JP2013015841A - 偏光板用保護フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂層がk個(kは2以上の整数)積層されてなるフィルムの製造方法で、k個の熱可塑性樹脂層のうち少なくとも1層がアクリル樹脂を含有する層であり、第i番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率ni(380)及び波長780nmにおける屈折率ni(780)、並びに、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率ni+1(380)及び波長780nmにおける屈折率ni+1(780)が、式〔1〕の関係を有する、共押出成形による偏光板用保護フィルムの製造方法。||ni(380)−ni+1(380)|−|ni(780)−ni+1(780)||≦0.02(ただし、iは1〜k−1の整数)式〔1〕
【選択図】図2
Description
この偏光板を構成する偏光子としては、ポリビニルアルコールを溶液流延法により製膜したフィルムにヨウ素又は二色性染料を吸着させ、ホウ酸溶液中で延伸させたフィルムが通常使用されている。
一方、偏光板を構成する保護フィルムとしてトリアセチルセルロースフィルムが広く用いられている。しかし、トリアセチルセルロースフィルムは、防湿性とガスバリア性が悪いので、偏光板の耐久性、耐熱性、機械的強度などが不十分である。
本発明はこれらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
(1) 熱可塑性樹脂層がk個(kは2以上の整数)積層されてなるフィルムであって、 第i番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率ni(380)及び波長780nmにおける屈折率ni(780)、並びに、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率ni+1(380)及び波長780nmにおける屈折率ni+1(780)が、式〔1〕の関係を有する、偏光板用保護フィルム。
||ni(380)−ni+1(380)|
−|ni(780)−ni+1(780)||≦0.02
(ただし、iは1〜k−1の整数) 式〔1〕
(2) 第i番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni(λ)、及び、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni+1(λ)が、式〔2〕の関係を有し、且つ光弾性係数の絶対値が10×10-12Pa-1以下である(1)に記載の偏光板用保護フィルム。
|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05
(ただし、iは1〜k−1の整数) 式〔2〕
(3) 負の光弾性係数を有する熱可塑性樹脂層及び正の光弾性係数を有する熱可塑性樹脂層をそれぞれ少なくとも一層含む(1)〜(2)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
第i番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni(λ)が、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni+1(λ)と、式〔2〕の関係を有する、(1)に記載の偏光板用保護フィルム。
|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05
(ただし、iは1〜k−1の整数) 式〔2〕
(5) 熱可塑性樹脂層がk個(kは2以上の整数)積層されてなるフィルムであって、
前記k個の熱可塑性樹脂層は、いずれもヘイズ0.5%以下の材料で形成され、且つ非晶質熱可塑性樹脂を含んでおり、
第i番目の熱可塑性樹脂層の湿度膨張係数βiと第i+1番目の熱可塑性樹脂層の湿度膨張係数βi+1とが式〔3〕の関係を満たす偏光板用保護フィルム。
|βi−βi+1|≦40 ppm/%RH 式〔3〕
(ただし、iは1〜k−1の整数)
(6) 前記k個の熱可塑性樹脂層の少なくとも1層が、吸水率0.5%以下の熱可塑性樹脂層である(1)〜(5)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(7) 共押出成形で得られた(1)〜(6)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(8) 第k番目の熱可塑性樹脂層の表面に、直接または間接的に、さらに反射防止層を有する(1)〜(7)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(10) 偏光子がポリビニルアルコールを含有し、
前記偏光板用保護フィルムが第1番目の熱可塑性樹脂層を偏光子側に向けて積層されており、該第1番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率n1(380)及び波長780nmにおける屈折率n1(780)、並びに、
前記ポリビニルアルコールの波長380nmにおける屈折率nb(380)及び波長780nmにおける屈折率nb(780)が、式〔4〕の関係を満足する(9)に記載の偏光板。
