JPWO2008050573A1 - 偏光子保護フィルム、偏光板、および画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

原料として紫外線吸収性単量体を用いることによって優れた紫外線吸収能力を発現させるとともに、優れた耐熱性を有し、優れた光学的透明性を有し、着色および発泡が極めて少ない偏光子保護フィルムを提供すること、そのような偏光子保護フィルムを用いた、外観欠点が少ない偏光板を提供すること、そのような偏光板を用いた高品位の画像表示装置を提供すること。本発明の偏光子保護フィルムは、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率が30%以下であり、紫外線吸収性単量体と(メタ)アクリル系単量体を含む単量体組成物を重合して得られる(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有する成型材料を、押出し成型にて成型して得られる。

Description

本発明は、偏光子保護フィルム、それを用いた偏光板、および、その偏光板を少なくとも1枚含む、液晶表示装置、有機EL表示装置、PDP等の画像表示装置に関する。
液晶表示装置には、その画像形成方式から液晶パネル表面を形成するガラス基板の両側に偏光板を配置することが必要不可欠である。偏光板は、一般的には、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材料からなる偏光子の両面に、偏光子保護フィルムをポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せたものが用いられている。
偏光子保護フィルムには、液晶や偏光子を紫外線劣化から防ぐ目的で、紫外線吸収性能が必要とされることがある。偏光子保護フィルムとして用いる光学フィルムの樹脂成分として、これまでトリアセチルセルロースが一般に良く用いられている。現在は、偏光子保護フィルムとしてのトリアセチルセルロースフィルム中に紫外線吸収剤を添加し、紫外線吸収性能を持たせている。
しかしながら、トリアセチルセルロースは耐湿熱性が十分でなく、トリアセチルセルロースフィルムを偏光子保護フィルムとして用いた偏光板を高温または高湿下において使用すると、偏光度や色相等の偏光板の性能が低下するという欠点がある。またトリアセチルセルロースフィルムは斜め方向の入射光に対して位相差を生じる。かかる位相差は、近年、液晶ディスプレイの大型化が進むにしたがって、顕著に視野角特性に影響を及ぼすようになっている。
そこで、従来からのトリアセチルセルロースに代わる偏光子保護フィルムの材料として、透明性の熱可塑性樹脂が検討されており、透明性の熱可塑性樹脂に紫外線吸収剤を添加して紫外線吸収性能を持たせた偏光子保護フィルムも報告されている(特許文献1〜2参照)。しかし、このような偏光子保護フィルムにおいては、紫外線吸収剤を添加する前の材料樹脂のTg(ガラス転移温度)に比較して添加した後のTgが大きく低下してしまうという問題(耐熱性低下の問題)や、樹脂が着色(黄変)してしまうという問題がある。したがって、優れた紫外線吸収能力を有するとともに、優れた耐熱性、優れた光学的透明性を有する偏光子保護フィルムの開発が強く望まれている。
特開平9−166711号公報 特開2004−45893号公報
本発明の課題は、(1)原料として紫外線吸収性単量体を用いることによって優れた紫外線吸収能力を発現させるとともに、優れた耐熱性を有し、優れた光学的透明性を有し、着色および発泡が極めて少ない偏光子保護フィルムを提供すること、(2)そのような偏光子保護フィルムを用いた、外観欠点が少ない偏光板を提供すること、(3)そのような偏光板を用いた高品位の画像表示装置を提供すること、にある。
本発明の偏光子保護フィルムは、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率が30%以下であり、
紫外線吸収性単量体と(メタ)アクリル系単量体を含む単量体組成物を重合して得られる(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有する成型材料を、押出し成型にて成型して得られる。
好ましい実施形態においては、上記紫外線吸収性単量体が、ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体である。
好ましい実施形態においては、上記単量体組成物中における上記紫外線吸収性単量体の含有量が1〜30重量%である。
好ましい実施形態においては、上記(メタ)アクリル系樹脂が、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂である。
好ましい実施形態においては、厚み80μmにおけるb値が1.5未満である。
好ましい実施形態においては、上記成型材料は、上記樹脂成分100重量部に対して0.2重量部以上の280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下である酸化防止剤を含有する。
好ましい実施形態においては、上記酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤を含む。
好ましい実施形態においては、上記酸化防止剤が、上記樹脂成分100重量部に対して0.1重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.1重量部以上のチオエーテル系酸化防止剤とを含む。
好ましい実施形態においては、上記酸化防止剤が、上記樹脂成分100重量部に対して0.1重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.1重量部以上のリン系酸化防止剤とを含む。
好ましい実施形態においては、上記押出し成型時の成型材料の温度が250℃以上である。
本発明の別の局面によれば、偏光板が提供される。本発明の偏光板は、ポリビニルアルコール系樹脂から形成される偏光子と偏光子保護フィルムである本発明の光学フィルムとを含む偏光板であって、該偏光子が接着剤層を介して該偏光子保護フィルムに接着されてなる。
好ましい実施形態においては、上記接着剤層が、ポリビニルアルコール系接着剤から形成される層である。
好ましい実施形態においては、最外層の少なくとも一方として粘着剤層をさらに有する。
本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。本発明の画像表示装置は、本発明の偏光板を少なくとも1枚含む。
本発明によれば、原料として紫外線吸収性単量体を用いることによって優れた紫外線吸収能力を発現させるとともに、優れた耐熱性を有し、優れた光学的透明性を有し、着色および発泡が極めて少ない偏光子保護フィルムを提供することができる。また、そのような偏光子保護フィルムを用いた、外観欠点が少ない偏光板を提供することができる。また、そのような偏光板を用いた高品位の画像表示装置を提供することができる。
このような効果は、押出し成型する際の成型材料として、紫外線吸収性単量体と(メタ)アクリル系単量体を含む単量体組成物を重合して得られる(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有する成型材料を用いることによって、発現することが可能となる。
本発明の偏光板の一例を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。
符号の説明
10 液晶セル
11、11´ ガラス基板
12 液晶層
13 スペーサー
20、20´ 位相差フィルム
30、30´ 偏光板
31 偏光子
32 接着剤層
33 易接着層
34 偏光子保護フィルム
35 接着剤層
36 光学フィルム
40 導光板
50 光源
60 リフレクター
100 液晶表示装置
以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
〔A.偏光子保護フィルム〕
〔A−1.樹脂成分〕
本発明の偏光子保護フィルムは、(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有する成型材料を、押出し成型にて成型して得られる。すなわち、本発明の偏光子保護フィルムは(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む。
上記(メタ)アクリル系樹脂は、紫外線吸収性単量体と(メタ)アクリル系単量体を含む単量体組成物を重合して得られる。紫外線吸収性単量体は、1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。(メタ)アクリル系単量体は、1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
上記単量体組成物中における上記紫外線吸収性単量体の含有量は、好ましくは1〜30重量%、より好ましくは2〜25重量%、さらに好ましくは3〜20重量%、特に好ましくは5〜15重量%である。上記単量体組成物中における上記紫外線吸収性単量体の含有量が上記範囲内にあれば、紫外線吸収能を十分に発揮できるとともに、(メタ)アクリル系単量体との共重合性も損なわれない。
上記紫外線吸収性単量体としては、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切な紫外線吸収能を有する単量体を採用し得る。好ましくは、ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体、トリアジン系紫外線吸収性単量体である。
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−アクリロイルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メタクリロイルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシ)エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシ)エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−メチル−2−アクリロイルオキシ)エトキシベンゾフェノンが挙げられる。
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体としては、例えば、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(アクリロイルオキシメチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(メタクリロイルオキシ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(アクリロイルオキシ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−3´−t−ブチル−5´−(メタクリロイルオキシ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−3´−メチル−5´−(アクリロイルオキシ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]−5−クロロベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(アクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−3´−t−ブチル−5´−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−3´−メチル−5´−(アクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2´−ヒドロキシ−5´−(アクリロイルオキシブチル)フェニル]−5−メチルベンゾトリアゾール、[2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−(アクリロイルオキシエトキシカルボニルエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(RUVA−93)、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシ)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−(メタクリロイルオキシ)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、下記化学式で表されるUVA−5が挙げられる。
上記トリアジン系紫外線吸収性単量体としては、例えば、下記化学式で表されるUVA−2、UVA−3、UVA−4が挙げられる。
上記紫外線吸収性単量体の中でも、少量で高い紫外線吸収能を示すことから、好ましくは、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体、トリアジン系紫外線吸収性単量体であり、より好ましくは、RUVA−93、UVA−2、UVA−3、UVA−4、UVA−5であり、特に好ましくは、UVA−5である。
Figure 2008050573
