JPWO2016052732A1 - 光学フィルム積層体、その光学フィルム積層体を用いた光学的表示装置、及び透明保護フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
(2) 上記(1)に記載の光学フィルム積層体において、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向において、前記透明保護フィルムの寸法変化率と前記偏光膜の寸法変化率の比が0.05以上1以下であってもよい。この場合、偏光膜と透明保護フィルムとの界面に生じ得る偏光膜の寸法変化に起因する応力を効果的に軽減させることができる。
(3) 上記(1)又は(2)に記載の光学フィルム積層体において、前記接着層と前記偏光膜との間に易接着層が設けられていてもよい。
(4) 上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の光学フィルム積層体において、前記透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム、又はポリオレフィン系樹脂フィルムのいずれかであってもよい。
(5) 上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の光学フィルム積層体において、前記透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルムであって、該フィルムのガラス転移温度をTgとしたときに、Tg以上の温度にて、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向に延伸されたものであってもよい。
(6) 上記(5)に記載の光学フィルム積層体において、前記透明保護フィルムは、主鎖にグルタルイミド環又はラクトン環を有するアクリル系樹脂を利用して形成されていてもよい。
(7) 上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の光学フィルム積層体を用いた光学的表示装置としてもよい。
(8) また、本発明によれば、熱可塑性樹脂から成る透明保護フィルムであって、前記透明保護フィルムは、厚みが40μm以下であり、100mm×100mmの試験片を85℃の環境下に48時間放置した後の、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向における寸法変化率が0.2%以上である、透明保護フィルムが提供される。この透明保護フィルムは、厚みが10μm以下の偏光膜とともに光学フィルム積層体を製造するのに非常に有用なものである。
(9) 上記(8)に記載の透明保護フィルムにおいて、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂から成る厚みが10μm以下の偏光膜の片面に接着層を介して配置されてもよい。
(10) 上記(8)又は(9)に記載の透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム、又はポリオレフィン系樹脂フィルムのいずれかであってもよい。
(11) 上記(8)乃至(10)のいずれかに記載の透明保護フィルムにおいて、前記透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルムであって、該フィルムのガラス転移温度以上の温度にて、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向に延伸されたものであってもよい。
(12) 上記(11)に記載の透明保護フィルムにおいて、前記透明保護フィルムは、主鎖にグルタルイミド環又はラクトン環を有するアクリル系樹脂を利用して形成されていてもよい。
偏光膜と透明な保護フィルムとの界面に生じる応力は、主に、加熱、冷却に伴う偏光膜の収縮方向における寸法変化率と保護フィルムのそれとの差によって生じるものと考えられる。この知見に基づき、先ず、様々な厚みの偏光膜について、加熱、冷却に伴う寸法変化率を測定した。この測定には、セイコーインスツル社製TMAを用いた。なお、この偏光膜の寸法変化率の測定方法は、後述する「(3)保護フィルムの寸法変化率」の測定方法とは異なるが、これらの測定方法は、実質的に互換できるものである。偏光膜を、後述の「(3)保護フィルムの寸法変化率」の方法で測定するのは困難なため、代替手法として用いただけのものである。
先ず、厚み5μmの偏光膜を、その吸収軸方向(以下、MD方向とする)に4mm、吸収軸と直交する方向(以下、TD方向とする)に25mmの短冊状に切り出した後、チャック間距離20mmとして試料をTD方向に引っ張るように設置し、引張荷重が19.6mg重を維持するように荷重制御し、雰囲気温度を25℃から85℃に10℃/分の速さで昇温させ、10分間85℃のまま保持した。その後、10℃/分の速さで降温させ、これを繰り返し48時間行った後、TMAによってその寸法の変化率を測定した。この結果、収縮方向における寸法変化率はおよそ3.0%に達した。尚、寸法変化率の値は、大きい程より大きく収縮していることを意味する。
