(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースエステルと、
脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルを少なくとも１種含み、
前記ポリエステルが、非環状の脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸の重合体であり、かつ、前記脂肪族ジカルボン酸の非環状の脂肪族ジカルボン酸と脂環構造を有する脂肪族ジカルボン酸の比率ｍ：ｎが０：１０〜３：７であり、
前記ポリエステルの水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、
厚みが１０〜４５μｍであり、
２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの面内レタデーション（Ｒｅ）が−５〜５ｎｍ、
２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの厚み方向のレタデーション（Ｒｔｈ）が−５〜５ｎｍ、
弾性率が４．２ＧＰａ以上であることを特徴とする光学フィルム；
ここで非環状の脂肪族ジカルボン酸由来の繰り返し単位のモル比をｍ、脂環構造を有する脂肪族ジカルボン酸由来の繰り返し単位のモル比をｎとする。
【請求項２】
前記ポリエステルの数平均分子量Ｍｎが、５００〜３０００である、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
前記ポリエステルが、下記一般式（１）で表される繰返し単位を含む、請求項１または２に記載の光学フィルム。
【化１】
0005894122.tif 000008
（一般式（１）中、Ｘは炭素数２〜１０の非環状の２価の連結基を表す。Ｙは３〜６員環の脂環構造を含む炭素数３〜１２の連結基を表す。）
【請求項４】
前記モノカルボン酸が、炭素数２〜１０の脂肪族モノカルボン酸である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記ポリエステルの水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記ポリエステルの含有量が、前記セルロースエステルに対して５〜２０質量％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項７】
前記光学フィルムの厚みが１０〜３２μｍである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学フィルムを少なくとも１枚含む偏光板。
【請求項９】
液晶セルおよび該液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板を有する液晶表示装置であって、
前記偏光板の少なくとも１つが、請求項８に記載の偏光板である液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶セルが、横電界スイッチングモード（ＩＰＳ）型の液晶セルである、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学フィルムが、偏光子と前記液晶セルとの間に配置される、請求項９または１０に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に有用な光学フィルム、及びそれを有する偏光板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロースアセテートフィルムに代表されるセルロースエステルフィルムは透明性が高く、従来、光学フィルムとして液晶表示装置に種々の用途で利用されている。例えば、偏光子に使用されるポリビニルアルコールとの密着性を容易に確保できることから液晶表示装置における偏光板保護フィルムとして使用されている。
【０００３】
近年、液晶表示装置、特に中小型用途の液晶表示装置は薄型化が急激に進んでおり、使用される部材の薄膜化、特に偏光板保護フィルム（液晶表示装置の表面に設けられるハードコート層付き保護フィルムや、位相差フィルムを兼ねる保護フィルムや、位相差の小さい通常の保護フィルムなど）などの薄膜化が求められている。
【０００４】
液晶表示装置に使用されるフィルムとしては、例えば、特許文献１には、脂環式骨格を含むジオール及び脂環式骨格を含むジカルボン酸誘導体から誘導されるポリエステル成分を含有するポリエステル重合体、並びに、セルロースアシレートを含有するセルロースアシレートフィルムは、引裂き強度が向上すると記載されている。
【０００５】
特許文献２には、両末端にベンゼンカルボン酸またはフェノール残基を有し、脂肪族環状グリコールおよび脂肪族環状二塩基酸を有するエステル系可塑剤を含有するセルロースエステルフィルムは、光学性能の湿度変化耐久性が向上すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９２６９６号公報
【特許文献２】特開２００７−８４６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、本発明者らがＩＰＳ型の液晶表示装置に用いられる光学フィルムの薄膜化に際し、特許文献１や２に記載されているいくつかの脂肪族エステルオリゴマーをセルロースエステルに含有させたフィルムを作製したところ、剛性が低くなることにより、製造及びハンドリング適性に問題が生じ、ロール状に巻き取って保管するとロール表面が凹凸状に変形する問題（以下、陥没状ベコとも言う）があることがわかった。
また、特許文献１や２に記載されているいくつかの脂肪族エステルオリゴマーをセルロースエステルに含有させたフィルムは、脂肪族エステルオリゴマーの種類によっては陥没状ベコが発生しない場合にも偏光板に用いたときに偏光子耐久性が劣るか、脂肪族エステルオリゴマーの添加量が少ない場合はレターデーションが高くなってしまうこともわかった。
特許文献１〜２には、剛性について何ら記載されておらず、実施例に記載の各フィルムは、レターデーションが高く発現しており、ＩＰＳ型の液晶表示装置に用いた場合、表示性能が著しく低下することがわかった。
【０００８】
本発明は、薄膜化を達成しつつ、高剛性と低レターデーションの光学特性を両立でき、偏光板に用いたときに偏光子耐久性も向上する光学フィルム、偏光板、及び液晶表示装置を提供する発明である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らが上記課題を解決することを目的として鋭意研究したところ、脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルを添加することで、上記課題を解決できることを見出した。
【００１０】
前記課題を解決するための手段である本発明は、以下のとおりである。
［１］  セルロースエステルと、脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルを少なくとも１種含み、厚みが１０〜４５μｍであり、２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの面内レタデーション（Ｒｅ）が−５〜５ｎｍ、２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの厚み方向のレタデーション（Ｒｔｈ）が−５〜５ｎｍ、弾性率が４．２ＧＰａ以上であることを特徴する光学フィルム。
［２］  ［１］に記載の光学フィルムは、ポリエステルの数平均分子量Ｍｎが、５００〜３０００であることが好ましい。
［３］  ［１］または［２］に記載の光学フィルムは、ポリエステルが、非環状の脂肪族ジオールと脂環構造を含むジカルボン酸の重合体、又は脂環構造を含む脂肪族ジオールと非環状の脂肪族ジカルボン酸の重合体から誘導されることが好ましい。
［４］  ［１］〜［３］のいずれか一項に記載の光学フィルムは、ポリエステルが、下記一般式（１）で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
【化１】
0005894122.tif 000002
（一般式（１）中、Ｘは炭素数２〜１０の非環状の２価の連結基を表す。Ｙは３〜６員環の脂環構造を含む炭素数３〜１２の連結基を表す。）
［５］  ［１］〜［４］のいずれかに記載の光学フィルムは、モノカルボン酸が、炭素数２〜１０の脂肪族モノカルボン酸であることが好ましい。
［６］  ［１］〜［５］のいずれかに記載の光学フィルムは、前記ポリエステルの水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。
