JP6987429B2 - 偏光子用保護フィルム、偏光子用保護フィルムの製造方法、及び、偏光子用保護フィルムの製造装置 - Google Patents

偏光子用保護フィルム、偏光子用保護フィルムの製造方法、及び、偏光子用保護フィルムの製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、偏光子用保護フィルム、偏光子用保護フィルムの製造方法、及び、偏光子用保護フィルムの製造装置に関する。特に、前記偏光子用保護フィルムを積層して得られる偏光板は、これ単独で、またはこれを積層した光学フィルムとして液晶表示装置(LCD)、有機EL表示装置、CRT、PDPなどの画像表示装置を形成することができ、有用である。
液晶表示装置や有機EL表示装置などは、その画像形成方式から、例えば、液晶表示装置では、液晶セルに偏光子を配置することが必要不可欠であり、一般的には偏光板が貼着されている。
例えば、液晶ディスプレイパネルの製造において、液晶セルに貼り合わされる偏光板は、加工・搬送時などの工程において、傷や汚れなどの発生を防止するため、偏光板用の表面保護フィルムを構成する粘着剤層を介して、偏光板表面に貼付される。但し、この表面保護フィルムは、不要となった段階で剥離除去されるが、剥離の際に、静電気が発生し、液晶パネルの液晶が配向不良を起こすことで、白化(白色ムラ)が生じ、このムラが自然消失するまでの間、パネル検査ができないなどの不具合が問題となる。
このような静電気の発生を抑えるため、例えば、特許文献1のようなアルカリ金属塩などの帯電防止剤が配合して帯電防止性を付与する粘着剤層を、表面保護フィルムを構成する粘着剤層として用いることが考えられる。
しかし、特許文献1のように粘着剤層中に帯電防止剤を配合することで、粘着剤層に基づく粘着力が不十分となるなどの問題が生じる。
また、偏光板を構成する偏光子に積層される偏光子用の透明保護フィルム表面に帯電防止層を形成し、帯電防止性を付与する試みも行われている(例えば、特許文献2)。
特開2009−251281号公報 特表2016−535321号公報
しかし、偏光子用の透明保護フィルムの表面に、直接、帯電防止層(導電層)用溶液を塗布し、加熱(乾燥)して帯電防止層を形成しても、透明保護フィルムと帯電防止層間の凝集力や密着力が弱く、作業工程中に、層間で剥離するなどの問題が生じている。
また、帯電防止層の厚みを厚くして、帯電防止性を付与しようとすると、帯電防止層を含む偏光板等のフィルムのヘイズや透過率などの光学特性の劣化が著しくなったり、偏光板から表面保護フィルムを剥離する際に、帯電防止層の破壊が生じるなどの不具合が問題となる。
そこで、本発明は、前記事情を鑑み、鋭意研究した結果、基材及び帯電防止層が、混合することなく、溶融固着されており、かつ、基材層及び帯電防止層が共に、配向性を有し、特定の厚みを有する帯電防止層を形成した偏光子用保護フィルムを用いることで、基材及び帯電防止層の層間の凝集力や密着力に優れ、更に、光学特性を落とすことなく、帯電防止性や剥離帯電防止性を有する偏光子用保護フィルム、前記偏光子用保護フィルムの製造方法、及び、前記偏光子用保護フィルムの製造装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の偏光子用保護フィルムは、基材、及び、前記基材の片面に、導電性ポリマーを含む帯電防止剤組成物から形成される帯電防止層を有する偏光子用保護フィルムであって、前記基材と帯電防止層が、混合することなく、溶融固着されており、かつ、配向性を有しており、前記帯電防止層の厚みが、100nm以下であることを特徴とする。
本発明の偏光子用保護フィルムは、前記基材が、(メタ)アクリル系樹脂を主成分として形成されることが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムは、前記帯電防止剤組成物が、前記導電性ポリマーとして、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)を含有することが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムは、前記帯電防止層の表面抵抗値が、1.0×10Ω/□以下であることが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムの製造方法は、前記偏光子用保護フィルムの製造方法であって、前記基材の片面に、前記帯電防止剤組成物を塗布して塗膜を形成する工程、及び、前記基材と前記塗膜と共に、前記基材のガラス転移温度Tg+20℃以上で加熱、かつ、延伸する工程を含むことが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムの製造方法は、前記加熱、かつ、延伸する工程が、テンター延伸機を用いて、幅方向と長手方向に同時に、又は、逐次に、二軸延伸することが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムの製造方法は、前記同時に、又は、逐次に、二軸延伸する延伸倍率が、幅方向と長手方向にそれぞれ1.5倍以上3.0倍以下であることが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムの製造装置は、前記偏光子用保護フィルムの製造装置であって、前記基材の片面に、前記帯電防止剤組成物を塗布して塗膜を形成する塗膜形成手段、及び、前記基材と前記塗膜と共に、前記基材のガラス転移温度Tg+20℃以上で加熱、かつ、延伸する加熱延伸手段を含むことが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムの製造装置は、前記加熱延伸手段が、テンター延伸機を用いることが好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムは、基材及び帯電防止層が、混合することなく、溶融固着されており、かつ、基材層及び帯電防止層が共に、配向性を有し、特定の厚みを有する帯電防止層を形成した偏光子用保護フィルムを用いることで、基材及び帯電防止層の層間の凝集力や密着力に優れ、帯電防止性や剥離帯電防止性にも優れた偏光子用保護フィルムを得ることができ、有用である。また、特定の温度で加熱、かつ、延伸したり、特定の延伸倍率で延伸することにより、厚み精度の向上した前記偏光子用保護フィルムが得られる製造方法、及び、製造装置を提供することができ有用である。更に、前記偏光子用保護フィルムを積層した偏光子(偏光板)を液晶表示装置(LCD)などに積層した状態で、前記偏光板を保護するために、直接貼付されている表面保護フィルムを剥離する際に、静電気の発生を抑え、液晶表示装置などのパネルの白化(白色ムラ)を防止することができ、ひいては、パネル検査の不具合も防止でき、剥離帯電防止性に優れ、好ましい態様となる。
本発明に係る偏光子用保護フィルムを積層した偏光子の一構成例を示す模式的断面図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<偏光子用保護フィルムを積層した偏光子の全体構造>
ここに開示される偏光子用保護フィルムを積層した偏光子(偏光子用保護フィルム付き偏光子)は、例えば、図1に示すように、偏光板用表面保護フィルム2は、基材11の片面に帯電防止層10、もう一方の面に偏光子12が積層された構成のものなどが挙げられる。また、ここに開示される偏光子用保護フィルム付き偏光子(偏光板)は、ロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。
<偏光子用保護フィルムの基材>
本発明の偏光子用保護フィルムは、基材、及び、前記基材の片面に、導電性ポリマーを含む帯電防止剤組成物から形成される帯電防止層を有する偏光子用保護フィルムであって、前記基材及び帯電防止層が、混合することなく、溶融固着されており、かつ、基材層及び帯電防止層が共に、配向性を有していることを特徴とする。前記基材及び帯電防止層が溶融固着し、強固に接着されていることで、基材及び帯電防止層の密着を確保でき、好ましい。また、前記基材が配向性を有しており、その配合度合を制御することにより、積層した偏光板の光学特性を好適に維持することができ、好ましい態様となる。なお、前記配向性としては、例えば、株式会社島津製作所製のフーリエ変換赤外分光光度計を用いる3次元IR偏光測定により、配向性を確認することができる。長手(MD)方向、幅(TD)方向に加え、面内配向性(ND)方向に分けて解析を行い、ND値で配向度合(無次元)を判断する。ND値は、−0.1以下であり、好ましくは−01〜−0.01、より好ましくはー0.06〜−0.02である。配向度合が大きすぎると、例えば、基材や帯電防止層を面内均一に形成できていないことが示唆されるため、偏光子用保護フィルムの外観にムラが生じたり、偏光子用保護フィルムの割れなどの不具合が起こり得る。一方、配向度合が小さすぎると、所定の倍率に延伸できていないことが示唆されるため、偏光子用保護フィルムを積層した偏光板の特性(光学特性、厚み分布などに起因する寸法安定性等)に影響を及ぼす場合がある。
