を計算することが出来る。

本発明に用いられるセルロースエステルは、炭素数２〜２２程度のカルボン酸エステルであり、特にセルロースの低級脂肪酸エステルであることが好ましい。

セルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは炭素原子数が６以下の脂肪酸を意味し、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートフタレート等や、特開平１０−４５８０４号、同８−２３１７６１号、米国特許第２，３１９，０５２号等に記載されているようなセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等の混合脂肪酸エステルを用いることができる。

あるいは、特開２００２−１７９７０１号、同２００２−２６５６３９号、同２００２−２６５６３８号に記載の芳香族カルボン酸とセルロースとのエステル、セルロースアシレートも好ましく用いられる。

上記記載の中でも、特に好ましく用いられるセルロースの低級脂肪酸エステルはセルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートである。これらのセルロースエステルは混合して用いることもできる。

セルローストリアセテート以外で好ましいセルロースエステルは、炭素原子数２〜４のアシル基を置換基として有し、アセチル基の置換度をｘとし、プロピオニル基もしくはブチリル基の置換度をｙとした時、下記式（ａ）及び（ｂ）を同時に満たすセルロースエステルである。

式（ａ）２．３≦ｘ＋ｙ≦２．８
式（ｂ）０≦ｘ≦２．５
アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。これらは公知の方法で合成することができる。

これらアシル基置換度は、ＡＳＴＭ−Ｄ８１７−９６に規定の方法に準じて測定することができる。

セルロースエステルの好ましい屈折率は、１．４７〜１．４９である。

《ポリシクロオレフィン》
ポリシクロオレフィンとしては、具体的には、日本ゼオン（株）製ゼオネックス、ゼオノア、ＪＳＲ（株）製アートン、三井化学（株）製アペル（ＡＰＬ８００８Ｔ、ＡＰＬ６５０９Ｔ、ＡＰＬ６０１３Ｔ、ＡＰＬ５０１４ＤＰ、ＡＰＬ６０１５Ｔ）など光学用途で使用できるものが好ましく用いられる。

ポリシクロオレフィンの好ましい屈折率は、１．５０〜１．５３である。

《ポリカーボネート》
ポリカーボネートとしては、具体的には、住友ダウ（株）製ＳＤポリカ、ダウケミカル（株）製カリバー、帝人化成（株）製パンライトなど光学用途で使用できるものが好ましく用いられる。

本発明において好ましく使用されるポリカーボネートはガラス転移点（Ｔｇ）が１１０℃以上であって、吸水率（２３℃水中、２４時間の条件で測定した値）が０．３％以下のものを使用するのがよい。より好ましくはＴｇが１２０℃以上であって、吸水率が０．２％以下のものを使用することが好ましい。

ポリカーボネートの好ましい屈折率は、１．５８〜１．５９である。

《ポリアクリレート》
ポリアクリレートとしては、三菱レーヨン（株）製アクリペット、住友化学（株）スミペックス、（株）クラレ製パラペットなど光学用途で使用できるものが好ましく用いられる。

ポリアクリレートの好ましい屈折率は、１．４８〜１．４９である。

その他、ポリエステル（ポリ乳酸を含む）、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン等光学フィルムとしてフィルムを形成することのできる樹脂を使用することができる。
＜針状粒子の屈折率および形状＞
本発明の針状粒子において長軸とは、針状粒子の絶対最大長を有する軸をいい、短軸とは絶対最大長に平行な２本の直線で投影された粒子の像をはさんだときの２直線間の最短距離である対角軸をいい、長軸径、短軸径とはそれぞれの長さをいう。

本発明においてＮｏは１．４９〜１．５５、Ｎｅは１．５６〜１．６８であり、Ｄは、５〜２００ｎｍであることが本発明の効果が最も期待できる範囲であり好ましい。

本発明では、樹脂の屈折率を長軸の屈折率とほぼ等しくすることにより、短軸の設計だけが複屈折性に関与するようになり、ヘイズの発生を抑えることができる。

本発明における長軸方向の屈折率Ｎｏ、短軸方向の屈折率Ｎｅはその径によって光学フィルムの位相差を調整することができることから、針状粒子の径について以下に述べる。

本発明の光学フィルムを構成する針状粒子は、複屈折性を有する粒子の範疇に属するものである必要があり、特に延伸などの一般的な配向操作により３次元屈折率の関係がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たす光学フィルムが容易に得られることから、針状のみならず棒状、紡錘状等の細長い形態であることも含まれる。

ここで、光学フィルムに含有された状態で説明すると、ｎｘとは光学フィルム面内の遅相軸（ｘ軸）方向（配向方向）の屈折率を示し、ｎｙとはそれと垂直方向（ｙ軸）方向の屈折率を示し、ｎｚとは光学フィルムの厚み（ｚ軸）方向の屈折率を示す。

