JP2011118135A - 偏光板保護フィルム、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】25℃における水に対する溶解度が0.1質量%以下であり、かつ、25℃におけるテトラヒドロフラン/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数が2〜7の有機酸を含むことを特徴とする偏光板保護フィルム。
【選択図】図1
Description
また、本発明者らが上記特許文献2に記載の方法を検討したところ、透過率変化量を近年求められているレベルにまで改善するためには使用する水溶性の弱酸である酢酸の濃度を同文献実施例13に記載の程度まで顕著に高くしてようやく到達することができる程度に過ぎず、製造コストの観点を含め、さらなる改善が求められる方法であることがわかった。
すなわち、高温高湿下での偏光子耐久性と、高温低湿下での偏光子耐久性を共に改善された偏光板保護フィルムはこれまでほとんど知られておらず、改良が求められていた。
さらに、このように高温高湿下では偏光子層が酸性であると偏光板耐久性が改善されるにも関わらず、逆に高温低湿下では偏光子層のpHが低下しないと驚くべきことに偏光板耐久性が改善されることを見出すに至った。
[1] 25℃における水に対する溶解度が0.1質量%以下であり、かつ、25℃におけるテトラヒドロフラン/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数が2〜7の有機酸を含むことを特徴とする偏光板保護フィルム。
[2] 前記有機酸の分子量が200〜600であることを特徴とする[1]に記載の偏光板保護フィルム。
[3] セルロースアシレート樹脂を含むことを特徴とする[1]または[2]に記載の偏光板保護フィルム。
[4] 前記有機酸が、芳香環構造を含むことを特徴とする[1]〜[3]のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
[5] 前記有機酸が下記一般式(1)、(2)、または(3)で表されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
[6] 前記有機酸が、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を含むヘテロ環構造を含むことを特徴とする[1]〜[5]のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
[7] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムを少なくとも1枚含むことを特徴とする偏光板。
[8] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムまたは[7]に記載の偏光板を少なくとも1枚含むことを特徴とする液晶表示装置。
本発明の偏光板保護フィルム(以下、本発明のフィルムとも言う)は、25℃における水に対する溶解度が0.1質量%以下であり、かつ、25℃におけるTHF/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数が2〜7の有機酸を含むことを特徴とする。このような有機酸を用いることで、本発明のフィルムは、高温高湿下での偏光子耐久性と、高温低湿下での偏光子耐久性を共に改善することができる。
以下、本発明のフィルムに用いられる有機酸、フィルム基材、本発明のフィルムの製造方法について説明する。
(溶解度)
本発明のフィルムに含まれる有機酸は、25℃における水に対する溶解度が0.1質量%以下である。前記有機酸の25℃における水に対する溶解度は0.06質量%以下であることが好ましく、0.03質量%以下であることがより好ましい。
本発明における前記溶解度の測定方法としては、丸善(株)刊 実験化学講座第4版の153ページ〜156ページに記載の方法を採用した。
本発明のフィルムに含まれる有機酸は、25℃におけるTHF/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数が2〜7の有機酸である。前記有機酸のTHF/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数は2.5〜7であることが好ましく、2.5〜6.5であることがより好ましく、3〜5であることが特に好ましい。
本発明における前記酸解離定数の測定方法としては、丸善(株)刊 実験化学講座第2版の215ページ〜217ページに記載のアルカリ適定法を採用した。
本発明のフィルムに含まれる有機酸の分子量は、200〜600であることが好ましく、250〜550であることがより好ましく、280〜500であることが特に好ましい。分子量が上述の範囲の下限値以上であると高温低湿下における偏光子耐久性が改善され、分子量が上述の範囲の上限値以下であると高温高湿下における偏光子耐久性が改良され、好ましい。
本発明のフィルムに含まれる有機酸は、芳香環構造を含むことが好ましく、炭素数6〜12のアリール基を含むことが好ましく、フェニル基を含むことが特に好ましい。前記有機酸の芳香環構造は、その他の環と縮合環を形成していてもよい。前記有機酸の芳香環構造は、置換基を有していてもよく、該置換基としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、ハロゲン原子またはアルキル基であることが好ましく、ハロゲン原子または炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましく、塩素原子またはメチル基であることが特に好ましい。