本発明の光学フィルム積層体に用いることができる保護フィルムの作製方法の一例を説明する。尚、この作製方法は、単なる一例にすぎず、その他の作製方法を用いてもよいことは勿論である。上に説明したように、保護フィルムに求められる条件は、偏光膜の寸法変化率を許容するような寸法変化率を有することであって、それ以外の条件は、ここでは問題としない。
例えば、保護フィルムは、溶融押出法、即ち、高温でポリカーボネートのような熱可塑性樹脂を溶融した溶融物を、Tダイリップから押出し、冷却ロールで巻き取る方法によって作製することができる。
また、保護フィルムの材料も特に限定されるものではなく、例えば、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)のようなポリエチレンテレフタレート系樹脂、光学フィルム用途として用いられているシクロオレフィン系ポリマー(COP)のようなポリオレフィン系樹脂などを用いることもできる。PETは、例えば、下記「積層体作成工程(A)」に記載された非晶性PET基材を含む。COPは、例えば、「商品名:ゼオノア(ZEONOR)、日本ゼオン(株)製」、「ゼオネックス(ZEONEX)、日本ゼオン(株)製」、「商品名:アートン、JSR(株)製」、「商品名:Topas、TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH社製」、「商品名:アペル、三井化学(株)製」などの市販品を含む。
更に、アクリル系樹脂に関して、本願では、主に耐熱性の向上を目的として、ラクトン環やグルタルイミド環などの環状構造をこのアクリル系樹脂の主鎖中に組み込むこととしているが、これらは任意のものであり、それらを含まないものであってもよい。主鎖にグルタルイミド環又はラクトン環を有するこれらのアクリル系樹脂は、例えば、以下の方法で作製される。
この製法は、特許文献2に開示された製法に準拠する。先ず、原料の樹脂としてメタクリル酸メチル−スチレン共重合体(スチレン量11モル%)、イミド化剤としてモノメチルアミンを用いて、イミド化樹脂を製造した。
この製法は、特許文献3に開示された製法に準拠する。攪拌装置、温度計、冷却器、窒素導入管を備えた1000L反応釜に、メタクリル酸メチル40部、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル10部、トルエン50部、アデカスタブ2112(ADEKA製)0.025部を仕込み、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t−アミルパーオキシイソノナノエート(アトフィナ吉富製、商品名:ルパゾール570)を0.05部添加すると同時に、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。
図2から明らかなように、TD延伸倍率と寸法変化率は略比例関係にある。尚、グラフには示されていないが、延伸倍率が2.0倍付近(後述する実施例1で用いた)においても同様の関係が成り立つと考えてよい。
また、図3から明らかなように、寸法変化率は、TD延伸温度の上昇とともに小さくなり、所定の温度に達した時点で最小値となり、それ以下には下がらない。従って、所定の延伸倍率の下において、TD延伸温度を、所定の温度、例えば、Tg以上に設定することによって、寸法変化率を、例えば、0.2%以上に維持することができる。
原理的には、高温であるほど高分子の熱運動によって分子配向が等方的になるため、延伸倍率を上げても分子配向度は比較的低いと考えられる。寸法変化率には最終的に出来上がったフィルムの分子配向度が大きく依存していると考えられ、配向度が高ければ再度加熱時に等方的になろうとして収縮の寸法変化率が大きくなり、配向度が低ければ再度加熱してもさほど大きく収縮しようとしない。この結果、例えば、図2に示すように、TD延伸温度は一定でTD延伸倍率を変えた場合、延伸倍率が大きい方が寸法変化率は大きくなり、一方、図3に示すように、TD延伸倍率は一定でTD延伸温度を変えた場合、延伸温度が低い方が寸法変化率大きくなると考えられる。
次に、本発明の光学フィルム積層体に用いることができる偏光膜の作製方法の一例を、その偏光膜を作製する際に用いられる熱可塑性樹脂の一般的材料特性とともに説明する。但し、この作製方法は、単なる一例にすぎず、その他の作製方法を用いても勿論よい。
偏光膜を塗工する基材となる熱可塑性樹脂基材として、厚み200μmのイソフタル酸を6mol%共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(以下「非晶性PET)と記載する)の連続ウェブの基材(三菱樹脂(株)製 商品名:ノバクリア SH046 200μm)を用いた。この熱可塑性樹脂は、非晶性であり、熱を加えても結晶化しにくく、延伸倍率が低下しにくい。また、このポリエチレンテレフタレートの連続ウェブの基材は、ガラス転移温度が75℃である。なお、PVA層のガラス転移温度は、80℃である。
