JP2011113026A - 光学フィルムおよび複合偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する樹脂フィルムからなり、面内位相差値R0が40〜500nmの範囲内であり、かつ、厚み方向の位相差値Rthが20〜500nmの範囲内であり、樹脂フィルムの面内遅相軸方向の屈折率をnx、面内進相軸方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとするとき、式:Nz係数=(nx−nz)/(nx−ny)で定義されるNz係数が0.9〜3の範囲内である光学フィルムおよび当該光学フィルムと偏光フィルムとを備える複合偏光板である。
【選択図】なし
Description
本発明の光学フィルムは、ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する複屈折性の樹脂フィルムであり、後で詳述するように、典型的には、ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する原反フィルムを一軸延伸または二軸延伸することにより作製される位相差が発現された延伸フィルムである。
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d (II)
Nz=(nx−nz)/(nx−ny) (III)
また、これらの式(I)〜(III)から、Nz係数と面内位相差値R0、および厚み方向の位相差値Rthとの関係は、次式(IV):
Nz=Rth/R0+0.5 (IV)
で表すことができる。
本発明の光学フィルムを構成する脂環族飽和炭化水素樹脂は、石油樹脂に分類される樹脂である。石油樹脂とは、石油類の熱分解により生成する分解油留分を重合し固化させた熱可塑性樹脂であって、たとえば、C5留分を原料とした脂肪族系石油樹脂;C9留分を原料とした芳香族系石油樹脂;C5留分とC9留分の2種を共重合して得られる共重合系石油樹脂;ならびに、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、または共重合系石油樹脂を水素化した水素化系石油樹脂等が挙げられる。
本発明の光学フィルムを構成するポリプロピレン系樹脂は、実質的にプロピレンの単独重合体からなる樹脂であってもよいし、プロピレンと他の共重合性コモノマーとの共重合体からなる樹脂であってもよい。プロピレンの単独重合体は、プロピレンと他の共重合性コモノマーとの共重合体に比べて、結晶化度がより高くなるため、フィルム剛性と降伏強度をより高くすることができる点において有利である。したがって、ポリプロピレン系樹脂として、実質的にプロピレンの単独重合体からなる樹脂を用いることにより、光学フィルム作製工程、偏光板化工程での取り扱い性をより向上させることが可能となる。
1−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン(以上C5);
1−ヘキセン、2−エチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−1−ブテン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3,3−ジメチル−1−ブテン(以上C6);
1−ヘプテン、2−メチル−1−ヘキセン、2,3−ジメチル−1−ペンテン、2−エチル−1−ペンテン、2−メチル−3−エチル−1−ブテン(以上C7);
1−オクテン、5−メチル−1−ヘプテン、2−エチル−1−ヘキセン、3,3−ジメチル−1−ヘキセン、2−メチル−3−エチル−1−ペンテン、2,3,4−トリメチル−1−ペンテン、2−プロピル−1−ペンテン、2,3−ジエチル−1−ブテン
(以上C8);
1−ノネン(C9);1−デセン(C10);1−ウンデセン(C11);1−ドデセン(C12);1−トリデセン(C13);1−テトラデセン(C14);1−ペンタデセン(C15);1−ヘキサデセン(C16);1−ヘプタデセン(C17);1−オクタデセン(C18);1−ノナデセン(C19)など。
(1)マグネシウム、チタン、およびハロゲンを必須成分とする固体触媒成分からなるTi−Mg系触媒、
(2)マグネシウム、チタン、およびハロゲンを必須成分とする固体触媒成分に、有機アルミニウム化合物と、必要に応じて電子供与性化合物等の第三成分とを組み合わせた触媒系、
(3)メタロセン系触媒など。
本発明の光学フィルムは、ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する樹脂組成物から原反フィルムを作製し、得られた原反フィルムを延伸して位相差を発現させることにより得ることができる。
原反フィルムは、ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する樹脂組成物を製膜することにより作製される。当該樹脂組成物の調製方法は、少なくとも脂環族飽和炭化水素樹脂が、得られる樹脂組成物中に均一に分散される方法である限り特に限定されるものではなく、たとえば、ポリプロピレン系樹脂を調製する重合工程における重合反応途中または重合反応直後の重合反応混合物に脂環族飽和炭化水素樹脂を添加する方法を挙げることができる。脂環族飽和炭化水素樹脂は、溶剤に溶解した溶液として添加してもよいし、容易に分散し得るように粉末状に粉砕し、粉体として添加してもよいし、加熱して溶融状態で添加してもよい。
(2)Tダイのリップ幅が1500mm以上のとき:Tダイの厚み方向長さ>220mm、
(3)Tダイのリップ幅が1500mm未満のとき:Tダイの高さ方向長さ>250mm、
(4)Tダイのリップ幅が1500mm以上のとき:Tダイの高さ方向長さ>280mm。
本発明の光学フィルムは、上記原反フィルムを延伸して位相差を発現させることにより得ることができる。延伸方法は特に限定されず、縦方向一軸延伸、横方向一軸延伸、逐次二軸延伸または同時二軸延伸などを採用することができる。
