JP5447135B2 - 偏光板 - Google Patents
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Description
保護フィルム1は、平均アセチル基置換度が2.80〜2.95のセルロースエステルを含み、フィルム膜厚が20〜38μmであり、フタル酸、アジピン酸、少なくとも一種のベンゼンモノカルボン酸および少なくとも一種の炭素数2〜12のアルキレングリコールのいずれかを反応させて得られたエステル化合物を1〜35質量%含有し、かつフィルムのtanδが下記式(1)の条件を満たすセルロースエステルフィルムであり、
保護フィルム2は、平均アセチル基置換度が保護フィルム1に含まれるセルロースエステルよりも0.3〜0.9低く、炭素数3以上のアシル基置換度が0〜0.5であるセルロースエステルを含むセルロースエステルフィルムであることを特徴とする偏光板。
(ここで、tanδpeakとは、25℃〜210℃のtanδ値を測定した最大値、tanδ−40とは、tanδpeakを示した時の温度−40℃でのtanδの値をいう。膜厚とは、フィルムの厚さをμm単位で表したときの値をいう。)
2.前記保護フィルム1に含有されるセルロースアセテートの数平均分子量が125000〜155000であることを特徴とする前記1に記載の偏光板。
4.前記保護フィルム1がハードコート層を有していることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
(ここで、tanδpeakとは、25℃〜210℃のtanδ値を測定した最大値、tanδ−40とは、tanδpeakを示した時の温度−40℃でのtanδの値をいう。膜厚とは、フィルムの厚さをμm単位で表したときの値をいう。)
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、偏光子を挟持する保護フィルム1が平均アセチル基置換度2.80〜2.95のセルロースエステルを含有するセルロースエステルフィルム(TACフィルムと呼称)であり、保護フィルム2が保護フィルム1のセルロースエステルの平均アセチル基置換度より0.3〜0.9低く、炭素数3以上のアシル基置換度が0〜0.5であるセルロースエステルを含有するセルロースエステルフィルム(DACフィルムと呼称)である場合、TACフィルムとDACフィルムの引張応力の違いから、熱や湿度の影響によって偏光板自体に歪みが生じ、熱ジワ・輝度ムラが起こることを突き止めた。一般にDACフィルムの応力はTACフィルムの応力よりも高い。
保護フィルム1は、平均アセチル基置換度が2.80〜2.95の特定のセルロースエステルを含み、フィルム膜厚が20〜38μmであり、かつフィルムの粘弾性の指標であるtanδが前記式(1)の条件を満たすセルロースエステルフィルムであることを特徴とする。
本発明に係る保護フィルム1に用いるセルロースエステルは、アセチル基置換度が2.80〜2.95のセルロースアセテートである。アセチル基置換度は2.84〜2.94が好ましい。アセチル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96に準じて測定することができる。
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。
本発明に係る保護フィルム1はフィルムの粘弾性と膜厚の関係で、下記式(1)を満たすことを特徴としている。
(ここで、tanδpeakとは、25℃〜210℃のtanδ値を測定した最大値、tanδ−40とは、tanδpeakを示した時の温度−40℃でのtanδの値をいう。膜厚とは、フィルムの厚さをμm単位で表したときの値をいう。)
[tanδ−40/tanδpeak/√膜厚]の値が、0.0345未満の場合や、0.08を越えた時は寸法安定性が悪くなる。この値が高すぎても低すぎても寸法安定性に対し、バランスが良くないということが分かっている。
試料:幅5mm、長さ50mm(ギャップ20mmに設定)
測定条件:引張モード
測定温度:25〜210℃
昇温条件:5℃/min
周波数:1Hz
tanδの制御は、セルロースエステルの種類、後述するエステル化合物の種類、添加量、製膜条件、特に膜厚と延伸条件によって行うことができる。
本発明に係る保護フィルム1は、フタル酸、アジピン酸、少なくとも一種のベンゼンモノカルボン酸および少なくとも一種の炭素数2〜12のアルキレングリコールとのいずれかを反応させて得られたエステル化合物を含むことが、tanδに係る前記式(1)を満足する上で必要である。
本発明に係る保護フィルム1は、本発明に係るエステル化合物以外に、本発明の効果を得る上で必要に応じて他の可塑剤を含有することができる。好ましくは、1)多価アルコールエステル系可塑剤、2)多価カルボン酸エステル系可塑剤、3)グリコレート系可塑剤、4)フタル酸エステル系可塑剤、5)脂肪酸エステル系可塑剤、6)リン酸エステル系可塑剤等から選択される。これらの可塑剤は、セルロースエステルに対して1〜30質量%の範囲で使用されることが好ましい。