針状粒子が一定方向に良く配向することや、ヘイズが少なく透明性の高い光学フィルムとなることから、本発明の針状粒子において長軸径である絶対最大長をＸ（ｎｍ）、アスペクト比（長軸径を単軸径で割った値）をＹとしたとき、［式１］、［式２］、［式３］、［式４］を満たす粒径範囲を持つ粒子が好ましい。
［式１］Ｙ＞（Ｘ＾２）／２００００
［式２］Ｙ＞２０×（Ｘ＾（−０．５））
［式３］Ｙ＜２０
［式４］５０＜Ｘ＜５００
ここで、［式１］の算出方法を説明する。まず、様々な粒径（長軸径、短軸径を含めてこう略す）範囲を有する粒子を含有する光学フィルムにおける、実際のヘイズを測定する。粒径範囲は透過電子顕微鏡で実測した。

次に、レイリー散乱の式を用いてこの粒径範囲から計算できるヘイズの値と実測値を比較して、レイリー散乱の式の係数を調整し、粒径範囲から実際のヘイズが推定できるように式を作成した。そして、この式を用いて望ましい粒径範囲を算出し、そこから［式１］を算出した。

次に、［式２］の算出方法を説明する。様々な粒径範囲を有する粒子を含有する樹脂を製造するに際しての適性とそれぞれの粒子の大きさやアスペクト比、その粒子の向きの関係を調べる。

そして、粒子の大きさやアスペクト比毎にどれだけ粒子が配向しやすいかを解析して［式２］を算出した。

ここで、アスペクト比が１０未満の粒子と比べるとアスペクト比が１０以上の粒子は作成し難いため、アスペクト比が１０未満のものが特に好ましい。

本発明の針状粒子としては、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸マグネシウム、炭酸コバルト、炭酸マンガン、および炭酸バリウム等が挙げられる。

炭酸塩微粒子は、均一沈殿法あるいは炭酸ガス化合法等によって製造することができる。例えば、特開平３−８８７１４号、特公昭５５−５１８５２号、特開昭５９−２２３２２５号等に記載の方法で製造することができる。

本発明に用いる粒子は表面が疎水化処理されたものでもよく、その疎水化度がメタノールウェッタビリティ値で２０％以下であることが好ましい。前記粒子の疎水化度は、アルコール系を含む溶媒や純水などを用いて定量することが好ましい。

疎水化度を定量化する方法としては、メタノールウェッタビリティ法（以下、ＭＷ法と称する）が好ましく、疎水化度は、本法で求められるメタノールウェッタビリティ値（以下、ＭＷ値と称する）で表すことが好ましい。

上記のＭＷ法において、微粒子の疎水化度を定量化するためには、メタノールと純水とを混合させた第１溶液及び第２溶液をそれぞれ用いる。このとき、メタノールと純水との配合比は、第１溶液においては体積比が４：６であることが好ましく、また、第２溶液では体積比が６：４とすることが好ましい。

そして、各溶液に前記粒子を同量添加して攪拌混合し、この混合した各溶液を遠心分離させて、前記粒子の沈降物の体積をそれぞれ求め、第１溶液における微粒子の沈降物の体積をｔｍｌとし、第２溶液における粒子の沈降物の体積をｓｍｌとしたときに、ＭＷ値を、ＭＷ＝（ｔ／ｓ）×１００〔％〕から求める。

本発明の針状粒子は、長軸径が１００〜１０００ｎｍであり、屈折率は１．３７〜１．５８の範囲で調整することができる。また、短軸径は５〜２００ｎｍであり、屈折率は１．３９〜１．５８の範囲で調整することができる。

長軸と短軸の屈折率の差は、０．０１０〜０．１８である。

本発明においては、Ｄ／（Ｎｄ）^-1.2＜５．４である。この範囲は、樹脂の屈折率と長軸方向の屈折率を実験を重ねることによって見出したものである。この範囲が明らかになったことで、樹脂と針状粒子の選択が極めて合理的に行うことができるようになった。

《その他の添加剤》
本発明の光学フィルムは、針状粒子、フィルムを形成するための樹脂以外にフィルムの物性を調整するための種々の添加剤を添加することができる。添加剤としては、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤、マット剤、界面活性剤、フッ素系界面活性剤、剥離助剤等通常の光学フィルムに使用されているものを採用することができる。
＜光学フィルムの製造方法＞
本発明の光学フィルムの製造方法には、溶液流延製膜方法と溶融押し出し製膜法を採用することができる。

本発明による光学フィルムの製造方法の概略について図１を基に、セルロースエステルフィルムを使用した場合について説明する。他の樹脂であっても基本的な製造方法は同一である。

《溶液流延製膜法》
図１は、本発明に係る光学フィルムの製造方法の工程図である。まず、図１に示すように、本発明の光学フィルムの製造方法では、所望の屈折率を有する粒径範囲の粒子を作成する粒子作成工程００１を有する。

この工程には、所望の屈折率を有する粒径範囲の粒子の体積割合を上げる分級工程００１（Ａ）や、粒子を効率よく均一に分散させるための粒子分散液を作成する粒子分散液調製工程００１（Ｂ）などが含まれる。

次に、図１に示すように、粒子作成工程００１で作成した粒子と、液化樹脂作成工程００２で作成した液体の樹脂を混ぜ合わせ攪拌する混合工程００３を有する。この混合方法には粒子分散液を調製し、それを、溶解釜１（図２参照）の中で混合したり、インライン添加工程００３（Ａ）により混合したりする方法がある。

