JP2004020634A - Polyvinyl alcohol film for polarizing film - Google Patents

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Takanori Isozaki
磯▲ざき▼ 孝徳
Tetsushi Hayashi
林 哲史
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyvinyl alcohol film which has little color shade and is useful as a raw material for production of a polarizing film for liquid crystal display of high quality. <P>SOLUTION: The polyvinyl alcohol film has ten or more of irregularities of 0.5 to 5μm difference to average thickness per 5mm of the film in a width direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ装置の部品として用いられる偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムとその製造法、ならびに、この偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムを用いて作製された偏光板および液晶ディスプレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光の透過および遮蔽機能を有する偏光板は、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ装置(LCD)の基本的な構成要素である。このLCDの適用分野も、開発初期の頃の電卓および腕時計などの小型機器から、近年では、ラップトップパソコン、ワープロ、液晶カラープロジェクター、車載用ナビゲーションシステム、液晶テレビ、パーソナルホンおよび屋内外の計測機器などの広範囲に広がり、従来品以上に色斑が少なくて大面積の偏光板が求められるようになってきている。
【0003】
偏光板は、一般にポリビニルアルコール系重合体フィルム(以下、ポリビニルアルコール系重合体を「PVA」、ポリビニルアルコール系重合体フィルムを「PVAフィルム」と略記することがある)を一軸延伸させて染色するか、または染色して一軸延伸した後、ホウ素化合物で固定処理を行うことにより(染色と固定処理が同時の場合もある)得られた偏光フィルムに、三酢酸セルロース(TAC)フィルムや酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルムなどの保護膜を貼り合わせた構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
外観的には一見均一に見えるPVAフィルムであっても、これを一軸延伸することにより得られる偏光膜には判別が困難な色斑が内在していることがある。この色斑は保護膜などを積層した最終製品(偏光板)でないと確認しにくい。この最終製品の段階で色斑が発現すると、品質的には全く問題のない保護膜などの副資材も偏光板と共に不良品として廃棄されるので、大きな損失となる。従来色斑を減少させる方法として、特開平6−138319号公報などで提案されているように、PVAフィルムの厚み斑や複屈折斑を減少させる検討がなされてきた。PVAフィルムの厚み斑や複屈折斑を減少させるという方法により、偏光板の色斑をある程度減少させることができ、当時の要求レベルを満足させることは可能となったが、近年の性能が向上した最終製品(偏光板および液晶ディスプレイ装置)で問題となるようなレベルの色斑を減少させることは困難であることが分かってきた。
【0005】
また、液晶ディスプレイ装置の大型化に伴い大面積の偏光フィルムが要求されるようになってきた。従来の液晶ディスプレイ装置は表示面積が比較的小さいうえに偏光板が単独で用いられていたために、色斑が問題にされることはほとんどなかったが、表示面積が大きくなると、表示面積全体の均一性が要求されることや、視野角を補正するフィルムなど他のフィルムと組み合わせて用いられることが多くなってきたことなどのため、色斑の問題が顕在化してきた。特にPVAフィルムをフィルムの流れ方向に一軸に延伸して製造される偏光膜の場合には、フィルムの流れ方向にスジ状の色斑が発生しやすい。これはフィルムの幅方向に厚み変動が存在し、それを流れ方向に一軸延伸するため強調されて見えるものと考えられる。偏光膜の厚み変動は透過率斑などを引き起こすため、偏光膜が液晶ディスプレイ装置等に組み込まれた場合に、品質が低下する原因となるという問題がある。特に液晶ディスプレイ装置の表示画面が大型化するにつれて、流れ方向に連続したスジが存在した場合に、その箇所を避けて製品を採取することが困難となるため、工業的に大きな問題となる。
【0006】
従来、偏光膜の材料として用いられるPVAフィルムの厚みなどの均一性を向上させるなどして、偏光膜の色斑を低減することが図られてきたが、偏光膜に要求される品質のレベルが上がるに従い、その要求に応えるのが困難になってきた。
【0007】
そこで、本発明の目的は、色斑が少なく、高品質な液晶ディスプレイ用の偏光膜の製造原料として有用なPVAフィルムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向5mm当たりに、平均厚みに対して0.5〜5μmの差のある凹凸が10個以上あることが必要である。
本発明の偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムはフィルム表面に微少な凹凸を有していることを特徴にしており、そのことで該フィルムを一軸延伸することにより偏光フィルムを製造した場合でも、LCDに組み込んだ際に品質上問題になるような大きな色斑の発生を防止することができるという効果がもたらされる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光膜用PVAフィルムは、図1に示すように、フィルムの幅方向の厚みが微細に変動しており、その変動の大きさが平均厚みに対して0.5〜5μmの差であるように形成されている。本発明の偏光膜用PVAフィルムにおいて、平均厚みに対して0.5〜5μmの範囲の凹凸はフィルムの幅方向5mm当たりに10個以上あることが必要であり、15個以上がさらに好ましく、20個以上が特に好ましい。10個より少ないと偏光膜を作製したときの色斑が大きく不適である。本発明で定義される幅方向5mm当たりに0.5〜5μmの差のある凹凸がたとえ1個の場合であっても、通常の光学用ビニロンフィルムの厚み斑としては大きなものなので、光学用ビニロンフィルムとしては不適である。なお、本発明で定義される0.5〜5μmの差のある凹凸は、図1に示すように、個々の厚み変動の転換点のうち、最大値および最小値が平均厚みに対して0.5〜5μmの範囲にあるものであり、その前後の厚みが平均厚みの値を超えた場合に本発明で定義される個数に加えられる。
【0010】
本発明の偏光膜用PVAフィルムは、ポリビニルアルコール系重合体溶液からなる製膜原料を表面粗度が0.5〜5Sの金属ロール上で製膜することにより製造することができる。金属ロールの表面粗度は0.5〜5Sが好ましく、0.8〜4Sがさらに好ましく、1〜3Sが特に好ましい。金属ロールの表面粗度が0.5Sよりも小さいと、フィルム表面の凹凸の大きさが小さくなり過ぎて、フィルム表面に目的とする微少な凹凸をつけることが困難になる。金属ロールの表面粗度が5Sよりも大きいと、製膜原液であるPVA溶液の濃度を、工業的な生産に一般に使用されるPVA溶液と同程度にした場合に、金属ロールのキャスト面の凹凸が大きくなり過ぎて、PVA溶液をその金属ロールのキャスト面の凹凸の形状に沿って円滑に流延させるのが困難になりやすい。この場合、乾燥後に得られたPVAフィルムの凹凸の形成が不十分であったり、フィルム中に気泡が形成されたりして、偏光膜を作製した際に色斑の原因となりやすい。
【0011】