||n1(380)−nb(380)|
−|n1(780)−nb(780)||≦0.02 式〔4〕
(11) 前記偏光板用保護フィルムの第1番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率n1(λ)、及び、前記偏光子に含有されるポリビニルアルコールの380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率nb(λ)が、式〔5〕を満たす(9)又は(10)に記載の偏光板。
|n1(λ)−nb(λ)|≦0.04 式〔5〕
(12) 前記偏光板用保護フィルムの第k番目の熱可塑性樹脂層の表面に深さ50nm以上で且つ幅500nm以下の線状凹部が無い(9)〜(11)のいずれかに記載の偏光板。
(13) 前記偏光板用保護フィルムの第k番目の熱可塑性樹脂層の表面に高さ50nm以上で幅が500nm以下の線状凸部が無い(9)〜(12)のいずれかに記載の偏光板。
(15) 前記偏光板が液晶パネルの視認側に備えられる(14)に記載の液晶表示装置。
本発明の偏光板は、変形が起きにくく、摩擦による傷の発生が小さいので、視認性が良好である。また過酷な環境下においても偏光子と保護フィルムとが剥離し難い。さらに本発明の偏光板は、虹むら、着色等の光の干渉が起きにくく、摩擦による傷の発生が小さいので、視認性が良好である。
そして、本発明の偏光板は特に大面積の液晶表示装置等に好適である。
フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、脂環式オレフィンポリマーなどから選択することができる。
また、本発明に用いる熱可塑性樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤が適宜配合されたものであってもよい。これら配合剤のうち滑剤が好ましく用いられる。
|np(λ)−nr(λ)|≦0.05 式〔6〕
特に、|np(λ)−nr(λ)|≦0.045であることがより好ましい。なお、npλ)及びnr(λ)は、波長λにおける主屈折率の平均値である。|np(λ)−nr(λ)|の値が上記値を超える場合には、界面での屈折率差によって生じる界面反射により、透明性を損なうおそれがある。
||ni(380)−ni+1(380)|
−|ni(780)−ni+1(780)||≦0.02
(ただし、iは1〜k−1までの整数) 式〔1〕
|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05
(ただし、iは1〜k−1の整数) 式〔2〕
なお、上記式〔2〕は、|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.045であることがより好ましい。
正の光弾性係数を有する熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、テトラシクロドデセンやジシクロペンタジエンなどのノルボルネン構造含有モノマーの開環重合体及びその水素化物、トリアセチルセルロースなどが挙げられる。
|βi−βi+1|≦40 ppm/%RH 式〔3〕
本発明の偏光板用保護フィルムにおいて、前記熱可塑性樹脂がいずれもヘイズ0.5%以下の材料で形成され、且つ非晶質熱可塑性樹脂を含んでおり、前記式〔3〕の関係を満たすことにより、変形が起きにくく、摩擦による傷の発生が小さいので、視認性が不良となることが無く、また過酷な環境下においても偏光子と保護層とが剥離することが無い偏光板を得ることができる。
また、偏光板用保護フィルムを偏光子に設けて偏光板を構成した際に、偏光板の反り、湾曲、丸まりなどを防ぐために、第k番目の熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂と、第1番目の熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂とは、同じ種類の熱可塑性樹脂から選択することが好ましい。
中間層の平均厚みと、第k番目の熱可塑性樹脂層の平均厚み又は第1番目の熱可塑性樹脂層の平均厚みとの比は、特に制限されないが、好ましくは5:1〜1:5である。
本発明に好適に用いられる低屈折率層は、微小空気層を有する材料で形成されたものである。低屈折率層の厚みは、通常10〜1000nm、好ましくは30〜500nmである。
微小空気層を有する材料としては、エアロゲルが挙げられる。エアロゲルは、マトリックス中に微小な気泡が分散した透明性多孔質体である。気泡の大きさは大部分が200nm以下であり、気泡の含有量は、通常10〜60体積%、好ましくは20〜40体積%である。エアロゲルには、シリカエアロゲルと、中空微粒子をマトリックス中に分散させた多孔質体とがある。
これらの中でも中空微粒子の分散性、多孔質体の強度からアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、加水分解性有機珪素化合物およびその加水分解物が好ましい。
防眩手段を形成した後の本発明の偏光板用保護フィルムは、ヘイズが好ましくは5〜60%、より好ましくは10〜50%になる。
前記ヘイズは、JIS K7105に準拠して、市販の濁度計、例えば日本電色工業(株)製、NDH−300Aヘーズメーターを用いて測定できる。
C(%)=〔(M−m)/(M+m)〕×100
上記Cの値が100%に近づく程、像のボケが小さいことを示す。
