JPH05288929A - 偏光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 偏光フィルムの片側又は両側に、メチルメタ
クリレートの含量が７０wt％以上のアクリル系樹脂を二
軸延伸してなるフィルム層を有する。 【効果】 ＭＭＡ含量７０wt％以上のアクリル系樹脂を
二軸延伸してなるフィルムを偏光フィルムの透明支持体
とすることにより、１）透明性と光学的等方性に起因す
る優れた偏光特性と、２）防湿性熱寸法安定性に起因す
る高温高湿下においても優れた偏光特性を持続する耐久
性とを有する偏光板を、３）従来とかわらぬ合理的な製
造方法で得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は偏光フィルムを特定の透
明層で支持した、偏光性能に優れ、かつ耐高温高湿等の
耐久性に優れる偏光板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、偏光フィルムを透明層で支持して
なる偏光板が知られている。（以下、この透明層を透明
支持体と称する）この透明支持体に求められる性能は、
１）偏光フィルムを支持するための機械的性能、２）偏
光フィルムの偏光特性を保持するための光学的性能、
３）偏光フィルムに耐久性を付与するための保護的性能
等である。

【０００３】これらの要求性能をすべて満足する材料は
未だ見出されておらず、偏光板の性能に最も影響する光
学的性能、即ち、透明性に優れている事と光学的に等方
である事、を優先してトリアセテート（ＴＡＣ）フィル
ムが殆どの偏光板の透明支持体として使用されているの
が現状である。

【０００４】ＴＡＣフィルムを透明支持体とする従来の
偏光板が使用される環境は限られており、大きな問題と
はなっていなかったが、最近の液晶表示装置（ＬＣＤ）
の著しい発展によりＬＣＤが使用される環境が大きく拡
大し、ＬＣＤに使用される偏光板においては新たな問題
点が発生してきた。例えば、ＴＡＣフィルムを透明支持
体とする偏光板を自動車等に搭載されるＬＣＤに用いた
場合は高温高湿条件にさらされ、この偏光板が脱色し、
偏光特性が大きく低下する問題が生じ、実用に供するこ
とが出来なかった。それ故ＬＣＤの更なる普及をはかる
ためには、偏光性能を低下させることなく、耐高温高湿
等の耐久性に優れ、より過酷な条件に耐える偏光板が要
求されている。

【０００５】過酷な条件での使用により偏光板の性能が
低下する原因は、熱と湿度の相乗作用により偏光フィル
ムが変質する事にある。従って、防湿性の透明支持体に
より偏光フィルムを保護し、その変質を防止しようとす
る対策がとられてきた。例えば、現在透明支持体の大部
分を占めるＴＡＣフィルムを他の透湿性の低い透明フィ
ルムにかえる方法（特公平３−２３８８１）やＴＡＣフ
ィルム自体に防湿性を付与する方法（特開平３−１４８
６０３）がある。

【０００６】しかしながら、前者の方法においてはＴＡ
Ｃフィルムに匹敵する光学的性質（透明性と光学的等方
性）を有するフィルムを見出すに到らず、耐久性は向上
しても初期の偏光性能は低下し、本質的な問題解決とは
ならなかった。

【０００７】又、後者においては、ＴＡＣフィルムに酸
化ケイ素、酸化インジウム、酸化アルミニウム等の透明
層を蒸着により形成すると言う製造工程としては極めて
不合理な手段による解決策で製造コストの上昇等を伴な
い、これまた本質的な問題解決にはならなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来の問題点の解決にある。すなわち、ＴＡＣフィルムを
透明支持板とする偏光板に劣らぬ偏光性能を有し、か
つ、高温高湿等の耐久性に優れる偏光板を現状とかわら
ない合理的な製造工程で供給することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題の
解決に関し、鋭意検討した結果、メチルメタクリレート
７０〜９０wt％、一般式［１］で表される化合物５〜２
９wt％、芳香族ビニル化合物１〜２５wt％よりなるアク
リル系樹脂を二軸延伸してなるフィルムが、透明性ばか
りでなく驚くべきことに光学的等方性においてもＴＡＣ
フィルムに劣らないことを見出した。更にこのフィルム
は１２０℃の耐熱性とＴＡＣフィルムの１／１０以下と
いう防湿性をかね備えておるために、これを透明支持板
とする偏光板は従来では想像出来なかった９０℃ ９５
％ＲＨという高温高湿条件下においても初期の優れた偏
光性能を持続することを見出し本発明を完成した。

