JP5402925B2 - 偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
しかしながらこれらの方法では、耐熱性は改良するもののフィルムの脆性が著しく劣化し、この脆性の劣化がパネルの変形を助長し、結局位相差変化を抑制することができず、視野角の変動、色味の変化の問題は解決されなかった。
本発明に用いられるアクリル樹脂には、メタクリル樹脂も含まれる。樹脂としては特に制限されるものではないが、メチルメタクリレート単位50〜99質量%、およびこれと共重合可能な他の単量体単位1〜50質量%からなるものが好ましい。
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=2,800,000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
本発明のセルロースエステル樹脂(B)は、特に脆性の改善やアクリル樹脂(A)と混合された場合の透明性の観点から、アシル基の総置換度(T)が2.0〜3.0、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3.0であり、炭素数3〜7のアシル基の置換度は、2.0〜3.0であることが好ましい。即ち、本発明のセルロースエステル樹脂は炭素数が3〜7のアシル基により置換されたセルロースエステル樹脂であり、具体的には、プロピオニル、ブチリル等が好ましく用いられるが、特にプロピオニル基が好ましく用いられる。
本発明においては、アクリル樹脂含有フィルムにアクリル微粒子を含有することが好ましい。
本発明のアクリル樹脂含有フィルムにおいては、組成物の流動性や柔軟性を向上するために、可塑剤を併用することも可能である。可塑剤としては、フタル酸エステル系、脂肪酸エステル系、トリメリット酸エステル系、リン酸エステル系、ポリエステル系、あるいはエポキシ系等が挙げられる。
a1:熱処理前の距離
a2:熱処理後の距離
本発明におけるアクリル樹脂含有フィルムは、寸法変化率(%)が0.5%未満であれば、十分な低吸湿性を示すアクリル樹脂含有フィルムであると評価できる。更に、0.3%未満であることが好ましい。
アクリル樹脂含有フィルムの製膜方法の例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明のアクリル樹脂含有フィルムを溶液流延法で製造する場合のドープを形成するのに有用な有機溶媒は、アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂、その他の添加剤を同時に溶解するものであれば制限なく用いることが出来る。
アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂に対する良溶媒を主とする有機溶に、溶解釜中で該アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂、場合によってアクリル微粒子、その他の添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程、或いは該アクリル樹脂、セルロースエステル樹脂溶液に、場合によってアクリル微粒子溶液、その他の添加剤溶液を混合して主溶解液であるドープを形成する工程である。
ドープを送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイ30に送液し、無限に移送する無端の金属ベルト31、例えばステンレスベルト、或いは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープを流延する工程である。
ウェブ(流延用支持体上にドープを流延し、形成されたドープ膜をウェブと呼ぶ)を流延用支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる工程である。
金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。
尚、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、115℃で1時間の加熱処理を行うことを表す。
剥離後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置35、及び/またはクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター延伸装置34を用いて、ウェブを乾燥する。
・幅手方向に延伸−幅手方向に延伸−流延方向に延伸−流延方向に延伸
また、同時2軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方を張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。同時2軸延伸の好ましい延伸倍率は幅手方向、長手方向ともに×1.01倍〜×1.5倍の範囲でとることができる。
ウェブ中の残留溶媒量が2質量%以下となってからアクリル樹脂含有フィルムとして巻き取り機37により巻き取る工程であり、残留溶媒量を0.4質量%以下にすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることが出来る。
