JP4785458B2

JP4785458B2 - 偏光板用保護フィルム

Info

Publication number: JP4785458B2
Application number: JP2005232393A
Authority: JP
Inventors: 茂幸横山; 康郎青島; 祐一守屋
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: JP2007047498A

Description

本発明は、偏光板用保護フィルムに係り、特に、液晶ディスプレイ等において、良好な特性を有する偏光板用保護フィルムに関するものである。

液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等に代表される画像表示装置（以下、これを「ディスプレイ」と称する）は、テレビやコンピュータをはじめとして様々な分野で繁用されており、目覚ましい発展を遂げている。特に液晶ディスプレイは、薄く、軽量で、かつ汎用性に富むディスプレイとして、ラップトップ型のパーソナルコンピュータやワードプロセッサ、携帯電話、ＰＨＳ、その他各種携帯端末用としての普及が著しい。

このような液晶ディスプレイは、液晶、液晶配向膜、透明電極、偏光板、位相差フィルム、集光シート、拡散フィルム、導光板、光反射シート等から構成されている。従来の偏光板は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムにヨウ素や染料を付着させた偏光子の両側に、偏光子の耐久性や機械特性を保つためにトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる保護フィルムで保護され、片側の保護フィルムに接着剤層を介して位相差フィルムが接着されている。保護フィルムは、透明性、低複屈折性、耐熱性、低吸湿性、高機械強度、表面平滑性、粘着剤や接着剤との密着性などの性能が要求されているが、ＴＡＣフィルムは、透明性、表面平滑性、密着性に優れているものの、高温高湿下では加水分解することから、耐久性が優れているとは言い難い。

そこで、上記のようなＴＡＣフィルムの高温高湿下での耐久性改良を目的として、ＴＡＣフィルムに代えて熱可塑性ノルボルネン系樹脂からなる保護フィルムを用いた偏光フィルムが報告されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。これらの偏光板によれば、透明性に優れ、光学的に均一であり、耐熱性、耐湿性に優れることが示されている。

また、オプトエレクトロニクス分野において、良好な耐熱性、可撓性および透明性を併せ有することを目的とした耐熱性透明フィルムが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開平８−４３８１２号公報特開平８−２４０７１４号公報特開２００３−６４１９５号公報

しかしながら、上記の熱可塑性ノルボルネン系樹脂からなる保護フィルムを用いた偏光板では、光学特性、耐熱性及び耐湿性に優れるものの、ＰＶＡとの密着性に劣ること、透湿度が低いためにＰＶＡ中の水分が透過しにくく、偏光板製造時の乾燥性に難があること、また耐油性に劣り、高温下において油が付着すると、表面が割れるという問題を有している。

そこで、本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたもので、良好な光学特性を有し、ＰＶＡとの密着性が良好であり、透湿度が適度の範囲で、耐油性に優れた偏光板用保護フィルムを提供することを目的としている。

したがって、本願発明の偏光板用保護フィルムは、ポリビニルアルコールにヨウ素あるいは染料を含有せしめた偏光子の両側あるいは片側に積層される保護フィルムであって、ビニルエステル樹脂とビニル化合物あるいはアリル化合物から選ばれた１種類又は複数種のモノマーとの混合物を硬化させたエポキシアクリレート樹脂からなり、前記ビニルエステル樹脂が、ビスフェノール型又は脂環式エポキシ化合物と、（メタ）アクリル酸とを反応させたものであり、前記ビニル化合物あるいはアリル化合物から選ばれた１種類又は複数種のモノマーが、スチレン及びメチルメタクリレートを含むことを特徴としている。また、本発明においては、エポキシアクリレート樹脂からなる保護フィルムが、偏光板の目視面側に設置されることが好適である。

本発明の偏光板用保護フィルムによれば、偏光子の両側に積層される保護フィルムの少なくとも一方が、エポキシアクリレート樹脂からなることから、良好な光学特性を有し、透湿度を好適な範囲にすることができ、かつ、優れた耐油性を発揮することができる。

以下、本発明のより好適な実施の形態について説明する。
本発明の偏光板用保護フィルムは、偏光子の両側あるいは片側に積層された構成であり、この偏光子及び保護フィルムについて詳述する。
（１）偏光子
本発明における偏光子としては、ポリビニルアルコールにヨウ素あるいは染料を含有せしめたものであり、例えば、ＰＶＡ・ヨウ素系偏光子、ＰＶＡ系フィルムに二色性染料を吸着配向させた染料系偏光子、分子内にカチオン基を含有する変性ＰＶＡからなるＰＶＡ系フィルムの表面および／または内部に二色性染料を有する偏光子等が挙げられる。