本発明において用いられるPVAは、例えば、ビニルエステルを重合して得られたポリビニルエステルをけん化することにより製造される。またPVAの主鎖に不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数2〜30のα−オレフィンなどを5モル%未満の割合でグラフト共重合させた変性PVAや、ビニルエステルと不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数2〜30のα−オレフィンなどを15モル%未満の割合で共重合させた変性ポリビニルエステルをけん化することにより製造される変性PVAや、未変性または変性PVAをホルマリン、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒドなどのアルデヒド類で水酸基の一部を架橋したいわゆるポリビニルアセタール樹脂などを挙げることができる。
【0012】
前記のビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが例示される。
【0013】
変性PVAに使用されるコモノマーは、主としてPVAの変性を目的に共重合させるもので、本発明の趣旨を損なわない範囲で使用される。このようなコモノマーとして、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンなどのα−オレフィン類;アクリル酸およびその塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシルなどのアクリル酸エステル類;メタクリル酸およびその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシルなどのメタクリル酸エステル類;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩、N−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体などのアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩、N−メチロールメタクリルアミドおよびその誘導体などのメタクリルアミド誘導体;N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドンなどのN−ビニルアミド類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル類;酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル化合物;マレイン酸およびその塩またはそのエステル;イタコン酸およびその塩またはそのエステル;ビニルトリメトキシシランなどのビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニルなどを挙げることができる。これらの中でもα−オレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。変性PVAの変性量は15モル%未満であるのが好ましい。
【0014】
PVAのけん化度は、偏光性能と耐久性の点から95モル%以上が好ましく、98モル%以上がより好ましく、99モル%以上がさらに好ましく、特に99.5モル%以上が最も好ましい。
【0015】
前記PVAのけん化度とは、ポリビニルエステルをけん化した際にビニルアルコール単位に変換されうる単位の中で、実際にビニルアルコール単位にけん化された単位の割合を示したものである。なお、PVAのけん化度は、JIS記載の方法により測定を行った。
【0016】
PVAの重合度は、偏光性能と耐久性の点から500以上が好ましく、1000以上がより好ましく、1500以上がさらに好ましく、特に2500以上が最も好ましい。PVAの重合度の上限は8000以下が好ましく、6000以下がより好ましい。
【0017】
前記PVAの重合度は、JIS K 6726に準じて測定される。すなわちPVAを再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度から求められる。
【0018】
以上のPVAを使用してPVAフィルムを製造する方法として、含水PVAを使用した溶融押出方式による製膜法の他に、例えばPVAを溶剤に溶解したPVA溶液(ポリビニルアルコールフィルムの原液)を使用してキャスト面に流延する流延製膜法、湿式製膜法(貧溶媒中への吐出)、ゲル製膜法(PVA水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去し、PVAフィルムを得る方法)、およびこれらの組み合わせによる方法などを採用することができる。これらの中でも流延製膜法および溶融押出製膜法が、良好な偏光フィルムが得られることから好ましい。
【0019】
PVAフィルムを製造する際に使用されるPVAを溶解する溶剤としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、グリセリン、水などを挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらのなかでも、ジメチルスルホキシド、水、またはグリセリンと水の混合溶媒が好適に使用される。
【0020】
PVAフィルムを製造する際に使用されるPVA溶液または含水PVAにおけるPVAの割合は、PVAの重合度によっても変わってくるが、20〜70重量%が好適であり、25〜60重量%がより好適であり、30〜55重量%がさらに好適であり、35〜50重量%が最も好適である。PVAの割合が多いと、粘度が高くなり過ぎて濾過や脱泡が困難となり、異物や欠点のないフィルムを得るのが困難になる。PVAの割合が少ないと、乾燥に多くの時間やエネルギーがかかるため工業的見地から好ましくない。また、このPVA溶液または含水PVAには、必要に応じて可塑剤、界面活性剤、二色性染料などがを含有されていてもよい。
【0021】
PVAフィルムを製造する際に、可塑剤として多価アルコールを添加することが好ましい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジグリセリン、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパンなどを挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらの中でも延伸性を向上させる効果が優れていることからジグリセリン、エチレングリコールおよびグリセリンが好適に使用される。
【0022】
可塑剤の添加量は、PVA100重量部に対して1〜30重量部が好ましく、3〜25重量部がさらに好ましく、5〜20重量部が最も好ましい。1重量部より少ないと、染色性や延伸性が低下する場合があり、30重量部より多いと、PVAフィルムが柔軟になり過ぎて、取り扱い性が低下する場合がある。
【0023】
PVAフィルムを製造する際には、界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤の種類としては特に限定はないが、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤が好ましい。アニオン性界面活性剤としては、たとえば、ラウリン酸カリウムなどのカルボン酸型、オクチルサルフェートなどの硫酸エステル型、ドデシルベンゼンスルホネートなどのスルホン酸型のアニオン性界面活性剤が好適である。ノニオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどのアルキルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレンラウレートなどのアルキルエステル型、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテルなどのアルキルアミン型、ポリオキシエチレンラウリン酸アミドなどのアルキルアミド型、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテルなどのポリプロピレングリコールエーテル型、オレイン酸ジエタノールアミドなどのアルカノールアミド型、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテルなどのアリルフェニルエーテル型などのノニオン性界面活性剤が好適である。これらの界面活性剤は1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0024】
界面活性剤の添加量は、PVA100重量部に対して0.01〜1重量部が好ましく、0.02〜0.5重量部がさらに好ましく、0.05〜0.3重量部が最も好ましい。0.01重量部より少ないと、界面活性剤の添加によってもたらされるべき製膜性や剥離性向上の効果が現れにくく、1重量部より多いと、PVAフィルムの表面に界面活性剤が溶出してブロッキングの原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【0025】
