JP5308700B2 - 偏光板およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
偏光板には、ポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素を吸着させたのち、これを延伸して製造されるのが一般的である。しかし、これらの偏光板は長期間の使用において、黒表示での画面全体の透過率の上昇、及び額縁状の光漏れが発生するという問題を有している。
別の本発明の目的は、透湿度の異なる保護フィルムを偏光子の両側に配置した偏光板を液晶表示装置に用いることで、光漏れなどの問題を生じることなく、様々な環境下においても表示品位の高い液晶表示装置を提供することである。
<1>
第1の保護フィルム、偏光子、第2の保護フィルムがこの順に積層してなる偏光板であって、
前記第1の保護フィルムは、環状オレフィン系樹脂を含有し、平均厚さが5〜500μm、40℃90%RHでの透湿度が0.1〜200g/m 2 /dayであり、
前記第2の保護フィルムは、液晶セル側保護フィルムであって、環状オレフィン系樹脂を含有し、平均厚さが5〜500μm、40℃90%RHでの透湿度が200〜700g/m 2 /dayであり、かつ、前記第1の保護フィルムの透湿度が前記第2の保護フィルムの透湿度よりも小さい偏光板。
<2>
前記第1の保護フィルムと前記第2の保護フィルムとの40℃90%RHでの透湿度の差が100〜800g/m 2 /dayであり、前記第1の保護フィルム及び前記第2の保護フィルムの厚みが40μm乃至110μmである上記<1>記載の偏光板。
<3>
第2の保護フィルムが、下記一般式(1)で表される極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの少なくとも1種を用いて得られる(共)重合体を含有する上記<1>または<2>に記載の偏光板。
から選ばれるものであり、ここでR 5 及びR 11 は、炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキレン、ハロアルキレン、アルケニレン、ハロアルケニレン;炭素数3〜20の直鎖状または分岐状アルキニレン、ハロアルキニレン;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン原子、ハロアルキル、ハロアルケニルまたはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3〜12のシクロアルキレン;アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ハロアルケニル基またはハロアルキニル基で置換または非置換の炭素数6〜40のアリーレン;またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ハロアルケニル基またはハロアルキニル基で置換または非置換の炭素数7〜15のアラルキレンであり、R 6 、R 12 、R 13 及びR 14 は、それぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子;炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル、ハロアルキル、アルケニルまたはハロアルケニル;炭素数3〜20の直鎖状または分岐状アルキニルまたはハロアルキニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン原子、ハロアルキル、ハロアルケニルまたはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン原子、ハロアルキル、ハロアルケニルまたはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6〜40のアリル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン原子、ハロアルキル、ハロアルケニルまたはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7〜15のアラルキル;またはアルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシであり、kは、1〜10の整数を表す。
<4>
前記一般式(1)で表される極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの少なくとも1種を用いて得られる(共)重合体が付加(共)重合体である上記<3>に記載の偏光板。
<5>
前記第2の保護フィルムの25℃10%RHにおけるRe(590)値と25℃80%RHにおけるRe(590)値の差ΔRe(Re10%RH−Re80%RH)の絶対値が5nm以下であり、25℃10%RHにおけるRth(590)値と25℃80%RHにおけるRth(590)値の差ΔRth(Rth10%RH−Rth80%RH)の絶対値が5nm以下である上記<1>〜<4>のいずれか一項に記載の偏光板。
ここで、Re(λ)は波長λnmにおける面内のレターデーション(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(単位:nm)である。
<6>
前記第1および前記第2の保護フィルムが、各々異なる種類の環状オレフィン系樹脂を用いた環状オレフィン系樹脂フィルムであって、第1および第2の保護フィルムの透湿度の差が、前記環状オレフィン系樹脂の種類が異なることによってもたらされている上記<1>〜<5>のいずれか一項に記載の偏光板。
<7>
前記第2の保護フィルムの上に粘着層を設けた上記<1>〜<6>のいずれか一項に記載の偏光板。
<8>
液晶セルおよびその両側に配置された2枚の偏光板からなり、少なくとも1枚の偏光板が上記<1>〜<7>のいずれか一項に記載の偏光板である液晶表示装置。
本発明は上記<1>〜<8>に関するものであるが、参考のためその他の事項についても記載した。
前記第1の保護フィルムは、環状オレフィン系樹脂を含有し、平均厚さが5〜500μm、40℃90%RHでの透湿度が0.1〜200g/m2/dayであり、
前記第2の保護フィルムは、液晶セル側保護フィルムであって、環状オレフィン系樹脂を含有し、平均厚さが5〜500μm、40℃90%RHでの透湿度が100〜1000g/m2/dayであり、かつ、前記第1の保護フィルムの透湿度が前記第2の保護フィルムの透湿度よりも小さい偏光板。
〔2〕第1の保護フィルムと第2の保護フィルムとの40℃90%での透湿度の差が100〜800g/m2/dayである上記〔1〕記載の偏光板。
〔3〕第2の保護フィルムが、下記一般式(1)からなる群より選ばれる少なくとも1種の極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの(共)重合体を含有する上記〔1〕または〔2〕に記載の偏光板。
〔4〕極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの(共)重合体が付加(共)重合体である上記〔3〕に記載の偏光板。
