JP4751312B2 - 光学フィルム、偏光板、および画像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る光学フィルムは、ラクトン環を有する(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む。
YI=[(1.28X−1.06Z)/Y]×100
本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムと偏光子とを含む偏光板である。より詳細には、本発明に係る偏光板は、偏光子の少なくとも一方の面側に、本発明の光学フィルムを有する。本発明の偏光板の好ましい実施形態の1つは、図1に示すように、偏光子31の一方の面が、接着剤層32および易接着層33を介して本発明の光学フィルム34に接着されてなり、偏光子31のもう一方の面が、接着剤層35を介して偏光子保護フィルム36に接着されてなる形態である。偏光子保護フィルム36は本発明の光学フィルムであってもよいし、別の任意の適切な偏光子保護フィルムであってもよい。
架橋剤は、ポリビニルアルコール系樹脂と反応性を有する官能基を少なくとも2つ有する化合物を使用できる。例えば、エチレンジアミン、トリエチレンアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレン基とアミノ基を2個有するアルキレンジアミン類(なかでもヘキサメチレンジアミンが好ましい);トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメチレンプロパントリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス(4−フェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよびこれらのケトオキシムブロック物またはフェノールブロック物等のイソシアネート類;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジまたはトリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等のエポキシ類;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等のモノアルデヒド類;グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジアルデヒド等のジアルデヒド類;メチロール尿素、メチロールメラミン、アルキル化メチロール尿素、アルキル化メチロール化メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンとホルムアルデヒドとの縮合物等のアミノ−ホルムアルデヒド樹脂;更にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、ニッケル等の二価金属、又は三価金属の塩及びその酸化物;などが挙げられる。架橋剤としては、メラミン系架橋剤が好ましく、特にメチロールメラミンが好適である。
次に、本発明の画像表示装置について説明する。本発明の画像表示装置は本発明の偏光板を少なくとも1枚含む。ここでは一例として液晶表示装置について説明するが、本発明が偏光板を必要とするあらゆる表示装置に適用され得ることはいうまでもない。本発明の偏光板が適用可能な画像表示装置の具体例としては、エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイ(PD)、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)のような自発光型表示装置が挙げられる。図2は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。図示例では透過型液晶表示装置について説明するが、本発明が反射型液晶表示装置等にも適用されることはいうまでもない。
昭和電工(株)製のShodex GPC system−21Hを用い、ポリスチレン換算で測定した。
重合体を一旦テトラヒドロフランに溶解し、過剰のヘキサンへ投入して再沈殿を行い、ろ過して取り出した沈殿物を減圧乾燥(1mmHg(1.33hPa)、3時間以上)することによって揮発成分を除去し、得られた樹脂についてDSC装置(リガク(株)製、DSC8230)を用いて測定した。なお、透明樹脂層またはフィルムについては、測定セルサイズに合わせて細かく裁断し、上記再沈殿操作を行わずに測定した。
脱アルコール反応率を、重合で得られた重合体組成からすべての水酸基がメタノールとして脱アルコールした際に起こる重量減少量を基準にし、ダイナミックTG測定において重量減少が始まる前の150℃から重合体の分解が始まる前の300℃までの脱アルコール反応による重量減少から求めた。