前記偏光子用保護フィルムの基材を構成する材料としては、特に制限なく使用できるが、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性、紫外線吸収性などに優れるポリマー(樹脂)が好ましい。例えば、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などのポリエステル系ポリマー(ポリエステル系樹脂)、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル系ポリマー((メタ)アクリル系樹脂)、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)などのスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー(ポリカーボネート系樹脂)等が挙げられる。また、ポリエチレンやポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン(環状オレフィン系樹脂)、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など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、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、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、または上記ポリマーのブレンド物なども上記基材を形成するポリマーの例として挙げられ、中でも、(メタ)アクリル系樹脂を主成分として形成されることが好ましい。なお、「主成分」とは、基材中の上記ポリマーの含有量が、50〜100重量%であることを指し、好ましくは50〜99重量%、より好ましくは60〜98重量%、更に好ましくは70〜97重量%であることを指す。基材中の上記ポリマーの含有量が50重量%以下の場合、ポリマーが本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
また、上記基材は、通常、接着剤層により、偏光子に貼り合わせられ、偏光板として使用される。
なお、偏光子用保護フィルムの基材中には任意の適切な添加剤が1種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤などが挙げられる。
前記偏光子用保護フィルムの基材の厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より、5〜50μmが好ましく、さらには5〜45μmが好ましい。
前記偏光子用保護フィルムの基材の偏光子を接着させない面には、ハードコート層、反射防止層、スティッキング防止層、フィルムブロッキング防止層、拡散層ないしアンチグレア層などの機能層を設けることができる。なお、上記ハードコート層、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層などの機能層は、基材そのものに設けることができるほか、別途、基材とは別体のものとして設けることもできる。
なお、偏光子と基材の積層にあたって、基材と接着剤層の間には、易接着層を設けることができる。
<偏光子用保護フィルムの帯電防止層>
本発明の偏光子用保護フィルムは、本発明の偏光子用保護フィルムは、基材、及び、前記基材の片面に、導電性ポリマーを含む帯電防止剤組成物から形成される帯電防止層を有する偏光子用保護フィルムであって、前記基材及び帯電防止層が、(実質的に)混合することなく、溶融固着されており、かつ、基材層及び帯電防止層が共に、配向性を有しており、前記帯電防止層の厚みが、100nm以下であることを特徴とする。前記帯電防止層が、導電性ポリマーを含有する帯電防止剤組成物から形成された帯電防止層であることにより、高温や低湿環境下でも表面抵抗値の上昇を抑制でき、剥離帯電防止性、柔軟性や耐久性に優れた帯電防止層が得られ、好ましい態様となる。更に、偏光子用保護フィルムの表面に帯電防止層を有することで、偏光板(偏光子用保護フィルム付き偏光子)の前記帯電防止層に、直接積層(貼付)される表面保護フィルムを構成する粘着剤層に、帯電防止性を付与する必要がなく、つまりは、帯電防止成分を配合する必要がなく、作業性に優れ、好ましい。なお、「混合することなく」とは、実質的に混合しないことを指し、基材と帯電防止層界面における混合層の厚みが10nm未満であることを意味する。
特に、前記ポリアニリンスルホン酸と前記ポリオニオン類によりドープされているポリチオフェン類を前記範囲内で配合することにより、前記ポリアニリンスルホン酸単独、又は、前記ポリオニオン類によりドープされているポリチオフェン類を単独で配合する場合に比べて、高温環境下での帯電防止性の安定性が向上する理由は以下のことが推測される。ポリアニオン類にドープされているポリチオフェン類は、ポリチオフェン類がポリアニオン類のアニオン基が配位して複合体を形成しており、その導電機構は、複合体内で起きるポリチオフェン類の分子内導電、ポリチオフェン類の分子間導電、および複合体構造間の導電が知られている。ここで複合体構造間の導電は、分子間距離が離れているため律速過程である。ポリチオフェン類よりも高分子であるポリアニリンスルホン酸を併用することで、ポリアニリンスルホン酸がポリチオフェン類とポリアニオン類からなる複合体間をつなぎ、それ自身も導電性を持つため、複合体間の導電性を高め、帯電防止性の向上、高温環境下での安定性が増したと推測され、偏光子用保護フィルムとして、有用なものとなる。
また、導電性ポリマーとして、前記ポリアニリンスルホン酸を単独で使用した場合、初期の導電性が低いため、経時の剥離帯電圧や表面抵抗値などの上昇が生じやすくなる。
また、前記ポリアニオン類によりドープされているポリチオフェン類を単独で使用した場合、初期の導電性は高いが、経時でポリアニオン類(ドーパントに相当)がポリチオフェン類より、脱離しやすくなるため、経時の剥離帯電圧や表面抵抗値などの上昇が生じやすく、好ましくない。
<導電性ポリマー>
前記帯電防止層は、導電性ポリマー成分として、ポリアニリンスルホン酸、及び、ポリオニオン類によりドープされているポリチオフェン類を含有する帯電防止剤組成物により形成されたものであることが好ましい。前記導電性ポリマーの組み合わせにより、それぞれ単独で配合する場合に比べて、ポリチオフェン類/ポリアニオン類のコアシェル構造間の導電をポリアニリンスルホン酸が担うため、導電性が高まり、帯電防止層に基づく剥離帯電防止性、及び、高温環境下での帯電防止性を安定させることができ、有用なものとなる。
前記導電性ポリマーの含有量は、帯電防止層に含まれる全成分に対して、1〜90重量%が好ましく、より好ましくは、5〜80重量%であり、更に好ましくは、10〜70重量%であり、最も好ましくは、20〜50重量%である。前記導電性ポリマーの含有量が少なすぎると、帯電防止効果が小さくなる場合があり、導電性ポリマーの含有量が多すぎると、帯電防止層の基材への密着性が落ちたり、透明性が低下する恐れがあり好ましくない。
前記導電性ポリマー成分として使用されるポリアニリンスルホン酸は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、5×10以下であることが好ましく、3×10以下がより好ましい。また、これら導電性ポリマーの重量平均分子量は、通常は1×10以上であることが好ましく、より好ましくは5×10以上である。
前記ポリアニリンスルホン酸の市販品としては、三菱レイヨン社製の商品名「aqua−PASS」などが例示される。
前記導電性ポリマー成分として使用されるポリチオフェン類としては、例えばポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−エチルチオフェン)、ポリ(3−プロピルチオフェン)、ポリ(3−ブチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3−クロロチオフェン)、ポリ(3−ヨードチオフェン)、ポリ(3−シアノチオフェン)、ポリ(3−フェニルチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブテンジオキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−メトキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−エトキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。中でも導電性の観点からポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が好ましい。これらの単独であってもよく、2種以上を混合して使用してもよい。中でも、導電性の観点から、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)が好ましい。