本発明の偏光膜用PVAフィルムは、フィルムの幅が2m以上であることが好ましく、2.5m以上がより好ましく、2.8m以上がさらに好ましく、3m以上が特に好ましい。
【0026】
本発明の偏光膜用PVAフィルムから偏光フィルムを製造するには、例えば、PVAフィルムを乾式法による一軸延伸、染色、必要に応じて乾式法または湿式法による二段目の一軸延伸、固定処理、乾燥処理、さらに必要に応じて熱処理を行えばよく、染色、乾式法または湿式法による二段目の一軸延伸、固定処理の操作の順番に特に制限はない。また、湿式法または湿式法による二段目の一軸延伸は二回またはそれ以上の回数行っても良い。
なお、本発明において乾式法による延伸とはPVAフィルムを空気中で延伸する操作のことを指しており、一方、湿式法による延伸とはPVAフィルムを水中やホウ酸水溶液などの水溶液中や可塑剤などの溶剤中で延伸する操作のことを指しており、両者は区別される。
【0027】
PVAフィルムの染色は、一軸延伸前、一軸延伸時、一軸延伸後のいずれの段階で行っても良い。染色に用いる染料としては、ヨウ素−ヨウ化カリウム;ダイレクトブラック 17、19、154;ダイレクトブラウン 44、106、195、210、223;ダイレクトレッド 2、23、28、31、37、39、79、81、240、242、247;ダイレクトブルー 1、15、22、78、90、98、151、168、202、236、249、270;ダイレクトバイオレット 9、12、51、98;ダイレクトグリーン 1、85;ダイレクトイエロー 8、12、44、86、87;ダイレクトオレンジ 26、39、106、107などの二色性染料などが、1種または2種以上の混合物で使用できる。PVAフィルムの染色は、PVAフィルムを上記染料を含有する溶液中に浸漬させることにより行われるのが一般的であるが、染料をPVAフィルムに混ぜて製膜するなど、その処理方法や処理条件は特に制限されるものではない。
【0028】
二段目の一軸延伸には、PVAフィルムをホウ酸水溶液などの温水溶液中(前記染料を含有する溶液中や後述する固定処理浴中でもよい)で延伸する湿式延伸法、含水後のPVAフィルムを空気中で延伸する乾式延伸法を使用することができる。延伸温度は特に限定されないが、PVAフィルムを温水溶液中などで延伸する場合は30〜90℃が、また空気中で延伸する場合は50〜180℃が好適である。また一軸延伸の延伸倍率(一軸延伸を多段で行う場合には、合計の延伸倍率)は、偏光性能の点から4倍以上が好ましく、5倍以上が特に好ましい。延伸倍率の上限について特に制限はないが、8倍以下であると均一な延伸が得られやすいので好ましい。延伸後のフィルムの厚さは、3〜45μmが好ましく、5〜30μmがより好ましい。
【0029】
PVAフィルムへの上記染料の吸着を強固にすることを目的にして、固定処理を行うことが多い。固定処理に使用する処理浴には、通常、ホウ酸および/またはホウ素化合物が添加される。また、必要に応じて処理浴中にヨウ素化合物を添加してもよい。
【0030】
得られた偏光膜の乾燥処理(熱処理)は、30〜150℃で行うのが好ましく、50〜150℃で行うのがより好ましい。
【0031】
以上のようにして得られた偏光フィルムは、通常、その両面または片面に、光学的に透明で、かつ機械的強度を有した保護膜を貼り合わせて偏光板として使用される。保護膜としては、三酢酸セルロース(TAC)フィルム、酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが使用される。また、貼り合わせに用いられる接着剤としては、PVA系の接着剤やウレタン系の接着剤などを挙げることができるが、なかでもPVA系の接着剤が好適である。このようにして得られる偏光板において、接着剤層の厚みは0.5〜10μmが好ましく、0.8〜8μmがさらに好ましく、1〜5μmが特に好ましい。接着層の厚みはフィルムの微細な凹凸より大きくして、接着後の偏光板の厚みを一定にすることが好ましい。厚さが0.5μmより小さいと、本発明ではフィルム表面に微細な凹凸が多いため、均一な接着が困難となりやすく、気泡を形成したりして、光学的欠点が形成されやすいため問題となる場合がある。10μmより大きい場合には乾燥に時間がかかりやすく、乾燥が不十分なうちに不用意な力が加わると光学的欠点に成りやすいため、工業的生産に難点がある。また、気泡が入りやすくなるという欠点がある。
【0032】
以上のようにして得られた偏光板は、アクリル系等の粘着剤をコートした後、ガラス基板に貼り合わせて液晶ディスプレイ装置の部品として使用される。ガラス基板に偏光板を貼り合わせる際に、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等を同時に貼り合わせてもよい。
【0033】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、実施例および比較例において、PVAフィルムの平均厚み、凹凸の大きさ、偏光フィルムの光学性能、および偏光板の色斑は以下の方法により評価した。
【0034】
PVAフィルムの平均厚み:
接触式厚み計(K−402B、ヘッドサイズ5mm、アンリツ社製)を用いてフィルム幅方向の厚みを連続測定し、平均値を求めた。
【0035】
PVAフィルムの凹凸の大きさ:
接触式表面粗さ計(SE−3C、測定針先端R1μm、コサカ ラボラトリー社製)を用いてフィルム幅方向の凹凸の大きさを測定した。
【0036】
偏光フィルムの光学性能:
約4cm×4cmの偏光フィルムのサンプルを島津製作所製の分光光度計UV−2200(積分球付属)を用い、日本電子機械工業会規格(EIAJ)LD−201−1983に準拠して、C光源、2度視野の可視光領域の視感度補正したY値を測定し、偏光フィルムの延伸軸方向に対して45度と−45度方向の平均値から透過率を求めた。これと同様の方法でパラレルニコルとクロスニコルのY値を測定し、偏光度を求めた。
【0037】
偏光板の色斑:
全幅の偏光板を観察用偏光板(平行に2枚重ねたもの、偏光度99.99%以上)の間に直交方向に置き、色斑の程度を目視観察で判定した。
【0038】
実施例1
けん化度99.95モル%、重合度2400のPVA100重量部に、グリセリン10重量部および水170重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから表面粗度3Sの金属ロールに溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して得られたPVAフィルムの幅は3mであり、平均厚みは50μmであった。PVAフィルムの幅方向の任意の位置3箇所をサンプリングして表面粗さを測定したところ、フィルムの幅方向5mm当たり、平均厚みに対して0.5〜5μmの差がある凹凸が30個、32個、31個であった。
前記したPVAフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作製した。PVAフィルムを30℃の水中に30秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度0.4g/リットル、ヨウ化カリウム濃度40g/リットルの35℃の水溶液中に3分間浸した。続いて、ホウ酸濃度4%の50℃の水溶液中で5倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度40g/リットル、ホウ酸濃度40g/リットル、塩化亜鉛濃度10g/リットルの30℃の水溶液中に5分間浸漬して固定処理を行った。その後、PVAフィルムを取り出し、40℃で熱風乾燥し、さらに100℃で5分間熱処理を行った。得られた偏光フィルムの偏光性能は透過率44.60%、偏光度99.05%、2色性比45.86であった。
得られた偏光フィルムを10%のPVA水溶液の接着剤を用いて、トリアセテートフィルムと貼り合わせ、偏光板を得た。得られた偏光板を乾燥したところ、接着層の厚みは3μmであった。偏光板の色斑を観察したところ、偏光板の全面にわたって色斑はなく良好であった。この偏光板を液晶ディスプレイ装置に組み込んだところ、色斑はなく良好であった。
【0039】
実施例2
けん化度99.95モル%、重合度2400のPVA100重量部に、グリセリン10重量部および水170重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから表面粗度2Sの金属ロールに溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して得られたPVAフィルムの幅は3mであり、平均厚みは50μmであった。PVAフィルムの幅方向の任意の位置3箇所をサンプリングして表面粗さを測定したところ、フィルムの幅方向5mm当たり、平均厚みに対して0.5〜5μmの差がある凹凸が25個、27個、26個であった。