第1段の空中補助延伸工程(B)によって、12μm厚のPVA層2を含む積層体7を非晶性PET基材1と一体に延伸し、PVA層2を含む「延伸積層体8」を生成した。具体的には、オーブン33内に延伸手段31が配備された空中補助延伸処理装置30において、PVA層2を含む積層体7を、PVA層及び基材のガラス転移温度より高い120℃の延伸温度環境に設定されたオーブン33内で延伸手段31に通し、延伸倍率が2.0倍になるように、自由端一軸延伸し、厚み8μmの延伸積層体8を生成した。この段階で、オーブン33に併設させた巻取装置32に巻き取って延伸積層体8のロール8’を製造することができる。本実施形態では、空中補助延伸の延伸倍率を2.0倍としているが、目的の厚みや偏光度に応じて、本工程の3.5倍まで延伸倍率を上げることが可能である。
次に、第1不溶化工程(C)において、ロール8’を装着した繰出装置43から繰り出される延伸積層体8に不溶化処理を施し、不溶化された延伸積層体9を生成した。当然のことながら、この工程で不溶化された延伸積層体9は、不溶化されたPVA層2を含む。以下、これを「不溶化延伸積層体9」という。
次に、染色工程(D)によって、PVA分子が配向された8μm厚のPVA層2に二色性物質のヨウ素を吸着させた着色積層体10を生成した。具体的には、染色液51の染色浴52を備えた染色装置50において、第1不溶化処理装置40から繰り出される不溶化延伸積層体9を液温30℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液51に、不溶化延伸積層体9の配向されたPVA層2にヨウ素を吸着させた着色積層体10を生成した。
以下に説明する第2不溶化工程(E)は、以下の目的によりなされる。本工程は、第1に、後工程のホウ酸水中延伸工程(F)において、着色積層体10に含まれるPVA層2を溶解させないようにする不溶化と、第2に、PVA層2に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、第3に、PVA層2のPVA分子同士を架橋することによって結節点を生成する結節点の生成とを目的とし、第2不溶化工程は、この第1と第2の目的を特に達成するものである。
第2不溶化工程(E)は、ホウ酸水中延伸工程(F)の前工程として行われる。染色工程(D)において生成された着色積層体10に不溶化処理を施すことによって、不溶化された着色積層体11が生成される。以下、これを「不溶化着色積層体11」という。不溶化着色積層体11は、不溶化されたPVA層2を含む。具体的には、ホウ酸とヨウ化カリウムとからなる水溶液(以下、「第2ホウ酸不溶化水溶液」という)61を収容する第2不溶化処理装置60において、着色積層体10を40℃の第2ホウ酸不溶化水溶液61に60秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士を架橋することによって、不溶化着色積層体11が生成される。この工程で使用される第2ホウ酸不溶化水溶液は、水100重量部に対してホウ酸を3重量部含み、水100重量部に対してヨウ化カリウムを3重量部含む。
[ホウ酸水中延伸工程(F)]
第2段のホウ酸水中延伸工程によって、ヨウ素を配向させたPVA層2を含む、不溶化着色積層体11をさらに延伸し、5μm厚の偏光膜3を構成するヨウ素を配向させたPVA層を含む積層体12を生成した。具体的には、ホウ酸水溶液71のホウ酸浴72と延伸手段73を備えたホウ酸水中延伸処理装置70において、第2不溶化処理装置60から連続的に繰り出された、不溶化着色積層体11をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温70℃の延伸温度環境に設定されたホウ酸水溶液71に浸漬し、次にホウ酸水中処理装置70に配備された延伸手段73に通し、延伸倍率が2.7倍になるように自由端一軸に延伸することによって、積層体12を生成した。本実施形態の総延伸倍率は、5.5倍であるが、空中補助延伸工程の延伸倍率及びホウ酸水中延伸工程の延伸倍率を調整することによって、5.0倍以上6.5倍以下としてもよい。
不溶化着色積層体11は、ホウ酸水中延伸工程(F)において延伸処理され、ホウ酸水溶液71から取り出される。取り出された偏光膜3を含む積層体12は、洗浄工程(G)に送られる。洗浄工程(G)は、薄型高性能偏光膜3の表面に付着した不要残存物を洗い流すことを目的とする。具体的には、積層体12を洗浄装置80に送り込み、薄型高性能偏光膜3のPVAが溶解しないように、液温30℃のヨウ化カリウムを含む洗浄液81に1〜10秒間浸漬する。洗浄液81中のヨウ化カリウム濃度は、水100重量部に対して、4重量部である。
洗浄された積層体12は、乾燥工程(H)に送られ、ここで乾燥される。次いで、乾燥された積層体12は、乾燥装置90に併設された巻取装置91によって、連続ウェブの積層体12として巻き取られ、薄型高性能偏光膜3を含む積層体12のロールが生成される。乾燥工程(H)として、任意の適切な方法、例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥を採用することができる。本実施形態においては、オーブンの乾燥装置90において、60℃の温風で、240秒間、乾燥を行った。
以上の工程により、5μm厚の偏光膜3が作製される。
