JP4050561B2 - 偏光子用保護フィルムおよびそれを用いた偏光板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置などの偏光板に用いられる偏光子用保護フィルムおよびそれを用いた偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置などに装着して使用される偏光板としては、例えば図５に示す構成の偏光板２０が知られている。すなわち、偏光子４の両面を接着剤７を介して保護層となる偏光子用保護フィルム３によって挟着して偏光フィルム１０が構成されている。偏光フィルム１０の片側（図５の上側）には粘着剤６を介して偏光フィルム用保護フィルム１が貼付されている。偏光フィルム１０の他の片側には位相差フィルム５を接着し、その上に粘着剤６を介して、偏光フィルム用保護フィルム１と同一構成のフィルムの片面に離型剤８を塗布した偏光フィルム用離型保護フィルム２が貼付されている。
【０００３】
偏光子４はポリビニルアルコールなどの親水性高分子からなるフィルムにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸配向させたものが使用されている。偏光子４の耐久性や機械的特性を保持する偏光子用保護フィルム３は、光学的に透明であること、すなわち複屈折が発現し難いこと、耐熱性を有していること、機械的強度が高いこと、表面が平滑であること、接着剤７や粘着剤６との良好な密着性を有していることが必要とされ、トリアセチルセルロースなどの無配向フィルムが用いられている。位相差フィルム５は鮮明な色彩と精細な画像を得るために、全面において均一な複屈折が得られ、高温高湿の厳しい環境下においても光学的性質が変化しないことが要求され、ポリカーボネートの１軸延伸フィルムなどが用いられている。
【０００４】
偏光フィルム用保護フィルム１および偏光フィルム用離型保護フィルム２は、偏光フィルム１０の流通過程や液晶表示装置への取付工程などにおいて、偏光フィルム１０や位相差フィルム５の表面を汚染したり損傷したりすることを防止する目的で用いられるものであり、粘着剤６を介して偏光フィルム１０または位相差フィルム５に粘着され、液晶表示装置へ取付ける際に容易に剥離可能であることが望ましい。特に、偏光フィルム用離型保護フィルム２においては、粘着剤６との粘着面に離型剤８を塗布しておき、剥離性を付勢することが好ましい。
【０００５】
偏光子用保護フィルム３としては、前記の必要特性に基づいて、トリアセチルセルロースなどのセルロース系フィルム、ポリエステルフィルム、ポリアクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルムなどが用いられる。これらの偏光子用保護フィルム３は、偏光子４の両面を保護するように、接着剤７を介して挟着して偏光フィルム１０が構成される。偏光フィルム１０にはガラス基板への接着を目的として、その一方の片面に粘着剤が塗布される。また、他の片面には疵付きを防止するためのハードコート層が塗布されたり、接着剤を介して位相差フィルムが接着されることもある。ポリカーボネートフィルムやポリアクリルフィルムなどの樹脂フィルムは、有機溶媒と接触すると収縮したり白化するなど、耐有機溶媒性に劣っている。そのため、これらの耐有機溶媒性に劣る樹脂フィルムを単独で偏光子保護フィルムとして用いる場合、前記の粘着剤の塗布、ハードコート層の塗布、位相差フィルムの接着などに用いる粘着剤、ハードコート処理剤、接着剤は有機溶媒系の処理液を使用できず、水系の処理を用なくてはならないが、水系の処理液は有機溶媒系の処理液に比べて樹脂フィルムに対する濡れ性に劣り、均一に塗布しにくく、また乾燥に長時間を要するなどの問題を抱えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複屈折が極めて小さく、有機溶媒系の処理液を用いることが可能な偏光子用保護フィルム、およびそれを用いた偏光板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の偏光子用保護フィルムは、ポリカーボネートフィルムの両面にポリエステルフィルムを積層してなる３層フィルムからなる偏光子用保護フィルム、またはポリカーボネートフィルムの片面にポリエステルフィルムを積層してなる２層フィルムからなる偏光子用保護フィルムであり、３層フィルムまたは２層フィルムが無配向フィルムであることを特徴とする。
【０００８】