また、その他の混合方法として、溶融樹脂に粒子を添加する場合は、粒子分散液を作成せずに粒子を直接溶融樹脂に添加して、二軸押し出し機やニーダーなどで混錬することで、粒子が均一に分散された溶融樹脂を得る混合方法もある。

図１に示すように、樹脂を溶かすことにより液体の樹脂を作る液化樹脂作成工程００２を有する。この液化樹脂作成工程００２には熱可塑性樹脂を加熱溶融させた溶融樹脂や、熱可塑性樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液（以下、「ドープ」という。）がある。

ここでドープを作成する場合にはセルロースエステル溶液調製工程００２（Ａ）などが含まれる。

次に、図１に示すように、混合工程００３により、粒子を含有させた溶融樹脂又は樹脂溶液を、ダイのスリットから回転駆動金属性エンドレスベルトまたは回転駆動金属性ドラムといった無限移行する無端の金属支持体上に流延して製膜する流延工程００４を有する。

本発明では、この流延工程００４において、ダイのランド長を長くして熱可塑性樹脂のドープ又は溶融樹脂がダイのマニホールド内のスリットを通過する際の時間が長くなるようにしたり、流延膜の線速度Ｖｒｍ（ダイのスリットからドープ又は溶融樹脂が流延される速度）に対する金属支持体の線速度Ｖｂの比であるドラフト比Ｖｂ／Ｖｒｍ（図３参照）が大きくなるようにしたりすることが好ましい。

ここで、ランド長とはダイにおけるドープを押し出すスリットのドープ流動方向の長さである（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）。

そして、ドラフト比が大きければ、粒子にかかるせん断応力が強くなるため、粒子の向きが一定方向に良く配向することになる。したがって、ドラフト比が十分な大きさを有するときに、粒子の向きが一定方向に良く配向する。

ただし、ドラフト比をあまり大きくしすぎると、光学フィルムに横段がでてしまう。そこで、ドラフト比は、ドープの場合２．１〜６．０、溶融樹脂の場合１０〜３０であることが好ましい。

さらに、ドープ又は溶融樹脂がスリットを通過する時間が長ければ、粒子にせん断応力がかかる時間を長くすることができ、粒子の向きが一定方向に良く配向する。したがって、スリット通過時間が十分な時間を有するときに、粒子の向きが一定方向に良く配向する。

ただし、あまりスリット通過時間が長いと光学フィルムに縦スジが出てしまう。そこで、ダイのマニホールド内のスリットを熱可塑性樹脂のドープまたは溶融樹脂が通過する時間が０．１ｓｅｃ〜２．０ｓｅｃであることが好ましい。

次に、図１に示すように、流延工程００４で作成した流延膜を、溶媒蒸発工程００５（Ａ）、剥離工程００５（Ｂ）、乾燥工程００５（Ｃ）、巻き取り工程００５（Ｄ）などを行なって、光学フィルムを完成させる仕上げ工程００５を有する。

以上ように、図１に示す本発明の光学フィルムの製造方法における各工程を経ることで、粒子が一定方向に良く配向した光学フィルムを製造することが可能である。

ここで、光学フィルムについて、透明とは、可視光の透過率が６０％以上であることを指し、好ましくは可視光の透過率が８０％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。

全体を通して、通常乾燥温度は４０〜２５０℃の範囲で行われる。使用する溶媒によって、乾燥温度、乾燥風量及び乾燥時間が異なり、使用溶媒の種類、組合せに応じて乾燥条件を適宜選べばよい。３７はでき上がったセルロースエステルフィルムの巻き取りである。セルロースエステルフィルムの乾燥工程において、残留溶媒量を０．５質量％以下にすることが好ましく、０．１質量％以下にして巻き取ることがより好ましい。

テンター装置３４による延伸工程についてさらに詳細に説明する。

本発明によるセルロースエステルフィルムを始め位相差を調整した光学フィルムは、延伸工程によってその位相差を調整することができる。

光学フィルムを製造する際の延伸倍率は、製膜方向もしくは幅手方向に対して、１．０１〜３倍であり、好ましくは１．５〜３倍である。

２軸方向に延伸する場合、高倍率で延伸する側が、１．０１〜３倍であり、好ましくは１．５〜３倍であり、もう一方の方向の延伸倍率は０．８〜１．５倍、好ましくは０．９〜１．２倍に延伸することができる。

これにより、本発明のリタデーション値を有するセルロ−スエステルフィルムを好ましく得ることと共に、平面性の良好なセルロ−スエステルフィルムを得ることができる。製膜工程のこれらの幅保持ある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。

光学フィルムの膜厚は、使用目的によって異なるが、液晶表示装置の薄型化の観点から、仕上がりフィルムとして１０〜１５０μｍの範囲が好ましく、さらに３０〜１００μｍの範囲がより好ましく、特に４０〜８０μｍの範囲が好ましい。

膜厚の調節には、所望の厚さになるように、ドープ濃度、ポンプの送液量、ダイ３０の口金のスリット間隙、ダイ３０の押し出し圧力、金属支持体３１の速度等をコントロールするのがよい。また、膜厚を均一にする手段として、膜厚検出手段を用いて、プログラムされたフィードバック情報を上記各装置にフィードバックさせて調節するのが好ましい。