前記したPVAフィルムを実施例1と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムの偏光性能は透過率44.72%、偏光度98.90%、2色性比45.38であった。
得られた偏光フィルムを10%のPVA水溶液の接着剤を用いて、トリアセテートフィルムと貼り合わせ、偏光板を得た。得られた偏光板を乾燥したところ、接着層の厚みは2μmであった。偏光板の色斑を観察したところ、偏光板の全面にわたって色斑はなく良好であった。この偏光板を液晶ディスプレイ装置に組み込んだところ、色斑はなく良好であった。
【0040】
実施例3
けん化度99.95モル%、重合度2400のPVA100重量部に、グリセリン10重量部および水170重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから表面粗度0.5Sの金属ロールに溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して得られたフィルムの幅は3mであり、平均厚みは50μmであった。PVAフィルムの幅方向の任意の位置3箇所をサンプリングして表面粗さを測定したところ、フィルムの巾方向5mm当たり、平均厚みに対して0.5〜5μmの差がある凹凸が20個、22個、21個であった。
前記したPVAフィルムを実施例1と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムの偏光性能は透過率44.83%、偏光度98.76%、2色性比45.01であった。
得られた偏光フィルムを10%のPVA水溶液の接着剤を用いて、トリアセテートフィルムと貼り合わせ、偏光板を得た。得られた偏光板を乾燥したところ、接着層の厚みは8μmであった。偏光板の色斑を観察したところ、偏光板の全面にわたって目視観察でなんとか判別できる色斑は小さく良好であった。この偏光板を液晶ディスプレイ装置に組み込んだところ、色斑は目視観察の場合より大きくなったが比較的小さく良好であった。
【0041】
実施例4
けん化度99.95モル%、重合度2400のPVA100重量部に、グリセリン10重量部および水170重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから表面粗度5Sの金属ロールに溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して得られたPVAフィルムの幅は3mであり、平均厚みは50μmであった。PVAフィルムの幅方向の任意の位置3箇所をサンプリングして表面粗さを測定したところ、フィルムの巾方向5mm当たり、平均厚みに対して0.5〜5μmの差がある凹凸が20個、22個、21個であった。
前記フィルムを実施例1と同様にして偏光膜を作製した。得られた偏光フィルムの偏光性能は透過率44.45%、偏光度99.02%、2色性比44.35であった。
得られた偏光フィルムを10%のPVA水溶液の接着剤を用いて、トリアセテートフィルムと貼り合わせ、偏光板を得た。得られた偏光板を乾燥したところ、接着層の厚みは6μmであり、偏光フィルムとトリアセテートフィルムの間の一部に気泡が入っているのが確認できた。偏光板の色斑を観察したところ、偏光板の全面にわたって流れ方向に目視観察で判別可能な色斑が存在したが、許容できる範囲であった。また、気泡によるものと思われるムラが存在するため、用途によっては許容できる下限であった。この偏光板を液晶ディスプレイ装置に組み込んだところ、色斑は目視観察の場合より大きくなり、許容できる下限であった。
【0042】
比較例1
けん化度99.95モル%、重合度2400のPVA100重量部に、グリセリン10重量部および水120重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから表面粗度6Sの金属ロールに溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して得られたPVAフィルムの幅は3mであり、平均厚みは50μmであった。PVAフィルムの幅方向の任意の位置3箇所をサンプリングして表面粗さを測定したところ、フィルムの巾方向5mm当たり、平均厚みに対して0.5〜5μmの差がある凹凸が5個、8個、7個であった。
前記したPVAフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光膜を作製した。PVAフィルムを30℃の水中に30秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度0.4g/リットル、ヨウ化カリウム濃度40g/リットルの35℃の水溶液中に3分間浸した。続いて、ホウ酸濃度4%の50℃の水溶液中で5倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度40g/リットル、ホウ酸濃度40g/リットル、塩化亜鉛濃度10g/リットルの30℃の水溶液中に5分間浸漬して固定処理を行った。その後、PVAフィルムを取り出し、40℃で熱風乾燥し、さらに100℃で5分間熱処理を行った。得られた偏光フィルムの偏光性能は透過率44.94%、偏光度98.55%、2色性比44.16であった。
得られた偏光フィルムを10%のPVA水溶液の接着剤を用いて、トリアセテートフィルムと貼り合わせ、偏光板を得た。得られた偏光板を乾燥したところ、接着層の厚みは3μmであった。偏光板の色斑を観察したところ、偏光板の全面にわたって流れ方向に3本の目視観察で目立つ色斑が存在し、商品レベルの偏光板として不適であった。この偏光板を液晶ディスプレイ装置に組み込んだところ、流れ方向の色斑が目視で認識可能であり、液晶ディスプレイ装置として不適であった。
【0043】
【発明の効果】
本発明の偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムは色斑が少なく、該フィルムを一軸延伸した場合、LCDに組み込んだ際に品質上問題になるような大きな色斑の発生を防止することができるので、液晶ディスプレイ装置用として好適な偏光フィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムの一実施形態を示す概略図である。
【記号の説明】
偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムの幅方向の各位置での厚みを示す。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyvinyl alcohol film for a polarizing film used as a component of a liquid crystal display device, a method for producing the same, and a polarizing plate and a liquid crystal display device manufactured using the polyvinyl alcohol film for a polarizing film.
[0002]
[Prior art]
A polarizing plate having a function of transmitting and blocking light is a fundamental component of a liquid crystal display device (LCD) together with a liquid crystal having a function of switching light. The application fields of this LCD include small devices such as calculators and wristwatches in the early stages of development, and in recent years, laptop computers, word processors, liquid crystal color projectors, in-vehicle navigation systems, liquid crystal televisions, personal phones, and indoor and outdoor measuring instruments. Thus, a polarizing plate having a large area with less color spots than conventional products has been required.
