JP5827869B2

JP5827869B2 - 窓用偏光板

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Publication number: JP5827869B2
Application number: JP2011235686A
Authority: JP
Inventors: 武田　淳; 淳武田; 森嶌　慎一; 慎一森嶌
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: JP2013092708A

Description

本発明は、建物用及び車載用等の種々の窓に使用可能な窓用偏光板に関する。

建物や乗り物の内部が、窓に映り込むのを防止するために、窓に偏光子（直線偏光膜ともいう）を貼付することが提案されている（例えば、特許文献１及び２）。しかし、偏光子をガラス等の光透過性基板に実際に貼合すると、色味付きが認識される。窓ガラスの色味付きの色相やその程度は、室内空間の快適さに影響する。また、近年では、例えば、ショーウィンドウ等の商業用建物の窓には、光透過性のディスプレイを搭載することがあり、窓の色味付きによって、当該ディスプレイ上に表示された画像が色味付き、表示品位を損なうという問題もある。しかし、従前に、窓用途に特化して、偏光板の性能を検討した例はほとんどない。

特開２００７−３３４１５０号公報特開２０１０−１５６７２０号公報

本発明は、窓用途に適する特性を示す窓用偏光板を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］偏光子、及び光透過性基板を含む積層体からなり、波長λｎｍにおける単板透過率Ｔ₁（λ）％及び直交透過率Ｔ₂（λ）％が、下記式（１）〜（４）を満足することを特徴とする窓用偏光板。
（１）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３８％
（２）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４２．５％
（３）１．０≧Ｔ₁（４３０）／Ｔ₁（５９０）≧０．９
（４）Ｔ₂（４３０）≧０．０２％
［２］下記式（１’）及び（２’）を満足する［１］の窓用偏光板。
（１’）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３８．５％
（２’）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４３％
［３］下記式（１”）及び（２”）を満足する［１］の窓用偏光板。
（１”）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３９％
（２”）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４５％
［４］前記偏光子の少なくとも一方の表面上に、保護フィルムを有する［１］〜［３］のいずれかの窓用偏光板。
［５］前記保護フィルムが、セルロースアシレート、環状オレフィン、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリカーボネート樹脂から選択される少なくとも１種を主成分として含むフィルムである［１］〜［４］のいずれかの窓用偏光板。
［６］前記積層体の少なくとも一層が、すくなくとも１種の紫外線吸収剤を含有する［１］〜［５］のいずれかの窓用偏光板。

本発明によれば、窓用途に適する特性を示す窓用偏光板を提供することができる。

本発明の窓用偏光板の一例の断面模式図である。

以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は５５０ｎｍである。
また、本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、及びその関係（例えば「直交」、「平行」、及び「４５°で交差」等）については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。

本発明は、偏光子、及び光透過性基板を含む積層体からなる窓用偏光板に関する。光透過性基板は、ガラス板、又はアクリル板等のプラスチック基板であり、これに直線偏光能を示す偏光子を積層した偏光板を窓に用いると、外部から入射する光が、内部に存在する構造物によって反射し、窓に反射光として映り込むのを防止することができる。また、光透過率低減効果、ＵＶ吸収効果、窓ガラスの傷防止効果等も期待できる。

一方で、偏光子を積層すると、無色透明のガラス板等の光透過性基板が、色味付くことがわかった。この色味付きの色相やその程度は、積層する偏光子の特性に影響され、例えば、液晶表示装置に一般的に利用されている偏光子を積層すると、黄色味付きがあることがわかった。窓ガラスが黄色味付くことは、室内空間の快適性を損なう場合がある。また、ショーウィンドウ等の商業用建物の窓には、光透過性のディスプレイが搭載される場合があるが、当該ディスプレイ上に表示される画像を着色させ、その表示品位を著しく低下する場合がある。