溶液流延製膜法を通しての流延直後からの乾燥までの工程において、乾燥装置内の雰囲気を、空気とするのもよいが、窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガス雰囲気で行なってもよい。ただ、乾燥雰囲気中の蒸発溶媒の爆発限界の危険性は常に考慮されなければならないことはもちろんである。

《溶融押出し製膜法》
溶融押出し製膜法としては、図示は省略したが、Ｔダイを用いた方法やインフレーション法などの溶融押出し法、カレンダー法、熱プレス法、射出成形法などがある。中でも、厚さムラが小さく、３０〜２００μｍ程度の厚さに加工しやすく、かつ、リタデーションの絶対値およびそのバラツキを小さくできるＴダイを用いた溶融押出し法が好ましい。

溶融押出し製膜法の条件は、他の熱可塑性樹脂に用いられる条件と同様にして成形できる。例えば、乾燥したセルロースエステル系樹脂、（及びノルボルネン系樹脂）を１軸や２軸タイプの押出し機を用いて、押出し温度２００〜３００℃程度で溶融し、リーフディスクタイプのフィルターなどで濾過し、異物を除去した後、Ｔダイからシート状に流延し、前述の回転駆動金属性ドラム〔００３８〕上で固化させる。

本実施形態の方法において、供給ホッパーから押し出し機へ導入する際は、減圧下や不活性ガス雰囲気下にして酸化分解等を防止することが好ましい。冷却ドラムの温度は、セルロースエステル系樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以下が好ましい。

冷却ドラムへ樹脂を密着させるために、静電印加により密着させる方法、風圧により密着させる方法、全幅あるいは端部をニップして密着させる方法、減圧で密着させる方法などを用いることが好ましい。

また、ダイライン等の表面の欠陥を小さくするためには、押し出し機からダイまでの配管には滞留部が極力少なくなるような構造にすることが好ましい。ダイの内部やリップにキズ等が極力無いものを用いることが好ましい。ダイ周辺に樹脂から揮発成分が析出しダイラインの原因となる場合があるので、揮発成分を含んだ雰囲気は吸引することが好ましい。

また、静電印加等の装置にも析出する場合があるので、交流を印加したり、他の加熱手段で析出を防止することが好ましい。

酸化防止剤、可塑剤などの添加剤は、あらかじめ樹脂と混合しておいてもよいし、押し出し機の途中で練り込んでもよい。均一に添加するために、スタチックミキサーなどの混合装置を用いることが好ましい。

溶融押出し製膜法で成形されたセルロースエステルフィルムは、溶液流延製膜法で成形されたセルロースエステルフィルムと異なり、厚み方向リタデーション（Ｒｔｈ）が小さいとの特徴があり、このようなセルロースエステルフィルムを延伸することにより面内方向リタデーション（Ｒｏ）を発現し易く、延伸倍率を大きくする必要がない。

ついで、得られた光学フィルムを一軸方向に延伸する。延伸により分子が配向される。延伸する方法は、特に制限はないが、公知のピンテンターやクリップ式のテンターなどを好ましく用いることができる。

延伸方向は長さ方向でも幅手方向でも任意の方向（斜め方向）でも可能であるが、本発明では延伸方向を幅手方向とすることで光学フィルムとの積層がロール形態でできるので好ましい。幅手方向に延伸することでセルロースエステルフィルムの遅相軸は幅手方向になる。一方、光学フィルムの透過軸も通常幅手方向である。

光学フィルムの透過軸とセルロースエステルフィルムの遅相軸とが平行になるように積層した偏光板を液晶表示装置に組み込むことで、良好な視野角が得られるのである。

延伸条件は、所望のリタデーション特性が得られるように温度、倍率を選ぶことができる。通常、延伸倍率は１．１〜２．０倍、好ましくは１．２〜１．５倍であり、延伸温度は、通常、光学フィルムを構成する樹脂のＴｇ〜Ｔｇ＋５０℃、好ましくはＴｇ〜Ｔｇ＋４０℃の温度範囲で行なわれる。

延伸倍率が小さすぎると所望のリタデーションが得られない場合があり、大きすぎると破断してしまう場合がある。延伸温度が低すぎると、破断し、高すぎると、所望のリタデーションが得られない場合がある。

上記の方法で作製した光学フィルムのリタデーションを合目的の値に修正する場合、光学フィルムを長さ方向や幅手方向に延伸または収縮させてもよい。

長さ方向に収縮するには、例えば、幅延伸を一時クリップアウトさせて長さ方向に弛緩させる、または横延伸機の隣り合うクリップの間隔を徐々に狭くすることにより光学フィルムを収縮させるという方法がある。

後者の方法は一般の同時二軸延伸機を用いて、縦方向の隣り合うクリップの間隔を、例えばパンタグラフ方式やリニアドライブ方式でクリップ部分を駆動して滑らかに徐々に狭くする方法によって行なうことができる。

