JP5369820B2 - 偏光子保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の偏光子保護フィルムは、熱可塑性樹脂及び弾性体粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物の層を有する単層又は多層のフィルムである。そして、前記熱可塑性樹脂組成物を、線圧150N/cm以上の押し付け圧力にて2本の金属製ロールで挟み込んだ状態で製膜してなるものである。
偏光子を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、たとえば、不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%、好ましくは98モル%以上である。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、たとえばアルデヒド類で変性されたポリビニルポリマール、ポリビニルアセタールなども使用し得る。また、偏光子を構成するポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、通常1000〜10000、好ましくは1500〜5000である。
延伸倍率は、通常3〜8倍である。
この水溶液におけるヨウ素の含有量は通常、水100重量部あたり0.01〜1重量部であり、ヨウ化カリウムの含有量は通常、水100重量部あたり0.5〜20重量部である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20〜40℃であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20〜1800秒である。
偏光子保護フィルムと偏光子との積層の際に用いる接着剤は、適宜選択されるが、活性エネルギー線硬化型接着剤であるのが好ましく、溶剤含有量が0〜2重量%と低いものがより好ましい。接着剤中の溶剤含有量はガスクロマトグラフィー等によって測定できる。
ニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどが挙げられる。
ハードコート層は、偏光子保護フィルムの表面硬度を高める機能を有する層であり、JIS K5600−5−4で示す鉛筆硬度試験(試験板はガラス板を用いる)で「H」以上の硬度を示すことが好ましい。このようなハードコート層が設けられた偏光子保護フィルムは、その鉛筆硬度が4H以上になることが好ましい。ハードコート層を形成する材料(ハードコート材料)としては、熱や光で硬化する材料であることが好ましく、例えば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタンアクリレート系などの有機ハードコート材料;二酸化ケイ素などの無機ハードコート材料;などを挙げることができる。これらの中でも、接着力が良好であり、生産性に優れる観点から、ウレタンアクリレート系および多官能アクリレート系ハードコート材料が好ましい。
反射防止層は、外光の移りこみを防止するための層であり、偏光子保護フィルムの表面(外部に露出する面)に直接またはハードコート層等の他の層を介して積層される。反射防止層が設けられた偏光子保護フィルムは、入射角5°、波長430nm〜700nmにおける反射率が2.0%以下であることが好ましく、波長550nmにおける反射率が1.0%以下であることが好ましい。
ば、紫外線硬化型アクリル樹脂等の樹脂材料、樹脂中にコロイダルシリカ等の無機微粒子を分散させたハイブリッド材料、テトラエトキシシラン等の金属アルコキシドを用いたゾル−ゲル材料等を挙げることができる。これらの低屈折率層を形成する材料は、重合済みのポリマーであってもよいし、前駆体となるモノマーやオリゴマーであってもよい。また、それぞれの材料は、防汚染性を付与するために、フッ素基を含有する化合物を含むことが好ましい。
防汚層は、撥水性、撥油性、耐汗性、および防汚性などを付与できる層である。防汚層を形成するために用いる材料としては、フッ素含有有機化合物が好適である。フッ素含有有機化合物としては、フルオロカーボン、パーフルオロシラン、又はこれらの高分子化合物などを挙げることができる。また、防汚層の形成方法は、形成する材料に応じて、蒸着、スパッタリング等の物理的気相成長法、化学的気相成長法、湿式コーティング法等を用いることができる。防汚層の平均厚さは、好ましくは1nm〜50nm、より好ましくは3nm〜35nmである。
液晶セル側偏光子保護フィルムを構成する樹脂としては、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、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロースエステル、脂環式オレフィンポリマーなどを挙げることができる。脂環式オレフィンポリマーとしては、特開平05−310845号公報又は米国特許第5179171号公報に記載されている環状オレフィンランダム多元共重合体、特開平05−97978号公報又は米国特許第5202388号公報に記載されている水素添加重合体、特開平11−124429号公報(国際公開99/20676号公報)に記載されている熱可塑性ジシクロペンタジエン開環重合体及びその水素添加物等を挙げることができる。
本発明の偏光板と液晶セルとを組み合わせることで、本発明の液晶表示装置を製造することができる。この液晶表示装置は、典型的には、光源と、入射側偏光板と、液晶セルと、出射側偏光板とがこの順に、配置されてなるものである。本発明の偏光板は、少なくとも当該装置の出射側に備えられるのがよい。なお、本発明の液晶表示装置には、さらに、位相差板、輝度向上フィルム、導光板、光拡散板、光拡散シート、集光シート、反射板などを備えていてもよい。
アクリル系樹脂として、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96%/4%の共重合体を用いた。