(式中、R1はn価の有機基、nは2以上の正の整数を表す)
好ましい多価アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましい。
(但し、R2は(m+n)価の有機基、mは2以上の正の整数、nは0以上の整数、COOH基はカルボキシル基、OH基はアルコール性またはフェノール性水酸基を表す)
好ましい多価カルボン酸の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができる。フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸のような2価以上の芳香族多価カルボン酸またはその誘導体、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、フマール酸、マレイン酸、テトラヒドロフタル酸のような脂肪族多価カルボン酸、酒石酸、タルトロン酸、リンゴ酸、クエン酸のようなオキシ多価カルボン酸などを好ましく用いることができる。
本発明に係る保護フィルム1は、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、よりさらに好ましくは5%以下である。
本発明に係る保護フィルム1は、微粒子を含有することが滑り性、保管安定性の観点で好ましい。
本発明に係る保護フィルム1には、色味調整のため染料を添加することもできる。例えば、フィルムの黄色味を抑えるために青色染料を添加してもよい。好ましい染料としてはアンスラキノン系染料が挙げられる。
本発明に係る保護フィルム2は、平均アセチル基置換度が前記保護フィルム1に含まれるセルロースエステルよりも0.3〜0.9低く、炭素数3以上のアシル基置換度が0〜0.5である特定のセルロースエステルを含むセルロースエステルフィルムである。
本発明に係るセルロースエステルフィルムとしては、位相差発現性が高く、高い位相差を有する位相差フィルムとする場合であっても薄膜化可能であること、位相差を発現させるための延伸倍率を低く抑えることができる観点から、前記平均アセチル基置換度を有するセルロースエステルであり、特にセルロースアセテートであることが好ましい。
本発明に係る保護フィルム2は、下記一般式(3)で表される化合物(本発明では糖エステル化合物と呼称)を含有するセルロースアセテートフィルムであることが安定な位相差発現を促す上で好ましい。
本発明に係る保護フィルム2には、前記保護フィルム1で用いられる可塑剤、紫外線吸収剤、微粒子、染料等を適宜用いることができる。
次に、本発明に係る保護フィルム1、及び保護フィルム2の製造方法についてまとめて説明する。(以降、簡単に保護フィルムと呼称する。)
本発明に係る保護フィルムは通常の溶液流延法、溶融流延法のいずれの方法でも製造することができる。
尚、Mはウェブまたはフィルムを製造中または製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
延伸操作は、フィルムの長手方向(MD方向)、及び幅手方向(TD方向)に対して、逐次または同時に延伸することができる。互いに直交する2軸方向の延伸倍率は、それぞれ最終的にはMD方向に1.0〜2.0倍、TD方向に1.07〜2.0倍の範囲とすることが好ましく、MD方向に1.0〜1.5倍、TD方向に1.07〜2.0倍の範囲で行うことが好ましい。
本発明に保護係るフィルムの透湿度は、40℃、90%RHで10〜1200g/m2・24hが好ましく、さらに20〜1000g/m2・24hが好ましく、20〜850g/m2・24hが特に好ましい。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に従い測定することができる。
式(ii) Rth=((nx+ny)/2−nz)×d
(式中、Roはフィルム面内リターデーション値、Rthはフィルム厚み方向リターデーション値、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率、nzはフィルムの厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
上記リターデーションは、例えばKOBRA−21ADH(王子計測機器(株))を用いて、23℃、55%RHの環境下で、波長が590nmで求めることができる。
本発明に係る保護フィルム1は、高硬度を発揮する点からハードコート層を設けることが好ましく、該ハードコート層の膜厚(ドライ膜厚)は3μm以上、30μm以下であり、好ましくは5μm以上、15μm以下である。
本発明に係るハードコート層は、公知のものがそのまま使用することができる。ハードコート層を形成する樹脂バインダーについて説明する。樹脂バインダーとしては、活性エネルギー線硬化樹脂が好ましい。活性エネルギー線硬化樹脂とは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂をいう。活性エネルギー線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させて活性エネルギー線硬化樹脂層が形成される。
