JP7238322B2 - 光源側用偏光子保護フィルム及びそれを用いた偏光板並びに液晶表示装置 - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、以下の態様を包含する。
項1.
基材フィルムと光学等方層とを有する積層フィルムの少なくとも片面にハードコート層を有し、前記積層フィルムが下記の特徴全てを有する、光源側用偏光子保護フィルム。
(a)基材フィルムの少なくとも片面は凹凸面であり、凹凸面の算術平均粗さ(Ra)が0.2~10μmである。
(b)基材フィルムの屈折率異方性(Bfnx-Bfny)が0.04~0.2である。
(c)基材フィルムの凹凸面上には光学等方層が設けられている。
(但し、基材フィルムの遅相軸方向の屈折率をBfnx、進相軸方向の屈折率をBfnyとする)
項2.
項1に記載の偏光子保護フィルムを用いた光源側用偏光板。
項3.
光源側偏光板として項2に記載の偏光板を用いた液晶表示装置。
まず、基材フィルムに関して説明する。
少なくとも基材フィルムとしては、屈折率異方性を持たせられるものであれば特に限定はなく、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネートなどが挙げられる。中でも屈折率異方性の高いフィルムが容易に得られる点でポリエステルが好ましい。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどが挙げられ、中でもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。これらのポリエステルは、フィルムとしての機械的物性、耐熱性、及び寸法安定性を損なわない程度(例えば10モル%以下)であれば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノールビスフェノールAのエチレンオキシド(EO)1~2モル付加物等を共重合してもよい。なお、例えばポリエチレンテレフタレートの重合体であれば通常重合時に副生成物のジエチレングリコールが1~2モル共重合するが、このような副生成物を含んでいてもよい。
また、高い透明性を奏するためには、基材フィルムに粒子を実質的に含有させないことも好ましい。「粒子を実質的に含有させない」とは、例えば無機粒子の場合、蛍光X線分析で基材フィルム中の無機元素を定量した場合に50ppm以下、好ましくは10ppm以下、特に好ましくは検出限界以下となる含有量を意味する。
本発明では、基材フィルムの少なくとも片面に凹凸面を有する。凹凸面は、基材フィルムの片面のみに設けてもよいし、両面に設けてもよい。なお、凹凸面を有する基材フィルムを、粗面化した基材フィルムと称する場合がある。
Ra、Rq、Rz、Ry、Rp、及びRvの値が上限以上であると生産性に優れる。
Ra、Rq、Rz、Ry、Rp、及びRvは、JIS B0601-1994又はJIS B0601-2001に準拠して、接触型粗さ計を用いて測定される粗さ曲線から算出される。
Smは、JIS B0601-1994に準拠して、接触型粗さ計を用いて測定される粗さ曲線から算出される。
粗面化した基材フィルムの厚みは、粗面化した基材フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、断面の切片を切り出して顕微鏡観察し、凹凸面は視野の凸部と凹部の中央を基準として、等間隔で10点の厚みを測定し、その平均値として算出される。
サンドブラスト処理は、例えば、遠心式ブラスト機にロール状の基材フィルムを供給して、基材フィルム面に研磨材を投射する方法であってもよい。この場合、粗さは、研磨材の種類、研磨材の大きさ、処理時間、回転翼の速度等により調節することができる。また、サンドブラスト処理は、ガラス板に基材フィルムを貼り付け、エアーブラストにセットし、基材フィルム面に研磨材を吹きつける方法であってもよい。この場合、粗さは、研磨材の種類、研磨材の大きさ、吹きつけ圧力、処理時間等により調節することができる。
サンダーによる処理は、例えば、ロール状の基材フィルムを、フィルムの搬送ロールの一部のロール表面にサンディングペーパーを貼り付けたもの(ロールサンダー)を有する搬送装置に導き処理する方法であってもよい。この場合、粗さはサンディングペーパーの種類、ロールサンダーの回転数、フィルムの搬送速度等で調節することができる。また、処理方向は、ロールサンダーとフィルムとの抱き付け角度、ロールサンダーの回転数、フィルムの搬送速度等で調節することができる。
また、サンダーによる処理は、ガラス板にウレタンフォームを貼り付け、さらにその上に基材フィルムを貼り付け、基材フィルム面をサンダーで縦、横、斜め(45度、135度)の合計4方向から処理する方法であってもよい。粗さは、サンダーのサンディングディスクの種類、処理時間等により調節することができる。
なお、サンダー処理、及びサンドブラスト処理したものは、局所突起を除くため、さらに処理表面をサンドペーパー等で研磨してもよい。