なお、光学フィルム両端部のクリップの把持部分は、通常、光学フィルムが変形しており、製品として使用できないので、切除されて、原料として再利用される。

光学フィルムの膜厚は、使用目的によって異なるが、仕上がりの光学フィルムとして、本発明において使用される膜厚範囲は３０〜２００μｍで、最近の薄手傾向にとっては３０〜１００μｍの範囲が好ましく、特に４０〜８０μｍの範囲が好ましい。

膜厚は、所望の厚さになるように、押し出し流量、ダイの口金のスリット間隙、冷却ドラムの速度等をコントロールすることで調整できる。

また、膜厚を均一にする手段として、膜厚検出手段を用いて、プログラムされたフィードバック情報を上記各装置にフィードバックさせて調節するのが好ましい。
＜光学フィルムの物性＞
本発明の光学フィルムは、液晶表示装置に使用されるため液晶表示装置に対する適性を備えていることが必要である。

《ヘイズ値》
本発明の光学フィルムは、ヘイズ値が、２％以内が好ましく、１．５％以内がより好ましく、１％以内が最も好ましい。本発明を使用することによって、０．０１〜０．５％を達成することができる。

《セルロ−スエステルフィルムの透過率》
液晶表示装置の部材としては高い透過率が求められ、上述の添加剤を組み合せて添加し、製造された光学フィルムの５００ｎｍ透過率は、８５〜１００％が好ましく、９０〜１００％がさらに好ましく、９２〜１００％が最も好ましい。

４００ｎｍ透過率は４０〜１００％が好ましく、５０〜１００％がさらに好ましく、６０〜１００％が最も好ましい。また、紫外線吸収性能が求められることがあり、その場合は、３８０ｎｍ透過率は０〜１０％が好ましく、０〜５％がさらに好ましく、０〜３％が最も好ましい。

《リタデーション》
本発明の光学フィルムは、正負の複屈折性を有する成分の混合物となる場合もあるが、光学フィルムとしては延伸方向の屈折率が最も高くなる（ｎｘ＞ｎｚ）ものではあり、負の複屈折性を有する成分の正常光屈折率と異常光屈折率の屈折率差（以下、Δｎという。）が、正の複屈折率を有する成分の実質的なΔｎに比べ非常に大きいものとなり、３次元屈折率の関係がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たすものである。

ここで、Ｒｏが光学フィルム内の面内リタデーション値を表し、Ｒｔｈが光学フィルム内の厚み方向のリタデーション値を表すとすると。ＲｏとＲｔｈは下式で表される。

Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ（ｎｍ）
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ（ｎｍ）
ここにおいて、ｄは光学フィルムの厚み（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）、屈折率ｎｙ（フィルム面内で遅相軸に直角な方向の屈折率）、屈折率ｎｚ（厚み方向におけるフィルムの屈折率）である。

そして、ＲｏとＲｔｈを、１６０ｎｍ≦Ｒｏ≦３００ｎｍ、−５０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦５０ｎｍにすることで、この光学フィルムを用いた液晶表示装置の視野角を大きく広げることができる。

したがって、ＲｏとＲｔｈは１６０ｎｍ≦Ｒｏ≦３００ｎｍ、−５０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦５０ｎｍを満たすことが好ましい。

また、Ｒｔｈの変動や分布の幅は、±１０ｎｍ未満であることが好ましく、±８ｎｍ未満であることが好ましく、±５ｎｍ未満であることが好ましい。

さらに、±３ｎｍ未満であることが好ましく、±１ｎｍ未満であることが好ましい。最も好ましくはＲｔｈの変動がないことである。

なお、リタデーション値（Ｒｏ）と（Ｒｔｈ）は、自動複屈折率計を用いて測定することができる。例えば、自動複屈折率計ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ（王子計測機器株式会社製）を用いて、温度２３℃、湿度５５％ＲＨの環境下で、波長５９０ｎｍで求めることができる。

また、遅相軸は、長尺フィルムの幅手方向±１°、もしくは長手方向±１°にあることが好ましい。より好ましくは、光学フィルムの幅手方向または長手方向に対して±０．７°、さらに好ましくは、光学フィルムの幅手方向または長手方向に対して±０．５°であり、特に好ましくは、±０．１°である。
＜液晶表示装置＞
本発明の光学フィルムの製造方法を使用した液晶表示装置について説明する。

《液晶表示装置》
本発明による液晶表示装置は、棒状の液晶分子が一対のガラス基板に狭持された液晶セルと、液晶セルを挟むように配置された偏光膜及びその両側に配置された透明保護層からなる２枚の偏光板を持つ液晶表示装置であって、２枚の偏光板のうち、例えば１枚の偏光板が、フィルムの面内方向リタデーション（Ｒｏ）値が０に近いものであり、かつフィルムの厚み方向のリタデーション（Ｒｔｈ）値が０に近いものである光学フィルムを具備するものであり、もう１枚の偏光板が、本発明による上記の光学フィルムを具備するものである。

本発明の液晶表示装置によれば、広範囲にわたり高コントラスト比を有する見やすい表示が実現可能であり、特にＩＰＳのモードで動作する液晶表示装置を提供するものであり、本発明の液晶表示装置は、長期間にわたって安定した表示性能を維持することができるものである。