〔5〕前記第2の保護フィルムの25℃10%RHにおけるRe(590)値と25℃80%RHにおけるRe(590)値の差ΔRe(Re10%RH−Re80%RH)の絶対値が5nm以下であり、25℃10%RHにおけるRth(590)値と25℃80%RHにおけるRth(590)値の差ΔRth(Rth10%RH−Rth80%RH)の絶対値が5nm以下である上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の偏光板。
ここで、Re(λ)は波長λnmにおける面内のレターデーション(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(単位:nm)である。
〔6〕前記第1および前記第2の保護フィルムが、各々異なる種類の環状オレフィン系樹脂を用いた環状オレフィン系樹脂フィルムであって、第1および第2の保護フィルムの透湿度の差が、前記環状オレフィン系樹脂の種類が異なることによってもたらされている上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の偏光板。
〔7〕第2の保護フィルムの上に粘着層を設けた上記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の偏光板。
〔9〕液晶セルがVAモードの液晶セルである上記〔8〕に記載の液晶表示装置。
〔10〕液晶セルがTNモードの液晶セルである上記〔8〕に記載の液晶表示装置。
〔11〕液晶セルがIPSモードの液晶セルである上記〔8〕に記載の液晶表示装置。
〔12〕液晶セルがOCBモードの液晶セルである上記〔8〕に記載の液晶表示装置。
まず、本発明の偏光板を構成する偏光子、保護フィルムについて説明する。
偏光子は、ポリビニルアルコール(PVA)と二色性分子から構成することが好ましいが、特開平11−248937号に記載されているようにPVAやポリ塩化ビニルを脱水、脱塩素することによりポリエン構造を生成し、これを配向させたポリビニレン系偏光子も使用することができる。
偏光子の好ましい膜厚としては、5μm乃至40μmが好ましく、さらに好ましくは10μm乃至30μmである。偏光子の厚さと後述する保護膜の厚さの比を、特開2002-174727号に記載されている0.01≦A(偏光子膜厚)/B(保護膜膜厚)≦0.16範囲とすることも好ましい。
保護フィルムは環状オレフィン系樹脂を含有する樹脂から製造されたポリマーフィルムであることが好ましい。このうち第2の保護フィルムには付加重合体である環状オレフィン系樹脂を用いることが特に好ましい。偏光板の両側に使用する第1の保護フィルムと第2の保護フィルムは同一の環状オレフィン系樹脂から製造されてもよいし、異なる樹脂を用いてもよい。このうち第1の保護フィルムと第2の保護フィルムは異なる樹脂から製造されたフィルムであることが特に好ましい。本発明において、フィルムの平均厚さは、デジタル電子マイクロメータ(アンリツ株式会社製K351C 型)により直径2mmの測定子を用いて無作為に10点を測定しその平均値で表す。
(環状オレフィン系樹脂)
本明細書において、(共)重合体とは共重合体および/または重合体を表す。
本発明に使用される第2の保護フィルムは、環状オレフィン構造を有する重合体樹脂からなることが好ましい。環状オレフィン構造を有する(共)重合体樹脂の例には、(1)ノルボルネン系重合体、(2)単環の環状オレフィンの重合体、(3)環状共役ジエンの重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素重合体、及び(1)〜(4)の水素化物などがある。
本発明の第2の保護フィルムに使用される好ましい重合体は、下記一般式(1)からなる群より選ばれる少なくとも1種の極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの(共)重合体を含有する環状オレフィン系樹脂であり、特に好ましくは下記一般式(1)からなる群より選ばれる少なくとも1種の極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの付加(共)重合体を含有する環状オレフィン系樹脂である。
本発明の第1の保護フィルムに使用される好ましい重合体はノルボルネン系(共)重合体である。
本発明にかかる環状オレフィン系樹脂組成物およびフィルムには、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、劣化防止剤、紫外線防止剤、微粒子、剥離促進剤、赤外吸収剤、など)を加えることができ、それらは固体でもよく油状物でもよい。すなわち、その融点や沸点において特に限定されるものではない。例えば20℃以下と20℃以上の紫外線吸収材料の混合や、同様に劣化防止剤の混合などである。さらにまた、赤外吸収染料としては例えば特開2001−194522号公報に記載されている。またその添加する時期は環状オレフィン系樹脂溶液(ドープ)作製工程において何れの段階で添加してもよいが、ドープ調製工程の最後の調製工程に添加剤を添加し調製する工程を加えて行ってもよい。更にまた、各素材の添加量は機能が発現する限りにおいて特に限定されない。また、環状オレフィン系樹脂フィルムが多層構成で形成される場合、各層の添加物の種類や添加量が異なってもよい。
本発明にかかる環状オレフィン系樹脂組成物およびフィルムには、公知の劣化(酸化)防止剤、例えばリン系酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤の添加量は、環状オレフィン系樹脂100質量部に対して、0.05乃至5.0質量部を添加することが好ましい。
本発明にかかる環状オレフィン系樹脂組成物およびフィルムには、偏光板または液晶等の劣化防止の観点から、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。本発明に好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えばヒンダードフェノール系化合物、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられる。ヒンダードフェノール系化合物の例としては、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイトなどが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)、(2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、(2(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−アミルフェニル)−5−クロルベンゾトリアゾール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕などが挙げられる。これらの紫外線防止剤の添加量は、環状オレフィン系樹脂に対して質量割合で1ppm乃至100000ppmが好ましく、10乃至1000ppmが更に好ましい。
本発明にかかる環状オレフィン系樹脂フィルムには、傷が付いたり搬送性が悪化したりすることを防止するために有機及び/又は無機物質のマット剤微粒子を含有させ、いわゆるマット化することが好ましい。