ケミカルエッチングは、酸又はアルカリ溶液に浸漬し、水洗した後、マスキングフィルムを剥離し、乾燥する方法であってもよい。粗さは、浸漬時間等により調節することができる。基本的にケミカルエッチングは両面処理になるが、片面のみ処理する場合は、例えば、基材フィルムの片面にマスキングフィルムを貼り合せて行う。
基材フィルムの凹凸面上には光学等方層が設けられていることが好ましい。光学等方層は、前記凹凸面上に接触して設けられていることが好ましい。「接触して設けられている」とは、凹凸面に他の層を介することなく直接接触して設けられていることを意味する。但し、凹凸面と光学等方層との接着力を向上させるための易接着層は設けられていてもよい。易接着層の厚みは光学的に感知されない厚みであることが好ましく、100nm以下が好ましく、さらに好ましくは50nm以下であり、特に好ましくは20nm以下である。なお、易接着層が下記の光学等方層の屈折率の範囲を満たすのであれば、易接着層及びその上に設けられている光学等方層を合わせて、1つの光学等方層とみなすことができる。また、易接着層が光学等方層として十分な厚みを有するのであれば、易接着層を光学等方層とみなしてもよい。光学等方層を設けることで、基材フィルムの表面の凹凸による乱反射を低減させ、透明性を確保することができる。なお、易接着層の好ましい屈折率は、下記の光学等方層の好ましい屈折率の範囲と同様であり、その屈折率の調整方法も同様である。
光学等方層の屈折率の上限は、好ましくはBfnx+0.15であり、より好ましくはBfnx+0.12であり、さらに好ましくはBfnx+0.1であり、よりさらに好ましくはBfnx+0.08であり、特に好ましくはBfnxであり、最も好ましくはBfnx-0.02である。
光学等方層の屈折率を上記範囲にすることにより虹斑を解消しつつ、反射型の偏光板の輝度向上効果を有効に活用することができる。
ポリマー又は樹脂中にイオウ、臭素、フルオレン基などを導入することも屈折率を上げる上で好ましい方法であり、これらを含有するモノマーを共重合させたアクリル、フルオレン基含有ポリエステル、フルオレン基含有ポリカーボネート、チオエポキシ樹脂などが高屈折率樹脂として好ましい。
屈折率を下げるためには、ポリマー又は樹脂中にフッ素が導入することが好ましい。アクリルの場合、エチレン性不飽和結合を有するフッ素含有モノマーが挙げられる。
高屈折微粒子の屈折率は1.60~2.74であることが好ましい。高屈折微粒子としては、TiO2、ZrO2、CeO2、Al2O3、BaTiO3、Nb2O5、及びSnO2等が挙げられる。高屈折微粒子は、TEM(透過電子顕微鏡)観察による平均一次粒子径が3nm~100nmであることが好ましい。これらの高屈折微粒子を1種又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
屈折率を下げるためには、シリカ、フッ化マグネシウム等の微粒子が好ましく、特に中空シリカが好ましい。
光重合性モノマーは、重量平均分子量が1000未満のものである。光重合性モノマーとしては、光重合性官能基を2つ(すなわち、2官能)以上有する多官能モノマーが好ましい。本明細書において、「重量平均分子量」は、THF等の溶媒に溶解して、従来公知のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算により得られる値である。
光重合性オリゴマーは、重量平均分子量が1000以上10000未満のものである。光重合性オリゴマーとしては、2官能以上の多官能オリゴマーが好ましい。多官能オリゴマーとしては、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル-ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
光重合性ポリマーは、重量平均分子量が10000以上のものであり、重量平均分子量としては10000以上80000以下が好ましく、10000以上40000以下がより好ましい。重量平均分子量が80000を超える場合は、粘度が高いため塗工適性が低下してしまい、得られる積層フィルムの外観が悪化するおそれがある。光重合性ポリマーとしては、2官能以上の多官能ポリマーが好ましい。多官能ポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル-ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
光学等方層の厚みの上限は、好ましくは30μmであり、より好ましくは25μmであり、さらに好ましくは20μmであり、特に好ましくは15μmであり、最も好ましくは10μmである。当該厚みが30μm以下であると薄型化に適する。
光学等方層の厚みは、後述の積層フィルムの厚みから、粗面化した基材フィルムの厚みを引いた値である。