上記(メタ)アクリル系単量体としては、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切な(メタ)アクリル系単量体を採用し得る。例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。好ましくは、(メタ)アクリル酸C1−6アルキルが挙げられる。より好ましくは、メタクリル酸メチルが挙げられる。
上記単量体組成物中には、上記紫外線吸収性単量体および上記(メタ)アクリル系単量体以外に、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切なその他の単量体が含まれていても良い。その他の単量体としては、例えば、スチレン、ノルボルネン、N−置換マレイミドが挙げられる。N−置換マレイミドの具体例としては、例えば、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−イソプロビルマレイド、N−t−ブチルマレイミド、N−ベンジルマレイミドが挙げられる。上記のN−置換マレイミドの中でも、耐熱性、透明性、低着色性に優れることから、N−フェニルマレイミド、N−シクロへキシルマレイミドが特に好ましい。これらのN−置換マレイミドは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。N−置換マレイミドを用いる場合、その含有割合は、上記単量体組成物中、15〜50重量%であることが好ましい。N−置換マレイミドの含有割合が15重量%以下であると、耐熱性が低くなるおそれがある。N−置換マレイミドの含有割合が50重量%を超えると、透明性が低下するおそれがある。
上記単量体組成物の重合方法は、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切な任意の適切な重合方法を採用し得る。
上記(メタ)アクリル系樹脂としては、Tg(ガラス転移温度)が、好ましくは110℃以上、より好ましくは115℃以上、さらに好ましくは120℃以上、特に好ましくは125℃以上、最も好ましくは130℃以上である。本発明の偏光子保護フィルムは、Tg(ガラス転移温度)が110℃以上である(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含むことにより、例えば、偏光子保護フィルムとして偏光板に組み入れた場合に、耐久性に優れたものとなり得る。上記(メタ)アクリル系樹脂のTgの上限値は特に限定されないが、成形性等の観点から、好ましくは170℃以下である。
上記(メタ)アクリル系樹脂として、高い耐熱性、高い透明性、高い機械的強度を有する点で、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂が好ましい。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、特開2000−230016号公報、特開2001−151814号公報、特開2002−120326号公報、特開2002−254544号公報、特開2005−146084号公報、特開2006−171464号公報などに記載の、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を製造する際の単量体組成物中に、さらに上記紫外線吸収性単量体が含まれている単量体組成物から製造される(メタ)アクリル系樹脂が挙げられる。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは、下記一般式(1)で表されるラクトン環構造を有する。
Figure 2008050573
(一般式(1)中、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜20の有機残基を表す。なお、有機残基は酸素原子を含んでいても良い。)
有機残基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等の、炭素数が1〜20のアルキル基;エテニル基、プロペニル基等の、炭素数が1〜20の不飽和脂肪族炭化水素基;フェニル基、ナフチル基等の、炭素数が1〜20の芳香族炭化水素基;上記アルキル基、上記不飽和炭化水素基、上記芳香族炭化水素基の水素原子のひとつ以上が、水酸基で置換された基;上記アルキル基、上記不飽和炭化水素基、上記芳香族炭化水素基の水素原子のひとつ以上が、カルボキシル基で置換された基;上記アルキル基、不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子のひとつ以上が、エーテル基で置換された基;上記アルキル基、上記不飽和炭化水素基、上記芳香族炭化水素基の水素原子のひとつ以上が、エステル基で置換された基;が好ましく挙げられる。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式(1)で表されるラクトン環構造の含有割合は、好ましくは5〜90重量%、より好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは10〜60重量%、特に好ましくは10〜50重量%である。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式(1)で表されるラクトン環構造の含有割合が5重量%よりも少ないと、耐熱性、耐溶剤性、表面硬度が不十分になるおそれがある。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式(1)で表されるラクトン環構造の含有割合が90重量%よりも多いと、成形加工性に乏しくなるおそれがある。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、上記一般式(1)で表される構造以外の構造を有していてもよい。上記一般式(1)で示されるラクトン環構造以外の構造としては、例えば、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の製造方法として後に説明するような(メタ)アクリル酸エステル、水酸基含有単量体、不飽和カルボン酸、下記一般式(2)で表される単量体から選ばれる少なくとも1種を重合して構築される重合体構造単位(繰り返し単位)が好ましい。
Figure 2008050573
(一般式(2)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Xは、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、−OAc基、−CN基、−CO−R基、又は−C−O−R基を表し、Ac基はアセチル基を表し、R及びRは、水素原子又は炭素数1〜20の有機残基を表す。)
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂構造中の上記一般式(1)で表されるラクトン環構造以外の構造の含有割合は、(メタ)アクリル酸エステルを重合して構築される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは10〜95重量%、より好ましくは10〜90重量%,さらに好ましくは、40〜90重量%、特に好ましくは50〜90重量%であり、水酸基含有単量体を重合して構築される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは0〜30重量%、より好ましくは0〜20重量%、さらに好ましくは0〜15重量%、特に好ましくは、0〜10重量%である。不飽和カルボン酸を重合して構築される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは、0〜30重量%、より好ましくは0〜20重量%、さらに好ましくは0〜15重量%、特に好ましくは、0〜10重量%である。一般式(2)で表される単量体を重合して構築される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは0〜30重量%、より好ましくは0〜20重量%、さらに好ましくは0〜15重量%、特に好ましくは、0〜10重量%である。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、質量平均分子量(重量平均分子量と称することもある)が、好ましくは1000〜2000000、より好ましくは5000〜1000000、さらに好ましくは10000〜500000、特に好ましくは50000〜500000である。質量平均分子量が上記範囲から外れると、本発明の効果が十分に発揮できないおそれがある。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、Tg(ガラス転移温度)が、好ましくは110℃以上、より好ましくは115℃以上、さらに好ましくは120℃以上、さらに好ましくは125℃以上、さらに好ましくは130℃以上、特に好ましくは135℃以上、最も好ましくは140℃以上である。Tgが110℃以上であることにより、例えば、偏光子保護フィルムとして偏光板に組み入れた場合に、耐久性に優れたものとなり得る。上記ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂のTgの上限値は特に限定されないが、成形性等の観点から、好ましくは170℃以下である。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、射出成形により得られる成形品の、ASTM−D−1003に準じた方法で測定される全光線透過率が、高ければ高いほど好ましく、好ましくは85%以上、より好ましくは88%以上、さらに好ましくは90%以上である。全光線透過率は透明性の目安であり、全光線透過率が85%未満であると、透明性が低下し、偏光子保護フィルムとして使用できないおそれがある。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、任意の適切な方法で製造し得る。例えば、特開2000−230016号公報、特開2001−151814号公報、特開2002−120326号公報、特開2002−254544号公報、特開2005−146084号公報、特開2006−171464号公報などに記載の、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を製造する方法を援用し得る。
本発明の偏光子保護フィルム中の上記(メタ)アクリル系樹脂の含有量は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは60〜98重量%、特に好ましくは70〜97重量%である。本発明の偏光子保護フィルム中の上記(メタ)アクリル系樹脂の含有量が50重量%未満の場合には、(メタ)アクリル系樹脂が本来有する高耐熱性、高透明性が十分に反映できないおそれがある。
本発明の偏光子保護フィルム中には、上記(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂成分が含まれていても良い。上記(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂成分としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な樹脂成分を採用し得る。
本発明の偏光子保護フィルムを成型する際に用いる成型材料中の上記(メタ)アクリル系樹脂の含有量は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは60〜98重量%、特に好ましくは70〜97重量%である。本発明の偏光子保護フィルムを成型する際に用いる成型材料中の上記(メタ)アクリル系樹脂の含有量が50重量%未満の場合には、(メタ)アクリル系樹脂が本来有する高耐熱性、高透明性が十分に反映できないおそれがある。
本発明の偏光子保護フィルムを成型する際に用いる成型材料中には、上記(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂成分が含まれていても良い。上記(メタ)アクリル系樹脂以外の樹脂成分としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な樹脂成分を採用し得る。
〔A−2.酸化防止剤〕
本発明の偏光子保護フィルムにおいては、上記成型材料は、上記樹脂成分100重量部に対して0.2重量部以上の280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下である酸化防止剤を含有することが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂は、一般に約250℃以上で分解が促進され、(メタ)アクリル系単量体が生成してしまうという問題がある。そこで、これまで(メタ)アクリル系樹脂は、一般には約240℃以下で成型されている(例えば、特開2005−82716号公報、特開2004−2835号公報、特開平9−164638号公報、特開平9−164638号公報)。