前記透過像鮮明度測定の測定装置としては、市販の写像性測定器、例えば、スガ試験機(株)製写像性測定器ICM−1が使用できる。光学櫛としては、0.125〜2mm幅の光学櫛を用いることができる。
なお、本発明では、前記防眩手段形成後の前記透過像鮮明度及びヘイズの双方が、共に前記範囲にあるのが特に好ましい。
微細凹凸を付与する方法は特に制限されず、適宜な方式を採用することができる。たとえば、前記偏光板用保護フィルムに直接またはその他の層が積層された状態で、サンドブラストやエンボスロール、化学エッチング等の方式で粗面化処理して微細凹凸を付与する方法や賦形フィルムにより凹凸を転写する方法の他、偏光板用保護フィルムを構成する樹脂中に無機および/または有機の微粒子を分散させる方法や、前記偏光板用保護フィルム上に無機および/または有機の微粒子を含む透明樹脂材料からなる防眩層を形成する方法が挙げられ、上記方法を2種類以上組み合わせて用いても良い。
前記微粒子は、偏光板用保護フィルムを構成する樹脂中又は透明樹脂材料中に、均一に分散した形で存在しても、膜厚方向に対して偏在した形であってもよい。また、微粒子は表面から突出する形で存在していても構わないが、透過画像鮮明度の向上の観点から、微粒子の防眩層の表面よりの突出は0.5μm以下とすることが好ましい。
また、本発明の偏光板用保護フィルムには、ガスバリア層、透明帯電防止層、プライマー層、電磁遮蔽層、下塗り層等のその他の層を設けてもよい。
||n1(380)−nb(380)|
−|n1(780)−nb(780)||≦0.02 式〔4〕
すなわち可視光領域の上限付近の波長における第1番目の熱可塑性樹脂層の屈折率と偏光子に含有されるポリビニルアルコールの屈折率との差が、下限付近の波長におけるその差と、それほど違わないということである。特に、||n1(380)−nb(380)|−|n1(780)−nb(780)||≦0.01であることが好ましい。なお、n1(380)、及びn1(780)はそれぞれの波長における主屈折率の平均値である。nb(380)及びnb(780)は無配向のポリビニルアルコールの屈折率である。
第1番目の熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂、脂環式オレフィンポリマー、及びポリカーボネート樹脂から選択したものが好ましく、特にポリメチルメタクリレート樹脂などのアクリル樹脂から選択したものが好ましい。
|n1(λ)−nb(λ)|≦0.04 式〔5〕
なお、表面に深さ50nm以上で幅500nm以下の線状凹部を有しないということは、表面が平らであるか、又は線状凹部が在ったとしてもその深さが50nm未満、又は幅が500nm超であることを言う。また、表面に高さ50nm以上で幅500nm以下の線状凸部を有しないということは、表面が平らであるか、又は線状凸部が在ったとしてもその高さが50nm未満、又は幅が500nm超であることを言う。
フィルムに光を照射して、透過光をスクリーンに映し、スクリーン上に現れる光の明又は暗の縞の有る部分(この部分は線状凹部の深さ及び線状凸部の高さが大きい部分である。)を30mm角で切り出す。切り出したフィルム片の表面を三次元表面構造解析顕微鏡(視野領域5mm×7mm)を用いて観察し、これを3次元画像に変換し、この3次元画像からMD方向の断面プロファイルを求める。断面プロファイルは視野領域で1mm間隔で求める。この断面プロファイルに、平均線を引き、この平均線から線状凹部の底までの長さが線状凹部深さ、または平均線から線状凸部の頂までの長さが線状凸部高さとなる。平均線とプロファイルとの交点間の距離が幅となる。これら線状凹部深さ及び線状凸部高さの測定値からそれぞれ最大値を求め、その最大値を示した線状凹部又は線状凸部の幅をそれぞれ求める。以上から求められた線状凹部深さ及び線状凸部高さの最大値、その最大値を示した線状凹部の幅及び線状凸部の幅を、そのフィルムの線状凹部の深さ、線状凸部の高さ及びそれらの幅とする。
6官能ウレタンアクリレートオリゴマー30部、ブチルアクリレート40部、イソボロニルメタクリレート30部及び2,2−ジフェニルエタン−1−オン10部をホモジナイザーで混合し、五酸化アンチモン微粒子(平均粒子径20nm、水酸基がパイロクロア構造の表面に現われているアンチモン原子に1つの割合で結合している。)の40%メチルイソブチルケトン溶液を、五酸化アンチモン微粒子の重量が高屈折率層形成用組成物全固形分の50重量%を占める割合で混合して、高屈折率層形成用組成物Hを調製した。
テトラメトキシシランのオリゴマー21部、メタノール36部、水2部、及び0.01Nの塩酸水溶液2部を混合し、25℃の高温槽中で2時間撹拌して、重量平均分子量850のシリコーンレジンを得た。次に、中空シリカ微粒子のイソプロパノール分散ゾル(固形分20%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm)を前記シリコーンレジンに加えて、中空シリカ微粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)が固形分基準の重量比で8:2となるようにした。最後に全固形分が1%になるようにメタノールで希釈して低屈折率層形成用組成物Lを調製した。