[0003]
Generally, a polarizing plate is dyed by uniaxially stretching a polyvinyl alcohol-based polymer film (hereinafter, a polyvinyl alcohol-based polymer film may be abbreviated as “PVA film” and a polyvinyl alcohol-based polymer film may be abbreviated as “PVA film”). Or, after dyeing and uniaxially stretching, by performing a fixing treatment with a boron compound (the dyeing and the fixing treatment may be simultaneous), a cellulose triacetate (TAC) film or cellulose acetate / butyrate is obtained. (CAB) A structure in which a protective film such as a film is bonded.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Even if the PVA film looks uniform at first glance, the polarizing film obtained by uniaxially stretching the film sometimes contains color spots which are difficult to distinguish. This color spot is difficult to confirm unless it is a final product (polarizing plate) on which a protective film or the like is laminated. If color spots appear at the stage of the final product, secondary materials such as a protective film having no problem in quality are also discarded together with the polarizing plate as defective, resulting in a large loss. Conventionally, as a method for reducing color spots, studies have been made on reducing the thickness spots and birefringence spots of a PVA film as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-138319. By the method of reducing the thickness unevenness and birefringence unevenness of the PVA film, the color unevenness of the polarizing plate can be reduced to some extent, and it became possible to satisfy the required level at the time, but the performance in recent years has been improved. It has proven difficult to reduce the level of color spots that is problematic in end products (polarizers and liquid crystal display devices).
[0005]
Also, with the increase in the size of the liquid crystal display device, a polarizing film having a large area has been required. Conventional liquid crystal display devices have a relatively small display area and use a polarizing plate alone, so color spots are rarely a problem.However, when the display area is large, the entire display area is uniform. For example, the problem of color unevenness has become apparent due to the demand for high performance and the increased use of the film in combination with other films such as a film for correcting a viewing angle. In particular, in the case of a polarizing film produced by uniaxially stretching a PVA film in the film flow direction, streak-like color spots are likely to occur in the film flow direction. This is thought to be due to a thickness variation in the width direction of the film, which is emphasized because it is uniaxially stretched in the flow direction. Variations in the thickness of the polarizing film cause irregularities in transmittance and the like, and thus, when the polarizing film is incorporated in a liquid crystal display device or the like, there is a problem that the quality is reduced. In particular, as the display screen of the liquid crystal display device becomes larger, if there are continuous streaks in the flow direction, it becomes difficult to collect the product while avoiding such locations, which is a major industrial problem.
[0006]
Conventionally, it has been attempted to reduce the color unevenness of the polarizing film by improving the uniformity of the thickness and the like of the PVA film used as the material of the polarizing film. As we went up, it became difficult to meet that demand.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a PVA film that is useful as a raw material for producing a polarizing film for a high-quality liquid crystal display with less color spots.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the polyvinyl alcohol film for a polarizing film according to the present invention needs to have 10 or more irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film. It is.
The polyvinyl alcohol film for a polarizing film of the present invention is characterized by having minute irregularities on the film surface, so that even when a polarizing film is produced by uniaxially stretching the film, it is incorporated into an LCD. In this case, there is an effect that it is possible to prevent the occurrence of large color spots which may cause a problem in quality.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the PVA film for a polarizing film of the present invention, as shown in FIG. 1, the thickness in the width direction of the film fluctuates minutely, and the magnitude of the fluctuation is 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness. It is formed as it is. In the PVA film for a polarizing film of the present invention, it is necessary that there are 10 or more irregularities in the range of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film, more preferably 15 or more, and 20 or more. More than one is particularly preferred. If the number is less than 10, color unevenness when a polarizing film is produced is large and unsuitable. Even if there is only one unevenness having a difference of 0.5 to 5 μm per 5 mm in the width direction defined in the present invention, since the thickness unevenness of the ordinary optical vinylon film is large, It is not suitable as a film. As shown in FIG. 1, the unevenness having a difference of 0.5 to 5 μm defined in the present invention has a maximum value and a minimum value of 0. The thickness is in the range of 5 to 5 μm, and is added to the number defined in the present invention when the thickness before and after the thickness exceeds the value of the average thickness.
[0010]
The PVA film for a polarizing film of the present invention can be manufactured by forming a film-forming raw material comprising a polyvinyl alcohol-based polymer solution on a metal roll having a surface roughness of 0.5 to 5S. The surface roughness of the metal roll is preferably 0.5 to 5S, more preferably 0.8 to 4S, and particularly preferably 1 to 3S. If the surface roughness of the metal roll is smaller than 0.5S, the size of the irregularities on the film surface becomes too small, and it becomes difficult to form the desired minute irregularities on the film surface. If the surface roughness of the metal roll is greater than 5S, the unevenness of the cast surface of the metal roll is reduced when the concentration of the PVA solution as the film forming stock solution is made similar to that of the PVA solution generally used for industrial production. Becomes too large, and it becomes difficult to smoothly cast the PVA solution along the irregular shape of the cast surface of the metal roll. In this case, the unevenness of the PVA film obtained after drying is insufficiently formed, or bubbles are formed in the film, which is likely to cause color unevenness when a polarizing film is produced.
[0011]
The PVA used in the present invention is produced, for example, by saponifying a polyvinyl ester obtained by polymerizing a vinyl ester. Modified PVA in which unsaturated carboxylic acid or its derivative, unsaturated sulfonic acid or its derivative, α-olefin having 2 to 30 carbon atoms, or the like is graft-copolymerized in the main chain of PVA at a ratio of less than 5 mol%; Manufactured by saponifying a modified polyvinyl ester obtained by copolymerizing an ester with an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof, an unsaturated sulfonic acid or a derivative thereof, an α-olefin having 2 to 30 carbon atoms in a proportion of less than 15 mol%. And so-called polyvinyl acetal resin obtained by cross-linking a part of hydroxyl groups of unmodified or modified PVA with aldehydes such as formalin, butyraldehyde and benzaldehyde.
[0012]
Examples of the vinyl ester include vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate, and vinyl benzoate.
[0013]
The comonomer used for the modified PVA is copolymerized mainly for the purpose of modifying the PVA, and is used in a range that does not impair the purpose of the present invention. Examples of such comonomers include α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, and isobutene; acrylic acid and its salts; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, Acrylates such as n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate; methacrylic acid and its salts; methyl methacrylate; Ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, etc. Methacrylic acid Ters; acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetoneacrylamide, acrylamidepropanesulfonic acid and its salts, acrylamidopropyldimethylamine and its salts, N-methylolacrylamide and its derivatives, etc. Methacrylamide derivatives such as methacrylamide, N-methyl methacrylamide, N-ethyl methacrylamide, methacrylamide propanesulfonic acid and salts thereof, methacrylamidopropyl dimethylamine and salts thereof, N-methylol methacrylamide and derivatives thereof N-vinyl amides such as N-vinyl formamide, N-vinyl acetamide, N-vinyl pyrrolidone; methyl vinyl ether , Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether and stearyl vinyl ether; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Vinyl halides such as vinyl, vinylidene chloride, vinyl fluoride and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; maleic acid and its salts or esters; itaconic acid and its salts or esters; vinyl trimethoxy Vinylsilyl compounds such as silane; and isopropenyl acetate. Of these, α-olefins are preferred, and ethylene is particularly preferred. The amount of modification of the modified PVA is preferably less than 15 mol%.