本発明の光学フィルム積層体は、「1.保護フィルムの作製」で得られた保護フィルムと、「2.偏光膜の作製」で得られた偏光膜の組み合わせから成る。例えば、図1の工程(I)、即ち、[貼合せ/転写工程(I)]によって、光学フィルム積層体を作ることができる。この場合、偏光膜3は、該偏光膜3が製膜された熱可塑性基材、例えば非晶性PET基材1上にそのまま残された状態で、保護フィルム4(その他の光学フィルムを含んでいてもよい)を貼合せながら巻き取られる。この巻き取り工程において、偏光膜3を保護フィルム4に転写しながら非晶性PET基材1を剥離することにより、光学フィルム積層体13が生成されることになる。具体的には、貼合せ/転写装置100に含まれる繰出/貼合せ装置101によって積層体12がロールから繰り出され、繰り出された積層体12の偏光膜3が、巻取/転写装置102によって保護フィルム4に転写され、その過程で、偏光膜3が基材1から剥離されて、光学フィルム積層体13が生成される。特に図示していないが、偏光膜3と保護フィルム4との間には接着層が設けられる。この接着層は、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA)40重量部とアクリロイルモルホリン(ACMO)60重量部と光開始剤「IRGACURE 819」(BASF社製)3重量部を混合することによって調整された、光硬化性の接着剤によって構成される。調整した接着剤は、硬化後の接着層の厚みが0.5μmとなるように偏光膜3の上に塗布され、この塗布側を保護フィルム14の易接着層側に貼り合わせ、活性エネルギー線として紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。紫外線照射は、ガリウム封入メタルハライドランプ、照射装置:Fusion UV Systems,Inc社製のLight HAMMER10、バルブ:Vバルブ、ピーク照度:1600mW/cm2、積算照射量1000/mJ/cm2(波長380〜440nm)を使用し、紫外線の照度は、Solatell社製のSola−Checkシステムを使用して測定した。
また、上記「積層体作成工程(A)」に記載されているように非晶性PET基材1とは別個に設けた保護フィルムを用いるのではなく、この非晶性PET基材1を保護フィルムとして利用してもよい。例えば、非晶性PET基材1を偏光膜3から一旦剥離し、所望の厚みに延伸した後に、保護フィルムとして偏光膜3と貼り合わせてもよい。また、偏光膜3と非晶性PET基材1を剥離せずに、そのまま所望の厚みに延伸して、光学フィルム積層体13を生成することもできる。
保護フィルムや、偏光膜、及び光学フィルム積層体について、以下の各評価を行った。
(1)保護フィルムの厚みの測定
作製した保護フィルムの厚みを、偏光膜と貼り合わせる前の状態において、ダイヤルゲージ(尾崎製作所製)を用いて幅方向5点で測定した。
作製した偏光膜を、保護フィルムと貼り合わせる直前の状態、即ち、図1の繰出/貼合せ装置101によって、積層体12がロールから繰り出されたときにサンプリングし、熱可塑性樹脂から剥離した後、(1)に記載のダイヤルゲージを用いて偏光膜の厚みを測定した。
偏光膜と貼り合わせる前の保護フィルム、即ち、図1の繰出/貼合せ装置101において、偏光膜3を転写するために繰り出された保護フィルム4について、以下の寸法変化率測定を行った。
作製された保護フィルムサンプルから、試験片を、保護フィルムの搬送方向(MD方向)について100mm、保護フィルムの搬送方向に対して垂直な方向(TD方向)について100mmの正方形形状に切り出し、4辺の中点近傍に標点を設け、25℃50%RHの室温環境下にて、向かい合う辺同士の標点間距離「a」を測定した。次に85℃の乾燥オーブン(espec社製)に48時間投入し、85℃の環境試験機内から測定前と同じ25℃50%RHの室温環境下に取り出した後、30分後に、平面二軸寸法測定機(ミツトヨ製QV606)にて、同様に向かい合う辺同士の評点間距離「a’」を測定した。このとき、(a’−a)/a×100(%)をそれぞれMD方向の寸法変化率とした。
得られた光学フィルム積層体について、以下のクラック評価を行った。
(4−1)所定のヒートサイクルを与えた後のクラックの有無に関する評価
作製した光学フィルム積層体のサンプルを、MD方向に200mm、TD方向に150mmの長方形型に切り出し、粘着剤側を長さ250mm、幅170mm、厚み1mmの無アルカリガラス板の中央部に貼り付けた。次に加圧脱泡装置(栗原製作所製)を用いて、0.5MPaの圧力下で、50℃で15分間の加圧脱泡装置を施した。その後、ガラスに貼りつけたままサンプルを環境試験機に投入し、−40℃から85℃までの冷熱衝撃を100サイクル与え、MD方向にクラックが発生するかどうかを確認した。
(4−2)所定深さのクラックが生じるまでに要したヒートサイクルの回数に関する評価