以下、一般式(1)から(3)の順に前記有機酸の好ましい構造について説明する。
前記有機酸は、下記一般式(1)で表されることが好ましい。
前記R16はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子またはヨウ素原子であることが好ましく、また、互いに異なっていても同一であってもよい。
前記R15が有していてもよい置換基としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、アリール基であることが好ましく、さらに置換基を有するフェニル基であることが好ましい。前記フェニル基が置換基を有している場合、該置換基としてはアルキル基が好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がより好ましく、また、該置換基の数は2以上であってもよい。
前記R5は炭素数1〜12のアルキル基または炭素数6〜12のアリール基であることが好ましく、メチル基または炭素数6〜12のアリール基であることがより好ましく、フェニル基であることが特に好ましい。
前記R4およびR5が有していてもよい置換基としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、ハロゲン原子またはアルキル基であることが好ましく、ハロゲン原子または炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましく、塩素原子またはメチル基であることが特に好ましい。
前記R4およびR5が互いに連結して環を形成している場合は、芳香環構造を形成することが好ましく、該芳香環構造は、炭素数6〜12のアリール基であることが好ましく、フェニル基であることが特に好ましい。
前記L1は−SO2−または−CO−であることが好ましい。
前記R7およびR8はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜12のアルキル基(シクロアルキル基も含む)または炭素数6〜12のアリール基であることが好ましく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基(シクロアルキル基も含む)またはフェニル基であることがより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、シクロヘキサン基またはフェニル基であることが特に好ましい。
前記R6が有していてもよい置換基としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、ハロゲン原子またはアルキル基であることが好ましく、ハロゲン原子または炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましく、塩素原子またはメチル基であることが特に好ましい。
前記R7およびR8が有していてもよい置換基としては本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、炭素数6〜12のアリール基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
本発明に用いられる有機酸は、商業的に入手してもよく、公知の方法によって合成してもよい。例えば、一般式(2)で表される有機酸は、特公平2−30498公報に記載の合成方法に準じて製造することができる。
前記有機酸は、基材フィルムに用いられる樹脂に対して1〜20質量%であることが好ましい。1質量%以上であれば、偏光子耐久性改良効果が得られやすく、また20質量%以下であれば、偏光板保護フィルムを製膜した場合にブリードアウトや染み出しも発生しにくい。前記有機酸の含有量は1〜15質量%であることがより好ましく、1〜10質量%であることが特に好ましい。
次に本発明のフィルムで使用するフィルム基材について説明する。
本発明のフィルムに用いられるフィルム基材としては、公知の樹脂を用いることができ、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はない。前記フィルム基材としてはセルロースアシレート、アクリル樹脂、シクロオレフィン系樹脂を挙げることができ、その中でもセルロースアシレート樹脂が好ましい。すなわち本発明のフィルムはセルロースアシレート樹脂を含むことが好ましい。
以下、本発明に用いることができるセルロースアシレートについて、詳しく説明する。
セルロースアシレートの置換度は、セルロースの構成単位((β)1,4−グリコシド結合しているグルコース)に存在している、3つの水酸基がアシル化されている割合を意味する。置換度(アシル化度)は、セルロースの構成単位質量当りの結合脂肪酸量を測定して算出することができる。本発明において、セルロース体の置換度はセルロース体を重水素置換されたジメチルスルフォキシド等の溶剤に溶解して13C−NMRスペクトルを測定し、アシル基中のカルボニル炭素のピーク強度比から求めることにより算出することができる。セルロースアシレートの残存水酸基をセルロースアシレート自身が有するアシル基とは異なる他のアシル基に置換したのち、13C−NMR測定により求めることができる。測定方法の詳細については、手塚他(Carbohydrate.Res., 273(1995)83-91)に記載がある。
本発明のセルロースアシレートのアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基が特に好ましい。