[0014]
The degree of saponification of PVA is preferably at least 95 mol%, more preferably at least 98 mol%, further preferably at least 99 mol%, and most preferably at least 99.5 mol%, from the viewpoint of polarization performance and durability.
[0015]
The saponification degree of the PVA indicates the ratio of units actually saponified to vinyl alcohol units among units that can be converted to vinyl alcohol units when the polyvinyl ester is saponified. In addition, the saponification degree of PVA was measured by the method described in JIS.
[0016]
The polymerization degree of PVA is preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, still more preferably 1500 or more, and most preferably 2500 or more, from the viewpoint of polarization performance and durability. The upper limit of the degree of polymerization of PVA is preferably 8000 or less, more preferably 6000 or less.
[0017]
The polymerization degree of the PVA is measured according to JIS K 6726. That is, it is determined from the intrinsic viscosity measured in water at 30 ° C. after the PVA is re-saponified and purified.
[0018]
As a method for producing a PVA film using the above PVA, for example, a PVA solution (a stock solution of a polyvinyl alcohol film) in which PVA is dissolved in a solvent is used in addition to a film forming method by a melt extrusion method using hydrated PVA. Casting method, wet film forming method (discharge into poor solvent), gel film forming method (after once cooling and gelling the PVA aqueous solution, the solvent is extracted and removed, and the PVA film is removed. And a method based on a combination thereof. Among these, the casting film forming method and the melt extrusion film forming method are preferable because a good polarizing film can be obtained.
[0019]
As a solvent for dissolving PVA used in producing a PVA film, for example, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Examples thereof include trimethylolpropane, ethylenediamine, diethylenetriamine, glycerin, and water, and one or more of these can be used. Among them, dimethyl sulfoxide, water, or a mixed solvent of glycerin and water is preferably used.
[0020]
The proportion of PVA in the PVA solution or the hydrated PVA used when producing the PVA film varies depending on the degree of polymerization of PVA, but is preferably 20 to 70% by weight, more preferably 25 to 60% by weight. And more preferably from 30 to 55% by weight, and most preferably from 35 to 50% by weight. When the proportion of PVA is large, the viscosity becomes too high, so that filtration and defoaming become difficult, and it becomes difficult to obtain a film free of foreign matter and defects. If the proportion of PVA is small, drying takes a lot of time and energy, which is not preferable from an industrial viewpoint. Further, the PVA solution or the water-containing PVA may contain a plasticizer, a surfactant, a dichroic dye, and the like, if necessary.
[0021]
When producing a PVA film, it is preferable to add a polyhydric alcohol as a plasticizer. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, diglycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, trimethylolpropane, and the like. One or more of these may be used. can do. Among these, diglycerin, ethylene glycol and glycerin are preferably used because they have an excellent effect of improving stretchability.
[0022]
The amount of the plasticizer added is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 25 parts by weight, and most preferably 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of PVA. If the amount is less than 1 part by weight, the dyeing properties and the stretchability may be reduced. If the amount is more than 30 parts by weight, the PVA film may be too flexible and the handleability may be reduced.
[0023]
When producing a PVA film, it is preferable to add a surfactant. The type of the surfactant is not particularly limited, but an anionic or nonionic surfactant is preferable. Suitable examples of the anionic surfactant include a carboxylic acid type such as potassium laurate, a sulfate type such as octyl sulfate, and a sulfonic acid type such as dodecylbenzenesulfonate. Examples of the nonionic surfactant include an alkyl ether type such as polyoxyethylene oleyl ether, an alkyl phenyl ether type such as polyoxyethylene octyl phenyl ether, an alkyl ester type such as polyoxyethylene laurate, and polyoxyethylene lauryl amino. Alkylamine type such as ether, alkylamide type such as polyoxyethylene lauric amide, polypropylene glycol ether type such as polyoxyethylene polyoxypropylene ether, alkanolamide type such as diethanolamide oleate, polyoxyalkylene allyl phenyl ether Nonionic surfactants such as the allyl phenyl ether type are preferred. These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
[0024]
The addition amount of the surfactant is preferably 0.01 to 1 part by weight, more preferably 0.02 to 0.5 part by weight, and most preferably 0.05 to 0.3 part by weight based on 100 parts by weight of PVA. When the amount is less than 0.01 part by weight, the effect of improving the film forming property and the releasability to be brought about by the addition of the surfactant is difficult to appear, and when the amount is more than 1 part by weight, the surfactant elutes on the surface of the PVA film. This may cause blocking and reduce the handleability.
[0025]
The width of the PVA film for a polarizing film of the present invention is preferably 2 m or more, more preferably 2.5 m or more, further preferably 2.8 m or more, and particularly preferably 3 m or more.
[0026]
In order to produce a polarizing film from the PVA film for a polarizing film of the present invention, for example, a uniaxial stretching of a PVA film by a dry method, dyeing, if necessary, a second-stage uniaxial stretching by a dry method or a wet method, fixing treatment, A drying treatment and, if necessary, a heat treatment may be performed, and there is no particular limitation on the order of the dyeing, the second-stage uniaxial stretching by the dry method or the wet method, and the fixing treatment. The second-stage uniaxial stretching by the wet method or the wet method may be performed twice or more times.
In the present invention, the stretching by the dry method refers to an operation of stretching the PVA film in the air, while the stretching by the wet method refers to stretching the PVA film in water or an aqueous solution such as an aqueous boric acid solution or a plasticizer. And the like, which is an operation for stretching in a solvent, and the two are distinguished.
[0027]
The dyeing of the PVA film may be performed before, during, or after the uniaxial stretching. Dyes used for dyeing include iodine-potassium iodide; direct black 17, 19, 154; direct brown 44, 106, 195, 210, 223; direct red 2, 23, 28, 31, 37, 39, 79, 81. Direct Blue 1, 15, 22, 78, 90, 98, 151, 168, 202, 236, 249, 270; Direct Violet 9, 12, 51, 98; Direct Green 1, 85; Dichroic dyes such as Yellow 8, 12, 44, 86, 87 and Direct Orange 26, 39, 106, 107 can be used alone or in a mixture of two or more. The dyeing of the PVA film is generally performed by immersing the PVA film in a solution containing the dye, but the processing method and processing conditions such as mixing the dye with the PVA film to form a film are as follows. There is no particular limitation.
[0028]
For the second-stage uniaxial stretching, the PVA film is stretched in a warm aqueous solution such as a boric acid aqueous solution (which may be in a solution containing the dye or in a fixing bath described below). A dry stretching method of stretching in air can be used. The stretching temperature is not particularly limited, but is preferably 30 to 90 ° C. when the PVA film is stretched in a warm aqueous solution or the like, and 50 to 180 ° C. when the PVA film is stretched in air. Further, the stretching ratio of uniaxial stretching (in the case of performing uniaxial stretching in multiple stages, the total stretching ratio) is preferably at least 4 times, particularly preferably at least 5 times, from the viewpoint of polarization performance. The upper limit of the stretching ratio is not particularly limited, but is preferably 8 times or less since uniform stretching is easily obtained. The thickness of the stretched film is preferably from 3 to 45 μm, more preferably from 5 to 30 μm.