本発明において「透湿度」とは、塩化カルシウムを入れたカップを各々のフィルム試料を用いて蓋をし、且つ密閉したものを、40℃・相対湿度90%の条件で24時間放置した際の調湿前後の質量変化(g/(m2・day))から評価した値である。
本発明に用いられる偏光板は一般的な方法で作製することが出来る。本発明に用いるアクリル樹脂含有フィルムの裏面側に粘着層を設け、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光子の少なくとも一方の面に、貼り合わせることが好ましい。
本発明に用いるアクリル樹脂含有フィルムを貼合した偏光板を液晶表示装置に組み込むことによって、種々の視認性に優れた液晶表示装置を作製することが出来る。本発明に係る偏光板は、前記粘着層等を介して液晶セルに貼合する。
以下のアクリル樹脂A1−A5を公知の方法によって作製した。
A2:ポリ(MMA−MA)質量比97:3 Mw800000
A3:ポリ(MMA−MA)質量比97:3 Mw930000
A4:ポリ(MMA−MA)質量比94:6 Mw1100000
MMA;メチルメタクリレート
MA;メチルアクリレート
(A5の合成)
先ず、メチルメタクリレート/アクリルアミド共重合体系懸濁剤を、次の様にして作製した。
メチルメタクリレート 20質量部
アクリルアミド 80質量部
過硫酸カリウム 0.3質量部
イオン交換水 1500質量部
上記を反応器中に仕込み、反応器中を窒素ガスで置換しながら、単量体が完全に重合体に転化するまで、70℃に保ち反応を進行させた。得られた水溶液を懸濁剤とした。容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、上記懸濁剤0.05質量部をイオン交換水165質量部に溶解した溶液を供給し、系内を窒素ガスで置換しながら400rpmで撹拌した。
メタクリル酸 27質量部
メチルメタクリレート 73質量部
t−ドデシルメルカプタン 1.2質量部
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル 0.4質量部
添加後、70℃まで昇温し、内温が70℃に達した時点を重合開始時点として、180分間保ち、重合を進行させた。
(ドープ液組成)
アクリル樹脂:BR85 70質量部
CAP482−20(アシル基総置換度2.75、アセチル基置換度0.19、プロピオニル基置換度2.56、Mw=200000、イーストマンケミカル社製) 30質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
上記組成物を、加熱しながら十分に溶解し、ドープ液を作製した。
上記作製したドープ液を、ベルト流延装置を用い、温度22℃、2m幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が100%になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力162N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。
紫外線吸収剤
チヌビン109(チバ・ジャパン(株)製) 1.5質量部
チヌビン171(チバ・ジャパン(株)製) 0.7質量部
LA−31(ADEKA(株)製) 1.5質量部
また、表1、表2のセルロースエステル樹脂において、セルロースエステル樹脂のアシル基は、acはアセチル基、pはプロピオニル基、bはブチリル基、bzはベンゾイル基、phはフタリル基を表す。
略 号 分子量 組 成
BR52 85000 MS
BR80 95000 MMA
BR83 40000 MMA
BR85 280000 MMA
BR88 480000 MMA
80N 100000 MMA
略号は以下の通り、
MS:メチルメタクリレート・スチレン共重合体
MMA:メチルメタクリレート
BRシリーズと80Nは、それぞれ、デルペット80N(旭化成ケミカルズ社製)、ダイヤナールBR52、BR80、BR83、BR85、BR88、BR102(三菱レイヨン社製)である。
内容積60リットルの還流冷却器付反応器に、イオン交換水38.2リットル、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム111.6gを投入し、250rpmの回転数で攪拌しながら、窒素雰囲気下75℃に昇温し、酸素の影響が事実上無い状態にした。APS0.36gを投入し、5分間攪拌後にMMA1657g、BA21.6g、およびALMA1.68gからなる単量体混合物を一括添加し、発熱ピークの検出後さらに20分間保持して最内硬質層の重合を完結させた。
BA;n−ブチルアクリレート
ALMA;アリルメタクリレート
PEGDA;ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量200)
n−OM;n−オクチルメルカプタン
APS;過硫酸アンモニウム
〈アクリル樹脂含有フィルム25−1の作製〉
(ドープ液組成)
ダイヤナールBR80(三菱レイヨン(株)製) 66.5質量部
セルロースエステル(セルロースアセテートプロピオネート アシル基総置換度2.75、アセチル基置換度0.19、プロピオニル基置換度2.56、Mw=100000) 28.5質量部