本発明においては、置換基および/または置換度の異なる2種のセルロースアシレートを併用、混合して用いてもよいし、後述の共流延法などにより、異なるセルロースアシレートからなる複数層からなるフィルムを形成してもよい。
本発明の偏光板保護フィルムは、ソルベントキャスト法により製造することができる。以下、本発明の偏光板保護フィルムの製造方法について、基材としてセルロースアシレート樹脂を用いた態様を例に挙げて説明するが、その他の樹脂を用いた場合も同様に本発明の偏光板保護フィルムを製造することができる。ソルベントキャスト法では、セルロースアシレートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造する。
前記エーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよい。また、前記エーテル、ケトンおよびエステルの官能基(すなわち、−O−、−CO−および−COO−)のいずれかを2つ以上有する化合物も、前記有機溶媒として用いることができる。前記有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の官能基を有していてもよい。2種類以上の官能基を有する有機溶媒の場合、その炭素原子数はいずれかの官能基を有する溶媒の上述の好ましい炭素原子数範囲内であることが好ましい。
前記炭素原子数が3〜12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが含まれる。
前記炭素原子数が3〜12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが含まれる。
また、2種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。
また、2種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
では、通常の溶解方法ではセルロースアシレートを溶解させることが困難な有機溶媒中にも、セルロースアシレートを溶解させることができる。なお、通常の溶解方法でセルロースアシレートを溶解できる溶媒であっても、冷却溶解法によると迅速に均一な溶液が得られるとの効果がある。
本発明では、セルロースアシレート溶液に前記クエン酸誘導体をセルロースアシレートフィルムに添加するタイミングは、製膜される時点で添加されていれば特に限定されない。例えば、セルロースアシレートの合成時点で添加してもよいし、ドープ調製時セルロースアシレートと混合してもよい。
使用される溶剤は低級アルコール類としては、好ましくはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられる。低級アルコール以外の溶媒としては特に限定されないが、セルロースエステルの製膜時に用いられる溶剤を用いることが好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムには、延伸処理を行うこともできる。延伸処理により偏光板保護フィルムに所望のレターデーションを付与することが可能である。セルロースアシレートフィルムの延伸方向は幅方向、長手方向のいずれでも好ましい。
幅方向に延伸する方法は、例えば、特開昭62−115035号、特開平4−152125号、同4−284211号、同4−298310号、同11−48271号などの各公報に記載されている。
また、流延後にドープ溶剤が残存した状態で延伸を行う場合、乾膜よりも低い温度で延伸が可能となり、この場合、100℃〜170℃が好ましい。
延伸速度は1%/分〜300%/分が好ましく、10%/分〜300%/分がさらに好ましく、30%/分〜300%/分が最も好ましい。
フィルムの幅方向に延伸する延伸工程と、フィルムの搬送方向(長手方向)に収縮させる収縮工程を含むことを特徴とする製造方法においてはパンタグラフ式あるいはリニアモーター式のテンターによって保持し、フィルムの幅方向に延伸しながら搬送方向にはクリップの間隔を徐々に狭めることでフィルムを収縮させることが出来る。
特に、フィルムの幅方向に10%以上延伸する延伸工程と、フィルムの幅方向にフィルムを把持しながらフィルムの搬送方向を5%以上収縮させる収縮工程とを含むことが好ましい。
なお、本発明でいう収縮率とは、収縮方向における収縮前のフィルムの長さに対する収縮後のフィルムの収縮した長さの割合を意味する。
収縮率としては5〜40%が好ましく、10〜30%が特に好ましい。
前記セルロースアシレートフィルムはアルカリ鹸化処理することによりポリビニルアルコールのような偏光子の材料との密着性を付与し、偏光板保護フィルムとして用いることができる。鹸化の方法については、特開2007−86748号公報の〔0211〕と〔0212〕に記載され、偏光板の偏光子の作り方、偏光板の光学特性等については同公報の〔0213〕〜〔0255〕に記載されており、これらの記載を基に本発明のフィルムを保護フィルムに用いた偏光板を作製することができる。
本発明の偏光板保護フィルムの厚みは30μm〜100μmが好ましく、30μm〜80μmがさらに好ましく、35μm〜65μmが最も好ましい。
