JPH11223728A - 偏光板用保護フィルム及び偏光板 - Google Patents

偏光板用保護フィルム及び偏光板

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JPH11223728A
JPH11223728A JP10025427A JP2542798A JPH11223728A JP H11223728 A JPH11223728 A JP H11223728A JP 10025427 A JP10025427 A JP 10025427A JP 2542798 A JP2542798 A JP 2542798A JP H11223728 A JPH11223728 A JP H11223728A
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JP
Japan
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polarizing plate
protective film
film
resin
polarizer
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JP10025427A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Awaji
弘 淡路
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置は、携帯用のOA機器、自動車
や各種工業用計器の表示装置のように、温度変化や湿度
変化が激しい条件下で使用する場合がある。偏光子とし
て使用されるポリビニルアルコールフィルムも、保護フ
ィルムとして使用されるトリアセチルセルロースフィル
ムも、耐熱性と耐湿性が充分でないため、これらから成
る偏光板を高温もしくは高湿の雰囲気下で長時間使用す
ると、偏光度の著しい低下と、偏光子と保護フィルムの
分離あるいは透明性が低下するため、用途面で種々の制
約を受けてきた。このようにこれまで実用化されている
偏光板は、耐熱性と耐湿性の信頼性に乏しい。 【解決手段】 ポリビニルアルコール系偏光子の少なく
とも片面に、光弾性係数の絶対値が50×10-13 cm2/dyn
e以下であり、かつ40℃/90%RHでの透湿度が300 g/m2
・24h・70μm以下であり、かつ90℃での動的粘弾性率が
3×104 Kg/cm2以上であり、かつガラス転移温度が100
℃以上であり、かつリターデーション値が20nm以下であ
る透明樹脂フィルムを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に使
用される偏光板に関する。さらには、今後耐久性が要求
される自動車、携帯用のOA機器、各種工業計器類などの
液晶表示装置に好適に使用される信頼性と耐久性に優れ
た偏光板用保護フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置に使用される偏光板は、偏
光子と保護フィルムが積層された構造を有している。偏
光子には、ポリビニールアルコールを溶液製膜したフィ
ルムをホウ酸溶液中で延伸し、ヨウ素あるいは2色性色
素を吸着させたものが使用される。この偏光子を保護す
るために、その両面に溶液製膜されたトリアセチルセル
ロース(TAC)フィルムが、保護フィルムとして一般的
に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置は、携帯
用のOA機器、自動車や各種工業用計器の表示装置のよう
に、温度変化や湿度変化が激しい条件下で使用する場合
がある。偏光子として使用されるポリビニルアルコール
フィルムも、保護フィルムとして使用されるトリアセチ
ルセルロースフィルムも、耐熱性と耐湿性が充分でない
ため、これらから成る偏光板を高温もしくは高湿の雰囲
気下で長時間使用すると、偏光度の著しい低下と、偏光
子と保護フィルムの分離あるいは透明性が低下するた
め、用途面で種々の制約を受けてきた。このようにこれ
まで実用化されている偏光板は、耐熱性と耐湿性の信頼
性に乏しい。
【0004】その原因は、偏光子に用いられているポリ
ビニルアルコールフィルムそのものの課題と、保護フィ
ルムとして用いられているトリアセチルセルロースフィ
ルム自体の課題である。すなわち、ポリビニルアルコー
ルフィルムの親水性に起因する吸湿性の高さのために、
偏光子は劣化する。また本来、保護フィルムは偏光子を
完全に外部環境から保護すべき機能を有しているべきも
のであるが、現状のトリアセチルセルロースフィルム
は、その加水分解のし易さによって偏光板の劣化を与え
る結果となっている。
【0005】しかし、偏光子それ自体についても、ポリ
ビニルアルコールフィルム系材料を凌駕する材料の提案
がなされておらず、当面液晶表示装置分野ではポリビニ
ルアルコール系材料を偏光子として使用していかなけれ
ばならないのが実状である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリビニルアルコー
ル系偏光子の少なくとも片面に、光弾性定数の絶対値が
50×10-13 cm2/dyne以下であり、かつ40℃/90%RHでの
透湿度が300 g/m2・24h・70μm以下であり、かつ90℃