上記調製したアクリル粒子(C1) 5質量部
メチレンクロライド 300質量部
エタノール 40質量部
上記組成物を、加熱しながら十分に溶解し、ドープ液を作製した。
チヌビン171(チバ・ジャパン(株)製) 0.7質量部
またアクリル樹脂含有フィルム25−4は、アクリル粒子C1の替わりにC2としてメタブレンW−341(三菱レイヨン社製)を、アクリル樹脂含有フィルム25−5は単層構造であるMR−2G(綜研化学社製)をC3として用いた。
得られたアクリル樹脂含有フィルム1〜34、25−1〜25−5及び、コニカミノルタタックKC4UY(以後4UYともいう)コニカミノルタオプト(株)製、並びに後述する脂環式オレフィン樹脂フィルム(表4記載のゼオノア)について以下の評価を実施し表4と表5に示す。
表1、表2および表3に示す各々のフィルム試料について、23℃、55%RHの空調室で24時間調湿した後、同条件下においてフィルム試料1枚をJIS K−7136に従って、ヘーズメーター(NDH2000型、日本電色工業(株)製)を使用して測定した結果を表4と表5に示した。
テンシロン試験機(ORIENTEC(株)製、RTC−1225A)を用いて、以下のような評価を行った。
23℃、55%RHの空調室で24時間調湿したアクリル樹脂含有フィルムを、同条件下、100mm(縦)×10mm(幅)で切り出し、縦方向の中央部で、曲率半径0mm、折り曲げ角が180°でフィルムがぴったりと重なるように山折り、谷折りと2つにそれぞれ1回ずつ折りまげ、この評価を3回測定して、以下のように評価した。尚、ここでの評価の折れるとは、割れて2つ以上のピースに分離したことを表す。
×・・・3回のうち少なくとも1回は折れる
(フィルムの透湿度)
[透湿度]
JIS Z−0208に従って、各フィルム試料について、40℃、90%RHでそれぞれ24時間調湿し、透湿試験装置にて、単位面積あたりの水分量を算出(g/m2)した。そして、透湿度を調湿後質量−調湿前質量により求めた。
表6、表7に示す各々のフィルム試料を偏光板保護フィルムとした偏光板を以下のようにして作製した。
ウレタン樹脂の水性エマルジョン
(大日本インキ化学工業(株)製ハイドランAP−20) 100質量部
多官能グリシジルエーテル
(大日本インキ化学工業(株)製CR−5L) 5質量部
貼り合わせにおいては、ローラーで偏光子と両面に各々1枚ずつの偏光板保護フィルムとの積層物の端から過剰の接着剤及び気泡を取り除き貼り合わせた。ローラーの圧力は20〜30N/cm2、スピードは約2m/分で貼合した。次いで、80℃の乾燥機中に前記貼り合わせた試料を7分間乾燥し、これを乾燥工程1として偏光板を作製した。また、80℃の乾燥時間を7分から14分に延長し、それ以外は同様にして、これを乾燥工程2として偏光板を作製した。
偏光板を打ち抜きし、切断面からの欠けを確認した。観察方法は15インチの液晶テレビの用いる大きさに断裁し、断裁した偏光板の4辺に関して、光学顕微鏡で50倍の倍率で観察を行った。
○:目視で切断面からの欠けが認められない。このとき、50倍の倍率で光学顕微鏡観察したとき偏光板の4辺の長さにおいて1mあたりの欠けた総距離が1mm未満の割合を満たす
△:目視で切断面からの欠けがわずかに見られる。このとき、50倍の倍率で光学顕微鏡観察したとき偏光板の4辺の長さにおいて1mあたりの欠けた総距離が1mm以上〜3mm未満の割合を満たす
×:目視で切断面からの欠けが著しく、50倍の倍率で光学顕微鏡観察したとき偏光板の4辺の長さにおいて1mあたりの欠けた総距離が3mm以上の割合を満たす
△と○は実用上問題のないレベルである。
偏光板は、上記偏光板工程で作製したのち、大きさが15インチ液晶テレビに一致する大きさに断裁し、15インチの液晶テレビに用いる偏光板と同じサイズの厚さ1mmのガラス側に、断裁した偏光板のT−2側が同ガラス側になるようにして20μmのアクリル粘着層を介して貼合し、これを23℃、55%RHで24時間調湿した。その後偏光板の中心部をガラスから剥がし、粘着層がついたままサイズ10mm×30mmに切り出し、カールフィッシャー水分計を用いて、150±1℃の加熱炉に粘着層付き偏光板を入れ、窒素ガス(200ml/分)を滴定セル溶液中にバブリングさせて測定を行い、乾燥工程1による偏光板の水分率下記判定を行った。
○:粘着層のついた偏光板の水分量が3%未満
△:粘着層のついた偏光板の水分量が3%以上〜5%未満
×:粘着層のついた偏光板自身の水分量が5%以上。
上記方法で作製した偏光板について先ず平行透過率と直交透過率を島津UV2200分光光度計で測定し、下記式にしたがって偏光度を算出した。その後各々の偏光板を60℃、90%の条件下で1000時間の強制劣化後、再度平行透過率と直交透過率を測定し、下記式に従って偏光度を算出した。偏光度変化量を下記式により求めた。
偏光度P=((H0−H90)/(H0+H90))0.5×100
偏光度変化量=P0−P1000
H0:平行透過率
H90:直交透過率
P0:強制劣化前の偏光度
P1000:強制劣化1000時間後の偏光度
可視域の波長を400nm〜700nmとして、可視域の偏光度変化量を各偏光板試料について求め、以下の基準で偏光度変化について評価した。
○:可視域すべての波長の偏光度変化量が3%未満