[0029]
In order to strengthen the adsorption of the dye to the PVA film, a fixing treatment is often performed. Usually, boric acid and / or a boron compound is added to the treatment bath used for the fixing treatment. Further, an iodine compound may be added to the treatment bath as needed.
[0030]
The drying treatment (heat treatment) of the obtained polarizing film is preferably performed at 30 to 150 ° C, more preferably at 50 to 150 ° C.
[0031]
The polarizing film obtained as described above is usually used as a polarizing plate by bonding an optically transparent protective film having mechanical strength to both surfaces or one surface thereof. As the protective film, a cellulose triacetate (TAC) film, a cellulose acetate / butyrate (CAB) film, an acrylic film, a polyester film, or the like is used. Examples of the adhesive used for bonding include a PVA-based adhesive and a urethane-based adhesive. Among them, a PVA-based adhesive is preferable. In the polarizing plate obtained in this way, the thickness of the adhesive layer is preferably 0.5 to 10 μm, more preferably 0.8 to 8 μm, and particularly preferably 1 to 5 μm. It is preferable that the thickness of the adhesive layer is larger than the fine irregularities of the film so that the thickness of the polarizing plate after bonding is constant. When the thickness is smaller than 0.5 μm, in the present invention, since there are many fine irregularities on the film surface, uniform adhesion tends to be difficult, and bubbles are formed, and optical defects are easily formed, which is problematic. There are cases. When the thickness is larger than 10 μm, it takes a long time to dry, and if an inadvertent force is applied while drying is inadequate, it tends to cause an optical defect. In addition, there is a disadvantage that air bubbles easily enter.
[0032]
The polarizing plate obtained as described above is used as a component of a liquid crystal display device by being coated with a pressure-sensitive adhesive such as an acrylic resin and then bonded to a glass substrate. When bonding a polarizing plate to a glass substrate, a retardation film, a viewing angle improving film, a brightness improving film, and the like may be simultaneously bonded.
[0033]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, the average thickness of the PVA film, the size of the irregularities, the optical performance of the polarizing film, and the color unevenness of the polarizing plate were evaluated by the following methods.
[0034]
Average thickness of PVA film:
The thickness in the film width direction was continuously measured using a contact thickness gauge (K-402B, head size 5 mm, manufactured by Anritsu Corporation), and the average value was determined.
[0035]
Size of unevenness of PVA film:
The size of the unevenness in the film width direction was measured using a contact type surface roughness meter (SE-3C, measuring needle tip R1 μm, manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.).
[0036]
Optical performance of polarizing film:
A sample of a polarizing film of about 4 cm × 4 cm was measured using a spectrophotometer UV-2200 (supplied with an integrating sphere) manufactured by Shimadzu Corporation in accordance with the standards of the Japan Electronics Machinery Manufacturers Association (EIAJ) LD-201-1983, using a C light source. The Y value was corrected for the visibility in the visible light region of the 2 degree visual field, and the transmittance was determined from the average value in the 45 ° and −45 ° directions with respect to the stretching axis direction of the polarizing film. In the same manner as above, the Y values of the parallel Nicols and the cross Nicols were measured to determine the degree of polarization.
[0037]
Color spots on polarizing plate:
A polarizing plate having a full width was placed in a direction orthogonal to a polarizing plate for observation (two laminated in parallel, a degree of polarization of 99.99% or more), and the degree of color spot was determined by visual observation.
[0038]
Example 1
100 parts by weight of PVA having a degree of saponification of 99.95 mol% and a degree of polymerization of 2400, impregnated with 10 parts by weight of glycerin and 170 parts by weight of water are melt-kneaded, and after defoaming, a metal roll having a surface roughness of 3S from a T die. And extruded into a film. Thereafter, the width of the PVA film obtained by drying and heat treatment was 3 m, and the average thickness was 50 μm. When the surface roughness was measured by sampling three arbitrary positions in the width direction of the PVA film, 30 irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film, 32 And 31 pieces.
The above-mentioned PVA film was continuously processed in the order of preliminary swelling, dyeing, uniaxial stretching, fixing treatment, drying and heat treatment to prepare a polarizing film. The PVA film was pre-swelled by immersing it in water at 30 ° C. for 30 seconds, and immersed in an aqueous solution at 35 ° C. having an iodine concentration of 0.4 g / l and a potassium iodide concentration of 40 g / l for 3 minutes. Subsequently, the film is uniaxially stretched 5 times in an aqueous solution of boric acid at a concentration of 4% at 50 ° C. to obtain a solution of potassium iodide at a concentration of 40 g / l, boric acid at a concentration of 40 g / l, and zinc chloride at a concentration of 10 g / l at 30 ° C. For 5 minutes to perform a fixing process. Thereafter, the PVA film was taken out, dried with hot air at 40 ° C., and heat-treated at 100 ° C. for 5 minutes. The polarizing performance of the obtained polarizing film was a transmittance of 44.60%, a degree of polarization of 99.05%, and a dichroic ratio of 45.86.
The obtained polarizing film was bonded to a triacetate film using a 10% PVA aqueous solution adhesive to obtain a polarizing plate. When the obtained polarizing plate was dried, the thickness of the adhesive layer was 3 μm. Observation of the color spots on the polarizing plate revealed no color spots over the entire surface of the polarizing plate and was favorable. When this polarizing plate was incorporated in a liquid crystal display device, it was good without color spots.
[0039]
Example 2
100 parts by weight of PVA having a degree of saponification of 99.95 mol% and a degree of polymerization of 2400 are impregnated with 10 parts by weight of glycerin and 170 parts by weight of water, melt-kneaded, and after defoaming, a metal roll having a surface roughness of 2S from a T-die. And extruded into a film. Thereafter, the width of the PVA film obtained by drying and heat treatment was 3 m, and the average thickness was 50 μm. The surface roughness was measured by sampling three arbitrary positions in the width direction of the PVA film, and 25 irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film, 27 And 26.
A polarizing film was produced from the PVA film in the same manner as in Example 1. The polarizing performance of the obtained polarizing film was such that the transmittance was 44.72%, the degree of polarization was 98.90%, and the dichroic ratio was 45.38.
The obtained polarizing film was bonded to a triacetate film using a 10% PVA aqueous solution adhesive to obtain a polarizing plate. When the obtained polarizing plate was dried, the thickness of the adhesive layer was 2 μm. Observation of the color spots on the polarizing plate revealed no color spots over the entire surface of the polarizing plate and was favorable. When this polarizing plate was incorporated in a liquid crystal display device, it was good without color spots.