前記ポリチオフェン類としては、重合度が、好ましくは2〜1000であり、より好ましくは5〜100である。前記範囲内であると、導電性に優れるため、好ましい。
前記ポリアニオン類は、アニオン基を有する構成単位の重合体であり、ポリチオフェン類に対するドーパントとして働く。前記ポリアニオン類としては、例えばポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ(4−スルホブチルメタクリレート)、ポリメタリルオキシベンゼンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリスルホン化フェニルアセチレン等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよく、2種以上の共重合体であってもよい。中でもポリスチレンスルホン酸(PSS)が好ましい。
前記ポリアニオン類は、重量平均分子量(Mw)が好ましくは1000〜100万であり、より好ましくは2000〜50万である。前期範囲内であると、ポリチオフェン類へのドーピングと分散性に優れるため好ましい。
前記ポリアニオン類によりドープされたポリチオフェン類の市販品としては、例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)のBAYER社製の商品名「Bytron P」、信越ポリマー社製の商品名「セプルジーダ」、綜研化学社製の商品名「ベラゾール」、ナガセケムテックス社製の商品名「Denatron P−502RG」などが例示される。中でも、偏光子用保護フィルムを構成する帯電防止層にPEDOT/PSSを使用した場合、加熱延伸工程を経た後であっても、PEDOT/PSSが導電性ポリマーであることから、柔軟性や耐久性に優れ、帯電防止性や剥離帯電防止性を維持した帯電防止層が得られ、好ましい態様となる。なお、導電性ポリマーではない帯電防止成分を基材上に塗布した塗膜を、基材と共に加熱延伸すると、塗膜(帯電防止層)に、亀裂やひび割れが入るなども問題が生じ、実用化できず、好ましくない。
前記帯電防止剤組成物は、前記ポリアニリンスルホン酸と、前記ポリアニリン類によりドープされているポリチオフェン類の配合割合(重量比)(前記ポリアニリンスルホン酸:前記ポリアニオン類によりドープされているポリチオフェン類)が、90:10〜10:90であることが好ましく、より好ましくは、85:15〜15:85であり、更に好ましくは、80:20〜20:80である。前記範囲内であれば、表面抵抗値を低く抑えることができ、特に高温環境下の表面抵抗値の安定性に優れ、好ましい態様となる。なお、前記ポリアニリンスルホン酸含有量が少ない場合、もしくは前記ポリアニオン類によりドープされているポリチオフェン類の含有量が少ない場合、高温環境下での表面抵抗値が上昇しやすく、好ましくない。
<バインダ>
前記帯電防止層は、バインダ成分を含むことができ、特に制限なく使用できるが、耐溶剤性、機械的強度、帯電特性、及び熱安定性を付与するため、ポリエステル樹脂をバインダとして含有する帯電防止剤組成物により形成されたものであることが好ましい。前記ポリエステル樹脂は、ポリエステルを主成分(典型的には50重量%超え、好ましくは75重量%以上、例えば90重量%以上を占める成分)として含む樹脂材料であることが好ましい。前記ポリエステルは、典型的には、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸類(典型的にはジカルボン酸類)およびその誘導体(当該多価カルボン酸の無水物、エステル化物、ハロゲン化物等)から選択される1種または2種以上の化合物(多価カルボン酸成分)と、1分子中に2個以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール類(典型的にはジオール類)から選択される1種または2種以上の化合物(多価アルコール成分)とが縮合した構造を有することが好ましい。
前記多価カルボン酸成分として採用し得る化合物の例としては、シュウ酸、マロン酸、ジフルオロマロン酸、アルキルマロン酸、コハク酸、テトラフルオロコハク酸、アルキルコハク酸、(±)−リンゴ酸、meso−酒石酸、イタコン酸、マレイン酸、メチルマレイン酸、フマル酸、メチルフマル酸、アセチレンジカルボン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、メチルグルタル酸、グルタコン酸、アジピン酸、ジチオアジピン酸、メチルアジピン酸、ジメチルアジピン酸、テトラメチルアジピン酸、メチレンアジピン酸、ムコン酸、ガラクタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、パーフルオロスベリン酸、3,3,6,6−テトラメチルスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、パーフルオロセバシン酸、ブラシル酸、ドデシルジカルボン酸、トリデシルジカルボン酸、テトラデシルジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸類;シクロアルキルジカルボン酸(例えば、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸)、1,4−(2−ノルボルネン)ジカルボン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸(ハイミック酸)、アダマンタンジカルボン酸、スピロヘプタンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸類;フタル酸、イソフタル酸、ジチオイソフタル酸、メチルイソフタル酸、ジメチルイソフタル酸、クロロイソフタル酸、ジクロロイソフタル酸、テレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフタル酸、クロロテレフタル酸、ブロモテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オキソフルオレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニレンジカルボン酸、ジメチルビフェニレンジカルボン酸、4,4”−p−テレフェニレンジカルボン酸、4,4”−p−クワレルフェニルジカルボン酸、ビベンジルジカルボン酸、アゾベンゼンジカルボン酸、ホモフタル酸、フェニレン二酢酸、フェニレンジプロピオン酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレンジプロピオン酸、ビフェニル二酢酸、ビフェニルジプロピオン酸、3,3'−[4,4’−(メチレンジ−p−ビフェニレン)ジプロピオン酸、4,4’−ビベンジル二酢酸、3,3’(4,4’−ビベンジル)ジプロピオン酸、オキシジ−p−フェニレン二酢酸などの芳香族ジカルボン酸類;上述したいずれかの多価カルボン酸の酸無水物;上述したいずれかの多価カルボン酸のエステル(例えばアルキルエステル。モノエステル、ジエステル等であり得る。);上述したいずれかの多価カルボン酸に対応する酸ハロゲン化物(例えばジカルボン酸クロリド);等が挙げられる。
前記多価カルボン酸成分として採用し得る化合物の好適例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類およびその酸無水物;アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、ハイミック酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸類およびその酸無水物;ならびに前記ジカルボン酸類の低級アルキルエステル(例えば、炭素原子数1〜3のモノアルコールとのエステル)等が挙げられる。
一方、前記多価アルコール成分として採用し得る化合物の例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、キシリレングリコール、水添ビスフェノールA、ビスフェノールA等のジオール類が挙げられる。他の例として、これらの化合物のアルキレンオキサイド付加物(例えば、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。
前記ポリエステル樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)として、例えば5×10〜1.5×10程度(好ましくは1×10〜6×10程度)であり得る。また、前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば0〜120℃(好ましくは10〜80℃)であり得る。