シリカ粒子としては、公知のものを使用することができる。また、その形状は、球状でも不定形のものでもよく、通常のコロイダルシリカに限らず中空粒子、多孔質粒子、コア/シェル型粒子等であっても構わない。
本発明に係るハードコート層は公知の方法で塗設することができる。
本発明に係る保護フィルム1には、延伸の前または後で帯電防止層、バックコート層、易滑性層、接着層、バリアー層、防眩層、反射防止層、光学補償層等の機能性層を塗設してもよい。
本発明の偏光板、それを用いた液晶表示装置について説明する。
本発明の偏光板は、本発明に係る保護フィルム1、及び2により、偏光子を挟持してなる偏光板である。
本発明の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できる。本発明の偏光板はSTN、TN、OCB、HAN、VA(MVA、PVA)、IPSなどの各種駆動方式の液晶表示装置に用いることができる。特に好ましくはVA(MVA、PVA)型、及びIPS型液晶表示装置である。
<保護フィルム1−1〜1−15の作製>
<保護フィルム1−1の作製>
〈微粒子分散液1〉
微粒子(アエロジル R972V 日本アエロジル(株)製) 11質量部
エタノール 89質量部
以上をディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
メチレンクロライドを入れた溶解タンクに十分攪拌しながら、微粒子分散液1をゆっくりと添加した。更に、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散を行った。これを日本精線(株)製のファインメットNFで濾過し、微粒子添加液1を調製した。
微粒子分散液1 5質量部
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにアセチル基置換度2.88のセルロースアセテートを攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し。これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースアセテート(アセチル基置換度2.88、数平均分子量130000)
100質量部
エステル化合物2−16 10質量部
微粒子添加液1 1質量部
チヌビン109(チバ・ジャパン社製) 1質量部
チヌビン171(チバ・ジャパン社製) 1質量部
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は30℃に制御した。
保護フィルム1−1の作製において、表1記載のセルロースアセテートの種類、膜厚、及びエステル化合物の量と延伸条件を適宜変更した以外は同様にして、保護フィルム1−2〜1−15を作製した。
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにアセチル基置換度2.14のセルロースアセテートを攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し。これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
メチレンクロライド 340質量部
エタノール 64質量部
セルロースアセテート(アセチル基置換度2.14、数平均分子量145000)
100質量部
糖エステル化合物1−2 10質量部
微粒子添加液1 1質量部
以上を密閉容器に投入し、攪拌しながら溶解してドープ液を調製した。次いで、無端ベルト流延装置を用い、ドープ液を温度33℃、1500mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は30℃に制御した。
保護フィルム2−1の作製において、表1記載のセルロースアセテートの種類、膜厚、に変更した以外は同様にして、保護フィルム2−2〜2−15を作製した。
(アルカリ鹸化処理)
保護フィルム1−1と保護フィルム2−1の各々1枚を偏光板の保護フィルムとして用いて、偏光板101を作製した。
けん化度99.95モル%、重合度2400のポリビニルアルコール(以下、PVAと略記する)100質量部に、グリセリン10質量部、及び水170質量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから金属ロール上に溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して、PVAフィルムを得た。
下記工程1〜4に従って、偏光膜と、保護フィルム1−1と保護フィルム2−1を貼り合わせて偏光板101を作製した。
ケン化工程 2.5M−KOH 50℃ 120秒
水洗工程 水 30℃ 60秒
中和工程 10質量部HCl 30℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 60秒
ケン化処理後、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで100℃で乾燥。