液晶表示装置等の表示装置の技術分野では、理想的な黒状態を達成することが技術課題の一つである。理想的な黒を達成するためには、短波長の光漏れを防止することが重要であり、従って、液晶表示装置に用いられている偏光板の単板透過率Ｔ₁（λ）％は、以下の式(i)を満足するのが一般的である。また、理想的な黒状態の達成には、直交透過率Ｔ₂を０に近づける（具体的にはＴ₂を０．０１％未満にする）ことが重要であり、そのためには可視光域の単板透過率Ｔ₁％が、以下の式(ii)を満足するのが一般的である。
(i) Ｔ₁（４３０）＜３８％
(ii) Ｔ₁（λvis）＜４２．５％（但し、λvisは、可視光域の任意の波長）

一方、本発明の偏光板は、窓用途であり、単板で使用した際の色味付き、及び光透過性等が重要な特性である。本発明者が種々検討した結果、短波長光の単板透過率を、液晶表示装置に用いられる偏光板より高くすることで、色味付きを顕著に軽減できることがわかった。さらに、可視光域における単板透過率Ｔ₁を、液晶表示装置に用いられる偏光板より低くし、且つ直交透過率Ｔ₂を前記偏光板より高くすることで、色味付きをさらに軽減できることがわかった。

具体的には、本発明では、窓用偏光板の波長λｎｍにおける単板透過率Ｔ₁（λ）％及び直交透過率Ｔ₂（λ）％を調整し、下記式（１）〜（４）を満足する特性にすることで、偏光板としての機能を維持しつつ、上記問題点を解決している。
（１）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３８％
（２）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４２．５％
（３）１．０≧Ｔ₁（４３０）／Ｔ₁（５９０）≧０．９
（４）Ｔ₂（４３０）≧０．０２％

ここで、単板透過率Ｔ₁（λ）％とは、波長λの光が、１枚の偏光板を透過する割合を意味し、また直交透過率Ｔ₂（λ）％とは、波長λの光の直交位の透過率を意味する。これらは、分光光度計により測定することができ、具体的には、自動偏光フィルム測定装置「VAP-7070」（日本分光株式会社）により測定することができる。

前記式（１）は、可視光域の短波長光（例えば青色光）の単板透過率Ｔ₁の範囲を特定する関係式であり、色味付きの低減効果の観点では、下記式（１’）を満足するのがより好ましく、下記式（１”）を満足するのがさらに好ましい。また、前記式（２）は、可視光域の中心波長光（例えば緑色光）の単板透過率Ｔ₁の範囲を特定する関係式であり、色味付きの低減効果の観点では、下記式（２’）を満足するのがより好ましく、下記式（２”）を満足するのがさらに好ましい。
（１’）５５％＞Ｔ₁（４３０）＞３８．５％
（１”）５５％＞Ｔ₁（４３０）＞３９％
（２’）６０％＞Ｔ₁（５９０）＞４３％
（２”）６０％＞Ｔ₁（５９０）＞４５％

前記式（３）は、緑色光の単板透過率に対する青色光の単板透過率の割合範囲を特定する関係式であり、色味付きの低減効果の観点では、Ｔ₁（４３０）／Ｔ₁（５９０）は、０．９１〜０．９８であるのが好ましく、０．９１〜０．９５であるのがより好ましい。なお、上記した通り、一般的な表示装置に用いる偏光板では、短波長光の漏れによる黒状態の色味付きを軽減するために、Ｔ₁（４３０）を小さく設定しているので、Ｔ₁（４３０）／Ｔ₁（５９０）は、０．８７程度になっている。

前記式（４）は、直交位の透過率を特定する関係式であり、色味付きの軽減効果の観点では、０．０２％〜１．０％であるのが好ましく、０．０３〜０．５％であるのがより好ましい。

本発明の窓用偏光板は、偏光子及び光透過性基板を少なくとも含む積層体からなる。前記光透過性基板としては、通常の窓に用いられるガラス板、及びアクリル板、ポリカーボネート板、ポリスチレン板等のプラスチック基板を用いることができる。前記光透過性基板の厚みの好ましい範囲は、用途によって異なるが、建物用の窓では、一般的には、０．１〜２０ｍｍであり、自動車等の乗り物用の窓では、一般的には、１．０〜１０．０ｍｍである。

