JP5169215B2 - 偏光板用保護フィルム - Google Patents
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Description
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〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni(λ)と、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)とが、式〔1〕の関係を有する偏光板用保護フィルム。
|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05 式〔1〕
ただし、iは1〜k−1の整数を表す。
(2) 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。
(3) 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〔2〕の関係を満たす偏光板用保護フィルム。
|βi−βi+1|≦40ppm/%RH 式〔2〕
ただし、iは1〜k−1の整数を表す。
(4) 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(1)に記載の偏光板用保護フィルム。
(6) 鉛筆硬度が4H以上である(1)に記載の偏光板用保護フィルム。
(7) 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、さらに屈折率が1.6以上のハードコート層を有する(1)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)に記載の偏光板用保護フィルム。
(9) 前記第k番目の熱可塑性樹脂層の表面は、深さ50nm以上で、かつ幅が500nm以下の線状凹部、および高さ50nm以上で、かつ幅が500nm以下の線状凸部のない平坦な面である(1)に記載の偏光板用保護フィルム。
(11) 偏光子がポリビニルアルコールを含有するものであり、
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前記偏光子側に向けて積層されており、
前記第1番目の熱可塑性樹脂層の、380nm〜780nmの範囲の波長における屈折率n1(λ)と、前記ポリビニルアルコールの、380nm〜780nmの範囲の波長における屈折率nb(λ)とが、式〔3〕の関係を満足する(10)に記載の偏光板。
|n1(λ)−nb(λ)|≦0.05 式〔3〕
(12) 偏光子がポリビニルアルコールを含有するものであり、
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)と、
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)とが、
式〔4〕の関係を満足する(10)に記載の偏光板。
||n1(380)−nb(380)|
−|n1(780)−nb(780)||≦0.02 式〔4〕
(13) (10)に記載の偏光板を少なくとも1枚と、液晶パネルとを備える液晶表示装置。
本発明の偏光板用保護フィルムは、熱や変形による応力によって偏光板の位相差が変化しにくいので、予測不能の好ましくない応力が加わっても、表示画面の縁近傍で、光漏れ、色むら、着色等がない偏光板を得ることができる。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ほとんど無い。
本発明の偏光板は、コントラストが高く、スジ等が発生しない。また、可撓性、耐擦傷性に優れているので視認性が不良となることが無い。
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。
熱可塑性樹脂層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、および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。
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、顔料および染料等の着色剤、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、および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。
|np(λ)−nr(λ)| ≦ 0.05 〔5〕
特に、|np(λ)−nr(λ)|≦0.045であることがより好ましい。なお、np(λ)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(λ)−ni+1(λ)|≦0.05 式〔1〕
ただし、iは1〜k−1の整数を表す。特に、本偏光板用保護フィルムは、|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.045の関係を満たすことがより好ましい。
なお、ni(λ)及びni+1(λ)は、波長λにおける主屈折率の平均値である。|ni(λ)−ni+1(λ)|の値が、i=1〜k−1の一部または全部の値に対して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、偏光板用保護フィルム表面に干渉縞が生じるおそれがある。なお、相互に隣接する第i番目の熱可塑性樹脂層と第i+1番目の熱可塑性樹脂層とは直接に接していてもよいし、後述する接着層を介して接していてもよい。
前記光弾性係数とは、応力を受けたときに生じる複屈折の応力依存性を示す値であり、屈折率の差Δnが、応力σと光弾性係数Cの積で求められる関係を有する。この光弾性係数は、温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で、光弾性定数測定装置を用いて測定することができる。なお、本発明において、光弾性係数の絶対値は、より好ましくは7×10−12Pa−1以下、特に好ましくは5×10−12Pa−1以下である。
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|≦40ppm/%RH 式〔2〕
このような偏光板用保護フィルム全体の厚みは、通常20〜200μmであり、好ましくは40〜100μmである。
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。
防眩手段が形成された偏光板用保護フィルムのヘイズは、5〜60%、好ましくは10〜50%である。ヘイズは、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の値が100%に近づく程、像のボケが小さいことを示す。
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。
微細凹凸の形成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。