偏光板は、一般に、偏光子およびその両側に配置された二枚の透明保護膜からなる。一方の保護膜として、本発明の偏光板保護フィルムを用いることができる。他方の保護膜は、通常のセルロースアセテートフィルムを用いてもよい。偏光子には、ヨウ素系偏光子、二色性染料を用いる染料系偏光子やポリエン系偏光子がある。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。本発明の偏光板保護フィルムを偏光板保護膜として用いる場合、偏光板の作製方法は特に限定されず、一般的な方法で作製することができる。得られた偏光板保護フィルムをアルカリ処理し、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の両面に完全ケン化ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせる方法がある。アルカリ処理の代わりに特開平6−94915号公報、特開平6−118232号公報に記載されているような易接着加工を施してもよい。保護膜処理面と偏光子を貼り合わせるのに使用される接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系接着剤や、ブチルアクリレート等のビニル系ラテックス等が挙げられる。偏光板は偏光子及びその両面を保護する保護膜で構成されており、更に該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成される。プロテクトフィルム及びセパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。この場合、プロテクトフィルムは、偏光板の表面を保護する目的で貼合され、偏光板を液晶板へ貼合する面の反対面側に用いられる。また、セパレートフィルムは液晶板へ貼合する接着層をカバーする目的で用いられ、偏光板を液晶板へ貼合する面側に用いられる。
本発明の液晶表示装置において、偏光板の透過軸と本発明の偏光板保護フィルムの遅相軸が、実質的に平行であることが好ましい。ここで、実質的に平行であるとは、本発明の偏光板保護フィルムの主屈折率nxの方向と偏光板の透過軸の方向とは、そのずれが5°以内であることをいい、1°以内、好ましくは0.5°以内であることが好ましい。ずれが1°より大きいと、偏光板クロスニコル下での偏光度性能が低下して光抜けが生じて好ましくない。
偏光板の直交透過率CTは、UV3100PC(島津製作所社製)を用いて測定した。測定では、380nm〜780nmの範囲で測定し、10回測定の平均値を用いた。
偏光板耐久性試験は(1)偏光板のみと(2)偏光板をガラスに粘着剤を介して貼り付けた、2種類の形態で次のように行うことができる。(1)の偏光板のみの測定は、2つの偏光子の間に本発明の偏光板保護フィルムが挟まれるように組み合わせて直交、同じのものを2つ用意する。(2)の偏光板をガラスに粘着剤を介して貼り付けた形態での測定は、ガラスの上に偏光板を本発明の偏光板保護フィルムがガラス側にくるように貼り付けたサンプル(約5cm×5cm)を2つ作成する。単板直交透過率測定ではこのサンプルのフィルムの側を光源に向けてセットして測定する。2つのサンプルをそれぞれ測定し、その平均値を単板直交透過率とする。本発明の実施例では、上記(1)および(2)の試験方法のうち、(2)の試験方法を採用した。
偏光性能の好ましい範囲としては直交透過率CTがCT≦2.0であり、より好ましい範囲としてはCT≦1.3(単位はいずれも%)である。
また偏光板耐久性試験ではその変化量はより小さいほうが好ましい。本発明の偏光板は、60℃、相対湿度95%に500時間静置させたときの直交単板透過率の変化量(%)が0.70%以下であり、且つ、80℃、Dry環境下(調湿をしていない状態であり、本発明における実施例では相対湿度0%〜20%)に500時間静置させたときの直交単板透過率の変化量(%)が0.15%以下である。60℃、相対湿度95%に500時間静置させたときの直交単板透過率の変化量(%)は、0.30%以下であることが好ましく、0.05%以下であることがより好ましい。一方、80℃、Dry環境下に500時間静置させたときの直交単板透過率の変化量(%)は、0.10%以下であることが好ましく、0.05%以下であることがより好ましい。
ここで、変化量とは試験後測定値から試験前測定値を差し引いた値である。
上記直交透過率の変化量の範囲を満たせば、偏光板の高温高湿下で長時間使用中あるいは保管中の安定性が確保でき、好ましい。
本発明の偏光板は、ディスプレイの視認性向上のための反射防止フィルム、輝度向上フィルムや、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層等の機能層を有する光学フィルムと複合した機能化偏光板としても好ましく使用される。機能化のための反射防止フィルム、輝度向上フィルム、他の機能性光学フィルム、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア層については、特開2007−86748号公報の〔0257〕〜〔0276〕に記載され、これらの記載を基に機能化した偏光板を作成することができる。
本発明の偏光板は反射防止フィルムと組み合わせて使用することができる。反射防止フィルムは、フッ素系ポリマー等の低屈折率素材を単層付与しただけの反射率1.5%程度のフィルム、または薄膜の多層干渉を利用した反射率1%以下のフィルムのいずれも使用できる。本発明では、透明支持体上に低屈折率層、および低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層(即ち、高屈折率層、中屈折率層)を積層した構成が好ましく使用される。また、日東技報,vol.38,No.1,May,2000,26頁〜28頁や特開2002−301783号公報などに記載された反射防止フィルムも好ましく使用できる。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率