本発明の窓用偏光板が有する偏光子についても特に制限はない。従来使用されている直線偏光膜を広く利用することができる。偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜があり、本発明にはいずれを使用してもよい。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。偏光膜の製造方法は、例えば、特開２０１１−１２８５８４号公報の記載を参酌することができる。また、偏光子は、塗布によって形成される層であってもよい。

前記偏光子は、一様に形成されていても、パターン状に形成されていてもよい。一例では、吸収軸を互いに異なる方向に有する２以上の領域が所定のパターンに配置されたパターン偏光子である。パターン偏光子を利用することで、前記窓用偏光板に調光機能やシャッター機能を持たせることができる。パターン偏光子は、例えば、液晶性を示す二色性色素を用いることで簡易に形成可能である。使用可能な液晶性二色性色素の例には、ＷＯ２０１０／１２３０９０Ａ１号公報等に記載のアゾ色素が含まれる。前記パターン偏光子の一例は、吸収軸が互いに直交する２つの領域が、所定のパターンに配置されたパターン偏光子である。この態様では、パターン偏光子の一方の領域の吸収軸と直交する方向であり、且つ他方の領域の吸収軸と平行な方向に吸収軸を有する一様な偏光子と組み合わせることで、又は前記パターン偏光子を２枚組み合わせることで、調光機能又はシャッター機能を有する窓用偏光板を構成することができる。

本発明の窓用偏光板は、前記偏光子の少なくとも一方の表面上に、偏光子を保護するための保護フィルムを有しているのが好ましい。また偏光子が塗布によって形成される層である態様では、該保護フィルムが、偏光子の支持体として利用されていてもよい。保護フィルムとしては、特に制限はなく、種々の高分子材料（重合体及び樹脂の双方を含む意味で用いる）を主成分として含む高分子フィルムを用いることができる。光透過性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れる重合体や樹脂を主成分とするフィルムが好ましい。例えば、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又は前記ポリマーを混合したポリマーも例としてあげられる。また本発明の高分子フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の紫外線硬化型、熱硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。

前記保護フィルムとしては、セルロースアシレート、環状オレフィン、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリカーボネート樹脂から選択される少なくとも１種を主成分として含むフィルムを用いるのが好ましい。

また、市販品を用いてもよく、例えば、日本ゼオン（株）製のゼオネックス、ゼオノア、ＪＳＲ（株）製のアートン等を用いることができる。また、種々の市販のセルロースアシレートフィルムを用いることもできる。

また、前記フィルムとしては、溶液製膜法及び溶融製膜法のいずれの方法で製膜されたフィルムも用いることもできる。フィルムの厚みは、１０〜１０００μｍであることが好ましく、４０〜５００μｍであることがより好ましく、４０〜２００μｍであることが特に好ましい。

本発明の窓用偏光板は、太陽光による劣化を防止するため、いずれかの層が、紫外線吸収剤を含有しているのが好ましい。紫外線吸収剤は、いずれの層中に添加されていてもよい。一例は、前記保護フィルムが紫外線吸収剤を含む態様である。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、且つ光透過性の点より波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が可及的に少ないものを用いることが好ましい。特に、波長３７０ｎｍでの透過率が、２０％以下であることが望ましく、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。このような紫外線吸収剤としては、例えば、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、前記のような紫外線吸収性基を含有する高分子紫外線吸収化合物等があげられるが、これらに限定されない。紫外線吸収剤は２種以上用いてもよい。

溶液製膜法で紫外線吸収剤含有フィルムを製造する場合は、紫外線吸収剤を主成分ポリマーの溶液であるドープに添加するが、紫外線吸収剤のドープへの添加方法は、アルコールやメチレンクロライド、ジオキソランなどの有機溶媒に溶解してから添加してもよいし、また直接ドープ組成中に添加してもよい。無機粉体のように有機溶媒に溶解しないものは、有機溶媒と主成分ポリマー中にデゾルバやサンドミルを使用し、分散してからドープに添加する。
なお、セルロースアシレートフィルムについては、特に、紫外線吸収剤を添加して、耐光性を改善するのが好ましい。