本発明に用いる偏光子は液晶表示装置等に用いられている公知の偏光子である。例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素又は二色性染料を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸することによって得られるもの、またはポリビニルアルコールフィルムにヨウ素又は二色性染料を吸着させ延伸しさらに分子鎖中のポリビニルアルコール単位の一部をポリビニレン単位に変性することによって得られるものなどが挙げられる。その他に、グリッド偏光子、多層偏光子、コレステリック液晶偏光子などの偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子が挙げられる。これらのうちポリビニルアルコールを含有する偏光子が好ましい。
|n1(λ)−nb(λ)|≦0.05 式〔3〕
||n1(380)−nb(380)|
−|n1(780)−nb(780)||≦0.02 式〔4〕
ので、液晶パネルの観察側に配置することが好ましい。
この偏光板用第二保護フィルムは、二軸性を有し、厚さ方向のレターデーションRthが70〜400nmであることが好ましい。なお、厚さ方向のレターデーションRthは、前述した通り、Rth=((nx+ny)/2−nz)×dで示される値である。また、二軸性のフィルムとは、nx>ny>nzを満たすフィルムのことである。このような偏光板を液晶表示装置に用いた場合には、バーティカルアライメント(VA)モードの液晶パネルに好適に用いることができる。
(1)2.5<(A+B)<2.9
(2)1.5<A<2.9
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℃の恒温槽中で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における屈折率が1.545、波長780nmにおける屈折率が1.521で、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。
(偏光板用保護フィルムの作製)
ポリメチルメタクリレート樹脂(「PMMA」と略記、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、引張弾性係数3.3GPa)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、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、「COP」と略記、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)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(春日電機(株)、高周波電源AGI−024、出力0.8KW)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〔1〕の関係を満たしていた。また図3に示すように、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〔3〕の関係を満たしていた。評価結果を表1及び表2に示した。
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。
吸水率4.4%、光弾性係数12×10−12Pa−1、ヘイズ0.05%、湿度膨張係数65ppm/%RH、厚さ40μmのトリアセチルセルロース(「TAC」と略記)フィルムの両面に、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、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。ポリメチルメタクリレート樹脂層は波長380nmにおける屈折率が1.512、波長780nmにおける屈折率が1.488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〔1〕の関係を満たしていた。また図3に示すように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〔3〕の関係を満たしていた。評価結果を表1及び表2に示した。
(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(出力0.8KW)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。
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。
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。
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R−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。R2−PMMA層は、波長380nmにおける屈折率が1.507、波長780nmにおける屈折率が1.489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、吸水率0.2%)を使用した他は実施例1と同様にして3層構造のフィルム5Aを作製し、さらにフィルム1Aをこのフィルム5Aに変えた他は実施例1と同様にして偏光板7を得た。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、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。
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〔1〕の関係を満たしていなかった。また評価結果を表1及び表2に示した。
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厚さ30μmのポリエチレンテレフタレート(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)フィルムを使用した他は実施例3と同様にして3層構造のフィルム6Aを作製し、さらにフィルム2Aをフィルム6Aに変えた他は実施例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、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。
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〔1〕の関係を満たしていなかった。また評価結果を表1及び表2に示した。
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(「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。
熱可塑性樹脂を単層成形して、厚み100μmのフィルムを得、1cm×25cmの試験片を切り出し、ASTM D 882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。
フィルムをエポキシ樹脂に包埋したのち、ミクロトーム(大和工業製(株)、RUB−2100)を用いてスライスし、走査電子顕微鏡を用いて断面を観察し、測定する。