偏光子保護フィルムには外観欠点の少ないものが要望される。そこで、偏光子保護フィルム材料として(メタ)アクリル系樹脂を主成分とする樹脂材料を用いる場合、外観欠点の原因となる樹脂材料中の異物等を除去するため、当該樹脂材料を含有する成型材料を押出し成型して偏光子保護フィルムを成型する際にポリマーフィルターに通して異物を除去する必要がある。このように(メタ)アクリル系樹脂を主成分とする樹脂材料を含有する成型材料をポリマーフィルターに通すためには、(メタ)アクリル系樹脂を含有する成型材料の粘度を十分に下げる必要があり、粘度を十分に下げるためにはポリマーフィルター通過時の(メタ)アクリル系樹脂の温度を上げる必要がある。しかし、(メタ)アクリル系樹脂の温度を上げてしまうと、分解が促進され、(メタ)アクリル系モノマーが生成してしまう。このモノマーの生成によって偏光子保護フィルムの成型時に発泡が生じてしまい、偏光子保護フィルムとして用いることができないという問題がある。
本発明の偏光子保護フィルムにおいて特定の酸化防止剤を用いることによって、(メタ)アクリル系樹脂の分解が抑えられ、ラジカルの発生が抑制される。このことから、ラジカルが樹脂や各種添加剤にアタックすることで起こる発泡、着色を防ぐことができる。また、酸化防止剤の存在によって、高温下における紫外線吸収性単量体あるいは当該単量体由来の構造部分に由来する着色を防ぐことができる。なお、上記特定の酸化防止剤とは、「280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下」という特定条件を有する酸化防止剤である。
本発明の偏光子保護フィルムにおいて特定の酸化防止剤を用いることにより、成型温度を250℃以上としても、最終的に得られる偏光子保護フィルムの着色や、偏光子保護フィルム中への発泡の生成を十分に抑制できる。
上記酸化防止剤の量は、上記樹脂成分100重量部に対して、好ましくは0.2重量部以上であり、より好ましくは0.2〜5重量部、さらに好ましくは0.5〜3重量部、特に好ましくは0.1〜2.5重量部である。上記酸化防止剤の量が0.2重量部より小さいと、樹脂成分(特に(メタ)アクリル系樹脂)の分解が促進してしまうおそれがある。上記酸化防止剤の量が5重量部より大きいと、得られる偏光子保護フィルムの光学特性が低下してしまうおそれがある。
上記酸化防止剤は、280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下である。「280℃で20分間の加熱における重量減少」の測定方法については後述する。上記酸化防止剤は、280℃で20分間の加熱における重量減少が小さければ小さいほど好ましい。280℃で20分間の加熱における重量減少は、好ましくは9%以下、より好ましくは8%以下、さらに好ましくは6%以下、特に好ましくは5%以下である。280℃で20分間の加熱における重量減少が10%よりも大きい酸化防止剤を用いた場合、偏光子保護フィルム成型時に樹脂成分(特に(メタ)アクリル系樹脂)の分解が促進され、発泡が生じてしまい、偏光子保護フィルムとして用いることができないおそれがある。
上記酸化防止剤は、本発明の効果をより一層発現させるために、フェノール系酸化防止剤を含むことが好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、任意の適切なフェノール系酸化防止剤が採用し得る。例えば、n−オクタデシル=3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−オクタデシル=3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−アセテート、n−オクタデシル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、n−ヘキシル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルベンゾエート、n−ドデシル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルベンゾエート、ネオ−ドデシル=3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ドデシル=β(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチル=α−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル=α−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル=α−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−(n−オクチルチオ)エチル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンゾエート、2−(n−オクチルチオ)エチル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2−(2−ヒドロキシエチルチオ)エチル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ジエチルグリコール=ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート、2−(n−オクタデシルチオ)エチル=3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ステアルアミド−N,N−ビス−[エチレン=3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、n−ブチルイミノ−N,N−ビス−[エチレン=3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル=3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2−(2−ステアロイルオキシエチルチオ)エチル=7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,2−プロピレングリコール=ビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコール=ビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ネオペンチルグリコール=ビス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコール=ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート)、グリセリン−l−n−オクタデカノエート−2,3−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルアセテート)、ペンタエリスリトール−テトラキス−[3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチルー4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1,1,1−トリメチロールエタン−トリス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ソルビトールヘキサ−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−ヒドロキシエチル=7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2−ステアロイルオキシエチル=7−(3−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,6−n−ヘキサンジオール−ビス[(3′,5′−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリトリトール−テトラキス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)、3,9‐ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]−ウンデカンが挙げられる。280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下であるものとしては、例えば、ペンタエリスリトール−テトラキス−[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9‐ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]−ウンデカン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチルー4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンが挙げられる。
上記酸化防止剤は、本発明の効果をより一層発現させるために、上記樹脂成分100重量部に対して0.1重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.1重量部以上のチオエーテル系酸化防止剤とを含むことがより好ましい。さらに好ましくは、0.25重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.25重量部以上のチオエーテル系酸化防止剤とを含むことであり、特に好ましくは、0.4重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.4重量部以上のチオエーテル系酸化防止剤とを含むことである。
チオエーテル系酸化防止剤としては、任意の適切なチオエーテル系酸化防止剤が採用し得る。例えば、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネートが挙げられる。280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下であるものとしては、例えば、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)が挙げられる。
上記酸化防止剤は、本発明の効果をより一層発現させるために、上記樹脂成分100重量部に対して0.1重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.1重量部以上のリン系酸化防止剤とを含むことがより好ましい。さらに好ましくは、0.25重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.25重量部以上のリン系酸化防止剤とを含むことであり、特に好ましくは、0.5重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.5重量部以上のリン系酸化防止剤とを含むことである。
リン系酸化防止剤としては、任意の適切なリン系酸化防止剤が採用し得る。例えば、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン−6−イル]オキシ]−N,N−ビス[2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン−6−イル]オキシ]−エチル]エタナミン、ジフェニルトリデシルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)フォスファイトが挙げられる。280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下であるものとしては、例えば、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)フォスファイトなどが挙げられる
〔A−3.成型材料〕
本発明の偏光子保護フィルムを押出し成型によって得るために用いる成型材料は、上記の樹脂成分を含み、好ましくは、さらに上記酸化防止剤を含有する。本発明で用いる成型材料は、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切なその他の成分を含有し得る。例えば、一般的な配合剤、具体的には、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃助剤、位相差低減剤、艶消し剤、抗菌剤、防かび等が含まれていても良い。
〔A−4.偏光子保護フィルムの特性〕
本発明の偏光子保護フィルムは、光透過率が高いものが好ましく、面内位相差Δndや厚み方向位相差Rthが低いものが好ましい。面内位相差Δndは、Δnd=(nx−ny)×dによって求めることができる。厚み方向位相差Rthは、Rth=(nx−nz)×dによって求めることができる。ここで、nx、nyは、それぞれ、遅相軸方向、進相軸方向における面内の屈折率であり、nzは厚み方向屈折率である。なお、遅相軸方向とは、面内の屈折率の最大となる方向をいう。
本発明の偏光子保護フィルムの厚み80μmにおける380nmでの光線透過率は、30%以下であり、好ましくは25%以下、より好ましくは20%以下、さらに好ましくは15%以下、特に好ましくは10%以下、最も好ましくは6%以下である。上記偏光子保護フィルムの厚み80μmにおける380nmでの光線透過率が30%を超えると、十分な紫外線吸収能力を発揮できないおそれがある。
本発明の偏光子保護フィルムの厚み80μmにおけるYIは、好ましくは1.27以下、より好ましくは1.25以下、さらに好ましくは1.23以下、特に好ましくは1.20以下である。上記YIが1.3を超えると、優れた光学的透明性が発揮されないおそれがある。なお、YIは、例えば、高速積分球式分光透過率測定機(商品名DOT−3C:村上色彩技術研究所製)を用い、測定で得られる色の三刺激値(X、Y、Z)より、次式によって求めることができる。