本発明の光学フィルムの製造方法で製造した光学フィルムは、偏光板保護フィルム、位相差板として使用することができる。

実施例１
（試料フィルム１〜４６の作製）
＜炭酸ストロンチウム分散液の作製＞
（炭酸ストロンチウムの粒子作製）
水３００ｇに対し、メタノール６０ｇ（水に対し２０％）と、水酸化ストロンチウム八水和物８０ｇ（水に対し２６．７％）とを加えた懸濁液を調整した。この懸濁液をステンレスビーカーに入れ、攪拌モーター（アズワン製スリーワンモーターＴＯＲｎＡＤＯＰＭ２０３）に取り付けた攪拌羽根で懸濁液を攪拌した。

次に、高低温用サーキュレーターＦＣ−２５ＭＣ（ユラボ製）にバスリキッドサーマルＨ５Ｓ（ユラボ製）を満たし、このサーキュレーターのバス部に上記懸濁液を入れたビーカーを入れて懸濁液の温度をー１０℃〜０℃に保った。

次に、懸濁液を攪拌しながらＣＯ２ガスを５０〜２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で懸濁液中に導入し、ｐＨが１２以下になったところでＣＯ２ガス導入を止めた。

次に、−５℃〜０℃に保った水とメタノールの混合液５００ｇに上記懸濁液を攪拌しながら投入し懸濁希釈液を作成した。

次に、この懸濁希釈液の温度を１〜６時間かけて２５℃まで上昇させ粒子の熟成を行なった。さらに、未反応分を取り除くため、懸濁希釈液を０．０５μｍポアサイズのメンブレンフィルターＶＭＷＰ０９０２５（アズワン製）で吸引濾過し、さらにフィルター上において純水で洗浄後、エタノールで洗浄して取り出した生成物を自然乾燥させて粒子を得た。

上記粒子作製方法において、懸濁液の温度、ＣＯ２ガスの流量、混合液の水／メタノールの割合、混合液の温度、及び懸濁希釈液の温度を上げる時間を調整しさらに、超音波分散機ＵＨ−３００（株式会社エスエムテー製）において出力目盛り１０で連続４０分間かけてエタノールに分散した粒子分散液を０．２μｍポアサイズのメンブレンフィルターオムニポアメンブレンＪＧＷＰ０９０２５（アズワン製）で吸引濾過により濾液を分離し、これを０．０５μｍポアサイズのメンブレンフィルターＶＭＷ０９０２５（アズワン製）で再度吸引濾過して取り出した粒子を自然乾燥させることで、微粒子の長軸径と短軸径が表１及び表２にあるような粒子１〜２７を作製した。

（粒子の形状測定方法）
本実施例において、所望の粒子の形状を得るため、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察及びコンピュータソフトによる画像解析を用いた下記方法で粒子の長軸径と短軸径を測定した。

まず、観察前の処理として、粒子をエタノール分散しＣ膜上に滴下乾燥させた上で、その粒子をＴＥＭで観察する。ここで、ＴＥＭはＪＥＭ−２０００ＦＸ（日本電子製）（加速電圧：２００ｋＶ）を使用した。

ここで使用した対象画像は、各試料×１００００（直接×５０００）の断面ＴＥＭ像各２枚である。入力はネガを印画紙にプリントしフラットヘッドスキャナーにて電子化する（入力解像度：３００ｄｐｉ）（ここでいうｄｐｉとは、２．５４ｃｍ当たりのドット数を表す）。

次に、スキャナーで読み取った画像から解析を行なうために粒子の画像のコントラストを強調することで画像ソフトが粒子を認識できるようにするフィルター処理を行う。さらに、このフィルターの条件を変更することでコントラストの最適化を行う。

ここで、フィルター処理はメディアン３×３、次に平坦化２０ピクセル、次にハイパス３×３、次にメディアン３×３を使用した。次に、上記コントラストを最適化した画像から粒子を抽出し個々の粒子の形状を画像解析ソフトで測定して、長軸径と短軸径等を計測する。

また、画像上のノイズと考えられるものを除去する選別を行なう。さらに、計測した絶対最大長やアスペクト比等の粒子のデータをデータ処理ソフトに取り込み、粒子の分布状態を計算するデータ処理を行った。

ここで、フラットヘッドスキャナーはＳｉｔｉｏｓ９２３１（コニカミノルタ株式会社製）を使用し、画像解析ソフトはＩｍａｇｅＰｒｏＰｌｕｓ（ＭｅｄｉａＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ製）を、データ処理ソフトはＥｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）を使用した。

（粒子の表面処理）
炭酸ストロンチウムの粒子１．０ｇをエタノール２０．０ｇに分散し、グリセリンステアレート（花王・エキセルＴ−９５）を０．０５ｇ添加し５０℃で１０時間攪拌し表面処理を行い、この溶液を濾過し、粒子を乾燥させた。