上記の２層フィルムまたは３層フィルムにおいては、ポリカーボネートのガラス転移温度が１００℃以上であること、ポリエステルフィルムがブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体、またはポリエチレンテレフタレートのいずれかであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の偏光子用保護フィルムは、特にポリカーボネートフィルムの片面に前記ブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体もしくはポリブチレンテレフタレートからなるフィルム、他の片面に前記エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体、またはポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを積層してなる３層フィルムからなることを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明の偏光板は、上記のいずれかの偏光子用保護フィルムを接着剤を介して偏光子に接着してなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明においては、ガラス転移温度が１００℃以上であるポリカーボネートフィルムの片面に耐有機溶媒性に優れるポリエステルフィルムを積層してなる無配向の２層フィルム、またはガラス転移温度が１００℃以上であるポリカーボネートフィルムの両面に耐有機溶媒性に優れるポリエステルフィルムを積層してなる無配向の３層フィルムを偏光子用保護フィルムとすることにより、有機溶媒系の粘着剤や接着剤を用いて偏光子用保護フィルムをガラス基板に粘着させたり、偏光子用保護フィルムにハードコート層を塗布したり、偏光子用保護フィルムに位相差フィルムを接着したりすることが可能となった。そのため、この偏光子用保護フィルムを用いることにより、偏光子保護フィルムが上記の有機溶媒系処理液により収縮したり白化することがなくなり、また処理液が均一に塗布され、かつ溶媒の乾燥時間を短縮することが可能となり、生産性が向上し低コストで偏光板が得られることが判明した。
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明の偏光子用保護フィルム３としては、図３に示すように、基材となるポリカーボネートフィルム３０の片面に薄層のポリエステルフィルム４０を積層してなる２層の無配向フィルム、または図４に示すように、基材となるポリカーボネートフィルム３０の両面に薄層のポリエステルフィルム４０、４１を積層してなる３層の無配向フィルムを用いる。ポリカーボネートフィルム３０、ポリエステルフィルム４０、４１は肉眼で無色透明であり、また無配向とすることにより複屈折が殆どなく光学的にも無色となり、偏光板２０の光学的欠陥の検出に悪影響を与えることがない。
【００１４】
偏光子４としてはポリビニルアルコールなどの親水性高分子からなるフィルムにヨウ素または二色性染料を吸着させた後、延伸配向させたものが使用されるが、延伸配向後に熱固定するとヨウ素が揮散してしまうため、熱固定を施さずに使用される。そのため周囲の温度変化や湿度変化によって大きく伸縮する。このため、偏光子４を挟着して温度変化や湿度変化による変形を拘束する偏光子用保護フィルム３は、光学的に透明であることに加えて耐熱性を有していることが必要とされる。さらにその外側に粘着される偏光フィルム用保護フィルム１や偏光フィルム用離型保護フィルム２においても、同様に耐熱性および吸湿性が必要とされる。ポリカーボネートフィルム３０は優れた耐熱性を有しており、吸湿性が小さく、機械的強度も高いが、ガラス転移温度は１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度が１００℃未満であると、偏光子４に対する拘束力が不足し、ポリカーボネートフィルム３０自体が収縮して偏光板２０に反りが生じる場合も生じる。
【００１５】
ポリカーボネートは、二環二価フェノール類とホスゲンとから誘導される炭酸エステル樹脂であり、高いガラス転移温度と耐熱性を有することを特徴とする。ポリカーボネートとしては、ビスフェノール類、例えば表１に示すものから誘導されるポリカーボネートが用いられる。
【００１６】
【表１】

【００１７】