作製した光学フィルム積層体のサンプルを、積層方向を紙面に対して垂直に見た時に、TD方向を長辺として図4に示す形状に切り出した。尚、偏光膜と保護フィルムは紙面に対して垂直方向に積層されている。切り出し加工にはレーザー加工機を用いた。次に粘着剤側を長さ250mm、幅170mm、厚み1mmの無アルカリガラス板の中央部に貼り付け、加圧脱泡装置(栗原製作所製)を用いて、0.5MPaの圧力下で、50℃で15分間の加圧脱泡処理を施した。その後、ガラスに貼りつけたままサンプルを環境試験機に投入し、−40℃から85℃までの冷熱衝撃を10サイクル与え、図4中「a」部に発生するクラックの長さを比較した。冷熱衝撃試験は合計で最大100サイクルまで与え、クラックが辺「b」まで達するのに必要なサイクル数をカウントした。
偏光膜と保護フィルムとの界面に生じる応力を軽減させる観点から、保護フィルムの寸法変化率(εf)と偏光膜の寸法変化率(εp)との比(εf/εp)を求めた。明らかなように、これらの寸法変化率の差は小さければ小さい程よい、つまり、比の値は1に近い程、好ましい。後述する表1では、実際に実験に用いた偏光膜の寸法変化率に対する保護フィルムの寸法変化率の比を求めた。
上記「(1)グルタルイミド環単位を有する(メタ)アクリル系樹脂を利用した保護フィルムの作製」に記載された方法で、厚み40μmの保護フィルムを得た。また、上記「2.偏光膜の作製」に記載された方法で、厚み5μmの偏光膜を得た。これら保護フィルムと偏光膜とから構成される光学フィルム積層体について評価を行った。
この結果、保護フィルムのTD方向における寸法変化率は、+0.21となり、また、クラックの発生は無く、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、70回と、良好な結果が得られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.07となった。
基本的に実施例1と同じであるが、保護フィルムの作製時にTD方向の延伸倍率を30%上げて2.65倍とし、厚み20μmの保護フィルムを得た。この保護フィルムを、上記「2.偏光膜の作製」に記載された方法で得た厚み5μmの偏光膜と接着し、得られた光学フィルム積層体について評価を行った。
この場合、保護フィルムの寸法変化率は、+0.42となり、また、クラックの発生は無く、ヒートサイクルを100回以上繰り返しても所定深さまでクラックは達せず、実施例1よりも良好な結果が得られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.14となった。
保護フィルムの作製時におけるTD方向の延伸温度が実施例1より3℃高いこと以外は、実施例2と同様である。
この場合の保護フィルムの寸法変化率は、+0.3であった。また、クラックの発生は無く、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、90回であった。また、このとき厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.1となった。
保護フィルムの作製時におけるTD方向の延伸温度が実施例1より6℃高いこと以外は、実施例2と同様である。
この場合の保護フィルムの寸法変化率は、+0.22であった。また、クラックの発生は無く、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、70回であった。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.073となった。
基本的に実施例1と同じであるが、保護フィルムの作製時にTD方向の延伸倍率を30%上げて延伸し、これに伴ってMD方向の延伸倍率を調整することにより保護フィルムの厚みを40μmとした。また、上記「2.偏光膜の作製」に記載された方法で、厚み5μmの偏光膜を得た。これら保護フィルムと偏光膜とから構成される光学フィルム積層体について、評価を行った。
この結果、保護フィルムの寸法変化率は、+0.53となり、また、クラックの発生は無く、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、80回となり、実施例1よりも良好な結果が得られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.177となった。
上記「(2)ラクトン環単位を有する(メタ)アクリル系樹脂を利用した保護フィルムの作製」に記載された方法で、厚み20μmの保護フィルムを得た。この場合のTD方向における延伸温度(139℃)と延伸倍率(2.65倍)は、実施例4と同じである。また、上記「2.偏光膜の作製」に記載された方法で、厚み5μmの偏光膜を得た。これら保護フィルムと偏光膜とから構成される光学フィルム積層体について、評価を行った。
この結果、保護フィルムのTD方向における寸法変化率は、+0.36となり、また、クラックの発生は無く、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、70回であり、良好な結果が得られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.12となった。
上記「積層体作成工程(A)」に記載された非晶性PET基材を、偏光膜から剥離した後、厚みが20μmになるよう延伸した。この場合のTD方向における延伸温度は100℃であり、延伸倍率は2.0倍であった。