下記各組成物を、超音波分散機ＵＨ−３００（株式会社エスエムテー製）において出力目盛り１０で連続４０分間分散し、粒子１〜２７の粒子分散液を調製した。

粒子１〜２７１６質量部
メチレンクロライド９２質量部
エタノール９２質量部
＜分散液希釈液の作製＞
次に、下記各組成物を容器に投入し完全に溶解した。

《セルロースエステル》
セルロースアセテートプロピオネート２５質量部
（アセチル基置換度１．９０、プロピオニル基置換度０．７５、重量平均分子量１９０
，０００）
トリフェニルホスフェート（ＴＴＰ）２１質量部
エチルフタリルエチルグリコレート（ＥＰＥＧ）５質量部
チヌビン３２６（チバスペシャルケミカルズ製）１質量部
チヌビン１０９（チバスペシャルケミカルズ製）１質量部
チヌビン１７１（チバスペシャルケミカルズ製）１質量部
メチレンクロライド４６８質量部
エタノール３４質量部
《ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリ酢酸ビニル各樹脂》
各樹脂は、ポリアクリレートとしてダイヤナールＢＲ８８（三菱レイヨン（株）製）、スチレン−メチルメタクリレート樹脂ＴＸ４００Ｓ（電気化学工業（株）製）、ポリカーボネートとしてパンライトＫ１３００（帝人（株）製）、ポリシクロオレフィンとしてアートンＧ７８１０（ＪＳＲ（株）製）、ポリ酢酸ビニルとしてサクノールＳＮ−１０Ｎ（電気化学工業（株）製）を使用した。

各樹脂２５質量部
メチレンクロライド４８８質量部
エタノール３４質量部
＜ドープ追加液の作製＞
《セルロースエステル》
セルロースアセテートプロピオネート１４７質量部
（アセチル基置換度１．９０、プロピオニル基置換度０．７５、重量平均分子量１９０
，０００）
メチレンクロライド１００質量部
《ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリ酢酸ビニル各樹脂》
各樹脂１７３質量部
メチレンクロライド１００質量部
＜ドープ液の作製＞
上記分散液希釈液に、粒子１〜２７における粒子分散液の２００質量部をゆっくり添加した後、この混合液を超音波分散機ＵＨ−３００（株式会社エスエムテー製）において出力目盛り１０で容器のまわりを冷水で冷やしながら、連続１０分間再分散を行なった。

再分散した液をよく攪拌しながら上記ドープ追加液をゆっくり加え、完全に溶解して、粒子１〜２７におけるドープ液を調製した。
＜溶液流延製膜法による試料フィルムの作製＞
上記作製した、各ドープ液を４０℃に保ち、４０℃に保温された無限移行する無端の金属支持体であるステンレスベルト上に均一に流延した。

ドープをステンレスベルトに流延する際に、ダイのスリット内を流れるドープのスリット通過時間は１．５秒、ドラフト比は３となるようにランド長の異なるダイに交換するとともに、ドープに流量およびステンレスベルトの走行速度を調整した。

この流延膜の残留溶媒量が８０％まで乾燥した後、ステンレスベルト上から剥離し、剥離したフィルムのウェブを４０℃で残留溶剤量を２０％まで溶媒を蒸発させた後、さらに多数のロールで搬送させながら１２０℃で乾燥して８０μｍ、幅１．３ｍの試料フィルム１〜４６を得た（セルロースエステルフィルム試料フィルム１〜２１、ダイヤナールＢＲ８８試料フィルム２２〜２５、スチレン−メチルメタクリレート樹脂ＴＸ４００Ｓ試料フィルム２６〜３０、パンライトＫ１３００試料フィルム３１〜３９、アートンＧ７８１０試料フィルム４０〜４３、サクノールＳＮ−１０Ｎ試料フィルム４４〜４６）。
（試料フィルム４７〜４９の作製）
サイトップＣＴＸ−１０９Ｓ（旭硝子（株）製）９９３質量部に上記粒子分散液７質量部を添加し、超音波分散機ＵＨ−３００において出力目盛り１０で連続４０分間分散した。

この分散液をドクターブレードを用いてガラス板上に塗布した後１００℃で５分間乾燥した。この塗布層の乾燥膜厚が８０μｍになるまで塗布を繰り返し、８０μｍになったところでガラス板から剥離し試料フィルム４７〜４９を作製した。

（位相差（リタデーション）の測定方法）
本実施例では、アッベ屈折率計１Ｔ（株式会社アタゴ製）と分光光源装置を用いて光学フィルムの平均屈折率を測定した。また、市販のマイクロメータを用いて光学フィルムの厚みを測定した。

さらに、自動複屈折計ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて、２３℃、５５％ＲＨの環境下で２４時間放置した光学フィルムにおいて、同環境下波長が５９０ｎｍにおける光学フィルムのリタデーション測定を行なった。

上記の平均屈折率と膜厚を下記式に入力し面内リタデーションＲｏ、厚み方向のリタデーションＲｔｈの値を得た。

Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
式中、面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、面内で遅相軸に直交する方向の屈折率をｎｙ、光学フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、ｄは光学フィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。

（ヘイズの測定方法）
本実施例では、ヘイズは，ＪＩＳＫ−７１３６に従って，ヘイズメーターＮＤＨ２０００（日本電色工業（株））を用いて測定し、これを透明性の指標とした。