ポリマーとマット剤の入った溶液を流延し製膜する方法の場合、ポリマー溶液を調整する際にマット剤を分散しても良いし、ポリマー溶液を流延する直前にマット剤の分散液を添加してもよい。マット剤をポリマー溶液に分散するには、分散助剤として界面活性剤あるいはポリマーを少量添加してもよい。又、上記方法の他にマット剤層を製膜後塗設してもよい。この場合、マット剤層の形成にはバインダーを用いることが好ましい。本発明のマット剤を含有する層のバインダーとしては特に限定されず親油性バインダーでもよく又親水性バインダーでもよい。親油性バインダーとしては公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂、反応型樹脂およびこれらの混合物を使用することができる。上記樹脂のTgは80℃乃至400℃が好ましく、120℃乃至350℃がより好ましい。上記樹脂の質量平均分子量は1万乃至100万が好ましく、1万乃至50万がより好ましい。
環状オレフィン系樹脂フィルムの剥離抵抗を小さくする添加剤としては界面活性剤に効果の顕著なものが多くみつかっている。好ましい剥離剤としては燐酸エステル系の界面活性剤、カルボン酸あるいはカルボン酸塩系の界面活性剤、スルホン酸あるいはスルホン酸塩系の界面活性剤、硫酸エステル系の界面活性剤が効果的である。また上記界面活性剤の炭化水素鎖に結合している水素原子の一部をフッ素原子に置換したフッ素系界面活性剤も有効である。
本発明の環状オレフィン系樹脂フィルムの製膜法には、例えば熱溶融製膜の方法と溶液製膜の方法があり、いずれも適応可能であるが、溶液製膜でフィルムを作製するのがより好ましい。以下では、溶液製膜方法について詳述する。
溶液製膜の際に環状オレフィン系樹脂が溶解される有機溶剤について記述する。本発明においては、環状オレフィン系樹脂が溶解し流延、製膜できる範囲において、その目的が達成できる限りは、使用できる有機溶剤は特に限定されない。本発明で用いられる有機溶剤は、例えばジクロロメタン、クロロホルムの如き塩素系溶剤、炭素原子数が3乃至12の鎖状炭化水素、環状炭化水素、芳香族炭化水素、エステル、ケトン、エーテルから選ばれる溶剤が好ましい。エステル、ケトンおよび、エーテルは、環状構造を有していてもよい。炭素原子数が3乃至12の鎖状炭化水素類の例としては、ヘキサン、オクタン、イソオクタン、デカンなどが挙げられる。炭素原子数が3乃至12の環状炭化水素類としてはシクロペンタン、シクロヘキサン、デカリン及びその誘導体が挙げられる。炭素原子数が3乃至12の芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。炭素原子数が3乃至12のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテートおよびペンチルアセテートが挙げられる。炭素原子数が3乃至12のケトン類の例には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびメチルシクロヘキサノンが挙げられる。炭素原子数が3乃至12のエーテル類の例には、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトールが挙げられる。二種類以上の官能基を有する有機溶剤の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが挙げられる。有機溶剤の好ましい沸点は35℃以上且つ200℃以下である。本発明に使用される溶剤は、乾燥性、粘度等の溶液物性調節のために2種以上の溶剤を混合して用いることができ、更に、混合溶媒で環状オレフィン系樹脂が溶解する限りは、貧溶媒を添加することも可能である。
次に本発明に係る環状オレフィン系樹脂溶液(ドープとも呼ぶ)の調製については、室温攪拌溶解による方法、室温で攪拌してポリマーを膨潤させた後−20℃から−100℃まで冷却し再度20から100℃に加熱して溶解する冷却溶解法、密閉容器中で主溶剤の沸点以上の温度にして溶解する高温溶解方法、さらには溶剤の臨界点まで高温高圧にして溶解する方法などがある。溶解性のよいポリマーは室温溶解が好ましいが、溶解性の悪いポリマーは密閉容器中で加熱溶解することが好ましい。溶解性がさほど悪くないポリマーの場合はできるだけ低い温度を選ぶ方が、工程的には容易になる。
環状オレフィン系樹脂溶液の製膜直前の粘度は、製膜の際に流延可能な範囲であればよく、通常5Pa・s乃至1000Pa・sの範囲に調製されることが好ましく、15Pa・s乃至500Pa・sがより好ましく、30Pa・s乃至200Pa・sが更に好ましい。なお、この時の温度はその流延時の温度であれば特に限定されないが、好ましくは−5乃至70℃であり、より好ましくは−5乃至35℃である。
環状オレフィン系樹脂溶液を用いたフィルムの製造方法について述べる。本発明の環状オレフィン系樹脂フィルムを製造する方法及び設備は、従来セルローストリアセテートフィルム製造に供するのと同様の溶液流延製膜方法及び溶液流延製膜装置が好ましく用いられる。以下に好ましい溶液流延製膜方法について述べるが、これに限定されるものではない。
溶解機(釜)から調製されたドープ(環状オレフィン系樹脂溶液)を貯蔵釜で一旦貯蔵し、ドープに含まれている泡を脱泡して最終調製をする。ドープをドープ排出口から、例えば回転数によって高精度に定量送液できる加圧型定量ギヤポンプを通して加圧型ダイに送り、ドープを加圧型ダイの口金(スリット)からエンドレスに走行している流延部の金属支持体の上に均一に流延され、金属支持体がほぼ一周した剥離点で、生乾きのドープ膜(ウェブとも呼ぶ)を金属支持体から剥離する。得られるウェブの両端をクリップで挟み、テンターで搬送して乾燥し、続いて乾燥装置のロール群で搬送し乾燥を終了して巻き取り機で所定の長さに巻き取る。テンターとロール群の乾燥装置との組み合わせはその目的により変わる。電子ディスプレイ用機能性保護膜に用いる溶液流延製膜方法においては、溶液流延製膜装置の他に、下引層、帯電防止層、ハレーション防止層、保護層等のフィルムへの表面加工のために、塗布装置が付加されることが多い。以下に各製造工程について簡単に述べるが、これらに限定されるものではない。
さらに特開2000−301555号、特開2000−301558号、特開平7−032391号、特開平3−193316号、特開平5−086212号、特開昭62−037113号、特開平2−276607号、特開昭55−014201号、特開平2−111511号、および特開平2−208650号の各公報に記載のセルロースアシレート製膜技術を本発明では応用できる。
環状オレフィン系樹脂溶液を、例えば金属支持体としての平滑なバンド上或いはドラム上に単層液として流延してもよいし、2層以上の複数の環状オレフィン系樹脂溶液を流延してもよい。
溶液の流延方法としては、調製されたドープを加圧ダイから金属支持体上に均一に押し出す方法、一旦金属支持体上に流延されたドープをブレードで膜厚を調節するドクターブレードによる方法、或いは逆回転するロールで調節するリバースロールコーターによる方法等があるが、加圧ダイによる方法が好ましい。加圧ダイにはコートハンガータイプやTダイタイプ等があるがいずれも好ましく用いることができる。また、ここで挙げた方法以外にも従来知られているセルローストリアセテート溶液を流延製膜する種々の方法で実施でき、用いる溶剤の沸点等の違いを考慮して各条件を設定することによりそれぞれの公報に記載の内容と同様の効果が得られる。本発明の環状オレフィン系樹脂フィルムを製造するのに使用されるエンドレスに走行する金属支持体としては、表面がクロムメッキによって鏡面仕上げされたドラムや表面研磨によって鏡面仕上げされたステンレスベルト(バンドといってもよい)が好適に用いられる。本発明の環状オレフィン系樹脂フィルムの製造に用いられる加圧ダイは、金属支持体の上方に1基或いは2基以上の設置でもよい。好ましくは1基または2基である。2基以上設置する場合には流延するドープ量をそれぞれのダイに種々な割合にわけてもよく、複数の精密定量ギヤアポンプからそれぞれの割合でダイにドープを送液してもよい。流延に用いられる環状オレフィン系樹脂溶液の温度は、−10乃至55℃が好ましく、より好ましくは25乃至50℃である。その場合、工程のすべてが同一でもよく、あるいは工程の各所で異なっていてもよい。異なる場合は、流延直前で所望の温度であればよい。