［７］  ［１］〜［６］のいずれかに記載の光学フィルムは、ポリエステルの含有量が、セルロースエステルに対して５〜２０質量％であることが好ましい。
［８］  ［１］〜［７］のいずれかに記載の光学フィルムを少なくとも１枚有する偏光板。
［９］  液晶セルおよび該液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板を有する液晶表示装置であって、偏光板の少なくとも１つが、［８］に記載の偏光板を有する液晶表示装置。
［１０］  ［９］に記載の液晶表示装置は、液晶セルが、横電界スイッチングモード（ＩＰＳ）型の液晶セルであることが好ましい。
［１１］  ［９］または［１０］に記載の液晶表示装置は、［１］〜［７］のいずれかに記載の光学フィルムが、偏光子と液晶セルとの間に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、薄膜化を達成しつつ、高剛性と低レターデーションの光学特性を両立でき、偏光板に用いたときに偏光子耐久性も向上する光学フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【００１３】
［光学フィルム］
本発明の光学フィルムは、脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルを少なくとも１種含み、厚みが１０〜４５μｍであり、２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの面内レタデーション（Ｒｅ）が−５〜５ｎｍ、２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの厚み方向のレタデーション（Ｒｔｈ）が−５〜５ｎｍ、弾性率が４．２ＧＰａ以上であることを特徴する。
【００１４】
本発明の光学フィルムは、脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルを用いることで、セルロースエステルの自由体積部分を埋めるようにエステルオリゴマーが存在し、薄膜であっても、高い剛性、低いレターデーションを有し、偏光板に用いたときに偏光子耐久性が向上する光学フィルムが得られる。
以下、本発明の光学フィルムの好ましい態様について、説明する。
【００１５】
（セルロースエステル）
本発明の光学フィルムは、一種又は二種以上のセルロースエステルを主成分として含む。セルロースエステルとしては、セルロースエステル化合物、及び、セルロースを原料として生物的或いは化学的に官能基を導入して得られるエステル置換セルロース骨格を有する化合物が挙げられる。ここで、「主成分」とは、原料として単一のポリマーを含む場合には、そのポリマーのことを意味し、原料として二種以上のポリマーを含む場合には、最も質量分率の高いポリマーのことを意味する。
【００１６】
前記セルロースエステルは、セルロースと酸とのエステルである。前記エステルを構成する酸としては、有機酸が好ましく、カルボン酸がより好ましく、炭素原子数が２〜２２の脂肪酸がさらに好ましく、炭素原子数が２〜４の低級脂肪酸であるセルロースアシレートが最も好ましい。
【００１７】
前記セルロースアシレートの原料セルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ（広葉樹パルプ、針葉樹パルプ）などがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースアシレートでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細な記載は、例えば「プラスチック材料講座（１７）繊維素系樹脂」（丸澤、宇田著、日刊工業新聞社、１９７０年発行）や発明協会公開技報２００１−１７４５（７頁〜８頁）に記載のセルロースを用いることができる。
【００１８】
本発明に用いられるセルロースアシレートはセルロースの水酸基の水素原子が、アシル基によって置換されたものである。アシル基の炭素原子数は、２〜２２であるのが好ましい。アシル基は、脂肪族アシル基であっても芳香族アシル基であってもよく、単一でも２種類以上のアシル基によって置換されていてもよい。具体的には、前記セルロースアシレートの例には、セルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステル、芳香族カルボニルエステル、及び芳香族アルキルカルボニルエステルが含まれる。アルキル部位、アルケニル部位、芳香族部位、及び芳香族アルキル部位のそれぞれは、さらに置換基を有していてもよい。好ましいアシル基の例には、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、へプタノイル、ヘキサノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、テトラデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイル、ｉ−ブタノイル、ｔ−ブタノイル、シクロヘキサンカルボニル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、及びシンナモイル基などが含まれる。これらの中でも、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、ドデカノイル、オクタデカノイル、ｔ−ブタノイル、オレオイル、ベンゾイル、ナフチルカルボニル、及びシンナモイルなどが好ましく、アセチル、プロピオニル、及びブタノイルがより好ましく、アセチルが最も好ましい。
【００１９】
使用するセルロースアシレートのアシル置換度については特に限定されないが、アシル置換度が２．００〜２．９５のセルロースアシレートを使用すると、製膜性、及び製造されるフィルムの種々の特性の観点で好ましい。なお、アシル置換度は、酢酸等の脂肪酸の結合度を測定し、計算によって置換度を得ることができる。測定方法としては、ＡＳＴＭ  Ｄ−８１７−９１に準じて実施することができる。
【００２０】
アセチル基／プロピオニル基／ブタノイル基の少なくとも２種類のアシル基を有するセルロースアシレートの態様では、その全置換度が２.５０〜２．９５であることが好ましく、より好ましいアシル置換度は２．６０〜２．９５であり、さらに好ましくは２．６５〜２．９５である。
アセチル基のみを有するセルロールアシレート、即ちセルロースアセテートの態様では、その全置換度が２．００〜２．９５であることが好ましい。さらには置換度が２．４０〜２．９５であることがより好ましく、２．８５〜２．９５であることが更に好ましい。
【００２１】
本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの重合度は、粘度平均重合度で１８０〜７００であり、セルロースアセテートにおいては、１８０〜５５０がより好ましく、１８０〜４００が更に好ましく、１８０〜３５０が特に好ましい。重合度が該上限値以下であれば、セルロースアシレートのドープ溶液の粘度が高くなりすぎることがなく流延によるフィルム作製が容易にできるので好ましい。重合度が該下限値以上であれば、作製したフィルムの強度が低下するなどの不都合が生じないので好ましい。粘度平均重合度は、宇田らの極限粘度法｛宇田和夫、斉藤秀夫、「繊維学会誌」、第１８巻第１号、１０５〜１２０頁（１９６２年）｝により測定できる。この方法は特開平９−９５５３８号公報にも詳細に記載されている。
【００２２】
また、本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって評価され、その多分散性指数Ｍｗ／Ｍｎ（Ｍｗは質量平均分子量、Ｍｎは数平均分子量）が小さく、分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なＭｗ／Ｍｎの値としては、１．０〜４．０であることが好ましく、２．０〜４．０であることがさらに好ましく、２．３〜３．４であることがよりさらに好ましい。
【００２３】
（ポリエステル）
本発明で用いられるポリエステルについて説明する。
前記ポリエステルは、脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルである。セルロースエステルの自由体積部分を埋めるようにエステルオリゴマーが存在し、剛直な脂環構造の比率を上げることでフィルムの高剛性及び低レターデーションが両立可能となると推定している。
【００２４】
前記ポリエステルは、脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルであれば特に制限されないが、非環状の脂肪族ジオールと脂環構造を含むジカルボン酸の重合体から誘導される誘導体、又は脂環構造を含む脂肪族ジオールと非環状の脂肪族ジカルボン酸の重合体から誘導される誘導体であることが好ましく、中でも、非環状の脂肪族ジオールと脂環構造を含むジカルボン酸の重合体から誘導される誘導体であることがより好ましい。