積層フィルムの厚みの上限は、好ましくは180μmであり、より好ましくは150μmであり、さらに好ましくは120μmであり、特に好ましくは100μmであり、最も好ましくは90μmである。当該上限が180μm以下であると、各種用途での薄型化に適する。
積層フィルムは基材フィルムの片面のみが凹凸面であってもよいが、基材フィルムのΔReが比較的低いか、又は凹凸の粗さが比較的小さく、虹斑が十分に解消しきれない場合には、両面に凹凸面と光学等方層とを設けることが好ましい。
積層フィルムの厚みは、積層フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、断面の切片を切り出して顕微鏡観察し、等間隔で10点の厚みを測定し、その平均値として算出される。
積層例としては、下記のタイプ1~4などが挙げられる。
(タイプ1)基材フィルム(凹凸面)/光学等方層(接着剤又は粘着剤)/他のフィルム
(タイプ2)基材フィルム(凹凸面)/光学等方層(接着剤又は粘着剤)/(凹凸面)基材フィルム
(タイプ3)基材フィルム(凹凸面)/光学等方層(接着剤又は粘着剤)/他のフィルム/光学等方層(接着剤又は粘着剤)/(凹凸面)基材フィルム
(タイプ4)他のフィルム/光学等方層(接着剤又は粘着剤)/(凹凸面)基材フィルム(凹凸面)/光学等方層(接着剤又は粘着剤)/他のフィルム
屈折率異方性の基材フィルムのΔBfNxyが比較的小さかったり、凹凸の粗さが比較的小さい場合は、タイプ2~タイプ4の構成を採ることが好ましい。なお、以下の本発明の積層フィルムの用途等の説明で、積層フィルムという場合には上記タイプ1~4の構成も含むものとする。タイプ2~タイプ3の場合、2枚の基材フィルムの遅相軸は、互いに平行又は垂直であることが好ましく、製造の容易さからは平行であることが好ましい。ここで、「平行又は垂直」とは0度又は90度から好ましくは±10度、さらには±7度、特には±5度まで許容される。
ハードコート層は、積層フィルムの基材面又は光学等方層面に設けられてもよい。
ハードコート層は鉛筆硬度でH以上であることが好ましく、さらには2H以上が好ましい。ハードコート層は、例えば、熱硬化性樹脂又は放射線硬化性樹脂の組成物溶液を塗布し、硬化させて設けることができる。
上記放射線硬化性化合物は1種で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(積層フィルム)/低屈折率層
(積層フィルム)/中屈折率層
(積層フィルム)/中屈折率層/低屈折率層
(積層フィルム)/高屈折率層/低屈折率層
(積層フィルム)/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
中屈折率層の屈折率は1.45~1.70であることがより好ましく、1.50~1.60であることがさらに好ましい。 高屈折率層の屈折率は1.55~1.85であることがより好ましく、1.56~1.70であることがさらに好ましい。
但し、積層された場合、低屈折率層の屈折率<中屈折率層の屈折率<高屈折率層の屈折率である。
粒子としては、光学等方層の粒子として例示したものが挙げられる。
用いる粒子の粒径は0.1~10μmが好ましく、0.3~7μmがより好ましく、0.5~5μmが特に好ましい。
粒子としては、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒子、アクリル、スチレン、メラミン等の有機粒子等が挙げられる。有機粒子は架橋されていることが好ましい。
粒子の添加量は、ハードコート層全体に対して、0.1~5質量%が好ましく、0.3~3質量%がより好ましい。
この場合、ハードコート層の表面粗さRaは0.01~1μmであることが好ましく、0.02~0.5μmであることがより好ましく、0.03~0.2μmであることが特に好ましい。
また、積層フィルムの少なくとも片面に帯電防止層を設け、この上にハードコート層を設けるのも好ましい形態である。
ハードコート層の裏面側に帯電防止層を設けてもよい。
このようなHC積層フィルムは、液晶表示装置の光源側の偏光板の偏光子保護フィルムとして好適に用いられる。
(偏光子と積層フィルムとの積層)
偏光板に用いる偏光子としては、例えば、一軸延伸したポリビニルアルコール(PVA)にヨウ素又は有機系の二色性色素を吸着させたもの、液晶化合物と有機系の二色性色素を配向させたもの又は液晶性の二色性色素とからなる液晶性の偏光子、ワイヤーグリッド方式のものなどを特に制限なく用いることができる。
・ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリイミド及びその誘導体、アクリル樹脂、ポリシロキサン誘導体などを塗工し、その表面をラビング処理して配向層(ラビング配向層)とする方法、
・シンナモイル基及びカルコン基等の光反応性基を有するポリマー又はモノマーと溶剤とを含む塗工液を塗布し、偏光紫外線を照射することによって配向硬化させ配向層(光配向層)とする方法