環状オレフィン系樹脂フィルムの製造に係わる金属支持体上におけるドープの乾燥は、一般的には金属支持体(例えばドラム或いはバンド)の表面側、つまり金属支持体上にあるウェブの表面から熱風を当てる方法、ドラム或いはバンドの裏面から熱風を当てる方法、温度コントロールした液体をバンドやドラムのドープ流延面の反対側である裏面から接触させて、伝熱によりドラム或いはバンドを加熱し表面温度をコントロールする液体伝熱方法などがあるが、裏面液体伝熱方式が好ましい。流延される前の金属支持体の表面温度はドープに用いられている溶剤の沸点以下であれば何度でもよい。しかし乾燥を促進するためには、また金属支持体上での流動性を失わせるためには、使用される溶剤の内の最も沸点の低い溶剤の沸点より1乃至10度低い温度に設定することが好ましい。尚、流延ドープを冷却して乾燥することなく剥ぎ取る場合はこの限りではない。
生乾きのフィルムを金属支持体から剥離するとき、剥離抵抗(剥離荷重)が大きいと、製膜方向にフィルムが不規則に伸ばされて光学的な異方性ムラを生じることがある。特に剥離荷重が大きいときは、製膜方向に段状に伸ばされたところと伸ばされていないところが交互に生じて、レターデーションに分布を生じる。液晶表示装置に装填すると線状あるいは帯状にムラが見えるようになる。このような問題を発生させないためには、フィルムの剥離荷重をフィルム剥離幅1cmあたり0.25N以下にすることが好ましい。剥離荷重を小さくする方法としては、前述のように剥離剤を添加する方法と、使用する溶剤組成の選択による方法がある。
本発明の環状オレフィン系樹脂フィルムを延伸処理する場合は、剥離のすぐ後の未だフィルム中に溶剤が十分に残留している状態で行うことが好ましい。一般的な延伸の目的は、(1)しわや変形のない平面性に優れ、面内方向のレターデーションの均一なフィルムを得るため及び/又は、(2)フィルムの面内レターデーションを大きくするために行う。
環状オレフィン系樹脂フィルムは延伸後更に乾燥し、残留揮発分を2%以下にして巻き取るのが好ましい。巻き取る前にフィルムの両端にナーリングを施すことが好ましい。ナーリングの幅は3mm乃至50mm、より好ましくは5mm乃至30mm、高さは1乃至50μmであり、好ましくは2乃至20μm、より好ましくは3乃至10μmである。これは片押しであっても両押しであっても良い。
本発明の出来上がり(乾燥後)の環状オレフィン系樹脂フィルムの厚さは、5μm乃至500μmの範囲であり、30μm乃至150μmの範囲が好ましく、特に液晶表示装置用には40μm乃至110μmであることが好ましい。
フィルム厚さの調整は、所望の厚さになるように、ドープ中に含まれる固形分濃度、ダイの口金のスリット間隙、ダイからの押し出し圧力、金属支持体速度等を調節すればよい。以上のようにして得られた環状オレフィン系樹脂フィルムの幅は0.5μm乃至3mが好ましく、より好ましくは0.6μm乃至2.5m、さらに好ましくは0.8μm乃至2.2mである。長さは1ロールあたり100m乃至10000mで巻き取るのが好ましく、より好ましくは500m乃至7000mであり、さらに好ましくは1000m乃至6000mである。全幅のRe値のばらつきが±5nmであることが好ましく、±3nmであることが更に好ましい。また、Rth値のバラツキは±10nmが好ましく、±5nmであることが更に好ましい。また、長さ方向のRe値、及びRth値のバラツキも幅方向のバラツキの範囲内であることが好ましい。
本発明では、偏光子と保護フィルムとの接着性を改良するため、環状オレフィン系樹脂保護フィルムの表面を表面処理することが好ましい。表面処理については、接着性を改善できる限りいかなる方法を利用してもよいが、好ましい表面処理としては、例えばグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理及び火炎処理が挙げられる。ここでいうグロー放電処理とは、低圧ガス下でおこる、いわゆる低温プラズマのことである。本発明では大気圧下でのプラズマ処理も好ましい。その他、グロー放電処理の詳細については、米国特許第3462335号、米国特許第3761299号、米国特許第4072769号及び英国特許第891469号の各明細書に記載されている。放電雰囲気ガス組成を放電開始後にポリエステル支持体自身が放電処理を受けることにより容器内に発生する気体種のみにした特表昭59−556430号公報に記載された方法も用いられる。また真空グロー放電処理する際に、フィルムの表面温度を80℃以上180℃以下にして放電処理を行う特公昭60−16614号公報に記載された方法も適用できる。
なぜなら、火炎処理による表面処理の効果は活性な酸素を含むプラズマによってもたらされると考えられるからであり、火炎の重要な性質であるプラズマの活性(温度)と酸素がどれだけ多くあるかがポイントである。このポイントの支配因子はガス/酸素比であり、過不足なく反応する場合にエネルギー密度が最も高くなりプラズマの活性が高くなる。具体的には、天然ガス/空気の好ましい混合比は容積比で1/6乃至1/10、好ましくは1/7乃至1/9である。また、液化プロパンガス/空気の場合は1/14乃至1/22、好ましくは1/16乃至1/19、都市ガス/空気の場合は1/2乃至1/8、好ましくは1/3乃至1/7である。また、火炎処理量は1乃至50Kcal/m2、より好ましくは3乃至20Kcal/m2の範囲で行うとよい。またバーナーの内炎の先端とフィルムの距離は3乃至7cm、より好ましくは4乃至6cmにするとよい。バーナーのノズル形状は、フリンバーナー社(米国)のリボン式、ワイズ社(米国)の多穴式、エアロジェン社(英国)のリボン式、春日電機(日本)の千鳥型多穴式、小池酸素(日本)の千鳥型多穴式が好ましい。火炎処理にフィルムを支えるバックアップロールは中空型ロールであり、冷却水を通して水冷し、常に20乃至50℃の一定温度で処理するのがよい。
本発明の偏光板に用いる第1および第2の保護フィルムは、透湿度の異なる環状オレフィン系樹脂フィルムであることが好ましい。第1および第2の保護フィルムの透湿度の差を実現する手段としては、第1および第2の保護フィルムに異なる樹脂を用いる方法と環状オレフィン系樹脂に添加される添加剤の種類及び/または量によってもたらされる方法が好ましく用いられ、特に第1および第2の保護フィルムに異なる樹脂を用いる方法が好ましく用いられる。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に則り、各試料の透湿量を測定し、面積1m2あたり24時間で蒸発する水分量(g)として算出する。保護フィルムの透湿度は様々な方法により調節可能である。
本発明の偏光板に用いる第1の保護フィルムの40℃90%での24時間あたりの透湿量は0.1〜200g/m2/dayであり、好ましくは1乃至150g/m2/dayであり、より好ましくは5乃至100g/m2/dayである。
本発明の偏光板は、「第1の保護フィルムの透湿度<第2の保護フィルムの透湿度」の関係を満たす。