このような偏光子の製造方法については特に限定されるものではなく、例えば、ＰＶＡ系フィルムを延伸後ヨウ素イオンを吸着させる方法、ＰＶＡ系フィルムを二色性染料による染色後延伸する方法、ＰＶＡ系フィルムを延伸後二色性染料で染色する方法、二色性染料をＰＶＡ系フィルムに印刷後延伸する方法、ＰＶＡ系フィルムを延伸後二色性染料を印刷する方法等の公知の方法が挙げられる。具体的には、ヨウ素をヨウ化カリウム溶液に溶解して高次のヨウ素イオンを調製し、このヨウ素イオンをＰＶＡフィルムに吸着させて延伸した後、１〜４重量％ホウ酸水溶液に浴温度３０〜４０℃で浸漬して偏光子を製造する方法、あるいは、ＰＶＡフィルムを同様にホウ酸処理して一軸方向に３〜７倍程度延伸し、０．０５〜５重量％の二色性染料水溶液に浴温度３０〜４０℃で浸漬して染料を吸着させ、８０〜１００℃で乾燥して熱固定して偏光子を製造する方法等が挙げられる。

（２）保護フィルム
本発明のエポキシアクリレート樹脂からなる保護フィルムは、上記偏光子の両側あるいは少なくとも目視面側に積層されて使用される。この保護フィルムを構成するエポキシアクリレート樹脂としては、ビニルエステル樹脂とビニル化合物あるいはアリル化合物から選ばれた１種類又は複数種のモノマー及び重合開始剤の混合物を、光及び／又は熱にて硬化させた樹脂であることが必須である。

上記ビニルエステル樹脂は、ビスフェノール型又は脂環式エポキシ化合物と（メタ）アクリル酸とを反応させて生成されるビニルエステル樹脂であり、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンの反応物、ビスフェノールＦとエピクロルヒドリンの反応物、水素化ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンの反応物、シクロヘキサンジメタノールとエピクロルヒドリンの反応物、ノルボルナンジアルコールとエピクロルヒドリンの反応物、テトラブロモビスフェノールＡとエピクロルヒドリンの反応物、トリシクロデカンジメタノールとエピクロルヒドリンの反応物、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカーボネート、アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート等が例示される。また、アクリル酸エステルモノマー及びメタクリル酸エステルモノマーとしては、メチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジメタクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリス−オキシエチレンアクリレート、トリメチロールプロパントリス−オキシエチレンメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、グリセリンジアクリレート、グリセリンジメタクリレート、２，６−ジブロム−４−ターシャリーブチルフェニルアクリレート等を用いることができる。

また、ビニル化合物及びアリル化合物としては、例えば、アリルエステルモノマー、アクリル酸エステルモノマー、メタクリル酸エステルモノマー、スチレンモノマー、α−メチルスチレンモノマー、アクリロニトリルモノマー等一般的なものが使用できる。具体的には、アリルエステルモノマーとしては、オルソフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、コハク酸ジアリル等を用いることができる。

本発明に用いられる樹脂を硬化させるためには、光硬化及び熱硬化が有用である。光重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ベンゾフェノン、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モンフォリノプロパン−１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１等が挙げられる。また、熱硬化の場合には、ジアルキルパーオキサイド、アシルパーオキサイド、ハイドロキシパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パーオキシエステル等の有機過酸化物が用いられる。

本発明のエポキシアクリレート樹脂からなる保護フィルムは、ガラス転移温度が９０℃以上であることが好ましい。このガラス転移温度が９０℃未満では、耐熱性に乏しくなる。また、本発明の保護フィルムの厚さは、１０〜３００μｍであることが好ましく、２０〜２００μｍであることがより好ましい。この厚さが１０μｍ未満では、フィルム強度に問題が生じ、一方、３００μｍを超えると、フィルム状態で巻き取ることが困難になる。また、本発明の保護フィルムは、鉛筆硬度がＦ以上であることが好ましく、リターデーションが３ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、本発明の保護フィルムは耐油性を有することが好ましい。

また、本発明のエポキシアクリレート樹脂からなる保護フィルムは、ビニルエステル樹脂とビニル化合物あるいはアリル化合物から選ばれた１種類又は複数種のモノマー及び重合開始剤をよく混合し、平滑性の高いガラスなどの基材等により狭持させ、熱あるいは光（ＵＶ光）を加えて硬化させることで得ることができる。

さらに、上記の樹脂組成物には、硬度、接着性、耐久性、耐候性、耐光性、耐水性、防食性等を改良する目的で、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、光安定剤、光散乱剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、チクソトロピー付与剤、内部離型剤、イオン捕捉剤、潤滑剤、カップリング剤等の各種の添加剤を添加することができる。特に、本発明においては偏光子がＰＶＡからなることから、劣化防止の為に紫外線吸収剤を添加することが好ましい。

本発明の偏光板用保護フィルムは、偏光子の両面あるいは片面に使用できる。本発明の偏光板用保護フィルムを片面に使用した場合には、反対側に積層される保護フィルムは、ジアセチルセルロース、ＴＡＣ等のセルロース系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系フィルム、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート等のアクリル樹脂系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリエーテルスルホン系フィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリイミド系フィルム、熱可塑性ノルボルネン系樹脂フィルムを用いることができる。