前記ポリエステルは、主鎖に脂環式骨格を含み、水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換されたポリエステルであることが、直鎖脂肪族の構成単位を環状構造に置換するだけでフィルム硬度が向上できる観点から特に好ましく、主鎖が、非環状の脂肪族ジオールと脂環構造を含むジカルボン酸の重合体から誘導される誘導体、又は脂環構造を含む脂肪族ジオールと非環状の脂肪族ジカルボン酸の重合体から誘導される誘導体であることがより特に好ましく、中でも、主鎖が、非環状の脂肪族ジオールと脂環構造を含むジカルボン酸の重合体から誘導される誘導体であることがよりさらに特に好ましく、具体的には、下記一般式（１）で表される繰返し単位を含む。
【００２５】
【化２】
0005894122.tif 000003
（一般式（１）中、Ｘは炭素数２〜１０の非環状の２価の連結基を表す。Ｙは３〜６員環の脂環構造を含む炭素数３〜１２の連結基を表す。）
【００２６】
Ｘは、炭素数２〜１０の非環状の２価の連結基を表す。Ｘは、炭素数２〜８の非環状の２価の連結基が好ましく、炭素数２〜６の非環状の２価の連結基がより好ましい。連結基としては、アルキレン基（好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜８、特に好ましくは炭素数２〜６）、アルキニレン基（好ましくは炭素数３〜１２、より好ましくは炭素数３〜１０、特に好ましくは炭素数３〜６）などを挙げられ、連結基中に酸素原子、窒素原子などの炭素以外の分子を含んでもよい。２価の連結基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、アルコキシ置換アルキル基、カルボキシル基などが挙げられる。
本明細書中、非環状とは、環状構造を含まないことを意味する。環状構造を含まない基としては、直鎖または分枝の基を挙げることができる。
【００２７】
Ｙは、３〜６員環の脂環構造を含む炭素数３〜１２の連結基を表す。Ｙは、炭素数３〜１０が好ましく、炭素数３〜８が好ましく、炭素数３〜６がより好ましい。Ｙが表す連結基としては、脂環構造を有するアルキレン基（好ましくは炭素数３〜１２、より好ましくは炭素数３〜１０、特に好ましくは炭素数３〜６）、脂環構造を有するアルキニレン基（好ましくは炭素数３〜１２、より好ましくは炭素数３〜１０、特に好ましくは炭素数３〜６）などが挙げられる。Ｙに含まれる脂環構造は、３〜６員環であれば単環、多環のいずれであってもよいが、単環が好ましい。脂環構造は、３〜６員環であり、５〜６員環が好ましく、具体的には、シクロプロピレン基、１，２−シクロブチレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロペンチレン基、１，３−シクロペンチレン基、１，２−シクロへキシレン基、１，３−シクロへキシレン基、１，４−シクロへキシレン基などが挙げられる。連結基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、アルコキシ置換アルキル基、カルボキシル基などが挙げられる。また、脂環構造に置換基を有していてもよく、脂環構造に有する置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、アルコキシ置換アルキル基、カルボキシル基などが挙げられ、好ましくは、メチル基である。
【００２８】
本発明におけるポリエステルの数平均分子量（Ｍｎ）は、５００〜３０００であることが好ましく、６００〜１５００がより好ましく、８００〜１２００がさらに好ましい。ポリエステルの数平均分子量は５００以上であれば揮発性が低くなり、光学フィルムの延伸時の高温条件下における揮散によるフィルム故障や工程汚染を生じにくくなる。また、３０００以下であればセルロースエステルとの相溶性が高くなり、製膜時及び加熱延伸時のブリードアウトが生じにくくなる。
本発明におけるポリエステルの数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って測定、評価することができる。具体的には、以下の方法で測定した値を採用する。前記ポリエステルをＴＨＦに溶解させ、東ソー株式会社製高速ＧＰＣを用いて行った。数平均分子量Ｍｎはポリスチレン換算で計算した。
【００２９】
本発明で使用されるポリエステルは、炭素数２〜１０の非環状の脂肪族ジオールと炭素数３〜１２の脂環構造を含むジカルボン酸、又は炭素数２〜１０の脂環構造を含む脂肪族ジオールと炭素数３〜１２の非環状の脂肪族ジカルボン酸から合成することが好ましい。合成方法としては、ジカルボン酸とジオールの脱水縮合反応、又は、グリコールへの無水ジカルボン酸の付加および脱水縮合反応などの公知の方法を利用することができる。
【００３０】
ここで、ポリエステルは、ジカルボン酸である脂肪族ジカルボン酸とジオールとの合成により得られるポリエステル系オリゴマーであることが好ましい。
以下、本発明におけるポリエステルの合成に好ましく用いることができるジカルボン酸及びジオールについて説明する。
【００３１】
−ジカルボン酸−
ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸を用いる。
３〜６員環の脂環構造を有する脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、１，４−シクロヘキシルジカルボン酸、３−メチル−１，４−シクロヘキシルジカルボン酸、シクロプロパンジカルボン酸、１，２−シクロブチルジカルボン酸、１，３−シクロブチルジカルボン酸、１，２−シクロペンチルジカルボン酸、１，３−シクロペンチルジカルボン酸、１，２−シクロへキルジカルボン酸、１，３−シクロへキシルジカルボン酸、１，４−シクロへキシルジカルボン酸、等が挙げられる。なかでも、１，４−シクロヘキシルジカルボン酸及び３−メチル−１，４−シクロヘキシルジカルボン酸が好ましい。
非環状の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、セバシン酸等が挙げられる。なかでも、コハク酸及びアジピン酸が好ましく、アジピン酸が特に好ましい。
本発明に用いるジカルボン酸の炭素数は、３〜１２であることが好ましく、４〜８であることがより好ましい。本発明では２種以上のジカルボン酸の混合物を用いてもよく、この場合、２種以上のジカルボン酸の平均炭素数が上記範囲となることが好ましい。ジカルボン酸の炭素数が上記範囲であれば、セルロースアシレートとの相溶性に優れ、光学フィルムの製膜時及び加熱延伸時においてもブリードアウトを生じにくいため好ましい。
非環状の脂肪族ジカルボン酸と脂環構造を有する脂肪族ジカルボン酸とを併用してもよい。具体的には、アジピン酸と１，４−シクロヘキシルジカルボン酸との併用、アジピン酸と３−メチル−１，４−シクロヘキシルジカルボン酸との併用を挙げることができる。
非環状の脂肪族ジカルボン酸と脂環構造を有する脂肪族ジカルボン酸とを併用する場合、両者の比率（モル比）は非環状の脂肪族ジカルボン酸由来の繰り返し単位のモル比をｍ、脂環構造を有する脂肪族ジカルボン酸由来の繰り返し単位のモル比をｎとしたときｍ：ｎが０：１０〜３：７であり、０：１０〜１：９であることがより好ましい。
【００３２】
−ジオール−
ジオールとしては、脂肪族ジオールを用いる。
脂環構造を含む脂肪族ジオールとしては、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
非環状の脂肪族ジオールとしては、アルキルジオールを挙げることができ、例えば、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、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、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−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、ジエチレングリコールなどが挙げられる。
好ましい脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、及び１，３−プロパンジオールの少なくとも１種であり、特に好ましくは、エチレングリコール及び１，２−プロパンジオールの少なくとも１種であり、より特に好ましくはセルロースとの相溶性の観点からエチレングリコールである。２種用いる場合は、エチレングリコール及び１，２−プロパンジオールを用いることが好ましい。