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。Reは自動複屈折計例えばKOBRA21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rthは前記Re、面内の遅相軸(自動複屈折計例えばKOBRA21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値を基に自動複屈折計例えばKOBRA21ADHが算出する。ここで平均屈折率の仮定値はポリマーハンドブック(JOHNWILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、自動複屈折計例えばKOBRA21ADHはnx、ny、nzを算出する。本明細書においては特にことわらない限り測定波長は590nmとする。
また、TN用としてはReは0乃至50のものが好ましく、2乃至30のものがさらに好ましい。Rthは10乃至200のものが好ましく30乃至150のものがさらに好ましい。
OCB用モード及びTN用モードでは前記レターデーション値を有する液晶セル側保護フィルム上に光学異方性層を塗布して光学補償フィルムとして使用できる。
本発明の第2の保護フィルムは面内のレターデーションReおよび膜厚方向のレターデーションRthはともに湿度による変化が小さいことが好ましい。具体的には、25℃10%RHにおけるRe(590)値と25℃80%RHにおけるRe(590)値の差ΔRe(Re10%RH−Re80%RH)の絶対値が5nm以下であり、25℃10%RHにおけるRth(590)値と25℃80%RHにおけるRth(590)値の差ΔRth(Rth10%RH−Rth80%RH)の絶対値が5nm以下であることが好ましい。より好ましくは3nm以下であり、さらに好ましくは2nm以下である。ここで、Re(λ)は波長λnmにおける面内のレターデーション(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(単位:nm)である。
次に、本発明の偏光板の製造工程について説明する。
本発明における偏光板の製造工程は、偏光子膨潤工程、偏光子染色工程、偏光子硬膜工程、偏光子延伸工程、偏光子乾燥工程、保護フィルム貼り合わせ工程、貼り合わせ後乾燥工程から構成されることが好ましい。染色工程、硬膜工程、延伸工程の順序を任意に変えること、また、いくつかの工程を組み合わせて同時に行っても構わない。また、特許第3331615号に記載されているように、硬膜工程の後に水洗することも好ましく行うことができる。
また、膨潤工程の温度、時間は、任意に定めることができるが、10℃以上60℃以下、5秒以上2000秒以下が好ましい。
また、特許第3145747号に記載されているように、染色液にホウ酸、ホウ砂等のホウ素系化合物を添加しても良い。
硬膜工程に用いる架橋剤としてホウ酸を用いる場合には、ホウ酸−ヨウ化カリウム水溶液に金属イオンを添加しても良い。金属イオンとしては塩化亜鉛が好ましいが、特開2000−35512に記載されているように、塩化亜鉛の変わりに、ヨウ化亜鉛などのハロゲン化亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛などの亜鉛塩を用いることもできる。
(1)透過率および偏光度
本発明の偏光板の好ましい単板透過率は42.5%以上49.5%以下であるが、さらに好ましくは42.8%以上49.0%以下である。下記数式3で定義される偏光度の好ましい範囲は99.900%以上99.999%以下であり、さらに好ましくは99.940%以上99.995%以下である。平行透過率の好ましい範囲は36%以上42%以下であり、直交透過率の好ましい範囲は、0.001%以上0.05%以下である。下記数式4で定義される二色性比の好ましい範囲は48以上1215以下であるが、さらに好ましくは53以上525以下である。
y(λ):XYZ系における等色関数。
τ(λ):分光透過率。
本発明の偏光板の色相は、CIE均等知覚空間として推奨されているL*a*b*表色系における明度指数L*およびクロマティクネス指数a*とb*を用いて好ましく評価される。L*、a*、b*は、下記数式5〜7で定義される。
偏光板をクロスニコルに配置して波長550nmの光を入射させる場合の、垂直光を入射させた場合と、偏光軸に対して45度の方位から法線に対し40度の角度で入射させた場合の、透過率比やxy色度差を特開2001−166135号や特開2001−166137号に記載された範囲とすることも好ましい。また、特開平10−068817号に記載されているように、クロスニコル配置した偏光板積層体の垂直方向の光透過率(T0)と、積層体の法線から60°傾斜方向の光透過率(T60)との比(T60/T0)を10000以下としたり、特開2002-139625号に記載されているように、偏光板に法線から仰角80度までの任意な角度で自然光を入射させた場合に、その透過スペクトルの520乃至640nmの波長範囲において波長域20nm以内における透過光の透過率差を6%以下としたり、特開平08−248201号に記載されている、フィルム上の任意の1cm離れた場所における透過光の輝度差が30%以内とすることも好ましい。
(4−1)湿熱耐久性
特開2001−116922号に記載されているように60℃、90%RHの雰囲気に500時間放置した場合のその前後における光透過率及び偏光度の変化率が絶対値に基づいて3%以下であることが好ましい。特に、光透過率の変化率は2%以下、また、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1.0%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。また、特開平07−077608号に記載されているように80℃、90%RH、500時間放置後の偏光度が95%以上、単体透過率が38%以上であることも好ましい。
80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率及び偏光度の変化率も絶対値に基づいて3%以下であることが好ましい。特に、光透過率の変化率は2%以下、また、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1.0%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
さらに、特開平06−167611号に記載されているように80℃で2時間放置した後の収縮率を0.5%以下としたり、ガラス板の両面にクロスニコル配置した偏光板積層体を69℃の雰囲気中で750時間放置した後のx値及びy値を特開平10−068818号に記載されている範囲内としたり、80℃、90%RHの雰囲気中で200時間放置処理後のラマン分光法による105cm-1及び157cm-1のスペクトル強度比の変化を、特開平08−094834号や特開平09−197127号公報に記載された範囲とすることも好ましく行うことができる。
PVAの配向度は高い程良好な偏光性能が得られるが、偏光ラマン散乱や偏光FT−IR等の手段によって算出されるオーダーパラメーター値として0.2乃至1.0が好ましい範囲である。また、特開昭59−133509号に記載されているように、偏光子の全非晶領域の高分子セグメントの配向係数と占領分子の配向係数(0.75以上)との差を少なくとも0.15としたり、特開平04−204907号公報に記載されているように偏光子の非晶領域の配向係数を0.65乃至0.85としたり、I3やI5の高次ヨウ素イオンの配向度を、オーダーパラメーター値として0.8乃至1.0とすることも好ましく行うことができる。