[0040]
Example 3
100 parts by weight of PVA having a degree of saponification of 99.95 mol% and a degree of polymerization of 2400, impregnated with 10 parts by weight of glycerin and 170 parts by weight of water are melt-kneaded, and after defoaming, have a surface roughness of 0.5 S from a T-die. It was melt extruded on a metal roll to form a film. Thereafter, the width of the film obtained by drying and heat treatment was 3 m, and the average thickness was 50 μm. When the surface roughness was measured by sampling three arbitrary positions in the width direction of the PVA film, 20 irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film, 22 Pieces and 21 pieces.
A polarizing film was produced from the PVA film in the same manner as in Example 1. The polarizing performance of the obtained polarizing film was such that the transmittance was 44.83%, the degree of polarization was 98.76%, and the dichroic ratio was 45.01.
The obtained polarizing film was bonded to a triacetate film using a 10% PVA aqueous solution adhesive to obtain a polarizing plate. When the obtained polarizing plate was dried, the thickness of the adhesive layer was 8 μm. When the color spots of the polarizing plate were observed, the color spots that could be managed by visual observation over the entire surface of the polarizing plate were small and favorable. When this polarizing plate was incorporated in a liquid crystal display device, the color spots were larger than in the case of visual observation, but were relatively small and good.
[0041]
Example 4
100 parts by weight of PVA having a saponification degree of 99.95 mol% and a polymerization degree of 2400 are impregnated with 10 parts by weight of glycerin and 170 parts by weight of water, melt-kneaded, and after defoaming, a metal roll having a surface roughness of 5S from a T-die. And extruded into a film. Thereafter, the width of the PVA film obtained by drying and heat treatment was 3 m, and the average thickness was 50 μm. When the surface roughness was measured by sampling three arbitrary positions in the width direction of the PVA film, 20 irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film, 22 Pieces and 21 pieces.
A polarizing film was produced from the film in the same manner as in Example 1. The polarizing performance of the obtained polarizing film was a transmittance of 44.45%, a degree of polarization of 99.02%, and a dichroic ratio of 44.35.
The obtained polarizing film was bonded to a triacetate film using a 10% PVA aqueous solution adhesive to obtain a polarizing plate. When the obtained polarizing plate was dried, the thickness of the adhesive layer was 6 μm, and it was confirmed that bubbles were contained in a part between the polarizing film and the triacetate film. When the color spots of the polarizing plate were observed, color spots that could be discriminated by visual observation in the flow direction were present over the entire surface of the polarizing plate, but were within an acceptable range. In addition, because of the existence of unevenness presumably due to bubbles, the lower limit was acceptable depending on the application. When this polarizing plate was incorporated in a liquid crystal display device, the color spot became larger than that in the case of visual observation, which was an acceptable lower limit.
[0042]
Comparative Example 1
100 parts by weight of PVA having a degree of saponification of 99.95 mol% and a degree of polymerization of 2400 are impregnated with 10 parts by weight of glycerin and 120 parts by weight of water, melt kneaded, and after defoaming, a metal roll having a surface roughness of 6S from a T die. And extruded into a film. Thereafter, the width of the PVA film obtained by drying and heat treatment was 3 m, and the average thickness was 50 μm. When the surface roughness was measured by sampling three arbitrary positions in the width direction of the PVA film, five irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film, 8 And seven.
The above-mentioned PVA film was continuously treated in the order of preliminary swelling, dyeing, uniaxial stretching, fixing treatment, drying and heat treatment to prepare a polarizing film. The PVA film was pre-swelled by immersing it in water at 30 ° C. for 30 seconds, and immersed in an aqueous solution at 35 ° C. having an iodine concentration of 0.4 g / l and a potassium iodide concentration of 40 g / l for 3 minutes. Subsequently, the film is uniaxially stretched 5 times in an aqueous solution of boric acid at a concentration of 4% at 50 ° C. to obtain a solution of potassium iodide at a concentration of 40 g / l, boric acid at a concentration of 40 g / l, and zinc chloride at a concentration of 10 g / l at 30 ° C. For 5 minutes to perform a fixing process. Thereafter, the PVA film was taken out, dried with hot air at 40 ° C., and heat-treated at 100 ° C. for 5 minutes. The polarizing performance of the obtained polarizing film was a transmittance of 44.94%, a degree of polarization of 98.55%, and a dichroic ratio of 44.16.
The obtained polarizing film was bonded to a triacetate film using a 10% PVA aqueous solution adhesive to obtain a polarizing plate. When the obtained polarizing plate was dried, the thickness of the adhesive layer was 3 μm. Observation of color spots on the polarizing plate revealed that three color spots were noticeable in the flow direction over the entire surface of the polarizing plate and were unsuitable as a commercial-grade polarizing plate. When this polarizing plate was assembled in a liquid crystal display device, color spots in the flow direction were visually recognizable, and were unsuitable as a liquid crystal display device.
[0043]
【The invention's effect】
The polyvinyl alcohol film for a polarizing film of the present invention has little color unevenness, and when the film is uniaxially stretched, it is possible to prevent the occurrence of large color unevenness which may cause a quality problem when incorporated into an LCD. A polarizing film suitable for display devices can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a polyvinyl alcohol film for a polarizing film of the present invention.
[Explanation of symbols]
The thickness at each position in the width direction of the polyvinyl alcohol film for a polarizing film is shown.

Claims (5)

フィルムの幅方向5mm当たりに、平均厚みに対して0.5〜5μmの差のある凹凸が10個以上あることを特徴とする偏光膜用ポリビニルアルコールフィルム。A polyvinyl alcohol film for a polarizing film, comprising 10 or more irregularities having a difference of 0.5 to 5 μm with respect to the average thickness per 5 mm in the width direction of the film. ポリビニルアルコール系重合体溶液からなる製膜原料を表面粗度が0.5〜5Sの金属ロール上で製膜することを特徴とする請求項1記載の偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムの製造法。The method for producing a polyvinyl alcohol film for a polarizing film according to claim 1, wherein the film forming raw material comprising a polyvinyl alcohol-based polymer solution is formed on a metal roll having a surface roughness of 0.5 to 5S. 請求項1に記載の偏光膜用ポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸することにより得られた偏光フィルム。A polarizing film obtained by uniaxially stretching the polyvinyl alcohol film for a polarizing film according to claim 1. 請求項3に記載の偏光フィルムから作製された偏光板。A polarizing plate produced from the polarizing film according to claim 3. 請求項4に記載の偏光板から作製された液晶ディスプレイ装置。A liquid crystal display device manufactured from the polarizing plate according to claim 4.
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