前記含シリコーン化合物はポリシロキサン構造を有する化合物が好ましいが、反応性シリコーン(例えば、サイラプレーン(チッソ(株)製)や両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報)等を使用することもできる。シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化させてもよい(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報、特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)。
低屈折率層には、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820号公報の[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等)、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有させることも好ましく行うことができる。
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。
このような超微粒子は、粒子表面を表面処理剤で処理したり(シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908号公報、アニオン性化合物或は有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造としたり(特開2001−166104号公報等)、特定の分散剤を併用する(例えば、特開平11−153703号公報、米国特許第6,210,858B1明細書、特開2002−2776069号公報等)等の態様で使用することができる。
前記高屈折率層の屈折率は、1.70〜2.20であることが好ましい。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
前記中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。
本発明の偏光板は、輝度向上フィルムと組み合わせて使用することができる。輝度向上フィルムは、円偏光もしくは直線偏光の分離機能を有しており、偏光板とバックライトとの間に配置され、一方の円偏光もしくは直線偏光をバックライト側に後方反射もしくは後方散乱する。バックライト部からの再反射光は、部分的に偏光状態を変化させ、輝度向上フィルムおよび偏光板に再入射する際、部分的に透過するため、この過程を繰り返すことにより光利用率が向上し、正面輝度が1.4倍程度に向上する。輝度向上フィルムとしては異方性反射方式および異方性散乱方式が知られており、いずれも本発明における偏光板と組み合わせることができる。
本発明の偏光板は、さらに、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層、ガスバリア層、滑り層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けた機能性光学フィルムと組み合わせて使用することも好ましい。また、これらの機能層は、前述の反射防止フィルムにおける反射防止層、あるいは光学異方性層等と同一層内で相互に複合して使用することも好ましい。これらの機能層は、偏光子側および偏光子と反対面(より空気側の面)のどちらか片面、または両面に設けて使用できる。
本発明の偏光板は耐擦傷性等の力学的強度を付与するため、ハードコート層を透明支持体の表面に設けた機能性光学フィルムと組み合わせることが好ましく行われる。ハードコート層を、前述の反射防止フィルムに適用して用いる場合は、特に、透明支持体と高屈折率層の間に設けることが好ましい。
前記ハードコート層は、光および/または熱による硬化性化合物の架橋反応、または、重合反応により形成されることが好ましい。硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、または、加水分解性官能基含有の有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物が好ましい。ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、国際公開第00/46617号パンフレット等記載のものを好ましく使用することができる。
ハードコート層の膜厚は、0.2μm〜100μmであることが好ましい。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。また、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
前方散乱層は、本発明における偏光板を液晶表示装置に適用した際の、上下左右方向の視野角特性(色相と輝度分布)改良するために使用される。本発明では、前方散乱層は屈折率の異なる微粒子をバインダー分散した構成が好ましく、例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子との相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等の構成を使用することができる。また、本発明における偏光板をヘイズの視野角特性を制御するため、住友化学(株)の技術レポート「光機能性フィルム」31頁〜39頁に記載された「ルミスティ」と組み合わせて使用することも好ましく行うことができる。