本発明において紫外線吸収剤の使用量は、前記フィルムの主成分１００質量部に対し０．１〜５．０質量部、好ましくは０．５〜２．０質量部、より好ましくは０．８〜２．０質量部である。

前記式（１）〜（４）の特性を満足する偏光板を作製するためには、偏光子の偏光度を
波長４３０ｎｍの光を入射した際に９９．８％以下にするのが好ましい。前記偏光度を示す偏光子は、通常の偏光板作成工程において、ヨウ素染色量を低減させるか、ポリビニルアルコールの総合延伸倍率を低減させる等により作製することができる。また、前記式（１）〜（４）の特性を満足する偏光板を作製するためには、光透過性基板や、所望により使用される偏光子の保護フィルムとして、フィルム単板での透過率が９０％以上の光学特性を示すものを使用するのが好ましい。

本発明の窓用偏光板の一例の断面模式図を図１に示す。なお、図中の層の厚みの相対的関係は、実際の相対的関係を反映しているわけではない。
図１に示す窓用偏光板は、ガラス板又はプラスチック基板等からなる光透過性基板１０と、その表面上に偏光子１２とを有する。偏光子１２の双方の表面には、保護フィルム１４ａ、１４ｂが積層されている。図１に示す窓用偏光板を実際に窓に利用する際は、光透過性基板１０を外側にして配置するのが好ましい。

図１に示す窓用偏光板は、偏光子１２の双方の表面に、保護フィルム１４ａ、１４ｂを貼合した積層体１１を、光透過性基板１０に粘着剤を用いて貼合して作製することができる。該粘着剤については特に制限はなく、接着剤を用いてもよい。使用可能な粘着剤の例には、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤などが含まれる。

本発明の窓用偏光板は、一般住宅及び集合住宅等の住宅用建物、並びにオフィスビル等の商業用建物等、種々の建物用の窓に利用することができる。また建物のみならず、自動車等の乗り物用の窓に利用することもできる。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

１．光透過性基板の準備
光透過性基板として、ガラス板を準備した。

２．偏光子の準備
平均重合度２４００、ケン化度９９．９モル％の厚み６５μｍのポリビニルアルコールフィルムを、３０℃の温水中に６０秒間浸漬し膨潤させた。次いで、ヨウ素／ヨウ化カリウム（重量比＝０．５／８）が下記表に記載のいずれかの濃度の水溶液にそれぞれ浸漬し、延伸しながら、フィルムをそれぞれ染色した。その後、６５℃のホウ酸エステル水溶液中で、トータルの延伸倍率が、下記表に記載の延伸倍率となるようにそれぞれ延伸を行った。延伸後に、４０℃のオーブンにて３分間乾燥を行い、下記表に記載の偏光子をそれぞれ作製した。

３．保護フィルムの準備
偏光子の保護フィルムとして、以下のフィルムをそれぞれ準備した。
（１）ＣＴＡフィルム
下記の組成のセルローストリアセテート溶液（ドープ）を調製した。
ドープの組成：
セルローストリアセテート１００．０質量部
トリフェニルフォスフェード７．８質量部
ビフェニルジフェニルフォスフェード３．９質量部
メチレンクロライド２７２．０質量部
メタノール９３．０質量部
ｎブタノール７．０質量部
紫外線吸収剤（下記のＵＶ１、ＵＶ２及びＵＶ３の混合物）１．０質量部
（ＵＶ１／ＵＶ２／ＵＶ３＝０．２／０．４／０．４（質量比））

上記ドープを用いて、溶液製膜法により、セルローストリアセテートフィルムを作製し、ＣＴＡ１フィルムとして用いた。製膜条件は、特許第３９７４４２２号公報に記載の実施例１と同様である。いくつかの条件を列挙すると、以下の通りである。
製膜速度：６０ｍ／分、
層構成：単層
支持体温度：−マイナス５℃
流延ダイ温度：３５℃