YI=[(1.28X−1.06Z)/Y]×100
本発明の偏光子保護フィルムの厚み80μmにおけるb値(ハンターの表色系に準じた色相の尺度)は、好ましくは1.5未満、より好ましくは1.0以下である。b値が1.5以上の場合、フィルムの着色により、優れた光学的透明性が発揮されないおそれがある。なお、b値は、例えば、偏光子保護フィルムサンプルを3cm角に裁断し、高速積分球式分光透過率測定機(商品名DOT−3C:村上色彩技術研究所製)を用いて色相を測定することができる。また、色相をハンターの表色系に準じてb値にて評価することができる。
本発明の偏光子保護フィルムにおいては、面内位相差Δndは、好ましくは3.0nm以下、より好ましくは1.0nm以下である。上記面内位相差Δndが3.0nmを超えると、本発明の効果、特に、優れた光学的特性が発揮されないおそれがある。厚み方向位相差Rthは、好ましくは5.0nm以下、より好ましくは3.0nm以下である。上記厚み方向位相差Rthが5.0nmを超えると、本発明の効果、特に、優れた光学的特性が発揮されないおそれがある。本発明の偏光子保護フィルムが偏光子と液晶セルとの間に配置される場合には、上記位相差であることが好ましい。
本発明の偏光子保護フィルムにおいては、透湿度が、好ましくは100g/m・24hr以下、より好ましくは60g/m・24hr以下である。上記透湿度が100g/m・24hrを超えると、耐湿性に劣るおそれがある。
本発明の偏光子保護フィルムは、好ましくは、優れた機械的強度をも有する。引張強度は、MD方向において、好ましくは65N/mm以上、より好ましくは70N/mm以上、さらに好ましくは75N/mm以上、特に好ましくは80N/mm以上であり、TD方向において、好ましくは45N/mm以上、より好ましくは50N/mm以上であり、さらに好ましくは55N/mm以上、特に好ましくは60N/mm以上である。引張伸びは、MD方向において、好ましくは6.5%以上、より好ましくは7.0%以上、さらに好ましくは7.5%以上、特に好ましくは8.0%以上であり、TD方向において、好ましくは5.0%以上、より好ましくは5.5%以上、さらに好ましくは6.0%以上、特に好ましくは6.5%以上である。引張強度あるいは引張伸びが上記範囲を外れる場合は、優れた機械的強度が発揮されないおそれがある。
本発明の偏光子保護フィルムは、光学的透明性を表すヘイズが、低ければ低いほど良く、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは1.5%以下、特に好ましくは1%以下である。ヘイズが5%以下であると、フィルムに良好なクリヤー感を視覚的に与えることができ、さらに1.5%以下とすると、窓等の採光部材として使用した時でも、視認性と採光性がともに得られるため、また、表示装置の前面板として使用した時でも、表示内容が良好に視認できるため、工業的利用価値が高い。
本発明の偏光子保護フィルムの厚みは、好ましくは10〜250μmであり、より好ましくは15〜200μmであり、さらに好ましくは30〜180μmであり、特に好ましくは40〜160μmである。本発明の偏光子保護フィルムの厚みが20μm以上であると、適度な強度、剛性を有し、ラミネートや印刷等の二次加工時に取扱性が良好となる。また引取り時の応力により発生する位相差も制御が容易で、安定かつ容易にフィルム製造を行うことが可能である。本発明の偏光子保護フィルムの厚みが200μm以下であると、フィルム巻き取りが容易になるほか、ライン速度、生産性、そしてコントロール性が容易になる。
本発明の偏光子保護フィルムは、他の基材に積層して用いることができる。例えば、ガラス、ポリオレフィン樹脂、ハイバリア層となるエチレンビニリデン共重合体、ポリエステル等の基材に対して、接着性樹脂層を含めた多層押出成型や多層インフレーション成型によって、積層成形することもできる。熱融着性が高い場合には、接着層を省略することもある。
本発明の偏光子保護フィルムは、例えば、窓やカーポート屋根材等の建築用採光部材、窓等の車輌用採光部材、温室等の農業用採光部材、照明部材、前面フィルター等のディスプレイ部材等に積層して用いることができ、また、従来から(メタ)アクリル系樹脂フィルムが被覆されていた家電の筐体、車輌内装部材、内装用建築材料、壁紙、化粧板、玄関ドア、窓枠、巾木等にも積層して用いることができる。
〔A−5.偏光子保護フィルムの成型〕
本発明の偏光子保護フィルムは、上記成型材料を押出し成型(Tダイ法やインフレーション法などの溶融押出法)することによって得られる。具体的には、直接添加あるいはマスターバッチ法を用いた二軸混練を行うことが好ましい。混練方法としては、単軸押出機や二軸押出機などの押出機、加圧ニーダー、東芝機械社製のTEM等を用いて、混練を行うことが好ましい。また、予めオムニミキサー等でプレブレンドしたものを混練しても良い。
本発明においては、押出し成型する際の成型材料として、上述したように、紫外線吸収性単量体と(メタ)アクリル系単量体を含む単量体組成物を重合して得られる(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有し、好ましくは、さらに該樹脂成分に対して特定割合量以上の特定の酸化防止剤とを含有する、成型材料を用いることによって、成型温度を250℃以上としても、最終的に偏光子保護フィルム中への着色および発泡の生成が十分に抑制できる。したがって、押出し成型時の成型材料の温度が250℃以上となるように温度設定を行うことが好ましい。押出し成型時の成型材料の温度は、より好ましくは250〜300℃である。温度が上がりすぎると、(メタ)アクリル系樹脂の分解が進行しやすいおそれがある。
押出し成型は、ドライラミネーション法のように、加工時に使用される接着剤中の溶媒、例えば、ドライラミネーション用の接着剤中の有機溶剤を乾燥、飛散させる必要がなく、溶媒乾燥工程が不要であり、生産性に優れる。
本発明の偏光子保護フィルムを得るための成型方法の好ましい実施態様の一例としては、成型材料を二軸混練機に添加して成型温度を250℃以上として押出して樹脂ペレットを作製し、得られた樹脂ペレットをTダイに連結した単軸押出し機に供給してダイス温度250℃以上で押出し、偏光子保護フィルムとする。本発明において押出し成型によって得られる偏光子保護フィルムの厚みは、好ましくは20〜250μm、より好ましくは25〜200μm、さらに好ましくは30〜180μm、特に好ましくは40〜160μmである。
Tダイ法で押し出しフィルム成形する場合は、任意の適切な単軸押出機や二軸押出機の先端部にTダイを取り付け、フィルム状に押出したフィルムを巻取りロール状のフィルムを得ることができる。この際、巻取りロールの温度を適宜調整して、押出し方向に延伸を加えることで、一軸延伸工程とする事も可能である。また、押出し方向と垂直な方向にフィルムを延伸する工程を加える事で、逐次二軸延伸、同時二軸延伸などの工程を加えることも可能である。
本発明における偏光子保護フィルムは、縦延伸および/または横延伸によって延伸されていても良い。上記延伸は、縦延伸のみによる延伸(自由端一軸延伸)でも良いし、横延伸のみによる延伸(固定端一軸延伸)でも良いが、縦延伸倍率が1.1〜3.0倍、横延伸倍率が1.1〜3.0倍の、逐次延伸または同時二軸延伸であることが好ましい。縦延伸のみによる延伸(自由端一軸延伸)や横延伸のみによる延伸(固定端一軸延伸)では、延伸方向にのみフィルム強度が上がり、延伸方向に対して直角方向には強度がアップせず、フィルム全体として十分なフィルム強度が得られないおそれがある。上記縦延伸倍率は、より好ましくは1.2〜2.5倍、さらに好ましくは1.3〜2.0倍である。上記横延伸倍率は、より好ましくは1.2〜2.5倍、さらに好ましくは1.4〜2.5倍である。縦延伸倍率、横延伸倍率が1.1倍未満の場合、延伸倍率が低すぎて、延伸の効果がほとんどないおそれがある。縦延伸倍率、横延伸倍率が3.0倍を超えると、フィルム端面の平滑性の問題により、延伸切れが生じやすい。
上記延伸温度は、延伸させるフィルムのTg〜(Tg+30℃)が好ましい。上記延伸温度がTgより低いと、フィルムが破断してしまうおそれがある。上記延伸温度が(Tg+30℃)を超えると、フィルムが溶融し始めて通紙が困難になるおそれがある。
本発明の偏光子保護フィルムは、縦延伸および/または横延伸によって延伸されてなることにより、優れた光学的特性を有するとともに、機械的強度にも優れ、生産性やリワーク性が向上する。延伸後の偏光子保護フィルムの厚みは、好ましくは10〜80μm、より好ましくは15〜60μmである。
〔B.偏光板〕
本発明の偏光板は、本発明の偏光子保護フィルムを含む。好ましくは、ポリビニルアルコール系樹脂から形成される偏光子と本発明の偏光子保護フィルムとを含む偏光板であって、該偏光子が接着剤層を介して該偏光子保護フィルムに接着されてなる。
本発明の偏光板の好ましい実施形態の1つは、図1に示すように、偏光子31の一方の面が、接着剤層32および易接着層33を介して本発明の偏光子保護フィルム34に接着されてなり、偏光子31のもう一方の面が、接着剤層35を介して光学フィルム36に接着されてなる形態である。光学フィルム36は本発明の偏光子保護フィルムであってもよいし、別の任意の適切な光学フィルムであってもよい。
上記ポリビニルアルコール系樹脂から形成される偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性物質(代表的には、ヨウ素、二色性染料)で染色して一軸延伸したものが用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、好ましくは100〜5000、さらに好ましくは1400〜4000である。偏光子を構成するポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、任意の適切な方法(例えば、樹脂を水または有機溶媒に溶解した溶液を流延成膜する流延法、キャスト法、押出法)で成形され得る。偏光子の厚みは、偏光板が用いられるLCDの目的や用途に応じて適宜設定され得るが、代表的には5〜80μmである。
偏光子の製造方法としては、目的、使用材料および条件等に応じて任意の適切な方法が採用され得る。代表的には、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、膨潤、染色、架橋、延伸、水洗、および乾燥工程からなる一連の製造工程に供する方法が採用される。乾燥工程を除く各処理工程においては、それぞれの工程に用いられる溶液を含む浴中にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬することにより処理を行う。膨潤、染色、架橋、延伸、水洗、および乾燥の各処理の順番、回数および実施の有無は、目的、使用材料および条件等に応じて適宜設定され得る。例えば、いくつかの処理を1つの工程で同時に行ってもよく、特定の処理を省略してもよい。より詳細には、例えば延伸処理は、染色処理の後に行ってもよく、染色処理の前に行ってもよく、膨潤処理、染色処理および架橋処理と同時に行ってもよい。また例えば、架橋処理を延伸処理の前後に行うことが、好適に採用され得る。また例えば、水洗処理は、すべての処理の後に行ってもよく、特定の処理の後のみに行ってもよい。
膨潤工程は、代表的には、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水で満たした処理浴(膨潤浴)中に浸漬することにより行われる。この処理により、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄するとともに、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させることで染色ムラ等の不均一性を防止し得る。膨潤浴には、グリセリンやヨウ化カリウム等が適宜添加され得る。膨潤浴の温度は、代表的には20〜60℃程度であり、膨潤浴への浸漬時間は、代表的には0.1〜10分程度である。
染色工程は、代表的には、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、ヨウ素等の二色性物質を含む処理浴(染色浴)中に浸漬することにより行われる。染色浴の溶液に用いられる溶媒は、水が一般的に使用されるが、水と相溶性を有する有機溶媒が適量添加されていてもよい。二色性物質は、溶媒100重量部に対して、代表的には0.1〜1.0重量部の割合で用いられる。二色性物質としてヨウ素を用いる場合には、染色浴の溶液は、ヨウ化物等の助剤をさらに含有することが好ましい。染色効率が改善されるからである。助剤は、溶媒100重量部に対して、好ましくは0.02〜20重量部、さらに好ましくは2〜10重量部の割合で用いられる。ヨウ化物の具体例としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタンが挙げられる。染色浴の温度は、代表的には20〜70℃程度であり、染色浴への浸漬時間は、代表的には1〜20分程度である。