での動的粘弾性率が3×104 Kg/cm2以上であり、かつガ
ラス転移温度が100℃以上であり、かつリターデーショ
ン値が20nm以下である透明樹脂フィルムを用いることに
より高温・高湿下においても安定性の高い偏光子用保護
フィルムおよび偏光板を得ることを見いだし本発明の完
成に至った。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の偏光子保護フィルムは、
光弾性定数の絶対値が50×10-13 cm2/dyne以下であ
り、かつ40℃/90%RHでの透湿度が300 g/m2・24h・70
μm以下であり、かつ90℃での動的粘弾性率が3×104 K
g/cm2以上であり、かつガラス転移温度が100℃以上であ
り、かつリターデーション値が20nm以下である透明樹脂
フィルムを、偏光子の保護フィルムとして用いることを
特徴としている。以下、本発明を詳細に説明する。偏光
子の保護フィルムの重要な要求特性として、光学特性、
耐熱性および耐湿性がある。光学特性については、高い
透明性と可視域での着色がない事に加え、偏光子が直線
偏光を与えるという重要な特性を有しているために、そ
の偏光度に障害を与えない光学特性が必要である。一般
的に、光学等方性という尺度で評価される。フィルムの
光学等方性はリターデーションで表される。これはフィ
ルムの複屈折とフィルムの膜厚の積で表される。偏光子
の偏光度を低下させないためには、リターデーションが
20 nm以下であることが望ましく、保護フィルムの貼り
合わせの角度の自由度を拡大し、リターデーションが原
因の着色などを防止するためには10 nm以下であること
が好ましい。複屈折はポリマーの配向度に由来する配向
複屈折とポリマー固体に外から応力の付加によるひずみ
によって、特定の原子団が一定方向に向きを変えること
に由来する光弾性複屈折がある。前者の配向複屈折に基
づくリターデーションを低くするためには、溶媒キャス
ト法を用いるとか、分子量の低いポリマーを使用するな
どの配向度を抑制する方策がある。しかし、ポリマーの
配向度を抑制してリターデーションが低い保護フィルム
を作製したとしても、環境の湿熱変化によりポリビニル
アルコールフィルムから保護フィルムへ応力ひずみが加
わり、その結果、複屈折が増加することがある。このよ
うな光弾性複屈折を抑えるためには光弾性定数の絶対値
が50×10-13 cm2/dyne以下であることが必要である。
【0008】耐熱性については、高温においても高弾性
を維持することが保護フィルムとして必要であるため、
ガラス転移温度が100℃以上、好ましくは120℃以上が、
90℃での動的粘弾性率が3×104 Kg/cm2以上であること
が好ましい。この特性が低いとカール、はくりの原因と
なる。耐湿性については、保護フィルムの透湿度が重要
である。透湿度が300 g/m2・24h以下である。透湿度が
これより大きいと、保護フィルムを通して水蒸気が偏光
子に入り込み、偏光子が湿潤したり、脱色したりして偏
光板の性能・耐久性が低下する。上記透明樹脂フィルム
としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポ
リエーテルスルホン樹脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリ
アクリレート樹脂などが用いられる。上記樹脂を保護フ
ィルムとするには、溶剤キャスト法、押し出し法等の公
知の製膜方法が用いられる。保護フィルムの厚さとして
は、通常5〜500μm、好ましくは10〜300μm、さらに好
ましくは20〜200μmである。
【0009】また保護フィルムを偏光子に貼り合わせる
には、ポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、水溶
性接着剤などが用いられる。また、該保護膜を構成する
樹脂には、必要により酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線
吸収剤などの各種添加剤を添加しても良い。さらにかく
して得られた偏光板に剥離フィルム、粘着材を付加する
ことができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明を実施例にて具体的に説明する
が、本発明はこの実施例に限定されるものではない。フ
ィルムの各物性値は以下のようにして測定した。厚み :フィルムから15mm×100mmのサイズでMD、
TD方向それぞれ5枚の試験片を切り出した。温度20
℃±2℃、湿度60%±5%において、各試験片の5ヶ
所をミツトヨ製デジマティックインジケーターを用いて
測定し、その平均値をフィルムの厚みとした。リターデーション :フィルムから10mm×150mmのサ
イズでMD、TD方向それぞれ1枚の試験片を切り出し
た。温度20℃±2℃、湿度60%±5%において、オ
ーク製作所製、顕微偏光分光光度計(波長515nm)
を用いて、各試験片について無加重の場合の角位相を測
定し、次式よりリターデーション値を求めた。 リターデーション=(角位相−90)/180×515光弾性定数 :における各試験片について、温度20℃±
2℃、湿度60%±5%において、オーク製作所製、顕
微偏光分光光度計(波長515nm)を用いて、無加重
と500gの加重を架けた場合の角位相差を測定し、次
