JP6578723B2 - 積層フィルム及び、それから得られる偏光板保護フィルム - Google Patents
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また、最近では偏光板の軽量化・薄膜化の為に、偏光板保護フィルムも薄膜化することが求められ、薄膜化に伴い、破断しやすくなる、シワやカールが発生しやすくなる、などの不具合が生じやすくなることから、これらの対策も要求されている。
しかし、溶液流延法で作製されたTACフィルムは、光学異方性は小さいが、生産性に劣る、フィルム内に残留する溶剤が揮発し、液晶表示装置内の電子回路や他の部品に悪影響を与えるなどの問題があった。
一方、特許文献3に開示されているフィルムは薄膜であることから偏光板保護フィルム用途として利用でき、かつ偏光板製造工程中のシワや折れは抑制できるものの、保管時のシワやカールについては言及されていない。
(I)層:熱可塑性樹脂(i)を主成分とする層
(II)層:熱可塑性樹脂(ii)を主成分とし、23℃、50%RHで一週間保管後の寸法変化率の絶対値が0.5%未満である層
本発明の積層フィルムは、下記(I)層と下記(II)層とを共押出してなり、(I)層の膜厚が50μm以下であり、(I)層と(II)層が剥離可能であることを特徴とするものである。
(I)層:熱可塑性樹脂(i)を主成分とする層
(II)層:熱可塑性樹脂(ii)を主成分とし、23℃、50%RHで一週間保管後の寸法変化率の絶対値が0.5%未満である層
本発明の積層フィルムで使用される(I)層は、熱可塑性樹脂(i)を主成分とする。ここで主成分とは、層中の成分として、好ましくは50重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上含むことをいう。(I)層は、単層構成であっても多層積層構成であってもよく、多層積層構成の場合、2層、3層構成以外にも本発明の要旨を超えない限り、4層またはそれ以上の多層であってもよく、特に限定されるものではない。
なお、これらの他の構造単位は、ポリカーボネート樹脂中に1種のみが含まれていてもよく2種以上が含まれていてもよい。
ηrel=t/t0
より相対粘度ηrelを求め、 相対粘度ηrelから、下記式:
ηsp=(η−η0)/η0=ηrel−1
より比粘度ηspを求める。
比粘度ηspを濃度c(g/dl)で割って、下記式:
ηred=ηsp/c
より還元粘度(換算粘度)ηredを求める。
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度の測定方法は、後述の実施例の項に記載されるとおりである。
これらの紫外線吸収剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の積層フィルムで使用される(II)層は、熱可塑性樹脂(ii)を主成分とし、23℃、50%RHで一週間保管後の寸法変化率(以下、単に「(II)層の寸法変化率」と称す場合がある。)の絶対値が0.5%未満であり、かつ(I)層と剥離可能な層である。
寸法変化率の絶対値は、(II)層に用いる熱可塑性樹脂(ii)の結晶性や、積層フィルム製造時の製膜条件、特にキャスト温度やエアギャップ(口金からキャストロールまでの距離)を変えることで調整することができる。
なお、(II)層の寸法変化率は、具体的には、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
なお、(I)層と(II)層の剥離強度は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される。
本発明の積層フィルムの積層構造は、少なくとも(II)層が、共押出の際に口金と接するようにすればその層構成は特に制限されず、(II)層/(I)層、あるいは(II)層/(I)層/(II)層のような構成が挙げられる。特に、得られる積層フィルムの強度やカールのしにくさ、フィルムへの歪みのかかりにくさの等の観点から、(II)層/(I)層/(II)層の3層積層構造が好ましく例示される。また、この場合、(I)層の一方の面に積層される(II)層と、他方の面に積層される(II)層は、含有される樹脂やその比率、添加剤等の構成が全く同じでもよいし、異なっていてもよい。
なお、ここで、(II)層の厚みは、(II)層が複数存在する場合は、その合計の厚みを指す。
本発明の積層フィルムは、(I)層と(II)層とを共押出することにより作製される。共押出法としては、フィードブロック法や、マルチマニホールド法等の、任意の適切な方法が採用され得る。