波長380nmでの屈折率が1.545、波長780nmでの屈折率が1.521である厚さ75μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、2.5倍に一軸延伸し、ヨウ素0.2g/L及びヨウ化カリウム60g/Lを含む30℃の水溶液中に240秒間浸漬し、次いでホウ酸70g/L及びヨウ化カリウム30g/Lを含む水溶液に浸漬すると同時に6.0倍に一軸延伸して5分間保持した。最後に、室温で24時間乾燥し、平均厚さ30μmで、偏光度99.95%の偏光子Pを得た。
(偏光板保護フィルムの作製)
ポリメチルメタクリレート樹脂(吸水率0.3%、光弾性係数−6.0×10-12Pa-1、ヘイズ0.08%、湿度膨張係数28ppm/%RH、引張弾性率3.3GPa、「PMMA」と略記。)を、目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型の一軸押出機に投入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの一方に供給した。
一方、脂環式オレフィンポリマー(ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素添加物、吸水率0.01%未満、光弾性係数6.3×10-12Pa-1、ヘイズ0.02%、湿度膨張係数1ppm/%RH未満、引張弾性率2.4GPa、「COP」と略記。)を、目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型の一軸押出機に導入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの他方に供給した。
脂環式オレフィンポリマー(ガラス転移温度136℃)からなる厚さ100μmの長尺の未延伸フィルムの片面に、高周波発信機を用いてコロナ放電処理を行い、表面張力が0.055N/mのフィルム1Bを得た。
図2にポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)と脂環式オレフィンポリマー層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。ポリメチルメタクリレート樹脂層と脂環式オレフィンポリマー層とは式〔2〕の関係を満たしていた。また、図3に偏光子に含有されるポリビニルアルコールの屈折率n(λ)とポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。偏光子に含有されるポリビニルアルコールとポリメチルメタクリレート樹脂層は、式〔4〕の値が0で、式〔5〕の関係を満たしていた。なお、得られた偏光板はフィルム1Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムの一方の面に、水酸化カリウムの1.5モル/Lイソプロピルアルコール溶液を25mL/m2塗布し、25℃で5秒間乾燥した。次いで、流水で10秒間洗浄し、最後に25℃の空気を吹き付けることによりフィルムの表面を乾燥して、トリアセチルセルロースフィルムの一方の表面のみをケン化処理したフィルム2Bを得た。
偏光板用保護フィルム1Aの一方の面にアクリル系接着剤を塗布し、フィルム2Bのケン化処理された面にポリビニルアルコール系接着剤を塗布し、偏光板用保護フィルム1A、偏光子P、フィルム2Bとなるように重ね、ロールトゥロール法により前記接着剤で貼り合わせて偏光板2を得た。評価結果を表1及び表2に示した。なお、得られた偏光板はフィルム1Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
吸水率4.4%、光弾性係数12×10-12Pa-1、ヘイズ0.05%、及び湿度膨張係数65ppm/%RH、波長380nmにおける屈折率1.515、及び波長780nmにおける屈折率1.487である、厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルム(「TAC」と略記。)の両面に、水酸化カリウムの1.5モル/Lイソプロピルアルコール溶液を25mL/m2塗布し、25℃で5秒間乾燥した。次いで、流水で10秒間洗浄し、25℃の空気を吹き付けることによりフィルムの表面を乾燥した。この表面処理されたトリアセチルセルロースフィルムの両面に、吸水率0.3%、光弾性係数−6.0×10-12Pa-1、ヘイズ0.08%、湿度膨張係数28ppm/%RH、引張弾性率3.3GPa、及び厚さ30μmのポリメチルメタクリレート樹脂の単層フィルムを圧着ラミネートにより積層し、偏光板用保護フィルム2Aを得た。偏光板用保護フィルム2Aは、その透湿度が61g/(m2・24h)、光弾性係数が3×10-12Pa-1、隣接する層間の湿度膨張係数差が37ppm/%RHであり、その表面は線状凹部や線状凸部のない平坦な面であった。トリアセチルセルロース層は屈折率n(λ)が図1に示す分布を有し、ポリメチルメタクリレート樹脂層はいずれも屈折率n(λ)が図1に示す分布を有していた。両サイドのポリメチルメタクリレート樹脂層はいずれも波長380nmの屈折率が1.512、波長780nmの屈折率が1.488であった。式〔1〕の値は0.002であった。