また、液晶側の保護フィルムについては位相差フィルムの機能を兼ね備えることが好適な態様である。このような位相差フィルム機能を兼ね備えた保護フィルムを用いることにより、別途位相差フィルムを貼り合せる必要がなくなる。この位相差フィルム機能を兼ね備えた保護フィルムとしては、位相差フィルムとして求められる特性、すなわち延伸配向によって得られる複屈折が光学的に均一なものであるものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、熱可塑性ノルボルネン系樹脂からなるフィルムを用いることができる。

また、本発明の偏光板用保護フィルムは、その濡れ指数が４０ｍＮ／ｍ以上であることが望ましい。濡れ指数が低いと偏光子への密着性が低くなり、高温あるいは高温高湿環境下で偏光子を保持できなくなる可能性が高くなる。

以下、本発明を実施例によって説明する。なお、「部」は重量部を意味するものとする。
１．偏光板用保護フィルム
＜実施例１＞
温度計、撹拌装置、分溜コンデンサー及びガス導入管を取り付けた１リットルのフラスコに、
ビスフェノールＡジエポキシ化合物３７４．４ｇ
メタクリル酸２０６．４ｇ
オクチル酸クロム１．５ｇ
亜燐酸０．１５ｇ
ハイドロキノン０．２ｇ
を加え、窒素ガスを吹き込みながら１２０〜１２５℃で２時間反応させた。その後、酸価が１１．０になった時点でフラスコ内容物を金属製バットに移して冷却し、樹脂Ａを得た。

次に、
樹脂Ａ７０重量部
メチルメタクリレート１０重量部
スチレン２０重量部
Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩０．００３重量部
１，１，３，３−トリメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート
１．５重量部
を均一に溶解混合し、真空脱泡機にて泡を取り除いた。

次いで、四隅に厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを挟んだ２枚の平板ガラス内に、上記混合物を満たし、１３０℃のオーブンに５分間投入して硬化させた。さらに、常温冷却後、ガラスを取り外して本発明のエポキシアクリレート樹脂製偏光板用保護フィルム（膜厚８０μm）を得た。

＜比較例１＞
市販のＴＡＣフィルム（膜厚８０μｍ）を比較例１とした。

＜比較例２＞
市販のポリノルボルネン樹脂フィルム（膜厚４０μm）を比較例２とした。

２．評価
上記のようにして得られた実施例及び比較例の偏光板用保護フィルムについての特性を評価するため、全光線透過率、ヘイズ、リターデーション、透湿度、濡れ指数、耐油性を測定し、その結果を表１に示した。

（１）全光線透過率
日本電色製ヘイズメーター３００Ａにて測定。
（２）ヘイズ
日本電色製ヘイズメーター３００Ａにて測定。
（３）リターデーション
王子計測機器製ＫＯＢＲＡ−ＣＣＤにて測定。
（４）透湿度
ＪＩＳＺ０２０８準拠。
（５）濡れ指数
ＪＩＳＫ６７６８準拠。
（６）耐油性
ガラス板上に、各実施例及び比較例の偏光板用保護フィルムを粘着剤により貼り付け、１２０℃で１時間加熱した。その後、この保護フィルムの表面にサラダオイルを塗布し、表面性状を観察した。なお、評価基準としては、変化のないものを○、クラック等の変化が生じたものを×とした。

表１の結果から明らかなように、本発明の偏光板用保護フィルムは、光学特性に優れ、実用的な透湿度を有し、偏光子への密着性も良好であって、かつ耐油性に優れることから、偏光板用保護フィルムとして好適であることが示された。これに対して、比較例１はリターデーションが劣っており、また比較例２では透湿度が低すぎる他、偏光子への密着性が不測しており、耐油性が非常に劣っていることが示された。

Claims

ポリビニルアルコールにヨウ素あるいは染料を含有せしめた偏光子の両側あるいは片側に使用される偏光板用保護フィルムであって、ビニルエステル樹脂とビニル化合物あるいはアリル化合物から選ばれた１種類又は複数種のモノマーとの混合物を硬化させたエポキシアクリレート樹脂からなり、
前記ビニルエステル樹脂が、ビスフェノール型又は脂環式エポキシ化合物と、（メタ）アクリル酸とを反応させたものであり、
前記ビニル化合物あるいはアリル化合物から選ばれた１種類又は複数種のモノマーが、スチレン及びメチルメタクリレートを含むことを特徴とする偏光板用保護フィルム。
前記エポキシアクリレート樹脂からなる偏光板用保護フィルムが、偏光板の目視面側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の偏光板用保護フィルム。
前記エポキシアクリレート樹脂からなる保護フィルムは、紫外線吸収剤を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の偏光板用保護フィルム。
エポキシアクリレート樹脂からなる保護フィルムの濡れ指数が４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の偏光板用保護フィルム。