JP2001337221A - 光学用フィルム及び偏光板 - Google Patents

光学用フィルム及び偏光板

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JP2001337221A
JP2001337221A JP2000153590A JP2000153590A JP2001337221A JP 2001337221 A JP2001337221 A JP 2001337221A JP 2000153590 A JP2000153590 A JP 2000153590A JP 2000153590 A JP2000153590 A JP 2000153590A JP 2001337221 A JP2001337221 A JP 2001337221A
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film
optical film
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polarizer
relaxation
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Takahiko Sawada
貴彦 澤田
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学特性に優れ、溶剤を使用せず、生産性の
高い光学用フィルム、及びそれを用いた偏光特性に優れ
た偏光板を提供する。 【解決手段】 本発明の光学用フィルムは、透明合成樹
脂を溶融成形して得られたフィルムの複屈折値をΔn、
緩和応力をσとすると、定数Δn/σ≦|4.0×10
-9|m2 /Nであり、該フィルムのレターデーション値
が20nm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は面内の複屈折が小さ
い光学用フィルム、及び該光学用フィルムを用いて得ら
れる偏光特性に優れた偏光板に関する。
【0002】
【従来の技術】TFTなどの高コントラストを実現した
液晶ディスプレイ(LCD)のコントラストを実質的に
低下させることなく適用できる偏光板が求められてい
る。このため、レターデーション値が3nm以下の透明
保護層(特開平6−51120号公報)が提案されてい
るが、キャスティングフィルムでこの目的を達成するた
めには、応力を受けない状態での乾燥が必要であり、そ
の制御が容易ではない。また、キャスティング成膜には
有機溶剤を必要とするためにコスト上好ましくなく、生
産性も低い。また、有機溶剤の引火や大気への漏出など
のおそれがあり、安全性や環境への影響の面からも好ま
しくない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解消し、光学特性に優れ、溶剤を使用せず、生産
性の高い光学用フィルム、及びそれを用いた偏光特性に
優れた偏光板を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の光学用フィルム
は、透明合成樹脂を溶融成形して得られたフィルムの複
屈折値をΔn、緩和応力をσとすると、定数Δn/σ≦
|4.0×10-9|m 2 /Nであり、該フィルムのレタ
ーデーション値が20nm以下であることを特徴とする
ものである。
【0005】また、本発明の偏光板は、請求項1に記載
の光学用フィルムが偏光子の少なくとも一面に積層され
てなるものである。
【0006】本発明で使用される合成樹脂は透明性を有
し、溶融成形して得られるフィルムの複屈折値Δnと緩
和応力σとの定数Δn/σが、|4.0×10-9|m2
/N以下である特性を有するものであれば特に限定され
ず、例えば、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂などが
挙げられる。特にオレフィン系樹脂ではノルボルネン系
樹脂などのシクロオレフィンや、オレフィンに無水マレ
イン酸やN−アルキルマレイミドなどを共重合したもの
などが好適に用いられる。
【0007】また、アクリル系樹脂ではMMAやその共
重合体及びノルボルナン骨格を有するアルコール成分と
アクリル酸をエステル化して得られるアクリル酸エステ
ルを単独重合もしくは共重合したものなどが挙げられ
る。
【0008】定数Δn/σは、フィルム状に成形した樹
脂を延伸し、延伸後のフィルムのレターデーション値
(以下「Re」と記す)から得られる複屈折値Δnを緩
和張力から得られる緩和応力σ(N/m2 )で除したも
のである。複屈折値Δnは、延伸後のRe(nm)を延
伸後のフィルムの厚みで除した値である。但し、延伸後
のReはフィルム平面に光を垂直入射して得られるもの
であり、550nmにおけるRe値である。
【0009】図1は緩和張力を説明するための説明図で
あり、僅かな荷重で容易に変形できる程度のTg以上の
温度にフィルムを加熱炉内で加熱し、延伸する。延伸が