この場合の保護フィルムの寸法変化率−1.78となり、また、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは80回であり、良好な結果が得られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.59となった。尚、クラックの有無については、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルの回数や実施例1乃至6等の結果から明らかであるため、つまり、クラックが生じないことは明らかであるため、特に実験を行っていない(実施例8についても同様)。
日本ゼオン(株)製ゼオノアフィルム(厚み50μm)を使用し、TD方向の延伸温度を130℃、延伸倍率を2.0倍で延伸した。
この場合の保護フィルムの寸法変化率は−0.24となり、また、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、70回であり、良好な結果が得られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.08となった。
基本的に実施例6と同じであるが、偏光膜の厚みを12μmとした点で相違する。この12μm厚みの偏光膜は、上記の通り、PVA単層のフィルムをそのまま染色及び延伸する方法で得られたものである。この場合、保護フィルムの寸法変化率は、+0.36と良好な結果が得られたが、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルは、10回であり、実用に耐えないものであることが判明した。また、厚み12μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.09となった。尚、クラックの有無については、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルの回数や比較例2、3等の結果から明らかであるため、つまり、クラックが生じることは明らかであるため、特に実験を行っていない(比較例4乃至6についても同様)。
保護フィルムの作製時におけるTD方向の延伸温度が実施例6より12℃高いこと以外は、実施例6と同様である。この場合、保護フィルムの寸法変化率は、+0.18であり、クラックが発生し、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルも、10回と悪化が見られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.06となった。
保護フィルムの作製時におけるTD方向の延伸温度が実施例5より12℃高く、延伸倍率が2.05倍であること以外は、実施例5と同様である。
この場合、保護フィルムの寸法変化率は、+0.1であったが、クラックが発生し、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルも、30回と悪化が見られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.033となった。
保護フィルムの作製時におけるTD方向の延伸温度が実施例6より11℃高く、偏光膜の厚みを12μmとしたこと以外は、実施例6と同様である。尚、厚み12μmの偏光膜は、比較例1と同様の方法で得た。この場合、保護フィルムの寸法変化率は、+0.18であったが、クラックが発生し、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルも、10回と悪化が見られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.06となった。
保護フィルムの作成時におけるTD方向の延伸倍率が1.0倍である以外は、実施例7と同様である。
この場合、保護フィルムの寸法変化率は+0.88であり、膨張する結果となり、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルも、10回と悪化が見られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.29となったが、膨張であるため、意味をなさない。
保護フィルムの作成時におけるTD方向の延伸温度が140℃である以外は、実施例8と同様である。
この場合、保護フィルムの寸法変化率は−0.12であり、所定深さのクラックに達するまでに要したヒートサイクルも、10回と悪化が見られた。また、厚み5μmの偏光膜の寸法変化率との比は、0.04となった。
尚、本実施例では、ラクトン環についての実施例は実施例6のみであるが、ラクトン環のTg(126℃)とグルタルイミド環のTg(127℃)は略同じであることから、寸法変化率の観点、言いかえれば、分子配向性の観点からみれば、両者は実質的に同じものと考えることができる。よって、たとえ実施例が存在しなくとも、ラクトン環を含有したアクリル系樹脂については、基本的に、グルタルイミド環を含有したそれと同様に考えることができる。更に、グルタル酸無水物構造を導入した場合や、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、メチルマレイミドなどのN−置換マレイミドを共重合した場合も、同様の結果が得られることは当業者には明らかであろう。