【００１０】

【作用】本発明者等は透明支持体としてプラスチックス
の中で最も優れた光学的性能を有するメチルメタクリレ
ート（以下ＭＭＡと略記する）樹脂を素材とする事に着
目した。ＭＭＡ樹脂が支持体として使用出来ると言う記
述はその透明性故に各種の文献に散見される。しかしな
がら、現状とかわらない合理的な製造工程で生産するた
めに必要となるフィルム状で偏光板の透明支持体として
実用使用されている例はない。

【００１１】この理由は透明支持体として必要な機械的
強度に劣り、透明支持体としてのフィルム化が出来ない
事にある。現在市販されているアクリルフィルムはフィ
ルム化を可能とするために各種の重合性モノマー組成か
ら成り立っており、アクリル樹脂の主成分たるＭＭＡ含
量は７０wt％未満である。そのために本来の光学的性能
が犠牲にされているだけでなく偏光フィルムの透明支持
体として必要な剛性も低下するため、偏光フィルムの透
明支持体としては使用出来ない。

【００１２】フィルム化のもう一つの方法は延伸配向、
即ち二軸延伸による方法である。この方法によるとＭＭ
Ａ含量９０wt％以上で本来の光学的性能を有するアクリ
ル樹脂から、透明支持体として必要なレベルの機械的強
度を有するフィルムを得る事が出来る（特開昭５５−１
５５３０７）。

【００１３】しかしながら、アクリル樹脂は非晶性であ
るため延伸配向された分子を熱処理で固定する事が出来
ずガラス転移温度（Ｔｇ）近くまで加熱すると延伸フィ
ルムが収縮する。従ってアクリル樹脂に代表される非晶
性樹脂の延伸フィルムはＴｇ以上の温度では実用使用で
きない。アクリル樹脂のＴｇは組成によって異るがＭＭ
Ａ含量９０wt％以上の通常のアクリル樹脂では９０℃近
辺である。

【００１４】更に、Ｔｇは樹脂が吸水すると低下する。
アクリル樹脂の場合飽和吸水量である１．８wt％程度吸
水すると約２０℃Ｔｇが低下する。従って高湿度下にお
いては実用使用限界が７０℃近辺にまで低下してしま
う。

【００１５】現在の偏光板に対する耐湿熱性評価基準は
６５℃ ９５％ＲＨである。この条件下においてもＴＡ
Ｃを透明支持板とする偏光板には偏光性能の低下が認め
られ、耐久性向上が求められているが、前述したごと
く、最近のＬＣＤが使用される環境の拡大に対し偏光板
に求められる耐湿熱性は少なくとも８０℃ ９０％Ｒ
Ｈ、更には９０℃ ９５％ＲＨと言う極めて過酷な条件
に至っている。

【００１６】本発明者等は８０℃ ９０％ＲＨ以上の過
酷な条件下でも実用使用に耐え初期の優れた偏光性能を
持続する偏光板を現状とかわらぬ合理的な製造方法によ
って得ることを目的として鋭意検討し、本発明を完成さ
せた。

【００１７】アクリル樹脂の耐熱性を向上させる手段と
してＭＭＡに一般式［１］で表わされる化合物及び芳香
族ビニル化合物等を共重合する方法がある。しかしなが
ら、このような化合物は延伸配向により複屈折が生じ易
いことからその延伸フィルムを光学的等方性が要求され
る分野で使用することは不可能とされていた（特開昭５
５−１５５３０７）。

【００１８】しかしながら、本発明者等は驚くべきこと
にマレイミドおよび／又はＮ置換マレイミド又は無水マ
レイン酸５〜２９wt％。芳香族ビニル化合物１〜２５wt
％をＭＭＡと共重合させたアクリル樹脂を適切な条件で
二軸延伸することにより透明性はもちろんのこと耐熱性
（Ｔｇ１２０℃）と光学的等方性を合わせもち、かつ透
明支持板として必要な機械的強度を有するアクリルフィ
ルムを得ることが出来た。

【００１９】延伸条件としては、延伸温度１３０〜１６
０℃、延伸倍率１．５〜２．５倍が適切であり、延伸速
度は通常１００〜５０００％／分が使用できる。

【００２０】このようにして得られたフィルムは飽和吸
水量の状態でも１００℃近辺のＴｇを有しており、偏光
フィルムの両側、又は片側にこのフィルムを有する偏光
板は８０℃ ９０％ＲＨ、及び９０℃ ９５％ＲＨと言
う極めて過酷な条件下においても収縮、反り等の外観変
化はなく優れた初期の偏光特性を持続すすることが確認
された。