これらのポリカーボネートは、前記条件を満足する限り、ホモポリマー、または共重合体、あるいはこれらの２種以上をブレンドしてなる樹脂であってもよい。
【００１８】
図３に示す偏光子用保護フィルム３としては、基材となるポリカーボネートフィルム３０の片面に薄層のポリエステルフィルム４０を積層したものが用いられる。ポリエステルフィルム４０と偏光子４の接着には接着剤が用いられる。この接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリウレタン系接着剤等が用いられる。
【００１９】
また偏光子用保護フィルム３には、図１に示すように粘着剤６を介して保護フィルム１を被覆することなく、図２に示すように単にハードコート膜４２を形成する場合もある。また、偏光子用保護フィルム３に接着剤４３を介して位相差フィルム５を接着する場合もある。これらのハードコート塗布、位相差フィルム接着を有機溶媒系処理液を用いて行う場合、基材となる無配向のポリカーボネートフィルム３０は耐有機溶媒性に乏しいため、溶剤を付着させると収縮したり、白濁して不透明となる。このような用途に適用する場合は、図４に示すように、ポリカーボネートフィルム３０の両面にポリエステルフィルム４０、４１を積層した３層フィルムが用いられる。無配向のポリエステルフィルム４０、４１は短時間有機溶媒を付着させても収縮することがなく、ポリカーボネートフィルムの耐溶剤層として有効に作用する。
【００２０】
ポリエステルフィルムとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、３，３−ジエチルコハク酸、グルタル酸、２，２−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカジカルボン酸などのジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサジオール、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンなどのジオールを、それぞれ１種を重縮合してなるホモポリマー、またはジカルボン酸１種以上とジオール２種以上を重縮合してなる共重合体、あるいはジカルボン酸２種以上とジオールを１種以上を重縮合してなる共重合体、およびこれらのホモポリマーや共重合体を２種以上ブレンドしてなるブレンド樹脂のいずれかのポリエステル樹脂からなるフィルムを用いることができる。
【００２１】
ポリエステルフィルムは、粘着剤、ハードコート剤、接着剤を溶解させるための有機溶媒が付着しても収縮したりすることがないように結晶化速度が大であることが好ましい一方で、これらの有機溶媒系処理液を塗布した後に乾燥かつ硬化させるために、搬送に必要な軽度の張力をフィルムに負荷して加熱オーブンを通過させる際に、張力によって搬送方向に１軸配向して熱固定され配向結晶が生じてフィルムに不均一な複屈折が生じることのないように結晶化速度が小である必要もある。この相反する特性を満足するポリエステルフィルムとしては、ブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを挙げることができる。また、３層フィルムの場合は、有機溶媒系処理液が塗布される側のポリエステルフィルムをブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体またはポリブチレンテレフタレートからなるフィルムとし、有機溶媒系処理液が塗布されない側のポリエステルフィルムをエチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体、またはポリエチレンテレフタレートからなるフィルムとすることがより好ましい。
【００２２】
上記の２層フィルムの厚さは、ポリエステル（１〜１０μｍ）／ポリカーボネート（１０〜８０μｍ）であることが好ましい。また３層フィルムの厚さは、ポリエステル（１〜１０μｍ）／ポリカーボネート（１０〜８０μｍ）／ポリエステル（１〜１０μｍ）であることが好ましい。ポリカーボネートフィルム３０の厚さが１０μｍ未満であると２層フィルムもしくは３層フィルムで偏光子を挟着しても、温度変化や湿度変化による偏光子の変形を十分に拘束することができない。８０μｍを超えると拘束の効果が飽和して経済的でなくなる。このポリカーボネートフィルム３０の厚さに対して、ポリエステルフィルム４０、４１の厚さは、それぞれ１／５０〜１／５であることが好ましい。ポリエステルフィルム４０、４１の厚さが１／５０未満ではポリカーボネートに耐有機溶媒性を十分に付与することができない。ポリエステルフィルムはガラス転移温度がポリカーボネートよりかなり低いために、温度変化や湿度変化により変形しやすく、ポリカーボネートフィルム３０に対する厚さが増加すると、偏光子４およびポリエステルフィルム４０、４１の両方の変形により、２層フィルムまたは３層フィルム全体が変形する恐れがある。そのため、ポリエステルフィルム４０、４１の厚さがそれぞれ１／５を超えるとポリカーボネートフィルムによる拘束の効果が不十分となり、温度変化や湿度変化などの外的要因により変形する恐れがある。