終了した後も加熱炉内で変形状態を維持していると張力
の緩和が始まる。緩和中に変形を維持しながら加熱炉か
ら一気に取り出すとフィルムは急激に冷却され、張力は
急激に上昇する。その上昇直前の張力を緩和張力Pとし
て読み取る。
【0010】緩和応力σ(N/m2 )とは、上記の緩和
張力Pを、室温に冷却した後の延伸フィルムの厚みと幅
で除した値である。
【0011】Δn/σを得るための条件は、樹脂を厚み
30〜150μmのフィルムに成形し、幅25mmにカ
ットしたフィルムをTg以上の温度で引張り、変形中の
最大張力が0.3〜3Nになるよう延伸速度、延伸倍率
を決定する。このように決定した条件の範囲内でΔn/
σは一定である。
【0012】本発明において、溶融成形されたフィルム
の特性を定数Δn/σ≦|4.0×10-9|m2 /Nと
する理由は、|4.0×10-9|m2 /Nを超えると、
溶融成形時に発生する種々の応力によって複屈折を生じ
てフィルムのReが高くなり、これを偏光板の保護層と
して用いた偏光板はコントラストが悪くなったり、表示
むらが起きるためである。
【0013】本発明における光学用フィルムとは、偏光
子の保護膜としての機能を有する透明な高分子フィルム
であり、偏光子の片面もしくは両面に接着して保護層と
して使用される。この保護層は偏光子の少なくとも片面
に積層されていればよく、他方の面には透明性の高いフ
ィルムを設けることができる。光学用フィルムが積層さ
れる面とは液晶セル側の面であり、この面に光学用フィ
ルムを使用しないと所望の特性が発揮されないためであ
る。
【0014】偏光子とは、偏光子の機能を有するPVA
製フィルムもしくはシートを指し、例えば、PVAフィ
ルムにヨウ素を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸し
たPVA・ヨウ素系偏光膜、PVAフィルムに二色性の
高い直接染料を拡散吸着させた後、一軸延伸したPVA
・染料系偏光膜、PVAフィルムにヨウ素を吸着させ延
伸してポリビニレン構造としたPVA・ポリビニレン系
偏光膜などが挙げられる。偏光板は上記の偏光子に透明
な保護フィルムを積層したものである。
【0015】本発明で用いる透明合成樹脂には、必要に
応じてフェノール系やリン系などの老化防止剤、フェノ
ール系などの熱劣化防止剤、アミンなどの帯電防止剤、
脂肪族アルコールのエステルや多価アルコールの部分エ
ステル及び部分エーテルなどの滑剤、ベンゾフェノン
系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系など
の紫外線吸収剤などを添加してもよい。
【0016】溶融成形の方法としては、Tダイやインフ
レーション法などによる溶融押出法、カレンダー法、熱
プレス法、射出成形法などがあるが、厚みむらが小さ
く、50〜500μm程度の厚さに成形し易く、且つ、
Reの絶対値及びそのばらつきを小さくできるTダイを
用いた溶融押出法が好ましい。
【0017】溶融成形の条件は、例えば、Tダイを用い
る場合、樹脂温度240〜370℃程度で、引き取りロ
ールの温度を100〜200℃程度の比較的高温として
樹脂を徐冷できる条件を選択することが好ましい。ま
た、引き取りロールの第1−第2ロール間または第2−
第3ロール間の周速比は1.0〜1.1として延伸を抑
制できる条件を選択することが好ましい。
【0018】ダイ出口から引き取りロールまでのエアギ
ャップは1〜300mmであり、フィルムの冷却と応力
の低減を両立できる条件を選択するために好ましくは1
〜150mmである。また、ダイライン等の表面の欠陥
を小さくするためには、ダイには滞留部が極力少なくな
るような構造が必要であり、ダイの内部やリップに傷等
がないものを用いることが好ましい。上記のフィルムも
しくはシートは必要に応じて表面を研磨することによ
り、表面精度を上げることができる。
【0019】光学用フィルムの厚みは通常5〜500μ
m、好ましくは10〜150μm、さらに好ましくは1
5〜100μmである。フィルムの厚みが薄すぎると強
度が低下し、厚すぎると透明性の低下やReが上昇し、
これを偏光板の保護フィルムとして用いて液晶ディスプ
レイに組み込んだときに、コントラストが低下するとい
う欠陥が現れる。
【0020】偏光子に光学用フィルムを積層する方法と
しては、例えば、透明な接着剤もしくは粘着剤などによ
り接着する。接着剤や粘着剤の種類は特に限定されない
が、ウレタン系接着剤などを用いると高い接着強度が得
られ、耐久性の点からも好ましい。また、接着力を向上
させる手段として、光学用フィルムにコロナ放電処理な
どの表面処理を施すことが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。偏光子の作製 鹸化度99モル%で厚み75μmのPVA未延伸フィル
ムを室温の水で洗浄した後、縦一軸で5倍に延伸した。
この延伸フィルムを緊張状態を保持したままヨウ素0.