架橋工程は、代表的には、上記染色処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、架橋剤を含む処理浴(架橋浴)中に浸漬することにより行われる。架橋剤としては、任意の適切な架橋剤が採用され得る。架橋剤の具体例としては、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等が挙げられる。これらは、単独で、または組み合わせて使用され得る。架橋浴の溶液に用いられる溶媒は、水が一般的に使用されるが、水と相溶性を有する有機溶媒が適量添加されていてもよい。架橋剤は、溶媒100重量部に対して、代表的には1〜10重量部の割合で用いられる。架橋剤の濃度が1重量部未満の場合には、十分な光学特性を得ることができない場合が多い。架橋剤の濃度が10重量部を超える場合には、延伸時にフィルムに発生する延伸力が大きくなり、得られる偏光板が収縮してしまう場合がある。架橋浴の溶液は、ヨウ化物等の助剤をさらに含有することが好ましい。面内に均一な特性が得られやすいからである。助剤の濃度は、好ましくは0.05〜15重量%、さらに好ましくは0.5〜8重量%である。ヨウ化物の具体例は、染色工程の場合と同様である。架橋浴の温度は、代表的には20〜70℃程度、好ましくは40〜60℃である。架橋浴への浸漬時間は、代表的には1秒〜15分程度、好ましくは5秒〜10分である。
延伸工程は、上記のように、いずれの段階で行ってもよい。具体的には、染色処理の後に行ってもよく、染色処理の前に行ってもよく、膨潤処理、染色処理および架橋処理と同時に行ってもよく、架橋処理の後に行ってもよい。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの累積延伸倍率は、5倍以上にすることが必要であり、好ましくは5〜7倍、さらに好ましくは5〜6.5倍である。累積延伸倍率が5倍未満である場合には、高偏光度の偏光板を得ることが困難となる場合がある。累積延伸倍率が7倍を超える場合には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム(偏光子)が破断しやすくなる場合がある。延伸の具体的な方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。例えば、湿式延伸法を採用した場合には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、処理浴(延伸浴)中で所定の倍率に延伸する。延伸浴の溶液としては、水または有機溶媒(例えば、エタノール)などの溶媒中に、各種金属塩、ヨウ素、ホウ素または亜鉛の化合物を添加した溶液が好適に用いられる。
水洗工程は、代表的には、上記各種処理を施されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、処理浴(水洗浴)中に浸漬することにより行われる。水洗工程により、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの不要残存物を洗い流すことができる。水洗浴は、純水であってもよく、ヨウ化物(例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム)の水溶液であってもよい。ヨウ化物水溶液の濃度は、好ましくは0.1〜10質量%である。ヨウ化物水溶液には、硫酸亜鉛、塩化亜鉛などの助剤を添加してもよい。水洗浴の温度は、好ましくは10〜60℃、さらに好ましくは30〜40℃である。浸漬時間は、代表的には1秒〜1分である。水洗工程は1回だけ行ってもよく、必要に応じて複数回行ってもよい。複数回実施する場合、各処理に用いられる水洗浴に含まれる添加剤の種類や濃度は適宜調整され得る。例えば、水洗工程は、ポリマーフィルムをヨウ化カリウム水溶液(0.1〜10質量%、10〜60℃)に1秒〜1分浸漬する工程と、純水ですすぐ工程とを含む。
乾燥工程としては、任意の適切な乾燥方法(例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)が採用され得る。例えば、加熱乾燥の場合には、乾燥温度は代表的には20〜80℃であり、乾燥時間は代表的には1〜10分である。以上のようにして、偏光子が得られる。
本発明の偏光板においては、上記偏光子が接着剤層を介して本発明の偏光子保護フィルムに接着されてなる。
本発明において、本発明の偏光子保護フィルムと偏光子との接着は、接着剤から形成される接着剤層を介して行われる。この接着剤層は、より強い接着性を発現するために、ポリビニルアルコール系接着剤から形成される層が好ましい。ポリビニルアルコール系接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂と架橋剤を含有する。
上記ポリビニルアルコール系樹脂は、特に限定されないが、例えば、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られたポリビニルアルコール;その誘導体;更に酢酸ビニルと共重合性を有する単量体との共重合体のケン化物;ポリビニルアルコールをアセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化等した変性ポリビニルアルコール;などが挙げられる。前記単量体としては、(無水)マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸及びそのエステル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン、(メタ)アリルスルホン酸(ソーダ)、スルホン酸ソーダ(モノアルキルマレート)、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート、N−メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピロリドン誘導体等が挙げられる。これらポリビニルアルコール系樹脂は1種のみ用いても良いし2種以上を併用しても良い。
上記ポリビニルアルコール系樹脂は、接着性の点からは、平均重合度が好ましくは100〜3000、より好ましくは500〜3000であり、平均ケン化度が好ましくは85〜100モル%、より好ましくは90〜100モル%である。
上記ポリビニルアルコール系樹脂としては、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂を用いることができる。アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂は、反応性の高い官能基を有するポリビニルアルコール系接着剤であり、偏光板の耐久性が向上する点で好ましい。
アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール系樹脂とジケテンとを公知の方法で反応して得られる。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂を酢酸等の溶媒中に分散させておき、これにジケテンを添加する方法、ポリビニルアルコール系樹脂をジメチルホルムアミドまたはジオキサン等の溶媒にあらかじめ溶解しておき、これにジケテンを添加する方法等が挙げられる。また、ポリビニルアルコールにジケテンガスまたは液状ジケテンを直接接触させる方法が挙げられる。
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂のアセトアセチル基変性度は、0.1モル%以上であれば特に制限はない。0.1モル%未満では接着剤層の耐水性が不十分であり不適当である。アセトアセチル基変性度は、好ましくは0.1〜40モル%、さらに好ましくは1〜20モル%である。アセトアセチル基変性度が40モル%を超えると架橋剤との反応点が少なくなり、耐水性の向上効果が小さい。アセトアセチル基変性度はNMRにより測定した値である。
上記架橋剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤に用いられているものを特に制限なく使用できる。架橋剤は、ポリビニルアルコール系樹脂と反応性を有する官能基を少なくとも2つ有する化合物を使用できる。例えば、エチレンジアミン、トリエチレンアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレン基とアミノ基を2個有するアルキレンジアミン類(なかでもヘキサメチレンジアミンが好ましい);トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメチレンプロパントリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス(4−フェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよびこれらのケトオキシムブロック物またはフェノールブロック物等のイソシアネート類;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジまたはトリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等のエポキシ類;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等のモノアルデヒド類;グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジアルデヒド等のジアルデヒド類;メチロール尿素、メチロールメラミン、アルキル化メチロール尿素、アルキル化メチロール化メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンとホルムアルデヒドとの縮合物等のアミノ−ホルムアルデヒド樹脂;更にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、ニッケル等の二価金属、又は三価金属の塩及びその酸化物;などが挙げられる。架橋剤としては、メラミン系架橋剤が好ましく、特にメチロールメラミンが好適である。
上記架橋剤の配合量は、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1〜35重量部、より好ましくは10〜25重量部である。一方、耐久性をより向上させるには、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、架橋剤を30重量部を超え46重量部以下の範囲で配合することができる。特に、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂を用いる場合には、架橋剤の使用量を30重量部を超えて用いるのが好ましい。架橋剤を30重量部を超え46重量部以下の範囲で配合することにより、耐水性が向上する。
なお、上記ポリビニルアルコール系接着剤には、さらにシランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤、各種粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐加水分解安定剤などの安定剤等を配合することもできる。
本発明の偏光子保護フィルムは、偏光子と接する面に接着性向上のために易接着処理を施すことができる。易接着処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、低圧UV処理、ケン化処理等の表面処理やアンカー層を形成する方法が挙げられ、これらを併用することもできる。これらの中でも、コロナ処理、アンカー層を形成する方法、およびこれらを併用する方法が好ましい。
上記アンカー層としては、例えば、反応性官能基を有するシリコーン層が挙げられる。反応性官能基を有するシリコーン層の材料は、特に制限されないが、例えば、イソシアネート基含有のアルコキシシラノール類、アミノ基含有アルコキシシラノール類、メルカプト基含有アルコキシシラノール類、カルボキシ含有アルコキシシラノール類、エポキシ基含有アルコキシシラノール類、ビニル型不飽和基含有アルコキシシラノール類、ハロゲン基含有アルコキシラノール類、イソシアネート基含有アルコキシシラノール類が挙げられ、アミノ系シラノールが好ましい。さらに上記シラノールを効率よく反応させるためのチタン系触媒や錫系触媒を添加することにより、接着力を強固にすることができる。また上記反応性官能基を有するシリコーンに他の添加剤を加えてもよい。具体的にはさらにはテルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペン-フェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂などの粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤などの安定剤等を用いても良い。また、アンカー層として、セルロースアセテートブチレート樹脂をケン化させたものからなる層も挙げられる。
上記反応性官能基を有するシリコーン層は公知の技術により塗工、乾燥して形成される。シリコーン層の厚みは、乾燥後で、好ましくは1〜100nm、さらに好ましくは10〜50nmである。塗工の際、反応性官能基を有するシリコーンを溶剤で希釈してもよい。希釈溶剤は特に制限はされないが、アルコール類があげられる。希釈濃度は特に制限されないが、好ましくは1〜5重量%、より好ましくは1〜3重量%である。
上記接着剤層の形成は、上記接着剤を本発明の偏光子保護フィルムのいずれかの側または両側、偏光子のいずれかの側または両側に塗布することにより行う。本発明の偏光子保護フィルムと偏光子とを貼り合せた後には、乾燥工程を施し、塗布乾燥層からなる接着剤層を形成する。接着剤層を形成した後にこれを貼り合わせることもできる。偏光子と本発明の偏光子保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。加熱乾燥温度、乾燥時間は接着剤の種類に応じて適宜決定される。