特開2002−006133号公報に記載されているように、80℃30分加熱したときの単位幅あたりの吸収軸方向の収縮力が4.0N/cm以下としたり、特開2002−236213号公報に記載されているように、偏光板を70℃の加熱条件下に120時間置いた場合に、偏光板の吸収軸方向の寸法変化率及び偏光軸方向の寸法変化率を、共に±0.6%以内としたり、偏光板の水分率を特開2002−090546号公報に記載されているように3重量%以下とすることも好ましく行うことができる。さらに、特開2000−249832号公報に記載されているように延伸軸に垂直な方向の表面粗さが中心線平均粗さに基づいて0.04μm以下としたり、特開平10−268294号公報に記載されているように透過軸方向の屈折率n0を1.6より大きくしたり、偏光板の厚みと保護フィルムの厚みの関係を特開平10−111411号公報に記載された範囲とすることも好ましく行うことができる。
本発明の偏光板は、LCDの視野角拡大フィルム、反射型LCDに適用するためのλ/4板、ディスプレイの視認性向上のための反射防止フィルム、輝度向上フィルムや、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層等の機能層を有する光学フィルムと複合した機能化偏光板として好ましく使用される。
(1)視野角拡大フィルム
本発明の偏光板は、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードに提案されている視野角拡大フィルムと組み合わせて使用することができる。
本発明の偏光板は、λ/4板と積層した円偏光板として使用することができる。円偏光板は入射した光を円偏光に変換する機能を有しており、反射型液晶表示装置やECBモードなどの半透過型液晶表示装置、あるいは有機EL素子等に好ましく利用されている。
本発明の偏光板は反射防止フィルムと組み合わせて使用することができる。反射防止フィルムは、フッ素系ポリマー等の低屈折率素材を単層付与しただけの反射率1.5%程度のフィルム、もしくは薄膜の多層干渉を利用した反射率1%以下のフィルムのいずれも使用できる。本発明では、透明支持体上に低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層(即ち、高屈折率層、中屈折率層)を積層した構成が好ましく使用される。また、日東技報, vol38,No.1,may,2000,26頁〜28頁や、特開2002−301783号公報などに記載された反射防止フィルムも好ましく使用できる。各層の屈折率は以下の関係を満足する。
低屈折率層の膜厚は、30乃至200nmであることが好ましく、50乃至150nmであることがさらに好ましく、60乃至120nmであることが最も好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50乃至1.70であることが好ましい。
本発明の偏光板は、輝度向上フィルムと組み合わせて使用することができる。輝度向上フィルムは、円偏光もしくは直線偏光の分離機能を有しており、偏光板とバックライトの間に配置され、一方の円偏光もしくは直線偏光をバックライト側に後方反射もしくは後方散乱する。バックライト部からの再反射光は、部分的に偏光状態を変化させ、輝度向上フィルムおよび偏光板に再入射する際、部分的に透過するため、この過程を繰り返すことにより光利用率が向上し、正面輝度が1.4倍程度に向上する。輝度向上フィルムとしては異方性反射方式および異方性散乱方式が知られており、いずれも本発明の偏光板と組み合わせることができる。
本発明の偏光板は、さらに、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層、ガスバリア層、滑り層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けた機能性光学フィルムと組み合わせて使用することも好ましい。また、これらの機能層は相互に、また前述の反射防止層や光学異方性層等と同一層内で複合して使用することも好ましい。
本発明の偏光板は、耐擦傷性等の力学的強度を付与するため、ハードコート層を、透明支持体の表面に設けた機能性光学フィルムと組み合わせることが好ましく行われる。ハードコート層を、前述の反射防止フィルムに適用して用いる場合は、特に、透明支持体と高屈折率層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層の膜厚は、0.2乃至100μmであることが好ましい。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。又、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
前方散乱層は、本発明の偏光板を液晶表示装置に適用した際の、上下左右方向の視野角特性(色相と輝度分布)改良するために使用される。本発明では、屈折率の異なる微粒子をバインダー分散した構成が好ましく、例えば、前方散乱係数を特定化した特開平11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等の構成を使用することができる。また、本発明の偏光板をヘイズの視野角特性を制御するため、住友化学の技術レポート「光機能性フィルム」31頁〜39頁に記載された「ルミスティ」と組み合わせて使用することも好ましく行うことができる。
アンチグレア(防眩)層は、反射光を散乱させ映り込みを防止するために使用される。アンチグレア機能は、液晶表示装置の最表面(表示側)に凹凸を形成することにより得られる。アンチグレア機能を有する光学フィルムのヘイズは、3乃至30%であることが好ましく、5乃至20%であることがさらに好ましく、7乃至20%であることが最も好ましい。
次に本発明の偏光板が使用される液晶表示装置について説明する。図2は、本発明の偏光板が使用される液晶表示装置の一例である。
なお、ツイスト角は、ノートパソコンやパソコンモニタ、テレビ用の液晶表示装置の場合は90°近傍(85から95°)に、携帯電話などの反射型表示装置として使用する場合は0から70°に設定する。またIPSモードやECBモードでは、ツイスト角が0°となる。IPSモードでは電極が下側基板18のみに配置され、基板面に平行な電界が印加される。また、OCBモードでは、ツイスト角がなく、チルト角を大きくされ、VAモードでは液晶分子17が上下基板に垂直に配向する。
上側偏光板11の吸収軸12と下側偏光板22の吸収軸23の交差角は一般に概略直交に積層することで高コントラストが得られる。液晶セルの上側偏光板11の吸収軸12と上側基板15のラビング方向の交差角は液晶表示モードによってことなるが、TN、IPSモードでは一般に平行か垂直に設定する。OCB、ECBモードでは45°に設定することが多い。ただし、表示色の色調や視野角の調整のために各表示モードで最適値が異なり、この範囲に限定されるわけではない。
<環状オレフィン系重合体P−1の合成>