偏光板101の作製において、保護フィルム1−1を保護フィルム1−2〜1−15に、保護フィルム2−1を保護フィルム2−2〜2−15に、それぞれ変更した以外は同様にして偏光板102〜115を作製した。
(tanδの測定)
上記作製した保護フィルム1−1〜1−15のtanδを測定した。
試料:幅5mm、長さ50mm(ギャップ20mmに設定)
測定条件:引張モード
測定温度:25〜210℃
昇温条件:5℃/min
周波数:1Hz
また、下記式(1)の値を求めた。
(ここで、 ここでtanδpeakとは、25℃〜210℃のtanδ値を測定した最大値、tanδ−40とは、tanδpeakを示した時の温度−40℃でのtanδの値をいう。膜厚とは、フィルムの厚さをμm単位で表したときの値をいう。)
(熱ジワの評価)
偏光板101〜115を85℃95%の条件で168時間保存し、熱ジワの発生を目視にて評価した。
△:熱ジワが少し発生している
×:熱ジワが大きく発生している
(輝度ムラ評価)
偏光板を、ガラス板(厚さ1100μm)の両側に吸収軸が互いに直交するようにアクリル系粘着剤層(厚さ23μm)を介して貼り合せた後、80℃で50時間の加熱を行った。加熱後のサンプルを面状光源の上に配置し法線方向から輝度ムラを目視にて観察した。
△:わずかに輝度ムラが観察される
×:輝度ムラが観察される
以上の評価結果を表1に示す。
実施例1の保護フィルム1−1で用いた可塑剤であるエステル化合物2−16、及び保護フィルム2で用いた糖エステル化合物1−2の替わりに、表2記載の可塑剤を同質量部用いた以外は同様にして、保護フィルム1−16〜1−20、保護フィルム2−16〜2−20を作製した。
表3に記載のセルロースアセテートの種類、及び膜厚に変更した以外は、実施例1と同様にして、3000m長の保護フィルム1−21〜1−26、及び保護フィルム2−21〜2−26を作製した。
下記材料を攪拌、混合しハードコート層塗布組成物1とした。
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 50質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 30質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 30質量部
イルガキュア184(チバ・ジャパン社製) 5.0質量部
ポリエーテル変性シリコーン(KF354L、信越化学社製) 2.0質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 10質量部
酢酸メチル 45質量部
メチルエチルケトン 65質量部
シクロヘキサノン 10質量部
作製したハードコートフィルム1−21〜1−26と保護フィルム2−21〜2−26を用いて、実施例1と同様な工程によって、ロールtoロールで長尺状偏光板301〜306を作製し巻き取った。その際、ハードコートフィルムはハードコート層側が視認側に位置するように偏光膜に貼合した。
(気泡の評価)
巻き取った長尺ロール状偏光板301〜306を85℃95%の条件で150時間保存し、次いで巻きを繰り出しながらハードコート層と基材である保護フィルム1間で気泡の発生がないか目視にて評価した。
△:1m2あたり1〜2個の気泡が観察される
×:1m2あたり3個以上の気泡が観察される
Claims (4)
- 保護フィルム1及び保護フィルム2によって偏光子が挟持された偏光板において、
保護フィルム1は、平均アセチル基置換度が2.80〜2.95のセルロースエステルを含み、フィルム膜厚が20〜38μmであり、フタル酸、アジピン酸、少なくとも一種のベンゼンモノカルボン酸および少なくとも一種の炭素数2〜12のアルキレングリコールのいずれかを反応させて得られたエステル化合物を1〜35質量%含有し、かつフィルムのtanδが下記式(1)の条件を満たすセルロースエステルフィルムであり、
保護フィルム2は、平均アセチル基置換度が保護フィルム1に含まれるセルロースエステルよりも0.3〜0.9低く、炭素数3以上のアシル基置換度が0〜0.5であるセルロースエステルを含むセルロースエステルフィルムであることを特徴とする偏光板。
式(1) 0.058≧tanδ−40/tanδpeak/√膜厚≧0.0345(単位:(μm) -1/2 )
(ここで、tanδpeakとは、25℃〜210℃のtanδ値を測定した最大値、tanδ−40とは、tanδpeakを示した時の温度−40℃でのtanδの値をいう。膜厚とは、フィルムの厚さをμm単位で表したときの値をいう。) - 前記保護フィルム1に含有されるセルロースアセテートの数平均分子量が125000〜155000であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板。
- 前記保護フィルム1がハードコート層を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
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