接着剤層の厚みは、乾燥後の厚みで厚くなりすぎると、本発明の偏光子保護フィルムの接着性の点で好ましくないことから、好ましくは0.01〜10μm、さらに好ましくは0.03〜5μmである。
偏光子への本発明の偏光子保護フィルムの貼り合わせは、偏光子の両面に、本発明の偏光子保護フィルムの一方の側で接着することができる。
また、偏光子への本発明の偏光子保護フィルムの貼り合わせは、偏光子の片面に本発明の偏光子保護フィルムの一方の側で接着し、もう一方の片面にセルロース系樹脂を貼り合わせることができる。
上記セルロール系樹脂は特には限定されないが、トリアセチルセルロールが透明性、接着性の点で好ましい。セルロース系樹脂の厚さは、好ましくは30〜100μm、より好ましくは40〜80μmである。厚さが30μmより薄いとフィルム強度が低下し作業性が劣り、100μmより厚いと耐久性において光透過率の低下が著しくなる。
本発明の偏光板は、最外層の少なくとも一方として粘着剤層を有していても良い(このような偏光板を粘着型偏光板と称することがある)。特に好ましい形態として、本発明の偏光子保護フィルムの偏光子が接着されていない側に、他の光学フィルムや液晶セル等の他部材と接着するための粘着剤層を設けることができる。
上記粘着剤層を形成する粘着剤は、特に限定されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度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用い得る。特に、炭素数が4〜12のアクリル系ポリマーよりなるアクリル系粘着剤が好ましい。
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着剤層が好ましい。
上記粘着剤層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着剤層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。
また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層などであってもよい。
上記粘着剤層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた10〜40重量%程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または偏光子保護フィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着剤層を形成してそれを偏光子保護フィルム面に移着する方式などがあげられる。
粘着剤層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板の片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板の表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着剤層とすることもできる。
粘着剤層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、好ましくは1〜40μmであり、より好ましくは5〜30μmであり、特に好ましくは10〜25μmである。1μmより薄いと耐久性が悪くなり、また、40μmより厚くなると発泡などによる浮きや剥がれが生じやすく外観不良となる。
本発明の偏光子保護フィルムと上記粘着剤層との間の密着性を向上させるために、その層間にアンカー層を設けることも可能である。
上記アンカー層としては、好ましくは、ポリウレタン、ポリエステル、分子中にアミノ基を含むポリマー類から選ばれるアンカー層が用いられ、特に好ましくは分子中にアミノ基を含んだポリマー類が使用される。分子中にアミノ基を含んだポリマーは、分子中のアミノ基が、粘着剤中のカルボキシル基や、導電性ポリマー中の極性基と反応もしくはイオン性相互作用などの相互作用を示すため、良好な密着性が確保される。
分子中にアミノ基を含むポリマー類としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリジン、前述アクリル系粘着剤の共重合モノマーで示したジメチルアミノエチルアクリレート等の含アミノ基含有モノマーの重合体などを挙げることができる。
上記アンカー層に帯電防止性を付与するために、帯電防止剤を添加することもできる。帯電防止性付与のための帯電防止剤としては、イオン性界面活性剤系、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリキノキサリン等の導電ポリマー系、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム等の金属酸化物系などが挙げられるが、特に光学特性、外観、帯電防止効果、および帯電防止効果の熱時、加湿時での安定性という観点から、導電性ポリマー系が好ましく使用される。この中でも、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの水溶性導電性ポリマー、もしくは水分散性導電性ポリマーが特に好ましく使用される。これは、帯電防止層の形成材料として水溶性導電性ポリマーや水分散性導電性ポリマーを用いた場合、塗布工程に際して有機溶剤による偏光子保護フィルム基材の変質を抑える事が出来るためである。
本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や光学フィルム(偏光子保護フィルム等)、また粘着剤層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
本発明の偏光板は、液晶セルの視認側、バックライト側のどちらか片側に設けても、両側に設けてもよく、限定されない。
〔C.画像表示装置〕
次に、本発明の画像表示装置について説明する。本発明の画像表示装置は本発明の偏光板を少なくとも1枚含む。ここでは一例として液晶表示装置について説明するが、本発明が偏光板を必要とするあらゆる表示装置に適用され得ることはいうまでもない。本発明の偏光板が適用可能な画像表示装置の具体例としては、エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイ(PD)、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)のような自発光型表示装置が挙げられる。図2は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。図示例では透過型液晶表示装置について説明するが、本発明が反射型液晶表示装置等にも適用されることはいうまでもない。
液晶表示装置100は、液晶セル10と、液晶セル10を挟んで配された位相差フィルム20、20’と、位相差フィルム20、20’の外側に配された偏光板30、30’と、導光板40と、光源50と、リフレクター60とを備える。偏光板30、30’は、その偏光軸が互いに直交するようにして配置されている。液晶セル10は、一対のガラス基板11、11’と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層12とを有する。一方の基板11には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子(代表的にはTFT)と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている(いずれも図示せず)。他方のガラス基板11’には、カラーフィルターを構成するカラー層と遮光層(ブラックマトリックス層)とが設けられている(いずれも図示せず)。基板11、11’の間隔(セルギャップ)は、スペーサー13によって制御されている。本発明の液晶表示装置においては、偏光板30、30’の少なくとも1つとして、上記記載の本発明の偏光板が採用される。
例えば、TN方式の場合には、このような液晶表示装置100は、電圧無印加時には液晶層12の液晶分子が、偏光軸を90度ずらすような状態で配列している。そのような状態においては、偏光板によって一方向の光のみが透過した入射光は、液晶分子によって90度ねじられる。上記のように、偏光板はその偏光軸が互いに直交するようにして配置されているので、他方の偏光板に到達した光(偏光)は、当該偏光板を透過する。したがって、電圧無印加時には、液晶表示装置100は白表示を行う(ノーマリホワイト方式)。一方、このような液晶表示装置100に電圧を印加すると、液晶層12内の液晶分子の配列が変化する。その結果、他方の偏光板に到達した光(偏光)は、当該偏光板を透過できず、黒表示となる。このような表示の切り替えを、アクティブ素子を用いて画素ごとに行うことにより、画像が形成される。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。なお、特に示さない限り、実施例、比較例中のパーセントは重量基準である。評価は以下のようにして行った。
〈重量平均分子量〉
重合体の重量平均分子量は、GPC(東ソー社製GPCシステム)のポリスチレン換算により求めた。展開液はクロロホルムを用いた。
〈樹脂の熱分析〉
樹脂の熱分析は、試料約10mg、昇温速度10℃/min、窒素フロー50cc/minの条件で、DSC((株)リガク社製、装置名:DSC−8230)を用いて行った。なお、ガラス転移温度(Tg)は、ASTM−D−3418に従い、中点法で求めた。
〈ラクトン環構造単位の含有割合〉
まず、重合で得られた重合体組成から全ての水酸基がメタノールとして脱アルコールした際に起こる重量減少量を基準にし、ダイナミックTG測定において重量減少が始まる前の150℃から重合体の分解が始まる前の300℃までの脱アルコール反応による重量減少から、脱アルコール反応率を求めた。
すなわち、ラクトン環構造を有した重合体のダイナミックTG測定において150℃から300℃までの間の重量減少率の測定を行い、得られた実測重量減少率を(X)とする。他方、当該重合体の組成から、その重合体組成に含まれる全ての水酸基がラクトン環の形成に関与するためアルコールになり脱アルコールすると仮定した時の理論重量減少率(すなわち、その組成上において100%脱アルコール反応が起きたと仮定して算出した重量減少率)を(Y)とする。なお、理論重量減少率(Y)は、より具体的には、重合体中の脱アルコール反応に関与する構造(水酸基)を有する原料単量体のモル比、すなわち当該重合体組成における前記原料単量体の含有率から算出することができる。これらの値(X、Y)を脱アルコール計算式:
1−(実測重量減少率(X)/理論重量減少率(Y))
に代入してその値を求め、%で表記すると、脱アルコール反応率が得られる。
例として、後述の参考例3で得られるペレットにおいてラクトン環構造の占める割合を計算する。この重合体の理論重量減少率(Y)を求めてみると、メタノールの分子量は32であり、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの分子量は116であり、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの重合体中の含有率(重量比)は組成上20重量%であるから、(32/116)×20≒5.52重量%となる。他方、ダイナミックTG測定による実測重量減少率(X)は0.18重量%であった。これらの値を上記の脱アルコール計算式に当てはめると、1−(0.18/5.52)≒0.967となるので、脱アルコール反応率は96.7重量%である。
そして、この脱アルコール反応率の分だけ所定のラクトン環化が行われたものとして、ラクトン環化に関与する構造(ヒドロキシ基)を有する原料単量体の当該共重合体組成における含有率(重量比)に、脱アルコール反応率を乗じ、ラクトン環単位の構造の含有率(重量比)に換算することで、当該共重合体におけるラクトン環構造の含有割合を算出することができる。参考例3の場合、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの当該共重合体における含有率が20.0重量%、算出した脱アルコール反応率が96.7重量%、分子量が116の2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルがメタクリル酸メチルと縮合した場合に生成するラクトン環化構造単位の式量が170であることから、当該共重合体中におけるラクトン環の含有割合は28.3重量%((20.0×0.967×170/116)重量%)となる。
〈280℃で20分間の加熱における重量減少〉
280℃で20分間の加熱における重量減少は、窒素気流中で280℃で20分間加熱した際の重量減少率で評価した。試料約5〜10mgを用い、熱重量分析装置(セイコーインスツルメンツ(株)製、TG/DTA6200)で窒素気流中において測定した。10℃/分で280℃まで昇温させた後、280℃で20分間保持した。処理前の重量=M0、処理後の重量=M1、重量減少率(%)=Mとした時、次式で計算した。
M=(M1−M0)/M0
〈380nmでの光線透過率〉