グリコールの炭素数は、２〜１０であることが好ましく、２〜６であることがより好ましく、２〜４であることが特に好ましい。２種以上のグリコールを用いる場合には、該２種以上の平均炭素数が上記範囲となることが好ましい。グリコールの炭素数が上記範囲であれば、セルロースアシレートとの相溶性に優れ、光学フィルムの製膜時及び加熱延伸時においてもブリードアウトを生じにくいため好ましい。
【００３３】
−置換−
本発明に用いられる前記ポリエステルの水酸基末端の水素原子は、モノカルボン酸由来のアシル基（以下、モノカルボン酸残基とも言う）で置換されてなる（以下、水酸基末端の水素原子が封止されているとも言う）。このとき、前記ポリエステルの両末端はモノカルボン酸残基となっている。これは、末端を疎水性官能基で保護することにより、偏光板の偏光子耐久性の改善に有効であり、エステル基の加水分解を遅延させる役割を示すことが要因となっている。
ここで、残基とは、前記ポリエステルの部分構造で、前記ポリエステルを形成している単量体の特徴を有する部分構造を表す。例えばモノカルボン酸Ｒ−ＣＯＯＨより形成されるモノカルボン酸残基はＲ−ＣＯ−である。好ましくは脂肪族モノカルボン酸残基であり、モノカルボン酸残基が炭素数２〜１０の脂肪族モノカルボン酸残基であることがより好ましく、炭素数２〜３の脂肪族モノカルボン酸残基であることがさらに好ましく、炭素数２の脂肪族モノカルボン酸残基であることが特に好ましい。
前記ポリエステルの両末端のモノカルボン酸残基の炭素数が３以下であると、揮発性が低下し、該前記ポリエステルの加熱による減量が大きくならず、工程汚染の発生や面状故障の発生を低減することができる。即ち、封止に用いるモノカルボン酸類としては製造適性および面状品質の観点から芳香族モノカルボン酸よりも脂肪族モノカルボン酸が好ましい。モノカルボン酸が炭素数２〜２２の脂肪族モノカルボン酸であることがより好ましく、炭素数２〜３の脂肪族モノカルボン酸であることがさらに好ましく、炭素数２の脂肪族モノカルボン酸残基であることが特に好ましい。例えば、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸及びその誘導体等が好ましく、酢酸またはプロピオン酸がより好ましく、酢酸（末端がアセチル基となる）が最も好ましい。封止に用いるモノカルボン酸は２種以上を混合してもよい。
水酸基末端の水素原子がモノカルボン酸由来のアシル基で置換された場合は常温での状態が固体形状となりにくく、ハンドリングが良好となり、また湿度安定性、偏光板の偏光子耐久性に優れた光学フィルムを得ることができる。
前記ポリエステルの水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが偏光子耐久性を改善する観点から好ましく、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが特に好ましい。
【００３４】
−合成方法−
前記ポリエステルの合成は、常法により上記ジカルボン酸と、上記ジオールと、末端封止用のモノカルボン酸とのポリエステル化反応またはエステル交換反応による熱溶融縮合法か、あるいはこれら酸の酸クロライドとグリコール類との界面縮合法のいずれかの方法によっても容易に合成し得るものである。
【００３５】
−添加量（含有量）−
本発明の光学フィルムは、前記ポリエステルの含有量が、前記セルロースエステルに対して５〜２０質量％であることが好ましく、５〜１８質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることが特に好ましい。ポリエステルは、１種類のみ含んでいてもよいし、２種類以上含んでいてもよい。２種類以上含む場合は、合計量が上記範囲となる。
【００３６】
（紫外線吸収剤）
本発明の光学フィルムは、主成分セルロースエステルとともに、紫外線（ＵＶ）吸収剤を含有しているのが好ましい。ＵＶ吸収剤は、偏光子耐久性の改善に寄与する。特に、本発明の光学フィルムを液晶表示装置の表面保護フィルムとして利用する態様において、ＵＶ吸収剤の添加は有効である。
【００３７】
本発明に使用可能なＵＶ吸収剤については特に制限はない。従来セルロースアシレートフィルムに使用されているＵＶ吸収剤はいずれも用いることができる。前記紫外線吸収剤としては、特開２００６−１８４８７４号公報に記載の化合物を挙げることができる。高分子紫外線吸収剤も好ましく用いることが出来、特に特開平６−１４８４３０号公報に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。
【００３８】
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、前記紫外線吸収剤が、主成分であるセルロースアシレートに対して１〜３質量％の割合で含まれていることがより好ましい。
例として以下の構造の紫外線吸収剤を挙げるが、添加する紫外線吸収剤はこれらに限定されない。
【００３９】
【化３】
0005894122.tif 000004
【００４０】
(他の添加剤)
前記光学フィルムは、本発明の効果を損なわない範囲で、他の添加剤の少なくとも１種をさらに含有していてもよい。他の添加剤の例には、上記一般式（１）で表される繰り返し単位を含む末端がモノカルボン酸で封止されたポリエステル以外の他の高分子系可塑剤（例えば、リン酸エステル系可塑剤、カルボン酸エステル系可塑剤、重縮合オリゴマー系可塑剤等）、紫外線吸収剤、酸化防止剤および後述のマット剤等が含まれる。
本発明の光学フィルムに含まれる前記他の添加剤の含有量としては、セルロースエステルに対して、３質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましく、実質的に含まないことがさらに好ましい。
また、本発明の光学フィルムに含まれるレターデーション発現剤（レタデーション低減剤も含む）の含有量としては、セルロースエステルに対して、３質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましく、実質的に含まないことがさらに好ましい。
【００４１】
−他の高分子系可塑剤−
本発明の光学フィルムは、他の高分子系可塑剤を、本発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。該高分子系可塑剤としては、ポリエステルポリウレタン系可塑剤、脂肪族炭化水素系ポリマー、脂環式炭化水素系ポリマー、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等のアクリル系ポリマー（エステル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、ｔｅｒｔ−ノニル基、ドデシル基、トリデシル基、ステアリル基、オレイル基、ベンジル基、フェニル基など）、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリＮ−ビニルピロリドン等のビニル系ポリマー、ポリスチレン、ポリ４−ヒドロキシスチレン等のスチレン系ポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、フェノール−ホルムアルデヒド縮合物、尿素−ホルムアルデヒド縮合物、酢酸ビニル、等が挙げられる。
【００４２】
これらの中でも、特にアクリル系ポリマーを併用することも好ましい。本発明においては、アクリル系ポリマーはアクリル酸又はメタクリル酸アルキルエステル等のモノマーから合成されるホモポリマー又はコポリマーが好ましい。
芳香環を持たないアクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル（ｉ−、ｎ−）、アクリル酸ブチル（ｎ−、ｉ、ｓ−、ｔ−）、アクリル酸ペンチル（ｎ−、ｉ−、ｓ−）、アクリル酸ヘキシル（ｎ、ｉ−）、アクリル酸ヘプチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸オクチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ノニル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸ミリスチル（ｎ−、ｉ−）、アクリル酸（２−エチルヘシル）、アクリル酸（ε−カプロラクトン）、アクリル酸（２−ヒドロキシエチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（３−ヒドロキシプロピル）、アクリル酸（４−ヒドロキシブチル）、アクリル酸（２−ヒドロキシブチル）、アクリル酸（２−メトキシエチル）、アクリル酸（２−エトキシエチル）等、又は上記アクリル酸エステルをメタクリル酸エステルに変えたものを挙げることができる。また、芳香族環を有するアクリル系ポリマーに用いるアクリルモノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレンなどを挙げることが出来る。