すなわち、ラクトン環構造を有した重合体のダイナミックTG測定において150℃から300℃までの間の重量減少率の測定を行い、得られた実測重量減少率を(X)とする。他方、当該重合体の組成から、その重合体組成に含まれる全ての水酸基がラクトン環の形成に関与するためアルコールになり脱アルコールすると仮定した時の理論重量減少率(すなわち、その組成上において100%脱アルコール反応が起きたと仮定して算出した重量減少率)を(Y)とする。なお、理論重量減少率(Y)は、より具体的には、重合体中の脱アルコール反応に関与する構造(水酸基)を有する原料単量体のモル比、すなわち当該重合体組成における前記原料単量体の含有率から算出することができる。これらの値(X、Y)を脱アルコール計算式:
1−(実測重量減少率(X)/理論重量減少率(Y))
に代入してその値を求め、%で表記すると、脱アルコール反応率(ラクトン環化率)が得られる。
メルトフローレートは、JIS−K6874に基づき、試験温度240℃、荷重10kgで測定した。
試料フィルムの屈折率nx、nyおよびnzを、自動複屈折測定装置(王子計測機器株式会社製,自動複屈折計KOBRA21−ADH)により計測し、面内位相差Reおよび厚み方向位相差Rthを算出した。測定温度は23℃であった。「面内位相差Re[λ]」は、23℃における波長λnmの光で測定したフィルム(層)面内の位相差値をいう。Re[λ]は、波長λnmにおけるフィルム(層)の遅相軸方向、進相軸方向の屈折率をそれぞれ、nx、nyとし、d(nm)をフィルム(層)の厚みとしたとき、式:Re[λ]=(nx−ny)×dによって求められる。
厚みが10μm未満の場合、薄膜用分光光度計[大塚電子(株)製 製品名「瞬間マルチ測光システム MCPD−2000」]を用いて測定した。厚みが10μm以上の場合、アンリツ製デジタルマイクロメーター「KC−351C型」を使用して測定した。
波長450nmにおける面内位相差Re(450)/波長600nmにおける面内位相差Re(600)を算出し、「波長分散値D」とした。
光学フィルムを100℃下で48時間放置し、寸法変化率を求めた。
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、5重量%(重量比:ヨウ素/ヨウ化カリウム=1/10)のヨウ素水溶液中で染色した。次いで、3重量%のホウ酸および2重量%ヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬し、さらに4重量%のホウ酸および3重量%のヨウ化カリウムを含む水溶液中で6.0倍まで延伸した後、5重量%のヨウ化カリウム水溶液に浸漬した。その後、40℃のオーブンで3分間乾燥を行い、厚さ30μmの偏光子を得た。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた30L反応釜に、8000gのメタクリル酸メチル(MMA)、2000gの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、10000gの4−メチル−2−ペンタノン(メチルイソブチルケトン、MIBK)、5gのn−ドデシルメルカプタンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温し、還流したところで、開始剤として5.0gのターシャリブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(アクゾ化薬製、商品名:カヤカルボン Bic−75)を添加すると同時に、10.0gのターシャリブチルパーオキシイソプロピルカーボネートと230gのMIBKからなる溶液を4時間かけて滴下しながら、還流下(約105〜120℃)で溶液重合を行い、さらに4時間かけて熟成を行った。
得られた重合体溶液に、30gのリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物(堺化学製、商品名:Phoslex A−19)を加え、還流下(約90〜120℃)で5時間、環化縮合反応を行った。次いで、上記環化縮合反応で得られた重合体溶液を、バレル温度260℃、回転数100rpm、減圧度13.3hPa(10〜300mmHg)、リアベント数1個、フォアベント数4個のベントタイプスクリュー二軸押出し機(Φ=29.75mm、L/D=30)に、樹脂量換算で2.0kg/時間の処理速度で導入し、該押出し機内で環化縮合反応と脱揮を行い、押出すことにより、透明なラクトン環含有アクリル系樹脂のペレットを得た。
ラクトン環含有アクリル系樹脂のペレットのラクトン環化率は20%、重量平均分子量は156000、メルトフローレートは3.9g/10分、Tg(ガラス転移温度)は123℃であった。
アセトアセチル基変性したポリビニルアルコール樹脂100重量部(アセチル化度13%)に対してメチロールメラミン20重量部を含む水溶液を、濃度0.5重量%になるように調整したポリビニルアルコール系接着剤水溶液を調製した。