前記ポリエステル樹脂の市販品としては、例えば東洋紡社製の商品名バイロナールMD−1100、MD−1200、MD−1245、MD−1335、MD−1480、MD−1500、MD−1930、MD−1985、MD−2000、互応化学工業社製の商品名プラスコートZ−221、Z−446、Z−561、Z−565、Z−880、Z−3310、RZ−105、RZ−570、Z−730、Z−760、Z−592、Z−687、Z−690、高松油脂社製のペスレジンA−110、A−120、A−124GP、A−125S、A−160P、A−520、A−613D、A−615GE、A−640、A−645GH、A−647GEX、A−680、A−684G、WAC−14、WAC−17XCなどが挙げられる。
前記帯電防止層は、ここに開示される保護フィルムの性能(例えば、帯電防止性等の性能)を大きく損なわない限度で、バインダとして、ポリエステル樹脂以外の樹脂(例えば、アクリル樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、アクリル−スチレン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、シリコーン樹脂、ポリシラザン樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等から選択される1種または2種以上の樹脂)を組み合わせて用いることも可能である。前記樹脂を組合せて用いる場合、バインダに占めるポリエステル樹脂の割合が51〜100重量%である帯電防止層が好ましい。帯電防止層全体に占めるバインダの割合は、例えば50〜95重量%とすることができ、通常は60〜90重量%とすることが適当である。
<滑剤>
ここに開示される技術における帯電防止層を形成する際に用いられる帯電防止剤組成物は、滑剤として、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、シリコーン系滑剤、フッ素系滑剤、及び、ワックス系滑剤からなる群より選択される少なくとも1種を使用することが好ましい態様である。前記滑剤を使用することにより、帯電防止層の表面にさらなる剥離処理(例えば、シリコーン系剥離剤、長鎖アルキル系剥離剤等の公知の剥離処理剤を塗布して乾燥させる処理)を施さない態様においても、十分な滑り性と印字密着性を両立した帯電防止層を得られるため、好ましい態様となりうる。このように帯電防止層の表面にさらなる剥離処理が施されていない態様は、剥離処理剤に起因する白化(例えば、加熱加湿条件下に保存されることによる白化)を未然に防止し得る等の点で好ましい。また、耐溶剤性の点からも有利である。
前記脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、N−オレイルパルチミン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N´−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N´−ジステアリルセバシン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N´−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N´−ジオレイルセバシン酸アミド、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N´−ステアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。これら滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記脂肪酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンビスフェノールAラウリン酸エステル、ステアリン酸ブチル、パルミチン酸2−エチルヘキシル、ステアリン酸2−エチルヘキシル、ベヘニン酸モノグリセライド、2−エチルヘキサン酸セチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、イソステアリン酸コレステリル、メタクリル酸ラウリル、ヤシ脂肪酸メチル、ラウリン酸メチル、オレイン酸メチル、ステアリン酸メチル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸オクチルドデシル、ペンタエリスリトールモノオレエート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸イソトリデシル、2−エチルヘキサン酸トリグリセライド、ラウリン酸ブチル、オレイン酸オクチルなどが挙げられる。これら滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記シリコーン系滑剤の具体例としては、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アミノ変性ポリジメチルシロキサン、エポキシ変性ポリジメチルシロキサン、カルビノール変性ポリジメチルシロキサン、メルカプト変性ポリジメチルシロキサン、カルボキシル変性ポリジメチルシロキサン、メチルハイドロジェンシリコーン、メタクリル変性ポリジメチルシロキサン、フェノール変性ポリジメチルシロキサン、シラノール変性ポリジメチルシロキサン、アラルキル変性ポリジメチルシロキサン、フロロアルキル変性ポリジメチルシロキサン、長鎖アルキル変性ポリジメチルシロキサン、高級脂肪酸変性エステル変性ポリジメチルシロキサン、高級脂肪酸アミド変性ポリジメチルシロキサン、フェニル変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。これら滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記フッ素系滑剤の具体例としては、パーフルオロアルカン、パーフルオロカルボン酸エステル、含フッ素ブロックコポリマー、フッ化アルキル基を有するポリエーテルポリマーなどが挙げられる。これら滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記ワックス系滑剤の具体例としては、石油系ワックス(パラフィンワックス等)、植物系ワックス(カルナバワックス等)、鉱物系ワックス(モンタンワックス等)、高級脂肪酸(セロチン酸等)、中性脂肪(パルミチン酸トリグリセリド等)のような各種ワックスが挙げられる。これら滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記帯電防止層全体に占める滑剤の割合は、1〜50重量%とすることができ、通常は5〜40重量%とすることが適当である。滑剤の含有割合が少なすぎると、滑り性が低下しやすくなる傾向にある。滑剤の含有割合が多すぎると、印字密着性や背面剥離力(粘着力)が低下することがあり得る。
前記帯電防止層を形成に使用される帯電防止剤組成物は、架橋剤として、シランカップリング剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、及び、イソシアネート系架橋剤からなる群より選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、中でも特に、前記メラミン系架橋剤、及び/又は、イソシアネート系架橋剤を用いることにより好ましい態様である。帯電防止層を形成する際に導電性ポリマー成分(例えば、ポリアニリンスルホン酸やポリアニオン類によりドープされたポリチオフェン類)をバインダ中に固定化でき、耐水性、耐溶剤性に優れ、更に、印字密着性の向上等の効果を実現することができる。特に、メラミン系架橋剤を使用することにより、耐水性や耐溶剤性が向上し、イソシアネート系架橋剤を使用することにより、耐水性や印字密着性が向上し、これら架橋剤を併用することにより、耐水性、耐溶剤性、印字密着性が向上し、有用となる。
前記メラミン系架橋剤として、メラミン、アルキル化メラミン、メチロールメラミン、アルコキシ化メチルメラミン等が使用できる。
また、前記イソシアネート系架橋剤として、水溶液中でも安定なブロック化イソシアネート系架橋剤を使用することが好ましい態様である。前記ブロック化イソシアネート系架橋剤の具体例としては、一般的な粘着剤層や帯電防止層の調製の際に使用できるイソシアネート系架橋剤(例えば、後述する粘着剤層に使用されるイソシアネート化合物)をアルコール類、フェノール類、チオフェノール類、アミン類、イミド類、オキシム類、ラクタム類、活性メチレン化合物類、メルカプタン類、イミン類、尿素類、ジアリール化合物類、及び、重亜硫酸ソーダなどでブロックしたものが使用できる。