【００２３】
上記の２層フィルムおよび３層フィルムは、共押出法などの公知のフィルム製造方法を用いて作成することができる。また２層フィルムおよび３層フィルムは長尺帯状の形状で製造され、コイラーに巻き取ったり、コイラーに巻き取られた状態から巻き戻しながら偏光子４や位相差フィルム５と粘着されるが、ポリエステルフィルム４０、４１のいずれか一方、または両方に粒径が０．１〜３．０μｍのシリカ粉末などの滑剤を０．０５〜３重量％含有させておくと、巻き取り作業や巻き戻し作業を円滑に行うことができる。滑剤を含有していないと、特にコイラーに巻き取る作業が極めて困難になる。滑剤の粒径および含有量が上記の範囲内であれば、偏光板２０の光学的欠陥の検出に悪影響を与えることはない。
【００２４】
以上のようにして作成される、無配向の２層フィルムまたは３層フィルムを用いた偏光子用保護フィルム３を用いて、偏光板２０を構成する。すなわち、２層の偏光子用保護フィルムを用いる場合は、図５に示すように、偏光子４の両面にポリエステルフィルム層が接するようにして偏光子４を接着剤７を介して偏光子用保護フィルム３で挟み着け、接着し、偏光フィルム１０を形成させる。この際に、接着力を向上させるために偏光子用保護フィルムのポリエステルフィルム層にコロナ処理を施したものを用いてもよい。次いで偏光フィルム１０の片側に、粘着剤６を介して偏光フィルム用保護フィルム１を貼付し、偏光フィルム１０の他の片側に位相差フィルム５を接着し、その上に粘着剤６を介して、離型剤８を塗布した偏光フィルム用離型保護フィルム２を、離型剤８が粘着剤６と接するようにして貼付する。
【００２５】
３層の偏光子用保護フィルム３を用いる場合の他の態様として、図６に示すように、偏光子用保護フィルム３の片面に透明アクリル樹脂などを酢酸エチルやメチルエチルケトンなどの有機溶媒に溶解して塗布しハードコート膜４２を形成させたものを偏光子４の片面に、３層の偏光子用保護フィルムの片面に接着剤４３を酢酸エチルやメチルエチルケトンなどの有機溶媒に溶解して塗布したものを偏光子４の他の面に、それぞれ接着剤７を介して挟み着け、接着し、偏光フィルム１０を形成させる。次いで偏光フィルム１０のハードコート膜４２を形成させない側に位相差フィルム５を接着し、その上に粘着剤６を介して、離型剤８を塗布した偏光フィルム用離型保護フィルム２を、離型剤８が粘着剤６と接するようにして貼付し、偏光板２０を構成する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置などの偏光板に用いられる偏光子用保護フィルムは、ガラス転移温度が１００℃以上であるポリカーボネートフィルムの片面にポリエステルフィルムを積層してなる無配向の２層フィルム、またはガラス転移温度が１００℃以上であるポリカーボネートフィルムの両面にポリエステルフィルムを積層してなる無配向の３層フィルムからなる。これらの２層フィルムまたは３層フィルムは肉眼で無色透明であり、かつ耐有機溶媒性を有することから、有機溶媒系の粘着剤、ハードコート剤、接着剤の使用が可能であり、これらの有機溶媒系処理液を均一に塗布することが可能で、かつ溶媒の乾燥時間を短縮可能であることから、生産性を向上させ、偏光板を低コストで製造することができる。
【００２７】
２層フィルムは、基材となるポリカーボネートフィルムの片面に、ポリカーボネートフィルムの１／５０〜１／５の厚さの薄層のポリエステルフィルムを積層してなる。３層フィルムは、基材となるポリカーボネートフィルムの両面にポリエステルフィルムを、それぞれポリカーボネートフィルムの１／５０〜１／５の厚さの薄層で積層してなる。ポリカーボネートは１００℃以上の高いガラス転移温度を有しており、温度変化や湿度変化により変形しにくく、これらの外的要因によって変形しやすい偏光子を、偏光子用保護フィルムとして挟着することにより、偏光子を含む偏光フィルムの外的要因による変形を防止することができる。しかし、無配向のポリカーボネートは耐有機溶媒性に乏しく、有機溶媒を付着させると収縮したり、白化して不透明となるので、２層フィルムにおいてはポリカーボネートフィルムの有機溶媒系の粘着剤、ハードコート、接着剤の塗布面、３層フィルムにおいてはポリカーボネートフィルムの両面に耐有機溶媒層として薄層のポリエステルフィルムを積層する。このようにポリカーボネートの表面に薄層のポリエステルフィルムを積層することにより、ポリカーボネートフィルムは有機溶媒と直接接することがないので、偏光子用保護フィルムが収縮したり白化したりすることがない。