△:可視域で偏光度変化量が大きい部分が3%以上、8%未満であり、偏光板としての実用レベルを満たす。
×:可視域の一部またはすべての偏光度変化量が8%以上
△と○は実用上問題のないレベルである。
上記作製した偏光板を2枚使用して、本発明のアクリル樹脂含有フィルムの表示特性評価を行った。
以上のようにして作製した液晶表示装置A−1〜50を用いて下記の評価を行った。
打ち抜く前の偏光板を23℃、55%RHで24時間の環境で静置したフィルムを用いて液晶表示装置を上述のように作製し、ELDIM社製EZ−Contrast160Dを用いて液晶表示装置の視野角測定を行った。劣化試験前の偏光板を用いて作製した液晶表示装置におけるコントラストの測定方法は、液晶パネルの白表示と黒表示時のコントラストがパネル面に対する法線方向のランク付けを行った。
○:1000以上
△:500以上1000未満
×:500未満
△と○は実用上問題のないレベルである。
劣化試験前の偏光板を用いて作製した上記液晶表示装置を用いて、偏光板の断裁面がみえるように、カバーをはずし暗室下で、黒表示を行った。
○:液晶表示装置の画面は、偏光板を介した正面からどの部分をみても黒表示である
×:液晶表示装置の画面を正面から観察すると、偏光板の断裁面である周辺部分にひび状の光漏れがある。
実施例1で作製した偏光板について、以下の方法でT1面に用いるアクリル樹脂含有フィルムまたは比較のフィルムに予めハードコート層を設置し、そのフィルムを用いて、同様に偏光板を作製した。
上記アクリル樹脂含有フィルム1にコロナ放電処理(ピラー社製ソリッドステートコロナ処理機6KVAモデルを使用;20m/分、0.375kV・A・分/m2、処理時の放電周波数は9.6kHz、電極と誘電体ロールのギャップクリアランスは1.6mm。)を施した後に、下記のハードコート層用塗布液1を孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過してハードコート層塗布液を調製し、これをマイクログラビアコーターを用いて塗布し、90℃で乾燥の後、紫外線ランプを用い照射部の照度が100mW/cm2で、照射量を100mJ/cm2として塗布層を硬化させ、厚さ10μmのハードコート層1を形成しハードコートフィルムを作製した。
下記材料を攪拌、混合しハードコート層塗布液1とした。
アクリルモノマー;KAYARAD DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬製) 200質量部
イルガキュア184(チバ・ジャパン(株)製) 20質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 110質量部
酢酸エチル 110質量部
〈バックコート層組成物〉
UV3300B(日本合成化学(株)製末端アクリル変性ウレタンオリゴマー) 1質量部
C9H19−C6H4−(OCH2CH2)12OH 0.05質量部
トルエン/酢酸メチル(1/1) 95質量部
超微粒子シリカ (日本アエロジル(株)製アエロジル200V)
0.2質量部
これらのバックコート層組成物を、押し出しコーターを用いて7ml/m2になるように塗布し、搬送しつつ加熱ゾーンにて160℃で加熱乾燥した。
3、6、12、15 濾過器
4、13 ストックタンク
5、14 送液ポンプ
8、16 導管
10 紫外線吸収剤仕込釜
20 合流管
21 混合機
30 ダイ
31 金属支持体
32 ウェブ
33 剥離位置
34 テンター装置
35 ロール乾燥装置
41 粒子仕込釜
42 ストックタンク
43 ポンプ
44 濾過器
Claims (6)
- 重量平均分子量Mwが80000〜1000000であるアクリル樹脂(A)と、アシル基の総置換度(T)が2.00〜3.00、炭素数が3〜7のアシル基の置換度が1.2〜3.0で、重量平均分子量Mwが75000以上であるセルロースエステル樹脂(B)を95:5〜30:70の質量比で含有する組成物が、該アクリル樹脂(A)及び該セルロースエステル樹脂(B)に対する良溶媒を主とする溶媒を用いる溶液流延法により製膜されて、樹脂が相溶したアクリル樹脂含有フィルムを、少なくとも片面に用いることを特徴とする偏光板。
- 前記アクリル樹脂含有フィルムが紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の偏光板。
- 前記紫外線吸収剤の分子量が400以上であることを特徴とする請求項2に記載の偏光板。
- 前記アクリル樹脂含有フィルムが前記アクリル樹脂との屈折率差が0.05以下であるアクリル微粒子を該アクリル樹脂含有フィルムの総質量100%に対して、0.5〜45質量%含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の偏光板。
- 前記アクリル樹脂含有フィルムが、表示素子に対して偏光子よりも外側に少なくとも1枚配置されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の偏光板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板を使用したことを特徴とする液晶表示装置。
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