また、ポリエチレンテレフタレート系樹脂については、偏光膜の厚みが10μm以下、例えば、5μmであって、保護フィルムの厚みが40μm以下、例えば、20μmであり、且つ、その延伸倍率が2.0(以上)の場合には、光学フィルム積層体に所定深さのクラックが生じるまでに要するヒートサイクルの回数は80回以上と良好な結果が得られた。また、ヒートサイクルについて良好な結果が得られたときの、透明保護フィルムの寸法変化率と偏光膜の寸法変化率の比は、0.59以上となった。尚、本実施例では、ポリエチレンテレフタレート系樹脂としてPETを例示しているが、ポリエステル系樹脂であるから、PET以外の、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等についても、同様の結果が得られることは当業者には明らかであろう。
更に、ポリオレフィン系樹脂については、偏光膜の厚みが10μm以下、例えば、5μmであって、保護フィルムの厚みが40μm以下、例えば、25μmであり、且つ、その延伸温度がTg+30(以下)の場合には、光学フィルム積層体に所定深さのクラックが生じるまでに要するヒートサイクルの回数は70回以上と良好な結果が得られた。また、ヒートサイクルについて良好な結果が得られたときの、透明保護フィルムの寸法変化率と偏光膜の寸法変化率の比は、0.08以上となった。
図5及び図6に、本発明による光学フィルム積層体を用いた光学的表示装置(層構成)の実施形態を示す。
4 保護フィルム
13 光フィルム積層体
Claims (12)
- 二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂から成る厚みが10μm以下の偏光膜と、前記偏光膜の片面に接着層を介して配置された熱可塑性樹脂から成る透明保護フィルムとを含む光学フィルム積層体であって、
前記透明保護フィルムは、厚みが40μm以下であり、100mm×100mmの試験片を85℃の環境下に48時間放置した後の、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向における寸法変化率が0.2%以上である、光学フィルム積層体。 - 前記偏光膜の吸収軸に直交する方向において、前記透明保護フィルムの寸法変化率と前記偏光膜の寸法変化率の比が0.05以上1以下である、請求項1に記載の光学フィルム積層体。
- 前記接着層と前記偏光膜との間に易接着層が設けられている、請求項1又は2に記載の光学フィルム積層体。
- 前記透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム、又はポリオレフィン系樹脂フィルムのいずれかである、請求項1乃至3のいずれかに記載の光学フィルム積層体。
- 前記透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルムであって、該アクリル系樹脂フィルムのガラス転移温度以上の温度にて、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向に延伸されたものである、請求項1乃至4のいずれかに記載の光学フィルム積層体。
- 前記透明保護フィルムは、主鎖にグルタルイミド環又はラクトン環を有するアクリル系樹脂を利用して形成されている請求項5に記載の光学フィルム積層体。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の光学フィルム積層体を用いた光学的表示装置。
- 熱可塑性樹脂から成る透明保護フィルムであって、
前記透明保護フィルムは、厚みが40μm以下であり、100mm×100mmの試験片を85℃の環境下に48時間放置した後の、偏光膜の吸収軸に直交する方向における寸法変化率が0.2%以上である、透明保護フィルム。 - 二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂から成る厚みが10μm以下の偏光膜の片面に接着層を介して配置される、請求項8に記載の透明保護フィルム。
- アクリル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム、又はポリオレフィン系樹脂フィルムのいずれかである、請求項8又は9に記載の透明保護フィルム。
- 前記透明保護フィルムは、アクリル系樹脂フィルムであって、該アクリル系樹脂フィルムのガラス転移温度以上の温度にて、前記偏光膜の吸収軸に直交する方向に延伸されたものである、請求項8乃至10のいずれかに記載の透明保護フィルム。
- 前記透明保護フィルムは、主鎖にグルタルイミド環又はラクトン環を有するアクリル系樹脂を利用して形成されている請求項11に記載の透明保護フィルム。
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