また、上記ＵＶ剤を添加しなかった以外は同様にしてセルローストリアセテートフィルムを作製し、ＣＴＡ２フィルムとして用いた。

（２）ＣＯＰフィルム
環状オレフィンポリマーを主成分として含むフィルムとして、日本ゼオン社製「ＺＦ１４」を準備した。
（３）ＰＡフィルム
アクリルポリマーを主成分として含むフィルムとして、三菱レイヨン社製「アクリプレン」を準備した。
（４）ＰＥＴフィルム
ポリエチレンテレフタレートポリマーを主成分として含むフィルムとして、東レ製「表人Ｔ６０５０μグレード」を準備した。
（５）ＰＣフィルム
ポリカーボネートを主成分として含むフィルムとして、帝人化成社製「パンライトＰＣ２１５１」（１２５μ）を準備した。

４．窓用偏光板の作製
上記保護フィルムから選択される同一のフィルムを、上記偏光子１〜１０それぞれの双方の表面に、ＰＶＡ系接着剤を用いて貼合して積層体１〜１０をそれぞれ作製した。この積層体のそれぞれを、総研化学社製「SK2057」粘着剤を用いて、上記ガラス板の表面に貼合し、図１に示す構成と同様の窓用偏光板１〜１０をそれぞれ作製した。

５．窓用偏光板の評価
（１）透過率の測定
上記で作製した偏光板それぞれの分光透過率について、自動偏光フィルム測定装置「VAP-7070」（日本分光株式会社）を用いて、測定波長３８０〜７８０ｎｍで測定した。以下の表に、波長４３０ｎｍの単板透過率Ｔ₁（４３０）％、波長５９０ｎｍの単板透過率Ｔ₁（５９０）、及びこれらの比をそれぞれ示す。
さらに、上記で作製した偏光板それぞれの波長４３０ｎｍの直交位の透過率Ｔ₂（４３０）％を測定した。以下の表にそれぞれ示す。

（２）評価
色味の目視評価：
各偏光板を、ガラス基板に貼合した状態で目視にて外観を観察し、以下の基準で評価した。
◎：ガラス越しに目視観察しても、黄色味付きが全くなく、ガラスない状態で目視観察しているのと同等であった。
○：ガラス越しに目視観察しても、ほとんど黄色味付きがない。
△：ガラス越しに目視観察すると、わずかに黄色味付いている。
×：ガラス越しに目視観察すると、黄色味付いている。

光漏れ評価：
各偏光板を２枚準備し、第一の偏光子と第二の偏光子が重なりあった状態でかつ、吸収軸が直交する状態に配置した状態で、第一の偏光子の下側から、点光源にて光を入射した際の光漏れを評価した。結果を下記表に示す。

耐光性評価：
各偏光板について、キセノンランプ５００時間を照射したあとに単板透過率をそれぞれ測定し、以下の基準で評価した。
○：透過率変化が１０％未満であった。
△：透過率変化が１０％以上３０％未満であった。
×：透過率変化が３０％以上であった。

１０光透過性基板
１２偏光子
１４ａ、１４ｂ保護フィルム

Claims

偏光子、及び光透過性基板を含む積層体からなり、波長λｎｍにおける単板透過率Ｔ₁（λ）％及び直交透過率Ｔ₂（λ）％が、下記式（１）〜（４）を満足することを特徴とする窓用偏光板。
（１）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３８％
（２）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４２．５％
（３）１．０≧Ｔ₁（４３０）／Ｔ₁（５９０）≧０．９
（４）Ｔ₂（４３０）≧０．０２％
下記式（１’）及び（２’）を満足する請求項１に記載の窓用偏光板。
（１’）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３８．５％
（２’）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４３％
下記式（１”）及び（２”）を満足する請求項１に記載の窓用偏光板。
（１”）５５％≧Ｔ₁（４３０）≧３９％
（２”）６０％≧Ｔ₁（５９０）≧４５％
前記偏光子の少なくとも一方の表面上に、保護フィルムを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の窓用偏光板。
前記保護フィルムが、セルロースアシレート、環状オレフィン、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、及びポリカーボネート樹脂から選択される少なくとも１種を主成分として含むフィルムである請求項４に記載の窓用偏光板。
前記積層体の少なくとも一層が、すくなくとも１種の紫外線吸収剤を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の窓用偏光板。