ここに開示される技術における帯電防止層は、必要に応じて、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤(顔料、染料等)、流動性調整剤(チクソトロピー剤、増粘剤等)、造膜助剤、界面活性剤(消泡剤等)、防腐剤等の添加剤を含有し得る。また、導電性向上剤としてグリシジル化合物、極性溶媒、多価脂肪族アルコール、ラクタム化合物などを含有させることも可能である。
前記帯電防止層は、前記導電性ポリマー成分等に応じて使用される添加剤が適当な溶媒(水など)に溶解または分散した液状組成物(帯電防止剤組成物)を基材に付与することを含む手法によって好適に形成され得る。本発明においては、前記帯電防止剤組成物を基材の片面に塗布して、前記基材と共に、加熱(乾燥)、かつ、延伸させ、必要に応じて硬化処理(熱処理、紫外線処理など)を行う手法を好ましく採用し得る。前記帯電防止剤組成物材のNV(不揮発分)は、例えば5重量%以下(典型的には0.05〜5重量%)とすることができ、通常は1重量%以下(典型的には0.10〜1重量%)とすることが適当である。厚みの小さい帯電防止層を形成する場合には、前記帯電防止剤組成物のNVを例えば0.05〜0.50重量%(例えば0.10〜0.40重量%)とすることが好ましい。このように低NVの帯電防止剤組成物を用いることにより、より均一な帯電防止層が形成され得る。
前記帯電防止剤組成物を構成する溶媒としては、帯電防止層の形成成分を安定して、溶解または分散し得るものが好ましい。かかる溶媒は、有機溶剤、水、またはこれらの混合溶媒であり得る。前記有機溶剤としては、例えば、酢酸エチル等のエステル類;メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等の環状エーテル類;n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等の脂肪族または脂環族アルコール類;アルキレングリコールモノアルキルエーテル(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル)、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル等のグリコールエーテル類;等から選択される1種または2種以上を用いることができる。好ましい一態様では、前記帯電防止剤組成物の溶媒が、水または水を主成分とする混合溶媒(例えば、水とエタノールとの混合溶媒)である。
また、溶媒への分散安定性を向上させるために、ポリアニオン類のアニオン基にイオン対として配位または結合することが可能な塩基性有機化合物を含むことが可能である。塩基性有機化合物としては、公知のアミン化合物、アミン化合物の塩酸塩、カチオン性乳化剤、塩基性樹脂などが挙げられる。
前記塩基性有機化合物として、具体的には、メチルオクチルアミン、メチルベンジルアミン、N−メチルアニリン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、ジ− n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、メチル−イソプロパノールアミン、ジブチルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、アミノエチルエタノールアミン、3−アミノ−1−プロパノール、イソプロピルアミン、モノエチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、t−ブチルアミン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミン化合物、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ステアリルアミン等の1級アミンの塩酸塩、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジステアリルアミン等の2級アミンの塩酸塩、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ステアリルジメチルアミン等の3級アミンの塩酸塩、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド等の4級アンモニウム塩、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のエタノールアミン類の塩酸塩、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のポリエチレンポリアミン類の塩酸塩等が挙げられる。
前記カチオン性乳化剤としては、具体的には、アルキルアンモニウム塩、アルキルアミドベタイン、アルキルジメチルアミンオキシドなどが挙げられる。
前記塩基性樹脂の具体例としては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系の高分子共重合物からなるものであり、重量平均分子量(Mw)が1000〜100万のものが挙げられる。塩基性樹脂の重量平均分子量が、1000未満では十分な立体障害が得られず、分散効果が低下する場合があり、重量平均分子量が100万より大きくても逆に凝集作用が生じる場合がある。
また、前記塩基性樹脂のアミン価は、5〜200mgKOH/gが好ましい。5mgKOH/g未満では、ポリチオフェン類にドープしたポリアニオン類との相互作用が不十分になりやすく、十分な分散効果が得られない場合がある。一方、塩基性樹脂 のアミン価が200mgKOH/gを越えると、ポリチオフェン類にドープしたポリアニオン類への親和部に比べ、立体障害層が少なくなり、分散効果が不十分になる場合がある。
前記塩基性樹脂としては、例えば、Solsperse17000、Solsperse20000、Solsperse24000、Solsperse32000(ゼネカ株式会社製)、Disperbyk−160、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−163、Disperbyk−170、Disperbyk−2000、Disperbyk−2001(ビックケミー社製)、アジスパーPB711、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB824(味の素株式会社製)、エポミン006、エポミン012、エポミン018(日本触媒株式会社製)、EFKA4046、EFKA4300、EFKA4330、EFKA4510(EFKA社製)、ディスパロンDA−400N(楠本化成化学社製)、等が挙げられ、単独使用または併用することができる。特に、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB824が、分散性や使用時の導電性の点で好ましい。
前記塩基性化合物の含有量に制限はないが、ポリチオフェン類とポリアニオン類との合計100重量部に対して、1重量部〜10万重量部が好ましく、より好ましくは10重量部〜1万重量部の範囲で添加することができる。
本発明における帯電防止層は、配向性を有することを特徴とする。前記帯電防止層が配向性を有しており、その配合度合を制御することにより、積層した偏光板の光学特性を好適に維持することができ、好ましい態様となる。なお、前記配向性としては、上述した基材の配向性と同様に、確認することができる。
前記帯電防止層(加熱延伸後)の厚さは、100nm以下であり、好ましくは3〜100nm、より好ましくは20〜80nmである。帯電防止層の厚みが小さすぎると、帯電防止層を均一に形成することが困難となり(例えば、帯電防止層の厚みにおいて、場所による厚みのバラツキが大きくなり)、このため、偏光子用保護フィルムの外観にムラが生じやすくなることがあり得る。一方、厚すぎると、偏光子用保護フィルムを積層した偏光板の特性(光学特性、厚み分布などに起因する寸法安定性等)に影響を及ぼす場合がある。また、偏光子用保護フィルムを積層して得られる偏光板表面に、表面保護フィルムを貼付し、保護する場合、この表面保護フィルムを剥離除去する際に、帯電防止層が厚すぎると、基材と帯電防止層間での破壊が生じ、好ましくない。
前記帯電防止層の表面において測定される表面抵抗値(Ω/□)は、1.0×10以下が好ましく、より好ましくは、1.0×10〜1.0×10であり、更に好ましくは、1.0×10〜1.0×10である。前記範囲内の表面抵抗値を示す偏光子用保護フィルムは、加工工程や搬送工程において生じる摩擦帯電による保護フィルムの帯電を抑制し、塵埃を吸引したり、作業性を低下させたりすることを防ぐことが可能となり、好適に利用され得る。なお、前記表面抵抗値は、市販の絶縁抵抗測定装置を用いて、温度23℃、湿度50%RHの雰囲気下で測定される表面抵抗値から算出することができる。
<偏光子用保護フィルムの製造方法>