等が挙げられる。
なお、基材フィルムの凹凸面に本発明でいう光学等方層に該当する特性のラビング配向層を設けて、基材フィルムとラビング配向層とでHC積層フィルムとしてもよい。
液晶性の偏光子の厚みとしては、0.1~7μmが好ましく、さらには0.3~5μmが好ましく、特には0.5~3μmが好ましい。接着剤又は粘着剤の厚みは、1~10μmが好ましく、さらに好ましくは2~5μmである。
光学補償フィルムとしては、例えば正又は負のAプレート、Cプレート特性を有するもの等があり、上記フィルム又はポリカーボネートフィルムを延伸したもの、TACフィルムなどの表面に棒状液晶化合物又はディスコティック液晶化合物をコートしたものなどが挙げられる。これらは液晶表示装置の偏光板としてその液晶セルの特性に合わせて適宜選択される。
これらの厚みは10~80μmが好ましく、さらには20~60μmが好ましい。
位相差(光学補償)塗工層は、液晶化合物を偏光子上に塗工する方法、別途離型性フィルムに位相差層を設け、これを転写する方法等により形成することができる。特に偏光板の薄型化を行う場合、基材液晶性の偏光子又は基材に積層された偏光子を転写する偏光子と好適に組み合わされる。
上述の偏光板は、液晶表示装置の光源側偏光板に好適に用いられる。液晶表示装置として、例えば、光源、光源側偏光板、液晶表示セル、及び視認側偏光板をこの順で有する液晶表示装置であって、光源側偏光板の偏光子より光源側の偏光子保護フィルムが、凹凸面(粗面化面)を有する屈折率異方性の基材フィルムと光学等方層とを有する積層フィルムの片面にハードコート層を有する、液晶表示装置が挙げられる。なお、積層フィルムは、表示セルとは反対面の偏光子保護フィルムとして用いることが好ましい。
なお、それらは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例における物性の評価方法は以下の通りである。
分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)を用いて、粗面化する前の基材フィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が長辺となるように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(Bfnx,Bfny)、及び厚さ方向の屈折率(Bfnz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)を用いて測定し、前記二軸の屈折率の差の絶対値(|Bfny-Bfnx|)を屈折率異方性(△BfNxy)とした。なお、粗面化した基材フィルムの屈折率は、耐水性の紙やすり等で研磨して粗面化面を平坦化して測定することができる。
電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて、5点の厚みを測定し、その平均値を求めた。
屈折率の異方性(△BfNxy)とフィルムの厚みd(nm)との積(△BfNxy×d)より、面内リタデーション(Re)を求めた。
|Bfnx-Bfnz|/|Bfnx-Bfny|で得られる値をNz係数とした。
(Bfnx+Bfny)/2-Bfnzで得られる値を面配向度(ΔP)とした。
厚さ方向リタデーションとは、フィルム厚さ方向断面から見たときの2つの複屈折△BfNxz(=|Bfnx-Bfnz|)、△BfNyz(=|Bfny-Bfnz|)にそれぞれフィルム厚さdを掛けて得られるリタデーションの平均を示すパラメーターである。前記と同様の方法でBfnx、Bfny、Bfnzとフィルム厚みd(nm)を求め、(△BfNxz×d)と(△BfNyz×d)との平均値を算出して厚さ方向リタデーション(Rth)を求めた:Rth=(△BfNxz×d+△BfNyz×d)/2。
表面粗さの各パラメータは、接触型粗さ計(ミツトヨ社製,SJ-410,検出器:178-396-2,スタイラス:標準スタイラス122AC731(2μm))を用いて測定される粗さ曲線から求めた。設定は以下の通りに行った。
曲線:R
フィルタ:GAUSS
λc:0.8mm
λs:2.5μm
測定長さ:5mm
測定速度:0.5mm/s
なお、RqはJIS B0601-2001に準拠し、その他はJIS B0601-1994に準拠して、求めた。
粗面化した基材フィルム及び積層フィルムの厚みは、各フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、断面の切片を切り出し、偏光顕微鏡で観察して等間隔で10点の厚みを測定し、その平均値とした。なお、粗面化した基材フィルムの凹凸面は、視野の凸部と凹部の中央を基準とした。光学等方層の厚みは、積層フィルムの厚みから、粗面化した基材フィルムの厚みを引くことにより求めた。