図2にポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)とトリアセチルセルロース層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。ポリメチルメタクリレート樹脂層とトリアセチルセルロース層とは式〔2〕の関係を満たしていた。また、図3に偏光子に含有されるポリビニルアルコールの屈折率n(λ)とポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。偏光子に含有されるポリビニルアルコールとポリメチルメタクリレート樹脂層は、式〔4〕の値が0で、式〔5〕の関係を満たしていた。また評価結果を表1及び表2に示した。なお、得られた偏光板はフィルム2Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
(反射防止層の作成)
偏光板保護フィルム1Aの両面に、高周波発信機を用いてコロナ放電処理を行い、表面張力が0.055N/mの偏光板保護フィルム1Cを得た。
次に、高屈折率層形成用組成物Hを前記偏光板保護フィルム1Aの片面に、ダイコーターを用いて塗工し、80℃の乾燥炉の中で5分間乾燥させて被膜を得た。さらに、紫外線を照射(積算照射量300mJ/cm2)して、厚さ5μmの高屈折率層を形成し、積層フィルム1Dを得た。高屈折率層の屈折率は1.62、鉛筆硬度は4Hであった。
上記積層フィルム1Dの高屈折率層側に、低屈折率層形成用組成物Lを、ワイヤーバーコーターを用いて塗工し、1時間放置して乾燥させ、得られた被膜を120℃で10分間、酸素雰囲気下で熱処理し、厚さ100nmの低屈折率層(屈折率1.36)を形成し、反射防止層付偏光板保護フィルム1Eを得た。
偏光子Pの両面にアクリル系接着剤を塗布し、偏光板保護フィルム1Eの反射防止層が形成されていない面及びフィルム1Bのコロナ放電処理面を偏光子Pに向けて重ね、ロールトゥロール法により貼り合わせ偏光板4を得た。評価結果を表1及び表2に示した。なお、得られた偏光板はフィルム1E(反射防止層)が液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
ポリメチルメタクリレート樹脂(吸水率0.3%、光弾性係数−6.0×10-12Pa-1、ヘイズ0.08%、湿度膨張係数28ppm/%RH、引張弾性率3.3GPa、「PMMA」と略記)を、目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型一軸押出機に投入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの一方に供給した。
一方、数平均粒径0.4μmの弾性体粒子を含むポリメチルメタクリレート樹脂(引張弾性率2.8GPa)と、紫外線吸収剤(LA31;旭電化工業製)とを、前記紫外線吸収剤の濃度が3重量%となるように混合して混合物(吸水率0.3%、光弾性係数−4.0×10-12Pa-1、ヘイズ0.1%、湿度膨張係数30ppm/%RH、「R1−PMMA」と略記。)を得た。これを目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型の一軸押出機に導入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの他方に供給した。
ポリメチルメタクリレート樹脂層はいずれも屈折率n(λ)が図1に示す分布を有し、弾性体粒子及び紫外線吸収剤を含むポリメチルメタクリレート樹脂層は屈折率n(λ)が図1に示す分布を有していた。両サイドのポリメチルメタクリレート樹脂層はいずれも波長380nmの屈折率が1.512、波長780nmの屈折率が1.488であり、弾性体粒子及び紫外線吸収剤を含むポリメチルメタクリレート樹脂層は波長380nmの屈折率が1.507、波長780nmの屈折率が1.489であった。式〔1〕の値は0.004であった。
偏光子Pの両面にアクリル系接着剤を塗布し、偏光板保護フィルム3Aの一面及びフィルム2Bのコロナ放電処理面を偏光子Pに向けて重ね、ロールトゥロール法により貼り合わせ偏光板5を得た。また評価結果を表1及び表2に示した。また、図3に偏光子に含有されるポリビニルアルコールの屈折率n(λ)とポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。偏光子に含有されるポリビニルアルコールとポリメチルメタクリレート樹脂層は、式〔4〕の値が0で、式〔5〕の関係が満たされていた。なお、得られた偏光板はフィルム3Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
弾性体粒子を含むポリメチルメタクリレート樹脂(吸水率0.3%、光弾性係数−5.0×10-12Pa-1、ヘイズ0.1%、湿度膨張係数30ppm/%RH、引張弾性率2.8GPa、「R2−PMMA」と略記。)を、目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型一軸押出機に投入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの一方に供給した。
実施例5において、PMMAの代わりにR2−PMMAを用いる以外は、実施例5と同様にしてR2−PMMA層(10μm)/R1−PMMA層(20μm)/R2−PMMA層(10μm)の3層構成からなる、幅600mm、厚さ40μmの偏光板用保護フィルム3Bを共押出成形により得た。偏光板用保護フィルム3Bは、その透湿度が105g/(m2・24h)、光弾性係数が−4.5×10-12Pa-1、隣接する層間の湿度膨張係数差が2ppm/%RHであり、その表面は線状凹部や線状凸部のない平坦な面であった。