精製トルエン180質量部と5−ノルボルネン−2−酢酸アリル(NB−CH2−O−C(O)−CH3:NBはノルボルネン)60質量部を反応釜に投入した。次いでジクロロメタン20質量部中に溶解した酢酸パラジウム(II)0.005質量部、トリシクロヘキシルホスホニウム(テトラキスペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩0.05質量部を反応釜に投入した。90℃で攪拌しながら18時間反応させた。反応終了後、精製トルエン1000質量部を加え、重合体溶液を希釈した後、過剰のエタノール中に投入し、白色の重合物沈殿を得た。沈殿を精製し得られた重合体を真空乾燥で80℃24時間乾燥した。
<環状オレフィン系共重合体P−2の合成>
精製トルエン75質量部、5−ノルボルネン−2−酢酸アリル(NB−CH2−O−C(O)−CH3:NBはノルボルネン)60質量部及びブチルノルボルネン12質量部を反応釜に投入した。次いでジクロロメタン20質量部中に溶解した酢酸パラジウム(II)0.002質量部、トリシクロヘキシルホスホニウム(テトラキスペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩0.15質量部を反応釜に投入した。90℃で攪拌しながら18時間反応させた。反応終了後、精製トルエン1200質量部を加え、重合体溶液を希釈した後、過剰のエタノール中に投入し、白色の重合物沈殿を得た。沈殿を精製し得られた共重合体を真空乾燥で80℃24時間乾燥した。
<環状オレフィン系共重合体P−3の合成>
精製トルエン75質量部、5−ノルボルネン−2−カルボン酸ブチルエステル(NB−C(O)−O−Bu:NBはノルボルネン)20質量部、5−ノルボルネン−2−酢酸アリル(NB−CH2−O−C(O)−CH3:NBはノルボルネン)18質量部及びブチルノルボルネン12質量部を反応釜に投入した。次いでジクロロメタン12質量部中に溶解した酢酸パラジウム(II)0.005質量部、トリシクロヘキシルホスフィン0.006質量部及びジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート0.035質量部を反応釜に投入した。90℃で攪拌しながら18時間反応させた。反応終了後、過剰のエタノール中に投入し、白色の重合物沈殿を得た。沈殿を精製し得られた共重合体を真空乾燥で65℃24時間乾燥した。
<環状オレフィン系重合体P−4の合成>
精製トルエン180質量部と5−ノルボルネン−2−アセテート(NB−O−C(O)−CH3:NBはノルボルネン)180質量部を反応釜に投入した。次いで精製トルエン10質量部中に溶解したパラジウム(II)アセチルアセトネート0.005質量部、トリシクロヘキシルホスフィン0.005質量部とジクロロメタン15質量部中に溶解したテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩0.02質量部を反応釜に投入した。80℃で攪拌しながら17時間反応させた。反応終了後、過剰のエタノール中に投入し、白色の重合物沈殿を得た。沈殿を精製し得られた重合体を真空乾燥で80℃24時間乾燥した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解した後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過し、製膜用環状オレフィン系樹脂溶液(D−1)を調製した。
P−1 100質量部
ジクロロメタン 276質量部
メタノール 24質量部
IRGANOX1010
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 0.3質量部
平均一次粒径16nmのシリカ粒子
(aerosil R972 日本アエロジル(株)製) 2質量部
ジクロロメタン 73質量部
メタノール 10質量部
環状オレフィン系樹脂溶液(D−1) 10質量部
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解した後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過し、製膜用環状オレフィン系樹脂溶液(D−2)を調製した。
P−1 150質量部
ARUFON UH−2041(東亜合成製) 13.5質量部
ARUFON UH−2180(東亜合成製) 31.5質量部
ジクロロメタン 420質量部
メタノール 40質量部
IRGANOX1010
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 0.45質量部
製膜例1におけるP−1の代わりに、P−2を使用した以外は同様にして環状オレフィン系樹脂フィルムF−3を得た。F−3の膜厚は72μmとなる様に設定した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解した後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過し、製膜用環状オレフィン系樹脂溶液(D−4)を調製した。
P−3 100質量部
ジクロロメタン 300質量部
IRGANOX1010
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 0.3質量部
平均一次粒径16nmのシリカ粒子
(aerosil R972 日本アエロジル(株)製) 2質量部
ジクロロメタン 83質量部
環状オレフィン系樹脂溶液(D−4) 10質量部
製膜例1におけるP−1の代わりに、P−4を使用した以外は同様にして環状オレフィン系樹脂フィルムF−5を得た。F−5の膜厚は57μmとなる様に設定した。
[製膜例6]
下記環状オレフィン系樹脂溶液(D−6)をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解した後、平均孔径34μmのろ紙及び平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した。
アートンG(JSR(株)製) 150質量部
ジクロロメタン 600質量部
1次平均粒径16nmのシリカ粒子
(aerosil R972 日本アエロジル(株)製) 2質量部
ジクロロメタン 80質量部
環状オレフィン系樹脂溶液(D−6) 10質量部
上述のドープをバンド流延機を用いて流延した。残留溶剤量が約22質量%でバンドから剥ぎ取ったフィルムを、テンターを用いて2%の延伸率で幅方向に延伸して、フィルムに皺が入らないように保持しながら、熱風を当てて乾燥した。その後テンター搬送からロール搬送に移行し、更に120℃から140℃で乾燥し、オレフィン系樹脂フィルムF−6を得た。フィルムF−6の膜厚は70μmであった。
下記セルロースアセテート溶液(D−7)をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解した後、平均孔径34μmのろ紙及び平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した。
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート 3.9質量部
ジクロロメタン 300質量部
メタノール 54質量部
ブタノール 11質量部
下記レターデーション上昇剤A 16質量部
ジクロロメタン 80質量部
メタノール 20質量部
上述のドープをバンド流延機を用いて流延した。残留溶剤量が約15質量%でバンドから剥ぎ取ったフィルムを、130℃の条件でテンターを用いて33%の延伸率で幅方向に延伸し、フィルムに皺が入らないように保持しながら、熱風を当てて乾燥した。その後テンター搬送からロール搬送に移行し、更に120℃から140℃で乾燥し、セルロースアセテートフィルムF−7を得た。フィルムF−7の膜厚は80μmであった。