【００４３】
また、前記アクリル系ポリマーがコポリマーの場合は、Ｘ（親水基を有するモノマー成分）及びＹ（親水基を持たないモノマー成分）からなり、Ｘ：Ｙ（モル比）が１：１〜１：９９が好ましい。アクリル系ポリマーの含有量は、セルロースエステルに対して１〜２０質量％であることが好ましい。これらのアクリルポリマーは、特開２００３−１２８５９号公報に記載されている方法を参考にして合成することができる。
【００４４】
−酸化防止剤−
本発明においてはセルロースアシレート溶液に公知の酸化防止剤、例えば、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４’−チオビス−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール）、１，１’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］などのフェノール系あるいはヒドロキノン系酸化防止剤を添加することができる。さらに、トリス（４−メトキシ−３，５−ジフェニル）ホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリストールジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤の添加量は、セルロース系樹脂１００質量部に対して、０．０５〜５．０質量部を添加することが好ましい。
【００４５】
［光学フィルムの製造方法］
前記光学フィルムを製造する方法は、特に制限はなく、公知の方法を用いて製膜することができる。例えば、溶液流延製膜法及び溶融製膜法のいずれを利用して製膜してもよい。フィルムの面状を改善する観点から、前記光学フィルムは、溶液流延製膜法を利用して製造するのが好ましい。以下、溶液流延製膜法を用いる場合を例に説明するが、本発明は溶液流延製膜法に限定されるものではない。なお、溶融製膜法を用いる場合については、公知の方法を用いることができる。
【００４６】
−ポリマー溶液−
溶液流延製膜方法では、前記セルロースエステル、ポリエステル、及び必要に応じて各種添加剤を含有するポリマー溶液（セルロースエステル溶液）を用いてウェブを形成する。以下において、溶液流延製膜方法に用いることができるポリマー溶液（以下、適宜セルロースアシレート溶液と称する場合もある）について説明する。
【００４７】
−溶媒−
本発明で用いられるセルロースエステルは溶媒に溶解させてドープを形成し、これを基材上に流延しフィルムを形成させる。この際に押し出しあるいは流延後に溶媒を蒸発させる必要性があるため、揮発性の溶媒を用いることが好ましい。
更に、反応性金属化合物や触媒等と反応せず、かつ流延用基材を溶解しないものである。又、２種以上の溶媒を混合して用いてもよい。
また、セルロースエステルと加水分解重縮合可能な反応性金属化合物を各々別の溶媒に溶解し後に混合してもよい。
ここで、上記セルロースエステルに対して良好な溶解性を有する有機溶媒を良溶媒といい、また溶解に主たる効果を示し、その中で大量に使用する有機溶媒を主（有機）溶媒または主たる（有機）溶媒という。
【００４８】
前記良溶媒の例としてはアセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル類、ぎ酸メチル、ぎ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、γ−ブチロラクトン等のエステル類の他、メチルセロソルブ、ジメチルイミダゾリノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルフォキシド、スルホラン、ニトロエタン、塩化メチレン、アセト酢酸メチルなどが挙げられるが、１，３−ジオキソラン、ＴＨＦ、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸メチルおよび塩化メチレンが好ましい。
【００４９】
ドープには、上記有機溶媒の他に、１〜４０質量％の炭素原子数１〜４のアルコールを含有させることが好ましい。
これらは、ドープを金属支持体に流延した後、溶媒が蒸発し始めてアルコールの比率が多くなることでウェブ(支持体上にセルロースアシレートのドープを流延した以降のドープ膜の呼び方をウェブとする)をゲル化させ、金属支持体から剥離することを容易にするゲル化溶媒として用いられたり、これらの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒のセルロースアシレートの溶解を促進したりする役割もあり、反応性金属化合物のゲル化、析出、粘度上昇を抑える役割もある。
【００５０】
炭素原子数１〜４のアルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。
これらのうち、ドープの安定性に優れ、沸点も比較的低く、乾燥性も良く、且つ毒性がないこと等からメタノール、エタノールが好ましい。エタノールがもっとも好ましい。これらの有機溶媒は、単独ではセルロースエステルに対して溶解性を有しておらず、貧溶媒という。
【００５１】
本発明においてセルロースエステルの原料であるセルロースエステルは、水酸基やエステル、ケトン等の水素結合性の官能基を含むため、全溶媒中に５〜３０質量％、より好ましくは７〜２５質量％、さらに好ましくは１０〜２０質量％のアルコールを含有することが流延支持体からの剥離荷重低減の観点から好ましい。
また、本発明においては、水を少量含有させることも溶液粘度や乾燥時のウェットフィルム状態の膜強度を高めたり、ドラム法流延時のドープ強度を高めたりするのに有効であり、例えば溶液全体に対して０．１〜５質量％含有させてもよく、より好ましくは０．１〜３質量％含有させてもよく、特には０．２〜２質量％含有させてもよい。
【００５２】
本発明におけるポリマー溶液の溶媒として好ましく用いられる有機溶媒の組み合せの例については、特開２００９−２６２５５１号公報に挙げられている。
【００５３】
また、必要に応じて、非ハロゲン系有機溶媒を主溶媒とすることもでき、詳細な記載は発明協会公開技報（公技番号２００１−１７４５、２００１年３月１５日発行、発明協会）に記載がある。
【００５４】
本発明におけるポリマー溶液中のセルロースエステル濃度は、５〜４０質量％が好ましく、１０〜３０質量％がさらに好ましく、１５〜３０質量％が最も好ましい。
前記セルロースエステル濃度は、セルロースエステルを溶媒に溶解する段階で所定の濃度になるように調整することができる。また予め低濃度（例えば４〜１４質量％）の溶液を調製した後に、溶媒を蒸発させる等によって濃縮してもよい。さらに、予め高濃度の溶液を調製後に、希釈してもよい。また、添加剤を添加することで、セルロースエステルの濃度を低下させることもできる。
【００５５】
添加剤を添加する時期は、添加剤の種類に応じて適宜決定することができる。たとえば、芳香族エステルオリゴマーやＵＶ吸収剤は、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或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。
【００５６】
このような条件を満たし好ましい高分子化合物であるセルロースエステルを高濃度に溶解する溶剤として最も好ましい溶剤は塩化メチレン:エチルアルコールの比が９５:５〜８０:２０の混合溶剤である。あるいは、酢酸メチル:エチルアルコール６０:４０〜９５:５の混合溶媒も好ましく用いられる。
【００５７】
（１）溶解工程
セルロースエステルに対する良溶媒を主とする有機溶媒に、溶解釜中で該セルロースエステル、添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程、あるいはセルロースエステル溶液に添加剤溶液を混合してドープを形成する工程である。
セルロースエステルの溶解には、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法、特開平９−９５５４４号公報、特開平９−９５５５７号公報、または特開平９−９５５３８号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平１１−２１３７９号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法を用いることができるが、特に主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法が好ましい。
ドープ中のセルロースエステルの濃度は１０〜３５質量%が好ましい。溶解中または後のドープに添加剤を加えて溶解及び分散した後、濾材で濾過し、脱泡して送液ポンプで次工程に送ることが好ましい。
【００５８】
（２）流延工程