本発明の偏光子用保護フィルムの製造方法は、前記基材の片面に、前記帯電防止剤組成物を塗布して塗膜を形成する工程、及び、前記基材と前記塗膜と共に、前記基材のガラス転移温度Tg+20℃以上で加熱、かつ、延伸する工程を含むことが好ましい。基材のTgよりも20℃以上高い温度での加熱及び延伸することで、基材と塗膜(帯電防止層)が、(実質的に)混合することなく、溶融固着し、基材と帯電防止層の界面を確認することができ、基材と帯電防止層間の密着力が向上し、好ましい態様となる。また、延伸することにより、基材と帯電防止層が共に、配向性を有することになり、その配合度合を制御することにより、積層した偏光板の光学特性を好適に維持することができ、好ましい態様となる。なお、本発明においては、基材と塗膜とを加熱及び延伸することで、得られる基材及び帯電防止層が溶融固着されるが、このような溶融固着ではなく、溶剤浸透(例えば、ジメチルケトンなど基材を溶融し得る溶剤を添加する方法)により、帯電防止層を基材上に形成することが一般的であり、層間の密着力の向上も期待できる。一方で、溶剤浸透により形成される浸透層(浸透部分であり、基材と帯電防止層との界面が存在せず、基材、帯電防止層及び溶剤成分が混合した混合層(浸透層)を数10nmオーダー以上で形成している場合がある。)は、凝集力が低下する(脆弱層となる)傾向にあり、浸透層の厚みが生産条件により変動しやすいことから、実用上、制御が困難なため、好ましくない。また、前記加熱延伸工程の温度としては、より好ましくは、基材のTgよりも+30℃以上であり、更に好ましくは+40℃以上である。基材のTgよりもより高い温度で、加熱及び延伸することにより、基材及び帯電防止層が溶融固着し、強固に接着され、基材及び帯電防止層の密着を確保しつつ成形できるため、好ましい。
本発明の偏光子用保護フィルムの製造方法は、前記加熱、かつ、延伸する工程が、テンター延伸機を用いて、幅方向と長手方向に同時に、又は、逐次に、二軸延伸(同時二軸延伸、又は、逐次二軸延伸)することが好ましい。同時二軸延伸、又は、逐次二軸延伸することで、均一に基材及び塗膜から形成される帯電防止層の厚み分布を調整することができ、密着性や帯電防止性のバラつきの少ない偏光子用保護フィルムが得られ、好ましい態様となる。なお、同時二軸延伸、又は、逐次二軸延伸する方法としては、特に制限はなく、幅方向と長手方向に同時二軸延伸、又は、逐次二軸延伸できるものではあればよい。
また、本発明の偏光子用保護フィルムの製造方法は、前記同時に、又は、逐次に、二軸延伸する延伸倍率が、1.5倍以上3.0倍以下であることが好ましい(長手方向(MD)、及び、幅方向(TD)の両方向において)。延伸倍率が前記範囲に含まれることで、偏光子用保護フィルムの幅方向の厚み分布が狭く、厚み精度の分布が向上し、基材に基づく位相差が発生し難く、光学特性に優れ好ましい態様となる。一方、延伸倍率が高くなると、フィルム自体が裂けやすくなったり、脆くなる恐れがあり、厚み精度の分布も落ち、フィルムを巻き取る際に、外観性が悪く、基材に基づく位相差が発生し、好ましくない。また、延伸倍率としては、より好ましくは、1.5倍以上2.5倍以下、更に好ましくは、1.5倍以上2.3倍以下であり、特に好ましくは、1.5倍以上2.1倍以下である。
<偏光子用保護フィルムの製造装置>
本発明の偏光子用保護フィルムの製造装置は、前記基材の片面に、前記帯電防止剤組成物を塗布して塗膜を形成する塗膜形成手段、及び、前記基材と前記塗膜と共に、前記基材のガラス転移温度Tg+20℃以上で加熱、かつ、延伸する加熱延伸手段を含むことが好ましい。また、前記加熱延伸手段としては、テンター延伸機を用いることが好ましい。前記偏光子用保護フィルムの製造装置が、前記塗膜形成手段、及び、前記加熱延伸手段を含むことにより、基材と塗膜(帯電防止層)が、(実質的に)混合することなく、溶融固着し、基材と帯電防止層の界面を確認することができ、得られる基材と帯電防止層間の密着力に優れた偏光子用保護フィルムが得られ、好ましい態様となる。また、前記加熱延伸手段として、テンター延伸機を含むことで、偏光子用保護フィルムの幅方向の厚み分布が狭く、厚み精度の分布が向上し、基材に基づく位相差が発生し難く、光学特性に優れ好ましい態様となる。更に、塗膜形成(塗工)と延伸を連続で行うことができることから、工数を減らすことも可能となり、好ましい。
<偏光子>
偏光板を構成し、本発明の偏光子用保護フィルムが積層される偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂を用いたものが使用される。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。
前記ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいても良いし、ヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良いし、また延伸してからヨウ素で染色しても良い。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液や水浴中でも延伸することができる。
前記偏光子の厚みは、薄型化の観点から、20μm以下であることが好ましく、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは5μm以下である。一方、偏光子の厚みは1μm以上が好ましい。このような薄型の偏光子は、厚みムラが少なく、視認性が優れており、また寸法変化が少ないため熱衝撃に対する耐久性に優れる。薄型の偏光子としては、代表的には、特許第4751486号明細書、特許第4751481号明細書、特許第4815544号明細書、特許第5048120号明細書、国際公開第2014/077599号パンフレット、国際公開第2014/077636号パンフレット等に記載されている薄型偏光子またはこれらに記載の製造方法から得られる薄型偏光子を挙げることができる。
前記偏光子は、単体透過率T及び偏光度Pによって表される光学特性が、次式P>−(100.929T−42.4−1)×100(ただし、T<42.3)、又は、P≧99.9(ただし、T≧42.3)の条件を満足するように構成されていることが好ましい。前記条件を満足するように構成された偏光子は、一義的には、大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる性能を有する。具体的にはコントラスト比1000:1以上かつ最大輝度500cd/m以上である。他の用途としては、例えば有機ELセルの視認側に貼り合わされる。
前記薄型偏光子としては、積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法の中でも、高倍率に延伸できて偏光性能を向上させることのできる点で、特許第4751486号明細書、特許第4751481号明細書、特許4815544号明細書に記載のあるようなホウ酸水溶液中で延伸する工程を含む製法で得られるものが好ましく、特に特許第4751481号明細書、特許4815544号明細書に記載のあるホウ酸水溶液中で延伸する前に補助的に空中延伸する工程を含む製法により得られるものが好ましい。これら薄型偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂(以下、PVA系樹脂ともいう)層と延伸用樹脂基材を積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法によって得ることができる。この製法であれば、PVA系樹脂層が薄くても、延伸用樹脂基材に支持されていることにより延伸による破断などの不具合なく延伸することが可能となる。
<偏光板>
本発明の偏光子用保護フィルムが積層される偏光子等により構成される偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、帯電防止層を有する偏光子用保護フィルムを有するものを用いることができる。また、前記偏光板の少なくとも片面に粘着剤層を積層した構成のものを用いることができ、前記粘着剤層の前記偏光板と接している面と反対側の面に、その他光学部材(例えば、位相差フィルムや液晶表示装置など)等を積層することができる。なお、前記偏光板の表層に位置する前記帯電防止層と、偏光板用の表面保護フィルムを構成する粘着剤層とが直接積層されている(接している)構成のものも用いることができる。
前記偏光板の厚みは、100μm以下が好ましく、75μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。前記偏光板の厚みが、100μm以下であることで、薄型化の要求に応えることができ、デザイン性、携帯性、軽量化の点で有用となる。
<第1粘着剤層>
前記偏光板の少なくとも片面に、第1粘着剤層を積層した構成のものを用いることができ、前第1粘着剤層の前記偏光板と接している面と反対側の面に、その他光学部材(例えば、位相差フィルムや液晶表示装置など)等を積層することができる。第1粘着剤層には、適宜な粘着剤(粘着剤組成物)を用いることができ、その種類について特に制限はない。粘着剤としては、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あげられる。これら粘着剤(粘着剤組成物)のなかでも、光学的透明性に優れ、適宜な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく使用される。このような特徴を示すものとしてアクリル系粘着剤が好ましく使用される。