フィルムサンプルを3cm角に裁断し、(株)島津製作所製の「UV−VIS−NIR−SPECTROMETER UV3150」(実施例1〜3、比較例1)または「UV−3100」(実施例5〜15、比較例2)にて、380nmでの光線透過率を測定した。
〈b値〉
フィルムサンプルを3cm角に裁断し、高速積分球式分光透過率測定機(商品名DOT−3C:村上色彩技術研究所製)を用いて色相を測定した。色相はハンターの表色系に準じてb値にて評価した。
〈加熱による着色評価〉
得られた樹脂ペレットを窒素雰囲気下、280℃で20分間加熱した。加熱前の樹脂ペレットの色と加熱後の樹脂ペレットの色とを比較した。
×・・・黄色みが増加。
○・・・ほとんど変化なし(ほとんど着色なし)。
◎・・・全く変化なし(全く着色なし)。
〈樹脂の着色度(YI)〉
樹脂の着色度(YI)は樹脂をクロロホルムに溶かし、15重量%として石英セルに入れ、JIS−K−7103に従い、色差計(日本電色工業社製、装置名:SZ−Σ90)を用いて、透過光で測定した。
〈発泡の有無の観察〉
単軸の押出機にてダイス温度を290℃でTダイから押出したとき、Tダイから押出される樹脂を観察、し発泡の有無を観察した。
××・・・全面に直径(楕円形状の場合は長径)0.5mm以上の発泡が多数観察される。
×・・・全面に直径(楕円形状の場合は長径)0.5mm以上の発泡が観察される。
○・・・0.5mm以下の発泡が観察される。
◎・・・目視では発泡は観察されない。
〈耐熱分解性の評価方法〉
試験管に1gの樹脂を入れ、260℃に昇温したヒートブロック(SCINICS社製 DRY−BLOCK−Bath)に試験管を挿入した。そのまま30分間保持した後、試験管を取り出し、中の樹脂の分解、発泡状態を目視で観察した。下記の状態観察の基準で判断した。
×・・・着色、発泡が著しい。発泡による気泡面の上昇が大きい。
△・・・着色、発泡している。発泡による気泡面が上昇している。
○・・・着色、発泡していないか、していてもその程度が小さい。
〔参考例1〕:偏光子の製造
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、5重量%(重量比:ヨウ素/ヨウ化カリウム=1/10)のヨウ素水溶液中で染色した。次いで、3重量%のホウ酸および2重量%ヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬し、さらに4重量%のホウ酸および3重量%のヨウ化カリウムを含む水溶液中で5.5倍まで延伸した後、5重量%のヨウ化カリウム水溶液に浸漬した。その後、40℃のオーブンで3分間乾燥を行い、厚さ30μmの偏光子を得た。
〔参考例2〕:ラクトン環含有アクリル系樹脂の製造(紫外線吸収性単量体使用)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた30L反応釜に、7000gのメタクリル酸メチル(MMA)、1000gの2−[2´−ヒドロキシ−5´−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2000gの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、10000gのトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温し、還流したところで、開始剤として10.0gのターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、商品名:ルパゾール570)を添加すると同時に、20.0gの開始剤と100gのトルエンからなる溶液を4時間かけて滴下しながら、還流下(約105〜110℃)で溶液重合を行い、さらに4時間かけて熟成を行った。
得られた重合体溶液に、10gのリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物(堺化学製、商品名:Phoslex A−18)を加え、還流下(約90〜110℃)で5時間、環化縮合反応を行った。次いで、上記環化縮合反応で得られた重合体溶液を、バレル温度260℃、回転数100rpm、減圧度13.3〜400hPa(10〜300mmHg)、リアベント数1個、フォアベント数4個のベントタイプスクリュー二軸押出し機(Φ=29.75mm、L/D=30)に、樹脂量換算で2.0kg/時間の処理速度で導入し、該押出し機内で環化縮合反応と脱揮を行い、押出すことにより、透明なラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(A)を得た。
ラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(A)のラクトン環化率は97.0%であった。
〔参考例3〕:ラクトン環含有アクリル系樹脂の製造(紫外線吸収性単量体を使用せず)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた30L反応釜に、8000gのメタクリル酸メチル(MMA)、2000gの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、10000gのトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温し、還流したところで、開始剤として10.0gのターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、商品名:ルパゾール570)を添加すると同時に、20.0gの開始剤と100gのトルエンからなる溶液を4時間かけて滴下しながら、還流下(約105〜110℃)で溶液重合を行い、さらに4時間かけて熟成を行った。
得られた重合体溶液に、10gのリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物(堺化学製、商品名:Phoslex A−18)を加え、還流下(約90〜110℃)で5時間、環化縮合反応を行った。次いで、上記環化縮合反応で得られた重合体溶液を、バレル温度260℃、回転数100rpm、減圧度13.3〜400hPa(10〜300mmHg)、リアベント数1個、フォアベント数4個のベントタイプスクリュー二軸押出し機(Φ=29.75mm、L/D=30)に、樹脂量換算で2.0kg/時間の処理速度で導入し、該押出し機内で環化縮合反応と脱揮を行い、押出すことにより、透明なラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(B)を得た。
ラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(B)のラクトン環化率は96.7%であった。
〔実施例1〕
参考例2で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(A)100重量部に対して、リン系酸化防止剤(ADEKA社製、PEP−36)を1重量部、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャルティーケミカルズ社製、IRGANOX1010)を1重量部を、2軸混練機にて230℃にて混合し、樹脂ペレットを作製した。
使用した各添加剤の280℃で20分間の加熱による重量減少は、それぞれ、リン系酸化防止剤(ADEKA社製、PEP−36)=7.9%、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャルティーケミカルズ社製、IRGANOX1010)=4.2%であった。
得られた樹脂ペレット(1)について、加熱による着色評価を行った。結果を表1に示した。
得られた樹脂ペレット(1)を、800Pa(6Torr)、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度を290℃でTダイから押出し、厚み80μmの偏光子保護フィルム(1)を作製した。
得られた偏光子保護フィルム(1)について、発泡の有無を観察した。結果を表1に示した。
得られた偏光子保護フィルム(1)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率、厚み80μmにおけるb値を測定した。結果を表1に示した。
〔実施例2〕
参考例2で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(A)100重量部に対して、チオエーテル系酸化防止剤(住友化学社製、スミライザーTP−D)を1.0重量部、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャルティーケミカルズ社製、IRGANOX1010)を1.0重量部を、2軸混練機にて230℃にて混合し、樹脂ペレット(2)を作製した。
使用した各添加剤の280℃で20分間の加熱における重量減少は、それぞれ、チオエーテル系酸化防止剤(住友化学社製、スミライザーTP−D)=2.4%、フェノール系酸化防止剤(チバスペシャルティーケミカルズ社製、IRGANOX1010)=4.2%であった。
得られた樹脂ペレット(2)について、加熱による着色評価を行った。結果を表1に示した。
得られた樹脂ペレット(2)を、800Pa(6Torr)、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度を290℃でTダイから押出し、厚み80μmの偏光子保護フィルム(2)を作製した。
得られた偏光子保護フィルム(2)について、発泡の有無を観察した。結果を表1に示した。
得られた偏光子保護フィルム(2)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率、厚み80μmにおけるb値を測定した。結果を表1に示した。
〔実施例3〕
参考例2で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(A)をそのまま樹脂ペレット(3)とした。
得られた樹脂ペレット(3)について、加熱による着色評価を行った。結果を表1に示した。
得られた樹脂ペレット(3)を、800Pa(6Torr)、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度を250℃でTダイから押出し、120μmのフィルムを得た。このフィルムを縦方向に140℃で1.5倍延伸したのち、横方向に140℃で1.3倍延伸し、厚み80μmの偏光子保護フィルム(3)を作製した。
得られた偏光子保護フィルム(3)について、発泡の有無を観察した。結果を表1に示した。
得られた偏光子保護フィルム(3)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率、厚み80μmにおけるb値を測定した。結果を表1に示した。
〔比較例1〕
参考例3で得られたラクトン環含有アクリル系樹脂ペレット(B)をそのまま樹脂ペレット(C1)とした。
得られた樹脂ペレット(C1)について、加熱による着色評価を行った。結果を表1に示した。
得られた樹脂ペレット(C1)を、800Pa(6Torr)、100℃で12時間乾燥させ、単軸押出機にてダイス温度290℃でTダイから押出し、厚み80μmの偏光子保護フィルム(C1)を得た。
得られた偏光子保護フィルム(C1)について、発泡の有無を観察した。結果を表1に示した。
得られた偏光子保護フィルム(C1)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率、厚み80μmにおけるb値を測定した。結果を表1に示した。
Figure 2008050573
〔実施例4〕
(接着剤)
アセトアセチル基変性したポリビニルアルコール樹脂100重量部(アセチル化度13%)に対してメチロールメラミン20重量部を含む水溶液を、濃度0.5重量%になるように調整したポリビニルアルコール系接着剤水溶液を調整した。
(偏光板の作製)
参考例1で得られた偏光子の両面に実施例1で得られた偏光子保護フィルム(1)を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせた。ポリビニルアルコール系接着剤は、それぞれアクリル樹脂面側に塗布し、70℃で10分間乾燥させて偏光板を得た。
(粘着剤)
ベースポリマーとして、ブチルアクリレート:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルアクリレート=100:5:0.1(重量比)の共重合体からなる重量平均分子量200万のアクリル系ポリマーを含有する溶液(固形分30%)を用いた。上記アクリル系ポリマー溶液にイソシアネート系多官能性化合物である日本ポリウレタン社製コロネートLをポリマー固形分100部に対して4部、および添加剤(KBM403、信越シリコーン製)を0.5部、粘度調整のための溶剤(酢酸エチル)を加え、粘着剤溶液(固形分12%)を調製した。当該粘着剤溶液を、乾燥後の厚みが25μmとなるように、離型フィルム(ポリエチレンテレフタレート基材:ダイヤホイルMRF38、三菱化学ポリエステル製)上に塗布した後、熱風循環式オーブンで乾燥して、粘着剤層を形成した。
(偏光板アンカー層)
ポリアクリル酸エステルのポリエチレンイミン付加物(日本触媒社製、商品名ポリメントNK380)をメチルイソブチルケトンで50倍に希釈した。これを偏光板のナイロン樹脂側に、ワイヤーバー(#5)を用いて乾燥後の厚みが50nmとなるように塗布乾燥した。
(粘着型偏光板の作製)
上記偏光板のアンカー層に、上記粘着剤層を形成した離型フィルムを貼り合わせ、粘着剤型偏光板を作製した。