ASTM D1003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、その算術平均値を全光線透過率の代表値とする。
樹脂を単層成形し、プリズムカプラ−(Metricon社製 model2010)を用い、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〜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。
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。
100μm厚の樹脂成形品を用意し、40℃、92%R.H.の環境下に24時間放置する試験条件で、JIS Z 0208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。
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。得られた凹部深さ及び凸部高さの最大値、その最大値を示した凹部の幅及び凸部の幅を、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、または凸部の高さが50nmを超え、且つ幅が500nm未満
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に変更した以外はJIS K5600−5−4に基づいて、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(偏光子に張り合わせる面の反対側の面)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(偏光子に張り合わせる面)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で示した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4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。保護層の各層間及び偏光子と保護層との間の積層状態を目視観察し、偏光板の端j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に打ち抜いて試験フィルムを得た。得られた試験フィルム3mmφのスチール製の棒に巻きつけ、巻きつけたフィルム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
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。
脂環式オレフィン系樹脂(日本ゼオン社製、ZEONOR1420R)からなる厚さ100μmの未延伸のフィルムを押出成形法により得た。この未延伸のフィルムを、ロール間でのフロート方式を用いた縦延伸機にて、温度138℃、倍率1.41倍で縦方向に一軸延伸した後、テンター法を用いた延伸機にて、温度138℃、倍率1.41倍で横一軸延伸し、偏光板用第二保護フィルムR1を得た。得られた偏光板用第二保護フィルムR1は、波長550nmで測定したReが50nm、Rthが130nmであった。なお、Reは、フィルム面内のレターデーションである。
(ドープの調製)
下記の材料を所定量混合し、その混合物を密閉容器に入れ、混合物をゆっくり撹拌しながら徐々に昇温し、60分かけて45℃まで上げて溶解させた。容器内を1.2気圧に調整した。この溶液を安積濾紙社製の安積濾紙No.244を使用して濾過した後、一晩そのまま放置しドープを得た。
セルロースエステル(アセチル基置換度2.88)30重量部
セルロースエステル(アセチル基置換度2.52)70重量部
トリフェニルフォスフェート 3質量部
メチルフタリルエチルグリコレート 4質量部
チヌビン109(チバスペシャリティーケミカルズ社製) 3質量部
メチレンクロライド 455質量部
エタノール 36質量部
下記化1に示すレターデーション上昇剤 5質量部
上記のように調製したドープをダイからステンレスベルト(流延用支持体ともいう)上にドープ温度30℃で流延しウェブを形成した。ステンレスベルトの裏面から25℃の温度の温水を接触させて温度制御されたステンレスベルト上でウェブを1分間乾燥した後、さらにステンレスベルトの裏面に、15℃の冷水を接触させて15秒間保持した後、ウェブをステンレスベルトから剥離した。剥離時のウェブ中の残留溶媒量は100質量%であった。次いでテンターを用いて剥離したウェブの両端をクリップで掴み、クリップ間隔を巾方向に変化させることで、延伸倍率1.15でフィルムを延伸した。その際のフィルム温度は140℃になるように調整して、膜厚60μmの偏光板用第二保護フィルムR2を得た。偏光板用第二保護フィルムR2の波長550nmで測定したReは50nm、Rthは145nmであった。
(反射防止層の形成)
偏光板用保護フィルム1Aの両面に、表面張力が0.055N/mとなるように、高周波発信機(出力0.8KW)を用いてコロナ放電処理を行った。次に、高屈折率層形成用組成物Hを、前記コロナ放電処理を行った偏光板用保護フィルム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分間乾燥させた。さらに、紫外線を照射(積算照射量300mJ/cm2)して、厚さ3μmのハードコート層を形成し、積層フィルムCを得た。ハードコート層の屈折率は、1.62、鉛筆硬度は4Hであった。
偏光子Pの両面にアクリル系接着剤を塗布し、偏光板用第一保護フィルムDの一面及び偏光板用第二保護フィルムR1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観察者側偏光板CP1を得た。
偏光子Pの両面にアクリル系接着剤を塗布し、偏光板用保護フィルム1Aの一面及び偏光板用第二保護フィルムR1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バックライト側偏光板BP1を得た。
図5又は6に示すように、偏光板は、偏光子10と、偏光子10の表面(図中の上側の面)に積層された偏光板用第一保護フィルム20と、偏光子10の裏面(図中の下側の面)に積層された偏光板用第二保護フィルム30とを備えている。
図6に示す偏光板用第一保護フィルム20は、樹脂層21と、この樹脂層21の表面に、接着剤層23を介して積層された樹脂層22とを備えている。つまり、この偏光板用第一保護フィルムは、接着剤層を除いた2層構成となっている。樹脂層22の表面には、反射防止層40が積層されている。
このような偏光板を液晶表示装置に用いた場合には、この偏光板を、液晶パネルの観察者側およびバックライト側の少なくともいずれか一方の側に配置することができる。この際、液晶パネルの表示モードとしては、TN(Twisted Nematic)モードや、VA(Vertical Alignment)モード、IPS(In Plane Switching)モードとすることができる。