ドープを、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイに送液し、無限に移送する無端の金属ベルト、例えばステンレスベルト、あるいは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープを流延する工程である。
ダイの口金部分のスリット形状を調整出来、膜厚を均一にし易い加圧ダイが好ましい。加圧ダイには、コートハンガーダイやＴダイ等があり、何れも好ましく用いられる。金属支持体の表面は鏡面となっている。製膜速度を上げるために加圧ダイを金属支持体上に２基以上設け、ドープ量を分割して重層してもよい。あるいは複数のドープを同時に流延する共流延法によって積層構造のフィルムを得ることも好ましい。
【００５９】
（３）溶媒蒸発工程
ウェブ（光学フィルムの完成品となる前の状態であって、まだ溶媒を多く含むものをこう呼ぶ）を金属支持体上で加熱し、金属支持体からウェブが剥離可能になるまで溶媒を蒸発させる工程である。
溶媒を蒸発させるには、ウェブ側から風を吹かせる方法及び/または金属支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏から伝熱する方法等があるが、裏面液体伝熱の方法が、乾燥効率がよく好ましい。またそれらを組み合わせる方法も好ましい。裏面液体伝熱の場合は、ドープ使用有機溶媒の主溶媒または最も低い沸点を有する有機溶媒の沸点以下で加熱するのが好ましい。
【００６０】
（４）剥離工程
金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。なお、剥離する時点でのウェブの残留溶媒量(下記式)があまり大き過ぎると剥離し難かったり、逆に金属支持体上で充分に乾燥させ過ぎてから剥離すると、途中でウェブの一部が剥がれたりする。
ここで、製膜速度を上げる方法(残留溶媒量ができるだけ多いうちに剥離することで製膜速度を上げることができる)としてゲル流延法(ゲルキャスティング)がある。例えば、ドープ中にセルロースエステルに対する貧溶媒を加えて、ドープ流延後、ゲル化する方法、金属支持体の温度を低めてゲル化する方法等がある。金属支持体上でゲル化させ剥離時の膜の強度を上げておくことによって、剥離を早め製膜速度を上げることができる。
金属支持体上でのウェブの剥離時残留溶媒量は、乾燥の条件の強弱、金属支持体の長さ等により５〜１５０質量％の範囲で剥離することが好ましいが、残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、経済速度と品質との兼ね合いで剥離時の残留溶媒量が決められる。本発明においては、該金属支持体上の剥離位置における温度を−５０〜４０℃とするのが好ましく、１０〜４０℃がより好ましく、１５〜３０℃とするのが最も好ましい。
【００６１】
また、該剥離位置におけるウェブの残留溶媒量を１０〜１５０質量％とすることが好ましく、更に１０〜１２０質量％とすることが好ましい。
残留溶媒量は下記の式で表すことができる。
残留溶媒量（質量％）＝[(Ｍ−Ｎ)／Ｎ]×１００
ここで、Ｍはウェブの任意時点での質量、Ｎは質量Ｍのものを１１０℃で３時間乾燥させた時の質量である。
【００６２】
（５）乾燥または熱処理工程、延伸工程
前記剥離工程後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置、および／またはクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いて、ウェブを乾燥することが好ましい。
【００６３】
本発明において熱処理をする場合、該熱処理温度はＴｇ−５℃未満であり、Ｔｇ−２０℃以上Ｔｇ−５℃未満であることが好ましく、Ｔｇ−１５℃以上Ｔｇ−５℃未満であることがより好ましい。
また、熱処理温度は、３０分以下であることが好ましく、２０分以下であることがより好ましく、１０分程度であることが特に好ましい。
【００６４】
乾燥および熱処理の手段はウェブの両面に熱風を吹かせるのが一般的であるが、風の代わりにマイクロウエーブを当てて加熱する手段もある。使用する溶媒によって、温度、風量及び時間が異なり、使用溶媒の種類、組合せに応じて条件を適宜選べばよい。
【００６５】
延伸処理は、ＭＤ及びＴＤのいずれか一方向に行ってもよいし、双方の方向に２軸延伸してもよい。２軸延伸が好ましい。延伸は１段で実施しても、多段で実施してもよい。また、引張り弾性率は、使用するセルロースアシレートの種類やアシル置換度を調整したり、添加剤の種類を選択することで、又はその割合を調整したりすることで、上記範囲に調整することができる。
【００６６】
フィルム搬送方向ＭＤへの延伸における延伸倍率は、０〜２０％であることが好ましく、０〜１５％であることがより好ましく、０〜１０％であることが特に好ましい。前記延伸の際のウェブの延伸倍率（伸び）は、金属支持体速度と剥ぎ取り速度（剥ぎ取りロールドロー）との周速差により達成することができる。例えば、２つのニップロールを有する装置を用いた場合、入口側のニップロールの回転速度よりも、出口側のニップロールの回転速度を速くすることにより、搬送方向（縦方向）にフィルムを好ましく延伸することができる。このような延伸が施されることによって、ＭＤの引張り弾性率を調整できる。
なお、ここでいう「延伸倍率（％）」とは、以下の式により求められるものを意味する。
延伸倍率（％）＝１００×｛（延伸後の長さ）−（延伸前の長さ）｝／延伸前の長さ
【００６７】
フィルム搬送方向に直交する方向ＴＤへの延伸における延伸倍率は、０〜３０％であることが好ましく、１〜２０％であることがより好ましく、２０〜１５％であることが特に好ましい。
なお、本発明においては、フィルム搬送方向に直交する方向ＴＤに延伸する方法として、テンター装置を用いて延伸することが好ましい。
【００６８】
２軸延伸の際に縦方向に、例えば０．８〜１．０倍に緩和させて所望のレターデーション値を得ることもできる。延伸倍率は様々な目的に応じて設定される。前記光学フィルムを製造する場合、長尺方向に一軸延伸することもできる。
【００６９】
延伸の際の温度が、Ｔｇ以下であると、延伸方向の引張り弾性率が上昇するので好ましい。延伸温度は、Ｔｇ−５０℃〜Ｔｇであることが好ましく、Ｔｇ−３０℃〜Ｔｇ−５℃であることがより好ましい。一方、上記温度条件で延伸すると、延伸方向の引張り弾性率が上昇する一方で、それに直交する方向の引張り弾性率は低下する傾向がある。従って、延伸によりＭＤ及びＴＤの双方の方向の引張り弾性率を上昇するためには、上記温度範囲で、双方の方向に延伸処理する、即ち２軸延伸処理するのが好ましい。
【００７０】
なお、延伸工程後に乾燥してもよい。延伸工程後に乾燥する場合、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。本発明では、延伸工程後の乾燥温度は、延伸工程の延伸温度よりも低い方が、フィルムを液晶表示装置に組み込んだときの正面コントラストを上昇させる観点から好ましい。
【００７１】
（６）巻き取り
以上のようにして得られた、フィルムの長さは、１ロール当たり１００〜１００００ｍで巻き取るのが好ましく、より好ましくは５００〜７０００ｍであり、さらに好ましくは１０００〜６０００ｍである。フィルムの幅は、０．５〜５．０ｍが好ましく、より好ましくは１．０〜３．０ｍであり、さらに好ましくは１．０〜２．５ｍである。巻き取る際、少なくとも片端にナーリングを付与するのが好ましく、ナーリングの幅は３ｍｍ〜５０ｍｍが好ましく、より好ましくは５ｍｍ〜３０ｍｍ、高さは０．５〜５００μｍが好ましく、より好ましくは１〜２００μｍである。これは片押しであっても両押しであってもよい。
【００７２】
このようにして得られたウェブを巻き取り、光学フィルムを得ることができる。
【００７３】
（層構成）
本明細書中、後述の機能層を有するフィルムのことを機能層も含めて光学フィルムと言うことがあるが、特に機能層以外の光学フィルムのことを「セルロースエステルを含むフィルム」と言う。本発明で使用する光学フィルム（セルロースエステルを含むフィルム）は単層フィルムであっても、２層以上の積層構造を有していてもよい。例えば、コア層と外層（表層、スキン層と呼ばれることもある）の２層からなる積層構造であることや、外層、コア層、外層の３層からなる積層構造であることも好ましく、これらの積層構造を共流延によって製膜された態様であることも好ましい。
本発明で使用する光学フィルムが２層以上の積層構造を有している場合、外層には、さらにマット剤を添加することが好ましい。マット剤としては、例えば特開２０１１−１２７０４５号公報に記載のものなどを用いることができ、例えば平均粒子サイズ２０ｎｍのシリカ粒子などを用いることができる。
【００７４】
（光学フィルムの厚み）
前記光学フィルムの厚みは、１０〜４５μｍであり、１５〜３５μｍであることが好ましく、１５〜３２μｍであることがより好ましい。