押出機に、上記で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂(ラクトン環化率は20%)400gとスチレン・無水マレイン酸共重合体100gを供給し、250℃で溶融混錬後、Tダイから押出して、冷却ロールで水冷して引取り、この後、逐次二軸押出機で延伸し、厚み60μmの光学フィルム(1)を得た。
光学フィルム(1)の波長分散値Dは0.83であった。
光学フィルム(1)のTgは123℃であった。
光学フィルム(1)の寸法変化率は0.4%であった。
押出機に、上記で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂(ラクトン環化率は20%)400gとフルオレン100gを供給し、250℃で溶融混錬後、Tダイから押出して、冷却ロールで水冷して引取り、この後、逐次二軸押出機で延伸し、厚み60μmの光学フィルム(2)を得た。
光学フィルム(2)の波長分散値Dは0.80であった。
光学フィルム(2)のTgは120℃であった。
光学フィルム(2)の寸法変化率は0.37%であった。
押出機に、上記で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂(ラクトン環化率は20%)400gとスチレン・アクリロニトリル共重合体100gを供給し、250℃で溶融混錬後、Tダイから押出して、冷却ロールで水冷して引取り、この後、逐次二軸押出機で延伸し、厚み60μmの光学フィルム(3)を得た。
光学フィルム(3)の波長分散値Dは0.96であった。
光学フィルム(3)のTgは106℃であった。
光学フィルム(3)の寸法変化率は1.3%であった。
(偏光板の作製)
製造例1で得られた偏光子の両面に実施例1で得られた光学フィルム(1)を、製造例3で得られたポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせた。70℃で10分間乾燥させて偏光板を得た。
ベースポリマーとして、ブチルアクリレート:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルアクリレート=100:5:0.1(重量比)の共重合体からなる重量平均分子量200万のアクリル系ポリマーを含有する溶液(固形分30%)を用いた。上記アクリル系ポリマー溶液にイソシアネート系多官能性化合物である日本ポリウレタン社製コロネートLをポリマー固形分100部に対して4部、および添加剤(KBM403、信越シリコーン製)を0.5部、粘度調整のための溶剤(酢酸エチル)を加え、粘着剤溶液(固形分12%)を調製した。当該粘着剤溶液を、乾燥後の厚みが25μmとなるように、離型フィルム(ポリエチレンテレフタレート基材:ダイヤホイルMRF38、三菱化学ポリエステル製)上に塗布した後、熱風循環式オーブンで乾燥して、粘着剤層を形成した。
ポリアクリル酸エステルのポリエチレンイミン付加物(日本触媒社製、商品名ポリメントNK380)をメチルイソブチルケトンで50倍に希釈した。これを偏光板のナイロン樹脂側に、ワイヤーバー(#5)を用いて乾燥後の厚みが50nmとなるように塗布乾燥した。
上記偏光板のアンカー層に、上記粘着剤層を形成した離型フィルムを貼り合わせ、粘着剤型偏光板を作製した。
(光学フィルムの評価)
実施例1〜3で得られた光学フィルム(1)〜(3)は、高い耐熱性、高い透明性、高い機械的強度を有するとともに、逆波長分散特性を有して十分な位相差補償機能を有する光学フィルムである。
(偏光板の評価)
得られた偏光板における外観を評価した結果、外観に欠点は見られなかった。
11、11´ ガラス基板
12 液晶層
13 スペーサー
20、20´ 位相差フィルム
30、30´ 偏光板
31 偏光子
32 接着剤層
33 易接着層
34 光学フィルム
35 接着剤層
36 偏光子保護フィルム
40 導光板
50 光源
60 リフレクター
100 液晶表示装置
Claims (6)
- ラクトン環を有する(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含み、該ラクトン環を有する(メタ)アクリル系樹脂に対して5〜40重量%の割合で負の複屈折材料を含み、該負の複屈折材料がフルオレンであり、正の複屈折材料は含まず、Tgが110℃以上であり、波長450nmにおける面内位相差Re(450)/波長600nmにおける面内位相差Re(600)が0.83以下である、光学フィルム。
- 偏光子の少なくとも一方の面側に、請求項1に記載の光学フィルムを有する、偏光板。
- 前記偏光子と前記光学フィルムの間に接着剤層を有する、請求項2に記載の偏光板。
- 前記接着剤層が、ポリビニルアルコール系接着剤から形成される層である、請求項3に記載の偏光板。
- 最外層の少なくとも一方として粘着剤層をさらに有する、請求項2から4までのいずれかに記載の偏光板。
- 請求項2から5までのいずれかに記載の偏光板を少なくとも1枚含む、画像表示装置。
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