【００２１】本発明における偏光フィルムについては、
特に限定されないが本発明の透明支持体の効果が、より
顕著に発揮されるのはポリビニルアルコール系フィルム
に代表される親水性高分子フィルムにヨウ素及び／又は
二色性染料を吸着させてなる偏光フィルムである。偏光
フィルムの厚さは限定するものでないが、通例５〜５０
μm である。

【００２２】本発明の透明支持体は通例フィルムの両側
に設けられるが、偏光板の使用状況により片側のみに設
けられていても効果が発揮される。

【００２３】偏光フィルムの片側又は両側に透明支持体
を形成する方法は限定されないが、二軸延伸してなるフ
ィルムを接着剤を介して偏光フィルムとラミネートする
方法により最も品質の安定した偏光板を得ることが出来
る。

【００２４】透明支持体に必要により添加剤を混合する
ことは何ら制限されるものではないが、本発明の透明支
持体は、紫外線吸収剤、例えばベンゾフェノン系化合
物、ベンゾトリアゾール系化合物との相溶性に特に優れ
ており、このために偏光フィルムを紫外線から保護し、
耐候性に優れた、偏光板を得ることが出来る。

【００２５】

【実施例】本発明を実施例によりさらに詳しく説明す
る。 実施例１ ＭＭＡ８４wt％、マレイミド１２wt％、スチレン４wt％
の単量体混合物から共重合して得られたメチルメタアク
リル系樹脂をシリンダー径２０mmの押出試験機を用い、
押出温度２５０℃で押出成形し、３５０μm 厚のシート
を得た。このシートをパンダグラフ式延伸試験機（東洋
精機（株））を用い延伸温度１４５℃で縦・横両方向に
各々２．１倍延伸し、厚さ８０μm のフィルムを得た。

【００２６】このフィルムの物性値は全光線透過率（Ｔ
t ）９３．０％、ヘイズ０．２、位相差（Δnd）６nm、
耐折強度２０回、透湿率３８ｇ／ｍ² ／２４hrであっ
た。

【００２７】このようにして得られたフィルムを透明支
持体として、厚さ３０μm のヨウ素・ＰＶＡ系偏光フィ
ルムの両面にウレタン系接着剤を介して接着し偏光板を
作成した。

【００２８】偏光板の性能は可視光線の単体透過率Ｔ、
２枚平行透過率Ｔp と２枚直交透過率Ｔc から次式によ
って算出される偏光度Ｐとで評価される。

【００２９】 Ｐ＝［（Ｔp −Ｔc ）／（（Ｔp ＋Ｔc ）］^1/2 得られた偏光板の性能はＴ＝４０．３％、Ｐ＝９９．９
％以上であった。 実施例２ ＭＭＡ７３wt％、無水マレイン酸１２wt％、スチレン１
５wt％の単量体混合物から共重合して得られたメチルメ
タアクリル系樹脂を実施例１と同一条件で押出成形し、
４２０μm 厚のシートを得た。このシートを実施例１の
延伸試験機により延伸温度１５０℃で縦・横両方向に各
々２．３倍延伸し、厚さ８０μm のフィルムを得た。

【００３０】このフィルムを透明支持体として実施例１
と同様な方法で偏光板を作成した。 比較例１ 市販の８０μm トリアセテートフィルム（ＴＡＣ：ＦＴ
−８０ 富士写真フィルム製）の表面を１０％ＮａＯＨ
水溶液で処理した後、厚さ３０μm のヨウ素、ＰＶＡ系
偏光フィルムの両面に水系接着剤を介して接着し、偏光
板を作成した。 比較例２，３ 実施例１，２に用いたメチルメタアクリレート系樹脂を
シリンダー径２０mmの押出試験機を用い、各々実施例
１，２に対応する押出温度で押出成形し、８０μm 厚の
フィルムを得たが、いづれも極めて脆く、偏光フィルム
との接着加工が不可能であり、偏光板を作成する事は不
可能であった。 比較例４ ＭＭＡ９４wt％、メチルアクリレート６wt％の単量体混
合物から共重合して得られたメチルメタアクリレート系
樹脂をシリンダー径２０mmの押出試験機を用い、押出温
度２５０℃で押出成形し、３５０μm 厚のシートを得
た。このシートをパンダグラフ式延伸試験機（東洋精機
（株）製）を用い延伸温度１３５℃で縦・横両方向に各
々２．１倍延伸し、厚さ８０μm のフィルムを得たこの
フィルムを透明支持体として実施例１と同様な方法で偏
光板を作成した。