<偏光板(1)の作製>
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光子を作製した。
製膜例1で作製した環状オレフィン系樹脂フィルム(F−1)にグロー放電処理(周波数3000Hz、4200Vの高周波数電圧を上下電極間に引加、20秒処理)を行い、その後ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の片側に貼り付けた。更に市販の環状オレフィン系樹脂フィルムである膜厚100μmのゼオノアフィルムZF14((株)オプテス製)(F−8)にグロー放電処理(周波数3000Hz、4200Vの高周波数電圧を上下電極間に引加、20秒処理)を行い、その後ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の反対側に貼り付け、70℃で10分以上乾燥し、偏光板(1)を作製した。
偏光膜の透過軸と環状オレフィン系樹脂フィルム(F−1)の遅相軸とが平行になるように配置した。偏光膜の透過軸とゼオノアフィルムZF14(F−8)の遅相軸とは直交するように配置した。
<偏光板(2)〜(11)の作製>
実施例1の偏光板(1)と同様にして表2に示すフィルムの組み合わせで偏光板(2)〜(11)を作製した。F−7およびF−9には、実施例1のグロー放電処理の代わりにケン化処理を施して偏光板を作製した。
また実施例で使用するフィルムの波長590nmにおけるReとRthの湿度依存性をKOBRA21ADH(王子計測機器(株)製)を用いて測定した。更に40℃90%RHでの24時間あたりの透湿量を測定した。結果を以下に示す。
〔偏光板の耐久性〕
このようにして作製した偏光板を第2の保護フィルムがガラス側になるようにガラス板に貼り付けたものを2組用意し、60℃90%RHで1000時間経時させた前後において、島津UV3100分光光度計で平行透過率及び直交透過率を測定し、前記数式3により偏光度を算出した。
◎ 偏光度変化量 0%以下、−0.3%より大
○ 偏光度変化量 −0.3%以下、−0.5%より大
△ 偏光度変化量 −0.5%以下、−1.0%より大
× 偏光度変化量 −1.0%以下、−2.0%より大
×× 偏光度変化量 −2.0%以下
〔VA液晶表示装置の作製と評価〕
得られた偏光板を、BenQ社製37型液晶表示装置VH3743のあらかじめ貼合されていた高分子フィルムおよび偏光板を剥がし、代わりに実施例で作製した偏光板を貼合した。偏光板の吸収軸はあらかじめ貼合されていた偏光板の吸収軸と同一方向になる様に貼合した。液晶表示装置の上側偏光板および下側偏光板に実施例2で作製した偏光板(2)を第2の保護フィルムである環状オレフィン系樹脂フィルム(F−2)が液晶セル側となり、第1の保護フィルムであるゼオノアフィルムZF14(F−8)が空気界面側となるように、粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側にそれぞれ貼り付けた。これを液晶表示装置Aとする。
実施例4と同様に、液晶表示装置の上側偏光板に実施例2で作製した偏光板(11)を、下側偏光板に実施例1で作製した偏光板(1)を第2の保護フィルムである環状オレフィン系樹脂フィルム(F−1)が液晶セル側となり、第1の保護フィルムであるゼオノアフィルムZF14(F−8)が空気界面側となるように、粘着剤を介して、観察者側およびバックライト側にそれぞれ貼り付けた。偏光板の吸収軸はあらかじめ貼合されていた偏光板の吸収軸と同一方向になる様に貼合した。これを液晶表示装置Bとする。
耐久性は、EZ contrast 160D(ELDIM社製)を用いて斜め45度からの光漏れの変化と色味の変化を測定することによって行った。結果を表4に示した。
◎◎:光漏れも色味も変化しない。
◎ :光漏れは変化しないが、色味は若干の変化が見られる。
× :光漏れがより多くなり、色味も変化している。
本発明の液晶表示装置は高湿および低湿下において連続点灯しても光漏れが小さく、優れた表示品位を有することがわかる。
2 偏光子
3 機能性光学フィルム
4 粘着層
11 上偏光板
12 上偏光板吸収軸
13 上光学異方性層
14 上光学異方性層配向制御方向
15 液晶セル上電極基板
16 上基板配向制御方向
17 液晶層
18 液晶セル下電極基板
19 下基板配向制御方向
20 下光学異方性層
21 下光学異方性層配向制御方向
22 下偏光板
23 下偏光板吸収軸
Claims (8)
- 第1の保護フィルム、偏光子、第2の保護フィルムがこの順に積層してなる偏光板であって、
前記第1の保護フィルムは、環状オレフィン系樹脂を含有し、平均厚さが5〜500μm、40℃90%RHでの透湿度が0.1〜200g/m2/dayであり、
前記第2の保護フィルムは、液晶セル側保護フィルムであって、環状オレフィン系樹脂を含有し、平均厚さが5〜500μm、40℃90%RHでの透湿度が200〜700g/m2/dayであり、かつ、前記第1の保護フィルムの透湿度が前記第2の保護フィルムの透湿度よりも小さい偏光板。 - 前記第1の保護フィルムと前記第2の保護フィルムとの40℃90%RHでの透湿度の差が100〜800g/m2/dayであり、前記第1の保護フィルム及び前記第2の保護フィルムの厚みが40μm乃至110μmである請求項1記載の偏光板。
- 第2の保護フィルムが、下記一般式(1)で表される極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの少なくとも1種を用いて得られる(共)重合体を含有する請求項1または2に記載の偏光板。
- 前記一般式(1)で表される極性基を持つ環状オレフィン系モノマーの少なくとも1種を用いて得られる(共)重合体が付加(共)重合体である請求項3に記載の偏光板。
- 前記第2の保護フィルムの25℃10%RHにおけるRe(590)値と25℃80%RHにおけるRe(590)値の差ΔRe(Re10%RH−Re80%RH)の絶対値が5nm以下であり、25℃10%RHにおけるRth(590)値と25℃80%RHにおけるRth(590)値の差ΔRth(Rth10%RH−Rth80%RH)の絶対値が5nm以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の偏光板。
ここで、Re(λ)は波長λnmにおける面内のレターデーション(単位:nm)、Rth(λ)は波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(単位:nm)である。 - 前記第1および前記第2の保護フィルムが、各々異なる種類の環状オレフィン系樹脂を用いた環状オレフィン系樹脂フィルムであって、第1および第2の保護フィルムの透湿度の差が、前記環状オレフィン系樹脂の種類が異なることによってもたらされている請求項1〜5のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記第2の保護フィルムの上に粘着層を設けた請求項1〜6のいずれか一項に記載の偏光板。
- 液晶セルおよびその両側に配置された2枚の偏光板からなり、少なくとも1枚の偏光板が請求項1〜7のいずれか一項に記載の偏光板である液晶表示装置。
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