第1粘着剤層を形成する方法としては、例えば、前記粘着剤(粘着剤組成物)を剥離処理したセパレータに塗布し、重合溶剤などを乾燥除去して粘着剤層を形成した後に、偏光板に転写する方法、または偏光板に前記粘着剤を塗布し、重合溶剤などを乾燥除去して粘着剤層を偏光子に形成する方法などにより作製される。なお、粘着剤の塗布にあたっては、適宜に、重合溶剤以外の一種以上の溶剤を新たに加えてもよい。剥離処理したセパレータとしては、シリコーンセパレータが好ましく用いられる。
このようなセパレータ上に前記粘着剤(粘着剤組成物)を塗布、乾燥させて粘着剤層を形成する工程において、粘着剤を乾燥させる方法としては、目的に応じて、適宜、適切な方法が採用され得る。好ましくは、上記塗膜を加熱乾燥する方法が用いられる。加熱乾燥温度は、好ましくは40〜200℃であり、さらに好ましくは、50〜180℃であり、特に好ましくは70〜170℃である。加熱温度を上記の範囲とすることによって、優れた粘着特性を有する粘着剤層を得ることができる。
粘着剤層の形成方法としては、各種方法が用いられる。具体的には、例えば、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーターなどによる押出しコート法などの方法が挙げられる。
第1粘着剤層の厚みは、好ましくは2〜50μm、より好ましくは2〜40μmであり、さらに好ましくは5〜35μmである。
セパレータは、実用に供されるまで第1粘着剤層を保護することができる。セパレータの構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルム、紙、布、不織布などの多孔質材料、ネット、発泡シート、金属箔、およびこれらのラミネート体などの適宜な薄葉体などを挙げることができるが、表面平滑性に優れる点からプラスチックフィルムが好適に用いられる。そのプラスチックフィルムとしては、前記粘着剤層を保護し得るフィルムであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどがあげられる。
前記セパレータは、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉などによる離型および防汚処理や、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理もすることもできる。特に、前記離型フィルムの表面にシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理などの剥離処理を適宜行うことにより、前記第1粘着剤層からの剥離性をより高めることができる。
前記セパレータの厚みは、通常、5〜50μmであるのが好ましく、さらに好ましくは20〜40μmである。
ここに開示される偏光板は、帯電防止層及び基材を含む偏光子用保護フィルム、偏光子、更に、介在層(接着剤層や第1粘着剤層等)に加えて、さらに他の層を含む態様でも実施され得る。
以下、本発明に関連するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明中の「部」および「%」は、特に断りがない限り、重量基準である。また、表中の配合量(添加量)を示した。
また、以下の説明中の各特性は、それぞれ次のようにして測定または評価した。なお、以下に記載する偏光子用保護フィルムの調製方法については、表1に記載の構成などに従い、調製した。
<厚み、及び、厚み分布の測定>
東洋精機社製デジシックネステスタを用いて、幅方向の厚み分布(厚み)を測定した。なお、本発明における偏光子用保護フィルムの厚み分布として、通常5〜50μmであることが好ましく、さらに好ましくは10〜30μmである。前記範囲内にあれば、偏光子用保護フィルムとしての機械特性を維持しつつ、光学特性を損ねにくいため、好ましい。
<凝集力の測定(ナノインデンター)>
偏光子用保護フィルムの帯電防止層について、以下の条件で、押し込み試験を行い、その結果から、基材/帯電防止層間の凝集力(GPa)を求めた。
(測定装置及び測定条件)
測定装置:Tribo Indenter(Hysitron Inc.製)
使用圧子:Berkovich(三角錐型)
測定方法:単一押し込み測定
測定温度:80℃
押し込み深さ設定:約70nm
押込み速度:約10nm/秒
測定雰囲気:空気中
(測定方法)
上記装置を使用し、室温から80℃に上昇させ1時間保持後、バーコビッチ型ダイヤモンド製圧子を用いて形状像を測定した。偏光子用保護フィルムの帯電防止層表面に上述の圧子で表面から深さ70nmまで垂直に押し込んだ。解析ソフト「Triboscan Ver.9.2.12.0」を用いて、圧子を押し込んだときに得られた荷重−変位曲線内の面積を凝集力(GPa)とした。
なお、本発明における偏光子用保護フィルムの凝集力としては、好ましくは0.1GPa以上であり、より好ましくは、0.2GPaである。前記範囲内にあれば、基材及び帯電防止層の密着に優れた状態となり、好ましい。
<密着力の測定>
偏光子用保護フィルムの帯電防止層表面に粘着テープ(日東電工株式会社製「No.31B」)を線圧8Kg/m、圧着速度0.3m/分で圧着し、圧着後、50℃×48時間保存した。保存後、引張速度30m/分にて、180°ピールの剥離試験によって、剥離を行った(JIS−Z−0237準拠)。
なお、表1における評価は、密着力の測定とともに、引き剥がし時の帯電防止層の脱落、帯電防止層の破壊(凝集破壊、界面剥離)などを確認し、総合評価とした。評価は、下記の基準に従った。
○:引き剥がし力測定不可(剥離不可、強い)、目視での脱落・帯電防止層の破壊なし。
×:引き剥がし力1.0N/18mm以下(容易に剥離可能、弱い)、または、目視での脱落・帯電防止層の破壊あり。
また、表2における評価は、ガラス転移温度(Tg)が120℃であり、帯電防止層の厚みを100nmに固定し、延伸温度を変化させて、密着力を評価した。表3における評価は、ガラス転移温度(Tg)が120℃であり、帯電防止層の厚みを変化させて、密着力を評価した。
<帯電防止層表面の表面抵抗値の測定>
温度23℃、湿度50%RHの雰囲気下、偏光子用保護フィルムの帯電防止層表面の表面抵抗値(Ω/□)を、電気抵抗測定機(ハイレスター、(株)三菱化学アナリテック)を用いてJIS−K−6911-1995に準じて測定を行った。レジテーブルUFLテフロン(登録商標)電極を使用し、印加電圧10Vとし、表面抵抗値の読み取りは、測定開始から10秒後に行った。
なお、本発明における偏光子用保護フィルムの帯電防止層表面において測定される表面抵抗値(Ω/□)は、1.0×1012以下が好ましく、より好ましくは、1.0×1010以下であり、更に好ましくは、1.0×10〜1.0×10であり、特に好ましくは1.0×10〜1.0×10である。前記範囲内の表面抵抗値を示す帯電防止層を有する偏光子用保護フィルムは、例えば、液晶セルや半導体装置等のように静電気を嫌う物品の加工または搬送過程等において使用される偏光子用保護フィルム付き偏光子(偏光板)として、好適に利用され得る。また、前記範囲内の表面抵抗値を示す偏光子用保護フィルムは、タッチパネルセンサより上に偏光板を搭載し、前記偏光板上に表面保護フィルムを貼付した状態であっても、動作確認を行うことができ、有用となる。
<剥離帯電圧の測定>
温度23℃、湿度50%RHの雰囲気下、偏光子用保護フィルムが積層されたサンプルに対して、剥離速度10m/分で180°剥離した際に生じる剥離帯電圧を、高さ10cmの位置から春日電機(株)製の静電電位測定器KSD−0103を使用して測定した。
なお、剥離帯電圧とは、本発明の偏光子用保護フィルムを構成する帯電防止層に主に由来する剥離帯電圧であり、剥離帯電防止性に寄与するものである。
本発明の偏光板用表面保護フィルムの剥離帯電圧(絶対値)としては、0.4kV以下であることが好ましく、より好ましくは0.3kV以下である。前記剥離帯電圧が0.4kVを超えると、偏光板中の偏光子配列が乱れるので、好ましくない。
[実施例1〜4]
<偏光子用保護フィルム(導電性ポリマー使用+熱溶融)の調製>
基材として、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム(Tg:120℃、以下の実施例及び比較例は、全て同様の透明保護フィルムを使用した。)上に、ナガセケムテックス社製Denatron P−502RG(PEDOT/PSS含有)をワイヤーバー#6を用いて塗工後、BRUCKNER社製KARO IV フィルムバッチ延伸機を用いて、透明保護フィルム(基材)と塗膜(帯電防止層)とを、150℃の予熱で30秒、150℃で歪み速度6%/秒にて延伸しサンプルを作成した。なお、延伸倍率は、表1に示すように、各例における倍率を幅方向(TD)、及び、長手方向(MD)の両方向において同倍率を採用した。また、表1に示すように、各例における評価時の帯電防止層の厚みは、20、50、100nmを採用した。