図1は、本発明の複合偏光板の好ましい一例を示す概略断面図である。図1に示されるように、本発明の複合偏光板100は、偏光フィルム101と、偏光フィルム101の片面に積層された本発明に係る光学フィルム102とを備える。本発明の複合偏光板100は、光学フィルム102が積層される面とは反対側の面に透明保護層103をさらに備えていてもよい。光学フィルム102および透明保護層103は接着剤を用いて偏光フィルム101に貼合することができ、この場合、光学フィルム102および透明保護層103は接着剤層(図1における接着剤層104,105)を介して偏光フィルム101に積層される。本発明の複合偏光板によれば、経時的な面内位相差値変動が抑制された本発明の光学フィルムを用いていることにより液晶表示装置の表示性能の安定性を向上させることができる。また、本発明の複合偏光板は、本発明の光学フィルムを用いているため、薄型化が達成されている。
偏光フィルム101としては、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させて、所定の偏光特性を付与したものを用いることができる。二色性色素としては、ヨウ素や二色性有機染料が用いられる。すなわち、偏光フィルム101として、具体的には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素を吸着配向させたヨウ素系偏光フィルム、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性有機染料を吸着配向させた染料系偏光フィルムなどを用いることができる。
透明保護層103としては、メタクリル酸メチル系樹脂等の(メタ)アクリル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の鎖状ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系共重合樹脂、アクリロニトリル・スチレン系共重合樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリブチレンテフタレート系樹脂、ポリエチレンテフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂などからなる透明保護フィルムを用いることができる。透明保護フィルムの厚みは、通常、20〜200μmであり、好ましくは20〜120μmである。
光学フィルム102および透明保護層との貼合を担う接着剤層104,105を形成する接着剤としては、たとえば、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、シアノアクリレート系もしくはアクリルアミド系接着剤を、それぞれ単独でまたは複数組み合わせて用いることができる。これらいずれを用いても良好な接着力が得られるが、中でもエポキシ系接着剤は特に優れた接着力を示すため、好ましく用いられる。なお、光学フィルム102と偏光フィルム101とを接着する接着剤と、透明保護層103と偏光フィルム101とを接着する接着剤とは、同種であってもよいし、異種であってもよいが、複合偏光板の製造工程の簡略化および使用材料種の削減の観点から同種とすることが好ましい。
3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル 3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、
エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、
ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、
ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、
ジエチレングリコールビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチルエーテル)、
エチレングリコールビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチルエーテル)、
2,3,14,15−ジエポキシ−7,11,18,21−テトラオキサトリスピロ−[5.2.2.5.2.2]ヘンイコサン(3,4−エポキシシクロヘキサンスピロ−2',6'−ジオキサンスピロ−3'',5''−ジオキサンスピロ−3''',4'''−エポキシシクロヘキサンとも命名できる化合物である)、
3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−8,9−エポキシ−1,5−ジオキサスピロ[5.5]ウンデカン、
4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、
ビス−2,3−エポキシシクロペンチルエーテル、
ジシクロペンタジエンジオキサイドなど。
本発明の複合偏光板は、光学フィルム上に積層された粘着剤層を有していてもよい。この粘着剤層は、複合偏光板を液晶表示装置に適用する場合において、たとえば液晶セルとの貼合に好適に用いることができる。
デジタルマイクロメーターMH−15M((株)ニコン製)を用いて測定した。
位相差測定装置KOBRA−WR(王子計測機器(株)製)を用いて、測定波長590nmで測定した。
上記位相差値の測定と同様にして、製造直後および製造後21日後の面内位相差値を測定した。面内位相差値変動ΔR0は、製造直後の面内位相差値R01および製造後21日後の面内位相差値R02から下記式(V):
ΔR0=(R02−R01)×140/R01 (V)
によって求められる。式(V)に示されるように、面内位相差値変動ΔR0は、面内位相差値の大きさによる影響を排除するために、R02とR01との差に140/R01をかけることにより、面内位相差値の変動率を製造直後の面内位相差値が140nmである場合に換算したものとした。