アンチグレア(防眩)層は、反射光を散乱させ映り込みを防止するために使用される。アンチグレア機能は、液晶表示装置の最表面(表示側)に凹凸を形成することにより得られる。アンチグレア機能を有する光学フィルムのヘイズは、3〜30%であることが好ましく、5〜20%であることがさらに好ましく、7〜20%であることが最も好ましい。
フィルム表面に凹凸を形成する方法は、例えば、微粒子を添加して膜表面に凹凸を形成する方法(例えば、特開2000−271878号公報等)、比較的大きな粒子(粒子サイズ0.05〜2μm)を少量(0.1〜50質量%)添加して表面凹凸膜を形成する方法(例えば、特開2000−281410号公報、同2000−95893号公報、同2001−100004号公報、同2001−281407号公報等)、フィルム表面に物理的に凹凸形状を転写する方法(例えば、エンボス加工方法として、特開昭63−278839号公報、特開平11−183710号公報、特開2000−275401号公報等記載)等を好ましく使用することができる。
次に本発明の液晶表示装置について説明する。
液晶表示装置10には、画像直視型、画像投影型や光変調型が含まれる。TFTやMIMのような3端子または2端子半導体素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置が本発明は有効である。もちろん時分割駆動と呼ばれるSTNモードに代表されるパッシブマトリックス液晶表示装置でも有効である。
本発明の液晶表示装置の液晶セルはVAモードであることが好ましい。
VAモードでは上下基板間に誘電異方性が負で、Δn=0.0813、Δε=−4.6程度の液晶をラビング配向により、液晶分子の配向方向を示すダイレクタ、いわゆるチルト角を、約89°で作製する。図1における液晶層5の厚さdは3.5μm程度に設定してあることが好ましい。ここで厚さdと屈折率異方性Δnとの積Δndの大きさにより白表示時の明るさが変化する。このため最大の明るさを得るためには液晶層の厚みを0.2μm〜0.5μmの範囲になるように設定する。
またVAモードの液晶表示装置では、TNモードの液晶表示装置で一般的に使われているカイラル剤の添加は、動的応答特性の劣化させるため用いることは少ないが、配向不良を低減するために添加されることもある。
例えば、VA方式では液晶分子が電界印加により、一つの画素内で異なる複数の領域に傾斜することで視角特性が平均化される。一画素内で配向を分割するには、電極にスリットを設けたり、突起を設け、電界方向を変えたり電界密度に偏りを持たせる。全方向で均等な視野角を得るにはこの分割数を多くすればよいが、4分割、あるいは8分割以上することでほぼ均等な視野角が得られる。特に8分割時は偏光板吸収軸を任意の角度に設定できるので好ましい。
〔偏光板保護フィルムの作製〕
(セルロースアシレート溶液の調製)
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、セルロースアシレート溶液1を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート溶液1の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
アセチル置換度2.43、重合度340のセルロースアセテート
100.0質量部
有機酸A 1.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液2を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤溶液2の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
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) 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 75.0質量部
メタノール(第2溶媒) 12.7質量部
前記セルロースアシレート溶液1 10.3質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
作製した実施例101の偏光板保護フィルムを、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で3分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、実施例101の偏光板保護フィルムについて表面の鹸化処理を行った。
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光子を作製した。
鹸化処理した実施例101の偏光板保護フィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の片側に貼り付けた。市販のセルローストリアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)に同様の鹸化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作成した実施例101の偏光板保護フィルムを貼り付けてある側とは反対側の偏光子の面に鹸化処理後のセルローストリアセテートフィルムを貼り付けた。
この際、偏光子の透過軸と作成した実施例1の偏光板保護フィルムの遅相軸とは平行になるように配置した。また、偏光子の透過軸と市販のセルローストリアセテートフィルムの遅相軸とは、直交するように配置した。