【００２８】
また、本発明の偏光板は、偏光子の両面を接着剤を介して偏光子用保護フィルムで挟み着けて接着してなる偏光フィルムの片側に粘着剤を介して偏光フィルム用保護フィルムを貼付し、偏光フィルムの他の片側に位相差フィルムを接着しその上に粘着剤を介して離型剤を塗布した偏光フィルム用離型保護フィルムを離型剤が粘着剤と接するようにして貼付して構成されている。本発明の偏光板は、本発明の偏光子用保護フィルムを用いて有機溶媒系処理液を用いて接着剤層、ハードコート膜、位相差フィルム等が形成されるため、処理層が均一に塗布され、溶媒の乾燥時間を短縮でき、生産性が向上することから、低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の偏光子用保護フィルムの構成の一例を示す概略断面図。
【図２】 本発明の偏光子用保護フィルムの構成の他の一例を示す概略断面図。
【図３】 本発明の２層の偏光子用保護フィルムの構成の一例を示す概略断面
図。
【図４】 本発明の３層の偏光子用保護フィルムの構成の一例を示す概略断面
図。
【図５】 本発明の偏光板の構成の一例を示す概略断面図。
【図６】 本発明の偏光板の構成の他の態様を示す概略断面図。
【符号の説明】
１ ： 偏光フィルム用保護フィルム
２ ： 偏光フィルム用離型保護フィルム
３ ： 偏光子用保護フィルム
４ ： 偏光子
５ ： 位相差フィルム
６ ： 粘着剤
７ ： 接着剤
８ ： 離型剤
１０ ： 偏光フィルム
２０ ： 偏光板
３０ ： ポリカーボネートフィルム
４０ ： ポリエステルフィルム
４１ ： ポリエステルフィルム
４２ ： ハードコート膜
４３ ： 接着剤

Claims (9)

1. ポリカーボネートフィルムの両面にポリエステルフィルムを積層してなる３層フィルムからなることを特徴とする偏光子用保護フィルム。
2. 前記３層フィルムが無配向フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の偏光子用保護フィルム。
3. ポリカーボネートフィルムの片面にポリエステルフィルムを積層してなる２層フィルムからなることを特徴とする偏光子用保護フィルム。
4. 前記２層フィルムが無配向フィルムであることを特徴とする請求項３に記載の偏光子用保護フィルム。
5. 前記ポリエステルフィルムがブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体、またはポリエチレンテレフタレートのいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏光子用保護フィルム。
6. ポリカーボネートフィルムの片面に前記ブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体もしくはポリブチレンテレフタレートからなるフィルム、他の片面に前記エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体からなるフィルムを積層してなる３層フィルムからなることを特徴とする請求項１、２および５のいずれかに記載の偏光子用保護フィルム。
7. ポリカーボネートフィルムの片面に前記ブチレンテレフタレート／ブチレンイソフタレート共重合体もしくはポリブチレンテレフタレートからなるフィルム、他の片面に前記ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを積層してなる３層フィルムからなることを特徴とする請求項１、２および５のいずれかに記載の偏光子用保護フィルム。
8. ポリカーボネートのガラス転移温度が１００℃以上である、請求項１、３、６および７のいずれかに記載の偏光子用保護フィルム。
9. 請求項１〜８の偏光子用保護フィルムを接着剤を介して偏光子に接着してなることを特徴とする偏光板。

Images