実施例1において、脂環式オレフィンポリマーの代わりにポリカーボネート樹脂(吸水率0.2%、光弾性係数70×10-12Pa-1、ヘイズ0.08%、湿度膨張係数32ppm/%RH、引張弾性率2.5GPa、「PC」と略記。)を使用した他は実施例1と同様にして3層構造の偏光板用保護フィルム5Aを作製した。偏光板用保護フィルム5Aは、その透湿度が22g/(m2・24h)、光弾性係数が27×10-12Pa-1、隣接する層間の湿度膨張係数差が13ppm/%RHであり、その表面は線状凹部や線状凸部のない平坦な面であった。ポリメチルメタクリレート層はいずれも屈折率n(λ)が図1に示す分布を有し、ポリカーボネート樹脂層は屈折率n(λ)が図1に示す分布を有していた。このフィルム5Aをフィルム1Aに換えて用いた他は実施例1と同様にして偏光板7を得た。
図2にポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)とポリカーボネート樹脂層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。ポリメチルメタクリレート樹脂層とポリカーボネート樹脂層とは式〔2〕の関係を満たしていなかった。加えて、図3に偏光子に含有されるポリビニルアルコールの屈折率n(λ)とポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。ポリカーボネート樹脂層は、波長380nmにおける屈折率が1.608、波長780nmにおける屈折率が1.556であり、両サイドのポリメチルメタクリレート樹脂層はいずれも波長380nmの屈折率が1.512、波長780nmの屈折率が1.488であった。式〔1〕の値は0.028、式〔4〕の値は0であった。また評価結果を表1及び表2に示した。なお、得られた偏光板はフィルム5Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
実施例3において、トリアセチルセルロースフィルムの代わりに波長380nmにおける屈折率が1.715、波長780nmにおける屈折率が1.631のポリエチレンテレフタレートフィルム(吸水率0.5%、光弾性係数120×10-12Pa-1、ヘイズ0.08%、湿度膨張係数12ppm/%RH、引張弾性率5GPa、「PET」と略記。)を使用した他は実施例3と同様にして3層構造の偏光板用保護フィルム6Aを作製し、さらにこのフィルム6Aをフィルム2Aに換えた他は実施例3と同様にして偏光板8を得た。偏光板用保護フィルム6Aは、その透湿度が54g/(m2・24h)、光弾性係数が50×10-12Pa-1、隣接する層間の湿度膨張係数差が16ppm/%RHであった。偏光板用保護フィルム6Aの表面は、線状凹部の深さ等が20nm以上50nm以下で、かつ幅が500nm以上800nm未満の範囲の線状凹部等が形成された面であった。ポリメチルメタクリレート層はいずれも屈折率n(λ)が図1に示す分布を有し、ポリエチレンテレフタレート樹脂層は屈折率n(λ)が図1に示す分布を有していた。
図2にポリメチルメタクリレート樹脂層の屈折率n(λ)とポリエチレンテレフタレート樹脂層の屈折率n(λ)との差の絶対値の分布を示した。ポリメチルメタクリレート樹脂層とポリエチレンテレフタレート樹脂層とは式〔2〕の関係を満たしていなかった。式〔1〕の値は0.060、式〔4〕の値は0であった。また評価結果を表1及び表2に示した。なお、得られた偏光板はフィルム6Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
実施例1において、偏光板用保護フィルム1Aに代えて、ポリメチルメタクリレート樹脂(表及び図中PMMAと表記)からなる厚み80μmの単層押出成形したフィルムを偏光板用保護フィルム7Aとして用いた他は、実施例1と同様にして偏光板9を得た。偏光板用保護フィルム7Aは、その透湿度が40g/(m2・24h)、光弾性係数が−6×10-12Pa-1であり、その表面は、線状凹部の深さ等が20nm以上50nm以下で、かつ幅が500nm以上800nm未満の範囲の線状凹部等が形成された面であった。
なお、図1にポリメチルメタクリレートの単層フィルム層の屈折率n(λ)を示す。また、評価結果を表1及び表2に示した。なお、得られた偏光板はフィルム7Aが液晶パネルから遠い側になるようにして液晶表示装置に取り付けられる。
JIS K7209に準じて、23℃、24時間で測定する。
JIS K7105に準拠して、日本電色工業社製「濁度計NDH−300A」を用いて測定する。なお、同様の測定を5回行い、その算術平均値をヘイズの代表値とする。
熱可塑性樹脂を単層成形して、厚み100μmのフィルムを得、これを1cm×25cmの大きさに切り出して試験片とし、これをASTM D882に基づき、引張試験機(テンシロンUTM−10T−PL、東洋ボールドウィン社製)を用いて引張速度25mm/minの条件で測定した。同様の測定を5回行い、その算術平均値を引張弾性率の代表値とする。
熱可塑性樹脂を単層成形して、厚み100μmのフィルムを得、これを1cm×25cmに切り出して試験片とし、この試験片の中心部の任意の1点を、プリズムカプラ−(Metricon社製 model2010)を用いて、温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で、波長633nm、407nm、532nmにおける屈折率の値から、Caucyの分散式により、380nm及び780nmの屈折率を算出する。