5重量%、ヨウ化カリウム5重量%からなる水溶液に浸
漬し二色性色素を吸着させた。さらにホウ酸10重量
%、ヨウ化カリウム10重量%からなる50℃の水溶液
で5分間架橋処理を行い偏光子を得た。
【0022】(実施例1〜4、比較例1)表1に示す透
明合成樹脂をフルフライト型スクリューを備えた単軸押
出機(50mmφ,L/D=28)を用いて溶融し、T
ダイ(幅650mm,ハンガーマニホールドタイプ)か
ら表1に示す樹脂温度でフィルム状に押し出した。続い
て3本構成の冷却ロール(直径300mm)で引き取
り、巻き取って厚さ50μmのフィルムを作製した。冷
却ロールの温度は表1に示す通りであり、第1ロールと
第2ロールの周速比は1.03であった。得られたフィ
ルムの偏光子接着面にコロナ放電処理を施した。この処
理面は、濡れ指示薬による濡れ指数で70dyn/cm
以上を示した。
【0023】評価 (1)Δn/σの測定 延伸前のフィルムを幅25mm、長さ120mmの短冊
状に切り取った試料をつかみ具の間隔が100mmにな
るように保持し、各樹脂毎に試料の引張り変形中の最大
張力が0.3〜3Nとなるように加熱炉温度(150
℃,155℃,170℃,175℃,180℃)を設定
し、その温度で3分間予熱した後引張り試験機により引
張り速度200mm/分で2倍に延伸した。下記の緩和
時間を経た後、このまま加熱炉内から素早く取り出し、
このときの緩和張力を読み取った。上記緩和張力を室温
に冷却した延伸フィルムの厚みと幅で除して緩和応力σ
を求めた。さらにこの延伸フィルムの面内Reを測定
し、その部分の厚みで除してΔnを求めた。緩和時間を
3秒、10秒、30秒、60秒の4水準として得られた
それぞれのΔnとσをプロットし、切片を0とした一次
近似を行い、その傾きからΔn/σを求めた。 (2)Reの測定 延伸フィルム面に垂直に入射させた場合の波長550n
mにおけるReを複屈折測定装置(大塚電子社製,商品
名「RETS−2000」)で測定した。 (3)偏光特性 偏光板の作製 実施例及び比較例で得た光学用フィルムを偏光子の両面
にポリウレタン接着剤を用いてドライラミネートにより
接着した。即ち、溶剤系ポリウレタン接着剤(東洋モー
トン社製,商品名「TM−225A/B」)を主剤/硬
化剤の比を16/1、固形分濃度10重量%となるよう
に酢酸エチルで希釈して調製した溶液をワイヤーバー#
8で光学用フィルムのコロナ放電処理面に塗布した。8
0℃で2分間乾燥させて溶剤を除去した後、対ロールで
偏光子と貼り合わせた。これを偏光子の片面ずつ両面に
行い、40℃で2日間養生して接着剤を硬化させて偏光
板を得た。上記偏光板を2枚用いて平行透過率及び直交
透過率を測定し、下式に従い偏光度を算出した。 偏光度(%)=〔(YP −YC )/(YP +YC )〕
1/2 ×100 (YP は平行透過率,YC は直交透過率を表す。)
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明の光学用フィルムは、複屈折が小
さく、レターデーション値も低いので偏光板の保護用と
して好適に使用できる。また、偏光板の保護層の製造方
法として従来行われていなかった溶融押出成形で製造で
きるので、生産性が高く、溶剤を使用することによる種
々の問題点が解消される。更に、上記光学用フィルムを
用いた偏光板は偏光板特性に優れているので、コントラ
ストの高い画質のLCDを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】緩和張力を説明するための説明図。
【符号の説明】 P:緩和張力

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明合成樹脂を溶融成形して得られたフ
    ィルムの複屈折値をΔn、緩和応力をσとすると、定数
    Δn/σ≦|4.0×10-9|m2 /Nであり、該フィ
    ルムのレターデーション値が20nm以下であることを
    特徴とする光学用フィルム。
  2. 【請求項2】 偏光子の保護層として用いられる請求項
    1に記載の光学用フィルム。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の光学用フィルムが偏光
    子の少なくとも一面に積層されてなる偏光板。
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