式より光弾性定数を算出した。 光弾性定数=(角位相差/360)×(1/応力)×
(1/膜厚)透湿度 :フィルムから100mm×100mmのサイズで1
枚の試験片を切り出した。温度40℃、湿度90%RH
において、LYSSY製水蒸気透過度テスターを用いて
5回測定し、その平均値を求めた。この値に〔(各フィ
ルムの膜厚)/70μm〕を掛けて厚み70μmフィルムの
透湿度とした。動的粘弾性率 :フィルムから試験片を9mm×40mm
に切り出し、MD、TDそれぞれの方向を、セイコー製
DMS200を用いて、周波数0.1Hzにおいて10
0℃まで3℃/minの昇温速度で測定した。DMSプ
ロファイルから30℃、60℃、90℃における弾性率
を算出した。ガラス転移温度 :フィルムから試験片を3mm×20m
mに切り出し、MD、TDそれぞれの方向を、荷重3g
をかけて、セイコー製TMAを用いて、300℃まで1
0℃/minの昇温速度で測定した。TMAプロファイ
ルの変化点からガラス転移温度を求めた。実施例1 ポリビニルアルコール/ヨウ素からなる市販
の偏光板の両面に、アクリル接着剤を用いてポリカーボ
ネート樹脂(APEC、バイエル製)の流延法により作
製したフィルム(厚み:58μm、光弾性定数:45×10
-13 cm2/dyne、リターデーション:20 nm、 40℃/90%
RHでの透湿度:63 g/m2・24h・70μm、90℃での動的粘
弾性率:3.17×104Kg/cm2、ガラス転移温度:239℃)を
貼り合わせて偏光板とした。比較例1 アクリル樹脂(クラレ製)の流延法により作
製したフィルム(厚み:69μm、光弾性定数:−6×10
-13 cm2/dyne、リターデーション:3 nm、40℃/90%RH
での透湿度:105 g/m2・24h・70μm、90℃での動的粘弾
性率:0.06×104 Kg/cm2、ガラス転移温度:83℃)を用
いて実施例1と同様に偏光板とした。比較例2 セルロース樹脂(テナイト、長瀬産業製)の
流延法により作製したフィルム(厚み:72μm、光弾性
定数:−6×10-13 cm2/dyne、リターデーション:3 n
m、 40℃/90%RHでの透湿度:435 g/m2・24h・70μm、9
0℃での動的粘弾性率:1.68×104 Kg/cm2、ガラス転移
温度:128℃)を用いて実施例1と同様に偏光板とし
た。比較例3 トリアセチルセルロース樹脂(TAC)の流延
法により作製したフィルム(厚み:80μm、光弾性定
数:−6×10-13 cm2/dyne、リターデーション:3nm、
40℃/90%RHでの透湿度:302 g/m2・24h・70μm、90℃
での動的粘弾性率:6.50×104 Kg/cm2、ガラス転移温
度: 61℃)を用いて実施例1と同様に偏光板とした。湿熱耐久性試験 前記偏光板について60℃、90%R
H条件で1000時間保持した後の、偏光度を測定し、
以下の評価基準に従って湿熱耐久性を評価した。 ○:偏光度が90%を越えるもの △:偏光度が70〜90%のもの ×:偏光度が70%未満のもの 本発明における偏光度は、 偏光度=〔(Hll−Hl)/(Hll+Hl)〕1/2×10
0(%) で示され、ここでHllは2枚の偏光板の配向方向が同一
方向になるように重ね合わせた状態で分光光度計を用い
て測定した値(平行透過率と呼ぶ)であり、Hlは2枚
の偏光板の配向方向が互いに直交方向になるように重ね
合わせた状態で測定した値(直交透過率と呼ぶ)であ
る。偏光度の測定は、島津製作所UV-210分光光度計を使
用した。保護フィルムを貼り合わせた偏光板の湿熱耐久
性試験結果を、表1に示す。
【0011】
【発明の効果】本発明の偏光板用保護フィルムによれ
ば、高温高湿下でも高偏光度、高透過率を保持した、湿
熱耐久性に優れた偏光板が得られるため、過酷な条件で
長時間使用された場合にも車両用途、屋外用途、各種工
業計器用途の液晶表示パネルの信頼性向上が果たせる。
【0012】
【表1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光弾性定数の絶対値が50×10-13 cm2/d
    yne以下であり、かつ40℃/90%RHでの透湿度が300 g/m2
    ・24h・70μm以下であり、かつ90℃での動的粘弾性率が
    3×104 Kg/cm2以上であり、かつガラス転移温度が100℃
    以上であり、かつリターデーション値が20nm以下である
    透明樹脂フィルムを用いることを特徴とする偏光板用保
    護フィルム。
  2. 【請求項2】保護フィルムがポリエステル系樹脂、ポリ
    カーボネート系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹
    脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリイミド系樹脂、
    ポリアクリレート系樹脂、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記載の偏光板用保護フィル
    ム。
  3. 【請求項3】請求項1から2記載のいずれか記載の偏光
    板用保護フィルムを用いることを特徴とする偏光板。
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