【００７５】
（光学フィルムの弾性率）
前記光学フィルムの弾性率（引張弾性率）は、４．２ＧＰａ以上であり、４．３ＧＰａ以上が好ましく、４．５ＧＰａ以上がより好ましい。上限については特に制限はないが、１０ＧＰａ以下である。弾性率を４．２ＧＰａ以上とすることにより、剛性を向上させることができる。
弾性率は、例えば、東洋ボールドウィン（株）製万能引っ張り試験機“ＳＴＭ  Ｔ５０ＢＰ”を用い、２３℃、相対湿度６０％雰囲気中、引張り速度１０％／分で０．５％伸びにおける応力を測定し、ＭＤ及びＴＤの引張り弾性率の平均値を弾性率として測定することができる。
【００７６】
（光学フィルムの光学特性）
前記光学フィルムの２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの面内レタデーション（Ｒｅ）は、−５〜５ｎｍであることが好ましく、０〜５ｎｍの範囲がより好ましく、０〜３ｎｍの範囲であることが更に好ましい。
また、前記光学フィルムの２５℃相対湿度６０％の環境下における波長５９０ｎｍの厚み方向のレタデーション（Ｒｔｈ）は、−５〜５ｎｍであることが好ましく、−３〜５ｎｍの範囲がより好ましく、０〜５ｎｍの範囲であることが更に好ましい。
【００７７】
本明細書における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および厚さ方向のレターデーションを表す。本願明細書においては、特に記載がないときは、波長λは、５９０ｎｍとする。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ（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。Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ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を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨが算出する。尚、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、以下の式（Ａ）及び式（Ｂ）よりＲｔｈを算出することもできる。ここで平均屈折率の仮定値はポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。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。
【００７８】
【数１】
0005894122.tif 000005
【００７９】
ここで、上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表し、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、屈折率楕円体の各主軸方位の屈折率を表し、ｄはフィルム厚を表す。
Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ      式（Ｂ）
【００８０】
＜光学フィルムの用途＞
本発明の光学フィルムは、偏光板保護フィルム、画像表示面に配置される表面保護フィルム、等種々の用途に有用である。各用途に適する機能を示すために、前記光学フィルムは、例えば、ハードコート層、防眩層、クリアハードコート層のほか、反射防止層、帯電防止層、防汚層等を有していてもよい。
【００８１】
本発明の光学フィルムは、上述のセルロースエステルを含むフィルムフィルムを含むことから、偏光子との貼合性が良好であり、偏光板を必須の部材とする液晶表示装置に利用するのに適する。
【００８２】
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、防汚層を有することが好ましい。
また、偏光板の作製時には、本発明の光学フィルムが面内遅相軸を有する場合は、該面内遅相軸と偏光子との透過軸が平行もしくは直交するように貼合することが好ましい。
【００８３】
［偏光板］
本発明は、本発明の光学フィルムを少なくとも１枚有することを特徴とする偏光板にも関する。本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムと偏光子とを有することが好ましい。
本発明の偏光板は、一般的な方法で作製することができる。例えば、本発明の光学フィルムの一方の面と、偏光子とを貼り合わせることで作製することができる。前記光学フィルムの貼合面は、アルカリ鹸化処理を行うことが好ましい。また、貼合には、完全ケン化型ポリビニルアルコール水溶液を用いることができる。
【００８４】
前記偏光子としては、従来公知のものを用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールあるいはエチレン単位の含有量１〜４モル％、重合度２０００〜４０００、けん化度９９．０〜９９．９９モル％であるエチレン変性ポリビニルアルコールの如き親水性ポリマーからなるフィルムを、ヨウ素の如き二色性染料で処理して延伸したものや、塩化ビニルの如きプラスチックフィルムを処理して配向させたものを用いる。
【００８５】
偏光子の膜厚としては、５〜３０μｍのものが好ましく用いられる。こうして得られた偏光子を、本発明の光学フィルムと貼合する。
【００８６】
偏光子に本発明の光学フィルムが貼合された面の反対面には、さらに本発明の光学フィルムを貼合してもよいし、従来知られている光学フィルムを貼合してもよい。
前記した従来知られている光学フィルムについては、光学特性及び材料のいずれについても特に制限はないが、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂からなる光学フィルムを好ましく用いることができ、光学的に等方性のフィルムを用いても、光学的に異方性の位相差フィルムを用いてもよい。
前記の従来知られている光学フィルムについて、アクリル樹脂からなるものとしては、特許第４５７００４２号公報に記載のスチレン系樹脂を含有する（メタ）アクリル樹脂からなる光学フィルム、特許第５０４１５３２号公報に記載のグルタルイミド環構造を主鎖に有する（メタ）アクリル樹脂からなる光学フィルム、特開２００９−１２２６６４号公報に記載のラクトン環構造を有する（メタ）アクリル系樹脂からなる光学フィルム、特開２００９−１３９７５４号公報に記載のグルタル酸無水物単位を有する（メタ）アクリル系樹脂からなる光学フィルムを利用することができる。
また、前記の従来知られている光学フィルムについて、環状オレフィン樹脂からなるものとしては、特開２００９−２３７３７６号公報の段落［００２９］以降に記載の環状オレフィン系樹脂フィルム、特許第４８８１８２７号公報、特開２００８−０６３５３６号公報に記載のＲｔｈを低減する添加剤を含有する環状オレフィン樹脂フィルムを利用することができる。
本発明の偏光板を液晶表示装置に利用する態様では、本発明の光学フィルムを偏光子の内側（すなわち偏光子と液晶セルの間）、外側（すなわち液晶セル側の面と反対側の面）の何れの配置でも好適に使用することができるが、偏光子と液晶セルの間に配置することが好ましい。
【００８７】
［液晶表示装置］
本発明の液晶表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を有することを特徴とする。本発明の光学フィルムの液晶表示装置における機能については特に制限はない。本発明の光学フィルムの配置方法の一例は、ハードコート層を有さない状態でバックライト側の偏光板中、偏光子と前記液晶セルとの間（すなわち偏光板の液晶セル側の面）に配置した偏光板の表面保護フィルムである。本発明の光学フィルムの配置方法の他の一例は、ハードコート層を有さない状態で表示面側の偏光板中、偏光子と前記液晶セルとの間（すなわち偏光板の液晶セル側の面）に配置される表面保護フィルムである。
その他の構成については、公知の液晶表示装置のいずれの構成も採用することができる。そのモードについても特に制限はなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（横電界スイッチングモード））、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＡＦＬＣ（Ａｎｔｉ−ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ  Ｂｅｎｄ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）およびＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）等の様々な表示モードの液晶表示装置として構成することができるが、ＩＰＳモードの液晶表示装置が好ましい。