（切断面の評価方法）
ＮＴカッターＬ５００を定規に当てて９０度の角度で切断し、その切断面を１００倍の光学顕微鏡で目視観察した。なお、カッターは切断直前に新たな刃とした。

○ 滑らかでまっすぐな形状
△ ややのこぎり歯形状があり、ひび割れも存在している形状
× のこぎり歯形状が多く、大きくひび割れしている形状
（フィルム総合評価）
フィルム総合評価を行う液晶パネルを以下のようにして作製した。

まず、上記作製した試料フィルムおよびセルロースエステルフィルムＫＣ８ＵＣＲ（コニカミノルタオプト（株）製）を用いて下記の方法により偏光板を作製した。

厚さ１２０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、沃素１ｋｇ、ホウ酸４ｋｇを含む水溶液１００ｋｇに浸漬し５０℃で６倍に延伸して偏光子を作った。この偏光子の片面に下記アルカリケン化処理を行った上記試料フィルムを、もう一方の面にはＫＣ８ＵＣＲを完全ケン化型ポリビニルアルコール５％水溶液を粘着剤として各々貼り合わせ偏光板とした。

なお、試料フィルム２２〜４９については、粘着剤で貼り合わせる前にプラズマによる表面処理を行った。

〈アルカリケン化処理〉
ケン化工程２Ｎ−ＮａＯＨ５０℃ ９０秒
（貼合しにくい場合は７０℃ ９０秒）
水洗工程水３０℃ ４５秒
中和工程１０質量％ＨＣｌ３０℃ ４５秒
水洗工程水３０℃ ４５秒
ついで、ＩＰＳモード型液晶表示装置である日立製液晶テレビＷｏｏｏＷ１７−ＬＣ５０のあらかじめ貼合されていたバックライト側の偏光板を剥がして、上記で作製した偏光板を液晶セルのガラス面に貼合した。

その際、試料フィルムの遅相軸、偏光子の吸収軸、液晶セルの遅相軸の向きおよび液晶表示装置の構成は図５（長軸方向の配置）になるように偏光板の作製時に貼り合わせ、液晶パネルの貼り合わせを行った。

この状態で光学フィルムとしての総合性能を官能評価した。

○ コントラストが高く従来品より明らかに良好である。

△ 従来品と並べて対比すると良化していることが判る。

× 従来品と同等である。

本発明の光学フィルムの製造方法の工程図本発明の光学フィルムの製造方法を実施する溶液流延製膜装置の概略図ドラフト比の調整方法を説明する図本発明の光学フィルムの製造方法を実施するダイの拡大横断面図本実施例における液晶表示装置の構成を説明するための図

符号の説明

１：溶解釜
２：送液ポンプ
３：濾過器
４：ストックタンク
５：送液ポンプ
６：濾過器
８：導管
１０：溶解釜
１１：送液ポンプ
１２：濾過器
１３：ストックタンク
１４：送液ポンプ
１５：濾過器
１６：導管
１７：切り替え弁
２０：合流管
２１：混合機
２２：導管
２３：供給管
３０：ダイ
３１：金属支持体
３２：ウェブ
３３：剥離位置
３４：テンター装置
３５：ロール乾燥装置
３６：搬送ロール
３７：元巻
６０、６１：偏光板
６２、６８：偏光板保護フィルム
６６：本発明に係る製造方法で製造された偏光板保護フィルム
７０：横電界スイッチング（ＩＰＳ）モード型液晶セル
７１：液晶のラビング軸
７２、７４：偏光子の透過軸
７３、７５：偏光子の吸収軸
７６：本発明に係る製造方法で製造された偏光板保護フィルムの遅相軸
Ｓ：スリット

Claims

針状粒子を含有するヘイズが０．２５〜３％である光学フィルムの製造方法において、前記針状粒子が、長軸と短軸の屈折率が異なる針状粒子であって、下記の関係（ｉ）、（ｉｉ）を満たすものであることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
（ｉ）｜Ｎｐ−Ｎｏ｜＜｜Ｎｐ−Ｎｅ｜
（ｉｉ）Ｄ／（Ｎｄ）^-1.2＜５．４
（ここで、Ｎｐは光学フィルムを形成する樹脂の屈折率、Ｎｏは粒子の長軸方向の屈折率、Ｎｅは粒子の短軸方向の屈折率、Ｎｄ＝｜Ｎｐ−Ｎｅ｜、Ｄは、粒子の短軸径の平均径ｎｍを表す。）
前記（ｉ）における｜Ｎｐ−Ｎｏ｜が、下記（ｉ−１）を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学フィルムの製造方法。
（ｉ−１）０≦｜Ｎｐ−Ｎｏ｜≦０．０６
請求項１または２いずれかの項に記載の光学フィルムの製造方法で製造されたことを特徴とするセルロースエステルフィルム。
偏光膜及びその両側に配置された透明保護膜からなる偏光板であって、前記両側の透明保護膜のうち少なくとも１つに、請求項３に記載のセルロースエステルフィルムが用いられていることを特徴とする偏光板。
液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された２枚の偏光板を具備する液晶表示装置であって、前記２枚の偏光板のうち少なくとも１枚の偏光板が、請求項４に記載の偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。