離型フィルムに光学異方層を凹凸面に設ける場合と同じ条件で、厚みが約20μmとなるように設け、離型フィルムから剥離したサンプルの屈折率をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)を用いて測定した。
(ポリエステル樹脂の重合)
攪拌機、温度計、及び部分還流式冷却器を具備するステンレススチール製オートクレーブに、ジメチルテレフタレート194.2質量部、ジメチルイソフタレート184.5質量部、ジメチル-5-ナトリウムスルホイソフタレート14.8質量部、ジエチレングリコール233.5質量部、エチレングリコール136.6質量部、及びテトラ-n-ブチルチタネート0.2質量部を仕込み、160℃から220℃の温度で4時間かけてエステル交換反応を行った。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後、30Paの減圧下で1時間30分反応させ、共重合ポリエステル樹脂を得た。得られた共重合ポリエステル樹脂は、淡黄色透明であった。共重合ポリエステル樹脂の還元粘度を測定したところ0.70dl/gであった。DSCによるガラス転移温度は40℃であった。
攪拌機、温度計及び還流装置を備えた反応器に、共重合ポリエステル樹脂30質量部、及びエチレングリコールn-ブチルエーテル15質量部を入れ、110℃で加熱、攪拌し、樹脂を溶解した。樹脂が完全に溶解した後、水55質量部をポリエステル溶液に攪拌しつつ徐々に添加した。添加後、液を攪拌しつつ室温まで冷却して、固形分30質量%の乳白色のポリエステル水分散体を作製した。
攪拌機、温度計、及び還流冷却管を備えたフラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネートを原料としたイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ製、デュラネートTPA)100質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55質量部、及びポリエチレングリコールモノメチルエーテル(平均分子量750)30質量部を仕込み、窒素雰囲気下、70℃で4時間保持した。その後、反応液温度を50℃に下げ、メチルエチルケトオキシム47質量部を滴下した。反応液の赤外スペクトルを測定し、イソシアネート基の吸収が消失したことを確認し、固形分75質量%のブロックポリイソシアネート水分散液を得た。
下記の塗剤を混合しP1塗布液を作成した。
水 50.00質量%
イソプロパノール 33.00質量%
ポリエステル水分散体 12.00質量%
ブロックイソシアネート系架橋剤 0.80質量%
粒子 1.40質量%
(平均粒径100nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
触媒
(有機スズ系化合物 固形分濃度14質量%) 0.30質量%
界面活性剤 0.50質量%
(シリコン系、固形分濃度10質量%)
(製造例A-ポリエステルX)
エステル化反応缶を昇温し、200℃に到達した時点で、テレフタル酸を86.4質量部及びエチレングリコール64.6質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチモンを0.017質量部、酢酸マグネシウム4水和物を0.064質量部、及びトリエチルアミン0.16質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行い、ゲージ圧0.34MPa、240℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0.014質量部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル0.012質量部を添加した。次いで15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、15分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反応を行った。
フィルム用原料として粒子を含有しないPET(X)樹脂ペレットを押出機に供給し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。次いで、リバースロール法によりこの未延伸PETフィルムの両面にP1塗布液をいずれも乾燥後の塗布量が0.12g/m2になるように塗布した後、乾燥機に導き80℃で20秒間乾燥した。
原反フィルムAと同様の方法により作製された未延伸フィルム(易接着層塗工済み)を、加熱されたロール群及び赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に2.0倍延伸した後、原反フィルムAと同様の方法により温度135℃の熱風ゾーンに導き幅方向に4.0倍延伸し、原反フィルムCを得た。