【００３１】実施例１〜２、比較例１〜４において透明
支持体として用いた各フィルムの物性値を表１に示す。

【００３２】

【表１】 本発明の実施例１〜２におけるメチルメタアクリレート
系樹脂よりなる透明支持板は光学的性能、機械的性能に
おいて比較例１のＴＡＣフィルムに劣らぬ性能を有して
おり、保護的性能としての透湿度はＴＡＣフィルムの１
０分の１と言う低い値である。

【００３３】機械的強度不足のために偏光板を作成出来
なかった比較例２，３以外について、得られた偏光板の
初期性能を表２に示す。

【００３４】支持板の光学的性能から予想されるごと
く、初期性能においては実施例、比較例ともＴＡＣを支
持板とする偏光板と同等に優れた偏光性能を有してい
る。 耐久性評価 実施例１，２、比較例１，４の４種の偏光板を６５℃
９５％ＲＨ、８０℃９０％ＲＨ及び９０℃ ９５％ＲＨ
の各々の条件下に放置し偏光板の性能である単体透過率
Ｔと偏光度Ｐの変化を経時的に測定しその耐久性を評価
した。その結果を表３に示す。

【００３５】

【表３】 表３の結果から本発明の偏光板は過酷な高温高湿条件下
でも優れた耐久性を持続する事が確認出来た。即ち、比
較例１のＴＡＣフィルムを透明支持板とする偏光板は６
５℃ ９５％ＲＨの条件下でも５００hr経過時点では偏
光度の低下が認められ８０℃ ９０％ＲＨの条件下では
１００hr経過で単体透過率Ｔの上昇（偏光板の脱色）と
偏光度の低下（偏光性能の劣化）が著しくもはや偏光板
としての使用に耐えなくなるほど耐久性に劣る。

【００３６】一方、通常の二軸延伸アクリルフィルムを
透明支持板とした。比較例４はＴＡＣフィルムに比べ透
湿率が１／１０以下と言う特性により、６５℃ ９５％
ＲＨにおいては、５００hr経過しても偏光性能の低下は
認められないが、８０℃ ９０％ＲＨの条件下では透明
支持板の収縮による偏光板の反りと偏光子の一部剥離現
象が生じ９０℃ ９５％ＲＨと言う過酷な条件下では著
しい反りと剥離現象のため評価不能となった。

【００３７】これに対し本発明の実施例１，２は６５℃
９５％ＲＨの条件下において偏光性能の低下がない事
は言うに及ばず８０℃ ９０％ＲＨの条件下でも２５０
時間経過では偏光性能の低下はなく５００時間経過して
も偏光板としての性能を保ちかつ比較例４に生じた収縮
に起因する反りや剥離は全く認められなかった。更に９
０℃ ９５％ＲＨと言う過酷な条件下においても２５０
℃時間経過時点では、目立った性能低下は認められな
い。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によればＭＭ
Ａ７０〜９０wt％、一般式［１］で表わされる化合物５
〜２９wt％、芳香族ビニル化合物１〜２５wt％よりなる
アクリル系樹脂を二軸延伸してなるフィルムを偏光フィ
ルムの透明支持体とすることにより、１）透明性と光学
的等方性に起因する優れた偏光特性と、２）防湿性と耐
熱寸法安定性に起因する高温高湿下においても優れた偏
光特性を持続する耐久性とを有する偏光板を、３）従来
とかわらぬ合理的な製造方法で得ることが出来る。

【表２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光フィルムの片側又は両側に、メチル
   メタクリレート７０〜９０wt％、下記一般式［１］で表
   される化合物５〜２９wt％、芳香族ビニル化合物１〜２
   ５wt％よりなるアクリル系樹脂を二軸延伸してなるフィ
   ルム層を有することを特徴とする偏光板。 【化１】 （ただし式［１］においてＸはＯ又はＮ−Ｒを表わす。
   Ｏは酸素、Ｎはチッ素、Ｒはアルキル基である）
2. 【請求項２】 アクリル系樹脂の一般式［１］で表わさ
   れる化合物のＸがＮ−Ｒである請求項１に記載の偏光
   板。
3. 【請求項３】 アクリル系樹脂の一般式［１］で表わさ
   れる化合物のＸがＯである請求項１に記載の偏光板。