このようにして実施例101の偏光板を作製した。
〔実施例102〜111および比較例201〜209の偏光板保護フィルムの作製〕
実施例101においてセルロースアシレートの置換度、有機酸の種類および添加量、フィルム厚みを下記表4に記載したとおりに変更した以外は同様にして、実施例102〜111および比較例201〜209の偏光板保護フィルムを製造した。
また、比較例203〜205、207および208で用いたテレフタル酸、桂皮酸およびクエン酸は特許4136054号に記載の例示化合物であり、同文献の化合物の効果を追試したものである。
・有機酸A:
(株)東京化成より入手した。
・有機酸B:
化合物Bは、例えば、特公平2−30498公報に記載の合成方法に準じて、以下の方法で合成することができる。すなわち、2,4−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノールと2−ブロモブタン酸エチルを水酸化ナトリウム存在下にてトルエン中で反応させた後、塩酸で加水分解して相当するカルボン酸に変換した。次に、得られたカルボン酸をトルエン中で塩化チオニルと反応させて酸クロリドに変換し、得られた酸クロリドをアセトニトリルとジメチルアセトアミドの混合液中でm−アミノ安息香酸と反応させることにより化合物Bを合成した。
・有機酸C:
(株)東京化成より入手した。
・有機酸D:
(株)東京化成より入手した。
・有機酸E:
(株)東京化成より入手した。
・有機酸F:
化合物Fは、例えば、特公平2−30498公報に記載の合成方法に準じて、以下の方法で合成することができる。すなわち、2,4−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノールと4−ブロモブタン酸エチルを水酸化ナトリウム存在下にてトルエン中で反応させた後、塩酸で加水分解して目的とする化合物Fを合成した。
・有機酸H:
(株)東京化成より入手した。
実施例102〜111の偏光板保護フィルムおよび比較例201〜209の偏光板保護フィルムについても、それぞれ実施例101と同様にしてけん化処理および偏光板作製を行い、各実施例および比較例の偏光板を作製した。
上記で作製した各実施例および比較例の偏光板について、波長410nmにおける偏光子の直交透過率を本明細書に記載した方法で測定した。
その後、60℃、相対湿度95%の環境下で500時間保存した後と、80℃、調湿なしで500時間保存した後のそれぞれについて同様の手法で直交透過率を測定した。経時前後の直交透過率の変化を求め、これを偏光子耐久性として下記表1にその結果を記載した。なお、調湿なしの環境下での相対湿度は、0%〜20%の範囲であった。
〔液晶表示装置の作製〕
市販の液晶テレビ(SONY(株)のブラビアJ5000)の2枚の偏光板をはがし、視認者側およびバックライト側に本発明の偏光板として、実施例101の偏光板保護フィルムを用いた本発明の偏光板を、実施例101の偏光板保護フィルムがそれぞれ液晶セル側となるように、粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。観察者側の偏光板の透過軸が上下方向に、そして、バックライト側の偏光板の透過軸が左右方向になるように、クロスニコル配置とした。このようにして作製した本発明の液晶表示装置は市販の液晶テレビに対して、環境湿度を変えても斜めから観察した場合のコントラスト変化および色味変化が小さく、かつ高温高湿下、および高温低湿下の双方において、長時間使用してもコントラストの低下が小さく好ましかった。
2 上側偏光板吸収軸の方向
3 液晶セル上電極基板
4 上基板の配向制御方向
5 液晶層
6 液晶セル下電極基板
7 下基板の配向制御方向
8 下側偏光板
9 下側偏光板吸収軸の方向
10 液晶表示装置
Claims (8)
- 25℃における水に対する溶解度が1質量%以下であり、かつ、25℃におけるテトラヒドロフラン/水=6/4の体積比である混合溶媒中における酸解離定数が2〜7の有機酸を含むことを特徴とする偏光板保護フィルム。
- 前記有機酸の分子量が200〜600であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板保護フィルム。
- セルロースアシレート樹脂を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記有機酸が、芳香環構造を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記有機酸が下記一般式(1)、(2)または(3)で表されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記有機酸が、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を含むヘテロ環構造を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルム。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムを少なくとも1枚含むことを特徴とする偏光板。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の偏光板保護フィルムまたは請求項7に記載の偏光板を少なくとも1枚含むことを特徴とする液晶表示装置。
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