ポリプロピレン系樹脂(住友化学(株)製「ノーブレンFS2011DG3」、MFR=約2.3g/10分、エチレン含量=約0.5%)90部と、脂環族飽和炭化水素樹脂(荒川化学工業(株)製「アルコン P-125」、軟化点125℃)10部とを単軸押出機を用いて溶融混練し、ついで樹脂温度250℃で溶融押出を行ない、20℃の冷却ロールにて急冷することにより厚さ40μmの原反フィルムを得た。この原反フィルムを、テンター横延伸機で横一軸に延伸した。延伸は、ライン速度5m/分で、まず温度が144℃に調節された予熱ゾーンに通し、続いて、温度が134℃に調節された延伸ゾーンで、最終の延伸倍率が5倍となるようにして行なった。得られた延伸フィルム(光学フィルム)の製造直後の面内位相差値R01、厚み方向位相差値Rth、Nz係数および厚みを測定した。また、面内位相差値の安定性評価として、製造後21日後の面内位相差値R02を測定し、上記式(V)により面内位相差値変動ΔR0を求めた。
ポリプロピレン系樹脂および脂環族飽和炭化水素樹脂の使用量をそれぞれ、80部、20部とし、テンター横延伸機の予熱ゾーン、延伸ゾーンの温度をそれぞれ、139℃、129℃に調節したこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムを作製し、位相差特性および厚みを測定した。
ポリプロピレン系樹脂(住友化学(株)製「ノーブレンFS2011DG3」、MFR=約2.3g/10分、エチレン含量=約0.5%)90部と、脂環族飽和炭化水素樹脂(荒川化学工業(株)製「アルコン P-125」、軟化点125℃)10部とを二軸造粒機で溶融混練し、ペレットを得た後、単軸押出機を用いて樹脂温度250℃で溶融押出を行ない、20℃の冷却ロールにて急冷することにより厚さ110μmの原反フィルムを得た。この原反フィルムを、予熱後、縦延伸機のロール周速差により延伸温度138℃で縦方向に1.5倍延伸し、引き続きテンター横延伸機にてライン速度2m/分で、まず温度が149℃に調節された予熱ゾーンに通し、続いて、温度が139℃に調節された延伸ゾーンで、最終の延伸倍率が4.4倍となるようにして横延伸を行ない、延伸フィルム(光学フィルム)を得た。得られた光学フィルムについて、実施例1と同様に位相差特性および厚みを測定した。
ポリプロピレン系樹脂および脂環族飽和炭化水素樹脂の使用量をそれぞれ、80部、20部とし、縦延伸機による延伸温度を133℃、テンター横延伸機の予熱ゾーン、延伸ゾーンの温度をそれぞれ、144℃、134℃に調節したこと以外は実施例3と同様にして光学フィルムを作製し、位相差特性および厚みを測定した。
プロピレン/エチレンランダム共重合体からなるポリプロピレン系樹脂(住友化学(株)製「ノーブレンW151」、MFR=約2.5g/10分、エチレン含量=約5%)を二軸押出機を用いて溶融混練し、樹脂温度250℃で溶融押出を行ない、20℃の冷却ロールにて急冷することにより、厚さ40μmの原反フィルムを得た。この原反フィルムを、テンター横延伸機で横一軸に延伸した。延伸は、ライン速度5m/分で、まず温度が136℃に調節された予熱ゾーンに通し、続いて、温度が126℃に調節された延伸ゾーンで、最終の延伸倍率が4倍となるようにして行なった。得られた延伸フィルム(光学フィルム)について、実施例1と同様に位相差特性および厚みを測定した。
比較例1と同様の方法によって得られた厚さ110μmの原反フィルムを、予熱後、縦延伸機のロール周速差により延伸温度125℃で縦方向に1.7倍延伸し、引き続きテンター横延伸機にてライン速度2m/分で、まず温度が136℃に調節された予熱ゾーンに通し、続いて、温度が126℃に調節された延伸ゾーンで、最終の延伸倍率が3.0倍となるようにして横延伸を行ない、延伸フィルム(光学フィルム)を得た。得られた光学フィルムについて、実施例1と同様に位相差特性および厚みを測定した。
Claims (9)
- ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する樹脂フィルムからなり、
面内位相差値R0が40〜500nmの範囲内であり、かつ、厚み方向の位相差値Rthが20〜500nmの範囲内であり、
前記樹脂フィルムの面内遅相軸方向の屈折率をnx、面内進相軸方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとするとき、式:Nz係数=(nx−nz)/(nx−ny)で定義されるNz係数が0.9〜3の範囲内である、光学フィルム。 - 厚みが35μm以下である請求項1に記載の光学フィルム。
- ポリプロピレン系樹脂と脂環族飽和炭化水素樹脂とを含有する樹脂組成物の延伸フィルムからなり、
前記樹脂組成物は、前記脂環族飽和炭化水素樹脂を0.1〜30重量%含有する請求項1または2に記載の光学フィルム。 - 前記脂環族飽和炭化水素樹脂の軟化点が110〜145℃の範囲内である請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルム。
- 前記ポリプロピレン系樹脂は、10重量%以下のエチレンユニットを含有するプロピレンとエチレンとの共重合体からなる請求項1〜4のいずれかに記載の光学フィルム。
- 前記ポリプロピレン系樹脂は、実質的にプロピレンの単独重合体からなる、請求項1〜4のいずれかに記載の光学フィルム。
- 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に積層された請求項1〜6のいずれかに記載の光学フィルムとを備える複合偏光板。
- 前記光学フィルムが積層される面とは反対側の面に透明保護層をさらに備える請求項7に記載の複合偏光板。
- 前記光学フィルムは、活性エネルギー線硬化性エポキシ系接着剤の硬化物層を介して前記偏光フィルムに積層される請求項7または8に記載の複合偏光板。
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