まず、2台以上の押出機と口金とを、フィードブロック等を介して接続する。押出機の形式としては、任意の適切な形式が採用され得る。例えば、単軸スクリュータイプの押出機を用いてもよく、2軸スクリュータイプの押出機を用いてもよい。また、口金は後述するTダイでも良いし、丸ダイでも構わない。一方の押出機に(I)層に使用する熱可塑性樹脂(i)を供給し、溶融混練する。同様に、他方の押出機に(II)層に使用する熱可塑性樹脂(ii)を供給し、溶融混練する。押出機の設定温度(溶融温度)、混練時間、スクリュー速度等は、使用される樹脂の種類等に応じて適宜設定され得る。例えば、熱可塑性樹脂(i)として用いられる前述した本発明のポリカーボネート樹脂の溶融温度は、代表的には200〜300℃であり、好ましくは220〜260℃である。また例えば、熱可塑性樹脂(ii)として用いられる前述したポリプロピレンやポリエチレンの溶融温度は、代表的には100〜300℃であり、好ましくは150〜260℃である。前述の通り、これらの熱可塑性樹脂(i),(ii)には、必要に応じて、使用する樹脂に任意の適切な添加剤(例えば、可塑剤、酸化防止剤、加工助剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤)が添加され得る。
異物検査は、本発明の積層フィルムの製造工程において、本発明の積層フィルムについてそのまま実施してもよいし、(II)層の少なくとも1層を剥離してから実施してもよい。
なお、本発明において、全光線透過率は、JIS K7105に準じて測定された値である。
本発明の積層フィルムから(II)層を少なくとも1層剥離することにより、本発明の目的とする、薄膜かつ光学異方性が非常に小さいフィルムが得られる。このフィルムは、光学フィルム、特に、軽量・薄膜な偏光板用の偏光板保護フィルムとして適している。ここで、本発明の偏光板保護フィルムは、最終的に液晶表示装置に組み込まれて使用されるときは(II)層をすべて剥離して使用されることが望ましいが、それまでは、ハンドリング性や(I)層への異物付着抑制の観点から、片面あるいは両面に、(II)層が積層された状態で扱われることが好ましい。
なお、フィルムの(RO)及び厚み位相差(Rth)は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される。
本発明の偏光板は、上記の本発明の偏光板保護フィルム、即ち、本発明の積層フィルムから(II)層を少なくとも1層剥離することにより得られるフィルムの(I)層側を、偏光膜の少なくとも一方の面に貼り合わせてなる。(I)層と偏光膜を接着するための接着剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ポリビニルアルコール系やウレタン化合物等の水系接着剤、アクリル系化合物やエポキシ系化合物、オキサゾリン化合物等の活性エネルギー線硬化系接着剤が挙げられる。中でも、偏光膜であるポリビニルアルコール(PVA)との接着性や、廃棄物等における環境安全性等の観点より、ポリビニルアルコール系等の水系接着剤が好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムを備える本発明の偏光板は、TN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型、IPS型などの各種の駆動方式を有する液晶表示装置に使用できるが、本発明の偏光板保護フィルムの光学異方性が非常に小さい点から、IPS型の駆動方式を有する液晶表示装置に、特に適する。
以下において、種々の物性等の測定及び評価は次のようにして行った。
示差走査熱量計((株)パーキンエルマー社製、商品名:Pyris1 DSC)を用いて、JIS K7122に準じて、試料樹脂約10mgを加熱速度10℃/分で室温から250℃まで昇温し、250℃で5分間保持した後、冷却速度10℃/分で室温まで降温した時に測定されたサーモグラムから、発熱ピーク温度を結晶化温度(Tc)として読みとった。また、これを再度加熱速度10℃/分で250℃まで昇温した時に測定されたサーモグラムから、吸熱ピーク温度を融点(Tm)として読みとった。また、同じく再度昇温した時のサーモグラムから、ガラス転移温度(Tg)、結晶融解熱量(ΔHm)を求めた。
実施例1〜2、参考例1、比較例1〜3にて作製した積層フィルムから(II)層をすべて剥離し、評価用サンプルとした。比較例4については、作製した単層フィルムをそのまま評価用サンプルとした。これら評価用サンプルを、位相差測定装置(王子計測社製、商品名:KOBRA)を用いて測定した。なお、Rthは、入射角度0°のときと、40°のときの位相差より算出した。測定結果から、以下のように評価した。
◎:RO、Rthの絶対値が5nm以下
○:RO、Rthの絶対値が5nmより大きく、10nm以下
×:RO、Rthの絶対値が10nmより大きい
実施例1〜2、参考例1、比較例1〜3にて作製した積層フィルムから、フィルムの流れ方向(MD)及び直交方向(TD)に、幅5cm、長さ1mの評価用サンプルを切り出した。この長さを0.1mm単位で測定しL0とした。次に、評価用サンプルを23℃、50%RHの環境下で一週間保管した。ついで、評価用サンプルから(II)層を剥離し、剥離した(II)層の長さを0.1mm単位で測定しL1とした。以下の式より寸法変化率を算出し、MD、TDの内、絶対値が大きいものを寸法変化率とした。
式:(L0−L1)/L0×100 (%)
実施例1〜2、参考例1、比較例1〜3にて作製した積層フィルム、および比較例4にて作製した単層フィルムを、ロールの状態のまま23℃、50%RHの環境下で一週間保管した。一週間経過後の外観を目視観察し、以下のように評価した。
○:シワがなく、良好な状態
△:ややシワがあるものの、実用上問題がない状態