高速分光エリプソメトリ(J.A.Woollam社製、M−2000U)を用い,温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で、入射角度55度、60度、及び65度で、波長領域400〜1000nmのスペクトルを測定し、これらの測定結果から算出した。
熱可塑性樹脂を単層成形して、厚み100μmのフィルムを得、これを40℃、92%R.H.の環境下に24時間放置する試験条件で、JIS Z0208に記載のカップ法に準じた方法で測定した。透湿度の単位はg/(m2・24h)である。
温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で、光弾性定数測定装置(ユニオプト社製 PHEL−20A)を用いて測定した
フィルムサンプルを、幅方向が測定方向となるようにJIS K7127に記載の試験片タイプ1Bに準拠して切り出し、高温恒湿槽付引張試験機(インストロン社製)にセットし、湿度35%RH、23℃の窒素雰囲気又は湿度70%RH、、23℃の窒素雰囲気に保ち、その時のサンプルの長さをそれぞれ測定し、次式にて湿度膨張係数を算出する。なお、測定方向が切り出した試料の長手方向であり、5回測定し、その平均値を湿度膨張係数とした。
湿度膨張係数=(L70−L35)/(L35×△H)
ここで、L35:35%RHのときのサンプル長(mm)
L70:70%RHのときのサンプル長(mm)
△H:35(=70−35)%RHである。
表1には、中間層の湿度膨張係数と、その両側の層の湿度膨張係数との差を示した。
前述した方法により、線状凹部の深さ、線状凸部の高さ、およびこれらの幅を測定した。得られた線状凹部深さ及び線状凸部高さの最大値、その最大値を示した線状凹部の幅及び線状凸部の幅を、そのフィルムの線状凹部の深さ、線状凸部の高さ及びそれらの幅とし、以下の基準で評価した。
◎:線状凹部の深さ、または線状凸部の高さが20nm未満で,且つ幅が800nm以上
○:線状凹部の深さ、または線状凸部の高さが20nm以上、50nm以下で、且つ幅が500nm以上、800nm未満
×:線状凹部の深さ、または線状凸部の高さが50nmを超え、且つ幅が500nm未満
フィルム中心部の任意の1点を自動複屈折計(王子計測機器社製、KOBRA21−ADH)を用いて、温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で測定した値である。
暗幕のような光を通さない黒布の上に、偏光板用保護フィルムを置き、三波長蛍光灯(ナショナル:FL20SS・ENW/18)で照らして、偏光板保護フィルム表面を目視観察し、以下の基準で評価した。
◎:干渉縞が見えない。
○:干渉縞がうっすらと見える。
△:干渉縞が目立つ。
×:干渉縞が目立ち、かつギラツキが生じる。
試験荷重を500gにした以外はJIS K5600−5−4に従って、45度の角度に傾け、上から500gの荷重を掛けた鉛筆で、偏光板用保護フィルムの表面(視認側面)を、5mm程度引っかき、傷の付き具合を確認した。
偏光板保護フィルムの一方の面(偏光子に貼り合わせる面)に黒色のビニルテープNo.21(日東電工社製)を貼り、分光光度計(日本分光社製:「紫外可視近赤外分光光度計 V−570」)を用いて、偏光板保護フィルムのもう一方の面(視認側面)の入射角5°における反射スペクトルを測定し、波長550nmにおける反射率(%)を求めた。
2枚の試験用偏光板を保護フィルムB同士を向かい合うようにしてクロスニコル配置し、図4に示した9箇所の光線透過率を測定し、それら測定値を下記式に代入し、光漏れ度を算出した。
光漏れ度=((T2+T4+T6+T8)/4)/((T1+T3+T5+T7+T9)/5)
なお、Txは、測定点(x)における光透過率を表し、(1),(2),(3),(4),(6),(7),(8),及び(9)は端部から10mmの位置を測定点とした。(5)は試験用偏光板の対角線交点を測定点とした。
○:光漏れ度が2以下
×:光漏れ度が2より大きい
偏光板を10インチ四方の大きさに切り出し、ガラス板の片面に、感圧性接着剤を介して、偏光板の保護フィルムBの面がガラス板側になるように貼り合わせ、試験用偏光板を作製した。この試験用偏光板を温度60℃、湿度90%の恒温槽に500時間放置し、試験用偏光板の対角線交点(図中、(5)の位置)における高温高湿下の放置前後での偏光度の変動幅を測定した。
○:偏光度の変動幅が0.5以下
×:偏光度の変動幅が0.5より大きい
偏光板を、80℃、95%RHの恒温恒湿室に24時間放置し、次いで20℃、40%RHの恒温恒湿室に24時間放置する操作を20回繰り返した。保護フィルムの各層間及び偏光子と保護フィルムとの間の積層状態を目視観察し、偏光板の端から1mm以上の長さで剥離して白く見える部分があれば×、1mm未満の長さであれば○として評価した。
偏光板を1cm×5cmに打ち抜いてフィルム片を得た。このフィルム片を3mmφのスチール製の棒に巻きつけ、巻きつけたフィルム片が棒のところで折れるか否かをテストした。合計10回テストを行い、折れなかった回数によって下記指標で可撓性を表した。
○:割れたフィルム片が1枚以下
×:割れたフィルム片が2枚以上
上記組み立てなおした液晶テレビを、周囲明るさ500ルクスの環境下に設置し、画面表示を黒表示にしたときの、表示画面を目視観察して、以下の基準で評価した。