(偏光板の評価)
得られた偏光板における、フィルムと偏光子の接着性、および外観を評価した。接着性は良好であり、偏光子とフィルムとが一体化して剥がれが生じなかった。また、外観に欠点は見られなかった。
〔実施例5〕
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を付した30L反応釜に、37.5部のメタクリル酸メチル(MMA)、10部の2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、2.5部の2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(大塚化学製、商品名:RUVA−93)、50部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ、105℃まで昇温させ、還流したところで、開始剤として0.05部のt−アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、商品名:ルパゾール570)を添加すると同時に、0.10部のt−アミルパーオキシイソノナノエートを2時間かけて滴下しながら、還流下(約105〜110℃)で溶液重合を行い、さらに4時間かけて熟成を行った。
得られた重合体溶液に、0.05部のリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物(堺化学社製、商品名:Phoslex A−18)を加え、還流下(約90〜110℃)で5時間、環化縮合反応を行った。次いで、上記環化縮合反応で得られた重合体溶液を、バレル温度260℃、回転数100rpm、減圧度13.3〜400hPa(10〜300mmHg)、リアベント数1個、フォアベント数4個のベントタイプスクリュー二軸押出し械(φ=29.75mm、L/D=30)に、樹脂量換算で2.0kg/時間の処理速度で導入し、該押出し機内で環化縮合反応と脱揮を行い、押出すことにより、透明なペレット(5)を得た。得られたペレット(5)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(5)を20mmφのスクリューを有する2軸押出し機を用いて、幅150mmのコートハンガータイプTダイから溶融押し出しし、厚み80μmの偏光子保護フィルム(5)を得た。
得られた偏光子保護フィルム(5)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔実施例6〕
35部のメタクリル酸メチル(MMA)、10部の2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、2.5部の2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(大塚化学製、商品名:RUVA−93)、2.5部のスチレン(St)を仕込んだ以外は実施例5と同様の実験を行い、透明なペレット(6)を得た。得られたペレット(6)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(6)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(6)を得た。得られた偏光子保護フィルム(6)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔実施例7〕
実施例5で得られたペレット(5)/アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)=90/10の重量比で単軸押出し機(φ=30mm)を用いて混練することにより、透明なペレット(7)を得た。得られたペレット(7)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(7)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(7)を得た。得られた偏光子保護フィルム(7)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔実施例8〕
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を付した30L反応釜に、13.25部のメタクリル酸メチル(MMA)、6.25部のN−シクロへキシルマレイミド(CHMI)、2.5部の2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(大塚化学製、商品名:RUVA−93)、25部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ、100℃まで昇温させ、還流したところで、開始剤として0.015部のt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(化薬アクゾ社製、商品名:カヤカルボン BIC−75)を添加した。
続いて、上記反応槽に対し、15.75部のメタクリル酸メチル、6.25部のN−シクロへキシルマレイミド、6部のスチレン、25部のトルエン、0.081部のt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの混合物を予め窒素ガスでバブリングしておき、3.5時間かけて滴下し、還流下(約110℃)で溶液重合を行い、さらに3.5時間かけて熟成を行った。
この重合液をバレル温度240℃にてコントロールした実施例1記載の2軸押出し機に供給し、ペントロより真空脱揮し、押し出されたストランドをペレット化して、透明なペレット(8)を得た。得られたペレット(8)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(8)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(8)を得た。得られた偏光子保護フィルム(8)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔比較例2〕
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を付した30L反応釜に、40部のメタクリル酸メチル(MMA)、10部の2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、50部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ、105℃まで昇温させ、還流したところで、開始剤として0.05部のt−アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、商品名:ルパゾール570)を添加すると同時に、0.10部のt−アミルパーオキシイソノナノエートを2時間かけて滴下しながら、還流下(約105〜110℃)で溶液重合を行い、さらに4時間かけて熟成を行った。
得られた重合体溶液に、0.05部のリン酸ステアリル/リン酸ジステアリル混合物(堺化学社製、商品名:Phoslex A−18)を加え、還流下(約90〜110℃)で5時間、環化縮合反応を行った。次いで、上記環化縮合反応で得られた重合体溶液に2.5部の2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール(チバスペシャルティーケミカルズ社製、商品名:チヌビンP)を添加し、充分に攪拌した後、バレル温度260℃、回転数100rpm、減圧度13.3〜400hPa(10〜300mmHg)、リアベント数1個、フォアベント数4個のベントタイプスクリュー二軸押出し機(φ=29.75mm、L/D=30)に、樹脂量換算で2.0kg/時間の処理速度で導入し、該押出し機内で環化縮合反応と脱揮を行い、押出すことにより、透明なペレット(C2)を得た。得られたペレット(C2)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(C2)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(C2)を得た。得られた偏光子保護フィルム(C2)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔実施例9〜13〕
重合するモノマーの組成を表1の組成とした以外は実施例5と同様にして、透明なペレット(9)〜(13)を得た。得られたペレット(9)〜(13)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(9)〜(13)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(9)〜(13)を得た。得られた偏光子保護フィルム(9)〜(13)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔実施例14〕
重合するモノマーをMMA37.5部、MHMA5部、RUVA−93 7.5部とし、環化縮合反応の触媒を0.05部のリン酸2−エチルヘキシル(堺化学社製 商品名:Phoslex A−8)とした以外は、実施例5と同様にして、透明なペレット(14)を得た。得られたペレット(14)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(14)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(14)を得た。得られた偏光子保護フィルム(14)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
〔実施例15〕
重合するモノマーをMMA35部、MHMA5部、RUVA−93 10部とし、環化縮合反応の触媒を0.05部のリン酸2−エチルヘキシル(堺化学社製 商品名:Phoslex A−8)とした以外は、実施例5と同様にして、透明なペレット(15)を得た。得られたペレット(15)の分析結果を表2に示した。
得られたペレット(15)から、実施例5と同様にして、厚み80μmの偏光子保護フィルム(15)を得た。得られた偏光子保護フィルム(15)について、厚み80μmにおける380nmでの光線透過率を測定した。結果を表2に示した。
Figure 2008050573
本発明の偏光子保護フィルムおよび偏光板は、各種画像表示装置(液晶表示装置、有機EL表示装置、PDP等)に好適に用いることができる。

Claims (14)

  1. 厚み80μmにおける380nmでの光線透過率が30%以下であり、
    紫外線吸収性単量体と(メタ)アクリル系単量体を含む単量体組成物を重合して得られる(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有する成型材料を、押出し成型にて成型して得られる、
    偏光子保護フィルム。
  2. 前記紫外線吸収性単量体が、ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体である、請求項1に記載の偏光子保護フィルム。
  3. 前記単量体組成物中における前記紫外線吸収性単量体の含有量が1〜30重量%である、請求項1または2に記載の偏光子保護フィルム。
  4. 前記(メタ)アクリル系樹脂が、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂である、請求項1から3までのいずれかに記載の偏光子保護フィルム。
  5. 厚み80μmにおけるb値が1.5未満である、請求項1から4までのいずれかに記載の偏光子保護フィルム。
  6. 前記成型材料は、前記樹脂成分100重量部に対して0.2重量部以上の280℃で20分間の加熱における重量減少が10%以下である酸化防止剤を含有する、請求項1から5までのいずれかに記載の偏光子保護フィルム。
  7. 前記酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤を含む、請求項6に記載の偏光子保護フィルム。
  8. 前記酸化防止剤が、前記樹脂成分100重量部に対して0.1重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.1重量部以上のチオエーテル系酸化防止剤とを含む、請求項7に記載の偏光子保護フィルム。
  9. 前記酸化防止剤が、前記樹脂成分100重量部に対して0.1重量部以上のフェノール系酸化防止剤と0.1重量部以上のリン系酸化防止剤とを含む、請求項7に記載の偏光子保護フィルム。
  10. 前記押出し成型時の成型材料の温度が250℃以上である、請求項1から9までのいずれかに記載の偏光子保護フィルム。
  11. ポリビニルアルコール系樹脂から形成される偏光子と請求項1から10までのいずれかに記載の偏光子保護フィルムとを含む偏光板であって、該偏光子が接着剤層を介して該偏光子保護フィルムに接着されてなる、偏光板。
  12. 前記接着剤層が、ポリビニルアルコール系接着剤から形成される層である、請求項11に記載の偏光板。
  13. 最外層の少なくとも一方として粘着剤層をさらに有する、請求項11または12に記載の偏光板。
  14. 請求項11から13までのいずれかに記載の偏光板を少なくとも1枚含む、画像表示装置。
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