厚さ2.74μm、誘電異方性が正、波長550nmの複屈折率Δn=0.09884、プレチルト角90°のバーチカルアラインメントモードの液晶セルの一面に観察者側偏光板CP1を、偏光板用保護フィルムR1が液晶パネル側になるように貼り合わせ、もう一方の面にはバックライト側偏光板BP1を、偏光板用保護フィルムR1が液晶パネル側になるように貼り合わせ液晶表示装置1を作製した。評価結果を表2に示す。
実施例7において、偏光板用第二保護フィルムR1の代わりに、偏光板用第二保護フィルムR2を用いた他は、実施例7と同様にして観察者側偏光板CP2、バックライト側偏光板BP2を得、液晶表示装置2を作製した。評価結果を表2に示す。
(液晶表示装置3の作製)
偏光板用保護フィルム1Aの代わりに偏光板用保護フィルム3Aを用いた以外は実施例7と同様にして偏光板用第一保護フィルムEを得、偏光板用第一保護フィルムEを用いて観察者側偏光板CP3及びバックライト側偏光板BP2を得、液晶表示装置3を作製した。
(液晶表示装置4の作製)
偏光板用保護フィルム1Aの代わりに偏光板用保護フィルム3Aを用いた以外は実施例8と同様にして偏光板用第一保護フィルムEを得、偏光板用第一保護フィルムEを用いて観察者側偏光板CP4、バックライト側偏光板BP4を得、液晶表示装置4を作製した。
(液晶表示装置5の作製)
実施例9において、偏光板用第二保護フィルムR1の代わりに、偏光板用保護フィルム3Bを用いた他は、実施例9と同様にして観察者側偏光板CP5、バックライト側偏光板BP5を得た。厚さ2.74μm、誘電異方性が正、波長550nmの複屈折率Δn=0.09884、プレチルト角0°のインプレーンスイッチングモード(表中IPSと記載)の液晶セルを用いた。この液晶セルの一方の面に、観察者側偏光板CP5を、偏光板用保護フィルム3Bの遅相軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように、かつ偏光板用保護フィルム3B側が液晶セル側になるように貼り付けた。次いで、液晶セルの他方の面に、バックライト側偏光板BP5をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置5を得た。
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、測定値とする。
波長380nmから780nmの領域におけるCIE標準光源D65の5度入射光に対する正反射光の反射スペクトルからL*a*b*色空間のL*値、a*値、b*値を算出し、色味ムラ(CIE1976L*a*b*色空間のΔEab*値)として、10cm離れた任意の2つの場所で測定されたそれぞれのL*、a*、b*について、その差であるΔL*、Δa*、Δb*を式:ΔEab*=(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)1/2に代入して算出し、以下の基準にて評価した。
○:ΔEab*<2.0
×:ΔEab*>2.0
作製した液晶表示装置について、輝度計(Ez−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示並びに白表示の明るさの比(コントラスト)を測定する。表示画面の法線を基準として全方位に0〜80°傾斜させた方向から測定したコントラスト値が10以上となる場合を○、10未満を×とする。
上記液晶表示性能の評価試験で作製した液晶表示装置を暗表示し、温度60℃、湿度90%で300時間放置した。その後、暗室内で暗表示した表示画面全体を真正面から観察し、以下の指標で評価した。
○:全体的に均一な黒表示になっており、光漏れがない。
△:額縁の上下左右に暗表示の色むらが見られる。
×:額縁の上下左右に光漏れが見られる。
偏光板用保護フィルムを1cm×5cmに打ち抜いて、試験フィルムを得た。得られた試験フィルム3mmφのスチール製の棒に巻きつけ、巻きつけたフィルム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
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であって、
第i番目の熱可塑性樹脂層の波長380nm〜780nmの範囲の波長λにおける屈折率ni(λ)と、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)とが、式〔1〕の関係を有し、且つ、
第i番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi、第i+1番目の引張弾性率をAi+1としたとき、iのすべての値に対して|Ai+1−Ai|≧0.5GPaである、偏光板用保護フィルム。
|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05 式〔1〕
ただし、iは1〜k−1の整数を表す。 - 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。
- 前記熱可塑性樹脂層は、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〔2〕の関係を満たす請求項1に記載の偏光板用保護フィルム。
|βi−βi+1|≦40ppm/%RH 式〔2〕 - 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に記載の偏光板用保護フィルム。
- 鉛筆硬度が4H以上である請求項1に記載の偏光板用保護フィルム。
- 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、さらに屈折率が1.6以上のハードコート層を有する請求項1に記載の偏光板用保護フィルム。
- 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に記載の偏光板用保護フィルム。
- 前記第k番目の熱可塑性樹脂層の表面は、深さ50nm以上で、かつ幅が500nm以下の線状凹部、および高さ50nm以上で、かつ幅が500nm以下の線状凸部のない平坦な面である請求項1に記載の偏光板用保護フィルム。
- 偏光子と、この偏光子の少なくとも一方の面に積層される請求項1に記載の偏光板用保護フィルムとを備えてなる偏光板。
- 偏光子がポリビニルアルコールを含有するものであり、
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前記偏光子側に向けて積層されており、
前記第1番目の熱可塑性樹脂層の、380nm〜780nmの範囲の波長における屈折率n1(λ)と、前記ポリビニルアルコールの、380nm〜780nmの範囲の波長における屈折率nb(λ)とが、式〔3〕の関係を満足する請求項9に記載の偏光板。
|n1(λ)−nb(λ)|≦0.05 式〔3〕 - 偏光子がポリビニルアルコールを含有するものであり、
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)と、
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)とが、
式〔4〕の関係を満足する請求項9に記載の偏光板。
||n1(380)−nb(380)|
−|n1(780)−nb(780)||≦0.02 式〔4〕 - 請求項9に記載の偏光板を少なくとも1枚と、液晶パネルとを備える液晶表示装置。
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