○:表示画面の色が黒
×:表示画面の色が青
市販の液晶テレビ(シャープ社製、LC−13C5−S)から液晶表示パネルを取り外し、該液晶表示パネルから視認側の偏光板を液晶セルから剥がし、代わりに本実施例又は比較例で得られた偏光板を偏光板用保護フィルムAが視認側になるように、前記液晶セルに貼り合わせ、液晶テレビを組み立て直し、この液晶テレビの表示品位を以下の基準で評価した。
○:長時間(例えば1〜2時間くらい)使用しても作業者が不快に感じない。
×:長時間の使用で作業者が不快に感じる。
市販の液晶テレビから液晶表示パネルを取り外し、視認側に配置されている偏光板に替えて、実施例及び比較例で作製した偏光板を(保護フィルムAが視認側になるように)組み込み、液晶表示装置を組み直した。
組み直した液晶表示装置の暗表示時及び明表示時に、正面に対し5度傾いた角度から輝度を色彩輝度計(トプコン社製、色彩輝度計BM−7)を用いて測定した。そして、明表示の輝度と暗表示の輝度の比(=明表示の輝度/暗表示の輝度)を計算し、これをコントラスト(CR)とした。コントラスト(CR)が大きいほど、視認性に優れることを表す。
Claims (12)
- 熱可塑性樹脂層がk個(kは2以上の整数)積層されてなるフィルムの製造方法であって、
k個の熱可塑性樹脂層のうち少なくとも1層がアクリル樹脂を含有する層であり、
第i番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率ni(380)及び波長780nmにおける屈折率ni(780)、並びに、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率ni+1(380)及び波長780nmにおける屈折率ni+1(780)が、式〔1〕の関係を有する、共押出成形による偏光板用保護フィルムの製造方法。
||ni(380)−ni+1(380)|
−|ni(780)−ni+1(780)||≦0.02
(ただし、iは1〜k−1の整数) 式〔1〕 - 第i番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni(λ)、及び、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni+1(λ)が、式〔2〕の関係を有し、且つ光弾性係数の絶対値が10×10-12Pa-1以下である請求項1に記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05
(ただし、iは1〜k−1の整数) 式〔2〕 - 前記k個の熱可塑性樹脂層は、いずれもヘイズ0.5%以下の材料で形成され、且つ非晶質熱可塑性樹脂を含んでおり、
第i番目の熱可塑性樹脂層の湿度膨張係数βiと第i+1番目の熱可塑性樹脂層の湿度膨張係数βi+1とが式〔3〕の関係を有する、請求項1に記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
|βi−βi+1|≦40 ppm/%RH 式〔3〕 - 前記k個の熱可塑性樹脂層の少なくとも1層は、吸水率0.5%以下の熱可塑性樹脂層である請求項1〜3のいずれかに記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
- 第k番目の熱可塑性樹脂層の表面に、直接または間接的に、さらに反射防止層を有する請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法で得られる偏光板用保護フィルムと偏光子とを積層させてなる偏光板。
- 偏光子がポリビニルアルコールを含有し、
前記偏光板用保護フィルムが第1番目の熱可塑性樹脂層を偏光子側に向けて積層されており、該第1番目の熱可塑性樹脂層の波長380nmにおける屈折率n1(380)及び波長780nmにおける屈折率n1(780)、並びに、
前記ポリビニルアルコールの波長380nmにおける屈折率nb(380)及び波長780nmにおける屈折率nb(780)が、式〔4〕の関係を満足する請求項6に記載の偏光板。
||n1(380)−nb(380)|
−|n1(780)−nb(780)||≦0.02 式〔4〕 - 前記偏光板用保護フィルムの第1番目の熱可塑性樹脂層の380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率n1(λ)、及び、前記偏光子に含有されるポリビニルアルコールの380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率nb(λ)が、式〔5〕を満たす請求項6又は7に記載の偏光板。
|n1(λ)−nb(λ)|≦0.04 式〔5〕 - 前記偏光板用保護フィルムの第k番目の熱可塑性樹脂層の表面に深さ50nm以上で且つ幅500nm以下の線状凹部が無い請求項6〜8のいずれかに記載の偏光板。
- 前記偏光板用保護フィルムの第k番目の熱可塑性樹脂層の表面に高さ50nm以上で幅が500nm以下の線状凸部が無い請求項6〜9のいずれかに記載の偏光板。
- 請求項6〜10のいずれかに記載の偏光板と液晶パネルとを備える液晶表示装置。
- 前記偏光板が液晶パネルの視認側に備えられる請求項11に記載の液晶表示装置。
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