アクリル系弾性重合体粒子Aとして、内層が、アクリル酸ブチルを主成分とし、さらにスチレン及び少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた軟質の弾性体、外層が、メタクリル酸メチルに少量のアクリル酸エチルを用いて重合させた硬質の重合体からなる2層構造の弾性体粒子であって、弾性体の数平均粒径が75nmのものを用いた。
アクリル系弾性重合体粒子Bとして、最内層が、メタクリル酸メチルに少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた硬質の重合体、中間層が、アクリル酸ブチルを主成分とし、さらにスチレン及び少量のメタクリル酸アリルを用いて重合させた軟質の弾性体、最外層が、メタクリル酸メチルに少量のアクリル酸エチルを用いて重合させた硬質の重合体からなる3層構造の弾性体粒子であって、弾性体の数平均粒径が240nmのものを用いた。
厚さ75μmのポリビニルアルコール系樹脂フィルム(平均重合度:1700、ケン化度:99.9モル%以上)に延伸倍率5倍で一軸延伸を施し、緊張状態に保ったまま、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含む水溶液(ヨウ素:ヨウ化カリウム:水=0.05:5:100(重量比))に60秒間浸漬した。次にヨウ化カリウムおよびホウ酸を含む65℃の水溶液(ヨウ化カリウム:ホウ酸:水=2.5:7.5:100(重量比))に150秒浸漬した。25℃の純水で20秒水洗した後、50℃で乾燥してポリビニルアルコール系樹脂で形成された偏光子を得た。
(偏光子保護フィルムの作製)
アクリル系樹脂のペレットとアクリル系弾性重合体粒子A又はBとを、表1に示す割合でスーパーミキサーで混合し、二軸押出機で溶融混練して、アクリル系樹脂組成物ペレットとした。このアクリル系樹脂組成物のペレットを、65mmφ一軸押出機に投入し、設定温度275℃のT型ダイを介して押し出し、45℃に温度設定した鏡面を有する二本のポリシングロール(金属ロール)で、表1に示す押し付け圧力にて、フィルムの両面を挟み込んで冷却し、厚さ80μmの偏光子保護フィルムを得た。なお、偏光子保護フィルムの厚さは、(株)ニコン製のデジタル測長器“MH−15M”を用いて測定した。この偏光子保護フィルムの中心線平均粗さRaを次の方法で測定し、結果を表1に示した。
Sensofar社製の共焦点顕微鏡「PLμ2150」を用いて、偏光子保護フィルムの中心線平均粗さRaを測定した。サンプルの反りを防止するため、光学的に透明な粘着剤を用いてガラス基板に貼合してから、露出面(ガラス基板と反対側の面)を測定に供した。測定の際、対物レンズの倍率は50倍とした。当該測定データをもとに、JIS B 0601に準拠した計算により、中心線平均粗さRaを求めた。
偏光子保護フィルムのRa測定面に積算照射量5.0kJ/m2でコロナ放電処理を施した。コロナ放電処理後、偏光子の両面にエポキシ系接着剤を介して偏光子保護フィルムのコロナ放電処理面を貼り合わせ、積算光量1500mJ/cm2(実施例1、2)又は3000mJ/cm2(実施例3〜8)の紫外線を照射し偏光板を得た。この偏光板の接着性を次の方法で評価し、結果を表1に示した。
得られた偏光板を1時間常温で放置した後、偏光子と保護フィルムとの間にカッターの刃を入れ、刃を押し進めようとしたときの刃の入り方を以下の基準で評価した。
B:カッターの刃が偏光子と保護フィルムとの間に1〜3mm入る。
(偏光子保護フィルムの作製)
アクリル系樹脂のペレットとアクリル系弾性重合体粒子A又はBとを、表1に示す割合でスーパーミキサーで混合し、二軸押出機で溶融混練して、アクリル系樹脂組成物ペレットとした。このアクリル系樹脂組成物のペレットを、65mmφ一軸押出機に投入し、設定温度255℃のフィードブロック方式多層ダイスを介して、275℃のT型ダイを介して押し出し、45℃に温度設定した鏡面を有する一本のポリシングロール(金属ロール)に添わせ、多面は空気層に開放する方法で冷却し、厚さ80μmの偏光子保護フィルムを得た。この偏光子保護フィルムの中心線平均粗さRaを先と同様の方法で測定し、結果を表1に示した。
偏光子保護フィルムのRa測定面に積算照射量5.0kJ/m2でコロナ放電処理を表面に施した。コロナ放電処理後、偏光子の両面にエポキシ系接着剤を介して偏光子保護フィルムのコロナ放電処理面を貼り合わせ、積算光量3000mJ/cm2の紫外線を照射し偏光板を得た。この偏光板の接着性を先と同様の方法で評価し、結果を表1に示した。
Claims (7)
- アクリル系熱可塑性樹脂を55〜85重量部及び、数平均粒径が10〜300nmであるアクリル系弾性重合体を含む弾性体粒子を15〜45重量部の割合で含有するアクリル系熱可塑性樹脂組成物の層を有する単層又は多層の偏光子保護フィルムであって、
T型ダイを介して押し出される前記アクリル系熱可塑性樹脂組成物を、線圧150N/cm以上の押し付け圧力にて2本の金属製ロールで挟み込んだ状態で製膜してなり、全体の厚さが40μm以上80μm以下であることを特徴とする偏光子保護フィルム。 - 偏光子と積層される面の中心線平均粗さRaが、弾性体粒子中の弾性体の数平均粒径の3分の1以下である請求項1に記載の偏光子保護フィルム。
- 偏光子と積層される面の中心線平均粗さRaが、0.01〜0.05μmである請求項1又は2に記載の偏光子保護フィルム。
- 弾性体粒子が、アクリル系弾性重合体の外側にメタクリル酸アルキルを主体とする重合体の層を有する多層構造の粒子である請求項1〜3のいずれかに記載の偏光子保護フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の偏光子保護フィルムと偏光子とが接着剤により積層されてなる偏光板。
- 接着剤が活性エネルギー線硬化型接着剤である請求項5に記載の偏光板。
- 請求項5又は6に記載の偏光板と液晶セルとを備える液晶表示装置。
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