原反フィルムAと同様の方法により作製された未延伸フィルム(易接着層塗工済み)を、加熱されたロール群及び赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に3.5倍延伸した後、原反フィルムAと同様の方法により温度135℃の熱風ゾーンに導き幅方向に3.5倍延伸し、原反フィルムDを得た。
ガラス板にウレタンフォームを貼り付け、さらにその上に原反フィルムAの周辺を両面テープで貼り付け、この原反フィルム面を手持ちタイプのベルトサンダー(サンディングベルト#320)で縦、横、斜め(45度、135度)の合計4方向から処理を行い、表面粗面化フィルムA1を得た。
ガラス板に原反フィルムAの周辺を両面テープで貼り付け、乾式のサンドブラスターにセットし、研磨材を吹き付けで処理(サンドブラスト処理)し、表面粗面化フィルムA2を得た。
原反フィルムAの片面にポリプロピレンフィルム製マスキングフィルムを貼り合わせ、これを38%の水酸化カリウム水溶液(95℃)に浸漬(ケミカルエッチング)し、水洗した後、マスキングフィルムを剥離して乾燥し、表面粗面化フィルムA4を得た。
ベルトサンダーの条件(サンディングベルトの種類等)、サンドブラストの条件(研磨材の粒径等)を変え、原反フィルムA、B、C、及びDから表2に示す各表面粗面化フィルムを得た。
なお、B1及びC1の製造には#320のサンディングベルトを用い、A3及びD1の製造には#180のサンディングベルトを用いた。また、サンドブラスターの研磨材はA5、A6、B2、A2の順に大きなものを用いた。
なお、ベルトサンダー処理、及びサンドブラスト処理したものは、局所突起の影響を除くため、処理表面を#400のサンドペーパーで軽く研磨した。
(光学等方層用のコート剤の準備)
光学等方層用のコート剤として表3に示すものを準備した。
20cm×30cmの表面粗面化フィルムA1の凹凸面に、上述の易接着層を水/イソプロパノール=2/1の溶液で4倍に希釈したものを塗工して乾燥させ、約30nmの易接着層を設けた。さらにその上に光学等方層用のコート剤aをアプリケーターで塗工した後、塗工面から高圧水銀灯で硬化させて積層フィルムF1を得た。
表面粗面化フィルム及び/又はコート剤の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、積層フィルムF2~F16を得た。なお、積層フィルムF14は、両面に光学等方層を設けた。
20cm×30cmの粗面化フィルムB2の凹凸面に、バイロン(登録商標)200(RV200)(東洋紡社製)の20%トルエン/メチルエチルケトン混合溶媒の溶液を塗工した後に乾燥させ、光学等方層を設けた。得られた2枚の積層フィルムの光学等方層面を重ね、100℃に加熱したロール間を通過させ、2枚の積層フィルムを遅相軸同士が平行となるように貼り合わせた。バイロン200の屈折率は1.55である。
ハードコート用のコート組成物として以下のものを準備した。
(低屈折ハードコート組成物A)
ペルトロン(登録商標)A-2508LR(ペルノックス株式会社製 中空シリカ含有タイプ 屈折率1.33(アッベ))
(低屈折ハードコート組成物B)
ペルトロン(登録商標)A-2508LR(ペルノックス株式会社製 中空シリカ含有タイプ 屈折率1.33(アッベ))
架橋アクリル粒子 ケミスノー(登録商標)MX-80H3wT 固形分に対し2質量% (綜研化学社製)
ペルトロン(登録商標)A-2300(ペルノックス株式会社製 屈折率1.65(アッベ))
ペルトロン(登録商標)A-2005(ペルノックス株式会社製)
なお、これらの組成物において、光重合開始剤としてイルガキュア(登録商標)184を3質量%添加した。また、膜厚が厚くなる場合は、メチルイソブチルケトンで希釈して使用した。
積層フィルムの光学等方層面に低屈折ハードコート組成物Aを塗布し、その後、オーブン中で80℃1分間乾燥させて溶剤を蒸発させ、紫外線を照射して低屈折層を形成し、HC積層フィルムHCF1c~HCF16cを得た。なお、低屈折層の厚みは3.5μmであった。
積層フィルムの基材フィルム面に、上記と同様にして低屈折率層を形成し、HC積層フィルムHCF1b~HCF17bを得た。
積層フィルムF7の光学等方層面の鉛筆硬度はHであったため、ハードコート層として十分な機能を有するとみなすことができることから、さらにこの上に低屈折ハードコート組成物Aを塗布し、厚み85nmの低屈折率層を設け、HC積層フィルムHCF7c-ARを得た。
実施例28は、低屈折ハードコート組成物Bを用いた以外は実施例5と同様にして、HC積層フィルムHCF5c-LRを得た。実施例29は、低屈折ハードコート組成物Bを用いた以外は実施例18と同様にしてHC積層フィルムHCF5b-LRを得た。
積層フィルムF5の光学等方層面に、高屈折ハードコート組成物を塗布し、厚み3μmの高屈折率層を設けた。さらに高屈折率層の上に厚さ85nmの低屈折率層Aを設けて、HC積層フィルムHCF5c-AR1を得た。
積層フィルムF5の基材フィルム面に、実施例30と同様にして高屈折率層及び低屈折率層Aを設けて、HC積層フィルムHCF5b-AR1を得た。