【実施例】
【００８８】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００８９】
［実施例１］
（コア層セルロースアシレートドープの作製）
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調整した。
-------------------------------------------------------------
アセチル置換度２．８８のセルロースアセテート    １００質量部
エステルオリゴマーＡ                              １３質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                  ４３０質量部
メタノール（第２溶剤）                            ６４質量部
-------------------------------------------------------------
【００９０】
【表１】
0005894122.tif 000006
表１中、１，４−ＣＨＡ；１，４−シクロヘキシルジカルボン酸、３Ｍｅ−１，４−ＣＨＡ；３−メチル−１，４−シクロヘキシルジカルボン酸、ＡＡ；アジピン酸、ＥＧ；エチレングリコール、ＰＧ；プロピレングリコールをそれぞれ示す。
また、末端構造において、ＡｃＯはアセチル基で封止されたものであり、ＯＨは、水酸基を示す。Ｍｎは数平均分子量を表す。
【００９１】
（外層セルロースアシレートドープの作製）
上記のコア層セルロースアシレートドープ９０質量部に下記のマット剤溶液を１０質量部加え、外層セルロースアセテート溶液を調整した。
----------------------------------------------------------------
平均粒子サイズ２０ｎｍのシリカ粒子
（ＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２、日本アエロジル（株）製）
２質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                    ７６質量部
メタノール（第２溶剤）                            １１質量部
コア層セルロースアシレートドープ                    １質量部
----------------------------------------------------------------
【００９２】
（光学フィルムの作製）
上記ポリマー溶液を平均孔径３４μｍのろ紙および平均孔径１０μｍの焼結金属フィルターでろ過した後、前記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを３層同時に流延口から２０℃のドラム上に流延した（バンド流延機）。溶剤含有率略２０質量％の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に１．１倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚さ２５μｍの光学フィルムを作製し、これを実施例１の光学フィルムとした。
【００９３】
［実施例２〜１１、参考例および比較例１〜４］
実施例１の光学フィルムの作製において、光学フィルムに用いるポリエステルの種類及び添加量、フィルム膜厚を下記表に記載したとおりに変更した以外は実施例１と同様にして、実施例２〜１１、参考例および比較例１〜４の光学フィルムを作製した。
参考例の光学フィルムは光学性能、弾性率、陥没状ベコ、偏光子耐久性の点で優れているが膜厚が５０μｍであることから、薄膜化が難しく、本発明が解決しようとする課題を解決できない。
【００９４】
［評価］
得られた各実施例、参考例および比較例の光学フィルムを用いて、以下の評価を行った。各評価の結果を下記表２に記載した。
【００９５】
（光学性能の測定）
２５℃相対湿度６０％の環境下、波長５９０ｎｍにおけるレターデーションをＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて測定した。
【００９６】
（弾性率の測定）
東洋ボールドウィン（株）製万能引っ張り試験機“ＳＴＭ  Ｔ５０ＢＰ”を用い、２３℃、相対湿度６０％雰囲気中、引張り速度１０％／分で０．５％伸びにおける応力を測定し、ＭＤ及びＴＤの引張り弾性率の平均値を弾性率として測定した。
【００９７】
（陥没状ベコ評価）
各実施例、参考例および比較例の光学フィルムについて、３９００ｍのロール状光学フィルムを巻き作製後、１週間経時させ、目視にて外観を観察し、下記判定を実施した。結果を表に示す。
Ａ：  ロールが変形しない。
Ｂ：  ロール表面が凹凸状に変形する。
【００９８】
（偏光板の作製）
１）フィルムの鹸化
実施例、参考例及び比較例で作製した各実施例、参考例および比較例の光学フィルム及びフジタックＴＤ４０ＵＣ（富士フイルム（株）製）を３７℃に調温した４．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液（けん化液）に１分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、０．０５ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液に３０秒浸漬した後、更に水洗浴を通した。そして、エアナイフによる水切りを３回繰り返し、水を落とした後に７０℃の乾燥ゾーンに１５秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理したフィルムを作製した。
【００９９】
２）偏光子の作製
特開２００１−１４１９２６号公報の実施例１に従い、２対のニップロール間に周速差を与え、長手方向に延伸し、厚み２０μｍの偏光膜を調製した。
【０１００】
３）貼り合わせ
このようにして得た偏光膜と、前記鹸化処理したフィルムのうちから２枚選び、これらで前記偏光膜を挟んだ後、ＰＶＡ（（株）クラレ製、ＰＶＡ−１１７Ｈ）３％水溶液を接着剤として、偏光軸とフィルムの長手方向とが直交するようにロールツーロールで貼り合わせて偏光板を作製した。ここで、偏光膜の一方のフィルムは、下記表２に記載のフィルム群から選択される１枚を鹸化したフィルムとし、他方のフィルムはフジタックＴＤ４０ＵＣを鹸化したフィルムとした。
【０１０１】
（偏光子耐久性評価）
上記で作製した偏光板について、各実施例、参考例および各比較例の光学フィルムの片方の面を粘着剤でガラス板に貼り合わせたサンプル（約５ｃｍ×５ｃｍ）を２組作製した。これをクロスニコル配置して、日本分光（株）製自動偏光フィルム測定装置ＶＡＰ−７０７０を用いて直交透過率を４１０ｎｍで測定した。その後、６０℃、相対湿度９５％の環境下で４００時間保存した後の直交透過率を前記方法で測定した。偏光板の偏光子耐久性の評価値を以下のように定義する。
偏光板の偏光子耐久性の評価値＝［経時後の直交透過率（％）−経時前の直交透過率（％）］／  経時前の直交透過率（％）
実用使用上問題が無いのは偏光板の偏光子耐久性の評価値が４０以下の場合であり、偏光子耐久性の評価値は３０以下であることが好ましく、偏光子耐久性の評価値は２７以下であることがより好ましい。
得られた結果を、下記表２に記載した。
【０１０２】
【表２】
0005894122.tif 000007
【０１０３】
実施例１〜１１、比較例１、４および参考例の光学フィルムは、フィルムの弾性率が高いため、陥没上ベコが発生しないが、比較例２〜３の光学フィルムは弾性率が低いため、ロール状で１週間経時すると陥没上ベコが発生していた。
比較例４および参考例の光学フィルムは、経時後の直交透過率の変化が大きく、コントラストが低下した。一方、本発明の実施例１〜１１の光学フィルムでは、偏光子耐久性が高く、比較例４および参考例の光学フィルムに対してコントラスト低下を抑制出来た。
【０１０４】
（ＩＰＳ型液晶表示装置実装評価）
市販の液晶テレビ（ＩＰＳモードのスリム型４２型液晶テレビ）から、液晶セルを挟んでいる偏光板を剥がし取り、前記作製した偏光板を、表２に記載の各実施例、参考例および比較例の光学フィルム側が液晶セル側に配置されるように、粘着剤を介して液晶セルに再貼合した。組みなおした液晶テレビの表示特性を確認し、正面及び斜めからの輝度、色味を確認したところ、比較例１を用いて作製した偏光板では、斜めから観察した際の色味変化が大きくなり、表示特性に劣ることが確認された。実施例１〜１１、比較例２〜４および参考例の偏光板はいずれも偏光板を剥がし取る前と同等の特性を示した。