[比較例1]
<偏光子用保護フィルム(導電性ポリマー使用+加熱(乾燥)のみ)の調製>
基材として、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルムを幅方向(TD)、及び、長手方向(MD)の両方向において2倍ずつ延伸した後、当該フィルム上に、ナガセケムテックス社製Denatron P−502RGをワイヤーバー#6を用いて塗工後、150℃で60秒乾燥してサンプルを作成した。
[比較例2]
<偏光子用保護フィルム(導電性ポリマー使用+溶剤浸透)の調製>
基材として、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム上に、ナガセケムテックス社製Denatron P−502RGに、ジメチルケトンを10重量%添加した液を調製し、ワイヤーバー#6を用いて塗工後、BRUCKNER社製KARO IV フィルムバッチ延伸機を用いて、150℃の予熱30秒、150℃で歪み速度6%/秒にて、幅方向(TD)、及び、長手方向(MD)の両方向において2倍ずつ延伸しサンプルを作成した。なお、溶剤であるジメチルケトンを使用したため、溶剤が浸透し、基材と帯電防止層の界面において浸透層(混合層)が形成されていることが確認された。
[比較例3]
<偏光子用保護フィルム(金属酸化物使用+熱溶融)の調製>
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム上に、三菱マテリアル電子化成社製スズ系酸化物S−1をワイヤーバー#6を用いて塗工後、BRUCKNER社製KARO IV フィルムバッチ延伸機を用いて、透明保護フィルム(基材)と塗膜(帯電防止層)とを、150℃の予熱30秒、150℃で歪み速度6%/秒にて延伸しサンプルを作成した。
[比較例4]
<偏光子用保護フィルム(イオン液体使用+熱溶融)の調製>
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム上に、三菱化学社製サフトマー ST−1000をワイヤーバー#6を用いて塗工後、BRUCKNER社製KARO IV フィルムバッチ延伸機を用いて、透明保護フィルム(基材)と塗膜(帯電防止層)とを、150℃の予熱30秒、150℃で歪み速度6%/秒にて延伸しサンプルを作成した。
[比較例5]
<偏光子用保護フィルム(金属塩/無機塩使用+熱溶融)の調製>
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム上に、大成ファインケミカル社製1SX−1055をワイヤーバー#6を用いて塗工後、BRUCKNER社製KARO IV フィルムバッチ延伸機を用いて、透明保護フィルム(基材)と塗膜(帯電防止層)とを、150℃の予熱30秒、150℃で歪み速度6%/秒にて延伸しサンプルを作成した。
[実施例5−1〜5−3、及び、比較例6−1〜6−3]
<偏光子用保護フィルム(導電性ポリマー使用+熱溶融)の調製>
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム上に、ナガセケムテックス社製Denatron P−502RGを用いて各種延伸温度(加熱延伸温度)で、延伸後の帯電防止層の厚みが100nmになるように、実施例1等と同様の方法にて、サンプルを作成した。なお、表2における延伸倍率は、全て幅方向(TD)2倍、長手方向(MD)2倍を採用した。
[実施例6−1〜6−3及び、比較例7−1〜7−2]
<偏光子用保護フィルム(導電性ポリマー使用+熱溶融)の調製>
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂からなる透明保護フィルム上に、ナガセケムテックス社製Denatron P−502RGをワイヤーバー#6を用いて塗工後、BRUCKNER社製KARO IV フィルムバッチ延伸機を用いて、透明保護フィルム(基材)と塗膜(帯電防止層)とを、140℃の予熱で30秒、140℃で歪み速度6%/秒にて延伸しサンプルを作成した(温度を140℃に固定)。また、延伸倍率を操作し延伸後の帯電防止層の厚みが、表3のように調製し、実施例1等と同様の方法にて、サンプルを作成した。なお、表3における延伸倍率は、全て幅方向(TD)2倍、長手方向(MD)2倍を採用した。
実施例及び比較例に係る偏光子用保護フィルムにつき、上述した配合内容、調製条件、各種測定および評価を行った結果を、表1〜表3に示した。
Figure 0006987429

注)表1中の延伸倍率とは、基材に帯電防止成分(帯電防止剤組成物)を塗布後、基材と塗膜(帯電防止層)を同時に延伸した場合を指す。
Figure 0006987429
Figure 0006987429
表1より、実施例においては、基材及び帯電防止層の密着方式が、加熱及び延伸した熱溶融した状態(溶融固着)であるため、基材及び帯電防止層間の凝集力や密着力に優れ、帯電防止性や剥離帯電防止性にも優れることが確認できた。特に、延伸倍率を1.5倍以上3.0倍以下で調製した実施例では、幅方向の厚み分布が非常に狭く、厚みにバラつきのない均一な偏光子用保護フィルムを得られることが確認できた。
一方、比較例1は、加熱(乾燥)のみを行い延伸しなかったため、基材及び帯電防止層間での均一な熱溶融が起こらず、密着力に劣り、比較例2では、溶剤浸透を用いたため、基材及び帯電防止層間の凝集力が劣ることが確認された。また、比較例3〜5では帯電防止層に導電性ポリマーではなく、金属酸化物などを用いたため、加熱及び延伸した熱溶融を行うことで、帯電防止性や剥離帯電防止性を維持することができないことが確認された。
表2より、偏光子用保護フィルムを構成する基材及び帯電防止層として、基材のガラス転移温度が120℃であり、帯電防止層の厚みを100nmに固定して、延伸温度のみを変化させた場合に、基材Tg+20℃未満の場合(比較例6−1〜6−3)では、基材及び帯電防止層間での熱溶融が起こらず、密着力が劣ることが確認された。一方、基材Tg+20℃以上の場合(実施例5−1〜5−3)では、熱溶融(溶融固着)状態が確認され、密着力は測定できない程、強固に接着していることが確認できた。
表3より、偏光子用保護フィルムを構成する基材及び帯電防止層として、基材のガラス転移温度が120℃であり、延伸温度140℃に固定して、帯電防止層の厚みのみを変化させた場合に、帯電防止層の厚みが100nm以下の場合(実施例6−1〜6−3)では、基材及び帯電防止層間での密着力が良好であり、破壊も生じないことが確認できた。一方、帯電防止層の厚みが100nmを超える場合(比較例7−1〜7−2)では、密着力の低下が認められ、基材及び帯電防止層の層間で破壊が起こっていることが確認できた。
ここに開示される偏光子用保護フィルムは、偏光子に積層し、偏光板として用いることにより、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等の構成要素として好適に用いることができる。
1: 偏光子用保護フィルム付き偏光子(偏光板)
2: 偏光子用保護フィルム
10:帯電防止層
11:基材
12:偏光子

Claims (3)

  1. 基材、及び、前記基材の片面に、導電性ポリマーを含む帯電防止剤組成物から形成される帯電防止層を有する偏光子用保護フィルムの製造方法であって、
    前記基材と帯電防止層が、混合することなく、溶融固着されており、かつ、配向性を有しており、
    前記帯電防止層の厚みが、100nm以下であり、
    前記基材が、(メタ)アクリル系樹脂を主成分として形成され、
    前記帯電防止剤組成物が、前記導電性ポリマーとして、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)を含有し、バインダ成分として、ポリエステル樹脂を含有し、
    前記基材の片面に、前記帯電防止剤組成物を塗布して塗膜を形成する工程、及び、
    前記基材と前記塗膜と共に、前記基材のガラス転移温度Tg+20℃以上で加熱、かつ、延伸する工程を含み、
    前記加熱、かつ、延伸する工程が、テンター延伸機を用いて、幅方向と長手方向に同時に、又は、逐次に、二軸延伸することを特徴とする偏光子用保護フィルムの製造方法
  2. 前記帯電防止層の表面抵抗値が、1.0×1012Ω/□以下であることを特徴とする請求項1に記載の偏光子用保護フィルムの製造方法
  3. 前記同時に、又は、逐次に、二軸延伸する延伸倍率が、幅方向と長手方向にそれぞれ1.5倍以上3.0倍以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の偏光子用保護フィルムの製造方法。
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