積層フィルムF5の光学等方層面に、一般ハードコート組成物を塗布し、厚み3μmのハードコート層を設けた。さらにハードコート層の上に厚み125nmの高屈折率層、及び厚み85nmの低屈折率層Aを設けて、HC積層フィルムHCF5c-AR2を得た。
積層フィルムF5の基材フィルム面に、実施例32と同様にしてハードコート層、高屈折率層及び低屈折率層Aを設けて、HC積層フィルムHCF5c-AR2を得た。
表面粗面化フィルムA1の凹凸面に高屈折ハードコート層用組成物を塗布し、厚み3μmの高屈折率ハードコート層を設けた。さらにこの上に低屈折ハードコート層用組成物Aを塗布し、厚み85nmの低屈折率層Aを設けて、HC積層フィルムHCA1dHC-ARを得た。
(虹斑の観察)
HC積層フィルムを、クロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に遅相軸が光源側の偏光板の透過軸と45度になるように置き、視認側の偏光板から約60cm離れた正面から透過光の状態を観察し、虹斑の有無を下記の基準に従って評価した。なお、光源は冷陰極管を用いた。
○:虹斑は観察されなかった
△:わずかに虹斑が観察された
×:虹斑が観察された
得られたHC積層フィルムのHC層を下方にして、下方からハロゲンランプを照射し、斜め上方45度の方向からHC積層フィルムの白化度合いを観察した。
◎:白化はほとんど認められなかった。
○:少し白化が認められたが、透明性は高かった。
△:白化が認められ、透明性がやや劣っていた。
×:白化があり、透明性も低かった。
なお、実施例35~40は、偏光板で評価を行った。
HC層をHの鉛筆(三菱鉛筆社製 ユニ)でテストした。
○:傷は認められなかった
×:傷が付いた。
なお、実施例35~40は、偏光板で評価を行った。
(偏光子の製造)
ケン化度99.9%のポリビニルアルコール樹脂フィルムを、周速差のあるロールに導き、100℃で3倍に一軸延伸を行った。得られた延伸ポリビニルアルコール延伸フィルムを、ヨウ化カリウム(0.3%)及びヨウ素(0.05%)の混合水溶液中で染色した後、72℃のホウ酸10%水溶液中で、1.8倍に一軸延伸した。その後、イオン交換水で水洗処理を行い、さらに6%ヨウ化カリウム水溶液に浸漬し、エアナイフで水溶液を除去した後、45℃で乾燥して偏光子を得た。偏光子の厚みは18μmであった。
まず、偏光子及び厚み60μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムに紫外線硬化型のアクリル系接着剤を塗工したものを準備し、これに偏光子を積層してTAC面から高圧水銀灯を照射して硬化させ、TACフィルム積層偏光子を得た。
実施例1~34及び比較例1~6の各HC積層フィルムのハードコート層の反対面に市販の光学用粘着シートを貼り合わせ、この上に20cm×30cmに切り取ったTACフィルム積層偏光子の偏光子面を重ね合わせ、偏光板を得た。なお、偏光子の透過軸と基材フィルムの遅相軸とは平行になるようにした。
(光学等方層として用いる粘着剤用のコート剤の準備)
粘着剤として表5に示すものを用いた。
2-エチルヘキシルアクリレート30質量部、エトキシ化o-フェニルフェノールアクリレート(新中村化学工業社製,製品名:A-LEN-10)70質量部、及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.25質量部を酢酸エチル中で反応させて共重合体(Mw=40万)の酢酸エチル溶液(固形分濃度30質量%)を得た。
20cm×30cmの表面粗面化フィルムA1の平滑面に低屈折率層用組成物Aを塗布し、低屈折率層を有する凹凸フィルムを得た。このフィルムの凹凸面に光学等方層として粘着剤用コート剤iをアプリケーターで塗工した後、塗工面から高圧水銀灯で硬化させて積層体とした。積層体の粘着層面と20cm×30cmに切り取ったTACフィルム積層偏光子の偏光子面とを貼り合わせて偏光板を作製した。なお、偏光子の透過軸と基材フィルムの遅相軸は平行になるようにした。
実施例35で得られた凹凸フィルムの凹凸面に光学等方層として粘着剤用コート剤kをアプリケーターで塗工した後、100℃で乾燥させて積層体とした以外は実施例35と同様にして偏光板を得た。
実施例34で得られた凹凸フィルムの凹凸面に光学等方層用のコート剤bをアプリケーターで塗工した。この塗工面に20cm×30cmに切り取ったTACフィルム積層偏光子の偏光子面を重ね合わせ、A1面から高圧水銀灯を照射して硬化させ、偏光板を得た。また、光学等方性層用のコート剤をe又はfにした以外は同様にして、偏光板を得た。
(基材積層偏光子の製造)
熱可塑性樹脂基材としてポリエステルXを用いて厚み100μmの未延伸フィルムを作成し、この未延伸フィルムの片面に、重合度2400、ケン化度99.9モル%のポリビニルアルコールの水溶液を塗布した後に乾燥して、PVA層を形成した。