×:顕著なシワがあり、実用上問題がある状態
実施例1〜2、参考例1、比較例1〜3にて作製した積層フィルムから、幅150mm、長さ150mmに切り取った後、(II)層を一層剥離し、評価用サンプルとした。比較例4については、作製した単層フィルムから幅150mm、長さ150mmを切り取り、そのまま評価用サンプルとした。この評価用サンプルを平らな台上に置き、4角の浮き上がり量を1mm単位で測定し、その平均値を算出し、以下のように評価した。
○:浮き上がり量が10mm以下
△:浮き上がり量が10mmを超え、30mm以下
×:浮き上がり量が30mmを超える
実施例1〜2、参考例1、比較例1〜3にて作製した積層フィルムをMDに幅10mm、長さ150mmに切り出し、(I)層と(II)層との界面を剥離面として、試験速度100mm/分、剥離角度180°にて剥離試験を行った。測定結果から、以下のように評価した。
◎:剥離強度が、0.01N/cm以上、1N/cm以下
○;剥離強度が、1N/cmより大きく、3N/cm以下
△:剥離強度が、3N/cmより大きく、5N/cm以下
×:剥離強度が、5N/cmより大きい
以下に、実施例及び比較例におけるフィルムの作製に用いた構成材料を示す。
・PC−1:特開2008−024919号公報に準じた方法により得られた、ジヒドロキシ化合物であるイソソルビドに由来する構造単位とトリシクロデカンジメタノールに由来する構造単位のモル比率がイソソルビド/トリシクロデカンジメタノール=6/4で、ガラス転移温度(Tg)が132℃であるポリカーボネート共重合体。
・PP−1:ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ(株)製、商品名ノバテックPP FG3DC、MFR:9.5g/10分、Tm:148℃、Tc:105℃、ΔHm:83J/g)
・COP−1:シクロオレフィンポリマー樹脂(日本ゼオン(株)製、商品名ゼオノア 1060R、MFR:14g/10分、Tg:100℃、結晶融解ピークなし)
・HDPE−1:高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン(株)製、商品名ノバテックHD HF560、MFR:7g/10分、Tm:135℃、Tc:118℃、ΔHm:214J/g)
<実施例1>
(I)層用の材料としてPC−1、(II)層用の材料としてPP−1を、それぞれφ65mm単軸押出機、φ40mm単軸押出機に投入し、それぞれ220〜240℃、および、180〜240℃のバレル設定温度にて溶融混練し、フィードブロックおよび幅1350mm、リップギャップ0.7mmの口金(設定温度240℃)から共押出をした後、30℃に温調されたキャストロール(エアギャップ:15cm)にて冷却した後、積層フィルムの端部をカッター刃を用いてスリットし、外径96mmの紙管上に巻き取り、幅1000mm、長さ300m、(II)層/(I)層/(II)層=15μm/20μm/15μmの3層積層構造の積層フィルムのロールを作製した。
(II)層用の材料と厚み比を表1の通り変更した以外は、実施例1と同様にして、積層フィルムのロールを作製した。
キャストロールの温調を100℃に設定した以外は実施例1と同様にして積層フィルムのロールを作製した。
厚み比を表1の通り変更した以外は、比較例2と同様にして、積層フィルムのロールを作製した。
(I)層用の材料をφ65mm単軸押出機に投入し、220〜240℃のバレル設定温度にて溶融混練し、幅1350mm、リップギャップ0.5mmの口金(設定温度240℃)から押出した以外は実施例1と同様にして(I)層のみの単層フィルム(厚み20μm)のロールを作製した。
一方、(II)層の寸法変化率の絶対値が大きい比較例1〜3の積層フィルムでは、シワ、カールの問題があり、単層フィルムの比較例4では、光学異方性が大きい。
Claims (11)
- 厚み比率が、(II)層/(I)層で0.2〜4であることを特徴とする請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂(ii)がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の積層フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルムを用いて作製された偏光板保護フィルム。
- 請求項5に記載の偏光板保護フィルムを用いて作製された偏光板。
- 請求項6に記載の偏光板が設けられた液晶表示装置。
- 前記共押出の際、(II)層が口金と接するように押出すことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
- 請求項8に記載の積層フィルムの製造方法で製造された積層フィルムから、前記(II)層を少なくとも1層剥離する偏光板保護フィルムの製造方法。
- 請求項9に記載の偏光板保護フィルムの製造方法で製造された偏光板保護フィルムを用いる偏光板の製造方法。
- 請求項10に記載の偏光板の製造方法で製造された偏光板を用いる液晶表示装置の製造方法。
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