得られた積層体を、120℃で周速の異なるロール間で長手方向に2倍に延伸して巻き取った。次に、得られた積層体を4%のホウ酸水溶液で30秒間の処理を行った後、ヨウ素(0.2%)とヨウ化カリウム(1%)との混合水溶液で60秒間浸漬し染色し、引き続き、ヨウ化カリウム(3%)とホウ酸(3%)との混合水溶液で30秒間処理した。
さらに、この積層体を72℃のホウ酸(4%)とヨウ化カリウム(5%)との混合水溶液中で長手方向に一軸延伸を行い、引き続き、4%ヨウ化カリウム水溶液で洗浄し、エアナイフで水溶液を除去した後に80℃のオーブンで乾燥し、両端部をスリットして巻き取り、幅30cm、長さ1000mの基材積層偏光子1を得た。合計の延伸倍率は6.5倍で、偏光子の厚みは5μmであった。なお、厚みは基材積層偏光子をエポキシ樹脂に包埋して切片を切り出し、光学顕微鏡で観察して読み取った。
(偏光板の製造)
実施例36で得られたハードコート層を有する凹凸フィルムの凹凸面に光学等方層として粘着剤用コート剤kをアプリケーターで塗工した後、100℃で乾燥させて粘着層を形成し、この粘着層面と基材積層偏光子の偏光子面とを貼り合わせた後、基材積層偏光子の基材フィルムを剥離し、片面保護フィルム偏光板を得た。これの偏光子面に市販の光学用粘着シートを積層した。なお、偏光子の透過軸と基材フィルムの遅相軸とは平行になるようにした。
HC積層フィルムHCF5cの基材フィルムの面に市販の光学用粘着剤シートを貼り、この粘着剤面に基材積層偏光子の偏光子面を貼り合わせた後、基材積層偏光子の基材フィルムを剥離し、片面保護フィルム偏光板を得た。これの偏光子面に光学粘着剤シートを積層した。なお、偏光子の透過軸と基材フィルムの遅相軸とは平行になるようにした。
HC積層フィルムHCF5bを用い、光学等方層側の面に偏光子を貼り合わせた以外は実施例41と同様にした。
KSF光源を有する液晶表示装置(東芝社製レグザZ20X)に搭載された光源側の偏光板を剥がし、代わりに得られた偏光板を貼り合わせた。貼り合わせはTAC面に光学粘着剤シートを積層して行い、偏光子の透過軸は元の液晶表示装置の方向と同じになるようにした。なお、偏光板がカバーしきれない液晶セルの部分は黒色画用紙で覆った。
評価は、虹斑の確認と画像のコントラストを観察した。
液晶表示装置の表示を白一色にし、正面及び斜め方向から見て虹斑の有無を確認した。
○:虹斑は観察されなかった
△:わずかに虹斑が観察された
×:虹斑が観察された
液晶表示装置の表示を風景の画像とし、上方から卓上の蛍光灯の光を照射して正面からのコントラストを観察した。
◎:鮮やかなコントラストのままであった。
○:散乱光によりわすかにコントラストの低下が認められた。
△:コントラストの低下が認められたが、画像の観察は可能であった。
×:散乱光により、画像が見にくくなった
Claims (7)
- 基材フィルムと光学等方層とを有する積層フィルムの少なくとも片面にハードコート層を有し、前記積層フィルムが下記の特徴全てを有する、光源側用偏光子保護フィルムであって、偏光子を積層する面が前記ハードコート層の反対面である、光源側用偏光子保護フィルム。
(a)基材フィルムの少なくとも片面は凹凸面であり、凹凸面の算術平均粗さ(Ra)が0.4~4μmである。
(b)基材フィルムの屈折率異方性(ΔBfNxy)が0.07~0.2である。
(c)基材フィルムの凹凸面上には光学等方層が設けられており、光学等方層の屈折率がBfny-0.15~Bfnx+0.15であり、かつ、1.57以上である。
(但し、基材フィルムの遅相軸方向の屈折率をBfnx、進相軸方向の屈折率をBfnyとし、ΔBfNxy=Bfnx-Bfnyとする)
(d)基材フィルムのリタデーション差(ΔRe)が90~800nmである。
(但し、ΔRe=Ra×ΔBfNxyである)
(e)基材フィルムの面内リタデーションが3000~30000nmである。
(f)基材フィルムのBfnxが1.67~1.73である。
(g)基材フィルムがポリエステルフィルムである。
(h)光学等方層は、前記凹凸面上に他の層を介することなく直接接触して設けられているか、又は、易接着層のみを介して設けられている。 - 前記基材フィルムの面配向度(ΔP)が0.09~0.15である請求項1に記載の光源側用偏光子保護フィルム。
- 前記光学等方層の屈折率がBfny~Bfnxである請求項1又は2に記載の光源側用偏光子保護フィルム。
- 前記光学等方層の屈折率がBfny+0.02~Bfnxである請求項1~3のいずれかに記載の光源側用偏光子保護フィルム。
- 請求項1~4のいずれかに記載の光源側用偏光子保護フィルムを用いた光源側用偏光板。
- 光源側偏光板として請求項5に記載の光源側用偏光板を用いた液晶表示装置。
- QD(量子ドット)光源、及び/又は、赤色領域用にKSF蛍光体を用いた光源を有する、請求項6に記載の液晶表示装置。
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